JP6443978B2 - リードフレーム及びその製造方法 - Google Patents

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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、端子と接続する部位と、その部位に隣接する端子と接続しない部位を、夫々複数有する、ダムバーを備えたノンリード型の半導体パッケージの製造に使用されるリードフレーム及びその製造方法に関する。
従来、封止樹脂の裏面の側である実装面側に、外部と接続される複数の端子が露出したノンリード型の半導体パッケージが提案されている。
この種の半導体パッケージは、リードフレームのパッド上に半導体素子を搭載し、パッドの周辺に配置された端子と、半導体素子とを電気的に接続するボンディングワイヤとを備え、これらが封止された構造となっている。
そして、この種の半導体パッケージは、低コスト化のために複数のパッケージをまとめて樹脂封止する、いわゆるＭＡＰ(mold array package)技術を用いて製造され、樹脂封止後、ダムバーを切断ラインとして除去することにより、個々のリードフレームの単位に切断される。そのため、切断前のリードフレームは、複数の製品単位を構成するリードフレーム同士が接続され、隣り合う個々のリードフレームにおける端子部同士がダムバーを介して連結されたパターンを有している。
ところで、ダムバーは、上述のように、切断加工により除去される部位であり、リードフレームに半導体素子を搭載し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金属部分の体積が大きくなると、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ことから、ハーフエッチングにより薄肉化された構造が要求される。このため、従来、この種の半導体パッケージの製造に用いるリードフレームにおいては、ダムバーの裏面全体をハーフエッチングにより４０〜６０％の厚さに薄肉化した構成が一般的に用いられる。
しかし、ダムバーには、端子部が片持ち状態で接続しており、ダムバーをハーフエッチングにより薄肉化すると、内部応力が開放され歪が発生易くなり、この歪によって、フレーム全体がうねりを起こし反りや変形を起こす現象が発生する。そして、ハーフエッチングの面積が広ければ広いほど、ハーフエッチングの深さが深ければ深いほど反りや変形の程度は大きくなる。
しかるに、従来、切断対象となるダムバーの強度とダイシング性の確保を目的としたリードフレームが例えば、次の特許文献１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６に示すように、ダムバー５０のうち個々の端子部６０と接続されている接続部５１、および接続部５１に接続されている端子部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にて薄肉化加工がなされ、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にて薄肉化加工がなされ、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り、且つ、第１の部位５３のうち薄肉化加工がなされた部位における端部間の距離Ｗ１が第２の部位５２の幅Ｗ２よりも大きく、且つ、第１の部位５３の幅Ｗ３以下となるように、一方の面側から薄肉化加工がなされている。
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７に示すように、第１の部位５３、第２の部位５２の両方にて、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周囲が、ハーフエッチングされずにハーフエッチング部よりも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８に示すように、第１の部位５３のみがハーフエッチングにて薄肉化され、第２の部位５２は全くハーフエッチングされずに、その全体がハーフエッチング部よりも厚い部分となっている。
このように、特許文献１に記載のリードフレームは、ダムバー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。
特開２００８−１８２１７５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６や図７に示すような、ダムバー５０にハーフエッチングを施す部位の幅をダムバー５０の幅より短くする構成は、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、ハーフエッチングを施す部位の数やハーフエッチング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、図７に示すような、ダムバー５０の幅方向の中央部寄りの部位をハーフエッチング部とし、幅方向の端部寄りの周囲が、ハーフエッチングされずにハーフエッチング部よりも厚い部分とする構成では、ダムバー５０に接続する部分の端子を薄肉化できないため、その分、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。しかも、従来一般に行われてきたダムバーの裏面全体をハーフエッチングするリードフレームに比べて、端子が太くなり、切断後の封止樹脂から露出した金属の面積が増えてしまう。
