(57)【要約】      （修正有）【課題】  リードの先部に設けられるワイヤーボンディング部を広く確保し、しかもワイヤーボンディング部を平滑面としてボンディングワイヤとの接合強度を高めた積層リードフレーム及びその製造方法を提供する。【解決手段】  所定形状に加工された複数枚の薄板１１、１２を貼り合わせて構成され、中央の半導体チップ配置領域に指向する複数のリードの先部には薄肉化されたワイヤーボンディング部１９を有する積層リードフレーム及びその製造方法において、最下層の薄板１１に形成されるワイヤーボンディング部１９となる領域２０とその基側のリード１８との境界部に凹溝２０ａを形成した後、領域２０にプレス加工による平面化処理を行う。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定形状に加工された複数枚の薄板を貼り合わせて構成され、中央の半導体チップ配置領域に指向する複数のリードの先端には薄肉化されたワイヤーボンディング部を有する積層リードフレームの製造方法において、
最下層の前記薄板に形成される前記ワイヤーボンディング部となる領域とその基側の前記リードとの境界部に凹溝を形成した後、前記領域にプレス加工による平面化処理を行って前記ワイヤーボンディング部を形成することを特徴とする積層リードフレームの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の積層リードフレームの製造方法において、前記凹溝はハーフエッチング処理により形成されたものであって、併せて前記領域もハーフエッチング処理が行われ、しかも、該ハーフエッチング処理された領域の厚みが前記凹溝の厚みより厚いことを特徴とする積層リードフレームの製造方法。
【請求項３】
請求項２記載の積層リードフレームの製造方法において、前記領域の中央部を周囲より凸に形成することを特徴とする積層リードフレームの製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の積層リードフレームの製造方法において、前記複数枚の薄板は拡散接合によって接合され、かつ前記薄板の拡散接合領域にはインサート材が被覆されていることを特徴とする積層リードフレームの製造方法。
【請求項５】
請求項４記載の積層リードフレームの製造方法において、前記薄板は銅又は銅合金からなって、前記インサート材は貴金属であることを特徴とする積層リードフレームの製造方法。
【請求項６】
所定形状に加工された複数枚の薄板をインサート材を介して又はインサート材が無くて貼り合わせて構成され、中央の半導体チップ配置領域に指向する複数のリードの先端には薄肉化されたワイヤーボンディング部を有する積層リードフレームにおいて、
前記ワイヤーボンディング部は最下層の前記薄板に形成され、更に、前記ワイヤーボンディング部は前記リードの厚みより薄くなって、しかも該ワイヤーボンディング部の幅は前記リードの先端部の幅より広くなって、更にはその厚みを均一とする平面化処理が行われていることを特徴とする積層リードフレーム。
【請求項７】
請求項６記載の積層リードフレームにおいて、前記ワイヤーボンディング部の平面化処理の前に、前記ワイヤーボンディング部となる領域と前記リードとの境界部に凹溝が形成され、平面化された前記ワイヤーボンディング部が、該ワイヤーボンディング部と前記リードとの境界位置まで延設されていることを特徴とする積層リードフレーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ＩＣ等の半導体装置に用いる積層リードフレームに係り、特に複数枚の薄板を貼り合わせて構成された積層リードフレーム及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＱＦＮ（Quad Flat Non-leaded）やＳＯＮ（Small Outline Non-leaded) などの半導体装置は、薄型化のためにリード（インナーリード）の狭ピッチ化が進んでおり、リードフレームの板厚もますます薄くなる傾向にある。しかしながら、リードフレームの板厚が薄くなると、搬送工程や後の組立工程において、リードフレームに腰折れが生じて不良が発生し、生産性を低下させる要因となっている。
また、従来のＱＦＮやＳＯＮは、外部接続端子のみはパッケージの封止樹脂部より露出するが、それ以外の部位は封止樹脂で覆われるため、結局この分だけ樹脂の厚みが増し、パッケージの薄型化を阻害している。そこで、リードフレームの強度を保ちつつ、ＩＣパッケージの小型化、薄型化を図るものとして形状の異なる２枚のリードフレームを貼り合わせることにより、一つの積層リードフレームを形成する積層型のリードフレーム（例えば、特許文献１参照）の他、リードフレーム厚みをパッケージ厚みとする断面Ｌ字状のリードフレームを使用したパーケッジ（例えは、特許文献２参照）が知られている。
【０００３】
【特許文献１】実公平７−１３２２７号公報
