JP2552822B2 - 半導体パッケージおよびその製造方法 - Google Patents

半導体パッケージおよびその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体パッケージお
よびその製造方法に関するもので、より具体的にはダイ
パッドが外部に露出される形態の超薄形パッケージやパ
ワーパッケージから露出された前記ダイパッドには前記
外部リードの表面処理工程の間に鍍金膜が形成されない
構造を有する半導体パッケージおよびその製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、前記半導体パッケージは前記
リードフレームの前記外部リードを通じて外部回路と電
気的に連結される。前記外部リードの接続は普通、半田
づけによって行なわれるが、前記外部リードの材料とし
て普通にアルミニウムや鉄−ニッケル合金または銅合金
を使用しているので、組立工程の間の加熱等によって前
記外部リードの表面が酸化されると、半田づけが困難に
なる。したがって、モールディング工程の後に朱錫や半
田等を使用して前記外部リードの表面を処理する。
【０００３】このような前記外部リードの表面処理は普
通、電気鍍金法によって行なわれる。前記電気鍍金法に
よる前記外部リードの表面処理は、トランスファモール
ディング工程等によってパッケージする半導体チップ、
ボンディングワイヤ、内部リードを封止してから行なわ
れるのが一般的である。
【０００４】ところが、最近、電子機器の小形化・薄形
化の趨勢に応答して開発された０．５mm以下の厚さを有
するＵＴＳＯＰ（Ultra Thin SOP）のような超薄形パッ
ケージや、優秀な熱の放出特性が要求されるパワーＩＣ
またはパワーＱＵＡＤ形態のパッケージにおいては前記
リードフレームのパッド（ダイパッド）がパッケージの
外部、即ち封止樹脂外に露出された構造をもっている。
このような構造をもつパッケージは、一般的なパッケー
ジ製品と同様に前記ダイパッドが前記リードフレームの
サイドレールとタイバーによって電気的に連結されてい
る。この状態からモールディング工程後に電気鍍金法に
よる前記外部リードの表面処理の工程をすると、前記封
止樹脂外部に露出されている前記ダイパッドにも鍍金膜
が形成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
形成された鍍金膜は普通に朱錫、半田またはこれらの合
金等からなっているので、アルミニウムや鉄−ニッケル
合金の前記リードフレームに比べ耐蝕性が悪くパッケー
ジの環境試験下から腐蝕による不良を容易に発生させ、
前記半導体パッケージを印刷回路基板に実装した後にも
鍍金成分中に包含された朱錫マイグレーション（tin mi
gration)によって前記半導体パッケージと前記印刷回路
基板との間の電気的なショート不良を発生させる。ま
た、鍍金工程から形成された鍍金膜は表面状態が柔軟で
あるので、鍍金工程以後の組立工程の間に鍍金膜が剥け
るとか押さえ付け等によって外観上の脆弱性が現れる。
【０００６】したがって、前記ダイパッドが露出された
形態の前記パッケージの場合、鍍金工程から鍍金膜が前
記ダイパッドに形成されることを防止するために鍍金工
程を進行する前に、露出された前記ダイパッド面に絶縁
テープを接着して鍍金膜が形成されないようにし、鍍金
工程の終了後に前記絶縁テープを除去する工程を追加す
る技術が知られている。
【０００７】しかし、前記絶縁テープを使用した従来の
鍍金膜形成の防止技術は、前記絶縁テープの接着および
除去工程から前記リードフレームの大きさや露出された
前記ダイパッドの大きさにより各々異なる形態のテープ
接着装備と除去装備が必要であるので、この組立工程が
複雑であるばかりではなく、その製造費用が増加される
という問題点がある。
【０００８】したがって、本発明はこのような従来技術
の問題点を解決するためのもので、本発明の目的は、前
記ダイパッドが外部に露出された形態のパッケージの前
記外部リードを表面処理するとき、前記ダイパッドに鍍
金膜が形成されることを防止することができる新たな形
態の半導体パッケージおよびその製造方法を提供するこ
とにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るため、請求項１記載の第１の発明は、半導体チップが
実装されるダイパッドと、前記半導体チップとボンディ
ングワイヤによって電気的に連結されるための内部リー
ドと、前記内部リードと一体形となっている外部リード
と、前記内部リードと外部リードとの間に形成されてい
るダムバーと、前記ダムバーの両方の端と連結され、前
記外部リードを電気鍍金法によって表面処理時に鍍金電
極の電位が加えられるサイドレールと、前記ダイパッド
とサイドレールを連結させるタイバーを具備する半導体
パッケージにおいて、前記タイバーは前記電気鍍金法に
よる前記外部リードの表面処理の間に前記サイドレール
とダイパッドを機械的に連結させて、電気的には絶縁さ
せることを要旨とする。従って、ダイパッドが外部に露
出された形態のパッケージの前記外部リードを表面処理
するとき、前記ダイパッドに鍍金膜が形成されることを
防止できる。
【００１０】請求項２記載の第２の発明は、前記タイバ
ーは非伝導性の絶縁テープによって前記サイドレールと
ダイパッドを機械的に連結させることを要旨とする。従
って、リードフレームの製造工程から前記外部リードの
鍍金までの工程の間には前記絶縁テープとタイバーによ
って前記ダイパッドが支持されているので、ワイヤボン
ディングやモールディング工程は安定的に施工できる。
【００１１】請求項３記載の第３の発明は、前記ダムバ
ーの一部分は前記ダイパッドと機械的に電気的に連結さ
れることを要旨とする。
【００１２】請求項４記載の第４の発明は、前記サイド
レールとダイパッドの機械的な連結は前記サイドレール
から前記ダイパッドの方に突出された補助タイバーおよ
びモールド樹脂によって行なわれることを要旨とする。
従って、前記状態から鍍金工程を進行すると電気的に絶
縁された前記ダイパッドには鍍金膜が被覆されないよう
になる。
【００１３】請求項５記載の第５の発明は、半導体チッ
プが実装される前記ダイパッドと、前記半導体チップと
電気的に連結されるための内部リードと、前記内部リー
ドと一体形となっている外部リードと、前記内部リード
と外部リードとの間に形成されているダムバーと、前記
ダムバーの両方の端と連結されているサイドレールと、
前記ダイパッドとサイドレールを連結させるタイバーを
具備するリードフレームを製造する段階と、前記半導体
チップを前記リードフレームの前記ダイパッドに付着す
るダイ付着段階と、前記リードフレームに樹脂を注入す
る段階として、前記ダイパッドの底面が前記注入された
樹脂の外部に露出されるように樹脂を注入するモールデ
ィング段階と、前記リードフレームの前記ダムバーを切
断する段階と、前記モールディング段階から注入された
樹脂によって封止されなかった外部リードを表面処理す
る段階と、前記外部リードの表面処理段階は前記リード
フレームのサイドレールに鍍金電極を連結して鍍金液の
中で酸化還元反応が発生されるようにする電気鍍金法に
よって行われており、前記ダイパッドとサイドレールは
機械的には連結されて、電気的には絶縁される段階とを
有することを要旨とする。従って、ダイパッドが外部に
露出された形態のパッケージの前記外部リードを表面処
理するとき、前記ダイパッドに鍍金膜が形成されること
を防止できる。
【００１４】請求項６記載の第６の発明は、前記リード
フレームの製造段階は前記タイバーを切断し非伝導性の
絶縁テープに前記切断されたタイバーを連結する段階を
包含することを要旨とする。従って、リードフレームの
製造工程から前記外部リードの鍍金までの工程の間には
前記絶縁テープとタイバーによって前記ダイパッドが支
持されているので、ワイヤボンディングやモールディン
グ工程は安定的に施工できる。
【００１５】請求項７記載の第７の発明は、前記リード
フレームの製造段階は前記ダムバーの一部分と前記ダイ
パッドを連結させる段階を包含することを要旨とする。
【００１６】請求項８記載の第８の発明は、前記リード
フレームの製造段階は前記サイドレールから前記ダイパ
ッドの方に突出される補助タイバーを形成する段階を包
含することを要旨とする。従って、ダイパッドを支持す
ることができる。
【００１７】請求項９記載の第９の発明は、前記モール
