JPH0758274A

JPH0758274A - リードフレーム及び半導体装置並びにリードフレーム用帯材

Info

Publication number: JPH0758274A
Application number: JP5206616A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiko Tada; 信彦多田; Naoki Mitsuyanagi; 直毅三柳; Yoshiaki Shimomura; 義昭下村; Shigeyuki Sakurai; 茂行桜井; Yoshiya Nagano; 義也長野
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1993-08-20
Filing date: 1993-08-20
Publication date: 1995-03-03

Abstract

(57)【要約】【目的】インナーリードの電気抵抗の低下とアウターリ
ードの機械的強度の向上とを両立させることができ、し
かも製作が容易なリードフレーム、及び半導体装置、並
びにリードフレーム用帯材を提供する。【構成】半導体チップの各端子と電気的に接続される多
数のインナーリード１０３と、インナーリード１０３の
外方に連続するアウターリード１０４とを有するリード
フレーム１０１は、高強度材料である４２アロイ２０２
の帯材を母材とし、この帯材の幅方向中央部分における
少なくとも厚さ方向の一部に良電導材料である純銅２０
１が配置された複合材により形成される。これにより、
インナーリード１０３より内方の部分が純銅２０１と４
２アロイ２０２の二層構造となり、アウターリード１０
４等の外方の部分が４２アロイ２０２のみの構造とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体チップを搭載し
その各端子が電気的に接続されるリードフレーム及びそ
のリードフレームを用いた半導体装置並びにそのリード
フレームに使用されるリードフレーム用帯材に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、微細なパターンの半導体装置
に使用されるリードフレームに対して使われていた材料
としては、例えば４２Ｎｉ−Ａｌ合金（以下、４２アロ
イという）がある。この４２アロイの機械的強度は、引
張り強さで50〜65kgf／mm²（490〜640MPa）である。ま
た、より微細なパターンの半導体装置に使用されるリー
ドフレーム用の材料として引張り強さが60〜130kgf／mm
²（590〜1280MPa）程度の高強度材料が開発されてい
る。

【０００３】これに対し、上記のような半導体装置より
も大きなパターンの半導体装置に使用されるリードフレ
ーム用帯材として無酸素銅（以下、純銅という）があ
る。その機械的強度は引張り強さで30〜37kgf／mm²（29
0〜360MPa）である。

【０００４】また、上記各材料の電気導電率は、純銅が
100％JACAであるのに対して、４２アロイは3％JACA、さ
らに高強度材料は４２アロイよりも電気伝導性が悪くな
る。従来から電気抵抗が小さくかつ機械的強度の高いリ
ードフレーム用帯材の開発も行われているが、一般に、
材料の機械的強度と導電率とは相反する傾向があり、一
方を高くすると他方が低下し、両者を両立して向上させ
ることは難しい。

【０００５】一方、特開平３−１５９２６６号公報にお
いては、純銅又は銅合金の母材表面に異種金属を塗布
後、拡散処理して表面付近に合金層を形成することによ
り、リードフレーム用帯材の機械的強度を向上させる方
式が開示されている。ここでは、上記のような合金層を
形成するのは、インナーリードのボンディング領域を除
く領域とし、機械的強度の向上と直接ボンディング性の
向上とを両立させている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】近年、半導体チップの
高密度実装化、高集積化がより一層厳しく要求されてき
ており、これに対応するため半導体チップを搭載するリ
ードフレームも微細かつ高精度の寸法及び形状を有する
ものが開発されてきている。特に、ＱＦＰタイプの半導
体装置においては、リードフレームの多ピン化が重点的
に進められており、現在、アウターリード部分で0.5mm
ピッチで350ピンのものが量産されているが、今後はさ
らに多ピン化及び狭ピッチ化することが要求されてい
る。このため、インナーリード部分の加工ピッチはアウ
ターリード部分よりも一層狭くする必要があり、レーザ
加工等を利用して従来のエッチング加工の加工限界を超
える狭いピッチで加工しなければならない。

【０００７】このようなリードフレームの多ピン化及び
狭ピッチ化に伴ってインナーリードは極めて幅が狭く加
工されるため、その部分の断面積が小さくなり電気抵抗
が大きくなってしまう。また、アウターリードはインナ
ーリードよりも幅が広く加工されるので電気抵抗はそれ
ほど問題にならないが、多ピン化及び狭ピッチ化によっ
て加工精度や位置精度が厳しくなり、しかも樹脂モール
ドよりも外側に露出する部分であるので曲がり等の変形
が生じ易く、それがわずかであっても位置及び寸法の精
度低下の要因となる。従って、リードフレームの多ピン
化及び狭ピッチ化を実現するためには、インナーリード
の電気抵抗を低く抑えると共にアウターリードの機械的
強度を高くすることが要求される。但し、インナーリー
ドは最終的に樹脂モールドにより封止され、保護される
ので機械的強度は低くても問題ない。

