JP4651218B2

JP4651218B2 - Manufacturing method of semiconductor device

Info

Publication number: JP4651218B2
Application number: JP2001106702A
Authority: JP
Inventors: 孝弘春日
Original assignee: Renesas Electronics Corp
Current assignee: Renesas Electronics Corp
Priority date: 2001-04-05
Filing date: 2001-04-05
Publication date: 2011-03-16
Anticipated expiration: 2021-04-05
Also published as: JP2002305267A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造技術に関し、特に、リードフレームを用いて組み立てる半導体装置の歩留り向上に適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
以下に説明する技術は、本発明を研究、完成するに際し、本発明者によって検討されたものであり、その概要は次のとおりである。
【０００３】
小形化を図った半導体装置として、ＱＦＮ（Quad Flat Non-leaded Package) と呼ばれる半導体チップより若干大きい程度の小形半導体パッケージが開発されており、樹脂モールドによって形成された封止部の裏面の周縁部に外部端子となる複数のリードが露出して配置され、このような構造の半導体パッケージは、ペリフェラル形と呼ばれている。
【０００４】
ＱＦＮの組み立てでは、多数個取りのリードフレームを用いて、ダイボンディング、ワイヤボンディング、樹脂封止の各処理が行われ、その後、リード切断が行われて個片化される。
【０００５】
また、ＱＦＮでは、その封止部が、半導体チップを封止する本体封止部とこれの周縁部に一体で形成される周縁封止部とからなり、リード切断時には、本体封止部から突出するそれぞれのリードといっしょに周縁封止部も切断される。
【０００６】
なお、リードフレームを用いて組み立てるＱＦＮの構造については、例えば、特開平１０−１８９８３０号公報や、株式会社プレスジャーナル１９９８年７月２７日発行、「月刊ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＷｏｒｌｄ増刊号'9９半導体組立・検査技術」、５３〜５７頁に記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記した技術のＱＦＮにおいて、本体封止部の周縁角部に周縁封止部（角部に配置されて両側の辺にまたがるような形状の樹脂部）が配置されると、切断用パンチによってリードを切断した際に、角部の周縁封止部は、その強度が弱いため、切断応力によって樹脂の小片が欠け落ちる（脱落する）。
【０００８】
これにより、レジン欠けによる不良（以降、レジン欠け不良という）が発生してＱＦＮの歩留りが低下することが問題となる。
【０００９】
また、レジン欠けによってレジン屑が発生して飛散し、テスト工程などでレジン屑による接続不良が起こり、その結果、製造工程での歩留り低下が問題となる。
【００１０】
本発明の目的は、歩留り向上を図る半導体装置を提供することにある。
【００１１】
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。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
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、以下のとおりである。
【００１３】
本発明は、以下の工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法：
（ａ）チップ搭載部と、前記チップ搭載部とそれぞれ一体に形成された複数のタブ吊りリードと、前記チップ搭載部の周囲に配置された複数のリードと、を備えたリードフレームを準備する工程；
（ｂ）前記（ａ）工程の後、複数のパッドが形成された主面を有する半導体チップを、前記チップ搭載部に搭載する工程；
（ｃ）前記（ｂ）工程の後、前記複数のパッドと前記複数のリードとを、複数のワイヤを介してそれぞれ電気的に接続する工程；
（ｄ）前記（ｃ）工程の後、前記複数のタブ吊りリードおよび前記複数のリードのそれぞれの一部が露出するように、前記半導体チップおよび前記複数のワイヤを封止用樹脂で封止し、封止部を形成する工程；
（ｅ）前記（ｄ）工程の後、切断用パンチによって、前記複数のタブ吊りリードのそれぞれを、前記リードフレームから切断する工程；
（ｆ）前記（ｅ）工程の後、切断用パンチによって、前記複数のリードのそれぞれを、前記リードフレームから切断する工程；
ここで、
前記封止部は、前記半導体チップおよび前記複数のワイヤを封止する本体封止部と、前記本体封止部と一体に形成され、前記複数のリードのうちの互いに隣り合うリード間、および前記複数のタブ吊りリードのそれぞれと前記複数のリードのうちの前記複数のタブ吊りリードのそれぞれに隣接する第１リードとの間を封止する周縁封止部とを有しており、
前記本体封止部の平面形状は、角部が面取りされた略四角形であり、
前記複数のタブ吊りリードのそれぞれは、前記チップ搭載部と繋がる一端部と、前記一端部とは反対側の他端部とを有し、
前記複数のタブ吊りリードは、平面視において前記チップ搭載部から前記封止部の前記角部に向かってそれぞれ延在しており、
前記複数のタブ吊りリードのそれぞれの前記他端部は、前記封止部の各角部に位置しており、
前記複数のタブ吊りリードのそれぞれの前記他端部の幅は、前記複数のタブ吊りリードのそれぞれの前記一端部の幅よりも太く形成され、
前記複数のタブ吊りリードのそれぞれの前記他端部における側面は、前記複数のリードのうち、前記側面に対向する隣の前記第１リードの第１側面と並ぶように形成されており、
