JPH08236682A - リードフレーム - Google Patents

リードフレーム

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JPH08236682A
JPH08236682A JP7039728A JP3972895A JPH08236682A JP H08236682 A JPH08236682 A JP H08236682A JP 7039728 A JP7039728 A JP 7039728A JP 3972895 A JP3972895 A JP 3972895A JP H08236682 A JPH08236682 A JP H08236682A
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JP
Japan
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bonding wire
bonding
inner lead
tip
semiconductor chip
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Application number
JP7039728A
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English (en)
Inventor
Kazuhiro Iizuka
和宏 飯塚
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 インナーリード部へのボンディングワイヤの
接合力を大きくすると共にボンディングワイヤが切断さ
れ難いようにしたリードフレームを提供する。 【構成】 ボンディングワイヤがボンディングされるイ
ンナーリード部１５の先端部位の形状が、キャピラリの
凸状先端部の半径より大きい半径を有する弧状断面の凹
曲面１６となるように部分円筒状の曲部１７を設けて構
成されている。これにより、キャピラリに超音波振動を
加えながら押圧するようにしてボンディングワイヤをイ
ンナーリード部１５の先端部位の凹曲面１６上にボンデ
ィングすると、凹曲面１６に沿ってボンディングワイヤ
が押し当てられることになって接合部の長さが長く、接
合面積が大きくなってボンディングワイヤの接合力が大
きくなり、また接合部におけるボンディングワイヤの断
面形状も略円形のままとなって十分な強度が確保され、
ボンディングワイヤが切断され難くなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置に用いられ
るリードフレームに関する。
【０００２】
【従来の技術】周知の通り、半導体装置は、リードフレ
ームのアイランド上に半導体チップを載置し、この半導
体チップとリードフレームに形成されたリードのインナ
ーリード部の先端部との間にボンディングマシンを用い
てボンディングワイヤを接続し、その後に半導体チップ
とインナーリード部とを封止するようにパッケージを設
けて構成される。
【０００３】以下、従来のリードフレームについて図８
乃至図１０を参照して説明する。図８は半導体チップを
載置したリードフレームの斜視図であり、図９はインナ
ーリード部の先端部へのボンディングワイヤのボンディ
ング状況を示す部分断面図であり、図１０は要部を拡大
して示す概略の断面図である。
【０００４】図８乃至図１０において、１は表面にＡｇ
めっき層１ａが設けられたＮｉ−Ｆｅ合金の４２アロイ
等でなるリードフレームであり、２はリードフレーム１
に形成され半導体チップ３を載置したアイランドであ
り、４はアイランド２の周囲に配されたリードであり、
５はリード４のインナーリード部である。さらに、６は
直径が約３０μｍのＡｕ線のボンディングワイヤで、半
導体チップ３とインナーリード部５の先端部位を電気的
に接続するようそれぞれにボンディングされている。
【０００５】このボンディングは、ボンディングマシン
のキャピラリ７の先端を、半導体チップ３やインナーリ
ード部５の先端部位に横方向の超音波振動を加えながら
ボンディングワイヤ６を押圧するようにして行われる。
これによりインナーリード部５の先端部位では、ボンデ
ィングワイヤ６が長さＬのめっき層１ａとの接合部８を
