JPH03283647A - リードフレームおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、リードフレームに係り、特に高密度のリード
フレームに関する。

（従来の技術） ＩＣ，ＬＳＩなどの半導体装置用リードフレームは、フ
ォトエツチング法またはプレス加工のいずれかの方法に
よって、０　、　２５　ｍｓあるいは０゜１５ｍｍの板
厚の金属条材の不要部分を除去することによって形状加
工したのち、所定部分にめっきを行うめっき工程、テー
プを貼着しインナーリード相互間を固定する固定工程等
を経て形成される。

ところで、半導体装置の高密度化および高集積化に伴い
、チップ面積が増大すると共にリードピン数が増加する
ものの、パッケージは従来通りかもしくは小型化の傾向
にある。

従って、同−面積内においてインナーリードの本数か増
加すれば、当然ながらインナーリードの幅および隣接す
るインナーリードとの間隔は狭くなる。このため、強度
の低下によるインナーリードの疫形およびその変形によ
るインナーリード間の短絡等の不良が問題となっている
。

例えば、プレス加工においては、加工精度および経済的
な面からリード間隔りと板厚ＴはＤ≧Ｔの関係を持たせ
るのが望ましいことがで良く知られている。

しかしながら、近年、半導体装置の高集積化は進む一方
であり、リード間隔が板厚以下となり、さらにリード幅
も微細なものが要求されるようになってきている。この
ように、板厚以下であるようなリード間隔のプレス打ち
抜きに際しては、押さえ面積が狭くなり、抑圧が低下し
てインナーリードおよびアウターリードに捩じれが働き
、残留応力が滞留する。そしてこの傾向は、Ｄ＜Ｔの関
係とリード幅とが狭くなるとともに増大する。

このように残留応力が残ると後続の熱工程や曲げ工程を
経ると残留応力の影響を受けてリードの変形やより等が
発生し、上述したような強度の低下のみならず、変形が
生じ昌＜、短絡等の不良が生じおいという問題があった
。

一方、エツチングによる加工においては、加工深さの増
大およびリード幅が狭くなると、アンダカット現象の影
響が顕著となり、寸法精度および強度の低下が問題とな
る。この現象は、加工深さと共に増大し、腐蝕係数をＦ
１深さをＤ１開孔幅をＷ１加工幅（リード幅）をＷとし
たとき、これらの間に次のような関係がある事が知られ
ている。

Ｗ　−ｗ　−２Ｄ　／　Ｆ この式からも、深さＤすなわち板厚を小さくするのが望
ましいことがわかる。しかしながら、板厚を小さくした
場合、機械的強度が小さくなり、枠部で支持も困難とな
る。このため工程間および工程中における搬送や位置決
めに際して基準ピンの挿入、抜き出し等で折れや曲がり
等の損傷が生し昌くリードフレームの歩留まりゃ信頼性
を低下させるという問題があった。

そこで、特開昭６０−１０３６５３号公報に示されてい
るように、インナーリード間をプレス加工した後にコイ
ニングを施して肉薄部を形成し、さらにコイニングによ
って生じた余肉を除去して肉薄のインナーリードを形成
する方法も提案されている。

しかしながらこの方法では、コイニングによる製造コス
トの上昇のみならず、コイニングによって生じた残留応
力によるインナーリード先端の変形に起因するリードフ
レームの信頼性及び歩留まり低下並びに残留歪を除去す
るための熱処理を必要とする等の問題がある。

また、ボンディング性の向上をはかるために、インナー
リード先端や゛ト導体素子搭載部には一般的に貴金属を
めっきした構造がとられることが多い。

このため、めっき装置への搬送中にインナーリード先端
の変形を生したり、インナーリード先端部の側面にも銀
（Ａｇ）などのめっき金属が付着し、めっき領域とパッ
ケージラインとの距離が短いために、実装後の半導体装
置においてマイグレーションが発生し、隣接するインナ
ーリード間で短絡を起こしたりし、これが信頼性低下の
原因となっていた。

このような問題を解決するために、帯状材料の所定位置
に金などの貴金属めっきを行った後、成形を行うことに
より、インナーリード側面へのめっき金属の付むを防止
すると共に、めっき工程中のインナーリード先端の変形
を防止するという方法も提案されている。

