JP6327732B1 - リードフレーム及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】設計の自由度が大きく、切断すべき金属体積を効率よく減少させて切断加工を容易化し、リードやダムバーの変形や反り及びねじれを十分に抑え、封止樹脂を移動し易くして封止樹脂の充填性を向上可能なリードフレームの提供。【解決手段】ダムバー２とリード１を有し、ダムバーにおけるリードのダムバーに接続する端部の幅方向の辺とダムバーにおける幅方向の辺とで囲まれた部位と、リードにおけるダムバーに接続する端部近傍部位と、を合わせてなる第１の部位２ａに、リードのダムバーに接続する端部の幅方向の両端よりも内側に、ダムバーに接続する端部に比べて細い幅で、ダムバーを横断する横断部３を有し、横断部は、金属板の板厚と同程度の板厚を有し、第１の部位における横断部以外の部位と、ダムバーにおける第１の部位に隣接しリードと接続しない第２の部位２ｂが、金属板の板厚に比べて薄い板厚を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、エッチングにて形成される多列型リードフレームにおいて製品単位を構成するリードフレームであって、所定箇所にリードフレームの基材をなす金属板の板厚に比べて薄い板厚部分を有するダムバーと、ダムバーに接続し、ダムバーに接続する端部から所定範囲にかけて金属板の板厚と同程度の板厚部分を有するリードを具備するリードフレーム及びその製造方法に関する。

多列型リードフレームにおいて製品単位を構成するリードフレームであって複数の半田接続用端子を有する複数のフリップチップ実装用リードフレームにおける、主としてチップを搭載する部位や各端子用リードとなる部位は、支持体となるフレーム全体へと接続するためのリードを有している。これらの部位のリードはサポートリードと連結されて一体となっているが、形状によっては、強度不足のため変形の原因となることがある。ＱＦＮ（Quad Flat Non-Leaded Package）タイプやＬＥＤタイプのリードフレームは、これらの部位のリードやサポートリードが、表裏の少なくともいずれかにハーフエッチング加工を施され、例えば、長さが１ｍｍ以上、太さが０．３ｍｍ以下の細長い形状に形成されていることが多く、特に変形を起こし易い。

ハーフエッチング加工を施して形成されるリードにおいては、リードフレームの材料として使用される金属板の板厚の５０〜７０％程度がエッチングによって溶解するため、内部応力が開放され歪が発生する。この歪によって、フレーム全体がうねりを起こし変形を起こす現象が発生する。そして、ハーフエッチング加工の面積が広ければ広いほど、ハーフエッチング加工の深さが深ければ深いほど変形の程度は大きくなる。
また、ハーフエッチング加工を施して形成されるリードが細長い或いは屈曲している場合、リードの先端の例えば端子となる部分に段差を生じ易く、リードフレームの製造過程における搬送時にリードの先端の引っ掛かり等により、リードが連結された切断対象となる最も細いサポートリードに対し過剰な負荷がかかることによる、ねじれ変形が多く生じ易くなる。

一方、サポートリードのうち、切断対象となるサポートリードであるダムバーは、その一部又は全体がソーイング加工により除去される。このため、これらの部位にハーフエッチング加工を施さないで形成すると、リードフレームに半導体素子を搭載し封止樹脂で封止後に、製品単位に分離するための切断加工を行う際の、切断すべき金属部分の体積が大きくなることから、封止樹脂と金属を同時に切断するブレードが目詰まりを起こし易くなり、連続加工時間が延びない。

しかるに、従来、切断対象となるサポートリードであるダムバーの一部を薄肉化したリードフレームが例えば、次の特許文献１、２に提案されている。

特許文献１に記載のリードフレームは、例えば、図５に示すように、ダムバー５０のうち個々の端子部のリード６０と接続されている接続部５１と、接続部５１に接続されているリード６０のうちダイシングで除去される部位とからなる第１の部位５３では、当該第１の部位５３における幅方向の端部寄りの部位がハーフエッチング加工を施されて薄肉化され、当該第１の部位５３における幅方向の中央部が厚い部分となり、且つ、ダムバー５０のうち接続部５１の間に位置する第２の部位５２では、当該第２の部位５２における幅方向の両端部がハーフエッチング加工を施されて薄肉化され、当該第２の部位５２における幅方向の中央部が第１の部位５３における幅方向の中央部と同一幅を有する厚い部分となっている。

また、特許文献１に記載の他の例のリードフレームは、例えば、図６に示すように、第１の部位５３、第２の部位５２の両方において、幅方向の中央部寄りの部位がハーフエッチング部となっており、幅方向の端部寄りの部位が、ハーフエッチング加工を施されずにハーフエッチング部に比べて厚い部分となっている。

また、特許文献１に記載のさらに他の例のリードフレームは、例えば、図７に示すように、第１の部位５３のみがハーフエッチング加工を施されて全体にわたって薄肉化され、第２の部位５２は全くハーフエッチング加工を施されずに、その全体がハーフエッチング部に比べて厚い部分となっている。

そして、特許文献１に記載のリードフレームは、ダムバー５０を部分的に薄肉化することで切断を容易化するとともに、薄肉化された切断され易い部位と、切断され易い部位に比べて厚く強度を確保する部位とを形成することで多列型リードフレームの強度の確保を図っている。

