JP2822158B2 - 多層金属リードフレームとその製造方法 - Google Patents

多層金属リードフレームとその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,一般的に集積回路の搭
載及び接続に関し,更に,詳しくは,ハイブリッド電子
集積回路のワイヤーボンド接続を行うためのリードフレ
ームの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】コンピュータやそれらに係る集積回路は
種々分野に急激に使用されてきており,これに伴い,末
端の適用物へのこれらの回路を搭載したり,相互連結
(内部連絡)するためのリードフレームの使用が増加し
ている。例えば,自動車には,集積回路は,オーディオ
娯楽システムやエアーバッグセンサや電子制御ユニット
に用いられている。
【0003】自動車エンジンは,高温,腐食及び振動等
の厳しい環境に置かれている。これらの状況に適合し,
更に,小型化の要求を満たすために,電子集積回路を搭
載し回路接続パッドや,外部接点及び又は端子間のワイ
ヤボンド処置により,信頼性のある相互接続させるリー
ドフレームを設計製造するためには,かなりの注意が払
われねばならない。
【0004】今日使用されている多種多様の集積回路に
対して,種々の設計や形状のリードフレームが提供され
なければならない。これらのリードフレームを製造する
ために広く用いられている方法の一つとして,真ちゅう
などの素地金属にアルミニウムの表面被覆されてい
る。この表面被覆には,電気部品の選択された領域内に
設けられることが要求されており,電気めっき,クラッ
ド,ろう付けやその他の周知技術によって製造されてい
る。
【0005】外部部品のために必要な相互連結を得るた
めに,主にアルミニウムはボンドパッドやリードフレー
ムに広く用いられているので,アルミニウムワイヤボン
ディングを使用することは幅広く行われている。従来の
リードフレームの製造では,アルミニウムは,真ちゅう
又はその他の銅合金等の金属素地にパターン形成された
溝内に設けられる。それから,リードフレームは圧延さ
れ,所望する厚さと幅に形成され,その後,アルミニウ
ムのパターンがマスクされる。その後,電気めっき工程
がなされ,リードフレームのマスクされていない全ての
部分,即ち,アルミニウムがある場所以外の全ての部分
にスズ又はスズ−鉛合金を析出させる。
【0006】これらのアルミニウムが嵌め込まれた(in
-laid)成品を作製するための従来技術は,特別に設計さ
れたリードフレームとマスク処置とが特別な製品仕様に
対して必要となるため,かなり高価である。これらの特
別な設計の必要性は,低コストで体積に従った製造技術
を可能とする多用途への適用可能な一般的に規格化され
たフレームの開発の妨げとなっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来技術から
すると,ハイブリッド電子集積回路へのワイヤボンド相
互連結を行うために,異なる構成において用いられ得る
用途の広いリードフレーム必要とされる。さらに,製
造業者が品質の調製を改善でき,かつ規模による経済性
の利点を享受できる低廉価の製造工程が必要である
【0008】そこで,本発明の技術的課題は,一般的な
標準ストック品として使用可能であり,多層端子リード
フレームとして用いるために,どんな要求される構成に
も,後の加工工程で容易にかつ安価に製造するに適した
リードフレームの製造方法を提供することにある。典型
的な仕上寸法は,最終仕様に依存して25から32ミリ
の範囲である。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、予め選
択された導電パターンを有するリードフレームを製造す
る方法において、真ちゅう又は銅合金から選択された第
1の金属層からなる素地層と、アルミニウム又はアルミ
ニウム合金から選択された第2の金属層からなる導電層
と、銅又は銅合金から選択された第3の金属層からなる
上部層とを有する多層クラッド帯板を準備する準備工程
と、錫又は錫合金の第4の金属層で前記上部層にめっき
を施すめっき工程と、重なった前記第4の金属層及び前
記第3の金属層の部分を選択的に研削工具を用いて除去
して第2の金属層の選択されたパターンを露出させるパ
ターン露出工程と、前記導電層の厚み部分を取り除く除
去工程とを備えていることを特徴とするリードフレーム
の製造方法が得られる。要するに、本発明の方法におい
ては、素地層及びその他の導電性金属の多層積層帯板
は、クラッド工程によって製造される。望むらくは、追
加の金属層がクラッド帯板の上部層又は下部層表面にめ
っきされる。その後、少くとも上部層の部分は、好まし
くはアルミニウム又はアルミニウム合金からなる内部金
属接点層の選択されたパターンで露出させるための回転
切断又は回転研削機械を用いた従来の加工技術(これに
限定されないが)により除去される。その露出された金
属は、ワイヤボンドを行うための接点面として使用され
る。相互連結は、また、公知の溶接又は半田技術によっ
て達成される。また、本発明によれば、集積回路の搭載
及び相互連結に用いるリードフレームにおいて、前記リ
ードフレームは、真ちゅう又は銅合金から選択された第
