JP3583403B2 - Loc用リードフレーム及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、LOC用リードフレーム及びその製造方法に係り、詳しくは、インナーリードの間隔を正確に保持しつつ、樹脂封入時の樹脂割れが少ない半導体チップ固定用の両面テープが貼着されたLOC用リードフレーム及び、その製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば16M以上のDRAM等の半導体素子のように決まったサイズ、形状のパッケージに大きな高集積チップを搭載することを樹脂封止形の半導体装置(プラスチックリードフレームパッケージ)に要求されることがある。そのため、多数のインナーリードを半導体チップ上に配置し、半導体チップ中央でチップの電極とインナーリードとをワイヤーボンディングするLOC(Lead on Chip)構造のリードフレームが使用されるようになった。このLOC構造のリードフレームでは、インナーリード先端にチップを固定するために、インナーリードの先端部に半導体チップ固定用の両面テープを予め貼り付けたLOC用リードフレームが生産されている。
【0003】
このようなLOC用のリードフレームを生産するには、先ずプレス抜き若しくはエッチング等でリードフレームパターンを形成する。このうちプレス抜きによる成形は量産性やコスト面において有利であるので主流の生産方法である。しかしながら、プレス抜きの場合は打ち抜き時の応力によりインナーリード間の間隔が狂いやすい。そのため、最初の打ち抜き時に生産されるリードフレームパターンでは、図13に示すリードフレーム401のようにインナーリード402の先端の接続部402aが繋がった状態で成形されることが好ましい。その後、必要に応じて残存する応力を除去するためにアニール処理を行い、ワイヤーボンディングのためにインナーリード402にメッキ処理を行う。そして図14に示すようにインナーリード402の先端部をカットして所定の最終形状にする。先端部をカット後、図15に示すようなチップ固定用の両面テープ405が貼着される。この半導体チップ固定用の両面テープ405は、例えば伸縮が小さく機械的強度の高いポリイミドなどを基材として両面に粘着層が積層されえたもので、インナーリード402の移動を防止する機能も兼ね備えている。この両面テープ405により半導体チップが固定されるとともに、インナーリード402の間隔が保持される。そして、半導体チップとインナーリード402間にワイヤーボンディングがなされ、半導体チップを搭載したLOC用リードフレームは、例えばエポキシ樹脂などにより樹脂封入されて半導体パッケージ製品とされる(図1参照)。ところが図16(a)に示すようにインナーリード402と半導体チップ406の間に間隙があると、ここに気泡が付着し易い。樹脂封入時に内部に気泡が混入すると、樹脂割れの原因となって歩留まりが低下する。そこで、図16(b)に示すように従来のLOC用リードフレームでは、インナーリード402の先端部と両面テープ405の間に気泡が発生しないように、インナーリード402の先端が切り揃えられる。その後にインナーリード402の先端部から、図16(b)に示すようにさらにDだけ突出されるように半導体チップ406の固定用の両面テープ405が図15に示すように貼着されていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、インナーリード402の先端に微細な位置決めをしながら両面テープ405を正確に貼り付けることは困難を伴い、極めて煩雑な作業となるという問題があった。
【0005】
また、LOC用リードフレームでは高度に集積された半導体チップを搭載するため微細なピッチで多数のインナーリードを備える。このためインナーリードの間隔が極めて狭く、インナーリードの先端をカットした後であって両面テープにより位置が固定されない両面テープ貼着前や、あるいは両面テープを貼り付ける工程においてインナーリード先端を不用意に移動させてしまうことがある。そうすると、インナーリード先端の移動に起因するインナーリード間のショートやワイヤボンディングの不良が生じるという問題があった。
【0006】
一方、両面テープ貼着前や貼着時の移動に備えインナーリード先端間の間隔をあまり広くすると、必要とするインナーリード自体の幅を確保できないという問題がある。また、両面テープを貼着するときの沈み込みが大きくなって緩みが生じ、両面テープ貼着後でも両面テープによってインナーリードの位置が固定できず、インナーリード先端間の間隔を変動させる要因になってしまうという問題があった。
【0007】
上記課題を解決するため、本発明は、インナーリードの間隔を正確に保持しつつ、それでいて樹脂封入時の気泡の混入に起因する樹脂割れを防止できるLOC用リードフレーム及び、これを簡易に製造することができるLOC用リードフレームの製造方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1に記載のLOC用リードフレームの製造方法では、外形を形成する外形形成工程と、チップ固定用の両面テープをインナーリード先端に貼着する両面テープ貼着工程とを含む、LOC用リードフレームの製造方法において、当該LOC用リードフレームは、前記インナーリードの両面テープが貼着される部分において、リード幅形状を広く形成したことにより当該インナーリードにおける他の部分に比較して、隣接する他のインナーリードとの間隔が小さくなるように狭間隔部が形成されており、前記両面テープ貼着工程後に、インナーリード先端と、ここに貼着された前記両面テープとを同時にカットしてインナーリードを所定形状に形成するカット工程を含むことを要旨とする。