特許文献２に記載のリードフレームは、例えば、図８に示すように、ダムバー７０における、複数のリード８０と接続する位置に各リード８０と同じ厚さの支持部７０ａが形成され、かつ隣り合った支持部７０ａ間に各リード８０に比べて薄肉の樹脂通路部７０ｂが形成されている。
そして、特許文献２に記載のリードフレームは、ダムバー７０を部分的に薄肉化することで封止樹脂の移動を可能にして、封止樹脂の充填性の向上を図っている。

特許第５２１４９１１号公報 特開２００７−２８１２０７号公報

しかし、特許文献１に記載のリードフレームは、例えば、図５に示すような、ダムバー５０にハーフエッチング加工を施す部位の幅をダムバー５０の幅より狭くする構成は、ダムバー５０の幅が小さいリードフレームには適用することが難しい。また、ハーフエッチング加工を施す部位の数やハーフエッチング加工の幅にバリエーションを持たせることができず、設計の自由度が制限されてしまう。

また、例えば、図６に示すような、ダムバー５０の長手方向にわたってハーフエッチング加工を施す部位と施さない個所を設ける構成は、ハーフエッチング加工を施さない厚い部分となる第１の部位５３及び第２の部位５２における幅方向の端部寄りの部位の全てが長手方向にわたってハーフエッチング加工されずに残るため、その分、切断すべき金属体積が増えて、ダムバー５０を切断するブレードが目詰まりを起こし易くなり、連続加工時間が延び難い。

また、例えば、図７に示すような、リード６０におけるダムバー５０に連結される端部と、ダムバー５０におけるリード６０の端部と連結する部位との全て（第１の部位５３）にハーフエッチング加工が施されていると、リードが細長い或いは屈曲している場合、リードの先端の例えば端子となる部分に段差を生じ易く、リードフレームの製造過程で、搬送時の引っ掛かり等により、リードが連結された切断対象となる最も細いサポートリードに対し過剰な負荷がかかり、ねじれ変形を生じる虞がある。

しかも、図５、図６、図７に示すような、ダムバーにおけるリードと接続していない部位に、ハーフエッチング加工が施されずに厚い部分を有する形状のリードフレームでは、ダムバーを隔てて隣り合うリードフレーム領域への封止樹脂の移動がダムバーにおける厚い部分に遮られて、樹脂未充填の箇所が発生する虞がある。

また、図８に示すような、ダムバー７０における各リード８０と接続する位置以外の部分にハーフエッチング加工を施して封止樹脂を移動させ易くし、ダムバー７０における各リード８０と接続する位置の支持部７０ａをリード８０と同じ厚さに形成した構造では、ソーイング工程でのリードを切断する部位の断面が幅方向に広がって断面積が大きくなり、切断部に働く引長応力が集中せず、圧縮応力が増大して、切断後のリード８０が変形する虞がある。

本発明は、上記従来の課題を鑑みてなされたものであり、切断対象となるリードの幅如何にかかわらず適用でき、設計の自由度が大きく、切断すべき金属体積を効率よく減少させて切断加工を容易化し、且つ、細長い或いは屈曲しているリードやダムバーの変形や反り及びねじれを十分に抑えることができ、封止樹脂を移動させ易くして、封止樹脂の充填性を向上させることが可能なリードフレーム及びその製造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、本発明によるリードフレームは、多列型リードフレームにおける製品単位を構成し、所定箇所にリードフレームの基材をなす金属板の板厚に比べて薄い板厚部分を有するダムバーと、前記ダムバーに接続し、該ダムバーに接続する端部から所定範囲にかけて前記金属板の板厚と同程度の板厚部分を有するリードを具備するリードフレームにおいて、前記ダムバーにおける、前記リードの該ダムバーに接続する端部の幅方向の辺と該ダムバーの幅方向の辺とで囲まれた部位と、該リードにおける、該ダムバーに接続する端部近傍部位と、を合わせてなる第１の部位に、該リードの該ダムバーに接続する端部の幅方向の両端よりも内側に形成された、該ダムバーに接続する端部に比べて細い幅で、該ダムバーを横断する横断部を有し、前記横断部は、前記金属板の板厚と同程度の板厚を有し、前記第１の部位における前記横断部以外の部位と、前記ダムバーにおける前記第１の部位に隣接し前記リードと接続しない第２の部位が、前記金属板の板厚に比べて薄い板厚を有することを特徴としている。

また、本発明によるリードフレームの製造方法は、多列型リードフレームにおける製品単位を構成し、所定箇所にリードフレームの基材をなす金属板の板厚に比べて薄い板厚部分を有するダムバーと、前記ダムバーに接続し、該ダムバーに接続する端部から所定範囲にかけて前記金属板の板厚と同程度の板厚部分を有するリードを具備するリードフレームの製造方法において、前記ダムバーにおける前記リードの該ダムバーに接続する端部の幅方向の辺と該ダムバーの幅方向の辺とで囲まれた部位と、該リードにおける、該ダムバーに接続する端部近傍部位と、を合わせてなる第１の部位に、該リードの該ダムバーに接続する端部の幅方向の両端よりも内側に形成された、該ダムバーに接続する端部に比べて細い幅で、該ダムバーを横断する横断部を有し、前記横断部が、前記金属板の板厚と同程度の板厚を有し、前記第１の部位における前記横断部以外の部位と、前記ダムバーにおける前記第１の部位に隣接し前記リードと接続しない第２の部位とが、前記金属板の板厚に比べて薄い板厚を有するように、該金属板の一方の側の該ダムバー及び該リードに対応する領域に対しハーフエッチング加工を施すことを特徴としている。

