JP2520486B2 - 半導体装置用リ―ドフレ―ムの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置を支障なく組立てることができ
るリードフレームの製造方法に関する。

〔従来の技術〕

近年、リードフレームを用いた半導体装置の機能の多
様化、多ピン化傾向に伴い、このリードフレームを構成
するインナリードの先端部は微細化され、リード幅やそ
の間隔が一層狭くなる傾向にある。このようなリードフ
レームをプレス金型による加工方法によって製造するに
当たっては、打抜き刃物の強度の点から、その配置間隔
に制限を受け、そのため相隣合う微細なリードの打ち抜
きは、離間した位置で工程をずらして行う必要がある。
このため、打ち抜き後、インナリードに残留応力が残り
歪を生じる。

とくに、この残留応力は半導体装置の組立工程におけ
る加熱段階で解放されてリード先端の偏り、重なり、浮
き沈み等を生じ、これがワイヤボンディングの接続不
良、回路の短絡を招くことになる。

このような打ち抜き加工によって生じたリードフレー
ムの内部応力の帯有による品質、歩留りの低下の原因と
なる問題を解決するために、従来種々の対策が提案され
ている。

その方策の一つとして、例えば、特開昭62−115853号
公報に開示されているように、リード先端を連結する連
結片を設け、連結した状態でテープや樹脂等でリード先
端を固定保持すること示されている。

しかしながら、この方策では、リードピン数の多いリ
ードフレームを用いた半導体装置組立工程においては、
該工程の加熱処理工程で該固定テープが軟化して、テー
プによって固定保持された残留応力が解放されてワイヤ
ボンディング等の接続位置不良となり、歩留り低下の要
因となっていた。

また、他の方策として、特開昭59−72754号公報に開
示されているように、リードフレーム全面に内部応力を
除去する焼なましを施した後、リードの先端を形成する
短冊状リードフレーム又はリードフレームの連続体を全
面熱処理する方法が提案されている。しかしながら、前
者の方策は、短冊状リードフレームを熱処理用治具に配
列する際に手作業となり作業性に劣り、工程数が増加し
たり、さらに、真空装置等の付帯設備が高コストとなる
欠点がある。さらに、後者の方法においては、加熱、徐
冷による延び、縮み等の熱変形によって、半導体装置組
立工程の位置決め用基準孔の変形並びに基準孔ピッチが
変化して、後工程の半導体装置組立工程の位置決めが不
安定となり、半導体装置組立のトラブルの原因となる。
さらに、その全体の強度が低下するために、リードフレ
ームの連続体を搬送の際にリード先端の細い連結片が変
形したり、切断する等の不具合を生じる欠点があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明において解決すべき技術的課題は、上記従来の
打ち抜き加工後の内部応力の除去に伴う問題点を解消す
るもので、後加工のための機械的強度及び位置決め精度
が維持されており、しかも、装置組立時の加熱の際の変
形を防止したリードフレームの製造方法を提供するもの
である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、帯状をなす金属薄板の不要部分を順次除去
して、半導体素子搭載ステージと該ステージから一体に
放射状に配列した複数のインナリード及びアウタリード
を形成して連続したリードフレームとする第１のプレス
加工工程と、前記インナリードの先端部のワイヤボンデ
ィングエリアに貴金属めっきを施すめっき処理工程と、
前記インナリードの先端部の形成と同時に前記連続した
リードフレームを定寸カットする第２のプレス加工工程
を有するリードフレームの製造工程において、前記第１
のプレス加工工程と第２の加工工程との間に、前記連続
したリードフレームを狭持し、搬送しつつ所定部分のみ
を所定温度に加熱した後徐冷して残留応力を除去する部
分焼なまし処理工程を介在させ、前記部分焼なまし処理
工程が、高周波加熱コイルを複数個配列したマスクプレ
ートと前記リードフレームを該マスクプレートに押し当
てて位置決めする押圧プレートとの間に、前記連続した
リードフレームを所定寸法ずつ間欠搬送する工程である
ことを特徴とする。

〔作用〕

本発明のリードフレームの製造方法では、、非加熱部
分をマスキングして内部残留応力の高いインナリード等
の所要部分にのみ部分加熱を施し、アウタリード及び基
準孔を有する保持枠（サイドレール）は加熱されないの
で、保持枠や基準孔等の熱変形及び基準孔、ピッチの変
化がなく半導体装置組立時の位置決めが正確にできる。

