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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-06-24
(45)【発行日】2024-07-02
(54)【発明の名称】リードフレーム
(51)【国際特許分類】
H01L 23/50 20060101AFI20240625BHJP
【ＦＩ】
H01L23/50 A
【請求項の数】
1
(21)【出願番号】P 2020102606
(22)【出願日】2020-06-12
(65)【公開番号】P2021197440
(43)【公開日】2021-12-27
【審査請求日】2023-02-16
(73)【特許権者】
【識別番号】512243395
【氏名又は名称】長華科技股▲ふん▼有限公司
(74)【代理人】
【識別番号】110001405
【氏名又は名称】弁理士法人篠原国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】大滝 啓一
(72)【発明者】
【氏名】渡邊 直樹
【審査官】安田 雅彦
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１８－０１４３９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０６６０８３６６（ＵＳ，Ｂ１）
【文献】特開２０１９－１２１６９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－２００９９４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０８４８８０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２３／４８－２３／５０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
外部機器と接続する側の面及び側面に露出する外部接続用端子を複数備えた、半導体パッケージの製造に用いられるリードフレームであって、一方の面側におけるリードの外部接続用端子となる領域に、前記リードの厚さの半分以上の深さの凹部を備え、
前記凹部は、前記リードの厚さ方向中央位置から該リードの一方の面位置までの間のうち、所定範囲での幅が前記リードの厚さ方向中央位置での幅及び前記リードの一方の面位置での幅に比べて広くなるように形成され、
前記凹部が形成されている部分の前記リードの側面には、前記リードの厚さ方向中央位置から該リードの一方の面位置までの間の前記所定範囲に対応した所定位置にサイドエッジを備えていることを特徴とするリードフレーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体パッケージの裏面側の外部接続用端子がプリント基板等の外部機器と面接続されるタイプの半導体パッケージに用いられるリードフレームに関する。
【背景技術】
【0002】
半導体パッケージの外部機器への組み込みに際し、半導体パッケージと、外部機器との半田接続状態の良・不良を目視で検査できるように、半田接続部分の可視化が求められている。
【0003】
従来、外周部にアウターリードがない、例えば、ＱＦＮ（Quad-Flat No-leaded）タイプの半導体パッケージは、半導体パッケージの裏面側に外部接続用端子が配列され、半導体パッケージの裏面側に露出している複数の外部接続用端子をプリント基板等の外部機器と接続する構造となっていたため、半田接続されているか否かを目視検査することが困難であった。
【0004】
しかし、半田接続部分の目視検査ができないと、半田接続作業時に内在する接続不良が見逃され、その後の通電検査等で接続不良が発見されるまでの作業コストが余計にかかってしまう。また、半田接続部分は、Ｘ線装置を用いて透視検査することは可能ではあるが、それでは、Ｘ線装置の設備コストが増大してしまう。
【0005】
