JP5217291B2 - 樹脂封止型半導体装置とその製造方法、半導体装置用基材、および積層型樹脂封止型半導体装置 - Google Patents

樹脂封止型半導体装置とその製造方法、半導体装置用基材、および積層型樹脂封止型半導体装置 Download PDF

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Description

本発明は、端子部材を用いた小型、薄型で、且つ、対向する2辺側にパッドを配列した、または1列にパッドを配列した、SONタイプの樹脂封止型半導体装置と、そのような半導体装置を積層した構造の積層型樹脂封止型半導体装置に関する。
近年、電子機器の小型化に対応するために、電子機器に搭載される半導体部品を高密度に実装することが要求され、それにともなって、半導体部品の小型化、薄型化が進んでおり、更なる薄型化を廉価に達成できるパッケージが求められている。
このような状況のもと、薄型化に対応するものとして、特開平11−307675号公報に記載の接続用リードの上面及び下面を露出させた構造の樹脂封止型半導体装置や、特開平11−260989号公報に記載の接続用リードの一部を露出して外部端子としている樹脂封止型半導体装置が提案されている。
一方、システムLSIのワンチップ化の開発が盛んであるが、2次元方向への配線展開となるため、配線の短縮による高速化には限界があり、また、その開発費、開発期間の増加を招いているのが実状で、最近では、これに代わり、半導体素子を3次元方向に積層したパッケージでシステムLSIを実現しようとする試みがなされている。
このようなパッケージをシステムパッケージとも言う。
特開平11−307675号公報には、これに記載の樹脂封止型半導体装置を積層し、その上面及び下面を露出させた接続用リードで電気的接続をとった、いわゆるスタック構造の積層型樹脂封止型半導体装置も記載されている。しかしながらこの公報に記載の樹脂封止型半導体装置は、ダイパッドを備えたもので、薄型化は十分でない。
また、特開平11−260989号公報に記載の樹脂封止型半導体装置はスタック構造をとれるものではない。
さらに、特開平2002−33434号公報には、パッケージ内に半導体素子(チップ)を積層したパッケージが記載されているが、この構造では、自由度が少なく、汎用化しずらい。
特開平11−307675号公報 特開平11−260989号公報 特開平2002−33434号公報
このような中、特に、半導体素子(チップ)におけるメモリ容量の大型化は激しく、配線の微細化による高密度化にもかかわらず、メモリー用半導体素子においては、そのサイズも大きくなってきている。最近では、特に、メモリー用半導体素子については、薄型で、且つ、対向する2辺側にパッドを配列した、あるいは、1列にパッドを配列した、SONタイプの樹脂封止型半導体装置も求められるようになってきた。
しかしながら、SONタイプの樹脂封止型半導体装置において、8mm×10mmサイズのレベルより大きくなると、実用上、強度的に弱く、これが問題になっていた。
上記のように、近年、半導体部品の小型化、薄型化が進んでおり、更なる薄型化を廉価に達成できるパッケージが求められ、そのようなパッケージを積層して用いることも行われるようになってきている。最近では、特に、メモリー用半導体素子については、薄型で、且つ、対向する2辺側にパッドを配列した、あるいは、1列にパッドを配列した、SONタイプの樹脂封止型半導体装置も求められるようになってきたが、8mm×10mmサイズのレベルより大きくなると、強度的に弱く、この対応が求められていた。
本発明はこれらに対応するもので、薄型で、且つ、対向する2辺側にパッドを配列した、あるいは、1列にパッドを配列した、SONタイプの樹脂封止型半導体装置で、8mm×10mmサイズのレベルより大きくなっても、強度的に対応できる樹脂封止型半導体装置を提供しようとするものであり、かつ薄型の樹脂封止型半導体装置で量産性の良いものを提供しようとするものである。
更に、このような薄型の樹脂封止型半導体装置を複数積層した、スタック構造の積層型樹脂封止型半導体装置を提供しようとするものである。
同時に、このような薄型の樹脂封止型半導体装置の製造方法の提供しようとするものである。
本発明は、対向する2長辺と対向する2短辺を有する半導体素子と、半導体素子の2短辺近傍に位置し、外部回路に接続される外部端子部と、半導体素子に接続される内部端子部と、外部端子部と内部端子部とを連結する連結部とを有する複数の端子部材と、半導体素子および端子部材から電気的に絶縁されたサポートバーと、半導体素子と端子部材の内部端子部とを接続するボンディングワイヤと、半導体素子、端子部材、サポートバーおよびボンディングワイヤを封止する樹脂封止部とを備え、各端子部材は平坦状の裏面と、2段状の表面とを有するとともに、内部端子部を形成する内側の薄肉部と、外部端子部を形成する外側の厚肉部とからなり、内部端子部の裏面、外部端子部の表面、外部端子部の裏面および外部端子部の外側側面は、樹脂封止部から外方へ露出し、サポートバーは半導体素子の長辺に平行に配置された長辺サポートバー、または半導体素子の短辺に平行に配置された短辺サポートバーを有することを特徴とする樹脂封止型半導体装置である。
本発明は、サポートバーは樹脂封止部の外方へ露出する延設部分を有することを特徴とする樹脂封止型半導体装置である。
本発明は、サポートバーは、複数の部材と、各部材を接続する接続部とを有することを特徴とする樹脂封止型半導体装置である。
本発明は、サポートバーは長辺サポートバーを有し、この長辺サポートバーの両端部は各々端子部材まで延びていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置である。
本発明は、サポートバーはテープを介して半導体素子に取付けられていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置である。
本発明は、樹脂封止部の表面側に窪みが設けられていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置である。
本発明は、窪みは円柱状または矩形柱状断面を有することを特徴とする樹脂封止型半導体装置である。
本発明は、テープは半導体素子の短辺に平行に延び、ボンディングワイヤはこのテープを跨いで設けられていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置である。
本発明は、各端子部材は加工用素材を用いてエッチング加工法により作製され、外部端子部は加工用素材の厚みを保って厚肉に形成され、内部端子部は加工用素材の表面側からハーフエッチングを施して薄肉に形成され、本発明は、内部端子部の長手方向に平行な内側断面において、表面と内側側面との間に鋭角が形成されていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置である。
本発明は、内部端子部の内側端部は、平面からみて先細状となっていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置である。
本発明は、端子部材の内部端子部および外部端子部のうち、樹脂封止部に接する面に粗面化処理が施されていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置である。
本発明は、粗面化処理が施された面において、最大高さ粗さRy(JISBO601−1994)は、1μm〜2μmの範囲であることを特徴とする樹脂封止型半導体装置である。
本発明は、外部端子部の外側上部には、切り欠け部が形成され、外部端子部の表面外縁は、外側側面より内方に入り込むことを特徴とする樹脂封止型半導体装置である。
本発明は、端子部材は、Cu、Cu系合金、42%Ni−Fe系合金からなることを特徴とする樹脂封止型半導体装置である。
本発明は、内部端子部の表面、および外部端子部の表面および裏面に、半田めっき層、金めっき層、銀めっき層、パラジウムめっき層、錫めっき層から選ばれた1つの金属めっき層が、接続用のめっき層として設けられていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置である。
本発明は、半導体素子の厚みが100μm以下であることを特徴とする樹脂封止型半導体装置である。
本発明は、上下方向に互いに重ね合わされ、電気的に接続された2以上の樹脂封止型半導体装置を備えた積層型樹脂封止型半導体装置において、各樹脂封止型半導体装置は、対向する2長辺と対向する2短辺を有する半導体素子と、半導体素子の2短辺近傍に位置し、外部回路に接続される外部端子部と、半導体素子に接続される内部端子部と、外部端子部と内部端子部とを連結する連結部とを有する複数の端子部材と、半導体素子および端子部材から電気的に絶縁されたサポートバーと、半導体素子と端子部材の内部端子部とを接続するボンディングワイヤと、半導体素子、端子部材、サポートバーおよびボンディングワイヤを封止する樹脂封止部とを備え、各端子部材は平坦状の裏面と、2段状の表面とを有するとともに、内部端子部を形成する内側の薄肉部と、外部端子部を形成する外側の厚肉部とからなり、内部端子部の裏面、外部端子部の表面、外部端子部の裏面および外部端子部の外側側面は、樹脂封止部から外方へ露出し、ポートバーは半導体素子の長辺に平行に配置された長辺サポートバー、または半導体素子の短辺に平行に配置された短辺サポートバーを有することを特徴とする積層型樹脂封止型半導体装置である。