【0009】
請求項2に記載のLOC用リードフレームの製造方法では、請求項1に記載のLOC用リードフレームの製造方法において、前記外形形成工程は、インナーリード先端部を接続した状態でリードフレームの外形を形成し、前記カット工程は、前記接続されたインナーリード先端部とともに、前記両面テープをカットすることを要旨とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)
以下、本発明のLOC用リードフレーム及びその製造方法を具体化した一実施形態を図1〜図7に従って説明する。なお、本願において「LOC(Lead on Chip)」とは、多数のインナーリード上に半導体チップを配置し、このチップを両面テープで固定するとともにチップ中央でチップの電極とインナーリードとをワイヤーボンディングするタイプの構造をいい、このLOC構造の半導体パッケージを形成するためのリードフレームを「LOC用リードフレーム」という。なお、チップ中央近傍でチップの電極とインナーリードとをワイヤーボンディングするものであっても、ダイパッド用のフレーム(アイランド)を備えたものは含まないものとする。
【0015】
図1は、リードフレーム1を用いた半導体パッケージ4を示す模式図である。半導体パッケージ4は、リードフレーム1が設けられる。リードフレーム1の中央部にはインナーリード2が設けられ、ここに両面テープ5により半導体チップ6が固定される。半導体チップ6の中央部に電極部(ボンディングパッド)が設けられ、インナーリード2とAu、Alのワイヤー7(細線)で結線される。そして、半導体チップ6とワイヤー7の部分は、樹脂8により封入される。リードフレーム1のアウターリード3は、外部に露出され、結線に用いられる。
【0016】
図2は、本実施の形態のLOC用のリードフレーム1を示す図である。リードフレーム1は、全体としてはLOC用のものとしては周知の構成で、中央部にインナーリード2が形成される。インナーリード2は、多数の平行な線状の部分から構成され、それぞれのインナーリード2はフレーム外周に設けられたアウターリード3に接続されている。
【0017】
ここで、図3は、半導体パッケージ4の生産工程を示すフローチャートである。以下このフローチャートに沿って、リードフレーム1と、これを用いた半導体パッケージの生産工程について説明する。
【0018】
外形形成工程(S1)は、精密プレスによりリードフレーム1の外形を形成する工程である。リードフレーム1は、0.1〜0.2mm厚の42Ni−Fe合金(Ni42%、Co0.5%、Mn0.8%、Fe56.7%)からなる条材からプレス抜きして外形が形成される。プレス加工は、精密金型を用い、順送り金型により多数の工程に分けて行われる。なお、条材は銅合金(Cr0.27%、Sn0.25%、Zn0.1%、他Cu)などによってもよい。また、打ち抜き加工に加え、適宜曲げ加工、リード先端部のコイニング等を行ってもよい。
【0019】
なお、リードフレーム1は、プレス加工によらずにエッチングにより加工することも可能である。この場合は、(1)素材のコイルの巻出しから、(2)脱脂洗浄、(3)フォトレジストのコーティング・乾燥、(4)露光、(5)現像、(6)スプレーエッチング、(7)レジスト剥離、(8)洗浄・乾燥の各工程によりリードフレーム1の外形を形成する。
【0020】
図4は、図2に示すリードフレーム1のインナーリード先端部近傍であるA−B部分の拡大図である。プレス加工による外形形成工程(S1)が終了したリードフレーム1は、インナーリード2の先端が接続部2aにより接続された状態で外形が形成される。このため、インナーリード2間の間隔は精密プレス加工後の正確な間隔が維持されている。
【0021】
次に、アニール工程(S2)において、アニリング(annealing)を行う。アニリングは、所定時間の加熱により外形形成工程(S1)における残留応力の除去が行われる。なお、本実施形態では、外形形成工程(S1)後に打ち抜かれたリードフレーム1においてインナーリード2の先端に接続部2aを備えている。そして、その後両面テープ5で固定してから先端部2bをカットしているため、必ずしもアニール工程(S2)は必要ではない。また、加工する素材や加工方法によっても異なるため、アニール工程(S2)を省略することもできる。
【0022】
アニール工程(S2)に続き、めっき工程(S3)が行われる。めっき工程(S3)では、インナーリード2にワイヤーボンディングに必要なめっきが施される。めっきは銀めっき、パラジウムめっきなどによる。
【0023】
次に、両面テープ貼着工程(S4)が行われる。ここで、図5は、両面テープ貼着工程(S4)により両面テープ5が貼着された後のインナーリード2を示す図である。両面テープ5は、インナーリード2先端のカットラインC−Cを覆うように加熱圧着される。
