JP2755793B2

JP2755793B2 - リードフレーム

Info

Publication number: JP2755793B2
Application number: JP15762290A
Authority: JP
Inventors: 義洋島津
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-06-18
Filing date: 1990-06-18
Publication date: 1998-05-25
Anticipated expiration: 2013-05-25
Also published as: JPH0453158A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、半導体装置のリードフレーム、とくに、リ
ード数の多い樹脂封止型半導体装置に最適なリードフレ
ームの構造に関するものである。

（従来の技術）半導体装置のリードフレームは、エッチングもしくは
打ち抜きにより成型される。リードフレームのエッチン
グ成型は、先ず、シート材やコイル材等を素材としてこ
れを洗浄し、レジストを塗布したあとに乾燥させ、リー
ドフレームパターンの焼付けを行って現像し、つぎに、
エッチングを施してレジストを除去し、切断しオフセッ
ト検査をしたあと短冊自動メッキラインでスポットAu,A
g等のメッキを施して完成する。一方、打ち抜き法で
は、前記のシート材やコイル材等をプレス金型にセット
してリードフレムパターンに従って打ち抜いてリードフ
レームを形成する。

第３図（ａ）は、このような打ち抜き法で形成したリ
ードフレーム10の部分平面図である。リードフレーム10
は、長尺のFe−42Ni合金もしくはCuからなる材料で作ら
れている。長尺体の両端にはフレーム枠１が形成されて
いてその上端部には丸形のガイドピン孔５と長方形のガ
イドピン孔６が繰り返し周期的に形成されている。下端
部のフレーム枠１には丸形のガイドピン孔５が形成され
ている。丸形のガイドピン孔５は、半導体素子及びリー
ドフレームを樹脂封止する際に、これらの位置を正確に
決めるための位置決め孔であり、長円形のガイドピン孔
６は、半導体装置の組立工程の一工程において、リード
フレームをローダマガジンからアンローダマガジンへ搬
送するための送りピンを挿入する孔であり、各リード部
毎に少くとも１つ形成されている。

リード部12₁は、両端部のフレーム枠１の間に繰り返
し形成されており、アウターリード2,インナーリード4,
アウターリードとインナーリード間に形成されたタイバ
ー8,インナーリード中心に配置され、半導体素子を載置
するアイランド３等を具備している。リード部は隣接す
るリード部12₂とは打ち抜きバランスのため形成したス
リット９によって隔てられている。上のフレーム枠１の
両端の丸形ガイドピン孔と角形のガイドピン孔及び下の
フレームのガイドピン孔の近傍には角穴７を設けてい
る。

角穴７は、半導体素子とインナーリードをボンディン
グワイヤで接合する際に、ボンディングツールを正しい
ボンディングポジションに位置決めするために設けられ
た位置決め孔であり、ここを観察することによってツー
ルの位置を補正することが可能となる。リード部12は、
前記スリット間に一つづつ配設されるようになってい
る。

ところでリードフレームの素材となる長尺体は、通常
は熱間及び冷間圧延を行って形成されたものであり、圧
延方向（たとえば、長軸方向）に結晶粒が伸びるばかり
か、結晶方向もこの方向に揃ろい、いわゆる繊維組織を
持っている。このような構造のリードフレーム素材をプ
レス金型によって打ち抜き成型すると内部応力が発生
し、それが不均一であると、リードフレームにそりやた
わみ等の歪が発生するので、半導体素子を組み込んだ
り、ワイヤボンディングを行う時に、素子が動いたり、
ボンディングポジションが正確に決められないなどの問
題が生ずる。

この内部応力が不均一になる原因としては、まず打抜
き形状が非対称であることが掲げられる。非対称によっ
て熱伝導にバラツキが生ずることになる。また、打抜き
によってスリット、孔などが形成されると、その付近の
繊維は分断され、その結果、リードフレームは繊維の長
さが場所によって異なるような不均一状態にある。リー
ドフレームを半導体素子と共に樹脂封止する場合に、こ
のリードフレームは本体180℃程度まで加熱される。熱
による材料の伸縮比は、材料の持つ繊維長の長短で異な
るから、熱応力によっても不均一に打ち抜かれるリード
フレームには歪の発生が避けられないことになる。

