JP2011192683A - Package for semiconductor device and semiconductor device, and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リードフレームがモールド樹脂により保持される半導体装置用パッケージ、それを用いた半導体装置、およびそれらの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a package for a semiconductor device in which a lead frame is held by a mold resin, a semiconductor device using the package, and a manufacturing method thereof.
従来、モールド樹脂を支持するためにハンガーリードが用いられ、前記ハンガーリードの先端の全面をモールド樹脂に食い込ませてモールド樹脂を支持していた。
図6は従来の半導体装置の構成を示す図であり、図6(a)は従来のリードフレームの構成を示す平面図、図6(b)は従来の半導体装置の構成を示す断面図である。
Conventionally, a hanger lead is used to support the mold resin, and the entire surface of the tip of the hanger lead is bitten into the mold resin to support the mold resin.
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of a conventional semiconductor device, FIG. 6A is a plan view showing the configuration of a conventional lead frame, and FIG. 6B is a cross-sectional view showing the configuration of the conventional semiconductor device. .
図6に示すように、リードフレーム2は1枚の金属板を打ち抜きあるいはエッチング加工することにより形成され、1つの半導体装置に用いられるリードフレーム2が複数一体化された多連リードフレームとして形成されている。各リードフレーム2は、インナーリード4とアウターリード5とインナーリード4上に設けられる半導体素子6の搭載領域とからなる。また、図6(b)に示すように、半導体装置は、リードフレーム2の搭載領域に搭載される半導体素子6とインナーリードと半導体素子6をつなぐ金属細線7とリードフレーム2を保持しながら、半導体素子6と金属細線7とを封止するモールド樹脂3から形成される。さらに、モールド樹脂3を形成する際に、モールド樹脂3を支持するために、リードフレーム2にはハンガーリード1が設けられている。そして、ハンガーリード1には、リードフレーム2からモールド樹脂3に向かって突出した引き抜き型ハンガーリード1aが形成されている。
As shown in FIG. 6, the
この引き抜き型ハンガーリード1aは、少なくともその先端がモールド樹脂3にて完全に封止される部分に到達する長さに設定されており、さらにその形状は、つりピン切断工程にて容易に引き抜けるように、引き抜き方向と平行に形成されてある(例えば、特許文献1参照)。
The pull-out
しかしながら、上述の従来の構成では、アウターリード5を切断した後の工程として、引き抜き型ハンガーリード1aの先端の反対側になるリードフレーム2との連結部分を切断して、引き抜き型ハンガーリード1aを引き抜くための隙間を作らなければならないという問題点があった。そのため、引き抜き工程の前に切断工程を要してしまう。また、切断により、金属のカスが発生してしまうという問題点も有していた。
However, in the above-described conventional configuration, as a process after the
その他にも、引き抜き型ハンガーリードを引き抜く時、精度良く平行に引き抜かなければ、引き抜き型ハンガーリード1aがモールド樹脂3に引っかかり、モールド樹脂3を削ってクラックや欠けを生じてしまうという問題点も有していた。
In addition, when pulling out the pull-out type hanger lead, if the pull-out
本発明は、前記従来の問題点を解決するもので、容易な工程で、半導体装置の製造の際のモールド樹脂のクラックや欠けを防止することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and to prevent cracking and chipping of a mold resin during the manufacture of a semiconductor device by an easy process.
上記目的を達成するために、本発明の半導体装置用パッケージは、半導体素子搭載面を備えるリードフレームと、前記リードフレームと一体成形されたモールド樹脂と、前記モールド樹脂の側面のパーティングラインから一方向に形成される凹部とを有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a package for a semiconductor device according to the present invention includes a lead frame having a semiconductor element mounting surface, a mold resin integrally formed with the lead frame, and a parting line on a side surface of the mold resin. It has the recessed part formed in a direction, It is characterized by the above-mentioned.