形成してインナーリード部５に固着され残余の部分が切
断される。
【０００６】そしてボンディングが行われた後、合成樹
脂製のパッケージが成形され、アイランド２上の半導体
チップ３やインナーリード部５が封止されて半導体装置
が形成される。
【０００７】また、上記のように構成されたもののアイ
ランド２やリード４の形成は、リードフレーム１が単独
の金属板である場合にはプレス加工により、リードフレ
ーム１が絶縁基板やフィルム上に設けられている場合に
はエッチング加工することによって行われる。このよう
な加工法によって形成されたリード４は、プレス加工を
施した先端部分の表面側がだれてしまったり、エッチン
グ加工を施したものでも縁部分がだれて表面が凸状とな
る。
【０００８】このためボンディングワイヤ６がボンディ
ングされた接合部８の長さが短くなって面積が小さくな
り、接合力は小さなものとなってしまう。また接合部８
におけるボンディングワイヤ６の断面形状はキャピラリ
７で押し潰されることによって偏平形状となり、十分な
強度が得られないものとなっている。
【０００９】すなわち、ボンディングワイヤ６がボンデ
ィングされているインナーリード部５の先端部位は図１
０に示すような断面形状となり、接合部８に隣接して形
成されるめっき層１ａとボンディングワイヤ６との隙間
９に、パッケージを形成する合成樹脂が流れ込んだ状態
になる。
【００１０】そして、このような状態の半導体装置に対
しヒートサイクル試験等の信頼性評価試験を行った場
合、隙間９に流れ込んだ合成樹脂からの水蒸気が加熱さ
れて膨脹し、接合部８と隙間９との境界となっているボ
ンディングワイヤ６の押し潰されて偏平な断面形状とな
った部分に応力が集中する。これによりボンディングワ
イヤ６は、応力が集中した部分を切断部分１０として切
断されてしまう虞があった。
【００１１】一方、半導体装置が高機能化、高集積化さ
れるにしたがいリード４は多数本化、狭ピッチ化したも
のとなってくる。このためボンディングワイヤ６をイン
ナーリード部５の先端部位に接合する場合にも、キャピ
ラリ７は先端部を細くしたボトルネックキャピラリが用
いられ、接合部８の面積も小さくなって接合力が小さく
なり、ボンディングワイヤ６のインナーリード部５への
接合性が阻害されることになる。さらに絶縁基板や合成
樹脂製テープをパッケージに用いたものではボンディン
グ時に加熱されて絶縁基板やテープが軟化し、インナー
リード部５が確実に固定されず不安定となって一層接合
性が悪くなる。
【００１２】また、ボンディングワイヤ６がボンディン
グされるインナーリード部５の表面が汚染されている場
合には、接合部８に形成される合金層の拡散部分が十分
に確保できなくなる可能性があり、この点からもボンデ
ィングワイヤ６のインナーリード部５への接合性が阻害
される。
【００１３】このような点からインナーリード部５とボ
ンディングワイヤ６との接合部８の長さを長くして面積
を大きくし、接合力を大きくすることが半導体装置の高
機能化、高集積化等に伴って強く求められるものとなっ
ている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】上記のような状況に鑑
みて本発明はなされたもので、その目的とするところは
インナーリード部とボンディングワイヤとの接合部の長
さを長くするようにし、接合面積を大きくして接合力を
大きくできるようにすると共にボンディングワイヤが切
断され難いようにしたリードフレームを提供することに
ある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明のリードフレーム
は、半導体チップを載置するアイランドと、半導体チッ
プに対応するよう設けられたリードと、このリードのア
イランド側に設けられボンディングワイヤがキャピラリ
を用いて半導体チップとの間にボンディングされるイン
ナーリード部とを備えたリードフレームにおいて、イン
ナーリード部は、ボンディングワイヤがボンディングさ
れる先端部位の形状がキャピラリの凸状先端部の半径よ
り大きい半径を有する弧状断面の凹曲面となっているこ
とを特徴とするものであり、さらに、インナーリード部
の先端部位の凹曲面の半径が、１５０μｍ〜３００μｍ
であることを特徴とするものであり、さらに、インナー
リード部の先端部位が、部分円筒状の凹曲面であること
