JP2016058612A - Semiconductor device - Google Patents

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伸一 広瀬
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device which can be manufactured in a simpler process and can inhibit solder spread.SOLUTION: A semiconductor device 10 comprises: a lead frame 11; a semiconductor chip 12 die bonded to a die bonding region 11a of the lead frame 11; wires 17 wire bonded to a wire bonding region 11b of the lead frame 11; and a copper exposed part 14 where copper as a base material of the lead frame 11 is exposed and the exposed copper oxidizes. In the lead frame 11, at least the die bonding region 11a is subjected to plating 15 and the lead frame 11 is sealed with a resin 19. The semiconductor chip 12 is die bonded to the die bonding region 11a by solder 16. The copper exposed part 14 is provided between the die bonding region 11a and the wire bonding region 11b.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、リードフレームに半導体チップがはんだによりダイボンディングされ、且つ、樹脂により封止される半導体装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor device in which a semiconductor chip is die-bonded to a lead frame with solder and sealed with resin.

この種の半導体装置においては、樹脂の密着性を確保するべく、はんだの拡がりを極力抑えることが求められる。例えば特許文献1には、リードフレームの表面にレーザを照射することにより凸部と凹部を形成し、はんだ濡れ性の低い層を露出させることで、はんだの拡がりを抑制する技術が開示されている。   In this type of semiconductor device, it is required to suppress the spread of solder as much as possible in order to ensure the adhesion of the resin. For example, Patent Document 1 discloses a technique for suppressing the spread of solder by forming a convex portion and a concave portion by irradiating the surface of a lead frame with a laser and exposing a layer having low solder wettability. .

特開2011−76921号公報JP 2011-76921 A

しかし、従来の技術では、レーザを照射する装置が必要であり、製造コストが高くなる。また、レーザを照射する工程では、形成する凹凸の寸法制御が必要であり、工程が複雑で煩わしい。
そこで、本発明は、より簡素な工程により製造することができ、はんだの拡がりを抑制することができる半導体装置を提供する。
However, the conventional technique requires an apparatus for irradiating a laser, which increases the manufacturing cost. Further, in the process of irradiating with laser, it is necessary to control the size of the unevenness to be formed, and the process is complicated and troublesome.
Therefore, the present invention provides a semiconductor device that can be manufactured by a simpler process and can suppress the spread of solder.

本発明に係る半導体装置は、銅を母材とするリードフレームと、リードフレームに設けられたダイボンディング領域にダイボンディングされる半導体チップと、リードフレームに設けられたワイヤボンディング領域にワイヤボンディングされるワイヤと、リードフレームの母材である銅が露出しており、且つ、その露出した銅が酸化されている銅露出部と、を備える。そして、リードフレームは、少なくともダイボンディング領域にめっきが施され、且つ、樹脂により封止されている。半導体チップは、はんだによりダイボンディング領域にダイボンディングされている。銅露出部は、ダイボンディング領域とワイヤボンディング領域との間に設けられている。   A semiconductor device according to the present invention is lead-bonded to a lead frame using copper as a base material, a semiconductor chip die-bonded to a die-bonding region provided on the lead frame, and a wire-bonding region provided to the lead frame. A copper and a copper exposed portion where the copper which is the base material of the lead frame is exposed and the exposed copper is oxidized are provided. The lead frame is plated at least in the die bonding region and is sealed with resin. The semiconductor chip is die bonded to the die bonding region by solder. The copper exposed portion is provided between the die bonding region and the wire bonding region.

この構成によれば、ダイボンディング領域に半導体チップをボンディングするためのはんだの拡がりを銅露出部により抑制することができる。また、銅露出部は、リードフレームのうち銅露出部を形成する部位をマスクし、その状態でリードフレームにめっきを施し、その後、マスクを外してリードフレームを酸化させることにより形成することができる。従って、レーザ照射や寸法制御などを要する従来の技術に比べ、より簡素な工程により、はんだの拡がりを抑制することができる半導体装置を製造することができる。   According to this configuration, the spread of solder for bonding the semiconductor chip to the die bonding region can be suppressed by the copper exposed portion. Further, the copper exposed portion can be formed by masking a portion of the lead frame where the copper exposed portion is to be formed, plating the lead frame in that state, and then removing the mask and oxidizing the lead frame. . Therefore, it is possible to manufacture a semiconductor device capable of suppressing the spread of solder by a simpler process as compared with the conventional technique that requires laser irradiation, dimension control, and the like.

第1実施形態に係る半導体装置の構成例を概略的に示す図であり、(a)は平面図、(b)は縦断面図BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows schematically the example of a structure of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment, (a) is a top view, (b) is a longitudinal cross-sectional view. 半導体装置の製造方法の一例を示すフローチャートFlowchart showing an example of a semiconductor device manufacturing method 第2実施形態に係る半導体装置の構成例を概略的に示す図であり、(a)は要部の縦断面図、(b)は溝部およびその周辺部分の拡大図It is a figure which shows roughly the structural example of the semiconductor device which concerns on 2nd Embodiment, (a) is a longitudinal cross-sectional view of the principal part, (b) is an enlarged view of a groove part and its peripheral part. 第3実施形態に係る半導体装置の構成例を概略的に示す縦断面図A longitudinal sectional view schematically showing a configuration example of a semiconductor device according to a third embodiment 第4実施形態に係る半導体装置の構成例を概略的に示す平面図The top view showing roughly the example of composition of the semiconductor device concerning a 4th embodiment 第5実施形態に係る半導体装置の構成例を概略的に示す平面図(その1)FIG. 6 is a plan view schematically showing a configuration example of a semiconductor device according to a fifth embodiment (part 1); 第5実施形態に係る半導体装置の構成例を概略的に示す平面図(その2)FIG. 2 is a plan view schematically showing a configuration example of a semiconductor device according to a fifth embodiment (part 2). 第5実施形態に係る半導体装置の構成例を概略的に示す平面図(その3)FIG. 3 is a plan view schematically showing a configuration example of a semiconductor device according to a fifth embodiment. 第6実施形態に係る半導体装置の構成例を概略的に示す平面図(その1)FIG. 6 is a plan view schematically showing a configuration example of a semiconductor device according to a sixth embodiment (part 1); 第6実施形態に係る半導体装置の構成例を概略的に示す平面図(その2)FIG. 2 is a plan view schematically showing a configuration example of a semiconductor device according to a sixth embodiment (part 2). 第7実施形態に係る半導体装置の構成例を概略的に示す平面図The top view which shows roughly the structural example of the semiconductor device which concerns on 7th Embodiment. 変形実施形態に係る半導体装置の構成例を概略的に示す図であり、(a)は平面図、(b)は縦断面図It is a figure which shows roughly the example of a structure of the semiconductor device which concerns on deformation | transformation embodiment, (a) is a top view, (b) is a longitudinal cross-sectional view

