JPH03119736A - リードフレーム，その製造方法およびこれを用いた半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、リードフレーム、半導体装置およびその製造
方法に係り、特にそのインナーリード先端の構造に関す
る。

（従来の技術） 半導体装置の小形化および高集積化に伴い、リードフレ
ームのインナーリード先端が細くなり、変形を生じ易く
なってきている。このようなインナーリードの変形は、
リードの短絡やボンディング不良を生じ易く、リードフ
レームの歩留まり低下や、半導体装置の信頼性低下の原
因の１つになっている。

ところで、リードフレームと半導体素子（チップ）との
接続方式はワイヤを用いるワイヤボンディング方式と、
ワイヤを用いることなく半導体素子を導体パターン面に
直接固着するワイヤレスボンディング方式とに大別され
る。

これらのうちワイヤボンディング方式は、リドフレーム
のダイパッドに、チップを熱圧着によりあるいは導電性
接着剤等により固着し、このチップのボンディングパッ
ドとリードフレームのインナーリードの先端とを金線等
のワイヤを用いて電気的に接続するもので、接続が可撓
性のワイヤによってなされているため、ボンディング時
におけるワイヤ自体の機械的強度は高い反面、１本ずつ
接続するためボンディングに要する時間が長く信頼性の
面でも問題があるうえ、半導体装置の外形を薄くするこ
とが出来ないという問題があった。

そこで、近年、半導体装置の薄型化とボンディングに要
する時間を低減するため、ワイヤレスボンディング方式
が注目されている。

ワイヤレスボンディング方式にもいろいろな方式がある
が、その代表的なものの１つに、第４図に示す如く、イ
ンナーリード１の先端に伸長する肉薄のパターンＩＵの
先端に形成されたバンブＩＳをチップ５のボンディング
パッドに直接接続することによりチップ５とインナーリ
ード１とを電気的に接続するダイレクトボンディング方
式がある。

上記ダイレクトボンディングは、ワイヤボンディングの
ように１本づつボンディングするのではなく、チップに
全リードの先端を１度にボンディングすることができる
ため、ボンディング時間の大幅な短縮を図ることができ
る上、ワイヤボンディング方式で必要であったワイヤル
ープ分の高さが不要となり半導体装置の薄形化をはかる
ことができる。

しかしながら、このようなダイレクトボンディングにお
いては、ワイヤボンディングのように１本づつボンディ
ングするのではなく、チップに全リードの先端を１度に
ボンディングするため、先端部にある程度の７可撓性を
必要とし、このため通常のインナーリード先端よりもさ
らに肉薄のパターンとなっており、微少な外力によって
も変形を生じやすいという問題がある。

通常、このようなリードフレームは、インナーリード形
成予定部先端をあらかじめコイニングによって薄く形成
するようにするかまたは、エツチングにより前もって薄
く形成した状態で、打ち抜き法などによって肉薄部の形
成を含む形状加工を行い、この後、先端部に貴金属めっ
きを行い、形成される。このようなインナーリードの変
形防止対策としては、一般にポリイミド樹脂などの絶縁
性のテープを貼着することにより、インナーリード間を
橋絡し、相互の位置関係を維持するという方法がとられ
ている。

しかしながら、この方法は、ダイレクトボンディング用
に用いられるリードフレームに対しては、インナーリー
ド先端部の肉薄パターンは細すぎてテープ貼着時の圧力
によって変形を生じ易く、十分な効果を得ることができ
ないという問題があった。また、テープ貼着後において
も、変形を生じやすいという問題があった。

そこで、ボンディングエリアを避けるようにインナーリ
ード先端部に連結片を形成しておくようにし、テープ貼
着後に連結片を除去するという方法も提案されている。

しかしながら、テープはボンディングエリアを避けて貼
着しなければならないため、最先端部に形成することは
できず、依然として先端部は変形しやすいという問題が
あった。