本発明によれば、切断対象となるリードの幅如何にかかわらず適用でき、設計の自由度が大きく、切断すべき金属体積を効率よく減少させて切断加工を容易化し、且つ、細長い或いは屈曲しているリードやダムバーの変形や反り及びねじれを十分に抑えることができ、封止樹脂を移動させ易くして、封止樹脂の充填性を向上させることが可能なリードフレーム及びその製造方法が得られる。

本発明の一実施形態にかかるリードフレームの要部構成の一例を概念的に示す説明図で、(a)はハーフエッチング加工を施した部位を示す平面図、(b)は斜め下側からみた図、(c)は(a)のＭ−Ｍ断面図である。 図１のリードフレームにおけるリードがダムバーに接続する端部の構成をより詳しく示す説明図で、(a)はハーフエッチング加工を施した側を上にして示す斜視図、(b)はハーフエッチング加工を施した側を上にして示す平面図、(c)は(b)のＮ−Ｎ断面図である。 本発明の一実施例にかかるリードフレームの構成を概念的に示す説明図で、(a)は製品単位のリードフレーム領域におけるハーフエッチング加工を施した部位を示す平面図、(b)は(a)のリードフレームが多列配列された態様の一例を示す平面図である。 本発明の一比較例にかかるリードフレームの構成を概念的に示す説明図で、製品単位のリードフレーム領域におけるハーフエッチング加工を施した部位を示す平面図である。 従来のリードフレームの一例におけるダムバーの構成を示す説明図で、(a)はハーフエッチング加工を施した部位を示す平面図、(b)は(a)のＡ−Ａ断面図、(c)は(a)のＢ−Ｂ断面図である。 従来のリードフレームの他の例におけるダムバーの構成を示す説明図で、(a)はハーフエッチング加工を施した部位を示す平面図、(b)は(a)のＣ−Ｃ断面図、(c)は(a)のＤ−Ｄ断面図である。 従来のリードフレームのさらに他の例におけるダムバーの構成を示す説明図で、(a)はハーフエッチング加工を施した部位を示す平面図、(b)は(a)のＥ−Ｅ断面図、(c)は(a)のＦ−Ｆ断面図である。 従来のリードフレームのさらに他の例におけるダムバーの構成を示す説明図で、(a)はハーフエッチング加工を施した部位を示す平面図、(b)は斜め下側からみた図、(c)は(a)のＧ−Ｇ断面図である。 本発明を導出する過程において、本発明者が検討した一形態のリードフレームの要部構成を示す説明図で、(a)はハーフエッチング加工を施した部位を示す平面図、(b)は斜め下側からみた図、(c)は(a)のＨ−Ｈ断面図である。 図９のリードフレームにおけるリードがダムバーに接続する端部の構成をより詳しく示す説明図で、(a)はハーフエッチング加工を施した側を上にして示す斜視図、(b)はハーフエッチング加工を施した側を上にして示す平面図、(c)は(b)のＩ−Ｉ断面図である。 図８のリードフレームにおけるリードがダムバーに接続する端部の構成をより詳しく示す説明図で、(a)はハーフエッチング加工を施した側を上にして示す斜視図、(b)はハーフエッチング加工を施した側を上にして示す平面図、(c)は(b)のＪ−Ｊ断面図である。 本発明を導出する過程において、本発明者が導出した他の形態のリードフレームの要部構成を示す説明図で、(a)はハーフエッチング加工を施した部位を示す平面図、(b)は斜め下側からみた図、(c)は(a)のＫ−Ｋ断面図である。 図１２のリードフレームにおけるリードがダムバーに接続する端部の構成をより詳しく示す説明図で、(a)はハーフエッチング加工を施した側を上にして示す斜視図、(b)はハーフエッチング加工を施した側を上にして示す平面図、(c)は(b)のＬ−Ｌ断面図である。

実施形態の説明に先立ち、本発明を導出するに至った経緯及び本発明の作用効果について説明する。

上述した、リードやサポートリードにハーフエッチング加工を施す目的は、リードフレームに半導体素子をフリップチップ実装する際の、半導体素子と接続するパッドや接続端子となる部分以外のリードへの半田の染み出し防止や、半導体素子へのノイズの影響の軽減や、半導体素子との接続部の周辺の隙間へ封止樹脂の充填性向上や、隣接する半導体素子搭載領域とを隔てるダムバー部分での封止樹脂の移動を容易とすることや、半導体素子を搭載し封止樹脂で封止後に樹脂と金属を同時に切断する際の金属体積を減少させて、切断加工の容易化等を図ることにある。

しかし、上述したように、図５、図６、図７に示した特許文献１に記載のような、ダムバー５０におけるリード６０と接続していない部位に、ハーフエッチング加工が施されずに厚い部分を有する形状のリードフレームでは、ダムバー５０を隔てて隣り合うリードフレーム領域への封止樹脂の移動がダムバー５０における厚い部分に遮られて、樹脂未充填の箇所が発生する虞がある。

