JP2005191498A - プリモールド型半導体装置用リードフレーム及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 プリモールドの際にリードの上面に封止樹脂が上がり込まず、その後のワイヤボンディングが支障なく行え、ボンディングの信頼性を高め得るプリモールド型半導体装置用リードフレームとその製造方法を提供する。
【解決手段】 素子搭載部１５の周りに設けられた複数のリード１６が、素子搭載部側の上面を残して樹脂封止され、上面が樹脂封止されなかったリード１６の上方及び素子搭載部１５の上方に中空部２０が形成されるプリモールド型半導体装置用リードフレーム１０において、リード１６の上面が樹脂封止されない露出領域１９でのリード１６の側面とリード１６の上面とのなす角度が実質上直角又は鋭角となって、露出領域１９でのリード１６の上面側角部を実質的に無ダレ形状とすると共に、当該リード１６の上面を全幅平坦とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えば、光学装置（デジタルカメラ、ビデオカメラ）等における光素子（例えば、ＣＣＤ素子）等に最適に用いるプリモールド型半導体用のリードフレーム及びその製造方法に関する。

光学装置に用いられる半導体チップとして、例えば撮像素子等の光素子がある。この光素子を搭載した半導体装置は、リードを予め樹脂封止したプリモールド型半導体パッケージを用いて製造される。
このプリモールド型半導体パッケージ５０は、図４（Ａ）に示すように、素子搭載部５１の周りに複数形成したリード５２が素子搭載部５１側の上面を残して樹脂封止され、上面が樹脂封止されなかったリード５２の上方及び素子搭載部５１の上方に、共通の中空部５３が形成される。その後、素子搭載部５１に所定の光素子を搭載し、リード５２の上面のボンディング箇所と光素子がボンディングワイヤにより電気的に接続され、中空部５３の上部に図示しない蓋を設けてプリモールド型半導体装置が製造される。

プリモールド型半導体パッケージ５０の製造は、モールドの際、複数形成したリード５２の上面に封止樹脂が付かないように、リード５２の上面を、図示しないモールド金型に当接させて樹脂封止するが、実際には、図４（Ｂ）に示すように、封止樹脂５４が回り込み、封止樹脂５４がリード５２の上面に付いている。このリード５２の上に付着した封止樹脂５４は、ワイヤボンディングを困難にするので、後工程で除去しなければならず、極めて手間を要していた。
このような問題を解決する従来の技術として、例えば、特許文献１には、リードの上面に封止樹脂が付着しないように、リードを少し曲げて弾性力によりモールド金型にリード上面を強く当接させて樹脂封止させる技術が提案され、それなりの効果がある。

特開平１１−１２６７８５号公報

しかしながら、リードはプレス加工時に幅方向端部が丸みを帯びて、ダレていることや、リードが捩れてリードの上面が傾いていることがあり、リード上面をモールド金型に弾性力によって当接させていても、金型のリードの上面端部との間に隙間が形成され、封止樹脂がリード上面側に上がり込む現象が依然として存在する。リードの上面に樹脂が付着していると、前述のようにワイヤボンディングが困難となるか、或いはボンディング不良となる等の問題、及び付着した樹脂を除去せねばならぬ等の問題がある。
本発明は、プリモールドの際にリードの上面に封止樹脂が上がり込まず、その後のワイヤボンディングが支障なく行え、ボンディングの信頼性を高め得るプリモールド型半導体装置用リードフレームとその製造方法を提供することを目的とする。

前記目的に沿う請求項１記載のプリモールド型半導体装置用リードフレームは、素子搭載部の周りに設けられた複数のリードが、前記素子搭載部側の上面を残して樹脂封止され、上面が樹脂封止されなかった前記リードの上方及び前記素子搭載部の上方に中空部が形成されるプリモールド型半導体装置用リードフレームにおいて、
前記リードの上面が樹脂封止されない露出領域での前記リードの側面と上面とのなす角度が実質上直角又は鋭角となって、前記露出領域での前記リードの上面側角部が実質的に無ダレ形状であると共に、当該リードの上面を全幅平坦としている。
これによって、リードの上面と金型の間に隙間が無くなって、封止樹脂の回り込みがなくなる。

また、請求項２記載のプリモールド型半導体装置用リードフレームは、請求項１記載のプリモールド型半導体装置用リードフレームにおいて、前記露出領域での前記リードは、該露出領域より基部側を、該露出領域より幅広くしている。これによって、リードの上側端部の矯正加工が行える有効代が形成され、加工されたリードは、より撓み剛性が向上する。

