JP3562304B2 - 多層リードフレームの製造方法 - Google Patents
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- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のリードフレームを重ね合わせて接合した多層リードフレームの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、半導体装置用のリードフレームは金属単板をプレス加工により所定の形状に打ち抜いて製造している。図３は一般的なリードフレームの平面図であり、連結条帯７で囲まれた領域に半導体素子（図示せず）を搭載するダイパット３、ダイパット３を連結条帯７に連結する吊りリード６、ダイパット３の近傍に延び半導体素子と結線するためのインナーリード４、およびインナーリード４に連続しプリント基板などに実装するためのアウターリード５を備えている。
【０００３】
近年、複数のリードフレームを積層した種々の多層リードフレームが用いられている。図４（ａ）〜（ｄ）は、従来の多層リードフレームの一例を示す説明図である。図４（ａ）は多層リードフレームの平面図であり、図３で説明した金属単板からなるリードフレーム１と同じ構成となっていて、連結条帯７、ダイパット３、吊りリード６、インナーリード４、アウターリード５などを備えている。この多層リードフレーム２は、図３（ｂ）に示す連結条帯７で囲まれた領域に吊りリード６を介してダイパット３を形成した第１のフレーム２ａと、図４（ｃ）に示す連結条帯７で囲まれた領域にインナーリード４およびアウターリード５を備えた第２のフレーム２ｂとから構成される。図４（ｄ）にＡ−Ａ断面図を示すように、第１のフレーム２ａの上に第２のフレーム２ｂを重ね合わせ、連結条帯７の部分に接着剤１１を介して両者を接合した構成となっている。
【０００４】
このような多層リードフレームを用いる理由の一つに、リードの多ピン化が挙げられる。金属単板をプレス加工により打ち抜きリードフレームを形成するにあたり、吊りリードを打ち抜くために必要なスペースの分、インナーリード間のピッチが狭くなり、ピン数を増やすことができない。このため、ダイパットとインナーリードとを別々のフレームに形成し、両者を接合した多層リードフレームを用いることで上記の問題を解消できる。
【０００５】
また、リードフレームの少量多品種化が進み、リードの本数や配列の異なる様々なリードフレームを形成する度に、高価な大型の精密金型を新たに用意しなければならず、リードフレームのコストが高くなってしまう。このため、リードの本数や配列が様々に異なるフレームを用意し、これらを適宜選択してダイパットを形成した別のフレームと組み合わせることでリードフレームのコストを低くすることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記説明した２枚のリードフレームを接合するための接着剤は、両面に接着剤層を備えたフィルムを用いている。しかしながら、このようなフィルムはそれ自体が高価であり、リードフレームにフィルムを貼り付ける工程も必要となるため、多層リードフレームのコストが高くなってしまうという問題がある。
【０００７】
ほかにも、溶接により２枚のリードフレームを接合する方法が用いられることがあるが、銅系素材など導電率の高い材料の場合には、溶接作業時にスプラッシュが発生しリードフレームの品質を低下させるなどの問題がある。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決するものであり、接着剤を用いることなく、容易にかつ安価に複数のリードフレームを接合することができる多層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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数のリードフレームを重ね合わせ、所定領域を圧縮加工することにより接合し、複数のリードフレームを一体化する多層リードフレームの製造方法である。
【００１０】
常温で延性金属材料の重ね目を圧縮して境界面を局部的に塑性変形すると金属材料同士が接合する冷間圧接法と呼ばれる金属接合方法は、金属面同士をÅ単位の距離に近づけると金属原子の自由電子が共通化し金属結合が行われる原理を利用したものである。冷間圧接を良好に行うには、接触面積を増加させるための圧力と表面に生成皮膜がない純粋金属同士を近づける２つの要素が重要である。
【００１１】
本発明は、リードフレームの重ね合わせた厚さの３０％〜６０％に圧縮加工するもので、冷間圧接に十分な圧力が加わり良好な金属接合が得られる。
【００１２】
