JP7174363B2 - リードフレームおよび半導体装置 - Google Patents

Description

本発明は、リードフレームおよび半導体装置に関する。

近年、基板に実装される半導体装置の小型化および薄型化が要求されてきている。このような要求に対応すべく、従来、リードフレームを用い、その搭載面に搭載した半導体素子を封止樹脂によって封止するとともに、裏面側にリードの一部分を露出させて構成された、いわゆるＱＦＮ（Quad Flat Non-lead）タイプの半導体装置が種々提案されている。

しかしながら、従来一般的な構造からなるＱＦＮの場合、端子数が増加するにしたがってパッケージが大きくなるため、実装信頼性を確保することが難しくなるという課題があった。これに対して、多ピン化されたＱＦＮを実現するための技術として、外部端子を２列に配列したパッケージの開発が進められている（例えば特許文献１参照）。

特開２００３－８６７５１号公報

近年、ＤＲ－ＱＦＮパッケージを生産するにあたり、チップサイズを変更することなく、リード部の数（ピン数）を増やすことが求められてきている。これに対して、従来、ピン数を増やすために、パッケージサイズを大きくする手法がとられてきた。しかしながら、パッケージを電子機器へ搭載する上での制約があるため、パッケージサイズを大きくすることには限界がある。

一方、パッケージサイズを大きくせずにピン数を増加しようとすると、リード部同士が接近してしまい、ダイシング時に生じたバリによりリード部同士が短絡してしまうおそれがある。また、半導体装置を製造する際、リード部同士の間を流れる封止樹脂の液流が阻害され、封止樹脂が十分に充填できないおそれもある。

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、ダイシング時に生じたバリによりリード部同士が短絡してしまうことを抑制することが可能な、リードフレームおよび半導体装置を提供することを目的とする。

本発明は、リードフレームにおいて、半導体素子が搭載されるダイパッドと、前記ダイパッドの周囲に設けられた、複数の長リード部および複数の短リード部と、前記複数の長リード部および前記複数の短リード部が連結されたコネクティングバーとを備え、前記長リード部と前記短リード部とは、前記コネクティングバーの長手方向に沿って交互に配置され、前記コネクティングバーのうち、前記長リード部が連結された長リード連結部は、少なくとも部分的に裏面側から薄肉化され、前記コネクティングバーのうち、前記短リード部が連結された短リード連結部は、少なくとも部分的に表面側から薄肉化されている、リードフレームである。

本発明は、前記長リード連結部の前記薄肉化された部分は、前記コネクティングバーの長手方向に沿って、当該長リード連結部に隣接する短リード連結部側に向けて広がっている、リードフレームである。

本発明は、前記短リード連結部の前記薄肉化された部分は、前記コネクティングバーの長手方向に沿って、当該短リード連結部に隣接する長リード連結部側に向けて広がっている、リードフレームである。

本発明は、前記コネクティングバーのうち少なくとも長手方向の端部は、裏面側から薄肉化されている、リードフレームである。

本発明は、前記ダイパッドのコーナー部から吊りリードが延在し、前記吊りリードの少なくとも一部は、裏面側から薄肉化されている、リードフレームである。

本発明は、前記短リード連結部に、一対の薄肉領域が形成され、前記一対の薄肉領域の間には、前記一対の薄肉領域よりも厚い中央領域が形成されている、リードフレームである。

本発明は、半導体装置において、ダイパッドと、前記ダイパッドの周囲に設けられた、複数の長リード部および複数の短リード部と、前記ダイパッド上に搭載された半導体素子と、前記半導体素子と前記長リード部または前記短リード部とを電気的に接続する接続部材と、前記ダイパッドと、前記長リード部と、前記短リード部と、前記半導体素子と、前記接続部材とを封止する封止樹脂とを備え、前記長リード部と前記短リード部とは、前記封止樹脂の周縁に沿って交互に配置され、前記長リード部のうち前記封止樹脂から露出する部分は、裏面側から薄肉化され、前記短リード部のうち前記封止樹脂から露出する部分は、表面側から薄肉化されている、半導体装置である。

本発明によれば、ダイシング時に生じたバリによりリード部同士が短絡してしまうことを抑えることができる。

図１は、本発明の一実施の形態によるリードフレームを示す平面図。 図２は、本発明の一実施の形態によるリードフレームを示す底面図。 図３は、本発明の一実施の形態によるリードフレームを示す断面図（図１のIII－III線断面図）。 図４（ａ）は、本発明の一実施の形態によるリードフレームを示す部分拡大平面図であり、図４（ｂ）は、本発明の一実施の形態によるリードフレームを示す部分拡大底面図。 図５（ａ）（ｂ）は、本発明の一実施の形態によるリード部の長手方向に垂直な方向に沿う断面図（それぞれ図４のVA－VA線、VB－VB線断面図）。 図６は、本発明の一実施の形態による半導体装置を示す平面図。 図７は、本発明の一実施の形態による半導体装置を示す断面図（図６のVII－VII線断面図）。 図８（ａ）－（ｅ）は、本発明の一実施の形態によるリードフレームの製造方法を示す断面図。 図９（ａ）－（ｅ）は、本発明の一実施の形態による半導体装置の製造方法を示す断面図。 図１０は、樹脂封止工程における溶融した樹脂の流れを示す概略底面図。 図１１は、本発明の一変形例（変形例１）によるリードフレームを示す部分拡大平面図。 図１２（ａ）（ｂ）は、本発明の一変形例（変形例１）によるリード部の長手方向に垂直な方向に沿う断面図（それぞれ図１１のXII－XII線断面に対応する図）。 図１３は、本発明の一変形例（変形例２）によるリードフレームを示す部分拡大平面図。

