JPH06177315A - 多層リードフレーム - Google Patents

多層リードフレーム

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JPH06177315A
JPH06177315A JP32917192A JP32917192A JPH06177315A JP H06177315 A JPH06177315 A JP H06177315A JP 32917192 A JP32917192 A JP 32917192A JP 32917192 A JP32917192 A JP 32917192A JP H06177315 A JPH06177315 A JP H06177315A
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JP
Japan
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lead frame
organic resin
lead
resin substrate
leads
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Application number
JP32917192A
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English (en)
Inventor
Yoshiaki Ota
善紀 太田
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Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】インナーリードをより一層小さな超狭ピッチに
形成することができるようにする。 【構成】リードフレーム1は、リードフレーム本体2と
このリードフレーム本体2上に接着される有機樹脂基板
3とから2層構造に構成されている。有機樹脂基板3
は、例えばポリイミド樹脂等の有機樹脂からなり、中央
に比較的大きな矩形状の開口8aを有するとともに上下
両面に接着剤層7を有する絶縁基板8と、この絶縁基板
8上に設けられ、インナーリード5bに電気的に接続さ
れる所定数の独立電極9aからなる導体電極パターン9
とから構成されている。そして、インナーリード5上に
有機樹脂基板3の絶縁基板8を接着すると共に、独立電
極9aの突出電極部5bをインナーリード5bにそれぞ
れ電気的に接続される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置等の電子機
器の組立用部材であり、半導体素子を搭載するためのリ
ードフレームに関し、特に金属製リードフレーム本体と
この金属製リードフレーム本体に張り付けられる有機樹
脂製基板とからなる多層リードフレームに関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】近年、LSI等の半導体素子を用いて組
み立てられた電子機器のパッケージには小型化・薄型化
が求められている。これに対して、搭載するLSI等の
半導体素子自体はますます大型化・高集積化してきて電
極数が非常に多くなっている。このような電子機器の状
況下においては、半導体素子を搭載するためのリードフ
レームには、多数のリードを有する多ピン化およびこれ
らリード間の狭ピッチ化が更に一層強く要求されてい
る。
【0003】このようなリードフレームの従来の製造方
法としては、金属板を金型で所定の配線パターンに打ち
抜くプレス法と、金属板の不要な部分を化学的に除去し
て所定の配線パターンを形成するエッチング法とがあ
る。その場合、リードフレームに求められる多ピン化お
よび狭ピッチ化の要求に応えるために、微細加工に優れ
ているエッチング法が一般に多く用いられている。
【0004】エッチング法によるリードフレームの製造
方法の概要を説明すると、金属板を十分に洗浄した後に
表面に耐エッチング性を備える感光性樹脂をコーティン
グするとともに、コーティングされた感光性樹脂に対し
て所定の配線パターンが形成されているマスクを介して
露光し、続いて現像を行う。次に、塩化第2鉄もしくは
塩化銅のエッチング液を用いてエッチングを行うことに
より、金属板の感光性樹脂により保護されていない部分
を化学的に除去する。次に、金属板にコーティングされ
ている感光性樹脂を剥離し、必要に応じてダウンセッ
ト、めっきおよびテーピングを行う。こうして、エッチ
ング法によりリードフレームが形成される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したよ
うにパッケージの小型化とLSI等の半導体素子の高集
積化にともなうリードフレームのインナーリード部の多
ピン化・狭ピッチは、現在その限界に近づきつつある。
