JP4790750B2

JP4790750B2 - 樹脂封止型半導体装置の製造方法

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Publication number: JP4790750B2
Application number: JP2008109198A
Authority: JP
Inventors: 哲也福島; 俊之武
Original assignee: On Semiconductor Trading Ltd
Current assignee: On Semiconductor Trading Ltd
Priority date: 2008-04-18
Filing date: 2008-04-18
Publication date: 2011-10-12
Anticipated expiration: 2023-01-28
Also published as: JP2008182274A

Description

本発明の半導体装置は裏面実装型のリードレス半導体装置であり、この半導体装置を実装する際の実装不良の発生を低減するための製造方法およびその半導体装置に関する。

半導体装置は、年々大容量化されており、これに伴って各種信号線となるリード端子数も増加の傾向にある。そして、この傾向に伴ってリード端子が４方向より導出されるＱＦＰ（ＱｕａｄＦｌａｔＰａｃｋａｇｅ）型の半導体装置およびＱＦＮ（ＱｕａｄＦｌａｔＮｏｎ−ｌｅａｄｅｄＰａｃｋａｇｅ）型の半導体装置が使用されるようになってきている。その一方で、半導体装置では、携帯電話、携帯用のコンピューター等に採用されるため、小型化、薄型化、軽量化が求められている。そのため、実装面積の低減を求められる半導体装置では、樹脂封止体裏面からリードを露出させ、その実装面積をチップサイズと同等あるいはわずかに大きくするＣＳＰ（ＣｈｉｐＳｉｚｅＰａｃｋａｇｅ）型のパッケージが利用されている。

従来の樹脂封止金型内で封止シートを介して樹脂モールドを行う半導体装置の製造方法では、半導体素子が固着されたリードフレームの対向面全体に封止シートを貼り付け、封止シートの貼り付けられたリードフレームを樹脂封止金型内に設置し、樹脂モールドを行う技術が知られている（例えば、特許文献１。）。

以下に、図１４〜図１６を参照として、従来の樹脂封止金型内で封止シートを介して樹脂モールドを行う半導体装置の製造方法に関し簡単に説明する。図１４は封止シートを貼り付けたリードフレームを説明するための断面図であり、図１５はリードフレームを樹脂封止金型に設置した状況を説明するための断面図であり、図１６は樹脂パッケージ形成後の状況を説明するための断面図である。

図１４に示すように、先ず、リードフレーム１に少なくとも信号接続用端子２、半導体チップ４を搭載するダイパッド３から成る搭載部を複数形成する。このとき、ダイパッド３が信号接続用端子２よりも上方に位置するように形成する。そして、リードフレーム１の裏面に封止シート６を貼り合わせた後、封止シート６を貼り合わせた面の対向面のダイパッド３に接着剤により半導体チップ４を接合する。その後、ダイパッド３上に接合された半導体チップ４と信号接続用端子２とを金属細線５により電気的に接合する。

図１５に示すように、次に、封止シート６を貼り合わせ、半導体チップ４を接合したリードフレーム１を上金型７及び下金型８から成る樹脂封止金型のキャビティ９内に設置する。このとき、リードフレーム１及び封止シート６の端部を上金型７及び下金型８で狭持することで、キャビティ９を構成する。そして、図示していないが、樹脂封止金型に設けられた樹脂注入ゲートから封止樹脂を注入し、樹脂モールドを行う。

図１６に示すように、次に、樹脂封止金型内を封止樹脂で充填し、樹脂パッケージ１０を形成した後、共通の樹脂パッケージ１０が形成されたリードフレーム１を樹脂封止金型から離型する。その後、図示していないが、共通の樹脂パッケージ１０を個々の搭載部毎に切断し、半導体装置が完成する。
特開２００１−２４００１号公報（第７−８頁、第１−２図）

先ず、図１７及び図１８では、従来のシートを採用して封止した半導体装置、特に裏面に露出したリードの断面であり、実際のＳＥＭ写真をトレースして描いた図を模式的に示している。図１７ではシートに延張を加えない場合を示し、図１８ではシートに延張を加えた場合を示している。図示の如く、湾曲したリード１１の側面１４に付着しているものが、リード１１間に形成される硬化樹脂１２である。つまり、硬化樹脂１２に、シートのしわが転写されていることが判る。このことは、シートに延張を加えるか否かに関わらず、どちらの場合においてもしわの発生がひどく、特に、図１８に示すように、延張によりしわを防止するという効果が無いことが判る。

また、図１７及び図１８に示すように、封止シート６を用いて製造された従来の半導体装置では、樹脂モールド時に、例えば、金型の狭持の際の押圧力により、また、樹脂モールド時の熱等により、封止シート６が伸縮し、伸縮した封止シートのしわによりリード１１間に形成される硬化樹脂１２表面にも、しわ１３が転写されてしまう場合があった。そして、樹脂パッケージをリードフレームから切断する際に、硬化樹脂１２及びリード１１が切断される。この切断の際に、硬化樹脂１２のしわ１３の部分がトリガーとなり、硬化樹脂１２の切断面にクラックが発生し、本工程や後工程において、このクラックを介して樹脂くずが落下する問題があった。特に、実装工程では、この樹脂くずが実装基板に落下すると半導体装置が傾いて実装され、実装不良を誘発する問題が発生していた。