また本発明は、複数のリードフレームにあらかじめ金属めっき皮膜を形成したものである。金属めっき皮膜が形成された面同士を対向させて圧縮加工を行うと、金属めっき皮膜が破断し酸化膜のない清浄な新生面が現れるため、良好な冷間圧接を行うことができる。この金属めっき皮膜は、素材金属よりも延性の小さいものが良く、例えば素材金属が銅材である場合は、ニッケル、金、銀、またはパラジウムなどをめっきするとよい。
【００１３】
また本発明は、圧縮加工する領域は金属材料の側面を含む、若しくは断面が露出した領域を含むことが望ましい。２枚のリードフレームを重ね合わせ、側面または断面が露出した領域を圧縮加工すると、上方のリードフレームが下方のリードフレームにめり込み、その部分で金属が一体化することで２枚のリードフレームをより強固に接合することができる。このため、圧縮領域は広いほど接合強度が強くなり、一定の表面積であれば、断面積が広いほど接合強度は強くなるから、リードフレームの側面を含む領域を圧縮加工したり、リードフレームの一部に貫通孔を設けて断面を露出させ、この部分を圧縮加工するなどすれば接合強度をさらに大きくすることができる。
【００１４】
具体的には、本発明はダイパットおよびダイパットを支持する吊りリードを備えた第１のリードフレームと、インナーリードおよびアウターリードを備えた第２のリードフレームを用意し、前記２枚のリードフレームを所定の位置で重ね合わせ、前記重ね合わせた領域のうち、後工程で切り離される連結条帯の一部を圧縮加工することにより、前記圧縮加工した領域で前記２枚のリードフレームを一体化するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１（ａ）〜（ｅ）は本実施の形態による多層リードフレームの製造方法を示す説明図である。まず、図１（ａ）に示す連結条帯７で囲まれた領域に吊りリード６を介してダイパット３を形成した第１のフレーム２ａと、図１（ｂ）に示す連結条帯７で囲まれた領域にインナーリード４およびアウターリード５を形成した第２のフレーム２ｂを用意する。この２枚のフレームは、板厚０．２５ｍｍの銅材をプレス加工により打ち抜き形成したもので、その表面にはニッケル、パラジウム、ごく薄い金めっき皮膜が順に形成されている。
【００１７】
次いで、図１（ｃ）に示すように、第１のフレーム２ａの上に第２のフレーム２ｂを重ね合わせ金型（図示せず）内にセットする。この状態で連結条帯７の４ヶ所（図示は２ヶ所のみ）をパンチ３１で圧縮加工する。圧縮率は３０％〜６０％であることが望ましく本実施の形態では５０％に圧縮加工した。
【００１８】
図１（ｄ）は、このようにして製造した多層リードフレームの平面図である。連結条帯７には４カ所の圧縮領域１２があり、この部分で第１のフレームと第２のフレームが接合している。
【００１９】
この後、図１（ｅ）に示すように、多層リードフレーム２のダイパット３に半導体素子２１を搭載し、半導体素子２１とインナーリード４の間をボンディングワイヤ２２で接続する。そしてこれらを樹脂２３で封止した後、多層リードフレーム２の不要部分、すなわち連結条帯７を切り離し、半導体装置が完成する。
【００２０】
本実施の形態では、第１および第２のフレームが接合した２層リードフレームについて説明したが、３層以上の接合にも適用できる。
【００２１】
リードフレームの素材には銅材を用いたが、これに限ることなく鉄−ニッケル合金やアルミニウムなど他の金属でも同様の方法で製造することができる。また、第１のフレームと第２のフレームの素材金属が異なる場合でも同様である。
【００２２】
（実施の形態２）
図２（ａ）に示すように、ダイパット３および吊りリード６を備えた第１のフレーム２ａの連結条帯７には、あらかじめ一対の半円状の貫通孔１３、１３間に、フレーム長手方向に対して平行となるような接合補助バー１４ａが形成されている。接合補助バー１４ａは、実施の形態１で説明した圧縮領域１２と同様、連結条帯７に４カ所形成したが、他の３カ所は図示を省略した。
【００２３】
一方、図２（ｂ）に示すように、インナーリード４およびアウターリード５を備えた第２のフレーム２ｂの連結条帯７には、第１のフレーム２ａと同じ箇所に一対の半円状の貫通孔１３、１３間に接合補助バー１４ｂを形成した。ただし、第２のフレーム２ｂにおいては、接合補助バー１４ｂがフレームの長手方向と垂直となるように形成した。
【００２４】
これにより、第１のフレーム２ａと第２のフレーム２ｂを重ね合わせたときには、図２（ｃ）にその拡大図を示すように、第１および第２のフレーム２ａ、２ｂの接合補助バー１４ａ、１４ｂがクロスするように重なり、この部分を圧縮加工することにより、第２の接合補助バー１４ｂが第１の接合補助バー１４ａにめり込み、より大きな接合強度を得ることができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、２枚もしくはそれ以上のリードフレームを重ね合わせ、圧縮加工するだけで両者を接合できる。このため、接着剤を用いる必要がなく多層リードフレームのコストを大幅に低減することができる。また、銅などの金属でも溶接のようにスプラッシュが飛散するなどないため、多層リードフレームの品質が安定する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による多層リードフレームの製造方法を示す説明図
