JPS63234551A - 半導体装置の製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、半導体装置の製造方法、特にそのリードの成
形方法に関するものである。

（従来の技術） ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃ１ｒｃｕｉｔ）等の半
導体素子の集積度は年々増大の一途をたどっている。こ
れに伴い半導体素子と接続されるリードの数も増加し、
その配設密度も著しく高められている。このなめ、高集
積化された半導体装置をプリント配線基板等に効率良く
搭載し、その実装密度を高めるため、種々の配慮がなさ
れている。このような半導体装置としては、例えば第２
図に示すようなものがあった。

第２図（ａ）　、　（ｂ）は従来の半導体装置の一構成
例を示すもので、同図（ａ）はその平面図及び同図（ｂ
）はその側面図である。

この半導体装置はフラットパック形半導体装置であり、
その実装密度を高めるために、パッケージ１の４方向に
配置された複数のリード２は、その幅及び設置間隔が極
力小さな寸法となるように設定されている。これらのリ
ード２は、プリント配線基板等の回路に直接はんだで平
面付けされる。

従来、この種の半導体装置の製造方法としては、第３図
〜第６図に示すようなものがあった。以下、その方法を
図を用いて説明する。

第３図は従来のリードフレームの平面図、第４図（ａ）
　、　（ｂ）は第３図のリードの断面図で、同図（ａ）
はエツチングにより形成されたリードの断面図及び同図
（ｂ）はプレス加工によるリードの断面図、第５図はリ
ードの曲げ加工状態図、第６図は第５図の部分拡大図で
ある。

第３図において、リードフレーム３は板状の金属材料を
加工することにより、例えば図のような形状に形成され
る。中央部に設けられた素子搭載部３−１を囲むように
して４方向にリード３−２が形成され、各リード３−２
の外方端部は連結部３−３により連結されている。この
ようなリードフレーム３の加工方法としては、通常エツ
チング法とプレス加工法が行なわれている。

エツチング法は、板状材料の表面の上面側と下面側のそ
れぞれに所定パータンの被覆を行ない、エツチング液中
で被覆されない不要部分を溶融除去するものである。こ
のエツチング法は、上面側と下面側の被覆の正確な位置
合わせが非常に難しく、第４図（ａ）に示すように、リ
ード３−２の上下面位置に誤差ｄを生じ、板厚ｔの方向
に対し斜めに歪んだ断面形状になり易い。

一方、プレス加工法は、板状材料をプレス型により打ち
抜いて所定形状のリードフレーム３を形成するものであ
る。この方法においては、板状材料を打ち抜くパンチと
板状材料を支える打ち抜き型のダイとの間隙寸法に製作
誤差等を生じ易く、パンチ両側部の間隙寸法が一致しな
いことが多い。

また、打ち抜き回数が多くなるとパンチの切刃部が摩耗
し、リードフレーム３の打ち抜かれた部分にバリを生じ
る。このため、切刃部を定期的に研削する必要がある。

前記パンチ両側部の間隙寸法が一致しない状態において
前記バリが生じる場合には、打ち抜かれたリード３−２
の断面形状は例えば第４図（ｂ）のようになる。即ち、
リード３−２の下端両側部にバリ３−４を生じ、しかも
それぞれのバリ３−４の高さ旧。

ｈ２は一致しない。

上記のようにして形成されたリードフレーム３の素子搭
載部３−１に半導体素子を搭載し、この半導体素子と各
リード３−２とを接続する。その後、半導体素子部分を
樹脂封止してパッケージ１を形成する。

次に、パッケージ１が形成されたリードフレーム３に、
第５図に示すような曲げ加工工程を施す。

この曲げ加工工程はプレスを用いて行なわれるもので、
曲げダイ４と抜きダイ５の上に載置されたりｉドフレー
ム３は、押えブロック６を介してばね７によって押え付
けられている。この状態において、第６図に示すように
パンチ８を下降させれば、先ずリード３−２がリードフ
レーム３から切断分離され、続いて切断されたリード３
−２は曲げダイ４の型内に押し込まれて曲げられる。さ
らに下降するパンチ８は、リード３−２を曲げダイ４の
型形状に沿って塑性変形させ、リード３−２の成形を行
なう。このようにしてパッケージ１とリード３−２はリ
ードフレーム３から分離され、第２図に示すような半導
体装置となる。

（発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、上記の半導体装置の製造方法では、リー
ドフレーム形成工程においてリード３−２の断面形状が
歪んだりバリ３−４を生じるために、次のような問題点
があった。以下、その問題点を第４図（ａ）　、　（ｂ
）　、第７図及び第８図を用いて説明する。

