JPS6115355A - 半導体装置用リ−ドフレ−ム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （１）　　産業上の利用分野 この発明は半導体装置用リードフレームに係り、ざらに
詳しくはパッケージ封止部の片面あるいは両面にアルミ
ニウム被覆層をイオンプレーティングにて形成した半導
体装置用リードフレームに関するものである。

（２）従来の技術 現在使用されている半導体集積回路装置のパッケージ法
は、樹脂封止型、ガラス−セラミック封止型、積層セラ
ミック型に分類される。

これらパッケージ法は、信頼性および価格の点で長短が
あり、両者を比較考量して用途に応じて巧みに使い分り
られている。

即ち、信頼性は三者の方法の比較では、積層セラミック
型が最もすぐれ、次いでガラス−セラミック封止型であ
り、その次が樹脂封止型である。

一方、価格の面ではこの逆である。この中でガラス−セ
ラミック封止型が、信頼性、価格において丁度中間的な
位置に存在し、（Ｆ：頼性と低価格化の両立が強く望ま
れているパッケージである。

第２図は、そのガラス−１？ラミツク封ＩＦ型パツケ一
ジノ分解部品配列斜視図であり、第３図は半導体装置チ
ップが入っている状態でのガラス−セラミック封止型パ
ッケージの断面図である。

このガラス−セラミック封止型パッケージＡは、半導体
チップ１を納めてメタライズ底面にグイボンディングす
る凹部２が中央に形成されたアルミナのようなセラミッ
クベース３を有している。

そしてセラミックベース３め上面周囲には、鉛ガラスの
ような低融点ガラ皮層４が形成されている。

そのようなセラミックベース３の四部２を囲むように、
リードフレームから裁断されたリード５が載せられ、そ
れらリード５と半導体チップ１とにアルミニウムワイヤ
６の各端がワイヤボンディングされている。

さらに、その上にアルミナのようなセラミツクキす７ツ
プ７が載せられている。そのセラミックキャップ７は、
半導体チップ１とワイヤ６の部分を囲む凹部８が下側に
形成され、更に、下面周囲に鉛ガラスのような低融点ガ
ラス層９が形成されている。

従って、セラミックベース３とセラミツクキ１？ツブ７
とが低融点ガラス層４と８でリード５を間に挾むように
重ねられて、加熱されて低融点ガラス層４と８がリード
５を固定しつつ互いに融着して、セラミックベース３と
セラミックキャップ７とを封止する。

（３）発明が解決しようとする問題点 一方、現在の半導体集積回路装置の動向は、小型化、他
機能化が叫ばれ、上記のガラスセラミック封止型パッケ
ージの半導体集積回路においてもその影響を受けている
。

このことは多機能化に応じて半導体集積回路チップその
ものが大きくなり、小形化を指向してパッケージ形態が
ＤＴＰ型（２方向外部リード）からＱ　ｕａｄ型（４方
向外部リード）へ移行するとともに、ガラス封止部面積
の減少の傾向を示している。

これらを前述の信頼性および価格と照らし合わせると、
ガラス封止部面積の減少に対する気密性の劣化を防止す
るとともに、Ｑ　ｕａｄ型への対応が可能である廉価な
リードフレームの出現が強く望まれているのである。

（４）問題点を解決するための手段 そこで本発明者らはガラス封止部面積が減少してもパッ
ケージの気密性を十分確保でき、且つＱ　ｕａｄ型への
対応が可能である廉価な半導体装置用リードフレームを
得るべく検討の結果、この発明に至ったものであって、
要するにパッケージ封止部の片面あるいは両面にアルミ
ニウム被覆層をイオンプレーティングにて形成せしめる
ことを特徴とするものである。

（４）　　作用 即ち、この発明によるならば、半導体装置用リードフレ
ーム上のガラス封止部に相当する位置にアルミニウム被
覆層を形成するのに、これをイオンプレーティングにて
行ったことによって上述した欠点をことごとく解消した
半導体装置用リードフレームを提供することができるの
である。

