JP2959481B2 - 樹脂封止型半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

樹脂封止型半導体装置及びその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は樹脂封止型半導体装
置と、その樹脂成形方法を改善した製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に樹脂封止型半導体装置では、半導
体素子を搭載したリードフレームを金型内にセットし、
金型のキャビティ内に樹脂を注入して樹脂封止する製造
方法がとられている。このため、樹脂がキャビティ内に
注入される際の圧力によってリードフレームが上下或い
は横方向に移動(シフト)され易く、この移動によって
リードフレームに曲げが生じ、金属ワイヤが切断され、
あるいはリードフレームの一部が封止樹脂から露出され
る等、樹脂成形される半導体装置の信頼性が低下され、
かつ製造歩留りが低下されることがある。また、リード
フレームの変形が著しい場合には一部が樹脂から露呈さ
れてしまうこともある。このため、樹脂厚さを小さくす
ることが難しく、薄型の半導体装置を実現することが困
難である。
【0003】このような問題を解消するために、例え
ば、特開平3−9538号公報の技術では、図6の断面
図で示されるようにそれぞれ円錐状の突起部23,24
を有した上金型21と下金型22で構成されるキャビテ
ィ20内にリードフレーム25を挟み込み、これらの突
起部23,24により半導体素子27を搭載したアイラ
ンド26を上下に挟み込んで位置固定しながらキャビテ
ィ20内に樹脂を注入して樹脂封止することで、アイラ
ンド26の上下方向のシフトを防止している。なお、突
起部23,24をキャビティ20内に進退可能とし、樹
脂封止の離型の際に上下の突起部23,24がそれぞれ
の金型表面下まで引き込むように構成したものも提案さ
れている。
【0004】また、特開平4−116942号公報の技
術では、図7(a),(b)にその正面方向、側面方向
の各断面構造を示すように、半導体素子37を搭載した
アイランド36を下方に押下する押さえピン33を有し
た上金型31と、片側先端部に内部に向けて下斜する傾
斜部34を有する下金型32で構成されるキャビティ3
0内にリードフレーム35を挟み込む構造が提案されて
いる。この構造では、リードフレーム35のアイランド
36の上面が上金型31のリードフレーム押さえピン3
3にて下方に押下され、この押下力によってアイランド
36の下面の角部が下金型32の傾斜部34に押し当て
られることでアイランド36を固定状態とし、キャビテ
ィ30内に樹脂を注入する際の圧力によってもアイラン
ド36が上下及び横方向へシフトされることを防止して
いる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記した前者の公報に
記載の技術においては、金型21,22に形成された突
起部23,24にてアイランド26を挟み込むことで上
下方向へのアイランドシフトを防止することが可能であ
るが、横方向へのアイランドシフトを防止することは困
難である。これに対し、後者の公報に記載の技術におい
ては、ピン33によりアイランド36を傾斜部34に押
し当てることで、上下及び横方向のアイランドシフトを
防止できるが、アイランド36を傾斜部34に押し当て
て固定させる必要があるため、金型のキャビティ内の中
央にアイランドが位置する半導体装置にはこの技術を適
用することは困難である。すなわち、アイランドがリー
ドフレームの中央に位置する半導体装置においては、ア
イランドの周囲に外部リードとの接続を行うためのイン
ナーリードが放射状に存在するため、アイランドを金型
の傾斜部34に押し当てて固定することが困難であるた
めである。
【0006】本発明の目的は、アイランドが中央に位置
する半導体装置においても、その上下方向、横方向のシ
フトを確実に防止し、信頼性が高く、製造歩留りの高い
樹脂封止型半導体装置とその製造方法を提供することに
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
半導体素子を搭載しているリードフレームのアイランド
に位置固定穴が貫通状態に開設され、この位置固定穴に
は樹脂成形時の位置固定を行う位置固定ピンが挿入さ
、かつこの位置固定ピンは前記樹脂内に一体的に埋設
されていることを特徴とする。ここで、位置固定ピン
は、その中間部に径寸法を大きくしたストッパが設けら
れ、このストッパがアイランドの片面に当接される。
た、前記位置固定ピンは樹脂で形成されており、特に前
記封止用の樹脂と同じ樹脂で形成されていることが好ま
しい。
【0008】また、本発明の製造方法は、アイランド上
に半導体素子を搭載したリードフレームを上下の各金型
間に挟み、この上下金型で形成されるキャビティ内に樹
脂を注入して樹脂封止を行う半導体装置の製造方法にお
いて、アイランドには位置固定穴が貫通状態で開設さ
れ、かつこの位置固定穴には位置固定ピンが挿入され、
