JP2997255B1 - 樹脂封止型半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 従来のリードフレームによる樹脂封止型半導
体装置では、半導体素子の多ピン化に対応できず、また
小型、薄型にも限界があった。 【解決手段】 金属板よりなるフレーム本体と、その領
域内に配設されて、薄厚部によりフレーム本体と接続
し、フレーム本体よりも突出して形成された複数のラン
ド構成体とよりなるターミナルランドフレームから形成
され、ランド構成体２１上に導電性接着剤２２を介して
電極パッドが接続された半導体素子２３と、ランド構成
体２１の底面を突出させて半導体素子２３の外囲を封止
した封止樹脂２４とよりなり、リード体を用いず、ラン
ド体を用いたフレームにより、底面に高密度配置のラン
ド電極を有し、フリップチップ実装によりチップサイズ
と同等の小型、薄型の樹脂封止型半導体装置を実現でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、従来のビーム状の
リードを備えたリードフレームに代えて、外部端子とな
るランド体を備えたフレームであるターミナルランドフ
レームに関するものであり、特にそれを用いて半導体素
子を搭載し、外囲を樹脂で封止した樹脂封止型半導体装
置およびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の小型化に対応するため
に、樹脂封止型半導体装置などの半導体部品の高密度実
装が要求され、それにともなって、半導体部品の小型、
薄型化が進んでいる。また小型で薄型でありながら、多
ピン化が進み、高密度の小型、薄型の樹脂封止型半導体
装置が要望されている。

【０００３】以下、従来の樹脂封止型半導体装置に使用
するリードフレームについて説明する。

【０００４】図１２は、従来のリードフレームの構成を
示す平面図である。図１２に示すように、従来のリード
フレームは、フレーム枠１と、そのフレーム枠１内に、
半導体素子が載置される矩形状のダイパッド部２と、ダ
イパッド部２を支持する吊りリード部３と、半導体素子
を載置した場合、その載置した半導体素子と金属細線等
の接続手段により電気的接続するビーム状のインナーリ
ード部４と、そのインナーリード部４と連続して設けら
れ、外部端子との接続のためのアウターリード部５と、
アウターリード部５どうしを連結固定し、樹脂封止の際
の樹脂止めとなるタイバー部６とより構成されていた。

【０００５】なお、リードフレームは、図１２に示した
構成よりなるパターンが１つではなく、複数個、左右、
上下に連続して配列されたものである。

【０００６】次に従来の樹脂封止型半導体装置について
説明する。図１３は、図１２に示したリードフレームを
用いた樹脂封止型半導体装置を示す断面図である。

【０００７】図１３に示すように、リードフレームのダ
イパッド部２上に半導体素子７が搭載され、その半導体
素子７とインナーリード部４とが金属細線８により電気
的に接続されている。そしてダイパッド部２上の半導体
素子７、インナーリード部４の外囲は封止樹脂９により
封止されている。封止樹脂９の側面からはアウターリー
ド部５が突出して設けられ、先端部はベンディングされ
ている。

【０００８】従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法
は、図１４に示すように、リードフレームのダイパッド
部２上に半導体素子７を接着剤により接合した後（ダイ
ボンド工程）、半導体素子７とインナーリード部４の先
端部とを金属細線８により接続する（ワイヤーボンド工
程）。その後、半導体素子７の外囲を封止するが、封止
領域はリードフレームのタイバー部６で包囲された領域
内を封止樹脂９により封止し、アウターリード部５を外
部に突出させて封止する（樹脂封止工程）。そしてタイ
バー部６で封止樹脂９の境界部をカッティングし、各ア
ウターリード部５を分離し、フレーム枠１を除去すると
ともに、アウターリード部５の先端部をベンディングす
ることにより（タイバーカット・ベンド工程）、図１３
に示した構造の樹脂封止型半導体装置を製造することが
できる。ここで図１４において、破線で示した領域が封
止樹脂９で封止する領域である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のリ
ードフレームでは、半導体素子が高集積化し、多ピンと
なった場合、インナーリード部（アウターリード部）の
幅の形成には限界があり、多ピンに対応しようとする場
合は、インナーリード部（アウターリード部）の数が多
くなるため、リードフレーム自体が大きくなり、結果と
して樹脂封止型半導体装置も大きくなり、要望される小
型、薄型の樹脂封止型半導体装置は実現できないという
課題があった。また、半導体素子の多ピン対応としてリ
ードフレームのサイズを変更せず、インナーリード部を
増加させる場合は、１本当たりのインナーリード部の幅
を細くしなければならず、リードフレーム形成のエッチ
ング等の加工で課題が多くなってしまう。

【００１０】また最近は面実装タイプの半導体装置とし
て、底面に外部電極を設けたキャリア（配線基板）上に
半導体素子を搭載し、電気的接続を行った後、そのキャ
リアの上面を樹脂封止した半導体装置であるボール・グ
リッド・アレイ（ＢＧＡ）タイプやランド・グリッド・
アレイ（ＬＧＡ）タイプの半導体装置がある。このタイ
プの半導体装置はその底面側でマザー基板と実装する半
導体装置であり、今後、このような面実装タイプの半導
体装置が主流になりつつある。したがって、このような
動向に対応するには、従来のリードフレーム、そのリー
ドフレームを用いた樹脂封止型半導体装置では、対応で
きないという大きな課題が顕在化してきている。