以下、本発明の一実施の形態について、図１乃至図１０を参照して説明する。なお、以下の各図において、同一部分には同一の符号を付しており、一部詳細な説明を省略する場合がある。

リードフレームの構成
まず、図１乃至図５により、本実施の形態によるリードフレームの概略について説明する。図１乃至図５は、本実施の形態によるリードフレームを示す図である。

図１乃至図３に示すように、リードフレーム１０は、１つ又は複数の単位リードフレーム１０ａを含んでいる。各単位リードフレーム１０ａは、半導体素子２１（後述）を搭載する平面矩形状のダイパッド１１と、ダイパッド１１周囲に設けられ、半導体素子２１と外部回路（図示せず）とを接続する複数の細長い長リード部１２Ａおよび短リード部１２Ｂとを備えている。なお、単位リードフレーム１０ａは、それぞれ半導体装置２０（後述）に対応する領域であり、図１および図２において仮想線の内側に位置する領域である。
また、図１および図２の仮想線は半導体装置２０の外周縁に対応している。

なお、本明細書中、「内」、「内側」とは、各単位リードフレーム１０ａにおいてダイパッド１１の中心方向を向く側をいい、「外」、「外側」とは、各単位リードフレーム１０ａにおいてダイパッド１１の中心から離れる側（コネクティングバー１３側）をいう。
また、「表面」とは、半導体素子２１が搭載される側の面をいい、「裏面」とは、「表面」の反対側の面であって外部の図示しない実装基板に接続される側の面をいう。

複数の単位リードフレーム１０ａは、コネクティングバー（支持部材）１３を介して互いに連結されている。このコネクティングバー１３は、ダイパッド１１と、長リード部１２Ａおよび短リード部１２Ｂとを支持するものであり、Ｘ方向およびＹ方向に沿ってそれぞれ延びている。ここで、Ｘ方向、Ｙ方向とは、リードフレーム１０の面内において、ダイパッド１１の各辺に平行な二方向であり、Ｘ方向とＹ方向とは互いに直交している。また、Ｚ方向は、Ｘ方向及びＹ方向の両方に対して垂直な方向である。

ダイパッド１１は、平面略正方形形状を有しており、その表面には、後述する半導体素子２１が搭載される。ダイパッド１１の平面形状は、正方形に限らず、長方形等の多角形としても良い。また、ダイパッド１１の四つのコーナー部にはそれぞれ吊りリード１４が連結されており、ダイパッド１１は、この４本の吊りリード１４を介してコネクティングバー１３に連結支持されている。各吊りリード１４は、その全域にわたりハーフエッチングにより裏面側から薄肉に形成されている。しかしながら、これに限らず、吊りリード１４の一部のみが裏面側から薄肉化されていても良い。とりわけ、吊りリード１４の外側（コネクティングバー１３側）を薄肉化した場合、樹脂封止時に、単位リードフレーム１０ａのコーナー部における溶融した樹脂の流動性を高めることができる。

ここでハーフエッチングとは、被エッチング材料をその厚み方向に途中までエッチングすることをいう。ハーフエッチング後の被エッチング材料の厚みは、ハーフエッチング前の被エッチング材料の厚みの例えば３０％以上７０％以下、好ましくは４０％以上６０％以下となる。なお、図１および図２において、ハーフエッチングされた領域を網掛けで示している。

各コネクティングバー１３は、細長い棒形状を有しており、その端部１３ａには、それぞれ正方形状の環状連結部１９が連結されている。環状連結部１９の内側には、平面正方形状の貫通開口１９ａが形成されている。また、環状連結部１９には、吊りリード１４の外側端部が連結されている。すなわち、各環状連結部１９には、それぞれ４本の吊りリード１４と、Ｘ方向に延びる２本のコネクティングバー１３と、Ｙ方向に延びる２本のコネクティングバー１３とが連結される。また環状連結部１９は、その全域にわたりハーフエッチングにより裏面側から薄肉に形成されている。

各コネクティングバー１３には、長リード部１２Ａと短リード部１２Ｂとが長手方向に沿って交互に連結されている。この場合、長リード部１２Ａは、長リード連結部４１においてコネクティングバー１３に連結され、短リード部１２Ｂは、短リード連結部４２においてコネクティングバー１３に連結されている。長リード連結部４１と短リード連結部４２の間には、中間部４３が形成されている。コネクティングバー１３のうち長リード連結部４１は、その少なくとも一部が裏面側から薄肉化され、短リード連結部４２は、その少なくとも一部が表面側から薄肉化されている。

