JP3475306B2 - 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Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，半導体素子を搭載する
樹脂封止型の半導体装置（プラスチックパッケージ）に
関し、特に、実装密度を向上させ、且つ、多ピン化に対
応できる半導体装置の製造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】近年、半導体装置は、高集積化、小型化
技術の進歩と電子機器の高性能化と軽薄短小化の傾向
（時流）から、ＬＳＩのＡＳＩＣに代表されるように、
ますます高集積化、高機能化になってきている。これに
伴い、リードフレームを用いた封止型の半導体装置プラ
スチックパッケージにおいても、その開発のトレンド
が、ＳＯＪ（Ｓｍａｌｌ ＯｕｔｌｉｎｅＪ−Ｌｅａｄ
ｅｄ Ｐａｃｋａｇｅ）やＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ
Ｐａｃｋａｇｅ）のような表面実装型のパッケージを
経て、ＴＳＯＰ（Ｔｉｎ Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔｌｉｎｅ
Ｐａｃｋａｇｅ）の開発による薄型化を主軸としたパ
ッケージの小型化へ、さらにはパッケージ内部の３次元
化によるチップ収納効率向上を目的としたＬＯＣ（Ｌｅ
ａｄ Ｏｎ Ｃｈｉｐ）の構造へと進展してきた。しか
し、樹脂封止型半導体装置パッケージには、高集積化、
高機能化とともに、更に一層の多ピン化、薄型化、小型
化が求めらており、上記従来のパッケージにおいてもチ
ップ外周部分のリードの引き回しがあるため、パッケー
ジの小型化に限界が見えてきた。また、ＴＳＯＰ等の小
型パッケージにおいては、リードの引き回し、ピンピッ
チから多ピン化に対しても限界が見えてきた。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】上記のように、更なる
樹脂封止型半導体装置の高集積化、高機能化が求められ
ており、樹脂封止型半導体装置パッケージの一層の多ピ
ン化、薄型化、小型化が求められている。本発明は、こ
のような状況のもと、半導体装置パッケージサイズにお
けるチップの占有率を上げ、半導体装置の小型化に対応
させ、回路基板への実装面積を低減できる、即ち、回路
基板への実装密度を向上させることができる樹脂封止型
半導体装置の製造方法を提供しようとするものである。
また、同時に従来のＴＳＯＰ等の小型パッケージに困難
であった更なる多ピン化を実現しようとするものであ
る。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明の樹脂封止型半導
体装置の製造方法により作製される樹脂封止型半導体装
置としては、半導体素子の端子側の面に、半導体素子の
端子と電気的に結線するための内部端子部と、半導体素
子の端子側の面へ直交して外部へと向く外部回路への接
続のための外部端子部と、前記内部端子部と外部端子部
とを連結する接続リード部とを一体とした複数のリード
部とを、絶縁接着材層を介して、固着して設けており、
且つ、回路基板等への実装のための半田からなる外部電
極を前記複数の各リードの外部端子部に連結させ、少な
くとも前記半田からなる外部電極の一部は樹脂部より外
部に露出させて設けていることを特徴とするものがあ
る。尚、上記において、内部端子部と外部端子部とを一
体とした複数のリード部の配列を半導体素子の端子側面
上に二次元的に配列し、外部電極部を半田ボールにて形
成することによりＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒ
ａｙ）タイプの樹脂封止型半導体装置とすることもでき
る。そして、上記において、半導体素子の端子は半導体
素子の端子面の一対の辺の略中心部線上にそって配置さ
れており、リード部は複数の端子を挾むように対向し前
記一対の辺に沿い設けられていることを特徴とするもの
がある。 【０００５】尚、上記の樹脂封止型半導体装置用のリー
ドフレームとしては、半導体素子の端子と電気的に結線
するための内部端子部と、外部回路と接続するための外
部端子部と、前記内部端子部と外部端子部とを連結する
接続リード部とを一体とし、該外部端子部を、接続リー
ド部を介して、リードフレーム面から直交する一方向側
に突出させ、対向し先端部同士で連結部を介して接続す
る一対の内部端子部を複数設けており、且つ、各外部端
子部の外側で、接続リード部と連結し、一体として全体
を保持する外枠部を設けていることを特徴とするものが
ある。あるいは、また、半導体素子の端子と電気的に結
線するための内部端子部と、外部回路と接続するための
外部端子部と、前記内部端子部と外部端子部とを連結す
る接続リード部とを一体とし、該外部端子部を、接続リ
ード部を介して、リードフレーム面から直交する一方向
側に突出させ、その先端部同士で連結部を介して接続す
る内部端子部を、二次元的に配列させて複数設けてお
り、且つ、各外部端子部の外側で、接続リード部と連結
し、一体として全体を保持する外枠部を設けていること
を特徴とするものがある。即ち、内部端子部と外部端子
部とそれを連結する接続リード部とを一体とした組みを
複数リードフレーム面に二次元的に配列して形成するこ
とによりＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）タ
イプの樹脂封止型半導体装置用のリードフレームとした
ものである。 【０００６】本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法
は、半導体素子の端子側の面に、半導体素子の端子と電
