JP2013187441A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】モールド工程において、余分な樹脂を安定して切断除去することのできる技術を提供する。
【解決手段】樹脂封止体8に連なるランナの一部を樹脂封止体8から分離する工程において、ランナは、第1ランナ28、および第1ランナ28と樹脂封止体8とに接続された第2ランナ30から構成されており、リードフレーム2の第2面側から第2ランナ30を第1支持部34によって支持し、樹脂封止体8を空中に浮かした状態で第1ランナ28をブレイクピン32によってリードフレーム2の第1面側から第2面側に向かう方向に突き落として、ランナを第2ランナ30の途中から分離する。
【選択図】図10

Description

本発明は、半導体装置の製造技術に関し、特に、トランスファモールド方式によって半導体装置を樹脂封止する方法に適用して有効な技術に関するものである。
例えば特開2000−195881号公報(特許文献1)には、ピンがランナ部を押圧する前に、ブレイク板の上面の中央部分に凸状に設けた境界部押圧部によって、ゲート部とモールド部との境界部の近傍をリードフレームの第2主面側から押圧することで、境界部近傍のリードフレームをゲート部側へ変形させ、ゲート部をリードフレームからブレイクする技術が開示されている。
また、特開平07−241888号公報(特許文献2)には、ゲートブレイク方法において、樹脂封止体の一側面に連結されるゲートランナ樹脂を除去する前に、ゲートランナ樹脂に対して樹脂封止体を折り曲げ、この樹脂封止体の一側面とゲートランナ樹脂との間に亀裂を入れる技術が開示されている。
また、特開2008-118012号公報(特許文献3)には、成形品カルを、押さえ込まれた基板水平方向に対して傾斜した状態で支持することにより、ゲート部分に応力集中を促し、パッケージ部と成形品ゲート部との境界部にクラックを生じさせ、ツイストすることにより、成形品ランナゲートを成形品から分離する技術が開示されている。
特開2000−195881号公報 特開平07−241888号公報 特開2008−118012号公報
半導体チップを封止する樹脂封止体または半導体チップが搭載される配線基板に使われるモールドレジン(溶融レジン、樹脂部材)の難燃剤に含まれる臭素はRoHS(Restriction of Hazardous Substances)指令対象外ではあるが、環境に影響を与える可能性があると言われている。そこで、近年、樹脂封止体または配線基板を構成するモールドレジンには、環境保護および環境負荷物質低減の観点から、臭素、塩素、アンチモンなどを含まないハロゲンフリーレジンが使用されている。
具体的には、電気・電子機器の廃棄物の収集および回収が規定され、さらに、分別回収された廃棄物から除外すべき物質に臭素系難燃剤を含有するプラスチックがWEEE(Waste Electrical and Electronic Equipment)指令によって規定されている。樹脂封止体を構成するモールドレジンに使用するハロゲンフリーレジンとは、塩素の含有率が0.09重量%以下、臭素の含有率が0.09重量%以下、アンチモンの含有率が0.09重量%以下である材料である。また、配線基板を構成するモールドレジンに使用するハロゲンフリーレジンとは、塩素の含有率が0.09重量%以下、臭素の含有率が0.09重量%以下であり、かつ、塩素と臭素の総量が0.15重量%以下である材料である。つまり、樹脂封止体または配線基板を構成するモールドレジンにハロゲンフリーレジンを使用した場合は、WEEE指令によって規定された材料を使用していることになる。
ところで、モールドレジンから臭素を抜いていくと、樹脂封止体の難燃性が低下する。そこで、樹脂封止体の主材料に難燃性の高い樹脂が用いられることになる。しかし、難燃性の高い樹脂は一般的に低Tg化(ガラス転移温度の低下)、および低分子化する。低分子化した樹脂は粘性が低く、リードフレームなどの金属に対していわゆる「濡れ」がよくなり、元々持っている接着性と相まって密着強度が高くなるという特質を有する。
しかしながら、樹脂とリードフレームとの密着強度が高いと、以下に説明する種々の技術的課題が存在する。すなわち、モールド工程において、樹脂封止体が形成されたリードフレームから余分な樹脂を除去するゲートブレイクの際に、余分な樹脂の一部がリードフレームに残ることがある。そこで、上記ゲートブレイクの後に、この樹脂残りを、切断パンチ(切り歯)を用いて除去している。しかし、この際、ダイ(金型の受け台)とリードフレームとの間に樹脂残りの一部が挟まれて、ダイが破損する、切断位置がずれる、半導体製品の表面に傷をつけるなどの不具合が生じる場合がある。
本発明の目的は、モールド工程において、余分な樹脂を安定して切断除去することのできる技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述およ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、代表的なものの一実施の形態を簡単に説明すれば、次のとおりである。
この実施の形態は、リードフレームの第1面に半導体チップを搭載する工程と、半導体チップの主面に形成された電極パッドとリードフレームのリードとを電気的に接続する工程と、半導体チップを樹脂封止体により樹脂封止する工程と、樹脂封止体に連なるランナの一部を樹脂封止体から分離する工程と、を有する半導体装置の製造方法である。ランナは、第1ランナと、一方を第1ランナに接続され、他方を樹脂封止体に接続された第2ランナとから構成されている。そして、樹脂封止体に連なるランナの一部を樹脂封止体から分離する工程は、さらに以下の工程を含む。ランナが形成された一方の面を下方に向け、反対側の他方の面を上方に向け、一方の面側から第2ランナの一部を第1支持部によって支持して、リードフレームをテーブル上に載置する工程と、樹脂封止体を空中に浮かした状態で、第1ランナを、他方の面側から一方の面側に向かう方向にブレイクピンを用いて突き落とし、ランナを第2ランナの途中から分離する工程。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの一実施の形態によって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
モールド工程において、余分な樹脂を安定して切断除去することができる。
本発明の実施の形態1による半導体装置の製造方法の工程図である。 本発明の実施の形態1によるリードフレームの外形の一例を示す要部上面図である。 (a)および(b)はそれぞれ本発明の実施の形態1によるダイボンディング工程における製品状態を説明する要部上面図および要部断面図である。 (a)および(b)はそれぞれ本発明の実施の形態1によるワイヤボンディング工程における製品状態を説明する要部上面図および要部断面図である。 (a)および(b)はそれぞれ本発明の実施の形態1によるモールド工程における製品状態を説明する要部上面図および要部断面図である。 本発明の実施の形態1によるモールディング装置の構成の一例を説明する概略図である。 本発明の実施の形態1によるモールディング装置に備わるモールド金型の下金型および上金型の一例を示す要部平面図である。 図7Aに示したモールド金型の下金型および上金型を重ね合わせた状態における要部断面図である。 本発明の実施の形態1によるゲートブレイク方法の一例を説明するゲートブレイク前のゲートブレイク部を示す要部上面図である。 図8のA−A´線に沿った要部断面図である。 本発明の実施の形態1によるゲートブレイク方法の一例を説明するゲートブレイク中のゲートブレイク部を示す要部断面図である。 本発明の実施の形態1によるゲートブレイク方法の一例を説明するゲートブレイク後のゲートブレイク部を示す要部断面図である。 