JP2001189410A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
るとともに、半導体装置の製造工程における工程管理の
容易化を図る。 【解決手段】 半導体チップ2を支持するタブ1eと、
半導体チップ2が樹脂封止されて形成された封止体3
と、銅合金によって形成されるとともに、封止体3の裏
面3aに露出し、かつ露出した被実装面1dに半田めっ
き層8が形成された複数のリード1aと、半導体チップ
2のパッド2aとこれに対応するリード1aとを接続す
るワイヤ4とからなり、製造工程において樹脂モールド
後に封止体3の裏面3aをブラシによって研磨すること
により、リード1aの封止体3の裏面3aから露出した
幅方向の両エッジ部を湾曲面とし、前記湾曲面を含むリ
ード1aの被実装面1dの中央部を封止体3の裏面3a
より突出させて実装時の接続信頼性を向上させる。
Description
関し、特に、ペリフェラル形の半導体装置の実装時の接
続信頼性向上に適用して有効な技術に関する。
完成するに際し、本発明者によって検討されたものであ
り、その概要は次のとおりである。
一例としてQFN(Quad Flat Non-leaded Package) と
呼ばれる半導体パッケージがある。
周囲に配置された複数の薄板状のリードが封止体の裏面
(半導体装置実装側の面)に配置されるペリフェラル形
のものであるとともに、リードフレームを用い、かつそ
の片方の面側でのみ樹脂モールドが行われる片面モール
ド構造のものである。
ドが配置されるため、これらリードに対して、実装基板
などに半田実装する際の実装面積(接続領域)が確保さ
れなければならない。
ドにモールド樹脂のバリ(漏れレジンによるレジンバリ
やレジンフラッシュバリなどであり、以降、これらをレ
ジンバリと呼ぶ)なとが形成されないようにフィルムシ
ートなどを用いてモールドを行っている(このモールド
方法を、以降、ラミネートモールドと呼ぶ)。
キャビティ内で封止体の裏面に前記フィルムシートを密
着させ、これにより、封止体の裏面のリードへのレジン
バリの付着の防止を図ろうとしている。
株式会社プレスジャーナル1998年7月27日発行、
「月刊Semiconductor World 19
98年増刊号、'99半導体組立・検査技術」、56頁、
57頁に記載されている。
術のQFNでは、その構造上、実装時のスタンドオフ高
さがめっき厚にほぼ等しく、非常に少ないため、封止体
の裏面のリード付近にレジンバリが形成されていると、
QFN実装時の半田ぬれ性が極端に悪化する。
例に示すように、モールド時のレジン充填圧力などの影
響でリード1aが半導体チップ2側に向かって変形する
場合があり、その際、図19(b)の比較例のQFN2
5に示すように、変形したリード1aの下側(裏側)に
レジンフラッシュバリなどのレジンバリ16が形成され
易い。
ーニング法などの既に知られているバリ取り法では、取
れ難いことが問題となる。
造の半導体パッケージでは、ラミネートモールドを行う
場合もあるが、ラミネートモールドであってもレジンバ
リを完全に無くすことは困難であるとともに、ラミネー
トモールド用のモールド装置への改造にコストが掛かる
ことが問題となる。
モールドした場合、リード間に充填されたモールド樹脂
にフィルムシートのシワによる突起が形成されることが
あり、この突起がリード切断時の切断金型におけるリー
ドクランプを妨げ、リード切断の不具合を引き起こすこ
とが問題となる。
に、リードの上方(被実装面と反対側の面の方向)から
切断パンチ(切断刃)によってリードに対して加圧して
切断を行うと、リードの下側(被実装面側)にリードバ
リが形成され、QFN実装時の接続不良を引き起こして
接続信頼性を低下させるという問題が起こる。
工時の熱によって変形し、その平坦度が確保できないこ
とが問題となる。
裏面へのレジンバリの形成を防止するため、モールド金
型の面圧を厳しく管理しなければならないことが問題と
なる。
とも問題となる。
裏面にリードを露出させる技術が、特開平11−195
743号公報と特開平2−240940号公報に記載さ
れているが、前者には、片面モールド構造の半導体装置
に対しての記載はなく、一方、後者は、半導体装置の裏
面側を研磨して一体リードを個々のリードに分離する技
術であり、隣り合ったリードのインナ部が予め分離され
た状態の半導体装置に対しての記載はない。
上を図る半導体装置およびその製造方法を提供すること
にある。
化を図る半導体装置およびその製造方法を提供すること
にある。
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
チップを支持するタブと、前記半導体チップが樹脂封止
されて形成された封止体と、前記タブの周囲に配置さ
れ、前記封止体の半導体装置実装側の面に露出する複数
のリードと、前記半導体チップの表面電極とこれに対応
する前記リードとを接続する接続部材とを有し、前記リ
ードの幅方向の両エッジ部が湾曲面からなり、前記湾曲
面を含む前記リードの被実装面の中央部を前記封止体の
前記半導体装置実装側の面より突出させたものである。
半導体チップを支持可能なタブの周囲に複数のリードが
配置されたリードフレームを準備する工程と、前記タブ
と前記半導体チップとを接合する工程と、前記半導体チ
ップの表面電極とこれに対応する前記リードとを接続部
材によって接続する工程と、前記リードフレームの半導
体チップ配置側において前記半導体チップおよび前記接
続部材を樹脂封止して半導体装置実装側の面に前記複数
のリードを配置して封止体を形成する工程と、前記封止
体の前記半導体装置実装側の面を研磨して前記複数のリ
ードを露出させる工程と、複数の前記リードを前記リー
ドフレームの枠部から分離する工程とを有するものであ
る。
なリードの接続領域を確実に露出させることができ、そ
の結果、半導体装置の実装基板などへの実装時の接続信
頼性を向上できる。
は、半導体チップを支持可能なタブの周囲に複数のリー
ドが配置されたリードフレームを準備する工程と、前記
タブと前記半導体チップとを接合する工程と、前記半導
体チップの表面電極とこれに対応する前記リードとを接
続部材によって接続する工程と、前記リードフレームの
