JP2010263066A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】超硬合金材からなるゲート・インサート・ピースと周辺の金型材料は熱膨張率の差が大きく、使用時の精密な寸法合わせが困難なため、膨張率の小さいゲート・インサート・ピースを若干、突出させた状態で使用するが、リードの密集化により、パッケージのコーナ部のインナリードがゲート・インサート・ピースによるクランプ圧力の集中により変形するという問題があることが明らかとなった。
【解決手段】本願の一つの発明は、半導体チップ等を超鋼材からなるゲート・インサート・ピースを有する金型を用いて、封止レジンにより、トランスファ封止する半導体装置の製造方法において、前記ゲート・ピースのリード・クランプ面の内、クランプ中にインナリードと接触する部分は、他の部分より後退しているものである。
【選択図】図１６

Description

本発明は、半導体装置（または半導体集積回路装置）の製造方法におけるレジン封止技術に適用して有効な技術に関する。

日本特開平３−２５４１３６号公報（特許文献１）には、モールド金型のキャビティ・ブロックのゲート部に挿入される超硬材で作られた入れ駒（インサートまたはゲート・ブロック）を使用したレジン・モールド技術が開示されている。そして、この入れ駒の上面をキャビティ・ブロックの上面とそろえることが困難であることから、これと接するリードフレームの変形や隙間からのレジン漏れ等の問題がることが示されており、その対策として、上半部分がゲートの幅のみとなる入れ駒が開示されている。

特開平３−２５４１３６号公報

モールド金型において、キャビティ部と連通するゲート部やフロー・キャビティ部には、フィラーを含む樹脂が勢い良く流れるため、これらの表面の磨耗が進行しやすい。そこで、特許文献１に示すように、磨耗耐性をあげるために、キャビティ部などを構成する材料よりも硬度の高い材料（超硬材）で、ゲート部（又は、キャビティ内の余分なレジンを受け入れるフロー・キャビティ部）を構成するモールド金型が有効とされている。

このような金型について、発明者が検討したところ、以下の問題が生じることがわかった。まず、硬度の高い材料の場合、熱が加わっても膨張し難い。そのため、リードフレーム（基材）のクランプ時に、この部位（ゲート部、フロー・キャビティ部）において、リードフレームとこの部位の間に隙間が生じ、樹脂漏れが発生することがわかった。

そこで、この異なる材料で構成された部分（ゲート・インサート・ピース、ゲート入れ駒）がリードフレームと接触するように、金型の合わせ面（基材と接触する面）よりも突出するように、この部位に設けておくことを検討した。その結果、樹脂漏れの課題は抑制できたが、吊りリード（ダイパッド・サポート・バー）に隣接するリード（サポート・バー隣接インナ・リード）が、パッケージの角部近傍に配置されているようなリードフレームにおいて、リード間ショートの問題が新たに発生することがわかった。

この原因は、半導体装置の小型化に伴い、リードフレームにおける不要部分（後に除去する部分）が小さくなってきており、リードフレームのクランプ時に、この吊りリードに隣接するリードの一部もクランプしてしまうためである。これにより、リードにクランプ応力が伝わることで、リードが動いてしまい、更に隣のリードと接触するためである。

本願発明は、これらの課題を解決するためになされたものである。

本発明の目的は、信頼性の高い半導体装置の製造プロセスを提供することにある。

本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。

すなわち、本願の一つの発明は、半導体チップ等を超鋼材からなるゲート・インサート・ピースを有する金型を用いて、封止レジンにより、トランスファ封止する半導体装置の製造方法において、前記ゲート・インサート・ピースのリード・クランプ面の内、クランプ中にインナリードと接触する部分は、他の部分より後退しているものである。

本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。

すなわち、半導体チップ等を超鋼材からなるゲート・インサート・ピースを有する金型を用いて、封止レジンにより、トランスファ封止する半導体装置の製造方法において、前記ゲート・インサート・ピースのリード・クランプ面の内、クランプ中にインナリードと接触する部分は、他の部分より後退しているので、クランプする必要のないインナリードの外端部に集中することがなく、それによるインナリード内端部のずれを防止することができる。

本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法における組み立て・レジン封止工程のアウトラインを示すプロセス・ブロック・フロー図である。 本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法における組み立て・レジン封止工程（ダイシング工程完了時点）のウエハ斜視図である。 本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法における組み立て・レジン封止工程（ダイ・ボンド工程）のリードフレームの単位デバイス領域の斜視図である。 本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法における組み立て・レジン封止工程（ワイヤ・ボンディング工程）のリードフレームの単位デバイス領域の斜視図である。 本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法における組み立て・レジン封止工程（レジン封止工程）のリードフレームの単位デバイス領域の斜視図である。 本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法における組み立て・レジン封止工程（デバイス分離工程）の単位デバイスの斜視図である。 本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法の要部であるレジン封止工程に使用する上下金型の構造と働きを示す模式正断面図（金型を開いた状態）である。 本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法の要部であるレジン封止工程に使用する上下金型の構造と働きを示す模式正断面図（金型を閉じてレジンを充填した状態）である。 本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法の要部であるレジン封止工程に使用する下金型の構造を説明するための金型上面図である。 本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法の要部であるレジン封止工程に使用する上金型の構造を説明するための金型下面図である。 本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法の要部であるレジン封止工程におけるリードフレーム（ボンディング・ワイヤ等は省略）の上面図（リードフレーム各部説明用）である。 本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法の要部であるレジン封止工程におけるリードフレーム（ボンディング・ワイヤ等は省略）の上面図（リードフレームと金型等の各部関係説明用）である。 図１２のリードフレーム（リードフレーム＆チップ複合体）の単位領域の左下の１/４の拡大透過上面図（下キャビティ・ブロックの構造が見えるように表示）である。 図１３の流入ゲート部の部分拡大透過上面図（第２領域説明用）である。 図１３の流入ゲート部の部分拡大透過上面図（第１領域説明用）である。 図１４の矢印ＶＰ（高さ方向は図１９の矢印ＶＰ）方向から見た下金型の斜視図（見やすいようにリードフレームは図示せず）である。 図１６のゲート・インサート・ピース及びその周辺の拡大斜視図である。 図１３から図１５のＡ−Ａ’断面に対応する図８のゲート部周辺断面図である。 図１４および図１５のＰ−Ｐ’断面に対応する図７（リードフレームを置いたとき）のゲート部周辺断面図である。 図１４および図１５のＰ−Ｐ’断面に対応する図８（見やすいように封止レジンは図示せず）のゲート部周辺断面図である。 図１９（Ｐ−Ｐ’断面）に対応する他の金型構造を説明するためのゲート部周辺断面図（リードフレームを置いたとき）である。 図１２のリードフレームの右上部１/４の変形例を説明するためのリードフレーム部分拡大上面図である。

〔実施の形態の概要〕
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。

１．以下の工程を含む半導体装置の製造方法：
（ａ）半導体チップが下金型および上金型間に形成されたモールド・キャビティ内に収容されるように、前記半導体チップを搭載したリードフレームを、前記下金型および前記上金型によりクランプにする工程；
（ｂ）前記工程（ａ）の後、前記リードフレームがクランプされた状態で、前記下金型または前記上金型に形成されたゲート部を通して、封止レジンを前記モールド・キャビティ内に移送し、前記モールド・キャビティ内を、前記封止レジンで充填することにより、前記半導体チップを封止したレジン封止体を形成する工程；
（ｃ）前記工程（ｂ）の後、前記下金型および前記上金型を開いて、それらの間から前記リードフレームを取り出す工程、
ここで、
（ｉ）前記下金型または前記上金型の前記ゲート部には、ゲート・インサート・ピースがセットされており、
（ｉｉ）このゲート・インサート・ピースは、その周辺の前記下金型または前記上金型よりも硬い材料で形成されており、以下を含む：
（ｘ１）ゲート流路；
（ｘ２）前記ゲート流路の両側に設けられたリード・クランプ面；
（ｘ３）前記リード・クランプ面に設けられ、前記工程（ｂ）において、主に、前記リードフレームの内のインナリード部以外の部分をクランプしている第１の領域；
（ｘ４）前記リード・クランプ面に設けられ、前記工程（ｂ）において、主に、前記リードフレームの内の前記インナリード部をクランプしている第２の領域、
ここで、前記ゲート・インサート・ピースの前記リード・クランプ面は、前記第２の領域が前記第１の領域と比較して、前記リードフレームに関して後退した位置に設けられた段差構造を有する。

