JP4672201B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、樹脂パッケージの底面から端子部が露出して面実装型として構成された半導体装置を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の半導体装置の一例を図8に示す。この半導体装置100は、樹脂パッケージ104の底面104bから端子部120,130(第1端子部120および第2端子部130)が露出した形態を有している。
【0003】
この半導体装置100は、半導体チップ1をマウントするためのダイパッド部103と、半導体チップ1にワイヤWを介して接続された2つのリード部102とを備えており、これらは同一平面上に配置されている。上記第1端子部120は、この半導体装置100に2つ形成されており、各リード部102における所定部位の厚みを部分的に大とすることによって形成されている。上記第2端子部130は、ダイパッド部103における所定部位の厚みを部分的に大とすることによって形成されるが、この半導体装置100を外部の回路基板などに半田付けする際に、半導体装置100を強固に固定し、かつ半田の使用量が必要以上に多くなるのを防止するために、物理的に2つに分割されたものとして用意されている。すなわち、ダイパッド部103には、2つの第2端子部130が形成されている。なお、リード部102およびダイパッド部103はそれぞれ、端子部120,130を形成した領域外が薄肉部22および薄肉部32とされるが、これら薄肉部22,32を樹脂パッケージ104内に埋設することにより、リード部102およびダイパッド部103が樹脂パッケージ104から脱落するのを防止している。
【0004】
このような半導体装置100は、図9にその一例を示すように、上記リード部102とダイパッド部103とを含んで構成された複数の単位領域7が複数行複数列に配列形成されたリードフレーム70を用いて製造される。このリードフレーム70において、各単位領域7のリード部102およびダイパッド部103は、最終的に不要となる耳部71に対して支持部72を介して支持されている。
【0005】
このリードフレーム70を用いて上記半導体装置100を製造するには、図10に示すように、まず、各単位領域7のダイパッド部103に半導体チップ1をそれぞれマウントし、各半導体チップ1とリード部102とをワイヤWで接続する。次いで、上記樹脂パッケージ104の元となる樹脂モールド部40を、各単位領域7にまたがるように一体的に形成する。このとき、図11(a)に示すように、各リード部102の第1端子部120およびダイパッド部103の各第2端子部130が樹脂モールド部40の底面から露出するようにする。そして、このようにして得られた中間体A′を、図11(b)に示すように、回転ブレードなどの切断体5により各単位領域7ごとに切断して単位半導体装置100を切り出す。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記中間体A′を各単位領域7ごとに切断する際、各ダイパッド部103および各リード部102は、上記支持部72および耳部71が切断体5によって切削されるようにして除去されることによりリードフレーム70から分断されるが、支持部72(リードフレーム70)は、金属製であり、展性を有するため、図11(b)に示すように、切断体5との間に作用する摩擦力によってその一部が切断バリ9として、端子部120,130上の切断部分近傍に残ってしまう。これにより、この半導体装置100を外部の回路基板などに実装する際に、端子部120,130と外部の回路基板の表面に形成した導体パッドとを充分に接触させることができず、接触不良となることがあった。
【0007】
このような切断バリ9は、金属部分の被削量、すなわち上記支持部72の厚みが大となるほど増加する傾向にあるので、切断バリ9の発生を抑制するため、リードフレーム70に、エッチング処理を行うなどして、図12に示すように、厚みが部分的に小とされた支持部272を予め形成しておく場合がある。
【0008】
しかしながら、このような支持部272は、脆弱であるため、リードフレーム70を各工程に移送して行う半導体装置の製造過程において、外力により変形しやすく、これにより半導体装置100の製造を困難なものとしていた。たとえば、支持部272の変形により上記リード部102あるいはダイパッド部103がリードフレーム70の表面から起立した状態となった場合などでは、これらを同一平面内に配置することができず、上記第1端子部120および第2端子部130の双方を樹脂パッケージ104(樹脂モールド部40)の底面から露出させることが困難となる。