前記（ｅ）工程では、平面視において前記切断用パンチの辺が前記タブ吊りリードの延在方向と交差するように、前記タブ吊りリードの前記他端部と、前記周縁封止部の一部とを前記切断用パンチによって切断する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
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、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１６】
図１および図２は本実施の形態のＱＦＮの構造を示す平面図および断面図、図３は図１に示すＱＦＮの組み立てに用いられるリードフレームの構造を示す部分平面図、図４は図１に示すＱＦＮの製造におけるモールド終了後の状態の一例を示す部分平面図、図５は図４のＢ−Ｂ線に対応した箇所でのリード切断状態の一例を示す部分断面図であり、（ａ）は切断前、（ｂ）は切断後、図６は図４のＣ−Ｃ線に対応した箇所でのリード切断状態を示す拡大部分断面図、図７は図１に示すＱＦＮの組み立て手順の一例を示す製造プロセスフロー図である。
【００１７】
図１、図２に示す本実施の形態の半導体装置は、図３に示すリードフレーム１を用いて組み立てるモールドタイプの小形半導体パッケージであり、さらに、封止部３の裏面３ａの周縁部に複数のリード１ａの被接続面１ｄを露出させて配置したペリフェラル形のものでもあり、前記半導体装置の一例として、ＱＦＮ５を取り上げて説明する。
【００１８】
したがって、ＱＦＮ５の各リード１ａは、封止部３に埋め込まれたインナリードと、封止部３の裏面３ａの周縁部に露出するアウタリードとの両者の機能を兼ねている。
【００１９】
図１、図２を用いて、ＱＦＮ５の詳細構成について説明すると、半導体チップ２が搭載されたチップ支持面１ｃを備えるタブ（チップ搭載部）１ｂと、半導体チップ２を樹脂封止する本体封止部３ｂとこれと一体で本体封止部３ｂの周縁部に形成された周縁封止部３ｃとからなる封止部３と、タブ１ｂの周囲に配置され、かつ封止部３の裏面３ａの周縁部に並んで被接続面１ｄを露出して配置された複数のリード１ａと、タブ１ｂを支持するとともに封止部３の裏面３ａの周縁部の４つの角部に露出して配置されたタブ吊りリード１ｅと、半導体チップ２の表面電極であるパッド２ａとこれに対応するリード１ａとを接続する導通部材であるボンディング用のワイヤ４とからなる。
【００２０】
なお、本実施の形態のＱＦＮ５は、図１に示すように、複数のリード１ａのうち、本体封止部３ｂの角部に突出して配置されたタブ吊りリード１ｅが幅広に形成され、かつ突出したタブ吊りリード１ｅの側面が、この側面に対向する隣のリード１ａの側面と平行になるように形成されている。
【００２１】
すなわち、ＱＦＮ５の４つの角部において、本体封止部３ｂから突出したタブ吊りリード１ｅが略扇形（外方に向かって広がった形状）に幅広に形成されているとともに、このタブ吊りリード１ｅの両側の側面が、それぞれの側面の隣のリード１ａの側面と平行になるように形成されている。
【００２２】
これにより、ＱＦＮ５の本体封止部３ｂの角部において、その両側の辺にまたがるようなコーナエッジ部に配置される樹脂の周縁封止部３ｃが形成されなくなるため、本体封止部３ｂの角部近傍に配置される周縁封止部３ｃの強度を高めることができる。
【００２３】
その結果、ＱＦＮ５の組み立てにおけるリード切断工程で、図５に示すような切断用パンチ７によってリード１ａおよびタブ吊りリード１ｅを切断した際のＱＦＮ５の角部での周縁封止部３ｃの小片の脱落を防止でき、レジン欠け不良の発生を低減できる。
【００２４】
したがって、ＱＦＮ５の歩留りの向上を図ることができる。
【００２５】
なお、本実施の形態のＱＦＮ５は、その封止部３が、半導体チップ２を樹脂封止する本体封止部３ｂと、これと一体でその周縁部に形成された周縁封止部３ｃとからなり、周縁封止部３ｃは、モールド時に、図４に示すように、本体封止部３ｂから突出した各リード１ａ間（リード１ａとタブ吊りリード１ｅの間も含む）に封止用樹脂（レジン）が入り込んで形成されたものである。
【００２６】
また、図２に示すように、半導体チップ２は、タブ１ｂのチップ支持面１ｃ上にダイボンド材（例えば、銀ペーストや樹脂ペーストなど）によって固定されている。
【００２７】
さらに、ＱＦＮ５の封止部３の裏面３ａの周縁部に並んで配置された外部端子であるリード１ａの被接続面１ｄには、厚さ１０μｍ程度の半田メッキ層１０が形成されている。
【００２８】
また、タブ１ｂ、タブ吊りリード１ｅおよび各リード１ａは、例えば、銅などの薄板材によって形成され、その厚さは、0.１５〜0.２ｍｍ程度である。
【００２９】
さらに、半導体チップ２のパッド２ａとこれに対応するリード１ａとを接続する導通部材であるワイヤ４は、例えば、金線などである。
【００３０】
また、封止部３は、モールド方法による樹脂封止によって形成され、その際用いられる封止用樹脂（レジン）は、例えば、熱硬化性のエポキシ樹脂などである。
【００３１】
次に、本実施の形態によるＱＦＮ５（半導体装置）の製造方法を図７に示す製造プロセスフロー図にしたがって説明する。
【００３２】
まず、図２に示す半導体チップ２を支持可能なチップ搭載部であるタブ１ｂと、タブ１ｂをその４方向の角部で支持するタブ吊りリード１ｅと、タブ１ｂの周囲に配置され、かつ樹脂封止された際に封止部３の裏面３ａの周縁部に露出する被接続面１ｄを備えた複数のリード１ａとからなり、複数のリード１ａやタブ吊りリード１ｅのうち、それぞれのリード列の角部に配置されたタブ吊りリード１ｅの根元部の側面が、この側面に対向する側面を有したリード１ａの前記側面と平行になるように形成された図３に示すリードフレーム１を準備する（ステップＳ１）。
【００３３】
すなわち、リードフレーム１において各リード列の角部に配置されたタブ吊りリード１ｅの根元部の両側の側面が、それぞれの側面の隣りのリード１ａの側面と平行になるように形成されている。
【００３４】
