JP2000124240A - リードフレームとそれを用いた樹脂封止型半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
リードフレームとそれを用いた樹脂封止型半導体装置およびその製造方法Info
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Abstract
封止型装置の製造方法を改善し生産性と品質を向上す
る。 【解決手段】 リードフレームに樹脂導入部であるラン
ナー部19と、ゲート部18を有し封止フィルムを介し
て金型面に押圧し、樹脂を充填して成形することによ
り、生産性を大幅に向上し、安価で品質の良い薄型の電
極底面露出型の樹脂封止型半導体装置およびその製造方
法を可能にした。
Description
された小型、薄型、軽量化を目的とした電極底面露出型
の樹脂封止型半導体装置に用いるリードフレームとそれ
を用いた樹脂封止型半導体装置およびその製造方法に関
するものである。
に、半導体部品の高密度実装が要求され、それにともな
って半導体装置の小型、薄型化が進んでいる。
製造方法について順次説明する。半導体部品の高密度実
装の要請に応えるパッケージとしてFBGA(ファイン
ピッチ・ボール・グリッド・アレイ)パッケージが開発
されている。
て、FBGAパッケージを示す図であり、その断面図を
示すものである。
を介して両面プリント基板3上に接着・搭載される。両
面プリント配線基板3の上下面には配線パターン4a,
4bが形成され、上下の配線パターン4a,4bは、ス
ルーホール5の表面に形成される導体6で電気的に接続
されている。半導体素子1の上面に形成された電極パッ
ド7と配線パターン4aとは金属細線8で電気的に接続
される。この金属細線8による電気的接続をする場所以
外の配線パターン4aの表面は、ソルダーレジスト9で
被覆されている。そして半導体素子1、金属細線8、両
面プリント配線基板3は封止樹脂10によりモールドさ
れ保護されている。
ーン4bの表面も一部を除いて、ソルダーレジスト9で
被覆され、ソルダーレジスト9で被覆されていない配線
パターン4bの表面には半田ボール11が形成される。
半田ボール11は、両面プリント配線基板3の下面で、
格子状に2次元的に配置されている。そして、FBGA
パッケージ方式で実装された半導体装置をプリント基板
等の実装基板に実装する場合の電気的接続は半田ボール
11を介して行われるものである。
型半導体装置の場合は、半導体素子1は接着剤2を介し
て両面プリント基板3の上に接着・搭載される。両面プ
リント配線基板3の上面には配線パターン4が形成さ
れ、配線パターン4は、側面に有するスルーホール5の
表面に形成される導体6で電気的に接続され、外部端子
の役目を果たしている。半導体素子1の上面に形成され
た電極パッド7と配線パターン4とは金属細線8で電気
的に接続される。この金属細線8による電気的接続をす
る場所以外の配線パターン4の表面は、ソルダーレジス
ト9で被覆されている。半導体素子1、金属細線8、プ
リント配線基板3はポッティングによる封止樹脂10に
より封止され保護されている。そしてスルーホール5の
部分は、この半導体装置間を接続している側面のスルー
ホール5を半円状にカットして分離し、実装基板との接
続用端子部となっている。
の樹脂封止型半導体装置は、下記のような種々の課題を
それぞれ有している。
樹脂封止型半導体装置は、半導体装置の下面に2次元的
に外部電極端子(半田ボール)を配列することにより、
同一パッケージサイズでQFPパッケージよりも端子数
を多くすることができるという特徴がある。しかし、そ
の反面、QFPパッケージに比べて劣る点もある。すな
わち、FBGAパッケージでは、(1)両面プリント配
線基板の片面に封止樹脂部が突出しており薄型化できな
い。(2)FBGAパッケージを製造する際、従来のQ
FPパッケージの製造設備以外の新規製造設備の導入が
不可欠であり、設備投資によるコストアップとなる。さ
らに、FBGAパッケージ方式では、通常、両面プリン
ト配線基板としてガラス・エポキシ樹脂基板を使用す
る。このため半導体素子の樹脂封止することによる基板
自体の反り対策、樹脂の注入封止口であるランナー部の
基板面への破損を防止するための金メッキ処理が必要、
基板の反りが発生した場合の複数の半田ボールの水平面
の高さの均一性を確保する必要がある、等の製造技術上