この位置固定ピンの両端部を上下の金型間に挟み込みな
がら樹脂の注入を行ない、前記位置固定ピンを前記樹脂
内に一体的に埋設することを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。図1は本発明におけるリード
フレームのアイランドを含む領域の平面図である。同図
において、リードフレーム1の中央に矩形のアイランド
2が設けられ、吊りリード3によりフレーム1に一体化
されている。また、アイランド2の周囲には複数本のイ
ンナーリード4が配置されている。そして、前記アイラ
ンド2上には半導体素子5が搭載され、この半導体素子
5の電極と前記インナーリード4とが金属ワイヤ6によ
り相互に電気接続されている。また、前記アイランド2
の隅部、ここでは対角位置の2箇所の隅部にはアイラン
ドの板厚方向に貫通された円形の位置固定穴7が開設さ
れている。
【0010】そして、このリードフレーム1を樹脂封止
する際には、図2に樹脂成形時における金型内の構造を
示すように、予めリードフレーム1のアイランド2の前
記位置固定穴7には、樹脂製の位置固定ピン8を挿通さ
せている。この位置固定ピン8は丸棒状に形成され、そ
の中間位置に径寸法が拡大されたストッパ9が一体に形
成されている。そして、アイランド2の上方から下方に
向けて位置固定ピン8を位置固定穴7に挿入させること
で、位置固定ピン8は位置固定穴7に圧入状態に挿通支
持される。その上で、このリードフレーム1を上金型1
1と下金型12で構成されるキャビティ10内にセット
する。
【0011】この結果、金型のキャビティ10内では、
位置固定ピン8はその上下端部が各金型11,12間に
挟み込まれるため、位置固定ピン8はキャビティ10内
に固定支持され、さらに、この位置固定ピン8によって
アイランド2がキャビティ10内に固定される。したが
って、キャビティ10内に樹脂を注入して樹脂成形を行
った場合に、樹脂の注入圧力がアイランド2に加えられ
ても、アイランド2が上下方向および横方向にシフトさ
れることはない。なお、この実施形態では、位置固定ピ
ン8に設けられたストッパ9はアイランド2の上面側に
当接されており、アイランドが上方向にシフトすること
を抑止する上で有効である。なお、通常、樹脂封止時の
アイランド2のシフトは、樹脂の流動を遮る半導体素子
5が搭載されていないアイランドの下側を通過する樹脂
の方が流動速度が速いため、下方向から受ける圧力が大
きく、上方向及び横方向へのシフトが生じる割合が高い
ため、下方向へのシフトが生じることは殆どない。
【0012】このようにして樹脂封止が完了された半導
体装置は、図3に示すように、封止樹脂13内に位置固
定ピン8が一体的に埋設された状態とされている。位置
固定ピン8は樹脂で形成されているため、封止樹脂13
との密接性もよく、その封止特性が何ら劣化されること
はない。この場合、位置固定ピン8を封止樹脂13と同
じ樹脂で形成しておけば、最終的に形成される半導体装
置の封止樹脂は両者が渾然一体とされた構成となる。た
だし、樹脂の構造解析等を行えば、封止樹脂内にこれと
は別体に形成された位置固定ピンが埋設されているもの
であることは確認可能である。
【0013】このように、この実施形態では、アイラン
ド2に設けた位置固定穴7に位置固定ピン8を挿入さ
せ、かつこの位置固定ピン8をキャビティ10内に固定
させた状態で樹脂封止を行うため、アイランド2の上下
方向および横方向のシフトを完全に防止することがで
き、リードフレーム1の曲げや金属ワイヤ6の断線等の
不具合を未然に防止して信頼性が高く、しかも製造歩留
りの高い樹脂封止型半導体装置を製造することが可能と
なる。
【0014】図4は本発明の第2の実施形態を示す断面
図である。この実施形態では、リードフレーム1は図1
に示した構造のものが用いられるが、前記した位置固定
ピンは用いておらず、その代わりに樹脂成形を行う上金
型11に長さの異なる2本の位置固定ピン14,15を
進退可能に設けている。長い方の位置固定ピン14は、
キャビティ10内に突出されたときには、アイランド2
に設けられている位置固定穴7を挿通してその先端が下
金型12に当接されるように構成される。また、短い方
の位置固定ピン15は、キャビティ10内に突出された
ときには、その先端がアイランド2の上面に当接される
ように構成される。
【0015】したがって、この状態でキャビティ10内
に樹脂を注入して樹脂封止を行うと、樹脂の注入圧力に
よってアイランド2に上方向および横方向の力が加えら
れるが、アイランド2の位置固定穴7に長い方の位置固
定ピン14が挿通されているため、横方向にシフトされ
ることはない。また、この位置固定穴7と位置固定ピン
14との係合と、短い方の位置固定ピン15がアイラン
ド2の上面に当接されていることにより、アイランド2
が上方向にシフトされることも抑止される。これによ
り、アイランド2のシフトが防止された状態での樹脂封
止が完了される。なお、この実施形態では、樹脂が硬化
される前に、前記各位置固定ピン14,15をキャビテ
ィ10から後退させることで、図5に示すように、位置
