JP2808955B2 - 複合リードフレーム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複合リードフレーム、
特に半導体パッケージ用の複合リードフレームの製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体パッケージ用のリードフレ
ームは、プレス加工またはホトエッチング加工のみによ
り作られている。

【０００３】プレス加工により半導体パッケージ用のリ
ードフレームを製造する場合には、プレスによる打抜き
加工の金型の作製に限界がある。そのため加工すべき金
属板の板厚に関して、つぎのような限界があるため、微
細加工ができないという問題がある。

【０００４】すなわち、抜きリード幅（Ｗ）は（板厚
（ｔ）×０．７）ｍｍが限界となっている。また、抜き
間隔（Ｇ）は板厚とは無関係で抜きパンチの加工限界
０．１ｍｍが限界となっている。

【０００５】従って、リードフレームのリードピッチ
（Ｐ）の限界は（Ｗ＋Ｇ）＝（０．７ｔ＋０．１）ｍｍ
で表わされる。

【０００６】例えば、加工すべき金属板の板厚が０．１
５ｍｍのときのプレス加工によるリードピッチの限界
（Ｐ）は（０．７×０．１５＋０．１）＝０．２０５ｍ
ｍとなる。

【０００７】しかし、最近では表１のようにインナー側
リードの多ピン化、狭ピッチ化が強く要求れている。

【０００８】

【０００９】表１に示すｔの値はアウター側リードの板
厚の要求限界から来ており、この値より薄いと半導体パ
ッケージの重さを支え切れない。また、搬送時の曲り防
止、面実装後の金属熱疲労に基づく破断の防止等の要望
から０．１５ｍｍ以上が必要となっている。これに対し
てリード先端部は、強度の必要性はなく薄い金属箔で十
分であり、電気的に導通されていればよい。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】これに対して、プレス
加工では板厚を０．１ｍｍまで薄くしてもＷ＝０．７×
ｔ（ｍｍ）からＷは０．０７ｍｍが限界であり、Ｇを
０．１ｍｍとしたときＰ＝（Ｗ＋Ｇ）（ｍｍ）からＰは
０．１７ｍｍが限界となる。なお、現状では板厚を０．
１ｍｍより薄くできない。

【００１１】表１のＰの値はいずれも前記０．１７ｍｍ
未満であり、要求を満足することはできない。

【００１２】また、エッチング加工のみで作成する場合
は、高価になるという問題点がある。本発明は、上記問
題点を解決して、狭ピッチ、多ピンのリードフレームを
安価に得られる複合リードフレームの製造方法を提供す
ることを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明によれば、エッチング加工により形成されたイ
ンナー側リードとプレス加工により形成されたアウター
側リードがそれぞれ別部材にて形成され接続一体化され
た複合リードフレームの製造方法であって、インナー側
リード部材及びアウター側リード部材をそれぞれエッチ
ング加工及びプレス加工することによりインナー側リー
ド及びアウター側リードを形成し、当該インナー側リー
ド及びアウター側リードをそれぞれに設けられた共通位
置合せ用のパイロットホールをもって位置合せして接続
一体化することを特徴とする複合リードフレームの製造
方法が提供される。

【００１４】ここで、前記インナー側リードとアウター
側リードは異種金属で形成されたものであるのが好まし
い。

【００１５】また、前記インナー側リードとアウター側
リードとは、電気抵抗溶接、レーザー溶接、異方性導電
シート等により接続されたものであるのが好ましい。

【００１６】以下に本発明を図面を参照しながらさらに
詳細に説明する。図１は本発明の方法により製造される
複合リードフレームの３ピース連の一例を示す平面図で
ある。

【００１７】複合リードフレーム１は、外枠２にパイロ
ットホール３を有し、中央にチップ７が搭載されてい
る。４はアウター側リード、５はインナー側リード、６
はタイバーである。

【００１８】本発明は、前記アウター側リード４とイン
ナー側リード５とを電気的に接続して複合リードフレー
ムを構成している。

【００１９】前記アウター側リード４は接続部９または
９ａの外側の部分でありプレス加工によって形成され、
前記インナー側リード５は接続部９または９ａの内側の
部分であり、ダイパッド８を含み、エッチング加工によ
って形成されたものであることが本発明の特長となって
いる（以下、単にアウター側リード４、インナー側リー
ド５という）。これにより加工費の高いエッチング加工
部分を少なくした微細パターンの複合リードフレームの
原価を低減することができる。

【００２０】アウター側リード４とインナー側リード５
とは境界があるわけではないので、どこで接続するかの
接続位置は限定されるものではない。技術的には金型で
プレス加工できる範囲までをアウター側リード４として
形成し、金型でプレス加工のできない領域をインナー側
リード５としてエッチング加工で形成するのが好まし
い。

【００２１】但し、本発明では大きな利点としてアウタ
ー側リード４を形成するための金型を共通化して金型代
を易くし原価低減を計れることにあるので、金型を共通
化できる位置を接続の境界線として規格化することが得
策である。

