JP3921880B2 - 樹脂封止型半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、従来のビーム状のリードを備えたリードフレームに代えて、外部端子となるランド体を備えたフレームであるターミナルランドフレームを用いた樹脂封止型半導体装置の製造方法に関するもので、特に生産効率を向上させた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２１は、従来のリードフレームの構成を示す平面図である。図２１に示すように、従来のリードフレームは、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を支持する吊りリード部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接続するビーム状のインナーリード部４と、そのインナーリード部４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５と、アウターリード部５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６とより構成されていた。
【０００５】
なお、リードフレームは、図２１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２２は、図２１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２２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７が搭載され、その半導体素子７とインナーリード部４とが金属細線８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７、インナーリード部４の外囲は封止樹脂９により封止されている。封止樹脂９の側面からはアウターリード部５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２３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７を接着剤により接合した後（ダイボンド工程）、半導体素子７とインナーリード部４の先端部とを金属細線８により接続する（ワイヤーボンド工程）。その後、半導体素子７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６で包囲された領域内を封止樹脂９により封止し、アウターリード部５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６で封止樹脂９の境界部をカッティングし、各アウターリード部５を分離し、フレーム枠１を除去するとともに、アウターリード部５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２２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２３において、破線で示した領域が封止樹脂９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フレームタイプのパッケージ材を用いた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。そして従来のリードフレームに着目した発想から転換し、ビーム状の「リード」に代え、外部電極となる「ランド」をフレーム状で形成する点に主眼をおいたターミナルラン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を提供するものである。さらに本発明は、従来のようにリードカット工程やリードベンド工程をなくし、容易に樹脂封止型半導体装置を得ることができ、樹脂封止型半導体装置を低コストで製造できるものである。
【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領域内に配設されて、薄厚部により前記フレーム本体と接続し、かつ前記フレーム本体よりも突出して形成され、その底面の面積よりも上面の面積が大きい複数のランド構成体群とよりなり、前記ランド構成体群は前記フレーム本体から突出した方向への押圧力によってのみ、前記薄厚部が破断されて前記ランド構成体群が前記フレーム本体より分離される構成であるターミナルランドフレームを用意する工程と、前記ターミナルランドフレームの前記ランド構成体群の一部のランド構成体の突出した側に半導体素子を搭載する工程と、搭載した半導体素子とランド構成体とを金属細線により電気的に接続する工程と、搭載した半導体素子の外囲であって、前記ターミナルランドフレームの上面側全面を封止樹脂により封止する工程と、前記ターミナルランドフレームの前記フレーム本体を固定した状態で前記フレーム本体の底面側から前記ランド構成体の底面側に対して押圧力を印加し、ランド構成体群とフレーム本体とを接続している薄厚部を破断させ、前記フレーム本体から樹脂封止型半導体装置を分離する工程とを有する樹脂封止型半導体装置の製造方法である。
【００１４】
さらに具体的には本発明の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領域内に配設されて、薄厚部により前記フレーム本体と接続し、かつ前記フレーム本体よりも突出して形成され、その底面の面積よりも上面の面積が大きい複数のランド構成体群とよりなり、前記ランド構成体群は前記フレーム本体から突出した方向への押圧力によってのみ、前記薄厚部が破断されて前記ランド構成体群が前記フレーム本体より分離される構成であるターミナルランドフレームを用意する工程と、前記ターミナルランドフレームの前記ランド構成体群の一部のランド構成体の突出した側に半導体素子を複数個搭載する工程と、搭載した各半導体素子と各ランド構成体とを金属細線により電気的に接続する工程と、搭載した複数の半導体素子の外囲であって、前記ターミナルランドフレームの上面側を封止樹脂により全面封止する工程と、その上面を封止樹脂で全面封止したターミナルランドフレームに対して、その上面の封止樹脂に対してブレードで切断し、前記封止樹脂に対して切断による溝部を形成する工程と、前記封止樹脂部に切断による溝部を形成した前記ターミナルランドフレームの前記フレーム本体を固定した状態で前記フレーム本体の底面側から前記ランド構成体の底面側に対して押圧力を印加し、ランド構成体群とフレーム本体とを接続している薄厚部を破断させ、前記フレーム本体から樹脂封止型半導体装置を分離する工程とを有することを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造方法である。
【００１５】
また、上面を封止樹脂で全面封止したターミナルランドフレームに対して、その上面の封止樹脂に対してブレードで切断し、封止樹脂に対して切断による溝部を形成する工程では、封止樹脂部に対して切断による前記溝部を形成するとともに、前記溝部に連続してターミナルランドフレーム自体の上面にも切り込み的溝部を形成す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領域内に配設されて、薄厚部により前記フレーム本体と接続し、かつ前記フレーム本体よりも突出して形成され、その底面の面積よりも上面の面積が大きい複数のランド構成体群とよりなり、前記ランド構成体群は前記フレーム本体から突出した方向への押圧力によってのみ、前記薄厚部が破断されて前記ランド構成体群が前記フレーム本体より分離される構成であるターミナルランドフレームを用意する工程と、前記ターミナルランドフレームの前記ランド構成体群の一部のランド構成体の突出した側に半導体素子を複数個搭載する工程と、搭載した各半導体素子と各ランド構成体とを金属細線により電気的に接続する工程と、搭載した複数の半導体素子の外囲であって、前記ターミナルランドフレームの上面側を封止樹脂により全面封止するとともに、前記封止樹脂の表面に対して、個々の半導体素子ごとの分離領域を区切る樹脂段差部を形成する工程と、その上面を封止樹脂で全面封止したターミナルランドフレームに対して、その上面の封止樹脂の前記樹脂段差部に対してブレードで切断し、前記封止樹脂に対して切断による溝部を形成する工程と、前記封止樹脂部に切断による溝部を形成した前記ターミナルランドフレームの前記フレーム本体を固定した状態で前記フレーム本体の底面側から前記ランド構成体の底面側に対して押圧力を印加し、ランド構成体群とフレーム本体とを接続している薄厚部を破断させ、前記フレーム本体から樹脂封止型半導体装置を分離する工程とを有することを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造方法である。
【００１７】
前記構成の通り、本発明のターミナルランドフレームは、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構成体を設けたものであり、そのランド構成体は、一方向の押圧力、例えば突き上げ力により、ランド構成体とフレーム本体とを接続している部分である薄厚部を破断させることにより、フレーム本体から分離することができるので、リードカット工程やリードベンド工程をなくし、容易に樹脂封止型半導体装置を得ることができるものである。これは比較的、精度が要求された従来のリードフレームにおけるリードカット工程、リードベンド工程に比べて、工程自体が、突き上げ処理により樹脂封止型半導体装置をフレームから分離する、という比較的単純な処理であり、不良、破壊、変形等が発生することがなくなるため、容易に樹脂封止型半導体装置を得ることができるものである。
【００１８】
またランド構成体、またはランド構成体およびダイパッド部において、その突出した上面はコイニングされてキノコ状を構成しているので、本発明のターミナルランドフレームに対して、半導体素子を搭載し、樹脂封止した際には、封止樹脂の食いつきを良好にし、封止樹脂の密着性を向上させることができる。
【００１９】
またターミナルランドフレームの製造方法においては、パンチ部材により金属板の一部を打ち抜き加工する際、完全に打ち抜かず、途中でパンチ部材の押圧を停止させることで、半切断状態を形成し、金属板の押圧された部分を切り離すことなく、金属板の本体に接続させて残存させることができる。また、金属板のランド構成体を形成する部分に接触するパンチ部材の接触面積はダイ部に設けた開口部の開口面積よりも小さく、そのパンチ部材により、金属板の一部を押圧して金属板から突出したランド構成体を形成する工程においては、金属板から突出したランド構成体の上面部分の面積が、金属板側に接続したランド構成体の底面部分の面積よりも大きく、ランド構成体の突出した側の上面のエッジ部は抜きダレによる曲面を有しているランド構成体を形成するものである。この構造により、形成されたランド構成体は、それが突出した方向に対しての押圧力、すなわちランド構成体の底面部分側からの押圧力により、容易に分離されるものであり、またそれが突出した方向、すなわちランド構成体の上面部分からの押圧力によっては分離しないものであり、一方向からの押圧力にのみ分離する構造となる。
【００２０】
したがって本発明の樹脂封止型半導体装置は、ランド構成体がその底面に配列され、またランド構成体が封止樹脂の底面よりも突出して設けられ、基板実装時のスタンドオフが形成されているものである。ここで樹脂封止型半導体装置のランド構成体の突出量は、フレーム本体の厚み量からランド構成体が突出した量を差し引いた量となり、ランド構成体の外部ランド電極としてのスタンドオフが、ターミナルランドフレームを用いることにより、別工程によりスタンドオフを形成せずに自己整合的に形成されるものである。
【００２１】
また本発明のターミナルランドフレームを用いることにより、本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法においては、半導体素子を搭載し、樹脂封止した後、ランド構成体、ダイパッド部分の下方からの突き上げによりフレーム自体を除去するだけで、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配列することができる。また、本発明のターミナルランドフレームを用いて樹脂封止型半導体装置を製造する際、樹脂封止時において、ランド底面部分への樹脂バリの進入を防止でき、加えて、ランド電極の外部電極としてのスタンドオフが確保できるものである。
【００２２】
さらに本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法では、上面を封止樹脂で全面封止したターミナルランドフレームに対して、その上面の封止樹脂に対して回転ブレードで切削し、各樹脂封止型半導体装置ごとに樹脂部に溝部を形成した後、ターミナルランドフレームの下方からランド構成体の底面に対して、押圧力を印加して、樹脂封止型半導体装置を分離できるため、ターミナルランドフレームの上面を全面樹脂封止することにより、生産性を高め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。また、樹脂部に第１の溝部を形成し、さらにその下方のターミナルランドフレームのフレーム材に対しても第２の溝部を形成した後、ターミナルランドフレームの下方からランド構成体の底面に対して、押圧力を印加して、樹脂封止型半導体装置を分離することにより、樹脂残りを防止し、確実に分離できるものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のターミナルランドフレームおよびその製造方法ならびに樹脂封止型半導体装置およびそ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。
【００２４】
図１は本実施形態のターミナルランドフレームを示す平面図である。図２は本実施形態のターミナルランドフレームを示す断面図であり、図１において、Ａ−Ａ１箇所の一部の断面を示している。図３は図２におけるランド構成体部分を拡大して示す断面図である。
【００２５】
