JP2737373B2 - リードフレーム及び集積回路の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 特に両面に各種デバイスが搭載された基板がマウント
されるリードフレームに関し、 支持バーを折曲してステージを一段下げ、さらにステ
ージ間に架設された連結バーを折曲して一段下げた際に
起こるリードフレームの変形を防ぐことを目的とし、 外枠の中に設けられたダムバーと、ダムバーの交差す
る２辺から内方向に突出した支持バーに設けられた４つ
のステージと、ステージの隣接同士の間に架設された連
結バーを有し、かつ該ステージがダムバーから一段下方
向に位置するように支持バーが折曲され、かつ該連結バ
ーがステージから一段下方向に位置するように折曲され
てなるリードフレームであって、前記外枠とダムバーと
の間の、支持バーと背向する外方向に、少なくとも支持
バーより太い補強バーが架設されているように構成す
る。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、リードフレームに係わり、特に両面に種々
のデバイスが搭載された基板のマウントに用いられ、か
つダムバーの変形をなくして連結バーの撓みを防いでな
るリードフレームに関する。

近年、モノリシック集積回路（モノリシックIC）の進
展は目ざましいものがあり、あらゆる産業、民生分野で
IC化が行われている。このモノリシックICの高機能化に
伴って、モノリシックICのような能動デバイスと、厚膜
・薄膜回路やチップ部品などの受動デバイスを混成集積
させたハイブリッド集積回路（ハイブリッドIC）も、大
きな基板に大規模な機能を集積することが行われるよう
になってきている。

そして、モノリシックICが、ウェーハの段階から半導
体装置として仕上げるまでの一連の製造工程の中で、ま
ずプロセス技術が重要であるのと同様に、ハイブリッド
ICにおいてもプロセス技術が重要である。

しかし、ハイブリッドICは、モノリシックICにおける
シリコンチップよりも大きいセラミックなどの基板の上
に、モノリシックICチップや他のいろいろなデバイス類
を混成して組み込み、しかも基板の両面が実装に用いら
れる形態も多様されている。

従って、このような基板のパッケージにはモノリシッ
クICとは違った難しさがある。そして、この基板をパッ
ケージする工程が、信頼性を左右することはもちろん、
ハイブリッドICなどの製品価格を決するともいわれ、組
立工程の合理化、効率化が重要視されている。

〔従来の技術〕

一般に、例えば抵抗素子を列設した抵抗アレーのよう
な受動デバイスのみからなるICもハイブリッドICと呼ば
れている。しかし、ハイブリッドICには通常、モノリシ
ックICが混成して組み込まれる。そして、このモノリシ
ックICは、チップ状に樹脂封止された形態で組み込まれ
る場合もあるが、ベアチップとも呼ばれる裸の半導体素
子の形態で組み込まれる場合も多い。

この半導体素子を組み込む方法には、ワイヤボンディ
ングが最も広く採用されているが、半導体素子の安定化
や組込技術の向上によって、フリップチップとかTABと
かいった接続方法も採られるようになっている。

そして、ハイブリッドICの機能がそれ程高度でなく、
基板から導出されるリードの数が少ない場合には、例え
ば、直接基板の周縁部に端子をはんだ付けなどによって
ろう接し、封止もポッティングなどによって簡易なパッ
ケージで済ませることが行われている。

ところが、高度な機能を有する大規模なハイブリッド
ICになると、基板から導出されるリードの本数が数十本
〜数百本と多くなるので、モノリシックICにおいてよく
行われるように、基板を枠状端子であるリードフレーム
に搭載し、基板の周縁部のパッドからリードフレームの
内部リードにワイヤボンディングし、トランスファモー
ルドによって樹脂封止するいわゆるプラスチックパッケ
ージが行われる。

第２図は樹脂封止されたハイブリッドICの一例の一部
切欠き斜視図、第３図は第２図の要部の封止前の分解斜
視図である。

図中、１はリードフレーム、12はステージ、13は外部
リード、14は内部リード、1aはダムバー、1bは支持バ
ー、1cは連結バー、２は基板、2aはデバイス、2bはパッ
ド、３はパッケージである。