さらに、例えば、図８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を施す部位と施さない個所を設ける構成の場合であっても、ハーフエッチング部よりも厚い部分となる第２の部位５２全てがハーフエッチングされずに残るため、その分、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。しかも、ハーフエッチングを施す面が、材料である金属板の一方の側の面に偏っているため、ダムバー５０の変形を十分に抑えることができない。
本発明は上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、切断対象となるダムバー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、ダムバーの変形や反りを十分に抑えることの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。
上記の目的を達成するために、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、端子と接続する第１の部位と、前記第１の部位に隣接する前記端子と接続しない第２の部位を、夫々複数有する、ダムバーを備えた金属板より形成されるリードフレームにおいて、前記ダムバーは、前記第１の部位と前記第２の部位の夫々に、前記金属板の表面及び裏面のうちの少なくとも一方の側から異なる深さで前記第１の部位と前記第２の部位の夫々の全領域にわたってハーフエッチングされた面を有し、前記ダムバーの厚さが、前記第１の部位と前記第２の部位とで異なることを特徴としている。
また、本発明のリードフレームにおいては、前記ダムバーの厚さは、前記第１の部位が前記第２の部位に比べて薄く形成されているのが好ましい。
また、本発明のリードフレームにおいては、前記ダムバーは、前記第１の部位と前記第２の部位の夫々に、前記金属板の表面及び裏面のうちの一方の側のみから異なる深さで前記第１の部位と前記第２の部位の夫々の全領域にわたってハーフエッチングされた面を有するのが好ましい。
また、本発明のリードフレームにおいては、前記ダムバーは、前記第１の部位に、前記金属板の表面及び裏面のうちの一方の側のみから前記第１の部位の全領域にわたってハーフエッチングされた面と、前記第２の部位に、前記金属板の表面及び裏面のうちの他方の側のみから前記第１の部位に対するハーフエッチングとは異なる深さで前記第２の部位の全領域にわたってハーフエッチングされた面を有するのが好ましい。
また、本発明のリードフレームにおいては、前記ダムバーは、前記第１の部位に、前記金属板の表面及び裏面のうちの一方の側のみから前記第１の部位の全領域にわたってハーフエッチングされた面と、前記第２の部位に前記金属板の表面及び裏面の両方の側から前記第２の部位の全領域にわたってハーフエッチングされた面を有するのが好ましい。
また、本発明のリードフレームにおいては、前記第１の部位が、前記金属板の板厚の約４０〜５０％の厚さを有し、前記第２の部位が、最大で前記金属板の板厚の約７０〜８０％の厚さを有するのが好ましい。
また、本発明のリードフレームにおいては、前記第２の部位における、前記金属板の表面及び裏面のうち前記第１の部位における前記第１の部位の全領域にわたってハーフエッチングされた面と同じ側の面が、前記第２の部位の全領域にわたってハーフエッチングされて凹状に形成され、前記第２の部位は、前記凹状に形成された面の上端位置における金属の厚さが、前記金属板の板厚の約７０〜８０％となっているのが好ましい。
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、端子と接続する第１の部位と、前記第１の部位に隣接する前記端子と接続しない第２の部位を、夫々複数有する、ダムバーを備えた金属板より形成されるリードフレームの製造方法において、前記ダムバーの前記第１の部位に対し、金属板の表面および裏面のうちの一方の側から、所定の深さのハーフエッチングを前記第１の部位の全領域にわたって施し、前記ダムバーの第２の部位に対し、前記一方の側から、前記第１の部位とは深さの異なるハーフエッチングを前記第２の部位の全領域にわたって施すことによって、前記ダムバーの厚さを、前記第１の部位と前記第２の部位とで異ならせ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、端子と接続する第１の部位と、前記第１の部位に隣接する前記端子と接続しない第２の部位を、夫々複数有する、ダムバーを備えた金属板より形成されるリードフレームの製造方法において、前記ダムバーの前記第１の部位に対し、金属板の表面および裏面のうちの一方の側から、所定の深さのハーフエッチングを前記第１の部位の全領域にわたって施し、前記ダムバーの第２の部位に対し、前記金属板の表面および裏面のうちの他方の側から、前記第１の部位とは深さの異なるハーフエッチングを前記第２の部位の全領域にわたって施すことによって、前記ダムバーの厚さを、前記第１の部位と前記第２の部位とで異ならせ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、端子と接続する第１の部位と、前記第１の部位に隣接する前記端子と接続しない第２の部位を、夫々複数有する、ダムバーを備えた金属板より形成されるリードフレームの製造方法において、前記ダムバーの前記第１の部位に対し、金属板の表面および裏面のうちの一方の側から、所定の深さのハーフエッチングを前記第１の部位の全領域にわたって施し、前記ダムバーの第２の部位に対し、前記金属板の表面および裏面の両方の側から、ハーフエッチングを前記第２の部位の全領域にわたって施すことによって、前記ダムバーの厚さを、前記第１の部位と前記第２の部位とで異ならせることを特徴としている。
