JPH0832001A - リードフレームの製造方法及びリードフレーム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エッチング加工により外形加工されたリード
フレームにコイニング処理を行い、安定してインナーリ
ード先端間隔を維持でき、且つ、ワイヤボンデイングに
適した形状のインナーリード先端部をもつリードフレー
ムを提供する。 【構成】 エッチング加工により外形加工され、インナ
ーリード先端部に、コイニング領域を有するリードフレ
ームの製造方法であって、順に、インナーリード先端部
の、ワイヤボンデイング面側である表平坦部幅が裏平坦
部部幅より大となるようにして、エッチング加工を行い
リードフレームの外形を形成する工程、エッチング加工
により形成されたリードフレームのインナーリード先端
部に、裏面よりコイニングを施す工程、とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、樹脂モールド型半導体
装置用のリードフレームに関し、詳しくは、エッチング
加工により外形加工され、インナーリード先端部にコイ
ニングを施してなるリードフレームの製造方法、及びそ
の製造方法により作製されたリードフレームに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、樹脂封止型の半導体装置の組
立て部材として用いられているリードフレームは、一般
に、図４に示すような形状をしており、半導体素子を搭
載するためのダイパッド４０２とダイパッド４０２の周
囲に設けられ、半導体素子と結線を行うためのインナー
リード４０３と、該インナーリード４０３に連続し外部
回路との結線を行うためのアウターリード４０４と、樹
脂封止の際、樹脂のもれを防ぐためのダムバー４０５等
を備えていた。このようなリードフレーム４０１は、通
常、コバール、４２合金（４２％Ｎｉ−鉄）、銅系合金
等の導電性に優れ、且つ強度が大きい金属板をフオトリ
ソグラフイー技術を用いたエッチング加工方法やスタン
ピング法等により、図４に示すような形状に加工して作
製されていた。そしてこの単層リードフレーム４０１を
用いた半導体装置は、図５に示すように単層リードフレ
ーム５０１のダイパット５０２に半導体素子５０５（以
下単に素子とも言う）を搭載するとともに、素子のボン
デイングパッド（図示せず）と、金や銀等の貴金属のメ
ッキを施してあるインナーリード５０３ａ、５０３ｂの
先端部とを金等からなるワイヤ５０６により電気的に接
続していた。しかしながら、近年、半導体装置は、電子
機器の高性能化と軽薄短小化の傾向（時流）からＬＳＩ
のＡＳＩＣに代表されるように、ますます高集積化、高
機能化になっている。このようなＬＳＩの大規模集積化
（高集積化）はウエハープロセスでの微細加工技術の進
歩の上に成り立っており、より多くのゲートを１チップ
に収容でき、さらにチップサイズを小さくすることがで
きるようになってき、入出力端子数も増大化するように
なってきた。

【０００３】このような状況で、半導体素子の高集積
化、高機能に伴う、半導体素子の端子数の増加（多ピン
化）は、リードフレームにおいても、インナーリードの
端子間の狭ピッチ化、微細化を一層、要求するものとな
ってきた。ところで、上記の樹脂封止型半導体装置に用
いられるリードフレームは、微細なものはフオトリソグ
ラフイー技術を用いたエッチング加工方法により作製さ
れ、微細でないものはプレスによる加工方法による作製
されるのが一般的であったが、上記のような半導体装置
の多ピン化、狭ピッチ化に伴い、リードフレームにおい
ても、インナーリード部先端の微細化が進み、微細なも
のに対しは、プレスによる打ち抜き加工によらず、リー
ドフレーム部材の板厚が０．１５〜０．１０ｍｍ程度の
ものを用い、エッチング加工で対応してきた。しかし、
このエッチング加工方法においては、エッチング液によ
る腐蝕は被加工素材板の板厚方向の他に板幅（面）方向
にも進むため、その微細化加工にも限度があるのが一般
的で、図１に示すように、リードフレーム素材の両面か
らエッチングするため、素材の面方向にも腐食が進み、
インナーリード先端部の面は図１に示すように平坦では
あるが、その幅はエッチング加工する素材の板厚さに応
じて、狭くなる。このため、一層の微細化、狭ピッチ化
に伴い、平坦部が狭くなり、半導体素子とのワイヤ接続
工程に対し安定した形状でなくなってきた。

