JP3429246B2 - リードフレームパターン及びこれを用いた半導体装置の製造方法 - Google Patents

リードフレームパターン及びこれを用いた半導体装置の製造方法

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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、単位リードフレー
ムがマトリックス状に配列されたリードフレームパター
ン及びこれを用いた半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体チップを搭載したリードフ
レームの一側が樹脂封止された半導体装置を形成する場
合、リードフレームをインターポーザとするＳＯＮ（ス
モール・アウトライン・ノンリード）、ＱＦＮ（クワッ
ド・フラット・ノンリード）型のＣＳＰ（チップ・スケ
ール・パッケージ）をＭＡＰ（モールド・エリア・パッ
ケージ）方式を用いてモールドし、これを個々に個片化
して形成する技術を用いている。すなわち、リードフレ
ーム上に所定間隔で複数個配列された半導体チップ搭載
部の表面に、耐熱性の接着剤を介して半導体チップがそ
れぞれ載せられ、接着剤を硬化させることにより固定さ
れる。その各半導体チップの電極パッドとこれに対応し
て半導体チップ搭載部の周囲に放射状に形成されたリー
ドがワイヤボンディングにより電気的に接続される。そ
の後、リードフレーム、ボンディングワイヤ及び各半導
体チップを一括して耐熱性樹脂からなる封止樹脂により
樹脂封止して、リードフレーム及び封止樹脂によって連
なった広領域半導体パッケージが形成され、更に広領域
半導体パッケージが各半導体チップ毎に分割された個別
半導体パッケージにダイシング法により分離されて単体
の半導体装置を得ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来技
術では、半導体装置はリードフレームに複数の半導体チ
ップ搭載部を設け、各半導体チップ搭載部の片面にそれ
ぞれ半導体チップを載せて固定し、封止樹脂もリードフ
レームの片面にのみ形成して、半導体パッケージを構成
している。そのため、各半導体チップ毎に半導体パッケ
ージを分割して単体の半導体装置を形成する場合、ダイ
シングカッターによって封止樹脂と共にリードフレーム
を切断しているが、リードフレームと封止樹脂とは硬度
が異なるため、切断中切削抵抗が変化し、ダイシングカ
ッターの切れ味が変わるので、封止樹脂とリードとの間
に剥離が発生するという問題があった。更に、片面樹脂
封止タイプのため、封止樹脂とリードフレームとの密着
性が低下し、封止樹脂の剥離や接続不良の原因となると
いう問題があった。本発明はこのような事情に鑑みてな
されたもので、ＭＡＰ（広領域半導体パッケージ）から
ＣＳＰ（個別半導体パッケージ）に個片化する際に、切
削抵抗の差異により生じる封止樹脂とリードとの間に発
生する剥離を防止し、高品質のリードフレームパターン
及びこれを用いた半導体装置の製造方法を提供すること
を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う本発明に
係るリードフレームパターンは、中央に半導体チップ搭
載部を有し、その周囲に多数のリードが放射状に形成さ
れ、更に放射状に形成されたリードの外側端部は連結枠
で連結された単位リードフレームがマトリックス状に配
置されたリードフレームパターンであって、ワイヤボン
ディング領域を除くリードの中央に、エッチング溝を形
成した。このように、リードに設けるエッチング溝は、
エッチング液に浸漬する時間を長めにしてエッチング処
理することにより、表面の開口部より奥部（エッチング
溝の内側）の幅が大きくなる、いわゆるアンダーカット
されたダブテール溝に近い形状に成形することができ
る。リードフレーム、ボンディングワイヤ及び各半導体
チップを一括して封止樹脂により樹脂封止したとき、封
止樹脂がリードに設けたエッチング溝に入り込み、幅が
大きい奥部に入った封止樹脂が楔状に形成され、アンカ
ー効果を生じて、強固にリードと樹脂樹脂とを固着し、
剥離が生じるのを防止できる。本発明に係るリードフレ
ームパターンにおいて、隣り合う単位リードフレームの
エッチング溝は連結枠を通じて連通していてもよい。こ
の場合、隣り合う単位リードフレームのエッチング溝を
連通させることにより、隣り合う単位リードフレームの
エッチング溝に一括して均一に充填された強固な封止樹
脂が形成される。
【０００５】
【０００６】前記目的に沿う本発明に係る半導体装置の
製造方法は、中央に半導体チップ搭載部を有し、その周