【００２２】図１の１ピースを拡大した図２において接
続部９は、比較的アウター側リードが多くなる位置とし
ているが、インナー側リードを多くした接続部９ａとす
ることもできる。８はダイパッドである。図３は図２に
示すリードフレーム１の断面図である。

【００２３】本発明の他の利点は、前記アウター側リー
ド４とインナーリード５について異種金属層の組合せが
可能なことにあり、材料の組合せは限定されない。

【００２４】また、本発明の他の利点は、前記アウター
側リード４とインナー側リード５について異なった厚さ
の組合せが可能なことにあり、厚さの組合せは限定され
ない。

【００２５】例えば、内側を導電率の高い材料、外側を
強度の高い材料とし、またはその逆にしたり、内側を安
価な材料、外側を高価な材料とし、またはその逆にした
り、外側を耐食性の高い材料としたり、内側の熱膨張係
数をシリコンチップに合わせた材料、熱放散性にすぐれ
た材料または電気特性にすぐれた材料とすることができ
る。

【００２６】また、内側または外側を軽量化出来る材料
としたり、外側を半田付性にすぐれた材料、耐折性にす
ぐれた材料、疲労破断に強い材料、金型寿命の高い材料
またはめっき加工しやすい材料とし、内側をモールドレ
ジンとの密着性にすぐれた材料、ワイヤボンディング性
にすぐれた材料、微細加工しやすい材料またはめっき加
工しやすい材料としたり、これらを適宜、自由に組合せ
ることができる。

【００２７】異種金属の組合せの具体例の一つとして、
例えばインナー側リードのエッチング加工材料を銅合金
とし、アウター側リードのプレス加工材料を４２％Ｎｉ
−Ｆｅ等の合金とした組合せを挙げることができる。

【００２８】インナー側リードの材料として、例えば９
９．９９％の純銅を用いる場合には、電気伝導度が向上
するだけでなく、銅は微細エッチング加工性がすぐれて
いるため狭ピッチ化しやすいという利点がある。

【００２９】４２％Ｎｉ−Ｆｅ合金の場合の、塩化第１
鉄によるエッチング加工の限界と板厚（ｔ）の関係は次
の通りである。 ０．０３ｍｍ＜ｔ＜０．１５ｍｍ リード幅（Ｗ_A ）＝０．０３ｍｍ（Ｗ_A は平坦部の幅で
示す） リード間隔（Ｇ_A ）＝｛Ｇ_B ＋（ｔ／３）｝ｍｍここ
で、Ｇ_B ＝０．０２ｍｍ（最低マスク開口幅） リードピッチ（Ｐ_A ）＝｛０．０３＋Ｇ_B ＋（ｔ／
３）｝ｍｍ 故に０．１５ｍｍｔ、４２％Ｎｉ−Ｆｅ合金の場合 Ｗ_A ＝０．０３ｍｍ Ｇ_A ＝０．０２＋（０．１５÷３）＝０．０７０ｍｍ Ｐ_A ＝０．０３＋０．０７＝０．１０ｍｍとなる。 また、０．１０ｍｍｔの４２％Ｎｉ−Ｆｅ合金では Ｗ_A ＝０．０３ｍｍ Ｇ_A ＝０．０２＋（０．１０÷３）＝０．０５３ｍｍ Ｐ_A ＝０．０３＋０．０５３＝０．０８３ｍｍとなる。

【００３０】これをプレス法と比較すると、プレス法で
は同じく０．１０ｍｍｔ、４２％Ｎｉ−Ｆｅ合金の場合
にはＧ＝０．１ｍｍ、Ｗ＝０．１０×０．７＝０．０７
ｍｍ、Ｐ＝０．１７ｍｍとなり、Ｗ＝０．０７ｍｍのワ
イヤボンディングに必要な最低値は達成できるが、Ｇ＝
０．１ｍｍと大いために狭ピッチ化を達成できない。

【００３１】９９．９９％Ｃｕを用いたエッチングの場
合にはＧ_A ＝｛（Ｇ_B ＝０．０２）＋（ｔ／４）｝ｍｍ
の関係があるのでその分微細加工が可能となる。

【００３２】本発明において、インナー側リードとアウ
ター側リードは、電気抵抗溶接、レーザー溶接、異方性
導電シート等により電気的に接続されたものであるのが
好ましいが、これらに限定されるものではない。

【００３３】インナー側リードとアウター側リードに
は、それぞれ共通位置合せ用のパイロットホール３が設
けられ、パイロットピン（図示せず）をこれに挿通して
正確に位置合わせることができる。なお、量産時には、
このパイロットピンによる位置合わせとツール当接、通
電送り手段、フレーム装入手段等を連続ラインとするこ
とにより、無人の接続作業も可能となる。