また、本発明のリードフレームの製造方法においては、前記ダムバーの厚さを、前記第１の部位の厚さが前記第２の部位の厚さに比べて薄くなるように形成するのが好ましい。
また、本発明のリードフレームの製造方法においては、前記ダムバーの厚さを、前記第１の部位が前記金属板の板厚の約４０〜５０％の厚さを有し、前記第２の部位が最大で前記金属板の板厚の約７０〜８０％の厚さを有するように形成するのが好ましい。
また、本発明のリードフレームの製造方法においては、前記第２の部位における、前記金属板の表面及び裏面のうち前記第１の部位におけるハーフエッチングを前記第１の部位の全領域にわたって施す面と同じ側の面を、ハーフエッチングを前記第２の部位の全領域にわたって施すことによって、凹状に形成し、かつ、該凹状に形成する面の上端位置における金属の厚さが、前記金属板の板厚の約７０〜８０％となるようにするのが好ましい。
本発明によれば、切断対象となるダムバー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、ダムバーの変形や反りを十分に抑えることの可能なリードフレーム及びその製造方法が得られる。
本発明の第１実施形態にかかるリードフレームの要部構成を概念的に示す説明図で、(a)は平面図、(b)は(a)のＡ−Ａ断面図、(c)は(a)のＢ−Ｂ断面図である。 第１実施形態のリードフレームにおける要部構成が設けられる箇所を例示的に示す説明図である。 第１実施形態のリードフレームにおけるダムバーの形成手順を示す説明図である。 本発明の第２実施形態にかかるリードフレームの要部構成を概念的に示す説明図で、(a)は図１(a)のＡ−Ａ断面に対応する断面図、(b)は図１(a)のＢ−Ｂ断面に対応する断面図である。 本発明の第３実施形態にかかるリードフレームの要部構成を概念的に示す説明図で、(a)は図１(a)のＡ−Ａ断面に対応する断面図、(b)は図１(a)のＢ−Ｂ断面に対応する断面図である。 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図で、(a)はハーフエッチングをかける部位を示す説明図、(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図で、(a)はハーフエッチングをかける部位を示す説明図、(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図で、(a)はハーフエッチングをかける部位を示す説明図、(b)は(a)のＥ−Ｅ断面図、(c)は(a)のＦ−Ｆ断面図である。
実施形態の説明に先立ち、本発明の作用効果について説明する。
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、端子と接続する第１の部位と、第１の部位に隣接する端子と接続しない第２の部位を、夫々複数有する、ダムバーを備えた金属板より形成されるリードフレームにおいて、ダムバーは、第１の部位と第２の部位の夫々に、金属板の表面及び裏面のうちの少なくとも一方の側から異なる深さで第１の部位と第２の部位の夫々の全領域にわたってハーフエッチングされた面を有し、ダムバーの厚さが、第１の部位と第２の部位とで異なる。
上述したように、ダムバーにハーフエッチングを施す目的は、リードフレームに半導体素子を搭載し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、切断加工の容易化を図ることである。
しかし、従来技術のように材料である金属板の片側のみからハーフエッチングを施すと、リードフレームの材料をなす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。
しかるに、本件発明者は、試行錯誤の末、ダムバーを、第１の部位と第２の部位の夫々に、金属板の表面及び裏面のうちの少なくとも一方の側から異なる深さで第１の部位と第２の部位の夫々の全領域にわたってハーフエッチングされた面を有し、ダムバーの厚さを、第１の部位と第２の部位とで異ならせることで、内部応力を相殺させて歪を発生させ難くし、結果として歪みによる変形を発生し難くなるとともに切断加工対象となる金属量を効率的に低減する構成を着想した。
本発明のリードフレームのように、切断対象となるダムバーに対して、端子と接続する第１の部位と端子と接続しない第２の部位の夫々に、金属板の表面及び裏面のうちの少なくとも一方の側から異なる深さで第１の部位と第２の部位の夫々の全領域にわたってハーフエッチングされた面を有し、ダムバーの厚さが、第１の部位と第２の部位とで異なるようにすれば、第２の部位を第１の部位に比べて肉厚に形成することで、ダムバーにおける金属板の裏面全体を薄肉化した場合に比べて、ダムバーに金属が多く残るので、反りが抑制される一方、端子の肉厚は、従来のリードフレームにおいて一般的に用いられてきたダムバーにおける金属板の裏面全体を薄肉化した構成と同様の厚さにすることができる。しかも、ダムバーにおける、端子と接続しない第２の部位は、端子が接続する第１の部位に比べて肉厚であるものの、リードフレームの材料をなす金属板の板厚に比べて薄肉化されるので、図８に示したような特許文献１に記載のダムバーにおける端子と接続していない部位をハーフエッチングしない構成に比べて、切断加工時における金属量をより低減することができる。その結果、リードフレームの反りが低減されて強度が確保され、かつ、ダムバーにおける金属板の裏面全体を薄肉化した従来の一般的なリードフレームと比べて、端子部の高さ位置、露出面積、樹脂密着性を同等に保った半導体パッケージを製造可能であって、且つ、切断加工性を確保したリードフレームが得られる。