気的に結線するための内部端子部と、半導体素子の端子
側の面へ直交して外部へと向く外部回路への接続のため
の外部端子部と、前記内部端子部と外部端子部とを連結
する接続リード部とを一体とした複数のリード部とを、
絶縁接着材層を介して、固着して設けており、且つ、回
路基板等への実装のための半田からなる外部電極を前記
複数の各リードの外部端子部に連結させ、少なくとも前
記半田からなる外部電極の一部は樹脂部より外部に露出
させて設けている樹脂封止型半導体装置の製造方法であ
って、少なくとも、（Ａ）エッチング加工にて、半導体
素子の端子と電気的に結線するための内部端子部と、外
部回路と接続するための外部端子部と、前記内部端子部
と外部端子部とを連結する接続リード部とを一体とし、
該外部端子部を、接続リード部を介して、リードフレー
ム面から直交する一方向側に突出させ、対向し先端部同
士で連結部を介して接続する一対の内部端子部を複数設
けており、且つ、各外部端子部の外側で、接続リード部
と連結し、一体として全体を保持する外枠部を設けてい
るリードフレームを、あるいは、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇ
ｒｉｄ Ａｒｒａｙ）タイプの樹脂封止型半導体装置用
のリードフレームであって、半導体素子の端子と電気的
に結線するための内部端子部と、外部回路と接続するた
めの外部端子部と、前記内部端子部と外部端子部とを連
結する接続リード部とを一体とし、該外部端子部を、接
続リード部を介して、リードフレーム面から直交する一
方向側に突出させ、その先端部同士で連結部を介して接
続する内部端子部を、二次元的に配列させて複数設けて
おり、且つ、各外部端子部の外側で、接続リード部と連
結し、一体として全体を保持する外枠部を設けているリ
ードフレームを作製する工程、（Ｂ）前記リードフレー
ムの外部端子部側でない面（裏面）に絶縁材を設け、打
ち抜き金型により、対向する内部端子部同士を接続する
連結部と該連結部に対応する位置に設けられた絶縁材と
を打ち抜き、リードフレームの打ち抜かれた部分が半導
体素子の端子部にくるようにして、前記接着材を介し
て、リードフレーム全体を半導体素子へ搭載する工程、
（Ｃ）リードフレームの外枠部を含む不要の部分を打ち
抜き金型により切断除去する工程、（Ｄ）半導体素子の
端子部と、切断されて、半導体素子へ搭載された内部端
子部の先端部とをワイヤボンデイングした後に、樹脂に
より外部端子部面のみを外部に露出させて全体を封止す
る工程、（Ｅ）前記外部に露出した外部端子部面に半田
からなる外部電極を作製する工程、とを含むことを特徴
とするものである。 【０００７】 【作用】本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法によ
り作製される樹脂封止型半導体装置は、上記のような構
成にすることにより、半導体装置パッケージサイズにお
けるチップの占有率を上げ、半導体装置の小型化に対応
できるものとしている。即ち、半導体装置の回路基板へ
の実装面積を低減し、回路基板への実装密度の向上を可
能としている。詳しくは、内部端子部、外部端子部とを
一体とした複数のリード部を半導体素子面に絶縁接着材
層を介して固定し、前記外部端子部に半田からなる外部
電極部を連結させていることより、装置の小型化を達成
している。そして、上記半田からなる外部電極部を、半
導体素子面に略平行な面で二次元的に配列することによ
り、半導体装置の多ピン化を可能としている。半田から
なる外部電極部を半田ボールとし、二次元的に該外部電
極部を配列した場合にはＢＧＡタイプとなり、半導体装
置の多ピン化にも対応できる。また、上記において、半
導体素子の端子が半導体素子の端子面の一対の辺の略中
心部線上にそって配置され、リード部は複数の端子を挾
むように対向し前記一対の辺に沿い設けられており、簡
単な構造とし、量産性に適した構造としている。尚、上
記の樹脂封止型半導体装置用のリードフレームは、上記
のような構成にすることにより、上記樹脂封止型半導体
装置の製造を可能とするものであるが、通常のリードフ
レームと同様のエッチング工程の中で、ハーフエッチン
グを用いて作製することができる。本発明の樹脂封止型
半導体装置の製造方法は、上記リードフレームを用い
て、リードフレームの外部端子部側でない面（裏面）に
絶縁材を設け、打ち抜き金型により、対向する内部端子
部同士を接続する連結部と該連結部に対応する位置に設
けられた絶縁材とを打ち抜き、リードフレームの打ち抜
かれた部分が半導体素子の端子部にくるようにして、前
記接着材を介して、リードフレーム全体を半導体素子へ
搭載し、リードフレームの外枠部を含む不要の部分を打
ち抜き金型により切断除去することにより、内部端子と
外部端子を一体とした組みを多数半導体装置上に搭載し
た、本発明の、半導体装置の小型化が可能な、且つ、多
ピン化が可能な樹脂封止型半導体装置の作製を可能とし
ている。 【０００８】 【実施例】本発明の樹脂封止型半導体装置の実施例を以
下、図にそって説明する。図１（ａ）は参考実施例の樹
脂封止型半導体装置の断面概略図であり、図１（ｂ）は
要部の斜視図である。図１中、１００は樹脂封止型半導
体装置、１０１は半導体素子、１０２はリード部、１０
２Ａは内部端子部、１０２Ｂは外部端子部、１０２Ｃは
接続リード部、１０１Ａは端子部（パッド部）、１０３
はワイヤ、１０４は絶縁接着材、１０５は樹脂部、１０
６は半田（ペースト）からなる外部電極である。参考実
施例の樹脂封止型半導体装置は、後述するリードフレー
ムを用いたもので、内部端子部１０２Ａ、外部端子部１
０２Ｂを一体としたＬ字型のリード部１０２を多数半導
体素子１０１上に絶縁接着材１０４を介して搭載し、且
つ、外部端子部１０２Ｂ先に半田からなる外部電極を樹
脂部１０５より外部へ突出させて設けた、パッケージ面