ディング段階は前記補助タイバーが封止樹脂に包含され
るようにすることを要旨とする。従って、鍍金膜はダイ
パッドが鍍金電極と絶縁されているので、外部リードの
み被覆される。
【００１８】請求項１０記載の第１０の発明は、前記ダ
ムバーの切断段階は前記リードフレームの前記タイバー
およびダムバーを切断する段階であることを要旨とす
る。従って、前記状態から鍍金工程を進行すると電気的
に絶縁された前記ダイパッドには鍍金膜が被覆されない
ようになる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
細に説明する。
【００２０】図１は一般的な前記リードフレームの構造
を示しているもので、帯形態の前記リードフレームは一
度に同一の工程が進行されるが、説明の便宜上前記のリ
ードフレーム製造、半導体チップの付着、モールディン
グ工程が進行された状態を分けて図示した。
【００２１】まず、図１の一番左側に図示のように前記
リードフレームは、リードフレームパッド（ダイパッド
ともいう）１、前記タイバー２、内部リード３、外部リ
ード４およびサイドレール５で構成されている。前記ダ
イパッド１は前記タイバー２によって前記リードフレー
ムのサイドレール５と機械的に、そして電気的に連結さ
れている。
【００２２】図１の中央に図示のように、前記ダイパッ
ド１上にパッケージしようとする前記半導体チップ６を
ダイアタッチ工程によって付着してから、前記内部リー
ド３とワイヤ７をボンディングして前記リードフレーム
と半導体チップ６を電気的に連結する。その次に、図面
の一番右側に図示のように、前記リードフレームをモー
ルディング装備に配置してから、ゲート８を通じてモー
ルド樹脂９を注入して前記半導体チップ６を封止する。
このとき樹脂が注入される領域は図中左右には前記内部
リード３と外部リード４の境界部分までであり、図中上
下には前記ゲート８の注入口の端までである。
【００２３】前記外部リード４の表面処理は封止された
前記リードフレーム状態から行なわれるが、前記リード
フレームのサイドレール５に陰極電位を加え、前記リー
ドフレーム全体を鍍金液の中に浸漬して酸化還元反応に
よる朱錫や半田の鍍金処理が行なわれる。ところが、前
記ダイパッド１が前記タイバー２を通じて前記リードフ
レームと電気的に連結されているので、前記ダイパッド
１がモールド樹脂外に露出されている場合には、このダ
イパッドにも鍍金膜が形成されるであろう。
【００２４】図２は本発明による前記リードフレームの
一つの実施形態を示した図面である。
【００２５】前記リードフレーム１０は、前記ダイパッ
ド１１が前記リードフレームの中央およびコーナータイ
バー１２ａ，１２ｂによって前記リードフレームのサイ
ドレール１３と連結されている。パッケージの完了され
た製品の電気的な連結のための前記内部リード１５ａと
外部リード１５ｂとの間にはダムバー（dam bar)１４が
形成されている。しかし、このダムバー１４は、モール
ディング工程時に樹脂が前記外部リード１５ｂの方に流
出されることを防止するためのものである。前記リード
フレーム１０には、またモールディングされる樹脂が注
入されるゲート１６と、前記リードフレームを移送する
ためのスリット１７が形成されている。
【００２６】このような構造を有する本発明による前記
リードフレーム１０は次のような順序によって製造され
る。前記リードフレームが願う構造をもつようにする蝕
刻またはスタンピング（stamping）工程から前記ダムバ
ー１４と連結される前記コーナータイバー１２ａを前記
ダイパッド１１の側面に形成して前記ダイパッド１１を
支持することができるようにする。前記ダイパッド１１
とサイドレール１３を連結している前記タイバー１２ｂ
を切断してから、切断部１８にポリイミド等の非伝導性
のテープ１９を接着する。このとき、切断される前記切
断部１８の幅は、前記絶縁テープ１９による前記ダイパ
ッド１１の支持役割を確保するために最小化することが
望ましい。このような構造を有する前記リードフレーム
の前記ダイパッド１１に半導体チップを載置してワイヤ
ボンディングし、モールド樹脂によって封止してから前
記ダムバー１４を切断すると前記ダイパッド１１はリー
