JP3502377B2 - リードフレーム、樹脂封止型半導体装置及びその製造方法 - 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、外部端子にランド
電極を備えたリードを有するリードフレームと、該リー
ドフレームを用いたランド・グリッド・アレイ（ＬＧ
Ａ）型の樹脂封止型半導体装置及びその製造方法に関す
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、樹脂封止型半導体装置を含む半導体部品の高密度実
装が要求され、それに伴って、半導体部品の小型化及び
薄型化が進んでいる。また、樹脂封止型半導体装置は、
小型化及び薄型化を図りながら同時に多ピン化が進み、
ピンの配置を高密度にする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用い
るリードフレームについて図面を参照しながら説明す
る。

【０００４】図９（ａ）及び図９（ｂ）は従来のＱＦＰ
（quad flat package）型のリードフレームであって、
（ａ）は平面構成を示し、（ｂ）は（ａ）のIXｂ−IXｂ
線における断面構成を示している。

【０００５】図９（ａ）に示すように、リードフレーム
１００は、方形状のフレーム枠部１０１とその内側に設
けられたタイバー部１０２と、タイバー部１０２の各隅
部と吊りリード１０３により支持されたダイパッド部１
０４と、一端がタイバー部１０２と接続され、他端がダ
イパッド部１０４と対向する複数のインナリード部１０
５と、一端がフレーム枠部１０１と接続され、他端がタ
イバー部１０２を介してインナリード部１０５と接続さ
れるアウタリード部１０６とを有している。

【０００６】また、図９（ｂ）に示すように、ダイパッ
ド部１０４は、ディプレス加工により、そのチップ保持
面をインナーリード部１０５の上面よりも低くなるよう
に押し下げられている。なお、リードフレーム１００
は、通常、図９（ａ）に示した１つのパターンが同一面
内に繰り返し配列されている。

【０００７】図１０はリードフレーム１００を用いた従
来の樹脂封止型半導体装置の断面構成を示している。

【０００８】図１０に示すように、樹脂封止型半導体装
置はダイパッド部１０４の上に半田材等により固着され
た半導体チップ１０７を有し、該半導体チップ１０７は
各インナリード部１０５と金属細線１０８により電気的
に接続されている。

【０００９】さらに、図９（ａ）に示したタイバー部１
０２の内側の領域、すなわち、半導体チップ１０７、ダ
イパッド部１０４及びインナリード部１０５が封止用樹
脂材により一体に封止されて、樹脂封止部１０９が形成
されている。タイバー部１０２は封止用樹脂材を注入す
るの際の樹脂止めとなり、フレーム枠部１０１を切断し
て除去した後には、互いに隣接するアウタリード部１０
６同士を絶縁するように互いに分離される。さらに、樹
脂封止部１０９の各側面から突き出すアウターリード部
１０６は、その端部が樹脂封止部１０９の底面と同程度
の高さとなるように加工される（ベンディング）。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のリードフレーム１００は、半導体チップ１０７に形
成される複数の半導体素子が高集積化し、さらに多ピン
構成となった場合に、インナリード部１０５及びアウタ
リード部１０６（以下、リード部１０５、１０６）の幅
寸法には限界が生じる。従って、多ピン構成に対応しよ
うとすると、リード部１０５、１０６の本数が多くな
り、リードフレーム１００自体が大きくなってしまう。
その結果、樹脂封止型半導体装置自体も大きくならざる
を得ず、樹脂封止型半導体装置の小型化及び薄型化を実
現することができない。

【００１１】逆に、リードフレーム１００の外形寸法を
変更せず、リード部１０５、１０６の本数を増やすと、
各リード部１０５、１０６自体の幅を小さくしなければ
ならず、リードフレーム１００の作製時にエッチング等
の加工が困難となる。

【００１２】ところで、近年、面実装型の半導体装置と
して、底面にボール電極又はランド電極等の外部電極を
配したキャリア（配線基板）の上面に半導体チップを搭
載し、電気的な接続を行なった後、半導体チップを樹脂
封止した、例えばボール・グリッド・アレイ（ＢＧＡ）
型、又はランド・グリッド・アレイ（ＬＧＡ）型と呼ば
れる樹脂封止型半導体装置が開発されている。これらの
半導体装置は、その底面でマザー基板（実装用基板）上
に実装される面実装タイプの半導体装置であり、このよ
うな面実装型の半導体装置が主流になりつつある。

【００１３】従って、図１０に示したパッケージ（樹脂
封止部１０９）の側面にのみアウタリード部１０６から
なる外部電極が形成されるＱＦＰ型の半導体装置、すな
わち従来のリードフレーム１００は、グリッドアレイ型
に対応できないという問題が顕在化してきている。

【００１４】これに対し、ＢＧＡ型又はＬＧＡ型の半導
体装置は、半導体チップの保持部材として、比較的に高
価なキャリア（配線基板）を用いるため、製造コストを
容易に低減することができないという問題がある。

【００１５】本発明は、前記従来の問題を解決し、底面
による実装が可能なリードフレームをダイパッドと一体
化されたフレーム体を用いて構成できるようにすること
を目的とし、さらに、該フレーム体を用いた樹脂封止型
半導体装置の信頼性を向上できるようにすることを目的
とする。

【００１６】 前記の目的を達成するため、本発明に係
るリードフレームは、フレーム枠部の内側に吊りリード
により支持されたダイパッド部と、それぞれの、一端が
フレーム枠部と接続され、他端がダイパッド部と対向す
る複数のリード部とを備え、ダイパッド部は上面の一部
がその残部よりも高くなるように形成された平面方形状
の保持領域を有し、保持領域にはダイパッド部の表裏方
向に開口する複数の開口部が形成されており、複数の開
口部のうちの１つは、封止用樹脂材の注入用ゲートの配
置位置と対向する位置に設けられている。

