JP3915338B2 - Lead frame and method for manufacturing resin-encapsulated semiconductor device using the same - Google Patents

Lead frame and method for manufacturing resin-encapsulated semiconductor device using the same Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、従来のビーム状のリードを備えたリードフレームに加えて、外部端子となるランド電極を備えたリードを有したリードフレームに関するもので、それを用いて半導体素子を搭載し、外囲を樹脂で封止したランド・グリッド・アレイ（ＬＧＡ）型の樹脂封止型半導体装置の製造方法に関するものである。
【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などの半導体部品の高密度実装が要求され、それにともなって、半導体部品の小型、薄型化が進んでいる。また小型で薄型でありながら、多ピン化が進み、高密度の小型、薄型の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使用するリードフレームについて説明する。
【０００４】
図２０は、従来のリードフレームの構成を示す平面図である。図２０に示すように、従来のリードフレームは、フレーム枠１０１と、そのフレーム枠１０１内に、半導体素子が載置される矩形状のダイパッド部１０２と、ダイパッド部１０２を支持する吊りリード部１０３と、半導体素子を載置した場合、その載置した半導体素子と金属細線等の接続手段により電気的接続するビーム状のインナーリード部１０４と、そのインナーリード部１０４と連続して設けられ、外部端子との接続のためのアウターリード部１０５と、アウターリード部１０５どうしを連結固定し、樹脂封止の際の樹脂止めとなるタイバー部１０６とより構成されていた。
【０００５】
なお、リードフレームは、図２０に示した構成よりなるパターンが１つではなく、複数個、左右、上下に連続して配列されたものである。
【０００６】
次に従来の樹脂封止型半導体装置について説明する。図２１は、図２０に示したリードフレームを用いた樹脂封止型半導体装置を示す断面図である。
【０００７】
図２１に示すように、リードフレームのダイパッド部１０２上に半導体素子１０７が搭載され、その半導体素子１０７とインナーリード部１０４とが金属細線１０８により電気的に接続されている。そしてダイパッド部１０２上の半導体素子１０７、インナーリード部１０４の外囲は封止樹脂１０９により封止されている。封止樹脂１０９の側面からはアウターリード部１０５が突出して設けられ、先端部はベンディングされている。
【０００８】
従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法は、図２２に示すように、リードフレームのダイパッド部１０２上に半導体素子１０７を接着剤により接合した後（ダイボンド工程）、半導体素子１０７とインナーリード部１０４の先端部とを金属細線１０８により接続する（ワイヤーボンド工程）。その後、半導体素子１０７の外囲を封止するが、封止領域はリードフレームのタイバー部１０６で包囲された領域内を封止樹脂１０９により封止し、アウターリード部１０５を外部に突出させて封止する（樹脂封止工程）。そしてタイバー部１０６で封止樹脂１０９の境界部をカッティングし、各アウターリード部１０５を分離し、フレーム枠１０１を除去するとともに、アウターリード部１０５の先端部をベンディングすることにより（タイバーカット・ベンド工程）、図２１に示した構造の樹脂封止型半導体装置を製造することができる。ここで図２２において、破線で示した領域が封止樹脂１０９で封止する領域である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来のリードフレームでは、半導体素子が高集積化し、多ピンとなった場合、インナーリード部（アウターリード部）の幅の形成には限界があり、多ピンに対応しようとする場合は、インナーリード部（アウターリード部）の数が多くなるため、リードフレーム自体が大きくなり、結果として樹脂封止型半導体装置も大きくなり、要望される小型、薄型の樹脂封止型半導体装置は実現できないという課題があった。また、半導体素子の多ピン対応としてリードフレームのサイズを変更せず、インナーリード部を増加させる場合は、１本当たりのインナーリード部の幅を細くしなければならず、リードフレーム形成のエッチング等の加工で課題が多くなってしまう。
【００１０】
また最近は面実装タイプの半導体装置として、底面に外部電極（ボール電極、ランド電極）を設けたキャリア（配線基板）上に半導体素子を搭載し、電気的接続を行った後、そのキャリアの上面を樹脂封止した半導体装置であるボール・グリッド・アレイ（ＢＧＡ）タイプやランド・グリッド・アレイ（ＬＧＡ）タイプの半導体装置がある。このタイプの半導体装置はその底面側でマザー基板と実装する半導体装置であり、今後、このような面実装タイプの半導体装置が主流になりつつある。したがって、このような動向に対応するには、従来のリードフレーム、そのリードフレームを用いた樹脂封止型半導体装置では、対応できないという大きな課題が顕在化してきている。
【００１１】
従来の樹脂封止型半導体装置では、封止樹脂の側面にアウターリード部よりなる外部リードが突出して設けられており、その外部リードと基板電極とを接合して実装するものであるため、ＢＧＡタイプ，ＬＧＡタイプの半導体装置に比べて、基板実装の信頼性は低いものとなってしまう。また、ＢＧＡタイプ，ＬＧＡタイプの半導体装置は、配線基板を用いているため、コスト的に高価となるという課題がある。
【００１２】
本発明は前記した従来の課題および今後の半導体装置の動向に対応できるリードフレームタイプの樹脂封止型半導体装置を提供するものであり、底面側で基板実装できる半導体装置をフレーム体を用いて構成することを目的とするものである。そしてパッケージ底面で外部端子を列構成で配置し、また各外部電極の表面が確実に露出し、樹脂バリの発生を防止できるリードフレームとそれを用いた樹脂封止型半導体装置の製造方法を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明のリードフレームは、金属板よりなるフレーム本体と、前記フレーム本体の略中央領域内に配設された半導体素子搭載用のダイパッド部と、先端部で前記ダイパッド部を支持し、他端部でフレーム枠と接続した吊りリード部と、少なくとも先端部が前記ダイパッド部に向かって延在し、他端部が前記フレーム枠と接続し、底面がランド電極となる第１のリード部と、前記第１のリード部の先端部領域に延在してその先端部が配置され、他端部が前記フレーム枠と接続し、底面がランド電極となる第２のリード部とよりなり、前記第１のリード部の底面のランド電極と前記第２のリード部の底面のランド電極とで２列のランド電極を構成し、第２のリード部の少なくともランド電極面には導電性接着剤層が設けられているリードフレームである。
【００１４】
具体的には、第２のリード部のランド電極面に設けられた導電性接着剤層は金（Ａｕ）ペーストであるリードフレームである。
【００１５】
本発明のリードフレームを用いた樹脂封止型半導体装置の製造方法は、金属板よりなるフレーム本体と、前記フレーム本体の略中央領域内に配設された半導体素子搭載用のダイパッド部と、先端部で前記ダイパッド部を支持し、他端部でフレーム枠と接続した吊りリード部と、少なくとも先端部が前記ダイパッド部に向かって延在し、他端部が前記フレーム枠と接続し、底面がランド電極となる第１のリード部と、前記第１のリード部の先端部領域に延在してその先端部が配置され、他端部が前記フレーム枠と接続し、底面がランド電極となる第２のリード部とよりなり、前記第１のリード部の底面のランド電極と前記第２のリード部の底面のランド電極とで２列のランド電極を構成し、第２のリード部の少なくともランド電極面には導電性接着剤層が設けられているリードフレームを用意する工程と、前記用意したリードフレームの前記ダイパッド部上に半導体素子を搭載する工程と、前記ダイパッド部上に搭載した前記半導体素子の主面上の電極パッドと、前記リードフレームの第１のリード部、第２のリード部の各上面とを金属細線により接続する工程と、前記リードフレームの裏面側の少なくともダイパッド部、第１のリード部の底面、および第２のリード部のランド電極面に形成された導電性接着剤層に封止シートを密着させる工程と、少なくとも前記第１のリード部、第２のリード部の端部に押圧力を付加し、前記第１のリード部のランド電極面と第２のリード部のランド電極面に形成された導電性接着剤層とを前記封止シートに押圧した状態で、前記リードフレームの上面側として前記半導体素子、ダイパッド部、金属細線の領域を封止樹脂により樹脂封止する工程と、樹脂封止後に前記封止シートを前記リードフレームより除去する工程とよりなる樹脂封止型半導体装置の製造方法である。
【００１６】
また本発明のリードフレームを用いた樹脂封止型半導体装置の製造方法は、金属板よりなるフレーム本体と、前記フレーム本体の略中央領域内に配設された半導体素子搭載用のダイパッド部と、先端部で前記ダイパッド部を支持し、他端部でフレーム枠と接続した吊りリード部と、少なくとも先端部が前記ダイパッド部に向かって延在し、他端部が前記フレーム枠と接続し、底面がランド電極となる第１のリード部と、前記第１のリード部の先端部領域に延在してその先端部が配置され、他端部が前記フレーム枠と接続し、底面がランド電極となる第２のリード部とよりなり、前記第１のリード部の底面のランド電極と前記第２のリード部の底面のランド電極とで２列のランド電極を構成しているリードフレームを用意する工程と、前記用意したリードフレームの前記ダイパッド部上に半導体素子を搭載する工程と、前記ダイパッド部上に搭載した前記半導体素子の主面上の電極パッドと、前記リードフレームの第１のリード部、第２のリード部の各上面とを金属細線により接続する工程と、前記リードフレームの第２のリード部の少なくともランド電極面に導電性接着剤層を形成する工程と、前記リードフレームの裏面側の少なくともダイパッド部、第１のリード部の底面、および第２のリード部のランド電極面に形成された導電性接着剤層に封止シートを密着させる工程と、少なくとも前記第１のリード部、第２のリード部の端部に押圧力を付加し、前記第１のリード部のランド電極面と第２のリード部のランド電極面に形成された導電性接着剤層とを前記封止シートに押圧した状態で、前記リードフレームの上面側として前記半導体素子、ダイパッド部、金属細線の領域を封止樹脂により樹脂封止する工程と、樹脂封止後に前記封止シートを前記リードフレームより除去する工程とよりなる樹脂封止型半導体装置の製造方法である。
【００１７】
具体的には、少なくとも第１のリード部、第２のリード部の端部に押圧力を付加し、前記第１のリード部のランド電極面と第２のリード部のランド電極面に形成された導電性接着剤層とを封止シートに押圧した状態で、前記リードフレームの上面側として半導体素子、ダイパッド部、金属細線の領域を封止樹脂により樹脂封止する工程では、
前記押圧力の付加の際、前記第１のリード部のランド電極面が封止シートに押圧された状態を構成するとともに、前記第２のリード部のランド電極に設けた導電性接着剤層により前記ランド電極が前記封止シートと密着した状態を構成し、各ランド電極面に封止樹脂が回り込まない樹脂封止型半導体装置の製造方法である。
【００１８】
また、導電性接着剤層は金（Ａｕ）ペーストを用いる樹脂封止型半導体装置の製造方法である。
【００１９】
前記構成の通り、本発明のリードフレームは、樹脂封止型半導体装置を構成した際、その外部電極となるランド電極をリード体として設けたものであり、半導体素子を搭載し、金属細線で半導体素子と各リードとを接続し、樹脂封止して樹脂封止型半導体装置を構成した際、樹脂封止型半導体装置の底面、すなわちパッケージ底面領域内には、ランドリード部のランド部の底面が配置され、そのランド部の外側にはリード部の底面が配置されて２列配置の外部端子を構成するものであり、ＬＧＡ（ランド・グリッド・アレイ）型パッケージを構成することができる。
【００２０】
また本発明のリードフレームを用いることにより、樹脂封止の注入圧による第２のリード部の浮き上がりを防止でき、第２のリード部のランド電極の面に導電性接着剤層を設け、樹脂封止の際、ランド電極の面に形成された導電性接着剤層が封止シートに密着するため、ランド電極の面に封止樹脂が回り込むことがなく、第２のリード部のランド電極の面への樹脂バリの発生を抑えることができるものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のリードフレームとそれを用いた樹脂封止型半導体装置およびその製造方法の主とした実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２２】
まず本実施形態のリードフレームについて説明する。
【００２３】
図１は本実施形態のリードフレームを示す平面図である。図２は本実施形態のリードフレームのリード部分を示す拡大図であり、図１における円内部分の拡大図として、図２（ａ）は平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ１、Ｂ−Ｂ１箇所の各断面図である。なお、図１において、二点鎖線で示した領域は、本実施形態のリードフレームを用いて半導体素子を搭載し、樹脂封止する際の封止領域を示している。
【００２４】
図１，図２に示すように本実施形態のリードフレームは、銅材または、４２−アロイ等の通常のリードフレームに用いられている金属板よりなり、半導体素子を搭載するダイパッド部１と、その末端でフレーム枠２と接続し、先端部でダイパッド部１の四隅を支持する吊りリード部３と、その先端部がダイパッド部１に対向し、末端部がフレーム枠２と接続して配置された直線状のランドリード部４（第２のリード部）と直線状のリード部５（第１のリード部）とよりなるリードフレームであり、ランドリード部４とリード部５はそれぞれその底面で外部端子（ランド部）を構成するものであり、リード部５はその底面に加えて外方側面でも外部端子として実装基板と接続できるものである。
【００２５】
そして詳細には、ダイパッド部１にはその表面の略中央部分に円形の突出部６が設けられ、その突出部６は、ダイパッド部１を構成している平板に対してプレス加工により半切断状態のプレスを施し、上方に突出させたものである。この突出部６が実質的に半導体素子を支持する部分となり、半導体素子を搭載した際、ダイパッド部１の突出部６を除く表面と半導体素子裏面との間には間隙が形成されるよう構成されている。またダイパッド部１の表面の突出部６を包囲する領域には溝部７が設けられ、半導体素子を搭載し、樹脂封止した際に封止樹脂がその溝部７に入り込むように設けられている。本実施形態では溝部７は円形の環状の溝部７を設けたものである。この溝部７により、ダイパッド部１の突出部６上に接着剤により半導体素子を搭載し、樹脂封止した際に封止樹脂がその溝部７に入り込むため、熱膨張による応力でダイパッド部１の表面と封止樹脂との間に樹脂剥離が発生しても、その剥離自体を溝部でトラップすることができ、信頼性低下を防止することができるものである。もちろん、溝部７の構成としては、環状の構成以外、部分的に溝部を連結した構成でもよく、その数も２本以上の３本，４本、または１本でもよいが、ダイパッド部１の大きさと搭載する半導体素子の大きさにより設定することができる。
【００２６】
