JP4362902B2 - Manufacturing method of resin-encapsulated semiconductor device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、QFN(Quad Flat Non−leaded Package)と称される外部端子となるリード部が片面封止された小型/薄型の樹脂封止型半導体装置の製造方法に関するものであり、特に生産効率を向上させるとともに、リード部の信頼性を向上させた樹脂封止型半導体装置を実現するための製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、電子機器の小型化に対応するために、樹脂封止型半導体装置などの半導体部品の高密度実装が要求され、それにともなって、半導体部品の小型、薄型化が進んでいる。また小型で薄型でありながら、多ピン化が進み、高密度の小型、薄型の樹脂封止型半導体装置が要望されている。
【0003】
以下、従来のQFN型の樹脂封止型半導体装置に使用するリードフレームについて説明する。
【0004】
図18は、従来のリードフレームの構成を示す図であり、図18(a)は平面図であり、図18(b)は図18(a)のA−A1箇所の断面図である。
【0005】
図18に示すように、従来のリードフレームは、フレーム枠101と、そのフレーム枠101内に、半導体素子が載置される矩形状のダイパッド部102と、ダイパッド部102の角部をその先端部で支持し、端部がフレーム枠101と接続した吊りリード部103と、半導体素子を載置した場合、その載置した半導体素子と金属細線等の接続手段により電気的に接続するビーム状のリード部104とより構成されている。そしてリード部104は、封止樹脂で封止された際、封止樹脂部に埋設される部分はインナーリード部104aを構成し、封止樹脂部より露出する部分はアウターリード部104bを構成するものであり、インナーリード部104aとアウターリード部104bとは、一体で連続して設けられている。図18において、破線で示した領域は、半導体素子を搭載して樹脂封止型半導体装置を構成する場合、封止樹脂で封止する領域を示しており、また一点鎖線で示した部分は、半導体素子を搭載して樹脂封止し、樹脂封止型半導体装置を構成した後、リード部104(アウターリード部104b)を金型で切断する部分を示している。
【0006】
また、従来のリードフレームは、図18(b)に示すように、ダイパッド部102は吊りリード部103によって支持されているが、その吊りリード部103に設けたディプレス部によってダイパッド部102がリード部104上面に対して上方に配置されるよう、アップセットされているものである。
【0007】
次に従来の樹脂封止型半導体装置について説明する。図19は、図18に示したリードフレームを用いた樹脂封止型半導体装置を示す図であり、図19(a)は、内部構成を破線で示した透視平面図であり、図19(b)は図19(a)のB−B1箇所の断面図である。
【0008】
図19に示すように、リードフレームのダイパッド部102上に半導体素子105が搭載され、その半導体素子105とリード部104のインナーリード部104aとが金属細線106により電気的に接続されている。そしてダイパッド部102上の半導体素子105、インナーリード部104aの外囲は封止樹脂107により封止されている。そしてそのリード部104(インナーリード部104a)の底面部分は封止樹脂107の底面からスタンドオフを有して露出して、外部端子108を構成している。なお、封止樹脂107の側面からはアウターリード部104bが露出しているが、実質的に封止樹脂107の側面と同一面である。
【0009】
次に従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法について説明する。
【0010】
まず図20に示すように、フレーム枠と、そのフレーム枠内に、半導体素子が載置される矩形状であって、アップセットされたダイパッド部102と、ダイパッド部102の角部をその先端部で支持し、端部がフレーム枠と接続した吊りリード部と、半導体素子を載置した場合、その載置した半導体素子と金属細線等の接続手段により電気的に接続するビーム状のリード部104とを有したリードフレームを用意する。
【0011】
そして図21に示すように、ダイパッド部102上に銀ペースト等の接着剤により半導体素子105を搭載しボンディングする。
【0012】
次に図22に示すように、ダイパッド部102上に搭載された半導体素子105の表面の電極パッド(図示せず)とリード部104のインナーリード部104aとを金属細線106により電気的に接続する。
【0013】
次に図23に示すように、半導体素子105が搭載された状態のリードフレームの少なくともリード部104の底面に封止シート109を密着させる。この封止シート109はリード部104の底面に封止樹脂が回り込まないように保護し、リード部104の底面を露出させるための部材である。
【0014】
次に図24に示すように、リードフレームを金型内に載置し、金型によりリード部104を封止シート109に対して押圧した状態でエポキシ系樹脂よりなる封止樹脂107を注入し、リードフレームの外囲としてダイパッド部102、半導体素子105、リード部104の上面領域と金属細線106の接続領域を封止する。図25には外囲を封止樹脂107で封止した状態を示している。
【0015】
次に図26に示すように、リードフレームのリード部104の底面に密着させていた封止シートをピールオフ等により除去する。
【0016】
次に図27に示すように、リード部104の切断部110に対して、金型による切断刃111でリードカットを行い、樹脂封止型半導体装置を分離する。
【0017】
そして図28に示すように、リードフレームのダイパッド部102上に半導体素子105が搭載され、その半導体素子105とリード部104のインナーリード部104aとが金属細線106により電気的に接続され、外囲が封止樹脂107により封止され、そしてそのリード部104(インナーリード部104a)の底面部分は封止樹脂107の底面からスタンドオフを有して露出して、外部端子108を構成するとともに、封止樹脂107の側面からはアウターリード部104bが露出し、実質的に封止樹脂107の側面と同一面を構成した樹脂封止型半導体装置を得る。