また、上述したように、樹脂モールド工程において、伸縮した封止シート６がリード１１の側面１４に密着するため、樹脂パッケージが完成した後、封止シート６が密着していたリード１１の側面１４が露出する。そのため、この構造では、樹脂とリードとの接着領域が狭く、機械的振動等によりリード１１が樹脂パッケージから欠落する問題が発生していた。

本発明は、前述の課題を解決するために成されたものであり、
第１に、同一面から成る吊りリードおよび前記つりリードの両側に位置する鍔状体の表面を支持手段で支持して、前記リードフレームから切断することで解決するものである。

図４（Ａ）に示すように、外周面３２上には樹脂による凹凸が形成されないため、支持手段で吊りリード２４および硬化樹脂２２Ｂを確実に固定できる。

第２に、前記リードフレームから切断する際は、前記半導体装置の実装面側よりパンチにより切断することで、リードのバリが破砕することを防止できる。

第３に、前記樹脂封止体を形成する工程では、粘着層を有するシートを前記リードフレームの裏面に貼り合わせ、前記リードフレームの裏面に前記樹脂が回り込む事を防止することで解決するものである。

第４に、前記シートは前記樹脂封止型金型に載置される際、前記シートをフラットにするために真空吸引することで解決するものである。

上述したように、第１に、本発明の半導体装置では、樹脂封止体から露出するリード間に形成され、且つ、該樹脂封止体と連続している硬化樹脂により、露出するリードの側面が、実質、覆われている。そのことで、本発明では、リードと樹脂封止体との接着領域を確保することができ、機械的力等によりリードが樹脂封止体から欠落することを防ぐことができる。

第２に、本発明の半導体装置では、樹脂封止体から露出するリードに形成され、且つ、該樹脂封止体と連続している硬化樹脂の実装面側の表面を、ほぼ平坦面として形成している。そのことで、本発明では、リードフレームからの切断時に、リード間の硬化樹脂に対し、マイクロクラックの発生を防止でき、実装不良の低減を実現することができる。

第３に、本発明の半導体装置の製造方法では、樹脂封止金型に設置時に、また、樹脂モールド時に、実質、伸縮しないシートを準備し、該シートを用いて樹脂モールド工程等を行っている。そのことで、リード間の硬化樹脂に対し、シートのしわが転写されることによるしわが形成されることはなく、リードフレームからの切断時に、マイクロクラックの発生を抑制することができる。

第４に、本発明の半導体装置の製造方法では、実質、伸縮しないシートを準備し、該シート上に〜３μｍ程度の粘着層を形成する。そのことで、本発明では、該シートの伸縮も無く、該粘着層と当接するリード間の硬化樹脂の表面を実質平坦面に形成することができる。

先ず、図１〜図４、図１９及び図２０を用いて、本発明の一実施の形態であるＱＦＮ型の半導体装置について説明する。

図１（Ａ）は本発明の半導体装置の斜視図であり、図１（Ｂ）は本発明の半導体装置裏面の平面図である。図１（Ａ）に示すように、本実施の形態における半導体装置２１の表面側では、パッケージを構成する絶縁性樹脂からなる樹脂封止体２２の表面側２２１にランド２３および吊りリード２４の一端２４１の一部が露出している。また、樹脂封止体２２の側面２２２側からはリード２６の他端２６２（図１（Ｂ）参照）が僅かに露出している。後述の製造方法において詳細は説明するが、露出領域としてはリード２６をリードフレーム４１（図５参照）から切断する際にリード２６をリード切断治具で固定できる領域が必要となるためである。具体的には、樹脂封止体２２から５０〜２００μｍ程度露出している。また、樹脂封止体２２の４つのコーナー側面２２３からは、吊りリード２４の他端２４２が僅かに露出している。この場合もリード２６の場合と同様に、露出領域としては吊りリード２４をリードフレーム４１から切断する際に吊りリード２４を固定する領域が必要となるためである。吊りリード２４においても、同様に、具体的には、樹脂封止体２２から５０〜２００μｍ程度露出している。

本実施の形態では、樹脂封止体２２の表面２２１にランド２３の裏面を露出させて、半導体素子２８（図２参照）の放熱性を向上させている。また、樹脂封止体２２の表面２２１、ランド２３および吊りリード２４の一端２４１の裏面とをほぼ同一平面に位置させることで、半導体装置２１自体の薄型化を実現している。尚、ランド２３の裏面の位置は特に限定する必要ななく、後述する凹部２５が形成できる位置であれば良い。また、ランド２３が露出、非露出のどちらでも良い。

