JP2004127962A - 半導体装置の樹脂封止方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】半導体チップ搭載部の裏面側を露出した半導体装置において、露出面への樹脂モレを防止し、信頼性を向上する。
【解決手段】リードフレームのパッド２の露出面の封止樹脂との近傍に環状の凹部１４を形成するとともに、樹脂封止装置８のベントホールピン１３には凹部１４に対応する形状の凸部１５を形成して、凸部１５を凹部１４に嵌合させた状態で樹脂封止を行う。
【選択図】 図２
【解決手段】リードフレームのパッド２の露出面の封止樹脂との近傍に環状の凹部１４を形成するとともに、樹脂封止装置８のベントホールピン１３には凹部１４に対応する形状の凸部１５を形成して、凸部１５を凹部１４に嵌合させた状態で樹脂封止を行う。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は樹脂封止型半導体装置の製造方法に係り、特にパッドの半導体チップ搭載面の裏面を封止樹脂から露出させた構造の半導体装置の樹脂封止方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話などのマルチメディア電子機器の普及に伴い、それらに使用される半導体装置もより一層の小型化が要求されている。この要求を満たすものとして、ＳＯＮ（Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔｌｉｎｅ Ｎｏｎ−ｌｅａｄ Ｐａｃｋａｇｅ）やＱＦＮ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｎｏｎ−ｌｅａｄ Ｐａｃｋａｇｅ）と指称される半導体装置が注目されている。これらの半導体装置は、従来のリードフレームをそのまま利用することができるので、比較的低コストに製作できるという利点がある。
【０００３】
図７にＱＦＮ型半導体装置の一例を示す。ここで示す半導体装置１においては、半導体チップを搭載するためのパッド２はリード３と同一の金属材料からプレスまたはエッチング加工によって一体的に形成されており、このパッド２の一面に半導体チップ４がＡｇペーストなどの接着剤によって固着される。
【０００４】
それから、半導体チップ４の電極とリード３とをボンディングワイヤ５によって電気的に接続し、その後、半導体チップ４、ボンディングワイヤ５、パッド２及びリード３の外部接続端子となる一部を除いた部分を封止樹脂６によって封止し、半導体装置１が形成される。
【０００５】
ところで、前述したような樹脂封止型半導体装置１は、一般的に放熱性が悪く、またリードフレーム材料と封止樹脂とは密着性が良くないため、特に面積の大きいパッド２の半導体チップ４の搭載面の裏面側で、樹脂の剥離不良が頻繁に発生する傾向がある。そこで、例えば特許文献１に示すように、パッドの半導体チップ搭載面の裏面側の一部を露出する孔（ベントホール）を樹脂封止体に設けることにより、放熱性の向上を図るとともに、剥離不良を防止する方法が採用されている。
【０００６】
図６に、このようなタイプの半導体装置を示す。ここで示す半導体装置１ａは、図６（ａ）に示すように、半導体チップを搭載するためのパッド２の半導体チップ４の搭載面の裏面側が露出するように、封止樹脂６に孔７が形成されている。なお、図６（ａ）は半導体装置１ａの断面図、図６（ｂ）は同底面図である。
【０００７】
なお、このような半導体装置１ａは、図５に示す方法で形成される。図５（ａ）で示しているのが、半導体装置の樹脂封止装置である。ここで示す樹脂封止装置８は、樹脂封止領域であるキャビティ９を有する上型１０と、上型１０と対になる下型１１とから構成される。なお上型１０は、図示しない固形樹脂タブレットを溶融させてキャビティ９内に流し込むためのプランジャ１２を具備しており、下型１１は、封止樹脂６に所定の孔７を形成するためのベントホールピン１３を具備している。
【０００８】
そして図５（ｂ）に示すように、パッド２に半導体チップ４が搭載され、半導体チップ４の電極とリード３とがボンディングワイヤ５によって電気的に接続された状態のリードフレームを下型１１に載置し、上型１０と下型１１によって挟みこむ。なお、このとき下型１１に設けられたベントホールピン１３の先端面をパッド２の裏面に当接させる。そしてこの状態で、図５（ｃ）に示すように、プランジャ１２によってキャビティ９に溶融状態の封止樹脂６を流し込み、これを硬化させることにより、図６に示すような、パッド２の半導体チップ４の搭載面の裏面側が孔７によって露出された構造の半導体装置１ａが得られる。
【０００９】
【特許文献１】
