JP3465098B2 - リードフレームおよびｐｇａタイプの樹脂封止型半導体装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，リードフレームをコア
材として回路を形成したＰＧＡ（Ｐｉｎ Ｇｒｉｄ Ａ
ｒｒａｙ）タイプの樹脂封止型半導体装置とそれに用い
られるリードフレームに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体装置は、電子機器の高性能
化と軽薄短小化の傾向（時流）からＬＳＩのＡＳＩＣに
代表されるように、ますます高集積化、高機能化になっ
ている。高集積化、高機能化された半導体装置において
は、信号の高速処理のためには、パッケージ内のインダ
クタンスが無視できない状況になってきて、パッケージ
内のインダクタンスを低減するために、電源、グランド
の接続端子数を多くし、実質的なインダクタンスを下げ
るようにして、対応してきた。この為、半導体装置の高
集積化、高機能化は外部端子（ピン）の総数の増加とな
り、ますます多端子（ピン）化が求められるようになっ
てきた。多端子（ピン）ＩＣ、特にゲートアレイやスタ
ンダードセルに代表されるＡＳＩＣあるいは、マイコ
ン、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃ
ｅｓｓｏｒ）等の半導体装置化には、リードフレームを
用いたものとしては、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐ
ａｃｋａｇｅ）等の表面実装型パッケージが用いられて
おり、ＱＦＰでは３００ピンクラスのものまでが実用化
に至ってきている。ＱＦＰは、図１１（ｂ）に示す単層
リードフレーム１１１０を用いたもので、図１１（ａ）
にその断面図示すように、ダイパッド１１１１上に半導
体素子１１２０を搭載し、金めっき等の処理がされたイ
ンナーリード先端部１１１２Ａと半導体素子１１２０の
端子（電極パッド）１１２１とをワイヤ１１３０にて結
線した後に、樹脂１１４０で封止し、ダムバー部をカッ
トし、アウターリード１１１３部をガルウイング状に折
り曲げて作製されている。このようなＱＦＰは、パッケ
ージの４方向へ外部回路と電気的に接続するためのアウ
ターリードを設けた構造となり、多端子（ピン）化に対
応できるものとして開発されてきた。ここで用いられる
単層リードフレーム１１１０は、通常、コバール、４２
合金（４２％Ｎｉ−鉄）、銅系合金等の導電性に優れ、
且つ強度が大きい金属板をフオトリソグラフイー技術を
用いたエッチング加工方法やスタンピング法等により、
図１１（ｂ）に示すような形状に加工して作製されてい
た。尚、図１１（ｂ）（ロ）は単層リードフレームの平
面図である図１１（ｂ）（イ）のＦ１−Ｆ２における断
面図である。

【０００３】しかしながら、近年の半導体素子の信号処
理の高速化及び高性能（機能）化は、更に多くの端子を
必要としている。これに対し、ＱＦＰでは、外部端子ピ
ッチを狭めることにより、更なる多端子化に対応できる
が、外部端子を狭ピッチ化した場合、外部端子自体の幅
も狭める必要があり、外部端子強度を低下させることと
なる。その結果、端子成形（ガルウイング化）の位置精
度あるいは平坦精度等において問題を生じてしまう。ま
た、ＱＦＰでは、アウターリードのピッチが、０．４ｍ
ｍ、０．３ｍｍと更にピッチが狭くなるにつれ、これら
狭ピッチの実装工程が難しくなってきて、高度なボード
実装技術を実現せねばならない等の障害（問題）をかか
えている。

【０００４】これら従来のＱＦＰパッケージがかかえる
実装効率、実装性の問題を回避するために、半田ボール
をパッケージの外部端子に置き換えた面実装型パッケー
ジであるＰ・ＢＧＡ（Ｐｌａｓｔｉｃ Ｂａｌｌ Ｇｒ
ｉｄ Ａｒｒａｙ）やＰ・ＰＧＡ（Ｐｌａｓｔｉｃ Ｐ
ｉｎ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）と呼ばれるプラスチック
パッケージ半導体装置が開発されてきた。Ｐ・ＢＧＡと
しては、プリント基板の一面上にＩＣを搭載し、他方の
面に格子状に半田ボールからなる外部端子を形成したも
の、また、Ｐ・ＰＧＡとしては、プリント基板上にＩＣ
を実装し、裏面に格子状にピンからなる外部端子を半田
により溝部に固定して形成したものが一般的であった
が、いずれも、作製プロセスが複雑で、信頼性にも問題
があった。そして、基板の下面に外部端子を格子状に
形成しているので半田接続面が見えない。基板のため
の熱放散性が劣る。基板の吸湿性が高い。基板の反
りがありコプラナリティが劣る。等の問題も抱えてい
た。尚、Ｐ・ＢＧＡの場合にはこれに加え、半田ボー
ル使用のためリペアができない問題も抱えていた。

【０００５】この為、Ｐ・ＢＧＡについては、作製プロ
セスの簡略化、信頼性の低下を回避するため、及び上記
、、の問題に対応するため、上記構造のＰ・ＢＧ
Ａの他に、リードフレームをコア材として回路を形成し
たものも、近年、種々提案されてきた。しかし、これら
のリードフレームを用いたＰ・ＢＧＡは、図１１（ｂ）
に示すような従来のリードフレームを用いたもので、そ
の理由については後述するが、リードフレーム自体の微
細加工がリードフレーム素材の厚さからくる制限を受け
ている為、一層の小型化、薄型化、電極端子数の増大化
（多端子化）要求には対応することができず問題になっ
ていた。尚、図１１（ｂ）（ロ）は図１１（ｂ）（イ）
のＦ１−Ｆ２における断面図であり、インナーリード部
先端を含めリードフレーム全体がリードフレーム素材と
同じ厚さである。