図示するように本実施形態のターミナルランドフレームは、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るフレーム本体１０と、そのフレーム本体１０の領域内に格子状に配設されて、薄厚部１１によりフレーム本体１０と接続し、かつフレーム本体１０よりも突出して形成された複数のランド構成体１２とよりなるものである。すなわち、フレーム本体１０、ランド構成体１２および薄厚部１１は同一の金属板より一体で形成されているものである。そしてランド構成体１２はフレーム本体１０から突出した方向への押圧力により、薄厚部１１が破断されてランド構成体１２がフレーム本体１０より分離される構成を有するものである。ランド構成体１２の格子状の配列は、千鳥格子状、碁盤の目格子状、またはランダムに面配置してもよいが、搭載する半導体素子との金属細線による接続に好適な配置を採用する。
【００２６】
図３に示すように、ランド構成体１２の底面部分１２ａに対して、突出した方向への押圧力を印加することにより、薄厚部１１の破線部分で破断されることになり、フレーム本体１０からランド構成体１２が分離するものである。ここで、薄厚部１１はフレーム本体１０自体に対して、打ち抜き加工の半切断手段により形成される「繋ぎ部分」であり、フレーム本体１０のランド構成体を形成したい部分をパンチ部材を用いて打ち抜き加工し、完全に打ち抜かずに、途中、好ましくは半分程度の打ち抜きで止め、途中まで打ち抜かれた部分がフレーム本体１０から突出し、その突出した部分がランド構成体１２を構成するとともに、フレーム本体１０と切断されずに接続している繋ぎ部分が薄厚部１１を構成するものである。したがって、薄厚部１１は極薄であり、ランド構成体１２の底面部分１２ａに対して、突出した方向への押圧力を印加する程度で、薄厚部１１が破断する厚みを有するものである。
【００２７】
また、フレーム本体１０よりも突出して形成されたランド構成体１２は、その突出量はフレーム本体１０自体の厚みの過半数以上の突出量を有しており、ランド構成体１２がフレーム本体１０から突出した方向への押圧力により、薄厚部１１が破断されてランド構成体１２がフレーム本体１０より分離される構成を実現できるよう構成されている。例えば本実施形態では、ターミナルランドフレーム自体の厚み、すなわちフレーム本体１０の厚みを２００［μｍ］とし、ランド構成体１２の突出量を１４０［μｍ］〜１８０［μｍ］（フレーム本体１０の厚みの７０［％］〜９０［％］）としている。なお、フレーム本体の厚みは、２００［μｍ］に限定するものではなく、必要に応じて、４００［μｍ］の厚型のフレームとしてもよい。また、ランド構成体１２の突出量に関しても、実施形態では過半数以上のフレーム本体厚みの７０［％］〜９０［％］の突出量としたが、半数以下の突出量としてもよく、薄厚部１１部分が破断される範囲で、突出量を設定できるものである。
【００２８】
また本実施形態のターミナルランドフレームは、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。メッキ処理については、ランド構成体１２を成形した後に行ってもよく、または金属板へのランド構成体の成形前に行ってもよい。またターミナルランドフレームの表面粗さについては、極めて平坦であって、０．１［μｍ］以下であり、封止樹脂との剥離性に影響するものであり、ランド構成体１２以外の部分には無用な凹凸がないようにする必要がある。
【００２９】
また本実施形態のターミナルランドフレームにおいては、ランド構成体１２の突出した上面部分は、コイニングと称されるプレス成形により、その突出した上面形状が上面平坦なキノコ状を構成するものである。このコイニングによる形状により、ターミナルランドフレームに対して、半導体素子を搭載し、樹脂封止した際、封止樹脂のランド構成体への食いつきを良好にし、封止樹脂との密着性を向上させ、片面封止であっても樹脂封止の信頼性を得ることができるものである。また形状は上面平坦なキノコ状に限定されるものではなく、鍵状等の封止樹脂とのアンカー作用のある上面平坦な形状であればよい。
【００３０】
本実施形態のターミナルランドフレームでは、あえて半導体素子が搭載される部材であるダイパッド部を設けていないが、フレーム本体１０の領域内に設けたランド構成体１２の群の内、一部のランド構成体をダイパッド部として使用し、半導体素子の支持用のランド構成体とすることができる。このことにより、品種の違いにより、ターミナルランドフレーム上に搭載する半導体素子の大きさに差があった場合でも、適宜、ランド構成体１２の群の一部を支持用のランド構成体として使用し、その他のランド構成体１２をその搭載した半導体素子との電気的な接続用のランド構成体として使用することにより、ターミナルランドフレームを共用することができ、１枚のフレーム中で複数の大きさの異なる半導体素子を搭載し、樹脂封止型半導体装置を得ることができる。
【００３１】
なお、ランド構成体１２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。そして図１に示すように、ランド構成体１２はフレーム本体１０の領域に形成するが、左右・上下に連続して形成できるものである。またランド構成体１２の形状は円形としているが、角形や長方形でもよく、また大きさは、ターミナルランドフレーム内ですべて同一としてもよいし、樹脂封止型半導体装置を構成し、ランド電極とした場合、基板実装の際の応力緩和のために、周辺部に位置するランド構成体１２を大きくするようにしてもよい。本実施形態では、ランド構成体１２の上面の大きさは、半導体素子を搭載し、電気的接続手段として、金線等の金属細線により接続する際、ボンディング可能な大きさであればよく、１００［μｍ］φ以上の大きさとしている。
【００３２】
また、本実施形態で示したターミナルランドフレームは、従来のようなインナーリード部、アウターリード部、ダイパッド部などを有さず、ランド電極としてランド構成体１２を有し、そのランド構成体１２を半導体素子が搭載される面内に格子状、千鳥状に配列することにより、このターミナルランドフレームを用いて樹脂封止型半導体装置を構成した場合、底面にランド電極を備えた樹脂封止型半導体装置を実現することができる。また従来のように電極となる構成が、ビーム状のリード構成ではなく、ランド構成体１２であるため、それらを面状に配置することができ、ランド構成体１２の配置の自由度が向上し、多ピン化に対応することができる。勿論、搭載する半導体素子のピン数により、ランド構成体１２の配置は設定するものであり、従来のような一連の配置でもよい。
【００３３】
次に本実施形態のターミナルランドフレームの製造方法について説明する。
【００３４】
図４および図５は、ターミナルランドフレームの製造方法を示す断面図であり、ランド構成体部分を示す断面図である。
【００３５】
まず図４に示すように、ターミナルランドフレームのフレーム本体となる金属板１３を打ち抜き金型のダイ部１４に載置し、金属板１３の上方から押え金型１５により押さえる。ここで図４において、ダイ部１４には、打ち抜き用の開口部１６が設けられている。また、金属板１３に対して上方には、パンチ部材１７が設けられており、パンチ部材１７により金属板１３が押圧され打ち抜き加工された際、金属板１３の押圧された箇所が開口部１６に打ち抜かれる構造を有している。
【００３６】
次に図５に示すように、ダイ部１４上の所定の位置に固定した金属板１３に対して、その上方からパンチ部材１７により押圧による打ち抜き加工を行い、金属板１３の一部をダイ部１４側の開口部１６側に突出するように押圧して、金属板１３の所定箇所を半切断状態にし、ランド構成体１２を形成する。ここで薄厚部１１により金属板１３と接続されて残存し、かつ金属板１３の本体部よりも突出して形成されたランド構成体１２を形成するものである。
【００３７】
本実施形態では、パンチ部材１７により金属板１３の一部を打ち抜き加工する際、完全に打ち抜かず、途中でパンチ部材１７の押圧を停止させることで、半切断状態を形成し、金属板１３の押圧された部分を切り離すことなく、金属板１３の本体に接続させて残存させるものである。また、金属板１３のランド構成体１２を形成する部分に接触するパンチ部材１７の接触面積はダイ部１４に設けた開口部１６の開口面積よりも小さく、そのパンチ部材１７により、金属板１３の一部を押圧して金属板１３から突出したランド構成体１２を形成する工程においては、金属板１３から突出したランド構成体１２の上面部分１２ｂの面積が、金属板１３側に接続したランド構成体１２の底面部分１２ａの面積よりも大きく、ランド構成体１２の突出した側の上面のエッジ部は抜きダレによる曲面を有しているランド構成体１２を形成するものである。この構造により、形成されたランド構成体１２は、それが突出した方向に対しての押圧力、すなわちランド構成体１２の底面部分１２ａ側からの押圧力により、容易に分離されるものであり、またそれが突出した方向、すなわちランド構成体１２の上面部分１２ｂからの押圧力によっては分離しないものであり、一方向からの押圧力にのみ分離する構造となる。
【００３８】
また、ランド構成体１２の突出した上面部分に対して、コイニングと称されるプレス成形を行うことにより、その突出した上面形状が上面平坦なキノコ状を構成するようにしてもよい。このコイニングによる形状により、ターミナルランドフレームに対して、半導体素子を搭載し、樹脂封止した際、封止樹脂のランド構成体への食いつきを良好にし、アンカー効果を得て、封止樹脂との密着性をさらに向上させ、片面封止であっても樹脂封止の信頼性を得ることができるものである。
【００３９】
本実施形態において、金属板１３に対してランド構成体１２を形成する際、金属板１３の一部を突出させるその突出量については、金属板１３自体の厚みの過半数以上とし、本実施形態では、２００［μｍ］の金属板１３の厚みに対して、１４０［μｍ］〜１８０［μｍ］（金属板自体の厚みの７０［％］〜９０［％］）突出したランド構成体１２を形成している。したがって、突出した形成されたランド構成体１２は、金属板１３の本体に対して、極めて薄い厚みの薄厚部１１により接続されていることになる。本実施形態では、薄厚部１１の厚みとしては、２０［μｍ］〜６０［μｍ］（金属板自体の厚みの１０［％］〜３０［％］）であり、ランド構成体１２自体が突出した方向に対しての押圧力により、容易に分離されるものである。なお、フレーム本体の厚みは、２００［μｍ］に限定するものではなく、必要に応じて、４００［μｍ］の厚型のフレームとしてもよい。また、ランド構成体１２の突出量に関しても、実施形態では過半数以上の突出量としたが、半数以下の突出量としてもよく、薄厚部１１部分が破断される範囲で、突出量を設定できるものである。
【００４０】
ここで本実施形態のランド構成体１２を形成する際の半切断について説明する。図６は金属板１３に対して押圧し、半切断状態を構成した際のランド構成体１２と金属板１３、および薄厚部１１の部分の構造図である。
【００４１】
図６に示すように、金属板１３に対してランド構成体１２を形成した際、金属板１３のランド構成体１２部分は、図４，図５に示したパンチ部材１７による打ち抜き加工によって発生した抜きダレ部１８と、パンチ部材によりせん断されたせん断部１９と、ランド構成体１２自体が突出した方向に対しての押圧力により、容易にランド構成体１２が分離した際の破断面となる破断部２０を有している。ランド構成体１２の形成としては、パンチ部材１７により打ち抜き加工した際、抜きダレ部１８，せん断部１９，破断部２０の順に形成されていくものである。破断部２０となる部分は薄厚部１１であり、図面上はモデル的に示している関係上、相当の厚みを有しているように示されているが、実質的には極めて薄い状態である。また金属板１３の打ち抜き加工においては、理想的な状態は、Ａ：Ｂ＝１：１であり、パンチ部材１７が金属板１３を打ち抜き、金属板１３の厚みの１／２を打ち抜いた時点でパンチ部材１７を停止させ、打ち抜きを完了させるものであるが、その条件は適宜、設定するものである。
【００４２】
また打ち抜き加工において、クリアランスの値を変更することにより、せん断部１９と破断部２０との長さを操作することができ、クリアランスを小さくすると、せん断部１９を破断部２０よりも大きくすることができ、逆にクリアランスを大きくすると、せん断部１９を破断部２０よりも小さくすることができる。したがって、クリアランスをゼロとし、破断部２０の長さを短く抑えることで、金属板１３の抜き完了のタイミングを遅らせ、パンチ部材が金属板１３の１／２以上入っても、抜きが完了しないようにできるものである。ここでクリアランスは、パンチ部材１７の大きさとダイ部１４の開口部１６の大きさとの差により形成された隙間の量を示している。
【００４３】
次に本発明の樹脂封止型半導体装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。図７，図８は本実施形態の樹脂封止型半導体装置を示す図であり、図７は断面図であり、図８は底面図である。なお、図７の断面図は図８の底面図において、Ｂ−Ｂ１箇所の断面を示す図であり、また本実施形態の樹脂封止型半導体装置を示す平面図については、いわゆる矩形状を示すのみであり省略する。
【００４４】
図７，図８に示すように、本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、前述したようなターミナルランドフレームを用いて、半導体素子を搭載した半導体装置であり、ランド構成体２１の内、第１のランド構成体２１ａ，２１ｂ上に銀ペースト等の導電性接着剤２２、または絶縁性ペーストにより搭載、接合された半導体素子２３と、その半導体素子２３の周辺に配置され、半導体素子２３と金属細線２４により電気的に接続された第２のランド構成体２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆと、各ランド構成体２１の底面を突出させて半導体素子２３の外囲を封止した封止樹脂２５とよりなる樹脂封止型半導体装置である。そして本実施形態において、ランド構成体２１の封止樹脂２５からの突出量は、使用したターミナルランドフレーム本体の厚み量からランド構成体２１がそのフレーム本体から突出した量を差し引いた量であり、基板実装時のスタンドオフを有しているものである。
【００４５】
