JPH0613516A - リードフレームの製造方法 - Google Patents

リードフレームの製造方法

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JPH0613516A
JPH0613516A JP4134038A JP13403892A JPH0613516A JP H0613516 A JPH0613516 A JP H0613516A JP 4134038 A JP4134038 A JP 4134038A JP 13403892 A JP13403892 A JP 13403892A JP H0613516 A JPH0613516 A JP H0613516A
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JP
Japan
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lead frame
inorganic film
raw material
resin
semiconductor device
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4134038A
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English (en)
Inventor
Susumu Okikawa
進 沖川
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Publication of JPH0613516A publication Critical patent/JPH0613516A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265Layer and wire connectors

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  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はリードフレームと封止樹脂との接着
強度を大きくするために、予め素材の時点で、その表面
に無機皮膜をコーティングしておくことにより、リフロ
ー実装時および実用時においてもクラック等の問題を起
こさない信頼性のある樹脂封止半導体装置を得るため
の、リードフレームの製造方法を提供する。 【構成】 製品厚さに加工した帯状リードフレーム素材
の少なくとも一面に無機皮膜をドライコーティングし、
この素材をプレス法或いはエッチィング法でリードフレ
ーム形状に成形加工すること、或いは前記素材の両面に
無機皮膜をドライコーティングし、該素材表面部におけ
る所定部位の無機皮膜を除去した後、エッチィング法で
リードフレーム形状に成形加工することを特徴とするリ
ードフレームの製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はリードフレームの製造方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般にリードフレームは、42Ni合金
やAl,Cu等の導電材料よりなる薄い金属を、プレス
法或いはエッチィング法で、中央部に半導体チップを搭
載するためのダイパッドを有し、その周囲に所定数のリ
ードが配置される形状に成形加工して制作され、樹脂封
止半導体装置の枢要な部分として使用される。
【0003】樹脂封止半導体装置は、図4にその一例を
断面で示すように、リードフレーム1の中央部にあるダ
イパッド3に、Agペーストなどの接合材4で半導体チ
ップ2をダイボンディングした後、該チップ上の電極パ
ッド5とリードフレーム1のインナ−リード1aとをA
u細線などのボンディングワイヤ6で接合して形成され
た構成体を、パッケージ内に装入し樹脂封止7されて作
製される。この様にして作製された半導体装置は、はん
だ8を付着したリードフレーム1の先端(アウターリー
ド)1bを、はんだ付けして強固に回路基盤9に固定す
るために熱照射や加熱してはんだを融解する、所謂リフ
ロー処理に付される。
【0004】一般に半導体装置の封止樹脂は吸湿性を有
するため経時的に水分を吸収する傾向がある。また構成
部品に付着している水分もある。この様な含有水分は主
に樹脂との界面を破壊し、その隙間に溜った水分はリフ
ロー加熱によって急激な気化を起こして膨脹し、樹脂破
壊10を生じさせる。一方、潜在的に常温時において
は、樹脂と構成部品、特にダイパッド間でそれぞれの熱
膨張差に起因する歪みが発生してその界面に剪断剥離が
起きることが分っており、リフロー加熱時にこの剥離し
た間隙部分に発生する水蒸気が剥離を助長する。特に応
力集中が起きやすいダイパッドの端部では剥離が大き
く、蒸気圧の作用と相俟って図に示すようなクラック1
0が発生する。このため半導体装置の封止性能を落し信
頼性を損なうことになる。
【0005】そのため半導体装置の出荷に際して防湿の
ための特別梱包を行ったり、基盤実装時間を短時間にす
ることを要請したり、更には基盤実装前に吸湿品の空焼
きを実施するなどの対策がとられるが、これらの方法に
は極めた手数が掛ると共に需要先での対応が必要となり
って好ましくない。
【0006】一方、封止樹脂とダイパッドとの剥離を防
止するために、例えば特開昭58−199548号公報