【０００４】一方、従来より、スタンピングにより作製
されるリードフレームにおいては、プレスダレによるイ
ンナーリード先端の平坦幅狭を解決する方法としてコイ
ニングが広く実施されてきたが、エッチング加工により
作製されるリードフレームにおいては、ダレはなく比較
的インナーリード先端の平坦幅を確保し易いことからコ
イニングの必要性は重要視されていなかった。しかしな
がら、近年の半導体素子の高集積化、高機能に伴う、半
導体素子の端子数の増加（多ピン化）、インナーリード
の狭ピッチ化要求から、エッチング加工により作製され
たリードフレームにおいても、コイニング処理がワイヤ
ボンデイングの為の平坦幅を確保する一方策として重要
視されてきて、特開平３−１４２６３号、特開平４−６
８６２号、特開平５−１２９４９３号等にてコイニング
処理が提案されている。

【０００５】ところで、エッチング加工にて作製された
インナーリード先端部をコイニング処理をする際、図７
（ａ）に示すような断面の場合には、表裏のどっちから
コイニングしても、コイニング量に対応して、平坦幅が
拡がるが、図７（ｂ）、（ｃ）に示すような表裏で平坦
幅が異なる場合のコイニング処理では、平坦幅が狭い側
についてはコイニング量と平坦幅の広がり量とは相関が
とれるが、平坦幅が狭い側については相関がとれないの
が一般に知られており、例えば図６に示すようになる。
尚、表面とはワイヤボンデイングを行う側の面で、裏面
とは表面に対向する反対側の面を言う。図６の場合は表
からコイニングをしているが、裏面からの場合も同様な
傾向になる。そして、平坦幅が広い側については、
（ｂ）のコイニング側の方が（ｃ）よりもいくらか大き
く平坦幅がシフトされることも知られている。図７
（ｂ）、（ｃ）について、広い平坦部の平坦幅変化量よ
り狭い平坦部の平坦幅の変化量が大きくなる理由は、コ
イニング時に受ける単位体積当たりの荷重は狭い平坦部
側に集中しやすいため、先に狭い裏面平坦部分が変形
し、後に、広い平坦部側が変形する為である。

【０００６】一方、エッチング加工によるリードフレー
ムのインナーリード先端部の作成については、狭いピッ
チ化が進んだ微細加工においては、図７（ａ）に示す断
面形状では、表平坦幅が小となるため、ワイヤボンデイ
ングに要求される表平坦幅の確保は難しく、図７
（ｂ）、（ｃ）のような面にせざるをえない。図７
（ｂ）、（ｃ）のような形状であれば、ワイヤボンデイ
ングに要求される平坦幅をエッチイング加工においても
確保できるが、図７（ｂ）に示すように、広い平坦幅側
をワイヤボンデイング面とし、狭い平坦幅部を下面（裏
面）とせざるをえないことから、ワイヤボンデイング時
に転びが発生し易く、問題となっていた。又、図７
（ｂ）の形状にて、コイニング処理により、ワイヤボン
デイング面（表面）の平坦幅確保をする為に、リードフ
レーム表面よりコイニングをした場合、金型内では設置
面となるのはリードフレームの裏面の狭い平坦幅側であ
り、インナーリードの転びが発生し易く、インナーリー
ドの転びがある場合には、捩じられた状態でコイニング
され、インナーリード間隔が不安定となる問題があっ
た。

【０００７】

【解決しようとする課題】上記のように、半導体素子の
高集積化、高機能に伴う、半導体素子の端子数の増加
（多ピン化）要求、インナーリードの狭ピッチ化要求は
ますます強くなってきて、近年、樹脂封止型半導体装置
は、小パッケージでは、電極端子であるインナーリード
のピッチは０．１６５ｍｍピッチを経て、既に０．１３
〜０．１２ｍｍピッチまで、狭ピッチ化が要求されるよ
うになってきた。この為、微細な加工に適した、エッチ
ング加工方法を用いて作製されるリードフレームにおい
ても、インナーリード先端部の表裏平坦面をワイヤボン
デイングに適した形状とすることが必要とされてきた。
本発明は、このような状況のもと、エッチング加工方法
を用いて作製されるリードフレームのインナーリード先
端部にコイニング処理を施し、安定してインナーリード
先端間隔を維持しつつ、ワイヤボンデイングに適した形
状にインナーリード先端部を形成する方法を提供しよう
とするもので、且つ、その製造方法によって作製された
リードフレームを提供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のリードフレーム
の製造方法は、エッチング加工により外形加工され、イ
ンナーリード先端部にコイニング領域を有するリードフ
レームの製造方法であって、少なくとも、順に、インナ
ーリード先端部の、ワイヤボンデイング面である表平坦
部の幅が、該表平坦部に対向する平坦部である裏平坦部
の幅より大となるようにして、エッチング加工を行いリ
ードフレームの外形を形成する工程と、エッチング加工
により形成されたリードフレームのインナーリード先端
部に、裏面よりコイニングを施す工程とを有し、且つ、
前記エッチング加工を行いリードフレームの外形を形成
する工程において、後続するコイニング処理により、前
記表平坦部の幅と裏平坦部の幅が最終的に必要とする平
坦幅以上になるように、見込まれるコイニング処理の平
坦幅シフト量に対応して、エッチング加工により、所定
幅以上に表平坦部の幅と裏平坦部の幅を形成しておくこ
とを特徴とするものである。そして、上記におけるエッ
チング加工を行いリードフレームの外形を形成する工程
において、前記表平坦部の幅を最終的に必要とする平坦
幅以上になるように、エッチング加工により、形成して
おくことを特徴とするものである。又、本発明のリード
フレームは、エッチング加工により外形加工され、イン
ナーリード先端部にコイニング領域を有するリードフレ
ームで、該コイニング領域を、インナーリード先端の裏
面に設けていることを特徴とするものである。そして上
記におけるエッチングによる外形加工が、インナーリー
ド先端部の、ワイヤボンデイング面である表平坦部の幅
を、該表平坦部に対向する平坦部である裏平坦部の幅よ
り大となるようにした加工であることを特徴とするもの
である。

