JP2005229010A - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は樹脂封止型の半導体装置及びその製造方法に係わり、特にノンリード型表面実装構造の薄型半導体装置の製造技術に適用して有効な技術に関する。 The present invention relates to a resin-encapsulated semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a technology effective when applied to a manufacturing technology of a thin semiconductor device having a non-lead type surface mounting structure.
電子機器は、機能面から高密度実装化が、実装面から軽量化,小型化,薄型化が要請されている。このため、電子機器に組み込まれる電子部品の多くは、表面実装が可能な構造に移行してきている。また、電子部品の製造コスト低減のために、パッケージ形態は材料が安くかつ生産性が良好な樹脂封止(レジンパッケージ)が多用されている。
特に、携帯用電話機等の移動端末に組み込む能動素子や受動素子からなるディスクリート部品はさらに小型・薄型化が要請されている。受動素子であるコンデンサや抵抗等を組み込んだチップコンデンサ,チップ抵抗等のチップ部品においては、幅0.3mm、長さ0.6mm、高さ0.2mmと超小型のものも市販されている。
能動素子であるダイオードやトランジスタを組み込んだディスクリート半導体装置においても小型・薄型化が要請されている。ディスクリート半導体装置として、表面実装構造からなる樹脂封止型半導体装置が知られている(例えば、特許文献1)。
Electronic devices are required to be mounted with high density in terms of function, and lighter, smaller, and thinner from the mounting surface. For this reason, many of the electronic components incorporated in electronic devices have been shifted to structures that can be surface-mounted. Also, in order to reduce the manufacturing cost of electronic parts, resin sealing (resin package) is often used as the package form because the material is cheap and the productivity is good.
In particular, there is a demand for further downsizing and thinning of discrete components composed of active elements and passive elements incorporated in mobile terminals such as portable telephones. As chip components such as a passive capacitor, a capacitor incorporating a resistor, a chip resistor, and the like, an ultra-small chip having a width of 0.3 mm, a length of 0.6 mm, and a height of 0.2 mm is also commercially available.
There is also a demand for smaller and thinner discrete semiconductor devices incorporating active elements such as diodes and transistors. As a discrete semiconductor device, a resin-encapsulated semiconductor device having a surface mounting structure is known (for example, Patent Document 1).
特許文献1には、樹脂(封止体)内にトランジスタチップやダイオードチップを封止する半導体装置について記載され、図には、樹脂(封止体)の両側からガルウィング状のリード(外部電極端子)を突出する構造、封止体の下面両側からフラットなリードを突出する構造が記載されている。
表面実装型の樹脂封止型半導体装置の一つとして、2端子のダイオードが知られている。図18(a),(b)は従来のダイオード(半導体装置)を示す図である。図18(a)は、ダイオードの模式的断面図、図18(b)はダイオードの平面図である。 2. Description of the Related Art A two-terminal diode is known as one of surface mount type resin-encapsulated semiconductor devices. 18A and 18B are diagrams showing a conventional diode (semiconductor device). FIG. 18A is a schematic cross-sectional view of a diode, and FIG. 18B is a plan view of the diode.
図18(a),(b)に示すダイオード90は、絶縁性樹脂からなる封止体91の両側中央から真っ直ぐにフラットなリード92a,92bを突出させる構造である。リード92a,92bはその下面が封止体91の下面と一致するような構造、即ち、リード92a,92bの下面が封止体91の下面に露出する表面実装型構造になっている。また、一対のリード92a,92bは封止体91内で一段階段状に折れ曲がっている。
A
左側のリード92aの内端上面には、半導体チップ93が図示しない導電性接合材を介して固定されている。半導体チップ93はダイオードを構成するため、半導体チップ93の下面及び上面にそれぞれ図示しない電極を有する構造になっている。半導体チップ93の上面の電極と右側のリード92bは導電性のワイヤ94によって電気的に接続されている。例えば、半導体チップ93の上面の電極がアノード電極であり、下面の電極がカソード電極である場合、左側のリード92aはカソード電極端子となり、右側のリード92bはアノード電極端子となる。また、封止体91の両側から突出するリード部分は、その表面にメッキ膜95が設けられている。
A
また、封止体91の上面には、図18(b)に示すように、極性や品種を示すマーク96、97が印刷されている。この構造では、例えば、封止体91の大きさは縦1.2mm,横0.8mm,高さ0.6mmとなっている。
Further, as shown in FIG. 18B,
上記構造の半導体装置の製造においては、リード92a,92bが予め分離されているリードフレームが使用される。また、リード92a,92bの内端は階段状に屈曲している。この結果、激しい振動や衝撃が加わった際、リード92a,92bの内端は激しく振動する。ワイヤとして25μm直径と細い金線を使用してワイヤボンディングした後において、激しい振動や衝撃が加わると、金線が接続部分で切れたりすることが分かった。このため、ワイヤ切れを抑止するには、リード厚さを0.1mmよりも薄くはできず、半導体装置の薄型化が妨げられている。
In manufacturing the semiconductor device having the above structure, a lead frame in which the
また、リードフレームは、アノード電極及びカソード電極を分離させるリードフレーム構造であることから、リードフレームの製造コストが高くなり、半導体装置の製造コスト低減を妨げている。
本発明の目的は、薄型でかつ製造コストの低減が図れる半導体装置及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ほか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あきらかになるであろう。
In addition, since the lead frame has a lead frame structure in which the anode electrode and the cathode electrode are separated from each other, the manufacturing cost of the lead frame is increased, which hinders the reduction of the manufacturing cost of the semiconductor device.