一方、図１（Ｂ）に示すように、半導体装置２１の裏面２２４は、半導体装置２１の実装領域として機能を果たしている。樹脂封止体２２の裏面２２４側の外周部には、吊りリード２４の他端２４２およびリード２６の他端２６２の裏面が、樹脂封止体２２の裏面２２４とほぼ同一平面となるように露出している。そして、この吊りリード２４の他端２４２およびリード２６の他端２６２の裏面に半田等の固着材を塗布し実装基板（図示せず）に実装する。特に、鍔状にリードが出ているため、実装面積を増やすことができ、固着強度を向上させることができる。ここで、樹脂封止体２２の裏面２２４において、吊りリード２４の他端２４２の露出領域を凹部２５の周囲に配置させ、その露出領域を凹部２５に対しリード２６の露出領域よりも外側に位置させている。この構造を採用することにより、樹脂封止体２２の裏面２２４のコーナー部における実装領域の密集を緩和する。そして、お互いに隣接する吊りリード２４およびリード２６が半田ブリッジすることを防ぎ、個々のリード２６と実装基板側の所望の導電パターン（図示せず）とを確実に電気的接続することができる。また、吊りリード２４の露出領域において、実装領域の密集が緩和されている場合では、吊りリード２４の露出領域を増大することで、更に、固着強度を向上させることができる。これは、増大した露出領域と実装基板の導電パターンとが半田を介して固着するからである。

更に、本実施の形態の半導体装置では、樹脂封止体２２の裏面２２４に凹部２５を設けている。この構造の詳細については、図２を参照にして以下に説明する。

図２（Ａ）は図１（Ａ）に示した本発明の半導体装置のＸ−Ｘ線方向の断面図であり、図２（Ｂ）は図１（Ａ）に示した本発明の半導体装置のＹ−Ｙ線方向の断面図である。先ず、図２（Ａ）に示すように、本実施の形態における半導体装置２１の断面構造について説明する。上述したように、樹脂封止体２２の表面２２１にはランド２３の裏面がほぼ同一平面で露出している。このランド２３の露出面と反対面には、例えば、Ａｇペーストやロウ材２７を介して半導体素子２８が固着されている。一方、樹脂封止体２２の裏面２２４には、例えば、裏面２２４の２／３程度の面積を占めるように凹部２５が形成されている。本実施の形態では、この凹部２５の深さは、例えば、１０〜２００μｍ程度で形成されている。しかし、凹部２５の深さは半導体装置２１自体の厚み、樹脂封止体２２内のランド２３の位置、その他、使用目的に応じて自由に変更することができる。

つまり、この構造を有することで、半導体装置２１を実装基板等に実装する際に、樹脂ばり等のゴミが半導体装置２１と実装基板との間に存在しても、凹部２５形成領域内にゴミが存在する場合、半導体装置を平坦に維持でき、実装不良を無くすことができる。尚、凹部２５は裏面２２４に複数個形成しても良い。

次に、図２（Ｂ）に示すように、本実施の形態における半導体装置２１では、樹脂封止体２２の表面２２１からランド２３を露出させる。そのことで、半導体素子２８表面から樹脂封止体２２の裏面２２４までの樹脂厚を確保し、半導体装置２１の実装面に凹部２５形成領域を確保している。

次に、図３（Ａ）は図１（Ａ）に示した本発明の半導体装置のＺ−Ｚ線方向の断面図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）に示したリード間の拡大図である。図３（Ａ）に示すように、樹脂封止体２２から露出するリード２６の他端２６２間には硬化樹脂２２Ａが一体に形成されている。また、同様にリード２６の他端２６２と吊りリード２４の他端２４２との間にも硬化樹脂２２Ｂが一体に形成されている。上述したように、樹脂封止体２２の側面２２２、２２３から露出するリード２６および吊りリード２４はごく僅かである。そして、吊りリード２４、リード２６自体の厚みも、例えば、１００〜２５０μｍ程度あり、この吊りリード２４、リード２６の間の硬化樹脂２２Ａ、２２Ｂは、樹脂封止体２２と一体化している。

本実施の形態では、図３（Ａ）に示すように、硬化樹脂２２Ａ、２２Ｂは、実質は、リードフレーム４１の厚みと同じ厚みを有し、およそ１００〜２５０μｍ程度である。樹脂封止体２２の表面２２１は、上金型５０（図８参照）のキャビティ５１（図８参照）上面で決められる。そのため、硬化樹脂２２Ａ、２２Ｂの表面とリード２６の表面とは、ほぼ同一の平坦面を形成する。一方、樹脂封止体２２の裏面２２４側では、シート６７（図８参照）上に塗布された粘着層６８（図９参照）によりキャビティ５１下面が決められる。そのため、樹脂封止体２２の裏面２２１側の硬化樹脂２２Ａ、２２Ｂの形状は、図３（Ｂ）に示すような形状となる。

図３（Ｂ）に示すように、硬化樹脂２２Ａ、２２Ｂの裏面には、実質的には平坦面３０であるが、微視的に見るとリード２６の側面近傍に若干の曲面３１を有している。硬化樹脂２２Ａ、２２Ｂは上金型５０及び下金型５４（図８参照）により狭持されることで、リード２６間及びリード２６と吊りリード２４間に形成される。そして、図９に示す如く、上下金型５０、５４の押圧力によりリード２６及び吊りリード２４は、粘着層６８の中に入り込む。このとき、シート６７自体の弾性率が大きいため、また、シート６７に粘着層６８が形成されているため、リード２６の側面２６３は〜３μｍ程度露出し、そこからなだらか曲面３１を描き、主表面は実質平坦面３０に形成される。そして、図１９及び図２０では、本実施の形態のシートを採用して封止した半導体装置、特に裏面に露出したリードの断面であり、実際の半導体装置のＳＥＭ写真をトレースして描いた図を模式的に示している。図１９ではシートに延張を加えない場合を示し、図２０ではシートに延張を加えた場合を示している。図示の如く、湾曲したリード２６の側面２６３に付着しているものが、リード２６間に形成される硬化樹脂２２Ａである。例えば、本実施の形態では、粘着層６８がシート６７上に〜３μｍ程度塗布されているので、硬化樹脂２２Ａ、２２Ｂの平坦面３０は、リード２６の裏面から〜３μｍ程度、凹部となる。つまり、硬化樹脂２２Ａ、２２Ｂの平坦面３０は、深さｔ１（図３（Ｂ）参照）の浅いお皿をひっくりかえしたような凹部となる。