【０００６】Ｐ・ＰＧＡについても、リードフレームを
コア材として回路を形成する場合には、従来の図１１
（ｂ）に示すようなリードフレームを用いたものでは、
一層の小型化、薄型化、電極端子数の増大化（多端子
化）要求には対応することができず、このような構造に
するメリットはないと言われていた。

【０００７】前述の通り、上記リードフレームを用いた
Ｐ・ＢＧＡパッケージに使われるリードフレームは、従
来、プレス加工等に比べ微細加工に向く、図１０に示す
ようなエッチング加工方法により作製されており、外部
端子部とインナーリード部ともリードフレーム素材の厚
さで外形加工されて作製されていたが、ここで、図１０
に示すエッチング加工方法を簡単に説明しておく。先
ず、銅合金もしくは４２％ニッケル−鉄合金からなる厚
さ０．２５ｍｍ程度の薄板（リードフレーム素材１０１
０）を十分洗浄（図１０（ａ））した後、重クロム酸カ
リウムを感光剤とした水溶性カゼインレジスト等のフオ
トレジスト１０２０を該薄板の両表面に均一に塗布す
る。（（図１０（ｂ）） 次いで、所定のパターンが形成されたマスクを介して高
圧水銀灯でレジスト部を露光した後、所定の現像液で該
感光性レジストを現像して（図１０（ｃ））、レジスト
パターン１０３０を形成し、硬膜処理、洗浄処理等を必
要に応じて行い、塩化第二鉄水溶液を主たる成分とする
エッチング液にて、スプレイにて該薄板（リードフレー
ム素材１０１０）に吹き付け所定の寸法形状にエッチン
グし、貫通させる。（図１０（ｄ）） 次いで、レジスト膜を剥膜処理し（図１０（ｅ））、洗
浄後、所望のリードフレームを得て、エッチング加工工
程を終了する。このように、エッチング加工等によって
作製されたリードフレームは、更に、所定のエリアに銀
メッキ等が施される。次いで、洗浄、乾燥等の処理を経
て、インナーリード部を固定用の接着剤付きポリイミド
テープにてテーピング処理したり、必要に応じて所定の
量タブ吊りバーを曲げ加工し、ダイパッド部をダウンセ
ットする処理を行う。しかし、エッチング液による腐蝕
は被加工板の板厚方向の他に板幅（面）方向にも進むた
め、図１０に示すようなエッチング加工方法において
は、微細化加工に関しては、加工される素材の板厚から
くる限界があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、リード
フレームをコア材として用い、Ｐ・ＰＧＡタイプの樹脂
封止型半導体装置を作製する場合、図１１（ｂ）に示す
単層リードフレームを用いたＱＦＰ、ＴＱＦＰ等の半導
体装置に比べて、同じ端子数で外部回路と接続するため
の外部端子ピッチを広くでき、半導体装置の実装工程を
難しくしないで、且つ、入出力端子の増加に対応できる
が、リードフレームの微細加工からくる端子数に限界が
ある為、一層の多端子化に対しては、インナーリードの
狭ピッチ化が必須でその対応が求められていた。本発明
は、これに対応するためのもので、一層の多端子化に対
応できる、リードフレームをコア材として回路を形成し
たＰ・ＰＧＡタイプの半導体装置を提供しようとするも
のである。同時に、このような半導体装置を作製するた
めのリードフレームを提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のリードフレーム
は、２段エッチング加工によりインナーリードの先端部
の厚さがリードフレーム素材の厚さよりも薄肉に外形加
工された、リードフレームであって、少なくとも、イン
ナーリードと、該インナーリードと一体的に連結し、イ
ンナーリード形成面に沿い二次元的に配列された外部回
路と電気的接続を行うための外部端子部とを備えてお
り、該インナーリードの先端部は、断面形状が略方形で
第１面、第２面、第３面、第４面の４面を有しており、
かつ第１面はリードフレーム素材と同じ厚さの他の部分
の一方の面と同一平面上にあって第２面に向かい合って
おり、第３面、第４面はインナーリードの内側に向かい
凹んだ形状に形成されており、外部端子部は、断面形状
が略方形で４面を有しており、１組の向かい合った２面
はリードフレーム素材面上にあり、一方の面をインナー
リードの第２面より外側に突出させており、他の１組の
２面はそれぞれ外部端子部側から外側に向かい凸状であ
り、且つ、前記外部端子部の、インナーリードの第２面
より外側へ突出された面側に孔部を設けていることを特
徴とするものである。そして、上記における、二次元的
に配列された外部回路と電気的接続を行うための外部端
子部が、略格子状または略千鳥状に形成されていること
を特徴とするものである。そして、上記において、イン
ナーリード部全体が素材の厚さよりも薄肉に外形加工さ
れていることを特徴とするものである。本発明のＰＧＡ
タイプの樹脂封止型半導体装置は、上記リードフレーム
を用いた樹脂封止型半導体装置であって、リードフレー
ムの外部端子部の表面の孔部に端子ピンを先端がリード
フレームの外部端子部から突出するように半田等により
固定して、外部回路と接続するための端子部を形成して
いることを特徴とするものである。そして、上記におい
て、半導体素子は、電極部（パッド）側の面において、
インナーリードの第１面側に絶縁性接着材を介して固定
されており、電極部（パッド）はワイヤにてインナーリ
ードの第２面側と電気的に接続されていることを特徴と
するものである。そしてまた、上記において、リードフ
レームはダイパッドを有するもので、半導体素子は該ダ
イパッド上に導電性の接着材用いて固定されていること
を特徴とするものである。そしてまた、上記において、
半導体素子は、バンプを介してインナーリードの該第２
面と電気的に接続していることを特徴とするものであ
り、リードフレームのインナーリード先端の第２面がイ
ンナーリード側に凹んだ形状であることを特徴とするも
のである。