また、前記凹部を、前記パーティングラインより半導体素子搭載面側に設けても良い。
また、前記モールド樹脂の形成の際に、前記凹部から前記モールド樹脂を保持するために設けられたハンガーリードの一面が完全に露出することが好ましい。
The concave portion may be provided on the semiconductor element mounting surface side from the parting line.
Further, it is preferable that one surface of the hanger lead provided to hold the mold resin from the concave portion is completely exposed when the mold resin is formed.
また、前記凹部の前記側面と平行する方向の幅が、前記パーティングラインから離れるにしたがって広くなることが好ましい。
さらに、本発明の半導体装置は、半導体素子搭載面を備えるリードフレームと、前記リードフレームと一体成形されたモールド樹脂と、前記半導体素子搭載面に載置される半導体素子と、前記半導体素子と前記リードフレームを電気的に接続する電導材と、前記半導体素子および電導材を封止する封止樹脂と、前記モールド樹脂の側面のパーティングラインから一方向に形成される凹部とを有することを特徴とする。
Moreover, it is preferable that the width | variety of the direction parallel to the said side surface of the said recessed part becomes large as it leaves | separates from the said parting line.
Furthermore, the semiconductor device of the present invention includes a lead frame having a semiconductor element mounting surface, a mold resin integrally formed with the lead frame, a semiconductor element placed on the semiconductor element mounting surface, the semiconductor element, A conductive material for electrically connecting the lead frame, a sealing resin for sealing the semiconductor element and the conductive material, and a recess formed in one direction from a parting line on a side surface of the mold resin. And
さらに、本発明の半導体装置用パッケージの製造方法は、ハンガーリードが接続されたリードフレームを金型に挿入してモールド樹脂を金型成形する工程と、前記モールド樹脂から突出した前記リードフレームから外部端子を形成する工程と、前記ハンガーリードを分離する工程とを有し、前記モールド樹脂成形時に、前記ハンガーリードの一面の全面が露出するように前記モールド樹脂の側面に凹部を形成することを特徴とする。 Furthermore, the method for manufacturing a package for a semiconductor device according to the present invention includes a step of inserting a lead frame to which a hanger lead is connected into a mold to mold a mold resin, and an external process from the lead frame protruding from the mold resin. A step of forming a terminal and a step of separating the hanger lead, and forming a recess on a side surface of the mold resin so that the entire surface of the hanger lead is exposed during the molding resin molding. And
さらに、本発明の半導体装置の製造方法は、ハンガーリードが接続されたリードフレームを金型に挿入してモールド樹脂を金型成形する工程と、前記モールド樹脂から突出した前記リードフレームから外部端子を形成する工程と、前記ハンガーリードを分離する工程と、前記リードフレームに半導体素子を載置する工程と、前記半導体素子と前記リードフレームとを導電材で電気的に接続する工程と、前記半導体素子および前記導電材を樹脂封止する工程とを有し、前記モールド樹脂成形時に、前記ハンガーリードの一面の全面が露出するように前記モールド樹脂の側面に凹部を形成することを特徴とする。 Further, the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes a step of inserting a lead frame connected with a hanger lead into a mold to mold a mold resin, and an external terminal from the lead frame protruding from the mold resin. Forming, separating the hanger leads, placing a semiconductor element on the lead frame, electrically connecting the semiconductor element and the lead frame with a conductive material, and the semiconductor element And a step of resin-sealing the conductive material, wherein a concave portion is formed on a side surface of the mold resin so that the entire surface of one surface of the hanger lead is exposed during the molding resin molding.
以上により、容易な工程で、半導体装置の製造の際のモールド樹脂のクラックや欠けを防止することができる。 As described above, it is possible to prevent the mold resin from being cracked or chipped at the time of manufacturing the semiconductor device by an easy process.
以上のように本発明によれば、モールド樹脂にハンガーリードの一面が完全に露出する凹部を設けることにより、モールド樹脂がない方向にハンガーリードを移動させてモールド樹脂をハンガーリードから分離する際に、モールド樹脂にクラックや欠けが発生することを防止できる。 As described above, according to the present invention, when the mold resin is provided with a recess in which one surface of the hanger lead is completely exposed, the hanger lead is moved in a direction where there is no mold resin to separate the mold resin from the hanger lead. It is possible to prevent cracks and chips from occurring in the mold resin.
