JP2019212704A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

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resin sealing
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康祐 田口
Kosuke Taguchi
康祐 田口
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Abstract

【課題】小型の半導体装置を提供する。【解決手段】第１の樹脂封止体４によってリード２のインナーリード２ａが被覆され、アウターリード２ｂは第１の樹脂封止体４から露出した後、下方向に曲げ形状が設定され、曲げ形状の先端は横方向に延在している。第１の樹脂封止体４に埋め込まれたインナーリード２ａは内側へ延伸したのち、下側方向に曲げ形状が形成され、その曲げ形状の先端部３の上方には第１の樹脂封止体４からなる素子搭載部１１が設けられ、素子搭載部１１上に設けられた半導体素子６は第２の樹脂封止体８によって覆われている。【選択図】図２

Description

本発明は小型の半導体装置およびその製造方法に関する。
図１６に従来の半導体装置を示す。図１６（ａ）は鳥瞰図、図１６（ｂ）は側面図、図１６（ｃ）は透視平面図、図１６（ｄ）は図１６（ｃ）のＭ−Ｍ断面図である。リードフレームのフレーム枠から延伸する吊りピン１０９に半導体チップ１０６を搭載する金属アイランド１１０が接続され、金属アイランドの周辺には複数のインナーリード１０２ａが配置されている。金属アイランド１１０には半導体素子１０６がダイアタッチ材１０５で接着され、複数のインナーリード１０２ａと半導体素子１０６は複数のワイヤー１０７で電気的に接続されている。そして、金属アイランド１１０、半導体素子１０６、ダイアタッチ材１０５、ワイヤー１０７は封止樹脂１０４で封止され、インナーリード１０２ａから封止樹脂より外側に延伸する複数のアウターリード１０２ｂは先端が下側に曲げられている。このような半導体パッケージを一般的にはガルウイング型半導体パッケージと呼んでいる。
従来のガルウイング型半導体パッケージでは、半導体チップ１０６と金属アイランド１１０と封止樹脂材１０４は別材料であることから、基板実装時の熱ストレスを受けた場合、熱膨張係数の違いにより材料界面にズレが生じ半導体素子クラックや半導体素子にかかる応力により特性変動が起きるという課題があった。
これら課題を解決するために、半導体素子にかかる応力を低減させることが可能な樹脂製ダイパッド上に半導体素子を搭載する半導体装置が提案されている。（例えば、特許文献１参照）
特開平２−１２６６５５号公報
しかしながら、リードをモールド樹脂や樹脂製ダイパッドに固着させる場合、固着面積が少ないとワイヤーボンディング時の超音波および熱の影響により、リードがモールド樹脂や樹脂製ダイパッドから脱落する可能性がある。脱落を防止するために固着面積を大きくすることで半導体装置が大きくなったりする懸念もある。
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、特性変動の少ない小型の半導体装置の提供を目的とする。
上記課題を解決するために、本発明では以下の手段を用いた。
第１の樹脂封止体と、
前記第１の樹脂封止体の表面に設けられた素子搭載部と、
前記素子搭載部に載置された半導体素子と、
前記素子搭載部の周囲に設けられ、前記半導体素子と電気的に接続されたインナーリードと、
前記インナーリードから延伸するアウターリードと、
前記インナーリードを被覆する第１の樹脂封止体と、
前記第１の樹脂封止体の上面および前記半導体素子を被覆する第２の樹脂封止体と、
を備え、
前記インナーリードは前記第１の樹脂封止体に被覆され、
前記インナーリードの先端部の上面は前記素子搭載部の底面の下方に位置することを特徴とする半導体装置とした。
フレーム枠の対向する２本の枠に接続されたリードを有するリードフレームを準備する工程と、
前記リードの先端部を下方に折り曲げる工程と、
前記リードフレームの前記フレーム枠内に第１の樹脂封止体を形成し、前記先端部を前記第１の樹脂封止体で覆い、前記先端部を除く前記リードの他部を前記第１の樹脂封止体から露出する工程と、