請求項３記載のプリモールド型半導体装置用リードフレームの製造方法は、プレス加工によって形成され、素子搭載部の周りに設けられた複数のリードが、前記素子搭載部側の上面を残して樹脂封止され、上面が樹脂封止されなかった前記リードの上方及び前記素子搭載部の上方に中空部が形成されるプリモールド型半導体装置用リードフレームの製造方法において、
前記リードの側面にシェービング加工を行って前記リードの側面にプレス加工によって形成されたダレを無くして実質上垂直側面とする側面加工を行って当該リードの上面を全幅平坦としている。

また、請求項４記載のプリモールド型半導体装置用リードフレームの製造方法は、プレス加工によって形成され、素子搭載部の周りに設けられた複数のリードが、前記素子搭載部側の上面を残して樹脂封止され、上面が樹脂封止されなかった前記リードの上方及び前記素子搭載部の上方に中空部が形成されるプリモールド型半導体装置用リードフレームの製造方法において、
前記リード間に入るテーパー状突起を設けた成形押圧具で、前記リードの側面を押圧して、前記リードの上面からのダレを無くして、前記リードの上面と該リードの側面のなす角度を鋭角とする側面加工を行い、当該リードの上面を全幅平坦にしている。

そして、請求項５記載のプリモールド型半導体装置用リードフレームの製造方法は、請求項３及び４記載のプリモールド型半導体装置用リードフレームの製造方法において、前記リードの側面加工は、上面が樹脂封止されない前記リードの露出領域について行われる。

本発明に係るプリモールド型半導体装置用リードフレーム及びその製造方法は、以上の説明からも明らかなように、リードの上面が樹脂封止されない露出領域のリードの側面を、リードの上面に対し実質上垂直又は鋭角として、リード上面のダレを解消して全幅平坦にしているので、複数のリードのプリモールド時にはリードの上面がモールド金型に全幅にわたって隙間なく当接し、封止樹脂がリード側端面からリード上面に上がり込まず、封止樹脂が付着することがない。
これにより、リードの上面に回り込んだ封止樹脂の除去を行う必要がなく、そのままでもリードの上面はボンディング性がよく、従って、ボンディングは信頼性よく行われる等の効果がある。
そして、リードの露出領域のリードの幅を、その基部側が該露出領域より広くすることによって、リードの撓み剛性が強まりプリモールドの際、モールド金型にリード上面がより確り当接する効果がある。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１（Ａ）は本発明の一実施の形態に係るプリモールド型半導体装置用リードフレームの製造方法を示す部分断面図、（Ｂ）は本発明の他の実施の形態に係るプリモールド型半導体装置用リードフレームの製造方法を示す部分断面図、図２（Ａ）は本発明の一実施の形態に係るプリモールド型半導体装置用リードフレームを適用した半導体装置の断面図、（Ｂ）は同プリモールド型半導体装置用リードフレームの平面図、図３（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれプリモールド型半導体装置用リードフレームの製造方法を示す断面図である。

まず、図２（Ａ）に示す本発明の一実施の形態に係るプリモールド型半導体装置用リードフレーム１０を用いた半導体装置１１について説明する。
図２に示すように、本発明の一実施の形態に係る半導体装置１１は、４角箱状のパッケージ本体１２及びその上に被さる密閉蓋１３と、パッケージ本体１２内に収納されている半導体素子１４（例えば、光素子）とを有している。パッケージ本体１２に銅又は銅合金製のプリモールド型半導体装置用リードフレーム１０が組み込まれている。プリモールド型半導体装置用リードフレーム１０は、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、パッケージ本体１２の中央に配置される素子搭載部１５と、その周囲の配置される複数のリード１６とを有し、素子搭載部１５は、サポートリード１７を介してサイドフレーム１８に連結されている。

素子搭載部１５の周りに設けられた複数のリード１６が、素子搭載部側の上面を残して樹脂封止され、上面が樹脂封止されなかったリード１６の露出領域１９の上方及び素子搭載部１５の上方に中空部２０が形成されている。露出領域１９に位置するリード１６の両側面は、シェービング加工が行われて、リード１６の幅は、基側にある非露出領域に位置するリード１６の幅より幅方向両側から狭くなっている。また、露出領域１９にあるリード１６の両側面は、シェービング加工の結果、リード１６の上面と実質的に直角となって、リード１６の上面側角部が無ダレ状態となって、露出領域１９にあるリード１６の上面を全幅平坦としている。

