JP2003209216A - リードフレーム、樹脂封止金型およびそれらを用いた半導体装置の製造方法 - Google Patents

リードフレーム、樹脂封止金型およびそれらを用いた半導体装置の製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来におけるリードフレームでは、キャビテ
ィ領域から離間した位置に1つのエアベントを配置して
いたため、樹脂モールド時にキャビティ内の空気が抜き
きれず、パッケージに未充填領域やボイドが発生する問
題があった。 【解決手段】 そこで、本発明であるリードフレームで
は、エアベント形成領域32に、第1のエアベント2
9、第2のエアベント30を形成する。そして、樹脂モ
ールドの際、この第1のエアベント29の一端をキャビ
ティ内に配置することに特徴がある。そのことで、樹脂
モールド時のキャビティ内の空気は、完全にキャビティ
外部に抜き出すことができる。その結果、樹脂モールド
後のパッケージには、未充填領域やボイドが発生するこ
とはなく、製品品質の優れた半導体装置を提供できるリ
ードフレームである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂封止により形
成される半導体装置の生産効率、製品品質を向上させる
リードフレーム、樹脂封止金型およびそれらを用いた半
導体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置は、年々大容量化されてお
り、これに伴って各種信号線となるリード端子数も増加
の傾向にある。そして、この傾向に伴ってリード端子が
4方向より導出されるQFP型(Quad Flat
Package)型の半導体装置が使用されるようにな
ってきている。この1実施例として、例えば、特開平8
−181160号公報に開示されている。
【0003】以下、従来の実施例を図面を参照しながら
説明する。図16はリードフレーム平面図、図17は金
型斜視図、図18は樹脂封止後のリードフレーム平面図
である。
【0004】図16に示すリードフレーム1は、プレス
加工或いはエッチングにて形成されるものであり、ここ
では6個のユニットが設けられ、各々に半導体素子が実
装される。そして、それぞれのユニットは、半導体素子
を搭載する略正方形のステージ(アイランド)2、ステ
ージ2の外周囲4方向に延びるリード端子3を有する。
また、金型を考えると、封止領域の角部に樹脂通路とな
るゲート部4、樹脂封止時の空気抜きを行う孔5を有し
ている。
【0005】また、このリードフレーム1に対応する金
型6は、図17に示すように、上型7及び下型8とから
構成される。そして、これら上型7と下型8にはリード
フレームのステージ2に対向するように複数のキャビテ
ィ9、樹脂の圧入口であるポット部10、キャビティ9
とポット部10とを結びキャビティ9内に樹脂を充填さ
せるための流路となるランナー11とを有している。
【0006】本実施例の場合、4キャビティに対して1
箇所のポット部10を有しており、ランナー11はポッ
ト部10から放射状に各キャビティに向かって延びてい
る。尚、上型のポット部10’は、樹脂を上方から注入
するために貫通している。また、図17では隠れて見え
ない状態となっているが、上型7にもキャビティ等は備
えられている。
【0007】続いて、半導体装置の製造方法を説明す
る。まず図16に示すリードフレーム1のステージ2上
に接合剤でるある銀ペースト等を介して半導体素子を搭
載する。半導体素子は、図示していないがその表面に複
数の電極部を有しており、ステージ上に搭載し固着す
る。その後、この電極部とリード端子3とをワイヤーボ
ンディングによって電気的に接続する。
【0008】以上のように半導体素子を搭載した後、リ
ードフレーム1を図17に示す上型7と下型8との間に
設置する。その後、型閉めすることによって注入領域で
あるキャビティが形成される。
【0009】そして、上型7のポット10’より溶融す
る樹脂を所定圧力にて注入する。樹脂は上型7のキャビ
ティ、及び下型8にも流入してランナー11を介してキ
ャビティ9に充填され、半導体素子が封止される。樹脂
注入前にはキャビティ9内に空気が存在しているが、樹
脂がキャビティ内に侵入する段階で、樹脂が空気を押す
ことにより、例えば、上金型7に設けられたエアーベン
トへと抜けていく。尚、エアーベントは樹脂を通過させ
ない程度の隙間となっている。
【0010】充填後、樹脂が冷却固化したところで、金
型を開いてリードフレーム1を取り出す。図18は、こ
の時点でのリードフレームを示すものである。但し、樹
脂の流路を分かりやすくするために、樹脂封止時にポッ
ト及びランナーが存在した部分を破線で示している。図
18から明らかなように、4つの封止領域の中央部分に
位置するポット部10からゲート部4を介して樹脂が流
入する。そのことにより、ステージに搭載される半導体
素子及びその周囲部分にあるリード端子3の一部が樹脂
で覆われ、1パッケージ12と成る。
【0011】続いて、リード端子3の連結部分を切断
し、必要によって、分離したそれぞれのリード端子3の
曲げ加工を行うことにより、QFP型の半導体装置を完
成させる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
における半導体装置の製造方法では、図17に示した如
く、キャビティ9内に存在する空気はキャビティ9端部
に追いやられ金型に設けられたエアベントを介してキャ
ビティ9外部に抜ける。しかし、このエアベントを介し
て空気を押し出す際、リードフレーム1と上型7、また
はリードフレーム1と下型8との間に樹脂がバリとして
発生する。しかし、この樹脂バリ厚は30μm程度と薄
いため、パッケージ12を金型6から離型するときに、
この樹脂バリがパッケージ12と一体で離型せず、金型
内に残存する事がある。この樹脂バリが金型内に残るこ
とで、次回の樹脂モールドの際、キャビティ9内に存在
する空気の経路を塞いでしまう。その結果、空気は外部
に抜け出すことは無く、キャビティ9内に圧縮されて残
存するため、パッケージにボイド、未充填領域を発生し
てしまうという問題が発生する。
【0013】また、逆に、金型側に設けられたエアベン
トを考える。このエアベントに対応する所には、本来リ