２．前記１項の半導体装置の製造方法において、前記リード・クランプ面の前記第１の領域は、前記下金型または前記上金型のダムバー・クランプ面より突出している。

３．前記２項の半導体装置の製造方法において、前記リード・クランプ面の前記第２の領域は、前記下金型または前記上金型の前記ダムバー・クランプ面より突出している。

４．前記１から３項のいずれか一つに半導体装置の製造方法において、前記レジン封止体の側面の上下には、テーパが形成されている。

５．前記１から４項のいずれか一つに半導体装置の製造方法において、前記ゲート流路の幅は、前記レジン封止体のコーナ面の幅よりも狭い。

６．前記１から５項のいずれか一つに半導体装置の製造方法において、前記レジン封止体の平面形状は、ほぼ矩形である。

７．前記１から６項のいずれか一つに半導体装置の製造方法において、前記工程（ｃ）において、前記ゲート部の前記リードフレームのダイパッド・サポート・バーは、前記レジン封止体のコーナ面を貫通している。

８．前記７項の半導体装置の製造方法において、前記ダイパッド・サポート・バーに隣接する前記リードフレームのインナリード部は屈曲している。

９．前記１から８項のいずれか一つに半導体装置の製造方法において、前記半導体装置は、ＱＦＰ型またはＱＦＮ型である。

１０．前記１から９項のいずれか一つに半導体装置の製造方法において、前記下金型および前記上金型の両方に、前記段差構造を有する前記ゲート・インサート・ピースが、それぞれセットされている。

１１．前記７または８項の半導体装置の製造方法において、更に、以下の工程を含む：
（ｄ）前記工程（ｃ）の後、前記リードフレームの一方の側から他方の側に切断金型を移動させることによって、前記ダイパッド・サポート・バーを切断するとともに、ゲート・レジンを前記封止体から分離する工程。

１２．前記１から１１項のいずれか一つに半導体装置の製造方法において、前記段差構造を有する前記ゲート・インサート・ピースは、前記下金型および前記上金型の内、前記リードフレームの前記他方の側の金型にセットされている。

１３．前記１から１２項のいずれか一つに半導体装置の製造方法において、前記ゲート・インサート・ピースの材料の熱膨張係数は、その周辺の金型材料のそれの３０％から７０％である。

１４．前記１から１３項のいずれか一つに半導体装置の製造方法において、前記半導体装置のインナリードの内端部の最小リードピッチは、２００マイクロメータ以下である。

１５．前記１から１４項のいずれか一つに半導体装置の製造方法において、前記第１の領域の面積は、前記第２の領域のそれよりも広い。

１６．前記１から１５項のいずれか一つに半導体装置の製造方法において、前記ゲート・インサート・ピースの材料は、超鋼材であり、その周辺の金型材料のそれは、金型用一般鉄系材料である。

１７．前記２から１６項のいずれか一つに半導体装置の製造方法において、前記ダムバー・クランプ面を基準とした前記第１の領域の突出量は、１０から２０マイクロメートルである。

１８．前記１から１７項のいずれか一つに半導体装置の製造方法において、前記第１の領域を基準とした前記第２の領域の後退量は、３から７マイクロメートルである。

１９．前記１から１８項のいずれか一つに半導体装置の製造方法において、前記ダムバー・クランプ面を基準とした前記第２の領域の突出量は、７から１３マイクロメートルである。

２０．前記１から１９項の半導体装置の製造方法において、前記レジン封止体の厚さは、１．５ミリメートル未満である。

次に、本願において開示される発明のその他の実施の形態について概要を説明する。

１．以下の工程を含む半導体装置の製造方法：
（ａ）半導体チップが下金型および上金型間に形成されたモールド・キャビティ内に収容されるように、前記半導体チップを搭載したリードフレームを、前記下金型および前記上金型によりクランプにする工程；
（ｂ）前記工程（ａ）の後、前記リードフレームがクランプされた状態で、前記下金型または前記上金型に形成された流入ゲート部を通して、封止レジンを前記モールド・キャビティ内に移送し、前記モールド・キャビティ内を、前記封止レジンで充填するとともに、前記封止レジンの余剰部分を前記モールド・キャビティの前記流入ゲート部と対角的な位置に設けられた流出ゲート部を通してフロー・キャビティに排出することにより、前記半導体チップを封止したレジン封止体を形成する工程；
（ｃ）前記工程（ｂ）の後、前記下金型および前記上金型を開いて、それらの間から前記リードフレームを取り出す工程、
ここで、
（ｉ）前記下金型または前記上金型の前記流入ゲート部および前記流出ゲート部には、各々ゲート・インサート・ピースがセットされており、
（ｉｉ）このゲート・インサート・ピースは、その周辺の前記下金型または前記上金型よりも硬い材料で形成されており、以下を含む：
（ｘ１）ゲート流路；
（ｘ２）前記ゲート流路の両側に設けられたリード・クランプ面、
ここで、前記流入ゲート部または前記流出ゲート部にセットされたゲート・インサート・ピースは、更に、以下を含む：
（ｘ３）前記リード・クランプ面に設けられ、前記工程（ｂ）において、主に、前記リードフレームの内のインナリード部以外の部分をクランプしている第１の領域；
（ｘ４）前記リード・クランプ面に設けられ、前記工程（ｂ）において、主に、前記リードフレームの内の前記インナリード部をクランプしている第２の領域、
ここで、前記ゲート・インサート・ピースの前記リード・クランプ面は、前記第２の領域が前記第１の領域と比較して、前記リードフレームに関して後退した位置に設けられた段差構造を有する。

２．前記１項の半導体装置の製造方法において、前記リード・クランプ面の前記第１の領域は、前記下金型または前記上金型のダムバー・クランプ面より突出している。

３．前記２項の半導体装置の製造方法において、前記リード・クランプ面の前記第２の領域は、前記下金型または前記上金型の前記ダムバー・クランプ面より突出している。

４．前記１から３項のいずれか一つに半導体装置の製造方法において、前記レジン封止体の側面の上下には、テーパが形成されている。

５．前記１から４項のいずれか一つに半導体装置の製造方法において、前記ゲート流路の幅は、前記レジン封止体のコーナ面の幅よりも狭い。

６．前記１から５項のいずれか一つに半導体装置の製造方法において、前記レジン封止体の平面形状は、ほぼ矩形である。

７．前記１から６項のいずれか一つに半導体装置の製造方法において、前記工程（ｃ）において、前記ゲート部の前記リードフレームのダイパッド・サポート・バーは、前記レジン封止体のコーナ面を貫通している。

８．前記７項の半導体装置の製造方法において、前記ダイパッド・サポート・バーに隣接する前記リードフレームのインナリード部は屈曲している。

９．前記１から８項のいずれか一つに半導体装置の製造方法において、前記半導体装置は、ＱＦＰ型またはＱＦＮ型である。

１０．前記１から９項のいずれか一つに半導体装置の製造方法において、前記下金型および前記上金型の両方に、前記段差構造を有する前記ゲート・インサート・ピースが、それぞれセットされている。

１１．前記７または８項の半導体装置の製造方法において、更に、以下の工程を含む：
（ｄ）前記工程（ｃ）の後、前記リードフレームの一方の側から他方の側に切断金型を移動させることによって、前記ダイパッド・サポート・バーを切断するとともに、ゲート・レジンを前記封止体から分離する工程。