【0018】
【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とそれを用いた樹脂封止型半導体装置の製造方法では、特にリードフレームに対して樹脂封止した後は、金型の切断刃によるリードカットを行っていたため、その切断工程において、リードカット時の衝撃によりリード部の隣接する封止樹脂の部分に樹脂カケ、クラック等が起こり、またリード部が封止樹脂部分から脱落するといった課題があった。従来の樹脂封止型半導体装置の構造は、リード部がその上面だけを封止樹脂で覆われたいわゆる片面封止構造であるため、金型の切断刃によるリードカットでは、その衝撃いかんによって、リード部、封止樹脂部の破損が発生しやすい状況であった。
【0019】
さらに近年、大型のリードフレーム基板上に半導体素子を搭載し、金属細線で接続した後、外囲を全体で封止する一括成形が進んでいるが、この一括成形では、リードフレーム上面全体を封止樹脂が覆った構成の場合は、リードカットだけでなく、封止樹脂部もカットしなければならないため、金型の切断刃によるカット手段では対応できないという課題が顕在化してきている。
【0020】
本発明は前記した従来の課題および今後の樹脂封止型半導体装置の製造工程の動向に対応できる樹脂封止型半導体装置の製造方法を提供するものであり、生産性を高め、リードフレーム、または基板から樹脂封止型半導体装置を分離する際の切断工程でリード部、封止樹脂部に欠陥、欠損の発生しない樹脂封止型半導体装置の製造方法を提供するものである。
【0021】
【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略中央領域内に配設された半導体素子搭載用のダイパッド部と、先端部で前記ダイパッド部を支持し、他端部でフレーム枠と接続した吊りリード部と、少なくとも先端部が前記ダイパッド部に向かって延在し、他端部が前記フレーム枠と接続したリード部と、前記
リード部の前記フレーム枠と接続した領域近傍に設けられた切断部とよりなるリードフレームを用意する工程と、前記用意したリードフレームの前記ダイパッド部上に半導体素子を搭載する工程と、前記ダイパッド部上に搭載した前記半導体素子の主面上の電極パッドと、前記リードフレームのリード部の各上面とを金属細線により接続する工程と、前記リードフレームの上面側として前記半導体素子、ダイパッド部、金属細線、および前記リード部の底面と前記リード部のフレーム枠と接続した領域近傍に設けられた切断部を除く領域を封止樹脂により樹脂封止する工程と、前記封止樹脂で封止された封止領域の外周に沿った前記リードの切断部上面に対してブレードによる第1の切削を行い、前記切断部をフル切断して樹脂封止型半導体装置を分離し、さらに前記第1の切削の経路に対して逆方向にブレードにより第2の切削を行い、前記切断部を往復切削して前記切断部の端面に発生したカエリ部を除去する工程とよりなる樹脂封止型半導体装置の製造方法である。
【0022】
また、半導体素子の主面上の電極パッドと、リードフレームのリード部の各上面とを金属細線により接続する工程と、封止樹脂により樹脂封止する工程との間に、前記リードフレームの裏面側の少なくともリード部の各底面に封止シートを密着させる工程が設けられている樹脂封止型半導体装置の製造方法である。
【0023】
また、封止樹脂で封止された封止領域の外周に沿ったリードの切断部上面に対してブレードによる第1の切削を行い、切断部をフル切断し、さらに前記第1の切削の経路に対して逆方向にブレードにより第2の切削を行い、前記切断部を往復切削して前記切断部の端面に発生したカエリ部を除去する工程は、前記第1の切削の経路に対して順方向にブレードにより第2の切削を行い、前記切断部の端面に発生したカエリ部を除去する工程である樹脂封止型半導体装置の製造方法である。
【0024】
前記構成の通り、本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法は、ブレードによるリードカットにより、生産性を高め、リードフレーム、基板から樹脂封止型半導体装置を分離する際の切断工程でリード部、封止樹脂部に欠陥、欠損の発生を防止できるものである。
【0025】
さらに樹脂封止した後のリードフレームに対して、リード切断して樹脂封止型半導体装置を分離する際、第1の切削の経路に対して逆方向にブレードにより第2の切削を行い、切断部を往復切断したり、第1の切削の経路に対して順方向にブレードにより第2の切削を行い、切断部を切断することにより、リード部の切断部に対して第1の切削でリードカットを行い、リード部の切断した端面にカエリが発生しても、さらに第2の切削を行い、その第2の切削により、発生した縦カエリ部および横カエリ部を除去できるものである。すなわち第1の切削でリードカットの切削を行い、第2の切削でカエリ部を除去する切削を行うという1つの切断部に対して2回以上の切削を行うことにより、リードカットとともにカエリ部を除去できるものである。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のリードフレームとそれを用いた樹脂封止型半導体装置の製造方法の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
【0027】
まず本実施形態のリードフレームについて説明する。
【0028】
図1は本実施形態のリードフレームの一部分を示す図であり、図1(a)は平面図であり、図1(b)は図1(a)のC−C1箇所の断面図である。
【0029】
