JP2666696B2 - Lead frame for resin-sealed semiconductor device, method of manufacturing the same, and resin-sealed semiconductor device - Google Patents

Lead frame for resin-sealed semiconductor device, method of manufacturing the same, and resin-sealed semiconductor device

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JP2666696B2
JP2666696B2 JP5248929A JP24892993A JP2666696B2 JP 2666696 B2 JP2666696 B2 JP 2666696B2 JP 5248929 A JP5248929 A JP 5248929A JP 24892993 A JP24892993 A JP 24892993A JP 2666696 B2 JP2666696 B2 JP 2666696B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、樹脂封止型半導体装置
用リードフレームとその製造方法及び樹脂封止型半導体
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lead frame for a resin-sealed semiconductor device, a method for manufacturing the same, and a resin-sealed semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】最も一般的に用いられている樹脂封止型
半導体装置用リードフレーム(以下単にリードフレーム
という)においては、その素子載置部はリードフレーム
素材により形成されるのが普通である(以下、リードフ
レーム素材で形成される素子載置部をアイランドとい
う)。しかしながら、このような一般的なリードフレー
ムのアイランドでは、ワイヤボンディング技術の制限な
どのため、半導体素子の寸法の大小や縦横比に合わせて
アイランド寸法も変えねばならず、同一のパッケージに
対して複数の種類のリードフレームを用意する必要があ
る。また、パッケージの樹脂封止部の寸法に対してアイ
ランド寸法が大きくなり過ぎると、パッケージの樹脂封
止部の内部に存在するインナーリード長が短くなること
によってリード引き抜き強度が極度に低下する。更に、
アイランド寸法が大きくなることによって実装時の加熱
時に封止樹脂との間で剥離する面積が増大してしまうた
め、パッケージクラックの耐量が著しく低下してしまう
ことが知られている。
2. Description of the Related Art In a most commonly used lead frame for a resin-encapsulated semiconductor device (hereinafter simply referred to as a lead frame), an element mounting portion is usually formed of a lead frame material. (Hereinafter, an element mounting portion formed of a lead frame material is referred to as an island). However, in such a general lead frame island, the island size must be changed in accordance with the size and aspect ratio of the semiconductor element due to the limitation of the wire bonding technology and the like. Types of lead frames must be prepared. Further, if the island size is too large with respect to the size of the resin sealing portion of the package, the inner lead length existing inside the resin sealing portion of the package becomes short, and the lead pull-out strength is extremely reduced. Furthermore,
It is known that an increase in the size of the island increases an area to be peeled off from the sealing resin at the time of heating during mounting, so that the resistance to package cracks is significantly reduced.

【0003】前者の半導体素子の寸法や縦横比に合わせ
てアイランド寸法の異なるリードフレームを複数種類準
備しなげればならないという問題点に対しては、アイラ
ンドを持たないリードフレームを用意し、アクリル系樹
脂の熱硬化型接着剤層を塗布したポリイミド絶縁性樹脂
フィルムを所用の寸法に切断し、このポリイミドフィル
ム7を図5に示すように、リードフレームのインナーリ
ード3C上に接着剤6により固定して素子載置部として
用いることにより、一種類のリードフレームで多様な半
導体素子の寸法に対応できるようにして、リードフレー
ムの汎用性を高めるという技術が知られている。
In order to solve the former problem that a plurality of types of lead frames having different island dimensions must be prepared in accordance with the dimensions and the aspect ratio of the semiconductor element, a lead frame having no island is prepared and an acrylic-based lead frame is prepared. The polyimide insulating resin film coated with the resin thermosetting adhesive layer is cut to a required size, and the polyimide film 7 is fixed on the inner lead 3C of the lead frame with the adhesive 6 as shown in FIG. There is known a technology in which a single type of lead frame can be used for a variety of semiconductor element dimensions by using the same as an element mounting portion to enhance the versatility of the lead frame.

【0004】又、後者のパッケージ寸法に対して大きな
寸法の半導体素子を搭載する技術としては図6に示すよ
うに、アイランドを持たないリードフレームのインナー
リード3D上に形成した一定粒径の充填剤を含んだ絶縁
性樹脂8によって半導体素子とリードフレームを固着す
るという技術が、例えば特開昭64−33939号公報
に示されている。この方法では、絶縁性樹脂として熱可
塑性樹脂を用いた場合にはリードフレーム上に供給した
樹脂をその融点以上とした状態で半導体素子を融着した
後に冷却して固着させ、また熱硬化型樹脂を用いた場合
にはリードフレーム上に樹脂を加熱して半硬化のBステ
ージとした状態で圧着・加熱して固着するものである。
As a technique for mounting a semiconductor element having a size larger than the package size, as shown in FIG. 6, a filler having a fixed particle size formed on inner leads 3D of a lead frame having no island is used. A technique in which a semiconductor element and a lead frame are fixed by an insulating resin 8 containing, for example, is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-33939. In this method, when a thermoplastic resin is used as the insulating resin, the semiconductor element is fused and then fixed by cooling after the resin supplied on the lead frame is heated to the melting point or higher. When the resin is used, the resin is heated on a lead frame to form a semi-cured B stage, and is pressed and heated to be fixed.