１２．前記１から１１項のいずれか一つに半導体装置の製造方法において、前記段差構造を有する前記ゲート・インサート・ピースは、前記下金型および前記上金型の内、前記リードフレームの前記他方の側の金型にセットされている。

１３．前記１から１２項のいずれか一つに半導体装置の製造方法において、前記ゲート・インサート・ピースの材料の熱膨張係数は、その周辺の金型材料のそれの３０％から７０％である。

１４．前記１から１３項のいずれか一つに半導体装置の製造方法において、前記半導体装置のインナリードの内端部の最小リードピッチは、２００マイクロメータ以下である。

１５．前記１から１４項のいずれか一つに半導体装置の製造方法において、前記第１の領域の面積は、前記第２の領域のそれよりも広い。

１６．前記１から１５項のいずれか一つに半導体装置の製造方法において、前記ゲート・インサート・ピースの材料は、超鋼材であり、その周辺の金型材料のそれは、金型用一般鉄系材料である。

１７．前記２から１６項のいずれか一つに半導体装置の製造方法において、前記ダムバー・クランプ面を基準とした前記第１の領域の突出量は、１０から２０マイクロメートルである。

１８．前記１から１７項のいずれか一つに半導体装置の製造方法において、前記第１の領域を基準とした前記第２の領域の後退量は、３から７マイクロメートルである。

１９．前記１から１８項のいずれか一つに半導体装置の製造方法において、前記ダムバー・クランプ面を基準とした前記第２の領域の突出量は、７から１３マイクロメートルである。

２０．前記１から１９項の半導体装置の製造方法において、前記レジン封止体の厚さは、１．５ミリメートル未満である。

２１．前記１から２０項の半導体装置の製造方法において、前記流入ゲート部および前記流出ゲート部のそれぞれにセットされたゲート・インサート・ピースが、前記段差構造を有する。

〔本願における記載形式・基本的用語・用法の説明〕
１．本願において、実施の態様の記載は、必要に応じて、便宜上複数のセクションに分けて記載する場合もあるが、特にそうでない旨明示した場合を除き、これらは相互に独立別個のものではなく、単一の例の各部分、一方が他方の一部詳細または一部または全部の変形例等である。また、原則として、同様の部分は繰り返しを省略する。また、実施の態様における各構成要素は、特にそうでない旨明示した場合、理論的にその数に限定される場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、必須のものではない。

更に、本願において、「半導体装置」というときは、主に、各種トランジスタ（能動素子）を中心に、抵抗、コンデンサ等を半導体チップ等（たとえば単結晶シリコン基板）上に集積したものをいう。ここで、各種トランジスタの代表的なものとしては、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）に代表されるＭＩＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を例示することができる。このとき、集積回路構成の代表的なものとしては、Ｎチャネル型ＭＩＳＦＥＴとＰチャネル型ＭＩＳＦＥＴを組み合わせたＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型集積回路に代表されるＣＭＩＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型集積回路を例示することができる。

今日の半導体装置、すなわち、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）のウエハ工程は、通常、原材料としてのシリコンウエハの搬入からプリ・メタル（Ｐｒｅｍｅｔａｌ）工程（Ｍ１配線層下端とゲート電極構造の間の層間絶縁膜等の形成、コンタクト・ホール形成、タングステン・プラグ、埋め込み等からなる工程）あたりまでのＦＥＯＬ（Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ ｏｆ Ｌｉｎｅ）工程と、Ｍ１配線層形成から始まり、アルミニウム系パッド電極上のファイナル・パッシベーション膜へのパッド開口の形成あたりまで（ウエハ・レベル・パッケージ・プロセスにおいては、当該プロセスも含む）のＢＥＯＬ（Ｂａｃｋ Ｅｎｄ ｏｆ Ｌｉｎｅ）工程に大別できる。

なお、「半導体装置」には、パワー・トランジスタ等の単体電子デバイスが含まれる。

２．同様に実施の態様等の記載において、材料、組成等について、「ＡからなるＸ」等といっても、特にそうでない旨明示した場合および文脈から明らかに、そうでない場合を除き、Ａ以外の要素を主要な構成要素のひとつとするものを排除するものではない。たとえば、成分についていえば、「Ａを主要な成分として含むＸ」等の意味である。たとえば、「シリコン部材」等といっても、純粋なシリコンに限定されるものではなく、SiGe合金やその他シリコンを主要な成分とする多元合金、その他の添加物等を含む部材も含むものであることはいうまでもない。

３．同様に、図形、位置、属性等に関して、好適な例示をするが、特にそうでない旨明示した場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、厳密にそれに限定されるものではないことは言うまでもない。

４．さらに、特定の数値、数量に言及したときも、特にそうでない旨明示した場合、理論的にその数に限定される場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、その特定の数値を超える数値であってもよいし、その特定の数値未満の数値でもよい。

５．「ウエハ」というときは、通常は半導体装置（半導体集積回路装置、電子装置も同じ）をその上に形成する単結晶シリコンウエハを指すが、エピタキシャルウエハ、ＳＯＩ基板、ＬＣＤガラス基板等の絶縁基板と半導体層等の複合ウエハ等も含むことは言うまでもない。

〔実施の形態の詳細〕
実施の形態について更に詳述する。各図中において、同一または同様の部分は同一または類似の記号または参照番号で示し、説明は原則として繰り返さない。

また、添付図面においては、却って、煩雑になる場合または空隙との区別が明確である場合には、断面であってもハッチング等を省略する場合がある。これに関連して、説明等から明らかである場合等には、平面的に閉じた孔であっても、背景の輪郭線を省略する場合がある。更に、断面でなくとも、空隙でないことを明示するために、ハッチングを付すことがある。

１．本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法における組み立て・レジン封止工程のアウトラインの説明（主に図１から図６）
図１は本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法における組み立て・レジン封止工程のアウトラインを示すプロセス・ブロック・フロー図である。図２は本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法における組み立て・レジン封止工程（ダイシング工程完了時点）のウエハ斜視図である。図３は本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法における組み立て・レジン封止工程（ダイ・ボンディング工程）のリードフレームの単位デバイス領域の斜視図である。図４は本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法における組み立て・レジン封止工程（ワイヤ・ボンディング工程）のリードフレームの単位デバイス領域の斜視図である。図５は本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法における組み立て・レジン封止工程（レジン封止工程）のリードフレームの単位デバイス領域の斜視図である。図６は本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法における組み立て・レジン封止工程（デバイス分離工程）の単位デバイスの斜視図である。これらに基づいて、ウエハ工程の最終ステップであるウエハ・プローブ検査を完了したところから、レジン封止が完了して個々のデバイスに分離するステップに至る組み立て・レジン封止工程の概要を説明する。以下では図示の都合上、主に単位デバイス領域のみを示す。

図１に示すように、ウエハ・プローブ検査が完了したウエハ１（図２）は、組み立て工程１０１に投入される。まず、バック・グラインディング１１１が実行され、ウエハ厚さが、たとえば、３００から１０マイクロ・メートルの範囲の所望の厚さにされる。次に、ウエハ１は、図２に示されるように、ダイシング等により、たとえば、粘着シートに裏面を固定した状態で個々のチップ（半導体チップ）２に分割される（図１のダイシング工程１１２）。

