JP3561304B2 - 半導体装置の製造に使用するリードフレーム - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、半導体装置のうち、半導体チップに対して少なくとも三本のリード端子を備えたトランジスター又はダイオード等のような多端子型の半導体装置を製造する場合において、その方法に使用するリードフレームに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の多端子型の半導体装置のうち三端子型半導体装置の製造方法は、リード端子の先端に一体的に設けたアイランド部に、半導体チップをダイボンディングし、この半導体チップにおける二つの電極部と、第２リード端子及び第３リード端子との間を、金線等の細い金属線によるワイヤボンディングにて電気的に接続したのち、前記半導体チップの部分を合成樹脂製のモールド部にてパッケージすることが一般的な方法であったが、この方法は、金線等の細い金属線によるワイヤボンディングによるために、製造コストが大幅にアップするばかりか、前記細い金属線に断線が発生することで、大電流用半導体装置の製造には適しない等の問題があった。
【０００３】
そこで、先行技術としての特開昭４８−３８０７０号公報及び特開昭５９−５４２５０号公報は、金属板を打ち抜いたリードフレームに、アイランド部を備えた第１リード端子と、第２及び第３リード端子を一体的に形成し、前記第１リード端子におけるアイランド部の上面に半導体チップをダイボンディングし、この半導体チップの上面に前記第２及び第３リード端子の各々における先端部を重ね合わせたのち、半導体チップの上面における二つの電極部に対して半田付けにて接合し、次いで、前記半導体チップの部分を、合成樹脂製のモールド部にてパッケージしたのち、前記リードフレームから切り離すと言うワイヤボンディングレスの製造方法を提案している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この先行技術による製造方法は、先づ、第１リード端子と一体のアイランド部に半導体チップをダイボンディングし、次いで、第２及び第３リード端子の先端部を、前記のようにダイボンディングした半導体チップの上面に重ね合わせたのち、半導体チップにおける二つの電極部に対して半田付けに接合すると言う方法であって、前記第１リード端子と一体のアイランド部に対する半導体チップのダイボンディングに際して、位置のずれが存在すると、この半導体チップの上面に対して第２及び第３リード端子の先端部を重ね合わせたとき、第２及び第３リード端子の先端部が、半導体チップにおける二つの電極部に対して一致しないことになる。
【０００５】
そこで、前記先行技術による方法では、半導体チップを、第１リード端子におけるアイランド部に対してダイボンディングするに対して、極めて高い精度で厳格に位置決めしなければならならず、この位置決めに可成りの時間を必要とすることに加えて、半導体チップのアイランド部に対するダイボンディングと、半導体チップにおける電極部に対する第２及び第３リード端子の接合とを別々の工程に行うものであるから、それだけ生産性が低く、製造コストの低減を十分に達成できないのであった。
【０００６】
本発明は、半導体装置を、前記のような問題を招来することなく製造することに適したリードフレームを提供することを技術的課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を達成するため本発明は、
「長手方向に沿って適宜ピッチ間隔で配設のセクションバーにて連結した両サイドフレームのうち一方のサイドフレームに、先端に半導体チップ搭載用のアイランド部を備えて内向きに延びる一方のリード端子を、他方のサイドフレームに、内向きに延びる少なくとも一本の他方のリード端子を、これらアイランド部付き一方のリード端子と他方の各リード端子とがリードフレームの長手方向にずれて並ぶように形成し、更に、前記一方のサイドフレームと他方のサイドフレームとを、一方のサイドフレームに設けたリード端子におけるアイランド部に搭載の半導体チップに他方のサイドフレームに設けたリード端子の先端が重なるように、リードフレームの長手方向にずらせるように構成して成る金属板製のリードフレームにおいて、
前記セクションバーを、当該セクションバーにおける一方のサイドフレームに対する接合部と他方のサイドフレームに対する接合部とがリードフレームの長手方向に沿って前記アイランド部付き一方のリード端子と他方の各リード端子との間におけるリードフレームの長手方向に沿ったずれ寸法の半分の寸法だけずれるように傾斜した。」
ことを特徴としている。
【０００８】
【発明の効果】
前記したように、リードフレームにおける両サイドフレームの相互間を連結する各セクションバーを、当該セクションバーにおける一方のサイドフレームに対する接合部と他方のサイドフレームに対する接合部とがリードフレームの長手方向に沿って、前記アイランド部付き一方のリード端子と他方の各リード端子との間におけるリードフレームの長手方向に沿ったずれ寸法の半分の寸法だけずれるように傾斜したことにより、この各セクションバーは、前記両サイドフレームを、そのアイランド部付き一方のリード端子と他方の各リード端子とが互いに重なるようにずらせた後において、初めの傾斜方向とは逆の方向に傾斜することになるから、これによって、前記リードフレームにおける幅寸法が、前記ずらせ重ねの前後において変化することを防止できるのである。
【０００９】
つまり、リードフレームにおける幅寸法を、前記したずらせ重ねの後においても略一定に維持することができるから、その後におけるリードフレームの移送を、これ以前の移送と同じ状態で行うことができ、その結果、リードフレームの移送機構の簡単化を図ることができる。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明の実施例を、図面について説明する。
【００１１】
