JP4454399B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、リードフレームおよび半導体装置の製造方法に関し、特に、モールド工程においてパッケージ領域の角部が樹脂の流入口となるマトリックス型の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適用して有効な技術に関するものである。

例えば、半導体装置のパッケージング工程の中には、リードフレーム上に半導体チップを搭載し、それらを電気的に接続するボンディング工程と、ボンディングされた半導体チップ等を樹脂によって封止するモールド工程と、モールドされたリードフレームに対してダムバーなどといった余分な箇所を切断／除去する切断工程などが含まれている。

モールド工程は、通常、パッケージ樹脂の外形の型（キャビティ）を備えた上金型および下金型を用い、この上金型と下金型でボンディング工程後のリードフレームを挟み、高温状態でキャビティ内に樹脂を流し込むことで行われる。この際に、流し込む樹脂は、下金型に備えた中空状の型であるポットと呼ばれる部分から供給される。そして、この供給された樹脂は、ポットとキャビティを繋ぐように形成された樹脂流入経路の型（カル部、サブランナ部、ランナ部およびゲート部）を通って、キャビティ内に流入される。なお、通常、ランナ部は、上金型か下金型の一方に形成され、ゲート部は、上金型と下金型の両方に形成される。

流し込んだ樹脂の硬化後、上金型および下金型を外すと、リードフレーム上では、半導体チップを被うキャビティに該当する部分と樹脂流入経路の部分に樹脂が存在する状態となっている。この内の樹脂流入経路の部分は、不要な残存樹脂であり、通常、モールド工程内において、樹脂流入経路内のゲート部以外の残存樹脂は除去される。

ところで、前記のようなモールド工程の技術について、本発明者が検討した結果、以下のようなことが明らかとなった。

例えば、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）などのパッケージを備えたマイクロコンピュータ製品などでは、製造コストの低減が重要な課題となっている。モールド工程では、半導体チップを複数行かつ複数列に搭載可能なマトリックス型のリードフレームと、これに対応するマトリックス型のキャビティを備えた上金型および下金型を用いて、一括してモールドを行うことで製造コストの低減を図っている。

しかしながら、前述したような樹脂流入経路の残存樹脂を除去する工程によって、製造コストの低減化が阻まれている。すなわち、この残存樹脂を除去する際には、通常、例えば図９〜図１１に示すような手法が用いられている。図９は、本発明の前提として検討した従来技術による半導体装置の製造方法において、その工程フローの一例を示すフロー図である。図１０は、図９のモールド工程をリードフレームによって説明するための説明図であり、（ａ）は樹脂流入処理前のリードフレーム、（ｂ）は、樹脂流入処理後のリードフレーム、（ｃ）は、ゲートブレイク処理後にアンロード処理されるリードフレームを示すものである。図１１は、図９のゲートブレイク処理を説明するための説明図である。

図９においては、モールディング装置によるモールド工程と、切断装置による切断工程と、めっき装置によるめっき工程が順に行われている。モールド工程には、ボンディングされたリードフレームを装置内に搬入し、所定の位置にセットするロード処理（Ｓ９００）と、セットされたリードフレームに対して上金型および下金型を用いて樹脂の流入を行う樹脂流入処理（Ｓ９０１）と、樹脂流入処理によって残存したカル部〜ランナ部の樹脂を除去するゲートブレイク処理（Ｓ９０２）と、ゲートブレイク後のリードフレームを所定の位置から取り外し、次の装置へ搬出するアンロード処理（Ｓ９０３）などが含まれている。

切断工程には、前述した樹脂流入処理（Ｓ９０１）によって残存したゲート部の樹脂を除去するゲートカット処理（Ｓ９１０）と、リードフレームのリード間を繋いでいるダムバーやこのダムバー周りに溜められた残存樹脂を除去するダムカット処理（Ｓ９１１）などが含まれている。めっき工程には、パッケージ樹脂の外側のリードとなり、インナーリードに繋がるリードとなるアウターリードに対して半田めっきなどを行うめっき処理（Ｓ９２０）が含まれている。

