JP3915354B2 - Manufacturing method of resin-encapsulated semiconductor device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、QFN(Quad Flat Non−leaded Package)、SON(Small OutLine Non−leaded Package)、と称される外部端子となるリード部が片面封止された小型/薄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り、特に生産効率を向上させる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QFN型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14は、従来のリードフレームの構成を示す図であり、図14(a)は平面図であり、図14(b)は図14(a)のA−A1箇所の断面図である。
【0005】
図14に示すように、従来のリードフレームは、銅(Cu)材よりなるフレーム枠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の角部をその先端部で支持し、端部がフレーム枠101と接続した吊りリード部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に接続するビーム状の複数のリード部104とより構成されている。そしてリード部104は、封止樹脂で封止された際、封止樹脂部に埋設される部分はインナーリード部104aを構成し、封止樹脂部より露出する部分はアウターリード部104bを構成するものであり、インナーリード部104aとアウターリード部104bとは、一体で連続して設けられている。図14(a)において、破線で示した領域は、半導体素子を搭載して樹脂封止型半導体装置を構成する場合、封止樹脂で封止する領域を示しており、また一点鎖線で示した部分は、半導体素子を搭載して樹脂封止し、樹脂封止型半導体装置を構成した後、リード部104(アウターリード部104b)を金型で切断する部分を示している。
【0006】
また、従来のリードフレームは、図14(b)に示すように、ダイパッド部102は吊りリード部103によって支持されているが、その吊りリード部103に設けたディプレス部によってダイパッド部102がリード部104上面に対して上方に配置されるよう、アップセットされているものである。
【0007】
なお、図示していないが、従来のリードフレームの表面には、主としてパラジウム(Pd)メッキまたは、ハンダメッキが施されているものである。パラジウムメッキについては、下地材が銅(Cu)であり、ニッケル(Ni)メッキ層、パラジウム(Pd)層、金(Au)層の3層でメッキ層が形成されている。
【0008】
次に従来の樹脂封止型半導体装置について説明する。図15は、図14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図であり、図15(a)は、内部構成を破線で示した透視平面図であり、図15(b)は図15(a)のB−B1箇所の断面図である。
【0009】
図15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105が搭載され、その半導体素子105とリード部104のインナーリード部104aとが金属細線106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105、インナーリード部104aの外囲は封止樹脂107により封止されている。そしてそのリード部104(インナーリード部104a)の底面部分は封止樹脂107の底面からスタンドオフを有して露出して、外部端子108を構成している。なお、封止樹脂107の側面からはアウターリード部104bが露出しているが、実質的に封止樹脂107の側面と同一面である。
【0010】
次に従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法について説明する。
【0011】
まず図16に示すように、フレーム枠と、そのフレーム枠内に、半導体素子が載置される矩形状であって、アップセットされたダイパッド部102と、ダイパッド部102の角部をその先端部で支持し、端部がフレーム枠と接続した吊りリード部と、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に接続するビーム状のリード部104とを有したリードフレームを用意する。
【0012】
そして図17に示すように、ダイパッド部102上に銀ペースト等の接着剤により半導体素子105を搭載しボンディングする。
【0013】
次に図18に示すように、ダイパッド部102上に搭載された半導体素子105の表面の電極パッド(図示せず)とリード部104のインナーリード部104aとを金属細線106により電気的に接続する。
【0014】
次に図19に示すように、半導体素子105が搭載された状態のリードフレームの少なくともリード部104の底面に封止シート109を密着させる。この封止シート109はリード部104の底面に封止樹脂が回り込まないように保護し、リード部104の底面を露出させるための部材である。
【0015】
次に図20に示すように、リードフレームを金型内に載置し、金型によりリード部104を封止シート109に対して押圧した状態でエポキシ系樹脂よりなる封止樹脂を注入し、リードフレームの外囲としてダイパッド部102、半導体素子105、リード部104の上面領域と金属細線106の接続領域を封止する。図21には外囲を封止樹脂107で封止した状態を示している。
【0016】
次に図22に示すように、リードフレームのリード部104の底面に密着させていた封止シート109をピールオフ等により除去する。
【0017】
