JPH07106481A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フィンガと半導体チップとの接続時の加工力
により、フィンガが横ずれ、変形を発生することを防止
する。 【構成】 半導体チップ１の電極１ａと接続するフィン
ガ４を、フィンガ基部４ｂと、上記電極と接続される接
続部４ａと、前記フィンガ基部４ｂと接続部４ａとの間
を連結する連結部４ｃとから構成し、該連結部４ｃがフ
ィンガ基部４ｂより大きな可撓性を備えてなるので、加
工力は柔軟な連結部で緩和され、フィンガ基部へ伝達さ
れるのを防止し、接続加工力による影響を抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＩＣ，ＬＳＩ等の半導
体チップを固定するリードフレームに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より半導体チップを樹脂モールドで
一体化して複数ピンを突設した半導体装置の組立てには
金属製のリードフレームが用いられている。このリード
フレームは薄い金属板をプレスで撃ち抜いたり、エッチ
ングなどによって形成されており、その形状は図１１に
示すように、半導体チップ１を取り付ける矩形のタブ２
をその４隅において支持するタブリードと、タブ２の周
縁に内端を臨ませる複数のフィンガ４と、これらフィン
ガ４及びタブリード３の外端を支持する枠部５と、枠部
５の両端縁に沿って定間隔に設けられたスプロケット孔
６とからなっている。

【０００３】このようなリードフレーム７を用いて半導
体装置を組立てるには、まずタブ２上に半導体チップ１
を取り付けた後、半導体チップ１の各電極とこれに対応
するフィンガ４の内端をワイヤあるいはワイヤを用いず
直接に接続し、その後矩形枠部５の内側領域を合成樹脂
でモールドし半導体チップ１を被覆し、次いで枠部５を
切除して半導体装置を得るのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、リードフレ
ーム７のフィンガ４の先端は図１２に示すように半導体
チップ１の電極１ａに半田その他の手段を用いて接続さ
れるのであるが、一般に電極１ａはシリコン１ｂ上に薄
膜状に形成されたアルミニウムパッドからなり、周囲の
保護膜１ｃより凹んだ位置にある。

【０００５】そこでフィンガ４の先端部には電極１ａと
接続を容易にするためバンプ４ａが形成されるのである
が、近年において多数ピンの半導体装置が望まれてくる
と、フィンガ数は同様に増加し、フィンガ４の幅も極め
て細いものとなる。

【０００６】そのうえ、フィンガは予め圧延された薄い
金属板をプレスで打ち抜いたり、エッチングなどで形成
するため、フィンガ基部Ａから先端の接続部Ｂまで同一
肉厚で同一撓み傾向にあり、電極１ａへの接続時にボン
ディングツールが加える接合力が、フィンガ基部Ａまで
影響し、フィンガ間ピッチ、特にその先端の接続部間ピ
ッチが不揃いとなり、電極への確度の高い接続が容易に
行えないものであった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記点に鑑みて
なされたもので、半導体チップ１の電極１ａと接続する
フィンガ４を、フィンガ基部４ｂと、上記電極と接続さ
れる接続部４ａと、前記フィンガ基部４ｂと接続部４ａ
との間を連結する連結部４ｃとから構成し、該連結部４
ｃがフィンガ基部４ｂより大きな可撓性を備えてなるも
のである。

【０００８】

【作用】このようなフィンガを配したリードフレーム７
を用いて半導体チップ１と接続する際には、まずリード
フレーム７のフィンガ先端の接続部４ａを電極１ａに対
向するよう位置合わせを行い、次いで接続部４ａの背面
側からボンディングツールで加熱加圧し接続する。この
加圧時、この加圧力は接続部４ａを加圧方向に押し曲げ
変形するよう作用し、この力がフィンガ基部１まで伝達
し影響を与えようとするが、接続部４ａとフィンガ基部
４ｂとの間に連結部４ｃを配し、この連結部４ｃがフィ
ンガ基部４ｂより大きな可撓性を発揮するため、上記加
圧力は柔軟な連結部４ｃで緩和され、フィンガ基部４ｂ
への影響を軽減できる。これは相対的に、半導体チップ
１側をフィンガ４側へ押圧加工する場合でも同様であ
る。

【０００９】したがって、接続部４ａと電極１ａとの接
合に傾きが発生しても、この接続部４ａに続く連結部４
ｃがこの傾きを吸収し、フィンガ基部（一般に接続部よ
りも幅広くなっているが）までもが傾きあるいは、横ず
れを発生し隣接するフィンガとのピッチが乱れることも
なく、接続作業を容易にすることができる。