ここで、前述したモールド工程を詳しく説明すると、まず、図１０（ａ）に示すようなボンディングされたリードフレームに対して、上金型および下金型を用いて樹脂を流入する。そうすると、リードフレームは、図１０（ｂ）に示すように、キャビティ部の樹脂１００ａと、ゲート部の残存樹脂１００ｂと、ランナ部の残存樹脂１００ｃと、図示しないサブランナ部およびカル部の残存樹脂を有した状態となる。この内、ランナ部の残存樹脂１００ｃは、リードフレームの片面だけに存在し、図１０（ａ）に示すような樹脂除去用の孔１０２の上部に形成される。

そこで、ゲートブレイク処理として、図１１に示すように、この樹脂除去用の孔１０２に向けて、装置に備え付けられているエジェクタピン１１０を突き出すことで、ランナ部の残存樹脂１００ｃから図示しないカル部の残存樹脂に至る部分を除去する。これによって、図１０（ｃ）に示すように、リードフレームは、キャビティ部の樹脂１００ａとゲート部の残存樹脂１００ｂを有する状態となる。その後、リードフレームは、両サイドにガイド１０１を備えた搬送レールなどによって次の装置へ搬出される。

しかしながら、ゲートブレイク処理は、図１１に示したように、樹脂除去用の孔１０２とエジェクタピン１１０の位置関係の調整に時間を要するためスループットの低下を招いている。また、リードフレームの種類が異なれば、前述した樹脂除去用の孔１０２の位置などが異なることになるため、それに応じてエジェクタピン１１０の位置なども変更しなければならない。なお、通常は、モールディング装置において、エジェクタピン１１０を含む部品ユニットをリードフレームの種類毎に取り替えるということになるが、この部品ユニットは、多数のエジェクタピン１１０を含むために比較的高価なものとなる。

以上のようなことから、製造コストの増加が問題となっている。そして、半導体製品が少量多品種化する程、この問題は大きくなる。そこで、本発明の目的は、半導体装置の製造コストを低減することが可能な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を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

本発明によるリードフレームは、半導体チップが搭載されるタブとインナーリードを含み、樹脂によって封止される領域となるキャビティ部と、キャビティ部に接続し、キャビティ部に樹脂を流入する際の入口の領域となるゲート部と、ゲート部に接続し、樹脂の供給源からゲート部に向けて樹脂を流し込む際の経路の領域となるランナ部とを有しており、キャビティ部に対する樹脂の流入後、ランナ部に残存した樹脂を除去するため、ランナ部は、所定の外力によって破断することが可能な形状となっているものである。

このランナ部の形状によって、従来技術においてリードフレームの孔と多数のエジェクタピンを高精度に合せることでランナ部の樹脂を除去していた処理を、ランナ部のフレームと一体化した樹脂に外力を加えてフレームを破断させることでランナ部の樹脂を除去する処理に代替することが可能となる。したがって、従来技術ほど高精度な位置合せは不要となり、多数のエジェクタピンも不要となるため、スループットが向上し、製造コストを低減させることが可能となる。

また、このランナ部の除去処理は、切断装置によって容易に行うことが可能である。したがって、従来技術のようにモールディング装置内において行う必要がなくなるため、モールド工程のスループットが向上する。なお、切断装置において前述したランナ部の除去処理を行う場合、これに関わるスループットやコストは、実用上さほど問題にならない。

ところで、前述した破断することが可能なランナ部の形状としては、例えば、複数の支持リードを格子状に配置した形状などが挙げられる。また、前述したようなリードフレームは、例えばＱＦＰなどのようにキャビティ部の角部にゲート部が位置するマトリックス型のものである場合、特に有益なものとなる。

本発明による半導体装置の製造方法は、リードフレームを準備する工程と、前記リードフレームを樹脂で封止する際の治具である金型を準備する工程と、前記リードフレームに対して前記金型を設置し、樹脂を流入する工程とを有するものである。

ここで、前記準備されるリードフレームは、タブとインナーリードを含む領域となるキャビティ部と、キャビティ部に接続される領域となるゲート部と、ゲート部に接続される領域となり、複数の支持リードを格子状に配置した形状を備えたランナ部とを有するものとなっている。そして、前記準備される金型は、リードフレームのキャビティ部とゲート部にそれぞれ対応する樹脂の流入経路の型と、ランナ部に対応し、このランナ部を挟む上下両面に樹脂を流すための流入経路の型とを備えたものとなっている。

