JPH0750765B2 - 半導体装置に用いるリードフレーム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置に用いるリードフレームに関す
る。

〔従来の技術〕 リードフレームを用いた半導体装置は、各種の産業分野
で利用されているが、近来多品種少量生産及び多ピン化
傾向に伴い、品質及び精度の要求も多様化している。し
たがって、リードフレームの製造に際しては、需要の急
増及び急速な技術革新に対応できるように生産態勢を整
えることが製造者にとって重要な課題となっている。

第５図に一般的な半導体装置用のリードフレームの平面
図を示す。

図において、リードフレームのほぼ中央には半導体素子
の搭載ステージ１が形成され、加工ライン方向に走る一
対のサイドレール２にサポートリード３によってそれぞ
れに搭載ステージ１が連結されている。搭載ステージ１
の周囲には、多数のインナーリード４が互いに間隔をお
いて外側に向けて突き出され、これらのインナーリード
４はタイバー５によってサイドレール２に連結されてい
る。また、タイバー５からライン方向には内側のインナ
ーリード４に連なるように多数のアウターリード６を形
成している。一方、サイドレール２の所定位置には、各
処理工程で処理を施す際に用いる位置合わせ用の複数の
パイロット孔７を有している。このような各リードの配
置を持つ構成が従来のリードフレームの典型である。

半導体装置の製造では、リードフレームの成形後に様々
な後処理が行われる。この後処理としては、搭載ステー
ジ１及びインナーリード４の先端部のメッキ処理や、イ
ンナーリード４とパッケージラインＰの間の所定位置に
テープ又は絶縁性熱硬化樹脂等でインナーリード４を固
定する処理等がある。そして、このような処理の後、搭
載ステージ１に半導体素子を搭載して、半導体素子とイ
ンナーリード４の先端間を貴金属のワイヤーで接続する
ワイヤーボンディングを施し、更にパッケージングして
半導体装置の実装が完了する。

以上のような工程を経て製造される半導体装置に用いる
リードフレームそれ自体は、薄肉の金属板を一般的には
プレス加工法によって短冊状に打ち抜かれるか又は単体
のリードフレームを連接した帯状のリードフレームに形
成される。また、プレス加工に代えて、短冊状リードフ
レームを複数列形成したガラスマスクパターンを用いて
フォトエッチング法で形成する方法も採用されている。

第６図は、複数のリードフレームの単体によって構成さ
れる短冊状リードフレームを複数個配列して形成したエ
ッチングシートを示す平面図である。

図において、リードフレームの単体50を複数配列したも
のとして短冊状リードフレームの帯状ベース51が形成さ
れている。そして、それぞれの帯状ベース51は、少なく
とも１つのハーフエッチングの連結タブ52によって外枠
53と保持枠54に連結されている。なお、各帯状ベース51
に形成されるサイドレールには、第５図に示したパイロ
ット孔を設けることは無論である。

エッチング加工の後に、帯状ベース51は、外枠53及びと
保持枠54の連結タブ52から分離して得られる。このよう
にして得た帯状ベース51は、手作業によって積み重ねら
れ整頓されて次工程に搬送される。

次工程においては、積載された帯状ベース51から一般的
な搬送手段によって１枚毎にこれを取り出し、第５図に
示したサイドレール２のパイロット孔７に次工程の装置
に付設された基準ピンを挿入する段取りを行う。すなわ
ち、次工程のためにパイロット孔７が位置決め用として
利用され、各種の処理がラインによって行われる。ま
た、搭載ステージ１に半導体素子を搭載実装する際に
も、パイロット孔７を使用して位置合わせが行われる。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように、リードフレームを用いた半導体装置の製造
では、サイドレール２に開けたパイロット孔７は、各種
後処理工程毎に位置合わせのために利用される。そし
て、この位置合わせのときには、ラインや加工装置に設
けた基準ピンをパイロット孔７に差し込んだり抜き取っ
たりするので、パイロット孔７の損傷が問題となる。つ
まり、基準ピンの差し込みや抜き取りの際にこのピンが
パイロット孔７に引っ掛かって、孔の周囲ににバリが発
生したり変形する等の損傷を受けやすい。このように位
置決めに利用するパイロット孔７に障害が生じると、ワ
イヤボンディング等を施す半導体装置の組立て工程にお
いて、正確な位置合わせができず、位置ずれを生じてし
まう。

