JPH03283643A - リードフレームの製造方法 - 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、リードフレームの製造方法に係り、特に高密
度のリードフレームの製造方法に関する。

（従来の技術） ＩＣ，ＬＳＩなどの半導体装置用リードフレムは、フォ
トエツチング法またはプレス加工のいずれかの方法によ
って、０．　２５ｍｓあるいは０゜１５−の板厚の金属
条材の不要部分を除去することによって形状加工したの
ち、所定部分にめっきを行うめっき工程、テープを貼着
しインナーリード相互間を固定する固定工程等を経て形
成される。

ところで、半導体装置の高密度化および高集積化に佇い
、チップ面積が増大すると共に・リードピン数が増加す
るものの、パッケージは従来通りかもしくは小型化の傾
向にある。

従って、同−面積内においてインナーリードの本数が増
加すれば、当然ながらインナーリードの幅および隣接す
るインナーリードとの間隔は狭くなる。このため、強度
の低下によるインナーリードの変形およびその変形によ
るインナーリード間の短絡笠の不良が問題となっている
。

例えば、プレス加工においては、加工精度および紅済的
な面からリード間隔りと板厚ＴはＤ≧Ｔの関係を持たせ
るのが望ましいことがで良く知られている。

しかしながら、近年、半導体装置の高集積化は進む一方
であり、リード間隔が板厚以下となり、さらにリード幅
も微細なものが要求されるようになってきている。この
ように、板厚以下であるようなリード間隔のプレス打ち
抜きに際しては、押さえ面積が狭くなり、抑圧が低下し
てインナーリードおよびアウターリードに捩じれが働き
、残留応力が滞留する。そしてこの傾向は、ＤＯＴの関
係とリード幅とが狭くなるとともに増大する。

このように残留応力が残ると後続の熱工程や曲げ工程を
経ると残留応力の影響を受けてリードの変形やより等が
発生し、上述したような強度の低下のみならず、変形が
生じ品＜、短絡等の不良が生じ晶いという問題があった
。

一方、エツチングによる加工においては、加工深さの増
大およびリード幅が狭くなると、アンダーカット現象の
影響が顕苫となり、寸法精度および強度の低下が問題と
なる。この現象は、加工深さと共に増大し、腐蝕係数を
Ｆ１深さをＤ１開孔幅をＷ１加工幅（リード幅）をＷと
したとき、これらの間に次のような関係がある事が知ら
れている。

Ｗ−ｗ露２Ｄ／Ｆ この式からも、深さＤすなわち板厚を小さくするのが望
ましいことがわかる。しかしながら、板厚を小さくした
場合、機械的強度が小さくなり、枠部で支持も困難とな
る。このため工程間および工程中における搬送や位置決
めに際して基準ピンの挿入、抜き出し等で折れや曲がり
等の損傷が生じ昌くリードフレームの歩留まりゃ信頼性
を低下させるという問題があった。

そこで、特開昭６０−１０３６５３号公報に示されてい
るように、インナーリード間をプレス加工した後にコイ
ニングを施して肉薄部を形成し、さらにコイニングによ
って生じた余肉を除去して肉薄のインナーリードを形成
する方法も提案されている。

しかしながらこの方法では、コイニングによる製造コス
トの上昇のみならず、コイニングによって生した残留応
力によるインナーリード先端の変形に起因するリードフ
レームの信頼性及び歩留まり低ド並びに残留歪を除去す
るための熱処理を必要とする等の問題がある。

また、ボンディング性の向上をはかるために、インナー
リード先端や゛ト導体素ｒ−搭載部には一般的に貴金属
をめっきした構造がとられることが多い。

このため、めっき装置への搬送中にインナーリード先端
の変形を生じたり、インナーリード先端部の側面にも銀
（Ａｇ）などのめっき金属が付むし、めっき領域とパッ
ケージラインとの距離が短いために、実装後の半導体装
置においてマイグレーションが発生し、隣接するインナ
ーリード間で短絡を起こしたりし、これが信頼性低下の
原因となっていた。

