JP2582682B2 - リードフレームおよびその製造方法 - Google Patents

リードフレームおよびその製造方法

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JP2582682B2 JP3094477A JP9447791A JP2582682B2 JP 2582682 B2 JP2582682 B2 JP 2582682B2 JP 3094477 A JP3094477 A JP 3094477A JP 9447791 A JP9447791 A JP 9447791A JP 2582682 B2 JP2582682 B2 JP 2582682B2
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和彦 梅田
芳弘 藤川
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、リ―ドフレ―ムおよび
その製造方法に係り、特に、ダイパッドの形状およびそ
の形成に関する。
【0002】
【従来の技術】IC、LSI等の半導体装置の実装に際
して用いられるリ―ドフレ―ムは、鉄系あるいは銅系等
の金属材料からなる板状体をプレス加工又はエッチング
により所望のパタ―ンに成形することによって形成され
る。
【0003】通常、リ―ドフレ―ム1は、図9に示す如
く、半導体集積回路チップ(以下半導体チップ)を搭載
するダイパッド11と、ダイパッドを取り囲むように配
設せしめられた複数のインナ―リ―ド12とインナ―リ
―ド12を一体的に連結するタイバ―13と、各インナ
―リ―ドに連結せしめられタイバ―の外側に伸張するア
ウタ―リ―ド14と、タイバ―13を両サイドから支持
するサイドバ―15,16と、ダイパッド11を支持す
るサポ―トバ―17とから構成されている。
【0004】このようなリ―ドフレ―ムを用いて実装せ
しめられる半導体装置は図10に示す如くであり、リ―
ドフレ―ム1のダイパッド11上に、半導体チップ2を
搭載し、この半導体チップのボンディングパッドとリ―
ドフレ―ムのインナ―リ―ド12とを金線あるいはアル
ミ線のボンディングワイヤ3によって結線し、更にこれ
らを樹脂やセラミック等の封止材料4で封止した後、タ
イバ―やサイドバ―を切断し、アウタ―リ―ドを所望の
形状に折り曲げて完成せしめられる。
【0005】樹脂封止型の半導体装置の問題点の1つ
は、モールド樹脂が吸湿性を有し、宮室された水分が外
部リードの半田付けの際の熱等によって水蒸気化して膨
脹し、そのためにダイパッドとモールド樹脂との間が剥
離するとともに、ダイパッドのコーナー部分に応力が集
中してモールド樹脂にクラックが発生するという問題で
ある。
【0006】この問題を防止するために、ダイパッドの
裏面側に凹部あるいは貫通孔を形成してモールド樹脂と
の密着性を高めるという方法がとられている。
【0007】しかしながら、貫通孔をプレス成形するの
に用いられるパンチとダイは、剪断長さを十分にとるよ
うにクリアランスが設定されているため、抜きだれの少
ないほぼ垂直な貫通孔が形成される。
【0008】このため、モールド樹脂がこの貫通孔の中
に充填されても、吸湿水分が膨脹し、ダイパッドと樹脂
が離間する方向に働く力に対しては十分な密着力を得る
ことはできないという問題があった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】このように、ダイパッ
ドの裏面側に凹部あるいは貫通孔を形成して、モールド
樹脂がこの貫通孔の中に充填されるようにしても、貫通
孔の内壁で吸湿水分が膨脹し、ダイパッドと樹脂が離間
する方向に力が働き、十分な密着力を得ることができな
いという問題があった。
【0010】本発明は、前記実情に鑑みてなされたもの
で、高密度化に際し、封止樹脂との密着性が高く、信頼
性の高いリ−ドフレ−ムを提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】そこで本発明の第1のリ
−ドフレ−ムでは、ダイパッドの半導体チップ搭載領域
の周囲に、半導体チップ搭載面側で開口面積が小さく、
裏面側にかけて大きくなるような、断面テーパ状をなす
少なくとも1個の貫通孔を具備したことを特徴とする。
【0012】本発明の第2では、ダイパッドは断面テー
