JP5610673B2

JP5610673B2 - リードフレームの設計方法

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Publication number: JP5610673B2
Application number: JP2008105344A
Authority: JP
Inventors: 知晃平; 緒方　敏洋; 敏洋緒方; 寺崎　浩則; 浩則寺崎
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Priority date: 2008-04-15
Filing date: 2008-04-15
Publication date: 2014-10-22
Anticipated expiration: 2028-04-15
Also published as: JP2009259927A

Description

本発明は、半導体チップを多数隣接配置可能なＭＡＰ型に好適なリードフレームの設計方法に関するものである。

表面実装タイプの半導体デバイスとして、実装面積の縮小化を図る高密度実装の要求から、ガルフウイングタイプに対し、ＳＯＮやＱＦＮと呼ばれるリードレスタイプが使用されている。このリードレスタイプには、半導体チップを複数個隣接配置可能なリードフレームを用い、個々の半導体チップごとにモールド成型するシングルモールド型と、複数個の半導体チップを同時に一括してモールド成形するＭＡＰ型とがある。ＭＡＰ型は、隣接する半導体チップ間の距離を最短化することが可能であり、半導体デバイスに占める基板単価を最も安価にする方法として特に注目されている。

このＭＡＰ型用のリードフレーム１０Ｂは、図５に示すように、厚みｔが０．０８〜０．３０ｍｍ程度の薄板銅板をエッチングすることによって、タイバー１１をマトリクス状に形成し、このタイバー１１に対して、半導体チップを搭載するダイパッド１２とリード１３を連結して形成される。１４はダイパッド１２のコーナーをタイバー１１の端部に対して支持する吊りバーである。このＭＡＰ型の半導体デバイスは、以下のような工程により製造される。

図５に示したようにデザインしたリードフレーム１０Ｂを準備した後、耐熱性のポリイミドテープ（図示せず）を、そのリードフレーム１０Ｂの半導体チップ実装面と反対面に予め貼り付ける。貼り付けられたテープはバックテープと呼ばれる。この後、複数の半導体チップをエポキシ接着材等を用いてそれぞれのダイパッド１２に載せた後、熱硬化により接着させる（ダイボンド工程）。半導体チップのダイボンドが終了すると、半導体チップ上のボンディングパッドとリードフレームのリード１３とを金属細線を用いて超音波併用熱圧着法により電気的に接続する（ワイヤボンド工程）。

このワイヤボンド工程では、リードフレーム１０Ｂの裏面のバックテープの熱による軟化や粘着材自身から発生するシロキサン汚染の問題から、従来２３０〜３００℃で行われていた作業温度は、１８０℃程度の低温下で実施されている。このとき、使用される金属細線には従来と同様の金線を使用することから、半導体チップ上のボンディングパッドやリードフレームのリード１３との金属細線の接合は共晶接合であり、金属相互間の固相拡散によるものであるため熱拡散である。よって、低温化されたワイヤボンド工程では、従来使用されていた超音波振動の周波数が６０ｋＨｚから１００〜１２０ｋＨｚに高周化された超音波振動による接合がおこなわれており、この振動により生じる摩擦エネルギーの寄与がボンディング性に大きく影響している。

ワイヤボンド工程が終了したリードフレーム１０Ｂは、モールド金型にセットされ、複数の半導体チップ搭載面のみに同時一括エポキシ樹脂が注入される。注入されたエポキシ樹脂はバックテープにより裏面樹脂滴れが防止され、リードの露出側がモールド樹脂で被覆されることはない（モールド工程）。

リードフレーム１０Ｂからバックテープを剥がした後は、リード１３の露出側が半田メッキされ（但し、ＰＰＦが施されているケースではこの工程を省くことができる）、製品名等がマーキングされた後、ダイシングによって個別の半導体デバイスに個片化される（ダイシング工程）。このダイシング工程では、図６に示すように、樹脂２０がモールドされたリードフレーム１０Ｂの裏面にダイシングテープ３０を貼り付け、ダイシングブレード４０によってモールド樹脂２０の側から、モールド樹脂２０、リードフレーム１０Ｂ、ダイシングテープ３０を順次切削することにより、切削部５０を形成して、半導体デバイス６０Ｂに個片化している。