ード端子とならないリードフレームの一部13があり、
この上には上述した場合と同様に30μm程度の樹脂バ
リが発生する。そして、離型する際リード材の上に残っ
て離型する場合もある。すると、次工程であるリード曲
げ加工工程の際、リードフレーム13上に残存した樹脂
バリが破砕し、リード曲げ加工において、曲げ加工金型
上に残存してしまう。この曲げ加工金型は、次の曲げ加
工において金型上にバリが残存するため、リードの曲げ
加工を行う際、リードには破砕した樹脂バリにより打
痕、リード変形等の不良を発生してしまうという問題が
発生する。
【0014】更に、QFN(Quad Flat No
n−leaded Package)型の半導体装置で
は裏面が実装面となり、その裏面に露出したリードで実
装基板上の導電パターンと電気的に接続する。しかし、
従来における製造方法では、少なくともパッケージと連
続してなるリードフレーム13上には樹脂ばりが発生す
る。そのため、上記半導体装置を実装基板に実装する
際、パッケージ端部に発生した樹脂ばり等により実装不
良を起こすという問題が発生する。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記した従来
の課題に鑑みてなされたもので、本発明であるリードフ
レームでは、少なくとも1つのアイランドと、前記アイ
ランドを囲むように配置された一対の第1の連結条体お
よび第2の連結条体と、前記第1および第2の連結条体
から前記アイランド近傍へ延在された複数のリードと、
前記リードを一体とし、前記アイランドを囲むように配
置されたタイバーと、前記第1および第2の連結条体が
交差する領域近傍に形成されたエアベント配置領域を有
し、前記エアベント配置領域には、該エアベント配置領
域と前記アイランドとの間のリード形成領域と貫通した
第1のエアベントと該第1のエアベントに近傍し独立し
て成る第2のエアベントを有することを特徴とする。
【0016】更に、本発明のリードフレームでは、好適
には、前記エアベント配置領域は2本の前記タイバーと
一体に形成され、前記2本のタイバーのコーナー部に形
成されることを特徴とする。
【0017】また、上記した従来の課題に鑑みてなされ
たもので、本発明の樹脂封止金型では、上金型および下
金型から構成され、少なくともリードフレームと半導体
素子が収納される実質6面体のキャビティと、前記6面
体のコーナー部から少なくとも前記上金型または前記下
金型の当接面に空気抜き溝を有することを特徴とする。
【0018】更に、本発明の樹脂封止金型では、前記コ
ーナー部で前記上金型および下金型に押圧される前記リ
ードフレームには、夫々独立して成る第1のエアベント
および第2のエアベントが形成されており、前記コーナ
ー部の少なくとも1つには樹脂注入ゲートを有し、前記
キャビティ側に位置する前記樹脂ゲートの一端は前記キ
ャビティ領域から離間した前記当接面に形成され、前記
樹脂ゲートの一端と前記第1のエアベントとは連続して
成ることを特徴とする。
【0019】また、上記した従来の課題に鑑みてなされ
たもので、本発明の半導体装置の製造方法では、少なく
とも複数のリードを一体に支持するタイバー、第1のエ
アベントおよび第2のエアベントが形成され、半導体素
子が搭載されたリードフレームを準備し、前記リードフ
レームを上金型および下金型から構成され、実質6面体
のキャビティと、前記リードフレームを介して前記上金
型と前記下金型とが当接する面に形成される前記6面体
の4つのコーナー部と、前記コーナー部から少なくとも
前記上金型または前記下金型の当接面に空気抜き溝を有
する樹脂封止金型に収納し、前記キャビティ内の空気が
前記第1のエアベント、前記空気抜き溝および前記第2
のエアベントを通過させて、前記キャビティ内に樹脂を
充填させ樹脂封止体を形成することを特徴とする。
【0020】更に、本発明の半導体装置の製造方法で
は、好適には、前記金型から前記リードフレームを離型
した後、前記第1のエアベント内の樹脂は該第1のエア
ベント内に残存し、前記タイバーをカットする工程にお
いて、同時に前記第1および第2のエアベントを除去す
ることを特徴とする。
【0021】
【発明の実施の形態】以下に、本発明におけるリードフ
レーム、樹脂封止金型およびそれらを用いた半導体装置
の製造方法について、図1〜図15を参照にして詳細に
説明する。
【0022】先ず、図1〜図3を用いて、リードフレー
ムについて説明する。図1は、本発明の1実施の形態で
あるリードフレームの平面図である。図2は、図1に示
したリードフレームの1ユニットを拡大した平面図であ
る。図3は、本発明であるリードフレームの特徴部の拡
大図である。
【0023】図1に示す如く、リードフレーム21上に
は一点鎖線で示した1個の半導体装置に対応するユニッ
トを示す搭載部24が複数個形成されている。図1で
は、4つの搭載部24のみ図示しているが、少なくとも
1個配置されていれば良い。この搭載部24は、紙面に
対して左右方向に延在する一対の第1の連結条体22と
紙面に対して上下方向に延在する一対の第2の連結条体
23とにより囲まれている。そして、この第1および第
2の連結条体22、23により、1枚のリードフレーム
21上に複数の搭載部24が配置される。尚、リードフ
レーム21は、例えば、厚さが約100〜250μmの
銅を主材料とするフレームから成る。しかし、Fe―N
iを主材料としても良いし、他の金属材料でも良い。
【0024】図2に示す如く、1つの搭載部24は、主
に、アイランド26とアイランド26を支持する吊りリ
ード31と、アイランド26の4側辺の近傍に位置し、
この4側辺を囲むように第1および第2の連結条体2
2、23へと延在される複数のリード27と、吊りリー
ド31の延在方向に位置し2又に分かれる吊りリード3
1と第1および第2の連結条体22、23と囲まれる領
域32、または、吊りリード31の両側にある2本のリ
ード27と第1および第2の連結条体22、23で囲ま
れる領域32に設けられる第1のエアベント29および
第2のエアベント30とから構成されている。本実施の
形態では、3つのエアベント形成領域32に夫々第1の
エアベント29および第2のエアベント30を形成して
いるが、少なくとも1箇所に設けられれば良い。また、