以下、半導体装置に係る複数の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
(第1実施形態)
図1に例示する半導体装置10は、リードフレーム11と、半導体チップ12と、リード13と、銅露出部14と、を備える。リードフレーム11は、銅系の金属材料を母材としており、且つ、銅露出部14を除く表面全体にめっき15が施されている。また、リード13も、その全体にめっき15が施されている。この場合、リード13は、矩形のリードフレーム11の4辺にそれぞれ配置されている。即ち、半導体装置10は、パッケージの4辺にリード端子を備えるいわゆるQFPタイプ(QFP:Quad Flat Package)の半導体装置となっている。なお、リードフレーム11を構成する材料は、例えば、純銅であってもよいし、銅を主体とする合金であってもよい。
Hereinafter, a plurality of embodiments according to a semiconductor device will be described with reference to the drawings. In each embodiment, substantially the same elements are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
(First embodiment)
A semiconductor device 10 illustrated in FIG. 1 includes a lead frame 11, a semiconductor chip 12, leads 13, and a copper exposed portion 14. The lead frame 11 uses a copper-based metal material as a base material, and is plated with the entire surface except for the exposed copper portion 14. Moreover, the lead 13 is also plated with the whole. In this case, the leads 13 are respectively arranged on the four sides of the rectangular lead frame 11. That is, the semiconductor device 10 is a so-called QFP type (QFP: Quad Flat Package) semiconductor device having lead terminals on four sides of the package. The material constituting the lead frame 11 may be, for example, pure copper or an alloy mainly composed of copper.

リードフレーム11の一方の面、この場合、半導体チップ12が搭載される側の面には、ダイボンディング領域11aとワイヤボンディング領域11bが設けられている。ダイボンディング領域11aは、矩形枠状の銅露出部14の内側において矩形状に形成されている。一方、ワイヤボンディング領域11bは、銅露出部14の外側において矩形枠状に形成されている。この場合、リードフレーム11は、銅露出部14を除く表面全体にめっき15が施されている。そのため、リードフレーム11は、ダイボンディング領域11aにめっき15が施されており、さらに、ワイヤボンディング領域11bにもめっき15が施された構成となっている。   A die bonding region 11a and a wire bonding region 11b are provided on one surface of the lead frame 11, in this case, the surface on which the semiconductor chip 12 is mounted. The die bonding region 11 a is formed in a rectangular shape inside the rectangular frame-shaped copper exposed portion 14. On the other hand, the wire bonding region 11 b is formed in a rectangular frame shape outside the copper exposed portion 14. In this case, the lead frame 11 is plated 15 on the entire surface except the copper exposed portion 14. Therefore, the lead frame 11 has a configuration in which the die bonding region 11a is plated 15 and the wire bonding region 11b is also plated 15.

ダイボンディング領域11aには、半導体チップ12がはんだ16によりダイボンディングされる。一方、ワイヤボンディング領域11bには、半導体チップ12に接続する複数の第1ワイヤ17の先端部がワイヤボンディングされる。なお、半導体チップ12に接続する複数の第2ワイヤ18の先端部は、複数のリード13にワイヤボンディングされている。   The semiconductor chip 12 is die-bonded with solder 16 in the die bonding region 11a. On the other hand, the tip portions of the plurality of first wires 17 connected to the semiconductor chip 12 are wire-bonded to the wire bonding region 11b. Note that tips of the plurality of second wires 18 connected to the semiconductor chip 12 are wire-bonded to the plurality of leads 13.

この場合、リードフレーム11は、樹脂19により封止されている。そして、リード13は、リードフレーム11とともに樹脂19により封止されるインナーリード部13aと、樹脂19に封止されることなく外部に露出するアウターリード部13bとを有する。第2ワイヤ18の先端部は、それぞれ、リード13のうちインナーリード部13aの先端部に接続されている。   In this case, the lead frame 11 is sealed with the resin 19. The lead 13 includes an inner lead portion 13 a that is sealed with the resin 19 together with the lead frame 11, and an outer lead portion 13 b that is exposed to the outside without being sealed with the resin 19. The distal end portion of the second wire 18 is connected to the distal end portion of the inner lead portion 13 a of the lead 13.

リードフレーム11およびリード13は、めっき15が施されていることにより、当該めっき15部分における樹脂19との密着性が高くなっている。なお、めっき15は、例えば、いわゆるPPFめっきと称されるニッケル・パラジウム・金めっきであってもよいし、銀めっき、ニッケルめっき、その他の金属めっき、さらには、複数の金属からなる複合めっきであってもよい。また、一部にニッケルめっきを施し、他部に銀メッキを施すなど、複数種類のめっきを組み合わせて施してもよい。即ち、めっき15は、樹脂19との相性が良く当該樹脂19との密着性や接合性を確保できるものであれば、その材料を適宜変更して実施することができる。また、めっき15は、表面に凹凸形状を形成するいわゆる粗面めっきであってもよい。   Since the lead frame 11 and the lead 13 are plated 15, the adhesiveness with the resin 19 in the plated 15 portion is high. The plating 15 may be, for example, nickel / palladium / gold plating called so-called PPF plating, silver plating, nickel plating, other metal plating, or composite plating made of a plurality of metals. There may be. Further, a combination of a plurality of types of plating, such as nickel plating on one part and silver plating on the other part, may be performed. That is, the plating 15 can be implemented by appropriately changing the material of the plating 15 as long as it has good compatibility with the resin 19 and can ensure adhesion and bonding with the resin 19. Further, the plating 15 may be so-called rough surface plating that forms an uneven shape on the surface.

