JP3747991B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造技術、特に、樹脂封止パッケージの放熱性能を向上させる技術に関し、例えば、表面実装形樹脂封止パッケージを備えている半導体集積回路装置（以下、ＩＣという。）に利用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
表面実装形樹脂封止パッケージを備えているＩＣは、半導体ペレット（以下、ペレットという。）と、ペレットがボンディングされているタブと、ペレットの各ボンディングパッドにボンディングワイヤを介して電気的に接続されている複数本のインナリードと、各インナリードにそれぞれ連結されているアウタリードと、ペレット、タブおよび各インナリードを樹脂封止する樹脂封止体とを備えている。この表面実装形樹脂封止パッケージを備えているＩＣにおいて放熱性能を高める手段としては、タブのペレットボンディング主面と反対側の主面（以下、下面とする。）を樹脂封止体の下面から露出させることが、一般的に考えられる。ところが、タブの下面を樹脂封止体の下面において露出させると、樹脂封止体の樹脂の一部がタブの下面に回り込んでしまうため、封止不良や外観不良等が発生し、歩留りが低下してしまうという問題点がある。
【０００３】
そこで、特開平５−２９１４５９号公報には、タブに固定部を突設しておき、樹脂封止体の成形に際して固定部にキャビティーに突設された突起を押し付けることにより、樹脂封止体の成形のための樹脂がタブの下面に回り込むのを防止する技術が、提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した半導体装置の製造方法においては、タブの固定部を押した突起の痕が樹脂封止体に穴として残るため、樹脂封止体の耐湿性能や外観性能が低下するという問題点がある。
【０００５】
本発明の目的は、樹脂封止体の耐湿性能や外観性能の低下を防止しつつ放熱性能を高めることができる半導体装置の製造技術を提供することにある。
【０００６】
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。
【０００７】
【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説明すれば、次の通りである。
【０００８】
すなわち、樹脂封止体の成形に際して、タブに連結されたタブ連結部材をキャビティーに突設された押さえ部によって押してタブをキャビティーの底面に押し付けることにより、タブの下面を樹脂封止体の下面において露出させることを特徴とする。
【０００９】
前記した手段によれば、タブの下面が樹脂封止体の下面において露出されるため、半導体装置の放熱性能が高められることになる。しかも、押さえ部はタブ連結部材に位置することによってタブから遠く離れた状態になっているため、半導体ペレットに対する耐湿性能の低下および樹脂封止体の外観性能の低下を防止することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態に係る半導体装置を示しており、図２以降はその製造方法における各工程を示している。
【００１１】
本実施形態において、本発明に係る半導体装置は、表面実装形樹脂封止パッケージを備えているＩＣの一例である樹脂封止形ＳＯＰ・ＩＣ（Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇｅ・ＩＣ。以下、ＳＯＰ・ＩＣという。）として構成されている。ＳＯＰ・ＩＣ２８は、ペレット２２と、ペレット２２がボンディングされているタブ１６と、タブ１６に連結された連結部材としての放熱板１５と、ペレット２２の各ボンディングパッド２２ａにボンディングワイヤ２３を介して電気的に接続されている複数本のインナリード１８と、各インナリード１８にそれぞれ連結されているアウタリード１９と、ペレット２２、タブ１６、放熱板１５の一部および各インナリード１８を樹脂封止した樹脂封止体２５とを備えている。アウタリード１９群および両放熱板１５、１５の突出部は樹脂封止体２５の長辺側の一対の側面から外部に突出されてガル・ウイング形状に成形されている。
【００１２】
樹脂封止体２５は平面視が長方形の平盤形状に形成されており、互いに対向する一対の主面（以下、上面および下面とする。）のうち下面にはタブ１６の下面が露出されているとともに、樹脂封止体２５の上面における両方の短辺の中央部にはタブ１６を露出させるのに使用された押さえ部の痕である両押さえ部痕４０Ａ、４０Ａがそれぞれ形成されている。
【００１３】
以下、本発明の一実施形態であるＳＯＰ・ＩＣの製造方法を説明する。この説明により、ＳＯＰ・ＩＣについての前記した構成の詳細が共に明らかにされる。
【００１４】
ＳＯＰ・ＩＣの製造方法には、図２に示されている多連リードフレーム１１が使用されており、多連リードフレーム１１は多連リードフレーム成形工程によって製作されて準備される。多連リードフレーム１１は鉄−ニッケル合金や燐青銅等の比較的大きい機械的強度を有するばね材料からなる薄板が用いられて、打ち抜きプレス加工またはエッチング加工により一体成形されている。多連リードフレーム１１の表面には銀（Ａｇ）等を用いためっき被膜（図示せず）が、後述するワイヤボンディングが適正に実施されるように部分的または全体的に施されている。多連リードフレーム１１は複数の単位リードフレーム１２が横方向に一列に並設されている。但し、便宜上、一単位のみが図示されている。
【００１５】
