JPH06310644A - リードフレームおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 製造が容易で信頼性の高いリードフレームを
提供する。 【構成】 本発明のリ―ドフレ―ムでは、インナーリー
ド１ａ先端に薄肉材料からなる先端肉薄パターン１ｂが
接合されていることを特徴とする。

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およびそ
の製造方法に係り、特にそのリ―ドフレ―ムのインナー
リード先端部の形状加工に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の発達に伴い、これに使用さ
れるリードフレームにも多ピン化、小型化が要求されて
おり、インナーリード間隔やインナーリード幅の微細化
が極めて重要な課題となっている。リードフレーム素材
の厚みが厚ければ機械的強度は満足できるものの、形状
加工においては深刻である。

【０００３】ところで、リ―ドフレ―ムと半導体素子
（チップ）との接続方式はワイヤを用いるワイヤボンデ
ィング方式と、ワイヤを用いることなく半導体素子を導
体パタ―ン面に直接固着するワイヤレスボンディング方
式とに大別される。

【０００４】これらのうちワイヤボンディング方式は、
リ―ドフレ―ムのダイパッドに、チップを熱圧着により
あるいは導電性接着剤等により固着し、このチップのボ
ンディングパッドとリ―ドフレ―ムのインナ―リ―ドの
先端とを金線等を用いて電気的に接続するもので、１本
ずつ接続するためボンディングに要する時間が長く信頼
性の面でも問題があった。

【０００５】また、ワイヤレスボンディング方式にもい
ろいろな方式があるが、その代表的なものの１つに、イ
ンナ―リ―ドの先端に伸長する肉薄のパタ―ンの先端に
形成されたバンプを、チップのボンディングパッドに直
接接続することによりチップとインナ―リ―ドとを電気
的に接続するダイレクトボンディング方式がある。

【０００６】このようなダイレクトボンディングは、ワ
イヤボンディングのように１本づつボンディングするの
ではなく、チップに全リ―ドの先端を１度にボンディン
グすることができるため、ボンディング時間の大幅な短
縮を図ることができる上、ワイヤボンディング方式で必
要であったワイヤル−プ分の高さが不要となり半導体装
置の小形化をはかることができる。

【０００７】しかしながら、このようなダイレクトボン
ディングにおいては、ワイヤボンディングのように１本
づつボンディングするのではなく、チップに全リ―ドの
先端を１度にボンディングするため、ボンディング時の
熱も、ワイヤボンディングでは１７０℃〜２００℃であ
るのに対し、このダイレクトボンディングでは４００℃
〜６００℃と高熱となる。

【０００８】インナ−リ−ドは剛体であるため、この熱
によりインナ−リ−ドが伸長し、ボンディングパッドと
の接続部分にストレスが集中し、チップの機械的破損や
接続不良を生じるという問題があった。

【０００９】また、ボンディング後にチップ保護のため
に樹脂ケ−ス内にチップを封止するモ−ルド工程を経な
ければならないが、このモ−ルド工程で受ける熱によっ
ても同様にチップの機械的破損や接続不良の問題があっ
た。

【００１０】そしてさらに、半導体装置の小形化、薄型
化、高集積化に伴い、これに用いられるリードフレーム
についてもリード幅、リード間隔、板厚ともに小さくな
る一方であり、設計および製作には極めて高度の技術が
要求されるようになってきている。

【００１１】このようなリ―ドフレ―ムは、鉄系あるい
は銅系等の帯状の金属材料（条材）をスタンピング加工
又はエッチングにより所望のパタ―ンに成形したのち、
先端の肉薄部にバンプを形成することによって製造され
る。

【００１２】特に、スタンピング加工により形成される
リードフレームについては、インナーリードの全てを１
回の打ち抜き工程で成型することは困難であるため、リ
ード間は複数のステーションに分割して打ち抜くように
設計される。

【００１３】しかしながら、最近のリードフレームで
は、インナーリード先端部の板厚よりもリードピッチが
狭くなる傾向にあり、例えば、板厚0.15mmに対し、0.1
〜0.12mmの幅で打ち抜きを行わなければならないことも
ある。

【００１４】このような微細なリードフレームをスタン
ピング法により複数のステーションに分割して打ち抜く
場合、両側のインナーリードによじれが生じ、インナー
リード断面が歪んだ形状となり、これによってボンディ
ングエリアが減少するという現象が見られるようになっ
てきている。