図１に示すように、表面側から見た場合、コネクティングバー１３の短リード連結部４２が薄肉化され、中間部４３および長リード連結部４１は薄肉化されていない。一方、図２に示すように、裏面側から見た場合、コネクティングバー１３の長リード連結部４１および中間部４３の一部が薄肉化され、中間部４３の他の部分および短リード連結部４２は薄肉化されていない。さらに、コネクティングバー１３の両方の端部１３ａは、それぞれ裏面側から薄肉化されている。

ダイパッド１１は、中央に位置するダイパッド厚肉部１１ａと、ダイパッド厚肉部１１ａの周縁全周にわたって形成されたダイパッド薄肉部１１ｂとを有している（図３参照）。このうちダイパッド厚肉部１１ａは、ハーフエッチングされておらず、加工前の金属基板（後述する金属基板３１）と同一の厚みを有している。具体的には、ダイパッド厚肉部１１ａの厚みは、半導体装置２０の構成にもよるが、８０μｍ以上２００μｍ以下とすることができる。一方、ダイパッド薄肉部１１ｂは、ハーフエッチングにより裏面側から薄肉に形成されている。このようにダイパッド薄肉部１１ｂを設けたことにより、ダイパッド１１が封止樹脂２３（後述）から離脱しにくくすることができる。

各長リード部１２Ａおよび各短リード部１２Ｂは、後述するようにボンディングワイヤ２２を介して半導体素子２１に接続されるものであり、ダイパッド１１との間に空間を介して配置されている。各長リード部１２Ａおよび各短リード部１２Ｂは、それぞれコネクティングバー１３から延び出している。この場合、長リード部１２Ａの長さは、短リード部１２Ｂの長さよりも長い。

各長リード部１２Ａと各短リード部１２Ｂとは、上述したように、ダイパッド１１の周囲においてコネクティングバー１３の長手方向に沿って交互に配置されている。すなわち、長リード部１２Ａと短リード部１２Ｂとが互いに隣接する一方、長リード部１２Ａ同士が隣接することはなく、短リード部１２Ｂ同士が隣接することもない。隣接する長リード部１２Ａ及び短リード部１２Ｂ同士は、半導体装置２０（後述）の製造後に互いに電気的に絶縁される形状となっている。また、長リード部１２Ａ及び短リード部１２Ｂは、半導体装置２０の製造後にダイパッド１１と電気的に絶縁される形状となっている。この長リード部１２Ａ及び短リード部１２Ｂの裏面には、それぞれ外部の実装基板（図示せず）に電気的に接続される第１外部端子１７Ａ及び第２外部端子１７Ｂが形成されている。各外部端子１７Ａ、１７Ｂは、半導体装置２０（後述）の製造後に、それぞれ半導体装置２０から外方に露出するようになっている。

この場合、第１外部端子１７Ａ及び第２外部端子１７Ｂは、平面視で複数の列（２列）に沿って配置されている。具体的には、第１外部端子１７Ａ及び第２外部端子１７Ｂは、隣り合う長リード部１２Ａ及び短リード部１２Ｂ間で交互に内側および外側に位置するよう、平面視で千鳥状に配置されている。各第１外部端子１７Ａはそれぞれ内側（ダイパッド１１側）に位置しており、各第２外部端子１７Ｂはそれぞれ外側（コネクティングバー１３側）に位置している。複数の第１外部端子１７Ａ及び複数の第２外部端子１７Ｂは、それぞれ異なる直線上に配置され、複数の第１外部端子１７Ａが配置される直線と、複数の第２外部端子１７Ｂが配置される直線とは互いに平行である。またダイパッド１１の周囲において、内側の第１外部端子１７Ａと外側の第２外部端子１７Ｂとが、全周にわたり交互に配置されている。これにより、長リード部１２Ａ及び短リード部１２Ｂの外部端子１７Ａ、１７Ｂが、隣接する長リード部１２Ａ及び短リード部１２Ｂに短絡することを抑制している。

次に、図４（ａ）（ｂ）および図５（ａ）（ｂ）を参照して、長リード部１２Ａ、短リード部１２Ｂ及びコネクティングバー１３の構成について更に説明する。

図４に示すように、長リード部１２Ａは、長リード部１２Ａの内端（ダイパッド１１側端部）に位置する端子領域５３と、端子領域５３の外側（コネクティングバー１３側）に位置する外側領域５２とを有している。このうち外側領域５２は、平面から見て細長い棒形状を有しており、端子領域５３は平面視略かまぼこ形状を有している。また、端子領域５３の表面には第１内部端子１５Ａが形成され（図４（ａ）参照）、端子領域５３の裏面には、上述した第１外部端子１７Ａが形成されている（図４（ｂ）参照）。第１内部端子１５Ａは、後述するようにボンディングワイヤ２２を介して半導体素子２１に電気的に接続される領域となっている。このため、第１内部端子１５Ａ上には、ボンディングワイヤ２２との密着性を向上させるめっき部が設けられていても良い。