次に、図３に示すように、たとえば、マトリクス状のリードフレーム３（図９または図１０）の単位デバイス領域３ａのほぼ中央部のダイ・パッド１４（図１１）上に接着剤等を介して、ダイシング工程により取得されたチップ２はダイ・ボンディングされる（図１のダイ・ボンド工程１１３）。ここで、チップ２は、チップ２の裏面（デバイス面とは反対側の面）がダイ・パッド１４と対向するように、ダイ・パッド１４上に搭載される。また、ダイ・パッド１４は、半導体チップ２よりも平面的に小さく、４本のダイパッド・サポート・バー８（８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ）によりリードフレーム３の外枠部４の各コーナ部４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄと連結している。各ダイパッド・サポート・バー８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄの間には、密集してリードが配列されており、線状のダムバー部７により両端の外枠部コーナ部４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに連結されている。各リードは、ほぼ、ダムバー部７を境に、インナリード部５とアウタリード部６に分けられる（ただし、ダム・カット以降においては、インナリード部５の内、ダムバー部７近傍の部分は、実質的にアウタリード部６の一部となる）。各ダイパッド・サポート・バー８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄに隣接して、端部インナリード部（隣接インナリード部）５ｂがあり、その他の部分に、多数の一般インナリード部５ａがある。端部インナリード部５ｂおよび一般インナリード部５ａを総称してインナリード部５という。なお、インナリードの材料としては、通常、銅を主要な成分とする銅系合金が使用される。銅系合金の具体例としては、Ｃｕ−Ｆｅ系合金，Ｃｕ−Ｃｒ−Ｓｎ−Ｚｎ系合金，Ｃｕ−Ｚｒ系合金を上げることができる。

次に、図４に示すように、半導体チップ２のデバイス面（主面）上のボンディング・パッド（たとえば、アルミニウム系）と各インナリード部５の内端を、たとえば、金系のボンディング・ワイヤ９でワイヤ・ボンディングする（図１のワイヤ・ボンディング工程１１４）。ここで、組立工程１０１が完了し、リードフレーム３（リードフレーム＆チップ複合体）は、レジン封止工程１０２に投入される。

図５に示すように、モールド装置５１（図７）によって、レジン封止工程１１５（図１）が実行され、レジン封止体１１が形成される。レジン封止体１１は、ほぼ平坦な上面１１ｕ（下面もほぼ同じ）、４つの周辺テーパ面１１ｔ（下半部もほぼ同じ）、およびコーナ面１１ｃ（下半部もほぼ同じ）を有している。ここで、レジン封止体１１の平面形状は、矩形状から成り、具体的にはコーナ部が面取りされた四角形である。また、ダイパッド・サポート・バー８ａは、レジン封止体１１の中央からコーナ部に向かって形成されており、上半部のコーナ面１１ｃと下半部のそれとがなすパッケージ・コーナ面のほぼ中央部を貫通している。

レジン封止工程１１５の後、図１に示すゲート・ブレーク工程１１６によって、ランナ部のレジン７８ｒとゲート・レジン８７ｒ（図１８参照）との間で分離処理が行われ、その後、リードフレーム３（リードフレーム＆チップ複合体）は、モールド装置５１の外部に取り出される（図５においては、ゲート・レジン８７ｒ等の封止体周辺レジン部材は煩雑さを避けるため表示していない）。続いて、レジンを最終的なキュア完了段階とするためのキュア・ベーク１２２が実行され、レジン封止工程１０２が完了する。レジン封止工程１０２が完了したリードフレーム３（リードフレーム＆チップ複合体）は、切断成形工程１０３に投入される。

切断成形工程１０３においては、図１に示すように、まず、リードフレーム３の各外枠部コーナ部４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄのゲート・レジン８７ｒ等の封止体周辺レジン部材を取り除くためのゲート・カット工程１１７が実行される。ゲート・カット工程１１７は、たとえば、図１１から図１４および図２２に示す切り落とし部１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを切断金型により、上から下に（リードフレームの上面から下面へ）切り落とすことにより実行される。

次に、図１に示すように、ダム・カット工程１１８が実行され、不要なダムバー部の内、リード間のリードと共用している部分以外（図１４でダム・カット部１９を例示）が、ほぼ全て切断除去される。ダム・カット工程１１８は、切断金型により、たとえば、上から下に（リードフレームの上面から下面へ）切り落とすことにより実行される。続いて、アウタリード部６の表面処理として、リード・メッキ処理１１９が実行される。通常、半田メッキが行われる。鉛フリー半田材料としては、たとえば、Ｓｎ−Ｂｉ系，Ｓｎ−Ｃｕ，あるいはＳｎ−Ａｇ系等の錫系半田を例示することができる。

続いて、必要があるときは、図６に示すように、リード成形工程１２０およびデバイス分離工程１２１が、通常、ほぼ連続的に実行される。ここで、この例のレジン封止体１１の主要寸法を例示する。厚さは、１．５ミリ・メートル未満、たとえば、１．４ミリ・メートル程度、１ミリ・メートル程度等であり、平面形状が、ほぼ正方形であるとすると、一辺は１０から１８ミリ・メートル程度であり、リードピッチは、０．８から０．２ミリ・メートル程度である。また、ピン数は、主に２００から６００ピン程度である。

この例は、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）であるが、下金型、または上金型の一方にのみキャビティが形成されたモールド装置を用いることで、リードフレーム３の片面側にのみレジン封止体１１が形成され、レジン封止体１１の下面（実装面）からアウタリード部が露出するＱＦＮ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｎｏｎ−Ｌｅａｄｅｄ Ｐａｃｋａｇｅ）等の矩形パッケージ（平面形状が正方形のパッケージを含む）や、その他の形態として、ダイパッド・サポート・バー８aがレジン封止体のコーナ部に向かって形成され、このダイパッド・サポート・バー８aの隣にインナリード部５が配置されるようなパッケージにも、ほぼそのまま適用できる。

２．本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるレジン封止工程に使用するモールド金型、レジン・タブレット、およびレジン封止装置の概要説明（主に図７から図１０）
このセクションでは、セクション１で説明した図１のモールド工程１１５に使用するモールド金型およびレジン封止装置の概要を説明する。

図７は本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法の要部であるレジン封止工程に使用する上下金型の構造と働きを示す模式正断面図（金型を開いた状態）である。図８は本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法の要部であるレジン封止工程に使用する上下金型の構造と働きを示す模式正断面図である。この図８には、金型を閉じて、封止レジン５０の移送及び充填が完了して加圧中の状態を示す。図９は本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法の要部であるレジン封止工程に使用する下金型の構造を説明するための金型上面図（参考としてマトリクス状のリードフレームを図示）である。図１０は本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法の要部であるレジン封止工程に使用する上金型の構造を説明するための金型下面図（参考としてマトリクス状のリードフレームを図示）である。

図７から図１０に示すように、モールド装置５１（レジン封止装置）の封止部は、相互に対向して上下に配置された下金型５２、上金型５３（これらを総称して「モールド金型」という）等から構成されている。このモールド金型は、モールド装置５１の主要部であるプレス機構にセットされている。

図７から図１０（主に図７）に示すように、下金型５２の最下部には、プレス機構からの力を伝えるための当て板５４が設けられており、この当て板５４の上面には、エジェクタ・ピン７６を収納するときのストッパ６４、エジェクタ・ピン駆動スプリング６８、キャビティ・ホールダ６２を保持するためのサポート・ピラー６６、下バッキング・プレート５８を突き上げるための下型バッキング突き上げ用ロッド１２３、この下型バッキング突き上げ用ロッド１２３を通す下型バッキング突き上げ用穴１２４等が設置されている。この当て板５４には、エジェクタ・ピン駆動スプリング６８に保持されたエジェクタ・ピン・ホールダ５６が設けられており、この上のバッキング・プレート５８にエジェクタ・ピン７６およびリターン・ピン７２が固定されている。リターン・ピン７２は、金型が閉じたときに、エジェクタ・ピン７６が金型内に取り込まれるように作用する。バッキング・プレート５８上には、突出用エジェクタ・ピン・ストッパ９２が設けられており、エジェクタ・ピン７６の突出量を規制する。サポート・ピラー６６の上には、キャビティ・ホールダ６２が設けられており、ゲート部６１ａ（６１）、すなわち、流入ゲート部にゲート・インサート・ピース４０ａ（４０）がセットされたキャビティ・ブロック８８が、設置されている。これらのキャビティ・ブロック８８、キャビティ・ホールダ６２等から構成されるチェイス・ブロックの上面には、キャビティ８５ａ（８５）、レジン溜め８７ａ（８７）、ランナ部７８等が形成されている。キャビティ・ホールダ６２の上面端部には、上下金型の位置合わせに用いるガイド・ウエッジ７４が設けられている。下金型５２のポット・ブロック８２には、ポット部８４が設けられており、そこに投入されたレジン・タブレットを加熱した状態でプランジャ８６およびプランジャ駆動ピン７０により、流動・移送させる。このレジン・タブレットの組成を重量％例示すると、たとえば、エポキシ系樹脂、フェノール・ノボラック系の硬化剤、リン系またはアミン系の触媒等からなる樹脂基本成分１０から３０％程度、溶融シリカ粉末等の充填材７０から９０％程度、シリコーン等の可とう材数％程度、エポキシ系シラン化合物等のカップリング剤、エステル化合物等の内部離型剤等からなる界面制御成分を微量、カーボンブラック等の着色剤を微量である。