【０００８】しかし、一般的には、前述のように材料の
機械的強度と導電率とは相反する特性であるため、導電
率の低い材料は機械的強度が低く、逆に高強度材料は導
電率が低くなってしまい、インナーリードの電気抵抗を
低く抑えることとアウターリードの機械的強度を高くす
ることとを両立させることは困難である。

【０００９】また、特開平３−１５９２６６号公報に記
載の方式では、アウターリードを含むインナーリード以
外の部分の機械的強度が向上すると共に、結果的にイン
ナーリードの導電性もある程度向上するが、異種金属の
拡散を利用しているので、所望の合金層を得るための条
件（異種金属の塗布量、温度、時間等）の設定が難し
く、製作が容易ではない。また、固溶する異種金属の濃
度は、合金層だけでみればある程度高くできるが、板厚
全体でみればせいぜい数パーセント程度の濃度にとどま
り、上述の４２アロイや高強度材料ほどに十分な強度の
向上が期待できない。つまり、上記従来技術において、
良好な導電性を維持しつつ機械的強度を向上させること
は難しい。

【００１０】本発明の目的は、インナーリードの電気抵
抗の低下とアウターリードの機械的強度の向上とを両立
させることができ、しかも製作が容易なリードフレー
ム、及びそのリードフレームを用いた半導体装置、並び
にそのリードフレームに使用されるリードフレーム用帯
材を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、半導体チップの各端子と電気的に
接続される多数のインナーリードと、前記インナーリー
ドの外方に連続するアウターリードとを有するリードフ
レームにおいて、前記インナーリードの内方部分の少な
くとも厚さ方向の一部が電気伝導性の良好な第１の材料
で構成され、前記インナーリードのそれ以外の部分と前
記アウターリードとが前記第１の材料よりも機械的強度
の高い第２の材料で構成されていることを特徴とするリ
ードフレームが提供される。

【００１２】また、上記目的を達成するため、本発明に
よれば、上記のようなリードフレームにおいて、前記イ
ンナーリードの内方部分及び一部の前記アウターリード
の少なくとも厚さ方向の一部が電気伝導性の良好な第１
の材料で構成され、前記インナーリードのそれ以外の部
分と前記アウターリードの残りとが前記第１の材料より
も機械的強度の高い第２の材料で構成されていることを
特徴とするリードフレームが提供される。

【００１３】また、好ましくは、上記リードフレームを
用いて製作した半導体装置が提供される。

【００１４】また、上記目的を達成するため、本発明に
よれば、半導体チップの各端子と電気的に接続される多
数のインナーリードと、前記インナーリードの外方に連
続するアウターリードとを有するリードフレームを製造
するのに使用されるリードフレーム用帯材において、電
気伝導性の良好な第１の材料とこの第１の材料よりも機
械的強度の高い第２の材料とで複合材を構成し、前記第
１の材料を帯材の幅方向中央部分における少なくとも厚
さ方向の一部に配置したことを特徴とするリードフレー
ム用帯材が提供される。

【００１５】上記リードフレーム用帯材において、好ま
しくは、前記第１の材料は、純度の高い銅、金、銀、黄
銅、アルミニウムのうちのいずれかである。

【００１６】また、好ましくは、前記第２の材料は、銅
系合金、普通鋼、アルミステンレスクラッドのうちのい
ずれかである。

【００１７】

【作用】上記のように構成した本発明では、インナーリ
ードの内方部分の少なくとも厚さ方向の一部を電気伝導
性の良好な材料第１の材料で構成することにより、この
部分の導電率が向上し、リードフレームの多ピン化及び
狭ピッチ化に伴ってインナーリードの幅が極めて狭く加
工されたとしても、この部分の電気抵抗を低下すること
が可能となる。同時に、上記インナーリードのそれ以外
の部分とアウターリードとを第１の材料よりも機械的強
度の高い第２の材料で構成することにより、アウターリ
ードにおいて機械的強度の高い状態が維持され、曲がり
等の変形が生じにくくなり、その形状の維持や加工精度
の確保が可能となる。以上により、インナーリードの電
気抵抗の低下とアウターリードの機械的強度の向上とを
両立させることがが可能となる。また、例えば前述の従
来技術のように異種金属の拡散等のような煩雑な処理を
必要とせず、上記インナーリードの部分を、電気伝導性
の良好な材料と機械的強度の高い材料とを合わせて構成
するだけで容易に製作することが可能である。

【００１８】また、半導体装置の接続ピンとなるアウタ
ーリードは、大きな電流を流す必要のある電力ラインと
して使用する場合や、高速応答性を確保する必要のある
端子として使用する場合等のように、その用途に応じて
電気抵抗を低下することが必要な場合がある。本発明で
は一部のアウターリードにおいても、その少なくとも厚
さ方向の一部を電気伝導性の良好な第１の材料で構成す
ることにより、そのアウターリードの導電率をインナー
リード程度にまで向上することができる。従って、この
導電率を向上したアウターリードを、電力ラインや高速
応答性の端子等の接続ピンとして使用することにより、
その電気抵抗を低下することが可能となる。勿論、その
他のアウターリードは第１の材料よりも機械的強度の高
い第２の材料のみで構成されるため、この部分において
は、インナーリードの電気抵抗の低下とアウターリード
の機械的強度の向上とを両立させることがが可能とな
る。

