JP5549612B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、トランスファーモールドを行う樹脂封止型の半導体装置の製造方法に関する。
リードフレームは順送金型により金属板から打ち抜くことで形成される。その際にリードフレームの側面にカエリ面、破断面、ダレ面が設けられる。この破断面などにより樹脂バリとリードフレームとの密着力が強化されるため、樹脂バリの除去が困難となる。
そこで、ダム部にモールド樹脂と密着性の低い物質を付けて、樹脂バリの除去性を向上させる方法が提案されている(例えば、特許文献1の図11参照)。しかし、この方法でも樹脂バリを容易に除去できなかった。また、手間とコストがかかり、現実の生産工程には取り込み難いという問題もあった。
これに対して、リードフレームの側面を垂直にシェービング加工することで、カエリ面や破断面を除去する方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。これにより、樹脂バリを容易に除去することができる。
特開平4−164356号公報 特開平2−202045号公報
装置の小型化に伴ってリードフレームの端子間の距離(空間距離)が小さくなり、リードフレームの端子間の放電が発生するという問題があった。リードフレームの側面を垂直にシェービング加工する方法でも放電の問題があった。
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は樹脂バリを容易に除去することができ、かつリードフレームの端子間の放電を抑制することができる半導体装置の製造方法を得るものである。
本発明に係る半導体装置の製造方法は、パッケージ外部領域とパッケージ内部領域を有し、側面の上端にカエリ面が設けられ、前記側面の上端近傍に破断面が設けられたリードフレームを用いる半導体装置の製造方法であって、前記パッケージ外部領域において前記リードフレームの前記側面の前記上端を面取り加工する工程と、前記パッケージ内部領域において前記リードフレーム上に半導体素子を搭載して樹脂で封止する工程と、面取り加工及び樹脂封止の後に、前記パッケージ外部領域において前記リードフレームの前記側面に設けられた樹脂バリを除去する工程とを備え、前記樹脂で封止する際にモールド金型を用い、前記モールド金型により前記面取り加工も同時に行うことを特徴とする。
本発明により、樹脂バリを容易に除去することができ、かつリードフレームの端子間の放電を抑制することができる。
本発明の実施の形態1で用いるリードフレームを示す上面図である。 図1のリードフレームのリード端子を示す断面図である。 本発明の実施の形態1に係る半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の実施の形態1に係る半導体装置の製造方法を説明するための上面図である。 本発明の実施の形態1に係る半導体装置の製造方法を説明するための上面図である。 本発明の実施の形態1に係る半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。 リード端子間の最短距離に位置するリード端子の側面の面積を説明するための断面図である。 本発明の実施の形態1に係る半導体装置の製造方法の変形例1を説明するための断面図である。 本発明の実施の形態1に係る半導体装置の製造方法の変形例2を説明するための断面図である。 本発明の実施の形態2に係る半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の実施の形態3に係る半導体装置の製造方法を説明するための上面図である。 図11の一部を拡大した断面図である。 本発明の実施の形態4に係る半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。
実施の形態1.
本発明の実施の形態1に係る半導体装置の製造方法について図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施の形態1で用いるリードフレームを示す上面図である。リードフレーム1は、ダイパッド2と、リード端子3と、タイバー4とを有する。リードフレーム1の領域は、後の工程で樹脂封止されないパッケージ外部領域5と、後の工程で樹脂封止されるパッケージ内部領域6とに分けられる。
図2は、図1のリードフレームのリード端子を示す断面図である。リードフレーム1は順送金型により金属板から打ち抜くことで形成される。その際にリードフレーム1の側面の上端にカエリ面7が設けられ、側面の上端近傍に破断面8が設けられ、側面の下端にダレ面9が設けられる。リードフレーム1の側面において、せん断面がフレーム厚に対して約70%、破断面8がフレーム厚に対して約30%である。
図3,6は、本発明の実施の形態1に係る半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。図4,5は、本発明の実施の形態1に係る半導体装置の製造方法を説明するための上面図である。
まず、図3に示すように、パッケージ外部領域5においてリードフレーム1のカエリ面7と破断面8が設けられた部分を面取り加工(C面加工)する。ただし、パッケージ内部領域6ではカエリ面7、破断面8、及びダレ面9を残したままにする。
面取り加工可能な角度θは3°〜87°である。ただし、面取り加工が最も容易にできる角度θは45°である。具体的な面取り加工の方法として、リード金型によるリードフレーム1の角部のカット、リード金型のクランプ圧によるリードフレーム1の角部の変形、シェービング、やすりによる研削などがある。
次に、図4に示すように、パッケージ内部領域6においてリードフレーム1のダイパッド2上に、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)やダイオードなどの半導体素子10を半田により搭載する。そして、ワイヤ11により半導体素子10とリード端子3を接続する。その後、図5及び図6に示すように、半導体素子10及びワイヤ11をモールド樹脂12で封止する。この際に、パッケージ外部領域5においてリードフレーム1の側面に樹脂バリ13が設けられる。