図１〜図９は、三端子型半導体装置に適用した第１の実施例を示し、この図において符号１は、金属板より打ち抜いた長尺帯状のリードフレームを示し、このリードフレーム１における長手左右両縁部におけるサイドフレーム２，３の間には、その間を一体的に連結するセクションバー４が、リードフレーム１の長手方向に沿って一定のピッチ間隔Ｐで形成されている。
【００１２】
また、前記両サイドフレーム２，３のうち一方のサイドフレーム２には、前記各セクションバー４の間の部位に先端にアイランド部５ａを備えた第１リード端子５が内向きに突出するように一体的に形成されており、他方のサイドフレーム３には、前記各セクションバー４の間の部位に第２リード端子６及び第３リード端子７が内向きに突出するように一体的に形成され、この第２リード端子６及び第３リード端子７の先端部６ａ，７ａは、互いに接近する形状であり、且つ、この両先端部６ａ，７ａは、前記第１リード端子５の先端におけるアイランド部５ａに対してリードフレーム１の長手方向に沿って適宜寸法Ｅだけずれている。
【００１３】
更にまた、前記各セクションバー４は、当該セクションバー４における一方のサイドフレーム２に対する細幅接合部４ａと他方のサイドフレーム３に対する細幅接合部４ｂとがリードフレーム１の長手方向に沿って前記ずれ寸法Ｅの略半分の寸法Ｆ（Ｆ＝Ｅ／２）だけずれるように傾斜している。
【００１４】
そして、前記リードフレーム１を、その長手方向に移送する途次において、先づ、各第１リード端子５におけるアイランド部５ａの上面に、半田ペースト８を塗布したのち、図３に示すように、上面に二つの突起状電極部９ａ，９ｂを形成した半導体チップ９を搭載したのち、この半導体チップ９の上面における両突起状電極部９ａ，９ｂに、図５に示すように、半田ペースト１０，１１を塗布する。
【００１５】
次いで、前記リードフレーム１を、以下に述べるように構成したずらせ重ね装置１２に順次送り込む。
【００１６】
このずらせ重ね装置１２は、図１０〜図１３に示すように、前記リードフレーム１を、その長手方向の移送できるように案内する二つのガイドローラ１３，１４の間の部位に、前記リードフレーム１における一方のサイドフレーム２の下面に接触する小径の送りホイール１５と、他方のサイドフレーム３の下面に接触する大径の送りホイール１６とを配設して、この両送りホイール１５，１６を、同じ方向に、当該両送りホイール１５，１６の外周面における周速度が同じになるように回転駆動する。
【００１７】
前記二つのガイドローラ１３，１４のうち一方のガイドローラ１３と両送りホイール１５，１６との間の部位には、前記リードフレーム１における一方のサイドフレーム２を挟んだ状態で下向きに変位するようにした一対のローラ１７ａ，１７ｂと、リードフレーム１における他方のサイドフレーム３を挟んだ状態で上向きに変位するようにした一対のローラ１７ｃ，１７ｄとで構成される第１ローラ機構１７を配設する。
【００１８】
また、二つのガイドローラ１３，１４のうち他方のガイドローラ１４と両送りホイール１５，１６との間の部位には、前記リードフレーム１における一方のサイドフレーム２を挟んだ状態で上向きに変位するようにした一対のローラ１８ａ，１８ｂと、リードフレーム１における他方のサイドフレーム３を挟んだ状態で下向きに変位するようにした一対のローラ１８ｃ，１８ｄとで構成される第２ローラ機構１８を配設する。
【００１９】
この構成のずらせ重ね装置１２にリードフレーム１を送り込むことにより、第１ローラ機構１７の箇所において、リードフレーム１における一方のサイドフレーム２が一対のローラ１７ａ，１７ｂにて下向きに、他方のサイドフレーム３が一対のローラ１７ｃ，１７ｄにて上向きに各々変位されることにより、一方のサイドフレーム２と他方のサイドフレーム３とが、図１１に示すように、リードフレーム１の表面と直角方向に適宜寸法だけ食い違い状になる。
【００２０】
次いで、リードフレーム１における両サイドフレーム２，３のうち一方のサイドフレーム２が、小径の送りホイール１５の外周面を適宜接触角度θにわたって巡る一方、他方のサイドフレーム３が大径の送りホイール１６の外周面を適宜接触角度θにわたって巡ることにより、一方のサイドフレーム２の移送と他方のサイドフレーム３の移送との間に、両送りホイール１５，１６の直径差に応じて進み・遅れができるから、一方のサイドフレーム２と、他方のサイドフレーム３とを、リードフレーム１の長手方向に沿って、前記第２及び第３リード端子６，７の先端部６ａ，７ａと前記第１リード端子５の先端におけるアイランド部５ａとの間におけるずらせ寸法Ｅと同じ寸法だけ互いにずらせ変位することができる。
【００２１】
そして、第２ローラ機構１８の箇所に至り、一方のサイドフレーム２が一対のローラ１８ａ，１８ｂにて上向きに、他方のサイドフレーム３が一対のローラ１８ｃ，１８ｄにて下向きに各々変位されることにより、一方のサイドフレーム２における第１リード端子５先端のアイランド部５ａと、他方のサイドフレーム３における第２及び第３リード端子６，７の先端部６ａ，７ａとを、図６及び図７に示すように、その間に半導体チップ９を挟んだ状態に互いに重ね合わせることができるのである。
【００２２】
この場合において、前記リードフレーム１における各セクションバー４を、当該セクションバー４における一方のサイドフレーム２に対する細幅接合部４ａと他方のサイドフレーム３に対する細幅接合部４ｂとがリードフレーム１の長手方向に沿って前記ずれ寸法Ｅの略半分の寸法Ｆ（Ｆ＝Ｅ／２）だけずれるように傾斜したことにより、この各セクションバー４は、前記ずらせ重ね装置１２を通過した後において、図６に示すように、図１の状態とは逆の方向に傾斜することになるから、これによって、前記リードフレーム１における幅寸法Ｌが、前記ずらせ重ねの前後において変化することを防止できるのである。
【００２３】
つまり、リードフレーム１における幅寸法Ｌを、前記したずらせ重ねの後においても略一定に維持することができるから、その後におけるリードフレーム１の移送を、これ以前の移送と同じ状態で行うことができ、その結果、リードフレーム１の移送機構の簡単化を図ることができる。
【００２４】
次に、前記リードフレーム１を加熱炉（図示せず）に送り込む等することにより、半田の融点よりも高い温度に加熱する。
