JP2010056371A - 樹脂封止型半導体装置とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂封止型半導体装置の製造に当たり、樹脂パッケージ１の下端と、アウターリード２と、タイバー３に囲まれた部分に、必然的に形成される樹脂膜４を除去する工程を設けることなく、樹脂膜４に起因する塵埃の発生を撲滅する。このことにより製造工程の工数低減を図る。
【解決手段】本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法によれば、リードフレームに半導体チップをダイボンドする工程と、前記半導体チップと前記リードフレームを電気的に接続する工程と、前記半導体チップがダイボンドされた前記リードフレームを樹脂封止する工程と、樹脂パッケージ１の外部に露出したタイバー３を切断する工程とを有し、前記タイバー３の切断をアウターリード２の一部を含めて行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、樹脂封止型半導体装置並びにその製造方法に関するものである。

樹脂封止型半導体装置は、リードフレームを準備して、当該リードフレームに各種半導体チップや受動素子等をハンダやＡｇペースト等によりダイボンド等し、次に半導体素子等とリードフレームとの間をＡｌワイヤやＡｕワイヤでワイヤーボンディング等し電気的に接続し、次にアウターリード部分を除いて樹脂封止を行い、その後タイバーを切断し、必要に応じリードの曲げ等を行うことにより完成する。

このような樹脂封止型半導体装置の組み立て工程については、以下の非特許文献１に記載されている。
図解 最先端半導体パッケージ技術のすべて/半導体新技術研究会 編（２００７年９月２５日初版第１刷発行、株式会社 工業調査会）

前述の樹脂封止型半導体装置の組み立て工程において、樹脂封止工程が終了した時点で、図７に示すように、樹脂パッケージ１０１と、アウターリード１０２と、タイバー１０３とで囲まれた部分に、樹脂封止の方法に起因して必然的に、不要な樹脂膜１０４が形成される。樹脂封止工程とは、図１０に示されるように、上金型１０５と下金型１０６により、半導体チップ１０８等がダイボンド等により搭載され、半導体チップ１０８とボンディングワイヤー１１０で接続されたリードフレーム１０７を、高い圧力でクランプして、樹脂が漏れないようにして樹脂注入をおこなう工程である。

この場合、図７のアウターリード１０２間に形成されたタイバー１０３は、樹脂封止工程が終了するまで、リードフレーム１０７を支持するという役目を有すると共に、注入された樹脂が樹脂パッケージ１０１の外に漏れないよう保持する、ダムとしての役目、即ち、図１０及び図１１に示すような、ダムバー１０９としての機能を有している。従って注入された樹脂は、ダムバー１０９の外側にはもれることはないが、樹脂パッケージ１０１となる部分以外に、ダムバー１０９、すなわちタイバー１０３と、アウターリード１０２と、樹脂パッケージ１０１に囲まれた部分に、不要な樹脂膜１０４を形成する。

図８に示すように、次の工程でタイバー１０３を切断した場合、樹脂膜１０４の一部がアウターリード１０２間に広範囲で残る。この樹脂膜１０４を残したまま、その次の工程であるリード曲げ工程に送り、曲げ加工をおこなった場合、図９に示すように、タイバー１０３の切断残りのある近辺で、アウターリード１０２が曲げられることから、残存していた樹脂膜１０４が、破断され塵埃として散乱する。これを防ぐため樹脂封止工程終了後に、サンドブラスト、ウオタージェット、またはエアジェット等で、樹脂膜１０４を除去する工程が必要となり、組み立て工数が増大していた。

本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法は、リードフレームに半導体チップをダイボンドする工程と、前記半導体チップと前記リードフレームを電気的に接続する工程と、前記半導体チップがダイボンドされた前記リードフレームを樹脂パッケージで封止する工程と、前記樹脂パッケージの外部に露出したタイバーを切断する工程と、を有し、前記タイバーの切断がアウターリードの一部を含めて為されることを特徴とする。

また、本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法は、前記アウターリードの切断を、前記タイバーよりも前記樹脂パッケージ側で行うことを特徴とする。

更に、本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法は、前記アウターリードの幅を、前記タイバーの上部において当該タイバーの下部におけるより広く形成することを特徴とする。

