JP3523769B2 - 半導体装置の製造方法およびリードフレーム - 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、半導体製造技術に
関し、特に、樹脂封止の際のフレーム反りを防止する半
導体装置の製造方法およびリードフレームに関する。

【０００２】

【従来の技術】以下に説明する技術は、本発明を研究、
完成するに際し、本発明者によって検討されたものであ
り、その概要は次のとおりである。

【０００３】表面実装形でかつ樹脂封止形の半導体装置
の一例としてＱＦＰ（Quad Flat Package)が知られてい
る。

【０００４】ここで、一度に多数のＱＦＰを製造する技
術として、複数のリード部と半導体チップを搭載するタ
ブとを有する単位フレーム部が行列配置されたリードフ
レーム（以降、マトリックスフレームと呼ぶ）を用いる
技術があり、この技術は、例えば、特開平５−２９９４
５７号公報に記載されている。

【０００５】なお、ＱＦＰにおいては、半導体チップの
電極の配列などにより、マトリックスフレームの単位フ
レーム部における列方向と行方向とでリード本数が異な
る場合、樹脂封止後の樹脂本体部はその表裏面が長方形
に形成される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記した技
術において、樹脂本体部の表裏面が長方形に形成され、
かつタブの大きさが半導体チップよりも大きい構造の半
導体装置の場合、樹脂封止による加熱・冷却の際に、封
止用の樹脂とマトリックスフレームとの材料の熱膨張係
数の差から両者の伸縮度に差が生じる。

【０００７】さらに、樹脂が冷えて硬化する際には、樹
脂本体部のゲート角部に向かって樹脂が縮んで硬化する
ため、長方形の縦方向の圧縮応力と横方向の圧縮応力と
に差を生じ、これによって、マトリックスフレーム上の
基準孔によって表される単位フレーム部の所定中心線
と、樹脂封止によって形成された樹脂本体部の中心線と
に中心ずれが発生する。

【０００８】また、樹脂本体部の縦方向の圧縮応力と横
方向の圧縮応力とに差を生じるため、マトリックスフレ
ームの列間の単位フレーム部に掛かる熱応力が不均一に
なる。

【０００９】これにより、マトリックスフレームでフレ
ーム反りが発生し、列間の樹脂本体部において前記中心
ずれの量が大きく異なるという現象が起こる。

【００１０】その結果、リード部の切断・成形工程にお
いて使用する切断金型を製造する際に、列間で発生する
前記中心ずれの差を考慮しなければならないという問題
が起こる。

【００１１】また、マトリックスフレーム上において、
単位フレーム部の所定中心線と樹脂本体部の中心線との
中心ずれの量が大きいと、切断・成形工程でアウターリ
ードが変形することがあり、半導体装置の品質を低下さ
せるという問題が起こる。

【００１２】本発明の目的は、樹脂封止の際のフレーム
反りを防止し、かつ品質を向上させる半導体装置の製造
方法およびリードフレームを提供することにある。

【００１３】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００１５】すなわち、本発明の半導体装置の製造方法
は、複数のリード部とタブとを有するとともに行列配置
された単位フレーム部の４つの角部のうち、樹脂封止の
際に樹脂が注入されるゲート角部とこれに並んで前記単
位フレーム部の所定中心線に対して直角を成す方向に配
置された基端側角部とが樹脂硬化時に樹脂本体部の縦方
向の圧縮応力と横方向の圧縮応力との差に耐えることが
できる剛性を有するように枠部によって支持され、かつ
前記ゲート角部および前記基端側角部以外の２つの反基
端側角部が前記基端側角部の剛性より小さい剛性を有す
るように枠部によって支持された前記リードフレームを
準備する工程と、前記タブに半導体チップを搭載する工
程と、前記半導体チップと前記リード部とを電気的に接
続する工程と、前記単位フレーム部の前記ゲート角部か
ら封止用の樹脂を注入して前記半導体チップおよびその
周辺部を樹脂封止することにより樹脂本体部を形成する
工程と、前記リードフレームから前記単位フレーム部を
分離する工程とを有するものである。

【００１６】また、本発明のリードフレームは、複数の
リード部と半導体チップを搭載するタブとを有するとと
もに行列配置された単位フレーム部と、前記単位フレー
ム部を連結して支持しかつ前記単位フレーム部の所定中
心線を表す基準孔が形成された枠部とを有し、前記単位
フレーム部の４つの角部のうち、樹脂封止の際に樹脂が
注入されるゲート角部とこれに並んで前記所定中心線に
対して直角を成す方向に配置された基端側角部とが樹脂
硬化時に樹脂本体部の縦方向の圧縮応力と横方向の圧縮
応力との差に耐えることができる剛性を有するように前
記枠部によって支持され、かつ前記ゲート角部および前
記基端側角部以外の２つの反基端側角部が前記基端側角
部の剛性より小さい剛性を有するように前記枠部によっ
て支持されているものである。

【００１７】これにより、樹脂の硬化時に、基端側角部
が有する剛性によって、樹脂本体部の縦方向の圧縮応力
と横方向の圧縮応力との差に耐えることが可能になる。
その結果、樹脂本体部が硬化する際に、樹脂本体部が単
位フレーム部の所定中心線に対して傾斜して硬化するこ
とを低減でき、したがって、樹脂本体部の中心線と単位
フレーム部の所定中心線との中心ずれを低減することが
できる。

【００１８】さらに、２つの反基端側角部が基端側角部
の剛性より小さい剛性で支持されていることにより、各
々の単位フレーム部自体の剛性を小さくすることができ
るため、単位フレーム部に掛かる熱応力の列間の差を緩
和し、かつ各々に単位フレーム部にほぼ均一に熱応力を
掛けることができる。これにより、マトリックスフレー
ムにおけるフレーム反りの発生を防止できる。

【００１９】なお、本発明のリードフレームは、複数の
リード部と半導体チップを搭載するタブとを有するとと
もに行列配置された単位フレーム部と、前記単位フレー
ム部を連結して支持する枠部とを有し、前記単位フレー
ム部の４つの角部のうち、樹脂封止の際に樹脂が注入さ
れるゲート角部とこれに並んで樹脂成形装置のポット側
に配置された基端側角部であるポット側角部とが樹脂硬
化時に樹脂本体部の縦方向の圧縮応力と横方向の圧縮応
力との差に耐えることができる剛性を有するように前記
枠部によって支持され、かつ前記ゲート角部および前記
ポット側角部以外の２つの反基端側角部であるポット遠
方側角部が前記ポット側角部の剛性より小さい剛性を有
するように前記枠部によって支持されているものであ
る。

【００２０】また、本発明のリードフレームは、鉄系合
金によって形成されているものである。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００２２】なお、実施の形態を説明するための全図に
おいて同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、
その繰り返しの説明は省略する。

【００２３】図１は本発明によるリードフレーム（マト
リックスフレーム）の構造の実施の形態の一例を示す平
面図、図２は図１のマトリックスフレームにおけるＡ部
の詳細構造を示す拡大部分平面図、図３は図２のマトリ
ックスフレームにおけるＢ部の詳細構造を示す拡大部分
平面図、図４は本発明のリードフレームを用いて製造さ
れた半導体装置（ＱＦＰ) の構造の実施の形態の一例を
示す断面図、図５は本発明の半導体装置の製造方法にお
けるタブへの接合材の塗布方法の実施の形態の一例を示
す側面図、図６は図５の接合材の塗布方法によって接合
材が塗布されたリードフレームを示す拡大部分平面図、
図７は本発明の半導体装置の製造方法における半導体チ
ップの接合方法の実施の形態の一例を示す側面図、図８
は図７の接合方法によって半導体チップが搭載されたマ
トリックスフレームの構造を示す平面図、図９は本発明
の半導体装置の製造方法におけるワイヤボンディング方
法の実施の形態の一例を示す側面図、図１０は本発明の
半導体装置の製造方法に用いられる樹脂成形装置の実施
の形態の一例を示す斜視図、図１１は図１０の樹脂成形
装置の樹脂成形部を一部断面にして示す詳細構成図、図
１２は図１１の樹脂成形部における下金型の構造を示す
平面図、図１３は図１２の下金型におけるＣ部の詳細構
造を示す拡大部分平面図、図１４は図１２の下金型にマ
トリックスフレームを載置した状態を示す平面図、図１
５は図１４のマトリックスフレームにおけるＤ部の詳細
構造を示す拡大部分平面図、図１６は図１０の樹脂成形
装置によって樹脂封止が行われたマトリックスフレーム
を示す部分平面図、図１７は本発明の半導体装置の製造
方法における樹脂本体部の中心ずれの算出方法の実施の
形態の一例を示す中心ずれ概念図、図１８は本発明の実
施の形態のリードフレームおよび他の実施の形態のリー
ドフレームのシミュレーションの結果の一例を示す判定
結果図である。

【００２４】まず、図１〜図４を用いて、本実施の形態
のリードフレームの概略構成について説明する。

【００２５】前記リードフレームは、半導体チップ１を
搭載するタブ２ａを備えるとともに、樹脂封止形の半導
体装置に用いられるものであり、複数のリード部２ｂと
タブ２ａとを有する単位フレーム部２ｃがマトリックス
状に行列配置されたマトリックスフレーム２である。