【００１１】従来の樹脂封止型半導体装置では、封止樹
脂の側面にアウターリード部よりなる外部リードが設け
られており、その外部リードと基板電極とを接合して実
装するものであるため、ＢＧＡタイプ，ＬＧＡタイプの
半導体装置に比べて、基板実装の信頼性は低いものとな
ってしまう。また、ＢＧＡタイプ，ＬＧＡタイプの半導
体装置は、配線基板を用いているため、コスト的に高価
となるという課題がある。

【００１２】本発明は前記した従来の課題および今後の
半導体装置の動向に対応できるフレームタイプのパッケ
ージ材を用いた樹脂封止型半導体装置を提供するもので
あり、底面側で基板実装できる半導体装置をフレーム体
を用いて構成することを目的とするものである。そして
従来のリードフレームに着目した発想から転換し、ビー
ム状の「リード」に代え、外部電極となる「ランド」を
フレーム状で形成する点に主眼をおいたターミナルラン
ドフレームとそれを用いた樹脂封止型半導体装置および
その製造方法を提供するものである。さらに本発明は、
従来のようにリードカット工程やリードベンド工程をな
くし、容易に樹脂封止型半導体装置を得ることができ、
樹脂封止型半導体装置を低コストで製造できるものであ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記従来の課題を解決す
るために、本発明の樹脂封止型半導体装置は、金属板よ
りなるフレーム本体と、前記フレーム本体の領域内に格
子状に配設されて、薄厚部により前記フレーム本体と接
続し、かつ前記フレーム本体よりも突出して形成され、
その底面の面積よりも上面の面積が大きい複数のランド
構成体とよりなり、前記ランド構成体は前記フレーム本
体から突出した方向への押圧力によってのみ、前記薄厚
部が破断されて前記ランド構成体が前記フレーム本体よ
り分離されて外部電極を構成するターミナルランドフレ
ームを用いて形成された樹脂封止型半導体装置であっ
て、前記ランド構成体上にその電極パッドが導電性接着
剤を介して各々接続された半導体素子と、前記ランド構
成体の底面を突出させて前記半導体素子の外囲を封止し
た封止樹脂とよりなり、前記各ランド構成体群の封止樹
脂からの突出量は、前記フレーム本体の厚み量から前記
ランド構成体群が前記フレーム本体から突出した量を差
し引いた量である樹脂封止型半導体装置である。

【００１４】また本発明は、封止樹脂に封止された側の
ランド構成体の上面のエッジ部は曲面を有している樹脂
封止型半導体装置である。

【００１５】また本発明は、半導体素子はその電極パッ
ド上に突起電極を有し、前記突起電極が導電性接着剤を
介して、ランド構成体に各々接続された樹脂封止型半導
体装置である。

【００１６】また本発明は、封止樹脂に封止された側の
ランド構成体の形状は、上面が平坦なキノコ状の形状を
有して、封止樹脂とアンカー効果を得ている樹脂封止型
半導体装置である。

【００１７】本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法
は、金属板よりなるフレーム本体と、前記フレーム本体
の領域内に格子状に配設されて、薄厚部により前記フレ
ーム本体と接続し、かつ前記フレーム本体よりも突出し
て形成され、その底面の面積よりも上面の面積が大きい
複数のランド構成体群とよりなり、前記ランド構成体群
は前記フレーム本体から突出した方向への押圧力によっ
てのみ、前記薄厚部が破断されて前記ランド構成体群が
前記フレーム本体より分離されて外部電極を構成するタ
ーミナルランドフレームを用意する工程と、前記ターミ
ナルランドフレームの前記ランド構成体の突出した側に
半導体素子を導電性接着剤を介してフリップチップ接続
する工程と、前記半導体素子の外囲であって、前記ター
ミナルランドフレームの上面側のみを封止樹脂により封
止し、樹脂封止型半導体装置を形成する工程と、前記タ
ーミナルランドフレームの前記フレーム本体を固定した
状態で前記フレーム本体の底面側から前記ランド構成体
の底面側に対して押圧力を印加し、ランド構成体と前記
フレーム本体とを接続している薄厚部を破断させ、前記
フレーム本体から樹脂封止型半導体装置を分離する工程
とを有するものである。

【００１８】前記構成の通り、本発明の樹脂封止型半導
体装置は、ランド構成体がその底面に配列され、またラ
ンド構成体が封止樹脂の底面よりも突出して設けられ、
基板実装時のスタンドオフが形成されているものであ
る。ここで樹脂封止型半導体装置のランド構成体の突出
量は、フレーム本体の厚み量からランド構成体が突出し
た量を差し引いた量となり、ランド構成体の外部ランド
電極としてのスタンドオフが、ターミナルランドフレー
ムを用いることにより、自己整合的に形成されるもので
ある。またランド構成体はその形状が上面が平坦なキノ
コ状であり、封止樹脂との食いつきが良好となり、樹脂
との密着性が増大し、信頼性が向上するものである。

