JPH0236557A - Lead frame and semiconductor device using same - Google Patents

Lead frame and semiconductor device using same

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JPH0236557A
JPH0236557A JP18564388A JP18564388A JPH0236557A JP H0236557 A JPH0236557 A JP H0236557A JP 18564388 A JP18564388 A JP 18564388A JP 18564388 A JP18564388 A JP 18564388A JP H0236557 A JPH0236557 A JP H0236557A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tab
hole
resin
lead frame
rectangular
Prior art date
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Pending
Application number
JP18564388A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masakazu Sakano
正和 坂野
Toshihiro Yasuhara
安原 敏浩
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Hitachi Ltd
Renesas Semiconductor Package and Test Solutions Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Hokkai Semiconductor Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Hokkai Semiconductor Ltd, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Hokkai Semiconductor Ltd
Priority to JP18564388A priority Critical patent/JPH0236557A/en
Publication of JPH0236557A publication Critical patent/JPH0236557A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent the deformation of a tab and the local variability of a plate thickness, to improve the adhesive force of the tab with a resin and to make possible the improvement of the reflow crack resistance of a resin-sealed semiconductor device by a method wherein a step is provided along the peripheral edge part of a through-hole, which is formed in part of the tab to mount a semiconductor chip on it, and notch grooves are formed in part of the step. CONSTITUTION:A lead frame 1 is constituted of a rectangular tab 3, on which a chip 2 is mounted, a rectangular dam 4 surrounding the tab 3, tab suspension leads 5 to couple the tab 3 with the dam 4 at both end parts of the tab 3, a plurality of leads 6 arranged radially on the periphery of the tab 3 and a rectangular frame consisting of outer and inner frame parts 7 and 8 surrounding these leads 6. A nearly rectangular through-hole 11 is formed in the central part of the tab 3 and notch grooves 12 are each formed at the 4 corners of the hole 11. Moreover, such a step 13 as the opening area of the surface (die pad) of the tab 3 becomes wider than that of the rear of the tab 3 is provided along the peripheral edge part of the hole 11 in the hole 11.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置用のリードフレーム構造に関し、
特に樹脂封止(レジンモールド)形半導体装置の信頼性
向上に適用して有効な技術に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a lead frame structure for a semiconductor device,
In particular, the present invention relates to a technique that is effective when applied to improving the reliability of resin-molded semiconductor devices.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

樹脂封止形半導体装置に用いるリードフレームの改良技
術として、実公昭50−29415号公報記載の技術が
ある。
As an improvement technique for lead frames used in resin-sealed semiconductor devices, there is a technique described in Japanese Utility Model Publication No. 50-29415.

これは、半導体チップ(以下、チップという)とリード
フレームのタブ(チップ搭載部)との熱嚢張係数の差に
よって熱処理時にタブに反りが生じ、チップにクラック
が生じてしまう、という問題を解決するため、タブの表
面(チップ搭載面)に凹溝または凸溝を設けることによ
って、タブの反りを防止する技術である。
This solves the problem that the tab warps during heat treatment due to the difference in thermal expansion coefficient between the semiconductor chip (hereinafter referred to as the chip) and the lead frame tab (chip mounting part), which causes cracks in the chip. Therefore, this technique prevents the tab from warping by providing concave or convex grooves on the surface (chip mounting surface) of the tab.

ところで、4メガビツト (Mb+t)  ダイナミッ
クRAM (DRAM)などの大規模集積回路を備えた
近年の半導体装置においては、チップ面積が増大してい
るにもかかわらず、高密度実装などの要請から、パッケ
ージの面積を大きくすることができないという制約があ
る。そのため、チップを封止した時のパッケージの肉厚
が極めて薄くなり、特に表面実装方式の樹脂封止形半導
体装置では、半田リフロー時の熱によってパッケージ中
に含まれていた水分が膨張し、パッケージにクラックが
生じてしまう(リフロー・クラック)という深刻な問題
が生じている。
Incidentally, in recent years semiconductor devices equipped with large-scale integrated circuits such as 4-megabit (Mb+t) dynamic RAM (DRAM), despite the increase in chip area, the demands for high-density packaging have made it difficult to package them. There is a restriction that the area cannot be increased. As a result, the wall thickness of the package when the chip is sealed becomes extremely thin, and especially in surface-mount type resin-sealed semiconductor devices, the moisture contained in the package expands due to the heat during solder reflow. A serious problem has arisen in which cracks occur (reflow cracks).