本発明は、上下方向に互いに重ね合わされ電気的に接続された2以上の樹脂封止型半導体装置からなる複数の組を、互いの側面で電気的に接続してなる積層型樹脂封止型半導体装置において、各樹脂封止型半導体装置は、対向する2長辺と対向する2短辺を有する半導体素子と、半導体素子の2短辺近傍に位置し、外部回路に接続される外部端子部と、半導体素子に接続される内部端子部と、外部端子部と内部端子部とを連結する連結部とを有する複数の端子部材と、半導体素子および端子部材から電気的に絶縁されたサポートバーと、半導体素子と端子部材の内部端子部とを接続するボンディングワイヤと、半導体素子、端子部材、サポートバーおよびボンディングワイヤを封止する樹脂封止部とを備え、各端子部材は平坦状の裏面と、2段状の表面とを有するとともに、内部端子部を形成する内側の薄肉部と、外部端子部を形成する外側の厚肉部とからなり、内部端子部の裏面、外部端子部の表面、外部端子部の裏面および外部端子部の外側側面は、樹脂封止部から外方へ露出し、ポートバーは半導体素子の長辺に平行に配置された長辺サポートバー、または半導体素子の短辺に平行に配置された短辺サポートバーを有することを特徴とする積層型樹脂封止型半導体装置である。
本発明は、上側の樹脂封止型半導体装置の外部端子部の外側側面と、下側の樹脂封止型半導体装置の外部端子部の外側側面は、互いに電気的に接続されていることを特徴とする積層型樹脂封止型半導体装置である。
本発明は、対向する2長辺と対向する2短辺を有する半導体素子と、半導体素子の2短辺近傍に位置し、外部回路に接続される外部端子部と、半導体素子に接続される内部端子部と、外部端子部と内部端子部とを連結する連結部とを有する複数の端子部材と、半導体素子および端子部材から電気的に絶縁されたサポートバーと、半導体素子と端子部材の内部端子部とを接続するボンディングワイヤと、半導体素子、端子部材、サポートバーおよびボンディングワイヤを封止する樹脂封止部とを備え、各端子部材は平坦状の裏面と、2段状の表面とを有するとともに、内部端子部を形成する内側の薄肉部と、外部端子部を形成する外側の厚肉部とからなり、内部端子部の裏面、外部端子部の表面、外部端子部の裏面および外部端子部の外側側面は、樹脂封止部から外方へ露出し、ポートバーは半導体素子の長辺に平行に配置された長辺サポートバー、または半導体素子の短辺に平行に配置された短辺サポートバーを有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において、加工用素材を用いてエッチング加工法により、各々外部端子部同士が連結された一対の端子部材からなる複数の連結端子部材と、複数のサポートバーとを含む加工シートを得る工程と、加工シートの裏面を真空引き板により真空吸着保持し、この状態で連結端子部材間の真空引き板上に半導体素子を搭載するとともに、連結端子部材と半導体素子間をボンディングワイヤで接続する工程と、加工シートを真空引き板から外し、加工シートの表面および裏面にモールド用テープを介してモールド固定用平板を設けて、モールド固定用平板間に封止樹脂を充てんして樹脂封止部を形成する工程と、樹脂封止部の表面および裏面からモールド用テープおよびモールド固定用平板を取り外し、樹脂封止部に切断用テープを貼って、各半導体素子毎に樹脂封止部を切断する工程とを備え、樹脂封止部を切断する際、各連結端子部材の外部端子部間を切断して、連結端子部材を各々の端子部材に分離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である。
本発明は、真空引き板は、全面に形成された真空吸着用の孔を含むことを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造方法である。
本発明は、対向する2長辺と対向する2短辺を有する半導体素子と、半導体素子の2短辺近傍に位置し、外部回路に接続される外部端子部と、半導体素子に接続される内部端子部と、外部端子部と内部端子部とを連結する連結部とを有する複数の端子部材と、半導体素子および端子部材から電気的に絶縁されたサポートバーと、半導体素子と端子部材の内部端子部とを接続するボンディングワイヤと、半導体素子、端子部材、サポートバーおよびボンディングワイヤを封止する樹脂封止部とを備え、各端子部材は平坦状の裏面と、2段状の表面とを有するとともに、内部端子部を形成する内側の薄肉部と、外部端子部を形成する外側の厚肉部とからなり、内部端子部の裏面、外部端子部の表面、外部端子部の裏面および外部端子部の外側側面は、樹脂封止部から外方へ露出し、サポートバーは半導体素子の長辺に平行に配置された長辺サポートバー、または半導体素子の短辺に平行に配置された短辺サポートバーを有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において、加工用素材を用いてエッチング加工法により、各々外部端子部同士が連結された一対の端子部材からなる複数の連結端子部材と、複数のサポート部材とを含む加工シートを得る工程と、加工シートの裏面にモールド用テープを貼り付けて、モールド用テープにより加工シートを保持し、この状態で連結端子部材間のモールド用テープ上に半導体素子を搭載するとともに、連結端子部材と半導体素子間をボンディングワイヤで接続する工程と、加工シートの表面にモールド用テープを貼る工程と、加工用シートの表面および裏面に、モールド用テープを介してモールド固定用平板を設けて、モールド固定用平板間に封止樹脂を充てんして樹脂封止部を形成する工程と、樹脂封止部の表面および裏面からモールド固定用平板を取り外し、樹脂封止部に切断用テープを貼って、各半導体素子毎に樹脂封止部を切断する工程とを備え、樹脂封止部を切断する際、各連結端子部材の外部端子部間を切断して、連結端子部材を各々の端子部材に分離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である。
本発明は、外部端子部と、半導体素子に接続される内部端子部と、外部端子部と内部端子部とを連結する連結部とを有する複数の端子部材と、端子部材から電気的に絶縁されたサポートバーと、を備え、各端子部材は平坦状の裏面と、2段状の表面とを有するとともに、内部端子部を形成する内側の薄肉部と、外部端子部を形成する外側の厚肉部とからなり、サポートバーは半導体素子の長辺に平行に配置された長辺サポートバー、または半導体素子の短辺に平行に配置された短辺サポートバーを有することを特徴とする半導体装置用基材である。
本発明は、サポートバーは延設部分を有することを特徴とする半導体装置用基材である。
本発明は、サポートバーは、複数の部材と、各部材を接続する接続部とを有することを特徴とする半導体装置用基材である。
本発明は、サポートバーは長辺サポートバーを有し、この長辺サポートバーの両端部は各々端子部材まで延びていることを特徴とする半導体装置用基材である。
本発明は、各端子部材は加工用素材を用いてエッチング加工法により作製され、外部端子部は加工用素材の厚みを保って厚肉に形成され、内部端子部は加工用素材の表面側からハーフエッチングを施して薄肉に形成され、本発明は、内部端子部の長手方向に平行な内側断面において、表面と内側側面との間に鋭角が形成されていることを特徴とする半導体装置用基材である。
内部端子部の内側端部は、平面からみて先細状となっていることを特徴とする半導体装置用基材である。
本発明は、端子部材の内部端子部および外部端子部のうち、各々の表面に粗面化処理が施されていることを特徴とする半導体装置用基材である。
本発明は、粗面化処理が施された面において、最大高さ粗さRy(JISBO601−1994)は、1μm〜2μmの範囲であることを特徴とする半導体装置用基材である。
本発明は、外部端子部の外側上部には、切り欠け部が形成され、外部端子部の表面外縁は、外側側面より内方に入り込むことを特徴とする半導体装置用基材である。
本発明は、端子部材は、Cu、Cu系合金、42%Ni−Fe系合金からなることを特徴とする半導体装置用基材である。
本発明は、内部端子部の表面、および外部端子部の表面および裏面に、半田めっき層、金めっき層、銀めっき層、パラジウムめっき層、錫めっき層から選ばれた1つの金属めっき層が、接続用のめっき層として設けられていることを特徴とする半導体装置用基材である。
本発明の樹脂封止型半導体装置は、このような構成にすることにより、薄型で、且つ、対向する2辺側にパッドを配列した、あるいは、1列にパッドを配列した、SONタイプの樹脂封止型半導体装置で、8mm×10mmサイズのレベルより大きくなっても、強度的に対応できる樹脂封止型半導体装置の提供を可能としている。
更に、このような薄型の樹脂封止型半導体装置を複数積層し、いわゆるスタック構造にした積層型樹脂封止型半導体装置の提供を可能としている。
