JP3443406B2 - 樹脂封止型半導体装置 - 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、半導体チップ及び
リードフレームを封止樹脂で封止した樹脂封止型半導体
装置に関するものであり、特にリードフレームの一部の
裏面を封止樹脂から露出させるようにしたものに関す
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、電子機器に搭載される半導体部品を高密度に実装す
ることが要求され、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。

【０００３】以下、従来の樹脂封止型半導体装置につい
て説明する。

【０００４】図２３（ａ）は、従来の樹脂封止型半導体
装置の平面図であり、図２３（ｂ）は、従来の樹脂封止
型半導体装置の断面図である。

【０００５】図２３（ａ），（ｂ）に示すように、従来
の樹脂封止型半導体装置は、裏面側に外部電極を有する
タイプの樹脂封止型半導体装置である。

【０００６】従来の樹脂封止型半導体装置は、インナー
リード２０１と、ダイパッド２０２と、そのダイパッド
２０２を支持する吊りリード２０３とよりなるリードフ
レームとを備えている。そして、ダイパッド２０２上に
半導体チップ２０４が接着剤により接合されており、半
導体チップ２０４の電極パッド（図示せず）とインナー
リード２０１とは、金属細線２０５により電気的に接続
されている。そして、ダイパッド２０２，半導体チップ
２０４，インナーリード２０１，吊りリード２０３及び
金属細線２０５は封止樹脂６により封止されている。こ
の構造では、インナーリード２０１の裏面側には封止樹
脂２０６は存在せず、インナーリード２０１の裏面側は
露出されており、この露出面を含むインナーリード２０
１の下部が外部電極２０７となっている。

【０００７】このような樹脂封止型半導体装置において
は、封止樹脂２０６の裏面とインナーリード２０１の裏
面とは共通の面上にある。また、ダイパッド２０２は、
インナーリード２０１に対して上方に位置している。つ
まり、吊りリード２０３にディプレス部２０８に設ける
ことにより、ダイパッド２０２をインナーリード２０１
に対してアップセットしている。そのため、封止樹脂２
０６により封止した場合には、封止樹脂２０６はダイパ
ッド２０２の裏面側にも薄く形成されている。なお、図
２３（ａ）は、封止樹脂２０６を透明体として扱い、半
導体装置の内部を透過して示しているが、図中、半導体
チップ２０４は破線で示し、金属細線２０５は図示を省
略している。

【０００８】また、従来においては、プリント基板等の
実装基板に樹脂封止型半導体装置を実装する場合に、外
部電極と実装基板の電極との接合において必要な封止樹
脂２０６の裏面からのスタンドオフ高さを確保するため
に、図２４に示すように、外部電極２０７に対して、半
田からなるボール電極２０９を設け、ボール電極２０９
によりスタンドオフ高さを確保して、実装基板上に実装
していた。

【０００９】次に、従来の樹脂封止型半導体装置の製造
方法について、図面を参照しながら説明する。図２５〜
図２７は、従来の樹脂封止型半導体装置の製造工程を示
す断面図である。

【００１０】まず、図２５に示すように、インナーリー
ド２０１、ダイパッド２０２を有するリードフレーム２
１０を用意する。なお、図中、ダイパッド２０２は吊り
リードによって支持されているものであるが、吊りリー
ドの図示は省略している。また、吊りリードにはディプ
レス部が形成され、ダイパッド２０２はインナーリード
２０１の面よりも上方にアップセットされている。な
お、このリードフレーム２１０には、樹脂封止の際、封
止樹脂の流出を止めるタイバーが設けられていない。

【００１１】次に、図２６に示すように、用意したリー
ドフレームのダイパッド２０２の上に半導体チップ２０
４を接着剤により接合する。この工程は、いわゆるダイ
ボンド工程である。

【００１２】そして、図２７に示すように、ダイパッド
２０２上に接合された半導体チップ２０４とインナーリ
ード２０１とを金属細線２０５により電気的に接続す
る。この工程は、いわゆるワイヤーボンド工程である。
金属細線２０５には、アルミニウム細線、金（Ａｕ）線
などが適宜用いられる。

【００１３】次に、図２８に示すように、ダイパッド２
０２，半導体チップ２０４，インナーリード２０１，吊
りリード及び金属細線２０５を封止樹脂２０６により封
止する。この場合、半導体チップ２０４が接合されたリ
ードフレームが封止金型内に収納されて、トランスファ
ーモールドされるが、特にインナーリード２０１の裏面
が封止金型の上金型又は下金型に接触した状態で、樹脂
封止が行なわれる。

【００１４】最後に、樹脂封止後に封止樹脂２０６から
外方に突出しているインナーリード２０１の先端部２１
１を切断する。この切断工程により、図２９に示すよう
に、切断後のインナーリード２０１の先端面と封止樹脂
６の側面とがほぼ同じ面上にあるようになり、インナー
リード２０１の下部が外部電極２０７となる。

【００１５】そして、従来の樹脂封止型半導体装置の製
造工程では、樹脂封止工程で、封止樹脂２０６がインナ
ーリード２０１の裏面側に回り込んで、樹脂バリ（樹脂
のはみ出し分）を形成する場合があることから、通常
は、樹脂封止工程の後、インナーリード２０１の切断工
程の前に、樹脂バリを吹き飛ばすためのウォータージェ
ット工程を導入している。