図1に示すように、本実施形態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の角部をその先端部で支持し、端部がフレーム枠1と接続した吊りリード部3と、半導体素子を載置した場合、その載置した半導体素子と金属細線等の接続手段により電気的に接続するビーム状のリード部4とより構成されている。そしてリード部4は、封止樹脂で封止された際、封止樹脂部に埋設される部分はインナーリード部4aを構成し、封止樹脂部より露出する部分はアウターリード部4bを構成するものであり、インナーリード部4aとアウターリード部4bとは、一体で連続して設けられている。図1において、破線で示した領域は、半導体素子を搭載して樹脂封止型半導体装置を構成する場合、封止樹脂で封止する領域を示しており、また一点鎖線で示した部分は、半導体素子を搭載して樹脂封止し、樹脂封止型半導体装置を構成した後、リード部4(アウターリード部4b)を切断する切断部5を示している。
【0030】
また、本実施形態のリードフレームは、図1(b)に示すように、ダイパッド部2は吊りリード部3によって支持されているが、その吊りリード部3に設けたディプレス部によってダイパッド部2がリード部4上面に対して上方に配置されるよう、アップセットされているものである。
【0031】
なお、リードフレームは、図1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るものである。
【0032】
次に本実施形態のリードフレームを用いた樹脂封止型半導体装置について説明する。図2は、図1に示したリードフレームを用いた樹脂封止型半導体装置を示す図であり、図2(a)は、内部構成を破線で示した透視平面図であり、図2(b)は図2(a)のD−D1箇所の断面図である。
【0033】
図2に示すように、リードフレームのダイパッド部2上に半導体素子6が搭載され、その半導体素子6とリード部4のインナーリード部4aとが金属細線7により電気的に接続されている。そしてダイパッド部2上の半導体素子6、インナーリード部4aの外囲は封止樹脂8により封止されている。そしてそのリード部4(インナーリード部4a)の底面部分は封止樹脂8の底面からスタンドオフを有して露出して、外部端子9を構成している。なお、封止樹脂8の側面からはアウターリード部4bが露出しているが、実質的に封止樹脂8の側面と同一面である。
【0034】
次に本実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法について説明する。
【0035】
まず図3に示すように、フレーム枠と、そのフレーム枠内に、半導体素子が載置される矩形状であって、アップセットされたダイパッド部2と、ダイパッド部2の角部をその先端部で支持し、端部がフレーム枠と接続した吊りリード部と、半導体素子を載置した場合、その載置した半導体素子と金属細線等の接続手段により電気的に接続するビーム状のリード部4とを有したリードフレームを用意する。
【0036】
そして図4に示すように、ダイパッド部2上に銀ペースト等の接着剤により半導体素子6を搭載しボンディングする。
【0037】
次に図5に示すように、ダイパッド部2上に搭載された半導体素子6の表面の電極パッド(図示せず)とリード部4のインナーリード部4aとを金属細線7により電気的に接続する。
【0038】
次に図6に示すように、半導体素子6が搭載された状態のリードフレームの少なくともリード部4の底面に封止シート10を密着させる。この封止シート10はリード部4の底面に封止樹脂が回り込まないように保護し、リード部4の底面を露出させるための部材である。
【0039】
次に図7に示すように、リードフレームを金型内に載置し、金型によりリード部4を封止シート10に対して押圧した状態でエポキシ系樹脂よりなる封止樹脂8を注入し、リードフレームの外囲としてダイパッド部2、半導体素子6、リード部4の上面領域と金属細線7の接続領域を封止する。図8には外囲を封止樹脂8で封止した状態を示している。
【0040】
次に図9に示すように、リードフレームのリード部4の底面に密着させていた封止シート10をピールオフ等により除去する。
【0041】
次に図10に示すように、リード部4の切断箇所5に対して、回転ブレード11でリードカットを行う。なお、ここで使用するブレード11の幅は通常、ウェハーのダイシングで使用するブレードと同様な100[μm]程度である。
【0042】
そして図11に示すように、リードフレームのダイパッド部2上に半導体素子6が搭載され、その半導体素子6とリード部4のインナーリード部4aとが金属細線7により電気的に接続され、外囲が封止樹脂8により封止され、そしてそのリード部4(インナーリード部4a)の底面部分は封止樹脂8の底面からスタンドオフを有して露出して、外部端子9を構成するとともに、封止樹脂8の側面からはアウターリード部4bが露出し、実質的に封止樹脂8の側面と同一面を構成した樹脂封止型半導体装置を得るものである。
【0043】
以上、本実施形態のリー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、樹脂封止後のリードカット工程では、金型の切断刃に代えて、基板ダイシング等で用いるような回転ブレード11で切削して切断することにより、切断されるリード部4(切断部5)に対しては、切断時の押圧力による衝撃が印加されず、リード部4、そのリード部4近傍の封止樹脂8に対するダメージを解消してリードカットすることができる。そのため、リード部、封止樹脂部に欠陥、欠損の発生をなくして信頼性の高い樹脂封止型半導体装置を得ることができる。
【0044】
次に本実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法で得られた樹脂封止型半導体装置に起こり得る別の課題について説明する。
【0045】
図12は本実施形態の樹脂封止型半導体装置の課題を示す断面図である。図12に示す樹脂封止型半導体装置は、基本構成は前記した図2に示した樹脂封止型半導体装置と同様であるが、製造過程において、回転ブレードでリード部4の切断部5を切削してリードカットしているため、回転ブレードによる回転力とリード部4の素材である金属材料との関係により、切断したリード部4のアウターリード部4bの面に金属材によるカエリ部12(金属バリ)が形成されてしまう。このカエリ部12により、樹脂封止型半導体装置を基板実装する際、実装不良を誘発したり、ハンダ接合時のハンダブリッジを起こしたりする可能性があり、カエリ部12が発生しないようリードカット、または発生したカエリ部12を除去する必要性が生じている。なお、図12では、カエリ部12は、リード部4の底面側に示しているが、リード部4の側面側、およびリード部4の上面側にも発生する場合もある。