また、本発明のリードフレームにおいて、ダムバーの厚さに関し、第１の部位が第２の部位に比べて薄く形成される構成としては、例えば、ダムバーを、第１の部位と第２の部位の夫々に、金属板の表面及び裏面のうちの一方の側のみから異なる深さでハーフエッチングされた面を有する構成が挙げられる。
また、本発明のリードフレームにおいて、ダムバーの厚さに関し、第１の部位が第２の部位に比べて薄く形成されるその他の構成としては、ダムバーを、第１の部位に、金属板の表面及び裏面のうちの一方の側のみから第１の部位の全領域にわたってハーフエッチングされた面と、第２の部位に、金属板の表面及び裏面のうちの他方の側のみから前記第１の部位に対するハーフエッチングとは異なる深さで第２の部位の全領域にわたってハーフエッチングされた面を有するのが好ましい。
このようにすれば、ダムバーにおいて互いに隣接する第１の部位、第２の部位の夫々のハーフエッチング面が夫々金属板の異なる側から形成されるので、リードフレームの材料をなす金属基板の表裏の夫々の面にハーフエッチング面が同程度存在することとなる。このため、使用している材料の内部応力の開放が表裏両面で起こり、これによって、材料の内部応力が表裏でお互いに相殺しあって歪が発生しにくくなり、結果として歪による変形が発生し難くなる。
また、本発明のリードフレームにおいて、ダムバーの厚さに関し、第１の部位が第２の部位に比べて薄く形成されるさらにその他の構成としては、ダムバーを、第１の部位に、金属板の表面及び裏面のうちの一方の側のみから第１の部位の全領域にわたってハーフエッチングされた面と、第２の部位に金属板の表面及び裏面の両方の側から第２の部位の全領域にわたってハーフエッチングされた面を有するのが好ましい。
このように、端子と接続しない第２の部位が、金属板の表面及び裏面のうちの一方の側から所定の深さで第２の部位の全領域にわたってハーフエッチングされた面に加えて、金属板の表面及び裏面のうちの他方の側から所定の深さで第２の部位の全領域にわたってハーフエッチングされた面をさらに有するようにすれば、ダムバーにおける金属量をより一層少なくすることができ、切断加工性がより向上する。
また、本発明のリードフレームにおいては、ダムバーの厚さは、第１の部位が第２の部位に比べて薄く形成され、例えば、第１の部位が、金属板の板厚の約４０〜５０％の厚さを有し、第２の部位が、最大で金属板の板厚の約７０〜８０％の厚さを有するのが好ましい。
また、本発明のリードフレームにおいて、第２の部位における、金属板の表面及び裏面のうち第１の部位における第１の部位の全領域にわたってハーフエッチングされた面と同じ側に第２の部位の全領域にわたってハーフエッチングされた面を有する構成の場合、そのハーフエッチングされた面が凹状に形成され、第２の部位は、そのハーフエッチングされた面の上端位置における金属の厚さが、金属板の板厚の約７０〜８０％となっているのが好ましい。
このようにすれば、第２の部位における、凹状に形成された面の上端位置における金属の厚みを十分持たせて反りを抑制する効果を保持しながら、凹状に形成された面の上端位置以外の位置における金属の厚みをより薄肉化してダムバーにおける金属量をより一層少なくすることができ、切断加工性がより一層向上する。
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は本発明の第１実施形態にかかるリードフレームの要部構成を概念的に示す説明図で、(a)は平面図、(b)は(a)のＡ−Ａ断面図、(c)は(a)のＢ−Ｂ断面図である。図２は本実施形態のリードフレームにおける要部構成が設けられる箇所を例示的に示す説明図である。図３は第１実施形態のリードフレームにおけるダムバーの形成手順を示す説明図である。
第１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、例えば、図２に示すように、個々のリードフレームを区画する位置にダムバー１を備えた金属板より形成されている。なお、図２中、２は端子、３は半導体素子を搭載するパッド部である。
ダムバー１は、図１(a)、図１(b)に示すように、端子２と接続する第１の部位１ａと、第１の部位１ａに隣接する、端子１と接続しない第２の部位１ｂを、夫々複数有している。
また、ダムバー１は、第１の部位１ａと第２の部位１ｂの夫々に、リードフレームの表面及び裏面のうちの一方の側（図１の例では裏面の側）のみから異なる深さで第１の部位１ａと第２の部位１ｂの夫々の全領域にわたってハーフエッチングされた面４、５を有している。
また、ダムバー１の厚さは、第１の部位１ａと第２の部位１ｂとで異なっており、第１の部位１ａが第２の部位１ｂに比べて薄く形成されている。より詳しくは、第１の部位１ａは、金属板の板厚ｔ１の約４０〜５０％の厚さ、第２の部位１ｂは、第２の部位１ｂの全領域にわたってハーフエッチングされた面５が最大で金属板の板厚ｔ１の約７０〜８０％の厚さに形成されている。また、図１(c)に示すように、第２の部位１ｂにおける、金属板の表面及び裏面のうち第１の部位１ａにおける第１の部位１ａの全領域にわたってハーフエッチングされた面４と同じ側（図１の例では裏面の側）に第２の部位１ｂの全領域にわたってハーフエッチングされた面５は、凹状に形成されている。さらに、第２の部位１ｂは、凹状に形成された面５の上端５１の位置における金属の厚さが、金属板の板厚ｔ１の約７０〜８０％となっている。