【００１５】インナーリード最先端部では、高度のパタ
ーン精度を得るとともにボンディング性を向上するため
に薄くする必要がある。コイニングにより板厚を薄くす
るとともに有効平坦幅を確保するという方法が取られる
ことが多いが、インナーリード間隔が極めて狭いためコ
イニング量が深すぎると、隣接するインナーリードとの
短絡事故を起こす結果となる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】このように、リードフ
レームの微細化に伴い、インナーリードのパターン精度
向上への要求は高まる一方である。しかしながら、機械
的強度を維持するためにはある程度の厚みを必要とする
ため、形状加工においては非常に過酷な条件となる。

【００１７】しかしながら板厚が厚いと、スタンピング
加工ではパンチの破損が起こりやすく、エッチング加工
ではエッチング液のリード側面への回り込みによって断
面形状不良が発生し、ボンディングエリアを十分にとる
ことができない。さらには位置ずれ等から、ボンディン
グミスなどが多発し、これが信頼性低下の原因になるこ
とがあった。

【００１８】特にダイレクトボンディング方式のリード
フレームにおいては、十分な機械的強度を維持する一方
で、インナーリード最先端部が必要とする可撓性を呈す
る程度に薄く、良好な先端形状を有するインナーリード
を得る必要がある。

【００１９】本発明は、前記実情に鑑みてなされたもの
で、製造が容易で信頼性の高いリードフレームを提供す
ることを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】そこで本発明のリ―ドフ
レ―ムでは、インナーリード先端に薄肉材料からなる先
端肉薄パターンが接合されていることを特徴とする。

【００２１】また本発明の方法では、条材からリードフ
レームを成型する成型工程において、まず、条材に、開
口部を形成し、この開口部に肉薄材料からなる板状体を
接合し、この後エッチングおよびまたはスタンピングに
より形状加工を行うようにしている。

【００２２】すなわち、少なくともインナ―リ―ドの先
端肉薄部となる領域に開口を形成し、ここに肉薄材料か
らなる板状体を接合し、この後、インナーリード、アウ
ターリードおよびタイバーを含むリードフレームとなる
ようにスタンピング、エッチングなどにより形状加工す
る。

【００２３】

【作用】本発明によれば、インナーリード先端部をリー
ドフレーム素材よりも薄肉材料とするため、機械的強度
を維持しつつ、プレス加工やエッチング加工を容易に実
現することができ、高精度の先端形状を得ることができ
る。

【００２４】また、本体部と先端部とを異なる素材で構
成することも可能である。

【００２５】さらにまた、本体部と先端部とを異なる素
材で構成し、エッチング加工により形状加工を行う場
合、本体部の肉厚領域の構成材料に対して、先端部の肉
薄領域の構成材料のエッチング速度が小さくなるような
エッチング条件を選択するようにすれば、極めて高精度
で信頼性の高いリードフレームを容易に得ることができ
る。

【００２６】またスタンピング法を用いる場合には、開
口部の打ち抜きを行う際に、ある程度の肉厚領域の打ち
抜きを行っておき、肉薄材料を接合し、先端部の打ち抜
きおよび他の部分の仕上げ加工を行うようにしてもよ
い。

【００２７】さらに肉厚領域の打ち抜き後に、先端部の
形状加工を行うに際し、スタンピングではなくエッチン
グで行うようにしてもよく、肉厚領域を構成する材料は
エッチングされず、肉薄領域の構成材料のみがエッチン
グされるようなエッチング条件を用いてエッチングを行
うようにすれば、先端の肉薄領域にのみレジストパター
ンを形成すれば良く、処理加工が簡略化される。

【００２８】このようにして良好な断面形状をなすイン
ナーリードを得ることが可能となり、歪みもなく良好な
インナーリード先端肉薄部を得ることができる。

【００２９】さらにインナーリード先端肉薄部のねじれ
がないため、内部の残留応力が少なく、インナーリード
先端位置を正しく維持することができ、ボンディングミ
スも低減され、短絡事故の発生もなく信頼性の高いリー
ドフレームを得ることが可能となる。

【００３０】

【実施例】以下、本発明実施例のリ―ドフレ―ムの製造
方法について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

【００３１】まず、図１(a) および(b) に示すように、
銅を主成分とする厚さ0.25mmの帯状材料を、所望の形状
のインナーリード１、アウターリード２、タイバー３な
どの抜き型を具備した金型（図示せず）に装着し、プレ
ス加工を行なうことにより、インナーリード先端部に相
当する領域に開口１０を形成する。

