JPH01102947A - 樹脂封止型半導体デバイスおよびリードフレーム - Google Patents

樹脂封止型半導体デバイスおよびリードフレーム

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JPH01102947A
JPH01102947A JP62260656A JP26065687A JPH01102947A JP H01102947 A JPH01102947 A JP H01102947A JP 62260656 A JP62260656 A JP 62260656A JP 26065687 A JP26065687 A JP 26065687A JP H01102947 A JPH01102947 A JP H01102947A
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JP
Japan
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tab
resin
leads
package
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Hiromichi Sakamoto
坂本　博通
Satoru Negishi
哲 根岸
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Hitachi Ltd
Hitachi Tohbu Semiconductor Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は樹脂封止型半導体デバイスおよびその製造にお
いて使用されるリードフレームに関する。
〔従来の技術〕
電子機器は、機能面から高密度実装化が、実装面から軽
量化、小型化、薄型化が要請されている。
このため、電子機器に組み込まれる電子部品の多くは、
面実装が可能な構造に移行してきている。
また、電子部品の製造コスト低減のために、バッケージ
形態は材料が安くかつ生産性が良好なレジンパッケージ
が多用されている。
このような半導体デバイスの一つとして、超小型のトラ
ンジスタが知られている。超小型のトランジスタの例に
ついては、たとえば、工業調査会発行「電子材料、１９
７２年３月号、昭和４７年３月１日発行、Ｐ９１〜Ｐ９
６に記載されている。
この文献には、超小型のトランジスタとして、ミニモー
ルドトランジスタと称するトランジスタが紹介されてい
る。このトランジスタは、パッケージの寸法が縦、横、
高さがそれぞれ１ｍｍ〜２ｍｍ前後と極めて小さ（、パ
ッケージの一側面から２本、他側面から１本とそれぞれ
リードを突出させている構造となっている。また、前記
リードは、その幅が０．４ｍｍ前後と極めて細い、また
、この文献には、モールドタイプのものは、樹脂（レジ
ン）とメタル（リード）とは、単に圧着または密着によ
っていることから、メタルカン構造のハーメチックシー
ルのものに比較して耐湿性が劣る四記載されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
レジンパッケージ構造の半導体デバイスは、前記のよう
に、メタルカンタイブのものに比較して本質的に耐湿性
が劣るが、超小型トランジスタは、各部が小さく形成さ
れていることから、リードや半導体素子を固定するタブ
とレジンとの接触面積も一層小さくなり、さらに耐湿性
を向上させ難い。
本発明の目的は、耐湿性の高い樹脂封止型半導体デバイ
スを提供することにある。
本発明の他の目的は、耐湿性を高めることができるリー
ドフレームを提供することにある。
（問題点を解決するための手段） 本発明のレジンパッケージ型半導体デバイスの製造にあ
っては、リードフレームのチップを搭載するタブ主面側
およびワイヤを接続するリードのワイヤ接合面側は、そ
れぞれ凹凸が付けられた凹凸面となっていて、レジンモ
ールドされた際、パッケージを構成するレジンは前記凹
凸面を介してタブおよびリードに密着する構造となって
