JP4018595B2 - Semiconductor device, lead frame used in semiconductor device, and method of manufacturing the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置、半導体装置に用いるリードフレーム及びその製造方法に係り、詳しくはリードの加工時の歪み、変形を低減し、外部端子の平坦性、位置精度を向上させ、且つ組立て時の強度を高めた半導体装置、半導体装置に用いるリードフレーム及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、半導体装置に対する小型化・高密度化の要求が大きい。そこで、小型・薄型のパッケージで、アウターリードをパッケージ外部に延在させないでパッケージの底面にリードの一部を外部端子として露出させるノンリードタイプの半導体装置であるIC(Integrated Circuit)パッケージが用いられている(本発明の図1参照)。これには、例えばQFN(Quad Flat Non−leaded package)や、SON(Small Outline Non−leaded package)のようなものがある。このような薄型の半導体装置では、リードを正確な位置に安定して固定する必要がある。そのため、樹脂との密着性といった問題からモールド樹脂に埋め込むリードフレームのインナーリードを折り曲げたり段差を設けたりしていた。薄型パッケージとするには折り曲げるより段差を設けた方が有利であるため、例えば特許文献1に記載されたリードフレームの製造方法のようなものが提案された。すなわち、特許文献1に示すように材料下面(21)と共通の下面を有し、かつ材料上面(20)と材料下面21との間に上面が存在するように設けられたボンディングパッド(13A)が、インナーリード(14)の幅方向及び先端方向に拡げられて形成されている。これによりICパッケージを薄型にできるとともに、ボンディングパッド(13A)を平面的にみた場合の面積、つまり樹脂封止後における封止樹脂とボンディングパッド(13A)との接触面積が大きくなる。そのため薄型のパッケージでありながら、ボンディングパッド(13A)と封止樹脂との間の密着強度が大きい半導体装置が実現される。
【0003】
また、特許文献2に示す従来の半導体装置では、封止樹脂底面からリードを露出させた構造の樹脂封止型半導体装置において、リード部(10)の連結部(12)が外部端子部(13)と接続する第1の端部の外部端子部の下面(13b)側の面に連結部(12)の幅全体を横断する凹部が形成されている。そのため、リード(10)の外部端子部13と封止樹脂20との境界部P部での外部端子部の下面13b上への薄バリの発生を抑制することができた。
【0004】
ここで、図9は、従来技術における加工前のリードフレームL0と加工後のリードフレームL1を示す。図9において右がアウター側、左がインナー側で、下側が底面側である。潰し加工は底面側から行われ、外部端子dが形成される。従来の半導体装置の製造方法では、リードフレームL0のインナーリードaの先端側を潰して段差cを設ける場合に、図10に示すように、パンチP1により1度のプレス加工で潰し部eを潰していた。なお、図10においては上側が底面側である。
【0005】
【特許文献1】
特開平11−260983号公報(図2(a),(c))
【特許文献2】
特開2000−196005号公報(図2)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この場合、潰し部eが加工前のインナーリードaの厚みの15%を超えることが多く、インナーリードaに、外部端子dの面と落差の大きな段差cが形成され、インナーリードaの基端部の歪みが大きくなる。そのため、図11に示すリードL1のように、残留応力によりインナーリードaの先端が跳ね上がる等の不具合が発生するという問題があった。特にリードを横断する凹部や溝部を設けたものではリードが変形し易いという問題があった。
【0007】
また、潰し部eが大きく、段差cとボンディング部bとの距離が小さくなるとインナーリードaが薄くなることから、図12に示すようなキャピラリーCPで金属細線(金線)Wを接続するボンディング加工時に変形しやすくなる等、組立て時の強度が不足するという問題があった。
【0008】
また、このタイプのICパッケージでは、パッケージ底面の外部端子の平坦性や、位置精度が重要であるが、図9に示すように、潰し部eが大きいと潰し加工による素材の引き込み量が多く、外部端子dのインナー側のエッジ部のダレRにより平坦性が損なわれるという問題があった。また、正常な外部端子dの露出長さがS1となるべきところが、ダレRにより潰し境界がずれて露出長さがS2となって位置精度が低下するという問題があった。
【0009】
上記課題を解決するため、本発明は、リードフレーム加工時の歪み、変形を低減し、外部端子の平坦性、位置精度を向上させ、且つ組立て時の強度を高めた半導体装置、半導体装置に用いるリードフレーム、及びその製造方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る半導体装置では、半導体チップと、当該半導体チップと電気的に接続されているインナーリードを有するリードフレームと、前記半導体チップと当該リードフレームとを樹脂封止する封止樹脂とを備え、当該リードフレームの一部を接続可能な外部端子として外部に延在させないで前記封止樹脂と同一平面上に露出させて前記封止樹脂とともに底面を形成したノンリードタイプの半導体装置において、樹脂封止された前記インナーリードの底面側と反対の面を平面としたまま、底面側が、プレス加工によりアウター側からインナー側に向かって順次潰し量を大きくして厚みが薄くなるように加工され、底面から離間するように形成された前記底面と平行な2以上の平面部を備えた階段状の段差部を有するとともに、前記半導体チップとのボンディングが前記2以上の平面部のうち、インナー側先端よりアウター側にある平面部の裏面において行われていることを要旨とする。
【0011】