には、図5に断面で示すようにダイパッド(タブ)3の
裏面を凹凸形状11に形成することを提示している。ま
た、特開昭55−4983号公報には、図6に平面で示
すようなダイパッド(アイランド)3に部分的な切抜き
部12を設けることを開示しており、さらに、特開平6
0−97645号公報では、図79に断面で示すように
ダイパッド(タブ)3の裏面に封止樹脂と近似した熱膨
張係数を有する熱硬化性或いは熱可塑性の有機樹脂(ポ
リイミド系)13を取り付けた半導体装置を提案してい
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の方法
は、ダイパッドを機械的に加工してその表面積を拡大し
たり、引っかかりを付けることにより、封止樹脂との接
触面を大きくして剪断剥離やクラックの発生を抑制しよ
うとするものであるが、ダイパッド自体の封止樹脂との
接合強度の改善は完全なものになっていなく、吸湿する
と接着が破壊し、水の溜まりができてリフロー時に急膨
脹を起こして封止樹脂が破壊する。また、ポリイミド系
の有機樹脂を使用する場合には、該樹脂自体にも吸湿性
を有しているので問題が残る。
【0008】本発明は上記したような従来の問題点を解
消するものであって、リードフレームと封止樹脂との接
着強度を大きくするために、予め素材の時点で、その表
面に無機皮膜をコーティングしておくことにより、リフ
ロー実装時および実用時においてもクラック等の問題を
起こさない信頼性のある樹脂封止半導体装置を得るため
の、リードフレームの製造方法を提供することを目的と
するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は以下の構成を要旨とする。すなわち、(1)製
品厚さに加工した帯状リードフレーム素材の少なくとも
一面に無機皮膜をドライコーティングし、この素材をプ
レス法或いはエッチィング法でリードフレーム形状に成
形加工することを特徴とするリードフレームの製造方
法。および(2)製品厚さに加工した帯状リードフレーム
素材の両面に無機皮膜をドライコーティングし、該素材
表面部における所定部位の無機皮膜を除去した後、エッ
チィング法でリードフレーム形状に成形加工することを
特徴とするリードフレームの製造方法である。この様に
本発明は、半導体装置の構成体の一つであるリードフレ
ームの表面に無機皮膜を施して改質するものである。す
なわち、このリードフレームを用いた樹脂封止半導体装
置では、無機皮膜中の−OH,=Oが寄与して、封止樹
脂との密着性を極めて良好にするため、両者が強固に接
合し、接着強度の大きい界面とすることができて、水分
を吸着しても接着が破壊することがない。
【0010】以下に本発明を詳細に説明する。図1は本
発明リードフレームの製造方法を含めた樹脂封止半導体
装置の製造工程を示すものである。工程(A)は、帯状
素材を、その一面に無機質材料をドライコーティングし
た後、従来一般に用いられているプレス法で打ち抜き加
工し、リードフレームを成形する。素材は前記したよう
な42Ni合金等従来使用されている金属であり、リー
ドフレームとしての成品厚みに加工された帯状体であ
る。
【0011】本発明における薄膜被覆を形成する無機物
は、Al、Al酸化物(Alx y)、Si酸化物(S
x y )、Si窒化物(Six y )、Ti或いはT
i酸化物(Tix y )、Cr酸化物(Crx y )等
であり、これらを溶射、PVD法,CVD法,スパッタ
リング法,イオンプレーティング法等の一般に用いられ
ているドライコーティング法により一層或いは複数層に
被覆する。膜厚は100オングストロームから数十μm
の範囲とすれば十分である。無機物としてAl,Si,
Ti等の酸化物(一部窒化物)を用いるのは耐蝕性およ
び耐熱性に優れ、しかも、封止樹脂との密着性が極めて
良好であるからである。また、AlやTiは被覆後大気
中に露されると酸化(Al2 3 ,TiO2 )し、上記
と同様の効果を奏する。上記酸化物の他にCr2 3
ZrO,CeO2 ,ThO2 ,MgO,BeO等を用い
てもよく、また窒化物としてZrN,HfN,VN,C
rN,AlN,BN等の皮膜も適用可能とする。
【0012】この様な無機皮膜をコーティングした素材
はプレス加工により、所定の形状に打ち抜かる。図2
(a)は成形加工されたリードフレーム1の断面図を示
すものであり、リードおよびダイパッド3の1面(下
面)には無機皮膜14がコーティングしてある。
【0013】このリードフレーム1は、インナーリード
1先端部、およびダイパッド3にAg鍍金を施し、電極
パッド5および半導体チップの接合部4を形成する。そ
の後ダイパッドに半導体チップを搭載しダイボンディン
グしてから所定の工程でワイヤボンディングし、モール
ド金型に導入してエポキシ系樹脂でモールドする。モー
ルド後アウターリード1bに付着している無機皮膜を弗
酸、硝弗酸或いはこれらの混合溶液でエッチングして除
去し、さらにこのアウターリード1bに半田メッキ8
し、切断成形後基板回路9に接続する。図3はこの様に
して製造した半導体装置の断面を示している。
【0014】工程(B)は、帯状リードフレーム素材の
両面に無機皮膜をドライコーティングをし、この帯状素
材におけるリードフレームのインナーリード電極部、及
びダイパッドの半導体チップダイボンディング部に相当
する部分の無機皮膜を、ホトレジスト等の手段を用いて
エッチング除去し、その後この素材を一般に用いられて