特に、同じパッケージサイズで多ピン化を行うために
は、インナーリードのピッチをますます狭ピッチ化する
ことが必要不可欠であるが、この狭ピッチ加工には限界
が迫ってきている。すなわち、金属板がエッチング法に
より化学的に腐食される場合、サイドエッチングが必ず
生じてしまう。このため、金属板の板厚の80%以下の
幅のスリットを形成することは非常に困難なものとなっ
ている。例えば、板厚100μmの金属板を用いて多ピ
ンのリードフレームを製造しようとする場合、ワイヤボ
ンディングを考慮してインナーリードの幅を80μmに
設定すると、160μm以下のピッチのインナーリード
を製造することはたいへん難しくなる。
【0006】そこで、使用する金属板の板厚を薄くする
ことにより、より一層の狭ピッチのインナーリードを製
造することが考えられるが、金属単体でリードフレーム
を製造する従来の製造法および金属材料では強度的に信
頼性が低下するばかりでなく、その取扱性も劣ってしま
うので、金属板の板厚を簡単には薄くすることはできな
い。
【0007】このように従来の金属単体から形成される
リードフレームでは、その加工に限界があるため、ます
ます強く求められる多ピン・狭ピッチ化に十分にかつ確
実に応えることができないという問題がある。
【0008】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであって、その目的は、インナーリードをより一
層小さな超狭ピッチに形成することができる多層リード
フレームを提供することである。
【0009】
【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、請求項1の発明は、半導体素子を搭載するリード
フレームにおいて、外部回路に接続される所定数のアウ
ターリードおよびこれらのアウターリードに連続して形
成される所定数のインナーリードを少なくとも有するリ
ードフレーム本体と、このリードフレーム本体の前記イ
ンナーリードに接着され、所定数の独立電極からなる電
極パターンを有する有機樹脂基板とからなり、前記イン
ナーリードの少なくとも一部と前記独立電極とが電気的
に接続されていることを特徴としている。
【0010】また請求項2の発明は、前記有機樹脂基板
が、有機樹脂材料からなる絶縁基板とこの絶縁基板に形
成されこの絶縁基板から外方に突出する突出電極部を有
する前記独立電極とから少なくともなり、前記独立電極
の前記突出電極部が前記インナーリードに接続されるこ
とを特徴としている。
【0011】更に請求項3の発明は、半導体素子を搭載
する多層リードフレームにおいて、外部回路に接続され
る所定数のアウターリードおよびこれらのアウターリー
ドに連続して形成される所定数のインナーリードを少な
くとも有するリードフレーム本体と、このリードフレー
ム本体の前記インナーリードに接着され、中央に開口を
有すると共に所定数の独立電極からなる電極パターンを
有する有機樹脂基板とからなり、前記インナーリードの
一部と前記独立電極とが電気的に接続されていると共
に、前記インナーリードの他部の先端が前記有機樹脂基
板の前記開口を通して上方に露出していることを特徴と
している。更に請求項4の発明は、前記インナーリード
の一部が前記インナーリードの他部よりも短く形成され
ていることを特徴としている。
【0012】
【作用】このように構成された本発明の多層リードフレ
ームにおいては、そのリ−ドがリードフレーム本体のイ
ンナーリードと、有機樹脂基板の独立電極との2層構造
となる。したがって、従来の単一材料からなる同一サイ
ズのリードフレームに比べて、多くのリード数を格段に
小さい狭ピッチで形成することができるようになる。
【0013】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図1は、本発明に係る多層リードフレームの一実施
例を示す平面図であり、図2は図1におけるII−II線に
沿う断面図である。図1および図2に示すように、本実
施例におけるリードフレーム1は、リードフレーム本体
2とこのリードフレーム本体2上に接着される有機樹脂
基板3とから2層構造に構成されている。
【0014】図3に示すように、リードフレーム本体2
は例えば銅系合金、42アロイ材、コバール等の金属材
料から所定のリードパターンの形状に形成されている。
このリードフレーム本体2は、外部回路に接続される所
定数のアウターリード4と、これらのアウターリード4
に連続して形成される所定数のインナーリード5と、半
導体素子を搭載するためのダイパッド6とを有してい
る。インナーリード5には、搭載する半導体素子の電極
にワイヤボンディングされるインナーリード5aと、後
述する有機樹脂基板3の独立電極に接続されるインナー
リード5bとが設けられている。
【0015】その場合、有機樹脂基板3の独立電極に接