また、半導体装置10は、リードフレーム11の他方の面、この場合、半導体チップ12が搭載される側の面とは反対側の面が樹脂19により覆われることなく露出している。即ち、半導体装置10は、リードフレーム11の一部が樹脂19から露出するいわゆるExposedタイプの半導体装置となっている。
銅露出部14は、リードフレーム11の母材である銅系の金属材料が露出しており、且つ、その露出した銅系の金属材料が意図的に酸化されている構成となっている。この場合、銅露出部14は、ダイボンディング領域11aとワイヤボンディング領域11bとの間に設けられている。また、銅露出部14は、ダイボンディング領域11aの周囲に矩形枠状に形成され、当該ダイボンディング領域11aを途切れることなく囲んでいる。
In the semiconductor device 10, the other surface of the lead frame 11, in this case, the surface opposite to the surface on which the semiconductor chip 12 is mounted is exposed without being covered with the resin 19. That is, the semiconductor device 10 is a so-called Exposed type semiconductor device in which a part of the lead frame 11 is exposed from the resin 19.
The copper exposed portion 14 is configured such that the copper-based metal material that is the base material of the lead frame 11 is exposed, and the exposed copper-based metal material is intentionally oxidized. In this case, the copper exposed portion 14 is provided between the die bonding region 11a and the wire bonding region 11b. The copper exposed portion 14 is formed in a rectangular frame shape around the die bonding region 11a and surrounds the die bonding region 11a without interruption.

次に、半導体装置10の製造方法の一例について説明する。即ち、図2に例示するように、まず、リードフレーム11の形状を所定の形状、この場合、矩形状に加工する(S1)。なお、リードフレーム11の形状加工は、例えば、エッチング加工により行ってもよいし、プレス加工により行ってもよいし、これらを複合した加工により行ってもよい。   Next, an example of a method for manufacturing the semiconductor device 10 will be described. That is, as illustrated in FIG. 2, first, the lead frame 11 is processed into a predetermined shape, in this case, a rectangular shape (S1). The shape processing of the lead frame 11 may be performed by, for example, etching processing, press processing, or processing combining these.

次に、リードフレーム11のうち銅露出部14を形成する部位を、図示しないマスク部材によりマスクする(S2)。この場合、リードフレーム11の表面に矩形枠状の銅露出部14を形成するので、リードフレーム11の表面の一部を矩形枠状のマスク部材により覆う。なお、マスク部材は、後述する酸化処理時における温度に耐えられるほどの耐熱性を有する材料で構成するものとする。また、マスク部材は、例えばコム素材といった変形可能な材料で構成するとよい。これにより、銅露出部14の形状を適宜変更して実施することができる。   Next, a portion of the lead frame 11 where the copper exposed portion 14 is to be formed is masked with a mask member (not shown) (S2). In this case, since the rectangular frame-shaped copper exposed portion 14 is formed on the surface of the lead frame 11, a part of the surface of the lead frame 11 is covered with a rectangular frame-shaped mask member. Note that the mask member is made of a material having heat resistance enough to withstand the temperature at the time of oxidation treatment described later. The mask member may be made of a deformable material such as a comb material. Thereby, it can implement by changing the shape of the copper exposure part 14 suitably.

次に、リードフレーム11の表面の一部をマスク部材によりマスクした状態で、そのリードフレームにめっき15を施す(S3)。そして、リードフレーム11からマスク部材を取り外し(S4)、その後、リードフレーム11の全体を酸化する(S5)。これにより、リードフレーム11の表面のうちマスク部材でマスクされていた部分、換言すれば、めっき15が施されていない部分に銅露出部14が形成される。また、銅露出部14の形成に伴い、リードフレーム11の表面には、当該銅露出部14によって隔てられたダイボンディング領域11aとワイヤボンディング領域11bが形成される。   Next, in a state where a part of the surface of the lead frame 11 is masked by the mask member, the lead frame is plated 15 (S3). Then, the mask member is removed from the lead frame 11 (S4), and then the entire lead frame 11 is oxidized (S5). As a result, the exposed copper portion 14 is formed in the portion of the surface of the lead frame 11 that has been masked by the mask member, in other words, in the portion where the plating 15 is not applied. Further, with the formation of the copper exposed portion 14, a die bonding region 11 a and a wire bonding region 11 b separated by the copper exposed portion 14 are formed on the surface of the lead frame 11.

なお、リードフレーム11の酸化処理は、例えば、図示しない恒温槽を用いてバッチ処理により行ってもよし、図示しないベルト炉を用いて連続処理により行ってもよい。また、酸化処理における温度は、銀ペーストによるダイボンディングにおける加熱温度と同等の温度、具体的には、例えば120〜180℃程の温度で設定することが好ましい。また、酸化処理の時間は、例えば30分〜1時間程の時間を確保することが好ましい。また、リードフレーム11の酸化処理は、リードフレーム11の製造時に実施してもよいし、半導体装置10の組み立て時に実施してもよい。   The lead frame 11 may be oxidized by a batch process using a thermostat (not shown) or by a continuous process using a belt furnace (not shown). The temperature in the oxidation treatment is preferably set at a temperature equivalent to the heating temperature in die bonding with silver paste, specifically, for example, a temperature of about 120 to 180 ° C. Moreover, it is preferable to ensure the time of an oxidation process about 30 minutes-1 hour, for example. Further, the oxidation treatment of the lead frame 11 may be performed at the time of manufacturing the lead frame 11 or may be performed at the time of assembling the semiconductor device 10.

