JPS6178150A - 樹脂封止型半導体装置用リ−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】 １１ユ旦豆里糧 本発明は樹脂封止型半導体装置用リードフレームに関す
る。

従来の技術 所定の機能付与がなされた半導体装置は、一般に気密封
止法、樹脂封止法などに従ってパッケージに封入される
。このパッケージングは該装置（またはチップ）を外部
雰囲気から遮断することにより所期の特性値を十分に保
持し、熱的、電気的導出、電極間の絶縁距離の確保、そ
の他運搬、取扱い性の便宜のために行なわれるものであ
り、半導体装置の微細化、高性能化等を追求してい（際
に、特に半導体装置と外的条件との整合を図るために極
めて１要であり、この意味でパッケージング技術、その
８品の改良も、半導体素子自体の改良と平行して行わね
ばならない重要な課題であり、無視できない問題である
。

ところで、パッケージとしては金属、セラミックス等と
比較して量産性が良く、低価格であることから樹脂封止
型パッケージが広く利用され、また各種改良が加えられ
て、信頼性も向上しており、実用性の高いものとされて
いる。

該パッケージにおいて、機能付与された半導体チップは
リードフレームにダイボンディングにより固定され、ま
たワイヤボンディング等により電気的に接続される。

現在樹脂封圧型パッケージにおいて使用されているリー
ドフレームは、材質の点からＦｅ−Ｎｉ系、Ｃｕ系、Ｆ
ｅ系などに大別されるが、使用目的、特にＩＣ自体の高
信頼性が必要とされる場合には、Ｆｅ−Ｎ＋系の材料を
使用することが主流となっている。

半導体チップとリードフレームとの間の熱膨張率の差が
問題となることから、特に大型チップ、高集積チップに
ついてはＦｅ−Ｎｉ系のリードフレームが広く利用され
ている。

このＰｅ−Ｎｉ系リードフレームには通常金属被膜が施
されるが、チップボンド、ワイヤーボンドなどの組立実
装の観点からＡｕ、　Ａｇなどが使用されている。これ
らは、ＩＣに要求される信頼性の度合、Ｓｉチップの搭
載形式、金属被膜のコストなどを考慮して適宜使い分け
られていた。

従来、第２図に示したように、リードフレーム１のグイ
パッド部２およびインナーリードｉｌ’ｌＳ３にこれら
金属被ｖ４がスポット状に形成されていた。

また、第２図に示したような金属被膜を有するリードフ
レートを使用してＩＣパッケージを組立てる場合、その
グイパッド邪２上にスポット状金属膜４を介してＳｉチ
ップ５等の半導体素子を搭載し、チップ５とリードフレ
ームインナーリード邪３とをＡｕワイヤー６などで電気
的に接続し、樹脂封止７を施して完成品としての半導体
装置としていたが、この場合アウターリード部の表面に
Ｓｎめっきまたは半■１めっきを施す必要があった。こ
のアウターリード部へめっきを施す理由は、半導体装置
をプリント基板等に半田付けする場合に、Ｆｅ−Ｎｉ合
金等のリードフレーム素材のままでは半田等に対する濡
れ性が著しく悪（、その都度強力な前処理、例えばフラ
／クスを使用した前処理などが必要となるからである。

従って、めっき加工の工程数が増大し、仕掛り日数も増
大し、結果としてコスト高となるなど各（重の問題点を
含んでいる。

発明が解決すべき問題点 以上詳しく述べたように、半導体素子の進歩は著しいが
、それに応じてパッケージング技術の向上を図ることも
重要な課題である。ところが、従来、特に樹脂封止型パ
ッケージにおけるリードフレームではスポット状の金属
被膜を特定部分に形成して、半導体チップの搭載並びに
これら相互の電気的接続を行い、更に樹脂封止を行った
後、別途プリント基板等への取付けの際の予備加工とし
てアウターリード部のめっき工程が必要とされていたが
、このような方法は工程数が多く、コスト高であり、ま
た特にＦｅ−Ｎｉ合金等のリードフレーム素材自体が半
田に対する低い濡れ性を有することから、特別な前処理
を必要とするなど、各種改善すべき問題点を内包してい
た。

そこで、本発明は従来の如く、樹脂封止後のアウターリ
ードのめっき処理、そのための前処理等を省くことがで
き、またコストの節減を図ることのできる新しいリード
フレームを提供することにあり、その製造方法を提供す
ることも本発明の目的の１つである。