【００１０】

【作用】本発明のリードフレームは、上記のような構成
にすることにより、本発明の、一層の多端子化に対応で
きるＰ・ＰＧＡタイプの樹脂封止型半導体装置の作製を
可能とするものである。詳しくは、本発明のリードフレ
ームは、２段エッチング加工によりインナーリードの先
端部の厚さが素材の厚さよりも薄肉に外形加工されたも
のであることより、即ち、図７、図８に示すようなエッ
チング加工方法により、インナーリードの先端部の厚さ
がードフレームの素材の厚さよりも薄肉に外形加工する
ことができ、インナーリードの狭ピッチ化に対応できる
ものとしている。そして、リードフレームが、インナー
リードと一体的に結合した外部回路と接続するための外
部端子部を、リードフレーム面に沿い二次元的に配列し
て設けていることより、Ｐ・ＰＧＡタイプの半導体装置
に対応できるものとしている。そして、インナーリード
全体をリードフレーム素材よりも薄肉にしていることに
より、インナーリード先端部の狭いピッチ化のみなら
ず、インナーリード部間の狭間隔化に対応できるものと
している。さらに、リードフレームの、インナーリード
先端部は、断面形状が略方形で第１面、第２面、第３
面、第４面の４面を有しており、かつ第１面はリードフ
レーム素材と同じ厚さの他の部分の一方の面と同一平面
上にあって第２面に向き合っており、第３面、第４面は
インナーリードの内側に向かって凹んだ形状に形成され
ていることより、インナーリード先端部のワイヤボンデ
イング幅に対し、強度的にも強いものとしている。また
リードフレームの外部端子部は、断面形状が略方形で４
面を有しており、１組の向かい合った２面はリードフレ
ーム素材面上にあり、他の１組の２面はそれぞれ外部端
子部側から外側に向かい凸状であることより、強度的に
も充分確保できるものとしている。又、本発明のＰ・Ｐ
ＧＡタイプの樹脂封止型半導体装置は、上記本発明のリ
ードフレームを用いたもので、上記のような構成にする
ことより、一層の多端子化に対応できるものとしてい
る。

【００１１】

【実施例】本発明のリードフレームの実施例を挙げ図に
基づいて説明する。先ず、本発明のリードフレームの実
施例１を説明する。図１（ａ）は本実施例１リードフレ
ーム示した概略平面図であり、図１（ｂ）は、図１
（ａ）の約１／４の部分の拡大図で、図１（ｃ）はイン
ナーリード先端の断面図で、図１（ｄ）は図１（ａ）の
Ａ１−Ａ２における断面の一部を示した断面図である。
尚、図１（ａ）は概略図で、全体を分かり易くするため
に図１（ｂ）に比べ、インナーリードの数、外部端子部
の数は少なくしてある。図中、１００はリードフレー
ム、１１０はインナーリード、１１０Ａはインナーリー
ド先端部、１２０は外部端子部、１２０Ａは孔部、１４
０はダムバー、１５０は吊りバー、１６０はフレーム
（枠部）、１７０は治具孔である。本実施例１のリード
フレームは、４２％ニッケル−鉄合金を素材とし、図８
に示すエッチング加工方法により作製されたＰＧＡタイ
プの半導体装置用のリードフレームであり、図１（ａ）
に示すように、インナーリード１１０に一体的に連結し
た外部端子部１２０をインナーリード形成面（リードフ
レーム面）に沿い二次元的配列しており、且つ、インナ
ーリード先端部１１０Ａ部だけでなくインナーリード全
体がリードフレーム素材の厚さよりも薄肉に形成されて
いる。外部端子部１２０はリードフレーム素材の厚さに
形成されている。インナーリード１１０の厚さｔは４０
μｍ、インナーリード部１１０以外の厚さｔ₀ は０．１
５ｍｍでリードフレーム素材の板厚のままである。ま
た、インナーリード先端部１１０Ａのピッチは０．１２
ｍｍと狭いピッチで、半導体装置の多端子化に対応でき
るものとしている。インナーリードの先端部１１０Ａ
は、図１（ｃ）に示すように、断面形状が略方形で４面
を有しており、第１面１１０Ａａはリードフレーム素材
面で図１（ｄ）に示す外部端子部１２０のリードフレー
ム素材面１２０ａと同一面上にある。第２面１１０Ａｂ
はエッチング面（腐蝕された面）であるが、略平坦状で
ワイヤボンデイィングし易い形状となっており、第３面
１１０Ａｃ、第４面１１０Ａｄはインナーリードの内側
へ向かい凹んだ形状をしており、第２面１１０Ａｂ（ワ
イヤボンディング面）を狭くしても強度的に強いものと
している。また、図１（ｄ）に示すように、インナーリ
ード部１１０の断面形状は、図１（ｃ）に示すインナー
リード先端部１１０Ａの断面形状と同じ形状である。外
部端子部１２０は、図１（ｄ）に示すように、断面形状
が略方形で４面を有しており、１組の向かい合った２面
１２０ａ、１２０ｂは外部端子１２０の内側から外側に
向かい凸状である。外部端子１２０は、インナーリード
１１０の先端の第２面１１０Ａｂと同じ側の面（１２０
ｂ）に孔部１２０Ａを設けているが、これは後述Ｐ・Ｐ
ＧＡを作製する際のピンを挿入するためのへこみ（孔）
である。尚、本実施例においては、外部端子１２０はダ
ムバー１４０に一体的に連結している。

