特開 2019-114632 リードフレームの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2019-114632(P2019-114632A)

(43)【公開日】2019年7月11日

(54)【発明の名称】リードフレームの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/50 20060101AFI20190621BHJP

   B21D 22/02 20060101ALI20190621BHJP

【ＦＩ】

   H01L23/50 B

   B21D22/02 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2017-246175(P2017-246175)

(22)【出願日】2017年12月22日

(71)【出願人】

【識別番号】000144038

【氏名又は名称】株式会社三井ハイテック

(74)【代理人】

【識別番号】100090697

【弁理士】

【氏名又は名称】中前 富士男

(74)【代理人】

【識別番号】100176142

【弁理士】

【氏名又は名称】清井 洋平

(74)【代理人】

【識別番号】100127155

【弁理士】

【氏名又は名称】来田 義弘

(72)【発明者】

【氏名】柴 憲一郎

(72)【発明者】

【氏名】平塚 哲嗣

【テーマコード（参考）】

5F067

【Ｆターム（参考）】

5F067AA16

5F067DA11

(57)【要約】

【課題】半導体チップを搭載するパッドのチップ搭載面の外周に半導体チップが搭載される領域を囲むように溝を押圧パンチで形成するリードフレームの製造方法を提供する。
【解決手段】パッド１０を備えたリードフレームを金属薄板２７から打抜き形成するリードフレームの製造方法において、チップ搭載面１１の外周に第１の溝１３〜１６を打抜き金型の上金型に設けられた押圧パンチ２８〜３１を用いて形成する際に、上金型に設けられ、打抜き金型の下金型３２に金属薄板２７を押圧するストリッパープレート３３の押圧面に、第１の溝１３〜１６に平行に第２の溝１７〜２０を形成する凸条３５を設け、ストリッパープレート３３で金属薄板２７を下金型３２に押圧して、凸条３５により金属薄板２７に第２の溝１７〜２０の形成が完了した後に、又は第２の溝１７〜２０の形成が完了する直前に、押圧パンチ２８〜３１で第１の溝１３〜１６の形成を開始する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体チップが搭載されるパッドを備えたリードフレームを金属薄板から打抜き金型を用いて打抜き形成するリードフレームの製造方法において、
前記パッドのチップ搭載面の外周に第１の溝を前記打抜き金型の上金型に設けられた押圧パンチを用いて形成する際に、前記上金型に設けられ、前記打抜き金型の下金型に前記金属薄板を押圧するストリッパープレートの押圧面に、前記第１の溝に平行に第２の溝を形成する凸条を設け、
前記ストリッパープレートで前記金属薄板を前記下金型に押圧して、前記凸条により該金属薄板に前記第２の溝の形成が完了した後に、又は該第２の溝の形成が完了する直前に、前記押圧パンチで前記第１の溝の形成を開始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2】

請求項１記載のリードフレームの製造方法において、前記第１、第２の溝は、抜き勾配を有する断面矩形であ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又は２記載のリードフレームの製造方法において、前記第１、第２の溝の形成後に、前記下金型上の前記金属薄板の上面をスタンピングパンチで叩くことを特徴とする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項に記載のリードフレームの製造方法において、前記凸条を、前記ストリッパープレートの前記押圧パンチが貫通する開口部より外側に設けることを特徴とするリードフレームの製造方法。

【請求項5】

請求項４記載のリードフレームの製造方法において、前記第２の溝の深さを前記第１の溝の深さの０．２〜０．５倍として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6】

請求項５記載のリードフレームの製造方法において、前記第２の溝の幅を前記第１の溝の幅の０．５〜１．０倍として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7】

請求項５又は６記載のリードフレームの製造方法において、前記第１の溝と前記第２の溝の間隔を該第１の溝の幅の０．５〜１．０倍として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8】

請求項５〜７のいずれか１項に記載のリードフレームの製造方法において、前記第２の溝の長さを前記第１の溝の長さの０．８〜１．２倍として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、打抜き金型を用いたリードフレームの製造方法に係り、詳細には、半導体チップを搭載するパッドのチップ搭載面の外周に半導体チップが搭載される領域を囲むように連続した溝を押圧パンチで形成するリードフレームの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