リードフレーム11の酸化処理の後には、はんだダイボンディング工程(S6)、リードフレーム11に対するワイヤボンディング工程(S7)、リード13に対するワイヤボンディング工程(S8)、モールド成形工程(S9)、ダイバーカット工程(S10)、リード成形工程(S11)が順次行われる。はんだダイボンディング工程では、半導体チップ12をダイボンディング領域11aにはんだにより固定する。リードフレーム11に対するワイヤボンディング工程では、第1ワイヤ17の先端部をワイヤボンディング領域11bに固定する。リード13に対するワイヤボンディング工程では、第2ワイヤ18をインナーリード部13aに固定する。なお、リードフレーム11に対するワイヤボンディング工程とリード13に対するワイヤボンディング工程の実施順を入れ換えてもよい。   After oxidation of the lead frame 11, a solder die bonding step (S6), a wire bonding step (S7) for the lead frame 11, a wire bonding step (S8) for the lead 13, a molding step (S9), a diver cutting step ( S10) and the lead forming step (S11) are sequentially performed. In the solder die bonding step, the semiconductor chip 12 is fixed to the die bonding region 11a with solder. In the wire bonding process for the lead frame 11, the tip of the first wire 17 is fixed to the wire bonding region 11b. In the wire bonding step for the lead 13, the second wire 18 is fixed to the inner lead portion 13a. The order of performing the wire bonding process for the lead frame 11 and the wire bonding process for the lead 13 may be interchanged.

モールド成形工程では、半導体チップ12が取り付けられ、且つ、リード13が接続されたリードフレーム11を樹脂19により封止する。ダイバーカット工程では、周知の通り、複数のリード13を結合している図示しないダイバーを取り除く。リード成形工程では、リード13のうち樹脂19から突出している部分を所定の形状に成形する。なお、リード13に施しているめっき15がPPFめっきでない場合には、例えば、スズ・ビスマスめっき、スズ・銀めっき、純スズめっき、スズ・鉛めっきなどといったスズ系の外装めっきを施した後にリード成形工程を実施するとよい。また、第1ワイヤ17および第2ワイヤ18としては、例えば、金系のワイヤ、銅系のワイヤ、銀系のワイヤ、アルミニウム系のワイヤなどといった種々のワイヤを用いることができる。   In the molding process, the lead frame 11 to which the semiconductor chip 12 is attached and the leads 13 are connected is sealed with a resin 19. In the diver cutting step, as is well known, a diver (not shown) connecting the plurality of leads 13 is removed. In the lead molding process, the portion of the lead 13 that protrudes from the resin 19 is molded into a predetermined shape. In addition, when the plating 15 applied to the lead 13 is not PPF plating, for example, the lead is subjected to tin-based exterior plating such as tin / bismuth plating, tin / silver plating, pure tin plating, tin / lead plating, etc. It is good to carry out a molding process. In addition, as the first wire 17 and the second wire 18, for example, various wires such as a gold-based wire, a copper-based wire, a silver-based wire, and an aluminum-based wire can be used.

本実施形態によれば、ダイボンディング領域11aに半導体チップ12をボンディングするためのはんだ16の拡がりを銅露出部14により抑制することができる。また、銅露出部14は、リードフレーム11のうち銅露出部14を形成する部位をマスクし、その状態でリードフレーム11にめっき15を施し、その後、マスクを外してリードフレーム11を酸化させることにより形成することができる。従って、レーザ照射や寸法制御などを要する従来の技術に比べ、より簡素な工程により、はんだ16の拡がりを抑制することができる半導体装置10を製造することができる。   According to the present embodiment, the copper exposed portion 14 can suppress the spread of the solder 16 for bonding the semiconductor chip 12 to the die bonding region 11a. Further, the exposed copper portion 14 masks a portion of the lead frame 11 where the exposed copper portion 14 is formed, and in this state, the lead frame 11 is plated 15, and then the mask is removed to oxidize the lead frame 11. Can be formed. Therefore, it is possible to manufacture the semiconductor device 10 capable of suppressing the spread of the solder 16 by a simpler process as compared with the conventional technique that requires laser irradiation, dimension control, and the like.

また、半導体装置10は、リードフレーム11に半導体チップ12がはんだ16により固定されるものであり、その固定に際し、はんだ16が半導体チップ12により押し拡げられる構成となっている。しかし、半導体装置10によれば、ダイボンディング領域11aの周囲に銅露出部14が設けられている。そのため、はんだ16の流れが銅露出部14で止められ、従って、銅露出部14よりも外側、つまりワイヤボンディング領域11bにはんだ16が拡がることを回避できる。   Further, the semiconductor device 10 is configured such that the semiconductor chip 12 is fixed to the lead frame 11 with the solder 16, and the solder 16 is expanded by the semiconductor chip 12 when the semiconductor chip 10 is fixed. However, according to the semiconductor device 10, the copper exposed portion 14 is provided around the die bonding region 11a. Therefore, the flow of the solder 16 is stopped at the copper exposed portion 14, and therefore, it is possible to avoid the solder 16 from spreading outside the copper exposed portion 14, that is, to the wire bonding region 11b.

そして、はんだダイボンディング工程の後に行われるリードフレーム11に対するワイヤボンディング工程では、ワイヤボンディングを、ワイヤボンディング領域11bにはんだ16が存在しない状態で行うことができる。仮にワイヤボンディング領域11bにはんだ16が存在する状態でワイヤボンディングを行うと、はんだ16が軟らかい材料であることから、ワイヤボンド接合時の超音波がはんだ16に逃げてしまい、適切なワイヤボンディングを行うことが困難となる。本実施形態によれば、ワイヤボンディング領域11bにはんだ16が存在しない状態でワイヤボンディングを行うことができるので、ワイヤボンディングを適切に行うことができる。   In the wire bonding process for the lead frame 11 performed after the solder die bonding process, the wire bonding can be performed in a state where the solder 16 does not exist in the wire bonding region 11b. If wire bonding is performed in a state where the solder 16 is present in the wire bonding region 11b, since the solder 16 is a soft material, ultrasonic waves at the time of wire bonding joining escape to the solder 16, and appropriate wire bonding is performed. It becomes difficult. According to this embodiment, since wire bonding can be performed in a state where the solder 16 is not present in the wire bonding region 11b, wire bonding can be appropriately performed.