本実施形態では、ランド構成体２１の一部を半導体素子２３を支持するダイパッド部として使用した構造であり、他のランド構成体２１は電極として使用し、底面配列においては、ランド・グリッド・アレイを構成しているものである。そして、搭載する半導体素子の大きさ、ピン数に応じて、半導体素子の支持用のランド構成体２１を適宜、設定することができる。また、従来のリードフレームを用いた樹脂封止型半導体装置とは異なり、ランド構成体２１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、また高さも１４０［μｍ］〜１８０［μｍ］程度であるため、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５００［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。
【００４６】
また本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、封止樹脂２５に封止された側のランド構成体２１の上面の面積が、封止樹脂２５から露出、突出した側のランド構成体２１の底面の面積よりも大きく、封止された側のランド構成体２１の上面のエッジ部は曲面を有しており、ランド構成体２１は略逆台形状の断面形状を有しているものである。この構造により、封止樹脂２５とランド構成体２１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。なお、用いるターミナルランドフレーム自体の板厚を厚く設定することで、ランド構成体２１と封止樹脂２５との食いつきエリアを拡大させ、アンカー効果が増大するため、一層の信頼性向上が図れる。
【００４７】
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９（ａ）〜（ｆ）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。
【００４８】
まず図９（ａ）に示すように、フレーム本体２６と、そのフレーム本体２６の領域内に配設されて、薄厚部２７によりフレーム本体２６と接続し、かつフレーム本体２６よりも突出して形成された複数のランド構成体２８とよりなり、ランド構成体２８はフレーム本体２６からそれが突出した方向への押圧力によってのみ、薄厚部２７が破断されてランド構成体２８がフレーム本体２６より分離される構成を有するターミナルランドフレームを用意する。
【００４９】
次に図９（ｂ）に示すように、ターミナルランドフレームのランド構成体２８が突出した面側であって、ランド構成体２８の内、所定の第１のランド構成体２８ａ，２８ｂ上に導電性接着剤２９、または絶縁性ペーストにより半導体素子３０を載置、接合する。この工程は半導体装置の組立工程におけるダイボンド工程に相当する工程であり、ターミナルランドフレームへの導電性接着材２９の塗布、半導体素子３０の載置、加熱処理により半導体素子３０を接合するものである。ここで、ターミナルランドフレームは、ランド構成体２８が突出した方向に対しての押圧力、すなわちランド構成体２８の底面部分側からの押圧力により、容易に分離されるものであるが、それが突出した方向、すなわちランド構成体２８の上面部分からの押圧力によっては分離しないものであり、一方向からの押圧力にのみ分離する構造であるため、半導体素子３０を搭載する際、フレームに対して下方の押圧力が作用しても、ランド構成体２８は分離せず、安定してダイボンドできるものである。
【００５０】
次に図９（ｃ）に示すように、ターミナルランドフレーム上に接合した半導体素子３０とランド構成体２８の内、外部ランド電極となる第２のランド構成体２８ｃ，２８ｄ，２８ｅ，２８ｆとを金属細線３１により電気的に接続する。したがって、ランド構成体２８は上面の金属細線３１が接続される面の面積は１００［μｍ］以上である。また、この工程においても、ランド構成体２８は一方向からの押圧力にのみ分離する構造であるため、金属細線３１をランド構成体２８の上面に接続する際、下方に押圧力が作用しても、ランド構成体２８は分離せず、安定してワイヤーボンドできるものである。
【００５１】
次に図９（ｄ）に示すように、ターミナルランドフレーム上に接合した半導体素子３０、および電気的接続手段である金属細線３１の領域を封止樹脂３２により封止する。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。ここではターミナルランドフレームの半導体素子３０が搭載された面のみが封止樹脂３２により封止されるものであり、片面封止構造となっている。そして各ランド構成体２８は突出して設けられているため、封止樹脂３２がその段差構造に対して、食いつくため片面封止構造であっても、ターミナルランドフレームと封止樹脂３２との密着性を得ることができる。
【００５２】
次に図９（ｅ）に示すように、ターミナルランドフレームを固定した状態、例えばターミナルランドフレームの端部を固定し、封止樹脂３２で封止した領域をフリーにした状態で、ターミナルランドフレームの下方からランド構成体２８の底面に対して、押圧力を印加する。この場合、ターミナルランドフレームの端部を固定し、その下方から突き上げピンにより突き上げて押圧力を印加することにより、ランド構成体２８とターミナルランドフレームのフレーム本体２６とが分離するものである。ランド構成体２８とフレーム本体２６とを接続している極薄の薄厚部２７が突き上げによる押圧力で破断されることにより分離されるものである。また、突き上げる場合は、一部の例えば中央部付近の半導体素子３０の下方に位置するランド構成体２８のみを突き上げてもよく、または周辺部のランド構成体２８を突き上げてもよく、またはすべてのランド構成体２８を突き上げてもよい。ただし、部分的な突き上げによりランド構成体２８が封止樹脂３２から剥離しない範囲で突き上げを行う。また突き上げ以外の手段により、ランド構成体２８が分離できるものであればよく、例えばフレーム本体２６に対してひねりを加えても分離させることができるが、信頼性を考慮して行う。
【００５３】
図９（ｆ）に示すように、ランド構成体２８とフレーム本体とを接続している極薄の薄厚部２７が突き上げによる押圧力で破断されることにより分離されて、樹脂封止型半導体装置３３を得ることができる。なお、ここで封止樹脂３２とフレーム本体との剥離は、フレーム本体のランド構成体２８を形成した部分以外の領域と封止樹脂との密着性が弱く、ランド構成体２８が分離されることにより、樹脂封止型半導体装置を取り出すことができるものである。ランド構成体２８部分はその凹凸形状が封止樹脂３２に食い込むため、剥離せずに封止樹脂３２内に形成されるものである。図示するように、樹脂封止型半導体装置３３は、ランド構成体２８がその底面に配列され、またランド構成体２８が封止樹脂３２の底面よりも突出して設けられ、基板実装時のスタンドオフが形成されているものである。ここで樹脂封止型半導体装置３３のランド構成体２８の突出量は、フレーム本体の厚み量からランド構成体２８が突出した量を差し引いた量となり、ランド構成体２８の外部ランド電極としてのスタンドオフが形成されるものである。本実施形態では、２００［μｍ］の厚みのフレーム本体に対して、ランド構成体２８を１４０［μｍ］〜１８０［μｍ］（フレーム本体の厚みの７０［％］〜９０［％］）突出させているため、スタンドオフ高さの量は、２０［μｍ］〜６０［μｍ］（フレーム本体の厚みの１０［％］〜３０［％］）となり、基板実装時のスタンドオフを有したランド電極を得ることができる。
【００５４】
なお、フレーム本体から樹脂封止型半導体装置を分離する工法としては、前記したようなランド構成体２８部分に対する突き上げ法の他、フレーム本体自体を引き剥がすことにより、分離できるものであるが、製品の信頼性を考慮して分離方法を採用するものである。
【００５５】
さらに本実施形態で示したような半導体素子を搭載するランド構成の代わりにランド構成体よりも面積的に大きいダイパッド部を半切断で形成してターミナルランドフレームを構成してもよい。そしてそのターミナルランドフレームを用いて樹脂封止型半導体装置を形成してもよい。
【００５６】
次に本発明のターミナルランドフレームを用いた樹脂封止型半導体装置の製造方法について、別の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００５７】
まず本実施形態で用いるターミナルランドフレームについて説明する。図１０は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ターミナルランドフレームを示す平面図である。図１１は本実施形態のターミナルランドフレームを示す断面図であり、図１０において、Ｃ−Ｃ１箇所の一部の断面を示している。
【００５８】
図１０，図１１に示すように、本実施形態で用いるターミナルランドフレームは、図１，図２および図３に示したターミナルランドフレームと同様の構成を有するものであり、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るフレーム本体１０と、そのフレーム本体１０の領域内に格子状に配設されて、薄厚部１１によりフレーム本体１０と接続し、かつフレーム本体１０よりも突出して形成された複数のランド構成体１２とよりなるものである。すなわち、フレーム本体１０、ランド構成体１２および薄厚部１１は同一の金属板より一体で形成されているものである。そしてランド構成体１２はフレーム本体１０から突出した方向への押圧力により、薄厚部１１が破断されてランド構成体１２がフレーム本体１０より分離される構成を有するものである。そしてランド構成体１２の配列は、図１０に示すようにフレーム全面の配列でもよい。
【００５９】
なお、本実施形態のターミナルランドフレームの製造方法については、前記したようなプレス加工を用いた半切断工法と同様である。
【００６０】
次にターミナルランドフレームを用いた樹脂封止型半導体装置の製造方法について説明する。図１２〜図１９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断面図である。
【００６１】
まず図１２に示すように、フレーム本体２６と、そのフレーム本体２６の領域内に格子状に配設されて、半切断による薄厚部２７によりフレーム本体２６と接続し、かつフレーム本体２６よりも突出して形成された複数のランド構成体２８とよりなり、そのランド構成体２８はフレーム本体２６から突出した方向への押圧力によってのみ、薄厚部２７が破断されてランド構成体２８がフレーム本体２６より分離される構成を有するターミナルランドフレームを用意する。
【００６２】
次に図１３に示すように、ターミナルランドフレームのランド構成体２８が突出した面側であって、ランド構成体２８の内、半導体素子搭載用のランド構成体上に導電性接着剤２９、または絶縁性ペーストにより半導体素子３０を載置、接合する。この工程は半導体装置の組立工程におけるダイボンド工程に相当する工程であり、ターミナルランドフレームへの導電性接着材２９の塗布、半導体素子３０の載置、加熱処理により半導体素子３０を接合するものである。ここで、ターミナルランドフレームは、ランド構成体２８が突出した方向に対しての押圧力、すなわちランド構成体２８の底面部分側からの押圧力により、容易に分離されるものであるが、それが突出した方向、すなわちランド構成体２８の上面部分からの押圧力によっては分離しないものであり、一方向からの押圧力にのみ分離する構造であるため、半導体素子３０を搭載する際、フレームに対して下方の押圧力が作用しても、ランド構成体２８は分離せず、安定してダイボンドできるものである。
【００６３】
次に図１４に示すように、ターミナルランドフレーム上に接合した半導体素子３０とランド構成体２８の内、外部ランド電極となるランド構成体とを金属細線３１により電気的に接続する。したがって、ランド構成体２８は上面の金属細線３１が接続される面の面積は１００［μｍ］以上である。また、この工程においても、ランド構成体２８は一方向からの押圧力にのみ分離する構造であるため、金属細線３１をランド構成体２８の上面に接続する際、下方に押圧力が作用しても、ランド構成体２８は分離せず、安定してワイヤーボンドできるものである。
【００６４】
次に図１５に示すように、ターミナルランドフレーム上に接合した半導体素子３０、および電気的接続手段である金属細線３１の領域を封止樹脂３２によりフレームの上面領域を全面封止する。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。ここではターミナルランドフレームの半導体素子３０が搭載された面のみが封止樹脂３２により封止されるものであり、片面封止構造となっている。そして各ランド構成体２８は突出して設けられているため、封止樹脂３２がその段差構造に対して、食いつくため片面封止構造であっても、ターミナルランドフレームと封止樹脂３２との密着性を得ることができる。
【００６５】
なお、この工程では封止樹脂３２の表面に対して、個々の半導体素子３０の分離領域を示すマーキング的な樹脂による樹脂段差部の凹凸を形成しておいてもよく、後工程のブレードによる個別領域の樹脂分離の位置精度を確保できる。すなわち、工程として搭載した複数の半導体素子３０の外囲であって、ターミナルランドフレームの上面側を封止樹脂３２により全面封止するとともに、封止樹脂３２の表面に対して、個々の半導体素子３０ごとの分離領域を区切る樹脂段差部を形成するものである。樹脂段差部の形成は、封止金型に個々に段差形成されるような凹部、凸部を設けることにより可能である。
【００６６】
次に図１６に示すように、上面を封止樹脂３２で全面封止したターミナルランドフレームに対して、その上面の封止樹脂３２に対して回転ブレード３４で切削し、半導体素子３０と半導体素子３０との間の領域、すなわち将来、樹脂封止型半導体装置を単体で構成できる半導体素子３０ごとの分離領域の封止樹脂３２に対して切断による溝部を形成する。ここでは封止樹脂３２に形成する溝部は、封止樹脂３２のみを切削して形成した溝部であり、ターミナルランドフレームのフレーム材が残されているものである。また使用する回転ブレード３４は、通常、半導体ウェハーのダイシングで使用するブレードと同様にダイアモンドブレードを用いる。そしてブレード形状、ブレード幅、回転数、送り条件は適宜、設定する。また封止樹脂３２のみの切断においては、切り残し厚を設定することにより、容易に封止樹脂３２のみを切削して溝部を形成できる。
【００６７】
