JP4669166B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はリードフレームを用いた樹脂封止型半導体装置の製造技術に関し、特に、SON(Small Outline Non-Leaded Package),QFN(Quad Flat Non-Leaded Package)のように、パッケージの側方に意図的に外部電極端子を突出させることなく実装面側に露出させる半導体装置(ノンリード型半導体装置)の製造に適用して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
樹脂封止型半導体装置は、その製造においてリードフレームが使用される。リードフレームは、金属板を精密プレスによる打ち抜きやエッチングによって所望パターンに形成することによって製造される。リードフレームは半導体チップを固定するためのタブと呼称される支持部や、前記支持部の周囲に先端(内端)を臨ませる複数のリードを有する。前記タブはリードフレームの枠部分から延在するタブ吊りリードによって支持されている。
【0003】
このようなリードフレームを使用して樹脂封止型半導体装置を製造する場合、前記リードフレームのタブに半導体チップを固定するとともに、前記半導体チップの電極と前記リードの先端を導電性のワイヤで接続し、その後ワイヤや半導体チップを含むリード内端側を絶縁性の樹脂(レジン)で封止して封止体(パッケージ)を形成し、ついで不要なリードフレーム部分を切断除去するとともにパッケージから突出するリードやタブ吊りリードをフレームから切断する。
【0004】
一方、リードフレームを用いて製造する樹脂封止型半導体装置の一つとして、リードフレームの一面側に片面モールドを行ってパッケージを形成し、パッケージの実装面に外部電極端子であるリードを露出させ、パッケージの周面から意図的にリードを突出させない半導体装置構造が知られている。この半導体装置は、パッケージの実装面の両側縁にリードが露出するSONや、四角形状のパッケージの実装面の4辺側にリードが露出するQFNが知られている。
【0005】
SONについては、特開平10−34699号公報や特開平10−70217号公報に記載されている。前者には、半導体装置の製造における樹脂封止時に、樹脂ばり(レジンバリ)が発生しないように金型面を柔軟性及び耐熱性を有するリリースフィルムで被覆して樹脂封止を行う技術が開示されている。
【0006】
後者には、リード間のモールド樹脂表面に断面略円弧状の溝を設けて、リード間の絶縁距離を長く確保したり、リード露出面上で発生する樹脂バリを防止する技術が開示されている。
【0007】
また、特開平10−270603号公報には、ボールグリッドアレイ半導体装置のように基板(ガラスエポキシ樹脂などからなる樹脂基板)の表面に半導体チップが固定され、基板の裏面に格子状に外部電極が設けられ、基板の表面には前記半導体チップ等を覆う樹脂パッケージで覆われる半導体装置(エリアパッケージ型半導体装置)とその製法が開示されている。この半導体装置は基板に1列に並んで複数設けられている。
【0008】
そして、基板を重ねた際、前記電極に傷が付かないように、前記パッケージの少なくとも2隅の基板上には樹脂パッケージの高さよりも高い突起部を設けて、電極面が前記樹脂パッケージに接触しないようにしている。
【0009】
前記突起部は、基板の長手方向に交差する方向に、2個形成しないと、基板を重ねた際の電極の保護にはならない。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
半導体装置の小型化、外部電極端子となるリードのリード曲がり防止等の観点から片面モールドによるSONやQFN等のノンリード型半導体装置が使用されている。
【0011】
ノンリード型半導体装置は、パッケージの実装面に露出するリード面が実装面となることから、パッケージの側面からリードを突出させるSOP(Small Outline Package)やQFP(Quad Flat Package)等の半導体装置に比較して、実装面積が小さい。このため、リード(外部電極端子)の表面に異物が付着したり、傷が付いたりすると、実装の信頼性が低くなる。
【0012】
図34乃至図36は、マザーボード等の配線基板50にノンリード型半導体装置1を実装させた状態を示す一部の模式図であり、ノンリード型半導体装置1のパッケージ2の実装面3に露出したリード(外部電極端子)4が、配線基板50の図示しないランド52上に接合材(ソルダー)51を介して接合された状態を示すものである。リード4の表面、即ち実装面にはソルダーの濡れ性(ソルダビリティ)を高めるべく、メッキ膜54が設けられている。図ではメッキ膜54は黒い太い線で示してある。メッキ膜54は、鉛と錫による半田膜、または鉛をソルダーとして使用しないためのパラジウムメッキ膜等で形成されている。
【0013】
先付けメッキと呼称し、パラジウムメッキ膜はリードフレームの状態で既にメッキされている。また、後付けメッキと称して前記半田膜はモールド後にメッキされる。半田膜の場合、ソルダーは半田が使用される。また、パラジウムメッキ膜の場合は、鉛を含まないソルダー、例えば、Sn−ZnやSn−Ag等が使用される。
【0014】
図34は実装異常が発生していない正常な実装形態を示すものである。例えば、ソルダー51としての半田はリード4の実装面側全体に亘って濡れるとともに、リード4の外端面に高くフィレット55が形成され、外部からも半田のソルダビリティが良好であることが分かる。
【0015】
図35に示すように、リード4の表面(露出面)に異物56が付着していると、付着部分では電気的接続がなされなくなり、導通不良となりやすい。
【0016】
図36に示すように、リード4の表面(露出面)に傷が付きメッキ膜54が無くなっている部分はソルダー51が付かなくなり、接続面積の減少から導通不良となりやすい。図36では、傷がついてメッキ膜54が剥離した部分をリード4の外端側としてあることから、フィレットが形成されず、接続不良を目視することもできるが、傷が内部である場合は、外部からは見えず、導通不良の確認はできなくなる。これは実装の信頼性低下を引き起こす。
【0017】
このようにノンリード型半導体装置では、リードの実装面に異物が付着することや、リードの実装面に傷が付いてメッキ膜が剥離することは避けなくてはならない。これは、ノンリード型半導体装置の製造時においても同様である。
【0018】
本出願人においては、金属製のマトリクス型リードフレームを用いてQFNやSON等のノンリード型半導体装置を製造している。マトリクス型リードフレームは、リードフレームの一単位パターン(以下単位リードフレームパターンと称す)を縦横に沿って複数行及び複数列となるように配置したものである。そしてこのマトリクス型リードフレームの各単位リードフレームパターンそれぞれに1個のノンリード型半導体装置を製造するものである。即ち、各単位リードフレームパターンの中央部分に半導体チップを固定した後、この半導体チップの電極とリード内端を導電性のワイヤで接続し、その後半導体チップやワイヤ等を片面モールドしてパッケージを形成する。
【0019】
ところで、本出願人にあっては、マトリクス型リードフレームを使用したノンリード型半導体装置の製造において、各単位リードフレームパターン部分にそれぞれパッケージを形成した後、マトリクス型リードフレームの保管や切断装置へのローディング時、マトリクス型リードフレームを順次重ね合わせて取り扱っている。
【0020】
この場合、絶縁性樹脂で形成されるパッケージ上にリードフレームが重ねられる。そして、時には実装面となるリードフレーム面が前記パッケージ上に重ねられることもあり、この際に実装面となるリードフレーム面が汚れたり、傷が付いたりすることもある。
【0021】
そこで、本発明者は、実装面となるリードフレーム面が下方のリードフレームに形成されたパッケージ上に接触することがないように、パッケージよりも高さが高い接触防止体を形成することを考えた。そして、この接触防止体を、パッケージを形成するモールド金型のキャビティに連なるフローキャビティ部分で形成することを考えた。
【0022】