したがって、本実施の形態のリードフレーム１においては、４つのタブ吊りリード１ｅのそれぞれの根元部が、タブ吊りリード１ｅの本体部と比べて遥かに幅広に形成されている。
【００３５】
なお、図３に示すリードフレーム１において、点線部は、モールド後のモールドライン１ｈを示しており、さらに、１点鎖線部は、リード切断工程における切断ライン１ｊである。
【００３６】
また、リードフレーム１は、１枚のリードフレーム１から複数個のＱＦＮ５を組み立てることが可能な短冊状の細長い多連のものであり、さらに、１枚のリードフレーム１上でマトリクス配列で複数のＱＦＮ５を製造可能とするものである。
【００３７】
したがって、１枚のリードフレーム１には、１個のＱＦＮ５に対応したパッケージ領域であるデバイス領域がマトリクス配列で複数個形成され、さらに、各デバイス領域を区画する領域には、複数のスリット１ｇが設けられており、熱応力や機械的応力などの応力を緩和させている。
【００３８】
なお、リードフレーム１は、例えば、銅（Ｃｕ）などによって形成された薄板材であり、その厚さは、例えば、0.１５〜0.２ｍｍ程度であるが、前記材料や前記厚さなどは、これらに限定されるものではない。
【００３９】
その後、主面２ｂに半導体集積回路が形成された半導体チップ２を準備し、この半導体チップ２の裏面２ｃとリードフレーム１のタブ１ｂのチップ支持面１ｃとを接合するステップＳ２に示すダイボンディング（ペレットボンディングまたはチップマウントともいう）を行う。
【００４０】
すなわち、リードフレーム１のタブ１ｂのチップ支持面１ｃに半導体チップ２を搭載する。
【００４１】
その際、リードフレーム１のタブ１ｂにダイボンド材（例えば、銀ペーストや樹脂ペーストなど）を介して主面２ｂを上方に向けて半導体チップ２を固定する。
【００４２】
続いて、図２に示すように、半導体チップ２のパッド２ａとこれに対応するリード１ａのボンディング面１ｆとをボンディング用のワイヤ４によってワイヤボンディングして接続する（ステップＳ３）。
【００４３】
その後、ステップＳ４に示すモールド（ここでは、トランスファーモールド）によって半導体チップ２を樹脂封止してリードフレーム１のチップ支持面１ｃ側に封止部３を形成する。
【００４４】
その際、半導体チップ２を樹脂封止することによって本体封止部３ｂを形成するとともに、本体封止部３ｂに一体で、かつその周縁部に周縁封止部３ｃを形成する。
【００４５】
すなわち、モールド金型のキャビティから流出した封止用樹脂の流れをダムバー１ｉによって阻止する（塞き止める）ことにより、図４に示すように、モールドライン１ｈ（図３参照）となる本体封止部３ｂの外側に、ダムバー１ｉに密着した周縁封止部３ｃを形成する。
【００４６】
また、本体封止部３ｂの裏面３ａの周縁部には複数のリード１ａの被接続面１ｄを露出させて配置する。
【００４７】
なお、前記キャビティとＱＦＮ５とが１対１に対応した前記モールド金型を用いてモールドを行う。
【００４８】
これによって、リードフレーム１上に複数の封止部３がマトリクス配置で形成される。
【００４９】
その後、封止部３から突出する各リード１ａおよびタブ吊りリード１ｅをリードフレーム１から切断分離するステップＳ５に示すリード切断（個片化）を行う。
【００５０】
その際、図４に示す切断ライン１ｊにおいて、切断用パンチ７によって複数のリード１ａおよびタブ吊りリード１ｅをリードフレーム１から切断するが、切断時には、本体封止部３ｂの角部に突出して配置されたタブ吊りリード１ｅとこれに隣接するリード１ａとの間に周縁封止部３ｃの小片を残留させて、複数のリード１ａおよびタブ吊りリード１ｅを切断分離する。
【００５１】
なお、リード切断工程では、まず、角部の切断を行って、その後、辺の切断を行う。
【００５２】
ただし、その反対に、まず、辺の切断を行い、その後、角部の切断を行ってもよい。
【００５３】
ここで、図５は、本体封止部３ｂの角部でのタブ吊りリード１ｅの切断状態を示したものであり、図５（ａ) は、切断前、図５（ｂ) は、切断後である。
【００５４】
すなわち、図５（ａ),（ｂ）に示すように、下型８の受けダイ９と上型６とによってリードフレーム１を挟持した状態で、上型６に設けられた切断用パンチ７（角部の切断用パンチ７は、ピンチカットパンチともいう）によって、タブ吊りリード１ｅを切断する。
【００５５】
また、図６は、角部のタブ吊りリード１ｅにおける幅方向に対して、タブ吊りリード１ｅと切断用パンチ７と受けダイ９の大きさ関係を示したものであり、タブ吊りリード１ｅは、その根元部では幅広に形成されているため、切断後には、タブ吊りリード１ｅの本体封止部３ｂからの突出部の幅も図１に示すように幅広に形成される。
【００５６】
これにより、本実施の形態のＱＦＮ５では、その４つの角部において、本体封止部３ｂから突出したタブ吊りリード１ｅが略扇形に幅広に形成され、かつタブ吊りリード１ｅの根元部の両側の側面が、それぞれの側面の隣のリード１ａの側面と平行になるように形成されているため、本体封止部３ｂの４つの角部において、その両側の辺にまたがるようなコーナエッジ部に配置される樹脂の周縁封止部３ｃが形成されなくなる。
【００５７】
したがって、本体封止部３ｂの角部近傍に配置される周縁封止部３ｃの強度を高めることができる。
【００５８】
個片化によって、図１および図２に示すＱＦＮ５の完成となる（ステップＳ６）。
【００５９】
なお、本実施の形態のＱＦＮ５の組み立てに用いられるリードフレーム１は、エッチング加工によって形成されたものであっても、また、プレス加工によって形成されたものであってもいずれでもよい。
【００６０】
次に、図８に示す変形例について説明する。
【００６１】
図８に示す変形例は、本体封止部３ｂの一辺の端に配置される端部リード１ｋを本体封止部３ｂの角部に配置し、かつ、それぞれの端部リード１ｋの両側の側面が、それぞれの側面の隣のリード１ａの側面と平行になるように形成したものである。
【００６２】
言い換えると、本体封止部３ｂの角部付近に配置された３本のリード１ａのうち、中央のタブ吊りリード１ｅの両側の端部リード１ｋを、それぞれのリード両側の側面が、それぞれの側面の隣のリード１ａの側面と平行になるように形成したものである。
