JP6621681B2 - リードフレーム及びその製造方法、並びに半導体パッケージ - Google Patents

Description

本開示は、リードフレーム及びその製造方法、並びに半導体パッケージに関する。

半導体パッケージは、リードフレームと、その上に搭載された半導体チップと、半導体チップを封止する封止樹脂とを備える。半導体パッケージの製造においては、リードフレームと、その上に搭載された半導体チップとを熱硬化性樹脂で覆い、これを加熱して硬化させる。半導体パッケージの信頼性を確保するために、リードフレームの表面を粗化して、リードフレームと封止樹脂の密着性を向上させる技術が知られている。

特許文献１では、密着性向上のために、リードフレームを酸化性のアルカリ溶液等に浸漬してリードフレーム表面の銅を陽極酸化し、針状の酸化皮膜を形成する方法が提案されている。特許文献２では、リードフレームの表面に粗化めっき層を形成する方法が記載されている。このように、リードフレームの表面を粗化し、アンカー効果によって封止樹脂との密着性を向上することが検討されている。

特開平３−２９５２６２号公報 特開２０１４−２２１９４１号公報

パッドとリードの高さ位置が異なるリードフレームを製造する場合、パッドを支持するサポートバーに対して曲げ加工が行われる。この曲げ加工は、サポートバーをストリッパーで押さえながらパンチで押圧することによって行われる。本発明者らの検討によれば、特許文献１，２の技術では、曲げ加工を行う際、パンチによる押圧によって、ストリッパーによる押さえが滑る現象が生じる場合があり、これが、曲げ加工の更なる精度向上の支障になることが懸念される。

そこで、本発明では、一つの側面において、形状の精度に優れるリードフレームを提供することを目的とする。本発明は、別の側面において、そのようなリードフレームを備える半導体パッケージを提供することを目的とする。本発明は、さらに別の側面において、曲げ加工の精度を向上することが可能な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。

本発明は、一つの側面において、パッドと、パッドの周囲に配置されるリードと、パッドを支持するサポートバーと、を備えるリードフレームであって、サポートバー及びリードは、粗面と平滑面とをそれぞれ有し、一方の主面側において、サポートバーの平滑面は、リードの平滑面よりもパッドに近接しているリードフレームを提供する。

上述のリードフレームによれば、サポートバーをストリッパーで押さえながらパンチで押圧して曲げ加工を行う際に、押さえが滑る現象を抑制することができる。これによって、形状の精度に優れるリードフレームとすることができる。このような効果が得られる理由は、以下のとおり推察される。

リードフレームにおける粗面は針状の結晶等を有するため、粗面をストリッパーで押さえると、結晶等が潰れて粉化し、これが滑りの要因となると考えられる。一方、本発明の一側面に係るリードフレームでは、サポートバーの平滑面がリードの平滑面よりもパッドに近接しているため、パッドをパンチで押圧して曲げ加工を行う際に、ストリッパーをサポートバーの平滑面に接触させることができる。このため、ストリッパーがサポートバーの粗面に接触する場合に比べて、滑りが抑制されるものと考えられる。また、針状結晶等の粉砕によって生ずる粉も低減することができる。

上記サポートバーは、パッドがリードよりも他方の主面側に突出するように屈曲する屈曲部を有し、一方の主面側において、サポートバーは、屈曲部の外側に隣接する平坦部に平滑面を有することが好ましい。これによって、曲げ加工時におけるストリッパーの滑りを十分に抑制することができる。これによって、リードフレームの形状の精度を十分に向上することができる。

上記サポートバーの屈曲部は、サポートバーの長手方向に平行で且つ一方の主面に垂直な断面でみたときに、水平部と該水平部を挟んで傾斜部を有し、一方の主面側において、サポートバーは、水平部に平滑面を有することが好ましい。このような屈曲部は、曲げ加工を複数回以上行う場合に形成される。曲げ加工が複数回行われたリードフレームであっても、各曲げ加工時におけるストリッパーの滑りを抑制できることから、形状の精度を十分に向上することができる。

上述の平滑面は銀めっき膜で構成されることが好ましい。銀めっき膜はレベリング性に優れており高い平滑性を有する。このため、曲げ加工時の滑りを一層抑制することが可能となり、リードフレームの形状の精度を一層向上することができる。

互いに隣接するリードの平滑面の内縁同士を結ぶ第１仮想枠線よりも、サポートバーの平滑面の内縁はパッド側に延在していることが好ましい。これによって、曲げ加工時におけるストリッパーの滑りを十分に抑制し、リードフレームの形状の精度を十分に向上することができる。

互いに隣接するリードの平滑面の内縁同士を結ぶ第１仮想枠線と、隣接するリードの平滑面の外縁同士を結ぶ第２仮想枠線と、で挟まれる環状領域に対して、サポートバーの平滑面はパッド側にずれていることが好ましい。リードとサポートバーの平滑面の位置関係を上述のとおりにすることによって、サポートバーにおける平滑面を外縁付近にまで延在させなくても、曲げ加工時におけるストリッパーの滑りを抑制することができる。さらに、サポートバーにおける平滑面の面積を小さくできることから、封止樹脂との密着性を十分に高めつつ、形状の精度を向上することができる。