具体的には、本発明は、対向する2長辺と対向する2短辺を有する半導体素子と、半導体素子の2短辺近傍に位置し、外部回路に接続される外部端子部と、半導体素子に接続される内部端子部と、外部端子部と内部端子部とを連結する連結部とを有する複数の端子部材と、半導体素子および端子部材から電気的に絶縁されたサポートバーと、半導体素子と端子部材の内部端子部とを接続するボンディングワイヤと、半導体素子、端子部材、サポートバーおよびボンディングワイヤを封止する樹脂封止部とを備え、各端子部材は平坦状の裏面と、2段状の表面とを有するとともに、内部端子部を形成する内側の薄肉部と、外部端子部を形成する外側の厚肉部とからなり、内部端子部の裏面、外部端子部の表面、外部端子部の裏面および外部端子部の外側側面は、樹脂封止部から外方へ露出し、サポートバーは半導体素子の長辺に平行に配置された長辺サポートバー、または半導体素子の短辺に平行に配置された短辺サポートバーを有することを特徴とする樹脂封止型半導体装置である。
特に、サポートバーを設けた構造としていることにより、SONタイプの樹脂封止型半導体装置で、8mm×10mmサイズのレベルより大きくなっても、強度的に対応できる。
また、半導体素子自体の厚さの薄化に対応して、薄型化が達成できる。
また、半導体素子の端子面側でない面(裏面)を露出させるようにして、配置していることにより、半導体素子上の樹脂封止部の厚みを増し、組み立て加工し易いものとなり、より放熱性に優れるものとしている。
また、ワイヤボンディング接続をとっていることにより、接続作業性を良いものとし、且つ、接続信頼性を良いものとしている。
更に、内部端子部の厚さより、半導体素子の厚さを薄くしていることにより、半導体素子の端子と内部端子の端子面におけるワイヤボンデイング接続を行う場合、第1のボンディングポイントを半導体素子とすることができ、ワイヤの垂れを防止できる。
勿論、ボンディングワイヤの形成はし易いものとなる。
また、後述する、本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法により、面付け状態で作製でき、量産性の良い構造といえる。
特に、前記サポートバーは、一体的に連結して側面外方に達する延設部分を設け、該延設部分の断面を該側面に露出させている。このため、特に、量産性の良い樹脂封止型半導体装置の提供を可能としている。
また、前記サポートバーは複数の部材と、各部材を接続する接続部とを有するので、サポートバーを強固に構成することができる。
また、サポートバーの長辺サポートバーは、前記端子部材に達する長さを有する。このため端子部材と半導体素子との間における曲げに強いものとし、全体を強固にできる。
また、サポートバーは半導体素子の表面(端子面)側に、テープを介して固定されているため、前記サポートバーを固定を確実に固定できる。
また、前記半導体素子の端子面側の樹脂部表面に、窪みを設けているので、熱ストレス時の反りを低減できる。
ここで、窪みの断面としては、円柱状、あるいは、矩形柱状の窪みが挙げられる。
尚、勿論、窪みは封止用の樹脂封止部が樹脂封止機能を十分果たせる範囲のもので、その大きさは、ワイヤ、インナーリード、サポートバー等に当たらぬサイズであり、その深さは、通常、半導体素子の端子面側の樹脂封止部表面から半導体素子の端子面までの厚さの半分以下とする。
また、前記半導体素子と、端子部材の内部端子部とは、半導体素子の端子面に設けられたテープを跨ぎ、ボンディングワイヤにより接続されている。このため、ボンディングワイヤの接続をたわみを少なくしてできるものとしている。
また、各端子部材は、エッチング加工法を用いて、加工用素材から形成され、外部端子部は加工用素材の厚さの厚肉に形成され、内部端子部は該加工用素材の一面側からのハーフエッチングにて薄肉に形成されている。内部端子部の半導体素子側の先端断面は、ハーフエッチング形成面と側面とが鋭角をなす。このことにより、内部端子部の半導体素子側のその長手方向の先端において、温度変化に伴って、樹脂封止部の締め付けが起こり、かつ耐湿性の良い構造となる。
また、先端が鋭角となった分だけ封止用樹脂の量を増やすことも可能で、樹脂封止部用樹脂の量が増える分、構造的、品質面で安定する。
尚、前記鋭角の角度としては、85度以下が好ましい。
更に、前記各端子部材は、その内部端子部の半導体素子側の先端幅を先細状としている。先端が先細状となった分だけ封止用樹脂の量を増やすことも可能で、封止用樹脂の量が増える分、構造的、品質面で安定する。
上記において、前記サポートバーは、各端子部材を形成する際に、一緒に形成され、薄肉のハーフエッチング部を有する。このためその作製を容易に量産的にできる。
また、前記各端子部材の前記樹脂封止部表面と接する表面部に粗面化処理を施した。このことにより、端子部材と樹脂封止部との密着性の向上が図れる。
特に、前記粗面化処理による、最大高さ粗さRy(JISBO601−1994)が、1μm〜2μmの範囲である場合には、有効である。
また、外部端子部の前記一方側の面と外側側面にわたる切り欠け部を設けている。このためその面付け作製において、個片化の際、その切断がし易い。
特に、樹脂封止工程(モールド工程)においては、特別な形状にキャビティーを設ける必要はなく、平板状のものでその両側を抑えた状態で一括モールドが簡単に行え、量産性、設備の面からも好ましい。
端子部材としては、Cu、Cu系合金、42%Ni−Fe系合金からなるものが挙げられる。
また、内部端子部の端子面および外部端子部の表裏の端子面に、半田めっき層、金めっき層、銀めっき層、パラジウムめっき層、錫めっき層から選ばれた1つの金属めっき層が、接続用のめっき層として設けられている。このためワイヤボンディング接続の信頼性が良好となる。
特に、半導体素子の厚みが100μm以下である場合には、有効である。
本発明の積層型樹脂封止型半導体装置により、樹脂封止型半導体装置を積層したスタック構造の積層型樹脂封止型半導体装置を提供することができる。
本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法により、薄型の樹脂封止型半導体装置を、量産性良く製造できるものとしている。
本発明によれば、上記のように、薄型で、且つ、対向する2辺側にパッドを配列した、あるいは、1列にパッドを配列した、SONタイプの樹脂封止型半導体装置であって、8mm×10mmサイズのレベルより大きいものであっても、強度的に対応できる。特に、量産性の良い樹脂封止型半導体装置の提供を可能とした。
更に、このような薄型の樹脂封止型半導体装置を複数積層し、いわゆるスタック構造にした積層型樹脂封止型半導体装置の提供を可能とした。
また、このような樹脂封止型半導体装置の製造方法の提供を可能とした。
このような樹脂封止型半導体装置や積層型樹脂封止型半導体装置は、メモリー用として、あるいは、システムパッケージ等に用いられる他、カードモジュール内、ICカード内、POP(Point Of Purchase advertising )カード内、基板(紙シート等)内等に、特に薄さが求められる場合に、有効に利用できる。
本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図1(a)は本発明の樹脂封止型半導体装置の実施の形態の第1の例を示した概略断面図で、図1(b)は図1(a)のA1側から透視してみた図で、図1(c)は、図1(b)の一点鎖線A5−A6ーA7−A8におけるサポートバーの断面を示した図である。図2(a)は端子部材の断面図で、図2(b)は図1(a)のB1側から見た図で、図2(c)は図2(a)のB2側からみた図で、図2(d)は図2(d)のB3側からみた図である。図3(a)は本発明の樹脂封止型半導体装置の実施の形態の第2の例を示した概略断面図で、図3(b)は図3(a)のA11側から透視してみた図で、図3(c)は、図3(b)の一点鎖線A51−A61ーA71−A81におけるサポートバーの断面を示した図である。図4(a)は本発明の樹脂封止型半導体装置の実施の形態の第3の例を示した概略断面図で、図4(b)は図4(a)のA12側から透視してみた図で、図4(c)は、図4(b)の一点鎖線A52−A62ーA72−A82におけるサポートバーの断面を示した図である。図5(a)は本発明の樹脂封止型半導体装置の実施の形態の第4の例を示した概略断面図で、図5(b)は図5(a)のA13側から透視してみた図である。図6(a)は本発明の樹脂封止型半導体装置の実施の形態の第5の例を示した概略断面図で、図6(b)は図4(a)のA14側から透視してみた図である。図7(a)は本発明の樹脂封止型半導体装置の実施の形態の第6の例を示したの概略断面図で、図7(b)は図7(a)のA15側から透視してみた図である。図8は本発明の積層型樹脂封止型半導体装置の実施の形態の第1の例の断面図である。図9は本発明の積層型樹脂封止型半導体装置の実施の形態の第2の例の断面図である。図10は本発明の積層型樹脂封止型半導体装置の実施の形態の第3の例の断面図である。図11は本発明の積層型樹脂封止型半導体装置の実施の形態の第4の例の断面図である。図12(a)は本発明の積層型樹脂封止型半導体装置の実施の形態の第5の例の断面図である。図12(b)は図12(a)のE1側からみた図で、図13は本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法の実施の形態の第1の例の製造工程断面図である。図14は本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法の実施の形態の第2の例の製造工程断面図である。図15(a)、15(b)はダイシングソーによる切断状態を示した図である。図16は封止用樹脂の表面に窪みを設けた形態を示した断面図である。
