(57)【要約】【課題】切断対象となるリードの幅如何にかかわらず適用でき、設計の自由度が大きく、切断すべき金属体積を効率よく減少させて切断加工を容易化し、且つ、細長い或いは屈曲しているリードやダムバーの変形や反り及びねじれを十分に抑えることの可能なリードフレーム及びその製造方法の提供。【解決手段】多列型リードフレームにおける製品単位を構成し、ダムバー２とダムバーに接続し、ダムバーに接続する端部から所定範囲２ａにかけて金属板の板厚に比べて薄い板厚を有するリード１を少なくとも有するリードフレームにおいて、ダムバーにおけるリードのダムバーに接続する端部の幅方向の辺とダムバーにおける幅方向の辺とで囲まれた第１の部位２ａが、金属板の板厚と同じ板厚を有し、ダムバーにおける第１の部位に隣接しリードと接続しない第２の部位２ｂが、金属板の板厚に比べて薄い板厚を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多列型リードフレームにおける製品単位を構成し、所定箇所にリードフレームの基材をなす金属板の板厚に比べて薄い板厚を有するダムバーと、前記ダムバーに接続し、該ダムバーに接続する端部から所定範囲にかけて前記金属板の板厚に比べて薄い板厚を有するリードを、少なくとも有するリードフレームにおいて、
前記ダムバーにおける前記リードの該ダムバーに接続する端部の幅方向の辺と該ダムバーにおける幅方向の辺とで囲まれた第１の部位が、前記金属板の板厚と同じ板厚を有し、
前記ダムバーにおける前記第１の部位に隣接し前記リードと接続しない第２の部位が、前記金属板の板厚に比べて薄い板厚を有することを特徴とするリードフレーム。
【請求項２】
多列型リードフレームにおける製品単位を構成し、所定箇所にリードフレームの基材をなす金属板の板厚に比べて薄い板厚を有するダムバーと、前記ダムバーに接続し、該ダムバーに接続する端部から所定範囲にかけて前記金属板の板厚に比べて薄い板厚を有するリードを、少なくとも有するリードフレームの製造方法において、
前記金属板の少なくとも一方の側から所定パターンのハーフエッチングを施すことにより、前記ダムバーにおける前記リードの該ダムバーに接続する端部の幅方向の辺と該ダムバーにおける幅方向の辺とで囲まれた第１の部位が、前記金属板の板厚と同じ板厚を有し、前記ダムバーにおける前記第１の部位に隣接し前記リードと接続しない第２の部位が、前記金属板の板厚に比べて薄い板厚を有するように形成することを特徴とするリードフレームの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッチングにて形成される多列型リードフレームにおいて製品単位を構成するリードフレームであって、所定箇所にリードフレームの基材をなす金属板の板厚に比べて薄い板厚を有するダムバーと、ダムバーに接続し、ダムバーに接続する端部から所定範囲にかけて金属板の板厚に比べて薄い板厚を有するリードを、少なくとも有するリードフレーム及びその製造方に関する。
【背景技術】
【０００２】
多列型リードフレームにおいて製品単位を構成するリードフレームにおけるアイランドやパッドと呼ばれる主としてチップを搭載する部位や各端子となる部位は、支持体となるフレーム全体へと接続するためのリードを有している。これらの部位のリードはサポートリードと連結されて一体となっているが、形状によっては、強度不足のため変形の原因となることがある。ＱＦＮ（Quad Flat Non-Leaded Package）タイプやＬＥＤタイプのリードフレームは、これらの部位のリードやサポートリードが、表裏の少なくともいずれかにハーフエッチングを施され、例えば、長さが２ｍｍ以上、太さが０．５ｍｍ以下の細長い形状に形成されていることが多く、特に変形を起こし易い。
【０００３】
ハーフエッチングを施して形成されるリードにおいては、リードフレームの材料として使用される金属板の板厚の５０〜７０％程度がエッチングによって溶解するため、内部応力が開放され歪が発生する。この歪によって、フレーム全体がうねりを起こし変形を起こす現象が発生する。そして、ハーフエッチングの面積が広ければ広いほど、ハーフエッチングの深さが深ければ深いほど変形の程度は大きくなる。