半導体チップ配置側において前記半導体チップおよび前
記接続部材を樹脂封止して、隣り合った前記リードのそ
れぞれのインナ部を分離した状態で半導体装置実装側の
面に前記複数のリードを配置して封止体を形成する工程
と、前記封止体の前記半導体装置実装側の面を研磨して
前記複数のリードを露出させる工程と、前記封止体の前
記半導体装置実装側の面を上方に向けて前記リードフレ
ームを切断金型に載置した後、前記リードの被実装面側
から前記切断金型の切断刃によって前記リードを加圧し
てそれぞれの前記リードを前記リードフレームの枠部か
ら切断分離する工程とを有するものである。
銅合金によって形成され、半導体チップを支持可能なタ
ブの周囲に複数のリードが配置されたリードフレームを
準備する工程と、前記タブと前記半導体チップとを接合
する工程と、前記半導体チップの表面電極とこれに対応
する前記リードとをボンディング用のワイヤによって接
続する工程と、前記リードフレームの半導体チップ配置
側において前記半導体チップおよび前記ワイヤを樹脂封
止して、隣り合った前記リードのそれぞれのインナ部を
分離した状態で半導体装置実装側の面に前記複数のリー
ドを配置して封止体を形成する工程と、砥粒を付着させ
たポリアミド系樹脂からなるブラシを用いて前記封止体
の前記半導体装置実装側の面を研磨して前記複数のリー
ドを露出させる工程と、前記半導体装置実装側の面から
露出した前記リードの被実装面に半田めっき層を形成す
る工程と、前記封止体の前記半導体装置実装側の面を上
方に向けて前記リードフレームを切断金型に載置した
後、前記リードの被実装面側から前記切断金型の切断刃
によって前記リードを加圧してそれぞれの前記リードを
前記リードフレームの枠部から切断分離する工程とを有
するものである。
とき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰
り返さない。
必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態
に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それ
らはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部
または全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にあ
る。
数など(個数、数値、量、範囲などを含む)に言及する
場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の
数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定さ
れるものではなく、特定の数以上でも以下でも良いもの
とする。
て詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための
全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号
を付し、その繰り返しの説明は省略する。
の構造の実施の形態の一例を示す斜視図、図2は図1に
示すQFNの構造を示す底面図、図3は図1に示すQF
Nの構造を示す断面図、図4は図1に示すQFNの実装
基板への実装状態の一例を示す図であり、(a)は部分
断面図、(b)はリード長手方向の半田接続部の拡大部
分断面図、(c)はリード幅方向の半田接続部の拡大部
分断面図、図5は図1に示すQFNの製造方法における
組み立て手順の一例を示す製造プロセスフロー図、図6
(a),(b),(c),(d),(e),(f)は図5に示す各
工程に応じた被処理物の構造の一例を示す断面図、図7
は図1に示すQFNの製造工程においてモールド終了後
の封止体の裏面へのレジンバリの付着状態の一例を示す
断面図、図8は図1に示すQFNの製造に用いられるリ
ードフレームの一例であるマトリクスフレームの構造を
示す平面図、図9は図8に示すマトリクスフレームにお
ける単位リードフレームの構造の一例を示す部分平面
図、図10は図1に示すQFNの製造のワイヤボンディ
ング工程におけるワイヤリングの方法の一例を示す部分
断面図、図11は図1に示すQFNの製造におけるモー
ルド状態の一例を示す部分断面図、図12は図1に示す
QFNの製造においてモールド終了後のマトリクスフレ
ームの状態の一例を示す図であり、(a)は部分拡大平
面図、(b) は(a)のA−A線に沿う断面図、(c)
は(a)のB−B線に沿う断面図、図13は図1に示す
QFNの製造における封止体裏面研磨の研磨状態の一例
を示す部分断面図、図14は図1に示すQFNの製造に
おける封止体裏面研磨の研磨状態の一例を示す平面図、
図15(a),(b),(c),(d)は図1に示すQFNの
製造におけるリード切断手順の一例を示す部分断面図で
ある。
置は、小形・樹脂封止形で、かつ面実装形のものであ
り、本実施の形態では前記半導体装置の一例として、Q
FN7を取り上げて説明する。
ジであり、主に携帯用電子機器などに組み込まれ、図2
に示すように、モールドによって形成された封止体3の
半導体装置実装側の面(以降、裏面3aという)に、プ
リント基板などの実装基板9(図4参照)の基板側端子
であるランド9aと接続する複数のリード1aが配置さ
れたペリフェラル形のものである。
半導体チップ2は、例えば、マイコンやASIC(Appl
ication Specific Integrated Circuit)用などのチップ
であるが、これらに限定されるものではない。
7(半導体装置)の構成について説明する。
路が形成された半導体チップ2を支持するタブ1eと、
半導体チップ2が樹脂封止されて形成された封止体3
と、銅合金によって形成され、かつタブ1eの周囲に配
置されるとともに封止体3の裏面3aに露出し、かつこ
の露出した箇所(被実装面1d)にめっき層である半田
めっき層8が形成された複数のリード1aと、半導体チ
ップ2の表面電極であるパッド2aとこれに対応するリ
ード1aとを接続するボンディング用のワイヤ4(接続
部材)とによって構成され、図4(c)に示すように、
リード1aの封止体3の裏面3aから露出した幅方向の
