JP2003068962A - 半導体装置製造用のフレームおよび半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置製造用のフレームおよび半導体装置の製造方法Info
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Abstract
スト的に有利に半導体装置を製造することができる技術
を提供する。 【解決手段】 端子面および半導体チップと機械的また
は電気的に接続される接続面のうちの少なくとも一方を
有する複数の導体を備えるとともに、複数の端子面が露
出または延出するようにして半導体チップが樹脂パッケ
ージ内に封止された半導体装置であって、複数の導体を
半導体装置製造用のフレームから形成し、かつ複数の導
体のうちの少なくとも1つが薄肉部を有する半導体装置
を製造する方法において、板状導体に対して第1回目の
打ち抜き加工を施した後にスタンピング加工を施して相
対的に厚みの小さいスタンピング部を形成し、その後に
第2回目の打ち抜き加工を施して上記スタンピング部の
不要部分を除去して薄肉部を形成することにより半導体
装置製造用のフレームを製造する。
Description
用のフレームおよび半導体装置の製造方法に関する。
(a)に示したようなものがある。この図に示した半導
体装置9は、第1および第2導体90,91、半導体チ
ップ92を有している。第1および第2導体90,91
は、端子面90a,91aおよび接続面90b,91b
を有している。第1導体90は、端子面90aに対応す
る部分以外は、厚み寸法(図の上下方向の寸法)の小さ
い薄肉部90cとされている。
極(図示略)が形成されている。第1導体90の接続面
90b上には、下面の電極と導通するようにして半導体
チップ92が搭載されている。この半導体チップ92の
上面の電極は、ワイヤ93を介して第2導体91の接続
面91bと導通接続されている。半導体チップ92およ
びワイヤ93は、樹脂パッケージ94により封止されて
おり、この樹脂パッケージ94の底面94aからは第1
および第2導体90,91の端子面90a,91aが露
出している。
て製造される。まず、第1および第2導体90,91と
なるべき要素が形成された半導体装置製造用のフレーム
に対して、半導体チップ92を搭載した後に、ワイヤ9
3をボンディングを行う。そして、半導体チップ92お
よびワイヤ93を樹脂封止した後にダイシングを行うこ
とにより、図15(a)に示したような半導体装置9が
得られる。
90cが形成されているため、先に説明した半導体装置
9の製造方法では、エッチング処理により半導体装置製
造用のフレームが製造されていた。より具体的には、図
16(a)に示したように板状導体95の両面にマスク
96を形成し、板状導体95の両面からエッチング処理
を施すことにより形成される。マスク96は、エッチン
グ処理すべき部分に対応した開口97A,97Bを有し
ている。そのため、図16(b)に示したようにエッチ
ング液により板状導体95の厚みの半分程度にまでエッ
チング処理を施せば、板状導体95の一面側にのみ開口
97Bが形成されている部分については板状導体95の
厚みの半分程度の薄肉部98とされる。一方、板状導体
95の両面側に開口97A,97Bが形成された部分に
ついては貫通孔99とされる。このようなマスク96
は、フォトリソグラフィの手法により形成することがで
きる。
体95に対してマスク96を形成し、この状態でエッチ
ング処理を施して半導体装置製造用のフレームを製造す
る場合には、次の問題があった。
ては、フープラインでのマスク形成およびエッチング処
理が困難であるため、たとえば短冊状の板状導体につい
てマスク96を形成した後に、エッチング処理を施す必
要がある。そのため、フープラインにおいて、半導体装
置製造用のフレームの製造、半導体チップの実装、およ
びワイヤボンディングを一連に行うことができないた
め、作業性が悪化する。
造に当たっては、板状導体95にマスク96を形成する
必要があるばかりか、エッチング処理後にマスク96を
除去する必要もあるため、作業性が悪く、しかもコスト
高となってしまう。
ッチング処理では、第1導体90を平面視矩形状の形態
とすべく開口97aに直角な角部を設けたとしても、エ
ッチング液の回り込みにより第1導体90の角部が丸ま