特に、リードフレーム11に施すめっき15を粗面めっきとした場合には、はんだ16の拡がりが毛細管現象によって促進されるおそれがある。本実施形態によれば、リードフレーム11のめっき15が粗面めっきであっても、はんだ16の拡がりを銅露出部14で止めることができる。   In particular, when the plating 15 applied to the lead frame 11 is rough surface plating, the spread of the solder 16 may be promoted by a capillary phenomenon. According to this embodiment, even if the plating 15 of the lead frame 11 is rough surface plating, the spread of the solder 16 can be stopped by the copper exposed portion 14.

また、はんだ16は樹脂19との密着性が著しく劣る材料である。そのため、リードフレーム11の表面においては、はんだ16が存在する領域を極力小さくすることが好ましい。本実施形態によれば、リードフレーム11の表面においてはんだ16が存在する領域を銅露出部14内に収めることができる。これにより、リードフレーム11の表面において樹脂19との密着性が損なわれる領域を極力小さくすることができ、リードフレーム11と樹脂19との密着性を高めることができる。また、銅の酸化膜あるいは銅系の金属材料の酸化膜は、樹脂19との密着性に優れている。そのため、銅露出部14の表面に形成される酸化膜は、樹脂19との密着性を高めるという機能も併せ持つ。   Also, the solder 16 is a material that has extremely poor adhesion to the resin 19. Therefore, on the surface of the lead frame 11, it is preferable to make the region where the solder 16 exists as small as possible. According to the present embodiment, a region where the solder 16 exists on the surface of the lead frame 11 can be accommodated in the copper exposed portion 14. Thereby, the area | region where the adhesiveness with resin 19 is impaired on the surface of lead frame 11 can be made small as much as possible, and the adhesiveness of lead frame 11 and resin 19 can be improved. Further, the copper oxide film or the copper metal oxide oxide film is excellent in adhesion to the resin 19. Therefore, the oxide film formed on the surface of the exposed copper portion 14 also has a function of improving the adhesion with the resin 19.

(第2実施形態)
図3(a)に例示する半導体装置20は、銅露出部24に溝24aを設けた構成である。なお、図3(a)には、半導体装置20の一部、つまりリードフレーム21およびその周辺部分のみを示している。この構成によれば、溝24aを形成した分、酸化膜が形成される銅露出部24の表面積を大きくすることができるから、特に銅露出部24における封止樹脂との密着性をさらに高めることができる。
(Second Embodiment)
The semiconductor device 20 illustrated in FIG. 3A has a configuration in which a groove 24 a is provided in the copper exposed portion 24. FIG. 3A shows only a part of the semiconductor device 20, that is, the lead frame 21 and its peripheral part. According to this configuration, since the surface area of the copper exposed portion 24 on which the oxide film is formed can be increased by the amount of the groove 24a formed, the adhesion with the sealing resin in the copper exposed portion 24 is further enhanced. Can do.

なお、図3(b)に例示するように、溝24aは、その底部24bがダイボンディング領域21a側に位置する形状、つまり、ダイボンディング領域21a側の傾斜角度αがワイヤボンディング領域21b側の傾斜角度βよりも大きくなる形状とするとよい。この構成によれば、銅露出部24に到達したはんだ26に、ダイボンディング領域21a側に向かう方向の圧縮応力が生じやすくなり、はんだ26の拡がりを一層抑えることができる。   As illustrated in FIG. 3B, the groove 24a has a shape in which the bottom 24b is located on the die bonding region 21a side, that is, the inclination angle α on the die bonding region 21a side is inclined on the wire bonding region 21b side. The shape may be larger than the angle β. According to this configuration, the compressive stress in the direction toward the die bonding region 21a is easily generated in the solder 26 that has reached the copper exposed portion 24, and the spread of the solder 26 can be further suppressed.

(第3実施形態)
図4に例示する半導体装置30は、リードフレーム31およびリード33に部分的にめっきを施した実施形態である。即ち、リードフレーム31は、ダイボンディング領域31aとワイヤボンディング領域31bのみにめっき35が施されている。また、リード33は、インナーリード部33aの一部のみにめっき35が施されている。即ち、半導体装置30は、めっき35を施す領域を必要最小限に抑えた構成となっている。また、リードフレーム31およびリード33のうちめっき35が施されていない領域においては、酸化処理により金属の酸化膜が形成されている。そのため、めっき35が施されていない領域においては、封止樹脂39との密着性をさらに高めることができる。
(Third embodiment)
The semiconductor device 30 illustrated in FIG. 4 is an embodiment in which the lead frame 31 and the lead 33 are partially plated. That is, the lead frame 31 is plated 35 only on the die bonding area 31a and the wire bonding area 31b. Moreover, the lead 33 is plated 35 only on a part of the inner lead portion 33a. That is, the semiconductor device 30 has a configuration in which the area to which the plating 35 is applied is minimized. Further, a metal oxide film is formed by oxidation treatment in a region of the lead frame 31 and the lead 33 where the plating 35 is not applied. Therefore, in the region where the plating 35 is not applied, the adhesion with the sealing resin 39 can be further enhanced.

なお、リード33は、その全体が酸化処理により酸化されることから、インナーリード部33aのうちめっき35が施されていない部分の表面と、アウターリード部33bの表面には金属の酸化膜が形成される。ここで、インナーリード部33aについては、酸化膜が形成された部分において封止樹脂39との密着性が向上するので、封止樹脂39が剥離するなどといった不具合の発生を抑えることができる。また、アウターリード部33bについては、例えば外装めっき工程の前処理で使用される硫酸などの薬液により表面の酸化膜が取り除かれる。そのため、アウターリード部33bが酸化膜により覆われていることによる不具合の発生を抑えることができる。   Since the lead 33 is entirely oxidized by an oxidation process, a metal oxide film is formed on the surface of the inner lead portion 33a where the plating 35 is not applied and on the surface of the outer lead portion 33b. Is done. Here, with respect to the inner lead portion 33a, the adhesiveness with the sealing resin 39 is improved at the portion where the oxide film is formed, so that it is possible to suppress the occurrence of problems such as separation of the sealing resin 39. For the outer lead portion 33b, the oxide film on the surface is removed by a chemical solution such as sulfuric acid used in the pretreatment of the exterior plating process, for example. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of problems due to the outer lead portion 33b being covered with the oxide film.