問題点を解決するための手段 本発明者は上記のようなリードフレームに関する現状に
鑑みて、新たなリードフレームを開発すべく種々検討し
たところ、予めリードフレーム自体のアウターリード部
を＾Ｕ薄膜でコーティングしておくことが上記目的達成
のために極めて有効であることを見出した。本発明はこ
のような新規知見に基き完成されたものである。

本発明の樹脂封止型半導体装置用リードフレームはリー
ドフレーム本体と、チγプボンディング邪及びインナー
リード部にスポット状に設けられたグイボンディング用
並びにワイヤボンディング用金属被膜と、リードフレー
ム本体の少なくともてウターリード部に設けられたＡｕ
被膜とで構成されたことを特徴とする。

本発明のリードフレームにおいて、リードフレーム本体
は一般的に知られている各種方法のいずれかによって作
製することができ、例えば典型的な方法を挙げると、打
抜き法、エツチング法、例えばレジスト材などのマスク
パターンを利用して化学的に行ういわゆるウェットエツ
チングなどを例示できる。尚、これらによって何隻制限
されるものではな（、例えばエツチングとしてドライエ
ツチング、即ちスパッタエツチング、ガスプラズマエツ
チング等を使用し得ることはいうまでもない。

リードフレーム本体の材質としては、既に挙げたように
Ｆｅ−Ｎｉ系、Ｃｕ系、Ｆｅ系の従来公知の任意の材料
を選ぶことができるが、特に大型チップ、高集積チップ
等に有利に使用できるＦｅ　　Ｎ＋系材料が適している
。

また、少なくともアウターリード部に適用される静被膜
は各種被覆法、例えば塗布、浸漬、電解めっき、スプレ
ー法、一般的な蒸着法等により形成することができ、特
に制限はない。同様に、チップボンディング品及びワイ
ヤーボンディング部の金属被膜の形成も、従来公知の電
解めっき法、蒸着法等各種の方法に従って実施すること
ができる。

以下、添付図を参照しつつ本発明のリードフレームを更
に詳しく説明する。第１図は本発明のリードフレームを
用いた樹脂封止型ＩＣの模式的な断面図を示すものであ
り、リードフレーム１の全面に薄いＡｕ被膜９を設けた
態様を示すものである（第２図と同一の部分に対しては
同一の参照番号を用いた）。チップボンディング部２お
よびワイヤーボンディング部３上にＡｇ被膜４が設けら
れている。

本発明のリードフレームを使用してＩＣパッケージを組
立てるには、まず所定の機能付与がなされたＩＣチップ
５をグイボンディング用静被覆４上に、例えばＡｇペー
ストなどの導電性接着剤等により接着し、次いでインナ
ーリード部のワイヤーボンディング用Ａｇ被膜４とチッ
プ上の電極とをへ〇ワイヤー６などで接続し、これらの
間の電気的接続を確保し、最後に、これらを樹脂７によ
り封止する。樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、シリ
コーン樹脂等各種公知のものを、搭載するＩＣチップの
特性に応じて適宜選択して使用することができ、封止は
モールド、キャスティング、ディッピング、ポツティン
グ等により行うことができる。

従って、本発明のリードフレームは、従来樹脂封止型で
パッケージされているすべての半導体装置に対して適用
することができる。

作用 本発明のリードフレームは、リードフレーム本体の少な
くともアウターリード部にＡｕ被覆を施したことに特徴
があり、この特徴に基き、従来製品においてみられた上
記のような諸欠点が効果的に改善され、取扱い上におい
ても極めて有利な製品を提供することができる。

本発明のリードフレームは、特に樹脂封止型ＩＣパッケ
ージのリードフレームとして有用なものである。その理
由は、ガラスセラミック封止型ＩＣなどの気密封止では
、ＩＣ組立工程で５００　ｔを越える熱履歴を受ける。

しかしながら、Ａｕ被覆がこれに耐え得る４）のである
ためには２０．００（ｌ　Ａ以上の膜厚を必要とするこ
とが知られており、その結果、全体としての製造コスト
は著しく高いものとなってしまい、目的とするトータル
コストの節減を達成することができない。

従って、本発明のリードフレームにおいて、Ａｕ被膜の
厚さは１００〜１．０００人とすることが好ましい。即
ち、１００八に満たない場合には、リードフレーム素材
表面の微細な凹凸を考慮すると、均一な被膜を得ること
ができず、また、１，　０００人を越える場合には経済
的な観点から不利であり、いずれも望ましいものとはい
えない。

このＡｕ被膜形成操作は打抜き加工もしくはエツチング
によりリードフレーム本体を成形した後に、少なくとも
アウターリード全面に対して実施されるが、これはＡｕ
被膜の形成をアウターリードの全面に対して行わないと
、本発明の目的とする均一な半田付は性が保証できない
からである。