しかしなから、この方法では、アウターリードの先端部
などには、１″−ｕ＋　４ＮＩけ特性をよくするために
、さらに！ｌ’、Ｉｌ＋めっきを行わねばならない。

さらに、この方法では、不完全形状の帯状材料に対して
めっきが行われるため、その位置ずれの確認か困難であ
り、不良品が多量に発生するという危険があった。

そこで、めっきに先立ち、位置決めのためのパイロット
孔を設ける方法も提案されているが、パイロット孔形成
のためのスタンピング工程が必要であり、結果的にスタ
ンピングを２回行う必要があり、生産性が悪いという問
題があった。また、めっき部分をスタンピングするため
、傷が付き昌く、歩留まりが悪いと言う問題もあった。

また通常の方法で成型したのち、めっき用マスクに突出
部を設け、この突出部がインナーリード間に嵌挿される
ようにし、インナーリード側面へのめっき液の侵入を防
止する方法も提案されているが、この方法もインナーリ
ードとマスクの突起部が合致しなかった場合、インナー
リードが変形する上、マスクの老朽化が早く、コストが
高いという問題があった。

（発明が解決しようとする課！ｆｉ） このように、半導体装置の高集積化に伴い、リード拙１
隔およびリード幅は小さくなる一方であり、加工精度の
向上が大きな問題となっていた。また、インナーリード
先端の側面へのめっき金属の付着が、半導体装置の信頼
性低下の原因となっていた。

従って、リードフレーム全体の板厚を薄くする必要があ
る。しかしながら、リードフレーム全体を肉薄にすると
、全体の強度が低下して搬送、取扱いおよび位置決めの
際にリードフレームの変形、損傷が生じ半導体装置の信
頼性および歩留まり低下の原因となっていた。

本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、リードフ
レームの所ｔの強度を維持し、製造が容品で高精度でか
つ信頼性の高いリードフレームを提供することを目的と
する。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） そこで本発明のリードフレームでは、少なくとも前記イ
ンナーリードがサイドバーよりも肉薄となるように構成
している。

望ましくは、インナーリードおよびアウターリードが、
サイドバーよりも肉薄となるように構成している。

（作用） 上記構成によれば、微細加工の必要なインナーリード領
域等は肉薄とし、加工精度を良好とする一方、支持強度
の必要なサイドバー領域等は肉厚としているため、高精
度でかつ強度の高いリードフレームを得ることが可能と
なる。

製造に際しては、金属条材の所定の領域を残して表面に
選択的にレジストパターンを形成し、このレジストパタ
ーンから露呈する領域を所定の厚さとなるまでエツチン
グ除去し肉薄部を形・成したのち、この肉薄部内に少な
くともインナーリード部が形成されるように、インナー
リード、アウターリードなどの形状加工を行うようにし
ている。

これにより、エツチングにより残留応力のない肉薄部を
形成したのち、形状加工を行うようにしているため、外
枠は、肉厚で強固である一方、１法帖度の厳しいインナ
ーリード部等の領域は肉薄部からの加工であり、エツチ
ングによる加工の場合も、プレス加工による打ち抜きの
場合も高精度の微細パターンの形成が可能となる。

この形状加工にはプレス加工を用いるがまたはエツチン
グ加工を用いる。

形状加工にエツチングを用いた場合、出発材料が肉薄と
なっているため、アンダーカットが少なく高精度のパタ
ーン形成が可能となる。

エツチング加工を用いる場合には、望ましくは表面にリ
ードフレームのパターンを有スるレジストパターンを形
成し、裏面には肉薄部形成領域に開口を有するレジスト
パターンを形成しておき、この状態で両面からエツチン
グを行うようにする。

このように両面からエツチングを行うようにしているた
め、肉薄部の形成と形状加工とが同時に極めて高精度に
行われ得る。

またプレス加二［による打ち抜きの場合も、前述した条
件式を満たすように、出発材料が肉薄となっているため
、捩じれなどの加工応力の少ないリードフレームを得る
ことができ、従って、後続工程における加熱工程を経て
も変形の少ないリードフレームを得ることが可能となる
。

望ましくは、この形状加工に際し、インナーリード先端
部を互いに連結する連結片を残して形状加工を行った後
、この連結片を除去し、個々のインナーリードに分割す
るようにしている。

また、連結片を残して形状側にを行った後、この連結片
の切除に先立ち、インナーリード相互間の位置を絶縁性
部材を用いて固定する固定工程を含むようにしている。

これにより、リード間隔を良好に維持し、ボンディング
性を高めることが可能となる。

さらにまた、連結片を残して形状加工を行った後、この
連結片の切除に先立ち、インナーリード先端部にめっき
を行うようにしている。

また、肉薄部形成のためのエツチング工程後、形状加工
工程に先立ち、素子搭載領域をはじめインナーリード先
端部に相当する領域にめっきを行うようにしている。こ
れにより、インナーリード側部へのめっき金属の付着を
防止することができるため、インナーリード間隔の減少
やエレクトロマイグレーシランを防止することが可能と
なる。