両エッジ部1cが湾曲面1gからなり、この湾曲面1g
を含むリード1aの被実装面1dの中央部を封止体3の
裏面3aより突出させたものである。
aからの突出は、QFN7の製造工程の図5に示すステ
ップS4の研磨工程において、図13に示すような砥粒
を付着させたポリアミド系樹脂からなるブラシ10を用
いて封止体3の裏面3aを研磨したことによって得られ
るものである。
付着させたブラシ10によって研磨すると、図4(c)
に示すように、封止体3の裏面3aのレジンとともにリ
ード1aの長手方向のエッジ部1cが研磨され、その結
果、エッジ部1cが湾曲面1gとなる。
おいてリード1aの中央部の厚さ (T1)をリード1aの
端部の厚さ(T2)と比較して、T1 >T2 となるように
形成できる。なお、研磨後、図5に示すステップS5の
めっき工程において、リード1aの被実装面1dには半
田によるめっき形成が行われ、その結果、被実装面1d
には、図3に示す半田めっき層8が形成される。
およそ1〜3μm程度である。
ブ1eの厚さが、図3に示すように、リード1aの厚さ
の約1/2程度となっている。
(リードフレーム)の製造時に、タブ1eの裏面1h
(図3参照)をエッチングによって削ったものであり、
これにより、封止体3に対してタブ1eの位置を上昇さ
せることなく、タブ1eの裏面1h側にも図11に示す
モールド樹脂15を配置できる。
タブ1eの高さ方向の位置は変わらないため、QFN7
の厚さを薄くできるとともに、タブ1eが完全に封止体
3内に埋め込まれるため、図4(a)の実装形態に示す
ように、実装基板9にQFN7を実装した際に、実装基
板9において封止体3の下側の位置にも基板配線を引き
回すことができる。なお、実装基板9の表面には前記基
板配線を被覆するための絶縁膜であるソルダレジスト9
bが形成されている。
タブ1eによって支持されており、本実施の形態のQF
N7のタブ1eは、図9に示すように、X字形の小クロ
スタブである。すなわち、タブ1eは、その大きさが、
半導体チップ2の大きさと比べて遙に小さく形成されて
いる。
数種類の大きさの半導体チップ2を搭載することができ
るとともに、半導体チップ2とその裏面2c側のモール
ド樹脂15との接触面積を増やすことができるため、半
導体チップ2と封止体3との密着性を向上でき、封止体
3と半導体チップ2との剥離を防止できる。
に示すステップS6のリード1aの切断工程においてリ
ード1aに形成された図4(b)に示すリードバリ1i
が、リード1aの上側すなわちリード1aの被実装面1
dと反対側の面の端部に形成されている。
示す切断金型12の切断パンチ12a(切断刃)によっ
てマトリクスフレーム1からリード1aを切断分離する
際に、リード1aの被実装面1d側から切断パンチ12
aによってリード1aを加圧して剪断力を与えて切断し
たことによるものであり、これによって、リードバリ1
iがリード1aの上側端部に形成される。
2〜0.3mm程度であり、エポキシ系の接着材などのダ
イボンド材5によってタブ1eに固定されている。
ドフレームであるマトリクスフレーム1は、例えば、銅
(Cu)合金、または鉄とニッケルとの合金(Fe−N
i)などによって形成されるものであるが、銅合金によ
って形成されていることが好ましい。
21mm程度である。したがって、タブ1eやリード1
aの厚さも同様であるが、本実施の形態のQFN7のよ
うにタブ1eがハーフエッチングされたものである場合
には、その厚さは、リード1aの厚さの1/2程度であ
る。
前記厚さなどは、これらに限定されるものではない。
に対応するリード1aとを接続するボンディング用のワ
イヤ4(接続部材)は、例えば、金線などである。
樹脂封止によって形成され、その際用いられる図11に
示す封止用のモールド樹脂15は、例えば、熱硬化性の
エポキシ樹脂などである。
た封止体3の厚さは、例えば、0.5〜0.95mm程度で
ある。
されるめっき層は、本実施の形態では、例えば、半田に
よる半田めっき層8(Sn−Pb)であるが、これ以外
のSn系めっき、例えば、Sn−Ag−Biめっきまた
はSn−Ag−Cuめっき、あるいはパラジウム(P
d)めっきなどであってもよい。
以下であり、好ましくは、0.01mm程度である。
タンドオフ量(スタンドオフ高さ)となる。
0.5〜0.95mm程度で、半田めっき層8の厚さを0.0
1mm程度とすると、QFN7の実装時の実装基板9の
ランド9aからの高さを1.0mm以下に抑えることがで
きる。
ールドによる封止体形成後、封止体3の裏面3aを研磨
したことによって、封止体3の裏面3aに形成された図
6(c)に示すようなレジンバリ16(漏れレジン)や
図7に示すようなレジンバリ16(レジンフラッシュバ
リ)を除去できるため、各リード1aの被実装面1dを
十分に露出させることができ、その結果、QFN7を実
装基板9などに実装する際に必要とするリード1aの接
続領域を確実に露出させることができる。
1aの接続領域を確保することができる。
ができ、その結果、QFN7の実装基板9などへの実装
時の接続信頼性を向上できる。
とにより、封止体3の裏面3aの平坦度を向上でき、こ
れにより、QFN7の実装性を向上できる。
4(c)に示すように、リード1aの長手方向のエッジ
部1cが湾曲面1gに形成されていることにより、リー
ド1aの幅方向の断面においてリード1aの中央部の厚
さ (T1)をリード1aの端部の厚さ(T2)より厚く形成
できる(T1 >T2 )。
フ量を確保することができる。
厚さが端部より厚く形成されていることにより、図4
(c)に示すように、実装基板9などに半田実装を行っ
た際に、半田ペースト14をリード1aの幅方向の端部
の湾曲面1g側に十分に周り込ませることができる。
ットを十分に形成でき、その結果、QFN7の実装基板
9などへの実装時の接続信頼性を向上できる。
ドバリ1iが、図4(b)に示すように、リード1aの
上側に形成されている。
装面1dには、リードバリ1iが形成されずに被実装面
1dが平坦面となるため、QFN7を実装基板9などに
実装する際の実装性および半田接続時の接続信頼性を向
上できる。
って形成されていることにより、その材料コストを低減
できるとともに、QFN7における放熱性を向上でき