【００１６】なお、必要に応じて、外部電極２０７の下
面上に半田からなるボール電極を形成し、図２４に示し
たような樹脂封止型半導体装置とする。また、半田ボー
ルのかわりに半田メッキ層を形成する場合もあった。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
樹脂封止型半導体装置では、半導体装置の裏面におい
て、外部電極２０７の下面と封止樹脂２０６との面がほ
ぼ同じ面上にあるので、封止樹脂２０６からのスタンド
オフ高さが得られない。そのために、半田等からなるボ
ール電極２０９を設けて、実装基板上に実装しなければ
ならず、効率的な実装を行なうことができないという課
題があった。

【００１８】また、従来の樹脂封止型半導体装置の製造
方法の樹脂封止工程においては、半導体チップが接合さ
れたリードフレームを封止金型内に収納し、下金型の面
にインナーリードを押圧して密着させて、樹脂封止して
いるが、それでも封止樹脂がインナーリードの裏面側に
回り込んで、外部電極の表面に樹脂バリ（樹脂のはみ出
し分）が発生するという課題があった。

【００１９】図３０は、図２３（ａ）の円内に示した半
導体装置の裏面における外部電極２０７及びその周囲の
部分を拡大した部分平面図である。図３０に示すよう
に、従来の樹脂封止工程においては、外部電極２０７の
下面上に樹脂バリ２０６ａが発生することがある。すな
わち、樹脂封止工程で、封止樹脂２０６が外部電極２０
７の下面側に回り込んで樹脂バリ２０６ａとなり、外部
電極２０７の一部が封止樹脂２０６内に埋没した状態と
なっている。

【００２０】そこで、従来は、外部電極２０７上の樹脂
バリ２０６ａを吹き飛ばすためにウォータージェット工
程を導入していたが、このようなウォータージェット工
程には多大の手間を要し、樹脂封止型半導体装置の量産
工程における工程削減等の工程の簡略化の要請に反す
る。つまり、樹脂バリの発生は、そのような工程の簡略
化のための大きな阻害要因となっていた。

【００２１】また、現在汎用されている樹脂封止型半導
体装置に用いるリードフレームには、通常、銅（Ｃｕ）
材または４２アロイ材を用い、その上にニッケル（Ｎ
ｉ）の下地メッキの後、パラジウム（Ｐｄ）メッキおよ
び金（Ａｕ）メッキが施されている。ところが、上記従
来の工程では、樹脂バリを除去するために導入されたウ
ォータージェット工程において、高圧のウォータージェ
ットで樹脂バリを吹き飛ばすと、そのウォータージェッ
トにより、樹脂バリだけでなく柔らかい金属メッキも剥
がれる，また不純物が付着するという品質上の大きな問
題が発生するおそれもあった。

【００２２】この問題を回避しようとすると、リードフ
レームへのメッキ工程をウォータージェット工程の後に
行うなどの対策を要し、樹脂封止工程の前にリードフレ
ームの状態でメッキ処理を行なうなどの金属層のプリメ
ッキ処理（事前メッキ処理）を行なうことができない。
その結果、メッキ工程が非効率的となり、製造工程の簡
略化をさらに阻害する要因となる。また、樹脂封止型半
導体装置の信頼性の点でも好ましくない。

【００２３】本発明の目的は、樹脂封止工程において、
リードフレームの裏面への樹脂バリの発生を抑制し、あ
るいは外部電極の封止樹脂からのスタンドオフ高さを確
保して、製造工程の簡略化の要請に対応できる樹脂封止
型半導体装置を提供することである。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明の樹脂封止型半導
体装置は、電極パッドを有する半導体チップと、上記半
導体チップよりも小さい外形を有し、上記半導体チップ
が搭載されたダイパッドと、上記ダイパッドを支持する
吊りリードと、上記半導体チップの電極パッドと上記イ
ンナーリードとを電気的に接続する金属細線と、上記イ
ンナーリードの表面領域，上記ダイパッド，上記半導体
チップ及び上記金属細線を封止する封止樹脂とを備え、
上記インナーリードの端面が上記封止樹脂の側面と実質
的に同じ面に露出していて、上記インナーリードの端面
と裏面とで外部電極を構成している樹脂封止型半導体装
置において、上記吊りリードは、段差部を有して、上記
ダイパッドが上記インナーリードの表面よりも上方にア
ップセットされており、上記インナーリードの裏面が封
止樹脂の裏面よりも下方に突出している。

【００２５】これにより、インナーリードの外部電極が
封止樹脂から突出した構造となっているので、外部電極
のスタンドオフ高さを確保することができる。すなわ
ち、外部電極にボール電極を付設しなくてもそのまま外
部端子として直接実装基板上の配線等に接続できる構造
となり、上記第１の目的を達成することができる。

【００２６】上記インナーリードの上記封止樹脂の裏面
からの突出量は、１０〜４０μｍであることが好まし
い。。

【００２７】これにより、インナーリードに対する封止
樹脂の保持力をそれほど弱めることもなく、かつインナ
ーリードを外部端子として機能させることもできる。

【００２８】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）図１（ａ）
は、第１の実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の平面
図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すIb−Ib線に
おける断面図である。ただし、図１（ａ）においては封
止樹脂１７を透明体として扱い、半導体チップ１５は破
線で示す輪郭を有するものとしており、金属細線１６の
図示は省略している。