積が略半導体装置の面積に相当する樹脂封止型半導体装
置であり、回路基板へ搭載される際には、半田（ペース
ト）を溶解、固化して、外部端子部１０２Ｂが外部回路
と電気的に接続される。参考実施例の樹脂封止型半導体
装置は、図１（ｂ）に示すように、半導体素子１０１の
端子部（パッド部）１０１Ａは半導体素子の中心線Ｌは
さみ対向して２個づつ、中心線Ｌに沿って配置されてお
り、リード部１０２も、内部端子部１０２Ａが前記端子
部（パッド部）に沿った位置に半導体素子１０１の面の
外側に中心線を挾み対向するように配置されている。外
部端子部１０２Ｂは内部端子部１０２Ａから接続リード
部１０２Ｃを介して離れて位置し、ほぼ半導体素子の側
面までに達した位置で半導体素子面に直交する方向に、
接続リード１０２ＣがＬ字に曲がり、外部端子部１０２
Ｂはその先端に位置し、半導体素子の面に平行な面方向
で一次元的な配列をしている。即ち、中心線Ｌを挾み２
列の外部端子部１０２Ｂの配列を設けている。そして、
各外部端子部に連結させ、半田（ペースト）からなる外
部電極１０６を樹脂部１０５より外部に露出させて設け
ている。尚、絶縁接着材１０４としては、１００μｍ厚
のポリイミド系の熱可塑性接着剤ＨＭ１２２Ｃ（日立化
成株式会社製）を用いたが、他には、シリコン変成ポリ
イミドＩＴＡ１７１５（住友ベークライト株式会社）や
熱硬化型接着剤ＨＧ５２００（巴川製紙株式会社株製）
等が挙げられる。上記参考実施例では、半田ペーストか
らなる外部電極であるが、この部分は半田ボールに代え
ても良い。尚、参考実施例の樹脂封止型半導体装置は、
上記のように、パッケージ面積が略半導体装置の面積に
相当する、面積的に小型化されたパッケージであるが、
厚み方向についても、略１．０ｍｍ厚以下にすることが
でき、薄型も同時に達成できるものである。参考実施例
においては外部電極部を、半導体素子の端子部（パッド
部）に沿い２列に配列したが、半導体素子の端子の位置
を二次元的に配置し、内部端子部と外部端子部との一体
となった組みを複数、半導体素子の端子面側に二次元的
に配列して搭載することにより、半導体素子の、一層の
多ピン化に十分対応できる。 【０００９】次いで、参考実施例の樹脂封止型半導体装
置に用いられるリードフレームの１例を挙げ、図にもと
づいて説明する。図２は１例のリードフレームの平面図
を示すもので、図２中、２００はリードフレーム、２０
１は内部端子部、２０２は外部端子部、２０３は接続リ
ード部、２０４は連結部、２０５は外枠部である。リー
ドフレームは４２合金（Ｎｉ４２％のＦｅ合金）からな
り、リードフレームの厚さは、内部端子部のある薄肉部
で０．０５ｍｍ、外部端子部のある厚肉部で０．２ｍｍ
である。内部端子部の対向する先端部同士を連結する連
結部２０５も薄肉（０．０５ｍｍ厚）に形成されてお
り、後述する半導体装置を作製する際の打ち抜き金型に
て打ち抜きし易い構造となっている。本例では外部端子
部２０２は丸状であるが、これに限定はされない。ま
た、リードフレーム素材として４２合金を用いたがこれ
に限定されない。銅系合金でも良い。 【００１０】次に、上記リードフレームの製造方法を図
を用いて簡単に説明する。図３は上記リードフレームを
製造した工程を示したものである。先ず、４２合金（Ｎ
ｉ４２％のＦｅ合金）からなる、厚さ０．２ｍｍのリー
ドフレーム素材３００を準備し、板の両面を脱脂等を行
い良く洗浄処理した（図３（ａ））後、リードフレーム
素材３００の両面に感光性のレジスト３０１を塗布し、
乾燥した。（図３（ｂ））次いで、リードフレーム素材
３００の両面から所定のパターン版を用いてレジストの
所定の部分のみに露光を行った後、現像処理し、レジス
トパターン３０１Ａを形成した。（図３（ｃ））尚レジ
ストとてしは東京応化株式会社製のネガ型液状レジスト
（ＰＭＥＲレジスト）を使用した。次いで、レジストパ
ターン３０１Ａを耐腐蝕性膜として、５７°Ｃ、４８ボ
ーメの塩化第二鉄水溶液にて、リードフレーム素材３０
０の両面からスプレイエッチングして、外形形状の平面
図が図２に示されるリードフレームを作製した（図３
（ｄ））。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ１−Ａ２にお
ける断面図である。この後、レジストを剥膜した後、洗
浄処理を施した後、所定の箇所（内部端子部分を含む領
域）のみに金メッキ処理を行った。（図３（ｅ））尚、
上記リードフレームの製造工程においては、図２（ｂ）
に示すように、厚肉部と薄肉部を形成するため、外部端
子形成面側からのエッチング（腐蝕）を多く行い、反対
面側からは少なめにエッチング（腐蝕）を行った。ま
た、金メッキに代え、銀メッキやパラジウムメッキでも
良い。上記のリードフレームの製造方法は、１ケの半導
体装置を作製するために必要なリードフレーム１ケの製
造方法であるが、通常は生産性の面から、リードフレー
ム素材をエッチング加工する際、図２に示すリードフレ
ームを複数個面付けした状態で作製し、上記の工程を行
う。この場合は、図２に示す外枠部２０５の一部に連結
する枠部（図示していない）をリードフレームの外側に
設けて面付け状態とする。 【００１１】次に、上記のようにして作製されたリード
フレームを用いた、本発明の樹脂封止型半導体装置の製
造方法の実施例を図にそって説明する。図４は、本実施
例樹脂封止型半導体装置の製造方法の工程を示す製造工
程を示すものである。図３に示すようにして作製された
リードフレーム４００の外部端子部４０２形成面（表
面）と対向する裏面に、ポリイミド系熱硬化型の絶縁接
着材（テープ）４０１（日立化成株式会社製、ＨＭ１２
２Ｃ）を、４００°Ｃ、６Ｋｇ／ｍ2 で１．０秒熱圧着
して貼りつけた（図４（ａ））。この状態を図５に示
す。この後打ち抜き金型４０５Ａ、４０５Ｂにて（図４