一方、上金型５３の最上部には、プレス機構からの力を伝えるための当て板５５が設けられており、この当て板５５の下面には、キャビティ・エジェクタ・ピン７７を収納するときのストッパ６５、エジェクタ・ピン駆動スプリング６９、キャビティ・ホールダ６３を保持するためのサポート・ピラー６７等が設置されている。この当て板５５には、エジェクタ・ピン駆動スプリング６９に保持されたエジェクタ・ピン・ホールダ５７が設けられており、この下のバッキング・プレート５９にキャビティ・エジェクタ・ピン７７、カル・エジェクタ・ピン７９およびリターン・ピン７３が固定されている。リターン・ピン７３は、金型が閉じたときに、エジェクタ・ピン７７およびカル・エジェクタ・ピン７９が金型内に取り込まれるように作用する。バッキング・プレート５９の下には、突出用エジェクタ・ピン・ストッパ９３が設けられており、エジェクタ・ピン７７およびカル・エジェクタ・ピン７９の突出量を規制する。サポート・ピラー６７の下には、キャビティ・ホールダ６３が設けられており、ゲート部６１ｂ（６１）、すなわち、流入ゲート部にゲート・インサート・ピース４０ｂ（４０）がセットされたキャビティ・ブロック８９が、設置されている。これらのキャビティ・ブロック８９、キャビティ・ホールダ６３、カル・ブロック８１等から構成されるチェイス・ブロックの下面には、キャビティ８５ｂ（８５）、レジン溜め８７ｂ（８７）、カル部８３等が形成されている。キャビティ・ホールダ６３の下面端部には、ガイド・ウエッジ７４とかみ合って、上下金型の位置合わせを行うガイド・ウエッジ７５が設けられている。

図９に示すように、たとえば、マトリクス状のリードフレーム３を例にとると、封止の実行の際には、２枚のリードフレーム３を、各単位デバイス領域３ａが対応する下キャビティ８５ａに位置合わせされるように、下キャビティ・ブロック８８上にセットする。この２枚のリードフレーム３の位置を上キャビティ・ブロック８９の下面に投影すると、図１０のようになる。

実際に図１のモールド工程１１５を実行するときは、図７のように金型が開いた状態で、図９および図１９（または図２１）のように、リードフレーム３をセットし、ポット部８４にレジン・タブレットを投入した状態で、図８のように金型を閉じて、型締め力（たとえば、８０トン程度）を印加した状態で、レジン・タブレット溶融時間（たとえば１０秒程度）経過後、レジン注入を開始する。レジン注入圧は、たとえば、１２．７ＭＰａ程度を中心に、９．８ＭＰａから１９．６ＭＰａ程度を好適な範囲として例示することができる。なお、モールド工程実行時にはキャビティ・ブロック８８，８９等の封止レジン５０に触れる部分は、摂氏１７５度程度に加熱されている。レジン注入を開始から、たとえば、１０秒程度で充填が完了する。その後、型締めした状態で、たとえば、先のレジン注入圧と同程度の充填圧力を印加した状態で、キュア処理（金型内キュア）をたとえば１００秒程度実行する。その後、型開きすると、エジェクタ・ピン７６，７７，７８が自動的に作用して、離型が実行される。この一連のサイクル時間は、たとえば、１２０秒程度である。

３．本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法における組み立て・レジン封止工程に使用するリードフレームの概要説明（主に図１１から図１３）
このセクションでは、セクション１及び２で説明した組み立て・レジン封止工程に使用するリードフレームと周辺の関係を更に説明する。ここでは、銅を主要な成分とする銅系リードフレーム（リードフレーム厚さは、たとえば、０．１２５ミリメートル程度）を例にとり具体的に説明する。

図１１は本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法の要部であるレジン封止工程におけるリードフレーム（ボンディング・ワイヤ等は省略）の上面図（リードフレーム各部説明用）である。図１２は本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法の要部であるレジン封止工程におけるリードフレーム（ボンディング・ワイヤ等は省略）の上面図（リードフレームと金型等の各部関係説明用）である。図１３は図１２のリードフレーム（リードフレーム＆チップ複合体）の単位領域の左下の１/４の拡大透過上面図（下キャビティ・ブロックの構造が見えるように表示）である。

図１１及び図１２に基づいて、リードフレーム３の単位デバイス領域３ａの構造等を説明する。図１１に示すように、中央部にはダイ・パッド１４があり、その上に半導体ウエハ２が固着されており、ダイ・パッド１４は４本のダイパッド・サポート・バー８（８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ）によって、単位デバイス領域３ａの外枠部コーナ部４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに連結されている。各ダイパッド・サポート・バー８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄの中間部にはオフセット屈曲部１６があり、それより内側（オフセット領域１５）は外部と比べて若干低くされている。これは、ワイヤ・ボンディングに必要なレジンの厚みを確保するためである。隣接するダイパッド・サポート・バー８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄの間には、インナリード部５とアウタリード部６からなるリードが多数密集して配置されており、多数のリードは、各辺ごとにダムバー部７で両端の外枠部コーナ部４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに連結・保持されている。インナリード部５の各内端は自由端であるが、アウタリード部６の外端は、通常、外枠部４に連結されている。レジン封止体１１が形成される部分は、角が落とされた正方形または正方形に近い矩形として、図中に破線で示されている。また、各外枠部コーナ部４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄにおいて、図１で説明したゲート・カット工程１１７で切り落とされる領域１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを図中に破線で囲んで示す。外枠部コーナ部４ａには、レジン溜め開口１７が設けられており、その部分へ向けてダイパッド・サポート・バー８ａが、ほぼ直線状に延びている。これに対して、その他の外枠部コーナ部４ｂ，４ｃ，４ｄにおいては、ダイパッド・サポート・バー８ｂ，８ｃ，８ｄは、Ｙ字分岐１８を呈している。

続いて、図１２について説明する。この図は本質的に図１１と同一であるが、図５及び図８で説明したレジン封止体１１および封止体周辺レジン部材との関係を明確にすることに重点を置いている。すなわち、外枠部コーナ部４ａにおいては、レジン充填完了時点では、金型のランナ部７８に対応してランナ部のレジン７８ｒが形成され、レジン溜め８７およびゲート流路６０に対応してゲート・レジン８７ｒが形成される。一方、その他の外枠部コーナ部４ｂ，４ｃ，４ｄにおいては、エアベント部４５ｂ，４５ｃ，４５ｄに対応してエアベント部のレジン（比較的薄い）が形成される。通常、エアベント部４５ｂ，４５ｃ，４５ｄの厚さは、１０から４０マイクロ・メートル程度である。

