JP2005529493A - 半導体デバイスを有するノンリードクワッドフラットパッケージ - Google Patents

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die
die pad
bonding
package
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ベルント、ロールモーゼル
トーマス、バイス
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Koninklijke Philips Electronics NV
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Abstract

本発明は半導体パッケージを提供するものであって、この半導体パッケージは、ダイパッドに接着したディスクリート半導体チップと、このチップに隣接して配設され、複数の接続機構部で形成されたボンディングパッドと、上記チップと上記パッドとを封止する封止材とを備える。本発明の好適実施例では、上記ダイパッドおよび／またはボンディングパッドはそれら自体を封止材に上下、左右にインターロックする手段を備えている。ボンディングパッドとダイパッドとをインターロックする上記手段は上記パッドと封止部との接着強度を著しく向上させてそれらの剥離または亀裂を防止し、こうして上記ノンリード表面実装型半導体パッケージの品質と信頼性とが保証される。

Description

本発明は、一般に、半導体デバイスを有するノンリードクワッドフラットパッケージ（ノンリード表面実装型パッケージ）構造に関し、特に、ディスクリート半導体デバイスを
収納するためのノンリードクワッドフラットパッケージ構造に関する。
半導体実装産業における主要な流れの1つは従来のめっきスルーホール技術（PTH）に代わって表面実装技術（SMT）を使用することである。このSMTには明らかにPTH技術に優れる長所がいくつかあり、例えば、高い実装密度、多いリード本数と短い相互接続距離、容易な実装自動化、等をそれらの長所として例示できる。しかしながら、SMTでは、その対象とする電子デバイスや電子部品が印刷配線基板（プリント配線基板）の表面に実装可能なものでなければならず、電子デバイスに対する近時需要の特徴が短、薄、軽、小であることからこの需要を満たすには、コンデンサ、抵抗、インダクタ等の従来のリード付き部品の材料と構造とを改める必要がある。
上記の目的を達成する半導体デバイスの例としては「ノンリード表面実装型（QFN）パッケージ」がある。ノンリード表面実装型パッケージは比較的新しい構造であって、パッケージから側方に突出して場所をとるアウターリードがない。アウターリードに代って、マザーボードに電気的に接続される外部電極パッドがQFNパッケージの裏側に設けられる。
ノンリード表面実装型パッケージ、特に、リードレス・リードフレーム・パッケージ（LLP）、はチップスケール・パッケージ（CSP）を形成するのにメタル・リードフレーム型基板構造を用いる。典型的なリードレス・リードフレーム・パッケージでは、銅のリードフレームのストリップまたはパネルをスタンピングまたはエッチングでパターン化して複数のチップ基板（chip substrate featues）のアレイを形成している。各チップ基板には、ダイ接着パッドと、対応のダイ接着パッドの周りに配設された複数の接触部（ボンド）とが含まれる。
組立時に、ダイを各ダイ接着パッドに取付け、各ダイを従来のワイヤーボンディングでリードフレーム・ストリップ上の対応ボンディングパッド（ｂｏｎｄ ｐａｄ）接触部と電気的に接続させる。このワイヤーボンディング工程の後、ワイヤーボンディングしたダイの各アレイの上面全体に合成樹脂キャップを成形する。次に、それらダイを従来の鋸引き・テスト技法でばらばらに（個々へと切断（singulated））し、テストする。
次いで、こうして得た実装チップを、従来の技法で印刷回路基板その他の基板に表面実装する。