【００１９】また本発明のターミナルランドフレームを
用いることにより、本発明の樹脂封止型半導体装置の製
造方法においては、半導体素子を搭載し、樹脂封止した
後、ランド構成体部分の下方からの突き上げによりフレ
ーム自体を除去するだけで、樹脂封止型半導体装置の底
面部分に半導体素子と電気的に接続したランド電極を配
列することができる。また、ランド構成体には樹脂封止
の際の樹脂バリが発生することはなく、樹脂バリの除去
工程も不要となり、後工程が不要となるものである。

【００２０】また本発明では半導体素子をターミナルラ
ンドフレームにフリップチップ実装し、各ランド構成体
と半導体素子の電極パッドとを各々接続した構造によ
り、チップサイズと同等の製品を得ることができ、小
型、薄型の樹脂封止型半導体装置を実現するものであ
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の樹脂封止型半導体
装置およびその製造方法の一実施形態について図面を参
照しながら説明する。

【００２２】まず本発明の樹脂封止型半導体装置に用い
るターミナルランドフレームについて説明する。

【００２３】図１は本実施形態のターミナルランドフレ
ームを示す平面図である。図２は本実施形態のターミナ
ルランドフレームを示す断面図であり、図１において、
Ａ−Ａ１箇所の断面を示している。図３は図２における
ランド構成体部分を拡大して示す断面図である。

【００２４】図示するように本実施形態のターミナルラ
ンドフレームは、銅材または、４２−アロイ等の通常の
リードフレームに用いられている金属板よりなるフレー
ム本体１０と、そのフレーム本体１０の領域内に半導体
素子のボンディングパッド配列に対応した格子状に配設
されて、薄厚部１１によりフレーム本体１０と接続し、
かつフレーム本体１０よりも突出して形成された複数の
ランド構成体１２とよりなるものである。すなわち、フ
レーム本体１０、ランド構成体１２および薄厚部１１は
同一の金属板より一体で形成されているものである。そ
してランド構成体１２はフレーム本体１０から突出した
方向への押圧力により、薄厚部１１が破断されてランド
構成体１２がフレーム本体１０より分離される構成を有
するものである。なお、ランド構成体１２の配置につい
ては、碁盤の目状の格子状配置、千鳥格子状配置、ラン
ダムな面配置が考えられるが、搭載する半導体素子の電
極パッドの配列に対応して配列を採用する。またランド
構成体１２の形状としては、上面が平坦なキノコ状を構
成しているものであり、この構成により、このターミナ
ルランドフレームに対して、半導体素子を搭載し、樹脂
封止した際、封止樹脂とランド構成体との食いつきを良
好にし、アンカー効果が増大するので、信頼性を向上さ
せることができる。

【００２５】図３に示すように、ランド構成体１２の底
面部分１２ａに対して、突出した方向への押圧力を印加
することにより、薄厚部１１の破線部分で破断されるこ
とになり、フレーム本体１０からランド構成体１２が分
離するものである。ここで、薄厚部１１はフレーム本体
１０自体に対して、打ち抜き加工の半切断手段により形
成される「繋ぎ部分」であり、フレーム本体１０のラン
ド構成体を形成したい部分をパンチ部材を用いて打ち抜
き加工し、完全に打ち抜かずに、途中、好ましくは半分
程度の打ち抜きで止め、途中まで打ち抜かれた部分がフ
レーム本体１０から突出し、その突出した部分がランド
構成体１２を構成するとともに、フレーム本体１０と切
断されずに接続している繋ぎ部分が薄厚部１１を構成す
るものである。したがって、薄厚部１１は極薄であり、
ランド構成体１２の底面部分１２ａに対して、突出した
方向への押圧力を印加する程度で、薄厚部１１が破断す
る厚みを有するものである。

【００２６】また、フレーム本体１０よりも突出して形
成されたランド構成体１２は、その突出量はフレーム本
体１０自体の厚みの過半数以上の突出量を有しており、
ランド構成体１２がフレーム本体１０から突出した方向
への押圧力により、薄厚部１１が破断されてランド構成
体１２がフレーム本体１０より分離される構成を実現で
きるよう構成されている。例えば本実施形態では、ター
ミナルランドフレーム自体の厚み、すなわちフレーム本
体１０の厚みを２００［μｍ］とし、ランド構成体１２
の突出量を１４０［μｍ］〜１８０［μｍ］（フレーム
本体の厚みの７０［％］〜９０［％］）としている。な
お、フレーム本体１０の厚みは、２００［μｍ］に限定
するものではなく、必要に応じて、板厚の厚い４００
［μｍ］のフレームでもよく、適宜、設定できるもので
ある。またランド構成体１２の突出量についても、過半
数以上の突出でなくとも、半数以下の突出量でもよく、
押圧によって薄厚部１１が破断されるように構成すれば
よい。

【００２７】また本実施形態のターミナルランドフレー
ムは、その表面がメッキ処理されたものであり、必要に
応じて例えば、ニッケル（Ｎｉ），パラジウム（Ｐｄ）
および金（Ａｕ）などの金属が積層されて適宜メッキさ
れているものである。メッキ処理については、ランド構
成体１２を成形した後に行ってもよく、または金属板へ
のランド構成体の成形前に行ってもよい。またターミナ
ルランドフレームの表面粗さについては、極めて平坦で
あって、０．１［μｍ］以下であり、封止樹脂との剥離
性に影響するものであり、ランド構成体１２以外の部分
には無用な凹凸がないようにする必要がある。このメッ
キ処理については、ランド構成体１２を成形後に行って
もよく、またはランド構成体１２を成形する前にフレー
ムに対して予め行ってもよい。

