JP2008283088A - Method of manufacturing semiconductor module, and semiconductor module - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor module of high reliability, whose manufacturing cost can be significantly reduced. <P>SOLUTION: A lead frame consists of an outer peripheral part, a wiring pattern part formed inside the outer peripheral part, and a connection part which connects the outer peripheral part to the wiring pattern. An IC chip bonding part for mounting an IC chip is present on one surface of the wiring pattern part. The IC chip is mounted face-down on the bonding part of the IC chip. An external connection terminal part is present on the other surface of the wiring pattern part. The lead frame on which the IC chip is mounted is inserted into a mold for injection molding. By insert molding, the entire surface except the external connection terminal part formed on the other surface of the wiring pattern is covered with resin. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、基板にＩＣチップを搭載した半導体モジュールの製造方法、及びその半導体モジュールに関するものである。基板の一方の面にＩＣチップが搭載され、基板の他方の面には外部接続端子が形成されている半導体モジュールの製造方法、及びその半導体モジュールに関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor module in which an IC chip is mounted on a substrate, and the semiconductor module. The present invention relates to a semiconductor module manufacturing method in which an IC chip is mounted on one surface of a substrate and an external connection terminal is formed on the other surface of the substrate, and the semiconductor module.

従来、基板の一方の面に半導体モジュールが搭載され、基板の他方の面に外部接続端子が形成されてなる半導体モジュールの製造方法としては、基板の両面に配線パターンが形成され、両面に形成された回路パターンは基板の一方の面に回路パターンが形成され、基板の両面に形成された回路パターンはスルホールを介して電気的に接続されている半導体モジュールが知られている。
また、配線パターンが形成されたリードフレームを金型内に挿入し、射出成形によりインサート成形を行い、該リードフレームの一方の面に形成されたボンディング部と該リードフレームの他方の面に形成された外部接続端子には樹脂を被覆しないようにし、インサート成形後、ＩＣチップを搭載し、該ＩＣチップとボンディング部をワイヤーボンディング法で電気的に接続するものである（例えば特許文献１参照。）。
特開２００４−２８１５０５号公報（図４(ａ)、(ｂ)、及び図５参照。） Conventionally, as a method of manufacturing a semiconductor module in which a semiconductor module is mounted on one surface of a substrate and an external connection terminal is formed on the other surface of the substrate, a wiring pattern is formed on both surfaces of the substrate and formed on both surfaces. There is known a semiconductor module in which a circuit pattern is formed on one surface of a substrate, and the circuit patterns formed on both surfaces of the substrate are electrically connected through a through hole.
In addition, the lead frame on which the wiring pattern is formed is inserted into a mold, and insert molding is performed by injection molding. The bonding portion formed on one surface of the lead frame and the other surface of the lead frame are formed. The external connection terminals are not covered with resin, and after insert molding, an IC chip is mounted, and the IC chip and the bonding portion are electrically connected by a wire bonding method (see, for example, Patent Document 1). .
Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-281505 (refer to FIGS. 4A, 4B, and 5)

しかしながら、上記の従来技術の前者は、絶縁性基板の両面に回路配線を形成していること、及び基板の両面の形成されたスルホールを介して電気的に接続しているので、製造コストが高いという問題点を有する。
また、後者の従来技術は、インサート成形後、ＩＣチップをボンディングしているので、ＩＣチップを覆うことが必要になり、コストが高くなってしまうという問題点を有する。 However, the former of the above prior art is high in manufacturing cost because the circuit wiring is formed on both sides of the insulating substrate and the electrical connection is made through the through holes formed on both sides of the substrate. There is a problem.
Further, the latter prior art has a problem that since the IC chip is bonded after the insert molding, it is necessary to cover the IC chip, which increases the cost.

そこで、本発明は上述した点に鑑み、信頼性の高い半導体モジュール提供と上記の従来技術に比べて、大幅な製造コストの低減を可能にする半導体モジュールを提供することを目的とするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above, the present invention has an object to provide a highly reliable semiconductor module and a semiconductor module that can greatly reduce the manufacturing cost compared to the above-described conventional technology. .

上記の課題を解決するため、本発明の半導体モジュールは、リードフレームは外周周辺部と該外周周辺部の内側に形成されてなる配線パターン部と、該外周周辺部と配線パターンを連結する連結部で構成されてなり、該配線パターン部の一方の面にはＩＣチップを搭載するＩＣチップボンディング部が存在し、該ＩＣチップのボンディング部にはＩＣチップがフェイスダウン実装されてなり、該配線パターン部の他方の面には外部接続端子部が存在し、上記のＩＣチップが搭載されたリードフレームを射出成形用金型内に挿入し、インサート成形により、該配線パターンの他方の面に形成されている外部接続端子部を除く全ての表面を樹脂で覆うようにしたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the semiconductor module of the present invention includes a lead frame that includes an outer peripheral part, a wiring pattern part formed inside the outer peripheral part, and a connecting part that connects the peripheral part and the wiring pattern. An IC chip bonding portion for mounting an IC chip is present on one surface of the wiring pattern portion, and the IC chip is face-down mounted on the bonding portion of the IC chip. There is an external connection terminal part on the other surface of the part, and the lead frame on which the above-mentioned IC chip is mounted is inserted into the injection mold and formed on the other surface of the wiring pattern by insert molding. All the surfaces except the external connection terminal portion are covered with resin.

上記の本発明の半導体モジュールは、ＩＣチップはリードフレームに直接フェイスダウンボンディングし、ＩＣチップを搭載したリードフレームを射出成形によるインサート成形により、ＩＣチップを搭載したリードフレームを樹脂で覆うことが出来るので、大幅なコスト低減された半導体モジュールの提供が可能となる。また、ＩＣチップの実装面は樹脂が充填され、空気層が出来ないので信頼性の高い半導体モジュールの提供が可能になる。 In the semiconductor module of the present invention described above, the IC chip can be directly face-down bonded to the lead frame, and the lead frame on which the IC chip is mounted can be covered with resin by insert molding by injection molding. Therefore, it is possible to provide a semiconductor module with a significant cost reduction. Further, since the mounting surface of the IC chip is filled with resin and an air layer cannot be formed, a highly reliable semiconductor module can be provided.