【特許文献２】特開２００３−７９５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この積層リードフレームにおいては、未だ製造上の問題点も多く、その中でも、特に、貼り合わされる２枚のリードフレームのうち、ワイヤーボンディングを施すためのワイヤーボンディング部（リードの先部に形成される）に板厚の薄いものを使用した際に、リード先端のワイヤーボンディング部をハーフエッチングして形成すると、エッチングの特性により、図７（一枚の板のハーフエッチング状態）に示すように、リード５０の先端及びハーフエッチング部５１の基部にダレ５２が生じるため、ワイヤーボンディングに必要な平坦領域が確保できない。更には、ハーフエッチングされたワイヤーボンディング部５３はエッチング液によりその表面が粗面化しており、この状態でワイヤーボンディングを行うとボンディングワイヤとリード表面との十分な接着強度が得られないという不具合が生じている。
また、リードフレーム同士の貼り合わせに溶接や接着剤を使用する方法が知られているが、接合部分の汚染や変形の問題がある。一方、特許文献２に記載されている断面Ｌ字状のリードフレームを使用したパッケージにおいては、同じリードフレームに厚肉部と薄肉部を形成するため、その段差が大きいほど加工が困難なため、薄肉部の形成にも限界があり、思うようにパッケージを小型化及び薄型化できないという問題があった。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、リードの先部に設けられるワイヤーボンディング部に必要な平坦領域を確保し、かつワイヤーボンディング部を平滑面としてボンディングワイヤとの接合強度を高めると共に、リードフレーム同士の接合部に汚染や変形のないパッケージの小型化及び薄型化に適した積層リードフレーム及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的に沿う第１の発明に係る積層リードフレームの製造方法は、所定形状に加工された複数枚の薄板を貼り合わせて構成され、中央の半導体チップ配置領域に指向する複数のリードの先端には薄肉化されたワイヤーボンディング部を有する積層リードフレームの製造方法において、
最下層の前記薄板に形成される前記ワイヤーボンディング部となる領域とその基側の前記リードとの境界部に凹溝を形成した後、前記領域にプレス加工による平面化処理（例えば、コイニング処理）を行って前記ワイヤーボンディング部を形成する。
【０００７】
この第１の発明に係る積層リードフレームの製造方法において、前記凹溝はハーフエッチング処理により形成されたものであって、併せて前記領域もハーフエッチング処理が行われ、しかも、該ハーフエッチング処理された領域の厚みが前記凹溝の厚みより厚くなっているのが好ましい。
更に、前記領域の中央部を周囲より凸に形成することがより好ましい。
また、第１の発明に係る積層リードフレームの製造方法において、前記複数枚の薄板は拡散接合によって接合され、かつ前記薄板の拡散接合領域にはインサート材が被覆されているのが好ましく、この場合、前記薄板は銅又は銅合金からなって、前記インサート材は貴金属（例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ等）であるのが好ましい。
【０００８】
前記目的に沿う第２の発明に係る積層リードフレームは、所定形状に加工された複数枚の薄板をインサート材を介して又はインサート材が無くて貼り合わせて構成され、中央の半導体チップ配置領域に指向する複数のリードの先端には薄肉化されたワイヤーボンディング部を有する積層リードフレームにおいて、
前記ワイヤーボンディング部は最下層の前記薄板に形成され、更に、前記ワイヤーボンディング部は前記リードの厚みより薄くなって、しかも該ワイヤーボンディング部の幅は前記リードの先端部の幅より広くなって、更にはその厚みを均一とする平面化処理が行われている。
そして、この第２の発明に係る積層リードフレームは、前記ワイヤーボンディング部の平面化処理の前に、前記ワイヤーボンディング部となる領域と前記リードとの境界部に凹溝が形成され、平面化された前記ワイヤーボンディング部が、該ワイヤーボンディング部と前記リードとの境界位置まで延設されているのがより好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１〜５記載の積層リードフレームの製造方法は、最下層の薄板に形成されるワイヤーボンディング部となる領域とその基側のリードとの境界部に凹溝を形成した後、前記領域にプレス加工による平面化処理を行うので、ワイヤーボンディングに必要な広さと平滑面を確保でき、ワイヤーボンディングの接合強度を向上させることができる。
【００１０】
特に、請求項２記載の積層リードフレームの製造方法は、更に、前記領域がハーフエッチングされているので、半導体チップ配置領域に設けられた半導体チップ及びそのワイヤーボンディングの高さをより低くすることができ、更に薄型の半導体装置を提供できることになった。
請求項３記載の積層リードフレームの製造方法は、前記領域の中央部を周囲より凸に形成しているので、プレス加工による平面化処理によって、ワイヤーボンディング部に確実に平坦領域を確保することができ、更にはワイヤーボンディング部の周囲に余分なはみ出しが生じない。