【００１７】本発明のリードフレームによると、ダイパ
ッド部は吊りリードによりフレーム枠部と接続され、複
数のリード部はそれぞれの一端部によりフレーム枠部と
接続されている。従って、半導体チップを含むダイパッ
ド部及びリード部を樹脂封止によりパッケージを形成す
る際に、該パッケージの底面から各リード部の底面を露
出するように封止すれば、各リード部の底面が外部端子
を構成するため、ＬＧＡ型のパッケージを、配線基板を
用いることなくフレーム体により実現することができ
る。

【００１８】また、ダイパッド部の上面の一部がその残
部よりも高くなるように形成された保持領域を有し、保
持領域にはダイパッド部の表裏方向に開口する開口部が
形成されているため、封止用樹脂材がこの開口部を通し
てダイパッド部の底面側にも充填されるので、ダイパッ
ド部はその上側と下側とが共に封止用樹脂材により覆わ
れる。その結果、いわゆるダイパッド部及び半導体チッ
プの樹脂バランスが改善されるため、ダイパッド部と封
止用樹脂材又は半導体チップと封止用樹脂材との熱膨張
係数の差に起因する熱応力によって樹脂封止部に発生す
る樹脂剥がれやクラック、さらには半導体チップに発生
するクラック等を防止することができるので、本発明の
リードフレームを用いる樹脂封止型半導体装置の信頼性
が大きく向上する。その上、保持領域には複数の開口部
が設けられ、そのうちの１つは封止用樹脂材の注入用ゲ
ートの配置位置と対向する位置に設けられているため、
封止用樹脂材を注入用ゲートから注入する際に、注入用
ゲートの配置位置と対向する開口部から保持領域の下側
部分に封止用樹脂材が安定して注入される。その結果、
保持領域の下側部分に注入により充填される樹脂材に発
生するボイド（気泡）を防止することができる。

【００１９】

【００２０】 本発明に係る樹脂封止型半導体装置は、
ダイパッド部と、ダイパッド部の上面に固着された半導
体チップと、それぞれダイパッド部の周囲に配置され、
半導体チップと導体線により電気的に接続されると共に
その底面が露出した複数のリード部と、半導体チップ、
ダイパッド部及び複数のリード部を一体に封止する封止
用樹脂材からなる樹脂封止部とを備え、ダイパッド部は
上面の一部がその残部よりも高くなるように形成された
平面方形状の保持領域を有し、保持領域には、ダイパッ
ド部の表裏方向に開口する複数の開口部が形成されてお
り、複数の開口部のうちの１つは、樹脂封止部を形成す
る際の封止用樹脂材の注入用ゲートの配置位置と対向す
る位置に設けられている。

【００２１】本発明の樹脂封止型半導体装置によると、
本発明のリードフレームを用いて形成されているため、
封止用樹脂材がダイパッド部の保持領域に設けられた開
口部を通してダイパッド部の底面側面にも充填される。
これにより、ダイパッド部はその上側と下側とが共に封
止用樹脂材により覆われるため、ダイパッド部と封止用
樹脂材又は半導体チップと封止用樹脂材との熱膨張係数
の差に起因する熱応力によって樹脂封止部に発生する樹
脂剥がれやクラック等を防止することができるので、樹
脂封止型半導体装置の信頼性を向上することができる。

【００２２】

【００２３】本発明の樹脂封止型半導体装置において、
ダイパッド部における保持領域の下側にも封止用樹脂材
が充填されていることが好ましい。

【００２４】本発明の樹脂封止型半導体装置において、
複数のリード部のうち樹脂封止部の外側に配置されたリ
ード部の底面と側端面とが共に樹脂封止部から露出して
いることが好ましい。

【００２５】この場合に、複数のリード部がダイパッド
部の周囲を少なくとも２列に配置されていることが好ま
しい。

【００２６】 本発明に係る樹脂封止型半導体装置の製
造方法は、フレーム枠部の内側に吊りリードにより支持
されたダイパッド部と、それぞれの、一端がフレーム枠
部と接続され、他端がダイパッド部と対向する複数のリ
ード部とを備えたリードフレームを用意する第１の工程
と、ダイパッド部の上に半導体チップを固着する第２の
工程と、導体線により半導体チップと複数のリード部と
を電気的に接続する第３の工程と、半導体チップ、ダイ
パッド部及び複数のリード部を封止用樹脂材により一体
に封止する第４の工程と、フレーム枠部から樹脂封止部
を分離する第５の工程とを備え、リードフレームにおけ
るダイパッド部は上面の一部がその残部よりも高くなる
ように形成された平面方形状の保持領域を有し、保持領
域にはダイパッド部の表裏方向に開口する開口部が形成
されており、複数の開口部のうちの１つは、封止用樹脂
材の注入用ゲートの配置位置と対向する位置に設けられ
ている。

【００２７】本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法
によると、本発明のリードフレームを用いて樹脂封止型
半導体装置を製造するため、樹脂封止工程において封止
用樹脂材がダイパッド部の保持領域に設けられた開口部
を通してダイパッド部の底面側にも充填される。これに
より、ダイパッド部はその上側と下側とが共に封止用樹
脂材により覆われるため、ダイパッド部と封止用樹脂材
又は半導体チップと封止用樹脂材との熱膨張係数の差に
起因する熱応力によって樹脂封止部に発生する樹脂剥が
れやクラック等を防止することができるので、樹脂封止
型半導体装置の信頼性を向上することができる。

【００２８】

【００２９】本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法
は、第３の工程と第４の工程との間に、フレーム枠部、
ダイパッド部及び複数のリード部の各底面と密着するよ
うに封止用シート材を貼付する工程をさらに備えている
ことが好ましい。

【００３０】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）本発明の第１
の実施形態について図面を参照しながら説明する。