図１３は、基本的に図１１又は図１２の外枠部コーナ部４ａを含む単位デバイス領域３ａの１/４を拡大したものである。この図は、主に、リードフレーム３と下金型の上面との関係、および、同図にある端部インナリード部（隣接インナリード部）５ｂの外端部と、ゲート部６１（流入ゲート部６１ａ）にセットされたゲート・インサート・ピース４０ａ（４０）との関係を示すためのものである。図１３に示すように、右上には広いキャビティ８５があり、その左および下側周辺にはダムバー・クランプ面７１があり、その左および下側周辺には、面圧逃げ後退部４２（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｒｅｃｅｓｓ Ｒｅｇｉｏｎ）が設けられている。面圧逃げ後退部４２は、ダムバー・クランプ面７１よりも、たとえば、１００から２００マイクロ・メートル程度後退している。従って、型締め時においても、この部分がリードフレーム３の下面又は上面に触れることはない。

ゲート部６１（流入ゲート部６１ａ）及び、その周辺について、次セクションにおいて、更に詳しく説明する。

４．本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法における組み立て・レジン封止工程に使用するリードフレームおよびモールド金型（ゲート部周辺）の詳細説明（主に図１４から図２０）
図１４は図１３の流入ゲート部の部分拡大透過上面図（第２領域説明用）である。図１５は図１３の流入ゲート部の部分拡大透過上面図（第１領域説明用）である。図１６は図１４の矢印ＶＰ（高さ方向は図１９の矢印ＶＰ）方向から見た下金型の斜視図（見やすいようにリードフレームは図示せず）である。図１７は図１６のゲート・インサート・ピース４０（４０ａ）及びその周辺の拡大斜視図である。図１８は図１３から図１５のＡ−Ａ’断面に対応する図８のゲート部周辺断面図である。図１９は図１４および図１５のＰ−Ｐ’断面に対応する図７（リードフレームを置いたとき）のゲート部周辺断面図である。図２０は図１４および図１５のＰ−Ｐ’断面に対応する図８（見やすいように封止レジンは図示せず）のゲート部周辺断面図である。これらに基づいて、本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法における組み立て・レジン封止工程に使用するリードフレームおよびモールド金型（ゲート部周辺）の詳細を説明する。

図１５に示すように、ゲート・インサート・ピース４０（４０ａ）の中央部には、ゲート流路６０があり、その両側にはハッチングを付した第１の領域４１ａおよび第２の領域４１ｂを有するリード・クランプ面４１（図１６又は図１７）がある。図１４に第１の領域４１ａが、リードフレーム３のインナリード部５以外の部分を押さえる部分４３および第２の領域４１ｂが、リードフレーム３のインナリード部５の部分を押さえる部分４４を、斜線を付して示す。また、図１４に示すように、ゲート流路６０の（キャビティ側の）幅ＷＧは、レジン封止体のコーナ部１１ｃの幅ＷＰよりも狭く設定されている。たとえば、コーナ部１１ｃの幅ＷＰを８００マイクロ・メートル程度とした場合、ゲート流路６０の（キャビティ側の）幅ＷＧは、３００から７００マイクロ・メートル程度が好適である。なお、ゲート流路６０の（キャビティ側の）深さとしては、たとえば、１００から４００マイクロ・メートル程度を例示することができる。

次に、図１４、図１５等で説明した点を図１６及び図１７に示す斜視図を用いて更に説明する。図１６及び図１７に示すように、下部ゲート・インサート・ピース４０ａを例にとると、ゲート・インサート・ピース４０のリード・クランプ面４１は、全体として、ダムバー・クランプ面７１を基準面とすると若干、高い位置にある（すなわち、突出している）。リード・クランプ面４１の内、第２の領域４１ｂは、第１の領域４１ａよりも若干、後退した位置、すなわち、低い位置にある。ゲート・インサート・ピース４０（４０ａ）のキャビティ側内面４０ｃは、そのまま、キャビティ８５の内面を構成している。面圧逃げ後退部４２は、ダムバー・クランプ面７１を基準面とすると、比較的大きく後退している。その深さは、キャビティ８５に比べると、浅いが、第２の領域４１ｂの後退距離やダムバー・クランプ面７１の突出長さに比べると、相対的に大きな値となっている。

次に、図１８から図２０に基づいて、ゲート部６１（流入ゲート部６１ａ）の周辺の金型断面構造を説明する。図１８は図１６に示すゲート流路６０およびランナ部７８の中央を縦断する垂直断面（レジン充填完了時点）である。この例では、下キャビティ・ブロック８８および上キャビティ・ブロック８９の両方に下部ゲート・インサート・ピース４０ａおよび上部ゲート・インサート・ピース４０ｂが、それぞれセットされている。パッケージ厚さＴは、たとえば、１ミリ・メートル程度である。

図１９（図１８よりも更に拡大）は図１６に示すリード・クランプ面４１の第１の領域４１ａおよび第２の領域４１ｂを縦断する垂直断面（リードフレームのセット後、型締め前）である。ここで、ダムバー・クランプ面７１を基準面とするリード・クランプ面４１の第１の領域４１ａの突出長さＰＬは、たとえば、１０から２０マイクロ・メートル程度であり、第２の領域４１ｂの第１の領域４１ａからの後退距離ＲＤは、３から７マイクロ・メートル程度である。

図２０は型締め完了、レジン注入前の図１９と同じ断面の断面図である。これより、型締め時においては、リード・クランプ面４１の第１の領域４１ａおよび第２の領域４１ｂともに、リードフレーム３を押さえているが、応力は第１の領域４１ａに集中しており、第２の領域４１ｂには、あまり強い応力は作用していないことがわかる。

５．本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるレジン封止工程に使用する他の例のモールド金型（ゲート部周辺）の詳細説明（主に図２１）
前記の段差構造を有するゲート・インサート・ピース４０は、前記例のように、下キャビティ・ブロック８８および上キャビティ・ブロック８９の両方に使用してもよい。両方に段差構造を有するゲート・インサート・ピース４０を用いることにより、インナリード部５の変形による横ずれをほぼ完全に防止することができる。

しかし、以下に説明するように、下キャビティ・ブロック８８には、段差構造を有するゲート・インサート・ピース４０ａ（４０）を用い、上キャビティ・ブロック８９には、平坦なリード・クランプ面構造を有するゲート・インサート・ピース４０ｂ（４０）を用いてもよい。このようにすることにより、セクション１で説明したように、上から下に切断金型等を用いて、ゲート・カット１１７（図１）を実行することが容易となる。なお、ゲート・カット１１７において、下から上にカットするのであれば、図２１を上下逆にして、上キャビティ・ブロック８９には、段差構造を有するゲート・インサート・ピース４０を用い、下キャビティ・ブロック８８には、平坦なリード・クランプ面構造を有するゲート・インサート・ピース４０を用いれ場、同様の効果が得られる。

図２１は図１９（Ｐ−Ｐ’断面）に対応する他の金型構造を説明するためのゲート部周辺断面図（リードフレームを置いたとき）である。

この場合は、上部ゲート・インサート・ピース４０ｂのリード・クランプ面４１は、その全体が第１の領域４１ａと考えることができる。リードフレームに作用する応力は、上下のリード・クランプ面４１全体の構造によって決定され、平面形状の代表寸法が比較的小さく、最突出している部分に集中する傾向があるので（すなわち、応力は、下部ゲート・インサート・ピース４０ａのリード・クランプ面４１の第１の領域４１ａに対応するリードフレームの上下面に集中する）、下部ゲート・インサート・ピース４０ａのリード・クランプ面４１の第２の領域４１ｂが対向するリードフレームの部分４７に応力が集中する可能性は比較的小さいと考えられる。

なお、このセクションにおいて説明したことは、そのまま、次セクションについても適用できる。

６．本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるレジン封止工程に使用する他の例のリードフレーム（ゲート部周辺）の詳細説明（主に図２２）
ここでは比較的体積の大きいレジン封止体１１においては、レジン・タブレットの量的誤差に起因して生じたキャビティ内の余剰の封止レジン５０（図８）を受け入れるためのフロー・キャビティ４６（図２２）を流入ゲート部６１ａ（図１３）と（キャビティ８５を挟んで）対角的な位置に設ける場合がある。以下、これについて説明する。