即ち、フローキャビティはキャビティ内の空気がキャビティ内に残留するのを防止するために設けられるものである。そこで、フローキャビティの高さ(深さ)をキャビティの高さ(深さ)よりも高くし、このフローキャビティで硬化したレジンで前記接触防止体を形成する。
【0023】
一方、ボールグリッドアレイ半導体装置における外部電極を傷付けないようにする技術として、前述のように、特開平10−270603号公報に記載された技術が知られている。
【0024】
しかし、この技術は、そのままマトリクス型リードフレーム使用のノンリード型半導体装置の製造には適用でき難いことが分かった。
【0025】
即ち、特開平10−270603号公報に記載されたボールグリッドアレイ半導体装置の製法では、細長の基板の長手方向に沿って一列に四角形の樹脂パッケージを形成して半導体装置を形成する技術である。そして、実施形態としては、四角形のキャビティの1隅から樹脂を注入して樹脂パッケージを形成するとともに、残りの2乃至3隅に突起部を形成するものである。トランスファモールドの金型のエアベントに溜り部を設け、この溜り部で硬化した樹脂で樹脂パッケージの高さより高い突起部を形成するものである。
【0026】
マトリクス型リードフレームは、リードフレームの縦横に沿ってn行m列の数のパッケージを形成する。従って、従来のボールグリッドアレイ半導体装置の製造技術をそのまま適用すると、モールド時、m×n個のキャビティと、2乃至3×m×n個の溜り部に樹脂を流入させてそれぞれパッケージと突起部を形成しなければならなくなり、キャビティに連なるランナーに送り込む樹脂量が大幅に多くなる。
【0027】
この結果、ポット部より遠いキャビティ程樹脂が充填されるまでに時間がかかり、樹脂粘度が高くなり、樹脂の流れによってワイヤが流されて傾き、隣接するリードや電極に接触してショート不良を発生させる頻度が高くなる。
【0028】
特開平10−270603号公報に記載された技術は、ガラスエポキシ樹脂などの樹脂製の基板に半導体チップの電極をフェイスダウンボンディングによって接続した構造であることから、ワイヤ流れによるショート不良の問題は考える必要がないのである。
【0029】
また、従来製法では、注入樹脂量の増大と、注入圧力の増大から、トランスファモールド装置の能力増大を図らねばならなくなり、トランスファモールド装置のコストが上昇し、半導体装置の製造コストが高くなる。
【0030】
また、従来製法では、1パッケージに対して2乃至3個の突起部を形成するため、レジンの使用量が多くなり、半導体装置の製造コストが高くなる。
【0031】
また、キャビティの2乃至3個の溜り部を配置する従来の構成を、マトリクス型リードフレームに適用した場合、溜り部形成のためリードフレームが大きくなる。特開平10−270603号公報に記載された技術は、パッケージの少なくとも2隅の基板上に突起部を設ける必要があり、マトリクス型リードフレームに適用した場合には単位リードフレームパターンが大きくなり、フレーム使用効率が低くなり、半導体装置の製造コストが高くなる。
【0032】
特開平10−270603号公報に記載された技術は、パッケージの少なくとも2隅の基板上に突起部を設ける必要があり、マトリクス型リードフレームに適用した場合にはレジンの使用量が多くなり、半導体装置の製造コストが高くなる。
【0033】
本発明の目的は、実装性能が良好なノンリード型半導体装置を提供することにある。
【0034】
本発明の他の目的は、外部電極端子の実装面に傷や異物付着を起こさせないノンリード型半導体装置を提供することにある。
【0035】
本発明の他の目的は、製造コストの低減が達成できるノンリード型半導体装置を提供することにある。
【0036】
本発明の他の目的は、品質が優れ信頼性が高い電子装置を提供することにある。
【0037】
本発明の前記ならびにそのほか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あきらかになるであろう。
【0038】
【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、下記のとおりである。
【0039】
(1)絶縁性樹脂からなる封止体(パッケージ)と、前記封止体の実装面に露出するリード及びタブ吊りリードとを有する半導体装置であって、前記封止体の縁に位置する前記リード及びタブ吊りリードの外端実装面側の縁は切断によるバリが存在しない。前記封止体内には半導体チップが位置するとともに、タブ吊りリードに連なるタブが封止体内に埋め込まれており、半導体チップは前記タブ吊りリードに連なるタブの固定面上に固定され、タブは半導体チップより小さく、かつリードより薄く形成され、前記半導体チップの電極と前記リードは導電性のワイヤで接続されている。前記封止体の実装面に露出する前記リード面及び前記タブ吊りリード面にはメッキ膜が形成されている。
【0040】
このような半導体装置は以下の製造方法で製造される。即ち、枠部と、前記枠部の内方に位置するタブと、前記枠部から前記タブに向かって延在して先端部分で前記タブを支持する複数のタブ吊りリードと、前記枠部から前記タブに向かって延在する複数のリードとを含む単位リードフレームパターンを縦横に複数格子配列したマトリクス型リードフレームを用意する工程と、
前記タブの一面に半導体チップを固定する工程と、
前記半導体チップの電極と前記リードの内端を導電性のワイヤで接続する工程と、
前記半導体チップ及び前記ワイヤ並びに前記リード内端部分を片面モールドによって絶縁性樹脂からなる封止体で覆うとともに、この片面モールド時前記封止体の実装面に前記リードや前記タブ吊りリードを露出させる工程と、
前記リードや前記タブ吊りリードを切断する切断工程とを有する半導体装置の製造方法であって、
前記片面モールド時、前記パッケージの外側に前記パッケージよりも厚い接触防止体を一個形成するとともに、前記切断工程で前記接触防止体を切断除去する。
【0041】
前記片面モールド後、メッキを行い、前記マトリクス型リードフレームの所定箇所に実装用のメッキ膜を形成する。
【0042】
前記切断工程では、前記封止体の実装面側からパンチを突き出して前記リード及び前記タブ吊りリードをダイとパンチで切断する。
【0043】
前記(1)の手段によれば、(a)パッケージを形成する際、パッケージの外側にパッケージの厚さよりも厚い接触防止体を形成することから、片面モールド後にリードフレームを重ね合わせた際、上下のリードフレームは前記接触防止体が介在することから上段のリードフレームの外部電極端子となる部分は下段のパッケージに接触しなくなり、この外部電極端子となる部分の汚染や傷発生が抑止できる。この結果、実装の信頼性が高いノンリード型半導体装置を提供することができる。
【0044】
(b)接触防止体はパッケージ当たり1個しか形成しないため、マトリクス型リードフレームの場合であっても使用するレジン量は多くはない。この結果、トランスファモールド時の注入レジン圧をそれほど高くする必要もなく、トランスファモールドの制御性が難しくなることもない。また、従来使用しているトランスファモールド装置をそのまま使用することができる。
【0045】
(c)上記(b)により、トランスファモールド時の注入レジン量が多くないことから、ランナーから最後に送り込まれる最終キャビティにおいて、レジンの流れでワイヤが倒れて発生するショート不良が発生しなくなり、歩留りの向上と信頼性向上が達成できる。
【0046】
(d)上記(b)により、接触防止体はパッケージ当たり1個しか形成しないため、単位リードフレームパターンのパターン寸法を小さくでき、リードフレームの使用効率を高くすることができる。
【0047】
(e)リード及びタブ吊りリードの切断時、封止体の実装面側からパンチを突き出してダイとパンチでリード及びタブ吊りリードを切断するため、封止体が存在する面側の切断縁に切断バリが発生することになり、実装面側には切断バリが発生しなくなる。この結果、製造されたノンリード型半導体装置の外観性が良くなるばかりでなく、切断バリに起因する実装不良が発生しなくなる。
【0048】
(f)上記(a)〜(e)により、半導体装置の製造コストを低減できる。
【0049】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【0050】