単位リードフレーム１２は位置決め孔１３ａが開設されている外枠１３を一対備えており、両外枠１３、１３は所定の間隔で平行になるように配されて一連にそれぞれ延設されている。隣り合う単位リードフレーム１２、１２間には一対のセクション枠１４が両外枠１３、１３間に互いに平行に配されて一体的に架設されており、これら外枠とセクション枠により形成された長方形の枠体（フレーム）内に単位リードフレーム１２が構成されている。
【００１６】
両外枠１３、１３間には一対のダム部材１７、１７が、両セクション枠１４、１４の内側において平行に配されてそれぞれ架設されている。両ダム部材１７、１７における外枠１３側の端部にはタブに連結されたタブ連結部材としての一対の放熱板１５、１５が二等辺三角形形状に突設されており、両放熱板１５、１５の先端間には長方形に形成されたタブ１６が一体的に支持されている。両放熱板１５、１５はタブ１６の付近においてそれぞれ屈曲されており、各放熱板１５の屈曲によって、タブ１６は後記するインナリード群の面よりも、後記するペレットの厚さ分程度下げられている（所謂タブ下げである。）。
【００１７】
ダム部材１７の内側端辺にはインナリード１８が複数本、長手方向に等間隔に配されてダム部材１７と直交するように一体的に突設されており、各インナリード１８の内側端部は先端がタブ１６を取り囲むように配置されている。他方、ダム部材１７の外側端辺にはインナリード１８と同数本のアウタリード１９が、インナリード１８と対向するように配されてインナリード１８と一連になるように一体的に突設されている。各アウタリード１９の外側端部はセクション枠１４にそれぞれ連結されている。ダム部材１７における隣り合うアウタリード１９、１９間の部分は、後述する樹脂封止体成形時にレジンの流れをせき止めるダム１７ａを実質的に構成している。
【００１８】
単位リードフレーム１２において、両外枠１３、１３には樹脂封止体を吊持するための樹脂封止体吊りリード２０が中央にそれぞれ配置されて直角方向に突設されている。各樹脂封止体吊りリード２０はコ字形状に形成されており、コ字形状の両端が外枠１３に短絡されている。
【００１９】
多連リードフレーム成形工程において準備された以上の構成に係る多連リードフレーム１１には、ペレット・ボンディング工程およびワイヤ・ボンディング工程において、ペレット・ボンディング作業、続いて、ワイヤ・ボンディング作業が実施される。これらボンディング作業は多連リードフレームが横方向にピッチ送りされることにより、各単位リードフレーム毎に順次実施される。
【００２０】
まず、ペレット・ボンディング作業により、半導体装置の製造工程における所謂前工程において集積回路を作り込まれた半導体集積回路構造物としてのペレット２２が、図３に示されているように、各単位リードフレーム１２におけるタブ１６上の略中央部に配されて、タブ１６とペレット２２との間に形成されたボンディング層２１によって機械的に固着されることによりボンディングされる。ボンディング層２１の形成手段としては、金−シリコン共晶層、はんだ付け層および銀ペースト接着層等々によるボンディング法を用いることが可能である。
【００２１】
続いて、ワイヤ・ボンディング作業により、図３に示されているように、タブ１６の上にボンディングされたペレット２２の各ボンディングパッド２２ａと各インナリード１８との間にはボンディングワイヤ２３が、超音波熱圧着式ワイヤボンディング装置等のワイヤボンディング装置（図示せず）が使用されることにより、その両端部をそれぞれボンディングされて橋絡される。これにより、ペレット２２に作り込まれている集積回路はボンディングパッド２２ａ、ボンディングワイヤ２３、インナリード１８およびアウタリード１９を介して電気的に外部に引き出されることになる。
【００２２】
以上のようにしてペレットおよびワイヤ・ボンディングされた図３に示されている組立体２４には、各単位リードフレーム毎に樹脂封止する樹脂封止体２５群が、図４に示されているトランスファ成形装置３０が使用されて単位リードフレーム１２群について同時に成形される。
【００２３】
図４に示されているトランスファ成形装置３０は、シリンダ装置等（図示せず）によって互いに型締めされる一対の上型３１と下型３２とを備えており、上型３１と下型３２との合わせ面には上型キャビティー凹部３３ａと下型キャビティー凹部３３ｂとが互いに協働してキャビティー３３を形成するようにそれぞれ複数組没設されている。
【００２４】
上型キャビティー凹部３３ａおよび下型キャビティー凹部３３ｂは平面から見て略長方形の穴形状にそれぞれ形成されている。上型キャビティー凹部３３ａの天井面における両短辺の中央部には、型締めされた状態においてタブ連結部材である放熱板１５を下型キャビティー凹部３３ｂの底面方向に押してタブ１６の下面を下型キャビティー凹部３３ｂの底面に押し付ける一対の押さえ部４０、４０がそれぞれ突設されている。押さえ部４０は平面視が図４（ｃ）に示されているように半長円形の短尺の柱形状に形成されており、押さえ部４０の下面はタブ１６の方向（内側方向）に行くに従って下がる傾斜面に形成されている。
【００２５】
上型３１の合わせ面にはポット３４が開設されており、ポット３４にはシリンダ装置（図示せず）により進退されるプランジャ３５が成形材料としての樹脂（以下、レジンという。）を送給し得るように挿入されている。下型３２の合わせ面にはカル３６がポット３４との対向位置に配されて没設されているとともに、複数条のランナ３７がカル３６にそれぞれ接続するように放射状に配されて没設されている。各ランナ３７の他端部は下側キャビティー凹部３３ｂにそれぞれ接続されており、その接続部にはゲート３８がレジンをキャビティー３３内に注入し得るように形成されている。また、下型３２の合わせ面には逃げ凹所３９がリードフレームの厚みを逃げ得るように、多連リードフレーム１１の外形よりも若干大きめの長方形で、その厚さと略等しい寸法の一定深さに没設されている。
【００２６】