本発明の実施の形態1によるゲート残り除去工程における樹脂残りの除去方法の一例を説明する要部断面図である。 本発明の実施の形態1によるゲートブレイク方法の変形例を説明するゲートブレイク前のゲートブレイク部を示す要部断面図である。 本発明の実施の形態1によるゲートブレイク方法の変形例を説明するゲートブレイク中のゲートブレイク部を示す要部断面図である。 (a)および(b)はそれぞれめっき工程における製品状態を説明する要部上面図および要部断面図である。 (a)および(b)はそれぞれリード切断工程における製品状態を説明する要部上面図および要部断面図である。 (a)および(b)はそれぞれ成形工程における製品状態を説明する要部上面図および要部断面図である。 本発明の実施の形態2によるモールディング装置に備わるモールド金型の下金型および上金型の一例を示す要部平面図である。 本発明の実施の形態2によるゲートブレイク方法の一例を説明するゲートブレイク前のゲートブレイク部を示す要部上面図である。 図19のB−B´線に沿った要部断面図である。 本発明の実施の形態2によるゲートブレイク方法の一例を説明するゲートブレイク中のゲートブレイク部を示す要部断面図である。 本発明の実施の形態2によるゲート残り除去工程における樹脂残りの除去方法の一例を説明する要部断面図である。 本発明の実施の形態2によるゲートブレイク方法の第1変形例を説明するゲートブレイク前のゲートブレイク部を示す要部断面図である。 本発明の実施の形態2によるゲートブレイク方法の第1変形例を説明するゲートブレイク中のゲートブレイク部を示す要部断面図である。 本発明の実施の形態2によるゲートブレイク方法の第2変形例を説明するゲートブレイク中のゲートブレイク部を示す要部断面図である。 本発明の実施の形態2によるゲートブレイク方法の第3変形例を説明するゲートブレイク中のゲートブレイク部を示す要部断面図である。 本発明の実施の形態3によるゲートブレイク方法の一例を説明するゲートブレイク前のゲートブレイク部を示す要部断面図である。 本発明の実施の形態3によるゲートブレイク方法の一例を説明するゲートブレイク中のゲートブレイク部を示す要部断面図である。 本発明者らによって検討されたゲートブレイク方法の一例を説明するゲートブレイク前のゲートブレイク部を示す要部上面図である。 図29のC−C´線に沿った要部断面図である。 本発明者らによって検討されたゲートブレイク方法の一例を説明するゲートブレイク中のゲートブレイク部を示す要部断面図である。 本発明者らによって検討されたゲートブレイク方法の一例を説明するゲートブレイク後のゲートブレイク部を示す要部断面図である。 本発明者らによって検討されたゲートブレイク方法を採用した場合にゲート残り除去工程において生じるダイ破損の様子を説明する要部断面図である。
以下の実施の形態において、便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。
また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
また、以下の実施の形態で用いる図面においては、平面図であっても図面を見易くするためにハッチングを付す場合もある。
また、以下の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
(本発明者らによって検討された従来のゲートブレイク方法)
まず初めに、本発明者らによって検討されたモールド工程における従来のゲートブレイク方法について説明する。図29はゲートブレイク方法の一例を説明するゲートブレイク前のゲートブレイク部を示す要部上面図、図30は図29のC−C´線に沿った要部断面図、図31はゲートブレイク方法の一例を説明するゲートブレイク中のゲートブレイク部を示す要部断面図、図32はゲートブレイク方法の一例を説明するゲートブレイク後のゲートブレイク部を示す要部断面図である。また、図33はゲート残り除去工程において生じるダイ破損の様子を説明する要部断面図である。なお、図29ではモールド金型の上金型を省略し、リードフレームを透視した要部上面図を示している。
まず、図29および図30に示すように、樹脂封止体51等の封止樹脂が形成されたリードフレーム52を、モールディング装置のゲートブレイク部のテーブル53上に載置する。この際、半導体チップが搭載されたリードフレーム52の第1面を上にして、リードフレーム52をテーブル53とクランパ54とで挟み、固定する。半導体チップはリードフレーム52の第1面に形成された封止樹脂と第2面に形成された封止樹脂とから構成される樹脂封止体51により保護されている。また、リードフレーム52の第2面には樹脂封止する際にモールドレジンが流れることにより形成されたゲート55、第2ランナ(サブランナ)56、および第1ランナ57が、樹脂封止体51から順に連なって形成されている。樹脂封止体51は、テーブル53に形成された凹部とクランパ54に形成された凹部とで形成される空間に位置して、空中に浮いた状態となっている。
次に、図31に示すように、リードフレーム52に空いた穴から、リードフレーム52の第1面側から第2面側へ向かう方向へブレイクピン58を下降する。ブレイクピン58の下降により第1ランナ57が押圧される。
さらに、図32に示すように、ブレイクピン58によって第1ランナ57を突き落すことにより、第2ランナ56の途中を破断し、第1ランナ57を第2ランナ56の途中から分離する。しかしながら、ブレイクピン58により第1ランナ57が押圧されても、第1ランナ57と樹脂封止体51との間のリードフレーム52に曲りが生じないため、第2ランナ56の一部およびゲート55が残り易く、また、破断される箇所もまちまちとなる。
そのため、図33に示すように、その後のゲート残り除去工程において、樹脂封止体51から分離せずに残ったゲート55および第2ランナ56の一部(樹脂残り)がリードフレーム52とダイ(金型の受け台)59との間に挟まれる場合がある。この状態で切断パンチ60がリードフレーム52の第1面側から打ち下ろされると、リードフレーム52とダイ59との間に上記樹脂残りが挟まれて、ダイ59が破損したり、切断位置がずれたり、半導体製品(樹脂封止体51)の表面に傷をつけたりするなどの不具合が生じる場合がある。
(実施の形態1)
本実施の形態1による半導体装置の製造方法を図1〜図17を用いて工程順に説明する。図1は半導体装置の製造方法の工程図、図2はリードフレームの外形の一例を示す要部上面図である。また、図3(a)および(b)はそれぞれダイボンディング工程における製品状態を説明する要部上面図および要部断面図、図4(a)および(b)はそれぞれワイヤボンディング工程における製品状態を説明する要部上面図および要部断面図、図5(a)および(b)はそれぞれモールド工程における製品状態を説明する要部上面図および要部断面図である。また、図6〜図12はモールド工程におけるゲートブレイク方法を説明する図、図13および図14はモールド工程におけるゲートブレイク方法の変形例を説明する要部断面図である。また、図15(a)および(b)はそれぞれめっき工程における製品状態を説明する要部上面図および要部断面図、図16(a)および(b)はそれぞれリード切断工程における製品状態を説明する要部上面図および要部断面図、図17(a)および(b)はそれぞれ成形工程における製品状態を説明する要部上面図および要部断面図である。
本発明においては、リードフレームのモールド工程におけるゲートブレイク方法が主要な特徴となっており、その詳細および効果等について以降の説明で明らかにする。
《半導体チップ準備工程》
半導体ウエハの回路形成面に集積回路を形成する。集積回路は前工程または拡散工程と呼ばれる製造工程において、所定の製造プロセスに従って半導体ウエハにチップ単位で形成される。続いて、半導体ウエハに形成された各半導体チップの良・不良を判定した後、半導体ウエハをダイシングして、各半導体チップに個片化する。