【００２８】なお、ランド構成体１２の数は、搭載する
半導体素子のピン数（電極パッド数）などにより、その
数を適宜設定できるものである。そして図１に示すよう
に、ランド構成体１２はフレーム本体１０の領域に形成
するが、左右・上下に連続して形成できるものである。
またランド構成体１２の形状は円形としているが、角形
や長方形でもよく、また大きさは、ターミナルランドフ
レーム内ですべて同一としてもよいし、樹脂封止型半導
体装置を構成し、ランド電極とした場合、基板実装の際
の応力緩和のために、周辺部に位置するランド構成体１
２を大きくするようにしてもよい。本実施形態では、ラ
ンド構成体１２の上面の大きさは、半導体素子との電気
的接続構造として、電極パッドの大きさに合わせて１０
０［μｍ］φ程度の大きさとしている。

【００２９】また、本実施形態で示したターミナルラン
ドフレームは、従来のようなインナーリード部、アウタ
ーリード部、ダイパッド部などを有さず、ランド電極と
してランド構成体１２を有し、そのランド構成体１２を
半導体素子が搭載される面内に格子状、千鳥状に配列す
ることにより、このターミナルランドフレームを用いて
樹脂封止型半導体装置を構成した場合、底面にランド電
極を備えた樹脂封止型半導体装置を実現することができ
る。また従来のように電極となる構成が、ビーム状のリ
ード構成ではなく、ランド構成体１２であるため、それ
らを面状に配置することができ、ランド構成体１２の配
置の自由度が向上し、多ピン化に対応することができ
る。勿論、半導体素子のピン数によっては、ランド構成
体１２をエリア配置させずに一連で配置してもよい。

【００３０】図１に示した本実施形態のターミナルラン
ドフレームは、搭載すべき半導体素子の電極パッドの配
列に対応したものであるが、図１に示したターミナルラ
ンドフレームの構成は、図４に示したようなエリアパッ
ド状の電極パッド１３の配列を有した半導体素子１４を
搭載する場合に採用するものであり、図５に示したよう
な周辺パッド状の電極パッド１３の配列を有した半導体
素子１５を搭載する場合に採用するターミナルランドフ
レームは、図６に示すような周辺の電極パッドに対応す
るように、フレーム本体１０において、ランド構成体１
２が外周配列を構成して配列された構造のターミナルラ
ンドフレームを用いる。

【００３１】本実施形態の説明においては、代表的に図
１に示したターミナルランドフレームに対して、図４に
示した半導体素子を搭載する形態について説明する。

【００３２】次に本実施形態のターミナルランドフレー
ムの製造方法について説明する。図７および図８は、本
実施形態のターミナルランドフレームの製造方法を示す
断面図であり、ランド構成体部分を示す断面図である。

【００３３】まず図７に示すように、ターミナルランド
フレームのフレーム本体となる金属板１６を打ち抜き金
型のダイ部１７に載置し、金属板１６の上方から押え金
型１８により押さえる。ここで図７において、ダイ部１
７には、打ち抜き用の開口部１９が設けられている。ま
た、金属板１６に対して上方には、パンチ部材２０が設
けられており、パンチ部材２０により金属板１６が押圧
され打ち抜き加工された際、金属板１６の押圧された箇
所が開口部１９に打ち抜かれる構造を有している。

【００３４】次に図８に示すように、ダイ部１７上の所
定の位置に固定した金属板１６に対して、その上方から
パンチ部材２０により押圧による打ち抜き加工を行い、
金属板１６の一部をダイ部１７側の開口部１９側に突出
するように押圧して、金属板１６の所定箇所を半切断状
態にし、ランド構成体１２を形成する。ここで薄厚部１
１により金属板１６と接続されて残存し、かつ金属板１
６の本体部よりも突出して形成されたランド構成体１２
を形成するものである。また、ここでランド構成体１２
に対して、コイニング加工を行い、ランド構成体１２の
突出した上面をプレス成形し、上面が平坦なキノコ状の
ランド構成体１２を形成してもよい。この場合、ターミ
ナルランドフレームに対して、半導体素子を搭載し、樹
脂封止した際、封止樹脂とランド構成体との食いつきを
良好にし、アンカー効果が増大するので、製品の信頼性
を向上させることができる。

【００３５】本実施形態では、パンチ部材２０により金
属板１６の一部を打ち抜き加工する際、完全に打ち抜か
ず、途中でパンチ部材２０の押圧を停止させることで、
半切断状態を形成し、金属板１６の押圧された部分を切
り離すことなく、金属板１６の本体に接続させて残存さ
せるものである。また、金属板１６のランド構成体１２
を形成する部分に接触するパンチ部材２０の接触面積は
ダイ部１７に設けた開口部１９の開口面積よりも小さ
く、そのパンチ部材２０により、金属板１６の一部を押
圧して金属板１６から突出したランド構成体１２を形成
する工程においては、金属板１６から突出したランド構
成体１２の上面部分１２ｂの面積が、金属板１６側に接
続したランド構成体１２の底面部分１２ａの面積よりも
大きく、ランド構成体１２の突出した側の上面のエッジ
部は抜きダレによる曲面を有しているランド構成体１２
を形成するものである。この構造により、形成されたラ
ンド構成体１２は、それが突出した方向に対しての押圧
力、すなわちランド構成体１２の底面部分１２ａ側から
の押圧力により、容易に分離されるものであり、またそ
れが突出した方向、すなわちランド構成体１２の上面部
分１２ｂからの押圧力によっては分離しないものであ
り、一方向からの押圧力にのみ分離する構造となる。