この構成に係る半導体装置では、段差部を設けることでボンディング時等の組立て時の強度を高めた。特にプレス加工により成形する場合は、加工時の歪みを分散させ、変形を低減し、外部端子の平坦性、位置精度を向上させることができるという効果がある。また、外部端子を底面と略同一平面上に形成することで、半導体装置外側に延設されるアウターリードをなくし小型化を達成することができる。
【0012】
請求項2に係る半導体装置では、半導体チップと、当該半導体チップと電気的に接続されているインナーリードを有するリードフレームと、前記半導体チップと当該リードフレームとを樹脂封止する封止樹脂とを備え、当該リードフレームの一部を接続可能な外部端子として外部に延在させないで前記封止樹脂と同一平面上に露出させて前記封止樹脂とともに底面を形成したノンリードタイプの半導体装置において、インナーリードの底面側に前記底面と平行な面からなる平面部と、前記底面となす角が0度を超え90度より小さな角度の斜面部とを備え、樹脂封止された前記インナーリードの底面側と反対の面を平面としたまま、底面側が、アウター側からインナー側に向かって順次潰し量を大きくして厚みが薄くなるように、前記斜面部と前記平面部とが、若しくは交互に連続する前記斜面部と前記平面部とがプレス加工により順次加工されて形成され、前記半導体チップとのボンディングが前記平面部のうち、インナー側先端よりアウター側にある平面部若しくは前記斜面部のいずれかの裏面において行われていることを要旨とする。
【0013】
この構成に係る半導体装置では、斜面部を設けたことで、特にプレス加工により成形する場合は、加工時の歪み、変形をさらに分散、低減させることができるという効果がある。
【0014】
請求項3に係る半導体装置では、半導体チップと、当該半導体チップと電気的に接続されているインナーリードを有するリードフレームと、前記半導体チップと当該リードフレームとを樹脂封止する封止樹脂とを備え、
当該リードフレームの一部を接続可能な外部端子として外部に延在させないで前記封止樹脂と同一平面上に露出させて前記封止樹脂とともに底面を形成したノンリードタイプの半導体装置において、インナーリードの底面側に前記底面と平行な面からなる平面部と、前記底面となす角が0度を超え90度より小さな角度の斜面部とを備えるとともに、
樹脂封止された前記インナーリードの底面側と反対の面を平面としたまま、底面側が、アウター側からインナー側に向かって順次潰し量を大きくして厚みが薄くなるように、階段状の段差部がプレス加工により順次加工されて形成されるとともに、さらにインナー側に前記斜面部と前記平面部とが、若しくは交互に連続する前記斜面部と前記平面部とがプレス加工により順次加工されて形成され、前記半導体チップとのボンディングが前記平面部のうち、インナー側先端よりアウター側にある平面部若しくは前記斜面部のいずれかの裏面において行われていることを要旨とする。
【0015】
この構成に係る半導体装置では、請求項2に記載の半導体装置の効果と同様に、斜面部を設けたことで、特にプレス加工により成形する場合は、加工時の歪み、変形をさらに分散、低減させることができるという効果がある。特に外部端子の引き込み量を減らし、エッジ部分のダレを防止して、外部端子の平坦性、位置精度をより向上させることができるという効果がある。
【0018】
請求項4に係る半導体装置に用いるリードフレームでは、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の半導体装置に用いるリードフレームであることを要旨とする。
【0019】
この構成に係る半導体装置に用いるリードフレームでは、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の半導体装置の製造に用いることができる。
請求項5に係る半導体装置に用いるリードフレームの製造方法では、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の半導体装置に用いるリードフレームの製造方法であって、前記段差部は、アウター側から、平面部若しくは斜面部毎に順次プレス成形により形成されることを要旨とする。
【0020】
この構成に係る半導体装置に用いるリードフレームの製造方法では、段差部を分割して成形するため、加工時の歪みをインナーリード基部に収集させないで分散し、インナーリード基部における変形を減少させるとともに、外部端子の平坦性、位置精度を向上させることができるという効果がある。
【0023】
請求項6に係る半導体装置に用いるリードフレームの製造方法では、請求項5に記載の半導体装置に用いるリードフレームの製造方法において、前記いずれかの段差部の平面部若しくは斜面部をプレス成形により形成すると同時に、そのインナー側のインナーリードも当該プレス成形による潰し量と同じ潰し量のプレス成形をすることを要旨とする。
【0024】
この構成に係る半導体装置に用いるリードフレームの製造方法では、インナー側のインナーリードも同時に同じ潰し量のプレス成形をすることで、加工時の歪みをさらに分散させ、変形をさらに低減させることができるという効果がある。
【0025】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)
以下、本発明の半導体装置、半導体装置に用いるリードフレーム及びその製造方法を具体化した一実施形態である半導体装置1及びこの半導体装置1に用いるリードフレーム2及びその製造方法を図1〜図5に従って説明する。図1は、図2のI−I部分における本発明の半導体装置1の断面図である。図1において下方を半導体装置1の底面とする。本実施形態では、半導体装置1は、QFNタイプのICパッケージを例に説明する。
【0026】
半導体装置1は、半導体チップ11とリードフレーム2と封止樹脂3を備えて構成される。半導体チップ11はIC回路が形成されているシリコンチップである。リードフレーム2は、半導体チップ11と金属細線12,13…により電気的に接続されている多数のリードを備えたリード部20と、半導体チップ11を載置するダイパッド23とを含む。封止樹脂3は、これらを樹脂封止している。
【0027】