上述したように、本実施の形態の半導体装置では、リード２６の側面２６３をほぼ全域、または全域に渡りカバーすることができ、更には、図１９及び図２０に示す如く、しわ１３（図１７参照）が形成されない。よって、硬化樹脂２２Ａ、２２Ｂは、リード２６の側面２６３にしっかりと付着し、しかも、しわ１３が形成されないことも相まって、樹脂くずの発生を抑制することができる。

また、本実施の形態の半導体装置では、樹脂封止体２２の裏面２２４側の硬化樹脂２２Ａ、２２Ｂの表面は、その大部分の領域が実質的に平坦面３０として形成されている。そのことで、吊りリード２４、リード２６及び硬化樹脂２２Ａ、２２Ｂはパンチ６４（図１３参照）により切断されるが、上述の如く、しわ１３の無い構造、リード２６と樹脂との接着面積を広くとれること等により、その切断面にマイクロクラックの発生を防止することができる。つまり、硬化樹脂２２Ａ、２２Ｂの切断面でのクラックを防止し、実装時の樹脂くずによる実装不良を抑えることができる。

次に、図４（Ａ）は本発明の半導体装置の特徴部の斜視図であり、図４（Ｂ）は本発明の半導体装置のリードの拡大図である。図４（Ａ）に示すように、本実施の形態の半導体装置では、樹脂封止体２２の表面２２１側において、吊りリード２４、リード２６および硬化樹脂２２Ａ、２２Ｂで形成される外周面３２がほぼ同一面で鍔状に形成されている。後述する製造方法で詳細は説明するが、この構造により、樹脂封止体２２をリードフレーム４１から切断する際、吊りリード２４、リード２６の表面を支持手段６２で支持することができる。

更に、図４（Ｂ）に示すように、本実施の形態の半導体装置では、リード２６の他端２６２において、打ち抜き面３４を樹脂封止体２２の裏面２２４側に有し、リード２６のバリ３３発生部分を表面２２１側に有する。仮に、バリ３３発生部分が裏面２２４側に有ると、半導体装置２１を実装基板に実装する際、バリ３３が破砕し、その破砕したバリ３３により実装不良を起こす可能性がある。また、バリ３３が破砕せず残っている場合では、樹脂封止体２２を平坦に維持できず、実装精度および実装強度を低下させることとなる。尚、図示の如く、吊りリード２４においても同様な構造を有している。

尚、上述した本実施の形態の説明では、ＱＦＮ型パッケージの半導体装置について説明したが、特に限定する必要はなく、ＱＦＰ型パッケージ等のその他の半導体装置についても同様の効果を得ることができる。また、本実施の形態では、樹脂封止体の裏面に凹部を設ける構造として説明したが、特に限定する必要はなく、凹部を設けない構造についても同様な効果を得ることができる。そして、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。

次に、図５〜図１３を用いて、本発明の一実施の形態であるＱＦＮ型の半導体装置の製造方法について説明する。尚、製造方法の説明にあたり、上述した半導体装置の説明に用いた図面および符番で同一の構成要素については、同一の図面および符番を用いることとする。

第１の工程は、図５および図６に示すように、リードフレームを準備する工程である。

図５は、本発明の半導体装置に用いられるリードフレームの平面図である。図示の如く、本実施の形態に用いるリードフレーム４１は、例えば、厚さが約１００〜２５０μｍの銅を主材料とするフレームから成る。しかし、Ｆｅ―Ｎｉを主材料としても良いし、他の金属材料でも良い。そして、リードフレーム４１上には一点鎖線で示した１個の半導体装置に対応するユニットを示す搭載部４２が複数個形成されている。図５では、４つの搭載部４２のみ図示しているが、少なくとも１個配置されていれば良い。この搭載部４２は、紙面に対して左右方向に延在する一対の第１の連結条体４３と紙面に対して上下方向に延在する一対の第２の連結条体４４とにより囲まれている。そして、この第１および第２の連結条体４３、４４により、１枚のリードフレーム４１上に複数の搭載部４２が設けられている。