【0005】以上述べたような2つの従来例の樹脂封止
型半導体装置のパッケージ構造は、いわゆるCOL(c
hip on Lead)構造と呼ばれているものであ
る。
The package structure of the two conventional resin-encapsulated semiconductor devices described above is a so-called COL (c
This is called a “hip on lead” structure.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した前者
の従来技術では、絶縁性樹脂フィルムの切断を精度上の
要求から金型で行わなければならず、接着工程において
もリードフレームとの高精度な位置決めが要求される上
に、リードフレームと絶縁性樹脂フィルムとの間で厳密
な平行度を保持した状態で加熱圧着しないと十分な接着
強度が得られない等の困難があり、リードフレームの汎
用性は確かに向上するものの、リードフレーム上に半導
体素子載置部を設ける工程が非常に煩雑かつ高価なもの
となってしまう。加えて、作業性の問題(主として搬送
上の問題)から絶縁性フィルムとして用いるポリイミド
フィルムの厚さは75μm以上にせざるを得ないので、
接着剤層を含めた絶縁性フィルムの厚さが100μm以
上となってしまうため、薄型パッケージには適用しがた
いという欠点を有している。
However, in the above-mentioned prior art, the insulating resin film must be cut with a die in view of the requirement for accuracy, and even in the bonding step, high precision with the lead frame is required. In addition to the need for accurate positioning, there are difficulties such as not being able to obtain sufficient adhesive strength unless heat and pressure is applied while maintaining strict parallelism between the lead frame and the insulating resin film. Although the versatility is certainly improved, the process of providing the semiconductor element mounting portion on the lead frame becomes very complicated and expensive. In addition, the thickness of the polyimide film used as the insulating film must be 75 μm or more due to workability problems (mainly problems in transportation).
Since the thickness of the insulating film including the adhesive layer becomes 100 μm or more, it has a drawback that it is difficult to apply to a thin package.

【0007】更に、絶縁性樹脂フィルムの素材として用
いられるポリイミドは、封止樹脂として使用されている
エポキシ系樹脂との接着性・密着性が低く、先に述べた
後者の問題点であるパッケージクラック耐量の低下を招
くという欠点も併せ持っている。
Further, polyimide used as a material of an insulating resin film has low adhesiveness and adhesion to an epoxy resin used as a sealing resin, and the package crack which is the latter problem mentioned above is a problem. It also has the drawback of lowering the withstand capacity.

【0008】後者の従来技術では、どちらの樹脂を用い
た場合でも、リードフレームへの半導体素子の接着工程
を加熱下で実施しなければならないため前者の従来例と
同様に、リードフレームと絶縁性樹脂フィルムとの間で
厳密な平行度を保持した状態で圧着を行わないと十分な
接着強度が得られないという問題を有している。
In the latter conventional technique, the bonding process of the semiconductor element to the lead frame must be performed under heating in either case of using the resin. There is a problem in that a sufficient adhesive strength cannot be obtained unless pressure bonding is performed while maintaining strict parallelism with the resin film.

【0009】このようにCOL構造を採用した従来の樹
脂封止型半導体装置のパッケージおよびそれに用いられ
るリードフレームには、大別すると以下のような3つの
課題が存在している。
The conventional resin-encapsulated semiconductor device package adopting the COL structure and the lead frame used therein have the following three main problems.

【0010】第1に、その製造工程が複雑で、特にリー
ドフレームに素子載置部を形成する工程と半導体素子を
リードフレームに固着する工程が困難であり、一般的な
アイランドを有するリードフレームを使用する樹脂封止
型半導体装置の製造工程との整合性も非常に低い。従っ
て、その生産性は著しく低く、製造費用も高いものとな
ってしまう。
First, the manufacturing process is complicated. In particular, it is difficult to form an element mounting portion on a lead frame and to fix a semiconductor element to the lead frame. The compatibility with the manufacturing process of the resin-encapsulated semiconductor device to be used is also very low. Therefore, the productivity is extremely low and the production cost is high.