【００３１】図１は本発明の第１の実施形態に係るリー
ドフレームの平面構成を示している。

【００３２】図１に示すように、第１の実施形態に係る
リードフレーム１０は、平面方形状のフレーム枠部１１
と、該フレーム枠部１１の各隅部と吊りリード１２によ
り中央部に支持されたダイパッド部１３と、それぞれの
一端がフレーム枠部１１と接続され、他端がダイパッド
部１３の側面と対向する複数のリード部１４と、それぞ
れリード部１４同士の間に配置され、一端がフレーム枠
部１１と接続され、他端がリード部１４の他端よりもダ
イパッド部１３の近くに位置する複数のランドリード部
１５とを備えている。

【００３３】リードフレーム１０は、通常用いられる、
板状の銅合金又は４２−アロイと呼ばれる鉄合金からな
り、ダイパッド部１３及びリード部１４等はフレーム枠
部１１と一体に形成されている。また、フレーム枠部１
１の内側の領域３０は、封止用樹脂材による封止領域を
表わしている。

【００３４】第１の実施形態の特徴として、平面形状が
ほぼ正方形のダイパッド部１３は、その中央部に、該中
央部が上方に押し上げられてなる保持領域２３を有して
いる。保持領域２３の周縁部には、平面弓形状の４つの
開口部２３ａが設けられ、各開口部２３ａの弦である開
口辺に囲まれた領域が、半導体チップを実質的に保持す
る部位であって、平面方形状の中央保持部２３ｂとな
る。中央保持部２３ｂの各角部は互いに隣接する開口部
２３ａ同士の間に設けられた連結部２３ｃによってダイ
パッド部１３と接続されている。なお、ダイパッド部１
３の平面形状は方形に限られない。

【００３５】図１に示す矢印３１は、樹脂封止工程にお
いて封止用樹脂材が注入される注入用ゲートの配置位置
の方向を表わしており、矢印３１の方向から封止用樹脂
材がダイパッド部１３に向けて注入される。このとき、
図１に示すように、４つの開口部２３ａのうちの１つ
は、注入用ゲートの配置位置と対向する位置に設けられ
ていることが好ましい。このようにすると、連結部２３
ｃが注入用ゲートの配置方向からずれるため、注入され
た封止用樹脂材が保持領域２３の開口部２３ａを流通す
る際に、連結部２３ｃが封止用樹脂材の流れの障害とな
らない。その結果、保持領域２３の下側にも封止用樹脂
材が安定して充填されるので、保持領域２３の下側部分
に充填された封止用樹脂材にボイド等が生じることがな
い。

【００３６】例えば、図１に示すように、ダイパッド部
１３の中央保持部２３ｂの平面形状がほぼ正方形の場合
で、注入用ゲートの配置位置が中央保持部２３ｂの対角
線方向に設定されている場合には、中央保持部の各辺の
いずれもがフレーム枠部１１からほぼ４５°ずれること
になる。

【００３７】ここで、ダイパッド部１３を拡大した平面
構成及び断面構成を図２（ａ）〜図２（ｃ）に示す。図
２（ａ）〜図２（ｃ）において、図１に示す構成部材と
同一の構成部材には同一の符号を付している。図２
（ｂ）及び図２（ｃ）に示すように、ダイパッド部１３
における保持領域２３は、半切断状態とするプレス加工
により、ダイパッド部１３の周縁部から上方に突き出す
ように形成されている。その結果、ダイパッド部１３に
おける保持領域２３の底面はその周囲よりも高くなり、
その下側には空隙が形成される。従って、樹脂封止工程
においては、封止用樹脂材が、保持領域２３の下側に形
成された空隙に各開口部２３ａを通して充填される。

【００３８】具体的には、保持領域２３は、例えばダイ
パッド部１３の厚さが約２００μｍとすると、５０μｍ
〜１００μｍ程度（厚さの２５％〜５０％程度）分だけ
上方にずらせて形成されている。また、ダイパッド部１
３の中央部分を上方にずらせて保持領域２３を形成して
いるため、保持領域２３の上に該保持領域２３よりも底
面積が大きい半導体チップを保持した場合には、半導体
チップの底面とダイパッド部１３の周縁部の上面との間
も他の空隙が形成される。

【００３９】なお、第１の実施形態においては、各開口
部２３ａの平面形状（開口形状）を弓形状としている
が、これに限らず、長円形状、菱形状又は三角形状でも
よい。従って、各開口部２３ａにより囲まれてなる中央
保持部２３ｂの平面形状も方形状に限られない。例え
ば、各開口部２３ａの開口形状が菱形状の場合には、中
央保持部２３ｂの平面形状は十字形状となる。このよう
に、開口部２３ａ及び中央保持部２３ｂの平面形状は、
上面に保持する半導体チップの底面積に応じて決定すれ
ばよい。

【００４０】なお、第１の実施形態のように、開口部２
３ａの開口形状を弓形状とすると、外側の弧状部には角
部分が生じないことから、封止用樹脂材の開口部２３ａ
における流通が滑らかになり且つ機械的強度を保てるこ
と、また、内側の弦状部は直線であることから、中央保
持部２３ｂの面積を相対的に大きくできることから好ま
しい。

【００４１】また、図１及び図２（ａ）〜図２（ｃ）に
示すように、ダイパッド部１３の上面には、保持領域２
３を囲むように平面円形の第１の環状溝１３ａが形成さ
れている。第１の環状溝１３ａを設けることにより、該
第１の環状溝１３ａには、注入された封止用樹脂材が入
り込むため、熱膨張により生じる応力によってダイパッ
ド部１３の上面において封止用樹脂材の剥離が生じたと
しても、生じた剥離を第１の環状溝１３ａによってトラ
ップすることができるので、リードフレーム１０を用い
た樹脂封止型半導体装置の信頼性が向上する。なお、第
１の環状溝１３ａの平面形状は、円形でも方形でも良
く、さらには環状に限られない。例えば、孤立した溝部
を不連続に配置してもよく、また、その本数も２本以上
としてもよい。すなわち、ダイパッド部１３の面積と、
それに保持される半導体チップの面積によって決定すれ
ばよい。