(実施形態1)
図1乃至図33は本発明の一実施形態(実施形態1)である半導体装置の製造方法に係わる図である。
【0051】
最初に本実施形態1の半導体装置の製造方法によって製造されたノンリード型半導体装置の一例であるQFN型の半導体装置の製造について説明する。図2はQFN型の半導体装置の一部を取り除いた斜視図、図3は断面図、図4は底面図である。
【0052】
QFN型の半導体装置1は、図2乃至図4に示すように、絶縁性樹脂からなる封止体(パッケージ)2は偏平の四角形体(矩形体)からなるとともに、角部(隅部)は面取り加工が施されて斜面5となっている。一箇所の斜面5はパッケージ2の形成時のレジン(樹脂)を注入したゲートに連なっていた箇所であり、また、他の3箇所の斜面5はパッケージ2の成形時空気が逃げるエアーベント箇所に連なっていた箇所である。
【0053】
また、図2及び図3に示すように、パッケージ2の側面は傾斜面となっている。この傾斜面は、モールド金型のキャビティからパッケージを抜き取る際、抜き取りを容易にするためにキャビティの側面を傾斜面にした結果によるものである。従って、図3に示すように下面となる実装面3の大きさに比較して上面6は小さくなっている。
【0054】
パッケージ2の裏面、即ち、実装面3の周縁には、外部電極端子(リード)4が露出している。各辺において、リード4はパッケージ2の各辺に沿って所定のピッチで配置されている。また、パッケージ2の4隅、即ち、斜面5の各中央に対応する実装面3の周縁にはタブ吊りリード7が露出している(図2,図4参照)。
【0055】
図2に示すように、リード4及びタブ吊りリード7のパッケージ2に覆われる面では、パッケージ2の立ち上がり縁2aから外側にわずかにリード4及びタブ吊りリード7が突出する。これは、リード4及びタブ吊りリード7を切断する際のダイの受部となる部分であり、例えば、0.1mm以下となっている。各リード4の間及びタブ吊りリード7とリード4との間にはレジンバリ10が存在するが、このレジンバリ10もダイとパンチによって切断されるため、パッケージ2の周縁では、レジンバリ10の縁とリード4及びタブ吊りリード7の先端縁が凸凹することなく直線的になる。
【0056】
半導体装置1は、その製造においてシートを介在させて型締めを行った後にトランスファモールドを行うことから、実装面3はリード4やタブ吊りリード7の露出する面、即ち実装面16よりも内側に窪む形状になる。また、本実施形態1では、トランスファモールドによる片面モールド後、リード4及びタブ吊りリード7の表面にメッキ膜を形成するため、このメッキ膜の存在によってもパッケージ2の実装面3はリード4やタブ吊りリード7の実装面16よりも内側に引っ込む構造になる。このようにリード4やタブ吊りリード7の実装面16よりもパッケージ2の実装面3がオフセットされた構造では、実装基板等の配線基板に半導体装置1を表面実装する場合、半田の濡れ領域が特定されるため半田実装が良好となる特長がある。
【0057】
半導体装置1は、図3に示すように、パッケージ2内にタブ11を有している。このタブ11の上面には接合材12を介して半導体チップ13が固定されている。前記タブ11は半導体チップ13よりも小さい小タブとなっている。このタブ11は前記4本のタブ吊りリード7で支持される構造になっている(図2参照)。このタブ11とタブ吊りリード7は一体となっている。
【0058】
また、半導体チップ13の表面に形成された電極14(図2参照)と、リード4の内端部分は導電性のワイヤ15で電気的に接続されている。タブ11、半導体チップ13、ワイヤ15はパッケージ2内に位置している。なお、半導体チップ13の電極とリード4とを電気的に接続する接続手段は他の構成でもよい。
【0059】
また、タブ吊りリード7を外部電極端子として使用する場合には、半導体チップ13のグランド電極とタブ吊りリード7をワイヤ15で接続してもよい。
【0060】
図5は半導体装置1を配線基板20に実装した断面図である。配線基板20の一面には、前記半導体装置1の外部電極端子となるリード4やタブ吊りリード7に対応して、電極(ランド)21が設けられている。そして、これらランド21上に半導体装置1の外部電極端子となるリード4やタブ吊りリード7が重ねられ、かつ半田等による接合材22を介して電気的に接続されている。
【0061】
つぎに、具体的な半導体装置の製造について説明する。図6は本実施形態1によるQFN型の半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。半導体装置1は、ステップ101〜ステップ108の各工程を経て製造される。
【0062】
即ち、作業開始後、チップボンディング(S101)、ワイヤボンディング(S102)、モールド(S103)、メッキ(S104)、ゲート・フローキャビティ硬化レジン切断(S105)、第1次リード先端切断(S106)、第2次リード先端切断(S107)、残留タブ吊りリード切断(S108)の各工程を経て製造され、作業は終了する。前記ゲート・フローキャビティ硬化レジン切断(S105)、第1次リード先端切断(S106)、第2次リード先端切断(S107)、残留タブ吊りリード切断(S108)は、複合切断金型による切断加工である。
【0063】
本実施形態1の半導体装置1の製造においては、図7に示すようなマトリクス構成のリードフレーム25が用意される。このリードフレーム25は、単位リードフレームパターン26がX方向に沿って20行、Y方向に沿って5列配置され、1枚のリードフレーム25から100個の半導体装置1を製造することができる。リードフレーム25の両側には、リードフレーム25の搬送や位置決めに使用するガイド孔27a〜27cが設けられている。
【0064】
また、各列の左側には、トランスファモールド時、ランナーが位置する。そこでランナー硬化レジンをエジェクターピンの突き出しによってリードフレーム25から引き剥がすため、エジェクターピンが貫通できるエジェクターピン孔28が設けられている。また、このランナーから分岐し、キャビティに流れるゲート部分で硬化したゲート硬化レジンをエジェクターピンの突き出しによってリードフレーム25から引き剥がすため、エジェクターピンが貫通できるエジェクターピン孔29が設けられている。
【0065】
図8は単位リードフレームパターン26を示す平面図である。単位リードフレームパターン26は、矩形枠状の枠部30と、この枠部30の各辺の内側から内方に向かって延在する複数のリード4と、枠部30の4隅から枠内方にそれぞれ延在し、中央のタブ11を支持するタブ吊りリード7とを有するパターンになり、四角形の領域となっている。前記枠部30は各辺でその辺方向にスリット31が断続的に設けられ、リード4を支持する枠部部分が弾力的に変化できるようになっている。
【0066】
図8に示すように、各リード4の内端部分及びタブ11等を含む四角形の領域が、モールド金型によって形成されるキャビティ32である。エジェクターピン孔29に臨むキャビティ32の左上の隅部には、キャビティ32に樹脂を注入するゲート(G)が連なる。キャビティ32の前記ゲートに対峙する右下の隅部には、図示はしないがフローキャビティ(FC)が連通しかつこのフローキャビティにはエアーベント(E)が連通するようになる。また、キャビティ32の残りの二つの隅部(右上及び左下の隅部)にもそれぞれ図示はしないがエアーベントが連通するようになる。
【0067】
本実施形態1では、フローキャビティで硬化した樹脂によって、パッケージよりも高さが高い接触防止体が形成される。また、この接触防止体がリードフレームから剥離しないようにリードフレームと接触防止体との接着力を高めるため、フローキャビティ(FC)が形成される枠部30には開口部33が設けられている。本実施形態1ではタブ吊りリード7の延長線の両側にそれぞれ一つ対称形状に設けられている。
【0068】
右上及び左下の隅部の枠部30には、それぞれ孔34が設けられている。この孔34はエアーベントと重なり、エアーベント硬化レジンが枠部30に食い込み、エアーベント硬化レジンの脱落を防止する作用をする。
【0069】