前記先端部の上方に設けられた素子搭載部上に半導体素子を固着する工程と、
前記半導体素子の電極部と前記他部を電気的に接続する工程と、
前記半導体素子を第２の樹脂封止体で被覆する工程と、
前記前記第１の樹脂封止体の薄肉領域を除去する工程と、
前記他部を前記フレーム枠から切り離し、アウターリードを形成する工程と、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法を用いた。
フレーム枠の対向する２本の枠に接続されたリードと前記対向する２本の枠と隣り合う他の２本の枠に接続された樹脂保持リードとを有するリードフレームを準備する工程と、
前記リードおよび前記樹脂保持リードの先端部を下方に折り曲げる工程と、
前記リードフレームの前記フレーム枠内に第１の樹脂封止体を形成し、前記先端部を前記第１の樹脂封止体で覆い、前記先端部を除く前記リードの他部を前記第１の樹脂封止体から露出する工程と、
前記先端部の上方に設けられた素子搭載部上に半導体素子を固着する工程と、
前記半導体素子の電極部と前記他部を電気的に接続する工程と、
前記半導体素子を第２の樹脂封止体で被覆する工程と、
前記前記第１の樹脂封止体の薄肉領域を除去する工程と、
前記他部を前記フレーム枠から切り離し、アウターリードを形成する工程と、
前記樹脂保持リードを前記フレーム枠から切り離す工程と、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法を用いた。
上記手段を用いることで、特性変動の少ない小型の半導体装置を提供することができる。
本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の鳥瞰図である。 本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の各方向からの図である。 本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す図である。 図３につづく、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す図である。 図４につづく、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す図である。 図５につづく、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す図である。 図６につづく、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の鳥瞰図である。 本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の各方向からの図である。 本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す図である。 図１０につづく、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す図である。 図１１につづく、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の組立後の状態を示す鳥瞰図である。 図１２につづく、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す図である。 図１３につづく、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す図である。 図１４につづく、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す図である。 従来の半導体装置を示す図である。
以下、本発明の半導体装置を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の鳥瞰図である。
図１に示すように、半導体装置は第１の樹脂封止体４と第２の樹脂封止体８によって被覆された半導体素子とリード２から延伸して設けられたアウターリード２ｂが第１の樹脂封止体４から露出させた構成である。リード２の上面は第１の樹脂封止体４の上面と同一面を成し、第２の樹脂封止体８の下面と接している。