いる。
（作用〕 上記した手段によれば、本発明のレジンパッケージ型半
導体デバイスは、チップを搭載するタブ主面側およびリ
ードのワイヤ接合面側は、それぞれ凹凸面となっていて
、パッケージの内部において、レジンは前記凹凸面を介
してタブおよびリードに一密着するため、レジンとタブ
およびリードの接着力は、両者が相互に食い込むように
なるとともに、接触面積が増大することによって強くな
る。
また、パッケージ外部からの水分の浸入通路も長くなる
ことから、前記接着力の増大とも相俟って耐湿性が高く
なる。
〔実施例〕
以下図面を参照して本発明の一実施例について説明する
。
第１図は本発明の一実施例による反転状態の半導体デバ
イスの断面図、第２図は同じく反転状態の半導体デバイ
スの斜視図、第３図は同じく半導体デバイスの製造フロ
ーを示すフローチャート、第４図〜第９図は本発明によ
る半導体デバイスの製造状態を示す図であって、第４図
は半完成品状態のリードフレームを示す平面図、第５図
は同じくリードフレームの一部を凹凸面化する加工状態
を示す断面図、第６図は同じく完成品状態のリードフレ
ームの平面図、第７図は同じくチンプボンディング、ワ
イヤボンディングが行われたリードフレームを示す平面
図、第８図は同じ（チップボンディング状態を示す断面
図、第９図は同じくワイヤボンディング状態を示す断面
図、第１０図は同じくレジンモールド状態を示す断面図
、第１１図は実装された半導体デバイスを示す断面図で
ある。
この実施例では、パッケージ寸法が数ｍｍとなる超小型
トランジスタ（半導体デバイス）に本発明を適用した例
について説明する。超小型トランジスタは、第２図に示
されるような構造となっている。第２図および第１図は
、説明の便宜上、超小型トランジスタを反転させた状態
における図である。
超小型トランジスタ１は、レジン（たとえば、エポキシ
樹脂）のパッケージ２の一側から１本、他側から２本、
合計３本のリード３を突出させた構造となっている。同
図は、超小型トランジスタ１の実装面４が上となるよう
に裏返しにした状態を示す図である。前記パッケージ２
は、たとえば、縦がｌ、　５ｍｍ、横が２．９ｍｍ、高
さが１．１ｍｍとなっている。また、前記リード３はパ
ッケージ２の付は根近傍で実装面４側に折れ曲がるとと
もに、その先端部分は再び外方に折れ曲がり、先端に固
定部５を形成している。リード３は幅が０．４ｍｍ、厚
さが０．１６ｍｍ、パッケージ２の側面からの突出長さ
が０．５ｍｍとなっている。
この固定部５は実装面４と同一面となっていて、実装時
配線基板等の導体層に半田等によって接続される。
一方、前記パッケージ２内に延在するリード３の内端は
それぞれ幅広となっていて、中央のリード３はタブ６を
、両側のり−ド３はワイヤ接続部７をそれぞれ構成して
いる。これは、チップボンディングやワイヤボンディン
グのための面積を得るためであるが、リード３がパッケ
ージ２から抜けないようにする役割も果たす。
また、これが本発明の特徴の一つであるが、リード３の
一面側、少なくともパッケージ２内に延在するリード部
分のチップ８やワイヤ９が接合される主面（−面）側は
、凹凸を有する凹凸面ｌＯとなっている。これは、リー
ド３（タブ６）が、パッケージ２を構成するレジンと凹
凸面１０を介して接着し、リード３とレジンとの接着強
度を増大させるためである。
なお、前記タブ６の主面中央およびリード３のワイヤ接
続面部分には、それぞれ銀層からなるメッキ膜１１．１
２が設けられている。前記チップ８は、このメッキ１１
Ａ１１に銀ペーストからなる接合材１３を介して固定さ
れている。また、ワイヤ９は、直接前記メッキ膜１２上
に接合されている。
前記ワイヤ゛９は、前記チップ８の図示しない電極と、
前記リード３の内端とを電気的に接続するようになって
いる。
このような超小型トランジスタ１は、パッケージ２内に
おいて、パッケージ２を構成するレジンとリード３（タ
ブ６）との接着強度が増大するため、レジンとリード３
との界面にクランクが入り難くなり、耐湿性が増大する
。また、レジンとリード３とは相互に食い込むようにな