ドフレームのサイドレール１３と電気的に完全に分離さ
れることが分かる。この状態から前記外部リード１５ｂ
を表面処理すると、前記ダイパッド１１が外部に露出さ
れてあっても前記ダイパッド１１には鍍金膜が形成され
ないであろう。また、前記リードフレームの製造工程か
ら前記外部リード１１の鍍金までの工程の間には前記絶
縁テープ１９とタイバー１２ａによって前記ダイパッド
１１が支持されているので、ワイヤボンディングやモー
ルディング工程は安定的に施工されることができる。
【００２７】図３は本発明による前記リードフレームの
他の実施形態である。
【００２８】上述の実施形態と同様にダムバー２４が内
部リード２５ａと外部リード２５ｂとの間に縦の方向に
ダイパッド２１の両側に形成されてあって、トランスフ
ァモールディング工程時に樹脂が外部に流出されること
を防止する。
【００２９】樹脂が注入されるゲート２６は前記ダイパ
ッド２１の上下に形成されており、タイバー２２ｂは従
来のリードフレーム（図１参照）と同様に前記ダイパッ
ド２１とサイドレール２３を連結させている。前記タイ
バー２２ｂの両側には補助タイバー２２ａが形成されて
いる。前記補助タイバー２２ａはサイドレール２３から
突出された形状となっており、前記内部リード２５ａや
ダイパッド２１には連結されていないが、その役割は次
のようである。
【００３０】モールディング工程の終了後に、前記タイ
バー２２ｂによって前記サイドレール２３とダイパッド
２１が連結された状態から鍍金処理すると上述の説明の
ように前記ダイパッド２１にも鍍金膜が被覆される。し
たがって、前記タイバー２２ｂを切断して電気的に遮断
しなければならない。ところが、鍍金処理は切断された
部分にも鍍金が行なわれるようにするためにモールディ
ング工程の終了後にダムバー２４を切断した後に行なわ
れるが、このとき前記タイバー２２ｂまでも切断すると
モールド樹脂は点線２８に示した部分まで注入されるの
で、前記ダイパッド２１を支持することができないよう
になる。
【００３１】したがって、本発明の前記補助タイバー２
２ａを前記サイドレール２３から点線２８の内側に突出
されるように形成させると既存のタイバー２２ｂを切断
してもダイパッド２１は、補助タイバー２２ａによって
機械的に支持されることができる。この状態から鍍金工
程を進行すると電気的に絶縁された前記ダイパッド２１
には鍍金膜が被覆されないようになる。
【００３２】図４は本発明による構造を有する前記リー
ドフレームを利用した前記半導体パッケージの断面図で
ある。
【００３３】前記ダイパッド３１に銀−エポキシ等の接
着剤３２を使用して前記半導体チップ３３を付着する。
モールディング工程によって樹脂３６を封止してから、
前記外部リード３５ｂを電気鍍金法等によって表面処理
する。鍍金膜３７は前記ダイパッド３１が鍍金電極（図
示せず）と絶縁されているので、外部リード３５ｂのみ
被覆されるであろう。
【００３４】以上の説明から、本発明によるダイパッド
がモールド樹脂外に露出された場合にも電気鍍金法によ
る外部リードを表面処理してもダイパッドには鍍金膜が
形成されないので、パッケージの信頼性の試験途中のパ
ッケージの腐蝕発生を防止することができ、外観の不良
や電気的な不良率を減らすことができる。
【００３５】いままで図面を参照して本発明を説明した
が、これは例示的なものに過ぎず、本発明の範囲を限定
させるためのものではない。例えば、図２および図３の
実施形態はタイバーを電気的に絶縁させリードフレーム
のサイドレールとダイパッドを機械的に連結させてやる
ための手段を２つの実施形態として図示したものである
が、本発明の範囲を逸脱しないで各種の変形等が可能で
あるというのは当業者なら容易に理解することができる
であろう。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、第１の発明は、内
部リードと外部リードとの間に形成されているダムバー
は前記電気鍍金法による前記外部リードの表面処理の間
に前記サイドレールとダイパッドを機械的には連結させ
て、電気的には絶縁させるので、ダイパッドが外部に露
出された形態のパッケージの前記外部リードを表面処理
するとき、前記ダイパッドに鍍金膜が形成されることを
