JP2007088160A - 半導体デバイスの製造方法、半導体デバイス、及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】モールド成形後に生じるリードフレーム等の反りを防止することができる半導体デバイスの製造方法を提供する。
【解決手段】リードフレーム１１に複数個の半導体チップを搭載し、半導体チップをモールド樹脂によりモールド成形によってパッケージ１３を形成し、リードフレーム１１を分割して複数個の半導体デバイスを製造する半導体デバイスの製造方法であって、リードフレーム１１の外縁に沿って加熱成形可能な樹脂で外縁ランナー１５を形成する。これにより、パッケージ１３の形成により生じる応力と、外縁ライナー１５の形成により生じる応力とにバランスがとられて反りがなくなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、モールド成形後に生じるリードフレーム等の反りを抑えることができる半導体デバイスの製造方法、半導体デバイス、および、その半導体デバイスを用いた電子機器に関する。

従来の半導体デバイスの製造方法について説明する。

図８は、従来の半導体デバイスの製造方法において、パッケージが形成された後のリードフレームを示した図であり、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は側面図である。図９は、従来の半導体デバイスの製造方法において、パッケージを形成した後に行われるリードフレームの徐冷について説明するための説明図である。

半導体デバイス１０１は、一枚のリードフレーム１１１に複数個の半導体チップを配列して搭載し、樹脂モールドでモールド成形してパッケージ１１３を形成し、個々に分割することにより製造される。

ところが、モールド成形されたリードフレーム１１１は、熱硬化性のモールド樹脂とリードフレーム１１１との熱膨張係数とに差があるため、図８（Ｂ）に示すように、パッケージが形成されている方に反ってしまうという問題があった。また、リードフレーム１１１に形成する半導体デバイス１０１の数量が増えるほど、モールド樹脂とリードフレーム１１１との熱膨張の差が大きくなるため、その分、反りが大きくなり問題となっていた。

リードフレーム１１１の反りは、モールド工程後の工程において、種々のトラブルを発生させる原因となっている。例えば、反りがあるリードフレーム１１１をマガジンに収納して自動加工機等にセットした場合、外形寸法にばらつきがあるので、マガジンからの出し入れが円滑に行われず、度々自動機がストップするというトラブルがあった。

また、リードフレーム１１１の反りのためにリードフレーム１１１の外形寸法にばらつきが生じて、加工機に正確に配置できないことがあり、加工寸法にばらつきが生じてしまう場合があった。

そのため、従来では、図９に示すように、モールド成形時に加熱されたリードフレーム１１１を、保持台５００によってパッケージ１１３の周囲に空隙２００をあけるようにリードフレーム１１１の端部で支持することで、パッケージ１１３の上側と下側を均一に徐冷し、モールド成形後の反りを防止していた。
特開平５−１６０１８１号公報

しかしながら、リードフレーム１１１の上側と下側のパッケージ１１３の体積が同じである場合には、徐冷することで反りを防止するという効果があるものの、上側と下側のパッケージ１１３の体積が異なる場合には、反りの応力に差が生じるので、反りを防止する効果には限界があった。また、徐冷時間がかかるという問題もあった。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、モールド成形後のリードフレームまたはプリント配線板等の反りを抑えることができる半導体デバイスの製造方法、半導体デバイス、および、その半導体デバイスを用いた電子機器を提供することを目的とする。

本発明に係る半導体デバイスの製造方法は、ベース板に複数個の半導体チップを搭載し、該半導体チップをモールド樹脂によりモールド成形によってパッケージを形成し、前記ベース板を分割して複数個の半導体デバイスを製造する半導体デバイスの製造方法であって、前記ベース板の外縁に沿って加熱成形可能な樹脂で外縁ランナーを形成することを特徴とする。

この構成により、加熱成形するだけで簡単に外縁ランナーを形成することができる。また、外縁ランナーをベース板の外縁に沿って形成することで、外縁ランナーによって外縁に沿って生ずる応力と、半導体チップが封止される部分に生ずる応力とが、全体的としてバランスがとられてベース板の反りが小さくなる。

また、パッケージ成形後のベース板の反りが小さくなることは、すなわち、ベース板の外形寸法のばらつきが少なくなることであるので、後工程における、装置による自動搬送時のトラブルが少なくなり生産効率が向上する。また、加工精度が向上し、半導体デバイスとしての品質が向上する。

なお、ベース板とは、リードフレーム、プリント配線板等、表面の一部が導体から形成されている板をいい、導体には半導体チップを搭載するマウント部が設けられている。

また、本発明に係る半導体デバイスの製造方法では、前記外縁ランナーは、前記モールド樹脂によって前記モールド成形時に形成されることを特徴とする。この構成により、外縁ランナーとパッケージとを同時に形成することができるので、生産効率が向上する。

また、本発明に係る半導体デバイスの製造方法では、前記外縁ランナーは、前記パッケージを形成するキャビティに樹脂を充填するランナーとしての機能を有していることを特徴とする。この構成により、外縁ランナーまたはキャビティに樹脂を充填するランナーのうち一方のランナーを形成する必要がなくなるので、ランナーと外縁ランナーとを別個に設ける場合と比較して、モールド樹脂を削減することができる。

