JPH0336755A - 半導体素子用リードフレーム - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置用リードフレームに関し、特に、レ
ジンモールド型半導体装置に好適であって超多ビン化を
可能とするリードフレームに関する。

〔発明の背景〕

従来一般にレジンモールド型半導体装置の組み立て用部
材として用いられるリードフレームとしては、たとえば
第６図に示すような・Ｐ面形状をしており、半導体素子
を取り付けるためのダイパッド１と、その周囲に配設さ
れ上記半導体素子との結線を行うためのインナーリード
２と、このインナーリード２に連続するアウターリード
３を備えている。そしてこのようなリードフレームは、
通常、コバール、４２合金、銅系合金などの導電性にす
ぐれ１．かも強度が高い金属板をフォトエツチング法や
スタンピング法などにより、上記パッド１、インナーリ
ード２およびアウターリード３を有する形状に加工する
ことにより製造される。

上記のような従来のリードフレームは、第７図に組み立
て後の半導体装置の断面要部を拡大して示すように、ダ
イパッド１に半導体素子４を取り付けると同時に、該半
導体素子のポンディングパッド（図示せず）とインナー
リード２とを金などからなるワイヤー５により電気的に
接続して用いられる。したがって、通常、インナーリー
ド２のボンディング位置に金や銀などの貴金属をめっき
してワイヤーボンディングが確実に行えるようになされ
ている。

ところで、近年、半導体素子が高集積化され、人出力（
Ｉｌｏ）端子の数が増加するに伴い、半導体素子のサイ
ズは増大しているものの、その−方で電子機器の小型化
および軽量化への要求は強く、そのために半導体パッケ
ージのより一層の小型化ならびに同一サイズ内での多ピ
ン化が進行している。このために、リードフレームに対
しても加工サイズの微細化が求められている。

しかしながら、エツチング法およびスタンピング法によ
る加工には限界が存在し、無制限に微小ピッチの加工が
できるわけではない。現在の技術では、概ね、板厚に対
して、エツチング法では８０％程度、スタンピング法で
は当該板厚程度の幅がスリット加工の限界である。

また、半導体装置の組み立てにおいては、ワイヤボンデ
ィング法による電気的接続が主に行われているが、前述
したようなインナーリード２へのボンディング時には、
そのワイヤーの長さに制限が存在する。つまり、半導体
装置のパッケージをレジンでモールドして形成する際に
、ワイヤーが長すぎると、ワイヤー流れによるショート
が発坐しやすくなるので、このような問題を防止するた
めに、ワイヤーの長さは、このようなショートが生じな
いような長さに厳格に制限する必要があるのである。一
方、インナーリード２のピン数を増大させるためには、
上記のようにスリット加工に限界があることから、イン
ナーリード２をダイパッド上から所定距離だけ離して該
インナーリード形成領域を拡大する必要が生じる。しか
しながら、インナーリード形成領域を拡大することは同
時にボンディングワイヤーの長さを長くすることになり
、したがって上述したショートの問題が不ｒ１１避的に
生じることとなる。

このように、インナーリード形成領域の大きさは、搭載
する半導体素子およびダイパッドのサイズによって制限
され、したがって各々の加工法による加工限界ピッチか
ら、インナーリードに形成され得る最大胤エピン数も自
ずと制限され、このため従来のリードフレームにおいて
は一定限度以上の多ピン化は技術的に困難となる。

〔発明の概要〕

本発明は上述した従来技術に伴う問題点に鑑みてなされ
たものであり、搭載する半導体素子およびダイパッドの
サイズによって制限を受けることなく、インナーリード
の超多ピン化を可能とするリードフレームならびに該リ
ードフレームの製造に用いる中間接続体を提供すること
を目的とするものである。

上記の目的を達成するために、本発明のリードフレーム
においては、インナーリードへと接続される中間配線パ
ターンが形成された特定の中間接続体をリードフレーム
の構成部材として採用したことを特徴としている。

すなわち、本発明の半導体素子用リードフレームは、ダ
イパッド上に配設された平面形状の絶縁材料′からなる
絶縁基材に、集積回路素子とインナーリードとを接続す
る中間配線パターンおよび該中間配線パターンとインナ
ーリードとを接続するためのボンディング窓とを設け、
前記ボンディング窓により露出している配線パターンの
導体部分とインナーリード接続端部に設けた凹部ないし
凸部が係合するように両者が接合されてなることを特徴
としている。

