JP3928286B2 - 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、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２２は、従来のリードフレームの構成を示す平面図である。図２２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２２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２３は、図２２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２３に示すように、リードフレームのダイパッド部２上に導電性接着剤（図示せず）を介して半導体素子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２４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を導電性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２３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２４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、多ピン化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。また、従来はリードフレームは形成する樹脂封止型半導体装置の品種ごとに設計され、１つのリードフレームからは１品種の樹脂封止型半導体装置を得るに過ぎなかった。
【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た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り、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第１の半導体素子を搭載する工程と、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第２の半導体素子を搭載する工程と、搭載した第１，第２の半導体素子と前記第１，第２の半導体素子の周囲に配置したランド構成体とを電気的に接続する工程と、前記第１の半導体素子の外囲を封止樹脂により封止し、第１の樹脂封止型半導体装置を形成する工程と、前記第２の半導体素子の外囲を封止樹脂により封止し、第２の樹脂封止型半導体装置を形成する工程と、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前記第１の樹脂封止型半導体装置と第２の樹脂封止型半導体装置とをそれぞれ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】
また、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であって、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第１の半導体素子が搭載される第１のダイパッド部と、前記フレーム本体の領域内であって、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第２の半導体素子が搭載される第２のダイパッド部と、前記フレーム本体の領域内であって前記第１，第２のダイパッド部の周囲に配設されて、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た複数のランド構成体とよりなり、前記第１，第２のダイパッド部および前記ランド構成体は、前記フレーム本体から突出した方向への押圧力により、前記薄厚部が破断されて前記ランド構成体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第１のダイパッド部の突出した側に第１の半導体素子を搭載する工程と、前記ターミナルランドフレームの前記第２のダイパッド部の突出した側に第２の半導体素子を搭載する工程と、搭載した第１，第２の半導体素子と前記第１，第２の半導体素子の周囲に配置したランド構成体とを電気的に接続する工程と、前記第１の半導体素子の外囲を封止樹脂により封止し、第１の樹脂封止型半導体装置を形成する工程と、前記第２の半導体素子の外囲を封止樹脂により封止し、第２の樹脂封止型半導体装置を形成する工程と、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前記第１の樹脂封止型半導体装置と第２の樹脂封止型半導体装置とをそれぞれ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。
【００１５】
そして第１の半導体素子と第２の半導体素子とでは、機能が異なる種類の半導体素子である。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
また分離工程では、ターミナルランドフレームの底面から配置されたランド構成体やダイパッド部に対して、均一に押圧力を付加することにより、ランド構成体、ダイパッド部と封止樹脂との間に応力を与えず、封止樹脂との食い込みを良くして密着性を高めた状態を維持して信頼性よく、樹脂封止型半導体装置を分離することができるものである。
【００１９】
さらに前記のような特徴的な分離構造を有したランド構成体を有しているため、ターミナルランドフレームに対して、少なくとも第１，第２の半導体素子を搭載し、それぞれ独立して封止することにより、同一のフレーム内で第１の樹脂封止型半導体装置、第２の樹脂封止型半導体装置の少なくとも２品種の半導体装置を同一工程で効率よく製造できるものであり、効率的な製造工法を実現できるものである。
【００２０】
【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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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、突出して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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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に対し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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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り、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。
【００４６】
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剤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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
次に本発明のターミナルランドフレームの別の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００５３】
図１０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箇所の断面を示している。また基本概念は前記した実施形態のターミナルランドフレームと同様である。
【００５４】
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、ダイパッド部３４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、ダイパッド部３４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。
【００５５】
ここで本実施形態のターミナルランドフレームは、前述した図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な構成を有するものの、半導体素子を搭載するダイパッド部３４を設けたものである。
【００５６】
したがって、ランド構成体１２およびダイパッド部３４の底面部分１２ａ，３４ａ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とダイパッド部３４と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。
【００５７】
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、ダイパッド部３４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、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、ダイパッド部３４の突出量を１４０［μｍ］〜１８０［μｍ］（フレーム本体の厚みの７０［％］〜９０［％］）としている。
【００５８】
また本実施形態のターミナルランドフレームは、必要に応じてメッキ処理されたものであり、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。
【００５９】
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１０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り、従来のように個々の分離は必要なく、またタイバーを設ける必要もない。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。
【００６０】
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面配置で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。
【００６１】
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。製造方法についても前述したターミナルランドフレームの製造方法と同様であり、基本概念は前記した実施形態のターミナルランドフレームの製造方法と同様であるが、ランド構成体を形成すると同時にダイパッド部も形成するものである。
【００６２】
すなわち、打ち抜き金型のダイ部上の所定の位置に固定した金属板に対して、その上方からパンチ部材により押圧による打ち抜き加工を行い、金属板の一部をダイ部側の開口部側に突出するように押圧して、金属板の所定箇所を半切断状態にし、ランド構成体およびダイパッド部を形成する。ここで薄厚部により金属板と接続されて残存し、かつ金属板の本体部よりも突出して形成されたランド構成体とダイパッド部とを形成するものである。また、金属板のランド構成体およびダイパッド部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各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とダイパッド部と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、ダイパッド部の各上面部分の面積が、金属板側に接続したランド構成体、ダイパッド部の各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、ダイパッド部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、ダイパッド部は、それら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、ダイパッド部の各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、ダイパッド部の各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。
【００６３】
本実施形態において、金属板に対してランド構成体、ダイパッド部を形成する際、突出させるその突出量については、金属板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、ダイパッド部を形成している。したがって、突出して形成されたランド構成体、ダイパッド部は、金属板の本体に対して、極めて薄い厚みの薄厚部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、ダイパッド部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。
【００６４】
次に本実施形態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について図面を参照しながら説明する。図１２，図１３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１２は断面図であり、図１３は底面図である。なお、図１２の断面図は図１３の底面図において、Ｄ−Ｄ１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。また基本概念は前記した実施形態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構造と同様である。
【００６５】
図１２，図１３に示すように、本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、前述したような図１０，図１１に示した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、ダイパッド部３５上に銀ペースト等の導電性接着剤２２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ランド構成体２１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、ダイパッド部３５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、ダイパッド部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。
【００６６】
本実施形態では、ダイパッド部３５により半導体素子２３を支持する構造であるが、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。
【００６７】
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、ダイパッド部３５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、ダイパッド部３５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、ダイパッド部３５の上面のエッジ部は曲面を有しており、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、ダイパッド部３５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。またこの構造により、底面側で基板実装することができ、従来のようなビーム状のリードによる基板実装に比べて、実装の信頼性を向上させることができ、ＢＧＡ型半導体装置と同等以上の信頼性を有するものである。
【００６８】
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。本実施形態においても、基本概念は前記した実施形態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と同様である。図１４（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。
【００６９】
まず図１４（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とダイパッド部３６とよりなり、ランド構成体２８、ダイパッド部３６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り、薄厚部２７が破断されてランド構成体２８、ダイパッド部３６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。
【００７０】
次に図１４（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、ダイパッド部３６が突出した面側であって、ダイパッド部３６上に導電性接着剤２９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剤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、ダイパッド部３６が突出した方向に対しての押圧力、すなわちダイパッド部３６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、すなわちダイパッド部３６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、ダイパッド部３６は分離せず、安定してダイボンドできるものである。
【００７１】
次に図１４（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。
【００７２】
次に図１４（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、ダイパッド部３６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。
【００７３】
次に図１４（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およびダイパッド部３６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、ダイパッド部３６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。これはランド構成体２８、ダイパッド部３６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。
【００７４】
図１４（ｆ）に示すように、ランド構成体２８、ダイパッド部３６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３７を得ることができる。図示するように、樹脂封止型半導体装置３７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３７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。
【００７５】
次に１つのターミナルランドフレームを用いて、複数の種類の半導体素子を搭載し、別々の種類の樹脂封止型半導体装置を同時に製造する実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００７６】
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ターミナルランドフレームについて説明する。図１５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り、図１５のＥ−Ｅ１箇所の断面について、拡大した構造を図１６に示す。
【００７７】
図示するように、本実施形態で用いるターミナルランドフレームは、フレーム本体３８と、そのフレーム本体３８の領域内に配設されて、薄厚部３９によりフレーム本体３８と接続し、かつフレーム本体３８よりも突出して形成された複数のランド構成体４０とよりなり、ランド構成体４０はフレーム本体３８からそれが突出した方向への押圧力により、薄厚部３９が破断されてランド構成体４０がフレーム本体３８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である。そして本実施形態のターミナルランドフレームは、ランド構成体４０を格子状に配置し、搭載する半導体素子ごとの区画するスペースをなくしたものであり、図１に示したような個々の半導体素子を搭載するスペースを分離した構成のものとは異なり、搭載する半導体素子の品種、サイズに拘わらず任意に半導体素子を搭載して電気的に接続し、樹脂封止後に分離することにより、１つのターミナルランドフレームから複数品種の樹脂封止型半導体装置を製造することができるものである。
【００７８】
次に本実施形態のターミナルランドフレームを用いて、複数の種類の半導体素子を搭載し、別々の樹脂封止型半導体装置を同時に製造する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。
【００７９】
図１７（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図であり、工程ごとに示した断面図である。
