JP2886250B2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JP2886250B2
JP2886250B2 JP2076145A JP7614590A JP2886250B2 JP 2886250 B2 JP2886250 B2 JP 2886250B2 JP 2076145 A JP2076145 A JP 2076145A JP 7614590 A JP7614590 A JP 7614590A JP 2886250 B2 JP2886250 B2 JP 2886250B2
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resin sealing
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Hitachi Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置、特に、表面実装形パッケージ
を備えている半導体装置におけるモーストネガティブ電
位を確保するワイヤボンディングを改良する技術に関
し、例えば、放熱フィンを備えている低熱抵抗形半導体
装置に利用して有効なものに関する。
〔従来の技術〕
表面実装形パッケージを備えている低熱抵抗形半導体
装置として、例えば、特開昭61−152051号公報に記載さ
れているように、一つのタブに複数の放熱フィンが一体
的に形成されており、この放熱フィンの一部が樹脂封止
体の外部へ突出されている半導体装置であって、前記放
熱フィンの突出部が幅広に形成されているとともに、ガ
ル・ウイング形状に屈曲成形されているものがある。
このような低熱抵抗形半導体装置において、モースト
ネガティブ電位を確保する場合、放熱フィンにおける樹
脂封止体の内部に埋め込まれる位置にボンディングエリ
アを形成し、一端が半導体ペレットのモーストネガティ
ブ電位の電極パッドに接続されたワイヤの他端をこのボ
ンディングエリアにボンディングするように構成するこ
とが、考えられる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、低熱抵抗形半導体装置にあって、放熱フィン
に形成されたボンディングエリアにワイヤをボンディン
グする技術においては、放熱フィンおよびリード群につ
いてのガル・ウイング形状への屈曲成形時において、放
熱フィンおよびリードについての押さえ代が少ないた
め、屈曲成形時にその応力が幅広の放熱フィンに対して
強く作用することにより、ワイヤおよびそのボンディン
グ部に歪が残り、その結果、温度サイクル試験等におい
て熱膨張差による機械的ストレスが加えられると、放熱
フィンにボンディングされたワイヤに断線や剥がれが発
生するという問題点があることが、本発明者によって明
らかにされた。
本発明の目的は、屈曲成形時に放熱フィンに応力が作
用しても放熱フィンのボンディングエリアに応力が作用
するのを防止することができる半導体装置を提供するこ
とにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろ
う。
〔課題を解決するための手段〕
本願において開示される発明のうち代表的なものの概
要を説明すれば、次の通りである。
すなわち、半導体ペレットがボンディングされたタブ
に放熱フィンが連結されており、この放熱フィンの一部
が前記半導体ペレットおよび前記タブを封止した樹脂封
止体の外部に突出されている半導体装置において、 前記放熱フィンの前記樹脂封止体に封止された部位に
は前記半導体ペレットに一端がボンディングされたワイ
ヤの他端がボンディングされたボンディングエリアが形
成されており、前記樹脂封止体における前記ボンディン
グエリアを取り囲む部分にはボンディングエリア取り囲
み部が形成されており、 前記ボンディングエリアが前記放熱フィンに厚さ方向
に貫通し、かつ、平面方向に幅を有した中空部を構成す
るスリットによって区画形成されており、前記ボンディ
ングエリア取り囲み部はこのスリットの中空部の内部に
前記樹脂封止体の樹脂が充填して形成された樹脂充填部
によって形成されており、 前記スリットが前記放熱フィンの前記樹脂封止体内部
における縁辺に配置されていることを特徴とする。
〔作用〕
前記した手段によれば、ボンディングエリアがボンデ
ィングエリア取り囲み部によって取り囲まれていること
により、放熱フィンの屈曲成形時に放熱フィンに応力が
作用した場合であっても、当該応力はボンディングエリ
ア取り囲み部によってボンディングエリアへの伝達を遮
断されるため、当該応力がボンディングエリアに作用す
ることはない。したがって、ボンディングエリアにボン
ディングされたワイヤには不適正な歪が発生しないた
め、ワイヤは正常な状態を維持することができる。その
結果、熱膨張差による機械的ストレスがボンディングエ
リアのワイヤのボンディング部に加わったとしても、当
該ワイヤにおける断線や剥がれ等の不良が発生するのを
未然に防止することができる。
万一、放熱フィンと樹脂封止体との界面に剥がれが樹
脂封止体の外縁から発生して内側に進行して来たとして
も、剥がれの進行は放熱フィンと樹脂部との界面を構成
しないボンディングエリア取り囲み部によって阻止され
るため、当該剥がれの進行によるボンディングエリアの
耐湿性の低下は防止することができる。
〔実施例〕
第1図は本発明の一実施例である低熱抵抗形半導体装
置を示す一部切断平面図、第2図以降はその製造方法を
説明する各説明図である。
本実施例において、本発明に係る低熱抵抗形半導体装
置は、スモール・アウトライン・パッケージを備えてい
る低熱抵抗形半導体集積回路装置(以下、低熱抵抗形SO
P・ICという。)として構成されている。この低熱抵抗
形SOP・IC21は、略長方形の板形状に形成されているタ
ブ7と、インナ部6aがタブ7の両方の長辺にそれぞれ近
接されて放射状に配設されているとともに、各インナ部