【００２９】図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実
施形態の樹脂封止型半導体装置は、インナーリード１２
と、半導体チップを支持するためのダイパッド１３と、
そのダイパッド１３を支持するための吊りリード１４と
よりなるリードフレームを備えている。そして、ダイパ
ッド１３上に半導体チップ１５が接着剤により接合され
ており、半導体チップ１５の電極パッド（図示せず）と
インナーリード１２とは、金属細線１６により互いに電
気的に接続されている。そして、インナーリード，ダイ
パッド１３，吊りリード１４，半導体チップ１５及び金
属細線１６は、封止樹脂１７内に封止されている。ま
た、ダイパッド１３は、インナーリード１２に対して上
方に位置するように、吊りリード１４のディプレス部１
９によりアップセットされている。そのため、封止樹脂
１７により封止された状態では、封止樹脂１７がダイパ
ッド１３の裏面側にも薄く存在している。

【００３０】ここで、本実施形態に係る樹脂封止型半導
体装置の特徴部分について説明する。インナーリード１
２の下面側には封止樹脂１７は存在せず、インナーリー
ド１２の下面が露出されており、このインナーリード１
２の下面が実装基板との接続面となる。すなわち、イン
ナーリード１２の下部が外部電極１８となっている。ま
た、この外部電極１８には本来的に樹脂封止工程におけ
る樹脂のはみ出し部分である樹脂バリが存在せず、かつ
この外部電極１８は封止樹脂１７の裏面よりも下方に少
し突出している。このような樹脂バリの存在しないかつ
下方に突出した外部電極１８の構造は、後述する製造方
法によって容易に実現できる。

【００３１】本実施形態の樹脂封止型半導体装置による
と、インナーリード１２の側方には従来のような外部電
極端子となるアウターリードが存在せず、インナーリー
ド１２の下面及び側面を含む部分が外部電極１８となっ
ているので、半導体装置の小型化を図ることができる。
しかも、インナーリード１２の下面つまり外部電極１８
の下面には樹脂バリが存在していないので、実装基板の
電極との接合の信頼性が向上する。また、外部電極１８
が封止樹脂１７の面より突出して形成されているため、
実装基板に樹脂封止型半導体装置を実装する際の外部電
極と実装基板の電極との接合において、外部電極１８の
スタンドオフ高さが予め確保されていることになる。し
たがって、外部電極１８をそのまま外部端子として用い
ることができ、従来のように、実装基板への実装のため
に外部電極１８に半田ボールを付設する必要はなく、製
造工数、製造コスト的に有利となる。

【００３２】また、ダイパッド１３が、インナーリード
１２に対してアップセットされ、封止樹脂１７がダイパ
ッド１３の裏面側にも薄く存在しているので、樹脂封止
型半導体装置としての信頼性が向上する。

【００３３】なお、本実施形態では、半導体チップ１５
を支持するためにダイパッド１３を設けているが、ダイ
パッド１３がなくても、インナーリードの先端部を絶縁
化しその先端部で半導体チップ支持したり、樹脂テープ
を設けてその上に半導体チップを搭載することもでき
る、すなわち、ダイパッド１３は必ずしも必要でなく、
ダイパッドレスのリードフレームに対しても本実施形態
を適用することができる。

【００３４】また、本実施形態では、半導体チップ１５
の電極とインナーリード１２とを電気的に接続する手段
として、金属細線１６を用いているが、フリップチップ
接合を利用して、バンプを介在させたり、共晶合金の形
成による直接接合などにより半導体チップ１５の電極と
インナーリード１２とを電気的に接続することもでき
る。

【００３５】次に、本実施形態の樹脂封止型半導体装置
の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図
２〜図７は、本実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造
工程を示す断面図である。

【００３６】まず、図２に示す工程で、インナーリード
１２と、半導体チップを支持するためのダイパッド１３
とが設けられているリードフレーム２０を用意する。図
中、ダイパッド１３は吊りリードによって支持されてい
るが、この断面には現れないために図示されていない。
また、吊りリードにはディプレス部が形成され、ダイパ
ッド１３はインナーリード１２の面よりも上方にアップ
セットされているものである。さらに、用意するリード
フレーム２０は、樹脂封止の際、封止樹脂の流出を止め
るタイバーを設けていないリードフレームである。

【００３７】また、本実施形態におけるリードフレーム
２０は、銅（Ｃｕ）素材のフレームに対して、下地メッ
キとしてニッケル（Ｎｉ）層が、その上にパラジウム
（Ｐｄ）層が、最上層に薄膜の金（Ａｕ）層がそれぞれ
メッキされた３層の金属メッキ済みのリードフレームで
ある。ただし、銅（Ｃｕ）素材以外にも４２アロイ材等
の素材を使用でき、また、ニッケル（Ｎｉ），パラジウ
ム（Ｐｄ），金（Ａｕ）以外の貴金属メッキが施されて
いてもよく、さらに、かならずしも３層メッキでなくて
もよい。

【００３８】次に、図３に示す工程で、用意したリード
フレームのダイパッド上に半導体チップ１５を載置し
て、接着剤により両者を互いに接合する。この工程は、
いわゆるダイボンド工程である。なお、半導体チップを
支持する部材としてはリードフレームに限定されるもの
ではなく、他の半導体チップを支持できる部材、例えば
ＴＡＢテープ、基板を用いてもよい。

【００３９】そして、図４に示す工程で、ダイパッド１
３上に接合した半導体チップ１５とインナーリード１２
とを金属細線１６により電気的に接合する。この工程
は、いわゆるワイヤーボンド工程である。金属細線とし
ては、アルミニウム細線、金（Ａｕ）線などを適宜選択
して用いることができる。また、半導体チップ１５とイ
ンナーリード１２との電気的な接続は、金属細線１６を
介してでなくバンプなどを介して行なってもよい。

【００４０】次に、図５に示す工程で、リードフレーム
のダイパッド１３上に半導体チップ１５が接合された状
態で、インナーリード１２の裏面側に封止テープ２１を
貼り付ける。