すなわち、ランナ部において、上下両面から樹脂を流すことによって、リードフレームの上面と下面に均等に熱歪みが発生し、リードフレームの反りなどを防止することが可能となる。また、ランナ部においては、複数の支持リードを含む格子状のパターンを上下から樹脂によって挟み込むことになるため、樹脂と支持リードが一体化し、前述したようなランナ部の破断処理が容易となる。

また、本発明による半導体装置の製造方法は、リードフレームを準備する工程と、前記リードフレームを樹脂で封止する際の治具である金型を準備する工程と、前記リードフレームに対して前記金型を設置し、樹脂を流入する工程と、リードフレーム上にランナ部の残存樹脂を残した状態で切断装置に搬送する工程とを有するものである。

ここで、ランナ部の残存樹脂を残した状態で切断装置に搬送するため、前記金型においては、前記ランナ部の型の樹脂供給源側の端部に縊れ形状を設け、この縊れ形状の位置でランナ部側の残存樹脂と樹脂供給源側の残存樹脂を分断できるようにする。これによって、ランナ部の除去を切断装置による切断工程で行うことが可能となり、前述したように、スループットの向上と、製造コストの低減を実現できる。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

リードフレームのランナ部を所定の外力によって破断することが可能な形状にすることによって、ランナ部に残存した樹脂を除去する処理が効率化され、製造コストの低減が可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

図１は、本発明の一実施の形態によるリードフレームにおいて、その外形の一例を示す平面図である。図１に示すリードフレームは、例えば、ＱＦＰ向けのマトリックス型のリードフレームとなっており、リードフレームの長手方向（ｘ軸方向）を列とし、この列の方向と直交する方向（ｙ軸方向）を行とすると、半導体製品１つ分に該当する単位フレーム１０が６行２列に配置された構成となっている。なお、本実施の形態におけるマトリックス型のリードフレームとは、行と列のそれぞれの中に単位フレーム１０を２つ以上有するものである。また、本実施の形態においては、前述したｘ軸とｙ軸に直行し、リードフレームの厚さの方向をｚ軸方向として用いる。

各単位フレーム１０は、ダイボンディング工程によって半導体チップが搭載されるタブ１１と、タブ１１を囲むように設けられ、半導体チップ上のパッドとワイヤーボンディング工程によって接続される多数のリード１２と、半導体チップを含む樹脂封止領域となるパッケージ領域（キャビティ部）の角部に設けられ、パッケージ領域内に樹脂を流入する際の入口の領域となるゲート部１４ａと、パッケージ領域のゲート部１４ａと対角する角部に設けられ、樹脂を流入する際に空気等を排出する領域となるゲート部１４ｂなどを含んでいる。また、各単位フレーム１０の間および各単位フレーム１０の周辺には、複数の孔１５やスリット１６などが設けられているが、これらは、リードフレームの位置決めの為や、樹脂の流入に伴うリードフレームの歪みを緩和する為のものである。

そして、列方向に隣接する単位フレーム１０の間には、樹脂流入経路となるランナ部１３が設けられている。このランナ部１３は、前述した図１０（ａ）の孔１０２のパターンと異なり、複数の支持リード１３ａからなる格子状のパターンを有するものとなっている。本発明においては、このランナ部１３が主要な特徴となっており、その詳細および効果等については以降の説明で明らかにする。

図２は、本発明の一実施の形態による半導体装置の製造方法において、その工程フローの一例を示すフロー図である。図２においては、図１で示したようなリードフレームを用いて、モールディング装置によるモールド工程と、切断装置による切断工程と、めっき装置によるめっき工程を順に行なっている。

モールド工程には、ボンディングされたリードフレームを装置内に搬入し、所定の位置にセットするロード処理（Ｓ２００）と、セットされたリードフレームに対して上金型および下金型を用いて樹脂流入を行う樹脂流入処理（Ｓ２０１）と、樹脂流入処理によって残存したカル部およびサブランナ部の樹脂を除去するカル／サブランナブレイク処理（Ｓ２０２）と、カル／サブランナブレイク後のリードフレームを所定の位置から取り外し、次の装置へ搬出するアンロード処理（Ｓ２０３）が含まれている。