（発明が解決しようとする課題） このように、従来のワイヤレスボンディング方式によれ
ば、高密度化に伴い、インナーリード間の間隔は小さく
なり、より高精度の位置ぎめが要求されるのに対し、イ
ンナーリード先端部の厚さは、ある程度薄くして可撓性
を得る必要があり、変形を生じやすいという問題があっ
た。また、この問題を解決すべく、先端部の固定用のテ
ープはボンディングエリアを避けて形成しなければなら
ないため、貼着すれば貼着時等の圧力によって最先端部
に変形を生じ易く、固定用のテープを使用しても、イン
ナーリード先端の位置を正しく維持することができず、
また貼着後においても、インナーリード最先端の位置を
正しく維持するのは極めて困難であるという問題があっ
た。

さらにまた、通常ダイレクトボンディング方式のリード
フレームではインナーリード先端にバンプが形成される
が、インナーリード先端が変形すればバンプ位置がずれ
たり、また、バンプ形成後に変形した場合は、ボンディ
ング不良となる。

本発明は前記実情に鑑みてなされたもので、ダイレクト
ボンディング方式におけるインナーリード先端の変形を
防止し、信頼性の高い半導体装置を提供することを目的
とする。

（問題点を解決するための手段） そこで本発明では、ダイレクトボンディング方式のリー
ドフレームの最先端を含むように各インナーリードのボ
ンディングエリアに相当する領域に導電性物質を充填し
てなる導通孔を有する絶縁性フィルムを貼着するように
している。

また、本発明のリードフレームの製造方法によれば、半
導体素子搭載部分から所定の間隔を隔てた位置から放射
状に延びる複数のインナーリードと、各インナーリード
に延設して一体的に形成されたアウターリードとを有し
、インナーリードの先端近傍が連結片を介して一体的に
接続されたリードフレーム本体部を形状加工すると共に
、絶縁性フィルム上に各インナーリード先端のボンディ
ングポイントに対応して導通孔を形成して、この導通孔
に導電性物質を充填し、該リードフレーム本体部の各イ
ンナーリードの先端に各導通孔が接続されるように、該
リードフレーム本体部上に前記先端接続部を固着したの
ちリードフレーム本体部の連結片を除去するようにして
いる。

さらにまた、この半導体装置は、半導体素子搭載部分か
ら所定の間隔を隔てた位置から放射状に延びる複数のイ
ンナーリードと、各インナーリードに延設して一体的に
形成されたアウターリードとを有するリードフレーム本
体部と、各インナーリード本体部の先端を連結するよう
に接合され、各インナーリードのボンディングエリアに
相当する領域に導電性物質を充填してなる導通孔を有す
る絶縁性フィルムからなる先端接続部とを具備し、該絶
縁性フィルムの導通孔に充填された導電性物質によりイ
ンナーリードと半導体素子のボンディングパッドとが導
通するように接続されている。

（作用） 上記構造によれば、インナーリードの最先端が絶縁性フ
ィルムで固着されており、この絶縁性フィルムに形成さ
れた導通孔に充填された導電性物質を介して半導体素子
のボンディングパッドに固着するようになっており、最
先端が固着されているため、インナーリード先端の位置
精度をより高く維持することができる。

従って、インナーリード先端をより薄く形成することが
でき、十分な可撓性を有しているため、ボンディング時
におけるクラックの発生もなく、信頼性の高いものとな
っており、ワイヤボンディング方式とワイヤレスボンデ
ィング方式の両方を長所を兼ね備えたものということが
できる。

また、上記方法によれば、インナーリードの先端部はあ
らかじめ連結片で固定されており、絶縁性フィルムによ
ってインナーリードの最先端を固着した後、連結片は除
去されるため、インナーリード間隔を極めて良好に維持
することが可能となる。また、バンブの大きさが導通孔
によって規定されるため、容易に位置精度よくバンブを
形成することができる。

さらに、インナーリードの最先端を固定する絶縁性フィ
ルムによって、十分な可撓性を有するように薄く形成し
ながらもインナーリードの位置を高精度に維持すること
ができ、ダイレクトボンディングにより信頼性の高い実
装を行うことができ、極めて信頼性の高い半導体装置を
得ることができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について、図面を参照しつつ、詳
細に説明する。