更に、ワイヤボンディングエリアを有するインナリー
ド部は、部分焼なましが施され、残留応力が除去されて
いるので、リード先端部がフリーになっても半導体装置
組立時の加熱に対しても変形することなく、ワイヤボン
ディングを所定の位置に正確に行うことができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の製造方法によって製造したリードフ
レームの実施例を示すもので、インナリード３及び半導
体搭載ステージ６を含む部分７のみを選択的に高周波加
熱して焼なましを施し、残留応力を除去した半導体装置
用リードフレーム10を示す斜視図である。

同図を参照して、リードフレーム10は、複数のアウタ
リード１とこれを連結保持するタイバー２と、アウタリ
ード１に対応して放射状に中心に向かって配列したイン
ナリード３と、サポートバー４によって支持された半導
体素子搭載ステージ６及び後工程の位置決め用基準パイ
ロット孔８を有する外枠９をプレス加工して構成されて
いる。

インナリード３の先端部の所定のワイヤボンディング
エリアの薄肉部の形成や、インナリード３の先端部の形
成加工において、アウタリード１に比べてインナリード
３先端幅が狭いので、プレス加工時の捩じり等の加工応
力が多く残留している。

この加工応力が半導体装置組立の加熱によって解放さ
れてワイヤボンディング等に悪影響を及ぼし、品質、歩
留り低下の要因となる加工応力を除去する高周波加熱に
よる焼なましをインナリード３と半導体素子搭載ステー
ジ６部分にのみ部分焼なましの処理を施したものであ
る。

第２図は、リードフレームの他の実施例を示す。

本図に示すように、リードフレーム20のインナリード
３のみを高周波加熱して、焼なましを施して残留応力を
除去した半導体装置用リードフレームを提供するもので
ある。

上記実施例は、インナリード３の全体に施したが、イ
ンナリード３の先端部等一部分でもよい。すなわち、リ
ードフレームの加工経歴による加工残留応力の生じた個
所に選択的に焼なましを施すことも含むものである。

第３図（ａ）〜（ｄ）は高周波焼なまし装置を介在さ
せた本発明のリードフレームの製造工程を示す。

第３図（ａ）は、第１プレス加工工程を示し、巻きだ
し装置51から所要幅の金属薄板条材Ｍを巻きだし、テン
ション付加装置付き間欠搬送装置52でプレス装置57に装
着した順送り金型58に所要ピッチ間欠搬送される。

間欠搬送された条材Ｍは、順送り金型58によって、基
準パイロット孔８を条材Ｍの両端の外枠９の所定の位置
に形成する。ついでアウタリード1,インナリード３の先
端部及びタイバー２並びにサポートリード４を打ち抜
き、リードフレームＡの所要の形状を創成して連続した
リードフレームＦを形成して巻取り装置53に巻き取る。

インナリード３の先端部は、インナリード３を延長し
た中間片（図示せず）を介して連結部（図示せず）に連
結し、インナリード３を相互に連結して一体に形成さ
れ、更に、半導体素子の電極とインナリード３を貴金属
ワイヤで接続するインナリード先端部のワイヤリングエ
リアの薄肉部を形成するコイニングを施す。

第３図（ｂ）は、リードフレームの所要部分にのみ焼
なましを施して、上記加工の残留応力を除去する高周波
焼なまし工程を示す。

同図を参照して、（ａ）の第１プレス加工工程で形成
した連続したリードフレームＦをテンション付加機能を
有する巻きだし装置54に装着し、間欠搬送装置55で高周
波加熱部511に所定寸法搬送してリードフレームの所要
部分のみを加熱して、後冷却部512に搬送徐冷して部分
焼なましを施し、テンション付加機能を有する巻取り装
置56に巻き取る。

高周波焼なまし工程の加熱部511,冷却部512の焼なま
し装置の詳細を第４図に示す。

同図に示すように、ダストコアー43に加熱コイル42を
装着した高周波加熱部41を複数個（本実施例では４個）
配列固定したマスクプレート44及び冷却プレート48と、
支持プレート45に着脱可能に固定したガイドピン49にア
クチュエーター212で進退可動な状態で装着した押圧プ
レート211との間に該連続したリードフレームＦを搬送
方向に対して上下に配列したガイドローラー47に装着し
て所要のピッチ搬送する。次に、アクチュエーター212
を作動して、押圧プレート211で連続したリードフレー
ムＦをマスクプレート44に押しつけ位置決めし、非焼な
まし部分をマスキングして、該リードフレームの所要の
部分のみを高周波加熱する。更に、アクチュエーター21
2の作動を解除して高周波加熱された該リードフレーム
を所定のピッチ搬送して、前記作動と連動して冷却プレ
ート48で押しつけ位置決めし加熱部分を徐冷する。