切断工程には、前述した樹脂流入処理（Ｓ２０１）によって残存したランナ部の樹脂を除去するランナ除去処理（Ｓ２１０）と、残存したゲート部の樹脂を除去するゲートカット処理（Ｓ２１１）と、リードフレームのリード間を繋いでいるダムバーやこのダムバー周りに溜められた残存樹脂などを除去するダムカット処理（Ｓ２１２）が含まれている。めっき工程には、パッケージ樹脂の外側のリードとなるアウターリードに対して半田めっきなどを行うめっき処理（Ｓ２２０）が含まれている。

ここで、前述したモールド工程を図３〜図７を用いて詳細に説明する。図３は、図２のモールド工程をリードフレームによって詳細に説明するための説明図であり、（ａ）は樹脂流入処理前のリードフレーム、（ｂ）は、樹脂流入処理後のリードフレーム、（ｃ）は、カル／サブランナブレイク処理後にアンロード処理されるリードフレームを示すものである。図４は、図２のモールド工程において、金型の概略構成例を示す平面図であり、（ａ）は上金型の平面図、（ｂ）は下金型の平面図である。図５は、図２のモールド工程において、図４とは異なる金型の概略構成例を示す平面図であり、（ａ）は上金型の平面図、（ｂ）は下金型の平面図である。図６は、図５の金型において、Ａ−Ａ’間の断面構成例を示す図であり、（ａ）は上金型の断面図、（ｂ）は下金型の断面図である。図７は、図２のモールド工程において、カル／サブランナブレイク処理方法の一例を示す説明図である。

図３（ａ）では、フレーム本体１００のタブ上に半導体チップ３０がダイボンディングされ、この半導体チップ３０とフレーム本体１００のリード１２がワイヤーボンディングされたリードフレームが示されている。このリードフレームは、図１のリードフレームの１行分を示したものであり、図１で述べたように支持リード１３ａからなる格子パターンを含むランナ部１３と、ゲート部１４ａ，１４ｂとを備えている。そして、このリードフレームに対して、図４〜図６に示すような上金型および下金型を用いて樹脂流入処理を行う。

図４（ａ）に示す上金型は、例えば、１０行４列のマトリックス型リードフレームを２つ搭載可能な金型となっており、そのマトリックス型リードフレームが搭載されるエリア４０内に、凹形状の型となるキャビティ部４１ａと、ゲート部４１ｂと、ランナ部４１ｃが設けられている。また、マトリックス型リードフレームの搭載エリア４０の外部には、樹脂の供給源に対応するカル部４１ｄと、カル部４１ｄ間を連結する連結ランナ４１ｅが設けられている。なお、その他の構成として、樹脂流入後に上金型を突き放す際に必要なリターンピン駆動用の孔４２や、上金型と下金型を位置合せするための凸状のウエッジ４３などが設けられている。

図４（ｂ）に示す下金型は、前述した上金型に対応した構成となっており、上金型と同様、マトリックス型リードフレームの搭載エリア４０内に、凹形状の型となるキャビティ部４４ａと、ゲート部４４ｂと、ランナ部４４ｃを有している。また、下金型では、上金型のカル部４１ｄに対応するポット部４４ｄを有し、このポット部４４ｄとランナ部４４ｃを繋ぐ流路としてサブランナ部４４ｆが設けられている。なお、その他の構成として、樹脂流入後に下金型を突き放す際に必要なリターンピン駆動用の孔４５や、上金型と下金型を位置合せするための凹状のウエッジ４６などが設けられている。

樹脂を流入する処理は、このような上金型および下金型によってリードフレームを挟み込み、ポット部４４ｄに樹脂を供給することで行われる。ポット部４４ｄに供給された樹脂は、サブランナ部４４ｆを経由し、リードフレームの両面に位置するランナ部４１ｃ，４４ｃおよびゲート部４１ｂ，４４ｂを経てキャビティ部４１ａ，４４ａ内に流し込まれる。