【００８０】
まず図１７（ａ）に示すように、フレーム本体４１と、そのフレーム本体４１の領域内に配設されて、薄厚部４２によりフレーム本体４１と接続し、かつフレーム本体４１よりも上方に突出して形成された複数のランド構成体４３とよりなり、ランド構成体４３はフレーム本体４１からそれが突出した方向への押圧力により、薄厚部４２が破断されてランド構成体４３がフレーム本体４１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。
【００８１】
次に図１７（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４３が突出した面側であって、ランド構成体４３の内、半導体素子搭載用ランドとして、第１のランド構成体４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ上に導電性接着剤４４、または絶縁性ペーストにより半導体素子４５ａ，４５ｂ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剤４４の塗布、半導体素子４５ａ，４５ｂの載置、加熱処理という工程により半導体素子４５ａ，４５ｂを接合するものである。また第１の半導体素子４５ａと第２の半導体素子４５ｂとは、異なる機能を有した種類の異なる半導体素子であり、チップサイズも異なるものである。なお、ここで、ターミナルランドフレームは、ランド構成体４３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４３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４３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４５ａ，４５ｂ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４３は分離せず、安定してダイボンドできるものである。
【００８２】
次に図１７（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４５ａ，４５ｂとランド構成体の内、外部ランド電極となる第２のランド構成体４３ｅ，４３ｆ，４３ｇ，４３ｈとを金属細線４６により電気的に接続する。したがって、ランド構成体４３ｅ，４３ｆ，４３ｇ，４３ｈは上面の金属細線４６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４３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４６をランド構成体４３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４３は分離せず、安定してワイヤーボンドできるものである。
【００８３】
次に図１７（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４５ａ，４５ｂ、および電気的接続手段である金属細線４６の領域を封止樹脂４７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。ここでは第１の半導体素子４５ａと第２の半導体素子４５ｂとを分離して封止するため、封止樹脂４７の境界部分はランド構成体４３上ではなく、ランド構成体とランド構成体との間のフレーム本体４１に設定して封止する。また、ターミナルランドフレームの半導体素子４５ａ，４５ｂが搭載された面のみが封止樹脂４７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４３は突出して設けられているため、封止樹脂４７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封止樹脂４７との密着性を得ることができる。
【００８４】
次に図１７（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４７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４３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４３とターミナルランドフレームのフレーム本体４１とが分離するものである。これはランド構成体４３とフレーム本体４１とを接続している極薄の薄厚部４２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。また本実施形態では、ターミナルランドフレームのフレーム本体４１からランド構成体４３を分離して樹脂封止型半導体装置を構成する際、フレーム本体４１を固定した状態で、フレーム本体４１の領域内のランド構成体４３のうち、中央部分に配置されたランド構成体と、樹脂封止型半導体装置としての周辺部に配置されたランド構成体とを同時に突き上げて、信頼性よく分離するものであるが、すべてのランド構成体に対して押圧力を印加してもよい。ここでランド構成体に対する押圧力の印加は、ランド構成体と封止樹脂との界面に対する応力等のダメージを避けて実施する必要があり、ランド構成体に対する押圧力の印加自体が重要な工程要素を有するものである。
【００８５】
そして図１７（ｆ）に示すように、前工程の突き上げにより分離されて、１つのターミナルランドフレームを用いて、複数種類の樹脂封止型半導体装置４８ａ，４８ｂを得ることができる。図示するように、樹脂封止型半導体装置４８ａ，４８ｂは、ランド構成体４３がその底面に配列され、またランド構成体４３が封止樹脂４７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。
【００８６】
以上のように、本実施形態のターミナルランドフレームを用いることにより、１つのターミナルランドフレームを用いて、同時に複数種類の樹脂封止型半導体装置を製造することができ、搭載する半導体素子の種類、大きさに制限されることなく、効果的に樹脂封止型半導体装置を製造できるものである。これは押圧力で分離可能なランド構成体を外部端子、半導体素子支持用の部材として用いることにより、従来のリードフレームでの制約を解消した結果である。
【００８７】
次に１つのターミナルランドフレームを用いて、複数の種類の半導体素子を搭載し、別々の種類の樹脂封止型半導体装置を同時に製造する別の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００８８】
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ターミナルランドフレームについて説明する。図１８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り、図１８のＦ−Ｆ１箇所の断面について、拡大した構造を図１９に示す。
【００８９】
図示するように、本実施形態で用いるターミナルランドフレームは、フレーム本体４９と、そのフレーム本体４９の領域内に配設されて、薄厚部５０によりフレーム本体４９と接続し、かつフレーム本体４９よりも突出して形成された複数のランド構成体５１とダイパッド部５２よりなり、ランド構成体５１、ダイパッド部５２はフレーム本体４９からそれが突出した方向への押圧力により、薄厚部５０が破断されてランド構成体５１、ダイパッド部５２がフレーム本体４９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である。そして本実施形態のターミナルランドフレームは、ランド構成体５１を格子状に配置し、搭載する半導体素子ごとの区画するスペースをなくしたものである。
【００９０】
次に本発明のターミナルランドフレームを用いて、複数の種類の半導体素子を搭載し、別々の樹脂封止型半導体装置を同時に製造する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。
【００９１】
図２０（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図であり、工程ごとに示した断面図である。
【００９２】
まず図２０（ａ）に示すように、フレーム本体５３と、そのフレーム本体５３の領域内に配設されて、薄厚部５４によりフレーム本体５３と接続し、かつフレーム本体５３よりも上方に突出して形成された複数のランド構成体５５とダイパッド部５６とよりなり、ランド構成体５５、ダイパッド部５６はフレーム本体５３からそれが突出した方向への押圧力により、薄厚部５４が破断されてランド構成体５５、ダイパッド部５６がフレーム本体５３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。
【００９３】
次に図２０（ｂ）に示すように、ターミナルランドフレームのダイパッド部５６ａ，５６ｂの突出した面上に導電性接着剤５７、または絶縁性ペーストにより半導体素子５８ａ，５８ｂをそれぞれ載置、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剤５７の塗布、半導体素子５８ａ，５８ｂの載置、加熱処理という工程により半導体素子５８ａ，５８ｂを接合するものである。また第１の半導体素子５８ａと第２の半導体素子５８ｂとは、異なる機能を有した種類の異なる半導体素子であり、チップサイズも異なるものである。なお、ここで、ターミナルランドフレームは、ランド構成体５５、ダイパッド部５６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５５、ダイパッド部５６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５５、ダイパッド部５６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５８ａ，５８ｂ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、ダイパッド部５６は分離せず、安定してダイボンドできるものである。
【００９４】
次に図２０（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５８ａ，５８ｂとランド構成体５５とを金属細線５９により電気的に接続する。したがって、ランド構成体５５は上面の金属細線５９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５５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５９をランド構成体５５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５５は分離せず、安定してワイヤーボンドできるものである。
【００９５】
次に図２０（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５８ａ，５８ｂ、および電気的接続手段である金属細線５９の領域を封止樹脂６０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。ここでは第１の半導体素子５８ａと第２の半導体素子５８ｂとを分離して封止するため、封止樹脂６０の境界部分はランド構成体５５上ではなく、ランド構成体とランド構成体との間のフレーム本体５３に設定して封止する。また、ターミナルランドフレームの半導体素子５８ａ，５８ｂが搭載された面のみが封止樹脂６０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５５、ダイパッド部５６は突出して設けられているため、封止樹脂６０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封止樹脂６０との密着性を得ることができる。
【００９６】
次に図２０（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６０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５５、ダイパッド部５６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５５、ダイパッド部５６とターミナルランドフレームのフレーム本体５３とが分離するものである。これはランド構成体５５、ダイパッド部５６とフレーム本体５３とを接続している極薄の薄厚部５４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。
【００９７】
図２０（ｆ）に示すように、前工程の突き上げにより分離されて、１つのターミナルランドフレームを用いて、複数種類の樹脂封止型半導体装置６１ａ，６１ｂを得ることができる。図示するように、樹脂封止型半導体装置６１ａ，６１ｂは、ランド構成体５５、ダイパッド部５６がその底面に配列され、またランド構成体５５、ダイパッド部５６が封止樹脂６０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。
【００９８】
本実施形態において、ダイパッド部の大きさを共用の大きさとして形成したターミナルランドフレームを用いることにより、１つのターミナルランドフレームを用いて、複数種類の樹脂封止型半導体装置を同時に形成することができるものである。
【００９９】
図２１に１つのターミナルランドフレームを用いて、複数種類の樹脂封止型半導体装置を同時に形成する実施形態を示す。図２１は図１５に示したターミナルランドフレームを用いて２種類の半導体素子を搭載した状態を示す平面図である。
【０１００】
図示するように、ターミナルランドフレームのランド構成体のうち、半導体素子搭載用のランド構成体６２ａ上に第１の半導体素子６３ａが搭載され、外部電極となるランド構成体６４と金属細線６５により電気的に接続され、また半導体素子搭載用のランド構成体６２ｂ上に第２の半導体素子６３ｂが搭載され、外部電極となるランド構成体６４と金属細線６５により電気的に接続され、そしてターミナルランドフレームの上面は封止樹脂６６により封止されて樹脂封止型半導体装置を構成するものである。本実施形態では、第１の半導体素子６３ａと第２の半導体素子６３ｂとを横方向に交互に配列して、１つのターミナルランドフレーム中に２種類の異なった半導体素子を搭載して、同時に製造する例を示している。勿論、分離の際は、半導体素子ごとにターミナルランドフレームの裏面側から、ランド構成体に対して押圧力を印加して分離することができるので、第１の半導体素子と第２の半導体素子との混同を避けることができるものである。
【０１０１】
また、本実施形態では、１つのターミナルランドフレーム中に第１，第２の半導体素子６３ａ，６３ｂの２種類の半導体素子を搭載し、樹脂封止型半導体装置を製造する例を示したが、２種類でなくとも、３種類以上の複数種類の製造も可能である。また、ターミナルランドフレーム中のランド構成体の大きさやランドの配置個数を半導体素子のチップサイズに応じて設定し、小型の半導体素子用、中型の半導体素子用、大型の半導体素子用のターミナルランドフレームを用意し、それぞれのターミナルランドフレームを用いて複数種類の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ことにより、半導体素子としての機能が異なり、種類が異なった半導体素子でも、チップサイズが同等であれば、その半導体素子どうしを同一のターミナルランドフレームで同時に製造することができるので、製造効率を向上させることができる。
【０１０２】
なお図中において、破線で囲んだランド構成体が半導体素子搭載用のランド構成体６２（６２ａ，６２ｂ）であり、また一点鎖線で囲んだ領域は、封止樹脂６６で封止する領域である。
【０１０３】
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。
【０１０４】
また本実施形態では、ターミナルランドフレームを用いることにより、従来のように半導体素子の品種の違いによるリードフレームの設計上の規制を低減し、１つのターミナルランドフレームを用いて、複数種類の樹脂封止型半導体装置を同時に形成することができるものである。また従来はリードフレームを用いていたため、種々の制約があり、また樹脂封止型半導体装置を形成後はリードカット工程、ベンド工程があったため、設備上の制約もあったが、本実施形態では押圧力によって分離可能なランド構成体、ダイパッド部を有したターミナルランドフレームであるため、従来の制約を解消できる。
【０１０５】
さらに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の強めた画期的な技術を提供できるものである。
【０１０６】
【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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
また本発明においては、ターミナルランドフレームの底面からその中央部に配置されたランド構成体やダイパッド部と、周辺部に配置されたランド構成体とに対して、均一にかつ同時に押圧力を付加することにより、底面に高密度配置のランド電極を有した小型、薄型の樹脂封止型半導体装置を信頼性よく分離することができる。また、全てのランド構成体やダイパッド部に対して押圧力を均等にかつ同時に印加することで、ランド構成体、ダイパッド部と封止樹脂との間に応力を与えず、封止樹脂との食い込みを良くして密着性を高め、信頼性よく、樹脂封止型半導体装置を分離することができるものである。
【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を示す底面図
【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ターミナルランドフレームを示す平面図
【図１６】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ターミナルランドフレームを示す平面図
【図１９】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断面図
【図２１】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平面図
【図２２】従来のリードフレームを示す平面図
【図２３】従来の樹脂封止型半導体装置を示す断面図
【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
３３，３７ 樹脂封止型半導体装置
３４，３５，３６ ダイパッド部
３８ フレーム本体
３９ 薄厚部
４０ ランド構成体
４１ フレーム本体
４２ 薄厚部
４３ ランド構成体
４４ 導電性接着剤
４５ 半導体素子
４６ 金属細線
４７ 封止樹脂
４８ 樹脂封止型半導体装置
４９ フレーム本体
５０ 薄厚部
５１ ランド構成体
５２ ダイパッド部
５３ フレーム本体
５４ 薄厚部
５５ ランド構成体
５６ ダイパッド部
５７ 導電性接着剤
５８ 半導体素子
５９ 金属細線
６０ 封止樹脂
６１ 樹脂封止型半導体装置
６２ ランド構成体
６３ 半導体素子
６４ ランド構成体
６５ 金属細線
６６ 封止樹脂[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a terminal land frame, which is a frame having a land body as an external terminal, instead of a conventional lead frame having a beam-shaped lead. The present invention relates to a method for manufacturing a 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. 22 is a plan view showing a configuration of a conventional lead frame. As shown in FIG. 22, the conventional lead frame includes a frame frame 1, a rectangular die pad portion 2 on which a semiconductor element is placed in the frame frame 1, and a suspension lead portion 3 that supports the die pad portion 2. When the semiconductor element is mounted, the beam-shaped inner lead portion 4 that is electrically connected to the mounted semiconductor element by a connecting means such as a thin metal wire, and the inner lead portion 4 are provided continuously. The outer lead portion 5 for connection with the terminal and the tie bar portion 6 that connects and fixes the outer lead portions 5 and serves as a resin stopper at the time of resin sealing are configured.