トランスファ成形に際して前記構成にかかる組立体２４は、多連リードフレーム１１が下型３２に没設されている逃げ凹所３９内に収容され、各単位リードフレーム１２におけるペレット２２が各キャビティー３３内にそれぞれ収容されるように配されてセットされる。この状態において、タブ１６の下面は下型キャビティー凹部２３ｂの底面から若干浮いた状態になる。
【００２７】
続いて、上型３１と下型３２とが型締めされる。この状態において、上型キャビティー凹部３３ａにおける両押さえ部４０、４０は組立体２４の両放熱板１５、１５の二等辺三角形の底辺の中央部にそれぞれ上側から当接することにより、両放熱板１５、１５を上から押した状態になる。この際、各放熱板１５は二等辺三角形の両底角においてダム部材１７、１７にそれぞれ連結されているため、押さえ部４０に押されることによって放熱板１５に発生する応力は、その細くなった部分によって吸収されることになる。また、押さえ部４０の下面が内側に向かって低くなる傾斜面に形成されていることにより、両放熱板１５、１５は両押さえ部４０、４０によって内方向下向きに押されるため、タブ１６の下面は下型キャビティー凹部３３ｂの底面に均等に押し付けられる。その結果、タブ１６の下面は下型キャビティー凹部３３ｂの底面に強く押し付けられて密着した状態になる。強く押し付けられて下型キャビティー凹部３３ｂの底面に密着したタブ１６はキャビティー３３内において位置規制された状態になる。
【００２８】
その後、レジン４１がポット３４からプランジャ３５によってランナ３７およびゲート３８を通じて各キャビティー３３に送給されて注入される。キャビティー３３に注入されたレジン４１によってペレット２２は横方向への力を付勢される状態になるが、タブ１６が両押さえ部４０、４０によって下型キャビティー凹部３３ｂの底面に押し付けられているため、タブ１６すなわちペレット２２が遊動することはない。したがって、タブ１６の遊動に伴って発生するタブ１６の変位や、ワイヤ２３の樹脂封止体２５からの露出およびワイヤ２３のペレット２２との短絡不良等は未然に回避されることになる。
【００２９】
また、キャビティー３３に注入されたレジン４１はタブ１６の下面の下側に回り込もうとするが、タブ１６が両押さえ部４０、４０によって下側キャビティー凹部３３ｂの下面に強く押し付けられて確実に密着されているため、レジン４１がタブ１６の下側に回り込むことは確実に防止される。したがって、レジン４１の回り込みによる樹脂封止体２５の封止不良や外観不良等の発生を防止することができ、歩留りの低下等の問題点を未然に回避することができる。
【００３０】
注入後、レジンが熱硬化されて樹脂封止体２５が成形されると、上型３１および下型３２は型開きされるとともに、エジェクタ・ピン（図示せず）により樹脂封止体２５群が離型される。
【００３１】
以上のようにして組立体２４に樹脂封止体２５群が成形されることにより、図５に示されている成形体２６が製造された状態になる。成形体２６における各樹脂封止体２５の内部には、タブ１６、ペレット２２、インナリード１８およびワイヤ２３が樹脂封止された状態になっており、タブ１６の下面は樹脂封止体２５の下面において露出した状態になっている。前述した通り、樹脂のタブ１６の下側への回り込みは確実に防止されているため、樹脂封止体２５の下面においてタブ１６の下面に均等に露出した状態になっており、タブ１６の周辺部には薄い樹脂ばり（所謂レジンフラッシュ）も発生していない。
【００３２】
樹脂封止体２５の上面における両方の短辺の中央部には、各押さえ部４０の痕跡としての各押さえ部痕４０Ａが半円形の穴形状にそれぞれ形成されている。押さえ部４０は放熱板１５の外側端辺に当接したタブ１６を押していたため、押さえ部痕４０Ａの底面においては放熱板１５が露出した状態になっている。しかし、押さえ部痕４０Ａはタブ１６から樹脂封止体２５の最も外側に位置することにより、タブ１６すなわちペレット２２から最も離れているため、タブ１６やペレット２２の耐湿性能を低下させることはない。
【００３３】
その後、リード切断成形工程（図示せず）において、各単位リードフレーム毎に外枠１３、セクション枠１４およびダム１７ａが切り落とされるとともに、各アウタリード１９がガル・ウイング形状に屈曲される。この際、放熱板１５の一部は放熱リード２７として樹脂封止体２５の外部に突出され、各放熱リード２７はアウタリード１９に対応するようにガル・ウイング形状に屈曲される。以上のようにして、図１に示されている前記構成に係るＳＯＰ・ＩＣ２８が製造されたことになる。
【００３４】
以上説明した前記実施形態によれば、次の効果が得られる。
【００３５】
▲１▼ 樹脂封止体の成形に際して、タブに連結された放熱板をキャビティーに突設させた押さえ部によって押してタブをキャビティーの底面に押し付けることにより、タブの下面を樹脂封止体の下面において露出させることができるため、ＳＯＰ・ＩＣの放熱性能が高めることができる。
【００３６】
▲２▼ 押さえ部によって放熱板を押してタブを下側キャビティー凹部の底面に強く押し付けて確実に密着させることにより、レジンがタブの下側に回り込むことを防止することができるため、レジンの回り込みによる樹脂封止体の封止不良や外観不良等の発生を防止することができ、歩留りの低下等の問題点を未然に回避することができる。
【００３７】
▲３▼ タブを下型キャビティー凹部の底面に押し付けるための押さえ部を樹脂封止体の上面における両方の短辺の中央部に配置することにより、押さえ部痕を樹脂封止体のタブから最も外側に位置させることができるため、押さえ部痕によってタブやペレットの耐湿性能が低下されるのを防止することができる。
【００３８】
▲４▼ ＳＯＰ・ＩＣの樹脂封止体の成形に際して、タブを下型キャビティー凹部の底面に押し付けることにより、キャビティーに注入されたレジンによってタブが遊動されるのを防止することができるため、タブの遊動に伴って発生するタブの変位や、ワイヤの樹脂封止体からの露出およびワイヤのペレットとの短絡不良等を未然に回避することができる。