【0046】
通常、カエリ部12の発生要因としては、リード切断で用いる回転ブレードの切削によって、リード部4を構成している材料である金属材(例えばCu材)がはね上げられ、金属材の一部が薄膜状に突出し、カエリ部12として切断されたリード部4の端面に残留するものと考えられる。
【0047】
以下、本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法について、主としてリード部4の側面側と底面側とに発生するカエリ部12の除去、またはそれ自体の発生を防止する実施形態について、課題解決における実施形態として図面を参照しながら説明する。
【0048】
図13〜図17は、樹脂封止型半導体装置の製造方法として、リードフレームのダイパッド部2上に半導体素子6を搭載し、リード部4と金属細線で電気的に接続し、外囲を封止樹脂8で封止した後のリードフレームから樹脂封止型半導体装置を分離する際のリードカット工程を示す断面図である。なお、それ以前の工程については、図3〜図9に示した工程と同等の工程である。
【0049】
まず図13に示すように、ダイパッド部2上に半導体素子6を搭載し、リード部4と金属細線で電気的に接続し、外囲を封止樹脂8で封止した後のリードフレームから樹脂封止型半導体装置を分離するリードカット工程では、リード部4の切断部5に対して、通常のダイシング工程で使用する回転ブレード11により第1の切削を行うものである。
【0050】
そして図14に示すように、回転ブレード11によって第1の切削では、リード部4の切断部に対してフルカットを行い、あえてカエリ部12を発生させるものである。すなわち、リード部4のフルカットして切断したリードの端面部にカエリ部の発生の有無に構わず、生産性を高めたブレード切断の条件を設定できるものであり、ブレードの回転数、被切断物の送り速度を高めて、短時間でリード部4を切断するものである。
【0051】
そして図15に示すように、リード部4の切断部上面に対してブレードによる第1の切削を行い、切断部をフルカットして樹脂封止型半導体装置を分離した状態で、さらに第1の切削の経路に対して逆方向、つまり復路に対して回転ブレード11により第2の切削を行い、リード部4の切断部を往復切削して切断部の端面に発生したカエリ部を除去するものである。
【0052】
なお、この工程では、第1の切削の経路に対して順方向にブレードにより第2の切削を行い、切断部の端面に発生したカエリ部を除去してもよい。
【0053】
そして図16に示すように、リード部4を切断して、その切断した端面にはカエリ部の発生のない樹脂封止型半導体装置をリードフレームから分離できるものである。
【0054】
図17には、リードフレームのダイパッド部2上に半導体素子6が搭載され、その半導体素子6とリード部4のインナーリード部4aとが金属細線7により電気的に接続され、外囲が封止樹脂8により封止され、そしてそのリード部4(インナーリード部4a)の底面部分は封止樹脂8の底面からスタンドオフを有して露出して、外部端子9を構成するとともに、封止樹脂8の側面からはアウターリード部4bが露出し、実質的に封止樹脂8の側面と同一面を構成した樹脂封止型半導体装置を示しており、リード部4の端面にはカエリ部の発生はない。
【0055】
以上、本実施形態では、樹脂封止した後のリードフレームに対して、リード切断して樹脂封止型半導体装置を分離する際、リード部の切断部に対して、回転ブレードによってリード部をフルカットして第1の切削を行い、次いでその第1の切削した経路に対して同様に第2の切削を逆方向または順方向から行うことにより、リード部の切断した端面に発生したカエリ部を除去し、しかも生産性を高めて短時間でリードカットできるものである。
【0056】
なお、切断時のブレードの回転数、被切断物の送り速度、ブレードのサイズ、ブレード材質等については、適宜、最適値を設定する。
【0057】
さらに本実施形態では、フレーム枠内に1つのダイパッド部と、それに対向して配置された複数のリード部とにより構成されたユニットをその領域内に複数ユニット有したリードフレームに対して、各ユニットごとに樹脂封止してパッケージ部を構成し、各ユニット間に露出したリード部をその切断部で切断する例を示したが、本実施形態で示したように、リード部に対して徐々に切削を行い、またその切削をブレードの形状、幅、切断する面の方向を変えてリードカットを実施する手段によって、一括成形としてリードフレーム内の各ユニットを包括して全面樹脂封止し、各ユニット間のリード部の上面、すなわち各ユニット間のリード部の切断部に封止樹脂が形成された場合においても、同様な作用効果を奏するものである。
【0058】
【発明の効果】
以上、本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法において、樹脂封止後のリードカット工程では、金型の切断刃に代えて、基板ダイシング等で用いるような回転ブレードで切削して切断することにより、切断されるリード部に対しては、切断時の押圧力による衝撃が印加されず、リード部、そのリード部近傍の封止樹脂に対するダメージを解消してリードカットすることができる。そのため、リード部、封止樹脂部に欠陥、欠損の発生をなくして信頼性の高い樹脂封止型半導体装置を得ることができる。
【0059】
さらに樹脂封止した後のリードフレームに対して、リード切断して樹脂封止型半導体装置を分離する際、第1の切削の経路に対して逆方向にブレードにより第2の切削を行い、切断部を往復切断したり、第1の切削の経路に対して順方向にブレードにより第2の切削を行い、切断部を切断することにより、リード部の切断部に対して第1の切削でリードカットを行い、リード部の切断した端面にカエリが発生しても、さらに第2の切削を行い、その第1の切削により発生した縦カエリ部および横カエリ部を除去できるものである。すなわち第1の切削でリードカットの切削を行い、第2の切削でカエリ部を除去する切削を行うという1つの切断部に対して2回以上の切削を行うことにより、リードカットとともにカエリ部を除去できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態のリードフレームを示す図