また、本発明に係る半導体デバイスの製造方法では、前記外縁ランナーは、前記モールド成形と別の工程で形成されることを特徴とする。この構成により、モールド成形の際に同時にモールド樹脂を流し入れる空間部分が少なくなるので、パッケージを形成するキャビティへの樹脂未充填を防止することができる。

また、本発明に係る半導体デバイスの製造方法では、前記外縁ランナーは、前記ベース板の周囲を囲んで縁取るように設けることを特徴とする。この構成により、ベース板の一方向に対する反り（例えば、縦方向）と、他の方向（例えば、横方向）に対する反りが均衡しあって、全体的にバランスが保たれ、さらに反りが小さくなる。

また、本発明に係る半導体デバイスの製造方法では、前記外縁ランナーは、前記ベース板の外縁に沿って直線状に設けることを特徴とする。この構成により、パッケージにおいて生ずる応力を相殺させることができるので、ベース板の反りを防止させることができる。具体的には、パッケージにおいて生ずる応力の方向に対して、相殺する方向に応力が発生するように外縁ランナーを形成することによって、リードフレームの反りを防止することができる。

また、本発明に係る半導体デバイスの製造方法では、前記外縁ランナーは、前記ベース板の両面に設けたことを特徴とする。この構成により、一方の面側の方向への反りと他の面側の方向への反りとが打ち消しあって、ベース板の反りが更に抑えられる。

また、本発明に係る半導体デバイスの製造方法では、前記両面に設けられた前記外縁ランナーは、複数のスルーホールによって結合していることを特徴とする。この構成により、両面に設けられた外縁ランナーがベース板を挟んで結合するので、ベース板と剥離することがなくなり、ベース板の反りが効果的に抑えられる。

また、本発明に係る半導体デバイスの製造方法では、前記外縁ランナーおよび前記パッケージは、トランスファモールドで成形することを特徴とする。この構成により、ポッティング成形に比較して短時間でパッケージおよび外縁ランナーを成形することができる。

また、本発明に係る半導体デバイスの製造方法では、前記外縁ランナーおよび前記パッケージは、ポッティングで成形することを特徴とする。この構成により、モールド型の費用を抑えてパッケージおよび外縁ランナーを成形することができる。

また、本発明に係る半導体デバイスの製造方法では、前記パッケージは、複数の前記半導体チップを包含して成形し、前記パッケージをダイシングによって分割することを特徴とする。この構成により、半導体デバイスの外形サイズに応じて個別の分割金型を用意しなくても、ダイシングマシンの設定を変更するだけで、所望のサイズの半導体デバイスに分割することができる。

また、本発明に係る半導体デバイスの製造方法では、前記半導体チップは、前記ベース板に所定間隔で行方向に配列し、奇数行と偶数行は互いに前記所定間隔の半分ずらして配置して搭載することを特徴とする。この構成により、半導体チップが整列した行の行間隔を最小にできるので、同一ベース板上で形成できる半導体デバイスの数を増加させることができる。これによって、半導体デバイスの生産効率を向上させることができる。

また、本発明に係る半導体デバイスの製造方法では、前記ベース板は、プリント配線板であることを特徴とする。この構成により、モールド成形において生じるプリント配線板の反りを抑えることができる。

また、本発明に係る半導体デバイスの製造方法では、前記ベース板は、リードフレームであることを特徴とする。この構成により、モールド成形において生じるリードフレームの反りを抑えることができる。

また、本発明に係る半導体デバイスの製造方法では、前記リードフレームは、タイバーがないことを特徴とする。この構成により、タイバーカットする工程を省略することができるので、生産効率が向上する。

また、本発明に係る半導体デバイスの製造方法では、前記半導体チップはフリップチップであることを特徴とする。この構成により、チップの電極とベース板の電極とを金ワイヤで接続する必要がなくなるので、生産効率が向上する。

本発明に係る半導体デバイスは、本発明に係る半導体デバイスの製造方法を用いて製造されたことを特徴とする。この構成により、ベース板の反りが小さくなる製造方法で半導体デバイスが製造されることから、半導体デバイスは、端子先端部の位置が同一平面上に揃えられる。これにより、実装基板上における実装不良が少ない半導体デバイスを提供することができる。

本発明に係る電子機器は、実装基板に半導体デバイスが実装されて作成される電子機器において、前記半導体デバイスは本発明に係る半導体デバイスであることを特徴とする。この構成により、半導体デバイスの実装における実装不良が少なくなるので、電子機器の歩留りが良くなる。また、実装上における端子と基板電極との接触不良の頻度が少なくなるので、信頼性の高い電子機器を提供することができる。