An object of the present invention is to provide a semiconductor device that is thin and can be reduced in manufacturing cost, and a manufacturing method thereof.
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
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、下記のとおりである。
(1)本発明の半導体装置はノンリード型半導体装置であり、
上面及びその反対の下面を有する封止体と、
前記封止体内に位置し、上面を前記封止体内に位置させ、下面を前記封止体の下面に露出させる平坦なタブと、
前記封止体内に位置し、上面を前記封止体内に位置させ、下面を前記封止体の下面に露出させる1乃至複数の平坦なポストと、
前記封止体内に位置し、前記タブの上面に固定される半導体チップと、
前記封止体内に位置し、前記半導体チップの電極と前記ポストを電気的に接続する接続手段とを有し、
前記タブと前記ポストは前記封止体の下面に設けられ、前記タブと前記ポストを分断する溝によって電気的に分離されていることを特徴とする。
The following is a brief description of an outline of typical inventions disclosed in the present application.
(1) The semiconductor device of the present invention is a non-lead type semiconductor device,
A sealing body having an upper surface and an opposite lower surface;
A flat tab located in the encapsulant, with an upper surface located in the encapsulant and a lower surface exposed on the lower surface of the encapsulant;
One or more flat posts located in the encapsulant, with the upper surface located in the encapsulant and the lower surface exposed on the underside of the encapsulant;
A semiconductor chip located in the sealing body and fixed to the upper surface of the tab;
It is located in the sealing body, and has a connection means for electrically connecting the electrode of the semiconductor chip and the post,
The tab and the post are provided on a lower surface of the sealing body, and are electrically separated by a groove that divides the tab and the post.
また、前記タブ及び前記ポストの一部の前記上面の縁部分は側方に突出して前記封止体を形成する樹脂内に食い込む構造になっている。また、前記タブは前記半導体チップの所定の電極と電気的に接続されている。 Moreover, the edge part of the said upper surface of the said tab and a part of said post has a structure which protrudes to the side, and digs into the resin which forms the said sealing body. The tab is electrically connected to a predetermined electrode of the semiconductor chip.
このような半導体装置は、
帯状の導電平板からなり、長手方向に沿ってタブ部分とポスト部分が設けられるリードを有するリードフレームを準備する工程と、
前記リードの前記タブ部分上に半導体チップを固定する工程と、
前記半導体チップの電極と前記ポスト部分を接続手段で電気的に接続する工程と、
前記リードの下面を露出させ、かつ前記半導体チップ及び前記接続手段を含み前記リードの上面側を覆う絶縁性樹脂からなる樹脂体を形成する工程と、
前記リード及び前記樹脂体の下面側に溝を形成して前記タブ部分とポスト部分を電気的に分離させる工程と、
前記リード及び前記樹脂体を所定箇所で切断分割する工程とによって製造され、
前記絶縁性樹脂から形成される封止体と、この封止体の下面に下面を露出させ前記タブ部分及び前記ポスト部分から形成されるタブ及びポストを有する半導体装置になる。
Such a semiconductor device is
A step of preparing a lead frame having a lead made of a strip-shaped conductive flat plate and provided with a tab portion and a post portion along the longitudinal direction;
Fixing a semiconductor chip on the tab portion of the lead;
Electrically connecting the electrode of the semiconductor chip and the post portion by connection means;
Forming a resin body made of an insulating resin that exposes a lower surface of the lead and covers the upper surface side of the lead including the semiconductor chip and the connection means;
Forming a groove on the lower surface side of the lead and the resin body to electrically separate the tab portion and the post portion;
Manufactured by cutting and dividing the lead and the resin body at predetermined locations,
A semiconductor device having a sealing body formed from the insulating resin and a tab and a post formed from the tab portion and the post portion with the lower surface exposed at the lower surface of the sealing body.
また、リードフレームの状態において、前記タブ部分及び前記ポスト部分の一部の前記上面の縁部分は側方に突出する構造となり、前記封止体の形成後は前記突出部分が前記封止体を形成する樹脂内に食い込む構造になる。 Further, in the state of the lead frame, the edge portion of the upper surface of a part of the tab portion and the post portion has a structure projecting sideways, and after the formation of the sealing body, the projecting portion causes the sealing body to be formed. It becomes a structure that bites into the resin to be formed.
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、下記のとおりである。
前記(1)の手段によれば、(a)平坦なタブ上に半導体チップを固定し、前記タブと同じ高さに位置する平坦なポストと前記半導体チップの電極とをワイヤで接続し、これらを封止体で封止する構造になっていることから、半導体装置の薄型化を図ることができる。
The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
According to the means of (1), (a) a semiconductor chip is fixed on a flat tab, a flat post located at the same height as the tab and an electrode of the semiconductor chip are connected by a wire, Therefore, the semiconductor device can be thinned.
