JPH098198A

JPH098198A - 半導体装置用リードフレーム

Info

Publication number: JPH098198A
Application number: JP7150242A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Otaka; 達也大高; Takaharu Yonemoto; 隆治米本; Isao Yamagishi; 功山岸; Shigeji Takahagi; 茂治高萩
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 1995-06-16
Filing date: 1995-06-16
Publication date: 1997-01-10
Anticipated expiration: 2016-06-04
Also published as: JP3173328B2

Abstract

(57)【要約】【目的】リードフレームと放熱用金属板の外周部間の絶
縁距離を大きくすることにより、リードフレームに貼り
付けた放熱用金属板の外周部とリードフレーム間で起こ
るショートを防止する。【構成】予め接着剤２を塗布した金属板を用意し、これ
から所定形状の金属板３を打抜きながらリードフレーム
１に貼り合わせて半導体装置用リードフレームを形成す
る。リードフレーム１に貼り合わされる金属板３の外周
部３ａに、リードフレーム１から離れる方向に折曲部４
を設け、金属板外周部３ａとリードフレーム１間の絶縁
距離６を増大させる。ショートを有効に防止すると共
に、ダウンセット加工法により折曲部４を容易に形成す
るために、折曲部４のリードフレーム１からの高さをｈ
＝２０〜５００μｍとするとよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はリードフレームに絶縁層
を介して金属板を貼り合わせた半導体装置用リードフレ
ームに係り、特に金属板とリードフレーム間のショート
事故をなくすようにしたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、素子の高密度化、高速化にともな
って、放熱性を高めた半導体装置用リードフレームの開
発が盛んになっている。放熱性を高めるためにヒートス
プレッダとして機能する金属板をリードフレームの厚さ
方向に積層するが、特に最近になって、予め接着剤を塗
布した金属板を用意し、これを金型で所定の形状に打抜
きながらリードフレームに貼り合わせる方法が注目され
るようになってきた。これによれば、金属板を低コスト
でリードフレームに貼り合わせることができるという利
点がある。

【０００３】図３は、そのようにして貼り合された半導
体装置用リードフレーム構造の代表例を示したものであ
り、中央にデバイスホール５を有するリードフレーム１
のインナリード部１ａに、デバイスホール５を塞ぐよう
に接着剤２を塗布した金属板３が貼り合わされている。
なお、半導体チップは金属板３上のデバイスホール５内
に接着される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】リードフレームに放熱
用の金属板を貼り合わせた半導体装置用リードフレーム
で特に問題となるのは、金属板とリード間の電気的なシ
ョートである。図３のＣ部の拡大図である図４に示すよ
うに、リードフレーム１と接着剤付金属板３とが重なっ
た図中Ａの部分については、介在させる接着剤２に電気
絶縁性の高い、たえば熱可塑性ポリイミド系接着剤を用
いることで問題を解決できる。

【０００５】しかし、金属板３の外周部３ａがリードフ
レーム１に対向する図中Ｂの箇所では、その両者の絶縁
最短距離は必然的に接着剤２の厚みだけとなるが、接着
剤２の厚みは一般に２０μｍ程度とかなり薄いため、次
のような問題が発生する。

【０００６】（１）接着剤付金属板を打抜き加工した場
合に発生する金属の打抜きばりが離脱するなどして発生
した導電性異物が、金属板外周部とリードフレーム間に
載る等して、金属板とリードフレーム間をショートさせ
る。

【０００７】（２）半導体装置用リードフレームは、半
導体チップを搭載後パッケージ化されるが、図中Ｂの箇
所では接着剤とパッケージレジンとの界面が構成され、
この界面でレジンに吸湿された水分が凝縮し、界面に沿
ってマイグレーションによるデンドライト（樹枝状晶）
が発生することが懸念される。デンドライトは、特にリ
ードフレームと金属板が共に銅で構成されている場合に
発生しやすく、リードフレーム側にかかる電位の関係
で、リードフレーム側から金属板側に向かって発生し
て、金属板とリード間をショートさせる。

【０００８】本発明の目的は、上述した従来技術の問題
点を解消して、金属板の外周部とリードフレーム間で起
こるショートを防止することが可能な半導体装置用リー
ドフレームを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１発明は、リードフレ
ームに絶縁層を介して金属板を貼り合わせた半導体装置
用リードフレームにおいて、リードフレームに貼り合わ
される金属板の外周部に、リードフレームから離れる方
向に折り曲げた折曲部を設けて、金属板外周部とリード
フレーム間の絶縁距離を増大するようにしたものであ
る。

