JP6856199B2 - Manufacturing method of semiconductor devices - Google Patents
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Description
本発明は半導体装置の製造方法、特に樹脂封止体の底面等から端子が露出する半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, particularly a method for manufacturing a semiconductor device in which terminals are exposed from the bottom surface of a resin encapsulant or the like.
近年、携帯電話、スマートフォン、タブレット等の通信機器等の小型化だけでなく、センサ搭載数の増加等で車載電子機器の小型化も進んでいる。特に車載電子機器では、高い実装信頼性を維持しながら、所定空間に搭載できる部品を作る必要があり、ショートリードを具備した半導体装置が使用される。 In recent years, not only the miniaturization of communication devices such as mobile phones, smartphones and tablets, but also the miniaturization of in-vehicle electronic devices has been progressing due to an increase in the number of sensors installed. In particular, in an in-vehicle electronic device, it is necessary to manufacture a component that can be mounted in a predetermined space while maintaining high mounting reliability, and a semiconductor device provided with a short lead is used.
図8及び図9に、従来の半導体装置の一例を示す。図において、1はダイパッド、2はリード、3は半導体素子、4は半導体素子3とリード2を接続するボンディングワイヤ、5は封止樹脂である。この種の半導体装置では、リード2の一部が封止樹脂5の側面から水平方向に突出、露出し、リード2間には封止樹脂が充填された樹脂部5aを備えている。
8 and 9 show an example of a conventional semiconductor device. In the figure, 1 is a die pad, 2 is a lead, 3 is a semiconductor element, 4 is a bonding wire connecting the
この種の半導体装置を製造する場合、まず、半導体素子3をリードフレームのダイパッド1上に搭載し、リード2と半導体素子3の電極をボンディングワイヤ4で接続する。その後図示しない、樹脂封止のための上金型と下金型とでリードフレームを挟持し、金型内部に形成されるキャビティ内にボンディングワイヤ4で接続された半導体素子3を配置し、キャビティ内に封止樹脂を注入し、圧縮成形することにより樹脂封止を行い、樹脂封止体を形成する。
When manufacturing this type of semiconductor device, first, the
ところで、一般的に樹脂封止時には、上金型の表面に離型用シートを配置することで上金型の表面に封止樹脂が付着することを防いでいる。この離型用シートは、上金型とリード2とに挟持される際、リード2間にわずかに入り込む。その結果、樹脂封止体のリード2表面とリード2間の樹脂部5a表面との間に段差dが形成される(図9)。
By the way, generally, at the time of resin sealing, a mold release sheet is arranged on the surface of the upper mold to prevent the sealing resin from adhering to the surface of the upper mold. When the release sheet is sandwiched between the upper mold and the
その後、半導体装置予定領域間のリード連結部7を切断することで、図8及び図9に示す個々の半導体装置が製造される。
After that, by cutting the
ここで樹脂封止の際、上述したように離型用シートが用いられることから、図9に示すようにリード2表面とリード2間の樹脂部5a表面との間に段差dが形成される。この段差dは、リード連結部7を切断する際、平面形状の金型で挟持したときに、挟持部に隙間を生じさせ、密着した挟持ができない。そのため、樹脂部5aの表面に欠け6を発生させてしまう(例えば、特許文献1)。
Here, since the mold release sheet is used for resin sealing as described above, a step d is formed between the surface of the
従来の半導体装置の製造方法では、図9に示すように、樹脂部5aの表面に欠け6が生じるという問題があった。樹脂部5aの表面の欠け6は、半導体装置の外観不良や実装時の樹脂片の脱落となり、歩留まりを低下させ、製造コストの上昇を招いてしまう。
In the conventional method for manufacturing a semiconductor device, as shown in FIG. 9, there is a problem that the surface of the
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、リード連結部の切断時に、樹脂部の欠けを発生させない半導体装置の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device that does not cause chipping of a resin portion when a lead connecting portion is cut.
