JP3449266B2 - 樹脂封止型半導体装置の製造方法 - Google Patents

樹脂封止型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、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、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18は、従来のリードフレームの構成を
示す平面図である。図18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18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19は、図18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19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20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19
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20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、多ピン化
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、多ピン化に対応しようとす
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化対応と
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
れた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
より、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る構成であるターミナルラ
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群の一部のランド構成体の
突出した側に半導体素子を搭載する工程と、搭載した半
導体素子とランド構成体とを電気的に接続する工程と、
少なくとも前記半導体素子の外囲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、ランド構成体群とフレ
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
有する樹脂封止型半導体装置の製造方法であって、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
では、前記ランド構成体群のうちの一部のランド構成体
に対して押圧力を印加して分離するに際し、前記ランド
構成体群のうちの樹脂封止型半導体装置領域の中央部分
に配置されたランド構成体と、樹脂封止型半導体装置領
域の各辺の中央部付近に配置されたランド構成体とに対
して同時に押圧力を印加して分離する樹脂封止型半導体
装置の製造方法である。
【0014】また、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であって、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
して形成された半導体素子が搭載されるダイパッド部
と、前記フレーム本体の領域内であって前記ダイパッド
部の周囲に配設されて、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
れた複数のランド構成体とよりなり、前記ダイパッド部
および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り、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る構成
であ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ダイパッド部の突出
した側に半導体素子を搭載する工程と、搭載した半導体
素子とランド構成体とを電気的に接続する工程と、少な
くとも前記半導体素子の外囲を封止樹脂により封止する
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と前記ダイパッド部の底面側と
に対して押圧力を印加し、ランド構成体群およびダイパ
ッド部と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樹脂封止型半導体装置の製造方法で
あって、前記フレーム本体から樹脂封止型半導体装置を
分離する工程では、前記ダイパッド部と前記ランド構成
体群のうちの一部のランド構成体に対して押圧力を印加
して分離するに際し、前記ダイパッド部の中央部と前記
ランド構成体群のうちの樹脂封止型半導体装置領域の各
辺の中央部付近に配置されたランド構成体とに対して同
時に押圧力を印加して分離する樹脂封止型半導体装置の
製造方法である。
【0015】さらに、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では、ダイパッド部とランド構成
体群のうちの一部のランド構成体に対して押圧力を印加
して分離するに際し、前記ダイパッド部に押圧力を印加
するツールの接触面積が前記ランド構成体に押圧力を印
加するツールの接触面積よりも大きいツールを用いて押
圧力を印加する樹脂封止型半導体装置の製造方法であ
る。
【0016】前記構成の通り、本発明のターミナルラン
ドフレームは、樹脂封止型半導体装置を構成した際、そ
の外部電極となるランド構成体を設けたものであり、そ
のランド構成体は、一方向の押圧力、例えば突き上げ力
により、ランド構成体とフレーム本体とを接続している
部分である薄厚部を破断させることにより、フレーム本
体から分離することができるので、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るものである。これは比較的、精度
が要求された従来のリードフレームにおけるリードカッ
ト工程、リードベンド工程に比べて、工程自体が、突き
上げ処理により樹脂封止型半導体装置をフレームから分
離する、という比較的単純な処理であり、不良、破壊、
変形等が発生することがなくなるため、容易に樹脂封止
型半導体装置を得ることができるものである。
【0017】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、ダイパッド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、本発明のター
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
製造する際、樹脂封止時において、ランド底面部分への
樹脂バリの進入を防止でき、加えて、ランド電極の外部
電極としてのスタンドオフが確保できるものである。
【0018】そして、分離工程では、ターミナルランド
フレームの底面からその中央部に配置されたランド構成
体やダイパッド部と、周辺部に配置されたランド構成体
とに対して、均一にかつ同時に押圧力を付加することに
より、ランド構成体、ダイパッド部と封止樹脂との間に
応力を与えず、封止樹脂との食い込みを良くして密着性
を高め、信頼性よく、樹脂封止型半導体装置を分離する
ことができるものである。また、全てのランド構成体や
ダイパッド部に対して押圧力を均等にかつ同時に印加す
ることで、ランド構成体、ダイパッド部と封止樹脂との
間に応力を与えず、封止樹脂との食い込みを良くして密
着性を高め、信頼性よく、樹脂封止型半導体装置を分離
することができるものである。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明のターミナルランド
フレームおよびその製造方法ならびに樹脂封止型半導体
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。
【0020】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。