【図２】本発明の他の実施の形態の多層リードフレームの製造方法を示す説明図
【図３】一般的なリードフレームの平面図
【図４】従来の多層リードフレームの一例を示す説明図
【符号の説明】
２ 多層リードフレーム
２ａ 第１のフレーム
２ｂ 第２のフレーム
３ ダイパット
４ インナーリード
５ アウターリード
６ 吊りリード
７ 連結条帯
１２ 圧縮領域
１３ 貫通孔
１４ａ 接合補助バー
１４ｂ 接合補助バー
３１ パンチ
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のリードフレームを重ね合わせて接合した多層リードフレームの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、半導体装置用のリードフレームは金属単板をプレス加工により所定の形状に打ち抜いて製造している。図３は一般的なリードフレームの平面図であり、連結条帯７で囲まれた領域に半導体素子（図示せず）を搭載するダイパット３、ダイパット３を連結条帯７に連結する吊りリード６、ダイパット３の近傍に延び半導体素子と結線するためのインナーリード４、およびインナーリード４に連続しプリント基板などに実装するためのアウターリード５を備えている。
【０００３】
近年、複数のリードフレームを積層した種々の多層リードフレームが用いられている。図４（ａ）〜（ｄ）は、従来の多層リードフレームの一例を示す説明図である。図４（ａ）は多層リードフレームの平面図であり、図３で説明した金属単板からなるリードフレーム１と同じ構成となっていて、連結条帯７、ダイパット３、吊りリード６、インナーリード４、アウターリード５などを備えている。この多層リードフレーム２は、図３（ｂ）に示す連結条帯７で囲まれた領域に吊りリード６を介してダイパット３を形成した第１のフレーム２ａと、図４（ｃ）に示す連結条帯７で囲まれた領域にインナーリード４およびアウターリード５を備えた第２のフレーム２ｂとから構成される。図４（ｄ）にＡ−Ａ断面図を示すように、第１のフレーム２ａの上に第２のフレーム２ｂを重ね合わせ、連結条帯７の部分に接着剤１１を介して両者を接合した構成となっている。
【０００４】
このような多層リードフレームを用いる理由の一つに、リードの多ピン化が挙げられる。金属単板をプレス加工により打ち抜きリードフレームを形成するにあたり、吊りリードを打ち抜くために必要なスペースの分、インナーリード間のピッチが狭くなり、ピン数を増やすことができない。このため、ダイパットとインナーリードとを別々のフレームに形成し、両者を接合した多層リードフレームを用いることで上記の問題を解消できる。
【０００５】
また、リードフレームの少量多品種化が進み、リードの本数や配列の異なる様々なリードフレームを形成する度に、高価な大型の精密金型を新たに用意しなければならず、リードフレームのコストが高くなってしまう。このため、リードの本数や配列が様々に異なるフレームを用意し、これらを適宜選択してダイパットを形成した別のフレームと組み合わせることでリードフレームのコストを低くすることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記説明した２枚のリードフレームを接合するための接着剤は、両面に接着剤層を備えたフィルムを用いている。しかしながら、このようなフィルムはそれ自体が高価であり、リードフレームにフィルムを貼り付ける工程も必要となるため、多層リードフレームのコストが高くなってしまうという問題がある。
【０００７】
ほかにも、溶接により２枚のリードフレームを接合する方法が用いられることがあるが、銅系素材など導電率の高い材料の場合には、溶接作業時にスプラッシュが発生しリードフレームの品質を低下させるなどの問題がある。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決するものであり、接着剤を用いることなく、容易にかつ安価に複数のリードフレームを接合することができる多層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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数のリードフレームを重ね合わせ、所定領域を圧縮加工することにより接合し、複数のリードフレームを一体化する多層リードフレームの製造方法である。
【００１０】