このような堅さの異なる複数の部材を同一のダイシングブレード４０で同時に切削するためには、シリコンウエハを切削するような電鋳ダイシングブレードは使用できず、自生の高いレジンダイシングブレードを１０，０００〜３０，０００ｒｐｍに回転させ、純水を供しながら切削している。また、使用されるダイシングテープ３０は、個片化された半導体デバイス６０Ｂを突き上げ、分離しやすくさせるため、通常７０〜２００μｍの厚みのものが使用され、素材は環境に配慮しポリオレフィン系が多い。ダイシング工程によって個片化された半導体デバイス６０Ｂは、試験を実施したのち包装出荷されている。

前記したワイヤボンド工程において、超音波振動を効率的に伝えるために、リードフレーム１０Ｂは裏面からエアー吸着により保持され、リードフレーム１０Ｂの外周部はウインドクランパと呼ばれる金属製の枠によって圧接保持される。半導体チップが搭載されるダイパッド１２には、エアー吸着の保持力により超音波振動が有効に伝達し、半導体チップ上のボンディングパッドと金属配線との接合成功率はほぼ１００％である。

一方、タイバー１１に連結されたリード１３と金属配線との接合成功率は８０％以下であり、リード１３側のボンディング不成功箇所は特定リードに偏る傾向が見られる。リード１３側のボンディング成功率を高めるためには、温度を上げることができないこと、及びボンディング荷重はあまり効果が認められないことから、超音波出力を上げることが有効である。

しかしながら、超音波出力をボンディング成功率が９９．９％以上となるまで上げていくと、既にボンディングが完了した他の半導体チップの金属細線が破断するという現象が見つかった。これは、過剰な超音波振動がリードフレーム１０Ｂのエアー吸着のステージやウインドクランパによりタイバー１１に伝達して共振を起こした結果、ボンディング済みの金属細線に金属疲労を生ぜしめ破断させたと考えられる。実際、破断した金属細線をＳＥＭにより観察すると、接合部の直上部に金属疲労が認められた。このような金属疲労が進行した半導体デバイス６０Ｂは、市場における熱環境により疲労が進行する危険性が考えられるため、ボンディング接合成功率を向上させるために、安易に超音波出力を引き上げることは危険である。

そこで、なるべく超音波出力を上げないようにするため、１個のリード１３ごとのワイヤボンド条件出しという、非常に時間のかかる作業を行い、ボンディング成功率を上げることが試行錯誤されいる。

また、特許文献１には、ボンディング成功率を上げるため、タイバーの幅を１ｍｍ以上に広くし、ウインドクランパでリードフレーム外側のみをクランプし、圧接するのではなくウインドクランパ内側に金属棒を格子状形成し、これをリードフレームのタイバーと同ピッチ化することにより、タイバーを直接ウインドクランパで圧接クランプすることによって、ボンディング成功率を飛躍的に向上させる記載がある。
特開２００２−１１０８８５号公報

しかし、この方法によれば、タイバーの幅が広くなり、リードフレーム内の製品取り個数はシングルモールド型と同程度になって、ＭＡＰ型が有利とされるコストメリットがなくなる。さらに、リードフレーム内に多数個隣接配置された半導体デバイスを個片化する際のダイシング工程において、タイバーは全削除する必要から、タイバー幅より広いダイシングブレードを必要とするので、タイバーの幅が広くなり過ぎると、より幅の広いダイシングブレードが製品外形に重大な問題を引き起こす。

すなわち、製品の個片化はダイシングブレードで行うことから、製品側面の形状は必然的にダイシングブレード外形を転写したものとなる。ダイシング中のダイシングブレードは切削負荷により次第にＲが形成され、例えば１ｍｍ幅のダイシングブレードには０．５ｍｍ程のＲがついてしまう。プリント基板への高密度実装が要求されるなか、このように製品外形にバラツキがある半導体デバイスが実装されると、隣接部品間でショート不良をが引き起こされる。

特許文献１では、幅広のダイシングブレードを使用せず、通常のダイシングブレードを使用し２ラインで切削する工法を採っているが、結果的にダイシングの製造コストにも影響を与えている。

