JPS6218058A

JPS6218058A - 半導体装置用リ−ドフレ−ム

Info

Publication number: JPS6218058A
Application number: JP60157197A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Fukazawa; 深沢　博之
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1985-07-17
Filing date: 1985-07-17
Publication date: 1987-01-27

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】（産業上の利用分野）本発明は、デュアル・イン・ライン方式、ファラド・イ
ン・ライン方式等の樹脂封止方式を採る半導体装置に用
いられるリードフレームに関するものである。

（従来の技術）従来、このような分野の技術としては、実公昭５７−５
８５３２号公報に記載されるものがあった。以下、その
構成を図を用いて説明する。

第２図は従来の半導体装置用リードフレームの上面図で
ある。このリードフレームは、外枠ｌ、素子搭載部２、
複数本のリード３、及び連結部（以下、タイバーという
）４，５を有し、金属薄板で一体形成されている。各リ
ード３は、タイバー５で連結され、このタイバー５によ
って内側の内部リード３−１　と外側の外部リード３−
２とに区分されている。

このリードフレームを用いた半導体装置を製造するには
、先ず素子搭載部２上に半導体素子を固着し、その半導
体素子の電極と内部リード３−１の先端部とをワイヤで
接続する。次いで、第２図の二点鎖線で示す領域Ａを、
温度１７０℃前後の樹脂でモールドを成形する。

第３図に示すように、封止用樹脂６の硬化後、常温まで
冷却し、さらにタイバー４，５を切除すると共に、外部
リード３−２を外枠１から切り離し、分離された各外部
リード３−２を所定方向に折り曲げれば製造が完了する
。

このような製造工程において、樹脂封止後の冷却時、リ
ードフレーム及び封止用樹脂６が収縮する。一般的に、
金属製のリードフレームに比べて樹脂６の収縮の方がは
るかに大きいため、内部リード３−１が樹脂６の境界か
らタイバー５にかけて変形すると共に、これによって外
部リード３−２も変形する。

このような変形が生じると、タイバー５の切り離し作業
等が的確に行えない。そこで、従来のリードフレームで
は、第２図に示すように、樹脂６の境界内に位置する内
部リード３−１の間隔を予め広げておき、収縮にともな
う曲げ変形を防止していた。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、上記構成のリードフレームでは、タイバ
一連結箇所における各リード３間の距離が一定であるた
め、樹脂封止後の冷却時、実際には第３図のように、内
部リード３−１の変形が外部リード３−２にも影響を及
ぼし、外部リード３−２も変形してしまう。特に４０ピ
ン以上のデュアル・イン・ラインパッケージの場合には
、封止用樹脂量が多いために変形が大きい。そのため、
タイバー５の切断分離後における各外部リード３−２間
の寸法は、目標寸法よりも変形量だけ小さくなるという
問題点があり、次のような不都合を生じていた。

（１）デュアル・イン・ライン方式等のような基板スル
ーホール挿入型の半導体装置では、第４図に示すように
、基板ｌＯへの実装時に、基板１０のスルーホール（貫
通孔）　１０ａへ外部リード３−２を挿入する際、実装
の中心Ｏを基準とするスルーホール１０ａまでの距ｆｉ
Ｌｏａに比べて外部リード３−２の距＃Ｌａの方が、収
縮による変形量分だけ短くなっているため、外部リード
３−２の挿入が困難であった。また、内部リード３−１
の樹脂境界箇所に応力がかかり、半田付は時の加熱の際
に、封止用樹脂６に亀裂Ｂが生じるおそれがあった。

（２）ファラド・イン・ライン方式等のような基板表面
の接続パッド上に接続する方式の半導体装置では、第５
図に示すように、基板１０の接続パッド１０ｂへ外部リ
ード３−２を固定する際、実装の中心Ｏを基準とする接
続パッドｔａｂまでの距ｆｉＬｏｂに比べて外部リード
３−２の距ｆｉＬｂの方が短くなっているため、外部リ
ード３−２と接続パッド１０ｂのずれによって、隣接す
る外部リード３−２間が半田付は時にその半田によって
電気的に短縮するおそれがあった。

本発明は、前記従来技術が持っていた問題点として、樹
脂封止後の外部リード切離し時における各外部リード間
寸法が目標寸法と異なる点について解決したリードフレ
ームを提供するものである。