図2は、半導体装置1の組立て前の本発明のリードフレーム2の平面図である。リードフレーム2のダイパッド23に半導体チップ11が載置・固定される。ここで、図6はボンディングの方法を示す図である。リード21の上面に設けられたボンディング部21bに、半導体チップ11に形成された端子(図示を省略)に他端が接続された金線からなる金属細線12がキャピラリーCPによりボンディングされる。同様に金属細線13がリード22にボンディングされる。このようにして、リード部20の所定のリードと半導体チップの所定の端子とがボンディングにより金属細線で接合される(図示を省略)。この場合、例えばリード21のボンディング部21bは、底面側に平面部211、212があり、従来のインナーリードaよりも厚みがある。そのため、従来のようにキャピラリーCPによりインナーリード21aの変形を生じるようなことがない(図12参照)。この半導体チップ11を載置したリードフレーム2は、インナーリードの部分(図2切断線CL内側)がキャビティに覆われてエポキシ樹脂などの封止樹脂3が充填される。封止樹脂3が固化したら、周囲の樹脂が除去され、リード部20は切断線CLで切断され、半導体装置1が完成する。
【0028】
図3は、図1のリード21の部分拡大図である。リード部20のリードを、リード21を一例として詳細に説明する。リード21は、上面が水平になるように封止樹脂3により封止されており、図において右側端部と右端部の底面側を外部に露出させている。露出された右端部の底面側は接続可能な外部端子21dとして構成されている。この外部端子21dは、半導体装置1の底面14と略同一平面になるように構成されている。リード21の上部に設けられたボンディング部21bにおいて金属細線12がボンディングされて半導体チップ11(図1)の所定の端子と電気的に接続されている。また、プリント配線板(図示を省略)には、外部端子21d等において直接はんだ接合が行われることで実装される。従って、外部端子21dの位置精度は重要である。
【0029】
リード21のインナーリード21aは、封止樹脂3に埋没されている。埋没されたインナーリード21aの底面側の部分は底面と平行な平面部211,212,213の3つの平面部を備えた階段状の段差部21cが構成されている。
【0030】
ここで、半導体装置1に用いるリードフレーム2の製造方法について説明する。リードフレーム2は、例えば、1次メッキ、1次スタンピング、2次メッキ、2次スタンピングの各工程により製造される。1次メッキは、薄い銅合金の銅条をメッキする。その後1次スタンピングの複数の工程で銅条を順次プレスしてリードフレームの形状に打ち抜く。このとき、リード部20の先端部分の潰し加工も行われる。そして2次メッキが施され、2次スタンピングで最終的な調整が行われて製品が完成する。
【0031】
次に、1次スタンピングにおける、リード部20先端の潰し加工について詳細に説明する。ここで、図4(a)〜(c)は、リード部20先端の潰し加工を示す工程図である。加工途中のリードフレーム2は、銅条が精密プレスに順送りされて、スタンピングされる。ここではリードフレーム2は底面側が上になるようにプレス機(図示を省略)にセットされる。そして、まず図4(a)に示すようにパンチP2によってリード21の一番アウター側の平面部211が潰し加工により形成される。この場合、従来の図10に示す従来の方法に比較して、潰し量が小さいため、ダレRが発生しにくい。また、同様に図11に示すようにインナーリード21aが跳ね上がることもない。
【0032】
続いて、図4(b)に示すように、銅条が順送りされて次のパンチP3により平面部212が形成される。最後に、図4(c)に示すように、パンチP4により平面部213が形成される。
【0033】
上記実施形態の半導体装置1、半導体装置1に用いられるリードフレーム2、その製造方法によれば、以下のような特徴を得ることができる。
(1)上記半導体装置1では、複数の平面部211,212,213を備えた段差部21cを設けることで、ボンディング部21bの部分のインナーリード21aの厚みを確保し、キャピラリーCPでのボンディング時の強度を高めた。そのため、インナーリード21aの変形を防止することができる。
【0034】
(2)特にプレス加工により成形する場合は、複数の平面部211,212,213を備えた段差部21cを設けることで、図11に示すような加工時の歪みをインナーリード21aの基端部に集中させることを防止する。そして、変形を低減し、外部端子21dの平坦性、周縁の位置精度を向上させることができるという効果がある。
【0035】
(3)高い平坦性、正確な位置精度を備えた外部端子21dを底面14と略同一平面上に形成することで、半導体装置1の外側に延設されるアウターリードをなくし小型化を達成することができるという効果がある。
【0036】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 図5(a)〜(c)に沿って、1次スタンピングにおける、リード部20先端の潰し加工の別例について詳細に説明する。ここでは、まず、図5(a)に示すように、パンチP5により平面部211を形成する。このとき、パンチP5は、最もアウター側の平面部211のみならず、そのインナー側の平面部212、平面部213の部分のインナーリード21aも同時にプレス加工により潰し加工を行う。そのインナー側のインナーリード21aは、平面部211のプレス成形のよる潰し量と同じ潰し量だけプレス成形がされる。つまり、図5(a)に示すように、平面部211,212,213は同一平面になるようにプレス加工により潰される。
【0037】
次に、図5(b)に示すようにパンチP6により平面部212が形成される。このときもパンチP6により、平面部212のみならず、そのインナー側の平面部213の部分のインナーリード21aも同時にプレス加工により潰し加工を行う。そして、最後にパンチP7により最もインナー側の平面部213が所定の潰し量までプレス加工される。
【0038】
この構成に係る半導体装置1に用いるリードフレーム2の製造方法では、インナー側のインナーリード21aも同時に同じ潰し量のプレス成形をすることで、加工時の歪みをさらに分散させ、変形をさらに低減させることができるという効果がある。
(第2の実施形態)
