JPH07335803A - リードフレームの製造方法及びリードフレーム - Google Patents

リードフレームの製造方法及びリードフレーム

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JPH07335803A
JPH07335803A JP15305194A JP15305194A JPH07335803A JP H07335803 A JPH07335803 A JP H07335803A JP 15305194 A JP15305194 A JP 15305194A JP 15305194 A JP15305194 A JP 15305194A JP H07335803 A JPH07335803 A JP H07335803A
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  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リードスキューを小さくできるリードフレー
ムを提供し、半導体装置の電気回路搭載用基板への搭載
不能をできるだけ少なくする。 【構成】 インナーリード及びアウターリードのエッチ
ング断面のテーパー部形状が略一直線(ストレート)で
あるリードフレームをエッチング加工方法により作製す
る方法であって、エッチング加工の際に、インナーリー
ド部のエッチングスピードに併せ、アウターリードのエ
ッチングスピードを調整する為のダミーパターンをアウ
ターリードパターン間に設け、所定部分を貫通させると
ともに、ダミーパターンによるダミーレジストパターン
下のリードフレーム素材をエッチングにより消失させ、
更に、エッチングして、インナーリード及びアウターリ
ードのエッチング断面テーパー部形状を略一直線(スト
レート)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,半導体装置用の部品で
あるリードフレームに関するもので、詳くは、半導体装
置に用いられた際にリードスキューの発生の少ないリー
ドフレームに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、半導体装置用のリードフレー
ムは、エッチング加工方法またはプレス(スタンピン
グ)方法により作製されてきたが、微細なものの加工
は、エッチング加工が適しており、量産的にはプレス
(スタンピング)方法が優れていると言われ、各製造方
法はその目的に応じて用いられてきた。そして、近年、
半導体素子の高集積化、高機能化に伴い、半導体素子の
端子数の増加(多ピン化)の傾向が一層強くなり、同一
のパッケージを用いた場合、アウターリードについて
は、その狭ピッチ化がますますはげしくなってきた。こ
の為、半導体装置を電気回路搭載用基板に搭載する際、
アウターリードの位置精度の良いものが一層求められる
ようになってきた。
【0003】ところで、一般に、リードフレームを用い
た、QFP(Quard FlatPackage)等
の樹脂封止型半導体装置は、図5に示すように、半導体
素子をリードフレームのダイパッド部に搭載した(図5
(a))後、半導体素子の端子部とインナーリード部と
を金線等のワイヤで結線し(図5(b))、半導体素
子、ワイヤ、インナーリード部とを封止樹脂にて、樹脂
封止し(図5(c))、プレスによるダムバー除去をし
た後、アウターリード部を電気回路搭載用基板へ、挿入
できるように折り曲げ(図5(d))て作製されるが、
アウターリード部を折り曲げる加工(フオーミングと言
う。)を行った際、フオーミング時にアウターリードが
変形し、特に、アウターリード部が一定の方向にヨレて
位置ずれを発生することがある。この為、特に、図5
(d)の(ロ)にその平面図を示すような、QFP(Q
uard Flat Package)等のX、Y方向
の4箇所にアウターリードを持つパッケージにおいて
は、半導体装置を電気回路搭載用基板に搭載する際、ア
ウターリードのヨレによるリード位置ずれにより、X、
Y方向の4箇所の全てのリードを所定の位置に挿入する
ことができない場合があり、問題となっていた。DIP
(Dual Input Package)の場合にお
いても、アウターリードのヨレによる斜め変形は半田付
け不良等の原因の一になっており、問題となっていた。
【0004】上記、フオーミング時のアウターリード部