樹脂注入口は少なくとも1箇所必要であり、ここでは、
○印33のある右下コーナーに設けられるため、ここに
は、エアベントは設けられていない。尚、樹脂注入口の
位置は、必ずしも、4つのコーナー部に設ける必要はな
く、4つのコーナー部の全てのエアベント形成領域32
に夫々第1のエアベント29および第2のエアベント3
0を形成しても良い。
【0025】図3に、2つのエアベント29、30を拡
大して示した。図3(A)は、吊りリード31が第1の
エアベント29の両側に形成される場合の図である。図
3(B)は、吊りリード31が第1のエアベント29の
片側のみに形成される場合の図である。そして、図3
(C)は、吊りリード31が第1のエアベント29内に
形成される場合の図である。このエアベント形成領域3
2には、夫々独立した孔として第1のエアベント29お
よび第2のエアベント30が形成されている。そして、
2点鎖線で示すライン34が樹脂パッケージの外側のラ
インであるが、第1のエアベント29の一部がこのパッ
ケージ内に含まれていることに特徴がある。つまり、本
発明では、エアベント形成領域32に2つの第1および
第2のエアベント29、30を形成し、第1のエアベン
ト29をキャビティ46(図4参照)と連続させてい
る。尚、本実施の形態では、リードフレームのエアベン
ト形成領域に設けられた2つの孔をそれぞれ第1のエア
ベント29、第2のエアベント30と定義する。
【0026】具体的には、例えば、第1のエアベント2
9を“T”字型に形成しその一端の一部がキャビティ4
6内に含まれるようにする。つまり、第1のエアベント
29が形成された部分のキャビティ46は、キャビティ
46内に存在した空気および樹脂が外部へと流出する孔
(隙間)が配置されることとなる。図4(B)では左側
に示した2つの矢印の先に示された部分29Aである。
そして、リードフレーム21の厚みは100〜250μ
m程度であるので、この孔29Aは、リードフレーム2
1の厚みの分上下に開いている。一方、第1のエアベン
ト29の延長線上には、第2のエアベント30が第1の
エアベント29とは独立して形成されている。そして、
両者は、後述する樹脂封止金型に設けられた空気抜き溝
44を介して連結される。
【0027】つまり、第2のエアベント30は従来例で
示した孔5(図13参照)の機能を持たせ、基本的に
は、第2のエアベント30には、キャビティ46内の空
気のみが流入し、外部に空気を抜き出すことを目的とし
ている。しかし、本発明のリードフレーム21では、更
に、第2のエアベント30にも樹脂を流入させることも
目的としている。このとき、第2のエアベント30に
は、第1のエアベント29同様に全体に充填されても良
いが、少なくとも空気抜き溝44との連結部を含む領域
が充填されれば良い。このことは、以下の問題を解決す
るためである。
【0028】パッケージを構成する封止材には、エポキ
シ樹脂とフィラーを主材料としてワックス、難然材料等
の微量成分が含まれている。そして、従来におけるリー
ドフレームの一部13(図13参照)と同様に、空気抜
き溝44は狭いためフィラーが充填され難く、この部分
の硬化後の樹脂強度は低い。しかも、空気抜き溝44で
は、第2のエアベント30近傍のためモールド時の十分
な圧力がかからず、低粘度で多孔質な、また、エポキシ
樹脂とワックスとが分離した状態の樹脂バリとなる。そ
のため、この部分の樹脂バリはリードフレーム21に対
しての密着性は低く、金型からの離型時には金型に張り
付き易く、リードフレーム21からは剥がれやすい。
【0029】そこで、本発明のリードフレーム21で
は、第1および第2のエアベント29、30に樹脂を充
填させ、空気抜き溝44内で硬化した樹脂を第1および
第2のエアベント29、30内で硬化した樹脂と一体化
させる。そのことで、空気抜き溝44内で硬化した樹脂
だけでは剥離し易い等、非常に不安定な樹脂である。し
かし、上記3者の樹脂を一体化させることで、確実にリ
ードフレーム21から剥離することを防ぐことができ
る。その結果、金型から離型する際に、特に、空気抜き
溝44内で硬化した樹脂が金型内に残存することを防ぐ
ことができる。
【0030】その他、上述した構造を有することで、リ
ードフレーム21からは、以下の特徴が得られる。
【0031】第1の特徴としては、図3に示す如く、リ
ードフレーム21に設けられた第1のエアベント29の
一部(HL1)がパッケージ内に含まれていることで、
樹脂封止の際、キャビティ46内に存在した空気を確実
にキャビティ46外部に抜き出すことができる。つま
り、リードフレーム21の厚み29Aは、例えば、10
0〜200μm程度であるため、この厚みを有する第1
のエアベント29からキャビティ46内の空気および樹
脂は外部に抜き出される。そのことで、パッケージのコ
ーナー部には樹脂の未充填領域を無くすことができる。
たとえ、空気が残存しても未充填領域は、第1のエアベ
ント29のHL2側に集中するからである。
【0032】第2の特徴としては、キャビティ46から
直接第1のエアベント29内に樹脂が流出するため、第
1のエアベント29内の硬化樹脂がリードフレーム21
厚でパッケージ47と一体にされることである。つま
り、パッケージ47を金型から離型する際も、第1のエ
アベント29内の樹脂は、従来の樹脂バリと比べ数倍の
厚みをもってパッケージ47、リードフレーム21と一
体で離型され、金型内に残存することはない。その結
果、キャビティ46から流出した樹脂で金型内を汚すこ
とのないリードフレームを実現できる。
【0033】第3の特徴としては、第1のエアベント2
9と第2のエアベント30とを独立して形成し、第2の
エアベント30で、従来のエアベントの役割を担わせる
ことである。つまり、後述する樹脂封止金型に第1のエ
アベント29と第2のエアベント30とを連結する空気
抜き溝44(図4参照)を設け、第2のエアベント30
からキャビティ46内に存在した空気を抜き出す。そし
て、この第1のエアベント29は、図3(A)に示す如
く、L>Wとなるようにキャビティ46端部から出来る
限り離れて形成される。そのことで、もし、空気抜き溝
44に樹脂が残存し第1のエアベント29と第2のエア
ベント30が塞がれても、キャビティ46内の空気は第
1のエアベント29の端部HL2に残存することとな
