JPH0435057A - リードフレームの製造方法 - 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、リードフレームおよびその製造方法に係り、
特に高密度リード配置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＋ｎｍあるいは０゜１５ｍｍの板厚の金
属条利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
着しインナーリド相互間を固定するテーピング工程等を
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
、チップ面積か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が増
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ドの変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。

また、近年、アウターリードの先端を実装基板表面に形
成された配線パターン上に接続する面実装技術が盛んに
なってきているが、この場合、アウターリード相互間の
位置を高精度に制御する必要がある。

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、押圧が低下し
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
生じ易く、短絡等の不良が生じ易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、アンダーカット現象の
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
Ｆ１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　＝　２　Ｄ　／　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
ましいことかわかる。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
等の損傷が生じ易くリードフレームの歩留まりや信頼性
を低下させるという問題があった。

また、アウターリードの場合もパターン形成を高精度に
行おうとすると、板厚を薄くしなければならないのに対
し、板厚を薄くすると、前述したように実装基板上への
搬送や位置決めに際して折れや曲がり等の損傷が生じ易
く、半導体装置の歩留まりや信頼性を低下させるという
問題がある。

（発明が解決しようとする課題） このように、半導体装置の高集積化に伴い、リド間隔お
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。

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
レームの所要の強度を維持し、製造が容易で高精度でか
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、サイドパ（枠体）
を残して少なくともアウターリード領域が肉薄となるよ
うに構成し、アウターリードの実装面側表面をパラジウ
ム（Ｐｄ）またはパラジウム合金めっき層で被覆すると
ともに実装面の反対側面に絶縁性テープを貼着したこと
を特徴としている。

本発明の方法では、金属条４イ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
なくともアウターリード部か形成されるように、インナ
ーリード、アウターリードなとの形状加工を行い、アウ
ターリドの実装面側をパラジウム（Ｐｄ）またはパラジ
ウム合金めっき層で被覆するとともに実装面の反対側面
に絶縁性テープを貼着するようにしている。

この形状加Ｉにはプレス加工を用いるかまたはエツチン
グ加工を用いる。

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す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。

望ましくは、この形状加工に際し、インナーリド部も肉
薄となるように形成し、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側］二を行った後、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、インナーリード相互間の位置を絶縁性
部材を用いてｌｉ’、Ｊ定する固定上程を含むようにし
ている。

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
端部およびアウターリード部に相当する領域にパラジウ
ム（Ｐｄ）またはパラジウム合金めっきを行うようにし
ている。

（作用） 上記構成によれば、エツチングにより残留応力のない肉
薄部を形成するとともに、エツチングまたはプレス加工
により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、寸法精度の厳しいアウターリード
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」二の場合も、プレス加１：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。

そしてアウターリードの実装面側はパラジウム（Ｐ　ｄ
）またはパラジウム合金めっきで被覆されておりかつ表
面は絶縁性テープによって相互の位置が高精度に維持さ
れているため、直接高精度の面実装が可能である。また
、アウターリードが肉薄となるように形成されているた
め曲げ加］二が容易である。

また、アウターリードの表面のみならず、表面全体を絶
縁性テープで被覆するようにしてもよい。

また、絶縁性テープの貼着時に、１８０℃以上に昇温し
なければならないが、半田めっきの場合１８０°Ｃ以上
になると溶けてしまい、流れて隣接リードとの短絡等の
不良を生じ易いか、パラジウム（Ｐｄ）またはパラジウ
ム合金めっきを用いた場合、溶融することもなく良好に
維持される。

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か望ましい。

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。

またプレス加工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、
捩じれなとの加工応力の少ないリ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。

また、表面にリードフレームのパターンを有するレジス
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しているため、肉薄部の
形成と形状加工とか同時に極めて高精度に行われ得る。

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
間の位置を絶縁性部材を用いて固定するようにすれば、
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。

また、肉薄部形成のためのエツチング工程後、形状加Ｊ
−工程に先立ち、素子搭載領域をはじめインナーリード
先端部およびアウターリード部に相当する領域にパラジ
ウムまたはパラジウム合金めっきを行うようにすれば、
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、寸法精度の低下やエレクトロマイグレ
ーション等を防止することか可能となる。

また、肉薄部の形成後、少なくともインナーリドおよび
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。

本発明実施例のリードフレームは、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、サポートバー１７およびダイパッド１１を
除く内側領域を、サイドパ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のまわりにインナリード１２
が放射状に配列され、ダムバー１３で連結されると共に
、各インナーリードにアウターリード１４が連設されて
、サイドパー１５．１．６によって先端を支持せしめら
れている。ここでサイドパー１５．１６、サポートパー
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はアウターリード
表面およびインナーリード裏面に貼着されて肉薄部を補
強するためのポリイミドテープである。また、リードフ
レームのインナーリード表面およびアウターリードの裏
面にはパラジウムめっき層ｍが形成されている。

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］２形成領域およびアウ
ターリード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２］、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置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順送り
金型に装着してプレス加工により、第３図（ｅ）および
第３図（ｄ））に示すように、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、アウターリ
ード１４の一部などを形成する、第１の打ち抜き領域Ａ
１を順次形成し、インナーリードの先端面を残してイン
ナーリード部およびアウターリード部等をパターニング
する。

この後、第３図（ｅ）に示すように、さらに順次所定領
域の打ち抜きを行い、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１２およびアウターリード１
４のパターニングを完了する。

続いて、パラジウムめっき工程を経て、さらにインナー
リードおよびアウターリード固定用のポリイミドテープ
１８を貼着し、３図（１’）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、タイバーを切除しダイ
パッド１１とインナーリード先端とを分離し、リードフ
レームの加］−か終了する。