そこで、本発明者は、ダムバーを隔てて隣り合うリードフレーム領域への封止樹脂の移動をさせ易くすべく図９に示す構成を検討した。
図９は本発明を導出する過程において、本発明者が検討した一形態のリードフレームの要部構成を示す説明図で、(a)はハーフエッチング加工を施した部位を示す平面図、(b)は斜め下側からみた図、(c)は(a)のＨ−Ｈ断面図である。
図９に示すリードフレームは、ダムバー２が、リード１のダムバー２に接続する端部の幅方向の辺とダムバー２における幅方向の辺とで囲まれた第１の部位２ａ’と、第１の部位２ａ’に隣接しリード１と接続しない第２の部位２ｂの全領域にわたり、ハーフエッチング加工が施され、リード1に比べて薄肉に形成されている。また、リード１は、ダムバー２に接続する端部はハーフエッチング加工が施されず、厚肉に形成されている。
図９に示すリードフレームによれば、ダムバー２におけるリード１と接続しない第２の部位２ｂから隣り合うリードフレーム領域への封止樹脂の移動をさせ易くすることができる。

しかし、図９に示すリードフレームは、ハーフエッチング加工を施したときに、図１０(a)に示すように、リード１におけるダムバー２に接続する端部が厚肉に形成される構成であるため、エッチング加工を施してリード２、ダムバー１の外形を形成したときに、図１０(b)に示すように、リード１とダムバー２との境界となる角部のＲが大きく形成される。
そして、リード１とダムバー２との境界となる角部が厚肉のままＲが大きく形成されると、図１０(c)に示すように、リード１を切断する断面が幅方向に広がり断面積が大きくなる。
リードを切断する部位の断面積が大きくなると、切断部に働く引長応力が集中せず、圧縮応力が増大して、切断後のリードが変形する虞がある。

また、図８に示した、特許文献２に記載のような、ダムバー７０における、複数のリード８０と接続する位置に各リード８０と同じ厚さの支持部７０ａが形成され、かつ隣り合った支持部７０ａ間に各リード８０に比べて薄肉の樹脂通路部７０ｂが形成されたリードフレームは、封止樹脂を移動し易くして、封止樹脂の充填性を向上させることができる。

しかし、図８に示したリードフレームは、上述したように、ダムバー７０における各リード８０と接続する位置の支持部７０ａをリード８０と同じ厚さに形成した構造であるため、ソーイング工程でのリードを切断する部位の断面が幅方向に広がり断面積が大きくなる。
詳しくは、ハーフエッチング加工を施して、薄肉の樹脂通路部７０ｂを形成したときに、図１１(a)に示すように、樹脂通路部７０ｂと支持部７０ａとの境界面にＲが形成され、リード８０とダムバー７０との境界となる部位の金属が殆どハーフエッチングされずに、厚肉のまま残る。そして、エッチング加工を施してリード８０、ダムバー７０の外形を形成したときに、図１１(b)に示すように、リード８０とダムバー７０との境界となる角部にＲが大きく形成される。
そして、リード８０とダムバー７０との境界となる角部のＲが大きく形成されると、図１１(c)に示すように、リード８０を切断する切断対象部位の断面が幅方向に広がり断面積が大きくなる。
リードを切断する部位の断面積が大きくなり、また、樹脂通路部７０ｂと支持部７０ａとの境界面にＲ形状が形成されると、切断部に働く引長応力が集中せず、圧縮応力が増大して、切断後のリード８０が大きく変形する虞がある。

そこで、本発明者は、図８に示した、リードフレームのダムバー７０における各リード８０と接続する位置の支持部７０ａの厚みを薄肉化し、樹脂通路部７０ｂと支持部７０ａとの境界面にＲ形状が形成されず、リード８０とダムバー７０との境界となる角部に形成されるＲを小さくすることにより、切断対象部位の断面積を減らすべく、図１２に示す構成を着想し、検討した。
図１２は本発明を導出する過程において、本発明者が導出した他の形態のリードフレームの要部構成を示す説明図で、(a)はハーフエッチング加工を施した部位を示す平面図、(b)は斜め下側からみた図、(c)は(a)のＫ−Ｋ断面図である。
図１２に示すリードフレームは、リード１とダムバー２とが交差する領域（即ち、ダムバー２におけるリード１のダムバー２に接続する端部の幅方向の辺とダムバー２における幅方向の辺とで囲まれた部位）と、リード１における、ダムバー２に接続する端部近傍部位と、を合わせてなる第１の部位２ａと、ダムバー２における第１の部位２ａに隣接しリード１と接続しない第２の部位２ｂとが、金属板の板厚に比べて薄い板厚を有している。
図１２に示すリードフレームによれば、切断対象部位の断面積が小さくなるため、切断部に働く引長応力を集中させ、圧縮応力を抑えて、切断後のリード１の変形を小さくすることができる。
詳しくは、図１２に示すリードフレームは、ハーフエッチング加工を施したときに、図１３(a)に示すように、リード１におけるダムバー２に接続する端部が薄肉に形成される構成としたので、エッチング加工を施してリード２、ダムバー１の外形を形成したときに、図１３(b)に示すように、リード１とダムバー２との境界となる角部のＲが小さく形成される。
そして、リード１とダムバー２との境界となる角部が薄肉でＲが小さく形成されると、図１３(c)に示すように、リード１を切断する切断対象部位の断面が幅方向に広がらず、しかも薄肉化されていることで、断面の高さも低くなり、断面積が小さくなる。
リードを切断する部位の断面積が小さくなると、切断部に働く引長応力が集中し、圧縮応力が減少して、切断後のリードが変形し難くなる。