いるエッチイグ法で加工し、リードフレームを成形す
る。インナーリードの電極部、及びダイパッドの半導体
チップダイボンディング部を除いた部分をマスキングし
て、前記電極部、及びダイボンディング部にAgメッキ
をした後は、前記(A)工程と同等の工程で処理され
る。図2の(b),(c)は上記工程で加工処理したリ
ードフレーム1を示し、上面の電極5、及びダイボンデ
ィング部4以外の両面に無機皮膜が被覆している。
【0015】尚、リードフレーム、ダイパッドには、無
機被覆する前の工程で予めこれらの表面をダル加工して
おくことが好ましい。すなわち表面を粗面にすることに
より、封止樹脂との接着性或いは無機被膜の接合力を向
上させることができる。この粗面形成は、例えば必要部
分をエッチング等の手段で行うことも可能である。
【0016】
【実施例】図1(A)の工程で製造した本発明リードフ
レームを用いて、図3に示す態様の樹脂封止した半導体
装置を、温度28℃、湿度95%に保持した雰囲気に表
1に示す各種時間放置し、その後回路基盤へのハンダ付
けと同一条件である230〜260℃×5〜10秒の加
熱を行った。本発明リードフレーム素材はイオンプレー
ティング法でSiOx の薄膜を被覆した。比較のために
コーティングなしのものを同様に処理した。加熱後の樹
脂のクラック発生状況を調査した。結果を表1に示す。
【0017】
【表1】
【0018】表1の検査結果において、分母は試料数、
分子はくラック発生試料数であり、これから明らかのよ
うに、本発明装置は加湿雰囲気で200時間経過後もく
ラックの発生が見られなかったが、無機コーティングな
しの比較試料では48時間経過でクラックが発生し、2
00時間に達する前に殆どの試料にくラックの発生が見
られた。
【0019】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、一面或い
は両面にドライコーティングによる無機物の薄膜を被覆
したリードフレームを製造し、これを樹脂封止半導体装
置に使用することにより、封止樹脂との接着が非常に強
固になされ、水分を吸着しても接着が剥離したり破壊が
起こらず、そのため水分が界面に溜まることがないので
従来問題になっていたリフロー実装時の水分の急激な膨
脹によるくラックの発生も起きない。また接着剥離も起
きないのでダイパッドコーナーでの応力集中も無く、極
めて信頼性の高い半導体装置を提供できる。なお、ドラ
イコーティングも従来の方式を応用でき、安価な製造が
可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A),(B)は本発明リードフレームの製造
方法を含めた樹脂封止半導体装置の製造工程を示す図。
【図2】(a),(b),(c)は図1の工程で製造し
たリードフレームの断面図。
【図3】本発明リードフレームを用いた半導体装置の実
施態様を示す断面説明図
【図4】従来の半導体装置の断面説明図。
【図5】従来のダイパッドの形態を示す図。
【図6】従来の他のダイパッドの形態を示す図。
【図7】従来の別のダイパッドの形態を示す図。
【符号の説明】
1:リードフレーム 1a:インナ−リード 1b:アウターリード 1c:リード 2:半導体チップ 3:ダイパッド 4:ダイボンディング部(Agメッキ) 5:電極パッド(Agメッキ) 7:樹脂封止 10:クラック 14:無機皮膜
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/56 H 8617−4M 23/28 A 8617−4M

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 製品厚さに加工した帯状リードフレーム
    素材の少なくとも一面に無機皮膜をドライコーティング
    し、この素材をプレス法或いはエッチィング法でリード
    フレーム形状に成形加工することを特徴とするリードフ
    レームの製造方法。
  2. 【請求項2】 製品厚さに加工した帯状リードフレーム
    素材の両面に無機皮膜をドライコーティングし、該素材
    表面部における所定部位の無機皮膜を除去した後、エッ
    チィング法でリードフレーム形状に成形加工することを
    特徴とするリードフレームの製造方法。
JP4134038A 1992-05-26 1992-05-26 リードフレームの製造方法 Withdrawn JPH0613516A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5562979A (en) * 1992-03-05 1996-10-08 Rover Group Limited Method of forming a moulding by dual injection and a moulding so formed
JP2008300492A (ja) * 2007-05-30 2008-12-11 Rohm Co Ltd 半導体装置
JP2019016740A (ja) * 2017-07-10 2019-01-31 新光電気工業株式会社 リードフレーム、半導体装置、及びリードフレームの製造方法

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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990803