【００１９】また、上記第１の材料と上記第２の材料と
で複合材を構成し、第１の材料を帯材の幅方向中央部分
における少なくとも厚さ方向の一部に配置することによ
り、この帯材の幅方向中央の第１の材料が配置された領
域に前述の構成を満たすインナーリードを形成すること
ができ、そのまわりの第２の材料の領域にアウターリー
ドを形成することができる。しかも、上記リードフレー
ム用帯材は第１の材料と上記第２の材料との複合材とし
て容易に製作することが可能である。

【００２０】但し、インナーリードに上記第１の材料を
使用することによりこの部分の機械的強度が低下する
が、このインナーリードは最終的に樹脂モールドにより
封止され、保護される部分であるので機械的強度は低く
ても問題はない。また、アウターリードに上記第２の材
料を使用することによりこの部分の導電率が低下する
が、このアウターリードはインナーリードに比べてある
程度幅が広く加工されるので、高強度材料を使用しても
電気抵抗はほとんど問題にならない。

【００２１】

【実施例】本発明によるリードフレーム及び半導体装置
並びにリードフレーム用帯材の一実施例について、図１
から図６を参照しながら説明する。図１は本実施例のリ
ードフレームの構成を示す図である。但し、図１（ａ）
は一部簡略化して示してある。図１（ａ）において、リ
ードフレーム１０１の中央部分には、半導体チップ（図
示せず）を搭載するダイパッド１０２が設けられてお
り、このダイパッド１０２を囲むようにして多数のイン
ナーリード１０３と、これらインナーリード１０３に連
続するアウターリード１０４が配設されている。これら
隣合うインナーリード１０３とアウターリード１０４と
はダムバー１０５により互いに連結状に支持されてい
る。また、ダイパッド１０２の周辺は腕１０２ａ以外は
切欠き部１０６が設けられており、この切欠き部１０６
によりインナーリード１０３はダイパッド１０２と分離
され、かつ隣合うインナーリード１０３はこの切欠き部
１０６によりそれぞれ分離されている。さらにリードフ
レーム１０１の外周部分には各部分を固定する外枠部１
０７が設けられ、この外枠部１０７には半導体チップの
端子とインナーリード１０３との接続時の位置決め用等
に位置決め穴１０８が設けられている。尚、ダムバー１
０５は、半導体チップのモールド時にレジンを堰止める
役割とインナーリード１０３及びアウターリード１０４
を補強する役割を有し、モールド後に除去される。

【００２２】上記において、インナーリード１０３は、
ダイパッド１０２の方へ収束するように延びており、そ
の先端部は半導体チップ（図４参照）をダイパッド１０
２に搭載した後に行われる電気的接続を行うのに十分な
幅となっている。従って、インナーリード１０３の内方
における相隣合うリード間の間隙１０９は、特に狭く極
めて微細な構造となっており、しかもこの部分の加工は
リードフレームの加工において最も寸法精度や清浄度が
厳しい部分である。

【００２３】また、図１（ｂ）に断面図で示すように、
インナーリード１０３、及びそれよりも内方のダイパッ
ド１０２においては、その厚さ方向のうち一部が電気伝
導性の良好な材料（以下、良電導材料という）である純
銅２０１で構成され、残りの部分が純銅２０１よりも機
械的強度の高い材料（以下、高強度材料という）の４２
アロイ２０２で構成される。また、アウターリード１０
４やダムバー１０５や外枠部１０７等は高強度材料であ
る４２アロイ２０２で構成される。つまり、このリード
フレーム１０１に使用されている材料は、インナーリー
ド１０３及びそれよりも内方の部分が純銅２０１と４２
アロイとの二層構造、アウターリード１０４等の外方の
部分が４２アロイのみの構造となるような複合材であ
る。但し、図１（ｂ）は板厚を誇張して表してあり、実
際のリードフレーム１０１はもっと薄いものである（以
下、図５についても同様である）。

【００２４】図２に代表的なリードフレーム用帯材の導
電率や引張強さ等の物性値を示す。但し、これは、機能
材料１９９０年７月号に記載の数値等をもとにしたもの
であり、熱電導度や線膨張係数は参考までに示す。この
図より、上記４２アロイの機械的強度は引張り強さで50
〜65kgf／mm²（490〜640MPa）で比較的高く、純銅の機
械的強度は引張り強さで30〜37kgf／mm²（290〜360MP
a）で比較的低い。一方、これらの材料の電気導電率
は、純銅が100％JACAであるのに対して、４２アロイは3
％JACAと低い値である。このように、一般に、材料の機
械的強度と導電率とは相反する傾向があり、導電率の低
い材料は機械的強度が低く、逆に高強度材料は導電率が
低い。従って、従来は、インナーリードの電気抵抗を低
く抑えることとアウターリードの機械的強度を高くする
こととを両立させることは困難であった。