【図2】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置を示す図
【図3】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図4】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図5】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図6】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図7】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図8】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図9】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図10】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図11】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図12】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置の課題を示す断面図
【図13】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図14】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図15】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図16】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図17】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図18】従来のリードフレームを示す図
【図19】従来の樹脂封止型半導体装置を示す図
【図20】従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図21】従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図22】従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図23】従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図24】従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図25】従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図26】従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図27】従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図28】従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【符号の説明】
1 フレーム枠
2 ダイパッド部
3 吊りリード部
4 リード部
5 切断部
6 半導体素子
7 金属細線
8 封止樹脂
9 外部端子
10 封止シート
11 回転ブレード
12 カエリ部
101 フレーム枠
102 ダイパッド部
103 吊りリード部
104 リード部
105 半導体素子
106 金属細線
107 封止樹脂
108 外部端子
109 封止シート
110 切断部
111 切断刃[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a small / thin resin-encapsulated semiconductor device in which a lead portion serving as an external terminal called QFN (Quad Flat Non-Leaded Package) is sealed on one side, and in particular, production efficiency. The present invention relates to a manufacturing method for realizing a resin-encapsulated semiconductor device in which the reliability of a lead portion is improved.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in order to cope with the downsizing of electronic devices, high-density mounting of semiconductor components such as resin-encapsulated semiconductor devices is required, and along with this, semiconductor components are becoming smaller and thinner. In addition, while being small and thin, the number of pins has been increased, and a high-density small and thin resin-encapsulated semiconductor device has been demanded.