上記粗面は酸化銅皮膜又は粗化めっき皮膜で構成されていてもよい。これによって、低コストで封止樹脂との密着性を十分に高くすることができる。

本発明は、別の側面において、上述のリードフレームと、リードフレームの一方の主面側において、パッドの表面上に半導体チップと、半導体チップを封止する封止樹脂と、を備えており、リードフレームの他方の主面側において、封止樹脂は、パッドの表面が露出するように設けられている半導体パッケージを提供する。

上述のようなパッド露出タイプの半導体パッケージに備えられるリードフレームは、サポートバーには曲げ加工が施されていても形状の精度に優れる。

本発明は、さらに別の側面において、パッドと、パッドの周囲に配置されるリードと、パッドを支持するサポートバーと、を備えるリードフレームの製造方法であって、リードフレーム基材の一方の主面側において、サポートバー及びリードに、粗面と平滑面とをそれぞれ形成する表面処理工程と、サポートバーにおける平滑面をストリッパーで押さえながらパッドをパンチで押圧してサポートバーを屈曲して屈曲部を形成し、パッドをリードよりも他方の主面側に突出させる第１加工工程を有する、リードフレームの製造方法を提供する。

この製造方法では、サポートバーにおける粗面と平滑面のうち、平滑面をストリッパーで押さえながらパッドをパンチで押圧してサポートバーを屈曲し、パッドをリードよりも他方の主面側に突出させている。このため、ストリッパーとサポートバーとの接触面において押さえが滑る現象を抑制することができる。これによって、曲げ加工の精度を高くすることができる。また、曲げ加工時の安定性も一層向上することができる。

上述の製造方法は、上記屈曲部よりもパッド側の平滑面をストリッパーで押さえながらパッドをパンチで押圧して上記屈曲部を拡張し、パッドをリードよりも他方の主面側にさらに突出させる第２加工工程を有していてもよい。この場合も、ストリッパーとサポートバーとの接触面において押さえが滑る現象を抑制することができる。これによって、曲げ加工の精度を高くすることができる。また、曲げ加工時の安定性も一層向上することができる。

上述の製造方法における表面処理工程では、銀めっき処理によって平滑面を形成し、銅めっき処理又は粗化めっき処理によって粗面を形成してもよい。これによって、ストリッパーとサポートバーの接触面における滑りを十分に抑制しつつ、低コストで封止樹脂の密着性にも優れるリードフレームを製造することができる。

本発明では、一つの側面において、形状の精度に優れるリードフレームを提供することができる。本発明は、別の側面において、そのようなリードフレームを備える半導体パッケージを提供することができる。本発明は、さらに別の側面において、曲げ加工の精度を向上することが可能なリードフレームの製造方法を提供することができる。

図１は、一実施形態に係るリードフレームの平面図である。 図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図３（Ａ）〜（Ｄ）は、リードフレーム基材に平滑面及び粗面を形成する方法の一例を説明するための図である。 図４（Ａ）〜（Ｃ）は、リードフレーム基材に平滑面及び粗面を形成する方法の別の例を説明するための図である。 図５（Ａ）〜（Ｄ）は、図４で説明する方法の変形例を説明するための図である。 図６は、第１加工工程を説明するための図である。 図７は、第２加工工程を説明するための図である。 図８は、リードフレームの曲げ加工時におけるストリッパーとサポートバーとの接触面近傍を拡大して示す断面図である。 図９は、別の実施形態に係るリードフレームの平面図である。 図１０は、さらに別の実施形態に係るリードフレームの平面図である。 図１１は、さらに別の実施形態に係るリードフレームの平面図である。 図１２は、一実施形態に係る半導体パッケージの断面図である。

以下、場合により図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。ただし、以下の実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用い、場合により重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。

図１は、本実施形態のリードフレーム１００の平面図である。リードフレーム１００は、中央部分にパッド１０と、パッド１０の周囲に配置される複数のリード１２と、パッド１０を支持する４本のサポートバー１４とを備える。サポートバー１４の先端はパッド１０の角部の連設部１１において連設し、サポートバー１４の基端はリード１２の周囲に配置されるタイバー１６に連設している。サポートバー１４は、略矩形状のパッド１０の四隅から放射状に延在し、タイバー１６に連設することによって、パッド１０を支持している。

リードフレーム１００は、一方の主面１００ａ側において、パッド１０に半導体チップが搭載される。パッド１０の各辺に対して６本のリード１２が並んで配設されており、その先端部１２Ａは、所定の間隔を介してパッド１０の各辺に対向している。リード１２は、主面１００ａ側において、先端部１２Ａ側に平滑面３０を有し、基端部１２Ｂ側に粗面３２を有する。

サポートバー１４は、主面１００ａ側において、パッド１０との連設部１１近傍にある屈曲部２０及び屈曲部２０に隣接する平坦部２８に平滑面３０を有し、連設部１１及び基端部１７に粗面３２を有する。屈曲部２０は、例えば曲げ加工部である。粗面３２は、針状結晶を含有する。一方、平滑面３０は粗面３２よりも平滑であり、針状結晶を含有しない。

