JP2012124379A - パッケージの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】狭ピッチなリードを有するパッケージを高い歩留まりで製造するための技術を提供することを目的とする。
【解決手段】半導体チップを搭載するためのパッケージの製造方法が提供される。この方法は、支持部、支持部から延びた第１リード、支持部から第１リードに隣接する位置へ延びた第２リード、及び第１リードの先端部と第２リードの先端部とを連結する連結部を含むリードフレームを準備する準備工程と、連結部及び支持部を露出するとともに、第１リードの一部及び第２リードの一部を覆うように、半導体チップを搭載するための樹脂部を形成する形成工程と、形成工程の後に、連結部を除去して第１リードの先端部を第２リードの先端部から分離する分離工程と、形成工程の後に、第１リード及び第２リードから支持部を切り離す切断工程とを有する。第１リードの先端部と第２リードの先端部とはリードフレームの厚さ方向にオフセットを有して配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は半導体チップを搭載するためのパッケージの製造方法に関する。

近年、デジタルカメラや携帯電話等の電化製品の小型化に伴い、これらに搭載される半導体装置も小型化している。また、半導体装置は高機能化に伴って、リードと呼ばれる外部接続用の電極の多ピン化が進んでいる。特許文献１は、半導体装置の小型化と電極の多ピン化とを同時に実現するために、絶縁シートを介して２枚のリードフレームを接着することにより、インナーリードを２層構造としたパッケージを提案する。しかし、２枚のリードフレームを使用するため高コストであり、且つリードフレームを精度よく接着することが難しい。これに対して、特許文献２、３は、外枠から延びたリードの先端が上下にずれたリードフレームを提案する。特許文献２では金属板を機械的に変形させることによりこのリードフレームを形成し、特許文献３では金属板を両面からエッチングすることによりこのリードフレームを形成する。このリードフレームに対してパッケージ本体３０１となる樹脂部を形成することによって、図３に示すような狭ピッチなリードを有するパッケージ３００が製造される。

特開昭６０−９２６４６号公報 特開昭６１−１９４８６２号公報 特開昭６２−２１６２５７号公報

しかしながら、特許文献２、３で提案されるリードフレームに対して樹脂成形を行う場合、リードの先端が固定されていないため、リードフレームの搬送中や樹脂成形の間にリードの先端同士が接触し、その状態で樹脂が硬化してしまう場合がある。その結果、リード同士がショートしてしまい、パッケージ製造の歩留まりが低下する。そこで、本発明の一側面は、狭ピッチなリードを有するパッケージを高い歩留まりで製造するための技術を提供することを目的とする。

上記課題に鑑みて、本発明の実施形態に係る半導体チップを搭載するためのパッケージの製造方法は、支持部、前記支持部から延びた第１リード、前記支持部から前記第１リードに隣接する位置へ延びた第２リード、及び前記第１リードの先端部と前記第２リードの先端部とを連結する連結部を含むリードフレームを準備する準備工程と、前記連結部及び前記支持部を露出するとともに、前記第１リードの一部及び前記第２リードの一部を覆うように、前記半導体チップを搭載するための樹脂部を形成する形成工程と、前記形成工程の後に、前記連結部を除去して前記第１リードの先端部を前記第２リードの先端部から分離する分離工程と、前記形成工程の後に、前記第１リード及び前記第２リードから前記支持部を切り離す切断工程とを有し、前記第１リードの先端部と前記第２リードの先端部とは前記リードフレームの厚さ方向にオフセットを有して配置されていることを特徴とする。

上記手段により、狭ピッチなリードを有するパッケージを高い歩留まりで製造するための技術が提供される。

実施形態に係る製造方法の過程を説明する図である。 実施形態に係る製造方法の過程を説明する図である。 実施形態に係る製造方法により製造されるパッケージの一例を説明する図である。

