JP3361917B2 - リードフレーム、半導体装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リードフレームと
このリードフレームを用いた樹脂封止型の半導体装置と
その半導体装置の製造方法とに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の樹脂封止型半導体装置の製造に用
いるリードフレームは、銅（Ｃｕ）や４２アロイ材等の
合金からなる薄板材を加工することによって形成される
ものであり、図５の概略平面図に示すように３〜１０個
のリードフレーム５０で１枚のリードフレーム板５が構
成される。そして、１枚のリードフレーム板５からリー
ドフレーム５０の数に応じた３〜１０個の半導体装置が
製造されるようになっている。

【０００３】各リードフレーム５０は、図６の拡大平面
図に示すごとくフレーム本体５１のインナー部に、先端
側が金（Ａｕ）や銀（Ａｇ）でメッキされた複数のイン
ナーリード５２を有しており、複数のインナーリード５
２の先端によって囲まれる位置に、半導体素子（以下、
チップと記す）を搭載するための台座であるダイパット
５３が設けられている。ダイパット５３は平面視略矩形
状をなし、かつその４隅がフレーム本体５１から延設さ
れたダイパットサポート５４によって支持されており、
半導体装置の製造時においては、ダイパット５３上に搭
載されたチップと上記インナーリード５２とがＡｕ線等
のワイヤーで接続されるようになっている。またフレー
ム本体５１において、インナーリード５２のダイパット
５３と反対の側には、半導体装置を製造する際の樹脂流
れ止めとなるダムバー５５が形成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが上記した従来
のリードフレームでは、ダイパットサイズがチップサイ
ズに整合していないと、以下のような不具合が生じる。
すなわち、ダイパットサイズがチップサイズに比べて大
きく、ダイパットの余裕部分が多いと、チップとインナ
ーリードとを接続するワイヤーがダイパットに接触し易
くなり、この結果エッジショートが発生する。その反対
に、ダイパットがチップサイズに比べて小さく、ダイパ
ットの余裕部分が少ないと、チップをダイパット上に固
定させるために使用するＡｇペーストからなる接合剤
が、チップ側に這い上がったりダイパット裏面側に漏れ
たりする等の不具合が生じるのである。多種のサイズの
チップが製造される現在、上記理由から１種類のパッケ
ージ型の半導体装置を製造するのに何十種類ものリード
フレーム板が必要となっており、したがって製造コスト
が嵩むという問題が起きている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明のリードフレームは、複数のインナーリードを
有し、このインナーリードの先端によって囲まれる位置
に半導体素子を配置するための開口部を形成したフレー
ム本体と、開口部の輪郭より大きい外形を有し、複数の
インナーリード上に上記開口部を覆う状態で設けられた
半導体素子搭載用の絶縁テープとを備えている。そして
この絶縁テープには、インナーリードの直上位置に、当
該複数のインナーリードの全てに跨がるスリットが、開
口部の周方向に沿って不連続に形成されている。

【０００６】また本発明の半導体装置は、上記発明のリ
ードフレームにおける絶縁テープの半導体素子搭載面に
半導体素子が搭載され、半導体素子とインナーリードと
が絶縁テープのスリットを通してワイヤーで接続され、
さらにリードフレームと半導体素子とが封止部によって
一体に封止されて構成されている。さらに本発明の半導
体装置の製造方法は、上記発明の半導体装置を製造する
方法であって、絶縁テープの半導体素子搭載面に半導体
素子を搭載した後、リードフレームを加熱しつつ半導体
素子とインナーリードとをスリットを通してワイヤーで
接続する工程を有しており、その工程における加熱に際
して、少なくとも表面がフッ素系化合物で形成されたヒ
ートブロックを絶縁テープの開口部側の面に当接させる
ようにする。

【０００７】

【作用】本発明のリードフレームでは、従来のダイパッ
トに替えて絶縁テープが設けられているため、開口部の
輪郭より小さいサイズの半導体素子を絶縁テープの半導
体素子搭載面に搭載し、半導体素子とインナーリードと
をワイヤーで接続しても、従来のようなワイヤーとダイ
パットとの接触によるエッジショートが発生しない。ま
た絶縁テープは開口部の輪郭よりも大きい外形を有して
おり、絶縁テープに余裕部分が存在するので、開口部の
輪郭よりも大きいサイズの半導体素子を絶縁テープに搭
載しても、半導体素子と絶縁テープとの接合剤が半導体
素子側に這い上がったり、絶縁テープの開口部側の面に
漏れることがない。さらに絶縁テープにスリットが形成
されているため、ワイヤーをスリットを挿通させること
により、絶縁テープに搭載した半導体素子とインナーリ
ードとを上記ワイヤーで接続することが可能となる。ま
た上記スリットが、開口部の各辺から異なる距離に２列
以上形成されている場合、スリットを選択することによ
り、最適なワイヤー長で半導体素子とインナーリードと
を接続することが可能となる。