【０００９】

【作用】本発明のリードフレームの製造方法は、上記の
ような構成にすることにより、エッチング加工方法を用
いて作製されるリードフレームにおいて、インナーリー
ド先端をコイニング処理を施し、安定してインナーリー
ド先端間隔を維持しつつ、ワイヤボンデイングに適した
形状にインナーリード端部を形成することを可能として
いる。詳しくは、上記のようにしてエッチング加工を行
いリードフレームの外形を形成し、コイニング処理を行
うことにより、表平坦幅を確保し、且つ、裏平坦部の平
坦幅の確保をしており、結局、ワイヤボンデイングに適
した形状にインナーリード先端部を形成できるものとし
ている。そして、ワイヤボンデイングを行うインナーリ
ード先端の表平坦部の幅を最終的に必要とする平坦幅以
上になるように、エッチング加工により形成しておくこ
とにより、コイニングの深さ（コイニング量）に対応し
た表平坦幅変化量の制御を全くせず、表平坦幅、裏平坦
部の平坦幅の確保を確保した、ワイヤボンデイングに適
した形状にインンナーリード先端部を形成できるものと
している。又、エッチング加工により形成されたリード
フレームのインナーリード先端部の裏面よりコイニング
を施すことにより、広い表平坦部側が金型内で設置面と
なるため、インナーリードの転びが発生し難く、これに
よる変形がなくなり、インナーリード間隔が安定する。
又、本発明のリードフレームは、このような構成にする
ことにより、インナーリード先端のワイヤボンデイング
のための裏平坦部幅を確保し、ワイヤボンデイング時に
転びのないものとしている。そして、インナーリード先
端部の、ワイヤボンデイング面である表平坦部の幅を、
該表平坦部に対向する平坦部である裏平坦部の幅より大
となるようにエッチング加工したものを用いていること
により、インナーリード先端のワイヤボンデイングのた
めの表平坦部幅及び裏平坦部幅の確保をともにでき、そ
してインナーリード間隔にバラツキの少ないものとして
いる。

【００１０】

【実施例】本発明のリードフレームの製造方法実施例を
以下、図１にそって説明する。図１は本実施例のリード
フレームの製造方法における要部であるエッチング加工
工程を説明する為の断面図及び平面図であり、図２
（ａ）〜（ｃ）はエッチング加工工程に引き続くコイニ
ング処理を説明するため平面図で、図２（ａ１）、（ｂ
１）はそれぞれ、図２（ａ）のＢ１−Ｂ２での断面図、
図２（ｂ）及び図２（ｃ）ののＣ１−Ｃ２での断面図を
示す。図１（イ）中、１０１はリードフレーム素材、１
０２はレジスト、１０２Ａはレジストパターン、１０３
はインナーリード、１０３Ａインナーリード先端部、１
０４はアウターリード、１０５はダムバー、１０６は非
エッチング加工領域を表す。図２中、２０１はインナー
リード、２０１ａ表平坦部、２０１ｂは裏平坦部、２０
２はダムバー、２０３はアウターリード、２０４は非エ
ッチング加工領域（連結部）２０６はダイ、２０７はポ
ンチを表す。

