JP4121335B2 - リードフレームおよびそれを用いた半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は1つの樹脂注入ゲートに対して、複数の素子を連続してモールドするリードフレームおよびそれを用いた半導体装置の製造方法に関し、パッケージ端部での樹脂の未充填領域を無くすことを目的とする。
【0002】
【従来の技術】
近年、1枚のリードフレームから多量の半導体装置を形成することで、歩留まりの向上を図る等のため、1枚のリードフレームには同じ導電パターンを有する搭載部が複数形成されている。そして、このようなリードフレームを用いた場合、特に、樹脂モールド時にそのリードフレームの片側から樹脂を注入することで連続するキャビティ内を樹脂で充填する。そして、以下に、従来の実施例におけるリードフレームおよびそれを用いた半導体装置の製造方法ついて図面を参照しながら説明する。図9はリードフレーム平面図であり、図10は金型とリードフレームとの位置関係を示す平面図であり、図11は樹脂封止時及び封止後のキャビティ端部を表す断面図である。
【0003】
先ず、図9に示す如く、従来のリードフレーム1では、1枚のリードフレーム1に点線で囲んで示した多数の搭載部2が形成されている。そして、例えば、搭載部2はリードフレーム1の長手方向と直交する方向に1列3個の搭載部2が連続して形成されている。一方、リードフレーム1の長手方向にはこの列が複数列形成され、それぞれの列はスリット3により区切られている。また、リードフレーム1の長手方向の上下端部領域にはインデックス孔4が一定の間隔で設けられ、各工程での位置決めに用いられる。
【0004】
次に、図10に示す如く、ここでは、図9のリードフレーム1のある1列を拡大して図示している。従来のリードフレーム1では、金型に設けられたゲート部5より樹脂を注入し、キャビティ内に樹脂を充填し樹脂封止体(図示せず)を形成する。先ず、ゲート部5より注入された樹脂は第1のキャビティ6内に流入し、次に、上金型14(図11参照)に設けられた第1の凹部7を通過し第2のキャビティ8内に流入する。そして、第2のキャビティ8内の樹脂は上金型14(図11参照)に設けられた第2の凹部9を通過し第3のキャビティ10内に流入し、それぞれのキャビティ6、8、10内は樹脂で充填される。尚、第1及び第2の凹部7、9はキャビティ6、8、10間の樹脂通路とすることを目的としており、例えば、60〜80μm程度の凹部となっている。
【0005】
この時、実線で囲んで示したキャビティ端部11では、金型に設けられたエアベント12がキャビティと連続して設けられており、キャビティ端部に溜まる空気をキャビティ6、8、10外部に排出する。
【0006】
図11(A)に示す如く、例えば、エアベント12は上金型14に20〜40μm程度の凹部から成り、このエアベント12から主に空気が樹脂溜り孔13(図10参照)を介して外部に排出される。樹脂溜り孔13はエアベント12から空気と一緒に排出される樹脂を外部へ垂れ流すのを防止する孔である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来のリードフレーム1を用いて半導体装置を製造する場合、特に、樹脂モールド工程において、第1及び第2の凹部7、9またはエアベント12の設けられたキャビティ6、8、10端部近傍領域では、以下に説明する問題が発生していた。
【0008】
第1の問題は、第1及び第2の凹部7、9及びエアベント12をキャビティ6、8、10と連続して設けることで、上記形成領域のキャビティ端部11では金型によりリードフレーム1を確実に押圧することができない。つまり、第1及び第2の凹部7、9及びエアベント12形成領域では、金型当接面が窪んでいるためリードフレーム1を上下面から押圧することができない。そのため、リードフレーム1上面には第1及び第2の凹部7、9による樹脂バリが発生するが、リードフレーム1下面にも数μm程度のフラッシュバリ16(図12参照)が発生する。このフラッシュバリ16は、金型によりリードフレーム1を上下面から押圧することが出来な領域において、樹脂が下金型とリードフレーム1との間に多少周り込むことで発生する。図示の如く、エアベント12形成領域でも同様である。
【0009】
そして、リードフレーム1を切断する際、キャビティ端部11近傍のリードフレーム1を固定した状態で行うが、この固定領域には第1及び第2の凹部7、9及びエアベント12による樹脂バリが存在し、その領域でのリードフレーム1上は凹凸となる。そのため、リードフレーム1を確実に押さえた状態で切断できず、樹脂バリは切断してもフラッシュバリ16がパッケージに残存することがある。そのことで、外観不良を招き、トレイ収納時等にフラッシュバリ16がとれゴミとなったり、また、実装時にフラッシュバリ16がとれ実装不良を起こすという問題である。
