JP2005159103A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

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Hiromi Taya
博美 田谷
Yoshiharu Shimizu
嘉治 清水
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Abstract

【課題】 ノンリード型の半導体装置の品質の向上を図る。
【解決手段】 半導体チップ２を樹脂封止する封止体と、前記封止体の内部に配置されたタブ１ｂと、タブ１ｂを支持する吊りリード１ｅと、それぞれの被接続面が前記封止体の裏面の周縁部に露出した複数のリードと、半導体チップ２のパッドと前記リードとをそれぞれ接続する複数のワイヤとからなり、吊りリード１ｅにおける前記封止体の外周部に配置された端部は、前記封止体の裏面側において露出せずに前記封止体によって覆われており、したがって、樹脂成形による吊りリード１ｅのスタンドオフは形成されないため、吊りリード切断時に、前記封止体の裏面の角部を切断金型の受け部の吊りリード１ｅの切断しろより十分に広い面積の平坦部によって支持することができ、レジン欠けの発生を防止してＱＦＮ（半導体装置）の品質の向上を図ることができる。
【選択図】 図１２

Description

本発明は、半導体装置およびその製造方法に関し、特に、ノンリード型の半導体装置の品質向上に適用して有効な技術に関する。
従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法では、半導体チップが搭載された状態のリードフレームの少なくともリード部の底面に封止シートを密着させる。この封止シートはリード部の底面に封止樹脂が回り込まないように保護し、リード部の底面を所望の値のスタンドオフとして露出させるための機能部材である。（例えば、特許文献１参照）。
または、封止シートはリード部の底面に封止樹脂が回り込まないように保護し、リード部の底面およびランド電極の底面を所望の値のスタンドオフとして露出させるための機能部材である。（例えば、特許文献２参照）。
特開２００１−１２７０９０号公報（図６） 特開２００２−２６２２３号公報（図６）
ＱＦＮ（Quad Flat Non-leaded Package) などのノンリード型の半導体装置では、各リードの一部が封止体の裏面の周縁部に露出して配置され、これらが外部端子となっている。したがって、樹脂封止時には、樹脂成形金型の金型面に封止用シートを配置し、さらにこの封止用シート上にペレットボンデイングおよびワイヤボンディング済みのリードフレームを配置し、各リードの裏面（一部）と封止用シートとを密着せさて樹脂成形を行う。これにより、各リードの裏面に封止用樹脂が付着するのを防ぐとともに、封止用樹脂の注入時に各リードを封止用シートにめり込ませておくことにより、封止体形成後、封止体の裏面から各リードを僅かに突出させてスタンドオフを確保している。
なお、スタンドオフは、封止体の角部に配置された吊りリードにも同様に形成される。ただし、封止体の角部の表面（上面）側には樹脂成形用のゲート樹脂が角部と連結した状態で残留しているため、吊りリード切断時に角部の表面側には切断金型の受け部側を配置することは非常に困難であり、したがって、吊りリード切断時は封止体の角部の裏面側を切断金型の前記受け部で支持し、この状態で封止体の表面側から切断パンチを進入させて吊りリード切断を行う。
その際、吊りリードにもスタンドオフが形成されているため、スタンドオフ部分を避けた形状（例えば、凹形状）の受け部を有する切断金型で角部の裏面側を支持して切断を行う。ところが、スタンドオフ周辺の樹脂成形状態のばらつきと切断金型の前記受け部とのバランスにより、吊りリード切断時には、吊りリードのスタンドオフ周辺の封止体が切断金型の前記受け部と接触し易く、その結果、吊りリード切断時に、吊りリードのスタンドオフ周辺の封止体が切断金型の前記受け部に接触してレジン欠けが発生することが問題となる。
また、封止体の表面側に会社名、製品コード等を記入するマーク工程は、吊りリードの切断に先立って、多連のリードフレーム状態で行うことが製造コスト低減に有利である。このため、上記リードを切断する工程においては、封止体の裏面側が上方になるように多連のリードフレームを配置し、上記マーク工程では、多連のリードフレームを一度表裏を反転させ、封止体３の表面側を上方に向けて配置する。上記マーク工程後、吊りリードの切断時は、更に多連のリードフレームの表裏を反転させる工程が必要となるため、組み立てのスループットが低下し、製造コストが高くなる懸念がある。
