JPH0473825A - 多層リードフレームおよびその製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は絶縁シート、これを用いた多層リードフレーム
およびその製造方法に関する。

（従来の技術） 高速で消費電力も２〜３Ｗと大きいマイクロプロセッサ
やゲート・アレイなどの半導体素子を搭載するパッケー
ジは従来セラミック類のピン・グリッド・アレイ（ＰＧ
Ａ）タイプのものしか使えなかったが、近年これに代わ
り得る樹脂封止型パンケージが出現した。

この樹脂封止型パッケージは、第１図に示すような多層
リードフレーム１０を用いる。この多層リードフレーム
１０は、ダイパッドのないリードフレーム１２（信号層
）と、この信号層１２の窓より少し小さめの窓があいた
枠状の電源プレーン１４と、接地プレーン１６の３層か
らなり、各層を枠状の絶縁シート１８ａ、１８ｂを介し
て積層している。絶縁シート１８ａ、１８ｂは、ポリイ
ミドフィルムの両面に接着剤を塗布したものを用いてい
る。

上記の多層リードフレーム１０によれば、パッケージ内
に信号層１２と別に面積の大きな電源プレーン１４と接
地プレーン１６をもっているため、信号層に対してはマ
イクロストリップ・ラインとしてクロストークを抑えら
れるうえ、電源系に対してはインダクタンスが低くなる
ため、また電源プレーン１４と接地プレーン１６との間
に絶縁シートを介してデカップリング・コンデンサが形
成されるため、バウンスとよばれる一種の電源雑音を小
さくできる。半導体素子のスイッチングに伴って生ずる
電源系、接地系の電位変動を小さくできる。また、接地
プレーンＩ６を銅系の合金で形成することにより、放熱
性を高められ、熱抵抗を小さくすることができる。さら
にはセラミックパッケージに比べて大幅なコストダウン
が実現できるなどの多大なメリットを有する。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、昨今のデバイスの益々の高速化により、
入出カバソファの同時スイッチングによる電源系、接地
系に生ずる電圧降下が大きくなっており、誤動作するお
それが高くなっている。

すなわち、上記の電圧降下（Ｅ　＝　Ｌｄｉ／ｄｔ）は
、高速化による急激な立ち上がりによる時間当りの電流
変化分ｄ　ｉ　／　ｄ　ｔが大きくなってきていること
から、自己インダクタンスを低下させただけでＶｔ４圧
障下を低く抑えられなくなっているのである。

この電圧降下を低減するためには、電源ラインと接地ラ
イン間にコンデンサを介装すればよいが、従来はこのコ
ンデンサはパッケージ外に設けていたので、パッケージ
内のリードフレームパターンによる電圧鋒下分は避ける
ことができなかった。

パッケージ内の前記電源プレーンＩ４と接地プレーン１
６との間に絶縁シートを介して形成されるデカップリン
グ・コンデンサも容量が１００ｐＦ程度の小容量のもの
であるので、高速化による電圧降下は避けられない事情
にある。

そこで本発明は上記問題点を解消すべくなされたもので
あり、その目的とするところは、より高速化に対応しう
る多層リードフレーム、その製造方法およびこれに用い
て好適な絶縁シートを提供するにある。

（課題を解決するための手段） 本発明の絶縁シートは、第２図に示すとおり絶縁性樹脂
層２３の単一層からなり、該絶縁性樹脂層２３は絶縁性
樹脂２１を主成分とし、酸化タンタル粉末またはチタン
酸バリウム粉末２２が分散された構成、もしくは第３図
に示すとおり耐熱性フィルム３１の両面に絶縁性樹脂層
３２ａ、３２ｂを設けてなり、該絶縁性樹脂層は絶縁性
樹脂３３を主成分とし、両面の絶縁性樹脂層の少なくと
も一方に酸化タンタル粉末またはチタン酸バリウム粉末
３４が分散された構成からなる。

上記絶縁性樹脂層をＢステージ化しておくと好適である
。

さらに本発明に係る多層リードフレームによれば、信号
層、電源プレーン、接地プレーンが絶縁シートを介して
積層された多層リードフレームにおいて、前記電源プレ
ーンと接地ブレーンとの間の絶縁シートが、上記構成の
絶縁シートであることを特徴としている。