【００３６】本実施形態において、金属板１６に対して
ランド構成体１２を形成する際、金属板１６の一部を突
出させるその突出量については、金属板１６自体の厚み
の過半数以上とし、本実施形態では、２００［μｍ］の
金属板１３の厚みに対して、１４０［μｍ］〜１８０
［μｍ］（金属板自体の厚みの７０［％］〜９０
［％］）突出したランド構成体１２を形成している。し
たがって、突出して形成されたランド構成体１２は、金
属板１６の本体に対して、極めて薄い厚みの薄厚部１１
により接続されていることになる。本実施形態では、薄
厚部１１の厚みとしては、２０［μｍ］〜６０［μｍ］
（金属板自体の厚みの１０［％］〜３０［％］）であ
り、ランド構成体１２自体が突出した方向に対しての押
圧力により、容易に分離されるものである。

【００３７】ここで本実施形態のランド構成体１２を形
成する際の半切断について説明する。金属板１６に対し
てランド構成体１２を形成した際、金属板１６のランド
構成体１２部分は、パンチ部材２０による打ち抜き加工
によって発生した抜きダレ部と、パンチ部材２０により
せん断されたせん断部と、ランド構成体１２自体が突出
した方向に対しての押圧力により、容易にランド構成体
１２が分離した際の破断面となる破断部を有している。
ランド構成体１２の形成としては、パンチ部材２０によ
り打ち抜き加工した際、抜きダレ部，せん断部，破断部
の順に形成されていくものである。破断部となる部分は
薄厚部１１であり、図面上はモデル的に示している関係
上、相当の厚みを有しているように示されているが、実
質的には極めて薄い状態である。また金属板１６の打ち
抜き加工においては、理想的な状態は、パンチ部材２０
が金属板１６を打ち抜き、金属板１６の厚みの１／２を
打ち抜いた時点でパンチ部材２０を停止させ、打ち抜き
を完了させるものであるが、その条件は適宜、設定する
ものである。

【００３８】また打ち抜き加工において、クリアランス
の値を変更することにより、せん断部と破断部との長さ
を操作することができ、クリアランスを小さくすると、
せん断部を破断部よりも大きくすることができ、逆にク
リアランスを大きくすると、せん断部を破断部よりも小
さくすることができる。したがって、クリアランスをゼ
ロとし、破断部の長さを短く抑えることで、金属板１６
の抜き完了のタイミングを遅らせ、パンチ部材２０が金
属板１６の１／２以上入っても、抜きが完了しないよう
にできるものである。ここでクリアランスは、パンチ部
材２０の大きさと開口部１９の大きさとの差によって形
成される隙間の量を示している。

【００３９】次に本発明の樹脂封止型半導体装置の一実
施形態について図面を参照しながら説明する。図９，図
１０は本実施形態の樹脂封止型半導体装置を示す図であ
り、図９は断面図であり、図１０は底面図である。な
お、図９の断面図は図１０の底面図において、Ｂ−Ｂ１
箇所の断面を示す図であり、また本実施形態の樹脂封止
型半導体装置を示す平面図については、いわゆる矩形状
を示すのみであり省略する。

【００４０】図９，図１０に示すように、本実施形態の
樹脂封止型半導体装置は、前述したようなターミナルラ
ンドフレームを用いて、半導体素子を搭載した半導体装
置であり、ランド構成体２１上に銀ペースト等の導電性
接着剤２２、または絶縁性接着剤により搭載、接合され
た半導体素子２３と、各ランド構成体２１の底面を突出
させて半導体素子２３の外囲を封止した封止樹脂２４と
よりなる樹脂封止型半導体装置である。そして本実施形
態において、ランド構成体２１の封止樹脂２４からの突
出量は、使用したターミナルランドフレーム本体の厚み
量からランド構成体２１がそのフレーム本体から突出し
た量を差し引いた量であり、基板実装時のスタンドオフ
を有しているものである。

【００４１】本実施形態では、ランド構成体２１に対し
て、半導体素子２３をフェースダウン実装し、半導体素
子２３の電極パッドとランド構成体２１とを電気的に接
続した構造であり、底面配列においては、ランド・グリ
ッド・アレイを構成しているものである。したがって、
半導体素子２３の大きさ（面積）とほぼ同等の大きさの
樹脂封止型半導体装置であり、チップサイズパッケージ
を構成するものである。また、従来のリードフレームを
用いた樹脂封止型半導体装置とは異なり、ランド構成体
２１の面積は、１００［μｍ］程度の半導体素子の電極
パッドと同程度の大きさであればよく、また高さも１４
０［μｍ］〜１８０［μｍ］程度であるため、高密度な
電極配列が可能であり、小型・薄型の樹脂封止型半導体
装置を実現できるものである。さらに本実施形態の構造
により、多ピン化に対応でき、高密度面実装型の樹脂封
止型半導体装置を実現できるものであり、半導体装置自
体の厚みとしても、１［ｍｍ］以下の５００［μｍ］程
度の極めて薄型の樹脂封止型半導体装置を実現できるも
のである。