本発明者は、樹脂パッケージのりフロー・クラツク対策
について検討した。以下は、本発明者によって検討され
た技術であり、その概要は次の通りである。
The present inventor studied measures against glue flow cracks in resin packages. The following are the techniques studied by the present inventor, and the outline thereof is as follows.

すなわち、リフロー・クランクの原因となる樹脂パッケ
ージ中の水分は、特にタブの裏面と樹脂との界面に溜り
易いため、リフロー・クラックを防止するには、タブと
樹脂との接着力を強化することが有効である。
In other words, the moisture in the resin package that causes reflow cracks tends to accumulate especially at the interface between the back of the tab and the resin, so to prevent reflow cracks, it is necessary to strengthen the adhesive force between the tab and the resin. is valid.

タブと樹脂との接着力を強化するには、例えばタブの一
部に貫通孔を形成し、タブに搭載されたチップと樹脂と
を直接接触させることが考えられる。その際、貫通孔の
周縁部に段差を設けると、貫通孔内に樹脂が固定され易
くなるため、タブと樹脂との接着力を一層強化すること
ができる。
In order to strengthen the adhesive force between the tab and the resin, for example, a through hole may be formed in a portion of the tab so that the chip mounted on the tab and the resin are brought into direct contact. At this time, if a step is provided at the peripheral edge of the through hole, the resin will be easily fixed in the through hole, so that the adhesive force between the tab and the resin can be further strengthened.

タブの一部に上記のような段差付き貫通孔を形成するに
は、エツチング方法とプレスによる打ち抜き方法とがあ
る。
There are two methods for forming the stepped through hole as described above in a portion of the tab: an etching method and a punching method using a press.

エツチング方法の場合には、タブの表面と裏面とでマス
ク開口部の径を変えることにより、正確な寸法の段差付
き貫通孔を形成することができる。
In the case of the etching method, by changing the diameter of the mask opening between the front and back surfaces of the tab, it is possible to form a stepped through hole with accurate dimensions.

また、プレスの場合には、所定の寸法のパンチで貫通孔
を打ち抜き形成した後、−回り大きい寸法のパンチをタ
ブの板厚の半分程度まで打ち込めばよい。
Further, in the case of pressing, after punching and forming the through hole with a punch of a predetermined size, a punch with a larger size in the -circumference may be punched to about half the plate thickness of the tab.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

本発明者の検討によれば、上記した段差付き貫通孔の形
成方法には、下記のような欠点がある。
According to studies by the present inventors, the above-described method for forming stepped through holes has the following drawbacks.

まず、エツチング方法の場合には、タブの表面と裏面と
を別々にエンチングしなければならないため、プレスに
よる打ち抜き方法に比べて製造コストが2〜3倍高くな
ってしまうという欠点がある。
First, in the case of the etching method, since the front and back surfaces of the tab must be etched separately, the manufacturing cost is two to three times higher than that of the punching method using a press.

一方、プレスによる打ち抜き方法の場合には、貫通孔の
開口寸法よりも−回り大きい寸法のパンチを打ち込む際
、貫通孔周縁部のタブ材料が圧延されて外方に延び、タ
ブが変形したり、板厚が局所的にばらついたりして平坦
性が損なわれる結果、タブと樹脂との接着が不十分にf
2ってしまうという問題がある。
On the other hand, in the case of a punching method using a press, when a punch with a size larger than the opening size of the through hole is driven, the tab material at the periphery of the through hole is rolled and extends outward, causing the tab to be deformed. As a result of locally varying plate thickness and loss of flatness, the adhesion between the tab and the resin may become insufficient.
There is a problem that it becomes 2.

本発明は、上記した問題点に着目してなされたものであ
り、その目的は、タブと樹脂との接着力を強化すること
のできるリードフレーム構造を安価に提供することにあ
る。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to provide a lead frame structure at a low cost that can strengthen the adhesive force between the tab and the resin.