次に図23に示すように、リード部104の切断箇所110に対して、金型による切断刃111でリードカットを行う。
【0018】
そして図24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105が搭載され、その半導体素子105とリード部104のインナーリード部104aとが金属細線106により電気的に接続され、外囲が封止樹脂107により封止され、そしてそのリード部104(インナーリード部104a)の底面部分は封止樹脂107の底面からスタンドオフを有して露出して、外部端子108を構成するとともに、封止樹脂107の側面からはアウターリード部104bが露出し、実質的に封止樹脂107の側面と同一面を構成した樹脂封止型半導体装置を得る。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法では、封止工程において成型時にリード間に樹脂が形成され、リードフレームに対して樹脂封止した後は、金型の切断刃によるリードカットを行っていたため、その切断工程において、リードカット時の衝撃によりリード部の隣接する封止樹脂の部分に樹脂カケ、クラック等が起こり、またリード部が封止樹脂部分から脱落するといった課題があった。また従来の樹脂封止型半導体装置の構造は、リード部の上面だけを封止樹脂で覆われたいわゆる片面封止構造であるため、金型の切断刃によるリードカットでは、その衝撃いかんによって、リード部、封止樹脂部の破損が発生しやすい状況であった。また、切断時に発生した樹脂くずが後工程の検査工程で接触不良による検査ミスを誘発させるといった課題もあった。さらに実装基板に搭載するはんだ付け工程での実装不良を起こす課題があった。
【0020】
またリードカットにおいては、金型切断の代わりに回転ブレードでリード部を切削して切断する場合もあるが、そのブレード切断においては、リード部を切断した際、分離されたリードフレームのフレーム枠が飛散し、生産性の低下等、悪影響を及ぼすという課題もあった。
【0021】
本発明は前記した従来のリード部の切断方法を改善して課題を解決し、品質のよい小型片面封止型の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。
【0022】
【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、本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法は、半導体素子が搭載されるダイパッド部と、前記ダイパッド部に先端が対向して配置し末端がフレーム枠と接続した複数のリード部と、前記リード部のフレーム枠近傍に設けられた切断部と、前記切断部近傍に樹脂を供給する開口部とを1ユニットとして、そのユニットを複数有し、前記ユニット間に封止樹脂を供給するランナー部を有したリードフレームを用意する工程と、前記リードフレームのダイパッド部に半導体素子を搭載する工程と、前記リードフレームの各リード部と前記半導体素子とを電気的に接続する工程と、リードフレームのランナー部より樹脂を導入し、少なくとも前記半導体素子、リード部の上面を樹脂により封止するとともに、前記ランナー部に樹脂を残存させて樹脂を形成し、リードフレームの前記開口部に前記樹脂を充填し、前記切断部近傍に前記樹脂による接続部を形成し、各ユニットどうしを前記樹脂による接続部で接続する工程と、ブレードにより前記リード部を切断しつつ、前記切断部近傍に形成した樹脂による接続部の一部は切断せずに残存させ、前記接続部により前記各ユニットを接続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。
【0024】
また、リードフレームのランナー部より樹脂を導入し、少なくとも半導体素子、リード部の上面を樹脂により封止するとともに、前記ランナー部に樹脂を残存させて樹脂を形成し、リードフレームの開口部に前記樹脂を充填し、切断部近傍
に前記樹脂による接続部を形成し、各ユニットどうしを前記樹脂による接続部で接続する工程では、前記接続部の樹脂の頭頂部高さと前記半導体素子の上面を封止して形成した樹脂封止部の頭頂部の高さとを同一高さに形成する樹脂封止型半導体装置の製造方法である。
【0025】
また、リードフレームのランナー部より樹脂を導入し、少なくとも半導体素子、リード部の上面を樹脂により封止するとともに、前記ランナー部に樹脂を残存させて樹脂を形成し、リードフレームの開口部に前記樹脂を充填し、切断部近傍に前記樹脂による接続部を形成し、各ユニットどうしを前記樹脂による接続部で接続する工程では、前記ランナー部に残存させて形成した樹脂の頭頂部高さと前記半導体素子の上面を封止して形成した樹脂封止部の頭頂部の高さとを同一高さに形成する樹脂封止型半導体装置の製造方法である。
【0026】
また、樹脂封止後のリードフレームの各ユニットの境界部分のリード部の切断部に対してブレードにより切削を行い、リードカットし、各ユニットを分離する工程では、前記ブレードの回転数あるいは送りスピードは切り込み位置、あるいは切り込み量により可変設定する樹脂封止型半導体装置の製造方法である。
【0027】
また、リードフレームのランナー部より樹脂を導入し、少なくとも半導体素子、リード部の上面を樹脂により封止するとともに、前記ランナー部に樹脂を残存させて樹脂を形成し、リードフレームの開口部に前記樹脂を充填し、切断部近傍に前記樹脂による接続部を形成し、各ユニットどうしを前記樹脂による接続部で接続する工程と、ブレードにより前記リード部を切断しつつ、前記切断部近傍に形成した樹脂による接続部の一部は切断せずに残存させ、前記接続部により前記各ユニットを接続する工程との間には、半導体素子の上面を封止して形成した樹脂封止部の頭頂部と前記ランナー部に残存させて形成した樹脂および前記接続部の樹脂の頭頂部とにシートを密着させる工程を有する樹脂封止型半導体装置の製造方法である。
【0028】