【００３４】

【実施例】以下に本発明を実施例に基づき具体的に説明
する。

【００３５】（実施例１）図２において符号９で示す位
置を接続部として複合リードフレームを作成した。

【００３６】まず、エッチング加工により３０４ピンの
インナー側リードを形成した。材料は、０．１０ｍｍｔ
の４２％Ｎｉ−Ｆｅ合金とし塩化第１鉄によりエッチン
グ加工を行い、リード先端のリード幅（Ｗ_A ）＝０．０
７ｍｍ、リード間隔（Ｇ_A ）＝０．０５３ｍｍ、リード
ピッチ（Ｐ_A ）＝０．１２ｍｍとした。ここでＷ_A ＝
０．０７ｍｍとしたのは現在ワイヤボンディングには最
低０．０７ｍｍのリード幅が必要なためである。接続前
の形状は、図４に示すとおり接続部９に相当する位置に
ハーフエッチング溝１０が加工され、共通位置合わせ用
のパイロットホール３を設けた。

【００３７】アウター側リードはプレス加工、ＹＡＧレ
ーザーによる方法および異方性導電膜で行う方法（本発
明例１、２および３）により形成した。材料は、０．１
５ｍｍｔの４２％Ｎｉ−Ｆｅ合金とした。

【００３８】接続方法は接続部９の線の凸形状を持った
ツールによる抵抗溶接とした。アウター側リードも共通
位置合わせホール３がプレス加工により開口され、共通
ホール３にパイロットピンを挿通して正確に位置を合せ
ることができた。

【００３９】その後、前記の抵抗溶接ツールを当接し、
通電することにより、いずれも接続が連続的に行われ
た。

【００４０】（実施例２）接続部を図２における符号９
ａの位置としたほかは実施例１と同じ材料、同じ条件で
複合リードフレーム（本発明例４、５および６）を作成
した。本発明例４〜６は、いずれも実施例１の場合と同
様に微細パターンを連続して接続できた。

【００４１】（実施例３）インナー側リード材料として
９９．９９％の純銅（ｔ＝０．１ｍｍ）を用いたほかは
実施例１と同じ材料、同じ条件で複合リードフレーム
（本発明例７〜９）を作成した。本発明例７〜９のイン
ナー側リードのリード間隔Ｇ_A は、いずれも （Ｇ_B ＝０．０２）＋（０．１÷４）＝０．０４５ｍｍ となり、極めて微細な加工ができた。

【００４２】（実施例４）インナー側リード材料をアウ
ター側と同じ０．１５ｍｍｔの４２％Ｎｉ−Ｆｅとした
ほかは実施例１と同じ材料、同じ条件で複合リードフレ
ム（本発明例１０〜１２）を作成した。

【００４３】この場合、Ｗ_A ＝０．０３ｍｍ、Ｇ_A ＝
０．０２＋（０．１５÷３）＝０．０７ｍｍ、Ｐ_A ＝
０．１０ｍｍがインナー側リードの加工限界であるが、
現在のＷ _A の必要限界は０．０７ｍｍであるため、Ｐ_A
は０．１４ｍｍが実用上の最低ピッチとなった。この場
合でも０．１ｍｍｔの４２％Ｎｉ−Ｆｅの金型プレス加
工における Ｐ＝Ｇ＋Ｗ＝０．１＋０．０７＝０．１７ｍｍ より狭ピッチ化ができた。

【００４４】

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、従来のプレス加工のみで作られるものに比べ
狭ピッチ多ピン化が図れ、かつ、量産が容易になった。
また、従来のエッチング加工のみで作られるものに比
べ、金型の共有化ができること、アウター側リードをプ
レス加工することにより加工費を１／２〜１／４に低減
できた。また、インナー側リードとアウター側リードを
異種金属の組合せで自由に選ぶことができ、材料選択の
自由度を大幅に増大できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法により製造される複合リードフレ
ームの３ピース連の一例を示す平面図である。

【図２】図１の１ピースの拡大図である。

【図３】図２の断面図である。

【図４】アウター側リードと接続前のインナー側リード
の断面図である。

【符号の説明】

１ 複合リードフレーム ２ 外枠 ３ パイロットホール ４ アウター側リード ５ インナー側リード ６ タイバー ７ チップ ８ ダイパッド ９、９ａ 接続部 １０ ハーフエッチング溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭47−41266（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−114254（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−148667（ＪＰ，Ａ) 情報処理ハンドブック、社会法人情報 処理学会、オーム社、（平成元年５月30 日）、ｐ．213、350−351、391−397、 864−866 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 23/50

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エッチング加工により形成されたインナー
   側リードとプレス加工により形成されたアウター側リー
   ドがそれぞれ別部材にて形成され接続一体化された複合
   リードフレームの製造方法であって、インナー側リード
   部材及びアウター側リード部材をそれぞれエッチング加
   工及びプレス加工することによりインナー側リード及び
   アウター側リードを形成し、当該インナー側リード及び
   アウター側リードをそれぞれに設けられた共通位置合せ
   用のパイロットホールをもって位置合せして接続一体化
   することを特徴とする複合リードフレームの製造方法。