る。その結果、パッケージは樹脂の未充填領域が無くな
る。ここで、Wは第1のエアベント29の幅であり、L
は第1のエアベント29の延在方向の長さである。
【0034】尚、本実施の形態では、第1のエアベント
29を“T”字型で示したが、特に限定される必要はな
く、丸型でも四角型でも良く、一部が図3の一点鎖線で
示すキャビティ46内に入っていれば、同様な効果が得
られる。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種
々の変更が可能である。
【0035】次に、図4〜図10を用いて、樹脂封止金
型について説明する。
【0036】先ず、第1の実施の形態について、図4〜
図6を用いて説明する。図4(A)は、上金型内部の平
面図であり、図4(B)は、樹脂モールド時におけるエ
アベント形成領域部の断面図である。
【0037】図4(A)に示す如く、上金型41のキャ
ビティ46のコーナー部には、図2に示したエアベント
形成領域32に合わせて当接面43が3箇所形成されて
いる。そして、この当接面43は、下金型42と合わさ
ることでリードフレーム21をキャビティ46内に支持
する働きを示す。また、リードフレーム21に形成され
た第1および第2のエアベント29、30を空気抜き溝
44を介して連結する働きがある。本発明では、第1お
よび第2のエアベント29、30を連結するために、こ
の上金型41の当接面43に空気抜き溝44を形成する
ことに特徴がある。そして、図4(B)に示す如く、こ
の空気抜き溝44は、第1のエアベント29と第2のエ
アベント30とを分離するリードフレーム21の一部3
5を覆うように位置する。具体的には、空気抜き溝44
の深さは、例えば、当接面43から10〜50μm程度
で構成するように形成されている。そして、空気抜き溝
44の長さは第1のエアベント29と第2のエアベント
30とを連結するように、両者と少し重なる程度の長さ
である。尚、図示の如く、下金型42にも、予め、上金
型41と同様に、第1および第2のエアベント29、3
0を連結するための空気抜き溝を形成しても良い。ま
た、図示の如く、上金型41では空気抜き溝44が第2
のエアベント30を全て覆うように形成されても良い
し、点線で示す如く、キャビティ46から連続して形成
されても良い。この場合、点線で示す如く、空気抜き溝
44と第1のエアベント29との幅はほぼ同一であり、
かつ、空気抜き溝44は第1のエアベント29上下部の
当接面43に位置する。そのことで、上述したように、
空気抜き溝44により発生するバリは第1および第2の
エアベント29、30内の樹脂と一体に硬化する。その
結果、従来のように、空気抜き溝44により発生するバ
リは30〜50μm程度の樹脂ばりとなることはない。
【0038】次に、図4(B)を参照にして、キャビテ
ィ46内の空気の流れ、特に、第1および第2のエアベ
ント29、30が形成された当接面43を有するキャビ
ティ46のコーナー部における空気の流れについて説明
する。図示の如く、樹脂モールドの際、キャビティ46
内のコーナー部に追い込まれた空気および樹脂は、第1
のエアベント29内へと流入する。このとき、リードフ
レーム21の厚さは、例えば、100〜250μm程度
あるため、第1のエアベント29の幅も同様に、例え
ば、100〜250μm程度ある。そのため、第1のエ
アベント29内へはキャビティ46内の空気のみではな
く、樹脂も一緒に流入する。そして、第1のエアベント
29内では、空気がHL2近傍に集まり、上金型41ま
たは下金型42に設けられた空気抜き溝44を介して第
2のエアベント30へと流入する。このとき、空気抜き
溝44は、例えば、30〜50μm程度の幅で形成され
ている。そのため、リードフレーム21のところで説明
した問題が発生するが、上述したように解決することが
できるので、ここでは、説明を割愛する。尚、図示の如
く、金型41、42の側面には離型性が考慮され傾斜が
設けられているが、キャビティ46は、実質6面体から
なる。
【0039】そして、上述した樹脂封止金型を用いるこ
とで、図5および図6に示す如く、パッケージ47がリ
ードフレーム21を覆うように各搭載部24毎に形成さ
れる。図5は、リードフレーム21上の1つの搭載部2
4を拡大した平面図であり、図6は、図5に示した搭載
部24の第1および第2のエアベント29、30部にお
ける平面図ある。つまり、図6に示すように、本発明の
樹脂封止金型を用いることで、キャビティ46から流出
した樹脂は第1のエアベント29、空気抜き溝44およ
び第2のエアベント30の少なくとも一部で硬化する。
つまり、上述のように、パッケージの離型の際は、リー
ドフレーム21および樹脂パッケージ47と一体で離型
される。そして、キャビティ46内の空気は図4(B)
の矢印の如く、空気抜き溝44を介して第2のエアベン
ト30より外部に抜け出すことができる。本発明では、
リードフレーム21に2つのエアベント29、30を設
けることで、キャビティ46内の空気を本来のパッケー
ジ領域外部に排除でき、更に、エアベントに対応する箇
所の金型を樹脂で汚すことが少ない樹脂封止金型を実現
できる。
【0040】次に、第2の実施の形態について、図7〜
図9を用いて説明する。図7(A)は、上金型内部の平
面図であり、図7(B)は、樹脂モールド時におけるエ
アベント形成領域部の断面図である。尚、第1の実施の
形態と同一の構成要素については同一の符号を付すこと
とする。
【0041】先ず、第2の実施の形態では、図8に示し
たように樹脂注入ゲート45に対応したエアベント形成
領域32にも第1および第2のエアベント29、30が
形成されたリードフレーム49を用いる。そして、図7
(A)に示す如く、上金型41のキャビティ46のコー
ナー部には、図8に示したエアベント形成領域32に合
わせて当接面43が4箇所全てに形成されている。そし
て、この当接面43は、下金型42と合わさることでリ
ードフレーム49をキャビティ46内に支持する働きを
示す。また、リードフレーム49に形成された第1およ
び第2のエアベント29、30を空気抜き溝44により
連結する働きがある。そして、この構造は第1の実施の
形態と同じ構造であるので、第1の実施の形態の説明を
参照することとし、ここでは説明を割愛する。
【0042】第2の実施の形態での特徴は、樹脂注入ゲ
