JPH08191123A - リードフレームの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インナーリード部分とアウターリード部分と
を別方式で作製し接合された半導体素子を搭載する為の
リードフレームにおいて、パッケージの高信頼性を実現
できるリードフレームの製造方法を提供することを目的
とする。 【構成】 サブストレート９上にアディティブ法により
インナーリード３を形成し、その後このインナーリード
３を樹脂あるいは接着剤等の絶縁物１０で固着し、サブ
ストレート９からインナーリード３と共に絶縁物１０を
剥離する工程にて得られたインナーリードフレーム１
と、別途スタンピング、エッチング等により作製したア
ウターリードフレーム２を接合して、狭ピッチリードフ
レームを作製する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、狭ピッチ化と高信頼性
を実現できる半導体装置のリードフレームの製造方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より半導体パッケージは小型軽量
化、高速化、高機能化という電子機器の要求に対応する
為、新しい形態が次々と開発されて種類も増大してい
る。ＣＰＵ，ＡＳＩＣ等のロジック半導体は機能が高度
になるにつれて、より多くの入出力ピンが必要となる。
この為、同じ大きさのパッケージサイズとなると必然的
にリードの狭ピッチ化が要求される。また、メモリー半
導体製品においては、パッケージの小型・薄型化が開発
の中心となっており、大容量の半導体チップを高密度に
パッケージングすること、また民生用製品に用いるロジ
ックの半導体の用途では低価格を前提とした小型・薄型
化の要求が強くなっている。

【０００３】リードフレーム・パッケージの他ピン化の
限界は、リードフレームの加工限界によって制約を受け
る。従来からフレーム板材からリードフレームへの加工
はその作製方法により、銅や４２合金等の金属板を片側
から機械的に打ち抜いたスタンピングフレームと、両側
から化学食刻法で平板にパターン抜き穴を開けたエッチ
ングフレームと大別され、半導体素子を搭載するアイラ
ンド部と半導体素子とボンディングワイヤーで接続する
インナーリード部と配線基板に装着するアウターリード
部が一括して作製されている。

【０００４】図３（ａ）は従来のスタンピングフレーム
の断面図、図３（ｂ）は従来のエッチングフレームの断
面図である。スタンピングフレームは、ワイヤーボンデ
ィングの為の十分なリード幅が得られ、大量生産におい
てエッチングフレームに比べ廉価である。これに対しエ
ッチングフレームは試作、評価により形状を変更する可
能性のある場合、マスクの変更で比較的簡単にフレーム
形状を変更でき短納期化が可能で、少量品の場合、金型
が不要な為コストダウンが図れる。また、多ピンフレー
ムの微細加工という面でエッチングフレームはスタンピ
ングフレームより優れており、現在、板厚０．１５ｍｍ
でスタンピングフレームが２００ピン程度に対して、３
５０ピン程度の製造が可能である。また、エッチングに
よる方法でインナーリード部を微細加工したＴＡＢ（Ｔ
ａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープ
があるが、この基材として使用するポリイミドテープに
よりコスト的に高いものとなっている。

【０００５】現在、前記した製造方法が主流となってい
るが、この他に所要金属をフレームパターン形状にめっ
きにより析出堆積することでフレームを形成するアディ
ティブ法と呼ばれる製造方法がある。図４（ａ）（ｂ）
（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）（ｇ）は従来のエッチング法
によるリードフレームの作製工程概略図である。エッチ
ング法ではまず銅や４２合金等の金属材料の表裏面にレ
ジストを塗布する（図４（ａ）（ｂ））。これをリード
フレームパターンに形成したマスクでマスキングし、焼
付け露光・現像を行う（図４（ｃ）（ｄ）（ｅ））。マ
スキングされていない部分のレジストが現像液に溶解せ
ずに残り、これをエッチングする液中に浸漬してレジス
トで被覆されていない部分を両面からエッチングする
（図４（ｆ））。最後にレジストを剥離して所望のリー
ドフレームを得る（図４（ｇ））。

【０００６】図５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）
（ｆ）（ｇ）（ｈ）は従来のアディティブ法によるリー
ドフレームの作製工程概略図である。アディティブ法で
はめっき基板となるサブストレートの片面にレジストを
塗布し（図５（ａ）（ｂ））、エッチング法と同様にリ
ードフレームパターンに形成したマスクでマスキングし
（図５（ｃ））、焼付け露光、現像処理を行う（図５
（ｄ）（ｅ））。この後、銅およびニッケル等の金属め
っき液中にてレジストで被覆されていないサブストレー
ト部にめっきを行う（図５（ｆ））。最後にレジストを
剥離し（図５（ｇ））、フレームをサブストレートより
剥離してリードフレームを得ることになる（図５
（ｈ））。狭ピッチに有利なエッチング法では、図３
（ｂ）の断面形状より分かるようにワイヤーボンディン
グ面が狭くなる欠点があり、これに比べアディティブ法
ではそのリード断面形状がレジストに依存し、インナー
リードフレームを作製する場合、より安定したボンディ
ングエリアを確保できる有利さがある。