また、ハーフエッチングを施して形成されるリードが細長い或いは屈曲している場合、リードの先端の例えば端子となる部分に段差を生じ易く、リードフレームの製造過程における搬送時にリードの先端の引っ掛かり等により、リードが連結された切断対象となる最も細いサポートリードに対し過剰な負荷がかかることによる、ねじれ変形が多く生じ易くなる。
【０００４】
一方、サポートリードのうち、切断対象となるサポートリードであるダムバーは、その一部又は全体がソーイング加工により除去される。このため、これらの部位にハーフエッチングを施さないで形成すると、リードフレームに半導体素子を搭載し樹脂で封止後に、製品単位に分離するための切断加工を行う際の、金属部分の体積が大きくなることから、樹脂と金属を同時に切断するブレードが目詰まりを起こし易くなり、連続加工時間が延びない。
【０００５】
しかるに、従来、切断対象となるサポートリードであるダムバーの強度とダイシング性の確保を目的としたリードフレームが例えば、次の特許文献１に提案されている。
【０００６】
特許文献１に記載のリードフレームは、例えば、図３に示すように、ダムバー５０のうち個々の端子部６０と接続されている接続部５１、および接続部５１に接続されている端子部６０のうちダイシングで除去される部位とからなる第１の部位５３では、当該第１の部位５３における幅方向の端部寄りの部位がハーフエッチングにて薄肉化加工がなされ、当該第１の部位５３における幅方向の中央部が厚い部分となり、且つ、ダムバー５０のうち接続部５１の間に位置する第２の部位５２では、当該第２の部位５２における幅方向の両端部がハーフエッチングにて薄肉化加工がなされ、当該第２の部位５２における幅方向の中央部が第１の部位５３における幅方向の中央部と同一幅を有する厚い部分となり、且つ、第１の部位５３のうち薄肉化加工がなされた部位における端部間の距離Ｗ１が第２の部位５２の幅Ｗ２よりも大きく、且つ、第１の部位５３の幅Ｗ３以下となるように、一面側から薄肉化加工がなされている。
【０００７】
また、特許文献１に記載の他の例のリードフレームは、例えば、図４に示すように、第１の部位５３、第２の部位５２の両方にて、幅方向の中央部寄りの部位がハーフエッチング部となっており、幅方向の端部寄りの周囲が、ハーフエッチングされずにハーフエッチング部よりも厚い部分となっている。
【０００８】
また、特許文献１に記載のさらに他の例のリードフレームは、例えば、図５に示すように、第１の部位５３のみがハーフエッチングにて薄肉化され、第２の部位５２は全くハーフエッチングされずに、その全体がハーフエッチング部よりも厚い部分となっている。
【０００９】
このように、特許文献１に記載のリードフレームは、ダムバーを部分的に薄肉化することで切断を容易化するとともに、薄肉化された切断され易い部位と、切断され易い部位に比べて厚く強度を確保する部位とを形成することで多列型リードフレームの強度の確保を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−１８２１７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献１に記載のリードフレームは、例えば、図３や図４に示すような、ダムバー５０にハーフエッチングを施す部位の幅をダムバー５０の幅より短くする構成は、ダムバー５０の幅が小さいリードフレームには適用することが難しい。また、ハーフエッチングを施す部位の数やハーフエッチングの幅にバリエーションを持たせることができず、設計の自由度が制限されてしまう。
また、例えば、図５に示すような、ダムバー５０の長手方向にわたってハーフエッチングを施す部位と施さない個所を設ける構成の場合であっても、ハーフエッチングを施す面が、材料である金属板の一方の側の面に偏っているため、ダムバー５０の変形を十分に抑えることができない。しかも、ハーフエッチング部よりも厚い部分となる第２の部位５２全てがハーフエッチング゛されずに残るため、その分、ダムバー５０を切断するブレードが目詰まりを起こし易くなり、連続加工時間が延び難い。