を特徴とするものであり、また、半導体チップを載置す
るアイランドと、半導体チップに対応するよう設けられ
たリードと、このリードのアイランド側に設けられボン
ディングワイヤがキャピラリを用いて半導体チップとの
間にボンディングされるインナーリード部とを備えたリ
ードフレームにおいて、インナーリード部は、ボンディ
ングワイヤがボンディングされる先端部位の形状が凹状
となっていることを特徴とするものである。
【００１６】
【作用】上記のように構成されたリードフレームは、ボ
ンディングワイヤがボンディングされるインナーリード
部の先端部位の形状が、キャピラリの凸状先端部の半径
より大きい半径を有する弧状断面の凹曲面となるように
なっており、キャピラリに超音波振動を加えながら押圧
するようにしてボンディングワイヤをインナーリード部
の先端部位の凹曲面上にボンディングすると、凹曲面に
沿ってボンディングワイヤが押し当てられることになっ
て接合部の長さが長く、接合面積を大きくなってボンデ
ィングワイヤの接合力が大きくなる。また、接合部にお
けるボンディングワイヤの断面形状も略円形のままで十
分な強度がある状態となっており、ボンディングワイヤ
が切断され難くなる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
【００１８】先ず、第１の実施例を図１乃至図３を参照
して説明する。図１は半導体チップを載置したリードフ
レームの斜視図であり、図２はインナーリード部の先端
部を示す図で、図２（ａ）は斜視図、図２（ｂ）は断面
図であり、図３はインナーリード部の先端部へのボンデ
ィングワイヤのボンディング状況を示す部分断面図であ
る。
【００１９】図１乃至図３において、１１はＮｉ−Ｆｅ
合金の４２アロイ等で帯状に形成されたリードフレーム
であり、その表面にはＡｇめっき層１１ａが設けられて
いる。またリードフレーム１１には所定のピッチでアイ
ランド１２が形成されており、アイランド１２の周囲に
は、そのアイランド１２に載置する半導体チップ１３に
対応するよう複数のリード１４が形成されている。
【００２０】さらに、リード１４にはアイランド１２側
にインナーリード部１５が設けられており、各インナー
リード部１５は先端部位が約２００μｍ程度の半径Ｒ1
の凹曲面１６を有する部分円筒状の曲部１７が形成され
るよう例えばプレス加工することによって曲げられてい
る。そして、このインナーリード部１５の先端部位とア
イランド１２に載置した半導体チップ１３との間には、
直径が約３０μｍのＡｕ線のボンディングワイヤ１８が
それぞれボンディングされ、電気的に接続されている。
【００２１】さらに、インナーリード部１５の先端部位
や半導体チップ１３へのボンディングはボンディングマ
シンによって行われるが、そのボンディングマシンのキ
ャピラリ１９は、先端が３０μｍ〜７０μｍの範囲の値
を半径Ｒ2 とした凸曲面状となるよう形成された円筒状
先端部１９ａを有し、この先端部１９ａは横方向に超音
波振動を行うようになっている。
【００２２】そしてボンディングは、キャピラリ１９の
中空部１９ｂを通り先端部１９ａから繰り出されたボン
ディングワイヤ１８を、先端部１９ａで半導体チップ１
３やインナーリード部１５の先端部位の凹曲面１６に超
音波振動を加えながら押圧することによって行われる。
これによりインナーリード部１５の先端部位では、ボン
ディングワイヤ１８が凹曲面１６上に長さＬ0 のめっき
層１１ａとの接合部２０を形成してインナーリード部１
５に固着され、残余の部分が切断される。
【００２３】さらにボンディングが行われた後、合成樹
脂製のパッケージが成形され、アイランド１２上の半導
体チップ１３やインナーリード部１５が封止されて半導
体装置が形成される。この時、ボンディングワイヤ１８
が延在する側の接合部２０に隣接してめっき層１１ａと
ボンディングワイヤ１８との間に隙間２１が形成され
る。
【００２４】上記のように構成されたものでは、ボンデ
ィングワイヤ１８がインナーリード部１５の凹曲面１６
上に、この凹曲面１６の半径Ｒ1 より小さい半径Ｒ2 の
凸曲面のキャピラリ１９の円筒状先端部１９ａにより、
曲部１７の部分円筒状曲面の弧状方向に沿って押し付け
られるようにして固着される。このため、比較的長い長
さＬ0 の接合部２０がめっき層１１ａとの間に形成され
ることになり、接合面積が大きくなって比較的大きな接