そして、図６は図５に示したリードフレームの１つの搭載部を拡大した平面図である。図示の如く、搭載部４２は、主に、ランド２３とランド２３を支持する吊りリード２４と、ランド２３の４側辺の近傍に一端が位置し、この４側辺を囲み第１および第２の連結条体４３、４４へと他端が延在される複数のリード２６とを有する。また、吊りリード２４の延在方向に位置し、４側辺に並んで延在され、あたかも矩形形状に成る所のコーナーに位置する領域４７、この領域４７に設けられる第１のエアベント４５および第２のエアベント４６とから構成されている。本実施の形態では、３つの領域４７に夫々第１のエアベント４５および第２のエアベント４６を形成しているが、少なくとも１箇所に設けられれば良い。また、樹脂注入口は少なくとも１箇所必要であり、ここでは、第２のエアベント４６が形成されていない右下の領域４８に設けられる。

第２の工程は、図示はしないが、シートを準備し、シート上に上述したリードフレームを貼り合わせる工程である。

本工程では、先ず、図５に示すリードフレーム４１を一体に支持するシート６７（図８参照）を準備する。本実施の形態では、シート６７は、上下金型５０、５４（図８参照）に設置される時に、例えば、シート６７をフラットにする目的で真空吸引装置を採用する。シート６７は、従来のシートとは大きく異なり、機械的力及び熱に対し伸縮性の低い素材から採用される。例えば、本実施の形態では、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）材が用いられるが、上述の条件を満たす素材であれば、特に材質にはこだわらない。

また、シート６７上には、ほぼ全面に粘着層６８（図９参照）が形成される。粘着層６８は、例えば、接着性樹脂から成り、シート６７とリードフレーム４１との接着、また、樹脂モールド時のリード２６裏面への樹脂の回り込み防止を目的としている。本実施の形態では、粘着層６８は、リードフレーム４１上に〜３μｍ程度の厚みを有するように形成されている。そして、シート６７上の粘着層６８を介して、シート６７上にリードフレーム４１を貼り合わせる。

第３の工程は、図７に示す如く、リードフレーム４１のランド２３上に半導体素子２８をダイボンドし、その半導体素子２８の電極パッド部（図示せず）とリード２６とを金属細線２９でワイヤーボンドし、電気的に接続する工程である。

本工程では、リードフレーム４１の各ランド２３表面にＡｇペーストやロウ材等の固着手段２７によって半導体素子２８をダイボンドし固定する。その後、半導体素子２８の電極パッド部とリード２６とを金属細線２９にて接続する。このとき、金属細線２９はワイヤーボンディングにより、電極パッド部にはボールボンディングし、リード２６側はステッチボンディングし接続する。

第４の工程は、図８〜図１１に示す如く、樹脂封止金型を用いてリードフレーム上の個々の搭載部を樹脂でモールドする工程である。

先ず、図８（Ａ）は、上金型内部を下から見た平面図であり、図８（Ｂ）は、樹脂モールド時におけるエアベント形成領域部の断面図でる。そして、図８（Ｃ）はゲート部における樹脂注入部の断面図である。

図８（Ａ）に示す如く、上金型５０のキャビティ５１の各コーナー部には、図６に示したエアベント形成領域４７に合わせて当接面５２が形成されている。そして、下金型５４とこの当接面５２を含む斜線領域は、リードフレーム４１及びシート６７を狭持する。また、リードフレーム４１に形成された第１および第２のエアベント４５、４６は上金型５０に設けられた空気抜き溝５５により連結される。そして、図８（Ｂ）に示す如く、空気抜き溝５５の深さは、例えば、当接面５２から１０〜５０μｍ程度である。そして、空気抜き溝５５の長さは第１のエアベント４５と第２のエアベント４６とを連結すればよく、両者と少し重なる程度の長さである。尚、下金型５４にも、予め、上金型５０と同様に、第１および第２のエアベント４５、４６を連結するための空気抜き溝を形成しても良い。

次に、図８（Ｂ）を参照にして、キャビティ５１内の空気の流れについて説明する。特に、キャビティ５１のコーナー部における空気の流れについて説明する。図示の如く、樹脂モールドの際、キャビティ５１内のコーナー部に追い込まれた空気および樹脂は、第１のエアベント４５内へと流入する。このとき、リードフレーム４１の厚さは、例えば、１００〜２５０μｍ程度あるため、第１のエアベント４５の深さも同様である。そのため、第１のエアベント４５内にはキャビティ５１内の空気だけでなく、樹脂も一緒に流入する。そして、第１のエアベント４５内では、空気がＨＬ２近傍に集まり、上金型５０または下金型５４に設けられた空気抜き溝５５を介して第２のエアベント４６へと流入する。このとき、空気抜き溝５５は、例えば、３０〜５０μｍ程度の幅で形成されている。尚、上述のように、第１のエアベント４５は１００〜２５０μｍ程度の深さを有するので、外周面３２（図４参照）を構成する樹脂の切断面よりも手前で未充填領域を形成することはほとんどない。

そして、本発明の製造方法では、図８（Ｃ）に示す如く、ゲート部５７においても、第１のエアベント４５を用いて樹脂をキャビティー５１内に注入する。図示の如く、上金型５０に設けられたゲート部５７は直接キャビティー５１と連続して形成されず、第１のエアベント４５のＨＬ２側に先端部が位置している。そのことで、矢印で示したようにゲート部５７から流入する樹脂は第１のエアベント４５を介してキャビティー５１内に流入する。そして、他のコーナー部と同様に、ゲート部５７においても第１のエアベント４５上面は上金型５０の当接面５２に位置する。その結果、樹脂封止体２２の側面２２２、２２３と連続して鍔状に形成される外周面３２（図４参照）上面は、ほぼ同一平担面を形成することができる。