【００３９】
▲５▼ 前記▲１▼により、ＳＯＰ・ＩＣをさらに薄形化させることができ、ＳＯＰ・ＩＣの品質をさらに一層高めることができる。
【００４０】
▲６▼ タブを下型キャビティー凹部の底面に押し付けるための押さえ部は樹脂封止体を成形する成形型のキャビティーに突設することにより形成することができるため、トランスファ成形装置の改造を最小限度に抑制することができる。
【００４１】
図６は本発明の実施形態２に係るＱＦＰ・ＩＣを示している。
【００４２】
本実施形態２が前記実施形態１と異なる点は、クワッド・フラット・パッケージを備えているＩＣ（以下、ＱＦＰ・ＩＣという。）２９として構成されており、このＱＦＰ・ＩＣ２９における樹脂封止体２５Ａの四隅にタブ連結部材としてのタブ吊りリード１５Ａを押さえた押さえ部痕４０Ａがそれぞれ形成されて、タブ１６が樹脂封止体２５Ａの裏面において露出されている点にある。
【００４３】
本実施形態によれば、タブ１６が樹脂封止体２５Ａの裏面において露出した状態になるため、前記実施形態と同様の作用効果が奏される。
【００４４】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施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いうまでもない。
【００４５】
例えば、放熱板の樹脂封止体の外部に突出させた部分は、放熱リードとして構成するに限らず、放熱フィンとして構成してもよい。また、放熱板は省略してもよい。
【００４６】
樹脂封止体の一主面に露出させたタブの一主面には放熱フィンを付設してもよい。
【００４７】
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明をその背景となった利用分野であるＳＯＰ・ＩＣおよびＱＦＰ・ＩＣに適用した場合について主に説明したが、それに限定されるものではなく、その他の表面実装形樹脂封止パッケージＩＣや、挿入形樹脂封止パッケージＩＣ等の樹脂封止パッケージを備えている半導体装置全般に適用することができる。特に、本発明は薄形の樹脂封止パッケージを備えている半導体装置に適用して優れた効果を得ることができる。
【００４８】
【発明の効果】
本願におい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、次の通りである。
【００４９】
樹脂封止体の成形に際して、タブに連結されたタブ連結部材をキャビティーに突設させた押さえ部によって押してタブをキャビティーの底面に押し付けることにより、タブの下面を樹脂封止体の下面において露出させることができるため、半導体装置の放熱性能を高めることができる。
【００５０】
タブ連結部材を押さえ部によって押してタブをキャビティーの底面に押し付けることにより、押さえ部痕をタブから遠く離間させることができるため、半導体ペレットに対する耐湿性能の低下および樹脂封止体の外観性能の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係るＳＯＰ・ＩＣを示しており、（ａ）は左側半分が一部省略底面図および右側半分が一部省略平面図、（ｂ）は一部切断正面図 、（ｃ）は一部切断側面図である。
【図２】そのＳＯＰ・ＩＣの製造方法に使用される多連リードフレームを示す一部省略平面図である。
【図３】ペレットおよびワイヤ・ボンディング工程後を示しており、（ａ）は一部省略平面図、（ｂ）は正面断面図である。
【図４】樹脂封止体の成形工程を示しており、（ａ）は一部省略正面断面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線に沿う断面図である。
【図５】樹脂封止体成形後の組立体を示しており、（ａ）は左側半分が一部省略底面図および右側半分が一部省略平面図、（ｂ）は一部切断正面図である。
【図６】 本発明の実施形態２に係るＱＦＰ・ＩＣを示しており、（ａ）は上側半分が平面図および下側半分が底面図、（ｂ）は一部切断正面図、（ｃ）は対角線に沿う一部省略側面断面図である。
【符号の説明】
１１…多連リードフレーム、１２…単位リードフレーム、１３…外枠、１４…セクション枠、１５…放熱板（タブ連結部材）、１５Ａ…タブ吊りリード、１６…タブ、１７…ダム部材、１７ａ…ダム、１８…インナリード、１９…アウタリード、２０…樹脂封止体吊りリード、２１…ボンディング層、２２…ペレット、２２ａ…ボンディングパッド、２３…ワイヤ、２４…組立体、２５、２５Ａ…樹脂封止体、２６…樹脂封止体成形後の成形体、２７…放熱リード、２８…ＳＯＰ・ＩＣ（半導体装置）、２９…ＱＦＰ・ＩＣ（半導体装置）、３０…トランスファ成形装置、３１…上型、３２…下型、３３…キャビティー、３３ａ…上型キャビティー凹部、３３ｂ…下型キャビティー凹部、３４…ポット、３５…プランジャ、３６…カル、３７…ランナ、３８…ゲート、３９…逃げ凹所、４０…押さえ部、４０Ａ…押さえ部痕、４１…レジン。
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造技術、特に、樹脂封止パッケージの放熱性能を向上させる技術に関し、例えば、表面実装形樹脂封止パッケージを備えている半導体集積回路装置（以下、ＩＣという。）に利用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