次に、図7、図8(a)〜(b)に沿って、第2の実施形態を説明する。図7は、半導体装置101のリード120を示す図である。なお、第2の実施形態は、第1の実施形態の半導体装置1のリードフレーム2の形状及び生産方法を変更したのみの構成であるため異なる部分のみ説明し、同様若しくは均等の部分については、共通の符合を付してその詳細な説明を省略する。第2の実施形態では、第1の実施形態と同様な半導体チップ11(不図示)とリードフレーム2と封止樹脂3とを備えた半導体装置101である。樹脂封止されたインナーリード121aの底面14側が、底面14と平行な面からなる平面部1212と、平面部1212と連続し、底面14となす角が0度を超え90度より小さな角度、例えば45°の斜面部1211とを備えた段差部121cを有することを特徴とする。特に、第2の実施形態では、外部端子21dから1段目が斜面部1211になっている。そして、この斜面部1211が、平面部1212と、外部端子21dとの間に連続して形成されたことを特徴とする。
【0039】
なお、平面部及び斜面部の組合せは、この実施形態に限定されるものではなく、例えば、図8(b)に示すように、外部端子21dのインナー側に隣接する面は平面部1213であり、さらにインナー側に斜面部1214、平面部1215が連続している。他にも複数の斜面部を備え、アウター側から斜面部−平面部−斜面部の順に段差部を形成したものや、さらに、斜面部−平面部−斜面部−平面部と連続して形成したものでもよい。
【0040】
次に、このように斜面部1214が形成された段差部121cを備えたリード120の1次スタンピングにおけるリード部20の先端の潰し加工について詳細に説明する。ここで、図8(a)〜(b)は、インナーリード121aの先端の潰し加工を示す工程図である。加工途中のリードフレーム2は、銅条が順送りされて、スタンピングされる。ここではリードフレーム2は底面側が上になるようにプレス機(図示を省略)にセットされる。そして、まず図8(a)に示すようにパンチP8によってリード120の一番アウター側の平面部1213が潰し加工により形成される。この場合も、従来の図10に示す従来の方法に比較して、潰し量が小さいため、ダレRが発生しにくい。また、同様に図11に示すようにインナーリード21aが跳ね上がることもない。
【0041】
続いて、図8(b)に示すように、銅条が順送りされて次のパンチP9により斜面部1214と平面部1215が同時に形成される。このように、第2の実施形態では、段差部121cがアウター側から、平面部若しくは斜面部が順次プレス成形により形成される。また、特に2以上の平面部若しくは斜面部が同時にプレス成形により形成される工程を含む。
【0042】
この構成に係る半導体装置に用いるリードフレームの製造方法では、2以上の平面部若しくは斜面部が同時にプレス成形により形成される工程を含むことで加工時の歪みを分散させ、変形をさらに低減させるとともに効率の良い生産をおこなうことができるという効果がある。
【0043】
○ 金属板は銅条を例に挙げているが、これに限定されるものではなくステンレス材等をもちいてもよい。
○ 実施形態では、全てがプレス加工で製造されているが、請求項1乃至5の半導体装置及びリードフレームは、これらの一部又は全部をエッチングによる工程に代替することも可能である。
【0044】
○ 実施形態では、半導体装置をQFNを例に説明しているが、アウターリードが外方に延在されたQFPや、或いはLF−BGAのようなボールゲートアレイタイプの半導体装置にも広く適用できるものである。
【0045】
○ 実施形態では、ダイパッド(ダイステージ、アイランド)は、非露出型を例に説明しているが、リード部20に対して平坦な露出型としてもよい。
○ なお、実施例のプレスによる加工は、リードの底面側が上になるようにセットされ、下方のダイに対して上方からパンチで加工していたが、セットされる向きやパンチ・ダイの方向はこれに限定されるものではない。
【0046】
【発明の効果】
以上、詳述したように、本発明の半導体装置及び半導体装置に用いるリードフレーム、及びその製造方法では、リードの加工時の歪み、変形を低減し、外部端子の平坦性、位置精度を向上させ、且つ組立て時の強度を高めることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図2のI−I部分における本発明の半導体装置1の断面図。
【図2】 半導体装置1の組立て前の本発明のリードフレーム2の平面図。
【図3】 図1のリード21の部分拡大図。
【図4】 (a)〜(c)は、リード部20先端の潰し加工を示す工程図。
【図5】 (a)〜(c)は、第1の実施形態の別例についてのリード部20先端の潰し加工を示す工程図。
【図6】 ボンディングの方法を示す図。
【図7】 第2の実施形態の半導体装置101のリード120を示す断面図。
【図8】 (a)〜(b)は、第2の実施形態のインナーリード121aの先端の潰し加工を示す工程図。
【図9】 従来技術における加工前のリードフレームL0と加工後のリードフレームL1を示す図。
【図10】 (a)〜(c)は、従来のインナーリードaの先端の潰し加工を示す工程図。
【図11】 従来のリードL1のように、残留応力によりインナーリードaの先端が跳ね上がる不具合を示す図。
【図12】 従来のキャピラリーCPで金属細線(金線)Wを接続するボンディング加工での変形を示す図。
【符号の説明】
1,101…半導体装置、2…リードフレーム、3…封止樹脂、12,13…金属細線(金線)、11…半導体チップ、14…底面、20…リード部、21,22,120…リード、21a,121a…インナーリード、21b,121b…ボンディング部、21c,121c…段差部、21d…外部端子、211,212,213,1213,1212,1215…平面部、1211,1214…斜面部、23…ダイパッド、CP…キャピラリー、P1〜P9…パンチ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor device, a lead frame used in the semiconductor device, and a manufacturing method thereof, and more specifically, distortion and deformation at the time of processing of the lead are reduced, flatness and positional accuracy of external terminals are improved, and assembling is performed. The present invention relates to a semiconductor device with increased strength, a lead frame used in the semiconductor device, and a method for manufacturing the lead frame.