囲に多数のリードが放射状に形成され、更に放射状に形
成されたリードの外側端部は連結枠で連結された単位リ
ードフレームがマトリックス状に配置されたリードフレ
ームパターンを製造する第１工程と、各半導体チップ搭
載部に、半導体チップを搭載し、半導体チップとリード
とを接続部材によって接続し、更に各半導体チップを含
むリードフレームパターンの一側を樹脂封止する第２工
程と、樹脂封止した半導体パッケージを連結枠とリード
の接続部分でフル・ダイシングする第３工程とを有する
半導体装置の製造方法において、ワイヤボンディング領
域を除くリードの中央に、エッチング溝を形成する。こ
れにより、リードに封止樹脂を強固に固着することがで
きる。本発明に係る半導体装置の製造方法において、隣
り合う単位リードフレームのエッチング溝は連結枠を通
じて連通していてもよい。この場合、隣り合う単位リー
ドフレームのエッチング溝に一括して均一に封止樹脂を
形成することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図１は本発明の一実施の形
態に係る半導体装置の側断面図、図２は同半導体装置の
製造工程で用いられるリードフレームパターンの平面
図、図３は同半導体装置の単位リードフレームの平面
図、図４は同半導体装置の単位リードフレームの要部斜
視図、図５（Ａ）〜（Ｇ）はそれぞれ同半導体装置の製
造方法の製造工程を示す側断面図、図６は本発明の他の
実施の形態に係る半導体装置の製造工程途中の側断面図
である。
【０００８】図１、図２に示すように、本発明の一実施
の形態に係る半導体装置１０は、中央に半導体チップ搭
載部１１を設け、その周囲に多数のリード１２が放射状
に形成された単位リードフレーム１３を有している。半
導体チップ搭載部１１には複数の電極パッド１４を有す
る半導体チップ１５が搭載されている。半導体チップ１
５の電極パッド１４とこれに対応するリード１２のワイ
ヤーボンディング領域１６とをボンディングワイヤから
なる接続部材１７によって電気的に接続している。そし
て、半導体チップ搭載部１１、リード１２及び半導体チ
ップ１５は封止樹脂１８によって一側を封止している。
リード１２の中央にはエッチング加工によりエッチング
溝１９が設けられ、エッチング溝１９の中に封止樹脂１
８が埋め込まれている。
【０００９】ここで、本発明に係る半導体装置の製造方
法について説明する。 （１）リードフレームパターンの製造工程（第１の工
程）。 図２、図５（Ａ）に示すように、金属導体板からエッチ
ング加工又はプレス加工により、半導体チップ搭載部１
１、リード１２を備えた単位リードフレーム１３をマト
リックス状に配列して、リード１２の外側端部が連結枠
２１でマトリックス状に連結されたリードフレームパタ
ーン２０を形成する。更にリードフレームパターン２０
を更に複数個連結して短冊状リードフレーム２２を形成
する。 （２）エッチング溝の形成工程（第１の工程）。 図３に示すように、リード１２の半導体チップ搭載部１
１に近い方の端部に設けたワイヤボンディング領域１６
を除いて、リード１２の中央には、エッチング加工によ
りエッチング溝１９を形成する。この場合、隣り合う単
位リードフレーム１３のエッチング溝１９は連結枠２１
を通じて連通させる。リード１２に設けるエッチング溝
１９は、図４に示すように、エッチング液に浸漬する時
間を長めにしてエッチング処理することにより、エッチ
ング溝１９の表面の開口部２３より奥部２４の方の幅が
大きくなる、いわゆるアンダーカットされたダブテール
溝に近い形状にしている。
【００１０】（３）密封部材の貼り付け工程（第２の工
程） 図５（Ｂ）に示すように、短冊状リードフレーム２２の
裏面に、例えば熱可塑性の粘着剤を塗布した耐熱性のテ
ープ状の密封部材２５を粘着させ、短冊状リードフレー
ム２２のリード１２と半導体チップ搭載部１１との裏面
を覆って、半導体チップ搭載部１１とリード１２との間
の空間部２６を塞ぎ、樹脂封止の際、短冊状リードフレ
ーム２２の下端の吸着性がより強くなり、短冊状リード
フレーム２２の中央部の浮き上がりを防ぎ、樹脂封止金
型との密着性が向上し、表面側から裏面側に封止樹脂１
８が漏れるのを防ぐ。 （４）ワイヤーボンディング工程（第２の工程）。 図５（Ｃ）に示すように、単位リードフレーム１３毎に
各半導体チップ搭載部１１にそれぞれ半導体チップ１５
を搭載し、半導体チップ１５の電極パッド１４とこれに
対応するリード１２のワイヤーボンディング領域１６と
を接続部材１７によって電気的に接続する。
【００１１】（５）樹脂封止工程（第２の工程）。 図５（Ｄ）に示すように、リードフレームパターン２０
毎に半導体チップ搭載部１１、リード１２、接続部材１