リードフレームのチップ搭載面への半導体チップの搭載は、半導体チップからチップ搭載面への熱伝導性を高めるため、はんだを介してチップ搭載面に半導体チップを固定することが一般的に行われている。しかしながら、溶融状態のはんだがチップ搭載面上で濡れ拡がることで、はんだの厚みにバラツキが生じ、チップ搭載面に固定した半導体チップが傾斜するという問題が生じる。そこで、例えば、特許文献１には、溶融状態のはんだの濡れ拡がりを防止するため、チップ搭載面の周辺部に半導体チップが搭載される領域を内側にして溝を巡らせている。

【0003】

チップ搭載面に対する溝加工は、一般的にエッチングやスタンピングにより形成されるが、エッチングを用いた溝の形成ではリードフレームの生産性が低下するという問題が生じるため、スタンピングにより溝を形成する方が有利である。しかしながら、押圧パンチで金属板（リードフレームの素材）に溝加工を行うと、溝の開口側の周縁にダレが生じる（押圧パンチの押圧力で金属材料が溝の外側に広がり、かつ溝の開口側の周縁の角部の金属板上面に対する角度が９０度を超える）ことになって、溝の開口側の周縁が設定された形状より広く形成されることになる。このため、溶融状態のはんだの濡れ拡がりは防止できても、半導体チップを搭載したリードフレームを樹脂封止する際、パッケージ（封止樹脂）とパッドとの間の樹脂密着性が低下する虞があった。

【0004】

そこで、例えば、特許文献２には、金属板の表側に凹陥部（溝）を押圧パンチで形成する方法として、金属板の裏側に凹陥部と同一面積で、深さが凹陥部の深さと同一となる仮凹部を形成した後に、金属板の裏側に平板を当接すると共に、仮凹部の底板部の表側を押戻しパンチにより金属板の裏側に移行させて、金属板の表側に開口側の周縁が設定された形状となる（開口側の周縁の角部が金属板の表面に対してほぼ直角となる）凹陥部を形成することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平３−８５７３５号公報

【特許文献2】特開２０００−４２６４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献２に記載された方法では、板厚が１ｍｍ以上の金属板を対象としており、リードフレームの製造に使用する１ｍｍ未満の板厚を有する金属板に対しては適用することが困難であるという問題が生じる。
更に、特許文献２に記載された方法では、金属板の一方側に凹陥部を形成するのに、金属板の他方側に仮凹部を形成する工程と、金属板の一方側に仮凹部の底板部を押し戻す工程を別個に行わねばならず、仮凹部の形成位置と凹陥部の形成位置がずれて形成される（仮凹部の底板部が金属板の一方側にずれて押し戻される）虞が生じるという問題がある。

【0007】

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、半導体チップを搭載するパッドのチップ搭載面の外周に半導体チップが搭載される領域を囲むように溝を押圧パンチで形成することが可能なリードフレーム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】

【0008】

前記目的に沿う本発明に係るリードフレームの製造方法は、半導体チップが搭載されるパッドを備えたリードフレームを金属薄板から打抜き金型を用いて打抜き形成するリードフレームの製造方法において、
前記パッドのチップ搭載面の外周に第１の溝を前記打抜き金型の上金型に設けられた押圧パンチを用いて形成する際に、前記上金型に設けられ、前記打抜き金型の下金型に前記金属薄板を押圧するストリッパープレートの押圧面に、前記第１の溝に平行に第２の溝を形成する凸条を設け、
前記ストリッパープレートで前記金属薄板を前記下金型に押圧して、前記凸条により該金属薄板に前記第２の溝の形成が完了した後に、又は該第２の溝の形成が完了する直前に、前記押圧パンチで前記第１の溝の形成を開始する。

【0009】

本発明に係るリードフレームの製造方法において、前記第１、第２の溝は、抜き勾配を有する断面矩形とすることが好ましい。
これによって、押圧パンチ及びストリッパープレートを安価に作製することができる。なお、抜き勾配の角度は、例えば、０．３〜１度とすることができる。

【0010】

本発明に係るリードフレームの製造方法において、前記第１、第２の溝の形成後に、前記下金型上の前記金属薄板の上面をスタンピングパンチで叩くことが好ましい。
これによって、第１の溝と第２の溝の周囲に存在する残留応力を除去することで、第１の溝と第２の溝のそれぞれの開口側の周縁の角部を金属薄板の上面に対してほぼ直角となるように修正することができる。その結果、第１の溝と第２の溝の開口側の周縁を設定された形状に形成することが可能になる。