【００２５】
すると、この加熱により、アイランド部５ａと半導体チップ９との間に塗布した半田ペースト８における半田は、溶融してアイランド部５ａの半導体チップ９との両方の各々に合金化接合する一方、半導体チップ９における両突起状電極部９ａ，９ｂと第２及び第３リード端子６，７の先端部６ａ，７ａとの間に塗布した半田ペースト１０，１１における半田は、溶融して突起状電極と第２及び第３リード端子６，７の先端部６ａ，７ａとの両方の各々に合金化接合することになる。
【００２６】
これにより、半導体チップ９は、アイランド部５ａの上面における溶融半田に浮いた状態になる一方、この半導体チップ９における両突起状電極部９ａ，９ｂと第２及び第３リード端子６，７の先端部６ａ，７ａとの間には、その間における溶融半田が球形になろうとするときの表面張力による吸引力が作用することになるから、前記のようにアイランド部５ａの上面における溶融半田に浮いた状態になっている半導体チップ９は、その上面における両突起状電極部９ａ，９ｂが第２及び第３リード端子６，７の先端部６ａ，７ａの各々に引き寄せられるように自動的に位置決めされ、この状態で、前記した各半田が凝固することになるのである。
【００２７】
すなわち、前記半導体チップ９をアイランド部５ａに載置するときに、多少の位置のずれが存在しても、この位置のずれを自動的に修正しながら、半導体チップ９をアイランド部５ａに対して接合できると同時に、半導体チップ９における両突起状電極部９ａ，９ｂに対して第２及び第３リード端子６，７の先端部６ａ，７ａを確実に接合することができるのである。
【００２８】
このようにして、半導体チップ９の第１リード端子５、第２リード端子６及び第３リード端子７への接合を完了すると、前記半導体チップ９、アイランド部５ａ、第２リード端子６の先端部６ａ及び第３リード端子７の先端部７ａの部分を、熱硬化性合成樹脂製のモールド部２０にてパッケージしたのち、前記第１リード端子５、第２リード端子６及び第３リード端子７を、リードフレーム１から切り離すことにより、図８及び図９に示すような形態の三端子型半導体装置Ａを製造することができるのである。
【００２９】
なお、前記半導体チップ９における両突起状電極部９ａ，９ｂと、第２及び第３リード端子６，７の先端部６ａ，７ａとを接合するための半田ペースト１０，１１は、前記実施例のように、半導体チップ９における両突起状電極部９ａ，９ｂに塗布することに代えて、第２及び第３リード端子６，７の先端部６ａ，７ａに塗布するようにしても良いのである。
【００３０】
また、前記第２リード端子６における先端部６ａ、及び第３リード端子７における先端部７ａを、図１４及び図１５に示すように、下向きに折り曲げ、この折り曲げ片６ａ′，７ａ′を、半導体チップ９における両突起状電極部９ａ，９ｂに向かうように構成することにより、この間に塗布した半田ペースト１０′，１１′の溶融半田は、より球に近い状態になろうとして、その表面張力が大きくなるから、前記溶融半田の表面張力による半導体チップ９の位置修正の効果を向上できると共に、半導体チップ９における両突起状電極部９ａ，９ｂ間の距離を短縮して、半導体チップ９の小型化を図ることができるのである。
【００３１】
更にまた、前記半導体チップ９における両突起状電極部９ａ，９ｂに対して半田ペーストを塗布にする際しては、図１６に示すように、前記両突起状電極部９ａ，９ｂのうち外側の部分に対して半田ペースト１０″，１１″を塗布することにより、溶融した半田の同士が、互いにブリッジ状に繋がることを低減できるから、半田付けに際しての不良品の発生率を大幅に低減できる利点がある。
【００３２】
その上、第１リード端子５におけるアイランド部５ａに搭載する半導体チップとしては、前記の実施例のように、一つに半導体チップ９にすることに限らず、図１７及び図１８に示すように、二つの半導体チップ９′，９″にして、その一方の半導体チップ９′における突起状電極部９ａ′に対して、第２リード端子６の先端部６ａを半田ペースト１０にて半田接合する一方、他方の半導体チップ９″における突起状電極部９ｂ″に対して、第３リード端子７の先端部７ａを、半田ペースト１１にて半田接合するように構成しても良く、このように構成することにより、第２リード端子６の先端部６ａと第３リード端子７の先端部７ａとの間に、半田ブリッジができることを確実に低減できると共に、異なった特性の二つの半導体チップを有する三端子型半導体装置とすることができるのである。
【００３３】
なお、半導体チップを、このように二つの半導体チップ９′，９″にする場合には、図１９に示すように、この両半導体チップ９′，９″を、第２リード端子６の先端部６ａと第３リード端子７の先端部７ａとの両方に、両半導体チップ９′，９″における突起状電極部９ａ′，９ｂ″を、第１リード端子５のアイランド部５ａに、前記と同様にして半田接合するようにしても良いのである。
【００３４】
次に、図２０〜図２３は、第５の実施例を示す。
【００３５】
この第５の実施例は、四端子型半導体装置に適用した場合であり、金属板より打ち抜いた長尺帯状のリードフレーム３１における長手左右両縁部におけるサイドフレーム３２，３３の間には、その間を一体的に連結するセクションバー３４が、リードフレーム１の長手方向に沿って一定のピッチ間隔Ｐで形成されている。
【００３６】
また、前記両サイドフレーム３２，３３のうち一方のサイドフレーム３２には、前記各セクションバー３４の間の部位に先端にアイランド部３５ａを備えた第１リード端子３５が内向きに突出するように一体的に形成されており、他方のサイドフレーム３３には、前記各セクションバー３４の間の部位に他の三本のリード端子３６，３７，３８が内向きに突出するように一体的に形成され、この三本のリード端子３６，３７，３８のうち外側に位置する第２及び第４リード端子３６，３８は、その先端部３６ａ，３８ａが中央に位置する第３リード端子３７ａの先端部３７ａに接近するように曲がった形状であり、且つ、前記中央に位置する第３リード端子３７ａの先端部３７ａは、前記第１リード端子３５の先端におけるアイランド部３５ａに対してリードフレーム３１の長手方向に沿って適宜寸法Ｅ′だけずれている。