【００１２】次いで、本発明のリードフレームの実施例
２を説明する。図２（ａ）は本実施例２のリードフレー
ム１００Ａ示した概略平面図であり、図２（ｂ）は、図
２（ａ）の約１／４の部分の拡大図で、図２（ｃ）
（イ）はインナーリード先端の断面図で、図２（ｃ）
（ロ）は図１（ａ）のＣ１−Ｃ２におけるインナーリー
ド１１０の断面を示した断面図である。図２（ｃ）
（ハ）は図１（ａ）のＣ１−Ｃ２における外部端子部１
２０の断面を示した断面図である。尚、図２（ａ）は概
略図で、全体を分かり易くするために図２（ｂ）に比
べ、インナーリードの数、外部端子部の数は少なくして
ある。本実施例２のリードフレームも、４２％ニッケル
−鉄合金を素材とし、図８に示すエッチング加工方法に
より作製されたＢＧＡタイプの半導体装置用のリードフ
レームであり、図２（ａ）に示すように、インナーリー
ド１１０に一体的に連結した外部端子部１２０をリード
フレーム面に沿い二次元的配列しているが、実施例１の
リードフレームとは異なり、インナーリード先端部１１
０Ａ部だけをリードフレーム素材の厚さよりも薄肉に形
成されている。図２（ｃ）（イ）に示すように、インナ
ーリード先端部１１０Ａの断面は、実施例１の場合とほ
ぼ同じである。図２（ｃ）（ロ）に示すように、実施例
１のリードフレームとは異なり、半導体素子と電極部
（パッド）とワイヤボンデイングにて接続するためボン
デイングエリアを含むインナーリード先端部１１０Ａ以
外のインナーリード１１０は外部端子部１２０と同じく
リードフレーム素材の厚さに形成されている。この為、
インナーリード先端部１１０Ａに比べ狭ピッチを得るこ
とができない。外部端子部１２０については、図２
（ｃ）（ハ）に示すように、断面は、実施例１のリード
フレームと同様に、リードフレーム素材の厚さに形成さ
れて、インナーリード先端１２０Ａの第２面１１０Ａｂ
と同じ側の面１２０ｂ側に孔部１２０Ａが形成されてい
る。尚、本実施例においても、外部端子１２０はダムバ
ー１４０に一体的に連結している。

【００１３】尚、実施例１及び実施例２のリードフレー
ムは、直接図１（ａ）や図２（ａ）に示す形状にエッチ
ング加工すると、作製時にインナーリード１１０にヨレ
が生じ易いため、図３（ａ）に示すように、インナーリ
ード先端部を連結部１１０Ｂにて固定した状態にエッチ
ング加工した。そして、インナーリード１１０部を補強
テープ１９０で固定した（図３（ｂ））後に、プレス等
にて、半導体装置作製の際には不要の連結部１１０Ｂを
除去して（図２（ａ））、形成した。尚、実施例２のリ
ードフレーム１００Ａのようにダイパッドを有する場合
には、インナーリードの先端を延ばしダイパッドに直接
連結した状態にエッチングにより外形加工した後、上記
と同様にしてインナーリード先端部をダイパッドから分
離させ、図２（ａ）に示す形状を得ても良い。