図１では、パッド１０の表面１０ａは粗面３２で構成されているが、半導体チップのグランドボンド等のワイヤーボンディングのために、表面１０ａの一部は銀めっき皮膜等で構成される平滑面３０を有していてもよい。なお、粗面３２は、封止樹脂によって封止されるタイバー１６よりも内側の領域のみに形成されていてもよい。

粗面３２は、製造コスト低減及び封止樹脂との密着性向上の観点から、酸化銅皮膜又は粗化めっき皮膜で構成されていてもよい。平滑面３０は、サポートバー１４とストリッパーとの接触面における滑りを十分に抑制する観点から、銀めっき皮膜で構成されていてもよい。

図１に示すように、リードフレーム１００は、一方の主面１００ａ側から平面視したとき、サポートバー１４の平滑面３０の方が、リード１２の平滑面３０よりも、パッド１０に近接している。すなわち、サポートバー１４の平滑面３０の方が、リード１２の平滑面３０よりも内側にまで延在している。このようなリードフレーム１００は、パッド１０を、主面１００ａとは反対側に突出させるために行うサポートバー１４の曲げ加工時において、サポートバー１４とストリッパーとの接触面における滑りの発生を十分に抑制することができる。したがって、リードフレーム１００は形状の精度に優れる。

リードフレーム１００において、互いに隣接するリード１２の平滑面３０の内縁（パッド１０側の縁）同士を結ぶ第１仮想枠線４２と、互いに隣接するリード１２の平滑面の外縁（タイバー１６側の縁）同士を結ぶ第２仮想枠線４４とで挟まれる領域は、図１に示すように略環状を呈する。以下、この領域を環状領域４０という。

第１仮想枠線４２は、互いに隣接するリード１２の平滑面３０の内縁を結ぶ４本の直線と、当該直線とサポートバー１４の側縁との交点同士を結ぶ４本の直線で構成される。第２仮想枠線４４は、互いに隣接するリード１２の平滑面３０の外縁を結ぶ４本の直線状の仮想線と、当該直線とサポートバー１４の側縁との交点同士を結ぶ４本の直線状の仮想線で構成される。第２仮想枠線４４の方が第１仮想枠線４２よりも大きく、第１仮想枠線４２は第２仮想枠線４４に含まれている。このため、両者によって、環状領域４０が形成される。第１仮想枠線４２と第２仮想枠線４４は相似形であってもよい。

サポートバー１４の平滑面３０の外縁は、第２仮想枠線４４に一致している。これに対し、サポートバー１４の平滑面３０の内縁は、環状領域４０よりもパッド１０側に延在している。このように、サポートバー１４は、パッド１０の近傍において平滑面３０の面積が大きくなっている。これによって、曲げ加工時におけるサポートバー１４とストリッパーとの接触面における平滑面３０の面積又は面積割合を十分に大きくすることができる。したがって、曲げ加工時の滑りをより一層抑制することができる。

屈曲部２０は、サポートバー１４のパッド１０との連設部１１と第１仮想枠線４２との間（第１仮想枠線４２上を含む）に設けられている。平滑面３０は、第２仮想枠線４４から屈曲部２０の少なくとも一部を含む領域にまで形成されている。ただし、平滑面３０の領域はこれに限定されず、主面１００ａにおいて、屈曲部２０の全体に亘って形成されていてもよいし、連設部１１まで延在していてもよい。

図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。すなわち、サポートバー１４の長手方向に平行で且つ主面１００ａに垂直な面で切断したときの断面図である。サポートバー１４は、パッド１０がサポートバー１４の基端部１７と、リード１２に対して主面１００ｂ側に突出するように屈曲する屈曲部２０とを有する。サポートバー１４は、主面１００ａ側において、屈曲部２０の一部及び屈曲部２０の外側に隣接する平坦部２８に平滑面３０を有する。すなわち、サポートバー１４は、図２に示す主面１００ａ側の領域Ｐにおいて、平滑面３０を有する。一方、サポートバー１４は、図２に示す主面１００ａ側の領域Ｐ以外の領域において、粗面３２を有する。

パッド１０の表面１０ａは粗面３２で構成されている。主面１００ｂ側におけるパッド１０，サポートバー１４及びリード１２の表面も、粗面３２で構成されている。ただし、リードフレーム１００がパッド露出タイプである場合は、パッド１０の表面１０ｂは平滑面３０で構成されることが好ましい。

屈曲部２０は、水平部２１と、水平部２１を挟んで傾斜部２３，２５を有する。図２に示すような断面図において、水平部２１はパッド１０に平行である。一方、傾斜部２３，２５は、図２に示すような断面図において、水平部２１及びパッド１０に対して傾斜している。図２において、傾斜部２３，２５は、パッド１０に向かって下方に傾斜している。これによって、パッド１０は図２において下方に突出している。