[0005]
Note that the lead frame is not a single pattern having the configuration shown in FIG.
[0006]
Next, a conventional resin-encapsulated semiconductor device will be described. FIG. 23 is a cross-sectional view showing a resin-encapsulated semiconductor device using the lead frame shown in FIG.
[0007]
As shown in FIG. 23, a semiconductor element 7 is mounted on a die pad part 2 of a lead frame via a conductive adhesive (not shown), and the semiconductor element 7 and the inner lead part 4 are electrically connected by a thin metal wire 8. Connected. The outer periphery of the semiconductor element 7 and the inner lead portion 4 on the die pad portion 2 is sealed with a sealing resin 9. Outer lead portions 5 are provided so as to protrude from the side surfaces of the sealing resin 9, and the tip portions are bent.
[0008]
As shown in FIG. 24, a conventional method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device is obtained by bonding a semiconductor element 7 on a die pad portion 2 of a lead frame with a conductive adhesive (die bonding step), and then connecting the semiconductor element 7 and an inner layer. The tip part of the lead part 4 is connected by a fine metal wire 8 (wire bonding process). Thereafter, the outer periphery of the semiconductor element 7 is sealed, and the sealing region is sealed with a sealing resin 9 in the region surrounded by the tie bar portion 6 of the lead frame, and the outer lead portion 5 is projected to the outside. Sealing (resin sealing step). Then, the boundary portion of the sealing resin 9 is cut by the tie bar portion 6, each outer lead portion 5 is separated, the frame frame 1 is removed, and the tip portion of the outer lead portion 5 is bent (tie bar cut / bend). Step), a resin-encapsulated semiconductor device having the structure shown in FIG. 23 can be manufactured. Here, in FIG. 24, a region indicated by a broken line is a region sealed with the sealing resin 9.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional lead frame, when the semiconductor element is highly integrated and has multiple pins, there is a limit to the formation of the width of the inner lead part (outer lead part). Since the number of lead parts (outer lead parts) increases, the lead frame itself becomes large, and as a result, the resin-sealed semiconductor device also becomes large, and the desired small and thin resin-sealed semiconductor device cannot be realized. There was a problem. 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. Conventionally, lead frames are designed for each type of resin-encapsulated semiconductor device to be formed, and only one type of resin-encapsulated semiconductor device is obtained from one lead frame.
[0010]
Recently, as a surface mount type semiconductor device, a semiconductor element is mounted on a carrier (wiring board) provided with an external electrode on the bottom surface, electrically connected, and then the top surface of the carrier is resin-sealed. There are semiconductor devices of the ball grid array (BGA) type and the land grid array (LGA) type. 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 conventional resin-encapsulated semiconductor devices, external leads made of outer lead portions are provided on the side surfaces of the encapsulating resin, and the external leads and substrate electrodes are joined and mounted. Compared to the LGA type semiconductor device, 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 resin-encapsulated semiconductor device using a frame-type package material that can cope with the above-described conventional problems and future trends of semiconductor devices. It is intended to be configured using. The idea was changed from the conventional lead frame, and instead of the beam-like “lead”, a terminal land frame that focuses on the formation of “lands” as external electrodes in the form of a frame and resin using the terminal land frame A sealed semiconductor device and a manufacturing method thereof are provided. Furthermore, the present invention eliminates the lead cut process and the lead bend process as in the prior art, and can easily obtain a resin-encapsulated semiconductor device, and can manufacture the resin-encapsulated semiconductor device at low cost.
[0013]
[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 frame main body made of a metal plate, and a frame body disposed in a region of the frame main body by a thin portion. And a plurality of land structure groups formed so as to protrude from the frame body, and the thin structure portion is broken by the pressing force in the direction protruding from the frame body. A step of preparing a terminal land frame having a structure in which the land structure group is separated from the frame body; and a first land structure on a protruding side of a part of the land structure group of the land structure group of the terminal land frame. And mounting a second semiconductor element on the protruding side of a part of the land structure of the land structure group of the terminal land frame. A step of mounting, a step of electrically connecting the mounted first and second semiconductor elements and a land structure disposed around the first and second semiconductor elements, and a step of Sealing the outer periphery with a sealing resin to form a first resin-encapsulated semiconductor device; sealing the outer periphery of the second semiconductor element with a sealing resin; Forming a type semiconductor device, and applying a pressing force from the bottom surface side of the frame body to the bottom surface side of the land structure in a state where the frame body of the terminal land frame is fixed, Resin sealing having a step of breaking a thin portion connecting the frame main body and separating the first resin-encapsulated semiconductor device and the second resin-encapsulated semiconductor device from the frame main body, respectively. Type semiconductor device manufacturing method
[0014]
Also, a frame main body made of a metal plate and a first semiconductor element mounted in the region of the frame main body, connected to the frame main body by a thin portion and projecting from the frame main body. 1 die pad portion and a second die pad portion that is in the region of the frame main body, is connected to the frame main body by a thin portion, and protrudes from the frame main body to be mounted with a second semiconductor element. And a plurality of the first and second die pad portions disposed in the region of the frame main body, connected to the frame main body by a thin portion, and protruding from the frame main body. The first and second die pad portions and the land structure are formed by the pressing force in the direction protruding from the frame body. A step of preparing a terminal land frame having a structure in which the land structure is separated from the frame main body, and a first semiconductor element on the protruding side of the first die pad portion of the terminal land frame Mounting a second semiconductor element on the protruding side of the second die pad portion of the terminal land frame, and mounting the first and second semiconductor elements and the first and second semiconductor elements. Forming a first resin-encapsulated semiconductor device by electrically connecting a land structure disposed around the semiconductor element and enclosing the first semiconductor element with a sealing resin A step of sealing the outer periphery of the second semiconductor element with a sealing resin to form a second resin-encapsulated semiconductor device, and the frame body of the terminal land frame. Applying a pressing force from the bottom surface side of the frame body to the bottom surface side of the land structure body in a fixed state, breaking the thin portion connecting the land structure body group and the frame body, from the frame body A method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device, comprising the steps of separating the first resin-encapsulated semiconductor device and the second resin-encapsulated semiconductor device, respectively.
[0015]
The first semiconductor element and the second semiconductor element are different types of semiconductor elements.
[0016]
As described above, the terminal land frame of the present invention is provided with a land structure that serves as an external electrode when a resin-encapsulated semiconductor device is configured, and the land structure has a unidirectional pressing force. For example, it can be separated from the frame main body by breaking the thin portion that is the part connecting the land structure and the frame main body with a push-up force, thus eliminating the lead cut process and the lead bend process. In addition, a resin-encapsulated semiconductor device can be obtained. This is relatively simple in that the process itself separates the resin-encapsulated semiconductor device from the frame by a push-up process, compared to the lead cut process and lead bend process in the conventional lead frame that require relatively high accuracy. Since this is a process and no defects, destruction, deformation, etc. occur, a resin-encapsulated semiconductor device can be easily obtained.
[0017]
Moreover, by using the terminal land frame of the present invention, in the method for manufacturing the resin-encapsulated semiconductor device of the present invention, after mounting the semiconductor element and encapsulating the resin, The land electrode electrically connected to the semiconductor element can be arranged on the bottom surface portion of the resin-encapsulated semiconductor device only by removing the frame itself by pushing up. In addition, when manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device using the terminal land frame of the present invention, it is possible to prevent resin burrs from entering the land bottom portion during resin encapsulation, and in addition, as an external electrode of the land electrode. The standoff can be secured.
[0018]
In the separation process, stress is applied between the land structure, the die pad portion and the sealing resin by uniformly applying a pressing force to the land structure and the die pad portion arranged from the bottom surface of the terminal land frame. Without being applied, the resin-encapsulated semiconductor device can be separated with high reliability while maintaining a state in which the encroachment with the encapsulating resin is improved and the adhesion is improved.
[0019]
Further, since the land structure having the characteristic separation structure as described above is provided, at least the first and second semiconductor elements are mounted on the terminal land frame and sealed independently of each other. Accordingly, at least two types of semiconductor devices, that is, the first resin-encapsulated semiconductor device and the second resin-encapsulated semiconductor device can be efficiently manufactured in the same process in the same frame. The method can be realized.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a terminal land frame, a manufacturing method thereof, a resin-encapsulated semiconductor device, and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0021]
FIG. 1 is a plan view showing a terminal land frame of the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a terminal land frame according to the present embodiment, and shows a cross section taken along line A-A1 in FIG. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the land component portion in FIG.
[0022]
As shown in the figure, the terminal land frame of the present embodiment has a frame main body 10 made of a metal plate used for a normal lead frame such as a copper material or 42-alloy, and a lattice shape in the region of the frame main body 10. And a plurality of land structures 12 that are connected to the frame main body 10 by the thin portion 11 and project from the frame main body 10. That is, the frame main body 10, the land constituting body 12, and the thin portion 11 are integrally formed from the same metal plate. The land structure 12 has a structure in which the thin portion 11 is broken and the land structure 12 is separated from the frame body 10 by a pressing force in a direction protruding from the frame body 10. The land structure 12 may be arranged in a lattice pattern such as a staggered lattice pattern, a grid pattern in a grid pattern, or randomly arranged in a plane, but an arrangement suitable for connection with a semiconductor element to be mounted by a thin metal wire is adopted. .
[0023]
As shown in FIG. 3, by applying a pressing force in the protruding direction to the bottom surface portion 12 a of the land structure body 12, the thin portion 11 is broken at the broken line portion. The land structure 12 is separated. Here, the thin portion 11 is a “joint portion” formed by a half-cutting means for punching the frame main body 10 itself, and a portion of the frame main body 10 where a land component is to be formed is punched using a punch member. It is processed, and is not completely punched, but is stopped halfway, preferably about half, and the part punched halfway protrudes from the frame body 10, and the protruding part constitutes the land constituting body 12 and the frame body 10 The connecting portion that is connected without being cut constitutes the thin portion 11. Therefore, the thin portion 11 is extremely thin, and has a thickness at which the thin portion 11 is broken to the extent that a pressing force in the protruding direction is applied to the bottom surface portion 12 a of the land structure 12.
[0024]
Further, the land structure 12 formed so as to protrude from the frame body 10 has a protrusion amount that is more than a majority of the thickness of the frame body 10 itself, and the land structure 12 protrudes from the frame body 10. Due to the pressing force in the above direction, the thin portion 11 is broken and the land structure 12 is separated from the frame body 10. For example, in the present embodiment, the thickness of the terminal land frame itself, that is, the thickness of the frame body 10 is 200 [μm], and the protruding amount of the land structure 12 is 140 [μm] to 180 [μm] (the thickness of the frame body 10 is 70 [%] to 90 [%]). The thickness of the frame main body is not limited to 200 [μm], and may be a 400 [μm] thick frame as necessary. Further, regarding the protrusion amount of the land structure 12, in the embodiment, the protrusion amount is 70 [%] to 90 [%] of the frame main body thickness of more than half, but the protrusion amount may be less than half, and the thin portion 11. The protrusion amount can be set within a range where the portion is broken.