前記構成により、ブレードにより切断されたフレーム枠が樹脂による接続部で連結され、リード部は切断されていても接続部で各ユニットが接続支持されているので分離せず、切断時において、切断されたフレーム枠の飛散を防止し、生産性の優れた樹脂封止型半導体装置の製造方法を実現できるものである。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
【0030】
まず本実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法で用いるリードフレームについて説明する。
【0031】
図1は本実施形態のリードフレームを示す図で、図1(a)は一部分の概略平面図であり、図1(b)は図1(a)のC−C1箇所の断面図である。
【0032】
本実施形態のリードフレームは、銅(Cu)材よりなるフレーム枠1と、そのフレーム枠1内に、半導体素子が載置される矩形状のダイパッド部2と、ダイパッド部2の角部をその先端部で支持し、端部がフレーム枠1と接続した吊りリード部3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に接続するビーム状のリード部4とより構成されている。そしてリード部4は、封止樹脂で封止された際、封止樹脂部に埋設される部分はインナーリード部4aを構成し、封止樹脂部より露出する部分はアウターリード部4bを構成するものであり、インナーリード部4aとアウターリード部4bとは、一体で連続して設けられている。図1(a)において、破線で示した領域は、半導体素子を搭載して樹脂封止型半導体装置を構成する場合、封止樹脂で封止する領域を示しており、また一点鎖線で示した部分は、半導体素子を搭載して樹脂封止し、樹脂封止型半導体装置を構成した後、リード部4(アウターリード部4b)をブレードで切断する切断部5を示している。
【0033】
また、本実施形態のリードフレームは、図1(b)に示すように、ダイパッド部2は吊りリード部3によって支持されているが、その吊りリード部3に設けたディプレス部によってダイパッド部2がリード部4(4a)上面に対して上方に配置されるよう、アップセットされているものである。また半導体装置に樹脂を供給する導入部はランナー部であり、この一部が切断後にフレーム枠を接続する接続部となる。また、リードフレームの他の切断位置にはフレーム枠の接続部に樹脂を供給する開口部10を適宜設けて封止工程において半導体装置を構成するとともに、樹脂を供給する導入部となる。樹脂による接続部はブレードで切断する切断部5に配置され、切断後にフレーム枠を接続する役割を果たしている。
【0034】
また図示していないが、本実施形態のリードフレームの表面には、パラジウム(Pd)メッキ、具体的には、ニッケル(Ni)メッキ層、パラジウム(Pd)メッキ層、金(Au)メッキ層の3層でメッキ層を構成したり、または、錫−銀(Sn−Ag)、錫−ビスマス(Sn−Bi)等のハンダメッキが部分的に施されているものである。
【0035】
なお本実施形態のリードフレームは、図1に示す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るものである。また、金型に載置して樹脂封止工程において樹脂を供給するランナー部を広く設けているリードフレームである。
【0036】
次に本実施形態のリードフレームを用いた樹脂封止型半導体装置について説明する。図2は、図1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図であり、図2(a)は、内部構成を破線で示した透視平面図であり、図2(b)は図2(a)のD−D1箇所の断面図である。
【0037】
図2に示すように、リードフレームのダイパッド部2上に半導体素子6が搭載され、その半導体素子6とリード部4のインナーリード部4aとが金属細線7により電気的に接続されている。そしてダイパッド部2上の半導体素子6、インナーリード部4aの外囲は封止樹脂8により封止されている。そしてそのリード部4(インナーリード部4a)の底面部分は封止樹脂8の底面からスタンドオフを有して露出して、外部端子9を構成している。なお、封止樹脂8の側面からはアウターリード部4bが露出しているが、実質的に封止樹脂8の側面と同一面である。すなわち、本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、ダイパッド部2上に搭載された半導体素子6と、そのダイパッド部2に先端部が対向して配置され、複数のリード部4と、半導体素子6の電極とリード部4とを電気的に接続した金属細線7と、ダイパッド部2、半導体素子6、リード部4の底面および一側面を除いて外囲を封止した封止樹脂8とよりなる樹脂封止型半導体装置である。
【0038】
次に本実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法について説明する。
【0039】
まず図3に示すように、フレーム枠と、そのフレーム枠内に、半導体素子が載置される矩形状であって、アップセットされたダイパッド部2と、ダイパッド部2の角部をその先端部で支持し、端部がフレーム枠と接続した吊りリード部と、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に接続するビーム状のリード部4とを各ユニットとして、接続部に樹脂を充填する開口部を有したリードフレームを用意する。
【0040】
そして図4に示すように、リードフレームの各ユニットのダイパッド部2上に銀ペースト等の接着剤によりそれぞれ半導体素子6を搭載しボンディングする。
【0041】
次に図5に示すように、ダイパッド部2上に搭載された半導体素子6の表面の電極パッド(図示せず)とリード部4のインナーリード部4aとを金属細線7により電気的に接続する。
【0042】
次に図6に示すように、半導体素子6が搭載された状態のリードフレームの少なくともリード部4の底面に封止シート11を密着させる。この封止シート11はリード部4の底面に封止樹脂が回り込まないように保護して、リード部4の底面をスタンドオフを有して露出させるとともに開口部を搭通して接続部に樹脂を供給するための機能部材である。
