JPH04364772A - 多ピンリードフレーム - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の多ピン化を
促進する多ピンリードフレームに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩなど半導体素子の組み立てに用い
られる構造物としてはリードフレームおよびＴＡＢ（Ｔ
ａｐｅ　　Ａｕｔｏｍａｔｅｄ　　Ｂｏｎｄｉｎｇ）が
知られており、素子に接続するリードは、図１２および
図１３のように折れ曲った、微細で複雑な形状が一般的
である。素子と直接接続されるインナーリード２１は素
子上のボンディングパッド２７と基本的にほぼ同数個、
同じピッチで存在し、インナーリード２１に連結される
アウターリード２３はインナーリード２１に比べピッチ
および幅が数倍になっている。なお、２２はインナーリ
ード２１とアウターリード２３とを連結する接続リード
、２４は半導体素子を取り付けるタブ、２５はタブリー
ド、２６はタブ２４の両側に広がるリード部全体の輪郭
を型取った外形形状（以下、単に外形状という）、また
Ａ−Ａ´線はリードの切取り線である。

【０００３】ところで、最近の半導体素子は外形状が小
さいままで、ボンディングパッドが数百〜数千個存在す
るものも出現してきており、それに応じてリードフレー
ムはインナーリード数の増大と共により高密度で、微細
な構造が要請されている。この要請に応えるためには、
リードフレームの微細加工技術（エッチング加工、プレ
ス加工）あるいは各リード間の接触防止技術（リードの
変形防止など）の向上が必要である。しかし、微細で複
雑形状のリードを正確に加工する技術は現状では必ずし
も十分でなく、今後半導体装置が増々多ピン化すること
を考えると、現状の技術で対応可能な新しいリードフレ
ーム構造が切に望まれる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来、多ピンリードフ
レームの問題点は、複雑形状で微細構造となるインナー
リード部分に特に多く存在し、それは以下に要約される
。なお、括弧内はエッチング加工の際の問題点である。

【０００５】（１）微細加工自体が著しく困難である（
リードパターンが折れ曲がっている場合、特に微細パタ
ーンが得にくい）。

【０００６】（２）各リード間が接触しやすい。また、
その修正加工がほとんど不可能である（エッチング加工
ミスによりリードが部分的に接触した形状となりやすい
）。 （３）各リードが断線しやすい（エッチング加工ミスに
より、リードの一部分が断線した形状となりやすい）。

【０００７】（４）各リードの断面積が小さくなるので
、その機械強度が小さくなる。また電気抵抗も増大する
（微細配線ではいわゆるサイドエッチングにより、線幅
の安定した確保が困難となる）。

【０００８】本発明の目的は、特に製作加工の困難なイ
ンナーリード部分に新たな構造を導入することによって
、上述した従来技術の問題点を解消して、数百〜数千ピ
ンのリード本数にも容易に対応できる多ピンリードフレ
ームを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、インナーリー
ド部とアウターリード部とが別体に形成され、半導体素
子に接続されるインナーリード部が、金属箔からなる多
数の導体配線を絶縁シート上に設け微細パターンシート
よりなり、その導体パターンが金属薄板よりなるアウタ
ーリード部のリードに接続される多ピンリードフレーム
に適用される。

【００１０】微細パターンシートを構成する導体配線が
、素材段階で折れ曲がりのない直線状をし、微細パター
ンシートは半導体素子との接続辺が配線パターン長手方
向に直角の切断辺を有し、リードフレームとの接続辺が
配線パターン長手方向に傾斜ないし湾曲した切断辺を有
する。

【００１１】一方、アウターリード部の微細パターンシ
ートとの接続辺が、微細パターンシートの切断辺形状と
合致する傾斜ないし湾曲した切断辺形状をもつ。

【００１２】そして、この傾斜ないし湾曲した切断辺に
沿って切りそろえられた導体配線の接続部に、前記アウ
ターリード部のリードを、その傾斜ないし湾曲した切断
辺に合致させて接続するようにしたものである。

【００１３】この場合において、リードフレームを小型
化するために、微細パターンシート上に設ける導体配線
を多層構造にしてもよい。

【００１４】さらに、導体配線の微細化に伴う断線を自
己補修するため、インナーリード部を１枚の微細パター
ンシートから構成するのではなく、２枚の微細パターン
シートから構成し、それらの導体配線を互に合致させる
ように重ねて、上下層一体にして断線を相補うように構
成してもよい。