っていることから、リード３とレジンとの界面を伝わっ
て侵入する水分の侵入路は実質的に長くなり、耐湿性も
向上する。
つぎに、このような超小型トランジスタ１の製造および
その製造に用いられるリードフレームについて説明する
。
超小型トランジスタ１は、第３図のフローチャートに示
されるように、リードフレーム形成、リードフレームの
一部の表面凹凸化、リードフレームの一部のメッキ、チ
ップボンディング、ワイヤボンディング、レジンモール
ド、リードの切断成形と、順次工程を経て製造される。
リードフレーム１４は、銅合金、鉄−ニッケル系合金、
鉄−二ノケル−コバルト系合金からなり、かつ０．１ｍ
ｍ〜０．５ｍｍ程度と薄い金属板をエンチングあるいは
精密プレスすることによって形成される。この実施例で
は、精密プレスによって、第４図に示されるようなパタ
ーンを有する半完成品のリードフレーム１５が形成され
る。リードフレーム１４は、平行に延在する２条の枠１
６と、この一対の枠１６を連結するセクションパー１７
と、それぞれ前記枠１６の内側からセクションパー１７
に平行に延在する片持梁式の細いリード３とからなって
いる。前記リード３は、たとえば、０．４ｍｍの幅とな
っている。また、リード３は一方の枠１６からは１本、
他方の枠１６からは２本突出している。前記一方の枠１
６の１本のリード３は、他方の枠１６の２本のリード３
の中間に位置して中央リードとなるとともに、その先端
は一対の枠１６および隣り合う一対のセクションパー１
７とによって形成される矩形の略中心位置に位置し、か
つチップ８を固定するための幅広のタブ６を形成してい
る。また、中央リードの先端の両側に先端を臨ませる２
本のり一部３は、前記中央リードと同様にその先端は僅
かに幅広となり、ワイヤ９を接続するワイヤ接続部７を
構成している、なお、前記枠１６には、リードフレーム
１４の搬送用等に使用されるガイド孔１８が設けられて
いる。
つぎに、このような半完成品のリードフレーム１５は、
第５図に示されるように、プレスの下型１９と、上型２
０とによってプレスされる。前記上型２０の押圧面は凹
凸面２１となっている。したがって、上型２０が下型１
９に対して相対的に下降した場合、下型１９上に載る半
完成品のリードフレーム１５は、上型２０に押し潰され
て、上面（主面）には凹凸面１０が形成される。この凹
凸面１０は、半完成品のリードフレーム１５の主面全域
に設けてもよいが、この実施例では、第６図の点々を施
した領域に示されるように、パッケージ２内に入る領域
、すなわち、リード３のタブ６やワイヤ接続部７を含む
内端側に設けられる。
つぎに、半完成品のリードフレーム１５はメッキ処理さ
れて、第６図に示されるように、タブ６の中央とワイヤ
接続部７の中央には、厚さｌＯμｍ程度の銀からなるメ
ッキ膜１１．１２が形成される。このメッキは、たとえ
ば、シリコンゴムでメッキを施さないリードフレーム領
域を被った後、電解メッキ等によって行われる。この結
果、完成品リードフレーム１４が製造されることになる
。
つぎに、このようなリードフレーム１４は、第７図で示
されるように、タブ６上にチップ８がボンディングされ
る。このチップボンディングに先立つて、前記タブ６の
メッキ膜ｌｌ上には、第８図に示されるように、数十μ
ｍの厚さに銀ペーストが印刷されてペーストＦ１２２が
設けられる。そして、千ツブ８は、コレット２３と呼称
される真空吸着工具によって、真空吸着保持されて運ば
れ、前記ペースト層２２上に位置決め載置される。その
後、このペースト１！１２２はドライ空気中でベーキン
グさ−れる。このベーキングによってペースト層２２は
硬化して接合材Ｉ３に変わり、かつチップ８をタブ６に
確実に固定するようになる。
つぎに、第９図に示されるように、ワイヤ９を保持した
キ中ピラリ２４によって、前記タブ６上に固定されたチ
ップ８の図示しない電極と、これに対応するり一部３の
先端のワイヤ接続部７とが、ワイヤ９を介して電気的に
接続される。ワイヤ９がワイヤ接続部７に固定されると
、ワイヤ９は図示しないクランパによって保持されて引
