JP2008258370A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】チップコンデンサをリードフレームに接着した後、リードフレームを搬送、ハンドリング、モールドするときに、チップコンデンサ等がリードフレームから剥がれることを防止する。
【解決手段】本発明の半導体装置１の製造方法は、リードフレーム１上にチップコンデンサ５を固着する前の段階において、リードフレーム２のうちのチップコンデンサ５を固着する部位の周囲部分を拘束治具９で拘束する拘束工程を備え、その後、成形型１３内に収容して樹脂でモールドするときまで、拘束治具９によるリードフレーム２の拘束状態を保持するように構成したものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、リードフレーム上にパワーＩＣ、制御ＩＣ、チップコンデンサを固着したものを樹脂でモールドして製造される半導体装置の製造方法に関する。

リードフレーム上にパワーＩＣ、制御ＩＣ、チップコンデンサを固着したものを樹脂でモールドして製造される半導体装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この半導体装置においては、チップコンデンサはリードフレームに導電性接着剤により固着されている。
特開２００４−１４０３０５号公報

上記構成の半導体装置を製造する場合、チップコンデンサをリードフレームに接着した後、リードフレームを搬送したり、ハンドリングしたりする作業を実行すると、チップコンデンサやワイヤボンディングしたワイヤ（金線）がリードフレームから剥がれることがあった。

また、パワーＩＣ、制御ＩＣ、チップコンデンサをリードフレームに固着したものを成形型内に収容して樹脂でモールドするときも、チップコンデンサやワイヤ（金線）がリードフレームから剥がれることがあった。このように、チップコンデンサ等がリードフレームから剥がれる原因は、搬送、ハンドリング、モールド時にリードフレームに応力が作用するためであると考えられる。

そこで、本発明の目的は、チップコンデンサをリードフレームに接着した後、リードフレームを搬送、ハンドリング、モールドするときに、チップコンデンサ等がリードフレームから剥がれることを防止できる半導体装置の製造方法を提供することにある。

請求項１の発明によれば、リードフレーム上にチップコンデンサを固着する前の段階において、前記リードフレームのうちの前記チップコンデンサを固着する部位の周囲部分を拘束治具で拘束する拘束工程を備え、その後、成形型内に収容して樹脂でモールドするときまで、前記拘束治具による前記リードフレームの拘束状態を保持するように構成したので、チップコンデンサをリードフレームに接着した後、リードフレームを搬送、ハンドリング、モールドするときに、リードフレームに応力が作用したとしても、リードフレームが変形することがなくなり、チップコンデンサ等がリードフレームから剥がれることを防止できる。

上記構成の場合、請求項２の発明のように、前記拘束工程を実行した後、前記リードフレーム上に前記パワーＩＣを固着する工程を実行し、その後、前記リードフレーム上に前記制御ＩＣを固着する工程を実行し、更に、前記リードフレーム上に前記チップコンデンサを固着する工程を実行することが好ましい。

また、請求項３の発明のように、前記リードフレーム上に前記パワーＩＣを固着する工程を実行した後、前記拘束工程を実行し、その後、前記リードフレーム上に前記制御ＩＣを固着する工程を実行し、更に、前記リードフレーム上に前記チップコンデンサを固着する工程を実行することがより一層好ましい。

更に、請求項４の発明のように、前記リードフレーム上に前記パワーＩＣを固着する工程を実行した後、前記リードフレーム上に前記制御ＩＣを固着する工程を実行し、その後、前記拘束工程を実行し、更に、前記リードフレーム上に前記チップコンデンサを固着する工程を実行することも良い構成である。

以下、本発明の第１の実施例について、図１ないし図９を参照しながら説明する。まず、図１は、本実施例の半導体装置の製造方法で製造する半導体装置１の全体の概略構成を示す縦断面図である。この図１に示すように、半導体装置１は、リードフレーム２と、このリードフレーム２上に固着されたパワーＩＣ３、制御ＩＣ４及びチップコンデンサ５と、これら部品をモールドする樹脂６とを備えて構成されている。

リードフレーム２のうちのパワーＩＣ３を固着する部分には、ヒートシンク部２ａが形成されており、このヒートシンク部２ａの厚み寸法は他の部分よりも厚く、例えば１．６ｍｍ程度に構成されている。リードフレーム２の他の部分の厚み寸法は、例えば０．５ｍｍ程度に構成されている。

パワーＩＣ３は、例えばＤＭＯＳで構成されており、リードフレーム２上に例えば半田付けにより固着されている。パワーＩＣ３とリードフレーム２との間は、例えばＡｌ線７でワイヤボンディングされている。制御ＩＣ４及びチップコンデンサ５は、リードフレーム２上に例えば導電性接着剤により固着されている。制御ＩＣ４とリードフレーム２との間は、例えばＡｕ線８でワイヤボンディングされている。