【００１５】なお、ここでリードフレームというときは
ＴＡＢフィルムも含まれる。

【００１６】

【作用】パターンシート上に設けた導体配線が直線状に
形成されていると、折れ曲った複雑な形状の場合と異な
り、導体配線の加工を精密に行うことができ、微細化が
容易になる。

【００１７】また、インナーリード部のリードフレーム
部との接続辺が配線パターン長手方向に傾斜ないし湾曲
した切断辺を有していると、その傾斜ないし湾曲度が大
きいほど、幾何学的関係から、接続するリードフレーム
間の距離に余裕をもたせることが可能となる。したがっ
て、インナーリードが微細化しても、リードフレームと
の接続が容易となる。

【００１８】また、微細パターンシートを２枚用意し、
それらの配線パターンを互に合致させるように重ねて、
上下層一体になった導体配線を有するようにインナーリ
ード部を構成すると、微細化により上下層のいずれかの
場所に断線が生じても、確率的に断線箇所が重なってし
まう可能性はほとんどないと考えられることから、上下
層を重ねることにより、一方の導体配線の断線箇所を、
断線していない他方の導体配線が短絡して補修する。し
たがって、インナーリードの微細化により危惧される断
線に対しても有効に対処できる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。

【００２０】第１実施例 図１は第１実施例の基本的構造を示す。半導体装置を組
み立てるリードフレームは、その中央にＬＳＩを載せる
タブ１４を有し、その両側（図示例では上下）に多数本
のリードをもつ。リードは、タブ１４上のＬＳＩのボン
ディングパッドに接続される多数本のインナーリード１
１をもつインナーリード部１６、装置外部に取り出され
るアウターリード１３及びこれに連結してインナーリー
ド１１に導く接続リード１２からなるアウターリード部
１７とから主に構成される。インナーリード部１６はア
ウターリード部１７と別体になっている。なお、１５は
タブリードである。

【００２１】図示するようにリードフレームの形状は上
下対称である。多数本の微細なインナーリード１１が絶
縁シート１０上に設けられてなるインナーリード部１６
を構成する微細パターンシート（以下、この微細パター
ンシートを１６と言う）の外形状は、底辺をタブ１４の
一辺に臨ませた三角形をしている。また、多数本のアウ
ターリード１３及び接続リード１２が並んで形成される
上下片側半分のアウターリード部１７の輪郭パターンの
外形状（アウターリードパターンの外形状）は、中央部
に微細パターンシート１６の外形状が納るようにその形
状を欠いた長方形をしている。このアウターリード部１
７の外形状は左右対称で、その片側半分の形状は、斜辺
が微細パターンシート１６の外形状の斜辺に接する台形
をしている。アウターリード１３そのものの形状は、図
示するように逆Ｌ字形（またはＬ字形）をしており、接
続リード１２がタブ１４の一辺と平行で、アウターリー
ド１３はそれから直角に曲って外方に延びている。

【００２２】上記インナーリード１１は絶縁シート１０
上に金属箔を設け、この金属箔を加工することにより、
微細で、タブ１４の一辺と直角方向に直線状に延び、微
細パターンシート１６形状に沿って切りそろえられる。

【００２３】次に、微細パターンシート１６の形状の詳
細につてい述べる。図１に示すように絶縁シート１０の
ＬＳＩ側となるインナーリード側切断辺１８（三角形の
底辺）はインナーリード１１の長手方向に直角な切断辺
を有して、その面をタブ１４の一辺と平行にする。これ
に対して、アウターリード部１７との接続辺における絶
縁シート１０のアウターリード側切断辺はインナーリー
ド１１の長手方向に傾斜させている。底辺に対する傾斜
角をθとすると、この傾斜が急勾配である程、幾何学的
関係から、インナーリード１１の切断距離ｌ、あるいは
アウターリード１３、１３間の距離が大きくとれる。し
たがって、インナーリード１１と接続リード１２の幅、
あるいはその接続リード１２、１２間距離が大きくなり
、その部分の加工及びシート１０とリードフレームの接
続が容易になる。

【００２４】なお、上記傾斜角θは実用上２０°以下で
は実効が上がらず、７０°以上ではリードフレームの最
終形状が大きくなり過ぎ実用的でない。従って、２０°
＜θ＜７０° が好ましい。