前記目的を達成するために、本願請求項1に係る発明は、半導体素子搭載領域とリードがリード連結部により複数連結されたリードフレームを用意し、前記半導体素子搭載領域にそれぞれ半導体素子を搭載すると共に、各半導体素子を前記リードに接続する半導体素子搭載工程と、前記半導体素子と前記リードを封止樹脂で封止し、前記リードの一部を露出させた樹脂封止体を形成する樹脂封止工程と、前記リード連結部を切断して個々の半導体装置に個片化する切断工程と、を含み、前記樹脂封止工程は、前記露出するリード及び前記リード連結部のリード間に前記封止樹脂を充填し、少なくとも一方の面の前記リード間の封止樹脂表面が、前記一方の面の前記リード表面より低くなるように段差が形成される工程であることと、前記切断工程は、前記段差が形成された前記封止樹脂表面と前記リード表面とを隙間なく挟持し、該隙間なく挟持された前記一方の面の裏面側から、該裏面側の前記封止樹脂表面と前記リード表面に同時に接触する切断パンチを用いて切断する工程であることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
本願請求項2に係る発明は、請求項1記載の半導体装置の製造方法において、前記切断工程は、前記段差を有する前記封止樹脂表面と前記リード表面とを隙間なく挟持する凹凸形状を表面に備えた金型により挟持する工程であることを特徴とする。 According to a second aspect of the present application, in the method for manufacturing a semiconductor device according to the first aspect, the cutting step has a concavo-convex shape on the surface that sandwiches the sealing resin surface having the step and the lead surface without gaps. It is characterized in that it is a process of sandwiching by a provided mold.
本願請求項3に係る発明は、請求項1又は2いずれか記載の半導体装置の製造方法において、前記切断工程は、前記切断パンチが接触する部分の前記裏面側の前記封止樹脂表面及び前記リード表面の一部を除去し、前記切断パンチの先端が、前記裏面側の前記封止樹脂表面及び前記リード表面に同時に接触する工程であることを特徴とする。
The invention according to
本発明の半導体装置の製造方法によれば、リード連結部の切断時に、リード間の樹脂部に欠けが発生することがないので、半導体装置の外観不良や実装時の樹脂片の脱落をなくし、製造コストの低減を図ることが可能となる。 According to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the resin portion between the leads does not chip when the lead connecting portion is cut, so that the appearance of the semiconductor device is not poor and the resin piece does not fall off during mounting. It is possible to reduce the manufacturing cost.
本発明の製造方法は、半導体素子搭載領域とリードがリード連結部により複数連結されたリードフレームを用いて、半導体素子搭載領域の所定の位置にそれぞれ半導体素子を搭載すると共に、半導体素子とリードとを電気的に接続して樹脂封止する。このとき、樹脂封止用の上金型の表面に離型用シートを用いて樹脂封止すると、リード表面とリード間の樹脂部表面との間に段差が生じる。そこで、この段差を隙間なく挟持し、その裏面側から段差のない樹脂部とリードとを切断パンチを用いて切断する。以下、本発明の実施例について詳細に説明する。 In the manufacturing method of the present invention, a semiconductor element is mounted at a predetermined position in the semiconductor element mounting region by using a lead frame in which a plurality of semiconductor element mounting regions and leads are connected by a reed connecting portion, and the semiconductor element and the lead are used. Is electrically connected and sealed with resin. At this time, if the surface of the upper mold for resin sealing is resin-sealed using a mold release sheet, a step is generated between the surface of the reed and the surface of the resin portion between the leads. Therefore, this step is sandwiched without a gap, and the resin portion having no step and the lead are cut from the back surface side by using a cutting punch. Hereinafter, examples of the present invention will be described in detail.