尚、図1(a)は図1(b)のA2−A3側から見た図である。図3(a)は図3(b)のA21−A31側から見た図である。図4(a)は図4(b)のA22−A32側から見た図である。図5(a)は図5(b)のA23−A33側から見た図である。図6(a)は図6(b)のA24−A34側から見た図である。図7(a)は図7(b)のA25−A35側から見た図である。これらの図において、図を分かり易くするために、いずれも、サポートバーを示していない。
また、図12〜図14においては、分かり易くするために、半導体素子の端子部は省略して示している。
また、図13(h)、図14(i)における両方向矢印は、ダイシングソーの昇降方向を示している。
図1〜図16中、101〜104、101a〜104a、101b〜104b、101c〜104cは樹脂封止型半導体装置、110は端子部材、111は外部端子部、111a、111b、111cは端子面、112は内部端子部、112aは端子面(ハーフエッチング面)、113は連結部、114は切り欠け部、116は先端部、116Sは(先端の)側面、117はグルーブ(溝部)、120、120a、120bは半導体素子(半導体チップあるいは単にチップとも言う)、120A、120Aa、120Abは半導体素子(半導体チップあるいは単にチップとも言う)、120Mは半導体素子、121は端子、130はボンディングワイヤ、140は樹脂封止部、145は窪み、160、160Aはサポートバー、161a,162aは薄肉部、162は厚肉部、165は延設部分、170、171は連結部(サポートバーとも言う)、170aはサポートバー、172、173は接続部、180、181はテープ(ここでは両面テープ)、190は半田ペースト(導電性ペーストとも言う)、195は基材、210は加工用素材、210Aは加工シート、220はレジスト、230は端子部材、231は外部端子部、232は内部端子部、233は連結部、235は支持部(連結部とも言う)、237は凹部、237Aは切り欠け部、240は平板状の多孔板(真空引き板とも言う)、250は半導体素子、260はボンディングワイヤ、270、271は(固定用、モールド用の)テープ、275は(ダイシング用の)テープ、280は樹脂封止部、301は単位の樹脂封止型半導体装置、310は加工用素材、310Aは加工シート、315は枠部、316は治具孔、317は長孔部、320はレジスト、330は端子部材、331は外部端子部、332は内部端子部、333は連結部、335は支持部(連結部とも言う)、337は凹部、337Aは切り欠け部、340、341は(固定用、モールド用の)テープ、345は(切断用の)テープ、350は半導体素子、360はボンディングワイヤ、371、372はモールド固定用の平板、380は樹脂封止部、385は切断ライン、386は切断目印(貫通孔あるいは窪み)、401〜408は樹脂封止型半導体装置である。
はじめに、本発明の樹脂封止型半導体装置の実施の形態の第1の例を、図1に基づいて説明する。
樹脂封止型半導体装置101は、対向する2長辺120Aと対向する2短辺120Bを有する半導体素子120と、半導体素子120の2短辺120B近傍に位置し、外部回路に接続される外部端子部111と、半導体素子120に接続される内部端子部112と、外部端子部111と内部端子部112とを連結する連結部113とを有する複数の端子部材110と、半導体素子120および端子部材110から電気的に絶縁された一対のサポートバー160、160Aと、半導体素子120の端子121と端子部材110の内部端子部112とを接続するボンディングワイヤ130と、半導体素子120、端子部材110、サポートバー160、160Aおよびボンディングワイヤ130を封止する樹脂封止部140とを備えている。
このうち端子部材110と、一対のサポートバー160、160Aとによって半導体装置用基材110Aが構成される。
また各端子部材110は、平坦状の裏面111bと、2段上の表面111a、112aとを有するとともに、内部端子112は薄肉に形成され、外部端子部111は厚肉に形成されている。
封止型半導体装置101の全体形状は複数個の端子部材110の配置領域内、且つ、端子部材110の外部端子部111の厚さ内に収められている。また樹脂封止型半導体装置101は、SON型の樹脂封止型半導体装置となっている。
そして、各端子部材110の内部端子部112は、その表面が端子面112aとなっており、各外部端子部111の表面111a、裏面111bおよび内部端子部112の表面112aはそれぞれ、一平面上に、揃っている。また内部端子部112側が半導体素子120側に向くよう、各端子部材110が配設され、外部端子部111の表面111a、裏面111bおよび外側側面111cは樹脂封止部140から外方へ露出している。また、半導体素子120の表面は端子面120aとなっており、端子面120aは内部端子部112の端子面112aと同一方向を向いている。また半導体素子120の裏面120bは封止樹脂部140から外方へ露出している。
また、一対のサポートバー160,160Aは、それぞれ、平面上半導体素子120から離れて半導体素子120の長辺120Aに平行に配置に配置された長辺サポーバーとなっており、樹脂封止部140の側面に達する延設部分165を有し、この延設部分165の断面は樹脂封止部140の側面に露出している。
各端子部材110は、エッチング加工法を用いて、加工用素材210から形成され、外部端子部111は加工用素材210の厚さの厚肉となっており、内部端子部112は該加工用素材210の一面側からのハーフエッチングにて薄肉に、形成されている。内部端子部112の半導体素子120側の先端断面は、内部端子部112の端子面(ハーフエッチング面)112aと先端部116の側面116Sとが鋭角をなし、また、その内部端子部112の半導体素子120側の先端は平面からみて先細状に形成され、端子部材110の裏面にグループ117が形成されている。(図2(a)〜図2(d)を参照)
また、サポートバー160、160Aは、各端子部材110を形成する際に、一緒に形成され、薄肉のハーフエッチング部(図1(c)の薄肉部161a,161bがこれに相当)を有する。
尚、薄肉部161aは、A1側(図1(a)参照)からみえる面がエッチング形成面で、薄肉部161bは、A1側(図1(a)参照)からみえる面が加工用素材面で、サポートバー160Aと、サポートバー160とは、その延設部分165を含めて対称に形成されている。
本例では、厚さ0.2mmのCu材を加工用素材210として、内部端子部112の厚さを0.1mmとし、厚さ70μmの半導体素子を用いたが、加工用素材としては、Cu系合金や42合金(42%Ni−Fe合金)等も適用できる。
半導体素子120自体の厚さの薄化に対応して、薄型化が達成できる。
半導体素子120は、その短辺120Bの2辺に沿って設けられた端子121を有し、該2辺120Bに沿って端子部材110が配置され、対応する半導体素子120の端子121と端子部材110とがボンディングワイヤ130にて接続されている。
このように、サポートバー160、160Aを設けた構造としていることにより、SONタイプの樹脂封止型半導体装置で、半導体素子120自体の厚さの薄化に対応して、薄型化した場合、8mm×10mmサイズのレベルより大きくなっても、強度的に対応できる。
また、半導体素子120の端子面側でない面(裏面)を露出させたので、半導体素子120上の樹脂封止部140の厚みを増し、組み立て加工し易く、より放熱性に優れる。
また、端子部材110の内部端子部112の先端形状を工夫していることにより、内部端子部112の先端において、温度変化による樹脂封止部140の締め付けを良くし、耐湿性が良くなる。
また、半導体素子120の厚さを内部端子部112の厚さより薄していることにより、ボンディング作業がし易くなる。
第1のボンディングポイントは半導体素子140側となっており、ワイヤの垂れを防止できる。
本例の構造は、樹脂封止部140の厚さを出来る限り厚くしているため、樹脂封止部140の量をできるだけ増やすことにより、構造的に品質面安定が期待できる。
また、本例は、後述する、本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法により、面付け状態で作製でき、量産性の良い構造となる。
第1の例においては、各端子部材110の表面を、過酸化水素溶液にて、粗面化処理している。
これにより、一層の耐湿性の向上が図れる。
表面粗さとしては、最大高さ粗さRy(JISBO601−1994)で1μm〜2μmの範囲が好ましい。
先にも述べたが、ここでは、最大高さ粗さRyの測定は200μm長さで行ったものである。
また、第1の例においては、外部端子部111の前記他方側の面と外側側面にわたる切り欠け部114を設けており、これにより、その面付け作製において、個片化の際、その切断がし易くなる。
特に、樹脂封止工程(モールド工程)においては、特別な形状にキャビティーを設ける必要はなく、平板状のものでその両側を抑えた状態で一括モールドが簡単に行え、量産性、設備の面からも好ましい構造となる。
第1の例においては、図では明示していないが、端子部材110の内部端子部112の端子面112aおよび外部端子部111の表裏の端子面111a、111bに、接続用のめっき層を設けている。