また、図10及び図11に示すように、タブ11の裏面及びタブ11側のタブ吊りリード7部分は所定厚さエッチング(ハーフエッチング)されて薄くなっている。例えば、リードフレームの厚さが0.2mmの場合、ハーフエッチング深さは0.11mm程度で、タブ11の厚さは0.09mmとなる。
【0070】
このようにすることによって、片面モールドによって形成するパッケージの実装面にタブ11が露出しなくなる。また、このようなハーフエッチング構造は、タブ吊りリードを途中で一段高くしてタブ11をパッケージ内に埋め込む構造に比較して、前記一段高くする分程パッケージの厚さを薄くすることができる。なお、当然ではあるが、エッチングされないタブ11及びタブ吊りリード7の表面と、これに対応するリード4の表面は、それぞれ同一面上に位置している。
【0071】
また、リード4の内端はエッチング処理によって傾斜している。これはパッケージからリード4が抜けることを防止するためである。
【0072】
このようなリードフレーム25を用いて半導体装置1が製造される。即ち、図9乃至図11に示すように、タブ11上に半導体チップ13を接合材12を介して固定(チップボンディング:S101)した後、図12及び図13に示すように、前記半導体チップ13の電極14とリード4の内端を導電性のワイヤ15で電気的に接続させる(ワイヤボンディング:S102)。
【0073】
つぎに、組み立てが終了したリードフレーム25に対して片面モールドを行ってパッケージ2を形成する(モールド:S103)。この片面モールドはトランスファモールド装置によって行う。
【0074】
図14は片面モールド時のモールド金型とリードフレーム等を示す模式図である。トランスファモールド装置に取り付けるモールド金型は、下金型35と、この下金型35上に配置される上金型36とからなり、両者の合わせ面(パーティング面)35a,35b間に組み立てが終了したリードフレーム25が挟まれる。図14では、リードフレーム25を浮かせた状態で表示したものであるが、実際は下金型35のパーティング面35a上に載置されるものである。
【0075】
本実施形態1では、リードフレーム25と上金型36との間にシート37を介在させてモールドを行うシートモールド法で片面モールドを行う。シートモールド法とは、リードフレームを上金型と下金型の間に挟持する場合に、上金型とリードフレームとの間に柔軟な樹脂シートを介在させてモールド金型の挟持力によってリードフレームの特に電極部分をシートに食い込ませた状態でレジン封止することによって、電極実装面に対してパッケージの裏面(実装面)をオフセットさせた形にする技術である。
【0076】
上金型36のパーティング面36aは、実際にはシートに皺が縒らないように部分的に溝等が設けられているが、図では平坦面になっている。そして、下金型35のパーティング面35aに溶けた樹脂が流れる溝や窪みが形成されている。図14には左から右に向かってランナー38,ゲート39,キャビティ32,スルー40及びフローキャビティ41が並んでいる。図示はしないがフローキャビティ41の側方にエアーベントが連通状態で配置される。また、キャビティ32の手前及び奥側にもそれぞれエアーベントが配置されている。一例を挙げるならば、キャビティ32の深さは0.8〜0.9mm,フローキャビティ41の深さは1.1〜1.2mm、スルー40の深さは0.3〜0.4mm,エアーベントの深さは20〜30nmである。
【0077】
図17はモールド金型で形成されるキャビティやレジン流路とリードフレームとの相関を示す模式的平面図である。リードフレーム25は20行5列配置となっていることから、下金型35のキャビティ32もこれに対応して20行5列配置になっている。モールドのための材料を入れるポット(カル)42は、5個となり、各カル42からは4本のランナー38が延在し、各ランナー38からは次々と5本のゲート39が延在して行方向に並ぶ各キャビティ32に樹脂(レジン)を案内する。
【0078】
片面モールド時、下金型35のパーティング面35a上にリードフレーム25を位置決めして載置し、その後上金型36を下金型35に重ね合わせて型締めを行う。
【0079】
つぎに、前記ポット(カル)42に樹脂を投入するとともに、加熱された樹脂をプランジャで加圧してランナー38に押し出す。押し出されたレジンはランナー38内を流れるとともに、各キャビティ32に次々と送り込まれる。各キャビティ32内に流入したレジンは、キャビティ内の空気を押し出しながらキャビティ32内をレジンで充満させ、一部のレジンはスルー40を通ってフローキャビティ41内に流入する。キャビティ32及びフローキャビティ41にはエアーベントが連通状態で設けられていることから、一部のレジンは空気を押し出しながらエアーベント内に進入する。これによってキャビティ32内には気泡(ボイド)が含まれないようになる。
【0080】
本実施形態1では、四角形のキャビティの1隅からレジンを注入させ、対角線方向の隅部及び前記対角線の両側の隅部のエアーベントから空気を外に排出する対称形のレジン流れを発生させて片面モールドすることから、キャビティ内の空気が円滑に抜け、形成されたパッケージ2内には気泡(ボイド)が含まれなくなる。
【0081】
レジン注入後、キュア処理が施されてレジンが硬化する。特に、ここでは、ランナー38で硬化したものをランナー硬化レジン38aと呼称し、ゲート39部分で硬化したものをゲート硬化レジン39aと呼称し、キャビティ32で硬化したものをパッケージ2と呼称し、スルー40で硬化したものをスルー硬化レジン40aと呼称し、フローキャビティ41で硬化したものを接触防止体43と呼称し、エアーベントで硬化したものをエアーベント硬化レジン44と呼称し、リード4とリード4の間及びリード4とタブ吊りリード7との間で硬化したものをレジンバリ10と呼称する。これら各部については、図15,図16,図18乃至図21に明示されている。
【0082】
接触防止体43の高さ(厚さ)は、パッケージ2の高さ(厚さ)よりも数mm高くなる。従って、図1に示すように、組立が終了したリードフレーム25を重ね合わせた場合、半導体装置1のリード4を構成するリードフレーム部分は、接触防止体43が上下のリードフレーム25間に介在されるため、接触することはない。即ち、接触に起因する半導体装置1のリード4部分の汚染や傷の発生を防止することができる。図1において、Aなる領域が半導体装置1を形成する領域である。従って、領域A内のリード4の実装面16の汚染防止や傷発生防止が重要である。
【0083】
図15は片面モールドによって形成されたパッケージや接触防止体等を示す断面図、図16は片面モールドによって形成されたパッケージ等を示す他の断面における断面図、図18は片面モールドにおいて使用した樹脂シートとパッケージ等との関係を示す拡大断面図、図19はパッケージが形成されたリードフレームの平面図、図20はパッケージが形成された単位リードフレームパターン部分を示す平面図、図21は単位リードフレームパターン部分のパッケージ等を示す断面図である。
【0084】
また、レジンがキャビティに注入されたときの圧力では、型締めによる荷重にも満たないことから、図18に示すように、パッケージ2の実装面3はパッケージ2の実装面3側に露出するリード4やタブ吊りリード7部分の実装面16よりも引っ込んだ、いわゆるオフセット構造になる。
【0085】
つぎに、メッキ処理が行われる(S104)。このメッキ処理は、半導体装置1の実装時に使用されるものであり、パッケージ2の実装面3に露出するリード4やタブ吊りリード7の表面に、図示はしないが例えば、20〜30μm程度の厚さ形成される。このメッキ処理では、例えば、鉛と錫による半田膜、錫と亜鉛による半田膜、錫と銀による半田膜が形成される。このメッキ膜については、特に図示はしない。
【0086】
片面モールド後のリードフレーム25は、図24に示すような状態で保管される。この場合、リードフレーム25はマトリクス型となっていることから、パッケージ2の一隅の近傍にパッケージ2よりも背が高い接触防止体43が位置していることから、上段のリードフレーム25はこれら接触防止体43によって支えられることになる。この結果、図1に示すように、半導体装置を形成する領域A内のリード4の実装面16は直接下段のリードフレーム25に接触しなくなり、前記リード4の実装面16の汚染や傷発生の防止が図れる。
