JP3028153B2 - リードフレームの製造方法 - Google Patents

リードフレームの製造方法

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  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【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、特にそのインナーリード先端の製造方法に
関する。
【0002】
【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。
【0003】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。
【0004】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。
【0005】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ドに、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、1本ずつ接続するためボンディングに要する時間が
長く製造作業性が悪い反面、接続が可撓性のワイヤによ
ってなされており、このため、ボンディング時における
ワイヤ自体の機械的強度が高いという長所を有してい
る。
【0006】しかしながら、ピン数の増大に伴い、イン
ナーリードのリード間ピッチが小さくなり、製作技術も
難しくなるのみならず、インナーリード先端と半導体チ
ップとの距離も長くなるため、ボンディングワイヤがモ
ールド時に変形し短絡したりするという問題もある。
【0007】そこで、リードフレームを多層構造とし、
単位面積あたりのリード本数を増やすことが提案されて
いるが、この場合はモールド金型の製作が困難で、これ
が生産コスト上昇の原因となっている。
【0008】そこで、高密度化に際しても、信頼性の高
い半導体装置を提供することを企図し、インナーリード
の先端を短く形成したリードフレーム本体部と、表面に
導体パターンが形成された絶縁性フィルムとを備え、各
インナーリードの先端に各導体パターンが符合するよう
にリードフレーム本体部とこの絶縁性フィルムとを接合
すると共にこのインナーリードの先端と各導体パターン
の一端とをボンディングワイヤを介して接続するように
構成したものを提案している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この構
造では、半導体チップのチップサイズやパッケージエリ
アに応じて、リードフレーム本体を設計しなければなら
ず、またインナーリードパターンについても同様に設計
し加工する必要があるので、ユーザが希望する形状のリ
ードフレームの製造に時間がかかり、製品価格の高騰を
招いていた。
【0010】本発明は前記実情に鑑みてなされたもの
で、半導体チップのチップサイズやパッケージエリアに
応じた高精度のリードフレームを、安価にかつ短納期で
製造することができるリードフレームの製造方法を提供
することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、この発明のリードフレームの製造方法では、イン
ナーリードの相互間隔を加工限界まで狭くしたリードフ
レーム本体および相互間隔を加工限界まで狭くしたイン
ナーリードパターンとを予め加工形成して用意してお
き、チップサイズに対応してインナーリードパターンの
先端部を除去または絶縁部材で被覆し絶縁化するととも
に、パッケージエリアに対応してリードフレーム本体の
インナーリード部に開口部を形成し、放熱板を介してリ
ードフレーム本体にインナーリードパターンを貼着する
ようにしている。
【0012】すなわち、本発明のリードフレームの製造
方法では、半導体素子搭載部分から放射状に延び、相互
間隔が加工限界となるまで狭くした第1のインナーリー
ドおよび該第1のインナーリードから延設されたアウタ
ーリードからなるリードフレーム本体部と、相互間隔が
加工限界となるまで狭くした第2のインナーリードパタ
ーンとを予め加工形成して用意する工程と、ユーザから
指定されたパッケージサイズに応じて前記リードフレー
ム本体部のインナーリード先端部に開口部を形成すると
ともに、ユーザから指定された、チップサイズに応じ
て、前記第2のインナーリードパターンの先端部を除去
または絶縁部材で被覆し絶縁化する工程と、放熱板表面
に前記第2のインナーリードパターンを貼着する貼着工
程と、前記リードフレーム本体部の第1のインナーリー
ド先端部に前記放熱板を一体的に固着し、前記第1およ
び第2のインナーリードを電気的に接続する接続工程と
を含んでいる。
【0013】
【作用】上記製造方法によれば、リードフレーム本体、
インナーリードパターンともに基本的構成が統一されて
いるため、汎用性が向上し、コストの低減をはかること
ができ、また、パッケージサイズに応じてリードフレー
ム本体部のインナーリード先端部に開口部を形成し、ま
た搭載するチップサイズに応じて第2のインナーリード
パターンの先端部を除去または絶縁部材で被覆し絶縁化
すればよいから、ユーザが希望する形状のリードフレー
ムの発注から納品までの期問を最小限に縮めることがで
きる。
【0014】そして第2のインナーリードパターンアウ
ターリードなどとは独立して形成されるため高精度に形