解決すべき多くの課題がある。また、パッケージの信頼
性、特に耐湿性の保証も重要な検討課題である。例え
ば、ガラス・エポキシ樹脂とモールド樹脂との界面の密
着力が弱いと、高温高温試験・プレッシャ・クッカー試
験等の環境試験において品質保証が困難になる。
導体装置では、ポッティングによって樹脂封止する場合
は、封止樹脂が硬化する時間が長く量産性が悪い、また
樹脂を注入する場合に空気を巻き込みやすく、樹脂ボイ
ドが発生しやすいという課題がある。また、樹脂成型時
に成形圧力を印加しないために樹脂ボイドを小さくする
ことができず、実装時にその樹脂ボイドが膨張して、封
止樹脂部にクラックが発生するなどの課題がある。
るものであり、薄型化を実現しながら小型で信頼性の高
い樹脂封止型半導体装置を提供するものであり、そのた
めのリードフレームとそれを用いた樹脂封止型半導体装
置およびその製造方法を提供することを目的とする。
め、本発明は、樹脂封止型半導体装置に関する手段と、
樹脂封止型半導体装置のモールド封止方法及びリードフ
レームに関する手段とを講じている。
部と、ダイパッド部の近傍に配置された信号接続用リー
ド部と、信号接続用リード部に接続する外部端子部と、
フレーム枠及び外部部端子部底面に接着する樹脂フィル
ムとよりなるリードフレームにおいて、樹脂導入部であ
るランナー部と、ゲート部を有しているものである。
ッド部と、ダイパッド部の近傍に配置された信号接続用
リード部と、信号接続用リード部に接続する外部端子部
と、フレーム枠よりなるリードフレームにおいて、樹脂
導入部であるランナー部と、ゲート部を有しているもの
である。
素子搭載部と、半導体素子搭載部の近傍にアレイ状に配
置された信号接続用リード部と、信号接続用リード部に
接続する外部端子部と、フレーム枠及び外部端子部底面
に接着する樹脂フィルムとよりなるリードフレームにお
いて、樹脂導入部であるランナー部と、ゲート部を有し
ているものである。
ッド部と、電極パッドを有する半導体素子と、半導体素
子とダイパッド部とを接着する接着材と、半導体素子の
電極パッドと信号接続用リード部とを電気的に接続する
接続部材と、半導体素子と接続部材を封止する封止樹脂
とにより成る半導体装置であって、 信号接続用リード部
の表面より凹型の樹脂部を有している樹脂封止型半導体
装置である。
イパッド部と、電極パッドを有する半導体素子と、半導
体素子とダイパッド部とを接着する接着材と、半導体素
子の電極パッドとアレー状の信号接続用リード部とを電
気的に接続する接続部材と、半導体素子と接続部材を封
止する封止樹脂とにより成る半導体装置であって、 信号
接続用リード部の表面より凹型の樹脂部を有している樹
脂封止型半導体装置である。
は、電極パッドを有する半導体素子と、半導体素子を接
着する半導体素子搭載部あるいはダイパット部と、半導
体素子の電極パッドと信号接続用リード部とを電気的に
接続する接続部材と、半導体素子搭載部あるいはダイパ
ット部,半導体素子,信号接続用リード部、接続部材を
樹脂封止するモールド金型をそなえてなる樹脂封止方法
において、リードフレームを封止フィルムで被覆し、ク
ランプすることにより、押圧し、リードフレームに有す
るランナー部、ゲート部より樹脂を充填する方法であ
る。
る。本発明のリードフレームにおいては、ダイパッド部
と、ダイパッド部の近傍に配置された信号接続用リード
部と、信号接続用リード部に接続する外端子部と、フレ
ーム枠及び外部端子部底面に接着する樹脂フィルムとよ
りなるリードフレームにおいて、樹脂導入部であるラン
ナー部と、ゲート部を配することによりリードフレーム
厚内にモールド樹脂封止を可能にし生産性、品質、実装
信頼性のよい樹脂封止型半導体装置に適した特徴あるリ
ードフレームを供給することができる。
は、ダイパッド部と、ダイパッド部の近傍に配置された
信号接続用リード部と、信号接続用リード部に接続する
外端子部とよりなるリードフレームにおいて、樹脂導入
部であるランナー部と、ゲート部を配することによりリ
ードフレーム厚内モールド樹脂封止を可能にし生産性、
品質、実装信頼性のよい樹脂封止型半導体装置に適した
特徴あるリードフレームを供給することができる。
は、半導体素子搭載部と、半導体素子搭載部の近傍にア
レイ状に配置された信号接続用リード部と、信号接続用
リード部に接続する外端子部と、フレーム枠及び外部端
子部底面に接着する樹脂フィルムとよりなるリードフレ