ってしまう。そのため、半導体チップ92が平面視矩形
状である場合には、第1導体92の周縁部92aを半導
体チップ92の実装領域として有効に利用できないばか
りか、半導体装置9の大型化を招来してしまう。
だされたものであって、大型化を招来することなく、作
業性良く、コスト的に有利に半導体装置を製造すること
ができる技術を提供することを課題としている。
ために次の技術的手段を講じている。
供される半導体装置製造用のフレームの製造方法は、板
状導体から、もとの板状導体よりも厚みの小さい薄肉部
を有するフレームを製造する方法であって、板状導体に
対して第1回目の打ち抜き加工を施した後にスタンピン
グ加工を施して相対的に厚みの小さいスタンピング部を
形成し、その後に第2回目の打ち抜き加工を施して上記
スタンピング部の不要部分を除去して上記薄肉部を形成
することを特徴としている。
半導体チップと機械的または電気的に接続される接続面
のうちの少なくとも一方を有する複数の導体を備えると
ともに、上記端子面が露出または延出するようにして上
記半導体チップが樹脂パッケージ内に封止された半導体
装置であって、上記複数の導体を半導体装置製造用のフ
レームから形成し、かつ上記複数の導体のうちの少なく
とも1つが薄肉部を有する半導体装置を製造する方法に
おいて、上記フレームは、板状導体に対して第1回目の
打ち抜き加工を施した後にスタンピング加工を施して相
対的に厚みの小さいスタンピング部を形成し、その後に
第2回目の打ち抜き加工を施して上記スタンピング部の
不要部分を除去して上記薄肉部を形成することにより製
造されることを特徴とする、半導体装置の製造方法が提
供される。
グ加工とを組み合わせた機械的な加工により、薄肉部を
有する半導体装置製造用のフレームが製造される。その
ため、エッチング処理を施す場合のように板状導体に対
してマスクを形成する必要もなく、またマスクを除去す
る必要もない。その結果、マスク形成および除去に伴う
作業が不要となって作業性および製造コストが改善さ
れ、製造コストの低減を図ることができるようになる。
は、フープ状の板状導体に対して施すことができる。そ
のため、フープラインにおいてフレームの製造、半導体
チップの実装、およびワイヤボンディングなどの作業を
一連に行うことができるようになり、作業性が著しく改
善される。これにより、製造コストの低減を図ることが
できるようになる。
を直角に近づけることができるため、たとえば半導体チ
ップが平面視矩形状である場合には、第1導体の全体を
有効に利用してそれを実装領域とすることができるた
め、半導体装置の大型化を抑制できるようになる。
回目の打ち抜き加工においては、上記第1導体となるべ
き領域の周りを打ち抜くとともに、上記スタンピング加
工の際のスタンピング領域の拡がりを許容する貫通孔ま
たは切欠を形成する。
領域については応力が作用して厚みが小さくなるが、そ
の分だけ歪みが生じやすくなる。そのため、貫通孔また
は切欠によりスタンピング加工の際のスタンピング領域
の拡がりを許容すれば、応力が拡散されて歪みの発生が
抑制される。これにより、薄肉部を有する導体の反りな
どを抑制して平坦性を維持し、適切に半導体チップの実
装やワイヤボンディングなどを行うことができるように
なる。その結果、歩留りが向上し、製造コストの低減を
図ることができるようになる。
も1つが薄肉部を有する場合に適用可能である。したが
って、たとえば複数の導体が2つである場合や3つであ
る場合、あるいは4つ以上である場合にも適用すること
ができ、また樹脂パッケージから露出または延出する端
子面の数も2つである場合や3つである場合、あるいは
4つ以上である場合にも適用できる。もちろん、半導体
チップの一面にのみ複数の電極が形成されている場合や
半導体チップの一面およびこれとは反対の面の双方に電
極が形成されている場合にも本願発明を適用することが
できる。
ては、以下に行う発明の実施の形態の説明から、より明
らかとなるであろう。
形態について、図面を参照して具体的に説明する。図1
ないし図3は、本願発明に係る製造方法の適用対象とな
る半導体装置の一例を示している。
2導体2、半導体チップ3、ワイヤ4および樹脂パッケ
ージ5を有している。
ている。第1導体1の第1面11は平坦面とされてお
り、第1面11が接続面を構成している。一方、第1導
体1の第2面12は、2つの凸部13が設けられて凹凸