防止することができる。
【００３７】第２の発明は、前記タイバーは非伝導性の
絶縁テープによって前記サイドレールとダイパッドを機
械的に連結させるので、リードフレームの製造工程から
前記外部リードの鍍金までの工程の間には前記絶縁テー
プとタイバーによって前記ダイパッドが支持されるた
め、ワイヤボンディングやモールディング工程は安定的
に施工されることができる。
【００３８】第４の発明は、前記サイドレールとダイパ
ッドの機械的な連結は前記サイドレールから前記ダイパ
ッドの方に突出された補助タイバーおよびモールド樹脂
によって行なわれるので、前記状態から鍍金工程を進行
すると電気的に絶縁された前記ダイパッドには鍍金膜が
被覆されないようになる。
【００３９】第５の発明は、半導体チップが実装される
前記ダイパッドと、前記半導体チップと電気的に連結さ
れるための内部リードと、前記内部リードと一体形とな
っている外部リードと、前記内部リードと外部リードと
の間に形成されているダムバーと、前記ダムバーの両方
の端と連結されているサイドレールと、前記ダイパッド
とサイドレールを連結させるタイバーを具備するリード
フレームを製造する段階と、前記半導体チップを前記リ
ードフレームの前記ダイパッドに付着するダイ付着段階
と、前記リードフレームに樹脂を注入する段階として、
前記ダイパッドの底面が前記注入された樹脂の外部に露
出されるように樹脂を注入するモールディング段階と、
前記リードフレームの前記ダムバーを切断する段階と、
前記モールディング段階から注入された樹脂によって封
止されなかった外部リードを表面処理する段階と、前記
外部リードの表面処理段階は前記リードフレームのサイ
ドレールに鍍金電極を連結して鍍金液の中で酸化還元反
応が発生されるようにする電気鍍金法によって行われて
おり、前記ダイパッドとサイドレールは機械的には連結
されて、電気的には絶縁される段階とを有するので、ダ
イパッドが外部に露出された形態のパッケージの前記外
部リードを表面処理するとき、前記ダイパッドに鍍金膜
が形成されることを防止することができる。
【００４０】第６の発明は、前記リードフレームの製造
段階は前記タイバーを切断し非伝導性の絶縁テープに前
記切断されたタイバーを連結する段階を包含するので、
リードフレームの製造工程から前記外部リードの鍍金ま
での工程の間には前記絶縁テープとタイバーによって前
記ダイパッドが支持されるため、ワイヤボンディングや
モールディング工程は安定的に施工されることができ
る。
【００４１】第８の発明は、前記リードフレームの製造
段階は前記サイドレールから前記ダイパッドの方に突出
される補助タイバーを形成する段階を包含するので、ダ
イパッドを支持することができる。
【００４２】第９の発明は、前記モールディング段階は
前記補助タイバーが封止樹脂に包含されるので、鍍金膜
はダイパッドが鍍金電極と絶縁されるため、外部リード
のみ被覆されるであろう。
【００４３】第１０の発明は、前記ダムバーの切断段階
は前記リードフレームの前記タイバーおよびダムバーを
切断する段階であるので、前記状態から鍍金工程を進行
すると電気的に絶縁された前記ダイパッドには鍍金膜が
被覆されないようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】リードフレームの一般的な構造図である。
【図２】本発明による前記リードフレームの１つの実施
形態を示す平面図である。
【図３】本発明による前記リードフレームの他の実施形
態を示す平面図である。
【図４】本発明による前記リードフレームを利用した半
導体パッケージとしてリードフレームパッドが封止樹脂
の外部に露出されたパッケージの断面図である。
【符号の説明】
１，１１，２１，３１ ダイパッド ２，１２ａ，１２ｂ，２２ｂ タイバー ３，１５ａ，２５ａ，３５ａ 内部リード ４，１５ｂ，２５ｂ，３６ｂ 外部リード ５，１３，２３ サイドレール ６，３３ 半導体チップ ７，３４ ボンディングワイヤ ８，１６，２６ ゲート ９，３６ 封止樹脂 １０，２０ リードフレーム １４，２４ ダムバー １７，２７ スリット（移送孔） １８ 切断部 ３７ 鍍金膜