表面実装形樹脂封止パッケージを備えているＩＣは、半導体ペレット（以下、ペレットという。）と、ペレットがボンディングされているタブと、ペレットの各ボンディングパッドにボンディングワイヤを介して電気的に接続されている複数本のインナリードと、各インナリードにそれぞれ連結されているアウタリードと、ペレット、タブおよび各インナリードを樹脂封止する樹脂封止体とを備えている。この表面実装形樹脂封止パッケージを備えているＩＣにおいて放熱性能を高める手段としては、タブのペレットボンディング主面と反対側の主面（以下、下面とする。）を樹脂封止体の下面から露出させることが、一般的に考えられる。ところが、タブの下面を樹脂封止体の下面において露出させると、樹脂封止体の樹脂の一部がタブの下面に回り込んでしまうため、封止不良や外観不良等が発生し、歩留りが低下してしまうという問題点がある。
【０００３】
そこで、特開平５−２９１４５９号公報には、タブに固定部を突設しておき、樹脂封止体の成形に際して固定部にキャビティーに突設された突起を押し付けることにより、樹脂封止体の成形のための樹脂がタブの下面に回り込むのを防止する技術が、提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した半導体装置の製造方法においては、タブの固定部を押した突起の痕が樹脂封止体に穴として残るため、樹脂封止体の耐湿性能や外観性能が低下するという問題点がある。
【０００５】
本発明の目的は、樹脂封止体の耐湿性能や外観性能の低下を防止しつつ放熱性能を高めることができる半導体装置の製造技術を提供することにある。
【０００６】
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。
【０００７】
【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説明すれば、次の通りである。
【０００８】
すなわち、樹脂封止体の成形に際して、タブに連結されたタブ連結部材をキャビティーに突設された押さえ部によって押してタブをキャビティーの底面に押し付けることにより、タブの下面を樹脂封止体の下面において露出させることを特徴とする。
【０００９】
前記した手段によれば、タブの下面が樹脂封止体の下面において露出されるため、半導体装置の放熱性能が高められることになる。しかも、押さえ部はタブ連結部材に位置することによってタブから遠く離れた状態になっているため、半導体ペレットに対する耐湿性能の低下および樹脂封止体の外観性能の低下を防止することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態に係る半導体装置を示しており、図２以降はその製造方法における各工程を示している。
【００１１】
本実施形態において、本発明に係る半導体装置は、表面実装形樹脂封止パッケージを備えているＩＣの一例である樹脂封止形ＳＯＰ・ＩＣ（Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇｅ・ＩＣ。以下、ＳＯＰ・ＩＣという。）として構成されている。ＳＯＰ・ＩＣ２８は、ペレット２２と、ペレット２２がボンディングされているタブ１６と、タブ１６に連結された連結部材としての放熱板１５と、ペレット２２の各ボンディングパッド２２ａにボンディングワイヤ２３を介して電気的に接続されている複数本のインナリード１８と、各インナリード１８にそれぞれ連結されているアウタリード１９と、ペレット２２、タブ１６、放熱板１５の一部および各インナリード１８を樹脂封止した樹脂封止体２５とを備えている。アウタリード１９群および両放熱板１５、１５の突出部は樹脂封止体２５の長辺側の一対の側面から外部に突出されてガル・ウイング形状に成形されている。
【００１２】
樹脂封止体２５は平面視が長方形の平盤形状に形成されており、互いに対向する一対の主面（以下、上面および下面とする。）のうち下面にはタブ１６の下面が露出されているとともに、樹脂封止体２５の上面における両方の短辺の中央部にはタブ１６を露出させるのに使用された押さえ部の痕である両押さえ部痕４０Ａ、４０Ａがそれぞれ形成されている。
【００１３】
以下、本発明の一実施形態であるＳＯＰ・ＩＣの製造方法を説明する。この説明により、ＳＯＰ・ＩＣについての前記した構成の詳細が共に明らかにされる。
【００１４】
ＳＯＰ・ＩＣの製造方法には、図２に示されている多連リードフレーム１１が使用されており、多連リードフレーム１１は多連リードフレーム成形工程によって製作されて準備される。多連リードフレーム１１は鉄−ニッケル合金や燐青銅等の比較的大きい機械的強度を有するばね材料からなる薄板が用いられて、打ち抜きプレス加工またはエッチング加工により一体成形されている。多連リードフレーム１１の表面には銀（Ａｇ）等を用いためっき被膜（図示せず）が、後述するワイヤボンディングが適正に実施されるように部分的または全体的に施されている。多連リードフレーム１１は複数の単位リードフレーム１２が横方向に一列に並設されている。但し、便宜上、一単位のみが図示されている。
【００１５】
単位リードフレーム１２は位置決め孔１３ａが開設されている外枠１３を一対備えており、両外枠１３、１３は所定の間隔で平行になるように配されて一連にそれぞれ延設されている。隣り合う単位リードフレーム１２、１２間には一対のセクション枠１４が両外枠１３、１３間に互いに平行に配されて一体的に架設されており、これら外枠とセクション枠により形成された長方形の枠体（フレーム）内に単位リードフレーム１２が構成されている。
【００１６】
両外枠１３、１３間には一対のダム部材１７、１７が、両セクション枠１４、１４の内側において平行に配されてそれぞれ架設されている。両ダム部材１７、１７における外枠１３側の端部にはタブに連結されたタブ連結部材としての一対の放熱板１５、１５が二等辺三角形形状に突設されており、両放熱板１５、１５の先端間には長方形に形成されたタブ１６が一体的に支持されている。両放熱板１５、１５はタブ１６の付近においてそれぞれ屈曲されており、各放熱板１５の屈曲によって、タブ１６は後記するインナリード群の面よりも、後記するペレットの厚さ分程度下げられている（所謂タブ下げである。）。