【0011】第2に、リードフレーム上に素子載置部と
して形成される素材がポリフェニレンサルファイドのよ
うな熱可塑性有機樹脂やポリイミドであった場合には、
半導体素子の接着剤として用いられるエポキシ系樹脂の
銀ベーストや封止樹脂として使用されるエポキシ系樹脂
との接着性・密着性が低いため、パッケージクラック耐
量の低下や耐湿性の低下が起きてしまう。従って、これ
らの素材を素子載置部として用いた場合には、信頼性の
低下が免れ得ないことになる。
Second, when the material formed as the element mounting portion on the lead frame is a thermoplastic organic resin such as polyphenylene sulfide or polyimide,
Poor adhesion / adhesion with the silver-based epoxy resin used as an adhesive for semiconductor elements and the epoxy resin used as an encapsulation resin, resulting in reduced package crack resistance and reduced moisture resistance. . Therefore, when these materials are used as the element mounting portion, a decrease in reliability cannot be avoided.

【0012】第3に、これらのCOL構造におけるリー
ドフレームでは、素子載置部の厚さが、リードフレーム
そのものの厚さに加えて50〜150μm厚くなること
を避けられず、トランスファー成型法による樹脂封止時
の樹脂の充填性を悪化させるため、パッケージ薄型化の
障害となってしまう。
Third, in the lead frame of these COL structures, the thickness of the element mounting portion cannot be inevitably increased by 50 to 150 μm in addition to the thickness of the lead frame itself. Since the filling property of the resin at the time of sealing is deteriorated, it becomes an obstacle to thinning the package.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】第1の発明の樹脂封止型
半導体装置用リードフレームは、リードフレームと、こ
のリードフレームの一部を覆って設けられ充填剤として
二酸化珪素粉末を含む絶縁性熱硬化型樹脂膜からなる少
なくとも1個の素子載置部とを含むものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a lead frame for a resin-encapsulated semiconductor device, wherein the lead frame is provided to cover a part of the lead frame and contains silicon dioxide powder as a filler. And at least one element mounting portion made of a thermosetting resin film.

【0014】第2の発明の樹脂封止型半導体装置用リー
ドフレームの製造方法は、リードフレームの表面の一部
へスクリーン印刷法を用いて絶縁性熱硬化型樹脂膜を印
刷し半導体素子載置部を形成するものである。
According to a second aspect of the invention, there is provided a method of manufacturing a lead frame for a resin-encapsulated semiconductor device, wherein an insulating thermosetting resin film is printed on a part of the surface of the lead frame by using a screen printing method, and a semiconductor element is mounted. It forms a part.

【0015】第3の発明の樹脂封止型半導体装置は、リ
ードフレームの一部を覆って設けられ充填剤として二酸
化珪素粉末を含む絶縁性熱硬化型樹脂膜からなる少くと
も1個の素子載置部と、この素子載置部上に接着剤を介
して固着された半導体素子と、この半導体素子を封止す
る樹脂とを含むものである。
A resin-encapsulated semiconductor device according to a third aspect of the present invention is provided so as to cover a part of a lead frame and is provided with a diacid as a filler.
At least one device mounting portion made of an insulating thermosetting resin film containing silicon oxide powder, and an adhesive is interposed on the device mounting portion.
And a resin for sealing the semiconductor element.

【0016】[0016]

【実施例】次に本発明を図面を参照して説明する。図1
(a),(b)は本発明の樹脂封止型半導体装置用リー
ドフレームの第1の実施例の上面図及びA−A線断面図
である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. FIG.
1A and 1B are a top view and a cross-sectional view taken along line AA of a first embodiment of a resin-encapsulated semiconductor device lead frame according to the present invention.

【0017】図1(a),(b)において、リードフレ
ーム1はその製造方法の加工限界内で最小の寸法とした
アイランド2を有している。アイランド2およびその周
辺部に設けられたインナーリード3の表面は、絶縁性の
樹脂膜4によって被覆・連結固定され素子載置部が形成
されている。
1 (a) and 1 (b), a lead frame 1 has an island 2 having a minimum size within a processing limit of the manufacturing method. The surface of the inner lead 3 provided on the island 2 and its periphery is covered and connected and fixed by an insulating resin film 4 to form an element mounting portion.