なお、図１(b)、図１(c)中、ｄ１は第１の部位１ａに対するハーフエッチングの深さ、ｄ２は第２の部位１ｂに対する、凹状に形成された面５の上端５１の位置でのハーフエッチングの深さ、ｄ２’は凹状に形成された面５の底面５２の位置でのハーフエッチングの深さである。
ダムバーが図１のように構成された第１実施形態のリードフレームにおけるダムバーの形成手順を、図３を用いて説明する。なお、図３では便宜上、ダムバーの裏面を上向きに示してある。また、図３(a)〜図３(f)は夫々、図１(a)におけるＡ−Ａ断面に相当する断面図、図３(a’)〜図３(f’)は夫々、図１(a)におけるＢ−Ｂ断面に相当する断面図である。
まず、図３(a)、図３(a’)に示すリードフレーム材料をなす金属板（例えば、銅板）の両面にドライフィルムレジスト等のレジスト層を貼り付ける（図３(b) 、図３(b’)参照）。
なお、リードフレームの形状が形成されたガラスマスクとして、端子と接続する第１の部位と端子と接続しない第２の部位を対象に光透過部及び遮光部が交互に存在し、第１の部位が金属板の板厚の約５０〜６０％第１の部位の全領域にわたってハーフエッチングされるように、第２の部位が金属板の板厚の約２０〜３０％第２の部位の全領域にわたってハーフエッチングされるようにするためのパターンＡのガラスマスクを作製しておく。図３の例では、パターンＡのガラスマスクは、ダムバーの裏面における第１の部位と第２の部位を同時に形成するために用い、ダムバーの表面は全面を覆うために用いる。
次いで、パターンＡのガラスマスクを用いて、露光・現像を行い（図３(c)、図３(c’)参照）、ダムバーの裏面における第１の部位と第２の部位が所定の範囲でレジスト層で覆われたレジストマスクを形成する（図３(d) 、図３(d’)参照）。なお、ダムバーの表面の側に対しては、面全体を露光・現像し、表側の面全体がレジスト層で覆われるパターンのレジストマスクを形成する。
次いで、塩化第二鉄溶液をスプレーし、ダムバーの裏面における第１の部位と第２の部位およびリードフレームの全体形状を形成する。このレジストマスクにより、第１の部位が、例えば、金属板の板厚の約４０〜５０％の厚さとなるように第１の部位の全領域にわたってハーフエッチングされ、第２の部位が約７０〜８０％の厚さとなるように第２の部位の全領域にわたってハーフエッチングされ、リードフレームの全体形状は、不要部が貫通されるようエッチングされる（図３(e) 、図３(e’)参照）。
次いで、洗浄処理やレジストマスクの剥離処理を行いリードフレームが得られる（図３(f) 、図３(f’)参照）。
第１実施形態のリードフレームによれば、切断対象となるダムバー１に対して、端子２と接続する第１の部位１ａと端子２と接続しない第２の部位１ｂの夫々に、金属板の表面及び裏面のうちの一方の側（ここでは裏面の側）のみから異なる深さで第１の部位１ａと第２の部位１ｂの夫々の全領域にわたってハーフエッチングされた面４、５を有し、ダムバー１の厚さが、第１の部位１ａと第２の部位１ｂとで異なるようにし、第２の部位１ｂを第１の部位１ａに比べて肉厚に形成されているので、ダムバーにおける金属板の裏面全体を薄肉化した場合に比べて、ダムバーに金属が多く残り、反りが抑制される一方、端子の肉厚は、従来のリードフレームにおいて一般的に用いられてきたダムバーにおける金属板の裏面全体を薄肉化した構成と同様の厚さにすることができる。しかも、ダムバー１における、端子２と接続しない第２の部位１ｂは、端子２が接続する第１の部位１ａに比べて肉厚であるものの、リードフレームの材料をなす金属板の板厚ｔ１に比べて薄肉化されるので、図８に示したような特許文献１に記載のダムバーにおける端子と接続していない部位（第２の部位５２）をハーフエッチングしない構成に比べて、切断加工時における金属量をより少なくすることができる。その結果、リードフレームの反りが低減されて強度が確保され、かつ、ダムバー全体を薄肉化した従来のリードフレームと比べて、端子部の露出面積、樹脂密着性を同等に保った半導体パッケージを製造可能であって、且つ、切断加工性を確保したリードフレームが得られる。また、第１実施形態のリードフレームによれば、第２の部位１ｂにおける、金属板の表面及び裏面のうち第１の部位１ａにおける第１の部位１ａの全領域にわたってハーフエッチングされた面４と同じ側に第２の部位１ｂの全領域にわたってハーフエッチングされた面５が凹状に形成され、第２の部位１ｂは、そのハーフエッチングされた面５の上端５１の位置における金属の厚さが、材料をなす金属板の板厚ｔ１の約７０〜８０％となっているので、第２の部位１ｂにおける、第２の部位１ｂの全領域にわたってハーフエッチングされて凹状に形成された面５の上端５１の位置における金属の厚みを十分持たせて反りを抑制する効果を保持しながら、凹状に形成された面５の上端５１の位置以外の位置（例えば、凹状に形成された面５の底面５２の位置など）における金属の厚みをより薄肉化してダムバー１における金属量をより一層少なくすることができ、切断加工性がより一層向上する。
第２実施形態
図４は本発明の第２実施形態にかかるリードフレームの要部構成を概念的に示す説明図で、(a)は図１(a)のＡ−Ａ断面に対応する断面図、(b)は図１(a)のＢ−Ｂ断面に対応する断面図である。第２実施形態のリードフレームにおけるダムバーの形成手順は、第１実施形態と同様であり、ガラスマスクに形成するパターンが異なり、よって露光・現像後のレジストマスクが異なるだけで手順は同じであるので図示および説明を省略する。