本発明はかかる状況を鑑み、薄板材を使用しながらも、タイバー幅を必要最小の幅として、ＭＡＰ型に好適なリードフレームの設計方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、
（１）マトリクス状に形成されるタイバーと、該タイバーに対して吊りバーにより支持されるダイパッドと、前記タイバーから前記ダイパッド方向に伸びる複数のリードとを備え、半導体デバイスの製品間隔が０．１０〜０．２０（ｍｍ）に固定されるリードフレームの設計方法であって、
（２）前記リードフレームの板厚をｔ（ｍｍ）、前記タイバーの長さをＬ（ｍｍ）、前記タイバーの幅をｂ（ｍｍ）、しきい値をＱ１＝９００〜１０００とするとき、
Ｌ^３／（１６ｔｂ^３）＜Ｑ１
の式を満足するときのタイバーの幅ｂ（ｍｍ）を０．１５（ｍｍ）と比較し、それが０．１５（ｍｍ）未満のときは、前記リードフレームの板厚をｔ（ｍｍ）、前記タイバーの長さをＬ（ｍｍ）、前記タイバーの幅をｂ（ｍｍ）として、設計を終了し、
（３）前記式を満足するときのタイバーの幅ｂ（ｍｍ）を０．１５（ｍｍ）と比較し、それが０．１５（ｍｍ）以上のときは、タイバー切断用の幅広のダイシングブレードと個片化用の幅狭のダイシングブレードを使用して、幅ｂ（ｍｍ）が０．１５（ｍｍ）以上の前記タイバーをダブルカット可能な条件で、前記幅広のダイシングブレードの幅を、幅ｂ（ｍｍ）が０．１５（ｍｍ）以上の前記タイバーの幅ｂ（ｍｍ）に０．０５〜０．１０（ｍｍ）を加算した幅にして、幅ｂ（ｍｍ）が０．１５（ｍｍ）以上の前記タイバーを切断することを条件に、前記リードフレームの板厚をｔ（ｍｍ）、前記タイバーの長さをＬ（ｍｍ）、前記タイバーの幅をｂ（ｍｍ）として、設計を終了し、
（４）前記式を満足するときのタイバーの幅ｂ（ｍｍ）を０．１５（ｍｍ）と比較し、それが０．１５（ｍｍ）以上で、且つ前記ダブルカットが不可能なときは、前記タイバーの長さＬ（ｍｍ）が変更可能であることを条件に、前記ダイバーから伸びる複数の前記リードの一部のリードの先端を前記ダイパッドに接続することで前記タイバーの長さＬ（ｍｍ）を短縮した際に前記式を満足できるとき、前記ダイバーから伸びる複数の前記リードの一部のリードの先端を前記ダイパッドに接続するとともに、前記リードフレームの板厚をｔ（ｍｍ）、前記タイバーの長さを前記短縮後のＬ（ｍｍ）、前記タイバーの幅をｂ（ｍｍ）として、設計を終了する、
ことを特徴とする。

本発明によれば、タイバーの幅を必要最小限の幅に抑えることが可能となり、リードフレーム内の製品取り個数の数の増大を図ることができ、ＭＡＰ型リードフレームに好適となる。

本発明は、超音波振動を併用したワイヤボンド処理中におけるリードフレームのタイバーの動きを超高速度カメラによる振動解析の結果から判明した現象に基づいている。振動解析ではドップラレーザー振動計による解析が試みられていた。これは、ポイントの振動解析には向いているが、全体を観測するには解析ポイントを増やす必要がある。これに対し、超高速カメラは、これに高倍率顕微鏡を組み合わせることで、超音波振動によるタイバーの振れを全体的に観察できる。

ワイヤボンド装置において、超音波振動を発生させる振動子には、一般的にＰＺＴが使用され、これを両端から金属で締め上げるボトル締めランジュバン構造を採っている。これにチタン製のＵＳホーンをねじ締め等により連結することによって、ＰＺＴで発生しＵＳホーン中を伝播した縦波（疎密波）は、先端部で伸縮振動を生じさせる。この先端部にはキャピラリーと呼ばれるボンディングツールが専用治具により保持され、接合中はボンディング面と接する。これが超音波振動の発生装置であり、トランスジューサと呼ばれている。

トランスジューサは、ＸＹテーブル上に架台されており、Ｚ方向にも可動することで３次元的に動作できるが、ボンディングスピードに影響する回転機能等は付加されていない。このため、一般的なワイヤボンド装置では前述の理由により超音波の振動方向を変えることはできない。

この結果、リードフレームに超音波振動が印加されたとき、超音波振動方向と平行な方向に振動を受けるタイバーと垂直の方向に振動を受けるタイバーとは異なる挙動を示す。すなわち、図５に示すように、超音波振動方向Ｘに平行なタイバー１１Ｘに連結されたリード１３Ｘに超音波振動を印加する場合、リード１３Ｘ自身の強度に比例し、リード１３Ｘに施されるグルーブハーフと呼ばれるリード抜け防止の溝による強度低下に影響され、タイバー１１Ｘ自身にはねじれが発生する程度で、振動による大きな変位は特に観察されない。