次に図１７に示すように、封止樹脂３２の分離領域にブレード切断による溝部３５を形成したターミナルランドフレームを固定した状態、例えばターミナルランドフレームの端部を固定し、封止樹脂３２で封止した領域をフリーにした状態で、ターミナルランドフレームの下方からランド構成体２８の底面に対して、押圧力を印加する。この場合、ターミナルランドフレームの端部を固定し、その下方から突き上げピンにより突き上げて押圧力を印加することにより、ランド構成体２８とターミナルランドフレームのフレーム本体２６とが分離するものである。ランド構成体２８とフレーム本体２６とを接続している極薄の薄厚部２７が突き上げによる押圧力で破断されることにより分離されるものである。また、突き上げる場合は、一部の例えば中央部付近の半導体素子３０の下方に位置するランド構成体２８のみを突き上げてもよく、または周辺部のランド構成体２８を突き上げてもよく、またはすべてのランド構成体２８を突き上げてもよい。ただし、部分的な突き上げによりランド構成体２８が封止樹脂３２から剥離しない範囲で突き上げを行う。また突き上げ以外の手段により、ランド構成体２８が分離できるものであればよく、例えばフレーム本体２６に対してひねりを加えても分離させることができるが、信頼性を考慮して行う。
【００６８】
図１８に示すように、ランド構成体２８とフレーム本体とを接続している極薄の薄厚部２７が突き上げによる押圧力で破断されることにより分離されて、単体の樹脂封止型半導体装置３３を得ることができる。なお、ここで封止樹脂３２とフレーム本体との剥離は、フレーム本体のランド構成体２８を形成した部分以外の領域と封止樹脂との密着性が弱く、ランド構成体２８が分離されることにより、樹脂封止型半導体装置を取り出すことができるものである。ランド構成体２８部分はその凹凸形状が封止樹脂３２に食い込むため、剥離せずに封止樹脂３２内に形成されるものである。図示するように、樹脂封止型半導体装置３３は、ランド構成体２８がその底面に配列され、またランド構成体２８が封止樹脂３２の底面よりも突出して設けられ、基板実装時のスタンドオフが形成されているものである。ここで樹脂封止型半導体装置３３のランド構成体２８の突出量は、フレーム本体の厚み量からランド構成体２８が突出した量を差し引いた量となり、ランド構成体２８の外部ランド電極としてのスタンドオフが形成されるものである。本実施形態では、２００［μｍ］の厚みのフレーム本体に対して、ランド構成体２８を１４０［μｍ］〜１８０［μｍ］（フレーム本体の厚みの７０［％］〜９０［％］）突出させているため、スタンドオフ高さの量は、２０［μｍ］〜６０［μｍ］（フレーム本体の厚みの１０［％］〜３０［％］）となり、基板実装時のスタンドオフを有したランド電極を得ることができる。
【００６９】
なお、フレーム本体から樹脂封止型半導体装置を分離する工法としては、前記したようなランド構成体２８部分に対する突き上げ法の他、フレーム本体自体を引き剥がすことにより、分離できるものであるが、製品の信頼性を考慮して分離方法を採用するものである。
【００７０】
さらに本実施形態で示したような半導体素子を搭載するランド構成の代わりにランド構成体よりも面積的に大きいダイパッド部を半切断で形成してターミナルランドフレームを構成してもよい。そしてそのターミナルランドフレームを用いて樹脂封止型半導体装置を形成してもよい。
【００７１】
また本実施形態では、封止樹脂の分離領域にのみブレード切断による溝部を形成した後、突き上げ等により樹脂封止型半導体装置の単体を個々にフレームから分離したが、その溝部の形成においては、図１９の断面図に示すように、上面を封止樹脂３２で全面封止したターミナルランドフレームに対して、その上面の封止樹脂３２に対して回転ブレードで切削し、半導体素子３０と半導体素子３０との間の領域、すなわち将来、樹脂封止型半導体装置を単体で構成できる半導体素子３０ごとの分離領域の封止樹脂３２に対して切断による第１の溝部３６を形成し、それに連続してさらに、ターミナルランドフレームのフレーム材に対しても第２の溝部３７を形成してもよい。このように、ターミナルランドフレームのフレーム材に対しても、若干の切り込み的な溝部３７を形成することにより、上面の封止樹脂３２を確実に分離できるので、後工程の突き上げ等による分離の際には、確実に個々の樹脂封止型半導体装置に分離できる。フレーム材に対する第２の溝部としては、その表面に２０〜３０［μｍ］の溝が形成される程度の段差でよい。
【００７２】
また図２０の斜視断面図に示すように、樹脂封止工程において、搭載した複数の半導体素子３０の外囲であって、ターミナルランドフレームの上面側を封止樹脂３２により全面封止するとともに、封止樹脂３２の表面に対して、個々の半導体素子３０ごとの分離領域を区切るマーキング的な樹脂段差部３８（凹凸）を形成しておくことにより、封止樹脂３２の分離領域に回転ブレード３４による溝部を形成し、封止樹脂３２を切断する際、樹脂部切断における回転ブレード３４による個別領域の樹脂分離の位置精度を確保できる。
【００７３】
以上、本実施形態で示したようなターミナルランドフレームを用いることにより、半導体素子を搭載し、樹脂封止した後、ランド構成体、ダイパッド部分の下方からの突き上げによりフレーム自体を除去するだけで、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。さらに樹脂封止型半導体装置において、各ランド構成体の封止樹脂からの突出量は、使用したターミナルランドフレーム本体の厚み量から各ランド構成体自体がそのフレーム本体から突出した量を差し引いた量であり、フレーム本体から製品を分離した時点で基板実装時のスタンドオフが構成されるものであり、あえて別工程でランドのスタンドオフを形成する必要がないものである。
【００７４】
また本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、ＢＧＡタイプの半導体装置のように、ランド電極を設けた基板を用いるものでなく、ターミナルランドフレームという金属板からなるフレーム本体から半導体装置を構成するので、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。さらに製品加工工程において、上述のごとく、フレーム本体の分離のみを行えば、容易に完成体を得ることができるので、従来のようなフレームからの分離において必要であったリードカット工程、リードベンド工程をなくし、リードカットによる製品へのダメージやカット精度の制約をなくすことができ、製造工程の削減によってコスト力を強めた画期的な技術を提供できるものである。
【００７５】
また、本実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法のように、上面を封止樹脂で一括封止したターミナルランドフレームに対して、その上面の封止樹脂に対して回転ブレードで切削し、各樹脂封止型半導体装置ごとに樹脂部に溝部を形成した後、ターミナルランドフレームの下方からランド構成体の底面に対して、押圧力を印加して、樹脂封止型半導体装置を分離するため、一括でターミナルランドフレームの上面を樹脂封止することにより、個々に樹脂封止するよりも生産性を高め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。また、樹脂部に第１の溝部を形成し、さらにその下方のターミナルランドフレームのフレーム材に対しても第２の溝部を形成した後、ターミナルランドフレームの下方からランド構成体の底面に対して、押圧力を印加して、樹脂封止型半導体装置を分離することにより、樹脂残りを防止し、確実に分離できるものである。
【００７６】
【発明の効果】
以上、本発明のターミナルランドフレームにより、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基板等を用いることなく、フレーム状態から形成でき、また自己整合的にランド電極のスタンドオフを形成できるものであり、従来にないフレーム構造、工法によりランド電極を有したリードレスパッケージ型の樹脂封止型半導体装置を実現することができるものである。
【００７７】
また樹脂封止型半導体装置の製造方法においては、従来のようにフレーム製作上のラインアンドスペース、設計仕様などの制約をなくし、リードがない分、リードカット工程、リードベンド工程が不要であって、樹脂封止後は突き上げ処理により、容易にフレーム本体を分離して、樹脂封止後の半導体装置を得ることができ、工程削減による低コスト製造を実現できるものである。さらに、樹脂封止の際の樹脂モレがなく、またランド構成体上への樹脂バリの発生もないため、樹脂バリ除去工程等の後工程が不要である。
【００７８】
さらに本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法では、上面を封止樹脂で一括封止したターミナルランドフレームに対して、その上面の封止樹脂に対して回転ブレードで切削し、各樹脂封止型半導体装置ごとに樹脂部に溝部を形成した後、ターミナルランドフレームの下方からランド構成体の底面に対して、押圧力を印加して、樹脂封止型半導体装置を分離できるため、一括でターミナルランドフレームの上面を樹脂封止することにより、生産性を高め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。また、樹脂部に第１の溝部を形成し、さらにその下方のターミナルランドフレームのフレーム材に対しても第２の溝部を形成した後、ターミナルランドフレームの下方からランド構成体の底面に対して、押圧力を印加して、樹脂封止型半導体装置を分離することにより、樹脂残りを防止し、確実に分離できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のターミナルランドフレームを示す平面図
【図２】本発明の一実施形態のターミナルランドフレームを示す断面図
【図３】本発明の一実施形態のターミナルランドフレームを示す断面図
【図４】本発明の一実施形態のターミナルランドフレームの製造方法を示す断面図
【図５】本発明の一実施形態のターミナルランドフレームの製造方法を示す断面図
【図６】本発明の一実施形態のターミナルランドフレーム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を示す底面図
【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ターミナルランドフレームを示す平面図
【図１１】本発明の一実施形態のターミナルランドフレームを示す断面図
【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樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図１５】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１６】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１７】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１８】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１９】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２０】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図
【図２１】従来のリードフレームを示す平面図
【図２２】従来の樹脂封止型半導体装置を示す断面図
【図２３】従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す平面図
【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 インナーリード部
５ アウターリード部
６ タイバー部
７ 半導体素子
８ 金属細線
９ 封止樹脂
１０ フレーム本体
１１ 薄厚部
１２ ランド構成体
１２ａ 底面部分
１２ｂ 上面部分
１３ 金属板
１４ ダイ部
１５ 押え金型
１６ 開口部
１７ パンチ部材
１８ 抜きダレ部
１９ せん断部
２０ 破断部
２１ ランド構成体
２２ 導電性接着剤
２３ 半導体素子
２４ 金属細線
２５ 封止樹脂
２６ フレーム本体
２７ 薄厚部
２８ ランド構成体
２９ 導電性接着剤
３０ 半導体素子
３１ 金属細線
３２ 封止樹脂
３３ 樹脂封止型半導体装置
３４ 回転ブレード
３５ 溝部
３６ 第１の溝部
３７ 第２の溝部
３８ 樹脂段差部
【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代えて、外部端子となるランド体を備えたフレームであるターミナルランドフレームを用いた樹脂封止型半導体装置の製造方法に関するもので、特に生産効率を向上させた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２１は、従来のリードフレームの構成を示す平面図である。図２１に示すように、従来のリードフレームは、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を支持する吊りリード部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接続するビーム状のインナーリード部４と、そのインナーリード部４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５と、アウターリード部５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６とより構成されていた。
【０００５】