[0002]
[Prior art]
In recent years, there is a great demand for miniaturization and high density of semiconductor devices. Therefore, an IC (Integrated Circuit) package which is a non-lead type semiconductor device in which a part of the lead is exposed as an external terminal on the bottom surface of the package without extending the outer lead to the outside of the package is used in a small and thin package. (See FIG. 1 of the present invention). These include, for example, QFN (Quad Flat Non-leaded package) and SON (Small Outline Non-leaded package). In such a thin semiconductor device, it is necessary to stably fix the lead at an accurate position. Therefore, the inner lead of the lead frame embedded in the mold resin is bent or provided with a step due to the problem of adhesion to the resin. Since it is more advantageous to provide a step than to bend a thin package, for example, a lead frame manufacturing method described in
[0003]
Further, in the conventional semiconductor device disclosed in
[0004]
Here, FIG. 9 shows a lead frame L0 before processing and a lead frame L1 after processing in the prior art. In FIG. 9, the right side is the outer side, the left side is the inner side, and the lower side is the bottom side. The crushing process is performed from the bottom surface side, and the external terminal d is formed. In the conventional method for manufacturing a semiconductor device, when the step c is provided by crushing the tip end side of the inner lead a of the lead frame L0, as shown in FIG. 10, the crushing portion e is crushed by the press P1 once. It was. In FIG. 10, the upper side is the bottom side.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-260983 (FIGS. 2A and 2C)
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-196005 (FIG. 2)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in this case, the crushed portion e often exceeds 15% of the thickness of the inner lead a before processing, and a step c having a large drop from the surface of the external terminal d is formed on the inner lead a. Distortion at the base end increases. Therefore, there is a problem that a problem such as the tip of the inner lead a jumping up due to the residual stress occurs like the lead L1 shown in FIG. In particular, there is a problem that a lead is easily deformed in a case where a recess or a groove that crosses the lead is provided.
