JP3275413B2 - 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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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
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    • H05K3/341Surface mounted components
    • H05K3/3421Leaded components

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  • Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)
  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路を実装す
るリードフレーム、特に、ピン数の多いリードフレーム
やアウターリードピッチの狭いリードフレームの構造に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来のリードフレームは、42合金(N
i42重量%、Fe残)に代表される鉄系合金やリン青
銅に代表される銅合金などの金属板をプレス法、すなわ
ち、所望のパターンを有する金型でプレス加工するか、
あるいは、エッチング法、すなわち、上記金属板上にフ
ォトレジストをコーティングし、所望のパターンを有す
るフォトマスクを用いて、露光、現像を行い、フォトレ
ジスト膜をパターン化した後、塩化第二鉄液等のエッチ
ング液にて、腐食させ、フォトレジスト膜を除去するこ
とにより製造していた。
【0003】さらに、このリードフレームを用いて半導
体集積回路をパッケージングする。封止材料としてはセ
ラミックやプラスチック材料が使用されている。このパ
ッケージをプリント配線基板に実装するには、そのアウ
ターリード部をプリント配線基板のリード挿入用の孔に
差し込んではんだ付けを行うか、あるいは、プリント配
線基板上の端子部上に載せてはんだ付けしていた。
【0004】近年、これら半導体集積回路が用いられて
いる電子機器では、小型化、高性能化がますます要求さ
れるようになり、半導体集積回路の多電極化に伴うリー
ドフレームの多ピン化やプリント回路基板上への高密度
実装のためのパッケージの小型化が進むようになってき
た。このため、インナーリードおよびアウターリードの
ピッチがますます狭くなってきた。狭ピッチ化されたア
ウターリードをプリント回路基板と接続させるには、リ
ード挿入タイプでは非常に困難となり、表面実装タイプ
が主流となりつつある。この表面実装方式というのは、
あらかじめ、プリント回路基板上の端子部にスクリーン
印刷等ではんだペーストを印刷し、その上にパッケージ
のアウターリードを設置した後、加熱炉中をプリント回
路基板を通し、はんだを加熱溶融させて接続させるもの
である。
【0005】しかしながら、アウタリードのピッチが狭
くなるにつれて、加熱溶融時にはんだの端子外への流出
が原因で、隣の端子と短絡するといった問題点が発生す
る。
【0006】このような問題点に対し、特開平4−14
4263号公報では、アウターリード部に溝部を形成
し、その溝部にはんだ部を形成することで余分なはんだ
による隣接したプリント回路基板等の表面上の端子間の
短絡を防止したリードフレームおよびその製造方法を提
案している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】前述の特開平4−14
4263号公報にて提案されたリードフレームはプリン
ト回路基板等の被実装体の実装部分上の端子間の短絡を
防止する上で非常に有効ではあるが、溝部内部のはんだ
に対する濡れ性が悪いために、図4に示すように、一部
の溝部ではその内部に空気層が形成され、それによるは
んだのはみ出しが発生し、短絡を招くことがある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項1では、表面実装型のリードフレームのアウタ
ーリード部の実装面の実装部分に溝部が形成され、前記
溝部にはんだ部を設けてあるリードフレームにおいて、
前記アウターリード部の実装面においては溝部内部のみ
にはんだ濡れ性の良好な表面処理層を施してあることを
特徴とするリードフレームを提供する。
【0009】また請求項2では、はんだ濡れ性の良好な
表面処理がパラジウムめっきであることを特徴とする請
求項1記載のリードフレームを提供する。
【0010】また請求項3では、金属板の両面にフォト
レジストで所望のパターンを形成し、エッチングによっ
てリードフレームを製造する際、溝部を片面エッチング
により形成させ、その後、はんだ部を設けることによ