6aにそれぞれ一体的に連設されているアウタ部6bが、タ
ブ7の短辺側の側方にそれぞれ突出されてガル・ウイン
グ形状に屈曲されている複数本のリード6とを備えてお
り、タブ7には一対の放熱フィン8が両方の短辺にそれ
ぞれ配されて一体的に連設されている。
放熱フィン8はその突出端部がリード6のアウタ部6b
の列における中央部に位置するように配されて外方へ突
出されているとともに、その突出端部はリード6のアウ
タ部6bに略対応するようにガル・ウイング形状に屈曲さ
れている。そして、放熱フィン8の突出端部はアウタ部
9を実質的に構成している。
また、放熱フィン8の表裏面には凹凸面部10がタブ7
との連結端部において放熱フィンと直交する方向に横断
するように配されて、コイニング加工(圧印加工)また
はエッチング加工等のような適当な手段により形成され
ている。
さらに、放熱フィン8の両端辺には一対1組のスリッ
ト11、11が、タブ7との連結端部にそれぞれ配されて、
厚さ方向に貫通し,かつ,平面方向に幅を有した中空部
を構成する矩形形状に一体的に切設されている。両スリ
ット11、11は互いに適当な間隔だけ離間されて平行に配
設されており、樹脂封止体20の成形樹脂が充填されるこ
とにより、樹脂充填部11Aが実質的に構成されている。
この一対のスリット11、11間に挟まれて形成されている
放熱フィン8の実体部によりボンディングエリア12が実
質的に形成されており、樹脂充填部11Aによりボンディ
ングエリア取り囲み部が実質的に構成されている。この
ボンディングエリア12の第1主面側にはボンディングパ
ッド13が形成されている。ボンディングパッド13はその
表面が平坦面になるようにコイニング加工またはエッチ
ング加工等のような適当な手段により形成されており、
その平面形状が円形に形成されているとともに、その面
積が後述するワイヤボンディング作業に必要な最小面積
に設定されている。
タブ7上には集積回路を作り込まれたペレット15が適
当な手段によりボンディングされており、ペレット15の
上面における外周縁部には複数個の電極パッド16、17が
略環状に配されて形成されている。これら電極パッド1
6、17群のうち、信号回路等に接続されているもの(以
下、信号用パッドということがある。)16は、ペレット
15のリード6群側端辺にそれぞれ配されており、これら
には各リード6のインナ部6aとの間にワイヤ18がボンデ
ィングされて橋絡されている。したがって、ペレット15
の集積回路における信号回路等は信号用パッド16、ワイ
ヤ18、リード6を介して電気的に外部に引き出されるよ
うになっている。
他方、電極パッド16、17のうち、グランドさせるべき
パッド(以下、グランド用パッドということがある。)
17は、ペレット15における放熱フィン8に対向する側縁
部に配設されており、これらグランド用パッド17には放
熱フィン8上に形成されたボンディングパッド13との間
にワイヤ19がボンディングされて橋絡されている。すな
わち、ワイヤ19はグランド用パッド17に第1ボンディン
グされるとともに、放熱フィン8上のボンディングパッ
ド13に第2ボンディングされている。したがって、ペレ
ット15の集積回路におけるグランド回路はグランド用パ
ッド17、ワイヤ19、ボンディングパッド13、放熱フィン
8およびそのアウタ部9を介して外部に電気的に引き出
されるようになっている。
そして、この低熱抵抗形SOP・IC21は樹脂を用いられ
てトランスファ成形法等により略長方形の平盤形状に一
体成形された樹脂封止体20を備えており、この樹脂封止
体20により前記タブ7、リード6のインナ部6a、放熱フ
ィン8の一部、ペレット15、ワイヤ18および19が非気密
封止されている。すなわち、リード6のアウタ部6b群は
樹脂封止体20における両長辺側の側面からそれぞれ突出
されており、放熱フィン8はそのアウタ部9が、樹脂封
止体20の両長辺側の側面においてリード6のアウタ部6b
群列の中央部へ突出されている。そして、リード6のア
ウタ部6bおよび放熱フィン8のアウタ部9は、樹脂封止
体20の外部において下方向に屈曲された後、水平外方向
にさらに屈曲されることにより、ガル・ウイング形状に
形成されている。
以下、前記構成に係る低熱抵抗形SOP・ICの製造方法
を説明する。この説明により、前記低熱抵抗形SOP・IC
の構成はより一層明らかにされる。
本実施例に係る低熱抵抗形SOP・ICの製造方法におい
ては、第2図に示されているように構成されている多連
リードフレーム1が製造される。
この多連リードフレーム1は燐青銅や無酸素銅等のよ
うな銅系(銅またはその合金)材料、または、コバール
や42アロイ等のような鉄系材料からなる薄板が用いられ
て、打ち抜きプレス加工またはエッチング加工等のよう
な適当な手段により一体成形されており、この多連リー
ドフレーム1には複数の単位リードフレーム2が横方向
に1列に並設されている。但し、1単位のみが図示され
ている。
単位リードフレーム2は位置決め孔3aが開設されてい
る外枠3を一対備えており、両外枠3、3は所定の間隔
で平行一連にそれぞれ延設されている。隣り合う単位リ
ードフレーム2、2間には一対のセクション枠4が両外
枠3、3間に互いに平行で、かつ、外枠3と直角になる
ように配されて一体的に架設されており、これら外枠
3、セクション枠4により形成される略長方形の枠体内
に単位リードフレーム2が構成されている。
各単位リードフレーム2において、両方の外枠3、3
間には一対のダム部材5が互いに平行で、かつ、外枠と
直角になるように配されて、一体的に吊持されている。
ダム部材5には複数本のリード6が長手方向に等間隔に
配されて、互いに平行で、ダム部材5と直交するように
一体的に突設されている。各リード6の内側端部は先端
を後記するタブの両方の長辺にそれぞれ近接されてこれ
を取り囲むように配されることにより、インナ部6aをそ
れぞれ構成している。他方、各リード6の外側延長部分
は、その先端がセクション枠4に一体的に接続され、ア