更に、本発明の半導体モジュールは、上記の請求項１において、上記の配線パターン部の他方の面に形成された外部接続端子部は、該外部接続端子部を除く該配線パターンの高さよりも高くなっており、インサート成形後の該回路該外部接続端子部の面と該外部接続端子部を除く該配線パターンの樹脂で覆われた面とが同一の平面状になっていることを特徴とする。 Furthermore, in the semiconductor module according to the first aspect of the present invention, the external connection terminal portion formed on the other surface of the wiring pattern portion is higher than the height of the wiring pattern excluding the external connection terminal portion. The surface of the external connection terminal portion after the insert molding and the surface covered with the resin of the wiring pattern excluding the external connection terminal portion are in the same plane. .

上記の本発明の半導体モジュールは、リードフレームの他方の面は外部接続端子面を除き、樹脂フイルムで覆われ、かつフラットな面になっているので、インサート成形ではリードフレームの一方の面側に樹脂を充填すればよいので、インサート成形が容易となる。 In the semiconductor module of the present invention described above, the other surface of the lead frame is covered with a resin film except for the external connection terminal surface and is a flat surface. Since it suffices to fill the resin, insert molding becomes easy.

更に、本発明の半導体モジュールは、リードフレームは外周周辺部と該外周周辺部の内側に形成されてなる配線パターン部と、該外周周辺部と配線パターンを連結する連結部で構成されてなり、該配線パターン部の一方の面にはＩＣチップを搭載するＩＣチップボンディング部が存在し、該ＩＣチップのボンディング部にはＩＣチップがフェイスダウン実装されてなり、該配線パターン部の他方の面には複数の外部接続端子部が存在し、該複数の外部接続端子部のそれぞれは、該外部接続端子の外周部が該外部接続端子を除く該配線パターンと同一面上に形成されてなり、該外部接続端子の外周部の内側は該外周部よりも凸になっており、少なくとも該配線パターンの他方の面は該外部接続端子の内周部を除いて樹脂フイルムで覆われており、上記のＩＣチップが搭載されたリードフレームを射出成形用金型内に挿入し、インサート成形により、該配線パターンの一方の面の全ての表面を樹脂で覆うようにしたことを特徴とする。 Furthermore, in the semiconductor module of the present invention, the lead frame includes an outer peripheral portion, a wiring pattern portion formed inside the outer peripheral portion, and a connecting portion that connects the outer peripheral portion and the wiring pattern. An IC chip bonding portion for mounting an IC chip is present on one surface of the wiring pattern portion, and the IC chip is mounted face-down on the bonding portion of the IC chip, and on the other surface of the wiring pattern portion. Has a plurality of external connection terminal portions, and each of the plurality of external connection terminal portions has an outer peripheral portion of the external connection terminal formed on the same plane as the wiring pattern excluding the external connection terminal, The inside of the outer periphery of the external connection terminal is more convex than the outer periphery, and at least the other surface of the wiring pattern is covered with a resin film except for the inner periphery of the external connection terminal. Said lead frame with an IC chip mounted is inserted into the injection mold, by insert molding, all surfaces of the one surface of the wiring pattern, characterized in that to cover with resin.

上記の本発明の半導体モジュールは、リードフレームの他方の面は外部接続端子面を除き、樹脂フイルムで覆われているので、インサート成形ではリードフレームの一方の面側に樹脂を充填すればよいので、インサート成形が容易となり、信頼性の高い半導体モジュールの提供が可能になる。かつ該外部接続端子面と樹脂フイルムの面はフラットな面になっているので、電気的な接続が容易となる。 In the semiconductor module of the present invention, the other surface of the lead frame is covered with a resin film except for the external connection terminal surface. Therefore, in insert molding, one surface side of the lead frame may be filled with resin. Insert molding becomes easy, and a highly reliable semiconductor module can be provided. In addition, since the external connection terminal surface and the surface of the resin film are flat, electrical connection is facilitated.

更に、本発明の半導体モジュールは、上記の請求項３において、上記の該樹脂フイルムの高さは該外部接続端子の内周部の高さを越えないものとすることを特徴とする。 Furthermore, the semiconductor module of the present invention is characterized in that, in claim 3 described above, the height of the resin film does not exceed the height of the inner peripheral portion of the external connection terminal.

上記の本発明の半導体モジュールは、該外部接続端子面と樹脂フイルムの面はフラットな面になっているので、該外部接続端子は電気的な接続が容易となる。 In the semiconductor module of the present invention, the external connection terminal surface and the surface of the resin film are flat, so that the external connection terminal can be easily electrically connected.