る。
る。
dに、めっき層として半田めっき層8が形成されている
ことにより、QFN7を実装基板9などに半田実装する
際の半田接続性を向上できる。
き層を形成した場合には、QFN7の製造における鉛フ
リー化を実現できる。
を図5に示す製造プロセスフロー図にしたがって説明す
る。
体チップ2を支持可能なタブ1eの周囲に複数のリード
1aが配置された図8に示すようなマトリクスフレーム
1(リードフレーム)を準備する。
パッケージ領域となる単位リードフレーム1jが複数行
×複数列形成されており、1枚のマトリクスフレーム1
から多数のQFN7を製造できる。図9は、図8のマト
リクスフレーム1における単位リードフレーム1jの構
造を詳細に示したものである。
1では、複数のリード1aのうち、隣り合ったリード1
aのそれぞれのインナ部1bが予め分離された状態とな
っており、樹脂モールド後、封止体3から僅かに突出す
るリード基端部側が枠部1fによって連結支持されてい
る。
示すように、その両側部に、搬送時や位置決めなどの際
に案内となるガイド孔1kが複数個設けられている。
フレーム1jにおいてタブ1eはその4方向からタブ吊
りリード1lによって支持され、かつ各リード1aの周
囲には、応力緩和のためのスリット1mが設けられてい
る。
された半導体チップ2を準備し、ステップS1に示すダ
イボンディング(チップマウントまたはペレットボンデ
ィングともいう)を行う。
リードフレーム1jにおけるタブ1eと半導体チップ2
とを接合する。
e上に銀ペーストなどのダイボンド材5を塗布し、この
ダイボンド材5を介してタブ1eと半導体チップ2の裏
面2cとを接合する。
して主面2bを上方に向けて半導体チップ2を固定す
る。
ィングを行う。
レーム1をヒートステージ17上にセットし、ボンディ
ングツールであるキャピラリ6を用いて、図6(b)に
示すように、半導体チップ2のパッド2aとこれに対応
するリード1aのインナ部1bとを金線などのワイヤ4
によって接続する。
として、まず、半導体チップ2のパッド2aとワイヤ4
を接続し、その後、第2ボンド側として、ワイヤ4とリ
ード1aのインナ部1bとを接続する。
う。ここでは、トランスファーモールド方式によってモ
ールドを行う。
1の上金型11a上にワイヤボンディング済みのマトリ
クスフレーム1(図10参照)をセットし、上金型11
aと下金型11bとによって前記マトリクスフレーム1
をクランプした後、上金型11aと下金型11bとによ
って形成されるキャビティ11cにモールド樹脂15を
注入する。
スフレーム1では、複数のリード1aのうち、隣り合っ
たリード1aのそれぞれのインナ部1bが予め分離され
た状態となっているため、マトリクスフレーム1の半導
体チップ2配置側(ただし、タブ1eの裏面1h側も含
む)において半導体チップ2およびワイヤ4を樹脂モー
ルドすることにより、隣り合ったリード1aのそれぞれ
のインナ部1bを分離した状態で裏面3aに複数のリー
ド1aを配置して封止体3を形成する。
凹状のキャビティ11cが形成されていない上金型11
aを用いた片面モールドである。
経過させてモールド樹脂15を硬化させ、その後、型開
きを行ってモールド金型11内からマトリクスフレーム
1を取り出す。
ールド後のマトリクスフレーム1の状態を示したもので
ある。モールド金型11から取り出したマトリクスフレ
ーム1には、図12(a),(c)に示すように、複数の
封止体3とともに、残留樹脂であるゲート18やランナ
19が形成されている。
において、各封止体3の裏面3aには、図6(c)に示
す漏れレジンからなるレジンバリ16や図7に示すレジ
ンフラッシュバリなどのレジンバリ16が形成されてお
り、この段階では、封止体3の裏面3aにおけるリード
1aの被実装面1dの接続領域は十分に確保されていな
い。
すなわち、マトリクスフレーム1において各封止体3の
裏面3aを研磨して各リード1aの被実装面1dを十分
に露出させ、これにより、被実装面1dの接続領域を十
分に確保する。
せたポリアミド系樹脂からなる図13に示すブラシ10
を用いて封止体3の裏面3aを研磨して複数のリード1
aを露出させる。
周りに砥粒を付着させたものであり、ポリアミド系樹脂
によって形成されていることが好ましいが、不織布など
によって形成されていてもよく、回転かつ摺動自在に取
り付けられている。
取り付けられたマスク治具21上にモールド済みのマト
リクスフレーム1をセットする。
レーム1の複数の封止体3の位置・大きさなどに応じた
複数の貫通孔21aがマトリクス配置で設けられてい
る。
ステージ20にセットする際には、図13に示すよう
に、マトリクスフレーム1の封止体3が設けられている
側の面を下方に向け、これにより、研磨ステージ20上
に設置されたマスク治具21の個々の貫通孔21aにそ
れぞれの封止体3が配置されるようにセットする。
止体3の裏面3aが上方を向いた状態となる。
ら真空吸着などを行って、マトリクスフレーム1をマス
ク治具21に固定する。
止体3の裏面3aに吐出させながらブラシ10を所定の
回転数で回転させるとともに、所定方向に移動させて研
磨を行う。
えば、ブラシ10がマトリクスフレーム1のそれぞれの
封止体3に対してほぼ均等に接触するように、マトリク
スフレーム1上を満遍なく移動させることが好ましい。
本実施の形態では、図14に示すように、マトリクスフ
レーム1の長手方向に平行な方向にブラシ10を往復移
動24させているが、ブラシ10の移動軌跡は、図14
に示すものに限定されずにマトリクスフレーム1上を満
遍なく移動するものであればよい。
0から各封止体3の裏面3aに対して所定の荷重を付与
し続け、これによって、封止体3の裏面3aを研磨す
る。
えば、1〜3μm程度である。
ンバリ16を除去することができ、図6(d)に示すよ
うに封止体3の裏面3aにおいて各リード1aの被実装
面1dを、その接続領域が十分確保できるように露出さ
せることができる。
脂からなるブラシ10を用いて研磨することにより、リ
ード1aの被実装面1dの形状を、図4(c)に示すよ
うに、リード1aの長手方向のエッジ部1cが湾曲面1
gになるようにすることができ、その結果、リード1a
の幅方向の断面においてリード1aの中央部の厚さ (T