【００４２】また、ダイパッド部１３の底面には、平面
方形で且つ角部を丸めた第２の環状溝１３ｂが保持領域
２３を囲むように形成されている。第２の環状溝１３ｂ
を設けることにより、ダイパッド部１３の底面上にはん
だ材等の固着材（接合材）を用いて実装用基板に実装す
る際に、固着材がダイパッド部１３の周囲にまで流出す
ることを防止できるため、実装用基板への実装精度が向
上する。その上、半導体チップの放熱によりダイパッド
部１３が受ける熱応力をも吸収することができる。な
お、ここでも、第２の環状溝部１３ｂの平面形状は方形
状に限られず、さらには、第２の環状溝部１３ｂの内側
又は外側に第３の環状溝部を設けてもよい。

【００４３】ところで、第１の実施形態は、リード部１
４及びランドリード部１５にも特徴を有している。

【００４４】すなわち、リード部１４とランドリード部
１５とは、それぞれの底面で外部端子（ランド部）を構
成し、リード部１４はその底面に加えて、フレーム枠部
１１との切断端面（側端面）においても外部端子として
実装用基板と電気的に接続が可能である。

【００４５】図１に示したように、リード部１４とラン
ドリード部１５とは、フレーム枠部１１に交互に形成さ
れており、それぞれの端部は、ランドリード部１５の方
がリード部１４よりもダイパッド部１３に近くなるよう
に形成されている。この構成により、リードフレーム１
０を樹脂封止した場合には、樹脂封止部（パッケージ）
の底面の周縁部に２列の外部端子が千鳥状に配置され
る。その結果、ランド・グリッド・アレイ（ＬＧＡ）型
のパッケージを、配線基板を用いることなく、板状の金
属部材からなるリードフレーム１０によって実現するこ
とができる。

【００４６】以下、リード部１４とランドリード部１５
の詳細な構成について図面を参照しながら説明する。

【００４７】図３（ａ）〜図３（ｃ）は第１の実施形態
に係るリードフレームのリード部及びランドリード部で
あって、（ａ）は平面構成を示し、（ｂ）は（ａ）のII
Ib−IIIb線におけるリード部の断面構成を示し、（ｃ）
は（ａ）のIIIc−IIIc線におけるランドリード部の断面
構成を示している。

【００４８】まず、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すよ
うに、リード部１４は、直線状のリードであり、端部に
丸みを持たせると共に該端部の上縁部にハーフエッチに
より形成されたボンディングパッド部となる張り出し部
１４ａが設けられている。さらに、リード部１４の上面
であって、張り出し部１４ａとフレーム枠部１１との間
の領域には、ハーフエッチによる溝部１４ｂが設けられ
ている。樹脂封止された後には、リード部１４の底面の
全体が露出してランド部となる。

【００４９】次に、図３（ａ）及び図３（ｃ）に示すよ
うに、ランドリード部１５も、直線状のリードであり、
端部に丸みを持たせると共に該端部の上縁部にハーフエ
ッチにより形成されたボンディングパッド部となる張り
出し部１５ａが設けられている。さらに、ランドリード
部１５の底面であって、張り出し部１５ａとフレーム枠
部１１との間の領域には、ハーフエッチによる薄肉部１
５ｂが設けられている。従って、ランドリード部１５の
底面における薄肉部１５ｂを除く部分、すなわち、張り
出し部１５ａを含む端部がランド部１５ｃとなる。

【００５０】第１の実施形態に係るリードフレーム１０
を用いて樹脂封止型半導体装置を製造すると、樹脂封止
を行なった後には、リード部１４はその底面とフレーム
枠部１１の切断後の側端面とが露出される片面封止構成
となる。従って、従来例に示したＱＦＰ型のようなフル
モールドパッケージのリード部とは異なり、封止用樹脂
材による応力及び基板実装後の応力がリード部１４に印
加される場合がある。

【００５１】これに対し、第１の実施形態においては、
リード部１４の上面に溝部１４ｂを設けているため、封
止用樹脂材による応力及び基板実装後の応力等がリード
部１４に印加されたとしても、溝部１４ｂによって応力
が吸収される。その結果、ワイヤボンディングされた金
属細線の接続部分における破壊を防止でき、実装後の半
導体装置の信頼性を確保できる。

【００５２】なお、リード部１４及びランドリード部１
５の本数は、搭載する半導体チップのピンの数によって
決定すればよい。

【００５３】また、第１の実施形態に係るリードフレー
ム１０は、その表面がめっき処理されており、例えば必
要に応じて、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）又
は金（Ａｕ）等の金属を積層した後に、めっき処理が施
される。

【００５４】また、リードフレーム１０は、半導体装置
としての１つ分の領域のみを図示しており、実際には、
１つ分のパターンが繰り返して形成されている。

【００５５】さらに、吊りリード１２にダミーランド部
を設けたり、また、吊りリード１２に屈曲部を設けても
よい。

【００５６】以上説明したように、第１の実施形態によ
ると、リードフレーム１０は、フレーム枠部１１に、互
いに長さが異なるリード部１４とランドリード部１５と
を交互に、いわゆる千鳥状に配置しているため、板状の
金属からなるフレーム体からＬＧＡ型のパッケージを作
製することができる。

【００５７】また、半導体チップを保持するダイパッド
部１３には、その中央部分が押し上げられてなる保持領
域２３を有しており、該保持領域２３には、封止用樹脂
材をダイパッド部１３の底面側に流通させる開口部２３
ａを設けている。この開口部２３ａにより、封止用樹脂
材がダイパッド部１３の底面側にも充填されるため、ダ
イパッド部１３の上面側と底面側との樹脂バランスが改
善される。その結果、封止用樹脂材の樹脂剥がれや半導
体チップ又は樹脂材に生じるクラック等を防止すること
ができる。

