JPH0870087A - リードフレーム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 樹脂封止する際に、リードフレームの反りを
防いで、樹脂封止された半導体装置の不良発生を抑え
る。 【構成】 中央には平面形状が正方形のタブ２０が配置
され、その周囲にインナーリード２２の先端部が配置さ
れている。タブ２０の四隅にはタブの対角線方向の外方
向に延びるタブリード２６が設けられている。タブ２０
の四隅には板厚方向に貫通した穴２８があけられてお
り、その穴２８は各隅の２辺に沿って外方向に折れ曲が
った形状に形成されている。さらに板厚方向に貫通した
穴３０があけられており、その穴３０の形状はタブ２０
の辺に沿った方向に延びる矩形であり、各辺に沿って穴
２８と２８の間に２個ずつ配置されている。

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ワイヤボ
ンディング法により接続し、モールド樹脂により封止す
るための樹脂封止型リードフレームに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】樹脂封止型リードフレームは、一般に中
央部にタブ、その周囲に複数本のリードが配置された形
状を有し、タブ上に半導体チップが固着され、その半導
体チップのパッドとリードの間がワイヤにより電気的に
接続された後、リードの一部、半導体チップ及びタブが
モールド樹脂により封止されるように使用される。リー
ドフレームの高集積化にともなって半導体チップの消費
電力が増大する傾向にあり、またチップサイズも大型化
する傾向にある。そのため、リードフレームの材質とし
ては鉄系材質よりもより熱放散特性の優れた銅系材質へ
の移行が進められている。銅系材質は鉄系材質に比べて
熱伝導度が約１０倍優れている反面、熱膨張係数が約４
倍大きいという特性をもっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】リードフレームのタブ
に半導体チップを固着し、半導体チップの電極パッドと
リードフレームのインナーリードの間を金ワイヤにより
電気的に接続し、その後モールド樹脂により半導体チッ
プ、タブ及びインナーリード部分を封止する。樹脂封止
工程は、半導体チップを実装したリードフレームをモー
ルド金型内にいれ、金型内にモールド樹脂を注入して行
なう。

【０００４】図１は樹脂封止工程を概略的に示したもの
である。（Ａ）のように、半導体チップ４を実装したリ
ードフレーム６をモールド金型の下型２上に置く。この
ときリードフレーム６の枠部分６ａが金型２と接触し、
チップ４が固着されているタブ部分６ｂは金型の空間部
に位置する。モールド金型は約１８０℃に加熱されてい
るため、枠部分６ａが金型２により加熱されて温度が上
昇し、リードフレーム内でタブ部分６ｂと枠部分６ａと
で温度差が生じ、リードフレーム６に反りが発生する。

【０００５】その後、（Ｂ）のようにモールド金型の上
型８を下型２に被せるようにリードフレーム６上から押
しつけて金型を締めつけると、リードフレーム６内の温
度分布による反りにより、タブ部分６ｂが（Ａ）とは逆
方向に反るようになる。その状態で、（Ｃ）のように金
型２，８の空間にモールド樹脂１０を注入すると、タブ
部分６ｂの浮き沈みの発生したリードフレームによりモ
ールド樹脂１０の流動バランスが崩れ、タブ部分６ｂの
浮き沈みが更に大きくなる。特に、モールド樹脂層の厚
さの薄いパッケージの場合にはパッケージ表面から半導
体チップが露出したり、パッケージの裏面側にタブ裏面
が露出するなどの不良が発生する問題がある。特に、こ
のような問題はリードフレームの材質として熱膨張係数
の大きい銅系材質を用いた場合に起こりやすい。

【０００６】本発明はリードフレームに搭載した半導体
チップを樹脂封止する際に、リードフレームの反りを防
いで、樹脂封止された半導体装置の不良発生を抑えるこ
とを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のリードフレーム
はその材質が銅系であり、タブが矩形でその四隅には各
隅の２辺に沿って外方向に直角に折れ曲がった形状で、
タブの板厚方向に貫通した穴があけられている。さら
に、タブの各辺に沿って隅の穴と穴の間に辺に平行に延
びる穴が１つ以上ずつあけられているのが好ましい。他
の態様では、タブには外方向に延びる複数個のタブリー
ドが設けられており、かつそのタブリードとタブとの接
続部分が外側に広がり内側に穴を形成するように二股に
分岐している。