【００４１】この封止テープ２１は、特にインナーリー
ド１２の裏面側に樹脂封止時に封止樹脂が回り込まない
ようにするマスク的な役割を果たさせるためのものであ
り、この封止テープ２１の存在によって、インナーリー
ド１２の裏面に樹脂バリが形成されるのを防止すること
ができる。このインナーリード１２等に貼り付ける封止
テープ２１は、ポリエチレンテレフタレート，ポリイミ
ド，ポリカーボネートなどを主成分とする樹脂をベース
としたテープであり、樹脂封止後は容易に剥がすことが
でき、また樹脂封止時における高温環境に耐性があるも
のであればよい。本実施形態では、ポリエチレンテレフ
タレートを主成分としたテープを用い、厚みは５０［μ
ｍ］とした。

【００４２】なお、本実施形態では、この封止テープ２
１は、リードフレームのインナーリード１２の面にのみ
密着した状態でリードフレームの裏面側全体に亘って貼
り付けるように行なっており、吊りリードのディプレス
部によりアップセットされたダイパッド１３の裏面には
密着していないが、ダイパッド１３の裏面に密着させ、
樹脂封止工程の後に封止テープ２１を剥がすことでダイ
パッド１３の裏面を露出させ、放熱特性の向上をねらっ
てもよい。

【００４３】次に、図６に示す工程で、半導体チップ１
５が接合され、封止テープ２１が貼り付けられたリード
フレームを金型内に収納し、金型内に封止樹脂１７を流
し込んで樹脂封止を行う。この際、インナーリード１２
の裏面側に封止樹脂１７が回り込まないように、金型で
リードフレームのインナーリード１２の先端部分２２を
下方に押圧して、樹脂封止する。また、インナーリード
１２の裏面側の封止テープ２１面を金型面側に押圧して
樹脂封止を行う。

【００４４】最後に、図７に示す工程で、インナーリー
ド１２の裏面に貼付した封止テープ２１をピールオフに
より除去し、封止樹脂１７の裏面より突出した外部電極
１８を形成する。そして、インナーリード１２の先端側
を、インナーリード１２の先端面と封止樹脂１７の側面
とがほぼ同一面になるように切り離すことにより、図７
に示すような樹脂封止型半導体装置が完成される。

【００４５】図８は、外部電極１８の部分を拡大して示
す本実施形態の樹脂封止型半導体装置の部分裏面図であ
る。同図に示すように、本実施形態では、封止テープ２
１をリードフレームの裏面に貼付した樹脂封止工程を行
なっているので、インナーリード１２の裏面や側面、す
なわち外部電極１８の表面上における樹脂バリの発生を
防止することができる。また、従来の製造方法のごと
く、封止樹脂１７が外部電極１８の表面に回り込み、外
部電極１８の一部が封止樹脂１７内に埋没することを防
止することができる。

【００４６】本実施形態の製造方法では、樹脂封止工程
の前に予めインナーリード１２の裏面に封止テープ２１
を貼付しているので、封止樹脂１７が回り込むことがな
く、外部電極となるインナーリード１２の裏面には樹脂
バリの発生はない。したがって、インナーリードの下面
を露出させる従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法の
ごとく、インナーリード上に形成された樹脂バリをウォ
ータージェットなどによって除去する必要はない。すな
わち、この樹脂バリを除去するための面倒な工程の削除
によって、樹脂封止型半導体装置の量産工程における工
程の簡略化が可能となる。また、従来、ウォータージェ
ットなどによる樹脂バリ除去工程において生じるおそれ
のあったリードフレームのニッケル（Ｎｉ），パラジウ
ム（Ｐｄ），金（Ａｕ）などの金属メッキ層の剥がれは
解消できる。そのため、樹脂封止工程前における各金属
層のプリメッキが可能となる。

【００４７】加えて、本実施形態の製造方法によって形
成された外部電極１８は、封止樹脂１７より突出してい
るので、従来のように半田ボールを付設することなく、
外部電極１８をそのまま外部端子として用いることがで
きる。

【００４８】なお、ウォータージェットによる樹脂バリ
除去工程を削除できるかわりに、封止テープを貼付する
工程が新たに必要となるが、封止テープ２１を貼付する
工程の方が、ウォータージェット工程よりもコスト的に
安価であり、また工程管理も容易であるため、確実に工
程の簡略化が図れる。なによりも、従来必要であったウ
ォータージェット工程では、リードフレームの金属メッ
キが剥がれる，不純物が付着するという品質上のトラブ
ルが発生するが、本実施形態の方法では、封止テープの
貼付により、ウォータージェットが不要となって、メッ
キ剥がれ等をなくすことができる点は大きな工程上の利
点となる。また、封止テープの貼付状態などによって樹
脂バリが発生することがあるとしても、極めて薄い樹脂
バリであるので、低い水圧でウォータージェット処理し
て樹脂バリを除去でき、メッキ剥がれを防止できること
から金属層のプリメッキ工程は可能である。

【００４９】なお、図６に示すように、樹脂封止工程に
おいては、溶融している封止樹脂の熱によって封止テー
プ２１が軟化するとともに熱収縮するので、インナーリ
ード１２が封止テープ２１に大きく食い込み、インナー
リード１２の裏面と封止樹脂１７の裏面との間には段差
が形成される。したがって、インナーリード１２の裏面
は封止樹脂１７の裏面から突出した構造となり、インナ
ーリード１２の下部である外部電極１８のスタンドオフ
高さを確保できる。そのため、この突出した外部電極１
８をそのまま外部端子として用いることができることに
なる。