【００１０】第２発明は、接着剤を予め塗布した金属板
を所定形状に打抜きながらリードフレームに貼り合わせ
た半導体装置用リードフレームにおいて、リードフレー
ムに貼り合わされる金属板の外周部に、リードフレーム
から離れる方向に折り曲げた折曲部を設けて、金属板外
周部とリードフレーム間の絶縁距離を増大するようにし
たものである。

【００１１】第３発明は、第１発明または第２発明にお
いて、上記折曲部におけるエッジのリードフレームから
の高さを２０〜５００μｍとしたものである。

【００１２】

【作用】第１発明のように、金属板の外周部に折曲部を
設けると、折曲部を設けなかった場合に、それまで絶縁
層の厚さ分だけであった金属板外周部からリードフレー
ムへの絶縁距離が、折曲部の高さ分だけ増大する。した
がって、金属板とリードフレームとが導電性異物によっ
てショートする危険性が低減する。また、金属板の外周
部を折り曲げたことにより、接着剤とパッケージレジン
との界面が折曲部の長さ分だけ延びるので、ショート原
因となるデンドライトの発生が防止できる。

【００１３】また、第２発明のように、接着剤付きの金
属板を打抜きながらリードフレームに貼り合わせる場
合、打抜き時に発生した打抜きばり等の導電性ばりが、
そのまま貼り合わせ時に持ち込まれるが、金属板外周部
に折曲部を設けてあるので、導電性ばりによる金属板と
リードフレーム間のショートを有効に回避できる。

【００１４】ここで、第３発明のように、折曲部のリー
ドフレームからの高さは２０〜５００μｍとすることが
好ましい。２０μｍより小さいと導電性物質によるショ
ートや、デンドライトによるショートを有効に回避でき
ない場合が生じるからであり、５００μｍより大きいと
マイグレーションに起因したショートがほとんど起こら
なくなると共に、ダウンセット法による曲げ加工が難し
くなるからである。

【００１５】

【実施例】図１は、本発明の実施例による半導体装置用
リードフレームの金属板の貼り合わせ状況を示す断面図
である。これは、絶縁層である接着剤２を片面に予め塗
布した金属板３を用意する。接着剤２としては例えば電
気絶縁性の高い熱可塑性ポリイミド系接着剤を使用す
る。また、金属板３には熱伝導性の高い銅を用いる。こ
の金属板３を金型で打抜いて所定の形状の金属板３を形
成し、この打抜いて形成した金属板３を、そのまま連続
してリードフレーム１に貼り合わせたものである。金属
板３の貼り合わせ位置は、デバイスホール５に隣接した
インナリード部１ａである。なお、リードフレーム１に
も金属板３の材料と同じ銅を用いる。

【００１６】図示するように、リードフレーム１と貼り
合わされる金属板３の外周部３ａに、リードフレーム１
と離れる方向に折り曲げた折曲部４を設けてある。この
折曲部４を設けることにより、リードフレーム１と金属
板３の外周部３ａとの間に間隙７が形成され、金属板外
周部３ａとリードフレーム１間の絶縁距離が増大する。

【００１７】本実施例では、金属板外周部３ａの折曲部
４におけるエッジ３ｂのリードフレーム１からの高さを
ｈ＝１００μｍとする。この程度の高さにすれば、金属
板を打抜くときに通常発生する打抜きばりなどの導電性
ばりが、貼り合わせ時に、リードフレーム１と金属板３
の外周部３ａとに接触してショートするのを有効に回避
することができる。また、折曲部４の傾斜角は、金属板
平面に対し約４５°とする。この程度の傾斜角であれ
ば、従来より行われているダウンセット法による曲げ加
工を用いれば、折曲部４を容易に形成することができ
る。

【００１８】このように金属板３に折曲部４を設けるこ
とにより、接着剤２とレジン界面に沿ったリードフレー
ム１と金属板３間の絶縁距離６は、折曲部を持たない従
来の最短長さが接着剤２の厚みに対応した２０μｍであ
るのに対し、本実施例のものでは、絶縁距離＝接着剤の厚み20μｍ＋折曲部の距離約 140μｍ(100/sin45°) ＝ 160μｍと大幅に増大する。

