JP5127602B2 - 樹脂封止半導体装置の製造方法および樹脂封止半導体装置 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂封止半導体装置に関し、特に封止された樹脂から露出する接続リードを有する樹脂封止半導体装置の製造方法および該製造方法を用いた樹脂封止半導体装置に関するものである。

従来の樹脂封止半導体装置が、特許文献１に半導体装置として開示されている。この樹脂封止半導体装置は、リード（接続リード）７に沿ってレジンバリ（樹脂のバリ）１２が形成されている。

また、別の構造の樹脂封止半導体装置が図４および図５に示されている。この樹脂封止半導体装置は、基台の一部が樹脂で封止され、該基台から延在する接続端子が外部に接続される。

この従来の樹脂封止半導体装置は樹脂封止を行う際、図６に示すように金型が用いている。この金型には、樹脂が注入される空間（キャビティ）から接続リードを導出するための溝が設けられており、導出する接続リードがクランプされる（図６に示す位置Ａ）。これにより、金型内に供給される樹脂がクランプ位置から外部に流出することを防止している。
特開２００３−１７６４３号

しかしながら、従来の樹脂封止半導体装置は、図６に示す位置Ａにおいて接続リードをクランプしているものの、図５に示す領域Ｂにおいて、接続リードに沿って樹脂バリが生じることがある。

これは、クランプを行って樹脂漏れが生じないようにしているものの、金型のキャビティから導出する接続リードの屈曲形状に応じて形成する溝形状、すなわち屈曲形状に応じて形成する溝の逃げ加工によって生じる僅かな隙間により、圧入される樹脂が接続リードに沿って流出することが原因と思われる。

また、溝に逃げ加工を行うことなく接続リードの屈曲形状に応じて金型を精度良く形成しても、溝において金型の磨耗等による経時劣化の影響を受け易くなり、次第に樹脂バリを招くこととなる。

以上述べたように、樹脂バリの発生を防止することは困難であり、仮に樹脂バリが生じても、所望の位置にのみ形成されることが好ましく、このような樹脂封止半導体装置の製造方法が望まれていた。

上記した事情に鑑みて、本発明の目的は樹脂バリを所望の位置にのみ形成され得る樹脂封止半導体装置の製造方法および該製造方法を用いた樹脂封止半導体装置を提供することにある。

本発明は、前記目的を達成するために創案されたものであり、樹脂から露出する部位が屈曲している接続リードを有する樹脂封止半導体装置の製造方法において、樹脂から一部を露出させる基台と、該基台と対向する位置に設けられたタイバーと、基台からタイバーまで延在しており樹脂のバリを受ける一対のバリ受けリードと、一対のバリ受けリード間において基台からタイバーに向かって該タイバーに接することなく延在する接続リードとが一体的に形成されたリードフレームを用意する工程と、リードフレームを金型に配置し、基台の封止させる部位を金型のキャビティ内に収容すると共にキャビティから露出する部位を上下からクランプする工程と、基台の一部を収容した状態で樹脂を供給する封止工程と、樹脂硬化後のリードフレームにおいて、基台からバリ受けリード間を切断する工程と、を備えることを特徴とする。

リードフレームは、隣接する前記一対のバリ受けリード間を連成するバリ受けバーを含むように一体的に形成されてもよい。
また、接続リードは、少なくとも一つ以上が基台から延在させてもよい。

封止のための樹脂から露出する接続リードを有する樹脂封止半導体装置において、樹脂から一部を露出させる基台と、該基台と対向する位置に設けられたタイバーと、基台からタイバーまで延在しており樹脂のバリを受ける一対のバリ受けリードと、一対のバリ受けリード間において基台からタイバーに向かって２該タイバーに接することなく延在する接続リードとが一体的に形成されたリードフレームを金型に配置して、基台の封止させる部位を金型のキャビティ内に収容すると共にキャビティから露出する部位を上下からクランプした状態で樹脂を供給し、樹脂硬化後のリードフレームにおいて、基台およびバリ受けリード間を切断して成ることを特徴とする。

本発明によれば、樹脂から一部を露出させる基台と、該基台と対向する位置に設けられたタイバーと、基台から前記タイバーまで延在しており樹脂のバリを受ける一対のバリ受けリードと、該一対のバリ受けリード間において基台からタイバーに向かって該タイバーに接することなく延在する接続リードとが一体的に形成されたリードフレームを金型に配置して、前記基台の封止させる部位を金型のキャビティ内に収容すると共にキャビティから露出する部位を上下からクランプした状態で樹脂を供給し、樹脂硬化後のリードフレームにおいて、基台およびバリ受けリード間を切断して樹脂封止半導体装置を形成する。