尚、グイパッド部およびインナーリード部に施すスポッ
ト状の金属被膜が八８である場合、Ｆｅ−Ｎｉ系合金と
の密着性を保証するためには、一般にＡｕ。

Ｃｕなどの下地被膜を設ける必要があるが、本発明の＾
Ｕ被覆形成操作を、スポット状醜被覆形成に先立って、
リードフレーム全面に対して行うことにより、へｇＭＬ
ｍ用の下地処理とアウターリード部のへｕ被覆処理とを
同時に行い、所要工程数を減すことが可能となる。

上記の如く、少なくともアウターリード部に１００〜１
．０００へのへｕ被覆を施すことにより、樹脂封止型１
ｃ組立て工程における熟思層を経ても、Ａｕ被膜のもつ
良好な耐酸化性により、従来の半田またはＳｎめっきし
た場合と同等の、プリント基板等に対する良好な半田付
は性を確保することが可能となる。

また、上記の如く、Ａｕ被膜をリードフレーム本体全表
面に施し、次いでＡｇスポット被膜を形成することによ
り、該被膜はインナーリード部およびグイパッド部にス
ポット状に形成されるＡｇ被覆の密着性改善用の下地と
しての機能をも果たすことになる。

実施例 以下、実施例により本発明のリードフレームを更に具体
的に記載する。しかし、本発明の範囲はこれら実施例に
より同等制限されない。

実施例１ 打抜き加工により碍だ、４２重量％Ｎ＋　　Ｆｅ合金製
リードフレームを使用し、これをＫＡｕ（ＣＮ）２０．
５ｇ／　ＩＫ２８　Ｐ　Ｏ−５０ｇ／β及びＫ　ＣＮ　
ｌｏｇ／　ｊ！金含有るめっき浴中、電流密度５Ａ／ｄ
ｍ’で電解めっき処理して、膜厚３００人の薄い八Ｕめ
っきを該リードフレーム全面に施した。次いで、該リー
ドフレームのインナーリード部およびグイパッド部に開
口を有する弾性体シートを用いて、Ａｇ　ＣＮ　６０ｇ
／　１及びＫ　ＣＮ９０ｇ／β含有するめっき浴にて電
流密度５０Ａ／ｄｍ″の下で処理して３μｍのＡｇ層を
設けた。

このようにして作製したリードフレームを用い、グイパ
ッド部に３１チツプをＡｇペーストにより接着し、次い
でＡｕワイヤーによる結線を行い、樹脂封止を実施して
ｔＣパッケージを作成した。こうして僻だＩＣパッケー
ジのアウターリード部はフラックスを用いた前処理を行
わなくとも良好な半田濡れ性を示した。

発明の効果 以上詳しく述べたように、樹脂封止型ＩＧに有効な、本
発明のリードフレームにおいては、少なくともアウター
リード部に薄いＡｕ被膜を形成したことに基き、樹脂封
止後のめっき加工が不要となり、従って所要工数を減じ
ることが可能となり、ひいては低コストのＩＣ生産が可
能となる。

また、リードフレーム本体全面にＡｕ被膜をほどこした
場合には、該Ａｕ被膜はＡｇのスポット状被膜形成の際
の密着性改害のための下地としても機能することになる
。この観点からも、本発明のリードフレームによれば工
程数並びにコストの節減を計ることが可能であることは
明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のリードフレームを用いた樹脂封止型の
ＩＣパッケージを模式的に断面図で示したものであり、 第２図は従来のリードフレームを用いた同様なＩＣパッ
ケージを模式的断面図で示したものである。 （主な参照番号） １　リードフレーム、 ２　チップボンディング部、 ３　ワイヤボンディング部、 ４　へｇ被膜、　　５　チップ、 ６　へＵワイヤー、７　樹月旨、 ８　半日または８口被膜、 ９　　Ａｕ被膜

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）リードフレーム本体と、該リードフレーム本体の
   少なくともアウターリード部に設けられたＡｕ被膜と、
   チップボンディング部並びにワイヤーボンディング部に
   設けられた金属被膜とを具備することを特徴とする樹脂
   封止型半導体装置用リードフレーム。
2. （２）前記Ａｕ被膜の膜厚が１００〜１，０００Åの範
   囲内にあることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のリードフレーム。
3. （３）前記リードフレーム本体全面に亘りＡｕ被膜を設
   け、その上にチップボンディング用並びにワイヤーボン
   ディング用金属被膜を設けたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項または第２項記載のリードフレーム。