実開昭５３−６６１７１号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし前述した樹脂封止方法においては、樹脂封止時にパッド２の裏面とベントホールピン１３の先端面とを完全に密着させることは難しく、その結果、当該個所に樹脂モレが発生してしまうという問題があった。このような樹脂モレが発生してしまうと、孔による放熱効果の向上といった機能を発揮できず、また剥離不良も防止することができずに、半導体装置の信頼性を低下させる原因となっていた。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の問題点を解決するために、本発明は、パッドの露出面に環状の凹部を形成するとともに、樹脂封止装置のベントホールピンには前記凹部に対応する凸部を形成し、前記凸部を凹部に嵌合させた状態で樹脂封止を行うようにしている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明は、半導体チップを搭載するためのパッドと、パッドの周囲に配設された複数本のリードと、パッドの一面に搭載された半導体チップと、半導体チップとリードとを電気的に接続する部材とを備え、かつ前記パッドの半導体チップ搭載面の裏面を露出するように樹脂封止してなる半導体装置の樹脂封止方法において、前記パッドの露出面に環状の凹部を形成するとともに、樹脂封止装置のベントホールピンには前記凹部に対応する凸部を形成し、前記凸部を前記凹部に嵌合させた状態で樹脂封止を行うようにしている。
【００１３】
このように、パッドに形成された凹部とベントホールピンに形成された凸部とを嵌合させた状態で樹脂封止を行うことにより、樹脂封止時にパッド２の露出面へ向かう樹脂の流れをせき止めることができるため、当該個所への樹脂モレを防止することができる。なおパッドに形成する凹部の形状は、Ｖ溝、矩形溝、Ｕ溝など、適宜選択可能であり、ベントホールピンに形成する凸部の形状は、凹部の形状に適合するように適宜選択される。また本明細書でいう「環状」という語は、矩形状、円形状などの形状を含むものとする。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の半導体装置及び樹脂封止方法について、図面を参照して説明する。なお、従来と同一の箇所については同一の符号を使用して説明する。
図１は本発明の半導体装置を示す図であり、図１（ａ）は断面図、図１（ｂ）は底面図である。図１（ａ）に示すように、本発明の半導体装置１ｂにおけるパッド２の孔７内の露出部分には、封止樹脂６との近傍に、凹部１４が形成されている。ここで凹部１４は、図１（ｂ）に示すように環状に形成される。なお樹脂封止時に使用するベントホールピン１３の先端面には、パッド２に形成された凹部１４に対応する形状の凸部１５が形成されている。
【００１５】
このような半導体装置１ｂは、従来とほぼ同一の製造工程で製造される。すなわち、帯状あるいは短冊状に形成された銅、銅合金、鉄系合金などからなる金属薄板材料をプレス加工あるいはエッチング加工することにより、パッド２、リード３を含む所定のリードフレームパターンを形成する。ここで本発明においては、リードパターンの形成時、あるいはその前後に、パッド２の半導体チップ４の搭載面の裏面に、環状の凹部１４を形成する。なお本実施例においては、凹部はプレス加工により、Ｖ溝として形成されている。それから、半導体チップを搭載するためのパッド２及びリード３の一部ををプレス加工によりリードフレームの他の部分からアップセットし、パッド２に半導体チップ４をＡｇペーストなどの接着剤によって搭載して、半導体チップ４の電極とリード３とをＡｕ線などからなるボンディングワイヤ５によって電気的に接続する。
【００１６】
その後、従来例で説明したような方法で樹脂封止を行う。すなわち図５（ａ）で示すような、樹脂封止領域であるキャビティ９を有する上型１０と、上型１０と対になる下型１１とから構成される樹脂封止装置８を使用して樹脂封止が行われる。ここで本実施例においては、下型１１に形成されたベントホールピン１３のパッド２との当接面には、パッド２に形成された凹部１４に対応するＶ字状の凸部１５が、環状に形成されている。
【００１７】
次に図５（ｂ）に示すように、リードフレームを下型１１上に載置し、上型１０と下型１１によって挟みこむ。なお、このとき下型１１に設けられたベントホールピン１３の先端をパッド２の裏面に当接させるが、このとき図２に示すように、ベントホールピン１３のパッド２との当接面に形成された凸部１５がパッド２に形成された凹部１４に嵌合する。
【００１８】
そしてこの状態で、図５（ｃ）に示すように、供給した図示しない固形樹脂タブレットを溶融し、これをプランジャ１２で押し出すことによりキャビティ９に溶融状態の封止樹脂６を流し込み、これを硬化させることによって、図１に示すように、半導体チップを搭載するためのパッド２の半導体チップ４の搭載面の裏面側が孔７内に露出された構造の半導体装置１ｂが得られる。
【００１９】
なお本実施例においては、凹部１４の形状をＶ溝として形成したが、これは図３に示すように矩形の溝１４ａとしたり、図示しないがＵ溝などとしても良い。この場合、ベントホールピンに形成される凸部の形状も、例えば図３の場合だと、凹部１４ａに対応する矩形状の凸部１５ａとするなど、適宜変更可能である。また凹部の形成は、プレス加工によらずエッチング加工により行っても良い。更に、図４に示すように、ベントホールピン１３に形成される凸部１５ｂを、ベントホールピン１３の側面に沿って形成しても良い。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００２１】