なお、上記個々へと切断する（singulation）過程にあっては、パッドとボンディングパッド接触部とを成型材料だけで所定位置に保持している。封止材を個々へと切断する（singulating）際の支持力または固締力が十分でないために、ダイパッドまたはリードは個々へと切断する（singulation）時にずれがちである。
米国特許出願（US20020027273A1）には半導体パッケージが開示されており、この半導体パッケージは半導体チップと、上記半導体チップの周りに配設され、複数の接続機構部と補強構造部とで形成された複数のリードと、上記チップとリードとを封止する封止材とを備えている。リードは、半導体チップと高さが同一であるので、その上下面を封止部の外部に露出させることができ、チップが動作時に発生させる熱の放散を向上させることができる。上記リードの補強構造部は、リードと封止部との接着強度を著しく向上させてそれらの剥離または亀裂を防止し、こうして上記半導体パッケージの品質と信頼性とを保証することができる。
しかしながら、上記のようなリードレス・リードフレーム・パッケージには下記のような短所がある。上記米国特許出願の発明が用いるリードフレームは、そのリードフレームから内方へ延びた複数のリードを有し、それらリードには、その側部に補強構造部を、また内側表面に接続機構部が、それぞれ設けられている。このようなリードフレーム構造は個々に実装されたディスクリート半導体デバイス等の製品には適当でない。
したがって、本発明の目的は、個々に実装されたディスクリート半導体デバイスに特に有用な、改良されたノンリードクワッドフラット（表面実装型）半導体パッケージを提供することにある。
本発明の別の目的は、実装時の接続信頼性を高めるノンリード表面実装型半導体パッケージを提供することにある。
本発明のさらに別の目的は、容易なプロセス管理を意図したノンリード表面実装型半導体パッケージを提供することにある。
本発明に係るノンリードクワッドフラット半導体デバイスは、
ディスクリート半導体ダイと、
第1横面と、この第1横面に直交する複数の垂直面と、を有する、上記ディスクリート半導体ダイを支持する、ダイパッドと、
第1横面と、この第1横面に直交した複数の垂直面と、を有する少なくとも1つのボンディングパッドと、
上記ディスクリート半導体ダイを上記ボンディングパッドに接続する少なくとも1本のボンディングワイヤーと、
上記のダイと、ダイパッドと、ボンディングワイヤーと、横面と垂直外面とを有するボンディングパッドと、を封止する封止材とを備えており、
上記ダイパッドが、上記封止材の周囲に配設され、上記封止材の1つの垂直外面に部分的に臨んでいることを特徴とする。
本発明の1つの実施例において、上記ダイパッドの垂直面にインターロック手段（結合手段）が設けられている。
本発明の好適実施例において、上記ダイパッドの垂直面に、このダイパッドを上下、左右にインターロックする手段が設けられている。
本発明の別の好適実施例において、少なくとも1つのダイパッドの第1および第2の垂直面にインターロック手段が設けられている。
本発明のさらに別の好適実施例において、ボンディングパッドの垂直面にインターロック手段が設けられている。
以下、本発明をその実施例に関して、添付図面にしたがってさらに詳細に説明する。
図5に示す、ノンリードクワッドフラット（表面実装型）半導体パッケージ10は下記の部材を備える。すなわち、
半導体チップ11と、
第1横面12aと、外部と電気的接続のために封止材19の外部に露出した第2横面12bと、垂直面12c、12dとを備えた、上記半導体チップ11を取付ける、本体を有する、ダイパッド12と、
上記ダイパッド12に隣接して配設され、上記チップ11に電気的に接続された2つのボンディングパッド13と、
上記のチップ11と、ダイパッド12と、ボンディングパッド13とを封止する封止材19とを備えている。上記ボンディングパッド13は各々、第1横面13aと、外部電気的接続のために封止材19の外部に露出しかつ上記ダイパッドの第2横面12bに対して共平面の第2横面13bとを有する。上記ダイパッドの第2横面12bおよびボンディングパッドの第2横面13bは、上記半導体パッケージ10を外部の印刷回路基板等の基板（図示せず）へ電気的に接続する電送用I/O端子ともなり得る。
上記パッケージはさらに複数のボンディングワイヤー14を備えており、それらボンディングワイヤー14は各々が上記ディスクリート半導体ダイの導電接触部とボンディングパッドの第1横面との間に接続されている。