(第4実施形態)
図5に例示する半導体装置40は、銅露出部を二重に設けた実施形態である。即ち、リードフレーム41は、ダイボンディング領域41aとワイヤボンディング領域41bとの間に設けられている銅露出部44aに加えて、さらに、ワイヤボンディング領域41b内に設けられているサブ銅露出部44bを備えている。このサブ銅露出部44bも、銅露出部44aと同様に、リードフレーム41の母材である銅系の金属材料が露出しており、且つ、その露出した銅系の金属材料が酸化されている構成である。
(Fourth embodiment)
The semiconductor device 40 illustrated in FIG. 5 is an embodiment in which double copper exposed portions are provided. That is, the lead frame 41 further includes a sub copper exposed portion 44b provided in the wire bonding region 41b in addition to the copper exposed portion 44a provided between the die bonding region 41a and the wire bonding region 41b. I have. Similarly to the copper exposed portion 44a, the sub copper exposed portion 44b also exposes the copper-based metal material that is the base material of the lead frame 41, and the exposed copper-based metal material is oxidized. It is a configuration.

この場合、リードフレーム41は、複数のサブ銅露出部44bを備えている。より具体的には、リードフレーム41は、リード43に対向する辺部には、それぞれ1つのサブ銅露出部44bを備えている。また、リードフレーム41は、リード43に対向しない辺部には、それぞれ複数、この場合、4つのサブ銅露出b44bを備えている。そして、半導体チップ42に接続する複数の第1ワイヤ47は、それぞれ、ワイヤボンディング領域41bのうちサブ銅露出部44bが囲んでいる部分にワイヤボンディングされている。   In this case, the lead frame 41 includes a plurality of sub copper exposed portions 44b. More specifically, the lead frame 41 includes one sub copper exposed portion 44 b on each side facing the lead 43. Further, the lead frame 41 includes a plurality of, in this case, four sub-copper exposures b44b, on the side portions that do not face the leads 43. The plurality of first wires 47 connected to the semiconductor chip 42 are wire bonded to portions of the wire bonding region 41b surrounded by the sub copper exposed portion 44b.

この構成によれば、はんだ46が存在するダイボンディング領域41aから、第1ワイヤ47が固定されるサブ銅露出部44bが囲んでいる部分までの間に、銅系の酸化膜が二重に設けられた構成となる。従って、はんだ46の拡がりを二重で抑えることができる。例えば、ダイボンディング領域41a内のはんだ46の量が多すぎる場合には、はんだ46が銅露出部44aを越えて外側に広がる可能性がある。本実施形態によれば、はんだ46が銅露出部44aを越えてしまうような事態が起こったとしても、サブ銅露出部44bによるストッパ効果によりはんだ46の拡がりを抑えることができる。従って、ワイヤボンディング領域41b、特にサブ銅露出部44bで囲まれた領域を、はんだ46が存在しない状態で維持することができ、適切にワイヤボンディングを行うことができる。   According to this configuration, a double copper-based oxide film is provided between the die bonding region 41a where the solder 46 exists and the portion surrounded by the sub copper exposed portion 44b to which the first wire 47 is fixed. It becomes the composition which was made. Accordingly, the spread of the solder 46 can be suppressed in a double manner. For example, when the amount of the solder 46 in the die bonding region 41a is too large, the solder 46 may spread outward beyond the copper exposed portion 44a. According to this embodiment, even if the situation where the solder 46 exceeds the copper exposed part 44a occurs, the spread of the solder 46 can be suppressed by the stopper effect by the sub copper exposed part 44b. Therefore, the wire bonding region 41b, particularly the region surrounded by the sub copper exposed portion 44b can be maintained without the solder 46, and wire bonding can be performed appropriately.

(第5実施形態)
図6〜図8にそれぞれ例示する半導体装置は、銅露出部のうち半導体チップの角部に対向する部分に面積調整領域を備えた実施形態である。即ち、図6に例示する半導体装置50は、面積調整領域Aにおいて銅露出部54が円弧状に形成されている。また、図6に例示する半導体装置60は、面積調整領域Aにおいて銅露出部64が段状に形成されている。また、図8に例示する半導体装置70は、面積調整領域Aにおいて銅露出部74が傾斜状に形成されている。
(Fifth embodiment)
The semiconductor device illustrated in each of FIGS. 6 to 8 is an embodiment in which an area adjustment region is provided in a portion of the exposed copper portion that faces the corner portion of the semiconductor chip. That is, in the semiconductor device 50 illustrated in FIG. 6, the copper exposed portion 54 is formed in an arc shape in the area adjustment region A. In the semiconductor device 60 illustrated in FIG. 6, the copper exposed portion 64 is formed in a step shape in the area adjustment region A. Further, in the semiconductor device 70 illustrated in FIG. 8, the copper exposed portion 74 is formed in an inclined shape in the area adjustment region A.

半導体装置50,60,70によれば、面積調整領域Aでは、ダイボンディング領域51a,61a,71aの面積よりもワイヤボンディング領域51b,61b,71bの面積の方が広くなっている。そのため、ワイヤボンディング領域51b,61b,71bにおいてワイヤボンディングが可能な領域をより広く確保することができる。また、ダイボンディング領域51a,61a,71a内の図示しないはんだは、その殆どが矩形状の半導体チップ52,62,72の辺部に押されて広がり、従って、半導体チップ52,62,72の角部からは広がり難い。そのため、面積調整領域Aにおけるダイボンディング領域51a,61a,71aの面積が小さくされたとしても、はんだの拡がりを抑える機能に及ぼされる影響は少ない。   According to the semiconductor devices 50, 60, and 70, in the area adjustment region A, the areas of the wire bonding regions 51b, 61b, and 71b are wider than the areas of the die bonding regions 51a, 61a, and 71a. Therefore, it is possible to secure a wider area where wire bonding can be performed in the wire bonding areas 51b, 61b, 71b. Also, most of the unillustrated solder in the die bonding regions 51a, 61a, 71a is pushed and spread by the sides of the rectangular semiconductor chips 52, 62, 72, and accordingly, the corners of the semiconductor chips 52, 62, 72 are expanded. Difficult to spread from the department. Therefore, even if the area of the die bonding areas 51a, 61a, 71a in the area adjustment area A is reduced, the influence on the function of suppressing the spread of the solder is small.