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体チップが実装されるダイパッド
    と、前記半導体チップとボンディングワイヤによって電
    気的に連結されるための内部リードと、前記内部リード
    と一体形となっている外部リードと、前記内部リードと
    外部リードとの間に形成されているダムバーと、前記ダ
    ムバーの両方の端と連結され、前記外部リードを電気鍍
    金法によって表面処理時に鍍金電極の電位が加えられる
    サイドレールと、前記ダイパッドとサイドレールを連結
    させるタイバーを具備する半導体パッケージにおいて、 前記タイバーは前記電気鍍金法による前記外部リードの
    表面処理の間に前記サイドレールとダイパッドを機械的
    に連結させて、電気的には絶縁させることを特徴とする
    半導体パッケージ。
  2. 【請求項２】 前記タイバーは非伝導性の絶縁テープに
    よって前記サイドレールとダイパッドを機械的に連結さ
    せることを特徴とする請求項１記載の半導体パッケー
    ジ。
  3. 【請求項３】 前記ダムバーの一部分は前記ダイパッド
    と機械的に電気的に連結されることを特徴とする請求項
    ２記載の半導体パッケージ。
  4. 【請求項４】 前記サイドレールとダイパッドの機械的
    な連結は前記サイドレールから前記ダイパッドの方に突
    出された補助タイバーおよびモールド樹脂によって行な
    われることを特徴とする請求項１記載の半導体パッケー
    ジ。
  5. 【請求項５】 半導体チップが実装される前記ダイパッ
    ドと、前記半導体チップと電気的に連結されるための内
    部リードと、前記内部リードと一体形となっている外部
    リードと、前記内部リードと外部リードとの間に形成さ
    れているダムバーと、前記ダムバーの両方の端と連結さ
    れているサイドレールと、前記ダイパッドとサイドレー
    ルを連結させるタイバーを具備するリードフレームを製
    造する段階と、 前記半導体チップを前記リードフレームの前記ダイパッ
    ドに付着するダイ付着段階と、 前記リードフレームに樹脂を注入する段階として、前記
    ダイパッドの底面が前記注入された樹脂の外部に露出さ
    れるように樹脂を注入するモールディング段階と、 前記リードフレームの前記ダムバーを切断する段階と、 前記モールディング段階から注入された樹脂によって封
    止されなかった外部リードを表面処理する段階と、 前記外部リードの表面処理段階は前記リードフレームの
    サイドレールに鍍金電極を連結して鍍金液の中で酸化還
    元反応が発生されるようにする電気鍍金法によって行わ
    れており、前記ダイパッドとサイドレールは機械的には
    連結されて、電気的には絶縁される段階と、 を有することを特徴とする半導体パッケージの製造方
    法。
  6. 【請求項６】 前記リードフレームの製造段階は前記タ
    イバーを切断し非伝導性の絶縁テープに前記切断された
    タイバーを連結する段階を包含することを特徴とする請
    求項５記載の半導体パッケージの製造方法。
  7. 【請求項７】 前記リードフレームの製造段階は前記ダ
    ムバーの一部分と前記ダイパッドを連結させる段階を包
    含することを特徴とする請求項５記載の半導体パッケー
    ジの製造方法。
  8. 【請求項８】 前記リードフレームの製造段階は前記サ
    イドレールから前記ダイパッドの方に突出される補助タ
    イバーを形成する段階を包含することを特徴とする請求
    項５記載の半導体パッケージの製造方法。
  9. 【請求項９】 前記モールディング段階は前記補助タイ
    バーが封止樹脂に包含されるようにすることを特徴とす
    る請求項８記載の半導体パッケージの製造方法。
  10. 【請求項１０】 前記ダムバーの切断段階は前記リード
    フレームの前記タイバーおよびダムバーを切断する段階
    であることを特徴とする請求項５記載の半導体パッケー
    ジの製造方法。
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