《リードフレーム準備工程》
第1面(表面、上面)と第1面とは反対側の第2面(裏面、下面)とを有し、例えば銅(Cu)を主材料とした金属製の枠組みであるリードフレーム(配線板、配線部材)を準備する。図2にリードフレームの一例を示す。リードフレーム2は、例えばリードフレーム2の長手方向(x軸方向)を列とし、この列の直交する方向(y軸方向)を行とすると、半導体製品1つ分に該当する単位フレーム3が4行2列に配置された構成となっている。リードフレーム2の第1面に存在する各単位フレーム3の中央部には、半導体チップを搭載するダイパッド(タブ、チップ搭載部)4が設けられ、ダイパッド4を囲むように複数のリード(外部端子)5が設けられている。また、リードフレーム2の周辺には、リードフレーム2の位置決めのための複数の孔6が設けられている。
なお、半導体装置の製造方法の一例の説明に用いる図3〜図5および図15では、1つの単位フレーム3に該当する領域のみを記載している。また、図8〜図11、図13、および図14では、単位フレーム3が3行2列に配置された構成のリードフレーム2を記載している。
《ダイボンディング工程》
次に、図3(a)および(b)に示すように、各単位フレーム3のダイパッド4の上面(リードフレーム2の第1面)に良と判定された半導体チップ1を搭載する。このとき、ダイパッド4の上面と半導体チップ1の裏面とを、例えばペースト状の接着剤(例えば銀(Ag)ペースト)を用いて接合する。なお、ダイパッド4と半導体チップ1との接合は、ペースト状の接着剤に限定されるものではなく、例えば金−錫(Au−Sn)共晶を用いた接合などでもよい。
《ワイヤボンディング工程》
次に、図4(a)および(b)に示すように、例えば熱圧着に超音波振動を併用したネイルヘッドボンディング(ボールボンディング)法により、半導体チップ1の主面(表面)に形成された複数の電極パッド(図示は省略)と複数のリード5とをワイヤ7を介してそれぞれ電気的に接続する。ワイヤ7の材料としては、金(Au)、銅(Cu)、およびアルミニウム(Al)などの金属材料を挙げることができる。金(Au)の場合、例えば15〜20μmφの金線を用いる場合が多い。
《モールド工程》
次に、図5(a)および(b)に示すように、リードフレーム2に搭載された各半導体チップ1を樹脂封止体(封止体、パッケージ)8により樹脂封止する。
以下、モールド工程を図6〜図12を用いて詳細に説明する。図6はモールディング装置の構成の一例を説明する概略図、図7Aはモールディング装置に備わるモールド金型の下金型(第1金型)および上金型(第2金型)の一例を示す要部平面図、図7Bは図7Aに示したモールド金型の下金型および上金型を重ね合わせた状態における要部断面図である。また、図8はゲートブレイク方法の一例を説明するゲートブレイク前のゲートブレイク部を示す要部上面図、図9は図8のA−A´線に沿った要部断面図、図10はゲートブレイク方法の一例を説明するゲートブレイク中のゲートブレイク部を示す要部断面図、図11はゲートブレイク方法の一例を説明するゲートブレイク後のゲートブレイク部を示す要部断面図である。また、図12はゲート残り除去工程における樹脂残りの除去方法の一例を説明する要部断面図である。なお、図8ではモールド金型の上金型を省略し、リードフレームを透視した要部上面図を示している。
図6に示すように、モールディング装置9は、フレーム供給部10、フレーム整列部11、およびタブレット供給部12を備える第1ユニットU1と、モールド成形を行う3つのユニット(第2ユニットU2、第3ユニットU3、および第4ユニットU4)と、ゲートブレイク部13および製品収納部14を備える第5ユニットU5とから構成されている。モールド成形を行う第2ユニットU2、第3ユニットU3、および第4ユニットU4にはそれぞれモールド金型15およびプレス16が備わっている。
第1ユニットU1において半導体チップ1が搭載されたリードフレーム2およびタブレット17が供給され(リードフレームおよびタブレット供給工程)、第2ユニットU2、第3ユニットU3、または第4ユニットU4において半導体チップ1とリードフレーム2の一部が樹脂封止体8により封止される(モールド成形工程)。さらに、第5ユニットU5において樹脂封止体8に連なる余分な樹脂が除去され(ゲートブレイク工程)、ゲートブレイク工程後も樹脂封止体8から分離せずに残ったゲートやランナの一部(樹脂残り)が除去される(ゲート残り除去工程)。
モールディング装置9にはローダ18およびアンローダ19が備わっている。ローダ18によって第1ユニットU1から第2ユニットU2、第3ユニットU3、または第4ユニットU4へ半導体チップ1が搭載されたリードフレーム2およびタブレット17が搬送され、アンローダ19によって第2ユニットU2、第3ユニットU3、または第4ユニットU4から第5ユニットU5へ樹脂封止されたリードフレーム2が搬送される。
(1)リードフレームおよびタブレット供給工程
まず、第1ユニットU1のフレーム供給部11に、前述の図4に示したワイヤボンディングまで施されたリードフレーム2が供給される。続いて、フレーム整列部11においてテーブル20上にリードフレーム2を乗せた後、ロード18によってテーブル20をフレーム整列部11からタブレット供給部12に移動させて、タブレット供給部12においてテーブル20上にタブレット17を乗せる。図6では、1つのテーブル20上に2つのリードフレーム2と4つのタブレット17とを搭載した場合を記載しているが、これらの数に限定されるものではない。
さらに、リードフレーム2およびタブレット17を乗せたテーブル20は、ローダ18により第1ユニットU1から第2ユニットU2、第3ユニットU3、または第4ユニットU4へ搬送される。
(2)モールド成形工程
第2ユニットU2、第3ユニットU3、または第4ユニットU4においてモールド金型15を用いて封止樹脂を形成する。モールド金型15は、ワイヤボンディングされた半導体チップ1を搭載したリードフレーム2が配置される下金型(第1金型)と、下金型の上方に位置し、この下金型と係合してリードフレーム2を密閉する上金型(第2金型)とを有している。
図7Aに示すように、モールド金型15の上金型(第2金型)21Uには、モールドレジン(溶融レジン、樹脂部材)の流入源となるカル部22、半導体チップ1を樹脂封止するパッケージ領域となるキャビティ部24Uなどが形成されている。
また、モールド金型15の下金型(第1金型)21Dは、上金型21Uに対応した構成となっている。この下金型21Dには、カル部22と繋がり、主なモールドレジンの流入経路となる第1ランナ部23、半導体チップ1を樹脂封止するパッケージ領域となるキャビティ部24D、キャビティ部24U,24D内にモールドレジンを流入する際の入り口となり、キャビティ部24Dと繋がるゲート部25、一方をゲート部25と繋がり、他方を第1ランナ部23と繋がる第2ランナ部26などが形成されている。ゲート部25および第2ランナ部26の上面視における幅は第1ランナ部23の上面視における幅よりも細くなるようにそれぞれ形成されている。さらに、この下金型21Dには、タブレット17が投入されるポット部が形成されており、ポット部内には、上下動するブランジャが設けられている。
また、図7Bに示すように、モールド金型15の上金型21Uと下金型21Dとを閉じた際には、半導体チップ1が搭載されたリードフレーム2の第1面が上金型21U側に、第1面と反対側の第2面が下金型21D側になるように、リードフレーム2はモールド金型15に設置される。
まず、タブレット17を下金型21Dのポット部内に投入する。タブレット17はモールドレジン、例えばハロゲンフリーレジンを圧力で固めたものが用いられる。また、上金型21Uの各キャビティ部24U内に各半導体チップ1が位置するように、リードフレーム2を下金型21D上に設置する。