更に、本発明の半導体モジュールの製造方法は、リードフレームはフープ状の板材に複数連続して形成されてなり、該リードフレームは外周周辺部と該外周周辺部の内側に形成されてなる配線パターン部と、該外周周辺部と配線パターンを連結する連結部で構成されてなり、該配線パターン部の一方の面にはＩＣチップを搭載するＩＣチップボンディング部が形成され、該配線パターン部の他方の面には外部接続端子が形成され、該外部接続端子部は該外部接続端子部を除く該配線パターンの高さよりも高くなっており、上記の構造のリードフレームをプレス・鍛造加工により製造する工程、次に、該リードフレームに錫めっきを、更に、該配線パターンの他方の面の該外部瀬悦族端子部のみに金めっきをする工程、次に、該リードフレームの一方の面の形成されたＩＣチップボンディング部にＩＣチップをフェイスダウンボンディングする工程、次に、上記のＩＣチップが搭載されたリードフレームを射出成形用金型内に挿入し、インサート成形により、該配線パターンの他方の面に形成されている外部接続端子部を除く全てのリードフレーム表面の露出された表面を樹脂で覆うようにする工程、次に、該リードフレームの連結部を切断する工程からなることを特徴とする。 Furthermore, in the method for manufacturing a semiconductor module of the present invention, a plurality of lead frames are continuously formed on a hoop-like plate material, and the lead frame is formed on the outer peripheral portion and on the inner side of the outer peripheral portion. And an outer peripheral peripheral part and a connecting part for connecting the wiring pattern, and an IC chip bonding part for mounting an IC chip is formed on one surface of the wiring pattern part, and the other of the wiring pattern parts External connection terminals are formed on the surface, and the external connection terminal portion is higher than the height of the wiring pattern excluding the external connection terminal portion, and the lead frame having the above structure is manufactured by pressing and forging. Step, then, tin-plating the lead frame, and gold-plating only the external contact terminal portion on the other side of the wiring pattern, and then the lead frame The step of face-down bonding the IC chip to the IC chip bonding portion formed on one side, then, inserting the lead frame mounted with the above IC chip into an injection mold, and by insert molding, From the step of covering the exposed surface of all the lead frame surfaces except the external connection terminal portion formed on the other surface of the wiring pattern with resin, and then the step of cutting the connecting portion of the lead frame It is characterized by becoming.

上記の本発明の半導体モジュールの製造方法は、リードフレームはプレス・鍛造加工により、ＩＣチップのボンディングはフェイスダウンボンディング加工により、リードフレームの樹脂充填は射出成形によるインサート成形加工により行うものであり、上記いずれの加工も、フープ材による連続加工が可能で量産性に富み、信頼性の高い加工法であるので、低コストな、信頼性の高い半導体モジュールの製造が可能となる。また、該外部接続端子は、該外部接続端子を除く該回路パターンの高さよりも高くなっているので、該外部接続端子の面がインサート成形による外部接続端子の外周部近傍の樹脂面の高さと等しくできるので、該外部接続端子は電気的な接続が容易となる。 In the manufacturing method of the semiconductor module of the present invention, the lead frame is pressed / forged, the bonding of the IC chip is performed by face-down bonding, and the resin filling of the lead frame is performed by insert molding by injection molding. Any of the above processes can be continuously processed with a hoop material, is mass-productive, and is a highly reliable processing method, so that a low-cost and highly reliable semiconductor module can be manufactured. Further, since the external connection terminal is higher than the height of the circuit pattern excluding the external connection terminal, the surface of the external connection terminal has a height of the resin surface near the outer peripheral portion of the external connection terminal by insert molding. Since they can be equal, the external connection terminals can be easily connected electrically.

更に、本発明の半導体モジュールの製造方法は、リードフレームは外周周辺部と該外周周辺部の内側に形成されてなる配線パターン部と、該外周周辺部と配線パターンを連結する連結部で構成されてなり、該配線パターン部の一方の面にはＩＣチップを搭載するＩＣチップボンディング部が形成され、該配線パターン部の他方の面には複数の外部接続端子部が存在し、該複数の外部接続端子部のそれぞれは、該外部接続端子の外周部が該外部接続端子を除く該配線パターンと同一面上に形成されてなり、該外部接続端子の外周部の内側は該外周部よりも凸になっており、上記の構造のリードフレームをプレス・鍛造加工により製造する工程、次に、該リードフレームの他方の面に該外部接続端子の内周部を除いて樹脂フイルムを貼付する工程、次に、該外部接続端子部に金属めっきを施す工程、次に、該リードフレームの一方の面の形成されたＩＣチップボンディング部にＩＣチップをフェイスダウンボンディングする工程、次に、上記のＩＣチップが搭載されたリードフレームを射出成形用金型内に挿入し、該配線パターンの他方の面に形成されている外部接続端子部を除く該配線パターンの一方の面全てを樹脂で覆うようにするインサート成形工程、次に、該リードフレームの連結部を切断する工程からなることを特徴とする。 In the semiconductor module manufacturing method of the present invention, the lead frame includes an outer peripheral portion, a wiring pattern portion formed inside the outer peripheral portion, and a connecting portion that connects the outer peripheral portion and the wiring pattern. An IC chip bonding portion for mounting an IC chip is formed on one surface of the wiring pattern portion, and a plurality of external connection terminal portions are present on the other surface of the wiring pattern portion. Each of the connection terminal portions has an outer peripheral portion of the external connection terminal formed on the same plane as the wiring pattern excluding the external connection terminal, and an inner side of the outer peripheral portion of the external connection terminal is more convex than the outer peripheral portion. A step of manufacturing the lead frame having the above structure by pressing and forging, and then a step of attaching a resin film to the other surface of the lead frame excluding the inner peripheral portion of the external connection terminal Next, a step of metal plating the external connection terminal portion, a step of face-down bonding an IC chip to the IC chip bonding portion formed on one surface of the lead frame, and then the above IC chip Is inserted into the mold for injection molding so that one side of the wiring pattern excluding the external connection terminal formed on the other side of the wiring pattern is covered with resin. It is characterized by comprising an insert molding step and then a step of cutting the connecting portion of the lead frame.

上記の本発明の半導体モジュールの製造方法は、上記の本発明の半導体モジュールの製造方法は、リードフレームはプレス・鍛造加工により、ＩＣチップのボンディングはフェイスダウンボンディング加工により、リードフレームの樹脂充填は射出成形によるインサート成形加工により行うものであり、上記いずれの加工、及び樹脂フイルムの貼付工程は、フープ材による連続加工が可能で量産性に富み、信頼性の高い加工法であるので、低コストな、信頼性の高い半導体モジュールの製造が可能となる。また、上記のリードフレームの樹脂充填は、該回路パターンの一方の面のみ射出成形によるインサート成形により行うので、樹脂充填が容易となり、より信頼性の高い半導体モジュールの提供が可能となる。 The manufacturing method of the semiconductor module of the present invention described above is that the manufacturing method of the semiconductor module of the present invention is such that the lead frame is pressed / forged, the IC chip is bonded by face-down bonding, and the resin filling of the lead frame is It is performed by insert molding by injection molding, and any of the above processes and resin film application processes can be continuously processed with a hoop material, are mass-productive, and are highly reliable processing methods. In addition, a highly reliable semiconductor module can be manufactured. In addition, since the resin filling of the lead frame is performed by insert molding by injection molding on only one surface of the circuit pattern, the resin filling becomes easy, and a more reliable semiconductor module can be provided.