【0018】本第1の実施例において使用している樹脂
膜4は、充填剤として二酸化珪素の球状微粉(平均粒径
6μm)を70重量%以上含む一液性エポキシ系樹脂で
あり、リードフレーム1のアイランド2およびインナー
リード3上の樹脂厚は、20μm以下である。この樹脂
膜4は、スクリーン印刷法により容易に実現できる。本
第1の実施例では、スクリーンとして750mm角の寸
法を持つスクリーン枠に、東京プロセスサービス(株)
より提供されるSX−230スクリーンを貼付し、更に
所要の素子載置部のパターンを乳剤厚10μmとしてフ
ォトリソグラフィー技術によって形成(開口)したもの
を使用している。平均粒径6μmの球状の二酸化珪素微
粉を充填剤として用いているのは、上述のSX−230
スクリーンを用いて良好な印刷性を得るためである。更
に、リードフレーム1をエポキシ系樹脂とは接着性の極
めて低い弗化炭化水素系樹脂で被覆した金属性の下敷板
上に載せた状態で真空吸着により固定し、スクリーンと
の位置決めを行った後、先述の一液性エポキシ系樹脂を
用いて通常の手順でスクリーン印刷を行い、その後下敷
板と共に加熱することにより一液性エポキシ系樹脂を硬
化(以下キュアと称する)させた後に、リードフレーム
1を樹脂膜4と共に下敷板から剥離することにより得ら
れる。
The resin film 4 used in the first embodiment is a one-part epoxy resin containing 70% by weight or more of spherical fine powder of silicon dioxide (average particle size: 6 μm) as a filler. The resin thickness on the islands 2 and the inner leads 3 is 20 μm or less. This resin film 4 can be easily realized by a screen printing method. In the first embodiment, a screen frame having a size of 750 mm square as a screen is provided by Tokyo Process Service Co., Ltd.
An SX-230 screen provided by the company is attached, and a pattern of a required element mounting portion is formed (opened) by a photolithography technique with an emulsion thickness of 10 μm. The use of spherical silicon dioxide fine powder having an average particle diameter of 6 μm as a filler is based on the SX-230 described above.
This is for obtaining good printability using a screen. Further, the lead frame 1 is fixed by vacuum suction on a metal base plate coated with a fluorocarbon resin, which has extremely low adhesion to the epoxy resin, and is positioned with the screen. The screen printing is performed in a usual procedure using the one-part epoxy resin described above, and then the one-part epoxy resin is cured (hereinafter, referred to as “cure”) by heating together with an underlay plate. Is peeled off from the base plate together with the resin film 4.

【0019】本第1の実施例によるリードフレームを用
いた樹脂封止型半導体装置は、半導体素子10をこの絶
縁性の樹脂膜4の上に、銀ペースト等による接着剤を用
いた一般的な方法によって固定し、次に半導体素子上の
電極とリードフレームのインナーリード3間を金属細線
によって超音波熱圧着法を用いて接続を行い、この後は
一般的な樹脂封止型半導体装置の製造工程を経ることに
より得られる。また搭載する半導体素子の寸法が変更に
なる場合にも、スクリーンのパターンを変更するだけで
容易に対処できるため、リードフレームのパターンは変
更する必要が無いので、一種類のリードフレームで種々
の半導体素子に対処できる。
In the resin-encapsulated semiconductor device using a lead frame according to the first embodiment, the semiconductor element 10 is formed on the insulating resin film 4 by a general method using an adhesive such as a silver paste. Then, the connection between the electrode on the semiconductor element and the inner lead 3 of the lead frame is made by a thin metal wire using an ultrasonic thermocompression bonding method, and thereafter, a general resin-sealed semiconductor device is manufactured. It is obtained through a process. Also, when the dimensions of the semiconductor elements to be mounted are changed, it can be easily dealt with only by changing the pattern of the screen. Therefore, it is not necessary to change the pattern of the lead frame. Can deal with elements.

【0020】図2は本発明の第2の実施例の断面図であ
り、アイランドが無い以外は第1の実施例と同様であ
る。この場合も樹脂膜4Aはスクリーン印刷法により容
易に形成できる。
FIG. 2 is a sectional view of a second embodiment of the present invention, which is the same as the first embodiment except that there is no island. Also in this case, the resin film 4A can be easily formed by the screen printing method.

【0021】次にボディー寸法(モールド部)が12m
m×12mm×2.7mm厚の88ピンQFPに9.8
mmの角の半導体素子を搭載する場合について比較検討
を行ったところ、一般的なリードフレームでは、樹脂封
止部内のインナーリード長が0.5mしか取れない為、
リード引き抜き強度が非常に弱く、実用に耐えないこと
か判明した。
Next, the body size (mold part) is 12 m.
9.8 in 88 pin QFP of mx12mmx2.7mm thickness
When a comparative study was conducted on the case where a semiconductor element having a square of mm was mounted, the inner lead length in the resin sealing portion could only be 0.5 m with a general lead frame.
It was found that the lead pull-out strength was very weak and not practical.

