JPH07263605A - 多層リードフレーム及びその製造方法 - Google Patents
多層リードフレーム及びその製造方法Info
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Abstract
半田リフロー時に金属板とモールド樹脂間で発生するリ
フロークラックの発生を有効に防止する。 【構成】リードフレーム1上に、ヒートスプレッダとな
る銅合金板2を積層した多層リードフレームである。銅
合金板2のリードフレーム1と接触しない面に粗面化処
理層8を形成する。リードフレーム1と接触する面に接
着剤7を設け、この接着剤7を介してリードフレーム1
に半導体素子5を接着する。粗面化処理層8は交流粗化
処理または、電解粗化処理、黒色酸化粗化処理で形成す
る。接着剤7は熱可塑性接着剤を用いても、熱硬化性接
着剤を用いてもよい。銅合金板2はモールド樹脂4中に
内蔵されるタイプであるが、粗面化処理後の表面にさら
に防錆処理を施してもよい。
Description
その製造方法に係り、特に耐半田リフロー性を高めたも
のに関する。
に伴い、半導体素子を搭載するリードフレームには電気
伝搬特性の向上、及び放熱性の向上が求められている。
最近は、これに対応して、リードフレームに金属板を貼
り合わせることによって、リードのインダクタンスを減
少させた構造を有するリードフレームや、その貼り合わ
せた金属板上に直接半導体素子を搭載することによっ
て、放熱性を向上させたリードフレーム等が実用化され
ている。
としては、図4に示すようなリードと金属板を両面接着
剤付きテープで貼り合わせた構造のものがある(例え
ば、日経マイクロデバイス(1991年5月号、p94
〜99)。
用しないで、図5に示すような接着剤を塗布した金属板
に直接リードを接着させた構造のものもある(特公平4
−39780号公報)。
構造の多層リードフレームにおいては、モールド成形後
の半田リフロー時に、リフロークラックの発生という欠
点を有している。これは、広い面積の金属板がモールド
内に存在するため、金属板とモールド樹脂との熱膨張差
によって、半田リフロー時に金属板とモールド樹脂の界
面に剥離が生じるためである。
の密着性を向上することによって、上述した従来技術の
欠点を解消して、リフロークラックの発生を防止するこ
とが可能な多層リードフレームを提供することにある。
ストダウンを図ることが可能な多層リードフレームの製
造方法を提供することにある。
ームは、リードフレーム上に金属板を積層した多層リー
ドフレームにおいて、金属板の少なくともリードフレー
ム側と接触しない面に粗面化処理層が設けられ、リード
フレーム側と接触する面に接着剤が設けられているもの
である。
ードフレーム上に金属板が積層され、その金属板がモー
ルド樹脂中に内蔵されるタイプの多層リードフレームに
おいて、金属板の少なくともリードフレームと接触しな
い面に防錆処理層が設けられ、リードフレーム側と接触
する面に接着剤が設けられているものである。
方法は、予め金属板の一方の面に接着剤を塗布し、他方
の面または両面に粗面化処理を施す工程と、金属板を連
続して供給する工程と、金属板を他方の面から接着剤を
塗布した一方の面に向って所定形状に打ち抜く工程と、
金属板に設けられた接着剤が溶融する温度までリードフ
レームを昇温させる工程と、リードフレームに接着層を
介して金属板を貼り合わせる工程とを備えたものであ
る。
ヤボンディング後、モールド成形されるが、少なくとも
金属板のリードフレーム側と接触しない面、すなわちモ
ールド樹脂と接する側の面に粗面化処理が施されている
と、モールド樹脂と金属板との接着強度が上昇する。そ
のため、後に半田リフロー時の加熱によって発生する金
属板とモールド樹脂との界面の応力よりも接着強度が強
くなる。したがって、樹脂内に存在する広い面積の金属
板とモールド樹脂との熱膨張差があっても、リフロー時
に金属板とモールド樹脂との界面に剥離が生じなくな
り、リフロークラックが発生しない。接着強度は、粗面
化処理した面にさらに防錆処理を施すことによって上昇
し、リフロークラック発生防止の効果は大きくなる。
(例えば42合金)等が使われる。金属板はヒートスプ
レッダ等として機能し、その材料は例えばOFC(無酸
素銅)等の銅系材料である。金属板は1層の積層でも2
層以上の積層でも良い。粗面化処理には、電解粗化処
理、黒色酸化粗化処理や交流粗化処理によるものがあ
る。
酸化銅からなる微細粒子を銅板表面に電着付与する方法
である。黒色粗化酸化処理による粗面化処理は、銅板表
面を酸化処理することによって、Cu2 O、CuOの混
合物を銅板表面に析出させ粗面化するものである。交流
粗化処理は、塩酸や硝酸などの電解液中に銅板を入れ、
銅板と電極の間に交流を通じ、エッチングと析出を交互
に行なう方法である。
性接着剤が使える。熱可塑性接着剤を使用すると、加熱
時にリードフレームを汚染するようなアウトガス発生の
少ない、より高信頼性のリードフレームを得ることがで
きる。熱硬化性接着剤を使用すると、低温で貼付けの可
能な安価なリードフレームが得られる。熱可塑性接着剤
としてはポリエーテルアミドイミド等からなる接着剤が
ある。熱硬化性接着剤としてはフェノール・エポキシ系
樹脂等からなる接着剤がある。なお、どの接着剤を使用
するかは、粗面化処理とは無関係に選択することができ
る。
をヒートスプレッダ付きリードフレームについて説明す
る。
フレームを図1(A)に示す。リードフレームには、半
導体素子5を搭載する部分を打ち抜いた160ピンの銅
合金製リードフレーム1を使用した。このような銅合金
製のリードフレームとして2.0重量%Sn,0.2重
量%Ni−Cu合金を用いた。ヒートスプレッダとなる
金属板には、片面に厚さ20μm の熱可塑性接着剤7を