【０００８】また本発明の半導体装置では、上記リード
フレームを用いていることから、半導体素子がいずれの
サイズであっても、エッジショートや接合剤の這い上が
り等が防止されるものとなる。またダイパッドのない上
記リードフレームを用いているため、半導体装置を基板
にリフロー半田付けする際に発生する応力が緩和される
ものとなる。

【０００９】また本発明の半導体装置の製造方法では、
リードフレームを加熱するに際して、少なくとも表面が
離型性の良いフッ素系化合物で形成されたヒートブロッ
クを用いるので、接着剤が被着している絶縁テープの開
口部側の面にヒートブロックを当接させても絶縁テープ
に接着されることなく、ワイヤーボンディング後、即座
に取り外すことが可能となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態例を図面
に基づいて説明する。図１は本発明のリードフレームの
一実施形態例を示す要部平面図であり、特にインナー部
を示した図である。このリードフレーム１は、例えばＣ
ｕや４２アロイ材等の合金からなるフレーム本体１０
と、絶縁性および耐熱性を兼ね備えた例えばポリイミド
等からなる絶縁テープ１６とを有して構成されている。

【００１１】フレーム本体１０は、複数のインナーリー
ド１１を有しており、このインナーリード１１の先端に
よって囲まれる位置に、半導体素子（以下、チップと記
す）を配置するための平面視略矩形状の開口部１２が形
成されている。つまり、複数のインナーリード１１は、
互いにショートしない程度まで開口部１２に向けて延出
形成されており、かつ先端が開口部１２の４辺を構成す
るように配置されている。またインナーリード１１は、
その先端付近からメッキエリア１４まで金（Ａｕ）や銀
（Ａｇ）でメッキされている。またフレーム本体１０に
は、開口部１２の４隅に向けて延びる絶縁テープ支持辺
１３が設けられており、さらにフレーム本体１０のイン
ナーリード１１の開口部１２と反対の側には、半導体装
置を製造する際の樹脂流れ止めとなるダムバー１５が開
口部１２の各辺に対して略平行に形成されている。

【００１２】一方、上記絶縁テープ１６はチップを搭載
するためのものであり、開口部１２の輪郭よりも大き
く、かつダムバー１５がなす矩形より小さい外形を有し
ている。ここでは、絶縁テープ１６は例えば平面視略矩
形をなし、また搭載するチップの重さを考慮した厚み、
すなわちチップを搭載した際にたわまない程度の厚みに
形成されている。そして上記した複数のインナーリード
１１上および絶縁テープ支持辺１３上に、開口部１２を
覆う状態で配置されるとともに、それらにエポキシ系等
の接着剤により貼り付けられて固定されている。

【００１３】また絶縁テープ１６には、インナーリード
１１の直上位置に、複数のインナーリード１１の全てに
跨がるスリット１７が、開口部１２の周方向に沿って不
連続に形成されている。スリット１７は、半導体装置の
製造に際してインナーリード１１とチップとを接続する
ワイヤーを挿通させる部分となるものであり、さらに開
口部１２の周縁から異なる距離に２列以上形成されてい
る。

【００１４】この実施形態例では、開口部１２の各辺毎
にスリット部１７ａが形成されており、開口部１２の各
辺から同じ距離に形成された４つのスリット部１７ａか
ら１列の不連続なスリット１７が構成されている。な
お、１列のスリット１７を構成する４つのスリット部１
７ａはそれぞれ、開口部１２の各辺に対応するインナー
リード１１に跨がるように形成されているとともに、上
記各辺に対して略平行に形成されている。そしてこのよ
うな１列の不連続なスリット１７が、開口部１２の各辺
から３列形成されている。またスリット１７の幅は、ワ
イヤーをインナーリード１１に接続するするための治具
が挿入可能な寸法に形成されている。