また、他の半導体装置（例えば、薄型のＱＦＰ（Quad Flat Package)など）と同一厚さの半導体チップを搭載する場合などに、ＱＦＮのパッケージ高さの制約からタブ（チップ搭載部）や吊りリードをハーフエッチング加工によって薄く形成してパッケージ高さの制約内に収まるようにしているが、吊りリードが薄くなり、かつ長いため吊りリードが動き易くなり、樹脂封止の際の樹脂注入時の樹脂流動圧によってタブが裏面方向にシフト（移動）するという現象が起こる。
これによって、タブが封止体の裏面に露出したり、封止体に反りが発生し、その結果、パッケージ高さが規格外となったり、外観不良が発生するという問題が起こる。
本発明の目的は、品質の向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。
また、本発明のその他の目的は、実装性の向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。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、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。
本願において開示される発明のうち、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。
すなわち、本発明は、その主面に半導体素子および複数の電極を有する半導体チップと、前記半導体チップを樹脂封止する封止体と、前記封止体の内部に配置されており、前記半導体チップと接続するチップ搭載部と、前記チップ搭載部を支持する吊りリードと、それぞれの一部が前記封止体の裏面の周縁部に露出しており、前記周縁部に並んで配置された複数のリードと、前記半導体チップの前記複数の電極とこれに対応する前記複数のリードとをそれぞれ接続する複数の金属細線とを有し、前記吊りリードにおける前記封止体の外周部に配置された端部は、前記封止体の裏面側において前記封止体によって覆われている。
また、本発明は、チップ搭載部とその周囲に配置された複数のリードと前記チップ搭載部を支持する吊りリードとを有するリードフレームを準備する工程と、前記チップ搭載部に半導体チップを搭載する工程と、前記半導体チップの電極とこれに対応する前記リードとを金属細線で接続する工程と、樹脂成形金型の金型面に配置された封止用シート上に前記リードフレームを配置した後、前記リードフレームの前記複数のリードが前記封止用シートに密着するように前記樹脂成形金型の型締めを行い、その後、前記チップ搭載部および前記吊りリードそれぞれの裏面側に封止用樹脂を周り込ませて前記吊りリードの裏面の封止体の周縁部に対応した箇所が前記封止体によって覆われるように前記半導体チップおよび前記複数の金属細線を樹脂封止して前記封止体を形成する工程と、前記リードフレームから前記リードおよび前記吊りリードを分離して個片化する工程とを有するものである。
本願において開示される発明のうち、代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。
吊りリードにおける封止体の外周部に配置された端部が、裏面側において封止体によって覆われていることにより、封止体の裏面の角部には吊りリードが露出せず、吊りリードによるスタンドオフは形成されない。これにより、吊りリード切断時には、封止体の裏面の角部を切断金型の広い面積の平坦部によって支持して切断することが可能になり、レジン欠けの発生を防止することができる。その結果、半導体装置の品質の向上を図ることができる。
以下の実施の形態では特に必要な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。
さらに、以下の実施の形態では便宜上その必要があるときは、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。
また、以下の実施の形態において、要素の数など（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。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。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。