(b)前記タブ及び前記ポストの一部の縁が側方に突出した構造になっていることから、封止体を形成する樹脂は前記突出した部分の上下にも充填され、前記突出部分が封止体を形成する樹脂内に食い込む構造になることから、タブやポストが封止体から脱落し難くなり、半導体装置の信頼性が高くなる。 (B) Since the edges of the tabs and part of the posts protrude sideways, the resin forming the sealing body is also filled above and below the protruding parts, and the protruding parts are Since the structure that bites into the resin forming the sealing body is employed, the tabs and posts are less likely to drop off from the sealing body, and the reliability of the semiconductor device is increased.
(c)半導体装置の製造において、従来のようなリードが階段状に突出する構造のものを使用することなく、平坦なリード(タブ,ポスト)を使用することから、ワイヤ接続後、激しい振動や衝撃が加わってもリード(タブ,ポスト)及びこれに接続するワイヤが激しく振動することもなく、振動に起因するワイヤの切断が発生しなくなる。この結果、ワイヤ接続の信頼性が高い半導体装置を製造できるとともに、歩留り向上から半導体装置の製造コストの低減を図ることができる。 (C) In the manufacture of semiconductor devices, flat leads (tabs, posts) are used instead of conventional ones with a structure in which the leads protrude stepwise. Even when an impact is applied, the leads (tabs, posts) and the wires connected to the leads do not vibrate vigorously, and the wires are not cut due to the vibrations. As a result, a semiconductor device with high wire connection reliability can be manufactured, and the manufacturing cost of the semiconductor device can be reduced due to the improvement in yield.
(d)上記(c)のように、半導体装置の製造において、平坦なリードを使用することから、耐衝撃性(耐振動性)が向上する。この結果、より薄いリードを使用することが可能になり、半導体装置の薄型化が達成できる。 (D) As described in (c) above, since a flat lead is used in the manufacture of a semiconductor device, impact resistance (vibration resistance) is improved. As a result, a thinner lead can be used, and the semiconductor device can be thinned.
(e)半導体装置の製造において、平坦なリードを使用し、半導体チップの固定、ワイヤボンディング、樹脂体形成と加工処理を行い、その後樹脂体とリードの切断となることから、タブ及びポストの外端が封止体の端面と一致する構造(ノンリード型)となり、半導体装置の小型化が達成できる。 (E) In manufacturing semiconductor devices, flat leads are used, semiconductor chips are fixed, wire bonding, resin body formation and processing are performed, and then the resin body and leads are cut. The structure is such that the end coincides with the end face of the sealing body (non-lead type), and the semiconductor device can be miniaturized.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment of the invention, and the repetitive description thereof is omitted.
図1乃至図15は本発明の実施例1である半導体装置に係わる図である。本実施例1では、本発明をノンリード型の表面実装構造のダイオード(半導体装置)に適用した例について説明する。図1乃至図5はダイオードの構造に係わる図であり、図6乃至図15はダイオードの製造方法に係わる図である。
1 to 15 are diagrams relating to a semiconductor device which is
本実施例1のダイオード(半導体装置)1は、図1乃至図4に示すように、外観的には、上面2a,下面2b,端面2c及び側面2dを有する直方体となる封止体2と、この封止体2の下面2bに下面を露出させるタブ3及びポスト4とからなっている。封止体2は絶縁性樹脂、例えば、エポキシ樹脂で形成され、タブ3及びポスト4は導電平板、例えば、銅系金属板や鉄−ニッケル系合金板等の金属板で形成されている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the diode (semiconductor device) 1 according to the first embodiment has a sealed