【0043】
次に図7、図8に示すように、リードフレームを金型内に載置し、金型によりリード部4の端部(切断部付近)を封止シート11に対して押圧した状態でエポキシ系樹脂よりなる封止樹脂8をランナー部より注入し、リードフレームの外囲としてダイパッド部2、半導体素子6、リード部4の上面領域と金属細線7の接続領域を各ユニットごとに個別に封止するとともに、接続部にも樹脂を充填する。この接続部にはリードフレーム枠に設けた開口部より樹脂が供給される。また、ランナー部の一部をブレードカットされるカット位置に延長して接続部にする。接続部、ランナー部に形成する樹脂の高さは半導体装置の樹脂高さと同じ高さに金型により成型され、後工程で樹脂シートに半導体装置の樹脂頭頂部とともに接着される。図8は外囲を封止樹脂8で封止した部分図である。ここで接続部、ランナー部、各ユニットの半導体装置の樹脂の高さを略同一高さにそろえるのは、後工程で密着させるシートが安定に密着し、リードカット時の影響を低減するためである。
【0044】
次に図9に示すように、リードフレームのリード部4の底面に密着させていた封止シート11をピールオフ等により除去する。この状態では、封止樹脂8の底面からリード部4が30[μm]程度突出(スタンドオフ)して露出しているものである。
【0045】
そしてリードフレームに対する樹脂封止後の状態は、図10(a)に示すように各ユニットごとに封止樹脂8により樹脂封止されているものであり、各ユニットの周辺には樹脂による接続部が適宜配されている(図示せず)。
【0046】
図10(b)は樹脂封止された後の部分平面図であり、封止樹脂8は各ユニット間のランナー部12とともに、接続部13−1にも充填され、半導体素子部を充填した後、フレーム枠1に配した開口部(図示せず)から接続部13にも充填され、切断後のフレーム枠1相互の接続部となる。なお、封止樹脂8による接続部13には半導体装置部より樹脂を供給することも可能である。
【0047】
また、ランナー部12は除去せずにフレーム枠1に接続された状態で保持され、樹脂による接続部13−1に充填され、切断後のフレーム枠1相互の接続部となる。フレーム枠1外のランナー部12−1およびカル部は切断して搬送等に好適にする。
【0048】
次に図11に示すように、各ユニットごとに樹脂封止された樹脂頭頂部8aとともに樹脂接続部13,13−1の頭頂部、ランナー部にも樹脂シート14を接着する。この樹脂シート14は樹脂部を接着して回転ブレード15によりフレーム枠と半導体装置のリード部4とを切断した後も分離された半導体装置のユニット、縦横に切断されたフレーム枠を安定かつ確実に固定するもので、接着剤を有する樹脂シート14であり、ブレードでの切断による応力や切断時に使用する水等に耐える接着力を有している。樹脂シート14の接着力と接続部13,13−1頭頂部の面積により接着力が決定される。
【0049】
次に図12に示すように、樹脂封止後のリードフレームのリード部4の切断部5に対して、リードフレーム底面側から回転ブレード15で縦横にリードカットを行い、半導体装置の各ユニットを分離するとともにフレーム枠も分離させる。このリードカットは、樹脂による接続部13,13−1の一部を残して切断するものであり、リードフレームの厚みが200[μm]であり、半導体装置の封止樹脂8の厚みが600[μm]で、総高さが800[μm]ある場合は、接続部13,13−1の厚みも約600[μm]で、接続部13,13−1を約200[μm]を残してカットし、接続させておくことになる。
【0050】
また、半導体装置の周辺部のみを切断して外周部のフレーム枠を切断せずにフレーム枠にかかる応力を少なくすることも可能で生産性を向上するとともに接続部の面積も少なくできる。また回転ブレード15の回転数、送り速度は、切り込み量を適宜リードフレームのカット位置、カット幅、Cu材(リードフレーム材)の厚み等により設定することにより、ブレードの摩耗を少なくして連続性生産時間を長くして生産性のよい樹脂封止型半導体装置の生産が可能になる。
【0051】
また、接着力を向上させるため樹脂による接続部13の幅を広くしたり、または接続部13を樹脂封止型半導体装置間のフレーム枠の中央部に配することもできる。
【0052】
そしてカットされなかった接続部13,13−1により、フレーム枠間が接続され、樹脂シート14に接着されフレーム枠の飛散を防止して安定した生産が可能となる。この後、接着力を弱める工程を経て、樹脂封止型半導体装置をジグ等に順じ移載する。また、樹脂接続部13,13−1により連結されたフレーム枠は移載されずに樹脂シートに接着されて残される。なお、本実施形態では、接着力をUV(紫外線)照射で弱くするUVシートと称されるシートを樹脂シートに使用し、紫外線照射により接着力を弱めている。
【0053】
そして図13に示すように、リードフレームのダイパッド部2上に半導体素子6が搭載され、その半導体素子6とリード部4のインナーリード部4aとが金属細線7により電気的に接続され、外囲が封止樹脂8により封止され、そしてそのリード部4(インナーリード部4a)の底面部分は封止樹脂8の底面から30[μm]以上のスタンドオフを有して露出して、外部端子9を構成するとともに、封止樹脂8の側面からはアウターリード部4bが露出し、実質的に封止樹脂8の側面と同一面を構成した樹脂封止型半導体装置を得るものである。なお、個々の樹脂封止型半導体装置への分離は、個々のユニットを接続している樹脂による接続部を除去することにより可能である。
【0054】