【0009】
本願発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、容易な手段により切断バリが生じるのを抑制することができる半導体装置の製造方法を提供することをその課題とする。
【0010】
【発明の開示】
上記課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【0011】
すなわち、本願発明により提供される半導体装置の製造方法は、導体からなるリード部を含んで構成された複数の単位領域が規則的に配列されたリードフレームを用いて樹脂パッケージ型半導体装置を製造する方法であって、上記リードフレームの上記各単位領域の所定部位に半導体チップを搭載するとともにこれら各半導体チップを上記リード部に電気的に接続する工程と、上記各半導体チップを封止する樹脂モールド部を平面視で上記各単位領域よりも広くなるように形成し、上記各単位領域において、上記各リード部の第1の面の少なくとも一部が端子部として上記樹脂モールド部の底面から露出してなる中間体を形成する工程と、上記中間体を上記各単位領域ごとに切断して単位半導体装置を切り出す切断工程とを含んでおり、上記切断工程において、上記中間体を上記リードフレームとともに切断するに際しては、所定厚みを有する第1切断体と、この第1切断体よりも大の厚みを有する第2切断体とを用い、上記第1切断体による切断の際には上記中間体をその厚み方向全体にわたって切断するとともに、上記第2切断体による切断の際には上記リードフレームをその露出面側から厚さ方向中間位置まで切断し、かつ、上記第1切断体による切断を行った後、上記第2切断体による切断を行うことを特徴としている。
【0014】
好ましい実施の形態においては、上記第1切断体および第2切断体が、回転ブレードである構成とすることができる。
【0016】
一般に、リード部は、リードフレームに対して、最終的に不要となる部分と一体的に形成されることによって支持されている。このリード部を支持する部分が、上記切断工程において切断されることによって、リード部がリードフレームから分断される。
【0017】
本願発明において、上記中間体をリードフレームとともに切断するに際しては、上記第1切断体によって、上記中間体をその厚み方向全体にわたって切断するとともに、上記第2切断体によって、リードフレームをその露出面側から厚さ方向中間位置まで切断する。ここで、第2切断体は、第1切断体よりも大の厚みを有するので、第2切断体による切断によって、上記単位半導体装置の底面における端部(および上記したリード部を支持する部分)が切削される。
【0018】
1切断体による切断を行った後、第2切断体による切断を行うので、第1切断体による切断時に、従来例のように、リードフレームの一部、すなわち上記したリード部を支持する部分が切断バリとなり、単位半導体装置の底面における端部に残るものの、第2切断体による切断時に、この切断バリを除去することができる。
【0020】
このように、本願発明によれば、従来例のように、上記したリード部を支持する部分の厚みを小とする必要がないため、従来例のように、この部分が製造過程において変形するのを防止することができる。したがって、半導体装置を容易に製造することができる。
【0021】
本願発明のその他の特徴および利点については、以下に行う発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【0023】
図1は、本願発明方法によって製造される半導体装置の一例を示す概略斜視図、図2は、図1の半導体装置を製造する際に用いられるリードフレームの一例を示す概略平面図である。図3および図4は、本願発明に係る半導体装置の製造方法を説明するための概略平面図、図5は、図4のV−V線に沿う断面図である。また、図6(a)および図6(b)は、本願発明に係る半導体装置の製造方法における切断工程の一例を説明するための概略断面図、図7(a)および図7(b)は、本願発明に係る半導体装置の製造方法における切断工程の他の例を説明するための概略断面図である。なお、これらの図において、従来例を示す図8ないし図12に表された部材、部分等と同等のものにはそれぞれ同一の符号を付してある。