【００２６】また、このマトリックスフレーム２は、前
記半導体装置の樹脂本体部４（図４参照）の表裏面の形
状すなわち平面形状が長方形を成すものに用いられるも
のであり、したがって、単位フレーム部２ｃが長方形を
成すものである。

【００２７】さらに、本実施の形態における単位フレー
ム部２ｃが有するタブ２ａは、そのチップ搭載面２ｄの
大きさが半導体チップ１より小さく形成されている（以
降、このタブ構造を小タブ構造と呼ぶ）。

【００２８】すなわち、本実施の形態のマトリックスフ
レーム２は、小タブ構造のものである。

【００２９】なお、本実施の形態においては、図１に示
すように、マトリックスフレーム２の長手方向（横方
向）を列と呼び、この列の方向と直角を成す方向（縦方
向）を行と呼ぶことにする。

【００３０】ただし、列と行の呼び方は、逆であっても
よい。

【００３１】また、本実施の形態のマトリックスフレー
ム２は、列方向と行方向とのそれぞれに少なくとも２つ
の長方形の単位フレーム部２ｃが設けられたものであ
り、本実施の形態で説明する図１に示したマトリックス
フレーム２は、各々の列に５つの単位フレーム部２ｃが
設けられ、かつ各々の行に２つの単位フレーム部２ｃが
設けられている。

【００３２】つまり、２つの列のそれぞれに５個の単位
フレーム部２ｃが設けられた５行２列配置であり、５個
の長方形の単位フレーム部２ｃが列状に連結されるとと
もに、その連結された５個の単位フレーム部２ｃが２列
に形成されている。

【００３３】これによって、本実施の形態の１枚のマト
リックスフレーム２には、１０個の単位フレーム部２ｃ
が設けられており、１枚のマトリックスフレーム２か
ら、１０個の半導体装置を製造することができる。

【００３４】ただし、マトリックスフレーム２に設けら
れる単位フレーム部２ｃの数は、１０個に限定されるも
のではなく、例えば、単位フレーム部２ｃが８行２列配
置などで１枚のマトリックスフレーム２に１６個設けら
れたものであってもよく、その際には、１枚のマトリッ
クスフレーム２から１６個の半導体装置を製造できる。

【００３５】なお、マトリックスフレーム２が長方形で
なく、例えば、ほぼ正方形に近い形状である場合、すな
わち、単位フレーム部２ｃが２行２列配置などで４個設
けられたマトリックスフレーム２の場合には、図面上に
おける横方向を列と呼び、この列の方向と直角を成す縦
方向を行と呼ぶ。

【００３６】次に、前記マトリックスフレーム２の詳細
構造について説明する。

【００３７】図１〜図３に示すように、マトリックスフ
レーム２は、複数のリード部２ｂと１つのタブ２ａとを
有して長方形を成すとともに行列配置された単位フレー
ム部２ｃと、単位フレーム部２ｃを連結して支持する枠
部である外枠部２ｆおよび内枠部２ｇ，２ｔとからな
り、単位フレーム部２ｃの４つの角部のうち、樹脂封止
の際に樹脂が注入されるゲート角部２ｗとこれに並んで
樹脂成形装置１０（図１０参照）のポット１０ｃ（図１
１参照）側に配置された基端側角部であるポット側角部
２ｘとがほぼ同じ剛性を有するように外枠部２ｆまたは
内枠部２ｇ，２ｔによって支持され、かつゲート角部２
ｗおよびポット側角部２ｘ以外の２つの反基端側角部で
あるポット遠方側角部２ｙがポット側角部２ｘの剛性よ
り小さい剛性を有するように外枠部２ｆまたは内枠部２
ｇ，２ｔによって支持されている。

【００３８】ここで、本実施の形態のマトリックスフレ
ーム２は、単位フレーム部２ｃが長方形を成すものであ
る。

【００３９】これは、図４に示す半導体チップ１に設け
られたボンディングパッド７の配列によって、単位フレ
ーム部２ｃに設けられたリード部２ｂの縦方向（行方
向）の本数と横方向（列方向）の本数とが異なるためで
あり、本実施の形態は、図２に示すように、リード部２
ｂの縦方向の本数が横方向の本数より多く設けられた場
合である。

【００４０】したがって、単位フレーム部２ｃが長方形
となり、その結果、この単位フレーム部２ｃを有するマ
トリックスフレーム２を用いて製造した半導体装置の樹
脂本体部４（図４参照）の表裏面の形状は長方形を成
す。

【００４１】なお、単位フレーム部２ｃの長方形の形状
は、図２の単位フレーム部２ｃの長手方向を横に向けた
形状、つまり、リード部２ｂの横方向の本数が縦方向の
本数より多い場合であってもよい。

【００４２】ここで、長方形を成すそれぞれの単位フレ
ーム部２ｃは、マトリックスフレーム２の最外周部であ
りかつ５個の単位フレーム部２ｃを連結している外枠部
２ｆ（枠部）と、各単位フレーム部２ｃ間を分離するよ
うに形成されている内枠部２ｇ，２ｔ（枠部）とによっ
て支持され、ゲート角部２ｗとポット側角部２ｘとその
他２つのポット遠方側角部２ｙとの４つの角部を有して
いる。

【００４３】なお、ゲート角部２ｗに並んで設けられた
ポット側角部２ｘは、ゲート角部２ｗと並んで設けられ
た２つの角部のうち、単位フレーム部２ｃの所定中心線
２ｍと直角を成す方向に配置された角部である。

【００４４】ここで、マトリックスフレーム２の４つの
外枠部２ｆのうちの１つには、単位フレーム部２ｃの所
定中心線２ｍを表す基準孔である位置決め孔２ｋが、単
位フレーム部２ｃの各行ごとに形成されている。

【００４５】つまり、この位置決め孔２ｋは、各々の単
位フレーム部２ｃの横方向の中心を求める際の基準とな
るものであり、その結果、図２に示すマトリックスフレ
ーム２において、位置決め孔２ｋ上でマトリックスフレ
ーム２の長手方向に対して直角に架空の中心線である所
定中心線２ｍを描くことにより、この所定中心線２ｍが
各々の単位フレーム部２ｃの横方向の中心を表すことに
なる。

【００４６】なお、本実施の形態のマトリックスフレー
ム２では、ポット側角部２ｘは、ゲート角部２ｗに並ぶ
とともに、樹脂成形装置１０が有するポット１０ｃ側に
配置された角部である。

【００４７】また、単位フレーム部２ｃのゲート角部２
ｗには、この付近の剛性を緩和させるとともに、樹脂封
止後の残留樹脂８（図１６参照）を除去する際に用いら
れる円形の剛性緩和孔２ｒが設けられている。

【００４８】さらに、ポット側角部２ｘには、この付近
の剛性を緩和させるために、ゲート角部２ｗに形成され
た剛性緩和孔２ｒとほぼ同じ面積の剛性緩和孔２ｓが形
成されている。

【００４９】また、２つのポット遠方側角部２ｙには、
この付近の剛性を緩和させるために、剛性緩和孔２ｓま
たは剛性緩和孔２ｒより大きな面積のＬ形の反基端側剛
性緩和孔２ｚが形成されている。

【００５０】なお、反基端側剛性緩和孔２ｚの面積が、
剛性緩和孔２ｓおよび剛性緩和孔２ｒの面積より大きい
ため、２つのポット遠方側角部２ｙは、ゲート角部２ｗ
あるいはポット側角部２ｘより小さい剛性を有して支持
されている。

【００５１】また、本実施の形態のマトリックスフレー
ム２の単位フレーム部２ｃにおいては、単位フレーム部
２ｃの４方向の複数のリード部２ｂにそれぞれほぼ沿っ
て４つの細長い剛性緩和スリット２ｖが形成されてい
る。

【００５２】さらに、単位フレーム部２ｃにおいては、
２つのポット遠方側角部２ｙのそれぞれに配置された２
つの剛性緩和スリット２ｖのスリット端部間距離１７
（図３参照）が、ゲート角部２ｗおよびポット側角部２
ｘのそれぞれに配置された２つの剛性緩和スリット２ｖ
のスリット端部間距離１８より短く形成されている。

【００５３】これによっても、２つのポット遠方側角部
２ｙのそれぞれの剛性は、ゲート角部２ｗあるいはポッ
ト側角部２ｘの剛性よりも小さい状態となっている。

【００５４】ここで、単位フレーム部２ｃおよびその周
辺に設けられた剛性緩和孔２ｒ，２ｓ，および剛性緩和
スリット２ｖは、樹脂封止の際にマトリックスフレーム
２に掛かった熱応力から発生する歪を緩和するものであ
る。

【００５５】また、単位フレーム部２ｃは、図４に示す
半導体装置であるＱＦＰ（Quad Flat Package)を構成す
るために必要なマトリックスフレーム２上の各部材によ
って構成されている。