【００２５】つぎに、上記した微細パターンシート１６
の構造について述べる。図２（Ａ）〜図２（Ｃ）にその
代表例を示すように、絶縁材からなる基材テープ（一般
に有機物テープ）３１上にインナーリードとなる直線状
の金属箔製導体配線３２がテープの長さ方向に沿って多
数本平行に設けてある。必要であれば配線３２、３２間
に絶縁物３３を存在させてもよい。なお、点線３４で囲
まれた三角形状部分は微細パターンシート１６の切取り
部分を示す。このように導体配線３２を直線状（ストラ
イプ状）に設けてあるので、後述する様々な加工手法に
おいて、複雑に折れ曲ってアウターリードと一体になっ
ているものに比べ、格段に加工や修正が容易で、その微
細さや部品加工の歩留り、あるいは製品の信頼性の向上
が図れる。

【００２６】例えば、エッチング加工により微細で直線
状の導体配線パターンを並列に多数本製作しようとする
と、図２（Ａ）〜図２（Ｃ）に示すようにエッチング液
を被加工品に斜上方３５、３６より噴射した場合、噴射
方向３５に平行なパターンは極く細くまで正確にエッチ
ング加工し得るのに対して、噴射方向３６に対し傾斜し
たパターンはエッチング液の流体力により崩れやすく、
正確な形状が確保できにくい。従って、折れ曲った形状
のパターンあるいはリードフレームでは正確な微細加工
が原則的に困難となる。

【００２７】次に微細パターンシート素材となる基材テ
ープの製造法について述べる。ここでは通常のフォトエ
ッチング加工で製作する。ここで強調したい点は導体配
線３２がストライプ状であることから、折れ曲ったパタ
ーンに比べ極く細いパターンが正確に加工し得る点（寸
法安定性が良い）にあり、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に
示すエッチング加工機を用いることが有効である。すな
わち、同図に示すように、被エッチング材７１をドラム
７２に巻きつけ、その一部分にのみ上流側に設けたスプ
レー７３よりエッチング液ミストを吹きかける。そして
下流側に設けた水洗スプレー７６より素速く水洗いする
。また、複数の整流板７４を被エッチング材７１の長手
方向に平行に取り付け、エッチング液の流れを被エッチ
ング材７１の長手方向に制限することが有効である。 これにより、導体配線の直線性が確保され、曲りやうね
り、あるいは基材テープからの剥離が生じにくくなる。 なお、必要に応じて、導体配線間の部分的短絡部分を機
械的に除去することもストライプ状であることから実質
的に可能となり、微細パターンシートの製造歩留りに大
きく貢献することができる。このようにして作成した基
材テープは予め作成したリードフレーム上に位置設定さ
れ、例えばプレス機により切取り部分３４に沿って切断
と同時に熱圧着または接着することができる。

【００２８】次にこのように熱圧着または接着したパタ
ーンシートとアウターリードあるいはＴＡＢフィルム上
の各導体配線の接続手法を図４（Ａ）〜図４（Ｃ）に示
す。各インナーリード１１が図４（Ａ）に示すように、
絶縁シート１０の片面にあるときは、図４（Ｂ）及び図
４（Ｃ）に示すように各部品の端部を重ねて配置、又は
突き合せて、接続剤８１で接続することができる。ここ
で、具体的な接続手法は（ａ）自動溶接、（ｂ）メッキ
、（ｃ）導電性ペースト印刷、（ｄ）ワイヤボンディン
グ、（ｅ）反応生成物利用の熱圧着などが利用できる。 なお、最終的には半導体素子の外界との環境遮断と上記
接続部分の固定目的として、上方より樹脂封止すること
もでき、従来品に比べ小型で長期信頼性に優れた半導体
構造物が製造可能になる。

【００２９】なお、上記説明の大半はパターンシートを
リードフレームへ接続する手法としたがＴＡＢへの接続
についても基本的に同様である。

【００３０】第２実施例 図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は微細パターンシートの第２実
施例を示し、導体配線が２層構造になっている。なお、
３層以上の多層構造でもよい。下層導体配線４３を設け
た下層基材テープ４１上に、さらに上層導体配線４４を
設けた上層基材テープ４２が重ねられている。上層基材
テープ４２と下層基材テープ４１とには、テープ幅方向
にほぼテープ幅の長さを有する窓部４５、４６がそれぞ
れ設けられ、各窓部４５又は４６から下層導体配線４３
が露出するようになっている。微細パターンシートは、
これら窓部４５、４６を含めた切取り部分４７に沿って
テープから切り取られ、前述したようにリードフレーム
に接着する。