更には、リードにおけるダムバーに連結される端部と、ダムバーにおけるリードの端部と連結する部位との全てにハーフエッチングが施されていると、リードが細長い或いは屈曲している場合、リードの先端の例えば端子となる部分に段差を生じ易く、リードフレームの製造過程で、搬送時の引っ掛かり等により、リードが連結された切断対象となる最も細いサポートリードに対し過剰な負荷がかかり、ねじれ変形を生じる虞がある。
【００１２】
本発明は上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、切断対象となるリードの幅如何にかかわらず適用でき、設計の自由度が大きく、切断すべき金属体積を効率よく減少させて切断加工を容易化し、且つ、細長い或いは屈曲しているリードやダムバーの変形や反り及びねじれを十分に抑えることの可能な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している。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するために、本発明によるリードフレームは、多列型リードフレームにおける製品単位を構成し、所定箇所にリードフレームの基材をなす金属板の板厚に比べて薄い板厚を有するダムバーと、前記ダムバーに接続し、該ダムバーに接続する端部から所定範囲にかけて前記金属板の板厚に比べて薄い板厚を有するリードを、少なくとも有するリードフレームにおいて、前記ダムバーにおける前記リードの該ダムバーに接続する端部の幅方向の辺と該ダムバーにおける幅方向の辺とで囲まれた第１の部位が、前記金属板の板厚と同じ板厚を有し、前記ダムバーにおける前記第１の部位に隣接し前記リードと接続しない第２の部位が、前記金属板の板厚に比べて薄い板厚を有することを特徴としている。
【００１４】
また、本発明によるリードフレームの製造方法は、所定箇所にリードフレームの基材をなす金属板の板厚に比べて薄い板厚を有するダムバーと、前記ダムバーに接続し、該ダムバーに接続する端部から所定範囲にかけて前記金属板の板厚に比べて薄い板厚を有するリードを、少なくとも有するリードフレームの製造方法において、  前記金属板の少なくとも一方の側から所定パターンのハーフエッチングを施すことにより、前記ダムバーにおける前記リードの該ダムバーに接続する端部の幅方向の辺と該ダムバーにおける幅方向の辺とで囲まれた第１の部位が、前記金属板の板厚と同じ板厚を有し、前記ダムバーにおける前記第１の部位に隣接し前記リードと接続しない第２の部位が、前記金属板の板厚に比べて薄い板厚を有するように形成することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、切断対象となるリードの幅如何にかかわらず適用でき、設計の自由度が大きく、切断すべき金属体積を効率よく減少させて切断加工を容易化し、且つ、細長い或いは屈曲しているリードやダムバーの変形や反り及びねじれを十分に抑えることの可能なリードフレーム及びその製造方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態にかかるリードフレームの要部構成を概念的に示す説明図で、(a)は平面図、(b)は斜視図、(c)は側面図である。
【図２】比較例にかかる従来のリードフレームの要部構成を概念的に示す説明図で、(a)は平面図、(b)は斜視図、(c)は側面図である。
【図３】従来のリードフレームの一例におけるダムバーの構成を示す図で、(a)はハーフエッチングを施す部位を示す説明図、(b)は(a)のＡ−Ａ断面図、(c)は(a)のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】従来のリードフレームの他の例におけるダムバーの構成を示す図で、(a)はハーフエッチングを施す部位を示す説明図、(b)は(a)のＣ−Ｃ断面図、(c)は(a)のＤ−Ｄ断面図である。
【図５】従来のリードフレームのさらに他の例におけるダムバーの構成を示す図で、(a)はハーフエッチングを施す部位を示す説明図、(b)は(a)のＥ−Ｅ断面図、(c)は(a)のＦ−Ｆ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
実施形態の説明に先立ち、本発明の作用効果について説明する。