接続用のめっき層として、半田めっき層、金めっき層、銀めっき層、パラジウムめっき層、錫めっき層等の金属めっき層が挙げられる。
次に、本発明の樹脂封止型半導体装置の実施の形態の第2の例を、図3に基づいて説明する。
第2の例の樹脂封止型半導体装置101は、第1の例の場合と同様に、複数の端子部材110と、内部端子部112の厚さより薄い半導体素子120と、半導体素子の所定の端子121と所定の端子部材110の内部端子部112とを接続するボンディングワイヤ130と、全体を強固にするためのサポートバー160,160Aとを、備えている。複数個の端子部材110は半導体素子120の周辺の対向する2辺に沿い離して配設され、全体は端子部材110の外部端子部111の厚さ幅内に収められている。半導体素子120と前記ボンディングワイヤ130とは樹脂封止部140により封止され、SONタイプの樹脂封止型半導体装置を構成している。
第2の例において、図3(a)、図3(b)に示すように、2つのサポートバー160、160Aは、半導体素子120の表面を跨ぐようにしてテープ180を介して配置された2つの連結部170、171により連結され、2つのサポートバー160、160Aはより強固に連結されている。この場合、2つの連結部170、171は平面上の半導体素子120に重なって半導体素子120の短辺120Bに平行に配置された短辺サポートバーを構成する。。
2つの連結部170、171も、サポートバー160、160Aと同様、端子部材110と一緒にエッチング加工法により形成された薄肉のハーフエッチング部を含み、半導体素子120の端子面にテープ180を介して固定されている。
尚、サポートバー170、171の薄肉部161bは、A11側(図3(a)参照)からみえる面が加工用素材面である。また図3においてサポートバーは、複数の部材160、160Aと、これら部材160、160Aを接続する接続部170、171とから構成されていると考えることもできる。
次に、本発明の樹脂封止型半導体装置の実施の形態の第3の例を、図4に基づいて説明する。
第3の例の樹脂封止型半導体装置101も、第1の例、第2の例の場合と同様に複数の端子部材110と、内部端子部112の厚さより薄い半導体素子120と、半導体素子の所定の端子121と所定の端子部材110の内部端子部112とを接続するボンディングワイヤ130と、全体を強固にするためのサポートバー160,160Aとを、備えている。前記複数個の端子部材110は前記半導体素子120の対向する2短辺に沿って配設され、全体は端子部材110の外部端子部111の厚さ幅内に収められている。前記半導体素子120と前記ボンディングワイヤ130は樹脂封止部140により封止され、SONタイプの樹脂封止型半導体装置を構成している。
第3の例において、図4(a)、図4(b)に示すように、2つの連結部170、171は、互いに2つの連結部172、173により連結され、結果として、2つのサポートバー160、160Aは、更に強固に連結されている。それ以外は第2の例と同じで、各部についても同じものを用いた。2つの連結部172、173は半導体素子120の長辺120Aに平行な長辺サポートバーを構成する。
尚、2つの連結部172、173も、サポートバー160、160A、連結部170、171と同様、端子部材110と一緒にエッチング加工法により形成された薄肉のハーフエッチング部を含み、サポートバー172、173の薄肉部161bは、A12側(図4(a)参照)からみえる面が加工用素材面である。
次に、本発明の樹脂封止型半導体装置の実施の形態の第4の例を、図5に基づいて説明する。
第4の例の樹脂封止型半導体装置101も、第1の例〜第3の例の場合と同様に、複数の端子部材110と、内部端子部112の厚さより薄い半導体素子120と、半導体素子の所定の端子121と所定の端子部材110の内部端子部112とを接続するボンディングワイヤ130と、全体を強固にするためのサポートバー170a、171aとを備えている。前記複数個の端子部材110は前記半導体素子120の周辺の対向する2短辺120Bに沿って配設され、全体は端子部材110の外部端子部111の厚さ幅内に収められている。前記半導体素子120と前記ボンディングワイヤ130は樹脂封止部140により封止され、SONタイプの樹脂封止型半導体装置を構成している。図5(a)、図5(b)に示すように、第4の例において、全体を強固にするためのサポートバー170a、171aは、第1の例〜第3の例の場合とは異なり、半導体素子120の表面を跨ぐように半導体素子120の短辺120Bに平行に延び、かつサポートバー170、171aの両端は樹脂封止部140の外方に露出している。
尚、2つのポートバー170a、171aも、端子部材110と一緒にエッチング加工方により形成された薄肉のハーフエッチング部を含み、サポートバー170a、171aの薄肉部161bは、A13側(図5(a)参照)からみえる面が加工用素材面である。
次に、本発明の樹脂封止型半導体装置の実施の形態の第5の例を、図6に基づいて説明する。
第5の例において、図6(a)、図6(b)に示すように、第4の例に示す、2つのサポートバー170a、171aがそれぞれ2つの連結部172a、173aにより連結され、2つのサポートバー170a、171aをより強固にしたものであり、それ以外は第4の例と同じで、各部についても同じものを用いた。
次に、本発明の樹脂封止型半導体装置の実施の形態の第6の例を、図7に基づいて説明する。
第7の例の樹脂封止型半導体装置101も、第1の例の場合と同様に、複数の端子部材110と、内部端子部112の厚さより薄い半導体素子120と、半導体素子の所定の端子121と所定の端子部材110の内部端子部112とを接続するボンディングワイヤ130と、全体を強固にするためのサポートバー160、160Aとを備えている。前記複数個の端子部材110は前記半導体素子120の対向する2短辺120Bに沿って配設され、全体は端子部材110の外部端子部111の厚さ幅内に収められている。前記半導体素子120と前記ボンディングワイヤ130は樹脂封止部140により封止され、SONタイプの樹脂封止型半導体装置を構成している。図7(a)、図7(b)に示すように、第1の例における半導体素子120が、端子121がセンターに配列された半導体素子120Aに代えられ、半導体素子120の表面に短辺120Bに平行にテープ181が設けられ、該テープ181を跨ぐようにボンデイングワイヤ130が配置されている。
図7(c)に示すように、テープ181の端は、サポートバー160、160Aの薄肉部161bのエッチング形成面に貼られ、固定されている。
尚、薄肉部161bは、A15側(図7(a)参照)からみえる面が加工用素材面である。
テープ181により、サポートバー160、160Aは強固に固定され、ボンディングワイヤ130の垂れに対しても対応できる。
第1の例〜第6の例の樹脂封止型半導体装置101を、それぞれ、同サイズのものを複数、例えば4個選んで、積層して、積層型樹脂封止型半導体装置101Aを構成してもよい。
この場合、第1の例の樹脂封止型半導体装置101は、図8のように積層され、第6の例の樹脂封止型半導体装置101は、例えば、図9のように積層される。
これらの積層型樹脂封止型半導体装置101Aにおいて、上側の樹脂封止型半導体装置101の下側の外部端子部111の端子面111bと、下側の樹脂封止型半導体装置101の上側の外部端子部111の端子面111aとが重ね合され、半田ペースト190を介して電気的に接続されている。
また、例えば、図10に示すように、同サイズの、第6の例の樹脂封止型半導体装置101と、第1の例の樹脂封止型半導体装置101とを用いて、これらを重ね、積層型樹脂封止型半導体装置101Aを構成してもよい。
尚、図示していないが、上記のような積層型樹脂封止型半導体装置101Aにおいて、個々に樹脂封止型半導体装置101を逆にして積層する形態も挙げられる。
あるいはまた、例えば、図11に示すように、第1の例、第3の例の樹脂封止型半導体装置101について、異サイズのものを重ね、積層型樹脂封止型半導体装置101Aを構成してもよい。
尚、上記において、半田ペースト190による接続に代え、半田ボールによる接続としても良い。
更に、例えば、図12(a)に示すように、同サイズの、8個の第1の例の樹脂封止型半導体装置401〜408を用いて、横方向に2個を互いに同じにして、その側面同士を合せて電気的に接続し、これらを更に4層重ねして積層型樹脂封止型半導体装置101Aを構成してもよい。
接続される側面同士は導電性ペーストにより接続される。
図12(b)に示すように、半導体装置401の半導体素子120と半導体装置405の半導体素子120Mは互いに各機能ピン(端子)が逆となって、ミラーイメージで配置され、半導体素子120Mは半導体素子120のミラーチップとも言う。
尚、図示していないが、横方向に2個を互いに向きを逆にして、その側面同士を合せて電気的に接続し、これらを更に4層重ねして積層型樹脂封止型半導体装置101Aを構成してもよい。
この場合、各外部端子部11の形状は、側面同士の接続について回路的に問題のないようにする。
図12(a)(b)において、丸印1〜丸印8は機能ピン(端子)を示すものであり、同じ数のものは同じ機能を示す。
例えば、図12(b)において、丸印1を電源端子、丸印2をセレクトスイッチ端子、丸印3〜丸印7をI/O端子、丸印8をグランド端子とする。
