(57)【要約】【課題】多ピンを有するリードフレーム及びその樹脂製プリモールドパッケージにおいて、樹脂の流動圧力により端子の変化が少ないものとする。【解決手段】インナーリード部の隣り合う端子同士の間隔が素材の金属材の厚みより広い幅に加工されたリードフレーム２枚以上からなる多層リードフレームであって、各リードフレームの少なくとも１枚は端子のアウターリード部に羽根状突出部を有しており、この羽根状突出部により積層されたリードフレームの隣り合う端子同士の間隔を一定に保持し、かつ、積層されたリードフレームのインナーリード部が同一平面上にあり、この多層リードフレームをインサート成形することにより、多ピンを有する樹脂製プリモールドパッケージを得る。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インナーリード部の隣り合う端子同士の間隔が素材の金属材の厚みより広い幅に加工されたリードフレームを複数枚積層してなる多層リードフレームであって、
積層されたリードフレームのインナーリード部は同一平面上にあり、
少なくとも１枚のリードフレームのアウターリード部に、積層されたリードフレームの隣り合う端子同士の間隔を一定に保持するための幅広部を有していることを特徴とする多層リードフレーム。
【請求項２】
積層されたリードフレームのインナーリード部の隣り合う端子同士の間隔が、リードフレームを形成する素材の金属材料の厚みより小さいことを特徴とする請求項１に記載の多層リードフレーム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の多層リードフレームをインサート成形した樹脂製プリモールドパッケージ。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の多層リードフレームをインサート成形し、かつ、該リードフレームに一体的に放熱板を設けた樹脂製プリモールドパッケージ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、多層リードフレーム及びこのリードフレームを用いた樹脂製プリモールドパッケージに関し、詳細には、特定形状のリードフレームを積層して、高集積化、小型化を図る技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体チップの実装に使用されるリードフレームをインサート成形した樹脂製プリモールドパッケージ（中空パッケージと呼ばれることもある）の用途が拡大している。近年、半導体チップの高集積化に伴い、インナーリード部端子数の多いプリモールドパッケージへの要望が高くなっている。そのため、インナーリード部の端子幅及び隣り合う端子の間隔の狭いリードフレーム、すなわち、多ピンを有するリードフレームの提供が望まれている。
【０００３】
半導体チップの実装に用いられるリードフレームは、鉄系あるいは銅系の金属材等からなる金属帯状材を素材として、金属帯状材を送り金型を用いて打ち抜き加工するプレス加工法や所望の配線パターンを露光、現像してエッチングパターンを作成し、露光した金属部分をエッチング除去、表面処理するエッチング加工法などにより製造される。
【０００４】
従来のリードフレームの一例を図１０に示した。このリードフレームは、端子１０１と、最終的には切り落とされる横桟１０２、縦桟１０３、及びタイバー１０４で構成される。端子１０１は、インナーリード部Ａ、樹脂被覆部Ｂ、アウターリード部Ｃからなっている。
【０００５】
通常、これらのリードフレームはプレス加工法やエッチング加工法により、製造される。プレス加工法は安価に、生産性良くリードフレームを製造できる方法であるが、加工上、インナーリード部Ａの端子幅１０１ａを狭くするには制約があり、また、インナーリード部Ａの隣り合う端子同士の間隔１０１ｂを素材の金属材の厚み相当より狭くすることも困難であるため、リードフレームの端子数（ピン数と表現することもある）を増やすには限界があった。
【０００６】
一方、エッチング加工法は、プレス加工法に比べ、インナーリード部Ａの端子幅１０１ａや隣り合う端子同士の間隔１０１ｂが狭いリードフレームを製造することが可能とされている。しかし、インナーリード部Ａの端子幅１０１ａが狭くなると、端子の強度が低下して、タイバー１０４があっても、樹脂成形の際、樹脂の流動圧力でインナーリード部Ａの端子が変形することがある、端子同士が接触することがある等の問題点があり、実質的に多ピンを有するリードフレームの製造には制約があった。
【０００７】