上記パッケージはさらに、パッケージ本体を形成する封止材19を備えている。
上記パッケージは、外周面と外周縁とを有する多面体形状を有する。1つの外周面には、ダイパッドおよびボンディングパッドの上記第2横面が含まれる。
上記パッケージは周部を有し、そこには上記のディスクリート半導体デバイスが配置されている。上記ダイパッドの少なくとも1つの垂直面はパッケージの外面にその少なくとも部分的に露出している。
図1はノンリード表面実装型パッケージ（QFN）の2つの製造方法を示す。ノンリード表面実装型パッケージの製造には、金属リードフレームを使用する。こうした金属リードフレームにはカバーレイ（coverlay）を含んでもよい。複数のダイパッドと複数のボンディングパッドとがフレーム内にあってそのフレームに接続されている。ダイを各ダイ接着パッドに接着させ、従来のワイヤーボンディングで各ダイを、リードフレームにある対応のボンディングパッド接触部に電気的に接続する。成形とカバーレイ除去とを行う封止ステップの後、ダイパッドおよびリードにメッキを施すことができる。その後に、ダイパッド及びボンディングパッドをリードフレームから切り離し、リードフレームから完成パッケージを鋸引き切断する。こうして、複数のパッケージ、例えば、数千個のパッケージ、を同時に形成しうる。
本発明において使用するディスクリート半導体デバイスは好ましくは、チップ（ダイ）に含まれるトランジスタ、ダイオード、LED、抵抗、コンデンサおよびインダクタ等の能動または受動のディスクリート電子デバイスである。
ディスクリート半導体デバイス・チップ（ダイ）を、ダイパッドの上に置きかつ封止材の周位に配した状態でそのダイパッドで支持する。
このようなダイパッドの本体は多面体形状のものである。この本体形状は通常は直方体が元になっており、以下の説明で「直方体形状」として記述する。なお、この直方体形状は正直方体形状とはいくつかの点で異なっている、例えば、溝、凹部その他の違いを有している、ものでよい。
上記ダイパッドは実質的に平面状の第1横面12aを有し、パッケージ組立時にはダイ11がその上に配される。
上記ダイパッドは、第1横面に対向する実質的に平面状の第2横面12bを有し、この第2横面12bはパッケージの表面に対して周部となる。ダイパッド12の上記第2横面は、樹脂である封止材19の下面と実質上同じ平面上に位置し、その封止樹脂で被覆されずに露出している。
さらに、上記ダイパッドは、上記横面と直交して延びた複数の垂直面を備える。上記ダイパッドは、パッケージの表面に対して周部となる第1垂直面12dも有する。ディスクリートパッケージに個々へと切断（singulate）するのに使用する個々へと切断する技法では、上記第1垂直面12dをパッケージの外面に全体的または部分的に露出させてよい。例えば、上記第1垂直面は封止材の外面と一体的に対面しているか、あるいは封止材の外面に向いた蓋部を有しているかのいずれかである。
本発明の好適な実施例においては、少なくとも1つの内側面にインターロック手段、特に、封止材内にダイパッドを安全に固定する左右、上下インターロック手段が設けられる。好ましくは、インターロック手段を上記第1横面の後面に設ける。
このようなインターロック手段として、1つの方向に凹角なす表面をもつ突起を例示できる。また、1つの方向に凹角をもつこのような突起として、上記ダイパッドのすべての垂直面に片持ちされた円形蓋を例示できる。
好適実施例においては、このようなインターロック手段として、少なくとも2つの方向に凹角をもつ表面を有する突起を例示できる。
少なくとも2つの方向に凹角をもつ上記の突起として、開いたあるいは閉じられた台形突起、ダブテール状突起、T状突起、アンカー状突起、ホーン状突起または封止部の内面に対して外向きの蓋を例示できる。
突起は、矢尻のかえし（barb）状突起のような対称性をもたなくともよい。
このようなインターロック突起は段付き輪郭をもつものでよい。
２つの側に突出した突起は、互いに協働して封止材の中へダイパッドを左右、上下にインターロックするものでよい。
図4および図5は、ダブテール状に形成したインターロック手段を有するダイパッドを示す。