しかし、図１２に示すリードフレームのように、リードとダムバーとが交差する領域に薄肉部を切断方向に沿って形成すると、ダムバーの長手方向にわたって薄肉部が偏る構成となるため、ダムバーの変形を十分に抑えることができない。
即ち、材料である金属板の一方の側からハーフエッチング加工を施すと、リードフレームの材料である圧延加工された金属板が持つ、圧延加工の際に生じた歪みが片側に集中する。その結果、ハーフエッチング加工により生じる強度の低下と片側に残った歪みにより、反りや変形が大きくなり易い。しかも、図１２に示すリードフレームのように、リードにおけるダムバーに連結される端部と、ダムバーにおけるリードの端部と連結する部位との全てにハーフエッチングが施されていると、リードが細長い或いは屈曲している場合、リードの先端部分に段差を生じ易く、リードフレームの製造過程で、搬送時の引っかかり等により、リードが連結された切断対象となる最も細いサポートリードに対し過剰な負荷がかかり、ねじれ変形を生じさせる虞がある。

しかるに、本発明者は、試行錯誤の末、切断対象部位の断面積を狭くして切断後のリードの変形を抑えると同時に、ダムバーの長手方向にわたって薄肉部が偏らず、細長い或いは屈曲しているリードやダムバーの変形や反り及びねじれを十分に抑えることができ、しかも、封止樹脂の移動を阻害しないハーフエッチング加工形状を着想し、本発明を導出するに至った。

本発明のリードフレームは、多列型リードフレームにおける製品単位を構成し、所定箇所にリードフレームの基材をなす金属板の板厚に比べて薄い板厚部分を有するダムバーと、ダムバーに接続し、ダムバーに接続する端部から所定範囲にかけて金属板の板厚と同程度の板厚部分を有するリードを具備するリードフレームにおいて、ダムバーにおけるリードのダムバーに接続する端部の幅方向の辺とダムバーの幅方向の辺とで囲まれた部位と、リードにおける該ダムバーに接続する端部近傍部位と、を合わせてなる第１の部位に、リードのダムバーに接続する端部の幅方向の両端よりも内側に形成された、ダムバーに接続する端部に比べて細い幅で、ダムバーを横断する横断部を有し、横断部は、金属板の板厚と同程度の板厚を有し、第１の部位における横断部以外の部位と、ダムバーにおける第１の部位に隣接しリードと接続しない第２の部位が、金属板の板厚に比べて薄い板厚を有する。

本発明のリードフレームのように、ダムバーにおけるリードのダムバーに接続する端部の幅方向の辺とダムバーの幅方向の辺とで囲まれた部位と、リードにおける、ダムバーに接続する端部近傍部位と、を合わせてなる第１の部位に、リードのダムバーに接続する端部の幅方向の両端よりも内側に形成された、ダムバーに接続する端部に比べて細い幅で、ダムバーを横断する横断部を有し、横断部が、金属板の板厚と同程度の板厚を有し、第１の部位における横断部以外の部位が、金属板の板厚に比べて薄い板厚を有する構成にすれば、リードとダムバーとの境界となる角部のＲが小さく形成されて、リード１を切断する切断対象部位の断面が幅方向に広がらず、しかも横断部以外の部位が薄肉化されることで、その部位の断面の高さも低くなり、断面積が小さくなる。
このため、図１２に示したリードフレームと同様、切断部に働く引長応力を集中させ、圧縮応力を抑えて、切断後のリードの変形を小さくすることができる。

また、本発明のリードフレームのように、ダムバーを横断する横断部が、金属板の板厚と同程度の板厚を有する構成にすれば、図１２に示したリードフレームとは異なり、ダムバーの長手方向にわたって薄肉部が偏る構成とはならず、しかも、図１２に示したリードフレームとは異なり、リードにおけるダムバーに連結される端部と、ダムバーにおけるリードの端部と連結する部位との全てにハーフエッチングが施された構成にはならないため、ダムバーの変形を十分に抑えることができる。
即ち、材料である金属板の一方の側からハーフエッチング加工を施した際に、圧延加工された金属板が持つ、圧延加工の際に生じた内部応力を相殺させて歪を発生させ難くすることができ、結果として歪みによる変形を発生し難くすることができる。そして、リードが細長い或いは屈曲している場合であっても、リードの先端部分に段差を生じ難く、リードフレームの製造過程で、搬送時の引っかかり等により、リードが連結された切断対象となる最も細いサポートリードに対し過剰な負荷がかかることがなく、ねじれ変形を生じさせ難くなる。

また、本発明のリードフレームのように、ダムバーにおける第１の部位に隣接しリードと接続しない第２の部位が、金属板の板厚に比べて薄い板厚を有する構成にすれば、切断個所の金属体積が減少し、切断加工を容易化できる。また、ダムバーにおける第２の部位により、隣り合うリードフレーム領域への封止樹脂の移動を容易にすることができる。

また、本発明のリードフレームのように第１の部位における横断部以外の部位と、ダムバーにおける第１の部位に隣接しリードと接続しない第２の部位が、金属板の板厚に比べて薄い板厚を有する構成にすれば、図５や図６に示した特許文献１に記載のようなリードフレームとは異なり、ハーフエッチング加工の深さ、幅、リードくびれ、ピッチ、数等をリードに応じて任意に設計することができ、設計の自由度を高く持つことができる。