外側領域５２は、端子領域５３から外側（コネクティングバー１３側）に延びており、その基端部はコネクティングバー１３に連結されている。外側領域５２は、当該外側領域５２が連結されるコネクティングバー１３の長手方向に対して垂直に延びている。しかしながら、これに限らず、各外側領域５２の一部又は全部がコネクティングバー１３に対して傾斜して延びていても良い。

この外側領域５２は、それぞれ裏面側からハーフエッチングにより薄肉化されている。
このように、外側領域５２を裏面側から薄肉化したことにより、幅の狭い長リード部１２Ａを精度良く形成することができ、小型でピン数の多い半導体装置２０を得ることができる。また、端子領域５３は、ハーフエッチングされることなく、ダイパッド１１のダイパッド厚肉部１１ａ（加工前の金属基板３１）と同一の厚みを有している。さらに外側領域５２の幅（コネクティングバー１３の長手方向に平行な長さ）ｗ_１は、端子領域５３の幅ｗ_２よりも狭くなっている。これにより、端子領域５３の面積を確保しつつ、外側領域５２と短リード部１２Ｂとの間隔を一定程度確保している。

一方、短リード部１２Ｂは、端子領域６３から構成されている。この端子領域６３は、平面から見て略かまぼこ形状を有しており、その基端部はコネクティングバー１３に連結されている。また、端子領域６３の表面には第２内部端子１５Ｂが形成され（図４（ａ）参照）、端子領域６３の裏面には、上述した第２外部端子１７Ｂが形成されている（図４（ｂ）参照）。第２内部端子１５Ｂは、後述するようにボンディングワイヤ２２を介して半導体素子２１に電気的に接続される領域となっている。このため、第２内部端子１５Ｂ上には、ボンディングワイヤ２２との密着性を向上させるめっき部が設けられていても良い。

図４（ａ）に示すように、端子領域６３の外側（コネクティングバー１３側）の領域は、表面側からハーフエッチングされることにより薄肉化されている。端子領域６３の薄肉化された部分と薄肉化されていない部分との境界６４は、単位リードフレーム１０ａの内側に位置する。一方、端子領域６３の内側（ダイパッド１１側）の領域は、ハーフエッチングされることなく、ダイパッド１１のダイパッド厚肉部１１ａ（加工前の金属基板３１）と同一の厚みを有している。なお、短リード部１２Ｂの端子領域６３の幅（コネクティングバー１３の長手方向に平行な長さ）ｗ_３は、長リード部１２Ａの端子領域５３の幅ｗ_２と略同一であるが、これに限らず、端子領域６３の幅ｗ_３が端子領域５３の幅ｗ_２と異なっていても良い。

なお、図４（ａ）（ｂ）において、長リード部１２Ａの外側領域５２の幅ｗ_１は、例えば６０μｍ以上１８０μｍ以下であり、互いに隣接する長リード部１２Ａと短リード部１２Ｂとの間のピッチｐ_１は、例えば８５μｍ以上２００μｍ以下である。また、端子領域５３、６３の幅ｗ_２、ｗ_３は、例えば６５μｍ以上２００μｍ以下である。

コネクティングバー１３は、上述したように、長リード部１２Ａが連結される長リード連結部４１と、短リード部１２Ｂが連結される短リード連結部４２と、長リード連結部４１と短リード連結部４２との間に位置する中間部４３とを有している。なお、長リード連結部４１とは、長リード部１２Ａの外側領域５２の両側縁（Ｙ方向）の延長線と、コネクティングバー１３の両側縁（Ｘ方向）とによって取り囲まれた領域をいう。また、短リード連結部４２とは、短リード部１２Ｂの端子領域６３の両側縁（Ｙ方向）の延長線と、コネクティングバー１３の両側縁（Ｘ方向）とによって取り囲まれた領域をいう。

長リード連結部４１は、平面視矩形形状であり、その全域にわたり裏面側からハーフエッチングにより薄肉化されている（図４（ｂ）参照）。この長リード連結部４１の薄肉化され部分は、外側領域５２の薄肉化された部分に連続している。一方、長リード連結部４１は表面側からは薄肉化されていない（図４（ａ）参照）。なお、これに限らず、長リード連結部４１の一部のみが裏面側から薄肉化されていても良い。

図４（ｂ）に示すように、長リード連結部４１の裏面の薄肉化された部分は、コネクティングバー１３の長手方向に沿って、隣接する短リード連結部４２側に向けて広がっている。すなわち、中間部４３のうち長リード連結部４１側の一部は、裏面側からハーフエッチングにより薄肉化されている。この場合、中間部４３のうち薄肉部分４３ａの長さＬ_１は、中間部４３全体の長さ（上述したピッチｐ_１）の５％以上５０％以下であり、好ましくは１０％以上３０％以下である。

短リード連結部４２は、平面視矩形形状であり、その全域にわたり表面側からハーフエッチングにより薄肉化されている（図４（ａ）参照）。この短リード連結部４２の薄肉化された部分は、端子領域６３の薄肉化された部分に連続して延びる。一方、短リード連結部４２は裏面側からは薄肉化されていない（図４（ｂ）参照）。なお、これに限らず、短リード連結部４２の一部のみが表面側から薄肉化されていても良い。

