JPH065701B2 - リードフレームおよびそれを用いた半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明はリードフレームおよびそれを用いた半導体装置
の製造方法に関する。

〔背景技術〕

レジンパッケージ型等の半導体装置は、その製造におい
てリードフレームと呼称されている部材が用いられてい
る。このリードフレームは、たとえば、株式会社プレス
ジャーナル発行「月刊Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｗ
ｏｒｌｄ」１９８４年５月号、昭和５９年７月１５日発
行、Ｐ１１１〜Ｐ１１５に記載されているように、銅や
鉄−ニッケル系合金等の薄い金属板をエッチングあるい
はプレスの打ち抜きによって形成され、チップに取付け
るタブおよびワイヤを接続するリード等のリードフレー
ムパターンを構成するパターンメンバーを有している。
また、チップやワイヤを取付ける前記タブやリードのボ
ンディング部分は、接続の信頼性向上等を図るために、
金、銀等がメッキされている。

ところで、前記リードフレームは金属の持つ導電性、優
れた加工性を利用して形成されているが、その半面、金
属であることによる不便さも派生せざるを得ない。たと
えば、そのうちの一例を挙げれば、特性選別等の作業の
能率化向上が図り難い。すなわち、リードフレームは導
電性の金属板から製造されているため、リードフレーム
に形成された各半導体装置は、相互に電気的に導通状態
となっていることから、リードフレームから分離しなけ
れば、それぞれの半導体装置の電気的な特性検査が行え
ない。したがって、特性検査およびこれに付随する選別
作業、マーキング作業等を単品化された半導体装置に対
して行う方法は、半導体装置の製造工数の軽減化による
製造コスト低減化を妨げる原因の一つとなっている。

〔発明の目的〕

本発明の目的は半導体装置の製造工数の低減化が可能な
リードフレームを提供することによって安価な半導体装
置を提供することにある。

本発明の他の目的は集積度の高い半導体装置を提供する
ことにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、本発明においては、複数のパターンメンバー
で形成されるリードフレームは、絶縁体からなるプラス
チックの母材と、この母材の表面に部分的に被着された
導体層とからなっているため、一本のリードフレームに
それぞれ形成された半導体装置はリードフレームを分断
しなくとも、リードフレームに取付けられた状態で特性
検査が行える。この結果、特性検査作業の能率が向上す
るばかりでなく、特性検査結果に基づく品質等のグレー
ド等を表示するマーキング作業もリードフレームの状態
で行うことができ、半導体装置の製造工数の低減による
半導体装置の製造コストの軽減が達成できる。また、リ
ードフレームはその母材がプラスチックであることか
ら、半導体装置はリードフレームから容易に切断するこ
とができるため、ユーザー側で簡単に分離ができる。し
たがって、半導体装置はリードフレームに取付けられた
状態で出荷することもでき、出荷に付随する作業も容易
となる等の効果も得られる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例によるレジンパッケージ型の
トランジスタの断面図、第２図は同じく平面図、第３図
は同じく一部の断面図、第４図は本発明のトランジスタ
の製造工程を示すフローチャート、第５図は本発明のト
ランジスタの製造に用いるリードフレームの一部を示す
平面図、第６図は同じくチップボンディングおよびワイ
ヤボンディングが施されたリードフレームの状態を示す
平面図、第７図は同じくレジンモールドが施されたリー
ドフレームの状態を示す平面図、第８図は同じく特性検
査が成されマーキングが施されたリードフレームの状態
を示す平面図である。

この実施例のトランジスタは第１図および第２図に示す
ように、平行に延在する３本のリード１と、これらリー
ド１の同一端側を被うレジンからなるパッケージ２とか
らなっている。前記中央のリード１のパッケージ２内に
延在する内端は幅広のタブ３を形成し、その主面にはト
ランジスタ素子からなるチップ４が銀ペースト又はＡｕ
−Ｓｉ共晶等からなる接合材５を介して固定されてい
る。また、両側のリード１のパッケージ２内に延在する
内端も幅広となってワイヤボンディング用のパッド６を
形成している。そして、このパッド６と前記チップ４の
図示しない電極とは導電性のワイヤ７で接続されてい
る。これらリード１のパッケージ２内に位置する部分が
幅広となることは、チップボンディング、ワイヤボンデ
ィングがし易くなるとともに、リード１がパッケージ２
から抜けないようになり、リード１とパッケージ２との
密着性が損ない難くなる。