図２は図１に示した鳥瞰図を各方向から見た図である。図２（ａ）の上平面図に示すように、アウターリード２ｂは半導体装置の対向する２つの側面のそれぞれに各４本設けられている。対向する２つの側面に隣接する側面のＢ方向からの矢視図が図２（ｂ）である。第１の樹脂封止体４の上面に第２の樹脂封止体８が形成され、第１の樹脂封止体４と第２の樹脂封止体８の側面はほぼ同一面を成し、ほぼ直方体形状の一体化した樹脂封止体１０となっている。
リード２のアウターリード２ｂは第１の樹脂封止体４から露出し、折り曲げられたアウターリード２ｂの底面は基板実装時の実装面となる。図２（ｃ）は図１のＡ−Ａ線における断面図である。第１の樹脂封止体４によってリード２のインナーリード２ａが被覆され、アウターリード２ｂは第１の樹脂封止体４から露出して下方向に曲げ形状が設定され、曲げ形状の先端は横方向に延在している。インナーリード２ａのアウターリード２ｂと近い部分は第１の樹脂封止体４に埋め込まれているものの、その表面は第１の樹脂封止体４から露出し、その露出した領域に設けられたメッキ膜１２を介してワイヤー７の一端と接合している。第１の樹脂封止体４に埋め込まれたインナーリード２ａは内側へ延伸したのち、下側方向に曲げ形状が形成され、その曲げ形状の先端部３の上下は十分な厚みを確保した第１の樹脂封止体４に覆われ、第１の樹脂封止体４との密着を強固なものとしている。
離間して対向するインナーリード２ａの曲げ形状の先端部３の上方である第１の樹脂封止体４の表面には素子搭載部１１が設けられ、ここにダイアタッチ剤５を介して半導体素子６が固着している。半導体素子６の表面には電極部が設けられ、この電極部にワイヤー７の他端が接合することで半導体素子６とインナーリード２ａとの電気的な接合が成されている。また、半導体素子６とワイヤー７とインナーリード２ａと第１の樹脂封止体４の上面は第２の樹脂封止体８で覆われている。第１の樹脂封止体４と第２の樹脂封止体８の側面はほぼ同一面を成している。
上述した半導体装置の素子搭載部１１は第１の樹脂封止体４の上面の平面領域に設けられ、その素子搭載部１１の下方にインナーリード２ａの曲げ形状の先端部３が設けられているため、インナーリード２ａが第１の樹脂封止体４と接する面積が非常に大きく、互いの密着が強固なものとなっている。従来の半導体装置では互いの密着を強固なものとするために、素子搭載部の周囲にインナーリードと樹脂封止体の固着領域を大きく設ける必要があり、これが半導体装置の小型化を阻害していたが、本発明の構造とすることで小型の半導体装置が実現できる。さらに、半導体素子１１は樹脂成形された後の第１の樹脂封止体４の上面の平面領域に設けられているため、第１の樹脂封止体４の樹脂成形時にかかる応力の影響を受けず、第２の樹脂封止体８の樹脂成形時にかかる応力のみの影響となるため、一括封止タイプの樹脂封止体を利用する従来の半導体装置と比べると半導体素子１１の特性変動が少ない半導体装置となる。ここで、第１の樹脂封止体４の厚さに比べ半導体素子１１上の第２の樹脂封止体８の厚みを薄くすることで半導体素子１１の反りがより抑えられ、特性変動をさらに抑制できる。また、第２の樹脂封止体８と第１の樹脂封止体４に熱膨張係数が同じ材料を用いることで両者の界面に生じるズレを抑制し、熱ストレス影響や半導体素子にかかる応力を低減することができ、半導体素子クラックおよび半導体素子にかかる応力による特性変動を抑制することが可能となる。
図３〜図７は本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す図である。