このような問題を解決するために、帯状材料の所定位置
に金などの貴金属めっきを行った後、成形を行うことに
より、インナーリード側面へのめっき金属の付着を防止
すると共に、めっき工程中のインナーリード先端の変形
を防止するという方法も提案されている。

しかしながら、この方法では、アウターリードの先端部
などには、半田付は特性をよくするために、さらに半田
めっきを行わねばならない。

さらに、この方法では、不完全形状の帯状材料に対して
めっきが行われるため、その位置ずれの確認が困難であ
り、不良品が多量に発生するという危険があった。

そこで、めっきに先立ち、位置決めのためのパイロット
孔を設ける方法も提案されているが、パイロット孔形成
のためのスタンピング工程が必要であり、結果的にスタ
ンピングを２回行う必要があり、生産性が悪いという問
題があった。また、めっき部分をスタンピングするため
、傷が付き易く、歩留まりが悪いと言う問題もあった。

また通常の方法で成型したのち、めっき用マスクに突出
部を設け、この突出部がインナーリード間に嵌挿される
ようにし、インナーリード側面へのめっき液の侵入を防
Ｗする方法も提案されているが、この方法もインナーリ
ードとマスクの突起部が合致しなかった場合、インナー
リードが変形する上、マスクの老朽化が早く、コストが
高いという問題があった。

（発明が解決しようとする課［１） このように、半導体装置の高集積化に伴い、リード間隔
およびリード幅は小さくなる一方であり、加工精度の向
上が大きな問題となっていた。また、インナーリード先
端の側面へのめっき金属の付着が、半導体装置の信頼性
低下の原因となっていた。

従って、リードフレーム全体の板厚を薄くする必要があ
る。しかしながら、リードフレーム全体を肉薄にすると
、全体の強度が低下して搬送、取扱いおよび位置決めの
際にリードフレームの変形、損傷が生じ半導体装置の信
頼性および歩留まり低下の原因となっていた。

本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、リードフ
レームの所要の強度を維持し、製造が８昌で高精度でか
つ信頼性の高いリードフレームを提供することを目的と
する。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） そこで本発明では、金属条材の所定の領域を残して表面
に選択的にレジストパターンを形成し、この、レジスト
パターンから露呈する領域を所定の厚さとなるまでエツ
チング除去し肉薄部を形成したのち、との肉薄部内に少
なくともインナーリード部が形成されるように、インナ
ーリード、アウターリードなどの形状加工を行うように
している。

この形状加工にはプレス加工を用いるかまたはエツチン
グ加工を用いる。

エツチング加工を用いる場合には、望ましくは表面にリ
ードフレームのパターンを有するレジストパターンを形
成し、裏面には肉薄部形成領域に開口を有するレジスト
パターンを形成しておき、この状態で両面からエツチン
グを行うようにする。

望ましくは、この形状加工に際し、インナーリード先端
部を互いに連結する連結片を残して形状加工を行った後
、この連結片を除去し、個々のインナーリードに分割す
るようにしている。

また、連結片を残して形状用りを行った後、この連結片
の切除に先立ち、インナーリード相互間の位置を絶縁性
部材を用いて固定する固定工程を含むようにしている。

さらにまた、連結片を残して形状加工を行った後、この
連結片の切除に先立ち、インナーリード先端部にめっき
を行うようにしている。

また、肉薄部形成のためのエツチング工程後、形状加工
工程に先立ち、素子搭載領域をはじめインナーリード先
端部に相当する領域にめっきを行うようにしている。

（作用） 上記構成によれば、エツチングにより残留応力のない肉
薄部を形成するとともに、エツチングまたはプレス加工
により形状加工を行うようにしているため、外枠は、肉
厚で強固である一方、寸法精度の厳しいインナーリード
部等の領域は肉薄部からの加工であり、エツチングによ
る加工の場合も、プレス加工による打ち抜きの場合も高
精度の微細パターンの形成が可能となる。