本発明に係る半導体デバイスの製造方法によれば、外縁ランナーによりベース板の反りが小さくなるので、パッケージ形成後のトラブルが少なくなり生産効率が向上する。

また、本発明に係る半導体デバイスの製造方法によれば、外縁ランナーとパッケージとを同時に形成することができる。

また、本発明に係る半導体デバイスの製造方法によれば、外縁ランナーは、キャビティに樹脂を充填するランナーとしての機能を果たすので、外縁ランナーまたはキャビティに樹脂を充填するランナーのうち一方のランナーを形成する必要がなくなるので、ランナーと外縁ランナーとを別個に設ける場合と比較して、モールド樹脂を削減することができる。

また、本発明に係る半導体デバイスの製造方法によれば、外縁ランナーは、パッケージを形成するモールド成形と別の工程で形成されるので、樹脂未充填を防止することができる。

また、本発明に係る半導体デバイスの製造方法によれば、ベース板の周囲を囲んで縁取るように外縁ランナーが形成されるので、全体的にバランスが保たれ、さらに反りが小さくなる。

また、本発明に係る半導体デバイスの製造方法によれば、ベース板の外縁に沿って外縁ランナーが形成されるので、パッケージにおいて生ずる応力を相殺させることができるので、ベース板の反りを防止させることができる。

また、本発明に係る半導体デバイスの製造方法によれば、両面に外縁ランナーが形成されるので、一方の面側の方向への反りと他の面側の方向への反りとが打ち消しあって、ベース板の反りが更に抑えられる。

また、本発明に係る半導体デバイスの製造方法によれば、両面に設けられた外縁ランナーがスルーホールで結合しているので、ベース板と剥離することがなくなり、ベース板の反りが効果的に抑えられる。

また、本発明に係る半導体デバイスの製造方法によれば、トランスファモールドでパッケージが形成されるので、ポッティング法による成形に比較して短時間でパッケージおよび外縁ランナーを形成することができる。

また、本発明に係る半導体デバイスの製造方法によれば、ポッティング法によりパッケージが形成されるので、モールド型の費用を抑えてパッケージおよび外縁ランナーを形成することができる。

また、本発明に係る半導体デバイスの製造方法によれば、パッケージは複数の半導体チップを包含して成形し、パッケージをダイシングによって分割して、半導体デバイスが製造されるので、半導体デバイスの外形サイズに応じて個別の分割金型を用意しなくても、ダイシングマシンの設定を変更するだけで、所望のサイズの半導体デバイスを製造することができる。

また、本発明に係る半導体デバイスの製造方法によれば、半導体チップを整列させた行の行間隔を最小にできるので、同一ベース板上での半導体デバイスの取れ数を増加させることができる。これによって、生産効率を向上させることができる。

また、本発明に係る半導体デバイスの製造方法によれば、プリント配線板に適用できるので、プリント配線板の反りを小さくすることができる。

また、本発明に係る半導体デバイスの製造方法によれば、リードフレームに適用できるので、リードフレームの反りを小さくすることができる。

また、本発明に係る半導体デバイスの製造方法によれば、リードフレームのタイバーを省略できるので、タイバーカット工程を省略し生産効率を向上させることができる。

また、本発明に係る半導体デバイスの製造方法によれば、半導体チップをフリップチップとすることで、チップの電極とベース板の電極とを金ワイヤで接続する必要がなくなるので、生産効率が向上する。

また、本発明に係る半導体デバイスによれば、端子先端部の位置が同一平面上に揃えられるので、半導体デバイスの実装における実装不良が少なくなる。

また、本発明に係る電子機器によれば、半導体デバイスの実装における実装不良が少なくなるので、電子機器の歩留りが良くなる。また、実装上における端子と基板電極との接触不良の頻度が少なくなるので、信頼性の高い電子機器を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

＜実施の形態１＞
本発明の実施の形態１では、リードフレームを用いて半導体デバイスを製造する半導体デバイスの製造方法について説明する。

図１は、本発明の実施の形態１に係る半導体デバイスの製造方法において、パッケージが形成された後のリードフレームを示した図であり、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は矢符Ａ−Ａの断面拡大図である。

まず、マトリックス状に同一のパターンが形成されたリードフレーム１１が作成される。これにより、一枚のフレームから多数の半導体デバイス１が作成できる。リードフレーム１１は、導電率が高い鉄、銅、４２アロイ等の金属板からスタンピング法またはエッチング法によりパターンが形成され、その後、銀メッキ等で表面のメッキ処理が行われて作成される。なお、半導体デバイス１の端子１４が数ｍｍ程度で短い場合には、端子１４の間を結びつけるタイバーを省略したパターンとしてもよい。これによって、タイバーカット工程を省略できるので生産効率が向上する。

次に、リードフレーム１１にＡｇペースト等の導電性接着剤で半導体チップ等を搭載し、加熱して導電性接着剤を硬化させて半導体チップを固定する。その後、半導体チップに形成されている電極と端子１４のボンディング部とを金ワイヤー等で接続させる。