（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態の半導体装置の構造の一例を示す平面図、図２は図１に示す半導体装置の構造の一例を示す裏面図、図３は図１に示す半導体装置の角部の構造を示す拡大部分斜視図、図４は図１に示す半導体装置の構造を封止体を透過して示す平面図、図５は図４に示すＡ−Ａ線に沿って切断した断面の構造を示す断面図、図６は図４に示すＢ−Ｂ線に沿って切断した断面の構造を示す断面図、図７は図４に示すＡ−Ａ線に沿って切断した断面の構造の変形例を示す断面図、図８は図７に示す構造を封止体を透過して示す拡大部分平面図、図９は図１に示す半導体装置の角部の裏面のピン配置の一例を示す拡大部分裏面図、図１０は本発明の実施の形態の変形例の半導体装置の構造を示す裏面図、図１１は図１に示す半導体装置の製造方法の一例を示す組み立てフロー図、図１２は図１１に示す半導体装置の製造方法のモールド工程における板厚ゲート使用時の樹脂注入方法の一例を示す部分断面図、図１３は図１１に示す半導体装置の製造方法のモールド工程における通常ゲート使用時の樹脂注入方法の一例を示す部分断面図、図１４は図１２に示す板厚ゲート使用時のゲートとリードの位置関係の一例を示す拡大部分平面図、図１５は図１３に示す通常ゲート使用時のゲートとリードの位置関係の一例を示す拡大部分平面図、図１６は図１５に示すフレームの角部の構造を示す部分拡大平面図、図１７は図１１に示す半導体装置の製造方法のリード切断から個片化までの各工程における加工状態の一例を示す部分拡大断面図および部分拡大側面図、図１８は図１に示す半導体装置の角部の裏面のピン配置の一例を示す拡大部分裏面図、図１９は図１３に示す通常ゲート使用時における半導体装置の角部の構造を示す拡大部分斜視図である。
図１〜図６に示す本実施の形態の半導体装置は、封止体３の裏面３ａの周縁部に複数のリード１ａそれぞれの一部が露出して並べて配置された小型のノンリード型のものであり、本実施の形態では、前記半導体装置の一例として、ＱＦＮ５を取り上げて説明する。
ＱＦＮ５の構成について説明すると、その主面２ｂに半導体素子および複数のパッド（電極）２ａを有する半導体チップ２と、半導体チップ２を樹脂封止する封止体３と、封止体３の内部に配置されており、かつ半導体チップ２と接続するチップ搭載部であるタブ１ｂと、タブ１ｂをその角部で連結して支持する吊りリード１ｅと、それぞれの被接続面（一部）１ｇが封止体３の裏面３ａの周縁部に露出しており、かつ前記周縁部に並んで配置された複数のリード１ａと、半導体チップ２の複数のパッド２ａとこれに対応する前記複数のリード１ａとをそれぞれ接続する複数のワイヤ（金属細線）４とからなり、吊りリード１ｅにおける封止体３の外周部に配置された端部は、封止体３の裏面３ａ側において封止体３によって覆われている。
すなわち、吊りリード１ｅの端部は、図２に示すように、封止体３の裏面３ａの角部に露出しておらず、封止体３の内部に埋め込まれている。ただし、封止体３の角部において、吊りリード１ｅは、図３に示すようにその切断面１ｈが封止体３の角部の側面に露出している。
このように吊りリード１ｅにおける封止体３の外周部に配置された端部が、その裏面１ｆ側において封止体３によって覆われて、封止体３の裏面３ａの角部に露出しない構造のため、樹脂成形による吊りリード１ｅのスタンドオフ（リード部分の封止体３の裏面３ａからの突出）は形成されない。これにより、吊りリード切断時には、図１７に示すように、封止体３の裏面３ａの角部を切断金型１０の受け部１０ａの吊りリード１ｅの切断しろ１ｍより広い面積の平坦部１０ｃによって支持して切断することが可能になり、その結果、レジン欠けの発生を防止することができる。
また、本実施の形態のＱＦＮ５は、タブ１ｂとこれを支持する吊りリード１ｅとがハーフエッチング加工などによって薄く形成されており、図５に示すようにそれぞれ封止体３の内部に埋め込まれている。ただし、タブ１ｂおよび吊りリード１ｅそれぞれにおいて各裏面１ｄ，１ｆの一部に突出部１ｊが設けられ、この突出部１ｊが、図２および図５に示すように、封止体３の裏面３ａに露出している。
なお、タブ１ｂや吊りリード１ｅを薄くする加工方法としては、ハーフエッチング加工に限らず、コイニング加工などのハーフエッチング以外の加工方法を採用してもよい。本実施の形態のＱＦＮ５では、タブ１ｂや吊りリード１ｅは、リードフレーム１（図１２参照）の製造段階で、それぞれの突出部１ｊに相当する領域を除いてそれ以外の領域がハーフエッチング加工されて形成されたものであり、ハーフエッチング加工されなかった領域が突出部１ｊとなっている。
このようにタブ１ｂや吊りリード１ｅの裏面１ｄ，１ｆに突出部１ｊが設けられていることにより、樹脂封止の際の樹脂注入時に樹脂流動圧によってタブ１ｂや吊りリード１ｅが裏面方向に押されても、突出部１ｊが、図１２に示すように、樹脂成形金型９の金型面９ｄ上のフィルムシート（封止用シート）８に接触し、これにより、タブ１ｂや吊りリード１ｅが突出部１ｊによって支えられて裏面方向に移動しなくなるため、樹脂流動圧によるタブ１ｂの裏面方向へのシフト（移動）を防ぐことができる。