状とされている。凸部13の表面14は平坦面とされて
おり、この平坦面は、樹脂パッケージ5の底面50から
露出して端子面を構成している。第1導体1は、凸部1
3が形成された部分以外は、厚み寸法が小さくされてお
り、当該部分が薄肉部15を構成している。
薄肉部21が延出した形態とされている。この第2導体
の第1面22は、平坦面とされて接続面を構成してい
る。第2面23は、本体部20が突出して凸面とされて
おり、本体部20の表面24が樹脂パッケージ5の底面
50から露出して端子面を構成している。
が上面および下面に電極が形成されている。この半導体
チップ3は、ハンダペーストや銀ペーストなどの導電性
材料を用いた実装作業により第1導体1の接続面11上
に実装されている。半導体チップ3の下面には電極が形
成されていることから、導電性材料を用いて第1導体1
上に半導体チップ3を実装すれば、第1導体1と半導体
チップ3の下面の電極とが導通する。一方、半導体チッ
プ3の上面の電極は、ワイヤ4を介して第2導体2の接
続面22と導通接続されている。
びワイヤ4を封止している。この樹脂パッケージ5の底
面50からは、上述したように端子面14,24が露出
している。これにより、半導体装置X1が回路基板など
に対して面実装可能とされている。また、第1および第
2導体1,2は、薄肉部15,21を有しているので、
この薄肉部15,21が樹脂パッケージ4に食い込むこ
とによって樹脂パッケージ4と第1および第2導体1,
2とが分離することが抑制されている。
導体装置製造用のフレームの製造工程、ダイボンディン
グ工程、ワイヤボンディング工程、、フレームカット工
程、樹脂パッケージング工程、およびダイシング工程
(あるいはフレームカット工程)を経て製造される。な
お、以下に説明する製造方法においては、上記した工程
のうち、フレームの製造工程、ダイボンディング工程、
ワイヤボンディング工程およびフレームカット工程が同
一のフープラインにおいて行われるものとする。
ては、ロール状に巻き取られたフープ状の板状導体6
が、ロールRから引き出されつつ支持台60に沿ってピ
ッチ送りされる。フレーム製造工程においては、板状導
体6の搬送が停止した瞬間に、板状導体6に対して第1
回目の打ち抜き加工、スタンピング加工、および第2回
目の打ち抜き加工が施される。第1回目および第2回目
の打ち抜き加工は、打ち抜き領域に対応して打ち抜き刃
が形成された金型70,71を上方側から押し付けるこ
とにより行われる。スタンピング加工は、スタンピング
領域に対応した凸部を有する金型72を、下方側から押
し付けることにより行われる。
は、たとえば図5(板状導体6を裏面側から見た状態を
示してある)に示したように半導体装置X1における第
1および第2導体1,2となるべき領域Eが複数形成さ
れる。各領域Eには、大小の貫通孔E1,E2が設けら
れている。大の貫通孔E1は、略矩形状の領域から半島
部e1が突出した形態とされているとともに、切欠e2
が形成されている。
導体6を裏面側から見た状態を示してある)に示したよ
うに半島部e1、小の貫通孔E2における半島部e1側
の周辺部、および切欠e2の周辺部が、板状導体6の厚
みの半分程度にまで圧し潰されてスタンピング部e3,
e4が形成される。これらのスタンピング部e3,e4
は、後において半導体装置X1の薄肉部15,21を構
成するものである。板状導体6には大小の貫通孔E1,
E2や切欠e2が設けられているから、スタンピング加
工を施した場合には、上記した部位E1,E2,e2を
利用してスタンピング領域を拡げることができる。その
ため、スタンピング領域に作用する応力がスタンピング
領域が拡がることによって緩和されるため、形成された
スタンピング部e3,e4にはさほど大きな応力が残存
することもなく、歪みの発生が抑制される。
(板状導体6を裏面側から見た状態を示してある)に示
したように半導体装置X1における第1および第2導体
1,2となるべき第1および第2部分1A,2Aやそれ
らを支持するフレームF1,F2,F3を除いた領域が
打ち抜かれる。つまり、スタンピング部e3,e4の周
縁部を含む不要部分が除去されてフレーム6Aが形成さ
れる。このとき、半導体装置X1の薄肉部15,21と
なるべき薄肉部e3′,e4′が形成される。スタンピ
ング部e3,e4については、周縁部の厚みが他の部分