また、本実施形態のリードフレームのランドリード部４とリード部５は、フレーム枠２と接続した状態では交互配列の並列配置となっており、ダイパッド部１に対向する配置においては、ランドリード部４の先端部がリード部５の先端部よりもダイパッド部１側に延在し、それら先端部どうしは平面配置上、千鳥状に配置されているものである。この配置は、半導体素子を搭載し、樹脂封止した際には、パッケージ底面に２列の外部端子が千鳥状に配置されるようにしたものであり、ランドリード部４の先端部底面とリード部５の底面とがパッケージ底面に配置されるものである。そして特に図２に示すように、ランドリード部４は直線形状のリードであり、その先端部の底面部分に外部端子となる先端部が曲率を有したランド部８が形成されており、ランド部８を形成する部分以外はハーフエッチ加工により厚みが薄く加工され、ランド部８はリード本来の厚みを有するものである。
【００２７】
すなわちランドリード部４においてランド部８は下方に突出した形状を有し、ランドリード部４自体は上面が下面よりも広い面積を有している。なお図１では、ランドリード部４の先端底面の破線で示した部分がランド部８を示し、図２では格子状ハッチング領域がハーフエッチされている部分を示している。またリード部５は同様に図２に示すように、その先端部の外周部分がハーフエッチ加工により薄厚に加工され、先端部が幅広部９を有し、その幅広部９の根本付近には溝部１０が設けられている。また先端部の底面には先端部が曲率を有した形状でランド部が形成されている。図１，図２においてハッチングを付した部分が溝部１０である。本実施形態のリードフレームを用いて半導体素子を搭載し、樹脂封止した際、リード部５自体は底面と側面が露出される片面封止構成となるため、従来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、封止樹脂による応力、基板実装後の応力がリード部に印加される場合がある。しかし、この溝部１０により、封止樹脂による応力、基板実装後の応力によりリード部５自体に応力が印加されても、溝部１０で応力を吸収できるものであり、金属細線の接続部分の破壊を防止し、実装後の製品の信頼性を維持できるものである。なお、ここでランドリード部４のランド部８の表面領域、リード部５の幅広部９は金属細線が接続されるボンディングパッドを構成するものである。
【００２８】
本実施形態のリードフレームは、ランドリード部４、リード部５は互いに直線状のリードであって、それら底面のランド部８を構成する部分は、先端部が曲率を有した形状であり、また互いに直線状であるため、パッケージ配置において、ランド部８どうしは千鳥状を構成するものである。
【００２９】
また、本実施形態のリードフレームのダイパッド部１の突出部６を包囲する領域に相当する底面には、矩形状の環状の溝部１１を設けている。この溝部１１により、ダイパッド部１の底面にハンダ等の接合材料を用いて基板実装した際、ハンダの余分な広がりを防止し、実装精度を向上させるとともに、半導体素子からの放熱作用によるダイパッド部１自体の応力を吸収できるものである。また本実施形態では溝部１１を１つとしているが、ダイパッド部１の底面の外周部近傍にも環状の溝部を形成してもさらなる実装精度向上を達成できる。さらに吊りリード部３にダミーランド部を設けたり、吊りリード部３に屈曲部を設けてもよい。
【００３０】
なお、ランドリード部４、リード部５の数は、搭載する半導体素子のピン数などにより、その数を適宜設定できるものである。また本実施形態のリードフレームはその表面がメッキ処理されたものであり、必要に応じて例えば、ニッケル（Ｎｉ），パラジウム（Ｐｄ）および金（Ａｕ）などの金属が積層されて適宜メッキされているものである。また本実施形態のリードフレームは図１に示したようなパターンが１つよりなるものではなく、左右・上下に連続して形成できるものである。
【００３１】
本実施形態のリードフレームにより、半導体素子を搭載し、金属細線で半導体素子と各リードとを接続し、樹脂封止して樹脂封止型半導体装置を構成した際、樹脂封止型半導体装置の底面、すなわちパッケージ底面には、ランドリード部４の先端部が曲率を有したランド部８の底面が配置され、そのランド部８の外側にはリード部５の先端部が曲率を有した底面部分が配置されて千鳥状の２列配置の外部端子を構成するものであり、ＬＧＡ（ランド・グリッド・アレイ）型パッケージを構成することができる。そして本実施形態のリードフレームを用いて樹脂封止型半導体装置を構成することにより、ダイパッド部１の表面には溝部７が設けられており、樹脂封止後の樹脂剥離が起こっても、その剥離を溝部７でトラップできるため、樹脂封止型半導体装置として信頼性を維持できるものである。その他、放熱特性の向上、基板実装時のハンダ接合の精度向上、大きい面積の半導体素子を搭載できるなどの利点もある。
【００３２】
次に本発明の樹脂封止型半導体装置について図面を参照しながら説明する。図３は本実施形態に係る樹脂封止型半導体装置を示す平面図であり、図４は本実施形態に係る樹脂封止型半導体装置を示す底面図であり、図５，図６は本実施形態に係る樹脂封止型半導体装置を示す断面図である。図５の断面図は、図３におけるＣ−Ｃ１箇所、図４におけるＥ−Ｅ１箇所の断面を示し、図６の断面図は、図３におけるＤ−Ｄ１箇所、図４におけるＦ−Ｆ１箇所の断面を示す。また本実施形態では図１，図２に示したリードフレームを例として用いた樹脂封止型半導体装置である。
【００３３】
図３，図４，図５および図６に示すように、本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、表面に突出部６と、その突出部６を包囲する円形または矩形またはそれらの組み合わせの環状の溝部７と、底面に環状の溝部１１を有したダイパッド部１と、そのダイパッド部１の突出部６上に銀ペースト等の導電性接着剤（図示せず）を介して搭載された半導体素子１２と、表面に溝部１０を有し、底面が露出したリード部５と、リード部５の先端部領域よりもダイパッド部１側に延在して配置され、その先端部の底面が露出してランド電極を構成するランドリード部４と、半導体素子１２の主面の電極パッド（図示せず）とランドリード部４、リード部５のボンディングパッド部１３とを電気的に接続した金属細線１４と、ダイパッド部１の底面を除く領域、搭載された半導体素子１２、ランドリード部４の底面を除く領域、リード部５の外部側面と底面とを除く領域、および金属細線１４を封止した封止樹脂１５とよりなるものである。そして封止樹脂１５よりなるパッケージ部より露出したランドリード部４の先端部底面と、リード部５の外部側面と底面とは、プリント基板等の実装基板への実装の際、外部電極を構成するランド電極１６を構成しており、リード部５の底面とその先端部領域のランドリード部４の先端部底面とが露出して千鳥状の２列ランド構成を有しているものである。そしてランド電極１６は封止樹脂１５より露出しているが、２０［μｍ］程度の段差を有して突出して露出しているものであり、基板実装時のスタンドオフを有しているものである。同様にダイパッド部１の底面も突出して露出しているものであり、基板実装時はハンダ接合により放熱効率を向上させることができる。さらに、ダイパッド部１の底面には、凹部１７が形成されており、これは突出部６をダイパッド部１の上面にプレス加工による半切断状態で形成しているため、その突出量分の凹部が対応して底面に形成されているものである。本実施形態では、２００［μｍ］の金属板よりなるダイパッド部１（リードフレーム厚）の厚みに対して、１４０［μｍ］〜１８０［μｍ］（金属板自体の厚みの７０［％］〜９０［％］）突出した突出部６を形成している。
【００３４】
また、ランドリード部４、リード部５におけるボンディングパッド部１３の面積は、１００［μｍ］以上のワイヤーボンドができる大きさであればよく、高密度な電極配列が可能であり、小型・薄型の樹脂封止型半導体装置を実現できるものである。さらに本実施形態の構造により、多ピン化に対応でき、高密度面実装型の樹脂封止型半導体装置を実現できるものであり、半導体装置自体の厚みとしても、１［ｍｍ］以下の８００［μｍ］程度の極めて薄型の樹脂封止型半導体装置を実現できるものである。
【００３５】
また本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、封止樹脂１５に封止されたランドリード部４の先端部、リード部５の先端部の上面の面積が、封止樹脂１５から露出、突出した側のランド電極１６側の面積よりも大きく構成されており、封止樹脂１５との食いつきを良好にし、密着性を向上させることができ、基板実装の際の接続の信頼性を得ることができるものである。
【００３６】
以上のように、本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、パッケージ底面には、ランドリード部４のランド電極１６の底面が配置され、そのランド電極１６の外側にはリード部５の底面であるランド電極１６が配置されて千鳥状の２列配置の外部端子を構成するものであり、ＬＧＡ（ランド・グリッド・アレイ）型パッケージを構成することができる。またダイパッド部１の表面には溝部７が設けられており、半導体素子１２の裏面とダイパッド部１表面との間で封止樹脂１５の樹脂剥離が起こっても、その剥離を溝部７でトラップできるため、樹脂封止型半導体装置として信頼性を維持できるものである。その他、放熱特性の向上、基板実装時のハンダ接合の精度向上、大きい面積の半導体素子を搭載できるなどの利点もある。
【００３７】
さらに本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、従来のように配線基板、回路基板を用いず、リードフレームを用いたＬＧＡ型の樹脂封止型半導体装置において、基板実装の実装強度を向上させた樹脂封止型半導体装置である。図７は図６に示した本実施形態の樹脂封止型半導体装置の実装状態の一例を示す断面図である。
【００３８】
図７に示すように、本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、パッケージ底面のランド電極１６とプリント基板等の実装基板１８とをハンダ等の接合剤１９により接続し、実装している。ここでランドリード部の底面のランド電極はその底面部分のみが接合剤と接触して実装されているが、リード部５のランド電極１６はその底面部分が接合剤１９と接触して実装されることに加えて、リード部５の外部側面が露出していることにより、接合剤１９がそのリード部５の側面とも接触して実装されている。
【００３９】
すなわち、通常はランド電極として、その底面部分のみが接合剤を介して実装基板に接合されるものであるが、本実施形態では、列構成のランド電極において外側のランド電極は、リード部５よりなるものであり、その外側部分はパッケージ部分（封止樹脂１５）より露出しているので、その外部側面に対して、接合剤を設けることにより、底面＋側面の２点接合構造となり、実装基板との接続の実装強度を向上させ、接続の信頼性を向上させることができる。これは通常のリードフレームＬＧＡ型半導体装置では達成できなかった実装構造であり、本実施形態では、ランド電極の構成をランド電極、リード型ランド電極の２種類で２列構成としているため、パッケージの外側にも接続部分を設けることができ、底面＋側面の２点接合構造により、接続の信頼性を向上させることができる革新的な構造を有している。
【００４０】
以上、本実施形態で示したようなリードフレームを用いることにより、半導体素子を搭載し、樹脂封止することにより、樹脂封止型半導体装置の底面部分に半導体素子と電気的に接続したランド電極を直線状または千鳥状の２列で配列することができる。その結果、面実装タイプの半導体装置が得られ、従来のようなリード接合による実装に比べて、基板実装の信頼性を向上させることができる。
【００４１】
また本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、従来のＢＧＡタイプの半導体装置のように、ランド電極を設けた回路基板等の基板を用いるものでなく、リードフレームという金属板からなるフレーム本体からＬＧＡ型の半導体装置を構成するものであり、量産性、コスト性などの面においては、従来のＢＧＡタイプの半導体装置よりも有利となる。
【００４２】
また本実施形態の樹脂封止型半導体装置では、列構成のランド電極において外側のランド電極は、リード部よりなるものであり、その外側部分の側端はパッケージ部分より露出しているので、その外部側面に対して、接合剤を設けることによりフィレットが形成され、底面＋側面の２点接合構造となり、実装基板との接続の実装強度を向上させ、接続の信頼性を向上させることができる。これは通常のリードフレームＬＧＡ型半導体装置では達成できなかった実装構造であり、本実施形態では、ランド電極の構成をランド電極、リード型ランド電極の２種類で２列構成としているため、パッケージの外側にも接続部分を設けることができ、底面＋側面の２点接合構造により、実装強度を向上させることができる構造である。
【００４３】
次に本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法の実施形態について図面を参照しながら説明する。図８〜図１３は本実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す工程ごとの断面図である。なお、本実施形態では、図１に示したようなリードフレームを用いてＬＧＡ型の樹脂封止型半導体装置を製造する形態を説明する。また本実施形態では便宜的にランドリード部４の断面方向の図を用いて説明するので、図中、リード部５は示されていない。
【００４４】
まず図８に示すように、金属板よりなるフレーム本体と、そのフレーム本体の開口した領域内に配設されて、表面に突出部６と、その突出部６を包囲する円形または矩形の環状の溝部７と、底面に環状の溝部１１と凹部１７を有した半導体素子搭載用のダイパッド部１と、先端部でそのダイパッド部１を支持し、他端部でフレーム枠（図示せず）と接続した吊りリード部（図示せず）と、図示されないが、底面がランド電極となり、その先端部表面に金属細線が接続される幅広のボンディングパッド部を有し、そのボンディングパッド部の近傍に溝部が設けられ、規則性を有して配列され、他端部がフレーム枠と接続したリード部と、底面がランド電極１６となり、その先端部表面に金属細線が接続される幅広のボンディングパッド部１３を有し、上面が下面よりも面積的に大きく、前記したリード部の先端部に千鳥状にその先端部が配置されてそのリード部とともに２列構成を形成し、他端部がフレーム枠と接続したランドリード部４とを有するリードフレームを用意する。
【００４５】
次に図９に示すように、用意したリードフレームのダイパッド部１の突出部６上に銀ペースト等の導電性接着剤を介して半導体素子１２をその主面を上にして接合する。
【００４６】
次に図１０に示すように、ダイパッド部１上に接合により搭載した半導体素子１２の主面上の電極パッドと、リードフレームのランドリード部４、リード部（図示せず）の各上面のボンディングパッド部１３とを金属細線１４により電気的に接続する。ここで金属細線１４が接続される各ボンディングパッド部の面積は、一例として１００［μｍ］以上である。
【００４７】
次に図１１に示すように、リードフレームの裏面側、すなわちダイパッド部１の底面、ランドリード部４のランド電極１６、リード部（図示せず）の各底面に密着するようにリードフレームの裏面側に封止テープまたは封止シート２０を密着させる。ここで使用する封止シート２０は、リードフレームに対して接着力がなく、樹脂後は容易にピールオフ等により除去できる樹脂シートであり、樹脂封止工程でのリードフレームの裏面側への封止樹脂の回り込みを確実に防止でき、その結果、ダイパッド部１、ランドリード部４、リード部（図示せず）の裏面への樹脂バリの付着を防止できる。そのため、樹脂封止後の樹脂バリ除去のためのウォータージェット工程を省略することができる。
【００４８】
次に図１２に示すように、封止シート２０を密着させた状態でリードフレームの上面側を封止樹脂１５により樹脂封止し、半導体素子１２、ダイパッド部１、金属細線１４の領域を樹脂封止する。通常は上下封止金型を用いたトランスファーモールドにより片面封止を行う。すなわち、ダイパッド部１、ランドリード部４、リード部（図示せず）の底面部分を除いた片面封止構造となる。また特にランドリード部４、リード部（図示せず）のフレーム枠２と接続した部分、つまり樹脂封止されないリード部分を封止シート２０を介して上下金型の第１の金型により第２の金型に対して押圧することにより、ランドリード部４、リード部（図示せず）の各底面を封止シート２０に押圧、密着させた状態で樹脂封止することにより、樹脂バリの発生を防止するとともに、ランドリード部４、リード部（図示せず）の各底面をパッケージ底面（封止樹脂１５底面）からスタンドオフを有して配置させることができる。