なお、突出部１ｊは、樹脂注入時にタブ１ｂを支えてタブ１ｂの裏面側へのシフトを防ぐものであるため、図５および図６に示すように、タブ１ｂの裏面１ｄの中央部に設けられていることが好ましく、さらに、その周囲にも設けることにより、複数の突出部１ｊが設けられていてもよい。ただし、タブ１ｂの裏面１ｄの下層に配線を引き回すため、できるだけ突出部１ｊを配置しないことが好ましい。またこの時タブ１ｂについては、タブ１ｂの面積が半導体チップ２の面積よりも大きいタブ（大タブ）１ｂを用いるか、あるいはタブ１ｂの面積が半導体チップ２の面積よりも小さいタブ（小タブ）１ｂを用いるかはどちらでも構わない。しかし、タブ１ｂの面積を半導体チップ２の面積よりも小さくすることにより、半田リフロー時の剥離を防止し、温度サイクル時の応力を低減するため、実装信頼性が向上する。
また、吊りリード１ｅにおいては、例えば、図７および図８の変形例に示すように、その裏面１ｆの半導体チップ２の角部に対応した箇所に突出部１ｊが設けられていることが好ましく、これに加えてタブ１ｂの裏面１ｄの中央部に突出部１ｊが設けられている場合、図２に示すように、封止体３の裏面３ａには、５箇所で突出部１ｊが露出することになる。
これにより、タブ１ｂのロケーションの安定化を図り、タブ１ｂ自体が傾斜することを防止できる。
また、多ピン化によってピン数が増えると、ピン間ピッチが小さくなる傾向であるため、封止体３の裏面３ａの角部においては吊りリード１ｅが露出していないことはピン配置に対しても好ましい。例えば、９ｍｍ×９ｍｍのパッケージサイズで、６４ピンのＱＦＮ５の場合、図９に示すように、ピン間ピッチをＡとし、角部におけるピン間距離をＢとし、リード１ａの露出部である被接続面１ｇの長さをＣとすると、Ａ＞Ｂ＞Ｃとなるように各寸法を決めることが好ましく、この場合においても、角部において封止体３の内部に吊りリード１ｅが埋め込まれた本実施の形態のＱＦＮ構造を採用することが有効である。さらに、図１８に示すようにパッケージの小型化に伴い、多ピン化による狭ピッチ化が進むと角部におけるピン間距離Ｂも短くなるため、角部のリード１ａにおいて吊りリード１ｅ側の角には、テーパ（面取り）１ｎを設けておくことが好ましい。
また、図１０の変形例に示すように、本実施の形態のＱＦＮ５では、タブ１ｂや吊りリード１ｅに必ずしも突出部１ｊを設けていなくてもよく、封止体３の裏面３ａ側にタブ１ｂや吊りリード１ｅが全く露出していない構造としてもよい。すなわち、タブ１ｂおよび吊りリード１ｅを、それらの裏面１ｄ，１ｆをハーフエッチング加工して薄く形成するとともに突出部１ｊは設けない構造とするものであり、この場合においても、封止体３の裏面３ａの角部に吊りリード１ｅが露出しないため、樹脂成形による吊りリード１ｅのスタンドオフは形成されず、その結果、吊りリード切断時のレジン欠けの発生を防止することができる。
以上のように、本実施の形態のＱＦＮ５では、吊りリード１ｅにおける封止体３の外周部に配置された端部が、裏面１ｆ側において封止体３によって覆われていることにより、封止体３の裏面３ａの角部には吊りリード１ｅが露出せず、したがって、吊りリード１ｅによるスタンドオフは形成されない。これにより、吊りリード切断時には、図１７に示すように、封止体３の裏面３ａの角部を切断金型１０の受け部１０ａの吊りリード１ｅの切断しろ１ｍより広い面積の平坦部１０ｃによって支持して切断することが可能になるため、レジン欠けの発生を防止することができる。
その結果、ＱＦＮ５の品質の向上を図ることができる。
また、封止体３の裏面３ａの角部に吊りリード１ｅが露出していないため、ＱＦＮ５を実装する実装基板において、封止体３の裏面３ａの角部に対応した領域に配線を引き回すことができ、ＱＦＮ５の実装性の向上を図ることができる。
また、タブ１ｂの裏面１ｄや吊りリード１ｅの裏面１ｆの少なくとも一方もしくは両者に突出部１ｊが設けられていることにより、樹脂封止の際の樹脂注入時に樹脂流動圧によってタブ１ｂや吊りリード１ｅが裏面方向に押されても、図１２に示すように、突出部１ｊが樹脂成形金型９の金型面９ｄ上のフィルムシート８に接触してタブ１ｂや吊りリード１ｅを支える。
これにより、タブ１ｂや吊りリード１ｅが突出部１ｊによって支えられて裏面方向に移動しなくなるため、樹脂流動圧によるタブ１ｂの裏面方向へのシフト（移動）を防ぐことができる。したがって、タブ１ｂの裏面１ｄへの露出や封止体３の反りを防ぐことができ、ＱＦＮ５の高さが規格外となったり、外観不良の発生に至ることを防止してＱＦＮ５の品質の向上を図ることができる。
なお、図１２に示すように、半導体チップ２は、タブ１ｂのチップ支持面１ｃ上にダイボンド材（例えば、銀ペーストなど）６によって固定されており、半導体チップ２の裏面２ｃとタブ１ｂのチップ支持面１ｃとが接続されている。
さらに、ＱＦＮ５の封止部３の裏面３ａの周縁部に並んで配置された各リード１ａは、図６に示すように、肉厚部１ｉを有しており、それらの一部が被接続面１ｇとして封止体３の裏面３ａに露出している。この被接続面１ｇには、外装メッキとして、半田メッキまたはパラジウムメッキなどが形成されている。
なお、タブ１ｂ、吊りリード１ｅおよび各リード１ａは、例えば、銅合金などの薄板材によって形成されている。