本発明によれば、パッドに形成された凹部とベントホールピンに形成された凸部を嵌合させた状態で樹脂封止を行うことにより、パッドの露出面への樹脂モレを防止することができるため、半導体装置の放熱効果を向上することができるとともに、パッドの裏面に封止樹脂層を存在させないことで、封止樹脂とリードフレーム材料との密着性が悪いことに起因する剥離不良を防止することが可能となる。更に、樹脂封止工程自体は従来とほぼ同じであるため、特別な工程や設備などを追加する必要もない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いる半導体装置を示す断面図及び底面図。
【図２】本発明の半導体装置の製造方法を示す要部拡大断面図。
【図３】本発明の他の実施例を示す要部拡大断面図。
【図４】本発明の他の実施例を示す要部拡大断面図。
【図５】半導体装置の樹脂封止工程を示す断面図。
【図６】従来の半導体装置を示す断面図及び底面図。
【図７】従来の半導体装置を示す断面図及び底面図。
【符号の説明】
１、１ａ、１ｂ 半導体装置
２ パッド
３ リード
４ 半導体チップ
５ ボンディングワイヤ
６ 封止樹脂
７ 孔
８ 樹脂封止装置
９ キャビティ
１０ 上型
１１ 下型
１２ プランジャ
１３ ベントホールピン
１４、１４ａ、１４ｂ 凹部
１５、１５ａ、１５ｂ 凸部
【発明の属する技術分野】
本発明は樹脂封止型半導体装置の製造方法に係り、特にパッドの半導体チップ搭載面の裏面を封止樹脂から露出させた構造の半導体装置の樹脂封止方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話などのマルチメディア電子機器の普及に伴い、それらに使用される半導体装置もより一層の小型化が要求されている。この要求を満たすものとして、ＳＯＮ（Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔｌｉｎｅ Ｎｏｎ−ｌｅａｄ Ｐａｃｋａｇｅ）やＱＦＮ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｎｏｎ−ｌｅａｄ Ｐａｃｋａｇｅ）と指称される半導体装置が注目されている。これらの半導体装置は、従来のリードフレームをそのまま利用することができるので、比較的低コストに製作できるという利点がある。
【０００３】
図７にＱＦＮ型半導体装置の一例を示す。ここで示す半導体装置１においては、半導体チップを搭載するためのパッド２はリード３と同一の金属材料からプレスまたはエッチング加工によって一体的に形成されており、このパッド２の一面に半導体チップ４がＡｇペーストなどの接着剤によって固着される。
【０００４】
それから、半導体チップ４の電極とリード３とをボンディングワイヤ５によって電気的に接続し、その後、半導体チップ４、ボンディングワイヤ５、パッド２及びリード３の外部接続端子となる一部を除いた部分を封止樹脂６によって封止し、半導体装置１が形成される。
【０００５】
ところで、前述したような樹脂封止型半導体装置１は、一般的に放熱性が悪く、またリードフレーム材料と封止樹脂とは密着性が良くないため、特に面積の大きいパッド２の半導体チップ４の搭載面の裏面側で、樹脂の剥離不良が頻繁に発生する傾向がある。そこで、例えば特許文献１に示すように、パッドの半導体チップ搭載面の裏面側の一部を露出する孔（ベントホール）を樹脂封止体に設けることにより、放熱性の向上を図るとともに、剥離不良を防止する方法が採用されている。
【０００６】
図６に、このようなタイプの半導体装置を示す。ここで示す半導体装置１ａは、図６（ａ）に示すように、半導体チップを搭載するためのパッド２の半導体チップ４の搭載面の裏面側が露出するように、封止樹脂６に孔７が形成されている。なお、図６（ａ）は半導体装置１ａの断面図、図６（ｂ）は同底面図である。
【０００７】
なお、このような半導体装置１ａは、図５に示す方法で形成される。図５（ａ）で示しているのが、半導体装置の樹脂封止装置である。ここで示す樹脂封止装置８は、樹脂封止領域であるキャビティ９を有する上型１０と、上型１０と対になる下型１１とから構成される。なお上型１０は、図示しない固形樹脂タブレットを溶融させてキャビティ９内に流し込むためのプランジャ１２を具備しており、下型１１は、封止樹脂６に所定の孔７を形成するためのベントホールピン１３を具備している。
【０００８】
そして図５（ｂ）に示すように、パッド２に半導体チップ４が搭載され、半導体チップ４の電極とリード３とがボンディングワイヤ５によって電気的に接続された状態のリードフレームを下型１１に載置し、上型１０と下型１１によって挟みこむ。なお、このとき下型１１に設けられたベントホールピン１３の先端面をパッド２の裏面に当接させる。そしてこの状態で、図５（ｃ）に示すように、プランジャ１２によってキャビティ９に溶融状態の封止樹脂６を流し込み、これを硬化させることにより、図６に示すような、パッド２の半導体チップ４の搭載面の裏面側が孔７によって露出された構造の半導体装置１ａが得られる。