図４（ａ）に示すように、短リード連結部４２の表面の薄肉化された部分は、コネクティングバー１３の長手方向に沿って、隣接する長リード連結部４１側に向けて広がっている。すなわち、図４（ａ）の丸囲み部に示すように、中間部４３のうち、短リード連結部４２側であって、コネクティングバー１３の側縁に隣接する一部が、表面側からハーフエッチングにより薄肉化されている。この中間部４３の薄肉部分４３ｂは平面視略三角形形状を有している。また、この中間部４３の薄肉部分４３ｂの長さＬ_２は、中間部４３全体の長さ（上述したピッチｐ_１）の１％以上２０％以下であり、好ましくは３％以上１０％以下である。なお、中間部４３の表面側の薄肉部分４３ｂの長さＬ_２は、上述した裏面側の薄肉部分４３ａの長さＬ_１よりも短い。

図５（ａ）（ｂ）は、長リード部１２Ａ及び短リード部１２Ｂの長手方向に垂直な方向の断面図である。

図５（ａ）に示すように、コネクティングバー１３の近傍において、長リード部１２Ａの外側領域５２が裏面側から薄肉化され、短リード部１２Ｂの端子領域６３が表面側から薄肉化されている。このように、長リード部１２Ａおよび短リード部１２Ｂの断面積が狭くなっているので、後述するように封止樹脂２３をダイシングする際、長リード部１２Ａおよび短リード部１２Ｂから生じるバリを小さくすることができる。これにより、ダイシング時に生じたバリによって長リード部１２Ａと短リード部１２Ｂとが短絡することを抑制している。

一方、図５（ｂ）に示すように、コネクティングバー１３から離れた位置において、長リード部１２Ａの外側領域５２が裏面側から薄肉化される一方、短リード部１２Ｂの端子領域６３は、表面及び裏面側のいずれも薄肉化されていない。これにより、短リード部１２Ｂの第２内部端子１５Ｂの面積を確保し、第２内部端子１５Ｂとボンディングワイヤ２２とを強固に接続することが可能となる。一方、図５（ｂ）に示す位置では、ダイシング時に長リード部１２Ａおよび短リード部１２Ｂからバリが生じることがないため、長リード部１２Ａと短リード部１２Ｂとが短絡するおそれはない。

以上説明したリードフレーム１０は、全体として銅、銅合金、４２合金（Ｎｉ４２％のＦｅ合金）等の金属から構成されている。また、リードフレーム１０の厚みは、製造する半導体装置２０の構成にもよるが、８０μｍ以上２００μｍ以下とすることができる。

なお、本実施の形態において、長リード部１２Ａ及び短リード部１２Ｂは、ダイパッド１１の４辺全てに沿って配置されているが、これに限られるものではなく、例えばダイパッド１１の対向する２辺のみに沿って配置されていても良い。

また、本実施の形態では、長リード部１２Ａの第１外部端子１７Ａと短リード部１２Ｂの第２外部端子１７Ｂとが千鳥状に２列に配置されている場合を例にとって説明したが、これに限らず、外部端子が３列以上に配置されていても良い。

半導体装置の構成
次に、図６および図７により、本実施の形態による半導体装置について説明する。図６および図７は、本実施の形態による半導体装置（ＤＲ－ＱＦＮ（Dual Row QFN）タイプ）を示す図である。

図６および図７に示すように、半導体装置（半導体パッケージ）２０は、ダイパッド１１と、ダイパッド１１の周囲に配置された複数の長リード部１２Ａ及び複数の短リード部１２Ｂと、ダイパッド１１上に搭載された半導体素子２１と、長リード部１２Ａ又は短リード部１２Ｂと半導体素子２１とを電気的に接続する複数のボンディングワイヤ（接続部材）２２とを備えている。また、ダイパッド１１、長リード部１２Ａ、短リード部１２Ｂ、半導体素子２１およびボンディングワイヤ２２は、封止樹脂２３によって樹脂封止されている。

ダイパッド１１、長リード部１２Ａ及び短リード部１２Ｂは、上述したリードフレーム１０から作製されたものである。このうち長リード部１２Ａ及び短リード部１２Ｂは、封止樹脂２３の周縁２３ａに沿って交互に配置されている。また、長リード部１２Ａのうち封止樹脂２３の周縁２３ａから露出する部分（外側領域５２）は、裏面側から薄肉化されている。一方、短リード部１２Ｂのうち封止樹脂２３の周縁２３ａから露出する部分（端子領域６３）は、表面側から薄肉化されている。このほか、ダイパッド１１、長リード部１２Ａ及び短リード部１２Ｂの構成は、半導体装置２０に含まれない領域を除き、上述した図１乃至図５に示すものと同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

半導体素子２１としては、従来一般に用いられている各種半導体素子を使用することが可能であり、特に限定されないが、例えば集積回路、大規模集積回路、トランジスタ、サイリスタ、ダイオード等を用いることができる。この半導体素子２１は、各々ボンディングワイヤ２２が取り付けられる複数の電極２１ａを有している。また、半導体素子２１は、例えばダイボンディングペースト等の接着剤２４により、ダイパッド１１の表面に固定されている。