に比べて小さくてエッジがシャープではないが、その周
縁部を打ち抜き加工により除去した薄肉部e3′,e
4′では、厚みが一様で、エッジ(端面)が平坦面とさ
れた薄肉部15,21を形成することができる。薄肉部
15,21に限らず、第1部分1Aの他の端面および第
2部分2Aの端面についても、平坦面とすることができ
る。このため、半導体装置X1が製造されたときに第1
および第2部分1A,2Aの端面が樹脂パッケージ5か
ら露出する場合には、図15(a)に示したようにエッ
チング処理により端面が非平坦面になる場合に比べれ
ば、その部分への樹脂バリの付着が抑制され、バリ取り
も容易となる。また、エッチング処理を施す場合では、
図15(b)を参照して説明したようにエッチング液の
周り込みにより角部が丸まってしまうが、打ち抜き加工
では、金型71の打ち抜き刃の形状に則して第1部分1
Aの形状を設定できるため、図7に良く表れているよう
に第1部分1Aや第2部分2Aの角部を直角に近づける
ことができる。そのため、第1部分1Aの周縁により近
いところまでを半導体チップ3の実装領域とすることが
でき、半導体チップ3の実装領域を大きく確保できるよ
うになる、また第2部分2Aにおけるワイヤボンディン
グ領域を大きく確保できるようになる。
うに下面の電極にハンダペーストなどの導電性材料が塗
布された半導体チップ3を、吸着コレット73を用いて
リードフレーム6Aの第1部分1Aの一面側に載置した
後に、加熱炉74においてハンダペーストなどをリフロ
ーさせることにより行われる。
ボンダーを用いて行われる。より具体的には、ワイヤボ
ンディング工程は、ワイヤボンダーのキャピラリ75か
ら突出したワイヤ4の先端部を溶融させて半導体チップ
3における上面の電極に押し付けた後、キャピラリ75
からワイヤを引出しつつ第2部分2Aの上面(図7参
照)にワイヤ4を押し付けて切断することにより行われ
る。
A,2Aでの歪みの発生が抑制されているために第1お
よび第2部分1A,2Aにおけるダイボンディング部位
やワイヤボンディング部位の平坦性が十分に確保されて
おり、ダイボンディング工程およびワイヤボンディング
工程を適切に行うことができる。
金型を用いて行われ、これにより図8に示したように短
寸のフレーム6Bが得られる。
ム6Bに対して、上金型および下金型を用いて行われ
る。これらの金型は、型締め状態においてキャビティ空
間を形成するものである。すなわち、樹脂パッケージン
グ工程は、キャビティ空間内に半導体チップ3およびワ
イヤ4を収容した状態でキャビティ空間内に熱硬化性樹
脂を注入した後に熱硬化性樹脂を熱硬化させることによ
り行われる。なお、樹脂パッケージング工程において
は、全ての半導体チップ3を収容する1つのキャビティ
を形成可能な金型を用いて、全ての半導体チップ3に対
して一括して樹脂封止を行ってもよいし、複数のキャビ
ティを形成可能な金型を用いて、個々の半導体チップ3
毎に個別に樹脂封止を行ってもよい。
どの既存の切断手段により、フレームF2,F3やこれ
に対応する樹脂封止部分を切断することにより行うこと
ができる。これにより、図1ないし図3に示したような
個々の半導体装置X1が複数得られる。また、個々の半
導体チップ3に対して個別に樹脂パッケージ3を形成す
る場合には、必ずしも樹脂パッケージ3を切断する必要
はなく、その場合にはダイシング工程は不要となる。そ
の代わり、フレームF2,F3などを切断するためのフ
レームカット工程が必要となる。
では、打ち抜き加工とスタンピング加工とを組み合わせ
た機械的加工により、図7に示したような薄肉部を有す
るフレーム6Aを製造することができる。このフレーム
6Aは、ダイボンディングやワイヤボンディングと同一
のフープラインにおいて製造できるため、フープライン
により半導体装置製造用フレームを製造することのでき
ないエッチング処理に比べれば、作業性が良くて製造コ
スト的に有利である。また、板状導体(フープ)に対す
るマスクの形成・除去も不要となるため、この点からも
作業性が良くて製造コスト的に有利であるといえる。
ないし図3を参照して説明した半導体装置X1に限ら
ず、薄肉部を有する半導体装置の全般、たとえば図9な
いし図14に例示した半導体装置X2〜X15にも適用
可能である。
び第2導体1,2を有し、第1導体1に薄肉部15が形
成され、第1導体1に半導体チップ3が搭載されている
