リードフレーム、その製造方法及びそのリードフレームを用いた電子制御装置の製造方法

【目的】樹脂封止後にダムバーを除去する際に、ポンチを用いることなくダムバーを除去できるようにする。
【構成】リードフレーム１は、リードフレーム本体１ａ及びこのリードフレーム本体１と別体のダムバー６から構成されている。リードフレーム本体１ａは、ダイパッド３、インナーリード４及びアウターリード５をそれぞれ備えているが、ダムバーを備えていないものであり、例えば銅合金または４２Ｎｉ−Ｆｅ合金等の金属板を用いてエッチングもしくはスタンピングにより形成される。また、ダムバー６はリードフレーム本体１ａとは別体に絶縁性有機樹脂７から形成され、リードフレーム本体１ａの所定位置に配設されている。このダムバー６は、半導体素子２を搭載して樹脂封止した後に、専用剥離液により除去される。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置等の電子制御装置の組み立て用部材であるリードフレーム、その製造方法及びそのリードフレームを用いた電子制御装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体装置等の電子制御装置は、リードフレームに半導体素子等の電子制御部品を搭載した後、この電子制御部品とリードフレームのリードの一部とを樹脂により封止してパッケージングすることにより形成されていることが多い。図６に示すように、従来のリードフレーム１は、例えば銅合金または４２Ｎｉ−Ｆｅ合金等の金属でエッチングもしくはスタンピングにより形成され、半導体素子等の電子制御部品２を搭載するダイパッド３、このダイパッド３上の電子制御部品の各電極と電気的に接続される多数のインナーリード４およびこれらのインナーリード４に連続して形成され、外部の電子制御回路と電気的に接続されるアウターリード５を備えている。
【０００３】更に、樹脂封止時にモールド封止ライン近傍からの樹脂の流れを止めるためにダムバー６が形成されており、このダムバー６はリードフレーム１を形成する際に、リードフレーム１の一部分としてリードフレームのリード部４，５と一体に同時に形成される。
【０００４】ところで、近年電子制御部品の高密度実装化が進んでおり、それに伴い年々パッケージサイズの小型化と多ピン化が進み、半導体組立用部材としてのリードフレーム１においても樹脂のモールド封止ラインからダムバーとパッケージラインとはますます接近するようになってきている。また、リードフレーム１におけるアウターリード５のピッチも、０.６５、０.５、０.４、０.３mmと、年々狭くなる傾向にあり、またアウターリード５の板厚も０.２５〜０.０７mmと、薄くなってきている。
【０００５】従来、ダムバー６はリードフレーム１のダイパッド３上に半導体素子２を搭載し樹脂封止を行った後にダムバー切断用ポンチ（以下、単にポンチという）を用いて切断除去されるようになっているが、アウターリード５の幅もパッケージの多ピン化に伴い狭くなってきており、現在では幅が０.３〜０.１mmのアウターリード５が製造されてきているため、ダムバー６の切断には０.２５〜０.０８mmとかなり薄肉のポンチが必要となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このような薄肉のポンチを用いてダムバー６を切断する方法では、リードフレーム１におけるアウターリード５の狭ピッチ化に伴い、ポンチの更なる薄肉化が要求される。この要求に応えるために、ポンチを更に薄くすると、ダムバー切断時にポンチに“欠け”が起こり易くなり、ポンチの寿命が短いものとなってしまう。その上、今後ますますアウターリード５の狭ピッチ化が進んでいくと、ポンチによるダムバー６の切断自体が大変困難なものになってくる。また、アウターリード５の狭ピッチ化は、樹脂封止の際、樹脂の硬化収縮の影響によるアウターリード５の導出位置の“基準の位置”よりのずれを発生し易くし、その結果ポンチによるダムバー６の切断の際、切断不良が発生するという問題も生じる。特にこの切断不良は、パッケージサイズが大きなもの程、顕著なものとなっている。
【０００７】本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、樹脂封止後にダムバーを除去する際に、ポンチを用いることなくダムバーを除去することができるリードフレーム、その製造方法及びそのリードフレームを用いた電子制御装置の製造方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するために、請求項１の発明は、半導体素子等の電子制御部品を搭載するためのダイパッド、この電子制御部品の電極と電気的に接続されるインナーリード及び外部電子制御回路に接続されるアウターリードを備えた金属からなるリードフレーム本体と、このリードフレーム本体に設けられ、写真現像可能な絶縁性有機樹脂からなるダムバーとから構成されている。