各ボンディングワイヤ２２は、例えば金、銅等の導電性の良い材料からなっている。各ボンディングワイヤ２２は、それぞれその一端が半導体素子２１の電極２１ａに接続されるとともに、その他端が各長リード部１２Ａ又は短リード部１２Ｂの内部端子１５Ａ、１５Ｂにそれぞれ接続されている。なお、内部端子１５Ａ、１５Ｂには、ボンディングワイヤ２２と密着性を向上させるめっき部が設けられていても良い。

封止樹脂２３としては、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、あるいはＰＰＳ樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることができる。封止樹脂２３全体の厚みは、３００μｍ以上１２００μｍ以下程度とすることができる。また、封止樹脂２３の一辺（半導体装置２０の一辺）は、例えば６ｍｍ以上１６ｍｍ以下することができる。なお、図６において、封止樹脂２３のうち、ダイパッド１１、長リード部１２Ａ及び短リード部１２Ｂよりも表面側に位置する部分の表示を省略している。

リードフレームの製造方法
次に、図１乃至図５に示すリードフレーム１０の製造方法について、図８（ａ）－（ｅ）を用いて説明する。なお、図８（ａ）－（ｅ）は、リードフレーム１０の製造方法を示す断面図（図３に対応する図）である。

まず図８（ａ）に示すように、平板状の金属基板３１を準備する。この金属基板３１としては、銅、銅合金、４２合金（Ｎｉ４２％のＦｅ合金）等の金属からなる基板を使用することができる。なお金属基板３１は、その両面に対して脱脂等を行い、洗浄処理を施したものを使用することが好ましい。

次に、金属基板３１の表裏全体にそれぞれ感光性レジスト３２ａ、３３ａを塗布し、これを乾燥する（図８（ｂ））。なお感光性レジスト３２ａ、３３ａとしては、従来公知のものを使用することができる。

続いて、この金属基板３１に対してフォトマスクを介して露光し、現像することにより、所望の開口部３２ｂ、３３ｂを有するエッチング用レジスト層３２、３３を形成する（図８（ｃ））。

次に、エッチング用レジスト層３２、３３を耐腐蝕膜として金属基板３１に腐蝕液でエッチングを施す（図８（ｄ））。これにより、ダイパッド１１、長リード部１２Ａおよび短リード部１２Ｂの外形が形成される。なお、腐蝕液は、使用する金属基板３１の材質に応じて適宜選択することができ、例えば、金属基板３１として銅を用いる場合、通常、塩化第二鉄水溶液を使用し、金属基板３１の両面からスプレーエッチングを行うことができる。

その後、エッチング用レジスト層３２、３３を剥離して除去することにより、図１乃至図５に示すリードフレーム１０が得られる。（図８（ｅ））。

なお、上記においては、金属基板３１の両面側からスプレーエッチングを行う場合を例にとって説明したが、これに限られるものではない。例えば、金属基板３１の片面ずつ２段階のスプレーエッチングを行っても良い。具体的には、まず金属基板３１の表面側の全体に第１エッチング用レジスト層を設けるとともに、裏面側に所定のパターンをもつ第２エッチング用レジスト層を形成し、金属基板３１の裏面側のみエッチングを施す。次に、第１及び第２エッチング用レジスト層を除去するとともに、金属基板３１の裏面側に耐エッチング性のある樹脂からなる封止層を設ける。続いて、金属基板３１の表面側に所定のパターンをもつ第３エッチング用レジスト層を形成し、この状態で金属基板３１の表面側のみエッチングを施す。その後、裏面側の封止層を剥離することにより、リードフレーム１０の外形が形成される。このように金属基板３１の片面ずつスプレーエッチングを行うことにより、長リード部１２Ａ及び短リード部１２Ｂの変形を回避しやすいという効果が得られる。

半導体装置の製造方法
次に、図６および図７に示す半導体装置２０の製造方法について、図９（ａ）－（ｅ）を用いて説明する。

まず、例えば図８（ａ）－（ｅ）に示す方法により、リードフレーム１０を作製する（図９（ａ））。

次に、リードフレーム１０のダイパッド１１上に、半導体素子２１を搭載する。この場合、例えばダイボンディングペースト等の接着剤２４を用いて、半導体素子２１をダイパッド１１上に載置して固定する（ダイアタッチ工程）（図９（ｂ））。

次に、半導体素子２１の各電極２１ａと、各長リード部１２Ａ及び短リード部１２Ｂの内部端子１５Ａ、１５Ｂとを、それぞれボンディングワイヤ（接続部材）２２によって互いに電気的に接続する（ワイヤボンディング工程）（図９（ｃ））。

次に、リードフレーム１０に対して熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を射出成形またはトランスファ成形することにより、封止樹脂２３を形成する（樹脂封止工程）（図９（ｄ））。このようにして、ダイパッド１１、長リード部１２Ａ、短リード部１２Ｂ、半導体素子２１およびボンディングワイヤ２２を封止する。