（問題点を解決するための手段）本発明は、前記問題点を解決するために、半導体素子を
搭載する素子搭載部と、この素子搭載部を取り囲むよう
に配列された複数本のリード部と、この各リード部を所
定間隔で連結する連結部とを有し、素子搭載部とリード
部の一部とが樹脂封止される半導体装置用リードフレー
ムにおいて、素子搭載部のほぼ中央を基準として各リー
ド部における連結部箇所の配列器寸法を、樹脂封止によ
り生じる収縮量に応じた量だけ目標寸法よりも大きく設
定し、かつ各リード部間における連結部を屈曲可能な形
状にしたものである。

（作　用）本発明によれば、以上のように半導体装置用リードフレ
ームを構成したので、連結部箇所における各リード部の
配列器寸法が予め大きく設定されているため、樹脂封止
による収縮が生じた場合、該配列器寸法が目標寸法にな
るような収縮力が生じる。この際、各リード部間におけ
る連結部は、屈曲可能な形状に形成されているため、前
記収縮力を吸収するように働く。したがって、前記問題
点を除去できるのである。

（実施例）第１図は本発明の実施例を示す半導体装置用リードフレ
ームの一部省略平面図である。

このリードフレームは、コバール、鉄、ニッケル合金や
、銅合金等で作られた厚さ０．１５〜０．２５ｍｍ程度
の金属薄板に、プレス抜きや、エツチング等によって所
定の配線パターンが形成されたもので、太い外枠１１と
、外枠１１の略中夫に位置する方形状の素子塔＋１部１
２と、素子搭載部１２を取り囲むように配設された複数
本のリード１３とを有している。素子搭載部１２は、タ
イバー１４によって外枠１１に連結、支持されている。

また、各リード１３は、外枠１１に連結されたタイバー
１５で支持、固定され、この夕・ｆバー１５によって内
部リード１３−１と外部リード１３−２とに区分されて
いる。

タイバー１５は、各リードＩ３を外枠Ｈに連結、支持す
る機能を有すると共に、モールド成形時における軟化樹
脂の外方向への流出を阻止する樹脂止め機ス屯を有して
いる。タイバー１５の各り−、ド１３間は、バネ性を持
たせるためには（デＬ字形に形成され、リードフレーム
面において屈曲可能な構造になっている。

このタイバー１５の内側に位置する２点鎖線の領域Ａは
、半導体素子搭載後に、エポキシ、シリコン笠の樹脂で
モールド成形される。

ここで、領域Ａの中央線Ｏから各外部リード３−２まで
の距、＠Ｌｌ、Ｌ２．・・・、ＬＮは、次式のように設
定される。

ＬＮ＝ＬＯＮ　Ｘ　（１＋α２Ｘ（Ｔ−Ｔｇ）＋αＩ　
Ｘ　（Ｔｇ−２５）　）但し、ＬＯＮ　：中央線Ｏから各外部リード１３−２ま
での目標寸法。

Ｔ　：封止用樹脂の成形温度。

Ｔｇ：封止用樹脂のガラス転位点。

αｌ：封止用樹脂の常温（２５℃）からガラス転位点Ｔｇまでの熱膨張係数。

α２：封１Ｌ用樹脂のガラス転位点Ｔｇから成形温度Ｔまでの熟膨張係数。

例えば、Ｔ＝１７０℃、Ｔｇ＝　１５０℃、α１＝２３
ＸＩＱ−６／”Ｃ：、α２　＝　８０Ｘ　１０−６／”
０とすると、上式は次のようになる。

ＬＮ＝ＬＯＮ　Ｘ’（１＋４．５　Ｘｌ０−３）以−に
のように構成されるリードフレームを用いで樹脂封止型
半導体装置を製造するには、先ず素子搭載部１２に半導
体素子を固着した後、その半導体素子の電極と内部リー
ド１３−１の先端部とをワイヤで接続する。次いで、第
１図の領域Ａを金型にセットし、その金型内に溶融加圧
された樹脂を注入して温度１７０℃前後でモールド成形
する。樹脂の硬化後、加熱された金型からリードフレー
ムを取り出して常温まで冷却する。その後、タイバー１
４．１５を切除すると共に、タイバー１５の内側のはみ
出した樹脂かすを除去し、さらに外部リード１３−２を
外枠１１から切り離し、分離された各外部リード１３−
２を所定方向に折り曲げれば、製造が完了する。

このような製造工程において１Ｍ止用樹脂の硬化後、そ
れを常温まで冷却すると、リードフレームはその使用金
属における熱膨張係数の温度差分の収縮を生じると共に
、封止用樹脂もその樹脂の収縮率に従って収縮する。こ
の両者を比較すると、樹脂の収縮の方がはるかに大きい
。例えば、リードフレームを４２７０イ合金で作った場
合、その熱膨張係数は４．４　Ｘｌ０−６／’Ｃである
のに対し、樹脂の熱膨張係数はα１　＝　２３Ｘ　１０
−６／℃、α２＝８０Ｘ１０−６／℃となり、樹脂の収
縮の方がはるかに大きいことがわかる。そのため、封止
樹脂の収縮に追随して各リード１３相互間の間隔が収縮
する。