【００１７】
ダム部材１７の内側端辺にはインナリード１８が複数本、長手方向に等間隔に配されてダム部材１７と直交するように一体的に突設されており、各インナリード１８の内側端部は先端がタブ１６を取り囲むように配置されている。他方、ダム部材１７の外側端辺にはインナリード１８と同数本のアウタリード１９が、インナリード１８と対向するように配されてインナリード１８と一連になるように一体的に突設されている。各アウタリード１９の外側端部はセクション枠１４にそれぞれ連結されている。ダム部材１７における隣り合うアウタリード１９、１９間の部分は、後述する樹脂封止体成形時にレジンの流れをせき止めるダム１７ａを実質的に構成している。
【００１８】
単位リードフレーム１２において、両外枠１３、１３には樹脂封止体を吊持するための樹脂封止体吊りリード２０が中央にそれぞれ配置されて直角方向に突設されている。各樹脂封止体吊りリード２０はコ字形状に形成されており、コ字形状の両端が外枠１３に短絡されている。
【００１９】
多連リードフレーム成形工程において準備された以上の構成に係る多連リードフレーム１１には、ペレット・ボンディング工程およびワイヤ・ボンディング工程において、ペレット・ボンディング作業、続いて、ワイヤ・ボンディング作業が実施される。これらボンディング作業は多連リードフレームが横方向にピッチ送りされることにより、各単位リードフレーム毎に順次実施される。
【００２０】
まず、ペレット・ボンディング作業により、半導体装置の製造工程における所謂前工程において集積回路を作り込まれた半導体集積回路構造物としてのペレット２２が、図３に示されているように、各単位リードフレーム１２におけるタブ１６上の略中央部に配されて、タブ１６とペレット２２との間に形成されたボンディング層２１によって機械的に固着されることによりボンディングされる。ボンディング層２１の形成手段としては、金−シリコン共晶層、はんだ付け層および銀ペースト接着層等々によるボンディング法を用いることが可能である。
【００２１】
続いて、ワイヤ・ボンディング作業により、図３に示されているように、タブ１６の上にボンディングされたペレット２２の各ボンディングパッド２２ａと各インナリード１８との間にはボンディングワイヤ２３が、超音波熱圧着式ワイヤボンディング装置等のワイヤボンディング装置（図示せず）が使用されることにより、その両端部をそれぞれボンディングされて橋絡される。これにより、ペレット２２に作り込まれている集積回路はボンディングパッド２２ａ、ボンディングワイヤ２３、インナリード１８およびアウタリード１９を介して電気的に外部に引き出されることになる。
【００２２】
以上のようにしてペレットおよびワイヤ・ボンディングされた図３に示されている組立体２４には、各単位リードフレーム毎に樹脂封止する樹脂封止体２５群が、図４に示されているトランスファ成形装置３０が使用されて単位リードフレーム１２群について同時に成形される。
【００２３】
図４に示されているトランスファ成形装置３０は、シリンダ装置等（図示せず）によって互いに型締めされる一対の上型３１と下型３２とを備えており、上型３１と下型３２との合わせ面には上型キャビティー凹部３３ａと下型キャビティー凹部３３ｂとが互いに協働してキャビティー３３を形成するようにそれぞれ複数組没設されている。
【００２４】
上型キャビティー凹部３３ａおよび下型キャビティー凹部３３ｂは平面から見て略長方形の穴形状にそれぞれ形成されている。上型キャビティー凹部３３ａの天井面における両短辺の中央部には、型締めされた状態においてタブ連結部材である放熱板１５を下型キャビティー凹部３３ｂの底面方向に押してタブ１６の下面を下型キャビティー凹部３３ｂの底面に押し付ける一対の押さえ部４０、４０がそれぞれ突設されている。押さえ部４０は平面視が図４（ｃ）に示されているように半長円形の短尺の柱形状に形成されており、押さえ部４０の下面はタブ１６の方向（内側方向）に行くに従って下がる傾斜面に形成されている。
【００２５】
上型３１の合わせ面にはポット３４が開設されており、ポット３４にはシリンダ装置（図示せず）により進退されるプランジャ３５が成形材料としての樹脂（以下、レジンという。）を送給し得るように挿入されている。下型３２の合わせ面にはカル３６がポット３４との対向位置に配されて没設されているとともに、複数条のランナ３７がカル３６にそれぞれ接続するように放射状に配されて没設されている。各ランナ３７の他端部は下側キャビティー凹部３３ｂにそれぞれ接続されており、その接続部にはゲート３８がレジンをキャビティー３３内に注入し得るように形成されている。また、下型３２の合わせ面には逃げ凹所３９がリードフレームの厚みを逃げ得るように、多連リードフレーム１１の外形よりも若干大きめの長方形で、その厚さと略等しい寸法の一定深さに没設されている。
【００２６】
トランスファ成形に際して前記構成にかかる組立体２４は、多連リードフレーム１１が下型３２に没設されている逃げ凹所３９内に収容され、各単位リードフレーム１２におけるペレット２２が各キャビティー３３内にそれぞれ収容されるように配されてセットされる。この状態において、タブ１６の下面は下型キャビティー凹部２３ｂの底面から若干浮いた状態になる。
【００２７】