以上、本実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法は、半導体素子が搭載されるダイパッド部と、そのダイパッド部に先端が対向して配置し、末端がフレーム枠と接続した複数のリード部と、各リード部のフレーム枠近傍に設けられたリードカット時の切断部と、その切断部近傍に樹脂を供給する開口部とを1ユニットとして、そのユニットを複数有し、各ユニット間に封止樹脂を供給するランナー部を有したリードフレームを用意する工程と、用意したリードフレームのダイパッド部に半導体素子を搭載する工程と、リードフレームの各リード部と搭載した半導体素子とを電気的に接続する工程と、リードフレームのランナー部より樹脂を導入し、少なくとも半導体素子、リード部の上面を樹脂により封止するとともに、リードフレームのランナー部に樹脂を残存させて樹脂を形成し、リードフレームの開口部に樹脂を充填し、切断部近傍に樹脂による接続部を形成し、各ユニットどうしを樹脂による接続部で接続する工程と、樹脂封止後のリードフレームの各ユニットの境界部分のリード部の切断部に対してブレードにより切削を行い、切断部に形成した樹脂とともにリードカットし、各ユニットを分離する工程とよりなるものであり、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での、ブレードカットによる生産性の優れた製造方法である。
【0055】
また、本発明の要旨を越えない限り種々の変形実施が可能であることは言うまでもない。例えば、封止工程で成型時に樹脂固定部を形成すると品質に影響する樹脂封止型半導体装置の場合は、樹脂シートにあらかじめ作成した樹脂固定部を接着しても良い。
【0056】
また、片面封止型の樹脂封止型半導体装置であればダイパッド部を樹脂底面より露出した構造の半導体装置においても可能であり、リードをアレー状に配した樹脂封止型半導体装置にも有効である。また、封止シートを使用しない生産も可能である。
【0057】
【発明の効果】
以上、本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法は、封止工程において、封止樹脂により半導体素子部を封止するとともに、樹脂封止後のリードフレームの各ユニットの境界部分のフレーム枠の切断箇所に対しても、樹脂を充填することにより封止樹脂による接続部を形成し、封止樹脂の樹脂頭頂部および接続部の頭頂部に対して樹脂シートに接着し、回転ブレードにより切断部を切断することにより、その切断時において、フレーム枠の飛散を防止し、生産性の優れた樹脂封止型半導体装置の製造方法を実現できるものである。
【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図
【図2】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置を示す図
【図3】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図4】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5】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6】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7】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】従来のリードフレームを示す図
【図15】従来の樹脂封止型半導体装置を示す図
【図16】従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図17】従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図18】従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図19】従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図20】従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図21】従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図22】従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図23】従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図24】従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【符号の説明】
1 フレーム枠
2 ダイパッド部
3 吊りリード部
4 リード部
5 切断部
6 半導体素子
7 金属細線
8 封止樹脂
8a 頭頂部
9 外部端子
10 開口部
11 封止シート
12 ランナー部
13 接続部
14 樹脂シート
15 回転ブレード
101 フレーム枠
102 ダイパッド部
103 吊りリード部
104 リード部
105 半導体素子
106 金属細線
107 封止樹脂
108 外部端子
109 封止シート
110 切断箇所
111 切断刃[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a small / thin resin-sealed semiconductor device in which a lead portion serving as an external terminal called QFN (Quad Flat Non-Leaded Package) or SON (Small OutLine Non-Leaded Package) is sealed on one side. In particular, the present invention relates to a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device that improves production efficiency.