そして、パワーＩＣ３、制御ＩＣ４、チップコンデンサ５、Ａｌ線７、Ａｕ線８を封止するように樹脂６でモールドされている。尚、リードフレーム２のヒートシンク部２ａの下面は、樹脂６から露出するように構成されており、もって、ヒートシンク部２ａからの放熱性を向上させている。

次に、上記構成の半導体装置１を製造する製造工程について、図２ないし図９を参照して説明する。まず、図２のステップＳ１０において、リードフレーム２に拘束治具９（図３参照）を装着する工程を実行する（拘束工程）。この拘束治具９は、上治具１０と、下治具１１とを備えており、これら上治具１０と下治具１１の間にリードフレーム２を挟んで固定するように構成されている（図４、図５参照）。

リードフレーム２に拘束治具９を装着すると、拘束治具９の拘束力によりリードフレーム２の剛性が高くなり、リードフレーム２に外力が作用しても、リードフレーム２が変形することを防止できる。尚、上治具１０と下治具１１は、ねじ１２により締め付け固定されている。

次に、ステップＳ２０へ進み、パワーＩＣ３をリードフレーム２に半田付けする工程を実行する。続いて、ステップＳ３０へ進み、パワーＩＣ３とリードフレーム２との間をＡｌ線７でワイヤボンディングする。そして、ステップＳ４０へ進み、制御ＩＣ４をリードフレーム２に導電性接着剤により接着して組み付ける工程を実行する。続いて、ステップＳ５０へ進み、制御ＩＣ４とリードフレーム２との間をＡｕ線８でワイヤボンディングする。

そして、ステップＳ６０へ進み、チップコンデンサ５をリードフレーム２に導電性接着剤により接着して組み付ける工程を実行する。続いて、ステップＳ７０へ進み、上記したようにして、パワーＩＣ３、制御ＩＣ４、チップコンデンサ５を組み付けたリードフレーム２を樹脂６でモールドする工程を実行する。この場合、図７に示すような成形型１３を用いて樹脂モールドを実行する。

成形型１３は、上型１４と、下型１５とを備えており、これら上型１４と下型１５の間に、パワーＩＣ３、制御ＩＣ４、チップコンデンサ５を組み付けたリードフレーム２を挟んで収容するように構成されている。このとき、図７に示すように、リードフレーム２に装着した拘束治具９も、そのまま（拘束状態のまま）成形型１３内に収容する構成となっている。尚、拘束治具９の材質は、成形型１３の材質と同じ材質となるように構成されている。このように構成すると、拘束治具９の線膨張係数と成形型１３の線膨張係数が一致することから、樹脂モールド時に拘束治具９と成形型１３の間に熱応力が作用することがほとんどない。

この後、成形型１３のキャビティ内に樹脂６を注入して硬化させる。樹脂６の硬化が完了したら、成形型１３を型開きすると共に、拘束治具９をリードフレーム２から取り外す（即ち、ねじ１２を外して上治具１０と下治具１１を型開きする）。そして、リードフレーム２のうちの不要な部分をカットすると共に、連結された複数個の半導体装置１を分離するようにカットすれば、半導体装置１が製造される。

このような構成の本実施例においては、図２のステップＳ１０の工程において（即ち、リードフレーム２上にチップコンデンサ５を固着する前の段階において）、リードフレーム２のうちのチップコンデンサ５を固着する部位の周囲部分を拘束治具９で拘束し、その後、成形型１３内に収容して樹脂６でモールドするときまで、拘束治具９によるリードフレーム２の拘束状態を保持するように構成した。これにより、リードフレーム２の剛性が高くなるから、チップコンデンサ５をリードフレーム２に接着した後、リードフレーム２を搬送、ハンドリング、樹脂モールドするときに、リードフレーム２に応力が作用したとしても、リードフレーム２が変形しなくなり、チップコンデンサ５等（Ａｌ線７やＡｕ線８等）がリードフレーム２から剥がれることを防止できる。

ところで、拘束治具９を装着しない従来構成のリードフレーム２（チップコンデンサ５等を固着したもの）を搬送するとき（またはハンドリング作業時）には、図８に示すように、リードフレーム２に応力が作用して変形するため、チップコンデンサ５が剥がれてしまうという不具合が発生した。尚、搬送時等に、Ａｕ線８が剥がれるという不具合が発生することもあった。

また、拘束治具９を装着しない従来構成のリードフレーム２（チップコンデンサ５等を固着したもの）を樹脂モールドするとき、即ち、上記リードフレーム２を成形型１３の上型１４と下型１５との間に挟むとき（即ち、型締めするとき）には、図９に示すように、リードフレーム２に応力が作用して変形するため、チップコンデンサ５が剥がれてしまうという不具合が発生した。尚、樹脂モールド時（即ち、型締めするとき）に、Ａｕ線８が剥がれるという不具合が発生することもあった。