【００３７】
更にまた、前記各セクションバー３４は、当該セクションバー３４における一方のサイドフレーム３２に対する細幅接合部３４ａと他方のサイドフレーム３３に対する細幅接合部３４ｂとがリードフレーム３１の長手方向に沿って前記ずれ寸法Ｅ′の略半分の寸法Ｆ′（Ｆ′＝Ｅ′／２）だけずれるように傾斜している。
【００３８】
そして、前記リードフレーム３１を、その長手方向に移送する途次において、先づ、各第１リード端子３５におけるアイランド部３５ａの上面に、図２１に示すように、半田ペースト３９を塗布したのち、上面に三つの突起状電極部４０ａ，４０ｂ，４０ｃを形成した半導体チップ４０を搭載したのち、この半導体チップ４０の上面における各突起状電極部４０ａ，４０ｂ，４０ｃに、半田ペースト４１，４２，４３を塗布する。
【００３９】
次いで、前記第１の実施例の場合と同様に、図１０〜図１３に示すずらせ重ね装置１２に送り込むことにより、一方のサイドフレーム３２における第１リード端子３５先端のアイランド部３５ａと、他方のサイドフレーム３３における各リード端子３６，３７，３８の先端部３６ａ，３７ａ，３８ａとを、図２２及び図２４に示すように、その間に半導体チップ４０を挟んだ状態に互いに重ね合わせる。
【００４０】
次いで、前記リードフレーム３１を加熱炉（図示せず）に送り込む等することで半田の融点よりも高い温度に加熱することにより、前記各半田ペースト３９，４１，４２，４３が溶融し、半導体チップ４０は、アイランド部３５ａの上面における溶融半田に浮いた状態になる一方、この半導体チップ４０における各突起状電極部４０ａ，４０ｂ，４０ｃと各リード端子３６，３７，３８の先端部３６ａ，３７ａ，３８ａとの間には、その間における溶融半田が球形になろうとするときの表面張力による吸引力が作用し、半導体チップ４０は、その上面における各突起状電極部４０ａ，４０ｂ，４０ｃが三本の各リード端子３６，３７，３８の先端部３６ａ，３７ａ，３８ａの各々に引き寄せられるように自動的に位置決めされ、この状態で、前記した各半田が凝固することになるから、半導体チップ４０をアイランド部３５ａに対して接合できると同時に、半導体チップ４０における各突起状電極部４０ａ，４０ｂ，４０ｃに対して三本の各リード端子３６，３７，３８の先端部３６ａ，３７ａ，３８ａを確実に接合することができるのである。
【００４１】
この場合においても、前記リードフレーム３１における各セクションバー３４を、当該セクションバー３４における一方のサイドフレーム３２に対する細幅接合部３４ａと他方のサイドフレーム３３に対する細幅接合部３４ｂとがリードフレーム３１の長手方向に沿って前記ずれ寸法Ｅ′の略半分の寸法Ｆ′（Ｆ＝Ｅ′／２）だけずれるように傾斜したことにより、この各セクションバー３４は、前記ずらせ重ね装置１２を通過した後において、図２２に示すように、図２０の状態とは逆の方向に傾斜することになるから、これによって、前記リードフレーム３１における幅寸法Ｌ′が、前記ずらせ重ねの前後において変化することを防止できるのである。
【００４２】
なお、本発明は、この第５の実施例と同様にして、五端子以上の多端子型半導体装置にも適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における第１の実施例による製造方法に使用するリードフレームの平面図である。
【図２】図１のII−II視断面図である。
【図３】半導体チップの斜視図である。
【図４】前記図１のリードフレームにおける第１リード端子のアイランド部に半導体チップを搭載した状態の平面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ視拡大断面図である。
【図６】前記図１のリードフレームにおいて第１リード端子に対して第２及び第３リード端子を重ねた状態の平面図である。
【図７】図６のVII −VII 視拡大断面図である。
【図８】半導体装置の平面図である。
【図９】図８のIX−IX視断面図である。
【図１０】本発明の製造方法に使用するずらせ重ね装置の正面図である。
【図１１】図１０のXI−XI視拡大断面図である。
【図１２】図１０のXII −XII 視拡大断面図である。
【図１３】図１０のXIII−XIII視拡大断面図である。
【図１４】本発明の第２の実施例を示す斜視図である。
【図１５】図１４のXV−XV視断面図である。
【図１６】本発明の第３の実施例を示す断面図である。
【図１７】本発明の第４の実施例を示す斜視図である。
【図１８】図１７のXVIII −XVIII 視断面図である。
【図１９】第４の実施例の変形例を示す断面図である。
【図２０】本発明における第５の実施例による製造方法に使用するリードフレームの平面図である。
【図２１】図２０のXXII−XXII視拡大断面図である。
【図２２】前記図２０のリードフレームにおいて第１リード端子に他の各リード端子を重ねた状態の平面図である。
【図２３】図２２のXXIII −XXIII 視拡大断面図である。
【符号の説明】
１ リードフレーム
２ 一方のサイドフレーム
３ 他方のサイドフレーム
４ セクションバー
５ 第１リード端子
５ａ アイランド部
６ 第２リード端子
６ａ 第２リード端子の先端部
７ 第３リード端子
７ａ 第３リード端子の先端部
８ 半田ペースト
９ 半導体チップ
９ａ，９ｂ 突起状電極部
１０，１１ 半田ペースト
１２ ずらせ重ね装置
２０ モールド部
Ａ 半導体装置
【産業上の利用分野】
本発明は、半導体装置のうち、半導体チップに対して少なくとも三本のリード端子を備えたトランジスター又はダイオード等のような多端子型の半導体装置を製造する場合において、その方法に使用するリードフレームに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の多端子型の半導体装置のうち三端子型半導体装置の製造方法は、リード端子の先端に一体的に設けたアイランド部に、半導体チップをダイボンディングし、この半導体チップにおける二つの電極部と、第２リード端子及び第３リード端子との間を、金線等の細い金属線によるワイヤボンディングにて電気的に接続したのち、前記半導体チップの部分を合成樹脂製のモールド部にてパッケージすることが一般的な方法であったが、この方法は、金線等の細い金属線によるワイヤボンディングによるために、製造コストが大幅にアップするばかりか、前記細い金属線に断線が発生することで、大電流用半導体装置の製造には適しない等の問題があった。
