JPH098199A - 半導体装置用リードフレーム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】リードフレームと放熱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には、これに貼り合わされる金属
板３の外周部３ａと対向する箇所に、金属板３の外周部
３ａとリードフレーム１間の絶縁距離を増大するコイニ
ング部４を設ける。コイニング部４の深さは接着剤２の
厚さとほぼ等しいぐらいが適当である。コイニング部４
の幅方向のほぼ中央に金属板３の外周部３ａを位置させ
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２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であり、中央にデ
バイスホール６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６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６内で接着され
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２のＣ部の拡大図である図３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、たと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
導体素子を搭載後パッケージ化されるが、パッケージの
レジンの吸湿が大きくなると、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、リードフレーム側
にかかる電位の関係で、マイグレーションが発生してリ
ードフレーム側から金属板側に向かって銅の樹枝状晶
（デンドライト）が析出し、金属板とリードフレーム間
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】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
リードフレームにおいて、貼り合わせた金属板の外周部
と対向する箇所のリードフレームに、金属板の外周部と
リードフレーム間の絶縁距離を増大するコイニング部を
設けたものである。

【００１０】また、本発明は、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、貼り合わ
せた金属板の外周部と対向する箇所のリードフレーム
に、金属板の外周部とリードフレーム間の絶縁距離を増
大するコイニング部を設けたものである。

【００１１】これらの場合、コイニング部の深さは、絶
縁層または接着剤の厚さ位からリードフレームの厚さの
半分位の範囲とすることが好ましい。あまり浅いと金属
板とリードフレーム間のショートを有効に防止できず、
深すぎるとリードフレームの強度が弱くなり過ぎるから
である。

【００１２】また、金属板の外周部はコイニング部の幅
方向のほぼ中央に位置させることが好ましい。コイニン
グ部の幅は、あまり狭いと接着剤とパッケージレジンと
の界面が長く取れず、広すぎるとリードフレーム強度が
不足することになるから、望ましくは０．１〜１．０mm
の範囲がよい。

【００１３】

【作用】本発明のように、金属板の外周部と対向する箇
所のリードフレームにコイニング部を設けると、コイニ
ング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とリードフレーム間の最短絶
縁距離が、コイニング部の深さ分だけ増大する。したが
って、金属板とリードフレームとがショートする危険性
が低減する。また、接着剤に沿った金属板外周部からリ
ードフレームへの絶縁距離がコイニング部幅に応じた分
だけ増加し、絶縁層とパッケージレジンとの界面の距離
が大幅に増大するので、この界面で発生の予想されるマ
イグレーション／デンドライトの発生を防止できる。

【００１４】また、本発明のように、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、金属板外周部の対
向箇所のリードフレームにコイニング部を設けてあるの
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。

【００１５】ここで、コイニング部の深さは絶縁層また
は接着剤の厚さとほぼ等しくすることが好ましい。コイ
ニング部の深さがこれらの厚さよりも浅いと絶縁距離が
稼げず、深いとリードフレームの強度が保てないからで
ある。

【００１６】また、金属板の外周部をコイニング部の幅
方向のほぼ真ん中に位置させることが好ましい。金属板
の外周部がコイニング部の真ん中よりずれると、デンド
ライト／マイグレーション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る。

【００１７】

【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、ヒートスプレッダとしての金属板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、そ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６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と同じ銅を用い
る。

【００１８】図示するように、貼り合わされる金属板３
の外周部３ａと対向する箇所のリードフレーム１に、金
属板３の外周部３ａとリードフレーム１間の絶縁距離を
増大するコイニング部４をリードを横切る方向に設けて
ある。１５０μｍのリードフレーム厚に対して、コイニ
ング部４の深さは接着剤２の厚さと等しい２０μｍとす
る。また、コイニング部４の幅は０．５mmとする。金属
板３の外周部３ａはこの幅の中央に位置するように貼り
合わせる。

【００１９】したがって、コイニング部４を持たない従
来のものでは、その最短絶縁距離が接着剤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、
２倍の４０μｍと大幅に増大する。これにより、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。

【００２０】また、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、特
に、パッケージレジンの吸湿に起因して接着剤２とパッ
ケージレジンの界面に沿ってマイグレーションやデンド
ライトが発生しやすくなるが、本実施例では金属板３の
外周部３ａがコイニング部４の幅方向のほぼ中央に位置
しており、リードフレーム１から金属板３までの界面絶
縁距離５は、接着剤２の厚さに加えて０．２５mmもある
ため、ショートの原因となるマイグレーションやデンド
ライトが発生しないといえる。また、万一発生したとし
ても、外周部３ａから左右のリードフレーム部までの水
平距離は従来の約１３．５倍、すなわち寿命が１３．５
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。これによりリードフレーム１と金属板３とのショー
トを有効に防止することができる。

【００２１】ところで、上記コイニング部の加工は、リ
ードフレームを打抜きで成形する場合には、インナリー
ドの打抜き金型内で、打抜きと同時に圧印加工すること
により行えるから、コストアップとはならない。

【００２２】なお、上記実施例では、金属板を打抜きな
がらリードフレームに貼り合わせる半導体装置用リード
フレームについて説明したが、本発明は、金属板の打抜
きと、金属板の貼り合わせを別工程で行う方法で製造す
る半導体装置用リードフレームについても適用できる。
また、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。

【００２３】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、リード
フレームにコイニング部を設けて金属板の外周部とリー
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、コイニングを設けたことにより、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、コイニン
グ部の深さを絶縁層または接着剤の厚さ位からリードフ
レームの厚さの半分位までの範囲としたので、絶縁距離
の確保とリードフレーム強度を両立することができる。

【００２６】請求項４に記載の発明によれば、金属板の
外周部をコイニング部の幅方向のほぼ中央に位置させる
ようにしたので、デンドライト／マイグレーションによ
るショートをより有効に回避することができる。

【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】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３】図２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 コイニング部 ５ 界面絶縁距離

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山岸 功 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 (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 (4)

【特許請求の範囲】
1. 【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、貼
   り合わせた金属板の外周部と対向する箇所のリードフレ
   ームに、金属板の外周部とリードフレーム間の絶縁距離
   を増大するコイニング部を設けたことを特徴とする半導
   体装置用リードフレーム。
2. 【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、貼り合わせた金属板の外周
   部と対向する箇所のリードフレームに、金属板の外周部
   とリードフレーム間の絶縁距離を増大するコイニング部
   を設けたことを特徴とする半導体装置用リードフレー
   ム。
3. 【請求項３】上記コイニング部の深さが絶縁層または接
   着剤の厚さ位からリードフレームの厚さの半分位までの
   範囲にある請求項１または２に記載の半導体装置用リー
   ドフレーム。
4. 【請求項４】上記金属板の外周部がコイニング部の幅方
   向のほぼ中央に位置する請求項１ないし３のいずれかに
   記載の半導体装置用リードフレーム。