なお、リードフレームは、図２１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２２は、図２１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２２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７が搭載され、その半導体素子７とインナーリード部４とが金属細線８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７、インナーリード部４の外囲は封止樹脂９により封止されている。封止樹脂９の側面からはアウターリード部５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２３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７を接着剤により接合した後（ダイボンド工程）、半導体素子７とインナーリード部４の先端部とを金属細線８により接続する（ワイヤーボンド工程）。その後、半導体素子７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６で包囲された領域内を封止樹脂９により封止し、アウターリード部５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６で封止樹脂９の境界部をカッティングし、各アウターリード部５を分離し、フレーム枠１を除去するとともに、アウターリード部５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２２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２３において、破線で示した領域が封止樹脂９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フレームタイプのパッケージ材を用いた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。そして従来のリードフレームに着目した発想から転換し、ビーム状の「リード」に代え、外部電極となる「ランド」をフレーム状で形成する点に主眼をおいたターミナルラン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を提供するものである。さらに本発明は、従来のようにリードカット工程やリードベンド工程をなくし、容易に樹脂封止型半導体装置を得ることができ、樹脂封止型半導体装置を低コストで製造できるものである。
【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領域内に配設されて、薄厚部により前記フレーム本体と接続し、かつ前記フレーム本体よりも突出して形成され、その底面の面積よりも上面の面積が大きい複数のランド構成体群とよりなり、前記ランド構成体群は前記フレーム本体から突出した方向への押圧力によってのみ、前記薄厚部が破断されて前記ランド構成体群が前記フレーム本体より分離される構成であるターミナルランドフレームを用意する工程と、前記ターミナルランドフレームの前記ランド構成体群の一部のランド構成体の突出した側に半導体素子を搭載する工程と、搭載した半導体素子とランド構成体とを金属細線により電気的に接続する工程と、搭載した半導体素子の外囲であって、前記ターミナルランドフレームの上面側全面を封止樹脂により封止する工程と、前記ターミナルランドフレームの前記フレーム本体を固定した状態で前記フレーム本体の底面側から前記ランド構成体の底面側に対して押圧力を印加し、ランド構成体群とフレーム本体とを接続している薄厚部を破断させ、前記フレーム本体から樹脂封止型半導体装置を分離する工程とを有する樹脂封止型半導体装置の製造方法である。
【００１４】
さらに具体的には本発明の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領域内に配設されて、薄厚部により前記フレーム本体と接続し、かつ前記フレーム本体よりも突出して形成され、その底面の面積よりも上面の面積が大きい複数のランド構成体群とよりなり、前記ランド構成体群は前記フレーム本体から突出した方向への押圧力によってのみ、前記薄厚部が破断されて前記ランド構成体群が前記フレーム本体より分離される構成であるターミナルランドフレームを用意する工程と、前記ターミナルランドフレームの前記ランド構成体群の一部のランド構成体の突出した側に半導体素子を複数個搭載する工程と、搭載した各半導体素子と各ランド構成体とを金属細線により電気的に接続する工程と、搭載した複数の半導体素子の外囲であって、前記ターミナルランドフレームの上面側を封止樹脂により全面封止する工程と、その上面を封止樹脂で全面封止したターミナルランドフレームに対して、その上面の封止樹脂に対してブレードで切断し、前記封止樹脂に対して切断による溝部を形成する工程と、前記封止樹脂部に切断による溝部を形成した前記ターミナルランドフレームの前記フレーム本体を固定した状態で前記フレーム本体の底面側から前記ランド構成体の底面側に対して押圧力を印加し、ランド構成体群とフレーム本体とを接続している薄厚部を破断させ、前記フレーム本体から樹脂封止型半導体装置を分離する工程とを有することを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造方法である。
【００１５】
また、上面を封止樹脂で全面封止したターミナルランドフレームに対して、その上面の封止樹脂に対してブレードで切断し、封止樹脂に対して切断による溝部を形成する工程では、封止樹脂部に対して切断による前記溝部を形成するとともに、前記溝部に連続してターミナルランドフレーム自体の上面にも切り込み的溝部を形成す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領域内に配設されて、薄厚部により前記フレーム本体と接続し、かつ前記フレーム本体よりも突出して形成され、その底面の面積よりも上面の面積が大きい複数のランド構成体群とよりなり、前記ランド構成体群は前記フレーム本体から突出した方向への押圧力によってのみ、前記薄厚部が破断されて前記ランド構成体群が前記フレーム本体より分離される構成であるターミナルランドフレームを用意する工程と、前記ターミナルランドフレームの前記ランド構成体群の一部のランド構成体の突出した側に半導体素子を複数個搭載する工程と、搭載した各半導体素子と各ランド構成体とを金属細線により電気的に接続する工程と、搭載した複数の半導体素子の外囲であって、前記ターミナルランドフレームの上面側を封止樹脂により全面封止するとともに、前記封止樹脂の表面に対して、個々の半導体素子ごとの分離領域を区切る樹脂段差部を形成する工程と、その上面を封止樹脂で全面封止したターミナルランドフレームに対して、その上面の封止樹脂の前記樹脂段差部に対してブレードで切断し、前記封止樹脂に対して切断による溝部を形成する工程と、前記封止樹脂部に切断による溝部を形成した前記ターミナルランドフレームの前記フレーム本体を固定した状態で前記フレーム本体の底面側から前記ランド構成体の底面側に対して押圧力を印加し、ランド構成体群とフレーム本体とを接続している薄厚部を破断させ、前記フレーム本体から樹脂封止型半導体装置を分離する工程とを有することを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造方法である。
【００１７】
前記構成の通り、本発明のターミナルランドフレームは、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構成体を設けたものであり、そのランド構成体は、一方向の押圧力、例えば突き上げ力により、ランド構成体とフレーム本体とを接続している部分である薄厚部を破断させることにより、フレーム本体から分離することができるので、リードカット工程やリードベンド工程をなくし、容易に樹脂封止型半導体装置を得ることができるものである。これは比較的、精度が要求された従来のリードフレームにおけるリードカット工程、リードベンド工程に比べて、工程自体が、突き上げ処理により樹脂封止型半導体装置をフレームから分離する、という比較的単純な処理であり、不良、破壊、変形等が発生することがなくなるため、容易に樹脂封止型半導体装置を得ることができるものである。
【００１８】
またランド構成体、またはランド構成体およびダイパッド部において、その突出した上面はコイニングされてキノコ状を構成しているので、本発明のターミナルランドフレームに対して、半導体素子を搭載し、樹脂封止した際には、封止樹脂の食いつきを良好にし、封止樹脂の密着性を向上させることができる。
【００１９】
またターミナルランドフレームの製造方法においては、パンチ部材により金属板の一部を打ち抜き加工する際、完全に打ち抜かず、途中でパンチ部材の押圧を停止させることで、半切断状態を形成し、金属板の押圧された部分を切り離すことなく、金属板の本体に接続させて残存させることができる。また、金属板のランド構成体を形成する部分に接触するパンチ部材の接触面積はダイ部に設けた開口部の開口面積よりも小さく、そのパンチ部材により、金属板の一部を押圧して金属板から突出したランド構成体を形成する工程においては、金属板から突出したランド構成体の上面部分の面積が、金属板側に接続したランド構成体の底面部分の面積よりも大きく、ランド構成体の突出した側の上面のエッジ部は抜きダレによる曲面を有しているランド構成体を形成するものである。この構造により、形成されたランド構成体は、それが突出した方向に対しての押圧力、すなわちランド構成体の底面部分側からの押圧力により、容易に分離されるものであり、またそれが突出した方向、すなわちランド構成体の上面部分からの押圧力によっては分離しないものであり、一方向からの押圧力にのみ分離する構造となる。
【００２０】
したがって本発明の樹脂封止型半導体装置は、ランド構成体がその底面に配列され、またランド構成体が封止樹脂の底面よりも突出して設けられ、基板実装時のスタンドオフが形成されているものである。ここで樹脂封止型半導体装置のランド構成体の突出量は、フレーム本体の厚み量からランド構成体が突出した量を差し引いた量となり、ランド構成体の外部ランド電極としてのスタンドオフが、ターミナルランドフレームを用いることにより、別工程によりスタンドオフを形成せずに自己整合的に形成されるものである。
【００２１】
また本発明のターミナルランドフレームを用いることにより、本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法においては、半導体素子を搭載し、樹脂封止した後、ランド構成体、ダイパッド部分の下方からの突き上げによりフレーム自体を除去するだけで、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配列することができる。また、本発明のターミナルランドフレームを用いて樹脂封止型半導体装置を製造する際、樹脂封止時において、ランド底面部分への樹脂バリの進入を防止でき、加えて、ランド電極の外部電極としてのスタンドオフが確保できるものである。
【００２２】
さらに本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法では、上面を封止樹脂で全面封止したターミナルランドフレームに対して、その上面の封止樹脂に対して回転ブレードで切削し、各樹脂封止型半導体装置ごとに樹脂部に溝部を形成した後、ターミナルランドフレームの下方からランド構成体の底面に対して、押圧力を印加して、樹脂封止型半導体装置を分離できるため、ターミナルランドフレームの上面を全面樹脂封止することにより、生産性を高め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。また、樹脂部に第１の溝部を形成し、さらにその下方のターミナルランドフレームのフレーム材に対しても第２の溝部を形成した後、ターミナルランドフレームの下方からランド構成体の底面に対して、押圧力を印加して、樹脂封止型半導体装置を分離することにより、樹脂残りを防止し、確実に分離できるものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のターミナルランドフレームおよびその製造方法ならびに樹脂封止型半導体装置およびそ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。
【００２４】
図１は本実施形態のターミナルランドフレームを示す平面図である。図２は本実施形態のターミナルランドフレームを示す断面図であり、図１において、Ａ−Ａ１箇所の一部の断面を示している。図３は図２におけるランド構成体部分を拡大して示す断面図である。
【００２５】
図示するように本実施形態のターミナルランドフレームは、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るフレーム本体１０と、そのフレーム本体１０の領域内に格子状に配設されて、薄厚部１１によりフレーム本体１０と接続し、かつフレーム本体１０よりも突出して形成された複数のランド構成体１２とよりなるものである。すなわち、フレーム本体１０、ランド構成体１２および薄厚部１１は同一の金属板より一体で形成されているものである。そしてランド構成体１２はフレーム本体１０から突出した方向への押圧力により、薄厚部１１が破断されてランド構成体１２がフレーム本体１０より分離される構成を有するものである。ランド構成体１２の格子状の配列は、千鳥格子状、碁盤の目格子状、またはランダムに面配置してもよいが、搭載する半導体素子との金属細線による接続に好適な配置を採用する。
【００２６】
図３に示すように、ランド構成体１２の底面部分１２ａに対して、突出した方向への押圧力を印加することにより、薄厚部１１の破線部分で破断されることになり、フレーム本体１０からランド構成体１２が分離するものである。ここで、薄厚部１１はフレーム本体１０自体に対して、打ち抜き加工の半切断手段により形成される「繋ぎ部分」であり、フレーム本体１０のランド構成体を形成したい部分をパンチ部材を用いて打ち抜き加工し、完全に打ち抜かずに、途中、好ましくは半分程度の打ち抜きで止め、途中まで打ち抜かれた部分がフレーム本体１０から突出し、その突出した部分がランド構成体１２を構成するとともに、フレーム本体１０と切断されずに接続している繋ぎ部分が薄厚部１１を構成するものである。したがって、薄厚部１１は極薄であり、ランド構成体１２の底面部分１２ａに対して、突出した方向への押圧力を印加する程度で、薄厚部１１が破断する厚みを有するものである。
【００２７】