図３は本発明の第１の実施形態に係る半導体装置に用いるリードフレームを示す図である。図３（ａ）は鳥瞰図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図である。リードフレーム１はその外周に位置し、４本の枠からなる矩形のフレーム枠１ａの２本の枠の内側に形成された複数のリード２とからなる。リード２はフレーム枠１ａの対向する２本の枠のそれぞれに接続され、互いに内側に向かって延伸している。リード２のフレーム枠１ａに近い領域が後にアウターリード２ｂとなり、フレーム枠１ａから離れた領域が後にインナーリード２ａとなる。まずは、平板からフレーム枠１ａとリード２を成形したリードフレーム１を準備し、次に、インナーリード２ａの先端領域に下方向に向う曲げ形状の先端部３を形成する。このとき、曲げ形状の先端部３がリード２の厚みよりも深くなるように曲げ加工が施される。次いで、インナーリード２ａの表面に銀メッキ膜（図示せず）を形成する。この銀メッキ膜は後のワイヤー接合を容易とするものである。一般的にリードフレームはスタンピングプレス金型を用いて製造されるが、上記リードフレームのような簡単な形状であれば、加工に用いられるスタンピングプレス金型の形状抜き加工用パンチおよびダイが少なく、製作する部品の少ない安価な金型となる。また、パンチを保持するストリッパープレートの形状加工も減るためさらに安価な金型となる。このように、本発明の半導体装置に用いられるリードフレームは安価な金型でのスタンピングプレス加工により安価なリードフレームを製作することが可能となり、結果として本発明の半導体装置の製造コストを低減することが可能となり、従来の半導体装置に比べ安価な半導体装置の提供ができる。
図４はリードフレーム１に第１の樹脂封止体を形成した後の状態を示す図である。図４（ａ）は鳥瞰図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＤ−Ｄ線における断面図である。フレーム枠１ａの内側には封止樹脂が充填され、第１の樹脂封止体４を形成している。第１の樹脂封止体４の上面はフレーム枠１ａと同等の高さであり、リード２の下方向への曲げ形状の無い領域の上面は第１の樹脂封止体４の上面と同一面を成している。フレーム枠１ａの対向する２本の枠から内側に延伸されたリード２は互いに対向し、それらの対向するリード２間には第１の樹脂封止体４が設けられ、その樹脂領域は素子搭載部１１となっている。従って、このときの樹脂封止に用いられる上金型は平坦な形状である。
また、リード２の曲げ形状の先端部３は第１の樹脂封止体４の凸部領域４ａによって覆われ、リード２の厚みと同程度の厚みの凸部領域が曲げ形状の先端部３の底面に設けられ、リード２の曲げ形状の無い領域の底面は第１の樹脂封止体４の底面と同一面を成している。従って、このときの樹脂封止に用いられる下金型は中央部に凸部領域４ａに対応するキャビティを有する形状である。
次に、第１の樹脂封止体４形成の後に第１のモールドキュアを行う。この工程によって樹脂中の残留応力の緩和を行う。後の工程でも第２のモールドキュアがあり、第１のモールドキュアを省略して第２のモールドキュアで兼ねると、半導体素子６を封止した後に第１の樹脂封止体４の歪みが生じるが、第１の樹脂封止体４を形成した後に第１のモールドキュアを行うことによって、第２のモールドキュア時に生じる第１の樹脂封止体４の歪みは小さく、半導体素子６の特性変化を抑制することができる。もし、第１の樹脂封止体４形成に用いた樹脂がキュアレスタイプであれば、上記第１のモールドキュア工程は不要である。
図５は本発明の第１の実施形態に係る半導体装置のワイヤーボンディング後の状態を示す図である。図５（ａ）は鳥瞰図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＥ−Ｅ線における断面図である。フレーム枠１ａの内側に形成された第１の樹脂封止体４の上面の素子搭載部１１にダイアタッチ材５を介して半導体素子６を接着し、半導体チップ６とフレーム枠１ａから延伸する複数のリード２の内側領域に形成されているインナーリード２ａがワイヤー７を介して電気的に接続される。ワイヤー７と接合するインナーリード２ａの表面はフレーム枠１ａと同一高さであり、平面視的に第１の樹脂封止体４の凸部領域４ａ内に位置する。
図６は本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の第２の樹脂封止体形成後の状態を示す図である。図６（ａ）は鳥瞰図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＦ−Ｆ線における断面図である。第１の樹脂封止体４の上面と半導体素子６とワイヤー７を被覆するように第２の樹脂封止体８を設ける。第２の封止樹脂体８は第１の封止樹脂体４と同じ材料で樹脂封止したものである。平面視的に第２の樹脂封止体８は第１の樹脂封止体４の底面側の凸部領域４ａに対応するように形成される。フレーム枠１ａ内の凸部領域４ａ以外には薄肉の第１の樹脂封止体４が残っている。すなわち、隣接するリード２の間およびフレーム枠１ａとリード２の間にはフレーム枠１ａと同じ厚みの第１の樹脂封止体４が残っている。次に、第２のモールドキュアを行い、樹脂中の残留応力の緩和を行う。もし、第２の樹脂封止体８形成に用いた樹脂がキュアレスタイプであれば、上記第２のモールドキュア工程は不要である。