【００６３】
これにより、図１、図２に示すＱＦＮ５と同様に、本体封止部３ｂの角部において、その両側の辺にまたがるようなコーナエッジ部に配置される樹脂の周縁封止部３ｃが形成されなくなるため、本体封止部３ｂの角部近傍に配置される周縁封止部３ｃの強度を高めることができる。
【００６４】
なお、本体封止部３ｂの角部付近に配置される端部リード１ｋは、半導体チップ２との間で信号の伝達を行う信号リードであってもよく、また、信号の伝達を行わないダミーリードなどであってもよい。
【００６５】
本実施の形態のＱＦＮ５（半導体装置）およびその製造方法では、本体封止部３ｂの４つの角部に突出して配置されたリード１ａ（タブ吊りリード１ｅ、信号リードやダミーリードなどの端部リード１ｋを含む）の側面が、この側面に対向する側面を有した隣のリード１ａの前記側面と平行になるように形成されていることにより、角部の両側の辺にまたがるようなコーナエッジ部に配置される周縁封止部３ｃが形成されなくなるため、本体封止部３ｂの角部近傍に配置される周縁封止部３ｃの強度を高めることができる。
【００６６】
これにより、そのリード切断工程において、切断用パンチ７によってリード１ａを切断した際の角部での周縁封止部３ｃの小片の脱落を防止でき、レジン欠け不良の発生を低減できる。
【００６７】
その結果、ＱＦＮ５の歩留りの向上を図ることができる（ＱＦＮ５におけるレジン欠け不良の発生率を０.5％程度減らすことができる）。
【００６８】
さらに、レジン欠け不良の発生の低減により、レジン欠けポテンシャルを低減でき、その結果、レジン屑の飛散を低減できる。
【００６９】
これにより、レジン屑打痕による不良の発生や、テスト工程などでのレジン屑による接続不良の低減化を図ることができ、ＱＦＮ５の製造段階での歩留りの向上を図ることができる。
【００７０】
以上、本発明者によってなされた発明を発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記発明の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言うまでもない。
【００７１】
例えば、前記実施の形態では、本体封止部３ｂの４つ全ての角部において、そのリード１ａの側面が、隣のリード１ａの側面と平行になるように形成されている場合を説明したが、必ずしも４つ全ての角部のリード１ａに行わなくてもよい。
【００７２】
少なくとも、モールド時の樹脂ゲート箇所に対応した角部を除く他の角部に突出して配置されたリード１ａの側面が、この側面に対向する側面を有する隣のリード１ａの前記側面と平行になるように形成されていればよい。
【００７３】
なお、前記実施の形態では、本体封止部３ｂの角部においてそこに配置されるリード１ａの側面が、隣のリード１ａの側面と平行になるように形成されている場合を説明したが、必ずしも平行にならなくてもよく、本体封止部３ｂの角部において少なくとも辺と角部に跨がるような周縁封止部３ｃが形成されていない構造であればよい。
【００７４】
また、前記実施の形態では、リードフレーム１を用いて製造される半導体装置がＱＦＮ５の場合について説明したが、前記半導体装置は、樹脂モールド後にリード切断が行われて組み立てられるものであれば、ＱＦＮ５以外の他の半導体装置であってもよい。
【００７５】
【発明の効果】
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。
【００７６】
本体封止部の角部に突出して配置されたリードの側面が、この側面に対向するリードの側面と平行になるように形成されていることにより、角部近傍の周縁封止部の強度を高めることができ、半導体装置の歩留りの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の半導体装置の一例であるＱＦＮの構造を示す平面図である。
【図２】図１に示すＱＦＮのＡ−Ａ線に沿った断面の構造を示す断面図である。
【図３】図１に示すＱＦＮの組み立てに用いられるリードフレームの構造を示す部分平面図である。
【図４】図１に示すＱＦＮの製造におけるモールド終了後の状態の一例を示す部分平面図である。
【図５】（ａ),（ｂ) は図１に示すＱＦＮの製造において図４のＢ−Ｂ線に対応した箇所でのリード切断状態の一例を示す部分断面図であり、（ａ）は切断前、（ｂ）は切断後である。
【図６】図４に示すＣ−Ｃ線に対応した箇所でのリード切断状態の一例を示す拡大部分断面図である。
【図７】図１に示すＱＦＮの製造における組み立て手順の一例を示す製造プロセスフロー図である。
【図８】本発明の実施の形態の変形例の半導体装置の構造を示す平面図である。
【符号の説明】
１リードフレーム
１ａリード
１ｂタブ（チップ搭載部）
１ｃチップ支持面
１ｄ被接続面
１ｅタブ吊りリード
１ｆボンディング面
１ｇスリット
１ｈモールドライン
１ｉダムバー
１ｊ切断ライン
１ｋ端部リード
２半導体チップ
２ａパッド（表面電極）
２ｂ主面
２ｃ裏面
３封止部
３ａ裏面（半導体装置実装側の面）
３ｂ本体封止部
３ｃ周縁封止部
４ワイヤ（導通部材）
５ＱＦＮ（半導体装置）
６上型
７切断用パンチ
８下型
９受けダイ
１０半田メッキ層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor manufacturing technique, and more particularly to a technique effective when applied to an improvement in yield of a semiconductor device assembled using a lead frame.
[0002]
[Prior art]
The technology described below has been studied by the present inventors in researching and completing the present invention, and the outline thereof is as follows.
