JP2557732B2 - リードフレームおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、リードフレームおよびその製造方法に係
り、特にリードフレームのインナーリードにおける先端
肉薄部の構造およびその形状に関する。

（従来の技術） 半導体装置の小形化および高集積化に伴い、リードフ
レームのインナーリード先端が細くなり、変形を生じ易
くなってきている。このようなインナーリードの変形
は、リードの短絡やボンディング不良を生じ易く、リー
ドフレームの歩留まり低下や、半導体装置の信頼性低下
の原因の１つになっている。

ところで、リードフレームと半導体素子（チップ）と
の接続方式はワイヤを用いるワイヤボンディング方式
と、ワイヤを用いることなく半導体素子を導体パターン
面に直接固着するワイヤボンディング方式とに大別され
る。

これらのうちワイヤボンディング方式は、リードフレ
ームのダイパットに、チップを熱圧着によりあるいは導
電性接着剤等により固着し、このチップのボンディング
パッドとリードフレームのインナーリードの先端とを金
線等のワイヤを用いて電気的に接続するものである。

この方式は、接続が可撓性のワイヤによってなされて
いるため、ボンディング時におけるワイヤ自体の機械的
強度は高い反面、１本ずつ接続するためボンディングに
要する時間が長く信頼性の面でも問題があるうえ、半導
体装置の外形を薄くすることが出来ないという問題があ
る。

近年、半導体装置の薄型化とボンディングに要する時
間を低減するため、ワイヤレスボンディング方式が注目
されている。

ワイヤレスボンディング方式にもいろいろな方式があ
るが、その代表的なものの１つに、インナーリード１の
先端に伸長する肉薄のパターンの先端に形成されたバン
プをチップのボンディングパットに直接接続することに
よりチップとインナーリードとを電気的に接続するダイ
レクトボンディング方式がある。

上記ダイレクトボンディングは、ワイヤボンディング
のように１本づつボンディングするのではなく、チップ
は全リードの先端を１度にボンディングすることができ
るため、ボンディング時間の大幅な短縮をはかることが
できる上、ワイヤボンディング方式で必要であったワイ
ヤループ分の高さが不要となり半導体装置の薄形化をは
かることができる。

しかしながら、このようなダイレクトボンディングに
おいては、ワイヤボンディングのように１本づつボンデ
ィングするのではなく、チップに全リードの先端を１度
にボンディングするため、先端部はある程度の可撓性を
必要とし、このため通常のインナーリード先端よりもさ
らに肉薄のパターンが必要となる。

通常、このようなリードフレームは、パターン形成加
工後にコイニングと呼ばれれるプレス加工を用いた肉薄
化工程によって薄く形成するようにするかまたは、エッ
チングにより前もって薄く形成した状態で、打ち抜き工
程などにより肉薄部のパターン形成を含む形状加工を行
い、この後、先端部に貴金属めっきを行い、形成され
る。

しかしながら、肉薄部の形成にエッチング法を用いる
場合、生産性が低く、コスト面で実用的ではないという
問題があり、また、コイニングパンチＰを用いたプレス
加工を用いようとすれば、第４図に示すように、インナ
ーリード部と先端肉薄部との境界にバリＢが発生し、こ
れが、リードフレームの搬送工程で邪魔になったり、短
絡の原因となったりすることがあった。

またワイヤボンディング方式の場合にも、高集積化に
際してインナーリードの微細化は進む一方であり、微細
加工の面から考えるとインナーリード先端は薄くするの
が望ましく、先端を薄くしようとすると同様の問題が生
じることになる。

（発明が解決しようとする課題） このように、従来のダイレクトボンディング方式のリ
ードフレームの製造方法では、プレス加工による肉薄部
の形成に際して、肉薄部とインナーリードとの境界にば
りが発生し、これがリードフレームの信頼性低下の原因
となっていた。

これはワイヤレスボンディング方式にリードフレーム
に限らず、先端部を肉薄としたリードフレームであれば
ワイヤボンディング方式のリードフレームにも適用可能
である。

本発明は前記実情に鑑みてなされたもので、インナー
リード先端の肉薄部に発生するばりをなくし、信頼性の
高いリードフレームを提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） そこで本発明のリードフレームでは、半導体素子搭載
部に向けて伸長する複数のインナーリードと、前記各イ
ンナーリードのそれぞれに接続されたアウターリードと
を具備し、前記インナーリードは、ボンディングエリア
となる肉厚一定の肉薄部から隣接する領域への境界で肉
厚がテーパ状をなして変化するように構成されている。

また本発明の方法ではリードフレーム先端部の肉薄部
形成のためのコイニング工程に際し、前記インナーリー
ドの先端にボンディングエリアとなる肉厚一定の肉薄部
を具備し、この肉薄部からこれに隣接する領域への境界
で肉厚がテーパ状をなして変化するようにプレス加工に
より肉薄化をおこなうようにしたことを特徴とする。

（作用） かかる構成によれば、 I. インナーリード先端部に肉薄部を具備し、その肉薄
部と隣接する領域との間では肉厚はテーパ状をなして次
第に変化するように構成されているため、バリの発生も
無く信頼性の高いリードフレームを得ることが可能とな
る。

II. また、最先端部のボンディングエリアとなる領域
は肉薄部で構成されており、この肉薄部と隣接領域との
境界で肉厚が、次第に変化しているため、半導体チップ
の周縁にインナーリードが接触するいわゆるエッジタッ
チの発生も無く信頼性の高い半導体装置を得ることが可
能となる。