【０００３】
そこで、先行技術としての特開昭４８−３８０７０号公報及び特開昭５９−５４２５０号公報は、金属板を打ち抜いたリードフレームに、アイランド部を備えた第１リード端子と、第２及び第３リード端子を一体的に形成し、前記第１リード端子におけるアイランド部の上面に半導体チップをダイボンディングし、この半導体チップの上面に前記第２及び第３リード端子の各々における先端部を重ね合わせたのち、半導体チップの上面における二つの電極部に対して半田付けにて接合し、次いで、前記半導体チップの部分を、合成樹脂製のモールド部にてパッケージしたのち、前記リードフレームから切り離すと言うワイヤボンディングレスの製造方法を提案している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この先行技術による製造方法は、先づ、第１リード端子と一体のアイランド部に半導体チップをダイボンディングし、次いで、第２及び第３リード端子の先端部を、前記のようにダイボンディングした半導体チップの上面に重ね合わせたのち、半導体チップにおける二つの電極部に対して半田付けに接合すると言う方法であって、前記第１リード端子と一体のアイランド部に対する半導体チップのダイボンディングに際して、位置のずれが存在すると、この半導体チップの上面に対して第２及び第３リード端子の先端部を重ね合わせたとき、第２及び第３リード端子の先端部が、半導体チップにおける二つの電極部に対して一致しないことになる。
【０００５】
そこで、前記先行技術による方法では、半導体チップを、第１リード端子におけるアイランド部に対してダイボンディングするに対して、極めて高い精度で厳格に位置決めしなければならならず、この位置決めに可成りの時間を必要とすることに加えて、半導体チップのアイランド部に対するダイボンディングと、半導体チップにおける電極部に対する第２及び第３リード端子の接合とを別々の工程に行うものであるから、それだけ生産性が低く、製造コストの低減を十分に達成できないのであった。
【０００６】
本発明は、半導体装置を、前記のような問題を招来することなく製造することに適したリードフレームを提供することを技術的課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を達成するため本発明は、
「長手方向に沿って適宜ピッチ間隔で配設のセクションバーにて連結した両サイドフレームのうち一方のサイドフレームに、先端に半導体チップ搭載用のアイランド部を備えて内向きに延びる一方のリード端子を、他方のサイドフレームに、内向きに延びる少なくとも一本の他方のリード端子を、これらアイランド部付き一方のリード端子と他方の各リード端子とがリードフレームの長手方向にずれて並ぶように形成し、更に、前記一方のサイドフレームと他方のサイドフレームとを、一方のサイドフレームに設けたリード端子におけるアイランド部に搭載の半導体チップに他方のサイドフレームに設けたリード端子の先端が重なるように、リードフレームの長手方向にずらせるように構成して成る金属板製のリードフレームにおいて、
前記セクションバーを、当該セクションバーにおける一方のサイドフレームに対する接合部と他方のサイドフレームに対する接合部とがリードフレームの長手方向に沿って前記アイランド部付き一方のリード端子と他方の各リード端子との間におけるリードフレームの長手方向に沿ったずれ寸法の半分の寸法だけずれるように傾斜した。」
ことを特徴としている。
【０００８】
【発明の効果】
前記したように、リードフレームにおける両サイドフレームの相互間を連結する各セクションバーを、当該セクションバーにおける一方のサイドフレームに対する接合部と他方のサイドフレームに対する接合部とがリードフレームの長手方向に沿って、前記アイランド部付き一方のリード端子と他方の各リード端子との間におけるリードフレームの長手方向に沿ったずれ寸法の半分の寸法だけずれるように傾斜したことにより、この各セクションバーは、前記両サイドフレームを、そのアイランド部付き一方のリード端子と他方の各リード端子とが互いに重なるようにずらせた後において、初めの傾斜方向とは逆の方向に傾斜することになるから、これによって、前記リードフレームにおける幅寸法が、前記ずらせ重ねの前後において変化することを防止できるのである。
【０００９】
つまり、リードフレームにおける幅寸法を、前記したずらせ重ねの後においても略一定に維持することができるから、その後におけるリードフレームの移送を、これ以前の移送と同じ状態で行うことができ、その結果、リードフレームの移送機構の簡単化を図ることができる。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明の実施例を、図面について説明する。
【００１１】
図１〜図９は、三端子型半導体装置に適用した第１の実施例を示し、この図において符号１は、金属板より打ち抜いた長尺帯状のリードフレームを示し、このリードフレーム１における長手左右両縁部におけるサイドフレーム２，３の間には、その間を一体的に連結するセクションバー４が、リードフレーム１の長手方向に沿って一定のピッチ間隔Ｐで形成されている。
【００１２】
また、前記両サイドフレーム２，３のうち一方のサイドフレーム２には、前記各セクションバー４の間の部位に先端にアイランド部５ａを備えた第１リード端子５が内向きに突出するように一体的に形成されており、他方のサイドフレーム３には、前記各セクションバー４の間の部位に第２リード端子６及び第３リード端子７が内向きに突出するように一体的に形成され、この第２リード端子６及び第３リード端子７の先端部６ａ，７ａは、互いに接近する形状であり、且つ、この両先端部６ａ，７ａは、前記第１リード端子５の先端におけるアイランド部５ａに対してリードフレーム１の長手方向に沿って適宜寸法Ｅだけずれている。