[0003]
As a miniaturized semiconductor device, a small semiconductor package slightly larger than a semiconductor chip called QFN (Quad Flat Non-leaded Package) has been developed, and the peripheral edge of the back surface of the sealing portion formed by resin molding A plurality of leads serving as external terminals are exposed, and the semiconductor package having such a structure is called a peripheral type.
[0004]
In assembling the QFN, die bonding, wire bonding, and resin sealing are performed using a multi-leaded lead frame, and then lead cutting is performed to separate the chips.
[0005]
In QFN, the sealing portion is composed of a main body sealing portion for sealing the semiconductor chip and a peripheral sealing portion formed integrally with the peripheral portion thereof, and protrudes from the main body sealing portion when cutting the leads. The peripheral sealing portion is cut along with each lead.
[0006]
As for the structure of the QFN assembled using a lead frame, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-189830 and Press Journal, Inc. issued on July 27, 1998, “Monthly Semiconductor World Special Issue '99 Semiconductor Assembly / Inspection Technology” ”, Pages 53-57.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the QFN of the above-described technique, when a peripheral sealing portion (resin portion having a shape that is disposed at the corner and straddles both sides) is disposed at the peripheral corner portion of the main body sealing portion, the cutting punch When the lead is cut by the above, since the strength of the peripheral edge sealing portion at the corner is weak, a small piece of resin is dropped (dropped off) by the cutting stress.
[0008]
As a result, there is a problem that a defect due to resin deficiency (hereinafter referred to as resin deficiency defect) occurs and the yield of QFN decreases.
[0009]
Further, resin scraps are generated and scattered due to lack of the resin, resulting in poor connection due to the resin scraps in a test process or the like, and as a result, a yield drop in the manufacturing process becomes a problem.
[0010]
An object of the present invention is to provide a semiconductor equipment to achieve improved yield.
[0011]
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
Of the inventions disclosed in this application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
[0013]
The present invention includes a method for manufacturing a semiconductor device including the following steps:
(A) preparing a lead frame including a chip mounting portion, a plurality of tab suspension leads formed integrally with the chip mounting portion, and a plurality of leads arranged around the chip mounting portion; ;
(B) After the step (a), mounting a semiconductor chip having a main surface on which a plurality of pads are formed on the chip mounting portion;
(C) a step of electrically connecting the plurality of pads and the plurality of leads via a plurality of wires after the step (b);
(D) After the step (c), the semiconductor chip and the plurality of wires are sealed with a sealing resin so that a part of each of the plurality of tab suspension leads and the plurality of leads is exposed. A step of forming a sealing portion;
(E) a step of cutting each of the plurality of tab suspension leads from the lead frame by a cutting punch after the step (d);
(F) a step of cutting each of the plurality of leads from the lead frame by a cutting punch after the step (e);
here,
The sealing portion is formed integrally with the body sealing portion for sealing the semiconductor chip and the plurality of wires, between the adjacent leads of the plurality of leads, and the A peripheral sealing portion that seals between each of the plurality of tab suspension leads and a first lead adjacent to each of the plurality of tab suspension leads of the plurality of leads;
The planar shape of the main body sealing portion is a substantially rectangular shape with chamfered corners,
Each of the plurality of tab suspension leads has one end connected to the chip mounting portion and the other end opposite to the one end.
The plurality of tab suspension leads respectively extend from the chip mounting portion toward the corner portion of the sealing portion in a plan view,
The other end of each of the plurality of tab suspension leads is located at each corner of the sealing portion,
The width of the other end of each of the plurality of tab suspension leads is formed wider than the width of the one end of each of the plurality of tab suspension leads,
Aspects of each of the other ends of said plurality of tab suspension leads, among the plurality of leads are formed so as to be aligned with the first side surface of the first lead of the adjacent opposed to the side surface,
In the step (e), the other end of the tab suspension lead and a part of the peripheral sealing portion are arranged so that the side of the cutting punch intersects the extending direction of the tab suspension lead in a plan view. Are cut by the cutting punch.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments, and the repetitive description thereof will be omitted.
[0016]
1 and 2 are a plan view and a cross-sectional view showing the structure of the QFN of the present embodiment, FIG. 3 is a partial plan view showing the structure of a lead frame used for assembling the QFN shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing an example of a lead cutting state at a location corresponding to the line BB in FIG. 4. ) Is before cutting, (b) is after cutting, FIG. 6 is an enlarged partial sectional view showing a lead cutting state at a position corresponding to the CC line in FIG. 4, and FIG. 7 is an assembly procedure of the QFN shown in FIG. It is a manufacturing process flowchart which shows an example.
[0017]
The semiconductor device of the present embodiment shown in FIGS. 1 and 2 is a small mold type semiconductor package assembled using the lead frame 1 shown in FIG. 3, and a plurality of semiconductor devices are provided on the peripheral portion of the back surface 3 a of the sealing portion 3. The peripheral surface 1d of the lead 1a is also a peripheral type that is disposed so that the QFN 5 will be described as an example of the semiconductor device.
[0018]
Therefore, each lead 1a of the QFN 5 functions as both an inner lead embedded in the sealing portion 3 and an outer lead exposed at the peripheral edge of the back surface 3a of the sealing portion 3.
[0019]
The detailed configuration of the QFN 5 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. A tab (chip mounting portion) 1 b having a chip support surface 1 c on which the semiconductor chip 2 is mounted, and a main body sealing for sealing the semiconductor chip 2 with a resin A sealing portion 3 comprising a portion 3b and a peripheral sealing portion 3c formed integrally with the peripheral portion 3b and a peripheral sealing portion 3c; and disposed around the tab 1b and of the back surface 3a of the sealing portion 3 A plurality of leads 1a arranged side by side so as to expose the connected surface 1d and the tab 1b are supported and arranged at the four corners of the peripheral portion of the back surface 3a of the sealing portion 3. It consists of a tab suspension lead 1e, a pad 2a that is a surface electrode of the semiconductor chip 2, and a bonding wire 4 that is a conductive member that connects the corresponding lead 1a.