【0010】
第2の問題は、第1の問題でも上述したが、リードフレーム1を切断する際、キャビティ端部11近傍のリードフレーム1を固定した状態で行う。このとき、この固定領域には第1及び第2の凹部7、9及びエアベント12による樹脂バリが存在し、この樹脂バリの凹凸によりリードフレーム1を確実に押さえた状態で切断できない。そのため、上記樹脂バリをパッケージから切断する際、樹脂バリと連続するパッケージ端部をも一緒に欠いてしまうという問題である。更に、リードフレーム1を確実に固定した状態で切断を行うことが出来ないので、パンチの刃の耐久性が低減するという問題もある。
【0011】
第3の問題は、樹脂モールド工程では、例えば、図11(A)に示す如く、キャビティ6、8、10内に存在する空気はキャビティ6、8、10端部に追いやられ金型に設けられたエアベント12を介してキャビティ6、8、10外部に抜ける。この時、このエアベント12を介して空気を押し出す際、リードフレーム1と上金型14との間に樹脂がバリとして発生する。しかし、この樹脂バリ厚はエアベント12厚、つまり20〜40μm程度と薄いため、パッケージを金型から離型するときに、この樹脂バリがパッケージと一体で離型せず、金型内に残存する事がある。図11(B)に示すように、この樹脂バリ15が金型内に残ることで、次回の樹脂モールドの際、キャビティ6、8、10内に存在する空気の経路を塞いでしまう。その結果、空気は外部に抜け出すことは無く、キャビティ6、8、10内に圧縮されて残存するため、特に、エアベント12が形成された領域近傍のパッケージ端部にボイド、未充填領域を発生してしまうことである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上述した従来の課題に鑑みてなされたもので、本発明のリードフレームは、少なくとも半導体素子を搭載するアイランド領域を含む搭載部を複数有する板状体であり、前記板状体の長手方向に対して直交する方向に少なくとも2つ以上の前記搭載部が位置する列を前記板状体の長手方向に少なくとも1列以上有するリードフレームにおいて、前記搭載部は一対の第1の連結条体および第2の連結条体とによりその領域を囲まれ、前記第1の連結条体は前記板状体の長手方向と平行となるように位置し、前記第1の連結条体には前記搭載部間を結ぶ樹脂通過経路または樹脂流出孔を有することを特徴とする。
【0013】
更に、本発明のリードフレームは、前記樹脂通過経路および樹脂流出孔は前記板状体に設けられた孔であり、少なくとも前記孔の一部は樹脂封止体形成領域内に含まれることを特徴とする。
【0014】
また、上述した従来の課題に鑑みてなされたもので、本発明の半導体装置の製造方法では、少なくともアイランドを含む搭載部と、該搭載部を囲むように配置された一対の第1の連結条体および第2の連結条体と、該第1の連結条体に形成された樹脂注入孔、樹脂流出孔または樹脂通過経路が形成され、長手方向に対して直交する方向に少なくとも2つ以上の前記搭載部とを有する列と、前記列を前記長手方向に少なくとも1列以上有するリードフレームを準備し、前記列において、上金型および下金型から構成されるキャビティ内に前記搭載部がそれぞれ位置するように前記上金型と前記下金型とにより前記リードフレームを狭持し、前記上金型および前記下金型と当接し、前記キャビティ間の前記リードフレームには少なくとも前記樹脂通過経路および前記樹脂通過経路が位置し、前記列の前記キャビティは前記樹脂通過経路を介して連続し、前記列には1つのゲート部が用いられ連続して前記キャビティ内を樹脂で充填させ樹脂封止体を形成することを特徴とする。
【0015】
更に、本発明の半導体装置の製造方法では、前記樹脂流出孔の一端は前記キャビティ内と連続しており、前記樹脂流出孔内は樹脂で充填されることを特徴とする。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明におけるリードフレームおよびそのリードフレームを用いた半導体装置の製造方法において、図1〜図8を参照として説明する。
【0017】
先ず、図1〜図6を用いて、本発明の一実施の形態であるリードフレームについて説明する。図1は本発明の一実施の形態であるリードフレームの平面図である。図2は図1に示したリードフレームの一部を拡大した平面図である。図3は図2に示したリードフレームの(A)X−X線方向の断面図及び(B)Y−Y線方向の断面図である。図4は樹脂モールド工程におけるリードフレーム及び金型の位置関係を示す平面図である。図5は樹脂モールド工程における樹脂及び空気の流れを示す(A)断面図(B)断面図(C)断面図である。図6は樹脂モールド後のリードフレームの状態を示した平面図である。