このような問題に対し、第７図に示すようにサイドレー
ル２の外側に補助レール55を設け、これにパイロット孔
56を開けるようにしたリードフレームが提案されてい
る。

しかしながら、このようなリードフレームでは補助レー
ル55を余分に設けるために所定の材料幅よりも広い素材
が必要となり、材料コスト及び製造コストの上昇が避け
られない。

また、短冊状のリードフレームとして帯状ベース51を積
層したり、これらを１枚毎に後処理ラインに送り込むの
で、作業自体及びラインの動作が不連続となる。このた
め、作業性が悪いほか、ハンドリングにおいてリードフ
レームの表面に傷，汚れ等が発生しやすいので、品質の
低下も無視できない。更に、短冊状リードフレームを積
み重ねてストックしておき、これを１枚毎にラインに送
り込む場合、自重等で付着したりリードの絡み等を生じ
て２枚重ね送りが発生し、装置の停止原因となり作業低
下をきたしてしまう。

一方、プレス加工法によって形成した帯状リードフレー
ムを間欠搬送の全面メッキ処理工程に用いた場合、帯状
リードフレームに全面メッキを施す際に帯状リードフレ
ームの一部にオーバラップが生じ二重メッキが施される
こともある。このため、後処理でこの二重メッキ部分を
剥離除去の必要があり、工程数が増加し、生産性に影響
を与えてしまう。

本発明は、以上のような従来技術のもつ欠点を解消する
もので、部分メッキ等の後工程や半導体素子の実装等の
際の位置合わせが正確に行え、且つ作業性及び作業能率
を高め、しかも材料費を低減して高品質のリードフレー
ムを製造できるようにすることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、以上の目的を達成するために、位置決め用の
パイロット孔を有する一対のサイドレールの間に複数個
のリードフレームの単体を一連形成した帯状ベースをガ
ラスマスクプレート面に複数列配置し、フォトエッチン
グ加工して創成したリードフレームであって、前記帯状
ベースの一端に連結体を形成し、該連結体によって他の
帯状ベースの他端を連結してストリップ状とし、更に前
記連結体に位置決め用の補助パイロット孔を設けたこと
を特徴とする。

〔実施例〕 以下、図面に示す実施例により本発明の特徴を具体的に
説明する。

第１図は本発明のリードフレームの平面図、第２図は要
部を拡大して示す平面図である。なお、従来例で説明し
た同じ部材については共通の符番で指示し、その詳細な
説明は省略する。

図示のように、４個のリードフレームの単体50を持つ短
冊状リードフレームとした帯状ベース51が形成され、こ
れらの帯状ベース51との間には、連結体10が設けられて
いる。この連結体10は、ガラスマスクプレート（後述）
に配置したたとえば４個のリードフレームの単体50を連
結した帯状ベース51の一端に配置して焼付け、現像して
レジストマスクシートを形成した後、フォトエッチング
加工法によって帯状ベース51と同時成形する。したがっ
て、この連結体10は帯状ベース51を相互に連接一体化す
ると共に、サイドレール２に開けたパイロット孔７と同
様な孔を持たせれば位置決め機能も果たすことができ、
各種の後処理加工の際これらのリードフレーム単体を相
互に一体化する接合代として利用される。そして、サイ
ドレール２に開けたパイロット孔７に代えて、各種の加
工の際に位置決め用として用いる補助パイロット孔11が
連結体10に開けられている。

第３図（ａ）は帯状ベース51とその帯状ベース51の一端
に配置された連結体10をフォトエッチングによって創成
するために用いるガラスマスクパターンの平面図、第３
図（ｂ）は同図（ａ）中の円Ａで囲んだ部分の拡大図で
ある。