パ状をなす少なくとも1個の貫通孔を具備し、前記貫通
孔の開口面積の小さい側を塞ぐように、前記貫通孔の内
壁をめっき層で被覆したことを特徴とする。本発明の第
3では、前記ダイパッドは断面テーパ状をなすと共に平
面方向での輪郭が波型またはジグザグ形状をなすように
構成された少なくとも1個の貫通孔を具備したことを特
徴とする。
【0013】また本発明の方法では、ダイパッドの表面
または裏面から、断面がテーパ状となるように、ダイと
パンチとのクリアランスを大きくし、打ち抜きにより少
なくとも1つの貫通孔を形成するようにしている。
【0014】望ましくは、ダイパッドのチップ搭載領域
範囲内に、チップ搭載面に対向する面側から、打ち抜き
を行い貫通孔を形成するようにしている。
【0015】また望ましくは、ダイパッドのチップ搭載
領域のまわりに、チップ搭載面側から、打ち抜きを行い
貫通孔を形成するようにしている。
【0016】
【作用】ところで、素子の高集積化が進むにつれ、半導
体チップの大型化が進む一方、半導体装置としては小型
化への要求は極めて大きくなっているのが現状である。
このような状況の中で本願発明は、半導体装置を大型化
することなく、樹脂との密着性が良好で接着剤の流出の
ない、リードフレームを提供することを企図してなされ
たものである。上記構造によれば、表面側で開口面積が
小さくなるように貫通孔を形成しているため、少なくと
も表面側でチップ搭載領域を避けるように形成すればよ
く、ダイパッドの大きさを大幅に増大することなく、十
分な密着性を得ることができ、半導体装置の小型化を図
ることができるとともに、より大きな樹脂剥離耐性を得
ることができる。また、半導体チップ搭載領域以外の領
域に、半導体チップ搭載面側で開口面積が小さく裏面側
にかけて大きくなるような貫通孔を形成しているため、
ダイボンディングに際して裏面への接着剤の流出を防止
することができる。特に、表面側で開口面積が小さくな
るように貫通孔を形成しているため、半導体チップ接着
剤流出防止効果は確実になっている。さらに、かかる方
向性をもつテーパを形成した場合、樹脂との密着性が向
上する反面封止工程において、裏面側から表面側に樹脂
が流れ込み半導体チップを剥離する方向に圧力がかかる
ことがあるが、本願発明のように、チップ搭載領域以外
に貫通孔を形成しているため、封止工程における半導体
チップの剥離を防ぐことが出来る。また、この場合は裏
面側からの打ち抜きにより容易にこの方向のテーパを形
成することが出来るため製造が容易である。
【0017】
【0018】
【0019】
【0020】さらに、本発明の第2によれば、断面テー
パ状の貫通孔を形成しておき、めっきにより開口面積の
小さい側を塞ぐことにより、実際には凹部を形成したの
と同じ状態になり、この場合は残留歪もなく良好なダイ
パッドを得ることができる。また、ダイボンディングに
際して接着剤の流出などもなく、強固なダイボンディン
グを達成できる。さらにまた貫通孔ではないため、ダイ
パッドの強度の低下を防止することができる。さらに、
貫通孔ではないため、半導体チップの裏面に封止樹脂が
入り込み、長期の使用に際しては気泡等が発生し易くな
り、半導体チップとダイパッドとの剥離の原因となるの
を防ぐことができる。加えて、輪郭が波型またはジグザ
グ形状をなすように貫通孔を形成することにより、より
強固な樹脂剥離耐性を得ることができる。
【0021】また、製造に際しては、ダイとパンチのク
リアランスを大きくとることにより容易にテーパを形成
することができ、極めて容易に所望のテーパ形状を得る
ことができる。
【0022】
【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。
【0023】本発明実施例のリ―ドフレ―ムは、図1
(a) に平面図、図1(b) に断面図を示すように、ダイパ
ッドのチップ搭載領域Rの回りに表面側の開口面積が小
さくなるように多数個の貫通孔21を形成したことを特
徴とするものである。他の部分については、従来のリー
ドフレームとまったく同様に形成されている。すなわ
ち、半導体チップを搭載するダイパッド11と、ダイパ
ッドを取り囲むように配設せしめられた複数のインナ―
リ―ド12とインナ―リ―ド12を一体的に連結するタ
イバ―13と、各インナ―リ―ドに連結せしめられタイ