[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 QFN type resin-encapsulated semiconductor device will be described.
[0004]
14A and 14B are diagrams showing a configuration of a conventional lead frame, FIG. 14A is a plan view, and FIG. 14B is a cross-sectional view taken along a line A-A1 in FIG. 14A.
[0005]
As shown in FIG. 14, a conventional lead frame includes a
[0006]
In the conventional lead frame, as shown in FIG. 14B, the
[0007]
Although not shown, the surface of the conventional lead frame is mainly plated with palladium (Pd) or solder. For palladium plating, the base material is copper (Cu), and the plating layer is formed of three layers of a nickel (Ni) plating layer, a palladium (Pd) layer, and a gold (Au) layer.
[0008]
Next, a conventional resin-encapsulated semiconductor device will be described. FIG. 15 is a view showing a resin-encapsulated semiconductor device using the lead frame shown in FIG. 14, and FIG. 15 (a) is a perspective plan view showing the internal configuration with a broken line, and FIG. ) Is a cross-sectional view taken along the line B-B1 in FIG.
[0009]
As shown in FIG. 15, the
[0010]
Next, a conventional method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device will be described.
[0011]
First, as shown in FIG. 16, a frame frame and a rectangular shape in which a semiconductor element is placed in the frame frame, and an upset
[0012]
Then, as shown in FIG. 17, the
[0013]
Next, as shown in FIG. 18, an electrode pad (not shown) on the surface of the
[0014]
Next, as shown in FIG. 19, a
[0015]
Next, as shown in FIG. 20, the lead frame is placed in a mold, and a sealing resin made of an epoxy resin is injected while the
[0016]
Next, as shown in FIG. 22, the
[0017]
Next, as shown in FIG. 23, lead cutting is performed on the
[0018]
Then, as shown in FIG. 24, a
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional method for manufacturing a resin-sealed semiconductor device, a resin is formed between the leads during molding in the sealing process, and after the lead frame is resin-sealed, lead cutting is performed with a die cutting blade. Therefore, in the cutting process, there is a problem that a resin chip, a crack, or the like occurs in the sealing resin portion adjacent to the lead portion due to an impact at the time of lead cutting, and the lead portion falls off from the sealing resin portion. In addition, since the structure of the conventional resin-encapsulated semiconductor device is a so-called single-sided encapsulating structure in which only the upper surface of the lead portion is covered with the encapsulating resin, in the lead cut by the cutting blade of the mold, due to the impact, The lead part and the sealing resin part were easily damaged. In addition, there has been a problem that resin waste generated at the time of cutting induces an inspection error due to a contact failure in an inspection process in a subsequent process. Furthermore, there has been a problem that causes mounting defects in the soldering process to be mounted on the mounting board.
[0020]
In lead cutting, the lead portion may be cut by a rotating blade instead of cutting the die, but in cutting the blade, when the lead portion is cut, the frame of the separated lead frame is separated. There were also problems such as scattering and adverse effects such as a decrease in productivity.
[0021]
The present invention solves the above problems by improving the above-described conventional method for cutting a lead portion, and provides a method for manufacturing a high-quality small-size single-side sealed resin-sealed semiconductor device.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described conventional problems, a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to the present invention includes a die pad portion on which a semiconductor element is mounted, a tip end facing the die pad portion, and a terminal end that is a frame frame. A plurality of connected lead parts, a cutting part provided in the vicinity of the frame of the lead part, and an opening for supplying resin in the vicinity of the cutting part are provided as a single unit. Preparing a lead frame having a runner portion for supplying sealing resin to the substrate, mounting a semiconductor element on a die pad portion of the lead frame, and electrically connecting each lead portion of the lead frame and the semiconductor element A resin is introduced from the runner portion of the lead frame, and at least the upper surface of the semiconductor element and the lead portion is sealed with the resin, and the A resin is formed by leaving the resin in the knurled part, the resin is filled in the opening of the lead frame, a connecting part made of the resin is formed in the vicinity of the cutting part, and each unit is connected by the connecting part made of the resin. Connecting, and While cutting the lead portion with a blade, a part of the connecting portion made of resin formed in the vicinity of the cutting portion is left without being cut, and the units are connected by the connecting portion. A process for producing a resin-encapsulated semiconductor device comprising steps.
