JPH0817994A - リードフレーム - Google Patents

リードフレーム

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JPH0817994A
JPH0817994A JP6151986A JP15198694A JPH0817994A JP H0817994 A JPH0817994 A JP H0817994A JP 6151986 A JP6151986 A JP 6151986A JP 15198694 A JP15198694 A JP 15198694A JP H0817994 A JPH0817994 A JP H0817994A
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JP6151986A
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Hidekatsu Sekine
秀克 関根
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    • H01L2224/48247Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item

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  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】放熱特性に優れ、ワイヤーボンディング適性が
良好であり、設計上の自由度が向上したリードフレーム
を提供する。 【構成】リードを有する第1のリードフレーム部材と、
半導体集積回路(チップ)が搭載されるアイランド部を
有する第2のリードフレーム部材とが貼り合わされた構
成のリードフレームにおいて、前記第1のリードフレー
ム部材のインナーリードの内側に、チップを取り囲むよ
うに枠状の部分を有し、前記枠状の部分は、グランドリ
ードとして機能する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、LSI・VLSI等に
代表される半導体集積回路の実装の際に用いられるリー
ドフレームに係わり、特に、放熱特性に優れ、ワイヤー
ボンディング適性が良好で、さらには設計上の自由度が
向上したリードフレームに関する。
【0002】
【従来の技術】リードフレームに半導体集積回路素子
(以下、本明細書中では、チップと称する)が搭載・接
続されてなる半導体装置は、種々の解決課題を有してい
るが、その中でも、前記装置を外部回路(プリント配線
板)に接続し作動させた際に、チップにおいて発生する
熱を効率良く外部へ逃がすことが、重要課題として考え
られている。
【0003】放熱手段として、チップを搭載するリード
フレームのアイランド部によって熱を伝導させ、さらに
外部へ放出させることが有効である。
【0004】前記アイランド部の面積を大きくとるた
め、リードフレームのアイランド部とリード部とを別部
材とし、両者を貼り合わせて一つのリードフレームとす
る提案が従来よりされている。
【0005】上記提案の構成とする理由は、同一部材
(金属板)よりアイランド部とリード部とを成形した場
合、アイランド部の面積は、リード部に取り囲まれた領
域内に限られてしまうが、両者を別部材とすることによ
り、アイランド部の面積を大きく確保することができ、
チップの搭載のみならず放熱板としての機能も高められ
るためである。
【0006】上記構成のリードフレームを用いた半導体
装置の概略を、図8〜図9の断面説明図に示す。
【0007】リードを有する第1のリードフレーム部材
11と、チップが搭載されるアイランド部である第2のリ
ードフレーム部材12とが、インナーリードの先端部にお
いて、エポキシ系等の接着剤13を介して貼り合わされ
て、リードフレーム10とされている。(図8参照)
【0008】また、このリードフレーム10のアイランド
12上に、チップ20が搭載され、Au等のワイヤー21によ
り、インナーリードとチップのパッド電極とが電気的に
接続された上で、半導体装置30とされている。(図9参
照)
【0009】実用に供する際には、通常、チップ搭載部
を含む領域を樹脂等によりモールド加工されるが、ここ
ではその説明を省略する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来構成のリ
ードフレームでは、特定のインナーリードをグランドリ
ードとして機能させるため、その分だけ他の種類のリー
ド(信号リード・電源リード)として用いることができ
ず、リード本数の上での制約と、リードの機能のさせ方
としての設計上の制約を受けることになる。上記した従
来構成のリードフレームを製造するにあたっては、第1