ウタ部6bをそれぞれ構成している。そして、ダム部材5
における隣り合うリード6、6間の部分は後述する樹脂
封止体成形時にレンジの流れをせき止めるダム5aを実質
的に構成している。
両セクション枠4、4には一対の放熱フィン8、8が
長さ方向の中央部に配されて、直角方向に延在するよう
にそれぞれ突設されており、両放熱フィン8、8の先端
部間には、略長方形の板形状に形成されたタブ7が一体
的に連結されて吊持されている。両放熱フィン8、8の
ダム部材5よりもセクション枠4側端部はアウタ部9を
それぞれ実質的に構成するようになっている。また、両
放熱フィン8、8の表裏面には凹凸面部10が、ダム部材
5に対してタブ寄りの端部において放熱フィンと直交す
る方向に横断するようにそれぞれ配されて、コイニング
加工(圧印加工)またはエッチング加工等のような適当
な手段により形成されている。
さらに、両放熱フィン8、8の両端辺には一対1組の
スリット11が、ダム部材5に対してタブ寄りの端部にそ
れぞれ配されて、一体的に開設されている。両スリット
11、11は互いに適当な間隔だけ離間されて平行に配設さ
れており、後述する樹脂封止体の成形工程においてレジ
ンが確実に充填する大きさの矩形形状にそれぞれ形成さ
れている。すなわち、このスリット11により樹脂充填部
11Aが実質的に構成されるようになっている。この一対
のスリット11、11間に挟まれて形成されている放熱フィ
ン8の実体部によりボンディングエリア12が形成されて
おり、このボンディングエリア12の第1主面側にはボン
ディングパッド13が形成されている。ボンディングパッ
ド13はコイニング加工またはエッチング加工等のような
適当な手段により、その表面が平坦面になるように形成
されており、その平面形状が円形に形成されているとと
もに、その面積が後述するワイヤボンディング作業に必
要な最小面積に設定されている。
なお、タブ7はリード6群の面よりも後記するペレッ
ト厚み分程度、裏面方向に下げられている(所謂タブ下
げ)。
次に、前記のように構成された多連リードフレームに
は各単位リードフレーム毎にペレット・ボンディング作
業、続いて、ワイヤ・ボンディング作業が実施され、こ
れら作業により、第3図に示されているような組立体が
製造されることになる。これらのボンディング作業は多
連リードフレームが横方向にピッチ送りされることによ
り、各単位リードフレーム毎に順次実施される。
まず、ペレット・ボンディング作業により、半導体装
置の製造工程における所謂前工程においてバイポーラ形
の集積回路(図示せず)を作り込まれた半導体集積回路
素子としてのペレット15が、各単位リードフレーム2に
おけるタブ7上の略中央部に配されて、銀ペースト等の
ような適当なボンディング材料が用いられるペレットボ
ンディング装置(図示せず)により形成されるボンディ
ング層14を介して固着される。
そして、タブ7にボンディングされたペレット15の電
極パッド16、17と、各単位リードフレーム2における各
リード6のインナ部6a、および、放熱フィン8のボンデ
ィングパッド13との間には、銅系、金系、または、アル
ミニウム系の材料を用いられて形成されているワイヤ1
8、19が超音波熱圧着方式のようなワイヤボンディング
装置(図示せず)が使用されることにより、その両端部
をそれぞれボンディングされて橋絡される。
すなわち、ペレット15の上面における外周縁部には複
数個の電極パッド16、17が略環状に配されて形成されて
いる。これら電極パッド16、17のうち、信号回路等に接
続されている信号用パッド16は、ペレット15のリード群
側端辺にそれぞれ配されており、これら信号用パッド16
は各リード6のインナ部6aとの間にワイヤ18をボンディ
ングされて橋絡される。したがって、ペレット15の集積
回路における信号回路等は信号用パッド16、ワイヤ18、
リード6を介して電気的に外部に引き出されることにな
る。
他方、電極パッド16、17のうち、グランドさせるべき
グランド用パッド17はペレット15における放熱フィン8
に対向する側縁部に配設されており、これらグランド用
パッド17は放熱フィン8上に形成されたボンディングパ
ッド13との間にワイヤ19をボンディングされて橋絡され
る。すなわち、ワイヤ19はグランド用パッド17に第1ボ
ンディングされるとともに、放熱フィン8上のボンディ
ングパッド13に第2ボンディングされる。したがって、
ペレット15の集積回路におけるグランド回路は、複数の
グランド用パッド17、ワイヤ19、ボンディングパッド1
3、放熱フィン8およびそのアウタ部9を介して外部に
電気的に引き出されることになる。
ここで、放熱フィン8にはボンディングパッド13が専
用的に形成されているとともに、ボンディングの実施に
必要な面積が確保されているため、ワイヤ19についての
第2ボンディングは放熱フィン8の機能を損なわずに、
適正かつ容易に実行されることになる。また、このボン
ディングパッド13は円形に形成されているため、どの位
置の電極パッドからも略均等なボンディング方向が確保
されることになる。
このようにしてペレットおよびワイヤ・ボンディング
された多連リードフレームには、各単位リードフレーム
毎に樹脂封止する樹脂封止体群が、第4図に示されてい
るようなトランスファ成形装置を使用されて単位リード
フレーム群について同時成形される。
第4図に示されているトランスファ成形装置はシリン
ダ装置等(図示せず)によって互いに型締めされる一対
の上型31と下型32とを備えており、上型31と下型32との
合わせ面には上側キャビティー凹部33aと、下型キャビ
ティー凹部33bとが互いに協働してキャビティー33を形
成するようにそれぞれ複数組没設されている。前記構成
にかかる多連リードフレーム1が用いられて樹脂封止体
がトランスファ成形される場合、上型31および下型32に
おける各キャビティー33は各単位リードフレーム2にお
ける一対のダム部材5、5間の空間にそれぞれ対応され
る。