【００５０】また、インナーリード１２の裏面と封止樹
脂１７の裏面との間の段差の大きさは、封止工程前に貼
付した封止テープ２１の厚みによりコントロールするこ
とができる。本実施形態では、５０［μｍ］の封止テー
プ２１を用いているので、段差の大きさつまり外部電極
１８の突出量は、一般的にはその半分程度であり最大５
０［μｍ］である。すなわち、封止テープ２１がインナ
ーリード１２の裏面よりも上方に入り込む量が封止テー
プ２１の厚さ分で定まることから、外部電極１８の突出
量を封止テープ２１の厚みによりセルフコントロールで
き、製造の容易化を図ることができる。この外部電極１
８の突出量を管理するためには、量産工程で封止テープ
２１の厚みを管理するだけでよく、別工程を設ける必要
がないので、本実施形態の製造方法は、工程管理のコス
ト上きわめて有利な方法である。なお、貼付する封止テ
ープ２１については、所望とする段差の大きさに合わせ
て、材質の硬度、厚み、および熱による軟化性を決定す
ることができる。

【００５１】なお、図２に示すように、本実施形態の樹
脂封止型半導体装置において、ダイパッド１３の裏面側
に封止樹脂１７が存在しているものの、その厚みはダイ
パッド１３のアップセット量に等しく極めて薄い。した
がって、本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、実質的
には片面封止型の半導体装置である。

【００５２】なお、本実施形態では、樹脂封止工程前に
予め封止テープ２１をリードフレームのインナーリード
１２の下面に貼付した例を示したが、このような貼り付
ける方法ではなく、封止テープ２１を封止金型にセット
し、その上にリードフレーム１２を密着させてもよい。
この場合は、後述するように、封止テープの封止金型へ
のリール供給が可能となり、さらなる工程の合理化とな
る。

【００５３】なお、本実施形態では、リードフレームの
裏面に封止テープを貼付して樹脂封止を行なう製造方法
の例を示したが、本発明の方法は、リードフレームを備
えている半導体装置に限定されるものではない。本発明
の基本的な概念である樹脂封止工程で封止テープを用い
る方法は、広く半導体チップを搭載し、樹脂封止される
部材を有する半導体装置の樹脂封止工程に適用できるも
のであり、ＴＡＢタイプ、基板タイプなどの半導体装置
の樹脂封止工程に適用できる。

【００５４】（第２の実施形態）次に、本発明の第２の
実施形態について説明する。図９は、本実施形態の基板
接合タイプの樹脂封止型半導体装置を示す断面図であ
る。

【００５５】図９に示すように、本実施形態の樹脂封止
型半導体装置は、ＢＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）
に代表される基板接合タイプの樹脂封止型半導体装置で
あり、ガラスエポキシ系プラスチックやセラミック単層
もしくは多層よりなる基板２４と、該基板２４上に搭載
された半導体チップ２５と、基板２４の上面に形成され
た配線（図示せず）と半導体チップ２５の電極パッド
（図示せず）とを電気的に接続する金属細線２６とを備
えている。そして、基板２４の上面側において、半導体
チップ２５，配線及び金属細線２６は絶縁性の封止樹脂
２７により封止されている。また、基板２４の裏面上に
は外部電極パッド２８（ランド）が形成されており、基
板２４の上面の配線はスルーホールやビアホールを介し
て基板２４の裏面上の外部電極パッド２８（ランド）に
接続されている。

【００５６】なお、本実施形態では、外部電極パッド２
８に外部基板との接合用の導電性材料からなるボール電
極２９を付設しているが、ボール電極２９は必ずしも付
設されている必要はない。また、基板２４は、ポリイミ
ド系の薄いフィルムにより構成されていてもよい。

【００５７】ここで、本実施形態では、後述するよう
に、樹脂封止工程において、基板２４の裏面に封止テー
プを貼付した状態で封止樹脂をトランスファモールドす
るようにしているので、外部電極パッド２８の上への封
止樹脂２７が回り込みが阻止される。したがって、外部
電極パッド２８上への樹脂バリの形成がなく実装基板と
の接続面を確保でき、ボール電極２９を付設した際の接
続の信頼性を向上させることができる。

【００５８】次に、本実施形態の樹脂封止型半導体装置
の製造方法について図面を参照しながら説明する。図１
０〜図１２は本実施形態のＢＧＡタイプの樹脂封止型半
導体装置の製造方法を示す工程ごとの断面図である。

【００５９】まず、図１０（ａ）に示す工程で、単層又
は多層のガラスエポキシ系プラスチック板やセラミック
板からなる基板２４上に配線（図示せず）を形成し、基
板２４にスルーホールやビアホールを形成し、基板２４
の裏面に外部電極パッド２８を形成する、その後、この
基板２４の上の所定の位置に半導体チップ２５をダイボ
ンド材等により接合し、基板上の配線と半導体チップ上
の電極パッド（図示せず）とを金属細線２６を介して接
続する。

【００６０】ただし、半導体チップ２５の基板２４への
実装は図１０（ｂ）に示すようなフェースダウン方式で
あってもよい。その場合には、基板２４上の配線と半導
体チップ２５上の電極パッドとはバンプに代表される金
属ボール３０により接合されるのが一般的であるが、基
板２４上の配線と半導体チップ２５の電極パッドとが合
金化を利用して直接接合させることもある。以降の工程
については、図１０（ａ）に示す接合構造を採用したも
のとして説明する。