タブ3及びポスト4は、直方体の長さ方向に沿って所定間隔離れて直列に配置されるとともに、それぞれの外端は封止体2の別々の端面2cに一致して露出させる構造になっている。これは、ダイオード1の製造において、タブ部分及びポスト部分を有する帯状の金属板からなるリードと、リードの上面に形成した樹脂体を一緒に切断し、封止体2の一対の端面2cと、タブ3及びポスト4の外端面を形成することによる結果である。これにより、外部電極端子となるタブ3及びポスト4を封止体2の周面から長く突出しない、いわゆるノンリード型の表面実装構造の半導体装置を製造することができる。
The
また、タブ3及びポスト4の両側は封止体2を形成する樹脂で覆われている。即ち、タブ3及びポスト4の幅に較べて封止体2の幅は広くなっている。タブ3及びポスト4は、ダイオード1の製造において、樹脂体で覆われたリードを切断し、その切断によって形成された溝5で電気的に分離させている。例えば、タブ3とポスト4の電気的分離を行うために、リードに選択的にレーザ光を照射して溶かして飛ばし、溝5を形成する。溝5は、図5に示すように、封止体2の下面2bの中央部分にのみ設けられる。また、封止体2の上面2aには極性や品種を示すマーク6,7が印刷されている。
Further, both sides of the
一方、図4に示すように、封止体2の内部に埋没するタブ3及びポスト4の上面においては、上面の一部の縁部分が、側方に突出する構造(突出部分3a,4a)になっている。この結果、封止体を形成するための樹脂封止時、溶けた樹脂は突出部分3a,4aの下方に回り込む。この結果、突出部分3a,4aは封止体2を形成する樹脂内に食い込むことになる。従って、樹脂と突出部分3a,4aは噛み合い、タブ3及びポスト4が封止体2から脱落し難くなり、半導体装置1の信頼性が高くなる。なお、突出部分3a,4aの厚さは、特に限定はされないが、タブ3及びポスト4の厚さの半分程度になっている。また、タブ3及びポスト4の露出する下面には、ダイオード1の実装時のソルダーの濡れ性を良好とするためのメッキ膜10が形成されている。メッキ膜は、例えば、3〜7μm程度の厚さのPbSnメッキ膜である。
On the other hand, as shown in FIG. 4, on the upper surface of the
図1及び図2に示すように、タブ3の上面には導電性の接着剤11を介して半導体チップ12が固定されている。半導体チップ12の固定はAu−Si共晶合金による接続でもよい。半導体チップ12は、ダイオードが形成され、半導体チップ12の上・下面にそれぞれ電極13,14を有している。接着剤11はタブ3と電極14を電気的に接続する。また、半導体チップ12の上面の電極13とポスト4は導電性の金線からなるワイヤ15によって電気的に接続されている。半導体チップ12の上面の電極13とポスト4を電気的に接続する接続手段は他の手段であってもよい。例えば、導電性のリボン等であってもよい。ワイヤ15は、例えば、30μm直径の金線である。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
半導体チップ12は、例えば、n導電型のシリコン基板20の表層部分(上面)にp導電型の半導体領域21を選択的に形成し、シリコン基板20の下面に電極(カソード電極)14を設け、上面に半導体領域21に接続する電極(アノード電極)13を設けた構造になっている。シリコン基板20の上面に露出するpn接合部分及びシリコン基板20の表層部分は絶縁膜22で覆われている。
In the
図5はダイオード(半導体装置)1の寸法例を示す模式図である。タブ3及びポスト4の厚さを0.1mmとし、半導体チップ12のサイズを1辺の長さaが0.2mmで厚さが0.1mmの半導体チップ12を使用し、ワイヤ15を直径30μmの金線を熱圧着法で接続した場合、ダイオード1の外形寸法は、長さLが0.6〜0.8mm、幅が0.3〜0.4mm、高さHが0.3〜0.4mmと薄型かつ小型にすることができる。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a dimension example of the diode (semiconductor device) 1. The thickness of the
この場合、タブ3とポスト4の間隔bは0.2mm、ポスト4の長さcは0.1〜0.2mm、半導体チップ12の側方の樹脂の厚さdを0.1〜0.2mmとする。また、ワイヤ15の頂点上の樹脂の厚さは、耐湿性の観点から30μm以上が望ましい。また、タブ3及びポスト4の幅は0.2mmであり、突出部分3a,4aの突出長さは30μm、厚さは0.05mmである。タブ3及びポスト4は銅系材料または鉄−ニッケル合金等が使用される。タブ3及びポスト4は、振動等によるワイヤの破断も起き難いことから、0.1mmよりもさらに薄く、例えば、0.05mmと薄くすることも可能である。
In this case, the distance b between the
つぎに、このようなダイオード1の製造方法について、図6乃至図15を参照しながら説明する。ダイオード1は、図6のフローチャートに示すように、リードフレーム準備(S01)、チップボンディング(S02)、ワイヤボンディング(S03)、封止体形成(S04)、メッキ処理(S05)、分離加工(S06)、マーキング(S07)、分割(S08)、選別(S09)の各工程を経て製造される。
Next, a method for manufacturing such a
半導体装置(ダイオード)1の製造においては、図7に示すようなリードフレーム30が使用される。リードフレームは、薄い一枚の平坦な金属板(導電平板)を、エッチングやプレスによって所望のパターンに形成することによって形成される。金属板としては、例えば、厚さ0.1mmの銅系材料または鉄−ニッケル合金等の金属板が使用される。
In manufacturing the semiconductor device (diode) 1, a
リードフレーム30は、平行に延在する一対の縦枠31と、この一対の縦枠31間に亘って平行に設けられる複数のリード32とからなっている。図7はリードフレーム30の一部を示す平面図であり、3本のリード32が示されている。縦枠31には、リードフレーム30の移送時や位置決め時に利用されるガイド孔33が設けられている。また、リードフレーム30の端には一対の縦枠31を連結する横枠を設けてもよい。