゛ここで、肉薄部は外枠等の肉厚部の約１／２程度の肉
厚を有するように加工するのが望ましい。

また、肉薄部は少なくともインナーリード部を含むよう
に形成し、またダムバー、アウターリードをも含むよう
に形成しても良い。

形状加工にエツチングを用いた場合、出発材料が肉薄と
なっているため、アンダーカットが少なく高精度のパタ
ーン形成か可能となる。

またプレス加工による打ち抜きの場合も、前述した条件
式を満たすように、出発材料が肉薄となっているため、
捩じれなどの加工応力の少ないリードフレームを得るこ
とができ、従って、後続工程における加熱工程を紅でも
変形の少ないリードフレームを得ることが可能となる。

また、表面にリードフレームのパターン形成スるレジス
トパターンを形成し、裏面には肉薄部形成領域に開口を
有するレジストパターンを形成しておき、この状態で両
面からエツチングを行うようにしているため、肉薄部の
形成と形状加工とが同時に極めて高精度に行われ得る。

さらにまた、インナーリードの先端に連結片を残して形
状加工し、連結片の切除に先立ち、インナーリード相互
間の位置を絶縁性部材を用いて固定する固定１．程を含
むようにしているため、リード間隔を良好に維持し、ボ
ンディング性を高めることが可能となる。

また、肉薄部形成のためのエツチング工程後、形状加］
二工程に先立ち、素子搭載領域をはじめインナーリード
先端部に相当する領域にめっきを行うようにしているた
め、インナーリード側部へのめっき金属の付着を防止す
ることができるため、Ｉｊ法粘度の低下やエレクトロマ
イグレーション等を防止することが可能となる。

また、肉薄部の形成後、少なくともインナーリードおよ
びアウターリード形成閉域にＰｄまたはＰ　（１−Ｎ　
ｉめっきを施し、プレス加工によって形状加工をおこな
うようにすれば、プレス加工のみて完成し、従来のよう
にめっきを行う必要がないため、インナーリード側面へ
のめっき金属の付着もなく、まためっき工程中のインナ
ーリード先端の変形を防止することができる。

（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。

実施例１ 本発明の第１の実施例の方法によって形成されるリード
フレームは、第１図（ａ）に平面図、第１図（ｂ）にそ
のＡ−Ａ断面図、第２図に斜視図を示す如く、パッケー
ジラインＰよりも内側を、サボ−１−バー１７およびダ
イパッド１１を除いて、サイドバーなどの外側領域の肉
厚の１／２程度としたことを特徴とするものである。

すなわち、ダイパッド１１のまわりにインナーリード１
２が放射状に配列されたパッケージラインＰの内側領域
Ｑ１と、ダムバー１３、アウターリート１４、サイドパ
ー１５．１６などの形成された外側領域Ｑ２とから構成
されている。ここでザボートバ−１７およびダイパッド
１１は支持を強固にするために肉厚となるように形成さ
れている。１８はポリイミドテープである。

次に、このリードフレームの製造方法について説明する
。

まず、第３図（ａ）に示すように、フォトリソ法を用い
て帯条材料Ｍのインナーリード１２形成領域を除く領域
をレジストパターンＲで被覆する。

ここでは、第４図（ａ）に示すように、帯条材料Ｍを巻
きたし装Ｈ２１、間欠送り装置２２、巻き取り装置２３
を用いてレジストパターン形成装［２４内を走行せしめ
ることによって形成する。

この後、第３図（ｂ）に示すように、このレジストパタ
ーンＲをマスクとし、約１／２の深さまでエツチングし
、肉薄領域Ｒ１を形成する。ここでも第４図（ｂ）に示
すようにレジストパターンの形成された帯条材料Ｍを巻
きだし装置２１および巻き取り装置２３を用いてエツチ
ング装置２５内を走行せしめることによってエツチング
が連続的に施されるようになっている。