ート部45の先端をキャビティ46と連続して形成せ
ず、キャビティ46と離間した当接面43に位置するよ
う形成することである。具体的には、図7(B)に示す
如く、上金型45に設けられたゲート部45は直接キャ
ビティー46と連続して形成されず、第1のエアベント
29のHL2側に先端部が位置している。そのことで、
矢印で示したようにゲート部45から流入する樹脂は第
1のエアベント29を介してキャビティー46内に流入
する。そして、他のコーナー部と同様に、ゲート部45
においても第1のエアベント29上面は上金型41の当
接面43が位置する。その結果、図9に示す如く、ゲー
ト部45においても、第1および第2のエアベント2
9、30が形成される領域32上は樹脂ばりが発生しな
い構造を実現できる。
【0043】つまり、本実施の形態のように、第1のエ
アベント29を空気抜きに用いるだけでなく、ゲート部
45においても第1のエアベント29を用いて樹脂を注
入することで、パッケージ47と連続する領域に樹脂ば
りの発生を防ぐことができる。特に、パッケージ47の
4つのコーナー部において樹脂ばりの発生を防ぐことが
できる。そのことで、QFN型の半導体装置のように、
樹脂ばり等の多少のごみでも実装不良を起こし易い裏面
実装型の場合に優れた効果をもたらすことができる。
尚、本実施の形態では、第1および第2のエアベントが
形成された場合について説明したが、この第2の実施の
形態では、特に限定する必要はない。少なくとも第1の
エアベントを有していれば同様な効果を得ることができ
る。
【0044】更に、上述した第1および第2の実施の形
態において、例えば、図10(A)、(B)に示す如
く、予め、メッキ膜50が形成されたリードフレーム2
1を用いる場合で、特に、例えば、20〜30μm程度
の厚いメッキ膜50の場合、以下の問題が発生すること
が分かった。
【0045】樹脂モールドする際、金型41によりリー
ドフレーム213を押圧するが、この時、金型41の圧
力により、金型41との当接面のメッキ膜50が押しつ
ぶされ、空気抜き溝44内のメッキ膜50が盛り上がっ
てします。このことで、例えば、30〜50μm程度の
溝が更に、狭い幅の溝となり、キャビティ46内の未充
填領域を形成し易いという問題である。しかし、本発明
の樹脂封止金型では、上述したリードフレームと伴に用
いることで、少なくともリードフレーム21厚の空気通
過経過は確実に確保できる。よって、パッケージ47端
部に未充填領域を形成することはない。
【0046】最後に、図1〜図15を用いて、上述した
リードフレーム、樹脂封止金型を用いた半導体装置の製
造方法について説明する。
【0047】ここで、上述したリードフレームおよび樹
脂封止金型の説明で用いた図面および各構成要素の符番
で共通のものは、本実施例の説明にも用いることとす
る。
【0048】図11に示す如く、本発明の半導体装置の
製造方法では、図11(A)に示す如く、リードフレー
ムを準備する工程、ダイボンドおよびワイヤーボンド工
程、樹脂モールド工程、タイバーカットおよびエアベン
トカット工程、メッキ工程、リード曲げ工程よりなる製
造方法と、図11(B)に示す如く、リードフレームを
準備する工程、ダイボンドおよびワイヤーボンド工程、
樹脂モールド工程、メッキ工程、タイバーカットおよび
エアベントカット工程、リード曲げ工程よりなる製造方
法がある。そして、詳細は後述するが、本発明における
製造方法ではタイバーカット工程とエアベントカット工
程を同時に行うことに最大の特徴がある。そして、以下
に、この特徴により実現することができた図11(B)
に示す製造方法について説明する。
【0049】第1の工程は、図1に示す如く、リードフ
レームを準備する工程である。
【0050】本実施の半導体装置の製造方法では、図1
〜図3を用いて上述したリードフレーム21を用いる。
そのため、この工程は、上述したリードフレーム21の
説明を参照することとし、ここでは説明を割愛する。
【0051】第2の工程は、図12に示す如く、半導体
素子51をリードフレーム21のアイランド26上にダ
イボンドし、その半導体素子51のボンディングパッド
とリードフレーム21のリード27とを金属細線52で
ワイヤーボンドし、接続する工程である。
【0052】本工程では、リードフレーム21の各搭載
部24毎に、アイランド26表面にAgペーストなどの
導電ペーストによって半導体素子51をダイボンドし固
定する。そして、前記細線としては、例えば、Au線よ
り成る。このとき、金属細線52は超音波熱圧着ワイヤ
ーボンディングにより、ボンディングパッド部にはボー
ルボンディングし、リード27側はステッチボンディン
グし接続する。尚、図示はしていないが、アイランド2
6上には導電ペーストとの接着性を考慮して銀メッキや
金メッキを施す場合もある。また、リード27上には金
属細線52の接着性が考慮して銀メッキやニッケルメッ
キが施される。その他、使用用途に応じて半導体素子5
1の接着手段としては、Au−Si箔、半田等のロウ
材、絶縁材料から成る接着材またはフィルム等も用いら
れる。
【0053】第3の工程は、樹脂封止金型を用いてリー
ドフレームを樹脂でモールドする工程である。
【0054】本工程では、図1〜図3を用いて上述した
リードフレーム21を用い、更に、図4〜図6を用いて
上述した樹脂封止金型を用いて樹脂モールドを行うこと
に特徴がある。そして、リードフレーム21を金型から
離型した後は図13に示す如く、リードフレーム21上
にはパッケージ47、ランナー48部に樹脂が硬化して
いる。本工程における詳細な説明は、上述した図1から
図6の説明を参照とし、ここでは説明を割愛する。
【0055】尚、本実施の形態における半導体装置の製
造方法の説明では、QFP型の半導体装置であるリード
実装型の説明をしている。しかし、QFN型の半導体装
置である裏面実装型の場合では、図7〜図9を用いて説
明した樹脂モールド工程の方が優れている。この場合に
おける説明も上述した図7〜図9の説明を参照とし、こ
こでは説明を割愛する。
【0056】第4の工程は、パッケージ47から露出し
ているリード27にメッキを施す工程である。
【0057】本工程では、リード酸化防止、半田濡れ性
等が考慮されリード27にメッキを施す。このときは、