【００１４】実施例１のリードフレームのエッチング加
工方法を図７に基づいて説明する。図７は、図１に示す
実施例１のリードフレームのエッチング加工方法を説明
するための各工程断面図であり、図１（ｂ）のＡ１−Ａ
２部の断面部における製造工程図である。図７中、７１
０はリードフレーム素材、７２０Ａ、７２０Ｂはレジス
トパターン、７３０は第一の開口部、７４０は第二の開
口部、７５０は第一の凹部、７６０は第二の凹部、７７
０は平坦状面、７８０はエッチング抵抗層を示す。ま
た、、１１０はインナーリード、１２０は外部端子部で
ある。先ず、４２％ニッケル−鉄合金からなり、厚みが
０．１５ｍｍのリードフレーム素材７１０の両面に、重
クロム酸カリウムを感光剤とした水溶性カゼインレジス
トを塗布した後、所定のパターン版を用いて、所定形状
の第一の開口部７３０、第二の開口部７４０をもつレジ
ストパターン７２０Ａ、７２０Ｂを形成した。（図７
（ａ）） 第一の開口部７３０は、後のエッチング加工において外
部端子部の形状を形成するとともに、インナーリード形
成領域におけるリードフレーム素材７１０をこの開口部
からベタ状にリードフレーム素材よりも薄肉に腐蝕する
ためのもので、レジストの第二の開口部７４０は、イン
ナーリード部および外部端子部の形状を形成するための
ものである。次いで、液温５７°Ｃ、比重４８ボーメの
塩化第二鉄溶液を用いて、スプレー圧２．５ｋｇ／ｃｍ
² にて、レジストパターンが形成されたリードフレーム
素材７１０の両面をエッチングし、ベタ状（平坦状）に
腐蝕された第一の凹部７５０の深さｈがリードフレーム
部材の約２／３程度に達した時点でエッチングを止め
た。（図７（ｂ）） 上記第１回目のエッチングにおいては、リードフレーム
素材７１０の両面から同時にエッチングを行ったが、必
ずしも両面から同時にエッチングする必要はない。本実
施例のように、第１回目のエッチングにおいてリードフ
レーム素材７１０の両面から同時にエッチングする理由
は、両面からエッチングすることにより、後述する第２
回目のエッチング時間を短縮するためで、レジストパタ
ーン７２０Ｂ側からのみの片面エッチングの場合と比
べ、第１回目エッチングと第２回目エッチングのトータ
ル時間が短縮される。次いで、第一の開口部７３０側の
腐蝕された第一の凹部７５０にエッチング抵抗層７８０
としての耐エッチング性のあるホットメルト型ワックス
（ザ・インクテエック社製の酸ワックス、型番ＭＲ−Ｗ
Ｂ６）を、ダイコータを用いて、塗布し、ベタ状（平坦
状）に腐蝕された第一の凹部７５０に埋め込んだ。レジ
ストパターン７２０Ａ上も該エッチング抵抗層７８０に
塗布された状態とした。（図７（ｃ）） エッチング抵抗層７８０を、レジストパターン７２０Ａ
上全面に塗布する必要はないが、第一の凹部７５０を含
む一部にのみ塗布することは難しい為に、図７（ｃ）に
示すように、第一の凹部７５０とともに、第一の開口部
７３０側全面にエッチング抵抗層７８０を塗布した。本
実施例で使用したエッチング抵抗層７８０は、アルカリ
溶解型のワックスであるが、基本的にエッチング液に耐
性があり、エッチング時にある程度の柔軟性のあるもの
が、好ましく、特に、上記ワックスに限定されず、ＵＶ
硬化型のものでも良い。このようにエッチング抵抗層７
８０をインナーリード先端部の形状を形成するためのパ
ターンが形成された面側の腐蝕された第一の凹部７５０
に埋め込むことにより、後工程でのエッチング時に第一
の凹部７５０が腐蝕されて大きくならないようにしてい
るとともに、高精細なエッチング加工に対しての機械的
な強度補強をしており、スプレー圧を高く（２．５ｋｇ
／ｃｍ² 以上）とすることができ、これによりエッチン
グが深さ方向に進行し易くなる。この後、第２回目のエ
ッチングを行い、凹状に腐蝕された第二の凹部７６０形
成面側からリードフレーム素材７１０をエッチングし、
貫通させ、インナーリード１１０および外部端子部１２
０を形成した。（図７（ｄ）） 第１回目のエッチング加工にて作製された、エッチング
形成面８７０は平坦であるが、この面を挟む２面はイン
ナーリードの内側に凹んだ形状である。次いで、洗浄、
エッチング抵抗層７８０の除去、レジスト膜（レジスト
パターン７２０Ａ、７２０Ｂ）の除去を行い、インナー
リード１１０および外部端子部１２０が加工された図１
（ａ）に示すリードフレームを得た。エッチング抵抗層
７８０とレジスト膜（レジストパターン７２０Ａ、７２
０Ｂ）の除去は水酸化ナトリウム水溶液により溶解除去
した。

【００１５】上記図７に示すリードフレームのエッチン
グ加工方法は図１（ｂ）のＡ１−Ａ２部の断面部におけ
る製造工程図を示したものであるが、図１（ａ）に示す
インナーリード先端部１１０Ａの形成も、図７に示した
インナーリード１１０部の形成と同じようにして形成さ
れる。図７に示すエッチング加工方法によりインナーリ
ード全体をリードフレーム素材よりも薄肉に外形加工す
るにより、インナーリード先端においては狭ピッチ化を
可能とし、インナーリード先端以外の箇所においてもイ
ンナーリード間の狭間隔化を可能としている。特に、図
１（ｃ）に示すように、インナーリード先端の第１面１
１０Ａａを薄肉部以外のリードフレーム素材の厚さと同
じ厚さの他の部分と同一面に、第２面１１０Ａｂと対向
させて形成し、且つ、第３面１１０Ａｃ、第４面１１０
Ａｄをインナーリードの内側に向かって凹んだ形状にす
ることができる。

【００１６】図２に示す、実施例２のリードフレーム
は、図７に示すエッチング加工方法において、一部を変
えることによって作製することができる。即ち、インナ
ーリード先端部１１０Ａは図７に示すインナーリード部
１１０作成と同じく、リードフレーム素材７１０の厚さ
より薄肉化して形成し、インナーリード１１０の先端部
以外は、図７に示す外部端子部１２０の作成と同じく、
リードフレーム素材７１０と同じ厚さに形成することに
より、インナーリード先端部のみをリードフレーム素材
より薄肉に形成した実施例２のリードフレームをエッチ
ング加工にて作製できる。

【００１７】後述する実施例２の半導体装置のようにバ
ンプを用いて半導体素子をインナーリードの第２面１１
０ｂに搭載し、インナーリードと電気的に接続する場合
には、第２面１１０ｂをインナーリード側に凹んだ形状
に形成した方がバンプ接続の際の許容度が大きくなる
為、図８に示すエッチング加工方法が採られる。図８に
示すエッチング加工方法は、第１回目のエッチング工程
までは、図７に示す方法と同じであるが、エッチング抵
抗層７８０を第二の凹部７６０側に埋め込んだ後、第一
の凹部７５０側から第２回目のエッチングを行い、貫通
させる点で異なっている。図８に示すエッチング加工方
法によって得られたリードフレームのインナーリード先
端を含めインナーリードの断面形状は、図９（ｂ）に示
すように、第２面１１０ｂがインナーリードの内側に向
かって凹んだ形状になる。