【0024】
図1に表れているように、この半導体装置Aは、面実装型の半導体装置として構成されたものであり、半導体チップ1と、2つのリード部2と、ダイパッド部3と、樹脂パッケージ4とを備えている。
【0025】
上記半導体チップ1は、たとえばトランジスタであり、その表裏面にエミッタ、コレクタおよびベースの3つの電極(図示略)が備えられている。この半導体チップ1は、上記ダイパッド部3の一面3a上に搭載されているとともに、上記各リード部2の一面2aに対してワイヤWを介して接続されている。
【0026】
上記各リード部2は、平面視長矩形状を呈しており、その一面2aが平坦面とされている。各リード部2の他面側には、凸部21が設けられており、その表面が端子部20(第1端子部20)として樹脂パッケージ4の底面4bから露出している。また、各リード部2は、上記凸部21に対して厚みが小とされた薄肉部22を先端部分に有しており、この薄肉部22が樹脂パッケージ4内に埋設されることにより、樹脂パッケージ4から脱落するのが防止される。
【0027】
上記ダイパッド部3は、上記半導体チップ1が直接マウントされ1つの導体部として形成されている。このダイパッド部3は、平面視矩形状を呈しており、その一面3aが平坦面とされているとともに、その他面側には凸部31が設けられている。凸部31の表面は、樹脂パッケージ4の底面から露出して端子部30(第2端子部30)をなしている。この半導体装置Aは、外部の回路基板などに実装される場合、第2端子部30(および第1端子部20)と外部の回路基板上に形成されたパッドとを半田付けするなどして実装されるが、この際に、半導体装置Aを強固に固定し、かつ半田の使用量が必要以上に多くなるのを防止するために、ダイパッド部3に形成した端子部として、物理的に2つに分割したものを採用している。すなわち、ダイパッド部3には、2つの第2端子部30(凸部31)が形成されている。
【0028】
また、ダイパッド部3には、リード部2と同様に、上記凸部31に対して厚みが小とされた薄肉部32が形成されており、ダイパッド部3が樹脂パッケージ4から容易に脱落しないように構成されている。
【0029】
上記ダイパッド部3とリード部2とは、同一平面上において一定間隔隔てて互いに対向して配置されており、それらの端面が樹脂パッケージ4の長手方向両端面側に露出している。
【0030】
上記樹脂パッケージ4は、半導体チップ1を封止するためのものであり、たとえばエポキシ樹脂などにより形成されている。また、この樹脂パッケージ4は、後述するようにして形成された樹脂モールド部40の一部として形成されたものであり、樹脂モールド部40を切断することにより形成される。
【0031】
次に、上記半導体装置Aの製造方法を説明する。
【0032】
この半導体装置Aは、図2にその一例を示すように、上記リード部2とダイパッド部3とを含んで構成された複数の単位領域7が複数行複数列に配列形成されたリードフレーム70を用いて製造される。このリードフレーム70は、互いに平行に延びる一対の横フレーム(図示略)と、各横フレームの端部どうしを掛け渡すように配置された縦フレーム73とから形成される外枠を有しており、この外枠内において、各単位領域7は、互いに所定の間隔を空けて配列されている。より詳細には、各単位領域7間の間隔は、後述する第1切断体5の厚みと略同等とされている。これにより、後述するようにして各単位領域7に沿って切断する際に、各単位半導体装置A間をそれぞれ一度の切断により分断することができる。このようなリードフレーム70において、各単位領域7のリード部2およびダイパッド部3は、最終的に不要となる耳部71に対して支持部72を介して支持されている。このリードフレーム70は、たとえば、CuあるいはNiなどにより形成された金属板に対して、エッチング処理を施したり、あるいは打ち抜き加工を行うなどして形成される。
【0033】
上記リードフレーム70を用いて上記半導体装置Aを製造する際には、各リード部2および各ダイパッド部3にそれぞれ、第1端子部20および第2端子部30を予め形成しておく。第1端子部20および第2端子部30は、それぞれ、たとえば、リード部2およびダイパッド部3における第1端子部20および第2端子部30となる領域以外の領域(図2の斜線部分)に対してハーフエッチング処理を施すなどして形成される。
【0034】