多層リードフレームの製法としては、上記Ｂステージ化
した絶縁シートを用い、これを電源プレーンと接地プレ
ーンとの間に介在させてキュアーすることにより両者を
接着すると好適である。

（作用） 酸化タンタル粉末およびチタン酸バリウム粉末は優れた
誘電体であり、この酸化タンタル粉末またはチタン酸バ
リウム粉末を絶縁性樹脂層中に分散した絶縁シートは高
誘電率のものとなる。

この高誘電率を有する絶縁シートを多層リードフレーム
の電源プレーンと接地プレーンとを接着する絶縁シート
として用いることにより、電源プレーンと接地ブレーン
との間、すなわち樹脂封止型半導体装置に形成した際、
パッケージ内となる部位に高容量のデカップリング・コ
ンデンサを形成することができ、リードフレームのパン
ケージ内パターンによる電圧降下を低減することができ
、より高速化に対応できるパッケージを提供できる。

上記絶縁シートはＢステージ化してお（ことにより、電
源プレーンと接地ブレーンとを接着する際の接着剤をも
兼用できるので好都合である。

（実施例） 以下では本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳
細に説明する。

本発明の絶縁シートは、第２図に示すとおり絶縁性樹脂
層２３の単一層からなり、該絶縁性樹脂層２３は絶縁性
樹脂２１を主成分とし、酸化タンタル粉末またはチタン
酸バリウム粉末２２が分散されてなる。

絶縁性樹脂２１には、ＮＢＲ系接着剤、ポリエステル系
接着剤、ポリイミド系接着剤、エポキシ系接着剤を用い
ることができる。接着剤が硬化型の場合にはＢステージ
の半硬化状態になるまで乾燥すればよい。

絶縁シートの厚さは５〜５０μｍ程度が好適である。

絶縁シートを作成するには、絶縁性樹脂中に酸化タンタ
ル粉末またはチタン酸バリウム粉末を分散させた分散物
を離型性シート上に溶融混練して押し出し、または塗布
乾燥して絶縁性樹脂層を形成させ、しかるのち該離型性
シートから絶縁性樹脂層を剥離して該絶縁性樹脂層の単
一層からなる本発明の絶縁シートを得る。

また本発明の絶縁シートは第３図に示すように、耐熱性
フィルム３１の両面に絶縁性樹脂層３２ａ、３２ｂを設
けてなり、該絶縁性樹脂層は絶縁性樹脂３３を主成分と
し、両面の絶縁性樹脂層の少なくとも一方に酸化タンタ
ル粉末またはチタン酸バリウム粉末３４が分散されてな
る。

耐熱性フィルム３１には、厚さ５〜３００μｍ、好まし
くは１２．５〜１５０μｍの例えば、ポリイミド、ホリ
エーテルイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエ
ーテルエーテルケトン、ポリパラバン酸、ポリエチレン
テレフタレート等の耐熱性フィルムや、エポキシ樹脂−
ガラスクロス、エポキシ樹脂−ポリイミド−ガラスクロ
ス等の複合耐熱フィルムを使用できる。

絶縁性樹脂３３には、ＮＢＲ系接着剤、ポリエステル系
接着剤、ポリイミド系接着剤、エポキシ系接着剤を用い
ることができる。接着剤が硬化型の場合には、耐熱性フ
ィルム３１上に塗布した後、Ｂステージの半硬化状態に
なるまで乾燥すればよい。絶縁性樹脂層は、膜厚１〜１
５０μｍ、好ましくは５〜５０ｕｍになるよう形成する
。

また本発明に係る多層リードフレームｌＯは、第１図の
絶縁シー）１８ａ、１８ｂのうち、電源プレーン１４と
接地プレーン１６の間の絶縁シート１８ｂに上記の絶縁
シートを用いることを特徴とする。

実施例では、絶縁性樹脂として帝国化学産業製アミド系
接着剤ティサンレジン５Ａ−７０Ｌを用い、これに対し
て平均粒径３μｍの酸化タンタル粉末を約１５ｗｔ％分
散させた、厚さ約３０μｍの絶縁シートを用いた。