【００１５】このように構成されるリードフレーム１
は、Ｃｕや４２アロイ材等の合金からなる薄板材を加工
して上記形状のフレーム本体１０を形成し、あるいは従
来のリードフレームが複数形成されてなるリードフレー
ム板からダイパット等を除去することによってフレーム
本体１０を形成し、予めスリット１７が形成されかつ開
口部１２側に配置する面にエポキシ系等の接着剤を被着
させた絶縁テープ１６をフレーム本体１０に貼り付けて
固定することによって形成される。なお、上記接着剤は
絶縁テープ１６の開口部１２側に配置する面全体に被着
させても、あるいはインナーリード１１および絶縁テー
プ１３の直上箇所のみに被着させても良い。

【００１６】上記のリードフレーム１では、従来のダイ
パットに替えて絶縁テープ１６が設けられているため、
開口部１２の輪郭より小さいサイズのチップを絶縁テー
プ１６のチップ搭載面に搭載し、チップとインナーリー
ド１１とをワイヤーで接続しても、従来のようなワイヤ
ーとダイパットとの接触によるエッジショートを防止す
ることができる。また絶縁テープ１６は開口部１２の輪
郭よりも大きい外形を有しており、開口部１２の輪郭よ
りも大きいサイズのチップを絶縁テープ１６に搭載して
も絶縁テープ１６に余裕部分が存在するので、チップと
絶縁テープ１６との接合剤がチップ側に這い上がる等の
問題を防止することができる。しかも絶縁テープ１６に
は、開口部１２の各辺から異なる距離にワイヤーを挿通
させるためのスリット１７が２列以上形成されているた
め、スリット１７を選択することにより、最適なワイヤ
ー長でチップとインナーリード１１とを接続することが
できる。

【００１７】したがって上記実施形態例のリードフレー
ム１は、従来のようにチップサイズとダイパットサイズ
との整合性をとる必要がなく、いずれのサイズのチップ
を絶縁テープ１６に搭載できるものであることから、１
種類のリードフレーム１が従来の何種類ものリードフレ
ームの役割を果たすことになるので、このようなリード
フレーム１を用いれば半導体装置の製造コストを低減さ
せることができる。

【００１８】図２は本発明の半導体装置の一実施形態例
を示した断面図であり、（ａ）は開口部１２の輪郭より
も小さいサイズのチップ２０を用いた場合、（ｂ）は開
口部１２の輪郭よりも大きいサイズのチップ２０を用い
た場合をそれぞれ示している。図２に示すようにこの半
導体装置２は、上記実施形態例のリードフレーム１を備
えており、リードフレーム１の絶縁テープ１６のチップ
搭載面にチップ２０が搭載されかつ接合剤により接合さ
れている。また、チップ２０とインナーリード１１とが
３列のうちの一つのスリット１７を通してワイヤー２１
で接続されている。

【００１９】なお、図２（ａ）では最も開口部１２寄り
のスリット１７を選択し、該スリット１７にワイヤー２
１を挿通させている状態を示しており、図２（ｂ）では
最も開口部１２から距離のあるスリット１７を選択し、
該スリット１７にワイヤー２１を挿通させている状態を
示している。そして、リードフレーム１とチップ２０と
が一体に樹脂封止されて封止部２２が形成されている。

【００２０】このような半導体装置２を製造する場合に
は、まず上記のごとく形成したリードフレーム１の絶縁
テープ１６のチップ搭載面に接合剤を介してチップ２０
を搭載する。このとき、予め絶縁テープ１６のチップ搭
載面に接合剤を被着させておいても、チップ２０の裏面
側に接合剤を被着させておいても良い。次いでリードフ
レーム１を加熱しつつチップ２とインナーリード１１と
をワイヤー２１で接続する。この加熱の際は、図３に示
すように表面がフッ素系化合物で覆われたヒートブロッ
ク（以下、ヒート駒と記す）３を用いる。

【００２１】ヒート駒３は、開口部１２に嵌合する形状
に形成された上部３１と、最も開口部１２から距離のあ
る列のスリット１７がなす矩形よりも大きい外形を有し
かつ上部３１に連続して形成された下部３２とからなる
ものであり、例えば内部に加熱機構が内蔵されている。
そして、このようなヒート駒３の上部３１上面を絶縁テ
ープ１６の開口部１２側の面に当接させることによりリ
ードフレーム１を加熱する。なお、上記ワイヤーボンデ
ィングの後は、通常の方法にてチップ２０とリードフレ
ーム１とを樹脂により一体に封止し、封止部２２を形成
する。