続されるインナーリード5bは、搭載する半導体素子の
電極にワイヤボンディングされるインナーリード5aよ
り短く形成されている。これにより、半導体素子の電極
にワイヤボンディングされるインナーリード5aの領域
のデザインの自由度を大きくすることができる。また、
インナーリード5の先端部に対して所定の表面処理を施
すことが望ましい。
【0016】このリードフレーム本体2は、プレス法も
しくはエッチング法により従来通りの方法で形成するこ
とができる。例えば所定板厚のリードフレーム用銅合金
の金属板を用意し、この銅合金の金属板にフォトファブ
リケーション法を用いて所定のリードパターンを製版す
る。その後で、金属板の不要部分を塩化鉄溶液からなる
エッチング液により腐食除去することにより所定形状の
リードフレーム本体2を形成する。そして、インナーリ
ード5a上のワイヤボンディングされる部分に金めっき
を施し、またインナーリード5b上の、有機樹脂基板3
の独立電極が接続される部分には、錫めっきを施すこと
により、本実施例のリードフレーム本体2を形成するこ
とができる。
【0017】一方、図4に示すように有機樹脂基板3
は、良好な絶縁性及び耐熱性等の使用に耐え得る性質を
備えた例えばポリイミド樹脂、ガラスエポキシ樹脂ある
いはガラスポリイミド樹脂等の有機樹脂材料からなり、
中央に比較的大きな矩形状の開口8aを有するとともに
上下両面に接着剤層7を有する絶縁基板8と、この絶縁
基板8上に設けられ、インナーリード5bに電気的に接
続される所定数の独立電極9aからなる導体電極パター
ン9とから構成されている。各独立電極9aの外側端は
絶縁基板8の外周縁から外方に突出した突出電極部9b
となっている。開口8aの大きさは、図1に示すように
有機樹脂基板3がインナーリード5上に接着されたと
き、ワイヤボンディングされるインナーリード5aの先
端がこの開口8aを通して上方に露出するような大きさ
に設定されている。
【0018】また、各独立電極9aのワイヤボンディン
グされる部分には、表面処理が施されている。この表面
処理としては、例えばニッケルをベースとした金めっき
や銀めっき等が好ましいが、特にこれらのめっきに限定
されることはなく、他の金属のめっきでもよい。
【0019】この有機樹脂基板3は従来から行われてい
るTAB(Tape Automated Bonding)の製造方法と同様
の方法で製造することができる。例えば、両面にエポキ
シ系の接着剤等の適当な接着剤が塗布されて接着剤層7
が形成されているポリイミド樹脂フィルムを用意し、中
央部の所定の個所にパンチングにより開口8aを形成す
る。
【0020】開口8aが形成されたポリイミド樹脂フィ
ルムの片面に、電極パターン9を形成するための銅箔を
ラミネートし、この銅泊にエッチングレジストにより電
極パターン9の製版パターンを形成する。そして、塩化
鉄によりエッチングすることにより銅箔の不要な部分を
除去し、電極パターン9を形成する。最後にこの電極パ
ターン9に金めっきを施すことにより、本実施例の有機
樹脂基板3を形成することができる。
【0021】このように形成された金属製のリードフレ
ーム本体2と有機樹脂基板3とを接着して本実施例の多
層リードフレーム1を形成するには、まず有機樹脂基板
3をインナーリード5のボンディング面に、有機樹脂基
板3の電極パターン9と反対側の接着剤層7がこのボイ
ンディング面と相対するように密着させる。その場合、
断線等の不良が発生しないようにインナーリード5bと
独立電極9aの突出電極部9bとが良好に重なり合うよ
うに、リードフレーム本体2と有機樹脂基板3とを高精
度に位置決めする。
【0022】このようにリードフレーム本体2と有機樹
脂基板3とを位置決めした後、例えばヒーターチップや
熱ローラ等の熱圧着装置により有機樹脂基板3の全体
に、必要な圧力と温度とを均等にかけ、有機樹脂基板3
の接着剤層7を介して有機樹脂基板3をリードフレーム
本体2に接着する。その後、必要に応じて有機樹脂基板
3の接着剤層7の熱処理工程を行う。
【0023】次に、独立電極9の突出電極部9bとイン
ナーリード5bとの電気的接続を行う。この電気的接続
の方法としては、半田接続、Au−Sn共晶接続あるい
は異方性導電シートによる接続等の接続方法がある。こ
れらの電気的接続方法のいずれかの方法により、所定の
接続個所に前述と同様の熱圧着装置で熱と圧力とをかけ
ることにより、突出電極部9bとインナーリード5bと
を接続する。その場合、十分な接続強度を確保するため
に適正な温度と適正な圧力とをかける必要がある。こう
して、本実施例の図1および図2に示す多層リードフレ
ーム1が製造される。
【0024】この実施例の多層リードフレーム1を用い
て半導体素子を搭載するには、従来のリードフレームの
場合と同様にリードフレーム1のダイパッド6上に半導
体素子(不図示)をダイボンディングした後、半導体素
子の電極と開口8aを通して上方へ露出するインナーリ