【０００７】近年、リードフレームの多ピン化に伴い、
フレームの作製工程上薄形化が望まれるが、これにより
機械的強度の確保が困難となるため、リードピッチの狭
くなるインナーリード部と、比較的リードピッチが広
く、アセンブリでリードフォーミングを行う為の十分な
リード剛性が必要なアウターリード部を別方式で作製
し、両者を熱圧着等により接合することで狭ピッチ化を
実現している。

【０００８】以下にインナーリード部をアディティブ法
により形成し、アウターリード部をスタンピング，エッ
チング法等の別方式で作製した接合リードフレームにつ
いて説明する。

【０００９】図６（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は従来の接
合リードフレームの製造工程断面模式図である。以下そ
の製造工程を説明する。まず、図５に示すような工程の
アディティブ法によりサブストレート上にインナーリー
ドフレーム１を作製したものが図６（ａ）である。次に
図６（ｂ）に示すようにインナーリードフレーム１に対
し、テーピングを行う。図中、３はインナーリードであ
ってポリイミドテープ６等の絶縁物でインナーリード３
を固定している。５はアイランドである。このインナー
リードフレーム１の一端に外部より力を加えて剥離を行
い、図６（ｃ）のようになる。次にスタンピングまたは
エッチング法により作製され、アウターリード４が形成
されているアウターリードフレーム２と位置合わせを行
い、図６（ｄ）に示すように予め銀めっき等により表面
処理をしたインナーリードフレーム１とアウターリード
フレーム２の各リード接合部を熱圧着等により接合して
通常のリードフレーム形状となる。

【００１０】また、ＬＳＩの高速化、高集積化によりそ
の消費電力も高くなり、発生する熱量が増大してきてお
り、パッケージの高放熱性が要求されている。その為前
記した接合リードフレームにおいて放熱板を取り付けた
形状にすることで対応している。図７（ａ）（ｂ）
（ｃ）（ｄ）に従来の放熱板付き接合リードフレームの
製造工程断面模式図を示す。以下その製造工程を説明す
る。まず、図５に示すような工程のアディティブ法によ
りサブストレート上にインナーリードフレーム１を作製
したものが図７（ａ）である。次に図７（ｂ）に示すよ
うにインナーリードフレーム１に対し、両面に接着剤が
形成されているポリイミドテープ６等の絶縁物を介して
放熱板１１を取り付け、インナーリード３を固定する。
このインナーリードフレーム１の一端に外部より力を加
えて剥離を行い、図７（ｃ）のようになる。次にスタン
ピングまたはエッチング法により作製され、アウターリ
ード４が形成されているアウターリードフレーム２と位
置合わせを行い、図７（ｄ）に示すように予め銀めっき
等により表面処理をしたインナーリードフレーム１とア
ウターリードフレーム２の各リード接合部を熱圧着等に
より接合して放熱板付リードフレームの形状となる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のアディティブ法により作製する接合部のリ
ードフレームでは、アディティブめっきにて作製される
インナーリードフレームのサブストレートからの剥離に
おいて、外部からの力に対してインナーリードフレーム
厚が薄い為強度的に弱く、剥離後にリード変形を起こし
てしまうため、接合時の位置ずれ、リード短絡不良、ワ
イヤーボンディング不良の原因となっていた。このよう
に従来のアディティブ法によりインナーリード部を形成
するとその剥離工程およびその後の工程での取扱いにお
いて変形を生じ易い為、品質信頼性が低下してしまうと
いう問題点を有していた。

【００１２】そこで本発明は上記従来の問題点を解消
し、高品質の狭ピッチ、多ピン化したリードフレームの
製造方法を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この上記目的を達成する
為に本発明では、サブストレート上にインナーリードを
アディティブめっきにより作製し、このインナーリード
部分を樹脂あるいは接着剤等の絶縁物にて固着した後、
この絶縁物と共にインナーリード部をサブストレートよ
り剥離してインナーリードフレームを作製し、このイン
ナーリードフレームと別途作製したアウターリードフレ
ームとを接合することで狭ピッチリードフレームを作製
するものである。あるいはサブストレート上にインナー
リードをアディティブめっきにより作製し、ポリイミド
テープ等の絶縁物を介して放熱板を取り付けた後、この
放熱板付きインナーリード部分を樹脂あるいは接着剤等
の絶縁物にて固着した後、この絶縁物と共に放熱板付き
インナーリード部をサブストレートより剥離して放熱板
付きインナーリードフレームを作製し、この放熱板付き
インナーリードフレームと別途作製したアウターリード
フレームとを接合することで狭ピッチで高放熱性のリー
ドフレームを作製するものである。

