JP2008034830A - Semiconductor device, and lead frame and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リードフレームに搭載された半導体集積回路等の素子を樹脂モールドして成る半導体装置およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device formed by resin molding an element such as a semiconductor integrated circuit mounted on a lead frame, and a method for manufacturing the same.
リードフレームに搭載された半導体集積回路等の素子を樹脂モールドした半導体装置は通常回路基板に実装されて使用される。そこで半導体装置と回路基板の十分な実装強度を確保するために半導体装置の端子を長くすることで接合面積を大きくしていた。従来から半導体装置の端子切断面のハンダ濡れ性は良い状態では無かったが、接合面積が大きく、端子の形状自体もZ字型にフォーミングしているため、端子の両端だけでなく、端子かかと部のハンダ濡れ性が良好であったため、ハンダが端子を這い上がり、その結果十分な実装強度の確保が出来ていた。
接合面積が大きければ、実装強度も確保できるが、半導体装置の小型化が進むにしたがい、回路基板への実装強度は低下する傾向にある。実装密度を上げるためには回路基板と接合する半導体装置の端子面積及び回路基板側の電極面積を小さくする必要があるからである。半導体装置を回路基板に実装する時には主にハンダが用いられるが、半導体装置の端子がハンダに対して濡れやすいか否かで実装強度が大きく変わってくる。ハンダはリフローなどで溶融温度に達すると、半導体装置の端子のメッキと共に溶融していく。その時に半導体装置の端子全体にメッキが形成されているのが望ましく、メッキが存在しない部分はハンダによって濡れることは無いため、その部分だけ強度が弱くなってしまう。小型の半導体装置になるほど、半導体装置の端子と回路基板の電極間のハンダによる接合だけでは十分な強度は得られないことになってしまうため、少しでも多く、ハンダが濡れる面積を確保する必要がある。特に半導体装置の端子先端部のハンダ濡れ性は重要である。これは、半導体装置が回路基板に実装された場合、端子先端部が回路基板の反りなどの影響を受けやすいためである。 If the bonding area is large, the mounting strength can be ensured, but the mounting strength on the circuit board tends to decrease as the semiconductor device is miniaturized. This is because in order to increase the mounting density, it is necessary to reduce the terminal area of the semiconductor device to be bonded to the circuit board and the electrode area on the circuit board side. Solder is mainly used when a semiconductor device is mounted on a circuit board, but the mounting strength varies greatly depending on whether or not the terminals of the semiconductor device are easily wetted with the solder. When the solder reaches the melting temperature by reflow or the like, it melts together with the plating of the terminals of the semiconductor device. At that time, it is desirable that plating is formed on the entire terminal of the semiconductor device, and a portion where the plating is not present is not wetted by the solder, so that only that portion is weakened. As the size of the semiconductor device becomes smaller, sufficient strength cannot be obtained simply by bonding between the terminals of the semiconductor device and the electrodes of the circuit board, so it is necessary to secure an area where the solder gets wet as much as possible. is there. In particular, the solder wettability of the tip of the terminal of the semiconductor device is important. This is because when the semiconductor device is mounted on the circuit board, the terminal tip is easily affected by the warp of the circuit board.
図6は従来の半導体装置の構造を示す模式側面図を示している。従来は図6に示したように、樹脂1から端子2が突出し、フォーミングされている。端子2はメッキ層3で覆われているが、端子先端切断部10には端子2の切断によって、端子先端露出部12が形成されている。この端子先端露出部12が存在することで、回路基板などへ実装するときに接合剤となるハンダ材の濡れ性が悪くなってしまう。
FIG. 6 is a schematic side view showing the structure of a conventional semiconductor device. Conventionally, as shown in FIG. 6, the
図7は製造工程途中の従来の半導体装置の構造図を示している。図7の様に二つの樹脂21と樹脂31を結ぶリードフレームの一部でもある端子2は太さが一様である。このような構造の半導体装置を切断して個片化すると、図6に示したような端子露出部12が形成されてしまう。
FIG. 7 shows a structural diagram of a conventional semiconductor device in the middle of a manufacturing process. As shown in FIG. 7, the
半導体装置の端子と回路基板の電極を強固に接合するために、半導体装置の端子のハンダ濡れ性を向上させる手段として半導体装置の端子先端部の全体にメッキが形成された半導体装置とした。また、他の手段として、半導体装置の端子先端部の切断面においてメッキが形成されない面積は端子の断面積の二分の一以下である半導体装置とした。 In order to firmly bond the terminal of the semiconductor device and the electrode of the circuit board, a semiconductor device in which plating is formed on the entire terminal tip portion of the semiconductor device as a means for improving solder wettability of the terminal of the semiconductor device. As another means, a semiconductor device in which the area where the plating is not formed on the cut surface of the terminal tip of the semiconductor device is one half or less of the cross-sectional area of the terminal.
本発明によれば、半導体装置の端子面積を大きくすることなく、ハンダ材がリフロー時の熱で溶融し、端子上面まで這い上がり、回路基板との実装強度を向上することが可能となる。また実装した回路基板の反りなどに対する強度も向上させることが出来る。 According to the present invention, without increasing the terminal area of the semiconductor device, the solder material is melted by the heat during reflow and crawls up to the upper surface of the terminal, so that the mounting strength with the circuit board can be improved. Further, the strength against the warp of the mounted circuit board can be improved.