以下、この発明を第１図を参照して説明する。

即ち、第１図はこの発明によるリードフレームを使用し
た半導体集積回路装置のパッケージＡの断面図である。

同図において、第２．３図と同一部分についでは、同一
番号を付してその説明を省略する。

即ち、この発明ではリードフレーム１１のガラス封止部
１２となるべき部分にイオンプレーティングにてアルミ
ニウム被覆層１３を形成したものである。

しかして、第１図においては、このアルミニウム被覆層
１３がパッケージ封止部の片面にのみ設けた場合を示し
たが、この被覆層は勿論両面に形成されていてもよく、
またワイヤボンディング部１４の被覆層が同一のアルミ
ニウム被覆層であってもよい。

上記アルミニウム被覆層１３の形成方法としては、ロー
ルフラッド法、真空蒸着法、スパッタリング法、イオン
プレーティング法、湿式メッキ法、化学蒸着法などがあ
り、これらの方法について実際に検討したところ第１表
の結果を得た。

第　　１　　表 上表から、この発明にて採用したイオンプレーティング
法以外の方法では品質面あるいは経済面で難点があるこ
とがわかった。

特に、現在広く行われ′Ｃいるロールクラッド法では品
質面で゛問題があるだりでなく、アルミニウム被覆層が
ストライブ状とならざるを得ず、今後のパッケージ形態
であるＱ　ｕａｄ型にも追従できないという欠陥がある
。

なお、上表における封止型の評価については、１−Ｉ　
Ｑリークディテクターによるリークツーストおよびアル
ミニウム被覆層−ガラス間の剪断強度の結果により判定
したものである。

しかして上表のごとき差の出た封止性の結果については
、現在のところその原因は定かではないが、イオンプレ
ーティング法が伯の方法に比べて結晶粒径が小ざく、粒
界が多いことによりアルミニウム被覆層とガラス間の拡
散が促進されるであろうと考えられる。

（６）　　実施例 以下この発明を実施例により説明する。

板厚が０．２５　ｍｍである４２％ＮＬ　　Ｆｅ合金か
らなるリードフレーム基材に、直流イオンプレーティン
グ法により初期真空度１０Ｔｏｒｒ　、アルゴンガス導
入後１０Ｔｏｒｒ　、Ｄ　ＣＩ　Ｋ　Ｖ、蒸着速１ｉ０
．５μｍ／分の条件にてアルミニウム被覆層を６．５μ
ｍ厚さに形成した。

一方、同一基材にロールクラッド法にて同じＩ９さのア
ルミニウム被覆層を形成したリードフレームを用意した
。

これら２つのリードフレームを用いてアルミナ基板、Ｐ
ｂｏ　−Ｂλ０３系低融点カラスにより封止を行ない熱
ｇＪ撃サすクル試験後ト１ｅリークテストを行なった結
果、ロールクラッド法のものについてはリークがみられ
たが、この発明のイオンプレーティングにりなるものに
ついてはリークは全く認められなかった。

（７）　　効果 以上から明らかなように、半導体装置用リードフレーム
において、ガラス封止部となるべき部分にイオンプレー
ティング法によって片面あるいは両面にアルミニウム被
覆層を形成ｕしめるならば。

封止信頼性を著しく向上させることができ、且つ、今後
のパッケージ形態動向として注目されるＱｕａｄ型にも
追従が可能であり、しかも廉価な半導体装置用リードフ
レームを提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明になるリードフレームを使用したガラ
ス−セラミック封止型パッケージの断面図、第２図は従
来のガラス−セラミック封止型パッケージの分解部品配
列斜視図、第３図はその断面図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体装置用リードフレームにおいて、パッケー
   ジ封止部の片面あるいは両面にアルミニウム被覆層をイ
   オンプレーティングにて形成したことを特徴とする半導
   体装置用リードフレーム。
2. （２）半導体装置が低融点ガラス封止型であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体装置用リー
   ドフレーム。