【0022】次に比較例1として、アイランドを持たず
インナーリードの長いリードフレームに、75μm厚の
ポリイミドフィルムにアクリル系熱硬化型接着剤を約2
0μm塗布したものを10.6mm角の寸法に切断後リ
ードフレームに接着して素子載置部を形成し半導体素子
をエポキシ系銀ペーストで接着したものを作り、比較例
2としてやはりアイランドを持たないリードフレーム
に、日東電工(株)製の0.7mm厚のEペレットを1
0.6mm角に切断してリードフレーム上に置き更に半
導体素子をその上に載せた状態でテフロン板上で所定の
キュアを行った後テフロン板から剥離して作成したもの
を作り、実施例として図1に示したように、5.5mm
角のアイランドを持つリードフレームに10.55mm
角の開口寸法を持つスクリーンで絶縁性エポキシ系樹脂
をスクリーン印刷を行って作成した樹脂膜上に半導体素
子をエポキシ系銀ペーストで接着したものを作り、これ
ら3種類について半導体装置を作成し、パッケージクラ
ックについての評価を行った結果を表1に示す。尚、こ
の評価で使用したリードフレームは0.125mm厚の
銅系素材によるもので、めっき仕様は全面ニッケルめっ
きと全面パラジウムめっきである。
Next, as Comparative Example 1, about 75 μm thick polyimide film and acrylic thermosetting adhesive were applied to a lead frame having no islands and long inner leads for about 2 hours.
After cutting to a size of 10.6 mm square, the one coated with 0 μm was bonded to a lead frame to form an element mounting portion, and a semiconductor element was bonded with an epoxy-based silver paste to produce a semiconductor element. A 0.7 mm thick E pellet manufactured by Nitto Denko Corporation
Cut to 0.6 mm square, place on a lead frame, and further perform a predetermined cure on a Teflon plate with the semiconductor element mounted on it, and then peel off from the Teflon plate to make a product. 5.5 mm as shown in FIG.
10.55mm for lead frame with corner island
Semiconductor elements are bonded with epoxy-based silver paste on a resin film created by screen-printing an insulating epoxy resin on a screen with square opening dimensions, and semiconductor devices are created for these three types. Table 1 shows the results of evaluation of cracks. The lead frame used in this evaluation was made of a copper-based material having a thickness of 0.125 mm, and the plating specifications were nickel plating and palladium plating.

【0023】[0023]

【表1】 [Table 1]

【0024】表1に示したように第1の実施例のリード
フレームを用いた樹脂封止型半導体装置は、クラック発
生率は比較例2と同等以上に少い結果が得られた。しか
も従来の樹脂封止型半導体装置の組立製造工程との整合
性が非常に高い上に、信頼性も高く、更に素子載置部の
厚さが薄いため、パッケージの薄型化に容易に対応でき
るという利点を有している。
As shown in Table 1, in the resin-encapsulated semiconductor device using the lead frame of the first embodiment, the crack occurrence rate was as low as or more than that of Comparative Example 2. In addition, the compatibility with the assembly and manufacturing process of the conventional resin-encapsulated semiconductor device is very high, the reliability is high, and the thickness of the element mounting portion is thin, so that it is possible to easily cope with a thin package. It has the advantage that.

【0025】図3(a),(b)は本発明の樹脂封止型
半導体装置用リードフレームの第3の実施例の平面図及
びB−B線断面図である。
FIGS. 3A and 3B are a plan view and a sectional view taken along line BB of a third embodiment of the lead frame for a resin-sealed semiconductor device according to the present invention.

【0026】本第3の実施例においては、リードフレー
ム1Aは、アイランド支持リード5を有しており、リー
ドフレーム1Aの素子載置面はアイランドの支持リード
5およびその上の絶縁性の樹脂膜4Bによって形成され
ている。このリードフレーム1Aは、第1の実施例と全
く同様に、リードフレームに充填剤として二酸化珪素ォ
球状微粉(平均粒径6μm)を70重量%以上含む一液
性エポキシ系樹脂を所要のパターンを下敷板と共にスク
リーン印刷し、キュア後に剥離することにより得ること
ができる。
In the third embodiment, the lead frame 1A has the island supporting leads 5, and the element mounting surface of the lead frame 1A is the island supporting leads 5 and the insulating resin film thereon. 4B. The lead frame 1A has a required pattern of a one-pack epoxy resin containing 70% by weight or more of silicon dioxide spherical fine powder (average particle size: 6 μm) as a filler in the lead frame just like the first embodiment. It can be obtained by screen printing with an underlaying plate and peeling after curing.

【0027】本第3の実施例によるリードフレームを用
いた樹脂封止型半導体装置は、やはり第1の実施例同様
に組立を行うことができる。半導体素子はこの樹脂膜4
Aの上に銀ペースト等による接着剤を用いた一般的な方
法によって固定し、半導体素子上の電極とインナーリー
ド間を超音波熱圧着法を用いて金属細線によりワイヤホ
ンディングを行い、この後は一般的な樹脂封止型半導体
装置の製造工程を経ることにより得られる。また本第3
の実施例においては、その素子載置面の大半がエポキシ
系樹脂で構成されているため、半導体素子接着用に多用
されるエポキシ系ペーストと素子載置面との接着性およ
び素子載置面とその裏面と封止樹脂との接着性が大幅に
向上する。
The resin-encapsulated semiconductor device using the lead frame according to the third embodiment can be assembled similarly to the first embodiment. The semiconductor element is the resin film 4
A is fixed on A by a general method using an adhesive such as a silver paste, and between the electrode on the semiconductor element and the inner lead is wire-bonded with a thin metal wire using an ultrasonic thermocompression bonding method. Can be obtained through a general process of manufacturing a resin-sealed semiconductor device. The third
In the embodiment, since most of the element mounting surface is made of an epoxy resin, the adhesiveness between the epoxy mounting and the element mounting surface, which are frequently used for bonding semiconductor elements, and the element mounting surface and The adhesion between the back surface and the sealing resin is greatly improved.