【００６１】次に、図１１に示す工程で、下金型３１ａ
と上金型３１ｂとからなる封止金型３１を用いて、基板
２４の上側の領域で半導体チップ２５，配線及び金属細
線２６を封止する樹脂封止工程を行なう。その際、樹脂
封止を行なう前に、基板２４の裏面側、すなわち封止金
型３１の下金型３１ａの上面に第１の封止テープ３２ａ
を装着し、基板２４の外部電極パッド２８の下面に封止
テープ３２ａを密着させる。このとき、金型に加えられ
る押圧力によって、外部電極パッド２８が封止テープ３
２ａに食い込んだ状態となり、封止テープ３２ａは基板
２４の裏面と外部電極２８の下面とに密着した状態とな
っている。さらに、封止金型３１の上金型３１ｂの下面
にも第２の封止テープ３２ｂを密着させる。この状態で
封止樹脂２７を用いてトランスファー成形することによ
り、基板２４の上面側の領域で半導体チップ２５を取り
囲む領域のみを樹脂封止し、基板２４の裏面への封止樹
脂２７の回り込みを防止することができる。そして、上
述のように、基板２４の裏面の外部電極パッド２８に樹
脂バリが形成されるのを防止することができる。

【００６２】また、第１の封止テープ３１ａだけでなく
第２の封止テープ３２ｂを用いているので、封止樹脂２
７と上金型３１ｂとの離型が容易になるという利点をも
有する。

【００６３】さらに、このような樹脂封止方法では、基
板２４に対して封止金型３１で圧力を印加して樹脂封止
するが、第１，第２の封止テープ３２ａ，３２ｂで基板
２４を挟んだ構造で圧力を印加するので、基板２４に加
わる力を緩衝でき、樹脂封止の際の基板２４の破損、変
形を防止することができるという利点もある。

【００６４】最後に、図１２に示す工程で、封止樹脂２
７により基板２４の上側の半導体チップ２５を取り囲む
領域を封止してなる樹脂封止体を封止金型３１から離型
すると、基板２４の裏面の外部電極パッド２８への封止
樹脂の回り込みのない樹脂封止体が得られる。

【００６５】その後、基板２４の裏面上の外部電極パッ
ド２８にボール電極２９（破線参照）を設けることによ
り、ＢＧＡタイプの樹脂封止型半導体装置が得られる。
ただし、この外部電極パッド２８を厚く形成しておくこ
とにより、ボール電極２９を形成することなく、外部電
極パッド２８をそのまま外部端子として使用することも
可能である。

【００６６】以上、本実施形態のＢＧＡタイプの樹脂封
止型半導体装置の製造方法では、第１，第２の封止テー
プ３２ａ，３２ｂを用いることにより、その弾力性を利
用して、封止金型内での基板２４の変形を抑制し、基板
２４の外部電極パッド２８の面への封止樹脂、異物の付
着を防止できる。

【００６７】なお、第１，第２の封止テープ３２ａ，３
２ｂのうち第１の封止テープ３２ａは必ずしも必要でな
い。第２の封止テープ３２ｂのみを設けた場合であって
も、第２の封止テープ３２ｂと基板２４の上面とが接す
るので、封止樹脂の側面や裏面側への回り込みを阻止す
ることができる。

【００６８】さらに、封止テープ３２ａを基板２４の裏
面全体に密着させる必要は必ずしもなく、少なくとも外
部電極パッド２８の下面に密着していればよい。

【００６９】（第３の実施形態）次に、本発明の第３の
実施形態について説明する。図１３は、本実施形態に係
る樹脂封止型半導体装置を示す断面図である。本実施形
態の樹脂封止型半導体装置は、放熱板を有する樹脂封止
型半導体装置であり、比較的大量の熱を発生する例えば
大電力用トランジスタ等を内蔵した半導体チップを備え
た樹脂封止型半導体装置である。

【００７０】図１３に示すように、本実施形態の半導体
装置は、リードフレームの支持部であるベッド３３と、
ベッド３３上にダイボンド材により接合された半導体チ
ップ３４と、リードフレームの金属端子３５と、金属端
子３５と半導体チップ３４とを電気的に接続する金属細
線３６と、ベッド３３を支持する放熱板３７とを備えて
いる。そして、放熱板３７の裏面側以外の部分、つま
り、放熱板３７の上面上や側面上を含み、ベッド３３，
半導体チップ３４，金属細線３６及び金属端子３５の一
部が絶縁性の封止樹脂３８により樹脂封止され、金属端
子３５の他部が外部端子として封止樹脂３８から突出し
た構造を有している。

【００７１】本実施形態では、後述するように、樹脂封
止工程において放熱板３７の裏面に封止テープを貼付し
た状態でトランスファモールドを行なうことにより、放
熱板３７の裏面への封止樹脂３８の回り込みを阻止し
て、放熱板３７の裏面における樹脂バリの形成を防止す
ることができる。よって、放熱板３７の放熱面（裏面）
を確保し、半導体装置の半導体チップから発生する熱を
外部に放出する放熱機能を維持、向上することができ
る。

【００７２】次に、本実施形態の樹脂封止型半導体装置
の製造方法について図面を参照しながら説明する。図１
４〜図１８は本実施形態の放熱板を有した樹脂封止型半
導体装置の製造方法を示す工程ごとの断面図である。

【００７３】まず、図１４に示す工程で、半導体チップ
の支持部であるベッド３３と金属端子３５とを有するリ
ードフレームを用意し、そのベッド３３の上面に半導体
チップ３４をダイボンド材により接合する。そして、半
導体チップ３４と金属端子３５とを金属細線３６により
接続する。