固定ピンが存在しない封止樹脂構造が得られることにな
る。
【0016】なお、本発明は、アイランドがリードフレ
ームの中央部に位置されている構成の半導体装置に適用
して有効であるが、図7に示したようなアイランドがリ
ードフレームの端部に配置されているような半導体装置
に適用することも可能である。また、第1の実施形態に
おいて、位置固定ピンを位置固定穴に圧入状態に挿入さ
せることが可能な場合には、その圧入力によってアイラ
ンドの上下方向のシフトが防止できるため、特にストッ
パを設けなくともよい。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、前記した
第1の実施形態の構造及びその製造方法を採用すること
により、アイランドに設けた位置固定穴に位置固定ピン
を挿入させ、この位置固定ピンにより金型内においてア
イランドを位置固定しているため、樹脂封止時の樹脂圧
力によるアイランドの上方向および横方向のシフトを防
止できる。特に、アイランドがリードフレームの中央部
に配置されている半導体装置においてもそのシフトを有
効に防止することができる。これにより、リードフレー
ムの曲がりや金属ワイヤの断線が防止でき、信頼性の高
い半導体装置を高い歩留りで製造することができる。ま
た、アイランドにおける傾きが防止でき、封止樹脂の厚
さを薄くして薄型の半導体装置を得ることができる。
らに、位置固定ピンは樹脂内に一体的に埋設されるた
め、位置固定ピンによって樹脂に穴が生じるようなこと
はなく、封止特性の信頼性が高められる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるリードフレームの要部の平面図
である。
【図2】本発明の第1の実施形態における樹脂封止工程
の状態を示す断面図である。
【図3】本発明の第1の実施形態の半導体装置の断面図
である。
【図4】本発明の第2の実施形態の樹脂封止工程の状態
を示す断面図である。
【図5】本発明の第2の実施形態の半導体装置の断面図
である。
【図6】従来の樹脂封止方法の一例を示す断面図であ
る。
【図7】従来の他の樹脂封止方法を説明するための正面
断面図と側面断面図である。
【符号の説明】
1 リードフレーム 2 アイランド 4 インナーリード 5 半導体素子 6 金属ワイヤ 7 位置固定穴 8 位置固定ピン 9 ストッパ 10 キャビティ 11 上金型 12 下金型 13 封止樹脂 14,15 位置固定ピン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/56 H01L 23/28 - 23/30 H01L 23/50

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リードフレームのアイランド上に半導体
    素子を搭載し、このアイランドおよび半導体素子を含む
    領域を樹脂により封止してなる樹脂封止型半導体装置に
    おいて、前記アイランドには位置固定穴が貫通状態に開
    設され、この位置固定穴には樹脂封止時の位置固定を行
    う位置固定ピンが挿入され、かつ前記位置固定ピンは前
    記樹脂内に一体的に埋設されていることを特徴とする樹
    脂封止型半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記位置固定ピンは、その中間部に径寸
    法を大きくしたストッパが設けられ、このストッパが
    アイランドの片面に当接されてなる請求項1に記載
    樹脂封止型半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記位置固定ピンは樹脂で形成されてい
    る請求項1又は2に記載の樹脂封止型半導体装置。
  4. 【請求項4】 前記位置固定ピンは前記封止用の樹脂と
    同じ樹脂で形成されている請求項3に記載の樹脂封止型
    半導体装置。
  5. 【請求項5】 アイランド上に半導体素子を搭載したリ
    ードフレームを上下の各金型間に挟み、この上下金型で
    形成されるキャビティ内に樹脂を注入して樹脂封止を行
    う半導体装置の製造方法において、前記アイランドには
    位置固定穴が貫通状態で開設され、かつこの位置固定穴
    には位置固定ピンが挿入され、この位置固定ピンの両端
    部を前記上下の金型間に挟み込みながら前記した樹脂の
    注入を行ない、前記位置固定ピンを前記樹脂内に一体的
    に埋設することを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製
    造方法。
  6. 【請求項6】 前記位置固定ピンの中間部には、その径
    寸法を大きくしたストッパが設けられ、このストッパを
    前記アイランドの片方の面に当接させた状態で樹脂注入
    を行う請求項5に記載の樹脂封止型半導体装置の製造方
    法。
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