【0018】
図1に示す如く、本発明の一実施の形態であるリードフレーム21上には点線で示した1つの半導体装置に対応するユニットを示す搭載部22が複数形成されている。そして、例えば、搭載部22はリードフレーム21の長手方向と直交する方向に1列3つの搭載部22が連続して形成されている。一方、リードフレーム21の長手方向にはこの列が複数列形成され、それぞれの列はスリット23により区切られている。また、リードフレーム21の長手方向の上下端部領域にはインデックス孔24が一定の間隔で設けられ、各工程での位置決めに用いられる。尚、図1では、1列に3つの搭載部22が形成されているが、少なくとも1列に2つ以上の搭載部22が配置されていれば良い。また、リードフレーム21は、例えば、厚さが約100〜250μmの銅を主材料とするフレームから成る。しかし、Fe―Niを主材料としても良いし、他の金属材料でも良い。
【0019】
図2に示す如く、本実施の形態では、1列に3つの搭載部22を有し、紙面に対して最上位に位置する搭載部221から樹脂を注入し、最下位に位置する搭載部223まで連続して樹脂モールドすることができるリードフレーム21である。そして、それぞれの搭載部22は第1の連結条体27及び第2の連結条体28によりその周囲が囲まれ、リードフレーム21と一体となっている。3つの搭載部22には、主に、それぞれ共通して半導体素子を固着するアイランド領域25と、アイランド領域25を支持する吊りリード26と、アイランド領域25の近傍に位置し、第2の連結条体28へと延在される複数のリード29とを有している。そして、複数のリード29はその中間領域においてタイバー30により一体に支持されている。
【0020】
上述したように、本実施の形態では、1列に位置する3つの搭載部22は、1つのゲート部41(図4参照)により連続して樹脂モールドすることが可能な構造をしている。そのため、紙面に対して最上位に位置する搭載部221上に位置する第1の連結条体27には、ゲート部41に対応した樹脂注入孔31及び樹脂流出孔32が形成されている。また、搭載部221と搭載部222との間に位置する第1の連結条体27にはそれぞれの搭載部221、222側から形成された樹脂流出孔33、34及びそれぞれの搭載部221、222間の樹脂の流れを可能とする第1の樹脂通過経路35が形成されている。搭載部222と搭載部223との間に位置する第1の連結条体27にも同様に樹脂流出孔36、37及び第2の樹脂通過経路38が形成されている。そして、紙面に対して最下位に位置する搭載部223下に位置する第1の連結条体27には、2つの樹脂流出孔39、40が形成されている。
【0021】
詳細は後述するが、それぞれの樹脂流出孔及び樹脂通過経路はリードフレーム21に形成された孔であり、リードフレーム21厚と同様に約100〜250μmの孔厚を有している。そして、両者とも樹脂モールド時に金型より成るキャビティと連続して構成されるので、樹脂及び空気がこの両者を介してキャビティ外部に排出される。尚、樹脂注入孔31、第1の樹脂通過経路35及び第2の樹脂通過経路38はそれぞれ搭載部22に対して対角線上に位置するように形成されている。そのことで、キャビティ内全体に樹脂が完全に充填し易い構造となっている。
【0022】
具体的には、図3に示す如く、リードフレーム21の構造は断面により異なっている。図3(A)は図2でのX−X線方向の断面図であるが、第1の連結条体27、吊りリード26及びアイランド領域25により連続してリードフレーム21が存在している。一方、図3(B)は図2でのY−Y線方向の断面図であるが、図3(A)と同様に第1の連結条体27、吊りリード26及びアイランド領域25は存在する。しかしながら、それらの間には樹脂注入孔31、樹脂流出孔33、34、39及び第2の樹脂通過経路38が位置し、このY−Y線方向の断面ではリードフレーム21が断続的に存在している。つまり、図示したように、リードフレーム21の断面図にキャビティ領域を一点鎖線で示したが、樹脂注入孔31、樹脂流出孔33、34、39及び第2の樹脂通過経路38の一端がキャビティ内に含まれている。そのことで、リードフレーム21厚と同等の孔厚を有するそれぞれの孔を介してキャビティ内の空気を外部へ排出するので、パッケージ端部に空気が残存し未充填領域を形成することはない。尚、図示していない樹脂流出孔32、36、37、40及び第1の樹脂通過経路35でも同様である。
【0023】