【００５８】その上、保持領域２３に設けた開口部２３
ａは、封止用樹脂材の注入用ゲートの配置位置と対向す
る位置に設けているため、該開口部２３ａにより囲まれ
てなる中央保持部２３ｂを支持する連結部２３ｃが、注
入される封止用樹脂材の障害とならない位置にずれる。
このため、ダイパッド部１３の下側に充填される封止用
樹脂材の流れが安定し、該ダイパッド部１３の下側に充
填された樹脂封止部４１にボイド等の欠陥が生じるおそ
れがなくなるので、樹脂封止されてなる半導体装置の信
頼性が向上する。

【００５９】また、注入される封止用樹脂材がダイパッ
ド部１３の下側にも充填されるようになることから、保
持領域２３に保持された半導体チップが受ける樹脂材の
注入圧力が緩和されるので、該半導体チップの位置ずれ
を防止することができる。

【００６０】（第２の実施形態）以下、本発明の第２の
実施形態について図面を参照しながら説明する。

【００６１】図４（ａ）及び図４（ｂ）は本発明の第２
の実施形態に係る樹脂封止型半導体装置であって、図４
（ａ）は平面構成を示し、図４（ｂ）は底面構成を示し
ている。

【００６２】第２の実施形態に係る樹脂封止型半導体装
置は、本発明の第１の実施形態に係るリードフレームを
用いて作製されている。従って、図４及び図５におい
て、図１及び図３に示す構成部材と同一の構成部材には
同一の符号を付すことにする。

【００６３】図４（ａ）に示すように、第２の実施形態
に係る樹脂封止型半導体装置４０の上面は封止用樹脂材
からなる樹脂封止部４１により全面的に覆われている。

【００６４】一方、図４（ｂ）に示すように、樹脂封止
型半導体装置４０の底面には、周縁部に配置されたリー
ド部１４の底面と、互いに隣接するリード部１４同士の
間で且つその内側に配置されたランドリード部１５のラ
ンド部１５ｃの底面とが、樹脂封止部４１から、いわゆ
る千鳥状に露出している。さらに、樹脂封止部４１の底
面の中央部には、ダイパッド部１３の底面が樹脂封止部
４１から露出している。また、ダイパッド部１３の保持
領域２３の内側には、第１の実施形態で説明した複数の
開口部２３ａを通して充填された樹脂封止部４１が露出
する。

【００６５】このように、樹脂封止部４１の底面から露
出するリード部１４の底面及び側端面とランドリード部
１５のランド部１５ｃの底面とは、プリント基板等の実
装用基板に実装される際に、２列の千鳥状のランド電極
（外部電極）となる。

【００６６】次に、樹脂封止型半導体装置４０の内部構
造を説明する。

【００６７】図５（ａ）及び図５（ｂ）は本発明の第２
の実施形態に係る樹脂封止型半導体装置であって、図５
（ａ）は図４（ａ）及び図４（ｂ）のＶａ−Ｖａ線にお
ける断面構成を示し、図５（ｂ）は図４（ａ）及び図４
（ｂ）のＶｂ−Ｖｂ線における断面構成を示している。

【００６８】リード部１４を含む断面である図５（ａ）
に示すように、ダイパッド部１３における保持領域２３
の上には、半導体チップ４２が銀ペースト材等からなる
導電性の固着材４３により固着されている。半導体チッ
プ４２の複数の電極パッド（図示せず）の一部はリード
部１４の上面と金（Ａｕ）からなる金属細線４４により
電気的に接続されている。

【００６９】同様に、ランドリード部１５を含む断面で
ある図５（ｂ）に示すように、半導体チップ４２の複数
の電極パッドの残部はランドリード部１５の上面と金属
細線４４により電気的に接続されている。

【００７０】さらに、半導体チップ４２及び金属細線４
４は樹脂封止部４１により覆われると共に、ダイパッド
部１３、リード部１４及びランドリード部１５は各露出
部を残して樹脂封止部４１により覆われている。ここ
で、リード部１４及びランドリード部１５の各底部は、
２０μｍ程度の厚さ分が樹脂封止部４１の底面から突き
出しており、この突き出し部分は、実装用基板への実装
時のスタンドオフとなる。同様に、ダイパッド部１３の
底面も同量が突き出しており、基板への実装時にはんだ
接合によって、ダイパッド部１３の放熱効率を向上する
ことができる。

【００７１】また、前述したように、ダイパッド部１３
における保持領域２３の下側部分にも封止用樹脂材が充
填されているため、保持領域２３の開口部２３ａにより
囲まれた中央保持部２３ｂに対して上方から印加される
圧力を吸収できるので、樹脂封止型半導体装置４０の信
頼性が向上する。

【００７２】さらに、樹脂封止型半導体装置４０は、図
６に示すように、リード部１４と実装用基板５０の電極
パッドとをはんだ材等の固着材５１により固着して実装
する。ここで、ランドリード部１５の場合はその底面部
分でのみ実装用基板５０と固着されるが、リード部１４
の場合は、その底面部分及び切断されて露出した側端面
が共に固着されて実装される。

【００７３】具体的には、通常、ランド電極は、その底
面部分でのみ実装用基板に固着されるが、第２の実施形
態においては、２列構成のランド電極のうち外側のラン
ド電極であるリード部１４の側端面が樹脂封止部４１か
ら露出している。このため、リード部１４の側端面に対
しても固着材５１を塗布することにより、固着材５１に
よりフィレットが形成され、該リード部１４は底面と側
端面との２点接合構造となって、実装用基板５０に対す
る電気的且つ機械的な接続強度が向上する。その結果、
実装用基板５０を含めて樹脂封止型半導体装置４０の信
頼性を向上することができる。