【００１８】尚、上記図７、図８に示すエッチング加工
方法のように、エッチングを２段階にわけて行うエッチ
ング加工方法を、一般には２段エッチング加工方法と言
っており、微細加工に有利な加工方法である。図１に示
す実施例１のリードフレーム１１０や図２に示す実施例
２のリードフレームのエッチング加工方法においては、
２段エッチング加工方法と、パターン形状を工夫するこ
とにより部分的にリードフレーム素材を薄くしながら外
形加工をする方法とが伴行して採られており、リードフ
レーム素材を薄くした部分においては、特に、微細な加
工ができるようにしている。図７、図８に示す、上記の
方法においては、インナーリード先端部１１０の微細化
加工は、最終的に得られるインナーリード先端部の厚さ
ｔに左右されるもので、例えば、板厚ｔを５０μｍまで
薄くすると、図７（ｅ）に示す、平坦幅Ｗ１を１００μ
ｍとして、インナーリード先端部ピッチｐが０．１５ｍ
ｍまで微細加工可能となる。板厚ｔを３０μｍ程度まで
薄くし、平坦幅Ｗ１を７０μｍ程度とすると、インナー
リード先端部ピッチｐが０．１２ｍｍ程度まで微細加工
ができるが、板厚ｔ、平坦幅Ｗ１のとり方次第ではイン
ナーリード先端部ピッチｐは更に狭いピッチまで作製が
可能となる。

【００１９】次いで、本発明のＰＧＡタイプの樹脂封止
型半導体装置の実施例を挙げ、図を用いて説明する。先
ず、本発明のＰＧＡタイプの樹脂封止型半導体装置の実
施例１を挙げる。図４（ａ）は、実施例１の樹脂封止型
半導体装置の断面図で、図４（ｂ）、図４（ｃ）は、そ
れぞれ、インナーリード先端部および外部端子部の半導
体装置の厚み方向の断面図である。図４中、２００は半
導体装置、２１０は半導体素子、２１１は電極部（パッ
ド）、２２０はワイヤ、２４０は封止用樹脂、２５０は
補強用テープ、２６０は絶縁性接着材、２７０はピン
（端子）、２７０Ａは半田である。本実施例１の半導体
装置は、上記実施例１のリードフレームを用いたＰＧＡ
タイプの樹脂封止型半導体装置であって、リードフレー
ムの外部端子部１２０の表面に半田からなる外部回路と
接続するための端子部２７０を半導体装置の一面に二次
元的に配列して設けている。本実施例１においては、半
導体素子２１０は、電極部（パッド）２１１側の面に
て、インナーリード１１０間に電極部２１１が収まるよ
うにして、インナーリード１１０の第１面１１０ａ側に
絶縁性接着材２６０を介して固定されており、電極部
（パッド）２１１はワイヤ２２０にてインナーリード１
１０の第２面側１１０ｂと結線されて電気的に接続され
ている。図４（ｃ）に示すように、外部端子部１２０の
外部側の孔部１２０Ａには、ピン（端子）２７０がその
一部を外部に突出するようにして挿入され、半田２７０
Ａにより外部端子部１２０に固定されている。本実施例
１の半導体装置は、半導体素子のサイズとほぼ同じ大き
さに封止用樹脂２４０にて樹脂封止されており、ＣＳＰ
（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）とも言える。
また、ワイヤ２２０にて結線するインナーリード１１０
の先端部がリードフレーム素材より薄肉に形成されてい
ることより、半導体装置の薄型化にも対応できるもので
ある。

【００２０】本実施例１の半導体装置に用いられたリー
ドフレームのインナーリード部１１０先端の断面形状
は、図９（イ）（ａ）に示すようになっており、エッチ
ング平坦面（第２面）１１０Ａｂ側の幅Ｗ１はほぼ平坦
で反対側の面１１０Ａａ（第１面）の幅Ｗ２より若干大
きくくなっており、Ｗ１、Ｗ２（約１００μｍ）ともこ
の部分の板厚さ方向中部の幅Ｗよりも大きくなってい
る。このようにインリーリード先端部の両面は広くなっ
た断面形状であり、且つ、第３面１１０Ａｃ、第４面１
１０Ａｃがインナーリード側に凹んだ形状であるため、
第１面１１０Ａａ、第２面１１０Ａｂのどちらの面を用
いても半導体素子（図示せず）とインナーリード先端部
１１０Ａとワイヤによる結線（ボンデイング）が安定し
てし易すものとなっているが、本実施例１の半導体装置
の場合はエッチング面側（図９（ロ）（ａ））をボンデ
イング面としている。図中、１１０Ａｂはエッチング加
工による平坦面（第２面）、１１０Ａａはリードフレー
ム素材面（第１面）、１２０Ａはワイヤ、１２１Ａはめ
っき部である。尚、エッチング平坦状面１１０Ａｂ（第
２面）がアラビの無い面であるため、図９（ロ）の
（ａ）の場合は、特に結線（ボンデイング）適性が優れ
る。図９（ハ）は図１３に示す加工方法にて作製された
リードフレームのインナーリード先端部９１０Ｂと半導
体素子（図示せず）との結線（ボンデイング）を示すも
のであるが、この場合もインナーリード先端部９１０Ｂ
の両面は平坦ではあるが、この部分の板厚方向の幅に比
べ大きくとれない。また両面ともリードフレーム素材面
である為、結線（ボンデイング）適性は本実施例のエッ
チング平坦面より劣る。図９（ニ）はプレス（コイニン
グ）によりインナーリード先端部を薄肉化した後にエッ
チング加工によりインナーリード先端部９１０Ｃ、９１
０Ｄを加工したものの、半導体素子（図示せず）との結
線（ボンデイング）を示したものであるが、この場合は
プレス面側が図に示すように平坦になっていないため、
どちらの面を用いて結線（ボンデイング）しても、図９
（ニ）の（ａ）、（ｂ）に示すように結線（ボンデイン
グ）の際に安定性が悪く品質的にも問題となる場合が多
い。尚、９１０Ａｂはコイニング面、９１０Ａａはリー
ドフレーム素材面である