【００５６】すなわち、内枠部２ｇ，２ｔおよび外枠部
２ｆによって囲まれてなる単位フレーム部２ｃの中央部
には、半導体集積回路および電極が主面１ａに形成され
た半導体チップ１を搭載するための平面形状が円形のタ
ブ２ａ（ダイパッドもしくはアイランドともいう）が形
成されており、かつ、このタブ２ａは小タブ構造のもの
であり、単位フレーム部２ｃの内枠部２ｇ，２ｔおよび
外枠部２ｆの内側から延在する４本の吊りリード２ｅに
よって支持されている。

【００５７】また、タブ２ａの周囲には、マトリックス
フレーム２の内枠部２ｇ，２ｔおよび外枠部２ｆから枠
内方に向けて延在された複数のリード部２ｂが配置され
ている。さらに、リード部２ｂの中途部において、各々
のリード部２ｂは樹脂封止時の樹脂の流出を阻止するダ
ムバー２ｈによって連結され支持されている。同時にダ
ムバー２ｈは、吊りリード２ｅの外方端部であり単位フ
レーム部２ｃの４つの角部に連結されている。

【００５８】したがって、単位フレーム部２ｃにおい
て、ダムバー２ｈより内方領域が樹脂封止領域となり、
さらに、各リード部２ｂにおいて、ダムバー２ｈの内側
からタブ２ａに延在しかつ樹脂によって封止される箇所
がインナーリード２ｉであり、ダムバー２ｈより外側に
延在し、かつ樹脂によって封止されずに露出する箇所が
アウターリード２ｊである。

【００５９】また、各々の単位フレーム部２ｃを支持す
る外枠部２ｆには、モールド工程時または切断・成形工
程時にモールド金型である下金型１０ｂ（図１１参照）
または切断・成形金型（図示せず）にマトリックスフレ
ーム２を載置する際の案内並びに固定するための位置決
め孔２ｋ，２ｌ，２ｎが設けられている。

【００６０】ここで、モールド工程は、図４に示す半導
体チップ１、タブ２ａ、インナーリード２ｉおよび金線
ワイヤ３がエポキシ系の熱硬化性の樹脂などによってモ
ールドして樹脂本体部４を形成する工程であり、切断・
成形工程は、前記モールド工程後、図２に示すマトリッ
クスフレーム２の不要箇所、すなわち樹脂本体部４の外
部に露出したダムバー２ｈ、外枠部２ｆおよび内枠部２
ｇ，２ｔを所定の形状に切断および曲げ成形を行う工程
である。

【００６１】なお、位置決め孔２ｋ，２ｌは、前記モー
ルド工程と前記切断・成形工程との両工程で用いられる
孔であり、位置決め孔２ｎは、前記切断・成形工程のみ
において用いられる孔である。

【００６２】したがって、前記モールド工程において
は、位置決め孔２ｋ，２ｌの２つの孔を使用し、前記切
断・成形工程においては、位置決め孔２ｋ，２ｌ，２ｎ
の３種類の孔（位置決め孔２ｎは３個）を使用する。

【００６３】ここで、位置決め孔２ｋは、両工程におけ
る基準孔であり、単位フレーム部２ｃが形成された各行
ごとに樹脂成形装置１０（図１０参照）のポット１０ｃ
近傍の外枠部２ｆに設けられており、例えば、下金型１
０ｂの位置決めピン１０ｈ（図１２参照）に対してマー
ジンが極めて少ないように高精度に設けられている。

【００６４】また、位置決め孔２ｌは、位置決め孔２ｋ
が設けられた外枠部２ｆと同じ外枠部２ｆにおいて、単
位フレーム部２ｃの各列ごとに位置決め孔２ｋの近傍に
設けられた長孔である。

【００６５】すなわち、位置決め孔２ｌは、位置決め孔
２ｋとは異なり、前記下金型１０ｂの位置決めピン１０
ｉ（図１２参照）に対して大きめにマージンを持たせて
設けられたものである。

【００６６】なお、モールド工程においては、この２つ
の位置決め孔２ｋ，２ｌのみによって位置決めを行うた
め、樹脂成形時に、マトリックスフレーム２の各単位フ
レーム部２ｃに対してゲート角部２ｗ付近から放射状の
熱応力が掛かった際にも、マトリックスフレーム２にお
いてポット１０ｃ側の外枠部２ｆから放射状に離れる方
向では位置決めが行われていないことにより、前記熱応
力を逃がすことが可能になり、前記熱応力によってマト
リックスフレーム２に歪が発生するのを防ぐことができ
る。

【００６７】また、本実施の形態のマトリックスフレー
ム２においては、切断・成形工程で位置決めとして用い
る孔が単位フレーム部２ｃの１行ごとに３種類合計５個
設けられている。

【００６８】ここで、本実施の形態のマトリックスフレ
ーム２には、樹脂封止時に付着した残留樹脂８（図１６
参照）を除去する際に用いられる樹脂除去用孔２ｐが、
列方向に並んだ単位フレーム部２ｃを区切る内枠部２ｇ
にそれぞれ２つずつ設けられている。

【００６９】なお、本実施の形態のマトリックスフレー
ム２は、単位フレーム部２ｃが２列配置のため、樹脂封
止時のポット１０ｃ側に近い側の列（１列目）の前記内
枠部２ｇにのみ２つの樹脂除去用孔２ｐが設けられてお
り、ポット１０ｃから遠い側の列（２列目）の列方向に
並んだ単位フレーム部２ｃを区切る内枠部２ｇには、樹
脂除去用孔２ｐとほぼ対応した箇所に２つのダミー孔２
ｑが設けられている。

【００７０】この２つのダミー孔２ｑは、マトリックス
フレーム２に熱応力が掛かった際に、ポット１０ｃから
近い側の列に並んで設けられた単位フレーム部２ｃと、
遠い側の列に並んで設けられた単位フレーム部２ｃとに
掛かる前記熱応力の掛り具合を同様にするためのもので
ある。

【００７１】なお、樹脂除去用孔２ｐは、モールド工程
後、マトリックスフレーム２に付着した前記残留樹脂８
を除去する際に用いられるものであり、図示しない樹脂
除去装置を用いて、この樹脂除去装置が備える除去ピン
を樹脂除去用孔２ｐから突き出すことにより、マトリッ
クスフレーム２から前記残留樹脂８を切断して除去する
ものである。

【００７２】さらに、本実施の形態のマトリックスフレ
ーム２においては、列方向に並んで配置された各々の単
位フレーム部２ｃを区切る内枠部２ｇに縦に細長い歪緩
和スリット２ｕが設けられており、行方向に並んだ２つ
の単位フレーム部２ｃにほぼ沿いかつ近接されて形成さ
れ、行方向（縦方向）の単位フレーム部２ｃのほぼ２つ
分の長さに相当するものである。

【００７３】また、剛性緩和スリット２ｖは、長方形の
単位フレーム部２ｃにおいてその４つの外周それぞれに
沿って形成された歪緩和孔である。

【００７４】したがって、長方形の各々の単位フレーム
部２ｃの外周に沿って４本の剛性緩和スリット２ｖが設
けられている。

【００７５】なお、各々の単位フレーム部２ｃの外周に
剛性緩和スリット２ｖと歪緩和スリット２ｕとが設けら
れていることにより、モールド工程などにおいて、マト
リックスフレーム２に熱応力が掛かった際に、この熱応
力を分散させることができ、これにより、マトリックス
フレーム２に歪が発生することを防止できる。

【００７６】また、本実施の形態のマトリックスフレー
ム２は、鉄系合金、例えば、鉄−ニッケル合金板によっ
て形成され、エッチングまたは打抜きプレス加工によっ
て一体形成されるものである。

【００７７】次に、図１〜図４を用いて、本実施の形態
のマトリックスフレーム２を用いた半導体装置（図４参
照）の構造について説明する。

【００７８】ここで、本実施の形態においては、マトリ
ックスフレーム２を用いた樹脂封止形でかつ面実装形の
半導体装置の一例として図４に示すＱＦＰ（Quad Flat
Package)の場合を説明する。

【００７９】図４に示すＱＦＰは、例えば、マイクロコ
ンピュータとして用いられるものであり、かつ、図２に
示す小タブ構造のマトリックスフレーム２を用いたもの
である。前記ＱＦＰの構造は、主面１ａに半導体集積回
路が形成された半導体チップ１を搭載するタブ２ａと、
マトリックスフレーム２から切断して形成されたインナ
ーリード２ｉおよびアウターリード２ｊと、半導体チッ
プ１のボンディングパッド７とインナーリード２ｉとを
電気的に接続する金線ワイヤ３（金線以外の銅線などで
あってもよい）と、半導体チップ１および金線ワイヤ３
などを樹脂封止して形成された樹脂本体部４とからな
る。

【００８０】ここで、ＱＦＰにおける樹脂本体部４の厚
さは、２ｍｍ以上であり、本実施の形態におけるＱＦＰ
の樹脂本体部４は、その表裏面の形状すなわち平面形状
が長方形のものである。このＱＦＰにおいては、半導体
チップ１の主面１ａに絶縁膜５が形成されている。