【0021】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。ランド構成体12の格子状の配
列は、千鳥格子状、碁盤の目格子状、またはランダムに
面配置してもよいが、搭載する半導体素子との金属細線
による接続に好適な配置を採用する。
【0022】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。
【0023】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10の厚みの70[%]〜90[%])としてい
る。なお、フレーム本体の厚みは、200[μm]に限
定するものではなく、必要に応じて、400[μm]の
厚型のフレームとしてもよい。また、ランド構成体12
の突出量に関しても、実施形態では過半数以上のフレー
ム本体厚みの70[%]〜90[%]の突出量とした
が、半数以下の突出量としてもよく、薄厚部11部分が
破断される範囲で、突出量を設定できるものである。
【0024】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。
【0025】また本実施形態のターミナルランドフレー
ムにおいては、ランド構成体12の突出した上面部分
は、コイニングと称されるプレス成形により、その突出
した上面形状が上面平坦なキノコ状を構成するものであ
る。このコイニングによる形状により、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、封止樹脂のランド構成体への食いつきを良好に
し、封止樹脂との密着性を向上させ、片面封止であって
も樹脂封止の信頼性を得ることができるものである。ま
た形状は上面平坦なキノコ状に限定されるものではな
く、鍵状等の封止樹脂とのアンカー作用のある上面平坦
な形状であればよい。
【0026】本実施形態のターミナルランドフレームで
は、あえて半導体素子が搭載される部材であるダイパッ
ド部を設けていないが、フレーム本体10の領域内に設
けたランド構成体12の群の内、一部のランド構成体を
ダイパッド部として使用し、半導体素子の支持用のラン
ド構成体とすることができる。このことにより、品種の
違いにより、ターミナルランドフレーム上に搭載する半
導体素子の大きさに差があった場合でも、適宜、ランド
構成体12の群の一部を支持用のランド構成体として使
用し、その他のランド構成体12をその搭載した半導体
素子との電気的な接続用のランド構成体として使用する
ことにより、ターミナルランドフレームを共用すること
ができ、1枚のフレーム中で複数の大きさの異なる半導
体素子を搭載し、樹脂封止型半導体装置を得ることがで
きる。
【0027】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12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1
2の上面の大きさは、半導体素子を搭載し、電気的接続
手段として、金線等の金属細線により接続する際、ボン
ディング可能な大きさであればよく、100[μm]φ
以上の大きさとしている。
【0028】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、搭載する半導体素子のピン数により、ランド
構成体12の配置は設定するものであり、従来のような
一連の配置でもよい。
【0029】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4および図5は、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。
【0030】まず図4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13を打ち抜き金
型のダイ部14に載置し、金属板13の上方から押え金
型15により押さえる。ここで図4において、ダイ部1
4には、打ち抜き用の開口部16が設けられている。ま
た、金属板13に対して上方には、パンチ部材17が設
けられており、パンチ部材17により金属板13が押圧
され打ち抜き加工された際、金属板13の押圧された箇
所が開口部16に打ち抜かれる構造を有している。
【0031】次に図5に示すように、ダイ部14上の所
定の位置に固定した金属板13に対して、その上方から
パンチ部材17により押圧による打ち抜き加工を行い、
金属板13の一部をダイ部14側の開口部16側に突出
するように押圧して、金属板13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13と接続されて残存し、かつ金属板1
3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。
【0032】本実施形態では、パンチ部材17により金
属板13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17の押圧を停止させることで、
半切断状態を形成し、金属板13の押圧された部分を切
り離すことなく、金属板13の本体に接続させて残存さ
せるものである。また、金属板13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17の接触面積は
ダイ部14に設けた開口部16の開口面積よりも小さ
く、そのパンチ部材17により、金属板13の一部を押
圧して金属板13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13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13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。
【0033】また、ランド構成体12の突出した上面部
分に対して、コイニングと称されるプレス成形を行うこ
とにより、その突出した上面形状が上面平坦なキノコ状
を構成するようにしてもよい。このコイニングによる形
状により、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、封止樹脂のランド構成
体への食いつきを良好にし、アンカー効果を得て、封止
樹脂との密着性をさらに向上させ、片面封止であっても
樹脂封止の信頼性を得ることができるものである。
【0034】本実施形態において、金属板13に対して
ランド構成体12を形成する際、金属板13の一部を突
出させるその突出量については、金属板13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13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。なお、フレ
ーム本体の厚みは、200[μm]に限定するものでは
なく、必要に応じて、400[μm]の厚型のフレーム
としてもよい。また、ランド構成体12の突出量に関し
ても、実施形態では過半数以上の突出量としたが、半数
以下の突出量としてもよく、薄厚部11部分が破断され
る範囲で、突出量を設定できるものである。
【0035】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。図6は金属板13
に対して押圧し、半切断状態を構成した際のランド構成
体12と金属板13、および薄厚部11の部分の構造図
である。
【0036】図6に示すように、金属板13に対してラ
ンド構成体12を形成した際、金属板13のランド構成
体12部分は、図4,図5に示したパンチ部材17によ
る打ち抜き加工によって発生した抜きダレ部18と、パ
ンチ部材によりせん断されたせん断部19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20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17により打ち抜き加工した際、抜きダ
レ部18、せん断部19、破断部20の順に形成されて
いくものである。破断部20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13の打ち抜き加工にお
いては、理想的な状態は、A:B=1:1であり、パン
チ部材17が金属板13を打ち抜き、金属板13の厚み