そこで、特許文献１には、リードフレームの一方の面側（裏面側）におけるリードの外部接続用端子となる領域を含む、切断領域の境界線を跨る所定領域の内側に凹部を設け、表面側を樹脂封止後に、凹部の断面が露出する位置で切断加工を施すことで、半導体パッケージの側面に露出した外部接続用端子から半田接続部分を目視可能にする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開２０１８－２００９９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献１に記載の外部接続用端子の露出面が門形状となるようにする技術によれば、半田接続部分を目視可能にする空間部を得ることができるが、近年、門形状となる側面の開口面積をさらに拡げて、半田接続部分を極力目視し易くすることが望まれている。
半田接続部分の目視検査をし易くするために、外部接続用端子の門形状となる側面の開口面積を極力増大させると、リードが部分的に薄肉となるため強度が不足し、リードフレーム製造時や半導体パッケージの組立工程において変形する虞がある。
半田接続部分の目視検査をし易くするために、外部接続用端子の門形状となる側面の開口面積を極力増大させると、リードが部分的に薄肉となるため強度が不足し、リードフレーム製造時や半導体パッケージの組立工程において変形する虞がある。
【0008】
本発明は、上記従来の課題を鑑みてなされたものであり、半導体パッケージの半田接続部分を目視可能とする部位である門形状の開口面積を極力増大させると同時に、リードの強度低下による変形を防止することが可能なリードフレーム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】
【0009】
上記目的を達成するため、本発明によるリードフレームは、外部機器と接続する側の面及び側面に露出する外部接続用端子を複数備えた、半導体パッケージの製造に用いられるリードフレームであって、一方の面側におけるリードの外部接続用端子となる領域に、前記リードの厚さの半分以上の深さの凹部を備え、前記凹部は、前記リードの厚さ方向中央位置から該リードの一方の面位置までの間のうち、所定範囲での幅が前記リードの厚さ方向中央位置での幅及び前記リードの一方の面位置での幅に比べて広くなるように形成され、前記凹部が形成されている部分の前記リードの側面には、前記リードの厚さ方向中央位置から該リードの一方の面位置までの間の前記所定範囲に対応した所定位置にサイドエッジを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
本発明のリードフレームによれば、リードの厚さの半分以上の深さの凹部がリードの厚さ方向中央位置から該リードの一方の面位置までの間のうち、所定範囲での幅がリードの厚さ方向中央位置での幅及びリードの一方の面位置での幅に比べて広くなるように形成されている部分のリードの側面に、リードの厚さ方向中央位置からリードの一方の面位置までの間の上記所定範囲に対応した所定位置にサイドエッジを備えるようにしたことで、凹部を形成することにより薄肉化される部分（上記所定範囲に対応した部分）を補強することができ、製造工程におけるリードの変形を防止することができる。
このため、本発明のリードフレームによれば、半導体パッケージの半田接続部分を目視可能とする部位である門形状の開口面積を極力増大させると同時に、リードの強度低下による変形を防止することが可能なリードフレームを提供することができる。
このため、本発明のリードフレームによれば、半導体パッケージの半田接続部分を目視可能とする部位である門形状の開口面積を極力増大させると同時に、リードの強度低下による変形を防止することが可能なリードフレームを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の実施形態にかかるリードフレームの凹部が形成された位置におけるリードの一例を示す断面図である。
【図2】本発明の実施例及び比較例のリードフレームのリードを形成する前段階の試料の準備工程を示す説明図である。
【図6】従来のリードフレームの凹部が形成された位置におけるリードの一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
第１実施形態