さらに、半導体チップ２は、例えば、ＱＦＮ５の薄型化に対応してその裏面２ｃがバックグラインド（裏面研磨）されたものであり、チップ厚は、例えば、0.２ｍｍ（２００μｍ）である。
また、半導体チップ２のパッド２ａとこれに対応するリード１ａとを接続する金属細線であるワイヤ４は、例えば、金線などである。
また、封止体３は、モールディング方法による樹脂封止によって形成され、その際用いられる封止用樹脂は、例えば、熱硬化性のエポキシ樹脂などである。
次に、図１１に示す組み立てフローを用いて本実施の形態のＱＦＮ５（半導体装置）の製造方法について説明する。
まず、ＱＦＮ５が薄型化対応のものである場合、ステップＳ１に示すバックグラインドにより半導体ウェハの裏面研磨を行って半導体ウェハを薄く形成する。例えば、厚さが２００μｍになるように裏面研磨を行う。ただし、薄型化対応のための半導体ウェハの裏面研磨は必ずしも行わなくてもよい。
一方、半導体チップ２を搭載可能なタブ１ｂと、その周囲に配置された複数のリード１ａと、タブ１ｂを支持する吊りリード１ｅとを有し、かつタブ１ｂおよび吊りリード１ｅそれぞれの裏面１ｄ，１ｆがハーフエッチング加工などによって薄く形成されているとともに、タブ１ｂおよび吊りリード１ｅそれぞれの裏面１ｄ，１ｆに突出部１ｊが設けられたリードフレーム１を準備する。
その後、ステップＳ２に示すダイボンディングを行う。ここでは、リードフレーム１のチップ搭載部であるタブ１ｂのチップ支持面１ｃにダイボンド材６を介して半導体チップ２を固着する。
その後、ステップＳ３に示すワイヤボンディングを行う。ここでは、半導体チップ２のパッド２ａとこれに対応するリード１ａとを金線などのワイヤ（金属細線）４で接続する。
その後、ステップＳ４に示す樹脂封止（モールド）を行う。その際、まず、図１２に示すように、樹脂成形金型９の下型９ｂの金型面９ｄ上に封止用シートであるフィルムシート８を配置する。さらに、フィルムシート８上にリードフレーム１を配置した後、複数のリード１ａの被接続面１ｇがフィルムシート８に密着するように樹脂成形金型９の型締め（クランプ）を行う。
続いて、タブ１ｂおよび吊りリード１ｅそれぞれの裏面１ｄ，１ｆ側に封止用樹脂を周り込ませて、タブ１ｂの裏面１ｄと、吊りリード１ｅの裏面１ｆの封止体３の周縁部に対応した箇所すなわち吊りリード１ｅの端部の裏面１ｆ側が封止体３（封止用樹脂）によって覆われるように半導体チップ２および複数のワイヤ４を樹脂封止して封止体３を形成する。
なお、樹脂成形金型９の上型９ａのキャビティ９ｃに封止用樹脂を注入する際に、図１４に示すように、吊りリード１ｅの端部の外側のハーフエッチング加工が行われている領域Ｐ（図１４に示す斜線部領域Ｐ）のさらに外側のハーフエッチング加工が行われていない箇所を樹脂成形金型９のゲート部９ｅで押さえ付けた状態で、図１２のランナ９ｆ、ゲート部９ｅおよびキャビティ９ｃに亘るレジン注入経路７により、図１４に示す吊りリード１ｅの両脇のリード厚み分の間隙１ｋから、キャビティ９ｃに封止用樹脂を注入して樹脂封止を行う。
その際、吊りリード１ｅはハーフエッチング加工によって薄く形成されているため、ゲート口が広がり、キャビティ９ｃに流れ込む封止用樹脂の流動性を向上させることができる。
さらに、図１２に示すように、タブ１ｂの裏面１ｄや吊りリード１ｅの裏面１ｆに突出部１ｊが設けられていることにより、樹脂注入時に樹脂流動圧によってタブ１ｂや吊りリード１ｅが裏面方向に押されても、突出部１ｊが樹脂成形金型９の下型９ｂの金型面９ｄ上のフィルムシート８に接触し、これにより、タブ１ｂや吊りリード１ｅが突出部１ｊによって支えられて裏面方向に移動しなくなるため、樹脂流動圧によるタブ１ｂの裏面方向へのシフトを防ぐことができる。
その結果、タブ１ｂの裏面１ｄへの露出や封止体３の反りを防ぐことができ、ＱＦＮ５の高さが規格外となったり、外観不良の発生に至ることを防止してＱＦＮ５の品質の向上を図ることができる。
なお、図１３および図１５の変形例に示すように、ゲート口を吊りリード１ｅの上側に配置して図１３に示すレジン注入経路７としてもよく、この場合においてもゲート口が広がるため、キャビティ９ｃに流れ込む封止用樹脂の流動性を向上させることができる。この通常ゲートを使用したレジン注入方法の場合、図１９に示すように、樹脂成形終了後に吊りリード１ｅの表面側にレジンバリ３ｂが形成される。したがって、吊りリード１ｅの切断時には、封止体３の角部の裏面側を成形金型１０で支持し、その状態で封止体３の表面側（上側）から切断パンチ１０ｄを進入させて吊りリード１ｅの切断を行う。
したがって、成形金型１０の受け部１０ａには、レジンバリ３ｂを逃げるための凹形状（溝）を形成することなく、平坦な面（平坦部１０ｃ）の受け部１０ａを備えた成形金型１０を用いて吊りリード１ｅの切断を行うことができる（図１７参照）。