[0025]
The terminal land frame of the present embodiment has a surface plated, and is appropriately plated by laminating metals such as nickel (Ni), palladium (Pd), and gold (Au) as necessary. It is what has been. The plating process may be performed after the land structure 12 is formed, or may be performed before the land structure is formed on the metal plate. Further, the surface roughness of the terminal land frame is extremely flat and is 0.1 [μm] or less, which affects the peelability from the sealing resin. It is necessary to avoid unnecessary irregularities.
[0026]
Moreover, in the terminal land frame of this embodiment, the protruding upper surface portion of the land structure 12 forms a mushroom shape in which the protruding upper surface shape is flat by press forming called coining. Due to the shape by this coining, when the semiconductor element is mounted on the terminal land frame and resin-sealed, the biting of the sealing resin to the land structure is improved, and the adhesion with the sealing resin is improved. Even with single-sided sealing, the reliability of resin sealing can be obtained. Further, the shape is not limited to a flat top mushroom shape, and may be any flat top shape having an anchoring action with a sealing resin such as a key.
[0027]
In the terminal land frame of the present embodiment, the die pad portion, which is a member on which the semiconductor element is mounted, is not provided. However, a part of the land configuration body 12 provided in the region of the frame body 10 is partially configured. The body can be used as a die pad portion to form a land structure for supporting a semiconductor element. As a result, even if there is a difference in the size of the semiconductor element mounted on the terminal land frame due to the difference in product type, a part of the group of the land structures 12 is appropriately used as the supporting land structure. By using the other land structure 12 as a land structure for electrical connection with the semiconductor element on which it is mounted, the terminal land frame can be shared, and a plurality of sizes can be obtained in one frame. A resin-encapsulated semiconductor device can be obtained by mounting different semiconductor elements.
[0028]
In addition, the number of the land structures 12 can be set as appropriate depending on the number of pins of the semiconductor element to be mounted. And as shown in FIG. 1, although the land structure 12 is formed in the area | region of the frame main body 10, it can form continuously in right and left and up and down. The land structure 12 has a circular shape, but may have a square shape or a rectangular shape. The size may be the same in the terminal land frame, or a resin-encapsulated semiconductor device is formed as a land electrode. In this case, the land structure 12 positioned in the peripheral portion may be enlarged in order to relieve stress when mounting on the board. In the present embodiment, the size of the upper surface of the land structure 12 may be any size that allows bonding when a semiconductor element is mounted and connected by a thin metal wire such as a gold wire as an electrical connection means. [Μm] The size is not less than φ.
[0029]
Further, the terminal land frame shown in the present embodiment does not have an inner lead portion, an outer lead portion, a die pad portion and the like as in the prior art, but has a land structure body 12 as a land electrode. When a resin-encapsulated semiconductor device is configured using this terminal land frame by arranging it in a lattice or zigzag pattern on the surface on which semiconductor elements are mounted, a resin-encapsulated semiconductor having land electrodes on the bottom surface An apparatus can be realized. Further, since the configuration that becomes an electrode as in the prior art is not the beam-shaped lead configuration but the land configuration body 12, they can be arranged in a planar shape, and the degree of freedom in the arrangement of the land configuration body 12 is improved. It is possible to cope with the increase in the number of pins. Of course, the arrangement of the land structures 12 is set according to the number of pins of the semiconductor element to be mounted, and a series of arrangements as in the prior art may be used.
[0030]
Next, the manufacturing method of the terminal land frame of this embodiment is demonstrated.
[0031]
4 and 5 are cross-sectional views showing a method for manufacturing a terminal land frame, and are cross-sectional views showing a land component part.
[0032]
First, as shown in FIG. 4, the metal plate 13 that is the frame body of the terminal land frame is placed on the die portion 14 of the punching die, and is pressed by the presser die 15 from above the metal plate 13. Here, in FIG. 4, the die portion 14 is provided with an opening 16 for punching. A punch member 17 is provided above the metal plate 13. When the metal plate 13 is pressed and punched by the punch member 17, the pressed portion of the metal plate 13 is formed in the opening 16. It has a structure that can be punched out.
[0033]
Next, as shown in FIG. 5, the metal plate 13 fixed at a predetermined position on the die portion 14 is punched by pressing with a punch member 17 from above, and a part of the metal plate 13 is die-cut. By pressing so as to protrude toward the opening 16 on the 14 side, a predetermined portion of the metal plate 13 is made into a semi-cut state, and the land structure 12 is formed. Here, the land structure 12 that remains connected to the metal plate 13 by the thin portion 11 and protrudes from the main body of the metal plate 13 is formed.
[0034]
In the present embodiment, when a part of the metal plate 13 is punched by the punch member 17, the punch member 17 is not completely punched, and the pressing of the punch member 17 is stopped halfway, thereby forming a half-cut state. The pressed portion is connected to the main body of the metal plate 13 without being separated, and is left. Further, the contact area of the punch member 17 that contacts the portion of the metal plate 13 that forms the land structure 12 is smaller than the opening area of the opening 16 provided in the die portion 14. In the step of forming the land structure 12 protruding from the metal plate 13 by pressing a part, the area of the upper surface portion 12b of the land structure 12 protruding from the metal plate 13 is connected to the metal plate 13 side. The edge part of the upper surface on the projecting side of the land structure 12 is larger than the area of the bottom surface portion 12a of the body 12, and forms a land structure 12 having a curved surface due to punching. With this structure, the formed land structure 12 is easily separated by the pressing force in the direction in which it protrudes, that is, the pressing force from the bottom surface portion 12a side of the land structure 12. Moreover, it does not isolate | separate by the direction which it protruded, ie, the pressing force from the upper surface part 12b of the land structure 12, It becomes a structure isolate | separated only to the pressing force from one direction.
[0035]
Moreover, you may make it comprise the mushroom shape in which the upper surface shape which the upper surface protruded performs press molding called coining with respect to the upper surface part which the land structure 12 protruded. With this coining shape, when a semiconductor element is mounted on the terminal land frame and sealed with resin, the sealing resin bites into the land structure, and an anchor effect is obtained. Adhesion is further improved, and the reliability of resin sealing can be obtained even with single-side sealing.
[0036]
In this embodiment, when forming the land structure 12 with respect to the metal plate 13, about the protrusion amount which makes a part of metal plate 13 protrude, it is more than the majority of the thickness of the metal plate 13 itself. The land structure 12 projecting from 140 [μm] to 180 [μm] (70 [%] to 90 [%] of the thickness of the metal plate itself) with respect to the thickness of the metal plate 13 of 200 [μm] is formed. ing. Therefore, the land structure 12 formed to protrude is connected to the main body of the metal plate 13 by the thin portion 11 having a very thin thickness. In the present embodiment, the thickness of the thin portion 11 is 20 [μm] to 60 [μm] (10 [%] to 30 [%] of the thickness of the metal plate itself), and the land structure 12 itself protrudes. It is easily separated by the pressing force with respect to the direction. The thickness of the frame main body is not limited to 200 [μm], and may be a 400 [μm] thick frame as necessary. Moreover, regarding the protrusion amount of the land structure 12, the protrusion amount is a majority or more in the embodiment, but the protrusion amount may be less than half, and the protrusion amount can be set within a range where the thin portion 11 is broken. It is.
[0037]
Here, the half cutting at the time of forming the land structure 12 of this embodiment is demonstrated. FIG. 6 is a structural diagram of the land component 12, the metal plate 13, and the thin portion 11 when the metal plate 13 is pressed to form a semi-cut state.
[0038]
As shown in FIG. 6, when the land structure 12 was formed on the metal plate 13, the land structure 12 portion of the metal plate 13 was generated by punching by the punch member 17 shown in FIGS. Breakage that becomes a fracture surface when the land component 12 is easily separated by the pressing force in the direction in which the punching member 18, the shearing portion 19 sheared by the punch member, and the land component 12 itself protrude. Part 20. The land structure 12 is formed in the order of the punched portion 18, the sheared portion 19, and the fractured portion 20 when punched by the punch member 17. The portion that becomes the fracture portion 20 is the thin portion 11, and is shown as having a considerable thickness in the drawing because it is shown as a model, but it is substantially extremely thin. . In the punching process of the metal plate 13, the ideal state is A: B = 1: 1, and when the punch member 17 punches the metal plate 13 and punches half the thickness of the metal plate 13. The punch member 17 is stopped and punching is completed. The conditions are set as appropriate.
[0039]
In the punching process, the length of the shearing portion 19 and the breaking portion 20 can be manipulated by changing the clearance value. When the clearance is reduced, the shearing portion 19 can be made larger than the breaking portion 20. On the contrary, when the clearance is increased, the shearing portion 19 can be made smaller than the fracture portion 20. Accordingly, by setting the clearance to zero and keeping the length of the fractured portion 20 short, the timing of completion of extraction of the metal plate 13 is delayed, so that the extraction is not completed even if the punch member enters more than 1/2 of the metal plate 13. It can be made. Here, the clearance indicates the amount of a gap formed by the difference between the size of the punch member 17 and the size of the opening 16 of the die portion 14.
[0040]
Next, an embodiment of the resin-encapsulated semiconductor device of the present invention will be described with reference to the drawings. 7 and 8 are views showing the resin-encapsulated semiconductor device of this embodiment, FIG. 7 is a sectional view, and FIG. 8 is a bottom view. The cross-sectional view of FIG. 7 is a view showing a cross section of B-B1 in the bottom view of FIG. 8, and the plan view showing the resin-encapsulated semiconductor device of this embodiment shows a so-called rectangular shape. It is only and is omitted.
[0041]
As shown in FIGS. 7 and 8, the resin-encapsulated semiconductor device of this embodiment is a semiconductor device in which a semiconductor element is mounted on the terminal land frame as described above. A semiconductor element 23 mounted on and bonded to one land component 21a, 21b by a conductive adhesive 22 such as silver paste or an insulating paste, and a semiconductor element 23 and a metal. A second land component 21c, 21d, 21e, 21f electrically connected by a thin wire 24; and a sealing resin 25 that seals the outer periphery of the semiconductor element 23 by protruding the bottom surface of each land component 21. A resin-encapsulated semiconductor device. And in this embodiment, the protrusion amount from the sealing resin 25 of the land structure 21 is an amount obtained by subtracting the amount of the land structure 21 protruding from the frame body from the thickness of the terminal land frame body used. It has a stand-off at the time of board mounting.
[0042]
In the present embodiment, a part of the land structure 21 is used as a die pad portion that supports the semiconductor element 23, the other land structure 21 is used as an electrode, and a land grid array is used in the bottom surface arrangement. It is what constitutes. And according to the magnitude | size of the semiconductor element to mount and the number of pins, the land structure 21 for a semiconductor element support can be set suitably. Further, unlike a resin-encapsulated semiconductor device using a conventional lead frame, the area of the land structure 21 only needs to be large enough to allow wire bonding of 100 [μm] or more, and the height is 140 [μm]. ] To 180 [μm], so that a high-density electrode arrangement is possible, and a small and thin 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 500 [[mm] of 1 [mm] or less. An extremely thin resin-encapsulated semiconductor device of about [μm] can be realized.