部材と第2部材とを貼り合わせる際、プレス機により接
合部を第1部材側より押し付ける。
【0011】その際、第1部材のリードに施した、ワイ
ヤーボンディングの接着性を高めるためのめっき皮膜
に、直接プレス機の治具面が当たるので、めっき皮膜面
にキズがつき、ボンディング適性を低下させてしまうと
いった問題があった。
【0012】また、接着剤には一般に熱硬化型のものが
用いられており、加熱の際に接着剤より発生するガスに
よりリードフレームのめっき面が侵されてしまい、ワイ
ヤーボンディングができないため、プラズマ洗浄等の処
理が必要となり、接着剤使用のコストに加えてさらにコ
スト高になっていた。
【0013】また、ワイヤーボンディングがなされる箇
所(以後、ボンディングエリアと称することもある)の
インナーリード下部には、接着剤が存在するために、ボ
ンディング時の熱により接着剤が軟化し、リードが不安
定となり、ボンディング不良が発生するといった問題が
あり、特に、多ピン化し、リード幅が狭くなった時に前
記不良は多発していた。
【0014】また、リードフレームのインナーリードに
アイランド12をエポキシ系等の接着剤を介して貼り合わ
せた構造なので、ディプレス(アイランドを後工程で機
械的に押し下げて、高さを調節すること。タブ下げとも
言う)が不可能であり、プラスチック樹脂モールド加工
の際、リードフレーム上下の樹脂量等のバランスをとる
ことができず、パッケージにソリが発生するといった問
題もあった。
【0015】本発明は、前記問題を解決することを目的
としており、放熱特性およびワイヤーボンディング適性
に優れ、設計の自由度が向上したリードフレームを提供
するものである。
【0016】詳しくは、製造工程において、インナー
リードのめっき皮膜面にキズがつく惧れのない構成であ
り、製造工程において、接着剤より発生するガスによ
りリードフレームのめっき面が侵されてしまう惧れのな
い構成であり、侵されためっき面の修正のための、プ
ラズマ洗浄等の処理を必要としない構成であり、ディ
プレス可能とし、樹脂モールド加工の際、リードフレー
ム上下の樹脂量等のバランスをとることができずにパッ
ケージにソリが発生するという惧れのない構成であり、
グランドあるいは電源を、任意の位置でとることが可
能であり、半導体装置の設計上の自由度が向上した構成
を提供するものである。
【0017】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、リードを有する第1のリードフレーム部材と、チッ
プが搭載されるアイランド部を有する第2のリードフレ
ーム部材とが貼り合わされた構成のリードフレームにお
いて、第1のリードフレーム部材が、インナーリード先
端に囲まれた内側に、搭載されるチップを取り囲むよう
に、外枠部より延出したリードによって支持された枠状
の部分を有しており、インナーリード先端および前記枠
状の部分が、アイランド部上に位置して両者が貼り合わ
された構成であることを特徴とする。
【0018】枠状部分はつながっている必要はなく、途
切れていても構わない。また、枠の形状については、環
状(円形)に限らず、四角形でもその他の形でも良く、
任意であり、搭載されるチップを取り囲んでいれば良い
もので、格別な制約を受けない。
【0019】請求項2に記載の発明は、前記第1・第2
のリードフレーム部材が、それぞれの部材のリードおよ
びアイランド部を取り囲む外枠部分で貼り合わされた構
成であることを特徴とする。
【0020】請求項3に記載の発明は、前記第1・第2
のリードフレーム部材が、第1の部材のリードのうち、
信号リードとして機能しないリードにおいて貼り合わさ
れた構成であることを特徴とする。
【0021】請求項4に記載の発明は、アイランド部
が、信号リードとして機能するインナーリードと離間さ
れた構成であることを特徴とする。
【0022】前記離間させる方法としては、第1・第2
のリードフレーム部材を貼り合わせた後、アイランド部
を機械的に押し下げる(ディプレスまたはタブ下げと称
する)ことによる。この際、アイランド部を支持する吊
りリードが、アイランド部の下方への変位分に応じて機
械的に延伸することとなる。
【0023】また、必要に応じて、アイランド部の表面
に絶縁膜を形成し、リード部および枠状部分と、アイラ
ンド部とが電気的に短絡しないようにしても良い。ここ
で、絶縁膜の形成方法としては、既知の種々の手法が採
用できるが、陽極酸化による皮膜の形成。電着法に
よる皮膜の形成。スクリーン印刷等の印刷手法によ
る、インキ状絶縁物の塗布形成。等が適当である。
【0024】さらには、第1・第2のリードフレーム部
材の貼り合わせにあたっては、両者を接着剤ではなく、
スポット溶接によって貼り合わせることによれば、ガス
により侵されためっき面の修正のための、プラズマ洗浄
等の処理を必要としないことになる。
【0025】