ここで、肉薄部は外枠等の肉厚部の約１／２程度の肉厚
を有するように加工するのが望ましい。

また、肉薄部は少なくともインナーリード部を含むよう
に形成し、またダムバー、アウターリードをも含むよう
に形成しても良い。

また、肉薄部の形成後、少なくともインナーリードおよ
びアウターリード形成領域にＰｄまたはＰｄ−Ｎｉめっ
きを施し、プレス加工によって形状加工をおこなうよう
にすれば、プレス加工のみで完成し、従来のようにめっ
きを行う必要がないため、インナーリード側面へのめつ
き金属の付着もなく、まためっき工程中のインナーリー
ド先端の変形を防止することができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について、図面を参照しつつ詳細
に説明する。

実施例１ 本発明の第１の実施例の方法によって形成されるリード
フレームは、第１図（ａ）に平面図、第１図（ｂ）にそ
のＡ−Ａ断面図、第２図に斜視図を示す如く、パッケー
ジラインＰよりも内側を、サボ−１−バー１７およびダ
イパッド１１を除いて、サイドバーなどの外側領域の肉
厚の１／２程度としたことを特徴とするものである。

すなわち、ダイパッド１１のまわりにインナーリー１’
　１２が放射状に配列されたパッケージラインＰの内側
領域Ｑ１と、ダムバー１３、アウターリード１４、サイ
ドパー１５．１６などの形成された外側領域Ｑ２とから
構成されている。ここでザボートバ−１７およびダイパ
ッド１１は支持を強固にするために肉厚となるように形
成されている。１８はポリイミドテープである。

次に、このリードフレームの製造方法について説明する
。

まず、第３図（ａ）に示すように、フォトリソ法を用い
て帯条材料Ｍのインナーリード１２形成領域を除く領域
をレジストパターンＲで被覆する。

ここでは、第４図（ａ）に示すように、帯条材料Ｍを巻
きだし装置２１、間欠送り装置２２、巻き取り装置２３
を用いてレジストパターン形成装＠２４内を走行せしめ
ることによって形成する。

この後、第３図（ｂ）に示すように、このレジストパタ
ーンＲをマスクとし、約１／２の深さまでエツチングし
、肉薄領域Ｒ１を形成する。ここでも第４図（ｂ）に示
すようにレジストパターンの形成された帯条材料Ｍを巻
きだし装置２１および巻き取り装置２３を用いてエツチ
ング装置２５内を走行せしめることによってエツチング
が連続的に施されるようになっている。

このようにして肉薄領域の形成された金属条材を用いて
、第３図（Ｃ）に示すように、リードフレーム１１１位
の４隅から所望の形状のインナーリード（先端面を除く
）１２、ダムバー１３、アラターリ−Ｆ’　１４の一部
なとの抜き型を具備した金型に装着し、プレス加工を行
なうことにより、第１の打ち抜き領域Ａ１を形成し、イ
ンナーリードの先端面を残してインナーリード部１１を
パターニングする。

次いで、第３図（ｄ）に示すように、同様に前記第１の
打ち抜き領域Ａ１に並ぶ次の領域のインナーリード（先
端面を除く）１２、ダムバー１３、アウターリード１４
の一部などの抜き型を具帽した金型に装着し、プレス加
工を行なうことにより、第１の打ち抜き領域Ａ１を形成
し、インナーリードの先端にタイバーＴを残してインナ
ーリード部１をバターニングする。

この後、第３図（ｅ）に示すように、さらに中央部のｍ
ｌの打ち抜き領域Ａ１を形成し、インナーリードの先端
にタイバーＴを残してインナーリ一ド部１２のバターニ
ングを完了する。

続いて、裏面全体にインナーリード固定用のポリイミド
テープ１８を貼着し、めっき工程を経て３図（「）に示
すように、前記工程で残されたインナーリード端部の第
２の打ち抜き領域Ａ２（キャビティ領域）を打ち抜き、
タイ／（−Ｔを切除しダイパッド１１とインナーリード
先端とを分離し、リードフレームの形状加工が終了する
。

このようにして形成されたリードフレームは、形状加工
のためのプレス工程の出発材料が肉薄となっているため
、捩じれなどの加工応力の少ないリードフレームを得る
ことができ、従って、後続工程における加熱工程を経て
も変形の少ないリードフレームを得ることが可能となる
。