第２実施形態のリードフレームは、ダムバー１が、第１の部位１ａに、金属板の表面及び裏面のうちの一方の側（図４の例では裏面の側（図４(a)における左側））のみから第１の部位１ａの全領域にわたってハーフエッチングされた面４と、第２の部位１ｂに、金属板の表面及び裏面のうちの他方の側（図４の例では表面の側（図４(a)における右側））のみから第１の部位１ａに対するハーフエッチングとは異なる深さで第２の部位１ｂの全領域にわたってハーフエッチングされた面５を有している。
その他の構成は、第１実施形態のリードフレームと略同じである。
第２実施形態のリードフレームによれば、ダムバー１において互いに隣接する第１の部位１ａ、第２の部位１ｂの夫々のハーフエッチング面４、５が夫々金属板の異なる側から第１の部位１ａと第２の部位１ｂの夫々の全領域にわたって形成されているので、リードフレームの表裏夫々の面にハーフエッチング面が同程度存在することとなる。このため、使用している材料の内部応力の開放が表裏両面で起こり、これによって、材料の内部応力が表裏でお互いに相殺しあって歪が発生しにくくなり、結果として歪による変形が発生し難くなる。
その他の作用効果は、第１実施形態のリードフレームと略同じである。
第３実施形態
図５は本発明の第３実施形態にかかるリードフレームの要部構成を概念的に示す説明図で、(a)は図１(a)のＡ−Ａ断面に対応する断面図、(b)は図１(a)のＢ−Ｂ断面に対応する断面図である。第３実施形態のリードフレームにおけるダムバーの形成手順は、第１実施形態と同様であり、ガラスマスクに形成するパターンが異なり、よって露光・現像後のレジストマスクが異なるだけで手順は同じであるので図示および説明を省略する。
第３実施形態のリードフレームは、ダムバー１が、第１の部位１ａに、金属板の表面及び裏面のうちの一方の側（図５の例では裏面の側（図５(a)における左側））のみから第１の部位１ａの全領域にわたってハーフエッチングされた面４と、第２の部位１ｂに金属板の表面及び裏面の両方の側から第２の部位１ｂの全領域にわたってハーフエッチングされた面５ｂ、５ａを有している。また、第２の部位１ｂにおける、金属板の表面及び裏面のうち第１の部位１ａにおける第１の部位１ａの全領域にわたってハーフエッチングされた面４と同じ側（図５の例では裏面の側（図５(a)における左側））に第２の部位１ｂの全領域にわたってハーフエッチングされた面５ａは、凹状に形成されている。さらに、第２の部位１ｂは、凹状に形成された面５ａの上端５ａ１の位置における金属の厚さが、金属板の板厚ｔ１の約７０〜８０％となっている。
なお、図５中、ｄ２ａは第２の部位１ｂの裏面の側に対する、凹状に形成された面５ａの上端５ａ１の位置でのハーフエッチングの深さ、ｄ２ａ’は凹状に形成された面５ａの底面５ａ２の位置でのハーフエッチングの深さ、ｄ２ｂは第２の部位１ｂの表面の側に対する、面５ｂの底面位置でのハーフエッチングの深さである。なお、図５の例では、第２の部位１ｂの裏面の側に対する、凹状に形成された面５ａの上端５ａ１の位置でのハーフエッチングの深さｄ２ａ、第２の部位１ｂの表面の側に対する、面５ｂの底面位置でのハーフエッチングの深さｄ２ｂを、夫々、金属板の板厚ｔ１の約１０〜１５％としたが、第３実施形態にかかるリードフレームにおけるこれらのハーフエッチングの深さｄ２ａ、ｄ２ｂは、第２の部位１ｂにおける凹状に形成された面５ａの上端５ａ１の位置と、面５ｂの底面位置との間の金属の厚さが、金属板の板厚ｔ１の約７０〜８０％の厚さを有するものであれば、任意の深さに設計可能である。例えば、第２の部位１ｂの裏面の側に対する、凹状に形成された面５ａの上端５ａ１の位置でのハーフエッチングの深さｄ２ａを０％、面５ｂの底面位置でのハーフエッチングの深さｄ２ｂを約２０〜３０％となるように設計してもよい。
その他の構成は、第１実施形態のリードフレームと略同じである。
第３実施形態のリードフレームによれば、端子と接続しない第２の部位１ｂが、金属板の表面及び裏面のうちの一方の側（ここでは裏面の側）から所定の深さで第２の部位１ｂの全領域にわたってハーフエッチングされた面に加えて、金属板の表面及び裏面のうちの他方の側（ここでは表面の側）から所定の深さで部分的に第２の部位１ｂの全領域にわたってハーフエッチングされた面をさらに有するようにしたので、ダムバーにおける金属量をより一層少なくすることができ、切断加工性がより向上する。また、第３実施形態のリードフレームによれば、第２の部位１ｂにおける、金属板の表面及び裏面のうち第１の部位１ａにおける第１の部位１ａの全領域にわたってハーフエッチングされた面４と同じ側に第２の部位１ｂの全領域にわたってハーフエッチングされた面５ａが凹状に形成され、第２の部位１ｂは、凹状に形成された面５ａの上端５ａ１の位置と、金属板の表面の側から第２の部位１ｂの全領域にわたってハーフエッチングされた面５ｂの底面位置との間の金属の厚さが、材料をなす金属板の板厚ｔ１の約７０〜８０％の厚さを有するので、第２の部位１ｂにおける、凹状に形成された面５ａの上端５ａ１の位置における金属の厚みを十分持たせて反りを抑制する効果を保持しながら、凹状に形成された面５ａの上端５ａ１の位置以外の位置（例えば、凹状に形成された面５ａの底面５ａ２の位置など）における金属の厚みをより薄肉化してダムバー１における金属量をより一層少なくすることができ、切断加工性がより一層向上する。
その他の作用効果は、第１実施形態のリードフレームと略同じである。
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