【００１１】始めに板厚０．１２７ｍｍの銅材からなる
リードフレーム素材１０１を用い、以下のようにして、
エッチング加工によりリードフレームの外形加工を行っ
たが１これを図１に基づいて説明する。尚、図１の
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）の（イ）は、エッチ
ングによる外形加工後を示す平面図である図１（ｄ）の
（ロ）におけるＡ１−Ａ２に相当する位置における断面
を示している。先ず、銅材からなる厚さ０．１２７ｍｍ
のリードフレーム素材１０１の表裏面を脱脂洗浄等の前
処理をした後に、表裏の両面に重クロム酸カリウムを感
光剤とする水溶性のカゼインレジスト１０２を塗布、乾
燥した。（図１（ａ）） 次いで、所定形状のマスク版（図示していない）を用い
てカゼインレジストの所定の領域のみ露光し、現像処理
して、乾燥処理して、マスク版に対応した所定の形状を
もつ、レジストパターン（表）１０２Ａ、レジストパタ
ーン（裏）１０２Ｂを得た。（図１の（ｂ）） インナーリード部１０３を形成するためのレジストパタ
ーン（表）１０２Ａの幅は、レジストパターン（裏）１
０２Ｂの幅よりも大きくしておく。次いで、塩化第二鉄
溶液からなる腐食液（比重〜Ｂｅ、温度〜度Ｃ）を用
い、レジストパターン（表）１０２Ａ、レジストパター
ン（裏）１０２Ｂのない、リードフレーム素材１０１の
露出した部分をエッチングして、貫通させた（図１の
（ｃ））後、レジスト部を除去し，洗浄処理、乾燥を経
て、（図１の（ｄ））に示すような、インナーリード先
端部先に、非エッチング加工領域１０６を連結させ、該
非エッチング加工領域１０６により、インナーリード先
端部１０３Ａ同志を連結して一体とした状態のものを得
た。インナーリード先端部１０３Ａの断面形状は図２
（ｄ）の（ロ）に示すように、ワイヤボンデイングする
側の面（表面）平坦部幅が対向する面（裏面）の平坦部
幅よりも大きくなっている。

【００１２】次いで、このエッチングにより外形加工が
施されたリードフレームについて、コイニング処理をお
こなったが、これを図２にもとづいて説明する。図２
（ａ）に示す、エッチングにより外形加工が施されたリ
ードフレームのインナーリード先端部２０１Ａに、図２
の（ａ１）に示すように、表平坦部２０１ａ面をダイ２
０６に設置させ、裏平坦部２０１ｂ面をポンチ２０７に
て押しつぶしてコイニング処理を行い、図２（ｂ）に示
すように、インナーリード先端部２０１Ａの幅を広げ
た。コイニングの深さは２５μｍとした。図２（ａ）の
Ｂ１−Ｂ２における断面形状は、図２（ａ１）のインナ
ーリード２０１部のようであるが、コイニング処理後の
Ｂ１−Ｂ２に対応するＣ１−Ｃ２の断面形状は図２（ｂ
１）のインナーリード２０１部のようになった。この
後、プレスにより、図２（ｂ）に示す、点線部（Ｄ１−
Ｄ２）で、不要部である非エッチング加工領域（連結
部）２０４を除去して、本発明のリードフレームの製造
方法によるリードフレームを得た。

【００１３】本発明のリードフレームの実施例を以下、
図３にそって説明する。図３（ａ）は本発明のリードフ
レームの要部であるインナーリード先端部の、コイニン
グ領域を含む断面図であり、図２（ｂ）はインナーリー
ド部の横断面図である。図３中、３０１はインナーリー
ド、３０１Ａはインナーリード先端部、３０１ａは表平
坦部、３０１ｂは裏平坦部、３０２はコイニング領域、
であり、実施例リードフレームは、ワイヤボンデイング
を行う面である表平坦部３０１ａの面と対向する裏面の
裏平坦部３０１ｂの面にコイニング領域３０２を設けた
ものである。以下に、板厚０．１２７ｍｍの銅材を素材
とし、コイニング深さ２５μｍとした、本実施例のリー
ドフレームと、比較例としてのワイヤボンデイング面
（表面）側にコイニング深さ２５μｍのコイニング（表
コイニング）領域を設けたリードフレームとについて、
インナーリード先端部状態の比較データを表２に挙げ
る。尚、いずれもコイニング前のエッチング加工により
外形加工されたリードフレームは、同じ条件で作製され
た表２のデータを持つ群より無作為に抽出して、コイニ
ング処理を行った。そして、ワイヤボンデイングするた
めの表平坦幅の最終的な目標値は９０μｍ以上であっ
た。本実施例のリードフレーム（裏コイニングリードフ
レーム）と表コイニングリードフレームの試料数Ｎは、
共に２００であった。 表２より、本実施例リードフレームの、インナーリード
先端部の裏面にコイニングを施した方（裏コイニング）
が、インナーリード先端部の表面にコイニングを施した
方（表コイニング）より、表裏の平坦幅変化量は小であ
るが、間隔バラツキが小となり、半導体素子とのワイヤ
ボンデイグする面である表面の表平坦幅のバラツキ（３
σ）が小さいことが分かる。尚、ここでσとは標準偏差
を言う。表平坦部幅は平均値は１００μｍで、平坦幅の
バラツキが３σで８．５μｍであり、全数、目標の９０
μｍ以上を確保できていた。また、裏平坦部幅は７７μ
ｍで、ワイヤボンデイング時に転びが発生しない、十分
な幅を確保できていた。これより、間隔を維持しつつ、
表平坦部幅、裏平坦部幅を維持するには裏コイニングが
有効であることが分かる。