本発明のリードフレームは、多列型リードフレームにおける製品単位を構成し、所定箇所にリードフレームの基材をなす金属板の板厚に比べて薄い板厚を有するダムバーと、ダムバーに接続し、ダムバーに接続する端部から所定範囲にかけて金属板の板厚に比べて薄い板厚を有するリードを、少なくとも有するリードフレームにおいて、ダムバーにおけるリードのダムバーに接続する端部の幅方向の辺とダムバーにおける幅方向の辺とで囲まれた第１の部位が、金属板の板厚と同じ板厚を有し、ダムバーにおける第１の部位に隣接しリードと接続しない第２の部位が、金属板の板厚に比べて薄い板厚を有する。
【００１８】
上述した、リードやサポートリードにハーフエッチングを施す目的は、リードフレームに半導体素子をフリップチップ実装する際の、半導体素子と接続するパッドや接続端子となる部分以外のリード部分への半田の染み出し防止や、半導体素子へのノイズの影響の軽減や、半導体素子との接続部の周辺の隙間へ樹脂の充填性向上や、半導体素子を搭載し樹脂で封止後に樹脂と金属を同時に切断する際の金属体積を減少させて、切断加工の容易化等を図ることである。
しかし、従来技術のように材料である金属板の一方の側からハーフエッチングを施すと、リードフレームの材料である圧延加工された金属板が持つ、圧延加工の際に生じた歪みが片側に集中する。その結果、ハーフエッチングにより生じる強度の低下と片側に残った歪みにより、反りや変形が大きくなり易い。
【００１９】
しかるに、本件出願人は、試行錯誤の末、切断対象となるサポートリードであるダムバーにおけるリードのダムバーに接続する端部の幅方向の辺とダムバーにおける幅方向の辺とで囲まれた第１の部位が、リードフレームの基材をなす金属板の板厚と同じ板厚を有し、ダムバーにおける第１の部位に隣接しリードと接続しない第２の部位と、リードにおける少なくともダムバーに接続する端部が、リードフレームの基材をなす金属板の板厚に比べて薄い板厚を有するようにすることで、内部応力を相殺させて歪を発生させ難くし、結果として歪みによる変形を発生し難くなることを着想した。
【００２０】
本発明のリードフレームのように、切断対象となるダムバーにおけるリードのダムバーに接続する端部の幅方向の辺とダムバーにおける幅方向の辺とで囲まれた第１の部位が、金属板の板厚と同じ板厚を有し、ダムバーにおける第１の部位に隣接しリードと接続しない第２の部位が、金属板の板厚に比べて薄い板厚を有するようにすれば、リードフレームの基材をなす金属板の板厚と同じ板厚を有するダムバーにおける第１の部位により、リードが細長い或いは屈曲している場合であっても、リードの先端の段差を防止でき、リードフレームの製造過程で、搬送時の引っ掛かり等による、リードが連結された切断対象となる最も細いサポートリードに対する過剰な負荷によるねじれ変形を防止できる。
【００２１】
また、本発明のリードフレームのように、ダムバーにおける第１の部位に隣接しリードと接続しない第２の部位が、金属板の板厚に比べて薄い板厚を有するようにすれば、切断個所の金属体積を減少させて、切断加工の容易化を図ることができる。
【００２２】
また、本発明のリードフレームのように、ダムバーにおけるリードのダムバーに接続する端部の幅方向の辺とダムバーにおける幅方向の辺とで囲まれた第１の部位が、金属板の板厚と同じ板厚を有し、ダムバーにおける第１の部位に隣接しリードと接続しない第２の部位が、金属板の板厚に比べて薄い板厚を有するようにすれば、図３、図４に示した特許文献１に記載のリードフレームとは異なり、ハーフエッチングの深さ、幅、ピッチ、数等をリードに応じて任意に設計することができ、設計の自由度を高く持つことができる。
【００２３】
その結果、本発明のリードフレームによれば、凹凸形状を形成する際のハーフエッチングの深さ、幅、ピッチ、数等をリードに応じて任意に設計することによって、切断すべき金属体積を効率よく減少させて切断加工を容易化し、且つ、細長い或いは屈曲しているリードやダムバーの変形や反り及びねじれを十分に抑えることの可能なリードフレームが得られる。