【作用】第1のリードフレーム部材と第2のリードフレ
ーム部材とが、インナーリード先端部ではない箇所で接
合し、両者が貼り合わせられるので、接合部をプレス機
で押し付けても、リード(特に、ボンディングエリア周
辺)に施されためっき皮膜に、プレス機の治具面が当た
らないので、前記めっき皮膜面にキズがつくことがな
い。
【0026】また、ボンディングエリア下部には接着剤
が存在しないために、その部分のめっき皮膜がガスによ
り侵されることがなく、ボンディング時の熱により接着
剤が軟化し、リードが不安定となるということもない。
【0027】さらに、信号リードとして機能するインナ
ーリード先端部とアイランド部とが接合しない構成をと
ることにより、電気的に短絡することがない。
【0028】
【実施例】以下、本発明に係るリードフレームおよびそ
れを用いた半導体装置の製造方法の実施例を、その概略
を製造工程順に示す図1〜図6を用いながら説明する。
【0029】<実施例1> 第1のリードフレーム部材 インナーリードピッチ0.20mm・アウターリードピッチ
0.50mmのリードを有し、インナーリードの内側に枠状
の部分18を有する板厚0.15mmの第1のリードフレーム
部材11(材質…Cu合金)を、ウェットエッチングによ
り成形し、インナーリード部の所望表面(ボンディング
エリアを含む領域…図中、斜線部)に厚さ6μmのAg
メッキを施した。(図1参照)
【0030】枠上部分18は、信号リードとして機能しな
い吊りリード16によって支持された構成であり、チップ
の搭載される内側の部分が開口しており、その部分を取
り囲むように配設されている。
【0031】第2のリードフレーム部材 図2の平面説明図に示すように、外枠部分15から延伸し
た吊りリード16によってアイランド部14が支持された構
成である板厚0.15mmの第2のリードフレーム部材12
(材質…Cu合金)を、金型での打ち抜き加工により成
形し、アイランド部14の表面に、下記の絶縁処理を施し
た。(NaOH2 22g+NaClO2 43g+NaP
4 17g)/lの水溶液を用いた、液温97℃・4分
の黒化処理。前記処理を施した状態を、図3の断面説明
図に示す。同図中、斜線部が前記処理を施された部分で
ある。必要に応じて、前記第1・第2のリードフレーム
部材の貼り合わせにより接合する部分を、ハーフエッチ
ングにより薄くしても良い。
【0032】次いで、前処理を行った第2のリードフ
レーム部材の表面を、陽極酸化させることにより絶縁さ
せた。(陽極酸化条件…硫酸10〜20%、硫酸アルミ
ニウム12〜13g/l、液温15〜20℃、電流密度
1〜2A/dm2 、パルス電界法) 表面が陽極酸化された第2のリードフレーム部材を、図
3に模式的に示す。(絶縁処理部は、図中、斜線箇所) 尚、絶縁処理の方法としては、陽極酸化のみに限らず、
絶縁物からなるインキを印刷・コーティングする等、既
知の種々の手法を採用して良い。
【0033】次に、第1のリードフレーム部材11と第
2のリードフレーム部材12とを外枠部分15において、Y
AGレーザーによるスポット溶接を行なうことにより本
発明のリードフレームを作製した。(図4参照) スポット溶接は、YAGレーザー等のレーザーを用いた
ものに限るものではなく、アーク溶接等の抵抗溶接でも
良い。
【0034】次いで、銀ペースト(商品名 CRM−
1035T;住友ベークライト製)を用い、アイランド
14上にチップ20を搭載し、Auワイヤー21を用いたワイ
ヤーボンディングにより、インナーリードとチップ20と
を電気的に接続し、半導体装置30とした。この際、チッ
プの特定の電極よりグランドをとるために接続するワイ
ヤーは、インナーリードにではなく、枠上部分18に接続
する。(図5参照) ここでは、チップ搭載部を含む領域を樹脂等によりモー
ルド加工することについての説明は省略する。
【0035】<実施例2>必要に応じて、アイランド14
をプレス機の金型で押し下げることによって、吊りリー
ド16部を延伸させ、ディプレスを行なっても良い。(図
6参照)
【0036】この場合、リード11がアイランド14より浮
いた状態となっており、後工程でワイヤーボンディング
を行なう際、支持固定されていないため、不安定であ
る。
【0037】そこで、ワイヤーボンディング時には、治
具17により、インナーリードの先端近くを押さえつけて
アイランド14に圧着固定した状態にして、ワイヤーボン
ディングを行なうことが有効である。(図7参照)
【0038】治具17による押さえつけを解除すると、イ
ンナーリードは元の離間した状態に戻り、アイランド14
との電気的短絡の惧れはない。
【0039】
【発明の効果】本発明に係るリードフレームによる効果
を以下に列挙する。 (1) インナーリード内側の枠によりグランドをとるた
め、従来のように、特定のインナーリードをグランドリ
ードとして機能させなくとも良い。それによって、半導