この間、コネクティングバー１３側から各単位リードフレーム１０ａの内側に向けて、樹脂が回り込む。本実施の形態において、環状連結部１９、吊りリード１４及びコネクティングバー１３の端部１３ａは、それぞれ裏面側から薄肉化されている。このため、図１０に示すように、樹脂が通過する流路が広く確保され、溶融した樹脂は、各単位リードフレーム１０ａのコーナー部の周囲をスムーズに流れる（図１０の矢印Ｆ参照）。これにより、各単位リードフレーム１０ａのコーナー部近傍の特定の箇所に応力が集中しにくくなり、封止樹脂２３を各単位リードフレーム１０ａの内側に確実に充填することができる。
また、封止樹脂２３の圧力によって。長リード部１２Ａや短リード部１２Ｂが変形するおそれも少ない。

次に、各半導体素子２１間の封止樹脂２３をダイシングすることにより、リードフレーム１０を各半導体装置２０に分離する。この際、例えばダイヤモンド砥石からなるブレード（図示せず）を回転させながら、各半導体装置２０間のリードフレーム１０および封止樹脂２３を切断しても良い。

この場合、コネクティングバー１３の長リード連結部４１は裏面側から薄肉化され、コネクティングバー１３の短リード連結部４２は、表面側から薄肉化されている。また、コネクティングバー１３の近傍において、長リード部１２Ａが裏面側から薄肉化され、短リード部１２Ｂが表面側から薄肉化されている。このように、ブレードの進行方向に沿って、コネクティングバー１３、長リード部１２Ａおよび短リード部１２Ｂの断面積が狭くなっているので、封止樹脂２３をダイシングする際、コネクティングバー１３、長リード部１２Ａおよび短リード部１２Ｂから生じるバリを小さくすることができる。これにより、ダイシング時に生じたバリにより長リード部１２Ａと短リード部１２Ｂとが短絡する不具合を抑制することができる。

このようにして、図６および図７に示す半導体装置２０が得られる（図９（ｅ））。

以上説明したように、本実施の形態によれば、コネクティングバー１３のうち長リード連結部４１は、裏面側から薄肉化され、短リード連結部４２は、表面側から薄肉化されている。これにより、ダイシングする方向（コネクティングバー１３）に沿ったコネクティングバー１３、長リード部１２Ａおよび短リード部１２Ｂの断面積が狭くし、ダイシング時に生じるバリを減らし、バリによりリード部同士が短絡することを抑制することができる。また、上記断面積を狭くしたことにより、ダイシング時に発生する熱を低減し、リードフレーム１０を構成する金属（銅等）の伸びを抑えることができる。また、外部端子１７Ａ、１７Ｂに予め半田めっきが付着している場合、ダイシング時の熱によってこの半田めっきが溶融することを抑制することができる。

また、本実施の形態によれば、長リード連結部４１の薄肉化された部分（薄肉部分４３ａ）は、コネクティングバー１３の長手方向に沿って、長リード連結部４１に隣接する短リード連結部４２側に向けて広がっている。これにより、樹脂封止時に、長リード連結部４１の裏面側における封止樹脂２３の流路を広く確保し、溶融した樹脂をスムーズに流すことができる。

また、本実施の形態によれば、短リード連結部４２の薄肉化された部分（薄肉部分４３ｂ）は、コネクティングバー１３の長手方向に沿って、短リード連結部４２に隣接する長リード連結部４１側に向けて広がっている。これにより、コネクティングバー１３の断面積が狭くなるので、ダイシング時に短リード連結部４２の周辺から生じるバリを減らし、バリによりリード部１２Ａ、１２Ｂ同士が短絡しないようにすることができる。

さらに、本実施の形態によれば、コネクティングバー１３のうち少なくとも長手方向の端部１３ａは、裏面側から薄肉化されている。また、吊りリード１４の少なくとも一部は、裏面側から薄肉化されている。これにより、樹脂封止時に、溶融した樹脂が各単位リードフレーム１０ａのコーナー部の周囲をスムーズに流れるので、特定の箇所に応力が集中せず、封止樹脂２３を各単位リードフレーム１０ａの内側に確実に充填することができる。

変形例
次に、図１１乃至図１３により、本実施の形態によるリードフレームの変形例について説明する。図１１乃至図１３に示す変形例は、主として短リード連結部４２の薄肉化された部分の形状が異なるものであり、他の構成は、図１乃至図１０に示す実施の形態と略同一である。図１１乃至図１３において、図１乃至図１０と同一部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

（変形例１）
図１１および図１２に示すリードフレーム１０Ａにおいて、短リード連結部４２は、その一部が表面側から薄肉化されている。具体的には、各短リード連結部４２において、コネクティングバー１３の長手方向に垂直な方向に沿って、表面側から薄肉化された一対の薄肉領域４６ａ、４６ｂが形成されている。この薄肉領域４６ａ、４６ｂは、短リード連結部４２から、短リード部１２Ｂの両側縁部に沿って、短リード部１２Ｂの途中まで延びている。一対の薄肉領域４６ａ、４６ｂの間には、薄肉領域４６ａ、４６ｂよりも厚い中央領域４７が形成されている。この中央領域４７は、薄肉領域４６ａ、４６ｂから表面側に突出する表面側凸部からなる。