このようにして肉薄領域の形成された金属条材を用いて
、第３図（Ｃ）に示すように、リードフレーム単位の４
隅から所望の形状のインナーリード（先端面を除く）１
２、ダムバー１３、アウターリード１４の一部などの抜
き型を具備した金型に装着し、プレス加工を行なうこと
により、第１の打ち抜き領域Ａ１を形成し、インナーリ
ードの先端面を残してインナーリード部１１をパターニ
ングする。

次いで、第３図（ｄ）に示すように、同様に前記第１の
打ち抜き領域Ａ１に並ぶ次の領域のインナーリード（先
端面を除く）１２、ダムバー１３、アウターリード１４
の一部などの抜き型を具備した金型に装着し、プレス加
工を行なうことにより、第１の打ち抜き領域Ａ１を形成
し、インナーリードの先端にタイバーＴを残してインナ
ーリード部１をパターニングする。

この後、第３図（ｅ）に示すように、さらに中央部の第
１の打ち抜き領域Ａ１を形成し、インナーリートの先端
にタイバーＴを残してインナーリード部１２のパターニ
ングを完了する。

続いて、裏面全体にインナーリード固定用のポリイミド
テープ１８を貼着し、めっき工程を経て３図（（’）に
示すように、前記工程で残されたインナーリード端部の
第２の打ち抜き領域Ａ２（キャビティ領域）を打ち抜き
、タイバーＴを切除しダイパッド１１とインナーリード
先端とを分離し、リードフレームの形状加工が終了する
。

このようにして形成されたリードフレームは、形状加工
のためのプレス工程の出発材料が肉薄となっているため
、捩じれなどの加工応力の少ないリードフレームを得る
ことができ、従って、後続上程における加熱工程を経て
も変形の少ないリードフレームを得ることが可能となる
。

さらにまた、インナーリードの先端に連結片を残して形
状加工し、連結片の切除に先立ち、インナーリード相互
間の位置をポリイミドーブを用いて固定する固定工程を
含むようにしているため、リード間隔を良好に維持し、
ボンディング性を高めることが可能となる。

なお、前記実施例では、インナーリード間領域の打ち抜
き後、めっきを行うようにしたが、肉薄部形成のための
エツチング工程後、インナーリード間領域の打ち抜き工
程に先立ち、素子搭載領域をはじめインナーリード先端
部に相当する領域にめっきを行うようにしてもよく、こ
のようにすることによって、インナーリード側部全体に
わたるめっき金属の付着を防Ｉトすることができるため
、寸法精度の低下やエレクトロマイグレーション（銀の
場合）等を防止することが完全なものとなる。

また、肉薄部の形成後、少なくともインナーリードおよ
びアウターリード形成領域にＰｄまたはＰｄ−Ｎｉめっ
きを施し、プレス加工によって形状加工をおこなうよう
にすれば、プレス加工のみで完成し、従来のようにめっ
きを行う必要がないため、インナーリード側面へのめっ
き金属の付着もなく、まためっき工程中のインナーリー
ド先端の変形を防止することもできる。

実施例２ 前記実施例では肉薄部の形成後、プレス加工により形状
用Ｊ、を行う方法について説明したが、本発明の第２の
実施例として、肉薄部の形成後、エツチングにより形状
用［を行う方法について説明する。

第３図（ｂ）に示す］−程までは前記第１の実施例とま
ったく同様にして形成するが、ここではアウターリード
部まで肉薄となるように形成している。

すなわち本発明の第２の実施例の方法によってって形成
されるリードフレームは、第５図（ａ）にｆ面図、第５
図（ｂ）にそのＡ−Ａ断面図、第６図に一部斜視図を示
す如く、サポートパー１７およびダイパッド１１形成領
域Ｑ２を除く他の領域Ｑ１を肉厚の１／２程度としたこ
とを特徴とするものである。

他部については前記実施例１と同様に形成されている。

次に、このリードフレームの製造方法について説明する
。

まず、実施例１と同様にして第７図（ａ）に示すように
、フォトリソ法を用いて帯条材料Ｍのインナーリード１
２形成領域、アウターリード形成領域１４などを除く領
域をレジストパターンＲで被覆する。

