JP2006041137A - リードフレームおよび半導体装置ならびにその半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、リード端子のアウターリード部の曲げ加工時において封止体にクラックが発生することなく、アウターリード部を所定の形状に加工することが可能なリードフレームおよび半導体装置ならびに半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係るリードフレームおよびそれを用いた半導体装置５０は、リード端子３、４、５、６、７のアウターリード部１２の曲げ加工部分であるフォーミング部１３に溝部１１が形成された構成とされている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、半導体装置に関し、特に半導体素子をリードフレームと接続しそれを封止した半導体装置ならびにその半導体装置の製造方法に関するものである。

従来、封止された半導体装置１５０は、例えば、以下のような構成である。図１９（ａ）と（ｂ）に示すように、５つのうち１つのリード端子１５３に支持された載置片１５２に半導体素子１５１が固着し、該半導体素子１５１の電極と４つのリード端子１５３および載置片１５２が、金属性ワイヤから成るワイヤボンディング１５４にて電気的に接続されている。また、ワイヤボンディング１５４を含めて半導体素子１５１やリード端子１５３の載置片１５２側等が、封止樹脂体１５５にて樹脂封止されている。なお、封止樹脂体１５５から外部に引き出されているリード端子１５３部分をアウターリード部１５６（斜線部）と呼ぶ。

また、従来、その半導体装置１５０の製造方法は、以下のとおりである。図２０に示すように、リードフレーム製造工程でリードフレーム１６０が製造され、ダイボンド工程で、１つの半導体装置１５０に対応する単位区間が連なっているリードフレーム１６０の載置片１５２に半導体素子１５１が固着される。続いて、ワイヤボンド工程で、半導体素子１５１の各電極が４本のリード端子１５３および載置片１５２と、それぞれワイヤボンディング１５４にて結線が施されて回路が形成される。続いて、封止工程で、ワイヤボンディング１５４を含めて半導体素子１５１やリード端子１５３の載置片１５２側等が、封止樹脂体１５５にて樹脂封止される。そして、ダイバーカット工程で、図１９と図２０に示すように、リードフレーム１６０の枠体１５７から１つの半導体装置１５０に対応する部分が切り離され、封止樹脂体１５５から外部に引き出されているリード端子１５３のアウターリード部１５６（斜線部）のメッキ処理が行われ、従来の半導体装置１５０が完成する。

さらに、次工程のフォーミング工程で、後のプリント基板へのはんだ実装のため、以下のように半導体装置１５０のアウターリード部１５６が曲げ加工される。図２１（ａ）示すように、半導体装置１５０が、成形装置１７０の台１７２上に固定される。そして、図２１（ｂ）と（ｃ）に示すように、アウターリード部１５６の所定の位置にフォーミング金型１７１が一定の速度で降ろされ、アウターリード部１５６の封止樹脂体１５５近傍の根元部および外端部が曲げ加工される。そして、半導体装置１５０は、残りの所定の工程を経て、プリント基板にはんだ実装され、電子機器に搭載される。
特開平９−２４６４５２号公報 特開昭６１−１３４０４３号公報

確かに、上記構成から成る半導体装置１５０は、フォーミング工程でフォーミング金型１７１の押圧により、アウターリード部１５６の封止樹脂体１５５近傍の根元部および外端部が曲げ加工される。

しかしながら、フォーミング工程では、図２１（ｂ）に示すように、フォーミング金型１７１の押圧によりアウターリード部１５６の曲げ加工部分のフォーミング部１５９が曲げられる。その際、封止樹脂体１５５近傍のアウターリード部１５６の曲げ方向と逆のフレーム面側の曲げ加工部分であるｂ側フォーミング部１５９ｂには、その長手方向に引張応力が作用する。また、その曲げ方向のフレーム面側の曲げ加工部分であるａ側フォーミング部１５９ａには、その長手方向に圧縮応力が作用する。また、フォーミング金型１７１による押圧が大きすぎると、これらの応力も大きくなりアウターリード部１５６が所定の形状に加工できなかったり、アウターリード部１５６の根元部の封止樹脂体１５５に及ぶ力も大きくなり封止樹脂体部分１５８にクラック１６１が発生したりする問題があった。

また、従来では、上記のような問題が発生した場合、フォーミング部１５９の応力やアウターリード部１５６の根元部近傍の封止樹脂体１５５に及ぶ力を軽減するために、フォーミング金型１７１の下降速度を遅くする、フォーミング金型１７１の形状を変更する、リードフレーム１６０の材質を柔らかいものにする、あるいはリードフレーム１６０の厚さを薄くする等の対策が行われてきた。

しかし、フォーミング金型１７１の下降速度を遅くするという対策では、フォーミング金型１７１の下降速度を遅くした分だけフォーミング工程に時間が掛かってしまい、効率が悪くなってしまう。また、フォーミング金型１７１の形状を変更するという対策では、適正なフォーミング金型１７１を選択する際に、フォーミング金型１７１を何種類も設計・製作することになり、経済性が悪く、試作に多くの時間を費やしてしまい、結果的にコストが高く成ってしまう。また、リードフレーム１６０の材質を柔らかい材質に変更するという対策では、リードフレーム１６０自身の強度が低下してしまうため、半導体装置１５０の信頼性をそこねてしまう可能性がある。また、リードフレーム１６０の厚さを薄くするという対策では、半導体装置１５０の試作段階で、多くの他工程においてもリードフレーム１６０の厚さの変更に対応した設定や条件の適性化を行わなければならす、その適性化に膨大な時間と労力を要してしまう。また、これらの対策を実施したとしても、アウターリード部１５６が所定の形状にならなかったり、封止樹脂体１５５にクラック１６１が入ったりする等の問題が必ず全て解決するわけではなかった。

なお、半導体装置をプリント基板にはんだ付け実装した後、プリント基板の反りによるリード端子のアウターリード部とプリント基板とのはんだ付け部分のはんだクラック対策やアウターリード部のプラスチック樹脂付け根部分のクラック対策を目的として、アウターリード部に大きく湾曲した部分を設け、これらの部分に応力がかからにようにした半導体装置が開示・提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