の一定の方向へのヨレ(位置ズレ)を一般にスキュー
(Skew)と呼んでいるが、このスキューの量はアウ
ターリードの断面形状に大きく依存するものである。特
に、エッチング加工により作製されたリードフレームの
場合、アウターリードの断面形状がスキュー量を大きく
していることがあり、特に、問題となっていた。そし
て、エッチング加工により作製されたリードフレームの
場合、アウターリードの断面形状は図4(a)に示すよ
うなものが一般的で、アウターリードの断面の腐食幅O
ET1が大きい程、又、エッジズレEM1が大きい程、
スキュー量が大きくなる傾向があった。腐食幅OET1
はエッチングの進行度合いに、エッジズレEM1はエッ
チング加工における、リードフレーム素材両面に作製す
る表裏のレジストパターンの位置ズレに大きく影響をう
けるものである。尚、スキュー量については、図6
(b)に示すように、パッケージの封止樹脂部に近接す
るアウターリードの断面センター位置とアウターリード
の先端断面のセンター位置との偏位量をいっており、図
6(a)の場合はスキュー量が0である。
【0005】しかしながら、従来の微細化加工に適した
エッチング加工方法によって作製されたリードフレーム
においては、一般に、アウターリードの断面及びインナ
ーリード断面は、図3に示すようになっていた。図3
(イ)はエッチング加工の際の表裏に形成するレジスト
パターンの位置ズレ(センターズレ)がないもので、図
3(ロ)は、レジストパターンの位置ズレ(センターズ
レ)がある場合である。インナーリード断面のエッチン
グ面側形状が略直線(ストレート)であるのに比べ、ア
ウターリードにおけるエッチング面側形状が大きくエグ
レている。この理由は、従来のリードフレームのエッチ
ング加工による作製方法は、リードフレーム形状に対応
したレジストパターンをリードフレーム素材の表裏に形
成し、エッチングして加工する方式のもので、アウター
リード部については、アウターリードに対応するレジス
トパターンのみを設けて、リードフレーム素材の両面か
らエッチングする方式であること、及び、リードフレー
ムにおいては、インナーリード部のピッチは、アウター
リード部のピッチに比べて狭く、その幅も小さいのが普
通であることより、エッチング加工によりリードフレー
ムを作製すると、アウターリード部の方がインナーリー
ド部に比べエッチングの入り方(進行度合い)が速くな
ってしまう為である。エッチング加工において、インナ
ーリード部が貫通した際には、既にアウターリード部で
は、断面のエッチング面側形状は略一直線的(ストレー
ト)になっており、インナーリード部の断面形状を図3
に示すように略一直線的(ストレート)にして、エッチ
ングを終えると、アウターリード部の断面のエッチング
面側は更にエッチングが進行して、図3に示すようにエ
グレてしまうのである。即ち、リード間の間隔が広いア
ウターリード部の場合、エッチングの際、エッチング液
の循環がインナーリード部に比べ良く、腐食が早く進行
する為で、図3に示すように、一般にリードフレームに
おいては、インナーリード部の断面のエッチング面側形
状が略一直線的(ストレート)で、アウターリードの断
面のエッチング面側形状はエグレた状態となるのであ
る。
【0006】更に、エッチング加工方法においては、エ
ッチング領域を決めるリードフレーム素材の両面に形成
するレジストパターンは、マスク原版を用いてリードフ
レーム素材の両面からレジストを露光することにより、
潜像を形成し、次いで、現像処理、乾燥をおこなって形
成するもので、リードフレーム素材の表裏では、表裏の
原版の位置が、最適位置よりもズレてしまうのが、一般
的であった。表裏の原版の位置が、最適位置よりもズレ
て、リードフレームが作製された場合、図3(ロ)の
(a)に示すように、最適位置にて露光された場合(図
3(イ)の(a))よりも、大きくエグレてしまう。
尚、ここで言う最適位置とは、表裏原版で対応する絵柄
のセンター位置がリードフレーム素材を介して素材に垂
直方向に一直線上になる位置を言っている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
状況のもと、エッチング加工方法によって作製されたリ
ードフレームにおいて、アウターリードの狭ピッチ化に
伴い、アウターリードのスキューに起因した、半導体装
置の電気回路搭載用基板への搭載不能をできるだけ少な
くしようとするものであり、詳しくは、リードフレーム