【００４９】
なお、封止シート２０のリードフレーム裏面への密着、貼付は、樹脂封止する封止用の上下金型に予め供給しておいた封止シートを樹脂封止前に密着させてもよいし、樹脂封止前に別工程で封止シートをリードフレームに密着、貼付したものを封止金型に供給し、樹脂封止してもよい。
【００５０】
次に図１３に示すように、樹脂封止後は封止シートをピールオフ等により除去した後、吊りリード部やランドリード部４、リード部の各リード部のフレーム枠と接続した部分を切断する。この段階で実質的に各リード部の端部が樹脂封止したパッケージの側面と同一面に配列するように切断する。そしてランドリード部４、リード部の底面はランド電極１６を構成し、またリード部の外側の側面部分も外部電極を構成し、ダイパッド部１の底面も露出し、放熱構造を有するものである。
【００５１】
以上、本実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法により、パッケージ底面の内側列には、ランドリード部４のランド電極１６の底面が配置され、そのランド電極１６の外側列にはリード部の底面であるランド電極が配置されて直線状もしくは千鳥状の２列配置の外部端子を構成するものであり、ＬＧＡ（ランド・グリッド・アレイ）型パッケージを構成することができる。さらに、ランド電極の構成をランド電極、リード型ランド電極の２種類で２列構成としているため、パッケージの外側にも接続部分を設けることができ、底面＋側面の２点接合構造により、接続の信頼性を向上させることができる樹脂封止型半導体装置を実現することができる。
【００５２】
次に、本実施形態で示したリードフレームの構造では、別途、新たな問題が顕在化してきている。
【００５３】
以下、図面を参照して説明する。図１４は本実施形態のリードフレームにおける通常のランドリード部４（２列目リード）の一部分を拡大して示した図面であり、図１４（ａ）は平面図、図１４（ｂ）は図１４（ａ）のＧ−Ｇ１箇所の断面図である。図１５は樹脂封止する場合の注入した樹脂によるランドリード部４、リード部５に対する影響を示す部分的な断面図である。図１６は図１５と同様、ランドリード部４の部分の注入した樹脂によるランドリード部４、リード部５に対する影響を示す部分的な断面図である。図１７は樹脂封止後の樹脂封止型半導体装置の一部分を示す断面図である。
【００５４】
図１４に示すように通常の第２のリード部であるランドリード部４は、ランド部８をその先端に有し、底面はランド電極１６となるものである。しかし樹脂封止の際は、図１５に示すように、ランドリード部４の端部（フレーム枠側）は第１の金型２１により第２の金型２２に対して封止シート２０を介して押圧されるが、押圧される箇所からランドリード部４のランド部８が距離的に離れており、ランド部８のランド電極１６が封止シート２０に対して密着する力が弱くなってしまう。その結果、矢印に示される注入した封止樹脂の注入圧により、ランドリード部４のランド部８のランド電極１６が封止シート２０から浮き上がり、剥離した状態で樹脂封止されてしまう。なお、第１のリード部であるリード部５の場合は押圧される箇所から距離的に短いため、押圧力でリード部５の底面は封止シート２０に密着し、封止シート２０から剥離するようなことはない。
【００５５】
このような状態で樹脂封止されると、図１７に示すように、封止樹脂がランドリード部４の底面（ランド電極１６）に回り込み、ランドリード部４のランド電極１６の表面に樹脂バリ２３が形成され、外部電極として機能しないという問題が発生し得る。このような問題に対して、ランドリード部４の底面を確実に封止シート２０に密着させ、樹脂バリ２３を防止することは技術的に重要な課題となっている。
【００５６】
以下、本発明のリードフレームとそれを用いた樹脂封止型半導体装置の製造方法について、課題解決のための実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００５７】
ここでは、ランドリード部４のランド電極１６の表面を確実に封止シートに密着させることができる実施形態について説明する。
【００５８】
図１８は本実施形態のリードフレームのランドリード部を示す図であり、リードフレームとしては図１に示したリードフレーム構成と基本構成は同様なものであるが、第２のリード部であるランドリード部４の構成と作用とが異なるものであり、少なくともランドリード部４において、ランドリード部４には封止シートと密着する構成が設けられているものである。図１８において、図１８（ａ）は平面図であり、図１８（ｂ）は図１８（ａ）のＨ−Ｈ１箇所の断面図である。
【００５９】
本実施形態のリードフレームは、同様に金属板よりなるフレーム本体と、そのフレーム本体の開口した領域内に配設されて、表面に突出部と、その突出部を包囲する円形または矩形の環状の溝部と、底面に環状の溝部と凹部を有した半導体素子搭載用のダイパッド部と、先端部でそのダイパッド部を支持し、他端部でフレーム枠と接続した吊りリード部と、底面がランド電極となり、その先端部表面に金属細線が接続される幅広のボンディングパッド部を有し、そのボンディングパッド部の近傍に溝部が設けられ、規則性を有して配列され、他端部がフレーム枠と接続したリード部と、底面がランド電極となり、その先端部表面に金属細線が接続される幅広のボンディングパッド部を有し、前記したリード部の先端部に千鳥状にその先端部が配置されてそのリード部とともに２列構成を形成し、他端部がフレーム枠と接続したランドリード部とを有するリードフレームであって、図１８に示すように、特にランドリード部４は、ランド部８のランド電極１６を構成する以外の部分は薄厚で構成され、そのランド電極１６を構成する部分が下方に突出して構成されており、ランド電極１６の面には、接着剤層２４が設けられている。また接着剤層２４は部分的にランド電極１６の周囲に設けてもよいし、ランド電極１６の面の全面に設けてもよい。なお、接着剤層２４としては、基板実装時のハンダとの相性がよく、ハンダ食われのない導電性接着剤である金（Ａｕ）ペーストであるが、銀（Ａｇ）ペースト、エポキシ樹脂をバインダーとした銀−パラジウム（Ａｇ−Ｐｄ）ペーストでもよい。
【００６０】
図１８に示すようにランドリード部４のランド電極１６の面に接着剤層２４を設けることにより、樹脂封止の際、ランド電極１６と封止シートとが接着され、互いに密着した状態を形成する。したがって、ランドリード部４の浮き上がりを防止し、ランドリード部４のランド電極１６の面が封止シートに密着するため、ランド電極１６の面に封止樹脂が回り込むことがなく、結果として、ランドリード部４のランド電極１６の面への樹脂バリの発生を抑えることができるものである。
【００６１】
なお、樹脂封止後は封止シートを除去した状態では、ランドリード部４のランド電極１６面に接着剤層２４が残存した状態となるが、その残存した接着剤層２４は基板実装においては接合剤となるため問題はない。
【００６２】
次に本実施形態で示したランドリード部４に特徴を有する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実施形態について説明する。
【００６３】
なお、本実施形態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プロセスについても、前記した基本的な実施形態の図８〜図１３に示した工法と同様であるため省略するが、ランドリード部４のランド電極１６面への接着剤層２４の形成については、ランドリード部４のランド電極１６面に予め接着剤層２４を形成したリードフレームを用いてもよいし、リードフレームに対して半導体素子を搭載し、金属細線で接続した後の樹脂封止工程前に形成してもよい。
【００６４】
ここでは樹脂封止工程における本実施形態のリードフレームの特にランドリード部４による作用効果について図面を参照しながら説明する。
【００６５】
図１９は本実施形態のリードフレームを用いて樹脂封止する際の封止シート２０とランドリード部４のランド電極１６との密着性を得るメカニズムを示す断面図である。
【００６６】
図１９に示すように、ランドリード部４のランド電極１６面の接着剤層２４が封止シート２０と接着して密着した状態を形成する。したがって、ランドリード部４の浮き上がりを防止し、ランドリード部４のランド電極１６の面が封止シート２０に密着して隙間がないため、ランド電極１６の面に封止樹脂が回り込むことがなく、結果として、ランドリード部４のランド電極１６の面への樹脂バリの発生を抑えることができるものである。図中、矢印は封止樹脂の注入によってランドリード部４が受ける押圧力および密着力を示している。
【００６７】
したがって、本実施形態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ことにより、樹脂封止時のランドリード部４のランド電極１６への樹脂バリの発生を抑えて、封止樹脂部からランド電極が確実にスタンドオフを有して露出した樹脂封止型半導体装置を実現することができる。
【００６８】
以上、本実施形態で示したように、樹脂封止の注入圧によるランドリード部４の浮き上がりを防止するために、ランドリード部４のランド電極１６の面に接着剤層２４を設け、樹脂封止の際、ランドリード部４のランド電極１６の面が封止シート２０に密着するため、ランド電極１６の面に封止樹脂が回り込むことがなく、ランドリード部４のランド電極１６の面への樹脂バリの発生を抑えることができるものである。
【００６９】
なお、本実施形態では第１のリード部と第２のリード部とによる２列構成のリード部を有したリードフレームを例として説明したが、２列に限定するものではなく、２列以上の３列，４列等の複数列を構成するリード部を有したリードフレームに対しても有効であることは言うまでもない。
【００７０】
【発明の効果】
以上、本発明のリードフレームにより、従来のようなビーム状のリード電極に代えて、ランド電極を有した樹脂封止型半導体装置を実現することができる。そして本発明により、樹脂封止型半導体装置の底面のランド電極を回路基板等を用いることなく、フレーム状態から形成でき、製造コストを低下させ、従来のようなリード接合による実装に比べて、基板実装の信頼性を向上させることができる。
【００７１】
また樹脂封止型半導体装置の製造方法においては、従来のように突出したリード形成が必要ない分、リードベンド工程が不要であって、樹脂封止後はパッケージ底面の内側列には、ランドリード部のランド電極の底面が配置され、そのランド電極の外側列にはリード部の底面であるランド電極が配置されて直線状もしくは千鳥状の２列配置の外部端子を構成し、ＬＧＡ型パッケージを構成することができる。そして本発明の樹脂封止型半導体装置の底面の列構成のランド電極において、外側のランド電極はリード部よりなるものであり、その外側部分の側端はパッケージ部分より露出しているので、その外部側面に対して、ハンダ等の接合剤を設けることによりフィレット部が形成され、底面＋側面の２点接合構造となり、実装基板との接続の実装強度を向上させ、接続の信頼性を向上させることができる。
【００７２】
さらに本発明のリードフレーム、その構造の作用により、形成した樹脂封止型半導体装置の底面のランド電極面に樹脂バリの発生をなくし、外部電極の不良、実装不良を防止した樹脂封止型半導体装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のリードフレームを示す平面図
【図２】本発明の一実施形態のリードフレームを示す図
【図３】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置を示す平面図
【図４】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置を示す底面図
【図５】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置を示す断面図
【図６】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置を示す断面図
【図７】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置の実装構造を示す断面図
【図８】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図９】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図１０】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図１１】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図１２】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図１３】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図１４】本発明の一実施形態のランドリード部を示す部分的な図
【図１５】本発明の一実施形態の樹脂封止の状態を示す部分的な断面図
【図１６】本発明の一実施形態の樹脂封止の状態を示す部分的な断面図
【図１７】本発明の一実施形態の樹脂封止後の状態を示す部分的な断面図
【図１８】本発明の課題解決の実施形態のリードフレームのランドリード部を示す図
【図１９】本発明の課題解決の実施形態のリードフレームのランドリード部を示す図
【図２０】従来のリードフレームを示す平面図
【図２１】従来の樹脂封止型半導体装置を示す断面図
【図２２】従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す平面図
【符号の説明】
１ ダイパッド部
２ フレーム枠
３ 吊りリード部
４ ランドリード部
５ リード部
６ 突出部
７ 溝部
８ ランド部
９ 幅広部
１０ 溝部
１１ 溝部
１２ 半導体素子
１３ ボンディングパッド部
１４ 金属細線
１５ 封止樹脂
１６ ランド電極
１７ 凹部
１８ 実装基板
１９ 接合剤
２０ 封止シート
２１ 第１の金型
２２ 第２の金型
２３ 樹脂バリ
２４ 接着剤層
１０１ フレーム枠
１０２ ダイパッド部
１０３ 吊りリード部
１０４ インナーリード部
１０５ アウターリード部
１０６ タイバー部
１０７ 半導体素子
１０８ 金属細線
１０９ 封止樹脂[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a lead frame having a lead having a land electrode serving as an external terminal in addition to a conventional lead frame having a beam-shaped lead. The present invention relates to a method of manufacturing a land-grid array (LGA) type resin-encapsulated semiconductor device in which is encapsulated with resin.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in order to cope with the downsizing of electronic devices, high-density mounting of semiconductor components such as resin-encapsulated semiconductor devices is required, and along with this, semiconductor components are becoming smaller and thinner. In addition, while being small and thin, the number of pins has been increased, and a high-density small and thin resin-encapsulated semiconductor device has been demanded.