次に、半導体チップが搭載されたリードフレーム１１をモールド樹脂によってモールド成形し、パッケージ１３を形成する。

具体的には、リードフレーム１１をトランスファモールド金型の上型と下型に挟み込み、加圧してモールド樹脂を流し入れ、トランスファモールド金型に埋めこめられたヒータによって数分間加熱し、モールド樹脂を硬化させる。その後、トランスファモールド金型を開き、パッケージ１３が形成されたリードフレーム１１を取り出す。

トランスファモールド金型の上型または下型には、半導体デバイス１のパッケージ１３を形成するパッケージ型が複数個集まったキャビティが設けられている。キャビティに形成されたパッケージ１３を形成するパッケージ型は、隣接したパッケージ型とスルーゲート２１によって連結されている。各キャビティには、サブランナー３１が設けられ、サブランナー３１は主ランナーに合流して、さらに主ランナーはモールド樹脂タブレットを圧入するカル部に合流するようになっている。すなわち、トランスファモールド金型の略中央部にカル部が設けられ、カル部から主ランナーが数本放射状に設けられ、さらに主ランナーからサブランナー３１が枝分かれし各キャビティに繋がるようになっている。

これによって、カル部からモールド樹脂を圧入することで、樹脂が主ランナーを通過し、サブランナー３１を介してキャビティに流れ込み、さらにスルーゲート２１を次々と通り抜けて、パッケージ型の全部に樹脂が充填する。

反りを防止するための外縁ランナー１５は、カル部、主ランナーまたはサブランナー３１のいずれかから枝分かれして形成されるようになっている。例えば、カル部からリードフレーム１１の外縁１６に向けてランナーが導出されリードフレーム１１の外縁１６に沿って周囲を囲むように外縁ランナー１５が形成される。これによって、モールド成形時とほぼ同時に反り防止用の外縁ランナー１５が形成される。

または、主ランナーまたはサブランナー３１の末端からリードフレーム１１の外縁１６に向けてランナーが導出されて、導出されたランナーが結合してリードフレーム１１の外縁１６に沿って周囲を囲むように外縁ランナー１５が形成される。

または、主ランナーをリードフレーム１１の外縁１６に沿って周囲を囲むように形成して、主ランナーを反り防止の機能を果たすようにしてもよい。これによって、外縁ランナーまたはキャビティに樹脂を充填するランナーのうち一方のランナーを形成する必要がなくなるので、ランナーと外縁ランナーとを別個に設ける場合と比較して、モールド樹脂を削減することができる。

また、反り防止用の外縁ランナー１５は、パッケージ１３を形成するモールド工程とは別工程で形成してもよい。すなわち、モールド工程前あるいは後に、外縁ランナー１５を形成してもよい。これによって、トランスファモールドの際に同時にモールド樹脂を流し入れる空間部分が少なくなるので、パッケージ１３を形成するキャビティへの樹脂未充填を防止することができる。

また、外縁ランナー１５を形成する工程において、パッケージ１３を形成するモールド樹脂とは異なる成形収縮率、熱膨張係数を有するモールド樹脂を使用してもよい。例えば、低成形収縮率の樹脂、低熱膨張係数を有するモールド樹脂を用いることで、反りを効果的に防止することができる。

また、外縁ランナー１５は、低コストのモールド樹脂を使用して形成もよい。すなわち、外縁ランナー１５は、単にリードフレーム１１の反りを防止するために設けられる補強体であり、半導体チップを腐食させないで封止するという機能は必要としないので、不純物の含有率が高い樹脂であっても使用することができる。

なお、外縁ランナー１５をモールド工程とは別工程で形成する場合において、使用できる具体的な樹脂としては、例えば、加熱によって形成可能な樹脂、熱硬化性のエポキシ樹脂、あるいは熱可塑性の液晶ポリマー等を使用することができる。

次に、外縁ランナー１５について図２乃至図４を参照して説明する。

図２は、本発明の実施の形態１に係る半導体デバイスの製造方法において、片面側に外縁ランナーが形成され、パッケージが形成された後のリードフレームを示した図であり、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は側面図である。

リードフレーム１１の片面側に一定の幅の外縁ランナー１５が、外縁１６に沿って周囲を囲むように設けられている。

外縁ランナー１５とリードフレーム１１との接着面において、応力が生じている。すなわち、外縁ランナー１５のモールド成形時の加熱温度から常温にいたるまでの収縮率は、リードフレーム１１がモールド成形時に加熱された状態から常温にいたるまでの収縮率に比較して大きいためである。また、同様の理由によって、リードフレーム１１の中央部で形成されるパッケージ１３においても応力が生じている。

パッケージ１３は、リードフレーム１１に対して中央部に配列されていることから、応力は中央部に生じるが、外縁ランナー１５がリードフレーム１１の外縁１６に沿って周囲を囲むように設けられることで、応力の方向が分散されることになり、互いに応力が打ち消しあい全体的に均衡することになるので、リードフレーム１１の反りが抑えられることになる。

