JP3157947B2 - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、合成樹脂製の外囲器を
有する半導体装置及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、各種の小形機器に用いられる半導
体装置、あるいはハイブリットＩＣの能動素子として用
いられている半導体装置等は、それらの小形化、高機能
化などに伴い小形化され、回路基板への高密度面実装が
行われるようになっている。

【０００３】以下、従来の合成樹脂製の外囲器を有する
小形化した半導体装置及びその製造方法を、図８乃至図
１１を参照して説明する。図８は斜視図であり、図９は
成形途中の状態を示す断面図であり、図１０は成形後の
状態を示す平面図であり、図１１はリード切断後の状態
を示す図で、図１１（ａ）は平面図であり、図１１
（ｂ）は図１１（ａ）のＡ−Ａ矢視方向の断面図であ
る。

【０００４】図において、１は合成樹脂製の外囲器２に
内装されたトランジスタチップであり、外囲器２は、幅
が約２．９ｍｍ、奥行きが約１．５ｍｍ、高さが約１．
１ｍｍの寸法を有する直方体であり、外囲器２の外面か
らは、幅が約０．４ｍｍの寸法を有するエミッタ、ベー
ス、コレクタの各リード３，４，５が所定形状に成形さ
れて延出している。

【０００５】このような半導体装置の概略の製造方法
は、次の通りである。

【０００６】先ず、フープ状の金属板を、長尺方向に所
定ピッチで半導体装置形成領域６が設けられるようにプ
レス加工によって打ち抜き、フープ状のリードフレーム
７を形成する。

【０００７】形成されたリードフレーム７へのトランジ
スタチップ１のダイボンディングを行い、さらにトラン
ンジスタチップ１のエミッタ、ベース、コレクタと対応
する各リード３，４，５とのワイヤボンディングを行
う。

【０００８】ボンディングが終了したリードフレーム７
を成形型（上型８、下型９）にセッティングし、外囲器
２の成形を行う。これによってトランジスタチップ１が
内装された外囲器２を有するフープ状のリードフレーム
７が形成される。

【０００９】続いて、各リード３，４のリードフレーム
７からの切り離しと、曲げ加工を行う。この時、コレク
タのリード５だけはリードフレーム７から切り離さず接
続したままの状態にし、またフープ状のリードフレーム
７は約３０ｃｍの長さに切り分けられる。

【００１０】そして、約３０ｃｍの長さのリードフレー
ム７毎に、その半導体装置形成領域６に形成された半導
体装置は、複数設けられた各特性テストポジションに順
次移送されて１つ１つ電気的な特性の検査が行われる。
検査終了後にコレクタのリード５の切断と、曲げ加工が
行われ、リードフレーム７から各半導体装置は切り離さ
れる。

【００１１】このように、半導体装置は小さくて取り扱
い難いため、半導体装置が完成するまではリードフレー
ム７に取り付けたままの取扱いが行われる。

【００１２】しかしながら上記の従来技術においては、
外囲器２の成形後は、成形時の外囲器２の外面型合わせ
部分にできるばり等と、細い各リード３，４，５によっ
てリードフレーム７に繋がっている状態のため、半導体
装置のリードフレーム７の面に直交する方向に位置ずれ
が生じ易く、各リード３，４，５の曲げ加工等での精度
を上げるのが難しいものとなっている。

【００１３】さらに、各リード３，４，５の曲げ加工が
行われた後は、半導体装置はコレクタのリード５だけで
リードフレーム７に取り付けられている状態となる。こ
のためリードフレーム７に対し半導体装置はより動き易
くなり、コレクタのリード５に繰返しの曲げ力が加わる
と半導体装置が脱落してしまう虞がある。

【００１４】また、脱落しなくとも位置ずれがあると各
特性テストポジションで検査を行う際には、そのセッテ
ィングが非常に行い難いものとなる。そしてコレクタの
リード５によってリードフレーム７に複数の半導体装置
が接続された状態では検査できない半導体装置個々の特
性検査項目については、半導体装置１つ１つを切り離し
て検査しなくてはならず、非常に手間のかかるものであ
った。