その結果、本発明によれば、凹凸形状を形成する際のハーフエッチング加工の深さ、幅、リードくびれ、ピッチ、数等をリードに応じて任意に設計することによって、切断すべき金属体積を効率よく減少させて切断加工を容易化し、且つ、細長い或いは屈曲しているリードやダムバーの変形や反り及びねじれを十分に抑えることができ、封止樹脂を移動させ易くして、封止樹脂の充填性を向上させることが可能なリードフレームが得られる。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
第１実施形態
図１は本発明の一実施形態にかかるリードフレームの要部構成の一例を概念的に示す説明図で、(a)はハーフエッチング加工を施す部位を示す平面図、(b)は斜め下側からみた図、(c)は(a)のＭ−Ｍ断面図である。図２は図１のリードフレームにおけるリードがダムバーに接続する端部の構成をより詳しく示す説明図で、(a)はハーフエッチング加工を施した側を上にして示す斜視図、(b)はハーフエッチング加工を施した側を上にして示す平面図、(c)は(b)のＮ−Ｎ断面図である。

本実施形態のリードフレームは、多列型リードフレームにおける製品単位を構成するリードフレームであって、図１に示すように、ダムバー２と、ダムバー２に接続するリード１を具備する。なお、図１では図示を省略したが、リード１の先端側の部分は、長リードと短リードとを組み合わせたフリップチップ実装用の所定形状に形成されていてもよい。
ダムバー２とリード１は、リードフレームの基材をなす金属板を材料として形成されている。
ダムバー２におけるリード１のダムバー２に接続する端部の幅方向の辺とダムバー２における幅方向の辺とで囲まれた部位と、リード１における、ダムバー２に接続する端部近傍部位と、を合わせてなる第１の部位２ａには、ダムバー２を横断する横断部３が形成されている。
横断部３は、ダムバー２に接続する端部の幅方向の両端よりも内側に形成された、ダムバーに接続する端部に比べて細い幅を有している。
そして、本実施形態のリードフレームでは、横断部３は、金属板の板厚と同程度の板厚を有し、第１の部位２ａにおける横断部３以外の部位と、ダムバー２における第１の部位２ａに隣接しリード１と接続しない第２の部位２ｂとが、金属板の板厚に比べて薄い板厚を有している。

本実施形態のリードフレームによれば、ダムバー２におけるリード１のダムバー２に接続する端部の幅方向の辺とダムバー２の幅方向の辺とで囲まれた部位と、リード１における、ダムバー２に接続する端部近傍部位と、を合わせてなる第１の部位２ａに、リード１のダムバー２に接続する端方向の両端よりも内側に形成された、ダムバー２に接続する端部に比べて細い幅で、ダムバー２を横断する横断部３を有し、横断部３が、金属板の板厚と同程度の板厚を有し、第１の部位２ａにおける横断部３以外の部位が、金属板の板厚に比べて薄い板厚を有する構成にしたので、図２(a)、図２(b)に示すように、リード１とダムバー２との境界となる角部のＲが小さく形成される。
そして、リード１とダムバー２との境界となる角部が薄肉でＲが小さく形成されることで、図２(c)に示すように、リード１を切断する切断対象部位の断面が幅方向に広がらず、しかも第１の部位２ａにおける横断部３以外の部位が薄肉化されていることで、その部位の断面の高さも低くなり、断面積が小さくなる。
その結果、切断部に働く引長応力が集中し、圧縮応力が減少して、切断後のリードが変形し難くなる。
このため、本実施形態のリードフレームによれば、図１２に示したリードフレームと同様、切断部に働く引長応力を集中させ、圧縮応力を抑えて、切断後のリード１の変形を小さくすることができる。

また、本実施形態のリードフレームによれば、ダムバー２を横断する横断部３が、金属板の板厚と同程度の板厚を有する構成にしたので、図１２に示したリードフレームとは異なり、ダムバーの長手方向にわたって薄肉部が偏る構成とはならず、しかも、図１２に示したリードフレームとは異なり、リード１におけるダムバー２に連結される端部と、ダムバー２におけるリード１の端部と連結する部位との全てにハーフエッチングが施された構成にはならないため、ダムバーの変形を十分に抑えることができる。
即ち、材料である金属板の一方の側からハーフエッチング加工を施した際に、圧延加工された金属板が持つ、圧延加工の際に生じた内部応力を相殺させて歪を発生させ難くすることができ、結果として歪みによる変形を発生し難くすることができる。そして、リードが細長い或いは屈曲している場合であっても、リードの先端部分に段差を生じ難く、リードフレームの製造過程で、搬送時の引っかかり等により、リードが連結された切断対象となる最も細いサポートリードに対し過剰な負荷がかかることがなく、ねじれ変形を生じさせ難くなる。

また、本実施形態のリードフレームによれば、ダムバー２における第１の部位２ａに隣接しリード１と接続しない第２の部位２ｂが、金属板の板厚に比べて薄い板厚を有する構成にしたので、切断個所の金属体積が減少し、切断加工を容易化できる。また、ダムバー２における第２の部位２ｂにより、隣り合うリードフレーム領域への封止樹脂の移動を容易にすることができる。

また、本実施形態のリードフレームによれば、第１の部位２ａにおける横断部３以外の部位と、ダムバー２における第１の部位２ａに隣接しリード１と接続しない第２の部位２ｂが、金属板の板厚に比べて薄い板厚を有する構成にしたので、図５や図６に示した特許文献１に記載のようなリードフレームとは異なり、ハーフエッチング加工の深さ、幅、リードくびれ、ピッチ、数等をリードに応じて任意に設計することができ、設計の自由度を高く持つことができる。