【０００９】また、請求項２の発明は、請求項１記載のリードフレームを製造する方法であって、前記リードフレーム本体に写真現像可能な絶縁性有機樹脂をラミネートした後、この絶縁性有機樹脂の前記ダムバー形成位置をマスキングしかつ露光現像することにより、絶縁性有機樹脂によりダムバーを形成することを特徴としている。
【００１０】更に、請求項３の発明は、請求項１記載のリードフレームを用いて半導体装置等の電子制御装置を製造する方法であって、前記リードフレームに半導体素子等の電子制御部品を搭載した後、該電子制御部品を樹脂により封止し、その後前記絶縁性有機樹脂からなるダムバーを化学薬品により除去することを特徴としている。
【００１１】
【作用】このような構成をした本発明においては、写真現像可能な絶縁性有機樹脂をダムバーとして用い、この絶縁性有機樹脂を化学薬品で除去するようにしているため、従来のようなポンチによるダムバー切断工程を行わなくても、ダムバーを除去することができるようになる。
【００１２】また本発明においては、写真製版技術を用いているため多種多様なリードフレームに対して従来のリードフレームよりも簡単・迅速に対応でき、多品種少ロットの製品群により有効なものとなる。
【００１３】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例について説明する。なお、前述の従来のリードフレームと同じ構成要素には同じ符号を付すことにより、その詳細な説明は省略する。図１は本発明のリードフレームの一実施例を示す平面図である。図１に示すように、本実施例のリードフレーム１は、リードフレーム本体１ａ及びこのリードフレーム本体１と別体のダムバー６からなっている。リードフレーム本体１ａは、前述の従来のリードフレームと同様にダイパッド３、インナーリード４及びアウターリード５をそれぞれ備えているが、ダムバーは備えていなく、従来のリードフレームと同様の材料でかつ同様の製造方法で形成される。またダムバー６は、リードフレーム本体１ａとは別体に形成され、絶縁性有機樹脂７により形成されている。
【００１４】次に、本実施例のリードフレーム１の製造方法について説明する。図２は本実施例のリードフレームの製造工程を説明するための説明補助図、図３は本実施例のリードフレームの製造工程図、図４は本実施例のリードフレームの製造工程におけるラミネート後のアウターリード付近の断面図である。図２及び図３（ａ）に示すように、リードフレーム本体１ａを、板厚０.１５mmの４２Ｎｉ−Ｆｅ合金を用いてフォトファブリケーションにより製版及びエッチングすることにより形成する。その場合、インナーリード４のばらつきを抑えるために、初めインナーリード４の先端を連結した状態で形成し、その後然るべき工程でその連結部分を切断することによりリードフレーム本体１ａを形成する。なお、リードフレーム本体１ａの材料及び板厚は前記のものに限るものではなく、例えば銅合金等を用いることも可能である。
【００１５】次に図２及び図３（ｂ）に示すように、リードフレーム本体１ａの両面にラミネーターを用いてフィルム形状の写真現像型の絶縁性有機樹脂７である写真現像型フィルム状エッチングレジスト（例えば、日立化成製「フォテック」）をラミネートする。このとき、図４に示すようにフィルム状の絶縁性有機樹脂７は、ラミネート時の圧力で互いに隣り合うアウターリード５間の空間Ａに入り込み、その空間Ａを埋める。なお、本実施例では絶縁性有機材料７として写真現像型フィルム状エッチングレジストを用いているが、本発明はダムバー形成絶縁性有機樹脂７としてフィルム状エッチングレジストに限定するものではなく、他の絶縁性有機材料を用いることができる。
【００１６】次に、図２及び図３（ｃ）に示すように、露光用マスク８にて絶縁性有機樹脂７のダムバー形成位置をマスキングし、その後露光する。次いで、図３（ｄ）に示すように専用の現像用アルカリ溶液（１重量％無水炭酸ナトリウム水溶液）により現像を行い、その後洗浄工程を経て所定の位置にダムバー６を形成する。
【００１７】次に、同図（ｅ）に示すようにインナーリード４におけるワイヤーボンディング対応部分に所定のめっき（例えば銀めっきや金めっき等）９を施す。このとき、本実施例では先端カットタイプのリードフレーム本体１ａを用いているので、この段階でインナーリード４の先端の連結部を切断してインナーリード４を互いに分離する。その後、従来の通常工程であるダイパッド３を下降させるディプレスを行うことにより、本実施例のリードフレーム１を形成する。