また、フレーム本体１０よりも突出して形成されたランド構成体１２は、その突出量はフレーム本体１０自体の厚みの過半数以上の突出量を有しており、ランド構成体１２がフレーム本体１０から突出した方向への押圧力により、薄厚部１１が破断されてランド構成体１２がフレーム本体１０より分離される構成を実現できるよう構成されている。例えば本実施形態では、ターミナルランドフレーム自体の厚み、すなわちフレーム本体１０の厚みを２００［μｍ］とし、ランド構成体１２の突出量を１４０［μｍ］〜１８０［μｍ］（フレーム本体１０の厚みの７０［％］〜９０［％］）としている。なお、フレーム本体の厚みは、２００［μｍ］に限定するものではなく、必要に応じて、４００［μｍ］の厚型のフレームとしてもよい。また、ランド構成体１２の突出量に関しても、実施形態では過半数以上のフレーム本体厚みの７０［％］〜９０［％］の突出量としたが、半数以下の突出量としてもよく、薄厚部１１部分が破断される範囲で、突出量を設定できるものである。
【００２８】
また本実施形態のターミナルランドフレームは、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。メッキ処理については、ランド構成体１２を成形した後に行ってもよく、または金属板へのランド構成体の成形前に行ってもよい。またターミナルランドフレームの表面粗さについては、極めて平坦であって、０．１［μｍ］以下であり、封止樹脂との剥離性に影響するものであり、ランド構成体１２以外の部分には無用な凹凸がないようにする必要がある。
【００２９】
また本実施形態のターミナルランドフレームにおいては、ランド構成体１２の突出した上面部分は、コイニングと称されるプレス成形により、その突出した上面形状が上面平坦なキノコ状を構成するものである。このコイニングによる形状により、ターミナルランドフレームに対して、半導体素子を搭載し、樹脂封止した際、封止樹脂のランド構成体への食いつきを良好にし、封止樹脂との密着性を向上させ、片面封止であっても樹脂封止の信頼性を得ることができるものである。また形状は上面平坦なキノコ状に限定されるものではなく、鍵状等の封止樹脂とのアンカー作用のある上面平坦な形状であればよい。
【００３０】
本実施形態のターミナルランドフレームでは、あえて半導体素子が搭載される部材であるダイパッド部を設けていないが、フレーム本体１０の領域内に設けたランド構成体１２の群の内、一部のランド構成体をダイパッド部として使用し、半導体素子の支持用のランド構成体とすることができる。このことにより、品種の違いにより、ターミナルランドフレーム上に搭載する半導体素子の大きさに差があった場合でも、適宜、ランド構成体１２の群の一部を支持用のランド構成体として使用し、その他のランド構成体１２をその搭載した半導体素子との電気的な接続用のランド構成体として使用することにより、ターミナルランドフレームを共用することができ、１枚のフレーム中で複数の大きさの異なる半導体素子を搭載し、樹脂封止型半導体装置を得ることができる。
【００３１】
なお、ランド構成体１２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。そして図１に示すように、ランド構成体１２はフレーム本体１０の領域に形成するが、左右・上下に連続して形成できるものである。またランド構成体１２の形状は円形としているが、角形や長方形でもよく、また大きさは、ターミナルランドフレーム内ですべて同一としてもよいし、樹脂封止型半導体装置を構成し、ランド電極とした場合、基板実装の際の応力緩和のために、周辺部に位置するランド構成体１２を大きくするようにしてもよい。本実施形態では、ランド構成体１２の上面の大きさは、半導体素子を搭載し、電気的接続手段として、金線等の金属細線により接続する際、ボンディング可能な大きさであればよく、１００［μｍ］φ以上の大きさとしている。
【００３２】
また、本実施形態で示したターミナルランドフレームは、従来のようなインナーリード部、アウターリード部、ダイパッド部などを有さず、ランド電極としてランド構成体１２を有し、そのランド構成体１２を半導体素子が搭載される面内に格子状、千鳥状に配列することにより、このターミナルランドフレームを用いて樹脂封止型半導体装置を構成した場合、底面にランド電極を備えた樹脂封止型半導体装置を実現することができる。また従来のように電極となる構成が、ビーム状のリード構成ではなく、ランド構成体１２であるため、それらを面状に配置することができ、ランド構成体１２の配置の自由度が向上し、多ピン化に対応することができる。勿論、搭載する半導体素子のピン数により、ランド構成体１２の配置は設定するものであり、従来のような一連の配置でもよい。
【００３３】
次に本実施形態のターミナルランドフレームの製造方法について説明する。
【００３４】
図４および図５は、ターミナルランドフレームの製造方法を示す断面図であり、ランド構成体部分を示す断面図である。
【００３５】
まず図４に示すように、ターミナルランドフレームのフレーム本体となる金属板１３を打ち抜き金型のダイ部１４に載置し、金属板１３の上方から押え金型１５により押さえる。ここで図４において、ダイ部１４には、打ち抜き用の開口部１６が設けられている。また、金属板１３に対して上方には、パンチ部材１７が設けられており、パンチ部材１７により金属板１３が押圧され打ち抜き加工された際、金属板１３の押圧された箇所が開口部１６に打ち抜かれる構造を有している。
【００３６】
次に図５に示すように、ダイ部１４上の所定の位置に固定した金属板１３に対して、その上方からパンチ部材１７により押圧による打ち抜き加工を行い、金属板１３の一部をダイ部１４側の開口部１６側に突出するように押圧して、金属板１３の所定箇所を半切断状態にし、ランド構成体１２を形成する。ここで薄厚部１１により金属板１３と接続されて残存し、かつ金属板１３の本体部よりも突出して形成されたランド構成体１２を形成するものである。
【００３７】
本実施形態では、パンチ部材１７により金属板１３の一部を打ち抜き加工する際、完全に打ち抜かず、途中でパンチ部材１７の押圧を停止させることで、半切断状態を形成し、金属板１３の押圧された部分を切り離すことなく、金属板１３の本体に接続させて残存させるものである。また、金属板１３のランド構成体１２を形成する部分に接触するパンチ部材１７の接触面積はダイ部１４に設けた開口部１６の開口面積よりも小さく、そのパンチ部材１７により、金属板１３の一部を押圧して金属板１３から突出したランド構成体１２を形成する工程においては、金属板１３から突出したランド構成体１２の上面部分１２ｂの面積が、金属板１３側に接続したランド構成体１２の底面部分１２ａの面積よりも大きく、ランド構成体１２の突出した側の上面のエッジ部は抜きダレによる曲面を有しているランド構成体１２を形成するものである。この構造により、形成されたランド構成体１２は、それが突出した方向に対しての押圧力、すなわちランド構成体１２の底面部分１２ａ側からの押圧力により、容易に分離されるものであり、またそれが突出した方向、すなわちランド構成体１２の上面部分１２ｂからの押圧力によっては分離しないものであり、一方向からの押圧力にのみ分離する構造となる。
【００３８】
また、ランド構成体１２の突出した上面部分に対して、コイニングと称されるプレス成形を行うことにより、その突出した上面形状が上面平坦なキノコ状を構成するようにしてもよい。このコイニングによる形状により、ターミナルランドフレームに対して、半導体素子を搭載し、樹脂封止した際、封止樹脂のランド構成体への食いつきを良好にし、アンカー効果を得て、封止樹脂との密着性をさらに向上させ、片面封止であっても樹脂封止の信頼性を得ることができるものである。
【００３９】
本実施形態において、金属板１３に対してランド構成体１２を形成する際、金属板１３の一部を突出させるその突出量については、金属板１３自体の厚みの過半数以上とし、本実施形態では、２００［μｍ］の金属板１３の厚みに対して、１４０［μｍ］〜１８０［μｍ］（金属板自体の厚みの７０［％］〜９０［％］）突出したランド構成体１２を形成している。したがって、突出した形成されたランド構成体１２は、金属板１３の本体に対して、極めて薄い厚みの薄厚部１１により接続されていることになる。本実施形態では、薄厚部１１の厚みとしては、２０［μｍ］〜６０［μｍ］（金属板自体の厚みの１０［％］〜３０［％］）であり、ランド構成体１２自体が突出した方向に対しての押圧力により、容易に分離されるものである。なお、フレーム本体の厚みは、２００［μｍ］に限定するものではなく、必要に応じて、４００［μｍ］の厚型のフレームとしてもよい。また、ランド構成体１２の突出量に関しても、実施形態では過半数以上の突出量としたが、半数以下の突出量としてもよく、薄厚部１１部分が破断される範囲で、突出量を設定できるものである。
【００４０】
ここで本実施形態のランド構成体１２を形成する際の半切断について説明する。図６は金属板１３に対して押圧し、半切断状態を構成した際のランド構成体１２と金属板１３、および薄厚部１１の部分の構造図である。
【００４１】
図６に示すように、金属板１３に対してランド構成体１２を形成した際、金属板１３のランド構成体１２部分は、図４，図５に示したパンチ部材１７による打ち抜き加工によって発生した抜きダレ部１８と、パンチ部材によりせん断されたせん断部１９と、ランド構成体１２自体が突出した方向に対しての押圧力により、容易にランド構成体１２が分離した際の破断面となる破断部２０を有している。ランド構成体１２の形成としては、パンチ部材１７により打ち抜き加工した際、抜きダレ部１８，せん断部１９，破断部２０の順に形成されていくものである。破断部２０となる部分は薄厚部１１であり、図面上はモデル的に示している関係上、相当の厚みを有しているように示されているが、実質的には極めて薄い状態である。また金属板１３の打ち抜き加工においては、理想的な状態は、Ａ：Ｂ＝１：１であり、パンチ部材１７が金属板１３を打ち抜き、金属板１３の厚みの１／２を打ち抜いた時点でパンチ部材１７を停止させ、打ち抜きを完了させるものであるが、その条件は適宜、設定するものである。
【００４２】
また打ち抜き加工において、クリアランスの値を変更することにより、せん断部１９と破断部２０との長さを操作することができ、クリアランスを小さくすると、せん断部１９を破断部２０よりも大きくすることができ、逆にクリアランスを大きくすると、せん断部１９を破断部２０よりも小さくすることができる。したがって、クリアランスをゼロとし、破断部２０の長さを短く抑えることで、金属板１３の抜き完了のタイミングを遅らせ、パンチ部材が金属板１３の１／２以上入っても、抜きが完了しないようにできるものである。ここでクリアランスは、パンチ部材１７の大きさとダイ部１４の開口部１６の大きさとの差により形成された隙間の量を示している。
【００４３】
次に本発明の樹脂封止型半導体装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。図７，図８は本実施形態の樹脂封止型半導体装置を示す図であり、図７は断面図であり、図８は底面図である。なお、図７の断面図は図８の底面図において、Ｂ−Ｂ１箇所の断面を示す図であり、また本実施形態の樹脂封止型半導体装置を示す平面図については、いわゆる矩形状を示すのみであり省略する。
【００４４】
図７，図８に示すように、本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、前述したようなターミナルランドフレームを用いて、半導体素子を搭載した半導体装置であり、ランド構成体２１の内、第１のランド構成体２１ａ，２１ｂ上に銀ペースト等の導電性接着剤２２、または絶縁性ペーストにより搭載、接合された半導体素子２３と、その半導体素子２３の周辺に配置され、半導体素子２３と金属細線２４により電気的に接続された第２のランド構成体２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆと、各ランド構成体２１の底面を突出させて半導体素子２３の外囲を封止した封止樹脂２５とよりなる樹脂封止型半導体装置である。そして本実施形態において、ランド構成体２１の封止樹脂２５からの突出量は、使用したターミナルランドフレーム本体の厚み量からランド構成体２１がそのフレーム本体から突出した量を差し引いた量であり、基板実装時のスタンドオフを有しているものである。
【００４５】
本実施形態では、ランド構成体２１の一部を半導体素子２３を支持するダイパッド部として使用した構造であり、他のランド構成体２１は電極として使用し、底面配列においては、ランド・グリッド・アレイを構成しているものである。そして、搭載する半導体素子の大きさ、ピン数に応じて、半導体素子の支持用のランド構成体２１を適宜、設定することができる。また、従来のリードフレームを用いた樹脂封止型半導体装置とは異なり、ランド構成体２１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、また高さも１４０［μｍ］〜１８０［μｍ］程度であるため、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５００［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。
【００４６】
また本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、封止樹脂２５に封止された側のランド構成体２１の上面の面積が、封止樹脂２５から露出、突出した側のランド構成体２１の底面の面積よりも大きく、封止された側のランド構成体２１の上面のエッジ部は曲面を有しており、ランド構成体２１は略逆台形状の断面形状を有しているものである。この構造により、封止樹脂２５とランド構成体２１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。なお、用いるターミナルランドフレーム自体の板厚を厚く設定することで、ランド構成体２１と封止樹脂２５との食いつきエリアを拡大させ、アンカー効果が増大するため、一層の信頼性向上が図れる。
【００４７】
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９（ａ）〜（ｆ）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。
【００４８】