ームにおいて、樹脂導入部であるランナー部と、ゲート
部を配することによりリードフレーム厚内モールド樹脂
封止を可能にし生産性、品質、実装信頼性のよい樹脂封
止型半導体装置に適した特徴あるリードフレームを供給
することができる。
いては、封止フィルムの働きにより信号接続用リード部
の表面部より樹脂面が凹型を有する小型、薄型で信頼
性、実装性、生産性のよいスタック可能な樹脂封止型半
導体装置を提供することができる。
いては、封止フィルムの働きにより搭載用基板の表面部
より樹脂面が凹型を有する多端子に適したグリッドアレ
ー配列の小型、薄型で信頼性、実装性、生産性のよいス
タック可能な樹脂封止型半導体装置を提供することがで
きる。
造方法においては、リードフレームのランナー部、ゲー
ト部の樹脂注入面を封止フィルムで被覆し、クランプ押
圧し樹脂を充填して封止することによりリードフレーム
より凹型に樹脂面を成形でき実装信頼性、生産性のよい
モールド金型による薄型の電極底面露出型樹脂封止半導
体装置の樹脂封止方法である。
それを用いた樹脂封止型半導体装置およびその製造方法
の一実施形態について図面を参照しながら説明する。ま
たここでは、樹脂封止型半導体装置の製造方法について
は金型構造とモールド封止方法について説明する。
図1を参照しながら説明する。図1は、本実施形態のリ
ードフレームを示す平面図である。図2は信号接続用リ
ード部を示す斜視図である。
レームは、信号接続用リード12がアウターリード部1
3と接続して、フレーム枠14により支持されている。
また、少なくとも信号接続用リード12に接続するアウ
ターリード部13、フレーム枠14の底面は、接着性を
有した樹脂フィルム15が密着されている。図1中、破
線で示した領域が樹脂フィルム15が密着された領域で
ある。また本実施形態のリードフレームは、従来のリー
ドフレームのように吊りリード部が不要になり、従来制
限の多かった半導体素子の搭載範囲の拡大を可能にする
ものである。
部接続端子になっており、信号接続用リード12部は先
端に段差加工がされ、中央の開口部16が形成され、ダ
イパッド17が配されている。そして本実施形態のリー
ドフレームの信号接続用リード部12をさけた領域にゲ
ート部18を配し、樹脂成型時に溶融した封止樹脂をラ
ンナー部19から開口部16に注入する注入口となるも
のである。そして封止樹脂はダイパッド17上に接着さ
れる半導体素子およびその半導体素子と信号接続用リー
ド部12とを電気的に接続する接続部材の外囲である開
口部16、ゲート部18、エヤーベンド部20に充填さ
れる。このエヤーベンド部20の詳細は図示していない
が、ランナー部19、あるいは貫通穴により底面側に出
す。また、スルーゲート方式ではゲート部18により半
導体装置間を接続するものである。
続用リード部12のコーナー部に配することにより、信
号接続用リード部12の端子数の減少をきたすことなく
樹脂成形性のよい安価な薄型の樹脂封止半導体装置が提
供できるものである。
部には図2に示すような溝部21が加工形成され、本実
施形態のリードフレームに半導体素子を搭載し、樹脂封
止した際、封止樹脂との密着性を向上させるようにして
いる。溝部21の形成は図2(a)に示すように、信号
接続用リード部12の両側に1ケ所ずつでもよく、また
は図2(b)に示すように片側に2ケ所、他方に1ケ
所、溝部21を設ける個数に差を設けてもよい。また、
信号接続用リード部12の先端部に段差部22を形成し
てもよい。
レーム枠14にランナー部19とランナー部19に接続
するゲート部18を設けることにより、薄型の電極底面
露出型の樹脂封止型半導体装置を安価にかつ、安定した
生産を可能にできる点である。また、本実施形態のリー
ドフレームを用いて樹脂封止型半導体装置の製造時の封
止金型を簡素化、共用可能にして安価に提供できる点に
ある。
19、ゲート部18を配することにより、従来、信号接
続用リード部12のコーナー部等に残るゲート残り部が
リードフレームの領域内に配されるため、切断機による
切断の品質安定、効率化、また、半導体装置のコーナー
部に従来設けていたc面加工が不要になるものである。
また、封止樹脂が充填される開口部16は、リードフレ
ームに彫り込み加工がされており、密着性が向上し、薄
型の耐リフロー性のよい電極底面露出型の樹脂封止型半
導体装置の生産を可能にできるものである。
は、銅(Cu)素材のフレームに対して、下地メッキと