これに対し、超音波振動方向Ｘに垂直なタイバー１１Ｙに連結されたリード１３Ｙに超音波振動を印加すると、そのリード１３Ｙに超音波振動の出力に比例した横揺れ現象が認められた。この現象は、ゴムホースの片方を手で持ち上下（または左右）に振った場合の定常的な振動変位と似ており、この結果、タイバー１１Ｙにも同様の現象が生じていると推測される。前述特定の部位に見られた超音波振動の影響と考えられる金属細線の破断現象は、この定常波による影響と考察することができる。

この観測結果から、超音波振動によるタイバーの横揺れの解析に際しては、タイバーの中央部にその横方向から、超音波方向と同じ方向の応力Ｐを加えた場合のタイバーの最大変形量Ｙが、下記の式から求められることが実験の結果からも判明した（参考文献：小久保邦雄著、「材料力学」、丸善）。
Ｙ＝ＰＬ^３／（１６ｔｂ^３Ｅ）
＝（Ｐ／Ｅ）×Ｌ^３／（１６ｔｂ^３）（１）
ｔはリードフレームの板厚、Ｅは弾性係数、ｂはタイバーの幅、Ｌはタイバーの長さである。このタイバーの長さＬは、図５に示すように、タイバー１１の両側の支持端間の長さである。Ｅは素材のヤング率であり、一般的には銅材のそれに相当する。式(1)は、タイバーの最大変位量Ｙが、応力Ｐに比例し、ヤング率Ｅに反比例することを表しており、タイバー幅ｂを広く、リードフレーム板厚ｔを厚く、タイバー長さＬを短くれば、最大変位量Ｙを抑制できることが分かる。特にタイバー幅ｂを広くすることは、このｂの３乗に反比例することから、効果が大きい。

図７にリードフレームの板厚ｔが０．１０ｍｍで、タイバー長さＬが７種（Ａ〜Ｇ）の場合について、図８にリードフレームの板厚ｔが０．１５ｍｍで、タイバー長さＬが７種（Ａ〜Ｇ）の場合について、それぞれ、タイバー幅ｂを変化させたときのタイバー設計しきい値Ｑを示す。なお、単位は／ｍｍである。
Ｑ＝Ｙ×Ｅ／Ｐ＝Ｌ^３／（１６ｔｂ^３） (2)
これらの特性図から、板厚ｔが厚いほど、タイバー幅ｂが広いほど、タイバー長さＬが短いほど、タイバー設計しきい値Ｑが小さな値を示し、その逆の場合はボンディング成功率が低いことがわかる。

図９に、任意に設計された１１個（Ａ〜Ｋ）の銅製のＭＡＰ型リードフレームのタイバー設計しきい値Ｑを式(2)より算出し、ワイヤボンド不良率との関連を比較したグラフを示す。なお、例えば、Ａの「2.6mm□」は半導体デバイスの一辺の長さが２．６ｍｍであることを示し、タイバーの長さＬはこの値の９０％程度である。

以上の図７〜図９の特性から、超音波振動方向と直交するタイバーのリードへのワイヤボンディング不良を回避するには、タイバー設計しきい値Ｑがおおよそ１０００／ｍｍ付近以下が好ましいことが判明した。この現象は物理現象であり連続関数と考えられることから、ボンディング成功率をより高めるには、Ｑ≦９００／ｍｍと設定することも可能であり、品質保証の考えから個別に判断すればよい。本実施例では、最適な応用例として式(2)のタイバー設計しきい値Ｑの値を式(3)のように、１０００／ｍｍ（＝Ｑ１：しきい値）とする。
Ｑ＝Ｙ×Ｅ／Ｐ＝Ｌ^３／（１６ｔｂ^３）＜１０００／ｍｍ (3)

また、前記ダイシングの関係より、一般的に使用されるダイシングテープ３０の厚みは０．２０ｍｍ以下であることから、半導体デバイス６０Ｂに個片化させるためのダイシングブレード４０の幅は、ダイシング中にダイシングブレード先端に摩耗によるＲが付くことを考慮しながら、ダイシングブレード４０のダイシングテープ３０への切り込み量を設定する必要がある。ダイシングブレード４０の幅は０．４０ｍｍ幅が限界と算出されるが、実際はダイシングテープ３０まで完全に破断させると半導体デバイス６０Ｂとダイシングテープ３０の切り離しが困難になるため、切り残し量を設定する必要がある。