り、表面実装型のリードフレームのアウターリード部の
実装面の実装部分に溝部が形成され、前記溝部にはんだ
部を設けてあるリードフレームの前記溝部のはんだとの
界面に、はんだ濡れ性の良好な表面処理層を施してある
リードフレームを製造することを特徴とするリードフレ
ームの製造方法を提供する。
【0011】この場合リードフレームは、アイランド
部、外枠部、および、リード部からなるタイプの他、ア
イランドレスタイプ、アウターリードのみ金属板のチッ
プオンボードタイプ等でもよい。
【0012】また、半導体集積回路パッケージを実装す
るのは、必ずしもプリント回路基板上に表面実装すると
は限らず、ガラス基板等種々な表面実装タイプに用いる
ことができる。
【0013】また、その後のはんだ部を形成する方法
は、めっき、侵漬、印刷など各種の方法を用いる事がで
きる。そのとき、フォトレジストを形成したままこれら
の処理を行っても良い。
【0014】
【作用】本発明におけるリードフレームを用いて、集積
回路のパッケージングを行い、被実装体の実装部分であ
る端子部に載せ、はんだ部を加熱溶融させると、溝部の
内部に施した表面処理の濡れ性の良さのために、溶解し
たはんだが非常にスムーズに溝部内部に埋まり、余分な
はんだを端子エリア外から流出することを防ぐ。これに
よって、狭ピッチ化された端子部8同士の短絡を防ぐこ
とができる。
【0015】溝部の形成方法は、エッチング法で通常の
リードフレームを製造する工程がそのまま適用でき、溝
部に相当する部分にフォトレジストの開口部を設けるよ
うに設計しておけばよい。
【0016】溝部内部に施す表面処理ははんだの濡れ性
の良いものであれば金めっき等の各種めっきを選んでも
良いが、パッケージ組立工程における耐熱性等を考える
とパラジウムめっきが適している。めっき方法として
は、エッチング終了後、フォトレジストを付けた状態で
行う。被エッチング加工物の側面のみめっきされること
になるので高価なパラジウムの使用量も少量で済む。エ
ッチング後、フォトレジストを剥離してから、全面めっ
き、あるいは、パッケージを組み立てた後にアウターリ
ードにめっきを施した場合では、溝部以外のアウターリ
ード部にもめっきされているため、溝部以外へのはんだ
のまわりが多く、効果が小さくなる。
【0017】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明におけるリー
ドフレームならびにその製造方法について説明する。
【0018】図1は本発明にもとづくリードフレームを
示す上面図である。また、図2は本発明にもとづくリー
ドフレームを用いた表面実装タイプのパッケージ7を下
から見た図である。本リードフレームはアイランド部
4、外枠部5、リード部6からなり、アウターリード部
6aの、パッケージ7に組み込んだ際にプリント配線基
板9上の端子部8と接する部分に表面処理部ならびには
んだ部3が形成されている。さらに、本発明にもとづく
リードフレームの詳細について図5を用いて説明する。
図5はアウターリード部6aの断面図を示す。アウター
リード部6aにおける、プリント配線板9の端子部8と
接する面に溝部2が形成され、その溝部2の内部に本発
明の特徴とする濡れ性の良好な表面処理1を施し、その
上に、はんだ部1を設けてある。
【0019】本発明に関するリードフレームの製造方法
についての実施例を、アウターリード部の断面図、図7
から図11によって説明する。
【0020】金属板10として、42合金(42重量%
Ni、Fe残)を用い、その両面に東京応化工業株式会
社製のネガ型フォトレジスト11PMER(商品名)を
浸積塗布し(図7参照)、所望のパターンを有するマス
クを用いて、露光、現像を行い、フォトレジストのパタ
ーンを形成した(図8参照)。この際、溝部2となるべ
き部分のフォトレジスト11が除去されるように、あら
かじめ、マスクのパターンを設計しておく。
【0021】その後、塩化第2鉄液を用い、両面からエ
ッチングを行い、リードフレームを形成した(図9参
照)。
【0022】次に、日本エレクトロプレーティング・エ
ンジニヤース株式会社製パラジウムめっき液、パラデッ
クス110(商品名)を用い、2A/dm2 にて5分間
めっきを行った(図10参照)。得られたパラジウム膜
1の厚さはおよそ2μmであった。
【0023】最後にフォトレジスト11を除去し、イン
ナーリード先端部に通常行われる銀めっきを施し、目的
としたリードフレームを製造した(図11参照)。
【0024】図6は本発明に関するリードフレームを用
いて表面実装型のパッケージ7をプリント回路基板9上
にはんだ付けしたときの断面図である。
【0025】プリント回路基板9上の端子部8上に本発
明に関するリードフレームを用いた表面実装型のパッケ
ージ7を載せ、最高温度240℃にてIRリフロー装置
にプリント回路基板9を通した。その結果、すべてのア
ウターリード6aがプリント回路基板9上の端子部8
と、隣接する端子部との短絡せずに接続された。