第１実施形態の構成を備えた実施例１の製品単位のリードフレーム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と、比較例１として、切断加工対象位置に位置するダムバーが、材料である金属板の裏面全体にハーフエッチング面を形成した部位を有する製品単位のリードフレーム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、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のリードフレームは、次のようにして製造した。
リードフレーム材料の金属板としては、厚さが０．２ｍｍの銅材（三菱ＴＡＭＡＣ材）を用いて、両面にドライフィルムレジスト（旭化成イーマテリアル株式会社：AQ-2058）を貼り付けて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として、端子と接続する第１の部位と端子と接続しない第２の部位を対象に光透過部及び遮光部が交互に存在し、第１の部位が金属板の板厚の約５０％第１の部位の全領域にわたってハーフエッチングされるように、第２の部位が金属板の板厚の約２５％第２の部位の全領域にわたってハーフエッチングされるようにするためのパターンＡのガラスマスクを作製した。
次いで、作成したガラスマスクを用いて、露光・現像を行ってレジストマスクを形成し、塩化第二鉄溶液をスプレーしてエッチング加工を行った。
詳しくは、まず、パターンＡのガラスマスクを用いて、露光・現像を行い、レジストマスクを形成した。
次いで、塩化第二鉄溶液をスプレーし、ダムバーの第１の部位が、金属板の板厚の約５０％の厚さとなるように、第２の部位が、金属板の板厚の約７５％の厚さとなるように第１の部位と第２の部位の夫々の全領域にわたってエッチング加工を施した。このエッチング加工は、所定液温、所定比重の塩化第二鉄溶液を用いて揺動するスプレーノズルによって所定圧力で噴霧を行い所定秒間の処理を行った。
次いで、洗浄処理として、エッチング溶解面に付着した銅結晶をスプレー噴射による塩酸洗浄にて除去し、その後、水酸化ナトリウム水溶液を用いてレジストマスクの剥離処理を行った。
その後、硫酸による酸処理を行い、表面を乾燥させ、実施例１のリーフレームが完成した。
完成した実施例１のリードフレームのダムバーは、端子が接続する第１の部位が約０．１ｍｍの厚さとなり、端子が接続しない第２の部位が約０．１５ｍｍの厚さとなった。
比較例１のリードフレームは、材料である金属板のダムバーに相当する部位の裏面全体にハーフエッチングを施し、金属板の板厚が０．２ｍｍに対し、ハーフエッチングを施した部位の厚さが０．１ｍｍとなるようにして製造した。
なお、実施例１、比較例１のリードフレームは、ダムバー以外の部位については、同じ形状、寸法に形成した。
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（不均一な反射）が認められた。
実施例１のリードフレームでは、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大きな変形は認められなかった。
これに対し、比較例１のリードフレームでは、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部分的に大きな変形が認められた。
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、端子と接続する部位と、その部位に隣接する端子と接続しない部位を、夫々複数有する、ダムバーを備えたノンリード型の半導体パッケージの製造に使用するリードフレームが必要とされる分野に有用である。
１ ダムバー
１ａ 第１の部位
１ｂ 第２の部位
２ 端子
３ パッド部
４、５、５ａ、５ｂ ハーフエッチング面
５１、５ａ１ ハーフエッチングされて凹状に形成された面の上端
５２、５ａ２ ハーフエッチングされて凹状に形成された面の底面
５０ ダムバー
５１ 接続部
５２ 第２の部位
５３ 第１の部位
６０ 端子部
ｄ１ 第１の部位に対するハーフエッチングの深さ
ｄ２ 第２の部位に対する、ハーフエッチングされて凹状に形成された面の上端位置でのハーフエッチングの深さ
ｄ２’ 第２の部位に対する、ハーフエッチングされて凹状に形成された面の底面位置でのハーフエッチングの深さ
ｄ２ａ 第２の部位における、第１の部位におけるハーフエッチングされた面と同じ側に対する、ハーフエッチングされて凹状に形成された面の上端位置でのハーフエッチングの深さ
ｄ２ａ’ 第２の部位における、第１の部位におけるハーフエッチングされた面と同じ側に対する、ハーフエッチングされて凹状に形成された面の底面位置でのハーフエッチングの深さ
ｄ２ｂ 第２の部位における、第１の部位におけるハーフエッチングされた面と異なる側に対する、ハーフエッチングされた面の底面位置でのハーフエッチングの深さ
ｔ１ 材料板厚

Claims (13)

  1. 多列型リードフレームにおける製品単位を構成し、端子と接続する第１の部位と、前記第１の部位に隣接する前記端子と接続しない第２の部位を、夫々複数有する、ダムバーを備えた金属板より形成されるリードフレームにおいて、
    前記ダムバーは、前記第１の部位と前記第２の部位の夫々に、前記金属板の表面及び裏面のうちの少なくとも一方の側から異なる深さで前記第１の部位と前記第２の部位の夫々の全領域にわたってハーフエッチングされた面を有し、
    前記ダムバーの厚さが、前記第１の部位と前記第２の部位とで異なることを特徴とするリードフレーム。