【0011】

本発明に係るリードフレームの製造方法において、前記凸条を、前記ストリッパープレートの前記押圧パンチが貫通する開口部より外側に設けることが好ましい。
これによって、押圧パンチを金属薄板の上面側に押し込んで第１の溝を形成する際に、金属材料が金属薄板の外周に向けて移動するのを防止することができ、第１の溝の開口の外側周縁の角部が金属薄板の上面に対してほぼ直角に（第１の溝の開口の周縁が外側に拡がらないように）することができる。

【0012】

本発明に係るリードフレームの製造方法において、前記第２の溝の深さを前記第１の溝の深さの０．２〜０．５倍として形成することが好ましい。
また、前記第２の溝の幅を前記第１の溝の幅の０．２〜０．５倍として形成することが好ましい。
更に、前記第１の溝と前記第２の溝の間隔を該第１の溝の幅の０．５〜１．０倍として形成することが好ましい。
そして、前記第２の溝の長さを前記第１の溝の長さの０．８〜１．２倍として形成することが好ましい。
このような構成とすることにより、押圧パンチを金属薄板に押し込んで形成する第１の溝の形成に応じて、その際に発生する金属材料の移動を確実に防止することができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明に係るリードフレームの製造方法は、ストリッパープレートの押圧面に設けた凸条を金属薄板に押し込んだ状態で、第１の溝を形成する押圧パンチを金属薄板に押し込むので、押圧パンチを金属材料に押し込んだ際に金属材料が移動するのを凸条により防止することができ、第１の溝の開口の周縁が拡がるのを防止して設定された形状の第１の溝を形成することが可能になる。
その結果、半導体チップをチップ搭載面に固定する際に使用する溶融状態のはんだの濡れ拡がりを防止することができる。更に、パッドに搭載した半導体チップを樹脂封止する際に第１の溝を樹脂で確実に覆うことができ、半導体チップを樹脂封止した際の樹脂密着性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施の形態に係るリードフレームの製造方法により形成されるパッドのチップ搭載面の説明図である。

【図2】チップ搭載面に形成された第１、第２の溝のそれぞれの形状と、第１、第２の溝の間隔を示す説明図である。

【図3】チップ搭載面に第１、第２の溝を形成する工程の説明図である。

【図4】第２の溝と第１の溝の形成過程を示す説明図である。

【図5】変形例に係るリードフレームの製造方法において、チップ搭載面に第１、第２の溝を形成する工程の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

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。
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係るリードフレームの製造方法により形成される半導体チップ（図示せず）が搭載されるパッド１０は、例えば、矩形状であって、チップ搭載面１１の外周には半導体チップが搭載される領域１２を囲むように４本の第１の溝１３、１４、１５、１６が形成されている。ここで、第１の溝１３、１５は平行に対向配置され、両端部同士がそれぞれ第１の溝１４、１６で連結されている。

【0016】

第１の溝１３の外側（リード（図示せず）に近い側）には、第１の溝１３に沿って第２の溝１７が、第１の溝１４の外側には、第１の溝１４に沿って第２の溝１８が、第１の溝１５の外側には、第１の溝１５に沿って第２の溝１９が、第１の溝１６の外側には、第１の溝１６に沿って第２の溝２０がそれそれ形成されている。

【0017】

図２に示すように、第１の溝１３と第２の溝１７（第１の溝１４、１５、１６と第２の溝１８、１９、２０も同様）は、抜き勾配（勾配の角度は、例えば、０．３〜１度）を有する断面矩形となって、第１の溝１３の対向する側面２１、２２の開口側の周縁の角部及び第２の溝１７の対向する側面２３、２４の開口側の周縁の角部は、チップ搭載面１１に対してほぼ直角となっている。

【0018】

第２の溝１７（第２の溝１８、１９、２０も同様）の深さＤ_２は、第１の溝１３（第１の溝１４、１５、１６も同様）の深さＤ_１に対して、例えば、０．２〜０．５倍であり、第２の溝１７の（開口）幅Ｗ_２は、第１の溝１３の（開口）幅Ｗ_１に対して、例えば、０．５〜１．０倍である。第１の溝１３と第２の溝１７との間隔Ｃは、第１の溝１３の幅Ｗ_１の、例えば、０．５〜１．０倍である。
また、図１に示すように、第２の溝１７、１９の長さＶ_２は、第１の溝１３、１５の長さＶ_１の例えば、０．８〜１．２倍であり、第２の溝１８、２０の長さＨ_２は、第１の溝１４、１６の長さＨ_１の、例えば、０．８〜１．２倍である。