続いて、上型３１と下型３２とが型締めされる。この状態において、上型キャビティー凹部３３ａにおける両押さえ部４０、４０は組立体２４の両放熱板１５、１５の二等辺三角形の底辺の中央部にそれぞれ上側から当接することにより、両放熱板１５、１５を上から押した状態になる。この際、各放熱板１５は二等辺三角形の両底角においてダム部材１７、１７にそれぞれ連結されているため、押さえ部４０に押されることによって放熱板１５に発生する応力は、その細くなった部分によって吸収されることになる。また、押さえ部４０の下面が内側に向かって低くなる傾斜面に形成されていることにより、両放熱板１５、１５は両押さえ部４０、４０によって内方向下向きに押されるため、タブ１６の下面は下型キャビティー凹部３３ｂの底面に均等に押し付けられる。その結果、タブ１６の下面は下型キャビティー凹部３３ｂの底面に強く押し付けられて密着した状態になる。強く押し付けられて下型キャビティー凹部３３ｂの底面に密着したタブ１６はキャビティー３３内において位置規制された状態になる。
【００２８】
その後、レジン４１がポット３４からプランジャ３５によってランナ３７およびゲート３８を通じて各キャビティー３３に送給されて注入される。キャビティー３３に注入されたレジン４１によってペレット２２は横方向への力を付勢される状態になるが、タブ１６が両押さえ部４０、４０によって下型キャビティー凹部３３ｂの底面に押し付けられているため、タブ１６すなわちペレット２２が遊動することはない。したがって、タブ１６の遊動に伴って発生するタブ１６の変位や、ワイヤ２３の樹脂封止体２５からの露出およびワイヤ２３のペレット２２との短絡不良等は未然に回避されることになる。
【００２９】
また、キャビティー３３に注入されたレジン４１はタブ１６の下面の下側に回り込もうとするが、タブ１６が両押さえ部４０、４０によって下側キャビティー凹部３３ｂの下面に強く押し付けられて確実に密着されているため、レジン４１がタブ１６の下側に回り込むことは確実に防止される。したがって、レジン４１の回り込みによる樹脂封止体２５の封止不良や外観不良等の発生を防止することができ、歩留りの低下等の問題点を未然に回避することができる。
【００３０】
注入後、レジンが熱硬化されて樹脂封止体２５が成形されると、上型３１および下型３２は型開きされるとともに、エジェクタ・ピン（図示せず）により樹脂封止体２５群が離型される。
【００３１】
以上のようにして組立体２４に樹脂封止体２５群が成形されることにより、図５に示されている成形体２６が製造された状態になる。成形体２６における各樹脂封止体２５の内部には、タブ１６、ペレット２２、インナリード１８およびワイヤ２３が樹脂封止された状態になっており、タブ１６の下面は樹脂封止体２５の下面において露出した状態になっている。前述した通り、樹脂のタブ１６の下側への回り込みは確実に防止されているため、樹脂封止体２５の下面においてタブ１６の下面に均等に露出した状態になっており、タブ１６の周辺部には薄い樹脂ばり（所謂レジンフラッシュ）も発生していない。
【００３２】
樹脂封止体２５の上面における両方の短辺の中央部には、各押さえ部４０の痕跡としての各押さえ部痕４０Ａが半円形の穴形状にそれぞれ形成されている。押さえ部４０は放熱板１５の外側端辺に当接したタブ１６を押していたため、押さえ部痕４０Ａの底面においては放熱板１５が露出した状態になっている。しかし、押さえ部痕４０Ａはタブ１６から樹脂封止体２５の最も外側に位置することにより、タブ１６すなわちペレット２２から最も離れているため、タブ１６やペレット２２の耐湿性能を低下させることはない。
【００３３】
その後、リード切断成形工程（図示せず）において、各単位リードフレーム毎に外枠１３、セクション枠１４およびダム１７ａが切り落とされるとともに、各アウタリード１９がガル・ウイング形状に屈曲される。この際、放熱板１５の一部は放熱リード２７として樹脂封止体２５の外部に突出され、各放熱リード２７はアウタリード１９に対応するようにガル・ウイング形状に屈曲される。以上のようにして、図１に示されている前記構成に係るＳＯＰ・ＩＣ２８が製造されたことになる。
【００３４】
以上説明した前記実施形態によれば、次の効果が得られる。
【００３５】
▲１▼ 樹脂封止体の成形に際して、タブに連結された放熱板をキャビティーに突設させた押さえ部によって押してタブをキャビティーの底面に押し付けることにより、タブの下面を樹脂封止体の下面において露出させることができるため、ＳＯＰ・ＩＣの放熱性能が高めることができる。
【００３６】
▲２▼ 押さえ部によって放熱板を押してタブを下側キャビティー凹部の底面に強く押し付けて確実に密着させることにより、レジンがタブの下側に回り込むことを防止することができるため、レジンの回り込みによる樹脂封止体の封止不良や外観不良等の発生を防止することができ、歩留りの低下等の問題点を未然に回避することができる。
【００３７】
▲３▼ タブを下型キャビティー凹部の底面に押し付けるための押さえ部を樹脂封止体の上面における両方の短辺の中央部に配置することにより、押さえ部痕を樹脂封止体のタブから最も外側に位置させることができるため、押さえ部痕によってタブやペレットの耐湿性能が低下されるのを防止することができる。
【００３８】
▲４▼ ＳＯＰ・ＩＣの樹脂封止体の成形に際して、タブを下型キャビティー凹部の底面に押し付けることにより、キャビティーに注入されたレジンによってタブが遊動されるのを防止することができるため、タブの遊動に伴って発生するタブの変位や、ワイヤの樹脂封止体からの露出およびワイヤのペレットとの短絡不良等を未然に回避することができる。
【００３９】
▲５▼ 前記▲１▼により、ＳＯＰ・ＩＣをさらに薄形化させることができ、ＳＯＰ・ＩＣの品質をさらに一層高めることができる。
【００４０】
▲６▼ タブを下型キャビティー凹部の底面に押し付けるための押さえ部は樹脂封止体を成形する成形型のキャビティーに突設することにより形成することができるため、トランスファ成形装置の改造を最小限度に抑制することができる。
【００４１】
図６は本発明の実施形態２に係るＱＦＰ・ＩＣを示している。