複数の搭載部24が形成されたリードフレーム21全体
にメッキを施す。例えば、リードフレーム21またはリ
ードフレームを乗せるメッキ補助ラック側をカソード電
極、メッキ浴槽側にアノード電極を準備し、一度に複数
のリードフレーム21にメッキを施す。このとき、メッ
キ浴槽には、Pd、Sn、Ni、Sn−Pb、Sn−B
i、Sn−Ag、Sn−Cu、Au−Ag、Sn−Ag
−Cu等のメッキ液を準備し、これらのメッキ液の組み
合わせにより、少なくとも1層のメッキ膜がリード27
に施される。尚、リードフレーム21にPdメッキを採
用する場合は、樹脂モールド工程前に、予め、Pdメッ
キが施されたリードフレーム21が用いられる。その
他、予め、メッキが施されたリードフレーム21を用い
る場合も同様である。
【0058】第5の工程は、図14に示す如く、リード
27を一体に支持しているタイバーをカットし、同時
に、第1および第2のエアベント29、30を除去する
工程である。
【0059】本工程では、リード27を一体に支持して
いるタイバー28を打ち抜き、リード27を個々に独立
させる。このとき、本発明の特徴としては、第1および
第2のエアベント29、30を同時に打ち抜くことにあ
る。上述したように、本発明の半導体装置の製造方法で
は、キャビティ46から流出する樹脂は第1のエアベン
ト29内で硬化する。そのため、リードフレーム21上
には樹脂バリは発生しない。また、リードフレーム21
は、例えば、100〜250μm程度の厚みを有してい
るため、樹脂は第1のエアベント29、空気抜き溝44
および第2のエアベント30内で一体化して硬化してい
る。つまり、決められた位置に樹脂バリを形成すること
ができる。その結果、第1および第2のエアベント2
9、30を打ち抜く際、リードフレーム21と一緒に樹
脂バリも全て除去できるので、次工程のリードの曲げ加
工に樹脂バリを持ち込むことをなくすことができる。
尚、タイバー28を打ち抜く際に、リード27間に形成
されていた樹脂バリも除去することができる。このと
き、図示の如く、曲線を有するような形状53で第1お
よび第2のエアベント29、30を打ち抜いても良い
が、円形、四角形等の形状でも良い。しかし、リードフ
レーム21の一部54を残し、第1および第2の連結条
体22、23と連結させておくことで、リードフレーム
21から搭載部24は離間されない。
【0060】第5の工程は、図15に示す如く、リード
の曲げ加工を行うと同時に、リードフレーム21から個
々の半導体装置を分離する工程である。
【0061】本工程では、先ず、メッキが施されたリー
ド27を台座56、57上に設置し、半導体装置のパッ
ケージ47およびリード27を台座56およびリード支
持手段58で固定する。このとき、リード27の先端を
台座57上に設置する。そして、パンチ55にてリード
27が切断され、その他の部分は曲げ加工される。しか
し、本工程では、前工程において、パッケージ47外部
の樹脂バリは全て除去しているため、この作業の衝撃等
により破砕した樹脂バリが台座56上に点在することは
ない。そのことにより、このリードの曲げ加工におい
て、破砕した樹脂バリによりリード27に打痕や成型不
良を起こす現象は殆ど抑制される。その結果、図15
(B)に示す如く、パッケージ47に未充填領域はな
く、そして、リード27に打痕や成型不良がなく、製品
品質の優れた半導体装置が完成する。特に、例えば、1
00μm以下の薄いリードフレームや、例えば、500
μm以下のファインピッチリードの場合には、上述の効
果が得られる。
【0062】上述したように、本発明の半導体装置の製
造方法では、タイバーカット工程とエアベントカット工
程を同時行うことに特徴がある。そのことにより、タイ
バーカット工程とリード曲げ加工工程とを一貫工程とし
て行うことができる。その結果、作業時間の短縮および
設備投資の削減等を達成することができる。
【0063】尚、本実施の形態では、図11(B)に示
した半導体装置の製造方法について説明したが、図11
(A)に示した半導体装置の製造方法でも、同様な効果
を得ることができる。この図11(A)の場合では、メ
ッキ工程がタイバーカットおよびエアベントカット工程
とリード曲げ工程との間で行われるため、より確実に樹
脂バリを除去した状態でリード曲げ工程を行うことがで
きる。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々
の変更が可能である。
【0064】
【発明の効果】第1に、本発明のリードフレームによれ
ば、第1の連結条体と第2の連結条体との交差部近傍の
エアベント形成領域に夫々独立して成る第1のエアベン
トおよび第2のエアベントを形成する。そして、第1の
エアベントの一端は、樹脂モールドの際、キャビティと
連続して成ることに特徴を有する。そのことにより、キ
ャビティ内に存在する空気はこの第1のエアベントを介
して確実にキャビティ外部に流出する。その結果、キャ
ビティ内には空気が残存せず、樹脂が全てのキャビティ
内に充填され、未充填領域のないパッケージを形成でき
るリードフレームを実現できる。
【0065】第2に、本発明のリードフレームによれ
ば、第1および第2のエアベントはリードフレームとほ
ぼ同等の厚さを有している。そして、樹脂モールドの
際、キャビティ内に存在する空気を追い出すと同時に樹
脂も流出するが、この樹脂を確実に第1および第2のエ
アベントおよび空気抜き溝内に溜めることができる。そ
のことにより、流出した樹脂が硬化してパッケージ外部
の樹脂バリとなるが、この樹脂バリは第1および第2の
エアベントおよび空気抜き溝を介してリードフレームと
一体となっている。その結果、半導体装置の製造工程に
おいて、樹脂バリが破砕し製品品質を悪化させたり、離
型の際金型内に残存させることないリードフレームを実
現できる。
【0066】第3に、本発明のリードフレームによれ
ば、第1および第2のエアベントを夫々独立して形成す
る。そして、第1のエアベントをパッケージ形成領域か
ら外側に形成し、その先端側に第2のエアベントを形成
することに特徴を有する。そのことにより、キャビティ
内に存在する空気を出来る限りパッケージ外部に追いや
ることができる。その結果、第1のエアベントと第2の
エアベントとの間の連結部が樹脂等により塞がれても、