基板２には、アルミナセラミック板がよく用いられる
が、特殊な用途には窒化アルミニウムやベリリアの板な
ども用いられる。そして、基板２は単層の場合もある
が、高密度実装用としてスルホールやバイアホールを介
して層間接続された多層基板になっている場合もある。

この基板２の上には、厚膜や薄膜などの膜形成技術に
よって配線や膜抵抗などのデバイス2aと周縁部にパッド
2bが設けられ、さらにモノリシックICチップ、チップコ
ンデンサなどのいろいろなデバイス2aが組み込まれてい
る。

一方、リードフレーム１は、例えば鉄系合金とか銅系
合金とかの薄い条や板などを加工した枠状の端子であ
り、一般には打抜き加工と成形加工によって作られる
が、精密な構成が要求される場合には化学的なエッチン
グによって作られることもある。

そして、中央部に基板２がマウントされるようにステ
ージ12が設けられている。

このステージ12は、モノリシックICからなる半導体装
置の場合には、チップの表裏両面に素子が形成されるこ
とがほとんどない上に、チップの形状が小さくて一辺が
高々十数mmの方形なので、角皿状に設けられている場合
が多い。

ところが、高密度実装を指向したハイブリッドICなど
の基板２の場合には、基板２の表側ばかりでなく裏側に
もデバイス2aが組み込まれており、しかも一辺が20mmと
か30mmとかいった大きな形状である。

そこで、ステージ12は、基板２の裏面が接触しないよ
うに中央部がくり抜かれた形状になっており、基板２の
４隅を支持するように設けられている。そして、この４
つのそれぞれのステージ12は、枠状のダムバー1aの２辺
から突き出た２本ずつの支持バー1bによって支えられて
いる。

また、基板２と基板２に搭載された種々のデバイス2a
がリードフレーム１からあまり出っ張らないように、ス
テージ12は基板２の厚み分だけ下方に一段凹んだ構成に
なっている。

さらにステージ12を安定に位置決めさせるために、４
つの突出したステージ12の隣同士はそれぞれ連結バー1c
で結ばれている。

一方、ダムバー1aには、中央部に向かって多数の内部
リード14が櫛歯状に列設されており、この内部リード14
に連なる外側は外部リード13になっている。

いろいろなデバイス2aが搭載された基板２は、４つの
ステージ12に４隅が固着されてリードフレーム１に載置
される。そのあと、基板２のパッド2bと内部リード14と
の間でワイヤボンディングがなされて接続される。次い
で、図示してない金型にセットされて例えばエポキシ系
の封止樹脂によって、外部リード13が突出するようにモ
ールド形成される。次いで、外部リード13を残し、ダム
バー1aを切り落として分離し、リードフレーム１を切り
落す。最後に、外部リード13を例えばガルウィング（か
もめの翼）型などに整形すれば、QFPなどと呼ばれるパ
ッケージ３ができあがる。

ところで、表裏両面に配線が行われており、デバイス
2aも表裏両面に組み込まれているハイブリッドICなどの
基板２の場合には、ステージ12同士を結んでいる連結バ
ー1cが基板２の裏面に接触しないように、連結バー1c
は、一段曲げて凹んだステージ12から第３図に示したよ
うにさらにもう一段曲げて凹ませ、二段曲げ加工された
構成になっている。

ところが、ダムバー1aと支持バー1bとステージ12、及
びステージ12と連結バー1cはそれぞれ閉じた枠状に連な
っている。そのため、ステージ12と連結バー1cが順次二
段に曲げ加工されると、ダムバー1aや連結バー1cに異常
な引っ張り応力が加わる。

〔発明が解決しようとする課題〕

第４図は第２図の変形した要部の拡大斜視図である。

同図において、ステージ12を曲げ加工によって一段凹
ませ、さらに、連結バー1cを曲げ加工によってもう一段
凹ませると、ステージ12が中央方向に引っ張られるの
で、ダムバー1aや連結バー1cに異常な応力が加わること
が避けられない。