図1及び図2は、本発明の実施例1の半導体装置の製造方法におけるリード連結部の切断方法の説明図を示す。また、図3及び図4は、本発明の第1の実施例の半導体装置の製造方法により形成した半導体装置を示す。各図において、1はダイパッド、2はリード、3は半導体素子、4はボンディングワイヤ、5は封止樹脂、7は切断パンチ11により切断されるリード連結部、8は端子、9はワーク受けダイ、9aはワーク受けダイ9の凸部、10はリード押え、11は切断パンチ、11aは切断パンチ11先端の切断刃、5aは封止樹脂5の一部であり、端子8の一部を構成する樹脂部、dは端子8のリード2表面とリード2間の樹脂部5a表面との段差、Dはワーク受けダイ9の凸部9aの段差である。
1 and 2 show explanatory views of a method of cutting a lead connecting portion in the method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. Further, FIGS. 3 and 4 show a semiconductor device formed by the method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. In each figure, 1 is a die pad, 2 is a lead, 3 is a semiconductor element, 4 is a bonding wire, 5 is a sealing resin, 7 is a lead connecting portion cut by a
本実施例の半導体装置の製造方法では、半導体素子3をダイボンドするダイパッド1(半導体素子搭載領域に相当)とその周囲に配置したリード2との組が、複数リード連結部7によって連結されたリードフレームを用いる。
In the method for manufacturing a semiconductor device of this embodiment, a pair of a die pad 1 (corresponding to a semiconductor element mounting region) for die-bonding a
まず、リードフレームのダイパッド1に半導体素子3をダイボンドし、この半導体素子3の表面の電極パッドとリード2とを導電性のボンディングワイヤ4で接続する。
First, the
次に、樹脂封止用の金型を用意する。樹脂封止用の金型は上金型と下金型からなり、この上金型と下金型との間に形成されたキャビティ内に封止樹脂を注入する。一般的に、上金型の表面に離型用シートを配置して、半導体素子3をダイボンドし、必要な接続を形成したリードフレームを挟持する。そして、キャビティ内へ封止樹脂を注入することにより、ダイパッド1、リード2の一部、半導体素子3、ボンディングワイヤ4を封止した樹脂封止体を形成する。
Next, a mold for resin sealing is prepared. The resin sealing mold is composed of an upper mold and a lower mold, and the sealing resin is injected into a cavity formed between the upper mold and the lower mold. Generally, a mold release sheet is arranged on the surface of the upper mold, the
また端子8は、図4に示すように封止樹脂5から露出したリード2と樹脂部5aとが、交互に配置する構造となっている。ここで、リードフレームを樹脂封止用の金型で挟持する際、上金型の表面に離型用シートを配置して樹脂封止を行うため、挟持した際に離型用シートがリード2間に入り込み、リード2の表面よりリード2間の樹脂部5a表面が低くなり、段差dが形成される。
Further, as shown in FIG. 4, the
次に、段差dを有するリードフレームを切断することにより、個々の半導体装置に個片化する。まず図1に示すように、ワーク受けダイ9上に、リードフレームを載置し、反対面側からリード押え10で挟持する。リード押え10に当接するリード連結部7の当接面は、リード2表面と樹脂部5a表面とが段差のない形状となっているので、リード押え10の当接面を平面形状とすることにより、隙間なく密接させることができる。
Next, the lead frame having the step d is cut into individual semiconductor devices. First, as shown in FIG. 1, a lead frame is placed on the work receiving die 9, and is sandwiched by the
一方、図4で説明したように、ワーク受けダイ9に当接するリード2表面は、リード2間の樹脂部5a表面より高く、段差dが形成されている。図2にワーク受けダイ9でリード2と樹脂部5aを挟持する状態の説明図を示す。この図2は、図1に示すワーク受けダイ9の凸部9aとリード2の当接部分を、図1に直交する面から見た一部断面図である。図2に示すように、隣り合うリード2の間に、段差d分だけ低くなった樹脂部5a表面にワーク受けダイ9の凸部9aが当接し、リード2表面はワーク受けダイ9の凸部9a以外の部分が当接する構成としている。
On the other hand, as described with reference to FIG. 4, the surface of the
このように構成したワーク受けダイ9とリード押え10によりリードフレームを挟持すると、樹脂部5a表面と凸部9a表面とを隙間なく密接させることができる。
When the lead frame is sandwiched between the
次に切断工程では、先端に切断刃11aを有する切断パンチ11を用意する。まず切断刃11aについて詳細に説明する。図1に示すように切断刃11aを切断パンチ11の両端に形成する。このように形成することで隣接する半導体装置の間に配置された、リード連結部7を同時に切断することができる。切断刃11aの刃先は、鋭角の片刃形状とするのが好ましく、図1に示すように、切断パンチ11の両側面の延長に切断刃11aの刃先を配置することで、切断後に残るリード2や樹脂部5aに不要な負荷をかけずに切断することが可能となっている。切断刃11aの刃先形状は、リード連結部7を良好に切断できれば、特に限定しない。
Next, in the cutting step, a cutting
なお、切断刃11aを切断パンチ11の先端面の一方端側のみに設けることも可能である。この場合は、切断後に残るリード2や樹脂部5aに不要な負荷をかけずに切断できるようにすればよい。
It is also possible to provide the
切断を行う際には、リード2をワーク受けダイ9とリード押え10とにより隙間なく挟持した後、上述の切断パンチ11により切断する。切断パンチ11の先端に設けた切断刃11aは、その先端がリード連結部7のリード2と樹脂部5aに接触し、この接触部に剪断応力が集中することにより良好に切断される。特に本実施例では、リード連結部7のリード2と樹脂部5aは、ワーク受けダイ9とリード押え10によって隙間なく挟持しているため、切断されずに残る樹脂部5aに、樹脂欠けを起こさせるだけの切断刃11aによる剪断応力が伝わらない。その結果、樹脂部5aに欠けが生じることはない。
When cutting, the
このように切断パンチを用いることにより、ダイシングソーを用いて切断する方法に比べて、一括で製造できるので、低コスト、高スループットが可能となる。 By using the cutting punch in this way, it is possible to manufacture in a batch as compared with the method of cutting using a dicing saw, so that low cost and high throughput can be achieved.