【０００９】
【特許文献１】
実開昭５３−６６１７１号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし前述した樹脂封止方法においては、樹脂封止時にパッド２の裏面とベントホールピン１３の先端面とを完全に密着させることは難しく、その結果、当該個所に樹脂モレが発生してしまうという問題があった。このような樹脂モレが発生してしまうと、孔による放熱効果の向上といった機能を発揮できず、また剥離不良も防止することができずに、半導体装置の信頼性を低下させる原因となっていた。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の問題点を解決するために、本発明は、パッドの露出面に環状の凹部を形成するとともに、樹脂封止装置のベントホールピンには前記凹部に対応する凸部を形成し、前記凸部を凹部に嵌合させた状態で樹脂封止を行うようにしている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明は、半導体チップを搭載するためのパッドと、パッドの周囲に配設された複数本のリードと、パッドの一面に搭載された半導体チップと、半導体チップとリードとを電気的に接続する部材とを備え、かつ前記パッドの半導体チップ搭載面の裏面を露出するように樹脂封止してなる半導体装置の樹脂封止方法において、前記パッドの露出面に環状の凹部を形成するとともに、樹脂封止装置のベントホールピンには前記凹部に対応する凸部を形成し、前記凸部を前記凹部に嵌合させた状態で樹脂封止を行うようにしている。
【００１３】
このように、パッドに形成された凹部とベントホールピンに形成された凸部とを嵌合させた状態で樹脂封止を行うことにより、樹脂封止時にパッド２の露出面へ向かう樹脂の流れをせき止めることができるため、当該個所への樹脂モレを防止することができる。なおパッドに形成する凹部の形状は、Ｖ溝、矩形溝、Ｕ溝など、適宜選択可能であり、ベントホールピンに形成する凸部の形状は、凹部の形状に適合するように適宜選択される。また本明細書でいう「環状」という語は、矩形状、円形状などの形状を含むものとする。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の半導体装置及び樹脂封止方法について、図面を参照して説明する。なお、従来と同一の箇所については同一の符号を使用して説明する。
図１は本発明の半導体装置を示す図であり、図１（ａ）は断面図、図１（ｂ）は底面図である。図１（ａ）に示すように、本発明の半導体装置１ｂにおけるパッド２の孔７内の露出部分には、封止樹脂６との近傍に、凹部１４が形成されている。ここで凹部１４は、図１（ｂ）に示すように環状に形成される。なお樹脂封止時に使用するベントホールピン１３の先端面には、パッド２に形成された凹部１４に対応する形状の凸部１５が形成されている。
【００１５】
このような半導体装置１ｂは、従来とほぼ同一の製造工程で製造される。すなわち、帯状あるいは短冊状に形成された銅、銅合金、鉄系合金などからなる金属薄板材料をプレス加工あるいはエッチング加工することにより、パッド２、リード３を含む所定のリードフレームパターンを形成する。ここで本発明においては、リードパターンの形成時、あるいはその前後に、パッド２の半導体チップ４の搭載面の裏面に、環状の凹部１４を形成する。なお本実施例においては、凹部はプレス加工により、Ｖ溝として形成されている。それから、半導体チップを搭載するためのパッド２及びリード３の一部ををプレス加工によりリードフレームの他の部分からアップセットし、パッド２に半導体チップ４をＡｇペーストなどの接着剤によって搭載して、半導体チップ４の電極とリード３とをＡｕ線などからなるボンディングワイヤ５によって電気的に接続する。
【００１６】
その後、従来例で説明したような方法で樹脂封止を行う。すなわち図５（ａ）で示すような、樹脂封止領域であるキャビティ９を有する上型１０と、上型１０と対になる下型１１とから構成される樹脂封止装置８を使用して樹脂封止が行われる。ここで本実施例においては、下型１１に形成されたベントホールピン１３のパッド２との当接面には、パッド２に形成された凹部１４に対応するＶ字状の凸部１５が、環状に形成されている。
【００１７】
次に図５（ｂ）に示すように、リードフレームを下型１１上に載置し、上型１０と下型１１によって挟みこむ。なお、このとき下型１１に設けられたベントホールピン１３の先端をパッド２の裏面に当接させるが、このとき図２に示すように、ベントホールピン１３のパッド２との当接面に形成された凸部１５がパッド２に形成された凹部１４に嵌合する。
【００１８】