この実施の形態では素子搭載部１５のレベルはリード１６のレベルより下がって、素子搭載部１５上に搭載される半導体素子１４の上面とリード１６の上面とのレベルを一致させている。半導体素子１４の複数の電極パッド２２と、露出領域１９にあって電極パッド２２に対応するリード１６の電極端子部２３とは、それぞれボンディングワイヤ２１によって連結されている。
密閉蓋１３は光透過性の板材（例えば、ガラス又はプラスチック）からなって、密閉状態で、不活性ガスが充填されたパッケージ本体１２に被さるようになっている。

続いて、図１〜図４を参照して、この半導体装置１１に使用するプリモールド型半導体装置用リードフレーム１０の製造方法について説明する。
図２（Ｂ）実線と２点鎖線で示すように、まず、所定の材質からなる金属条材に、中央に配置されサポートリード１７でサイドフレーム１８に支持された素子搭載部１５、その周囲に複数のリード１６を有するリードフレーム中間材２４をプレス加工によって作る。次に、このリードフレーム中間材２４のサポートリード１７の部分にディプレス加工を行って、素子搭載部１５の部分を搭載される半導体素子１４の高さ分だけ押し下げる。

この後、図１（Ａ）に示すように、露出領域１９に位置するリード１６の両側面にシェービングすることによって、リード１６の側面にプレス加工によって形成されたダレ２５を無くして垂直側面とする側面加工を行う。なお、図１（Ａ）において、２６はダイスを、２７はシェービング用のパンチを、２８はストリッパーを示す。リード１６の両側面のシェービング代は、リード１６の厚み（例えば、０．１５〜０．３ｍｍ）にもよるが、０．０１〜０．０３ｍｍとするのがよい。これによって、露出領域１９にあるリード１６の両側面はリード１６の上面に対して垂直となり、更に、リード１６の上面を全幅平坦とすることができ、プリモールド型半導体装置用リードフレーム１０が完成する。

次に、図３に示すように、このプリモールド型半導体装置用リードフレーム１０を、上型３０及び下型３１によって構成されるモールド金型３２に設置する。なお、一枚の条材には複数のプリモールド型半導体装置用リードフレーム１０が並べて同時加工されているので、金型装置は、プリモールド型半導体装置用リードフレーム１０の位置に応じて複数のモールド金型３２を有することになる。
モールド金型３２内にプリモールド型半導体装置用リードフレーム１０を設置すると、露出領域１９にあるリード１６の上面は全幅平坦であるので、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、上型３０の天井面３３に密着状態で接する。なお、図３（Ａ）において、３４は樹脂注入部を、３４ａは排気部を示す。
これによって、露出領域１９にあるリード１６の上面が天井面３３に密着し、樹脂注入時は、樹脂によってリード１６が天井面３３に押さえ付けられるので、封止樹脂が露出領域１９にあるリード１６の上面と天井面３３との間に滲み込まない。従って、リード１６の上面への樹脂の回り込みがない。

図１（Ｂ）は、本発明の他の実施の形態に係るプリモールド型半導体装置用リードフレームの加工方法を示すが、リードフレーム中間材２４を作る所までは、前記実施の形態と同一であるが、その後の側面加工は異なる。即ち、図１（Ｂ）に示すように、リードフレーム中間材２４を裏返しにして、平面台３５の上に載せ、ストリッパー３６でリード１６を押圧した状態で、リード１６の間に入るテーパー状突起３７を設けた成形押圧具３８で、リード１６の側面を押圧して、下側のリード１６の上面と側面との角度が鋭角（例えば、８５〜６０度）の傾斜面を形成する。これによって、リード１６の上面（この図では下側）に発生するダレ２５を矯正、即ち無くして、リード１６の上面を全幅平坦とする。

そして、モールド金型内に入れる場合には、リード１６の上面を上側にして、上型の天井面にリード１６の上面を当接させながら、樹脂封止を行う。リード１６の上面と側面との角度は鋭角になっているので、封止する樹脂によって、リード１６の上面両端部が押さえられ、封止樹脂のリード１６の上面への巻き込みを無くすことができる。