【0028】次に、ボディー寸法が14mm×20mm
×2.7mm厚の80ピンQFPを用いて、通常の7.
4mm×8.7mmのアイランドを有するリードフレー
ムを用いて組み立てた比較例3と、3mm角のアイラン
ド上に7.4mm×8.4mmの絶縁性の樹脂膜による
素子載置部を設けた第3の実施例を用いて半導体装置を
作成し、そのパッケージクラック耐量を比較した結果を
表2に示す。尚、本例のリードフレームは、0.15m
m厚の銅系素材であり、めっき仕様はインナーリード先
端のみの銀めっきである。又、半導体素子のアイランド
もしくは素子載置部への接着には、一般的なエポキシ系
樹脂銀ペーストを用いた。
Next, the body size is 14 mm × 20 mm.
Using an 80-pin QFP with a thickness of × 2.7 mm, an ordinary 7.
Comparative Example 3 assembled using a lead frame having an island of 4 mm × 8.7 mm, and a third example in which an element mounting portion made of a 7.4 mm × 8.4 mm insulating resin film was provided on a 3 mm square island. Table 2 shows the results of manufacturing a semiconductor device using the example of Example 1 and comparing the package crack resistance. The lead frame of this example is 0.15 m
It is a copper-based material with a thickness of m, and the plating specification is silver plating only at the tip of the inner lead. A common epoxy resin silver paste was used for bonding the semiconductor element to the island or the element mounting portion.

【0029】[0029]

【表2】 [Table 2]

【0030】表2に示したように、第3の実施例におい
てもクラック発生率はゼロとなり、良好な結果が得られ
る。またこのリードフレームを用いた樹脂封止型半導体
装置は従来の樹脂封止型半導体装置の組立製造工程との
整合性が非常に高い上に、パッケージクラック耐性が非
常に高いという利点を有している。また、副次的な効果
として、素子載置部の大半が絶縁性の樹脂膜で構成され
るため素子載置部の弾性率が下がり、低応力銀ペースト
を使用しないで半導体素子を固着しても、その反りが少
ないという利点も有る。
As shown in Table 2, also in the third embodiment, the crack occurrence rate was zero, and good results were obtained. In addition, the resin-encapsulated semiconductor device using this lead frame has the advantages that the compatibility with the conventional manufacturing process of the resin-encapsulated semiconductor device is very high, and that the package crack resistance is very high. I have. Also, as a secondary effect, the majority of the element mounting portion is made of an insulating resin film, so that the elastic modulus of the element mounting portion decreases, and the semiconductor element is fixed without using a low-stress silver paste. However, there is an advantage that the warpage is small.

【0031】図4は、本発明による樹封止型半導体装置
用リードフレームの第4の実施例の上面図である。
FIG. 4 is a top view of a fourth embodiment of a lead frame for a tree-sealed semiconductor device according to the present invention.

【0032】本第4の実施例においては、リードフレー
ム1Bは、主アイランド2Aの他にそのインナーリード
3B上に形成された複数の絶縁性樹脂膜4Cによる素子
載置部を有している。本第4の実施例のリードフレーム
は第1の実施例と全く同様に、リードフレーム上に、充
填剤として二酸化珪素の球状微粉(平均粒径6μm)を
70重量%以上含む一液性エポキシ系樹脂を所要のパタ
ーンのスクリーンを用いて下敷板と共にスクリーン印刷
し、キュア後に下敷板からリードフレーム1Bを絶縁性
樹脂による素子載置部と共に剥離することにより得るこ
とができる。
In the fourth embodiment, the lead frame 1B has, in addition to the main island 2A, an element mounting portion formed by a plurality of insulating resin films 4C formed on the inner leads 3B. The lead frame of the fourth embodiment is a one-part epoxy resin containing, as in the first embodiment, 70% by weight or more of spherical fine powder of silicon dioxide (average particle size: 6 μm) as a filler on the lead frame. The resin can be obtained by screen-printing the resin together with the underlaying board using a screen having a required pattern, and peeling the lead frame 1B from the underlaying board together with the element mounting portion made of the insulating resin after curing.