成することができ、半導体チップのボンディングパッド
により近接して形成することが可能となり、ボンディン
グワイヤの長さを短くすることが可能となる。
【0015】
【実施例】以下、本発明に係わるリードフレームの製造
方法の実施例を、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【0016】図1(a)および(b) は、本発明の製造方法に
より製造されるリードフレームの平面図および断面図、
図2は同リードフレームの製造工程図、図3は本発明に
より製造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。
【0017】このリードフレームは、半導体素子搭載部
分2から所定の間隔を隔てた位置から放射状に延びる複
数の第1のインナーリード1と、各第1のインナーリー
ド1に延設して一体的に形成されたアウターリード3と
を有するリードフレーム本体部R1と、この第1のイン
ナーリード1の先端に貼着され、裏面にポリイミドフィ
ルム4を介して貼着された放熱板7と、このポリイミド
フイルム4表面に貼着され、複数の第2のインナーリー
ド5を具備した先端接続部R2とを具備している。
【0018】そしてこのリードフレームは、図3に示す
ように、第2のインナーリード5の外方端部と第1のイ
ンナーリード1との問をボンディングワイヤ8を介して
接続し、また半導体素子搭載部分2にむけて伸長する第
2のインナーリード5の先端と半導体チップとの問をボ
ンディングワイヤ6を介して接続している。
【0019】そしてこのリードフレームを用いて形成さ
れる半導体装置は図3に示すように、図1に示したリー
ドフレームのポリイミドフイルム4の表面に半導体チッ
プ10を固着すると共に、ボンディングワイヤ6によっ
て半導体チップ10と第2のインナーリード5とを接合
してなり、外側は封止樹脂9によって封止されている。
次に、この半導体装置の製造方法について詳細に説明
する。
【0020】まず、図2(a)に示すように、スタンピ
ング法により、銅合金からなる帯状材料を加工すること
により、インナーリード1の相互間隔が加工限界となる
まで狭くしたリードフレーム本体部R1を形成する。
【0021】一方、図2(b)に示すように、銅箔をポ
リイミドフィルム4に貼着し、エッチング法によりこれ
を加工することにより、第2のインナーリード5の相互
間隔が加工限界となるまで狭くした先端接続部R2を形
成する。
【0022】この状態まで製造しておき、次にユーザか
らの発注によりチップサイズおよびパッケージサイズが
決まると、まずパッケージサイズに応じてリードフレー
ム本体R1のインナーリード先端部に開口部H1を形成
する( 図2(c))。
【0023】ここではポリイミドフィルム4との貼着の
ための重なり部を残す程度に最大限に大きい開口部を形
成する。
【0024】次いで、図2(d)に示すように先端接続
部R2の第2のインナーイード5の先端にも、搭載する
チップサイズに応じて、チップサイズよりもやや大きい
開口部H2を打ち抜きにより形成する。
【0025】そして図2(e)に示すような放熱板7を
ポリイミドフィルム4の裏面に貼着し、図1(a)およ
び(b)に示したようなリードフレームが得られる。
【0026】そしてさらに半導体チップ10を先端接続
部2の開口部H2内に位置するようにポリイミドフイル
ム4上に固着し、ワイヤボンディング法により、先端接
続部R2の第2のインナーリード5の両端をそれぞれリ
ードフレーム本体部R1の第1のインナーリード1およ
び半導体チップ10のボンディングパッドにワイヤ6、
8を介して接続する(図3)。
【0027】そしてこの後、モールド工程、枠外の切除
工程、アウターリードを所望の形状に折りまげる成型工
程を経て、図3に示したような半導体装置が完成する。
【0028】この本願発明に係わるリードフレームの製
造方法では、まず、半導体素子搭載部分2から放射状に
延び、相互間隔が加工限界となるまで狭くした第1のイ
ンナーリード1および該第1のインナーリード1から延
設されたアウターリード3からなるリードフレーム本体
部R1と、インナーリード5の相互間隔が加工限界とな
るまで狭くした先端接続部R2とを予め加工形成して用
意しておき、パッケージサイズに応じてリードフレーム
本体R1のインナーリード先端部に開口部H1を形成す
るとともに、また第2のインナーリード5の先端に、搭
載するチップサイズに応じて、チップサイズよりもやや
大きい開口部H2を打ち抜きにより形成するから、ユー
ザが希望する形状のリードフレームを、ユーザの発注か
ら完成までに、微細な加工工程を必要とせず、極めて短
時問で容易に加工することが可能である。
【0029】また、このようにして形成された半導体装
置において、この第2のインナーリードはポリイミドフ
ィルム上に接合された銅箔をエッチングによりパターニ
ングして形成されるため、フィルムによって支持されな
い場合に比べ機械的強度がポリイミドフィルムによって
補強されている分、大幅に薄くすることができ、パター
ン精度が極めて良好であり、エッチング量も少ないた
め、コストも大幅に低減することができる。また、高精
度のパターンを得ることができるため、インナーリード
先端の位置精度をより高く維持することができる。さら
に、半導体素子搭載領域により近接して形成できるた
め、ボンディングワイヤを短くすることができ、短絡の
おそれもなく信頼性の高いものとなる。
【0030】また、打ち抜きによって形成されるリード