[0020]
In the QFN 5 of the present embodiment, as shown in FIG. 1, among the plurality of leads 1a, the tab suspension lead 1e arranged to protrude at the corner of the main body sealing portion 3b is formed wide and protrudes. The side surface of the tab suspension lead 1e is formed so as to be parallel to the side surface of the adjacent lead 1a facing the side surface.
[0021]
That is, at the four corners of the QFN 5, the tab suspension lead 1e protruding from the main body sealing portion 3b is formed in a substantially fan shape (a shape expanding outward), and the tab suspension lead 1e The side surfaces on both sides are formed to be parallel to the side surface of the lead 1a adjacent to each side surface.
[0022]
As a result, at the corners of the main body sealing portion 3b of the QFN 5, the resin peripheral sealing portions 3c arranged at the corner edge portions that straddle both sides are not formed. The strength of the peripheral sealing part 3c arranged in the vicinity of the part can be increased.
[0023]
As a result, in the lead cutting process in assembling the QFN 5, a small piece of the peripheral sealing portion 3c is dropped at the corner of the QFN 5 when the lead 1a and the tab suspension lead 1e are cut by the cutting punch 7 as shown in FIG. Can be prevented, and the occurrence of defective resin defects can be reduced.
[0024]
Therefore, the yield of QFN 5 can be improved.
[0025]
The QFN 5 according to the present embodiment includes a sealing portion 3 including a main body sealing portion 3b for resin-sealing the semiconductor chip 2 and a peripheral sealing portion 3c formed integrally with the peripheral sealing portion 3c. As shown in FIG. 4, the peripheral sealing portion 3c is sealed between the leads 1a protruding from the main body sealing portion 3b (including between the leads 1a and the tab suspension leads 1e) as shown in FIG. (Resin) is formed.
[0026]
As shown in FIG. 2, the semiconductor chip 2 is fixed on the chip support surface 1c of the tab 1b by a die bond material (for example, silver paste or resin paste).
[0027]
Further, a solder plating layer 10 having a thickness of about 10 μm is formed on the connected surface 1 d of the lead 1 a which is an external terminal arranged along the peripheral edge of the back surface 3 a of the sealing portion 3 of the QFN 5.
[0028]
The tab 1b, the tab suspension lead 1e, and each lead 1a are formed of a thin plate material such as copper, for example, and the thickness is about 0.15 to 0.2 mm.
[0029]
Further, the wire 4 that is a conductive member that connects the pad 2a of the semiconductor chip 2 and the corresponding lead 1a is, for example, a gold wire.
[0030]
Moreover, the sealing part 3 is formed by resin sealing by a molding method, and the sealing resin (resin) used at that time is, for example, a thermosetting epoxy resin.
[0031]
Next, a method for manufacturing QFN 5 (semiconductor device) according to the present embodiment will be described with reference to a manufacturing process flowchart shown in FIG.
[0032]
First, a tab 1b that is a chip mounting portion capable of supporting the semiconductor chip 2 shown in FIG. 2, a tab suspension lead 1e that supports the tab 1b at its four corners, and a resin disposed around the tab 1b. It consists of a plurality of leads 1a having a connected surface 1d exposed at the peripheral edge of the back surface 3a of the sealing portion 3 when sealed, and each lead row of the plurality of leads 1a and the tab suspension leads 1e A lead frame 1 shown in FIG. 3 is prepared in which the side surface of the base portion of the tab suspension lead 1e arranged at the corner of the lead is parallel to the side surface of the lead 1a having the side surface facing the side surface. (Step S1).
[0033]
That is, the side surfaces on both sides of the root portion of the tab suspension lead 1e disposed at the corner of each lead row in the lead frame 1 are formed to be parallel to the side surfaces of the adjacent leads 1a.
[0034]
Therefore, in the lead frame 1 of the present embodiment, the base portions of the four tab suspension leads 1e are formed so as to be much wider than the main body portion of the tab suspension lead 1e.
[0035]
In the lead frame 1 shown in FIG. 3, the dotted line portion indicates the mold line 1h after molding, and the alternate long and short dash line portion is the cutting line 1j in the lead cutting step.
[0036]
In addition, the lead frame 1 is a strip-like long and slender multiple unit that can assemble a plurality of QFNs 5 from a single lead frame 1, and a plurality of lead frames 1 are arranged in a matrix arrangement on the single lead frame 1. QFN5 can be manufactured.
[0037]
Accordingly, a plurality of device regions, which are package regions corresponding to one QFN 5, are formed in a matrix arrangement in one lead frame 1, and a plurality of slits 1g are formed in regions that divide each device region. It is provided to relieve stress such as thermal stress and mechanical stress.
[0038]
The lead frame 1 is a thin plate material formed of, for example, copper (Cu), and the thickness thereof is, for example, about 0.15 to 0.2 mm. However, it is not limited to these.
[0039]
Thereafter, a semiconductor chip 2 having a semiconductor integrated circuit formed on the main surface 2b is prepared, and die bonding (step S2) in which the back surface 2c of the semiconductor chip 2 and the chip support surface 1c of the tab 1b of the lead frame 1 are bonded ( (Also called pellet bonding or chip mounting).
[0040]
That is, the semiconductor chip 2 is mounted on the chip support surface 1 c of the tab 1 b of the lead frame 1.
[0041]
At that time, the semiconductor chip 2 is fixed to the tab 1b of the lead frame 1 with the main surface 2b facing upward via a die bond material (for example, silver paste or resin paste).
[0042]
Subsequently, as shown in FIG. 2, the pad 2a of the semiconductor chip 2 and the bonding surface 1f of the lead 1a corresponding to the pad 2a are wire-bonded by a bonding wire 4 (step S3).