上記半導体装置Aを製造するには、まず、図3に示すように、リードフレーム70の上面70a(すなわちリードフレーム70における上記第1端子部20および第2端子部30が形成されている面70b(図2参照)の裏面)における各単位領域7のダイパッド部3に半導体チップ1を搭載し、各半導体チップ1を各リード部に電気的に接続する。この半導体装置Aでは、各半導体チップ1は、ダイパッド部3に半田付けされており、各リード部2に対してワイヤWを介して接続されている。各半導体チップ1の半田付けに際しては、たとえばリフローソルダリングの手法が用いられ、ワイヤWによる接続は、公知のワイヤボンダなどを用いて行なわれる。
【0035】
次いで、図4に示すように、各半導体チップ1を封止する樹脂モールド部40を平面視で上記各単位領域7よりも広くなるように形成する。具体的には、樹脂モールド部40は、本実施形態では、各単位領域7にまたがるような広さに一体的に形成されている。このとき、上記各単位領域7において、上記第1端子部20および第2端子部30を樹脂モールド部40の底面から露出させる。樹脂モールド部40の形成に際しては、たとえばトランスファーモールド法が採用される。この方法では、樹脂モールド部40を形成するためのキャビティを有する一対の金型が用いられ、この一対の金型間に上記リードフレーム70を挟み込んで、キャビティ内に溶融した樹脂を充填し、これを冷却・固化することによって、樹脂モールド部40が得られる。このようにして、リードフレーム70に樹脂モールド部40が形成された中間体A′が得られる。
【0036】
次いで、上記中間体A′を各単位領域7ごとに切断して単位半導体装置(すなわち半導体装)Aを切り出す。具体的には、中間体A′は、図4に示すように、各単位領域7の幅方向に沿う横切断線L1および各単位領域の長手方向に沿う縦切断線L2に沿って切断される。この切断工程において、横切断線L1に沿って切断する場合、中間体A′は、図5に示すように、樹脂モールド部40がリードフレーム70の上記支持部72(および耳部71)とともに切断される。この横切断線L1に沿った切断では、所定厚みを有する第1切断体5と、この第1切断体5よりも大の厚みを有する第2切断体6とが用いられる。これら第1切断体5および第2切断体6としては、具体的には、回転ブレードが用いられ、第1切断体5による切断の際には上記中間体A′をその厚み方向全体にわたって切断し、上記第2切断体6による切断の際には上記リードフレーム70をその露出面側から厚さ方向中間位置まで切断する。
【0037】
上記第1切断体5および第2切断体6を用いて、上記横切断線L1に沿って切断する手順は、以下のとおりである。
【0038】
すなわち、まず、図6(a)に示すように、第1切断体5による一次切断を行う。これにより、単位半導体装置Aの全体としての外観が所定の形状に形成される。次いで、図6(b)に示すように、第2切断体6による二次切断を行う。これにより、単位半導体装置Aの底面における長手方向両端部が切削される。
【0039】
この場合、第1切断体5による一次切断において、リードフレーム70(支持部72および耳部71)が切断される際には、従来例と同様に、リードフレーム70と第1切断体5との間に作用する摩擦力によって、リードフレーム70の一部が切断バリ9として端子部20,30上の切断部分近傍に残る。しかしながら、第2切断体6による二次切断によって、単位半導体装置Aの底面における長手方向両端部、すなわち第1切断体5の切断部分近傍が切削されるので、これにより一次切断時に発生した切断バリ9を除去することができる。なお、この二次切断時には、リードフレーム70がその厚さ方向中間位置までしか切断されず、金属部分の被削量が小となるため、二次切断時における切断バリの発生を抑制することができる。
【0040】
図7(a)(b)は、上記第1切断体5および第2切断体6を用いた切断手順の参考例である。まず、図7(a)に示すように、第2切断体6による一次切断を行う。これにより、リードフレーム70における支持部72および耳部71の厚みが小とされる。次いで、図7(b)に示すように、第1切断体5による二次切断を行う。これにより、単位半導体装置Aの全体としての外観が所定の形状に形成される。
【0041】
この場合、第1切断体5による二次切断の際には、その切断部分近傍において、リードフレーム70(支持部72および耳部71)の厚みが、一次切断により予め小とされた状態となっているので、切断バリの発生が抑制されうる。なお、一次切断時には、リードフレーム70がその厚さ方向中間位置までしか切断されないので、一次切断時における切断バリの発生もまた抑制された状態となっている。