【0087】
つぎに、図22に示すように、プレス機械によってゲート・フローキャビティ硬化レジン切断〔同部分のタブ吊りリード切断:S105〕、第1次リード先端切断〔X方向延在リード切断:S106〕、第2次リード先端切断〔Y方向延在リード切断:S107〕、残留タブ吊りリード切断〔エアーベント切断:S108〕を行う。これら各切断は、プレス機械に取り付けた複合切断金型によって行う。
【0088】
また、この切断工程において、リードフレーム25は図24に示すような状態で保管されて、供給される。
【0089】
図22は切断装置の切断装置60を示す斜視図である。切断装置60は下金型ベース61と上金型ベース62を有し、下金型ベース61の四隅上面にはそれぞれ支柱63が設けられ、前記上金型ベース62の四隅下面には前記支柱63に対して摺動自在に嵌合される嵌合部64が固定されている。前記下金型ベース61の上面中央には取付部65が設けられ、図示しない複合切断金型のダイが取り付けられている。また、前記上金型ベース62の下面中央には取付部66が設けられ、図示しない複合切断金型のパンチが取り付けられている。
【0090】
また、取付部65上にはリードフレーム25を案内するガイド67が設けられている。リードフレーム25は、裏返しにしてこのガイド67に供給され、ガイド67と図示しない移送機構によって左から右にピッチ送りされる。これは、リード4やタブ吊りリード7の実装面16側からパンチで打ち抜くことによって、切断時に発生する切断バリをパッケージ2側に生じさせ、実装面16側の切断縁には切断バリが発生しないようにして、実装時に支障を来さないようにするためである。
【0091】
前記上金型ベース62の上面中央には図示はしないが昇降用ラムが固定され、この昇降用ラムの上下動で取付部66が上下動する。従って、前記昇降用ラムの降下によってダイとパンチによってリードフレーム25の所定箇所の切断が行われる。
【0092】
切断装置60には、複合切断金型が組み込まれている。この複合切断金型は複数の打抜部を有する。打抜部は、図23に示すように、矢印で示すリードフレームの移送方向(左から右に向かって)に沿って第1打抜型70,第2打抜型71,第3打抜型72,第4打抜型73が設けられている。
【0093】
第1打抜型70はパッケージ2の4隅から突出するタブ吊りリード7の切断箇所をコイニングして切断が容易に行えるようにするコイニング部70a,付着している異物を落下させる異物案内穴部70b,ゲート硬化レジンとフローキャビティ硬化レジンを同部分のタブ吊りリード共々切断する第1打抜部70cとで構成されている。前記第1打抜部70cでは、図25においてハッチングを施した部分が切断される。図26はリード4やタブ吊りリード7を切断するダイ75とパンチ76を示す模式図である。打ち抜かれた切断片はそのまま下方に落下する第2打抜型71は第1次リード先端切断を行い、例えばX方向に沿って延在するリード4を切断する。この切断では、図27においてハッチングを施した部分が切断される。
【0094】
第3打抜型72は、第2次リード先端切断を行うリード切断部72aと、付着している異物を落下させる異物案内穴部72bとで構成されている。前記リード切断部72aでは第2次リード先端切断を行い、例えばY方向に沿って延在するリード4を切断する。この切断では、図28においてハッチングを施した部分が切断される。
【0095】
第4打抜型73は残留するタブ吊りリード7の切断を行う。従って、このタブ吊りリード7に沿って延在するエアーベントも切断する。これにより、パッケージ2部分はリードフレーム25から離脱し、図30に示すようなノンリード型の半導体装置1、即ちQFN型半導体装置1が製造される。前記リード4及びタブ吊りリード7の切断は、パッケージ2のつけ根で切断される。例えば、リード4やタブ吊りリード7の突出長さは0.1mm以下となる。
【0096】
また、リード4及びタブ吊りリード7の切断時、パッケージ2の実装面側からパンチを突き出してダイとパンチでリード4及びタブ吊りリード7を切断するため、封止体(パッケージ)が設けられる面側の切断縁に突出するバリ(切断バリ)が発生するが、パッケージの実装面側には切断バリが発生しない。この結果、製造したノンリード型半導体装置1の外観性が良くなるばかりでなく、切断バリに起因する実装不良が発生しなくなる。
【0097】
また、パッケージのつけ根のリード間やリードとタブ吊りリード間には、レジンバリが発生しているが、このレジンバリもリード4及びタブ吊りリード7の切断と同時に切断される。従って、切断面はリード,タブ吊りリード及びレジンバリにより、直線的になる。
【0098】
図31はリード4、タブ11及びタブ吊りリードの一部が同一平面上に位置するフラットなリードフレームを用いて製造した他の半導体装置1を示す断面図であり、図32は前記他の半導体装置の底面図である。このような構造は、タブ11及びタブ吊りリード7の一部がパッケージ2の実装面3に露出することから、配線基板等の実装基板に固定した場合、露出したタブ11及びタブ吊りリード7の面が熱放散面となり、半導体チップ13の熱をパッケージ2の外に速やかに放散できる実益がある。この結果、半導体装置1の安定動作が可能になる。なお、タブ吊りリード7のタブ11側はハーフエッチングによって薄く形成されている。従って、この薄くなった箇所がパッケージ2の実装面3に露出しなくなる。
【0099】
図33はタブ吊りリード7を途中で一段階段状に折り曲げてタブ11が浮き上がるようにしたリードフレームを使用して製造したQFN型の半導体装置1である。この図では、構造内容が分かり易いように、中央の線の右側と左側では、断面部分が異なる状態で示してある。
【0100】
本実施形態1によれば、以下の効果を有する。
【0101】
(1)パッケージ2を形成する際、パッケージ2の外側にパッケージ2の厚さよりも厚い接触防止体43を形成することから、片面モールド後にリードフレーム25を重ね合わせた際、上下のリードフレーム25は前記接触防止体43が介在することから上段のリードフレーム25の外部電極端子となる部分は下段のパッケージ2に接触しなくなり、この外部電極端子となる部分の汚染や傷発生が抑止できる。この結果、実装の信頼性が高いノンリード型半導体装置を提供することができる。即ち、外部電極端子の表面のメッキ膜も汚染されず、かつ傷が付かないことから半導体装置1の実装の信頼性が高くなる。
【0102】
(2)接触防止体43はパッケージ当たり1個しか形成しないため、マトリクス型リードフレーム25の場合であっても使用するレジン量は多くはない。この結果、トランスファモールド時の注入レジン圧をそれほど高くする必要もなく、トランスファモールドの制御性が難しくなることもない。また、従来使用しているトランスファモールド装置をそのまま使用することができる。
【0103】
(3)上記(2)により、トランスファモールド時の注入レジン量が多くないことから、ランナーから最後に送り込まれる最終キャビティにおいてレジンの流れでワイヤ15が倒れて発生するショート不良が発生しなくなり、歩留りの向上と信頼性向上が達成できる。
【0104】
(4)上記(2)により、接触防止体43はパッケージ当たり1個しか形成しないため、単位リードフレームパターン26のパターン寸法を小さくでき、リードフレーム25の使用効率を高くすることができる。
【0105】
(5)リード4及びタブ吊りリード7の切断時、パッケージ2の実装面3からパンチを突き出してダイとパンチでリード4及びタブ吊りリード7を切断するため、実装面16の切断縁から突出する切断バリが実装面側に発生しない。この結果、製造されたノンリード型半導体装置1の外観性が良くなるばかりでなく、バリに起因する実装不良が発生しなくなる。
【0106】
(6)タブ11及びタブ11側のタブ吊りリード7部分はハーフエッチングした構造からなることから、半導体チップ13を固定するタブ11の固定面と、リード4のワイヤ15を接続する接続面は同一平面上に位置する構造となり、タブ吊りリード7を一段高くしてタブ11を浮かす構造に比較して、浮かす寸法分低くでき、半導体装置1の高さを低くすることができる。
【0107】