以下、本発明の実施例について、図を用いて、以下に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

（実施例１）
図１（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、本発明の半導体モジュールに使用されるリードフレームの平面図、側面図を示すものである。
図１（ａ）から明らかのように、リードフレームは、外周周辺部３と該外周周辺部の内側に形成された配線パターン部５と該外周周辺部と該配線パターン部を連結する連結部４から形成されており、該リードフレームの配線パターンの他方の面には外部接続端子部６が形成され、該配線パターン部の一方の面にはＩＣチップがボンディングされるＩＣチップのボンディング部７が形成されている。
なお、該リードフレームの配線パターンの一方の面とは図１（ａ）において、紙面に向かって裏側の面を云い、該リードフレームの配線パターン部の他方の面とは紙面に向かって見える面を云う。 Example 1
FIGS. 1A and 1B are a plan view and a side view, respectively, of a lead frame used in the semiconductor module of the present invention.
As is apparent from FIG. 1A, the lead frame includes an outer peripheral portion 3, a wiring pattern portion 5 formed inside the outer peripheral portion, and a connecting portion 4 that connects the outer peripheral portion and the wiring pattern portion. The external connection terminal portion 6 is formed on the other surface of the wiring pattern of the lead frame, and the bonding portion 7 of the IC chip to which the IC chip is bonded is formed on one surface of the wiring pattern portion. Is formed.
In addition, in FIG. 1A, one surface of the wiring pattern of the lead frame refers to a surface on the back side toward the paper surface, and the other surface of the wiring pattern portion of the lead frame is a surface visible toward the paper surface. Say.

図２は、リードフレームの外部接続端子部（同図の四角の点線で囲まれた部分）、及びＩＣチップのボンディング部（同図の楕円形の点線で囲まれた部分）のめっき箇所を示すものである。外部接続端子は機械的な導通となるので、最表面は金めっきが施される。また、ＩＣチップのボンディング部は錫めっきが施されている。 FIG. 2 shows the plating location of the external connection terminal part of the lead frame (the part surrounded by the square dotted line in the figure) and the bonding part of the IC chip (the part enclosed by the elliptical dotted line in the figure). Is. Since the external connection terminal is mechanically conductive, the outermost surface is plated with gold. The bonding portion of the IC chip is tin plated.

図３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、リードフレームのＩＣチップのボンディング部にＩＣチップをフェイスダウンボンディングした様子を示す平面図、及び断面図である。図３（ｂ）の断面図は、同図（ａ）のＡ−Ａ箇所での断面図を示すものである。
ＩＣチップの金バンプ２０とリードフレームのＩＣチップのボンディング部７とを位置合わせをし、加圧・加熱して、金バンプの金とリードフレームのＩＣチップのボンディング部７の錫めっき層により、金−錫の共晶合金を形成し、フェイスダウンボンディングがなされる。 3A and 3B are a plan view and a cross-sectional view, respectively, showing a state in which the IC chip is face-down bonded to the IC chip bonding portion of the lead frame. The cross-sectional view of FIG. 3B shows a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
The gold bump 20 of the IC chip and the bonding part 7 of the IC chip of the lead frame are aligned, pressed and heated, and the gold plating of the gold bump and the tin plating layer 7 of the bonding part 7 of the lead frame IC chip, A gold-tin eutectic alloy is formed and face-down bonding is performed.

図４は、ＩＣチップが搭載されたリードフレーム２を射出成形によるインサート成形する様子を示す断面図である。同図において、ＩＣチップが塔載されたリードフレーム２の断面図は、図３（ｂ）の断面図と同じである。
図４において、ＩＣチップが搭載されたリードフレーム２は上型２１と下型２２とからなる射出成形用金型１３に固定セットされ、金型キャビティ１４（図の充填樹脂１１で満たされた部分）内に、ゲート２３から溶融した樹脂が射出され、インサート成形が行われる。
なお、上記の金型キャビティ１４内にインサート成形により充填される樹脂１１は、機械的強度が優れている汎用エンジニアリング樹脂（例えば、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネイト樹脂など）、スーパーエンジニアリング樹脂（例えば、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルサルフォンなど）が好ましい。 FIG. 4 is a cross-sectional view showing how the lead frame 2 on which the IC chip is mounted is insert-molded by injection molding. In the drawing, the cross-sectional view of the lead frame 2 on which the IC chip is mounted is the same as the cross-sectional view of FIG.
In FIG. 4, the lead frame 2 on which the IC chip is mounted is fixedly set in an injection molding die 13 composed of an upper die 21 and a lower die 22, and a die cavity 14 (a portion filled with the filling resin 11 in the figure). ), The molten resin is injected from the gate 23 and insert molding is performed.
The resin 11 filled in the mold cavity 14 by insert molding is a general-purpose engineering resin (for example, polyacetal resin, polyamide resin, polybutylene terephthalate resin, polycarbonate resin, etc.) having excellent mechanical strength, super Engineering resins (for example, polyphenylene sulfide resin, polyether ether ketone resin, polyether sulfone, etc.) are preferable.