【００８１】さらに、このＱＦＰは、タブ下げ構造のも
のであるとともに、半導体チップ１は銀ペーストなどの
接合材９によってタブ２ａに固定されている。

【００８２】なお、樹脂本体部４の４辺から突出した複
数のアウターリード２ｊは、ガルウイング状に曲げ成形
されている。

【００８３】次に、本実施の形態による半導体装置（Ｑ
ＦＰ）の製造方法について説明する。

【００８４】なお、前記ＱＦＰの製造方法は、図１〜図
３に示す小タブ構造のマトリックスフレーム２を用いた
ものである。

【００８５】まず、複数のリード部２ｂとタブ２ａとを
有して長方形を成すとともに行列配置された単位フレー
ム部２ｃの４つの角部のうち、樹脂封止の際に樹脂が注
入されるゲート角部２ｗとこれに並んで単位フレーム部
２ｃの所定中心線２ｍに対して直角を成す方向に配置さ
れたポット側角部２ｘ（基端側角部）とがほぼ同じ剛性
を有するように外枠部２ｆおよび内枠部２ｇ，２ｔによ
って支持され、かつゲート角部２ｗおよびポット側角部
２ｘ以外の２つのポット遠方側角部２ｙ（反基端側角
部）がポット側角部２ｘの剛性より小さい剛性を有する
ように外枠部２ｆおよび内枠部２ｇ，２ｔによって支持
されたマトリックスフレーム２（リードフレーム）を準
備する。

【００８６】すなわち、図１〜図３に示すマトリックス
フレーム２を準備する。

【００８７】なお、本実施の形態のマトリックスフレー
ム２の単位フレーム部２ｃにおけるポット側角部２ｘ
は、ゲート角部２ｗとこれに並んで樹脂成形装置１０の
ポット１０ｃ側に配置された角部である。

【００８８】さらに、本実施の形態で用いるマトリック
スフレーム２は、それぞれの単位フレーム部２ｃの４つ
の角部において、ゲート角部２ｗに形成された剛性緩和
孔２ｒとほぼ同じ面積の剛性緩和孔２ｓがポット側角部
２ｘに形成されるとともに、２つのポット遠方側角部２
ｙに剛性緩和孔２ｒまたは剛性緩和孔２ｓより大きな面
積の反基端側剛性緩和孔２ｚが形成されている。

【００８９】また、本実施の形態では、鉄系合金、例え
ば、鉄−ニッケル合金によって形成されたマトリックス
フレーム２を用いる場合を説明する。

【００９０】続いて、マトリックスフレーム２の各単位
フレーム部２ｃのタブ２ａに半導体チップ１を搭載する
ダイボンディング工程（ぺ付け工程ともいう）を行う。

【００９１】まず、図５または図７に示すダイボンディ
ング装置１１の図示しないローダ部（マトリックスフレ
ーム２供給部）にマトリックスフレーム２を複数枚供給
する。

【００９２】その後、マトリックスフレーム２をローデ
ィングユニットなどの搬送装置によって、ダイボンディ
ング装置１１のステージ１１ａ上に載置する。

【００９３】載置後、図６に示すように、マトリックス
フレーム２のタブ２ａ上に半導体チップ１を接合するた
めの接合材９を塗布する。図５に示すように、接合材９
の塗布は、その構成が簡易なディスペンサ１１ｂなどの
接着剤塗布治具を用い、これにより、一点滴下方式のノ
ズル２１から各タブ２ａ上に接合材９を滴下する。な
お、接合材９は、例えば、銀含有のエポキシ系接着剤、
つまり銀ペーストである。

【００９４】続いて、図７に示すように、接合材９を塗
布したタブ２ａ上にコレット１１ｃを使って半導体チッ
プ１を搭載し、ダイボンディング工程を完了する。な
お、これらのダイボンディング作業は、単位フレーム部
２ｃごとに順次実施するものであり、１枚のマトリック
スフレーム２のダイボンディングが終了したものを図８
に示す。

【００９５】本実施の形態では、１枚のマトリックスフ
レーム２において１０個の単位フレーム部２ｃが５行２
列で配置されているため、１枚のマトリックスフレーム
２に１０個の半導体チップ１をボンディング（搭載）で
きる。

【００９６】ここで、本実施の形態のダイボンディング
工程においては、タブ２ａ上への接合材９の塗布および
半導体チップ１の搭載を簡易なダイボンディング装置１
１によって行うため、ダイボンディング手順を容易に進
めることができるとともに、マトリックスフレーム２を
用いているため、単位時間当たりのボンディング処理で
多数の半導体チップ１を接合することが可能になる。

【００９７】これにより、作業時間を短縮することがで
き、その結果、ボンディング処理における作業性を向上
できる。

【００９８】その後、図４に示すように、タブ２ａ上に
搭載された半導体チップ１の電極上に形成されたボンデ
ィングパッド７と、それに対応するインナーリード２ｉ
とを金線ワイヤ３によってボンディングして電気的に接
続するワイヤボンディング工程を行う。

【００９９】まず、ダイボンディングによって半導体チ
ップ１が搭載されたマトリックスフレーム２を、図９に
示すように、ワイヤボンディング装置１２のヒートステ
ージ１２ａ上に搭載する。

【０１００】搭載完了後、先端にキャピラリを有するボ
ンディングヘッド（図示せず）によって、半導体チップ
１のボンディングパッド７とそれに対応するインナーリ
ード２ｉとを金線ワイヤ３（銅線などでもよい）によっ
て電気的に接続する。

【０１０１】ここで、金線ワイヤ３に代わるものとし
て、例えば、金属ワイヤの表面に絶縁性樹脂などを被覆
した被覆ワイヤを使用してもよい。

【０１０２】その後、マトリックスフレーム２の単位フ
レーム部２ｃに搭載された半導体チップ１と金線ワイヤ
３などの半導体チップ１の周辺部１ｂ（図４参照）と
を、塵埃や湿度などの外的雰囲気や機械的衝撃から保護
するために、樹脂を用いて樹脂封止するモールド工程を
行う。

【０１０３】なお、モールド工程を説明するに当たり、
まず、このモールド工程で使用する図１０に示す樹脂成
形装置１０の構成を説明する。

【０１０４】前記樹脂成形装置１０の基本構成は、マト
リックスフレーム２を所定位置に載置するローダ部１０
ｅと、モールド後のマトリックスフレーム２を所定位置
から取り出すアンローダ部１０ｆと、第１のモールド金
型である上金型１０ａと、第２のモールド金型である下
金型１０ｂと、上金型１０ａおよび下金型１０ｂが設置
されかつ樹脂封止が行われる樹脂成形部１０ｇとからな
る。

【０１０５】これにより、ワイヤボンディングが終了し
たマトリックスフレーム２はローダ部１０ｅから樹脂成
形部１０ｇに搬入され、その後、樹脂成形部１０ｇで半
導体チップ１とその周辺部１ｂとが樹脂封止され、か
つ、樹脂封止が行われたマトリックスフレーム２はアン
ローダ部１０ｆに搬出され、そこに収容される。

【０１０６】また、樹脂成形部１０ｇの詳細構造を図１
１に、下金型１０ｂの詳細構造を図１２に、図１２に示
す下金型１０ｂのＣ部詳細構造を図１３にそれぞれ示
す。

【０１０７】ここで、図１３に示す下金型１０ｂは、封
止用の樹脂が投入されるシリンダ状のポット１０ｃと、
各ポット１０ｃに設けられた第１ランナ１０ｊおよび第
２ランナ１０ｋと、それぞれの前記ランナにおける樹脂
の注入口である第１ゲート１０ｌおよび第２ゲート１０
ｍと、それぞれの前記ゲートの先端に配置された第１下
型キャビティ１０ｎおよび第２下型キャビティ１０ｐ
と、各ポット１０ｃ間をお互いに連結する連通路１０ｑ
と、マトリックスフレーム２の位置合わせのための位置
決めピン１０ｈ，１０ｉとを有したブランチランナ方式
のものである。

【０１０８】さらに、図１１に示す樹脂成形部１０ｇ
は、上金型１０ａと下金型１０ｂとを図示しないシリン
ダ装置などによって型閉じした状態を示すものである。

【０１０９】ここで、図１１に示すように、下金型１０
ｂの下キャビティ１０ｗに対応する上金型１０ａのそれ
ぞれの部分には略同形状の上キャビティ１０ｘが形成さ
れている。

【０１１０】したがって、上金型１０ａと下金型１０ｂ
との合わせ面１３の半導体チップ１が位置する箇所に、
上キャビティ１０ｘと下キャビティ１０ｗとによって所
定形状の第１キャビティ１０ｙと第２キャビティ１０ｚ
とが複数個形成される。

【０１１１】また、下金型１０ｂの所定の位置には、封
止用の樹脂が投入されるシリンダ状のポット１０ｃが列
状に形成され、このポット１０ｃに対応する上金型１０
ａのそれぞれの箇所には、カル１０ｖが設けられてい
る。さらに、列状に配列されたそれぞれのポット１０ｃ
内には剛体接続板１０ｔを介してロッド１０ｓに接続さ
れたプランジャ１０ｒが配置されている。

【０１１２】なお、上金型１０ａと下金型１０ｂとに
は、モールド後の樹脂本体部４（図１６参照）をそれぞ
れのモールド金型から離脱させるエジェクタピン１０ｕ
が設けられている。

