JP2008112961A - 半導体装置の製造方法および半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体装置の製造において、ダイシングライン16に沿って、封止樹脂15によって封止されたリードフレーム11のフレーム部13に対し、フレーム部13の下面132側から、ダイシングソー17により所定幅の溝18を形成する。次いで、溝18の底面181および側面183と、ダイパッド3の下面32と、リード14の下面142とにめっき層19を形成する。次いで、ダイシングライン16に沿って、溝18の幅よりも狭い幅のダイシングソー20を用いて、フレーム部13および封止樹脂15を貫通して除去する。これにより、リード4の本体部8の内側端面832に、リードめっき層10が形成された、半導体装置1の個片を得る。
【選択図】図6D
Description
図12A〜12Eは、従来のMAPタイプのSONが適用された、半導体装置の製造方法を示す図解的な断面図である。図13は、図12A〜12Eで示す製造方法により製造された半導体装置の実装状態を示す図解的な断面図である。
その後、図12Dに示すように、リードフレーム101の下面側から、ダイシングソー110を用い、ダイシングライン111に沿ってリードフレーム101および封止樹脂108が切断される。この切断によって、図12Eに示すように、各半導体装置112の個片が得られる。
その結果、半導体装置を配線基板に実装したとき、リードの下面のみならず、リードの端面にまでクリーム半田を濡れ上がらせることができ、クリーム半田と当該端面とを良好に密着させることができる。すなわち、半導体装置と配線基板との実装強度を向上させ、接続信頼性を向上させることができる。
また、ダイパッドの一方面が、リード構成部材の一方面と同一平面上に形成されているので、リードフレームを封止用金型に入れて樹脂封止する際、ダイパッドの位置ずれを抑制することができる。
また、これにより、リードの端面に、いわゆる半田フィレットが形成されるため、リードと配線基板のランドとの接合(半田付け)状態を容易に外観検査することができる。
さらに、請求項3記載の発明は、半導体チップと、前記半導体チップが一方面にダイボンディングされるダイパッドと、前記ダイパッドとの対向方向に延び、一方面が前記ダイパッドの前記一方面と同一平面上に配置され、前記半導体チップと電気的に接続されるリードと、前記半導体チップ、前記ダイパッドおよび前記リードを、前記ダイパッドの前記一方面、ならびに前記リードの前記一方面および前記ダイパッドと対向する内端面と反対側の外端面が露出するように封止する封止樹脂とを備え、前記リードの前記外端面は、前記リードの前記外端面側の端部が前記一方面側から掘り下げられることにより、相対的に外側に配置される外側端面と、相対的に内側に配置され、前記外側端面との間に段差を有する内側端面とを含み、前記リードの前記一方面および前記内側端面には、半田濡れ性を有する金属材料からなるリードめっき層が形成されていることを特徴とする、半導体装置である。
図1は、この発明の一実施形態に係る半導体装置の構成を示す図解的な断面図である。図2は、図1に示す半導体装置の底面図(配線基板に対する接合面を示す図)である。図3は、図1に示す半導体装置の底面の一角部を示す斜視図である。
この半導体装置1は、MAPタイプのSON(Small Outlined Non-leaded Package)が適用された半導体装置であり、半導体チップ2と、この半導体チップ2を支持するためのダイパッド3と、半導体チップ2と電気的に接続される複数のリード4と、これらを封止する封止樹脂5とを備えている。
このような、半田濡れ性を有する金属としては、たとえば、パラジウム(Pd)、半田(たとえば、錫(Sn)、錫−銅合金(Sn−Cu)、錫−銀合金(Sn−Ag)、錫−ビスマス(Sn−Bi)など)などが挙げられる。
各リード4は、リード4の整列方向と直交する方向に長尺な平面視長方形状に形成されている。また、各リード4は、本体部8と、抜け止め部9とを一体的に備えている。
抜け止め部9は、本体部8よりも薄く形成されている。この抜け止め部9は、その上面が本体部8の上面81と面一をなし、本体部8のダイパッド3と対向する側面からダイパッド3側に向けて延びている。これにより、抜け止め部9の下面と本体部8の下面82との間に段差が形成されており、この段差部分(抜け止め部9の下方)に封止樹脂5が入り込むことによって、リード4が封止樹脂5から抜け落ちることが防止されている。
リードめっき層10は、ダイパッドめっき層7と同様に、半田濡れ性を有する金属を用いためっきにより形成される層である。すなわち、封止樹脂5から露出する、本体部8の下面82、内側端面832および段差面821は、リードめっき層10を介して、配線基板21(後述)上のランド22(後述)と、半田接合されるアウターリードとして機能する。