常温で延性金属材料の重ね目を圧縮して境界面を局部的に塑性変形すると金属材料同士が接合する冷間圧接法と呼ばれる金属接合方法は、金属面同士をÅ単位の距離に近づけると金属原子の自由電子が共通化し金属結合が行われる原理を利用したものである。冷間圧接を良好に行うには、接触面積を増加させるための圧力と表面に生成皮膜がない純粋金属同士を近づける２つの要素が重要である。
【００１１】
本発明は、リードフレームの重ね合わせた厚さの３０％〜６０％に圧縮加工するもので、冷間圧接に十分な圧力が加わり良好な金属接合が得られる。
【００１２】
また本発明は、複数のリードフレームにあらかじめ金属めっき皮膜を形成したものである。金属めっき皮膜が形成された面同士を対向させて圧縮加工を行うと、金属めっき皮膜が破断し酸化膜のない清浄な新生面が現れるため、良好な冷間圧接を行うことができる。この金属めっき皮膜は、素材金属よりも延性の小さいものが良く、例えば素材金属が銅材である場合は、ニッケル、金、銀、またはパラジウムなどをめっきするとよい。
【００１３】
また本発明は、圧縮加工する領域は金属材料の側面を含む、若しくは断面が露出した領域を含むことが望ましい。２枚のリードフレームを重ね合わせ、側面または断面が露出した領域を圧縮加工すると、上方のリードフレームが下方のリードフレームにめり込み、その部分で金属が一体化することで２枚のリードフレームをより強固に接合することができる。このため、圧縮領域は広いほど接合強度が強くなり、一定の表面積であれば、断面積が広いほど接合強度は強くなるから、リードフレームの側面を含む領域を圧縮加工したり、リードフレームの一部に貫通孔を設けて断面を露出させ、この部分を圧縮加工するなどすれば接合強度をさらに大きくすることができる。
【００１４】
具体的には、本発明はダイパットおよびダイパットを支持する吊りリードを備えた第１のリードフレームと、インナーリードおよびアウターリードを備えた第２のリードフレームを用意し、前記２枚のリードフレームを所定の位置で重ね合わせ、前記重ね合わせた領域のうち、後工程で切り離される連結条帯の一部を圧縮加工することにより、前記圧縮加工した領域で前記２枚のリードフレームを一体化するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１（ａ）〜（ｅ）は本実施の形態による多層リードフレームの製造方法を示す説明図である。まず、図１（ａ）に示す連結条帯７で囲まれた領域に吊りリード６を介してダイパット３を形成した第１のフレーム２ａと、図１（ｂ）に示す連結条帯７で囲まれた領域にインナーリード４およびアウターリード５を形成した第２のフレーム２ｂを用意する。この２枚のフレームは、板厚０．２５ｍｍの銅材をプレス加工により打ち抜き形成したもので、その表面にはニッケル、パラジウム、ごく薄い金めっき皮膜が順に形成されている。
【００１７】
次いで、図１（ｃ）に示すように、第１のフレーム２ａの上に第２のフレーム２ｂを重ね合わせ金型（図示せず）内にセットする。この状態で連結条帯７の４ヶ所（図示は２ヶ所のみ）をパンチ３１で圧縮加工する。圧縮率は３０％〜６０％であることが望ましく本実施の形態では５０％に圧縮加工した。
【００１８】
図１（ｄ）は、このようにして製造した多層リードフレームの平面図である。連結条帯７には４カ所の圧縮領域１２があり、この部分で第１のフレームと第２のフレームが接合している。
【００１９】
この後、図１（ｅ）に示すように、多層リードフレーム２のダイパット３に半導体素子２１を搭載し、半導体素子２１とインナーリード４の間をボンディングワイヤ２２で接続する。そしてこれらを樹脂２３で封止した後、多層リードフレーム２の不要部分、すなわち連結条帯７を切り離し、半導体装置が完成する。
【００２０】
本実施の形態では、第１および第２のフレームが接合した２層リードフレームについて説明したが、３層以上の接合にも適用できる。
【００２１】
リードフレームの素材には銅材を用いたが、これに限ることなく鉄−ニッケル合金やアルミニウムなど他の金属でも同様の方法で製造することができる。また、第１のフレームと第２のフレームの素材金属が異なる場合でも同様である。
【００２２】
（実施の形態２）
図２（ａ）に示すように、ダイパット３および吊りリード６を備えた第１のフレーム２ａの連結条帯７には、あらかじめ一対の半円状の貫通孔１３、１３間に、フレーム長手方向に対して平行となるような接合補助バー１４ａが形成されている。接合補助バー１４ａは、実施の形態１で説明した圧縮領域１２と同様、連結条帯７に４カ所形成したが、他の３カ所は図示を省略した。
【００２３】
一方、図２（ｂ）に示すように、インナーリード４およびアウターリード５を備えた第２のフレーム２ｂの連結条帯７には、第１のフレーム２ａと同じ箇所に一対の半円状の貫通孔１３、１３間に接合補助バー１４ｂを形成した。ただし、第２のフレーム２ｂにおいては、接合補助バー１４ｂがフレームの長手方向と垂直となるように形成した。
【００２４】