体装置の設計上の自由度が向上する。
【0040】(2) グランドリードが不要になる分、リー
ドフレームのリード数を減少させても良いことになり、
各リード幅を広げて構成することが可能となる。このこ
とによって、リードフレームに対して、昨今要求が厳し
くなってきている多ピン化・狭ピッチ化への対応が容易
になる。また、ワイヤーボンディングの際の、ボンディ
ング装置によるリード形状の認識性を向上させることが
可能となり、さらに、リード幅が狭いことに起因するリ
ードの転びの問題も解消される。
【0041】(3) リード(特に、ボンディングエリア周
辺)に施されためっき皮膜に、プレス機の治具面が当た
らないので、前記めっき皮膜面にキズがつくことがな
く、ワイヤーボンディング適性の低下が回避される。
【0042】(4) ボンディングエリア下部には接着剤が
存在しないために、その部分のめっき皮膜がガスにより
侵されることがなく、ボンディング時の熱により接着剤
が軟化し、リードが不安定となるということもない。そ
のことによっても、ワイヤーボンディング適性の低下が
回避される。
【0043】(5) ディプレスが可能となり、プラスチッ
ク樹脂モールド加工の際、リードフレーム上下の樹脂量
等のバランスをとることができ、パッケージに発生する
ソリを防止できる。
【0044】(6) リードとアイランドとの接合を、接着
剤を用いずにスポット溶接にて行なうことによれば、後
処理において、プラズマ洗浄等が必要なくなり、工程が
簡略され、製造コストが安価になる。加えて、接着剤の
硬化時間・プラズマ処理等の処理時間を省くことができ
るために、大幅に製造時間を短縮できる。
【0045】
【図面の簡単な説明】
【図1】第1のリードフレーム部材を示す説明図。
【図2】第2のリードフレーム部材を示す説明図。
【図3】表面が絶縁処理された第2のリードフレーム部
材を示す断面説明図。
【図4】本発明のリードフレームの一実施例を示す断面
説明図。
【図5】半導体装置とした状態の一例を示す断面説明
図。
【図6】ディプレスが施された状態を示す断面説明図。
【図7】他実施例に係る、ワイヤーボンディングを行な
っている状態を示す断面説明図。
【図8】従来のリードフレームを示す断面説明図。
【図9】従来の半導体装置を示す断面説明図。
【符号の説明】
10…リ−ドフレ−ム 11…第1のリードフレーム部材 12…第2のリードフレーム部材 13…接着剤 14…アイランド部 15…外枠部材 16…吊りリード 17…治具 18…枠状部分 20…チップ 21…ワイヤー 30…半導体装置

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】リードを有する第1のリードフレーム部材
    と、半導体集積回路が搭載されるアイランド部を有する
    第2のリードフレーム部材とが貼り合わされた構成のリ
    ードフレームにおいて、 第1のリードフレーム部材が、インナーリード先端に囲
    まれた内側に、搭載される半導体集積回路を取り囲むよ
    うに、外枠部より延出したリードによって支持された枠
    状の部分を有しており、 インナーリード先端および前記枠状の部分が、アイラン
    ド部上に位置して両者が貼り合わされた構成のリードフ
    レーム。
  2. 【請求項2】前記第1・第2のリードフレーム部材が、
    それぞれの部材のリードおよびアイランド部を取り囲む
    外枠部分で貼り合わされた構成である請求項1に記載の
    リードフレーム。
  3. 【請求項3】前記第1・第2のリードフレーム部材が、
    第1の部材のリードのうち、信号リードとして機能しな
    いリードにおいて貼り合わされた構成である請求項1に
    記載のリードフレーム。
  4. 【請求項4】アイランド部が、信号リードとして機能す
    るインナーリードと離間された構成であることを特徴と
    する請求項1〜請求項3の何れかに記載のリードフレー
    ム。
JP6151986A 1994-07-04 1994-07-04 リードフレーム Pending JPH0817994A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012074572A (ja) * 2010-09-29 2012-04-12 Fujitsu Semiconductor Ltd リードフレーム、半導体装置及びその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012074572A (ja) * 2010-09-29 2012-04-12 Fujitsu Semiconductor Ltd リードフレーム、半導体装置及びその製造方法

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