上から見ると、ダイパッドの内後面はダブテール状突起（dovetail protrusion）をもつ片持ちリップ（lip）のように形成されている。
詳しくは、ダイパッドの突起は内方へ突出しており、上記ダイパッドの第1横面は第2横面より面積が大きくなっている。図4において、ハッチングした部分はデバイス部分を示し、またクロスハッチングした部分はダイパッド（およびボンディングパッド）のハーフエッチングした部分を示している。
上記突起に加えて、凹部もインターロック手段と見なすことができる。このような凹部は垂直面の周りに設けられ、その形状として円形、矩形またはその他のいずれかの複合形状を例示できる。
また、例えば図4、図5に示すように、本体周縁の全長または部分長に亘って延びた少なくとも長手方向の凹部16が有用であろう。
また、ボンディングパッド13の各々に、層間剥離の来す力を減衰させるインターロック手段を設けてもよい。
ボンディングパッドは、ディスクリート半導体チップ・デバイス（ダイ）を外部電極に電気的に接続するのに用いられる。
このようなボンディングパッドの本体は多面体状である。この本体の多面体形状は通常は直方体が元になっており、以下の説明で「直方体形状」として記述する。なお、この直方体形状は正直方体形状とはいくつかの点で異なっている、例えば、溝、凹部その他の違いを有しているものでよい。
上記ボンディングパッドは、実質的に平面状の第1横面13aを有し、パッケージ組立時にはボンディングワイヤー14がその上に配される。
上記ボンディングパッドは、第1横面に対向して実質的に平面状の第2横面13bを有し、この第2横面13bはパッケージの表面に対して周部となる。ダイパッド12の上記第2横面は、樹脂である封止材19の下面と実質上同じ平面上に位置し、その封止樹脂で被覆されずに露出している。
さらに、上記ボンディングパッドは、上記横面と直交して延びた複数の垂直面を有する。このボンディングパッドは、パッケージの表面に対して周部となる第1横面13dも有する。ディスクリートパッケージに個々へと切断（singulate）するのに使用する個々への切断技法では、上記第1横面13dをパッケージの外面に全体的または部分的に臨ませてよい。例えば、上記第1垂直面は封止材の外面と一体的に対面しているか、あるいは封止材の外面に対して外向きの蓋（ｌｉｄ）を有しているかのいずれかである。
本発明の好適な実施例においては、少なくとも1つの内側面にインターロック手段、特に、封止材内にダイパッドを安全に繋留する左右、上下インターロック手段、が設けられる。好ましくは、インターロック手段を上記第1横面の後面に設ける。
このようなインターロック手段として、1つの方向に凹角なす表面をもつ突起を例示できる。また、1つの方向に凹角をもつこのような突起として、上記ダイパッドのすべての垂直面に片持ちされた円形蓋（lid）を例示できる。
好適実施例においては、このようなインターロック手段として、少なくとも2つの方向の凹角をもつ表面を有する突起を例示できる。
少なくとも2つの方向に凹角をもつこのような突起として、開口したまたは閉じられた台形突起、ダブテール型突起、T状突起、アンカー状突起、ホーン状突起または封止部の内面に対して外向きの蓋を例示できる。
突起は、矢尻のかえし（barb）状突起のような対称性をもたなくともよい。
このようなインターロック突起は段付き輪郭をもつものでよい。
２つの側に突出した突起は、互いに協働して封止材の中へボンディングパッドを左右、上下にインターロックするものでよい。
図4および図5は、V角をなす2つの垂直面にインターロック手段を有するボンディングパッドを示す。
上から見ると、ボンディングパッドの内後面はV状突起をもつカンチレバーのように配置されている。
詳しくは、ボンディングパッドの突起は内方へ突出しており、各ボンディングパッドの第1横面は第2横面より面積が大きくなっている。図4において、ハッチングした部分はデバイス部分を示し、またクロスハッチングした部分はダイパッド（およびボンディングパッド）のハーフエッチングした部分を示している。
上記突起に加えて、凹部もインターロック手段と見なすことができる。このような凹部は垂直面の周りに設けられ、その形状として円形、矩形またはその他のいずれかの複合形状を例示できる。