【０１１３】また、樹脂成形部１０ｇにおいては、サー
ボモータなどの駆動機構（図示せず）によってロッド１
０ｓを駆動することにより、剛体接続板１０ｔを介し各
プランジャ１０ｒも連動してポット１０ｃ内を上下動す
る。

【０１１４】さらに、図１１または図１２に示すよう
に、上金型１０ａと下金型１０ｂとが密着された状態に
おいて、ポット１０ｃの上方がカル１０ｖによって閉止
されるとともに、カル１０ｖおよび第１，第２ランナ１
０ｊ，１０ｋを介してポット１０ｃが複数の第１キャビ
ティ１０ｙと第２キャビティ１０ｚとに連通され、ポッ
ト１０ｃ間は相互に連通路１０ｑにより連通するように
なっている。

【０１１５】本実施の形態では、図１２に示すように、
各々のポット１０ｃには第１ランナ１０ｊと第２ランナ
１０ｋの２本のランナが連結されており、さらに、第１
ランナ１０ｊおよび第２ランナ１０ｋは、ともにその途
中で流路が２股に分岐され、かつ、分岐されたそれぞれ
のランナのポット１０ｃから遠方の先端には第１および
第２ゲート１０ｌ，１０ｍを介して第１下型キャビティ
１０ｎおよび第２下型キャビティ１０ｐが連結されてい
る。

【０１１６】この第１下および第２下型キャビティ１０
ｎ，１０ｐは、ポット１０ｃの配列方向に対して垂直方
向に直列に設置され、かつ、ポット１０ｃを中心から一
方側、他方側それぞれ複数個（本実施の形態では１０
個）同数配列されている。また、図１１と図１２に示す
ように、列状に配列されたポット１０ｃに対して内側に
形成される５個のキャビティを第１キャビティ１０ｙ、
外側に形成される５個のキャビティを第２キャビティ１
０ｚとする。前記キャビティの平面形状は４角形の各角
部が面取りされている。

【０１１７】つまり、前記各角部を面取りすることによ
り、樹脂封止後の樹脂本体部４と各モールド金型との離
型性を向上させることができる。

【０１１８】また、それぞれの前記キャビティの４つの
角部のうちゲート１０ｄが設けられていない各部分に
は、前記キャビティ内へ封止用の樹脂を充填する時、前
記キャビティからエアーを外側に逃して前記樹脂の充填
を完全にするための空気抜き（図１３参照、以降、エア
ベント１４という）が形成されている。

【０１１９】次に、前記樹脂成形装置１０を用いたモー
ルド方法を説明する。図１４は、マトリックスフレーム
２をセットした状態の下金型１０ｂの平面図である。な
お、便宜上、図１４において、半導体チップ１（図４参
照）と金線ワイヤ３は省略した。さらに、図１４に示す
マトリックスフレーム２においても、図２に示したマト
リックスフレーム２と同様、図１５のマトリックスフレ
ーム２に示すような、剛性緩和孔２ｒ，２ｓ、剛性緩和
スリット２ｖおよび歪緩和スリット２ｕが設けられると
ともに、位置決め孔２ｋ，２ｌ，２ｎが設けられてい
る。

【０１２０】まず、各ポット１０ｃに、図示しない筒形
かつ固体状の封止用の樹脂（タブレットともいう）を投
入する。続いて、半導体チップ１が搭載されたマトリッ
クスフレーム２をローダ部１０ｅから樹脂成形部１０ｇ
に搬送し、所定位置に載置する。

【０１２１】すなわち、図１２および図１４に示すよう
に、マトリックスフレーム２を下金型１０ｂ上の所定位
置に載置し、半導体チップ１および金線ワイヤ３（図４
参照）が所定の第１下型キャビティ１０ｎまたは第２下
型キャビティ１０ｐ内にそれぞれ収容されるように位置
決めする。

【０１２２】ここで、マトリックスフレーム２の位置決
めは、下金型１０ｂに設けられた位置決めピン１０ｈと
マトリックスフレーム２の位置決め孔２ｋとの嵌め合わ
せによって行う。

【０１２３】つまり、下金型１０ｂ上において、マトリ
ックスフレーム２のポット１０ｃ近傍の外枠部２ｆと下
金型１０ｂとを位置決めして樹脂封止する。

【０１２４】なお、マトリックスフレーム２のポット１
０ｃ側近傍の外枠部２ｆで複数箇所位置決めすることに
より、位置決め精度の向上およびマトリックスフレーム
２の下金型１０ｂに対してのズレを防止できる。

【０１２５】すなわち、封止用の樹脂の充填時のマトリ
ックスフレーム２に対しての前記樹脂の流れる方向を考
慮し、マトリックスフレーム２の位置決め孔２ｋおよび
下金型１０ｂの位置決めピン１０ｈをポット１０ｃ側に
設けたものである。

【０１２６】この状態で、下金型１０ｂを上金型１０ａ
に向けて接近移動することにより、図１１に示すよう
に、上金型１０ａと下金型１０ｂとの合わせ面１３には
所定の形状の第１キャビティ１０ｙおよび第２キャビテ
ィ１０ｚを複数個（本実施の形態では２０個）形成でき
る。

【０１２７】次に、サーボモータなどの駆動機構（図示
せず）によって、ロッド１０ｓを上昇させる。ロッド１
０ｓが上昇すると、剛体接続板１０ｔを介して連結され
た各プランジャ１０ｒも連動してポット１０ｃ内を上昇
し、ポット１０ｃ内の各タブレットを同時に押圧する。
この押圧された前記タブレットは、圧力と図示しないヒ
ータからの熱とによって溶融し、液状の樹脂となる。

【０１２８】その後、前記液状の樹脂は、各々の第１ラ
ンナ１０ｊおよび第２ランナ１０ｋを移送され、それぞ
れの第１キャビティ１０ｙおよび第２キャビティ１０ｚ
に第１ゲート１０ｌおよび第２ゲート１０ｍから充填さ
れる。

【０１２９】この際、前記樹脂をマトリックスフレーム
２の単位フレーム部２ｃにおけるゲート角部２ｗからそ
れぞれの第１キャビティ１０ｙおよび第２キャビティ１
０ｚに充填する。

【０１３０】ここで、樹脂成形装置１０においては、各
ポット１０ｃ間を相互に連通路１０ｑによって連通させ
ることにより、第１キャビティ１０ｙおよび第２キャビ
ティ１０ｚに流入する前記樹脂の流入圧力を均一にする
ことができる。これにより、第１キャビティ１０ｙ、お
よびポット１０ｃから遠方の比較的前記樹脂の流入性が
良くない第２キャビティ１０ｚにおいても前記樹脂の充
填を良好に行うことができ、未充填やボイドの発生を低
減できる。

【０１３１】また、本実施の形態のモールド方法（半導
体装置の製造方法）では、マトリックスフレーム２の単
位フレーム部２ｃおよびその周囲に剛性緩和孔２ｒ，２
ｓ、剛性緩和スリット２ｖおよび歪緩和スリット２ｕが
設けられていることにより、樹脂封止による加熱・冷却
の際にマトリックスフレーム２において発生する歪を緩
和させながら加熱・冷却できる。

【０１３２】つまり、充填が終了して所定時間経過後、
溶融した液状の樹脂は熱によって硬化し、半導体チップ
１、タブ２ａ、金線ワイヤ３、インナーリード２ｉは完
全に封止され、これにより、樹脂本体部４を複数個形成
する。この際、樹脂本体部４は冷却によって収縮する
が、剛性緩和孔２ｒ，２ｓ、剛性緩和スリット２ｖおよ
び歪緩和スリット２ｕを有しているため、この収縮を吸
収できる。

【０１３３】これにより、マトリックスフレーム２上に
おいて、各単位フレーム部２ｃに表裏面の形状すなわち
平面形状が長方形を成す樹脂本体部４を形成できる。

【０１３４】なお、マトリックスフレーム２にはモール
ド時の加熱、冷却によって膨張および収縮の応力が掛か
るが、この応力も吸収することができる。

【０１３５】その結果、マトリックスフレーム２の前記
応力による変形を防止できる。

【０１３６】また、第１キャビティ１０ｙと第２キャビ
ティ１０ｚは、同時に樹脂の充填が完了するように成形
金型が設計されている。さらに、ポット１０ｃ間を連通
路１０ｑによって連通させているため、第１キャビティ
１０ｙと第２キャビティ１０ｚとにおいて、モールド条
件を同じにすることができる。

【０１３７】これにより、樹脂成形装置１０の成形性を
向上できる。

【０１３８】その後、下金型１０ｂを下降移動させると
ともに、サーボモータなどの駆動機構（図示しない）に
よってエジェクタピン１０ｕを突出させ、これにより、
樹脂本体部４が形成されたマトリックスフレーム２を上
金型１０ａおよび下金型１０ｂから離型させる。

【０１３９】この際、上金型１０ａと下金型１０ｂとの
それぞれに設けられた複数のエジェクタピン１０ｕによ
って、マトリックスフレーム２上の封止が完了した樹脂
本体部４、残留樹脂８および未封止部などを突くことに
よりマトリックスフレーム２を離型性良く取り出すこと
ができる。