第７図はり−ド３−２の傾斜した半導体装置が実装基板
上に搭載されたときの側面図であり、第８図は第７図の
部分拡大図である。

（１）エツチング法によりリードフレーム３を形成し、
リード３−２の断面形状が第４図（ａ）のように歪んだ
場合には、後工程の曲げ加工工程においてパンチ８から
圧力Ｐが加えられると、リード３−２には矢印Ａの方向
に回転モーメントが作用する。

この回転モーメントは、圧力Ｐと曲げダイ４の反力のそ
れぞれの圧力中心の作用線が一致しないなめに生じるも
のである。

このため、曲げ加工工程を終了したリード３−２には、
最初に曲げられた部分に捩れ変形を生じ、第７図に示す
ようにリード３−２が傾斜してしまう。

このようなリード３−２の傾斜が生じれば、第８図に示
すように、リード３−２は実装用のプリント配線基板９
上の端子部１０に対する位置ずれを生じる。

また、リード３−２は捩れ変形を有しているために、端
子部１０に対し角度θの傾斜を生じることになり、端子
部１０に対する接触面積が大幅に減少してしまう。それ
故、リード３−２と端子部１０の接続部は、接続不良や
信頼性低下のおそれがある。

（２）プレス加工法によりリードフレーム３を形成し、
リード３−２の下端両側部に高さ旧、　ｈ２の異なるバ
リ３−４が生じた場合においても、上記（１）のように
リード３−２には傾斜を生じる。即ち、第４図（ｂ）に
おいて、圧力Ｐがリード３−２上面に加えられれば、下
端両側部のバリ３−４の高さ旧、　ｈ２が異なるなめに
、リード３−２は低い高さｈ２の矢印Ｂの方向に傾斜し
てしまう。それ故、上記（１）と同様の問題を生じるこ
とになる。

（３）上記の歪みやバリ３−４が、リード３−２に部分
的に生じたりその他の原因により、各リード３−２の間
隔にばらつきを生じ、上記（１）と同様の問題を生じる
。

本発明は、前記従来技術がもっていた問題点として、リ
ードの傾斜や各リード間隔のばらつきが発生し、実装基
板の端子部等との間に接続不良を生じたり、接続部の信
頼性低下を来なすおそれがある点について解決した半導
体装置の製造方法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、板状の金属材料
を加工し複数のリード及び該リードを相互に連結する連
結部とを有するリードフレームを形成するリードフレー
ム形成工程と、前記リードフレーム上に半導体素子を搭
載し該半導体素子を前記リードに接続後封止する半導体
素子搭載工程と、前記リードを含む封止後の半導体素子
部分を前記リードフレームから切り離し該リードに曲げ
加工を行なう曲げ加工工程とを施す半導体装置の製造方
法において、前記曲げ加工工程における前記半導体素子
部分の切り離しは前記連結部を含めて行なうと共に、前
記曲げ加工工程終了後に前記連結部を切除する工程を施
すこととしたものである。

（作用） 本発明によれば、以上のように半導体装置の製造方法を
構成しなので、曲げ加工工程において、半導体素子部分
に含まれてリードフレームから切断された連結部は、各
リードの端部を相互に連結し、曲げ加工が施される際、
リードに作用する回転モーメントに抗して、該リードの
傾斜を防ぐ働きをする。また、各リードの動きを拘束し
、前記曲げ加工に伴う各リード間隔のばらつきの発生を
防止する働きもする。したがって、前記問題点を除去す
ることができる。

（実施例） ＝　９− 第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明の第１の実施例における
半導体装置の製造方法を示す製造工程図であり、同図（
ａ）はリードフレームの平面図、同図（ｂ）はリードの
曲げ加工状態を示す部分断面図、同図（Ｃ）は曲げ加工
終了後の半導体装置の平面図、及び同図（ｄ）は連結部
の切除状態を示す部分断面図である。以下、図を用いて
各工程毎に製造方法を説明する。

（イ）第１工程 先ず、第１図（ａ）に示すように、板状の金属材料に通
常のエツチングやプレス加工等を施すことにより、例え
ばフラットパック形半導体装置用のリードフレーム２１
を形成する。このリードフレーム２１は従来のものと同
様に、中央部に形成された素子搭載部２２の周囲４方向
に複数のリード２３を形成し、各方向のリード２３をそ
の垂直方向に連結部２４によって連結する構成とする。