また、図１６は、このレジン注入方法で封止を行った際の封止体３の外周ラインと吊りリード１ｅのハーフエッチング領域Ｐ（図１５および図１６に示す斜線部領域Ｐ）の位置関係を示すものであり、吊りリード１ｅのハーフエッチング領域Ｐが封止体３の角部の内側と外側に亘っているため、吊りリード１ｅの端部の裏面１ｆ側が封止体３（封止用樹脂）によって覆われる構造を実現することができる。
これにより、封止体３の裏面３ａの角部には吊りリード１ｅが露出しないため、吊りリード１ｅによるスタンドオフは形成されない。
ただし、吊りリード１ｅ以外の複数のリード１ａは、その被接続面１ｇをフィルムシート８に密着させるとともに、僅かにフィルムシート８にめり込ませた状態で樹脂成形を行うため、樹脂封止後、各リード１ａの被接続面１ｇを封止体３の裏面３ａから突出させることができ、各リード１ａにスタンドオフを形成することができる。
樹脂封止終了後、図１１のステップＳ５に示すリード切断を行う。
ここでは、図１７のステップＳ５に示すように、封止体３の裏面３ａ側を上方に向けて切断金型１０の受け部１０ａと押さえ部１０ｂとでリード１ａの切断しろ１ｍを挟んで固定し、この状態で封止体３の裏面３ａ側（上方）から切断パンチ１０ｄを進入させてそれぞれの複数のリード１ａを切断する。
すなわち、各リード１ａには、封止体３の裏面３ａ側にスタンドオフが形成されており、かつリード切断面で発生するリードバリを各リード１ａの表面側に形成することが好ましいため、リード切断時に各リード１ａの裏面側である被接続面１ｇ側を受けるのではなく表面側を受け、この状態でリード１ａの裏面側（上方）から切断パンチ１０ｄを進入させて切断を行う。
これにより、リード切断面に形成されるリードバリを各リード１ａの表面側に向けて形成することができ、ＱＦＮ５の実装基板などへの半田実装時の半田接続面積を増やすことができる。
その後、図１１のステップＳ６に示すマーク工程に移る。ここでは、図１７のステップＳ６に示すように、まず、封止体３の表裏を反転させ、封止体３の表面側を上方に向けて配置する。この状態で、封止体３の表面にレーザ１１などを用いて封止体３の表面側から所望のマーキングを行う。
その後、図１１のステップＳ７に示す個片化工程に移る。ここでは、図１７のステップＳ７に示すように、封止体３の表面側を上方に向けた状態を維持し、この状態で封止体３の表面側から切断パンチ１０ｄを進入させて吊りリード１ｅを切断して個片化を行う。すなわち、本実施の形態のＱＦＮ５では、その吊りリード１ｅにスタンドオフが形成されないため、吊りリード切断時に、吊りリード１ｅの端部に対応した封止体３の裏面３ａの周縁部の箇所を、切断金型１０の受け部１０ａの吊りリード１ｅの切断しろ１ｍより十分に広い面積の平坦部１０ｃによって支持することが可能となり、この状態で吊りリード切断を行うことができる。
これにより、板厚ゲート使用時に行っていた反転工程を省略でき、また通常ゲート使用時における吊りリード切断時のレジン欠けの発生を防止することができ、ＱＦＮ５の品質の向上を図ることができる。
このように、本実施の形態のＱＦＮ５の組み立てでは、マーク工程と個片化（吊りリード切断）工程において、封止体３の表面側を上方に向けた状態のまま処理を行うことができ、また封止体３の裏面側を上方に向けて配置する反転工程を省略できるため、マーキングと吊りリード切断の両方の処理を行うことが可能な一貫処理装置を用いることも可能である。この結果、製造コストの低減が可能となる。
なお、吊りリード切断は、マーク工程の有無に係わらず、封止体３の表面側から切断パンチ１０ｄを進入させて行うことでレジン欠け防止の効果を得ることができるが、封止体３の裏面３ａ側から切断パンチ１０ｄを進入させて切断を行ってもレジン欠けを低減する効果は得ることができる。したがって、マーク工程を行わない場合もしくはＱＦＮ５の個片化後にマーク工程を行う場合などには、リード切断と吊りリード切断の工程を、封止体３の裏面３ａ側を上方に向けた状態のまま続けて行ってもよい。
吊りリード切断による個片化終了後、図１１のステップＳ８に示す収納を行って、ＱＦＮ５をトレイ（またはマガジン）などに収納する。さらに、マーク工程を先に行った後に、リード切断と吊りリード切断の工程を行い個片化終了後、図１１のステップＳ８に示す収納を行ってもよい。ただし、マーク工程をリード切断の前に行うと、リード切断後の洗浄によりマークに傷がつく虞や、あるいはマークが消えてしまう虞がある。
以上、本発明者によってなされた発明を発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。
例えば、前記実施の形態では、半導体装置の一例としてＱＦＮ５を取り上げて説明したが、前記半導体装置は、少なくとも封止体３の裏面３ａの角部に吊りリード１ｅの端部が露出しない構造のノンリード型のものであれば、ＱＦＮ以外の他の半導体装置であってもよい。