その結果、本実施形態のリードフレームによれば、凹凸形状を形成する際のハーフエッチング加工の深さ、幅、リードくびれ、ピッチ、数等をリードに応じて任意に設計することによって、切断すべき金属体積を効率よく減少させて切断加工を容易化し、且つ、細長い或いは屈曲しているリードやダムバーの変形や反り及びねじれを十分に抑えることができ、封止樹脂を移動させ易くして、封止樹脂の充填性を向上させることが可能となる。

図３は本発明の一実施例にかかるリードフレームの構成を概念的に示す説明図で、(a)は製品単位のリードフレーム領域におけるハーフエッチング加工を施した部位を示す平面図、(b)は(a)のリードフレームが多列配列された態様の一例を示す平面図である。図４は本発明の一比較例にかかるリードフレームの構成を概念的に示す説明図で、製品単位のリードフレーム領域におけるハーフエッチング加工を施した部位を示す平面図である。

実施例及び比較例のリードフレームに生ずる歪みによる変形量の比較試験
実施例１のリードフレームとして、本実施形態の構成を備えた製品単位のリードフレーム（図３(a)参照）を行列方向に多数個（例えば、行列方向に夫々２０〜３０個。ここでは、２５個）接続する多列型リードフレームを製造した。
また、比較例１のリードフレームとして、図１２に示したリードフレームの基本構成、即ち、ダムバー２におけるリード１のダムバー２に接続する端部の幅方向の辺とダムバー２における幅方向の辺とで囲まれた部位と、リード１における、ダムバー２に接続する端部近傍部位と、を合わせてなる第１の部位２ａと、ダムバー２における第１の部位２ａに隣接しリード１と接続しない第２の部位２ｂとが、金属板の板厚に比べて薄い板厚を有する構成を備えた製品単位のリードフレーム（図４参照）を行列方向に多数個（例えば、行列方向に夫々２０〜３０個。ここでは、２５個）接続する多列型リードフレームを製造した。
そして、実施例１、比較例１の多列型リードフレームにおける夫々の歪みによる変形量を比較した。

実施例１のリードフレームの薄肉部は、材料である金属板の一方の面の所定部位にハーフエッチング加工を施して製造した。詳しくは、全長１３．０ｍｍ×幅０．２００ｍｍのダムバー２に対して、ダムバー２におけるリード１のダムバー２に接続する端部の幅方向の辺とダムバー２の幅方向の辺とで囲まれた部位と、リード１におけるダムバー２に接続する端部近傍部位（ダムバー２の幅方向の両端部から外側に向けて０．０５０ｍｍまでの部位）と、を合わせてなる第１の部位２ａにおいて、リード１の幅方向の両端部から０．０５０ｍｍまでの、リード１のダムバー２に接続する端部の幅に比べて細い幅０．１００ｍｍでダムバー２を横断する横断部３の部位以外の部位に対応する領域と、ダムバー２における第１の部位２ａに隣接しリード１と接続しない第２の部位２ｂに対応する領域とに、材料である金属板の一方の側から、０．１１０ｍｍの深さでハーフエッチング加工を施した。また、ダムバー２に接続するリード１に対しては、金属板の一方の側から、リード１の先端の端子となる部分以外の所定部位に対応する領域にも、０．１１０ｍｍの深さでハーフエッチング加工を施した。なお、材料である金属板は、板厚が０．２００ｍｍの銅板を用いた。次に、エッチング加工を施してリード２、ダムバー１の外形を形成し、実施例１の多列型リードフレームを完成させた。

比較例１のリードフレーム薄肉部は、材料である金属板の一方の面の所定部位にハーフエッチング加工を施して製造した。詳しくは、全長１３．０ｍｍ×幅０．２００ｍｍのダムバー２に対して、ダムバー２におけるリード１のダムバー２に接続する端部の幅方向の辺とダムバー２における幅方向の辺とで囲まれた部位と、リード１における、ダムバー２に接続する端部近傍部位（ダムバー２の幅方向の両端部から外側に向けて０．０５０ｍｍまでの部位）と、を合わせてなる第１の部位２ａに対応する領域と、ダムバー２における第１の部位２ａに隣接しリード１と接続しない第２の部位２ｂに対応する領域とに、材料である金属板の一方の側から０．１１０ｍｍの深さでハーフエッチング加工を施した。ダムバー２に接続するリード１に対しては、金属板の一方の側から、リード１の先端の端子となる部分以外の所定部位に対応する領域にも、０．１１０ｍｍの深さでハーフエッチング加工を施した。なお、材料である金属板は、板厚が０．２００ｍｍの銅板を用いた。次に、エッチング加工を施してリード２、ダムバー１の外形を形成し、比較例１の多列型リードフレームを完成させた。

そして、夫々エッチング加工を施して完成させた実施例１、比較例１の多列型リードフレームにおける歪みによる変形量を比較した。
歪みによる変形量の確認には、エッチング加工を施した多列型リードフレームの上方より光を照射し、斜め側方から光の反射度合いを目視で観察するとともに、基準面からのパッドの高さを測定して行った。歪みによる変形量が大きい多列型リードフレームは、目視による観察において、多列型リードフレームの面で反射した照明光の形状に変形が認められた。
詳しくは、比較例と実施例１の多列型リードフレームを１０００シートずつ製造し、比較例と実施例１のリードフレームの夫々１０００シートに対し、変形不良の有無を検査し、比較例１と実施例１のリードフレームの変形不良の発生シート数、発生率について比較を行った。
その結果、比較例１のリードフレームでは、１０００シート全てに変形不良が発生し、変形不良発生率は１００％であった。これに対し、実施例１のリードフレームでは、変形不良シート数は１０００シート中２シートで、変形不良発生率は０．２％となり、変形に対する抑制効果があることが確認された。