そのため、ダムバー1aが内側に引っ張られて変形し、
連結バー1cが弛んで上方か下方に撓んでしまうことが間
々起こる。

このように、連結バー1cが撓んでしまうと、ステージ
12を安定に位置決めできなくなるばかりでなく、上方に
撓むとステージ12にマウントされた基板の裏面に設けら
れた配線やデバイスなどと接触して短絡してしまう問題
があった。

そこで本発明は、ダムバーの変形をなくして連結バー
の撓みを防いでなるリードフレームを提供することを目
的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上で述べた課題は、外枠の中に設けられたダムバー
と、該ダムバーの交差する２辺から内方向に突出した支
持バーに設けられた４つのステージと、該ステージの隣
接同士の間に架設された連結バーを有し、かつ該ステー
ジが該ダムバーから一段下方向に位置するように該支持
バーが折曲され、かつ該連結バーが該ステージから一段
下方向に位置するように折曲されてなるリードフレーム
であって、前記外枠と前記ダムバーとの間の、前記支持
バーと背向する外方向に、少なくとも該支持バーより太
い補強バーが架設されていることを特徴とするリードフ
レーム、及び外枠の中に設けられたダムバーと、該ダム
バーの交差する２辺から内方向に突出した支持バーに設
けられた４つのステージと、該ダムバーの該内方向に延
出された複数の内部リード及び該ダムバーの外方向に延
出された複数の外部リードと、該ステージの隣接同士の
間に架設された連結バーと、前記外枠と前記ダムバーと
の間の前記支持バーと背向する外方向に架設された該支
持バーより太い補強バーとを有するリードフレームの該
ステージが該ダムバーから一段下方向に位置するように
該支持バーを折曲げる工程と、該連結バーが該ステージ
から一段下方向に位置するように該連結バーを折曲げる
工程と、該ステージに基板を載置する工程と、該内部リ
ードと該基板とをワイヤボンディングで接続する工程
と、該外部リードが突出するようにモールド形成後、不
要部分を切断する工程とを有することを特徴とする集積
回路装置の製造方法によって解決される。

〔作 用〕

各種デバイスが表裏両面に組み込まれている基板がマ
ウントされるリードフレームは、ステージ同士を結んで
いる連結バーが二段曲げ加工された構成になっており、
ステージが中央部に引っ張られてダムバーや連結バーに
異常な応力が加わって、ダムバーが変形し連結バーが撓
んでしまうのに対して、本発明によれば、ダムバーが変
形しないようにしている。

すなわち、外枠とダムバーの間の、ステージを支持す
るためにダムバーの内方向に設けられた支持バーと背向
する外方向に補強バーを架設するようにしている。そし
て、この補強バーを少なくとも支持バーより太くして、
引っ張り強度が大きくなるようにしている。

このように、外枠に連なる補強バーによってダムバー
を補強すると、ステージを一段凹ますために支持バーが
折曲したりあるいはステージを結ぶ連結バーを一段凹ま
すために折曲したり際に、ダムバーが内方向に引っ張ら
れても、支持バーや連結バーが適宜延伸するようにな
る。

こうして、ダムバーが引っ張られて変形することが起
こらないようにしている。

ダムバーの変形が起こらなければ、中央方向に引っ張
られたステージ同士が相互に接近して連結バーに弛みが
生じ、撓んでしまうことを防ぐことができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例の要部の拡大斜視図である。

図中、１はリードフレーム、11は外枠、12はステー
ジ、13は外部リード、14は内部リード、1aはダムバー、
1bは支持バー、1cは連結バー、1dは補強バー、２は基板
である。

同図において、リードフレーム１は、例えば鉄系合金
とか銅系合金とかの薄い条や板などを加工した枠状の端
子である。

こゝで示した４辺からリードが導出されるQFPと呼ば
れるパッケージ用のリードフレーム１の場合には、方形
の外枠11の４辺から内方向に向かって櫛歯状に外部リー
ド13が突設されている。そして、外部リード13の先の方
は内部リード14になっており、中間部にダムバー1aが櫛
歯を横切るように方形に設けられている。

内部リード14は、基板２とワイヤボンディングして接
続されるもので、基板２から導出されるリードの数、例
えば１辺に数十本設けられ、例えば、幅が0.4mm、ピッ
チが0.8mmの細かいものになっている。

