JPH08236679A - 半導体装置用リードフレーム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】リードフレームと放熱用金属板の外周部間の絶
縁距離を大きくすることにより、リードフレームに貼り
付けた放熱用金属板の外周部とリードフレーム間で起こ
るショートを防止する。 【構成】予め接着剤２を塗布した金属板を用意し、これ
から所定形状の金属板３を打抜きながらリードフレーム
１に貼り合わせて半導体装置用リードフレームを形成す
る。リードフレーム１には、これに貼り合わされる金属
板３の外周部３ａと対向する箇所に、金属板３から離れ
る方向に曲げ部６を設け、金属板外周部３ａとリードフ
レーム１間の絶縁距離を増大させる。ダウンセット加工
法により曲げ部６を容易に形成するために、曲げ部６の
高さを０．１mm以上とするとよい。また、マイグレーシ
ョンによるショートを有効に防止するために、曲げ部の
始点を金属板３の外周部３ａより０．３mm以上内側の箇
所とするとよい。

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に絶縁層
を介して金属板を貼り合わせた半導体装置用リードフレ
ームに係り、特に金属板とリードフレーム間のショート
事故をなくすようにしたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、素子の高密度化、高速化にともな
って、放熱性を高めた半導体装置用リードフレームの開
発が盛んになっている。放熱性を高めるためにヒートス
プレッダとして機能する金属板をリードフレームの厚さ
方向に積層するが、特に最近になって、予め接着剤を塗
布した金属板を用意し、これを金型で所定の形状に打抜
きながらリードフレームに貼り合わせる方法が注目され
るようになってきた。これによれば、金属板を低コスト
でリードフレームに貼り合わせることができるという利
点がある。

【０００３】図２は、そのようにして貼り合された半導
体装置用リードフレーム構造の代表例であり、中央にデ
バイスホール５を有するリードフレーム１のインナリー
ド１ａに、デバイスホール５を塞ぐように接着剤２を塗
布した金属板３が貼り合わされている。なお、半導体チ
ップは金属板３上のデバイスホール５内で接着される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】リードフレームに放熱
用の金属板を貼り合わせた半導体装置用リードフレーム
で特に問題となるのは、金属板とリード間の電気的なシ
ョートである。図２のＣ部の拡大図である図３に示すよ
うに、リードフレーム１と接着剤付金属板３とが重なっ
た図中Ａの部分については、介在させる接着剤２に電気
絶縁性の高い、たとえば熱可塑性ポリイミド系接着剤を
用いることで問題を解決できる。

【０００５】しかし、金属板３の外周部３ａがリードフ
レーム１に対向する図中Ｂの箇所では、その両者の絶縁
最短距離は必然的に接着剤２の厚みだけとなるが、接着
剤２の厚みは一般に２０μｍ程度とかなり薄いため、次
のような問題が発生する。

【０００６】（１）接着剤付金属板を打抜き加工した場
合に発生する金属の打抜きばりが離脱するなどして発生
した導電性異物が、金属板外周部とリードフレーム間に
載る等して、金属板とリードフレーム間をショートさせ
る。

【０００７】（２）半導体装置用リードフレームは、半
導体素子を搭載後パッケージ化されるが、パッケージの
レジンの吸湿が大きくなると、特にリードフレームと金
属板が共に銅で構成されている場合、リードフレーム側
にかかる電位の関係で、リードフレーム側から金属板側
に向かって金属が析出するマイグレーションが発生し
て、金属板とリードフレーム間をショートさせる。

【０００８】本発明の目的は、上述した従来技術の問題
点を解消して、金属板の外周部とリードフレーム間で起
こるショートを防止することが可能な半導体装置用リー
ドフレームを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、リードフレー
ムに絶縁層を介して金属板を貼り合わせた半導体装置用
リードフレームにおいて、貼り合わされる金属板の外周
部と対向する箇所のリードフレームに、金属板から離れ
る方向に曲げ部を設け、金属板外周部とリードフレーム
間の絶縁距離を増大するようにしたものである。