の1/2を打ち抜いた時点でパンチ部材17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。
【0037】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19と破断部20
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19を破断部20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
19を破断部20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20の長さを
短く抑えることで、金属板13の抜き完了のタイミング
を遅らせ、パンチ部材が金属板13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17の大きさとダイ部14
の開口部16の大きさとの差により形成された隙間の量
を示している。
【0038】次に本発明の樹脂封止型半導体装置の実施
形態について図面を参照しながら説明する。図7,図8
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7は断面図であり、図8は底面図である。なお、図7
の断面図は図8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。
【0039】図7,図8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の内、第1のランド構成体2
1a,21b上に銀ペースト等の導電性接着剤22、ま
たは絶縁性ペーストにより搭載、接合された半導体素子
23と、その半導体素子23の周辺に配置され、半導体
素子23と金属細線24により電気的に接続された第2
のランド構成体21c,21d,21e,21f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25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25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。
【0040】本実施形態では、ランド構成体21の一部
を半導体素子23を支持するダイパッド部として使用し
た構造であり、他のランド構成体21は電極として使用
し、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。そして、搭載する半導体素子
の大きさ、ピン数に応じて、半導体素子の支持用のラン
ド構成体21を適宜、設定することができる。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]以
上のワイヤーボンドができる大きさであればよく、また
高さも140[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50
0[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。
【0041】また本実施形態の樹脂封止型半導体装置
は、封止樹脂25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25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25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。なお、用いるターミナルラン
ドフレーム自体の板厚を厚く設定することで、ランド構
成体21と封止樹脂25との食いつきエリアを拡大さ
せ、アンカー効果が増大するため、一層の信頼性向上が
図れる。
【0042】次に本発明の樹脂封止型半導体装置の製造
方法の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図9(a)〜(f)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。
【0043】まず図9(a)に示すように、フレーム本
体26と、そのフレーム本体26の領域内に配設され
て、薄厚部27によりフレーム本体26と接続し、かつ
フレーム本体26よりも突出して形成された複数のラン
ド構成体28とよりなり、ランド構成体28はフレーム
本体26からそれが突出した方向への押圧力により、薄
厚部27が破断されてランド構成体28がフレーム本体
26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。
【0044】次に図9(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28が突出した面側であ
って、ランド構成体28の内、所定の第1のランド構成
体28a,28b上に導電性接着剤29、または絶縁性
ペーストにより半導体素子30を載置、接合する。この
工程は半導体装置の組立工程におけるダイボンド工程に
相当する工程であり、ターミナルランドフレームへの導
電性接着材29の塗布、半導体素子30の載置、加熱処
理により半導体素子30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28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
28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28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30を搭載する際、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28は
分離せず、安定してダイボンドできるものである。
【0045】次に図9(c)に示すように、ターミナル
ランドフレーム上に接合した半導体素子30とランド構
成体28の内、外部ランド電極となる第2のランド構成
体28c,28d,28e,28fとを金属細線31に
より電気的に接続する。したがって、ランド構成体28
は上面の金属細線31が接続される面の面積は100
[μm]以上である。また、この工程においても、ラン
ド構成体28は一方向からの押圧力にのみ分離する構造
であるため、金属細線31をランド構成体28の上面に
接続する際、下方に押圧力が作用しても、ランド構成体
28は分離せず、安定してワイヤーボンドできるもので
ある。
【0046】次に図9(d)に示すように、ターミナル
ランドフレーム上に接合した半導体素子30、および電
気的接続手段である金属細線31の領域を封止樹脂32
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30が搭載された面の
みが封止樹脂32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28は突出
して設けられているため、封止樹脂32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32との密着性を得る
ことができる。
【0047】次に図9(e)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32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28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28とターミ
ナルランドフレームのフレーム本体26とが分離するも
のである。ランド構成体28とフレーム本体26とを接
続している極薄の薄厚部27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
30の下方に位置するランド構成体28のみを突き上げ
てもよく、または周辺部のランド構成体28を突き上げ
てもよく、またはすべてのランド構成体28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28が封止樹脂32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2