（ｂ））、対向する内部端子部の先端部を連結する連結
部４０３と、その部分の絶縁接着材（テープ）４０１と
を打ち抜いた。（図４（ｃ））次いで、外枠打ち抜きお
よび圧着用金型４０６Ａ、４０６Ｂを用い、外枠部４０
４を含む不要の部分を切り離す（図４（ｄ））と同時
に、絶縁接着材４０４を介して半導体素子４０７上にリ
ード部４０８の熱圧着を行った。（図４（ｅ））尚、こ
の図４（ｄ）に示す、接続リードと連結してリードフレ
ーム全体を支えている外枠部２０４を含む不要の部分を
切り離しは、樹脂封止した後に行っても良い。この場合
には、通常の単層リードフレームを用いたＱＦＰパッケ
ージ等のようにダムバー（図示していない）を設けると
良い。リード部４１０を半導体素子４１１へ搭載した
後、ワイヤー４１４により、半導体素子の端子（パッ
ド）４１１Ａとリード部４１０の内部端子４１０Ａとを
電気的に結線した。（図４（ｆ））その後、所定の金型
を用い、エポキシ系の樹脂４１５でリード部４１０の外
部端子部４１０Ｂのみを露出させて、全体を封止した。
（図４（ｇ））ここでは、専用の金型（図示していな
い）を用いたが、所定の面（外部端子部）を残し樹脂封
止できれば、必ずしも金型は必要としない。次いで、露
出されている外部端子部４１０Ｂ上に半田ペーストをス
クリーン印刷により塗布し、半田（ペースト）からなる
外部電極４１６を作製し、本発明の樹脂封入止型半導体
装置を作製した。（図４（ｈ））尚、半田からなる外部
電極４１６の作製は、スクリーン印刷に限定されるもの
ではなく、リフローまたはポッテイング等でも、回路基
板と半導体装置との接続に必要な量の半田が得られれば
良い。 【００１２】 【発明の効果】本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方
法は、上記のように、更なる樹脂封止型半導体装置の高
集積化、高機能化が求められる状況のもと、半導体装置
パッケージサイズにおけるチップの占有率を上げ、半導
体装置の小型化に対応させ、回路基板への実装面積を低
減できる、即ち、回路基板への実装密度を向上させるこ
とができる半導体装置の提供を可能としたものであり、
同時に従来のＴＳＯＰ等の小型パッケージに困難であっ
た更なる多ピン化を実現した樹脂封止型半導体装置の提
供を可能としたものである。
樹脂封止型の半導体装置（プラスチックパッケージ）に
関し、特に、実装密度を向上させ、且つ、多ピン化に対
応できる半導体装置の製造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】近年、半導体装置は、高集積化、小型化
技術の進歩と電子機器の高性能化と軽薄短小化の傾向
（時流）から、ＬＳＩのＡＳＩＣに代表されるように、
ますます高集積化、高機能化になってきている。これに
伴い、リードフレームを用いた封止型の半導体装置プラ
スチックパッケージにおいても、その開発のトレンド
が、ＳＯＪ（Ｓｍａｌｌ ＯｕｔｌｉｎｅＪ−Ｌｅａｄ
ｅｄ Ｐａｃｋａｇｅ）やＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ
Ｐａｃｋａｇｅ）のような表面実装型のパッケージを
経て、ＴＳＯＰ（Ｔｉｎ Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔｌｉｎｅ
Ｐａｃｋａｇｅ）の開発による薄型化を主軸としたパ
ッケージの小型化へ、さらにはパッケージ内部の３次元
化によるチップ収納効率向上を目的としたＬＯＣ（Ｌｅ
ａｄ Ｏｎ Ｃｈｉｐ）の構造へと進展してきた。しか
し、樹脂封止型半導体装置パッケージには、高集積化、
高機能化とともに、更に一層の多ピン化、薄型化、小型
化が求めらており、上記従来のパッケージにおいてもチ
ップ外周部分のリードの引き回しがあるため、パッケー
ジの小型化に限界が見えてきた。また、ＴＳＯＰ等の小
型パッケージにおいては、リードの引き回し、ピンピッ
チから多ピン化に対しても限界が見えてきた。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】上記のように、更なる
樹脂封止型半導体装置の高集積化、高機能化が求められ
ており、樹脂封止型半導体装置パッケージの一層の多ピ
ン化、薄型化、小型化が求められている。本発明は、こ
のような状況のもと、半導体装置パッケージサイズにお
けるチップの占有率を上げ、半導体装置の小型化に対応
させ、回路基板への実装面積を低減できる、即ち、回路
基板への実装密度を向上させることができる樹脂封止型
半導体装置の製造方法を提供しようとするものである。
また、同時に従来のＴＳＯＰ等の小型パッケージに困難
であった更なる多ピン化を実現しようとするものであ
る。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明の樹脂封止型半導
体装置の製造方法により作製される樹脂封止型半導体装
置としては、半導体素子の端子側の面に、半導体素子の
端子と電気的に結線するための内部端子部と、半導体素
子の端子側の面へ直交して外部へと向く外部回路への接
続のための外部端子部と、前記内部端子部と外部端子部
とを連結する接続リード部とを一体とした複数のリード
部とを、絶縁接着材層を介して、固着して設けており、
且つ、回路基板等への実装のための半田からなる外部電
極を前記複数の各リードの外部端子部に連結させ、少な
くとも前記半田からなる外部電極の一部は樹脂部より外
部に露出させて設けていることを特徴とするものがあ
る。尚、上記において、内部端子部と外部端子部とを一
体とした複数のリード部の配列を半導体素子の端子側面
上に二次元的に配列し、外部電極部を半田ボールにて形
成することによりＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒ
ａｙ）タイプの樹脂封止型半導体装置とすることもでき
る。そして、上記において、半導体素子の端子は半導体
素子の端子面の一対の辺の略中心部線上にそって配置さ
れており、リード部は複数の端子を挾むように対向し前
記一対の辺に沿い設けられていることを特徴とするもの
がある。 【０００５】尚、上記の樹脂封止型半導体装置用のリー
ドフレームとしては、半導体素子の端子と電気的に結線
するための内部端子部と、外部回路と接続するための外
部端子部と、前記内部端子部と外部端子部とを連結する
接続リード部とを一体とし、該外部端子部を、接続リー
ド部を介して、リードフレーム面から直交する一方向側
に突出させ、対向し先端部同士で連結部を介して接続す
る一対の内部端子部を複数設けており、且つ、各外部端
子部の外側で、接続リード部と連結し、一体として全体
を保持する外枠部を設けていることを特徴とするものが
ある。あるいは、また、半導体素子の端子と電気的に結
線するための内部端子部と、外部回路と接続するための
外部端子部と、前記内部端子部と外部端子部とを連結す
る接続リード部とを一体とし、該外部端子部を、接続リ
ード部を介して、リードフレーム面から直交する一方向
側に突出させ、その先端部同士で連結部を介して接続す
る内部端子部を、二次元的に配列させて複数設けてお
り、且つ、各外部端子部の外側で、接続リード部と連結
し、一体として全体を保持する外枠部を設けていること
を特徴とするものがある。即ち、内部端子部と外部端子
部とそれを連結する接続リード部とを一体とした組みを
複数リードフレーム面に二次元的に配列して形成するこ
とによりＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）タ
イプの樹脂封止型半導体装置用のリードフレームとした
ものである。 【０００６】本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法
は、半導体素子の端子側の面に、半導体素子の端子と電
気的に結線するための内部端子部と、半導体素子の端子
側の面へ直交して外部へと向く外部回路への接続のため
の外部端子部と、前記内部端子部と外部端子部とを連結
する接続リード部とを一体とした複数のリード部とを、
絶縁接着材層を介して、固着して設けており、且つ、回
路基板等への実装のための半田からなる外部電極を前記
複数の各リードの外部端子部に連結させ、少なくとも前
記半田からなる外部電極の一部は樹脂部より外部に露出
させて設けている樹脂封止型半導体装置の製造方法であ
って、少なくとも、（Ａ）エッチング加工にて、半導体
素子の端子と電気的に結線するための内部端子部と、外
部回路と接続するための外部端子部と、前記内部端子部
と外部端子部とを連結する接続リード部とを一体とし、
該外部端子部を、接続リード部を介して、リードフレー
ム面から直交する一方向側に突出させ、対向し先端部同
士で連結部を介して接続する一対の内部端子部を複数設
けており、且つ、各外部端子部の外側で、接続リード部
と連結し、一体として全体を保持する外枠部を設けてい
るリードフレームを、あるいは、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇ
ｒｉｄ Ａｒｒａｙ）タイプの樹脂封止型半導体装置用
のリードフレームであって、半導体素子の端子と電気的
に結線するための内部端子部と、外部回路と接続するた
めの外部端子部と、前記内部端子部と外部端子部とを連
結する接続リード部とを一体とし、該外部端子部を、接
続リード部を介して、リードフレーム面から直交する一
方向側に突出させ、その先端部同士で連結部を介して接
続する内部端子部を、二次元的に配列させて複数設けて
おり、且つ、各外部端子部の外側で、接続リード部と連
結し、一体として全体を保持する外枠部を設けているリ
ードフレームを作製する工程、（Ｂ）前記リードフレー
ムの外部端子部側でない面（裏面）に絶縁材を設け、打
ち抜き金型により、対向する内部端子部同士を接続する
連結部と該連結部に対応する位置に設けられた絶縁材と
を打ち抜き、リードフレームの打ち抜かれた部分が半導
体素子の端子部にくるようにして、前記接着材を介し
て、リードフレーム全体を半導体素子へ搭載する工程、
（Ｃ）リードフレームの外枠部を含む不要の部分を打ち
抜き金型により切断除去する工程、（Ｄ）半導体素子の
端子部と、切断されて、半導体素子へ搭載された内部端
子部の先端部とをワイヤボンデイングした後に、樹脂に
より外部端子部面のみを外部に露出させて全体を封止す
る工程、（Ｅ）前記外部に露出した外部端子部面に半田
からなる外部電極を作製する工程、とを含むことを特徴
とするものである。 【０００７】 【作用】本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法によ
り作製される樹脂封止型半導体装置は、上記のような構
成にすることにより、半導体装置パッケージサイズにお
けるチップの占有率を上げ、半導体装置の小型化に対応
できるものとしている。即ち、半導体装置の回路基板へ
の実装面積を低減し、回路基板への実装密度の向上を可
能としている。詳しくは、内部端子部、外部端子部とを
一体とした複数のリード部を半導体素子面に絶縁接着材
層を介して固定し、前記外部端子部に半田からなる外部
電極部を連結させていることより、装置の小型化を達成
している。そして、上記半田からなる外部電極部を、半
導体素子面に略平行な面で二次元的に配列することによ
り、半導体装置の多ピン化を可能としている。半田から
なる外部電極部を半田ボールとし、二次元的に該外部電
極部を配列した場合にはＢＧＡタイプとなり、半導体装
置の多ピン化にも対応できる。また、上記において、半
導体素子の端子が半導体素子の端子面の一対の辺の略中
心部線上にそって配置され、リード部は複数の端子を挾