つまり、本発明の製造方法では、キャビティ５１は金型５０、５４の当接面５２によりほぼ密閉されており、キャビティ５１内への樹脂の注入およびキャビティ５１外への樹脂および空気の排出は第１のエアベント４５を介して行う。そのことで、上述した樹脂封止体２２と連続して形成された外周面３２を樹脂による凹凸を有さないほぼ同一平坦面に形成できる。そして、上述の如く、ゲート部５７も同様にすることで、樹脂封止体２２側面の外周面３２全てをほぼ同一平坦面に形成できる。

次に、図９（Ａ）は上下金型５０、５４で狭持されるリード２６領域の断面図であり、樹脂モールド時の粘着層６８の状況を示している。図示したように、上下金型５０、５４で狭持されるリードフレーム４１、シート６７及び粘着層６８には、上下から押圧力が加えられる。そして、上述したように、この押圧力により、シート６７の変形は見られず、リード２６は粘着層６８へ入り込む。そして、リード２６間のシート６７及び粘着層６８が若干盛り上がる。そして、上述した粘着層６８の形状により樹脂が規制して充填されるので、リード２６間に形成される硬化樹脂２２Ａの表面には、曲面３１（図３参照）が形成される。

次に、図９（Ｂ）及び図９（Ｃ）を参照として、本発明の特徴であるシート６７に関し、以下に詳細に説明する。従来用いられるシートは、ＰＴＦＥ（ポリテトラフロロエチレン）、ＥＴＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレン）か等の伸張性に富む材料を使用しており、図１７に示すように、シートに発生するしわが転写され、硬化樹脂１２にしわ１３が発生する。また、同時に、リード１１の側面１４にシートが当接し、側面１４には硬化樹脂１２に覆われない部分が発生していた。このためにシートに延張を加える等の対策が施されていた。この原因としてシートの熱収縮が考えられていた。

これを説明するためにその原理について図９（Ｂ）及び（Ｃ）を用いて説明する。図９（Ａ）に示すように、シート６７は、下金型５４で支持され、上金型５０の押圧により、リード２６を介して押圧される。よって、シート６７が熱収縮してもシート６７にしわが入らず、どちらかというとテンションが加わることが判る。つまりシートの熱収縮によりしわが発生するとは考えづらい。

どちらかというと、リード２６で押圧されたシート６７は、図９（Ｂ）及び（Ｃ）に示す点線の如く、なだらかな膨らみを有し、樹脂が注入されると矢印のようにシート６７に圧力が加わり、膨らみが端に寄せられてしわが発生すると考えられる。またこの膨らみは、リード２６で押圧する時に発生するか、またはシート６７の裏面にエアーが留まっていることにより発生すると考えられる。どちらにしても室内温度、モールド時の温度（１７０度前後）で簡単に延びてしまうシートを使うことにより発生する。特性として考えると、破断強度（フィルムが破断に要する力）は、１００〜３００Ｋｇｆ／ｃｍ２、弾性率は、４〜５Ｋｇｆ／ｍｍ２である。ここで弾性率は、バネのヤング率に相当し、フィルムを引っ張り試験器で一定速度（２００ｍｍ／分）で引っ張る時の特性図で表される。つまり横軸に伸び率、縦軸に引っ張り応力を設定し、プロットしていくと曲線が描けるが、フィルムが伸び始めた時点の接線の傾きが弾性率として表せられる。つまり、シートが堅いか柔らかいか、延びやすいか、延びにくいかを表す。従来のシートは、人間の手で軽く引っ張っても延びてしまい、しわが発生する。

本発明では、破断強度を倍以上の４００〜５００Ｋｇｆ／ｃｍ２、弾性率を３倍以上の１５〜２０Ｋｇｆ／ｍｍ２のシート、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）材から成るシートを採用した。つまり、簡単には延びないシートを採用した。しかもこの表面には３μｍ程度の粘着層６８が全面に設けられている。

このシート６７は、リード２６で押圧されてもその平坦性を維持し、単に３μｍの粘着層６８が若干盛り上がるだけである。例えばゴム板にコップの口を強く当てると、ゴムが盛り上がる、そんなイメージである。図１９及び図２０に示す０に示すように、リード２６の当接部分は、粘着層６８の厚みが３μｍであると、その半分程度が中に入り込む。つまり、１．５μｍ程度のリード２６の側面２６３を露出し、そこから数ミクロン程度放物ラインのような曲線を描き、その先は実質フラットに形成されている。