のアウターリードの断面形状を工夫することにより、ア
ウターリードの位置ズレ(スキュー)量を少なくできる
リードフレームを提供としようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のリードフレーム
の製造方法は、エッチング加工方法により、インナーリ
ード及びアウターリードの断面の、エッチング面側形状
が略一直線(ストレート)であるリードフレームを作製
する方法であって、少なくとも、順に、(A)リードフ
レーム素材の表裏両面にレジストを塗布し、乾燥する工
程、(B)リードフレーム素材の表裏を、アウターリー
ド部に対応するアウターリードパターン間に、インナー
リード部のエッチングスピードにアウターリード部のエ
ッチングスピードを併せる為の、ダミーパターンを有す
る所定のパターン版を用いて、前記レジストを露光し、
次いで現像して所定のパターン版に対応したレジストパ
ターンを得る工程、(C)レジストパターンを耐腐食膜
として、リードフレーム素材の表裏の露出した部分をエ
ッチングして、所定部分を貫通させるとともに、ダミー
パターンによるダミーレジストパターン下のリードフレ
ーム素材を、エッチングして消失させる工程、(D)更
にエッチングして、アウターリード断面のエッチング面
側形状を、エグレ幅が略ゼロの一直線(ストレート)と
なるように制御して、エッチングを止める工程、とを有
することを特徴とするものである。そして、上記におい
て、表裏所定パターン版間の位置ズレ(見当ズレ)を2
0μm以下に制御し、且つ、アウターリード断面のエッ
チング面側形状を、エグレ幅が5μm以下の略一直線
(ストレート)となるように制御して、エッチングを止
めることを特徴とするものである。更に、本発明のリー
ドフレームの製造方法は、上記において、所定のパター
ン版として、隣合うアウターリード部に対応するアウタ
ーリードパターン間に、インナーリードパターン間と略
同一の幅になるようなダミーリードパターンを1個乃至
複数個設けて、インナーリード部のエッチングスピード
にアウターリード部のエッチングスピードを併せたこと
を特徴とするものである。又、本発明のリーバフレーム
は、エッチング加工方法により作製されたリードフレー
ムであって、インナーリードの断面のエッチング面側形
状、及びアウターリードの断面のエッチング面側形状
が、エグレ幅を略ゼロとする略一直線(ストレート)で
あることを特徴とするものである。そして、上記におい
て、アウターリードのエッチング面側形状は、エッジズ
レが20μm以下で、且つ、インナーリードの断面のエ
ッチング面側形状、及びアウターリード断面のエッチン
グ面側形状が、エグレ幅を5μm以下とする略一直線
(ストレート)であることを特徴とするものである。
【0009】本発明のリードフレームの製造方法は、所
定のパターン版として、隣合うアウターリード部に対応
するパターン間にダミーパターンを用いるもので、該ダ
ミーパターンに対応したレジストパターン下のリードフ
レーム素材部を、エッチング加工時にエッチングによ
り、消失させる。これは、エッチング速度をダミーパタ
ーンを用いることにより制御するとともに、最終的に不
要となるダミーパターンに対応するレジストパターン下
のリードフレーム素材部を消失させる為で、各種仕様の
リードフレームに対し、エッチング加工に際して、アウ
ターリードの断面のエッチング面側形状を略一直線(ス
トレート)にする時に、インナーリードの断面のエッチ
ング面側形状も略一直線とし得るように、アウターリー
ド部のエッチングスピードを調整して、リードフレーム
の作製をできるようにしたものである。即ち、リード間
の間隔が広いアウターリード部の場合、エッチングの
際、エッチング液の循環がインナーリード部に比べ良
く、腐食が早く進行する為に、アウターリード部に、ダ
ミーのレジストパターンを設けて、アウターリード部に
おけるエッチングスピードを制御してエッチング加工を
行い、インナーリード部とアウターリード部におけるリ
ード断面のエッチング面側形状が共に略一直線的(スト
レート)となった時点でエッチングを停止するものであ
る。尚、上記において、エグレ幅とは図4(b)に示す
本発明のリードフレームのアウターリード断面形状にお
いて、腐食幅OET2−エッジズレEM2を意味する。
【0010】
【作用】本発明のリードフレームの製造方法は、上記の
ような構成にすることにより、インナーリード部の断面