図２２は図１２のリードフレームの右上部１/４の変形例を説明するためのリードフレーム部分拡大上面図である。

図２２に示すように、この場合のリードフレーム等の平面形状は、図１２の右上の１/４をここに示すものに置き換えたものとなる。また、ランナ部７８がないことを除けは、図１２の左下の１/４をコピーしたもので、右上の１/４を置き換えたものということができる。従って、各部の寸法及び、それらの間の関係もほぼ同様と考えてもよい。なお、フロー・キャビティ４６のある外枠部コーナ部４ｃにおけるゲート部６１（流出ゲート部６１ｂ）にも、ゲート・インサート・ピース４０（４０ａ）をセットすることができる。そのようにすることで、流入ゲート部６１ａと同様に、流出ゲート部６１ｂにおいても、ゲート流路６０の寸法変動を回避することができる。このとき、ゲート・インサート・ピース４０（４０ａ）を段差構造タイプとすることによって、隣接インナリード部５ｂがダイパッド・サポート・バー８ｃに近接している場合においても、リード変形を有効に防止することができる。この場合も、セクション５に説明したように、上下のゲート・インサート・ピースを両方とも段差構造タイプとしてもよいし、一方だけ段差構造タイプとしてもよい（他方は平坦タイプ）。

なお、フロー・キャビティ部のレジン４６ｒは、先に説明したように、図１に説明したゲート・カット１１７において、切り落とし部１２ｃを除去する際に、一緒に除去される。

７．各セクションに共通する補足説明ならびに考察等
以上説明したように、前記実施の形態は、レジン封止技術を用いた半導体装置の製造方法を対象としている。通常、半導体用のキャビティ・ブロック８８，８９（図７または図８）は、モールド金型用鋼材で作られる。具体的材料としては、たとえば、ダイス鋼を例示することができる。成分を重量％で例示すると、炭素１．３％程度、クロム４．２％程度、タングステン６％程度、モリブデン５％程度、バナジウム３％程度、コバルト８％程度、残りが鉄である。線膨張係数は、１２．３ｘ１０^−６/°Ｃである。なお、表面にはクロム・メッキ等が施される場合が多い。

このように、キャビティ・ブロック８８，８９は比較的硬質の鋼材で構成されているが、ゲート部６１（流入ゲート部６１ａ、流出ゲート部６１ｂ）においては、硬質の充填物を含む封止レジン５０が、細いゲート流路６０を高速で通過するので、比較的磨耗が激しくなる。経時的にゲート部の寸法が大きくなると、ゲート・レジン８７ｒのレジン封止体本体１１に近い部分も肥大化して、ゲート・カット１１７（図１）において、レジン封止体本体１１（パッケージ本体）に損傷が生じる可能性が大きくなる。そこで、先に説明したように、ゲート・インサート・ピース４０に超硬合金が使用されている。具体的材料としては、たとえば、タングステン系超硬合金の成分の一例を重量％で示すと、タングステン８５％程度、コバルト１０％程度、炭素５％程度である。この線膨張係数は、５．３９ｘ１０^−６/°Ｃである。このように、ゲート・インサート・ピース４０の線膨張係数は、概ね、モールド金型用鋼材の半分程度であり、範囲としては、３０％から７０％の値を有する。

この両者の線膨張係数の大きな差は、摂氏１７５度前後に加熱して実施されるモールド工程におけるダムバー・クランプ面７１（図１６）とゲート・インサート・ピース４０のリード・クランプ面４１の高さ合わせを困難にする。これを避けるために、ゲート・インサート・ピース４０を小さめに作ると、リード・クランプ面４１の方が後退した位置となり、レジン漏れという重大な結果を招く。このレジン漏れを避けるために、大きめに作ると、今度は、ゲート・インサート・ピース４０がダムバー・クランプ面７１よりも突出することなり、その部分に型締め力が集中する。それでも、ダムバー部７よりも外側のアウタリード部６等は両端が固定されているので、問題ないが、インナリード部５は内端が自由端であり、比較的長いので、ダムバー部７で微量の水平変形が起きても、内端では大きなシフトを生じる。特に、端部インナリード部５ｂの外端部は屈曲している場合が多いので、不均等な応力がかかりやすく、水平シフトを生じやすい。

そこで、セクション１からセクション６までに説明した例では、端部インナリード部５ｂに型締め応力が集中しないように、リード・クランプ面４１の内、端部インナリード部５ｂを押さえる部分を後退させる段差構造を導入している。

この段差構造は、図１６に示したような階段状の段差であってもよいし、連続に変化する段差であってもよい。また、後退部４１ｂ（リード・クランプ面の第２の領域）は、テーパ状に徐々に後退するようにしてもよい。ただし、この場合は、テーパの向きを不所望な水平シフトが生じないように工夫する必要がある。

前記実施の形態では、図１６に示すように、ゲート流路６０の両側のリード・クランプ面４１の両方に段差構造を設けているが、これは、両方に端部インナリード部５ｂが接触するからであり、一方だけに端部インナリード部５ｂが接触するのであれば、その側のみを段差構造として、他方を平坦構造としてもよい。ただし、その場合は、両方に端部インナリード部５ｂが接触するリードフレーム３を処理するときは、ゲート・インサート・ピース４０を交換する必要がある。

なお、段差構造を有するゲート・インサート・ピース４０を使用するモールド方法は、インナリード内端の最小ピッチが２００マイクロ・メートル以下のパッケージ形態に特に有効である。

８．サマリ
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本願発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。

例えば、前記実施の形態では、流入ゲート部のみに段差構造を有するゲート・インサート・ピースを適用する例を中心に具体的に説明したが、本願発明はそれに限定されるものではなく、流入ゲート部および流出ゲート部の両方に段差構造を有するゲート・インサート・ピースを適用するもの、および、流出ゲート部のみに段差構造を有するゲート・インサート・ピースを適用するものにも適用できることは言うまでもない。

また、前記実施の形態では、ダイ・パッド１４の外形サイズが、半導体チップ２の外形サイズよりも小さいものを例にとって説明したが、本願発明はそれに限定されるものではなく、ダイ・パッドの１４の外形サイズが半導体チップ２の外形サイズより大きいリードフレーム３にも適用できることは言うまでもない。

更に、前記実施の形態においては、ゲート部が下金型および上金型の両方に設けられた例を示したが、本願発明はそれに限定されるものではなく、下金型または上金型の一方のみに設けられたものにも適用できることは言うまでもない。