点において先に説明した半導体装置X1と共通してい
る。その一方で、半導体装置X2においては、ワイヤ4
に代えて、導体片を折り曲げた接続片4′によって半導
体チップ3の上面の電極と第2導体2との導通接続が図
られている点において異なっている。
体1と第2導体2との間を跨ぐようにして半導体チップ
3が搭載されいる点において半導体装置X1と異なって
いる。半導体装置X3においても、図9に示した半導体
装置X2と同様に、ワイヤ4に代えて導体片4′を用い
て半導体チップ3と第2導体2との間の導通接続を図っ
たものであってもよい。
体1の全体が薄肉部15とされ、この第1導体1の両サ
イドに第2導体2が配置されている。この半導体装置X
4においては、第1導体1の一部が図11に仮想線で示
したように凸部とされていてもよい。もちろん、ワイヤ
4に代えて図9に示した半導体装置X2のように導体片
4′を用いて半導体チップ3と第2導体2との間を導通
接続してもよい。
よび第2導体1,2の双方が薄肉部15,25を有する
とともに、これらの導体部を繋ぐようにして半導体チッ
プ3が搭載されている。そして、第1および第2導体
1,2とはワイヤ4を介して半導体チップ3が導通接続
されている。半導体装置X5においては、ワイヤ4を用
いずに、半導体チップ3をフェイスダウン方式で実装
し、半導体チップ3の電極と第1および第2導体1,2
との間を接続したものであってもよい。
装置X6〜X10のように、先に説明した半導体装置X
1〜X5において、第1および第2導体1,2に端部を
上方側から下方に凹入させて、第1および第2導体1,
2の端部に薄肉部15′25′を形成したものであって
もよい。
た半導体装置X11〜X15のように、第1および第2
導体1,2の端子面14,23が樹脂パッケージ5の外
部に延出した形態のものであっても、薄肉部を有する限
りは、本願発明の技術思想を適用することができる。も
ちろん、端子面14,23の全体が樹脂パッケージ5の
外部に延出しているものであってもよい。
示す全体斜視図である。
である。
るためのフープラインの一例を示す概略図である。
た部分を示す要部斜視図である。
を示す要部斜視図である。
た部分を示す要部斜視図である。
示す全体斜視図である。
を示す断面図である。
に他の例を示す断面図である。
に他の例を示す断面図である。
に他の例を示す断面図である。
に他の例を示す断面図である。
に他の例を示す断面図である。
された半導体装置の一例を示す断面図である。
要部断面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 板状導体から半導体装置製造用のフレー
ムを製造する方法であって、もとの板状導体よりも厚み
の小さい薄肉部を有するフレームを製造する方法におい
て、 板状導体に対して第1回目の打ち抜き加工を施した後に
スタンピング加工を施して相対的に厚みの小さいスタン
ピング部を形成し、その後に第2回目の打ち抜き加工を
施して上記スタンピング部の不要部分を除去して上記薄
肉部を形成することを特徴とする、半導体装置製造用の
フレームの製造方法。 - 【請求項2】 端子面および半導体チップと機械的また
は電気的に接続される接続面のうちの少なくとも一方を
有する複数の導体を備えるとともに、上記端子面が露出
または延出するようにして上記半導体チップが樹脂パッ
ケージ内に封止された半導体装置であって、上記複数の
導体を半導体装置製造用のフレームから形成し、かつ上
記複数の導体のうちの少なくとも1つが薄肉部を有する
半導体装置を製造する方法において、 上記半導体装置製造用のフレームは、板状導体に対して
第1回目の打ち抜き加工を施した後にスタンピング加工
を施して相対的に厚みの小さいスタンピング部を形成
し、その後に第2回目の打ち抜き加工を施して上記スタ
ンピング部の不要部分を除去して上記薄肉部を形成する
ことにより製造されることを特徴とする、半導体装置の
製造方法。 - 【請求項3】 上記第1回目の打ち抜き加工において
は、上記第1導体となるべき領域の周りを打ち抜くとと
もに、上記スタンピング加工の際のスタンピング領域の
拡がりを許容する貫通孔または切欠を形成する、請求項
2に記載の半導体装置の製造方法。
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