本実施形態のリードフレームは、外部機器と接続する側の面及び側面に露出する外部接続用端子を複数備えた、半導体パッケージの製造に用いられるリードフレームであり、図１に示すように、一方の面側（図１において紙面の下側）におけるリード１１の外部接続用端子となる領域に、凹部１２を備えている。
凹部１２は、リード１１の幅の半分程度の幅、リード１１の厚さ（ｔ）の半分程度（ｔ／２）の深さを有している。
凹部１２が形成されている部分のリード１１の側面には、リード１１の厚さ方向中央（即ち、図１におけるリード１１の厚さ（ｔ）の半分（ｔ／２）となる位置）からリード１１の一方の面までの間の所定位置にサイドエッジＡを備えている（言い換えると、図１におけるサイドエッジＡの頂点からリード１１の一方の面までの距離をＬＡとしたとき、ＬＡ≦ｔ／２となる位置に、サイドエッジＡが形成されている）。
本実施形態のリードフレームは、外部機器と接続する側の面及び側面に露出する外部接続用端子を複数備えた、半導体パッケージの製造に用いられるリードフレームであり、図１に示すように、一方の面側（図１において紙面の下側）におけるリード１１の外部接続用端子となる領域に、凹部１２を備えている。
凹部１２は、リード１１の幅の半分程度の幅、リード１１の厚さ（ｔ）の半分程度（ｔ／２）の深さを有している。
凹部１２が形成されている部分のリード１１の側面には、リード１１の厚さ方向中央（即ち、図１におけるリード１１の厚さ（ｔ）の半分（ｔ／２）となる位置）からリード１１の一方の面までの間の所定位置にサイドエッジＡを備えている（言い換えると、図１におけるサイドエッジＡの頂点からリード１１の一方の面までの距離をＬＡとしたとき、ＬＡ≦ｔ／２となる位置に、サイドエッジＡが形成されている）。
【0013】
金属板にエッチング加工を施すことによってリードフレームを製造する場合、金属板の表裏両面から薬液によるエッチング処理を行い、金属板の不要な部分を溶解除去し、リードフレーム形状を形成する。
このエッチング加工は、形成したリードフレームの側面がストレート形状（リード断面が矩形）に近づくよう加工条件を工夫して行う。そして、金属板の表裏両面からのエッチング処理によりリードフレームの側面には、板厚のほぼ中央の高さ位置にサイドエッジと呼ばれる小さな突起が形成される。
従来のリードフレームでは、図６に示すように、リード１１における凹部１２が形成されている部分の側面に形成されるサイドエッジＡが、リードの厚さ方向中央位置に形成されている（言い換えると、図６におけるサイドエッジＡの頂点からリード１１の一方の面までの距離をＬＡ’としたとき、ＬＡ’＝ｔ／２となる位置に、サイドエッジＡが形成されている）。
ところで、リード１１において凹部１２が形成されている部分の側方は薄肉となる。このため、図６に示すような従来のリードフレームにおいては、半田接続部分の目視検査をし易くするために凹部１２の開口をリード１１の幅方向に増大させると、リード１１において凹部１２が形成されている部分の側方の強度が不足し、リードフレーム製造時や半導体パッケージの組立工程において変形する虞がある。
この突起の形成位置を、リードの厚さの中央からリードの一方の面までの間の所定位置となるようにすることで、凹部１２が形成されている部分の側方の強度が補強されるようにしたのが本発明のリードフレームである。
このエッチング加工は、形成したリードフレームの側面がストレート形状（リード断面が矩形）に近づくよう加工条件を工夫して行う。そして、金属板の表裏両面からのエッチング処理によりリードフレームの側面には、板厚のほぼ中央の高さ位置にサイドエッジと呼ばれる小さな突起が形成される。
従来のリードフレームでは、図６に示すように、リード１１における凹部１２が形成されている部分の側面に形成されるサイドエッジＡが、リードの厚さ方向中央位置に形成されている（言い換えると、図６におけるサイドエッジＡの頂点からリード１１の一方の面までの距離をＬＡ’としたとき、ＬＡ’＝ｔ／２となる位置に、サイドエッジＡが形成されている）。
ところで、リード１１において凹部１２が形成されている部分の側方は薄肉となる。このため、図６に示すような従来のリードフレームにおいては、半田接続部分の目視検査をし易くするために凹部１２の開口をリード１１の幅方向に増大させると、リード１１において凹部１２が形成されている部分の側方の強度が不足し、リードフレーム製造時や半導体パッケージの組立工程において変形する虞がある。