フレーム本体部のインナーリードは通常のリードフレー
ムよりも短く形成されるため変形はより少なくてすみ、
またリードフレームヘ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とのワイヤ
ボンディング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
ポリイミドフィルム上の正しい位置に固定されているた
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。
【0031】さらにまた、このようにして形成された半
導体装置は実装工程中のみならず、完成後においても、
放熱板7の存在により放熱性が極めて良好である上、イ
ンナーリード先端部はポリイミドフィルム上の正しい位
置に固定されているため、極めて信頼性の高いものとな
る。
【0032】なお、前記実施例では、第2のインナーリ
ードを銅箔で形成したが、銅箔に限定されることなく、
銀箔、アルミニウム箔あるいは他の導体薄膜や複合膜で
あってもよい。また、エッチングではなく打ち抜きによ
ってパターン形成を行い、パターニング後にポリイミド
フィルムに貼着しても良い。この場合はあらかじめポリ
イミドフィルムに放熱板7を接合しておくと良い。
【0033】さらにまた、前記実施例では、リードフレ
ーム本体部と先端接続部との接合を絶縁性テープを介し
て行うようにしたが、この絶縁性テープと同一形状の絶
縁性フィルム上に導体パターンを形成するようにすれ
ば、熱圧着等により先端接続部とリードフレーム本体部
とを直接接合することが可能である。これはパッケージ
サイズがあらかじめ決まっているような場合に有効であ
る。
【0034】加えて、前記実施例では第2のインナーリ
ード先端部にチップサイズに応じた開口部を形成した
が、絶縁性テープを貼着するようにしてもよい。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように本発明のリードフレ
ームの製造方法によれば、半導体素子搭載部分から放射
状に延び、相互間隔が加工限界となるまで狭くした第1
のインナーリードおよび該第1のインナーリードから延
設されたアウターリードからなるリードフレーム本体部
と、相互間隔が加工限界となるまで狭くした第2のイン
ナーリードパターンとを予め加工形成して用意する工程
と、ユーザから指定されたパッケージサイズに応じて前
記リードフレーム本体部のインナーリード先端部に開口
部を形成するとともに、ユーザから指定された、チップ
サイズに応じて、前記第2のインナーリードパターンの
先端部を除去または絶縁部材で被覆し絶縁化する工程
と、放熱板表面に前記第2のインナーリードパターンを
貼着する貼着工程と、前記リードフレーム本体部の第1
のインナーリード先端部に前記放熱板を一体的に固着
し、前記第1および第2のインナーリードを電気的に接
続する接続工程とを含むことこととしたから、半導体チ
ップのチップサイズやパッケージエリアに応じて、リー
ドフレーム本体、あるいは第2のインナーリードパター
ンを設計する必要がなく、このためユーザが希望する形
状のリードフレームを、ユーザの発注から完成までに、
極めて短時間で容易に加工形成し、これによりユーザが
希望する半導体チップのチップサイズやパッケージエリ
アに応じた高精度のリードフレームを安価にかつ短納期
で提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の製造方法により製造されたリードフレ
ームを示す図
【図2】本発明のリードフレームの製造方法を説明する
製造工程図
【図3】本発明の製造方法により製造されたリードフレ
ームを用いて形成した半導祉装置を示す図
【符号の説明】
1…第1のインナーリード 2…半導体素子搭載部分 3…アウターリード 4…絶縁性テープ 5…第2のインナーリード 6、8…ボンディングワイヤ 7…放熱板 10…半導体チップ H1、H2…開口部 R1…リードフレーム本体部 R2…先端接続部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 23/50

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体素子搭載部分から放射状に延び、相
    互間隔が加工限界となるまで狭くした第1のインナーリ
    ードおよび該第1のインナーリードから延設されたアウ
    ターリードからなるリードフレーム本体部と、相互間隔
    が加工限界となるまで狭くした第2のインナーリードパ
    ターンとを予め加工形成して用意する工程と、 ユーザから指定されたパッケージサイズに応じて前記リ
    ードフレーム本体部のインナーリード先端部に開口部を
    形成するとともに、ユーザから指定された、チップサイ
    ズに応じて、前記第2のインナーリードパターンの先端
    部を除去または絶縁部材で被覆し絶縁化する工程と、 放熱板表面に前記第2のインナーリードパターンを貼着
    する貼着工程と、 前記リードフレーム本体部の第1のインナーリード先端
    部に前記放熱板を一体的に固着し、前記第1および第2
    のインナーリードを電気的に接続する接続工程とを含む
    ことを特徴とするリードフレームの製造方法。
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