【００１４】

【作用】本発明は上記した構成によって、サブストレー
トからインナーリードフレームを剥離する前に絶縁物に
てリードを固定しているので剥離時の外部からの力に対
してリード変形を生じない。よって接合時の位置ずれ、
リード短絡不良、ワイヤーボンディング不良等の発生を
防止した高信頼性の半導体装置を提供する狭ピッチリー
ドフレームが作製される。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図１（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）
は本発明の第一実施例における接合リードフレームおよ
び半導体装置の製造工程断面模式図である。なお、上記
従来例と同一構成部品には同一符号を付しており、１は
インナーリード３を備えたインナーリードフレーム、２
はプリント配線基板への実装部となるアウターリード４
を備えたアウターリードフレーム、８は半導体素子７と
インナーリード３を接続するボンディングワイヤー、９
はアディティブめっきを行うサブストレート、１０は絶
縁物である。

【００１６】次にその製造方法を説明する。図５に示す
ような工程でアディティブめっきにより作製するインナ
ーリード３をサブストレート９上に作製する（図１
（ａ））。このインナーリード３を樹脂あるいは接着剤
等の絶縁物１０にて固着した後（図１（ａ））、この絶
縁物１０と共にインナーリード３をサブストレート９よ
り剥離することでインナーリードフレーム１を得る（図
１（ｃ））。このインナーリードフレーム１とスタンピ
ングまたはエッチング法により作製したアウターリード
フレーム２の接合部には、予め銀めっき等の表面処理を
施し、両者を位置合わせして熱圧着等により接合を実施
することでリードフレーム形状となる（図１（ｄ））。
この後、半導体素子７をアイランド５に搭載しボンディ
ングワイヤー８にインナーリード３を半導体素子７を接
続する（図１（ｅ））。

【００１７】このように本第一実施例によれば、狭ピッ
チ、多ピン化に伴ってインナーリードフレームが薄形化
し強度不足となってもサブストレートからの剥離工程前
に絶縁物にて固着することで、接合時の位置ずれ、リー
ド短絡不良、ワイヤーボンディング不良等の発生を防止
し、高信頼性の半導体装置を提供する狭ピッチリードフ
レームが作製される。

【００１８】次に発明の第二実施例について説明する。
図２（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）は本発明の
第二実施例における接合リードフレームおよび半導体装
置の製造工程断面模式図である。１はインナーリード３
を備えたインナーリードフレーム、２はプリント配線基
板への実装部となるアウターリード４を備えたアウター
リードフレーム、８は半導体素子７とインナーリード３
を接続するボンディングワイヤー、９はアディティブめ
っきを行うサブストレート、１０は絶縁物、１１は放熱
板である。

【００１９】次にその製造方法を説明する。図５に示す
ような工程でアディティブめっきにより作製するインナ
ーリードフレーム１をサブストレート９上に作製する
（図２（ａ））。これに対してポリイミドテープ６等の
絶縁物を介して銅、アルミニウム等の放熱板１１を接着
した後（図２（ｅ））、このインナーリード３を放熱板
１１と共に樹脂あるいは接着剤等の絶縁物１０にて固着
し（図２（ｃ））、この絶縁物１０と共にインナーリー
ド３と放熱板１１をサブストレート９より剥離すること
でインナーリードフレーム１を得る（図２（ｄ））。こ
のインナーリードフレーム１とスタンピングまたはエッ
チング法により作製したアウターリードフレーム２の接
合部には、予め銀めっき等の表面処理を施し、両者を位
置合わせして熱圧着等により接合を実施することで放熱
板付きリードフレーム形状となる（図２（ｅ））。この
後、半導体素子７を搭載しボンディングワイヤー８にて
インナーリード３と半導体素子７を接続する（図２
（ｆ））。