【００４２】
本実施形態２が前記実施形態１と異なる点は、クワッド・フラット・パッケージを備えているＩＣ（以下、ＱＦＰ・ＩＣという。）２９として構成されており、このＱＦＰ・ＩＣ２９における樹脂封止体２５Ａの四隅にタブ連結部材としてのタブ吊りリード１５Ａを押さえた押さえ部痕４０Ａがそれぞれ形成されて、タブ１６が樹脂封止体２５Ａの裏面において露出されている点にある。
【００４３】
本実施形態によれば、タブ１６が樹脂封止体２５Ａの裏面において露出した状態になるため、前記実施形態と同様の作用効果が奏される。
【００４４】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施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いうまでもない。
【００４５】
例えば、放熱板の樹脂封止体の外部に突出させた部分は、放熱リードとして構成するに限らず、放熱フィンとして構成してもよい。また、放熱板は省略してもよい。
【００４６】
樹脂封止体の一主面に露出させたタブの一主面には放熱フィンを付設してもよい。
【００４７】
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明をその背景となった利用分野であるＳＯＰ・ＩＣおよびＱＦＰ・ＩＣに適用した場合について主に説明したが、それに限定されるものではなく、その他の表面実装形樹脂封止パッケージＩＣや、挿入形樹脂封止パッケージＩＣ等の樹脂封止パッケージを備えている半導体装置全般に適用することができる。特に、本発明は薄形の樹脂封止パッケージを備えている半導体装置に適用して優れた効果を得ることができる。
【００４８】
【発明の効果】
本願におい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、次の通りである。
【００４９】
樹脂封止体の成形に際して、タブに連結されたタブ連結部材をキャビティーに突設させた押さえ部によって押してタブをキャビティーの底面に押し付けることにより、タブの下面を樹脂封止体の下面において露出させることができるため、半導体装置の放熱性能を高めることができる。
【００５０】
タブ連結部材を押さえ部によって押してタブをキャビティーの底面に押し付けることにより、押さえ部痕をタブから遠く離間させることができるため、半導体ペレットに対する耐湿性能の低下および樹脂封止体の外観性能の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係るＳＯＰ・ＩＣを示しており、（ａ）は左側半分が一部省略底面図および右側半分が一部省略平面図、（ｂ）は一部切断正面図 、（ｃ）は一部切断側面図である。
【図２】そのＳＯＰ・ＩＣの製造方法に使用される多連リードフレームを示す一部省略平面図である。
【図３】ペレットおよびワイヤ・ボンディング工程後を示しており、（ａ）は一部省略平面図、（ｂ）は正面断面図である。
【図４】樹脂封止体の成形工程を示しており、（ａ）は一部省略正面断面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線に沿う断面図である。
【図５】樹脂封止体成形後の組立体を示しており、（ａ）は左側半分が一部省略底面図および右側半分が一部省略平面図、（ｂ）は一部切断正面図である。
【図６】 本発明の実施形態２に係るＱＦＰ・ＩＣを示しており、（ａ）は上側半分が平面図および下側半分が底面図、（ｂ）は一部切断正面図、（ｃ）は対角線に沿う一部省略側面断面図である。
【符号の説明】
１１…多連リードフレーム、１２…単位リードフレーム、１３…外枠、１４…セクション枠、１５…放熱板（タブ連結部材）、１５Ａ…タブ吊りリード、１６…タブ、１７…ダム部材、１７ａ…ダム、１８…インナリード、１９…アウタリード、２０…樹脂封止体吊りリード、２１…ボンディング層、２２…ペレット、２２ａ…ボンディングパッド、２３…ワイヤ、２４…組立体、２５、２５Ａ…樹脂封止体、２６…樹脂封止体成形後の成形体、２７…放熱リード、２８…ＳＯＰ・ＩＣ（半導体装置）、２９…ＱＦＰ・ＩＣ（半導体装置）、３０…トランスファ成形装置、３１…上型、３２…下型、３３…キャビティー、３３ａ…上型キャビティー凹部、３３ｂ…下型キャビティー凹部、３４…ポット、３５…プランジャ、３６…カル、３７…ランナ、３８…ゲート、３９…逃げ凹所、４０…押さえ部、４０Ａ…押さえ部痕、４１…レジン。
Claims (2)
- 半導体ペレットと、
半導体ペレットがボンディングされたタブと、
各アウタリードにそれぞれ連結されて半導体ペレットに電気的に接続された複数本のインナリードと、
半導体ペレット、各インナリードおよびタブの一部を樹脂封止した樹脂封止体とを備えており、
前記タブの裏面が前記樹脂封止体から露出している半導体装置の製造方法であって、
前記樹脂封止体が成形型のキャビティーに成形用樹脂を充填されて成形される樹脂封止体成形工程を備え、
前記キャビティーの内面には、前記タブに連結されたタブ連結部材を前記樹脂封止体の成形に際して前記樹脂封止体の厚さ方向に押して前記キャビティーの底面に押し付ける押さえ部が突設され、
前記押さえ部は、前記樹脂封止体の最外周部より前記半導体ペレットに近い側に位置しており、
前記押さえ部の下面がタブの方向に行くに従って下がる傾斜面に形成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記タブ連結部材がタブ吊りリードとして形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
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