してニッケル(Ni)層が、その上にパラジウム(P
d)層が、最上層に薄膜の金(Au)層がそれぞれメッ
キされた3層の金属メッキ済みのリードフレームであ
る。ただし、銅(Cu)素材以外にも42アロイ材等の
素材を使用でき、また、ニッケル(Ni),パラジウム
(Pd),金(Au)以外の貴金属メッキが施されてい
てもよく、さらに、かならずしも3層メッキでなくても
よい。リードフレームは、樹脂封止の際、封止樹脂の流
出を止めるタイバーを設けていないリードフレームであ
る。
に、そのパターンが1つではなく、複数個、左右、上下
に連続した配列になっている。また本実施形態のリード
フレームにおいて、その厚さは0.5[mm]、ランナ
ー部19の深さは0.3[mm]、幅は2.0[mm]
とした。
ムについて、図面を参照しながら説明する。図3は、本
実施形態のリードフレームを示す平面図である。
レームにおいては、信号接続用リード部12がアウター
リード部13と接続して、フレーム枠14により支持さ
れている。そして少なくとも信号接続用リード部12に
接続するアウターリード部13、フレーム枠14の底面
は、接着性を有した樹脂フィルム15により密着されて
いる。図3中、破線で示した領域が樹脂フィルムが密着
された領域である。そしてその樹脂フィルム15上に信
号接続用リード部12および第2の信号接続用リード部
23、ダイパッド部17が固着されることにより、信号
接続用リード部12,23はグリッド状に配列されるこ
とになる。
面は、樹脂封止型半導体装置を形成した際、外部接続端
子を構成し、中央の開口部16にはダイパッド部17が
配されている。そしてリードフレームの信号接続用リー
ド部12,23をさけた領域にゲート部18を配し、樹
脂成型時に溶融した樹脂をランナー部19から開口部1
6に注入する注入口となる。そして封止樹脂はダイパッ
ド17上に接着される半導体素子およびその半導体素子
と信号接続用リード部12とを電気的に接続する接続部
材の外囲である開口部16、ゲート部18、エヤーベン
ド部20に充填される。このエヤーベンド部20の詳細
は図示していないが、ランナー部19、あるいは貫通穴
により底面側に出す。また、スルーゲート方式ではゲー
ト部18により半導体装置間を接続するものである。
フィルム15は、ダイパッド部17の固着とともに、特
にダイパッド部17の下面側および信号接続用リード部
12,23の裏面側の外部端子部に樹脂封止時に封止樹
脂が回り込まないようにするマスク的な役割を果たさせ
るためのものであり、この樹脂フィルム15の存在によ
って、ダイパッド部17の下面や、外部端子部の裏面に
樹脂バリが形成されるのを防止することができる。この
樹脂フィルム15は、ポリエチレンテレフタレート,ポ
リイミド,ポリカーボネートなどを主成分とする樹脂を
ベースとしたテープであり、樹脂封止後はUV照射、ケ
ミカル処理、あるいはピーリングにより接着力を弱め剥
がすことができ、また樹脂封止時における高温環境に耐
性があるものである。
るリードフレームに対する残余樹脂であり、樹脂成形
上、不必要な部分である。
ー部19と、そのランナー部19に接続するゲート部1
8を設けることにより、封止金型を簡素化、共用可能に
して安価な薄型のグリッド状に配列された高品質な電極
底面露出型の樹脂封止型半導体装置が提供できることで
ある。また、封止樹脂が充填される開口部16は、リー
ドフレームに彫り込み加工がされており、グリッド状に
配列された薄型の耐リフロー性のよい電極底面露出型の
樹脂封止型半導体装置が可能になる。さらに、用意する
リードフレームは、樹脂封止の際、封止樹脂の流出を止
めるタイバーを設けていないリードフレームである。
ついて説明する。図4は本実施形態の樹脂封止型半導体
装置を示す上面斜視図であり、図5はその底面斜視図、
図6は図4のA−A1箇所の断面図である。
施形態の樹脂封止型半導体装置は、信号接続用リード部
12と、半導体チップ24を支持するためのダイパッド
部17を備えている。そして、ダイパッド部17上に半
導体チップ24が銀ペースト等の接着剤により接合され
ており、半導体チップ24の電極パッドと信号接続用リ
ード12とは、金属細線25により互いに電気的に接続
されている。そして、信号接続用リード部12、ダイパ
ッド部17,半導体チップ24および金属細線25は、
封止樹脂26内に封止されている。
は封止樹脂26は存在せず、信号接続用リード12の下