【００３１】上層基材テープ４２の窓部４５は、図６に
示すように、ＬＳＩチップ９１のボンディングパッド９
２から下層インナーリード４３にボンディングワイヤ９
３を接続するとき利用する。また、下層基材テープ４１
の窓部４６は図７に示すようにアウターリードとの接続
に利用される。すなわち、各導体配線４３、４４が図７
（Ａ）に示すように、基材テープ４３の両面にあるとき
は、図７（Ｂ）に示すようにリードフレーム端子８０を
互いにねじり、パターンシートをその間に滑り込ませ、
リードフレームのバネ効果により、接合を容易にする構
造も取り得る。このようにすることによりインナーリー
ドの密度向上が達成できる。

【００３２】また、このような多層構造の場合には、図
８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すように微細パターンシー
ト１６の切断辺１９を図示するようにノコ歯状とし、底
辺１８と平行に途中で折り曲げることは自由である。更
に上述したリードフレームとの接続に代えて、図９に示
すように外周部をＴＡＢとすることも自由である。ここ
でのＴＡＢ形状は、タブ１４の四辺に微細パターンシー
トが配列される正方形をしている。

【００３３】第３実施例 次に、図１０（Ａ）〜図１０（Ｂ）は、同じく多層構造
のシートであるが、上記シートをその導体配線同士が接
触するように同じ向きに２枚重ね合わせて一体化した第
３の実施例を示すシートである。一方の導体配線５２の
表面に凸部５３を形成し、他方の導体配線５５の表面に
凹部５６を形成する。上層の導体配線５２の凸部５３と
下層の導体配線５５の凹部５６が係合接触することで１
本の合体した導体配線を形成するが、図１０（Ｂ）に示
すように、上層導体配線５２又は下層導体配線５５に断
線部分５７又は５８が存在しても、接触部分５９が多数
個存在すれば実用上導通が確保できる。このように極く
僅かな頻度で発生するとは言え、微細パターンであるが
ゆえの断線を自己修復できる。従って、実質的に断線は
カバーすることが可能となり、これによれば、本シート
上の導体配線の微細寸法安定性を格段に優れたものとす
ることができる。

【００３４】第４実施例 次に図１１（Ａ）にパターンシートの第４の実施例を示
す。既述した実施例では導体配線がストライプ状であっ
たのに対し、本実施例の導体配線６６は扇形状に広がっ
ている点が異なる。なお、微細パターンシートの形成に
際しては、切取り部分６４または６３の二通りが考えら
れ、その場合、かなめ部が半導体素子との接続部６５と
なり、その反対側がアウターリード部との接続部となる
。本シートは基本的にストライプ状のものと変らぬもの
の、長所としては末広がりであるのでインナーリード側
幅方向距離とアウターリード側幅方向距離の比が大きく
取れること、短所としてはシートの切断位置精度及びリ
ードフレームの貼りつき位置精度に厳密さを求められる
。また、図１１（Ｂ）に示した導体配線６２、６２間の
短絡部分６７を除去するための機械加工は、ストライプ
状の場合に比べその工具制御が難しくなる短所もある。

【００３５】しかし、いずれにしても、本シートを用い
ることが、単に微細パターンが得られるのみでなく導体
配線の短絡除去、断線の実質的除去が可能であり、電子
部品の製造歩留りの飛躍的向上が実現できる。

【００３６】以上述べたように上記いずれの実施例によ
っても、インナーリード部を従来のように複雑形状のリ
ードフレーム又はＴＡＢを一体として加工するのではな
く、インナーリード部分を微細加工が容易な直線状の導
体配線パターンを設けた微細パターンシートで構成し、
しかも、そのシート形状のリードフレームとの接続辺と
なる接続部に傾斜又は曲率をもたせ、幾何学的にリード
フレーム接続に余裕をもたせるようにしたので、多ピン
リードフレームの製作を容易にすることができる。した
がって、微細加工が容易で、各リード間の接触も生じに
くく、また、その修正加工も可能なり、各リードが断線
しにくい。

【００３７】また、特に微細パターンシートを重ねて上
下層導体配線を一体にすれば、微細化しても、各インナ
ーリードの断面積を単線のときよりも大きくできるので
、その機械強度の低下や、電気抵抗の増大を有効に抑え
ることができる。

【００３８】その結果、つぎのような効果が得られる。

【００３９】（１）現状のエッチング技術でもインナー
リードの微細加工が容易となり、従来製造が困難だった
多ピン半導体装置が製造できる。その結果、電子機器の
小型化、軽量化、高速動作化、原価低減化などが容易と
なる。