【００２１】次いで、実施例１のＰＧＡタイプの樹脂封
止型半導体装置の変形例を図５に示す。変形例の半導体
装置は、図１に示す実施例１の半導体装置において、ダ
イパッドのあるリードフレームを用いたもので、半導体
装置２１０は、電極２１１のある面をインナーリード１
２０の第１面１１０Ａａに絶縁性接着材２６０によって
固定されているとともに、ダイパッド１３５に導電性接
着材２６０Ａを介して固定されている。このように導電
性接着材２６０Ａを用いると、素子で発生する熱をダイ
パッド１３５を介してダイパッド１３５と接続した外部
端子部１２０から外部回路へ放散させることができる。
また、ダイパッド１３５を外部端子部１２０を介してグ
ランドラインに接続すると半導体素子２１０がノイズに
強いものとなる。

【００２２】次に、本発明のＰＧＡタイプの樹脂封止型
半導体装置の実施例２を挙げる。図６（ａ）は、実施例
２の樹脂封止型半導体装置の断面図で、図６（ｂ）、図
６（ｃ）は、それぞれインナーリード先端部および外部
端子部の、半導体装置の厚み方向の断面図である。図６
中、２００は半導体装置、２１０は半導体素子、２１２
はバンプ、２４０は封止用樹脂、２５０は補強用テー
プ、２７０は（ピン）端子、２７０Ａは半田である。本
実施例２の半導体装置は、４２合金（４２％ニッケル−
鉄合金）からなる０．１５ｍｍ厚のリードフレーム素材
を図８に示すエッチング加工方法により、図１（ａ）、
図１（ｂ）に示す上記実施例１と同じ外観で、インナー
リード全体をリードフレームの素材より薄肉に形成した
リードフレームを用いたＢＧＡタイプの樹脂封止型半導
体装置であって、リードフレームの外部端子部１２０の
外部表面の孔部１２０Ａに半田によりピン（端子）を固
定している。尚、この外部回路と接続するためのピン
（端子）２７０は半導体装置の一面に二次元的に配列し
て設けられている。本実施例２においては、半導体素子
２１０は、バンプ２１２を介してインナーリード１１０
の先端で第２面１１０ｂと電気的に接続している。

【００２３】本実施例２の半導体装置に用いられたリー
ドフレームのインナーリード部１１０の先端のの断面形
状は、図９（イ）（ｂ）に示すようになっており、エッ
チング平坦面１１０Ａｂ側の幅Ｗ１Ａはほぼ平坦で反対
側の面の幅Ｗ２Ａより若干大きくくなっており、Ｗ１
Ａ、Ｗ２Ａ（約１００μｍ）ともこの部分の板厚さ方向
中部の幅ＷＡよりも大きくなっている。図９（イ）
（ｂ）に示すようにインリーリード先端部の両面は広く
なった断面形状であり、第１面１１０Ａａが平坦状で、
第２面１１０Ａｂがインナーリード側に凹んだ形状をし
ており、且つ第３面１１０Ａｃ、１１０Ａｄもインナー
リード側に凹んだ形状をしている為、第２面１１０Ａｂ
にて安定してバンプによる接続をし易いものとしてい
る。

【００２４】尚、本実施例２の半導体装置においては、
図８に示すエッチング加工方法により作製されたリード
フレームで、インナーリード全体がリードフレーム素材
よりも薄肉に形成されたものを用いており、図６（ｂ）
に示すように、インナーリード先端部を含めインナーリ
ード１１０の第２面１１０Ａｂがインナーリード先端側
に凹んだ形状で、バンプ接続の許容を大きくしている。

【００２５】

【発明の効果】本発明のリードフレームは、上記のよう
に、少なくともインナーリード先端部をリードフレーム
素材の板厚より薄肉に２段エッチング加工により作製さ
れたもので、外部回路と電気的に接続するたためのピン
（端子）をリードフレーム面に沿い二次元的に配列して
いることにより、従来の図１１（ａ）に示すような、イ
ンナーリードの先端部をリードフレーム素材の厚さのま
まに外形加工したリードフレームを用いた場合のＰＧＡ
イプの半導体装置に比べ、一層の多端子化が可能なＰＧ
Ａタイプの樹脂封止型半導体装置の提供を可能とするも
のである。また、本発明のＰＧＡタイプの樹脂封止型半
導体装置は、上記のように、本発明のリードフレームを
用いたもので、一層の多端子化と薄型化ができる、リー
ドフレームを用いたＰＧＡイプの半導体装置の提供を可
能とするものである。言うまでもなく、従来の図１１
（ｂ）に示すようなリードフレームを用い、プリント基
板を用いた場合に比べ、熱放散性を向上させ、吸湿性を
低く抑え、反りを少なくしコプラナリティを向上させて
いる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明リードフレームの実施例１の概略図