例えば、切り残し量を０．０５ｍｍとした場合は０．３０ｍｍ幅が限界となる。しかし前述した、ダイシングテープ３０を深堀りした場合に起きる繊維屑の発生や、ダイシングテープ３０の糊巻き上げまでを更に考慮に加えると、０．２０ｍｍ幅のダイシングブレード４０で０．１０ｍｍ切り込んだ場合が良好であった。但し、０．１７５ｍｍ幅のダイシングブレード４０で０．１０５ｍｍ切り込む場合も同レベルの結果が得られており、この近辺に最適値が存在することに変わりはなく、結論としては０．２０ｍｍ〜０．１０ｍｍ程度の幅のダイシングブレード４０を使用し、切り込み深さはブレード幅の１／２程度を目安とすれば良いということが判明した。

式(3)及び前述ダイシングの関係により、ＭＡＰ型のリードフレームを、図１に示す手順を用いた設計手法で設計することにより、前述した課題が顕在化することなくリードフレームを設計することができる。

以下、本発明の実施例を図１を用いて説明する。まず、リードフレームの板厚ｔを選定する（Ｓ１）。この板厚ｔは、半導体デバイスの製品厚に強く影響する項目である。製品厚ターゲットからリードフレームの板厚ｔが決定されると、パッケージ外形と製品間隔よりタイバー長Ｌが決定される（Ｓ２）が、この設計システムでは前述したコストの課題により、リードフレーム内に形成される製品取り個数を最大化させることを目的にシステム化されており、半導体デバイスの製品間隔は０．１０〜０．２０ｍｍピッチに固定されているが、ここでの標準設定では０．１５ｍｍとした。この設定では、０．２０ｍｍ幅のダイシングブレードでタイバー切断が可能である。

リードフレームの板厚ｔ、製品外形サイズから求まるタイバー長Ｌから式(3)を用いて、タイバー幅ｂを算出する（Ｓ３）ことにより、タイバー幅ｂが０．１５ｍｍ未満に算出された場合は、設計終了となる（Ｓ４−Ｙ）。

図５はこのケース（Ｓ４−Ｙ）に含まれる、タイバー１１と個片化された半導体デバイスの外形（破線１で囲まれた領域）を比較した図であり、個片化後の半導体デバイス６０Ｂの端面形状は図２(a)のようになる。一般的に、半導体デバイス６０Ｂの外形が小さい場合は、このケースに含まれることが多い。

しかし、タイバー幅ｂが０．１５ｍｍ以上になる場合（Ｓ４−Ｎ）は、０．２０ｍｍ幅のダイシングブレードで切削すると、切削ズレなどによりタイバー１１が残り、ショート不良となる公算が高くなるため、タイバー１１を切断するためのダイシングブレードと半導体デバイスを個片化するためのダイシングブレードを分ける、つまりダブルカットの必要が生じてくる。図３にこの場合のリードフレーム１０Ａを示す。破線１が個片化のためのカットライン、その破線１の内側の破線２がタイバー１１の切除のためのカットラインである。

これが可能（Ｓ５−Ｙ）であれば、式(3)を満たすよう算出されたタイバー幅ｂよりｂ＋α（＝０．０５ｍｍ、０．０５〜０．１０ｍｍを推奨）の厚みのダイシングブレードで切削する（Ｓ６）ことを条件に設計が終了する。

この場合のダイシングの様子は図４に示すようになる。このときは、モールド樹脂の天板側にダイシングテープ３０を貼り付け、幅の広いダイシングブレード４０Ａにより、リードフレーム１０Ａ側からタイバー１１を切削し、さらにモールド樹脂部２０の一部にまで切除して切除部５０Ａを形成する（図４(a)、(b)）。そして、その後に、それよりも細いダイシングブレード４０Ｂによりダイシングテープ３０まで切除して切除部５０Ｂを形成し、モールド樹脂２０を分離して（図４(c)、(d)）、個片化した半導体デバイス６０Ａを得る。

この場合、切削面にはダイシングブレード４０Ａによる切削部５０Ａとダイシングブレード４０Ｂによる切削部５０Ｂによって、図２(b)、図４(c)に示すように側面に段差２１が生じることになるが、基板７０への半田実装時に、図２(c)に示すように、半田フィレット８０が形成されるメリットが生じる。