これにより、第１のフレーム２ａと第２のフレーム２ｂを重ね合わせたときには、図２（ｃ）にその拡大図を示すように、第１および第２のフレーム２ａ、２ｂの接合補助バー１４ａ、１４ｂがクロスするように重なり、この部分を圧縮加工することにより、第２の接合補助バー１４ｂが第１の接合補助バー１４ａにめり込み、より大きな接合強度を得ることができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、２枚もしくはそれ以上のリードフレームを重ね合わせ、圧縮加工するだけで両者を接合できる。このため、接着剤を用いる必要がなく多層リードフレームのコストを大幅に低減することができる。また、銅などの金属でも溶接のようにスプラッシュが飛散するなどないため、多層リードフレームの品質が安定する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による多層リードフレームの製造方法を示す説明図
【図２】本発明の他の実施の形態の多層リードフレームの製造方法を示す説明図
【図３】一般的なリードフレームの平面図
【図４】従来の多層リードフレームの一例を示す説明図
【符号の説明】
２ 多層リードフレーム
２ａ 第１のフレーム
２ｂ 第２のフレーム
３ ダイパット
４ インナーリード
５ アウターリード
６ 吊りリード
７ 連結条帯
１２ 圧縮領域
１３ 貫通孔
１４ａ 接合補助バー
１４ｂ 接合補助バー
３１ パンチ
Claims (3)
- 延性金属材料より成る複数のリードフレームの表面に該複数のリードフレームをなす金属材料よりも延性の小さな金属材料にて事前にめっき皮膜を形成し、
前記複数のリードフレームを重ね合わせ、該複数のリードフレームの重ね目の所定領域を常温にて圧縮加工する際にめっき皮膜が破断して、前記複数のリードフレームの金属面同士をÅ単位の距離に近づけて、
前記金属材料が有する自由電子を共通化して結合が行われる冷間圧接法により、
前記複数のリードフレームの金属結合を行う事により、該複数のリードフレームを接合することを特徴とする多層リードフレームの製造方法。 - 前記圧縮加工する領域は、前記複数のリードフレームの側面若しくは断面を含む領域である請求項１記載の多層リードフレームの製造方法。
- 連結条帯で囲まれた領域にダイパットおよびこのダイパットを支持する吊りリードを備えた第１のフレームと、連結条帯で囲まれた領域にインナーリードおよびアウターリードを備えた第２のフレームとを用意し、前記第１のフレームと前記第２のフレームを重ね合わせ、前記連結条帯の所定領域を圧縮加工することにより、前記圧縮加工した領域で前記第１のフレームと第２のフレームを冷間圧接法にて接合され、
前記圧縮加工した領域は、前記第１のフレームと前記第２のフレームとを半導体装置として組み立てた後に切り離す領域であり、かつ前記第１のフレームと前記第２のフレームの側面若くは断面を含む領域であり、更に前記第１のフレームと前記第２のフレームとを重ね合わせた厚さの３０％〜６０％に圧縮加工され、
前記第１のフレームと前記第２のフレームにあらかじめ金属めっき皮膜を形成した事を特徴とする多層リードフレームの製造方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8995098A JP3562304B2 (ja) | 1998-04-02 | 1998-04-02 | 多層リードフレームの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8995098A JP3562304B2 (ja) | 1998-04-02 | 1998-04-02 | 多層リードフレームの製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11289041A JPH11289041A (ja) | 1999-10-19 |
| JP3562304B2 true JP3562304B2 (ja) | 2004-09-08 |
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ID=13984992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP3562304B2 (ja) |
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1998
- 1998-04-02 JP JP8995098A patent/JP3562304B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH11289041A (ja) | 1999-10-19 |
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