(第6実施形態)
図9〜図10に例示する半導体装置は、リードフレームに複数の半導体チップを搭載する構成である。即ち、図9に例示する半導体装置80は、リードフレーム81に、複数のはんだダイボンディング領域81a,81cと、ワイヤボンディング領域81bを備える。はんだダイボンディング領域81a,81cは、銅露出部84a,84cの内側に形成されている。ワイヤボンディング領域81bは、銅露出部84a,84cの外側に形成されている。また、ワイヤボンディング領域81b内には、銀ペーストダイボンディング領域81dが設けられている。なお、銀ペーストダイボンディング領域81dは、ワイヤボンディング領域81bと一体的に設けられている。
(Sixth embodiment)
The semiconductor device illustrated in FIGS. 9 to 10 has a configuration in which a plurality of semiconductor chips are mounted on a lead frame. That is, the semiconductor device 80 illustrated in FIG. 9 includes a lead frame 81 having a plurality of solder die bonding areas 81a and 81c and a wire bonding area 81b. The solder die bonding regions 81a and 81c are formed inside the copper exposed portions 84a and 84c. The wire bonding region 81b is formed outside the copper exposed portions 84a and 84c. In addition, a silver paste die bonding region 81d is provided in the wire bonding region 81b. The silver paste die bonding area 81d is provided integrally with the wire bonding area 81b.

この場合、はんだダイボンディング領域81a,81cには、ハイパワーで駆動される発熱性の高い半導体チップ82a,82cが、それぞれ図示しないはんだによりダイボンディングされる。一方、銀ペーストダイボンディング領域81dには、例えば制御用の半導体チップといったローパワーで駆動される発熱性の低い半導体チップ82dが図示しない銀ペーストによりダイボンディングされる。よって、銀ペーストダイボンディング領域81dの周囲においては、はんだの拡がりを抑える必要が無く、従って、銅露出部が形成されていない。なお、例えば封止樹脂と密着性を向上させるために、銀ペーストダイボンディング領域81dの周囲に銅露出部を設けてもよい。   In this case, high exothermic semiconductor chips 82a and 82c driven with high power are die-bonded to the solder die bonding regions 81a and 81c with solder (not shown). On the other hand, in the silver paste die bonding region 81d, a semiconductor chip 82d with low heat generation, such as a control semiconductor chip, driven by low power, is die-bonded with a silver paste (not shown). Therefore, there is no need to suppress the spread of the solder around the silver paste die bonding region 81d, and therefore, no exposed copper portion is formed. For example, in order to improve the adhesion with the sealing resin, a copper exposed portion may be provided around the silver paste die bonding region 81d.

また、図10に例示するように、1つのダイボンディング領域81aに複数の半導体チップ82a1,82a2,82a3をボンディングしてもよい。また、図示はしないが、ダイボンディング領域81cや銀ペーストダイボンディング領域81dに、それぞれ複数の半導体チップをボンディングしてもよい。   Further, as illustrated in FIG. 10, a plurality of semiconductor chips 82a1, 82a2, 82a3 may be bonded to one die bonding region 81a. Although not shown, a plurality of semiconductor chips may be bonded to the die bonding region 81c and the silver paste die bonding region 81d.

(第7実施形態)
図11に例示する半導体装置90は、リードフレーム91に形成される銅露出部94が途中で途切れている構成である。即ち、半導体装置90においては、銅露出部94内のダイボンディング領域91aと銅露出部94外のワイヤボンディング領域91bとが一部において連結部91jにより連結されている。この構成においては、ダイボンディング領域91a内の図示しないはんだの拡がりは、その殆どが銅露出部94により抑制されるが、連結部91jにおいては、当該連結部91jに沿ってはんだが拡がる可能性がある。しかし、連結部91jを極力細く形成することで、連結部91jに沿って拡がるはんだがワイヤボンディング領域91bまで到達ことを回避することができる。そのため、この構成によっても、はんだの拡がりを抑制することができる。なお、連結部91jは、極力細く形成することが好ましい。
(Seventh embodiment)
A semiconductor device 90 illustrated in FIG. 11 has a configuration in which a copper exposed portion 94 formed on the lead frame 91 is interrupted in the middle. That is, in the semiconductor device 90, the die bonding region 91a in the copper exposed portion 94 and the wire bonding region 91b outside the copper exposed portion 94 are partially connected by the connecting portion 91j. In this configuration, the spread of solder (not shown) in the die bonding region 91a is mostly suppressed by the copper exposed portion 94, but in the connecting portion 91j, the solder may spread along the connecting portion 91j. is there. However, by forming the connecting portion 91j as thin as possible, it is possible to prevent the solder spreading along the connecting portion 91j from reaching the wire bonding region 91b. Therefore, also with this configuration, the spread of solder can be suppressed. The connecting portion 91j is preferably formed as thin as possible.

(その他の実施形態)
本発明は、上述した実施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の実施形態に適用可能である。
リードフレームは、少なくともダイボンディング領域にめっきが施されている構成であれば、めっきを施す領域を適宜変更して実施することができる。また、リードフレームは、例えばヒートシンクなどといった別体部品を備える構成であってもよい。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be applied to various embodiments without departing from the scope of the invention.
As long as the lead frame has a configuration in which plating is applied at least to the die bonding region, the region to be plated can be changed as appropriate. Further, the lead frame may be configured to include separate parts such as a heat sink.