また、半導体装置のプリント基板への自動機による実装時における機械的衝撃をやわらげ、アウターリード部の根元部の封止樹脂体にクラックが生じるのを防ぐことを目的として、アウターリード部に凸出部が形成された半導体装置が開示・提案されている（例えば、特許文献２を参照）。

本発明は、上記の問題点に鑑み、リード端子のアウターリード部の曲げ加工時において封止体にクラックが発生することなく、アウターリード部を所定の形状に加工することが可能なリードフレームおよび半導体装置ならびに半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るリードフレームは、半導体素子を搭載するための載置片と、該載置片に向けて配置されたリード端子と、を有して成り、前記リード端子は、少なくとも一方の面にその長手方向と交差する方向に溝部を有する構成とされている。このような構成とすることにより、本発明のリードフレームを用いて製作された半導体装置におけるリード端子のアウターリード部の曲げ加工時において、アウターリード部が塑性変形しやすくなり、アウターリード部の根元部近傍の封止体部分に及ぶ力を軽減することが可能となるため、封止体にクラックが発生することなく、アウターリード部を所定の形状に加工することが可能となる。

なお、上記構成から成るリードフレームのリード端子は、前記溝部を複数有する構成とするとよい。このような構成とすることにより、本発明のリードフレームを用いて製作された半導体装置におけるリード端子のアウターリード部の曲げ加工時において、溝部が１つの場合よりもアウターリード部が塑性変形しやすくなるため、封止体にクラックが発生することなく、更にアウターリード部を所定の形状に容易に加工することが可能となる。

また、上記構成から成るリードフレームにおける前記溝部の断面形状は、Ｖ字形、Ｕ字形またはコ字形であるとよい。このような構成とすることにより、本発明のリードフレームを用いて製作された半導体装置におけるリード端子のアウターリード部の曲げ加工時において、溝部の形状がＶ字形のであれば、Ｖ字形以外の溝部より一層アウターリード部が塑性変形しやすくなるため、封止体にクラックの発生が発生することなく、更にアウターリード部を所定の形状に容易に加工することが可能となる。また、溝部の形状がＵ字形あるいはコ字形であれば、アウターリード部の曲げ加工時において、溝部が無い場合よりもアウターリード部は塑性変形しやすく、かつＶ字形の溝部より曲げ加工後におけるアウターリード部の強度を増すことことが可能となる。

また、上記構成から成るリードフレームの前記溝部が、前記リード端子の長手方向と交差する方向につき端から端まで形成されているとよい。このような構成とすることにより、本発明のリードフレームを用いて製作された半導体装置におけるリード端子のアウターリード部の曲げ加工時において、前記溝部が一部に形成されている場合よりも、アウターリード部が塑性変形しやすくなり、より一層封止体のクラックの発生を抑制することが可能となるとともに、アウターリード部を所定の形状に容易に加工することが可能となる。

また、上記構成から成るリードフレームの前記溝部が、前記リード端子の長手方向と交差する方向につき少なくとも一方の端から所定の長さ離れた位置まで形成されるとよい。このような構成とすることにより、本発明のリードフレームを用いて製作された半導体装置におけるリード端子のアウターリード部の曲げ加工時には、封止体にクラックが発生することなく、アウターリード部を所定の形状に容易に加工することが可能となるとともに、同時に前記リード端子の長手方向と交差する方向への強度を向上させることが可能となる。

また、本発明に係る半導体装置は、半導体素子と、該半導体素子を封止する封止体と、前記半導体素子の電極と電気的に一端が接続されたリード端子と、を有して成り、前記リード端子が前記封止体から外部に引き出されたアウターリード部は、少なくとも一方の面にその長手方向と交差する方向に溝部を有する構成とされている。このような構成とすることにより、リード端子のアウターリード部の曲げ加工時において、アウターリード部が塑性変形しやすくなり、アウターリード部の根元部近傍の封止体部分に及ぶ力を軽減することが可能となるため、封止体にクラックが発生することなく、アウターリード部を所定の形状に加工することが可能となる。

また、上記構成から成る半導体装置の前記アウターリード部は、前記溝部を複数有して成る構成とするとよい。このような構成とすることにより、リード端子のアウターリード部の曲げ加工時において、溝部が１つの場合よりもアウターリード部が塑性変形しやすくなるため、封止体にクラックが発生することなく、更にアウターリード部を所定の形状に容易に加工することが可能となる。

また、上記構成から成る半導体装置の前記溝部の断面形状は、Ｖ字形、Ｕ字形またはコ字形であるとよい。このような構成とすることにより、リード端子のアウターリード部の曲げ加工時において、Ｖ字形の溝部であれば、更にアウターリード部が塑性変形しやすくなるため、封止体のクラックの発生を防ぐことが可能となるとともに、より一層アウターリード部を所定の形状に容易に加工することが可能となる。また、溝部の形状がＵ字形あるいはコ字形であれば、アウターリード部の曲げ加工時において、溝部が無い場合よりもアウターリード部は塑性変形しやすく、かつＶ字形の溝部より曲げ加工後におけるアウターリード部の強度を増すことことが可能となるため、封止体にクラックが発生することなく、更にアウターリード部を所定の形状に容易に加工することが可能となる。

また、上記構成から成る半導体装置の前記溝部が、前記リード端子の長手方向と交差する方向につき端から端まで形成されるとよい。このような構成とすることにより、リード端子のアウターリード部の曲げ加工時において、前記溝部が一部に形成されている場合よりも、更にアウターリード部が塑性変形しやすくなるため、より一層封止体にクラックが発生することなく、アウターリード部を所定の形状に容易に加工することが可能となる。

また、上記構成から成る半導体装置の前記溝部が、前記リード端子の長手方向と交差する方向につき少なくとも一方の端から所定の長さ離れた位置まで形成されるとよい。このような構成とすることにより、リード端子のアウターリード部の曲げ加工時には、封止体にクラックが発生することなく、アウターリード部を所定の形状に容易に加工することが可能となるとともに、同時に前記リード端子の長手方向と交差する方向への曲がりに対する強度を向上させることが可能となる。