この歪の発生を具体的に従来例について検討してみる
と、前記第３図（ａ）のリードフレーム10の上端部のフ
レーム枠１のガイドピン孔などの打抜き孔5,6の間隔は1
0mmである。他方、下端部のフレーム枠１の打抜き孔５
の間隔は28mmである。このリードフレームに素子を搭載
し、ワイヤボンティングを経て樹脂封止を行うと、樹脂
の熱によってリードフレームにそりが発生するが、上端
部のフレーム枠のそりは、約0.5mmであるのに対して
（第３図（ｂ））、下端部のフレーム枠のそりは約1mm
であった。打抜き工程が入る以上そりの発生は避けられ
ず、打抜き孔の間隔がせまい程小さく、間隔が大きくな
ると大きくなることがわかる。これは素材中の繊維の長
さが影響を与えているものと考えられる。そりと打抜き
孔間隔との関係を第４図に示す。打抜き孔間隔（ｘ）を
横軸に、それに対応するそりの大きさ（ｙ）を縦軸にと
ると、両者はほぼ直線的に変化している。この図からも
わかるように、下端部のフレーム枠のそれが大きいが、
これは前述したように、打抜き孔の間隔（ピッチ）に比
例しており、樹脂封止後、樹脂が収縮する際に、このピ
ッチが長い程樹脂に強く引張られてそりが多きくなるも
のと考えられる。

（発明が解決しようとする課題）以上のように、半導体装置に用いられるリードフレー
ムには、ガイドピン孔などが均一に形成されているわけ
ではなく、不規則に配置されていることが多く、打抜き
バランスが良くないという問題があり、さらに、その結
果素材の繊維の長さが不均一になるので熱応力も大きく
なって歪を大きくしているという問題があった。

本発明は上記事情によってなされたもので、抜きバラ
ンスが均一であり、したがって素材の繊維の長さを均一
にした半導体装置用リードフレームを提供することを目
的としている。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明は、上下両端に形成され適宜の間隔でガイドピ
ン孔などの打抜き孔を有するフレーム枠を、上下のフレ
ーム枠間に繰返し形成されたリード部を具備した半導体
装置のリードフレームに関するものであり、前記打抜き
孔間に適宜の間隔で捨て穴を形成することによって、打
抜き孔も含めて穴の間隔（ピッチ）を狭めると同時に、
打抜き孔と捨て穴を配置を均一にすることを特徴として
いる。打抜き孔と捨て穴の配置を均一にすることは、上
下端のフレーム枠に形成された捨て穴等の配置を長軸に
対して対称にすることであるが、完全に対称である必要
はなく多少のずれは認められるが、各フレーム枠の打抜
き孔等の間隔はほぼ均一である必要がある。

（作用）捨て穴を形成することによってフレーム枠形状のバラ
ンスを良くし、素材の繊維長も従来のリードフレームよ
り均一にすることができる。捨て穴の形状によって作用
効果に格別の違いはなく、丸形，角形，長楕円形等何で
も良いが、角形のプレス金型の刃を損傷し易いという欠
点がある。また、上下のフレーム枠の対称性を良くする
ために向い合う穴の形状は同じである方が有利である。