また、本発明の他の目的は、樹脂封止形半導体′!;J
itのりフロー・クラックを有効に防止することのでき
る技術を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a resin-sealed semiconductor'! ;J
It is an object of the present invention to provide a technology that can effectively prevent IT glue flow cracks.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

二課題を解決するための手段〕 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。
Means for Solving the Two Problems] A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、チップを搭載するタブの一部に貫通孔を形成
し、上記貫通孔の周縁部に段差を形成するとともに、そ
の一部に切り欠き溝を設けたリードフレーム構造である
That is, the lead frame structure is such that a through hole is formed in a part of the tab on which the chip is mounted, a step is formed at the peripheral edge of the through hole, and a cutout groove is provided in the part.

また、上記リードフレームのタブに半導体チップを搭載
し、これを樹脂封止した半導体itである。
Moreover, it is a semiconductor IT in which a semiconductor chip is mounted on the tab of the lead frame and this is sealed with resin.

〔作用〕[Effect]

上記した手段によれば、貫通孔を形成した後、その開口
寸法よりも−回り大きい寸法のパンチを打ち込むと、圧
延されたタブ材料が切り欠き溝の内周方向に延びるため
、タブの変形や、板厚の局所的なばらつきが有効に防止
される。
According to the above-mentioned means, after forming the through hole, when a punch with a diameter larger than the opening size is driven, the rolled tab material extends in the inner circumferential direction of the notch groove, causing deformation of the tab. , local variations in plate thickness are effectively prevented.

また、上記リードフレームを用いることにより、タブと
樹脂との接着力が向上するため、樹脂封止形半導体装置
のりフロー・クランク耐性が向上する。
Further, by using the above lead frame, the adhesive force between the tab and the resin is improved, so that the glue flow and crank resistance of the resin-sealed semiconductor device is improved.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の一実施例であるリードフレームの要部
平面図、第2図はこのリードフレームのタブに形成され
た貫通孔を示す第1図r−1線断面図、第3図(a)、
(b)はこの貫通孔の製造工程を示すタブの断面図、第
4図(a)、 (b)は同じくこの貫通孔の製造工程を
示す貫通孔の平面図である。
Fig. 1 is a plan view of a main part of a lead frame which is an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a sectional view taken along the line r-1 in Fig. 1 showing a through hole formed in a tab of this lead frame, and Fig. 3 (a),
4(b) is a cross-sectional view of the tab showing the manufacturing process of this through-hole, and FIGS. 4(a) and 4(b) are plan views of the through-hole similarly showing the manufacturing process of this through-hole.

本実施例のリードフレーム1は、チップ2を搭載する矩
形のタブ3と、タブ3を取り囲む矩形のダム4と、タブ
3を両端部でダム4に連結するタブ吊りリード5と、タ
ブ3の周囲に放射状に配設された複数本のリード6と、
これらを取り囲む外枠部7および内枠部8からなる矩形
枠とによって構成されている。
The lead frame 1 of this embodiment includes a rectangular tab 3 on which a chip 2 is mounted, a rectangular dam 4 surrounding the tab 3, a tab suspension lead 5 that connects the tab 3 to the dam 4 at both ends, and a tab suspension lead 5 that connects the tab 3 to the dam 4 at both ends. A plurality of leads 6 arranged radially around the circumference,
It is constituted by a rectangular frame consisting of an outer frame part 7 and an inner frame part 8 surrounding these.

リード6は、ダム4の外側を外部リード、また、ダム4
の内側を内部リードと呼ばれ、製品となった時点では、
内部リードは、樹脂パッケージに封止され、外部リード
は、樹脂パッケージの側面から外方に突出して外部端子
を構成する。
The lead 6 is an external lead on the outside of the dam 4.
The inside of the lead is called the internal lead, and when it becomes a product,
The internal leads are sealed in the resin package, and the external leads protrude outward from the side surfaces of the resin package to constitute external terminals.

外枠部7には、リードフレーム1の搬送時や位置決め時
のガイドとなるガイド孔9がプレスなどによって打ち抜
き形成されている。
A guide hole 9 is punched out in the outer frame portion 7 by a press or the like and serves as a guide during transportation and positioning of the lead frame 1.