キャビティ外部に空気を確実に追い出すことができる。
リードフレームを実現できる。
【0067】第4に、本発明の樹脂封止金型では、上述
したリードフレームに形成された第1および第2のエア
ベントを連結させる空気抜き溝をキャビティ端部から離
れた位置に形成することに特徴がある。そのことによ
り、パッケージ外側面に薄い樹脂バリが発生することを
なくすことができる。そして、空気抜き溝内の硬化した
樹脂は第1および第2のエアベント内の硬化した樹脂と
一体に扱うことができる。その結果、パッケージ離型の
際、金型内に樹脂バリが破砕し残存することがないの
で、製品品質を悪化させることのない樹脂封止金型を実
現できる。
【0068】第5に、本発明の樹脂封止金型では、樹脂
注入ゲート部の先端をキャビティから離間した上金型と
下金型の当接面に位置させることに特徴がある。つま
り、ゲート部においても上述した第1のエアベントを用
いて樹脂を注入する構造を有している。そのことによ
り、ゲート部においてもパッケージ外側面に薄い樹脂バ
リが発生することをなくすことができる。その結果、特
に、リードレス型の半導体装置における実装不良を低減
する樹脂封止金型を実現できる。
【0069】第6に、本発明の半導体装置の製造方法に
よれば、上述したリードフレームおよび樹脂封止金型を
用いて、樹脂モールドを行うことに特徴がある。そのこ
とにより、パッケージ外部の樹脂バリとリードとを一体
に扱うことができるので、タイバーカット工程と第1お
よび第2のエアベント形成領域をカットする工程を同時
に行うことができる。その結果、次工程におけるリード
曲げ加工工程時にはパッケージ外部の樹脂バリは全て除
去されているので、リード曲げ加工時に破砕した樹脂バ
リによりリードに打痕や成型不良を起こすことがない。
【0070】第7に、本発明の半導体装置の製造方法に
よれば、第5の効果で述べたように、タイバーカット工
程とエアベントカット工程を同時行うことに特徴があ
る。そのことにより、後工程であるリード曲げ加工工程
を一貫工程として行うことができる。その結果、作業時
間の短縮および設備投資の削減等の達成することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のリードフレームを説明する平面図であ
る。
【図2】本発明のリードフレームを説明する平面図であ
る。
【図3】本発明のリードフレームを説明する平面図であ
る。
【図4】本発明の第1の実施の形態における樹脂封止金
型を説明する図である。
【図5】本発明の第1の実施の形態における樹脂封止金
型を用いて形成されたパッケージを説明する図である。
【図6】本発明の第1の実施の形態における樹脂封止金
型を用いて形成されたパッケージを説明する図である。
【図7】本発明の第2の実施の形態における樹脂封止金
型を説明する図である。
【図8】本発明の第2の実施の形態における樹脂封止金
型に用いられるリードフレームを説明する図である。
【図9】本発明の第2の実施の形態における樹脂封止金
型を用いて形成されたパッケージを説明する図である。
【図10】本発明の半導体装置の製造方法を説明する図
である。
【図11】本発明の半導体装置の製造方法を説明する図
である。
【図12】本発明の半導体装置の製造方法を説明する図
である。
【図13】本発明の半導体装置の製造方法を説明する図
である。
【図14】本発明の半導体装置の製造方法を説明する図
である。
【図15】本発明の半導体装置の製造方法を説明する図
である。
【図16】従来における半導体装置の製造方法を説明す
る図である。
【図17】従来における半導体装置の製造方法を説明す
る図である。
【図18】従来における半導体装置の製造方法を説明す
る図である。
フロントページの続き Fターム(参考) 4F202 AD03 AD18 AH37 AM32 AM33 CA11 CB01 CB12 CB17 CK06 CP01 CP04 4F206 AD03 AD18 AH37 AM32 AM33 JA07 JB12 JB17 JF05 JM04 JN26 JQ04 JQ81 5F061 AA01 BA01 CA21 DA08 DD12 EA03 5F067 AA09 AB03 BA02 DE14

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも1つのアイランドと、 前記アイランドを囲むように配置された一対の第1の連
    結条体および第2の連結条体と、 前記第1および第2の連結条体から前記アイランド近傍
    へ延在された複数のリードと、 前記リードを一体とし、前記アイランドを囲むように配
    置されたタイバーと、 前記第1および第2の連結条体が交差する領域近傍に形
    成されたエアベント配置領域を有し、 前記エアベント配置領域には、該エアベント配置領域と
    前記アイランドとの間のリード形成領域と貫通した第1
    のエアベントと該第1のエアベントに近傍し独立して成
    る第2のエアベントを有することを特徴とするリードフ
    レーム。
  2. 【請求項2】 前記エアベント配置領域は2本の前記タ
    イバーと一体に形成され、前記2本のタイバーの交差近
    傍に形成されることを特徴とする請求項1記載のリード
    フレーム。
  3. 【請求項3】 前記第1のエアベントは、その幅Wより
    も延在方向長さLを長くし、樹脂バリ発生領域とするこ
    とを特徴とする請求項1記載のリードフレーム。
  4. 【請求項4】 前記第1のエアベントの一部は、樹脂封
    止体形成領域内に含まれることを特徴とする請求項1ま
    たは請求項3記載のリードフレーム。
  5. 【請求項5】 前記第2のエアベントは、前記アイラン
    ドに対して前記第1のエアベントよりも外側に形成さ
    れ、前記第1のエアベントと前記第2のエアベントと
    は、金型に形成される空気抜き溝を介して貫通すること
    を特徴とする請求項1記載のリードフレーム。
  6. 【請求項6】 前記第2のエアベントは空気を外部に排
    出する孔であることを特徴とする請求項1、請求項4ま
    たは請求項5記載のリードフレーム。
  7. 【請求項7】 上金型および下金型から構成され、少な
    くともリードフレームと半導体素子が収納される実質6