さらにまた、インナーリードの先端に連結片を残して形
状加工し、連結片の切除に先立ち、インナーリード相互
間の位置をポリイミドーブを用いて固定する固定工程を
含むようにしているため、リード間隔を良好に維持し、
ボンディング性を高めることが可能となる。

なお、前記実施例では、インナーリード間領域の打ち抜
き後、めっきを行うようにしたが、肉薄部形成のための
エツチング工程後、インナーリード間領域の打ち抜き］
二程に先立ち、素子搭載領域をはしめインナーリード先
端線に相当する領域にめっきを行うようにしてもよく、
このようにすることによって、インナーリード側部全体
にわたるめっき金属の付着を防止することができるため
、１１法精度の低下、エレクトロマイグレーシジン（銀
の場合）の防止することが完全なものとなる。

また、肉薄部の形成後、少なくともインナーリードおよ
びアウターリード形成領域にＰｄまたはＰｄ−Ｎｉめっ
きを施し、プレス加工によって形状加工をおこなうよう
にすれば、プレス加工のみで完成し、従来のようにめっ
きを行う必要がないため、インナーリード側面へのめっ
き金属の付着もなく、まためっき工程中のインナーリー
ド先端の変形を防止することもできる。

実施例２ 前記実施例では肉薄部の形成後、プレス加工により形状
加工を行う方法について説明したが、本発明の第２の実
施例として、肉薄部の形成後、エツチングにより形状加
工を行う方法について説明する。

第３図（ｂ）に示す工程までは前記第１の実施例とまっ
たく同様にして形成するが、ここではアウターリード部
まで肉薄となるように形成している。

すなわち本発明の第２の実施例の方法によってって形成
されるリードフレームは、第５図（ａ）に平面図、第５
図（ｂ）にそのＡ−Ａ断面図、第６図に斜視図を示す如
く、サポートパー１７およびグイバッド１１形成領域Ｑ
２を除く他の領域Ｑ１を肉厚の１／２程度としたことを
特徴とするものである。

他部については前記実施例１と同様に形成されている。

次に、このリードフレームの製造方法について説明する
。

まず、実施例１と同様にして第７図（ａ）に示すように
、フォトリソ法を用いて帯条材料Ｍのインナーリード１
２形成領域、アウターリード形成領域１４などを除く領
域をレジストパターンＲで被■する。

この後、第７図（ｂ）に示すように、このレジストパタ
ーンＲをマスクとし、約１／２の深さまでエツチングし
、肉薄領域Ａ１を形成する。ここでも第４図（ｂ）に示
すようにレジストパターンの形成された帯条材料Ｍを巻
きだし装置２１および巻き取り装置２３を用いてエツチ
ング装置２５内を走行せしめることによってエツチング
が連続的に施されるようになっている。

このようにして肉薄領域の形成された金属条材の裏面全
体にインナーリード固定用のポリイミドテープ２８を貼
着したのち、フォトリソ法により、レジストパターンを
形成し、これをマスクとして第７図（Ｃ）に示すように
、所望の形状のインナーリード１２、ダムバー１３、ア
ウターリード１４などを有するパターンを形成する。

最後に、めっき工程を経て、第５図（ａ）、第５図（ｂ
）および第６図に示したリードフレームが完成する（第
５図および第６図ではポリイミドテープ２８は省略した
）。

このリードフレームによれば、肉薄部の形成後エツチン
グにより形状加工がなされるため、アンダーカットが少
なく高精度のパターン形成が可能となる。

また、プレス加工を用いていないため、残留応力がほと
んどなく高精度のパターン形成が可能とうなる。

このリードフレームは、素子チップの搭載、ワイヤボン
ディング、樹脂封止などの工程を経て半導体素子として
完成されるが、極めて信頼性の高いものとなっている。

なお、肉薄部の形成後、鉄−ニッケル合金板等の条材の
表面および裏面にパラジウムめっきを施すようにしても
よい。これにより、側面へのめっきもれもなく良好なめ
っき領域を形成することができまた、スタンピング後に
めっきを行う必要がないため、めっき装置への搬送中に
インナーリード先端の変形を生じたりすることもなく信
頼性の高いリードフレームを得ることができる。また、
パラジウムめっきの存在により半田付着性が極めて良好
である上、インナーリード先端部側面はめっき金属の付
着しない状態で、得ることができ、１１法精度を良好に
維持することができる。まためっき層に銀を用いた場合
に起こりやすいマイグレーションの発生もこのようにす
ることによって防１１できる。