【００１５】一方、複数設けられた特性テストポジショ
ンで検査を行う場合、各特性テストポジション毎に１つ
の半導体装置の特性しか検査できないため、検査能率を
上げるために、並行して異なる特性が検査できるようリ
ードフレーム７は所定長さに切り分けられて検査され
る。しかし、これでは１つの特性テストポジション毎
に、切り分けられたリードフレーム７の着脱を行わなけ
ればならず、手間がかかると共に各特性テストポジショ
ン間に必然的に距離を必要とし、特性テストポジション
全体が大きくなってしまう。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】上記のような半導体装
置がリード１本で繋がっているリードフレームを所定の
長さに切り分け、切り分けられた状態で半導体装置の特
性を検査するに際して半導体装置個々の取扱いに手間が
かかり、また特性テストポジション全体が大きくなって
しまう等の状況に鑑みて本発明はなされたもので、その
目的とするところは取扱いに手間がかからず効率よく検
査等が行えると共に、特性テストポジション全体が小さ
くてすむ半導体装置及びその製造方法を提供することに
ある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置及び
その製造方法は、フープ状のリードフレームの一面を型
合せ面とするようにして成形した合成樹脂製の外囲器に
より半導体チップを封止して形成される半導体装置にお
いて、外囲器は、相対する側面間の寸法を前記型合せ面
の両側で異ならせ、リードフレームの片面側に抜き外し
可能とするよう形成したリードフレームへの掛止部が、
該側面にそれぞれ設けられていることを特徴とするもの
であり、また、外囲器が略直方体であって、リードフレ
ームの幅方向の側面に掛止部が設けられ、該掛止部が型
合せ面の位置に形成された０．０２５ｍｍ〜０．１ｍｍ
の段差を備えてなるものであることを特徴とするもので
あり、さらに、フープ状のリードフレームに複数の半導
体チップを該リードフレームの長手方向に定間隔で配着
し、半導体チップをそれぞれリードフレームの一面を型
合せ面として外囲器を合成樹脂で成形することにより封
止し、成形後リードフレームからリードを切り離すよう
にして複数の半導体装置を連続的に形成する半導体装置
の製造方法において、外囲器の成形時に、該外囲器を相
対する側面間の寸法を前記型合せ面の両側で異ならせ該
側面にそれぞれ設けた掛止部でリードフレームに掛止す
るように成形し、成形後の工程を掛止部がリードフレー
ムに掛止された状態で実行すと共に、前記リードフレー
ムから片面側に抜き外すようにして取り外すことを特徴
とする方法であり、さらにまた、外囲器の掛止部をリー
ドフレームに掛止し、該リードフレームから全リードを
切り離した状態で、半導体装置の電気的特性の検査を実
行するようにしたことを特徴とする方法である。

【００１８】

【作用】上記のように構成された半導体装置及びその製
造方法は、外囲器の成形時に、相対する側面にそれぞれ
リードフレームへの掛止部を設けるようにし、かつ掛止
部がリードフレームに掛止された状態で成形後の工程を
実行するようにしている。このため、外囲器が小形のも
のでも確実に保持されることになり、製造の最終の工程
に至るまでフープ状のリードフレームに半導体装置を取
り付けたままの状態で取り扱うことができ、各工程を実
行する上でも手間がかからず効率よく行える。また、リ
ードフレームから全てのリードを切り離した状態で個々
の半導体装置が保持されるので、異なる内容の特性検査
においても同一リードフレーム内の半導体装置に対し、
検査が並行して実施でき、検査を行う各特性テストポジ
ションを分離して設ける必要もないので、特性テストポ
ジション全体を小さくすることができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。各実施例は合成樹脂製の外囲器を有する小形化し
た半導体装置と、その製造方法である。