一方、図５（ａ）に示す上金型は、前述した図４（ａ）の上金型に対して、ランナ部を省いた構成となっている。それ以外の構成は、図４（ａ）と同様であり、キャビティ部５１ａと、ゲート部５１ｂと、カル部５１ｄと、連結ランナ５１ｅを有し、さらに、リターンピン駆動用の孔５２と凸状のウエッジ５３を有するものとなっている。図５（ｂ）に示す下金型は、前述した図４（ｂ）の下金型と同様であり、キャビティ部５４ａと、ゲート部５４ｂと、ランナ部５４ｃと、サブランナ部５４ｆと、ポット部５４ｄを有し、さらに、リターンピン駆動用の孔５５と凹状のウエッジ５６を有するものとなっている。

ここで、図５（ａ），（ｂ）のカル部５１ｄおよびポット部５４ｄからキャビティ部５１ａ，５４ａに至るまでの樹脂流入経路であるＡ−Ａ’間の断面構成は、例えば図６（ａ），（ｂ）のようになっている。なお、図５におけるＡ−Ａ’間の線は、説明の便宜上、サブランナ部５４ｆとランナ部５４ｃを通るものとする。

図６（ａ）に示す上金型は、キャビティ部５１ａと、ゲート部５１ｂと、カル部５１ｄを有し、さらに、キャビティ部５１ａに突出可能なように設けられたエジェクタピン６０ａと、ランナ部およびサブランナ部に突出可能なように設けられたエジェクタピン６０ｂと、カル部５１ｄに突出可能なように設けられたエジェクタピン６０ｃと、図５（ａ）の孔５２に対応するリターンピン５２ａなどを有している。

図６（ｂ）に示す下金型は、キャビティ部５４ａと、ゲート部５４ｂと、ランナ部５４ｃおよびサブランナ部５４ｆと、ポット部５４ｄを有し、さらに、キャビティ部５４ａに突出可能なように設けられたエジェクタピン６１ａと、ランナ部５４ｃおよびサブランナ部５４ｆに突出可能なように設けられたエジェクタピン６１ｂと、ポット部５４ｄにセットした樹脂を送り出すためのピストンとなるプランジャ６２と、図５（ｂ）の孔５５に対応するリターンピン５５ａなどを有している。そして、下金型には、ランナ部５４ｃとサブランナ部５４ｆの繋ぎ目における樹脂の厚さを薄くするために、縊れ６３などが設けられている。

樹脂を流入する際には、このような上金型および下金型によってリードフレームを挟み込み、ポット部５４ｄに樹脂を供給することで行われる。ポット部５４ｄに供給された樹脂は、プランジャ６２によって送り出され、サブランナ部５４ｆとランナ部５４ｃを経由し、リードフレームの両面に位置するゲート部５１ｂ，５４ｂを経てキャビティ部５１ａ，５４ａ内に流し込まれる。そして、流入した樹脂の硬化後、エジェクタピン６０ａ〜６０ｃ，６１ａ，６１ｂおよびリターンピン５２ａ，５５ａによって上金型と下金型とリードフレームを乖離させると、リードフレームは、図３（ｂ）に示すような状態となる。

図３（ｂ）に示すリードフレームは、半導体チップ３０およびリード１２の一部の領域となるインナーリードを含んだキャビティ部の樹脂３００ａと、ゲート部の残存樹脂３００ｂと、ランナ部の残存樹脂３００ｃと、サブランナ部の残存樹脂３００ｄを有しており、サブランナ部の残存樹脂３００ｄは、図示しないカル部の残存樹脂と繋がっている。そして、ランナ部の残存樹脂３００ｃとサブランナ部の残存樹脂３００ｄの繋ぎ目には、縊れ６３が存在し、樹脂の厚さ（ｚ軸方向）が薄くなっている。なお、これに加えて図３（ｂ）においては、金型の形状によって、樹脂の幅（ｘ軸方向）も狭くしている。

また、ランナ部の残存樹脂３００ｃは、図４の金型を用いた場合にはリードフレームの両面に付着した状態となり、図５の金型を用いた場合には、リードフレームの片面に付着した状態となる。ランナ部の残存樹脂３００ｃは、この両面付着か片面付着のどちらでも構わないが、両面付着を用いた場合には、例えば次のような効果が考えられる。