また、前記実施例では、リードフレームの裏面全体にポ
リイミド樹脂を貼着したが、一部でもよく、また、他の
固定手段を用いても良いことはいうまでもない。

さらに、実施例では、出発材料として肉薄部の形成と形
状加工を別々に行う方法について説明したが、肉薄部の
形成と形状加工を同時に行うようにしてもよいことはい
うまでもない。次に実施例３としてこの例について説明
する。

実施例３ 前記実施例では肉薄部の形成後、エツチング加］−によ
り形状加工を行う方法について説明したが、本発明の第
３の実施例として、肉薄部の形成と形状加工とを同時に
行う方法について説明する。

すなわち本発明の第３の実施例の方法によってって形成
されるリードフレームは、第８図に平面図、第９図にそ
のＡ−Ａ断面図を示す如く、インナーリード部を両面エ
ツチングにより肉薄としたことを特徴とするものである
。

他部については前記実施例１と同様に形成されている。

次に、このリードフレームの製造方法について説明する
。

まず、第１０図（ａ）に示すように、フォトリソ法を用
いて帯条材料Ｍ裏面のインナーリード１２形成領域を除
く領域をレジストパターンＲ１で被塑すると共に、帯条
材料Ｍ表面に所望の形状のインナーリード１２、ダムバ
ー１３、アウターリード１４などを有するレジストパタ
ーンＲ２を形成する。

そして、第１０図（ｌ））に示すように、このレジス：
・パターンＲ１，Ｒ２をマスクとしてエツチング液に浸
漬し、両面からエツチングし、所望の形状の肉薄のイン
ナーリード１２、ダムバー１３、肉厚のアウターリード
１４などを有するパターンを形成する。ここでも第４図
（ｂ）に示したようにレジストパターンの形成された帯
条材料Ｍを巻きたし装置２１および巻き取り装ＦＩ１２
３を用いてエツチング装置２５内を走行せしめることに
よってエツチングが連続的に施されるようになっている
。

最後に、めっき］二程を経て、第８図および第９図に示
したリードフレームが完成する。

このリードフレームによれば、条材の両面からエツチン
グが進行し肉薄部の形成と形状加工とがエツチングによ
り同時に行われるため、アンダーカットが少なく高精度
のパターン形成が可能となる。

また、この場合もプレス加工を用いていないため、残留
応力がほとんどなく高精度のパターン形成が可能とみな
る。

このリードフレームは、素子チップの搭載、ワイヤボン
ディング、樹脂封止などの工程を経て半導体素子として
完成されるが、極めて信頼性の高いものとなっている。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、本発明のリードフレームによ
れば、外枠は、肉厚で強固である一方、寸法精度の厳し
いインナーリード部等の領域は肉薄部の加工であり、エ
ツチングによる加工の場合も、プレス加工による打ち抜
きの場合も高精度で信頼性の高い微細パターンの形成が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の第１の実施例のリードフ
レームを示す図、第３図（ａ）乃至第３図（「）す　は
同リードフレームの製造工程を示す図、第４図（ａ）お
よび第４図（ｂ）はそれぞれリードフレームの製造装置
を示す図、第５図および第６図は本発明の第２の実施例
のリードフレームを示す図、第７図（ａ）乃至第７図（
ｅ）は同リードフレームの製造工程を示す断面図、第８
図および第９図は本発明の第３の実施例のリードフレー
ムを示す図、第１０図（ａ）および第１０図（Ｉ））は
同リードフレームの製造工程を示す断面図である。 １１・・・ダイパッド、１２・・・インナーリード、１
３・・・ダムバー　１４・・・アウターリード、１５．
１６・・・勺イドパー　１７・・・サポートパー　１８
．２８・・・ポリイミドテープ、Ｔ・・・タイバー、Ｍ
・・・帯条材料５２１・・・巻きだし装置、２２・・・
間欠送り装置、２３・・巻き取り装置、２４・・・レジ
ストパターン形成装置、２５・・・エツチング装置、Ｒ
，Ｒ１，Ｒ２・・・レジストパターン。 第 １図 第 図 （その１） 第 ３ 図 （その２） ２ 第３図侍の３） ４

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体素子搭載部を囲むように配設された複数の
   インナーリードと、 前記インナーリードにそれぞれ連設された アウターリードと、 前記アウターリードを側縁から支持するサ イドバーとを含むリードフレームにおいて、少なくとも
   前記インナーリードがサイドバ ーよりも肉薄となるように構成されていることを特徴と
   するリードフレーム。
2. （２）前記インナーリードおよびアウターリードが、サ
   イドバーよりも肉薄となるように構成されていることを
   特徴とする請求項（１）記載のリードフレーム。