次に、アルカリ溶液中での電解剥離や高圧の水を噴射することにより、樹脂バリ13を除去する。以上の構成により本実施の形態に係る半導体装置が製造される。
上述のように本実施の形態では、パッケージ外部領域5においてリードフレーム1のカエリ面7と破断面8が設けられた部分を面取り加工する。これにより、樹脂バリ13の引っ掛かり起点が無くなるため、樹脂バリ13を電解バリ取りや水圧バリ取りで容易に除去することができる。従って、リード端子3の成形性を向上させ、外装半田めっきの不着部を低減することができる。
また、パッケージ内部領域6でカエリ面7等を残したままの状態にすることにより、モールド樹脂12の引っ掛かり性や密着性が向上して、リードフレーム1とモールド樹脂12との界面を起点とする樹脂クラックや剥離を抑制することができる。
また、図7は、リード端子間の最短距離に位置するリード端子の側面の面積を説明するための断面図である。図面上側が実施の形態1、図面下側が比較例である。実施の形態1では面取り加工を行っているが、比較例では面取り加工を行っていない。面積Sは、リード端子3間の最短距離に位置するリード端子3の側面の面積である。実施の形態1では面積Sを比較例よりも減少することができる。従って、リード端子3間の距離を狭くしても、リード端子3間の放電を抑制することができる。このため、装置を小型化することができる。
図8は、本発明の実施の形態1に係る半導体装置の製造方法の変形例1を説明するための断面図である。面取り加工精度が悪いと、面取り加工後に破断面8が残る場合がある。この場合でも、破断面8の残存する側面の上下方向の幅Wをフレーム厚Tの10%以下にすれば、樹脂バリ13を次工程で容易に除去することができる。
図9は、本発明の実施の形態1に係る半導体装置の製造方法の変形例2を説明するための断面図である。モールド樹脂12で封止した後に、リードフレーム1のカエリ面7と破断面8が設けられた部分を面取り加工してもよい。樹脂バリ13のリードフレーム1と強く密着している部分を面取り加工で除去することにより、残りの樹脂バリ13を次工程で容易に除去することができる。
実施の形態2.
図10は、本発明の実施の形態2に係る半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。本実施の形態では、パッケージ外部領域5においてリードフレーム1のダレ面9が設けられた部分も面取り加工する。これにより、リード端子3間の最短距離に位置するリード端子3の側面の面積を実施の形態1よりも減少することができる。従って、リード端子3間の放電を更に抑制することができる。
実施の形態3.
図11は本発明の実施の形態3に係る半導体装置の製造方法を説明するための上面図であり、図12はその一部を拡大した断面図である。
モールド樹脂12で封止する際に、モールド金型である上金型14と下金型15を用いる。まず、リードフレーム1を下金型15上に置く。次に、リードフレーム1を上金型14と下金型15で挟み込む。このモールド金型クランプ時に、上金型14の突起部16をリードフレーム1の角部に押し付けて角部を変形させることで、面取り加工を同時に行う。その後、ランナーゲート17から上金型14と下金型15の間にモールド樹脂12を注入する。
このように樹脂封止と同時に面取り加工を行うことで間材・工数・時間を削減できるため、加工コストを低減することができる。ただし、本実施の形態を実行するためには、半導体素子10への影響がないこと、リードフレーム1の位置合わせが十分であること、及び突起部16による面取り加工が容易であることが必要である。
実施の形態4.
図13は、本発明の実施の形態4に係る半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。実施の形態1〜3と同様に面取り加工及び樹脂止した後に、リードフレーム1の側面に樹脂バリ13が設けられた部分を曲げ加工する。これにより、リードフレーム1の側面に付着した樹脂バリ13に応力が発生するため、樹脂バリ13の除去が容易となる。
1 リードフレーム
5 パッケージ外部領域
6 パッケージ内部領域
7 カエリ面
8 破断面
9 ダレ面
10 半導体素子
12 モールド樹脂(樹脂)
13 樹脂バリ
14 上金型(モールド金型)
15 下金型(モールド金型)

Claims (3)

  1. パッケージ外部領域とパッケージ内部領域を有し、側面の上端にカエリ面が設けられ、前記側面の上端近傍に破断面が設けられたリードフレームを用いる半導体装置の製造方法であって、
    前記パッケージ外部領域において前記リードフレームの前記側面の前記上端を面取り加工する工程と、
    前記パッケージ内部領域において前記リードフレーム上に半導体素子を搭載して樹脂で封止する工程と、
    面取り加工及び樹脂封止の後に、前記パッケージ外部領域において前記リードフレームの前記側面に設けられた樹脂バリを除去する工程とを備え
    前記樹脂で封止する際にモールド金型を用い、
    前記モールド金型により前記面取り加工も同時に行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 前記リードフレームの前記側面の下端を面取り加工する工程を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
  3. 前記面取り加工し、前記樹脂で封止した後に、前記リードフレームの前記側面に前記樹脂バリが設けられた部分を曲げ加工することを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装置の製造方法。
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