屈曲部２０のうち、少なくとも水平部２１は平滑面３０を有することが好ましい。これによって、ストリッパーとサポートバー１４の接触面における滑りの発生を十分に抑制することができる。傾斜部２３，２５は、平滑面３０及び粗面３２のどちらであってもよいが、外側の傾斜部２３が平滑面３０であれば、平坦部２８、傾斜部２３及び水平部２１に平滑面３０を一体的に形成することができる。

本実施形態のリードフレーム１００におけるサポートバー１４の屈曲部２０は、それぞれ、一つの水平部２１とこれを挟む傾斜部２３，２５とを有しているが、本発明はこれに限定されない。別の幾つかの実施形態の屈曲部は、水平部２１を有さず一つの傾斜部からなるものであってもよいし、２つ以上の水平部と、それぞれの水平部を連結する傾斜部とを有するものであってもよい。

リードフレーム１００の製造方法の一例を以下に説明する。この製造方法は、母材となる帯状の金属板のエッチング又はスタンピングを行うことによって、パッドと、パッドの周囲に配置されるリードと、パッドを支持するサポートバーと、を有する平板状のリードフレーム基材を形成する準備工程と、リードフレーム基材の一方の主面において、サポートバー及びリードに、粗面と平滑面とをそれぞれ形成する表面処理工程と、サポートバーにおける平滑面をストリッパーで押さえながらパッドをパンチで押圧してサポートバーを屈曲して屈曲部を形成し、パッドをリードよりもリードフレーム基材の他方の主面側に突出させる第１加工工程と、上記屈曲部よりも内側の平滑面をストリッパーで押さえながらパッドをパンチで押圧して屈曲部を拡張し、パッドをリードよりも他方の主面側にさらに突出させる第２加工工程とを有する。

準備工程で形成されるリードフレーム基材は、平板状であること以外は、リードフレーム１００と同等の形状を有する。このリードフレーム基材に対して、粗面及び平滑面を形成する。図３は、平滑面３０及び粗面３２を形成する方法の一例を説明する図である。図３（Ａ）に示すように、リードフレーム基材１０１の一方の主面１０１ａ側において、粗面３２となる部分にマスク３４を設ける。続いて、リードフレーム基材１０１に銀めっき処理を施して、図３（Ｂ）に示すようにマスク３４が形成されていない所定部分に平滑面３０を構成する銀めっき皮膜３１を形成する。

銀めっき皮膜３１は、所定部分にマスク３４を形成した後、ＤＣ電源又はパルス電源等を用いた電解めっき処理を行うことによって形成することができる。これによって、所定部分に銀めっき皮膜３１を形成することができる。電解めっき処理に用いられるめっき浴としては、例えば、シアン化銀めっき浴が挙げられる。

銀めっき皮膜３１を形成した後、図３（Ｃ）に示すようにマスク３４を除去する。その後、酸化処理を施して、図３（Ｄ）に示すように銀めっき皮膜３１が形成されていない部分に粗面３２を構成する酸化銅皮膜３３を形成する。このような順番で行えば、マスキングせずに酸化銅皮膜３３が形成できるため、工程を簡素化することができる。なお、酸化銅皮膜３３及び銀めっき皮膜３１の膜厚は、特に限定されない。

酸化銅皮膜３３は、銀めっき皮膜が形成されたリードフレーム基材１０１を、強酸化性のアルカリ溶液に浸漬し、整流器の陽極側をリードフレーム基材、陰極側を溶液槽内に配置した電極板に接続して、陽極酸化を行うことによって形成することができる。このようにして形成される酸化銅皮膜は、酸化第一銅（Ｃｕ_２Ｏ）と酸化第二銅（ＣｕＯ）を含んでおり、層構造は有していなくてもよい。

酸化銅皮膜３３の表面は、針状結晶が密に形成された状態となる。これによって、封止樹脂との密着性を十分に高くすることができる。なお、粗面３２及び平滑面３０の形成方法は上述の方法に限定されない。例えば、銀めっき皮膜３１を形成する前に、サポートバー１４の屈曲部２０及び平坦部２８となる部分をマスクした状態で酸化銅皮膜３３を上述の手順で形成してもよい。その後、マスクを除去し、銀めっき処理を行って銀めっき皮膜３１を形成する。これによって、マスキングされた部分を平滑面３０とし、酸化銅皮膜３３が形成された部分を粗面３２とすることができる。

粗面３２は、酸化銅皮膜３３ではなく、粗化めっき皮膜で構成されていてもよい。粗化めっき皮膜は、銅めっき皮膜であってもよいし、ニッケルめっき皮膜であってもよい。粗化めっき皮膜は、ニッケルめっき皮膜の上にパラジウムめっき皮膜及び金めっき皮膜をこの順で有するものであってもよい。この場合、粗面３２は、金めっき皮膜で構成される。