【００３２】次いで、図２(a) および(b) に示すよう
に、前記成型工程で形成された開口１０に厚さ0.1mm の
肉薄の板状体２０を導電性接着剤１１によって接合す
る。

【００３３】この後、図３(a) および(b) に示すよう
に、インナーリード先端肉薄部相当部のリード間領域の
打ち抜きを行い、肉薄パターン１ｂを得る。

【００３４】このようにして、リードフレームの形状加
工を行った後、インナーリード先端肉薄部のメッキ工程
等を経て、リードフレームは完成する。

【００３５】このようにして形成されたリードフレーム
のインナーリード１の先端部肉薄部１ｂの断面形状は極
めて理想形状となり、かつアウターリード部などは肉厚
となっているため機械的強度も良好である。

【００３６】また、十分に肉薄の材料から形成できるた
め、インナーリードのねじれがないため、内部の残留応
力が少なく、インナーリード先端位置を正しく維持する
ことができ、ボンディング位置のずれを低減することが
できる。

【００３７】加えて、材料を自由に選択することがで
き、加工性も良好である。

【００３８】なお、インナーリード先端肉薄部相当部１
ｂを分断する工程の前または後に、応力除去のための焼
鈍を行う焼鈍工程を付加したり、またテーピングを行う
工程を付加したりしてもよい。

【００３９】次に本発明の第２の実施例について説明す
る。

【００４０】まず図４(a) および(b) に示すように銅を
主成分とする厚さ0.25mmの帯状材料のインナーリード先
端部に相当する領域にスタンピングにより開口部１０を
形成する。

【００４１】ついで、図５(a) および(b) に示すよう
に、この開口部１０に導電性接着剤１１を用いて厚さ0.
1mm の肉薄の板状体２０を接合する。

【００４２】そして、図６(a) および(b) に示すよう
に、リードフレームを形成するためのレジストパターン
を形成し、これをマスクとして、エッチングを行いイン
ナーリード１ａ、インナーリード先端肉薄部１ｂ、アウ
ターリード２、タイバー３などを得る。このエッチング
には、肉厚領域の構成材料に対して、先端部の肉薄領域
の構成材料のエッチング速度が小さくなるようなエッチ
ング条件を選択するようにすれば、エッチング終点が同
時になり、極めて高精度で信頼性の高いリードフレーム
を容易に得ることができる。

【００４３】このようにして、リードフレームの形状加
工を行った後、インナーリード先端肉薄部のメッキ工程
等を経て、リードフレームは完成する。

【００４４】また、前記実施例では、リードフレーム材
料として銅を用いたが、銅に限定されることなく、他の
材料をもちいてもよい事は言うまでもない。

【００４５】また、前記実施例ではめっき工程はリード
フレームの形状加工の終了後に行うようにしたが、形状
加工の途中で行うようにしても良い。

【００４６】さらにまた、各工程での成形領域は、適宜
変更可能である。

【００４７】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、高精度で信頼性の高いリードフレームを提供するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例のリードフレームの製造
工程図

【図２】本発明の第１の実施例のリードフレームの製造
工程図

【図３】本発明の第１の実施例のリードフレームの製造
工程図

【図４】本発明の第２の実施例のリードフレームの製造
工程図

【図５】本発明の第２の実施例のリードフレームの製造
工程図

【図６】本発明の第２の実施例のリードフレームの製造
工程図

【符号の説明】

１ インナーリード １ａ インナーリードの一部 １ｂ インナーリード先端肉薄部 ２ アウターリード ３ タイバー １０ 開口部 １１ 導電性接着剤 ２０ 肉薄材料

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のインナ―リ―ドと、 該インナ―リ―ドから伸張するアウタ―リ―ドと前記イ
   ンナーリード先端に接合された薄肉材料からなる先端肉
   薄パターンとを具備したことを特徴とするリードフレー
   ム。
2. 【請求項２】 条材に、開口部を形成する工程と前記開
   口部に肉薄材料からなる板状体を接合する工程とこの後
   エッチングおよびまたはスタンピングにより形状加工を
   行い複数のインナ―リ―ドと、該インナ―リ―ドから伸
   張するアウタ―リ―ドと、前記インナーリード先端に接
   合された薄肉材料からなる先端肉薄パターンとを形成す
   る工程とを含むことを特徴とするリードフレームの製造
   方法。