まず、図３（ａ）で示したランナ部１３における支持リード１３ａを、樹脂によって挟み込むことができ、樹脂の硬化後、支持リード１３ａと樹脂を一体化させることができる。なお、この利点については後に説明する。次に、両面を用いることによってランナ部１３のｚ軸方向を厚くでき、樹脂を流入する際の抵抗を小さくすることができる。さらに、樹脂流入の際に両面から均等に熱応力が加わるため、リードフレームのそりなどを低減することができる。そして、ランナ部の残存樹脂３００ｃの厚さをパッケージ樹脂の厚さに比べて両面共に厚くすることで、ランナ部の残存樹脂３００ｃが残った状態のリードフレームを複数積み重ねた際に、パッケージ表面への損傷を防止することができる。

つぎに、図２で述べたモールド工程内のカル／サブランナブレイク処理について説明する。この処理では、図３（ｂ）に示したような状態のリードフレームに対して、例えば図７に示すような方法で、サブランナ部の残存樹脂３００ｄと図示しないカル部の残存樹脂の除去を行う。

すなわち、図７では、図３（ｂ）に示したリードフレームと、ブレイク板７０が示されている。このブレイク板７０は、モールディング装置などに備えさせ、装置の制御によって上下左右（ｘ軸，ｙ軸，ｚ軸方向）に移動可能なものとなっている。そして、このブレイク板７０を、リードフレームの境界になるべく近い位置でサブランナ部の残存樹脂３００ｄに当接し、ブレイク板を下方向（ｚ軸方向）に押し下げることで、サブランナ部の残存樹脂３００ｄとそれに連結するカル部の残存樹脂を除去する。

この際に、ランナ部の残存樹脂３００ｃとサブランナ部の残存樹脂３００ｄの繋ぎ目には縊れ６３が形成されているため、この縊れ６３の位置においてランナ部の残存樹脂３００ｃとサブランナ部の残存樹脂３００ｄが分断される。

このような処理は、従来技術のゲートブレイク処理のように高精度な位置調整が不要であるため、高いスループットを維持することができる。また、リードフレームの種類が変わっても、共通なブレイク板７０を使用することができ、また、その使用する位置も共通にすることが可能である。したがって、コスト面で有利となる。なお、図７では、図１における１行分の単位フレームしか示していないが、実際には列方向（ｘ軸方向）に複数行の単位フレームが存在する。この場合、その列方向の長さに応じたブレイク板７０を用いることで、複数の行および列を備えたマトリックス型のリードフレームに対して、一度の処理でそのサブランナ部およびカル部の残存樹脂を除去することができる。

このようなカル／サブランナブレイク処理によって、リードフレームは、図３（ｃ）に示すような状態となる。図３（ｃ）に示すリードフレームは、サブランナ部の残存樹脂等は除去済みであるが、従来技術と比べるとランナ部の残存樹脂３００ｃが残った状態となっている。そして、この状態でモールド工程を終え、アンロード処理を行う。アンロード処理では、リードフレームを、両サイドにガイド１０１を備えた搬送レールなどに載せ、切断工程が行われる切断装置に向けて搬送する。

つぎに、図２の切断工程について、図８を用いて説明する。図８は、図２の切断工程をリードフレームによって詳細に説明するための説明図であり、（ａ）は、切断工程前のリードフレーム、（ｂ）は、ランナ除去処理が行われているリードフレーム、（ｃ）は、ランナ除去処理後のリードフレームを示すものである。

図８（ａ）においては、前述した図３（ｃ）のリードフレームを、ｘ軸とｚ軸からなる面である側面から見た場合の外形例が示されている。図８（ａ）では、フレーム本体１００の上部に位置する上パッケージ樹脂８０ａと、フレーム本体１００の下部に位置する下パッケージ樹脂８０ｂと、ゲート部の残存樹脂８１と、ランナ部の残存樹脂８２とが示されている。上パッケージ樹脂８０ａおよび下パッケージ樹脂８０ｂは、図３（ｃ）のキャビティ部の残存樹脂３００ａに該当するものである。そして、ランナ部の残存樹脂８２は、図４に示したような両面流路の金型を用いた場合の形状となっている。