【００１０】また、本発明は、接着剤を予め塗布した金
属板を所定形状に打抜きながらリードフレームに貼り合
わせた半導体装置用リードフレームにおいて、貼り合わ
される金属板の外周部と対向する箇所のリードフレーム
に、金属板から離れる方向に曲げ部を設け、金属板外周
部とリードフレーム間の絶縁距離を増大するようにした
ものである。

【００１１】

【作用】本発明のように、金属板の外周部と対向する箇
所のリードフレームに曲げ部を設けると、曲げ部を設け
なかった場合に、それまで絶縁層の厚さ分だけであった
金属板外周部からリードフレームへの絶縁距離が、曲げ
部の高さ分だけ増大する。したがって、金属板とリード
フレームとがショートする危険性が低減する。また、リ
ードフレームと金属板外周部とが曲げ部の高さ分だけ離
れているので、金属板側に金属が析出していく形で生じ
るマイグレーションによるリードフレームと金属板間の
ショートも回避できる。

【００１２】また、本発明のように、接着剤付きの金属
板を打抜きながらリードフレームに貼り合わせる場合、
打抜き時に発生した打抜きばり等の導電性ばりが、その
まま貼り合わせ時に持ち込まれるが、金属板外周部の対
向箇所のリードフレームに曲げ部を設けてあるので、導
電性ばりによる金属板とリードフレーム間のショートを
有効に回避できる。

【００１３】ここで、曲げ部の高さは０．１mm以上とす
ることが好ましい。０．１mmより小さいとダウンセット
法による曲げ加工が難しくなるからである。また、曲げ
部の始点は金属板外周部より０．３mm以上内側の箇所と
することが好ましい。０．３mmより外側の箇所とする
と、マイグレーションによるショートを有効に回避でき
ない場合が生じるからである。

【００１４】

【実施例】図１は、本発明の実施例による半導体装置用
リードフレームの金属板の貼り合わせ状況を示す断面図
である。これは、絶縁層である接着剤２を片面に予め塗
布した金属板を用意する。接着剤２としては例えば電気
絶縁性の高い熱可塑性ポリイミド系接着剤を使用する。
また、金属板には熱伝導性の高い銅を用いる。この金属
板を金型で打抜いて所定の形状の金属板３を形成し、そ
の打抜いて形成した金属板３を、そのまま連続してリー
ドフレーム１に貼り合わせたものである。金属板３の貼
り合わせ位置は、デバイスホール５に隣接したインナリ
ード１ａである。なお、リードフレーム１にも金属板３
の材料と同じ銅を用いる。

【００１５】図示するように、貼り合わされる金属板３
の外周部３ａと対向する箇所のリードフレーム１に、金
属板３と離れる方向に曲げた曲げ部６を設けてある。こ
の曲げ部６を設けることにより、リードフレーム１と金
属板３の外周部３ａとの間に間隙７が形成され、金属板
外周部３ａとリードフレーム１間の絶縁距離が増大す
る。

【００１６】本実施例では、曲げ部６の始点は金属板３
の外周部３ａより０．３mm内側の箇所としている。曲げ
部６の始点を、この程度内側にもってくれば、マイグレ
ーションによるリードフレーム１と金属板３間のショー
トを有効に防止できる。また曲げ部６の深さは０．１mm
とした。この程度の曲げであれば、従来より行われてい
るダウンセット法による曲げ加工を用いれば、曲げ部６
を容易に形成することができる。

【００１７】このようにリードフレーム１に曲げ部６を
設けることにより、金属が露出している金属板外周部３
ａとリードフレーム１の最短絶縁距離は、接着剤２の厚
さに曲げ部６の高さを加えた距離となる。

【００１８】したがって、曲げ部を持たない従来のもの
では、その最短絶縁距離が接着剤２の厚みに対応した２
０μｍであるのに対し、本実施例のものでは、 最短絶縁距離＝接着剤の厚み２０μｍ＋曲げ部の高さ１００μｍ ＝１２０μｍ と大幅に増大する。