また、上記構成から成る半導体装置が電子機器に搭載されるとよい。このような構成とすることにより、本発明の半導体装置は封止体のクラックの発生なく、リード端子のアウターリード部が所定の形状に加工されているため、本発明の半導体装置が搭載された電子機器は、半導体装置が原因となる故障が低減し、安定稼動をすることが可能となる。

また、本発明の半導体装置の製造方法は、リードフレームを作製するリードフレーム製造工程と、該リードフレームの載置片に半導体素子を載置する工程であるダイボンド工程と、半導体素子の電極とリード端子とに金属線を接続するワイヤボンド工程と、前記載置片、前記半導体素子、前記金属線および前記リード端子を封止する封止工程と、リードフレームを所定の大きさに分離するダイバーカット工程と、を有して成り、前記リードフレーム工程には、リードフレームのリード端子に溝部を形成する工程が含まれる構成とするとよい。このような構成とすることにより、リードフレーム製造工程において、リード端子に溝部が形成されたリードフレームが製造されるため、従来の半導体装置の製造方法から工程数の増加を伴うことなく、新たにリードフレームの設計およびリードフレーム金型製作費が発生するのみで、本発明の半導体装置を製造することができる。

また、本発明の半導体装置の製造方法は、リードフレームを作製するリードフレーム製造工程と、リードフレームの載置片に半導体素子を載置する工程であるダイボンド工程と、半導体素子の電極とリード端子とに金属線を接続するワイヤボンド工程と、前記載置片、前記半導体素子、前記金属線および前記リード端子を封止する封止工程と、リードフレームを所定の大きさに分離するダイバーカット工程と、を有して成り、前記封止工程後にリードフレームのリード端子に溝部を形成する工程を設ける構成とするとよい。このような構成とすることにより、リードフレーム製造工程で用いられるリードフレーム金型を変更する必要がなく、本発明の半導体装置を製造することができる。

本発明に係るリードフレームおよび半導体装置ならびに半導体装置の製造方法であれば、リード端子のアウターリード部の曲げ加工時に、封止体にクラックが発生することなく、アウターリード部を所定の形状に加工することが可能となる。

本発明のリードフレームおよび半導体装置ならびにその半導体装置の製造方法の実施形態の一例について図を参照して以下に説明する。

図１は、本発明に係るリードフレームの構成を示す上面図である。リードフレーム１０は、半導体素子１を搭載するための載置片２と、載置片２を支持し、外部接続用端子の溝部１１を有したリード端子６と、外部接続用端子の溝部１１を有したリード端子３、４、５、７と、これらを支持する枠体８から構成されている。

また、その溝部１１は、後に半導体素子１の電極とリード端子３、４、５、６、７が、導電性ワイヤのボンディングワイヤ１４により電気的に接続され、リード端子３、４、５、６、７の載置片２側が封止樹脂体９により樹脂封止された後、封止樹脂体９から引き出されているリード端子３、４、５、６、７のアウターリード部が曲げ加工される際の、その曲げ加工部分となるフォーミング部に形成されている。なお、溝部１１は、後述で詳細に説明するが、半導体素子１等が封止樹脂体９により封止された後に、リードフレームに形成されていてもよい。また、本発明のリードフレーム１０の特徴である溝部１１の形態や効果について後述で詳細な説明を行う。

また、載置片２と、リード端子３、４、５、６、７は、本実施形態の半導体装置が形成される際の最小の構成単位であり、この最小の構成単位がリードフレーム１０に連なって形成されている。

次に、図２（ａ）は、本発明に係る半導体装置の上面図である。また、図２（ｂ）は、本発明に係る半導体装置の側面図である。本発明の半導体装置２０は、以下のような構成である。図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、リード端子６に支持並びに電気的に接続された載置片２の所定の位置に半導体素子１が固着され、半導体素子１の各電極とリード端子３、４、５、７および載置片２がそれぞれ導電性のボンディングワイヤ１４にて結線が施されて回路が形成されている。また、ボンディングワイヤ１４を含めて半導体素子１やリード端子３、４、５、６、７の載置片２側等が、トランスファーモールド法等により封止樹脂体９にて樹脂封止されている。また、封止樹脂体９から引き出されている各リード端子３、４、５、６、７のアウターリード部１２には、封止樹脂体９側の曲げ加工部分となるフォーミング部１３１の曲げ方向のフレーム面のａ側フォーミング部１３１ａに、Ｖ字形の溝部１１がリード端子３、４、５、６、７の長手方向と交差する方向に端から端まで形成されている。

ここで、フォーミング部について以下に説明する。図３は、フォーミング部を説明するための図である。説明を簡単にするため溝部１１は記述していないが、図３に示すように、フォーミング工程で、半導体装置２０が成形装置３０の台３１上に固定される。そして、半導体装置２０の封止樹脂体９から引き出されている各リード端子のアウターリード部１２が、成形装置３０のフォーミング金型３２の押圧により曲げ加工された際に、アウターリード部１２の直線部１２１ではなく、アウターリード部１２の曲げ加工部分（斜線部）を、フォーミング部１３と呼ぶ。また、封止樹脂体９側のフォーミング部１３１において、アウターリード部１２の曲げ方向のフォーミング部１３１のフレーム面をａ側フォーミング部１３１ａと呼び、その曲げ方向と逆のフォーミング部１３１のフレーム面をｂ側フォーミング部１３１ｂと呼ぶ。また、アウターリード部１２の外端部側のフォーミング部１３２において、アウターリード部１２の曲げ方向のフレーム面のフォーミング部１３２をａ側フォーミング部１３２ａと呼び、アウターリード部１２の曲げ方向と逆のフレーム面のフォーミング部１３２をｂ側フォーミング部１３２ｂと呼ぶこととする。

なお、本発明の半導体装置２０は、リード端子３、４、５、６、７のアウターリード部１２におけるフォーミング部１３に溝部１１が形成されていることに特徴を有している。そこで、以下では、本実施形態の半導体装置２０おけるアウターリード部１２のフォーミング部１３に形成された溝部１１の効果並びに形態について詳細な説明を行う。