【００４２】また本実施形態の樹脂封止型半導体装置
は、封止樹脂２４に封止された側のランド構成体２１の
上面の面積が、封止樹脂２４から露出、突出した側のラ
ンド構成体２１の底面の面積よりも大きく、封止された
側のランド構成体２１の上面のエッジ部は曲面を有して
おり、ランド構成体２１は略逆台形状の断面形状を有し
ているものである。この構造により、封止樹脂２４とラ
ンド構成体２１との食いつきを良好にし、密着性を向上
させることができ、基板実装の際の接続の信頼性を得る
ことができるものである。

【００４３】なお、本実施形態では、封止樹脂２４によ
る半導体素子の封止構造をフルモールド構造としたが、
半導体素子２３とランド構成体２１との間隙部分にのみ
封止樹脂を注入して封止し、半導体素子２３の背面を露
出するような構造としてもよい。また、半導体素子２３
とランド構成体２１と接続は、導電性接着剤２２を介し
て接続した構造であるが、半導体素子２３の電極パッド
上に予めＡｕバンプなどの突起電極、好ましくは二段突
起電極を形成し、その突起電極に対して導電性接着剤を
付設し、ランド構成体２１と接続してもよい。この場
合、突起電極が段構造を有するため、導電性接着剤を保
持する機能を有しているので、電極パッド間において導
電性接着剤のはみ出しを防止でき、接続の信頼性を得る
ことができる。

【００４４】次に本発明の樹脂封止型半導体装置の製造
方法の一実施形態について図面を参照しながら説明す
る。図１１（ａ）〜（ｅ）は本実施形態の樹脂封止型半
導体装置の製造方法を示す工程ごとの断面図である。

【００４５】まず図１１（ａ）に示すように、フレーム
本体２５と、そのフレーム本体２５の領域内に配設され
て、薄厚部２６によりフレーム本体２５と接続し、かつ
フレーム本体２５よりも突出して形成された複数のラン
ド構成体２７とよりなり、ランド構成体２７はフレーム
本体２５からそれが突出した方向への押圧力により、薄
厚部２６が破断されてランド構成体２７がフレーム本体
２５より分離される構成を有するターミナルランドフレ
ームを用意する。本実施形態では、図１に示したような
ターミナルランドフレームを用意する。

【００４６】次に図１１（ｂ）に示すように、ターミナ
ルランドフレームのランド構成体２７が突出した面側で
あって、ランド構成体２７上に導電性接着剤２８を介し
て半導体素子２９をその電極パッド面を対向させて接合
する。この工程は半導体装置の組立工程におけるフリッ
プチップボンディング工程に相当する工程であり、ター
ミナルランドフレームへの導電性接着剤２８の塗布、半
導体素子２９のフェースダウン実装、加熱処理により半
導体素子２９とフレームとを接合するものである。ここ
で、ターミナルランドフレームは、ランド構成体２７が
突出した方向に対しての押圧力、すなわちランド構成体
２７の底面部分側からの押圧力により、容易に分離され
るものであるが、それが突出した方向、すなわちランド
構成体２７の上面部分からの押圧力によっては分離しな
いものであり、一方向からの押圧力にのみ分離する構造
であるため、半導体素子２９を接合する際、フレームに
対して下方の押圧力が作用しても、ランド構成体２７は
分離せず、安定してフリップチップボンディングできる
ものである。

【００４７】次に図１１（ｃ）に示すように、ターミナ
ルランドフレーム上にフェースダウン接合した半導体素
子２９の領域を封止樹脂３０により封止する。通常は上
下封止金型を用いたトランスファーモールドにより片面
封止を行う。ここではターミナルランドフレームの半導
体素子２９が搭載された面のみが封止樹脂３０により封
止されるものであり、片面封止構造となっている。そし
て各ランド構成体２７は突出して設けられているため、
封止樹脂３０がその段差構造に対して、食いつくため片
面封止構造であっても、ターミナルランドフレームと封
止樹脂３０との密着性を得ることができる。なお、ここ
で半導体素子２９とターミナルランドフレームのランド
構成体２７との間隙部分に封止樹脂３０をノズル、シリ
ンジ等により注入して部分的に充填封止してもよい。こ
の場合の封止構造では、半導体素子２９の背面が露出す
るため、放熱性に優れたパッケージ構造を得ることがで
きる。

【００４８】次に図１１（ｄ）に示すように、ターミナ
ルランドフレームを固定した状態、例えばターミナルラ
ンドフレームの端部を固定し、封止樹脂３０で封止した
領域をフリーにした状態で、ターミナルランドフレーム
の下方からランド構成体２７の底面に対して、押圧力を
印加する。この場合、ターミナルランドフレームの端部
を固定し、その下方から突き上げピンにより突き上げて
押圧力を印加することにより、ランド構成体２７とター
ミナルランドフレームのフレーム本体２５とが分離する
ものである。ランド構成体２７とフレーム本体２５とを
接続している極薄の薄厚部２６が突き上げによる押圧力
で破断されることにより分離されるものである。また、
突き上げる場合は、一部の例えば中央部付近の半導体素
子２９の下方に位置するランド構成体２７のみを突き上
げてもよく、または周辺部のランド構成体２７を突き上
げてもよく、またはすべてのランド構成体２７を突き上
げてもよい。ただし、部分的な突き上げによりランド構
成体２７が封止樹脂３０から剥離しない範囲で突き上げ
を行う。また突き上げ以外の手段により、ランド構成体
２７が分離できるものであればよく、例えばフレーム本
体２５に対してひねりを加えても分離させることができ
るが、信頼性を考慮して行う。