上型31の合わせ面にはポット34が開設されており、ポ
ット34にはシリンダ装置(図示せず)により進退される
プランジャ35が成形材料としての樹脂(以下、レジンと
いう。)を送給し得るように挿入されている。下型32の
合わせ面にはカル36がポット34との対向位置に配されて
没設されているとともに、複数条のランナ37がポット34
にそれぞれ接続するように放射状に配されて没設されて
いる。各ランナ37の他端部は下側キャビティー凹部33b
にそれぞれ接続されており、その接続部にはゲート38が
レジンをキャビティー33内に注入し得るように形成され
ている。また、下型32の合わせ面には逃げ凹所39がリー
ドフレームの厚みを逃げ得るように、多連リードフレー
ム1の外形よりも若干大きめの長方形で、その厚さと略
等しい寸法の一定深さに没設されている。
次に、前記構成に係るトランスファ成形装置が使用さ
れる場合について、樹脂封止体の成形方法を説明する。
トランスファ成形時において、前記構成に係る多連リ
ードフレーム1は下型32に没設されている逃げ凹所39内
に、各単位リードフレーム2におけるペレット15が各キ
ャビティー33内にそれぞれ収容されるように配されてセ
ットされる。続いて、上型31と下側32とが型締めされ、
ポット34からプランジャ35によりレジン40がランナ37お
よびゲート38を通じて各キャビティー33に送給されて圧
入される。
注入後、レジンが熱硬化されて、樹脂封止体20が成形
されると、上型31および下型32は型開きされるととも
に、エジェクタピン(図示せず)により樹脂封止体20群
が離型される。
このようにして、第5図および第6図に示されている
ように、樹脂封止体20群を成形された多連リードフレー
ム1はトランスファ成形装置30から脱装される。そし
て、このように樹脂成形された樹脂封止体20の内部に
は、タブ7、放熱フィン8の一部、ペレット15、リード
6のインナ部6aおよびワイヤ18、19が樹脂封止されるこ
とになる。この状態において、ボンディングエリア12を
形成している各スリット11内にはレジンが充填されるこ
とにより樹脂充填部11Aが実質的に形成されており、こ
の樹脂充填部11Aによりボンディングエリア12は取り囲
まれて強固に保持された状態になっている。
以上のようにして、樹脂封止体を成形された多連リー
ドフレームはめっき処理工程を経た後、第7図に示され
ているようにリード切断成形工程において各単位リード
フレーム毎に順次、第8図に示されているリード切断装
置により、外枠3、セクション枠4およびダム5aを切り
落された後、第9図に示されているリード成形装置によ
り、リード6のアウタ部6b、および、放熱フィン8のア
ウタ部9をガル・ウイング形状に屈曲成形される。
次に、第7図〜第10図を参照にしてリード切断成形工
程について説明する。
このリード切断成形工程で使用されるリード切断成形
装置50は、第7図に示されているようにフィーダ51を備
えており、フィーダ51は間欠送り装置(図示せず)によ
り、ワークとしての多連リードフレーム1を単位リード
フレーム2に対応するピッチをもって一方向に歩進送り
するように構成されている。フィーダ51の一端部(以
下、前端部とする。)にはローダ52が設備されており、
ローダ52はラック等に収容された多連リードフレーム1
をフィーダ51上に1枚宛払い出すように構成されてい
る。フィーダ51の中間部にはリード切断装置53が設備さ
れており、この装置は第8図に示されているように構成
されている。フィーダ51におけるリード切断装置53の片
脇には、第9図に示されているように構成されているリ
ード成形装置54がリード切断装置53と並ぶように配され
て設備されており、両装置53と54との間にはハンドラ55
が、リード切断装置53において多連リードフレーム1の
外枠から切り離された中間製品としてのIC部57を保持し
てリード成形装置54に移載し得るように設備されてい
る。フィーダ51の後端部にはアンローダ56が設備されて
おり、このアンローダ56はリード切断装置53においてIC
部57を切り抜かれた多連リードフレーム1の残渣部品と
しての枠(フレーム)部58をフィーダ51から順次下して
排出するように構成されている。
第8図に示されているリード切断装置53は上側取付板
60および下側取付板70を備えており、上側取付板60はシ
リンダ装置(図示せず)によって上下動されることによ
り、機台上に固設されている下側取付板70に対して接
近、離反するように構成されている。両取付板60および
70にはホルダ61および71がそれぞれ固定的に取り付けら
れており、両ホルダ61および71には上側押さえ型62およ
び下側押さえ型72(以下、上型62および下型72というこ
とがある。)が互いに心合わせされてそれぞれ保持され
ている。上型62および下型72は互いにもなか合わせの状
態になる略チャンネル型鋼形状にそれぞれ形成されてお
り、上型62と下型72とは左右の押さえ部63と73とによっ
てリード6のアウタ部6b、および、放熱フィン8のアウ
タ部9における根元部を上下から押さえるように構成さ
れている。また、上型62は後記する枠押さえと同様に、
ガイド68およびスプリング69により独立懸架されるよう
に構成されている。
上側ホルダ61には略くし歯形状(図示せず)に形成さ
れたパンチ64が一対、上型62の左右両脇においてリード
6群のピッチおよび放熱フィン8のアウタ部9の幅に対
応するように配されて、垂直下向きに固設されており、
パンチ64には剪断刃66がくし歯におけるエッジに配され
て、後記する剪断ダイと協働して外枠3、セクション枠
4およびダム5aを切り落とすように構成されている。上
側ホルダ61には枠押さえ67がガイド68に摺動自在に嵌合
されて上下動自在に支持されており、枠押さえ67はスプ
リング69により常時下方に付勢された状態で独立懸架さ
れるように構成されている。このスプリング69により、
枠押さえ67はリードフレームの外枠3およびセクション
枠4を後記する剪断ダイ上面との間で挟圧して押さえる