【０１４０】その結果、取り出し時の樹脂本体部４の破
損を防止することができる。

【０１４１】ここで、樹脂封止を終了して上金型１０ａ
および下金型１０ｂから取り出したマトリックスフレー
ム２を図１６に示す。

【０１４２】なお、上金型１０ａおよび下金型１０ｂか
ら取り出した図１６に示すマトリックスフレーム２に
は、図１２に示す下金型１０ｂの第１ランナ１０ｊおよ
び第２ランナ１０ｋによって形成された残留樹脂８が付
着している。ここで、残留樹脂８は、マトリックスフレ
ーム２の一方の面に形成される。

【０１４３】さらに、図１６に示すマトリックスフレー
ム２に付着した残留樹脂８の除去は、図２に示すマトリ
ックスフレーム２の内枠部２ｇに形成された樹脂除去用
孔２ｐおよびゲート角部２ｗに形成された剛性緩和孔２
ｒを利用して除去する。

【０１４４】これは、図示しない樹脂除去装置を用い
て、この樹脂除去装置が備える除去ピンを樹脂除去用孔
２ｐおよび剛性緩和孔２ｒから突き出すことにより、マ
トリックスフレーム２から残留樹脂８を切断して除去す
るものである。

【０１４５】ここで、本実施の形態のマトリックスフレ
ーム２を用いて樹脂封止を行い、長方形の樹脂本体部４
を形成したマトリックスフレーム２において、単位フレ
ーム部２ｃの所定中心線２ｍと樹脂本体部４の中心線と
の中心ずれの量をシミュレーションして判定した結果を
図１８に示す。なお、図１７は、前記中心ずれの概念を
図示したものである。

【０１４６】前記シミュレーションは、マトリックスフ
レーム２の材料の熱膨張係数と封止用の樹脂の熱膨張係
数とを図示しない計算装置に入力し、両者の熱膨張差か
ら生じる応力のマトリックスフレーム２に掛かる大きさ
を算出したものである。

【０１４７】このシミュレーション結果によれば、本実
施の形態のマトリックスフレーム２は、前記中心ずれの
量が１列目は１.2μｍ、２列目は−０.4μｍであり、１
列目と２列目との前記中心ずれの量を１.6μｍと非常に
小さくすることができる。

【０１４８】その後、図示しない切断・成形金型を用い
てマトリックスフレーム２から樹脂本体部４を有する単
位フレーム部２ｃを分離させるとともに、アウターリー
ド２ｊを所定の形状（本実施の形態では、ガルウィング
状）に曲げ加工する。

【０１４９】これにより、図４に示すように、マトリッ
クスフレーム２（図２参照）を用いたＱＦＰを製造でき
る。

【０１５０】本実施の形態による半導体装置の製造方法
およびリードフレームによれば、以下のような作用効果
が得られる。

【０１５１】すなわち、単位フレーム部２ｃが長方形で
かつ行列配置されたマトリックスフレーム２を用いると
ともに、単位フレーム部２ｃのゲート角部２ｗとポット
側角部２ｘとがほぼ同じ剛性を有するように支持されて
いることにより、樹脂の硬化時に、ポット側角部２ｘが
有する剛性によって、長方形の樹脂本体部４の縦方向の
圧縮応力と横方向の圧縮応力との差に耐えることが可能
になる。

【０１５２】これにより、樹脂本体部４が硬化する際
に、樹脂本体部４が単位フレーム部２ｃの所定中心線２
ｍに対して傾斜して硬化することを低減でき、その結
果、樹脂本体部４の中心線と単位フレーム部２ｃの所定
中心線２ｍとの中心ずれを低減することができる。

【０１５３】さらに、２つのポット遠方側角部２ｙがポ
ット側角部２ｘの剛性より小さい剛性を有するように支
持されていることにより、各々の単位フレーム部２ｃ自
体の剛性を小さくすることができ、その結果、樹脂が硬
化して樹脂本体部４を形成する際に、単位フレーム部２
ｃに掛かる熱応力を緩和させることができる。

【０１５４】したがって、単位フレーム部２ｃに掛かる
熱応力の列間の差を緩和し、かつ各々に単位フレーム部
２ｃにほぼ均一に熱応力を掛けることができる。

【０１５５】これにより、マトリックスフレーム２にお
けるフレーム反りの発生を防止できるとともに、各々の
単位フレーム部２ｃにおいて、樹脂本体部４の中心線と
単位フレーム部２ｃの所定中心線２ｍとの中心ずれを低
減することができ、したがって、マトリックスフレーム
２上に形成された樹脂本体部４の中心ずれの列間の差を
少なくすることができる。

【０１５６】本実施の形態では、１列目と２列目とにお
ける樹脂本体部４の単位フレーム部２ｃに対する中心ず
れをほぼ無くすことができる。

【０１５７】その結果、切断・成形工程で使用する切断
金型の設計を容易にすることができ、これにより、ＱＦ
Ｐ（半導体装置）の製造コストを低減できる。

【０１５８】また、樹脂本体部４の中心ずれの列間の差
を少なくすることができるため、切断・成形工程におい
て、リード成形した際のアウターリード２ｊの変形を防
止することができる。

【０１５９】その結果、ＱＦＰの品質を向上させること
ができる。

【０１６０】さらに、マトリックスフレーム２における
フレーム反りの発生を防止できるとともに、樹脂本体部
４の中心ずれの列間の差を少なくすることができるた
め、鉄系合金によって形成されたマトリックスフレーム
２を用いることができる。

【０１６１】これにより、マトリックスフレーム２自体
の品質を向上でき、その結果、ＱＦＰの品質を向上させ
ることができる。

【０１６２】以上、本発明者によってなされた発明を発
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言う
までもない。

【０１６３】例えば、前記実施の形態において説明した
マトリックスフレーム２（図２参照）の他の実施の形態
として、図１９に示すように、タブ２ａの構造を小タブ
構造ではなく、半導体チップ１（図４参照）の大きさよ
り若干大きくしたタブ構造としてもよい。

【０１６４】また、図１〜図３に示すマトリックスフレ
ーム２の他の実施の形態として、図２０〜図２１に示す
マトリックスフレーム２を用いてもよい。

【０１６５】ここで、図２０に示すマトリックスフレー
ム２は、縦に細長い歪緩和スリット２ｕの２箇所に１列
目および２列目の剛性緩和スリット２ｖとそれぞれ連結
する小スリット１５を設けたものである。

【０１６６】つまり、一方の小スリット１５によって１
列目の剛性緩和スリット２ｖと歪緩和スリット２ｕとを
連結し、他方の小スリット１５によって２列目の剛性緩
和スリット２ｖと歪緩和スリット２ｕとを連結してい
る。

【０１６７】なお、このマトリックスフレーム２を用い
て樹脂本体部４を形成した場合、図１８に示すシミュレ
ーションの判定結果図のように、中心ずれの量が１列目
は1.６μｍ、２列目は−9.９μｍであり、１列目と２列
目との前記中心ずれの量を１1.５μｍと小さくすること
ができる。

【０１６８】また、図２１に示すマトリックスフレーム
２は、各行の内枠部２ｔにおいて１列目の剛性緩和スリ
ット２ｖと２列目の剛性緩和スリット２ｖとからそれぞ
れ列間の中心に向けて形成された小スリット１６を有す
るものである。

【０１６９】このマトリックスフレーム２を用いて樹脂
本体部４を形成した場合、図１８に示すシミュレーショ
ンの判定結果図のように、中心ずれの量が１列目は1.５
μｍ、２列目は−0.８μｍであり、１列目と２列目との
前記中心ずれの量を2.３μｍと小さくすることができ
る。

【０１７０】したがって、図２０および図２１に示す他
の実施の形態のマトリックスフレーム２によっても前記
実施の形態のマトリックスフレーム２と同様の作用効果
が得られる。

【０１７１】また、前記実施の形態における半導体装置
の製造方法で説明した樹脂成形装置１０の下金型１０ｂ
の他の実施の形態として、図２２または図２３に示す下
金型１０ｂを用いてもよい。

【０１７２】ここで、図２２に示す下金型１０ｂは、図
１２に示す下金型１０ｂの第１ランナ１０ｊと第２ラン
ナ１０ｋの形状を曲がった形状に変えたものである。

【０１７３】これにより、下金型１０ｂの大きさを小さ
くすることができ、その結果、１つの単位フレーム部２
ｃに掛かる荷重を大きくできるとともに、樹脂成形装置
１０（図１０参照）の小形化を図ることができる。

【０１７４】さらに、図２３に示す下金型１０ｂは、１
枚のマトリックスフレーム２における単位フレーム部２
ｃの数を１２個とし、１つのポット１０ｃに対して２つ
の第１ランナ１０ｊと２つの第２ランナ１０ｋを連結し
て、第１下型キャビティ１０ｎおよび第２下型キャビテ
ィ１０ｐに樹脂を流すものである。

【０１７５】すなわち、図１２に示した下金型１０ｂよ
りもポット１０ｃの数を減らして下金型１０ｂの構造を
簡略化するとともに、前記同様、下金型１０ｂを小さく
するものである。