次に、上記で説明した本発明の半導体装置２０は、最終的にプリント基板にはんだ付け実装されて電子機器に搭載されるため、後述のようにフォーミング工程で、フォーミング金型３２によってアウターリード部１２の曲げ加工が行われる。フォーミング工程での半導体装置２０のアウターリード部の曲げ加工について以下に説明する。図４（ａ）から（ｃ）は、図２に示す半導体装置２０のアウターリード部１２の曲げ加工について説明するための図である。フォーミング工程で、図４（ａ）に示すように、成形装置３０の台３１上にａ側フォーミング部１３１ａにＶ字形の溝部１１がその長手方向と交差する方向に端から端まで形成された半導体装置２０が所定の位置に固定される。そして、図４（ｂ）に示すように、フォーミング金型３２が、アウターリード部１２の所定の位置に当接して、所定の速度で降ろされる。そして、フォーミング金型３２の押圧によりアウターリード部１２は徐々に曲げられ、それに伴って溝部１１の幅は徐々に狭くなりながら、アウターリード部１２の曲げ加工が行われる。そして、図４（ｃ）に示すように、各フォーミング部１３１、１３２が所定の角度に曲げられ、アウターリード部１２が所定の形状に曲げ加工される。その際、アウターリード部１２のａ側フォーミング部１３１ａに溝部１１が形成されているために、フォーミング部１３１が塑性変形しやすくなり、アウターリード部１２の根元部近傍の封止樹脂体部分９０に及ぶ力を軽減させることができる。よって、図４（ｃ）に示すように、アウターリード部１２を所定の形状に加工することが可能となり、アウターリード部１２の根元部近傍の封止樹脂体部分９０におけるクラックの発生を防止することなどが可能となる。

なお、溝部１１の形態は、上記のようにａ側フォーミング部１３１ａに形成された溝部１１と同様な効果を得ることが可能であればよく、その溝部１１の形態の例を以下に説明する。

次に、２つのＶ字形の溝部１１がａ側フォーミング部１３１ａにアウターリード部１２の長手方向と交差する方向に端から端まで形成された半導体装置２０について以下に説明する。図５（ａ）から（ｃ）は、２つのＶ字形の溝部がａ側フォーミング部１３１ａに形成された半導体装置２０のアウターリード部１２の曲げ加工を説明するための図である。図５（ａ）に示すように、アウターリード部１２のａ側フォーミング部１３１ａに、その長手方向と交差する方向に端から端まで２つのＶ字形の溝部１１が形成されている。

また、溝部１１は、図２や図５（ｂ）に示すように、曲げ加工が行われた際のアウターリード部１２の直線部１２１とａ側フォーミング部１３１ａの境界点と成る２つの位置に形成されるのが好ましい。なお、ａ側フォーミング部１３１ａの中心位置、およびアウターリード部１２の直線部１２１とａ側フォーミング部１３１ａの境界点と成る位置の一方に形成されてもよい。

前述と同様に、フォーミング工程で、半導体装置２０は、図５（ａ）に示すように、成形装置３０の台３１上に所定の位置に固定される。そして、図５（ｂ）に示すように、フォーミング金型３２が、アウターリード部１２の所定の位置に当接して所定の速度で降ろされる。その押圧によりアウターリード部１２は、徐々に曲げられ、それに伴って溝部１１の幅は徐々に狭くなりながら、アウターリード部１２の曲げ加工が行われる。そして、図５（ｃ）に示すように、フォーミング部１３１、１３２が所定の角度に曲げられ、アウターリード部１２が所定の形状に曲げ加工される。その際、２つの溝部１１が形成されているため、前述の溝部１１が１つの場合よりも、更にフォーミング部１３１が塑性変形しやすなり、アウターリード部１２の根元部近傍の封止樹脂体部分９０に及ぶ力も軽減させることができる。よって、図５（ｃ）に示すように、アウターリード部１２を所定の形状に加工することが可能となり、アウターリード部１２の根元部近傍の封止樹脂体部分９０におけるクラックの発生を防止することなどが可能となる。なお、本発明と同様な効果を得られる範囲であれば溝部１１は２つ以上設けられてもよい。

また、アウターリード部１２にフォーミング部１３が複数箇所ある場合においても、上記と同様に、それぞれのフォーミング部１３の曲げ方向のフレーム面に長手方向と交差する方向に端から端までＶ字形の溝部を少なくとも１つ形成するとよい。これにより、各フォーミング部１３は、塑性変形しやすくなり、さらにアウターリード部１２を所定の形状に加工することがより容易になり、アウターリード部１２の根元部近傍の封止樹脂体部分９０に及ぶ力も軽減することができる。

次に、１つのＶ字形の溝部がｂ側フォーミング部１３１ｂに形成された半導体装置２０について以下に説明する。図６（ａ）から（ｃ）は、ｂ側フォーミング部１３１ｂにＶ字形溝部１１が形成された半導体装置２０のアウターリード部１２の曲げ加工を説明するための図である。図６（ａ）に示すように、アウターリード部１２の曲げ加工を行う際の曲げ方向と逆のフレーム面のｂ側フォーミング部１３１ｂに、その長手方向と交差する方向に端から端までＶ字形の溝部１１が１つ形成されている。

前述と同様に、フォーミング工程で、半導体装置２０は、図６（ａ）に示すように、成形装置３０の台３１上に所定の位置に固定される。続いて、フォーミング金型３２の押圧によりアウターリード部１２は、図６（ｂ）に示すように、徐々に曲げられ、それに伴って溝部１１の幅は徐々に広がりながら、アウターリード部１２の曲げ加工が行われる。そして、図６（ｃ）に示すように、各フォーミング部１３１、１３２が所定の角度に曲げられ、アウターリード部１２が所定の形状に曲げ加工される。その際、溝部１１が形成されているために、フォーミング部１３１が塑性変形しやすくなり、アウターリード部１２の根元部近傍の封止樹脂体部分９０に及ぶ力も軽減することができる。よって、図６（ｃ）に示すように、アウターリード部１２を所定の形状に加工することが可能となり、アウターリード部１２の根元部近傍の封止樹脂体部分９０におけるクラックの発生を防止することなどが可能となる。