[0003]
Hereinafter, a lead frame used in a conventional resin-encapsulated semiconductor device will be described.
[0004]
FIG. 20 is a plan view showing a configuration of a conventional lead frame. As shown in FIG. 20, a conventional lead frame includes a frame frame 101, a rectangular die pad portion 102 on which a semiconductor element is placed, and a suspension lead portion 103 that supports the die pad portion 102. When the semiconductor element is mounted, the beam-shaped inner lead portion 104 that is electrically connected to the mounted semiconductor element by a connecting means such as a thin metal wire, and the inner lead portion 104 are provided continuously. The outer lead portion 105 for connection with the terminal and the tie bar portion 106 for connecting and fixing the outer lead portions 105 together and serving as a resin stopper at the time of resin sealing are configured.
[0005]
The lead frame is not a single pattern having the configuration shown in FIG. 20, but a plurality of lead frames arranged in succession on the left, right, and top.
[0006]
Next, a conventional resin-encapsulated semiconductor device will be described. FIG. 21 is a cross-sectional view showing a resin-encapsulated semiconductor device using the lead frame shown in FIG.
[0007]
As shown in FIG. 21, a semiconductor element 107 is mounted on the die pad portion 102 of the lead frame, and the semiconductor element 107 and the inner lead portion 104 are electrically connected by a thin metal wire 108. The outer periphery of the semiconductor element 107 and the inner lead portion 104 on the die pad portion 102 is sealed with a sealing resin 109. Outer leads 105 are provided so as to protrude from the side surface of the sealing resin 109, and the tip is bent.
[0008]
As shown in FIG. 22, a conventional method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device is obtained by bonding a semiconductor element 107 on a die pad portion 102 of a lead frame with an adhesive (die bonding step), and then the semiconductor element 107 and an inner lead portion. The tip part of 104 is connected by the thin metal wire 108 (wire bond process). Thereafter, the outer periphery of the semiconductor element 107 is sealed. The sealing region is sealed with a sealing resin 109 in the region surrounded by the tie bar portion 106 of the lead frame, and the outer lead portion 105 is projected to the outside. Sealing (resin sealing step). Then, the boundary portion of the sealing resin 109 is cut by the tie bar portion 106, each outer lead portion 105 is separated, the frame frame 101 is removed, and the tip portion of the outer lead portion 105 is bent (tie bar cut / bend). Step), a resin-encapsulated semiconductor device having the structure shown in FIG. 21 can be manufactured. Here, in FIG. 22, a region indicated by a broken line is a region sealed with the sealing resin 109.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional lead frame, when the semiconductor element is highly integrated and becomes multi-pin, there is a limit to the formation of the width of the inner lead part (outer lead part). As the number of parts (outer lead parts) increases, the lead frame itself becomes larger, and as a result, the resin-sealed semiconductor device also becomes larger, and the desired small and thin resin-sealed semiconductor device cannot be realized. was there. Also, when increasing the number of inner lead parts without changing the size of the lead frame to accommodate multiple pins of semiconductor elements, the width of the inner lead part per wire must be reduced, and lead frame formation etching, etc. There will be many problems in the processing.
[0010]
Recently, as a surface mount type semiconductor device, a semiconductor element is mounted on a carrier (wiring board) provided with an external electrode (ball electrode, land electrode) on the bottom surface, and electrical connection is made. There are ball grid array (BGA) type and land grid array (LGA) type semiconductor devices which are semiconductor devices sealed with resin. This type of semiconductor device is a semiconductor device that is mounted on a mother substrate on the bottom surface side, and such a surface mounting type semiconductor device is becoming mainstream in the future. Therefore, in order to cope with such a trend, a major problem that the conventional lead frame and the resin-encapsulated semiconductor device using the lead frame cannot be dealt with has become apparent.
[0011]
In a conventional resin-encapsulated semiconductor device, an external lead made of an outer lead portion protrudes from the side surface of the encapsulating resin, and the external lead and the substrate electrode are joined and mounted. Compared to the type and LGA type semiconductor devices, the reliability of the substrate mounting is low. In addition, since the BGA type and LGA type semiconductor devices use a wiring board, there is a problem that the cost becomes expensive.
[0012]
The present invention provides a lead frame type resin-encapsulated semiconductor device that can cope with the above-described conventional problems and future trends of semiconductor devices, and a semiconductor device that can be mounted on the bottom side by using a frame body. It is intended to do. Provided is a lead frame in which external terminals are arranged in a row configuration on the bottom surface of the package, and the surface of each external electrode is reliably exposed to prevent the occurrence of resin burrs, and a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device using the lead frame To do.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described conventional problems, a lead frame according to the present invention includes a frame main body made of a metal plate, a die pad portion for mounting a semiconductor element disposed in a substantially central region of the frame main body, and a tip portion. A suspension lead portion that supports the die pad portion and is connected to the frame frame at the other end portion, and at least a tip portion extends toward the die pad portion, the other end portion is connected to the frame frame, and a bottom surface is a land electrode. A first lead portion, and a second lead portion extending to the tip end region of the first lead portion, the tip end portion being disposed, the other end portion being connected to the frame frame, and a bottom surface being a land electrode. The land electrode on the bottom surface of the first lead portion and the land electrode on the bottom surface of the second lead portion constitute two rows of land electrodes, and at least the land electrode of the second lead portion. Conductive adhesive on the surface It is a lead frame that is provided.