【０１７６】なお、図２２および図２３に示す下金型１
０ｂに載置されたマトリックスフレーム２は、図２に示
したマトリックスフレーム２と同様に、剛性緩和孔２
ｒ，２ｓ、剛性緩和スリット２ｖや種々の位置決め用の
孔が設けられているものである。

【０１７７】ここで、図２２および図２３に示す下金型
１０ｂにおいても、図１２に示す下金型１０ｂを用いた
場合と同様の作用効果が得られる。

【０１７８】また、前記実施の形態の半導体装置の製造
方法におけるモールド方法では、図１２の下金型１０ｂ
に示すようなブランチランナ方式の場合について説明し
たが、前記モールド方法では、スルーゲート方式の下金
型１０ｂを用いてもよい。

【０１７９】なお、スルーゲート方式の下金型１０ｂの
場合には、下金型１０ｂ上に空きスペースを設けること
が可能になるため、剛性緩和孔２ｒ，２ｓ、剛性緩和ス
リット２ｖや種々の位置決め用の孔を多数設けることが
できるとともに、剛性緩和孔２ｒ，２ｓ、剛性緩和スリ
ット２ｖや種々の位置決め用の孔の設置数を増加させな
い場合には、下金型１０ｂを小さくすることができる。

【０１８０】また、前記実施の形態においては、半導体
装置がＱＦＰの場合について説明したが、前記半導体装
置は、例えば、マトリックスフレーム２を用いて樹脂封
止を行うもので、かつ、そのマトリックスフレーム２の
単位フレーム部２ｃ上に形成する樹脂本体部４の平面形
状が長方形のものであれば、ＱＦＰ以外のＱＦＪ（Quad
Flat J-leaded Package) などであってもよい。

【０１８１】さらに、前記実施の形態または前記他の実
施の形態においては、半導体装置の構造が図４に示すよ
うにタブ下げ構造のものを説明したが、前記半導体装置
は、タブ下げ構造に限らず、インナーリード２ｉとタブ
２ａとが同じ高さのタブ下げ無し構造のものであっても
よい。

【０１８２】また、前記実施の形態においては、図５に
示すダイボンディング装置１１のディスペンサ１１ｂの
ノズル２１が、一点滴下方式のものであったが、前記ノ
ズル２１は、多点滴下方式のものであってもよい。

【０１８３】なお、多点滴下方式のノズル２１は、一点
滴下方式のノズル２１よりも分散させて接合材９をタブ
２ａ上に塗布することができ、これにより、半導体チッ
プ１を確実に固定できる。

【０１８４】ここで、前記実施の形態では、図１４に示
すように、マトリックスフレーム２における基準孔であ
る位置決め孔２ｋがポット１０ｃ側の外枠部２ｆに設け
られている場合を説明したが、前記基準孔となる位置決
め孔２ｋは、ポット１０ｃ側と反対側の外枠部２ｆに設
けられていてもよい。

【０１８５】さらに、前記実施の形態では、マトリック
スフレーム２（図２参照）の単位フレーム部２ｃにおい
て、図面上、左下の角部をゲート角部２ｗとして説明し
たが、ゲート角部２ｗの位置は、図２４および図２５に
示す他の実施の形態のマトリックスフレーム２のよう
に、図面上、右下としてもよい。

【０１８６】これによっても、前記実施の形態のマトリ
ックスフレーム２と同様の作用効果が得られる。

【０１８７】また、前記実施の形態および前記他の実施
の形態において説明したマトリックスフレーム２、ダイ
ボンディング装置１１、樹脂成形装置１０、下金型１０
ｂ、および半導体装置（ＱＦＰやＱＦＪなど）の種類に
ついては、それぞれの組み合わせを種々変更可能である
ことは言うまでもない。

【０１８８】

【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【０１８９】（１）．単位フレーム部が長方形でかつ行
列配置されたマトリックスフレームを用いるとともに、
単位フレーム部のゲート角部と基端側角部とがほぼ同じ
剛性を有するように支持されていることにより、基端側
角部が有する剛性によって、樹脂の硬化時に、長方形の
樹脂本体部の縦方向の圧縮応力と横方向の圧縮応力との
差に耐えることが可能になる。これにより、樹脂本体部
の中心線と単位フレーム部の所定中心線との中心ずれを
低減することができる。

【０１９０】（２）．２つの反基端側角部が基端側角部
の剛性より小さい剛性を有するように支持されているこ
とにより、各々の単位フレーム部自体の剛性を小さくす
ることができ、その結果、単位フレーム部に掛かる熱応
力の列間の差を緩和しかつ各々に単位フレーム部にほぼ
均一に熱応力を掛けることができる。これにより、マト
リックスフレームにおけるフレーム反りの発生を防止で
きるとともに、マトリックスフレーム上に形成された樹
脂本体部の中心ずれの列間の差を少なくすることができ
る。その結果、切断・成形工程で使用する切断金型の設
計を容易にすることができ、これにより、半導体装置の
製造コストを低減できる。

【０１９１】（３）．樹脂本体部の中心ずれの列間の差
を少なくすることができるため、切断・成形工程におい
て、リード成形した際のアウターリードの変形を防止す
ることができる。その結果、半導体装置の品質を向上さ
せることができる。

【０１９２】（４）．マトリックスフレームにおけるフ
レーム反りの発生を防止できるとともに、樹脂本体部の
中心ずれの列間の差を少なくすることができるため、鉄
系合金によって形成されたマトリックスフレームを用い
ることができる。これにより、マトリックスフレーム自
体の品質を向上でき、その結果、半導体装置の品質を向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるリードフレーム（マトリックスフ
レーム）の構造の実施の形態の一例を示す平面図であ
る。

