JP2009135256A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂封止型の半導体装置において、素子の搭載等の作業をしやすくすることができる半導体装置を提供することと、接続導線（リード）の剛性を向上させることができる半導体装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】素子３及び素子３に近接するリード２を外部に露出する空隙部４を設けるようにＩＣチップ及びリード２をモールド樹脂１で封止することにより、空隙部４から直接素子３の搭載等を行うことができる。また少なくとも隣り合う２本のリードに対してリードの延伸方向と直角に交差するようにリード連結部１９ｂ及び１９ｃが形成されたリード１２を用い、リード連結部１９ｂ及び１９ｃを外部に露出する空隙部１４ｂ及び１４ｃからリード間連結部２０をカットする工程を設けることにより、封止工程の際にリードの位置がずれたり、変形してしまうのを防止することができ、リードの剛性を向上させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体素子を搭載する樹脂封止型の半導体装置に関し、特に多ピン、狭ピッチの接続導線を有する半導体装置及びその製造方法に関するものである。

従来、電子機器の多機能化のニーズに伴い、装置の接続導線のピン数は増加傾向にある。これに起因する狭ピッチ化によりテスティングが困難になり、また接続導線の剛性が低下するため、接続導線が変形しやすくなり、導電性接着剤等の実装が困難になるという問題があった。そして電子機器の多機能化、高集積化に伴い、半導体装置はさらに小型化、軽量化が求められてきている。これらの問題に対処するために、例えば特許文献１、２に記載されたものが知られている。

特許文献１において、半導体装置は、半導体素子を搭載するリードフレームと、半導体素子を封止するモールド樹脂から構成される。そして、テスティング時の端子部の位置決めと変形防止のための樹脂外枠と、樹脂外枠の変形防止のための外枠固定用樹脂連結部が設けられている。これにより、テスティングを容易にすることができるようになる。さらに半導体素子及びリードフレームの内側先端部を封止する素子保護用樹脂部と、リードフレームを固定するための樹脂部である樹脂内枠との間を、内枠固定用樹脂連結部のみでつないでいる。これにより、装置の重量及び樹脂材料費を低減するとともに、素子保護用樹脂部と樹脂内枠との間に空間を形成することによりスペースを提供している。

特許文献２において、リードの剛性を向上させるために、リードの延出方向に交差する方向に、リードの各々の間を固着する絶縁連結部材を設けている。これにより、絶縁連結部材がリード各々の隣接するもの同士を相互に連結してリードの外力による変形を防止している。
特開平６−１７７１８８ 特開平７−３０２８７４

ここで、樹脂封止型の半導体装置が、ＩＣチップの他、コンデンサや抵抗等の素子を有するものであって、モールド樹脂による封止工程後に素子の搭載・交換・調整等を行う場合には、素子を改めて露出させる必要がある。しかしながら、封止工程後に素子を露出させるのは、手間がかかるため容易にはできないという問題があった。

また、特許文献１、２に示すように樹脂によりリードの連結部を設ける場合、リードを成型した後に樹脂による封止工程を行う。封止工程前には、リードはそれぞれ分離された状態であるため、樹脂による封止工程の際にリードの位置がずれてしまったり、変形してしまう虞があった。

本発明は、上記問題点に鑑み、樹脂封止型の半導体装置において、素子の搭載等の作業をしやすくすることができる半導体装置を提供することを第１の目的とし、更に接続導線（リード）の剛性を向上させることができる半導体装置の製造方法を提供することを第２の目的とする。

上記第１の目的を達成するために、請求項１記載の半導体装置は、ＩＣチップと、前記ＩＣチップと電気的に接続され、前記ＩＣチップの周囲に配置された複数のリードと、前記リード上に接続された素子と、前記ＩＣチップ及び前記リードを封止するモールド樹脂と、からなる半導体装置において、前記モールド樹脂は、前記素子及び前記素子に近接する前記リードを外部に露出するように設けられた空隙部を有することを特徴とする。

請求項１記載の半導体装置は、上述の構成を採用したことにより、樹脂による封止工程後に素子の搭載・交換・調整等を行う場合に、改めて素子を露出させる必要はなく、空隙部から直接作業をすることができる。また素子に近接するリードとともに露出することにより、リードの接続・切断、テスト端子の増設等と同時に効率よく作業をすることができる。

上記第２の目的を達成するために、請求項２記載の半導体装置の製造方法は、少なくとも隣り合う２本のリードに対して、前記リードの延伸方向と直角に交差するようにリード連結部が形成された複数の前記リードをＩＣチップの周囲に配置し、前記ＩＣチップと前記リード連結部が形成された前記リードとを電気的に接続する接続工程と、モールド樹脂により、前記リード連結部を外部に露出する空隙部を有するように前記ＩＣチップ及び前記リードを封止する封止工程と、前記空隙部を用いて、複数の前記リードの各々のリード間の前記リード連結部をカットすることにより、前記リード連結部による前記リードの接続を切り離す切断工程と、からなることを特徴とする。