【００２２】上記のごとく製造される半導体装置２は、
前述したリードフレーム１を用いているので、チップ２
０がいずれのサイズであっても、エッジショートや接合
剤の這い上がり等が防止されて電気的信頼性が高く、低
コストで製造することができるものとなる。またダイパ
ットのないリードフレーム１を用いているため、ダイパ
ットを小さくしたことと同様の効果、すなわち半導体装
置２を基板にリフロー半田付けする際に発生する応力が
緩和され、パッケージクラックの発生が低減する等の効
果を得ることができ、リフロー半田付けの際の耐熱性の
向上を図ることができる。

【００２３】また上記した半導体装置２の製造方法で
は、ワイヤーボンディングの際に、表面が離型性の良い
フッ素系化合物で覆われたヒート駒３を用いるので、絶
縁テープ１６の開口部１２側の面全体に接着剤１８が被
着していてもヒート駒３が絶縁テープ１６に接着される
ことがなく、ワイヤーボンディング後、即座に取り外す
ことができる。したがって、このようなヒート駒３をリ
ードフレーム１を用いた半導体装置の製造に用いれば、
連続してワイヤーボンディングを行うことができるの
で、効率の良い製造を行うことができ、よって製造コス
トの低減を図ることができる。なお、上記実施形態例で
は、表面がフッ素系化合物で覆われたヒート駒３を用い
た場合について述べたが、全体がフッ素系化合物で形成
されたヒート駒を用いてもよいのは言うまでもない。

【００２４】次に本発明のリードフレームの他の実施形
態例を図４を用いて説明する。なお図４の（ａ）は、開
口部１２の輪郭よりも小さいサイズのチップ２０を絶縁
テープに搭載した場合、（ｂ）は開口部１２の輪郭より
も大きいサイズのチップ２０を絶縁テープに搭載した場
合をそれぞれ示している。図４に示したように、この実
施形態例のリードフレーム４は、前述したリードフレー
ム１とは絶縁テープ４１の厚みが相異している。

【００２５】すなわち絶縁テープ４１は、開口部１２位
置の厚みがインナーリード１１直上位置の厚みより厚く
形成されてなり、例えば前述の絶縁テープ１６と同様に
構成されたテープ本体４１ａの、開口部１２側の面でか
つ開口部１２の内側に、テープ本体４１ａと同じ材料か
らなるテープ部４１ｂが貼着されて形成されている。あ
るいは、テープ本体４１ａ自体が、その開口部１２位置
の厚みが厚くなるように加工されて絶縁テープ４１が形
成されている。なお、このようなリードフレーム４は、
前述したリードフレーム１と同様に用いることにより樹
脂封止型の半導体装置が得られる。

【００２６】上記絶縁テープ４１を備えたリードフレー
ム４では、上記リードフレーム１と同様の効果が得られ
るのに加えて、開口部１２位置の厚みが厚く形成されて
いるので、絶縁テープ４１に搭載するチップ２０が重く
ても、絶縁テープ４１のたわみを確実に防止することが
できる。よって、リードフレーム４を用いて半導体装置
を製造すれば、従来のダイパットシフトのような、絶縁
テープ４１がたわんで封止部から露出する等の不具合を
防止できるので、封止部の上下厚が確保され、かつチッ
プ２０が所定位置に精度良く搭載された半導体装置を製
造することができる。またリードフレーム１を用いた場
合と同様、パッケージクラックの発生が低減し、リフロ
ー半田付けの際の耐熱性が向上した半導体装置となる。

【００２７】なお、本実施形態例では、ＱＦＰやＱＦＪ
パッケージに使用されるリードフレームについて説明し
たが、本発明のリードフレームは、ＳＯＪやＳＯＰ、Ｄ
ＩＰ等、リードフレームを用いて製造される全ての半導
体装置に使用可能である。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明のリードフレ
ームによれば、従来のダイパットに替えて、開口部の輪
郭よりも大きい外形を有しかつスリットが形成された絶
縁テープが設けられているため、絶縁テープに搭載した
半導体素子とインナーリードとをワイヤーで接続するこ
とができるとともに、エッジショートの発生や半導体素
子と絶縁テープとを接合する接合剤の半導体素子側への
這い上がり等を防止できるものとなる。また上記スリッ
トが開口部の各辺から異なる距離に２列以上形成されて
いれば、スリットを選択することにより最適なワイヤー
長で半導体素子とインナーリードとを接続することがで
きる。したがって本発明のリードフレームでは、いずれ
のサイズの半導体素子を絶縁テープに搭載でき、１種類
のリードフレームで従来の何種類ものリードフレームを
網羅できるので、このようなリードフレームを用いるこ
とにより半導体装置の製造コストを低減させることがで
きる。