【００７４】このような２点接合構造となる実装形態
は、通常のリードフレームを用いたＬＧＡ型半導体装置
では実現することができない。第２の実施形態において
は、ランド電極の構成をランド電極（リード部１４）
と、リード型ランド電極（ランドリード部１５）との互
いに構成が異なる２種類のリードを用いた２列構成を採
用しているため、樹脂封止部４１の側面にも接続部分を
設けることができる。すなわち、リード部１４の底面及
び側端面の２点接合構造により、実装用基板５０との接
続の信頼性が格段に向上する。

【００７５】以上説明したように、第２の実施形態に係
る樹脂封止型半導体装置４０は、第１の実施形態に係る
リードフレーム１０を用いているため、樹脂封止部４１
の底面に半導体チップ４２と電気的に接続されたリード
部１４及びランドリード部１５からなる２列のランド電
極が千鳥状に配列された面実装型のパッケージを実現で
きる。その結果、従来例に示したＱＦＰ型パッケージに
おけるリード接合による基板への実装と比べて、実装位
置及び実装強度の信頼性が大きく向上する。

【００７６】その上、ダイパッド部１３の中央部分が上
方に押し上げられてなる保持領域２３には、複数の開口
部２３ａが設けられ、さらに、開口部２３ａの少なくと
も１つは樹脂材の注入用ゲートの配置位置と対向する位
置に設けられている。このため、各開口部２３ａにより
囲まれてなる中央保持部２３ｂを支持する連結部２３ｃ
が、注入される封止用樹脂材の障害とならない位置に配
置される。その結果、ダイパッド部１３の下側に充填さ
れる封止用樹脂材の流れが安定し、ダイパッド部１３の
下側に充填された樹脂封止部４１にボイド等の欠陥が生
じにくくなるので、半導体装置の信頼性が向上すること
になる。

【００７７】また、第２の実施形態に係る樹脂封止型半
導体装置４０は、従来のＢＧＡ型の半導体装置のよう
に、ランド電極を設けたポリイミド、セラミック又はプ
ラスティック等からなる配線基板を用いることなく、板
状の金属からなるリードフレーム１０からＬＧＡ型の半
導体装置を形成することができる。その結果、量産性に
優れるため、製造コストを低減することが可能となる。

【００７８】以下、前記のように構成された樹脂封止型
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。

【００７９】図７（ａ）〜図７（ｃ）及び図８（ａ）〜
図８（ｃ）は本発明の第２の実施形態に係る樹脂封止型
半導体装置の製造方法の工程順の断面構成を示してい
る。

【００８０】まず、図７（ａ）に示すように、第１の実
施形態に係る板状の金属からなるリードフレーム１０を
用意する。前述したように、ダイパッド部１３のほぼ中
央部には、半切段状態となるようにプレス加工されて上
方に押し上げられた保持領域２３が形成されている。保
持領域２３の周縁部には平面弓形状の４つの開口部２３
ａが形成され、それぞれの内側の開口辺（弦）に囲まれ
た中央部分が平面方形状で且つその上面で半導体チップ
を実質的に保持する中央保持部２３ｂとなる。

【００８１】ダイパッド部１３の周囲にはランドリード
部１５及びリード部（図示せず）が交互に配置されて形
成されている。

【００８２】次に、図７（ｂ）のダイボンド工程に示す
ように、用意されたリードフレーム１０におけるダイパ
ッド部１３の中央保持部２３ｂの上に、半導体チップ４
２を銀ペースト材等からなる導電性の固着材４３により
固着する。ここで、固着材４３は、半導体チップ４２が
保持領域２３の各開口部２３ａを塞がないようにする必
要がある。

【００８３】次に、図７（ｃ）のワイヤボンド工程に示
すように、ダイパッド部１３の上に固着された半導体チ
ップ４２の主面上に設けられた電極パッド（図示せず）
と、リードフレーム１０のランドリード部１５及びリー
ド部（図示せず）の各端部の上面とを金属細線４４によ
り電気的に接続する。ここで、ランドリード部１５にお
ける金属細線４４のボンディング領域となる端部の上面
の面積は張り出し部１５ａを含めて、例えば１００μｍ
² 以上としている。リード部の端部の上面の面積も同様
である。

【００８４】また、リードフレーム１０は、保持領域２
３に中央保持部２３ｂを有しており、半導体チップ４２
は固着材４３により中央保持部２３ｂの上に固着されて
いるため、金属細線４４のボンディング時の機械的な衝
撃、並びにワイヤボンド工程に伴う、半導体チップ４２
が搭載された状態のリードフレーム１０の移動時及び搬
送時の振動や衝撃によって、搭載された半導体チップ４
２が位置ずれを生じたり、ダイパッド部１３から脱落し
たりするという不具合を防止することができる。

【００８５】次に、図８（ａ）に示すように、リードフ
レーム１０の底面、すなわち、ダイパッド部１３の周縁
部、ランドリード部１５のランド部１５ｃ及びリード部
（図示せず）の各底面に封止用テープ材又は封止用シー
ト材５２を密着するように貼付する。ここで、例えば封
止用シート材５２は、リードフレーム１０に対して接着
力がなく、後述する樹脂封止工程の後にピールオフ等に
より容易に除去可能な樹脂材からなり、樹脂封止工程に
おいてリードフレーム１０における樹脂封止部からの露
出部分に封止用樹脂材が回り込まないような材料を選
ぶ。その結果、ダイパッド部１３、ランドリード部１５
及びリード部（図示せず）の各底面に対する樹脂バリの
付着を防止できるため、通常は樹脂バリを除去するのに
必要なウォータジェット工程を省略することができる。