請求項２記載の半導体装置の製造方法では、少なくとも隣り合う２本のリードに対して、それらの延伸方向と直角に交差するようにリード連結部が形成されたリードを用いている。これにより、リード連結部はリードと一体となって形成されているため、接続工程や樹脂による封止工程の際にリードの位置がずれたり、変形してしまうのを防止することができ、リードの剛性を向上させることができる。また封止工程においてリード連結部を外部に露出する空隙部を有することにより、樹脂材料費を低減することができるとともに、切断工程において複数のリードの各々のリード間のリード連結部をカットする際に、空隙部からリードに対して直接作業をすることができる。

請求項３に記載のように、前記リードは少なくとも１つの素子を搭載しており、前記封止工程では、前記素子及び前記素子に近接する前記リードを外部に露出する空隙部を有するように前記ＩＣチップ及び前記リードを封止しても良い。

以下、本発明の半導体装置及びその製造方法について図に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１は本実施形態における半導体装置１００を説明するための平面図である。

図１に示すように、半導体装置１００は、ＩＣチップ（図示せず）と、ＩＣチップと電気的に接続され、ＩＣチップの周囲に配置された複数のリード２と、リード２上に接続された素子３と、リード２を封止するモールド樹脂１から構成される。

モールド樹脂１は、素子３及び素子３に近接するリード２を外部に露出するように形成された略四角形状の空隙部４を設けるようにＩＣチップ及びリード２を封止する。また本実施形態において、複数のリード２はそれぞれの先端で外部端子５ａを形成しており、さらに空隙部４内でも内部端子５ｂを形成している。尚、空隙部４は略四角形状に限らず、丸型や多角形状等であっても構わない。

空隙部４を設けたことにより、モールド樹脂１による封止工程後に素子３の搭載・交換・調整等を行う場合に、改めて素子３を露出させる必要はなく、空隙部４から直接作業をすることができる。また素子３に近接するリード２とともに露出することにより、リード２の接続・切断、テスト端子の増設等と同時に効率よく作業をすることができる。

次に本実施形態における半導体装置１００の製造方法について説明する。

リード２は、銅もしくは銅系の合金で形成されており、平板材にエッチングやプレス加工等で所定の形状にパターニングした後、メッキ処理することにより形成される。

接続工程では、上述のように形成されたリード２に対し、導電性接着剤（図示せず）を介してＩＣチップが搭載され、さらに固定されたＩＣチップのパッド（図示せず）とリード２とがワイヤを介して電気的に接続される。尚、本実施形態において、ワイヤは金やアルミニウム等からなる。

接続工程が終了すると、封止工程に移行する。この工程では、ＩＣチップが取り付けられたリード２をエポキシ系樹脂等のモールド材料を採用して封止する。本実施形態において、封止工程は金型を用いたトランスファーモールド法により形成される。

このトランスファーモールド法は、周知のように、予め一定の温度に加熱した金型（図示せず）によって、封止すべきリード２及びＩＣチップを所定位置に固定したものを挟んで、予めタブレット状に成形した樹脂（図示せず）を高周波加熱等し、これをカル穴に充填し、トランスファプランジャを動作させて樹脂をランナ及びゲートを通じて上型キャビティ及び下型キャビティに溶融加圧注入するというものである。

このとき、リード２及びＩＣチップを所定位置に固定した後、素子３及び素子３に近接するリード２部分に素子３を収容しつつ、素子３及び素子３に近接するリード２と金型との間の空間を埋める略方形状のプレートを配置する。これにより、素子３及び素子３に近接するリード２部分に樹脂が流れ込まないため、素子３及び素子３に近接するリード２を外部に露出する略四角形状の空隙部が形成される。尚、空隙部は、素子３及び素子３に近接するリード２を外部に露出していれば略四角形状でなくても、丸型や多角形状であっても構わない。

（第２実施形態）
次に第２実施形態について説明する。図２は本実施形態における半導体装置２００の製造方法において、接続工程後の半導体装置２００の平面図であり、図３は切断工程後の半導体装置２００の平面図である。

本実施形態による半導体装置２００でも、第１実施形態による半導体装置１００と同様に、ＩＣチップ１６と、ＩＣチップ１６と電気的に接続され、ＩＣチップ１６の周囲に配置された複数のリード１２と、リード１２上に接続された素子１３と、から構成される。

リード１２は、リードフレーム１７を有しており、フレーム枠１７ａ及び１７ｂから形成される。フレーム枠１７ａは、フレーム枠１７ａから直角方向に２本の接続部１７ｃが延設されており、接続部１７ｃの延設先端にＩＣチップ１６を搭載するための略四角形状のアイランド部１７ｄを設けている。またアイランド部１７ｄにおいて、接続部１７ｃが設けられている辺を除く３辺に面するように複数のリード１２が配置される。この複数のリード１２は、フレーム枠１７ａと対向する方向に延設されており、アイランド部１７ｄに面する側と反対側のリード１２の端部を連結するようにフレーム枠１７ｂが設けられている。