[0014]
Specifically, the conductive adhesive layer provided on the land electrode surface of the second lead portion is a lead frame made of gold (Au) paste.
[0015]
A method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device using a lead frame according to the present invention includes a frame body made of a metal plate, a die pad portion for mounting a semiconductor element disposed in a substantially central region of the frame body, and a tip. A suspension lead portion that supports the die pad portion at the other end and is connected to the frame frame at the other end portion, at least a tip end portion extends toward the die pad portion, the other end portion is connected to the frame frame, and a bottom surface is A first lead portion to be a land electrode; a tip portion of the first lead portion extending to the tip end region of the first lead portion; the other end portion being connected to the frame frame; and a bottom surface being a land electrode. A land electrode on the bottom surface of the first lead portion and a land electrode on the bottom surface of the second lead portion constitute two rows of land electrodes, and at least the second lead portion Conductive on the land electrode surface A step of preparing a lead frame provided with an adhesive layer, a step of mounting a semiconductor element on the die pad portion of the prepared lead frame, and a main surface of the semiconductor element mounted on the die pad portion. A step of connecting the electrode pads and the upper surfaces of the first lead portion and the second lead portion of the lead frame with fine metal wires; at least the die pad portion on the back side of the lead frame; and the bottom surface of the first lead portion. And a step of bringing the sealing sheet into close contact with the conductive adhesive layer formed on the land electrode surface of the second lead portion, and applying a pressing force to at least the end portions of the first lead portion and the second lead portion In addition, in the state where the land electrode surface of the first lead portion and the conductive adhesive layer formed on the land electrode surface of the second lead portion are pressed against the sealing sheet, the lead frame Resin-encapsulated semiconductor comprising: a step of resin-sealing the semiconductor element, die pad portion, and metal fine wire region on the upper surface side with a sealing resin; and a step of removing the sealing sheet from the lead frame after resin sealing It is a manufacturing method of an apparatus.
[0016]
Further, a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device using the lead frame of the present invention includes a frame main body made of a metal plate, a die pad portion for mounting a semiconductor element disposed in a substantially central region of the frame main body, A suspension lead portion that supports the die pad portion at the tip portion and is connected to the frame frame at the other end portion, at least the tip portion extends toward the die pad portion, and the other end portion is connected to the frame frame, and A first lead portion that is a land electrode, a tip portion of the first lead portion that extends to a tip end region of the first lead portion, the other end portion is connected to the frame frame, and a bottom surface is connected to the land electrode. A lead frame comprising two land electrodes formed of a land electrode on the bottom surface of the first lead portion and a land electrode on the bottom surface of the second lead portion. Process and preparation Mounting a semiconductor element on the die pad portion of the lead frame, an electrode pad on the main surface of the semiconductor element mounted on the die pad portion, a first lead portion of the lead frame, and a second lead A step of connecting each upper surface of the portion with a thin metal wire, a step of forming a conductive adhesive layer on at least the land electrode surface of the second lead portion of the lead frame, and at least a die pad portion on the back side of the lead frame A step of bringing a sealing sheet into close contact with the conductive adhesive layer formed on the bottom surface of the first lead part and the land electrode surface of the second lead part, and at least the first lead part and the second lead A pressing force is applied to the end portion of the portion, and the land electrode surface of the first lead portion and the conductive adhesive layer formed on the land electrode surface of the second lead portion are pressed against the sealing sheet. In the state, a step of resin-sealing the semiconductor element, the die pad portion, and the metal thin wire region as a top surface side of the lead frame with a sealing resin, and a step of removing the sealing sheet from the lead frame after the resin sealing A method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device.
[0017]
Specifically, a pressing force is applied to at least the end portions of the first lead portion and the second lead portion to form the land electrode surface of the first lead portion and the land electrode surface of the second lead portion. In the step of pressing the conductive adhesive layer against the sealing sheet, the step of resin-sealing the region of the semiconductor element, die pad portion, and metal fine wire as the upper surface side of the lead frame with a sealing resin,
When the pressing force is applied, the land electrode surface of the first lead portion constitutes a state pressed against the sealing sheet, and the conductive adhesive layer provided on the land electrode of the second lead portion This is a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device in which the land electrode is in close contact with the sealing sheet, and the sealing resin does not go around each land electrode surface.
[0018]
The conductive adhesive layer is a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device using a gold (Au) paste.
[0019]
As described above, the lead frame of the present invention has a land electrode as an external electrode provided as a lead body when a resin-encapsulated semiconductor device is configured. When a resin-encapsulated semiconductor device is configured by connecting an element and each lead and encapsulating the resin, the bottom surface of the land lead portion is the bottom surface of the resin-encapsulated semiconductor device, that is, in the package bottom area. And the bottom surface of the lead part is arranged outside the land part to constitute a two-row external terminal, and an LGA (land grid array) type package can be constituted.
[0020]
Further, by using the lead frame of the present invention, it is possible to prevent the second lead portion from being lifted by the injection pressure of the resin sealing. A conductive adhesive layer is provided on the surface of the land electrode of the second lead portion, and the resin sealing is performed. When stopping, the conductive adhesive layer formed on the surface of the land electrode is in close contact with the sealing sheet, so that the sealing resin does not wrap around the surface of the land electrode, and the surface of the land electrode of the second lead portion. It is possible to suppress the occurrence of resin burrs.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a main embodiment of a lead frame of the present invention, a resin-encapsulated semiconductor device using the lead frame, and a manufacturing method thereof will be described with reference to the drawings.
[0022]
First, the lead frame of this embodiment will be described.
[0023]
FIG. 1 is a plan view showing a lead frame of the present embodiment. 2 is an enlarged view showing a lead portion of the lead frame of the present embodiment. FIG. 2 (a) is a plan view, and FIG. 2 (b) is an enlarged view of a portion in a circle in FIG. It is each sectional drawing of AA1 and BB1 location of a). In FIG. 1, a region indicated by a two-dot chain line indicates a sealing region when a semiconductor element is mounted using the lead frame of the present embodiment and resin sealing is performed.
[0024]
As shown in FIGS. 1 and 2, the lead frame of the present embodiment is made of a copper plate or a metal plate used for a normal lead frame such as 42-alloy, and a die pad portion 1 on which a semiconductor element is mounted; A suspension lead portion 3 that is connected to the frame frame 2 at the end and supports the four corners of the die pad portion 1 at the tip end, and the tip portion faces the die pad portion 1 and the end portion is connected to the frame frame 2. The lead frame is composed of a straight land lead portion 4 (second lead portion) and a straight lead portion 5 (first lead portion). The land lead portion 4 and the lead portion 5 are respectively formed on the bottom surface thereof. It constitutes an external terminal (land portion), and the lead portion 5 can be connected to the mounting substrate as an external terminal on the outer side surface in addition to the bottom surface.
[0025]
In detail, the die pad portion 1 is provided with a circular protrusion 6 at a substantially central portion of the surface thereof, and the protrusion 6 is in a half-cut state by pressing the flat plate constituting the die pad portion 1. Is pressed and protruded upward. The protrusion 6 substantially becomes a part that supports the semiconductor element, and when the semiconductor element is mounted, a gap is formed between the surface of the die pad 1 excluding the protrusion 6 and the back surface of the semiconductor element. ing. A groove 7 is provided in a region surrounding the protruding portion 6 on the surface of the die pad portion 1 so that a sealing resin enters the groove 7 when a semiconductor element is mounted and resin-sealed. In this embodiment, the groove portion 7 is provided with a circular annular groove portion 7. The groove portion 7 mounts the semiconductor element on the protruding portion 6 of the die pad portion 1 with an adhesive, and the sealing resin enters the groove portion 7 when the resin is sealed. Therefore, the surface of the die pad portion 1 is stressed by thermal expansion. Even if resin peeling occurs between the sealing resin and the sealing resin, the peeling itself can be trapped by the groove, and a decrease in reliability can be prevented. Of course, the configuration of the groove portion 7 may be a configuration in which the groove portions are partially connected other than the annular configuration, and the number of the groove portions 7 may be two, three, four, or one. And the size of the semiconductor element to be mounted.
[0026]
In addition, the land lead portions 4 and the lead portions 5 of the lead frame according to the present embodiment are alternately arranged in parallel when connected to the frame frame 2, and the land lead portions are arranged in the arrangement facing the die pad portion 1. The tip ends of 4 extend to the die pad portion 1 side with respect to the tip portion of the lead portion 5, and the tip portions are arranged in a staggered manner on a planar arrangement. This arrangement is such that when a semiconductor element is mounted and resin-sealed, two rows of external terminals are arranged in a staggered pattern on the bottom surface of the package. The bottom surface of the part 5 is disposed on the bottom surface of the package. In particular, as shown in FIG. 2, the land lead portion 4 is a linear lead, and a land portion 8 having a curvature at a tip portion serving as an external terminal is formed on a bottom surface portion of the tip portion. The portions other than the portion where 8 is formed are thinned by half-etching, and the land portion 8 has the original thickness of the lead.
[0027]
That is, in the land lead portion 4, the land portion 8 has a shape protruding downward, and the land lead portion 4 itself has a larger area on the upper surface than on the lower surface. In FIG. 1, a portion indicated by a broken line on the bottom surface of the tip of the land lead portion 4 indicates the land portion 8, and FIG. 2 indicates a portion where the lattice-shaped hatching region is half-etched. Similarly, as shown in FIG. 2, the lead portion 5 has an outer peripheral portion of the tip portion processed to be thin by half-etching, the tip portion has a wide portion 9, and a groove portion is formed near the base of the wide portion 9. 10 is provided. A land portion is formed on the bottom surface of the tip portion so that the tip portion has a curvature. 1 and 2, the hatched portion is the groove 10. When a semiconductor element is mounted using the lead frame of the present embodiment and sealed with resin, the lead portion 5 itself has a single-side sealed configuration in which the bottom surface and side surfaces are exposed. Unlike the portion, stress due to the sealing resin and stress after mounting on the substrate may be applied to the lead portion. However, even if a stress is applied to the lead portion 5 itself due to the stress due to the sealing resin or the stress after mounting on the substrate, the groove portion 10 can absorb the stress, and the connection portion of the fine metal wire can be broken. It can prevent and maintain the reliability of the product after mounting. Here, the surface region of the land portion 8 of the land lead portion 4 and the wide portion 9 of the lead portion 5 constitute a bonding pad to which a thin metal wire is connected.
[0028]
In the lead frame of the present embodiment, the land lead portion 4 and the lead portion 5 are linear leads, and the portion constituting the land portion 8 on the bottom surface has a shape with a tip portion having a curvature. Since they are linear with each other, the land portions 8 form a staggered pattern in the package arrangement.
[0029]
In addition, a rectangular annular groove 11 is provided on the bottom surface corresponding to the region surrounding the protruding portion 6 of the die pad portion 1 of the lead frame of the present embodiment. When the substrate 11 is mounted on the bottom surface of the die pad portion 1 using a bonding material such as solder, the groove portion 11 prevents the solder from being excessively spread, improves the mounting accuracy, and allows the die pad portion 1 to be radiated from the semiconductor element. It can absorb its own stress. In the present embodiment, the number of the groove portions 11 is one. However, even if an annular groove portion is formed in the vicinity of the outer peripheral portion of the bottom surface of the die pad portion 1, further improvement in mounting accuracy can be achieved. Further, a dummy land portion may be provided in the suspension lead portion 3 or a bent portion may be provided in the suspension lead portion 3.
[0030]
The number of the land lead portions 4 and the lead portions 5 can be set as appropriate depending on the number of pins of the semiconductor element to be mounted. The lead frame of the present embodiment has its surface plated, and, for example, a metal such as nickel (Ni), palladium (Pd), and gold (Au) is laminated and appropriately plated as necessary. It is what. Further, the lead frame of the present embodiment is not composed of a single pattern as shown in FIG.