上記作動を順次繰り返して、リードフレームの所要部
分にのみ連続的に焼なましを施した連続したリードフレ
ームＦを得ることができる。上記一段で行った加熱、徐
冷は、材質、形状によっては数段に分割する多段方法で
処理してもよい。

第３図に戻り、同第３図（ｃ）は、該部分焼なましを
施した連続したリードフレームＦの所要部分にめっき処
理を施すめっき工程を示す工程図である。

この工程図によれば、この連続したリードフレームＦ
を巻きだし装置51に装着して、めっき装置513に順次搬
送して前処理、めっき処理及び後処理を順次行って、所
要部分にめっき処理を施した連続したリードフレームＦ
を得ることができる。

第３図（ｄ）は、所要部分にめっき処理を施した連続
したリードフレームＦのインナリードの先端部を形成し
て、短冊状のリードフレームを得る工程を示す図面であ
る。

この工程図によれば、所要部分にめっき処理を施した
連続したリードフレームＦを巻きだし装置51に装着し
て、送り装置52によってプレス装置517に装着した順送
り金型518に順次間欠搬送して、インナリードの先端部
を連結した中間片を含む連結部を除去してインナリード
を所定の長さに形成して、該連続体を所要の長さにカッ
トして短冊状のリードフレームを得ることができる。

本実施例の工程においては、インナリードを固定する
絶縁樹脂テープの粘着については省略したが、インナリ
ードの形状、リード数及び搬送手段によってテープ粘着
工程を付加してもよい。

更に、本実施例は、各工程を分割したタンデム方式を
用いたが、複数工程を連結した連続工程で行ってもよ
い。

〔発明の効果〕

本発明は、高周波誘導加熱の特色である電磁誘導現象
を有効に利用し、金属内部で直接発熱させるので、従来
の間接続なましに比べ、以下の効果を奏することができ
る。

（１） 直接加熱のため熱効率がよく、処理時間が短
く、酸化被膜の発生が極めて少なく、作業能率が向上す
る。

（２） 部分加熱ができるので、焼なまし部分の選択が
でき、且つ非焼なまし部分をマスキングして熱影響を防
止でき、該非焼なまし部分の性能が保持できる。

（３） 加熱条件のコントロールがやりやすく、微細な
温度を提供できる。

（４） 押圧固定して加熱するので、変形も少なく、半
導体組立工程の位置決めの精度が向上する。

（５） 周波数の設定によっては、焼なまし深さの調整
が可能である。

（６） 作業環境がよく、公害の発生が少ない。

等、初期の目的を達成でき、歩留りが高い高品質のリー
ドフレームを提供できる。

【図面の簡単な説明】

添付各図は本発明の実施例を示す。 第１図および第２図はそれぞれ本発明の製造方法によっ
て製造したリードフレームの実施例を示す。 第３図および第４図は本発明のリードフレームの製造工
程の実施例を示す図である。 1:アウタリード、2:タイバー、3:インナリード、4:サポ
ートバー 6:半導体搭載ステージ、8:基準パイロット孔、9:外枠 10:リードフレーム、44:マスクプレート、45:支持プレ
ート 55:間欠搬送装置、56:巻き取り装置、57:プレス装置、5
8:順送り金型 211:押圧プレート、F:連続したリードフレーム

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】帯状をなす金属薄板の不要部分を順次除去
   して、半導体素子搭載ステージと該ステージから一体に
   放射状に配列した複数のインナリード及びアウタリード
   を形成して連続したリードフレームとする第１のプレス
   加工工程と、前記インナリードの先端部のワイヤボンデ
   ィングエリアに貴金属めっきを施すめっき処理工程と、
   前記インナリードの先端部の形成と同時に前記連続した
   リードフレームを定寸カットする第２のプレス加工工程
   を有するリードフレームの製造工程において、 前記第１のプレス加工工程と第２の加工工程との間に、
   前記連続したリードフレームを狭持し、搬送しつつ所定
   部分のみを所定温度に加熱した後徐冷して残留応力を除
   去する部分焼なまし処理工程を介在させ、 前記部分焼なまし処理工程が、高周波加熱コイルを複数
   個配列したマスクプレートと前記リードフレームを該マ
   スクプレートに押し当てて位置決めする押圧プレートと
   の間に、前記連続したリードフレームを所定寸法ずつ間
   欠搬送する工程であることを特徴とする半導体装置用リ
   ードフレームの製造方法。