ただし、本実施形態における半導体装置２００では、リード１２には３箇所にリード連結部１９ａ、１９ｂ、１９ｃが設けられている。リード連結部１９ａは、フレーム枠１７ｂとフレーム枠１７ｂの最も近くに接続されている素子との間に複数本のリード１２を連結するように、リード１２の延伸方向と直角に交差するように設けられている。さらに同様にして、リード連結部１９ａよりもアイランド部１７ｄ側に複数本のリード１２を連結するリード連結部１９ｂを設けている。そしてリード連結部１９ｂよりもアイランド部１７ｄ側に隣り合う２本のリードを連結するように、リード１２の延伸方向と直角に交差するようにリード連結部１９ｃが形成されている。尚、本実施形態において、リード連結部はリード連結部１９ａのほかに２箇所に設けられているが、リード連結部１９ａのほかに少なくとも１箇所に設けられていれば良い。また、リード連結部は少なくとも隣り合う２本のリードを連結するように設けられていればその長さは問わない。

リード連結部を設けることにより、リード連結部はリードと一体となって形成されているため、接続工程やモールド樹脂１１による封止工程の際にリードの位置がずれたり、変形してしまうのを防止することができ、リードの剛性を向上させることができる。

次に、本実施形態の半導体装置２００の製造方法について説明する。本実施形態による半導体装置２００でも、第１実施形態による半導体装置１００と同様に接続工程を行う。

ただし、第２実施形態では、封止工程において、リード連結部１９ｂ及び１９ｃを外部に露出する空隙部１４ｂ及び１４ｃを有するように封止した後、切断工程に移行する。この工程では、空隙部１４ｂ及び１４ｃから切り刃を挿入し、押下することにより、複数のリード１２のリード間連結部２０をカットする。これにより、リード連結部１９ｂ及び１９ｃによる複数のリード１２の電気的な接続を切り離すことができる。またこのとき、フレーム枠１７ａ及び接続部１７ｃ、フレーム枠１７ｂ及びリード連結部１９ａの不要なパターンを切り刃によりカットすることにより、リード１２はそれぞれの先端で外部端子１５を形成する。

封止工程においてリード連結部１９ｂ及び１９ｃを外部に露出する空隙部１４ｂ及び１４ｃを有することにより、樹脂材料費を低減することができるとともに、切断工程において複数のリード１２のリード間連結部２０をカットする際に、空隙部１４ｂ及び１４ｃからリード１２に対して上述のように直接作業をすることができる。

尚、図示していないが、封止工程において第１実施形態における空隙部４と同様に、更に素子１３及び素子１３に近接するリード１２を外部に露出する空隙部を形成することができる。

このように上述したような実施形態における樹脂封止型の半導体装置によると、素子の搭載等の作業をしやすくすることができる。更に上述したような実施形態における樹脂封止型の半導体装置の製造方法によると、接続導線（リード）の剛性を向上させることができる。

本発明の第１実施形態による半導体装置１００を示す平面図である。 本発明の第２実施形態による半導体装置２００の製造方法において、接続工程後の半導体装置２００の平面図を示す断面図である。 本発明の第２実施形態による半導体装置２００の製造方法において、切断工程後の半導体装置２００の平面図である。

符号の説明

１，１１・・・モールド樹脂
２，１２・・・リード
３，１３・・・素子
４，１４ｂ，１４ｃ・・・空隙部
５ａ，１５・・・外部端子
５ｂ・・・内部端子
１６・・・ＩＣチップ
１７・・・リードフレーム
１７ａ，１７ｂ・・・フレーム枠
１７ｃ・・・接続部
１７ｄ・・・アイランド部
１８・・・ワイヤ
１９ａ，１９ｂ，１９ｃ・・・リード連結部
２０・・・リード間連結部

Claims (3)

1. ＩＣチップと、
   前記ＩＣチップと電気的に接続され、前記ＩＣチップの周囲に配置された複数のリードと、
   前記リード上に接続された素子と、
   前記ＩＣチップ及び前記リードを封止するモールド樹脂と、からなる半導体装置において、
   前記モールド樹脂は、前記素子及び前記素子に近接する前記リードを外部に露出するように設けられた空隙部を有することを特徴とする半導体装置。
2. 少なくとも隣り合う２本のリードに対して、前記リードの延伸方向と直角に交差するようにリード連結部が形成された複数の前記リードをＩＣチップの周囲に配置し、前記ＩＣチップと前記リード連結部が形成された前記リードとを電気的に接続する接続工程と、
   モールド樹脂により、前記リード連結部を外部に露出する空隙部を有するように前記ＩＣチップ及び前記リードを封止する封止工程と、
   前記空隙部を用いて、複数の前記リードの各々のリード間の前記リード連結部をカットすることにより、前記リード連結部による前記リードの接続を切り離す切断工程と、からなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. 前記リードは少なくとも１つの素子を搭載しており、前記封止工程では、前記素子及び前記素子に近接する前記リードを外部に露出する空隙部を有するように前記ＩＣチップ及び前記リードを封止することを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方法。

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