【００４９】図１１（ｅ）に示すように、ランド構成体
２７とフレーム本体とを接続している極薄の薄厚部が突
き上げによる押圧力で破断されることにより分離され
て、樹脂封止型半導体装置３１を得ることができる。な
お、ここで封止樹脂３０とフレーム本体との剥離は、フ
レーム本体のランド構成体２７を形成した部分以外の領
域と封止樹脂との密着性が弱く、ランド構成体２７が分
離されることにより、樹脂封止型半導体装置３１を取り
出すことができるものである。ランド構成体２７部分は
その凹凸形状が封止樹脂３０に食い込むため、剥離せず
に封止樹脂３０内に形成されるものである。図示するよ
うに、樹脂封止型半導体装置３１は、ランド構成体２７
がその底面に配列され、またランド構成体２７が封止樹
脂３０の底面よりも突出して設けられ、基板実装時のス
タンドオフが形成されているものである。ここで樹脂封
止型半導体装置３１のランド構成体２７の突出量は、フ
レーム本体の厚み量からランド構成体２７が突出した量
を差し引いた量となり、ランド構成体２７の外部ランド
電極としてのスタンドオフが形成されるものである。本
実施形態では、２００［μｍ］の厚みのフレーム本体に
対して、ランド構成体２７を１４０［μｍ］〜１８０
［μｍ］（フレーム本体の厚みの７０［％］〜９０
［％］）突出させているため、スタンドオフ高さの量
は、２０［μｍ］〜６０［μｍ］（フレーム本体の厚み
の１０［％］〜３０［％］）となり、基板実装時のスタ
ンドオフを有したランド電極を得ることができる。

【００５０】以上、本実施形態で示したようなターミナ
ルランドフレームを用いることにより、半導体素子をフ
リップチップ実装し、樹脂封止した後、ランド構成体部
分の下方からの突き上げによりフレーム自体を除去する
だけで、樹脂封止型半導体装置の底面部分に半導体素子
と電気的に接続したランド電極を配列することができ
る。その結果、面実装タイプの半導体装置が得られ、従
来のようなリード接合による実装に比べて、基板実装の
信頼性を向上させることができる。さらに樹脂封止型半
導体装置において、各ランド構成体の封止樹脂からの突
出量は、使用したターミナルランドフレーム本体の厚み
量から各ランド構成体自体がそのフレーム本体から突出
した量を差し引いた量であり、フレーム本体から製品を
分離した時点で基板実装時のスタンドオフが構成される
ものであり、あえて別工程でランドのスタンドオフを形
成する必要がないものである。

【００５１】また本実施形態の樹脂封止型半導体装置
は、ＢＧＡタイプの半導体装置のように、ランド電極を
設けた基板を用いるものでなく、ターミナルランドフレ
ームという金属板からなるフレーム本体から半導体装置
を構成するので、量産性、コスト性などの面において
は、従来のＢＧＡタイプの半導体装置よりも有利とな
る。さらに製品加工工程において、上述のごとく、フレ
ーム本体の分離のみを行えば、容易に完成体を得ること
ができるので、従来のようなフレームからの分離におい
て必要であったリードカット工程、リードベンド工程を
なくし、リードカットによる製品へのダメージやカット
精度の制約をなくすことができ、製造工程の削減によっ
てコスト力を強めた画期的な技術を提供できるものであ
る。さらに本実施形態では、ランド構成体への突き上げ
等の押圧力によりフレーム本体と分離する旨を説明した
が、突き上げに限定せずとも、樹脂封止型半導体装置側
を固定して、フレーム本体側を引き剥がすことによって
も、ランド構成体部分がフレーム本体からその薄厚部で
切断されるので、分離が可能なものであり、分離手段に
ついてはランド構成体とフレーム本体とを接続している
薄厚部を効果的に切断する手段により種々の手段が存在
するものである。

【００５２】

【発明の効果】以上、本発明のターミナルランドフレー
ムにより、従来のようなビーム状のリード電極に代え
て、ランド電極を有した樹脂封止型半導体装置を実現す
ることができる。そして本発明により、樹脂封止型半導
体装置の底面のランド電極を基板等を用いることなく、
フレーム状態から形成でき、また自己整合的にランド電
極のスタンドオフを形成できるものであり、従来にない
フレーム構造、工法によりランド電極を有したチップサ
イズのリードレスパッケージ型の樹脂封止型半導体装置
を実現することができるものである。