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
本発明の半導体装置用パッケージについて、図1,図2を用いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
A semiconductor device package of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は本発明の半導体装置用パッケージの構成を示す図であり、図1(a)は平面図、図1(b)は図1(a)のA−A’断面図である。図2は本発明の半導体装置の構成を示す図であり、図2(a)は平面図、図2(b)は図2(a)のA−A’断面図である。 1A and 1B are diagrams showing a configuration of a package for a semiconductor device according to the present invention, in which FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line A-A 'of FIG. 2A and 2B are diagrams showing the configuration of the semiconductor device of the present invention, in which FIG. 2A is a plan view and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line A-A 'in FIG.
図1に示すように、本発明の半導体装置用パッケージは、リードフレーム2と、キャビティ領域を開口しながらリードフレーム2を保持するモールド樹脂3から構成される。リードフレーム2はインナーリード4と外部端子となるアウターリード5とが一体的に形成される複数のリードからなり、各リードは互いに電気的に独立している。また、インナーリード4の内の少なくとも1つには半導体素子6を搭載する搭載領域が設けられており、このインナーリード4はアウターリード5に接続させないことも可能である。残りのインナーリード4には金属細線7等の導電材との接続領域が設けられ、そのインナーリード4と電気的に接続されているアウターリード5は外部端子として機能する。さらに、半導体装置用パッケージには、半導体装置用パッケージの製造中にはモールド樹脂3を支持するハンガーリード1が設けられている。リードフレーム2の半導体素子6の搭載面を上面として、モールド樹脂3のハンガーリード1から上面部分に凹部9を設けて、ハンガーリード1が上面方向において完全に露出するようにする。そして、モールド樹脂3を形成後にはハンガーリード1を分離し、半導体装置用パッケージとなる。
As shown in FIG. 1, the package for a semiconductor device of the present invention includes a
図2に示すように、このような半導体装置用パッケージに対して、搭載部に半導体素子6を搭載し、半導体素子6とインナーリード4の接続部とを金属細線7で電気的に接続した後、キャビティ内で半導体素子6とインナーリード4とを封止樹脂8で封止することにより半導体装置を形成する。
As shown in FIG. 2, after mounting the
以下、凹部9について詳細に説明する。
図1,図2に示すように、リードフレーム2と一体成形されたモールド樹脂3の側面には、射出成形時に上金型13(後出図3参照)と下金型12(後出図3参照)の合わせ目であるパーティングライン14ができ、パーティングライン14より半導体素子搭載面側である上面に凹部9を有している。凹部9の奥行きはモールド樹脂3の側面より0.03mmから0.2mmの深さで形成されている。これにより、ハンガーリード1は凹部9と密に接触し、凹部9から容易に脱落することが無い。また、ハンガーリード1の端部は凹部9の底面に載置される。また、凹部9はパーティングライン14からモールド樹脂3の上面まで、上面側に向かうに連れて広がっていくように作られており、凹部9によりハンガーリード1が完全に露出している。
Hereinafter, the recess 9 will be described in detail.