[0043]
Thereafter, the semiconductor chip 2 is resin-sealed by a mold (here, transfer mold) shown in step S4 to form the sealing portion 3 on the chip support surface 1c side of the lead frame 1.
[0044]
At this time, the main body sealing portion 3b is formed by resin-sealing the semiconductor chip 2, and the peripheral sealing portion 3c is formed integrally with the peripheral portion of the main body sealing portion 3b.
[0045]
That is, by blocking (blocking) the flow of the sealing resin that has flowed out of the mold mold cavity by the dam bar 1i, as shown in FIG. 4, the main body sealing becomes the mold line 1h (see FIG. 3). A peripheral edge sealing portion 3c in close contact with the dam bar 1i is formed outside the portion 3b.
[0046]
Further, the connected surfaces 1d of the plurality of leads 1a are exposed at the peripheral edge of the back surface 3a of the main body sealing portion 3b.
[0047]
In addition, it molds using the said mold metal mold | die with which the said cavity and QFN5 correspond 1: 1.
[0048]
As a result, a plurality of sealing portions 3 are formed in a matrix arrangement on the lead frame 1.
[0049]
After that, lead cutting (separation) shown in step S5 for cutting and separating each lead 1a and tab suspension lead 1e protruding from the sealing portion 3 from the lead frame 1 is performed.
[0050]
At that time, in the cutting line 1j shown in FIG. 4, the plurality of leads 1a and the tab suspension leads 1e are cut from the lead frame 1 by the cutting punch 7. At the time of cutting, they are arranged so as to protrude from the corners of the main body sealing portion 3b. A small piece of the peripheral sealing portion 3c is left between the tab suspension lead 1e thus formed and the lead 1a adjacent thereto, so that the plurality of leads 1a and the tab suspension lead 1e are cut and separated.
[0051]
In the lead cutting step, first, the corners are cut, and then the sides are cut.
[0052]
However, on the contrary, the side may be cut first, and then the corner may be cut.
[0053]
Here, FIG. 5 shows a cut state of the tab suspension lead 1e at the corner of the main body sealing portion 3b. FIG. 5 (a) is before cutting, and FIG. 5 (b) is after cutting. It is.
[0054]
That is, as shown in FIGS. 5A and 5B, a cutting punch 7 (provided in the upper die 6 with the lead frame 1 held between the receiving die 9 and the upper die 6 of the lower die 8). The corner cutting punch 7 is also called a pinch cut punch) to cut the tab suspension lead 1e.
[0055]
FIG. 6 shows the size relationship among the tab suspension lead 1e, the cutting punch 7 and the receiving die 9 with respect to the width direction of the tab suspension lead 1e at the corner. Since the base portion is formed wide, after cutting, the width of the protruding portion from the main body sealing portion 3b of the tab suspension lead 1e is also formed wide as shown in FIG.
[0056]
As a result, in the QFN 5 of the present embodiment, the tab suspension leads 1e protruding from the main body sealing portion 3b are formed in a substantially fan shape at the four corners, and the tab suspension leads 1e are formed on both sides of the root portion of the tab suspension lead 1e. Since the side surfaces are formed so as to be parallel to the side surfaces of the leads 1a adjacent to the respective side surfaces, the four corners of the main body sealing portion 3b are arranged at the corner edge portions extending over both sides. The peripheral edge sealing portion 3c of the resin is not formed.
[0057]
Accordingly, it is possible to increase the strength of the peripheral sealing portion 3c disposed in the vicinity of the corner portion of the main body sealing portion 3b.
[0058]
By dividing into pieces, the QFN 5 shown in FIGS. 1 and 2 is completed (step S6).
[0059]
Note that the lead frame 1 used for assembling the QFN 5 of this embodiment may be formed by etching or may be formed by pressing.
[0060]
Next, a modification shown in FIG. 8 will be described.
[0061]
In the modification shown in FIG. 8, the end leads 1k arranged at one end of the main body sealing portion 3b are arranged at the corners of the main body sealing portion 3b, and the side surfaces on both sides of each end lead 1k. Are formed so as to be parallel to the side surface of the lead 1a adjacent to each side surface.
[0062]
In other words, among the three leads 1a arranged near the corners of the main body sealing portion 3b, the end leads 1k on both sides of the central tab suspension lead 1e are connected to the side surfaces on both sides of each lead. It is formed so as to be parallel to the side surface of the lead 1a adjacent to the lead.
[0063]
As a result, similarly to the QFN 5 shown in FIG. 1 and FIG. 2, the peripheral edge sealing portion 3c of the resin disposed at the corner edge portion extending over both sides of the corner portion of the main body sealing portion 3b is formed. Since it disappears, the intensity | strength of the peripheral sealing part 3c arrange | positioned in the corner | angular part vicinity of the main body sealing part 3b can be raised.
[0064]
Note that the end leads 1k arranged in the vicinity of the corners of the main body sealing portion 3b may be signal leads that transmit signals to and from the semiconductor chip 2, and dummy that do not transmit signals. It may be a lead.
[0065]
In the QFN 5 (semiconductor device) and the manufacturing method thereof according to the present embodiment, leads 1a (tab suspension leads 1e, end leads such as signal leads and dummy leads) are arranged so as to protrude from the four corners of the main body sealing portion 3b. 1k (including 1k) is formed so as to be parallel to the side surface of the adjacent lead 1a having a side surface opposed to the side surface, so that the corner edge portion extends over both sides of the corner portion. Therefore, the strength of the peripheral sealing portion 3c disposed in the vicinity of the corner portion of the main body sealing portion 3b can be increased.
[0066]
Thereby, in the lead cutting process, it is possible to prevent a small piece of the peripheral sealing portion 3c from dropping off at the corner when the lead 1a is cut by the cutting punch 7, and to reduce the occurrence of defective resin defects.
[0067]
As a result, the yield of QFN 5 can be improved (the rate of occurrence of defective resin defects in QFN 5 can be reduced by about 0.5%).