むように対向し前記一対の辺に沿い設けられており、簡
単な構造とし、量産性に適した構造としている。尚、上
記の樹脂封止型半導体装置用のリードフレームは、上記
のような構成にすることにより、上記樹脂封止型半導体
装置の製造を可能とするものであるが、通常のリードフ
レームと同様のエッチング工程の中で、ハーフエッチン
グを用いて作製することができる。本発明の樹脂封止型
半導体装置の製造方法は、上記リードフレームを用い
て、リードフレームの外部端子部側でない面（裏面）に
絶縁材を設け、打ち抜き金型により、対向する内部端子
部同士を接続する連結部と該連結部に対応する位置に設
けられた絶縁材とを打ち抜き、リードフレームの打ち抜
かれた部分が半導体素子の端子部にくるようにして、前
記接着材を介して、リードフレーム全体を半導体素子へ
搭載し、リードフレームの外枠部を含む不要の部分を打
ち抜き金型により切断除去することにより、内部端子と
外部端子を一体とした組みを多数半導体装置上に搭載し
た、本発明の、半導体装置の小型化が可能な、且つ、多
ピン化が可能な樹脂封止型半導体装置の作製を可能とし
ている。 【０００８】 【実施例】本発明の樹脂封止型半導体装置の実施例を以
下、図にそって説明する。図１（ａ）は参考実施例の樹
脂封止型半導体装置の断面概略図であり、図１（ｂ）は
要部の斜視図である。図１中、１００は樹脂封止型半導
体装置、１０１は半導体素子、１０２はリード部、１０
２Ａは内部端子部、１０２Ｂは外部端子部、１０２Ｃは
接続リード部、１０１Ａは端子部（パッド部）、１０３
はワイヤ、１０４は絶縁接着材、１０５は樹脂部、１０
６は半田（ペースト）からなる外部電極である。参考実
施例の樹脂封止型半導体装置は、後述するリードフレー
ムを用いたもので、内部端子部１０２Ａ、外部端子部１
０２Ｂを一体としたＬ字型のリード部１０２を多数半導
体素子１０１上に絶縁接着材１０４を介して搭載し、且
つ、外部端子部１０２Ｂ先に半田からなる外部電極を樹
脂部１０５より外部へ突出させて設けた、パッケージ面
積が略半導体装置の面積に相当する樹脂封止型半導体装
置であり、回路基板へ搭載される際には、半田（ペース
ト）を溶解、固化して、外部端子部１０２Ｂが外部回路
と電気的に接続される。参考実施例の樹脂封止型半導体
装置は、図１（ｂ）に示すように、半導体素子１０１の
端子部（パッド部）１０１Ａは半導体素子の中心線Ｌは
さみ対向して２個づつ、中心線Ｌに沿って配置されてお
り、リード部１０２も、内部端子部１０２Ａが前記端子
部（パッド部）に沿った位置に半導体素子１０１の面の
外側に中心線を挾み対向するように配置されている。外
部端子部１０２Ｂは内部端子部１０２Ａから接続リード
部１０２Ｃを介して離れて位置し、ほぼ半導体素子の側
面までに達した位置で半導体素子面に直交する方向に、
接続リード１０２ＣがＬ字に曲がり、外部端子部１０２
Ｂはその先端に位置し、半導体素子の面に平行な面方向
で一次元的な配列をしている。即ち、中心線Ｌを挾み２
列の外部端子部１０２Ｂの配列を設けている。そして、
各外部端子部に連結させ、半田（ペースト）からなる外
部電極１０６を樹脂部１０５より外部に露出させて設け
ている。尚、絶縁接着材１０４としては、１００μｍ厚
のポリイミド系の熱可塑性接着剤ＨＭ１２２Ｃ（日立化
成株式会社製）を用いたが、他には、シリコン変成ポリ
イミドＩＴＡ１７１５（住友ベークライト株式会社）や
熱硬化型接着剤ＨＧ５２００（巴川製紙株式会社株製）
等が挙げられる。上記参考実施例では、半田ペーストか
らなる外部電極であるが、この部分は半田ボールに代え
ても良い。尚、参考実施例の樹脂封止型半導体装置は、
上記のように、パッケージ面積が略半導体装置の面積に
相当する、面積的に小型化されたパッケージであるが、
厚み方向についても、略１．０ｍｍ厚以下にすることが
でき、薄型も同時に達成できるものである。参考実施例
においては外部電極部を、半導体素子の端子部（パッド
部）に沿い２列に配列したが、半導体素子の端子の位置
を二次元的に配置し、内部端子部と外部端子部との一体
となった組みを複数、半導体素子の端子面側に二次元的
に配列して搭載することにより、半導体素子の、一層の
多ピン化に十分対応できる。 【０００９】次いで、参考実施例の樹脂封止型半導体装
置に用いられるリードフレームの１例を挙げ、図にもと
づいて説明する。図２は１例のリードフレームの平面図
を示すもので、図２中、２００はリードフレーム、２０
１は内部端子部、２０２は外部端子部、２０３は接続リ
ード部、２０４は連結部、２０５は外枠部である。リー
ドフレームは４２合金（Ｎｉ４２％のＦｅ合金）からな
り、リードフレームの厚さは、内部端子部のある薄肉部
で０．０５ｍｍ、外部端子部のある厚肉部で０．２ｍｍ
である。内部端子部の対向する先端部同士を連結する連
結部２０５も薄肉（０．０５ｍｍ厚）に形成されてお
り、後述する半導体装置を作製する際の打ち抜き金型に
て打ち抜きし易い構造となっている。本例では外部端子
部２０２は丸状であるが、これに限定はされない。ま
た、リードフレーム素材として４２合金を用いたがこれ
に限定されない。銅系合金でも良い。 【００１０】次に、上記リードフレームの製造方法を図
を用いて簡単に説明する。図３は上記リードフレームを
製造した工程を示したものである。先ず、４２合金（Ｎ
ｉ４２％のＦｅ合金）からなる、厚さ０．２ｍｍのリー
ドフレーム素材３００を準備し、板の両面を脱脂等を行
い良く洗浄処理した（図３（ａ））後、リードフレーム
素材３００の両面に感光性のレジスト３０１を塗布し、
乾燥した。（図３（ｂ））次いで、リードフレーム素材
３００の両面から所定のパターン版を用いてレジストの
所定の部分のみに露光を行った後、現像処理し、レジス
トパターン３０１Ａを形成した。（図３（ｃ））尚レジ
ストとてしは東京応化株式会社製のネガ型液状レジスト
（ＰＭＥＲレジスト）を使用した。次いで、レジストパ