1の金属層と、前記第1の金属層上に形成されたアルミ
ニウム又はアルミニウム合金から選択された第2の金属
層と、前記第2の金属層上に形成された銅又は銅合金か
ら選択された少なくとも一種を有する第3の金属層を備
え、前記第1,第2,及び第3の金属層は、多層クラッ
ド帯板に形成されており、少くとも前記第3の金属層の
一部分が下にある前記第2の金属層の選択パターンを露
出するように選択除去されていることを特徴とするリー
ドフレームが得られる。前述した特徴及びその他の特徴
や一般的な本発明の利点は、後述される実施例から容易
に理解できるであろう。
【0010】
【実施例】以下,本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0011】図1は本発明によるクラッド帯板を形成す
るために用いられるクラッド工程の一例の概略を示す図
であり,図2は,図1で示される工程により形成された
クラッド帯板の側面図である。
【0012】図1に示すように,真ちゅう又は真ちゅう
以外の銅の合金からなる第1金属層10,アルミニウム
又はアルミニウム合金からなる第2金属層12,銅又は
銅合金からなる第3金属層14のような金属層は,4
−Hi圧延機等の互いに対向する一対の圧延ロール1
8,20間を通過させることによって,図2に示すよう
な3層構造のクラッド帯板16に形成される。この圧延
機等は,この目的のために特別に改良されても良い。第
1金属層10は,クラッド前に,例えば0.060イン
チの厚さに形成されており,第2金属層14は、例えば
0.005インチの厚さに形成されている。従来のクラ
ッド処理のように,クラッド帯板16中の個々の層の厚
さは,クラッド接合工程を施されたのち,代表的には,
約65%まで減少している。良く知られているように,
クラッド工程は,3層間の物理的接合のみによって形成
される。3層間をより強固な物理的接合させるために,
クラッド帯板16は,当業者によって選択される温度,
速度及び雰囲気中で拡散及び相互層が形成される最適な
厚さ(最大200ミクロインチ)に達するように,加工
が施こされる。本発明の実施例においては,クラッド帯
板16の厚さは,0.005から0.090ミリで,最
も好ましくは0.015から0.40ミリの範囲であ
る。
【0013】図3は電気めっきを施したクラッド帯板の
図2と同様に示した側面図である。図3に示すように,
スズ,又はスズ−鉛合金の被覆層22は、このクラッド
基板を連続めっきラインを通て,クラッド帯板16の
上部層表面及び下部層表面に電気的に析出させて形成さ
れる。この被覆層22の目的は,環境的に集積回路のプ
ラスチック包装を越えて延在するリードを形成するタブ
を保護することである。リードフレームが自動取り
付けられるとき,高度な設計が要求される。
【0014】仕上げロール処置は,厚さの精度を改善
し,複合材に焼戻しを行い,それによって強度を増加さ
せるように,好ましくは4−Hiロール圧延機によっ
て,クラッド及びめっき帯板上に施される。このロール
処置はまためっき面上に,その仕上りを改善させるとい
う利点を与える。
【0015】それから後,この帯板の幅は,回転切削刃
によってエッジを除去し,2つの回転心棒(図示せず)
間に材料を通過させることによって,もとのように狭く
削り込まれる。この工程は,粗いエッジを除去し,幅精
度を改善するものである。
【0016】クラッド及びめっきされた帯板は,当業者
により良く知られている方法で,図示しない転向ロール
(deflection roll)装置を通過させることによって,材
料に張力を与える平坦工程が施される。この技術は,形
状を矯正し,変形を最小にすることにより,製品の質を
向上させ,帯板の直線性と平坦度とを改善する。
【0017】図4は本発明によって形成された図3の構
造の研削工程後の多層リードフレームの一例を示す側面
図であり,図5はリードフレームの研削概略を示す斜
視図である。図4及び図5に示すように,本発明によれ
ば,クラッド帯板16はマルチゲージ研削処置で選択的
に切除される。この処理の間,仕上げ加工されたリード
フレームの要求される適合性及び機能に応じて第1金属
層の選択パターンを露出させるように第2金属層14及
び第3金属層22上に横たわる表面の選択領域もしくは
一部分が除去される。この上部層の選択除去は,研削器
具,固定された切断刃24又はその他の良く知られた切
削又は金属除去技術によってなし遂げられる。
【0018】好ましくは,設定された切断刃又は切削刃
24と協働する図示しない固定ガイドが用いられる。こ
の切削工程は,従来のマスク技術を使用しないで,露出
されたアルミニウムの要求されるパターンを形成するよ
うに,予め選択された数々あるどんな領域上にも行われ
うる。
【0019】図6は本発明によって製造される代表的な
リードフレームの一例を示す平面図である。図6に示す
ように,露出されたアルミニウム層26は異なった形状
を有する外部接点部と接触されることに用いられる。
【0020】
【0021】この実施例とは対照的に,すでに提案され
た技術の手法は,予め選択されたパターンもしくは形状
により,導電層である第1金属層12の一部を除去する
ことに用いられている。この確かな適用のために,平坦
工程は,第1金属層12の表面になめらかな仕上げ面を