塗布し、もう一方の片面に後述する粗面化処理層8を設
けた厚さ0.1mmの銅合金板2を使用した。熱可塑性接
着剤としては日立化成(株)製のポリアミドイミドから
なる接着剤HM−1(商品名)を用いた。銅合金板とし
てはリードフレームと同じ材料を用いた。このリードフ
レーム1の所定位置に銅合金板2を加熱加圧することに
よってその片面を接着した構造の多層リードフレームを
製作した。
着されない他の面に、表1の左欄に示すような種々の表
面処理を行った。表1においてNo.1は無処理、N
o.2は交流粗化処理、No.3は電解粗化処理、N
o.4は黒色酸化粗化処理によりそれぞれ粗面化処理を
行なったものである。またNo.5は無処理の銅合金板
に防錆処理を施し、No.6は交流粗化処理により粗面
化処理したものに更に防錆処理を施したものである。各
サンプル数は10個である。防錆処理は、通常ジンクロ
メート処理と呼ばれるZn−Cr系の防錆処理を行なっ
たものである。
を用いた半導体装置は、図1(B)に示すように、銅合
金板2のリードフレーム1側と接着される面に、半導体
素子5を搭載し、金線6で半導体素子5とリードフレー
ム1とをワイヤボンディングした後、モールド樹脂4で
モールド成形を行いパッケージ化して構成した。パッケ
ージは銅合金板2がモールド樹脂4中に埋め込まれる内
蔵型とした。
(相対湿度)恒温槽中に168時間放置した後、アウタ
ーリードに半田をつけるために260℃の半田槽中にデ
ィップ(半田リフロー)し、リフロークラックの発生を
調べた。その結果を表1の右欄に示す。交流粗化処理に
せよ電解粗化処理にせよ粗面化処理を行うことによっ
て、リフロークラックの発生が皆無になり、耐リフロー
性が著しく向上したことが分かる。また、無処理であっ
ても防錆処理を施したものもリフロークラックが皆無で
あり、粗面化処理を行ったものと同等の効果があること
が分かった。また交流粗化処理による粗面化処理に加え
て防錆処理を施したものも同様の効果があることが分か
った。なお、通常、防錆処理は露出型のものに施すが、
内蔵型のものには施さない。本実施例のものは内蔵型で
ありながら敢えて防錆処理を施している点に留意すべき
である。
接着性を調べるため、次のような単純化した試験を行っ
た。図2に試験方法を示す。表1と同様に、種々の表面
処理(表2の左欄)した銅合金板10上に柱状のモール
ド樹脂9を接着し、矢印に示すように、銅合金板10と
モールド樹脂9とを相対的にずらして、銅合金板10と
モールド樹脂9間のせん断力を測定した。その結果を表
2の右欄に示す。無処理の銅合金板に較べて、粗面化処
理を施した銅合金板とモールド樹脂との接着力は著しく
大きく、これが耐フロー性の向上に効果があるものと考
えられる。また、防錆処理のみの場合、粗面化処理に防
錆処理を加えた場合も同様に効果があった。
層リードフレーム単体について説明したが、次に、上記
した多層リードフレームの連続製造方法について説明す
る。図3に製造ラインの一例を示す。
μm の熱可塑性接着剤を塗布した。反対の面には電解に
よる粗化処理によって粗面化処理を行い、その後、さら
に上述した防錆処理を行った。
に巻き取った後、金型を経由して巻取装置21に連続的
に巻き取るようにする。金型は、リードフレーム1を加
熱支持する加熱ステージ18と、銅合金板2を打ち抜く
打抜きパンチ14と、銅合金板2を押えるストリッパ1
5とからなる。
7を塗布した面に向って、パンチ14により所定の形状
に打ち抜くと同時に、この打抜いた打抜き材19を、3
50℃に加熱した加熱ステージ18上に置かれたリード
フレーム1の所定の位置に貼り付けて、図1(A)に示
す構造のリードフレームを連続的に製造した。このリー
ドフレームに、素子搭載、ワイヤボンディング、モール
ド成形してパッケージ化した(図1(B))。その後、
実施例1と同じリフロー試験を行ったが、リフロークラ
ックの発生は見られなかった。
熱可塑性樹脂に代えて熱硬化性接着剤を塗布したものを
使用して、実施例2と同様にリードフレームを連続製造
した。ただし、リードフレームを加熱する加熱ステージ
の温度は180℃とした。また熱硬化性接着剤としては
(株)巴川製糸所製のRXF(商品名)を用いた。貼り
合わせ後、N2 気流中で250℃×2min 加熱して接着
剤を硬化させた。このリードフレームに素子搭載、ワイ
ヤボンディング、をモールド成形してパッケージ化後、
実施例1と同じリフロー試験を行ったが、リフロークラ
ックの発生は見られなかった。
面あるいは少なくともリードと接着しない面を粗面化処
理することによって、モールド樹脂と金属板との接着力
が著しく向上するため、耐リフロー性が大きく改善さ
れ、高い信頼性を持つことができる。
ば、金属板がモールド樹脂中に内蔵されるため本来防錆
処理を必要としないが、金属板の少なくともリードフレ
ームと接触しない面に防錆処理を施すようにしたので、
モールド樹脂と金属板との接着強度を高めることがで
き、上記と同様な効果を得ることができる。
製造方法によれば、予め粗面化処理及び接着剤を施した
金属板を打ち抜いて、この金属板をリードフレームに接
着剤を介して貼り合わせるようにし、これらを連続して
行うようにしたので、生産性が向上し、コストダウンを
図ることができる。
るための金属板内蔵型の半導体装置の断面図である。
法を示す説明図である。
例を説明するためのリードフレーム製造装置の構成図で
ある。
フレームを説明するための金属板内蔵型の半導体装置の
断面図である。
フレームを説明するための金属板内蔵型の半導体装置の
断面図である。
Claims (7)
- 【請求項1】リードフレーム上に金属板を積層した多層
リードフレームにおいて、上記金属板の少なくともリー
ドフレーム側と接触しない面に粗面化処理層が設けら