図４は、平滑面３０及び粗面３２を形成する方法の別の例を説明する図である。図４（Ａ）に示すように、リードフレーム基材１０１の主面１０１ａ側において、平滑面３０となる部分にマスク３４を設ける。その後、粗化めっき処理を行い、図４（Ｂ）に示すように針状結晶を有する粗化めっき皮膜３３Ａを形成する。粗化めっき皮膜の形成方法は、めっき液の種類によって異なる。例えばニッケルめっき皮膜であれば直流電源でめっき処理を行う。粗化銅めっき皮膜であれば、極性反転電源を用いてめっき処理を行う。その後、マスク３４を除去し、銀めっき処理を行って、図４（Ｃ）に示すように平滑面３０を構成する銀めっき皮膜３１を形成する。なお、粗化めっき皮膜３３Ａ及び銀めっき皮膜３１の膜厚は、特に限定されない。

図５は、図４の変形例を説明する図である。粗化めっき皮膜３３Ａが粗化銅めっき皮膜の場合、以下の手順で平滑面３０及び粗面３２を形成してもよい。図５（Ａ）に示すように、リードフレーム基材１０１の主面１０１ａ側に粗化銅めっき皮膜３３Ａを形成する。図５（Ｂ）に示すように、粗面３２となる部分にマスク３４を設ける。そして、図５（Ｃ）のように、銀めっき処理を行って、平滑面３０となる部分に、粗化銅めっき皮膜３３Ａを覆うように銀めっき皮膜３１を形成する。銀めっき皮膜３１を形成する際、下地が粗化めっき皮膜３３Ａであっても、銀めっき皮膜３１はレベリング性がよく、厚みもあることから、銀めっき皮膜３１の表面は平滑面３０となる。マスク３４を除去すれば、図５（Ｄ）に示すように、一方の主面１０１ａ側に、平滑面３０及び粗面３２を有するリードフレーム基材１０１が得られる。他方の主面側にも、同一又は同様の処理を行って、平滑面３０及び粗面３２を形成してもよい。

パッド１０の表面１０ｂが封止樹脂から露出するＥｘｐｏｓｅｄ−Ｐａｄタイプ（パット露出タイプ）の半導体パッケージ、又はリード１２の表面が封止樹脂から露出して外部端子となるＱＦＮパッケージにおいては、リードフレーム基材１０１の一方の主面１０１ａ側における粗面３２の比率を高くすれば封止樹脂との密着性を向上させることができる。

一方、リードフレーム基材１０１の他方の主面のうち、封止樹脂から露出する部分は、平滑面３０であることが好ましい。リードフレーム基材１０１の一方の主面１０１ａ側に極性反転電源に接続した電極板を配置し、他方の主面側にパルス電源に接続した電極板を配置し、両主面に対して同時に銅めっき処理を行うことで、一方の主面１０１ａ側に粗面３２を形成し、他方の主面側に平滑面３０を形成することができる。

平滑面３０及び粗面３２を、めっき皮膜又は酸化銅皮膜で構成することは必須ではなく、その他の皮膜であってもよいし、リードフレーム基材の表面がそのまま露出したものであってもよい。その場合、リードフレーム基材の表面の一部をマスキングし、他部に皮膜を形成することで、主面１０１ａ側に平滑面３０と粗面３２を有するリードフレーム基材１０１を得ることができる。また、リードフレーム基材１０１の主面上には、銀めっき皮膜、粗化めっき皮膜、酸化銅皮膜等を形成する前に、例えば平滑な銅めっき皮膜を下地めっきとして形成してもよい。

図６は、第１加工工程を説明するための図である。平滑面３０と粗面３２が形成されたリードフレーム基材１０１を、図６に示すように、上パンチ５０と下パンチ５２との間に配置する。下パンチ５２は、上パンチ５０の形状と相補的な形状を有する凹部５２Ａが形成されている。上パンチ５０は、リードフレーム基材１０１を下方に向かって押圧しながら下パンチ５２の凹部５２Ａに挿入される。このとき、リードフレーム基材１０１は、上パンチ５０の周囲に配置されたストリッパー５４と、下パンチ５２の凹部５２Ａを形成する外周部５２Ｂとの間に挟まれることによって固定される。

上パンチ５０の下降に伴ってサポートバー１４Ｂが屈曲し、リードフレーム基材１０１のパッド１０が下方に突出して、下パンチ５２の凹部５２Ａの底部に押し付けられる。このような曲げ加工によって、サポートバー１４Ｂに屈曲部２０Ａが形成される。なお、上パンチ５０が下降する代わりに、下パンチ５２が上昇して上述の曲げ加工が行われてもよい。また、上パンチ５０が下降するとともに、下パンチ５２が上昇して上述の曲げ加工が行われてもよい。

このようにして、パッド１０が表面１０ｂ側に突出した形状を有するリードフレーム１０２が得られる。リードフレーム１０２の形状は、屈曲部２０Ａを除いて、リードフレーム１００と同じである。すなわち、リードフレーム１０２の屈曲部２０Ａは、水平部を有しておらず、一つの傾斜部によって構成されている。

図６に示すように、曲げ加工の際、リードフレーム１０２（リードフレーム基材１０１）は、ストリッパー５４と屈曲部２０Ａの外側に隣接する平坦部２８における平滑面３０において接触する。このため、ストリッパー５４とリードフレーム１０２（リードフレーム基材１０１）の平坦部２８との接触面における滑りの発生を抑制することができる。これによって、曲げ加工の精度が向上されたリードフレーム１０２を得ることができる。