射出成形が終了し、金型から取り出し、図１に示す切断箇所１７で切断すると本発明の半導体モジュール１が完成される。
その完成された本発明の半導体モジュール１の断面図を図６に示す。同図は、図３（ａ）の平面図に示されるＣ−Ｃ断面図である。
なお、同図は該外部接続端子の表面が充填樹脂１１の面より凹になっているが、該外部接続端子部６の面と該充填樹脂１１の面と同一平面状にすると外部配線（図示しない）との接続が容易となる。また、該外部接続端子部６が図５に示す構造においても、該充填樹脂１１と該外部接続端子部６の面と該充填樹脂１１の面とを同一平面状にすると外部配線（図示しない）との接続が容易となる。 After the injection molding is completed, the semiconductor module 1 of the present invention is completed when it is taken out from the mold and cut at a cutting point 17 shown in FIG.
A sectional view of the completed semiconductor module 1 of the present invention is shown in FIG. This figure is a CC cross-sectional view shown in the plan view of FIG.
In the figure, the surface of the external connection terminal is recessed from the surface of the filling resin 11, but if the surface of the external connection terminal portion 6 and the surface of the filling resin 11 are flush with each other, external wiring (illustrated) Connection) is easy. Further, in the structure where the external connection terminal portion 6 is shown in FIG. 5, if the surface of the filling resin 11, the surface of the external connection terminal portion 6 and the surface of the filling resin 11 are flush, external wiring (not shown) It becomes easy to connect with.

次に、本発明の半導体モジュールの製造方法について、図７に基づき説明する。
図７は、リードフレームの基材となるフープ材を用いて、本発明の半導体モジュールを製造する様子を示したものである。
図７から明らかのように、フープ材９にはパイロットホール１０が形成され、
パイロットホール１０を位置決めとし、図１に示されるリードフレームが一列に連続して形成される。
まず、まずプレス金型を用いて、パイロットホール１０を基準にして、プレス金型を位置合わせし、プレス金型で打ち抜き、図１に示されるリードフレームを図７に示すように、順次形成する。
その後のめっき工程、ＩＣチップのフェイスダウンボンディング工程、射出成形によるインサート成形工程、切断工程などの本発明の半導体モジュールの完成品を作るうえに必要な工程の全てが、図７に示すフープ材を用いた連続加工が可能となる。以下に、必要な各工程について、更に詳しく説明する。 Next, the manufacturing method of the semiconductor module of this invention is demonstrated based on FIG.
FIG. 7 shows a state in which the semiconductor module of the present invention is manufactured using a hoop material as a lead frame base material.
As is clear from FIG. 7, a pilot hole 10 is formed in the hoop material 9,
With the pilot hole 10 positioned, the lead frame shown in FIG. 1 is continuously formed in a row.
First, using a press die, the press die is positioned with reference to the pilot hole 10, and punched with the press die, and the lead frames shown in FIG. 1 are sequentially formed as shown in FIG. .
All of the processes necessary to make the finished product of the semiconductor module of the present invention, such as the subsequent plating process, IC chip face-down bonding process, insert molding process by injection molding, cutting process, etc., are performed using the hoop material shown in FIG. The continuous processing used can be performed. Below, each required process is demonstrated in detail.

フープ材に使用できる金属は、ニッケル、銅、鉄などの単金属、及びそれらの金属が主成分とした合金が使用できる。合金としては、市販のりん青銅、真鍮などが上げられる。 As a metal that can be used for the hoop material, single metals such as nickel, copper, and iron, and alloys containing these metals as main components can be used. Examples of alloys include commercially available phosphor bronze and brass.

リードフレームが平坦な形状の場合は、図１に示される形状のリードフレームは、プレス加工で行うのが、量産性、品質の点において一番優れている。図７に示される射出成形用金型１３に代えてプレス金型を用いる事により、連続加工が出来る。
また、外部接続端子部の高さを他の面よりも高くしたい場合は、鍛造金型を用いた鍛造加工が可能である。
なお、上記のプレス加工と鍛造加工を同時に行ってもよいし、プレス加工の後に、鍛造加工を行ってもよい。いずれの加工においても、連続加工は可能である。 When the lead frame has a flat shape, the lead frame having the shape shown in FIG. 1 is most excellent in terms of mass productivity and quality when pressed. Continuous processing can be performed by using a press die instead of the injection mold 13 shown in FIG.
Moreover, when it is desired to make the height of the external connection terminal portion higher than that of other surfaces, forging using a forging die is possible.
In addition, you may perform said press work and forge processing simultaneously, and may perform forge processing after press work. In any processing, continuous processing is possible.

次に、該外部接続端子部、及びＩＣチップのボンディング部に選択めっきする方法は、フープ材の両面を絶縁性基板で鋏み、選択めっきする箇所のみ露出して、選択めっきする方法が簡便な方法として適用できる。もちろん、フープ材による連続加工は可能である。 Next, the method of selectively plating the external connection terminal portion and the bonding portion of the IC chip is a simple method in which both sides of the hoop material are sandwiched with an insulating substrate, and only the portion to be selectively plated is exposed and the selective plating is performed. As applicable. Of course, continuous processing with a hoop material is possible.

次に、リードフレームのＩＣチップのボンディング部にＩＣチップをフェイスダウンボンディングする方法としては、リードフレームのＩＣチップのボンディング部（錫めっきが施されている）にＩＣチップの金バンプを位置決めして重ね合わせ、ＩＣチップ上から加熱したツール（２８０℃以上）を用いて加圧して、フェイスダウンボンディングをする方法が採用できる。接合部が金−錫の共晶合金を形成することにより接合するものであり、信頼性のある接合が出来る。ボンディングは金−錫に限るものではなく、金−はんだ接合、超音波を併用した金−金接合などの金属接合技術を適用する事が出来る。これらの方法も、もちろん、フープ材による連続加工が可能となる。 Next, as a method of face-down bonding the IC chip to the bonding part of the IC chip of the lead frame, the gold bump of the IC chip is positioned to the bonding part (tin-plated) of the IC chip of the lead frame. A method of performing face-down bonding by applying pressure using a tool (280 ° C. or higher) superposed and heated from the IC chip can be employed. The joint is formed by forming a gold-tin eutectic alloy, and a reliable joint can be achieved. Bonding is not limited to gold-tin, and metal bonding techniques such as gold-solder bonding and gold-gold bonding using ultrasonic waves can be applied. Of course, these methods also allow continuous processing with a hoop material.