れ、リードフレーム側と接触する面に接着剤が設けられ
ていることを特徴とする多層リードフレーム。 - 【請求項2】上記粗面化処理層の表面にさらに防錆処理
層が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の
多層リードフレーム。 - 【請求項3】リードフレーム上に金属板が積層され、そ
の金属板がモールド樹脂中に内蔵されるタイプの多層リ
ードフレームにおいて、上記金属板の少なくともリード
フレームと接触しない面に防錆処理層が設けられ、リー
ドフレーム側と接触する面に接着剤が設けられているこ
とを特徴とする多層リードフレーム。 - 【請求項4】上記粗面化処理層が電解粗化処理、黒色酸
化粗化処理、あるいは交流粗化処理のうちいずれか一つ
の方法により設けられていることを特徴とする請求項1
ないし3のいずれかに記載の多層リードフレーム。 - 【請求項5】上記接着剤が熱可塑性接着剤であることを
特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の多層リ
ードフレーム。 - 【請求項6】上記接着剤が熱硬化性接着剤であることを
特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の多層リ
ードフレーム。 - 【請求項7】予め金属板の一方の面に接着剤を塗布し、
他方の面または両面に粗面化処理を施す工程と、上記金
属板を連続して供給する工程と、上記金属板を他方の面
から接着剤を塗布した一方の面に向って所定形状に打ち
抜く工程と、上記金属板に設けられた上記接着剤が溶融
する温度までリードフレームを昇温させる工程と、上記
リードフレームに上記接着層を介して上記金属板を貼り
合わせる工程とを備えたことを特徴とする多層リードフ
レームの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5555894A JP3186408B2 (ja) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | 多層リードフレーム及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5555894A JP3186408B2 (ja) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | 多層リードフレーム及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07263605A true JPH07263605A (ja) | 1995-10-13 |
JP3186408B2 JP3186408B2 (ja) | 2001-07-11 |
Family
ID=13002038
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5555894A Expired - Lifetime JP3186408B2 (ja) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | 多層リードフレーム及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3186408B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998042022A1 (fr) * | 1997-03-18 | 1998-09-24 | Seiko Epson Corporation | Dispositif a semiconducteur et procede de fabrication associe |
JP2001015682A (ja) * | 1999-06-28 | 2001-01-19 | Hitachi Ltd | 樹脂封止型電子装置 |
JP2005353814A (ja) * | 2004-06-10 | 2005-12-22 | Stanley Electric Co Ltd | 大電力用ledランプ |
-
1994
- 1994-03-25 JP JP5555894A patent/JP3186408B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
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---|---|---|---|---|
WO1998042022A1 (fr) * | 1997-03-18 | 1998-09-24 | Seiko Epson Corporation | Dispositif a semiconducteur et procede de fabrication associe |
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JP2001015682A (ja) * | 1999-06-28 | 2001-01-19 | Hitachi Ltd | 樹脂封止型電子装置 |
JP2005353814A (ja) * | 2004-06-10 | 2005-12-22 | Stanley Electric Co Ltd | 大電力用ledランプ |
JP4485856B2 (ja) * | 2004-06-10 | 2010-06-23 | スタンレー電気株式会社 | 大電力用ledランプ |
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---|---|
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