なお、本発明の上記リードフレームにおいては、前記中
間配線パターンの導体部分とリードフレームのインナー
リード接続端部との接合が熱圧着溶接（共晶結合）によ
って行われていることが好ましい。

〔実施例〕

以下、添付図面に示す本発明の実施例に基づいて本発明
をさらに具体的に説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る半導体素子用リード
フレームを用いてＩＣチップを実装した状態を示す断面
図である。図中、符号１１はリードフレームのインナー
リードを示し、１２はダイパッドである。これらの部材
の材質は、４２合金、銅合金などの導電性の高い一連の
金属より構成されるものであり、金型加工もしくは化学
エツチングなどの方法によって形成される。

一方、これらの部材に接続される中間接続体１００は、
絶縁性フィルム１４の表面に所定の中間配線パターン１
３が形成されてなる。中間接続体１００は図示のように
インナーリード１１に接合されてリードフレームが構成
され、ＩＣチップ１５はダイパッド１２上に搭載されて
、中間配線パターン１３とＩＣチップ上の電極パッドと
がワイヤー１６によってボンディングされる。すなわち
、本発明においては、ＩＣチップ１５からのボンディン
グが中間配線パターン１３に対して行われ、この配線パ
ターンを介してインナーリード１１に電気的に接続され
る。したがって、配線パターンは材料に制限されること
なく微細化が可能であるので、芯条ビン化が実現できる
。

第２図は、上記のようなリードフレームの製這に用いる
中間接続体１００の平面図であり、本発明の中間接続体
１００は、絶縁性フィルム１４の中央部に半導体素子の
ダイパッド部となるデバイスホール２０が形成され、該
デバイスホール２０の周縁から前記絶縁性フィルム１４
の外周部へ向けて中間配線パターン１３が形成され、さ
らに絶縁性フィルムの周縁部近傍には該絶縁性フィルム
が存在せず前記中間配線パターン１３の導体部分が露出
するように形成されて後述する中間配線パターン１３と
リードフレームのインナーリードとを接続するためのボ
ンディング窓１７が設けられてなる。

本図の例において、絶縁性フィルム１４は、たとえば厚
さ５０〜７５μｍ程度のポリイミド系もしくはポリイミ
ドと同等またはそれ以上の耐熱性を有する樹脂により構
成され得る。本発明においては、絶縁性基材としては、
上記のようなフィルム状の他にシート状や板状であって
もよい。

次に配線パターンの形成は、上記絶縁性フィルム１４上
に、ラミネートもしくは蒸着およびメツキなどの方法に
より銅フィルムを積層し、しかるのちにフォトリソグラ
フィー法などの方法により所定のパターン形成を行い、
エツチング法によって中間配線パターン１３を完成させ
ることにより行われ得る。なお、このような銅層／絶縁
性フィルムとしては、高耐熱性の接着剤を使用した３層
タイプのもの、あるいは接着剤を用いないで蒸着やメツ
キにて２層化したものを用いることができるが、３層タ
イプのものを用いる場合においては、銅フィルムと絶縁
性フィルムとのラミネートを行う前に予めボンディング
窓１７の形成を行っておく必要がある。一方、２層タイ
プのフィルムを用いる場合にあは、所定の中間配線パタ
ーン１３の形成を行ったのちに、たとえば絶縁性フィル
ムがポリイミド系樹脂の場合にはヒドラジンなどによっ
て所定形状にエツチングを行うことによりボンディング
窓１７の形成を行うことができる。このようにしてボン
ディング窓１７を形成することにより、該ボンディング
窓１７には絶縁性フィルムの層は存在せず、中間配線パ
ターン１３が該窓部分に露出した状態になる。

