JPH0485864A - 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、半導体素子を取り付けるためのダイパッド部
に少なくとも絶縁性フィルムが貼り合わされた半導体素
子用リードフレームに関し、特に超多ビン化に対して好
適である半導体素子用リードフレームに関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来より、半導体装置の組立用部材として用いられてい
るリードフレームは、例えば第８図又は、第９図に示す
ような平面形状を有している。このリードフレームは、
例えば、半導体素子を取り付けるためのダイパッド１と
、その周囲に配役さね半導体素子との結線を行うための
インナーリード２と、該インナーリード２に連続するア
ウターリード３とを備えている。

このようなリードフレームは、通常、　コバール、４２
合金、銅系合金等の、導電性に優れ且つ強度が大きい金
属板を用い、フォトエツチング法やスタンピング法等に
より、ダイパッド１、インナーリード２及びアウターリ
ード３を有する形状に加工することにより、製造される
ものである。

そして、このリードフレームを用いて半導体装置を組み
立てる場合、第１０図に示すようにリードフレームのダ
イパッド１に半導体素子４（以下、単に素子ともいう）
を取り付けると同時に、素子４のポンディングパッド（
図示せず）とインナーリード２とを金等からなるワイヤ
５により電気的に接続することにより、半導体装置が組
み立てられる。従って、通常は、インナーリード２のボ
ンディング位置に金や銀等の貴金属のめっきを施して、
ワイヤボンディングが確実に行えるようになされている
。

一方、近年半導体素子が高集積化さね　入出力（Ｉ　１
０）端子の数が増加するに伴い、半導体素子サイズが増
大している。しかし、その一方で電子機器の小型・軽量
化への要求が強く、そのために半導体パッケージのより
一層の小型化及び同一サイズ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。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、このようにリードフレームにおける加工サイ
ズが微細化して（ると、必然的にリードのピッチもきわ
めて微小となって（る。しかしながら、リードフレーム
をエツチング法及びスタンピング法により加工しようと
すると、これらの加工法には限界が存在し、無制限にリ
ードの微少ピッチの加工ができるわけではない。エツチ
ング法では概ね板厚に対して８０％程度、またスタンピ
ング法では概ね板厚程度がスリットの加工限界となって
いる。

また、半導体装置の組立では、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、インナーリード
２へのワイヤのボンディング時には、ボンディング可能
なワイヤ長に制限が存在する。この理由は、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
イヤ流れによるショートが生じるのを防止するためであ
る。このようにワイヤ長に制限があるために、インナー
リード２先端をダイパッド１から離してインナーリード
形成領域を拡げることができなく、そのビン数を増やす
こともできない。

従って、搭載する半導体素子（チップ）サイズ及びダイ
パッドサイズが決定されると、インナーリード２の先端
の形成領域が決定されることになる。このようにインナ
ーリード形成領域が決定されると、それぞれの加工法に
よる加工限界ピッチから、最大加工ビン数が自ずと決ま
ってしまい、それ以上の多ビン化ができないという問題
があった。

そこで、搭載するチップサイズ及びダイパッドサイズを
変更せず、しかもインナーリードにボンディングするワ
イヤ長をも延・長することなく、多ビン化を可能にする
ために、ダイパッドに、半導体素子とインナーリードと
の電気的接続を中継する独立電極である中間パッドが形
成されている絶縁性フィルムを貼り合わせることにより
、インナーリードをダイパッドから離性させてインナー
リードの形成領域を拡げ、結果として、インナーリード
の数を増設することが考えられる。

その場合、絶縁性フィルムを貼り合わせるにあたり、半
導体装置の信頼性を十分に確保するためには、絶縁性フ
ィルムをダイパッドに確実に且つ強固に貼り合わせるこ
とが極めて重要であり、その実現が強く要請される。

本発明は上記要請に応えるべくなされたものであり、そ
の目的は、絶縁性フィルムをダイパッドに確実に且つ強
固に貼り合わせることができ、しかも容易に製造するこ
とのできる半導体素子用リードフレームを提供すること
である。

〔課題を解決するための手段〕

前述の課題を解決するために、本発明は、半導体素子が
接合される絶縁性フィルムを、接着剤を用いてダイパッ
ド上に貼り合わせる構造の半導体素子用リードフレーム
において、ダイパッド上の表面粗度Ｒａが０．０８μｍ
以上であることを特徴としている。

特に本発明の実施態様として、絶縁性フィルムに独立電
極を形成していることを特徴としている。

〔作用〕

このように構成された本発明の半導体素子用リードフレ
ームにおいては、例えば第４図に示すようにダイパッド
１の表面粗度Ｒａが０．０８μｍ以上に設定されている
ので、ダイパッド１と絶縁性フィルム８とは、接着時に
それらの間に空気層９が形成されにくい。したがって、
ダイパッド１に対して、絶縁性フィルム８は確実且つ強
固に貼り合わされるようになる。