  2. 前記ダムバーの厚さは、前記第１の部位が前記第２の部位に比べて薄く形成されていることを特徴とする請求項１に記載のリードフレーム。
  3. 前記ダムバーは、前記第１の部位と前記第２の部位の夫々に、前記金属板の表面及び裏面のうちの一方の側のみから異なる深さで前記第１の部位と前記第２の部位の夫々の全領域にわたってハーフエッチングされた面を有することを特徴とする請求項１または２に記載のリードフレーム。
  4. 前記ダムバーは、前記第１の部位に、前記金属板の表面及び裏面のうちの一方の側のみから前記第１の部位の全領域にわたってハーフエッチングされた面と、前記第２の部位に、前記金属板の表面及び裏面のうちの他方の側のみから前記第１の部位に対するハーフエッチングとは異なる深さで前記第２の部位の全領域にわたってハーフエッチングされた面を有することを特徴とする請求項１または２に記載のリードフレーム。
  5. 前記ダムバーは、前記第１の部位に、前記金属板の表面及び裏面のうちの一方の側のみから前記第１の部位の全領域にわたってハーフエッチングされた面と、前記第２の部位に前記金属板の表面及び裏面の両方の側から前記第２の部位の全領域にわたってハーフエッチングされた面を有することを特徴とする請求項１または２に記載のリードフレーム。
  6. 前記第１の部位が、前記金属板の板厚の約４０〜５０％の厚さを有し、
    前記第２の部位が、最大で前記金属板の板厚の約７０〜８０％の厚さを有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のリードフレーム。
  7. 前記第２の部位における、前記金属板の表面及び裏面のうち前記第１の部位における前記第１の部位の全領域にわたってハーフエッチングされた面と同じ側の面が、前記第２の部位の全領域にわたってハーフエッチングされて凹状に形成され、
    前記第２の部位は、前記凹状に形成された面の上端位置における金属の厚さが、前記金属板の板厚の約７０〜８０％となっていることを特徴とする請求項３又は５に従属する請求項６に記載のリードフレーム。
  8. 多列型リードフレームにおける製品単位を構成し、端子と接続する第１の部位と、前記第１の部位に隣接する前記端子と接続しない第２の部位を、夫々複数有する、ダムバーを備えた金属板より形成されるリードフレームの製造方法において、
    前記ダムバーの前記第１の部位に対し、金属板の表面および裏面のうちの一方の側から、所定の深さのハーフエッチングを前記第１の部位の全領域にわたって施し、
    前記ダムバーの第２の部位に対し、前記一方の側から、前記第１の部位とは深さの異なるハーフエッチングを前記第２の部位の全領域にわたって施すことによって、
    前記ダムバーの厚さを、前記第１の部位と前記第２の部位とで異ならせることを特徴とするリードフレームの製造方法。
  9. 多列型リードフレームにおける製品単位を構成し、端子と接続する第１の部位と、前記第１の部位に隣接する前記端子と接続しない第２の部位を、夫々複数有する、ダムバーを備えた金属板より形成されるリードフレームの製造方法において、
    前記ダムバーの前記第１の部位に対し、金属板の表面および裏面のうちの一方の側から、所定の深さのハーフエッチングを前記第１の部位の全領域にわたって施し、
    前記ダムバーの第２の部位に対し、前記金属板の表面および裏面のうちの他方の側から、前記第１の部位とは深さの異なるハーフエッチングを前記第２の部位の全領域にわたって施すことによって、
    前記ダムバーの厚さを、前記第１の部位と前記第２の部位とで異ならせることを特徴とするリードフレームの製造方法。
  10. 多列型リードフレームにおける製品単位を構成し、端子と接続する第１の部位と、前記第１の部位に隣接する前記端子と接続しない第２の部位を、夫々複数有する、ダムバーを備えた金属板より形成されるリードフレームの製造方法において、
    前記ダムバーの前記第１の部位に対し、金属板の表面および裏面のうちの一方の側から、所定の深さのハーフエッチングを前記第１の部位の全領域にわたって施し、
    前記ダムバーの第２の部位に対し、前記金属板の表面および裏面の両方の側から、ハーフエッチングを前記第２の部位の全領域にわたって施すことによって、
    前記ダムバーの厚さを、前記第１の部位と前記第２の部位とで異ならせることを特徴とするリードフレームの製造方法。
  11. 前記ダムバーの厚さを、前記第１の部位の厚さが前記第２の部位の厚さに比べて薄くなるように形成することを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載のリードフレームの製造方法。
  12. 前記ダムバーの厚さを、前記第１の部位が前記金属板の板厚の約４０〜５０％の厚さを有し、前記第２の部位が最大で前記金属板の板厚の約７０〜８０％の厚さを有するように形成することを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載のリードフレームの製造方法。
  13. 前記第２の部位における、前記金属板の表面及び裏面のうち前記第１の部位におけるハーフエッチングを前記第１の部位の全領域にわたって施す面と同じ側の面を、ハーフエッチングを前記第２の部位の全領域にわたって施すことによって、凹状に形成し、かつ、該凹状に形成する面の上端位置における金属の厚さが、前記金属板の板厚の約７０〜８０％となるようにすることを特徴とする請求項８又は１０に従属する請求項１２に記載のリードフレームの製造方法。
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