1)をリード1aの端部の厚さ(T2)より厚く形成できる
(T1 >T2 )。
行う。
た各リード1aの被実装面1dに、図6(e)に示すよ
うに、半田めっき層8(めっき層)を形成する。
厚さ0.05mm(MAX)程度に半田めっき層8を形成
する。
う。
示すように、封止体3の裏面3aを上方に向けてマトリ
クスフレーム1を切断金型12のリードカットダイ12
bに載置し、続いて、マトリクスフレーム1をリードカ
ットダイ12bとストリッパ12cとによってクランプ
する。
ド1aの上方すなわち被実装面1d側から切断金型12
の切断パンチ12a(切断刃)によってリード1aを加
圧(剪断力を付与)してそれぞれのリード1aをマトリ
クスフレーム1の図9に示す枠部1fから切断し、これ
によって各リード1aと枠部1fとを分離する。
方から加圧することにより、図15(c)に示すよう
に、切断くず13などの異物を下方に落下させることが
できるとともに、図15(d)および図4(b)に示す
ように、リードバリ1iをリード1aの被実装面1dと
反対側の面に形成することができる。
に示すようなQFN7を組み立てることができる。
実装状態を示したものが図4である。
製造方法によれば、樹脂モールド後に封止体3の裏面3
aを研磨することにより、裏面3aに形成されたレジン
バリ16を除去することができ、その結果、リード1a
の被実装面1dを確実に露出させることができる。
の被実装面1dにおける接続領域(めっき領域)を確保
することができ、その結果、QFN7の接続信頼性を向
上できる。
aを研磨してリード1aの被実装面1dを確実に裏面3
aに露出させることができるため、比較的困難とされて
いる大形(例えば、100ピン以上)のQFN7の製造
も可能になる。
3aを研磨することにより、裏面3aに形成されたレジ
ンバリ16を除去することができるため、レジンフラッ
シュバリなどのレジンバリ16に起因するモールド金型
11の圧力管理が不要となり、その結果、モールド工程
における工程管理の容易化を図ることができる。
ジンバリ16を除去するため、モールド金型11の清掃
頻度を低減することができ、その結果、モールド工程に
おけるスループットを向上できる。
aを研磨してリード1aの被実装面1dを確実に裏面3
aに露出させることができるため、ラミネートモールド
が不要となり、モールド装置の改造などを行う必要がな
く、改造のためのコストを掛けなくて済む。
め、リード切断時のリードクランプの際に発生するクラ
ンプ不良を引き起こすことがなくなり、その結果、リー
ド切断不良の発生を防止できる。
たブラシ10を用いて封止体3の裏面3aを研磨するこ
とにより、封止体3の裏面3aに反りなどの変形が生じ
ている際にも、この裏面3aの反り(変形)に応じた数
μm程度の研磨量で研磨することができる。
維持して裏面研磨によってリード1aを露出させること
ができる。
たブラシ10を用いて封止体3の裏面3aを研磨するこ
とにより、封止体3の裏面3aにおいてリード1aの長
手方向のエッジ部1cを湾曲面1gに形成することがで
き、かつ、リード1aの中央部の厚さ (T1)をリード1
aの端部の厚さ(T2)より厚く形成できる(T1 >
T 2 )。
の厚さが端部より厚く形成されていることにより、図4
(c)に示すように、実装基板9などに半田実装を行っ
た際に、半田ペースト14をリード1aの幅方向の端部
の湾曲面1g側に十分に回り込ませることができる。し
たがって、半田接続における半田フィレットを十分に形
成でき、その結果、QFN7の実装基板9などへの実装
時の接続信頼性を高めることができる。
断パンチ12aをリード1aの上方(被実装面1d側)
から接触させて加圧することにより、切断くず13など
の異物を下方に落下させることができる。
集を効率良く行うことができ、その結果、前記切断工程
の作業効率を向上できる。
方(被実装面1d側)から接触させて加圧することによ
り、前記異物は、被実装面1dと反対側の面に回り込む
ため、リード1aの被実装面1dに前記異物が付着する
ことを防止できる。
を向上できる。
上方(被実装面1d側)から接触させて加圧することに
より、リードバリ1iをリード1aの被実装面1dと反
対側の面に形成することができる。
は、バリのない平坦面とすることができるため、前記同
様、QFN7実装時の接続信頼性を向上できる。
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言う
までもない。
ド後の封止体3の裏面3aの研磨によって裏面3aに形
成された漏れレジンやレジンフラッシュバリなどのレジ
ンバリ16を除去する技術について説明したが、図16
および図17に示す他の実施の形態のように、レジンバ
リ16(図6(c)参照)の除去以外の効果も得ること
ができる。
止体3の裏面3aの研磨によってこの裏面3aの平坦度
を調整するものであり、これにより、裏面3aの前記レ
ジンバリ16を除去することができるとともに、裏面3
aの所望の平坦度を容易に取得することができる。
体3の裏面3aの研磨によって封止体3の薄形化を実現
するものであり、これにより、裏面3aの前記レジンバ
リ16を除去することができるとともに、QFN7(図
1参照)の薄形化をさらに図ることができる。
の実施の形態の半導体装置の製造方法により、QFN7
の裏面3aのバリ取り、裏面3aの平坦化およびQFN
7の薄形化を実現できる。
て、タブ埋め込み構造の場合を説明したが、QFN7
は、図18に示す他の実施の形態のように、タブ1eを
封止体3の裏面3aに露出させたタブ露出構造のもので
あってもよい。
の裏面3aを研磨して封止体3の裏面3aに各リード1
aとタブ1eとを露出させることになり、図18に示す
タブ露出構造のQFN7においても前記実施の形態で説
明したタブ埋め込み構造のQFN7と同様の作用効果を
得ることができる。
X字形の小クロスタブの場合について説明したが、タブ
1eの形状は特に限定されるものではなく、四角形や円
形のものであってもよい。
り大きいタイプのタブ1eであってもよい。
ムがマトリクスフレーム1の場合について説明したが、
前記リードフレームは、単位リードフレーム1jを1列
に配置した多連のものであってもよい。
裏面3aをブラシ10によって研磨する場合について説