一方、前記リード１はいずれもプラスチックの母材８と
この母材８の表面に被着形成された導体層９とからなっ
ている。前記母材８を形成するプラスチックは特にレジ
ンの種類は限定はされないが、チップボンディング、ワ
イヤボンディング、モールド時に加わる３００〜３５０
℃程度の温度で変形や劣化しないもの、機械強度が高い
ものが選ばれる。この実施例のトランジスタはパッケー
ジ２から突出するリード１の外端面を除く以外の表面は
導体層９によって被われている（第１図および第２図参
照）。

つぎに、第４図〜第８図を参照しながら、トランジスタ
の製造方法について説明する。

トランジスタの製造に際して、最初にリードフレーム１
０が用意される。このリードフレーム１０は数１００μ
ｍ〜数mmの厚さのプラスチックフィルムを第５図に示さ
れるように、パターニングすることによって形成され
る。パターニングはプレスによる打ち抜きによって行わ
れる。リードフレーム１０は相互に平行に延びる第１の
枠１１ａと第２の枠１１ｂと、これらの１対の枠１１
ａ，１１ｂを連結するタイバー１２とを有している。ま
た、一方の枠１１ａの内側から３本のリード１が前記タ
イバー１２に平行に延在している。これらリード１にあ
って、中央のリード１はその先端（内端）に幅広のタブ
３を有し、両側のリード１はその先端（内端）に幅広の
パッド６を有している。また、各リード１間およびリー
ド１とタイバー１２とはダム１３によって連結されてい
る。さらに前記第１と第２の枠１１ａ，１１ｂにはガイ
ド孔１４が設けられている。このガイド孔１４はリード
フレーム１０の組立時の自動搬送時のガイドあるいは位
置決め用のガイドとして用いられる。

つぎに、このリードフレーム１０は母材８の必要な表面
部分に導体層９がメッキされる。すなわち、メッキが必
要な部分は、チップボンディング、ワイヤボンディング
が行われる領域ならびにパッケージ２から突出しかつ実
装時に半田が付けられる領域である。メッキはディップ
式で数千Å〜数μｍの厚さで付けられる。導体層９は、
特に限定はされないが、たとえば、下層がニッケル（Ｎ
ｉ）で上層が銅（Ｃｕ）等となっている。なお、第５図
〜第８図において、メッキが施された領域は点々を施し
て示してある。

つぎに、このようなリードフレーム１０は、第６図で示
されるように、タブ３上にチップ４がボンディングされ
るとともに、このチップ４の図示しない電極と両側のリ
ード１の内端とはワイヤ７で接続される。

その後、このリードフレーム１０は、レジンモールドが
施され、第７図で示されるように、リード１の先端部分
は絶縁性のレジンからなるパッケージ２で被われる。

つぎに、このリードフレーム１０は、第８図で示される
ように、各リード１間およびリード１とタイバー１２と
を連結するダム１３が切断除去される。この状態では、
各リード１はパッケージ２および導体層９が設けられて
いない第１の枠１１ａによって物理的に連結されている
が、前記パッケージ２は絶縁体であることと、リード１
を連結するダム１３はその表面に導体層９を有していな
いことから、各リード１は電気的に相互に独立してい
る。したがって、この状態では、モールドされて形成さ
れた各トランジスタ１５はリードフレーム１０に連結さ
れている状態でも電気的な特性検査が可能となる。そこ
で、この状態で特性検査が実行される また、前記特性
検査結果に基づくグレード（等級）表示がリードフレー
ムの状態で行われる。

この結果、パッケージ２の主面にマーク１６が印刷され
る。実施例では、２Ａ，２Ｂなる文字でグレードが表示
される。

このようなトランジスタ１５は、リードフレーム１０に
取付けられた状態で出荷されても、リード１の主構成材
質がプラスチックであることから、簡単な機構の切断機
や挟み等でリード１がそれぞれの枠１１ａ，１１ｂから
切断分離できるため、ユーザーにあっても何等支障なく
使用できる。