なお、符号は図面を参照するためだけのものであり、本
発明の構成を何ら限定するものではない。

〔実施例〕

以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明す
る。

第１図（Ａ）は、本発明の一実施例であるリードフレー
ムＡの概略を示す部分平面図であり、同図（Ｂ）は、　
（Ａ）のＩＢＩＢ線に沿う断面図である。また、第２図
（Ａ）は、本実施例のリードフレームを作製する前の材
料としてのリードフレームＡ′と絶縁性フィルム８の概
略を示す部分平面図であり、同図（Ｂ）は（Ａ）のｎＢ
−Ｉ［Ｂ断面図である。

本実施例のリードフレームＡは、第２図に示すように所
定数の構成単位Ｂが図中左右方向に連続して形成されて
いるリードフレーム本体Ａ′を備えている。　各構成単
位Ｂは、基本的構成として中央に位置するグイバンド１
と、その周囲に配設されたインナーリード２と、該イン
ナーリード２に連続するアウターリード３とから構成さ
れている。

そして、第１図に示すようにリードフレームＡはダイパ
ッド１の上に半導体素子取付部の周囲に配設された所定
数の中間パッド（独立電極）６，６゜・・・を有する絶
縁性フィルム８を貼り合わせることにより形成されてい
る。

次に、このようなリードフレームの製造方法について具
体的に説明する。

第３図（Ａ）〜（Ｄ）は、　リードフレームのグイパッ
ド１上に絶縁性フィルム８を貼り合わせる工程を概略的
に示す拡大部分断面図である。

まず、第２図に示されているものと同様のリードフレー
ム本体Ａ′と第１図に示されているものと同様の絶縁性
フィルム８とを用意する。このリードフレーム本体Ａ′
を作製するにあたっては、まず例えば板厚１５０μｍの
４２合金からなる３００ｍ口の合金板を用い、　トリク
レンにより脱脂したこの合金板に対して、０ＦＰＲ−８
００（商品名、東京応化■製ポジレジスト）のレジスト
をデイツプ方式にてレジストコーティング（膜厚６μｍ
）を行う。次いで、所定のパターンマスクを用いて露光
　次いで常法により現像及びボストベーク等を行うとと
もに、塩化鉄によるエツチングを行い、その後アヤトン
によるレジストの剥離を行う。そして、最後にダイパッ
ド１の表面に、例えば銀めっきを施し、表面粗度Ｒａを
０．０８μｍ以上にする（めっきはインナーリード２の
先端にも同時にかつ同様に行う）。

また、絶縁性フィルム８を作製するにあたっては、例え
ば厚さ２５μｍのポリイミドフィルムからなるフィルム
基材８Ａを用い、このフィルム基材８Ａの一方の片面に
厚さ１８μｍの銅箔をラミネートし、他方の片面に高耐
熱性の接着剤をラミネートすることにより積層フィルム
を形成する。

さらに、前述のリードフレームＡ′の場合と同様のエツ
チング法により、この積層フィルムの表面く　所定パタ
ーンからなる中間パッド６を形成し、この表面にニッケ
ルめりき及び金めつき等の表面処理を行うことにより、
絶縁性フィルム８が作製される。

そして、第３図（Ａ）に示すように、上記ダイパッドｌ
の上に上記絶縁性フィルム８を、接着剤層８Ｂが下に向
くように配し、次いで同図（Ｂ）に示すように、該絶縁
性フィルム８を上記グイパッド１の上に載置し、これら
両者の正確な位置合わせを行う。

次いで、第３図（Ｃ）に示すように、接合用加熱治具１
０により、上記絶縁性フィルム８をダイバンド１に押圧
（加圧）すると同時に加熱して、第３図（Ｄ）に示すよ
うに、上記絶縁性フィルム８とダイパッド１とが、確実
且つ強固に貼り合わされる。こうして、本実施例のリー
ドフレームＡが製造される。

ここで、グイパッド１と絶縁性フィルム８とを密着させ
た際に、両者の間に空気層が形成される可能性がある。

すなわち、第４図（Ａ）に示すように、ダイパッド１の
表面粗度Ｒａが０，０８μｍ未満であると、空気が外部
に逃げ難くなり、ダイパッド１と絶縁性フィルム８との
接着後にも、これら両者の間に空気が残って空気層９が
部分的に形成されてしまう。この空気層９が形成される
と、ワイヤボンド時におけるボンダビリティの低下を招
く恐れがある。

これに対し、第４図（Ｂ）に示すようにダイパッド１の
表面粗度ＲａがＯ，ＯＳμｍ以上であると、空気が外部
に逃げ易くなり、ダイパッド１と絶縁性フィルム８との
接着後には、これら両者間に空気層９は形成されにくく
なり、ダイパッド１と絶縁性フィルム８とは確実且つ強
固に接着される。

したがって、ワイヤボンド時に高ボンダビリティが期待
される。

実際に試験した結Ｌ　第５図に示すように発生する空気
層の占める面積が表面粗度Ｒａが０．０８μｍ未満の場
合は比較的大きいのに対して、表面粗度Ｒａが０．０８
μｍ以上の場合はきわめて小さいことがわかる。更に、
接着剤の種類や温度等の異なる３種類の貼り付は条件に
ついて試験した結果を表１に示す。