リードフレーム1は、上記した各部によって構成される
単位フレーム10を外枠部7の延びる方向に複数配設し
た、例えば7連のものをプレスなどによって一体的に形
成したものである。
The lead frame 1 is formed by integrally forming, for example, seven unit frames 10 formed by the above-mentioned parts in the direction in which the outer frame section 7 extends, for example, by pressing.

リードフレーム1の材質は、例えば5n−Niメツキを
施したCuからなり、リード6の先端部分には、例えば
Agメツキが施されている。
The material of the lead frame 1 is, for example, Cu plated with 5n-Ni, and the tips of the leads 6 are plated with, for example, Ag.

本実施例のリードフレーム1は、タブ3の中央部に略矩
形の貫通孔11が形成されている。
In the lead frame 1 of this embodiment, a substantially rectangular through hole 11 is formed in the center of the tab 3.

貫通孔11の四隅には、切り欠き溝12が形成されてい
る。また、貫通孔11には、第2図に示すように、その
周縁部に沿って、表面(チップ搭載面)の開口面積が裏
面の開口面積よりも広(なるような段差13が設けられ
ている。
Notch grooves 12 are formed at the four corners of the through hole 11. Further, as shown in FIG. 2, the through hole 11 is provided with a step 13 along its periphery such that the opening area on the front surface (chip mounting surface) is wider than the opening area on the back surface. There is.

次に、上記貫通孔11の製造工程を第3図(a)。Next, the manufacturing process of the through hole 11 is shown in FIG. 3(a).

(b)、第4図(a)、 (b)を用いて説明する。This will be explained using FIGS. 4(b), 4(a), and 4(b).

まず、第3図(a)に示すように、所定の寸法のパンチ
Aを用いてタブ3の中央部に貫通孔11を打ち抜き形成
する。このパンチAの断面形状は、第4図(a)の実線
で示すような略矩形をなし、四隅が外方に突出している
。従って、このパンチ八でタブ3を打ち抜くと、貫通孔
11と四隅の切り欠き溝12とが同時に形成される。
First, as shown in FIG. 3(a), a through hole 11 is punched out in the center of the tab 3 using a punch A having a predetermined size. The cross-sectional shape of this punch A is approximately rectangular as shown by the solid line in FIG. 4(a), with the four corners protruding outward. Therefore, when the tab 3 is punched out with this punch 8, the through hole 11 and the notch grooves 12 at the four corners are formed at the same time.

次に、第3図(b)に示すように、上記パンチAよりも
−回り大きい寸法のパンチBをタブ3の板厚の半分程度
まで打ち込み、貫通孔11の周縁部に段差13を形成す
る。このパンチBの断面形状は、例えば第4図(a)の
破線で示すような矩形をなしている。
Next, as shown in FIG. 3(b), a punch B, which is larger in size than the punch A, is driven to about half the thickness of the tab 3 to form a step 13 at the peripheral edge of the through hole 11. . The cross-sectional shape of this punch B is, for example, a rectangle as shown by the broken line in FIG. 4(a).

このとき、貫通孔110周縁部のタブ材料は、パンチB
の打ち込みによって圧延され、切り欠き溝12の内周方
向に延びるため、第4図(a)、 (b)に示すように
、切り欠き溝12の元の溝幅dがd。
At this time, the tab material at the peripheral edge of the through hole 110 is
As shown in FIGS. 4(a) and 4(b), the original groove width d of the notched groove 12 is d.

まで収縮する。shrinks to.

そのため、タブ3の変形や、板厚の局所的なばらつきが
有効に防止され、タブ3の平坦性が維持される。
Therefore, deformation of the tab 3 and local variations in plate thickness are effectively prevented, and the flatness of the tab 3 is maintained.

従って、このタブ3にチップ2を接合して樹脂で封止し
た場合、貫通孔11を介してチップ2の裏面と樹脂とが
直接接触し、また、貫通孔11の周縁部に設けた段差1
3の存在によって、貫通孔11の内部に樹脂が固定され
易くなり、さらに、タブ3の平坦性も維持されているた
め、タブ3と樹脂との接着力が極めて強固になる。
Therefore, when the chip 2 is bonded to this tab 3 and sealed with resin, the back surface of the chip 2 and the resin come into direct contact through the through hole 11, and the step 1 provided at the periphery of the through hole 11
3 makes it easier to fix the resin inside the through hole 11, and furthermore, since the flatness of the tab 3 is maintained, the adhesive force between the tab 3 and the resin becomes extremely strong.