そして、上述した樹脂封止金型５０、５４を用いることで、図１０および図１１に示す如く、樹脂封止体２２がリードフレーム４１を覆うように各搭載部４２毎に形成される。図１０は、リードフレーム４１上に形成された樹脂封止体２２を示した平面図であり、図１１は、図１０に示した搭載部４２の第１および第２のエアベント４５、４６部に形成された樹脂封止体２２の平面図ある。図８に示す樹脂封止金型５０、５４を用いることで、キャビティ５１から流出した樹脂は第１のエアベント４５、空気抜き溝５５および第２のエアベント４６の少なくとも一部で硬化する。よって、パッケージの離型の際は、樹脂封止体２２と一体で離型される。そして、キャビティ５１内の空気は図８（Ｂ）の矢印の如く、空気抜き溝５５を介して第２のエアベント４６より外部に抜け出すことができる。この製造方法により、キャビティ５１内の空気を図６に点線で示した樹脂封止体２２形成領域外部に排除できる。その結果、第１のエアベント４５ではリードフレーム４１厚の空気通過経路は確実に確保でき、樹脂封止体２２端部に未充填領域を形成することはない。尚、図示はしていないが、樹脂封止体２２の裏面２２４側に凹部２５を形成するために、下金型５４のキャビティ５１側には凹部２５に対応した凸部が形成されている。

第５の工程は、樹脂封止体２２から露出しているリードフレーム４１にメッキを施す工程である。

本工程では、リード酸化防止、半田濡れ性等が考慮されリードフレーム４１にメッキが施されるが、Ｐｄ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｓｎ−Ｐｂ、Ｓｎ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ｃｕ、Ａｕ−Ａｇ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ等から、少なくとも１層のメッキ膜がリードフレーム４１に施される。

第６の工程は、図１２および図１３に示す如く、リードフレーム４１上に複数形成された半導体装置２１をリードフレーム４１から切断する工程である。

図１２は、第１および第２のエアベント形成領域を切断したリードフレームの平面図である。そして、図１３（Ａ）は、吊りリード２４またはリード２６切断時の斜視図であり、図１３（Ｂ）は、本発明の特徴であるリード２６切断時の固定領域を示した平面図である。先ず、図１２に示すように、上述したように、キャビティ５１から流出する樹脂は第１のエアベント４５内で硬化する。そのため、樹脂封止体２２近傍ではリードフレーム４１上を含む外周面３２上には樹脂バリは発生しない。

また、リードフレーム４１は、例えば、１００〜２５０μｍ程度の厚みを有しているため、キャビティ５１から流出した樹脂は第１のエアベント４５、空気抜き溝５５および第２のエアベント４６内で一体化して硬化している。つまり、第１および第２のエアベント４５、４６内の樹脂はリードフレーム４１の厚みで強固に硬化し、空気抜き溝５５内の樹脂は両者と一体化する。そのため、キャビティ５１から流出した樹脂は決められた位置に樹脂を硬化することができる。その結果、第１および第２のエアベント４５、４６を打ち抜く際、第１および第２のエアベント４５、４６間のリードフレーム５６上の樹脂バリも全て除去することができる。そして、吊りリード２４部を切断する工程では、樹脂封止体２２と連続した外周面３２上を確実に固定した状態で吊りリード２４および樹脂を切断することができる。つまり、図４（Ａ）に示す如く、外周面３２上には樹脂による凹凸が形成されないので、支持手段６２（図１３参照）で吊りリード２４および硬化樹脂２２Ｂを確実に固定し、それらを切断できる。尚、切断形状は、外周面３２を残して各側辺のリード２６端の際まで切断するので、図示の如き形状となる。そして、リードフレーム４１の一部を残し、第１および第２の連結条体４３、４４と連結させておくことで、リードフレーム４１から搭載部４２は離間されない。

次に、図１３に示すように、本発明の半導体装置２１はＱＦＮ型の半導体装置であるので、樹脂封止体２２からリード２６が露出する境界部近傍でリード２６を切断する。そして、この工程において同時に個々の半導体装置２１をリードフレーム４１から切断する。図１３（Ａ）に示すように、先ず、メッキが施された半導体装置２１を台座５９、６０上に設置する。そして、半導体装置２１のリード２６の露出境界部を支持手段６２で固定し、一方、リード２６の先端部も支持手段６３で固定する。そして、パンチ６４にてリード２６を切断し、リードフレーム４１から半導体装置２１を独立される。

そして、本発明の半導体装置の製造方法では、図示の如く、リード２６切断時に半導体装置２１の実装面側からパンチ６４を入れ、リード２６およびその周辺の硬化樹脂２２Ａ、２２Ｂ（図３参照）を切断する。この製造方法により、図４（Ｂ）に示すように、リード２６の打ち抜き面３４（図４参照）を半導体装置２１の実装面側に形成する。一方、リード２６のバリ３３（図４参照）は半導体装置２１の実装面と反対面に形成する。そして、この構造を有することによる効果は上述したので、ここでは割愛することとする。尚、吊りリード２４を切断する際も同様に実装面側から切断するので、同様な効果を得ることができる。つまり、本発明の半導体装置では、打ち抜き面３４は実装面側に形成される。

更に、本発明の半導体装置の製造方法では、吊りリード２４およびリード２６を切断する時に、リード２６を支持手段６２により確実に固定してからパンチ６４で切断する。図１３（Ｂ）に示す如く、切断後の樹脂封止体２２近傍でハッチングで示した、例えば、５０〜２００μｍ程度の固定領域６５を支持手段６２で固定する。そして、図示したように、吊りリード２４露出領域の周辺も固定する。このとき、上述したように、樹脂封止体２２と連続する外周面３２上には樹脂ばりは発生せず、ほぼ同一平坦面から成る。そのため、本実施の形態では、○印６６で示した領域において、支持手段６２によりリード２６を確実に固定し、リード２６およびその周辺の硬化樹脂２２Ａ、２２Ｂを切断することができる。一方、上述したように、パンチ６４が入る実装面側には、樹脂モールド時のシート６７のしわが転写されるしわは形成されない。