図4に示す如く、紙面に対して最上位に位置する搭載部221(図2参照)の樹脂注入孔31に対応して金型のゲート部41が一箇所設けられている。そして、樹脂流出孔32には金型のエアベント42が対応して設けられている。搭載部221からの樹脂流出孔33と搭載部222からの樹脂流出孔34とには、金型の共通のエアベント43が対応して設けられている。その他、樹脂流出孔36、37には共通のエアベント44、樹脂流出孔39にはエアベント45、樹脂流出孔40にはエアベント46がそれぞれ対応して設けられている。
【0024】
そして、具体的には、図5に示す如く、キャビティ50端部での樹脂及びキャビティ50内に含まれる空気の流れについて説明する。先ず、図5(A)では、例えば、搭載部221と搭載部222との間に位置する第1の連結条体27に形成された樹脂流出孔33、34領域について示している。本実施の形態では、下金型49上にリードフレーム21が設置される。そして、上金型48がリードフレーム21を固定するように設置される。このとき、樹脂流出孔33、34の一端331、341はキャビティ50、52内に少なくともその一部が位置する。そして、上金型48に設けられたエアベント43が樹脂流出孔33、34間に位置する第1の連結条体の一部51及び樹脂流出孔33、34の他端332、342上に位置する。そのことで、キャビティ50には、キャビティ50内に存在した空気および樹脂が外部へと流出する孔(隙間)331が配置されることとなる。そして、リードフレーム21の厚みは100〜250μm程度であるので、この孔331は、リードフレーム21の厚みの分上下に開いている。図示の如く、搭載部222側のキャビティ52でも同様である。
【0025】
つまり、樹脂流出孔33、34は100〜250μm程度の厚みを有することで、樹脂流出孔33、34にはキャビティ50内の空気のみでなく樹脂も流出する。そして、キャビティ50内から流出した樹脂及び空気は樹脂流出孔33、34の他端332、342まで追いやられる。その後、主に、空気のみが上金型48に設けられたエアベント43を介して外部に排出される。エアベント43は上金型48のリードフレーム21と当接する面を20〜40μm程度の凹部とすることで、空気のみを外部に排出することを目的としている。そのことで、樹脂及び空気は矢印で示したように樹脂流出孔33、34の他端332、342まで追いやられる。そして、樹脂流出孔33、34は100〜250μm程度の厚みを有するので、従来のようにエアベント12(図11参照)で樹脂が詰まることはない。その結果、本実施の形態のリードフレーム21を用いることで、半導体装置のパッケージ端部にボイド、未充填領域を発生することはない。
【0026】
次に、図5(B)では、例えば、搭載部223(図2参照)の樹脂流出孔39領域について示している。この領域では、搭載部223に対応するキャビティ53内に樹脂流出孔39の一端391が含まれるようにリードフレーム21が上金型48及び下金型49により固定されている。そして、上金型48のエアベント45が樹脂流出孔39の他端392及びその近傍領域上に位置している。この領域においても、図5(A)を用いて上述したように、本実施の形態のリードフレーム21を用いることで、半導体装置のパッケージ端部にボイド、未充填領域を発生することはない。尚、樹脂及び空気等の流れやその他の説明は図5(A)を参照とし、ここではその説明を割愛する。
【0027】
最後に、図5(C)では、搭載部221の樹脂注入孔31領域について示している。この領域では、樹脂注入孔31の一端311が上金型48のゲート部41に含まれるようにリードフレーム21が上金型48及び下金型49により固定されている。そして、キャビティ50側では樹脂注入孔31の他端312がキャビィ50内に含まれるようにリードフレーム21が上金型48及び下金型49により固定されている。そのことで、ゲート部41を介して注入された樹脂は樹脂注入孔31を介してキャビティ50内に流れ込み、パッケージ54(図6参照)の側面と連続して形成される領域60(図4参照)にゲート部41状の樹脂硬化部が形成されることはない。その結果、パッケージ54と連続して形成される領域60には凹凸の無い同一平担面領域を形成することができる。そして、リードフレーム21から個々の半導体装置へとカッティングする際、リードフレーム21を確実に固定してからカッティングできる。そのことで、リードフレーム21と同時に樹脂注入孔31内で硬化した樹脂をも切断するが、このとき樹脂注入孔31内の樹脂と連続するパッケージ端部が欠けることを防ぐことができる。尚、樹脂及び空気等の流れやその他の説明は図5(A)を参照とし、ここではその説明を割愛する。
【0028】