（ロ）第２工程 前記リードフレーム２１の素子搭載部２２上に半導体素
子を搭載し、この半導体素子と各リード２３の内方端部
とを接続する。その後、半導体素子及びその接続部付近
を樹脂封止し、第１図（ｂ）に示すパッケージ２５を形
成する。

（ハ）第３工程 次に、第１図（ｂ）に示すように、パッケージ２５が形
成されたリードフレーム２１にプレス２６を使用して曲
げ加工工程を施す。この際プレス２６は、リードフレー
ム２１の連結部２４を第１図の切断線Ｃの如く切断可能
なように設定しておく。

このように設定されたプレス２６の曲げダイ２７と抜き
ダイ２８の上にリードフレーム２１を載置し、そのリー
ド２３部分をばね力を利用した押えブロック２９により
押え付ける。この状態において、パンチ３０を下降させ
れば、先ず連結部２４が前記切断線Ｃで切断され、続い
てリード２３が曲げダイ２７の打ち抜き型内に押し込ま
れて曲げられる。このとき、リード２３に歪みやパリが
生じている場合には、その折曲部２３−１付近に回転モ
ーメントが作用する。

しかし、各リード２３の先端部は連結部２４によって連
結されており、この連結部２４が回転モーメントに抗す
るので、リード２３が傾斜することはない。

さらにパンチ３０を下降させれば、リード２３は打ち抜
き型の形状に沿って塑性変形し、所定形状に成形される
。この際、リード２３を曲げダイ２７とパンチ３０の間
で強く圧縮することにより、前記回転モーメントによる
リード２３の残留応力を完全に除去する。

（ニ）第４工程 前記第３工程が終了した段階で、リード２３を含む半導
体素子部分はリードフレーム２１から分離され、第１図
（Ｃ）に示すような個々の半導体装置３１となる。この
半導体装置３１の各リード２３は連結部２４によって連
結されているので、本工程においてこの連結部２４をプ
レスにより切除する。

先ず、曲げダイ３２上の所定位置に半導体装置３１を載
置し、連結部２４のみが外部に突出した状態とする。こ
の状態の半導体装置３１のリード２３をばね３３の力を
利用して押えブロック３４で固定した後に、パンチ３５
を下降させて連結部２４を切除する。この切除工程にお
いては、曲げダイ等を取り替えることにより、前工程で
使用したプレス２６の使用が可能である。また、この切
除工程は、曲げ加工工程に続く工程として従来の自動化
ラインの中に容易に組み込むことができる。

以上の本実施例においては、次の利点を有する。

■　リードフレーム２１からリード２３を切り離す際に
、連結部２４をリード２３側に含めて連結部２４におい
て切断する製造方法としたので、リード２３に曲げ加工
による回転モーメントが作用しても、連結部２４の抗力
によりリード２３に傾斜を生じることはない。また、各
リード２３の間隔を乱そうとする力が作用しても、連結
部２４はリード２３の動きを拘束するので、各リード２
３間隔にばらつきを生じることはない。

■　リードフレーム２１は、従来のパターンのものをそ
のまま使用することが可能であり、しかも連結部２４の
切除工程には従来のプレスを使用することができる。し
たがって、従来の半導体装置の製造工程を大幅に変更す
ることなく、本実施例の製造方法の導入が可能であり、
その自動化も容易で−１貴　　− ある。

第９図は本発明の第２の実施例を示す半導体装置の製造
方法におけるリードフレームの平面図を示すものである
。

この実施例が第１の実施例と異なる点は、リードフレー
ム４１を形成する際に、リード４２の長さ方向に垂直に
連結部４３を新たに形成するようにしたことである。

このようなパターンのリードフレーム４１を形成するこ
ととすれば、曲げ加工工程においてリードフレーム４１
からリード４２を切り離す際には、連結部４３を含むよ
うに切断線りでリードを切断すればよく、第１の実施例
における連結部２４切断のためのパンチを設ける必要は
なく、従来のパンチの使用が可能である。

なお、本発明は図示の実施例に限定されず、種々の変形
が可能であり、例えば次のような変形例が挙げられる。

（ｉ）　　本実施例においては、フラットパック形の半
導体装置について示したがこれに限定されず、例えばＤ
ＩＰ（Ｄｕａｌ　Ｉｎ　−１ｉｎｅ　Ｐａｃｋａｇｅ）
形等の半導体装置とすることもできる。また、半導体素
子の封止も樹脂封止に限らず、セラミックパッケージ等
による気密封止形の半導体装置にも適用可能である。さ
らに、リード２３．４２は必ずしもパッケージ２５の４
方向に形成される必要はなく、例えば２方向に形成され
る半導体装置でもよい。