ようになっている。
他方、下型72には一対の剪断ダイ76が押さえ部73の左
右両脇に配されて、リード形状の下面に沿う形状に形成
されており、剪断ダイ76は前記パンチ64の剪断刃66と協
働して外枠3、セクション枠4およびダム5aを切り落と
すように形成されている。
第9図に示されているリード成形装置54は上側取付板
80および下側取付板90を備えており、上側取付板80はシ
リンダ装置(図示せず)によって上下動されることによ
り、機台上に固設されている下側取付板90に対して接
近、離反するように構成されている。両取付板80および
90にはホルダ81および91がそれぞれ固定的に取り付けら
れており、両ホルダ81および91には上側押さえ型82およ
び下側押さえ型92(以下、上型82および下型92というこ
とがある。)が互いに心合わせされてそれぞれ保持され
ている。上型82および下型92は互いにもなか合わせの状
態になる略チャンネル型鋼形状にそれぞれ形成されてお
り、上型82と下型92とは左右の押さえ部83と93とにより
リード6のアウタ部6bおよび放熱フィン8のアウタ部9
における根元部を上下から押さえるように構成されてい
る。また、上型82はガイド88およびスプリング89により
独立懸架されるように構成されている。
上側ホルダ81には成形パンチ84が一対、上型82の左右
両脇においてリード6群のピッチおよび放熱フィン8の
アウタ部9の幅に対応するように配されて、垂直下向き
に固設されており、このパンチ84は後記する成形ダイと
協働してリード6のアウタ部6bおよび放熱フィン8のア
ウタ部9をガルウイング形状に屈曲成形し得るように構
成されている。パンチ84のアウタ部6bおよび9に摺接す
る内側肩部には弯曲面形状部85が適当な曲率をもって形
成されている。
他方、下型92には一対の成形ダイ94が押さえ部93の左
右両脇に配されて、成形後における各リード6のアウタ
部6bおよび放熱フィン8のアウタ部9のガルウイング形
状に倣う形状に形成されている。
次に、前記構成に係るリード切断成形装置についての
作用を説明する。
前述したように、はんだめっき処理された、または、
処理されない多連リードフレーム1は複数枚宛、ラック
等に収容されてリード切断成形装置50のローダ52に供給
される。ローダ53に送給された多連リードフレーム1は
ローダ52によりラック等から1枚宛、フィーダ51上に順
次払い出されて行く。フィーダ51に払い出された多連リ
ードフレーム1はフィーダ51により単位リードフレーム
2、2間の間隔をもって1ピッチ宛歩進送りされる。
そして、フィーダ51上を歩進送りされる多連リードフ
レーム1は単位リードフレーム2をリード切断装置53に
順次供給されて行く。
ここで、リード切断装置についての作用を説明する。
第8図に示されているように、多連リードフレーム1
についての歩進送りにより下型72に単位リードフレーム
2が凹部に樹脂封止体20を落とし込むようにしてセット
される。これにより、リード6および放熱フィン8のア
ウタ部6bおよび9における根本部が下型72の押さえ部73
に当接する。
次ぎに、シリンダ装置により上側取付板60が下降され
ると、上型62および枠押さえ67が下型72にスプリング69
の付勢力により合わせられる。これにより、上型62の押
さえ部63と下型72の押さえ部73との間でリード6および
放熱フィン8のアウタ部6bおよび9における根本部が挟
圧されて固定される。また、枠押さえ67と剪断ダイ76上
面との間で外枠3およびセクション枠4が挟圧されて固
定される。
その後、上側取付板60がさらに下降されて行くと、パ
ンチ64が下降されて行く。このとき、上型62および枠押
さえ67はスプリング69が圧縮変形されるため、下型72お
よび剪断ダイ76に押圧される。パンチ64の下降に伴っ
て、パンチ64の剪断刃66と剪断ダイ76との協働による剪
断により外枠3、セクション枠4およびダム5aがリード
6および放熱フィン8から切り離される。この剪断時、
放熱フィン8には後述するような応力が作用するが、後
述する作用により、放熱フィン8にボンディングされた
ワイヤ19には何らの障害も発生しない。
パンチ64が所定のストロークを終了すると、パンチ64
は上側取付板60により上昇され、元の待機状態まで戻さ
れる。
リード切断装置53において、切断が終了し、上側取付
板60が上昇すると、多連リードフレーム1の外枠3から
切り落とされた中間製品であるIC部57は、下型72上から
リード成形装置54における下型92上へハンドラ55により
移載される。
IC部57がリード成形装置54に移載されると、フィーダ
51により多連リードフレーム1が単位リードフレーム2
の1ピッチ分だけ歩進送りされ、次段の単位リードフレ
ーム2について前記した切断作業が実施される。
以降、各単位リードフレーム2について前述した切断
作業が繰り返されて行く。
そして、全ての単位リードフレーム2についての切断
作業が終了した多連リードフレーム1の残渣としての枠
(フレーム)部58は、アンローダ56においてフィーダ51
上から下ろされ所定の場所に回収される。
一方、リード成形装置54に供給されたIC部57は、この
リード成形装置によりリード成形作業を実施される。
次いで、リード成形装置54についての作用を説明す
る。
第9図に示されているように、下型92にIC部57が凹部
に樹脂封止体20を落とし込まれるようにしてセットされ
る。これにより、リード6および放熱フィン8のアウタ
部6bおよび9における根本部が下型92の押さえ部93に当
接する。
次ぎに、シリンダ装置により上側取付板80が下降さ
れ、上型82が下型92にスプリング89の付勢力により合わ
せられる。これにより、上型82の押さえ部83と下型92の
押さえ部93との間で被屈曲部としてのリード6および放
熱フィン8のアウタ部6bおよび9における根本部が挟圧
されて固定される。
その後、上側取付板80がさらに下降されて行くと、パ