図７は、第２加工工程を説明するための図である。第１加工工程で得られたリードフレーム１０２を、上パンチ５１と下パンチ５３との間に配置する。下パンチ５３は、上パンチ５１の形状と相補的な形状を有する凹部５３Ａを有しており、上パンチ５１はリードフレーム１０２を押圧しながら凹部５３Ａに挿入される。このとき、リードフレーム１０２は、上パンチ５１の周囲に配置されたストリッパー５５と、下パンチ５３の凹部５３Ａを形成する第１外周部５３Ｂとの間に挟まれることによって固定される。平坦部２８は、第１外周部５３Ｂの周囲に設けられる第２外周部５３Ｃに当接する。

第２加工工程で用いられる上パンチ５１は、第１加工工程で用いられる図６の上パンチ５０よりも一回り小さい下端面を有する。第２加工工程で用いられる下パンチ５３の凹部５３Ａは、第１工程で用いられる図６の下パンチ５２の凹部５２Ａよりも一回り小さい底面を有する。

上パンチ５１の下降に伴ってサポートバー１４がさらに屈曲して、リードフレーム１０２のパッド１０がさらに下方に突出する。この曲げ加工の際、リードフレーム１０２の屈曲部２０Ａよりも内側の部分（図６のサポートバー１４Ｂとパッド１０の連結部２９）が、ストリッパー５５と下パンチ５３の第１外周部５３Ｂの間に挟まれる。連結部２９の主面１００ａ側の表面は、平滑面３０で構成されている。この曲げ加工によって、リードフレーム１０２のサポートバー１４Ｂにおける屈曲部２０Ａは内側（パッド１０側）に拡張され、屈曲部２０が形成される。なお、上パンチ５１が下降する代わりに、下パンチ５３が上昇して上述の曲げ加工が行われてもよい。また、上パンチ５１が下降するとともに、下パンチ５３が上昇して上述の曲げ加工が行われてもよい。

図６に示されるリードフレーム１０２の連結部２９は、図７に示すように、リードフレーム１００の屈曲部２０における水平部２１となる。すなわち、屈曲部２０における水平部２１は、ストリッパー５５と下パンチ５３の凹部５３Ａを形成する第１外周部５３Ｂとの間に挟まれる部分に対応する。傾斜部２３及び傾斜部２５は、それぞれ、第１加工工程及び第２加工工程で形成された部分に対応する。

このようにして、図１に示すような、パッド１０が主面１００ｂ側にさらに突出した形状を有するリードフレーム１００が得られる。曲げ加工の際、リードフレーム１００（リードフレーム１０２）は、ストリッパー５５と水平部２１（連結部２９）における平滑面３０において接触する。このため、ストリッパー５５とリードフレーム１００（リードフレーム１０２）の水平部２１（連結部２９）との接触面における滑りの発生を抑制することができる。これによって、曲げ加工の精度が向上されたリードフレーム１００を得ることができる。

図８は、リードフレームの曲げ加工時におけるストリッパー５５（５４）とサポートバー１４（１４Ｂ）との接触面近傍を拡大して示す断面図である。サポートバー１４（１４Ｂ）の曲げ加工の際に、サポートバー１４の屈曲部２０（２０Ａ）には、下方への引っ張り応力が発生する。これに伴って、サポートバー１４（１４Ｂ）の水平部２１（平坦部２８）は、ストリッパー５５（５４）との接触面において滑って矢印Ａ方向に移動しようとする。本実施形態では、水平部２１（平坦部２８）が、ストリッパー５５（５４）側に平滑面を有していることから、ストリッパー５５（５４）との接触面における滑りの発生を十分に抑制することができる。

図９は、別の実施形態に係るリードフレーム１０３の平面図である。リードフレーム１０３は、一方の主面１０３ａにおけるサポートバー１４Ａの平滑面３０及び粗面３２の位置が、図１のリードフレーム１００と異なっている。リードフレーム１０３のその他の構成は、リードフレーム１００と同じであることから、ここでは説明を省略する。

図９に示すように、リードフレーム１０３は、主面１０３ａ側から平面視したとき、サポートバー１４Ａの平滑面３０の方が、リード１２の平滑面３０よりも、パッド１０に近接している。すなわち、サポートバー１４Ａの平滑面３０の方が、リード１２の平滑面３０よりも内側に延在し、この平滑面３０は、屈曲部２０にまで形成されている。このようなリードフレーム１０３は、パッド１０を、主面１０３ａとは反対側に突出させるために行うサポートバー１４の曲げ加工時において、サポートバーとストリッパーとの接触面における滑りの発生を十分に抑制することができる。これによって、曲げ加工の精度が高くなり、曲げ加工の安定性も一層向上することができる。