【0042】
このように、本願発明に係る半導体装置の製造方法では、従来例のように、予めリードフレームに対して部分的に厚みが小とされた領域、すなわち上記支持部272を形成しておかなくとも、切断バリが生じるのを抑制することができる。これにより、製造過程において、支持部が変形するのを防止することができるので、上記リード部2およびダイパッド部3を同一平面内に配置させておくことができる。したがって、第1端子部20および第2端子部30の双方を樹脂パッケージ4の底面から確実に露出させることができ、半導体装置Aを容易に製造することができる。
【0043】
もちろん、この発明の範囲は上述した実施の形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施の形態では、ダイパッド部3は、樹脂パッケージ4の底面から露出する第2端子部30を有しているが、これを、単に半導体チップ1を搭載するためにのみ形成されたものとして構成してもよい。
【0044】
また、上記実施の形態では、半導体チップ1は、リード部2に対してワイヤWを介して接続されているがこれに限ることはない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本願発明方法によって製造される半導体装置の一例を示す概略斜視図である。
【図2】 図1の半導体装置を製造する際に用いられるリードフレームの一例を示す概略平面図である。
【図3】 本願発明に係る半導体装置の製造方法を説明するための概略平面図である。
【図4】 本願発明に係る半導体装置の製造方法を説明するための概略平面図である。
【図5】 図4のV−V線に沿う断面図である。
【図6】 (a)および(b)は、本願発明に係る半導体装置の製造方法における切断工程の一例を説明するための概略断面図である。
【図7】 (a)および(b)は、本願発明に係る半導体装置の製造方法の参考例に係る切断工程を説明するための概略断面図である。
【図8】 従来の半導体装置の製造方法により製造された半導体装置の一例を示す概略斜視図である。
【図9】 図8の半導体装置を製造する際に用いられるリードフレームの一例を示す概略平面図である。
【図10】 従来の半導体装置の製造方法を説明するための概略平面図である。
【図11】 (a)および(b)は、従来の半導体装置の製造方法における切断工程の一例を説明するための概略断面図である。
【図12】 従来の半導体装置の製造方法の他の例を説明するための概略断面図である。
【符号の説明】
1 半導体チップ
2 リード部
4 樹脂パッケージ
5 第1切断体
6 第2切断体
7 単位領域
20,30 端子部
40 樹脂モールド部
70 リードフレーム
A 半導体装置
A′ 中間体

Claims (2)

  1. 導体からなるリード部を含んで構成された複数の単位領域が規則的に配列されたリードフレームを用いて樹脂パッケージ型半導体装置を製造する方法であって、
    上記リードフレームの上記各単位領域の所定部位に半導体チップを搭載するとともにこれら各半導体チップを上記リード部に電気的に接続する工程と、
    上記各半導体チップを封止する樹脂モールド部を平面視で上記各単位領域よりも広くなるように形成し、上記各単位領域において、上記各リード部の第1の面の少なくとも一部が端子部として上記樹脂モールド部の底面から露出してなる中間体を形成する工程と、
    上記中間体を上記各単位領域ごとに切断して単位半導体装置を切り出す切断工程とを含んでおり、
    上記切断工程において、上記中間体を上記リードフレームとともに切断するに際しては、所定厚みを有する第1切断体と、この第1切断体よりも大の厚みを有する第2切断体とを用い、上記第1切断体による切断の際には上記中間体をその厚み方向全体にわたって切断するとともに、上記第2切断体による切断の際には上記リードフレームをその露出面側から厚さ方向中間位置まで切断し、かつ、上記第1切断体による切断を行った後、上記第2切断体による切断を行うことを特徴とする、半導体装置の製造方法。
  2. 上記第1切断体および第2切断体は、回転ブレードである、請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
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