これにより、樹脂封止の際にクランプ効果を得にくい基台側面から樹脂が流出した場合であっても、流出した樹脂は基台から延在するバリ受けバーに沿うこととなる。そして、バリ受けリードに沿って流出した樹脂は、硬化してバリとなる。従って、本発明によれば、キャビティから樹脂が流出した場合には、所望の部位に限定的にバリを形成させることができ、例えば完成後の樹脂封止半導体装置において端子として機能する接続リードにバリが形成されることがなく、バリが起因する不具合を防止することができる。

以下、図面を用いて、本発明の実施形態を詳細に説明するが、以下の説明では、実施の形態に用いる図面について同一の構成要素は同一の符号を付し、かつ重複する説明は可能な限り省略する。

本発明の樹脂封止半導体装置１０は、図１および図２に示すように、封止のための樹脂部（樹脂）１から露出する接続リード２１を備えており、該樹脂封止半導体装置１０は、複数を一括的に形成するためのリードフレーム２０を使って形成されている。

リードフレーム２０は、銅などの導電性の板部材をプレス形成したものであり、これにより、後述する接続リード２１、基台２２、タイバー２３、バリ受けリード２４、補強リード２６などの部位が一体的に形成される。尚、プレス形成後にはメッキ処理が施される。

リードフレーム２０は、樹脂部１から一部が露出することとなる基台２２と、露出する基台２２と対向する位置に設けられたタイバー２３と、基台２２からタイバー２３まで延在しており樹脂部１のバリを受ける一対のバリ受けリード２４と、一対のバリ受けリード間において基台２２からタイバー２３に向かって該タイバー２３に接することなく延在する接続リード２１と、隣接する一対のバリ受けリード間を連成するバリ受けバー２５と、バリ受けバー２５およびタイバー２３間に延在する補強リード２６と、を含んでいる。

基台２２は、矩形状であり、その一方端が樹脂部１に封止され、他方端が樹脂部１から露出している。基台２２は樹脂部１に封止される一方端において図示省略の半導体チップに電気的に接続されている。基台２２の他方端の端面は、タイバー２３およびバリ受けバー２５における長手方向に延在する面と平行になるように形成されている。

樹脂部１から露出する基台２２の他方端の端面には、その端面の中央から延在するように接続リード２１が形成されており、その先端は底面が樹脂封止半導体装置１０の底面と同じ高さとなるように、途中で屈曲している。尚、接続リード２１は、外部との電気的な接続のための端子として機能し、その接続には、はんだが用いられている。

基台２２から延在する接続リード２１は、その先端の端面がタイバー２３における長手方向と平行に、先端がタイバー２３に達することなく、当該タイバー２３と離間している。

従って接続リード２１はタイバー２３と離間していることから、全体に亘って予めメッキを施すことができる。つまり本発明の接続リード２１は、図５に示すように従来の樹脂封止半導体装置のように切断工程を経て形成されることがないため、切断による被メッキ部位が露出することない。これにより、本発明の接続リード２１は、はんだを用いた外部との接続において良好な接続を得ることができる。

樹脂部１から露出する基台２２の他方端の端面には、その端面の両端からタイバー２３に亘って延在する一対のバリ受けリード２４が形成されている。より詳細には基台２２の他方端の端面の中央から延在する接続リード２１と、該接続リード２１を間隔を置いて挟む基台２２の他方端の端面の両側から延在するバリ受けリード２４とは、共にタイバー２３に向って互いに所定の間隔を有して平行に離間している。

バリ受けバー２５は、隣接する一対のバリ受けリード２４間を連成すべく、対向するバリ受けリード２４間にタイバー２３と平行に延在しており、後述する製造方法における樹脂封止工程において、金型のクランプされていない部位から流出する樹脂を自らが受け、流出した樹脂が接続リード２１に付着することを防止する。

バリ受けリード２４は、前記したバリ受けバー２５と同様に、樹脂封止工程において、金型のクランプされていない部位から流出する樹脂を自らが受け、流出した樹脂が接続リード２１に付着することを防止する。

また、複数の樹脂封止半導体装置１０を一括的に形成するためのリードフレーム２０において、その両端に位置するバリ受けリード２４には流出した樹脂がバリ受けバー２５を経て付着する場合もあるが、このような場合であっても流出する樹脂を自らが受け、その樹脂が接続リード２１に付着することを防止する。