The
図9は1本のリード32部分を示す拡大図である。リード32の断面は図10に示すように、幅広のT字状断面となっている。即ち、リードフレーム30は、その厚さが、例えば、0.1mmとなることから、リード32の厚さも0.1mmとなる。リード32は、その断面が、前述のように幅広のT字状断面になっている。これは、リードフレームの形成時に、リードの下面の縁部分を所定深さエッチングすることによって、あるいはプレスによるコイニングによってリードの縁を所定厚さ押し潰すことによって形成できる。リード32は、図10に示すように、換言するならば、リード32の上面の縁が側方に突出した構造(突出部分32a)になる。この突出部分32aの厚さは、特に限定はされないが、リード32の厚さの半分程度である。また、突出部分32aの突出長さは数十μm程度である。例えば、リード32は、幅が0.2mm、厚さが0.1mm、突出部分32aの突出長さが30μm、突出部分32aの厚さが0.1mmである。
FIG. 9 is an enlarged view showing one
図7及び図9に示すように、リード32はその長手方向に沿ってタブ部分(領域)3eと、ポスト部分(領域)4eが所定間隔で配置されている。タブ部分3eとポスト部分4eとの間には切断部分(領域)32eが位置する。リード32の上面のタブ部分3eには半導体チップ12が固定され、ポスト部分4eにはワイヤ15が接続される。このため、接合性を良好とするため、タブ部分3e及びポスト部分4eの表面にはメッキ膜が形成されている。メッキ膜は、例えば、3〜7μm程度の厚さのAgメッキ膜である。図では、タブ部分3eは右上がりの線群によるハッチングを施し、ポスト部分4eは右下がりの線群によるハッチングを施してある。
As shown in FIGS. 7 and 9, the
直線的に連なる一組のタブ部分3e,切断部分32e及びポスト部分4eは、1本のリード32に繰り返しパターンとしてリードの長手方向に沿って複数設けられている。一組のタブ部分3e,切断部分32e及びポスト部分4eは、その両端の繋ぎ部分(領域)32fを介して、縦枠31または隣接する一組のタブ部分3e,切断部分32e及びポスト部分4eに繋がる構造になっている。
A set of
ダイオード1の製造において、製造の最終段階において、リード32はその長手方向に直交する幅員方向に沿って切断される。この切断は、図9に示すように、各繋ぎ部分32fの所定の位置(切断線35)で行われる。
In the manufacture of the
ダイオード1の製造においては、前述のリードフレーム30を準備した後、図11(a)〜(c)に示すように、チップボンディング(S02)し、その後ワイヤボンディング(S03)を行う。図11(a)〜(c)はタブ部分3eの上面に半導体チップ12を固定(搭載)し、かつ半導体チップ12の上面の電極とポスト部分4eの上面を導電性のワイヤ15で接続したリード32の一部を示す図である。図11(a)は模式的断面図であり、図11(b)は模式的平面図である。図11(c)はリード32の幅員方向に沿う模式的拡大断面図である。図11(a)では、リード32の突出部分32aとの境界を実線で示す。以降の同様の図面でも同様である。
In manufacturing the
常用のチップボンディング法によって、図11(b)に示すように、リード32の各タブ部分3e上に接着剤11[図11(c)参照]を介して半導体チップ12を固定する。また、図11(b)に示すように、半導体チップ12の上面の図示しない電極とポスト部分4eを導電性のワイヤ15で接続する。ワイヤ15は、例えば、30μm直径の金線である。また、ワイヤ15による接続長さは、0.4mm程度と短い。
As shown in FIG. 11B, the
つぎに、図12(a)〜(c)に示すように、常用のトランスファモールディング法によって、リードフレーム30の各リード32部分に絶縁性樹脂による樹脂体40を形成する(S04)。図12(a)〜(c)はリード32の上面側に絶縁性樹脂によって樹脂体を形成したリード32の一部を示す図である。図12(a)は模式的断面図であり、図12(b)は樹脂体上から半導体チップ12やワイヤ15等を透視して示す模式的平面図である。図12(c)はリード32の幅員方向に沿う模式的拡大断面図である。
Next, as shown in FIGS. 12A to 12C, a
図示しないが、リードフレーム30の下面、即ちリード32の下面は、トランスファモールディング装置の下金型の平坦な面上に載置され、各リードの上面及び両側は所定の空間を有して上金型のキャビテイ面に対面する。従って、下金型と上金型とによって形成される空間に絶縁性樹脂が圧入される。この結果、樹脂体40は、各リード32を図12(c)及び(b)に示すように覆うようになる。樹脂体40は断面が略四角形状になり(型の抜け勾配は省略)、図12(c)に示すように、樹脂体40の下面にリード32の下面が一致して露出する構造になる。トランスファモールディング後、樹脂のキュアーが行われ、その後、樹脂体付きリードフレームは金型から取り外される。樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂が使用される。
Although not shown, the lower surface of the
この樹脂体形成の際、リード32の突出部分32aの下方にも樹脂が回り込むことから、突出部分32aは樹脂体40を形成する樹脂内に食い込むことになる。従って、樹脂と突出部分32aは噛み合い、リード32が樹脂体40から脱落し難くなる。この結果、リード32を切断してタブ3及びポスト4を形成した後の状態では、タブ3及びポスト4が封止体2から脱落し難くなる。
When the resin body is formed, the resin also flows below the protruding
つぎに、常用の電解メッキ法によって、樹脂体付きのリードフレーム30の露出する表面にメッキ膜10を形成する(S05)。図13(a)及び(b)は樹脂体の下面に露出するリード下面にメッキ膜を形成したリードフレームの一部を示す図である。図13(a)は模式的断面図であり、図13(b)はリード32の幅員方向に沿う模式的拡大断面図である。