【００２０】先ず、第１の実施例を図１乃至図５により
説明する。図１は半導体装置の斜視図であり、図２は成
形途中の状態を示す断面図であり、図３は成形後の状態
を示す平面図であり、図４はリード切断後の状態を示す
図で、図４（ａ）は平面図であり、図４（ｂ）は図４
（ａ）のＢ−Ｂ矢視方向の断面図であり、図５は図４
（ａ）のＣ−Ｃ矢視方向の断面図である。

【００２１】図において、半導体装置１１は、例えばエ
ポキシ樹脂等の合成樹脂製の外囲器１２に、トランジス
タチップ１３を内装して構成されている。外囲器１２の
形状は、最大幅が２．９ｍｍ、奥行きが１．５ｍｍ、高
さが１．１ｍｍの寸法を有する略直方体であって、一方
の相対する長手の側壁１４外面からは、幅が０．４ｍｍ
の寸法を有するエミッタ、ベース、コレクタの各リード
１５，１６，１７が所定形状に成形されて延出してい
る。

【００２２】すなわち、各リード１５，１６，１７は、
外囲器１２からの延出部分で下方側に折曲げられ、さら
に実装時に接合される先端部分が外方側に折曲げられた
略Ｌ字状の所定形状に成形されている。

【００２３】また、外囲器１２は、詳細には各リード１
５，１６，１７の延出部分の上面より上方側では幅が
２．９ｍｍ、奥行きが１．５ｍｍに形成され、各リード
１５，１６，１７の上面より下方側では幅が２．８５ｍ
ｍ、奥行きが１．５ｍｍに形成されている。このため相
対する他方の側壁１８にはそれぞれ０．０２５ｍｍの段
差１９が形成される。

【００２４】そして、上述の半導体装置１１の製造は次
のようにして行われる。

【００２５】すなわち、フープ状の金属板が、長尺方向
に所定のパターンが所定ピッチで形成されるようにプレ
ス加工によって打ち抜かれ、フープ状のリードフレーム
２０が作成される。これによってフープ状のリードフレ
ーム２０には、半導体装置形成領域２１が、隣接するも
のとの間にブリッジ部２２が介在するようにして長尺方
向に連続して多数設けられる。なおフープ状のリードフ
レーム２０には、これを製造工程や検査工程で各装置等
に送給するための図示しないスプロケット孔が形成され
ている。

【００２６】続いて、フープ状のリードフレーム２０の
各半導体装置形成領域２１の所定の部位にトランジスタ
チップ１３のダイボンディングが行われる。さらにトラ
ンジスタチップ１３のエミッタ、ベース、コレクタと対
応するリードフレーム２０の各リード部２３，２４，２
５とのワイヤボンディングが行われる。

【００２７】各ボンディングが終了した後、図２に示す
ようにリードフレーム２０を成形型２６にセッティング
し、エポキシ系樹脂による半導体装置１１の外囲器１２
の射出成形を行う。成形型２６は上下方向に分割される
もので、上型２７が固定型、下型２８が可動型となって
いる。なお成形型２６の外囲器１２の形状に合せた彫込
み部は、上型２７より下型２８の方がリードフレーム２
０の長手方向の開口寸法が、上型２７より下型２８の方
が０．０５ｍｍだけ大きなものとなっている。

【００２８】射出成形を行った後、下型２８を移動させ
て成形型２６を分割し、次いで上型２７を上下反転さ
せ、上型２７から外囲器１２を、リードフレーム２０を
上方向に持ち上げるようにして離型させる。これによっ
て図３に示すように、トランンジスタチップ１３が内装
された外囲器１２を有するフープ状のリードフレーム２
０が形成される。このとき外囲器１２とリードフレーム
２０とは、掛止部として外囲器１２の側壁１８に形成さ
れた片側０．０２５ｍｍの段差１９とリードフレーム２
０のブリッジ部２２と、さらには外囲器１２の外面に生
じるばり等によって相対的な位置ずれが制約される。