このようにして形成されたリードフレームは、第５図に
示すように、ダイパラＦ　１　］　Ｊ二に半導体チップ
２０を接続し、ワイヤボンディング工程を経て樹脂月＋
Ｉｔを行い、ザイトバー１５，１．６およびダムバーを
切除し、面実装用にアウターリードを折り曲げ、実装用
基板の配線パターン上に位置決めを行い、実装用基板側
を加熱することにより同右される。

このようにして、高密度にアウターリードが形成された
半導体装置も、極めて容易に信頼性よく実装することが
可能である。

特に、アウターリードが肉薄部を出発材料として高精度
に形成されており、インナーリードは表面にパラジウム
めっきを施されかつ裏面かポリイミドテープで補強され
ており、アウターリードは実装面側かパラジウムめっき
を施されかつその裏面かポリイミドテープて補強されて
いるため、面実装が極めて容易に信頼性よく実現可能で
ある。

］　５ また、このようにして形成されたリードフレムは、形状
加工のためのプレスＩ＝程の出発材料が肉薄となってい
るため、歪の少ないリードフレムを得ることができ、従
って、後続工程における加熱］二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樹脂を用いて固定する固定ｌ−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
、ホ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］二程後、インナーリド間領域の打ち抜き工
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パラジウム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
あるいはアウタ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かできるため、寸法精度の低ドやエ
レクトロマイクレーンヨン（銀の場合）等を防１１〕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面［をおこなうよう
にすれば、プレス加工のみて完成し、従来のように加工
後めっきを行う必要かないため、インナーリート側面へ
のめっき金属のイ・ｊ青もなく、まためっき１．程中の
インナーリド先端の変形を防＋Ｌすることもてきる。

また、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、肉薄部の形
成後、エツチングにより形状加工を行うようにしてもよ
い。

すなわち、実施例１と同様にして肉薄領域の形成された
金属条材の裏面全体、望ましくはインナリード先端から
ダイパッドまでの領域に固定用のポリイミドテープ１８
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、所望の形状のインナ
ーリドコ２、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、リードフレームか完成する
。

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

また、プレス加−１−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。

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。

］　８ すなわち、まず、第６図（ａ）に示すように、フォトリ
ソ法を用いて帯条材料Ｍ裏面のインナーリド］２形成領
域およびアウターリード形成領域１４を除く領域をレジ
ストパターンＲ１て被覆すると共に、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６図（ｂ）に示すように、このレジストパタ
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
と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を巻きだし装置２］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。

最後に、めっき工程を経て、第１図および第２図に示し
たのと同様の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、前記実施例の効果に加え
て、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、パ
ターン形成が容易となる。

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なる
。

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

さらにまた、本発明の変形例として、第７図に示すよう
に、アウターリードの先端をＵ字状に曲げて実装するも
のにも適用可能である。

この場合、第８図（ａ）および第８図（ｂ）に示すよう
に、ポリイミドテープ１８はリードフレーム裏面全体に
貼着されて肉薄部を補強している。また、リードフレー
ム表面全体にパラジウムめっき層ｍが形成されている。

この場合は、それぞれ−方の面全体に形成すれば良いた
め、形成が極めて容易である。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、本発明によれば、サイドパー
（枠体）を残して少なくともアウターリド領域が肉薄と
なるように構成し、アウターリドの実装面側表面をパラ
ジウム（Ｐ　ｄ）またはパラジウム合金めっき層で被覆
するとともに裏面に絶縁性テープを貼る″するようにし
ているため、高精度で信頼性が＋ｉ’：＋　＜実装の容
易なリードフレムを得ることが可能となる。

また、本発明の方法によれば、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、寸法精
度の厳しいアウターリード部等の領域は肉薄部からの加
工であり、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図は本発明実施例のリードフレームを
示す図、第３図（ａ）乃至第３図（ｒ）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図は同リードフレームを用いて形成した半導体装置を
示す図、第６図（ａ）および第６図（ｂ）は同リードフ
レームの製造工程を示す断面図、第７図は本発明の他の
実施例のりドフレームを用いて形成した半導体装置を示
す図、第８図（ａ）および第８図（ｂ）は第７図に示し
た半導体装置に用いられるリードフレームを示す図であ
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、：１．
５．１６・・・サイドパー　１７・・・サポートパー　
１８・・・ポリイミドテープ、Ｔ・・・タイバー、Ｍ・
・・帯条材料、２１・・・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、ｍ・・・めっき
層。 Ｍ （ｂ） 第３図（量の１） ｎ 第５図 （ＣＩ） （ｂ） 第６図 第７図 （Ｑ） 第８図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）サイドバー（枠体）と、 前記サイドバーよりも肉薄となるように形 成されると共に前記サイドバーに一端を支持せしめられ
   、内方にむかって伸長する複数のアウターリードと、 前記アウターリードに連設され半導体素子 搭載部分近傍に向かって伸長する複数のインナーリード
   とを具備し、 前記アウターリードの実装面側がパラジウ ム（Ｐｄ）またはパラジウム合金めっき層で被覆される
   とともに、アウターリード間を連結固定するように表面
   に絶縁性テープが貼着せしめられてなることを特徴とす
   るリードフレーム。
2. （２）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するレジストパターン形成工程と
   、 前記レジストパターンから露呈する領域を 所定の深さまでエッチング除去し肉薄部を形成するエッ
   チング工程と、 前記肉薄部内に少なくともアウターリード 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形状加工工程と、少なくともアウ
   ターリードの実装面とは反 対側の面に絶縁性テープを貼着し、リード間隔を固定す
   るテープ貼着工程とを含むようにしたことを特徴とする
   リードフレームの製造方法。