【0024】
ここで、図6は、両面テープ5の構造を示す模式図である。LOC用の両面テープ5は、3層積層された構造に構成される。中央の層には、ポリイミドテープ5bが配置され、絶縁性と機械的強度を確保する。その上下の層は、熱可塑性接着剤からなる感熱性の接着層5a、5cが配置される。両面テープ貼着工程(S4)でインナーリード2に貼着される。なお、片面若しくは両面を他の接着剤、例えば熱硬化性接着剤などを用いてもよい。
【0025】
両面テープ貼着工程(S4)後には、カット工程(S5)が行われる。カット工程(S5)は、図5に示す両面テープ5が貼着されたインナーリード2の先端が、両面テープ5とともにカットラインC−Cからダイとパンチによりプレス機で打ち抜かれる。
【0026】
このように本実施の形態では、両面テープ貼着工程(S4)後に、インナーリード2先端と、ここに貼着された両面テープ5を同時にカットしてインナーリード2を最終の所定形状に形成するカット工程(S5)により、インナーリード2の先端と両面テープ5の端部を揃えて切断するため、図7に示すようにインナーリード2先端部と貼着された両面テープ5の端部が略同一平面線上に位置するように両面テープ5が配置される。
【0027】
カット工程(S5)続き、先端をカットされたインナーリード2上の両面テープ5より、半導体チップ6(図1参照)をマウントするマウンティング工程(S6)が行われる。マウンティング工程(S6)では、両面テープ5によりインナーリード2の先端に半導体チップ6が固定される。
【0028】
続いて、半導体チップ6の中央で半導体チップ6のAl電極とインナーリード2とをワイヤーで連結するワイヤーボンディング工程(S7)が行われる。ここでは、チップ上の電極部(ボンディングパッド)とリードフレームを25〜20μm径のAu、Alの細線で結線する工程で、超音波を併用しながら熱圧着する。
【0029】
次に、樹脂封入工程(S8)に移行する。樹脂封入工程(S8)では、ワイヤーボンディング工程(S7)で配線が完了したリードフレーム1を加熱した図示しないモールド金型にセットする。そして上金型で閉じてキャビティー内に熱硬化性エポキシ樹脂をポット部からプランジャーで押し込むトランスファモールド方式で半導体チップ6、ボンディング用ワイヤ7を樹脂で封入する。この工程では、アウターリード3は、外部に露出させている。
【0030】
そして、所定時間エージングを行った後、仕上げ工程であるトリム・フォーム工程(S9)を行う。ここでは、アウターリード3のめっき、リードフレーム1の切断・分離・成形により半導体パッケージ製品として完成させる。
【0031】
本実施形態のリードフレーム1及びその製造方法によれば、以下のような特徴をもつ。両面テープ貼着工程(S4)後に、インナーリード2先端と、ここに貼着された両面テープ5を同時にカットしてインナーリード2を所定形状に形成するカット工程(S5)を行う。そのため、予めインナーリード2に両面テープ5を貼着しておくことでインナーリード2の位置が固定され不用意な移動が防止されインナーリードの位置精度を高く維持できる。また、インナーリード2先端と両面テープ5を同時にカットすることで、インナーリード2の先端の位置の精度を低下させることなく、所定形状とすることができるという効果がある。
【0032】
また、インナーリード2と両面テープ5の先端の位置を揃えることで、樹脂封入時に樹脂割れの原因となる気泡の付着を防止することができるという効果がある。
さらに、インナーリード2の先端に微細な位置決めをしながら両面テープ5を正確に貼り付ける必要も無く、両面テープ貼着工程(S4)を簡易に行うことができるという効果がある。
【0033】
なお、外形形成工程(S1)でインナーリード2の先端部を接続部2aにより接続した状態で形成することで、さらにインナーリード2先端の位置の精度を向上でき、高い精度のまま両面テープ5で位置を固定するため、最終的な製品段階でインナーリード2の先端の位置精度を高いものとすることができるという効果がある。
【0034】
(第2の実施形態)
以下、本発明のリードフレーム及びその製造方法を具体化した第2の実施形態を図8〜図9に従って説明する。なお、第2の実施形態は、第1の実施形態のインナーリード2の先端部のリード幅形状を変更した構成であること以外、他の構成は同一であるため同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。
【0035】
ここで、図8、図9は、本実施の形態のインナーリード102を示す図である。図8に示すように、インナーリード102の先端部102bは、外形形成工程(S1)において両面テープ5が貼着される接続部102aからカットラインC−C近傍では、その幅が広く形成されている。つまりインナーリード102間の間隔G2が基部の間隔G1より小さくなるように狭間隔部G2を形成した。そして、図9に示すようにカット工程(S5)においてカットラインC−Cでインナーリード102の先端部を両面テープ5と揃えてカットされる。
【0036】