面が露出されており、この信号接続用リード部12の下
面が実装基板との接続面となる。すなわち、信号接続用
リード12の下面部が外部端子部27を構成している。
なお、図5の底面斜視図において、ダイパッド部17は
封止樹脂26より露出した構造を有している。また、図
5において、ダイパッド部17の代わりに小型の分割ダ
イパッド部として、ポール部28を用いて、半導体素子
を支持してもよく、図5においては、ダイパッド部17
とポール部28とを便宜上、並記している。
信号接続用リード部12の側方には外部端子となるアウ
ターリードが存在せず、信号接続用リード部12の下面
部が外部端子部27となっているので、半導体装置の小
型化を図ることができる。
では、外部端子部27およびダイパッド部17が封止樹
脂26の面より突出して形成されているため、実装基板
に樹脂封止型半導体装置を実装する際の外部端子部と実
装基板のランド部との接合において、外部端子部27の
スタンドオフ高さが予め確保されていることになる。し
たがって、外部端子部27をそのまま外部端子として用
いることができ、実装基板への実装のために外部端子部
27にはんだボールを付設する必要はなく、製造工数、
製造コスト的に有利となる。
12と、信号接続用リード12に接続する外部端子部2
7とよりなる開口部16を有したリードフレームの底面
側に接着性を有した樹脂フィルム15を密着させ、開口
部16の中央部にダイパッド部17底面を固着させたリ
ードフレームを使用して、そのリードフレームに配した
ランナー部19およびゲート部18の上面に封止工程で
樹脂フィルム15とともに金型で押圧して樹脂を充填す
ることにより、信号接続用リード部12より開口部16
の樹脂面を凹ませることができる。このことにより半導
体装置の上下面ともスタンドオフが確保でき樹脂面が凹
むため、実装基板への搭載安定性が得られるとともに、
スタック搭載が可能である。例えば、図7に示す本実施
形態の樹脂封止型半導体装置を図8に示すようにスタッ
ク構造として搭載することができる。図7は本実施形態
の樹脂封止型半導体装置のリード部分の突出量(スタン
ドオフ)を強調して示した斜視図であり、図8は本実施
形態の樹脂封止型半導体装置を積層搭載した状態を示す
斜視図である。図7に示す樹脂封止型半導体装置は、封
止樹脂26部からスタンドオフが形成され、突出した外
部端子部27を有したものであり、上下面の外部端子部
27の接続により、積層搭載しても、各樹脂封止型半導
体装置間を電気的に接続できるものである。
記した図1に示したリードフレームを用い、信号接続用
リード部12のコーナー部にゲート部18を適切に配す
ることにより、良好な成形を確保し、外部端子部27の
端子配列に影響のないモールド封止法によりリードフレ
ームの厚さ内に樹脂を充填した薄型の樹脂封止型半導体
装置である。また、開口部16に封止樹脂26が充填さ
れるため、接合力を向上させることができ、薄型の半導
体装置にも関わらず耐湿性を改善できるものである。こ
の効果によりIRリフロー工程や樹脂封止型半導体装置
をプリント配線基板にはんだ実装する際に、半導体素子
の接着界面付近にトラップされた水に起因されるふくれ
や剥がれ、あるいは、封止樹脂のクラックなどの発生を
抑止し、半導体素子と信号接続用リード部との接続部が
剥離して電気的接続不良が発生するのを防止できる。ま
た、プリント配線基板との実装後に半導体装置に加わる
機械的、あるいは熱的繰り返しストレスによる影響で、
封止樹脂26界面の応力に対する耐性が向上するもので
ある。
ード部12に段差をつけることにより、樹脂封止した
際、半導体装置の切断部を図のように封止樹脂26で接
続することができ実装応力に対する耐性が強くできる。
図9は樹脂封止型半導体装置を示す上面斜視図である。
リード部12の底面あるいは上面に配することにより、
樹脂封止の際に用いる樹脂フィルムが溝部21に食い込
み成形されるために封止樹脂が溝部21に入る効果によ
り、封止樹脂界面の応力に対する耐性が向上する。また
それにより実装時、はんだが溝部21に入り込むため、
接合界面のはんだ接合力が向上する。
止樹脂26と信号接続用リード部12の厚み内にあるた
め、温度変化に対する半導体装置の反りが従来に比べて
非常に少なく、半導体素子24と信号接続用リード部1
2との接続部が剥離して電気的接続不良が発生するのを
防止できる。したがって、外部端子部27にはんだボー