[0007]
Further, since the inner lead a becomes thin when the crushing portion e is large and the distance between the step c and the bonding portion b is small, the bonding process for connecting the metal thin wire (gold wire) W with the capillary CP as shown in FIG. There was a problem that the strength at the time of assembly was insufficient, such as being easily deformed sometimes.
[0008]
Further, in this type of IC package, the flatness of the external terminals on the bottom surface of the package and the positional accuracy are important, but as shown in FIG. 9, if the crushing portion e is large, the amount of material drawn by crushing is large, There is a problem in that flatness is impaired by the sag R of the edge part on the inner side of the external terminal d. In addition, there is a problem that the position where the normal exposure length of the external terminal d should be S1 is shifted by the sag R and the crushing boundary is shifted, and the exposure length becomes S2 and the positional accuracy is lowered.
[0009]
In order to solve the above-described problems, the present invention is used for a semiconductor device and a semiconductor device in which distortion and deformation during lead frame processing are reduced, flatness and position accuracy of external terminals are improved, and strength at the time of assembly is increased. An object is to provide a lead frame and a manufacturing method thereof.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In the semiconductor device according to
[0011]
In the semiconductor device according to this configuration, the strength at the time of assembly such as bonding is increased by providing the step portion. In particular, in the case of molding by press working, there are effects that it is possible to disperse distortion during processing, reduce deformation, and improve the flatness and position accuracy of external terminals. Further, by forming the external terminals on substantially the same plane as the bottom surface, it is possible to eliminate the outer leads extending outside the semiconductor device and achieve downsizing.
[0012]
In the semiconductor device according to
[0013]
In the semiconductor device according to this configuration, by providing the inclined surface portion, there is an effect that distortion and deformation at the time of processing can be further dispersed and reduced particularly when molding by press processing.
[0014]
In the semiconductor device according to
In a non-lead type semiconductor device in which a part of the lead frame is exposed to the same plane as the sealing resin without extending to the outside as a connectable external terminal, and the bottom surface is formed together with the sealing resin. A flat surface portion formed of a plane parallel to the bottom surface and a slope portion having an angle of more than 0 degrees and smaller than 90 degrees with the bottom surface,
While the surface opposite to the bottom surface side of the resin-encapsulated inner lead is flat, the bottom surface step is stepped so that the thickness is gradually reduced by increasing the amount of crushing from the outer side toward the inner side. The portion is formed by sequentially processing by pressing, and the inclined portion and the flat portion are further formed on the inner side, or the alternately inclined surface portion and the flat portion are sequentially processed by pressing. The gist of the present invention is that bonding to the semiconductor chip is performed on the back surface of either the flat surface portion or the inclined surface portion on the outer side of the inner surface end of the flat surface portion .
[0015]
In the semiconductor device according to this configuration, similarly to the effect of the semiconductor device according to
[0018]
The gist of the lead frame used in the semiconductor device according to claim 4 is the lead frame used in the semiconductor device according to any one of
[0019]
The lead frame used in the semiconductor device according to this configuration can be used for manufacturing the semiconductor device according to any one of
A lead frame manufacturing method for use in a semiconductor device according to claim 5 is a method for manufacturing a lead frame for use in a semiconductor device according to any one of
[0020]
In the manufacturing method of the lead frame used for the semiconductor device according to this configuration, since the step portion is divided and molded, the distortion at the time of processing is distributed without being collected in the inner lead base, and the deformation in the inner lead base is reduced. There is an effect that the flatness and position accuracy of the external terminal can be improved.
[0023]
A method for manufacturing a lead frame used in a semiconductor device according to claim 6 is the method for manufacturing a lead frame used in a semiconductor device according to claim 5 , wherein the flat portion or the slope portion of any one of the step portions is formed by press molding. Then at the same time, the gist that the inner leads of the inner side to the press-molding of the same crushing amount and collapse amount due to the press forming.
[0024]
In the manufacturing method of the lead frame used in the semiconductor device according to this configuration, the inner lead on the inner side is simultaneously press-molded with the same crushing amount, so that the distortion during processing can be further dispersed and the deformation can be further reduced. There is an effect.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
1 to 5 show a
[0026]
The
[0027]
FIG. 2 is a plan view of the
[0028]
FIG. 3 is a partially enlarged view of the
[0029]
The
[0030]
Here, a method for manufacturing the
[0031]
Next, the crushing process of the tip of the
[0032]
Subsequently, as shown in FIG. 4 (b), the copper strip is fed forward and the
[0033]
According to the
(1) In the
[0034]
(2) In particular, when forming by press working, by providing a
[0035]
(3) By forming the
[0036]
In addition, you may change the said embodiment as follows.