一方、トランジスタ１５を単体の製品として出荷する場
合は、リード１をそれぞれの枠１１ａ，１１ｂの近傍で
切断すれば、第１図で示されるようなトランジスタ１５
を製造することができるので、トランジスタ１５を単品
として出荷することができる。

〔効果〕

(1)本発明のトランジスタ１５は、封止材質であるパッ
ケージ２およびリード１の主構成材質が共にプラスチッ
クであることから、両者間に熱応力が発生し難くなり、
リード１とパッケージ２との間の密着状態も常に良好に
維持でき、高い耐湿性を維持できるという効果が得られ
る。

(2)上記(1)から、本発明のトランジスタ１５はリード１
とパッケージ２の熱応力の発生が少ないことから、熱応
力によるワイヤ７の破断等が生じることもなく、信頼性
が向上するという効果が得られる。

(3)本発明のトランジスタ１５は、リード１の主構成材
質が金属に比較して安価なプラスチックで形成されてい
ることと、リード１の表面の導体層９は製造コストが安
いメッキ法によって形成されていることから、その製造
コストが安価となるとい効果が得られる。

(4)本発明のリードフレーム１０は主構成材質がプラス
チックであることから、その製造コストが安くなるとと
もに、金属のような市場変動による材料コストの変動が
少ないことから、製造コストが安定するという効果が得
られる。

(5)本発明のリードフレーム１０は、パターンメンバー
の一つであるダム１３を切断除去すれば、各リード１は
相互に電気的に絶縁されるため、このリードフレーム１
０に製造された複数のトランジスタ１５はリードフレー
ム１０に支持された状態で電気的な特性検査が行えると
いう効果が得られる。

(6)上記(5)から、本発明によれば、特性検査に基づくマ
ーキング作業もリードフレーム１０の状態で行えるた
め、トランジスタの製造工数の低減化が達成できるとい
う効果が得られる。

(7)上記(5)および(6)から、本発明によれば、トランジ
スタ１５の出荷はリードフレーム１０に各トランジスタ
１５が支持された状態で行っても、リード１の主構成材
質がプラスチックであることから、簡単な機構の切断機
等でリード１を枠１１から切断分離できるため、ユーザ
ーにあっても何等支障なくトランジスタ１５を使用でき
るという効果が得られる。

(8)上記(5)〜(7)から本発明のリードフレーム１０を用
いてトランジスタ１５を製造する場合、各工程および工
程内で常にワークはリードフレーム１０の状態で取り扱
われるため、取り扱い性能が向上し製造工数の低減が達
成できるという効果が得られる。

(9)本発明のリードフレーム１０は、プラスチックの母
材８とこの母材８の表面に部分的に設けられた導体層９
によって形成されていることから、その重量は軽い。し
たがって、リードフレーム１０の輸送が容易でありかつ
輸送効率も高くできる。このため、リードフレーム１０
の輸送コストの軽減も達成できるという効果が得られ
る。

(10)本発明のリードフレーム１０は、常時はプラスチッ
クの母材８のまま保管して置き、使用時に母材８の表面
に導体層９をメッキするようにすれば、保管時の母材８
の酸化等の劣化が起きないため、従来の表面が酸化した
りするような金属のリードフレームに比較して勝るとい
う効果が得られる。

(11)上記(1)〜(10)により、本発明によれば、低廉なリ
ードフレーム１０を用いて少ない工数でトランジスタが
製造できることから、安価なトランジスタを提供するこ
とができるという相乗効果が得られる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない、たとえば、リードフレー
ム１０は母材８の所定部分にメッキを行った後にパター
ニングすれば、母材８の表裏の導体層９は、第９図およ
び第１１図に示されるように、相互に電気的に独立状態
となる。そこで、リードフレーム１０の主面側および裏
面側にそれぞれチップ４を固定するとともに、このチッ
プ４の電極とこれに対応するリード１の内端とをワイヤ
７で接続し、リードフレーム１０の表裏にそれぞれ独立
した半導体装置を製造するようにすれば、より高集積度
化が可能となる。この場合、製品となった半導体装置の
実装時、リード１を配線基板の挿入孔に挿入した場合、
配線基板の孔を形成する導体層部分がリード１の表裏の
導体層９を導通状態としてしまうことになることから、
導通状態となっては困る部分では、リード１の表裏面の
いずれか一方のみにワイヤ７を接続するようにすればよ
い。なお、リード１の表裏の半導体装置の特定のリード
１が電気的に導通状態となる必要がある場合には、第１
０図に示されるように、リード１の表裏面の両方にワイ
ヤ７を接続して置けば、実装によって導通状態となる。
第１０図において、リード１の外端にハッチングが施さ
れたリード１はリード１の裏面にワイヤ７が接続された
ものを示す。さらに、この場合、リードフレーム１０を
標準化した場合、リード１の総てにワイヤ７が接続され
るとは限らない。すなわち、必要なリード１のみにワイ
ヤボンディングを施せばよい。