本発明は、電子装置および半導体製造技術に好適である。
本発明の実施の形態の半導体装置の構造の一例を示す平面図である。 図１に示す半導体装置の構造の一例を示す裏面図である。 図１に示す半導体装置の角部の構造を示す拡大部分斜視図である。 図１に示す半導体装置の構造を封止体を透過して示す平面図である。 図４に示すＡ−Ａ線に沿って切断した断面の構造を示す断面図である。 図４に示すＢ−Ｂ線に沿って切断した断面の構造を示す断面図である。 図４に示すＡ−Ａ線に沿って切断した断面の構造の変形例を示す断面図である。 図７に示す構造を封止体を透過して示す拡大部分平面図である。 図１に示す半導体装置の角部の裏面のピン配置の一例を示す拡大部分裏面図である。 本発明の実施の形態の変形例の半導体装置の構造を示す裏面図である。 図１に示す半導体装置の製造方法の一例を示す組み立てフロー図である。 図１１に示す半導体装置の製造方法のモールド工程における板厚ゲート使用時の樹脂注入方法の一例を示す部分断面図である。 図１１に示す半導体装置の製造方法のモールド工程における通常ゲート使用時の樹脂注入方法の一例を示す部分断面図である。 図１２に示す板厚ゲート使用時のゲートとリードの位置関係の一例を示す拡大部分平面図である。 図１３に示す通常ゲート使用時のゲートとリードの位置関係の一例を示す拡大部分平面図である。 図１５に示すフレームの角部の構造を示す部分拡大平面図である 図１１に示す半導体装置の製造方法のリード切断から個片化までの各工程における加工状態の一例を示す部分拡大断面図および部分拡大側面図である。 図１に示す半導体装置の角部の裏面のピン配置の一例を示す拡大部分裏面図である。 図１３に示す通常ゲート使用時における半導体装置の角部の構造を示す拡大部分斜視図である。
符号の説明
１ リードフレーム
１ａ リード
１ｂ タブ（チップ搭載部）
１ｃ チップ支持面
１ｄ 裏面
１ｅ 吊りリード
１ｆ 裏面
１ｇ 被接続面（一部）
１ｈ 切断面
１ｉ 肉厚部
１ｊ 突出部
１ｋ 間隙
１ｍ 切断しろ
１ｎ テーパ（面取り）
２ 半導体チップ
２ａ パッド（電極）
２ｂ 主面
２ｃ 裏面
３ 封止体
３ａ 裏面
３ｂ レジンバリ
４ ワイヤ（金属細線）
５ ＱＦＮ（半導体装置）
６ ダイボンド材
７ レジン注入経路
８ フィルムシート（封止用シート）
９ 樹脂成形金型
９ａ 上型
９ｂ 下型
９ｃ キャビティ
９ｄ 金型面
９ｅ ゲート部
９ｆ ランナ
１０ 切断金型
１０ａ 受け部
１０ｂ 押さえ部
１０ｃ 平坦部
１０ｄ 切断パンチ
１１ レーザ

Claims (15)

  1. 主面と、裏面と、その主面上に形成された半導体素子および複数の電極を有する半導体チップと、
    前記半導体チップを樹脂封止する封止体と、
    前記封止体の内部に配置されており、前記半導体チップと接続するチップ搭載部と、
    前記チップ搭載部を支持する吊りリードと、
    それぞれの一部が前記封止体の裏面の周縁部に露出しており、前記周縁部に並んで配置された複数のリードと、
    前記半導体チップの前記複数の電極とこれに対応する前記複数のリードとをそれぞれ接続する複数のワイヤとを有し、
    前記吊りリードにおける前記封止体の外周部に配置された端部は、前記封止体の裏面側において前記封止体によって覆われていることを特徴とする半導体装置。
  2. 請求項１記載の半導体装置において、前記チップ搭載部のチップ搭載側と反対側の裏面に突出部が設けられ、前記突出部は前記封止体の裏面に露出していることを特徴とする半導体装置。
  3. 請求項１記載の半導体装置において、前記吊りリードのチップ搭載側と反対側の裏面に突出部が設けられ、前記突出部は前記封止体の裏面に露出していることを特徴とする半導体装置。
  4. 請求項１記載の半導体装置において、前記チップ搭載部のチップ搭載側と反対側の裏面の中央部に突出部が設けられており、前記吊りリードのチップ搭載側と反対側の裏面に突出部が設けられ、前記チップ搭載部および前記吊りリードそれぞれの前記突出部は前記封止体の裏面に露出していることを特徴とする半導体装置。
  5. 請求項１記載の半導体装置において、前記チップ搭載部のチップ搭載側と反対側の裏面に突出部が設けられており、前記吊りリードのチップ搭載側と反対側の裏面の前記半導体チップの角部に対応した箇所に突出部が設けられ、前記チップ搭載部および前記吊りリードそれぞれの前記突出部は前記封止体の裏面に露出していることを特徴とする半導体装置。
  6. 請求項１記載の半導体装置において、前記チップ搭載部のチップ搭載側と反対側の裏面に複数の突出部が設けられており、前記吊りリードのチップ搭載側と反対側の裏面に突出部が設けられ、前記チップ搭載部および前記吊りリードそれぞれの前記突出部は前記封止体の裏面に露出していることを特徴とする半導体装置。