また、外縁１６に沿って周囲を囲むように設けられた外縁ランナー１５の形状を略矩形として、平行な二辺の外縁ランナー１５とこれに直角な二辺の外縁ランナー１５の断面積を適宜異なるようにして形成することが好ましい。これによって、リードフレーム１１の中央部で形成されるパッケージ１３において生じている応力と、外縁１６に沿って設けられる外縁ランナー１５によって生じる応力とを適宜均衡させることができるので、さらにリードフレーム１１の反りを小さくすることができる。

なお、外縁ランナー１５は、リードフレーム１１の外縁１６に沿って周囲を囲むように形成しないで、外縁１６に沿って直線状に形成してよい。すなわち、パッケージにおいて生ずる応力の方向に対して、相殺する方向に応力の発生するように外縁ランナー１５を形成することによって、リードフレーム１１の反りを防止することができる。

図３は、本発明の実施の形態１に係る半導体デバイスの製造方法において、両面側に外縁ランナーが形成され、パッケージが形成された後のリードフレームを示した図であり、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は側面図である。図４は、本発明の実施の形態１に係る半導体デバイスの製造方法において、両面側に外縁ランナーが形成され、パッケージが形成された後のリードフレームの矢符Ｂ−Ｂの断面拡大図である。

リードフレーム１１の片面側に一定の幅の外縁ランナー１５が、外縁１６に沿って周囲を囲むように設けられ、リードフレーム１１に対して略鏡面対称にしてほぼ同形状の外縁ランナー１５がリードフレーム１１の他面側に形成されている。

これによって、一方の面側の方向への反りと他の面側の方向への反りとが打ち消しあって、リードフレーム１１の反りが抑えられる。すなわち、外縁ランナー１５はリードフレーム１１を介して互いに向き合うようにして形成されることから、互いに反対側にリードフレーム１１を反らせるように力が働き、互い力を打ち消しあうことになるので、リードフレーム１１の反りが小さくなる。

また、両面に設けられた外縁ランナー１５は、リードフレーム１１に設けられたスルーホール１９を介して互いに結合させた構成とすることが好ましい。すなわち、外縁ランナー１５が形成されるリードフレーム１１の領域において、等間隔にスルーホール１９が設けることで、両面に設けられる外縁ランナー１５は結合して形成されることになる。

これによって、一方の外縁ランナー１５のみがリードフレーム１１から剥離することがなくなるので、応力の均衡を持続させることができる。

次に、外縁ランナー１５が形成されたリードフレーム１１における、具体的な効果について説明する。

外縁ランナー１５が形成されたリードフレーム１１は反りが小さいので、モールド成形工程後においての搬送上や加工上のトラブルが少なくなる。例えば、モールド成形後のリードフレーム１１をマガジンに入れて搬送し、リードフレーム１１を加工する加工装置にセットして、自動的にリードフレーム１１を押し出し、リードフレーム１１の加工を施すような場合において、反りがあるリードフレーム１１は、設計上の寸法に対して相違があるために、リードフレーム１１が搬送路の出っ張り等に引っかかり加工装置が非常停止することがあったがこのようなトラブルは少なくなる。また、モールド成形後のリードフレーム１１のフレームを加工する場合、リードフレーム１１に形成されている位置決めホールを加工金型の位置決めピンに嵌入させる。このとき、リードフレーム１１に反りがある場合には、嵌入させる作業に時間がかかっていたが、反りがない場合には、円滑に作業を行うことができる。これによって、半導体デバイス１の生産効率が向上する。

次に、モールド成形されたリードフレーム１１は、トリミング金型によって個々の半導体デバイス１に分割される。リードフレーム１１に反りが小さいので、分割された半導体デバイス1も反りが小さく、各端子の先端部は、略同一平面上に揃えられる。

また、分割工程は、ダイサーによってダイシングすることによってリードフレーム１１を切断し、個々の半導体デバイス１に分割してもよい。ダイシングによれば、新たにトリミング金型を起こす必要がなくなる。

なお、パッケージ１３は、複数の半導体チップを包含して成形して、パッケージ１３をダイシングによって分割することで、半導体デバイス１を製造してもよい。これによって、一枚のリードフレーム１１に形成できる半導体デバイス１の数を増加させることができ、また、半導体デバイス１の外形サイズに応じて個別の分割金型を用意しなくても、ダイシングマシンの設定を変更するだけで、所望のサイズの半導体デバイス１に分割することができる。

＜実施の形態２＞
本発明の実施の形態２では、プリント配線板を用いて半導体デバイスを製造する半導体デバイスの製造方法について説明する。

図５は、本発明の実施の形態２に係る半導体デバイスの製造方法において、片面側に外縁ランナーが形成され、パッケージが形成された後のプリント配線板を示した図であり、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は側面図である。

まず、マトリックス状に同一の配線パターンが形成されたプリント配線板１２が作成される。これにより、一枚のフレームから多数の半導体デバイス１が作成できる。プリント配線板１２の配線パターンは、導電率が高い銅、金等の薄膜をエッチングすることにより形成される。

次に、プリント配線板１２にＡｇペースト等の導電性接着剤で半導体チップ等を搭載し、加熱して導電性接着剤を硬化させて半導体チップを固定する。その後、半導体チップに形成されている電極と配線パターンとを金ワイヤー等で接続させる。