また本発明の樹脂封止型半導体装置は、半導体チップをダイボンド及び電気的に接続したリードフレームと、前記リードフレームを封止した樹脂パッケージと、前記樹脂パッケージ内から引き出されたアウターリードと、を備え、前記アウターリードの一部が、当該アウターリード間に形成されたタイバーと共に切断されたことを特徴とする。

本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法によれば、樹脂封止工程後に、樹脂パッケージ１の下端と、タイバー3と、アウターリード２の間に形成された樹脂膜４を除去せずに、タイバー３を切断した場合にも、残存樹脂膜４が、次工程以降における樹脂封止型半導体装置の取り扱いにより、塵埃として飛散することはない。

本発明の実施形態について、以下に図面に従って説明する。

なお、本発明を理解する上で、樹脂パッケージ１から露出するアウターリード２部分と、タイバー３部分と、樹脂パッケージ１の下端との関係が解かれば充分なので、パッケージはＳＩＰ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｉｎ−ｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇｅ）タイプを取り上げ、その一部を図面として表示し説明を進める。
また、従来の問題点である、樹脂パッケージ１の下端と、アウターリード２と、タイバー３で囲まれた部分に形成される樹脂膜４に由来する問題点を、解決する手法を開示するものなので、図面については、従来の例で示した図７と、同一の図１を、スタートとして説明を進める。

本発明の第１の実施形態について図１〜図３に基づいて説明する。
本発明においてリードフレームは、ＳＩＰ，ＤＩＰ，ＱＦＰに用いられるもので、当該リードフレームにはアイランドがあり、アイランドには半導体チップが固着される。また、其のインナーリード部の先端と半導体チップとは電気的に接続されている。一般には、其の電気的接続はＡｕ線等のワイヤで行われるが導電プレートを使用しても良い。

電気的接続が終了すると樹脂封止されるが樹脂パッケージの外側にはインナーリードと接続するアウターリード２が延在する。樹脂封止が終了した時点では、従来の図７と同様に、図１に示すように、樹脂パッケージ１と、アウターリード２と、タイバー３に囲まれた部分に、リードフレームの厚さと同じ程度の樹脂膜４が形成されている。この樹脂膜４をサンドブラスト等で除去することなく工程を進めた場合、この樹脂膜４が剥がれて塵埃源となり、歩留まりや信頼性上の問題を引き起こす場合がある。なお、図１に示すＸは、樹脂パッケージ１の下端とタイバー３の上端の間の距離である。

そこで、本発明においては、従来の図８に示すような、切断されるタイバー１０３部分の幅がアウターリード１０２の間隔より狭いことによる、残存タイバー１０３の上部に連続して樹脂膜１０４が残るという弊害を取り除くために、タイバー３の切断を樹脂膜４を支えているアウターリード２の間隔より大きな幅で実施している。即ち、樹脂膜が残るアウターリード２とアウターリード２の間のスペース幅よりも広い幅で切断する。その結果、図１の１点鎖線で示す部分でタイバー３及びアウターリード２の一部が切断される。

アウターリード２の一部の切断は、樹脂パッケージ１の直下から行われる事が望ましいが、少なくとも、図２に示すように、樹脂パッケージ１の下端の下部で、樹脂パッケージ１の下端とタイバー３の上端との間の距離Ｘの２分の１以下の位置から、タイバー３下端の直下の部分までである事が好ましい。その結果、図２に示すように、アウターリード２に細いくびれ部５ができることから、後続工程であるリード曲げ工程において、図３に示すように、リードの曲げ加工を施した場合も、そのくびれ部５で曲がることから、その上部に残っている樹脂膜４に力がかかることが無く、残存した樹脂膜４が塵埃として飛散することはない。実験的には、アウターリード２のくびれ部５の開始位置が、樹脂パッケージ１の下端から、当該樹脂パッケージの下端とタイバー上端間の距離の３分の１以下の部分からであれば、残存樹脂膜４が剥離して塵埃源となることを完全に防止する事ができ、高品質の樹脂封止型半導体装置を製造する事ができる。