このようなリードフレームに対して、例えば、図８（ｂ）に示すような突き出しパンチなどを用いてランナ部の残存樹脂８２を除去する。すなわち、フレーム本体１００を、上面用の切断金型８４ａと下面用の切断金型８４ｂによって挟み込むことで固定し、突き出しパンチ８３などを用いてランナ部の残存樹脂８２を突き落とす。

ここで、ランナ部の残存樹脂８２は、図１および図３で述べたように、複数の支持リード１３ａからなる格子状のパターンを備えたフレーム本体１００のランナ部１３を、樹脂によって上面と下面から挟み込んだ状態となっている。また、図５に示したように片面流路の金型を用いた場合には、格子状のパターンの部分の上面に、樹脂が付着している状態となっている。

このようなランナ部の残存樹脂８２に対して、突き出しパンチ８３を押し当てることで、樹脂によって覆われた支持リード１３ａをフレーム本体１００から破断し、支持リード１３ａを含めてランナ部の残存樹脂８２を除去する。したがって、図１および図３の支持リード１３ａは、破断が容易なように、その厚さ（ｚ軸方向）を薄く形成することが望ましい。但し、過度に薄くすると、強度が弱まり、樹脂流入の際の熱歪みなどによって破損する可能性があるため、例えば、５０μｍ程度などにするとよい。

また、ランナ部の破断を容易にし、そして、モールド工程から切断工程に移行する際の搬送処理等の間にランナ部の樹脂が剥離して異物の発生源とならないようにするためには、図４のような両面流路の金型を用いて格子状のパターンと樹脂を十分に一体化させた方がよい。なお、図１および図３では格子状のパターンを用いたが、フレーム本体のランナ部は、この形状に限らず、適度な強度を保ち、突き出しパンチ８３などの外力によってランナ部の破断が容易となるような形状を有していればよい。

以上のような処理によって、リードフレームは、図８（ｃ）に示すように、ランナ部の残存樹脂８２が除去され、上パッケージ樹脂８０ａと下パッケージ樹脂８０ｂとゲート部の残存樹脂８１を備えた状態となる。その後、一般的な切断工程で行われるように、ゲート部の残存樹脂８１を除去し、続いて、図３（ｃ）に示すようなリードとリードを繋ぐダムバー３１の除去を行う。なお、ここでは、ゲート部の残存樹脂８１を除去する処理と、ランナ部の残存樹脂８２を除去する処理を分けて行ったが、これらの処理内容は、ほぼ同様であるため、同時に行うことも可能である。

以上、図１に示したようなリードフレームを用いて図２に示したような工程フローを行うことで、モールド工程が簡素となり、従来技術で問題となっていたモールド工程におけるスループットの低下および製造コストの増加を抑制することが可能となる。そして、リードフレームにおけるランナ部を、孔形状ではなく、例えば格子状のパターンといった破断が容易な形状にすることによって、切断工程を用いて容易にランナ部の残存樹脂を除去することが可能となり、その除去に要する時間やコストを従来技術に比べて改善することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

例えば、図２においてランナ部は、切断装置による切断工程によって除去を行ったが、モールディング装置内に図８（ｂ）に示したような破断機構を設け、モールド工程内でランナ部の残存樹脂を除去することも可能である。

本発明のリードフレームおよび半導体装置の製造方法は、特にＱＦＰ、Ｌ−ＱＦＰ（Ｌｏｗ ｐｒｏｆｉｌｅ−ＱＦＰ）およびＴ−ＱＦＰ（Ｔｈｉｎ−ＱＦＰ）仕様のマトリックス型のリードフレームと、それを用いたマイクロコンピュータ製品等の製造方法に適用して有益なものであり、さらに、これに限らず、孔とエジェクタピンを用いたゲートブレイク処理を必要と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対し、その製造コスト低減方法として広く適用可能である。