図示のように、ガラスマスクプレート20には成形しよう
とするリードフレームのリードフレームパターン21及び
連結体10のための連結体パターン22が設けられている。
そして、１個のガラスマスクパターン20には３列のリー
ドフレームパターン21及び連結体パターン22が備えられ
ている。このようなパターンを持つ上部及び下部のガラ
スマスクパターンの間に帯状の金属薄板の素材を所定の
送り量だけ間欠搬送して露光することにより、帯状の金
属薄板の素材の両面に４個づつのリードフレームの単体
を持つ帯状ベース及びこれらの帯状ベースのそれぞれの
一端に連結体10を備えたリードフレームのレジストパタ
ーンが創成される。このような方法による加工を間欠的
に行うことによって、連結体10を介して帯状ベース51を
相互に連結した帯状のリードフレームのレジストパター
ンが創成される。

更に、創成された帯状のリードフレームのレジストパタ
ーンをエッチング工程に投入して不要部分を除去して第
１図に示すように連結体10を介して連結された帯状ベー
ス51の連続体が得られる。

第４図はエッチング処理工程から半導体組立てのワイヤ
ボンディング工程までに本発明のリードフレームを適用
した例を示す概略図である。

同図（ａ）において、連結体10によって一体化されたリ
ードフレームのレジストパターンの素材シートＭは、ア
ンコイラ30から解き放たれ、エッチング装置31内で整面
工程，エッチング工程，剥離工程及び乾燥工程を経た
後、コイラ32に再び巻き取られる。次いで、コイラ32か
らアンコイラ33に移し換えた後（同図（ｂ））、めっき
装置34に送り込まれてメッキ処理され、再びコイラ35に
巻き取られる。そして更に、第４図（ｃ）に示すよう
に、アンコイラ36から素材シートＭはテーピング装置3
7,カット装置38に送り込まれ、連結体除去装置39によっ
て連結体10が除去され、帯状ベース51となって半導体組
立て工程のダイボンディング，ワイヤボンディング工程
に供給される。なお、第４図では各工程を分離したもの
について説明したが、各工程を連結した連続工程にも適
用できることは勿論である。

以上の工程において、エッチング工程から連結体除去装
置39までは、連結体10に設けた補助パイロット孔11を利
用した位置決めが行われる。すなわち、従来では各工程
での位置決めをサイドレール２に開けたパイロット孔７
を利用していたのに代えて、補助パイロット孔11に基準
ピン（図示せず）を差し込んだり抜き取ったりすること
によって、素材シートＭを加工装置に位置決めする。そ
して、連結体除去装置39によって連結体10が取り除かれ
ると、第４図に示すように４個のリードフレームのユニ
ットＵが下流のダイボンディング装置39及びワイヤボン
ディング装置40に供給される。このときには、加工装置
に対する各ユニットＵの位置決めは、残っているサイド
レール２のパイロット孔７を利用する。

以上のように、リードフレームの製造に際し、エッチン
グ加工からめっき加工及び後処理のためのテーピング処
理等までは、連結体10に設けた補助パイロット孔11を利
用して位置決めしている。また、これらの加工以降の高
精度の位置決めを必要とするダイボンディング，ワイヤ
ボンディング等の位置決めはサイドレール２のパイロッ
ト孔７によって行われる。このため、ライン製造の最初
から最後まで同じパイロット孔７を利用していた従来の
方法に比べると、パイロット孔７の損傷が少なくなる。
このため、ダイボンディングやワイヤボンディングの処
理では、パイロット孔７が変形したり内径が大きくなっ
たりしていない状態で利用でき、高い精度で加工処理で
きる。また、第７図で説明したような補助レール55等を
付属する場合に比べて素材を無駄にすることがなく、コ
ストに影響を与えることもない。