【００１０】

【実施例】図１ないし図６は本発明の実施例におけるリ
ードフレームの成形工程を示す図である。まず図１の如
くステンレス等の導電性金属からなる基板８上に所望パ
ターンのレジスト層９を形成する。このレジスト層９は
リードフレーム７を形成しない位置にのみ積層されるも
のであって、非レジスト部８ａの形状は所望パターンの
リードフレーム形状である。

【００１１】次にこの基板８上に、レジストがアルカリ
現像タイプではカセイソーダを、溶剤タイプの場合は塩
化メチレン等の溶剤を用いて剥離処理を行う。その後こ
の基板８上に電鋳により銅，ニッケル，金等の金属を積
層させる。これにより図２の如くレジスト層９を除く非
レジスト部８ａ上にのみ金属層１０が形状される。

【００１２】このようにして一枚の板状に成形された基
板８及び金属層の積層体の一部をプレス成形により図３
の如く、金属層側に突出するように折曲加工する。この
成形部分はリードフレーム７の中央部に位置するタブ２
及びフィンガ４先端部であって、図３ではタブ２に向か
って対向して延出する一対のフィンガ４を示しており、
フィンガ４は平坦なフィンガ基部４ｂ、基部４ｂより傾
斜して延びる連結部４ｃ、及び連結部４ｃからフィンガ
基部４ｂと略平行に延びる先端部４ｄとをそれぞれ備え
ている。なおタブ２は特に必要としない。

【００１３】次いで、上記の如く変形された積層体の金
属層１０上に再び電鋳を施し、図４の如き銅、ニッケル
等の第２の金属層１１を積層する。この電鋳加工におい
ては、平坦なフィンガ基部４ｂ、先端部４ｄに対して連
結部４ｃは傾斜した位置にあるため、電鋳による金属層
１１は連結部４ｃではその成長速度が遅い。

【００１４】また、フィンガ４の先端部４ｄは細い頸部
によって連結部４ｃに連結されているため、電流密度が
大きくなり、金属はこの部分でより成長する。従って、
図からもわかるように連結部４ｃの肉厚ｔ２はフィンガ
基部４ｂの肉厚ｔ１より小さく最小で、先端部４ｄの肉
厚ｔ３は最大（ｔ３＞ｔ１＞ｔ２）となる。

【００１５】更に図５に示すように、フィンガ４の先端
部４ｄには金，すず，半田の如き材料からなる接点材１
２が塗布される。この接点材１２は半導体チップ１の電
極１ａとの接続をより良好にするためのもので、特に必
要としないがレジスト層１３により他の部分を被覆した
状態で、フィンガ４の先端部４ｄ上面に塗布もしくはメ
ッキを施せばよい。

【００１６】最後に積層体から基板８のみを剥離すれ
ば、図６に示す如きフィンガ４をもつリードフレーム７
が得られる。得られたフィンガ４の先端部４ｄはその突
出方向に厚みをもつバンプのような接続部４ａを構成
し、薄肉の連結部４ｃによって適度な可撓性を与えられ
ることになる。

【００１７】特に連結部４ｃの肉厚ｔ２を小さくするこ
とにより、半導体チップとの接合時の加工力を緩和させ
てフィンガ基部４ｂの変形、横ずれを防止することがで
き、この部分をバッファ領域として利用できる。

【００１８】このバッファ領域は、前記プレス加工法を
用いれば、先端部４ｄを作るときのプレス加工によって
同時に得られるので、特別な加工を必要とせず、加工の
簡素化が図れる。図７ないし図１０は、本発明の変形例
を示す製造工程説明図である。

【００１９】即ち、図７に示すように、まずはじめに基
板８上にレジスト層９を形成した状態で第一次の電鋳加
工を行う点は前記実施例と同様である。但し、基板８の
非レジスト部上には予め金，すず，半田等の接触材１２
を塗布もしくはメッキを施しておく。

【００２０】次に図８に示すように積層体全体にプレス
加工を施し、基板８を突出するようにフィンガ相当部分
を折り曲げる。折り曲げ形状は前記の実施例と同様にフ
ィンガ基部４ｂ、連結部４ｃ、先端部４ｄから構成され
るものであるが、先端部４ｄの下面には同様にバンプの
ような接続部４ａをプレスにより形成する。

【００２１】次いで金属層１０上に第二次の電鋳加工を
施し、図９の如き第２の金属層１１を金属層１０上に形
成する。この際前述したように先端部４ｄ、フィンガ基
部４ｂ、連結部４ｃの順でその肉厚は大きく形成され
る。