また、本発明のリードフレームのように、ダムバーにおけるリードのダムバーに接続する端部の幅方向の辺とダムバーにおける幅方向の辺とで囲まれた第１の部位が、金属板の板厚と同じ板厚を有し、ダムバーにおける第１の部位に隣接しリードと接続しない第２の部位が、金属板の板厚に比べて薄い板厚を有するようにすれば、モールド樹脂充填の際に、ダムバーにおける第２の部位とダムバーに接続する端部から所定範囲にかけて金属板の板厚に比べて薄い板厚を有するリードとによって、ダムバーにおける第１の部位の周囲へ樹脂が流れ易くなる。このため、本発明のリードフレームによれば、ダムバーにおける第１の部位が金属板の板厚と同じ板厚を有していても、ダムバーで樹脂流れが塞がれることがなく、隣り合う半導体素子搭載部とリードとダムバーの樹脂充填空間全体に未充填箇所なく樹脂を充填できるようにするといった、ダムバーにハーフエッチングを施す本来の目的も損なうことなく果たすことができる。
【００２４】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
第１実施形態
図１は本発明の一実施形態にかかるリードフレームの要部構成を概念的に示す説明図で、(a)は平面図、(b)は斜視図、(c)は側面図である。図２は比較例にかかる従来のリードフレームの要部構成を概念的に示す説明図で、(a)は平面図、(b)は斜視図、(c)は側面図である。
【００２５】
本実施形態のリードフレームは、多列型リードフレームにおける製品単位を構成するリードフレームであって、図１に示すように、ダムバー２と、ダムバー２に接続するリード１を、少なくとも有する。なお、便宜上、リードの先端側の部分は図示を省略してある。
リード１は、ダムバー２に接続する端部からの所定範囲１ａが、リードフレームの基材をなす金属板の板厚Ｔに比べて薄い板厚ｔ１を有している。
ダムバー２は、リード１のダムバー２に接続する端部の幅方向の辺とダムバーにおける幅方向の辺とで囲まれた第１の部位２ａが、金属板の板厚Ｔと同じ板厚を有し、第１の部位２ａに隣接しリード１と接続しない第２の部位２ｂが、金属板の板厚Ｔに比べて薄い板厚ｔ１を有している。
【００２６】
また、リード１におけるダムバー２に接続する端部からの所定範囲１ａの板厚ｔ１、ダムバー２における第２の部位２ｂの板厚ｔ１は、リードフレーム材料である金属板の板厚Ｔの４０％より大きく１００％より小さい厚さとなっている。
【００２７】
実施例及び比較例のリードフレームに生ずる歪みによる変形量の比較試験
本実施形態の構成を備えた実施例１の製品単位のリードフレームを行列方向に多数個（例えば、行列方向に夫々２０〜３０個。ここでは、２５個）接続する多列型リードフレームと、比較例１として、図２に示すように、リード１における、ダムバー２に接続する端部からの所定範囲１ａの板厚と、ダムバー２における全ての部位の板厚が、金属板の板厚Ｔに比べて薄い板厚ｔ１を有する製品単位のリードフレームを行列方向に多数個（例えば、行列方向に夫々２０〜３０個。ここでは、２５個）接続する多列型リードフレームを製造し、実施例１、比較例１の多列リードフレームにおける夫々の歪みによる変形量を比較した。
【００２８】
比較例１のリードフレームは、材料である金属板の一方の面全体にハーフエッチングを施して製造した。詳しくは、全長１３．０ｍｍ×幅０．２００ｍｍのダムバー２に対して、材料である金属板の一方の面全体に０．１１０ｍｍの深さでハーフエッチングを施した。ダムバー２に接続するリード１に対しても、金属板の一方の側から、リード１の先端の端子となる部分以外の屈曲部を含む領域を０．１１０ｍｍの深さでハーフエッチングを施した。なお、材料である金属板は、板厚が０．２００ｍｍの銅板を用いた。
【００２９】
実施例１のリードフレームは、材料である金属板の一方の面の所定部位にハーフエッチングを施して製造した。詳しくは、全長１３．０ｍｍ×幅０．２００ｍｍのダムバー２に対して、リード１のダムバー２に接続する端部の幅方向の辺とダムバーにおける幅方向の辺とで囲まれた第１の部位２ａが、金属板の板厚Ｔと同じ板厚を有し、第１の部位２ａに隣接しリード１と接続しない第２の部位２ｂが、金属板の板厚Ｔに比べて薄い板厚ｔ１を有するように、金属板の一方の側から、０．１１０ｍｍの深さでハーフエッチングを施した。また、ダムバー２に接続するリード１に対しては、金属板の一方の側から、リード１の先端の端子となる部分以外の屈曲部を含む領域（ダムバー２に接続する端部からの所定範囲１ａ）を０．１１０ｍｍの深さでハーフエッチングを施した。なお、材料である金属板は、板厚が０．２００ｍｍの銅板を用いた。