明したが、QFN7の裏面3aのバリ取り、裏面3aの
平坦化およびQFN7の薄形化を実現する方法として
は、ブラシ10以外の砥石などを用いてもよい。
おいて、リード1aの被実装面1d側から切断刃(切断
パンチ12a)を接触させて加圧切断する場合を説明し
たが、必ずしも被実装面1d側から切断しなくてもよ
く、その反対の面側から切断してもよい。
おいて、前記実施の形態で説明した封止体3の裏面研磨
の技術とリード1aの切断技術に関しては、前記実施の
形態のように両者を行ってもよく、また、何れか一方の
みを行ってもよい。
装置が小形のQFN7の場合について説明したが、前記
半導体装置は、モールドによる樹脂封止形で、かつリー
ドフレームを用いて組み立てるペリフェラル形のもので
あれば、QFN7以外の半導体装置であってもよい。
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
研磨することにより、封止体の裏面に形成されたレジン
バリを除去することができ、その結果、リードの被実装
面を確実に露出させることができる。これにより、半導
体装置実装時のリードの被実装面における接続領域(め
っき領域)を確保することができ、その結果、半導体装
置の接続信頼性を向上できる。
研磨することにより、封止体の裏面に形成されたレジン
バリを除去することができるため、レジンフラッシュバ
リなどのレジンバリに起因するモールド金型の圧力管理
が不要となり、その結果、モールド工程における工程管
理の容易化を図ることができる。
研磨してリードの被実装面を確実に露出させることがで
きるため、ラミネートモールドが不要となり、モールド
装置の改造などを行う必要がなく、改造のためのコスト
を掛けなくて済むとともに、ラミネートモールドを行わ
ないため、リード切断時のリードクランプの際に発生す
るクランプ不良を引き起こすことがなくなり、その結
果、リード切断不良の発生を防止できる。
れたブラシを用いて研磨することにより、封止体の裏面
に反りなどの変形が生じている際にも、この裏面の反り
に応じた数μm程度の研磨量で研磨することができる。
れたブラシを用いて研磨することにより、封止体の裏面
においてリードの長手方向のエッジ部を湾曲面に形成す
ることができる。したがって、リードの幅方向の中央部
の厚さを端部より厚く形成できるため、実装基板などに
半田実装を行った際に、半田ペーストをリードの幅方向
の端部の湾曲面側に十分に回り込ませることができる。
これにより、半田接続における半田フィレットを十分に
形成でき、その結果、半導体装置実装時の接続信頼性を
高めることができる。
をリードの上方から接触させて加圧切断することによ
り、切断くずなどの異物を下方に落下させることができ
る。これにより、前記異物の収集を効率良く行うことが
でき、その結果、切断工程の作業効率を向上できる。
せて加圧切断することにより、前記異物は、リードの被
実装面と反対側の面に回り込むため、被実装面に前記異
物が付着することを防止できる。これにより、半導体装
置実装時の接続信頼性を向上できる。さらに、リードバ
リをリードの上側に形成することができ、これにより、
半導体装置実装時の接続信頼性を向上できる。
施の形態の一例を示す斜視図である。
基板への実装状態の一例を示す図であり、(a)は部分
断面図、(b)はリード長手方向の半田接続部の拡大部
分断面図、(c)はリード幅方向の半田接続部の拡大部
分断面図である。
手順の一例を示す製造プロセスフロー図である。
に示す各工程に応じた被処理物の構造の一例を示す断面
図である。
終了後の封止体の裏面へのレジンバリの付着状態の一例
を示す断面図である。
レームの一例であるマトリクスフレームの構造を示す平
面図である。
ードフレームの構造の一例を示す部分平面図である。
グ工程におけるワイヤリングの方法の一例を示す部分断
面図である。
態の一例を示す部分断面図である。
造においてモールド終了後のマトリクスフレームの状態
の一例を示す図であり、(a)は部分拡大平面図、
(b)は(a)のA−A線に沿う断面図、(c) は
(a)のB−B線に沿う断面図である。
研磨の研磨状態の一例を示す部分断面図である。
研磨の研磨状態の一例を示す平面図である。
Nの製造におけるリード切断手順の一例を示す部分断面
図である。
る平坦度修正方法を示す断面図である。
るパッケージ厚さ調整方法を示す断面図である。
(QFN)の構造を示す断面図である。
比較例の半導体装置(QFN)のモールド方法および構
造を示す図であり、(a)はモールド状態を示す部分断
面図、(b)は比較例のQFNの断面図である。
Claims (15)
- 【請求項1】 樹脂封止形の半導体装置であって、 半導体チップを支持するタブと、 前記半導体チップが樹脂封止されて形成された封止体
と、 前記タブの周囲に配置され、前記封止体の半導体装置実
装側の面に露出する複数のリードと、 前記半導体チップの表面電極とこれに対応する前記リー
ドとを接続する接続部材とを有し、 前記リードの幅方向の両エッジ部が湾曲面からなり、前
記湾曲面を含む前記リードの被実装面の中央部を前記封
止体の前記半導体装置実装側の面より突出させたことを
特徴とする半導体装置。 - 【請求項2】 樹脂封止形の半導体装置であって、 半導体チップを支持するタブと、 前記半導体チップが樹脂封止されて形成された封止体
と、 銅合金によって形成され、前記タブの周囲に配置される
とともに前記封止体の半導体装置実装側の面に露出し、
前記半導体装置実装側の面から露出した箇所にめっき層
が形成された複数のリードと、 前記半導体チップの表面電極とこれに対応する前記リー
ドとを接続する接続部材とを有し、 前記リードの幅方向の両エッジ部が湾曲面からなり、前
記湾曲面を含む前記リードの被実装面の中央部を前記封
止体の前記半導体装置実装側の面より突出させたことを
特徴とする半導体装置。 - 【請求項3】 樹脂封止形の半導体装置の製造方法であ
って、 半導体チップを支持可能なタブの周囲に複数のリードが
配置されたリードフレームを準備する工程と、 前記タブと前記半導体チップとを接合する工程と、 前記半導体チップの表面電極とこれに対応する前記リー
ドとを接続部材によって接続する工程と、 前記リードフレームの半導体チップ配置側において前記