図5を用いて上述したように、本実施の形態では、キャビティ領域と連続する樹脂注入孔31、樹脂流出孔32〜34、36、37、39、40、第1及び第2の樹脂通過経路35、38をリードフレーム21厚の孔として形成している。そして、樹脂モールド工程時には、図4でハッチングで示したキャビティ外周辺47と連続するリードフレーム21の領域60を上下金型の当接面55、56で確実に押圧することに特徴を有する。従来では、キャビティと連続する上金型14にはエアベント12が設けられており、そのエアベント12形成領域にはリードフレーム1を押圧出来なかった。そのため、エアベント12形成領域と対になるリードフレーム1と下金型17との間に数μm程度のフラッシュバリ16が発生していた。そして、このフラッシュバリ16により発明が解決しようとする課題で上述した問題が発生していた。
【0029】
しかしながら、本発明では、従来での金型に凹部を設けた構造と異なり、リードフレーム21に孔を設け、且つキャビティと連続する上下金型の当接面55、56を平坦面で形成している。そして、ハッチングで示した領域では、樹脂流出孔32〜34、36、37、39、40、第1及び第2の樹脂通過経路35、38の形成領域では、リードフレーム21厚の露出樹脂を形成する。一方、リードフレーム21が存在する領域では、リードフレーム21を上下金型の当接面55、56で確実に押圧する。そのことで、樹脂流出孔32等の孔が形成された領域ではリードフレーム21厚の露出樹脂が形成され、パッケージ54側面と連続するリードフレーム21上下面にはフラッシュバリが発生することはない。そして、ハッチングで示した領域60は上記露出樹脂とリードフレーム21により成るが、その表裏面はほぼ平坦面により成る。
【0030】
その結果、リードフレーム21から個々の半導体装置を切断する工程では、ハッチングで示した領域60では、凹凸のない平坦面を固定し、切断することができる。そして、その領域60でのリードフレーム21の上下面にはフラッシュバリが存在しないので、切断後のパッケージ54にはフラッシュバリは無く外観不良を招くことはない。つまり、この外観不良を起こさないことで発明が解決しようとする課題で上述した問題を解決することができる。また、樹脂流出孔32等の露出樹脂はリードフレーム21厚を有し、確実に固定した状態で切断用のパンチ(図示せず)が直接当たることで、パッケージ54端部を欠くことなく除去される。つまり、この構造により発明が解決しようとする課題で上述した問題を解決することができる。
【0031】
図6に示す如く、樹脂モールド工程後のリードフレーム21上には複数のパッケージ54が形成されている。そして、ポット部55から送られる樹脂はランナー56を介してゲート部41から各キャビティに注入されるが、本実施の形態では、リードフレーム21の各列毎に複数のパッケージ54が連続して形成される。これは、上述したように、リードフレーム21に種々の特徴を有することで実現している。
【0032】
尚、本発明のリードフレームとしては、上述した形状にのみ限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【0033】
最後に、図1〜図8を用いて、上述したリードフレームを用いた半導体装置の製造方法について説明する。
【0034】
ここで、上述したリードフレームの説明で用いた図面および各構成要素の符番で共通のものは、本実施例の説明にも用いることとする。
【0035】
第1の工程は、図1に示す如く、リードフレームを準備する工程である。
【0036】
本実施の半導体装置の製造方法では、図1〜図3を用いて上述したリードフレーム21を用いる。そのため、この工程は、上述したリードフレーム21の説明を参照することとし、ここではその説明を割愛する。
【0037】
第2の工程は、図7に示す如く、半導体素子57をリードフレーム21のアイランド領域25上にダイボンドし、その半導体素子57のボンディングパッド58とリードフレーム21のリード29とを金属細線59でワイヤーボンドし、接続する工程である。
【0038】
本工程では、リードフレーム21の各搭載部22毎に、アイランド領域25表面にAgペーストなどの導電ペーストによって半導体素子57をダイボンドし固定する。そして、前記細線としては、例えば、Au線より成る。このとき、金属細線59は超音波熱圧着ワイヤーボンディングにより、ボンディングパッド58部にはボールボンディングし、リード29側はステッチボンディングし接続する。尚、図示はしていないが、アイランド領域25上には導電ペーストとの接着性を考慮して銀メッキや金メッキを施す場合もある。また、リード29上には金属細線59の接着性が考慮して銀メッキやニッケルメッキが施される。その他、使用用途に応じて半導体素子57の接着手段としては、Au−Si箔、半田等のロウ材、絶縁材料から成る接着材またはフィルム等も用いられる。