合力が得られる。
【００２５】さらに、接合部２０におけるボンディング
ワイヤ１８の断面形状は、一部がキャピラリ１９で押し
潰されることによって偏平形状となるものの、ボンディ
ングワイヤ１８が延在する側の接合部２０での断面形状
は略円形を保っており、ボンディングワイヤ１８は十分
な強度がある状態となっている。また、接合部２０に隣
接してめっき層１１ａとボンディングワイヤ１８との間
に形成された隙間２１は、ボンディングワイヤ１８がイ
ンナーリード部１５の先端部位の凹曲面１６に弧状方向
に沿うように固着されるため比較的小さく、この隙間２
１への合成樹脂の流れ込みは少ないものとなっている。
【００２６】このため、パッケージ成形後の半導体装置
に対しヒートサイクル試験等の信頼性評価試験を行った
場合に、隙間２１に流れ込んだ合成樹脂中の水蒸気が加
熱されて膨脹しても、隙間２１に流れ込んだ合成樹脂量
が少ない故に水蒸気量が少なく、接合部２０と隙間２１
との境界部分に作用する応力は小さい。また、この境界
部分ではボンディングワイヤ１８は略円形の断面形状は
保っており、十分な強度を有するために切断されてしま
う虞がない。
【００２７】このようにインナーリード部１５とボンデ
ィングワイヤ１８との接合部２０の長さが長くでき、面
積も大きくすることができて接合力が増し、さらにボン
ディングワイヤ１８が切断され難くなり、その結果、半
導体装置の高機能化、高集積化等の実現が可能となる。
【００２８】次に第２の実施例を図４により説明する。
図４はインナーリード部の先端部を示す図で、図４
（ａ）は斜視図、図４（ｂ）は断面図である。
【００２９】図４において、２２はＮｉ−Ｆｅ合金の４
２アロイ等で帯状に形成されたリードフレームのリード
のインナーリード部であり、その表面にはＡｇめっき層
２２ａが設けられている。またインナーリード部２２の
先端部位には、最先端に平坦部２３を設けるようにして
突出部２４が裏面側から表面側にプレス加工等により突
き曲げられて形成されている。
【００３０】これにより突出部２４のインナーリード部
２２の根元側表面に、約２００μｍ程度の半径の部分円
筒状の凹曲面２５が形成される。そして凹曲面２５に
は、図示しないが上記の第１の実施例と同様にアイラン
ドに載置した半導体チップとの間に直径が約３０μｍの
Ａｕ線のボンディングワイヤがボンディングされ、半導
体チップとリードが電気的に接続される。
【００３１】また、この際のボンディングも同様に円筒
状先端部が３０μｍ〜７０μｍの範囲の値を半径とする
凸曲面状に形成されたボンディングマシンのキャピラリ
により、ボンディングワイヤを半導体チップやインナー
リード部２２の凹曲面２５に超音波振動を加えながら押
圧することによって行われる。
【００３２】これによりインナーリード部２２の先端部
位では、ボンディングワイヤが凹曲面２５上に比較的長
い長さのＡｇめっき層２２ａとの接合部を形成してイン
ナーリード部２２に固着され、残余の部分が切断され
る。
【００３３】従って、本実施例においても第１の実施例
と同様の作用、効果が得られる。
【００３４】次に第３の実施例を図５により説明する。
図５はインナーリード部の先端部を示す図で、図５
（ａ）は斜視図、図５（ｂ）は断面図である。
【００３５】図５において、２６はＮｉ−Ｆｅ合金の４
２アロイ等で帯状に形成されたリードフレームのＡｇめ
っき層２６ａが設けられたリードのインナーリード部で
あり、このインナーリード部２６の先端部位は、表面側
にプレス加工やエッチング加工等により約２００μｍ程
度の半径の部分円筒状の凹曲面２７を有する部分円筒状
の凹部２８が形成されている。そして凹曲面２７には、
図示しないが上記の第１の実施例と同様にアイランドに
載置した半導体チップとの間に直径が約３０μｍのＡｕ
線のボンディングワイヤがボンディングされ、半導体チ
ップとリードが電気的に接続される。
【００３６】また、この際のボンディングも同様に円筒
状先端部が３０μｍ〜７０μｍの範囲の値を半径とする
凸曲面状に形成されたボンディングマシンのキャピラリ
により、ボンディングワイヤを半導体チップやインナー
リード部２６の凹曲面２７に超音波振動を加えながら押
圧することによって行われる。
【００３７】これによりインナーリード部２６の先端部
位では、ボンディングワイヤが凹曲面２７上に比較的長
い長さのＡｇめっき層２６ａとの接合部を形成してイン