図７は本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の第２の樹脂封止体形成後に不要な樹脂を除去した後の状態を示す図である。第１の樹脂封止体４の薄肉領域４ｂ、すなわち、隣接するリード２の間およびフレーム枠１ａとリード２の間に残っている第１の樹脂封止体４が除去され、第１の樹脂封止体４が第２の樹脂封止体８と平面視的に同等となって、一体化した樹脂封止体１０を形成している。このとき、リード２間の樹脂も除去されている。不要封止樹脂の除去はパンチ加工による除去やレーザー加工により行われる。
次に、図１に示すように、リード２の先端を下側に曲げてアウターリード２ｂを形成する。アウターリード２ｂは基板実装可能な高さに曲げ加工され、曲げ形状の先端は横方向に延在している。
図８は本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の鳥瞰図である。図１に示した第１の実施形態に係る半導体装置との違いは樹脂保持リード９が追加で設けられている点である。図８に示すように、半導体装置は第１の樹脂封止体４と第２の樹脂封止体８によって被覆された半導体素子６とリード２から延伸して設けられたアウターリード２ｂが第１の樹脂封止体４から露出させ、さらに、アウターリード２ｂが露出する２つの側面と隣り合う側面に樹脂保持リード９の端面が露出する構成である。リード２および樹脂保持リード９の上面は第１の樹脂封止体４の上面と同一で第２の樹脂封止体の下面と接している。
図９は図８に示した鳥瞰図を各方向から見た図である。図９（ａ）の上平面図に示すように、アウターリード２ｂは半導体装置の対向する側面のそれぞれに各４本設けられ、他の２つの側面に樹脂保持リード９が設けられている。図９（ｂ）は樹脂保持リード側からの側面図である。第１の樹脂封止体４の上面に第２の樹脂封止体８が形成され、それらの側面は同一面を成している。リード２のアウターリード２ｂは第１の樹脂封止体４から露出し、アウターリード２ｂが露出する側面とは異なる側面に樹脂保持リード９が露出している。折り曲げられたアウターリード２ｂの底面は基板実装時の実装面となる。図９（ｃ）は図８のＫ−Ｋ線における断面図である。第１の樹脂封止体４によってリード２のインナーリード２ａが被覆され、アウターリード２ｂは第１の樹脂封止体４から露出した後、下方向に曲げ形状が設定され、曲げ形状の先端は横方向に延在している。インナーリード２ａのアウターリード２ｂと近い部分は第１の樹脂封止体４に埋め込まれているものの、その表面は第１の樹脂封止体から露出し、その露出した領域にはメッキ膜を介してワイヤー７の一端と接合している。インナーリード２ａは内側へ延伸したのち、下側方向に曲げ形状が形成され、その曲げ形状の先端部３の上下は十分な厚みを確保した第１の樹脂封止体４に覆われている。樹脂保持リード９の曲げ形状の先端部９ａが第１の樹脂封止体４内に埋め込まれている。
図９（ｄ）は図８のＬ−Ｌ線における断面図である。樹脂保持リード９は第１の樹脂封止体４内に延びて曲げ形状の先端部９ａを形成している。
離間して対向するインナーリード２ａの曲げ形状の先端部３および樹脂保持リード９の曲げ形状の先端部９ａの上方である第１の樹脂封止体４の表面領域が素子搭載部１１となっており、ここにダイアタッチ剤５を介して半導体素子６が固着している。第１の樹脂封止体４と第２の樹脂封止体８の側面はほぼ同一面を成し、ほぼ直方体形状の樹脂封止体となっている。