8が分離できるものであればよく、例えばフレーム本体
26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。
【0048】図9(f)に示すように、ランド構成体2
8とフレーム本体とを接続している極薄の薄厚部27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33を得ることができる。な
お、ここで封止樹脂32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28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28が分
離されることにより、樹脂封止型半導体装置を取り出す
ことができるものである。ランド構成体28部分はその
凹凸形状が封止樹脂32に食い込むため、剥離せずに封
止樹脂32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33は、ランド構成体28が
その底面に配列され、またランド構成体28が封止樹脂
32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33のランド構成体28の突出量は、フレ
ーム本体の厚み量からランド構成体28が突出した量を
差し引いた量となり、ランド構成体28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28を140[μm]〜180[μ
m](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。
【0049】なお、フレーム本体から樹脂封止型半導体
装置を分離する工法としては、前記したようなランド構
成体28部分に対する突き上げ法の他、フレーム本体自
体を引き剥がすことにより、分離できるものであるが、
製品の信頼性を考慮して分離方法を採用するものであ
る。
【0050】次に本発明のターミナルランドフレームの
別の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【0051】図10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11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10にお
いて、C−C1箇所の断面を示している。また基本概念
は前記した実施形態のターミナルランドフレームと同様
である。
【0052】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、ダイパッド部34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、
ダイパッド部34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。
【0053】ここで本実施形態のターミナルランドフレ
ームは、前述した図1,図2および図3に示したターミ
ナルランドフレームと同様な構成を有するものの、半導
体素子を搭載するダイパッド部34を設けたものであ
る。
【0054】したがって、ランド構成体12およびダイ
パッド部34の底面部分12a,34a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とダイパッド部34とが分離する
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。
【0055】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、ダイパッド部34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、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、ダイ
パッド部34の突出量を140[μm]〜180[μ
m](フレーム本体の厚みの70[%]〜90[%])
としている。
【0056】また本実施形態のターミナルランドフレー
ムは、必要に応じてメッキ処理されたものであり、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。
【0057】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10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り、従来のように個
々の分離は必要なく、またタイバーを設ける必要もな
い。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12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、半導体素子を
搭載し、電気的接続手段として、金線等の金属細線によ
り接続する際、ボンディング可能な大きさであればよ
く、100[μm]φ以上の大きさとしている。
【0058】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
ーリード部を有さず、ランド電極としてランド構成体1
2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面配置で備えた
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。
【0059】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。製造方法についても前
述したターミナルランドフレームの製造方法と同様であ
り、基本概念は前記した実施形態のターミナルランドフ
レームの製造方法と同様であるが、ランド構成体を形成
すると同時にダイパッド部も形成するものである。
【0060】すなわち、打ち抜き金型のダイ部上の所定
の位置に固定した金属板に対して、その上方からパンチ
部材により押圧による打ち抜き加工を行い、金属板の一
部をダイ部側の開口部側に突出するように押圧して、金
属板の所定箇所を半切断状態にし、ランド構成体および
ダイパッド部を形成する。ここで薄厚部により金属板と
接続されて残存し、かつ金属板の本体部よりも突出して
形成されたランド構成体とダイパッド部とを形成するも
のである。また、金属板のランド構成体およびダイパッ
ド部を形成する部分に接触するパンチ部材の接触面積は
ダイ部に設けた開口部の各開口面積よりも小さく、その
パンチ部材により、金属板の一部を押圧して金属板から
突出したランド構成体とダイパッド部とを形成する工程
においては、金属板から突出したランド構成体、ダイパ
ッド部の各上面部分の面積が、金属板側に接続したラン
ド構成体、ダイパッド部の各底面部分の面積よりも大き
く、ランド構成体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、ダイパッド
部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、ダイパッド部は、それらが突出した方向
に対しての押圧力、すなわちランド構成体、ダイパッド
部の各底面部分側からの押圧力により、容易に分離され
るものであり、またそれが突出した方向、すなわちラン
ド構成体、ダイパッド部の各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
み分離する構造となる。
【0061】本実施形態において、金属板に対してラン
ド構成体、ダイパッド部を形成する際、突出させるその
突出量については、金属板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、ダイパッド部を形成している。したがって、突出し
て形成されたランド構成体、ダイパッド部は、金属板の
本体に対して、極めて薄い厚みの薄厚部により接続され
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、ダ
イパッド部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。
【0062】次に本実施形態のターミナルランドフレー