【００２２】最後に基板８を剥離すれば図１０の如き形
状のフィンガ４を有するリードフレーム７が得られる。
特にこの場合には、フィンガ４の半導体チップと接合す
る側が、基板８のプレス形状及び寸法そのままとなるた
め、プレス精度に応じてフィンガ４の精度を向上させる
ことができ、より一層多ピン化に対応できる。

【００２３】なお上記実施例では、一次及び二次電鋳に
よる二層金属層を一体として用いたが、一次電鋳と二次
電鋳との間に剥離処理を行い二次電鋳金属層だけを用い
てリードフレームを得ることもでき、この時は一次電鋳
金属材は例えば銅のような二次電鋳材のニッケルと比較
して安価な材質を使用できる。

【００２４】また、レジスト層９を形成しただけの基板
８をまず所望形状にプレス加工し、その後一次電鋳、も
しくは一次電鋳と二次電鋳をし、基板８からこの電鋳に
よる金属層を剥離してそのままリードフレームとするこ
とも可能である。

【００２５】このように上記実施例では、フィンガを含
むリードフレームは基本的に電鋳によって形成されるか
ら、プレス成形によって打ち抜き成形するのが困難な多
数フィンガをもつリードフレームであっても、エッチン
グ等の安価な製造方法を用いることなく容易に成形する
ことができるとともに、フィンガ先端のバンプ及びバン
プを支持する可撓性を有する連結部を第二次の電鋳によ
り同時にかつ容易に成形することができるものである。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、半導体チ
ップ１の電極１ａと接続するフィンガ４を、フィンガ基
部４ｂと、上記電極と接続される接続部４ａと、前記フ
ィンガ基部４ｂと接続部４ａとの間を連結する連結部４
ｃとから構成し、該連結部４ｃがフィンガ基部４ｂより
大きな可撓性を備えてなるので、半導体装置の電極１ａ
とフィンガ先端の接続部４ａとの接続時の加工力は、フ
ィンガ基部４ｂと接合部４，４ａ間に配され、フィンガ
基部４ｂより大きい可撓性を発揮する連結部４ｃにより
緩和されるため、フィンガ基部４ｂの横ずれ、不揃い等
の加工上のミスが防止でき作業を簡単にすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例におけるリードフレームの製造
工程の説明図でレジスト層形成工程である。

【図２】同製造工程の金属層形成工程である。

【図３】同製造工程の折曲加工工程である。

【図４】同製造工程の第２金属層形成工程である。

【図５】同製造工程の接点材形成工程である。

【図６】同製造工程により得られたリードフレームであ
る。

【図７】別の実施例におけるリードフレームの製造工程
の説明でレジスト層形成工程である。

【図８】同製造工程のプレス加工工程である。

【図９】同製造工程の第２金属層形成工程である。

【図１０】同製造工程により得られたリードフレームで
ある。

【図１１】本発明を用いる一般的なリードフレームの平
面図である。

【図１２】フィンガ先端のバンプと半導体チップの電極
との関係を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 半導体チップ １ａ 電極 ４ フィンガ ４ａ 接続部 ４ｂ フィンガ基部 ４ｃ 連結部 ４ｄ フィンガ先端部

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【手続補正書】

【提出日】平成４年５月１１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】次にこの基板８上に、レジストがアルカリ
現象タイプではカセイソーダを、溶剤タイプの場合は塩
化メチレン等の溶剤を用いて剥離処理を行う。その後こ
の基板８上に電鋳により銅，ニッケル，金等の金属を積
層させる。これにより図２の如くレジスト層９を除く非
レジスト部８ａ上にのみ金属層１０が形成される。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】更に図５に示すように、フィンガ４の先端
部４ｄには金，すず，半田の如き材料からなる接触材１
２が塗布される。この接触材１２は半導体チップ１の電
極１ａとの接続をより良好にするためのもので、特に必
要としないがレジスト層１３により他の部分を被覆した
状態で、フィンガ４の先端部４ｄ上面に塗布もしくはメ
ッキを施せばよい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂田 栄二 福岡県田川郡方城町大字伊方4680番地 九 州日立マクセル株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体チップ（１）の電極（１ａ）と接
   続するフィンガ（４）を、 フィンガ基部（４ｂ）と、 上記電極と接続される接続部（４ａ）と、 前記フィンガ基部（４ｂ）と接続部（４ａ）との間を連
   結する連結部（４ｃ）とから構成し、 該連結部（４ｃ）がフィンガ基部（４ｂ）より大きな可
   撓性を備えてなる半導体装置。