バ―の外側に伸長するアウタ―リ―ド14と、タイバ―
13を両サイドから支持するサイドバ―15,16と、
ダイパッド11を支持するサポ―トバ―17とから構成
されている。
【0024】そして、図2にこのリードフレームを用い
て形成した半導体装置を示すように、貫通孔21内、樹
脂を流し込むことができ、密着性が大幅に向上し、また
断面がテーパをなしているため樹脂が抜けにくい状態と
なっている。
【0025】次に、このリ−ドフレ−ムの製造方法につ
いて説明する。
【0026】まず、帯状材料を順送り金型に設置し、リ
ード間領域の打ち抜きを行い、インナ―リ―ド12およ
びアウターリード14の側縁をパタ―ニングする。
【0027】続いて、インナーリード先端に連結片を残
して、インナーリード先端とダイパッドの間のキャビテ
イ領域の打ち抜きを行う。
【0028】この後、この金型内において図3に示すよ
うに、ダイDとパンチPとの間のクリアランスCを大き
くし、打ち抜きを行うことによって断面がテーパ状をな
る貫通孔21を形成する。
【0029】そして、連結片を除去し、さらに必要に応
じてメッキ工程等を経て図1に示したようなリ−ドフレ
−ムが形成される。
【0030】このようにして形成されたリ―ドフレ―ム
は、図2に示すようにリ―ドフレ―ム1のダイパッド1
1上に、半導体チップ2を搭載し、この半導体チップの
ボンディングパッドとリ―ドフレ―ムのインナ―リ―ド
12とを金線あるいはアルミ線のボンディングワイヤ3
によって結線し、更にこれらを樹脂やセラミック等の封
止材料4で封止した後、タイバ―やサイドバ―を切断
し、アウタ―リ―ドを所望の形状に折り曲げて完成せし
められるが、樹脂封止に際して、貫通孔内にも樹脂が充
填されて硬化するため、密着性が良好となり、またこの
段面がテーパ状をなしているため、剥離しにくい状態と
なり信頼性の向上をはかることができる。なお、実施例
では、順送り金型を用いて、プレスを行ったが、1つの
金型で一度に全体の形状を形成するようにしてもよい。
【0031】また、成型順序についても、実施例に限定
されることなく、リードフレームの形状加工の完了後半
抜きを行っても良いし、またキャビティ領域の打ち抜き
前に、適宜変更可能である。
【0032】さらに、この貫通孔の位置及び形状につい
ては、実施例に限定されることなく適宜変形可能であ
る。
【0033】次に本発明の第2の実施例として、ダイパ
ッドのチップ搭載領域内に貫通孔31を形成したものに
ついて説明する。
【0034】この例では図4(a) および図4(b) に示す
ように、チップ搭載面の裏面側で開口面積が小さくなる
ように貫通孔31が形成されており、開口面積の大きい
表面側はチップ2によって貫通孔が塞がれた状態とな
り、開口径の小さい裏面側のみが開口した状態となって
いるため、樹脂はより剥離しにくい状態となっている。
テーパをチップ搭載面の裏面側で開口面積が小さくなる
ように形成するため、この場合は、貫通孔の打ち抜きは
チップ搭載面の裏面側から行う必要がある。
【0035】他の部分については図1に示した実施例1
のリードフレームとまったく同様に形成する。Rはチッ
プ搭載領域を示す。
【0036】また、この他、孔の形状については平面形
状、断面形状共に適宜変更可能である。
【0037】図5は平面形状を変更したものである。
【0038】図6(a) および図6(b) は貫通孔41に段
差を形成したものである。
【0039】この場合、段差によって樹脂の剥離が止め
られ、剥離耐性がさらに向上する。図7(a) および図7
(b) は貫通孔51の輪郭をジグザグに形成したものであ
る。 この場合、樹脂との接触面積が大幅に増大するた
め、密着性が大幅に向上し、剥離耐性がさらに向上す
る。
【0040】さらにまた、図8に示すように、めっきに
より孔が塞がれる程度に、一方の面での開口面積が小さ
くなるように貫通孔を形成し、めっき工程を経てめっき
層Mにより孔を塞ぐようにする事も可能である。
【0041】このように貫通孔をめっきで塞ぐことによ
り、実際には凹部を形成したのと同じ状態になり、この
場合は残留歪もなく、ダイボンディングに際して接着剤
が裏面に流出したりすることもなく、良好なダイパッド
を得ることができる。
【0042】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、リードフレームのダイパッドの半導体チップ搭載領