ムを用いた樹脂封止型半導体装置について図面を参照し
ながら説明する。図12,図13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12は断面図であ
り、図13は底面図である。なお、図12の断面図は図
13の底面図において、D−D1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。また基本概念は前記した実施形態のターミナルラ
ンドフレームを用いた樹脂封止型半導体装置の構造と同
様である。
【0063】図12,図13に示すように、本実施形態
の樹脂封止型半導体装置は、前述したような図10,図
11に示した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、ダイパッド部35
上に銀ペースト等の導電性接着剤22により搭載、接合
された半導体素子23と、その半導体素子23の周辺に
配置され、半導体素子23と金属細線24により電気的
に接続されたランド構成体21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25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、ダイパッ
ド部35の封止樹脂25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2
1、ダイパッド部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。
【0064】本実施形態では、ダイパッド部35により
半導体素子23を支持する構造であるが、ランド構成体
21は電極として使用し、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。
【0065】また本実施形態の樹脂封止型半導体装置
は、封止樹脂25に封止された側のランド構成体21、
ダイパッド部35の上面の面積が、封止樹脂25から露
出、突出した側のランド構成体21、ダイパッド部35
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、ダイパッド部35の上面のエッジ部は曲面を有
しており、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25とランド構成体2
1、ダイパッド部35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。またこの構造により、
底面側で基板実装することができ、従来のようなビーム
状のリードによる基板実装に比べて、実装の信頼性を向
上させることができ、BGA型半導体装置と同等以上の
信頼性を有するものである。
【0066】次に本発明の樹脂封止型半導体装置の製造
方法の実施形態について図面を参照しながら説明する。
本実施形態においても、基本概念は前記した実施形態の
ターミナルランドフレームを用いた樹脂封止型半導体装
置の製造方法と同様である。図14(a)〜(f)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。
【0067】まず図14(a)に示すように、フレーム
本体26と、そのフレーム本体26の領域内に配設され
て、薄厚部27によりフレーム本体26と接続し、かつ
フレーム本体26よりも突出して形成された複数のラン
ド構成体28とダイパッド部36とよりなり、ランド構
成体28、ダイパッド部36はフレーム本体26からそ
れが突出した方向への押圧力により、薄厚部27が破断
されてランド構成体28、ダイパッド部36がフレーム
本体26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。
【0068】次に図14(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28、ダイパッド部3
6が突出した面側であって、ダイパッド部36上に導電
性接着剤29により半導体素子30を載置、接合する。
この工程は半導体装置の組立工程におけるダイボンド工
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29の塗布、半導体素子30の載置、加
熱処理により半導体素子30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、ダイパッド部36
が突出した方向に対しての押圧力、すなわちダイパッド
部36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、すなわちダイ
パッド部36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30を搭載する際、フレーム
に対して下方の押圧力が作用しても、ダイパッド部36
は分離せず、安定してダイボンドできるものである。
【0069】次に図14(c)に示すように、ターミナ
ルランドフレーム上に接合した半導体素子30とランド
構成体28とを金属細線31により電気的に接続する。
したがって、ランド構成体28は上面の金属細線31が
接続される面の面積は100[μm]以上である。ま
た、この工程においても、ランド構成体28は一方向か
らの押圧力にのみ分離する構造であるため、金属細線3
1をランド構成体28の上面に接続する際、下方に押圧
力が作用しても、ランド構成体28は分離せず、安定し
てワイヤーボンドできるものである。
【0070】次に図14(d)に示すように、ターミナ
ルランドフレーム上に接合した半導体素子30、および
電気的接続手段である金属細線31の領域を封止樹脂3
2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30が搭載された面
のみが封止樹脂32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28、ダ
イパッド部36は突出して設けられているため、封止樹
脂32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
32との密着性を得ることができる。
【0071】次に図14(e)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32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28およびダイパッド部36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28、ダイパッド部36とターミナルラン
ドフレームのフレーム本体26とが分離するものであ
る。これはランド構成体28、ダイパッド部36とフレ
ーム本体26とを接続している極薄の薄厚部27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。
【0072】図14(f)に示すように、ランド構成体
28、ダイパッド部36とフレーム本体とを接続してい
る極薄の薄厚部27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37を
得ることができる。図示するように、樹脂封止型半導体
装置37は、ランド構成体28がその底面に配列され、
またランド構成体28が封止樹脂32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37のラ
ンド構成体28の突出量は、フレーム本体の厚み量から
ランド構成体28が突出した量を差し引いた量となり、
ランド構成体28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
28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[μ
m](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。
【0073】次に本発明のターミナルランドフレームを
用いた樹脂封止型半導体装置の製造方法の他の実施形態
について図面を参照しながら説明する。
【0074】図15(a)〜(f)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図であり、工程ごと