サポートバー１４Ａの平滑面３０の外縁は、第２仮想枠線４４よりもパッド１０側にずれている。サポートバー１４Ａの平滑面３０の内縁も、第１仮想枠線４２よりもパッド１０側にずれている。すなわち、サポートバー１４Ａにおける平滑面３０は、第１仮想枠線４２と第２仮想枠線４４に挟まれる環状領域４０に対して、パッド１０側（内側）にずれている。そして、サポートバー１４Ａにおける平滑面３０は、環状領域４０のパッド１０側の部分から屈曲部２０にまで延在している。サポートバー１４Ａにおける平滑面３０の面積は、図１のサポートバー１４の平滑面３０の面積よりも小さく、その分、粗面３２の面積が大きくなっている。これによって、サポートバー１４Ａと封止樹脂の密着性を向上することができる。

サポートバー１４Ａにおける平滑面３０は、主面１００ａにおいて、屈曲部２０の全表面が平滑面３０であってもよく、屈曲部２０の一部が平滑面３０であり、他部が粗面３２であってもよい。平滑面３０の形成を簡素化する観点から、環状領域４０における平滑面３０と屈曲部２０における平滑面３０は一体的に形成されていることが好ましい。

図１０は、さらに別の実施形態に係るリードフレーム１０４の平面図である。リードフレーム１０４は、リード１２の先端部１２Ａにおける平滑面３０の面積が、図１のリードフレーム１００よりも小さくなっている。リード１２の先端部１２Ａは、平滑面３０の周囲に粗面３２を有する。これによって、リード１２の先端部１２Ａにおける封止樹脂の密着性を向上することができる。リードフレーム１０４のその他の構成は、リードフレーム１００と同じであることから、ここでは説明を省略する。

図１１は、さらに別の実施形態に係るリードフレーム１０２Ａの平面図である。リードフレーム１０２Ａは、サポートバー１４Ｂに形成されている屈曲部２０Ａの形状が、図１のリードフレーム１００の屈曲部２０の形状と異なっている。リードフレーム１０２Ａは、例えば、図６を参照しながら説明した曲げ加工によって形成される。

リードフレーム１０２Ａの屈曲部２０Ａは、一つの傾斜部で構成されている。図１１では、主面１０２ａ側において、屈曲部２０Ａの表面全体が平滑面３０となっている。ただし、屈曲部２０Ａの一部又は全体が粗面３２であってもよい。図６で説明したように、主面１０２ａ側において平坦部２８が平滑面３０で構成されていれば、曲げ加工時の滑りが抑制され、形状の精度を向上することができる。リードフレーム１０２Ａのその他の構成は、リードフレーム１００と同じであることから、ここでは説明を省略する。

図１２は、一実施形態に係る半導体パッケージの断面図である。半導体パッケージ３００は、所謂ＱＦＰパッケージであり、パッド露出タイプのリードフレーム１０５を備える。半導体パッケージ３００は、パッド１０及びパッド１０の周囲に配置されるリード１２を有するリードフレーム１０５と、パッド１０の一方の表面１０ａ上に設置された半導体チップ７０と、半導体チップ７０とリード１２とを接続するボンディングワイヤ７２と、半導体チップ７０及びボンディングワイヤ７２を封止する封止樹脂８０と、を備える。リードフレーム１０５におけるサポートバーは、屈曲部において、パッド１０がリード１２のインナーリード部１２ｘよりも主面１０５ｂ側に突出するように屈曲している。封止樹脂８０は、リードフレーム１０５の一方の主面１０５ａを覆うように設けられ、半導体チップ７０を封止する。

リード１２のインナーリード部１２ｘにおける表面１２ａは、ボンディングワイヤ７２との接続部に平滑面を有し、接続部以外の部分に粗面を有する。パッド１０の表面１０ａも粗面を有する。これによって、封止樹脂８０とリードフレーム１０５との密着性を高くすることができる。一方、リード１２のアウターリード部１２ｙにおける表面１２ａは、平滑面であってもよい。

次に、半導体パッケージ３００の製造方法を説明する。図１に示すリードフレーム１００のパッド１０に、半導体チップ７０を例えば銀ペースト等の金属ペーストを用いて固定する。次に、半導体チップ７０の電極パッド（不図示）とリード１２のインナーリード部１２ｘの表面１２ａにおける平滑面３０とをボンディングワイヤ７２で接続する。

続いて、リードフレーム１００をモールド金型内に配置する。そして、樹脂組成物（例えば、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂組成物）をモールド金型内に注入して加熱し、樹脂組成物を硬化させる。その後、アウターリード部１２ｙの曲げ加工を行って、アウターリード部１２ｙの先端が、インナーリード部１２ｘよりも主面１０５ｂ側に突出するリードフレーム１０５を形成する。これによって、パッド１０の表面１０ａに搭載された半導体チップ７０、半導体チップ７０とリード１２のインナーリード部１２ｘとを接続するボンディングワイヤ７２、及びこれらを封止する封止樹脂８０を備える半導体パッケージ３００が得られる。

上述の半導体パッケージ３００は、形状の精度が優れたリードフレーム１００を用いて形成される。このような形状の精度に優れるというその効果は、半導体パッケージ３００のように、パッド露出タイプのリードフレーム１００の場合に特に大きく現れる。ただし、半導体パッケージ３００の構造は、図１２のものに限定されず、パッドが露出しないタイプであってもよいし、ＱＦＮ、又はＤＦＮ等の他の構造を有するものであってもよい。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。