(Circle) Another example of the crushing process of the front-end | tip part of the
[0037]
Next, as shown in FIG. 5B, the
[0038]
In the manufacturing method of the
(Second Embodiment)
Next, the second embodiment will be described with reference to FIGS. 7 and 8A to 8B. FIG. 7 is a view showing the
[0039]
Note that the combination of the plane portion and the slope portion is not limited to this embodiment. For example, as shown in FIG. 8B, the surface adjacent to the inner side of the
[0040]
Next, the crushing process of the tip of the
[0041]
Subsequently, as shown in FIG. 8 (b), the copper strip is sequentially fed, and the slope portion 1214 and the
[0042]
In the manufacturing method of the lead frame used for the semiconductor device according to this configuration, the distortion during processing is dispersed by including a step in which two or more plane portions or slope portions are simultaneously formed by press molding, and deformation is further reduced. There is an effect that efficient production can be performed.
[0043]
○ The metal plate is exemplified by a copper strip, but is not limited to this, and a stainless steel material or the like may be used.
In the embodiment, all of the semiconductor device and the lead frame according to
[0044]
In the embodiment, the semiconductor device is described by taking QFN as an example. However, the semiconductor device can be widely applied to a ball gate array type semiconductor device such as QFP in which outer leads are extended outward or LF-BGA. Is.
[0045]
In the embodiment, the die pad (die stage, island) is described as an example of a non-exposed type, but it may be an exposed type that is flat with respect to the
○ In addition, the processing by the press of the example was set so that the bottom surface side of the lead was up, and the punch was processed from above with respect to the lower die, but the setting direction and the direction of the punch die are It is not limited to this.
[0046]
【The invention's effect】
As described above in detail, the semiconductor device of the present invention, the lead frame used in the semiconductor device, and the manufacturing method thereof reduce distortion and deformation during processing of the lead, and improve the flatness and positional accuracy of the external terminals. In addition, there is an effect that the strength at the time of assembly can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a
FIG. 2 is a plan view of a
FIG. 3 is a partially enlarged view of the
FIGS. 4A to 4C are process diagrams showing crushing processing of the leading end of the
FIGS. 5A to 5C are process diagrams showing crushing processing of the leading end of a
FIG. 6 is a view showing a bonding method.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a
FIGS. 8A to 8B are process diagrams showing crushing of the tip of the
FIG. 9 is a view showing a lead frame L0 before processing and a lead frame L1 after processing in the prior art.
FIGS. 10A to 10C are process diagrams showing crushing processing of a tip of a conventional inner lead a.
FIG. 11 is a diagram showing a problem that a tip of an inner lead a jumps up due to residual stress as in a conventional lead L1.
FIG. 12 is a view showing a deformation in bonding processing in which a thin metal wire (gold wire) W is connected by a conventional capillary CP.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101 ... Semiconductor device, 2 ... Lead frame, 3 ... Sealing resin, 12, 13 ... Metal fine wire (gold wire), 11 ... Semiconductor chip, 14 ... Bottom, 20 ... Lead part, 21, 22, 120 ...
Claims (6)
当該リードフレームの一部を接続可能な外部端子として外部に延在させないで前記封止樹脂と同一平面上に露出させて前記封止樹脂とともに底面を形成したノンリードタイプの半導体装置において、
樹脂封止された前記インナーリードの底面側と反対の面を平面としたまま、底面側が、プレス加工によりアウター側からインナー側に向かって順次潰し量を大きくして厚みが薄くなるように加工され、底面から離間するように形成された前記底面と平行な2以上の平面部を備えた階段状の段差部を有するとともに、
前記半導体チップとのボンディングが前記2以上の平面部のうち、インナー側先端よりアウター側にある平面部の裏面において行われていることを特徴とする半導体装置。A semiconductor chip, a lead frame having inner leads electrically connected to the semiconductor chip, and a sealing resin for resin-sealing the semiconductor chip and the lead frame;
In a non-lead type semiconductor device in which a part of the lead frame is exposed to the same plane as the sealing resin without extending to the outside as a connectable external terminal, and a bottom surface is formed with the sealing resin .
While the surface opposite to the bottom surface side of the inner lead sealed with resin is made flat, the bottom surface side is processed by pressing to increase the amount of crushing from the outer side to the inner side in order to reduce the thickness. And having a stepped step portion having two or more plane portions parallel to the bottom surface formed so as to be separated from the bottom surface,
The semiconductor device is characterized in that bonding to the semiconductor chip is performed on the back surface of the planar portion located on the outer side from the inner end of the two or more planar portions.