(7)上記(1)〜(6)により、半導体装置の製造コストを低減できる。
【0108】
(実施形態2)
図37乃至図53は他の実施形態(実施形態2)である半導体装置の製造方法に係わる図である。本実施形態2の半導体装置の製造方法によって製造されたノンリード型半導体装置1は図37乃至図39に示すような構造になっている。図37は一部を除去した半導体装置の斜視図、図38は半導体装置の断面図、図39は半導体装置の底面図である。
【0109】
本実施形態2によるQFN型の半導体装置1は、実施形態1のノンリード型半導体装置1において、封止体2の実装面3側をトランスファモールド時に使用したシート37aで被った構造になっている点が特徴であり、構成的には他の部分は実施形態1と同様である。シート37aは封止体2の実装面3の全域に広がるばかりでなく、その外周縁はリード4の切断による外周縁に一致するとともに、リード4とリード4の間のレジンバリ10やリード4とタブ吊りリード7との間のレジンバリ10の切断による外周縁と一致している。
【0110】
この結果、実装面3に露出するリード4やタブ吊りリード7の面はシート37aによって被われ、保護されることになり、リード4やタブ吊りリード7の表面は傷が付いたり異物が付着することがない。
【0111】
本実施形態2の半導体装置1は、図38に示すように、リード4及びタブ吊りリード7の表面にメッキ膜80が形成されている。メッキ膜80は、特に限定はされないが、例えば、鉛と錫による半田膜、錫と亜鉛による半田膜、錫と銀による半田膜あるいは鉛を使用しないパラジウム膜等によって構成する。
【0112】
従って、シート37aを剥がすまでは、これらメッキ膜80は傷が付いたり、異物によって汚染されることもない。シート37aを剥がして配線基板に実装した場合、実施形態1の場合の図5のようになる。シート37aを分離して直ぐに電子装置を構成する配線基板に実装すれば、リード4やタブ吊りリード7の配線基板に対する接続は確実でかつ接続の信頼性は高いものとなる。この結果、品質が優れかつ信頼性の高い電子装置を製造することができる。
【0113】
つぎに、本実施形態2による半導体装置の製造について説明する。図40乃至図53は本実施形態2の半導体装置の製造方法に係わる図である。
【0114】
図40は本実施形態2によるQFN型の半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。半導体装置1は、ステップ201〜ステップ209の各工程を経て製造される。
【0115】
即ち、作業開始後、リードフレームへの選択的なメッキ(S201)、チップボンディング(S202)、ワイヤボンディング(S203)、モールド(S204)、ノッチ加工(S205)、ゲート・フローキャビティ硬化レジン切断(S206)、第1次リード先端切断(S207)、第2次リード先端切断(S208)、残留タブ吊りリード切断(S209)の各工程を経て製造され、作業は終了する。前記ノッチ加工(S205)、ゲート・フローキャビティ硬化レジン切断(S206)、第1次リード先端切断(S207)、第2次リード先端切断(S208)、残留タブ吊りリード切断(S209)は、複合切断金型による切断加工である。
【0116】
本実施形態2において、複合切断金型による切断加工はノッチ加工(S205)を有するものである。このノッチ加工は、封止体2の周縁から突出するタブ吊りリード7の切断性を良好とするために、切断部分にV溝を形成しておき、その後のタブ吊りリード7の切断時、前記V溝底に応力集中を発生させて切断を容易にするためである。図示はしないが、複合切断金型の最初のステーションに用意してノッチ加工部分を設けておく。ノッチ加工部分は、タブ吊りリード7を支持する表面にV溝を有するダイと、先端が前記ダイのV溝に対応する形状のパンチとからなり、このパンチとダイとによってタブ吊りリード7を横切るようにその幅全域にV溝のノッチを形成する。なお、ノッチとしては必ずしもV溝に限定されるものではなく、切断性能が良くなるならば他の構造のノッチでもよい。
【0117】
本実施形態2では実施形態1と異なり、(1)チップボンディング前にリードフレームに選択的にメッキ膜を形成することと、(2)モールド後に行う複合切断金型による切断加工処理に最初にノッチ加工を追加したことであり、(3)また、シートを用いるトランスファモールド(モールド)において、シートは接着性のあるシートを用い、リード及びタブ吊りリードを切断した後も封止体の実装面側に付着させておくこと、(4)実装する前にシートを除去して半導体装置を実装することである。従って、以下の説明においては実施形態1の場合と同様な部分の説明は省略しながら説明する。
【0118】
本実施形態2の半導体装置1の製造においては、図41に示すように、実施形態1の場合と同様なマトリクス構成のリードフレーム25が用意される。
【0119】
つぎに、図42に示すように、実装面となるリード4及びタブ吊りリード7の部分にメッキ処理が施されてメッキ膜80が形成される(メッキ:S201)。図42ではメッキ膜80が形成された部分をハッチングを施して示してある。メッキ膜80は、特に限定はされないが、例えば、鉛と錫による半田膜、錫と亜鉛による半田膜、錫と銀による半田膜あるいは鉛を使用しないパラジウム膜等によって構成する。図42はリードフレーム25の裏面を示す。また、タブ11及びタブ11を支持するタブ吊りリード7のタブ11寄りの部分は裏面側がハーフエッチングされて薄くなっている。この部分は封止体で被われる部分であり、メッキ膜は形成しない。
【0120】
つぎに、タブ11上に半導体チップ13を固定(チップボンディング:S202)するとともに、半導体チップ13の電極14とリード4の内端部分を導電性のワイヤ15で電気的に接続する(ワイヤボンディング:S203)する(図43参照)。
【0121】
つぎに、図44に示すように、組み立てが終了したリードフレーム25に対して片面モールドを行って封止体(パッケージ)2を形成する(モールド:S204)。この片面モールドにおいて、実施形態1と同様にリードフレーム25と上金型36との間にシートを介在させてモールドを行うシートモールド法で片面モールドを行う。
【0122】
しかし、このシートモールドにおいて、シートとしては接着性があるシート37aが使用される。従って、モールド後もシート37aは封止体2の実装面側に付着したままとなる。本実施形態2では、図示はしないが、シート37aはリードフレーム25と略同じ寸法で切断される。このトランスファモールドにおいても実施形態1の場合と同様に封止体2の高さ(厚さ)よりも高い(厚い)接触防止体43が形成される。
【0123】
図45は片面モールドによってパッケージや接触防止体等が形成されたリードフレームの平面図、図46はパッケージが形成された単位リードフレームパターン部分を示す平面図、図47は単位リードフレームパターン部分のパッケージ等を示す断面図である。
【0124】
片面モールド後のリードフレーム25は、図48に示すような状態で保管される。この場合、リードフレーム25はマトリクス型となっていることから、パッケージ2の一隅の近傍にパッケージ2よりも背が高い接触防止体43が位置し、上段のリードフレーム25はこれら接触防止体43によって支えられることになる。この結果、半導体装置を形成する領域内のリード4やタブ吊りリード7の表面には接触による外力が作用しなくなる。また、本実施形態2の場合は、前記リード4やタブ吊りリード7がシート37aで保護されていることから、さらにリード4やタブ吊りリード7の表面が損傷を受けたり、異物付着による汚染が防止される。図49は内部の状態を示す積み重ね状態の二段のリードフレーム25を示す断面図である。
【0125】
つぎに、実施形態1で使用したプレス機械と、ノッチ加工が最初のステーションに組み込まれた複合切断金型を使用して、ノッチ加工(V溝:S205)、ゲート・フローキャビティ硬化レジン切断〔同部分のタブ吊りリード切断:S206〕、第1次リード先端切断〔X方向延在リード切断:S207〕、第2次リード先端切断〔Y方向延在リード切断:S208〕、残留タブ吊りリード切断〔エアーベント切断:S209〕を行う。また、この切断工程において、リードフレーム25は図48に示すような状態で保管されて供給される。