【0039】
第3の工程は、樹脂封止金型を用いてリードフレームを樹脂でモールドする工程である。
【0040】
本工程では、図1〜図3を用いて上述したリードフレーム21を用い、更に、図4〜図6を用いて上述した樹脂モールドを行うことに特徴がある。そして、リードフレーム21を金型から離型した後は図6に示す如く、リードフレーム21上にはパッケージ54、ランナー56部及びポット55部に樹脂が硬化している。本工程における詳細な説明は、上述した図1から図6の説明を参照とし、ここでは説明を割愛する。
【0041】
第4の工程は、パッケージ54から露出しているリード29にメッキを施す工程である。
【0042】
本工程では、リード酸化防止、半田濡れ性等が考慮されリード29にメッキを施す。このときは、複数の搭載部22が形成されたリードフレーム21全体にメッキを施す。例えば、リードフレーム21またはリードフレーム21を乗せるメッキ補助ラック側をカソード電極、メッキ浴槽側にアノード電極を準備し、一度に複数のリードフレーム21にメッキを施す。このとき、メッキ浴槽には、Pd、Sn、Ni、Sn−Pb、Sn−Bi、Sn−Ag、Sn−Cu、Au−Ag、Sn−Ag−Cu等のメッキ液を準備し、これらのメッキ液の組み合わせにより、少なくとも1層のメッキ膜がリード29に施される。尚、リードフレーム21にPdメッキを採用する場合は、樹脂モールド工程前に、予め、Pdメッキが施されたリードフレーム21が用いられる。その他、予め、メッキが施されたリードフレーム21を用いる場合も同様である。
【0043】
第5の工程は、図6及び図8に示す如く、リードフレーム21上に複数形成された半導体装置をリードフレーム21から切断する工程である。
【0044】
図8に示すように、本実施の形態の半導体装置はSOP(Small Outline Package)型の半導体装置であり、樹脂注入孔31、樹脂流出孔32〜34、36、37、39、40、第1及び第2の樹脂通過経路35、38はパッケージ54端部近傍で切断する。
【0045】
この時、本実施の形態では、図5に示したように、リードフレーム21は、例えば、100〜250μm程度の厚みを有している。そのため、キャビティから流出した樹脂は第1及び第2の樹脂通過経路35、38、樹脂流出孔32等内で一体化して硬化している。つまり、第1及び第2の樹脂通過経路35、38、樹脂流出孔32等内の樹脂はリードフレーム21の厚みで強固に硬化する。そのことで、キャビティから流出した樹脂は決められた位置に樹脂を硬化することができる。その結果、第1及び第2の樹脂通過経路35、38、樹脂流出孔32等を打ち抜く際、第1及び第2の樹脂通過経路35、38、樹脂流出孔32等内の樹脂をリードフレーム21と一体に切断することができる。また、図示の如く、パッケージ54の側面と連続するハッチングの領域60(図4参照)上は凹凸のないほぼ平坦面より成ることで、その領域60上を確実に固定した状態で第1及び第2の樹脂通過経路35、38、樹脂流出孔32等内の樹脂とリードフレーム21とを切断することができる。その結果、第1及び第2の樹脂通過経路35、38、樹脂流出孔32等内の樹脂の切断面にはマイクロクラックの発生を抑制することができ、安定した一定の形状に形成される。そして、後工程における半導体装置の特性判定工程、ラッピング工程、実装工程において、マイクロクラックが成長し前記樹脂がくずれることはない。そして、特に、実装工程において、樹脂くず等による実装不良を誘発することのない半導体装置を実現できる。また、確実に固定された樹脂及びリードフレーム21を切断できるので、パンチ(図示せず)のライフサイクルも向上させることができる。尚、上述したことはゲート部41と対応する樹脂注入孔31においても同様であり、パッケージ54側面と連続する領域60には凹凸のない構造となる。その後、図8に示した半導体装置が完成する。
【0046】
尚、本実施の形態では、リードフレームに複数の列が形成され、複数の列に3つの搭載部が形成されている場合について説明したが、特に限定する必要はない。1列には少なくとも2つ以上の搭載部を有していれば本願趣旨を満足することができる。また、予め、メッキが施されたリードフレームを用いる場合も同様な効果を得ることができる。そして、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【0047】
【発明の効果】
第1に、本発明のリードフレームによれば、樹脂注入孔、樹脂流出孔及び樹脂通過経路をリードフレームに孔を設け、その孔を利用して形成していることに特徴を有する。そのことで、キャビティ端部近傍に位置するリードフレームを金型の当接面で確実に押圧した状態で樹脂モールド工程を行うことができる。その結果、パッケージ側面と連続するリードーフレームの上下面にフラッシュバリを発生することのないリードフレームを実現できる。