この突起の形成位置を、リードの厚さの中央からリードの一方の面までの間の所定位置となるようにすることで、凹部１２が形成されている部分の側方の強度が補強されるようにしたのが本発明のリードフレームである。
【0014】
本実施形態のリードフレームによれば、リード１１の厚さ（ｔ）の半分（ｔ／２）以上の深さの凹部１２が形成されている部分のリード１１の側面に、リード１１の厚さ方向中央（即ち、図１におけるリード１１の厚さ（ｔ）の半分（ｔ／２）となる位置）からリード１１の一方の面までの間の所定位置にサイドエッジＡを備えるようにしたので、凹部１２を形成することにより薄肉化される部分を補強することができ、半田接続部分の目視検査をし易くするために凹部の開口面積をリード１１の幅方向に増大させても、製造工程におけるリード１１の変形を防止することができる。
このため、本実施形態のリードフレームによれば、半導体パッケージの半田接続部分を目視可能とする部位である門形状の開口面積を極力増大させると同時に、リードの強度低下による変形を防止することが可能なリードフレームが得られる。
このため、本実施形態のリードフレームによれば、半導体パッケージの半田接続部分を目視可能とする部位である門形状の開口面積を極力増大させると同時に、リードの強度低下による変形を防止することが可能なリードフレームが得られる。
【実施例】
【0015】
＜試料準備＞
板厚０．２ｍｍの銅系の帯状金属板１０（図２(a)参照）を用いて、両面にレジスト層を形成した。
次に、露光・現像を行って、他方の面側は全面を覆い、一方の面側は所定の位置に凹部を形成するためのエッチング用レジストマスク３１を形成した（図２(b)参照）。
次に、エッチング加工を施して一方の面側の所定の位置にリード幅の半分の幅となる凹部１２を形成した（図２(c)参照）。凹部１２の深さは、板厚の半分（０．１ｍｍ）とした。
その後、エッチング用レジストマスク３１を除去した（図２(d)参照）。
次に、凹部を形成した帯状金属板１０の両面にレジスト層を形成した。
そして、露光・現像を行って、両面の所定の位置にめっき層を形成するためのめっき用レジストマスク３２を形成した（図２(e)参照。なお、図２(e)では便宜上、一方の面側のめっき用レジストマスク３２のみに、めっき層形成用の開口部を示すようにした）。
次に、めっき用レジストマスク３２の開口部から露出した帯状金属板１０の面にＮｉ、Ｐｄ、Ａｕの順番で所定の厚さのめっき層１３を形成した。
その後、めっき用レジストマスク３２を除去することで、帯状金属板試料Ｓを準備した。
板厚０．２ｍｍの銅系の帯状金属板１０（図２(a)参照）を用いて、両面にレジスト層を形成した。
次に、露光・現像を行って、他方の面側は全面を覆い、一方の面側は所定の位置に凹部を形成するためのエッチング用レジストマスク３１を形成した（図２(b)参照）。
次に、エッチング加工を施して一方の面側の所定の位置にリード幅の半分の幅となる凹部１２を形成した（図２(c)参照）。凹部１２の深さは、板厚の半分（０．１ｍｍ）とした。
その後、エッチング用レジストマスク３１を除去した（図２(d)参照）。
次に、凹部を形成した帯状金属板１０の両面にレジスト層を形成した。
そして、露光・現像を行って、両面の所定の位置にめっき層を形成するためのめっき用レジストマスク３２を形成した（図２(e)参照。なお、図２(e)では便宜上、一方の面側のめっき用レジストマスク３２のみに、めっき層形成用の開口部を示すようにした）。
次に、めっき用レジストマスク３２の開口部から露出した帯状金属板１０の面にＮｉ、Ｐｄ、Ａｕの順番で所定の厚さのめっき層１３を形成した。
その後、めっき用レジストマスク３２を除去することで、帯状金属板試料Ｓを準備した。
【0016】
＜実施例１＞
帯状金属板試料Ｓの両面にレジスト層を形成した。
次に露光・現像を行って、両面にリードフレームを形成するためのエッチング用レジストマスク３３を形成した。
このとき、一方の面側のエッチング用レジストマスク３３には、凹部１２が形成されている部分のリード１１の側面のエッチングが抑制する補正を施した部位３３ａを設けた（図３(a)参照）。