上述した半導体装置の素子搭載部１１は第１の樹脂封止体４の上面の平面領域に設けられ、その素子搭載部１１の下方にインナーリード２ａの曲げ形状の先端部３が設けられているため、インナーリード２ａおよび樹脂保持リード９が第１の樹脂封止体４と接する面積が非常に大きく、互いの密着を強固なものとなっている。また、従来の半導体装置では互いの密着を強固なものとするために、素子搭載部の周囲にインナーリードと樹脂封止体の固着領域を大きく設ける必要があり、これが半導体装置の小型化を阻害していたが、本発明の構造とすることで小型の半導体装置が実現できる。さらに、半導体素子１１は樹脂成形された後の第１の樹脂封止体４の上面の平面領域に設けられているため、第１の樹脂封止体４の樹脂成形時にかかる応力の影響を受けず、第２の樹脂封止体８の樹脂成形時にかかる応力のみの影響となるため、一括封止タイプの樹脂封止体を利用する従来の半導体装置と比べると半導体素子１１の特性変動が少ない半導体装置となる。ここで、第１の樹脂封止体４に比べ第２の樹脂封止体８の厚みを薄くすることで半導体素子１１の反りがより抑えられ、特性変動をさらに抑制できる。
図１０〜図１５は本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す図である。
図１０は本発明の第２の実施形態に係る半導体装置に用いるリードフレームを示す図である。図１０（ａ）は鳥瞰図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＧ−Ｇ線における断面図である。リードフレーム１はその外周に位置するフレーム枠１ａの２本の枠の内側に形成された複数のリード２と上記２本の枠に隣接する他の２本の枠の内側に形成された樹脂保持リード９からなる。リード２はフレーム枠１ａの対向する２本の枠のそれぞれに接続され、樹脂保持リード９は該２本の枠と隣り合う他の２本の枠のそれぞれに接続され、互いに内側に向かって延伸している。リード２のフレーム枠１ａに近い領域が後にアウターリード２ｂとなり、フレーム枠１ａから離れた領域が後にインナーリード２ａとなる。まずは、平板からフレーム枠１ａとリード２と樹脂保持リード９を成形したリードフレーム１を準備し、次に、インナーリード２ａの先端領域に下方向に向う曲げ形状の先端部３を形成し、樹脂保持リード９の先端領域に下方向に向う曲げ形状の先端部９ａを形成する。このとき、インナーリード２ａの曲げ形状の先端部３や樹脂保持リードの曲げ形状の先端部９ａがリード２の厚みよりも深くなるように曲げ加工が施される。次いで、インナーリード２ａの表面に銀メッキ膜（図示せず）を形成する。この銀メッキ膜は後のワイヤー接合を容易とするものである。
一般的にリードフレームはスタンピングプレス金型を用いて製造されるが、上記リードフレームのような簡単な形状であれば、加工に用いられるスタンピングプレス金型の形状抜き加工用パンチおよびダイが少なく、製作する部品の少ない安価な金型となる。また、パンチを保持するストリッパープレートの形状加工も減るためさらに安価な金型となる。このように、本発明の半導体装置に用いられるリードフレームは安価な金型でのスタンピングプレス加工により安価なリードフレームを製作することが可能となり、結果として本発明の半導体装置の製造コストを低減することが可能となり、従来の半導体装置に比べ安価な半導体装置の提供が可能となる。
図１１はリードフレーム１に第１の樹脂封止体を形成した後の状態を示す図である。図１１（ａ）は鳥瞰図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＨ−Ｈ線における断面図である。フレーム枠１ａの内側には封止樹脂が充填され、第１の樹脂封止体４を形成している。第１の樹脂封止体４の上面はフレーム枠１ａと同等の高さであり、リード２および樹脂保持リード９の下方向への曲げ形状の無い領域の上面は第１の樹脂封止体４の上面と同一面を成している。フレーム枠１ａの対向する２本の枠から内側に延伸されたリード２は互いに対向し、それらの対向するリード２間には第１の樹脂封止体４が設けられ、その樹脂領域は素子搭載部１１となる。従って、このときの樹脂封止に用いられる上金型は平坦な形状である。