添付の図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る半導体チップを搭載するためのパッケージの製造方法を説明する。本実施形態に係る製造方法によれば、例えば図３に斜視図として示されるパッケージ３００が製造される。樹脂からなるパッケージ本体３０１の内側においてインナーリード３０２が露出し、パッケージ本体３０１の外側へアウターリード３０３が延びている。インナーリード３０２とアウターリード３０３とはパッケージ本体３０１の内部で接続されており、リードを構成する。互いに隣接するインナーリード３０２は厚さ方向にずれており、それによりインナーリード３０２のピッチ幅は０となる。すなわち、隣接するインナーリード３０２の水平方向の間隔は０となる。それぞれのリードはパッケージ本体３０１によって互いに絶縁されている。

以下、パッケージ３００の製造方法の一例を説明する。本実施形態では図３に示されるように形状が四角形であり、その各辺に複数のリードを有するパッケージ３００の製造方法を例として説明するが、本発明はこれに限定されない。本発明が適用されるパッケージは例えば一部の辺にのみリードを有してもよいし、四角形以外の形状であってもよい。

まず、図１を用いて１つの実施形態における第１工程（準備工程）を説明する。図１（ａ）は本工程において準備されるリードフレーム１００の平面図である。一般に、一枚のリードフレームから複数のパッケージが製造されるが、図１（ａ）では１つのパッケージ３００を製造するために必要となる部分に注目する。以下、説明のために紙面手前側をリードフレーム１００の表面（第１面）と呼び、その反対側（第１面の反対側）を裏面（第２面）と呼ぶ。図１（ａ）において、リードフレーム１００の表面から裏面、あるいはリードフレーム１００の裏面から表面に向かう方向をリードフレームの厚さ方向とする。図１（ｂ）は図１（ａ）の点線部分１１０を拡大して斜視図で表したものである。図１（ｂ）の上側がリードフレーム１００の表面であり、下側がリードフレーム１００の裏面である。図１（ｃ）は図１（ｂ）の一部を除去した図である。図１（ｂ）および図１（ｃ）では見易さのためにリードフレーム１００の側面にハッチングを付している。

リードフレーム１００では、外枠である支持部１０１から内側に向かって複数のリード１０２が延びている。リード１０２の後端部１０７（すなわちリード１０２のうち支持部１０１に近い部分）がパッケージ３００のアウターリード３０３となる。また、リード１０２の先端部１０３（すなわちリードのうち支持部１０１から遠い部分）がパッケージ３００のインナーリード３０２となる。リード１０２の中央部分はダムバー１０６によって相互に連結される。支持部１０１から延びたリード１０２はダムバー１０６までは一定のピッチを保ち、ダムバー１０６を過ぎると徐々にピッチが狭くなり、先端部１０３ではピッチは０となる。図１に示されるリードフレーム１００ではリード１０２のピッチが０となる場合を説明するが、ピッチが正の値となってもかまわない。

図１（ｂ）に示されるように、支持部１０１の同じ辺から延びる複数のリード１０２の先端部１０３のそれぞれは、リードフレーム１００の厚さ方向に交互にずれている。つまり、複数のリード１０２の先端部１０３のそれぞれは、ある所定の間隔（オフセット）を有して配置されている。本実施形態では、リードフレーム１００の裏面側（下側）に位置するリード１０２を第１リード１０２ａと呼び、リードフレーム１００の表面側（上側）に位置するリード１０２を第２リード１０２ｂと呼ぶ。さらに、第１リード１０２ａの先端部１０３を参照符号１０３ａで表し、第２リード１０２ｂの先端部１０３を参照符号１０３ｂで表す。第１リード１０２ａと第２リード１０２ｂとが交互に並ぶ。先端部１０３が交互にずれるようにするために、例えば第１リード１０２ａはダムバー１０６から水平方向に延び、第２リード１０２ｂはダムバー１０６付近で上方向に折れ曲がる。ここで、互いに隣接する第１リード１０２ａと第２リード１０２ｂとは連結部１０４で連結されている。図１（ｃ）に示されるように、連結部１０４は第１リード１０２ａの先端部１０３ａの第１面側の部分と第２リード１０２ｂの先端部１０３ｂの側面の部分とを連結する。