また、例えば図4、図5に示すように、本体周縁の全長または部分長に亘って延びた少なくとも長手方向の凹部16が有用であろう。
なお、リードフレーム20の突起（インターロック手段）15の、図3に示す個数、位置および形状は例にすぎず、用途に応じて変わる。本発明の長所は、インターロック手段を、特定のディスクリート半導体ダイのダイパッドおよびボンディングパッドの個数および位置に対応するように構成できる点である。
ダイパッド１２の突起部６に接着剤で接着、固定した後半導体チップを樹脂封止材で成形する場合、インターロック手段15のアンダーカットで上記樹脂封止材を受ける。したがって、インターロック手段のアンダーカットの表面は封止材の対応面と相互作用して部材をパッケージの対応面に機械的に固定する。これによって、インターロック手段はダイパッドおよびボンディングパッドが上下または左右にパッケージ本体から引き離されるのを防ぎ、こうして樹脂成形した半導体デバイスの信頼性に悪影響が及ばないようにしている。
複数の様々なサイズのディスクリート半導体チップ・ダイ11をダイパッドに実装し、また半導体ダイ11とダイパッドとの接触面積を例えば溝（trough）で拡大して半導体ダイ2とダイパッドとの接触を向上させ、これによってダイパッドと半導体チップ11とが分離しないようにしている。
半導体ダイ11を、接着工程でダイパッドの中心部に接着させてもよい。
次いで、細い金属ボンディングワイヤー14で半導体ダイ11を対応のボンディングパッド13に電気的に接続する。
上記ボンディングワイヤーは代表的には金ワイヤーである。金ボンディングワイヤーを銅基板との関係で使用する場合、接触ランドに対するボンディングワイヤーの付着力を高める上で、接触ランドを銀（あるいはその他の材料）めっきするのが有利である。
すべてのダイを適宜の接触ランドにワイヤーボンディングまたはその他の方法で電気的に接続した後、図1に示す基板パネル20全面にわたって1つまたはそれ以上のプラスチック・キャップ21を形成する。この実施例においては、デバイ領域23のすべてのデバイスの全面にわたって別々のプラスチック・キャップを形成する。すなわち、図2Aに一点鎖線で示す４つの別々のキャップを形成する。なお、上記キャップの個数が1個もしくは上記4個以外の個数であっても容易に形成できる。
この場合、ダイパッドおよびボンディングパッドの下面は樹脂封止材１９で被覆されないので、得られる構造は「単一サイドモールド構造（single-sidemolded structure）」となる。
上記ダイパッド12とボンディングパッド13と半導体チップ11と細金属ワイヤー14とは樹脂封止材19内に封止される。ただし、パッケージの外周を囲むボンディングパッドおよびダイパッドの各下方部分は樹脂封止材19の下面から下方かつ側方へ突出する。上記パッド下方部分はマザーボードに電気的に接続される外部電極（または外部端子）としての機能をもつ。
本発明のQFNパッケージのもつ機能によって得られる効果について以下に説明する。
本発明のパッケージは多数の長所をもち、パワーデバイス等のディスクリート電子デバイスへの多くの応用に有用である。このパッケージはサイズを小さくでき、例えば、チップに近いサイズにできる。さらに、このパッケージはその厚みを極めて小さくできる。本発明によれば、約0.5mm以下の厚みをもつパッケージを製造できる。さらに、ボンディングパッドをダイの近くに配置してボンディングワイヤーの長さを短縮するとともに電気的性能を向上させることができる。また、パッケージ冷却の目的で、ダイパッドおよびボンディングパッドの露出した第2横面を金属はんだで印刷回路基板に接続することができる。
ボンディングパッドおよびダイパッドの近くにはアウターリードが存在せず、その代わり、これら信号リードの各々の下方部分が外部電極としての機能を果たす。したがって、こうした構造の故に、実装された半導体チップのサイズを制約することなくパワーQFNパッケージをダウンサイジングすることができる。さらには、外部電極の各下面に樹脂バリがないために、マザーボードの電極を、より高い信頼性が得られるように、それらの外部電極 に接着することができる。