また、リード２の曲げ形状の先端部３および樹脂保持リード９の曲げ形状の先端部９は第１の樹脂封止体４の凸部領域４ａによって覆われ、リード２の厚みと同程度の厚みの凸部領域４ａが曲げ形状の先端部３の底面に設けられ、リード２の曲げ形状の無い領域の底面は第１の樹脂封止体４の底面と同一面を成している。従って、このときの樹脂封止に用いられる下金型は中央部に凸部領域４ａに対応するキャビティを有する形状である。第１の樹脂封止体４形成の後に第１のモールドキュアを行う。この工程によって樹脂中の残留応力の緩和を行う。後の工程でも第２のモールドキュアがあり、第１のモールドキュアを省略して第２のモールドキュアで兼ねると、半導体素子６を封止した後に第１の樹脂封止体４の歪みが生じるが、第１の樹脂封止体４を形成した後に第１のモールドキュアを行うことによって、第２のモールドキュア時に生じる第１の樹脂封止体４の歪みは小さく、半導体素子６の特性変化を抑制することができる。もし、第１の樹脂封止体４形成に用いた樹脂がキュアレスタイプであれば、上記第１のモールドキュア工程は不要である。
図１２は本発明の第２の実施形態に係る半導体装置のワイヤーボンディング後の状態を示す鳥瞰図である。フレーム枠１ａの内側に形成された第１の樹脂封止体４の上面の素子搭載部１１にダイアタッチ材５を介して半導体素子６を接着し、半導体チップ６とフレーム枠１ａから延伸する複数のリード２の内側領域に形成されているインナーリード２ａがワイヤー７を介して電気的に接続される。
図１３は本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の第２の樹脂封止体形成後の状態を示す鳥瞰図である。第１の樹脂封止体４の上面と半導体素子６とワイヤー７を被覆するように第２の樹脂封止体８を設ける。第２の封止樹脂体８は第１の封止樹脂体４と同じ材料で樹脂封止したものである。平面視的に第２の樹脂封止体８は第１の樹脂封止体４の底面側の凸部領域４ａに対応するように形成される。フレーム枠１ａ内の凸部領域４ａ以外には薄肉の第１の樹脂封止体４が残っている。すなわち、隣接するリード２の間およびフレーム枠１ａとリード２の間にはフレーム枠１ａと同じ厚みの第１の樹脂封止体４が残っている。次に、第２のモールドキュアを行い、樹脂中の残留応力の緩和を行う。もし、第２の樹脂封止体８形成に用いた樹脂がキュアレスタイプであれば、上記第２モールドキュア工程は不要である。
図１４は本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の２次樹脂封止後に不要な樹脂を除去した後の状態を示す図である。第１の樹脂封止体４の薄肉領域４ｂ、隣接するリード２の間およびフレーム枠１ａとリード２の間に残っている第１の樹脂封止体４が除去され、第１の樹脂封止体４が第２の樹脂封止体８と平面視的に同等となって、一体化した樹脂封止体１０を形成している。このとき、リード２間の樹脂も除去されている。不要封止樹脂の除去はパンチ加工による除去やレーザー加工により行われる。
図１５は本発明の第２の実施形態に係る半導体装置のアウターリードを切断し、曲げ形状を形成した状態を示す図である。図１５（ａ）は鳥瞰図であり、図１５（ｂ）は図１５（ａ）のＪ−Ｊ線における断面図である。まず、リード２をフレーム枠２ａから切り離す。そして、一次封止樹脂４と２次封止樹脂で形成された一体化した樹脂封止体１０から露出したリード２の先端を下側に曲げてアウターリード２ｂを形成する。アウターリード２ｂは基板実装可能な高さに曲げ加工されている。このとき、樹脂保持リード９はフレーム枠１ａと接続している状態である。この状態でフレーム枠１ａを利用して電解メッキを行うとアウターリード２ｂの切断面にメッキ膜が形成され、後続工程での実装が容易になる。次に、この形態で半導体装置の電気特性試験を行う。半導体装置はマトリックス状に配列されたリードフレーム１に樹脂保持リード９を介して組み込まれているため、効率の高い電気特性試験を行うことができる。電気特性試験を終えた後、樹脂保持リード９をフレーム枠１ａから切り離す。一体化した樹脂封止体１０の側面から樹脂保持リード９が露出する部分での切り離しが望ましい。
以上説明した半導体装置の製造方法によれば、小型の半導体装置を得られるだけでなく、効率の高い電気特性試験を行うことができる。結果として、半導体装置の製造コストを低減でき、安価な半導体装置を提供できる。
１ リードフレーム
１ａ フレーム枠
１ｂ フレーム枠
２ リード
２ａ インナーリード
２ｂ アウターリード
３ 曲げ形状の先端部
４ 第１の樹脂封止体
４ａ 凸部領域
４ｂ 薄肉領域
５ ダイアタッチ剤
６ 半導体素子
７ ワイヤー