【００２５】本実施例では、インナーリード１０３より
も内方の部分を純銅２０１と４２アロイ２０２との二層
構造とし、アウターリード１０４等の外方の部分を４２
アロイ２０２のみの構造とすることにより、インナーリ
ード１０３の導電率が向上してこの部分の電気抵抗を低
下することができ、同時にアウターリード１０４の機械
的強度が高い状態で維持されてこの部分に曲がり等の変
形が生じにくくなる。このインナーリード１０３及びそ
れよりも内方の部分の純銅２０１と４２アロイの比率
は、得たい導電率と機械的強度との関係から決定され
る。例えば、板厚全体の２／３を純銅とすることによ
り、インナーリード１０３の導電率を約67％JACAとする
ことができる。即ち、インナーリード１０３を４２アロ
イ単独で構成した時の3％JACAに比べて導電率を２０倍
以上にすることができ、これによってこの部分の電気抵
抗を大幅に低下することができる。

【００２６】但し、インナーリード１０３に純銅２０１
を使用することによりこの部分の機械的強度が低下する
が、インナーリード１０３は半導体装置の製造過程にお
いて最終的に樹脂モールドにより封止され、保護される
部分であるので機械的強度は低くても問題はない。ま
た、アウターリード１０４に４２アロイ２０２を使用す
ることによりこの部分の導電率が低下するが、アウター
リード１０４はインナーリード１０３に比べてある程度
幅が広いので、高強度材料を使用しても電気抵抗の増大
はほとんど問題にならない。

【００２７】次に、上記リードフレームを用いた半導体
装置の構成について図３により説明する。図３（ａ）に
示す半導体装置１００において、ダイパッド１０２には
半導体チップ１１０が熱硬化性の樹脂１１１で接着され
ることにより搭載され、インナーリード１０３と半導体
チップ１１０の端子とが金バンプ１１２により電気的に
接続され、半導体チップ１１０及びインナーリード１０
３を含む部分が樹脂モールド１１３により封止されてい
る。但し、インナーリード１０３の純銅２０１側の面が
半導体チップ１１０の端子に接続されている。また、ア
ウターリード１０４はダムバー１０５（図１参照）が切
除されることによって個々に分割されており、さらに樹
脂モールド１１３の外側で曲げ成形されている。このア
ウターリード１０４の曲げ成形された部分は、後ほど半
導体装置１００がプリント基板上に搭載された時に、プ
リント基板の回路パターンに接続される。尚、上記金バ
ンプ１１２の代わりにハンダバンプやすずバンプ等のリ
ードフレームよりも低融点の金属バンプを用いてもよ
い。また、上記半導体装置１００は、インナーリードと
半導体チップの端子とが直接接続されるリード・オン・
チップ（ＬＯＣ）型半導体装置であるが、このインナー
リードと半導体チップの端子とをワイヤボンディングに
よって接続してもよい。

【００２８】また、この半導体装置１００は、図３
（ｂ）に示すように樹脂モールド１１３の四方向の側面
からアウターリード１０４が突出しているものであり、
ＱＦＰと呼ばれる（以下、このような形状の半導体装置
に使用されるリードフレームをＱＦＰ型リードフレーム
という）。

【００２９】次に、本実施例のリードフレーム用帯材及
び上述した半導体装置１００の製造方法の一例につい
て、図４〜図６により説明する。まず、図４のステップ
Ｓ１１において、高強度材料である４２アロイを素材と
する金属板をレベラーにかけ、所定厚さに加工する。

【００３０】次に、ステップＳ１２において、上記４２
アロイを母材とする複合材を図５に示すような手順で製
作する。即ち、まず、ステップＳ１１で所定厚さに加工
した図５（ａ）のような断面を有する４２アロイの母材
板２０２ａの幅方向中央部分に、プレス加工によって図
５（ｂ）に示すような断面の凹部２０２ｂを形成する。
この、凹部２０２ｂは母材板２０２ａの長手方向に各リ
ードフレームの大きさに対応するピッチを隔てて多数形
成する。次に、図５（ｃ）のように、この凹部２０２ｂ
の各々に良電導材料である純銅塊２０１ａをロー材２０
３によってロー付けする。その後、この材料を所定の板
厚まで圧延し、図５（ｄ）に示すような４２アロイ２０
２と純銅２０１の複合材であるリードフレーム用帯材２
００を形成する。このリードフレーム用帯材２００の平
面図を図５（ｅ）に示す。

【００３１】次にステップＳ１３において、その上記リ
ードフレーム用帯材２００を加工し、図１に示すような
リードフレーム１０１を形成する。この時、特に微細か
つ狭ピッチのインナーリード１０３を加工するのにはレ
ーザ加工が適している。次に、上記のように加工した金
属板の全面にハンダメッキ処理を施す。