さらに、上記パッドの垂直面に、それらパッドを封止材を上下、左右にロックするインターロック手段を設けることができるので、封止材の加工時に変形を来す切削力をそれらパッドによって減衰させることができる。したがって、ダイパッド２およびボンディングパッドが切削力によって変形したり、ずれたりすることを防ぐことができる。
本発明のさらなる長所として、集積回路をノンリード表面実装するために設計されたツールを、大きく改造することなく使用できる。
ここで、本発明のディスクリート半導体デバイスを収納するQFNパッケージを製造する方法を添付図面を参照して説明する。図1、図2、図4は本発明の第1実施例に係るQFNパッケージを製造する各工程ステップを示している。
図2A、図2BはQFN製造に使用するQFNマトリクス・リーフレーム20の概略平面図であり、図2Cは上記QFNマトリクス・リードフレーム20の上に形成された、個々へと切断する前（unsigulated）の、パッケージユニットの概略断面図である。
先ず図2にもとづいて、本発明の一実施例において使用するのに適したリードレス・リードフレーム20について説明する。図示のように、上記リードレス・リードフレーム20は電導パネル21を備え、この電導パネル21は複数のセグメント22を有する。各セグメント22は、個々のパッケージ領域に対する複数のデバイス部分23を複数行および複数列としてその上に形成されている。図示実施例において、上記電導パネルは、デバイス・セグメントの一次元アレイを有するリードフレームの形になっている。ただし、別の実施例として、形状とデバイス部分レイアウトとが様々に異なった電導パネルを備えたものが可能である。
図4に示すように、上記QFNマトリックス・リードフレーム20は、QFNパッケージ単位の1バッチをその上に形成するのに用いられるパッケージ・サイト23のマトリクスで予め形成されている。これらのパッケージ・サイト23はそれらの境目に沿って形成された格子状接続手段24によって互いに区画されており、その各々がダイパッド12と、個々へと切断する（singulated）まで一緒に保持され得るようにすべてが上記格子状接続バー24に接続された複数のボンディングパッド13と備えている。
これにより、ディスクリート半導体デバイスを備えた極めて多数のQFNを単一リードフレームから製造できる。
すでに判明しているとおり、組立工程においてリードフレームのストリップまたはパネル101の下面に粘着テープを付着させると有用である。この粘着カバーレイ・テープは、ダイ接着作業およびワイヤーボンディング作業の間ダイパッドとボンディングパッドとを支持するのに役立つとともに、成形工程において上記リードフレームのストリップまたはパネル20の下側にバリ（すなわち、不要プラスチック片）が発生するのを防ぐ。
インターロック手段15やリードフレームの鋸引ピットや鋸引ノッチ25を含むダイパッドやボンディングパッドを形成する工程は適宜のものでよい。この工程は、ハーフ・エッチング（half-etch）またはパーシャル・エッチング（partial etch）と称されるも場合もあるが、基板パネル20を突き抜けるエッチングではなくて基板にトラフ（trough）を形成するエッチングであることがその所以である。極めて様々な従来のエッチング技法を用いてこのエッチング工程を容易にすることができる。
公知のように、化学エッチング（ケミカルミリングともいう）は、ホトリソグラフィ、ホトレジストおよび金属溶解液状化学品を用いて金属ストリップにパターンをエッチングする工程である。典型的には、そのストリップの片面または両面にホトレジスト層を塗布し、次にそのレジスト層を、所望パターンをもつマスクを介して露光する。さらに、上記ホトレジストを現像し、硬化させ、パターン化したホトレジスト・マスクを形成する。またさらに、上記マスクで被覆したストリップの片面または両面に薬品をスプレーその他の方法で塗布する。上記ストリップの露光部分をエッチング除去して金属ストリップに上記の所望パターンを残す。