尚、重ねる樹脂封止型半導体装置の層数としては、4層に限定はされない。
また、第1の例〜第6の例の樹脂封止型半導体装置の3つ以上を互いにその側面同士を合せて電気的に接続してもよく、更に、これを2層以上に積層してもよい。
更に、上下の樹脂封止型半導体装置の側面を接続用に用いてもよい。
次いで、第1の例の樹脂封止型半導体装置の製造方法の1例を、図13に基づいて、説明する。
尚、これを以って、本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法の1例(第1の例)の説明に代える。
先ず、加工用素材210の両面に所定形状にレジスト220を配設し(図13(a))、1つの樹脂封止型半導体装置101の各端子部材110とサポートバー160、160Aの配置に対応して、ハーフエッチング技術を用いたエッチング加工法にて、加工用素材210の両面からエッチングを行なう。このことにより、外部端子部231同士が支持部235にて連結された一対の端子部材230からなる多数の連結端子部材230aと、延設部分165を含む多数のサポートバー160、160Aとを含む加工シート210Aが得られる(図13(b))。
尚、通常、支持部235として、枠状のもの(フレームとも言う)が用いられる。
エッチング加工時には、支持部235に、端子部材230と図示していないサポートバー(図1の160、160A)が支持される。
これにより、1つの樹脂封止型半導体装置の端子部材110とサポートバー160、160Aとが支持部235にて連結され面付けされた、加工シート210Aを得る。
加工用素材210としては、Cu、Cu系合金、42合金(Ni42%−Fe合金)等が用いられ、エッチング液としては、塩化第二鉄溶液が用いられる。
また、レジスト220としては、耐エッチング性のもので、所望の解像性を有し、処理性の良いものであれば特に限定はされない。
次いで、レジスト220を除去後、洗浄処理等を施し、全面に接続用の表面めっきを施した(図示していない)後、面付け形成されるとともに、表面めっきが施された加工シート210Aのハーフエッチング面側ではない側を平板状の多孔板240にて真空引きし、加工シート210Aを多孔板240に密着させたる(図13(c))。この状態で面付け分の数だけ、半導体素子250を多孔板240上の所定の位置に位置決めして、半導体素子250の裏面を真空引き用の多孔板240にて真空引きして、該多孔板240に搭載する。(図13(d))
尚、真空ポンプ、真空配管等、真空引き用の多孔板240の真空引き源は別にあるが、ここでは図示していない。
次いで、この状態で、各半導体素子250について、その端子(図1の121に相当)と端子部材230の内部端子部(図1の112に相当)のハーフエッチング面である端子面とをワイヤボンディング接続する。(図13(e))
次いで、多孔板240を外し、これに代え、モールド用のテープ270、271を、加工シート210Aの両面に、それぞれ、各面を覆うように、平面状に貼る。また半導体素子250の裏面をテープ270にて貼り固定する。さらにテープ270、271上をモールド固定用の平板270a、271aにて挟み、加工シート210A全体について、一括してモールドを行い、表裏のモールド固定用の平板を取り外す。(図13(f))
尚、加工シート210Aの端子部材230を支持する支持部235は、通りぬけ孔を設けたもので、モールドの際、各面付け間モールド用の樹脂が通りぬけできるような形状になっている。
次いで、モールド用のテープ270、271およびモールド固定用の平板270a、271aを剥がし、切断用のテープ275を貼り(図13(g))、該切断用のテープ275とは反対側からダイシングソー275aにて切断して(図13(h))、樹脂封止型半導体装置を1個づつに個片化して形成する(図13(i))。
ダイシングソー275aによる切断は、(図13(h))に示すように、凹部237とは反対側にて行うもので、この部分は加工用素材の厚さより薄肉で、容易に切断できる。
ダイシングソー275aによる切断状態は、例えば、図15(a)や、図15(b)のようになる。
尚、サポートバー(図1の160、160A)の延設部分(図1の165)を切断するラインが加工シートの長手方向の切断ラインである。
尚、図15において、単位の樹脂封止型半導体装置301は、切断ライン385にて互いに分けられる各領域であり、ここでは、説明を分かり易くするため図示していないが、図13の支持部235を凹部237とは反対側で切断する。
また、この切断面が、作製される樹脂封止型半導体装置の外部端子の外側側面となる。
尚、切り欠け部237Aの切断された面でない面には接続用のめっきが配設されておりこの部分は接続用に利用し易い。
このようにして、図1に示す第1の例の樹脂封止型半導体装置を製造することができる。
次いで、第1の例の樹脂封止型半導体装置の製造方法の別の1例(第2の例)を、図14に基づいて、説明する。
尚、これを以って、本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法の1例(第2の例)の説明に代える。
先ず、加工用素材310の両面に所定形状にレジスト320を配設し(図14(a))、1つの樹脂封止型半導体装置101の各端子部材110とサポートバー160、160Aの配置に対応して、ハーフエッチング技術を用いたエッチング加工法にて、加工用素材310の両面からエッチングを行なう。このようにして、外部端子部331同士が支持335にて連結された一つの端子部材330からなる多数の連結端子部材330aと、延設部分165を含む対数のサポートバー160、160Aとを含む、加工シート310Aが得られる。
これにより、1つの樹脂封止型半導体装置の端子部材101と、サポートバー160、160Aとが支持部335にて連結され、面付けされた加工シート310Aを得る。
次いで、レジスト320を除去後、洗浄処理等を施し、全面に接続用の表面めっきを施した(図示していない)後、表面めっきが施された加工シート310Aのハーフエッチング面側ではない側を覆うようにモールド用のテープ340を貼る(図14(c))。次に面付け分の数だけ、半導体素子350をテープ340上の所定の位置に位置決めして、半導体素子350の裏面を前記テープ340に貼り付け搭載する。(図14(d))
次いで、この状態で、各半導体素子350について、その端子と端子部材330の内部端子部332の端子面とをワイヤボンディング接続する。(図14(e))
次いで、モールド用のテープ341を、加工シート310Aの前記テープ340とは反対側の面に、覆うように、平面状に貼る。このようにして、半導体素子350の裏面をテープ340にて貼り固定した状態で、加工シート310Aの表裏を、それぞれ、テープ340、341を介して、モールド固定用の平板371、372にて挟み、加工シート310A全体について、一括してモールドを行う。(図14(f))
ここでは、半導体素子350を所定の位置に位置決めする際のテープをそのままモールド用のテープとして使用している。
次いで、加工シート310Aの表裏のモールド固定用の平板371、372を除去し(図14(g))、更にテープ340、341を除去し、切断用のテープ345を貼り(図14(h))、該切断用のテープ345とは反対側からダイシングソー345aにて切断して(図14(i))、樹脂封止型半導体装置を1個づつに個片化して形成する(図14(j))。
尚、図14に示す製造方法においても、各工程の処理、各部材等は、基本的に、図13に示す製造方法に準じるもので、ここでは、説明を省いている。
このようにして、図1に示す第1の例の樹脂封止型半導体装置を製造することができる。
上記、図13、図14に示す第1の例の樹脂封止型半導体装置の製造方法における各処理工程は、いずれも、第2の例の樹脂封止型半導体装置〜第6の例の樹脂封止型半導体装置の製造にも適用できる。第2の例〜第6の例の各樹脂封止型半導体装置は、上記図13、図14に示す製造方法において、前記加工用シート(210A,310Aに相当)を、各半導体装置に対応した、所定の加工シートに代え、且つ、樹脂封止する前に、半導体素子の表面(端子面)側に、テープを介して、サポートバーあるいは連結部を固定する工程(テープ貼り付け工程)を付け加えれば良く、ここでは、これらの製造方法の詳細な説明は省く。
尚、本発明の樹脂封止型半導体装置は、上記の第1の例〜第5の例に限定されない。
例えば、第1の例〜第5の例において、半導体素子の端子面側の樹脂部表面に、窪み145を設けてもよい(図16)。
例えば、第1の例において窪み45を設けた形態の断面図は図16のようになる。
この場合、窪みを設けていることにより、それぞれ、第1の例〜第5の例に比べて、熱ストレス時の反りを低減できる。
窪みは封止用の樹脂部が樹脂封止機能を十分果たせる範囲で、その大きさ、深さは任意に選択できる。
窪み45の大きさは、ワイヤ、インナーリード、サポートバー等に当たらぬサイズで、その深さは、通常、半導体素子の端子面側の樹脂部表面から半導体素子の端子面までの厚さの半分以下とする。
窪みとしては、円柱状、あるいは、矩形柱状の断面を有してもよい。