【００３０】
そして、夫々エッチング加工した実施例１、比較例１の多列型リードフレームにおける歪みによる変形量を比較した。
歪みによる変形量の確認には、エッチング加工した多列型リードフレームの上方より光を照射し、斜め側方から光の反射度合いを目視で観察するとともに、基準面からのパッドの高さを測定して行った。歪みによる変形量が大きい多列型リードフレームは、目視による観察において、多列型リードフレームの面で反射した照明光の形状に変形が認められた。
また、比較例と実施例１の多列型リードフレームを１０００シートずつ製造し、比較例と実施例１のリードフレームの夫々１０００シートに対し、変形不良の有無を検査し、比較例と実施例１のリードフレームの変形不良の発生シート数、発生率について比較を行った。
その結果、比較例のリードフレームでは、１０００シート全てに変形不良が発生し、変形不良発生率は１００％であった。これに対し、実施例１のリードフレームでは、変形不良シート数は１０００シート中２シートで、変形不良発生率は０．２％となり、変形に対する抑制効果があることが確認された。
【００３１】
なお、実施例１のリードフレームの製造は、次のようにして行った。
金属板として厚さが０．２００mmに銅材を用いて、両面にドライフィルムレジストを貼り付け、レジスト層を形成した。
次に、リードフレームの形状が形成されたガラスマスクを用意した。その際、切断加工の対象となるサポートリード（ダムバー）に対して、金属板の一方の側に第１の部位がハーフエッチングされず、第２の部位がハーフエッチングされるとともに、ダムバーに接続するリードであって、細長いあるいは先端が屈曲しているリードに対して、ダムバーに接続する端部からの所定範囲がハーフエッチングされる、レジストマスクが形成されるように、ガラスマスクのパターンを設計した。
そして、一方の側からのハーフエッチングの深さが共に０．１１０ｍｍとなるようにガラスマスクのパターンを設計した。
【００３２】
なお、実施例１では切断加工の対象となるリードのうち、ダムバーに対して長手方向に沿う断面が、第１の部位と第２の部位とで連続した凹凸の波形状となる部位を設けるようにしている。
【００３３】
このように形成されたガラスマスクを使用してエッチング形成したリードフレームは一方の側にハーフエッチング面がダムバーの長手方向にわたって、第１の部位に隣接しリードと接続しない第２の部位に存在するとともに、リードにおけるダムバーに接続する端部からの所定範囲に存在し、その断面をダムバーの長手方向に沿って観察した場合、ダムバーはハーフエッチングによる断線がなく第１の部位と第２の部位とで連続した凹凸が波状に形成される。このとき第２の部位におけるハーフエッチング残り板厚は上述したように０．０９０ｍｍとなった。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明のリードフレームは、エッチングにて形成される多列型リードフレームにおいて製品単位を構成するリードフレームであって、細長い或いは屈曲しているリード及びそのリードと接続するダムバーを有するリードフレームが必要とされる分野に有用である。
【符号の説明】
【００３５】
１          リード
１ａ        ダムバーに接続する端部からの所定範囲
２          ダムバー
２ａ        第１の部位
２ｂ        第２の部位
３          金属板
５０        ダムバー
５１        接続部
５２        第２の部位
５３        第１の部位
６０        端子部
ｔ１        ハーフエッチング後の残り板厚
Ｔ          材料板厚
【図１】
2018129405.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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