第１図（ａ）および第１図（ｂ）は、それぞれ本発明実
施例の半導体装置を示す図（第１図（ｂ）は第１図（ａ
）の断面図を示すが、第１図（ａ）では説明のためにモ
ールド前の状態を示す）、第２図（ａ）乃至第２図（ｅ
）は、本発明実施例の半導体装置の製造工程を示す図で
ある。

この半導体装置は、半導体素子搭載部分２から放射状に
延びる複数のインナーリード１と、各インナーリードに
延設して一体的に形成されたアウターリード３とを有す
るリードフレーム本体Ｒ１と、該リードフレーム本体Ｒ
１の先端に接合されるように配設され、各インナーリー
ドのボンディングエリアに相当する領域に導通孔を形成
しこの内部に金を充填しバンブ１１Ｐを形成してなるポ
リイミドフィルム１１からなる先端接続部Ｒ２と、この
先端接続部を介してリードフレームＲ１に電気的に接続
されると共に、直接固着された半導体素子５とから構成
されている。６はモールド樹脂、７はタイバー　１０は
枠体である。

次に、この半導体装置の製造方法について説明する。

まず、第２図（ａ）に示すように、スタンピング法によ
り、銅合金からなる帯状材料を加工することにより、半
導体素子を搭載するための領域２と、該領域２内に先端
がくるように配列され、先端が連結片４によって接続さ
れた多数のインナーリード１と、各インナーリードに接
続するように配設せしめられたアウターリード３とを含
むリードフレーム本体Ｒ１を成型する。

次いで、第２図（ｂ）に示すように、裏面に熱硬化性接
着剤を塗布してなるポリイミド樹脂１１を用意し、これ
をフォトリソエツチング法によりバターニングし、各イ
ンナーリードの先端のボンディングエリアに対応するよ
うに導通孔りを配設し、この導通孔り内に金ペーストを
充填し金バンプＩＰを備えた先端接続部Ｒ２を形成する
。

この後、第２図（Ｃ）に示すように、リードフレーム本
体Ｒ１のインナーリード先端に、各導通孔りが各インナ
ーリードの先端のボンディングエリアに対応するように
先端接続部Ｒ２を載置し、加熱し、先端接続部Ｒ２をリ
ードフレーム本体Ｒ１のインナーリード先端に固着せし
める。

そして、第２図（ｄ）および第２図（ｅ）に示すように
（第２図（ｄ）は第２図（ｅ）の要部斜視図を示す）、
連結片４を切除する。

この後、チップ５のボンディングパッド上に、インナー
リード１の先端に固着された先端接続部Ｒ２の導通孔り
の金バンプＩＰが当接するように位置決めした後、加圧
しつつ加熱して、ポリイミド樹脂１１の各金バンプと、
半導体チップ５の各ボンディングパッドとを直接接合せ
しめる。

そしてこの後、モールド工程、タイバーおよび枠体の切
除工程、アウターリードを所望の形状に折りまげる整形
工程を経て、第１図（ａ）および第１図（ｂ）に示した
ような半導体装置が完成する。

このようにして形成された半導体装置において、ポリイ
ミドフィルムはインナーリードの最先端を固着している
ため、十分な可撓性を有するように薄く形成しても、イ
ンナーリード先端の位置精度をより高く維持しつつ、ダ
イレクトボンディングをおこなうことができ、ボンディ
ング時におけるクラックの発生もなく、信頼性の高いも
のとなる。

また、この金バンプ１１Ｐはポリイミドフィルムにフォ
トリソエツチングにより形成された導通孔内に金ペース
トを充填することによって形成されるため、容易に高精
度に位置を規定することができる。

さらに、リードフレームへのチップの実装に際してチッ
プのボンディングパッドとインナーリードの先端の金バ
ンブとの固着工程における熱履歴によってもモールド工
程における熱履歴によっても、インナーリード先端部は
ポリイミドフィルム上の正しい位置に固定されているた
め、接続不良を生じたりすることなく信頼性の高い半導
体装置を得ることが可能となる。