ターン３０１Ａを耐腐蝕性膜として、５７°Ｃ、４８ボ
ーメの塩化第二鉄水溶液にて、リードフレーム素材３０
０の両面からスプレイエッチングして、外形形状の平面
図が図２に示されるリードフレームを作製した（図３
（ｄ））。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ１−Ａ２にお
ける断面図である。この後、レジストを剥膜した後、洗
浄処理を施した後、所定の箇所（内部端子部分を含む領
域）のみに金メッキ処理を行った。（図３（ｅ））尚、
上記リードフレームの製造工程においては、図２（ｂ）
に示すように、厚肉部と薄肉部を形成するため、外部端
子形成面側からのエッチング（腐蝕）を多く行い、反対
面側からは少なめにエッチング（腐蝕）を行った。ま
た、金メッキに代え、銀メッキやパラジウムメッキでも
良い。上記のリードフレームの製造方法は、１ケの半導
体装置を作製するために必要なリードフレーム１ケの製
造方法であるが、通常は生産性の面から、リードフレー
ム素材をエッチング加工する際、図２に示すリードフレ
ームを複数個面付けした状態で作製し、上記の工程を行
う。この場合は、図２に示す外枠部２０５の一部に連結
する枠部（図示していない）をリードフレームの外側に
設けて面付け状態とする。 【００１１】次に、上記のようにして作製されたリード
フレームを用いた、本発明の樹脂封止型半導体装置の製
造方法の実施例を図にそって説明する。図４は、本実施
例樹脂封止型半導体装置の製造方法の工程を示す製造工
程を示すものである。図３に示すようにして作製された
リードフレーム４００の外部端子部４０２形成面（表
面）と対向する裏面に、ポリイミド系熱硬化型の絶縁接
着材（テープ）４０１（日立化成株式会社製、ＨＭ１２
２Ｃ）を、４００°Ｃ、６Ｋｇ／ｍ2 で１．０秒熱圧着
して貼りつけた（図４（ａ））。この状態を図５に示
す。この後打ち抜き金型４０５Ａ、４０５Ｂにて（図４
（ｂ））、対向する内部端子部の先端部を連結する連結
部４０３と、その部分の絶縁接着材（テープ）４０１と
を打ち抜いた。（図４（ｃ））次いで、外枠打ち抜きお
よび圧着用金型４０６Ａ、４０６Ｂを用い、外枠部４０
４を含む不要の部分を切り離す（図４（ｄ））と同時
に、絶縁接着材４０４を介して半導体素子４０７上にリ
ード部４０８の熱圧着を行った。（図４（ｅ））尚、こ
の図４（ｄ）に示す、接続リードと連結してリードフレ
ーム全体を支えている外枠部２０４を含む不要の部分を
切り離しは、樹脂封止した後に行っても良い。この場合
には、通常の単層リードフレームを用いたＱＦＰパッケ
ージ等のようにダムバー（図示していない）を設けると
良い。リード部４１０を半導体素子４１１へ搭載した
後、ワイヤー４１４により、半導体素子の端子（パッ
ド）４１１Ａとリード部４１０の内部端子４１０Ａとを
電気的に結線した。（図４（ｆ））その後、所定の金型
を用い、エポキシ系の樹脂４１５でリード部４１０の外
部端子部４１０Ｂのみを露出させて、全体を封止した。
（図４（ｇ））ここでは、専用の金型（図示していな
い）を用いたが、所定の面（外部端子部）を残し樹脂封
止できれば、必ずしも金型は必要としない。次いで、露
出されている外部端子部４１０Ｂ上に半田ペーストをス
クリーン印刷により塗布し、半田（ペースト）からなる
外部電極４１６を作製し、本発明の樹脂封入止型半導体
装置を作製した。（図４（ｈ））尚、半田からなる外部
電極４１６の作製は、スクリーン印刷に限定されるもの
ではなく、リフローまたはポッテイング等でも、回路基
板と半導体装置との接続に必要な量の半田が得られれば
良い。 【００１２】 【発明の効果】本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方
法は、上記のように、更なる樹脂封止型半導体装置の高
集積化、高機能化が求められる状況のもと、半導体装置
パッケージサイズにおけるチップの占有率を上げ、半導
体装置の小型化に対応させ、回路基板への実装面積を低
減できる、即ち、回路基板への実装密度を向上させるこ
とができる半導体装置の提供を可能としたものであり、
同時に従来のＴＳＯＰ等の小型パッケージに困難であっ
た更なる多ピン化を実現した樹脂封止型半導体装置の提
供を可能としたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考実施例の樹脂封入型半導体装置の概略断面
図及び要部概略図 【図２】図１に示す樹脂封入型半導体装置に用いられる
リードフレームの平面図 【図３】図２に示すリードフレームの製造工程図 【図４】実施例の樹脂封止型半導体装置の製造方法の工
程を示す製造工程図 【図５】図２に示すリードフレームに絶縁接着材を貼り
つけた状態の平面図 【符号の説明】 １００ 樹脂封止型半導体装置 １０１ 半導体素子 １０１Ａ 端子部（パッド部） １０２ リード部 １０２Ａ 内部端子部 １０２Ｂ 外部端子部 １０２Ｃ 接続リード部 １０３ ワイヤ １０４ 絶縁接着材 １０５ 樹脂部 １０６ 半田（ペースト）からなる外部
電極 ２００ リードフレーム ２０１ 内部端子部 ２０２ 外部端子部 ２０３ 接続リード部 ２０４ 連結部 ２０５ 外枠部 ３００ リードフレーム素材 ３０１ レジスト ３０１Ａ レジストパターン ３０３Ａ 内部端子部 ３０３Ｂ 外部端子部 ３０４ 連結部 ３０５ 金メッキ部 ３０６ 外枠部 ４００ リードフレーム ４０１ 絶縁接着材（テープ） ４０２ 外部端子部 ４０３ 連結部 ４０５Ａ、４０５Ｂ 打ち抜き金型 ４０６Ａ、４０６Ｂ 外枠打ち抜きおよび圧着用金型 ４１０ リード部 ４１０Ａ 内部端子部 ４１０Ｂ 外部端子部 ４１０Ｃ 接続リード部 ４１１ 半導体素子 ４１１Ａ ワイヤー ４１５ 樹脂
図及び要部概略図 【図２】図１に示す樹脂封入型半導体装置に用いられる