【００１３】
更にまた、前記各セクションバー４は、当該セクションバー４における一方のサイドフレーム２に対する細幅接合部４ａと他方のサイドフレーム３に対する細幅接合部４ｂとがリードフレーム１の長手方向に沿って前記ずれ寸法Ｅの略半分の寸法Ｆ（Ｆ＝Ｅ／２）だけずれるように傾斜している。
【００１４】
そして、前記リードフレーム１を、その長手方向に移送する途次において、先づ、各第１リード端子５におけるアイランド部５ａの上面に、半田ペースト８を塗布したのち、図３に示すように、上面に二つの突起状電極部９ａ，９ｂを形成した半導体チップ９を搭載したのち、この半導体チップ９の上面における両突起状電極部９ａ，９ｂに、図５に示すように、半田ペースト１０，１１を塗布する。
【００１５】
次いで、前記リードフレーム１を、以下に述べるように構成したずらせ重ね装置１２に順次送り込む。
【００１６】
このずらせ重ね装置１２は、図１０〜図１３に示すように、前記リードフレーム１を、その長手方向の移送できるように案内する二つのガイドローラ１３，１４の間の部位に、前記リードフレーム１における一方のサイドフレーム２の下面に接触する小径の送りホイール１５と、他方のサイドフレーム３の下面に接触する大径の送りホイール１６とを配設して、この両送りホイール１５，１６を、同じ方向に、当該両送りホイール１５，１６の外周面における周速度が同じになるように回転駆動する。
【００１７】
前記二つのガイドローラ１３，１４のうち一方のガイドローラ１３と両送りホイール１５，１６との間の部位には、前記リードフレーム１における一方のサイドフレーム２を挟んだ状態で下向きに変位するようにした一対のローラ１７ａ，１７ｂと、リードフレーム１における他方のサイドフレーム３を挟んだ状態で上向きに変位するようにした一対のローラ１７ｃ，１７ｄとで構成される第１ローラ機構１７を配設する。
【００１８】
また、二つのガイドローラ１３，１４のうち他方のガイドローラ１４と両送りホイール１５，１６との間の部位には、前記リードフレーム１における一方のサイドフレーム２を挟んだ状態で上向きに変位するようにした一対のローラ１８ａ，１８ｂと、リードフレーム１における他方のサイドフレーム３を挟んだ状態で下向きに変位するようにした一対のローラ１８ｃ，１８ｄとで構成される第２ローラ機構１８を配設する。
【００１９】
この構成のずらせ重ね装置１２にリードフレーム１を送り込むことにより、第１ローラ機構１７の箇所において、リードフレーム１における一方のサイドフレーム２が一対のローラ１７ａ，１７ｂにて下向きに、他方のサイドフレーム３が一対のローラ１７ｃ，１７ｄにて上向きに各々変位されることにより、一方のサイドフレーム２と他方のサイドフレーム３とが、図１１に示すように、リードフレーム１の表面と直角方向に適宜寸法だけ食い違い状になる。
【００２０】
次いで、リードフレーム１における両サイドフレーム２，３のうち一方のサイドフレーム２が、小径の送りホイール１５の外周面を適宜接触角度θにわたって巡る一方、他方のサイドフレーム３が大径の送りホイール１６の外周面を適宜接触角度θにわたって巡ることにより、一方のサイドフレーム２の移送と他方のサイドフレーム３の移送との間に、両送りホイール１５，１６の直径差に応じて進み・遅れができるから、一方のサイドフレーム２と、他方のサイドフレーム３とを、リードフレーム１の長手方向に沿って、前記第２及び第３リード端子６，７の先端部６ａ，７ａと前記第１リード端子５の先端におけるアイランド部５ａとの間におけるずらせ寸法Ｅと同じ寸法だけ互いにずらせ変位することができる。
【００２１】
そして、第２ローラ機構１８の箇所に至り、一方のサイドフレーム２が一対のローラ１８ａ，１８ｂにて上向きに、他方のサイドフレーム３が一対のローラ１８ｃ，１８ｄにて下向きに各々変位されることにより、一方のサイドフレーム２における第１リード端子５先端のアイランド部５ａと、他方のサイドフレーム３における第２及び第３リード端子６，７の先端部６ａ，７ａとを、図６及び図７に示すように、その間に半導体チップ９を挟んだ状態に互いに重ね合わせることができるのである。
【００２２】
この場合において、前記リードフレーム１における各セクションバー４を、当該セクションバー４における一方のサイドフレーム２に対する細幅接合部４ａと他方のサイドフレーム３に対する細幅接合部４ｂとがリードフレーム１の長手方向に沿って前記ずれ寸法Ｅの略半分の寸法Ｆ（Ｆ＝Ｅ／２）だけずれるように傾斜したことにより、この各セクションバー４は、前記ずらせ重ね装置１２を通過した後において、図６に示すように、図１の状態とは逆の方向に傾斜することになるから、これによって、前記リードフレーム１における幅寸法Ｌが、前記ずらせ重ねの前後において変化することを防止できるのである。
【００２３】
つまり、リードフレーム１における幅寸法Ｌを、前記したずらせ重ねの後においても略一定に維持することができるから、その後におけるリードフレーム１の移送を、これ以前の移送と同じ状態で行うことができ、その結果、リードフレーム１の移送機構の簡単化を図ることができる。
【００２４】
次に、前記リードフレーム１を加熱炉（図示せず）に送り込む等することにより、半田の融点よりも高い温度に加熱する。
【００２５】
すると、この加熱により、アイランド部５ａと半導体チップ９との間に塗布した半田ペースト８における半田は、溶融してアイランド部５ａの半導体チップ９との両方の各々に合金化接合する一方、半導体チップ９における両突起状電極部９ａ，９ｂと第２及び第３リード端子６，７の先端部６ａ，７ａとの間に塗布した半田ペースト１０，１１における半田は、溶融して突起状電極と第２及び第３リード端子６，７の先端部６ａ，７ａとの両方の各々に合金化接合することになる。
【００２６】