半導体装置1の製造に用いられるリードフレーム11は、MAPタイプパッケージに使用されるリードフレームであり、たとえば、金属薄板(たとえば、銅、42アロイなど)で形成されている。
ダイパッド3は、たとえば、金属薄板に対して精密プレス加工を施すことによって長方形状に形成され、その下面32が、フレーム部13の下面132と同一平面上に形成されるように(図5参照)、吊りリード部26を介してフレーム部13に結合されている。
複数のリード14は、フレーム部13と一体的に形成され、ダイパッド3に向けて延びる長尺形状に形成されている。また、複数のリード14は、ダイパッド3を挟む両側に、たとえば、8個ずつ設けられており、各側において、各リード4は、互いに適当な間隔を空けて並列に整列して配置されている。
図6A〜6Eは、半導体装置1の製造方法を工程順に示す図解的な断面図である。
次に、半導体装置1の製造方法について、図6A〜6Eを参照して説明する。
トランスファーモールド法では、封止樹脂15を形成するためのキャビティを有する一対の金型が用いられ、この一対の金型間にリードフレーム11を挟み込む。そして、キャビティ内に、溶融した樹脂を充填し、この樹脂を冷却・固化することによって封止することができる。
なお、めっき層19を形成するには、上述したように電解めっき法により行なってもよいし、無電解めっき法などの方法で行なってもよい。
ダイシングソー20は、めっき層19が形成された溝18の幅より薄い厚みで形成されている。このような厚みのダイシングソー20を用いれば、ダイシングソー20と溝18の側面183に形成されためっき層19とを接触させずにフレーム13および封止樹脂15を貫通して除去することができる。これにより、フレーム部13および封止樹脂15の除去の際に、ダイシングソー20によって溝18の側面183に形成されためっき層19が剥がされるのを防止することができる。その結果、除去後、図1に示すように、半導体装置1の、リード4の本体部8の内側端面832に、当該めっき層19を残すことができる。
図7は、半導体装置1の製造に用いられるリードフレーム50の構成を示す底面図である。このリードフレーム50は、半導体装置1の製造に際して、前述のリードフレーム11に代えて用いられるリードフレームである。なお、図7において、前述の図4に示すリードフレーム11に対応する部分には、図4の場合と同一の参照符号を付して示す。
半導体装置1の第2の製造方法では、図8Aに示すように、リードフレーム50が用意される。なお、図8A〜8Gにおいて、リードフレーム50は、その切断面のみが示されている。
まず、図8Bに示すように、リードフレーム50のダイパッド3上に、たとえば、高融点はんだ(融点が260℃以上のはんだ)や銀ペーストなどからなる接合剤(図示せず)を介して、半導体チップ2がダイボンディングされる。続いて、ボンディングワイヤ6の一端が半導体チップ2のパッドに接続され、ボンディングワイヤ6の他端がリード14の上面141に接続(ワイヤボンディング)される(ボンディング工程)。
その後は、図8Fに示すように、図6Cと同様の方法により、ダイパッド3の下面32、リード14の下面142および溝18の内面(底面181および側面183)に、めっき層19が形成される(めっき工程)。
図9A〜9Gは、半導体装置1の第3の製造方法を示す図解的な断面図である。
半導体装置1の第3の製造方法では、図9Aに示すように、リードフレーム50が用意される。なお、この半導体装置1の第3の製造方法に用いられるリードフレーム50の溝18は、リード14における抜け止め部9の下方に形成された溝42より浅く形成されている。また、図9A〜9Gにおいて、リードフレーム50は、その切断面のみが示されている。
その後は、図9Fに示すように、図6Cと同様の方法により、ダイパッド3の下面32、リード14の下面142および溝18の内面(底面181および側面183)に、めっき層19が形成される(めっき工程)。
上記のように得られた半導体装置1は、配線基板21の表面211、つまりランド22が形成されている面に対して、リード4の本体部8の下面82を対向させて表面実装される。
ランド22上には、クリーム半田23が塗られている。この半導体装置を配線基板21に表面実装する際には、そのクリーム半田23およびリードめっき層10を介して、リード4の本体部8の下面82がランド22に対して接合される。
また、ダイシングソー20による切断時(ダイシング時)に、ダイシングソー20の側面は、リード14(リード4)および封止樹脂15(封止樹脂5)に接触する。そのため、リード14がダイシングソー20の側面につられて延びることにより、リード4(本体部8)の段差面821の外側端面831側の端部に、ばりを生じることがある。このようなばりが生じていると、図10で示す、半導体装置1の配線基板21への実装時に、ばりが配線基板21上のランド22に当接して、そのばりの部分で半導体装置1が配線基板21から浮き上がる。この状態でリフローが行なわれると、配線基板21の熱反りにより、リード4とランド22との接続不良などの実装不良を生じるおそれがある。