形状を確保しつつ、アウターリードの断面のテーパー部
形状を略一直線(ストレート)としたリードフレームの
作製を可能とするもので、特に、フオーミング時に発生
するスキュー量を著しく減少させることができるリード
フレームを作製可能とするものである。詳述すると、ダ
ミーパターンを用い、ダミーレジストパターンを形成し
て、エッチング加工することにより、アウターリード部
のエッチングスピードを制御し、インナーリードの断面
のエッチング面側形状及びアウターリードの断面のエッ
チング面側形状を共に略一直線(ストレート)とするこ
とを可能としている。即ち、ダミーパターンを用い、ダ
ミーレジストパターンを設け、且つ、エッチング加工時
に該ダミ−レジストパターン下のリードフレーム素材部
をエッチングにより消失させることにより、アウターリ
ード部のエッチングスピードを調整するとともに、最終
的に不要なダミ−レジストパターン下のリードフレーム
素材部を除去している。したがって、各種仕様のリード
フレームにおいても、エッチングの制御、管理をし易い
ものとしている。そして、本発明のリードフレームの製
造方法は、表裏所定パターン版間の位置ズレ(見当ズ
レ)を20μm以下に制御し、且つ、アウターリード断
面のエッチング面側形状の、エグレ幅が5μm以下の略
一直線(ストレート)となるように制御して、エッチン
グを止めることによって、スキューが、実用上、問題と
ならない半導体装置を提供できるリードフレームの製造
を可能にしている。又、本発明のリードフレームは、上
記のような構成にすることにより、インナーリーど部の
断面形状を確保しつつ、フオーミング時に発生するスキ
ュー量を著しく減少させることができるもので、アウタ
ーリードの位置ズレに起因した、半導体装置における回
路基板への搭載不能を少なくしている。そして、アウタ
ーリードのエッチング面側形状の、エッジズレを20μ
m以下にし、且つ、インナーリードの断面のエッチング
面側形状、及びアウターリードのエッチング面側形状
は、エグレ幅が5μm以下の略一直線(ストレート)と
することにより、インナーリード部形状を確保しつつ、
スキューが、実用上、問題とならない半導体装置の提供
を可能にしている。結局、半導体装置の高集積化、高機
能化による、アウターリードの増加(多ピン化)に伴
う、QFP等のパッケージの電子回路搭載基板への搭載
不能に対応できる半導体装置の提供を可能としている。
【0011】
【実施例】本発明のリードフレームの製造方法の実施例
1を挙げ、実施例1について、以下、図1にそって説明
する。図1は、実施例1のリードフレームの製造方法の
工程を示す要部の断面図であり、図1中、101はリー
ドフレーム素材、102はレジスト、102Aはレジス
トパターン(表)、102Bはレジストパターン
(裏)、103はダミーレジストパターン、104はア
ウターリード部レジストパターン、106はエッチング
凹部、106Aは貫通孔、107はダミーパターン下の
リードフレーム素材、108はアウターリード、109
はエッチング部で、110はエッチング面である。先
ず、板厚0.15mmの42合金(42%ニッケル−鉄
合金)からなる素材101に脱脂、洗浄処理等を行い乾
燥させた後に、レジスト102(東京応化(株)製のポ
ジレジストOFPR−800/商品名)を膜厚6μmに
リードフレーム素材101の両面に塗布し、乾燥した。
(図1(a)) 次いで、表裏に所定のパターン版を用いて、表裏パター
ンの位置ズレ(見当ズレ)が起こらないように素材の両
面を露光した後、東京応化(株)製の現像液NMD(商
品名)にて現像を行い、乾燥して、所定のパターン版に
対応したレジストパターン102A、102Bを得た。
(図1(b)) 所定のパターン版には、ダミーパターンが設けられてお
り、このダミーパターンにより、アウターリード部に対
応するレジストパターン(アウターリード部レジストパ
ターン104)間に、インナーリード部(図示していな
い)とエッチング時にエッチング進行度合いが略同一と
なるように、エッチングスピード調整用としてのダミー
レジストパターン103を設けた。この後、リードフレ
ーム素材101の露出した部分をリードフレーム素材1
01の両面から、塩化第二鉄(比重〜Be、液温〜°
C)を用いてエッチングし、エッチング凹部106を形
成し(図1(c))た。図1(c)の状態から、更に、
エッチングを進め、凹部に貫通孔106Aを形成する
(図1(d))とともに、ダミーレジストパターン10