多ピンを有するリードフレームを製造する方法の一つとして、リードフレームを積層する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、従来の提案は、インサート成形により、プリモールドパッケージを製造した時、インナーリード部の高さが２段以上となることがあり、インナーリード部と半導体チップとのワイヤーボンディング作業が煩雑となる、樹脂成形の際、樹脂の流動圧力により端子のインナーリード部の位置が動き、先端が変形する、他の端子と接触するなどの問題点があり、実質上、インナーリード部のピン数を多くするには制約があった。
【０００８】
【特許文献１】
特開平６−１７７３１５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような問題点を解消するものであって、２枚以上のリードフレームを積層して得られる多層リードフレームにおいて、インナーリード部の隣り合う端子間の間隔がリードフレームを形成する素材の金属材の厚みより狭く、樹脂の流動圧力により端子の変形が少なく、多ピン化に適用可能な多層リードフレーム及びこの多層リードフレームを用いた樹脂製プリモールドパッケージを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、インナーリード部の隣り合う端子同士の間隔が素材の金属材の厚みより広い幅に加工されたリードフレームを複数枚積層してなる多層リードフレームであって、積層されたリードフレームのインナーリード部は同一平面上にあり、少なくとも１枚のリードフレームのアウターリード部に、積層されたリードフレームの隣り合う端子同士の間隔を一定に保持するための幅広部を有している。また、本発明の樹脂製プリモールドパッケージは、本発明の多層リードフレームをインサート成形することにより、得ることができる。
【００１１】
本発明の多層リードフレームによれば、特定形状の２枚以上のリードフレームを積層することにより、インナーリード部の隣り合う端子間の間隔を狭くしても一定に保持でき、多ピン化が可能となる。また、多層リードフレームを構成する個々のリードフレームは端子間の間隔は広いため、端子幅を広くすることができ、特に、樹脂被覆部の端子幅を広くすることにより、端子の強度を高め、樹脂成形時の樹脂の流動圧力で変形することを少なくすることが可能となる。また、積層されたリードフレームのインナーリード部の端子同士は同一平面上にあるため、インナーリードと半導体チップとのワイヤーボンディング作業は容易となる。また、本発明の多層リードフレームの形成は、樹脂製プリモールドパッケージの成形に先立って、多層リードフレームを構成する個々のリードフレームを、所定の形状に、金型に設置するだけの簡便な方法で行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本発明の多層リードフレームは２枚以上のリードフレームで構成される。リードフレームを形成する素材の金属材の厚みは０．１〜２ｍｍ、好ましくは、０．１５〜０．５ｍｍのものが使用される。図１は、２枚のリードフレームを積層して形成された多層リードフレームの一部を示し、図２、図３は積層される各リードフレームを示す。各リードフレームの端子２０１，４０１は、インナーリード部Ａ、樹脂被覆部Ｂ、及びアウターリード部Ｃからなる。
【００１３】
図２に示したリードフレームは、端子２０１、横桟２０３、及び縦桟２０４で構成され、端子２０１はアウターリード部Ｃにリードフレームの隣り合う端子同士の間隔を一定に保持するための羽根状突出部（幅広部）２０５を有する。図３に示したリードフレームは、端子４０１、及び横桟４０３、縦桟４０４で構成され、端子４０１は一部のみに羽根状突出部（幅広部）４０５を有するが、その他には突出部を有していない。
【００１４】
インナーリード部Ａにおける端子２０１の端子幅２０１ａは、他方の端子４０１の端子間幅４０１ｂより小さく、また、同じくインナーリード部Ａにおける端子４０１の端子幅４０１ａは、他方の端子２０１の端子間幅２０１ｂより小さい。この端子間幅２０１ｂは、素材の加工上、素材金属材の厚さ（厚み）よりも大きい（広い）。
【００１５】