しかし、段差を形成するようなダブルカットが困難な場合は、リード１３の数が不足していなければ、１つ又は２つ以上のリード１３をダイパッド１２に接続してそこを吊りバーとすることで、タイバー長Ｌを短縮できる。そこで、これが可能（Ｓ７−Ｙ）であれば、リード１３の一部をダイパッド１２に連結させること（Ｓ８）により、実質的にタイバー長Ｌを短くした場合と同様の効果を持たせ、図面変更結果を自動計算することにより、式(3)を満足すれば（Ｓ９−Ｙ）、設計は終了する。

更に、リード数の変更が不可能な場合（Ｓ７−Ｎ）は、リードフレームの板厚ｔの変更（Ｓ１０）を適用する。もし、ここまでの流れで板厚変更が不可能な場合（Ｓ１０−Ｎ）、設計を中止し他に固有技術の適用を検討しなければならない。幸い変更可能であれば（Ｓ１０−Ｙ）、板厚ｔを再選定し（Ｓ１１）、式(3)を満足すれば（Ｓ１２−Ｙ）、ここで設計終了となる。

ここで、リードフレームに、２．６ｍｍ□の半導体デバイスを多数個隣接して形成する実施例を以下に示す。半導体デバイスを多数個を隣接して形成するリードフレームを設計するためには、製品設計に左右される製品間隔、フレーム板厚ｔ、タイバー長Ｌさを決定する必要がある。たとえば、製品間隔を前記した０．１５ｍｍより大きな０．２ｍｍ程度、フレーム板厚ｔ＝０．１ｍｍ程度、タイバー長さＬ＝２．１５ｍｍ程度とする。この値を用いて前記式(2)を計算すると、以下のようになりタイバー幅ｂは０．１８４ｍｍ未満となる。
Ｌ^３／（１６ｔｂ^３）＜１０００
（２．１５）^３／（１６×０．１×ｂ^３）＜１０００
（２．１５）^３／１６×０．１×１０００＜ｂ^３
０．１８４＜ｂ

タイバーを切断するダイシングブレードの幅は、ダイシングズレなどのバラツキを考慮し、タイバー幅ｂ＋０．１０ｍｍ程度が好ましく、例えばタイバー幅ｂ＝０．１９ｍｍ程度とした場合、製品間隔０．２ｍｍ程度の製品を切断するダイシングブレード幅は、例えば図４において、太いダイシングブレード４０Ａは、タイバー幅＋０．１０ｍｍ程度の０．２９ｍｍ程度であり、細いダイシングブレード４０Ｂは製品間隔の０．２ｍｍ程度とする。これにより、最適化された幅広いタイバーを太いダイシングブレードで確実に切断し、細いダイシングブレードで求められる製品間隔にて完全切断することができる。

リードフレームの設計方法による効果は、式(3)の関係式よりダイバー幅ｂ＝０．１９ｍｍと最適化しており、リードが接続されているタイバー強度は十分確保されているため、十分な接合エネルギーを得ることができ、ボンディング成功率を十分高くすることが出来る。

また、１つのダイシングブレード４０のみで完全切断した図６の方法での製品間隔はダイシングブレード幅と同じ０．２９ｍｍとする必要があるが、今回のように２種のダイシングブレード４０Ａ，４０Ｂを用いることで製品間隔は０．２０ｍｍで切断できるため、製品間隔を３１％程度縮めることができ低コスト化できる。

また、細いダイシングブレード４０Ｂにて完全切断することで、１つのダイシングブレード４０のみで完全切断した図６の方法より、ダイシングブレードの先端Ｒが０．１４５→０．１ｍｍと小さいため、ダイシングテープ３０へのへの切り込み量を０．０４５ｍｍ減らすことができ、テープ糊やタープ基材屑の巻上げが減り、基板への実装時でのダイシングテープ異物付着による実装不具合を低減できる。

なお、上記のように２種のダイシングブレード４０Ａ，４０Ｂを用いて完全切断することで、半導体デバイスの外形にダイシングブレード幅差の半分である０．０４５ｍｍの段差２１ができる。この段差２１により、ダイシングブレードで巻き上げられたダイシングテープ３０のテープ糊やタープ基材屑のリード１３への付着を減らすことができ、ダイシングテープ３０からの異物による実装不具合を低減することも出来る。