次にエッチング加工を施して所定のリードフレーム形状を形成した（図３(b)参照）。
その後、エッチング用レジストマスク３３を除去することで、実施例１のリードフレームを得た（図３(c)参照）。
得られた実施例１のリードフレームの側面には、全体的にリードフレームの厚さ方向のほぼ中央の位置にサイドエッジが存在し、そのうち、リード１１の凹部１２が形成されている部分の側面には、一方の面側から０．０５５～０．０７５ｍｍあたりにサイドエッジＡが存在した。
実施例１のリードフレームにおける凹部１２が形成されている部分の側面にサイドエッジＡが形成されているリード１１を１６００個準備し、変形の有無を目視で検査した。
実施例１のリードフレームでは、リード変形は、発生率０％であった（１６００個のリード中、変形が発生したリードの個数：０個）。
帯状金属板試料Ｓの両面にレジスト層を形成した。
次に露光・現像を行って、両面にリードフレームを形成するためのエッチング用レジストマスク３３を形成した。
このとき、一方の面側のエッチング用レジストマスク３３には、凹部１２が形成されている部分のリード１１の側面のエッチングが抑制する補正を施した部位３３ａを設けた（図３(a)参照）。
次にエッチング加工を施して所定のリードフレーム形状を形成した（図３(b)参照）。
その後、エッチング用レジストマスク３３を除去することで、実施例１のリードフレームを得た（図３(c)参照）。
得られた実施例１のリードフレームの側面には、全体的にリードフレームの厚さ方向のほぼ中央の位置にサイドエッジが存在し、そのうち、リード１１の凹部１２が形成されている部分の側面には、一方の面側から０．０５５～０．０７５ｍｍあたりにサイドエッジＡが存在した。
実施例１のリードフレームにおける凹部１２が形成されている部分の側面にサイドエッジＡが形成されているリード１１を１６００個準備し、変形の有無を目視で検査した。
実施例１のリードフレームでは、リード変形は、発生率０％であった（１６００個のリード中、変形が発生したリードの個数：０個）。
【0017】
＜実施例２＞
帯状金属板試料Ｓの両面にレジスト層を形成した。
次に露光・現像を行って、両面にリードフレームを形成するためのエッチング用レジストマスク３３を形成した。
このとき、他方の面側のエッチング用レジストマスク３３は一方の面側のエッチング用レジストマスク３３に比べて開口面積が小さくなるように形成した（図４(a)参照）。
次に他方の面側のみに薬液をシャワーし、エッチング加工を行って、設定深さ０．０６５ｍｍとなるエッチング加工を行い（図４(b)参照）、その後両面のエッチング加工を行って所定のリードフレーム形状を形成した（図４(c)参照）。
その後、エッチング用レジストマスクを除去することで、実施例２のリードフレームを得た（図４(d)参照）。
得られた実施例２のリードフレームの側面には、リード１１の凹部１２が形成されている部分の側面に形成されたサイドエッジＡを含め、全体的に一方の面側から０．０６～０．０８ｍｍあたりにサイドエッジが存在した。
実施例２のリードフレームにおける凹部１２が形成されている部分の側面にサイドエッジＡが形成されているリード１１を１６００個準備し、変形の有無を目視で検査した。
目視検査の結果、実施例２のリードフレームでは、リード変形は、発生率０％であった（１６００個のリード中、変形が発生したリードの個数：０個）。
帯状金属板試料Ｓの両面にレジスト層を形成した。
次に露光・現像を行って、両面にリードフレームを形成するためのエッチング用レジストマスク３３を形成した。
このとき、他方の面側のエッチング用レジストマスク３３は一方の面側のエッチング用レジストマスク３３に比べて開口面積が小さくなるように形成した（図４(a)参照）。
次に他方の面側のみに薬液をシャワーし、エッチング加工を行って、設定深さ０．０６５ｍｍとなるエッチング加工を行い（図４(b)参照）、その後両面のエッチング加工を行って所定のリードフレーム形状を形成した（図４(c)参照）。
その後、エッチング用レジストマスクを除去することで、実施例２のリードフレームを得た（図４(d)参照）。
得られた実施例２のリードフレームの側面には、リード１１の凹部１２が形成されている部分の側面に形成されたサイドエッジＡを含め、全体的に一方の面側から０．０６～０．０８ｍｍあたりにサイドエッジが存在した。