まず図９（ａ）に示すように、フレーム本体２６と、そのフレーム本体２６の領域内に配設されて、薄厚部２７によりフレーム本体２６と接続し、かつフレーム本体２６よりも突出して形成された複数のランド構成体２８とよりなり、ランド構成体２８はフレーム本体２６からそれが突出した方向への押圧力によってのみ、薄厚部２７が破断されてランド構成体２８がフレーム本体２６より分離される構成を有するターミナルランドフレームを用意する。
【００４９】
次に図９（ｂ）に示すように、ターミナルランドフレームのランド構成体２８が突出した面側であって、ランド構成体２８の内、所定の第１のランド構成体２８ａ，２８ｂ上に導電性接着剤２９、または絶縁性ペーストにより半導体素子３０を載置、接合する。この工程は半導体装置の組立工程におけるダイボンド工程に相当する工程であり、ターミナルランドフレームへの導電性接着材２９の塗布、半導体素子３０の載置、加熱処理により半導体素子３０を接合するものである。ここで、ターミナルランドフレームは、ランド構成体２８が突出した方向に対しての押圧力、すなわちランド構成体２８の底面部分側からの押圧力により、容易に分離されるものであるが、それが突出した方向、すなわちランド構成体２８の上面部分からの押圧力によっては分離しないものであり、一方向からの押圧力にのみ分離する構造であるため、半導体素子３０を搭載する際、フレームに対して下方の押圧力が作用しても、ランド構成体２８は分離せず、安定してダイボンドできるものである。
【００５０】
次に図９（ｃ）に示すように、ターミナルランドフレーム上に接合した半導体素子３０とランド構成体２８の内、外部ランド電極となる第２のランド構成体２８ｃ，２８ｄ，２８ｅ，２８ｆとを金属細線３１により電気的に接続する。したがって、ランド構成体２８は上面の金属細線３１が接続される面の面積は１００［μｍ］以上である。また、この工程においても、ランド構成体２８は一方向からの押圧力にのみ分離する構造であるため、金属細線３１をランド構成体２８の上面に接続する際、下方に押圧力が作用しても、ランド構成体２８は分離せず、安定してワイヤーボンドできるものである。
【００５１】
次に図９（ｄ）に示すように、ターミナルランドフレーム上に接合した半導体素子３０、および電気的接続手段である金属細線３１の領域を封止樹脂３２により封止する。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。ここではターミナルランドフレームの半導体素子３０が搭載された面のみが封止樹脂３２により封止されるものであり、片面封止構造となっている。そして各ランド構成体２８は突出して設けられているため、封止樹脂３２がその段差構造に対して、食いつくため片面封止構造であっても、ターミナルランドフレームと封止樹脂３２との密着性を得ることができる。
【００５２】
次に図９（ｅ）に示すように、ターミナルランドフレームを固定した状態、例えばターミナルランドフレームの端部を固定し、封止樹脂３２で封止した領域をフリーにした状態で、ターミナルランドフレームの下方からランド構成体２８の底面に対して、押圧力を印加する。この場合、ターミナルランドフレームの端部を固定し、その下方から突き上げピンにより突き上げて押圧力を印加することにより、ランド構成体２８とターミナルランドフレームのフレーム本体２６とが分離するものである。ランド構成体２８とフレーム本体２６とを接続している極薄の薄厚部２７が突き上げによる押圧力で破断されることにより分離されるものである。また、突き上げる場合は、一部の例えば中央部付近の半導体素子３０の下方に位置するランド構成体２８のみを突き上げてもよく、または周辺部のランド構成体２８を突き上げてもよく、またはすべてのランド構成体２８を突き上げてもよい。ただし、部分的な突き上げによりランド構成体２８が封止樹脂３２から剥離しない範囲で突き上げを行う。また突き上げ以外の手段により、ランド構成体２８が分離できるものであればよく、例えばフレーム本体２６に対してひねりを加えても分離させることができるが、信頼性を考慮して行う。
【００５３】
図９（ｆ）に示すように、ランド構成体２８とフレーム本体とを接続している極薄の薄厚部２７が突き上げによる押圧力で破断されることにより分離されて、樹脂封止型半導体装置３３を得ることができる。なお、ここで封止樹脂３２とフレーム本体との剥離は、フレーム本体のランド構成体２８を形成した部分以外の領域と封止樹脂との密着性が弱く、ランド構成体２８が分離されることにより、樹脂封止型半導体装置を取り出すことができるものである。ランド構成体２８部分はその凹凸形状が封止樹脂３２に食い込むため、剥離せずに封止樹脂３２内に形成されるものである。図示するように、樹脂封止型半導体装置３３は、ランド構成体２８がその底面に配列され、またランド構成体２８が封止樹脂３２の底面よりも突出して設けられ、基板実装時のスタンドオフが形成されているものである。ここで樹脂封止型半導体装置３３のランド構成体２８の突出量は、フレーム本体の厚み量からランド構成体２８が突出した量を差し引いた量となり、ランド構成体２８の外部ランド電極としてのスタンドオフが形成されるものである。本実施形態では、２００［μｍ］の厚みのフレーム本体に対して、ランド構成体２８を１４０［μｍ］〜１８０［μｍ］（フレーム本体の厚みの７０［％］〜９０［％］）突出させているため、スタンドオフ高さの量は、２０［μｍ］〜６０［μｍ］（フレーム本体の厚みの１０［％］〜３０［％］）となり、基板実装時のスタンドオフを有したランド電極を得ることができる。
【００５４】
なお、フレーム本体から樹脂封止型半導体装置を分離する工法としては、前記したようなランド構成体２８部分に対する突き上げ法の他、フレーム本体自体を引き剥がすことにより、分離できるものであるが、製品の信頼性を考慮して分離方法を採用するものである。
【００５５】
さらに本実施形態で示したような半導体素子を搭載するランド構成の代わりにランド構成体よりも面積的に大きいダイパッド部を半切断で形成してターミナルランドフレームを構成してもよい。そしてそのターミナルランドフレームを用いて樹脂封止型半導体装置を形成してもよい。
【００５６】
次に本発明のターミナルランドフレームを用いた樹脂封止型半導体装置の製造方法について、別の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００５７】
まず本実施形態で用いるターミナルランドフレームについて説明する。図１０は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ターミナルランドフレームを示す平面図である。図１１は本実施形態のターミナルランドフレームを示す断面図であり、図１０において、Ｃ−Ｃ１箇所の一部の断面を示している。
【００５８】
図１０，図１１に示すように、本実施形態で用いるターミナルランドフレームは、図１，図２および図３に示したターミナルランドフレームと同様の構成を有するものであり、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るフレーム本体１０と、そのフレーム本体１０の領域内に格子状に配設されて、薄厚部１１によりフレーム本体１０と接続し、かつフレーム本体１０よりも突出して形成された複数のランド構成体１２とよりなるものである。すなわち、フレーム本体１０、ランド構成体１２および薄厚部１１は同一の金属板より一体で形成されているものである。そしてランド構成体１２はフレーム本体１０から突出した方向への押圧力により、薄厚部１１が破断されてランド構成体１２がフレーム本体１０より分離される構成を有するものである。そしてランド構成体１２の配列は、図１０に示すようにフレーム全面の配列でもよい。
【００５９】
なお、本実施形態のターミナルランドフレームの製造方法については、前記したようなプレス加工を用いた半切断工法と同様である。
【００６０】
次にターミナルランドフレームを用いた樹脂封止型半導体装置の製造方法について説明する。図１２〜図１９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断面図である。
【００６１】
まず図１２に示すように、フレーム本体２６と、そのフレーム本体２６の領域内に格子状に配設されて、半切断による薄厚部２７によりフレーム本体２６と接続し、かつフレーム本体２６よりも突出して形成された複数のランド構成体２８とよりなり、そのランド構成体２８はフレーム本体２６から突出した方向への押圧力によってのみ、薄厚部２７が破断されてランド構成体２８がフレーム本体２６より分離される構成を有するターミナルランドフレームを用意する。
【００６２】
次に図１３に示すように、ターミナルランドフレームのランド構成体２８が突出した面側であって、ランド構成体２８の内、半導体素子搭載用のランド構成体上に導電性接着剤２９、または絶縁性ペーストにより半導体素子３０を載置、接合する。この工程は半導体装置の組立工程におけるダイボンド工程に相当する工程であり、ターミナルランドフレームへの導電性接着材２９の塗布、半導体素子３０の載置、加熱処理により半導体素子３０を接合するものである。ここで、ターミナルランドフレームは、ランド構成体２８が突出した方向に対しての押圧力、すなわちランド構成体２８の底面部分側からの押圧力により、容易に分離されるものであるが、それが突出した方向、すなわちランド構成体２８の上面部分からの押圧力によっては分離しないものであり、一方向からの押圧力にのみ分離する構造であるため、半導体素子３０を搭載する際、フレームに対して下方の押圧力が作用しても、ランド構成体２８は分離せず、安定してダイボンドできるものである。
【００６３】
次に図１４に示すように、ターミナルランドフレーム上に接合した半導体素子３０とランド構成体２８の内、外部ランド電極となるランド構成体とを金属細線３１により電気的に接続する。したがって、ランド構成体２８は上面の金属細線３１が接続される面の面積は１００［μｍ］以上である。また、この工程においても、ランド構成体２８は一方向からの押圧力にのみ分離する構造であるため、金属細線３１をランド構成体２８の上面に接続する際、下方に押圧力が作用しても、ランド構成体２８は分離せず、安定してワイヤーボンドできるものである。
【００６４】
次に図１５に示すように、ターミナルランドフレーム上に接合した半導体素子３０、および電気的接続手段である金属細線３１の領域を封止樹脂３２によりフレームの上面領域を全面封止する。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。ここではターミナルランドフレームの半導体素子３０が搭載された面のみが封止樹脂３２により封止されるものであり、片面封止構造となっている。そして各ランド構成体２８は突出して設けられているため、封止樹脂３２がその段差構造に対して、食いつくため片面封止構造であっても、ターミナルランドフレームと封止樹脂３２との密着性を得ることができる。
【００６５】
なお、この工程では封止樹脂３２の表面に対して、個々の半導体素子３０の分離領域を示すマーキング的な樹脂による樹脂段差部の凹凸を形成しておいてもよく、後工程のブレードによる個別領域の樹脂分離の位置精度を確保できる。すなわち、工程として搭載した複数の半導体素子３０の外囲であって、ターミナルランドフレームの上面側を封止樹脂３２により全面封止するとともに、封止樹脂３２の表面に対して、個々の半導体素子３０ごとの分離領域を区切る樹脂段差部を形成するものである。樹脂段差部の形成は、封止金型に個々に段差形成されるような凹部、凸部を設けることにより可能である。
【００６６】
次に図１６に示すように、上面を封止樹脂３２で全面封止したターミナルランドフレームに対して、その上面の封止樹脂３２に対して回転ブレード３４で切削し、半導体素子３０と半導体素子３０との間の領域、すなわち将来、樹脂封止型半導体装置を単体で構成できる半導体素子３０ごとの分離領域の封止樹脂３２に対して切断による溝部を形成する。ここでは封止樹脂３２に形成する溝部は、封止樹脂３２のみを切削して形成した溝部であり、ターミナルランドフレームのフレーム材が残されているものである。また使用する回転ブレード３４は、通常、半導体ウェハーのダイシングで使用するブレードと同様にダイアモンドブレードを用いる。そしてブレード形状、ブレード幅、回転数、送り条件は適宜、設定する。また封止樹脂３２のみの切断においては、切り残し厚を設定することにより、容易に封止樹脂３２のみを切削して溝部を形成できる。
【００６７】
次に図１７に示すように、封止樹脂３２の分離領域にブレード切断による溝部３５を形成したターミナルランドフレームを固定した状態、例えばターミナルランドフレームの端部を固定し、封止樹脂３２で封止した領域をフリーにした状態で、ターミナルランドフレームの下方からランド構成体２８の底面に対して、押圧力を印加する。この場合、ターミナルランドフレームの端部を固定し、その下方から突き上げピンにより突き上げて押圧力を印加することにより、ランド構成体２８とターミナルランドフレームのフレーム本体２６とが分離するものである。ランド構成体２８とフレーム本体２６とを接続している極薄の薄厚部２７が突き上げによる押圧力で破断されることにより分離されるものである。また、突き上げる場合は、一部の例えば中央部付近の半導体素子３０の下方に位置するランド構成体２８のみを突き上げてもよく、または周辺部のランド構成体２８を突き上げてもよく、またはすべてのランド構成体２８を突き上げてもよい。ただし、部分的な突き上げによりランド構成体２８が封止樹脂３２から剥離しない範囲で突き上げを行う。また突き上げ以外の手段により、ランド構成体２８が分離できるものであればよく、例えばフレーム本体２６に対してひねりを加えても分離させることができるが、信頼性を考慮して行う。
【００６８】
図１８に示すように、ランド構成体２８とフレーム本体とを接続している極薄の薄厚部２７が突き上げによる押圧力で破断されることにより分離されて、単体の樹脂封止型半導体装置３３を得ることができる。なお、ここで封止樹脂３２とフレーム本体との剥離は、フレーム本体のランド構成体２８を形成した部分以外の領域と封止樹脂との密着性が弱く、ランド構成体２８が分離されることにより、樹脂封止型半導体装置を取り出すことができるものである。ランド構成体２８部分はその凹凸形状が封止樹脂３２に食い込むため、剥離せずに封止樹脂３２内に形成されるものである。図示するように、樹脂封止型半導体装置３３は、ランド構成体２８がその底面に配列され、またランド構成体２８が封止樹脂３２の底面よりも突出して設けられ、基板実装時のスタンドオフが形成されているものである。ここで樹脂封止型半導体装置３３のランド構成体２８の突出量は、フレーム本体の厚み量からランド構成体２８が突出した量を差し引いた量となり、ランド構成体２８の外部ランド電極としてのスタンドオフが形成されるものである。本実施形態では、２００［μｍ］の厚みのフレーム本体に対して、ランド構成体２８を１４０［μｍ］〜１８０［μｍ］（フレーム本体の厚みの７０［％］〜９０［％］）突出させているため、スタンドオフ高さの量は、２０［μｍ］〜６０［μｍ］（フレーム本体の厚みの１０［％］〜３０［％］）となり、基板実装時のスタンドオフを有したランド電極を得ることができる。