ルを使用する必要性が少なく、ランドグリッドアレイあ
るいはランド電極として提供することが可能になる。ま
た、半導体装置の大きさ、信号接続用リード部の数等に
より、信号接続用リード部の厚さは本実施形態では、
0.5[mm]とした。
形態について説明する。図10,図11および図12は
本実施形態の樹脂封止型半導体装置を示す図であり、図
10は上面斜視図、図11はその底面斜視図、図12は
図10のA−A1箇所の断面図である。
半導体装置は、アレー状に配列された信号接続用リード
部12,23と、半導体素子24を支持するためのダイ
パッド部17を備えている。そして、ダイパッド部17
上に半導体素子24が接着剤により接合されており、半
導体素子24の電極パッドと信号接続用リード部12,
23とは、金属細線25により互いに電気的に接続され
ている。そして、信号接続用リード部12,23、ダイ
パッド部17,半導体素子24および金属細線25の領
域は、封止樹脂26内に封止されている。また、アレー
状に配列された信号接続用リード部12,23の下面側
には封止樹脂26は存在せず、信号接続用リード部1
2,23の下面が露出されており、この信号接続用リー
ド部12,23の下面が実装基板との接続面となる。す
なわち、信号接続用リード部12,23の下面部が外部
端子27,29を構成している。
た、同様に外部端子部27,29のスタンドオフ高さが
予め確保されていることになる。したがって、外部端子
部をそのまま外部端子として用いることができ、製造工
数、製造コスト的に有利となる。
は、半導体素子24を信号接続用リード部23にオーバ
ーハングさせることができ、アレー状に外部端子部2
7,29が形成されている。もちろん本実施形態の樹脂
封止型半導体装置もまた、スタック状に接続することが
できるものである。
製造方法について説明する。図13は本実施形態の樹脂
封止型半導体装置の製造方法を示す断面図であり、工程
順に示した図である。
と、外部リード部と、半導体素子搭載部あるいはダイパ
ット部、ポール部を有し、ランナー部、ゲート部が配さ
れたリードフレームを用意する。
素子24を接着剤によりダイパッド部17上に接合し、
半導体素子24の電極パッドと信号接続リード部12と
を金属細線25に代表される接合部材により電気的に接
合し、封止金型内に位置合わせして搭載する。なお、図
示する通り、ここで用いるリードフレームの底面領域に
は接着性を有する樹脂フィルム15が貼り付けられてい
るものである。
子24が接合されたリードフレームに対して、封止フィ
ルム30を供給する。この封止フィルム30は、リード
フレームの半導体素子24が接合された開口部16側の
リードフレーム上面に密着させる。開口部16側に密着
させる封止フィルム30は、ポリイミド、ポリカーボネ
ートなどを主成分とする樹脂をベースとしたフィルムで
あり、樹脂封止後は容易にはがすことができ、封止の高
温に耐性があるものであればよい。本実施形態ではポリ
イミドを主成分としたフィルムを使い厚みは80[μ
m]とした。
ィルム30とともに上金型と下金型を閉じ、リードフレ
ーム自体を金型に押圧させて、溶融した封止樹脂26を
リードフレームに設けたランナー部、ゲート部より開口
部16に注入して樹脂封止を行う。この工程により、樹
脂封止後はフィルム15,30を剥がすことにより、半
導体素子24が搭載されたリードフレームの両面をフィ
ルム15,30で挟んだ状態で樹脂封止するので、封止
樹脂26部からリードが突出し、外部端子部27が形成
された樹脂封止型半導体装置を製造できる。また、この
樹脂封止の際、開口部16側に封止フィルム30を密着
させ、真空引きし、均一に延ばした状態を維持しながら
樹脂封止することにより、樹脂封止時の熱収縮による封
止フィルム30のシワの発生を防止することができ、封
止樹脂26の表面にシワのない半導体装置を製造するこ
とができる。
止用の金型を示す断面図である。図示するように、封止
フィルム30面を半導体素子を搭載したリードフレーム
31とともに上金型32aと下金型32bとを閉じ、上
下金型32a,32bに対して押圧して、溶融した封止
樹脂を注入し封止して樹脂封止型半導体装置を製造する
ものである。
に用いる半導体装置の樹脂封止用の金型は上金型32a
と下金型32bとにより構成され、下金型32bには半
導体素子が搭載されたリードフレーム31を搭載し、下
金型32bを型締めした後、タブレット33をプランジ