請求項４、５記載の積層リードフレームの製造方法においては、薄板の拡散接合の領域にインサート材（内装材）が被覆されているのでより低い圧力、より低い温度での薄板の接合が可能となる。
更には、薄板の接合時の接合領域に汚染や変形を生じることがない。
特に、請求項５記載の積層リードフレームの製造方法においては、インサート材が被覆されていない場合には、銅又は銅合金の再結晶温度は５００℃前後と非常に高いが、例えば、インサート材を被覆した一例であるＡｇめっきを施すことにより、再結晶温度を２００℃前後とすることができ、リードフレームにかかる負荷を大幅に減少することができる。
【００１１】
請求項６、７記載の積層リードフレームにおいては、ワイヤーボンディング部は最下層の薄板に形成され、更に、ワイヤーボンディング部はリードの厚みより薄くなって、しかもワイヤーボンディング部の幅はリードの先端部の幅より広くなって、更にはその厚みを均一とする平面化処理が行われているので、ワイヤーボンディングの接合強度を高める他、半導体装置自体の厚みを薄くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の一実施の形態に係る積層リードフレームの製造方法の説明図、図２は積層しようとする上側リードフレームの平面図、図３は積層しようとする下側リードフレームの平面図、図４は積層リードフレームの平面図、図５、図６は本発明の他の実施の形態に係る積層リードフレームの製造方法を示す説明図である。
【００１３】
図１（Ｄ）及び図４に示すように、本発明の一実施の形態に係る積層リードフレーム１０は、下側リードフレーム１１の上に上側リードフレーム１２を載せて拡散接合したものであり、中央に半導体チップ配置領域１４が配置されている。半導体チップ配置領域１４は下側リードフレーム１１に形成される。また、半導体チップ配置領域１４の周囲にはこの半導体チップ配置領域１４に指向して複数のリード１５が設けられている。この実施の形態では、長方形の半導体チップ配置領域１４の両側にそれぞれ複数のリード１５が対向配置されている。このリード１５の外側端部は周囲のフレーム枠１６によって支持されていると共に、中央の半導体チップ配置領域１４は、長手方向両端とフレーム枠１６とを連結するサポートリード１７によって支持されている。なお、拡散接合される前の下側リードフレーム１１及び上側リードフレーム１２はそれぞれ図２、図３に示している。
【００１４】
続いて、この積層リードフレーム１０の製造方法について説明する。例えば、０．１〜０．３ｍｍ程度の銅又は銅合金製の薄板から下側リードフレーム１１及び上側リードフレーム１２をプレス加工（又はエッチング加工）によって形成する。下側リードフレーム１１と上側リードフレーム１２の相違点は、図２、図３に示すように、下側リードフレーム１１のリード１８の先端には最終的に薄肉化されたワイヤーボンディング部１９となる領域２０（図１、図４参照）が設けられているが、上側リードフレーム１２のリード３０の先端にはこの領域２０がないことである。
【００１５】
下側リードフレーム１１を形成した後は、図１（Ａ）に示すようにリード１８の先端に形成された領域２０のハーフエッチングを行う。このハーフエッチングに際して、リード１８のマスク２１と共に領域２０の中央部にスポットマスク２２を行う。このスポットマスク２２は、円形又は楕円状で、その径（幅）が例えば領域２０（リード１８の幅と同じ）の幅の０．１〜０．５倍程度で、かつスポットマスク２２の幅がリード１８の厚みの例えば１．５〜０．２倍程度となっている。このスポットマスク２２を付けた状態でエッチングを行うと、最初は非マスク部分の表面がエッチングされるが、スポットマスク２２の部分についてスポットマスク２２の周囲からスポットマスク２２内側に向けてエッチングされ、エッチング液の勢いでスポットマスク２２が剥げてしまい、スポットマスク２２が形成された領域もエッチングされる。これによって、領域２０は中央に凸部２３が形成された状態でハーフエッチングが形成される。この状態ではワイヤーボンディング部１９となる領域２０とリード１８との境界部には凹溝２０ａが形成されている。
【００１６】
次に、図１（Ｂ）に示すように、ハーフエッチングされた領域２０に対してパンチ２４を用いて平面化処理の一例であるコイニング処理を行う。これによって、凹溝２０ａの厚みより厚い凸部２３には押し潰し荷重が掛かり、周囲の凹部（及び凹溝２０ａ）にも波及してワイヤーボンディング部１９が形成される。ワイヤーボンディング部１９はハーフエッチングされた状態でコイニング処理が行われるので、図１（Ｃ）に示すように非エッチング部とハーフエッチング部との境界のダレが極めて少ないワイヤーボンディング部１９が形成される。なお、ワイヤーボンディング部１９は３方（先端側及び両幅方向）に広がるように形成してもよく、単にハーフエッチングを行う場合に比較してより面積が広く、しかもその平面も均一となっている。これによってより安定したワイヤーボンディング部１９が形成できる。
【００１７】
次に、図１（Ｄ）に示すように、ワイヤーボンディング部１９が形成された下側リードフレーム１１の上に上側リードフレーム１２を重ねて、拡散接合を行うと両者が一体化して積層リードフレーム１０が完成する。