多層リードフレームの横桟部分は、各リードフレームの横桟２０３と４０３が重ね合わされており、縦桟部分は、各リードフレームの縦桟２０４と４０４が重ね合わされている。図２に示したインナーリード部Ａにおける羽根状突出部２０５を有する端子２０１と、図３に示した一部を除いて突出部のない端子４０１との間隔３０１ｂは、多ピン化のため、通常、リードフレームを構成する素材金属材の厚さ（厚み）より小さい値に設計される。しかし、多ピン化が可能であれば、半導体チップとの関係で、部分的に素材金属材の厚さより大きい間隔の個所があってもよい。また、羽根状突出部２０５の先端部と隣り合う端子との間隔２０５ｃは、０．０１〜２ｍｍ、好ましくは０．０１〜１ｍｍの範囲にある。この範囲であれば、それぞれの羽根状突出部２０５の先端部と隣り合う端子との間隔は同一でなくても構わない。
【００１６】
図２に示したリードフレームは、図２（ｂ）、図４に示したように、曲げ加工により、折り曲げ面２０６で曲げられ、積層される各リードフレームのそれぞれの端子２０１，４０１は、折り曲げ面２０６からインナーリード部Ａ先端までほぼ同一平面上にある。ほぼ同一平面上とは、隣り合う端子の一方の上面と他方の端子の上面との高さの差が、リードフレームの素材金属材の厚みの２倍以内、好ましくは１倍以内にあることを意味する。
【００１７】
上記では、図２の羽根状突出部２０５を有するリードフレームと、図３のリードフレームを積層する一例を説明したが、本発明の多層リードフレームは、図１に示した構造と類似の構造となる多層リードフレームであれば、羽根状突出部を有するリードフレーム同士を組合せてもよいし、３枚以上のリードフレームを積層してもよい。羽根状突出部は、図２のように端子の両側にあってもよく、図３のように端子の片面側にあってもよい。また、端子の折り曲げ面２０６からインナーリード部Ａ先端までが、ほぼ同一平面上に積層できるのであれば、多層リードフレームを構成するリードフレームのいずれを曲げ加工してもよい。また、図１に示した多層リードフレームは、図２のリードフレームと図３のリードフレームとを密着させて、積層させた例であるが、密着させない方法で、本発明の多層リードフレームを構成することも可能である。
【００１８】
次に、図２の羽根状突出部２０５を有するリードフレームについて、図５を参照して説明する。リードフレームの端子はインナーリード部Ａ、樹脂被覆部Ｂ、及びアウターリード部Ｃの部分に分けられる。羽根状突出部２０５はアウターリード部Ｃにあり、羽根状突出部２０５の図示上辺と、樹脂被覆部Ｂの図示下辺との間隔２０１ｃは、０．０１〜１０ｍｍ、好ましくは、０．０５〜３ｍｍである。０．０１ｍｍ未満の場合、羽根状突出部２０５を切断除去する際に、プリモールドパッケージの樹脂を傷付けることがある。１０ｍｍより大きい場合、プルモールドパッケージに成形した際、この場所に発生するバリを除去することが困難となるため、好ましくない。
【００１９】
羽根状突出部２０５の縦幅２０５ａは、特に制約はなく、任意に設定できる。この縦幅２０５ａは、成形時の樹脂の流動圧力により、隣り合う端子同士の間隔ができるだけ変動しないように設定されるが、通常、リードフレームを形成する素材金属材の厚みの０．５〜５０倍、好ましくは、１〜３０倍の範囲で選定される。横幅２０５ｂは目的とする多層リードフレームのピン間の幅によって決まる。通常はリードフレームを形成する素材金属材の厚みの０．５〜３０倍の範囲とされることが多い。羽根状突出部２０５は端子２０１と同一平面上にあることが望ましい。同一平面上に無い場合でも、図６に示したように羽根状突出部２０５の上面と下面の高さの差２０５ｄはリードフレーム素材の金属材の厚みの３倍以内であれば、傾斜していてもよい。また、羽根状突出部２０５の形状は左右同形状であってもよく、左右が異なる形状であってもよい。
【００２０】
本発明の多層リードフレームは、公知のインサート成形による樹脂製プリモールドパッケージに利用することができる。樹脂製プリモールドパッケージのインサート成形は、多層リードフレ−ムを構成する個々のリードフレームを、所定温度に加熱された金型のガイドピン等に本発明の多層リードフレームの形状になるように設置した後、金型を閉じ、射出成形、注型成形、トランスファー成形等の成形法により、行われる。個々のリードフレームは短冊状でも、フープ状でもよい。本発明の多層リードフレームはインサート成形の際、金型に設置するだけで形成でき、作業性に優れている。
【００２１】
本発明の多層リードフレームをインサート成形した樹脂製プリモールドパッケージ７０１（樹脂被覆部）の成形後の一例を図７に示す。半導体チップ搭載部７０３の外周にインナーリード７０２がある。羽根状突出部２０５は樹脂被覆部の外部にある。この羽根状突出部２０５は、プレス加工などにより切断除去された後、半導体チップが実装される。図８（ａ）（ｂ）は、本発明の多層リードフレームをインサート成形した樹脂製プリモールドパッケージにおいて羽根状突出部切削除去後の状態を示す例である。