次に、射出成形用金型の上型２１と下型２２の間に、ＩＣチップがボンディングされたリードフレーム部を位置合わせをしてセットし、金型キャビティ１４内にゲート２３から樹脂を充填するインサート成形を行う。もちろん、このインサート成形もフープ材による連続加工が可能である。 Next, the lead frame portion to which the IC chip is bonded is positioned and set between the upper mold 21 and the lower mold 22 of the injection mold, and resin is filled into the mold cavity 14 from the gate 23. Perform insert molding. Of course, this insert molding can also be continuously processed with a hoop material.

次に、最後に、打ち抜き金型を用いて、図１（ａ）の切断箇所から、打ち抜くと図６に示される本発明の半導体モジュールが完成する。この打ち抜き工程も、フープ材による連続加工が可能とである。
なお、図７は、図１に示されるリードフレームが一列に連続して形成されているが、図１に示されるリードフレームが複数列に連続して形成してもかまわない。 Next, finally, using a punching die, the semiconductor module of the present invention shown in FIG. 6 is completed by punching from the cut portion of FIG. This punching process can also be continuously processed with a hoop material.
In FIG. 7, the lead frames shown in FIG. 1 are formed continuously in one row, but the lead frames shown in FIG. 1 may be formed continuously in a plurality of rows.

別の実施例を図５に基づき説明する。
図５は、リードフレームの配線パターン５の他方の面に、外部接続端部を除く全ての面に樹脂フイルムを貼付した様子を示すものである。
同図に示すように、該外部接続端子部は、該外部接続端子部の外周部１５は該外部接続端子部を除く該配線パターンと同じ平面状にあり、該外部接続端子部外周部の内側部１６は該外部接続端子部の外周部１５の高さよりも高く、凸状になっている。そして、該リードフレームの配線パターンの他方の面には、樹脂フイルム１２が該外部接続端子部外周部の内側部１６以外は被覆されており、かつ、貼付されたフイルムは該外部接続端子部外周部の内側部１６の面と同一平面状になっている。このものは、リードフレームの配線パターンの一方の面は該外部接続端子部外周部の内側部１６を除き、該樹脂フイルムで覆われているので、射出成形用の金型を用いてのインサート成形に際し、リードフレームの配線パターン部５の一方の面のみの樹脂充填でよいので、樹脂の充填が容易となり、より信頼性の高い半導体モジュールの提供が可能となる。
図５に示す樹脂フイルムの穴あけ加工は、プレス型を用いて連続加工が出来、樹脂フイルム１２の貼付も樹脂フイルムに形成されたパイロットホールとフープ材９のパイロットホールを用いて位置あわせをする事により容易に連続加工が可能である。なお、該樹脂フイルム１２とリードフレームの配線パターンとの固定は、該樹脂フイルム１２に接着剤を塗布したものを用いる事により、可能となる。
なお、図５に示す、該外部接続端子の内周部の凸部は、該樹脂フイルム１２をリードフレームの配線パターン部５の貼付してから樹脂フイルム１２をマスキングにして、めっきをする事により形成する事も可能である。 Another embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 5 shows a state in which a resin film is affixed to the other surface of the lead frame wiring pattern 5 except for the external connection end.
As shown in the figure, the external connection terminal portion has an outer peripheral portion 15 of the external connection terminal portion that is in the same plane as the wiring pattern excluding the external connection terminal portion, and is inside the external connection terminal portion outer peripheral portion. The portion 16 is higher than the height of the outer peripheral portion 15 of the external connection terminal portion, and has a convex shape. The other surface of the wiring pattern of the lead frame is covered with the resin film 12 except for the inner portion 16 of the outer peripheral portion of the external connection terminal portion, and the adhered film is the outer periphery of the external connection terminal portion. It is flush with the surface of the inner part 16 of the part. In this case, one surface of the wiring pattern of the lead frame is covered with the resin film except for the inner side portion 16 of the outer peripheral portion of the external connection terminal portion. Therefore, insert molding using a mold for injection molding At this time, since it is sufficient to fill the resin only on one surface of the wiring pattern portion 5 of the lead frame, it is easy to fill the resin, and it is possible to provide a more reliable semiconductor module.
The resin film perforating process shown in FIG. 5 can be continuously performed using a press die, and the resin film 12 is also attached by using the pilot hole formed in the resin film and the pilot hole of the hoop material 9. Can be continuously processed easily. The resin film 12 and the lead frame wiring pattern can be fixed by using an adhesive applied to the resin film 12.
In addition, the convex part of the inner peripheral part of the external connection terminal shown in FIG. 5 is formed by plating the resin film 12 after the resin film 12 is affixed to the wiring pattern part 5 of the lead frame. It is also possible to form.

本発明の半導体モジュールは、上記の如く、量産性に富み、製造コストの大幅な低減が可能となり、また、電子部品としての長期信頼性の高い半導体モジュールの提供が可能とし、インクジェット用インクタンク、携帯電話などに使用されるＥＥＰＲＯＭを搭載した半導体モジュールに寄与するところ大である。 As described above, the semiconductor module of the present invention is rich in mass productivity, can be significantly reduced in manufacturing cost, and can provide a semiconductor module with high long-term reliability as an electronic component. It greatly contributes to semiconductor modules equipped with EEPROMs used for mobile phones and the like.