これにより、半導体チップ９は、アイランド部５ａの上面における溶融半田に浮いた状態になる一方、この半導体チップ９における両突起状電極部９ａ，９ｂと第２及び第３リード端子６，７の先端部６ａ，７ａとの間には、その間における溶融半田が球形になろうとするときの表面張力による吸引力が作用することになるから、前記のようにアイランド部５ａの上面における溶融半田に浮いた状態になっている半導体チップ９は、その上面における両突起状電極部９ａ，９ｂが第２及び第３リード端子６，７の先端部６ａ，７ａの各々に引き寄せられるように自動的に位置決めされ、この状態で、前記した各半田が凝固することになるのである。
【００２７】
すなわち、前記半導体チップ９をアイランド部５ａに載置するときに、多少の位置のずれが存在しても、この位置のずれを自動的に修正しながら、半導体チップ９をアイランド部５ａに対して接合できると同時に、半導体チップ９における両突起状電極部９ａ，９ｂに対して第２及び第３リード端子６，７の先端部６ａ，７ａを確実に接合することができるのである。
【００２８】
このようにして、半導体チップ９の第１リード端子５、第２リード端子６及び第３リード端子７への接合を完了すると、前記半導体チップ９、アイランド部５ａ、第２リード端子６の先端部６ａ及び第３リード端子７の先端部７ａの部分を、熱硬化性合成樹脂製のモールド部２０にてパッケージしたのち、前記第１リード端子５、第２リード端子６及び第３リード端子７を、リードフレーム１から切り離すことにより、図８及び図９に示すような形態の三端子型半導体装置Ａを製造することができるのである。
【００２９】
なお、前記半導体チップ９における両突起状電極部９ａ，９ｂと、第２及び第３リード端子６，７の先端部６ａ，７ａとを接合するための半田ペースト１０，１１は、前記実施例のように、半導体チップ９における両突起状電極部９ａ，９ｂに塗布することに代えて、第２及び第３リード端子６，７の先端部６ａ，７ａに塗布するようにしても良いのである。
【００３０】
また、前記第２リード端子６における先端部６ａ、及び第３リード端子７における先端部７ａを、図１４及び図１５に示すように、下向きに折り曲げ、この折り曲げ片６ａ′，７ａ′を、半導体チップ９における両突起状電極部９ａ，９ｂに向かうように構成することにより、この間に塗布した半田ペースト１０′，１１′の溶融半田は、より球に近い状態になろうとして、その表面張力が大きくなるから、前記溶融半田の表面張力による半導体チップ９の位置修正の効果を向上できると共に、半導体チップ９における両突起状電極部９ａ，９ｂ間の距離を短縮して、半導体チップ９の小型化を図ることができるのである。
【００３１】
更にまた、前記半導体チップ９における両突起状電極部９ａ，９ｂに対して半田ペーストを塗布にする際しては、図１６に示すように、前記両突起状電極部９ａ，９ｂのうち外側の部分に対して半田ペースト１０″，１１″を塗布することにより、溶融した半田の同士が、互いにブリッジ状に繋がることを低減できるから、半田付けに際しての不良品の発生率を大幅に低減できる利点がある。
【００３２】
その上、第１リード端子５におけるアイランド部５ａに搭載する半導体チップとしては、前記の実施例のように、一つに半導体チップ９にすることに限らず、図１７及び図１８に示すように、二つの半導体チップ９′，９″にして、その一方の半導体チップ９′における突起状電極部９ａ′に対して、第２リード端子６の先端部６ａを半田ペースト１０にて半田接合する一方、他方の半導体チップ９″における突起状電極部９ｂ″に対して、第３リード端子７の先端部７ａを、半田ペースト１１にて半田接合するように構成しても良く、このように構成することにより、第２リード端子６の先端部６ａと第３リード端子７の先端部７ａとの間に、半田ブリッジができることを確実に低減できると共に、異なった特性の二つの半導体チップを有する三端子型半導体装置とすることができるのである。
【００３３】
なお、半導体チップを、このように二つの半導体チップ９′，９″にする場合には、図１９に示すように、この両半導体チップ９′，９″を、第２リード端子６の先端部６ａと第３リード端子７の先端部７ａとの両方に、両半導体チップ９′，９″における突起状電極部９ａ′，９ｂ″を、第１リード端子５のアイランド部５ａに、前記と同様にして半田接合するようにしても良いのである。
【００３４】
次に、図２０〜図２３は、第５の実施例を示す。
【００３５】
この第５の実施例は、四端子型半導体装置に適用した場合であり、金属板より打ち抜いた長尺帯状のリードフレーム３１における長手左右両縁部におけるサイドフレーム３２，３３の間には、その間を一体的に連結するセクションバー３４が、リードフレーム１の長手方向に沿って一定のピッチ間隔Ｐで形成されている。
【００３６】
また、前記両サイドフレーム３２，３３のうち一方のサイドフレーム３２には、前記各セクションバー３４の間の部位に先端にアイランド部３５ａを備えた第１リード端子３５が内向きに突出するように一体的に形成されており、他方のサイドフレーム３３には、前記各セクションバー３４の間の部位に他の三本のリード端子３６，３７，３８が内向きに突出するように一体的に形成され、この三本のリード端子３６，３７，３８のうち外側に位置する第２及び第４リード端子３６，３８は、その先端部３６ａ，３８ａが中央に位置する第３リード端子３７ａの先端部３７ａに接近するように曲がった形状であり、且つ、前記中央に位置する第３リード端子３７ａの先端部３７ａは、前記第１リード端子３５の先端におけるアイランド部３５ａに対してリードフレーム３１の長手方向に沿って適宜寸法Ｅ′だけずれている。
【００３７】
更にまた、前記各セクションバー３４は、当該セクションバー３４における一方のサイドフレーム３２に対する細幅接合部３４ａと他方のサイドフレーム３３に対する細幅接合部３４ｂとがリードフレーム３１の長手方向に沿って前記ずれ寸法Ｅ′の略半分の寸法Ｆ′（Ｆ′＝Ｅ′／２）だけずれるように傾斜している。
【００３８】
そして、前記リードフレーム３１を、その長手方向に移送する途次において、先づ、各第１リード端子３５におけるアイランド部３５ａの上面に、図２１に示すように、半田ペースト３９を塗布したのち、上面に三つの突起状電極部４０ａ，４０ｂ，４０ｃを形成した半導体チップ４０を搭載したのち、この半導体チップ４０の上面における各突起状電極部４０ａ，４０ｂ，４０ｃに、半田ペースト４１，４２，４３を塗布する。