3下のリードフレーム素材107を消失せた。(図1
(e))次いで、更にエッチングして、アウターリード
の断面のエッチング面側形状のエグレ幅(図4の(b)
の腐食幅OET2とエッジズレEM2の差)が5μm以
下の略一直線(ストレート)となるように制御して、エ
ッチングを止め、レジスト部を除去し、洗浄処理を行
い、乾燥した後に、所定形状のリードフレームを得た。
(図1(f)) このようにして得られた、リードフレ
ームは図2に示すように、インナーリード断面のエッチ
ング面側形状、アウターリードの断面のエッチング面側
形状、ともに略一直線となった。
【0012】本実施例においては、アウターリードのエ
ッチングのスピードを調整し、エッチング終了時にイン
ナーリードの断面のエッチング面側形状とアウターリー
ドの断面のエッチング面側形状とが共に略一直線(スト
レート)になるようにしたもので、エッチングスピード
の調整手段として、エッチング加工によるリードフレー
ム作製時、アウタリードに対応するレジストパターン間
にダミーレジストパターンを設けた。本実施例の場合、
インナーリードピッチは0.2mm、幅0.1mm、ア
ウターリードピッチは0.65mm、幅0.3mmであ
り、アウターリードパターン間に設けたダミーパターン
は、インナーリードパターン間の間隔と略同じとなるよ
うに図1(b)のような位置、形状で設けた。図4は、
エッチング加工時の表裏のマスク原版の位置ズレが略等
しい場合における、本発明の製造方法によって作製され
たリードフレームのアウターリードの断面形状(図4
(b))と従来のエッチング加工によるリードフレーム
のアウターリードの断面形状(図4(a))を示すもの
であるが、両者について形状を比較すると、エッジズレ
EM1≒エッジズレEM2であるが、腐食幅OET2<
腐食幅OET1であることが分かる。この状態で共に、
所定のインナーリード断面を得ており、図4(b)の場
合、図4(a)に比べ、エッチングの進行を遅らせてい
ることが分かる。このエッチングの進行を遅らせるのに
ダミーパターンを使用しているのである。
【0013】次いで、本発明のリードフレームの実施例
を挙げる。図2にそって説明する。図2(イ)は、実施
例のリードフレームの要部であるアウターリードの断面
及びインナーリードの断面図を表したものである。本実
施例リードフレームは、上記実施例のリードフレームの
製造方法により形成されたものであるが、図3(b)に
示すように、作製工程において、表裏パターン版の位置
ズレがない状態で露光され、レジストパターンが形成さ
れたもので、断面の表裏平坦面の端部位置が略同位置に
あることで、それが分かる。断面形状は略一直線(スト
レート)となっており、フオーミング処理に対し、スキ
ューの発生しにくい形状となっている。
【0014】図2(ロ)は、上記実施例リードフレーム
の変形例を示すもので、上記実施例のリードフレームと
同様に、実施例のリードフレームの製造方法により作製
されたものである。この変形例リードフレームの場合
は、作製する際に、表裏パターン版に多少の位置ズレが
ある状態で露光され、作製されたものである。
【0015】上記、本発明のリードフレームと、図4に
示すアウターリードの断面をもつ、腐食幅OET1が大
きい従来のリードフレームについて、フオーミング後の
スキュー量を測定した結果を表1に示す。 尚、上記〜は、いずれも、リードピッチ0.65m
m、リード幅0.3mm、160pinで、EIJA規
格のもので、σは標準偏差である。表1に示すように、
作製の際、表裏のパターン版に位置ズレ(見当ズレ)が
生じたとしても、従来のリードフレームに比べ、本発明
のリードフレームはスキューの発生が少ない。表1よ
り、アウターリードの断面のテーパー部形状をエグレ幅
が5μmとなるようにすれば、エッチング加工時の表裏
パターンの見当ズレに起因する、アウターリードの表裏
の平坦面のセンター位置ズレCOが20μm内ならば、
スキュー(Skew)は平均値で49μm、バラツキも
3σで約5μmであり、特にスキューが問題となり易い
X、Y方向4箇所にアウターリードを設けるQFP(Q
uard Flat Package)においても、実
用上、全く問題がない。
【0016】
【発明の効果】本発明は、上記のように、エッチング加
工により作製されるリードフレームにおいて、アウター
リードの断面テーパー部形状を略一直線(ストレート)