【００８６】次に、図８（ｂ）の樹脂封止工程に示すよ
うに、封止用シート材５２を貼付した状態で、リードフ
レーム１０の上面を封止用樹脂材により、半導体チップ
４２、金属細線４４、ダイパッド部１３、ランドリード
部１５及びリード部（図示せず）を封止することによ
り、樹脂封止部４１を形成する。ここで、通常の上金型
及び下金型からなる封止金型を用いたトランスファモー
ルドにより片面封止を行なう。封止用樹脂材を注入する
際には、ランドリード部１５及びリード部（図示せず）
のフレーム枠部との接続部分、すなわち樹脂封止されな
い外側のリード部分に対して、上下封止金型により封止
用シート材５２を介して押圧する。このように、ランド
リード部１５及びリード部（図示せず）の各底面を封止
用シート材５２に押圧し且つ密着させた状態で封止する
ことにより、樹脂バリの発生を確実に防止することがで
きる。その上、ダイパッド部１３、ランドリード部１５
及びリード部（図示せず）の各底部に樹脂封止部４１の
底面から露出する、いわゆるスタンドオフを形成するこ
とができる。

【００８７】なお、前述したように、リードフレーム１
０におけるダイパッド部１３の保持領域２３には開口部
２３ａが設けられているため、注入された封止用樹脂材
はダイパッド部１３の保持領域２３の下側部分にも充填
されるため、注入される封止樹脂材の圧力が半導体チッ
プ４２の片面にのみ印加されることによる該半導体チッ
プ４２の損傷を防止することができる。

【００８８】さらに、保持領域２３に設けた４つの平面
弓形状の開口部２３ａのうちの１つは、封止金型に設け
られた封止用樹脂材の注入用ゲートの配置位置（設定位
置）と対向する位置に開口されている。このため、保持
領域２３における中央保持部２３ｂを支持する連結部
が、封止用樹脂材の流通の大きな障害とならなくなるの
で、封止用樹脂材の保持領域２３の下側部分への流れが
安定する。その結果、保持領域２３の下側部分に充填さ
れた封止用樹脂材中のボイドの発生を防止することがで
きる。

【００８９】なお、封止用シート材５２をリードフレー
ム１０の底面に貼付する工程において、上金型又は下金
型の内部にあらかじめ封止用シート材５２を供給してお
き、封止用樹脂材の注入前に密着させてもよい。また、
封止前の別工程で封止用シート材５２をリードフレーム
１０の底面に貼付し、封止用シート材５２が貼付された
状態のリードフレーム１０を封止金型に供給してもよ
い。

【００９０】次に、図８（ｃ）に示すように、封止用シ
ート材５２をリードフレーム１０から剥がして除去した
後、吊りリード、ランドリード部及びリード部の各リー
ド部をフレーム枠部から切断する。このとき、各リード
部の外側の端面が樹脂封止部４１の側面と実質的に同一
となるように切断する。これにより、図４（ｂ）に示し
たように、リード部１４及びランドリード部１５の各底
面は、樹脂封止部４１の底面から露出してランド電極と
なる。また、ダイパッド部１３の底面も露出して放熱性
が向上する。さらに、このとき、図５（ａ）に示したよ
うに、リード部１４の側端面も外部電極となる。なお、
封止用樹脂材が注入される注入用ゲートの配置位置は、
封止用樹脂材が固化する際に形成されるランナー部を除
去した後の痕跡として樹脂封止部４１の側面に残るため
判別が可能である。

【００９１】以上説明したように、第２の実施形態に係
る樹脂封止型半導体装置の製造方法によると、第１の実
施形態に係るリードフレーム１０を用いているため、パ
ッケージ（樹脂封止部４１）の底面には、その周縁部に
配置されたリード部１４と該リード部１４と交互に千鳥
状に配置されたランドリード部１５のランド部１５ｃと
により２列構成の外部端子が形成されて、ＬＧＡ型のパ
ッケージを実現できる。また、リード部１４の切断後の
側端面は、パッケージの側面から露出するため、該側端
面と底面との両面で実装用基板と電気的且つ機械的な接
合が可能となるので、実装の信頼性を向上することがで
きる。

【００９２】その上、リードフレーム１０のダイパッド
部１３の保持領域２３に形成された開口部２３ａは、封
止用樹脂材の注入用ゲートと対向する位置に設けられて
いるため、開口部２３ａにより囲まれた中央保持部２３
ｂをダイパッド部１３に連結する連結部２３ｃの位置
が、注入される封止用樹脂材の流れの方向からずれる。
このため、連結部２３ｃが封止用樹脂材の流通の大きな
障害とならなくなるので、封止用樹脂材の保持領域２３
の下側部分への流れが安定する。その結果、保持領域２
３の下側部分に充填された封止用樹脂材中のボイドの発
生が防止されるため、樹脂封止型半導体装置の信頼性が
向上する。

【００９３】

【発明の効果】本発明に係るリードフレーム及びそれを
用いた樹脂封止型半導体装置によると、パッケージの底
面に配置されるランド電極を、キャリア（配線基板）等
を用いることなく、板状のフレーム体から形成すること
ができる。その上、パッケージを構成する封止用樹脂材
が、ダイパッド部の上面の一部をその残部よりも高くし
てなる保持領域に開口した開口部を通してダイパッド部
の底面側にも充填されるため、ダイパッド部はその上側
と下側とが共に封止用樹脂材により覆われるので、ダイ
パッド部及び半導体チップの樹脂バランスが改善され
る。これにより、ダイパッド部と封止用樹脂材又は半導
体チップと封止用樹脂材との熱膨張係数の差に起因する
熱応力によって樹脂封止部に発生する樹脂剥がれやクラ
ック、及び半導体チップに発生するクラック等を防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係るリードフレーム
を示す平面図である。