【００１８】次に、図５を用いて本実施例のリードフレーム１に半導体素子等の電子制御部品を実装するための工程について説明する。図５（ａ）に示すように、リードフレーム１のダイパッド３上に半導体素子２を、エポキシ系のダイボンディングペースト１０を用いてダイボンディングする。硬化条件は１５０℃、１０分とした。その後、金ワイヤー１１にて半導体素子２の各電極とインナーリード４とをワイヤボンディングを行う。ボンディング時には、ヒートコマの温度を２５０℃に設定する必要があるため、本実施例で用いた絶縁有機樹脂７であるフィルム状エッチングレジストでは、耐熱信頼性的に問題がある。そのため本実施例では、ダムバー６形成部が固定される位置のヒートコマ部を図７に示すように加工することで、ダムバー部に直接熱が伝わらないように工夫をした。次に、同図（ｂ）に示すようにトランスファーモールドマシーン（不図示）により、１７０℃にてモールド樹脂１２で樹脂封止を行うことにより、パッケージ１３を形成する。
【００１９】次に、同図（ｃ）に示すようにこのパッケージ１３を４.０重量％NaOH水溶液からなる専用剥離液１４中に浸漬して写真現像型の絶縁性有機樹脂７からなるダムバー６を除去する。剥離はスプレー式で行うことも可能である。ダムバー６を除去した後、パッケージ１３に対して純水を用いてスプレー方式で洗浄を十分に行う。洗浄後、同図（ｄ）に示すようにクリーンオーブンにより８０℃の温度で６０分間乾燥工程を行うことにより、本実施例のリードフレーム１を用いたパッケージ製造工程が終了する。
【００２０】このように本実施例のリードフレームを用いたパッケージの製造方法においては、写真現像型の絶縁性有機樹脂７からなるダムバー６を専用剥離液１４で除去することになり、従来のリードフレームのように、ダムバー６を除去する際ポンチを用いなくても済むようになる。
【００２１】こうして、本実施例のリードフレーム１を用いれば、リードフレーム１の多ピン化がますます進んでも同様の工程、すなわちダムバー６を専用剥離液１４で除去する工程で対応でき、ダムバー除去のためのポンチは一切不要となる。したがって、ダムバー切断の際に生じる、ポンチの、欠け、折れ、切断不良等の問題を完全に回避することができる。更に、本実施例においては写真製版技術を用いているため、ダムバー６を形成するにあたり、リードフレーム１の形状に対応して露光用マスク８を変更するのみで、種々のダムバー６を形成することができる。したがって、リードフレームに対する小量多品種の現在のトレンドに確実に合致させることができるようになる。
【００２２】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明のリードフレーム及びその製造方法によれば、ポンチが不要となるので、ポンチの、欠けや折れ等の問題を完全に回避できるようになる。また、ポンチによるダムバー切断工程がなくなるので、切断時のアウターリードの変形や異形等の切断不良を防止することができる。更に、本発明によれば写真製版技術を用いているため多種多様なリードフレームに対して従来のリードフレームよりも簡単・迅速に対応でき、多品種少ロットの製品群により有効なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のリードフレームの一実施例を示す平面図である。
【図２】この実施例のリードフレームの製造工程を説明する説明補助図である。
【図３】この実施例のリードフレームの製造工程を示す図である。
【図４】このリードフレームの製造工程におけるラミネート後のアウターリード付近の断面図である。
【図５】この実施例のリードフレームを用いて電子制御部品を実装するための実装工程図である。
【図６】従来のリードフレームの平面図である。
【図７】ボンディング時に用いたヒートコマの形状を示す図である。
【符号の説明】
１…リードフレーム、１ａ…リードフレーム本体、２…半導体素子、３…ダイパッド、４…インナーリード、５…アウターリード、６…ダムバー、７…絶縁性有機樹脂、８…露光用マスク、９…銀めっき部、１０…ダイボンディングペースト、１１…金ワイヤー、１２…モールド樹脂、１３…パッケージ、１４…剥離液、１５…ヒートコマ、１６…溝加工部

【特許請求の範囲】
【請求項１】半導体素子等の電子制御部品を搭載するためのダイパッド、この電子制御部品の電極と電気的に接続されるインナーリード及び外部電子制御回路に接続されるアウターリードを備えた金属からなるリードフレーム本体と、このリードフレーム本体に設けられ、写真現像可能な絶縁性有機樹脂からなるダムバーとから構成されていることを特徴とするリードフレーム。
【請求項２】請求項１記載のリードフレームを製造する方法であって、前記リードフレーム本体に写真現像可能な絶縁性有機樹脂をラミネートした後、この絶縁性有機樹脂の前記ダムバー形成位置をマスキングしかつ露光現像することにより、絶縁性有機樹脂によりダムバーを形成することを特徴とするリードフレームの製造方法。
【請求項３】請求項１記載のリードフレームを用いて半導体装置等の電子制御装置を製造する方法であって、前記リードフレームに半導体素子等の電子制御部品を搭載した後、該電子制御部品を樹脂により封止し、その後前記絶縁性有機樹脂からなるダムバーを化学薬品により除去することを特徴とするリードフレームを用いた電子制御装置の製造方法。

【図４】