[0031]
When a semiconductor element is mounted by the lead frame of the present embodiment, the semiconductor element and each lead are connected with a thin metal wire, and a resin-sealed semiconductor device is configured by resin sealing, the resin-sealed semiconductor device On the bottom surface, that is, on the bottom surface of the package, the bottom surface of the land portion 8 having the curvature of the tip portion of the land lead portion 4 is disposed, and on the outside of the land portion 8, the bottom portion of the lead portion 5 having the curvature. Are arranged to constitute external terminals in a staggered two-row arrangement, and an LGA (Land Grid Array) type package can be constituted. Then, by configuring the resin-encapsulated semiconductor device using the lead frame of the present embodiment, the groove portion 7 is provided on the surface of the die pad unit 1, and even if the resin peeling after resin encapsulation occurs, Since peeling can be trapped by the groove portion 7, reliability can be maintained as a resin-encapsulated semiconductor device. In addition, there are also advantages such as improved heat dissipation characteristics, improved accuracy of solder bonding when mounting on a substrate, and mounting of a large-area semiconductor element.
[0032]
Next, the resin-encapsulated semiconductor device of the present invention will be described with reference to the drawings. 3 is a plan view showing the resin-encapsulated semiconductor device according to the present embodiment, FIG. 4 is a bottom view showing the resin-encapsulated semiconductor device according to the present embodiment, and FIGS. It is sectional drawing which shows the resin sealing type semiconductor device which concerns on a form. The cross-sectional view of FIG. 5 shows the cross-section at C-C1 in FIG. 3 and the cross-section at E-E1 in FIG. 4, and the cross-sectional view of FIG. 6 shows the cross-section at D-D1 in FIG. A cross section is shown. In this embodiment, the resin-encapsulated semiconductor device uses the lead frame shown in FIGS. 1 and 2 as an example.
[0033]
As shown in FIGS. 3, 4, 5, and 6, the resin-encapsulated semiconductor device according to the present embodiment includes a protrusion 6 on the surface, a circular shape or a rectangle that surrounds the protrusion 6, or a combination thereof. An annular groove portion 7, a die pad portion 1 having an annular groove portion 11 on the bottom surface, and a semiconductor mounted on the protruding portion 6 of the die pad portion 1 via a conductive adhesive (not shown) such as silver paste. The element 12, the lead part 5 having the groove part 10 on the surface and the bottom surface exposed, and the tip part region of the lead part 5 are arranged to extend to the die pad part 1 side, and the bottom surface of the tip part is exposed. The land lead portion 4 constituting the land electrode, and the metal wire 14 electrically connecting the electrode pad (not shown) on the main surface of the semiconductor element 12 and the bonding pad portion 13 of the land lead portion 4 and the lead portion 5. And excluding the bottom surface of the die pad 1 A region excluding the bottom surface of the land lead portion 4, a region excluding the outer side surface and the bottom surface of the lead portion 5, and a sealing resin 15 that seals the thin metal wires 14. . The bottom surface of the tip of the land lead portion 4 exposed from the package portion made of the sealing resin 15 and the external side surface and bottom surface of the lead portion 5 constitute an external electrode when mounted on a mounting board such as a printed board. The land electrode 16 is formed, and the bottom surface of the lead portion 5 and the bottom surface of the tip portion of the land lead portion 4 in the tip end region are exposed to form a staggered two-row land configuration. The land electrode 16 is exposed from the sealing resin 15 but has a step of about 20 [μm] and protrudes and is exposed, and has a standoff when mounted on the substrate. is there. Similarly, the bottom surface of the die pad portion 1 also protrudes and is exposed, and heat dissipation efficiency can be improved by soldering when mounted on the board. Further, a concave portion 17 is formed on the bottom surface of the die pad portion 1, and this is because the protruding portion 6 is formed on the upper surface of the die pad portion 1 in a semi-cut state by pressing, so that the concave portion corresponding to the protruding amount is formed. Correspondingly, it is formed on the bottom surface. In the present embodiment, 140 [μm] to 180 [μm] (70 [%] to 90 of the thickness of the metal plate itself) with respect to the thickness of the die pad portion 1 (lead frame thickness) made of a 200 [μm] metal plate. [%]) A protruding protrusion 6 is formed.
[0034]
Moreover, the area of the bonding pad portion 13 in the land lead portion 4 and the lead portion 5 is not limited as long as the wire bond is 100 [μm] or more, and a high-density electrode arrangement is possible. A resin-encapsulated semiconductor device can be realized. Furthermore, the structure of this embodiment can cope with an increase in the number of pins and can realize a high-density surface-mount type resin-encapsulated semiconductor device. The thickness of the semiconductor device itself is 800 [[mm] of 1 [mm] or less. An extremely thin resin-encapsulated semiconductor device of about [μm] can be realized.
[0035]
Further, in the resin-encapsulated semiconductor device of this embodiment, the area of the top surface of the land lead portion 4 and the top surface of the lead portion 5 that are sealed with the sealing resin 15 is exposed and protrudes from the sealing resin 15. It is configured to be larger than the area on the side of the land electrode 16, which can improve the biting with the sealing resin 15, improve the adhesion, and obtain the connection reliability when mounting on the board. It can be done.
[0036]
As described above, in the resin-encapsulated semiconductor device of this embodiment, the bottom surface of the land electrode 16 of the land lead portion 4 is disposed on the bottom surface of the package, and the bottom surface of the lead portion 5 is disposed outside the land electrode 16. A certain land electrode 16 is arranged to constitute a staggered two-row external terminal, and an LGA (land grid array) type package can be constituted. Further, the groove portion 7 is provided on the surface of the die pad portion 1, and even if the resin peeling of the sealing resin 15 occurs between the back surface of the semiconductor element 12 and the surface of the die pad portion 1, the peeling can be trapped by the groove portion 7. Therefore, reliability can be maintained as a resin-encapsulated semiconductor device. In addition, there are also advantages such as improved heat dissipation characteristics, improved accuracy of solder bonding when mounting on a substrate, and mounting of a large-area semiconductor element.
[0037]
Furthermore, the resin-encapsulated semiconductor device of this embodiment improves the mounting strength of the substrate mounting in the LGA-type resin-encapsulated semiconductor device using a lead frame without using a wiring board and a circuit board as in the past. This is a resin-encapsulated semiconductor device. FIG. 7 is a sectional view showing an example of a mounting state of the resin-encapsulated semiconductor device of this embodiment shown in FIG.
[0038]
As shown in FIG. 7, in the resin-encapsulated semiconductor device of this embodiment, a land electrode 16 on the bottom surface of a package and a mounting substrate 18 such as a printed circuit board are connected by a bonding agent 19 such as solder and mounted. Here, only the bottom surface portion of the land electrode on the bottom surface of the land lead portion is mounted in contact with the bonding agent, but the land electrode 16 of the lead portion 5 is mounted on the bottom surface portion in contact with the bonding agent 19. In addition, since the outer side surface of the lead portion 5 is exposed, the bonding agent 19 is also mounted in contact with the side surface of the lead portion 5.
[0039]
That is, normally, only the bottom surface portion of the land electrode is bonded to the mounting substrate via the bonding agent, but in the present embodiment, the outer land electrode in the land electrode of the column configuration is more than the lead portion 5. Since the outer part is exposed from the package part (sealing resin 15), by providing a bonding agent to the outer side surface, a two-point bonding structure of the bottom surface and the side surface is obtained, and the mounting substrate The mounting strength of the connection can be improved, and the connection reliability can be improved. This is a mounting structure that could not be achieved by an ordinary lead frame LGA type semiconductor device. In this embodiment, the land electrode has two rows of land electrodes and lead type land electrodes. A connection portion can also be provided on the outside, and an innovative structure that can improve connection reliability by a two-point joint structure of the bottom surface and the side surface.
[0040]
As described above, by using the lead frame as shown in the present embodiment, the semiconductor element is mounted and resin-sealed, so that the land electrode electrically connected to the semiconductor element on the bottom portion of the resin-encapsulated semiconductor device Can be arranged in two rows, linear or staggered. As a result, a surface-mount type semiconductor device is obtained, and the reliability of substrate mounting can be improved as compared with conventional mounting by lead bonding.
[0041]
Also, the resin-encapsulated semiconductor device of this embodiment does not use a substrate such as a circuit board provided with land electrodes, unlike a conventional BGA type semiconductor device, but from a frame body made of a metal plate called a lead frame. This constitutes an LGA type semiconductor device, which is more advantageous than conventional BGA type semiconductor devices in terms of mass productivity and cost.
[0042]
Further, in the resin-encapsulated semiconductor device of the present embodiment, the outer land electrode in the land electrode of the row configuration is composed of the lead portion, and the side end of the outer portion is exposed from the package portion. By providing a bonding agent with respect to the external side surface, a fillet is formed, and a two-point bonding structure of the bottom surface and the side surface is formed, so that the mounting strength of the connection with the mounting substrate can be improved, and the connection reliability can be improved. This is a mounting structure that could not be achieved by an ordinary lead frame LGA type semiconductor device. In this embodiment, the land electrode has two rows of land electrodes and lead type land electrodes. A connection portion can be provided also on the outside, and the mounting strength can be improved by a two-point joint structure of a bottom surface and a side surface.
[0043]
Next, an embodiment of a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device of the present invention will be described with reference to the drawings. 8 to 13 are cross-sectional views for each process showing the method for manufacturing the resin-encapsulated semiconductor device of this embodiment. In the present embodiment, an embodiment in which an LGA type resin-encapsulated semiconductor device is manufactured using a lead frame as shown in FIG. 1 will be described. Further, in the present embodiment, the explanation will be given by using the sectional view of the land lead portion 4 for the sake of convenience, and therefore the lead portion 5 is not shown in the drawing.
[0044]
First, as shown in FIG. 8, a frame main body made of a metal plate, a protrusion 6 on the surface of the frame main body, and a circular or rectangular annular shape that surrounds the protrusion 6 are disposed in the open area of the frame main body. The groove part 7, the die pad part 1 for mounting a semiconductor element having an annular groove part 11 and a concave part 17 on the bottom surface, the die pad part 1 supported at the tip part, and connected to a frame frame (not shown) at the other end part. A suspended lead portion (not shown), and a bottom surface is a land electrode and a wide bonding pad portion to which a fine metal wire is connected is provided on the tip surface, and a groove portion is formed in the vicinity of the bonding pad portion. A wide bonding pad portion 13 is provided, which is arranged with regularity, the lead portion having the other end portion connected to the frame frame, and the bottom surface serving as the land electrode 16, and a thin metal wire connected to the tip portion surface. The upper surface is larger in area than the lower surface, and the leading ends of the lead portions are arranged in a staggered manner to form a two-row configuration with the lead portions, and the other end portion is connected to the frame frame. A lead frame having a land lead portion 4 is prepared.
[0045]
Next, as shown in FIG. 9, the semiconductor element 12 is bonded to the protruding portion 6 of the die pad portion 1 of the prepared lead frame through a conductive adhesive such as silver paste with the main surface thereof facing up.
[0046]
Next, as shown in FIG. 10, bonding of the electrode pads on the main surface of the semiconductor element 12 mounted on the die pad 1 by bonding, the land lead portions 4 of the lead frame, and the upper surfaces of the lead portions (not shown). The pad portion 13 is electrically connected by the fine metal wire 14. Here, the area of each bonding pad portion to which the fine metal wires 14 are connected is, for example, 100 [μm] or more.
[0047]
Next, as shown in FIG. 11, the back side of the lead frame so as to be in close contact with the back side of the lead frame, that is, the bottom surface of the die pad portion 1, the land electrode 16 of the land lead portion 4, and the bottom surfaces of the lead portions (not shown). The sealing tape or the sealing sheet 20 is adhered to the side. The sealing sheet 20 used here is a resin sheet that has no adhesive force with respect to the lead frame and can be easily removed by peel-off after the resin. Sealing on the back side of the lead frame in the resin sealing step As a result, it is possible to prevent the resin from wrapping around. As a result, it is possible to prevent the resin pad from adhering to the back surface of the die pad portion 1, the land lead portion 4, and the lead portion (not shown). Therefore, the water jet process for removing resin burrs after resin sealing can be omitted.