次に、モールド金型15の上金型21Uと下金型21Dとを閉じる。このとき、リードフレーム2を上金型21Uと下金型21Dとの間にモールドレジンが洩れることのないように隙間無く挟み、リードフレーム2を固定する。
次に、プランジャを上昇させてタブレット17を押圧し、タブレット17が溶融し流動化したモールドレジンをポット部から加圧移動させる。モールドレジンはカル部22から第1ランナ部23、第2ランナ部26、およびゲート部25を通して複数のキャビティ部24U,24Dへ流入し、全てのキャビティ部24U,24D内はモールドレジンによって充填される。
次に、所定時間経過後、モールドレジンが硬化して樹脂封止体8等の封止樹脂が形成されたところで、モールド金型15の上金型21Uと下金型21Dとを開き、封止樹脂が形成されたリードフレーム2をモールド金型15から取り出す。その後、封止樹脂が形成されたリードフレーム2を乗せたテーブル20は、アンローダ19により第2ユニットU2、第3ユニットU3、または第4ユニットU4から第5ユニットU5へ搬送される。
(3)ゲートブレイク工程
第5ユニットU5のゲートブレイク部13において、封止樹脂から樹脂封止体8に連なる余分な樹脂を除去する。
すなわち、前述の図5、図8、および図9に示すように、上記モールド成形工程においては、半導体チップ1とリードフレーム2の一部とを樹脂封止した樹脂封止体8以外に、モールド金型15の下金型21Dの第1ランナ部23、ゲート部25、および第2ランナ部26に流入したモールドレジンが硬化した第1ランナ28、ゲート29、および第2ランナ(サブランナ)30がそれぞれリードフレーム2の第2面に形成される。そのため、樹脂封止体8から第1ランナ28、ゲート29、および第2ランナ30を分離する必要がある。
ゲートブレイク部13の下側には、リードフレーム2を搭載するテーブル31が配置され、ゲートブレイク部13の上側には、リードフレーム2の上空に待機し、ブレイクピン32を有するクランパ33が配置されている。テーブル31にはリードフレーム2の第1面に形成された第2ランナ30を受ける第1支持部34が配置されている。
第1支持部34は弾性体、例えばシリコーンゴムまたはフッ素ゴムによって構成される。第1支持部34の硬度は、前述したモールド成形において使用するモールド金型15の硬度よりも低く、さらに、樹脂封止体8の硬度よりも低い。第1支持部34の硬度は、例えば90ショアAよりも低い範囲が適切であると考えられる(他の条件によってはこの範囲に限定されないことはもとよりである)。また、50〜80ショアAの範囲が最も好適と考えられる。第1支持部34によって第2ランナ30を受ける構造となっているので、樹脂封止体8とテーブル31との間に空間37を設けることができる。なお、ショアAは、一般ゴムの硬さを測定する規格である。ショアAは、日本工業規格のJIS K6253に定められた試験方法に基づき、非測定物の表面に圧子(押針またはインデンタと呼ばれる)を押し込み変形させ、その変形量(押込み深さ)を測定し、デュロメータ(スプリング式ゴム硬度計)を用いて数値化したものである。
また、テーブル31の周囲の一部(本実施の形態1では2か所)には、テーブル31とクランパ33との間に位置するようにストッパ35が設置されている。このストッパ35により、クランパ33がテーブル31側へ下降しても、樹脂封止体8とクランパ33との間に空間36を設けることができる。
まず、前述の図9に示すように、樹脂封止体8等の封止樹脂が形成されたリードフレーム2をゲートブレイク部13のテーブル31上に載置する。この際、半導体チップ1が搭載されたリードフレーム2の第1面を上にして、第2ランナ30を第1支持部34が支持するように、リードフレーム2を載置する。樹脂封止体8とテーブル31との間には空間37が形成されている。
次に、図10に示すように、クランパ33がストッパ35に接触するまでクランパ33を下降する。この際、樹脂封止体8とクランパ33との間には空間36が形成されるので、樹脂封止体8は空中に浮いた状態となっている。続いて、リードフレーム2に空いた穴から、リードフレーム2の第1面側から第2面側へ向かう方向へブレイクピン32を下降する。ブレイクピン32の下降により、第2ランナ30の第1支持部34と接する部分に応力が掛かり、第1支持部34が弾性変形しながら回転支点となるので、第2ランナ30が確実に曲り、第2ランナ30の第1支持部34と接する部分またはその部分の近傍においてプリクラック(亀裂)が発生する。
さらに、図11に示すように、ブレイクピン32によって第1ランナ28を突き落すことにより、第2ランナ30の途中(プリクラックが発生した箇所)を破断して、第1ランナ28を第2ランナ30の途中から分離する。
この際、樹脂封止体8とテーブル31との間には空間37があり、樹脂封止体8とクランパ33との間には空間36があるので、ブレイクピン32が下降しても樹脂封止体8がテーブル31およびクランパ33に当たることはない。これにより、樹脂封止体8の表面に傷が入ることを防止することができる。
また、第2ランナ30の第1支持部34と接する部分またはその近傍にプリクラックを発生させることにより、ほぼ決まった箇所で第2ランナ30を切断することができる。つまり、第2ランナ30の切断箇所を安定化させることができる。さらに、樹脂封止体8から分離せずに残ったゲート29および第2ランナ30の一部の長さを把握(管理)することができるようになる。
(4)ゲート残り除去工程
次に、図12に示すように、樹脂封止体8から分離せずに残った第2ランナ30の一部に切断パンチ41をリードフレーム2の第1面側から打ち下ろすことにより、樹脂封止体8からゲート29および第2ランナ30の一部を除去する。前述したように、ゲート29および第2ランナ30の一部が、安定した長さで残るので、予めこれら樹脂残りの形状に合わせた切断治具(ダイ40および切断パンチ41)を準備して用いることにより、これらを再現性よく切断除去することができる。従って、ダイ40が破損する、切断位置がずれる、半導体装置39(樹脂封止体8)の表面に傷をつけるなどの問題は発生しない。
また、リードフレーム2との密着強度が高いハロゲンフリーレジンを用いた場合であっても、第2ランナ30の途中にプリクラックが発生するので、ゲートブレイク工程において、第1ランナ28を第2ランナ30の途中から分離することができる。
その後、リードフレーム2は製品収納部14へ収納される。さらに、リードフレーム2は、モールディング装置9から取り出され、次のモールド後ベーク工程へ搬送される。
次に、ゲートブレイク方法の変形例を図13および図14を用いて説明する。図13はゲートブレイク方法の変形例を説明するゲートブレイク前のゲートブレイク部を示す要部断面図、図14はゲートブレイク方法の変形例を説明するゲートブレイク中のゲートブレイク部を示す要部断面図である。
前述したモールド成形工程では、例えば前述の図9に示したように、樹脂封止体8と第1ランナ28との間にある第2ランナ30は、その厚さが第1ランナ28から樹脂封止体8に近づくに従って徐々に薄くなるように形成されている。
変形例においても、前述したモールド成形工程と同様にして、リードフレーム2に搭載された各半導体チップ1を樹脂封止体8により樹脂封止する。しかし、図13に示すように、第2ランナ30の一部分に、厚さが一定のフラット部が形成されており、このフラット部は、前述したゲートブレイク工程において使用する第1支持体34の上面と接するように形成されている。フラット部以外の第2ランナ30の形状は、第1ランナ28から樹脂封止体8に近づくに従って徐々に薄くなっている。