たとえば、上記の実施形態では、ダイパッド3の下面32にめっき層7を形成したが、形成しない構成としてもよい。
また、上記の実施形態では、MAPタイプのSONが適用された半導体装置を例に取り上げたが、この発明は、図11に示すように、リード4の本体部8の外端面83が、封止樹脂5の側面53の外側に張り出すように形成される、いわゆるリードカットタイプのSONが適用された半導体装置に適用することもできる。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
2 半導体チップ
3 ダイパッド
4 リード
5 封止樹脂
8 本体部
10 リードめっき層
11 リードフレーム
13 フレーム部
14 リード
15 封止樹脂
16 ダイシングライン
18 溝
19 めっき層
27 保護部材
28 ダイシングテープ
29 粘着剤
31 上面
32 下面
40 溝
41 溝
50 リードフレーム
83 外端面
821 段差面
831 外側端面
832 内側端面
Claims (3)
- 所定方向に間隔を隔てて設けられ、半導体チップがそれぞれダイボンディングされる複数のダイパッドと、前記複数のダイパッドの各間において前記所定方向に延び、一方面が前記ダイパッドの一方面と同一平面上に配置されるリード構成部材とを一体的に備えるリードフレームを用いて、半導体装置を製造する方法であって、
各前記ダイパッドの前記一方面と反対側の他方面上に半導体チップをダイボンディングするとともに、各前記半導体チップを前記リード構成部材と電気的に接続するボンディング工程と、
前記ボンディング工程の後、前記ダイパッドの前記一方面および前記リード構成部材の前記一方面が露出するように、前記リードフレームおよび前記半導体チップを封止樹脂により封止する樹脂封止工程と、
前記複数のダイパッドの各間において前記所定方向と直交する方向に延びるダイシングラインに沿って、前記リード構成部材の前記一方面側から所定幅の溝部を形成し、前記リード構成部材の一部を前記封止樹脂とともに除去する溝部形成工程と、
半田濡れ性を有する金属材料を用いためっきにより、前記リード構成部材の前記一方面および前記溝部の内面にリードめっき層を形成するめっき工程と、
前記ダイシングラインに沿って、前記所定幅よりも狭い幅で、前記リード構成部材および前記封止樹脂を貫通して除去する除去工程と、を含むことを特徴とする、半導体装置の製造方法。 - 所定方向に間隔を隔てて設けられ、半導体チップがそれぞれダイボンディングされる複数のダイパッドと、前記複数のダイパッドの各間において前記所定方向に延び、一方面が前記ダイパッドの一方面と同一平面上に配置されるリード構成部材とを一体的に備えるリードフレームを用いて、半導体装置を製造する方法であって、
前記リード構成部材は、前記所定方向に延びる溝を前記一方面に有しており、
各前記ダイパッドの前記一方面と反対側の他方面上に半導体チップをダイボンディングするとともに、各前記半導体チップを前記リード構成部材と電気的に接続するボンディング工程と、
前記溝に保護部材を埋設する保護部材埋設工程と、
前記保護部材埋設工程の後、前記ダイパッドの前記一方面および前記リード構成部材の前記一方面が露出するように、前記リードフレームおよび前記半導体チップを封止樹脂により封止する樹脂封止工程と、
前記樹脂封止工程の後、前記保護部材を除去する保護部材除去工程と、
半田濡れ性を有する金属材料を用いためっきにより、前記リード構成部材の前記一方面および前記溝の内面にリードめっき層を形成するめっき工程と、
前記溝を前記所定方向と直交する方向に横切るダイシングラインに沿って、前記溝の前記所定方向の幅よりも狭い幅で、前記リード構成部材および前記封止樹脂を貫通して除去する除去工程と、を含むことを特徴とする、半導体装置の製造方法。 - 半導体チップと、
前記半導体チップが一方面にダイボンディングされるダイパッドと、
前記ダイパッドとの対向方向に延び、一方面が前記ダイパッドの前記一方面と同一平面上に配置され、前記半導体チップと電気的に接続されるリードと、
前記半導体チップ、前記ダイパッドおよび前記リードを、前記ダイパッドの前記一方面、ならびに前記リードの前記一方面および前記ダイパッドと対向する内端面と反対側の外端面が露出するように封止する封止樹脂とを備え、
前記リードの前記外端面は、前記リードの前記外端面側の端部が前記一方面側から掘り下げられることにより、相対的に外側に配置される外側端面と、相対的に内側に配置され、前記外側端面との間に段差を有する内側端面とを含み、
前記リードの前記一方面および前記内側端面には、半田濡れ性を有する金属材料からなるリードめっき層が形成されていることを特徴とする、半導体装置。
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