（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、本発明の半導体モジュールに使用されるリードフレームの平面図、側面を示すものである。(A), (b) shows the top view and side surface of a lead frame which are used for the semiconductor module of this invention, respectively. は、図１（ａ）において、リードフレームの外部接続端子部、及びＩＣチップのボンディング部のめっき箇所を示すものである。FIG. 1 (a) shows the plating locations of the external connection terminal portion of the lead frame and the bonding portion of the IC chip. （ａ）、（ｂ）は、それぞれ、リードフレームのＩＣチップのボンディング部にＩＣチップをフェイスダウンボンディングした様子を示す平面図、及び断面図である。(A), (b) is the top view and sectional drawing which show a mode that the IC chip was face-down bonded to the bonding part of the IC chip of a lead frame, respectively. は、ＩＣチップが搭載されたリードフレームを射出成形によるインサート成形する様子を示す断面図である。These are sectional drawings which show a mode that the lead frame carrying an IC chip is insert-molded by injection molding. は、リードフレームの回路パターンの他方の面に、外部接続端部を除く全ての面に樹脂フイルムを貼付した様子を示すものである。Fig. 4 shows a state in which a resin film is attached to the other surface of the circuit pattern of the lead frame on all surfaces except the external connection end. は、本発明の半導体モジュールの断面図を示すものである。These show sectional drawing of the semiconductor module of this invention. は、リードフレームの基材となるフープ材を用いて、本発明の半導体モジュールを製造する様子を示したものである。These show a mode that the semiconductor module of this invention is manufactured using the hoop material used as the base material of a lead frame.

符号の説明Explanation of symbols

1 半導体モジュール
2 リードフレーム
3 リードフレームの外周周辺部
4 リードフレームの連結部
5 リードフレームの配線パターン部
6 リードフレームの外部接続端子部
7 ＩＣチップのボンディング部
8 ＩＣチップ
9 フープ材
10 フープ材のパイロットホール
11 充填樹脂
12 樹脂フイルム
13 射出成形用金型
14 金型キャビティ
15 外部接続端子部外周部
16 外部接続端子部外周部の内側部
17 切断箇所
18 外部接続端子部のめっき箇所
19 ボンディングのめっき箇所
20 ＩＣチップのバンプ
21 射出成形用金型の上型
22 射出成形用金型の下型
23 ゲート 1 Semiconductor module
2 Lead frame
3 Outer periphery of lead frame
4 Lead frame connection
5 Lead frame wiring pattern
6 Lead frame external connection terminal
7 Bonding part of IC chip
8 IC chip
9 Hoop material
10 Hoop material pilot hall
11 Filling resin
12 Resin film
13 Injection mold
14 Mold cavity
15 External connection terminal area
16 Inner part of outer periphery of external connection terminal
17 Cutting point
18 Plating points on external connection terminals
19 Bonding plating points
20 IC chip bumps
21 Upper mold of injection mold
22 Lower mold of injection mold
23 Gate

Claims (6)