１ 半導体ウエハ
２ 半導体チップ（チップ領域）
３ （マトリクス状の）リードフレーム
３ａ マトリクス状のリードフレームの単位デバイス領域
４ 外枠部
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ 外枠部コーナ部
５ インナリード部
５ａ 一般インナリード部
５ｂ 端部インナリード部（隣接インナリード部）
６ アウタリード部
７ ダムバー部
８、８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ ダイパッド・サポート・バー
９ ボンディング・ワイヤ
１１ レジン封止体（パッケージ本体）またはその外縁
１１ｃ レジン封止体のコーナ部（コーナ面）または対応するキャビティ内面
１１ｔ レジン封止体の周辺テーパ面
１１ｕ レジン封止体の上面（またはその外縁）
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ 切り落とし部
１４ ダイ・パッド
１５ オフセット領域（タブ下げ領域）
１６ オフセット屈曲部
１７ レジン溜め開口
１８ Ｙ字分岐
１９ ダム・カット部（例示）
４０ ゲート・インサート・ピース
４０ａ 下部ゲート・インサート・ピース
４０ｂ 上部ゲート・インサート・ピース
４０ｃ ゲート・インサート・ピースのキャビティ側内面
４１ リード・クランプ面
４１ａ リード・クランプ面の第１の領域
４１ｂ リード・クランプ面の第２の領域
４２ 面圧逃げ後退部（またはその外縁）
４３ 第１の領域がリードフレームを押さえている部分
４４ 第２の領域がリードフレームを押さえている部分
４５ｂ，４５ｃ，４５ｄ エアベント部（またはエアベント部のレジン）
４６ フロー・キャビティ
４６ｒ フロー・キャビティ部のレジン
４７ 後退部分に対向するリード・クランプ面が接する部分
５０ 封止レジン
５１ モールド装置
５２ 下金型
５３ 上金型
５４ 下当て板
５５ 上当て板
５６ 下エジェクタ・ピン・ホールダ
５７ 上エジェクタ・ピン・ホールダ
５８ 下バッキング・プレート
５９ 上バッキング・プレート
６０ ゲート流路
６１（６１ａ，６１ｂ） ゲート部（流入ゲート部、流出ゲート部）
６２ 下キャビティ・ホールダ
６３ 上キャビティ・ホールダ
６４ 下エジェクタ・ピン・ストッパ（収納用）
６５ 上エジェクタ・ピン・ストッパ（収納用）
６６ 下サポート・ピラー
６７ 上サポート・ピラー
６８ 下エジェクタ・ピン駆動スプリング
６９ 上エジェクタ・ピン駆動スプリング
７０ プランジャ駆動ピン
７１ ダムバー・クランプ面
７２ 下リターン・ピン
７３ 上リターン・ピン
７４ 下ガイド・ウエッジ
７５ 上ガイド・ウエッジ
７６ 下キャビティ・エジェクタ・ピン
７７ 上キャビティ・エジェクタ・ピン
７８ ランナ部
７８ｒ ランナ部のレジン
７９ カル・エジェクタ・ピン
８１ カル・ブロック
８２ ポット・ブロック
８３ カル部
８４ ポット部
８５ キャビティ
８５ａ 下キャビティ
８５ｂ 上キャビティ
８６ プランジャ
８７ レジン溜め
８７ａ 下レジン溜め
８７ｂ 上レジン溜め
８７ｒ ゲート・レジン
８８ 下キャビティ・ブロック
８９ 上キャビティ・ブロック
９２ 下エジェクタ・ピン・ストッパ（突出用）
９３ 上エジェクタ・ピン・ストッパ（突出用）
１０１ 組立工程
１０２ レジン封止工程
１０３ 切断成形工程
１１１ バック・グラインディング
１１２ ダイシング（ウエハ分割）
１１３ ダイ・ボンディング
１１４ ワイヤ・ボンディング
１１５ レジン封止
１１６ ゲート・ブレーク
１１７ ゲート・カット
１１８ ダム・カット
１１９ リード・メッキ
１２０ リード成形
１２１ デバイス分離
１２２ キュア・ベーク
１２３ 下型バッキング突き上げ用ロッド
１２４ 下型バッキング突き上げ用穴
ＰＬ 突出長さ
ＲＤ 後退距離
Ｔ パッケージ厚さ
ＷＧ ゲート流路の（キャビティ側の）幅
ＷＰ パッケージ・コーナ面の幅

Claims (20)

1. 以下の工程を含む半導体装置の製造方法：
   （ａ）半導体チップが下金型および上金型間に形成されたモールド・キャビティ内に収容されるように、前記半導体チップを搭載したリードフレームを、前記下金型および前記上金型によりクランプにする工程；
   （ｂ）前記工程（ａ）の後、前記リードフレームがクランプされた状態で、前記下金型または前記上金型に形成されたゲート部を通して、封止レジンを前記モールド・キャビティ内に移送し、前記モールド・キャビティ内を、前記封止レジンで充填することにより、前記半導体チップを封止したレジン封止体を形成する工程；
   （ｃ）前記工程（ｂ）の後、前記下金型および前記上金型を開いて、それらの間から前記リードフレームを取り出す工程、
   ここで、
   （ｉ）前記下金型または前記上金型の前記ゲート部には、ゲート・インサート・ピースがセットされており、
   （ｉｉ）このゲート・インサート・ピースは、その周辺の前記下金型または前記上金型よりも硬い材料で形成されており、以下を含む：
   （ｘ１）ゲート流路；
   （ｘ２）前記ゲート流路の両側に設けられたリード・クランプ面；
   （ｘ３）前記リード・クランプ面に設けられ、前記工程（ｂ）において、主に、前記リードフレームの内のインナリード部以外の部分をクランプしている第１の領域；
   （ｘ４）前記リード・クランプ面に設けられ、前記工程（ｂ）において、主に、前記リードフレームの内の前記インナリード部をクランプしている第２の領域、
   ここで、前記ゲート・インサート・ピースの前記リード・クランプ面は、前記第２の領域が前記第１の領域と比較して、前記リードフレームに関して後退した位置に設けられた段差構造を有する。
2. 前記１項の半導体装置の製造方法において、前記リード・クランプ面の前記第１の領域は、前記下金型または前記上金型のダムバー・クランプ面より突出している。
3. 前記２項の半導体装置の製造方法において、前記リード・クランプ面の前記第２の領域は、前記下金型または前記上金型の前記ダムバー・クランプ面より突出している。
4. 前記１項の半導体装置の製造方法において、前記レジン封止体の側面の上下には、テーパが形成されている。
5. 前記１項の半導体装置の製造方法において、前記ゲート流路の幅は、前記レジン封止体のコーナ面の幅よりも狭い。
6. 前記１項の半導体装置の製造方法において、前記レジン封止体の平面形状は、ほぼ矩形である。
7. 前記１項の半導体装置の製造方法において、前記工程（ｃ）において、前記ゲート部の前記リードフレームのダイパッド・サポート・バーは、前記レジン封止体のコーナ面を貫通している。
8. 前記７項の半導体装置の製造方法において、前記ダイパッド・サポート・バーに隣接する前記リードフレームのインナリード部は屈曲している。
9. 前記１項の半導体装置の製造方法において、前記半導体装置は、ＱＦＰ型またはＱＦＮ型である。
10. 前記１項の半導体装置の製造方法において、前記下金型および前記上金型の両方に、前記段差構造を有する前記ゲート・インサート・ピースが、それぞれセットされている。
11. 前記７項の半導体装置の製造方法において、更に、以下の工程を含む：
    （ｄ）前記工程（ｃ）の後、前記リードフレームの一方の側から他方の側に切断金型を移動させることによって、前記ダイパッド・サポート・バーを切断するとともに、ゲート・レジンを前記封止体から分離する工程。
12. 前記１１項の半導体装置の製造方法において、前記段差構造を有する前記ゲート・インサート・ピースは、前記下金型および前記上金型の内、前記リードフレームの前記他方の側の金型にセットされている。
13. 前記１項の半導体装置の製造方法において、前記ゲート・インサート・ピースの材料の熱膨張係数は、その周辺の金型材料のそれの３０％から７０％である。
14. 前記１項の半導体装置の製造方法において、前記半導体装置のインナリードの内端部の最小リードピッチは、２００マイクロメータ以下である。
15. 前記１項の半導体装置の製造方法において、前記第１の領域の面積は、前記第２の領域のそれよりも広い。
16. 前記１３項の半導体装置の製造方法において、前記ゲート・インサート・ピースの材料は、超鋼材であり、その周辺の金型材料のそれは、金型用一般鉄系材料である。
17. 前記２項の半導体装置の製造方法において、前記ダムバー・クランプ面を基準とした前記第１の領域の突出量は、１０から２０マイクロ・メートルである。
18. 前記１７項の半導体装置の製造方法において、前記第１の領域を基準とした前記第２の領域の後退量は、３から７マイクロ・メートルである。
19. 前記１８項の半導体装置の製造方法において、前記ダムバー・クランプ面を基準とした前記第２の領域の突出量は、７から１３マイクロ・メートルである。
20. 前記１項の半導体装置の製造方法において、前記レジン封止体の厚さは、１．５ミリメートル未満である。

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