Next, the
樹脂体40が付いた各リード32において、樹脂体40の下面に露出するリード32の表面(下面)にメッキ膜10が形成される。メッキ膜10は、例えば、3〜7μm程度の厚さのPbSnメッキ膜である。
In each lead 32 to which the
つぎに、図14(a)〜(d)に示すように、リード32を切断部分32eで切断する。即ち、樹脂体40の下面にリードの幅員方向に沿ってリード32を切断する溝5を形成してアノード外部電極端子とカソード外部電極端子の電気的分離加工を行う(S06)。図14(a)〜(d)はワイヤ延在部分に対応するリード部分を切断分離したリード等を示す樹脂体が下となりリード32が上となる一部の図である。図14(a)は模式的断面図、図14(b)はリード32の表面に形成したマスクのパターンを示す模式図、図14(c)はレーザ光照射によって形成された溝を示す模式図、図14(d)はリード32の幅員方向に沿う模式的拡大断面図である。
Next, as shown in FIGS. 14A to 14D, the
本実施例では、レーザ光照射によって溝5を形成する。そこで、図14(b)に示すように、各樹脂体40のリード32の表面が露出する面にマスク46を形成する。このマスク46にはレーザ光を透過する開口50が設けられている。そこで、レーザ光を各開口50に所定時間照射させ、リード32を幅員方向に沿って完全に分離するような溝5を形成する[図14(c),(d)参照]。
In this embodiment, the
つぎに、図示しないが、樹脂体40の上面の所定箇所に極性や品種を示すマークを印刷する(S07)。マーク印刷は、例えば、レーザマーキング装置によって行い、製品となった状態で、図2に示すように、極性や品種を示すマーク6,7が封止体2の表面の所定位置になるように樹脂体40の上面にマーキングする。
Next, although not shown, a mark indicating polarity and product type is printed at a predetermined location on the upper surface of the resin body 40 (S07). Mark printing is performed by, for example, a laser marking device, and in a product state, as shown in FIG. 2, the resin is used so that the
つぎに、図15(a)に示すように、樹脂体40のリード32の表面が露出する下面に支持用の接着テープ51を貼り付け、その後、ダイシングブレードによって接着テープ51の途中の深さまで切断を行う[S08:図15(b)参照)]。切断溝52は、図9の切断線35の位置であり、各繋ぎ部分32f部分である。この切断によって、樹脂体40は封止体2となり、タブ部分3eはタブ3となり、ポスト部分4eはポスト4となり、各ダイオード1が接着テープ51に貼り付けられた状態になる。そこで、各ダイオード1を接着テープ51から剥がし、図1乃至図4に示すようなダイオード1を複数製造する。この個片化は、各リード32及び棒状の樹脂体40をその幅員方向に切断し、リード32や樹脂体40をその長手方向には切断しないことから、切断が容易であり、切断作業時間の短縮やダイシングブレードの長寿命化が図れ、ダイオード1の製造コストの低減ともなる。
Next, as shown in FIG. 15A, a supporting
これらダイオード1は、図示しないが、電気特性の検査、外観検査によって選別され(S09)、良品のみを出荷するようになる。
Although not shown, these
本実施例1によれば、以下の効果を有する。
(1)平坦なタブ3上に半導体チップ12を固定し、前記タブ3と同じ高さに位置する平坦なポスト4と半導体チップ12の電極13とをワイヤ15で接続し、これらを封止体2で封止する構造になっていることから、ダイオード(半導体装置)1の薄型化を図ることができる。
The first embodiment has the following effects.
(1) The
(2)タブ3及びポスト4の一部の縁が側方に突出(突出部分3a,4a)した構造になっていることから、封止体2を形成する樹脂は突出部分3a,4aの上下にも充填され、突出部分3a,4aが封止体2を形成する樹脂内に食い込む構造になることから、タブ3やポスト4が封止体2から脱落し難くなり、ダイオード1の信頼性が高くなる。
(2) Since the edge of the
(3)ダイオード1の製造において、従来のようなリードが階段状に突出する構造のものを使用することなく、平坦なリード(タブ部分3e,ポスト部分4e)32を使用することから、ワイヤ接続後、激しい振動や衝撃が加わってもリード(タブ部分3e,ポスト部分4e)32及びこれに接続するワイヤ15が激しく振動することもなく、振動に起因するワイヤ15の切断が発生しなくなる。この結果、ワイヤ接続の信頼性が高いダイオード1を製造できるとともに、歩留り向上からダイオード1の製造コストの低減を図ることができる。
(3) Since the flat lead (
(4)上記(3)のように、ダイオード1の製造において、平坦なリード32を使用することから、耐衝撃性(耐振動性)が向上する。この結果、より薄いリード32(リードフレーム30)を使用することが可能になり、ダイオード1の薄型化が達成できる。
(4) Since the
(5)ダイオード1の製造において、平坦なリード32を使用し、半導体チップ12の固定、ワイヤボンディング、樹脂体形成と加工処理を行い、その後樹脂体40とリード32の切断となることから、タブ3及びポスト4の外端が封止体2の端面と一致する構造(ノンリード型)となり、ダイオード1の小型化が達成できる。
(5) Since the
(6)樹脂体40付きリード32の切断時、リード32及び棒状の樹脂体40をその幅員方向に切断し、リード32や樹脂体40をその長手方向には切断しないことから、切断が容易であり、切断作業時間の短縮やダイシングブレードの長寿命化が図れ、ダイオード1の製造コストの低減ともなる。
(6) When the