図1(a)は本発明の樹脂封止型半導体装置の実施の形態の第1の例を示した概略断面図で、図1(b)は図1(a)のA1側から透視してみた図で、図1(c)は、図1(b)の一点鎖線A5−A6ーA7−A8におけるサポートバーの断面を示した図である。 図2(a)は端子部材の断面図で、図2(b)は図1(a)のB1側から見た図で、図2(c)は図2(a)のB2側からみた図で、図2(d)は図2(d)のB3側からみた図である。 図3(a)は本発明の樹脂封止型半導体装置の実施の形態の第2の例を示した概略断面図で、図3(b)は図3(a)のA11側から透視してみた図で、図3(c)は、図3(b)の一点鎖線A51−A61ーA71−A81におけるサポートバーの断面を示した図である。 図4(a)は本発明の樹脂封止型半導体装置の実施の形態の第3の例を示した概略断面図で、図4(b)は図4(a)のA12側から透視してみた図で、図4(c)は、図4(b)の一点鎖線A52−A62ーA72−A82におけるサポートバーの断面を示した図である。 図5(a)は本発明の樹脂封止型半導体装置の実施の形態の第4の例を示した概略断面図で、図5(b)は図5(a)のA13側から透視してみた図である。 図6(a)は本発明の樹脂封止型半導体装置の実施の形態の第5の例を示した概略断面図で図6(b)は図4(a)のA14側から透視してみた図である。 図7(a)は本発明の樹脂封止型半導体装置の実施の形態の第6の例を示した概略断面図で、図7(b)は図7(a)のA15側から透視してみた図である。 本発明の積層型樹脂封止型半導体装置の実施の形態の第1の例の断面図である。 本発明の積層型樹脂封止型半導体装置の実施の形態の第2の例の断面図である。 本発明の積層型樹脂封止型半導体装置の実施の形態の第3の例の断面図である。 本発明の積層型樹脂封止型半導体装置の実施の形態の第4の例の断面図である。 図12(a)は本発明の積層型樹脂封止型半導体装置の実施の形態の第5の例の断面図で、図12(b)は図12(a)のE1側からみた図である。 本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法の実施の形態の第1の例の製造工程断面図である。 本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法の実施の形態の第2の例の製造工程断面図である。 図15(a)、15(b)はダイシングソーによる切断状態を示した図である。 封止用樹脂の表面に窪みを設けた形態を示した断面図である。
符号の説明
101〜104 樹脂封止型半導体装置
101a〜104a 樹脂封止型半導体装置
101b〜104b 樹脂封止型半導体装置
101c〜104c 樹脂封止型半導体装置
110 端子部材
111 外部端子部
111a、111b、111c 端子面
112 内部端子部
112a 端子面(ハーフエッチング面)
113 連結部
114 切り欠け部
116 先端部
116S (先端の)側面
117 グルーブ(溝部)
120、120a、120b 半導体素子(半導体チップあるいは単にチップとも言う)
120A、120Aa、120Ab 半導体素子(半導体チップあるいは単にチップとも言う)
120M 半導体素子
121 端子
130 ボンディングワイヤ
140 封止用樹脂
145 窪み
160、160A サポートバー
161a,162a 薄肉部
162 厚肉部
165 延設部分
170、171 連結部(サポートバーとも言う)
170a サポートバー
172、173 連結部
180、181 テープ(ここでは両面テープ)
190 半田ペースト(導電性ペーストとも言う)
195 基材
210 加工用素材
210A 加工シート
220 レジスト
230 端子部材
231 外部端子部
232 内部端子部
233 連結部
235 支持部(連結部とも言う)
237 凹部
237A 切り欠け部
240 平板状の多孔板(真空引き板とも言う)
250 半導体素子
260 ボンディングワイヤ
270、271 (固定用、モールド用の)テープ
275 (ダイシング用の)テープ
280 封止用樹脂
301 単位の樹脂封止型半導体装置
310 加工用素材
310A 加工シート
315 枠部
316 治具孔
317 長孔部
320 レジスト
330 端子部材
335 支持部(連結部とも言う)
337 凹部
337A 切り欠け部
340、341 (固定用、モールド用の)テープ
345 (切断用の)テープ
350 半導体素子
360 ボンディングワイヤ
371、372 モールド固定用の平板
380 封止用樹脂
385 切断ライン
386 切断目印(貫通孔あるいは窪み)
401〜408 樹脂封止型半導体装置

Claims (29)

  1. 対向する2長辺と対向する2短辺を有する半導体素子と、
    半導体素子の2短辺の各々の近傍に位置し、外部回路に接続される外部端子部と、半導体素子に接続される内部端子部と、外部端子部と内部端子部とを連結する連結部とを有する複数の端子部材と、
    半導体素子および端子部材から電気的に絶縁されたサポートバーと、
    半導体素子と端子部材の内部端子部とを接続するボンディングワイヤと、
    半導体素子、端子部材、サポートバーおよびボンディングワイヤを封止する樹脂封止部とを備え、
    各端子部材は平坦状の裏面と、2段状の表面とを有するとともに、内部端子部を形成する内側の薄肉部と、外部端子部を形成する外側の厚肉部とからなり、
    内部端子部の裏面、外部端子部の表面、外部端子部の裏面および外部端子部の外側側面は、樹脂封止部から外方へ露出し、
    サポートバーは半導体素子の2長辺の各々の近傍に、各長辺に平行に配置された一対の長辺サポートバーを有し、半導体素子の2短辺近傍に位置する複数の端子部材と、半導体素子の2長辺近傍に位置する一対の長辺サポートバーによって半導体素子を囲むことを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
  2. サポートバーは樹脂封止部の外方へ露出する延設部分を有することを特徴とする請求項1記載の樹脂封止型半導体装置。
  3. 長辺サポートバーの両端部は各々端子部材まで延びていることを特徴とする請求項1記載の樹脂封止型半導体装置。
  4. サポートバーはテープを介して半導体素子に取付けられていることを特徴とする請求項1記載の樹脂封止型半導体装置。
  5. 樹脂封止部の表面側に窪みが設けられていることを特徴とする請求項1記載の樹脂封止型半導体装置。
  6. 窪みは円柱状または矩形柱状断面を有することを特徴とする請求項5記載の樹脂封止型半導体装置。
  7. 各端子部材は加工用素材を用いてエッチング加工法により作製され、外部端子部は加工用素材の厚みを保って厚肉に形成され、内部端子部は加工用素材の表面側からハーフエッチングを施して薄肉に形成され、
    内部端子部の長手方向に平行な内側断面において、表面と内側側面との間に鋭角が形成されていることを特徴とする請求項1記載の樹脂封止型半導体装置。
  8. 内部端子部の内側端部は、平面からみて先細状となっていることを特徴とする請求項1記載の樹脂封止型半導体装置。
  9. 端子部材の内部端子部および外部端子部のうち、樹脂封止部に接する面に粗面化処理が施されていることを特徴とする請求項1記載の樹脂封止型半導体装置。
  10. 粗面化処理が施された面において、最大高さ粗さRy(JISBO601−1994)は、1μm〜2μmの範囲であることを特徴とする請求項9記載の樹脂封止型半導体装置。
  11. 外部端子部の外側上部には、切り欠け部が形成され、外部端子部の表面外縁は、外側側面より内方に入り込むことを特徴とする請求項1記載の樹脂封止型半導体装置。
  12. 端子部材は、Cu、Cu系合金、42%Ni−Fe系合金からなることを特徴とする請求項1記載の樹脂封止型半導体装置。
  13. 内部端子部の表面、および外部端子部の表面および裏面に、半田めっき層、金めっき層、銀めっき層、パラジウムめっき層、錫めっき層から選ばれた1つの金属めっき層が、接続用のめっき層として設けられていることを特徴とする請求項1記載の樹脂封止型半導体装置。
  14. 半導体素子の厚みが100μm以下であることを特徴とする請求項1記載の樹脂封止型半導体装置。
  15. 上下方向に互いに重ね合わされ、電気的に接続された2以上の樹脂封止型半導体装置を備えた積層型樹脂封止型半導体装置において、
    各樹脂封止型半導体装置は、
    対向する2長辺と対向する2短辺を有する半導体素子と、
    半導体素子の2短辺の各々の近傍に位置し、外部回路に接続される外部端子部と、半導体素子に接続される内部端子部と、外部端子部と内部端子部とを連結する連結部とを有する複数の端子部材と、
    半導体素子および端子部材から電気的に絶縁されたサポートバーと、
    半導体素子と端子部材の内部端子部とを接続するボンディングワイヤと、
    半導体素子、端子部材、サポートバーおよびボンディングワイヤを封止する樹脂封止部とを備え、
    各端子部材は平坦状の裏面と、2段状の表面とを有するとともに、内部端子部を形成する内側の薄肉部と、外部端子部を形成する外側の厚肉部とからなり、
    内部端子部の裏面、外部端子部の表面、外部端子部の裏面および外部端子部の外側側面は、樹脂封止部から外方へ露出し、