８ 第２の樹脂封止体脂
９ 樹脂保持リード
９ａ 樹脂保持リードの曲げ形状の先端部
１０ 一体化した樹脂封止体
１１ 素子搭載部
１２ メッキ膜

Claims (9)

  1. 第１の樹脂封止体と、
    前記第１の樹脂封止体の表面に設けられた素子搭載部と、
    前記素子搭載部に載置された半導体素子と、
    前記素子搭載部の周囲に設けられ、前記半導体素子と電気的に接続されたインナーリードと、
    前記インナーリードから延伸するアウターリードと、
    前記第１の樹脂封止体の上面および前記半導体素子を被覆する第２の樹脂封止体と、
    を備え、
    前記インナーリードは前記第１の樹脂封止体に被覆され、
    前記インナーリードの先端部の上面は前記素子搭載部の底面の下方に位置することを特徴とする半導体装置。
  2. 前記インナーリードの先端部には曲げ形状が施されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
  3. 前記インナーリードの一部は前記第１の樹脂封止体から露出し、前記第２の樹脂封止体と接することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置。
  4. 前記インナーリードは対向する２つの側面に設けられ、前記２つの側面に隣り合う側面に樹脂保持リードが設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の半導体装置。
  5. 前記樹脂保持リードの先端部には曲げ形状が施されていることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
  6. 前記半導体チップ上の前記第２の樹脂封止体の厚さが前記第１の樹脂封止体の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の半導体装置。
  7. フレーム枠の対向する２本の枠に接続されたリードを有するリードフレームを準備する工程と、
    前記リードの先端部を下方に折り曲げる工程と、
    前記リードフレームの前記フレーム枠内に第１の樹脂封止体を形成し、前記先端部を前記第１の樹脂封止体で覆い、前記先端部を除く前記リードの他部を前記第１の樹脂封止体から露出する工程と、
    前記先端部の上方に設けられた素子搭載部上に半導体素子を固着する工程と、
    前記半導体素子の電極部と前記他部を電気的に接続する工程と、
    前記半導体素子を第２の樹脂封止体で被覆する工程と、
    前記前記第１の樹脂封止体の薄肉領域を除去する工程と、
    前記他部を前記フレーム枠から切り離し、アウターリードを形成する工程と、
    を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  8. フレーム枠の対向する２本の枠に接続されたリードと前記対向する２本の枠と隣り合う他の２本の枠に接続された樹脂保持リードとを有するリードフレームを準備する工程と、
    前記リードおよび前記樹脂保持リードの先端部を下方に折り曲げる工程と、
    前記リードフレームの前記フレーム枠内に第１の樹脂封止体を形成し、前記先端部を前記第１の樹脂封止体で覆い、前記先端部を除く前記リードの他部を前記第１の樹脂封止体から露出する工程と、
    前記先端部の上方に設けられた素子搭載部上に半導体素子を固着する工程と、
    前記半導体素子の電極部と前記他部を電気的に接続する工程と、
    前記半導体素子を第２の樹脂封止体で被覆する工程と、
    前記前記第１の樹脂封止体の薄肉領域を除去する工程と、
    前記他部を前記フレーム枠から切り離し、アウターリードを形成する工程と、
    前記樹脂保持リードを前記フレーム枠から切り離す工程と、
    を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  9. 前記アウターリードを形成する工程の後に、前記半導体素子の電気特性試験を行う工程を備えることを特徴とする請求項８に記載の半導体装置の製造方法。
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