【0019】

以上の構成とすることにより、半導体チップをチップ搭載面１１に固定する際に使用する溶融状態のはんだの濡れ拡がりを第１の溝１３、１４、１５、１６により防止することができ、チップ搭載面１１における溶融はんだの厚みが均一になって、チップ搭載面１１に対して半導体チップを平行に固定することができる。
更に、第１の溝１３、１４、１５、１６が設定された形状に形成されることにより（第１の溝１３、１４、１５、１６の開口の周縁が拡がるのが防止されて）、樹脂封止の際に第１の溝１３、１４、１５、１６（はんだで充填されている）を樹脂で覆うことができ、樹脂密着性を向上させることができる。

【0020】

続いて、本発明の一実施の形態に係るリードフレームの製造方法について詳細に説明する。
本発明の一実施の形態に係るリードフレームの製造方法は、半導体チップが搭載されるパッド１０を備えたリードフレームを打抜き形成する方法であって、図３に示すように、パッド１０の形成予定領域の外側に複数のリード部２５、２６が形成された状態の金属薄板２７に対して、打抜き金型の上金型（図示せず）に設けられた押圧パンチ２８、２９を用いて第１の溝１３、１５を形成する工程と、押圧パンチ３０、３１を用いて第１の溝１３、１５の両端部同士をそれぞれ連結するように第１の溝１４、１６を形成する工程とを有している。

【0021】

第１の溝１３（第１の溝１４、１５、１６も同様）を押圧パンチ２８を用いて形成する際に、図４(Ａ）に示すように、上金型に設けられ、打抜き金型の下金型３２に金属薄板２７を押圧するストリッパープレート３３の押圧面に、第１の溝１３に平行に第２の溝１７を形成する凸条３５を設け、図４(Ｂ）に示すように、ストリッパープレート３３で金属薄板２７を下金型３２に押圧して凸条３５を金属薄板２７に押し込んで第２の溝１７の形成が完了した後に、図４(Ｃ）に示すように、押圧パンチ２８で第１の溝１３の形成を開始する。なお、符号３４は、ストリッパープレート３３に設けた押圧パンチ２８が貫通する開口部である。

【0022】

図４（Ａ）、（Ｄ）に示すように、凸条３５の突出長さＰは、第２の溝１７の深さＤ_２が第１の溝１３の深さＤ_１の０．２〜０．５倍となるように形成し、凸条３５の突出幅Ｑは、第２の溝１７の幅Ｗ_２が第１の溝１３の幅Ｗ_１の０．５〜１．０倍となるように形成する。
また、ストリッパープレート３３の押圧面に押圧パンチ２８の開口部３４に沿って開口部３４の外側に設ける凸条３５は、第１の溝１３と第２の溝１７の間隔Ｃが第１の溝１３の幅Ｗ_１の０．５〜１．０倍となるように開口部３４に対して位置決めする。
更に、凸条３５の開口部３４に沿った長さは、第２の溝１７の長さＶ_２が第１の溝１３の長さＶ_１の０．８〜１．２倍となるように形成する。

【0023】

図４（Ｂ）に示すように、下金型３２に支持された金属薄板２７の上面にストリッパープレート３３に設けた凸条３５を完全に押し込んだ状態で、図４（Ｃ）に示すように、押圧パンチ２８を金属薄板２７の上面に押し込むので、凸条３５により金属材料が金属薄板２７の外周側に移動することを防止しながら第１の溝１３を形成することができる。これにより、開口の周縁が拡がらない状態の第１の溝１３、即ち、設定された形状の第１の溝１３を形成することが可能になる。

【0024】

更に、リードフレームの製造方法は、図３、図４（Ｄ）に示すように、第１の溝１３、１４、１５、１６及び第２の溝１７、１８、１９、２０の形成後に、下金型３２上の金属薄板２７の上面を、例えば、ストリッパープレートに設けたスタンピングパンチ３６で叩く。これによって、第１の溝１３、１４、１５、１６と第２の溝１７、１８、１９、２０のそれぞれの開口側の周縁に存在する残留応力を除去することができ、開口側の周縁の角部を金属薄板２７の上面に対してほぼ直角となるように修正することができる（即ち、第１の溝１３、１４、１５、１６及び第２の溝１７、１８、１９、２０を、抜き勾配を有する断面矩形とすることができる）。