(7)ダイオード1のカソード・アノード外部電極端子となるタブ3及びポスト4は、封止体2の下面2bの中央に沿って延在し、封止体2の側面2dにまで延在していない。これにより、ダイオード1を実装基板にソルダーを使用して実装した場合、ソルダーが封止体2の側面2dから外側に流れ出すことがなく、近接してダイオード1を実装できるため、実装スペースの狭小化が図れる。即ち、本発明の適用によって製造される後述するトランジスタや集積回路装置を形成した場合、これらの半導体装置は密集して実装できるため、これら半導体装置を組み込む電子機器の小型化が図れることになる。
(7) The
(8)電流経路においては、半導体チップ12の下面電極(カソード電極14)は接着剤11及び薄いタブ3を介して実装基板の配線に電気的に接続され、半導体チップ12の上面電極は短いワイヤ15及び薄いポスト4を介して実装基板の配線に電気的に接続されるため、インダクタンス成分の低減が可能になり、高周波特性が優れたダイオードとなる。
(8) In the current path, the lower surface electrode (cathode electrode 14) of the
(9)封止体2の下面に下面を露出させる薄いタブ3上に半導体チップ12が接続され、実装状態ではタブ3は実装基板に接続されるため、熱抵抗が小さくなり、半導体チップ12で発生した熱は薄いタブ3を通して効率良く外部に放散されることから、ダイオード1の電気特性が向上しかつ安定する。
(9) The
図16は本発明の実施例2である半導体装置の断面図である。本実施例のダイオード(半導体装置)1は、図16に示すように、封止体2の下面2bに下面を露出させるタブ3及びポスト4の外端側を部分的に引っ込ませて薄くし、薄くなった部分3j,4jの下側にも封止体2を形成する樹脂が充填されるようにしたものである。このダイオード1の製造においては、リードフレーム30のリード32の所定部分をエッチングやコイニングによって薄くし、薄くなった部分3j,4jを形成するものである。引っ込む面は半導体チップ12やワイヤ15が接続されない面である。
FIG. 16 is a cross-sectional view of a semiconductor device that is
本実施例のダイオード1は、実施例1のように、カソード・アノード外部電極端子となるタブ3及びポスト4は、封止体2の下面2bの中央に沿って延在し、封止体2の側面2dにまで延在していない。また、タブ3及びポスト4の外端も封止体2の端面2cにまで到達していない。これにより、ダイオード1を実装基板にソルダーを使用して実装した場合、ソルダーが封止体2の側面2d及び端面2cから外側に流れ出すことがなく、近接してダイオード1を実装できるため、実装スペースの狭小化が図れる。即ち、本発明の適用によって製造する後述するトランジスタや集積回路装置を形成した場合、これらの半導体装置は密集して実装できるため、これら半導体装置を組み込む電子機器の更なる小型化が図れることになる。
In the
図17(a)〜(d)は本発明の実施例3である半導体装置に係わる図である。本実施例ではポストが複数である半導体装置に本発明を適用した例に係わるものである。図に示す半導体装置はトランジスタを構成している。
FIGS. 17A to 17D are diagrams relating to a semiconductor device which is
本実施例では、図17(a),(b)に示すように、実施例1のリード32において、ポスト部分4eの中央に沿ってポスト部分4eを二分するスリット55を1本設けておく。そして、タブ部分3e上に、実施例1と同様に半導体チップ12を固定するとともに、半導体チップ12の上面の図示しない二つの電極をそれぞれワイヤ15によってスリット55で分けられたポスト部分4eに電気的に接続する。図示はしないが、例えば、半導体チップ12は電界効果トランジスタが形成され、半導体チップ12の下面電極はドレイン電極となり、半導体チップ12にはゲート電極とソース電極が形成されているものとする。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 17A and 17B, in the
その後、実施例1と同様にリード32の上面側を樹脂体40で覆う。また、実施例1と同様にタブ部分3eとポスト部分4eとの間に溝5を形成する際、タブ部分3eとポスト部分4eを電気的に分離する。また、実施例1と同様にダイシングブレードによってタブ部分3eの左側及びポスト部分4eの右側をそれぞれ切断する。これにより、図17(c),(d)に示すように外部電極端子が3個となる3端子の半導体装置1、即ちトランジスタを製造することができる。また、スリットを並列に複数設けることによってさらにポストの数(外部電極端子の数)を増加させることができる。
Thereafter, the upper surface side of the
実施例3によっても実施例1と同様に製造上の各効果を有するとともに、薄型で小型の半導体装置を安価に製造することができる。また、高周波特性及び放熱特性の優れた半導体装置ともなる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例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いうまでもない。実施例では、半導体チップを搭載するタブの一端側にのみポストを配置した構造としたが、タブの両端側にそれぞれ1乃至複数のポストを配置する構造の半導体装置(集積回路装置)にも本発明は適用でき、集積回路装置の薄型化,小型化及び低コスト化を図ることができる。
The third embodiment also has the same manufacturing effects as the first embodiment, and a thin and small semiconductor device can be manufactured at low cost. In addition, the semiconductor device has excellent high-frequency characteristics and heat dissipation characteristics.
The invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Nor. In the embodiment, the post is arranged only on one end side of the tab on which the semiconductor chip is mounted. However, the present invention is also applied to a semiconductor device (integrated circuit device) having a structure in which one or more posts are arranged on both end sides of the tab. The invention can be applied, and the integrated circuit device can be reduced in thickness, size, and cost.
1…ダイオード(半導体装置)、2…封止体、2a…上面、2b…下面、2c…端面、2d…側面、3…タブ、3e…タブ部分(領域)、3a,4a…突出部分、3j,4j…薄くなった部分、4…ポスト、4e…ポスト部分、5…溝、6,7…マーク、10…メッキ膜、11…接着剤、12…半導体チップ、13,14…電極、15…ワイヤ、20…シリコン基板、21…半導体領域、22…絶縁膜、30…リードフレーム、31…縦枠、32…リード、32a…突出部分、32e…切断部分、32f…繋ぎ部分、33…ガイド孔、35…切断線、40…樹脂体、46…マスク、50…開口、51…接着テープ、52…切断溝、55…スリット、90…ダイオード(半導体装置)、91…封止体、92a,92b…リード、93…半導体チップ、94…ワイヤ94、95…メッキ膜、96,97…マーク
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記封止体内に位置し、上面を前記封止体内に位置させ、下面を前記封止体の下面に露出させる平坦なタブと、
前記封止体内に位置し、上面を前記封止体内に位置させ、下面を前記封止体の下面に露出させる1乃至複数の平坦なポストと、
前記封止体内に位置し、前記タブの上面に固定される半導体チップと、
前記封止体内に位置し、前記半導体チップの電極と前記ポストを電気的に接続する接続手段とを有し、
前記タブと前記ポストは前記封止体の下面に設けられ、前記タブと前記ポストを分断する溝によって電気的に分離されていることを特徴とする半導体装置。 A sealing body having an upper surface and an opposite lower surface;
A flat tab located in the encapsulant, with an upper surface located in the encapsulant and a lower surface exposed on the lower surface of the encapsulant;
One or more flat posts located in the encapsulant, with the upper surface located in the encapsulant and the lower surface exposed on the underside of the encapsulant;
A semiconductor chip located in the sealing body and fixed to the upper surface of the tab;
It is located in the sealing body, and has a connection means for electrically connecting the electrode of the semiconductor chip and the post,
The tab and the post are provided on a lower surface of the sealing body, and are electrically separated by a groove that divides the tab and the post.
前記リードの前記タブ部分上に半導体チップを固定する工程と、
前記半導体チップの電極と前記ポスト部分を接続手段で電気的に接続する工程と、
前記リードの下面を露出させ、かつ前記半導体チップ及び前記接続手段を含み前記リードの上面側を覆う絶縁性樹脂からなる樹脂体を形成する工程と、
前記リード及び前記樹脂体の下面側に溝を形成して前記タブ部分とポスト部分を電気的に分離させる工程と、
前記リード及び前記樹脂体を所定箇所で切断分割する工程とによって、前記絶縁性樹脂から形成される封止体と、この封止体の下面に下面を露出させ前記タブ部分及び前記ポスト部分から形成されるタブ及びポストを有する半導体装置を製造することを特徴とする半導体装置の製造方法。 A step of preparing a lead frame having a lead made of a strip-shaped conductive flat plate and provided with a tab portion and a post portion along the longitudinal direction;
Fixing a semiconductor chip on the tab portion of the lead;
Electrically connecting the electrode of the semiconductor chip and the post portion by connection means;
Forming a resin body made of an insulating resin that exposes a lower surface of the lead and covers the upper surface side of the lead including the semiconductor chip and the connection means;
Forming a groove on the lower surface side of the lead and the resin body to electrically separate the tab portion and the post portion;
Formed from the tab portion and the post portion by exposing the lower surface to the lower surface of the sealing body by the step of cutting and dividing the lead and the resin body at predetermined locations, and the lower surface of the sealing body A method of manufacturing a semiconductor device comprising manufacturing a semiconductor device having a tab and a post.
前記電気的に接続する工程では、前記半導体チップの前記各電極と前記各ポスト部分を接続手段で電気的に接続し、
前記電気的に分離させる工程では、前記スリットを交差するように前記溝を形成し、
前記切断分割する工程では、前記スリットを交差する切断分割を行って、前記封止体の下面に下面を露出させる複数のポストを有する半導体装置を製造することを特徴とする請求項4に記載の半導体装置の製造方法。 In the step of preparing the lead frame, a lead frame is prepared in which one or more slits are provided in parallel in the longitudinal direction of the lead frame in the post portion,
In the step of electrically connecting, each electrode of the semiconductor chip and each post portion are electrically connected by a connecting means,
In the electrically separating step, the groove is formed so as to cross the slit,
5. The semiconductor device according to claim 4, wherein, in the step of cutting and dividing, a semiconductor device having a plurality of posts that exposes a lower surface on a lower surface of the sealing body by performing cutting and dividing that intersects the slit. 6. A method for manufacturing a semiconductor device.
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