【００２９】また本発明の半導体装置は、上記リードフ
レームを用いていることから、半導体素子がいずれのサ
イズであってもエッジショートや接合剤の這い上がり等
が防止されて電気的信頼性が高く、しかも低コストで製
造することができるものとなる。またダイパッドのない
上記リードフレームを用いているため、半導体装置を基
板にリフロー半田付けする際のパッケージクラックの発
生を防止でき、リフロー半田付けの際の耐熱性の向上を
図ることができるものとなる。

【００３０】また本発明の半導体装置の製造方法では、
少なくとも表面が離型性の良いフッ素系化合物で形成さ
れたヒートブロックを、接着剤が被着している絶縁テー
プの開口部側の面に当接させるので、ヒートブロックが
絶縁テープに接着されることなく、ワイヤーボンディン
グ後、即座に取り外すことができる。したがってこのよ
うなヒートブロックを用いれば連続してワイヤーボンデ
ィングを行うことができるので、効率の良い製造を行う
ことができ、よって製造コストの低減を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のリードフレームの一実施形態例を示す
要部平面図である。

【図２】本発明の半導体装置の一実施形態例を示す断面
図であり、（ａ）は小さいサイズの半導体素子を絶縁テ
ープに搭載した場合、（ｂ）は大きいサイズの半導体素
子を絶縁テープに搭載した場合を示したものである。

【図３】本発明の半導体装置の製造方法の一実施形態例
を説明するための断面図である。

【図４】本発明のリードフレームの他の実施形態例を示
す断面図であり、（ａ）は小さいサイズの半導体素子を
絶縁テープに搭載した状態、（ｂ）は大きいサイズの半
導体素子を絶縁テープに搭載した状態を示したものであ
る。

【図５】従来のリードフレーム板の一例を示す概略平面
図である。

【図６】従来のリードフレームの一例を示す要部拡大平
面図である。

【符号の説明】

１、４ リードフレーム ２ 半導体装置 ３ ヒート駒（ヒートブロック） １０ フレーム本体 １１ インナーリード １２ 開口部 １６、４１ 絶縁テープ １７ スリット ２０ チップ（半導体素子） ２１ ワイヤー ２２ 封止部

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のインナーリードを有し、該インナ
   ーリードの先端によって囲まれる位置に半導体素子を配
   置するための平面視略矩形の開口部が形成されたフレー
   ム本体と、 前記開口部の輪郭より大きい平面視略矩形状を成し、前
   記複数のインナーリード上に前記開口部を覆う状態で設
   けられた前記半導体素子搭載用の絶縁テープとを備えた
   もので、前記 絶縁テープには、前記インナーリードの直上位置
   で、かつ該複数のインナーリードに跨がる状態に複数の
   スリットが前記開口部の各辺毎平行に形成されてなるこ
   とを特徴とするリードフレーム。
2. 【請求項２】 前記絶縁テープは、前記開口部位置の厚
   みが前記インナーリード直上位置の厚みより厚く形成さ
   れていることを特徴とする請求項１記載のリードフレー
   ム。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のリードフレーム
   と、 前記絶縁テープに搭載された前記半導体素子と、 該半導体素子と前記インナーリードとを前記スリットを
   通して接続するワイヤーと、 前記ワイヤーと前記半導体素子とを封止する封止部材と
   からなることを特徴とする半導体装置。
4. 【請求項４】 半導体素子を準備する工程と、 複数のインナーリードを有し、該インナーリードの先端
   によって囲まれる位置に前記半導体素子を配置するため
   の平面視略矩形の開口部を形成したフレーム本体を準備
   する工程と、 前記開口部の輪郭より大きい平面視略矩形状を成して、
   複数のスリットが形成された絶縁テープを準備する工程
   と、前記開口部を覆う状態で前記絶縁テープを固定する工程
   であって、前記複数のスリットが、前記複数のインナー
   リードの直上位置で前記複数のインナーリードにり、か
   つ前記開口部の各辺毎平行の状態にして前記絶縁テープ
   を固定する工程と、 前記絶縁テープに前記半導体素子を搭載する工程と、 前記半導体素子と前記インナーリードとを前記スリット
   を通してワイヤーで接続する工程と、 前記ワイヤーと前記半導体素子とを封止部材により封止
   する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造
   方法。
5. 【請求項５】 前記ワイヤーで接続する工程は、少なく
   とも表面がフッ素系化合物で形成されたヒートブロック
   を前記フレーム本体に接触させることにより実行される
   ことを特徴とする請求項４記載の半導体装置の製造方
   法。