その結果、タブ3の裏面と樹脂との界面に水分が浸入す
るのが防止され、パッケージのりフロー・クランク耐性
が向上する。
As a result, moisture is prevented from entering the interface between the back surface of the tab 3 and the resin, and the package glue flow and crank resistance are improved.

また、本実施例では、エツチング方法よりも製造コスト
の安いプレスによる打ち抜き方法で貫通孔11を形成す
るので、リードフレーム1を安価に提供することができ
る。
Furthermore, in this embodiment, the through holes 11 are formed by a punching method using a press, which is cheaper in manufacturing cost than an etching method, so that the lead frame 1 can be provided at a low cost.

以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。
As above, the invention made by the present inventor has been specifically explained based on Examples, but it should be noted that the present invention is not limited to the Examples and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Not even.

例えば、前記実施例では、貫通孔の四隅に切り欠き溝を
形成したが、これに限定されるものではなく、貫通孔の
周縁部の任意の箇所に任意の数だけ形成してよい。
For example, in the embodiment described above, cutout grooves are formed at the four corners of the through hole, but the grooves are not limited to this, and any number of cutout grooves may be formed at any location on the periphery of the through hole.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである
A brief explanation of the effects obtained by typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、チップを搭載するタブの一部に貫通孔を形成
し、上記貫通孔の周縁部に段差を形成するとともに、そ
の一部に切り欠き溝を設けたリードフレーム構造とする
ことにより、タブの変形や、板厚の局所的なばらつきが
有効に防止され、タブと樹脂との接着力が向上する結果
、樹脂封止形半導体装置のリフロー・クラック耐性が向
上する。
In other words, a through hole is formed in a part of the tab on which the chip is mounted, a step is formed at the periphery of the through hole, and a notch groove is provided in a part of the lead frame structure. Deformation and local variations in plate thickness are effectively prevented, and the adhesive strength between the tab and the resin is improved, resulting in improved reflow crack resistance of the resin-sealed semiconductor device.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例であるリードフレームの要部
平面図、 第2図はこのリードフレームのタブに形成された貫通孔
を示す第1図I−1線断面図、第3図(a)、(b)は
この貫通孔の製造工程を示すタブの断面図、 第4図(a)、 (b)は同じくこの貫通孔の製造工程
を示す貫通孔の平面図である。 1・・・リードフレーム、2・・・半導体チップ、3・
・・タブ、4・・・ダム、5・・・タブ吊りリード、6
・・・リード、7・・・外枠部、8・・・内枠部、9・
・・ガイド孔、10・・・単位フレーム、11・・・貫
通孔、12・・・切り欠き溝、13・・・段差、A、B
・・・パンチ。 参υL
Fig. 1 is a plan view of a main part of a lead frame which is an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a sectional view taken along the line I-1 in Fig. 1 showing a through hole formed in a tab of this lead frame, and Fig. 3 4(a) and 4(b) are cross-sectional views of a tab showing the manufacturing process of this through-hole, and FIGS. 4(a) and 4(b) are plan views of the through-hole similarly showing the manufacturing process of this through-hole. 1...Lead frame, 2...Semiconductor chip, 3.
...Tab, 4...Dam, 5...Tab suspension lead, 6
...Lead, 7...Outer frame part, 8...Inner frame part, 9...
...Guide hole, 10...Unit frame, 11...Through hole, 12...Notch groove, 13...Step, A, B
···punch. Reference υL

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、半導体チップを搭載するタブの一部に形成された貫
通孔の周縁部に段差を設け、前記段差の一部に切り欠き
溝を形成したことを特徴とするリードフレーム。 2、請求項1記載のリードフレームを用いたことを特徴
とする半導体装置。
[Claims] 1. A lead frame characterized in that a step is provided at the peripheral edge of a through hole formed in a part of a tab on which a semiconductor chip is mounted, and a cutout groove is formed in a part of the step. . 2. A semiconductor device using the lead frame according to claim 1.
JP18564388A 1988-07-27 1988-07-27 Lead frame and semiconductor device using same Pending JPH0236557A (en)

Priority Applications (1)

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