次に、半導体チップが搭載されたプリント配線板１２をモールド樹脂によってモールド成形し、パッケージ１３を形成する。具体的なパッケージ１３の形成方法は、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。

プリント配線板１２の片面側に一定の幅の外縁ランナー１５が、外縁１６に沿って周囲を囲むように設けられている。

外縁ランナー１５とプリント配線板１２との接着面において、応力が生じている。すなわち、外縁ランナー１５は、モールド成形時に熱硬化して成形され、加熱温度から常温にいたるまでに収縮する一方、プリント配線板１２は、モールド成形において加熱されて膨張し、その後、常温にいたるまで冷却されて収縮するが、外縁ランナー１５およびプリント配線板１２の熱膨張収縮する方向が異なるためである。また、同様に理由によって、プリント配線板１２の中央部で形成されるパッケージ１３においても応力が生じている。

パッケージ１３は、プリント配線板１２に対して中央部に配列されていることから、応力は中央部に生じるが、外縁ランナー１５がプリント配線板１２の外縁１６に沿って周囲を囲むように設けられることで、応力の方向が分散されることになり、互いに応力が打ち消しあい全体的に均衡することになるので、プリント配線板１２の反りが抑えられることになる。

また、外縁１６に沿って周囲を囲むように設けられた外縁ランナー１５の形状を略矩形として、平行な二辺の外縁ランナー１５とこれに直角な二辺の外縁ランナー１５の断面積を適宜異なるようにして形成することが好ましい。これによって、プリント配線板１２の中央部で形成されるパッケージ１３において生じている応力と、外縁１６に沿って設けられる外縁ランナー１５によって生じる応力とを適宜均衡させることができるので、さらにプリント配線板１２の反りを小さくすることができる。

なお、外縁ランナー１５は、プリント配線板１２の外縁１６に沿って周囲を囲むように形成しないで、外縁１６に沿って直線状に形成してよい。すなわち、パッケージにおいて生ずる応力の方向に対して、相殺する方向に応力の発生するように外縁ランナー１５を形成することによって、プリント配線板１２の反りを防止することができる。

図６は、本発明の実施の形態２に係る半導体デバイスの製造方法において、両面側に外縁ランナーが形成され、パッケージが形成された後のプリント配線板を示した図であり、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は側面図である。

プリント配線板１２の片面側に一定の幅の外縁ランナー１５が、外縁１６に沿って周囲を囲むように設けられ、プリント配線板１２に対して略鏡面対称にしてほぼ同形状の外縁ランナー１５がプリント配線板１２の他面側に形成されている。

これによって、一方の面側の方向への反りと他の面側の方向への反りとが打ち消しあって、プリント配線板１２の反りが抑えられる。すなわち、外縁ランナー１５はプリント配線板１２を介して互いに向き合うようにして形成されることから、互いに反対側にプリント配線板１２を反らせるように力が働き、互い力を打ち消しあうことになるので、プリント配線板１２の反りが小さくなる。

また、プリント配線板１２の片面側のみに、パッケージ１３が形成されている場合には、両面に形成される外縁ランナー１５の一方の断面積を厚くすることが好ましい。これによって、両面に生ずる応力を適切に均衡させることができる。

また、両面に設けられた外縁ランナー１５は、プリント配線板１２に設けられたスルーホール１９（図４参照）を介して互いに結合させた構成とすることが好ましい。すなわち、外縁ランナー１５が形成されるプリント配線板１２の領域において、等間隔にスルーホール１９を設けることで、両面に設けられる外縁ランナー１５は結合して形成されることになる。

これによって、一方の外縁ランナー１５のみがプリント配線板１２から剥離することがなくなるので、応力の均衡を持続させることができる。

外縁ランナー１５が形成されたプリント配線板１２における、具体的な効果は、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。

次に、モールド成形されたプリント配線板１２は、トリミング金型によって個々の半導体デバイス１に分割される。プリント配線板１２に反りが小さいので、分割された半導体デバイス1も反りが小さく、各端子の先端部は、略同一平面上に揃えられる。

なお、分割工程は、ダイサーによってダイシングすることによってプリント配線板１２を切断し、個々の半導体デバイス１に分割してもよい。ダイシングによれば、新たにトリミング金型を起こす必要がなくなる。

＜実施の形態３＞
本発明の実施の形態３では、ポッティング法によりモールド成形して半導体デバイスを製造する半導体デバイスの製造方法について説明する。

モールド工程以外の工程は、実施の形態１と同様であるので説明を省略する。なお、モールド形成後のリードフレーム１１は、実施の形態１と略同じ形態であるので、図１を参照して説明する。

モールド工程では、半導体チップ等が搭載されたリードフレーム１１をポッティング法により樹脂封止しパッケージ１３を形成する。具体的には、モールド型に樹脂を充填した後、リードフレーム１１をモールド型に装着して、加熱硬化し、硬化後徐冷してモールド型を取り外すことによって、パッケージ１３を形成する。