【００３９】
次いで、前記第１の実施例の場合と同様に、図１０〜図１３に示すずらせ重ね装置１２に送り込むことにより、一方のサイドフレーム３２における第１リード端子３５先端のアイランド部３５ａと、他方のサイドフレーム３３における各リード端子３６，３７，３８の先端部３６ａ，３７ａ，３８ａとを、図２２及び図２４に示すように、その間に半導体チップ４０を挟んだ状態に互いに重ね合わせる。
【００４０】
次いで、前記リードフレーム３１を加熱炉（図示せず）に送り込む等することで半田の融点よりも高い温度に加熱することにより、前記各半田ペースト３９，４１，４２，４３が溶融し、半導体チップ４０は、アイランド部３５ａの上面における溶融半田に浮いた状態になる一方、この半導体チップ４０における各突起状電極部４０ａ，４０ｂ，４０ｃと各リード端子３６，３７，３８の先端部３６ａ，３７ａ，３８ａとの間には、その間における溶融半田が球形になろうとするときの表面張力による吸引力が作用し、半導体チップ４０は、その上面における各突起状電極部４０ａ，４０ｂ，４０ｃが三本の各リード端子３６，３７，３８の先端部３６ａ，３７ａ，３８ａの各々に引き寄せられるように自動的に位置決めされ、この状態で、前記した各半田が凝固することになるから、半導体チップ４０をアイランド部３５ａに対して接合できると同時に、半導体チップ４０における各突起状電極部４０ａ，４０ｂ，４０ｃに対して三本の各リード端子３６，３７，３８の先端部３６ａ，３７ａ，３８ａを確実に接合することができるのである。
【００４１】
この場合においても、前記リードフレーム３１における各セクションバー３４を、当該セクションバー３４における一方のサイドフレーム３２に対する細幅接合部３４ａと他方のサイドフレーム３３に対する細幅接合部３４ｂとがリードフレーム３１の長手方向に沿って前記ずれ寸法Ｅ′の略半分の寸法Ｆ′（Ｆ＝Ｅ′／２）だけずれるように傾斜したことにより、この各セクションバー３４は、前記ずらせ重ね装置１２を通過した後において、図２２に示すように、図２０の状態とは逆の方向に傾斜することになるから、これによって、前記リードフレーム３１における幅寸法Ｌ′が、前記ずらせ重ねの前後において変化することを防止できるのである。
【００４２】
なお、本発明は、この第５の実施例と同様にして、五端子以上の多端子型半導体装置にも適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における第１の実施例による製造方法に使用するリードフレームの平面図である。
【図２】図１のII−II視断面図である。
【図３】半導体チップの斜視図である。
【図４】前記図１のリードフレームにおける第１リード端子のアイランド部に半導体チップを搭載した状態の平面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ視拡大断面図である。
【図６】前記図１のリードフレームにおいて第１リード端子に対して第２及び第３リード端子を重ねた状態の平面図である。
【図７】図６のVII −VII 視拡大断面図である。
【図８】半導体装置の平面図である。
【図９】図８のIX−IX視断面図である。
【図１０】本発明の製造方法に使用するずらせ重ね装置の正面図である。
【図１１】図１０のXI−XI視拡大断面図である。
【図１２】図１０のXII −XII 視拡大断面図である。
【図１３】図１０のXIII−XIII視拡大断面図である。
【図１４】本発明の第２の実施例を示す斜視図である。
【図１５】図１４のXV−XV視断面図である。
【図１６】本発明の第３の実施例を示す断面図である。
【図１７】本発明の第４の実施例を示す斜視図である。
【図１８】図１７のXVIII −XVIII 視断面図である。
【図１９】第４の実施例の変形例を示す断面図である。
【図２０】本発明における第５の実施例による製造方法に使用するリードフレームの平面図である。
【図２１】図２０のXXII−XXII視拡大断面図である。
【図２２】前記図２０のリードフレームにおいて第１リード端子に他の各リード端子を重ねた状態の平面図である。
【図２３】図２２のXXIII −XXIII 視拡大断面図である。
【符号の説明】
１ リードフレーム
２ 一方のサイドフレーム
３ 他方のサイドフレーム
４ セクションバー
５ 第１リード端子
５ａ アイランド部
６ 第２リード端子
６ａ 第２リード端子の先端部
７ 第３リード端子
７ａ 第３リード端子の先端部
８ 半田ペースト
９ 半導体チップ
９ａ，９ｂ 突起状電極部
１０，１１ 半田ペースト
１２ ずらせ重ね装置
２０ モールド部
Ａ 半導体装置
Claims (2)
- 長手方向に沿って適宜ピッチ間隔で配設のセクションバーにて連結した両サイドフレームのうち一方のサイドフレームに、先端に半導体チップ搭載用のアイランド部を備えて内向きに延びる一方のリード端子を、他方のサイドフレームに、内向きに延びる少なくとも一本の他方のリード端子を、これらアイランド部付き一方のリード端子と他方の各リード端子とがリードフレームの長手方向にずれて並ぶように形成し、更に、前記一方のサイドフレームと他方のサイドフレームとを、一方のサイドフレームに設けたリード端子におけるアイランド部に搭載の半導体チップに他方のサイドフレームに設けたリード端子の先端が重なるように、リードフレームの長手方向にずらせるように構成して成る金属板製のリードフレームにおいて、
前記セクションバーを、当該セクションバーにおける一方のサイドフレームに対する接合部と他方のサイドフレームに対する接合部とがリードフレームの長手方向に沿って前記アイランド部付き一方のリード端子と他方の各リード端子との間におけるリードフレームの長手方向に沿ったずれ寸法の半分の寸法だけずれるように傾斜したことを特徴とする半導体装置の製造に使用するリードフレーム。 - 前記他方のリード端子が、前記リードフレームの長手方向に沿って配設の複数本であることを特徴とする前記請求項１に記載した半導体装置の製造に使用するリードフレーム。
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