この後、第７図（ｂ）に示すように、このレジストパタ
ーンＲをマスクとし、約１／２の深さまでエツチングし
、肉薄領域Ａ１を形成する。ここでも第４図（ｂ）に示
すようにレジストパターンの形成された帯条材料Ｍを巻
きだし装置２１および巻き取り装置Ｆ２３を用いてエツ
チング装置２５内を走行せしめることによってエツチン
グが連続的に施されるようになっている。

このようにして肉薄領域の形成された金属条材の裏面全
体にインナーリード固定用のポリイミドテープ２８を貼
着したのち、フォトリソ法により、レジストパターンを
形成し、これをマスクとじて第７図（Ｃ）に示すように
、所望の形状のインナーリード１２、ダムバー１３、ア
ウターリード１４などを有するパターンを形成する。

最後に、めっき工程を経て、第５図および第６図に示し
たリードフレームが完成する。

このリードフレームによれば、肉薄部の形成後エツチン
グにより形状加工がなされるため、アンダーカットが少
なく高精度のパターン形成が可能となる。

また、プレス加工を用いていないため、残留応力がほと
んどなく高精度のパターン形成が可能とうなる。

このリードフレームは、素子チップの搭載、ワイヤボン
ディング、樹脂封止などの工程を経て半導体素子として
完成されるが、極めて信頼性の高いものとなっている。

なお、肉薄部の形成後、鉄−ニッケル合金板等の条材の
表面および裏面にパラジウムめっきを施すようにしても
よい。これにより、側面へのめっきもれもなく良好なめ
っき領域を形成することができまた、スタンピング後に
めっきを行う必要がないため、めっき装置への搬送中に
インナーリード先端の変形を生じたりすることもなく信
頼性の高いリードフレームを得ることができる。また、
パラジウムめっきの存在により半田付着性が極めて良好
である上、インナーリード先端部側面はめっき金属の付
着しない状態で、得ることができ、マイグレーシヨンの
発生も皆無となる。

また、前記実施例では、リードフレームの裏面全体にポ
リイミド樹脂を貼着したが、一部でもよく、また、他の
固定１段を用いても良いことはいうまでもない。

さらに、実施例では、出発材料として肉薄部の形成と形
状加工を別々に行う方法について説明したが、肉薄部の
形成と形状加工を同時に行うようにしてもよいことはい
うまでもない。次に実施例３としてこの例について説明
する。

実施例３ 前記実施例では肉薄部の形成後、エツチング加工１．に
より形状加工を行う方法について説明したが、本発明の
第３の実施例として、肉薄部の形成と形状加工とを同時
に行う方法について説明する。

すなわち本発明の第３の実施例の方法によってって形成
されるリードフレームは、第８図に平面図、第９図にそ
のＡ−Ａ断面図を示す如く、インナーリード部を両面エ
ツチングにより肉薄としたことを特徴とするものである
。

他部については前記実施例１と同様に形成されている。

次に、このリードフレームの製造方法について説明する
。

まず、第１０図（ａ）に示すように、フォトリソ法を用
いて帯条材＄４　Ｍ裏面のインナーリード１２形成領域
を除く領域をレジストパターンＲ１で被覆すると共に、
帯条Ｉ４料Ｍ表面に所望の形状のインナーリード１２、
ダムバー１３、アウターリード１４などを有するレジス
トパターンＲ２を形成する。

そして、第１０図（ｂ）に示すように、このレジストパ
ターンＲ１，Ｒ２をマスクとしてエツチング液に浸漬し
、両面から工・ソチンク゛し、所望の形状の肉薄のイン
ナーリード１２、ダム／（−１３、肉厚のアウターリー
ド１４などを有する。（ターンを形成する。ここでも第
４図（ｂ）　４こ示しｔ二ようにレジストパターンの形
成された帯条材料Ｍを巻きだし装置２１および巻き取り
装置２３を用（１てエツチング装置２５内を走行せしめ
ることによってエツチングが連続的に施されるようにな
って（する。