また、半導体デバイス６０Ａの裏面に現れるリード１３が、段差０．０４５ｍｍ分だけパッケージ外形の内側に形成されることから、十分な実装信頼性を確保しながら、実効実装面積を０．０９ｍｍ（０．０４５ｍｍ片側×２）縮小化することができる。なお、端面端子となっているためハンダフィレット８０の形成の確認も容易に可能である。

本発明のリードフレーム設計方法のフローチャートである。 (a)は１種のダイシングブレードでカットした半導体デバイスの側面図、(b)は２種のダイシングブレードでダブルカットした半導体デバイスの側面図、(c)は(b)の半導体デバイスを基板実装した側面図である。幅広のタイバーをもつリードフレームの平面図である。ダブルカットにより半導体デバイスを個片化する説明図である。幅狭のダイバーをもつリードフレームの平面図である。シングルカットにより半導体デバイスを個片化する説明図である。板厚が０．１０mmのリードフレームのタイバー設計しきい値の特性図である。板厚が０．１５mmのリードフレームのタイバー設計しきい値の特性図である。各種のリードフレームののタイバー設計しきい値の特性図である。

符号の説明

１０Ａ，１０Ｂ：リードフレーム、１１：タイバー、１２：ダイパッド、１３：リードフ、１４：吊りバー
２０：モールド樹脂
３０：ダイシングテープ
４０，４０Ａ，４０Ｂ：ダイシングブレード
５０，５０Ａ，５０Ｂ：切削部
６０Ａ，６０Ｂ：半導体デバイス
７０：基板
８０：半田フィレット

Claims

（１）マトリクス状に形成されるタイバーと、該タイバーに対して吊りバーにより支持されるダイパッドと、前記タイバーから前記ダイパッド方向に伸びる複数のリードとを備え、半導体デバイスの製品間隔が０．１０〜０．２０（ｍｍ）に固定されるリードフレームの設計方法であって、
（２）前記リードフレームの板厚をｔ（ｍｍ）、前記タイバーの長さをＬ（ｍｍ）、前記タイバーの幅をｂ（ｍｍ）、しきい値をＱ１＝９００〜１０００とするとき、
Ｌ^３／（１６ｔｂ^３）＜Ｑ１
の式を満足するときのタイバーの幅ｂ（ｍｍ）を０．１５（ｍｍ）と比較し、それが０．１５（ｍｍ）未満のときは、前記リードフレームの板厚をｔ（ｍｍ）、前記タイバーの長さをＬ（ｍｍ）、前記タイバーの幅をｂ（ｍｍ）として、設計を終了し、
（３）前記式を満足するときのタイバーの幅ｂ（ｍｍ）を０．１５（ｍｍ）と比較し、それが０．１５（ｍｍ）以上のときは、タイバー切断用の幅広のダイシングブレードと個片化用の幅狭のダイシングブレードを使用して、幅ｂ（ｍｍ）が０．１５（ｍｍ）以上の前記タイバーをダブルカット可能な条件で、前記幅広のダイシングブレードの幅を、幅ｂ（ｍｍ）が０．１５（ｍｍ）以上の前記タイバーの幅ｂ（ｍｍ）に０．０５〜０．１０（ｍｍ）を加算した幅にして、幅ｂ（ｍｍ）が０．１５（ｍｍ）以上の前記タイバーを切断することを条件に、前記リードフレームの板厚をｔ（ｍｍ）、前記タイバーの長さをＬ（ｍｍ）、前記タイバーの幅をｂ（ｍｍ）として、設計を終了し、
（４）前記式を満足するときのタイバーの幅ｂ（ｍｍ）を０．１５（ｍｍ）と比較し、それが０．１５（ｍｍ）以上で、且つ前記ダブルカットが不可能なときは、前記タイバーの長さＬ（ｍｍ）が変更可能であることを条件に、前記ダイバーから伸びる複数の前記リードの一部のリードの先端を前記ダイパッドに接続することで前記タイバーの長さＬ（ｍｍ）を短縮した際に前記式を満足できるとき、前記ダイバーから伸びる複数の前記リードの一部のリードの先端を前記ダイパッドに接続するとともに、前記リードフレームの板厚をｔ（ｍｍ）、前記タイバーの長さを前記短縮後のＬ（ｍｍ）、前記タイバーの幅をｂ（ｍｍ）として、設計を終了する、
ことを特徴とするリードフレームの設計方法。