    サポートバーは半導体素子の2長辺の各々の近傍に、各長辺に平行に配置された一対の長辺サポートバーを有し、半導体素子の2短辺近傍に位置する複数の端子部材と、半導体素子の2長辺近傍に位置する一対の長辺サポートバーによって半導体素子を囲むことを特徴とする積層型樹脂封止型半導体装置。
  16. 上下方向に互いに重ね合わされ電気的に接続された2以上の樹脂封止型半導体装置からなる複数の組を、互いの側面で電気的に接続してなる積層型樹脂封止型半導体装置において、
    各樹脂封止型半導体装置は、
    対向する2長辺と対向する2短辺を有する半導体素子と、
    半導体素子の2短辺の各々の近傍に位置し、外部回路に接続される外部端子部と、半導体素子に接続される内部端子部と、外部端子部と内部端子部とを連結する連結部とを有する複数の端子部材と、
    半導体素子および端子部材から電気的に絶縁されたサポートバーと、
    半導体素子と端子部材の内部端子部とを接続するボンディングワイヤと、
    半導体素子、端子部材、サポートバーおよびボンディングワイヤを封止する樹脂封止部とを備え、
    各端子部材は平坦状の裏面と、2段状の表面とを有するとともに、内部端子部を形成する内側の薄肉部と、外部端子部を形成する外側の厚肉部とからなり、
    内部端子部の裏面、外部端子部の表面、外部端子部の裏面および外部端子部の外側側面は、樹脂封止部から外方へ露出し、
    サポートバーは半導体素子の2長辺の各々の近傍に、各長辺に平行に配置された一対の長辺サポートバーを有し、半導体素子の2短辺近傍に位置する複数の端子部材と、半導体素子の2長辺近傍に位置する一対の長辺サポートバーによって半導体素子を囲むことを特徴とする積層型樹脂封止型半導体装置。
  17. 上側の樹脂封止型半導体装置の外部端子部の外側側面と、下側の樹脂封止型半導体装置の外部端子部の外側側面は、互いに電気的に接続されていることを特徴とする請求項15または16に記載の積層型樹脂封止型半導体装置。
  18. 対向する2長辺と対向する2短辺を有する半導体素子と、半導体素子の2短辺の各々の近傍に位置し、外部回路に接続される外部端子部と、半導体素子に接続される内部端子部と、外部端子部と内部端子部とを連結する連結部とを有する複数の端子部材と、半導体素子および端子部材から電気的に絶縁されたサポートバーと、半導体素子と端子部材の内部端子部とを接続するボンディングワイヤと、半導体素子、端子部材、サポートバーおよびボンディングワイヤを封止する樹脂封止部とを備え、各端子部材は平坦状の裏面と、2段状の表面とを有するとともに、内部端子部を形成する内側の薄肉部と、外部端子部を形成する外側の厚肉部とからなり、内部端子部の裏面、外部端子部の表面、外部端子部の裏面および外部端子部の外側側面は、樹脂封止部から外方へ露出し、サポートバーは半導体素子の2長辺の各々の近傍に、各長辺に平行に配置された一対の長辺サポートバーを有し、半導体素子の2短辺近傍に位置する複数の端子部材と、半導体素子の2長辺近傍に位置する一対の長辺サポートバーによって半導体素子を囲むことを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造方法において、
    加工用素材を用いてエッチング加工法により、各々外部端子部同士が連結された一対の端子部材からなる複数の連結端子部材と、複数のサポートバーとを含む加工シートを得る工程と、
    加工シートの裏面を真空引き板により真空吸着保持し、この状態で連結端子部材間の真空引き板上に半導体素子を搭載するとともに、連結端子部材と半導体素子間をボンディングワイヤで接続する工程と、
    加工シートを真空引き板から外し、加工シートの表面および裏面にモールド用テープを介してモールド固定用平板を設けて、モールド固定用平板間に封止樹脂を充てんして樹脂封止部を形成する工程と、
    樹脂封止部の表面および裏面からモールド用テープおよびモールド固定用平板を取り外し、
    樹脂封止部に切断用テープを貼って、各半導体素子毎に樹脂封止部を切断する工程とを備え、
    樹脂封止部を切断する際、各連結端子部材の外部端子部間を切断して、連結端子部材を各々の端子部材に分離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。
  19. 真空引き板は、全面に形成された真空吸着用の孔を含むことを特徴とする請求項18記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。
  20. 対向する2長辺と対向する2短辺を有する半導体素子と、半導体素子の2短辺の各々の近傍に位置し、外部回路に接続される外部端子部と、半導体素子に接続される内部端子部と、外部端子部と内部端子部とを連結する連結部とを有する複数の端子部材と、半導体素子および端子部材から電気的に絶縁されたサポートバーと、半導体素子と端子部材の内部端子部とを接続するボンディングワイヤと、半導体素子、端子部材、サポートバーおよびボンディングワイヤを封止する樹脂封止部とを備え、各端子部材は平坦状の裏面と、2段状の表面とを有するとともに、内部端子部を形成する内側の薄肉部と、外部端子部を形成する外側の厚肉部とからなり、内部端子部の裏面、外部端子部の表面、外部端子部の裏面および外部端子部の外側側面は、樹脂封止部から外方へ露出し、サポートバーは半導体素子の2長辺の各々の近傍に、各長辺に平行に配置された一対の長辺サポートバーを有し、半導体素子の2短辺近傍に位置する複数の端子部材と、半導体素子の2長辺近傍に位置する一対の長辺サポートバーによって半導体素子を囲むことを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造方法において、
    加工用素材を用いてエッチング加工法により、各々外部端子部同士が連結された一対の端子部材からなる複数の連結端子部材と、複数のサポート部材とを含む加工シートを得る工程と、
    加工シートの裏面にモールド用テープを貼り付けて、モールド用テープにより加工シートを保持し、この状態で連結端子部材間のモールド用テープ上に半導体素子を搭載するとともに、連結端子部材と半導体素子間をボンディングワイヤで接続する工程と、
    加工シートの表面にモールド用テープを貼る工程と、
    加工用シートの表面および裏面に、モールド用テープを介してモールド固定用平板を設けて、モールド固定用平板間に封止樹脂を充てんして樹脂封止部を形成する工程と、
    樹脂封止部の表面および裏面からモールド固定用平板を取り外し、樹脂封止部に切断用テープを貼って、各半導体素子毎に樹脂封止部を切断する工程とを備え、
    樹脂封止部を切断する際、各連結端子部材の外部端子部間を切断して、連結端子部材を各々の端子部材に分離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。
  21. 半導体素子の2短辺の各々の近傍に位置し、外部端子部と、半導体素子に接続される内部端子部と、外部端子部と内部端子部とを連結する連結部とを有する複数の端子部材と、 端子部材から電気的に絶縁されたサポートバーと、を備え、
    各端子部材は平坦状の裏面と、2段状の表面とを有するとともに、内部端子部を形成する内側の薄肉部と、外部端子部を形成する外側の厚肉部とからなり、
    サポートバーは半導体素子の2長辺の各々の近傍に、各長辺に平行に配置された一対の長辺サポートバーを有し、半導体素子の2短辺近傍に位置する複数の端子部材と、半導体素子の2長辺近傍に位置する一対の長辺サポートバーによって半導体素子を囲むことを特徴とする半導体装置用基材。
  22. サポートバーは長辺サポートバーを有し、この長辺サポートバーの両端部は各々端子部材まで延びていることを特徴とする請求項21記載の半導体装置用基材。
  23. 各端子部材は加工用素材を用いてエッチング加工法により作製され、外部端子部は加工用素材の厚みを保って厚肉に形成され、内部端子部は加工用素材の表面側からハーフエッチングを施して薄肉に形成され、
    内部端子部の長手方向に平行な内側断面において、表面と内側側面との間に鋭角が形成されていることを特徴とする請求項21記載の半導体装置用基材。
  24. 内部端子部の内側端部は、平面からみて先細状となっていることを特徴とする請求項21記載の半導体装置用基材。
  25. 端子部材の内部端子部および外部端子部のうち、各々の表面に粗面化処理が施されていることを特徴とする請求項21記載の半導体装置用基材。
  26. 粗面化処理が施された面において、最大高さ粗さRy(JISBO601−1994)は、1μm〜2μmの範囲であることを特徴とする請求項25記載の半導体装置用基材。
  27. 外部端子部の外側上部には、切り欠け部が形成され、外部端子部の表面外縁は、外側側面より内方に入り込むことを特徴とする請求項21記載の半導体装置用基材。
  28. 端子部材は、Cu、Cu系合金、42%Ni−Fe系合金からなることを特徴とする請求項21記載の半導体装置用基材。
  29. 内部端子部の表面、および外部端子部の表面および裏面に、半田めっき層、金めっき層、銀めっき層、パラジウムめっき層、錫めっき層から選ばれた1つの金属めっき層が、接続用のめっき層として設けられていることを特徴とする請求項21記載の半導体装置用基材。
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