2ステップのエッチング工程を用いて図2、図4に示すリードフレーム20を形成する。第1のエッチング・ステップでは、ストリップの片方または両方の平面に施したレジスト・パターンにしたがって、そのストリップの片面または両面をエッチングする。この第1エッチング・ステップでは、金属ストリップの各部分を突き抜けエッチングして図2に例示するようにリードフレームの全体パターンを形成する。次に、上記リードフレームの片側の各部に第2レジスト・パターンを形成する。ダイパッド、ボンディングパッドおよび鋸引トラフ（saw troughs）のインターロック手段は上記の第2レジスト・パターンで覆われていないのでさらなるエッチングの影響を受けやすい。第2エッチング・ステップでは、第2のレジスト・パターンにしたがって片側からリードフレームをパーシャル・エッチングする。上記第2エッチング・ステップでは、リードフレーム20の溝形成した表面、例えば、クロスハッチングした部分として示すダイパッドおよびボンディングパッドのインターロック手段、を形成する。典型的には、上記鋸引トラフ（saw troughs）にも上記の第2エッチング・ステップを施す。選ばれた各部を厚み方向に選ばれた深さに化学エッチングしたところで、この第2エッチング・ステップを終了する。言換えると、第2エッチング・ステップでは、ダイパッドおよびボンディングパッドの選ばれた各部分を厚み方向にパーシャル・エッチングする。この第2エッチング・ステップにおけるエッチング量は、ダイパッドとボンディングパッドとをパッケージ本体に固定するのに十分な量の封止材料をダイパッドおよびボンディングパッドのインターロック手段の直下に流れさせる必要度によって決まる。典型的には、第2エッチング・ステップでは、ダイパッドおよびボンディングパッドの厚みの約50％までエッチングが行われるが、このエッチング量としてはダイパッドおよびボンディングパッドの厚みの約33％乃至75％の範囲を例示できる。エッチング工程は不完全であるので、凹角は直角でなく、むしろ実質的にのみ直角であってよく、またダイパッドおよびボンディングパッドのエッチングされた側壁は平面でなく、むしろRを付けたコーナーをもつものでよい。
リードフレーム・パネル20をパターン化した後、オプションでこのリードフレーム・パネル20を、良好なワイヤーボンディングを容易にする材料でめっきしてもよい。上記リードフレーム20は、この時点あるいは成形工程ステップのいずれかにおいて、ニッケル（Ni）、パラジューム（Pd）および金（Au）の金属層でめっきしてもよい。
ダイパッドの上記オプションめっきに次いで、ディスクリート半導体ダイ11を従来のダイ接着技法でダイパッド12に取付ける。
図1に示す工程ステップ2において、上記半導体チップ１１を、上記のように作成したリードフレーム20のダイパッドの中心部に取付け、バインダーとしてのエポキシ樹脂を含む銀ペーストによる接着方法でボンディングする。この工程ステップを「ダイボンディング」という。
次に、図1に示すステップ3において、ディスクリート半導体チップ11の電極パッド（図示せず）を細い金属ワイヤーまたは同等の導線14でボンディングパッド13に電気的に接続する。この工程ステップを「ワイヤーボンディング」という。上記細い金属ワイヤー14はアルミ（Al）または金（Au）等の適宜選んだ材料で形成したものでよい。
上記ダイをすべて適宜の接触ランドにワイヤーボンディングまたはその他の方法で電気的に接続した後、図2Bに示すように基板パネル20の全面にわたって１つもしくはそれ以上のプラスチック・キャップ22を形成する。この実施例においては、各デバイス部分23のすべてのデバイスの全面にわたって別々のプラスチック・キャップを形成する。すなわち、図2Aに一点鎖線で示す４つの別々のキャップを形成する。なお、上記キャップの個数が1個もしくは上記4個以外の個数であっても容易に形成できる。
この場合、ダイパッドおよびボンディングパッドの下面は樹脂封止材19で被覆されないので、得られる構造は「単一サイドモールデッド構造（single-sidemolded structure）」となる。
キャップ22は移送成形（トランスファーモールディング）、射出成形等の従来の成形法で形成してよい。上記実施例においては、モールド・アレイタイプ移送成形（molded array-type transfer molding）法を使用する。
領域22内のリードフレームの上側全面にわたって樹脂を施して半導体チップ、パッドおよびワイヤーを埋め込む。リードフレーム20の下側への樹脂の移動を防止する。樹脂は溝25の中へ移動して硬化工程において凝固する。上記溝25の形状のために、その凝固樹脂の離脱が阻止される。その結果、溝25内の凝固樹脂は各デバイスに効果的に固定される。