【００３２】次にステップＳ１４において、半導体チッ
プ１１０に熱硬化性の接着剤１１１を塗布すると共に、
半導体チップ１１０の端子に金バンプ１１２を形成す
る。なお、熱硬化性の接着剤を塗布する前に、半導体チ
ップ１１０の回路形成面には電気絶縁性の保護膜を形成
しておくことが好ましい。

【００３３】次にステップＳ１５において、上記のよう
に形成されたリードフレーム１０１のダイパッド１０２
上に半導体チップ１１０を搭載する。このとき、インナ
ーリード１０３の先端を半導体チップ１１０の端子に配
置された金バンプ１１２に一致させると共に、インナー
リード１０３の純銅２０１側の面が半導体チップ１１０
に対面するようにする。なお、この半導体チップの搭載
及び位置決めはインナーリード１０３とダイパッド１０
２の同一平面状態を保ったまま行う。

【００３４】次にステップＳ１６において、ダイパッド
１０２の上から高温に加熱したコテを押し当てることで
熱と圧力を加え、熱硬化性の接着剤を硬化させて半導体
チップ１１０とダイパッド１０２を接着する。また、イ
ンナーリード１０３の先端部分にも同様に高温に加熱し
たコテを押し当てることで熱と圧力を加え、インナーリ
ード１０２の先端の純銅２０１側の面と半導体チップ１
１０の端子を金バンプを介して電気的に接続する。この
場合、２つのコテを一緒に押し当てることにより、半導
体チップ１１０とダイパッド１０２の接着とインナーリ
ード１０３先端と半導体チップ１１０の端子との接続は
同時に行われる。

【００３５】次にステップＳ１７において、上記のよう
に接合された半導体チップ１１０、ダイパッド１０２、
及びインナーリード１０３を樹脂モールド１１３にて一
体的に封止する。続いて、リードフレーム１０１のう
ち、樹脂モールド１１３よりも外側の４つのコーナ部分
をプレス加工等により切断する。この切断する部分は最
終製品では必要のない部分であり、切断後は図６（ａ）
に示すようにアウターリード１０４の外側が外枠部１０
７で連結された状態となる。

【００３６】次に、ステップＳ１８において、各アウタ
ーリード１０４が外枠部１０７で連結された状態のま
ま、図６（ｂ）のように最終的なアウターリード１０４
の形状に基づいて折り曲げ成形する。但し図６（ｂ）に
示した断面図において、樹脂モールド１１３内部の構造
は省略した。その後、図中一点鎖線で示すように、アウ
ターリード１０４よりも外側の外枠部１０７をプレス加
工等により切断する。さらにその後、ダムバー１０５を
レーザ加工等によって切断する。

【００３７】このように、本実施例では、各アウターリ
ード１０４が外枠部１０７で連結された状態のまま最終
的なアウターリード形状に基づいて折り曲げ成形し、そ
の後にアウターリード１０４よりも外側の外枠部１０７
をプレス加工等により切断するので、アウターリード１
０４が狭ピッチであったとしても各アウターリード１０
４の相互間隔が固定及び拘束され、ピッチ精度や折曲げ
精度が良好となり、プリント配線板上の配線パターンへ
の実装が確実にかつ高い信頼度で行える。

【００３８】次にステップＳ１９において、半導体チッ
プ１１０とリードフレーム１０１との接続を検査し、製
品番号や製造番号等をマーキングし、最後にステップＳ
２０において製品の検査を行い、包装して出荷する。

【００３９】本実施例では、アウターリード１０４等の
外方の部分の高強度材料として４２アロイを用いたが、
これに限らず図２中にその特性を示した銅系合金（オー
リン１９４）や普通鋼やＡｌステンレスクラッド（Ａｌ
／ＳＵＳ／Ａｌ）等を用いてもよい。また、本実施例で
は、インナーリード１０３よりも内方の部分の良電導材
料として純銅を用いたが、これに限らず純度の高い金、
銀、黄銅、アルミニウム等を用いてもよい。さらに、こ
れら高強度材料と良電導材料とを複合材として組み合わ
せる際には、得たい導電率や機械的強度を考慮するだけ
ではなく、図２に示した熱電導度や線膨張係数等の熱に
対する材料特性、及びその他の特性をも考慮し、複合材
として界面剥離等の不具合が生じないような材料の組合
せを選定する必要がある。

【００４０】以上のような本実施例においては、インナ
ーリード１０３よりも内方の部分が純銅２０１と４２ア
ロイ２０２との二層構造となり、アウターリード１０４
等の外方の部分が４２アロイ２０２のみの構造となるよ
うに、リードフレーム用帯材を複合材にする。従って、
リードフレームの多ピン化及び狭ピッチ化に伴ってイン
ナーリード１０３の幅が極めて狭く加工されたとして
も、インナーリード１０３の導電率が向上してこの部分
の電気抵抗を低下することができる。また、同時に、ア
ウターリード１０４の機械的強度が高い状態で維持され
てこの部分に曲がり等の変形が生じにくくなり、その形
状を維持し加工精度を確保することができる。以上によ
り、インナーリードの電気抵抗の低下とアウターリード
の機械的強度の向上とを両立させることがが可能とな
る。