に示した断面図である。
【0075】まず図15(a)に示すように、フレーム
本体38と、そのフレーム本体38の領域内に配設され
て、薄厚部39によりフレーム本体38と接続し、かつ
フレーム本体38よりも突出して形成された複数のラン
ド構成体40とよりなり、ランド構成体40はフレーム
本体38からそれが突出した方向への押圧力により、薄
厚部39が破断されてランド構成体40がフレーム本体
38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。
【0076】次に図15(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40が突出した面側で
あって、ランド構成体40の内、所定の第1のランド構
成体40a,40b上に導電性接着剤41、または絶縁
性ペーストにより半導体素子42を載置、接合する。こ
の工程は半導体装置の組立工程におけるダイボンド工程
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41の塗布、半導体素子42の載置、加熱
処理により半導体素子42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40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
40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40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42を搭載する際、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40は
分離せず、安定してダイボンドできるものである。
【0077】次に図15(c)に示すように、ターミナ
ルランドフレーム上に接合した半導体素子42とランド
構成体40の内、外部ランド電極となる第2のランド構
成体40c,40d,40e,40fとを金属細線43
により電気的に接続する。したがって、ランド構成体4
0は上面の金属細線43が接続される面の面積は100
[μm]以上である。また、この工程においても、ラン
ド構成体40は一方向からの押圧力にのみ分離する構造
であるため、金属細線43をランド構成体40の上面に
接続する際、下方に押圧力が作用しても、ランド構成体
40は分離せず、安定してワイヤーボンドできるもので
ある。
【0078】次に図15(d)に示すように、ターミナ
ルランドフレーム上に接合した半導体素子42、および
電気的接続手段である金属細線43の領域を封止樹脂4
4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42が搭載された面
のみが封止樹脂44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40は突
出して設けられているため、封止樹脂44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44との密着性を得
ることができる。
【0079】次に図15(e)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44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40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40とター
ミナルランドフレームのフレーム本体38とが分離する
ものである。これはランド構成体40とフレーム本体3
8とを接続している極薄の薄厚部39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。
【0080】図15(f)に示すように、ランド構成体
40とフレーム本体38とを接続している極薄の薄厚部
39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45を得ることができ
る。なお、ここでフレーム本体38のランド構成体40
が形成されていない領域と封止樹脂44との密着性は弱
く、ランド構成体40が分離することにより、フレーム
本体38から樹脂封止型半導体装置45を得ることがで
きるものである。図示するように、樹脂封止型半導体装
置45は、ランド構成体40がその底面に配列され、ま
たランド構成体40が封止樹脂44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45のラン
ド構成体40の突出量は、フレーム本体の厚み量からラ
ンド構成体40が突出した量を差し引いた量となり、ラ
ンド構成体40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[μ
m]の厚みのフレーム本体に対して、ランド構成体40
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38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。
【0081】本実施形態では、ターミナルランドフレー
ムのフレーム本体38からランド構成体40を分離して
樹脂封止型半導体装置45を構成する際、フレーム本体
38を固定した状態で、フレーム本体38の領域内のラ
ンド構成体40のうち、中央部分に配置されたランド構
成体と、樹脂封止型半導体装置としての周辺部に配置さ
れたランド構成体とを同時に突き上げて、信頼性よく分
離することを特徴とするものである。ランド構成体に対
する押圧力の印加は、ランド構成体と封止樹脂との界面
に対する応力等のダメージを避けて実施する必要があ
り、ランド構成体に対する押圧力の印加自体が重要な工
程要素を有するものである。
【0082】以下、図16を参照して説明する。図16
はフレーム本体のランド構成体を突き上げる際のランド
構成体の突き上げ位置の構成を示す図であり、フレーム
本体の底面を示す底面図である。
【0083】図15に示したように、半導体素子が搭載
され、ランド構成体と電気的に金属細線により接続さ
れ、封止樹脂で外囲を封止したターミナルランドフレー
ムのフレーム本体から薄厚部を破断することによりラン
ド構成体を分離して樹脂封止型半導体装置を構成する
際、フレーム本体を固定した状態で、図16に示すよう
に、フレーム本体46の領域内のランド構成体47のう
ち、半導体素子を搭載したランド構成体である中央部分
に配置されたランド構成体47a,47bと、樹脂封止
型半導体装置としての周辺部である各コーナー部に配置
されたランド構成体47c,47d,47e,47fと
を同時に突き上げて、信頼性よく分離するものである。
本実施形態のように、ランド構成体47をフレーム本体
46から分離させる際、中央部のランド構成体47a,
47bと各コーナー部のランド構成体47c,47d,
47e,47fとに同時に押圧力を印加させ、ランド構
成体47とフレーム本体46との接続部分である薄厚部
を破断させるため、封止樹脂に埋没したランド構成体に
対して、無理に応力が付加されず、ランド構成体と封止
樹脂との間の密着性に対する悪影響をなくして分離する
ことが可能になるものである。ランド構成体に対する無
理な応力とは、ランド構成体が応力により封止樹脂と剥
離、または封止樹脂に対してクラックの誘発、または封
止樹脂と剥離限界に達するような応力である。
【0084】確かに全てのランド構成体に対して同時に
押圧力を付加して分離することが、ランド構成体に対す
るダメージ低減の点では望ましいが、押圧力を付加する
ための突き上げツールの設計、精度等の制約が厳しくな
り、製造コスト上、問題があるため、本実施形態のよう
に部分的ではあるが、ランド構成体に対して無理な応力
が印加されないように均等に押圧力を印加することで、
局部的なランド構成体への応力付加を回避できるもので
ある。しかも同時に押圧力を均等に印加することで、封
止樹脂に埋没したランド構成体に対して、無理に応力が
付加されず、ランド構成体と封止樹脂との間の密着性に
対する悪影響をなくして分離することができる。
【0085】本実施形態では、中央部のランド構成体と
して、図16に示すように、ランド構成体47a,47