【００１９】これにより、金属板を打抜くときに通常発
生する打抜きばりなどの導電性ばりが、貼り合わせ時
に、リードフレーム１と金属板３の外周部３ａとに接触
してショートするのを有効に回避することができる。ま
た、本実施例のようにリードフレーム１と金属板３とが
共に銅で構成されている場合には、パッケージレジンの
吸湿に起因してマイグレーション（マイグレーションは
リードフレーム１側から金属板３側に向かって銅が析出
していく形で生じる）が発生しやすくなるが、本実施例
ではリードフレーム１から金属板３までの水平距離は３
００μｍ以上、また垂直距離は１００μｍ以上もあるた
め、マイグレーションによる銅の析出が発生しても、そ
れによるリードフレーム１と金属板３とのショートを有
効に防止することができる。また、リードフレームおよ
び金属板を共に銅で構成した場合について説明したが、
リードフレームは４２合金、銅合金等他の金属材料であ
ってもよく、また金属板もアルミニウム、鉄など他の金
属材料でよい。

【００２０】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、リード
フレームに曲げ部を設けて、金属板外周部からリードフ
レームへの絶縁距離を、絶縁層の厚さに加えて曲げ部の
高さ分だけ増大するようにしたので、金属板とリードフ
レームとがショートする危険性を低減できる。また、主
に金属板側に金属が析出していく形で生じるマイグレー
ションによるリードフレームと金属板間のショートも回
避できる。

【００２１】請求項２に記載の発明によれば、接着剤付
金属板を打抜きながらリードフレームに貼り合わせる構
造のリードフレームに適用したので、打抜き時に発生し
て貼り合わせ時にそのまま持込まれる導電性異物による
金属板とリードフレーム間のショートを有効に回避する
ことができる。

【００２２】請求項３に記載の発明によれば、曲げ部の
高さを所定値以上となるように規定したので、ダウンセ
ット法による曲げ加工が容易となる。

【００２３】請求項４に記載の発明によれば、曲げ部の
始点を金属板外周部より所定値以上内側になるように規
定したので、マイグレーションによるリードフレームと
金属板間のショートをより有効に回避することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体装置用リードフレームの実施例
を説明するための接着剤付金属板の貼り合わせ状況を示
す断面図である。

【図２】従来例の半導体装置用リードフレームの接着剤
付金属板の貼り合わせ状況を示す断面図の断面図。

【図３】図２のＣ部拡大図。

【符号の説明】

１ リードフレーム １ａ インナリード ２ 接着剤 ３ 金属板 ３ａ 外周部 ４ ハーフエッチ部 ５ デバイスホール ６ 曲げ部 ７ リードフレームと金属板の間隙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高萩 茂治 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電線 株式会社システムマテリアル研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】リードフレームに絶縁層を介して金属板を
   貼り合わせた半導体装置用リードフレームにおいて、貼
   り合わされる金属板の外周部と対向する箇所のリードフ
   レームに、金属板から離れる方向に曲げた曲げ部を設け
   て、金属板外周部とリードフレーム間の絶縁距離を増大
   するようにしたことを特徴とする半導体装置用リードフ
   レーム。
2. 【請求項２】接着剤を予め塗布した金属板を所定形状に
   打抜きながらリードフレームに貼り合わせた半導体装置
   用リードフレームにおいて、貼り合わされる金属板の外
   周部と対向する箇所のリードフレームに、金属板から離
   れる方向に曲げた曲げ部を設けて、金属板外周部とリー
   ドフレーム間の絶縁距離を増大するようにしたことを特
   徴とする半導体装置用リードフレーム。
3. 【請求項３】上記曲げ部の高さを０．１mm以上とした請
   求項１または２に記載の半導体装置用リードフレーム。
4. 【請求項４】上記曲げ部の始点を金属板の外周部より
   ０．３mm以上内側の箇所とした請求項１ないし３のいず
   れかに記載の半導体装置用リードフレーム。