これに対して、上記実施例によれば、リードフレーム２に拘束治具９を装着して拘束することによりリードフレーム２の剛性を高くするように構成したので、搬送時やモールド時等にリードフレーム２に応力が作用したとしても、応力を緩和できてリードフレーム２が変形することを防止できる。従って、チップコンデンサ５や金線８等が剥がれてしまうことを防止できる。

図１０は、本発明の第２の実施例を示すものである、尚、第１の実施例と同一部分には同一符号を付している。この第２の実施例では、リードフレーム２に拘束治具９を装着する工程（ステップＳ１０）を、Ａｌ線７のワイヤボンディングを行う工程（ステップＳ３０）と、制御ＩＣ４をリードフレーム２に接着する工程（ステップＳ４０）との間に設けるように構成した。

そして、上述した以外の第２の実施例の構成は、第１の実施例の構成と同じ構成となっている。従って、第２の実施例においても第１の実施例とほぼ同じ作用効果を得ることができる。

尚、図示はしないが、リードフレーム２に拘束治具９を装着する工程（ステップＳ１０）を、Ａｕ線８のワイヤボンディングを行う工程（ステップＳ５０）と、チップコンデンサ５をリードフレーム２に接着する工程（ステップＳ６０）との間に設けるように構成しても良い。このように構成しても、第１または第２の実施例とほぼ同じ作用効果を得ることができる。

図１１は、本発明の第３の実施例を示すものである、尚、第１の実施例と同一部分には同一符号を付している。この第２の実施例では、拘束治具９の上治具１０と下治具１１の連結状態を、ねじ１２に代えて、係合爪１６、１６により保持するように構成したものである。係合爪１６、１６は、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、揺動可能に設けられており、ばね１７、１７により矢印Ａ、Ｂ方向に回動付勢されている。

そして、上治具１０と下治具１１の連結状態を解除する（即ち、上治具１０及び下治具１１を分割する）には、図１１（ｂ）に示すように、係合爪１６、１６の上端部を押すことにより、係合爪１６、１６を、ばね１７、１７に抗して反矢印Ａ、Ｂ方向に回動させれば良い。

尚、上述した以外の第３の実施例の構成は、第１の実施例の構成と同じ構成となっている。従って、第３の実施例においても第１の実施例とほぼ同じ作用効果を得ることができる。

本発明の第１の実施例を示す半導体装置の縦断面図 製造工程を説明する図 拘束治具の部分斜視図 （ａ）は拘束治具の連結状態を示す正面図、（ｂ）は拘束治具の分割状態を示す正面図 拘束治具をリードフレームに装着した状態を示す縦断面図 拘束治具をリードフレームに装着した状態を示す上面図 成形型内にリードフレームを収容した状態を示す縦断面図 搬送時にチップコンデンサがリードフレームから外れる様子を示す図 樹脂モールド時にチップコンデンサがリードフレームから外れる様子を示す縦断面図 本発明の第２の実施例を示す図２相当図 本発明の第３の実施例を示す図４相当図

符号の説明

図面中、１は半導体装置、２はリードフレーム、２ａはヒートシンク部、３はパワーＩＣ、４は制御ＩＣ、５はチップコンデンサ、６は樹脂、７はＡｌ線、８はＡｕ線、９は拘束治具、１０は上治具、１１は下治具、１２はねじ、１３は成形型、１４は上型、１５は下型、１６は係合爪、１７はバネを示す。

Claims (4)

1. リードフレーム上にパワーＩＣ、制御ＩＣ、チップコンデンサを固着したものを、成形型内に収容して樹脂でモールドして製造される半導体装置の製造方法において、
   前記リードフレーム上に前記チップコンデンサを固着する前の段階において、前記リードフレームのうちの前記チップコンデンサを固着する部位の周囲部分を拘束治具で拘束する拘束工程を備え、
   その後、前記成形型内に収容して樹脂でモールドするときまで、前記拘束治具による前記リードフレームの拘束状態を保持するように構成したことを特長とする半導体装置の製造方法。
2. 前記拘束工程を実行した後、前記リードフレーム上に前記パワーＩＣを固着する工程を実行し、その後、前記リードフレーム上に前記制御ＩＣを固着する工程を実行し、更に、前記リードフレーム上に前記チップコンデンサを固着する工程を実行することを特長とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
3. 前記リードフレーム上に前記パワーＩＣを固着する工程を実行した後、前記拘束工程を実行し、その後、前記リードフレーム上に前記制御ＩＣを固着する工程を実行し、更に、前記リードフレーム上に前記チップコンデンサを固着する工程を実行することを特長とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
4. 前記リードフレーム上に前記パワーＩＣを固着する工程を実行した後、前記リードフレーム上に前記制御ＩＣを固着する工程を実行し、その後、前記拘束工程を実行し、更に、前記リードフレーム上に前記チップコンデンサを固着する工程を実行することを特長とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。

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