なお、前記実施例では、導通孔ないに充填する導電性物
質を金ペーストで形成したが、金ペーストに限定される
ことなく、銀、アルミニウムあるいは他の導体物質であ
ってもよい。また、この導体物質の表面を半田等で被覆
してもよい。

また、前記実施例では、先端接続部への導通孔の形成を
リードフレーム本体への固着に先立ち行うようにしたが
、第３図に示すようにリードフレーム本体への絶縁性フ
ィルム貼着後、インナーリード先端位置を基準にして孔
を形成するようにしても良い。

さらにまた、前記実施例では先端接続部は枠状をなすよ
うに形成したが、半導体素子全体を覆うように形成して
も良い。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、ダイレクトボンデ
ィング方式のインナーリード先端のボンディングエリア
と符合する位置に導電性物質の充填された導通孔を有す
る絶縁性フィルムをインナーリード最先端を含むように
リードフレーム本体に固着するようにしているため、イ
ンナーリードの変形を生じることなく、ボンディング性
が良好となり完成後についても信頼性の高い半導体装置
を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および第１図（ｂ）は本発明実施例の半導
体装置を示す図、第２図（ａ）乃至第２図（ｅ）は本発
明実施例の半導体装置の製造工程を示す図、第３図は本
発明の変形例を示す図、第４図は従来例のダイレクトボ
ンディング方式を示す説明図である。 １・・・インナーリード、Ｒ１・・・リードフレーム本
体部、Ｒ２・・・先端接続部、ＩＰ・・・金パターン、
ＩＵ・・・肉薄パターン、１ｓ・・・バンブ、２・・・
半導体素子搭載部分、３・・・アウターリード、４・・
・連結片、５・・・半導体チップ、６・・・樹脂、７・
・・タイバー　Ｒ１・・・リードフレーム本体部、Ｒ２
・・・先端接続部、】０・・・枠体、１１・・・ポリイ
ミドフィルム、ｌｌｐ・・・バンプ。 第１図（α） 第１図（ｂ） 第２図（０） 第２図（ｂ） 第２図（ｅ） 第３図 第２図（（ｊ １インナーリ ド 第２図（ｄ） 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体素子搭載部分から放射状に延びる複数のイ
   ンナーリードと、各インナーリードに延設して一体的に
   形成されたアウターリードとを有するリードフレーム本
   体部と、 前記各インナーリード本体部の先端を連結 するように接合され、各インナーリードのボンディング
   エリアに相当する領域に導電性物質を充填してなる導通
   孔を有する絶縁性フィルムからなる先端接続部とを具備
   したことを特徴とするリードフレーム。
2. （２）半導体素子搭載部分から放射状に延びる複数のイ
   ンナーリードと、各インナーリードに延設して一体的に
   形成されたアウターリードとを有しインナーリードの先
   端近傍が連結片を介して一体的に接続されたリードフレ
   ーム本体部を形状加工するリードフレーム本体部形成工
   程と、 絶縁性フィルム上に各インナーリード先端 のボンディングポイントに対応して導通孔を形成し、こ
   の導通孔に導電性物質を充填し先端接続部を形成する先
   端接続部形成工程と、 前記リードフレーム本体部の各インナーリ ードの先端に各導通孔が接続されるように、前記リード
   フレーム本体部上に前記先端接続部を固着する接続工程
   と、 前記リードフレーム本体部の連結片を除去 する連結片除去工程とを含むことを特徴とするリードフ
   レームの製造方法。
3. （３）周縁部にボンディングパッドを配設してなる半導
   体素子と、 半導体素子搭載部分から放射状に延びる複 数のインナーリードと、各インナーリードに延設して一
   体的に形成されたアウターリードとを有するリードフレ
   ームと、 前記各インナーリード本体部の先端を連結 するように接合され、各インナーリードのボンディング
   エリアに相当する領域に導電性物質を充填してなる導通
   孔を有する絶縁性フィルムからなる先端接続部とを具備
   し、 前記絶縁性フィルムの導通孔に充填された 導電性物質によりインナーリードと前記半導体素子のボ
   ンディングパッドとが導通するように接続されているこ
   とを特徴とする半導体装置。