【００７４】次に、図１５に示す工程で、ベッド３３の
裏面に放熱板３７を接合する。なお、ベッド３３自体の
厚みを厚くし、ベッド３３が放熱板としての機能をも併
せて有するように構成してもよい。

【００７５】次に、図１６に示す工程で、放熱板３７の
裏面に封止テープ３９を密着させる。この場合、放熱板
３７に封止テープ３９を密着させたものを封止金型に載
置してもよいし、封止金型、特に下金型に封止テープ３
９を付設しておいて、放熱板３７を下金型上に載置する
ことで、放熱板３７の裏面と封止テープ３９とが密着す
るようにしてもよい。

【００７６】次に、図１７に示す工程で、封止テープ３
９を放熱板３７の裏面に密着させた状態で、絶縁性の封
止樹脂３８により、ベッド３３，半導体チップ３４，金
属細線３６及び金属端子３５の一部を封止する。このと
き、放熱板３７の裏面および金属端子３５の他部は封止
樹脂３８から露出した状態となっている。

【００７７】最後に、図１８に示す工程で、封止テープ
３９を放熱板３７の裏面より剥がし、金属端子３５を成
形することにより、同図に示すような放熱板３７の裏面
が露出した樹脂封止型半導体装置を得る。

【００７８】本実施形態の放熱板を有した樹脂封止型半
導体装置の製造方法によると、樹脂封止工程において、
放熱板３７の裏面に密着する封止テープ３９を用いるこ
とにより、放熱板３７の裏面への封止樹脂の回り込みを
阻止し、樹脂バリの発生を防止することができる。すな
わち、放熱板３７の裏面を確実に露出させることができ
るため、放熱板３７の放熱効果を損なうことのない樹脂
封止型半導体装置が得られる。また、封止テープ３９を
放熱板３７の裏面に密着させて樹脂封止するため、封止
テープ３９の一部が放熱板３７の側面部分に食い込み、
封止後は放熱板３７が封止樹脂部の裏面から僅かに突出
した構造となる。したがって、樹脂封止型半導体装置を
実装した際には、放熱板３７の裏面全体が実装基板に確
実に接するため、放熱効果を高めることができる。

【００７９】（第４の実施形態）次に、本発明の第４の
実施形態について図面を参照しながら説明する。図１９
は、本実施形態に係るＣＣＤパッケージに代表される樹
脂封止型半導体装置を示す断面図である。

【００８０】図１９に示すように、本実施形態の樹脂封
止型半導体装置は、上方が開口されこの開口部の中にさ
らに凹部４２を有する樹脂パッケージ４１と、樹脂パッ
ケージ４１の凹部４２の底面にダイボンド材により接合
された固体撮像素子４０と、樹脂パッケージ４１の凹部
４２付近の領域に設けられた内部リード４３と、該内部
リード４３につながり樹脂パッケージ４１を貫通して外
方まで延びる外部リード４６と、固体撮像素子４０上の
電極パッド（図示せず）と樹脂パッケージ４１上の内部
リード４３とを電気的に接続する金属細線４４とを備え
ている。そして、樹脂パッケージ４１の開口部は封止ガ
ラス４５により封止されている。また、樹脂パッケージ
４１から突出している外部リード４６は下方に曲げられ
ている。なお、樹脂パッケージ４１は絶縁性の樹脂のト
ランスファー成形により一体で形成されたパッケージで
ある。

【００８１】本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、後
述するように、樹脂封止工程で、内部リード４３上に封
止テープを貼付した状態でトランスファモールドを行な
って樹脂パッケージ４１を形成しているので、内部リー
ド４３の上面に樹脂バリが形成されることなく露出して
おり、内部リード４３と固体撮像素子４０との間の金属
細線４４による接続の信頼性の高い樹脂封止型半導体装
置である。

【００８２】次に、本実施形態に係るＣＣＤパッケージ
に代表される樹脂封止型半導体装置の製造方法について
図面を参照しながら説明する。図２０〜図２２は本実施
形態に係る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。

【００８３】まず、図２０に示す工程で、内部リード４
３及び外部リード４６を有するリード体とを用意し、樹
脂パッケージを成形する前に、そのリード体の内部リー
ド４３となる部分の上に封止テープ４７を密着または接
着しておき、内部リード４３の上面に封止樹脂が回り込
まないようにする。そして、上金型５１ａと下金型５１
ｂとからなる封止金型内で、トランスファー成形により
樹脂封止して、樹脂パッケージ４１を形成する。図２０
は、樹脂パッケージ４１が形成された状態を示し、封止
テープ４７で内部リード４３及び外部リード４６の表面
をカバーした状態を示している。

【００８４】そして、図２１に示す工程で、封止テープ
４７を剥がすことにより、開口部内で内部リード４３の
上面が確実に露出されている樹脂パッケージ４１が得ら
れる。封止テープ４７は高温状態においては、内部リー
ド４３に隙間なく密着することから、封止テープ４７を
剥離した後露出している内部リード４３の表面には封止
樹脂の樹脂バリなどの異物が付着していない。

【００８５】そして、図２２に示す工程で、固体撮像素
子４０を樹脂パッケージ４１内に形成された凹部４２の
底面上に接合し、固体撮像素子４０上の電極パッドと内
部リード４３とを金属細線４４により接続する。そし
て、樹脂パッケージ４１の開口部を封止ガラス４５によ
り封止した後、外部リード４６を成形する。外部リード
４６の成形は、半導体装置の種類等に応じて所望の形状
に行う。