【００５３】また樹脂封止型半導体装置の製造方法にお
いては、従来のようにフレーム製作上のラインアンドス
ペース、設計仕様などの制約をなくし、リードがない
分、リードカット工程、リードベンド工程が不要であっ
て、樹脂封止後は突き上げ処理により、容易にフレーム
本体を分離させて、樹脂封止後の半導体装置を得ること
ができ、工程削減による低コスト製造を実現できるもの
である。また樹脂封止工程においては、樹脂モレが皆無
であるため、ランド構成体上に樹脂バリは発生せず、樹
脂バリ除去工程等の後工程が不要である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態のターミナルランドフレー
ムを示す平面図

【図２】本発明の一実施形態のターミナルランドフレー
ムを示す断面図

【図３】本発明の一実施形態のターミナルランドフレー
ムを示す断面図

【図４】本発明の一実施形態のターミナルランドフレー
ムに対応する半導体素子を示す平面図

【図５】本発明の一実施形態のターミナルランドフレー
ムに対応する半導体素子を示す平面図

【図６】本発明の一実施形態のターミナルランドフレー
ムを示す平面図

【図７】本発明の一実施形態のターミナルランドフレー
ムの製造方法を示す断面図

【図８】本発明の一実施形態のターミナルランドフレー
ムの製造方法を示す断面図

【図９】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置を
示す断面図

【図１０】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置
を示す底面図

【図１１】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置
の製造方法を示す断面図

【図１２】従来のリードフレームを示す平面図

【図１３】従来の樹脂封止型半導体装置を示す断面図

【図１４】従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示
す平面図

【符号の説明】

１ フレーム枠 ２ ダイパッド部 ３ 吊りリード部 ４ インナーリード部 ５ アウターリード部 ６ タイバー部 ７ 半導体素子 ８ 金属細線 ９ 封止樹脂 １０ フレーム本体 １１ 薄厚部 １２ ランド構成体 １２ａ 底面部分 １２ｂ 上面部分 １３ 電極パッド １４，１５ 半導体素子 １６ 金属板 １７ ダイ部 １８ 押え金型 １９ 開口部 ２０ パンチ部材 ２１ ランド構成体 ２２ 導電性接着剤 ２３ 半導体素子 ２４ 封止樹脂 ２５ フレーム本体 ２６ 薄厚部 ２７ ランド構成体 ２８ 導電性接着剤 ２９ 半導体素子 ３０ 封止樹脂 ３１ 樹脂封止型半導体装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−256460（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−129473（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−80750（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−271652（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 23/50 H01L 23/12

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属板よりなるフレーム本体と、前記フ
   レーム本体の領域内に格子状に配設されて、薄厚部によ
   り前記フレーム本体と接続し、かつ前記フレーム本体よ
   りも突出して形成され、その底面の面積よりも上面の面
   積が大きい複数のランド構成体とよりなり、前記ランド
   構成体は前記フレーム本体から突出した方向への押圧力
   によってのみ、前記薄厚部が破断されて前記ランド構成
   体が前記フレーム本体より分離されて外部電極を構成す
   るターミナルランドフレームを用いて形成された樹脂封
   止型半導体装置であって、前記ランド構成体上にその電
   極パッドが導電性接着剤を介して各々接続された半導体
   素子と、前記ランド構成体の底面を突出させて前記半導
   体素子の外囲を封止した封止樹脂とよりなり、前記各ラ
   ンド構成体群の封止樹脂からの突出量は、前記フレーム
   本体の厚み量から前記ランド構成体群が前記フレーム本
   体から突出した量を差し引いた量であることを特徴とす
   る樹脂封止型半導体装置。
2. 【請求項２】 封止樹脂に封止された側のランド構成体
   の上面のエッジ部は曲面を有していることを特徴とする
   請求項１に記載の樹脂封止型半導体装置。
3. 【請求項３】 半導体素子はその電極パッド上に突起電
   極を有し、前記突起電極が導電性接着剤を介して、ラン
   ド構成体に各々接続されたことを特徴とする請求項１に
   記載の樹脂封止型半導体装置。
4. 【請求項４】 封止樹脂に封止された側のランド構成体
   の形状は、上面が平坦なキノコ状の形状を有して、封止
   樹脂とアンカー効果を得ていることを特徴とする請求項
   １に記載の樹脂封止型半導体装置。
5. 【請求項５】 金属板よりなるフレーム本体と、前記フ
   レーム本体の領域内に格子状に配設されて、薄厚部によ
   り前記フレーム本体と接続し、かつ前記フレーム本体よ
   りも突出して形成され、その底面の面積よりも上面の面
   積が大きい複数のランド構成体群とよりなり、前記ラン
   ド構成体群は前記フレーム本体から突出した方向への押
   圧力によってのみ、前記薄厚部が破断されて前記ランド
   構成体群が前記フレーム本体より分離されて外部電極を
   構成するターミナルランドフレームを用意する工程と、
   前記ターミナルランドフレームの前記ランド構成体の突
   出した側に半導体素子を導電性接着剤を介してフリップ
   チップ接続する工程と、前記半導体素子の外囲であっ
   て、前記ターミナルランドフレームの上面側のみを封止
   樹脂により封止し、樹脂封止型半導体装置を形成する工
   程と、前記ターミナルランドフレームの前記フレーム本
   体を固定した状態で前記フレーム本体の底面側から前記
   ランド構成体の底面側に対して押圧力を印加し、ランド
   構成体と前記フレーム本体とを接続している薄厚部を破
   断させ、前記フレーム本体から樹脂封止型半導体装置を
   分離する工程とを有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。