ンチ84が下降されて行く。このとき、上型82はスプリン
グ89が圧縮変形されるため、下型92に押圧される。
さらに、パンチ84が成形ダイ94に対して下降される
と、リード6および放熱フィン8はパンチ84の下降に伴
って成形ダイ94に押しつけられることにより、この成形
ダイ94に倣うように屈曲されて所望のガル・ウイング形
状に成形される。このようにしてガル・ウイング形状に
形成されたリード6のアウタ部6b、および、放熱フィン
8のアウタ部9は、その下面(面付側主面)が樹脂封止
体20下面よりも極僅かに下方に突出するようになってい
る。
パンチ84が所定のストロークを終了すると、パンチ84
は上昇され、元の待機状態まで戻される。その後、成形
済のSOP・IC21は下型92から取り外され、次工程に送給
されて行く。
ところで、成形パンチ84と成形ダイ94との協働によ
り、放熱フィン8のアウタ部9およびリード6のアウタ
部6bがガル・ウイング形状に成形される際、第10図に示
されているように、アウタ部9および6bが成形パンチ84
と成形ダイ94とによりしごかれるため、放熱フィン8お
よびリード6に引張応力(これらの上面部分)および圧
縮応力(下面部分)が作用することになる。このとき、
リード6は幅が狭いため、押さえ部83と93との押さえ代
Lが小さくとも、この押さえ部83と93とにより、この応
力に抗して充分に押さえられる。
ところが、放熱フィン8は幅がリード6に比較して遥
かに大きいため、狭い押さえ代Lの押さえ部83と93とに
よってはこの応力を充分には押さえきれない。その結
果、放熱フィン8のアウタ部9についての屈曲成形時に
放熱フィン8に作用する応力が、放熱フィン8自体を通
じて放熱フィン8にボンディングされたワイヤ19に作用
することにより、ワイヤ19、および、このワイヤ19とボ
ンディングパッド13とのボンディング部に歪が発生す
る。そして、この歪が発生した部位に、例えば、温度サ
イクル試験における熱膨張差に基づく機械的ストレスが
作用すると、ワイヤ19の断線や剥がれが発生するという
問題点があることが、本発明者によって明らかにされ
た。
しかし、本実施例においては、放熱フィン8におい
て、ワイヤ19がボンディングされたエリア12は、その両
脇のスリット11、11内に形成された樹脂充填部11A、11A
により取り囲まれているため、ワイヤ19、および、ワイ
ヤ19とボンディングパッド13とのボンディング部には、
放熱フィン8のアウタ部9についての屈曲成形時におけ
る応力による歪が発生しない。
すなわち、放熱フィン8のアウタ部9についての屈曲
成形時において、放熱フィン8の樹脂封止体20の内側部
分まで伝達される応力は、樹脂充填部11A、11Aによりボ
ンディングエリア12に伝わるのを遮断されるため、その
応力によるボンディングエリア12における歪の発生は阻
止されることになる。また、ボンディングエリア12は樹
脂充填部11A、11Aにより両側から強固に保持されるた
め、前記応力から相対的に保護されることにより、歪の
発生が防止される。
そして、ワイヤ19およびそのボンディング部に歪が発
生しないため、その後、温度サイクル試験時等々におい
て当該部位に機械的ストレスが加わった場合であって
も、ワイヤ19およびそのボンディング部において断線や
剥がれ等のような不良が発生することはない。
以上のようにして、第1図に示され、かつ、前記構成
に係る低熱抵抗形SOP・IC21が製造されたことになる。
前記構成に係る低熱抵抗形SOP・IC21はプリント配線
基板22において、第11図および第12図に示されているよ
うに表面実装されて使用される。
すなわち、プリント配線基板22上には信号回路用のラ
ンド23が複数個、低熱抵抗形SOP・IC21のリード6のア
ウタ部6b群に対応するように2列に配されて、はんだ材
料等を用いられて略長方形の小平板形状に形成されてい
るとともに、両ランド23群列の中央部にはグランド用の
放熱フィン用ランド24が低熱抵抗形SOP・IC21の放熱フ
ィン8のアウタ部9に対応するようにそれぞれ配され
て、アウタ部9の平坦部に略対応する長方形の平板形状
に形成されている。
低熱抵抗形SOP・IC21がこのプリント配線基板22に表
面実装される際、このSOP・IC21のリード6のアウタ部6
b群および放熱フィン8のアウタ部9がプリント配線基
板22上のランド23および24に、クリームはんだ材料(図
示せず)を挟設されてそれぞれ当接される。続いて、リ
フローはんだ処理等のような適当な手段により、クリー
ムはんだ材料が溶融された後、固化されると、リードの
アウタ部6b群および放熱フィン8のアウタ部9とランド
23および24との間にははんだ付け部25および26がそれぞ
れ形成されるため、低熱抵抗形SOP・IC21はプリント配
線基板22に電気的かつ機械的に接続され、表面実装され
た状態になる。
前記実装状態において稼働中、ペレット15が発熱する
と、ペレット15は放熱フィン8に一体となったタブ7に
直接ボンディングされているため、熱は放熱フィン8に
直接的に伝播され、その放熱フィン8の全体からプリン
ト配線基板22を通じて効果的に放熱されることになる。
ここで、ペレット15から放熱フィン8に伝播された熱
は、放熱フィン8のアウタ部9からはんだ付け部26を経
由してプリント配線基板22へ放熱される。
また、この低熱抵抗形SOP・IC21がプリント配線基板2
2に搭載された状態において、放熱フィン8のアウタ部
9はアース端子に電気的に接続されるため、ペレット15
の回路はグランド用パッド17、ワイヤ19、ボンディング
パッド13、放熱フィン8およびそのアウタ部9を通じて
プリント配線基板22のはんだ付け部26に接地されること
になる。
一方、放熱フィン8が大きい開口をもって樹脂封止体
20の外部に突出することにより、放熱フィン8と樹脂封
止体20との界面が大きくなるため、その界面からの水分
の浸入可能性が高まり、耐湿性が低下することが考えら
れる。
しかし、本実施例においては、放熱フィン8には樹脂