図14に示すように、リードフレーム2の第1面側から第2面側へ向かう方向へブレイクピン32が下降する。ブレイクピン32の下降により、第1ランナ側の第2ランナ30のフラット部とテーパ部との境に応力が掛かり、第1支持部34が弾性変形しながら回転支点となるので、第2ランナ30が確実に曲り、上記境にプリクラックが発生する。この際、上記応力は、第2ランナ30のフラット部とテーパ部との境に集中するので、第2ランナ30の全体がテーパ形状となっている場合よりもプリクラックが発生しやすくなる。
《モールド後ベーク工程》
次に、樹脂封止体8の更なる硬化促進を行い、リードフレーム2への密着性向上等のために、半導体チップ1およびリードフレーム2の一部が樹脂封止された樹脂封止体8に対してアニール処理を施す。アニール処理は、例えば温度160〜190℃程度の温度で約7時間程度行う。
《めっき工程》
次に、図15(a)および(b)に示すように、リードフレーム2にめっき処理を施す。これにより、樹脂封止体8から突出した複数のリード5のそれぞれの表面に、例えば厚さ10μm以下の錫(Sn)、錫−銀(Sn−Ag)系合金、錫−銅(Sn−Cu)系合金、錫−ビスマス(Sn−Bi)系合金、または錫−鉛(Sn−Pb)系合金からなるめっき層38を形成する。
《リード切断工程》
次に、図16(a)および(b)に示すように、切断装置を用いてリード5を切断し、個々の半導体装置(半導体製品)39に切り分ける。このとき、例えば切断装置に備わるダイ(金型の受け台)上に置かれたリードフレーム2に対し、リードフレーム2の第2面側から第1面側に向かって切断装置に備わる切断パンチ(切り歯)を進行させることにより、リードフレーム2の本体から各半導体装置39が切り離される。ここで、切断パンチを進行させる方向は特に限定されないが、リードフレーム2の第2面側から第1面側に進める方がリード5の先端に残る切断バリ(図示せず)が上を向くので、半導体装置を実装基板に実装する際、切断バリによる実装不良を防止することができる。
《成形工程》
次に、図17(a)および(b)に示すように、成形金型により樹脂封止体8から露出しているリード5を所定の形状に成形する。
上記説明では、めっき工程、リード切断工程、成形工程の順に半導体装置39の製造を行っているが、リード切断工程の後に、めっき工程および成形工程を順に行ってもよい。
《検査工程》
次に、半導体装置39は、製品規格に応じた電気的検査や外観検査といった検査工程を経て良品と不良品とに選別される。
《出荷工程》
次に、良品と判断された半導体装置39は出荷される。
このように、本実施の形態1によれば、樹脂封止体8と第1ランナ28との間にある第2ランナ30の途中のほぼ決まった箇所に再現性よくプリクラックが発生する。これにより、リードフレームとの密着強度が高いハロゲンフリーレジンを用いた場合であっても、ゲートブレイク工程において、第2ランナ30の途中のほぼ決まった箇所で第2ランナ30を切断することができる。従って、樹脂封止体8から分離せずに残ったゲート29および第2ランナ30の一部の長さがほぼ決まり、これら樹脂残りの形状に合わせた切断治具を用いることができるので、これら樹脂残りをダイ40とリードフレーム2との間に挟むことなく、再現性よく切断除去することができる。その結果、ゲート残り除去工程において、ダイ40が破損する、切断位置がずれる、半導体装置39の表面に傷をつけるなどの問題の発生を抑制することができる。
(実施の形態2)
本実施の形態2では、第2ランナの一部にフローCAV(Cavity)が設けられた封止樹脂から、樹脂封止体に連なる余分な樹脂を除去するゲートブレイク方法の一例を説明する。モールド工程以外の半導体装置の製造過程は、前述した実施の形態1とほぼ同様であるので、ここでの説明は省略する。
本実施の形態2による半導体装置の製造方法を図18〜図22を用いて工程順に説明する。図18はモールディング装置に備わるモールド金型の下金型(第1金型)および上金型(第2金型)の一例を示す要部平面図である。また、図19はゲートブレイク方法の一例を説明するゲートブレイク前のゲートブレイク部を示す要部上面図、図20は図19のB−B´線に沿った要部断面図、図21はゲートブレイク方法の一例を説明するゲートブレイク中のゲートブレイク部を示す要部断面図である。また、図22はゲート残り除去工程における樹脂残りの除去方法の一例を説明する要部断面図である。なお、図19ではモールド金型の上金型を省略し、リードフレームを透視した要部上面図を示している。
《モールド工程》
前述の図6において説明したモールディング装置9を用いて、リードフレーム2に搭載された各半導体チップ1を樹脂封止体8により樹脂封止する。
(1)リードフレームおよびタブレット供給工程
まず、前述した実施の形態1と同様にして、第1ユニットU1においてリードフレーム2およびタブレット17を準備し、さらに、リードフレーム2およびタブレット17をローダ18により第1ユニットU1から第2ユニットU2、第3ユニットU3、または第4ユニットU4へ搬送する。
(2)モールド成形工程
第2ユニットU2、第3ユニットU3、または第4ユニットU4においてモールド金型を用いて封止樹脂を形成する。
図18に示すように、モールド金型の下金型42Dには、第1ランナ部23、キャビティ部24D、ゲート部25、第2ランナ部43、およびタブレット17が投入されるポット部などが形成されている。さらに、第2ランナ部43の中央部分には凹形状のへこみ部(以下、フローCAV部という)43bが形成されている。すなわち、第2ランナ部43は、第1ランナ部23に繋がる第1深さを有する第1部分と、キャビティ部24Dに繋がる第3深さを有する第3部分と、一方を第1部分に繋がり、他方を第3部分に繋がり、第1深さおよび第3深さよりも深い第2深さを有する第2部分(フローCAV部43b)とから構成される。また、上面視において、第2部分(フローCAV部43b)の幅が第1部分および第3部分の幅よりも広くなるように、第2ランナ部43は形成されている。第2ランナ部43の中央部分にフローCAV部43bを形成することにより、モールドレジンの流動性を改善することができる。
また、モールド金型の上金型42Uは、下金型42に対応した構成となっており、カル部22、半導体チップ1を樹脂封止するパッケージ領域となるキャビティ部24Uなどが形成されている。さらに、上金型42Uと下金型42Dとを閉じたときに、下金型42Dに形成されたフローCAV部43bと対向する位置にフローCAV部43aが形成されている。フローCAV部43aは、上記フローCAV部43bとほぼ同じ形状を有している。
また、モールド金型の上金型42Uと下金型42Dとを閉じた際には、半導体チップ1が搭載されたリードフレーム2の第1面が上金型42U側に、第1面と反対側の第2面が下金型42D側になるように、リードフレーム2はモールド金型に設置される。
前述した実施の形態1と同様にして、モールド金型の上金型42Uと下金型42Dとに挟まれた空間にモールドレジン、例えばハロゲンフリーレジンを流し、さらに硬化させて封止樹脂を形成する。その後、封止樹脂が形成されたリードフレーム2をアンローダ19により第2ユニットU2、第3ユニットU3、または第4ユニットU4から第5ユニットU5へ搬送する。
(3)ゲートブレイク工程
第5ユニットU5のゲートブレイク部13において、封止樹脂から樹脂封止体8に連なる余分な樹脂を除去する。すなわち、図19および図20に示すように、上記モールド成形工程においては、半導体チップ1とリードフレーム2の一部とを樹脂封止した樹脂封止体8以外に、モールド金型の下金型42Dの第1ランナ部23およびゲート部25に流入したモールドレジンが硬化した第1ランナ28およびゲート29がそれぞれリードフレーム2の第2面に形成される。