上記キャップ22の形成後、基板20の裏面のカバーレイを除去してボンディングパッドおよびダイパッドの裏側を図1に示すように露出させる。ステップ5において、ダイパッドおよびリードの露出第2横面を含む、リードフレームの露出面を、銅、金、鉛‐錫はんだ、錫、ニッケル、パラジュウムまたははんだ性金属等の金属でめっきする。用途やリードフレームを形成するのに使用する材料に応じてこのステップ5は省略してもよい。
ステップ6において、封止したリードフレームから、完成したパッケージを切り離す。特に、ステップ6では、リードフレームの可処分部分を除去し、また／あるいはリードフレーム24の可処分部分、すなわち、矩形フレーム等を、ダイパッドおよびリード等の、リードフレームの可処分部分から切り離す。ステップ4において使用した封止方法に応じて、ステップ6で封止材を切断してパッケージの周側を形成してもよい。
好ましくは、鋸（saw）を用いて鋸引トラフ（鋸引ピット）に沿って長手方向に切断してもよい。
直角に切断して個々の半導体デバイスに個々へと切断（singulate）する。
上記の個々へと切断する工程の間、一定幅Wの切刃でQFNマトリクス・リードフレーム20と封止材19とに横断方向切断線と長手方向の個々への切断線とに沿って切込みをつけ、QFNマトリクス・リードフレーム20に一緒に構成されたQFNパッケージ単位の結合バッチをディスクリートQFNパッケージに個々へと切断する。図1にさらに示すように、上記鋸引刃でQFNマトリクスを完全に切断する。
上記の切断工程ステップを行うことで、切り離されたダイパッドとボンディングパッドの端面は樹脂封止材19の側面と実質的に面一となる。すなわち、この構造には、通常は外部端子として設けられるアウターリードがない。この構造では、それに代る外部端子として半田ボール電極を、樹脂封止材19で被覆されないボンディングパッドとダイパッドの各露出下方部分である外部端子の下部 に設けてもよい。特定の場合には、はんだめっき層を上記はんだボールの代わりに形成する場合もある。
個別半導体デバイスを収納するQFNパッケージを製造する場合に行う工程ステップの２つのオプションを示す。 1944個の個別半導体デバイスを収納するQFNパッケージの平面図である。 本発明の実施例に係るインターロック手段の平面図である。 本発明の1つの実施例に係るダイパッドおよびボンドパッドのインターロック手段の横断面図である。 本発明の1つの実施例に係るQFNパッケージの斜視図である。

Claims (5)

  1. ディスクリート半導体ダイと、
    第1横面と、この第1横面に直交する複数の垂直面と、を有する、上記ディスクリート半導体ダイを支持する、ダイパッドと、
    第1横面と、この第1横面に直交した複数の垂直面と、を有する少なくとも1つのボンディングパッドと、
    上記ディスクリート半導体ダイを上記ボンディングパッドに接続する少なくとも1本のボンディングワイヤーと、
    上記のダイと、ダイパッドと、ボンディングワイヤーと、横面と垂直外面とを有するボンディングパッドと、を封止する封止材とを備えており、
    上記ダイパッドが、上記封止材の周囲に配設され、上記封止材の1つの垂直外面に部分的に臨んでいることを特徴とするノンリード表面実装型半導体パッケージ・デバイス。
  2. 上記ダイパッドの垂直面にインターロック手段が設けられている、請求項１に記載のノンリード表面実装型半導体パッケージ・デバイス。
  3. 上記ダイパッドの垂直面に、このダイパッドを上下、左右にインターロックする手段が設けられている、請求項1に記載のノンリード表面実装型半導体パッケージ・デバイス。
  4. 少なくとも1つのダイパッドの第1および第2の垂直面にインターロック手段が設けられている、請求項1に記載のノンリード表面実装型半導体パッケージ・デバイス。
  5. ボンディングパッドの垂直面にインターロック手段が設けられている、請求項1に記載のノンリード表面実装型半導体パッケージ・デバイス。
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