[0003]
Hereinafter, a lead frame used in a conventional QFN type resin-encapsulated semiconductor device will be described.
[0004]
18A and 18B are diagrams showing a configuration of a conventional lead frame, FIG. 18A is a plan view, and FIG. 18B is a cross-sectional view taken along a line A-A1 in FIG.
[0005]
As shown in FIG. 18, a conventional lead frame has a
[0006]
In the conventional lead frame, as shown in FIG. 18B, the
[0007]
Next, a conventional resin-encapsulated semiconductor device will be described. FIG. 19 is a view showing a resin-encapsulated semiconductor device using the lead frame shown in FIG. 18, and FIG. 19A is a perspective plan view showing the internal configuration with a broken line, and FIG. ) Is a cross-sectional view taken along the line B-B1 in FIG.
[0008]
As shown in FIG. 19, a
[0009]
Next, a conventional method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device will be described.
[0010]
First, as shown in FIG. 20, a frame frame and a rectangular shape in which a semiconductor element is placed in the frame frame, and an upset
[0011]
Then, as shown in FIG. 21, the
[0012]
Next, as shown in FIG. 22, an electrode pad (not shown) on the surface of the
[0013]
Next, as shown in FIG. 23, the
[0014]
Next, as shown in FIG. 24, the lead frame is placed in the mold, and the
[0015]
Next, as shown in FIG. 26, the sealing sheet adhered to the bottom surface of the
[0016]
Next, as shown in FIG. 27, the
[0017]
As shown in FIG. 28, a
[0018]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional lead frame and the method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device using the same, since the lead frame is lead-cut with a die cutting blade, especially after resin-sealing the lead frame, the cutting process However, there is a problem that a resin chip, a crack, or the like occurs in a portion of the sealing resin adjacent to the lead portion due to an impact at the time of lead cutting, and the lead portion falls off from the sealing resin portion. Since the structure of the conventional resin-encapsulated semiconductor device is a so-called single-sided encapsulating structure in which the lead portion is covered only with the encapsulating resin, in the lead cut by the cutting blade of the mold, due to the impact, The lead part and the sealing resin part were easily damaged.
[0019]
Furthermore, in recent years, batch molding has been progressing in which a semiconductor element is mounted on a large lead frame substrate, connected by a thin metal wire, and then the entire envelope is sealed. In this batch molding, the entire top surface of the lead frame is sealed. In the case of a configuration in which the stop resin is covered, not only the lead cut but also the sealing resin portion must be cut. Therefore, a problem that cannot be dealt with by a cutting means using a cutting blade of a mold has become apparent.
[0020]
The present invention provides a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device that can cope with the above-described conventional problems and future trends in the manufacturing process of resin-encapsulated semiconductor devices. The present invention provides a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device in which defects and defects do not occur in a lead portion and an encapsulating resin portion in a cutting step when separating the resin-encapsulated semiconductor device from a substrate.
[0021]
[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 body made of a metal plate, and a semiconductor element mounted on a substantially central region of the frame body. A die pad part, a suspension lead part that supports the die pad part at a tip part, and is connected to a frame frame at the other end part; at least a tip part extends toward the die pad part; The connected lead part, and
A step of preparing a lead frame comprising a cutting portion provided in the vicinity of a region connected to the frame of the lead portion; a step of mounting a semiconductor element on the die pad portion of the prepared lead frame; and the die pad portion Connecting the electrode pads on the main surface of the semiconductor element mounted thereon and the upper surfaces of the lead portions of the lead frame with fine metal wires; ,in front A region excluding the semiconductor element, the die pad portion, the fine metal wire, and the cutting portion provided in the vicinity of the region where the bottom surface of the lead portion and the frame of the lead portion are connected as the upper surface side of the lead frame Sealing, and Along the outer periphery of the sealing region sealed with the sealing resin First cutting with a blade is performed on the upper surface of the cutting portion of the lead, the cutting portion is fully cut to separate the resin-encapsulated semiconductor device, and further in a direction opposite to the path of the first cutting A method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device, comprising: performing a second cutting with a blade, and reciprocally cutting the cut portion to remove a burred portion generated on an end surface of the cut portion.