（実施例１）以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第１図（ａ）は、本発明の実施例１のリード部分が４
つの領域（４コマ）分記載されたリードフレームの部分
平面図、第１図（ｂ）は、同図のＡ部分の拡大平面図、
第１図（ｃ）は、第１図（ａ）の下部の断面図である。
冷間圧延により成形された、たとえばCuのような素材を
プレス金型を用いて打抜きリードフレーム10の長尺体を
形成する。図は、４コマ分のリード部分を示している
が、実際は長尺体の一部にすぎない。各コマに形成され
たリード部12₁,12₂は、アイランド３を有しており、そ
の周囲にインナーリード４、さらにその外側にタイバー
８を介してアウターリード２が形成されている。各リー
ド部の間にはスリット９が形成されている。これは、打
抜き加工を行ったあとの抜きバランスをとるために形成
されると同時に各リード部毎に切断するための容易性を
確保するためにある。各コマはスリット９によって隔離
されている。本実施例で使用した打抜き孔は、本発明の
要旨である捨て穴11を除いて各コマ毎に７つ形成されて
いる。すなわち、搬送用ガイドピン孔である長穴６、ダ
イボンディングを行う際の位置決め孔となる丸穴５及び
ワイヤボンディングの際のボンディングポジションを決
めるための角穴７などが上端及び下端部に形成されてい
る。上端部のフレーム枠１の打抜き穴5,6間は、等間隔
に10mmある。下端部のフレーム枠１には打抜き穴５が１
つ形成されており、隣のリード部12₂のある打抜き穴５
との間に28mmの距離がある。これは従来の下端部のフレ
ーム枠１の穴間隔に等しい。本実施例ではこの下端部の
フレーム枠１に隣接する打抜き穴５のほぼ真中に捨て穴
11を形成する。これによって穴間隔は従来の28mmから14
mmになり繊維が短かくなって最終処理を施したあとのリ
ードフレーム10の下短部のそりは、およそ0.6mmになる
（第１図（ｃ）参照）。この程度のそりならば、ボンデ
ィングエラーなど組立て工程における障害の原因とはな
らない。また、上と下のそりの差も0.1mm程度しかない
ので、組立工程に支障をきたすことはない。しかし、上
下においてある程度の対称性は必要であり、そのためこ
の実施例では捨て穴11は、搬送用のガイドピン孔と同
じ、長穴にしてある。これは、長径が3mm、短径が2mmで
ある（第１図（ｂ）参照）。

（実施例２）つぎに、実施例２について第２図（ａ），（ｂ）を用
いて説明する。第２図（ａ）は、リードフレームの要部
平面図であり、第２図（ｂ）は同図の下部の断面図であ
る。リードフレームとしては実施例１と同じものを用い
るので、捨て穴11は、やはり、実施例２と同様に下端部
のみに形成する。図に示すように、下端部のリードフレ
ーム枠１において隣接するガイドピン孔５の間に等間隔
に２個の丸形の捨て穴11を形成する。従って、打抜き穴
は約9mmの間隔で配置されることになる（第２図（ａ）
参照）。繊維は、この間隔で切断されるので、この部分
のそりも約0.4mmとなり、かなり小さくなる（第２図
（ｂ））。

しかも、上端部でのそりが前実施例と同様に約0.5mm
であるので、上下のフレーム枠間にもそりの差は殆んど
なく両者は均一であるというべきである。

なお、リードフレームは、実施例ではCuを用いたが、
これに限るものではなく、Fe−42Ni合金のような既存の
材料はすべて適用される。また、打抜き穴は、丸穴、角
穴、長穴など形状に関係なく、大きさも任意である。要
するに繊維が適宜切断されればよいのである。但し、角
形は金型の刃を傷め易いので量産性の面で好ましくな
い。リードフレームの変形が少ないので樹脂封止後の工
程である切断・曲げ加工用ポンチダイの長寿命が期待で
きる。

〔発明の効果〕

本発明は、以上のような構成によりフレーム枠形状の
バランスが良くなり、また、材料の繊維の長さも均一と
なるのでリードフレームの変形が少なくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の実施例１のリードフレームの部
分平面図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）に示すＡ部分の
拡大平面図、第１図（ｃ）は第１図の（ａ）の下部の断
面図である。第２図（ａ）は、実施例２のリードフレー
ムの部分平面図、第２図（ｂ）は同図の下部の断面図で
ある。第３図（ａ）は、従来のリードフレームの部分平
面図、第３図（ｂ）は第３図（ａ）の上部の断面図、第
３図（ｃ）は第３図（ａ）の下部の断面図である。第４
図は打抜き穴間隔（ｘ）とリードフレームのそりの大き
さ（ｙ）との関係をあらわす特性図である。１……フレーム枠、２……アウターリード、３……アイランド、４……インナーリード、５……丸穴（ガイドピン穴）、６……長穴（ガイドピン穴）、７……角穴、８……タイバー、９……スリット、 10……リードフレーム、11……捨て穴、 12₁、12₂……リード部。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】上下両端に適宜の間隔で形成されたガイド
ピン孔などの打抜き穴を有するフレーム枠と、上下のフ
レーム枠間に繰り返し形成されたリード部とを具備した
リードフレームにおいて、前記打抜き穴間に一定の間隔
で捨て穴を形成して前記捨て穴も含めた打抜き穴の間隔
を狭めると同時に前記打抜き穴と捨て穴を等間隔に配置
することを特徴とするリードフレーム。