上記のように絶縁性樹脂層中に酸化タンタル粉末を分散
させた絶縁シートの誘電率は全体として約１５．０と高
い誘電率のものとなった。従来のポリイミドフィルムを
主体とする絶縁シートの誘電率は３．５程度と低いもの
でしかなかった。

なお誘電率の測定は、室温にて１キロヘルツの周波数で
行った。

上記実施例で得た絶縁シートを多層リードフレーム１０
の絶縁シート１８ｂに用いたところ、電源プレーン１４
と接地プレーン１６との間に高容量のデカップリング・
コンデンサが形成され、これによりパッケージ内のリー
ドフレームパターンによる電圧降下分を上記のコンデン
サにより補充でき、デバイスの高速化に対処できるよう
になった。

なお、信号層１２と電源プレーン１４との間の絶縁性シ
ー）１８ａは外部信号線とのインピーダンスのマツチン
グが図れればよいので、従来のポリイミドフィルムの両
面に接着剤を塗布した絶縁シートをそのまま用いること
ができる。

次に製造方法についての実施例を説明する。

■　バインダーとしてアミド系接着剤「ティサンレジン
５Ｇ−７０ＬＪ（帝国化学産業株式会社製）を用い、こ
れに溶剤としてメチルエチルケトン（ＭＥＫ）を添加し
、固形分率２０％となるようにした。

■　添加用フィラーとして平均粒径３μｍの酸化タンタ
ル粉末を用意し、上記■で調整した接着剤溶液１００重
量部に対し、上記フィラーを３重量部添加し、サンドミ
ルにて十分に分散させ、絶縁性樹脂層用塗液を作成した
。

■　表面にシリコン離型処理を施したポリエチレンテレ
フタレート（ＰＥＴ）フィルム上に、乾燥後の絶縁性樹
脂層の厚さが約３０μｍとなるように上記で調整したフ
ィラー入り絶縁性樹脂層用塗液を塗布し、熱風循環型オ
ーブン中で１５０°Ｃにて５分間乾燥して絶縁性樹脂層
をＢステージ化した。

Ｂステージとは、ゲル状、すなわち半固体状態をいう。

ここではＭ　Ｅ　Ｋが完全には飛散せず、絶縁性樹脂層
の粘度の高い半溶液状態をいう。

なお、バインダーとして熱硬化性樹脂、例えばポリイミ
ド系樹脂を用いた場合には、熱硬化反応が完全には完結
しない段階をいう。したがって再加熱すると一旦溶融し
て接着性を示し、次いで硬化する。

■　上記■で作成したシートからＰＥＴを剥離して絶縁
性樹脂層の単一層からなる本発明の絶縁シートを得た。

多層リードフレーム１０を形成するには、上記のように
して得た本発明による絶縁シートを電源プレーン１４と
接地プレーン１６との間に介在させて加熱、加圧して、
該絶縁シートを熔融させ、バインダーが熱可塑性樹脂の
場合には冷却することにより、またバインダーが熱硬化
性樹脂の場合には熱硬化させることにより両者を接着す
る。次いで、絶縁シート１８ａにより、信号層１２を電
源プレーン１４上に積層することによって多層リードフ
レームを得る。

なお、両絶縁シート、すなわち１８ａおよび本発明によ
る絶縁シートを共に８ステージ化した熱硬化性樹脂製の
ものを用いることによって、絶縁シー）’　１８’　ａ
、本発明による絶縁シートを各々介在させて、信号層１
２、電源プレーン１４、接地ブレーン１６を同時に一工
程で熱圧着することもできる。

なお上記の本発明による絶縁シートは多層リードフレー
ムの接着シートの他、他の電子部品における絶縁用のシ
ートとして用いることができることはもちろんである。

以上、本発明の好適な実施例について種々述べて来たが
、本発明は上述の実施例に限定されるのではなく、発明
の精神を逸脱しない範囲で多くの改変を施し得るのはも
ちろんである。

（発明の効果） 酸化タンタル粉末およびチタン酸バリウム粉末は優れた
誘電体であり、この酸化タンタル粉末またはチタン酸バ
リウム粉末を絶縁性樹脂中に分散した絶縁シートは高誘
電率のものとなる。