ャー34で押し上げ、金型の温度で溶融させながらリー
ドフレーム31に配したランナー、ゲート部より開口部
他に充填する。なお、封止フィルム30は封止フィルム
の供給装置35,巻き取り装置36によりリードフレー
ム31の上面に配置され、上金型32aにより密着され
るものである。
内に半導体素子、金属細線等の接続部材が搭載されるた
め、上金型32aと下金型32b、共にキャビティ凹部
がない簡単な構造とすることができる。
フレーム31と金型との間に配することによりゲート
部、開口部、エヤーベンド部に封止樹脂を充填した際
に、リードフレーム31に対して凹部を形成する働き
と、樹脂封止時にゲート部とランナー部を通過する封止
樹脂がリードフレーム31上にはみださないようにする
ストッパー的な役割である。つまり、リードフレーム3
1に配したゲート部、エアーベンド部と封止フィルム3
0により実質的な樹脂流入口を作ることである。また、
基板の寸法のばらつきの影響による成形不良も防いでい
る。
リードフレーム31を下金型32bに位置合わせして搭
載し、リードフレーム31に封止フィルム30を密着
し、モールド金型を樹脂フィルム、封止フィルム3、リ
ードフレーム31とともに型締めし挟圧し、リードフレ
ーム31に設けたゲート部、ランナー部の上部をふさぎ
食い込ますことにより、ランナー部、ゲート部を形成さ
せ安定した樹脂封止を可能にしたことにある。また、樹
脂封止の金型の熱により軟化し、押圧力によりリードフ
レーム31のランナー部、ゲート部、開口部内側に少し
入り込み段差を形成することになり、封止フィルム30
が封止樹脂のはみ出しを防止し、したがって、外部端子
部は開口部、ランナー部、ゲート部に対して封止樹脂の
面から突出した構造となり樹脂封止型半導体装置が完成
する。さらに封止フィルム30の厚みによりランナー
部、ゲート部、開口部の段差量を調整できる。
ま実装基板との接続に用いることができるためはんだボ
ールを必要としないランドグリッドタイプ等の樹脂封止
型半導体装置として使用することができる。また、前記
した図7に示した構造のようにスタック可能な薄型の樹
脂封止型半導体装置の生産が可能となる。
封止フィルム30をピールオフにより除去し、そしてリ
ードフレーム31を切断機で切断し、前記したような品
質の樹脂封止型半導体装置が完成する。その結果、パッ
ケージの信頼性、特に重要な検討課題の耐湿性の保証も
ガラス・エポキシ樹脂とモールド樹脂との界面の密着力
が開口部内に樹脂充填部を設けること等により強化され
品質保証が可能になった。
た樹脂が硬化する時間が長く、量産性が悪い、また注入
する場合に空気を巻き込みやすい、樹脂ボイドが発生し
やすいという課題をゲート部、ランナー部を基板に配す
る製造方法を可能にすることにより解決することができ
るものである。また、樹脂成型時に成形圧力をかけない
ために樹脂ボイドを小さくすることができ、実装時に樹
脂ボイド内の空気が膨張してクラックが発生するという
課題も解決できる。
にキャビティ凹部を構成する必要がなく、金型設計に際
して、エジェクターピン、エヤーベンド等、を多数設け
る必要がないとともに、パーティング面を設けなくても
よく、金型構造がきわめて簡案化されるため、金型の設
計、製造が容易になり、製造時間の短縮や小型の半導体装
置ほど高くなる金型の製造コストの低減が達成できる。
脂封止用の金型は上金型32aと下金型32bとにより
構成され、下金型32bあるいは上金型32aにはキャ
ビティ凹部が設けられていない。
の熱によって封止フィルム,樹脂フィルムが軟化すると
ともに熱収縮するので、ダイパッドおよび信号接続用リ
ード部がフィルムに食い込み、ダイパッドと封止樹脂の
裏面との間、信号接続用リード部の裏面と封止樹脂の裏
面との間には、それぞれ段差が形成される。したがっ
て、ダイパッドおよび信号接続用リード部は封止樹脂の
裏面から突出した構造となり、ダイパッドのスタンドオ
フ高さや、信号接続用リード部の下部である外部端子部
の突出量(スタンドオフ高さ)を確保できる。例えば、
本実施形態では、リードフレームに貼り付けた樹脂フィ
ルムの厚みを50[μm]としているので、突出量を例
えば20[μm]程度にリードフレームに密着させた厚
みを80[μm]としているので突出量を例えば40
[μm]程度にできる。
生じてもスタック可能な構造が得られる。また、信号接
続用リード部の露出部は外部端子部となる。
の厚みの調整によって外部端子部、信号接続用リード部