７及び半導体チップ１５を覆う成形型に封止樹脂１８を
封止することによって、短冊状リードフレーム２２の一
側を封止して、一体になった広領域半導体パッケージ２
７を形成する。このとき、各単位リードフレーム１３、
接続部材１７及び各半導体チップ１５を一括して封止樹
脂１８により樹脂封止したとき、封止樹脂１８がリード
１２に設けたエッチング溝１９に入り込み、開口部２３
より幅が大きい奥部２４に入った封止樹脂１８が楔状に
形成され、アンカー効果を生じて、リード１２から封止
樹脂１８が剥離することが防止できる状態となる。
【００１２】（６）密封部材の剥離工程（第２の工
程）。 図５（Ｅ）に示すように、広領域半導体パッケージ２７
の裏面から粘着剤を加熱して軟化させ、短冊状リードフ
レーム２２から密封部材２５を剥離する。 （７）固定用シートの貼り付け工程（第３工程）。 図５（Ｆ）に示すように、短冊状リードフレーム２２の
裏面に両面が粘着性を有する状態に紫外線感光により乾
燥されたＵＶシートからなる固定用シート２８を貼り付
け、短冊状リードフレーム２２を固定用シート２８を介
してダイシング治具２９に粘着させて安定した固定状態
にする。 （８）フル・ダイシング工程（第３工程）。 図５（Ｇ）に示すように、樹脂封止した広領域半導体パ
ッケージ２７を連結枠２１とリード１２との接続部分で
ダイシングカッターによって、図３に２点鎖線で示した
切断溝３０を広領域半導体パッケージ２７の上面から固
定用シート２８に至るまで切断する、いわゆるフル・ダ
イシングを行い、個別半導体パッケージ３１を形成して
固定用シート２８から外し、単体の半導体装置１０を得
る。
【００１３】このとき、樹脂封止によってエッチング溝
１９の中に封止樹脂１８が楔状に入り込んでいるので、
封止樹脂１８とリード１２とは強固に結合され、ダイシ
ングカッターによって切断したとき、封止樹脂１８とリ
ード１２の切削抵抗が異なっても、封止樹脂１８とリー
ド１２との間に剥離が発生することはない。また、隣り
合う単位リードフレーム１３のエッチング溝１９は連結
枠２１を通じて連通しているので、隣り合う単位リード
フレーム１３のエッチング溝１９には同時に一括して均
一な封止樹脂１８が充填され、ダイシングにより切断す
るときに、封止樹脂１８がリード１２から剥離すること
を防止できる。
【００１４】以上、本発明を一実施の形態に係る半導体
装置について説明してきたが、本発明は、何ら前記の実
施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許
請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられる
その他の実施の形態や変形例も含むものである。例え
ば、図６に示すように、樹脂封止する部分に切断溝３０
を形成する、例えば段付き部からなるダイシング成形部
３２を設けて、他の樹脂封止部に比べて厚みを薄くする
ように形成してもよい。これによって、ダイシングの目
印となり、樹脂の切断厚さを小さくすることができるの
で切削抵抗も小さくなり、ダイシング作業が容易とな
る。また、封止樹脂の使用量も少なくて済む。また、リ
ードフレームパターンの周囲に、しかも封止樹脂の内側
に入る位置に複数の孔を配列して、ダイシングのときに
切削が容易になるようにしてもよい。また、リードフレ
ームパターンの周囲に、ガイド枠部を設けガイド枠部に
複数個間隔を開けて位置決め孔を設け、各単位リードフ
レームの各部分と封止樹脂との相対位置の位置決め誤差
の発生を防ぐようにしてもよい。
【００１５】
【発明の効果】請求項１記載のリードフレームパターン
においては、中央に半導体チップ搭載部を有し、その周
囲に多数のリードが放射状に形成され、更に放射状に形
成されたリードの外側端部は連結枠で連結された単位リ
ードフレームがマトリックス状に配置され、ワイヤボン
ディング領域を除くリードの中央に、エッチング溝を形
成しているので、封止樹脂により樹脂封止したとき、封
止樹脂がリードに設けたエッチング溝に入り込み、強固
にリードと樹脂樹脂とを固着し、剥離が生じるのを防止
でき、安定した品質の半導体装置を提供することができ
る。そして、隣り合う単位リードフレームのエッチング
溝は連結枠を通じて連通しているので、隣り合う単位リ
ードフレームのエッチング溝に一括して均一に充填され
た強固な封止樹脂が形成され、高品質の半導体装置を提
供することができる。
【００１６】
【００１７】請求項２記載の半導体装置の製造方法は、
中央に半導体チップ搭載部を有し、その周囲に多数のリ
ードが放射状に形成され、更に放射状に形成されたリー
ドの外側端部は連結枠で連結された単位リードフレーム
がマトリックス状に配置されたリードフレームパターン