更に、リードフレーム２０において、その両端よりも内側に位置するバリ受けリード２４にも流出した樹脂が付着する恐れもあるが、このような場合であっても、バリ受けリード２４へ流出した樹脂は、接続リード２１に到達するまでに距離があり、接続リード２１に到達する前に樹脂は硬化し、樹脂が接続リード２１に付着することを防止する。

バリ受けバー２５およびタイバー２３間には、補強リード２６が設けられており、当該補強リード２６によって、バリ受けバー２５や該バリ受けバー２５が連成されているバリ受けリード２４などの撓み防止を図っている。

樹脂部１は、従来から知られたエポキシ系の熱硬化性樹脂であり、絶縁性および耐湿性を有するものである。

樹脂部１は、図３に示すように例えば上下に２分割される金型４０を用いて形成されている。
金型４０には、所望形状のキャビティ４１と称される空間を有しており、該キャビティ４１内に樹脂が供給され、当該樹脂が硬化することで樹脂部１が形成される。また、金型４０には、キャビティ４１内にリードフレーム２０の一部を収容すると共に、キャビティ４１外へリードフレーム２０の一部を導出するための溝４２（切り欠き）が設けられている。

金型４０の溝４２は、リードフレーム２０の基台２２の一部や該基台２２から延在する接続リード２１およびバリ受けリード２４やバリ受けバー２５の形状に対応するように形成されており、これらの部位はキャビティ４１の外にあり、樹脂によって封止されない。

ところで、キャビティ４１外にリードフレーム２０の一部を導出するための溝４２は、リードフレーム２０の形状に応じて形成する必要がある。具体的には図２および図３に示すように接続リード２１、バリ受けリード２４およびバリ受けバー２５は屈曲しており、この屈曲形状のために逃げと称する寸法的な余裕を加味して溝２４が形成されている。

尚、逃げが無い場合や、寸法的な余裕が少ない場合には、金型４０を使用し続けることで磨耗を招き、これにより溝４２と、当該溝４２内に配置されるリードフレーム２０との間に次第に隙間が生じる。

前記したような場合において、キャビティ４１内に供給される樹脂は、溝４２と該溝４２内に配置されるリードフレーム２０との隙間から流出する恐れがある。具体的には、キャビティ４１内に高圧で供給される樹脂が、基台２２の側面やバリ受けバー２５などに沿って溝４２との隙間から流出し、流出した樹脂が基台２２の側面やバリ受けバー２５に付着し、更に場合によっては基台２２の他方端の端面から延在するバリ受けリード２４の側面に付着する恐れもある。

ところでリードフレーム２０の一部は、金型４０により図３に示す位置Ａにおいて上下にクランプされている。

従って、キャビティ４１内に供給される樹脂が当該キャビティ４１から流出しても、クランプされている基台２２表面および裏面に付着し難い。また、基台２２の他方端の端面の両側から延在するバリ受けリード２４においても、表面および裏面に樹脂が付着し難い。

これは、バリ受けリード２４の表面および裏面においてクランプが成されていなくても、基台２２の側面に沿ってバリ受けバー２５やバリ受けリード２４まで流出した樹脂はその勢いが低減することから、樹脂がバリ受けリード２４の表面および裏面にまで回り込む勢いがなく、結果バリ受けリード２４の表面および裏面に樹脂が付着し難くい。

次に、本発明の樹脂封止半導体装置１０の製造方法を説明する。
先ず、前記した基台２２から接続リード２１、バリ受けリード２４が延在し、一対のバリ受けリード２４を連成するためのバリ受けバー２５と、該バリ受けバー２５と平行なタイバー２３とが一体的に形成されたリードフレーム２０を用意する。

次に、用意したリードフレーム２０を前記した金型４０に配置する。このとき、基台２２の一部がキャビティ４１から導出されるように配置する。これにより、基台２２の一部と、該基台２２から延在する接続リード２１およびバリ受けリード２４と、タイバー２３と、バリ受けバー２５とがキャビティ４１外に位置するように配置される。

尚、金型４０に配置されたリードフレーム２０は、図３に示す位置Ａにおいて上下にクランプされている。

その後、金型内（キャビティ４１内）に樹脂を供給する。
このとき、キャビティ４１には、樹脂が１０〜２０ＭＰａの高圧力で注入される。

これにより、クランプされていない基台２２の側面から高圧で供給される樹脂が流出してしまう恐れがある。この場合、流出した樹脂は基台２２の側面に沿って流出し、更に基台２２の側面から当該基台２２の他方端の端面の両側から延在するバリ受けリード２４の側面に沿って流出する。また、場合によっては流出した樹脂がバリ受けリード２４の側面から更にバリ受けバー２５の側面を伝うこともある。

