JP2707153B2 - リードフレームの製造方法 - 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、リードフレームの製造方法に係り、特にダ
イレクトボンド用のリードフレームにおける先端肉薄部
の形成に関する。

（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レス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、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もあった。

そこで、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ド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
に全リードの先端を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となっており、微少な外力によって
も変形を生じやすいという問題がある。

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、プレス加工を用いようとすれば、イ
ンナーリード部との厚さの差に限界あり、厚さの差を大
きくして薄くしようとすると残留歪の発生が深刻な問題
となる。

このようなインナーリードの変形防止対策としては、
一般にポリイミド樹脂などの絶縁性のテープを貼着する
ことにより、インナーリード間を橋絡し、相互の位置関
係を維持するという方法がとられている。

しかしながら、この方法によっても、プレス加工によ
る肉薄部の形成には残留歪の発生は抑えることができな
いため、十分な効果を得ることができないという問題が
あった。また、テープ貼着後においても、この残留歪に
よって変形を生じやすいという問題があった。

（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
の形成に際して残留歪の問題があり、固定用のテープを
使用しても、インナーリード先端の位置を正しく維持す
ることができず、また貼着後においても、インナーリー
ド先端の位置を正しく維持するのは極めて困難であると
いう問題があった。

本発明は前記実情に鑑みてなされたもので、インナー
リード先端の変形を防止し、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） 本発明は、半導体素子搭載部上に向けて伸長する先端
肉薄部を有する複数のインナーリードと、インナーリー
ドそれぞれに連続した複数のアウターリードとを備えた
リードフレームの製造方法において、各インナーリード
の先端部を残して他の領域の形状加工を行う第１の形状
加工工程と、前記インナーリード先端部の形状加工を行
う第２の形状加工工程とを有し、前記第２の形状加工工
程は、 プレス加工による肉薄化と細線化とを行う肉薄化処理
と、このプレス加工後の形状を安定化する焼鈍処理とを
２回以上繰り返し徐々にインナーリード先端部の先端方
向の肉薄化と細線化とを行う肉薄化工程と、プレス加工
によってインナーリード先端部の形状加工を行い前記先
端肉薄部を形成するパターン形成工程とを具備したこと
を特徴とする。

（作用） 上記方法によれば、肉薄化処理と焼鈍処理とを経て残
留歪を除去した状態でインナーリード先端部のパターン
形成を行うようにしているため、極めて高精度のパター
ン形成が可能となり、実装に際して位置ずれもなく安定
した形状を維持することができる。

また、肉薄化処理と焼鈍処理とを２回以上繰り返し、
徐々にインナーリード先端部の先端方向を導くかつ線幅
を細くしながら形状加工を行うようにしているため、残
留歪の発生を抑制し、かつインナーリード本数の密度が
高くても、先端肉薄部の位置を高精度に維持することが
でき、信頼性の高いリードフレームを提供することがで
きる。

また、上記方法によれば、インナーリードの肉厚を大
きく維持したまま、先端肉薄部を大幅に薄くかつ細くす
ることができ、また肉薄部の位置精度も極めて良好であ
り、エッチングで形成する場合に比べ、同等の精度を維
持しながら、コストを大幅に低減することができる。

（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（ｈ）は、本発明実施例のの
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はダイバーである。（第１図
（ｂ）は第１図（ａ）のＡ−Ａ断面に相当する） 次いで、熱処理を行った後、第１図（ｃ）および第１
図（ｄ）に示すように、さらにインナーリード先端部の
成形を行ったのち、コイニングを行い、インナーリード
先端部1Sを厚さ0.10mm程度となるまで肉薄化する。

この後、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。

さらに第１図（ｅ）および第１図（ｆ）に示すよう
に、インナーリード先端部の成形および半導体チップ載
置部の打ち抜きを行った後、コイニングを行い、インナ
ーリード先端部1Sを厚さ0.07mm程度となるまで肉薄化す
る。この後、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、第１図（ｇ）および第１図（ｈ）に示
すように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、複数回
のコイニングおよび焼鈍で残留歪を抑えながら徐々に薄
くしているため、アウターリード等のリードフレーム本
体部を肉厚とし強度を良好に維持することができる。ま
た先端位置を高精度に維持しつつ、先端肉薄部を大幅に
薄くすることが可能であり、極めて信頼性の高いものと
なっている。

もちろん、インナーリード先端部は、インナーリード
本数の密度の増大に伴い、第１図（ａ），（ｃ），
（ｅ）から明らかなように、半導体素子搭載部に向けて
その先端方向が順次細く形成される。

このようにして形成されたリードフレームは、第２図
（ａ）および第２図（ｂ）に示すように、半導体チップ
のボンディングパッド上に形成されたパンプに肉薄部の
先端を固着せしめ、樹脂容器内に封止され、半導体装置
が完成する。第２図（ａ）は斜視図、第２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
ード先端肉薄部の位置ずれがない上、インナーリード先
端の肉薄部が極めて肉薄に形成されているためボンディ
ング性が高く、確実で強固なダイレクトボンディングが
可能となる。

さらに、リードフレームへのチップの実装に際してチ
ップのボンディングパッドとインナーリードの先端肉薄
部との固着工程における熱履歴によってもモールド工程
における熱履歴によっても、インナーリード先端部は残
留歪なしに正しい位置を維持しているため、接続不良を
生じたりすることなく信頼性の高い半導体装置を得るこ
とが可能となる。

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、コイニングと焼鈍とを２回繰
り返すようにしたが、３回以上でも良く、多数回に分け
て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。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、ダイレクトボン
ディング方式のリードフレームの先端部の肉薄部をコイ
ニング工程とこのコイニング後の形状の安定化のための
焼鈍工程を複数回繰り返した後パターン加工を行うよう
にしているため、残留歪の発生を抑制し、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（ｈ）は本発明実施例のリード
フレームの製造工程図、第２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
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。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体素子搭載部上に向けて伸長する先端
   肉薄部を有する複数のインナーリードと、インナーリー
   ドそれぞれに連続した複数のアウターリードとを備えた
   リードフレームの製造方法において、 各インナーリードの先端部を残して他の領域の形状加工
   を行う第１の形状加工工程と、 前記インナーリード先端部の形状加工を行う第２の形状
   加工工程とを有し、 前記第２の形状加工工程は、 プレス加工による肉薄化と細線化とを行う肉薄化処理
   と、このプレス加工後の形状を安定化する焼鈍処理とを
   ２回以上繰り返し徐々にインナーリード先端部の先端方
   向の肉薄化と細線化とを行う肉薄化工程と、 プレス加工によってインナーリード先端部の形状加工を
   行い前記先端肉薄部を形成するパターン形成工程と を具備したことを特徴とするリードフレームの製造方
   法。