[0048]
Next, as shown in FIG. 12, the upper surface side of the lead frame is resin-sealed with a sealing resin 15 in a state where the sealing sheet 20 is in close contact, and the regions of the semiconductor element 12, the die pad portion 1, and the fine metal wires 14 are resin-sealed. Seal. Usually, one-side sealing is performed by transfer molding using upper and lower sealing molds. That is, a single-side sealing structure excluding the die pad portion 1, the land lead portion 4, and the bottom portion of the lead portion (not shown) is obtained. In particular, the land lead part 4 and the part of the lead part (not shown) connected to the frame frame 2, that is, the lead part not sealed with resin is secondly sealed by the first mold of the upper and lower molds through the sealing sheet 20. The resin burrs are generated by sealing the resin in a state where the bottom surfaces of the land lead part 4 and the lead part (not shown) are pressed against and closely adhered to the sealing sheet 20 by being pressed against the mold. In addition, the bottom surfaces of the land lead portion 4 and the lead portion (not shown) can be disposed with a standoff from the bottom surface of the package (the bottom surface of the sealing resin 15).
[0049]
The sealing sheet 20 may be adhered and pasted to the back surface of the lead frame by adhering the sealing sheet previously supplied to the upper and lower molds for sealing to be resin sealed before resin sealing. Before sealing with the resin, the sealing sheet may be adhered and pasted to the lead frame in a separate process and supplied to the sealing mold to be sealed with the resin.
[0050]
Next, as shown in FIG. 13, after the resin sealing, the sealing sheet is removed by peel-off or the like, and then the suspension lead portion, the land lead portion 4, and the portion of each lead portion connected to the frame frame are cut. . At this stage, cutting is performed so that the end portions of the lead portions are arranged on the same plane as the side surface of the resin-sealed package. The land lead portion 4 and the bottom surface of the lead portion constitute a land electrode 16, the side surface portion outside the lead portion also constitutes an external electrode, the bottom surface of the die pad portion 1 is also exposed, and has a heat dissipation structure.
[0051]
As described above, the bottom surface of the land electrode 16 of the land lead portion 4 is arranged in the inner row of the bottom surface of the package and the lead portion is arranged in the outer row of the land electrode 16 by the method for manufacturing the resin-encapsulated semiconductor device of this embodiment. The land electrodes, which are the bottom surfaces, are arranged to form external terminals arranged in two lines in a linear or staggered pattern, and an LGA (land grid array) type package can be formed. Furthermore, since the land electrode is composed of two types of land electrodes and lead-type land electrodes, a two-row structure can be provided, so that a connection portion can be provided on the outside of the package. A resin-encapsulated semiconductor device capable of improving reliability can be realized.
[0052]
Next, in the lead frame structure shown in the present embodiment, a new problem has emerged separately.
[0053]
Hereinafter, description will be given with reference to the drawings. FIG. 14 is an enlarged view of a portion of a normal land lead portion 4 (second row lead) in the lead frame of the present embodiment, FIG. 14 (a) is a plan view, and FIG. 14 (b) is a diagram. It is sectional drawing of GG1 location of 14 (a). FIG. 15 is a partial cross-sectional view showing the influence of the injected resin on the land lead portion 4 and the lead portion 5 when resin sealing is performed. FIG. 16 is a partial cross-sectional view showing the influence of the resin injected into the land lead portion 4 on the land lead portion 4 and the lead portion 5 as in FIG. FIG. 17 is a cross-sectional view showing a part of the resin-encapsulated semiconductor device after resin encapsulation.
[0054]
As shown in FIG. 14, the land lead portion 4, which is a normal second lead portion, has a land portion 8 at its tip, and the bottom surface serves as a land electrode 16. However, at the time of resin sealing, as shown in FIG. 15, the end portion (frame frame side) of the land lead portion 4 is sandwiched by the first mold 21 with respect to the second mold 22 via the sealing sheet 20. The land portion 8 of the land lead portion 4 is separated from the pressed portion by a distance, and the force that the land electrode 16 of the land portion 8 adheres to the sealing sheet 20 is weakened. . As a result, the land electrode 16 of the land portion 8 of the land lead portion 4 is lifted from the sealing sheet 20 by the injection pressure of the injected sealing resin indicated by the arrow, and is resin-sealed in a peeled state. In addition, in the case of the lead part 5 which is the first lead part, since the distance from the pressed part is short, the bottom surface of the lead part 5 is brought into close contact with the sealing sheet 20 by the pressing force and is peeled off from the sealing sheet 20. There is no such thing.
[0055]
When resin sealing is performed in such a state, as shown in FIG. 17, the sealing resin wraps around the bottom surface (land electrode 16) of the land lead portion 4, and resin burrs are formed on the surface of the land electrode 16 of the land lead portion 4. 23 may be formed and may not function as an external electrode. For such a problem, it is technically important to prevent the resin burr 23 by securely bringing the bottom surface of the land lead part 4 into close contact with the sealing sheet 20.
[0056]
Hereinafter, a lead frame of the present invention and a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device using the same will be described with reference to the drawings.
[0057]
Here, an embodiment in which the surface of the land electrode 16 of the land lead portion 4 can be securely adhered to the sealing sheet will be described.
[0058]
FIG. 18 is a diagram showing the land lead portion of the lead frame of the present embodiment. The lead frame has the same basic structure as the lead frame shown in FIG. 1, but the land as the second lead portion. The configuration and action of the lead portion 4 are different, and at least the land lead portion 4 is provided with a configuration in which the land lead portion 4 is in close contact with the sealing sheet. 18A is a plan view, and FIG. 18B is a cross-sectional view taken along the line H-H1 in FIG. 18A.
[0059]
The lead frame of the present embodiment is similarly disposed in a frame main body made of a metal plate, an open area of the frame main body, a protrusion on the surface, and a circular or rectangular annular shape surrounding the protrusion. A groove portion, a die pad portion for mounting a semiconductor element having an annular groove portion and a concave portion on the bottom surface, a suspension lead portion that supports the die pad portion at the front end portion and is connected to the frame frame at the other end portion, and a bottom surface that is a land electrode And has a wide bonding pad portion to which a fine metal wire is connected on the front end surface, a groove portion is provided in the vicinity of the bonding pad portion, and is arranged with regularity, and the other end portion is a frame frame. The connected lead portion and the bottom surface become a land electrode, and has a wide bonding pad portion to which a fine metal wire is connected on the tip portion surface, and the tip portion is staggered at the tip portion of the lead portion. 18 is a lead frame having a land lead portion having a land lead portion connected to the frame frame, the land lead portion 4 having a land line portion connected to the frame frame. The portion of the portion 8 other than that constituting the land electrode 16 is formed with a thin thickness, and the portion constituting the land electrode 16 protrudes downward, and an adhesive layer 24 is provided on the surface of the land electrode 16. It has been. The adhesive layer 24 may be partially provided around the land electrode 16 or may be provided on the entire surface of the land electrode 16. The adhesive layer 24 is a gold (Au) paste, which is a conductive adhesive that has good compatibility with solder when mounted on a substrate and does not eat away, but a silver (Ag) paste or an epoxy resin as a binder. A silver-palladium (Ag—Pd) paste may be used.
[0060]
As shown in FIG. 18, by providing an adhesive layer 24 on the surface of the land electrode 16 of the land lead portion 4, the land electrode 16 and the sealing sheet are bonded to form a state of being in close contact with each other during resin sealing. To do. Therefore, the land lead portion 4 is prevented from being lifted, and the land electrode 16 surface of the land lead portion 4 is in close contact with the sealing sheet, so that the sealing resin does not wrap around the land electrode 16 surface. The occurrence of resin burrs on the surface of the land electrode 16 of the lead portion 4 can be suppressed.
[0061]
In addition, in the state where the sealing sheet is removed after the resin sealing, the adhesive layer 24 remains on the surface of the land electrode 16 of the land lead portion 4. There is no problem because it becomes a bonding agent.
[0062]
Next, an embodiment in which a resin-encapsulated semiconductor device is manufactured using a lead frame characterized by the land lead portion 4 shown in the present embodiment will be described.
[0063]
The process for manufacturing the resin-encapsulated semiconductor device using the lead frame of the present embodiment is the same as the method shown in FIGS. 8 to 13 of the basic embodiment described above, but is omitted. As for the formation of the adhesive layer 24 on the land electrode 16 surface of the land lead portion 4, a lead frame in which the adhesive layer 24 is previously formed on the land electrode 16 surface of the land lead portion 4 may be used. On the other hand, you may form before a resin sealing process after mounting a semiconductor element and connecting with a metal fine wire.
[0064]
Here, the effect of the lead frame of the present embodiment in the resin sealing process, in particular, the land lead portion 4 will be described with reference to the drawings.
[0065]
FIG. 19 is a cross-sectional view showing a mechanism for obtaining adhesion between the sealing sheet 20 and the land electrode 16 of the land lead portion 4 when resin-sealing using the lead frame of the present embodiment.
[0066]
As shown in FIG. 19, the adhesive layer 24 on the surface of the land electrode 16 of the land lead portion 4 is adhered and adhered to the sealing sheet 20. Therefore, the land lead portion 4 is prevented from being lifted, and the land electrode 16 surface of the land lead portion 4 is in close contact with the sealing sheet 20 so that there is no gap, so that the sealing resin does not wrap around the land electrode 16 surface. As a result, the occurrence of resin burrs on the surface of the land electrode 16 of the land lead portion 4 can be suppressed. In the drawing, the arrows indicate the pressing force and adhesion force received by the land lead portion 4 by the injection of the sealing resin.
[0067]
Therefore, by producing a resin-encapsulated semiconductor device using the lead frame of this embodiment, the generation of resin burrs on the land electrode 16 of the land lead portion 4 during resin encapsulation is suppressed, and the encapsulating resin portion Therefore, a resin-encapsulated semiconductor device in which the land electrode is reliably exposed with a standoff can be realized.
[0068]
As described above, the adhesive layer 24 is provided on the surface of the land electrode 16 of the land lead portion 4 in order to prevent the land lead portion 4 from being lifted by the injection pressure of resin sealing, as shown in this embodiment. When stopping, since the surface of the land electrode 16 of the land lead portion 4 is in close contact with the sealing sheet 20, the sealing resin does not wrap around the surface of the land electrode 16, and the surface of the land electrode 16 of the land lead portion 4. The generation of resin burrs can be suppressed.
[0069]
In the present embodiment, a lead frame having a lead portion having a two-row structure including a first lead portion and a second lead portion has been described as an example. However, the present invention is not limited to two rows, and two or more rows are used. Needless to say, the present invention is also effective for a lead frame having a lead portion constituting a plurality of rows such as 3 rows and 4 rows.
[0070]
【The invention's effect】
As described above, the lead frame of the present invention can realize a resin-encapsulated semiconductor device having land electrodes instead of conventional beam-like lead electrodes. According to the present invention, the land electrode on the bottom surface of the resin-encapsulated semiconductor device can be formed from the frame state without using a circuit board or the like, reducing the manufacturing cost, and compared with the conventional mounting by lead bonding. The mounting reliability can be improved.
[0071]
In addition, in the method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device, the lead bend process is unnecessary because the formation of protruding leads as in the prior art is not necessary. The land electrode bottom surface is disposed, and the land electrode which is the bottom surface of the lead portion is disposed on the outer row of the land electrode to form a linear or staggered two-row external terminal. Can be configured. And in the land electrode of the row configuration of the bottom surface of the resin-encapsulated semiconductor device of the present invention, the outer land electrode is composed of a lead portion, and the side end of the outer portion is exposed from the package portion. By providing a bonding agent such as solder on the outer side surface, a fillet portion is formed, and a two-point bonding structure of the bottom surface and the side surface is achieved, improving the mounting strength of the connection with the mounting substrate and improving the connection reliability. be able to.