図3及び図4は、上述の製造方法によって形成した半導体装置であり、この半導体装置は樹脂部5aが欠けることはない。
3 and 4 are semiconductor devices formed by the above-mentioned manufacturing method, and the semiconductor device does not lack the
次に第2の実施例について説明する。上述の第1の実施例では、図4に示すように段差dは端子8の一方の面のみに形成される場合について説明した。本実施例では、端子8の表裏両面に段差dが形成される場合について説明する。
Next, a second embodiment will be described. In the first embodiment described above, as shown in FIG. 4, the case where the step d is formed on only one surface of the
図5は、本発明の第2の実施例の半導体装置の製造方法におけるリード連結部の切断方法の説明図を示す。また図6及び図7は、本発明の第2の実施例の半導体装置の製造方法により形成した半導体装置を示す。 FIG. 5 shows an explanatory diagram of a method of cutting a lead connecting portion in the method of manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention. 6 and 7 show a semiconductor device formed by the method for manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
本実施例の半導体装置の製造方法では、上記第1の実施例同様、半導体装置をダイボンドするダイパッド1(半導体素子載置領域に相当)とその周囲に配置されたリード2の組が、複数リード連結部によって連結されたリードフレームを用いる。
In the method for manufacturing a semiconductor device of this embodiment, as in the first embodiment, a plurality of sets of a die pad 1 (corresponding to a semiconductor element mounting region) for die-bonding the semiconductor device and leads 2 arranged around the
まず、リードフレームのダイパッド1に半導体素子3をダイボンドし、この半導体素子3の電極パッドとリード2とを導電性のボンディングワイヤ4で接続する。
First, the
次に樹脂封止用の金型を用意する。上述の第1の実施例では、上金型の表面に離型用シートのみを配置する場合について説明したが、本実施例では、更に下金型の表面にも離型用シートを配置して、半導体素子3をダイボンドし、必要な接続を形成したリードフレームを挟持する。そして、キャビティ内へ封止樹脂を注入することにより、半導体素子3、リード2を封止した樹脂封止体を形成する。
Next, a mold for sealing the resin is prepared. In the first embodiment described above, the case where only the release sheet is arranged on the surface of the upper mold has been described, but in this embodiment, the release sheet is further arranged on the surface of the lower mold. , The
また端子8は、図7に示すように封止樹脂5から露出したリード2と樹脂部5aとが、交互に配置する構造となっている。ここで、リードフレームを樹脂封止用の金型で挟持する際、上金型の表面及び下金型の表面に離型用シートを配置して樹脂封止を行うため、挟持した際に離型用シートがリード2間に上下両側から入り込み、図6及び図7に示すようにリード2の表面及び裏面よりリード2間の樹脂部5aの表面及び裏面がそれぞれ低くなり、両面に段差dが形成される。
Further, as shown in FIG. 7, the
次に本実施例では、半導体装置に個片化する工程の前に、切断パンチ11の先端に設けた切断刃11aと接触するリード連結部7に、ダイシングソー等を用いて溝12を形成する。図5に示すように溝12は、切断パンチ11の切断刃11aの先端が、切断時に溝12の中でリード2及び樹脂部5aに当接する位置に形成する。この溝12は、図5及び図6に示す形状の他、種々変更した形状とすることができ、例えば、切断パンチ11の幅の大きさの一個所の溝としてもよい。なお、溝12の深さは、切断刃11aの先端が溝12の内面に接触したときに、切断パンチ11の切断刃11a以外の部分が、リード連結部7と接触しないように形成するのが望ましい。
Next, in this embodiment, a
なお、溝12には予めはんだめっきを施すことによって、リード2の一部が側面電極としても機能し、実装信頼性の向上、実装基板へ実装した後のはんだによる接合状態の可視化にも有効である。
By pre-solder plating the
続いて、上述の第1の実施例で説明したワーク受けダイ9、リード押え10及び切断パンチ11を用いて個片化する。まず、リード2と樹脂部5aとをワーク受けダイ9とリード押え10とにより挟持した後に、溝12に切断刃11aを侵入させる。このとき切断刃11aは、その先端が溝12の内に露出するリード2と封止樹脂5に同時に接触し、この接触部に剪断応力が集中することにより良好に切断される。特に本実施例では、リード2と樹脂部5aが、少なくとも切断パンチ11により応力が加わる側と反対側をワーク受けダイ9に密着させ、応力が加わる側はわずかに隙間(段差による隙間)がある状態でリード押え10で挟持した場合であっても、溝12を設けることで、切断されずに残る樹脂部5aに、樹脂欠けを起こさせるだけの切断刃11aによる剪断応力が伝わらない。その結果、樹脂部5aに欠けが生じることはない。