図１２（ａ）に示すように、中央領域４７は、薄肉化（ハーフエッチング）されることなく、加工前の金属基板３１と同一の厚みを有していても良い。この場合、コネクティングバー１３近傍における短リード部１２Ｂの垂直断面は、断面視略Ｔ字状となる。

あるいは、図１２（ｂ）に示すように、中央領域４７は、一対の薄肉領域４６ａ、４６ｂから表面側（Ｚ方向プラス側）に突出するとともに、長リード部１２Ａの表面よりも裏面側（Ｚ方向マイナス側）に位置していても良い。この場合、中央領域４７は、断面視略山型形状を有している。この場合、コネクティングバー１３近傍における短リード部１２Ｂの垂直断面は、断面視略五角形形状となる。

図１１および図１２において、一対の薄肉領域４６ａ、４６ｂの間に中央領域４７が形成されているので、この中央領域４７によって短リード連結部４２の強度を保持しつつ、ダイシング時に発生する熱を低減することができる。

（変形例２）
図１３に示すリードフレーム１０Ｂにおいて、短リード連結部４２は、その一部が表面側から薄肉化されている。具体的には、各短リード連結部４２において、コネクティングバー１３の長手方向に沿って、表面側から薄肉化された一対の薄肉領域４８ａ、４８ｂが形成されている。この薄肉領域４８ａ、４８ｂは、短リード連結部４２から、短リード部１２Ｂの途中まで延びている。一対の薄肉領域４８ａ、４８ｂの間には、薄肉領域４８ａ、４８ｂよりも厚い中央領域４９が形成されている。この中央領域４９は、薄肉化（ハーフエッチング）されておらず、コネクティングバー１３の長さ方向に沿って延びている。

図１３において、一対の薄肉領域４８ａ、４８ｂの間に中央領域４９が形成されているので、この中央領域４９によって短リード連結部４２の強度を保持しつつ、ダイシング時に発生する熱を低減することができる。

上記各実施の形態及び変形例に開示されている複数の構成要素を必要に応じて適宜組合せることも可能である。あるいは、上記各実施の形態及び変形例に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

１０ リードフレーム
１１ ダイパッド
１２Ａ 長リード部
１２Ｂ 短リード部
１５Ａ、１５Ｂ 内部端子
１７Ａ 第１外部端子
１７Ｂ 第２外部端子
２０ 半導体装置
２１ 半導体素子
２２ ボンディングワイヤ
２３ 封止樹脂
４１ 長リード連結部
４２ 短リード連結部
４３ 中間部
５２ 外側領域
５３ 端子領域
６３ 端子領域

Claims (2)

1. リードフレームにおいて、
   半導体素子が搭載されるダイパッドと、
   前記ダイパッドの周囲に設けられた、複数の長リード部および複数の短リード部と、
   前記複数の長リード部および前記複数の短リード部が連結されたコネクティングバーとを備え、
   前記長リード部と前記短リード部とは、前記コネクティングバーの長手方向に沿って交互に配置され、
   前記コネクティングバーのうち、前記長リード部が連結された長リード連結部は、少なくとも部分的に裏面側から薄肉化され、
   前記コネクティングバーのうち、前記短リード部が連結された短リード連結部は、少なくとも部分的に表面側から薄肉化され、
   前記コネクティングバーの端部には環状連結部が連結され、
   前記コネクティングバーの端部から当該コネクティングバーの端部に最も近い前記短リード連結部までの間の領域が、少なくとも部分的に裏面側から薄肉化され、
   前記環状連結部の全域が裏面側から薄肉化され、前記環状連結部の裏面側から薄肉化された部分と、前記コネクティングバーの端部から当該コネクティングバーの端部に最も近い前記短リード連結部までの間の領域の裏面側から薄肉化された部分とが、連続している、リードフレーム。
2. リードフレームにおいて、
   半導体素子が搭載されるダイパッドと、
   前記ダイパッドの周囲に設けられた、複数の長リード部および複数の短リード部と、
   前記複数の長リード部および前記複数の短リード部が連結されたコネクティングバーとを備え、
   前記長リード部と前記短リード部とは、前記コネクティングバーの長手方向に沿って交互に配置され、
   前記コネクティングバーのうち、前記長リード部が連結された長リード連結部は、少なくとも部分的に裏面側から薄肉化され、
   前記コネクティングバーのうち、前記短リード部が連結された短リード連結部は、少なくとも部分的に表面側から薄肉化され、
   前記コネクティングバーの端部には環状連結部が連結され、
   前記コネクティングバーの端部から当該コネクティングバーの端部に最も近い前記短リード連結部までの間の領域が、少なくとも部分的に裏面側から薄肉化され、
   前記コネクティングバーの端部に最も近い前記短リード連結部が裏面側から薄肉化されておらず、当該短リード連結部の裏面側から薄肉化されていない部分が前記コネクティングバーの長手方向に沿って前記コネクティングバーの端部側に向けて広がっている、リードフレーム。

Images