表１表面粗ＩＲａの違いによると有空気層面積率表１か
ら明らがなように、いずれの条件においても、表面粗度
Ｒａがｏ　０８μｍ以上のものの方が表面粗度Ｒａが０
．０８μｍ未満のものよりも、発生する空気層の占める
面積がきわめて少ない。

このよ・うに表面粗度Ｒａが０．０８μｍ以上の場合に
は、接着性がきわめて大きく向上することがわかる。

第６図は、本実施例のリードフレームＡを用いて製造し
た半導体装置を示し、特に搭載される半導体素子とイン
ナーリードとの間の電気的接続の態様を概略的に示す説
明図である。

第６図に示すようく　半導体素子４のポンディングパッ
ド（図示せず）と中間バッド６とをワイヤ５ａで接続し
、該中間バッド６とインナーリード２とをワイヤ５ｂで
接続する。このように、中間バッド６により半導体素子
４とインナーリード２との電気的接続の中継点を設ける
ことにより、ワイヤ、特にワイヤ５ｂを従来のワイヤ長
より延長することなく、ダイパッド１からインナーリー
ド２のボンディング位置（通常先端部）を従来に比し大
きく離性させることが可能となる。その結果　ワイヤボ
ンディング後に樹脂をモールドする場合でも、ワイヤが
長いことに起因するショート等を起こすことなく、イン
ナーリード２の形成頭載を拡張することが可能となる。

したがって、形成し得るインナーリード２の本数を増加
させ紐条ビン化が容易に可能となる。

また、第７図は、本実施例のリードフレームＡ゛を用い
る場合の他の態様を示す概略説明図である。

第７図に示すように、この態様では搭載する半導体素子
４のサイズが第６図に示す半導体素子４のそれよりも小
さい。このように半導体素子４のサイズが／Ｊ％さい場
合でも、従来のリードフレームと同一サイズの本実施例
によるリードフレームＡを使用することにより、第６図
で説明したと同様の電気的接続を行うことが可能となる
。すなわち、本実施例によるリードフレームＡはより一
層の広い汎用性をも有している。

以上、本発明を実施例に基づいて具体的に説明したが、
本発明のリードフレームは前記実施例に示したものに限
定されるものではない。

例えば、　リードフレームの形成材料としては。

４２＠金の他にコバール、銅系合金等の任意の導電性材
料を使用することができ、また絶縁性フィルムのフィル
ム基材もポリイミドに限られず、絶縁性を備え且つ耐熱
性等の他の要求される性質を儂えている材料であれば任
意のもので形成できる。

また、前述の実施例では、多ビン化を可能にするための
中間バッドを備えた絶縁性フィルムを貼り合わせる場合
を例に本発明を説明したが、本発明は、これに限定され
るものではなく、例えば中間バッドを備えていない絶縁
性フィルムをダイパラド部に貼り合わせる場合等、目的
の如何に拘らず絶縁性フィルムをダイパッド部に貼り合
わせるものであれば如何なる場合にも適用可能であるこ
とはいうまでもない。

〔発明の効果〕 以上の説明から明かなように、本発明のリードフレーム
によれば、ダイパッド上の表面粗度Ｒａを０．０８μｍ
以上に設定しているので、ダイパッドに絶縁性フィルム
を確実に且つ強固に貼り合わせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のリードフレームの一実施例を概略的に
示し、　（Ａ）はこの実施例の部分平面図、（Ｂ）は（
Ａ）のＩ　Ｂ−Ｉ　Ｂ線に沿う断面図、第２図はこの実
施例に使用されるリードフレーム本体を概略的に示し、
　（Ａ）はこのリードフレーム本体の部分平面図、　（
Ｂ）は（Ａ）のｎＢ−ｎＢ線に沿う断面図、第３図はこ
の実施例のリードフレームの製造方法を示し、　（Ａ）
〜（Ｄ）は各製造工程を概略的に示す部分断面図、第４
図は表面粗度Ｒａが０．０８μｍ未満のダイパッドの上
に絶縁性フィルムを接着した場合と、この実施例のリー
ドフレームにおける表面粗度ＲａがＯ，ＯＳμｍ以上の
ダイパッドの上に絶縁性フィルムを接着した場合とを比
較説明し、　（Ａ）は前者の場合の部分断面図、　（Ｂ
）は後者の場合の部分断面図、第５図は試験結果を示す
図、第６図および第７図はそれぞれこの実施例のリード
フレームを用いて製造した半導体装置の要部を示す概略
説明図、第８図および第９図はそれぞれ従来のリードフ
レームの一単位を示す平面図、第１０図は、従来のリー
ドフレームを用いて製造した半導体装置の要部を示す概
略説明図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体素子が接合される絶縁性フィルムを、接着
   剤を用いてダイパッド上に貼り合わせる構造の半導体素
   子用リードフレームにおいて、 ダイパッド上の表面粗度Ｒａが０．０８μｍ以上である
   ことを特徴とする半導体素子用リードフレーム。
2. （２）前記絶縁性フィルムに独立電極が形成されている
   ことを特徴とする請求項１記載の半導体素子用リードフ
   レーム。