【0025】

変形例に係るリードフレームの製造方法について説明する。
変形例に係るリードフレームの製造方法は、図５（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、金属薄板３７に押圧パンチ３８を用いて第１の溝１３（第１の溝１４、１５、１６に対しても同様）を形成する際に、金属薄板３７を下金型３２に押圧するストリッパープレート３９に形成した押圧パンチ３８が貫通する開口部４０の長手方向に沿って幅方向両側に第１、第２の凸条４１、４２を設け、ストリッパープレート３９で金属薄板３７を下金型３２に押圧して、第１、第２の凸条４１、４２により金属薄板３７に第２の溝４３、４４の形成が完了した後に、押圧パンチ３８で第１の溝１３の形成を開始することが特徴となっている。ここで、押圧パンチ３８の開口部４０に対して、第１の凸条４１はストリッパープレート３９の外周側に、第２の凸条４２はストリッパープレート３９の中央部側にそれぞれ形成されている。

【0026】

第１、第２の凸条４１、４２の突出長さＲ、Ｓは、第２の溝４３、４４の深さＬ_２、Ｌ_３が第１の溝１３の深さＤ_１の０．２〜０．５倍となるように形成し、第１、第２の凸条４１、４２の突出幅Ｔ、Ｕは、第２の溝４３、４４の幅Ｍ_２、Ｍ_３が第１の溝１３の幅Ｗ_１の０．５〜１．０倍となるように形成する。
また、ストリッパープレート３９の押圧面に押圧パンチ３８の開口部４０に沿って開口部４０の両側に設ける第１、第２の凸条４１、４２は、第１の溝１３と第２の溝４３、４４の間隔Ｃ_１、Ｃ_２が第１の溝１３の幅Ｗ_１の０．５〜１．０倍となるように開口部４０に対して位置決めする。
更に、第１、第２の凸条４１、４２の開口部４０の長手方向に沿った長さは、第２の溝４３、４４の長さが第１の溝１３の長さＶ_１の０．８〜１．２倍となるように形成する。

【0027】

なお、金属薄板３７に第１の溝１３を形成する際に、ストリッパープレート３９に第１、第２の凸条４１、４２を設けたことによる作用効果は、ストリッパープレート３３に凸条３５を設けたことによる作用効果と同様であり、図５（Ｄ）に示すように、第１の溝１３及び第２の溝４３、４４の形成後に、下金型３２上の金属薄板３７の上面を、例えば、ストリッパープレート３９に設けたスタンピングパンチ４５で叩くことによる作用効果は、第１の溝１３、１４、１５、１６及び第２の溝１７、１８、１９、２０の形成後に、下金型３２上の金属薄板２７の上面を、例えば、ストリッパープレート３３に設けたスタンピングパンチ３６で叩くことによる作用効果と同様である。

【0028】

以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
更に、本実施の形態とその他の実施の形態や変形例にそれぞれ含まれる構成要素を組合わせたものも、本発明に含まれる。
例えば、ストリッパープレートで金属薄板を下金型に押圧して凸条（第１、第２の凸条）を金属薄板に押し込んで第２の溝の形成が完了する直前に、押圧パンチで第１の溝の形成を開始してもよい。
また、パッドのチップ搭載面の形成予定領域の外周側に複数のリード部を形成する前の金属薄板に対してストリッパープレートを押圧して、凸条（第１、第２の凸条）により金属薄板に第２の溝の形成を完了した後に、又は第２の溝の形成が完了する直前に、押圧パンチを用いて第１の溝を形成することもできる。

【符号の説明】

【0029】

１０：パッド、１１：チップ搭載面、１２：半導体チップが搭載される領域、１３、１４、１５、１６：第１の溝、１７、１８、１９、２０：第２の溝、２１、２２、２３、２４：側面、２５、２６：リード部、２７：金属薄板、２８、２９、３０、３１：押圧パンチ、３２：下金型、３３：ストリッパープレート、３４：開口部、３５：凸条、３６：スタンピングパンチ、３７：金属薄板、３８：押圧パンチ、３９：ストリッパープレート、４０：開口部、４１：第１の凸条、４２：第２の凸条、４３、４４：第２の溝、４５：スタンピングパンチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】