ここで図10(a)は、第1の実施形態のインナーリード2を先端側から見た図である。また、図10(b)は、第2の実施形態のインナーリード102を先端側から見た図である。図10(b)のように第2の実施形態では、両面テープ5をインナーリード102とともにカットするカット工程(S5)においては、プレス機のパンチにより上方から大きな力がかかる。この場合、両面テープ5は比較的柔らかいため、下方にインナーリード2若しくは102のような支えがないと、カット時に下方に引き摺られて湾曲を生じてしまう。この場合、インナーリード2の先端の間隔G1がより広い第1の実施形態よりも、インナーリード102の先端の間隔G2がより狭い第2の実施形態の方が両面テープ5の下方への変形が少ない。そのため、第1の実施形態インナーリード2と第2の実施形態のインナーリード102の水平方向への移動は、第1の実施形態インナーリード2の方が大きく許容される。従って、第1の実施形態インナーリード2と第2の実施形態のインナーリード102とでは、第2の実施形態のインナーリード102の方が水平方向において高い位置精度を保つことができる。
【0037】
なお、インナーリード102のリード幅形状は、先端がT字状に形成されているが、図11に示すインナーリード202のように、一方にのみ幅広の部分を設けた202bのような形状であっても同様の効果を奏することができる。また、図示を省略するが、インナーリードが曲面で構成されていてもよい。つまり、両面テープ5を貼着したインナーリードの先端をカットするときに、両面テープ5が下方に引き摺られて下がらないようにインナーリード間が狭くなるように構成されていればよく、インナーリード先端部のみならず、全体が幅広に構成されているようなものであってもよい。
【0038】
(別例)なお、上述の実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 上記実施の形態ではインナーリード2,102の先端に、接続部2a(図4参照)、102a(図8参照)202a(図11参照)を備え、カット工程(S5)までは、接続して精度を高めているが、接続部2a、102a、202aは必ずしも必須の構成ではない。特に、エッチングによる外形形成の場合は、残留応力による変形が少ないため、接続部が無くても高い精度を維持できるため、図12に示すインナーリード302のような接続していない構成であっても実施できる。
【0040】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明のLOC用リードフレームでは、インナーリードの間隔を正確に保持しつつ、それでいて樹脂封入時の気泡の混入に起因する樹脂割れを防止できるという効果がある。また、本発明のLOC用リードフレームの製造方法によればこれを簡易に製造することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】リードフレーム1を用いた半導体パッケージ4を示す模式図。
【図2】第1の実施形態のLOC用のリードフレーム1を示す図。
【図3】半導体パッケージ4の生産工程を示すフローチャート。
【図4】外形形成工程(S1)後の図2に示すリードフレーム1のインナーリード先端部近傍であるA−B部分の拡大図。
【図5】両面テープ貼着工程(S4)により両面テープ5が貼着された後のインナーリード2を示す図。
【図6】両面テープ5の構造を示す模式図。
【図7】カット工程(S5)によりカットされたインナーリード2を示す図。
【図8】両面テープ貼着工程(S4)後の第2の実施の形態のインナーリード102を示す図。
【図9】カット工程(S5)後の第2の実施の形態のインナーリード102を示す図。
【図10】
(a)第1の実施形態のインナーリード2を先端側から見た図。
(b)第2の実施形態のインナーリード102を先端側から見た図。
【図11】インナーリード202を示す図。
【図12】インナーリード302を示す図。
【図13】外形形成工程後の従来のインナーリード402を示す図。
【図14】先端をカットした従来のインナーリード402を示す図。
【図15】両面テープを貼着した従来のインナーリード402を示す図。
【図16】従来のLOC用リードフレームを示す図。
【符号の説明】
102…インナーリード
102a…接続部
102b…先端部
5…両面テープ
Claims (2)
- 外形を形成する外形形成工程と、
チップ固定用の両面テープをインナーリード先端部に貼着する両面テープ貼着工程とを含む、LOC用リードフレームの製造方法において、
当該LOC用リードフレームは、前記インナーリードの両面テープが貼着される部分において、リード幅形状を広く形成したことにより当該インナーリードにおける他の部分に比較して、隣接する他のインナーリードとの間隔が小さくなるように狭間隔部が形成されており、
前記両面テープ貼着工程後に、インナーリード先端部と、ここに貼着された前記両面テープとを同時にカットしてインナーリードを所定形状に形成するカット工程を含むことを特徴とするLOC用リードフレームの製造方法。 - 前記外形形成工程は、インナーリード先端部を接続した状態でリードフレームの外形を形成し、
前記カット工程は、前記接続されたインナーリード先端部とともに、前記両面テープをカットすることを特徴とする請求項1に記載のLOC用リードフレームの製造方法。
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