次に、第３図および第４図を参照しながら、中間配線パ
ターン１３とリードフレームのインナーリード１１とを
接合する方法について具体的に説明する。

本発明においては、中間配線パターン１３とリードフレ
ームのインナーリード１１とを接合は熱圧着溶接法（共
晶結合ともいう）によって行われる。具体的には、Ａｕ
−５ｎ共品によるサーモコンドロールウエルダー法によ
って行うことが奸ましい。すなわち、まずボンディング
窓１７に露出している中間配線パターン１３の接合側表
面にＮｉ層（図示せず）を４〜５μｍの厚さで無電解メ
ツキにて形成したのち、同様にして今度はＡｕ層（図示
せず）さらにこの上に１μｍ程度の厚さに形成する。一
方、リードフレームのインナーリード１１の接合部先端
１１ａに電対あるいは無電解メツキにてＳｎ層（図示せ
ず）を１μｍ程度の厚さに形成する（第４図（Ａ））。

このようにしてメツキの施された中間配線パターン１３
とインナーリード１１の接合部位を係合させて所定の条
件でサーモコンドロールウエルダー法により熱圧着溶接
（共晶結合）させることによって両者を接合し一体化す
る（第４図（Ｂ））。

このとき、さらに絶縁性フィルムの裏面とダイパッドと
の接合はたとえば耐熱性接着剤を用いて行うことができ
る。このように本発明においては、中間配線パターン１
３とインナーリード１１の接合が熱圧着溶接によって行
われるので、両者の結合を強固かつ確実に行うことがで
きる。

上記のようにして共晶結合による中間配線パターン１３
とインナーリード１１との接合を行ったのち、両者の物
理的接合強度を補強することを目的として、第４図（Ｃ
）に示すように、接合部位に熱硬化性接着剤１つを塗布
することが好ましい。

半導体装置の組み立てに際しては、上述のように中間接
続体を備えたリードフレームを構成（、たのち、常法に
従ってＩＣチップ上の電極パッドと中間接続体上の中間
配線パターン先端部との間でボンディングを行うことに
より電気的接続を行う。

具体的には、たとえば配線パターンの先端部に前述した
と同様の方法でＡｕメツキを行ったのちＩＣチップ上の
電極パッドとの間でＡｕワイヤによるポールボンディン
グを丈施することによって電気的接続が行われ得る。

また、本発明のリードフレームにおいては、第３図に示
したように、インナーリード１１と中間配線パターン１
３との接合に際しては、両者がムいに係合するようにイ
ンナーリード１１の接合部分に凹部を設けることにより
、中間接続体をダイパッド上に載置するときの位置決め
を迅速かつ容易に行うことができる。このようなインナ
ーリード接続部の形状は第３図や第４図に示すものに眠
られず、たとえば第５図（ａ）、（ｂ）あるいは（ｃ）
に示すような断面形状を有するものであってもよい。

〔発明の効果〕

本発明のリードフレームにおいては、半導体素子が搭載
されるダイパッド部とインナーリード部との間が、微細
な中間配線パターンを有する中間接続体を介して接続さ
れているので、芯条ビン化が可能になるとともに、上記
中間接続体はインナーリード部と強固かつ確実に接合さ
れるのでリードフレームの高品質化を図ることかできる
点においてもすぐれている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るリードフレームを用いて
半導体装置を組み立てた状態を示す断面図、第２図は本
発明で用いるの中間接続体の平面図、第３図は中間接続
体とリードフレームを接合する様子を示す斜視図、第４
図は中間接続体とリードフレームを接合する方法を示す
工程断面図、第５図はインナーリードの中間接続体との
接続部の部分断面図であり、第６図は従来のリードフレ
ームの平面図、第７図は従来のリードフレームを用いて
ボンディングを行った状態を示す概要断面図である。 １１・・・インナーリード、１２・・・ダイパッド、１
３・・・中間配線パターン、１４・・・絶縁性フィルム
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ダイパッド上に配設された平面形状の絶縁材料から
   なる絶縁基材に、集積回路素子とインナーリードとを接
   続する中間配線パターンおよび該中間配線パターンとイ
   ンナーリードとを接続するためのボンディング窓とを設
   け、前記ボンディング窓により露出している配線パター
   ンの導体部分とインナーリード接続端部に設けた凹部な
   いし凸部が係合するように両者が接合されてなることを
   特徴とする、半導体素子用リードフレーム。 ２、前記中間配線パターンの導体部分とリードフレーム
   のインナーリード接続端部との接合が、熱圧着溶接によ
   って行われている、請求項１に記載の半導体素子用リー
   ドフレーム。 ３、前記絶縁基材が、樹脂フィルムからなる、請求項１
   に記載の半導体素子用リードフレーム。