【００６９】
なお、フレーム本体から樹脂封止型半導体装置を分離する工法としては、前記したようなランド構成体２８部分に対する突き上げ法の他、フレーム本体自体を引き剥がすことにより、分離できるものであるが、製品の信頼性を考慮して分離方法を採用するものである。
【００７０】
さらに本実施形態で示したような半導体素子を搭載するランド構成の代わりにランド構成体よりも面積的に大きいダイパッド部を半切断で形成してターミナルランドフレームを構成してもよい。そしてそのターミナルランドフレームを用いて樹脂封止型半導体装置を形成してもよい。
【００７１】
また本実施形態では、封止樹脂の分離領域にのみブレード切断による溝部を形成した後、突き上げ等により樹脂封止型半導体装置の単体を個々にフレームから分離したが、その溝部の形成においては、図１９の断面図に示すように、上面を封止樹脂３２で全面封止したターミナルランドフレームに対して、その上面の封止樹脂３２に対して回転ブレードで切削し、半導体素子３０と半導体素子３０との間の領域、すなわち将来、樹脂封止型半導体装置を単体で構成できる半導体素子３０ごとの分離領域の封止樹脂３２に対して切断による第１の溝部３６を形成し、それに連続してさらに、ターミナルランドフレームのフレーム材に対しても第２の溝部３７を形成してもよい。このように、ターミナルランドフレームのフレーム材に対しても、若干の切り込み的な溝部３７を形成することにより、上面の封止樹脂３２を確実に分離できるので、後工程の突き上げ等による分離の際には、確実に個々の樹脂封止型半導体装置に分離できる。フレーム材に対する第２の溝部としては、その表面に２０〜３０［μｍ］の溝が形成される程度の段差でよい。
【００７２】
また図２０の斜視断面図に示すように、樹脂封止工程において、搭載した複数の半導体素子３０の外囲であって、ターミナルランドフレームの上面側を封止樹脂３２により全面封止するとともに、封止樹脂３２の表面に対して、個々の半導体素子３０ごとの分離領域を区切るマーキング的な樹脂段差部３８（凹凸）を形成しておくことにより、封止樹脂３２の分離領域に回転ブレード３４による溝部を形成し、封止樹脂３２を切断する際、樹脂部切断における回転ブレード３４による個別領域の樹脂分離の位置精度を確保できる。
【００７３】
以上、本実施形態で示したようなターミナルランドフレームを用いることにより、半導体素子を搭載し、樹脂封止した後、ランド構成体、ダイパッド部分の下方からの突き上げによりフレーム自体を除去するだけで、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。さらに樹脂封止型半導体装置において、各ランド構成体の封止樹脂からの突出量は、使用したターミナルランドフレーム本体の厚み量から各ランド構成体自体がそのフレーム本体から突出した量を差し引いた量であり、フレーム本体から製品を分離した時点で基板実装時のスタンドオフが構成されるものであり、あえて別工程でランドのスタンドオフを形成する必要がないものである。
【００７４】
また本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、ＢＧＡタイプの半導体装置のように、ランド電極を設けた基板を用いるものでなく、ターミナルランドフレームという金属板からなるフレーム本体から半導体装置を構成するので、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。さらに製品加工工程において、上述のごとく、フレーム本体の分離のみを行えば、容易に完成体を得ることができるので、従来のようなフレームからの分離において必要であったリードカット工程、リードベンド工程をなくし、リードカットによる製品へのダメージやカット精度の制約をなくすことができ、製造工程の削減によってコスト力を強めた画期的な技術を提供できるものである。
【００７５】
また、本実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法のように、上面を封止樹脂で一括封止したターミナルランドフレームに対して、その上面の封止樹脂に対して回転ブレードで切削し、各樹脂封止型半導体装置ごとに樹脂部に溝部を形成した後、ターミナルランドフレームの下方からランド構成体の底面に対して、押圧力を印加して、樹脂封止型半導体装置を分離するため、一括でターミナルランドフレームの上面を樹脂封止することにより、個々に樹脂封止するよりも生産性を高め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。また、樹脂部に第１の溝部を形成し、さらにその下方のターミナルランドフレームのフレーム材に対しても第２の溝部を形成した後、ターミナルランドフレームの下方からランド構成体の底面に対して、押圧力を印加して、樹脂封止型半導体装置を分離することにより、樹脂残りを防止し、確実に分離できるものである。
【００７６】
【発明の効果】
以上、本発明のターミナルランドフレームにより、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基板等を用いることなく、フレーム状態から形成でき、また自己整合的にランド電極のスタンドオフを形成できるものであり、従来にないフレーム構造、工法によりランド電極を有したリードレスパッケージ型の樹脂封止型半導体装置を実現することができるものである。
【００７７】
また樹脂封止型半導体装置の製造方法においては、従来のようにフレーム製作上のラインアンドスペース、設計仕様などの制約をなくし、リードがない分、リードカット工程、リードベンド工程が不要であって、樹脂封止後は突き上げ処理により、容易にフレーム本体を分離して、樹脂封止後の半導体装置を得ることができ、工程削減による低コスト製造を実現できるものである。さらに、樹脂封止の際の樹脂モレがなく、またランド構成体上への樹脂バリの発生もないため、樹脂バリ除去工程等の後工程が不要である。
【００７８】
さらに本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法では、上面を封止樹脂で一括封止したターミナルランドフレームに対して、その上面の封止樹脂に対して回転ブレードで切削し、各樹脂封止型半導体装置ごとに樹脂部に溝部を形成した後、ターミナルランドフレームの下方からランド構成体の底面に対して、押圧力を印加して、樹脂封止型半導体装置を分離できるため、一括でターミナルランドフレームの上面を樹脂封止することにより、生産性を高め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。また、樹脂部に第１の溝部を形成し、さらにその下方のターミナルランドフレームのフレーム材に対しても第２の溝部を形成した後、ターミナルランドフレームの下方からランド構成体の底面に対して、押圧力を印加して、樹脂封止型半導体装置を分離することにより、樹脂残りを防止し、確実に分離できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のターミナルランドフレームを示す平面図
【図２】本発明の一実施形態のターミナルランドフレームを示す断面図
【図３】本発明の一実施形態のターミナルランドフレームを示す断面図
【図４】本発明の一実施形態のターミナルランドフレームの製造方法を示す断面図
【図５】本発明の一実施形態のターミナルランドフレームの製造方法を示す断面図
【図６】本発明の一実施形態のターミナルランドフレーム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を示す底面図
【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ターミナルランドフレームを示す平面図
【図１１】本発明の一実施形態のターミナルランドフレームを示す断面図
【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樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図１５】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１６】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１７】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１８】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１９】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２０】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図
【図２１】従来のリードフレームを示す平面図
【図２２】従来の樹脂封止型半導体装置を示す断面図
【図２３】従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す平面図
【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 インナーリード部
５ アウターリード部
６ タイバー部
７ 半導体素子
８ 金属細線
９ 封止樹脂
１０ フレーム本体
１１ 薄厚部
１２ ランド構成体
１２ａ 底面部分
１２ｂ 上面部分
１３ 金属板
１４ ダイ部
１５ 押え金型
１６ 開口部
１７ パンチ部材
１８ 抜きダレ部
１９ せん断部
２０ 破断部
２１ ランド構成体
２２ 導電性接着剤
２３ 半導体素子
２４ 金属細線
２５ 封止樹脂
２６ フレーム本体
２７ 薄厚部
２８ ランド構成体
２９ 導電性接着剤
３０ 半導体素子
３１ 金属細線
３２ 封止樹脂
３３ 樹脂封止型半導体装置
３４ 回転ブレード
３５ 溝部
３６ 第１の溝部
３７ 第２の溝部
３８ 樹脂段差部
Claims (3)
- 金属板よりなるフレーム本体と、前記フレーム本体の領域内に配設されて、薄厚部により前記フレーム本体と接続し、かつ前記フレーム本体よりも突出して形成され、その底面の面積よりも上面の面積が大きい複数のランド構成体群とよりなり、前記ランド構成体群は前記フレーム本体から突出した方向への押圧力によってのみ、前記薄厚部が破断されて前記ランド構成体群が前記フレーム本体より分離される構成であるターミナルランドフレームを用意する工程と、前記ターミナルランドフレームの前記ランド構成体群の一部のランド構成体の突出した側に半導体素子を複数個搭載する工程と、搭載した各半導体素子と各ランド構成体とを金属細線により電気的に接続する工程と、搭載した複数の半導体素子の外囲であって、前記ターミナルランドフレームの上面側を封止樹脂により全面封止する工程と、その上面を封止樹脂で全面封止したターミナルランドフレームに対して、その上面の封止樹脂に対してブレードで切断し、前記封止樹脂に対して切断による溝部を形成する工程と、前記封止樹脂部に切断による溝部を形成した前記ターミナルランドフレームの前記フレーム本体を固定した状態で前記フレーム本体の底面側から前記ランド構成体の底面側に対して押圧力を印加し、ランド構成体群とフレーム本体とを接続している薄厚部を破断させ、前記フレーム本体から樹脂封止型半導体装置を分離する工程とを有することを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造方法。
- 上面を封止樹脂で全面封止したターミナルランドフレームに対して、その上面の封止樹脂に対してブレードで切断し、封止樹脂に対して切断による溝部を形成する工程では、封止樹脂部に対して切断による前記溝部を形成するとともに、前記溝部に連続してターミナルランドフレーム自体の上面にも切り込み的溝部を形成することを特徴とする請求項１に記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。
- 金属板よりなるフレーム本体と、前記フレーム本体の領域内に配設されて、薄厚部により前記フレーム本体と接続し、かつ前記フレーム本体よりも突出して形成され、その底面の面積よりも上面の面積が大きい複数のランド構成体群とよりなり、前記ランド構成体群は前記フレーム本体から突出した方向への押圧力によってのみ、前記薄厚部が破断されて前記ランド構成体群が前記フレーム本体より分離される構成であるターミナルランドフレームを用意する工程と、前記ターミナルランドフレームの前記ランド構成体群の一部のランド構成体の突出した側に半導体素子を複数個搭載する工程と、搭載した各半導体素子と各ランド構成体とを金属細線により電気的に接続する工程と、搭載した複数の半導体素子の外囲であって、前記ターミナルランドフレームの上面側を封止樹脂により全面封止するとともに、前記封止樹脂の表面に対して、個々の半導体素子ごとの分離領域を区切る樹脂段差部を形成する工程と、その上面を封止樹脂で全面封止したターミナルランドフレームに対して、その上面の封止樹脂の前記樹脂段差部に対してブレードで切断し、前記封止樹脂に対して切断による溝部を形成する工程と、前記封止樹脂部に切断による溝部を形成した前記ターミナルランドフレームの前記フレーム本体を固定した状態で前記フレーム本体の底面側から前記ランド構成体の底面側に対して押圧力を印加し、ランド構成体群とフレーム本体とを接続している薄厚部を破断させ、前記フレーム本体から樹脂封止型半導体装置を分離する工程とを有することを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造方法。
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