続いて、リードフレーム１００を準備する方法の例を説明する。まず、リードフレーム１００の材料となる金属板の一部を除去してリード１０２およびダムバー１０６を形成する。この段階ではリード１０２の先端部はまた段差を有していない。そして、例えば金属板を金型で挟み込んで剪断力を加えることによって段差を形成する。

金型で挟み込むかわりに、金属板の両面からエッチングを行なうことで段差を形成してもよい。まず、第２リード１０２ｂに対応する部分の表面側をマスクで覆い、金属板の表面からエッチングを行なって第１リード１０２ａを形成する。次に、第１リード１０２ａの裏面側をマスクで覆い、金属板の裏面からエッチングを行なって第２リード１０２ｂを形成する。エッチングを用いることによって、先端部１０３のピッチを０にすることができる。エッチングはドライエッチングであってもよいし、ウェットエッチングであってもよい。リード１０２の形成と段差の形成とは別の工程で行ってもよいし、同時に行ってもよい。同時に行うことで、インナーリード３０２とアウターリード３０３との位置ズレを防止することができるとともに、工数を削減できる。

連結部１０４の厚さ１０５はリードフレーム１００を形成するための金属板の厚さに応じて適宜設定される。例えば、連結部１０４の厚さ１０５が１０μｍ以上２００μｍ以下の範囲に含まれるようにリードフレーム１００を形成する。厚さ１０５を１０μｍ以上とすることで、リードフレーム１００の搬送等の取り扱いの際に連結部１０４が破断されてしまう可能性を低減しうる。また、厚さ１０５を２００μｍ以下とすることで、後述される連結部１０４を除去する工程の時間を短縮しうる。

次に、図２を用いて本実施形態における第２工程（形成工程）、第３工程（分離工程）および第４工程（切断工程）を説明する。図２（ａ）はリードフレーム１００に対して樹脂部２００が形成された状態の平面図であり、図２（ｂ）は点線部分２１０を拡大して斜視図で表したものである。図２（ｂ）は図１（ｂ）に対応した部分を表す。第２工程では、第１工程で準備されたリードフレーム１００の連結部１０４および支持部１０１を露出するとともに、リード１０２（すなわち第１リード１０２ａおよび第２リード１０２ｂ）の一部を覆うように樹脂成形により樹脂部２００を生成する。また、ダムバー１０６も樹脂部２００から露出する。この樹脂部２００がパッケージ本体３０１となり、樹脂部２００の中央部分２０１に半導体チップが搭載される。また、リード１０２ののうち樹脂部２００で覆われた部分がインナーリード３０２とアウターリード３０３とを接続する部分になる。本実施形態では連結部１０４のうちリードフレーム１００の表面側が樹脂部２００から露出している。本実施形態では樹脂部２００を形成する際にリード１０２の先端部１０３同士が連結部１０４によって相互に連結されて固定されているため、リード１０２の先端部１０３がショートした状態で樹脂部２００が形成される恐れはない。この第２工程は例えばリードフレーム１００を金型に固定して金型の間に樹脂を流し込むことで実施される。

続いて、第３工程で、連結部１０４を除去することによって、第１リード１０２ａの先端部１０３ａと第２リード１０２ｂの先端部１０３ｂとを分離する。言い換えると、第１リード１０２ａの先端部１０３ａを第２リード１０２ｂの先端部１０３ｂから分離する。連結部１０４が除去された状態が図２（ｃ）に斜視図として示される。図２（ｃ）は図２（ｂ）と同じ部分を拡大した図である。また、図２（ｃ）は図３の点線部分３１０の拡大図でもある。連結部１０４の除去は例えば連結部１０４をリードフレーム１００の表面側からエッチングすることによって行いうる。第３工程ではリード１０２は樹脂部２００によって固定されているため、連結部１０４を除去することによってリード１０２の先端部１０３同士がショートする恐れはない。