〔利用分野〕

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるトランジスタの製造
技術に適用した場合について説明したが、それに限定さ
れるものではなく、たとえば、ＩＣ等の半導体装置の製
造技術に適用できる。

本発明は少なくとも電子部品等の製造技術に適用でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるレジンパッケージ型の
トランジスタの断面図、 第２図は同じく平面図、 第３図は同じく一部の断面図、 第４図は本発明のトランジスタの製造工程を示すフロー
チャート、 第５図は本発明のトランジスタの製造に用いるリードフ
レームの一部を示す平面図、 第６図は同じくチップボンディングおよびワイヤボンデ
ィングが施されたリードフレームの状態を示す平面図、 第７図は同じくレジンモールドが施されたリードフレー
ムの状態を示す平面図、 第８図は同じく特性検査が成されマーキングが施された
リードフレームの状態を示す平面図、 第９図は本発明の他の実施例による半導体装置の断面
図、 第１０図は同じく概念的な半導体装置の平面図、 第１１図は同じくリード１の断面図である。 １・・・リード、２・・・パッケージ、３・・・タブ、
４・・・チップ、５・・・接合材、６・・・パッド、７
・・・ワイヤ、８・・・母材、９・・・導体層、１０・
・・リードフレーム、１１ａ，１１ｂ・・・枠、１２・
・・タイバー、１３・・・ダム、１４・・・ガイド孔、
１５・・・トランジスタ、１６・・・マーク。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−88752（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−148354（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−40869（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−110060（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】相互に平行に延びる第１と第２の枠と、こ
   れらの第１の枠と第２の枠とを接続するタイバーと、前
   記第１の枠に一体となり前記第２の枠に向けて延びる複
   数のリードとを有するリードフレームであって、前記リ
   ードフレームは絶縁性プラスチックにより形成された母
   材を有し、かつ前記第２の枠と前記タイバーと前記リー
   ドとの前記母材にディップ法により被着形成された導体
   層を有し、当該導体層が被着されていない前記第１の枠
   の部分で前記リードの導体層相互を電気的に独立し得る
   ようにしたことを特徴とするリードフレーム。
2. 【請求項２】相互に平行に延びる第１と第２の枠と、こ
   れらの第１の枠と第２の枠とを横方向に延びて接続する
   タイバーと、前記第１の枠に一体となり前記第２の枠に
   向けて延びる複数のリードと、前記枠に平行に延びて前
   記リード相互および前記リードと前記タイバーとを接続
   するダムとを有するリードフレームを絶縁性プラスチッ
   クの母材により形成する工程と、 前記第１の枠を残して前記第２の枠と前記タイバーと前
   記リードと前記タブの部分の前記母材にディップ法によ
   り導体層を被着成形する工程と、 前記リードフレームにチップを固定して当該チップと前
   記リードとをワイヤで接続するボンディング工程と、 前記リードの先端部と前記チップとをパッケージで覆う
   モールド工程と、 前記ダムの部分をリードフレームから除去するダム切断
   工程と、 前記チップの電気的な特性検査を前記チップが前記リー
   ドフレームに取り付けられた状態で行う特性検査工程と
   を有する半導体装置の製造方法。
3. 【請求項３】リードフレームの表裏両面にそれぞれチッ
   プを固定し、前記チップの電極とこれに対応するリード
   とをワイヤで接続することを特徴とする特許請求の範囲
   第２項記載の半導体装置の製造方法。
4. 【請求項４】リードの表裏どちらか一方にのみワイヤを
   接続することを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の
   半導体装置の製造方法。