  7. 請求項６記載の半導体装置において、前記チップ搭載部および前記吊りリードは、それぞれの突出部領域を除いてそれ以外の領域がハーフエッチング加工されて成ることを特徴とする半導体装置。
  8. 請求項１記載の半導体装置において、前記吊りリードは、そのチップ搭載側と反対側の裏面が前記封止体によって覆われて前記封止体の裏面に露出していないことを特徴とする半導体装置。
  9. 請求項１記載の半導体装置において、前記チップ搭載部の面積は前記半導体チップの面積よりも小さいことを特徴とする半導体装置。
  10. （ａ）チップ搭載部と、その周囲に配置された複数のリードと、前記チップ搭載部を支持する吊りリードとを有するリードフレームを準備する工程と、
    （ｂ）前記チップ搭載部に半導体チップを搭載する工程と、
    （ｃ）前記半導体チップの電極とこれに対応する前記リードとをワイヤで接続する工程と、
    （ｄ）樹脂成形金型の金型面に配置された封止用シート上に前記リードフレームを配置した後、前記リードフレームの前記複数のリードが前記封止用シートに密着するように前記樹脂成形金型の型締めを行い、その後、前記チップ搭載部および前記吊りリードそれぞれの裏面側に封止用樹脂を周り込ませて前記吊りリードの裏面の封止体の周縁部に対応した箇所が前記封止体によって覆われるように前記半導体チップおよび前記ワイヤを樹脂封止して前記封止体を形成する工程と、
    （ｅ）前記リードフレームから前記リードおよび前記吊りリードを分離して個片化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。
  11. 請求項１０記載の半導体装置の製造方法において、前記（ｄ）工程で前記樹脂成形金型のキャビティに前記封止用樹脂を注入する際に、前記吊りリードの端部の外側を前記樹脂成形金型のゲート部で押さえ付けた状態で前記吊りリードの両脇のリード厚み分の間隙から前記キャビティに前記封止用樹脂を注入して前記樹脂封止を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  12. （ａ）樹脂成形金型の金型面に配置された封止用シート上に、チップ搭載部と吊りリードと複数のリードとを有するリードフレームを配置する工程と、
    （ｂ）前記（ａ）工程後、前記リードフレームの前記複数のリードが前記封止用シートに密着するように前記樹脂成形金型の型締めを行う工程と、
    （ｃ）前記（ｂ）工程後、前記チップ搭載部および前記吊りリードそれぞれの裏面側に封止用樹脂を周り込ませて前記吊りリードの裏面の封止体の周縁部に対応した箇所が前記封止体によって覆われるように半導体チップを樹脂封止して前記封止体を形成する工程と、
    （ｄ）前記封止体の裏面側から切断パンチを進入させて前記複数のリードを切断する工程と、
    （ｅ）前記（ｄ）工程後、前記封止体の表裏を反転させ、その後、前記封止体の表面に前記表面側からマーキングを行う工程と、
    （ｆ）前記封止体の表面側から前記切断パンチを進入させて前記吊りリードを切断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。
  13. 請求項１２記載の半導体装置の製造方法において、前記（ｆ）工程で前記吊りリードを切断する際に、前記吊りリードの端部に対応した前記封止体の裏面の周縁部の箇所を、切断金型の前記吊りリードの切断しろより広い面積の平坦部によって支持した状態で切断することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  14. チップ搭載部と、前記チップ搭載部に連結された吊りリードと、前記チップ搭載部の周囲に配置された複数のリードとを有するリードフレームと、
    複数の半導体素子及び複数の電極を有し、前記チップ搭載部上に配置された半導体チップと、
    前記半導体チップの前記複数の電極と前記複数のリードとを電気的に接続する複数のワイヤと、
    表面と、前記表面と反対側の裏面と、前記表面と前記裏面の間の側面とを有し、かつ、前記半導体チップ、前記チップ搭載部、前記複数のワイヤ及び前記複数のリードを封止する樹脂体とを有し、
    前記複数のリードの各々の一端部が前記樹脂体の前記裏面から露出され、
    前記複数のリード及び前記吊りリードは、前記樹脂体の前記側面において、前記リードフレームの切断により生じる切断面を有し、
    前記吊りリードの切断面は、前記樹脂体の裏面に達していないことを特徴とする半導体装置。
  15. 請求項１４記載の半導体装置において、前記樹脂体の厚さ方向にける前記吊りリードの切断面の長さは、前記樹脂体の厚さ方向にける前記複数のリードの切断面の長さより短いことを特徴とする半導体装置。
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