【００２９】続いて、各リード部２３，２４，２５を外
囲器１２からの延出長が所定長さとなる部分で切断し、
これらを曲げ加工して所定形状の各リード１５，１６，
１７を形成する。このようにして図４及び図５に示すよ
うに、外囲器１２がリードフレーム２０に、主に掛止部
として設けられた側壁１８の段差１９をブリッジ部２２
に上側から引っ掛けるようにして保持され、半導体装置
形成領域２１にそれぞれ半導体装置１１を有するフープ
状のリードフレーム２０が形成される。

【００３０】そして、リードフレーム２０を図示しない
検査装置に長尺方向に送り込むことによって、半導体装
置形成領域２１に保持されている半導体装置１１が、検
査装置に設けられた各特性テストポジションに順次移送
される。各特性テストポジションでは、半導体装置１１
の各リード１５，１６，１７が全てリードフレーム２０
から切り離されているために、半導体装置１１の１つ１
つについて電気的な特性の検査が独立に行われ、これが
リードフレーム２０に保持された半導体装置１１につい
て連続した行われる。

【００３１】このように、半導体装置１１は小さくて取
り扱い難いため、半導体装置１１が完成するまではフー
プ状のリードフレーム２０に取り付けたままの状態で取
り扱われる。そして最終的に検査が終了した時点で、掛
止部の段差１９によって引っ掛っている外囲器１２をリ
ードフレーム２０から外すことで、半導体装置３１は分
離される。

【００３２】上述の通り、本実施例では外囲器１２の成
形後において、外囲器１２の側壁１８の段差１９をブリ
ッジ部２２に上側から掛止させているので、半導体装置
１１のリードフレーム２０の面に直交する方向への位置
ずれが生じ難く、各リード部２３，２４，２５等の各加
工の精度を高く維持することができる。

【００３３】また、各リード部２３，２４，２５が切断
され、半導体装置１１の各リード１５，１６，１７がリ
ードフレーム２０から切り離されていても、切り離し前
と同様に、外囲器１２の側壁１８の段差１９をブリッジ
部２２に上側から掛止させているので、半導体装置１１
がリードフレーム２０から脱落するようなことがない。
そのためリードフレーム２０と共に半導体装置１１を検
査装置に送給し、各特性テストポジションで検査を行う
場合にも、位置ずれがなく円滑にセッティングが行え
る。

【００３４】さらに、半導体装置１１が各リード１５，
１６，１７が全てリードフレーム２０から切り離された
状態で保持されているために、半導体装置１１の電気的
特性の検査を行う場合にも、リードフレーム２０を所定
の長さに切り分け、これら切り分けられたものを検査装
置に着脱させたり、また１つ１つ分離させた半導体装置
１１を検査する必要もなく、手間がかからない。

【００３５】このように、半導体装置１１の検査がリー
ドフレーム２０の送りもトラブルなく円滑に行え、検査
効率も向上する。

【００３６】一方、リードフレーム２０を所定の長さに
切り分ける必要がないため、検査工程の各特性テストポ
ジションを、それぞれ独立した検査装置として距離をお
いて設ける必要もなく、１つの検査装置としてまとめて
構成することができ、検査装置の小形化及び検査工程が
占有する容積を少なくすることができる。

【００３７】また、半導体装置１１の製造工程の初めか
ら検査終了までリードフレーム２０を連続したものとし
て構成でき、各工程でのセッティングがなくなり製造工
程全体を簡潔なものとすることができる。

【００３８】次に、第２の実施例を図６及び図７により
説明する。図６は半導体装置の斜視図であり、図７は成
形途中の状態を示す断面図である。

【００３９】図において、半導体装置３１の外囲器３２
は、例えばエポキシ樹脂等の合成樹脂で形成され、その
形状は略直方体をなしている。外囲器３２の寸法は、高
さが１．１ｍｍで、側壁１４外面から延出するエミッ
タ、ベース、コレクタの各リード１５，１６，１７の延
出部分の上面より上方側では幅が２．９ｍｍ、奥行きが
１．５ｍｍに形成されている。