封止体20の内部において凹凸面部10が放熱フィン8を横
断するように形成されているため、耐湿性の低下は効果
的に抑制されることになる。すなわち、凹凸面部10によ
り放熱フィン8におけるペレット15までのリークパスが
長くなるためである。
前記実施例によれば次の効果が得られる。
(1) 低熱抵抗形半導体装置の放熱フィンにおいて、
ボンディングエリアを樹脂封止体の樹脂充填部によって
取り囲まれるように形成することにより、放熱フィンの
アウタ部についての屈曲成形時における応力がボンディ
ングエリアに伝わるのを前記樹脂充填部によって阻止
し、また、ボンディングエリアを応力から保護すること
ができるため、このボンディングエリアにボンディング
されたワイヤおよびそのボンディング部に前記応力によ
る歪が発生するのを防止することができる。
(2) 放熱フィンにボンディングされたワイヤおよび
そのボンディング部に歪が残るのを防止することによ
り、樹脂封止後の温度サイクル試験等において、熱膨張
差による機械的熱ストレスが加えられた場合における放
熱フィンにボンディングされたワイヤの断線や剥がれ等
のような不良の発生を防止することができるため、低熱
抵抗形半導体装置の品質および信頼性を高めることがで
きる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。
例えば、樹脂封止体の樹脂によって取り囲まれたボン
ディングエリアを構成する手段としては、第13図、第14
図、第15図および第16図にそれぞれ示されている構成を
採用してもよい。
第13図においては、ボンディングエリア12を実質的に
構成するためのスリット11Bが、放熱フィン8の中間部
に配されて、コ字形状に開設されている。
第14図においては、ボンディングエリア12を実質的に
構成するためのスリット11Cが放熱フィン8の中間部に
配されて、H字形状に開設されている。
第15図においては、ボンディングエリア12を実質的に
構成するためのスリット11Dが一対、放熱フィン8の両
側端辺部にそれぞれ配されて、L字形状に開設されてい
る。
第16図においては、ボンディングエリア12を実質的に
構成するための突起11Eが放熱フィン8の端辺部に配さ
れて、放熱フィン8の第1主面から立ち上がるように突
設されている。この突起11Eによりボンディングエリア1
2が実質的に形成され、このボンディングエリア12は樹
脂封止体20の樹脂部によって実質的に形成されたボンデ
ィングエリア取り囲み部により側方を取り囲まれること
になる。
放熱フィンのアウタ部およびリードのアウタ部はガル
・ウイング形状に屈曲成形するに限らず、Iリード形状
やJリード形状等に屈曲成形してもよい。
以上の説明では主として本発明者によってなされた発
明をその背景となった利用分野である低熱抵抗形SOP・I
Cに適用した場合について説明したが、それに限定され
るものではなく、クワッド・フラット・樹脂封止パッケ
ージ(QFP)を備えている低熱抵抗形IC、また、スモー
ル・アウトライン・Jリード・樹脂封止パッケージを備
えている低熱抵抗形SOJ・IC、およびQFJ(PLCC)・IC、
スモール・アウトライン・Iリード樹脂封止パッケージ
を備えている低熱抵抗形SOI・IC、およびQSI(MSP)・I
C等にも適用することができる。本発明は少なくとも、
アウタ部が屈曲成形される放熱フィンを備えている低熱
抵抗形半導体装置に適用して優れた効果が得られる。
〔発明の効果〕
本願において開示される発明のうち代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、次の通りであ
る。
放熱フィンの屈曲成形時に放熱フィンに作用する応力
がボンディングエリアに伝達するのを防止することがで
きるため、ボンディングエリアにボンディングされたワ
イヤに不敵性な歪が発生するのを防止することができ、
ワイヤにおける断線や剥がれ等の不良が発生するのを未
然に防止することができる。
万一、放熱フィンと樹脂封止体との界面に剥がれが樹
脂封止体の外縁から発生して内側に進行して来たとして
も、その剥がれの進行を放熱フィンと樹脂部との界面を
構成しないボンディングエリア取り囲み部によって阻止
することができるため、当該剥がれの進行によるボンデ
ィングエリアの耐湿性の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例である低熱抵抗形半導体装置
を示す一部切断平面図、 第2図以降は本発明の一実施例である低熱抵抗形半導体
装置の製造方法を説明するための各説明図であり、第2
図はその低熱抵抗形半導体装置の製造方法に使用される
多連リードフレームを示す一部省略平面図、 第3図はペレットおよびワイヤ・ボンディング工程後を
示す一部省略平面図、 第4図は樹脂封止体の成形工程を示す一部省略正面断面
図、 第5図は樹脂封止体の成形後を示す一部省略拡大側面断
面図、 第6図はその一部省略一部切断平面図、 第7図はリード切断成形装置を示す概略平面図、 第8図はリード切断装置を示す正面断面図、 第9図はリード成形装置を示す正面断面図、 第10図はリード切断成形時の作用を説明するための拡大
部分断面図、である。 第11図は低熱抵抗形半導体装置の実装状態を示す斜視
図、 第12図はその一部切断正面図、である。 第13図、第14図、第15図はスリットの変形例をそれぞれ
示す各部分平面図、 第16図はボンディングエリアを作る突起を示す拡大部分
斜視図、である。 1……多連リードフレーム、2……単位リードフレー
ム、3……外枠、4……セクション枠、5……ダム部
材、6……リード、6a……インナ部、6b……アウタ部、
7……タブ、8……放熱フィン、9……アウタ部、10…
…凹凸面部、11、11B、11C、11D……スリット、11A……
樹脂充填部、11E……突起、12……ボンディングエリ
ア、13……ボンディングパッド、14……ボンディング
層、15……ペレット、16、17……電極パッド、18、19…