【００４１】また、４２アロイ２０２等の高強度材料を
母材とし、その幅方向中央部分に純銅２０１等の良電導
材料を配置するので、この幅方向中央部分の領域に前述
の構成を満たすインナーリードを形成することができ、
そのまわりの高強度材料の領域にアウターリードを形成
することができる。また、リードフレーム用帯材２００
は、例えば異種金属の拡散等のような煩雑な処理を必要
とせずに上記のような複合材として容易に製作すること
ができる。

【００４２】尚、上記実施例では、リードフレーム用帯
材２００において、インナーリード１０３よりも内方の
部分を純銅２０１と４２アロイ２０２との二層構造と
し、アウターリード１０４等の外方の部分を４２アロイ
２０２のみの構造としたが、上記純銅を４２アロイの板
厚方向に貫通させて、インナーリード１０３よりも内方
の部分を純銅のみの構造としてもよい。

【００４３】次に、本発明によるリードフレーム用帯材
の他の実施例について、図７から９を参照しながら説明
する。但し、図７から図９は各リードフレーム用帯材の
断面図であり、図５（ｄ）に相当する図である。また、
これらの図は板厚を誇張して表してあり、実際のリード
フレーム用帯材はもっと薄いものである。

【００４４】図７に示すリードフレーム用帯材３００
は、高強度材料３０１のインナーリード等よりも内方の
部分の表面において、局部的にエッチング除去やプレス
成形等により凹部３０１ａを形成し、その後この凹部３
０１ａに良電導材料３０２をメッキしたものである。ま
た、図８に示すリードフレーム用帯材３１０は、図７と
同様の方式によるものであるが、高強度材料３１１のイ
ンナーリードとなる部分のみに凹部３１１ａを形成し、
その凹部３１１ａに良電導材料３１２をメッキしたもの
であり、ダイパッドとなる部分３１３には良電導材料３
１２のメッキを施さないようにしたものである。これは
良電導材料３１２が金や銀等の高価な金属を使用した場
合に有効であり、高価な金属の使用量をなるべく控えて
コストを低減することができる。また、図９に示すリー
ドフレーム用帯材３２０は、高強度材料３２１のインナ
ーリード等よりも内方の部分において凹部３２１ａを形
成し、その凹部３２１ａに良電導材料の粉末３２２を充
填した後に焼結し、さらに圧延により表面を滑らかにし
たものである。

【００４５】以上のような３つの実施例によっても、図
１から図６で説明した実施例と同様の効果が得られる。

【００４６】次に、本発明によるリードフレーム用帯材
及び半導体装置のさらに他の実施例について、図１０か
ら図１２を参照しながら説明する。

【００４７】図１０は、本実施例のリードフレーム用帯
材を製作する手順を示す図であって、図５に相当する図
である。但し、図１０は板厚を誇張して表してあり、実
際のリードフレーム用帯材はもっと薄いものである（以
下、図１２についても同様である）。まず、図１０
（ａ）に断面図で示すように高強度材料を素材とする帯
状の母材板３３１ａを所定厚さに圧延加工し、プレス加
工によって図１０（ｂ）に示すような断面の凹部３３１
ｂを形成する。この、凹部３３１ｂの形状は母材板３３
１ａの幅方向中央部分において長手方向に伸びる溝状と
する。次に、図１０（ｃ）のように、この凹部３３１ｂ
に良電導材料を素材とする帯状の金属板３３２ａを配置
する。その後、この材料を所定の板厚まで圧延し、図１
０（ｄ）に示すような高強度材料３３１と良電導材料３
３２の複合材であるリードフレーム用帯材３３０を形成
する。このリードフレーム用帯材３３０は、図５（ｅ）
に平面図で示すように、帯状の高強度材料３３１の板幅
方向中央において、帯状の良電導材料３３２が長手方向
に配置された複合材となる。

【００４８】上記リードフレーム用帯材３３０を製作す
る手順において、凹部３３１ｂは帯状の母材板３３１ａ
の長手方向に沿って溝状に設けるだけでよく、図５で説
明したように、各リードフレームの大きさに対応するピ
ッチを隔てて多数の凹部を形成する必要がない。また、
良電導材料を素材とする金属板３３２ａは単なる帯状の
形状であればよく、図５で説明したように、多数の塊と
する必要がない。従って、図５よりも一層容易に製作す
ることができる。但し、リードフレームが形成された時
点において、高強度材料３３１と良電導材料３３２の二
層構造の部分（以下、二層構造部分という）３３３にイ
ンナーリードやダイパッド等のリードフレームの内方の
部分が含まれるように、上記帯状の良電導材料３３２の
幅が決定される。