【００１４】

【発明の効果】本発明は、以上のように、半導体素子の
高集積化、高機能化に対応して微細化加工が必要な狭ピ
ッチのリードフレームで、インナーリード先端部の間隔
バラツキが小さく、且つ、ワイヤボンデイングに適した
形状のものの提供を可能とするものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のリードフレームの製造方法の実施例工
程図

【図２】本発明のリードフレームの製造方法の実施例工
程図

【図３】本発明リードフレーム断面図

【図４】リードフレーム図

【図５】半導体装置を説明するための図

【図６】コイニング量と平坦幅の関係図

【図７】エッチング断面とコイニングの関係を説明する
ための図

【符号の説明】

１０１ リードフレーム素材 １０２ レジスト １０２Ａ レジストパターン（表） １０２Ｂ レジストパターン（裏） １０３ インナーリード １０３Ａ インナーリード先端部 １０４ アウターリード １０５ ダムバー １０６ 非エッチング加工領域（連結
部） ２０１ インナーリード ２０１ａ 表平坦部 ２０１ｂ 裏平坦部 ２０３ アウターリード ２０４ 非エッチング加工領域（連結
部） ２０６ ダイ ２０７ ポンチ ２０８ コイニング領域 ３０１ インナーリード ３０１Ａ インナーリード先端部 ３０１ａ 表平坦部 ３０１ｂ 裏平坦部 ３０２ コイニング領域 ４０１ リードフレーム ４０２ ダイパッド ４０３ インナーリード ４０４ アウターリード ４０５ ダムバー ５０１ リードフレーム ５０２ ダイパッド ５０３ａ、５０３ｂ インナーリード ５０５ 半導体素子 ５０６ ワイヤ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エッチング加工により外形加工され、イ
   ンナーリード先端部にコイニング領域を有するリードフ
   レームの製造方法であって、少なくとも、順に、インナ
   ーリード先端部の、ワイヤボンデイング面である表平坦
   部の幅が、該表平坦部に対向する平坦部である裏平坦部
   の幅より大となるようにして、エッチング加工を行いリ
   ードフレームの外形を形成する工程と、エッチング加工
   により形成されたリードフレームのインナーリード先端
   部に、裏面よりコイニングを施す工程とを有し、且つ、
   前記エッチング加工を行いリードフレームの外形を形成
   する工程において、後続するコイニング処理により、前
   記表平坦部の幅と裏平坦部の幅が最終的に必要とする平
   坦幅以上になるように、見込まれるコイニング処理の平
   坦幅シフト量に対応して、エッチング加工により、所定
   幅以上に表平坦部の幅と裏平坦部の幅を形成しておくこ
   とを特徴とするリードフレームの製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１におけるエッチング加工を行い
   リードフレームの外形を形成する工程において、前記表
   平坦部の幅を最終的に必要とする平坦幅以上になるよう
   に、エッチング加工により、形成しておくことを特徴と
   するリードフレームの製造方法。
3. 【請求項３】 エッチング加工により外形加工され、イ
   ンナーリード先端部にコイニング領域を有するリードフ
   レームで、該コイニング領域を、インナーリード先端の
   裏面に設けていることを特徴とするリードフレーム。
4. 【請求項４】 請求項３におけるエッチングによる外形
   加工が、インナーリード先端部の、ワイヤボンデイング
   面である表平坦部の幅を、該表平坦部に対向する平坦部
   である裏平坦部の幅より大となるようにした加工である
   ことを特徴とするリードフレーム。