…ワイヤ、20……樹脂封止体、21……低熱抵抗形SOP・I
C(半導体装置)、22……プリント配線基板、23……ラ
ンド、24……放熱フィン用ランド、25、26……はんだ付
け部、30……トランスファ成形装置、31……上型、32…
…下型、33……キャビティー、33a……上型キャビティ
ー凹部、33b……下型キャビティー凹部、34……ポッ
ト、35……プランジャ、36……カル、37……ランナ、38
……ゲート、39……逃げ凹所、40……レジン、50……リ
ード切断成形装置、51……フィーダ、52……ローダ、53
……リード切断装置、54……リード成形装置、55……ハ
ンドラ、56……アンローダ、57……IC部、58……枠(フ
レーム)部、60、70……取り付け板、61、71……ホル
ダ、62、72……押さえ型、63、73……押さえ部、64……
パンチ、66……剪断刃、76……剪断ダイ、67……枠押さ
え、68……ガイド、69……スプリング、80、90……取り
付け板、81、91……ホルダ、82、92……押さえ型、83、
93……押さえ部、84……成形パンチ、94……成形ダイ、
88……ガイド、89……スプリング。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−218658(JP,A) 実開 昭64−48043(JP,U) 実開 昭62−17150(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 23/50,23/34

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体ペレットがボンディングされたタブ
    に放熱フィンが連結されており、この放熱フィンの一部
    が前記半導体ペレットおよび前記タブを封止した樹脂封
    止体の外部に突出されている半導体装置において、 前記放熱フィンの前記樹脂封止体に封止された部位には
    前記半導体ペレットに一端がボンディングされたワイヤ
    の他端がボンディングされたボンディングエリアが形成
    されており、前記樹脂封止体における前記ボンディング
    エリアを取り囲む部分にはボンディングエリア取り囲み
    部が形成されており、 前記ボンディングエリアが前記放熱フィンに厚さ方向に
    貫通し、かつ、平面方向に幅を有した中空部を構成する
    スリットによって区画形成されており、前記ボンディン
    グエリア取り囲み部はこのスリットの中空部の内部に前
    記樹脂封止体の樹脂が充填して形成された樹脂充填部に
    よって形成されており、 前記スリットが前記放熱フィンの前記樹脂封止体内部に
    おける縁辺に配置されていることを特徴とする半導体装
    置。
  2. 【請求項2】前記スリットが互いに離間されて平行に形
    成された一対のスリットであることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】前記スリットがL字形状に形成されている
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体装
    置。
  4. 【請求項4】半導体ペレットがボンディングされたタブ
    に放熱フィンが連結されており、この放熱フィンの一部
    が前記半導体ペレットおよび前記タブを封止した樹脂封
    止体の外部に突出されている半導体装置において、 前記放熱フィンの前記樹脂封止体に封止された部位には
    前記半導体ペレットに一端がボンディングされたワイヤ
    の他端がボンディングされたボンディングエリアが形成
    されており、前記樹脂封止体における前記ボンディング
    エリアを取り囲む部分にはボンディングエリア取り囲み
    部が形成されており、 前記ボンディングエリアが前記放熱フィンの一部を屈曲
    されて構成された突起によって形成されており、前記ボ
    ンディングエリア取り囲み部は前記樹脂封止体における
    前記突起を取り囲んだ部分によって形成されていること
    を特徴とする半導体装置。
  5. 【請求項5】前記突起が前記放熱フィンの前記樹脂封止
    体内部における縁辺に配置されていることを特徴とする
    特許請求の範囲第4項記載の半導体装置。
  6. 【請求項6】半導体ペレットがボンディングされたタブ
    に放熱フィンが連結されており、この放熱フィンの一部
    が前記半導体ペレットおよび前記タブを封止した樹脂封
    止体の外部に突出されている半導体装置において、 前記放熱フィンの前記樹脂封止体に封止された部位には
    前記半導体ペレットに一端がボンディングされたワイヤ
    の他端がボンディングされたボンディングエリアが形成
    されており、前記樹脂封止体における前記ボンディング
    エリアを取り囲む部分にはボンディングエリア取り囲み
    部が形成されており、 前記ボンディングエリアが前記放熱フィンに厚さ方向に
    貫通し、かつ、平面方向に幅を有した中空部を構成する
    スリットによって区画形成されており、 前記ボンディングエリア取り囲み部はこのスリットの中
    空部の内部に前記樹脂封止体の樹脂が充填して形成され
    た樹脂充填部によって形成されていることを特徴とする
    半導体装置。
  7. 【請求項7】前記スリットが前記放熱フィンの中間部に
    配置されていることを特徴とする特許請求の範囲第6項
    記載の半導体装置。
  8. 【請求項8】前記スリットはコ字形状に形成されている
    ことを特徴とする特許請求の範囲第6項記載の半導体装
    置。
  9. 【請求項9】前記スリットはH字形状に形成されている
    ことを特徴とする特許請求の範囲第6項記載の半導体装
    置。
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