【0048】
第2に、本発明のリードフレームによれば、金型のキャビティ領域にその一部を含むように樹脂注入孔、樹脂流出孔及び樹脂通過経路を形成することに特徴を有する。そのことで、キャビティ内に存在する空気はこの樹脂流出孔及び樹脂通過経路を介して確実にキャビティ外部に流出する。その結果、キャビティ内には空気が残存せず、樹脂が全てのキャビティ内に充填され、未充填領域のないパッケージを形成できるリードフレームを実現できる。
【0049】
第3に、本発明のリードフレームによれば、樹脂注入孔、樹脂流出孔及び樹脂通過経路はリードフレームとほぼ同等の厚さを有している。そして、樹脂モールドの際、キャビティ内に存在する空気を追い出すと同時に樹脂も流出するが、この樹脂を確実に樹脂注入孔、樹脂流出孔及び樹脂通過経路の内に溜めることができる。そのことで、樹脂注入孔、樹脂流出孔及び樹脂通過経路内の樹脂はリードフレームと一体に硬化し、パッケージ側面と連続する外周面上はほぼ平坦面となる。その結果、リードフレームから個々の半導体装置を切断する際、確実に固定した状態で行うことができるので、パッケージ端部が欠けることはないリードフレームを実現できる。
【0050】
第4に、本発明の半導体装置の製造方法によれば、樹脂封止体形成工程において、キャビティ内への樹脂の注入、キャビティ内からの空気および樹脂の排出をほぼリードフレームに形成された樹脂流出孔を介して行う。そして、キャビティ端部のリードフレームを上下金型の当接面で確実に押圧した状態で樹脂モールドすることができる。そのことで、パッケージの側面と連続するリードフレーム表裏面にはフラッシュバリを発生させることなく、パッケージを形成することができる。その結果、リードフレームから個々の半導体装置を切断後、パッケージ端部にフラッシュバリを残存させることはなく、外観不良を招くことのない半導体装置の製造方法を実現できる。
【0051】
第5に、本発明の半導体装置の製造方法によれば、リードフレームから個々の半導体装置を切断する際、特に、パッケージから樹脂注入孔、樹脂流出孔及び樹脂通過経路内の樹脂を切断する際、パッケージ側面と連続するリードフレームを確実に固定して切断することに特徴がある。そのことで、パッケージと連続する樹脂注入孔、樹脂流出孔及び樹脂通過経路内の樹脂の切断面を安定させることができる。その結果、切断面に位置する樹脂へのマイクロクラックを抑制し、そのクラックの成長による樹脂ゴミをも抑制し、半導体装置の実装不良等を起こす可能性を大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のリードフレームを説明するための平面図である。
【図2】本発明のリードフレームを説明するための平面図である。
【図3】本発明のリードフレームを説明するための(A)断面図(B)断面図である。
【図4】本発明のリードフレームと金型との位置関係を説明するための平面図である。
【図5】本発明の樹脂モールド工程時の樹脂の流れを説明するための(A)断面図(B)断面図(C)断面図である。
【図6】本発明の半導体装置の製造方法を説明するための平面図である。
【図7】本発明の半導体装置の製造方法を説明するための平面図である。
【図8】本発明の半導体装置の製造方法を説明するための斜視図である。
【図9】従来のリードフレームを説明するための平面図である。
【図10】従来のリードフレームと金型との位置関係を説明するための平面図である。
【図11】従来の樹脂モールド工程時の樹脂の流れを説明するための(A)断面図(B)断面図である。
Claims (5)
- 導電材料から成るリードフレームであり、
前記リードフレームには、
対向する一対の第1の側辺及び対向する一対の第2の側辺で矩形を成す第1のアイランドと、
前記一対の第2の側辺と平行に位置し、前記第1のアイランドを挟むように位置する一対の第1の連結条体と、
前記一対の第1の側辺と平行に位置し、且つ、前記第1のアイランドを挟むように前記第1の連結条体と接続する第2の連結条体と、
前記第1の側辺の近傍に一端が位置し、前記第2の連結条体と接続する複数のリードと、
前記一対の第2の側辺から延在し、且つ、前記第1の連結条体と接続する吊りリードとを有し、
前記吊りリードと前記第2の連結条体との間には、前記導電材料を厚み方向に貫通する複数の空間部が形成され、
前記第1の連結条体には、少なくとも前記空間部の1つと連続し、且つ、前記導電材料を厚み方向に貫通する樹脂注入孔及び第1の樹脂通過孔が形成され、
前記樹脂注入孔と前記第1の樹脂通過孔とは、前記第1のアイランドの一方の対角線方向の近傍に位置し、半導体素子が前記第1のアイランドに固着されたリードフレームを準備し、