この高誘電率を有する絶縁シートを、多層リードフレー
ムの電源プレーンと接地プレーンとを接着する絶縁シー
トとして用いることにより、電源プレーンと接地プレー
ンとの間、すなわち樹脂封止型半導体装置に形成した際
、パッケージ内となる部位に高容量のデカップリング・
コンデンサを形成することができ、リードフレームのパ
ッケージ内パターンでの電圧降下を低減することができ
、より高速化に対応できるパッケージを提供できる。

上記絶縁シートはＢステージ化しておくことにより、電
源プレーンと接地プレーンとを接着する際の接着剤をも
兼用できるので好都合である。

【図面の簡単な説明】

第１図は多層リードフレームの組立図を示す。 第２図および第３図は本発明の絶縁シートの実施例を示
す断面説明図を示す。 １０・・・多層リードフレーム、 １２・・・信号層、　　１４・・・電源プレーン、１６
・・・接地プレーン、 １８ａ、１８ｂ・・・絶縁シート、 ２１・・・絶縁性樹脂、　２２・・・酸化タンタル粉末
またはチタン酸バリウム粉末、 ２３・・・絶縁性樹脂層（単一層）、 ３１・・・耐熱性フィルム、 ３２ａ、３２ｂ・・・絶縁性樹脂層（積層）、３３・・
・絶縁性樹脂、　３４・・・酸化タンタル粉末またはチ
タン酸バリウム粉末。 第 図 第　　２ 図 第　　　３ ゛に１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、絶縁性樹脂層中に酸化タンタル粉末またはチタン酸
   バリウム粉末が分散されていることを特徴とする絶縁シ
   ート。 ２、耐熱性フィルムの両面に絶縁性樹脂層が形成され、
   該絶縁性樹脂層の少なくとも一方に酸化タンタル粉末ま
   たはチタン酸バリウム粉末が分散されていることを特徴
   とする絶縁シート。 ３、前記絶縁性樹脂層がＢステージ化していることを特
   徴とする請求項１または２記載の絶縁シート。 ４、信号層、電源プレーン、接地プレーンが絶縁シート
   を介して積層された多層リードフレームにおいて、 前記電源プレーンと接地プレーンとの間の絶縁シートが
   、絶縁性樹脂層中に酸化タンタル粉末またはチタン酸バ
   リウム粉末が分散された絶縁シートであることを特徴と
   する多層リードフレーム。 ５、信号層、電源プレーン、接地プレーンが絶縁シート
   を介して積層された多層リードフレームにおいて、 前記電源プレーンと接地プレーンとの間の絶縁シートが
   、耐熱性フィルムの両面に絶縁性樹脂層が形成され、該
   絶縁性樹脂層の少なくとも一方に酸化タンタル粉末また
   はチタン酸バリウム粉末が分散された絶縁シートである
   ことを特徴とする多層リードフレーム。 ６、信号層、電源プレーン、接地プレーンを絶縁シート
   を介して積層する多層リードフレームの製造方法におい
   て、 前記電源プレーンと接地プレーンとの間の絶縁シートに
   、Ｂステージ化された絶縁性樹脂層中に酸化タンタル粉
   末またはチタン酸バリウム粉末が分散された絶縁性シー
   トを用い、この絶縁シートを電源プレーンと接地プレー
   ンとの間に介在させてキュアーすることにより両者を接
   着することを特徴とする多層リードフレームの製造方法
   。 ７、信号層、電源プレーン、接地プレーンを絶縁シート
   を介して積層する多層リードフレームの製造方法におい
   て、 前記電源プレーンと接地プレーンとの間の絶縁シートに
   、耐熱性フィルムの両面にＢステージ化された絶縁性樹
   脂層が形成され、該絶縁性樹脂層の少なくとも一方に酸
   化タンタル粉末またはチタン酸バリウム粉末が分散され
   た絶縁シートを用い、この絶縁シートを電源プレーンと
   接地プレーンとの間に介在させてキュアーすることによ
   り両者を接着することを特徴とする多層リードフレーム
   の製造方法。