    面体のキャビティと、 前記6面体のコーナー部から少なくとも前記上金型また
    は前記下金型の当接面に空気抜き溝を有することを特徴
    とする樹脂封止金型。
  8. 【請求項8】 前記コーナー部の少なくとも1つには、
    前記空気抜き溝が形成されることを特徴とする請求項7
    記載の樹脂封止金型。
  9. 【請求項9】 前記コーナー部で前記上金型および下金
    型に押圧される前記リードフレームには、夫々独立して
    成る第1のエアベントおよび第2のエアベントが形成さ
    れており、前記第1および第2のエアベントは前記空気
    抜き溝を介して連結していることを特徴とする請求項7
    または請求項8記載の樹脂封止金型。
  10. 【請求項10】 前記空気抜き溝は前記キャビティから
    連続して形成され、前記第1のエアベントのほぼ上面又
    は下面に位置することを特徴とする請求項9記載の樹脂
    封止金型。
  11. 【請求項11】 前記上金型および下金型で成るキャビ
    ティには、前記第1のエアベントの一部が含まれること
    を特徴とする請求項9記載の樹脂封止金型。
  12. 【請求項12】 前記キャビティ側に位置する前記空気
    抜き溝の一端は前記キャビティ領域から離間した前記当
    接面に形成されることを特徴とする請求項8記載の樹脂
    封止金型。
  13. 【請求項13】 前記コーナー部で前記上金型および下
    金型に押圧される前記リードフレームには、夫々独立し
    て成る第1のエアベントおよび第2のエアベントが形成
    されており、前記コーナー部の少なくとも1つには樹脂
    注入ゲートを有し、前記キャビティ側に位置する前記樹
    脂ゲートの一端は前記キャビティ領域から離間した前記
    当接面に形成され、前記樹脂ゲートの一端と前記第1の
    エアベントとは連続して成ることを特徴とする請求項7
    記載の樹脂封止金型。
  14. 【請求項14】 前記キャビティと連続して設けられる
    前記当接面の境界周辺は、ほぼ全面を前記リードフレー
    ム支持領域として用いることを特徴とする請求項7記載
    の樹脂封止金型。
  15. 【請求項15】 少なくとも複数のリードを一体に支持
    するタイバー、第1のエアベントおよび第2のエアベン
    トが形成され、半導体素子が搭載されたリードフレーム
    を準備し、上金型および下金型から構成され、実質6面
    体のキャビティと、前記リードフレームを介して前記上
    金型と前記下金型とが当接する面に形成される前記6面
    体の4つのコーナー部と、前記コーナー部から少なくと
    も前記上金型または前記下金型の当接面に空気抜き溝を
    有する樹脂封止金型に前記リードフレームを収納し、前
    記キャビティ内の空気が前記第1のエアベント、前記空
    気抜き溝および前記第2のエアベントを通過させて、前
    記キャビティ内に樹脂を充填させ樹脂封止体を形成する
    ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  16. 【請求項16】 前記第1および第2のエアベントは前
    記4つのコーナー部近傍の前記リードフレームに形成さ
    れ、前記第1のエアベントと前記第2のエアベントとは
    前記空気抜き溝を介して連結していることを特徴とする
    請求項15記載の半導体装置の製造方法。
  17. 【請求項17】 前記第1のエアベントの他端は前記キ
    ャビティ内と連続しており、少なくとも前記第1のエア
    ベント内は樹脂で充填されることを特徴とする請求項1
    5または請求項16記載の半導体装置の製造方法。
  18. 【請求項18】 前記金型から前記リードフレームを離
    型した後、少なくとも前記第1のエアベント内の樹脂は
    該第1のエアベント内に残存し、前記タイバーをカット
    する工程において、同時に前記第1および第2のエアベ
    ントを除去することを特徴とする請求項15から請求項
    17のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
  19. 【請求項19】 前記金型から前記リードフレームを離
    型した後、前記タイバーをカットする工程と、前記リー
    ドを所望の形状に曲げ加工する工程とを連続して行うこ
    とを特徴とする請求項15または請求項18記載の半導
    体装置の製造方法。
  20. 【請求項20】 前記リードには、少なくとも1層のメ
    ッキ層が形成されることを特徴とする請求項19記載の
    半導体装置の製造方法。
  21. 【請求項21】 前記メッキ層は、Pd、Sn、Sn−
    Pb、Sn−Bi、Sn−Ag、Sn−Cu、Au−A
    g、Sn−Ag−Cuから選択される組み合わせにより
    施されることを特徴とする請求項20記載の半導体装置
    の製造方法。
  22. 【請求項22】 前記コーナー部の少なくとも1つには
    樹脂注入ゲートを有し、前記キャビティ側に位置する前
    記樹脂注入ゲートの一端は前記キャビティと離間した前
    記当接面に位置し、前記樹脂注入ゲートの一端と前記第
    1のエアベントとは連続しており、前記樹脂を前記第1
    のエアベントから前記キャビティ内に充填することを特
    徴とする請求項15記載の半導体装置の製造方法。
  23. 【請求項23】 前記コーナー部の少なくとも1つには
    樹脂注入ゲートを有し、前記キャビティ側に位置する前
    記樹脂注入ゲートおよび前記空気抜き溝の一端は前記キ
    ャビティと離間した前記当接面に位置し、前記樹脂注入
    ゲートの一端と前記第1のエアベントとは連続してお
    り、前記キャビティには前記第1のエアベントを介して
    前記樹脂を充填し、かつ、前記キャビティからは前記第
    1のエアベントを介して前記空気を排出することを特徴
    とする請求項15記載の半導体装置の製造方法。
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