モールド型には、半導体デバイス１のパッケージ１３を形成するパッケージ型が複数個集まったキャビティと、外縁ランナー１５を形成するための外縁ランナー型が設けられている。これによって、リードフレーム１１にパッケージ１３と外縁ランナー１５が同時に形成されることになる。

なお、反り防止用の外縁ランナー１５は、パッケージ１３を形成するモールド工程とは別工程で形成してもよい。すなわち、モールド工程前あるいは後に、外縁ランナー１５を形成してもよい。

また、外縁ランナー１５を形成する工程において、パッケージ１３を形成するモールド樹脂とは異なる成形収縮率、熱膨張係数を有するモールド樹脂を使用してもよい。例えば、低成形収縮率の樹脂、低熱膨張係数を有するモールド樹脂を用いることで、反りを効果的に防止することができる。

また、外縁ランナー１５は、低コストのモールド樹脂を使用して形成もよい。すなわち、外縁ランナー１５は、単にリードフレーム１１の反りを防止するために設けられる補強体であり、半導体チップを腐食させないで封止するという機能は必要としないので、不純物の含有率が高い樹脂であっても使用することができる。

ここで、外縁ランナー１５の構造および効果については、実施の形態１と同様であるので説明を省略する。

なお、ポッティング法によるパッケージ１３の形成は、プリント配線板１２に対して適用することができる。

＜実施の形態４＞
本発明の実施の形態４では、リードフレームに複数の半導体チップを所定間隔で行方向に配列し、奇数行と偶数行は互いに所定間隔の半分をずらして配置して搭載して半導体デバイスを製造する半導体デバイスの製造方法について説明する。

図７は、本発明の実施の形態４に係る半導体デバイスの製造方法において、両面側に外縁ランナーが形成され、パッケージが形成された後のリードフレームを示した図であり、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は側面図である。

まず、同一のパターンが、所定間隔で行方向に配列し奇数行と偶数行は互いに所定間隔の半分ずらして配置されて形成されたリードフレーム１１が作成される。一枚のフレームで半導体デバイス１が可能な限り多く作成できるようにするためである。リードフレーム１１は、導電率が高い鉄、銅、４２アロイ等の金属板からスタンピング法またはエッチング法によりパターンが形成され、その後、銀メッキ等で表面のメッキ処理が行われて作成される。

具体的には、半導体デバイス１を形成する各パターンは、当該各パターン幅の２倍程度の所定間隔で行方向へ直線的に配置させ、偶数行と奇数行の各パターンは互いに所定間隔の半分をずらして配置してある。すなわち、略矩形の網の目模様において、各半導体のパターンの上下左右には他のパターンを形成しないで、斜め右上下および斜め左上下に他の半導体のパターンを形成することによって、単位面積あたりにおける半導体デバイス１のパターンの密度を高くしている。

このようにパターンを配置することによって、一枚のフレームにおける単位面積あたりに作成できる半導体デバイス１の数量を増加させることができるので、生産効率が向上する。

次に、リードフレーム１１にＡｇペースト等の導電性接着剤で半導体チップ等を搭載する。半導体チップは、所定間隔で行方向に配列し、奇数行と偶数行は互いに所定間隔の半分をずらして配置される。

次に、リードフレーム１１を加熱して導電性接着剤を硬化させて半導体チップを固定する。その後、半導体チップに形成されている電極とリード端子１４とを金ワイヤー等で接続させる。

次に、半導体チップが搭載されたリードフレーム１１をモールド樹脂によってモールド成形し、パッケージ１３および外縁ランナー１５を形成する。パッケージ１３および外縁ランナー１５の形成方法は、実施の形態１と同様である。また、外縁ランナー１５の構造についても実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。

次に、モールド成形されたリードフレーム１１は、トリミング金型によって個々の半導体デバイス１に分割される。リードフレーム１１に反りが小さいので、分割された半導体デバイス1も反りが小さく、各端子の先端部は、略同一平面上に揃えられる。

なお、分割工程は、ダイサーによってダイシングすることによってリードフレーム１１を切断し、個々の半導体デバイス１に分割してもよい。この場合、ダイシングラインが直線になるように、奇数列のダイシングラインと偶数列のダイシングラインを一致するようにして、パターンの所定間隔が定められる。

なお、本発明の実施の形態４で示した配置パターンは、プリント配線板１２に対しても適用することができる。

＜実施の形態５＞
本発明の実施の形態５に係る半導体デバイスは、上述した半導体デバイスの製造方法を用いて製造されている。

すなわち、上述した製造方法によれば、リードフレーム１１またはプリント配線板１２の反りが小さくなるので、製造される半導体デバイス１は、端子先端部の位置が同一平面上に揃えられることになる。したがって、半導体デバイス１を電子機器の実装基板に搭載する際、各端子は所定のランド部に当接することになり、半田付けで接続不良の発生が抑えられる。