[0043]
Further, in the resin-encapsulated semiconductor device of this embodiment, the area of the upper surface of the land structure 21 on the side sealed with the sealing resin 25 is exposed from the sealing resin 25 and the land structure 21 on the protruding side is The edge part of the upper surface of the land structure 21 on the sealed side is larger than the area of the bottom surface and has a curved surface, and the land structure 21 has a substantially inverted trapezoidal cross-sectional shape. . With this structure, the biting between the sealing resin 25 and the land structure 21 can be improved, the adhesion can be improved, and the connection reliability at the time of board mounting can be obtained. By setting the terminal land frame itself to be thick, the biting area between the land structure 21 and the sealing resin 25 is expanded and the anchor effect is increased, so that further improvement in reliability can be achieved.
[0044]
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. 9A to 9F are cross-sectional views for each process showing the method for manufacturing the resin-encapsulated semiconductor device of this embodiment.
[0045]
First, as shown in FIG. 9A, the frame body 26 is disposed in the region of the frame body 26, connected to the frame body 26 by the thin portion 27, and protruded from the frame body 26. The land structure 28 is separated from the frame body 26 by the pressing of the land structure 28 in the direction in which the land structure 28 protrudes from the frame body 26 and the thin portion 27 is broken. A terminal land frame having a configuration is prepared.
[0046]
Next, as shown in FIG. 9 (b), the land structure 28 of the terminal land frame is on the side where the land structure 28 protrudes, and is electrically conductive on the predetermined first land structures 28a and 28b. The semiconductor element 30 is placed and bonded by the conductive adhesive 29 or the insulating paste. This process is a process corresponding to a die bonding process in the assembly process of the semiconductor device, and the semiconductor element 30 is bonded by applying the conductive adhesive 29 to the terminal land frame, placing the semiconductor element 30, and heat treatment. . Here, the terminal land frame is easily separated by the pressing force in the direction in which the land structure 28 protrudes, that is, the pressing force from the bottom surface portion side of the land structure 28. Since the structure is such that it is not separated by the pressing direction from the protruding direction, that is, the pressing force from the upper surface portion of the land structure 28, and is only separated from the pressing force from one direction, the semiconductor element 30 is mounted on the frame when mounted. Even if the downward pressing force is applied, the land structure 28 is not separated and can be stably die-bonded.
[0047]
Next, as shown in FIG. 9C, the semiconductor element 30 bonded on the terminal land frame and the second land constituent bodies 28c, 28d, 28e, and 28f that serve as external land electrodes among the land constituent bodies 28 are provided. Electrical connection is made by the fine metal wire 31. Therefore, the land structure 28 has an area of the surface to which the fine metal wires 31 on the upper surface are connected being 100 [μm] or more. Also in this process, since the land structure 28 has a structure that only separates the pressing force from one direction, when the metal thin wire 31 is connected to the upper surface of the land structure 28, the pressing force acts downward. However, the land structure 28 is not separated and can be stably wire-bonded.
[0048]
Next, as shown in FIG. 9D, the region of the semiconductor element 30 bonded on the terminal land frame and the metal thin wire 31 that is an electrical connection means are sealed with a sealing resin 32. Usually, one-side sealing is performed by transfer molding using upper and lower sealing molds. Here, only the surface of the terminal land frame on which the semiconductor element 30 is mounted is sealed with the sealing resin 32, and has a single-side sealing structure. Since each land component 28 is provided so as to protrude, even if the sealing resin 32 bites against the step structure, even if it is a single-sided sealing structure, the adhesion between the terminal land frame and the sealing resin 32 is improved. Can be obtained.
[0049]
Next, as shown in FIG. 9E, the terminal land frame is fixed in a state where the terminal land frame is fixed, for example, in a state where the end of the terminal land frame is fixed and the region sealed with the sealing resin 32 is free. A pressing force is applied to the bottom surface of the land structure 28 from below. In this case, the land component 28 and the frame body 26 of the terminal land frame are separated by fixing the end of the terminal land frame and applying a pressing force by pushing it up from below. The ultrathin thin portion 27 connecting the land structure 28 and the frame main body 26 is separated by being broken by a pressing force by pushing up. Further, when pushing up, only a part of the land structure 28 positioned below the semiconductor element 30 near the center, for example, may be pushed up, or the land structure 28 in the peripheral part may be pushed up, or all of the land structures 28 may be pushed up. The land structure 28 may be pushed up. However, the land structure 28 is pushed up in a range in which the land structure 28 is not peeled off from the sealing resin 32 by partial pushing up. Further, it is only necessary that the land structure 28 can be separated by means other than pushing up. For example, the frame main body 26 can be separated by twisting, but the reliability is taken into consideration.
[0050]
As shown in FIG. 9 (f), the ultrathin thin portion 27 connecting the land structure 28 and the frame main body is separated by being broken by the pressing force by pushing up, and the resin-encapsulated semiconductor device 33 can be obtained. Here, the separation between the sealing resin 32 and the frame main body is that the adhesion between the sealing resin and the region other than the portion of the frame main body where the land structural body 28 is formed is weak, and the land structural body 28 is separated. Thus, the resin-encapsulated semiconductor device can be taken out. The land structure 28 portion is formed in the sealing resin 32 without being peeled off because the uneven shape bites into the sealing resin 32. As shown in the drawing, the resin-encapsulated semiconductor device 33 has a land structure 28 arranged on the bottom surface thereof, and the land structure body 28 is provided so as to protrude from the bottom surface of the sealing resin 32. Is formed. Here, the protruding amount of the land structure 28 of the resin-encapsulated semiconductor device 33 is an amount obtained by subtracting the protruding amount of the land structure 28 from the thickness of the frame body, and the stand as an external land electrode of the land structure 28. An off is formed. In the present embodiment, the land structure 28 protrudes from 140 [μm] to 180 [μm] (70 [%] to 90 [%] of the thickness of the frame main body) with respect to the frame main body having a thickness of 200 [μm]. Therefore, the amount of the standoff height is 20 [μm] to 60 [μm] (10 [%] to 30 [%] of the thickness of the frame main body), and the land electrode having the standoff when mounted on the board Can be obtained.
[0051]
In addition, as a method of separating the resin-encapsulated semiconductor device from the frame body, in addition to the above-described push-up method with respect to the land structure 28 portion, the frame body itself can be separated by peeling, Considering the reliability of the separation method, the separation method is adopted.
[0052]
Next, another embodiment of the terminal land frame of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0053]
FIG. 10 is a plan view showing the terminal land frame of the present embodiment. FIG. 11 is a cross-sectional view showing the terminal land frame of the present embodiment, and shows a cross-section at C-C1 in FIG. The basic concept is the same as that of the terminal land frame of the above-described embodiment.
[0054]
As shown in the figure, the terminal land frame of the present embodiment is arranged in a frame main body 10 made of a copper plate or a metal plate used for an ordinary lead frame such as 42-alloy, and in the region of the frame main body 10. The plurality of land constituents 12 connected to the frame main body 10 by the thin portion 11 and projecting from the frame main body 10, and the die pad portion 34. That is, the frame main body 10, the land constituting body 12, the die pad portion 34, and the thin thickness portion 11 are integrally formed from the same metal plate. The land structure 12 has a structure in which the thin portion 11 is broken and the land structure 12 is separated from the frame body 10 by a pressing force in a direction protruding from the frame body 10.
[0055]
Here, the terminal land frame of the present embodiment has the same configuration as the terminal land frame shown in FIGS. 1, 2 and 3 described above, but is provided with a die pad portion 34 on which a semiconductor element is mounted.
[0056]
Accordingly, by applying a pressing force in the protruding direction to the land structure 12 and the bottom surface portions 12a and 34a of the die pad portion 34, the frame main body 10 is broken at the broken line portion of the thin portion 11. The land structure 12 and the die pad portion 34 are separated from each other. Here, the thin portion 11 is a “joint portion” formed by a half-cutting means for punching the frame main body 10 itself, and a portion of the frame main body 10 where a land component is to be formed is punched using a punch member. It is processed, and is not completely punched, but is stopped halfway, preferably about half, and the part punched halfway protrudes from the frame body 10, and the protruding part constitutes the land constituting body 12 and the frame body 10 The connecting portion that is connected without being cut constitutes the thin portion 11.
[0057]
Further, the land structure body 12 and the die pad portion 34 formed so as to protrude from the frame body 10 have a protrusion amount that is more than a majority of the thickness of the frame body 10 itself. For example, in this embodiment, The thickness of the terminal land frame itself, that is, the thickness of the frame body 10 is set to 200 [μm], and the protruding amount of the land structure 12 and the die pad portion 34 is set to 140 [μm] to 180 [μm] (70 [% of the thickness of the frame body) ] To 90 [%]).
[0058]
The terminal land frame of the present embodiment is plated as necessary, and is appropriately plated by laminating metals such as nickel (Ni), palladium (Pd), and gold (Au). is there.
[0059]
In addition, the number of the land structures 12 can be set as appropriate depending on the number of pins of the semiconductor element to be mounted. As shown in FIG. 10, the land structure 12 is formed in the region of the frame main body 10, but can be formed continuously in the left, right, up and down directions. There is no need to provide it. The land structure 12 has a circular shape, but may have a square shape or a rectangular shape. The size may be the same in the terminal land frame, or a resin-encapsulated semiconductor device is formed as a land electrode. In this case, the land structure 12 positioned in the peripheral portion may be enlarged in order to relieve stress when mounting on the board. In the present embodiment, the size of the upper surface of the land structure 12 may be any size that allows bonding when a semiconductor element is mounted and connected by a thin metal wire such as a gold wire as an electrical connection means. [Μm] The size is not less than φ.
[0060]
Further, the terminal land frame shown in the present embodiment does not have an inner lead portion and an outer lead portion as in the prior art, but has a land structure 12 as a land electrode, and the land structure 12 is mounted on a semiconductor element. When a resin-encapsulated semiconductor device is configured using this terminal land frame by arranging in a grid pattern and a zigzag pattern in a plane, the resin-encapsulated semiconductor device having land electrodes on the bottom surface in a surface arrangement Can be realized. Further, since the configuration that becomes an electrode as in the prior art is not the beam-shaped lead configuration but the land configuration body 12, they can be arranged in a planar shape, and the degree of freedom in the arrangement of the land configuration body 12 is improved. It is possible to cope with the increase in the number of pins.
[0061]
Next, the manufacturing method of the terminal land frame of this embodiment is demonstrated. The manufacturing method is the same as the terminal land frame manufacturing method described above, and the basic concept is the same as the terminal land frame manufacturing method of the above-described embodiment. It is.