しかしながら、流出した樹脂が基台２２の側面、バリ受けリード２４の側面およびバリ受けバー２５の側面に付着することがあっても、接続リード２１に付着することはない。これは、樹脂の流出経路と接続リード２１の位置関係に起因している。

すなわち、キャビティ４１から流出した樹脂は、先ず基台２２の他方端の側面に沿って流出し、その流出した樹脂は更に基台２２の他方端に続くバリ受けバー２５の側面に流出する。また、場合によっては基台２２の他方端の端面から延在するバリ受けリード２４の側面、より詳細には接続リード２１を介して対向する一対のバリ受けリード２４の外側の側面にも流出する恐れがある。しかし、流出した樹脂はいずれの位置においても接続リード２１から離れているため、接続リード２１に到達する前に硬化し、流出した樹脂が接続リード２１に付着することはない。

次に、金型４０のキャビティ４１内に注入された樹脂が硬化すると、金型４０が取り外される。
その後、図７の破線によって示された箇所においてリードフレーム２０から樹脂封止半導体装置１０が切り離される。

ところで、本発明ではリードフレーム２０から各樹脂封止半導体装置１０を切離す際、接続リード２１を切断する必要が無く、接続リード２１において地金が露出してしまうことがない。従って、端子として機能する接続リード２１は全体にわたってメッキが施されており、非メッキ状態となる部位が無いため、はんだを用いた外部との接続において良好な接続を得ることができる。

特に、基台２２側における切断を詳細に説明すると、切断位置は基台２２と該基台２２の他方端の端面であり、この端面において基台２２から延在するバリ受けリード２４が切り離される。これにより、接続リード２１に樹脂を付着（樹脂バリを形成）させることなく、樹脂封止半導体装置１０を製造することができる。

本発明の樹脂封止半導体装置の斜視図である。 本発明の樹脂封止半導体装置の平面図である。 本発明の樹脂封止半導体装置の製造方法を説明するための金型断面図である。 従来の樹脂封止半導体装置の斜視図である。 従来の樹脂封止半導体装置の平面図である。 従来の樹脂封止半導体装置の製造方法に説明するための金型断面図である。 本発明の樹脂封止半導体装置を製造する際の切断箇所を示す平面図である。

符号の説明

１ 樹脂部
１０ 樹脂封止半導体装置
２０ リードフレーム
２１ 接続リード
２２ 基台
２３ タイバー
２４ バリ受けリード
２５ バリ受けバー
４０ 金型
４１ キャビティ
４２ 溝

Claims (4)

1. 樹脂から露出する部位が屈曲している接続リードを有する樹脂封止半導体装置の製造方法において、
   樹脂から一部を露出させる基台と、該基台と対向する位置に設けられたタイバーと、前記基台から前記タイバーまで延在しており樹脂のバリを受ける一対のバリ受けリードと、前記一対のバリ受けリード間において前記基台から前記タイバーに向かって該タイバーに接することなく延在する前記接続リードとが一体的に形成されたリードフレームを用意する工程と、
   前記リードフレームを金型に配置し、前記基台の封止させる部位を金型のキャビティ内に収容すると共にキャビティから露出する部位を上下からクランプする工程と、
   前記基台の一部を収容した状態で樹脂を供給する封止工程と、
   樹脂硬化後のリードフレームにおいて、前記基台から前記バリ受けリード間を切断する工程と、を備えることを特徴とする樹脂封止半導体装置の製造方法。
2. 前記リードフレームは、隣接する前記一対のバリ受けリード間を連成するバリ受けバーを含むように一体的に形成されていることを特徴とする請求項１記載の樹脂封止半導体装置の製造方法。
3. 前記接続リードは、少なくとも一つ以上が前記基台から延在することを特徴とする請求項１乃至請求項２いずれか記載の樹脂封止半導体装置の製造方法。
4. 封止のための樹脂から露出する接続リードを有する樹脂封止半導体装置において、
   樹脂から一部を露出させる基台と、該基台と対向する位置に設けられたタイバーと、前記基台から前記タイバーまで延在しており樹脂のバリを受ける一対のバリ受けリードと、前記一対のバリ受けリード間において前記基台から前記タイバーに向かって該タイバーに接することなく延在する前記接続リードとが一体的に形成されたリードフレームを金型に配置して、前記基台の封止させる部位を金型のキャビティ内に収容すると共にキャビティから露出する部位を上下からクランプした状態で樹脂を供給し、樹脂硬化後のリードフレームにおいて、前記基台および前記バリ受けリード間を切断して成ることを特徴とする樹脂封止半導体装置。

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