[0024]
In addition, resin is introduced from the runner portion of the lead frame, and at least the semiconductor element and the upper surface of the lead portion are sealed with resin, and the resin is formed by leaving the resin in the runner portion, and the lead frame opening Filled with resin and near the cutting part
In the step of forming the connecting portion by the resin and connecting each unit by the connecting portion by the resin, the resin sealing formed by sealing the top height of the resin at the connecting portion and the upper surface of the semiconductor element The height of the top of the head Same This is a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device formed at a height.
[0025]
In addition, resin is introduced from the runner portion of the lead frame, and at least the semiconductor element and the upper surface of the lead portion are sealed with resin, and the resin is formed by leaving the resin in the runner portion, and the lead frame opening In the step of filling the resin, forming the connecting portion by the resin in the vicinity of the cutting portion, and connecting the units to each other by the connecting portion by the resin, the height of the top of the resin formed by remaining in the runner portion and the semiconductor The height of the top of the resin sealing part formed by sealing the upper surface of the element Same This is a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device formed at a height.
[0026]
In the process of cutting the lead part at the boundary part of each unit of the lead frame after resin sealing with a blade, cutting the lead, and separating each unit, the rotation speed or feed speed of the blade Is a method of manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device that is variably set according to the cutting position or the cutting amount.
[0027]
In addition, resin is introduced from the runner portion of the lead frame, and at least the semiconductor element and the upper surface of the lead portion are sealed with resin, and the resin is formed by leaving the resin in the runner portion, and the lead frame opening Filling the resin, forming a connection portion by the resin in the vicinity of the cutting portion, and connecting each unit with the connection portion by the resin; While cutting the lead portion with a blade, a part of the connecting portion made of resin formed in the vicinity of the cutting portion is left without being cut, and the units are connected by the connecting portion. During the process, the sheet is in close contact with the top of the resin sealing part formed by sealing the upper surface of the semiconductor element, the resin formed by remaining in the runner part, and the top of the resin of the connection part A method of manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device having a step of causing
[0028]
With the above configuration, the frame frame cut by the blade is connected by the connecting portion made of resin, and even if the lead portion is cut, each unit is connected and supported by the connecting portion, so it is not separated and is cut at the time of cutting. Further, it is possible to realize a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device having excellent productivity by preventing scattering of the frame frame.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a method for producing a resin-encapsulated semiconductor device of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0030]
First, the lead frame used in the method for manufacturing the resin-encapsulated semiconductor device of this embodiment will be described.
[0031]
FIG. 1 is a view showing a lead frame of the present embodiment, FIG. 1 (a) is a schematic plan view of a part, and FIG. 1 (b) is a cross-sectional view taken along a line C-C1 in FIG. 1 (a).
[0032]
The lead frame of this embodiment includes a
[0033]
In the lead frame of this embodiment, as shown in FIG. 1B, the
[0034]
Although not shown, palladium (Pd) plating, specifically, nickel (Ni) plating layer, palladium (Pd) plating layer, gold (Au) plating layer is formed on the surface of the lead frame of this embodiment. The plating layer is composed of three layers, or solder plating of tin-silver (Sn-Ag), tin-bismuth (Sn-Bi) or the like is partially applied.
[0035]
Note that the lead frame of the present embodiment is not a single pattern having the configuration shown in FIG. Further, the lead frame has a wide runner portion that is placed on a mold and supplies resin in a resin sealing process.
[0036]
Next, a resin-encapsulated semiconductor device using the lead frame of this embodiment will be described. 2 is a diagram showing a resin-encapsulated semiconductor device using the lead frame shown in FIG. 1, and FIG. 2 (a) is a perspective plan view showing the internal configuration with a broken line, and FIG. ) Is a cross-sectional view taken along a line D-D1 in FIG.
[0037]
As shown in FIG. 2, the
[0038]
Next, a method for manufacturing the resin-encapsulated semiconductor device of this embodiment will be described.