本発明の一実施の形態によるリードフレームにおいて、その外形の一例を示す平面図である。 本発明の一実施の形態による半導体装置の製造方法において、その工程フローの一例を示すフロー図である。 図２のモールド工程をリードフレームによって詳細に説明するための説明図であり、（ａ）は樹脂流入処理前のリードフレーム、（ｂ）は、樹脂流入処理後のリードフレーム、（ｃ）は、カル／サブランナブレイク処理後にアンロード処理されるリードフレームを示すものである。 図２のモールド工程において、金型の概略構成例を示す平面図であり、（ａ）は上金型の平面図、（ｂ）は下金型の平面図である。 図２のモールド工程において、図４とは異なる金型の概略構成例を示す平面図であり、（ａ）は上金型の平面図、（ｂ）は下金型の平面図である。 図５の金型において、Ａ−Ａ’間の断面構成例を示す図であり、（ａ）は上金型の断面図、（ｂ）は下金型の断面図である。 図２のモールド工程において、カル／サブランナブレイク処理方法の一例を示す説明図である。 図２の切断工程をリードフレームによって詳細に説明するための説明図であり、（ａ）は、切断工程前のリードフレーム、（ｂ）は、ランナ除去処理が行われているリードフレーム、（ｃ）は、ランナ除去処理後のリードフレームを示すものである。 本発明の前提として検討した従来技術による半導体装置の製造方法において、その工程フローの一例を示すフロー図である。 図９のモールド工程をリードフレームによって説明するための説明図であり、（ａ）は樹脂流入処理前のリードフレーム、（ｂ）は、樹脂流入処理後のリードフレーム、（ｃ）は、ゲートブレイク処理後にアンロード処理されるリードフレームを示すものである。 図９のゲートブレイク処理を説明するための説明図である。

符号の説明

１０ 単位フレーム
１１ タブ
１２ リード
１３，４１ｃ，４４ｃ，５４ｃ ランナ部
８２，１００ｃ，３００ｃ ランナ部の残存樹脂
１３ａ 支持リード
１４ａ，１４ｂ，４１ｂ，４４ｂ，５１ｂ，５４ｂ ゲート部
８１，１００ｂ，３００ｂ ゲート部の残存樹脂
１５，１０２ 孔
１６ スリット
３０ 半導体チップ
３１ ダムバー
４０ リードフレームの搭載エリア
４１ａ，４４ａ，５１ａ，５４ａ，１００ａ，３００ａ キャビティ部
４４ｆ，５４ｆ サブランナ部
３００ｄ サブランナ部の残存樹脂
４１ｄ，５１ｄ カル部
４１ｅ，５１ｅ 連結ランナ
４２，４５，５２，５５ リターンピン駆動用の孔
４３，４６，５３，５６ ウエッジ
４４ｄ，５４ｄ ポット部
５２ａ，５５ａ リターンピン
６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６１ａ，６１ｂ，１１０ エジェクタピン
６２ プランジャ
６３ 縊れ
７０ ブレイク板
８０ａ 上パッケージ樹脂
８０ｂ 下パッケージ樹脂
８３ 突き出しパンチ
８４ａ，８４ｂ 切断金型
１００ フレーム本体
１０１ ガイド

Claims (1)

1. タブとインナーリードを含む領域となるキャビティ部と、前記キャビティ部に接続する領域となるゲート部と、前記ゲート部に接続する領域となり、所定の外力によって破断することが可能な形状を備えたランナ部とを有するリードフレームを準備する工程と、
   前記キャビティ部を樹脂で封止する際の治具であり、前記キャビティ部と前記ゲート部と前記ランナ部にそれぞれ対応する樹脂の流入経路の型と、樹脂の供給源となるカル部の型と、前記カル部と前記ランナ部の間の樹脂の流入経路に対応し、前記ランナ部との接続部分に縊れ形状を備えたサブランナ部の型とを有する金型を準備する工程と、
   前記リードフレームを前記金型に設置し、前記金型にセットされた前記リードフレームに対して、前記カル部の型から前記キャビティ部の型に向けて樹脂を流入する工程と、
   前記金型から前記リードフレームを取り外した際に、前記リードフレームの前記ランナ部の残存樹脂に連結されている前記サブランナ部および前記カル部の残存樹脂を、前記サブランナ部の残存樹脂に形成された前記縊れ形状の位置で除去する工程と、
   前記ランナ部の残存樹脂を含むリードフレームを、切断装置に搬送する工程と、
   前記切断装置を用いて、前記ランナ部の残存樹脂と前記ゲート部の残存樹脂を除去する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。

Images