さらに、第2ランナ部43では、下金型42Dの第1部分および第3部分に流入したモールドレジンが硬化した第1部分44aおよび第3部分44cがそれぞれリードフレーム2の第2面に形成され、下金型42Dの第2部分(フローCAV部43b)および上金型のフローCAV部43aに流入したモールドレジンが硬化した第2部分(フローCAV)44bがリードフレーム2の第1面および第2面に形成される。そのため、樹脂封止体8から第1ランナ28、ゲート29、ならびに第1部分44a、第2部分(フローCAV)44b、および第3部分44cから構成される第2ランナ(サブランナ)44を分離する必要がある。
まず、前述の図19および図20に示すように、樹脂封止体8等の封止樹脂が形成されたリードフレーム2をゲートブレイク部13のテーブル31上に載置する。この際、半導体チップ1が搭載されたリードフレーム2の第1面を上にして、第2ランナ44をテーブル31上に配置された第1支持部34が支持するように、リードフレーム2を載置する。樹脂封止体8とテーブル31との間には空間37が形成されている。
ここで、第2ランナ44は、第1ランナ28に接続する第1厚みを有する第1部分44aと、樹脂封止体8に接続する第3厚みを有する第3部分44cと、一方を第1部分44aに接続し、他方を第3部分44cに接続し、第1厚みおよび第3厚みよりも厚い第2厚みを有する第2部分(フローCAV)44bとから構成される。第1部分44aおよび第3部分44cはリードフレーム2の第2面に形成され、第2部分(フローCAV)44bはリードフレーム2の第1面および第2面に形成されている。また、上面視において、第2部分(フローCAV)44bの幅が第1部分44aおよび第3部分44cの幅よりも大きくなるように、第2ランナ44は形成されている。そこで、第2ランナ44を構成する各部位のうち、第2部分(フローCAV)44bを第1支持部34が支持するように、リードフレーム2が載置される。
次に、図21に示すように、クランパ33がストッパ35に接触するまでクランパ33を下降する。この際、樹脂封止体8とクランパ33との間には空間36が形成されるので、樹脂封止体8は空中に浮いた状態となっている。続いて、リードフレーム2に空いた穴から、リードフレーム2の第1面側から第2面側へ向かう方向へブレイクピン32を下降する。ブレイクピン32の下降により、第2ランナ44の第1部分44aと第2部分(フローCAV)44bとの境に応力が掛かり、第1支持部34が弾性変形しながら回転支点となるので、第2ランナ44が確実に曲り、第2ランナ44の第1部分44aと第2部分(フローCAV)44bとの境にプリクラックが発生する。
さらに、ブレイクピン32によって第1ランナ28を突き落すことにより、第2ランナ44の途中(プリクラックが発生した箇所)を破断して、第1ランナ28を第2ランナ44の途中から分離する。
(4)ゲート残り除去工程
さらに、図22に示すように、樹脂封止体8から分離せずに残った第2ランナ44の一部である第2部分(フローCAV)44bに切断パンチ41がリードフレーム2の第1面側から打ち下ろされて、樹脂封止体8からゲート29および第2ランナ44の一部(第2部分(フローCAV)44bおよび第3部分44c)が除去される。
このように、第2ランナ44が第1部分44a、第2部分(フローCAV)44b、および第3部分44cにより構成されている場合は、第2部分(フローCAV)44bを第1支持部34で支持して、第2ランナ44にプリクラックを発生させる。この際、第2ランナ44に掛かる応力は、第2ランナ44の第1部分44aと第2部分(フローCAV)44bとの境に集中するので、プリクラックが発生しやすくなる。
次に、ゲートブレイク方法の第1変形例を図23および図24を用いて説明する。図23はゲートブレイク方法の第1変形例を説明するゲートブレイク前のゲートブレイク部を示す要部断面図、図24はゲートブレイク方法の第1変形例を説明するゲートブレイク中のゲートブレイク部を示す要部断面図である。
前述の図19〜図21を用いて説明したゲートブレイク工程では、リードフレーム2の第2面側の第2部分(フローCAV)44bをテーブル31に配置された第1支持部34で支持して、第2ランナ44にプリクラックを発生させた。これに対し、第1変形例では、図23および図24に示すように、リードフレーム2の第2面側の第2部分(フローCAV)44bをテーブル31に配置された第1支持部34で支持し、さらにリードフレーム2の第1面側の第2部分(フローCAV)44bをクランパ33に配置された第2支持部45で支持する。第1支持部34と第2支持部45とは互いに対向する位置に設けられており、第1支持部34と第2支持部45によって第2部分(フローCAV)44bを挟んでいる。
まず、前述の図23に示すように、樹脂封止体8等の封止樹脂が形成されたリードフレーム2をゲートブレイク部13のテーブル31上に載置する。この際、半導体チップ1が搭載されたリードフレーム2の第1面を上にして、第2部分(フローCAV)44bをテーブル31上に配置された第1支持部34が支持するように、リードフレーム2を載置する。樹脂封止体8とテーブル31との間には空間37が形成されている。
次に、前述の図24に示すように、クランパ33に配置された第2支持部45が、リードフレーム2の第1面側の第2部分(フローCAV)44bに接触するまでクランパ33を下降する。この際、樹脂封止体8とクランパ33との間には空間36が形成されるので、樹脂封止体8は空中に浮いた状態となっている。続いて、リードフレーム2に空いた穴から、リードフレーム2の第1面側から第2面側へ向かう方向へブレイクピン32を下降する。クランパ33の下降動作の制御は、第1支持部34と第2支持部45とによって第2部分(フローCAV)44bを挟むことにより制御できるので、ストッパ35は不要である。
このように、第1支持部34と第2支持部45とによって第2部分(フローCAV)44bを挟むことにより、プリクラックを発生させる際に、第2部分(フローCAV)44bが不必要に回転することを防止することができる。これにより、リードフレーム2との密着強度の高いハロゲンフリーレジンを用いた場合であっても、樹脂封止体8の周辺のリードフレーム2の変形を抑制することができる。
次に、ゲートブレイク方法の第2変形例を図25を用いて説明する。図25はゲートブレイク方法の第2変形例を説明するゲートブレイク中のゲートブレイク部を示す要部断面図である。
前述の図19〜図21を用いて説明したゲートブレイク工程では、第1支持部34によってリードフレーム2の第2面側の第2部分(フローCAV)44bの平面全体を支持して、第2ランナ44にプリクラックを発生させた。これに対し、第2変形例では、第1支持部34の上面視における位置を第1ランナ28側よりも樹脂封止体8側へ近づけて、リードフレーム2の第2面側の第2部分(フローCAV)44bの平面のうち、封止樹脂体8側の一部分をテーブル31に配置された第1支持部34で支持する。
このように、第1支持部34の上面視における位置を第1ランナ28側よりも樹脂封止体8側へ近づけることにより、第2部分(フローCAV)44bの回転支点が樹脂封止体8から遠ざかるので、リードフレーム2の曲りを大きくすることができる。例えばリードフレーム2の厚さが厚く、リードフレーム2が曲り難い場合等に有効な手段である。
次に、ゲートブレイク方法の第3変形例を図26を用いて説明する。図26はゲートブレイク方法の第3変形例を説明するゲートブレイク中のゲートブレイク部を示す要部断面図である。
前述した第1変形例のゲートブレイク工程では、互いに対向する位置に設けられた第1支持部34と第2支持部45とによって第2部分(フローCAV)44bを挟んでいる。また、第1支持部34によってリードフレーム2の第2面側の第2部分(フローCAV)44bの平面全体を支持し、第2支持部45によってリードフレーム2の第1面側の第2部分(フローCAV)44bの平面全体を支持して、第2ランナ30にプリクラックを発生させた。