更に、リードフレームの要部に近いサイドレール２のパ
イロット孔７に頻繁に基準ピン等を着脱すると、パイロ
ット孔７部分の変形のみでなく、アウターリード６やイ
ンナーリード４までも含めて変形する恐れがある。これ
に対し、リードフレームの要部から離れた連結体10の補
助パイロット孔11を利用することにより、リードフレー
ム全体の曲げや捩じれ等の変形を抑えることができ、品
質が格段に向上する。

また、リードフレームを連結体10によってストリップ状
としてラインに送り込めるので、従来のように帯状のリ
ードフレームを１枚毎ずつ供給するのに比べて生産性は
遥かに高くなる。そして、２枚の帯状リードフレームの
重送等の障害もなくライン停止による稼動率低下も防が
れる。

更に、帯状リードフレームを間欠搬送してめっき処理す
る場合では、先行するリードフレームと後続のものとの
位置関係によって、めっき層が２重になりやすい。これ
に対し、連結体10によって短冊状のリードフレームをス
トリップのようにラインに連続供給でき、めっきの重な
りを生じることがなく、従来のような剥離除去等の工程
を一切必要としない。

また、フォトエッチング工程から半導体組立て構成のダ
イボンディングまでの工程を連結して処理でき、中間の
コイラー，アンコイラー等を除くことができ、半導体装
置製造ラインを簡素化する等の効果も期待できる。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明においては、帯状のベー
スを連結体によって一体化してストリップ状とし、更に
サイドレールに設けるパイロット孔に加えて補助パイロ
ット孔を連結体に設けている。このため、多数の工程に
対して加工装置等に位置決めするとき、補助パイロット
孔とサイドレールに設けたパイロット孔とを利用でき
る。したがって、パイロット孔のみを利用していた従来
構造に比較すると、補助パイロット孔を使うことによっ
てリードフレームに近い位置にあるパイロット孔の変形
や歪等が抑えられ、高い位置決め精度が達成されると共
にリードフレームの曲げや捩じれ等もなく、高い品質の
製品が得られる。

更に、連結体によって複数の帯状フレームをストリップ
状に繋ぐことができるので、連続又は間欠搬送ラインに
よって加工を施すことができる。このため、従来のよう
に帯状ベースを１枚ずつラインに送り込んでいた方法に
比べると、生産性も格段に向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のリードフレームの平面図、第２図は要
部の拡大平面図、第３図（ａ）は本発明のリードフレー
ムを成形するためのガラスマスクパターンの平面図、第
３図（ｂ）は同図（ａ）の円Ａで囲んだ部分の拡大図、
第４図はリードフレームのエッチングからワイヤボンデ
ィングまでの加工工程を装置によって示す図、第５図は
従来の一般的なリードフレームの平面図、第６図は短冊
状リードフレームのエッチングシートを示す平面図、第
７図は補助レールを設けたリードフレームの従来例を示
す平面図である。 1:搭載ステージ、2:サイドレール 3:サポートリード、4:インナーリード 5:タイバー、6:アウターリード 7:パイロット孔 10:連結体、11:補助パイロット孔 20:ガラスマスクプレート 21:リードフレームパターン 22:連結体パターン 30,33,36:アンコイラ 31,エッチング装置、32,35:コイラ 34:めっき装置、37:テーピング装置 38:連結体除去装置 39:ダイボンディング装置 40:ワイヤボンディング装置 50:（リードフレームの）単体 51:帯状ベース 52:連結タブ、53:外枠 54:保護枠、55:補助レール 56:パイロット孔 M:素材シート、U:ユニット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】位置決め用のパイロッド孔を有する一対の
   サイドレールの間に複数個のリードフレームの単体を一
   連形成した帯状ベースをガラスマスクプレート面に複数
   列配置し、フォトエッチング加工して創成したリードフ
   レームであって、前記帯状ベースの一端に連結体を形成
   し、該連結体によって他の帯状ベースの他端を連結して
   ストリップ状とし、更に前記連結体に位置決め用の補助
   パイロット孔を設けたことを特徴とする半導体装置に用
   いるリードフレーム。