【００４０】また、外囲器３２は、各リード１５，１
６，１７の上面より下方側で幅が２．８５ｍｍ、奥行き
が１．５ｍｍに形成され、側壁１８には掛止部としてそ
れぞれ０．０２５ｍｍの段差１９が形成され、さらに段
差１９よりも各リード１５，１６，１７の板厚分の０．
１６ｍｍだけ下方側に平行して、高さが０．０２５ｍｍ
で断面形状が三角形の突出部３３が形成されている。な
お突出部３３は製造工程の途中において、半導体装置３
１をリードフレーム２０から外す際に、少なくとも一部
が破砕され、除去される。

【００４１】そして、上述の半導体装置３１の製造は次
のようにして行われる。

【００４２】すなわち、フープ状のリードフレーム２０
にトランジスタチップ１３のダイボンディング及び、ト
ランジスタチップ１３のエミッタ、ベース、コレクタと
対応する各リード部２３，２４，２５とのワイヤボンデ
ィングが行われる。

【００４３】各ボンディングが終了した後、図７に示す
ようにリードフレーム２０を成形型３４にセッティング
して外囲器３２の射出成形を行う。成形型３４は上下方
向に分割され上型３５が固定型、下型３６が可動型とな
っている。なお成形型３４の外囲器３２の形状に合せた
彫込み部は、リードフレーム２０の長手方向の開口寸法
が、上型３５より下型３６の方が０．０５ｍｍだけ大き
なものとなっている。さらに上型３５は彫込み部の側壁
１８に相当する側の開口縁３７に面とり加工が行われて
いる。

【００４４】射出成形を行った後、下型３６を移動させ
て成形型３４を分割し、次いで上型３５を上下反転さ
せ、上型３５から外囲器３２を、リードフレーム２０を
上方向に持ち上げるようにして離型させる。これによっ
て外囲器３２を有するフープ状のリードフレーム２０が
形成される。このとき外囲器３２とリードフレーム２０
とは、外囲器３２の側壁１８に形成された片側０．０２
５ｍｍの段差１９と、上型３５の開口縁３７の面とりに
よって形成された突出部３３とでリードフレーム２０の
ブリッジ部２２を挟持する関係にあり、これによって相
対的な位置ずれが制約される。

【００４５】続いて、第１の実施例と同様に、リードフ
レーム２０から各リード１５，１６，１７が切り離され
所定形状に曲げ加工され、外囲器３２がリードフレーム
２０に、掛止部の段差１９と突出部３３とでブリッジ部
２２を挟持することによって保持され、それぞれの半導
体装置形成領域２１に半導体装置３１を有するフープ状
のリードフレーム２０が形成される。

【００４６】そして、リードフレーム２０を図示しない
検査装置に長尺方向に送り込むことによって、半導体装
置形成領域２１に保持されている半導体装置３１が、検
査装置に設けられた各特性テストポジションに順次移送
される。各特性テストポジションでは、半導体装置３１
の各リード１５，１６，１７が全てリードフレーム２０
から切り離されているために、半導体装置３１の１つ１
つについて電気的な特性の検査が独立に行われ、これが
リードフレーム２０に保持された半導体装置３１につい
て連続した行われる。

【００４７】このように、半導体装置３１は小さくて取
り扱い難いため、半導体装置３１が完成するまではフー
プ状のリードフレーム２０に取り付けたままの状態で取
り扱われる。そして最終的に検査が終了した時点で、外
囲器３２の側壁１８の突出部３３を破砕するようにして
リードフレーム２０を外し、半導体装置３１は分離され
る。

【００４８】上述の通り本実施例では、第１の実施例と
同様の作用、効果が得られると共に、側壁１８に掛止部
として段差１９と突出部３３を設けているので、より確
実に半導体装置３１がリードフレーム２０に保持された
状態で取り扱うことができる。