そしてこの状態で、図５（ｃ）に示すように、供給した図示しない固形樹脂タブレットを溶融し、これをプランジャ１２で押し出すことによりキャビティ９に溶融状態の封止樹脂６を流し込み、これを硬化させることによって、図１に示すように、半導体チップを搭載するためのパッド２の半導体チップ４の搭載面の裏面側が孔７内に露出された構造の半導体装置１ｂが得られる。
【００１９】
なお本実施例においては、凹部１４の形状をＶ溝として形成したが、これは図３に示すように矩形の溝１４ａとしたり、図示しないがＵ溝などとしても良い。この場合、ベントホールピンに形成される凸部の形状も、例えば図３の場合だと、凹部１４ａに対応する矩形状の凸部１５ａとするなど、適宜変更可能である。また凹部の形成は、プレス加工によらずエッチング加工により行っても良い。更に、図４に示すように、ベントホールピン１３に形成される凸部１５ｂを、ベントホールピン１３の側面に沿って形成しても良い。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００２１】
本発明によれば、パッドに形成された凹部とベントホールピンに形成された凸部を嵌合させた状態で樹脂封止を行うことにより、パッドの露出面への樹脂モレを防止することができるため、半導体装置の放熱効果を向上することができるとともに、パッドの裏面に封止樹脂層を存在させないことで、封止樹脂とリードフレーム材料との密着性が悪いことに起因する剥離不良を防止することが可能となる。更に、樹脂封止工程自体は従来とほぼ同じであるため、特別な工程や設備などを追加する必要もない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いる半導体装置を示す断面図及び底面図。
【図２】本発明の半導体装置の製造方法を示す要部拡大断面図。
【図３】本発明の他の実施例を示す要部拡大断面図。
【図４】本発明の他の実施例を示す要部拡大断面図。
【図５】半導体装置の樹脂封止工程を示す断面図。
【図６】従来の半導体装置を示す断面図及び底面図。
【図７】従来の半導体装置を示す断面図及び底面図。
【符号の説明】
１、１ａ、１ｂ 半導体装置
２ パッド
３ リード
４ 半導体チップ
５ ボンディングワイヤ
６ 封止樹脂
７ 孔
８ 樹脂封止装置
９ キャビティ
１０ 上型
１１ 下型
１２ プランジャ
１３ ベントホールピン
１４、１４ａ、１４ｂ 凹部
１５、１５ａ、１５ｂ 凸部
Claims (1)
- 半導体チップを搭載するためのパッドと、パッドの周囲に配設された複数本のリードと、パッドの一面に搭載された半導体チップと、半導体チップとリードとを電気的に接続する部材とを備え、かつ前記パッドの半導体チップ搭載面の裏面を露出するように樹脂封止してなる半導体装置の樹脂封止方法において、前記パッドの露出面に環状の凹部を形成するとともに、樹脂封止装置のベントホールピンには前記凹部に対応する凸部を形成し、前記凸部を前記凹部に嵌合させた状態で樹脂封止を行うことを特徴とする半導体装置の樹脂封止方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002285449A JP2004127962A (ja) | 2002-09-30 | 2002-09-30 | 半導体装置の樹脂封止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2002285449A JP2004127962A (ja) | 2002-09-30 | 2002-09-30 | 半導体装置の樹脂封止方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004127962A true JP2004127962A (ja) | 2004-04-22 |
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ID=32278751
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|---|---|---|---|
| JP2002285449A Pending JP2004127962A (ja) | 2002-09-30 | 2002-09-30 | 半導体装置の樹脂封止方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004127962A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013170997A (ja) * | 2012-02-22 | 2013-09-02 | Denso Corp | 流量センサ |
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-
2002
- 2002-09-30 JP JP2002285449A patent/JP2004127962A/ja active Pending
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