この構造により、硬化樹脂２２Ａ、２２Ｂの切断面にはマイクロクラックの発生を抑制することができ、安定した一定の形状に形成される。そして、後工程における半導体装置の特性判定工程、ラッピング工程、実装工程において、マイクロクラックが成長し硬化樹脂２２Ａ、２２Ｂがくずれることはない。そして、特に、実装工程において、樹脂くず等による実装不良を誘発することのない半導体装置を実現できる。また、パンチ６４のライフサイクルも向上させることができる。その後、図１に示した半導体装置２１が完成する。

尚、本実施の形態では、本実施の半導体装置の製造方法では２つのエアベントが形成された場合について説明したが、特に限定する必要はない。少なくともキャビティと連続した第１のエアベントがあれば同様な効果を得ることができる。また、予め、メッキが施されたリードフレームを用いる場合も同様な効果を得ることができる。そして、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。

本発明の樹脂封止型半導体装置を説明する（Ａ）斜視図（Ｂ）平面図である。本発明の樹脂封止型半導体装置を説明する（Ａ）断面図（Ｂ）断面図である。本発明の樹脂封止型半導体装置を説明する（Ａ）断面図（Ｂ）断面図である。本発明の樹脂封止型半導体装置を説明する（Ａ）斜視図（Ｂ）斜視図である。本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法を説明する平面図である。本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法を説明する平面図である。本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法を説明する平面図である。本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法を説明する（Ａ）平面図（Ｂ）断面図（Ｃ）断面図である。本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法を説明する（Ａ）断面図（Ｂ）断面図（Ｃ）断面図である。本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法を説明する平面図である。本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法を説明する平面図である。本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法を説明する平面図である。本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法を説明する（Ａ）斜視図（Ｂ）平面図である。従来における樹脂封止型半導体装置の製造方法を説明する断面図である。従来における樹脂封止型半導体装置の製造方法を説明する断面図である。従来における樹脂封止型半導体装置の製造方法を説明する断面図である。従来における樹脂封止型半導体装置のＳＥＭ写真をトレースして描いた図を模式的に示す図である。従来における樹脂封止型半導体装置のＳＥＭ写真をトレースして描いた図を模式的に示す図である。本発明における樹脂封止型半導体装置のＳＥＭ写真をトレースして描いた図を模式的に示す図である。本発明における樹脂封止型半導体装置のＳＥＭ写真をトレースして描いた図を模式的に示す図である。

符号の説明

２１樹脂封止型半導体装置
２２樹脂封止体
２２Ａ、２２Ｂ硬化樹脂
２３ランド
２４吊りリード
２５凹部
２６リード
３０平坦面
３１曲面
３２外周面
３３バリ
３４打ち抜き面

Claims

少なくともランド、前記ランドの４側辺に一端が近接して配置された複数のリード及び前記ランドの角部より延在する吊りリードから成る搭載部を有するリードフレームの前記ランド上に半導体素子を固着する工程と、
前記半導体素子と前記リードとを導電手段により電気的に接続する工程と、
前記リードフレームを樹脂封止金型に配置し、前記搭載部を被覆する樹脂封止体を形成する工程と、
前記樹脂封止体を前記リードフレームから切断する工程とを有する樹脂封止型半導体装置の製造方法に於いて、
前記樹脂封止体を形成する工程では、前記搭載部が前記樹脂封止金型のキャビティ内に収納されるように、前記搭載部周囲の前記リードフレームを前記樹脂封止金型により挟持し、前記キャビティを囲む前記樹脂封止金型の上金型の挟持面は、前記リードフレームの表面側と当接する平坦面から成り、前記キャビティ内への樹脂の注入、前記キャビティからの空気及び前記樹脂の排出は、前記リードフレームの吊りリード近傍に設けられたエアベントを介して行うことで、前記樹脂封止体は、その周囲にその表面が全周に渡り平坦面となる鍔状体が形成され、前記吊りリードの延在部に相当する前記鍔状体は、前記吊りリードの上面が露出し、前記吊りリードの上面と、前記吊りリードの両側に位置する前記樹脂から成る鍔状体の上面は、前記平坦面でなり、
前記平坦面から成る前記吊りリード及び前記両側に位置する鍔状態の表面を支持手段で支持して、前記リードフレームから前記吊りリードを切断することを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造方法。
前記リードフレームから前記吊りリードを切断する際は、前記半導体装置の実装面側よりパンチにより切断する請求項１に記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。
前記樹脂封止体を形成する工程では、粘着層を有するシートを前記リードフレームの裏面に貼り合わせ、前記リードフレームの裏面に前記樹脂が回り込む事を防
止する請求項１に記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。
前記シートは前記樹脂封止金型に載置される際、前記シートをフラットにするために真空吸引する請求項３に記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。