リードフレームは外周周辺部と該外周周辺部の内側に形成されてなる配線パターン部と、該外周周辺部と配線パターンを連結する連結部で構成されてなり、該配線パターン部の一方の面にはＩＣチップを搭載するＩＣチップボンディング部が存在し、該ＩＣチップのボンディング部にはＩＣチップがフェイスダウン実装されてなり、該配線パターン部の他方の面には外部接続端子部が存在し、上記のＩＣチップが搭載されたリードフレームを射出成形用金型内に挿入し、インサート成形により、該配線パターンの他方の面に形成されている外部接続端子部を除く全ての表面を樹脂で覆うようにしたことを特徴とする半導体モジュール。 The lead frame is composed of an outer peripheral portion, a wiring pattern portion formed inside the outer peripheral portion, and a connecting portion that connects the outer peripheral portion and the wiring pattern, and is formed on one surface of the wiring pattern portion. There is an IC chip bonding part for mounting the IC chip, the IC chip is face-down mounted on the bonding part of the IC chip, and the external connection terminal part exists on the other surface of the wiring pattern part, The lead frame on which the IC chip is mounted is inserted into an injection mold, and all surfaces except the external connection terminal portion formed on the other surface of the wiring pattern are covered with resin by insert molding. A semiconductor module characterized in that it is configured as described above. 上記の配線パターン部の他方の面に形成された外部接続端子部は、該外部接続端子部を除く該配線パターンの高さよりも高くなっており、インサート成形後の該回路該外部接続端子部の面と該外部接続端子部を除く該配線パターンの樹脂で覆われた面とが同一の平面状になっていることを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。 The external connection terminal portion formed on the other surface of the wiring pattern portion is higher than the height of the wiring pattern excluding the external connection terminal portion, and the circuit after the insert molding of the circuit external connection terminal portion 2. The semiconductor module according to claim 1, wherein the surface and the surface covered with the resin of the wiring pattern excluding the external connection terminal portion have the same planar shape. リードフレームは外周周辺部と該外周周辺部の内側に形成されてなる配線パターン部と、該外周周辺部と配線パターンを連結する連結部で構成されてなり、該配線パターン部の一方の面にはＩＣチップを搭載するＩＣチップボンディング部が存在し、該ＩＣチップのボンディング部にはＩＣチップがフェイスダウン実装されてなり、該配線パターン部の他方の面には複数の外部接続端子部が存在し、該複数の外部接続端子部のそれぞれは、該外部接続端子の外周部は該外部接続端子を除く該配線パターンと同一面上に形成されてなり、該外部接続端子の外周部の内側は該外周部よりも凸になっており、少なくとも該配線パターンの他方の面は該外部接続端子の内周部を除いて樹脂フイルムで覆われており、上記のＩＣチップが搭載されたリードフレームを射出成形用金型内に挿入し、インサート成形により、該配線パターンの一方の面の全ての表面を樹脂で覆うようにしたことを特徴とする半導体モジュール。 The lead frame is composed of an outer peripheral portion, a wiring pattern portion formed inside the outer peripheral portion, and a connecting portion that connects the outer peripheral portion and the wiring pattern, and is formed on one surface of the wiring pattern portion. There is an IC chip bonding part for mounting the IC chip, the IC chip is mounted face down on the bonding part of the IC chip, and there are a plurality of external connection terminal parts on the other surface of the wiring pattern part In each of the plurality of external connection terminal portions, the outer peripheral portion of the external connection terminal is formed on the same plane as the wiring pattern excluding the external connection terminal, and the inner side of the outer peripheral portion of the external connection terminal is It is more convex than the outer peripheral portion, and at least the other surface of the wiring pattern is covered with a resin film except for the inner peripheral portion of the external connection terminal, and a lead on which the IC chip is mounted is provided. Semiconductor module to insert the frame into the injection mold, by insert molding, to all surfaces of the one surface of the wiring pattern, characterized in that to cover with resin. 上記の該樹脂フイルムの高さは該外部接続端子の内週部の高さを越えないものとすることを特徴とする請求項３記載の半導体モジュール。 4. The semiconductor module according to claim 3, wherein the height of the resin film does not exceed the height of the inner week portion of the external connection terminal. リードフレームはフープ状の板材に複数連続して形成されてなり、該リードフレームは外周周辺部と該外周周辺部の内側に形成されてなる配線パターン部と、該外周周辺部と配線パターンを連結する連結部で構成されてなり、該配線パターン部の一方の面にはＩＣチップを搭載するＩＣチップボンディング部が形成され、該配線パターン部の他方の面には外部接続端子が形成され、該外部接続端子部は該外部接続端子部を除く該配線パターンの高さよりも高くなっており、上記の構造のリードフレームをプレス・鍛造加工により製造する工程、次に、該リードフレームに錫めっきを、更に、該配線パターンの他方の面の該外部瀬悦族端子部のみに金めっきをする工程、次に、該リードフレームの一方の面の形成されたＩＣチップボンディング部にＩＣチップをフェイスダウンボンディングする工程、次に、上記のＩＣチップが搭載されたリードフレームを射出成形用金型内に挿入し、インサート成形により、該配線パターンの他方の面に形成されている外部接続端子部を除く全てのリードフレーム表面の露出された表面を樹脂で覆うようにする工程、次に、該リードフレームの連結部を切断する工程からなることを特徴とする半導体モジュールの製造方法。 A plurality of lead frames are continuously formed on a hoop-like plate material, and the lead frame is connected to the outer peripheral part, the wiring pattern part formed inside the outer peripheral part, and the outer peripheral part and the wiring pattern. An IC chip bonding portion for mounting an IC chip is formed on one surface of the wiring pattern portion, and an external connection terminal is formed on the other surface of the wiring pattern portion. The external connection terminal portion is higher than the height of the wiring pattern excluding the external connection terminal portion, and the lead frame having the above structure is manufactured by pressing and forging. Next, the lead frame is tin-plated. Furthermore, a gold plating process is performed only on the external contact group terminal portion on the other surface of the wiring pattern, and then an IC chip bonding formed on one surface of the lead frame. Next, the IC chip is face-down bonded, and then the lead frame on which the IC chip is mounted is inserted into an injection mold and formed on the other surface of the wiring pattern by insert molding. A method for manufacturing a semiconductor module, comprising: a step of covering all exposed surfaces of the lead frame except for the external connection terminal portions with a resin; and a step of cutting a connecting portion of the lead frame. . リードフレームは外周周辺部と該外周周辺部の内側に形成されてなる配線パターン部と、該外周周辺部と配線パターンを連結する連結部で構成されてなり、該配線パターン部の一方の面にはＩＣチップを搭載するＩＣチップボンディング部が形成され、該配線パターン部の他方の面には複数の外部接続端子部が存在し、該複数の外部接続端子部のそれぞれは、該外部接続端子の外周部が該外部接続端子を除く該配線パターンと同一面上に形成されてなり、該外部接続端子の外周部の内側は該外周部よりも凸になっており、上記の構造のリードフレームをプレス・鍛造加工により製造する工程、次に、該リードフレームの他方の面に該外部接続端子の内周部を除いて樹脂フイルムを貼付する工程、次に、該外部接続端子部に金属めっきを施す工程、次に、該リードフレームの一方の面の形成されたＩＣチップボンディング部にＩＣチップをフェイスダウンボンディングする工程、次に、上記のＩＣチップが搭載されたリードフレームを射出成形用金型内に挿入し、該配線パターンの他方の面に形成されている外部接続端子部を除く該配線パターンの一方の面全てを樹脂で覆うようにするインサート成形工程、次に、該リードフレームの連結部を切断する工程からなることを特徴とする半導体モジュールの製造方法。 The lead frame is composed of an outer peripheral portion, a wiring pattern portion formed inside the outer peripheral portion, and a connecting portion that connects the outer peripheral portion and the wiring pattern, and is formed on one surface of the wiring pattern portion. An IC chip bonding portion for mounting an IC chip is formed, and there are a plurality of external connection terminal portions on the other surface of the wiring pattern portion, and each of the plurality of external connection terminal portions is connected to the external connection terminal. The outer peripheral part is formed on the same surface as the wiring pattern excluding the external connection terminal, and the inner side of the outer peripheral part of the external connection terminal is more convex than the outer peripheral part. A step of manufacturing by pressing and forging, then a step of attaching a resin film to the other surface of the lead frame excluding the inner peripheral portion of the external connection terminal, and then metal plating on the external connection terminal portion Worker Next, a step of face-down bonding the IC chip to the IC chip bonding portion formed on one surface of the lead frame, and then the lead frame on which the IC chip is mounted is placed in an injection mold. Insert molding step of inserting and covering all one surface of the wiring pattern except for the external connection terminal portion formed on the other surface of the wiring pattern with a resin, and then connecting the connecting portion of the lead frame A method for manufacturing a semiconductor module, comprising a step of cutting.
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