上金型及び下金型から構成されるキャビティと、前記キャビティを囲むように設けられる前記キャビティの当接面周辺では、前記上金型の当接面と前記下金型の当接面との離間距離が、前記リードフレームの厚みとなる樹脂封止金型に前記リードフレームを収納し、
前記離間距離が前記リードフレームの厚みとなる領域に位置し、前記上金型のゲート部と連続する前記樹脂注入孔から前記キャビティ内に樹脂を注入し、前記離間距離が前記リードフレームの厚みとなる領域に位置する前記第1の樹脂通過孔を介して前記キャビティ外へ前記樹脂を排出し、
前記樹脂封止金型から前記リードフレームを離型した後、前記キャビティ形状に硬化した樹脂パッケージ近傍に位置する平坦面を構成する、前記第1の連結条体、前記リードフレームの厚みの前記樹脂が硬化する前記樹脂注入孔及び前記リードフレームの厚みの前記樹脂が硬化する前記第1の樹脂通過孔を固定し、前記第1の連結条体、前記樹脂注入孔内に硬化する樹脂及び前記第1の樹脂通過孔内に硬化する樹脂を切断することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記一対の第1の連結条体には、少なくとも前記空間部の1つと連続し、且つ、前記導電材料を厚み方向に貫通する第1の樹脂流出孔が形成され、前記第1の樹脂流出孔は、前記第1のアイランドのもう一方の対角線方向の近傍に位置し、
少なくとも前記樹脂封止金型の上金型には、前記第1の樹脂流出孔上にエアベントが形成され、
前記第1の樹脂流出孔及び前記エアベントを介して前記キャビティ内の空気を前記樹脂封止金型の外へ排出することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第2の連結条体の延在方向には、対向する一対の第3の側辺及び対向する一対の第4の側辺で矩形を成す第2のアイランドと、
前記一対の第4の側辺と平行に位置し、前記第2のアイランドを挟むように位置する一対の第1の連結条体と、
前記一対の第3の側辺と平行に位置し、且つ、前記第2のアイランドを挟むように前記第1の連結条体と接続する第2の連結条体と、
前記第3の側辺の近傍に一端が位置し、前記第2のアイランド周囲の前記第2の連結条体と接続する複数のリードと、
前記一対の第4の側辺から延在し、且つ、前記第2のアイランド周囲の前記第1の連結条体と接続する吊りリードとを有し、
前記第1のアイランドと前記第2のアイランドとの間に位置する共通の前記第1の連結条体には、前記第1の樹脂通過孔が縦断し、
前記第1の樹脂通過孔は、前記第2のアイランド周囲の前記吊りリードと前記第2の連結条体との間の前記導電材料を厚み方向に貫通した空間部と連続し、前記第2のアイランドには半導体素子が固着され、
前記第2のアイランドが配置される前記樹脂封止金型のキャビティには、前記離間距離が前記リードフレームの厚みとなる領域に位置する前記第1の樹脂通過孔から前記樹脂が注入されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第2のアイランド周囲のもう一方の前記第1の連結条体には、前記導電材料を厚み方向に貫通する第2の樹脂通過孔が形成され、
前記第2の樹脂通過孔は、前記第2のアイランド周囲の前記吊りリードと前記第2の連結条体との間の前記導電材料を厚み方向に貫通した空間部と連続し、
前記第1の樹脂通過孔と前記第2の樹脂通過孔とは、前記第2のアイランドの一方の対角線方向の近傍に位置し、
前記離間距離が前記リードフレームの厚みとなる領域に位置する前記第2の樹脂通過孔を介して、前記第2のアイランドが配置されるキャビティ外へ前記樹脂を排出することを特徴とする請求項3に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第2のアイランド周囲の前記第1の連結条体には、前記導電材料を厚み方向に貫通する第2の樹脂流出孔が形成され、
前記第2の樹脂流出孔は、前記第2のアイランド周囲の前記吊りリードと前記第2の連結条体との間の前記導電材料を厚み方向に貫通した空間部と連続し、
前記第2の樹脂流出孔は、前記第2のアイランドのもう一方の対角線方向の近傍に位置し、
少なくとも前記樹脂封止金型の上金型には、前記第2の樹脂流出孔上にエアベントが形成され、
前記第2の樹脂流出孔及び第2の樹脂流出孔上の前記エアベントを介して前記第2のアイランドが配置されるキャビティ内の空気を前記樹脂封止金型の外へ排出することを特徴とする請求項3または請求項4に記載の半導体装置の製造方法。
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