ード5aの先端部および有機樹脂基板3上の独立電極9
aとをワイヤボンディングにより電気的に接続する。そ
して、このように半導体素子をリードフレーム1に搭載
した後、従来と同様に封止樹脂によりパーケジングす
る。
【0025】このような本実施例の多層リードフレーム
1においては、リードフレーム本体2のインナーリード
5と有機樹脂基板3の独立電極9aとの2層構造になっ
ているので、従来の金属単体から形成される同一サイズ
のリードフレームと比べると、格段に多くのインナーリ
ードを100μm以下の格段に小さい狭ピッチで形成す
ることができるようになる。
【0026】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
による多層リードフレームによれば、リードフレーム本
体のインナーリードと有機樹脂基板の独立電極との2層
構造になっているので、従来の金属単体から形成される
同一サイズのリードフレームと比べると、格段に多くの
インナーリードを格段に小さい狭ピッチで形成すること
ができるようになる。したがって、入出力端子のきわめ
て多い高集積のLSI等の半導体素子を、より一層小さ
いサイズにパッケージングすることができるようにな
る。
【0027】また本発明によれば、インナーリード上に
有機樹脂基板が接着されるので、従来必要不可欠であっ
たインナーリードのよれやばたつき等を防止するための
テーピング工程が不要となり、作業性および取扱性が向
上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る多層リードフレームの一実施例
を示す平面図である。
【図2】 図1に示す実施例の多層リードフレームのII
−II線に沿う部分断面図である。
【図3】 図1に示す実施例のリードフレーム本体を示
す平面図である。
【図4】 図1に示す実施例の有機樹脂基板を示す平面
図である。
【図5】 図4に示す有機樹脂基板のV−V線に沿う断面
図である。
【符号の説明】
1…多層リードフレーム、2…リードフレーム本体、3
…有機樹脂基板、4…アウターリード、5…インナーリ
ード、5a…ワイヤボンディングされるインナーリー
ド、5b…有機樹脂基板の独立電極と接続されるインナ
ーリード、6…ダイパッド、7…接着剤層、8…絶縁基
板、8a…開口、9…導体電極パターン、9a…独立電
極、9b…突出電極部
───────────────────────────────────────────────────── 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 21/60 301 M 6918−4M 23/12 23/14

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体素子を搭載する多層リードフレー
    ムにおいて、 外部回路に接続される所定数のアウターリードおよびこ
    れらのアウターリードに連続して形成される所定数のイ
    ンナーリードを少なくとも有するリードフレーム本体
    と、このリードフレーム本体の前記インナーリードに接
    着され、所定数の独立電極からなる電極パターンを有す
    る有機樹脂基板とからなり、前記インナーリードの少な
    くとも一部と前記独立電極とが電気的に接続されている
    ことを特徴とする多層リードフレーム。
  2. 【請求項2】 前記有機樹脂基板は、有機樹脂材料から
    なる絶縁基板とこの絶縁基板に形成されこの絶縁基板か
    ら外方に突出する突出電極部を有する前記独立電極とか
    ら少なくともなり、前記独立電極の前記突出電極部が前
    記インナーリードに接続されることを特徴とする請求項
    1記載の多層リードフレーム。
  3. 【請求項3】 半導体素子を搭載する多層リードフレー
    ムにおいて、 外部回路に接続される所定数のアウターリードおよびこ
    れらのアウターリードに連続して形成される所定数のイ
    ンナーリードを少なくとも有するリードフレーム本体
    と、このリードフレーム本体の前記インナーリードに接
    着され、中央に開口を有すると共に所定数の独立電極か
    らなる電極パターンを有する有機樹脂基板とからなり、
    前記インナーリードの一部と前記独立電極とが電気的に
    接続されていると共に、前記インナーリードの他部の先
    端が前記有機樹脂基板の前記開口を通して上方に露出し
    ていることを特徴とする多層リードフレーム。
  4. 【請求項4】 前記インナーリードの一部は前記インナ
    ーリードの他部よりも短く形成されていることを特徴と
    する請求項3記載の多層リードフレーム。
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