【0126】
リードフレーム25は、裏返しにして複合切断金型の下型と上型との間に挟持されて切断成形加工が行われる。図50はノッチ加工(S205)によってタブ吊りリード7にノッチ(V溝)85が形成された状態を示す模式図である(図52参照)。
【0127】
図51において点々が施された部分がパンチ76によって切断される(S206)。この切断部分はタブ吊りリード7においては前記ノッチ(V溝)85が設けられた部分であり、V溝底が切断線である。図52にはダイ75とパンチ76による切断状態を示してある。パンチ76はガイド86で案内されている。この切断においてもリードフレーム25の一面にはシート37aが張りつけられている。パンチ76によってシート37aの面から封止体2が存在する方向に切断が行われる。この結果、封止体2の実装面16側の縁(外周縁)は丸みを帯びた縁となり、突出するバリのある縁とはならなくなり、実装時、バリによって実装状態が損なわれるようなことがない。
【0128】
つぎに、図示はしないが実施形態1と同様に、第1次リード先端切断(S207)、第2次リード先端切断(S208)、残留タブ吊りリード切断(S209)を行う。これにより、パッケージ2部分はリードフレーム25から離脱し、図37乃至図39に示すようなノンリード型の半導体装置1、即ちQFN型半導体装置1が製造される。前記リード4及びタブ吊りリード7の切断は、パッケージ2のつけ根で切断される。例えば、リード4やタブ吊りリード7の突出長さは0.1mm以下となる。
【0129】
また、リード4及びタブ吊りリード7の切断時、パッケージ2の実装面側からパンチを突き出してダイとパンチでリード4及びタブ吊りリード7を切断するため、封止体(パッケージ)が設けられる面側の切断縁に突出するバリ(切断バリ)が発生するが、パッケージの実装面側には切断バリが発生しない。この結果、製造したノンリード型半導体装置1の外観性が良くなるばかりでなく、切断バリに起因する実装不良が発生しなくなる。
【0130】
また、パッケージのつけ根のリード間やリードとタブ吊りリード間には、レジンバリが発生しているが、このレジンバリもリード4及びタブ吊りリード7の切断と同時に切断される。従って、切断面はリード,タブ吊りリード及びレジンバリにより、直線的になる。
【0131】
本実施形態2の半導体装置1は、封止体2の実装面側にシート37aが張り付けられていることから、封止体2の実装面に表面を露出させるリード4及びタブ吊りリード7の表面はシート37aによって保護され、傷がついたり、異物付着による汚染が防止される。
【0132】
そこで、シート37aを付けたまま出荷したり、出荷に際してシート37aを剥がしてトレー等に収納して出荷する。また、実装直前までシート37aを付けておくことが、実装の信頼性を高めるためにも望ましい。
【0133】
図54(a),(b)は切断成形加工におけるゲート・フローキャビティ硬化レジン切断〔同部分のタブ吊りリード切断〕において、レジンバリ10あるいはレジンバリ10から封止体2に亘る部分が欠ける(欠け部分90)例を示した図である。しかし、本実施形態2のようにシート37aを張り付けた状態でゲート・フローキャビティ硬化レジン切断を行えば、シート37aが強度部材として作用するため、レジンバリ10部分やレジンバリ10から封止体2に亘る部分に欠けが発生することがない。
【0134】
また、切断時に発生した破損微細レジンはシート37aに張り付いたままとなり、搬送等において前記破損微細レジンが脱落しなくなり、周囲や機械を汚さなくなる。また、この破損微細レジンはシート37aの剥離時にシート37aに付着したまま除去されるため、半導体装置1や周囲作業環境を汚すこともない。
【0135】
図53(a)、(b)は半導体装置1からシート37aを剥離(分離)する一例を示すものである。例えば、図53(a)に示すように、半導体装置1を裏返しにした状態で作業用のステーション91の収容窪み92に収容する。収容窪み92はその底に真空吸引力を増大させるための真空吸引窪み93を有し、かつ真空吸引機構に接続される吸引孔94を真空吸引窪み93の底に有している。
【0136】
そこで、収容窪み92に収容された半導体装置1を真空吸引機構を動作させて収容窪み92に真空吸着して保持する。また、半導体装置1のシート37aを真空吸着できるノズル95で真空吸着保持し、この状態でノズル95を図53(b)に示すように、半導体装置1から遠ざけるように上昇移動させる。これにより、シート37aを封止体2から剥がし半導体装置1から分離することができる。
【0137】
つぎに、ノズル95で保持したシート37aを所定箇所に運んで捨てた後、ノズル95を再び収容窪み92上に戻して下降させ、再びノズル95で半導体装置1を真空吸着保持して所定箇所に運び、再び反転させ、かつ運び所定の配線基板に実装したり、あるいは出荷用のトレー等に収容する。
【0138】
半導体装置1の封止体2からシート37aを剥離する手段は他の方法でもよい。
【0139】
本実施形態2においても実施形態1が有する効果の一部の効果を有する。また、本実施形態2においては、半導体装置の製造方法においてリードフレーム25の一面にシート37aが張り付けられていることから、リードフレーム25を複数段重ねても、重なる部分にシート37aが介在するため上段のリードフレーム25の外部電極端子となる部分は下段のパッケージ2に直接接触しなくなり、外部電極端子となる部分の汚染や傷発生が抑止できる。また、リードフレーム25を重ねても、接触防止体43が存在することから、外部電極端子となる部分は下段の封止体への接触に起因する外力の印加もなく損傷しなくなる。
【0140】
この結果、電子装置の製造において、ノンリード型半導体装置の実装の信頼性が高くなるため、品質が優れ信頼性が高い電子装置を製造することができる。
【0141】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施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。
【0142】
前記実施形態では、片面モールド後にメッキ処理を行ったが、リードフレームを形成した後にメッキ処理(先付けメッキ)を行ってもよい。この場合、例えば、鉛を使用しないメッキ膜としてパラジウムメッキ膜を形成してもよい。この場合においても、片面モールド後は外部電極端子となる部分の表面の汚染及び傷発生を防止することができる。
【0143】
また、前記実施形態では、QFN型の半導体装置の製造に本発明を適用した例について説明したが、例えば、SON型半導体装置の製造に対しても本発明を同様に適用でき、同様の効果を有することができる。本発明は少なくともノンリード型半導体装置には適用できる。
【0144】
【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、下記のとおりである。
【0145】
(1)半導体装置の製造時外部電極端子の実装面に傷や異物が付着し難いことから、実装性能が良好なノンリード型半導体装置を製造することができる。
【0146】
(2)外部電極端子の実装面側のリード及びタブ吊りリードの切断縁には切断バリが発生しないことから、切断バリに起因する実装不良がなくなり、実装の信頼性を高めることができる。
【0147】
(3)電子装置の製造時ノンリード型半導体装置の外部電極端子の実装面に傷や異物が付着し難くなることから、ノンリード型半導体装置の実装性能が良好になり、品質が優れた信頼性の高い電子装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態(実施形態1)である半導体装置の製造方法において、片面モールドされたリードフレームを積み重ねた状態を示す一部の模式的断面図である。
【図2】本実施形態1は一部を除去した半導体装置の模式的斜視図である。
【図3】前記半導体装置の断面図である。
【図4】前記半導体装置の底面図である。
【図5】前記半導体装置の実装状態を示す断面図である。
【図6】本実施形態1の半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図7】本実施形態1の半導体装置の製造方法で使用するリードフレームの平面図である。