リードフレームの平面図 【図３】図２に示すリードフレームの製造工程図 【図４】実施例の樹脂封止型半導体装置の製造方法の工
程を示す製造工程図 【図５】図２に示すリードフレームに絶縁接着材を貼り
つけた状態の平面図 【符号の説明】 １００ 樹脂封止型半導体装置 １０１ 半導体素子 １０１Ａ 端子部（パッド部） １０２ リード部 １０２Ａ 内部端子部 １０２Ｂ 外部端子部 １０２Ｃ 接続リード部 １０３ ワイヤ １０４ 絶縁接着材 １０５ 樹脂部 １０６ 半田（ペースト）からなる外部
電極 ２００ リードフレーム ２０１ 内部端子部 ２０２ 外部端子部 ２０３ 接続リード部 ２０４ 連結部 ２０５ 外枠部 ３００ リードフレーム素材 ３０１ レジスト ３０１Ａ レジストパターン ３０３Ａ 内部端子部 ３０３Ｂ 外部端子部 ３０４ 連結部 ３０５ 金メッキ部 ３０６ 外枠部 ４００ リードフレーム ４０１ 絶縁接着材（テープ） ４０２ 外部端子部 ４０３ 連結部 ４０５Ａ、４０５Ｂ 打ち抜き金型 ４０６Ａ、４０６Ｂ 外枠打ち抜きおよび圧着用金型 ４１０ リード部 ４１０Ａ 内部端子部 ４１０Ｂ 外部端子部 ４１０Ｃ 接続リード部 ４１１ 半導体素子 ４１１Ａ ワイヤー ４１５ 樹脂
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フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平４−44347（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−209069（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−52050（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−312405（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−211847（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 23/12 - 23/15
H01L 23/50
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 半導体素子の端子側の面に、半導体素子
の端子と電気的に結線するための内部端子部と、半導体
素子の端子側の面へ直交して外部へと向く外部回路への
接続のための外部端子部と、前記内部端子部と外部端子
部とを連結する接続リード部とを一体とした複数のリー
ド部とを、絶縁接着材層を介して、固着して設けてお
り、且つ、回路基板等への実装のための半田からなる外
部電極を前記複数の各リードの外部端子部に連結させ、
少なくとも前記半田からなる外部電極の一部は樹脂部よ
り外部に露出させて設けている樹脂封止型半導体装置の
製造方法であって、少なくとも、 （Ａ）エッチング加工にて、半導体素子の端子と電気的
に結線するための内部端子部と、外部回路と接続するた
めの外部端子部と、前記内部端子部と外部端子部とを連
結する接続リード部とを一体とし、該外部端子部を、接
続リード部を介して、リードフレーム面から直交する一
方向側に突出させ、対向し先端部同士で連結部を介して
接続する一対の内部端子部を複数設けており、且つ、各
外部端子部の外側で、接続リード部と連結し、一体とし
て全体を保持する外枠部を設けているリードフレーム
を、あるいは、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａ
ｙ）タイプの樹脂封止型半導体装置用のリードフレーム
であって、半導体素子の端子と電気的に結線するための
内部端子部と、外部回路と接続するための外部端子部
と、前記内部端子部と外部端子部とを連結する接続リー
ド部とを一体とし、該外部端子部を、接続リード部を介
して、リードフレーム面から直交する一方向側に突出さ
せ、その先端部同士で連結部を介して接続する内部端子
部を、二次元的に配列させて複数設けており、且つ、各
外部端子部の外側で、接続リード部と連結し、一体とし
て全体を保持する外枠部を設けているリードフレームを
作製する工程、（Ｂ）前記リードフレームの外部端子部
側でない面（裏面）に絶縁材を設け、打ち抜き金型によ
り、対向する内部端子部同士を接続する連結部と該連結
部に対応する位置に設けられた絶縁材とを打ち抜き、リ
ードフレームの打ち抜かれた部分が半導体素子の端子部
にくるようにして、前記接着材を介して、リードフレー
ム全体を半導体素子へ搭載する工程、（Ｃ）リードフレ
ームの外枠部を含む不要の部分を打ち抜き金型により切
断除去する工程、（Ｄ）半導体素子の端子部と、切断さ
れて、半導体素子へ搭載された内部端子部の先端部とを
ワイヤボンデイングした後に、樹脂により外部端子部面
のみを外部に露出させて全体を封止する工程、（Ｅ）前
記外部に露出した外部端子部面に半田からなる外部電極
を作製する工程、とを含むことを特徴とする樹脂封止型
半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28453694A JP3475306B2 (ja) | 1994-10-26 | 1994-10-26 | 樹脂封止型半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28453694A JP3475306B2 (ja) | 1994-10-26 | 1994-10-26 | 樹脂封止型半導体装置の製造方法 |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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