の封止樹脂からの突出量を適正量に維持できる。このこ
とは、外部端子部のスタンドオフ高さをフィルムの厚み
の設定のみでコントロールでき、別途スタンドオフ高さ
量をコントロールのための手段または工程を設けなくて
もよいこと意味し、量産工程における工程管理のコスト
上、極めて有利な点である。このフィルムの厚みは、1
0〜150[μm]程度であることが好ましい。
る突出量により、所定の硬度,厚みおよび熱による軟化
特性を有する材質を選択することができる。ただし、フ
ィルムに加える圧力の調整によって、ダイパッドや外部
端子部のスタンドオフ高さを調整してもよく、例えば、
スタンドオフ高さをほぼ「0」にすることも可能であ
る。
レームに対して、封止金型内で封止フィルムを介在させ
て樹脂封止する樹脂封止型半導体装置の製造方法であっ
て、封止フィルムをリードフレーム内に配したゲート
部、ランナー部に密着させて樹脂を開口部に充填し安価
な金型で樹脂封止を可能にした。そして提供される電極
底面露出型の樹脂封止型半導体装置は耐湿性に優れた小
型、薄型で品質の良い樹脂封止型半導体装置である。
す平面図
す斜視図
す平面図
置を示す上面斜視図
置を示す底面斜視図
置を示す断面図
置を示す上面斜視図
置のスタック構造を示す上面斜視図
置を示す上面斜視図
装置を示す上面斜視図
装置を示す底面斜視図
装置を示す断面図
装置の製造方法を示す断面図
装置の製造方法を示す断面図
Claims (6)
- 【請求項1】 少なくともダイパッド部と、前記ダイパ
ッド部の近傍に配置された信号接続用リード部と、前記
信号接続用リード部に接続する外端子部と、フレーム枠
及び外部端子部底面に接着する樹脂フィルムとよりなる
リードフレームにおいて、樹脂導入部であるランナー部
と、ゲート部を有していることを特徴とするリードフレ
ーム。 - 【請求項2】 少なくともダイパッド部と、前記ダイパ
ッド部の近傍に配置された信号接続用リード部と、前記
信号接続用リード部に接続する外部端子部と、フレーム
枠よりなるリードフレームにおいて、樹脂導入部である
ランナー部と、前記信号接続用リード部のコーナー部に
ゲート部を有していることを特徴とするリードフレー
ム。 - 【請求項3】 少なくともダイパッドと、前記ダイパッ
ド部の近傍にグリッド状に配置された信号接続用リード
部と、前記信号接続用リード部に接続する外端子部と、
フレーム枠及び外部端子部底面に接着する樹脂フィルム
とよりなるリードフレームにおいて、樹脂導入部である
ランナー部と、ゲート部を有していることを特徴とする
リードフレーム。 - 【請求項4】 少なくとも前記リードフレームと、電極
パッドを有する半導体素子と、前記半導体素子と前記ダ
イパッド部とを接着する接着材と、前記半導体素子の電
極パッドとグリッド状に配置された信号接続用リード部
とを電気的に接続する接続部材と、半導体素子と接続部
材を封止する封止樹脂とにより成る半導体装置であっ
て、 前記信号接続用リード部の表面より樹脂面が凹型の
樹脂充填部を有していることを特徴とする樹脂封止型半
導体装置。 - 【請求項5】 少なくとも前記リードフレームと、電極
パッドを有する半導体素子と、前記半導体素子と前記ダ
イパッド部とを接着する接着材と、前記半導体素子の電
極パッドと前記信号接続用リード部とを電気的に接続す
る接続部材と、前記半導体素子と前記接続部材を封止す
る封止樹脂により成る半導体装置であって、前記信号接
続用リード部の表面より樹脂面が凹型の樹脂充填部を有
していることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。 - 【請求項6】 少なくとも電極パッドを有する半導体素
子と、前記半導体素子を接着する半導体素子搭載部ある
いはダイパット部と、前記半導体素子の電極パッドと信
号接続用リード部とを電気的に接続する接続部材と、前
記半導体素子搭載部あるいはダイパット部,前記半導体
素子,前記信号接続用リード部、前記接続部材を樹脂封
止するモールド金型をそなえてなる樹脂封止方法におい
て、前記リードフレームを封止フィルムで被覆し、クラ
ンプすることにより、押圧し、前記リードフレームに有
するランナー部、ゲート部より樹脂を充填して封止する
ことを特徴とする樹脂封止半導体装置の製造方法。
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