形成することに用いられている。もっとも,代表的な処
理は,平坦ミルの圧延又は高度に研摩されたダイス又は
この目的のために設計されたハンマによって表面に打撃
を与えることを含んでいる。
【0022】以上,実施例について述べたが,本発明に
は,クラッド帯板を有する種々の層に対して,種々の金
属を含むような種々の改良や置換ができ,本発明の実施
例に限定されるものではないことは言うまでもない。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように,本発明において
は,一般的な規格化された材料として使用され,多層端
子リードフレームとして用いるためのどんな要求される
形状にも容易にかつ安価に,後の工程によって製造する
ことができるリードフレームとその製造方法とを提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による多層クラッド帯板を形成するため
に用いられるクラッド工程を示す概略図である。
【図2】図1によって示される工程により形成されたク
ラッド帯板の側面図である。
【図3】電気めっきを施したクラッド帯板の図2と同様
の側面図である。
【図4】本発明によって形成された図3の構造の研削工
程後の多層サードフレームの側面図である。
【図5】リードフレームの研削を模式的に示す斜視図で
ある。
【図6】本発明によって製造される代表的なリードフレ
ームを示す平面図である。
【符号の説明】
10 第1金属層 12 第2金属層 14 第3金属層 16 クラッド帯板 18,20 圧延ロール 22 被覆層 24 切断刃 26 アルミニウム層
フロントページの続き (73)特許権者 594204516 5 Wellington Road, Lincoln,Rhode Isla nd 02865,U.S.A. (56)参考文献 特開 昭62−62548(JP,A) 特開 昭59−46053(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 23/50

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 予め選択された導電パターンを有するリ
    ードフレームを製造する方法において、真ちゅう又は銅
    合金から選択された第1の金属層からなる素地層と、ア
    ルミニウム又はアルミニウム合金から選択された第2の
    金属層からなる導電層と、銅又は銅合金から選択された
    第3の金属層からなる上部層とを有する多層クラッド帯
    板を準備する準備工程と、錫又は錫合金の第4の金属層
    で前記上部層にめっきを施すめっき工程と、重なった前
    記第4の金属層及び前記第3の金属層の部分を選択的に
    研削工具を用いて除去して第2の金属層の選択されたパ
    ターンを露出させるパターン露出工程と、前記導電層の
    厚み部分を取り除く除去工程とを備えていることを特徴
    とするリードフレームの製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のリードフレームの製造方
    法において、さらに露出した前記導電層を平坦にする平
    坦工程を有することを特徴とするリードフレームの製造
    方法。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のリードフレームの製造方
    法において、前記第3の金属層は、銅からなることを特
    徴とするリードフレームの製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項1記載のリードフレームの製造方
    法において、前記第1の金属層は、真ちゅうからなるこ
    とを特徴とするリードフレームの製造方法。
  5. 【請求項5】 請求項4記載のリードフレームの製造方
    法において、前記第3の金属層は、銅からなることを特
    徴とするリードフレームの製造方法。
  6. 【請求項6】 集積回路の搭載及び相互連結に用いるリ
    ードフレームにおいて、前記リードフレームは、真ちゅ
    う又は銅合金から選択された第1の金属層と、前記第1
    の金属層上に形成されたアルミニウム又はアルミニウム
    合金から選択された第2の金属層と、前記第2の金属層
    上に形成された銅又は銅合金から選択された少なくとも
    一種を有する第3の金属層を備え、前記第1,第2,及
    び第3の金属層は、多層クラッド帯板に形成されてお
    り、少くとも前記第3の金属層の一部分が下にある前記
    第2の金属層の選択パターンを露出するように選択除去
    されていることを特徴とするリードフレーム。
JP6311423A 1994-02-28 1994-12-15 多層金属リードフレームとその製造方法 Expired - Fee Related JP2822158B2 (ja)

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US08/203448 1994-02-28

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