[0039]
First, as shown in FIG. 3, a frame frame, a rectangular shape in which a semiconductor element is placed in the frame frame, and an upset
[0040]
Then, as shown in FIG. 4, the
[0041]
Next, as shown in FIG. 5, an electrode pad (not shown) on the surface of the
[0042]
Next, as shown in FIG. 6, the sealing
[0043]
Next, as shown in FIGS. 7 and 8, the lead frame is placed in the mold, and the end of the lead part 4 (near the cutting part) is pressed against the sealing
[0044]
Next, as shown in FIG. 9, the sealing
[0045]
The state after the resin sealing with respect to the lead frame is resin-sealed with a sealing
[0046]
FIG. 10B is a partial plan view after resin sealing, and the sealing
[0047]
In addition, the
[0048]
Next, as shown in FIG. 11, the
[0049]
Next, as shown in FIG. 12, the
[0050]
Further, it is possible to reduce the stress applied to the frame frame without cutting only the peripheral part of the semiconductor device and not cutting the frame frame on the outer peripheral part, thereby improving the productivity and reducing the area of the connection part. The rotation speed and feed speed of the
[0051]
Further, the width of the connecting
[0052]
The
[0053]
Then, as shown in FIG. 13, a
[0054]
As described above, the method for manufacturing the resin-encapsulated semiconductor device according to the present embodiment includes a die pad portion on which a semiconductor element is mounted, and a plurality of lead portions that are arranged so that the tip faces the die pad portion and the end is connected to the frame frame. And a lead cut cutting part provided in the vicinity of the frame of each lead part and an opening for supplying resin in the vicinity of the cutting part as a single unit. The steps of preparing a lead frame having a runner portion for supplying a stop resin, mounting a semiconductor element on a die pad portion of the prepared lead frame, and electrically connecting each lead portion of the lead frame and the mounted semiconductor element Resin is introduced from the runner part of the lead frame and the connecting step, and at least the semiconductor element and the upper surface of the lead part are sealed with resin, and the lead frame Forming the resin by leaving the resin in the runner part, filling the resin in the opening of the lead frame, forming a connection part made of resin in the vicinity of the cutting part, and connecting each unit with a connection part made of resin; The process consists of cutting the lead part at the boundary of each unit of the lead frame after resin sealing with a blade, cutting the lead together with the resin formed on the cut part, and separating each unit. There is a manufacturing method with excellent productivity by blade cutting in a manufacturing method of a resin-encapsulated semiconductor device using a lead frame.
[0055]
It goes without saying that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in the case of a resin-encapsulated semiconductor device that affects quality when the resin fixing part is formed at the time of molding in the sealing process, a resin fixing part prepared in advance may be bonded to the resin sheet.
[0056]
In addition, a single-side sealed resin-sealed semiconductor device can be used in a semiconductor device having a structure in which the die pad portion is exposed from the bottom surface of the resin, and is also effective for a resin-sealed semiconductor device having leads arranged in an array. It is. Further, production without using a sealing sheet is also possible.
[0057]
【The invention's effect】
As described above, in the method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to the present invention, in the encapsulating process, the semiconductor element portion is encapsulated with encapsulating resin, and the frame frame at the boundary portion of each unit of the lead frame after resin encapsulation Also, the connection part made of the sealing resin is formed by filling the resin with the cut portion, and the resin top part of the sealing resin and the top part of the connection part are adhered to the resin sheet and cut by the rotating blade. By cutting the portion, the frame frame can be prevented from scattering at the time of cutting, and a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device having excellent productivity can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a lead frame according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 14 shows a conventional lead frame.
FIG. 15 shows a conventional resin-encapsulated semiconductor device.
FIG. 16 is a cross-sectional view showing a conventional method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device
FIG. 17 is a sectional view showing a conventional method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device.
FIG. 18 is a sectional view showing a conventional method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device.
FIG. 19 is a cross-sectional view showing a conventional method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device.
FIG. 20 is a sectional view showing a conventional method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device.
FIG. 21 is a cross-sectional view showing a conventional method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device.
FIG. 22 is a sectional view showing a conventional method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device.
FIG. 23 is a cross-sectional view showing a conventional method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device.
FIG. 24 is a sectional view showing a conventional method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device.
[Explanation of symbols]
1 frame
2 Die pad section
3 Hanging lead
4 Lead part
5 Cutting part
6 Semiconductor elements
7 Fine metal wires
8 Sealing resin
8a The top of the head
9 External terminal
10 opening
11 Sealing sheet
12 runners
13 connections
14 Resin sheet
15 Rotating blade
101 frame
102 Die pad section
103 Suspended lead part
104 Lead part
105 Semiconductor device
106 Metal wire
107 Sealing resin
108 External terminal
109 Sealing sheet
110 Cutting point
111 cutting blade
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