【０００８】さらに他の態様では、タブは十字形に交差
する溝によって４つの部分に分割され、分割された各部
分には外方向に延びるタブリードが設けられている。そ
の分割された４つの部分の間が屈曲した形状の連結部で
連結されていることが好ましい。銅系のリードフレーム
材質としては種々のものが市販されている。例えば、Ｔ
ＣＺ（株式会社東芝の製品）、ＫＬＦ−１２５（株式会
社神戸製鋼所の製品）、ＭＦ２０２（三菱電気株式会社
の製品）、ＥＦＴＥＣ６４Ｔ（古河電気工業株式会社の
製品）、ＣＤＡ７０２５（ヤマハＯＬＩＮ株式会社の製
品）、ＴＡＭＡＣ１５（三菱伸銅株式会社の製品）など
が挙げられる。これらはいずれも銅を主成分とし、それ
にＴｉ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｐ、Ｍｇなどを含有
させた合金である。

【０００９】

【実施例】図２（Ａ）は請求項１に対応した実施例の１
つの半導体チップに関する部分を示したものである。中
央には平面形状が正方形のタブ２０が配置され、その周
囲にインナーリード２２の先端部が配置されている。タ
ブ２０の四隅にはタブの対角線方向の外方向に延びるタ
ブリード２６が設けられており、インナーリード２２と
タブリード２６はダム２４により一体的に連結されてい
る。

【００１０】タブ２０の四隅には板厚方向に貫通した穴
２８があけられており、その穴２８は各隅の２辺に沿っ
て外方向に折れ曲がった形状に形成されている。この穴
２８があけられていることにより、図１に示されるよう
にリードフレームをモールド金型内に装着したとき、リ
ードフレーム内での温度不均一に基づくタブ２０及びタ
ブリード２６の不均一な熱膨張をその穴２８が吸収し、
型内にモールド樹脂を注入するモールド時のタブの浮き
や沈みを抑える。

【００１１】このリードフレームを用いて半導体チップ
４を実装するときは、半導体チップ４がタブ２０の中央
部にダイボンディングされ、半導体チップ４の電極パッ
ドとインナーリード２２との間が金ワイヤで接続され
る。その後、半導体チップを搭載したリードフレームが
モールド金型に入れられ、金型内にモールド樹脂が注入
されることによってリード２２の一部、半導体チップ４
及びタブ２０がモールド樹脂で封止される。その後リー
ド２２及びタブリード２６がそれぞれ独立するように切
り離される。

【００１２】図２（Ｂ）は請求項２に対応した実施例を
表わしたものである。図２（Ａ）の実施例と比較する
と、タブ２０において、さらに板厚方向に貫通した穴３
０があけられており、その穴３０の形状はタブ２０の辺
に沿った方向に延びる矩形であり、各辺に沿って穴２８
と２８の間に２個ずつ配置されている。タブ周辺部の穴
を（Ｂ）のように増やすことにより、モールド時のタブ
２０及びタブリード２６の不均一な熱膨張をより有効に
吸収することができるようになる。

【００１３】図３は請求項３に対応した実施例を表わし
たものである。タブ２０の四隅からタブの対角線方向の
外方向に延びるタブリード２６とタブ２０との接続部分
が、分岐部２６ａと２６ｂにより外側に広がり内側に穴
を形成するように二股に分岐している。タブリード２６
のタブ２０との接続部が二股になっていることにより、
モールド時のタブ２０及びタブリード２６の不均一な熱
膨張を吸収することができる。タブ２０には図２（Ａ）
又は（Ｂ）に示されるような穴２８，３０があけられて
いてもよい。その場合にはモールド時の不均一な熱膨張
をより有効に吸収することができる。

【００１４】図４（Ａ）は請求項４に対応した実施例を
表わしたものである。タブが十字形に交差する溝３２に
よって４つの部分２０−１〜２０−４に分割され、分割
された各部分２０−１〜２０−４にはタブの対角線方向
の外方向に延びるタブリード２６がそれぞれ設けられて
いる。このように、タブを複数の部分に分割することに
よりモールド時の不均一な熱膨張を吸収することができ
る。

【００１５】また、タブを分割したことにより１つずつ
のタブの面積が小さくなり、モールド後にハンダリフロ
ーにより基板に実装する際にパッケージクラックが発生
しにくくなる。パッケージクラックはタブの面積が大き
いほど発生しやすく、図４（Ａ）の構造では分割された
それぞれのタブ部分２０−１〜２０−４の面積がもとの
タブ２０の１／４に縮小することになり、パッケージク
ラックに対する耐性が高くなる。また、タブを分割した
ことにより、タブと半導体チップとの熱膨張差も吸収す
ることができ、タブに半導体チップを実装するときの半
導体チップ割れの発生も抑えることができる。

【００１６】図４（Ｂ）は請求項５に対応した実施例を
表わしたものであり、図４（Ａ）の実施例の各タブ部分
２０−１〜２０−４の間を屈曲したバー形状の連結部３
４により連結した構造になっている。タブを分割したこ
とによる図４（Ａ）の実施例の効果の外に、この屈曲し
た連結部３４により各分割されたタブ部分２０−１〜２
０−４の安定性が確保されるという効果を達成すること
ができる。