なお、この実施の形態においては、露出領域１９のみのリード１６に対してシェービング加工や成形押圧具３８による側面加工を行ったが、露出領域１６から更に基部側のリード１６の非露出領域まで又はリード１６の全長に渡って側面加工を行って、リード１６の上面を全幅平坦とすることもできる。これによって、リード１６に捩じり等がある場合には、より効率的に矯正ができる。
また、前記実施の形態においては、具体的数字を用いて説明したが、本発明は要旨を変更しない範囲でこの数字に限定されるものではない。

（Ａ）は本発明の一実施の形態に係るプリモールド型半導体装置用リードフレームの製造方法を示す部分断面図、（Ｂ）は本発明の他の実施の形態に係るプリモールド型半導体装置用リードフレームの製造方法を示す部分断面図である。 （Ａ）は本発明の一実施の形態に係るプリモールド型半導体装置用リードフレームを適用した半導体装置の断面図、（Ｂ）は同プリモールド型半導体装置用リードフレームの平面図である。 （Ａ）、（Ｂ）はそれぞれプリモールド型半導体装置用リードフレームの製造方法を示す断面図である。 （Ａ）は従来例に係るプリモールド型半導体装置用リードフレームを使用したパッケージ本体の断面図、（Ｂ）は同平面図である。

符号の説明

１０：プリモールド型半導体装置用リードフレーム、１１：半導体装置、１２：パッケージ本体、１３：密閉蓋、１４：半導体素子、１５：素子搭載部、１６：リード、１７：サポートリード、１８：サイドフレーム、１９：露出領域、２０：中空部、２１：ボンディングワイヤ、２２：電極パッド、２３：電極端子部、２４：リードフレーム中間材、２５：ダレ、２６：ダイス、２７：パンチ、２８：ストリッパー、３０：上型、３１：下型、３２：モールド金型、３３：天井面、３４：樹脂注入部、３４ａ：排気部、３５：平面台、３６：ストリッパー、３７：テーパー状突起、３８：成形押圧具

Claims (5)

1. 素子搭載部の周りに設けられた複数のリードが、前記素子搭載部側の上面を残して樹脂封止され、上面が樹脂封止されなかった前記リードの上方及び前記素子搭載部の上方に中空部が形成されるプリモールド型半導体装置用リードフレームにおいて、
   前記リードの上面が樹脂封止されない露出領域での前記リードの側面と上面とのなす角度が実質上直角又は鋭角となって、前記露出領域での前記リードの上面側角部が実質的に無ダレ形状であると共に、当該リードの上面を全幅平坦としていることを特徴とするプリモールド型半導体装置用リードフレーム。
2. 請求項１記載のプリモールド型半導体装置用リードフレームにおいて、前記露出領域での前記リードは、該露出領域より基部側を、該露出領域より幅広くしていることを特徴とするプリモールド型半導体装置用リードフレーム。
3. プレス加工によって形成され、素子搭載部の周りに設けられた複数のリードが、前記素子搭載部側の上面を残して樹脂封止され、上面が樹脂封止されなかった前記リードの上方及び前記素子搭載部の上方に中空部が形成されるプリモールド型半導体装置用リードフレームの製造方法において、
   前記リードの側面にシェービング加工を行って前記リードの側面にプレス加工によって形成されたダレを無くして実質上垂直側面とする側面加工を行って当該リードの上面を全幅平坦とすることを特徴とするプリモールド型半導体装置用リードフレームの製造方法。
4. プレス加工によって形成され、素子搭載部の周りに設けられた複数のリードが、前記素子搭載部側の上面を残して樹脂封止され、上面が樹脂封止されなかった前記リードの上方及び前記素子搭載部の上方に中空部が形成されるプリモールド型半導体装置用リードフレームの製造方法において、
   前記リード間に入るテーパー状突起を設けた成形押圧具で、前記リードの側面を押圧して、前記リードの上面からのダレを無くして、前記リードの上面と該リードの側面のなす角度を鋭角とする側面加工を行い、当該リードの上面を全幅平坦にすることを特徴とするプリモールド型半導体装置用リードフレームの製造方法。
5. 請求項３及び４のいずれか１項に記載のプリモールド型半導体装置用リードフレームの製造方法において、前記リードの側面加工は、上面が樹脂封止されない前記リードの露出領域について行われることを特徴とするプリモールド型半導体装置用リードフレームの製造方法。

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