次に、２つのＶ字形の溝部がｂ側フォーミング部１３１ｂに形成された半導体装置２０の一例について以下に説明する。図７（ａ）から（ｃ）は、ｂ側フォーミング部１３１ｂに２つのＶ字形溝部が形成された半導体装置２０におけるアウターリード部１２の曲げ加工を説明するための図である。図７（ａ）に示すように、アウターリード部１２の曲げ加工を行う際の曲げ方向と逆のフレーム面のｂ側フォーミング部１３１ｂに、その長手方向と交差する方向に端から端までＶ字形の溝部が２つ形成されている。

また、溝部１１は、詳細には、図２や図７（ｂ）に示すように、曲げ加工が行われた際のアウターリード部１２の直線部１２１とｂ側フォーミング部１３１ｂの境界点と成る２つの位置にそれぞれ形成されるのが好ましい。なお、ｂ側フォーミング部１３１ｂの中心位置、およびアウターリード部１２の直線部１２１とｂ側フォーミング部１３１ｂの境界点と成る位置の一方に形成されてもよい。

前述と同様に、フォーミング工程で、半導体装置２０は、図７（ａ）に示すように、成形装置３０の台３１上に所定の位置に固定される。続いて、図７（ｂ）に示すように、フォーミング金型３２の押圧によりアウターリード部１２は、徐々に曲げられ、それに伴って溝部１１の幅は徐々に広がりながら、アウターリード部１２の曲げ加工が行われる。そして、図７（ｃ）に示すように、各フォーミング部１３１、１３２が所定の角度に曲げられ、アウターリード部１２が所定の形状に曲げ加工される。その際、２つの溝部１１が形成されているため、前述のように溝部が１つの場合よりも、更にフォーミング部１３１が塑性変形しやすなり、アウターリード部１２の根元部近傍の封止樹脂体部分９０に及ぶ力も軽減することができる。よって、図７（ｃ）に示すように、アウターリード部１２を所定の形状に加工することが可能となり、アウターリード部１２の根元部近傍の封止樹脂体部分９０におけるクラックの発生を防止することなどが可能となる。なお、本発明と同様な効果を得られる範囲であれば溝部は２つ以上設けられてもよい。

また、アウターリード部１２におけるフォーミング部１３が複数箇所ある場合においても、上記と同様に、各フォーミング部１３の曲げ方向の逆のフレーム面に長手方向と交差する方向に端から端までＶ字形の溝を少なくとも１つ形成するとよい。これにより、各フォーミング部１３は、塑性変形しやすくなり、アウターリード部１２の根元部近傍の封止樹脂体部分９０に及ぶ力も軽減することができる。

次に、Ｖ字形の溝部１１が、ａ側フォーミング部１３１ａおよびｂ側フォーミング部１３１ｂに形成された半導体装置２０の一例について以下に説明する。図８（ａ）から（ｃ）は、フォーミング部１３１のフレーム面の両面にＶ字形の溝部１１が形成された半導体装置２０のアウターリード部１２の曲げ加工を説明するための図である。図８（ａ）に示すように、アウターリード部１２のフォーミング部１３１におけるフレーム面の両面のａ側フォーミング部１３１ａおよびｂ側フォーミング部１３１ｂにその長手方向と交差する方向に端から端までＶ字形の溝部１１が形成されている。

前述と同様に、フォーミング工程で、半導体装置２０は、図８（ａ）に示すように、成形装置３０の台３１上に所定の位置に固定される。続いて、図８（ｂ）に示すように、フォーミング金型３２の押圧によりアウターリード部１２は、徐々に曲げられ、それに伴ってｂ側フォーミング部１３１ｂの溝部１１の幅は徐々に広がり、もう一方のａ側フォーミング部１３１ａの溝部１１の幅は徐々に狭くなりながら、アウターリード部１２の曲げ加工が行われる。そして、図８（ｃ）に示すように、各フォーミング部１３１、１３２が所定の角度に曲げられ、アウターリード部１２が所定の形状に曲げ加工される。その際、溝部１１が両面に形成されているために、フォーミング部１３１の片側のみに溝部１１が形成されている場合よりも、より一層フォーミング部１３１が塑性変形しやすくなり、アウターリード部１２の根元部近傍の封止樹脂体部分９０に及ぶ力もより軽減することができる。なお、さらにアウターリード部１２を塑性変形しやすくするために、ａ側フォーミング部１３１ａおよびｂ側フォーミング部１３１ｂに複数の溝部１１が形成された構成でもよい。

よって、上記で説明した形態のＶ字形の溝部１１であれば、溝部１１がａ側フォーミング部１３１ａに形成された場合には、溝部１１の幅が狭くなり、また、溝部１１がｂ側フォーミング部１３１ｂに形成された場合には、溝部１１の幅が広くなるため、フォーミング部１３１は、溝部１１が無い場合に比べて、塑性変形しやすくなり、アウターリード部１２の根元部近傍の封止樹脂体部分９０に及ぶ力も軽減することができる。よって、アウターリード部１２の曲げ加工の際に、アウターリード部１２を所定の形状に加工することが可能となるとともに、封止樹脂体部分９０におけるクラックの発生を防止することができる。また、溝部１１の形状は、Ｖ字形に限らず、フォーミング部１３が塑性変形しやすくなる形状であればよい。

例えば、溝部１１の形状は、Ｕ字形やコ字形でもよい。図９は、ａ側フォーミング部１３１ａにＵ字形の溝部１１が形成された半導体装置２０の側面図であり、図１０は、ａ側フォーミング部１３１ａにコ字形の溝部１１が形成された半導体装置２０の側面図である。図９および図１０に示すように、半導体装置２０において、それぞれＵ字形およびコ字形の溝部１１が、そのａ側フォーミング部１３１ａにアウターリード部１２の長手方向と交差する方向に端から端まで形成されている。Ｕ字形あるいはコ字形の溝部１１が、フォーミング部１３に形成されていれば、フォーミング工程において、Ｖ字形の溝部１１と同様に、フォーミング部１３に溝部１１が形成されていない場合よりも、フォーミング部１３が塑性変形しやすくなり、アウターリード部１２の根元部近傍の封止樹脂体部分に及ぶ力もより軽減することができる。さらに、Ｖ字形の溝部１１が形成された場合よりもフォーミング部１３は塑性変形しにくいが、アウターリード部１２の曲げ加工後のフォーミング部１３の強度を向上させることが可能となる。よって、Ｖ字形の溝部１１と同様に、アウターリード部１２を所定の形状に加工することが可能となり、アウターリード部１２の根元部近傍の封止樹脂体部分９０におけるクラックの発生を防止することなどが可能となる。