【００４９】尚、上記の各実施例においては、略直方体
で寸法を同じくする外囲器１２，３２で説明したが、こ
れらと同形状、同寸法のものに限るものではなく、ま
た、側壁１４外面から延出する各リード１５，１６，１
７の延出部分の上面より上方側では、外囲器１２，３２
の幅が２．９ｍｍと、下方側の２．８５ｍｍより０．０
５ｍｍ大きく、側壁１８に０．０２５ｍｍの段差１９を
設けられるようにしているが、これらの寸法は半導体装
置１１，３１の外観や製造工程での扱い易さ等から、例
えば上方側と下方側とで幅寸法の差を０．０５ｍｍ〜
０．２ｍｍの範囲に定め側壁１８の段差１９を０．０２
５ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲にするなどしてもよい。さら
に半導体装置１１，３１としてトランジスタチップ１３
を内装するものについて説明したが、集積回路など他の
チップを内装する場合においても適用できる等、要旨を
逸脱しない範囲内で本発明は適宜変更して実施し得るも
のである。

【００５０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明
は、外囲器の成形時に、相対する側面にそれぞれリード
フレームへの掛止部を設けるようにし、かつ掛止部をリ
ードフレームに掛止した状態で成形後の工程を実行する
ように構成したことにより、取扱いに手間がかからず効
率よく検査等が行えると共に、特性テストポジション全
体が小さくできる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す斜視図である。

【図２】同上における成形途中の状態を示す断面図であ
る。

【図３】同上における成形後の状態を示す平面図であ
る。

【図４】同上におけるリード切断後の状態を示す図で、
図４（ａ）は平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の
Ｂ−Ｂ矢視方向の断面図である。

【図５】図４（ａ）のＣ−Ｃ矢視方向の断面図である。

【図６】本発明の第２の実施例を示す斜視図である。

【図７】同上における成形途中の状態を示す断面図であ
る。

【図８】従来例を示す斜視図である。

【図９】同上における成形途中の状態を示す断面図であ
る。

【図１０】同上における成形後の状態を示す平面図であ
る。

【図１１】同上におけるリード切断後の状態を示す図
で、図１１（ａ）は平面図であり、図１１（ｂ）は図１
１（ａ）のＡ−Ａ矢視方向の断面図である。

【符号の説明】

１１…半導体装置 １２…外囲器 １３…半導体チップ １５，１６，１７…リード １８…側壁 １９…段差 ２０…リードフレーム ２２…ブリッジ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 23/28 H01L 21/56 H01L 23/50

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フープ状のリードフレームの一面を型合
   せ面とするようにして成形した合成樹脂製の外囲器によ
   り半導体チップを封止して形成される半導体装置におい
   て、前記外囲器は、相対する側面間の寸法を前記型合せ
   面の両側で異ならせ、前記リードフレームの片面側に抜
   き外し可能とするよう形成した前記リードフレームへの
   掛止部が、該側面にそれぞれ設けられていることを特徴
   とする半導体装置。
2. 【請求項２】 外囲器が略直方体であって、リードフレ
   ームの幅方向の側面に掛止部が設けられ、該掛止部が型
   合せ面の位置に形成された０．０２５ｍｍ〜０．１ｍｍ
   の段差を備えてなるものであることを特徴とする請求項
   １記載の半導体装置。
3. 【請求項３】 フープ状のリードフレームに複数の半導
   体チップを該リードフレームの長手方向に定間隔で配着
   し、前記半導体チップをそれぞれ前記リードフレームの
   一面を型合せ面として外囲器を合成樹脂で成形すること
   により封止し、成形後前記リードフレームからリードを
   切り離すようにして複数の半導体装置を連続的に形成す
   る半導体装置の製造方法において、前記外囲器の成形時
   に、該外囲器を相対する側面間の寸法を前記型合せ面の
   両側で異ならせ該側面にそれぞれ設けた掛止部で前記リ
   ードフレームに掛止するように成形し、成形後の工程を
   前記掛止部が前記リードフレームに掛止された状態で実
   行すると共に、前記リードフレームから片面側に抜き外
   すようにして取り外すことを特徴とする半導体装置の製
   造方法。
4. 【請求項４】 外囲器の掛止部をリードフレームに掛止
   し、該リードフレームから全リードを切り離した状態
   で、半導体装置の電気的特性の検査を実行するようにし
   たことを特徴とする請求項３記載の半導体装置の製造方
   法。