域の近傍に断面テーパ状の貫通孔を形成しているため、
樹脂との接触面積が増大し、密着性が良好となり、信頼
性の高い半導体装置を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例のリードフレームを示す図
【図2】本発明実施例のリードフレームを用いた半導体
装置を示す図
【図3】本発明実施例のリードフレームの製造工程を示
す図
【図4】本発明の他の実施例のリードフレームを用いた
半導体装置を示す図
【図5】本発明の他の実施例のリードフレームを用いた
半導体装置を示す図
【図6】本発明の他の実施例のリードフレームを示す図
【図7】本発明の他の実施例のリードフレームを示す図
【図8】本発明の他の実施例のリードフレームを用いた
半導体装置を示す図
【図9】従来例のリードフレームを示す図
【図10】従来例のリードフレームを用いた半導体装置
を示す図
【符号の説明】
1 リードフレーム 2 半導体チップ 3 ワイヤ 4 封止材料、 11 ダイパッド 12 インナーリード 13 タイバー 14 アウターリード 15 サイドバー 16 サイドバー 17 サポートバー 21 貫通孔 31 貫通孔 41 貫通孔 51 貫通孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−170454(JP,A) 特開 平2−246359(JP,A)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体チップを搭載するダイパッドと、
    前記ダイパッドを取り囲むように形成された複数のリ−
    ドとを具備したリードフレームにおいて、 前記ダイパッドは前記半導体チップ搭載領域の周囲に、
    半導体チップ搭載面側で開口面積が小さく、裏面側にか
    けて大きくなるような、断面テーパ状をなす少なくとも
    1個の貫通孔を具備したことを特徴とするリードフレー
    ム。
  2. 【請求項2】 半導体チップを搭載するダイパッドと、
    前記ダイパッドを取り囲むように形成された複数のリ−
    ドとを具備したリードフレームにおいて、 前記ダイパッドは断面テーパ状をなす少なくとも1個の
    貫通孔を具備し、 前記貫通孔の開口面積の小さい側を塞ぐように、前記貫
    通孔の内壁は、めっき層で被覆されていることを特徴と
    するリードフレーム。
  3. 【請求項3】 半導体チップを搭載するダイパッドと、
    前記ダイパッドを取り囲むように形成された複数のリ−
    ドとを具備したリードフレームにおいて、 前記ダイパッドは、断面テーパ状をなすと共に平面方向
    での輪郭が波型またはジグザグ形状をなすように構成さ
    れた少なくとも1個の貫通孔を具備したことを特徴とす
    るリードフレーム。
  4. 【請求項4】 半導体チップを搭載するダイパッドと、
    前記ダイパッドを取り囲むように形成された複数のリ−
    ドとを具備したリードフレームの製造方法において、 前記ダイパッドの表面または裏面から、断面がテーパ状
    となるように、ダイとパンチとのクリアランスを大きく
    し、打ち抜きにより少なくとも1つの貫通孔を形成する
    貫通孔形成工程を含むことを特徴とするリードフレーム
    の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記貫通孔形成工程は、前記ダイパッド
    のチップ搭載領域範囲内に、チップ搭載面に対向する面
    側から、打ち抜きを行う工程であることを特徴とする請
    求項4載のリードフレームの製造方法。
  6. 【請求項6】 前記貫通孔形成工程は、前記ダイパッド
    のチップ搭載領域のまわりに、チップ搭載面側から、打
    ち抜きを行う工程であることを特徴とする請求項4記載
    のリードフレームの製造方法。
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JPH02170454A (ja) * 1988-12-22 1990-07-02 Dainippon Printing Co Ltd リードフレーム
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