【図２】本発明リードフレームの実施例２の概略図

【図３】本発明リードフレームを説明するための図

【図４】本発明のＰＧＡタイプ半導体装置の実施例１の
断面図

【図５】本発明のＰＧＡタイプ半導体装置の実施例１の
変形例の断面図

【図６】本発明のＰＧＡタイプ半導体装置の実施例２の
断面図

【図７】本発明のリードフレームの製造方法を説明する
ための工程図

【図８】本発明のリードフレームの製造方法を説明する
ための工程図

【図９】本発明のリードフレームの半導体素子との接続
性を説明するための図

【図１０】従来のリードフレームの製造方法を説明する
ための工程図

【図１１】単層リードフレームとそれを用いた半導体装
置の図

【符号の説明】

１００、１００Ａ リードフレーム １１０ インナーリード １１０Ａ インナーリード先端部 １１０Ａａ （インナーリード先端部
の）第１面 １１０Ａｂ （インナーリード先端部
の）第２面 １１０Ａｃ （インナーリード先端部
の）第３面 １１０Ａｄ （インナーリード先端部
の）第４面 １２０ 外部端子部 １２０Ａ 孔部 １２０ａ （外部端子部の）第１面 １２０ｂ （外部端子部の）第２面 １４０ ダムバー １５０ 吊りバー １６０ フレーム（枠部） １７０ 治具孔 ２００ 半導体装置 ２１０ 半導体素子 ２１１ 電極部（パッド） ２２０ ワイヤ ２４０ 封止用樹脂 ２５０ 補強用テープ ２６０ 絶縁性接着材 ２６０Ａ 導電性接着材 ２７０ ピン（端子） ２７０Ａ 半田 ７１０ リードフレーム素材 ７２０Ａ、７２０Ｂ レジストパターン ７３０ 第一の開口部 ７４０ 第二の開口部 ７５０ 第一の凹部 ７６０ 第二の凹部 ７７０ 平坦状面 ７８０ エッチング抵抗層 ９１０Ｂ、９１０Ｃ、９１０Ｄ インナーリード先端部 ９２０Ａ、９２０Ｂ、９２０Ｃ ワイヤ ９２１Ａ、９２１Ｂ、９２１Ｃ めっき部 ９１０Ａａ リードフレーム素材面 ９１０Ａｂ コイニング面 １０１０ リードフレーム素材 １０２０ フオトレジスト １０３０ レジストパターン １０４０ インナーリード １１００ 半導体装置 １１１０ （単層）ードフレーム １１１１ ダイパッド １１１２ インナーリード １１１２Ａ インナーリード先端部 １１１３ アウターリード １１１４ ダムバー １１１５ フレーム（枠）部 １１２０ 半導体素子 １１２１ 電極部（パッド） １１３０ ワイヤ １１４０ 封止樹脂

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−52050（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−190370（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−164055（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−92076（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 23/50

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２段エッチング加工によりインナーリー
   ドの先端部の厚さがリードフレーム素材の厚さよりも薄
   肉に外形加工された、リードフレームであって、少なく
   とも、インナーリードと、該インナーリードと一体的に
   連結し、インナーリード形成面に沿い二次元的に配列さ
   れた外部回路と電気的接続を行うための外部端子部とを
   備えており、該インナーリードの先端部は、断面形状が
   略方形で第１面、第２面、第３面、第４面の４面を有し
   ており、かつ第１面はリードフレーム素材と同じ厚さの
   他の部分の一方の面と同一平面上にあって第２面に向か
   い合っており、第３面、第４面はインナーリードの内側
   に向かい凹んだ形状に形成されており、外部端子部は、
   断面形状が略方形で４面を有しており、１組の向かい合
   った２面はリードフレーム素材面上にあり、一方の面を
   インナーリードの第２面より外側に突出させており、他
   の１組の２面はそれぞれ外部端子部側から外側に向かい
   凸状であり、且つ、前記外部端子部の、インナーリード
   の第２面より外側へ突出された面側に孔部を設けている
   ことを特徴とするリードフレーム。
2. 【請求項２】 請求項１における、二次元的に配列され
   た外部回路と電気的接続を行うための外部端子部が、略
   格子状または略千鳥状に形成されていることを特徴とす
   るリードフレーム。
3. 【請求項３】 請求項１ないし２において、インナーリ
   ード部全体が素材の厚さよりも薄肉に外形加工されてい
   ることを特徴とするリードフレーム。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３記載のリードフレーム
   を用いた樹脂封止型半導体装置であって、リードフレー
   ムの外部端子部の表面の孔部に端子ピンを先端がリード
   フレームの外部端子部から突出するように半田等により
   固定して、外部回路と接続するための端子部を形成して
   いることを特徴とするＰＧＡタイプの樹脂封止型半導体
   装置。
5. 【請求項５】 請求項４において、半導体素子は、電極
   部（パッド）側の面において、インナーリードの第１面
   側に絶縁性接着材を介して固定されており、電極部（パ
   ッド）はワイヤにてインナーリードの第２面側と電気的
   に接続されていることを特徴とするＰＧＡタイプの樹脂
   封止型半導体装置。
6. 【請求項６】 請求項４ないし５において、リードフレ
   ームはダイパッドを有するもので、半導体素子は該ダイ
   パッド上に導電性の接着材を用いて固定されていること
   を特徴とするＰＧＡタイプの樹脂封止型半導体装置。
7. 【請求項７】 請求項４において、半導体素子は、バン
   プを介してインナーリードの該第２面と電気的に接続し
   ていることを特徴とするＰＧＡタイプの樹脂封止型半導
   体装置。
8. 【請求項８】 請求項４記載におけるリードフレームの
   インナーリード先端の第２面がインナーリード側に凹ん
   だ形状であることを特徴とするＰＧＡタイプの樹脂封止
   型半導体装置。