また、本発明は、いわゆるQFPタイプの半導体装置のみならず、例えば図12に示す半導体装置100、即ち、パッケージの2辺のみにリード端子を備えるいわゆるSOPタイプ(SOP:Small Outline Package)の半導体装置にも適用することができる。また、本発明は、いわゆるExposedタイプの半導体装置のみならず、リードフレームの全体が樹脂により覆われるいわゆるフルモールドタイプの半導体装置にも適用することができる。   The present invention is not limited to a so-called QFP type semiconductor device, for example, the semiconductor device 100 shown in FIG. 12, that is, a so-called SOP type (SOP: Small Outline Package) semiconductor device having lead terminals only on two sides of a package. It can also be applied to. Further, the present invention can be applied not only to a so-called exposed type semiconductor device but also to a so-called full mold type semiconductor device in which the entire lead frame is covered with a resin.

また、本発明は、例えば、いわゆるQFNタイプ(QFN:Quad For Non-Lead Package)、SIPタイプ(SIP:Single Inline Package)、DIPタイプ(DIP:Dual Inline Package)などといった半導体パッケージ、即ち、全てのタイプの半導体パッケージに適用することができる。   Further, the present invention provides a semiconductor package such as a so-called QFN type (QFN: Quad For Non-Lead Package), SIP type (SIP: Single Inline Package), DIP type (DIP: Dual Inline Package), etc. It can be applied to a type of semiconductor package.

図面中、10,20,30,40,50,60,70,80,90,100は半導体装置、11,21,31,41,91はリードフレーム、11a,21a,31a,41a,51a,61a,71a,81a,81c,91aはダイボンディング領域、11b,21b,31b,41b,51b,61b,71b,81b,91bはワイヤボンディング領域、12,42,52,62,72,82a,82cは半導体チップ、14,24,44a,84a,84c,94は銅露出部、15,35はめっき、16,26,46ははんだ、17,47はワイヤ、19,39は樹脂、24aは溝、33はリード、33aはインナーリード部、81dは銀ペーストダイボンディング領域、44bはサブ銅露出部を示す。   In the drawings, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 are semiconductor devices, 11, 21, 31, 41, 91 are lead frames, 11a, 21a, 31a, 41a, 51a, 61a. 71a, 81a, 81c and 91a are die bonding regions, 11b, 21b, 31b, 41b, 51b, 61b, 71b, 81b and 91b are wire bonding regions, and 12, 42, 52, 62, 72, 82a and 82c are semiconductors. Chips 14, 24, 44a, 84a, 84c, 94 are exposed copper portions, 15, 35 are plated, 16, 26, 46 are solders, 17, 47 are wires, 19, 39 are resins, 24a is grooves, 33 is Leads 33a are inner lead portions, 81d is a silver paste die bonding region, and 44b is a sub copper exposed portion.

Claims (8)

銅を母材とするリードフレームと、
前記リードフレームに設けられたダイボンディング領域にダイボンディングされる半導体チップと、
前記リードフレームに設けられたワイヤボンディング領域にワイヤボンディングされるワイヤと、
前記リードフレームの母材である銅が露出しており、且つ、その露出した銅が酸化されている銅露出部と、を備え、
前記リードフレームは、少なくとも前記ダイボンディング領域にめっきが施され、且つ、樹脂により封止されており、
前記半導体チップは、はんだにより前記ダイボンディング領域にダイボンディングされており、
前記銅露出部は、前記ダイボンディング領域と前記ワイヤボンディング領域との間に設けられていることを特徴とする半導体装置。
A lead frame based on copper;
A semiconductor chip die bonded to a die bonding region provided in the lead frame;
A wire to be wire-bonded to a wire-bonding region provided in the lead frame;
Copper that is a base material of the lead frame is exposed, and a copper exposed portion in which the exposed copper is oxidized, and
The lead frame is plated in at least the die bonding region and sealed with a resin,
The semiconductor chip is die bonded to the die bonding region by solder,
The copper exposed portion is provided between the die bonding region and the wire bonding region.
前記銅露出部は、前記ダイボンディング領域を囲んでいることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the copper exposed portion surrounds the die bonding region. 前記銅露出部に溝が設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein a groove is provided in the copper exposed portion. 前記リードフレームは、さらに前記ワイヤボンディング領域にもめっきが施されていることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の半導体装置。   4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the lead frame is further plated on the wire bonding region. 前記半導体チップに接続されるリードを備え、
前記リードは、前記樹脂により封止されるインナーリード部を有しており、前記インナーリード部の一部にめっきが施されていることを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の半導体装置。
Comprising leads connected to the semiconductor chip;
5. The lead according to claim 1, wherein the lead has an inner lead portion sealed by the resin, and plating is performed on a part of the inner lead portion. 6. The semiconductor device described.
前記ワイヤボンディング領域内に設けられ、前記リードフレームの母材である銅が露出しており、且つ、その露出した銅が酸化されているサブ銅露出部をさらに備え、
前記ワイヤは、前記ワイヤボンディング領域のうち前記サブ銅露出部が囲んでいる部分にワイヤボンディングされていることを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の半導体装置。
Provided in the wire bonding region, the copper that is the base material of the lead frame is exposed, and further comprises a sub copper exposed portion in which the exposed copper is oxidized,
6. The semiconductor device according to claim 1, wherein the wire is wire bonded to a portion of the wire bonding region surrounded by the sub copper exposed portion.
前記銅露出部は、前記半導体チップの角部に対向する部分に面積調整領域を備えており、
前記面積調整領域では、前記銅露出部が円弧状または段状または傾斜状に形成されていることを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載の半導体装置。
The copper exposed portion includes an area adjustment region in a portion facing a corner portion of the semiconductor chip,
7. The semiconductor device according to claim 1, wherein in the area adjustment region, the copper exposed portion is formed in an arc shape, a step shape, or an inclined shape.
前記リードフレームは、さらに、半導体チップが銀ペーストによりダイボンディングされる銀ペーストダイボンディング領域を有していることを特徴とする請求項1から7の何れか1項に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the lead frame further includes a silver paste die bonding region in which a semiconductor chip is die-bonded with a silver paste.
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