なお、図２に示す上側リードフレーム１２において、３０はリードを、３１は上側フレーム枠を示し、図３に示す下側リードフレーム１１においては、３３は下側フレーム枠を示し、下側のリード１８の先端に前述した方法で、ワイヤーボンディング部１９が設けられている。
【００１８】
これによって半導体チップ配置領域１４は下側リードフレーム１１に設けられ、ワイヤーボンディング部１９は更に下側リードフレーム１１をハーフエッチング及びコイニングして形成されているので、半導体素子の位置を下げることができると共に、ワイヤーボンディングの位置も下げることができる。これによって封止樹脂の厚みも薄くでき、より小型でより薄型の半導体装置を提供できる。
【００１９】
続いて、図５、図６を参照しながら、本発明の他の実施の形態に係る積層リードフレーム３５、３５ａ及びその製造方法について説明するが、下側リードフレーム１１と上側リードフレーム１２との拡散接合領域３６、３７及び平面化処理（即ち、コイニング）されたリード１８の一部及びワイヤーボンディング部１９にインサート材（内装材）３８、３９のめっきが行われている。このインサート材３８、３９は例えばＡｕ、Ａｇ、Ｐｄ等の貴金属からなっている。このように拡散接合領域３６、３７にインサート材３８、３９をめっきすると比較的低い温度及び加圧力でしかも変形なく平面度を確保しながら接合される。この下側リードフレーム１１の下面及び上側リードフレーム１２の上面には外装材（Ｐｄ、Ｓｎ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ、Ｓｎ−Ｐｂ）４０、４１がめっきされている。
【００２０】
図６には、下側リードフレーム１１と上側リードフレーム１２との間に更に中間リードフレーム４２（この実施の形態では１枚であるが複数枚可能）を配置して、中央にある半導体チップ配置領域の位置を周囲より下げたリードフレームが示されている。
この場合、中間リードフレーム４２の上下の拡散接合領域４３、４４にもインサート材（例えばＡｕ、Ａｇ、Ｐｄ等の貴金属）４５、４６がめっきされている。これによって、下側リードフレーム１１、中間リードフレーム４２及び上側リードフレーム１２の接合が円滑に行われる。
【００２１】
前記実施の形態においては、ワイヤーボンディング部１９となる領域２０とリード１８との境界部に凹溝２０ａを形成する場合に、領域２０もハーフエッチングを行って領域の厚みを減少させているが、ワイヤーボンディング部となる領域とリード１８との境界部にエッチング又はプレス処理によって凹溝を形成し、その後コイニング処理を行う場合も本発明は適用される。
また、前記実施の形態では積層リードフレーム１０は２層であったが、更に３層以上の複数層（即ち、最下層は下側リードフレームとなる）とすることもできる。
なお、前記実施の形態においては平面化処理によってワイヤーボンディング部をリードの先端部の幅より広く確保しているが、ワイヤーボンディング部が幅方向に（横方向に）広がらないように（即ち、リードの先端部の幅と同程度に）、平面化処理の加圧力を調整することもでき、これによってリードの狭ピッチ化に対応させることができる。
また、前記実施の形態において、上側リードフレーム、下側リードフレーム及び中間リードフレームを接合する場合には、拡散接合領域に貴金属からなるインサート材を被覆するのが好ましいが、貴金属以外のインサート材（例えば、半田層）を使用する場合、リードフレームの材質又は接合環境を制御（例えば、真空又は不活性ガス）してインサート材なしで拡散接合を行う場合も本発明は適用される。また、インサート材の形成は一般的めっき法の他、スパッタリングで形成してもよく、金属箔にて形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の一実施の形態に係る積層リードフレームの製造方法の説明図である。
【図２】積層しようとする上側リードフレームの平面図である。
【図３】積層しようとする下側リードフレームの平面図である。
【図４】積層リードフレームの平面図である。
【図５】本発明の他の実施の形態に係る積層リードフレーム説明図である。
【図６】本発明の他の実施の形態に係る積層リードフレーム説明図である。
【図７】従来例に係るリードフレームのエッチングの説明図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０：積層リードフレーム、１１：下側リードフレーム、１２：上側リードフレーム、１４：半導体チップ配置領域、１５：リード、１６：フレーム枠、１７：サポートリード、１８：リード、１９：ワイヤーボンディング部、２０：領域、２０ａ：凹溝、２１：マスク、２２：スポットマスク、２３：凸部、２４：パンチ、３０：リード、３１：上側フレーム枠、３３：下側フレーム枠、３５、３５ａ：積層リードフレーム、３６、３７：拡散接合領域、３８、３９：インサート材、４０、４１：外装材、４２：中間リードフレーム、４３、４４：拡散接合領域、４５、４６：インサート材
【図１】
2006210594.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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