【図8】前記リードフレームの単位リードフレームパターン部分を示す平面図である。
【図9】本実施形態1の半導体装置の製造方法において、リードフレームに半導体チップを固定した状態を示す平面図である。
【図10】図9のA−A線に沿う断面図である。
【図11】図9のB−B線に沿う断面図である。
【図12】本実施形態1の半導体装置の製造方法において、半導体チップの電極とリード内端部分をワイヤで接続した状態を示す平面図である。
【図13】図12のC−C線に沿う断面図である。
【図14】本実施形態1の半導体装置の製造方法における片面モールド時のモールド金型とリードフレーム等を示す模式図である。
【図15】前記片面モールドによって形成されたパッケージや接触防止体等を示す断面図である。
【図16】前記片面モールドによって形成されたパッケージ等を示す断面図である。
【図17】前記片面モールドにおけるモールド金型で形成されるキャビティやレジン流路とリードフレームとの相関を示す平面図である。
【図18】前記片面モールドにおいて使用した樹脂シートとパッケージ等との関係を示す拡大断面図である。
【図19】前記片面モールドによってパッケージが形成されたリードフレームの平面図である。
【図20】前記片面モールドによってパッケージが形成された単位リードフレームパターン部分を示す平面図である。
【図21】前記単位リードフレームパターン部分のパッケージ等を示す断面図である。
【図22】本実施形態1の半導体装置の製造方法で使用する切断装置の一部を示す斜視図である。
【図23】前記切断装置に組み込まれる複合切断金型を示す模式図である。
【図24】本実施形態1の半導体装置の製造方法において、積み重ねられた片面モールドされたリードフレームを示す一部の模式図である。
【図25】本実施形態1の半導体装置の製造方法において、切断するゲート硬化レジン部分及びフローキャビティ硬化レジン部分を示す一部のリードフレームの平面図である。
【図26】切断金型の一例を示す模式的断面図である。
【図27】本実施形態1の半導体装置の製造方法において、切断するX方向に沿って延在するリード部分を示すリードフレームの平面図である。
【図28】本実施形態1の半導体装置の製造方法において、切断するY方向に沿って延在するリード部分を示すリードフレームの平面図である。
【図29】本実施形態1の半導体装置の製造方法において、ピンチカットによる切断部分を示すリードフレーム部分の平面図である。
【図30】前記リードフレームから切断分離された半導体装置を示す平面図である。
【図31】本実施形態1において、リード、タブ及びタブ吊りリードが同一平面上に位置するフラットなリードフレームを用いて製造した他の半導体装置を示す断面図である。
【図32】前記他の半導体装置の底面図である。
【図33】本実施形態1において、タブ吊りリードを途中で一段高くしてタブを浮かせたリードフレームを用いて製造した他の半導体装置を示す断面図である。
【図34】実装状態が良好なノンリード型半導体装置を示す一部の断面図である。
【図35】異物付着による実装不良のノンリード型半導体装置を示す一部の断面図である。
【図36】メッキ膜の剥離による実装不良のノンリード型半導体装置を示す一部の断面図である。
【図37】本発明の他の実施形態(実施形態2)である半導体装置の製造方法で製造された半導体装置の一部を除去した斜視図である。
【図38】本実施形態2の製法で製造された半導体装置の断面図である。
【図39】本実施形態2の製法で製造された半導体装置の底面図である。
【図40】本実施形態2の半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図41】本実施形態2の半導体装置の製造方法で使用するリードフレームの平面図である。
【図42】前記リードフレームの単位リードフレームパターン部分の裏面を示す底面図である。
【図43】本実施形態2の半導体装置の製造方法において、半導体チップを固定するとともに、半導体チップの電極とリードをワイヤで接続した状態を示す一部の平面図である。
【図44】本実施形態2の半導体装置の製造方法における片面モールド状態を示す模式的断面図である。
【図45】前記片面モールドによってパッケージが形成されたリードフレームの平面図である。
【図46】前記片面モールドによってパッケージが形成された単位リードフレームパターン部分を示す平面図である。
【図47】前記片面モールドされた単位リードフレームパターン部分の断面図である。
【図48】本実施形態2の半導体装置の製造方法において、積み重ねられた片面モールドされたリードフレームを示す一部の模式図である。
【図49】本実施形態2の半導体装置の製造方法において、積み重ねられた片面モールドされたリードフレームを示す一部の断面図である。
【図50】本実施形態2の半導体装置の製造方法において、タブ吊りリードにノッチを形成した単位リードフレームパターン部分の模式的平面図である。
【図51】本実施形態2の半導体装置の製造方法において、ゲート側及びフローキャビティ側のタブ吊りリードとパンチ及びダイ等の関係を示す模式図である。
【図52】前記ゲート硬化レジン部分及びフローキャビティ硬化レジン部分の切断状態を示す模式的断面図である。
【図53】本実施形態2によって製造された半導体装置から樹脂シートを剥離させる状態を示す模式図である。
【図54】パッケージの縁が欠けた半導体装置の平面図及び底面図である。
【符号の説明】
1…半導体装置(ノンリード型半導体装置)、2…封止体(パッケージ)、2a…立ち上がり縁、3…実装面、4…外部電極端子(リード)、5…斜面、6…上面、7…タブ吊りリード、10…レジンバリ、11…タブ、12…接合材、13…半導体チップ、14…電極、15…ワイヤ、16…実装面、20…配線基板、21…電極(ランド)、22…接合材、25…リードフレーム、26…単位リードフレームパターン、27a〜27c…ガイド孔、28,29…エジェクターピン孔、30…枠部、31…スリット、32…キャビティ、33…開口部、34…孔、35…下金型、35a,35b…合わせ面(パーティング面)、36…上金型、37,37a…シート、38…ランナー、39…ゲート、40…スルー、41…フローキャビティ、42…ポット(カル)、43…接触防止体、44…エアーベント硬化レジン、50…配線基板、51…接合材(ソルダー)、55…フィレット、56…異物、60…切断装置、61…下金型ベース、62…上金型ベース、63…支柱、64…嵌合部、65,66…取付部、67…ガイド、70…第1打抜型、71…第2打抜型、72…第3打抜型、73…第4打抜型、75…ダイ、76…パンチ、80…メッキ膜、85…ノッチ(V溝)、86…ガイド、90…欠け部分、91…ステーション、92…収容窪み、93…真空吸引窪み、94…吸引孔、95…ノズル。
Claims (4)
- 絶縁性樹脂からなる封止体と、前記封止体の実装面に露出するリード及びタブ吊りリードとを有する半導体装置であって、
前記封止体内には半導体チップが位置するとともに、前記タブ吊りリードに連なるタブが前記封止体内に埋め込まれており、
前記半導体チップは前記タブの固定面上に固定され、
前記タブは半導体チップより小さく、かつ前記リードより薄く形成され、
前記封止体の縁に位置する前記リード及びタブ吊りリードの外端実装面側の縁は切断によるバリが存在しない
ことを特徴とする半導体装置。 - 前記半導体チップの電極と前記リードは導電性のワイヤで接続されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記リードのワイヤが接続されるワイヤ接続面と、前記タブの前記固定面及びこの固定面に連なる前記タブ吊りリードの面は同一平面上に位置することを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
- 前記封止体の実装面に露出する前記リードの面及び前記タブ吊りリードの面にはメッキ膜が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
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