一方、ダムバー1aの４隅の直交する２辺ずつから内方
向に対になった例えば幅が0.3mmの支持バー1bが突出し
て設けられており、この支持バー1bのそれぞれに例えば
１辺が2mmの方形のステージ12が設けられている。

また、この４つのステージ12は、隣同士が例えば幅0.
4mmの連結バー1cによって方形に結ばれている。

さらに、ダムバー1aから内方向に突き出した支持バー
1bと背向する外方向には、ダムバー1aと外枠11との間に
例えば幅が0.9mmの補強バー1dが設けられている。

このような平面形状のリードフレーム１は、精密な構
成が要求されるので、例えば化学エッチングによって作
られる。

一方、４隅にそれぞれ設けられているステージ12には
基板２が載っかって支持されるが、基板２の厚み、例え
ば0.6mm程度支持バー1bを折曲して下方に凹んだ構成に
なっている。

また、ステージ12を結んでいる連結バー1cは、基板２
の裏面に触れないように、例えば0.5mm折曲して下方に
凹んだ構成になっている。

こうした下方に凹ませる曲げ加工はプレスによって行
われるが、ダムバー1aが補強バー1dによって外枠11に支
持されているので、ダムバー1aが変形したり、その結果
連結バー1cが撓んだりすることが皆無であった。

こゝで例示したリードフレームの形状や各部の寸法に
は、種々の変形が可能である。

また、基板はハイブリッドICに限定されず、例えばモ
ノリシックICのシリコンチップである場合にも適用で
き、種々の変形が可能である。

〔発明の効果〕

各種デバイスが表裏両面に組み込まれている基板がマ
ウントされるリードフレームは、ステージを凹ませ、さ
らに連結バーを凹ませる二段曲げ加工されると、ダムバ
ーが変形したり連結バーが撓んでしまうのに対して、本
発明による補強バーの導入によって変形が皆無になる。

その結果、寸法精度が高くリードピッチが細かいため
にエッチングによって構成されるリードフレームの曲げ
加工における歩留りの向上が図れ、本発明はリードフレ
ームの製造効率化に寄与するところが大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の要部の拡大斜視図、 第２図は樹脂封止されたハイブリッドICの一例の一部切
欠き斜視図、 第３図は第２図の要部の封止前の分解斜視図、 第４図は第２図の変形した要部の拡大斜視図、である。 図において、 １はリードフレーム、 11は外枠、12はステージ、 1aはダムバー、1bは支持バー、 1cは連結バー、1dは補強バー、 である。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外枠の中に設けられたダムバーと、該ダム
   バーの交差する２辺から内方向に突出した支持バーに設
   けられた４つのステージと、該ステージの隣接同士の間
   に架設された連結バーを有し、かつ該ステージが該ダム
   バーから一段下方向に位置するように該支持バーが折曲
   され、かつ該連結バーが該ステージから一段下方向に位
   置するように折曲されてなるリードフレームであって、 前記外枠と前記ダムバーとの間の、前記支持バーと背向
   する外方向に、少なくとも該支持バーより太い補強バー
   が架設されていることを特徴とするリードフレーム。
2. 【請求項２】外枠の中に設けられたダムバーと、該ダム
   バーの交差する２辺から内方向に突出した支持バーに設
   けられた４つのステージと、該ダムバーの該内方向に延
   出された複数の内部リード及び該ダムバーの外方向に延
   出された複数の外部リードと、該ステージの隣接同士の
   間に架設された連結バーと、前記外枠と前記ダムバーと
   の間の前記支持バーと背向する外方向に架設された該支
   持バーより太い補強バーとを有するリードフレームの該
   ステージが該ダムバーから一段下方向に位置するように
   該支持バーを折曲げる工程と、 該連結バーが該ステージから一段下方向に位置するよう
   に該連結バーを折曲げる工程と、 該ステージに基板を載置する工程と、 該内部リードと該基板とをワイヤボンディングで接続す
   る工程と、 該外部リードが突出するようにモールド形成後、不要部
   分を切断する工程とを有することを特徴とする集積回路
   装置の製造方法。