【００８６】本実施形態の封止テープを用いた樹脂封止
工法は、上方が開口された樹脂パッケージを有する半導
体デバイス、例えばＣＣＤやホログラムに代表される光
学系半導体デバイスの製造に特に適しており、特にリー
ドが付設された樹脂パッケージの成形時に著効を発揮す
ることができる。

【００８７】本実施形態の他の応用例としては、ＬＥＤ
などパッケージの色彩や透明性を要求される部品を製造
する際には、成形金型の異物や汚れがパッケージ体に転
写されないように、予め封止金型に封止テープを貼るこ
とにより、効果的な封止ができ、優れたパッケージを形
成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ），（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に
係る樹脂封止型半導体装置の封止樹脂を透過して示す平
面図及び断面図である。

【図２】第１の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造
工程におけるリードフレームを用意する工程を示す断面
図である。

【図３】第１の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造
工程におけるダイパッド上に半導体チップを接合する工
程を示す断面図である。

【図４】第１の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造
工程における金属細線を形成する工程を示す断面図であ
る。

【図５】第１の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造
工程における封止テープをリードフレームの下に敷く工
程を示す断面図である。

【図６】第１の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造
工程における樹脂封止工程を示す断面図である。

【図７】第１の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造
工程におけるインナーリードの先端カット工程の終了後
の樹脂封止型半導体装置の断面図である。

【図８】第１の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造
工程によって形成された樹脂封止型半導体装置の部分裏
面図である。

【図９】本発明の第２の実施形態に係る基板接合タイプ
の樹脂封止型半導体装置の断面図である。

【図１０】（ａ），（ｂ）は、第２の実施形態の樹脂封
止型半導体装置の製造工程における金属細線による接
合、バンプによる接合を利用した半導体チップの基板へ
の実装工程をそれぞれ示す断面図である。

【図１１】第２の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製
造工程における樹脂封止工程を示す断面図である。

【図１２】第２の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製
造工程における封止テープを除去した後の樹脂封止体の
断面図である。

【図１３】本発明の第３の実施形態に係る放熱板を備え
た樹脂封止型半導体装置の断面図である。

【図１４】第３の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製
造工程におけるリードフレームを用意する工程を示す断
面図である。

【図１５】第３の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製
造工程における放熱板上に半導体チップを接合し、金属
細線を形成する工程を示す断面図である。

【図１６】第３の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製
造工程における封止テープを放熱板及びリードフレーム
の下に敷く工程を示す断面図である。

【図１７】第３の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製
造工程における樹脂封止工程を示す断面図である。

【図１８】第３の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製
造工程における封止テープを除去した後の樹脂封止型半
導体装置の断面図である。

【図１９】第４の実施形態に係るＣＣＤパッケージとし
ての樹脂封止型半導体装置の断面図である。

【図２０】第４の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製
造工程における樹脂封止工程を示す断面図である。

【図２１】第４の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製
造工程における樹脂封止後の封止テープを除去する工程
を示す断面図である。

【図２２】第４の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製
造工程における金属細線の形成と封止ガラスによる封止
とを行なう工程を示す断面図である。

【図２３】（ａ），（ｂ）は、裏面側に外部電極を有す
るタイプの従来の樹脂封止型半導体装置の平面図及び断
面図である。

【図２４】外部電極にボール電極を設けてスタンドオフ
高さを確保した従来の樹脂封止型半導体装置の断面図で
ある。

【図２５】従来の樹脂封止型半導体装置の製造工程にお
けるリードフレームを用意する工程を示す断面図であ
る。

【図２６】従来の樹脂封止型半導体装置の製造工程にお
けるダイパッド上に半導体チップを接合する工程を示す
断面図である。

【図２７】従来の樹脂封止型半導体装置の製造工程にお
ける金属細線を形成する工程を示す断面図である。

【図２８】従来の樹脂封止型半導体装置の製造工程にお
ける樹脂封止工程を示す断面図である。

【図２９】従来の樹脂封止型半導体装置の製造工程にお
ける樹脂封止終了後の樹脂封止型半導体装置の断面図で
ある。

【図３０】従来の樹脂封止型半導体装置の製造工程によ
って形成された樹脂封止型半導体装置の裏面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−47954（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−209739（ＪＰ，Ａ) 国際公開98／035382（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/447 H01L 21/449 H01L 21/60 H01L 21/603 H01L 21/607 H01L 23/12 - 23/15 H01L 23/28 - 23/31

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電極パッドを有する半導体チップと、 上記半導体チップよりも小さい外形を有し、上記半導体
   チップが搭載されたダイパッドと、 上記ダイパッドを支持する吊りリードと、上 記半導体チップの電極パッドと上記インナーリードと
   を電気的に接続する金属細線と、 上記インナーリードの表面領域，上記ダイパッド，上記
   半導体チップ及び上記金属細線を封止する封止樹脂とを
   備え、上記インナーリードの端面が上記封止樹脂の側面
   と実質的に同じ面に露出していて、上記インナーリード
   の端面と裏面とで外部電極を構成している樹脂封止型半
   導体装置において、上 記吊りリードは、段差部を有して、上記ダイパッドが
   上記インナーリードの表面よりも上方にアップセットさ
   れており、 上記インナーリードの裏面が封止樹脂の裏面よりも下方
   に突出し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】 請求項１の樹脂封止型半導体装置におい
   て、 上記インナーリードの上記封止樹脂の裏面からの突出量
   は、１０〜４０μｍであることを特徴とする樹脂封止型
   半導体装置。