【図２】図１のマトリックスフレームにおけるＡ部の詳
細構造を示す拡大部分平面図である。

【図３】図２のマトリックスフレームにおけるＢ部の詳
細構造を示す拡大部分平面図である。

【図４】本発明のリードフレームを用いて製造された半
導体装置（ＱＦＰ) の構造の実施の形態の一例を示す断
面図である。

【図５】本発明の半導体装置の製造方法におけるタブへ
の接合材の塗布方法の実施の形態の一例を示す側面図で
ある。

【図６】図５の接合材の塗布方法によって接合材が塗布
されたリードフレームを示す拡大部分平面図である。

【図７】本発明の半導体装置の製造方法における半導体
チップの接合方法の実施の形態の一例を示す側面図であ
る。

【図８】図７の接合方法によって半導体チップが搭載さ
れたマトリックスフレームの構造を示す平面図である。

【図９】本発明の半導体装置の製造方法におけるワイヤ
ボンディング方法の実施の形態の一例を示す側面図であ
る。

【図１０】本発明の半導体装置の製造方法に用いられる
樹脂成形装置の実施の形態の一例を示す斜視図である。

【図１１】図１０の樹脂成形装置の樹脂成形部を一部断
面にして示す詳細構成図である。

【図１２】図１１の樹脂成形部における下金型の構造を
示す平面図である。

【図１３】図１２の下金型におけるＣ部の詳細構造を示
す拡大部分平面図である。

【図１４】図１２の下金型にマトリックスフレームを載
置した状態を示す平面図である。

【図１５】図１４のマトリックスフレームにおけるＤ部
の詳細構造を示す拡大部分平面図である。

【図１６】図１０の樹脂成形装置によって樹脂封止が行
われたマトリックスフレームを示す部分平面図である。

【図１７】本発明の半導体装置の製造方法における樹脂
本体部の中心ずれの算出方法の実施の形態の一例を示す
中心ずれ概念図である。

【図１８】本発明の実施の形態のリードフレームおよび
他の実施の形態のリードフレームのシミュレーションの
結果の一例を示す判定結果図である。

【図１９】本発明の他の実施の形態であるリードフレー
ム（マトリックスフレーム）の構造を示す拡大部分平面
図である。

【図２０】本発明の他の実施の形態であるリードフレー
ム（マトリックスフレーム）の構造を示す拡大部分平面
図である。

【図２１】本発明の他の実施の形態であるリードフレー
ム（マトリックスフレーム）の構造を示す拡大部分平面
図である。

【図２２】本発明の他の実施の形態である半導体装置の
製造方法に用いられる樹脂成形装置の下金型の構造を示
す平面図である。

【図２３】本発明の他の実施の形態である半導体装置の
製造方法に用いられる樹脂成形装置の下金型の構造を示
す平面図である。

【図２４】本発明の他の実施の形態であるリードフレー
ム（マトリックスフレーム）の構造を示す平面図であ
る。

【図２５】図２４のマトリックスフレームにおけるＥ部
の詳細構造を示す拡大部分平面図である。

【符号の説明】

１ 半導体チップ １ａ 主面 １ｂ 周辺部 ２ マトリックスフレーム（リードフレーム） ２ａ タブ ２ｂ リード部 ２ｃ 単位フレーム部 ２ｄ チップ搭載面 ２ｅ 吊りリード ２ｆ 外枠部（枠部） ２ｇ 内枠部（枠部） ２ｈ ダムバー ２ｉ インナーリード ２ｊ アウターリード ２ｋ 位置決め孔（基準孔） ２ｌ，２ｎ 位置決め孔 ２ｍ 所定中心線 ２ｐ 樹脂除去用孔 ２ｑ ダミー孔 ２ｒ，２ｓ 剛性緩和孔 ２ｔ 内枠部（枠部） ２ｕ 歪緩和スリット ２ｖ 剛性緩和スリット ２ｗ ゲート角部 ２ｘ ポット側角部（基端側角部） ２ｙ ポット遠方側角部（反基端側角部） ２ｚ 反基端側剛性緩和孔 ３ 金線ワイヤ ４ 樹脂本体部 ５ 絶縁膜 ７ ボンディングパッド ８ 残留樹脂 ９ 接合材 １０ 樹脂成形装置 １０ａ 上金型 １０ｂ 下金型 １０ｃ ポット １０ｄ ゲート １０ｅ ローダ部 １０ｆ アンローダ部 １０ｇ 樹脂成形部 １０ｈ，１０ｉ 位置決めピン １０ｊ 第１ランナ １０ｋ 第２ランナ １０ｌ 第１ゲート １０ｍ 第２ゲート １０ｎ 第１下型キャビティ １０ｐ 第２下型キャビティ １０ｑ 連通路 １０ｒ プランジャ １０ｓ ロッド １０ｔ 剛体接続板 １０ｕ エジェクタピン １０ｖ カル １０ｗ 下キャビティ １０ｘ 上キャビティ １０ｙ 第１キャビティ １０ｚ 第２キャビティ １１ ダイボンディング装置 １１ａ ステージ １１ｂ ディスペンサ １１ｃ コレット １２ ワイヤボンディング装置 １２ａ ヒートステージ １３ 合わせ面 １４ エアベント １５ 小スリット １６ 小スリット １７，１８ スリット端部間距離 ２１ ノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 富士夫 東京都小平市上水本町５丁目22番１号 株式会社日立マイコンシステム内 (72)発明者 宮崎 強 東京都青梅市藤橋３丁目３番地２ 日立 東京エレクトロニクス株式会社内 (72)発明者 宮木 美典 東京都小平市上水本町五丁目20番１号 株式会社日立製作所 半導体事業部内 (72)発明者 鈴木 博通 東京都小平市上水本町五丁目20番１号 株式会社日立製作所 半導体事業部内 (72)発明者 西村 朝雄 東京都小平市上水本町五丁目20番１号 株式会社日立製作所 半導体事業部内 (72)発明者 斉藤 直人 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所機械研究所内 (72)発明者 佐々木 康二 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所機械研究所内 (72)発明者 野本 薫 東京都小平市上水本町５丁目22番１号 株式会社日立マイコンシステム内 (72)発明者 木村 穣 東京都青梅市藤橋３丁目３番地２ 日立 東京エレクトロニクス株式会社内 (72)発明者 平岡 明 東京都青梅市藤橋３丁目３番地２ 日立 東京エレクトロニクス株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−326561（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−254624（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−64265（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/56 H01L 23/50

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体チップを搭載するタブが設けられ
   たリードフレームを用いる樹脂封止形の半導体装置の製
   造方法であって、 複数のリード部と前記タブとを有するとともに行列配置
   された単位フレーム部の４つの角部のうち、樹脂封止の
   際に樹脂が注入されるゲート角部とこれに並んで前記単
   位フレーム部の所定中心線に対して直角を成す方向に配
   置された基端側角部とが樹脂硬化時に樹脂本体部の縦方
   向の圧縮応力と横方向の圧縮応力との差に耐えることが
   できる剛性を有するように枠部によって支持され、かつ
   前記ゲート角部および前記基端側角部以外の２つの反基
   端側角部が前記基端側角部の剛性より小さい剛性を有す
   るように枠部によって支持された前記リードフレームを
   準備する工程と、 前記タブに前記半導体チップを搭載する工程と、 前記半導体チップと前記リード部とを電気的に接続する
   工程と、 前記単位フレーム部の前記ゲート角部から封止用の樹脂
   を注入して前記半導体チップおよびその周辺部を樹脂封
   止することにより樹脂本体部を形成する工程と、 前記リードフレームから前記単位フレーム部を分離する
   工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方
   法。
2. 【請求項２】 半導体チップを搭載するタブが設けられ
   たリードフレームを用いる樹脂封止形の半導体装置の製
   造方法であって、 複数のリード部と前記タブとを有するとともに行列配置
   された単位フレーム部の４つの角部のうち、樹脂封止の
   際に樹脂が注入されるゲート角部とこれに並んで樹脂成
   形装置のポット側に配置された基端側角部であるポット
   側角部とが樹脂硬化時に樹脂本体部の縦方向の圧縮応力
   と横方向の圧縮応力との差に耐えることができる剛性を
   有するように枠部によって支持され、かつ前記ゲート角
   部および前記ポット側角部以外の２つの反基端側角部で
   あるポット遠方側角部が前記ポット側角部の剛性より小
   さい剛性を有するように枠部によって支持された前記リ
   ードフレームを準備する工程と、 前記タブに前記半導体チップを搭載する工程と、 前記半導体チップと前記リード部とを電気的に接続する
   工程と、 前記単位フレーム部の前記ゲート角部から封止用の樹脂
   を注入して前記半導体チップおよびその周辺部を樹脂封
   止することにより樹脂本体部を形成する工程と、 前記リードフレームから前記単位フレーム部を分離する
   工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方
   法。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の半導体装置の製
   造方法であって、前記単位フレーム部の４つの角部にお
   いて、前記ゲート角部に形成された剛性緩和孔と同じ面
   積の剛性緩和孔が前記基端側角部に形成されるととも
   に、２つの前記反基端側角部に前記剛性緩和孔より大き
   な面積の反基端側剛性緩和孔が形成された前記リードフ
   レームを用いることを特徴とする半導体装置の製造方
   法。
4. 【請求項４】 請求項１，２，３のいずれか１項に記載
   の半導体装置の製造方法であって、鉄系合金によって形
   成された前記リードフレームを用いることを特徴とする
   半導体装置の製造方法。
5. 【請求項５】 樹脂封止形の半導体装置に用いられるリ
   ードフレームであって、 複数のリード部と半導体チップを搭載するタブとを有す
   るとともに、行列配置された単位フレーム部と、 前記単位フレーム部を連結して支持し、かつ前記単位フ
   レーム部の所定中心線を表す基準孔が形成された枠部と
   を有し、 前記単位フレーム部の４つの角部のうち、樹脂封止の際
   に樹脂が注入されるゲート角部とこれに並んで前記所定
   中心線に対して直角を成す方向に配置された基端側角部
   とが樹脂硬化時に樹脂本体部の縦方向の圧縮応力と横方
   向の圧縮応力との差に耐えることができる剛性を有する
   ように前記枠部によって支持され、かつ前記ゲート角部
   および前記基端側角部以外の２つの反基端側角部が前記
   基端側角部の剛性より小さい剛性を有するように前記枠
   部によって支持されていることを特徴とするリードフレ
   ーム。
6. 【請求項６】 樹脂封止形の半導体装置に用いられるリ
   ードフレームであって、 複数のリード部と半導体チップを搭載するタブとを有す
   るとともに、行列配置された単位フレーム部と、 前記単位フレーム部を連結して支持する枠部とを有し、 前記単位フレーム部の４つの角部のうち、樹脂封止の際
   に樹脂が注入されるゲート角部とこれに並んで樹脂成形
   装置のポット側に配置された基端側角部であるポット側
   角部とが樹脂硬化時に樹脂本体部の縦方向の圧縮応力と
   横方向の圧縮応力との差に耐えることができる剛性を有
   するように前記枠部によって支持され、かつ前記ゲート
   角部および前記ポット側角部以外の２つの反基端側角部
   であるポット遠方側角部が前記ポット側角部の剛性より
   小さい剛性を有するように前記枠部によって支持されて
   いることを特徴とするリードフレーム。
7. 【請求項７】 請求項５または６記載のリードフレーム
   であって、前記単位フレーム部の４つの角部において、
   前記ゲート角部に形成された剛性緩和孔と同じ面積の剛
   性緩和孔が前記基端側角部に形成されるとともに、２つ
   の前記反基端側角部に前記剛性緩和孔より大きな面積の
   反基端側剛性緩和孔が形成されていることを特徴とする
   リードフレーム。
8. 【請求項８】 請求項５，６，７のいずれか１項に記載
   のリードフレームであって、前記単位フレーム部におい
   て４方向の複数の前記リード部にそれぞれ沿って４つの
   細長い剛性緩和スリットが形成され、２つの前記反基端
   側角部のそれぞれに配置された２つの前記剛性緩和スリ
   ットのスリット端部間距離が、前記ゲート角部および前
   記基端側角部のそれぞれに配置された２つの前記剛性緩
   和スリットのスリット端部間距離より短く形成されてい
   ることを特徴とするリードフレーム。
9. 【請求項９】 請求項５，６，７，８のいずれか１項に
   記載のリードフレームであって、鉄系合金によって形成
   されていることを特徴とするリードフレーム。