[0062]
That is, a metal plate fixed at a predetermined position on the die part of the punching die is punched by pressing from above with a punch member, and a part of the metal plate protrudes to the opening side on the die part side. The predetermined location of the metal plate is made into a semi-cut state, and the land structure and the die pad portion are formed. Here, a land structure and a die pad portion which are connected to the metal plate by the thin portion and remain and project from the main body portion of the metal plate are formed. In addition, the contact area of the punch member that contacts the land structure of the metal plate and the part that forms the die pad portion is smaller than each opening area of the opening provided in the die portion, and the punch member allows a part of the metal plate to be In the step of forming the land structure and the die pad portion that are pressed and protruded from the metal plate, the land structure that protrudes from the metal plate and the area of each upper surface portion of the die pad portion are connected to the metal plate side. The land portion and the die pad portion are larger than the area of each bottom surface portion of the die pad portion, and the edge portion of the upper surface on the protruding side of the land structure body has a curved surface due to the sag. With this structure, the formed land structure and die pad part are easily separated by the pressing force in the direction in which they protrude, that is, the pressing force from the bottom surface side of the land structure and die pad part. It is a structure that is not separated by the pressing force from the direction in which it protrudes, that is, the pressing force from each upper surface portion of the land structure and the die pad portion, and is separated only by the pressing force from one direction.
[0063]
In this embodiment, when the land structure and the die pad portion are formed on the metal plate, the protruding amount is made more than a majority of the thickness of the metal plate itself. In this embodiment, a metal of 200 [μm] is used. Land structures and die pad portions that protrude from 140 [μm] to 180 [μm] (70 [%] to 90 [%] of the thickness of the metal plate) with respect to the thickness of the plate are formed. Therefore, the land structure and the die pad portion formed so as to protrude are connected to the main body of the metal plate by a thin portion having a very thin thickness. In the present embodiment, the thickness of the thin portion is 20 [μm] to 60 [μm] (10 [%] to 30 [%] of the thickness of the metal plate itself), and the land structure and the die pad portion protruded. It is easily separated by the pressing force with respect to the direction.
[0064]
Next, a resin-encapsulated semiconductor device using the terminal land frame of this embodiment will be described with reference to the drawings. 12 and 13 are views showing the resin-encapsulated semiconductor device of this embodiment, FIG. 12 is a sectional view, and FIG. 13 is a bottom view. The cross-sectional view of FIG. 12 is a view showing a cross-section at DD1 in the bottom view of FIG. 13, and the plan view showing the resin-encapsulated semiconductor device of this embodiment shows a so-called rectangular shape. It is only and is omitted. The basic concept is the same as that of the resin-encapsulated semiconductor device using the terminal land frame of the above-described embodiment.
[0065]
As shown in FIGS. 12 and 13, the resin-encapsulated semiconductor device of this embodiment is a semiconductor device in which a semiconductor element is mounted using the terminal land frame shown in FIGS. 10 and 11 as described above. The semiconductor element 23 mounted on and bonded to the die pad portion 35 by a conductive adhesive 22 such as silver paste, and the semiconductor element 23 is disposed around the semiconductor element 23 and electrically connected to the semiconductor element 23 by the metal thin wire 24. This is a resin-encapsulated semiconductor device comprising a land structure 21 and a sealing resin 25 that projects the bottom surface of each land structure 21 and seals the outer periphery of the semiconductor element 23. In this embodiment, the amount of protrusion of the land component 21 and the die pad portion 35 from the sealing resin 25 is the amount of protrusion of the land component 21 and the die pad portion from the frame main body based on the thickness of the terminal land frame main body used. This is the amount obtained by subtracting the standoff when mounting the board.
[0066]
In the present embodiment, the semiconductor element 23 is supported by the die pad portion 35. However, the land structure 21 is used as an electrode, and the bottom array is a land grid array.
[0067]
Further, in the resin-encapsulated semiconductor device of the present embodiment, the land structure 21 on the side sealed with the sealing resin 25 and the area of the upper surface of the die pad portion 35 are exposed and protruded from the sealing resin 25. The structure 21 is larger than the area of the bottom surface of the die pad portion 35, and the edge portion of the top surface of the land structure 21 and die pad portion 35 on the sealed side has a curved surface, and has a substantially inverted trapezoidal cross-sectional shape. It is what you have. With this structure, the biting between the sealing resin 25, the land structure 21, and the die pad portion 35 can be improved, the adhesion can be improved, and the connection reliability at the time of board mounting can be obtained. . In addition, this structure allows the substrate to be mounted on the bottom surface side, which can improve the mounting reliability as compared with the conventional substrate mounting using beam-shaped leads, and has a reliability equivalent to or better than that of the BGA type semiconductor device. It has sex.
[0068]
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. Also in this embodiment, the basic concept is the same as that of the resin-encapsulated semiconductor device manufacturing method using the terminal land frame of the above-described embodiment. 14A to 14F are cross-sectional views for each process showing the method for manufacturing the resin-encapsulated semiconductor device of this embodiment.
[0069]
First, as shown in FIG. 14A, the frame body 26 is disposed in the region of the frame body 26, is connected to the frame body 26 by the thin portion 27, and protrudes from the frame body 26. Further, the land structure 28 and the die pad portion 36 are composed of the land structure 28 and the die pad portion 36, and the thin portion 27 is broken by the pressing force in a direction in which the land structure 28 and the die pad portion 36 protrude from the frame body 26. A terminal land frame having a configuration in which the die pad portion 36 is separated from the frame body 26 is prepared.
[0070]
Next, as shown in FIG. 14B, the semiconductor element 30 is mounted on the die pad portion 36 by the conductive adhesive 29 on the surface side from which the land structure 28 and the die pad portion 36 of the terminal land frame protrude. , Join. This process is a process corresponding to a die bonding process in the assembly process of the semiconductor device, and the semiconductor element 30 is bonded by applying the conductive adhesive 29 to the terminal land frame, placing the semiconductor element 30, and heat treatment. . Here, the terminal land frame is easily separated by the pressing force in the direction in which the die pad portion 36 protrudes, that is, the pressing force from the bottom surface portion side of the die pad portion 36, but it protrudes. The structure does not separate depending on the direction, that is, the pressing force from the upper surface portion of the die pad portion 36, and is separated only by the pressing force from one direction. Even if the pressing force acts, the die pad portion 36 is not separated and can be stably die-bonded.
[0071]
Next, as shown in FIG. 14C, the semiconductor element 30 bonded on the terminal land frame and the land structure 28 are electrically connected by the thin metal wire 31. Therefore, the land structure 28 has an area of the surface to which the fine metal wires 31 on the upper surface are connected being 100 [μm] or more. Also in this process, since the land structure 28 has a structure that only separates the pressing force from one direction, when the metal thin wire 31 is connected to the upper surface of the land structure 28, the pressing force acts downward. However, the land structure 28 is not separated and can be stably wire-bonded.
[0072]
Next, as shown in FIG. 14 (d), the region of the semiconductor element 30 bonded on the terminal land frame and the metal thin wire 31 that is an electrical connection means are sealed with a sealing resin 32. Usually, one-side sealing is performed by transfer molding using upper and lower sealing molds. Here, only the surface of the terminal land frame on which the semiconductor element 30 is mounted is sealed with the sealing resin 32, and has a single-side sealing structure. Since each land component 28 and the die pad portion 36 are provided so as to protrude, even if the sealing resin 32 bites against the step structure, the terminal land frame and the sealing resin 32 are used. Adhesion with can be obtained.
[0073]
Next, as shown in FIG. 14E, the terminal land frame is fixed in a state where the terminal land frame is fixed, for example, in a state where the end of the terminal land frame is fixed and the region sealed with the sealing resin 32 is free. The pressing force is applied to the land structure 28 and the bottom surface of the die pad portion 36 from below. In this case, the land portion 28, the die pad portion 36 and the frame body 26 of the terminal land frame are separated by fixing the end of the terminal land frame and applying a pressing force by pushing it up from below. It is. In this case, the ultrathin thin portion 27 connecting the land structure 28, the die pad portion 36 and the frame main body 26 is separated by being broken by the pressing force by pushing up.
[0074]
As shown in FIG. 14 (f), the ultrathin thin portion 27 connecting the land structure 28, the die pad portion 36 and the frame main body is separated by being ruptured by the pressing force by pushing up, and the resin sealing is performed. A stationary semiconductor device 37 can be obtained. As shown in the figure, the resin-encapsulated semiconductor device 37 has land structures 28 arranged on the bottom surface thereof, and the land structures 28 are provided so as to protrude from the bottom surface of the sealing resin 32, so Is formed. Here, the protruding amount of the land structure 28 of the resin-encapsulated semiconductor device 37 is an amount obtained by subtracting the protruding amount of the land structure 28 from the thickness of the frame body, and the stand as an external land electrode of the land structure 28. An off is formed. In the present embodiment, the land structure 28 protrudes from 140 [μm] to 180 [μm] (70 [%] to 90 [%] of the thickness of the frame main body) with respect to the frame main body having a thickness of 200 [μm]. Therefore, the amount of the standoff height is 20 [μm] to 60 [μm] (10 [%] to 30 [%] of the thickness of the frame main body), and the land electrode having the standoff when mounted on the board Can be obtained.
[0075]
Next, an embodiment in which a plurality of types of semiconductor elements are mounted using a single terminal land frame and different types of resin-encapsulated semiconductor devices are manufactured simultaneously will be described with reference to the drawings.
[0076]
First, a terminal land frame used in the method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device of this embodiment will be described. FIG. 15 is a plan view showing the terminal land frame of the present embodiment, and FIG. 16 shows an enlarged structure of a cross section taken along line E-E1 of FIG.
[0077]
As shown in the figure, the terminal land frame used in the present embodiment is disposed in the region of the frame main body 38 and the frame main body 38, and is connected to the frame main body 38 by the thin portion 39, and more than the frame main body 38. The land structure 40 includes a plurality of land structures 40 formed to protrude. The land structure 40 is broken by the pressing force in the direction in which the land structure 40 protrudes from the frame body 38, so that the land structure 40 is separated from the frame body 38. It is a terminal land frame having a more separated structure. The terminal land frame according to the present embodiment has land structures 40 arranged in a lattice pattern, eliminating the space for each semiconductor element to be mounted, and mounting individual semiconductor elements as shown in FIG. Unlike a configuration in which the space to be separated is separated, a single terminal land can be obtained by mounting and electrically connecting semiconductor elements regardless of the type and size of the mounted semiconductor elements and separating them after resin sealing. A plurality of types of resin-encapsulated semiconductor devices can be manufactured from the frame.
[0078]
Next, using the terminal land frame of the present embodiment, drawings for an embodiment of a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device in which a plurality of types of semiconductor elements are mounted and different resin-encapsulated semiconductor devices are simultaneously manufactured The description will be given with reference.
[0079]
17A to 17F are views showing the method for manufacturing the resin-encapsulated semiconductor device of this embodiment, and are cross-sectional views shown for each process.
[0080]
First, as shown in FIG. 17A, the frame main body 41 is disposed in the region of the frame main body 41, connected to the frame main body 41 by the thin portion 42, and protrudes upward from the frame main body 41. The land structure 43 is formed of a plurality of land structures 43, and the land structure 43 is separated from the frame body 41 by the thin portion 42 being broken by the pressing force in the direction in which the land structure 43 protrudes from the frame body 41. A terminal land frame having the structure described above is prepared.