次に、Ｖ字形の溝部１１が、アウターリード部１２の長手方向と交差する方向に両端から所定の長さ離れた位置まで形成された半導体装置２０について以下に説明する。図１１（ａ）は、Ｖ字形の溝部１１がａ側フォーミング部１３１ａにアウターリード部１２の長手方向と交差する方向にその両端から所定の長さ離れた位置まで形成された半導体装置２０の上面図である。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示した半導体装置の側面図である。例えば、図１１（ａ）と図１１（ｂ）に示すように、Ｖ字形の溝部１１が、半導体装置２０における各リード端子３、４、５、６、７のアウターリード部１２のａ側フォーミング１３１ａにその長手方向と交差する方向にアウターリード部１３の両端から所定の長さ離れた位置まで形成されている。

そして、Ｖ字形の溝部１１が、図１１（ａ）と図１１（ｂ）に示すように、ａ側フォーミング部１３１ａにアウターリード部１２の長手方向と交差する方向にその両端から所定の長さ離れた位置まで形成された場合には、アウターリード部１２の曲げ加工において、アウターリード部１３の長手方向と交差する方向へのフォーミング部１３１の強度は、ａ側フォーミング１３１ａにＶ字形の溝部１１がアウターリード部１３の長手方向と交差する方向に端から端まで形成されている場合よりも、溝部１１が一部形成されていない部分があるために、強くなる。よって、ａ側フォーミング部１３１ａにアウターリード部１２の長手方向と交差する方向にその両端から所定の長さ離れた位置まで形成された場合には、溝部１１が形成されていない場合より、フォーミング部１３１が塑性変形しやすく、またアウターリード部１３の長手方向と交差する方向へのフォーミング部１３１の強度を増すことが可能となるとともに、封止樹脂体９のクラックの発生なく、アウターリード部１２を所定の形状に加工することができる。また、このように、アウターリード部１２の各フォーミング部１３のフレーム面にその長手方向と交差する方向にその両端から所定の長さ離れた位置まで所定の形状の溝部が形成されてもよい。

なお、本発明のリードフレーム１０および半導体装置２０に形成されている溝部１１は、全リード端子に形成されている必要はなく、本発明を逸脱しない範囲で所定のリード端子のアウターリード部におけるフォーミング部に形成されればよい。

上記で説明したように、本発明のリードフレーム１０およびそれを用いた半導体装置２０は、各リード端子のうち少なくとも１つのリード端子のアウターリード部１２におけるフォーミング部１３の少なくとも１つの面に、所定の溝部１１が形成された構成であるため、フォーミング工程でのアウターリード部１２の曲げ加工の際に、アウターリード部１２を所定の形状に加工することやアウターリード部１２の根元部近傍の封止樹脂体部分９０におけるクラックの発生を防止することなどが可能となる。さらに、アウターリード部１２の曲げ加工において、溝部１１がアウターリード部１２の長手方向と交差する方向に両端から所定の長さ離れた位置まで形成されている場合には、溝部１１が長手方向と交差する方向に端から端まで形成されている場合より、アウターリード部１２の長手方向と交差する方向への強度が増すとともに、封止樹脂体９のクラックの発生無く、アウターリード部１２を所定の形状に加工することが可能となる。

次に、上記で説明した本発明の半導体装置の製造方法の第１実施形態について図を参照しながら以下に説明する。

まず、図１２は、本発明の半導体装置２０の製造方法における第１実施形態の工程フローを示すフロー図である。図１３は、半導体装置２０の製造方法の第１実施形態を説明するためのリードフレーム１０の上面図である。図１４は、図１３のリードフレーム１０のＸＸ'位置に相当するリードフレーム金型５０の断面を示す断面図である。図１４に示すように、リードフレーム金型５０は、リードフレーム金型上型５１と、溝部１１形成用のＶ字形突起構造５３を有したリードフレーム金型下型５２から成る。例えば、リードフレーム金型下型５２には、前述したアウターリード部１２のａ側フォーミング部１３１ａに相当する位置に各リード端子３、４、５、６、７の長手方向と交差する方向に端から端までＶ字形の溝部形成用のＶ字形突起構造５３が形成されている。図１２から図１４に示すように、リードフレーム製造工程４１にて、リードフレーム金型上型５１とリードフレーム金型下型５２の間にリードフレーム材料である銅等から成る基板が配置され、リードフレーム金型５０によりプレスされて打ち抜かれる。そして、リードフレーム１０のバリ取りやメッキ処理が行われる。このようにして、図１および図１３に示すように、半導体装置２０が形成される際の最小の構成単位であるリード端子３、４、５、６、７および載置片２が、枠体８によって連なった形で本発明のリードフレーム１０が完成する。

続いて、ダイボンド工程４２で、図１３に示すように、銀ペースト樹脂等の接着剤を利用して半導体素子１がリードフレーム１０の載置片２に固着される。そして、ワイヤボンド工程４３にて、載置片２上の半導体素子１の電極とリード端子３、４、５、７および載置片２が金等から成るボンディングワイヤ１４により接続され、回路が形成される。そして、封止工程４４に進む。

次に、封止工程４４について以下に説明する。図１５は、図１３のＸＸ'に相当する位置でのダイボンド工程４２を経たリードフレーム１０が配置されたモールド金型の断面図である。例えば、図１５に示すように、ダイボンド工程４２を経たリードフレーム１０がモールド金型６０のモールド金型上型６１とモールド金型下型６２に挟まれて配置される。そして、温度が上げられ液状化した樹脂が、モールド金型上型６１とモールド金型下型６２間の空間の樹脂封止体形成部６３に圧送して流し込まれ、ボンディングワイヤ１２や半導体素子１を含めて、載置片２およびリード端子３、４、５、６、７の載置片２側が封止成型される。そして、図１３に示すように、封止成型されたリードフレーム１０は、モールド金型６０から取り出され、リードフレームの余分な樹脂やバリが取られた後に、封止樹脂体９から外部に引き出された各リード端子３、４、５、６、７がメッキ処理される。