【0033】本第4の実施例によるリードフレームを用
い複数の半導体素子を搭載した樹脂封止型半導体装置
は、一般的に用いられるリードフレームのパターンによ
りアイランを設けたリードフレームと同様に組立を行う
ことができる。半導体素子はこのアイランド2A及び樹
脂膜4C上に、銀ペースト等による接着剤を用いた一般
的な方法によって固定し、半導体素子上の電極とインナ
ーリード間を超音波熱圧着法を用いて金属細線によりワ
イヤボンディングを行い、その後は一般的な樹封止型半
導体装置の製造工程を経て得ることができる。
The resin-encapsulated semiconductor device having a plurality of semiconductor elements mounted thereon using the lead frame according to the fourth embodiment is assembled in the same manner as a lead frame provided with islands according to a commonly used lead frame pattern. It can be carried out. The semiconductor element is fixed on the island 2A and the resin film 4C by a general method using an adhesive such as a silver paste, and a thin metal wire is formed between the electrode on the semiconductor element and the inner lead using an ultrasonic thermocompression bonding method. , And thereafter can be obtained through a general manufacturing process of a tree-sealed semiconductor device.

【0034】14mm×20mm×2.7mm厚の80
ピンQFPを用いて、パッケージ内に5.0mm角の1
個の主半導体素子と1.2mm角の4個の副半導体素子
を同一パッケージ内に搭載するマルチチップパッケージ
(以下MCPという)の場合、5個のアイランドを有す
るリードフレームを用いる場合には、リードフレームの
パターン設計は非常に複雑なものになる。これに対して
第4の実施例のリードフレームでは、図4に示したよう
に、5.0mm角の主半導体素子は一般的なアイランド
2A上に搭載し、4個の1.2mm角の副半導体素子は
樹脂膜4Cによる素子載置部上に搭載すればよいため設
計は極めて容易である。
14 mm × 20 mm × 2.7 mm thick 80
Using a pin QFP, a 5.0 mm square 1
In the case of a multi-chip package (hereinafter referred to as MCP) in which four main semiconductor elements and four sub-semiconductor elements of 1.2 mm square are mounted in the same package, when a lead frame having five islands is used, lead The pattern design of the frame becomes very complicated. On the other hand, in the lead frame of the fourth embodiment, as shown in FIG. 4, a main semiconductor element of 5.0 mm square is mounted on a general island 2A, and four main semiconductor elements of 1.2 mm square are mounted. Since the semiconductor element may be mounted on the element mounting portion formed of the resin film 4C, the design is extremely easy.

【0035】このように第4の実施例によるMCP用リ
ードフレームの方が設計が簡便であり、場合によっては
1個の半導体素子載置用に設計されたリードフレームを
MCP用に転用することが可能になるという利点があ
る。更に、半導体素子載置部の設計変更がスクリーンの
パターン変更により容易に実行できるという利点を有し
ている。
As described above, the design of the lead frame for MCP according to the fourth embodiment is simpler, and in some cases, a lead frame designed for mounting one semiconductor element may be diverted for MCP. There is an advantage that it becomes possible. Further, there is an advantage that the design change of the semiconductor element mounting portion can be easily executed by changing the pattern of the screen.

【0036】第4の実施例のリードフレームは、例えば
0.15mm厚の銅系素材を用い、めっき仕様は全面ニ
ッケルめっきと全面パラジウムめっきを用いることがで
きる。又、各半導体素子のアイランドもしくは樹脂膜へ
の接着・固定には、一般的なエポキシ系銀ペーストを用
いることができるため、特に製造上の問題はない。
The lead frame of the fourth embodiment uses, for example, a copper-based material having a thickness of 0.15 mm, and the plating specification can be nickel plating or palladium plating on the entire surface. Further, since a general epoxy-based silver paste can be used for bonding and fixing each semiconductor element to the island or the resin film, there is no particular problem in manufacturing.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上に述べてきたように、本発明による
樹脂封止型半導体装置用リードフレームとこれを用いた
樹脂封止型半導体装置には、従来の樹脂封止型半導体装
置用のリードフレームと比較して、スクリーン印刷法に
よる絶縁性エポキシ系有機樹脂の素子載置部を形成する
ことにより、一般的な樹脂封止型半導体装置の組立製造
工程と高い整合性を保ったまま、半導体素子接着用エポ
キシ系ペーストとの接着性および封止樹脂との密着を向
上させることによってパッケージクラック耐量を低下さ
せること無く大きな半導体素子を搭載することが可能に
なる。
As described above, the lead frame for a resin-encapsulated semiconductor device and the resin-encapsulated semiconductor device using the same according to the present invention include the conventional leads for a resin-encapsulated semiconductor device. Compared to frames, by forming element mounting parts of insulating epoxy-based organic resin by screen printing method, semiconductors can be maintained with high consistency with general assembly and manufacturing processes of resin-encapsulated semiconductor devices. By improving the adhesiveness with the epoxy paste for element bonding and the adhesion with the sealing resin, it becomes possible to mount a large semiconductor element without lowering the package crack resistance.