[0081]
Next, as shown in FIG. 17 (b), the land structure 43 of the terminal land frame is the surface side from which the land structure 43 protrudes. Of the land structures 43, the first land structure 43a is used as a semiconductor element mounting land. , 43b, 43c, 43d, the semiconductor elements 45a, 45b are mounted and bonded by the conductive adhesive 44 or the insulating paste. This process corresponds to a die bonding process in the assembly process of the semiconductor device, and the semiconductor elements 45a and 45b are applied by a process of applying the conductive adhesive 44 to the terminal land frame, placing the semiconductor elements 45a and 45b, and heat treatment. Are joined. The first semiconductor element 45a and the second semiconductor element 45b are different types of semiconductor elements having different functions, and have different chip sizes. Here, the terminal land frame is easily separated by the pressing force in the direction in which the land structure 43 protrudes, that is, the pressing force from the bottom surface portion side of the land structure 43. When the semiconductor elements 45a and 45b are mounted, they are not separated by the protruding direction, that is, the pressing force from the upper surface portion of the land structure 43, and are separated only by the pressing force from one direction. Even if a downward pressing force acts on the frame, the land structure 43 is not separated and can be stably die-bonded.
[0082]
Next, as shown in FIG. 17C, among the semiconductor elements 45a and 45b and the land structure bonded on the terminal land frame, the second land structures 43e, 43f, 43g and 43h serving as external land electrodes are formed. Are electrically connected by a thin metal wire 46. Accordingly, the land structures 43e, 43f, 43g, and 43h have a surface area of 100 [μm] or more to which the fine metal wires 46 on the upper surface are connected. Also in this process, since the land structure 43 is structured to be separated only by the pressing force from one direction, when the metal thin wire 46 is connected to the upper surface of the land structure 43, the pressing force acts downward. However, the land structure 43 is not separated and can be stably wire-bonded.
[0083]
Next, as shown in FIG. 17 (d), the regions of the semiconductor elements 45 a and 45 b bonded on the terminal land frame and the metal thin wire 46 that is an electrical connection means are sealed with a sealing resin 47. Usually, one-side sealing is performed by transfer molding using upper and lower sealing molds. Here, since the first semiconductor element 45a and the second semiconductor element 45b are separated and sealed, the boundary portion of the sealing resin 47 is not on the land structure 43 but between the land structure and the land structure. Set in the frame body 41 between and seal. Further, only the surface of the terminal land frame on which the semiconductor elements 45a and 45b are mounted is sealed with the sealing resin 47, and has a single-side sealing structure. And since each land structure 43 is protrudingly provided, the sealing resin 47 bites against the stepped structure, so that the adhesiveness with the sealing resin 47 can be obtained even in a single-sided sealing structure. .
[0084]
Next, as shown in FIG. 17E, the terminal land frame is fixed in a state where the terminal land frame is fixed, for example, in a state where the end of the terminal land frame is fixed and the region sealed with the sealing resin 47 is free. A pressing force is applied to the bottom surface of the land structure 43 from below. In this case, the land component 43 and the frame body 41 of the terminal land frame are separated from each other by fixing the end of the terminal land frame and applying a pressing force by pushing it up from below. In this case, the ultrathin thin portion 42 connecting the land structure 43 and the frame main body 41 is separated by being broken by a pressing force by pushing up. In this embodiment, when the land structure 43 is separated from the frame body 41 of the terminal land frame to form the resin-encapsulated semiconductor device, the land in the region of the frame body 41 is fixed with the frame body 41 fixed. Of the structure 43, the land structure disposed in the central portion and the land structure disposed in the peripheral portion as the resin-encapsulated semiconductor device are pushed up at the same time and separated with high reliability. A pressing force may be applied to all land components. Here, the application of the pressing force to the land structure must be performed while avoiding damage such as stress on the interface between the land structure and the sealing resin, and the application of the pressing force to the land structure itself is an important process element. It is what has.
[0085]
Then, as shown in FIG. 17 (f), a plurality of types of resin-encapsulated semiconductor devices 48a and 48b can be obtained by using a single terminal land frame that is separated by the push-up in the previous step. As shown in the figure, the resin-encapsulated semiconductor devices 48a and 48b have a land structure 43 arranged on the bottom surface, and the land structure 43 is provided so as to protrude from the bottom surface of the sealing resin 47. A stand-off is formed.
[0086]
As described above, by using the terminal land frame of this embodiment, it is possible to simultaneously manufacture a plurality of types of resin-encapsulated semiconductor devices using one terminal land frame, and the types of semiconductor elements to be mounted, The resin-encapsulated semiconductor device can be effectively manufactured without being limited in size. This is a result of eliminating the limitations of the conventional lead frame by using a land structure separable by pressing force as an external terminal and a member for supporting a semiconductor element.
[0087]
Next, another embodiment in which a plurality of types of semiconductor elements are mounted using one terminal land frame and different types of resin-encapsulated semiconductor devices are manufactured simultaneously will be described with reference to the drawings.
[0088]
First, a terminal land frame used in the method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device of this embodiment will be described. FIG. 18 is a plan view showing the terminal land frame of the present embodiment, and FIG. 19 shows an enlarged structure of the cross section at the position F-F1 in FIG.
[0089]
As shown in the figure, the terminal land frame used in the present embodiment is disposed in the region of the frame main body 49 and the frame main body 49, and is connected to the frame main body 49 by the thin portion 50, and more than the frame main body 49. The land structure 51 and the die pad portion 52 are formed by projecting and forming the land structure 51 and the die pad portion 52, and the thin portion 50 is broken by the pressing force in the direction in which the land structure 51 and the die pad portion 52 project from the frame body 49. The terminal land frame has a configuration in which the structural body 51 and the die pad portion 52 are separated from the frame body 49. In the terminal land frame according to the present embodiment, the land structures 51 are arranged in a lattice shape, and the space for partitioning each semiconductor element to be mounted is eliminated.
[0090]
Next, referring to the drawings for an embodiment of a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device in which a plurality of types of semiconductor elements are mounted and different resin-encapsulated semiconductor devices are simultaneously manufactured using the terminal land frame of the present invention While explaining.
[0091]
20A to 20F are views showing the method for manufacturing the resin-encapsulated semiconductor device of this embodiment, and are cross-sectional views shown for each step.
[0092]
First, as shown in FIG. 20A, the frame main body 53 is disposed in the region of the frame main body 53, connected to the frame main body 53 by the thin portion 54, and protrudes upward from the frame main body 53. The land structure 55 and the die pad portion 56 are formed by the pressing force in the direction in which the land structure 55 and the die pad portion 56 protrude from the frame body 53, and the thin portion 54 is broken to form the land structure. A terminal land frame having a structure in which the body 55 and the die pad portion 56 are separated from the frame body 53 is prepared.
[0093]
Next, as shown in FIG. 20B, the semiconductor elements 58a and 58b are respectively mounted and bonded to the protruding surfaces of the die pad portions 56a and 56b of the terminal land frame by the conductive adhesive 57 or the insulating paste. . This process corresponds to a die bonding process in the assembly process of the semiconductor device, and the semiconductor elements 58a and 58b are applied by a process of applying the conductive adhesive 57 to the terminal land frame, placing the semiconductor elements 58a and 58b, and heat treatment. Are joined. The first semiconductor element 58a and the second semiconductor element 58b are different types of semiconductor elements having different functions, and have different chip sizes. Here, the terminal land frame is easily formed by the pressing force in the direction in which the land structure 55 and the die pad portion 56 protrude, that is, the pressing force from the bottom surface portion side of the land structure 55 and the die pad portion 56. Although it is separated, it is not separated by the pressing force from the direction in which it protrudes, that is, the land structure 55 and the upper surface portion of the die pad portion 56, and is separated only by the pressing force from one direction. For this reason, when the semiconductor elements 58a and 58b are mounted, even if a downward pressing force acts on the frame, the die pad portion 56 is not separated and can be stably die-bonded.
[0094]
Next, as shown in FIG. 20 (c), the semiconductor elements 58 a and 58 b joined on the terminal land frame and the land constituent body 55 are electrically connected by a metal thin wire 59. Therefore, the land structure 55 has an area of the surface to which the fine metal wires 59 on the upper surface are connected being 100 [μm] or more. Also in this process, since the land structure 55 has a structure that separates the pressing force from only one direction, when the metal thin wire 59 is connected to the upper surface of the land structure 55, the pressing force acts downward. However, the land structure 55 is not separated and can be stably wire-bonded.
[0095]
Next, as shown in FIG. 20 (d), the regions of the semiconductor elements 58 a and 58 b bonded on the terminal land frame and the metal thin wire 59 as an electrical connection means are sealed with a sealing resin 60. Usually, one-side sealing is performed by transfer molding using upper and lower sealing molds. Here, since the first semiconductor element 58a and the second semiconductor element 58b are separated and sealed, the boundary portion of the sealing resin 60 is not on the land structure 55 but between the land structure and the land structure. Set between the frame main body 53 and seal. Further, only the surface of the terminal land frame on which the semiconductor elements 58a and 58b are mounted is sealed with the sealing resin 60, and has a single-side sealing structure. Since each land component 55 and the die pad portion 56 are provided so as to protrude, the sealing resin 60 bites against the step structure. Therefore, even with a single-side sealing structure, the adhesion with the sealing resin 60 is improved. Obtainable.
[0096]
Next, as shown in FIG. 20E, the terminal land frame is fixed in a state where the terminal land frame is fixed, for example, in a state where the end of the terminal land frame is fixed and the region sealed with the sealing resin 60 is free. A pressing force is applied to the land structure 55 and the bottom surface of the die pad portion 56 from below. In this case, the end portion of the terminal land frame is fixed, and the land constituting body 55, the die pad portion 56 and the frame main body 53 of the terminal land frame are separated by applying a pressing force by pushing up from the lower side with a push-up pin. It is. This is to be separated by breaking the ultrathin thin portion 54 connecting the land constituting body 55, the die pad portion 56 and the frame main body 53 with a pressing force by pushing up.
[0097]
As shown in FIG. 20 (f), a plurality of types of resin-encapsulated semiconductor devices 61a and 61b can be obtained by using a single terminal land frame separated by the push-up in the previous step. As illustrated, the resin-encapsulated semiconductor devices 61 a and 61 b have a land structure 55 and a die pad portion 56 arranged on the bottom surface, and the land structure 55 and the die pad portion 56 protrude from the bottom surface of the sealing resin 60. The stand-off at the time of board mounting is formed.
[0098]
In this embodiment, by using a terminal land frame in which the size of the die pad portion is formed as a common size, a plurality of types of resin-encapsulated semiconductor devices can be formed simultaneously using one terminal land frame. It can be done.
[0099]
FIG. 21 shows an embodiment in which a plurality of types of resin-encapsulated semiconductor devices are simultaneously formed using one terminal land frame. FIG. 21 is a plan view showing a state in which two types of semiconductor elements are mounted using the terminal land frame shown in FIG.
[0100]
As shown in the figure, the first semiconductor element 63a is mounted on the land structure 62a for mounting the semiconductor element among the land structures of the terminal land frame, and the land structure 64 serving as an external electrode and the metal thin wire 65 are electrically connected. The second semiconductor element 63b is mounted on the land structure 62b for mounting the semiconductor element, and is electrically connected to the land structure 64 serving as an external electrode by the metal thin wire 65, and the terminal land frame The upper surface is sealed with a sealing resin 66 to constitute a resin-encapsulated semiconductor device. In the present embodiment, the first semiconductor elements 63a and the second semiconductor elements 63b are alternately arranged in the horizontal direction, and two different semiconductor elements are mounted in one terminal land frame to be manufactured simultaneously. An example is shown. Of course, when separating, each semiconductor element can be separated by applying a pressing force to the land structure from the back side of the terminal land frame, so that the first semiconductor element and the second semiconductor element are separated from each other. Can be avoided.