続いて、ダイバーカット工程４５にて、リードフレーム１０の枠体８から１個１個の半導体装置２０が分離され、図２に示すように、前述の本発明の半導体体装置２０が完成する。そして、フォーミング工程４６にて、後にプリント基板にはんだ付け実装するため、前述したようにリード端子３、４、５、６、７のアウターリード部１２がフォーミング金型にて所定の形状に曲げ加工される。最終的には、プリント基板にフォーミング工程４６を経た半導体装置２０がはんだ付け実装され、そのプリント基板が電子機器に搭載される。

従って、上記で説明したように、本発明の半導体装置の製造方法であれば、予め、リードフレーム製造工程４１において、リード端子３、４、５、６、７のアウターリード部１２のフォーミング部１３と成る位置に溝部１１を形成する構造を備えたリードフレーム金型５０によって、そのフォーミング部１３に溝部１１が形成されたリードフレーム１０が製造されるため、従来の半導体装置の製造方法から工程数の増加を伴うことなく、新たにリードフレームの設計およびリードフレーム金型製作費が発生するのみで、本発明の半導体装置２０を製造することができる。

なお、上記では、予め溝部１１がリードフレーム製造工程で形成されたリードフレームを用いた半導体装置２０の製造方法について詳細な説明をしたが、封止工程後に溝部１１がリードフレームに形成されてもよい。以下、封止工程後に溝部１１が形成される場合の半導体装置２０の製造方法について以下に説明する。

本発明の半導体装置２０の製造方法の第２実施形態について図を参照にして以下に説明する。図１６は、半導体装置２０の製造方法における第２実施形態の工程フローを示すフロー図である。図１７は、半導体装置２０の製造方法の第２実施形態を説明するためのリードフレームの上面図である。

まず、図１６および図１７に示すように、リードフレーム製造工程７１にて、リードフレーム８０の材料である銅等から成る基板が溝部形成用の構造を有していないリードフレーム金型に配置され、リードフレーム金型によりリードフレーム８０が打ち抜かれる。そして、リードフレーム８０のバリ取りやメッキ処理等がされ、溝部１１が形成されていないリードフレーム８０が完成する。なお、リードフレーム８０は、エッチング法等の公知の方法により製造されてもよい。

続いて、ダイボンド工程７２で、前述のダイボンド工程４２と同様に、銀ペースト樹脂等の接着剤を利用して半導体素子１がリードフレーム８０の載置片２に固着される。そして、ワイヤボンド工程７３にて、前述のワイヤボンド工程４３と同様に、載置片２上の半導体素子１の電極とリード端子３、４、５、６、７および載置片２が金等から成るボンディングワイヤ１４により電気的に接続され、回路が形成される。

続いて、封止工程７４にて、前述の封止工程４４と同様に、例えば、リードフレーム８０がモールド金型に配置され、温度が上げられ液状化した樹脂が圧送して流し込まれ、ボンディングワイヤ１４や半導体素子１を含めて、載置片２およびリード端子３、４、５、６、７の一部が封止成型される。そして、リードフレーム８０の余分な樹脂やバリが取られた後に、封止樹脂体９から外部に引き出されたリード端子３、４、５、６、７のアウターリード部がメッキされる。

続いて、溝部形成工程７５にて、リードフレーム８０のリード端子３、４、５、６、７に溝部１１が溝部形成装置により形成される。図１８（ａ）から（ｃ）は、アウターリード部のフォーミング部と成る位置に溝部を形成する方法を説明するための図である。図１８には、リードフレーム８０のうち、後に半導体装置２０と成る１つの構成単位に相当する部分が図示されている。また、溝部１１を押圧して形成する溝部形成金型上型１０１の溝部形成構造部１０１ａは、例えば、リード端子の長手方向と交差する方向のフレーム面に、その端から端までＶ字形の溝部１１が形成できるようにＶ字形の形状となっている。図１８（ａ）に示すように、溝部成形装置１００の台１０２上に配置された溝部形成金型下型１０２が配置されている。封止工程７４を経たリードフレーム８０が、溝部形成金型下型１０２の所定の位置に、溝部１１の形成が行われるリード端子のアウターリード部１２のフレーム面を溝部形成金型上型１０１に向けて配置される。そして、溝部形成金型上型１０１は、図１８（ｂ）に示すように、後にそれぞれの各リード端子のアウターリード部１２におけるフォーミング部と成る所定の位置に所定の速度でアウターリード部１２に押し付けられる。その後、図１８（ｃ）に示すように、溝部形成金型上型１０１がアウターリード部１２から引き離なされ、リード端子のアウターリード部１２に溝部１１が形成される。

続いて、ダイバーカット工程７６にて、前述のダイバーカット工程４５と同様に、リードフレーム８０の枠体８から１個１個の半導体装置が分離され、図２に示すように、前述の本発明の半導体装置２０が完成する。そして、フォーミング工程７７にて、プリント基板にはんだ付け実装するために、前述したようにリード端子のアウターリード部１２がフォーミング金型３２にて所定の形状に曲げ加工される。最終的に、プリント基板にフォーミング工程７７を経た半導体装置２０がはんだ付け実装され、そのプリント基板が電子機器に搭載される。

上記では、溝部形成工程７２おいて、Ｖ字形の溝部１１がａ側フォーミング部１３１ａにアウターリード部１２の長手方向と交差する方向に端から端まで形成される場合について説明したが、その他の形態の溝部１１をアウターリード部１２の所定の位置に形成する場合には、溝部１１の形態に合った溝部形成金型上型および溝部形成金型下型を用いるとよい。

従って、上記で説明したように、本発明の半導体装置２０の製造方法であれば、従来のリードフレーム構造を変更することなく、リード端子のアウターリード部１２におけるフォーミング部１３に溝部１１を有した半導体装置２０を製造することが可能となる。

本発明は、半導体装置のリード端子の曲げ加工時において封止体にクラックが発生することなく、リード端子を所定の形状に加工することが可能と成るリードフレームおよび半導体装置ならびに半導体装置の製造方法を提供する技術として有用である。