実施例２のリードフレームにおける凹部１２が形成されている部分の側面にサイドエッジＡが形成されているリード１１を１６００個準備し、変形の有無を目視で検査した。
目視検査の結果、実施例２のリードフレームでは、リード変形は、発生率０％であった（１６００個のリード中、変形が発生したリードの個数：０個）。
【0018】
＜比較例１＞
帯状金属板試料Ｓの両面にレジスト層を形成した。
次に露光・現像を行って、従来品と同様に両面にリードフレームを形成するためのエッチング用レジストマスク３３を形成した（図５(a)参照）。
次に、エッチング加工を施して所定のリードフレーム形状を形成した（図５(b)参照）。
その後、エッチング用レジストマスク３３を除去することで、比較例１のリードフレームを得た（図５(c)参照）。
得られた比較例１のリードフレームの側面は、リード１１の凹部１２が形成されている部分の側面に形成されたサイドエッジＡを含め、全体的にリードフレームの厚さ方向のほぼ中央の位置にサイドエッジが存在した。
比較例１のリードフレームにおける凹部１２が形成されている部分の側面にサイドエッジＡが形成されているリード１１を１６００個準備し、変形の有無を目視で検査した。
比較例１のリードフレームでは、リード変形は、発生率１．７５％であった（１６００個のリード中、変形が発生したリードの個数：２８個）。
帯状金属板試料Ｓの両面にレジスト層を形成した。
次に露光・現像を行って、従来品と同様に両面にリードフレームを形成するためのエッチング用レジストマスク３３を形成した（図５(a)参照）。
次に、エッチング加工を施して所定のリードフレーム形状を形成した（図５(b)参照）。
その後、エッチング用レジストマスク３３を除去することで、比較例１のリードフレームを得た（図５(c)参照）。
得られた比較例１のリードフレームの側面は、リード１１の凹部１２が形成されている部分の側面に形成されたサイドエッジＡを含め、全体的にリードフレームの厚さ方向のほぼ中央の位置にサイドエッジが存在した。
比較例１のリードフレームにおける凹部１２が形成されている部分の側面にサイドエッジＡが形成されているリード１１を１６００個準備し、変形の有無を目視で検査した。
比較例１のリードフレームでは、リード変形は、発生率１．７５％であった（１６００個のリード中、変形が発生したリードの個数：２８個）。
【0019】
以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施形態及び実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施形態及び実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
例えば、本発明の実施例のリードフレームは、帯状金属板１０の他方の面側にはリードフレームに対応する部位の外側の所定領域を薄肉化するハーフエッチング加工を行い、一方の面側には凹部１２を形成するエッチング加工を行った帯状金属板試料Ｓに、両面からリードフレームを形成するエッチング加工を行う製造方法を用いて得ることもできる。
例えば、本発明の実施例のリードフレームは、帯状金属板１０の他方の面側にはリードフレームに対応する部位の外側の所定領域を薄肉化するハーフエッチング加工を行い、一方の面側には凹部１２を形成するエッチング加工を行った帯状金属板試料Ｓに、両面からリードフレームを形成するエッチング加工を行う製造方法を用いて得ることもできる。
【産業上の利用可能性】
【0020】
本発明のリードフレームは、半田接続部分の可視化が求められる分野に有用である。
【符号の説明】
【0021】
１０ 金属板
１１ リード
１２ 凹部
１３ めっき層
３１、３３ エッチング用レジストマスク
３２ めっき用レジストマスク
Ａ サイドエッジ
Ｓ 金属板試料
１１ リード
１２ 凹部
１３ めっき層
３１、３３ エッチング用レジストマスク
３２ めっき用レジストマスク
Ａ サイドエッジ
Ｓ 金属板試料
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】