半導体チップおよび前記接続部材を樹脂モールドして半
導体装置実装側の面に前記複数のリードを配置して封止
体を形成する工程と、 前記封止体の前記半導体装置実装側の面を研磨して前記
複数のリードを露出させる工程と、 複数の前記リードを前記リードフレームの枠部から分離
する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造
方法。 - 【請求項4】 樹脂封止形の半導体装置の製造方法であ
って、 半導体チップを支持可能なタブの周囲に複数のリードが
配置されたリードフレームを準備する工程と、 前記タブと前記半導体チップとを接合する工程と、 前記半導体チップの表面電極とこれに対応する前記リー
ドとを接続部材によって接続する工程と、 前記リードフレームの半導体チップ配置側において前記
半導体チップおよび前記接続部材を樹脂モールドして、
隣り合った前記リードのそれぞれのインナ部を分離した
状態で半導体装置実装側の面に前記複数のリードと前記
タブとを配置して封止体を形成する工程と、 前記封止体の前記半導体装置実装側の面を研磨して前記
複数のリードおよび前記タブを露出させる工程と、 複数の前記リードを前記リードフレームの枠部から分離
する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造
方法。 - 【請求項5】 請求項3記載の半導体装置の製造方法で
あって、前記リードフレームとして、銅合金によって形
成された前記リードフレームを用い、樹脂モールド後、
前記リードの前記被実装面にめっき層を形成することを
特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項6】 樹脂封止形の半導体装置の製造方法であ
って、 半導体チップを支持可能なタブの周囲に複数のリードが
配置されたリードフレームを準備する工程と、 前記タブと前記半導体チップとを接合する工程と、 前記半導体チップの表面電極とこれに対応する前記リー
ドとを接続部材によって接続する工程と、 前記リードフレームの半導体チップ配置側において前記
半導体チップおよび前記接続部材を樹脂モールドして、
隣り合った前記リードのそれぞれのインナ部を分離した
状態で半導体装置実装側の面に前記複数のリードを配置
して封止体を形成する工程と、 前記封止体の前記半導体装置実装側の面を研磨して前記
複数のリードを露出させる工程と、 前記封止体の前記半導体装置実装側の面を上方に向けて
前記リードフレームを切断金型に載置した後、前記リー
ドの被実装面側から前記切断金型の切断刃によって前記
リードを加圧してそれぞれの前記リードを前記リードフ
レームの枠部から切断分離する工程とを有することを特
徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項7】 樹脂封止形の半導体装置の製造方法であ
って、 銅合金によって形成され、半導体チップを支持可能なタ
ブの周囲に複数のリードが配置されたリードフレームを
準備する工程と、 前記タブと前記半導体チップとを接合する工程と、 前記半導体チップの表面電極とこれに対応する前記リー
ドとを接続部材によって接続する工程と、 前記リードフレームの半導体チップ配置側において前記
半導体チップおよび前記接続部材を樹脂モールドして、
隣り合った前記リードのそれぞれのインナ部を分離した
状態で半導体装置実装側の面に前記複数のリードを配置
して封止体を形成する工程と、 前記封止体の前記半導体装置実装側の面を研磨して前記
複数のリードを露出させる工程と、 前記半導体装置実装側の面から露出した前記リードの被
実装面にめっき層を形成する工程と、 前記封止体の前記半導体装置実装側の面を上方に向けて
前記リードフレームを切断金型に載置した後、前記リー
ドの被実装面側から前記切断金型の切断刃によって前記
リードを加圧してそれぞれの前記リードを前記リードフ
レームの枠部から切断分離する工程とを有することを特
徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項8】 請求項3記載の半導体装置の製造方法で
あって、前記封止体の前記半導体装置実装側の面を研磨
する際に、砥粒を付着させたポリアミド系樹脂からなる
ブラシを用いて研磨することを特徴とする半導体装置の
製造方法。 - 【請求項9】 樹脂封止形の半導体装置の製造方法であ
って、 半導体チップを支持可能なタブの周囲に複数のリードが
配置されたリードフレームを準備する工程と、 前記タブと前記半導体チップとを接合する工程と、 前記半導体チップの表面電極とこれに対応する前記リー
ドとを接続部材によって接続する工程と、 前記リードフレームの半導体チップ配置側において前記
半導体チップおよび前記接続部材を樹脂モールドして、
隣り合った前記リードのそれぞれのインナ部を分離した
状態で半導体装置実装側の面に前記複数のリードを配置
して封止体を形成する工程と、 砥粒を付着させたポリアミド系樹脂からなるブラシを用
いて前記封止体の前記半導体装置実装側の面を研磨して
前記複数のリードを露出させる工程と、 前記封止体の前記半導体装置実装側の面を上方に向けて
前記リードフレームを切断金型に載置した後、前記リー
ドの被実装面側から前記切断金型の切断刃によって前記
リードを加圧してそれぞれの前記リードを前記リードフ
レームの枠部から切断分離する工程とを有することを特
徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項10】 樹脂封止形の半導体装置の製造方法で
あって、 銅合金によって形成され、半導体チップを支持可能なタ
ブの周囲に複数のリードが配置されたリードフレームを
準備する工程と、 前記タブと前記半導体チップとを接合する工程と、 前記半導体チップの表面電極とこれに対応する前記リー
ドとを接続部材によって接続する工程と、 前記リードフレームの半導体チップ配置側において前記
半導体チップおよび前記接続部材を樹脂モールドして、
隣り合った前記リードのそれぞれのインナ部を分離した
状態で半導体装置実装側の面に前記複数のリードを配置