[0022]
Also, Between the step of connecting the electrode pad on the main surface of the semiconductor element and each upper surface of the lead portion of the lead frame with a thin metal wire and the step of resin sealing with a sealing resin, the back surface side of the lead frame A step of closely attaching the sealing sheet to each bottom surface of the lead portion is provided. This is a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device.
[0023]
Also, Along the outer periphery of the sealing area sealed with the sealing resin A first cutting with a blade is performed on the upper surface of the cutting portion of the lead, the cutting portion is fully cut, and a second cutting is performed with the blade in a direction opposite to the path of the first cutting. The step of removing the burrs generated on the end surface of the cutting portion by reciprocating cutting is performed on the end surface of the cutting portion by performing a second cutting with a blade in the forward direction with respect to the path of the first cutting. This is a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device, which is a step of removing the removed burrs.
[0024]
As described above, the method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device of the present invention increases the productivity by lead cutting with a blade, and leads in a cutting process when separating the resin-encapsulated semiconductor device from the lead frame and the substrate. It is possible to prevent the occurrence of defects and defects in the part and the sealing resin part.
[0025]
Further, when separating the resin-encapsulated semiconductor device by cutting the lead with respect to the lead frame after resin-sealing, the second cutting is performed by the blade in the opposite direction to the first cutting path, and the cutting is performed. Lead the cutting part of the lead part by the first cutting by reciprocally cutting the part or performing the second cutting with the blade in the forward direction with respect to the path of the first cutting and cutting the cutting part Even if cutting occurs and burrs are generated on the cut end surface of the lead portion, the second cutting is further performed, and the generated vertical and horizontal burrs can be removed by the second cutting. That is, the lead cut is performed in the first cutting, and the cutting that removes the burrs in the second cutting is performed twice or more, so that the burrs are removed together with the lead cuts. It can be removed.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a manufacturing method of a lead frame and a resin-encapsulated semiconductor device using the same according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0027]
First, the lead frame of this embodiment will be described.
[0028]
FIG. 1 is a view showing a part of the lead frame of the present embodiment, FIG. 1 (a) is a plan view, and FIG. 1 (b) is a cross-sectional view taken along line C-C1 in FIG. 1 (a).
[0029]
As shown in FIG. 1, the lead frame of the present embodiment includes a frame frame 1, a rectangular
[0030]
In the lead frame of this embodiment, as shown in FIG. 1B, the
[0031]
The lead frame is not a single pattern having the configuration shown in FIG.
[0032]
Next, a resin-encapsulated semiconductor device using the lead frame of this embodiment will be described. 2 is a diagram showing a resin-encapsulated semiconductor device using the lead frame shown in FIG. 1, and FIG. 2 (a) is a perspective plan view showing the internal configuration with a broken line, and FIG. ) Is a cross-sectional view taken along a line D-D1 in FIG.
[0033]
As shown in FIG. 2, the
[0034]
Next, a method for manufacturing the resin-encapsulated semiconductor device of this embodiment will be described.
[0035]
First, as shown in FIG. 3, a frame frame, a rectangular shape in which a semiconductor element is placed in the frame frame, and an upset
[0036]
Then, as shown in FIG. 4, the
[0037]
Next, as shown in FIG. 5, an electrode pad (not shown) on the surface of the
[0038]
Next, as shown in FIG. 6, the sealing
[0039]
Next, as shown in FIG. 7, the lead frame is placed in the mold, and the sealing resin 8 made of an epoxy resin is injected while the
[0040]
Next, as shown in FIG. 9, the sealing
[0041]
Next, as shown in FIG. 10, the
[0042]
As shown in FIG. 11, a
[0043]
As described above, when manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device using the lead frame of the present embodiment, a rotating blade used in substrate dicing or the like in place of a die cutting blade in a lead-cut process after resin encapsulation No impact is applied to the lead portion 4 (cut portion 5) to be cut by cutting at 11 and the
[0044]
Next, another problem that may occur in the resin-encapsulated semiconductor device obtained by the method for producing the resin-encapsulated semiconductor device of this embodiment will be described.