ナーリード部２６に固着され、残余の部分が切断され
る。
【００３８】従って、本実施例においても第１の実施例
と同様の作用、効果が得られる。
【００３９】次に第４の実施例を図６により説明する。
図６はインナーリード部の先端部を示す図で、図６
（ａ）は斜視図、図６（ｂ）は断面図である。
【００４０】図６において、２９はＮｉ−Ｆｅ合金の４
２アロイ等で帯状に形成されたリードフレームのＡｇめ
っきが施されたリードのインナーリード部である。この
インナーリード部２９の先端部位には、表面側のＡｇめ
っき層３０の厚さをめっき時間等を局部的にコントロー
ルすることにより形成した堤状部３１が設けられてい
る。
【００４１】これにより堤状部３１のインナーリード部
２９の根元側Ａｇめっき層３０の表面に、約２００μｍ
程度の半径の部分円筒状の凹曲面３２が形成される。そ
して凹曲面３２には、図示しないが上記の第１の実施例
と同様にアイランドに載置した半導体チップとの間に直
径が約３０μｍのＡｕ線のボンディングワイヤがボンデ
ィングされ、半導体チップとリードが電気的に接続され
る。
【００４２】また、この際のボンディングも同様に円筒
状先端部が３０μｍ〜７０μｍの範囲の値を半径とする
凸曲面状に形成されたボンディングマシンのキャピラリ
により、ボンディングワイヤを半導体チップやインナー
リード部２９の凹曲面３２に超音波振動を加えながら押
圧することによって行われる。
【００４３】これによりインナーリード部２９の先端部
位では、ボンディングワイヤが凹曲面３２上に比較的長
い長さのＡｇめっき層３０との接合部を形成してインナ
ーリード部２９に固着され、残余の部分が切断される。
【００４４】従って、本実施例においても第１の実施例
と同様の作用、効果が得られる。
【００４５】なお、上記各実施例においてインナーリー
ド部１５，２２，２６，２９の先端部位に形成された部
分円筒状の凹曲面１６，２５，２７，３２の半径を約２
００μｍ程度としたがこれに限定されるものではなく、
１５０μｍ〜３００μｍでも上記と同様の効果が得ら
れ、特に２００μｍ〜２５０μｍで有効である。すなわ
ち、１５０μｍより小さい場合にはボンディングワイヤ
の切れが生じ易くなり、３００μｍより大きくなると接
合部の長さが短くなって十分な接合力が得られなくな
る。
【００４６】次に第５の実施例を図７により説明する。
図７はインナーリード部の先端部を示す図で、図７
（ａ）は斜視図、図７（ｂ）は断面図である。
【００４７】図７において、３３はＮｉ−Ｆｅ合金の４
２アロイ等で帯状に形成されたリードフレームのリード
のインナーリード部であり、その表面にはＡｇめっき層
３３ａが設けられている。またインナーリード部３３の
先端部位には、折曲部３４が裏面側から表面側にプレス
加工等により曲げられて形成されている。
【００４８】これにより折曲部３４のインナーリード部
３３の表面側に疑似部分円筒状をなす凹面３５が形成さ
れる。そして凹面３５には、図示しないが上記の第１の
実施例と同様にアイランドに載置した半導体チップとの
間に直径が約３０μｍのＡｕ線のボンディングワイヤが
ボンディングされ、半導体チップとリードが電気的に接
続される。
【００４９】また、この際のボンディングも同様に円筒
状先端部が３０μｍ〜７０μｍの範囲の値を半径とする
凸曲面状に形成されたボンディングマシンのキャピラリ
により、ボンディングワイヤを半導体チップやインナー
リード部３３の凹面３５に超音波振動を加えながら押圧
することによって行われる。
【００５０】これによりインナーリード部３３の先端部
位では、ボンディングワイヤが凹面３５上に比較的長い
長さのＡｇめっき層３３ａとの接合部を形成してインナ
ーリード部３３に固着され、残余の部分が切断される。
【００５１】従って、本実施例においても第１の実施例
と略同様の作用、効果が得られる。なお、上記各実施例
のリードフレームは単独の帯状金属板で構成したが、ガ
ラス繊維強化エポキシ樹脂性の絶縁基板や合成樹脂製テ
ープ表面に設けたものであってもよい。
【００５２】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明
は、ボンディングワイヤがボンディングされるインナー
リード部の先端部位の形状が、キャピラリの凸状先端部
の半径より大きい半径を有する弧状断面の凹曲面となる