また本発明の方法によれば、上記効果に加え、 III.コイニング工程において用いられるパンチの周縁部
にテーパを持たせるように形成すれば極めて容易にバリ
の発生のない信頼性の高いリードフレームを得ることが
可能となるという効果を奏効する。

（実施例） 以下、本発明の実施例について、図面を参照しつつ、
詳細に説明する。

第１図（ａ）乃至第１図（ｅ）は、本発明実施例のダ
イレクトボンディング用リードフレームの製造工程を示
す図である。

まず、第１図（ａ）および第１図（ｂ）に示すよう
に、スタンピング法により、厚さ0.15mmの銅合金からな
る帯状材料を加工することにより、半導体素子を搭載す
るための領域のまわりに先端がくるように配列された多
数のインナーリード１と、各インナーリードに接続する
ように配設せしめられたアウターリード３とを含むリー
ドフレームを成形する。２はタイバー、４はサポートバ
ーである。ここでは、半導体素子搭載部相当領域Ｄは打
ち抜いておく。また、半導体素子搭載部相当領域Ｄ全体
の打ち抜きに代えてコイニングによる逃げ穴を一部に形
成しておくようにしても良い。（第１図（ｂ）は第１図
（ａ）のＡ−Ａ断面に相当する） 次いで、第１図（ｃ）および第１図（ｄ）に示すよう
に、第２図に示すように周縁部Ｃがテーパをなすように
形成されているパンチPsを用いてコイニングを行い、イ
ンナーリード先端部1Sを厚さ0.7mm程度となるまで肉薄
化する。

この後、600℃30分の熱処理を行い、スタンピングに
よる加工歪を除去し、安定化をはかる。

そして最後に、さらに第１図（ｅ）に示すように再び
少なくともインナーリード先端部1Sを金型内に設置し、
スタンピングを行い、肉薄パターン1Sをインナーリード
先端に備えたリードフレームが完成する。

このようにして形成されたリードフレームは、インナ
ーリードの先端部と肉薄部との間で肉厚がテーパ状をな
して変化しているため、バリの発生もなく、信頼性の高
いものとなっている。

なお、ワイヤボンディング用のリードフレームの場合
には第２図（ａ）に示すように、インナーリード先端部
に相当する領域全体がテーパをなすように形成されてい
るパンチPsを用いてコイニングを行うようにすれば、第
２図（ｂ）に示すように、肉薄部全体になだらかなテー
パ状をなすように断面形状を得ることもできる。

このようにして形成されたリードフレームは、第１図
（ａ）乃至第１図（ｅ）に示したダイレクトボンディン
グ用のリードフレームの場合、第３図（ａ）および第３
図（ｂ）に示すように、半導体チップ５のボンディング
パッド上に形成されたバンプに肉薄部1sの先端を固着せ
しめ、樹脂容器４内に封止され、半導体装置が完成す
る。第３図（ａ）は斜視図、第３図（ｂ）は断面図であ
る。

このようにして形成された半導体装置は、インナーリ
ード先端肉薄部にばりがないため、短絡を生じたりする
こともなく、確実で強固なダイレクトボンディングが可
能となる。

なお、前記実施例では、半導体チップの肉薄部にバン
プを形成したが、肉薄部の先端に表面が半田等で被覆さ
れた突起（バンプ）を形成してもよい。

また、前記実施例では、コイニングと焼純は各１回と
したが、２回以上繰り返すようにし、複数回に分けて徐
々に肉薄化を繰り返すことにより、パターン精度をより
向上することが可能となる。

さらに前記実施例では、ダイレクトボンディング方式
のリードフレームについて説明したが、これに限定され
ることなくワイヤボンディング方式のリードフレームに
も適用可能である。このとき、テーパの形状としては第
２図（ｂ）に参考図として示したように、インナーリー
ド先端部の断面を示すように肉薄部全体になだらかなテ
ーパ状をなすように形成するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、リードフレーム
の先端部の肉薄部を境界がテーパ状をなすように、コイ
ニングを行うようにしているため、ばりの発生を抑制
し、信頼性の高いリードフレームを提供することが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）乃至第１図（ｅ）は本発明実施例のリード
フレームの製造工程図、第２図（ａ）は本発明の他のリ
ードフレームの製造方法に用いるコイニングパンチを示
す図、第２図（ｂ）は同パンチを用いたコイニング形状
の参考例を示す図、第３図は本発明実施例の方法で形成
されたリードフレームを用いた半導体装置を示す図、第
４図は従来例の方法で形成したリードフレームのインナ
ーリード先端部を示す図である。 １……インナーリード,1S……肉薄パターン、２……タ
イバー、３……アウターリード、４……封止樹脂、５…
…半導体チップ,P,Ps……コイニングパンチ。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体素子搭載部に向けて伸長する複数の
   インナーリードと、 前記各インナーリードのそれぞれに接続されたアウター
   リードとを具備し、 前記インナーリードは、ボンディングエリアとなる肉厚
   一定の肉厚部を有し、前記肉薄部から隣接する領域への
   境界では肉厚がテーパ状をなして変化するように構成さ
   れていることを特徴とするリードフレーム。
2. 【請求項２】半導体素子搭載部に向けて伸長する複数の
   インナーリードと、 前記各インナーリードのそれぞれに接続されたアウター
   リードとを具備したリードフレームの形状加工をおこな
   う形状加工工程と、 前記インナーリードの先端に、ボンディングエリアとな
   る肉厚一定の肉薄部を形成すると共に、前記肉薄部から
   隣接する領域への境界では肉厚がテーパ状をなして変化
   するように、プレス加工により肉薄化をおこなうコイニ
   ング工程とを含むことを特徴とするリードフレームの製
   造方法。