bの2箇所と、樹脂封止型半導体装置としての周辺部の
ランド構成体として各コーナー部のランド構成体47
c,47d,47e,47fの4箇所の計6箇所を同時
に突き上げる構成を示したが、中央部はランド構成体4
7a,47bの2箇所でなくとも、1箇所でもよく、ま
たその2箇所の周囲を含む4箇所、6箇所でもよく、ラ
ンド構成体に対して無理な応力が印加されない箇所であ
ればよい。また、周辺部のランド構成体は、各コーナー
部でなくとも、各辺の略中央部に配置(略中央線状に配
置)されたランド構成体47g,47h,47i,47
jでもよい。また各コーナー部と各辺部の中央部との両
方のランド構成体に対して押圧力、突き上げ力を印加し
てもよい。
【0086】本実施形態では、配置されたランド構成体
47に対して、各コーナー部どうしの略対角線状にラン
ド構成体に対して、押圧力を同時に印加することによ
り、均等な力でランド構成体47とフレーム本体46と
の接続部分である薄厚部を破断させるため、封止樹脂に
埋没したランド構成体に対して、無理に応力が付加され
ず、ランド構成体と封止樹脂との間の密着性に対する悪
影響をなくして分離することができるものである。
【0087】また、本実施形態では、ランド構成体の配
置に対して、各辺の中央部付近の略中央線状に押圧力を
同時に印加することにより、均等な力でランド構成体4
7とフレーム本体46との接続部分である薄厚部を破断
させるため、封止樹脂に埋没したランド構成体に対し
て、無理に応力が付加されず、ランド構成体と封止樹脂
との間の密着性に対する悪影響をなくして分離すること
ができるものである。
【0088】次に同様に、ダイパッド部を有したターミ
ナルランドフレームを用いた場合について説明する。図
17はフレーム本体のダイパッド部、ランド構成体を突
き上げる際の突き上げ位置の構成を示す図であり、フレ
ーム本体の底面を示す底面図である。
【0089】図15に示した場合と同様に、半導体素子
がダイパッド部上に搭載され、ランド構成体と電気的に
金属細線により接続され、封止樹脂で外囲を封止したタ
ーミナルランドフレームのフレーム本体から薄厚部を破
断することによりダイパッド部、ランド構成体を分離し
て樹脂封止型半導体装置を構成する際、フレーム本体を
固定した状態で、図17に示すように、フレーム本体4
8の領域内のランド構成体49のうち、樹脂封止型半導
体装置としての周辺部である各コーナー部に配置された
ランド構成体49a,49b,49c,49dと、ダイ
パッド部50とを同時に突き上げて、信頼性よく分離す
るものである。本実施形態のように、ランド構成体4
9、ダイパッド部50をフレーム本体48から分離させ
る際、各コーナー部のランド構成体49a,49b,4
9c,49dとダイパッド部とに同時に押圧力を印加さ
せ、ランド構成体49、ダイパッド部50とフレーム本
体48との接続部分である薄厚部を破断させるため、封
止樹脂に埋没したランド構成体49、ダイパッド部50
に対して、無理に応力が付加されず、ランド構成体4
9、ダイパッド部50と封止樹脂との間の密着性に対す
る悪影響をなくして分離することが可能になるものであ
る。ランド構成体、ダイパッド部に対する無理な応力と
は、ランド構成体、ダイパッド部が応力により封止樹脂
と剥離、または封止樹脂に対してクラックの誘発、また
は封止樹脂と剥離限界に達するような応力である。
【0090】確かにダイパッド部とすべてのランド構成
体に対して同時に押圧力を付加して分離することが望ま
しいが、押圧力を付加するための突き上げツールの設
計、精度等の制約が厳しくなり、製造コスト上、問題が
あるため、本実施形態のように部分的ではあるが、ダイ
パッド部とランド構成体に対して無理な応力が印加され
ないように均等に押圧力を印加することで、局部的なラ
ンド構成体への応力付加を回避できるものである。しか
も同時に押圧力を印加することで、封止樹脂に埋没した
ランド構成体、ダイパッド部に対して、無理に応力が付
加されず、ランド構成体、ダイパッド部と封止樹脂との
間の密着性に対する悪影響をなくして分離することがで
きる。
【0091】本実施形態では、図17に示すように、樹
脂封止型半導体装置としての周辺部のランド構成体とし
て各コーナー部のランド構成体49a,49b,49
c,49dの4箇所と、ダイパッド部50の計5箇所を
同時に突き上げる構成を示したが、周辺部のランド構成
体は、各コーナー部でなくとも、各辺の中央部に配置さ
れたランド構成体49e,49f,49g,49hでも
よい。また各コーナー部と各辺部の中央部との両方のラ
ンド構成体に対して押圧力、突き上げ力を印加してもよ
い。さらにダイパッド部50に対しては、押圧力を印加
するための突き上げピンの大きさ、例えば接触面積をラ
ンド構成体49に対して押圧力を印加するための突き上
げピンの大きさ、例えば接触面積よりも大きくし、ダイ
パッド部50領域内で押圧力がバラつかず、安定した押
圧力を印加できるようにすることが望ましい。
【0092】本実施形態では、ランド構成体49の配置
に対して、樹脂封止型半導体装置としての各コーナー部
という略対角線状に配置されたランド構成体に対して、
押圧力を同時に印加するとともに、ダイパッド部50に
も同時に押圧力を印加することにより、均等な力でラン
ド構成体、ダイパッド部とフレーム本体との接続部分で
ある薄厚部を破断させるため、封止樹脂に埋没したラン
ド構成体、ダイパッド部に対して、無理に応力が付加さ
れず、ランド構成体、ダイパッド部と封止樹脂との間の
密着性に対する悪影響をなくして分離することができる
ものである。
【0093】また、本実施形態では、ランド構成体の配
置に対して、樹脂封止型半導体装置としての各辺の中央
部という略中央線状に押圧力を同時に印加するととも
に、ダイパッド部50にも同時に押圧力を印加すること
により、均等な力でランド構成体、ダイパッド部とフレ
ーム本体との接続部分である薄厚部を破断させるため、
封止樹脂に埋没したランド構成体、ダイパッド部に対し
て、無理に応力が付加されず、ランド構成体、ダイパッ
ド部と封止樹脂との間の密着性に対する悪影響をなくし
て分離することができるものである。
【0094】さらに本実施形態では、フレーム本体から
樹脂封止型半導体装置の分離は、突き上げ力の印加を例
としたが、フレーム本体の底面側を上面にして、ランド
構成体に対して突き下げ力の印加によって分離してもよ
い。この突き下げの場合は、特に製品の回収を効率よく
できるものであり、突き上げの場合は、コレット等で突
き上げた製品を吸着して個別に回収する必要があるが、
突き下げの場合は、下方に回収トレーを用意し、そのト
レー中に分離した製品を一括で回収できるため、分離後
の製品回収を効率よくできるものである。従来、このよ
うな分離のみで製品を回収する手段は、半導体装置の組
立工程では、リード変形等の外観不良発生の面から採用
されなかった手段であるが、本実施形態ではターミナル
ランドフレームというリードレス構造のフレームを用い
ているため、リード変形等の外観不良の問題をなくすこ
とができるため、突き下げによる分離のみで、下方のト
レー等で一括で回収するという回収手段を実現できるも
のである。
【0095】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、半導体素子を搭
載し、樹脂封止した後、ランド構成体、ダイパッド部分
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。
【0096】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
てコスト力の強めた画期的な技術を提供できるものであ
る。
【0097】
【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。
【0098】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
本体を分離して、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。さらに、樹脂封止の際の樹脂モレがなく、またラ
ンド構成体上への樹脂バリの発生もないため、樹脂バリ
除去工程等の後工程が不要である。
【0099】また本発明においては、ターミナルランド
フレームの底面からその中央部に配置されたランド構成
体やダイパッド部と、周辺部に配置されたランド構成体