【００１７】図１の工程を示す図で、モールド金型の下
型２上に、ＩＣチップ４を搭載したリードフレーム６を
置き、その後モールド金型の上型８を被せるまでの放置
時間と、タブの浮き量との関係を図５に示す。リードフ
レームとしてタブに熱膨張を吸収する手段を施していな
い従来の銅合金リードフレームの場合ａと、図２（Ａ）
に示した本発明の一実施例によるリードフレームの場合
ｂを比較して示している。何れの場合も、図１（Ａ）の
ように下型２上にリードフレーム６を置いた後、上型８
を置くまでの時間が長いほどリードフレーム内の温度の
不均一が小さくなり、浮き量が減少する。そして、本発
明による方がモールド金型の下型２上での放置時間の全
てにわたってクラック浮き量が小さくなることが分か
る。他の実施例のリードフレームでも同様の結果を得る
ことができた。

【００１８】

【発明の効果】本発明ではタブの四隅の部分に板厚方向
に貫通する穴をあけたり、タブを分割したり、タブリー
ドとタブとの接続部を二股にするなどの手段をタブに施
すことにより、モールド時にリードフレームに金型から
加わる熱によるタブ及びタブリードの不均一な熱膨張を
吸収することができ、モールド時のタブの浮き沈み量を
抑えることができる。また、タブの周辺部に設けた穴は
モールド樹脂とタブとの密着性を向上させ、モールド後
のタブと樹脂との剥離を防止する効果もある。また、タ
ブを幾つかの部分に分割した本発明ではタブに半導体チ
ップを実装するときのタブとＬＳＩチップとの熱膨張差
による半導体チップのクラックや割れも防止する効果も
ある。タブを分割した場合に、その分割したタブ部分間
を屈曲した連結部で連結することにより、タブの強度を
向上させることができる効果もある。また、タブを分割
した場合には、タブの面積が小さくなり、モールドした
半導体装置をプリント基板に実装するときのハンドリフ
ロー工程においてもパッケージクラックなどの発生を抑
える効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】モールド工程を示す断面図である。

【図２】（Ａ）と（Ｂ）はそれぞれ実施例におけるリー
ドフレームの１チップ分を示す平面図である。

【図３】他の実施例におけるリードフレームの１チップ
分を示す平面図である。

【図４】（Ａ）と（Ｂ）はそれぞれさらに他の実施例に
おけるリードフレームの１チップ分を示す平面図であ
る。

【図５】モールド時にリードフレームをモールド金型の
下型上に置いてから上型を被せるまでの時間とタブ浮き
量の関係を示す図である。

【符号の説明】

２０ タブ ２０−１〜２０−４ 分割されたタブ部分 ２２ インナーリード ２４ ダム ２６ タブリード ２８，３０ タブにあけられた穴 ２６ａ，２６ｂ タブリードとタブとの接続部分を二
股にする分岐部 ３２ タブを分割する溝 ３４ 分割されたタブ部分を連結する連結部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中央部にタブ、その周囲に複数本のリー
   ドが配置された形状を有し、タブ上に半導体チップが固
   着され、その半導体チップのパッドとリードの間がワイ
   ヤにより電気的に接続された後、リードの一部、半導体
   チップ及びタブがモールド樹脂により封止されるリード
   フレームにおいて、 材質が銅系であり、タブは矩形で、その四隅には各隅の
   ２辺に沿って外方向に直角に折れ曲がった形状で、タブ
   の板厚方向に貫通した穴があけられていることを特徴と
   するリードフレーム。
2. 【請求項２】 タブには各辺に沿って前記穴と穴の間に
   辺に平行に延びる穴が１つ以上ずつあけられている請求
   項１に記載のリードフレーム。
3. 【請求項３】 タブには外方向に延びる複数個のタブリ
   ードが設けられており、かつそのタブリードとタブとの
   接続部分が外側に広がり内側に穴を形成するように二股
   に分岐している請求項１股は２に記載のリードフレー
   ム。
4. 【請求項４】 中央部にタブ、その周囲に複数本のリー
   ドが配置された形状を有し、タブ上に半導体チップが固
   着され、その半導体チップのパッドとリードの間がワイ
   ヤにより電気的に接続された後、リードの一部、半導体
   チップ及びタブがモールド樹脂により封止されるリード
   フレームにおいて、 タブは十字形に交差する溝によって４つの部分に分割さ
   れ、分割された各部分には外方向に延びるタブリードが
   設けられていることを特徴とするリードフレーム。
5. 【請求項５】 分割された４つの部分の間が屈曲した形
   状の連結部で連結されている請求項４に記載のリードフ
   レーム。