最後に、めっき工程を経て、第８図および第９図に示し
たリードフレームが完成する。

このリードフレームによれば、条材の両面からエツチン
グが進行し肉薄部の形成と形状加工とがエツチングによ
り同時に行われるため、アンダーカットが少なく高精度
のパターン形成が可能となる。

また、この場合もプレス加工を用いていないため、残留
応力がほとんどなく高精度の、＜ターン形成が可能とう
なる。

このリードフレームは、素子チップの搭載、ワイヤボン
ディング、樹脂封止などの工程を経て半導体素子として
完成されるが、極めて信頼性の高いものとなっている。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、本発明によれば、エツチング
により残留応力のない肉薄部を形成したのち、形状加工
を行うようにしているため、外枠は、肉厚で強固である
一方、寸法精度の厳しいインナーリード部等の領域は肉
薄部からの加工であり、エツチングによる加工の場合も
、プレス加工による打ち抜きの場合も高精度で信頼性の
高い微細パターンの形成が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の第１の実施例のリードフ
レームを示す図、第３図（ａ）乃至第３図（ｒ）＋　は
同リードフレームの製造工程を示す図、第４図（ａ）お
よび第４図＋　（ｂ　）はそれぞれリードフレームの製
造装置を示す図、第５図および第６図は本発明の第２の
実施例のリードフレームを示す図、第７図（ａ）乃至第
７図（Ｃ）は同リードフレームの製造工程を示す断面図
、第８図および第９図は本発明の第３の実施例のリード
フレームを示す図、第１０図（ａ）および第１０図（ｂ
）は同リードフレームの製造］−程を示す断面図である
。 １１・・・ダイパッド、１２・・・インナーリード、１
３・・・ダムバー　１４・・・アウターリード、１５．
１６・・・サイドパー　１７・・・サポート／Ｃ−１８
，２８・・・ポリイミドテープ、Ｔ・・・タイ＜−１Ｍ
・・・帯条材料、２１・・・巻きだし装置、２２・・・
間欠送り装置、２３・・・巻き取り装置、２４・・・レ
ジストノくターン形成装置、２５・・・エツチング装置
、Ｒ，Ｒ１，Ｒ２・・・レジストパターン。 第 １図 第 ３ 図 （その１） ン西 τア ５ （七の２） 第　３　図（青の３） 第４図 第５ｚ 第 ワ 第９図 第１０図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属条材の所定の領域を残して表面に選択的にレ
   ジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と
   、 前記レジストパターンから露呈する領域を 所定の深さまでエッチング除去し肉薄部を形成するエッ
   チング工程と、 前記肉薄部内に少なくともインナーリード 部が形成されるように、インナーリード、アウターリー
   ドなどの形状加工を行う形状加工工程とを含むようにし
   たことを特徴とするリードフレームの製造方法。
2. （２）前記形状加工工程は、 インナーリード先端部を互いに連結する連 結片を残して形状加工を行う第１の形状加工工程と、 前記連結片を除去し、個々のインナーリー ドに分割する分割工程とを含むようにしたことを特徴と
   する請求項（１）記載のリードフレームの製造方法。
3. （３）前記第１の形状加工工程後、前記第２の形状加工
   工程に先立ち、インナーリード相互間の位置を絶縁性部
   材を用いて固定する固定工程を含むようにしたことを特
   徴とする請求項（２）記載のリードフレームの製造方法
   。
4. （４）前記第１の形状加工工程後、前記第２の形状加工
   工程に先立ち、インナーリード先端部にめっきを行うめ
   っき工程を含むようにしたことを特徴とする請求項（２
   ）または請求項（３）に記載のリードフレームの製造方
   法。
5. （５）前記エッチング工程後、第１の形状加工工程に先
   立ち、素子搭載領域をはじめインナーリード先端部に相
   当する領域にめっきを行うめっき工程を含むようにした
   ことを特徴とする請求項（１）乃至請求項（３）のいず
   れかに記載のリードフレームの製造方法。