以下、本発明の半導体装置の実施例について図面に基づいて説明する。 Embodiments of a semiconductor device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明の第1の実施例である半導体装置の構造を示す模式側面図である。半導体装置は樹脂1、端子2、及び端子表面を被覆する金属メッキ3からなる。半導体集積回路(ICチップ)等の素子は樹脂1に覆われており、通常外部からは見えない構成となっている。端子2の一端は樹脂1内部で半導体集積回路と電気的に接合され、他端は樹脂1から突出した形態を示しており、端子の突出部は金型などによって基板への実装に適した形にフォーミングされている。端子2が樹脂1の外部に露出している部分の表面にはほぼ全体にわたりメッキ層3が形成されている。図1に示した実施例では、端子2の端部においてもメッキ層3がその端子先端部4を覆っており、端子2の表面は外部に露出することがない。
FIG. 1 is a schematic side view showing the structure of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. The semiconductor device includes a
図2は本発明の第2の実施例である半導体装置の構造を示す模式側面図である。本図に示した実施例においては、端子2の端子先端部4にはメッキ層3に覆われている部分とメッキ層3に覆われていない端子先端露出部5とが存在する。端子先端露出部5の断面積を端子2の断面積の二分の一以下にすることで、半導体装置を回路基板などへ実装するときにその接合部材となるハンダ材がメッキ層を濡らしやすくなり、端子先端部4をハンダが這い上がり、強固な実装状態を形成することが出来るようになる。
FIG. 2 is a schematic side view showing the structure of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. In the embodiment shown in this figure, the terminal tip 4 of the
図3は本発明に係るリードフレームの第1の実施例を示している。一枚のリードフレーム上に半導体装置を複数配置した集合体を示している。各半導体装置の端子8はメッキバー7で繋がっており、メッキバー7は端子8の側面で接合している。メッキバー7はリードフレーム6に電解メッキを行うときに電気を流すための通路である。このようにメッキバー7が端子8の側面で接合する構造にすることで、図1に示した様に端子先端部4をメッキ層3で覆った構造の半導体装置を製造することが可能になる。
FIG. 3 shows a first embodiment of the lead frame according to the present invention. An assembly in which a plurality of semiconductor devices are arranged on one lead frame is shown. The
図4は本発明に係るリードフレームの第2の実施例を示している。一枚のリードフレーム上に半導体装置を複数配置した集合体を示している。ここでは、各半導体装置の端子8を延長してメッキバー9を形成している。メッキバー9はリードフレーム6に電解メッキを行うときに電気を流すための通路である。メッキバー9が端子8に接合している部分は、後から切断するときの切断面となり、メッキが付かないため、メッキバー9の断面積は端子8の断面積の2分の1未満で、出来るだけ細く、薄いことが望ましい。
FIG. 4 shows a second embodiment of the lead frame according to the present invention. An assembly in which a plurality of semiconductor devices are arranged on one lead frame is shown. Here, the
図5は本発明の第2の実施例である半導体装置の側面図であり、製造の途中の状態を示している。隣り合う二つの半導体装置がリードフレームで接続された状態を示している。図5に示すように本発明ではリードフレーム2にリードフレーム薄部11を形成した。リードフレーム薄部11を切断して半導体装置を個片化することで、図2に示した実施例の構造を有する半導体装置を得ることが出来る。
FIG. 5 is a side view of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention, and shows a state in the middle of manufacture. 2 shows a state in which two adjacent semiconductor devices are connected by a lead frame. As shown in FIG. 5, in the present invention, the lead frame
図8は本発明の第3の実施例である半導体装置の製造途中を示す側面図であり、隣り合う二つの半導体装置がリードフレームで接続された状態を示している。図8に示すように本実施例においてはリードフレーム2にリードフレーム薄部11を形成する。リードフレーム薄部11は半導体装置を回路基板に実装する面側に形成されている。リードフレーム薄部11を切断して半導体装置を個片化することで、図9に示される構造を有する第3の実施例である半導体装置を得ることが出来る。この様な構造とすることで回路基板に印刷された半田がリード上面を濡らしやすくなる。
FIG. 8 is a side view showing the process of manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention, and shows a state in which two adjacent semiconductor devices are connected by a lead frame. As shown in FIG. 8, in this embodiment, the lead frame
リードフレーム薄部11の形成方法は、最初にプレス金型でリードフレームの所望の形状に抜いた後で部分的に加工する。その部分的な加工方法としては、薬品によってエッチングして肉薄部を形成する方法とプレス加工によって局所的な潰し加工を行う方法などがある。
The lead frame
最後に製造工程を概略説明する。リードフレーム上に半導体集積回路(ICチップ)を接着し、半導体集積回路とリードフレームをワイヤーで接続する。その後樹脂で半導体集積回路を覆う。ここまでの工程で図3および図4の状態になる。その後メッキ処理を行うと樹脂以外の部分は全体的にメッキ皮膜で覆われる。更に金型などでリードフレームを切断して半導体装置を個片化する。 Finally, the manufacturing process will be outlined. A semiconductor integrated circuit (IC chip) is bonded on the lead frame, and the semiconductor integrated circuit and the lead frame are connected by a wire. Thereafter, the semiconductor integrated circuit is covered with resin. The state up to here is the state shown in FIGS. Thereafter, when plating is performed, portions other than the resin are entirely covered with a plating film. Further, the lead frame is cut with a mold or the like to separate the semiconductor device.
本発明による半導体装置は、携帯電話、ノートパソコン、携帯電子機器などの小型で軽量であることを要求される製品に幅広く利用できる。 The semiconductor device according to the present invention can be widely used for products that are required to be small and light, such as mobile phones, notebook computers, and portable electronic devices.
1 樹脂
2 端子
3 メッキ層
4 端子先端部
5 端子先端露出部
6 リードフレーム
7 メッキバー
8 端子
9 メッキバー
10 端子先端切断部
11 リードフレーム薄部
12 端子先端露出部
21 樹脂
31 樹脂
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