【００２０】このように本第二実施例によれば、狭ピッ
チ、多ピン化に伴ってインナーリードフレームが薄形化
し、強度不足となっても放熱板付きインナーリードフレ
ームをサブストレートからの剥離工程前に絶縁物にて固
着することで、接合時の位置ずれ、リード短絡不良、ワ
イヤーボンディング不良等の発生を防止し、放熱板を取
り付けることで半導体装置動作時の熱放散性を向上し高
信頼性の半導体装置を提供する狭ピッチリードフレーム
が作製される。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、リ
ードフレームが狭ピッチ、多ピンとなっても、フレーム
剥離時の外部からの力に対しリード変形を生じない高信
頼性の半導体装置を実現できる狭ピッチのリードフレー
ムを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の第一実施例における接合リード
フレームおよび半導体装置の製造工程断面模式図 （ｂ）本発明の第一実施例における接合リードフレーム
および半導体装置の製造工程断面模式図 （ｃ）本発明の第一実施例における接合リードフレーム
および半導体装置の製造工程断面模式図 （ｄ）本発明の第一実施例における接合リードフレーム
および半導体装置の製造工程断面模式図 （ｅ）本発明の第一実施例における接合リードフレーム
および半導体装置の製造工程断面模式図

【図２】（ａ）本発明の第二実施例における接合リード
フレームおよび半導体装置の製造工程断面模式図 （ｂ）本発明の第二実施例における接合リードフレーム
および半導体装置の製造工程断面模式図 （ｃ）本発明の第二実施例における接合リードフレーム
および半導体装置の製造工程断面模式図 （ｄ）本発明の第二実施例における接合リードフレーム
および半導体装置の製造工程断面模式図 （ｅ）本発明の第二実施例における接合リードフレーム
および半導体装置の製造工程断面模式図 （ｆ）本発明の第二実施例における接合リードフレーム
および半導体装置の製造工程断面模式図

【図３】（ａ）従来のスタンピングフレームの断面図 （ｂ）従来のエッチングフレームの断面図

【図４】（ａ）従来のエッチング法によるリードフレー
ムの作製工程概略図 （ｂ）従来のエッチング法によるリードフレームの作製
工程概略図 （ｃ）従来のエッチング法によるリードフレームの作製
工程概略図 （ｄ）従来のエッチング法によるリードフレームの作製
工程概略図 （ｅ）従来のエッチング法によるリードフレームの作製
工程概略図 （ｆ）従来のエッチング法によるリードフレームの作製
工程概略図 （ｇ）従来のエッチング法によるリードフレームの作製
工程概略図

【図５】（ａ）従来のアディティブ法によるリードフレ
ームの作製工程概略図 （ｂ）従来のアディティブ法によるリードフレームの作
製工程概略図 （ｃ）従来のアディティブ法によるリードフレームの作
製工程概略図 （ｄ）従来のアディティブ法によるリードフレームの作
製工程概略図 （ｅ）従来のアディティブ法によるリードフレームの作
製工程概略図 （ｆ）従来のアディティブ法によるリードフレームの作
製工程概略図 （ｇ）従来のアディティブ法によるリードフレームの作
製工程概略図 （ｈ）従来のアディティブ法によるリードフレームの作
製工程概略図

【図６】（ａ）従来の接合リードフレームの製造工程断
面模式図 （ｂ）従来の接合リードフレームの製造工程断面模式図 （ｃ）従来の接合リードフレームの製造工程断面模式図 （ｄ）従来の接合リードフレームの製造工程断面模式図

【図７】（ａ）従来の放熱板付き接合リードフレームの
製造工程断面模式図 （ｂ）従来の放熱板付き接合リードフレームの製造工程
断面模式図 （ｃ）従来の放熱板付き接合リードフレームの製造工程
断面模式図 （ｄ）従来の放熱板付き接合リードフレームの製造工程
断面模式図

【符号の説明】

１ インナーリードフレーム ２ アウターリードフレーム ３ インナーリード ４ アウターリード ５ アイランド ６ ポリイミドテープ ７ 半導体素子 ８ ボンディングワイヤー ９ サブストレート １０ 絶縁物 １１ 放熱板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】リードピッチの狭いインナーリード部分を
   アディティブめっきにより作製し、比較的リードピッチ
   の広いアウターリード部分をスタンピングあるいはエッ
   チングにより作製し、前記インナーリード部と前記アウ
   ターリード部を接合するリードフレームであって、イン
   ナーリードフレームはサブストレート上にインナリード
   パターンをアディティブめっきして作製し、このインナ
   ーリード部を樹脂あるいは接着剤等の絶縁物にて固着し
   た後、この絶縁物と共にインナーリードパターンをサブ
   ストレートより剥離して製造し、このインナーリードフ
   レームと別途作製したアウターリードフレームの各リー
   ドを接合することを特徴とするリードフレームの製造方
   法。
2. 【請求項２】インナーリードパターンをアディティブめ
   っきにて作製し、ポリイミドテープ等の絶縁物を介して
   放熱板を取り付けた後、樹脂あるいは接着剤等の絶縁物
   にて固着することを特徴とする請求項１記載のリードフ
   レームの製造方法。