【００４９】上記のようなリードフレーム用帯材３３０
を用いて製造される本実施例の半導体装置について説明
する。この半導体装置は樹脂モールドの対面する二方向
の側面からアウターリードを突出させたＳＯＰと呼ばれ
るものである。図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように、こ
のＳＯＰ型の半導体装置４００は、樹脂モールド４０１
の対面する二方向の側面から多数のアウターリード４０
２が突出した形状をしており、アウターリード４０２は
樹脂モールド４０１の外側で曲げ成形されている。ま
た、樹脂モールド４０１の内部には、半導体チップやイ
ンナーリードやダイパッドが組み込まれており、図３
（ａ）で示した構成に準ずる構成を有している。

【００５０】上記のような半導体装置４００は、樹脂モ
ールド４０１の対面する二方向の側面だけから多数のア
ウターリード４０２を突出させればよく、他の二方向の
側面にはアウターリードを設ける必要はない。このこと
を考慮し、図１０（ｅ）のリードフレーム用帯材３３０
を使用する際には、アウターリード４０２の伸びる方向
とリードフレーム用帯材３３０の幅方向とを一致させ
る。即ち、二層構造部分３３３にはアウターリードが形
成されずに、高強度材料３３１のみでアウターリード４
０２が形成されるようにする。これにより、リードフレ
ーム用帯材３３０を無駄なく有効に利用することができ
る。

【００５１】上記リードフレーム用帯材の変形例とし
て、図１２に断面図で示すように、良電導材料を高強度
材料の板厚方向に貫通させた構成としてもよい。この場
合は、図１０（ｄ）の二層構造部分３３３に該当する部
分が、良電導材料３４１のみで構成されることになり、
その両側の部分が高強度材料３４２のみで構成される。
また、このようなリードフレーム用帯材３４０の製作方
法としては、例えば、所定の断面形状を有する帯状の高
強度材料と良電導材料とを共にカセットダイス等で抽伸
し、互いに密着せしめた後、さらに圧延する方法等があ
る。

【００５２】以上のような本実施例によれば、前述の実
施例と同様の効果が得られるだけでなく、製作が一層容
易になり、対面する二方向からアウターリードを突出さ
せたＳＯＰを製作する際にリードフレーム用帯材３３０
を無駄なく有効に利用することができる。

【００５３】次に、本発明によるリードフレームのさら
に他の実施例について、図１３を参照しながら説明す
る。

【００５４】図１３に示すように、インナーリード５０
３、図中縦方向（帯材の長手方向）に伸びるアウターリ
ード５０４ａ、及び内方のダイパッド５０２において
は、その厚さ方向のうち一部が良電導材料６０１で構成
され、その残りの部分が高強度材料６０２で構成され
る。また、図中横方向（帯材の幅方向）に伸びるアウタ
ーリード５０４ｂやダムバー５０５や外枠部５０７等は
高強度材料６０２で構成される。上記のようなリードフ
レーム５０１を製作するのには、例えば図１０で示した
リードフレーム用帯材３３０を使用し、リードフレーム
用帯材３３０の長手方向に平行に伸びる二層構造部分３
３３にアウターリード５０４ａを形成する。

【００５５】ところで、半導体装置の接続ピンとなるア
ウターリードは、大きな電流を流す必要のある電力ライ
ンとして使用されたり、高速応答性の端子として使用さ
れる場合がある。このような用途に使用されるアウター
リードの電気抵抗は、通常のアウターリードの電気抵抗
よりも低くすることが必要となる。

【００５６】本実施例においては、アウターリード５０
４ａにおいて、その厚さ方向のうち一部を良電導材料６
０１で構成し、その残りの部分を高強度材料６０２で構
成するので、アウターリード５０４ａの導電率をインナ
ーリード程度にまで向上することができる。そして、こ
の導電率を向上したアウターリードを、電力ラインや高
速応答性の端子等の接続ピンとして使用することによ
り、その電気抵抗を低下することができる。勿論、アウ
ターリード５０４ａ以外のアウターリード５０４ｂは高
強度材料のみで構成されるため、この部分においては、
インナーリードの電気抵抗の低下とアウターリードの機
械的強度の向上とを両立させることができる。

【００５７】以上のような本実施例によれば、前述の実
施例と同様の効果が得られるだけでなく、一部のアウタ
ーリードの電気抵抗をその用途に応じて低下することが
できる。

【００５８】

【発明の効果】本発明によれば、インナーリードの内方
部分の少なくとも厚さ方向の一部を電気伝導性の良好な
材料で構成するので、この部分の電気抵抗を低下するこ
とができる。また、アウターリードを機械的強度の高い
材料で構成するので、アウターリードの機械的強度を向
上することができる。また、このリードフレームは、両
方の材料を合わせて構成するだけで容易に製作すること
ができ、コストの上昇を極力抑えることができる。

【００５９】また、一部のアウターリードにおいても上
記インナーリードと同様の構成とするので、用途に応じ
てアウターリードの電気抵抗を低下することができる。

【００６０】従って、本発明によれば、半導体装置の小
形化、高性能化及び多ピン化を容易に実現することがで
きると共に、その信頼性の向上と製造コストの低減を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるリードフレームの構成
を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の
Ｂ−Ｂ方向からの断面図である。