Subsequently, the
このようにして形成した半導体装置は、端子8の先端の底面側に、図6及び図7に示すように、溝12の一部が残る構造となる。
The semiconductor device thus formed has a structure in which a part of the
以上本発明の実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものでないことは言うまでもない。例えば、上述の第1の実施例において、上述の第2の実施例同様、溝12を形成したり、上述の第2の実施例においてリード押え10にワーク受けダイ9に設けた凸部9aに相当する凸部を形成し、溝12を形成しない構成としたりしても、樹脂部5aに欠けを発生させることなく、半導体装置を製造することができる。
Although the examples of the present invention have been described above, it goes without saying that the present invention is not limited to the above examples. For example, in the first embodiment described above, a
1…ダイパッド、2…リード、3…半導体素子、4…ボンディングワイヤ、5…封止樹脂、5a…樹脂部、6…欠け、7…リード連結部、8…端子、9…ワーク受けダイ、9a…凸部、10…リード押え、11…切断パンチ、11a…切断刃、12…溝、d,D…段差。 1 ... Die pad, 2 ... Lead, 3 ... Semiconductor element, 4 ... Bonding wire, 5 ... Sealing resin, 5a ... Resin part, 6 ... Chip, 7 ... Lead connecting part, 8 ... Terminal, 9 ... Work receiving die, 9a ... Convex part, 10 ... Reed presser, 11 ... Cutting punch, 11a ... Cutting blade, 12 ... Groove, d, D ... Step.
Claims (3)
前記半導体素子と前記リードを封止樹脂で封止し、前記リードの一部を露出させた樹脂封止体を形成する樹脂封止工程と、
前記リード連結部を切断して個々の半導体装置に個片化する切断工程と、を含み、
前記樹脂封止工程は、前記露出するリード及び前記リード連結部のリード間に前記封止樹脂を充填し、少なくとも一方の面の前記リード間の封止樹脂表面が、前記一方の面の前記リード表面より低くなるように段差が形成される工程であることと、
前記切断工程は、前記段差が形成された前記封止樹脂表面と前記リード表面とを隙間なく挟持し、該隙間なく挟持された前記一方の面の裏面側から、該裏面側の前記封止樹脂表面と前記リード表面に同時に接触する切断パンチを用いて切断する工程であることを特徴とする半導体装置の製造方法。 A lead frame in which a plurality of semiconductor element mounting regions and leads are connected by a lead connecting portion is prepared, semiconductor elements are mounted in the semiconductor element mounting regions, and each semiconductor element is connected to the leads.
A resin encapsulation step in which the semiconductor element and the reed are sealed with a sealing resin to form a resin encapsulant in which a part of the reed is exposed.
Including a cutting step of cutting the lead connecting portion and separating it into individual semiconductor devices.
In the resin sealing step, the sealing resin is filled between the exposed lead and the lead of the lead connecting portion, and the sealing resin surface between the leads on at least one surface is the lead on one surface. It is a process in which a step is formed so that it is lower than the surface, and
In the cutting step, the sealing resin surface on which the step is formed and the lead surface are sandwiched without gaps, and the sealing resin on the back surface side is sandwiched from the back surface side of the one surface without gaps. A method for manufacturing a semiconductor device, which comprises a step of cutting using a cutting punch that simultaneously contacts the surface and the lead surface.
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