これに対し、第3変形例では、第1支持部34と第2支持部45とは互いに対向する位置に設けられていない。すなわち、第1支持部34の上面視における位置を第1ランナ28側よりも樹脂封止体8側へ近づけて、リードフレーム2の第2面側の第2部分(フローCAV)44bの平面のうち、封止樹脂体8側の一部分をテーブル31に配置された第1支持部34で支持する。さらに、第2支持部45の上面視における位置を樹脂封止体8側よりも第1ランナ28側へ近づけて、リードフレーム2の第1面側の第2部分(フローCAV)44bの平面のうち、第1ランナ28側の一部分をクランパ33に配置された第2支持部45で支持する。
このように、第1支持部34と第2支持部45とを上面視において互いにずらして配置することにより、第2部分(フローCAV)44bの回転支点が樹脂封止体8から遠ざかるので、リードフレーム2の曲りを大きくすることができ、かつ、第2部分(フローCAV)44bが不必要に回転することを防止することができる。
このように、本実施の形態2によれば、第2ランナ44の一部に形成された第2部分(フローCAV)44bを第1支持部34、または第1支持部34と第2支持部45とによって支持することにより、樹脂封止体8と第1ランナ28との間にある第2ランナ44の途中のほぼ決まった箇所に再現性よくプリクラックが発生するので、前述した実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
(実施の形態3)
本実施の形態3では、QFN(Quad Flat No-Lead Package)製品の製造過程におけるモールド工程において、樹脂封止体に連なる余分な樹脂を除去するゲートブレイク方法の一例を説明する。モールド工程以外の半導体装置の製造過程は、前述した実施の形態1とほぼ同様であるので、ここでの説明は省略する。
本実施の形態3による半導体装置の製造方法を図27および図28を用いて工程順に説明する。図27はゲートブレイク方法の一例を説明するゲートブレイク前のゲートブレイク部を示す要部断面図、図28はゲートブレイク方法の一例を説明するゲートブレイク中のゲートブレイク部を示す要部断面図である。
《モールド工程》
前述の図6において説明したモールディング装置9を用いて、リードフレーム2に搭載された各半導体チップ1を樹脂封止体46により樹脂封止する。
(1)リードフレームおよびタブレット供給工程
まず、前述した実施の形態1と同様にして、第1ユニットU1においてリードフレーム2およびタブレット17を準備し、さらに、リードフレーム2およびタブレット17をローダ18により第1ユニットU1から第2ユニットU2、第3ユニットU3、または第4ユニットU4へ搬送する。
(2)モールド成形工程
第2ユニットU2、第3ユニットU3、または第4ユニットU4においてモールド金型を用いて封止樹脂を形成する。
ここで使用するモールド金型の下金型には、前述の図7と同様に、第1ランナ部、キャビティ部、ゲート部、および第2ランナ部などが形成されている。また、モールド金型の上金型は下金型に対応した構成となっているが、上金型には、前述の図7と異なり、キャビティ部は形成されていない。これは、QFNは、半導体チップが搭載されたダイパッドの裏面(半導体チップが搭載された面と反対側の面)が露出した構成であり、リードフレーム2の第2面に樹脂封止体を形成しないためである。従って、モールド金型の上金型と下金型とを閉じた際には、半導体チップ1が搭載されたリードフレーム2の第1面が下金型側に、第1面と反対側の第2面が上金型側になるように、リードフレーム2はモールド金型に設置される。
前述した実施の形態1と同様にして、モールド金型の上金型と下金型とに挟まれた空間にモールドレジン、例えばハロゲンフリーレジンを流し、さらに硬化させて封止樹脂を形成する。その後、封止樹脂が形成されたリードフレーム2をアンローダ19により第2ユニットU2、第3ユニットU3、または第4ユニットU4から第5ユニットU5へ搬送する。
(3)ゲートブレイク工程
第5ユニットU5のゲートブレイク部13において、封止樹脂から樹脂封止体46に連なる余分な樹脂を除去する。すなわち、図27に示すように、上記モールド成形工程においては、半導体チップ1とリードフレーム2の一部とを樹脂封止した樹脂封止体46以外に、下金型の第1ランナ部、第2ランナ部、およびゲート部に流入したモールドレジンが硬化した第1ランナ28、第2ランナ30、およびゲート29がそれぞれリードフレーム2の第1面に形成される。
まず、前述の図27に示すように、樹脂封止体46等の封止樹脂が形成されたリードフレーム2をゲートブレイク部13のテーブル31上に載置する。この際、半導体チップ1が搭載されたリードフレーム2の第1面を下にして、第2ランナ30をテーブル31上に配置された第1支持部34が支持するように、リードフレーム2を載置する。樹脂封止体46とテーブル31との間には空間37が形成されている。第2ランナ30の形状は、第1ランナ28から樹脂封止体46に近づくに従って徐々に薄くなっているが、第2ランナ30の一部にフラット部を設けてもよい。
次に、図28に示すように、クランパ33がストッパ35に接触するまでクランパ33を下降する。この際、樹脂封止体46とクランパ33との間には空間36が形成されるので、樹脂封止体46は空中に浮いた状態となっている。続いて、リードフレーム2に空いた穴から、リードフレーム2の第2面側から第1面側へ向かう方向へブレイクピン32を下降する。ブレイクピン32の下降により、第2ランナ30の第1支持部34と接する部分に応力が掛かり、第1支持部34が弾性変形しながら回転支点となるので、第2ランナ30が確実に曲り、第2ランナ30の第1支持部34と接する部分またはその部分の近傍においてプリクラックが発生する。
さらに、ブレイクピン32によって第1ランナ28を突き落すことにより、第2ランナ30の途中(プリクラックが発生した箇所)を破断して、第1ランナ28を第2ランナ30の途中から分離する。
(4)ゲート残り除去工程
さらに、樹脂封止体46から分離せずに残った第2ランナ30の一部に切断パンチがリードフレーム2の第2面側から打ち下ろされて、樹脂封止体46からゲート29および第2ランナ30の一部が除去される。
このように、本実施の形態3によれば、QFN製品においても、前述した実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、前記した実施の形態1〜3で説明した主な特徴は、ハロゲンフリーレジンを用いた半導体装置の樹脂封止の方法について説明をしたが、ハロゲンフリーレジン以外のモールドレジンにも適用できることは言うまでもない。前述した主な特徴は、リードフレームなどの金属に対して密着力が高いモールドレジンに対して有効である。
本発明の半導体装置の製造方法は、リードフレームをトランスファモールド方式により樹脂封止する半導体装置の製造方法に対して広く適用可能である。
1 半導体チップ
2 リードフレーム(配線板)
3 単位フレーム
4 ダイパッド(タブ、チップ搭載部)
5 リード(外部端子)
6 孔
7 ワイヤ
8 樹脂封止体(封止体、パッケージ)
9 モールディング装置
10 フレーム供給部
11 フレーム整列部
12 タブレット供給部
13 ゲートブレイク部
14 製品収納部
15 モールド金型
16 プレス
17 タブレット
18 ローダ
19 アンローダ
20 テーブル
21D 下金型(第1金型)
21U 上金型(第2金型)
22 カル部
23 第1ランナ部
24 キャビティ部
24D,24U キャビティ部
25 ゲート部
26 第2ランナ部
28 第1ランナ
29 ゲート
30 第2ランナ(サブランナ)
31 テーブル
32 ブレイクピン
33 クランパ
34 第1支持部
35 ストッパ
36,37 空間
38 めっき層
39 半導体装置(半導体製品)
40 ダイ(金型の受け台)