なお、実施例１のリードフレームの製造は、次のようにして行った。
金属板として厚さが０．２００mmに銅材を用いて、両面にドライフィルムレジストを貼り付け、レジスト層を形成した。
次に、リードフレームの形状が形成されたガラスマスクを用意した。その際、金属板の一方の側の第１の部位２ａにおける、リード１のダムバー２に接続する端部の幅方向の両端よりも内側に形成された、ダムバー２に接続する端部に比べて細い幅で、ダムバー２を横断する横断部３に対応する領域と、金属板の一方の側のリード１の先端の端子となる部分に対応する領域とがハーフエッチング加工されず、金属板の一方の側の第１の部位２ａにおける、横断部３以外の部位に対応する領域と、金属板の一方の側の第２の部位２ｂに対応する領域と、金属板の一方の側のリード１の先端の端子となる部分以外の所定部位に対応する領域がハーフエッチング加工される、レジストマスクが形成されるように、ガラスマスクのパターンを設計した。
そして、金属板の一方の側からのハーフエッチング加工の深さが共に０．１１０ｍｍとなるようにガラスマスクのパターンを設計した。

なお、実施例１では切断加工の対象となるダムバー２に対して長手方向に沿う断面が、第１の部位２ａにおける横断部３と、第１の部位２ａにおける横断部３以外の部位及び第２の部位２ｂとで連続した凹凸の波形状となる。

このように形成されたガラスマスクを使用してエッチング形成したリードフレームは一方の側にハーフエッチング加工面が第１の部位２ａにおける横断部３以外の部位と、ダムバー２の第１の部位２ａに隣接しリード１と接続しない第２の部位２ｂとに存在するとともに、リード１における先端の端子となる部分以外の所定領域に存在し、断面をダムバー２の長手方向に沿って観察した場合、ダムバー２はハーフエッチング加工による断線がなく第１の部位２ａにおける横断部３と、第１の部位２ａにおける横断部３以外の部位及び第２の部位２ｂとで連続した凹凸が波状に形成される。このとき、第１の部位２ａにおける横断部３以外の部位及び第２の部位２ｂにおけるハーフエッチング加工後の残り板厚は０．０９０ｍｍとなった。

本発明のリードフレームは、エッチングにて形成される多列型リードフレームにおいて製品単位を構成するリードフレームであって、細長い或いは屈曲しているリード及びそのリードと接続するダムバーを有し、半導体素子搭載側を封止樹脂で封止する半導体製造に用いるリードフレームが必要とされる分野に有用である。

１ リード
２ ダムバー
２ａ、２ａ’ 第１の部位
２ｂ 第２の部位
３ 横断部
５０、７０ ダムバー
５１ 接続部
５２ 第２の部位
５３ 第１の部位
６０ （端子部の）リード
７０ａ 支持部
７０ｂ 樹脂通路部
８０ リード

Claims (2)

1. 多列型リードフレームにおける製品単位を構成し、所定箇所にリードフレームの基材をなす金属板の板厚に比べて薄い板厚部分を有するダムバーと、前記ダムバーに接続し、該ダムバーに接続する端部から所定範囲にかけて前記金属板の板厚と同程度の板厚部分を有するリードを具備するリードフレームにおいて、
   前記ダムバーにおける、前記リードの該ダムバーに接続する端部の幅方向の辺と該ダムバーの幅方向の辺とで囲まれた部位と、該リードにおける、該ダムバーに接続する端部近傍部位と、を合わせてなる第１の部位に、該リードの該ダムバーに接続する端部の幅方向の両端よりも内側に形成された、該ダムバーに接続する端部に比べて細い幅で、該ダムバーを横断する横断部を有し、
   前記横断部は、前記金属板の板厚と同程度の板厚を有し、
   前記第１の部位における前記横断部以外の部位と、前記ダムバーにおける、前記第１の部位に隣接し前記リードと接続しない第２の部位とが、前記金属板の板厚に比べて薄い板厚を有することを特徴とするリードフレーム。
2. 多列型リードフレームにおける製品単位を構成し、所定箇所にリードフレームの基材をなす金属板の板厚に比べて薄い板厚部分を有するダムバーと、前記ダムバーに接続し、該ダムバーに接続する端部から所定範囲にかけて前記金属板の板厚と同程度の板厚部分を有するリードを具備するリードフレームの製造方法において、
   前記ダムバーにおける、前記リードの該ダムバーに接続する端部の幅方向の辺と該ダムバーの幅方向の辺とで囲まれた部位と、該リードにおける、該ダムバーに接続する端部近傍部位と、を合わせてなる第１の部位に、該リードの該ダムバーに接続する端部の幅方向の両端よりも内側に形成された、該ダムバーに接続する端部に比べて細い幅で、該ダムバーを横断する横断部を有し、前記横断部が、前記金属板の板厚と同程度の板厚を有し、前記第１の部位における前記横断部以外の部位と、前記ダムバーにおける、前記第１の部位に隣接し前記リードと接続しない第２の部位とが、前記金属板の板厚に比べて薄い板厚を有するように、該金属板の一方の側の該ダムバー及び該リードに対応する領域に対しハーフエッチング加工を施すことを特徴とするリードフレームの製造方法。

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