形状の精度に優れるリードフレーム及びそのようなリードフレームを備える半導体パッケージが提供される。曲げ加工の精度を向上することが可能なリードフレームの製造方法が提供される。

１０…パッド、１０ａ，１０ｂ…表面、１１…連設部、１２…リード、１２Ａ…先端部、１２Ｂ…基端部、１２ａ…表面、１２ｘ…インナーリード部、１２ｙ…アウターリード部、１４，１４Ａ，１４Ｂ…サポートバー、１６…タイバー、１７…基端部、２０，２０Ａ…屈曲部、２１…水平部、２３，２５…傾斜部、２８…平坦部、２９…連結部、３０…平滑面、３２…粗面、４０…環状領域、４２…第１仮想枠線、４４…第２仮想枠線、５０，５１…上パンチ、５２，５３…下パンチ、５２Ａ，５３Ａ…凹部、５２Ｂ…外周部、５３Ｂ…第１外周部、５３Ｃ…第２外周部、５４，５５…ストリッパー、７０…半導体チップ、７２…ボンディングワイヤ、８０…封止樹脂、１００，１０２，１０２Ａ，１０３，１０４，１０５…リードフレーム、１０１…リードフレーム基材、１００ａ，１０１ａ，１００ｂ，１０２ａ，１０３ａ，１０５ａ，１０５ｂ…主面、３００…半導体パッケージ。

Claims (12)

1. パッドと、前記パッドの周囲に配置されるリードと、前記パッドの角部に連設し前記パッドを支持するサポートバーと、を備えるリードフレームであって、
   当該リードフレームの一方の主面において前記サポートバー及び前記リードは、粗面と当該粗面より平滑である平滑面とをそれぞれ有し、
   前記サポートバーは、前記パッドが前記リードよりも他方の主面側に突出するように屈曲する屈曲部を有し、
   前記サポートバーは、前記屈曲部及び前記屈曲部の外側に隣接する平坦部に前記平滑面を有し、
   前記サポートバーの前記平滑面は、前記リードの前記平滑面よりも前記パッドに近接しているリードフレーム。
2. 前記屈曲部は、前記サポートバーの長手方向に平行で且つ前記一方の主面に垂直な断面でみたときに、水平部と該水平部を挟んで傾斜部を有し、
   前記一方の主面側において、前記サポートバーは、前記水平部に前記平滑面を有する、請求項１に記載のリードフレーム。
3. 前記平滑面は銀めっき膜で構成される、請求項１又は２に記載のリードフレーム。
4. 互いに隣接する前記リードの前記平滑面の内縁同士を結ぶ第１仮想枠線よりも、前記サポートバーの前記平滑面の内縁は前記パッド側に延在している、請求項１〜３のいずれか一項に記載のリードフレーム。
5. 互いに隣接する前記リードの前記平滑面の内縁同士を結ぶ第１仮想枠線と、隣接する前記リードの前記平滑面の外縁同士を結ぶ第２仮想枠線と、で挟まれる環状領域に対して、前記サポートバーの前記平滑面は前記パッド側にずれている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のリードフレーム。
6. 前記粗面は酸化銅皮膜で構成される、請求項１〜５のいずれか一項に記載のリードフレーム。
7. 前記粗面は粗化めっき皮膜で構成される、請求項１〜５のいずれか一項に記載のリードフレーム。
8. 前記一方の主面側において、前記パッドの表面全体は前記粗面で構成される、請求項１〜７のいずれか一項に記載のリードフレーム。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載のリードフレームと、
   前記リードフレームの一方の主面側において、前記パッドの表面上に半導体チップと、
   前記半導体チップを封止する封止樹脂と、を備えており、
   前記リードフレームの他方の主面側において、前記封止樹脂は、前記パッドの表面が露出するように設けられている半導体パッケージ。
10. パッドと、前記パッドの周囲に配置されるリードと、前記パッドを支持するサポートバーと、を備えるリードフレームの製造方法であって、
    リードフレーム基材の一方の主面側において、前記サポートバー及び前記リードに、粗面と平滑面とをそれぞれ形成する表面処理工程と、
    前記サポートバーにおける前記平滑面をストリッパーで押さえながら前記パッドをパンチで押圧して前記サポートバーを屈曲して屈曲部を形成し、前記パッドを前記リードよりも前記リードフレーム基材の他方の主面側に突出させる第１加工工程を有する、リードフレームの製造方法。
11. 前記屈曲部よりも前記パッド側の前記平滑面をストリッパーで押さえながら前記パッドをパンチで押圧して屈曲部を拡張し、前記パッドを前記リードよりも前記他方の主面側にさらに突出させる第２加工工程を有する、請求項１０に記載のリードフレームの製造方法。
12. 前記表面処理工程では、銀めっき処理によって前記平滑面を形成し、銅めっき処理又は粗化めっき処理によって前記粗面を形成する、請求項１０又は１１に記載のリードフレームの製造方法。