当該リードフレームの一部を接続可能な外部端子として外部に延在させないで前記封止樹脂と同一平面上に露出させて前記封止樹脂とともに底面を形成したノンリードタイプの半導体装置において、
インナーリードの底面側に前記底面と平行な面からなる平面部と、前記底面となす角が0度を超え90度より小さな角度の斜面部とを備え、
樹脂封止された前記インナーリードの底面側と反対の面を平面としたまま、底面側が、アウター側からインナー側に向かって順次潰し量を大きくして厚みが薄くなるように、前記斜面部と前記平面部とが、若しくは交互に連続する前記斜面部と前記平面部とがプレス加工により順次加工されて形成され、
前記半導体チップとのボンディングが前記平面部のうち、インナー側先端よりアウター側にある平面部若しくは前記斜面部のいずれかの裏面において行われていることを特徴とする半導体装置。 A semiconductor chip, a lead frame having inner leads electrically connected to the semiconductor chip, and a sealing resin for resin-sealing the semiconductor chip and the lead frame;
In a non-lead type semiconductor device in which a part of the lead frame is exposed to the same plane as the sealing resin without extending to the outside as a connectable external terminal, and a bottom surface is formed with the sealing resin.
Provided on the bottom surface side of the inner lead is a flat portion made of a plane parallel to the bottom surface, and a slope portion having an angle of more than 0 degrees and less than 90 degrees with the bottom surface,
The inclined surface portion is formed so that the bottom surface side is flattened while the surface opposite to the bottom surface side of the resin-encapsulated inner lead is flat, and the amount of crushing is gradually increased from the outer side to the inner side to reduce the thickness. The flat surface portion or the alternately inclined slope surface portion and the flat surface portion are formed by being sequentially processed by pressing,
Bonding with the semiconductor chip is performed on the back surface of either the flat surface portion of the flat surface portion that is on the outer side from the inner side tip or the inclined surface portion .
当該リードフレームの一部を接続可能な外部端子として外部に延在させないで前記封止樹脂と同一平面上に露出させて前記封止樹脂とともに底面を形成したノンリードタイプの半導体装置において、
インナーリードの底面側に前記底面と平行な面からなる平面部と、前記底面となす角が0度を超え90度より小さな角度の斜面部とを備えるとともに、
樹脂封止された前記インナーリードの底面側と反対の面を平面としたまま、底面側が、アウター側からインナー側に向かって順次潰し量を大きくして厚みが薄くなるように、階段状の段差部がプレス加工により順次加工されて形成されるとともに、さらにインナー側に前記斜面部と前記平面部とが、若しくは交互に連続する前記斜面部と前記平面部とがプレス加工により順次加工されて形成され、
前記半導体チップとのボンディングが前記平面部のうち、インナー側先端よりアウター側にある平面部若しくは前記斜面部のいずれかの裏面において行われていることを特徴とする半導体装置。 A semiconductor chip, a lead frame having inner leads electrically connected to the semiconductor chip, and a sealing resin for resin-sealing the semiconductor chip and the lead frame;
In a non-lead type semiconductor device in which a part of the lead frame is exposed to the same plane as the sealing resin without extending to the outside as a connectable external terminal, and a bottom surface is formed with the sealing resin.
The inner lead includes a flat surface formed of a surface parallel to the bottom surface on the bottom surface side, and a slope portion having an angle of more than 0 degrees and less than 90 degrees with the bottom surface,
While the surface opposite to the bottom surface side of the resin-encapsulated inner lead is flat, the bottom surface step is stepped so that the thickness of the bottom surface increases gradually from the outer side toward the inner side, and the thickness decreases. The portion is formed by sequentially processing by pressing, and the inclined surface and the flat portion are further formed on the inner side, or the alternately inclined surface and flat portion are sequentially processed by pressing. And
Bonding with the semiconductor chip is performed on the back surface of either the flat surface portion of the flat surface portion that is on the outer side from the inner side tip or the inclined surface portion .
前記段差部は、アウター側から、平面部若しくは斜面部毎に順次プレス成形により形成されることを特徴とする半導体装置に用いるリードフレームの製造方法。 The method of manufacturing a lead frame used in a semiconductor device, wherein the stepped portion is formed by press molding sequentially from the outer side for each flat surface portion or inclined surface portion.
前記いずれかの段差部の平面部若しくは斜面部をプレス成形により形成すると同時に、そのインナー側のインナーリードも当該プレス成形による潰し量と同じ潰し量のプレス成形をすることを特徴とする半導体装置に用いるリードフレームの製造方法。In the manufacturing method of the lead frame used for the semiconductor device according to claim 5,
Wherein at the same time be formed by any of press-forming a flat portion or the inclined surface portion of the step portion, and wherein a the inner leads of the inner side to the press-molding of the same crushing amount and collapse amount due to the press forming Of manufacturing a lead frame for use in manufacturing.
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