よう構成したことにより、インナーリード部との接合部
の長さが長くなり、接合面積が大きくなってボンディン
グワイヤの接合力が大きくなると共に、ボンディングワ
イヤが切断され難くなる等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係る半導体チップを載
置したリードフレームの斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係るインナーリード部
の先端部を示す図で、図２（ａ）は斜視図、図２（ｂ）
は断面図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係るインナーリード部
の先端部へのボンディングワイヤのボンディング状況を
示す部分断面図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係るインナーリード部
の先端部を示す図で、図４（ａ）は斜視図、図４（ｂ）
は断面図である。
【図５】本発明の第３の実施例に係るインナーリード部
の先端部を示す図で、図５（ａ）は斜視図、図５（ｂ）
は断面図である。
【図６】本発明の第４の実施例に係るインナーリード部
の先端部を示す図で、図６（ａ）は斜視図、図６（ｂ）
は断面図である。
【図７】本発明の第５の実施例に係るインナーリード部
の先端部を示す図で、図７（ａ）は斜視図、図７（ｂ）
は断面図である。
【図８】従来例に係る半導体チップを載置したリードフ
レームの斜視図である。
【図９】従来例に係るインナーリード部の先端部へのボ
ンディングワイヤのボンディング状況を示す部分断面図
である。
【図１０】従来例に係る要部を拡大して示す概略の断面
図である。
【符号の説明】 １１…リードフレーム １２…アイランド １３…半導体チップ １４…リード １５…インナーリード部 １６…凹曲面 １７…曲部 １９…キャピラリ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体チップを載置するアイランドと、
    前記半導体チップに対応するよう設けられたリードと、
    このリードのアイランド側に設けられボンディングワイ
    ヤがキャピラリを用いて前記半導体チップとの間にボン
    ディングされるインナーリード部とを備えたリードフレ
    ームにおいて、前記インナーリード部は、前記ボンディ
    ングワイヤがボンディングされる先端部位の形状が前記
    キャピラリの凸状先端部の半径より大きい半径を有する
    弧状断面の凹曲面となっていることを特徴とするリード
    フレーム。
  2. 【請求項２】 インナーリード部の先端部位の凹曲面の
    半径が、１５０μｍ〜３００μｍであることを特徴とす
    る請求項１記載のリードフレーム。
  3. 【請求項３】 インナーリード部の先端部位が、部分円
    筒状の凹曲面であることを特徴とする請求項１記載のリ
    ードフレーム。
  4. 【請求項４】 半導体チップを載置するアイランドと、
    前記半導体チップに対応するよう設けられたリードと、
    このリードのアイランド側に設けられボンディングワイ
    ヤがキャピラリを用いて前記半導体チップとの間にボン
    ディングされるインナーリード部とを備えたリードフレ
    ームにおいて、前記インナーリード部は、前記ボンディ
    ングワイヤがボンディングされる先端部位の形状が凹状
    となっていることを特徴とするリードフレーム。
JP7039728A 1995-02-28 1995-02-28 リードフレーム Pending JPH08236682A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001217371A (ja) * 2000-02-03 2001-08-10 Rohm Co Ltd 樹脂パッケージ型半導体装置
JP2015530759A (ja) * 2012-09-28 2015-10-15 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 ワイヤボンディングのための傾斜した金属端子を有するリードフレーム

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