ところが、各リード１３を連結するタイバー１５は、バ
ネ性を持つため、容易に収縮できる。しかも各外部リー
ド１３−２間の寸法は、上記式に基づき、封止樹脂の成
形後におこる冷却温度差分による成形収縮の寸法分だけ
、目標とする外部リード１３−２間の寸法に加算されて
いる。そのため、冷却によって各外部リード１３−２間
が目標寸法附近まで無理なく収縮変形する。

従って、冷却後に外部リード１３−２をタイバー１５か
ら切り離した場合、各外部リード１３−２間の寸法は目
標寸法となる。その故、基板スルーホール挿入型の半導
体装置では、その外部リード１３−２を基板のスノーホ
ールに的確に挿入できる。また、基板の接続パッドにａ
置固定する形式の半導体装置では、その各外部リード１
３−２を接続パッド上に的確に載せて半田付は等で固定
できるため、位置づれに伴なう隣接する外部リード１３
−２間の半田等による短絡を防止できる。

なお、本実施例においてタイバー１５にバネ性を持たせ
た理由は、外部リード１３−２間の収縮変形を吸収する
ことにあるが、その他に次のような理由もある。

仮に、タイバー１５を従来のように直線状に形成したと
する。一般にモールド成形後の冷却時においては、タイ
バー１５の幅が太いほど、内部リード１３−１間の変形
量と外部リード１３−２間の変形量との差が大きくなる
。このように両リード間の変形量の差は、タイバー１５
の幅によっも影響を受けるため、これをみこして予め設
計段階で外部り＝ド１３−２間の寸法を正確に決めるこ
とは、大変難しい、そこで、タイバー１５にバネ性を持
たせて外部リード１３−２間の寸法設定にある程度の自
由度を持たせ、しかも応力が働いた時に内部リード１３
−１の変形に追随して外部リード１３−２も変形させ、
切離し後の外部リード１３−２間の寸法を目標寸法と一
致させるようにしている。

ここで、タイバー１５はバネ性を持つ構造であればよい
ため、図示の形状に限定されず、円弧形状、三角形状等
、種々の形状に変形できる。

また、上記実施例において、樹脂封止によるリードフレ
ームの収縮の場合、中央線Ｏから離れるに従って収縮量
、すなわち変形量が比例的に大きくなる。そのため、中
央線０から遠く離れた複数本の外部リード！３−２の寸
法のみを予め大きく設定しておくだけでも、上記実施例
のような利点を得ることができる。さらにまた、リード
フレームの全体の形状は１図示のものに限定されず、種
々の変形が可能である。

（発明の効果）以上詳細に説明したように、本発明によれば、各リード
部間の寸法を熱収縮による変形量だけ目標寸法よりも大
きく設定すると共に、連結部を屈曲可能な形状にしたの
で、樹脂封止後における各リード部間の寸法を目標寸法
にでき、これによって基板への搭載時における実装作業
が的確に行えるという効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１は図本発明の実施例を示す半導体装置用リードフレ
ームの一部省略平面図、第２図は従来の半導体装置用リ
ードフレームの平面図、第３図は第２図の樹脂封止後の
リードフレーム平面図、第４図および第５図は従来のリ
ードフレームを用いた基板への実装図である。６・・・・・・樹脂、１１・・・・・・外枠、１２・・
・・・・素子搭載部、１３・・・・・・リード、１３−
１・・・・・・内部リード、１３−２・・・・・・外部
リード、１４．１５・・・・・・連結部（タイバー）。第１図第２図の樹脂封止図第３因第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】　半導体素子を搭載する素子搭載部と、この素子搭載部
を取り囲むように配列された複数本のリード部と、この
各リード部を所定間隔で連結する連結部とを有し、前記
素子搭載部と前記リード部の一部とが樹脂封止される半
導体装置用リードフレームにおいて、前記素子搭載部のほぼ中央を基準として前記各リード部
における連結部箇所の配列間寸法を、樹脂封止により生
じる収縮量に応じた量だけ目標寸法よりも大きく設定し
て前記リード部を形成し、かつこの各リード部間におけ
る連結部を屈曲可能な形状にしたことを特徴とする半導
体装置用リードフレーム。