とに対して、均一にかつ同時に押圧力を付加することに
より、底面に高密度配置のランド電極を有した小型、薄
型の樹脂封止型半導体装置を信頼性よく分離することが
できる。また、全てのランド構成体やダイパッド部に対
して押圧力を均等にかつ同時に印加することで、ランド
構成体、ダイパッド部と封止樹脂との間に応力を与え
ず、封止樹脂との食い込みを良くして密着性を高め、信
頼性よく、樹脂封止型半導体装置を分離することができ
るものである。
【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
ムの製造方法を示す断面図
【図5】本発明の一実施形態のターミナルランドフレー
ムの製造方法を示す断面図
【図6】本発明の一実施形態のターミナルランドフレー
ムの製造方法を示す断面図
【図7】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8】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9】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10】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11】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12】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13】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14】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15】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16】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置
の製造方法を示す底面図
【図17】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置
の製造方法を示す底面図
【図18】従来のリードフレームを示す平面図
【図19】従来の樹脂封止型半導体装置を示す断面図
【図20】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 金属板 14 ダイ部 15 押え金型 16 開口部 17 パンチ部材 18 抜きダレ部 19 せん断部 20 破断部 21 ランド構成体 22 導電性接着剤 23 半導体素子 24 金属細線 25 封止樹脂 26 フレーム本体 27 薄厚部 28 ランド構成体 29 導電性接着剤 30 半導体素子 31 金属細線 32 封止樹脂 33,37 樹脂封止型半導体装置 34,35,36 ダイパッド部 38 フレーム本体 39 薄厚部 40 ランド構成体 41 導電性接着剤 42 半導体素子 43 金属細線 44 封止樹脂 45 樹脂封止型半導体装置 46 フレーム本体 47 ランド構成体 48 フレーム本体 49 ランド構成体 50 ダイパッド部
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−250641(JP,A) 特開 平10−261732(JP,A) 特開 平10−256460(JP,A) 特開 平2−271652(JP,A) 特開 昭57−80750(JP,A) 特開2000−124383(JP,A) 特開2000−124382(JP,A) 特開2000−124381(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 23/12,23/50

Claims (3)

    (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
    して形成された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
    の押圧力により、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る構成であるタ
    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群の一部のラン
    ド構成体の突出した側に半導体素子を搭載する工程と、
    搭載した半導体素子とランド構成体とを電気的に接続す
    る工程と、少なくとも前記半導体素子の外囲を封止樹脂
    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
    成体群と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樹脂封止型半導体装置の製造方法で
    あって、前記フレーム本体から樹脂封止型半導体装置を
    分離する工程では、前記ランド構成体群のうちの一部の
    ランド構成体に対して押圧力を印加して分離するに際
    し、前記ランド構成体群のうちの樹脂封止型半導体装置
    領域の中央部分に配置されたランド構成体と、樹脂封止
    型半導体装置領域の各辺の中央部付近に配置されたラン
    ド構成体とに対して同時に押圧力を印加して分離するこ
    とを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 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であって、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
    形成された半導体素子が搭載されるダイパッド部と、前
    記フレーム本体の領域内であって前記ダイパッド部の周
    囲に配設されて、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た複
    数のランド構成体とよりなり、前記ダイパッド部および
    前記ランド構成体は、前記フレーム本体から突出した方
    向への押圧力により、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る構成である
    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ダイパッド部の突出した側
    に半導体素子を搭載する工程と、搭載した半導体素子と
    ランド構成体とを電気的に接続する工程と、少なくとも
    前記半導体素子の外囲を封止樹脂により封止する工程
    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と前記ダイパッド部の底面側とに対
    して押圧力を印加し、ランド構成体群およびダイパッド
    部と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
    工程とを有する樹脂封止型半導体装置の製造方法であっ
    て、前記フレーム本体から樹脂封止型半導体装置を分離
    する工程では、前記ダイパッド部と前記ランド構成体群
    のうちの一部のランド構成体に対して押圧力を印加して
    分離するに際し、前記ダイパッド部の中央部と前記ラン
    ド構成体群のうちの樹脂封止型半導体装置領域の各辺の
    中央部付近に配置されたランド構成体とに対して同時に
    押圧力を印加して分離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。
  3. 【請求項3】 フレーム本体から樹脂封止型半導体装置
    を分離する工程では、ダイパッド部とランド構成体群の
    うちの一部のランド構成体に対して押圧力を印加して分
    離するに際し、前記ダイパッド部に押圧力を印加するツ
    ールの接触面積が前記ランド構成体に押圧力を印加する
    ツールの接触面積よりも大きいツールを用いて押圧力を
    印加することを特徴とする請求項2に記載の樹脂封止型
    半導体装置の製造方法。
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