【００４０】（２）電子部品の製造に関しては歩留りが
向上するので、原価が低くなる。また部品の信頼性向上
は製品としての信頼性向上につながる。

【００４１】（３）従来ＴＡＢおよびリードフレームを
分割して製造するので、各パーツの構造が簡素化される
。その結果、パーツ毎の製造歩留りの向上、原価低減、
製造速度の増加が得られる。また、製品検査が簡素化又
は省略でき、原価低減に貢献し得る。

【００４２】

【発明の効果】本発明によればつぎの効果を発揮する。

【００４３】（１）請求項１に記載の多ピンリードフレ
ームによれば、インナーリード部の製作加工が容易にな
るため、数百〜数千ピンのリード本数にも容易に対応で
きる。

【００４４】（２）請求項２に記載の多ピンリードフレ
ームによれば、導体配線の微細化に伴う断線を有効に補
修できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による多ピンリードフレー
ムおよびＴＡＢの基本構造を示す平面図。

【図２】第１実施例による微細パターンシートの平面図
、及び平面図中のＢ−Ｂ´線断面図及びＣ−Ｃ´線断面
図。

【図３】第１実施例による微細パターンシートを加工す
る手法例としてのエッチング加工機の平面図及び側面図
。

【図４】第１実施例による微細パターンシートのアウタ
ーリードとリードフレームまたはＴＡＢとの接続部分を
示す平面図及び断面図。

【図５】第２実施例による多層微細パターンシートの平
面図及び平面図中のＢ−Ｂ´線断面図及びＣ−Ｃ´線断
面図。

【図６】第２実施例による微細パターンシートとＬＳＩ
との電気的接続をとる手法を説明する斜視図。

【図７】第２実施例による微細パターンシートの接続部
分を示す平面図及び断面図。

【図８】微細パターンシートを折り曲げた第２実施例の
変形例を示す多ピンリードフレームおよびＴＡＢの構造
概要を示す平面図及び側面図。

【図９】タブの四方向にリードをもつ第１実施例の変形
例を示す多ピンリードフレームおよびＴＡＢの構造概要
の平面図。

【図１０】第３実施例による微細パターンシートの断面
図及び断面図中のＢ−Ｂ´線断面図。

【図１１】第４実施例による微細パターンシートの平面
図及び短絡の起きている導体配線の一部分の拡大平面図
。

【図１２】従来の代表的多ピンリードフレームまたはＴ
ＡＢの平面図。

【図１３】従来の代表的リードフレームまたはＴＡＢの
平面図。

【符号の説明】

１１　　インナーリード １２　　インナーリとアウターリードの接続リード１３
　　アウターリード １４　　タブ １５　　タブリード １６　　微細パターンシート １７　　アウターリード部 １８　　微細パターンシートのインナーリ側切断辺１９
　　微細パターンシートのアウターリード側切断辺５１
　　上層基材テープ ５２　　上層導体配線 ５３　　導体配線上の凸部 ５４　　下層基材テープ ５５　　下層導体配線 ５６　　下層導体配線の凹部 ５７　　上層導体配線の断線部分 ５８　　下層導体配線の断線部分

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インナーリード部とアウターリード部とが
   別体に形成され、半導体素子に接続されるインナーリー
   ド部が多数の導体配線を絶縁シート上に設けたパターン
   シートよりなり、その導体配線を金属薄板よりなるアウ
   ターリード部のリードに接続するようにした多ピンリー
   ドフレームにおいて、前記パターンシート上に設けた導
   体配線が直線状に形成され、前記パターンシートが、半
   導体素子との接続側となる接続辺が導体配線長手方向に
   直角の切断辺を有すると共に、前記アウターリードリー
   ド部との接続側となる接続辺が導体配線長手方向に傾斜
   ないし湾曲した切断辺を有して、これら切断辺に沿って
   前記導体配線が切りそろえられ、前記アウターリード部
   が、前記パターンシートとの接続側となる接続辺が、こ
   れに対応するパターンシートの切断辺の形状と合致する
   傾斜ないし湾曲した切断辺形状をもち、この傾斜ないし
   湾曲した切断辺同士を合致させてインナーリード部の導
   体配線とアウターリードリード部のリード間を接続する
   よにしたことを特徴とする多ピンリードフレーム。
2. 【請求項２】前記インナーリード部が、２枚のパターン
   シートから成り、それらの導体配線を互に合致させるよ
   うに重ねて、上下層一体になった導体配線を有するよう
   に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の多
   ピンリードフレーム。