[0045]
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a problem of the resin-encapsulated semiconductor device of this embodiment. The basic structure of the resin-encapsulated semiconductor device shown in FIG. 12 is the same as that of the resin-encapsulated semiconductor device shown in FIG. 2, but the cutting portion 5 of the
[0046]
Usually, as a cause of occurrence of the
[0047]
Hereinafter, with respect to a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device of the present invention, an embodiment that solves the problem of removing the
[0048]
FIGS. 13 to 17 show a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device, in which a
[0049]
First, as shown in FIG. 13, the
[0050]
Then, as shown in FIG. 14, in the first cutting by the
[0051]
Then, as shown in FIG. 15, the first cutting with the blade is performed on the upper surface of the cutting portion of the
[0052]
In this step, the second cutting may be performed with a blade in the forward direction with respect to the path of the first cutting, and the burrs generated on the end face of the cutting portion may be removed.
[0053]
Then, as shown in FIG. 16, the
[0054]
In FIG. 17, the
[0055]
As described above, according to the present embodiment, when the lead frame after resin sealing is lead-cut and the resin-encapsulated semiconductor device is separated, the lead portion is fully filled with the rotary blade with respect to the cut portion of the lead portion. The first cut is performed by cutting, and then the second cut is performed in the reverse direction or the forward direction in the same manner on the first cut path, thereby removing the burrs generated on the cut end surface of the lead portion. It can be removed and lead can be cut in a short time with increased productivity.
[0056]
In addition, optimal values are appropriately set for the rotation speed of the blade at the time of cutting, the feed speed of the workpiece, the size of the blade, the blade material, and the like.
[0057]
Furthermore, in the present embodiment, each unit is compared with a lead frame having a plurality of units in the region, each unit including a single die pad portion in the frame and a plurality of lead portions arranged to face each other. Each example is packaged with resin to form a package portion, and the lead portion exposed between the units is cut at the cut portion. As shown in this embodiment, the lead portion is gradually By cutting, and cutting the lead by changing the shape, width, and direction of the cutting surface of the blade, the units in the lead frame are comprehensively resin-sealed as a batch molding. Similar effects can be obtained even when the sealing resin is formed on the upper surface of the lead portion between the units, that is, on the cut portion of the lead portion between the units.
[0058]
【The invention's effect】
As described above, in the method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to the present invention, in the lead cutting step after resin encapsulation, cutting is performed by cutting with a rotary blade used in substrate dicing or the like instead of the cutting blade of the mold. Thereby, the impact due to the pressing force at the time of cutting is not applied to the lead part to be cut, and it is possible to eliminate the damage to the lead part and the sealing resin in the vicinity of the lead part and perform lead cutting. Therefore, it is possible to obtain a highly reliable resin-encapsulated semiconductor device by eliminating the occurrence of defects and defects in the lead portion and the encapsulating resin portion.
[0059]
Further, when separating the resin-encapsulated semiconductor device by cutting the lead with respect to the lead frame after resin-sealing, the second cutting is performed by the blade in the opposite direction to the first cutting path, and the cutting is performed Lead the cutting part of the lead part by the first cutting by reciprocally cutting the part or performing the second cutting with the blade in the forward direction with respect to the path of the first cutting and cutting the cutting part Even if cutting is performed and burrs are generated on the cut end surface of the lead portion, the second cutting is further performed, and the vertical and horizontal burrs generated by the first cutting can be removed. That is, the lead cut is performed in the first cutting, and the cutting that removes the burrs in the second cutting is performed twice or more, so that the burrs are removed together with the lead cuts. It can be removed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a lead frame according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a problem of a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 14 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 cross-sectional view showing a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device 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 shows a conventional lead frame.
FIG. 19 is a view showing a conventional resin-encapsulated semiconductor device.
FIG. 20 is a cross-sectional view showing a conventional method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device.
FIG. 21 is a cross-sectional view showing a conventional method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device.
FIG. 22 is a sectional view showing a conventional method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device.
FIG. 23 is a cross-sectional view showing a conventional method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device.
FIG. 24 is a sectional view showing a conventional method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device.
FIG. 25 is a cross-sectional view showing a conventional method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device.
FIG. 26 is a cross-sectional view showing a conventional method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device.
FIG. 27 is a sectional view showing a conventional method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device.
FIG. 28 is a cross-sectional view showing a conventional method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device.
[Explanation of symbols]
1 frame
2 Die pad section
3 Hanging lead
4 Lead part
5 Cutting part
6 Semiconductor elements
7 Fine metal wires
8 Sealing resin
9 External terminal
10 Sealing sheet
11 Rotating blade
12 Kairi Club
101 frame frame
102 Die pad section
103 Suspended lead part
104 Lead part
105 Semiconductor device
106 Metal wire
107 Sealing resin
108 External terminal
109 Sealing sheet
110 Cutting part
111 cutting blade
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