[0101]
In the present embodiment, an example in which two types of semiconductor elements, the first and second semiconductor elements 63a and 63b, are mounted in one terminal land frame to manufacture a resin-encapsulated semiconductor device has been shown. Even if there are not two types, a plurality of types of three or more types can be manufactured. In addition, the size of the land structure in the terminal land frame and the number of lands arranged are set according to the chip size of the semiconductor element, and the terminal land frame for small semiconductor elements, medium semiconductor elements, and large semiconductor elements is used. By preparing multiple types of semiconductor elements using each terminal land frame and configuring a resin-encapsulated semiconductor device, the function as a semiconductor element differs, and even with different types of semiconductor elements, chips If the sizes are the same, the semiconductor elements can be manufactured at the same time using the same terminal land frame, so that the manufacturing efficiency can be improved.
[0102]
In the drawing, the land structure surrounded by a broken line is a land structure 62 (62a, 62b) for mounting a semiconductor element, and the region surrounded by a one-dot chain line is a region sealed with a sealing resin 66. .
[0103]
As described above, by using the terminal land frame as shown in the present embodiment, after mounting the semiconductor element and sealing with resin, just removing the frame itself by pushing up the land structure, the die pad portion from below, Land electrodes electrically connected to the semiconductor elements can be arranged on the bottom surface of the resin-encapsulated semiconductor device. 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. Furthermore, in the resin-encapsulated semiconductor device, the protruding amount of each land component from the sealing resin is the amount obtained by subtracting the amount of each land component itself protruding from the frame body from the thickness of the terminal land frame body used. The stand-off for mounting the substrate is configured when the product is separated from the frame body, and it is not necessary to form the stand-off of the land in a separate process.
[0104]
In the present embodiment, the use of a terminal land frame reduces the restriction on the design of the lead frame due to the difference in the types of semiconductor elements as in the prior art, and a single terminal land frame is used to seal a plurality of types of resin seals. A stationary semiconductor device can be formed simultaneously. In addition, since a lead frame has been used in the past, there are various restrictions, and after forming a resin-encapsulated semiconductor device, there are a lead cut process and a bend process. Since it is a terminal land frame having a land structure and a die pad part that can be separated by a pressing force, conventional limitations can be eliminated.
[0105]
Further, unlike the BGA type semiconductor device, the resin-encapsulated semiconductor device according to the present embodiment does not use a substrate provided with land electrodes, but constitutes a semiconductor device from a frame body made of a metal plate called a terminal land frame. Therefore, it is more advantageous than conventional BGA type semiconductor devices in terms of mass productivity and cost. Furthermore, in the product processing process, as described above, if only the frame main body is separated, a finished product can be easily obtained. Thus, the lead cutting process and the lead bending process, which are necessary in the conventional separation from the frame, are performed. In this way, it is possible to eliminate damage to the product due to lead cutting and restrictions on cutting accuracy, and to provide an innovative technology with increased cost power by reducing manufacturing processes.
[0106]
【The invention's effect】
As described above, the terminal land frame of the present invention can realize a resin-encapsulated semiconductor device having land electrodes instead of the 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 substrate or the like, and the stand-off of the land electrode can be formed in a self-aligning manner. A leadless package type resin-encapsulated semiconductor device having a land electrode can be realized by a frame structure and a construction method.
[0107]
Also, in the method of manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device, there are no restrictions on line and space in frame production, design specifications, etc. as in the past, and there is no need for lead cut process and lead bend process because there is no lead. After the resin sealing, the frame body can be easily separated by a push-up process to obtain a semiconductor device after the resin sealing, and low-cost manufacturing can be realized by reducing processes. Further, since there is no resin leakage at the time of resin sealing, and there is no generation of resin burrs on the land structure, no subsequent steps such as a resin burr removal step are required.
[0108]
In the present invention, a pressing force is uniformly and simultaneously applied to the land structure or die pad disposed at the center of the terminal land frame from the bottom surface and to the land structure disposed at the periphery. Thus, a small and thin resin-encapsulated semiconductor device having land electrodes with a high density arrangement on the bottom surface can be reliably separated. In addition, by applying a pressing force evenly and simultaneously to all the land structures and die pad parts, no stress is applied between the land structures, die pad parts and the sealing resin, and the resin encroachs on the sealing resin. The resin-encapsulated semiconductor device can be separated with high reliability by improving the adhesion.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a terminal land frame according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a terminal land frame according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a terminal land frame according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a sectional view showing a method for manufacturing a terminal land frame according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a sectional view showing a method for manufacturing a terminal land frame according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a sectional view showing a method for manufacturing a terminal land frame according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a bottom view showing 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 plan view showing a terminal land frame according to an embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a terminal land frame according to an embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a bottom view showing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a plan view showing a terminal land frame according to an embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a cross-sectional view showing a terminal land frame according to an embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a plan view showing a terminal land frame according to an embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a cross-sectional view showing a terminal land frame according to an embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a plan view showing a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a plan view showing a conventional lead frame.
FIG. 23 is a sectional view showing a conventional resin-encapsulated semiconductor device.
FIG. 24 is a plan 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 Inner lead
5 Outer lead
6 Tie Bar Club
7 Semiconductor elements
8 Fine metal wires
9 Sealing resin
10 Frame body
11 Thin section
12 Land components
12a Bottom part
12b Upper surface part
13 Metal plate
14 Die part
15 Presser mold
16 opening
17 Punch material
18 Sag section
19 Shearing part
20 Broken part
21 Land component
22 Conductive adhesive
23 Semiconductor elements
24 fine metal wire
25 Sealing resin
26 Frame body
27 Thin part
28 Land component
29 Conductive adhesive
30 Semiconductor elements
31 Fine metal wire
32 Sealing resin
33, 37 Resin-sealed semiconductor device
34, 35, 36 Die pad section
38 frame body
39 Thin part
40 land components
41 Frame body
42 Thin section
43 Land components
44 Conductive adhesive
45 Semiconductor elements
46 Thin metal wire
47 Sealing resin
48 Resin-encapsulated semiconductor device
49 Frame body
50 Thin section
51 Land component
52 Die pad section
53 Frame body
54 Thin section
55 Land component
56 Die pad section
57 Conductive adhesive
58 Semiconductor devices
59 Thin metal wire
60 sealing resin
61 Resin-sealed semiconductor device
62 Land component
63 Semiconductor device
64 land components
65 Thin metal wire
66 Sealing resin

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た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り、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第１の半導体素子を搭載する工程と、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第２の半導体素子を搭載する工程と、搭載した第１，第２の半導体素子と前記第１，第２の半導体素子の周囲に配置したランド構成体とを電気的に接続する工程と、前記第１の半導体素子の外囲を封止樹脂により封止して第１の樹脂封止型半導体装置を形成する工程と、前記第２の半導体素子の外囲を封止樹脂により封止して第２の樹脂封止型半導体装置を形成する工程と、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前記第１の樹脂封止型半導体装置と第２の樹脂封止型半導体装置とをそれぞれ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。A frame main body made of a metal plate, and a plurality of land constituent bodies arranged in the region of the frame main body, connected to the frame main body by a thin portion and projecting from the frame main body. A step of preparing a terminal land frame having a structure in which the thin portion is broken and the land structure group is separated from the frame body by a pressing force in a direction projecting from the frame body. Mounting a first semiconductor element on a protruding side of a part of the land structure group of the land structure group of the terminal land frame; and a part of the land of the land structure group of the terminal land frame A step of mounting the second semiconductor element on the protruding side of the structure, the mounted first and second semiconductor elements, and the first and second semiconductor elements; A step of electrically connecting a land structure disposed around, a step of sealing the outer periphery of the first semiconductor element with a sealing resin, and forming a first resin-encapsulated semiconductor device; Sealing the outer periphery of the second semiconductor element with a sealing resin to form a second resin-encapsulated semiconductor device; and fixing the frame body of the terminal land frame to the frame body A pressing force is applied from the bottom surface side to the bottom surface side of the land structure body, the thin portion connecting the land structure group and the frame body is broken, and the first resin-sealed mold is formed from the frame body. A method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device, comprising: separating the semiconductor device and the second resin-encapsulated semiconductor device. 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であって、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第１の半導体素子が搭載される第１のダイパッド部と、前記フレーム本体の領域内であって、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第２の半導体素子が搭載される第２のダイパッド部と、前記フレーム本体の領域内であって前記第１，第２のダイパッド部の周囲に配設されて、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た複数のランド構成体とよりなり、前記第１，第２のダイパッド部および前記ランド構成体は、前記フレーム本体から突出した方向への押圧力により、前記薄厚部が破断されて前記ランド構成体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第１のダイパッド部の突出した側に第１の半導体素子を搭載する工程と、前記ターミナルランドフレームの前記第２のダイパッド部の突出した側に第２の半導体素子を搭載する工程と、搭載した第１，第２の半導体素子と前記第１，第２の半導体素子の周囲に配置したランド構成体とを電気的に接続する工程と、前記第１の半導体素子の外囲を封止樹脂により封止して第１の樹脂封止型半導体装置を形成する工程と、前記第２の半導体素子の外囲を封止樹脂により封止して第２の樹脂封止型半導体装置を形成する工程と、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前記第１の樹脂封止型半導体装置と第２の樹脂封止型半導体装置とをそれぞれ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。A frame body made of a metal plate, and a first semiconductor element mounted in the region of the frame body, connected to the frame body by a thin portion, and protruding from the frame body and mounted with a first semiconductor element A die pad portion and a second die pad portion that is formed in the region of the frame main body, is connected to the frame main body by a thin portion and protrudes from the frame main body, and is mounted with a second semiconductor element; A plurality of lands formed in the region of the frame main body and arranged around the first and second die pad portions, connected to the frame main body by a thin portion, and projecting from the frame main body. The first and second die pad portions and the land structure are formed by a pressing force in a direction protruding from the frame body, so that the thin portion is A terminal land frame having a structure in which the land structure is separated from the frame body, and a first semiconductor element is mounted on the protruding side of the first die pad portion of the terminal land frame A step of mounting a second semiconductor element on the protruding side of the second die pad portion of the terminal land frame, the mounted first and second semiconductor elements, and the first and second semiconductors A step of electrically connecting a land structure disposed around the element, and a step of sealing the outer periphery of the first semiconductor element with a sealing resin to form a first resin-encapsulated semiconductor device. Sealing the outer periphery of the second semiconductor element with a sealing resin to form a second resin-encapsulated semiconductor device, and fixing the frame body of the terminal land frame In this state, a pressing force is applied from the bottom surface side of the frame main body to the bottom surface side of the land structure body to break the thin portion connecting the land structure body group and the frame main body, A method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device, comprising: separating the first resin-encapsulated semiconductor device from the second resin-encapsulated semiconductor device. 第１の半導体素子と第２の半導体素子とでは、機能が異なる種類の半導体素子であることを特徴とする請求項１または請求項２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 1, wherein the first semiconductor element and the second semiconductor element are semiconductor elements of different types.
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