41 切断パンチ(切り歯)
42 上金型
42D 下金型
42U 上金型
43 第2ランナ部
43a フローCAV部
43b フローCAV部
44 第2ランナ(サブランナ)
44a 第1部分
44b 第2部分(フローCAV)
44c 第3部分
45 第2支持部
46 樹脂封止体
51 樹脂封止体
52 リードフレーム
53 テーブル
54 クランパ
55 ゲート
56 第2ランナ(サブランナ)
57 第1ランナ
58 ブレイクピン
59 ダイ(金型の受け台)
60 切断パンチ(切り歯)
U1 第1ユニット
U2 第2ユニット
U3 第3ユニット
U4 第4ユニット
U5 第5ユニット

Claims (16)

  1. (a)第1面と前記第1面とは反対側の第2面とを有する配線板を準備する工程と、
    (b)前記配線板の前記第1面に半導体チップを搭載する工程と、
    (c)前記半導体チップの主面に形成された電極パッドと前記配線板の外部端子とを電気的に接続する工程と、
    (d)前記半導体チップを樹脂封止体により封止する工程と、
    (e)前記樹脂封止体に連なり、前記配線板の前記第1面または前記第2面のいずれか一方の面に形成されたランナの一部を前記樹脂封止体から分離する工程と、
    を有し、
    前記ランナは、第1ランナと、一方が前記第1ランナに接続され、他方が前記樹脂封止体に接続された第2ランナとから構成され、
    さらに、前記(e)工程は、
    (e1)前記ランナが形成された前記一方の面を下方に向け、前記一方の面とは反対側の他方の面を上方に向け、前記一方の面側から前記第2ランナの一部を第1支持部によって支持して、前記配線板をテーブル上に載置する工程と、
    (e2)前記樹脂封止体を空中に浮かした状態で、前記第1ランナを、前記他方の面側から前記一方の面側に向かう方向にブレイクピンを用いて突き落とし、前記ランナを前記第2ランナの途中から分離する工程と、
    を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 請求項1に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記第2ランナは、前記第1ランナに接続された第1部分、前記第1部分に接続された第2部分、および前記第2部分と前記樹脂封止体とに接続された第3部分を有し、
    前記第2部分の厚みは、前記第1部分および前記第3部分の厚みよりも厚く、前記第1支持部は前記第2部分を支持することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  3. 請求項2に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記(e)工程は、前記ランナを、前記第2ランナの前記第1部分と前記第2部分との接続部分から分離する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  4. 請求項2に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記(e)工程の後、さらに
    (f)前記第2ランナの前記第2部分を、上方に向けられた前記他方の面側から下方に向けられた前記一方の面側に向かう方向に突き落とし、前記樹脂封止体から前記第2ランナの前記第2部分および前記第3部分を分離する工程と、
    を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  5. 請求項2に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記(e)工程において、上方に向けられた前記他方の面側から前記第2ランナの前記第2部分を第2支持部によって支持することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  6. 請求項5に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記第1支持部と前記第2支持部とは、上面視において互いにずらして配置されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  7. 請求項5に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記第1支持部は、前記第2支持部よりも前記樹脂封止体に近くなるように配置されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  8. 請求項1に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記第1支持部の硬度は、前記樹脂封止体を形成する際に用いるモールド金型の硬度よりも低いことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  9. 請求項1に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記第1支持部の硬度は、前記樹脂封止体の硬度よりも低いことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  10. 請求項1に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記第1支持部の硬度は、ショアA90よりも低いことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  11. 請求項1に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記第1支持部の硬度は、ショアA50〜80の範囲内であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  12. 請求項1に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記第1支持部は、シリコーンゴム、またはフッ素ゴムにより構成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  13. 請求項1に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記樹脂封止体は、ハロゲンフリーレジンより構成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  14. 請求項1に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記配線板は、銅を主材料としたリードフレームであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  15. 請求項1に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記(d)工程において、前記樹脂封止体は、前記配線板を挟むように前記配線板の前記第1面および前記第2面に形成されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  16. 請求項1に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記他方の面には、前記ランナが形成されていないことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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