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the upper mold 13 (see FIG. 3) and the lower mold 12 (see FIG. 3) are formed on the side surface of the
かかる構成によれば、リードフレーム2と一体成形されたモールド樹脂3を金型より離型する際には、ハンガーリード1が分離の妨げにならずに容易に金型から分離できると共に、モールド樹脂3よりハンガーリード1を分離する際にも、凹部9に沿ってハンガーリード1を分離することにより、ハンガーリード1を容易に分離する事がでる。よって、ハンガーリード1の分離時にハンガーリード1がモールド樹脂3に接触することを抑制でき、モールド樹脂3のクラックや欠けを発生させず、金属のカスが発生することを抑えることができる。
According to this configuration, when the
さらに、近年、市場の要望でもある小型化・薄型化に関連し、射出成形されたモールド樹脂3をエジェクターピンで離型させる際に必要な領域を半導体装置用パッケージ部に確保できない傾向にあるが、本発明によれば、下面方向への応力とエジェクターピンの突き上げる方向が同じであるため、ハンガーリード1をエジェクターピンで突き上げる領域とすることにより金型から容易に離型させることも可能である。
Furthermore, in recent years, there is a tendency that the area required for releasing the injection molded
なお、凹部9をパーティングライン14より半導体素子搭載面側に設けているが、パーティングライン14より逆側に設けても良い。
なお、凹部9の奥行きはモールド樹脂3の側面より0.2mm以上でもよい。
In addition, although the recessed part 9 is provided in the semiconductor element mounting surface side from the parting line 14, you may provide in the reverse side from the parting line 14. FIG.
The depth of the recess 9 may be 0.2 mm or more from the side surface of the
なお、凹部9の幅はモールド樹脂3の幅より小さくても、ハンガーリード1を完全に露出できればよい。
(実施の形態2)
次に、図3〜図4を用いて、本発明の半導体装置用パッケージおよび半導体装置の製造方法を説明する。
Even if the width of the recess 9 is smaller than the width of the
(Embodiment 2)
Next, the semiconductor device package and the method for manufacturing the semiconductor device of the present invention will be described with reference to FIGS.
図3,図4は実施の形態2における半導体装置用パッケージおよび半導体装置の製造方法を説明する図であり、図3(a)は半導体装置用パッケージのモールド樹脂形成工程を示す図、図3(b)は半導体素子等の搭載工程を示す断面図、図3(c)は半導体素子等の搭載工程を示す平面図、図4(a)はアウターリード切断工程を説明する図、図4(b)はハンガーリード分離工程を示す断面図、図4(c)は凹部の側面構造を示す図である。 FIGS. 3 and 4 are diagrams for explaining a semiconductor device package and a method for manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment. FIG. 3A is a diagram showing a molding resin forming process of the semiconductor device package. FIG. 3B is a cross-sectional view showing the mounting process of the semiconductor elements, FIG. 3C is a plan view showing the mounting process of the semiconductor elements, and FIG. 4A is a diagram for explaining the outer lead cutting process. ) Is a cross-sectional view showing a hanger lead separation step, and FIG. 4C is a view showing a side structure of a recess.
まず、半導体装置用ペッケージを製造する際には、上金型13及び下金型14からなる射出成形装置を用いてリードフレーム2にモールド樹脂3を形成する。具体的には、図3(a)に示すように、上金型13と下金型12が密着した時にできる空間にリードフレーム2が挿入されるように上金型13と下金型12とを密着させ、射出された樹脂をスプルー10を通ってその空間に注ぎこませることにより、モールド樹脂3が金型成型される。
First, when manufacturing a package for a semiconductor device, a