して封止体を形成する工程と、 砥粒を付着させたポリアミド系樹脂からなるブラシを用
いて前記封止体の前記半導体装置実装側の面を研磨して
前記複数のリードを露出させる工程と、 前記半導体装置実装側の面から露出した前記リードの被
実装面にめっき層を形成する工程と、 複数の前記リードを前記リードフレームの枠部から分離
する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造
方法。 - 【請求項11】 樹脂封止形の半導体装置の製造方法で
あって、 銅合金によって形成され、半導体チップを支持可能なタ
ブの周囲に複数のリードが配置されたリードフレームを
準備する工程と、 前記タブと前記半導体チップとを接合する工程と、 前記半導体チップの表面電極とこれに対応する前記リー
ドとを接続部材によって接続する工程と、 前記リードフレームの半導体チップ配置側において前記
半導体チップおよび前記接続部材を樹脂モールドして、
隣り合った前記リードのそれぞれのインナ部を分離した
状態で半導体装置実装側の面に前記複数のリードを配置
して封止体を形成する工程と、 砥粒を付着させたポリアミド系樹脂からなるブラシを用
いて前記封止体の前記半導体装置実装側の面を研磨して
前記複数のリードを露出させる工程と、 前記半導体装置実装側の面から露出した前記リードの被
実装面にめっき層を形成する工程と、 前記封止体の前記半導体装置実装側の面を上方に向けて
前記リードフレームを切断金型に載置した後、前記リー
ドの被実装面側から前記切断金型の切断刃によって前記
リードを加圧してそれぞれの前記リードを前記リードフ
レームの枠部から切断分離する工程とを有することを特
徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項12】 樹脂封止形の半導体装置の製造方法で
あって、 銅合金によって形成され、半導体チップを支持可能なタ
ブの周囲に複数のリードが配置されたリードフレームを
準備する工程と、 前記タブと前記半導体チップとを接合する工程と、 前記半導体チップの表面電極とこれに対応する前記リー
ドとをボンディング用のワイヤによって接続する工程
と、 前記リードフレームの半導体チップ配置側において前記
半導体チップおよび前記ワイヤを樹脂モールドして、隣
り合った前記リードのそれぞれのインナ部を分離した状
態で半導体装置実装側の面に前記複数のリードを配置し
て封止体を形成する工程と、 砥粒を付着させたポリアミド系樹脂からなるブラシを用
いて前記封止体の前記半導体装置実装側の面を研磨して
前記複数のリードを露出させる工程と、 前記半導体装置実装側の面から露出した前記リードの被
実装面に半田めっき層を形成する工程と、 前記封止体の前記半導体装置実装側の面を上方に向けて
前記リードフレームを切断金型に載置した後、前記リー
ドの被実装面側から前記切断金型の切断刃によって前記
リードを加圧してそれぞれの前記リードを前記リードフ
レームの枠部から切断分離する工程とを有することを特
徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項13】 樹脂封止形の半導体装置の製造方法で
あって、 半導体チップを支持可能なタブの周囲に複数のリードが
配置されたリードフレームを準備する工程と、 前記タブと前記半導体チップとを接合する工程と、 前記半導体チップの表面電極とこれに対応する前記リー
ドとを接続部材によって接続する工程と、 前記リードフレームの半導体チップ配置側において前記
半導体チップおよび前記接続部材を樹脂モールドして、
隣り合った前記リードのそれぞれのインナ部を分離した
状態で半導体装置実装側の面に前記複数のリードを配置
して封止体を形成する工程と、 砥粒を付着させたポリアミド系樹脂からなるブラシを用
いて前記封止体の前記半導体装置実装側の面を、この面
の反りに応じた研磨量で研磨して前記複数のリードを露
出させる工程と、 複数の前記リードを前記リードフレームの枠部から分離
する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造
方法。 - 【請求項14】 樹脂封止形の半導体装置の製造方法で
あって、 半導体チップを支持可能なタブの周囲に複数のリードが
配置されたリードフレームを準備する工程と、 前記タブと前記半導体チップとを接合する工程と、 前記半導体チップの表面電極とこれに対応する前記リー
ドとを接続部材によって接続する工程と、 前記リードフレームの半導体チップ配置側において前記
半導体チップおよび前記接続部材を樹脂モールドして、
隣り合った前記リードのそれぞれのインナ部を分離した
状態で半導体装置実装側の面に前記複数のリードを配置
して封止体を形成する工程と、 砥粒を付着させたポリアミド系樹脂からなるブラシを用
いて前記封止体の前記半導体装置実装側の面を研磨し
て、前記リードの幅方向の両エッジ部を湾曲面に形成す
るとともにこの湾曲面を含む前記リードの被実装面の中
央部を前記封止体の前記半導体装置実装側の面より突出
させる工程と、 複数の前記リードを前記リードフレームの枠部から分離
する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造
方法。 - 【請求項15】 樹脂封止形の半導体装置の製造方法で
あって、 半導体チップを支持可能なタブの周囲に複数のリードが
配置されたリードフレームを準備する工程と、 前記タブと前記半導体チップとを接合する工程と、 前記半導体チップの表面電極とこれに対応する前記リー
ドとを接続部材によって接続する工程と、 前記リードフレームの半導体チップ配置側において前記
半導体チップおよび前記接続部材を樹脂モールドして半
導体装置実装側の面に前記複数のリードを配置して封止
体を形成する工程と、 前記封止体の前記半導体装置実装側の面を上方に向けて
前記リードフレームを切断金型に載置した後、前記リー
ドの被実装面側から前記切断金型の切断刃によって前記
リードを加圧してそれぞれの前記リードを前記リードフ
レームの枠部から切断分離する工程とを有することを特
徴とする半導体装置の製造方法。
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