とすることにより、半導体装置へ用いられた場合、アウ
ターリードのスキューを少なくし、半導体装置の電気回
路搭載用基板への搭載不能を少なくできるものであり、
結果として、アウターリードの狭ピッチ化に対応できる
半導体装置の提供を可能としている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例のリードフレームの製造方法の工
程図
【図2】本発明実施例のリードフレームの要部断面図
【図3】従来のリードフレームの要部断面図
【図4】アウターリードの断面の形状を説明する為の図
【図5】半導体装置作製工程を説明するための図
【図6】リードスキューを説明するための図
【符号の説明】
101 リードフレーム素材 102 レジスト 102A レジストパターン(表) 102B レジストパターン(裏) 103 ダミーレジストパターン 104 アウターリード部レジストパター
ン 106 エッチング凹部 106A 貫通孔 107 ダミーレジストパターン下リード
フレーム素材 108 アウターリード 109 エッチング部 110 エッチング面 OET1、OET2 腐食幅 EM1、EM2 エッジズレ CO1、CO2 表裏ズレ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エッチング加工方法により、インナーリ
    ード及びアウターリードの断面の、エッチング面側形状
    が略一直線(ストレート)であるリードフレームを作製
    する方法であって、少なくとも、順に、 (A)リードフレーム素材の表裏両面にレジストを塗布
    し、乾燥する工程、 (B)リードフレーム素材の表裏を、アウターリード部
    に対応するアウターリードパターン間に、インナーリー
    ド部のエッチングスピードにアウターリード部のエッチ
    ングスピードを併せる為の、ダミーパターンを有する所
    定のパターン版を用いて、前記レジストを露光し、次い
    で現像して所定のパターン版に対応したレジストパター
    ンを得る工程、 (C)レジストパターンを耐腐食膜として、リードフレ
    ーム素材の表裏の露出した部分をエッチングして、所定
    部分を貫通させるとともに、ダミーパターンによるダミ
    ーレジストパターン下のリードフレーム素材を、エッチ
    ングして消失させる工程、 (D)更にエッチングして、アウターリード断面のエッ
    チング面側形状を、エグレ幅が略ゼロの略一直線(スト
    レート)となるように制御して、エッチングを止める工
    程、を有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】 請求項1において、表裏所定パターン版
    間の位置ズレ(見当ズレ)を20μm以下に制御し、且
    つ、アウターリード断面のエッチング面側形状を、エグ
    レ幅が5μm以下の略一直線(ストレート)となるよう
    に制御して、エッチングを止めることを特徴とするリー
    ドフレームの製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1ないし2において、所定のパタ
    ーン版として、隣合うアウターリード部に対応するアウ
    ターリードパターン間に、インナーリードパターン間と
    略同一の幅になるようなダミーリードパターンを1個乃
    至複数個設けて、インナーリード部のエッチングスピー
    ドにアウターリード部のエッチングスピードを併せたこ
    とを特徴とするリードフレームの製造方法。
  4. 【請求項4】 エッチング加工方法により作製されたリ
    ードフレームであって、インナーリードの断面のエッチ
    ング面側形状、及びアウターリードの断面のエッチング
    面側形状が、エグレ幅を略ゼロとする略一直線(ストレ
    ート)であることを特徴とするリードフレーム。
  5. 【請求項5】 請求項4において、アウターリードのエ
    ッチング面側形状は、エッジズレが20μm以下で、且
    つ、インナーリードの断面のエッチング面側形状、及び
    アウターリード断面のエッチング面側形状が、エグレ幅
    を5μm以下とする略一直線(ストレート)であること
    を特徴とするリードフレーム。
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