を製造する第１工程と、各半導体チップ搭載部に、半導
体チップを搭載し、半導体チップとリードとを接続部材
によって接続し、更に各半導体チップを含むリードフレ
ームパターンの一側を樹脂封止する第２工程と、樹脂封
止した半導体パッケージを連結枠とリードの接続部分で
フル・ダイシングする第３工程とを有し、ワイヤボンデ
ィング領域を除くリードの中央に、エッチング溝を形成
するので、リードに封止樹脂を強固に固着することがで
きる。そして、隣り合う単位リードフレームのエッチン
グ溝は連結枠を通じて連通しているので、隣り合う単位
リードフレームのエッチング溝に一括して均一な封止樹
脂を形成することができ、切削抵抗の差異により生じる
封止樹脂とリードとの間の剥離を防止することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る半導体装置の側断
面である。
【図２】同半導体装置の製造工程で用いられるリードフ
レームパターンの平面図である。
【図３】同半導体装置の単位リードフレームの平面図で
ある。
【図４】同単位リードフレームの要部斜視図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｇ）はそれぞれ同半導体装置の製造
方法の製造工程を示す側断面図である。
【図６】本発明の他の実施の形態に係る半導体装置の製
造工程途中の側断面図である。
【符号の説明】
１０：半導体装置、１１：半導体チップ搭載部、１２：
リード、１３：単位リードフレーム、１４：電極パッ
ド、１５：半導体チップ、１６：ワイヤボンディング領
域、１７：接続部材、１８：封止樹脂、１９：エッチン
グ溝、２０：リードフレームパターン、２１：連結枠、
２２：短冊状リードフレーム、２３：開口部、２４：奥
部、２５：密封部材、２６：空間部、２７：広領域半導
体パッケージ、２８：固定用シート、２９：ダイシング
治具、３０：切断溝、３１：個別半導体パッケージ、３
２：ダイシング成形部
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−130939（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−340409（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−94462（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−208859（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−109155（ＪＰ，Ｕ) 国際公開98／43297（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 23/12,23/28,23/50

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 中央に半導体チップ搭載部を有し、その
    周囲に多数のリードが放射状に形成され、更に放射状に
    形成された前記リードの外側端部は連結枠で連結された
    単位リードフレームがマトリックス状に配置されたリー
    ドフレームパターンであって、 ワイヤボンディング領域を除く前記リードの中央に、エ
    ッチング溝を形成し、しかも、隣り合う前記単位リード
    フレームの前記エッチング溝は前記連結枠を通じて連通
    していることを特徴とするリードフレームパターン。
  2. 【請求項２】 中央に半導体チップ搭載部を有し、その
    周囲に多数のリードが放射状に形成され、更に放射状に
    形成された前記リードの外側端部は連結枠で連結された
    単位リードフレームがマトリックス状に配置されたリー
    ドフレームパターンを製造する第１工程と、 前記各半導体チップ搭載部に、半導体チップを搭載し、
    該半導体チップと前記リードとを接続部材によって接続
    し、更に各前記半導体チップを含む前記リードフレーム
    パターンの一側を樹脂封止する第２工程と、 前記樹脂封止した半導体パッケージを前記連結枠と前記
    リードの接続部分でフル・ダイシングする第３工程とを
    有する半導体装置の製造方法において、 ワイヤボンディング領域を除く前記リードの中央に、エ
    ッチング溝を形成し、しかも、隣り合う前記単位リード
    フレームの前記エッチング溝は前記連結枠を通じて連通
    していることを特徴とする半導体装置の製造方法。
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