【図２】代表的なリードフレーム用帯材の導電率や引張
強さ等の物性値を示す図である。

【図３】図１のリードフレームを用いた半導体装置の構
成を示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図
である。

【図４】図３に示した半導体装置の製造方法の一例を示
す図である。

【図５】図１及び図３のリードフレームに使用されるリ
ードフレーム用帯材を製作する手順を示す図であって、
（ａ）は所定厚さに加工した母材板の断面図、（ｂ）は
（ａ）の母材板に凹部を形成した状態を示す断面図、
（ｃ）は（ｂ）の凹部に純銅塊をロー付けした状態を示
す断面図、（ｄ）は（ｃ）の状態から所定の板厚まで圧
延した状態を示す断面図、（ｅ）は（ｄ）のリードフレ
ーム用帯材の平面図である。

【図６】図４の半導体装置の製造方法においてアウター
リードの曲げ加工を説明する図であり、（ａ）はリード
フレームのうち樹脂モールドよりも外側の４つのコーナ
部分を切断した状態を示す図、（ｂ）は外枠部が連結さ
れた状態のアウターリードを折り曲げ成形した状態を示
す断面図である。

【図７】本発明の他の実施例によるリードフレーム用帯
材の断面図である。

【図８】本発明のさらに他の実施例によるリードフレー
ム用帯材の断面図である。

【図９】本発明のさらに他の実施例によるリードフレー
ム用帯材の断面図である。

【図１０】本発明のさらに他の実施例によるリードフレ
ーム用帯材を製作する手順を示す図であって、図５に相
当する図である。

【図１１】図１０のリードフレーム用帯材を用いたＳＯ
Ｐと呼ばれる半導体装置の一例の外観図であって、
（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ方向からみた側面
図、（ｃ）は（ａ）のＣ方向からみた側面図である。

【図１２】図１０に示したリードフレーム用帯材の変形
例を示す断面図である。

【図１３】本発明のさらに他の実施例によるリードフレ
ームの構成を示す図である。

【符号の説明】

１００半導体装置１０１リードフレーム１０３インナーリード１０４アウターリード１１０半導体チップ１１３樹脂モールド２００リードフレーム用帯材２０１純銅（良電導材料）２０１ａ純銅塊２０２４２アロイ（高強度材料）２０２ａ（４２アロイの）母材板３００リードフレーム用帯材３０１高強度材料３０２良電導材料３１０リードフレーム用帯材３１１高強度材料３１２良電導材料３１３ダイパッドとなる部分３２０リードフレーム用帯材３２１高強度材料３２２良電導材料３３０リードフレーム用帯材３３１高強度材料３３２良電導材料３３３二層構造部分３４０リードフレーム用帯材３４１高強度材料３４２良電導材料４００半導体装置４０１樹脂モールド４０２アウターリード５０１リードフレーム５０３インナーリード５０４ａアウターリード５０４ｂアウターリード６０１良電導材料６０２高強度材料

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者桜井茂行茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内 (72)発明者長野義也茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体チップの各端子と電気的に接続さ
れる多数のインナーリードと、前記インナーリードの外
方に連続するアウターリードとを有するリードフレーム
において、前記インナーリードの内方部分の少なくとも
厚さ方向の一部が電気伝導性の良好な第１の材料で構成
され、前記インナーリードのそれ以外の部分と前記アウ
ターリードとが前記第１の材料よりも機械的強度の高い
第２の材料で構成されていることを特徴とするリードフ
レーム。
【請求項２】半導体チップの各端子と電気的に接続さ
れる多数のインナーリードと、前記インナーリードの外
方に連続するアウターリードとを有するリードフレーム
において、前記インナーリードの内方部分及び一部の前
記アウターリードの少なくとも厚さ方向の一部が電気伝
導性の良好な第１の材料で構成され、前記インナーリー
ドのそれ以外の部分と前記アウターリードの残りとが前
記第１の材料よりも機械的強度の高い第２の材料で構成
されていることを特徴とするリードフレーム。
【請求項３】請求項１または２記載のリードフレーム
を用いて製作した半導体装置。
【請求項４】半導体チップの各端子と電気的に接続さ
れる多数のインナーリードと、前記インナーリードの外
方に連続するアウターリードとを有するリードフレーム
を製造するのに使用されるリードフレーム用帯材におい
て、電気伝導性の良好な第１の材料とこの第１の材料よ
りも機械的強度の高い第２の材料とで複合材を構成し、
前記第１の材料を帯材の幅方向中央部分における少なく
とも厚さ方向の一部に配置したことを特徴とするリード
フレーム用帯材。
【請求項５】請求項４記載のリードフレーム用帯材に
おいて、前記第１の材料は、純度の高い銅、金、銀、黄
銅、アルミニウムのうちのいずれかであることを特徴と
するリードフレーム用帯材。
【請求項６】請求項４記載のリードフレーム用帯材に
おいて、前記第２の材料は、銅系合金、普通鋼、アルミ
ステンレスクラッドのうちのいずれかであることを特徴
とするリードフレーム用帯材。