【００１９】本実施例のようにリードフレーム１と金属
板３とが共に銅で構成されている場合には、パッケージ
レジンの吸湿に起因してマイグレーションが発生しやす
くなるが、リードフレーム１から金属板外周部３ａまで
の界面の絶縁距離６は約１６０μｍ以上もあるため、シ
ョートの原因になるマイグレーションによる銅のデンド
ライト析出はほぼ発生しないといえる。また、万一発生
しても、その距離が従来の約８倍、すなわち寿命が８倍
となることから実用上はほぼ問題のないものといえる。

【００２０】なお、本実施例は、リードフレームおよび
金属板を共に銅で構成した場合について説明したが、リ
ードフレームは４２合金、銅合金等他の金属材料であっ
てもよく、また金属板もアルミニウム、鉄など他の金属
材料でよい。

【００２１】ところで、金属板外周部の折曲部の加工
は、打抜き・貼合わせ時に使用するパンチの端面に折曲
部の形状とほぼ同寸法の面取り加工を施すことで、打抜
き・貼合わせ時に同時加工することができる。したがっ
て、通常のリードフレームを得る工程を全く変えずに、
金型のパンチ端面の変更のみで折曲部の加工が可能とな
るため、製作コストのアップはない。

【００２２】図２に、折曲部８の先端を金属板３と並行
になるようにさらに折り曲げた変形例を示す。これは、
あらかじめ金属板３の一部を凹加工しておき、その外周
部３ａを打ち抜きながら貼り合わせることによって得ら
れる構造である。これによれば、図１の実施例のものに
比して加工精度が得られやすいというメリットがある。

【００２３】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、金属板
外周部に折曲部を設けて、金属板外周部からリードフレ
ームへの絶縁距離を、絶縁層の厚さに加えて折曲部の高
さ分だけ増大するようにしたので、金属板とリードフレ
ームとがショートする危険性を低減できる。また、金属
板の外周部を折り曲げたことにより、接着剤とパッケー
ジレジンとの界面が延び、ショート原因となるデンドラ
イトの発生を防止できる。

【００２４】請求項２に記載の発明によれば、接着剤付
金属板を打抜きながらリードフレームに貼り合わせる構
造のリードフレームに適用したので、打抜き時に発生し
て貼り合わせ時にそのまま持込まれる導電性異物による
金属板とリードフレーム間のショートを有効に回避する
ことができる。

【００２５】請求項３に記載の発明によれば、リードフ
レームからの金属板外周部の折曲部の高さを所定範囲に
規定したので、リードフレームと金属板間のショートを
より有効に回避でき、曲加工も容易に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体装置用リードフレームの実施例
を説明するための接着剤付金属板の貼り合わせ状況を示
す断面図である。

【図２】変形例を説明するための接着剤付金属板の貼り
合わせ状況を示す断面図である。

【図３】従来例の半導体装置用リードフレームの接着剤
付金属板の貼り合わせ状況を示す断面図の断面図。

【図４】図３のＣ部拡大図。

【符号の説明】

１リードフレーム２接着剤（絶縁層）３金属板３ａ外周部４折曲部６絶縁距離８折曲部ｈ高さ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高萩茂治茨城県土浦市木田余町3550番地日立電線株式会社システムマテリアル研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リードフレームに絶縁層を介して金属板を
貼り合わせた半導体装置用リードフレームにおいて、リ
ードフレームに貼り合わされる金属板の外周部に、リー
ドフレームから離れる方向に折り曲げた折曲部を設け
て、金属板外周部とリードフレーム間の絶縁距離を増大
するようにしたことを特徴とする半導体装置用リードフ
レーム。
【請求項２】接着剤を予め塗布した金属板を所定形状に
打抜きながらリードフレームに貼り合わせた半導体装置
用リードフレームにおいて、リードフレームに貼り合わ
される金属板の外周部に、リードフレームから離れる方
向に折り曲げた折曲部を設けて、金属板外周部とリード
フレーム間の絶縁距離を増大するようにしたことを特徴
とする半導体装置用リードフレーム。
【請求項３】上記金属板外周部の折曲部におけるエッジ
のリードフレームからの高さを２０〜５００μｍとした
請求項１または２に記載の半導体装置用リードフレー
ム。