は、本発明に係るリードフレームの構成を示す上面図である。 は、本発明に係る半導体装置の上面図および側面図である。 は、フォーミング部を説明するための図である。 は、図２に示す半導体装置２０のアウターリード部１２のフォーミング工程での曲げ加工について説明するための図である。 は、２つのＶ字形溝部がａ側フォーミング部１３１ａに形成された半導体装置２０のアウターリード部１２の曲げ加工を説明するための図である。 は、ｂ側フォーミング部１３１ｂにＶ字形溝部１１が形成された半導体装置２０のアウターリード部１２の曲げ加工を説明するための図である。 は、ｂ側フォーミング部１３１ｂに２つのＶ字形溝部が形成された半導体装置２０におけるアウターリード部１２の曲げ加工を説明するための図である。 は、フォーミング部１３１のフレーム面の両面にＶ字形の溝部１１が形成された半導体装置２０のアウターリード部１２の曲げ加工を説明するための図である。 は、ａ側フォーミング部１３１ａにＵ字形の溝部１１が形成された半導体装置２０の側面図である。 は、ａ側フォーミング部１３１ａにコ字形の溝部１１が形成された半導体装置２０の側面図である。 は、溝部１１がａ側フォーミング部１３１ａにアウターリード部１２の長手方向と交差する方向にその両端から所定の長さ離れた位置まで形成された半導体装置２０の上面図および側面図である。 は、本発明の半導体装置２０の製造方法における第１実施形態の工程フローを示すフロー図である。 は、半導体装置２０の製造方法の第１実施形態を説明するためのリードフレーム１０を上面図である。 は、図１３のリードフレーム１０のＸＸ'位置に相当するリードフレーム金型５０の断面を示す断面図である。 は、図１３のＸＸ'に相当する位置でのダイボンド工程を経たリードフレーム１０が配置されたモールド金型の断面図である。 は、半導体装置２０の製造方法における第２実施形態の工程フローを示すフロー図である。 は、半導体装置２０の製造方法の第２実施形態を説明するためのリードフレームの上面図である。 は、アウターリード部のフォーミング部と成る位置に溝部を形成する方法を説明するための図である。 は、従来の半導体装置の上面図および側面図である。 は、従来の半導体装置を説明するためのリードフレームの上面図である。 は、フォーミング工程での従来の半導体装置のアウターリード部の曲げ加工を説明するための図である。

符号の説明

１ 半導体素子
２ 載置片
３、４、５、６、７リード端子
８ 枠体
９ 封止樹脂体
９０ 封止樹脂体部分
１０ リードフレーム
１１ 溝部
１２ アウターリード部
１３ フォーミング部
１３１ａ、１３２ａ ａ側フォーミング部
１３１ｂ、１３２ｂ ｂ側フォーミング部
１４ ボンディングワイヤ
２０ 半導体装置
３０ 成形装置
３１ 台
３２ フォーミング金型
５０ リードフレーム金型
５１ リードフレーム金型上型
５２ リードフレーム金型下型
５３ Ｖ字形突起構造
６０ モールド金型
６１ モールド金型上型
６２ モールド金型下型
６３ 樹脂封止体形成部
８０ リードフレーム
１００ 溝部成形装置
１０１ 溝部形成金型上型
１０２ 溝部形成金型下型
１０３ 台

Claims (13)

1. 半導体素子を搭載するための載置片と、該載置片に向けて配置されたリード端子と、を有したリードフレームにおいて、
   前記リード端子は、少なくとも一方の面にその長手方向と交差する方向に溝部を有して成ることを特徴とするリードフレーム。
2. 前記リード端子は、前記溝部を複数有して成ることを特徴とする請求項１に記載のリードフレーム。
3. 前記溝部の断面形状は、Ｖ字形、Ｕ字形またはコ字形であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のリードフレーム。
4. 前記溝部が、前記リード端子の長手方向と交差する方向につき端から端まで形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のリードフレーム。
5. 前記溝部が、前記リード端子の長手方向と交差する方向につき少なくとも一方の端から所定の長さ離れた位置まで形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のリードフレーム。
6. 半導体素子と、該半導体素子を封止する封止体と、前記半導体素子の電極と電気的に一端が接続されたリード端子と、を有して成る半導体装置において、
   前記リード端子が前記封止体から外部に引き出されたアウターリード部は、少なくとも一方の面にその長手方向と交差する方向に溝部を有して成ることを特徴とする半導体装置。
7. 前記アウターリード部は、前記溝部を複数有して成ることを特徴とする請求項６に記載の半導体装置。
8. 前記溝部の断面形状は、Ｖ字形、Ｕ字形またはコ字形であることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の半導体装置。
9. 前記溝部が、前記リード端子の長手方向と交差する方向につき端から端まで形成されていることを特徴とする請求項６から請求項８のいずれかに記載の半導体装置。
10. 前記溝部が、前記リード端子の長手方向と交差する方向につき少なくとも一方の端から所定の長さ離れた位置まで形成されていることを特徴とする請求項６から請求項９のいずれかに記載の半導体装置。
11. 請求項６から請求項１０のいずれかに記載の半導体装置を用いた電子機器。
12. リードフレームを作製するリードフレーム製造工程と、該リードフレームの載置片に半導体素子を載置する工程であるダイボンド工程と、半導体素子の電極とリード端子とに金属線を接続するワイヤボンド工程と、前記載置片、前記半導体素子、前記金属線および前記リード端子を封止する封止工程と、リードフレームを所定の大きさに分離するダイバーカット工程と、を有して成る半導体装置の製造方法において、
    前記リードフレーム工程には、リードフレームのリード端子に溝部を形成する工程が含まれることを特徴とする半導体装置の製造方法。
13. リードフレームを作製するリードフレーム製造工程と、リードフレームの載置片に半導体素子を載置する工程であるダイボンド工程と、半導体素子の電極とリード端子とに金属線を接続するワイヤボンド工程と、前記載置片、前記半導体素子、前記金属線および前記リード端子を封止する封止工程と、リードフレームを所定の大きさに分離するダイバーカット工程と、を有して成る半導体装置の製造方法において、
    前記封止工程後にリードフレームのリード端子に溝部を形成する工程を設けたことを特徴とする半導体装置の製造方法。

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