【0026】
【発明の効果】上述したように、本発明に係わるリード
フレームにより、このリードフレームを用いたパッケー
ジを被実装体にはんだ付けする際、アウターリードのピ
ッチが非常に狭いパッケージにおいても、余分なはんだ
の流出により隣接する端子同士が短絡することなく容易
に接続することができる。
【0027】また、本発明に関するリードフレームの製
造方法としては、通常のエッチングによる工程がそのま
ま適用できる。すなわち、金属板の両面にフォトレジス
トで所望のパターンを形成し、エッチング液によってリ
ードフレームを製造する方法である。フォトレジストで
所望のパターンを形成する際、同時に溝部に相当する部
分のフォトレジストを除去するように設計しておけばよ
い。さらに、はんだ濡れ性の良いめっき皮膜を溝部内部
のみに設けるのは、エッチング後、フォトレジストがつ
いた状態で行うので非常に容易にできる。このめっき皮
膜は、パッケージ組立時の耐熱性を考慮するとパラジウ
ムめっきが良好である。パラジウムは高価な金属ではあ
るが、本リードフレームの側面にしか皮膜が形成しない
ため、めっき量は極めて少なく、コストの面においても
利点がある。
【0028】したがって、本発明はアウターリードピッ
チが非常に狭い半導体集積回路パッケージを被実装体に
対し、高信頼性をもって、はんだ付けを可能にするリー
ドフレームならびにその製造方法を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に関するリードフレームの平面図であ
る。
【図2】本発明に関するリードフレームを用いた表面実
装タイプのパッケージの底面図である。
【図3】従来技術のリードフレームのアウターリード部
の断面図である。
【図4】従来技術のリードフレームを用いたパッケージ
をプリント回路基板上の端子部にはんだ付けした状態の
一例を示すアウターリード部の断面図である。
【図5】本発明に関するリードフレームのアウターリー
ド部の断面図である。
【図6】本発明に関するリードフレームを用いたパッケ
ージをプリント回路基板上の端子部にはんだ付けした状
態を示すアウターリード部の断面図である。
【図7】本発明に関するリードフレームの製造方法を示
す断面図で、アウターリード部に相当する部分の金属板
の両面にフォトレジストを塗布した断面図である。
【図8】本発明に関するリードフレームの製造方法を示
す断面図で、アウターリード部に相当する部分の金属板
の両面にフォトレジストのパターンを形成した断面図で
ある。
【図9】本発明に関するリードフレームの製造方法のう
ち、エッチングが終了したときのアウターリード部の断
面図である。
【図10】本発明に関するリードフレームの製造方法の
うち、はんだ濡れ性の良好なめっきを施したときのアウ
ターリード部の断面図である。
【図11】本発明のリードフレームのアウターリード部
の完成断面図である。
【符号の説明】
1 はんだ濡れ性の良好な表面処理あるいはめっき
皮膜 2 溝部 3 はんだ部 4 アイランド部 5 外枠部 6 リード部 6a アウターリード部 6b インナーリード部 7 半導体集積回路パッケージ 8 端子部 9 プリント回路基板 10 金属板 11 フォトレジスト 12 溝部に対応するフォトレジストの開口部 13 溝部の内部に発生する空気層
───────────────────────────────────────────────────── 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 H05K 1/18

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】表面実装型のリードフレームのアウターリ
    ード部の実装面の実装部分に溝部が形成され、前記溝部
    にはんだ部を設けてあるリードフレームにおいて、 前記アウターリード部の実装面においては溝部内部のみ
    にはんだ濡れ性の良好な表面処理層を施してあることを
    特徴とするリードフレーム。
  2. 【請求項2】はんだ濡れ性の良好な表面処理がパラジウ
    ムめっきであることを特徴とする請求項1記載のリード
    フレーム。
  3. 【請求項3】金属板の両面にフォトレジストで所望のパ
    ターンを形成し、エッチングによってリードフレームを
    製造する際、溝部を片面エッチングにより形成させ、そ
    の後、はんだ部を設けることにより、表面実装型のリー
    ドフレームのアウターリード部の実装面の実装部分に溝
    部が形成され、前記溝部にはんだ部を設けてあるリード
    フレームの前記溝部のはんだとの界面に、はんだ濡れ性
    の良好な表面処理層を施してあるリードフレームを製造
    することを特徴とするリードフレームの製造方法。
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