[0072]
In addition, the lead frame of the present invention and the structure of the resin-encapsulated semiconductor eliminates the occurrence of resin burrs on the land electrode surface on the bottom surface of the formed resin-encapsulated semiconductor device and prevents defective external electrodes and mounting defects. A device can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a lead frame according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view showing a lead frame according to an embodiment of the invention. FIG. 3 is a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the invention. FIG. 4 is a bottom view showing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is a sectional view showing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is a sectional view showing a mounting structure of the resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention. FIG. 9 is a sectional view showing a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention. FIG. 10 is a sectional view showing a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention. Sectional drawing which shows the manufacturing method of a resin sealing type | mold semiconductor device FIG. 11: Resin sealing type | mold of one Embodiment of this invention FIG. 12 is a sectional view showing a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention. FIG. 13 is a sectional view showing a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention. FIG. 14 is a partial view showing a land lead portion according to an embodiment of the present invention. FIG. 15 is a partial sectional view showing a state of resin sealing according to an embodiment of the present invention. FIG. 16 is a partial cross-sectional view showing a state of resin sealing according to an embodiment of the present invention. FIG. 17 is a partial cross-sectional view showing a state after resin sealing of an embodiment of the present invention. FIG. 19 is a view showing a land lead portion of a lead frame according to an embodiment of the present invention. FIG. 19 is a view showing a land lead portion of the lead frame according to an embodiment of the present invention. FIG. 21 shows a conventional resin-encapsulated semiconductor device. Plan view illustrating the manufacturing method of the surface view and FIG. 22 conventional resin-sealed semiconductor device [Description of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Die pad part 2 Frame frame 3 Suspension lead part 4 Land lead part 5 Lead part 6 Projection part 7 Groove part 8 Land part 9 Wide part 10 Groove part 11 Groove part 12 Semiconductor element 13 Bonding pad part 14 Metal fine wire 15 Sealing resin 16 Land electrode 17 Recess 18 Mounting substrate 19 Bonding agent 20 Sealing sheet 21 First die 22 Second die 23 Resin burr 24 Adhesive layer 101 Frame frame 102 Die pad portion 103 Suspension lead portion 104 Inner lead portion 105 Outer lead portion 106 Tie bar Part 107 Semiconductor element 108 Metal fine wire 109 Sealing resin

Claims (6)

金属板よりなるフレーム本体と、前記フレーム本体の略中央領域内に配設された半導体素子搭載用のダイパッド部と、先端部で前記ダイパッド部を支持し、他端部でフレーム枠と接続した吊りリード部と、少なくとも先端部が前記ダイパッド部に向かって延在し、他端部が前記フレーム枠と接続し、底面がランド電極となる第１のリード部と、前記第１のリード部の先端部領域に延在してその先端部が配置され、他端部が前記フレーム枠と接続し、底面がランド電極となる第２のリード部とよりなり、前記第１のリード部の底面のランド電極と前記第２のリード部の底面のランド電極とで２列のランド電極を構成し、第２のリード部の少なくともランド電極面には導電性接着剤層が設けられていることを特徴とするリードフレーム。A frame main body made of a metal plate, a die pad portion for mounting a semiconductor element disposed in a substantially central region of the frame main body, a suspension that supports the die pad portion at a tip portion and is connected to a frame frame at the other end portion. A lead portion, a first lead portion having at least a tip portion extending toward the die pad portion, a second end portion connected to the frame frame, and a bottom surface serving as a land electrode, and a tip portion of the first lead portion The second end portion is connected to the frame frame, the other end portion is connected to the frame frame, and the bottom surface is a second lead portion serving as a land electrode. The land on the bottom surface of the first lead portion The electrode and the land electrode on the bottom surface of the second lead portion constitute two rows of land electrodes, and a conductive adhesive layer is provided on at least the land electrode surface of the second lead portion. Lead frame. 第２のリード部のランド電極面に設けられた導電性接着剤層は金（Ａｕ）ペーストであることを特徴とする請求項１に記載のリードフレーム。  The lead frame according to claim 1, wherein the conductive adhesive layer provided on the land electrode surface of the second lead portion is a gold (Au) paste. 金属板よりなるフレーム本体と、前記フレーム本体の略中央領域内に配設された半導体素子搭載用のダイパッド部と、先端部で前記ダイパッド部を支持し、他端部でフレーム枠と接続した吊りリード部と、少なくとも先端部が前記ダイパッド部に向かって延在し、他端部が前記フレーム枠と接続し、底面がランド電極となる第１のリード部と、前記第１のリード部の先端部領域に延在してその先端部が配置され、他端部が前記フレーム枠と接続し、底面がランド電極となる第２のリード部とよりなり、前記第１のリード部の底面のランド電極と前記第２のリード部の底面のランド電極とで２列のランド電極を構成し、第２のリード部の少なくともランド電極面には導電性接着剤層が設けられているリードフレームを用意する工程と、前記用意したリードフレームの前記ダイパッド部上に半導体素子を搭載する工程と、前記ダイパッド部上に搭載した前記半導体素子の主面上の電極パッドと、前記リードフレームの第１のリード部、第２のリード部の各上面とを金属細線により接続する工程と、前記リードフレームの裏面側の少なくともダイパッド部、第１のリード部の底面、および第２のリード部のランド電極面に形成された導電性接着剤層に封止シートを密着させる工程と、少なくとも前記第１のリード部、第２のリード部の端部に押圧力を付加し、前記第１のリード部のランド電極面と第２のリード部のランド電極面に形成された導電性接着剤層とを前記封止シートに押圧した状態で、前記リードフレームの上面側として前記半導体素子、ダイパッド部、金属細線の領域を封止樹脂により樹脂封止する工程と、樹脂封止後に前記封止シートを前記リードフレームより除去する工程とよりなることを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造方法。A frame main body made of a metal plate, a die pad portion for mounting a semiconductor element disposed in a substantially central region of the frame main body, a suspension that supports the die pad portion at a tip portion and is connected to a frame frame at the other end portion. A lead portion, a first lead portion having at least a tip portion extending toward the die pad portion, a second end portion connected to the frame frame, and a bottom surface serving as a land electrode, and a tip portion of the first lead portion The second end portion is connected to the frame frame, the other end portion is connected to the frame frame, and the bottom surface is a second lead portion serving as a land electrode. The land on the bottom surface of the first lead portion A lead frame in which two rows of land electrodes are constituted by the electrodes and the land electrodes on the bottom surface of the second lead portion, and a conductive adhesive layer is provided on at least the land electrode surface of the second lead portion is prepared. And the preparation Mounting a semiconductor element on the die pad portion of the lead frame, an electrode pad on the main surface of the semiconductor element mounted on the die pad portion, a first lead portion of the lead frame, and a second lead A step of connecting each upper surface of each portion with a fine metal wire, and conductive bonding formed on at least the die pad portion on the back surface side of the lead frame, the bottom surface of the first lead portion, and the land electrode surface of the second lead portion. A step of bringing the sealing sheet into close contact with the agent layer, and applying a pressing force to at least the end portions of the first lead portion and the second lead portion, and the land electrode surface of the first lead portion and the second lead With the conductive adhesive layer formed on the land electrode surface of the portion pressed against the sealing sheet, the semiconductor element, die pad portion, and fine metal wire region are sealed as the upper surface side of the lead frame. A step of resin-sealing by fat, the production method of the resin-sealed semiconductor device, characterized in that the sealing sheet after resin sealing becomes more and removing from said lead frame. 金属板よりなるフレーム本体と、前記フレーム本体の略中央領域内に配設された半導体素子搭載用のダイパッド部と、先端部で前記ダイパッド部を支持し、他端部でフレーム枠と接続した吊りリード部と、少なくとも先端部が前記ダイパッド部に向かって延在し、他端部が前記フレーム枠と接続し、底面がランド電極となる第１のリード部と、前記第１のリード部の先端部領域に延在してその先端部が配置され、他端部が前記フレーム枠と接続し、底面がランド電極となる第２のリード部とよりなり、前記第１のリード部の底面のランド電極と前記第２のリード部の底面のランド電極とで２列のランド電極を構成しているリードフレームを用意する工程と、前記用意したリードフレームの前記ダイパッド部上に半導体素子を搭載する工程と、前記ダイパッド部上に搭載した前記半導体素子の主面上の電極パッドと、前記リードフレームの第１のリード部、第２のリード部の各上面とを金属細線により接続する工程と、前記リードフレームの第２のリード部の少なくともランド電極面に導電性接着剤層を形成する工程と、前記リードフレームの裏面側の少なくともダイパッド部、第１のリード部の底面、および第２のリード部のランド電極面に形成された導電性接着剤層に封止シートを密着させる工程と、少なくとも前記第１のリード部、第２のリード部の端部に押圧力を付加し、前記第１のリード部のランド電極面と第２のリード部のランド電極面に形成された導電性接着剤層とを前記封止シートに押圧した状態で、前記リードフレームの上面側として前記半導体素子、ダイパッド部、金属細線の領域を封止樹脂により樹脂封止する工程と、樹脂封止後に前記封止シートを前記リードフレームより除去する工程とよりなることを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造方法。A frame main body made of a metal plate, a die pad portion for mounting a semiconductor element disposed in a substantially central region of the frame main body, a suspension that supports the die pad portion at a tip portion and is connected to a frame frame at the other end portion. A lead portion, a first lead portion having at least a tip portion extending toward the die pad portion, a second end portion connected to the frame frame, and a bottom surface serving as a land electrode, and a tip portion of the first lead portion The second end portion is connected to the frame frame, the other end portion is connected to the frame frame, and the bottom surface is a second lead portion serving as a land electrode. The land on the bottom surface of the first lead portion A step of preparing a lead frame that forms two rows of land electrodes with an electrode and a land electrode on the bottom surface of the second lead portion; and a step of mounting a semiconductor element on the die pad portion of the prepared lead frame When, Connecting the electrode pad on the main surface of the semiconductor element mounted on the die pad portion and the upper surfaces of the first lead portion and the second lead portion of the lead frame with fine metal wires; and the lead frame Forming a conductive adhesive layer on at least the land electrode surface of the second lead portion, at least the die pad portion on the back surface side of the lead frame, the bottom surface of the first lead portion, and the land of the second lead portion A step of bringing a sealing sheet into close contact with the conductive adhesive layer formed on the electrode surface; and applying a pressing force to at least the end portions of the first lead portion and the second lead portion; The semiconductor element and die pad as the upper surface side of the lead frame in a state in which the land electrode surface of the second lead portion and the conductive adhesive layer formed on the land electrode surface of the second lead portion are pressed against the sealing sheet A method of manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device, comprising: a step of resin-sealing a region of a thin metal wire with a sealing resin; and a step of removing the sealing sheet from the lead frame after resin sealing . 少なくとも第１のリード部、第２のリード部の端部に押圧力を付加し、前記第１のリード部のランド電極面と第２のリード部のランド電極面に形成された導電性接着剤層とを封止シートに押圧した状態で、前記リードフレームの上面側として半導体素子、ダイパッド部、金属細線の領域を封止樹脂により樹脂封止する工程では、前記押圧力の付加の際、前記第１のリード部のランド電極面が封止シートに押圧された状態を構成するとともに、前記第２のリード部のランド電極に設けた導電性接着剤層により前記ランド電極が前記封止シートと密着した状態を構成し、各ランド電極面に封止樹脂が回り込まないことを特徴とする請求項３または請求項４のいずれかに記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。  A conductive adhesive formed on the land electrode surface of the first lead portion and the land electrode surface of the second lead portion by applying a pressing force to at least the end portions of the first lead portion and the second lead portion. In the process of resin sealing the region of the semiconductor element, die pad part, and metal fine wire as the upper surface side of the lead frame with the sealing resin in a state where the layer is pressed against the sealing sheet, when the pressing force is applied, The land electrode surface of the first lead portion constitutes a state pressed against the sealing sheet, and the land electrode is connected to the sealing sheet by a conductive adhesive layer provided on the land electrode of the second lead portion. 5. The method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to claim 3, wherein an intimate contact state is formed and the sealing resin does not wrap around each land electrode surface. 導電性接着剤層は金（Ａｕ）ペーストであることを特徴とする請求項３または請求項４のいずれかに記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。  The method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to claim 3, wherein the conductive adhesive layer is a gold (Au) paste.
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