本発明の第２の実施形態について図４乃至図６に従い説明する。第１の実施形態の場合と同様、樹脂封止工程が終了した時点で図４に示すように、樹脂パッケージ１の下端と、アウターリード２と、タイバー３で囲まれた部分に樹脂膜４が形成される。第２の実施形態と第１の実施形態との相違点は、第２の実施形態においてはタイバー３の上部のアウターリード２の幅がタイバー３の下部のアウターリード２の幅より広くなっている点である。この場合のタイバー３の切断は、図４の１点鎖線で示す部分で行われる。即ちタイバー３の上部では樹脂膜４とアウターリード２の一部が切断されるが、タイバー３の一部は残り、タイバー３の下側のアウターリード２は切断されない。

切断後のアウターリード２等の状態が図５に示される。最上部に広いアウターリード２と樹脂膜４、中間部に最上部より狭いアウターリード２、1番下に所定の幅のアウターリード２が形成されている。かかる構成により、リード曲げ工程で図６に示すようにリード曲げ作業をした場合、残存するタイバー３部分の下部のアウターリード２部分で曲げることも可能となり、その場合、図３に示すより、更に、残存樹脂膜４が剥離する危険性を排除することが可能となる。

なお、本発明の実施形態においては、図面でＳＩＰタイプのパッケージを取り上げて説明したが、それにこだわるものでなく、前述のＤＩＰ（Ｄｕａｌ Ｉｎ―ｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇｅ）タイプ、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）タイプ等のその他のパッケージについても、同一発明思想である限り、適用できることは言うまでもない。

本発明の第１の実施形態における樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す平面図である。 本発明の第１の実施形態における樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す平面図である。 本発明の第１の実施形態における樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す側面図である。 本発明の第２の実施形態における樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す平面図である。 本発明の第２の実施形態における樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す平面図である。 本発明の第２の実施形態における樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す側面図である。 従来の実施形態における樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す平面図である。 従来の実施形態における樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す平面図である。 従来の実施形態における樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す側面図である。 樹脂封止装置での樹脂封止状態を示す断面図である。 ダムバーが樹脂封止装置内の注入樹脂の外部流出を防止している状態を示す上金型面から透視した平面図である。

符号の説明

1 樹脂パッケージ ２ アウターリード ３ タイバー ４ 樹脂膜
５ アウターリードくびれ部 １０１ 樹脂パッケージ １０２ アウターリード
１０３ タイバー １０４ 樹脂膜 １０５ 上金型 １０６ 下金型
１０７ リードフレーム １０８ 半導体チップ １０９ ダムバー（タイバー）
１１０ ボンディングワイヤー

Claims (6)

1. リードフレームに半導体チップをダイボンドする工程と、
   前記半導体チップと前記リードフレームを電気的に接続する工程と、
   前記半導体チップがダイボンドされた前記リードフレームを樹脂パッケージにより封止する工程と、
   前記樹脂パッケージの外部に露出したアウターリード間に形成されたタイバーを切断する工程と、を有し、
   前記タイバーの切断が前記アウターリードの一部を含めて為されることを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造方法。
2. 前記アウターリードの切断を、前記タイバーよりも前記樹脂パッケージ側で行うことを特徴とする請求項１に記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。
3. 前記タイバーの上部における前記アウターリードの幅が、前記タイバーの下部における前記アウターリードの幅よりも広いことを特徴とする請求項1または２に記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。
4. 半導体チップがダイボンドされ、当該半導体チップが電気的に接続されたリードフレームと、
   前記リードフレームを封止した樹脂パッケージと、
   前記樹脂パッケージ内から引き出されたアウターリードと、を備え、
   前記アウターリードの一部が、当該アウターリード間に形成されたタイバーと共に切断されたことを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
5. 前記アウターリードの切断が、前記タイバーよりも前記樹脂パッケージ側で行われたことを特徴とする請求項４に記載の樹脂封止型半導体装置。
6. 前記タイバーの上部における前記アウターリードの一部が切断され、前記タイバーの下部における前記アウターリードの一部が切断されないことを特徴とする請求項４に記載の樹脂封止型半導体装置。

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