【００２２】
本発明の多層リードフレームをインサート成形した樹脂製プリモールドパッケージに金属製の放熱板１００３を設けた例を図９に示した。図９に示したように放熱板１００３は樹脂製プリモールドパッケージ１００１の中空部１００４の下面に取り付けられ、その大きさは、樹脂製プリモールドパッケージ１００１の外形より小さい。通常、樹脂製プリモールドパッケージ１００１の縦、横のそれぞれの長さより１ｍｍ以上小さく、縦、横のそれぞれの長さの１／３より大きいサイズのものが使用される。厚みは中空部１００４の底面の厚みより薄いもので、通常、０．１〜３ｍｍ、好ましくは、０．３〜１．５ｍｍの板状金属が使用される。放熱板に使用される金属材料としては、鉄、銅、ニッケル、アルミニウムやこれらのアロイが使用される。樹脂製プリモールドパッケージへの放熱板の取り付けは、本発明の多層リードフレームと同時にインサート成形してもよく、成形後の樹脂製プリモールドパッケージに接着剤等で貼り付けてもよい。
【００２３】
インサート成形に使用される樹脂としては、ナイロン６、ナイロン６６などの脂肪族ナイロン、ナイロン９Ｔ、ナイロン６Ｔ、ナイロンＭＸＤなどの芳香族ナイロン、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルスルフォン、ポリアミドイミド、液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂やエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂がある。熱可塑性樹脂の成形は主として射出成形法により、熱硬化性樹脂の成形はトランスファー成形法や注形成形法で行なわれる。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように本発明の多層リードフレームによれば、隣り合う端子のインナーリード部の間隔を狭くすることができるため、多ピン化が可能となる。また、端子の幅を狭くする必要がないため、成形樹脂の流動圧力で変形することが少ない。さらに、多層リードフレームの形成は、樹脂製プリモールドパッケージ成形の際、多層リードフレームを形成する個々のリードフレームを、金型に設置するだけでよく、作業性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による多層リードフレームの部分平面図。
【図２】（ａ）は積層される一方の羽根状突出部を有するリードフレームの部分平面図、（ｂ）は（ａ）のＩＩ−ＩＩ線断面図。
【図３】積層される他方のリードフレームの部分平面図。
【図４】図１のＩ−Ｉ線断面図。
【図５】羽根状突出部を有する端子の拡大図。
【図６】（ａ）は同じく羽根状突出部を有する端子の拡大図、（ｂ）は羽根状突出部の傾斜を示す図。
【図７】本発明の多層リードフレームをインサート成形直後の樹脂製プリモールドパッケージの例を示す部分平面図。
【図８】（ａ）、（ｂ）は樹脂製プリモールドパッケージの羽根状突出部切断除去後の状態を示す平面図。
【図９】（ａ）は放熱板を有する樹脂製プリモールドパッケージの例を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。
【図１０】従来のリードフレームの一例を示す部分平面図。
【符号の説明】
Ａ    インナーリード部
Ｂ    樹脂被覆部
Ｃ    アウターリード部
２０１    （羽根状突出部を有する）端子
２０１ａ    インナーリード部の端子の幅
２０１ｂ    インナーリード部の隣り合う端子同士の間隔
２０５    羽根状突出部（幅広部）
２０６    折り曲げ面
３０１ｂ    積層リードフレームのインナーリード部の隣り合う端子同士の間隔
４０１    端子
４０１ａ    インナーリード部の端子の幅
４０１ｂ    インナーリード部の隣り合う端子同士の間隔
７０１    成形直後の樹脂製プリモールドパッケージ
７０２    インナーリード
７０３    半導体チップ搭載面
１００１    放熱板を有する樹脂製プリモールドパッケージ
１００２    アウターリード
１００３    放熱板
【図１】
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【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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