【図２】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係
るリードフレームのダイパッド部を示し、（ａ）は平面
図であり、（ｂ）は（ａ）のIIｂ−IIｂ線における断面
図であり、（ｃ）は（ａ）のIIｃ−IIｃ線における断面
図である。

【図３】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係
るリードフレームのリード部及びランドリード部を示
し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のIIIｂ−I
IIｂ線におけるリード部の断面図であり、（ｃ）は
（ａ）のIIIｃ−IIIｃ線におけるランドリード部の断面
図である。

【図４】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第２の実施形態に
係る樹脂封止型半導体装置を示し、（ａ）は平面図であ
り、（ｂ）は底面図である。

【図５】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第２の実施形態に
係る樹脂封止型半導体装置を示し、（ａ）は図４（ａ）
及び（ｂ）のＶａ−Ｖａ線における断面図であり、
（ｂ）は図４（ａ）及び（ｂ）のＶｂ−Ｖｂ線における
断面図である。

【図６】本発明の第２の実施形態に係る樹脂封止型半導
体装置の実装用基板上に実装した状態を示す断面図であ
る。

【図７】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第２の実施形態に係
る樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す工程順の構成
断面図である。

【図８】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第２の実施形態に係
る樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す工程順の構成
断面図である。

【図９】（ａ）及び（ｂ）は従来のリードフレームを示
し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のIXｂ−IX
ｂ線における断面図である。

【図１０】従来の樹脂封止型半導体装置を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１０ リードフレーム １１ フレーム枠部 １２ 吊りリード １３ ダイパッド部 １３ａ 第１の環状溝 １３ｂ 第２の環状溝 １４ リード部 １４ａ 張り出し部 １４ｂ 溝部 １５ ランドリード部 １５ａ 張り出し部 １５ｂ 薄肉部 １５ｃ ランド部 ２３ 保持領域 ２３ａ 開口部 ２３ｂ 中央保持部 ２３ｃ 連結部 ３０ 封止領域 ３１ 注入用ゲートの配置位置 ４０ 樹脂封止型半導体装置 ４１ 樹脂封止部 ４２ 半導体チップ ４３ 固着材 ４４ 金属細線（導体線） ５０ 実装用基板 ５１ 固着材 ５２ 封止用シート材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開2001−24133（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−52357（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 23/50

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フレーム枠部の内側に吊りリードにより
   支持されたダイパッド部と、 それぞれの、一端が前記フレーム枠部と接続され、他端
   が前記ダイパッド部と対向する複数のリード部とを備
   え、 前記ダイパッド部は、上面の一部がその残部よりも高く
   なるように形成された平面方形状の保持領域を有し、 前記保持領域には、前記ダイパッド部の表裏方向に開口
   する複数の開口部が形成されており、 前記複数の開口部のうちの１つは、封止用樹脂材の注入
   用ゲートの配置位置と対向する位置に設けられているこ
   とを特徴とするリードフレーム。
2. 【請求項２】 ダイパッド部と、 前記ダイパッド部の上面に固着された半導体チップと、 それぞれ、前記ダイパッド部の周囲に配置され、前記半
   導体チップと導体線により電気的に接続されると共にそ
   の底面が露出した複数のリード部と、 前記半導体チップ、ダイパッド部及び複数のリード部を
   一体に封止する封止用樹脂材からなる樹脂封止部とを備
   え、 前記ダイパッド部は、上面の一部がその残部よりも高く
   なるように形成された平面方形状の保持領域を有し、 前記保持領域には、前記ダイパッド部の表裏方向に開口
   する複数の開口部が形成されており、 前記複数の開口部のうちの１つは、前記樹脂封止部を形
   成する際の前記封止用樹脂材の注入用ゲートの配置位置
   と対向する位置に設けられていることを特徴とする樹脂
   封止型半導体装置。
3. 【請求項３】 前記ダイパッド部における前記保持領域
   の下側にも前記封止用樹脂材が充填されていることを特
   徴とする請求項２に記載の樹脂封止型半導体装置。
4. 【請求項４】 前記複数のリード部のうち前記樹脂封止
   部の外側に配置されたリード部は、その底面と側端面と
   が共に前記樹脂封止部から露出していることを特徴とす
   る請求項２に記載の樹脂封止型半導体装置。
5. 【請求項５】 前記複数のリード部は、前記ダイパッド
   部の周囲を少なくとも２列に配置されていることを特徴
   とする請求項２に記載の樹脂封止型半導体装置。
6. 【請求項６】 フレーム枠部の内側に吊りリードにより
   支持されたダイパッド部と、それぞれの、一端が前記フ
   レーム枠部と接続され、他端が前記ダイパッド部と対向
   する複数のリード部とを備えたリードフレームを用意す
   る第１の工程と、 前記ダイパッド部の上に半導体チップを固着する第２の
   工程と、 導体線により前記半導体チップと前記複数のリード部と
   を電気的に接続する第３の工程と、 前記半導体チップ、ダイパッド部及び複数のリード部を
   封止用樹脂材により一体に封止する第４の工程と、 前記フレーム枠部から前記樹脂封止部を分離する第５の
   工程とを備え、 前記リードフレームにおけるダイパッド部は、上面の一
   部がその残部よりも高くなるように形成された平面方形
   状の保持領域を有し、 前記保持領域には、前記ダイパッド部の表裏方向に開口
   する複数の開口部が形成されており、 前記複数の開口部のうちの１つは、前記封止用樹脂材の
   注入用ゲートの配置位置と対向する位置に設けられてい
   ることを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造方法。
7. 【請求項７】 前記第３の工程と前記第４の工程との間
   に、 前記フレーム枠部、ダイパッド部及び複数のリード部の
   各底面と密着するように封止用シート材を貼付する工程
   をさらに備えていることを特徴とする請求項６に記載の
   樹脂封止型半導体装置の製造方法。