このとき、ハンガーリード1が挿入される部分の下金型12には内側に向かって一部突起構造があり、この突起により、モールド樹脂3の外周の一部が窪み、凹部9が形成される。この突起は、0.03mmから0.2mmの長さで形成される。この凹部9により、モールド樹脂3に挿入されているハンガーリード1の先端は、ハンガーリード1の側面と素子搭載側の反対側の面がモールド樹脂3に囲まれるが、素子搭載側の面はモールド樹脂3と接触せず、露出する構造となる。
At this time, the lower mold 12 where the hanger lead 1 is inserted has a partially protruding structure toward the inside, and this protrusion forms a part of the outer periphery of the
次に、図3(b)に示すように、インナーリード4の上に、半導体素子6を搭載し、金属細線7によりインナーリード4の接続部と半導体素子6とを電気的に接続する。さらに、モールド樹脂3の素子搭載側に封止樹脂8を注入し、半導体素子6を保護する。
Next, as shown in FIG. 3B, the
この状態では、図3(c)に示すように、リードフレーム2からモールド樹脂3に向かって連続するアウターリード5とモールド樹脂3の凹部9に挿入されているハンガーリード1によりモールド樹脂3は支持されている。
In this state, as shown in FIG. 3C, the
次に、図4(a)に示すように、アウターリード5を切断して外部端子を形成する。この状態では、モールド樹脂3はハンガーリード1のみでリードフレーム2と繋がっている。
Next, as shown in FIG. 4A, the outer leads 5 are cut to form external terminals. In this state, the
最後に、モールド樹脂3をハンガーリード1から分離するが、図4(b)のように、モールド樹脂3にもしくはハンガーリード1に対して応力を加えることによって、ハンガーリード1を凹部9に沿って移動させてモールド樹脂3から分離することにより、半導体装置が完成する。
Finally, the
この時、ハンガーリード1が半導体装置から搭載面である上面方向に移動するような応力を加えることにより、ハンガーリード1が凹部9に沿って移動し、ハンガーリード1によってモールド樹脂3が接触または大きく抵抗を受けず、モールド樹脂3を削ることなく、分離することができる。
At this time, the hanger lead 1 is moved along the concave portion 9 by applying a stress such that the hanger lead 1 moves from the semiconductor device toward the upper surface, which is the mounting surface. It can be separated without receiving resistance and without cutting the
以上のように製造した半導体装置では、凹部9により、ハンガーリード1の素子搭載側がモールド樹脂3に囲まれていないため、素子搭載側を上にした時、ハンガーリード1からモールド樹脂3が脱落するように思われるが、モールド樹脂3は射出成形により作られていることから、射出成形時に溶融された樹脂が金型の中でハンガーリード1の3面を囲むため、モールド樹脂3とハンガーリードは密に接触している。また、射出成形製品の特徴として、成形直後に、冷却された製品は、樹脂収縮を起こし、成形直後よりも縮む性質を持つ。そのため、ハンガーリード1の側面に接触しているモールド樹脂3の凹部9が、ハンガーリード1を圧迫するように接するため、モールド樹脂3が容易に脱落することがない。
In the semiconductor device manufactured as described above, since the element mounting side of the hanger lead 1 is not surrounded by the
逆に、ハンガーリード1を取り外すためにハンガーリード1に対して上面向きの応力を加えたとき、樹脂収縮によってハンガーリード1が抜けにくくなり、モールド樹脂3を削ってしまうことが予想されるが、凹部9を形成する下金型12は、ハンガーリード1側からモールド樹脂3の上面側に向かうに連れて、広がっていくように作られる。そのため、凹部9は図4(c)のように、凹部9の上面側の幅Lはパーディングライン14側の幅lより大きくなっており、ハンガーリード1がモールド樹脂3を削りながら分離されることがない。
On the contrary, when stress is applied to the hanger lead 1 in order to remove the hanger lead 1, it is expected that the hanger lead 1 will not easily come off due to resin shrinkage, and the
次に、金型から半導体装置用パッケージを取り出す工程について、図5を用いて説明する。
図5は金型から半導体装置用パッケージを取り出す工程を説明する図である。
Next, the process of taking out the semiconductor device package from the mold will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a view for explaining a process of taking out the package for the semiconductor device from the mold.