【0038】更に、従来のCOL構造による樹脂封止型
半導体装置用リードフレームでは素子載置部の厚さが、
リードフレームそのものの厚さに加えて50〜150μ
m厚くなることによってトランスファー成型法による樹
脂封止時に封止樹脂の充填性を悪化させるためT−QF
P等の薄型パッケージには適用が困難であったのに対し
て、本発明による樹脂封止型半導体装置用リードフレー
ムでは、素子載置部の厚さの増加が20μm程度のため
封止樹脂の充填性への悪影響は非常に少なく薄型パッケ
ージにも適用が可能である。
Further, in a conventional lead frame for a resin-encapsulated semiconductor device having a COL structure, the thickness of the element mounting portion is
50-150μ in addition to the thickness of the lead frame itself
m-thickness deteriorates the filling property of the sealing resin during resin sealing by the transfer molding method.
Although it was difficult to apply to a thin package such as P, in the lead frame for a resin-encapsulated semiconductor device according to the present invention, the increase in the thickness of the element mounting portion was about 20 μm, so that The adverse effect on the filling property is very small, and it can be applied to a thin package.

【0039】又、リードフレーム上に素子載置部を形成
する工程がリードフレームの製造工程とは独立に実施で
きる上に、スクリーン印刷のパターンを変更するだけで
素子載置部の変更ができるため一般的なアイランドを有
するリードフレームを使用する場合と比較して、リード
フレームの汎用性を非常に大きなものにすることができ
るという利点も併せ持っている。
Further, since the step of forming the element mounting portion on the lead frame can be performed independently of the manufacturing process of the lead frame, the element mounting portion can be changed only by changing the screen printing pattern. Compared with the case where a lead frame having a general island is used, there is also an advantage that the versatility of the lead frame can be greatly increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例の上面図及び断面図。FIG. 1 is a top view and a cross-sectional view of a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例の断面図。FIG. 2 is a sectional view of a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施例の上面図及び断面図。FIG. 3 is a top view and a cross-sectional view of a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4の実施例の上面図。FIG. 4 is a top view of a fourth embodiment of the present invention.

【図5】従来の樹脂封止型半導体装置用リードフレーム
の断面図。
FIG. 5 is a sectional view of a conventional lead frame for a resin-encapsulated semiconductor device.

【図6】従来の樹脂封止型半導体装置用リードフレーム
の断面図。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional lead frame for a resin-encapsulated semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1A,1B リードフレーム 2,2A アイランド 3.3A〜3D インナーリード 4,4A〜4C 樹脂膜 5 支持リード 6 接着剤 7 ポリイミドフィルム 8 絶縁性樹脂 10 半導体素子 1, 1A, 1B Lead frame 2, 2A Island 3.3A-3D Inner lead 4, 4A-4C Resin film 5 Support lead 6 Adhesive 7 Polyimide film 8 Insulating resin 10 Semiconductor element

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 リードフレームと、このリードフレーム
の一部を覆って設けられ充填剤として二酸化珪素粉末を
含む絶縁性熱硬化型樹脂膜からなる少なくとも1個の素
子載置部とを含むことを特徴とする樹脂封止型半導体装
置用リードフレーム。
1. A semiconductor device comprising: a lead frame; and at least one element mounting portion provided over a part of the lead frame and made of an insulating thermosetting resin film containing silicon dioxide powder as a filler. Characteristic lead frame for resin-encapsulated semiconductor device.
【請求項2】 リードフレームの表面の一部へスクリー
ン印刷法を用いて絶縁性熱硬化型樹脂膜を印刷し半導体
素子載置部を形成することを特徴とする樹脂封止型半導
体装置用リードフレームの製造方法。
2. A lead for a resin-encapsulated semiconductor device, wherein a semiconductor element mounting portion is formed by printing an insulating thermosetting resin film on a part of the surface of a lead frame using a screen printing method. The method of manufacturing the frame.
【請求項3】 リードフレームの一部を覆って設けられ
充填剤として二酸化珪素粉末を含む絶縁性熱硬化型樹脂
膜からなる少くとも1個の素子載置部と、この素子載置
部上に接着剤を介して固着された半導体素子と、この半
導体素子を封止する樹脂とを含むことを特徴とする樹脂
封止型半導体装置。
3. A device provided over a part of the lead frame.
At least one device mounting portion made of an insulating thermosetting resin film containing silicon dioxide powder as a filler, a semiconductor device fixed on the device mounting portion via an adhesive, and the semiconductor device And a resin for sealing the resin.
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