第３工程におけるエッチングはリードフレーム１００のうち連結部１０４以外をマスクで覆ってからエッチングを行ってもよいし、リードフレーム１００全体を一括して表面側からエッチングしてもよい。リードフレーム１００全体を一括してエッチングする場合には、第２リード１０２ｂの先端部１０３ｂがエッチングにより除去されてしまわないように、先端部１０３ｂの上（すわなちリードフレーム１００の表面側）に保護部１０８を形成しておくとよい。リードフレーム１００全体を一括してエッチングすることにより、マスクを形成する必要がなくなるので工数を削減できる。連結部１０４が除去されて第１リード１０２ａの先端部１０３ａと第２リード１０２ｂの先端部１０３ｂとが分離された後にエッチングを停止する。

続いて、第４工程で、リード１０２から支持部１０１を切り離すとともに、ダムバー１０６を切断する。これによって、それぞれのリード１０２が絶縁される。また、必要に応じてアウターリード３０３の曲げ加工を行う。以上の工程によって、図３に示されるパッケージ３００が完成する。

本実施形態によるパッケージ３００の製造方法によれば、インナーリード３０２がリードフレームの厚さ方向に上下二段に形成されているため、リード１０２のピッチを狭くすることができ、小型なパッケージ３００に多数のリード１０２を搭載することが可能となる。さらに、リード１０２の先端を連結した状態で樹脂成形を行い、その後にリード１０２の先端を分離するため、インナーリード３０２のショートを防止することができ、高い歩留まりでパッケージ３００を製造することが可能となる。

上述の説明ではインナーリード３０２のピッチを０とするため、第１リード１０２ａの先端部１０３ａの上面と第２リード１０２ｂの先端部１０３ｂの側面とを連結した。しかし、第１リード１０２ａの先端部１０３ａの側面と第２リード１０２ｂの先端部１０３ｂの側面とを連結してもよい。この場合にはピッチが０にならないが、それでもなお狭ピッチが実現される。

本実施形態では第３工程の後に第４工程を行ったが、その順番は限定されない。また、第３工程における連結部１０４の除去方法及び連結部１０４の形状は適宜変更可能である。

Claims (4)

1. 半導体チップを搭載するためのパッケージの製造方法であって、
   支持部、前記支持部から延びた第１リード、前記支持部から前記第１リードに隣接する位置へ延びた第２リード、及び前記第１リードの先端部と前記第２リードの先端部とを連結する連結部を含むリードフレームを準備する準備工程と、
   前記連結部及び前記支持部を露出するとともに、前記第１リードの一部及び前記第２リードの一部を覆うように、前記半導体チップを搭載するための樹脂部を形成する形成工程と、
   前記形成工程の後に、前記連結部を除去して前記第１リードの先端部を前記第２リードの先端部から分離する分離工程と、
   前記形成工程の後に、前記第１リード及び前記第２リードから前記支持部を切り離す切断工程と
   を有し、
   前記第１リードの先端部と前記第２リードの先端部とは前記リードフレームの厚さ方向にオフセットを有して配置されていることを特徴とする製造方法。
2. 前記リードフレームは第１面と前記第１面の反対側の第２面とを有し、
   前記連結部は前記第１リードの先端部の前記第１面側の部分と前記第２リードの先端部の側面の部分とを連結することを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
3. 前記分離工程は、前記連結部を前記第１面側からエッチングすることによって前記連結部を除去する工程を含むことを特徴とする請求項２に記載の製造方法。
4. 前記分離工程は、前記リードフレームのうち前記樹脂部から露出した部分を前記第１面側から一括してエッチングすることによって前記連結部を除去する工程を含むことを特徴とする請求項３に記載の製造方法。

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