[0068]
Furthermore, by reducing the occurrence of defective resin defects, the resin defect potential can be reduced, and as a result, scattering of resin waste can be reduced.
[0069]
Thereby, generation | occurrence | production of the defect by a resin waste dent and reduction of the connection failure by the resin waste in a test process etc. can be aimed at, and the improvement in the yield in the manufacture stage of QFN5 can be aimed at.
[0070]
As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments of the invention. However, the present invention is not limited to the embodiments of the invention, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. It goes without saying that it is possible.
[0071]
For example, in the above embodiment, the case where the side surface of the lead 1a is formed so as to be parallel to the side surface of the adjacent lead 1a in all four corners of the main body sealing portion 3b has been described. However, it is not always necessary to apply to all four corner leads 1a.
[0072]
At least the side surface of the lead 1a that protrudes from the other corners excluding the corner corresponding to the resin gate at the time of molding is parallel to the side surface of the adjacent lead 1a that has a side surface facing this side surface. What is necessary is just to be formed.
[0073]
In the above-described embodiment, the case where the side surface of the lead 1a arranged in the corner portion of the main body sealing portion 3b is formed to be parallel to the side surface of the adjacent lead 1a has been described. It does not necessarily need to be parallel, and any structure may be used as long as the peripheral sealing portion 3c that extends over at least the side and the corner is not formed in the corner of the main body sealing portion 3b.
[0074]
In the above embodiment, the semiconductor device manufactured using the lead frame 1 has been described as being QFN5. However, if the semiconductor device is assembled by performing lead cutting after resin molding, the QFN5 can be used. Other semiconductor devices may be used.
[0075]
【The invention's effect】
Of the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.
[0076]
The side surface of the lead that protrudes from the corner portion of the main body sealing portion is formed so as to be parallel to the side surface of the lead that faces this side surface, thereby increasing the strength of the peripheral sealing portion in the vicinity of the corner portion. The yield of the semiconductor device can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a structure of a QFN that is an example of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention;
2 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure along the line AA of the QFN shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a partial plan view showing a structure of a lead frame used for assembling the QFN shown in FIG. 1;
4 is a partial plan view showing an example of a state after completion of molding in manufacturing the QFN shown in FIG. 1; FIG.
5 (a) and 5 (b) are partial cross-sectional views showing an example of a lead cut state at a location corresponding to the line BB in FIG. 4 in the manufacture of the QFN shown in FIG. Before cutting, (b) is after cutting.
6 is an enlarged partial cross-sectional view showing an example of a lead cutting state at a location corresponding to the line CC shown in FIG. 4;
7 is a manufacturing process flow chart showing an example of an assembling procedure in manufacturing the QFN shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 8 is a plan view showing a structure of a semiconductor device according to a modification of the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Lead frame 1a Lead 1b Tab (chip mounting part)
1c Chip support surface 1d Connected surface 1e Tab suspension lead 1f Bonding surface 1g Slit 1h Mold line 1i Dam bar 1j Cutting line 1k End lead 2 Semiconductor chip 2a Pad (surface electrode)
2b Main surface 2c Back surface 3 Sealing portion 3a Back surface (surface on semiconductor device mounting side)
3b Main body sealing portion 3c Peripheral sealing portion 4 Wire (conductive member)
5 QFN (semiconductor device)
6 Upper die 7 Cutting punch 8 Lower die 9 Receiving die 10 Solder plating layer

Claims

A method for manufacturing a semiconductor device comprising the following steps:
(A) preparing a lead frame including a chip mounting portion, a plurality of tab suspension leads formed integrally with the chip mounting portion, and a plurality of leads arranged around the chip mounting portion; ;
(B) After the step (a), mounting a semiconductor chip having a main surface on which a plurality of pads are formed on the chip mounting portion;
(C) a step of electrically connecting the plurality of pads and the plurality of leads via a plurality of wires after the step (b);
(D) After the step (c), the semiconductor chip and the plurality of wires are sealed with a sealing resin so that a part of each of the plurality of tab suspension leads and the plurality of leads is exposed. A step of forming a sealing portion;
(E) a step of cutting each of the plurality of tab suspension leads from the lead frame by a cutting punch after the step (d);
(F) a step of cutting each of the plurality of leads from the lead frame by a cutting punch after the step (e);
here,
The sealing portion is formed integrally with the body sealing portion for sealing the semiconductor chip and the plurality of wires, between the adjacent leads of the plurality of leads, and the A peripheral sealing portion that seals between each of the plurality of tab suspension leads and a first lead adjacent to each of the plurality of tab suspension leads of the plurality of leads;
The planar shape of the main body sealing portion is a substantially rectangular shape with chamfered corners,
Each of the plurality of tab suspension leads has one end connected to the chip mounting portion and the other end opposite to the one end.
The plurality of tab suspension leads respectively extend from the chip mounting portion toward the corner portion of the sealing portion in a plan view,
The other end of each of the plurality of tab suspension leads is located at each corner of the sealing portion,
The width of the other end of each of the plurality of tab suspension leads is formed wider than the width of the one end of each of the plurality of tab suspension leads,
Aspects of each of the other ends of said plurality of tab suspension leads, among the plurality of leads are formed so as to be aligned with the first side surface of the first lead of the adjacent opposed to the side surface,
In the step (e), the other end of the tab suspension lead and a part of the peripheral sealing portion are arranged so that the side of the cutting punch intersects the extending direction of the tab suspension lead in a plan view Are cut by the cutting punch.

In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 1,
The width of the other end of each of the plurality of tab suspension leads is formed wider than the width of the plurality of leads.

In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 2 ,
In the step (e), each of the plurality of tab suspension leads is cut by the cutting punch provided in the upper die while the lead frame is sandwiched between the lower die and the upper die. A method for manufacturing a semiconductor device.