図5に示すように、下金型12と上金型13により成形されたモールド樹脂3を下金型12から離型させるとき、エジェクターピン11によってモールド樹脂に挿入されたハンガーリード1を突き上げる。このとき、エジェクターピン11を突き上げる際にハンガーリード1に加わる応力は、下面方向に働き、ハンガーリード1は凹部9底面で保持されるため、ハンガーリード1が外れにくいという利点がある。小型化・薄型化し、モールド樹脂3を突き上げる領域が確保できない場合でも、ハンガーリード1を突き上げることによりモールド樹脂3を金型12から離型させることができる。
As shown in FIG. 5, when the
また、ハンガーリード1を分離する際には、先程とは逆に上面方向に応力を付加することにより、ハンガーリード1は凹部9に沿って移動するため、容易に、かつモールド樹脂3に抵抗を与えることなく分離でき、モールド樹脂3にクラックや欠けを生じることを防止できる。
When the hanger lead 1 is separated, the hanger lead 1 moves along the concave portion 9 by applying a stress in the upper surface direction contrary to the previous case, so that resistance to the
本発明は、容易な工程で、半導体装置の製造の際のモールド樹脂のクラックや欠けを防止することができ、リードフレームがモールド樹脂により保持される半導体装置用パッケージ、それを用いた半導体装置、およびそれらの製造方法等に有用である。 The present invention is an easy process that can prevent cracking and chipping of a mold resin during manufacture of a semiconductor device, and a semiconductor device package in which a lead frame is held by the mold resin, a semiconductor device using the same, It is useful for the manufacturing method thereof.
1 ハンガーリード
1a 引き抜き型ハンガーリード
2 リードフレーム
3 モールド樹脂
4 インナーリード
5 アウターリード
6 半導体素子
7 金属細線
8 封止樹脂
9 凹部
10 スプルー
11 エジェクターピン
12 下金型
13 上金型
14 パーティングライン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (10)
前記リードフレームと一体成形されたモールド樹脂と、
前記モールド樹脂の側面のパーティングラインから一方向に形成される凹部と
を有することを特徴とする半導体装置用パッケージ。 A lead frame having a semiconductor element mounting surface;
Mold resin integrally molded with the lead frame;
A package for a semiconductor device, comprising a recess formed in one direction from a parting line on a side surface of the mold resin.
前記リードフレームと一体成形されたモールド樹脂と、
前記半導体素子搭載面に載置される半導体素子と、
前記半導体素子と前記リードフレームを電気的に接続する電導材と、
前記半導体素子および電導材を封止する封止樹脂と、
前記モールド樹脂の側面のパーティングラインから一方向に形成される凹部と
を有することを特徴とする半導体装置。 A lead frame having a semiconductor element mounting surface;
Mold resin integrally molded with the lead frame;
A semiconductor element mounted on the semiconductor element mounting surface;
A conductive material for electrically connecting the semiconductor element and the lead frame;
A sealing resin for sealing the semiconductor element and the conductive material;
A semiconductor device having a recess formed in one direction from a parting line on a side surface of the mold resin.
前記モールド樹脂から突出した前記リードフレームから外部端子を形成する工程と、
前記ハンガーリードを分離する工程と
を有し、前記モールド樹脂成形時に、前記ハンガーリードの一面の全面が露出するように前記モールド樹脂の側面に凹部を形成することを特徴とする半導体装置用パッケージの製造方法。 Inserting a lead frame to which a hanger lead is connected into a mold and molding a mold resin; and
Forming an external terminal from the lead frame protruding from the mold resin;
A step of separating the hanger lead, and forming a recess on a side surface of the mold resin so that an entire surface of the hanger lead is exposed during the molding resin molding. Production method.
前記モールド樹脂から突出した前記リードフレームから外部端子を形成する工程と、
前記ハンガーリードを分離する工程と、
前記リードフレームに半導体素子を載置する工程と、
前記半導体素子と前記リードフレームとを導電材で電気的に接続する工程と、
前記半導体素子および前記導電材を樹脂封止する工程と
を有し、前記モールド樹脂成形時に、前記ハンガーリードの一面の全面が露出するように前記モールド樹脂の側面に凹部を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。 Inserting a lead frame to which a hanger lead is connected into a mold and molding a mold resin; and
Forming an external terminal from the lead frame protruding from the mold resin;
Separating the hanger leads;
Placing a semiconductor element on the lead frame;
Electrically connecting the semiconductor element and the lead frame with a conductive material;
A step of resin-sealing the semiconductor element and the conductive material, and forming a recess on a side surface of the mold resin so that the entire surface of one surface of the hanger lead is exposed during the molding resin molding. A method for manufacturing a semiconductor device.
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