（ｉｉ）　　第１、第２の実施例の連結部２４．４３の
形状、形成方法及び切断方法等は図示のものに限定され
ない。要するに、連結部２４．４３を含む半導体素子部
分をリードフレーム２１．４１から切り離す際に、各リ
ード２３．４２を連結する連結部２４．４３が残るもの
であればよい。例えば、第１図（ａ）において、連結部
２４をその長さ方向に沿って２分するような切断方法を
用いることも可能である。

（ｉｉｉ）　　第１図（（１）においては、パンチ３５
に傾斜角度を与え、連結部２４に対しほぼ垂直に切除す
ることとしたが、パンチ３５を垂直方向に下降させて連
結部２４を切除してもよい。

（ｉｖ）　　その他、図示の構造、形状、個数及び方法
等に限定されず、例えばリード２３．４２の曲げる箇所
、曲げ角度及びその曲げ方等は図示のものに限定する必
要はない。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように本発明によれば、曲げ加工工
程において、半導体素子部分のリードフレームからの切
り離しは連結部を含めて行なう製造方法としたので、リ
ードに曲げ加工を施す際のリードの傾斜を防止すると共
に、各リード間隔のばらつきを防ぐことができる。また
、本発明の製造方法は、従来の製造工程を大幅に変更す
ることなく導入が可能であり、その自動化も容易に実施
できる。したがって、リードの精度良い成形を容易に可
能にすると共に、半導体装置と実装基板等との接続不良
を防止し、接続部の信頼性を飛躍的に向上させることが
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施例における半導体
装置の製造方法を示す製造工程図であり、同図（ａ）は
リードフレームの平面図、同図（ｂ）はリードの曲げ加
工状態図、同図（Ｃ）は曲げ加工後の半導体装置の平面
図及び同図（ｄ）はリードの連結部の切除状態図、第２
図（ａ）　、　（ｂ）は従来の半導体装置を示すもので
、同図（ａ）はその平面図及び同図（ｂ）はその側面図
、第３図は従来の半導体装置のリードフレームの平面図
、第４図（ａ）　、　（ｂ）は第３図のリードフレーム
のリード断面図で、同図（ａ）はエツチングにより形成
されたリード及び同図（ｂ）はプレス加工により形成さ
れたリード、第５図は従来のリードの曲げ加工状態図、
第６図は第５図の部分拡大図、第７図はリードが傾斜し
た従来の半導体装置の側面図、第８図は第７図の部分拡
大図、第９図は本発明の第２の実施例における製造方法
のリードフレーム平面図である。 ２１、４１・・・・・・リードフレーム、２２・・・・
・・素子搭載部、２３、４２・・・・・・リード、２４
．４３・・・・・・連結部、２５・・・・・・パッケー
ジ、２６・・・・・・プレス、２７．３２・・・・・・
曲げダイ、２８・・・・・・抜きダイ、２９．３４・・
・・・・押えブロック、３０゜＝　１７− 出願人代理人　　柿　　本　　恭　　成ｃ、ｒ　（Ｙ）
　　＋ へ　へ　ヘ　ヘ Ｏ＝　　　　、、１ □工 １糺−ｌ！；。 吊　　　　　　　　Ｉ　ＣＯ 膏 手続補正書く自発） 昭和６３年　５月２３日 特許庁長官　小川邦人　殿　　　　　賑１　事件の表示 昭和６２年特許願第６９５８８号 ２　発明の名称 半導体装置の製造方法 代表者　橋本南海男 ５　補正の対象 図面 ６　補正の内容 （Ｃ） 本発明の半導体装置のＭ迭工程図 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　板状の金属材料を加工し複数のリード及び該リードを
   相互に連結する連結部とを有するリードフレームを形成
   するリードフレーム形成工程と、前記リードフレーム上
   に半導体素子を搭載し該半導体素子を前記リードに接続
   後封止する半導体素子搭載工程と、前記リードを含む封
   止後の半導体素子部分を前記リードフレームから切り離
   し該リードに曲げ加工を行なう曲げ加工工程とを施す半
   導体装置の製造方法において、前記曲げ加工工程におけ
   る前記半導体素子部分の切り離しは前記連結部を含めて
   行なうと共に、前記曲げ加工工程終了後に前記連結部を
   切除する工程を施すことを特徴とする半導体装置の製造
   方法。