＜実施の形態６＞
本発明の実施の形態６に係る電子機器は、本発明に係る半導体デバイス１が実装基板に実装されている。

本発明に係る半導体デバイス１は反りが小さいので、実装時における実装不良が少なくなる。したがって、電子機器の生産歩留りが良くなる。また、実装基板上における端子と基板電極との接触不良が少なくなるので、信頼性の高い電子機器を製造することができる。

本発明の実施の形態１に係る半導体デバイスの製造方法において、パッケージが形成された後のリードフレームを示した図であり、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は矢符Ａ−Ａの断面拡大図である。 本発明の実施の形態１に係る半導体デバイスの製造方法において、片面側に外縁ランナーが形成され、パッケージが形成された後のリードフレームを示した図であり、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は側面図である。 本発明の実施の形態１に係る半導体デバイスの製造方法において、両面側に外縁ランナーが形成され、パッケージが形成された後のリードフレームを示した図であり、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は側面図である。 本発明の実施の形態１に係る半導体デバイスの製造方法において、両面側に外縁ランナーが形成され、パッケージが形成された後のリードフレームの矢符Ｂ−Ｂの断面拡大図である。 本発明の実施の形態２に係る半導体デバイスの製造方法において、片面側に外縁ランナーが形成され、パッケージが形成された後のプリント配線板を示した図であり、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は側面図である。 本発明の実施の形態２に係る半導体デバイスの製造方法において、両面側に外縁ランナーが形成され、パッケージが形成された後のプリント配線板を示した図であり、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は側面図である。 本発明の実施の形態４に係る半導体デバイスの製造方法において、両面側に外縁ランナーが形成され、パッケージが形成された後のリードフレームを示した図であり、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は側面図である。 従来の半導体デバイスの製造方法において、パッケージが形成された後のリードフレームを示した図であり、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は側面図である。 従来の半導体デバイスの製造方法において、パッケージを形成した後に行われるリードフレームの徐冷について説明するための説明図である。

符号の説明

１ 半導体デバイス
１１ リードフレーム
１２ プリント配線板
１３ パッケージ
１４ 端子
１５ 外縁ランナー
１６ 外縁
１９ スルーホール
２１ スルーゲート
３１ サブランナー

Claims (18)

1. ベース板に複数個の半導体チップを搭載し、該半導体チップをモールド樹脂によりモールド成形によってパッケージを形成し、前記ベース板を分割して複数個の半導体デバイスを製造する半導体デバイスの製造方法であって、
   前記ベース板の外縁に沿って加熱成形可能な樹脂で外縁ランナーを形成することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
2. 前記外縁ランナーは、前記モールド樹脂によって前記モールド成形時に形成されることを特徴とする請求項１に記載の半導体デバイスの製造方法。
3. 前記外縁ランナーは、前記パッケージを形成するキャビティに樹脂を充填するランナーとしての機能を有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体デバイスの製造方法。
4. 前記外縁ランナーは、前記モールド成形と別の工程で形成されることを特徴とする請求項１に記載の半導体デバイスの製造方法。
5. 前記外縁ランナーは、前記ベース板の周囲を囲んで縁取るように設けることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の半導体デバイスの製造方法。
6. 前記外縁ランナーは、前記ベース板の外縁に沿って直線状に設けることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の半導体デバイスの製造方法。
7. 前記外縁ランナーは、前記ベース板の両面に設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一つに記載の半導体デバイスの製造方法。
8. 前記両面に設けられた前記外縁ランナーは、複数のスルーホールによって結合していることを特徴とする請求項７に記載の半導体デバイスの製造方法。
9. 前記外縁ランナーおよび前記パッケージは、トランスファモールドで成形することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一つに記載の半導体デバイスの製造方法。
10. 前記外縁ランナーおよび前記パッケージは、ポッティングで成形することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一つに記載の半導体デバイスの製造方法。
11. 前記パッケージは、複数の前記半導体チップを包含して成形し、前記パッケージをダイシングによって分割することを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか一つに記載の半導体デバイスの製造方法。
12. 前記半導体チップは、前記ベース板に所定間隔で行方向に配列し、奇数行と偶数行は互いに前記所定間隔の半分ずらして配置して搭載することを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか一つに記載の半導体デバイスの製造方法。
13. 前記ベース板は、プリント配線板であることを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか一つに記載の半導体デバイスの製造方法。
14. 前記ベース板は、リードフレームであることを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか一つに記載の半導体デバイスの製造方法。
15. 前記リードフレームは、タイバーがないことを特徴とする請求項１４に記載の半導体デバイスの製造方法。
16. 前記半導体チップはフリップチップであることを特徴とする請求項１乃至請求項１５のいずれか一つに記載の半導体デバイスの製造方法。
17. 請求項１乃至請求項１６のいずれか一つに記載の半導体デバイスの製造方法を用いて製造されたことを特徴とする半導体デバイス。
18. 実装基板に半導体デバイスが実装されて作成される電子機器において、前記半導体デバイスは請求項１７に記載の半導体デバイスであることを特徴とする電子機器。

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