っ張られる。この結果、ワイヤ９はワイヤ接続部７に固
定された付は根部分で破断し、−張りのワイヤボンディ
ングが終了する。この実施例では、二張りのワイヤボン
ディングが行われる。
つぎに、チップボンディング、ワイヤボンディングが終
了したリードフレーム１４は、第１０図に示されるよう
に、トランスファモールドプレスのモールド型２５に型
締めされる。モールド型２５は、下型２６と上型２７と
からなり、型締めによって、レジン２８が流れるランナ
ー２９．ゲート３０．キャビティ３１等をそれぞれ形成
するようになっている。そこで、前記ランナー２９を通
してキャビティ３１内にレジン２８を圧入させ、かつレ
ジンのキエアによってレジン２８を硬化させて、第１図
および第２図等で示されるパッケージ２を形成する。
つぎに、モールドが施されたリードフレーム１４は、前
記モールド型２５から取り出され、切断成形機によって
不要なリードフレーム部分が除去され、かつ成形される
ことによって、第２図に示されるような超小型トランジ
スタ１が製造される。
このような超小型トランジスタ１を実装する際は、超小
型トランジスタｌは、第１１図に示されるように、セラ
ミック等からなる配線基Ｆｉ３２の所定部分に載置され
る。前記配線基板３２の主面には、導体層３３が設けら
れている。また、この導体層３３上には、半田ペースト
層が印刷されている。そこで、この半田ペースト層上に
、超小型トランジスタ１のリード３の固定部５を載せ、
リフローによって、前記半田ペースト層を溶かし、かつ
硬化させる。この結果、リード３の固定部５は、半田３
４によって配線基板３２に固定される結果、超小型トラ
ンジスタｌは、配線基板３２に面実装されることになる
。
このような実施例によれば、つぎのような効果が得られ
る。
（１）本発明のリードフレームは、チップやワイヤが接
合されるリード面側に凹凸面が設けられているため、超
小型トランジスタの製造においてレジンでモールドされ
た場合、リードとレジンとは相互に食い込むような状態
となり、接着強度が向上するという効果が得られる。
（２）上記（１）により、本発明の超小型トランジスタ
は、チップやワイヤが接合されるリード面側に凹凸面が
設けられているため、レジンでモールドされた場合、リ
ードとレジンとの接着面積が増大する結果、接着強度が
向上するという効果が得られる。
（３）上記（１）および（２）により、本発明の超小型
トランジスタは、チップやワイヤが接合されるリード面
側に凹凸面が設けられているため、レジンでモールドさ
れた場合、リードとレジンとは相互に食い込むことと、
リードとレジンとの接着面積が増大する結果、接着強度
が向上するという効果が得られる。
（４）上記（１）により、本発明の超小型トランジスタ
は、レジンとリード面とが食い込む構造となるため、リ
ードとレジンとの界面におけるパッケージの外面からチ
ップに至る距離が長（なり、水分の浸入がし難くなり耐
湿性が向上するという効果が得られる。
（５）上記（１）〜（４）により、本発明によれば、耐
湿性の優れた超小型トランジスタを再現性良く提供する
ことができるという相乗効果が得られる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない、たとえば、タブ６やワイ
ヤ接続部７の中央部分は凹凸化処理を施さないで、周囲
のみを凹凸面とし、チップ８やワイヤ９を平坦な面に接
続するようにしても、リード３の他の部分に凹凸面１０
が設けられていることから、前記同様に耐湿性の向上を
達成できる。
また、本発明にあっては、前記リードフレームの表裏面
全域に凹凸面を有するようにしても、前記実施例同様な
効果が得られる。
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である超小型トランジスタ
の製造技術に適用した場合について説明したが、それに
限定されるものではなく、ＩＣ等等地構造の半導体デバ
イスの製造技術にも適用できる。
本発明は少なくとも樹脂封止型の半導体デバイスの製造
技術に適用できる。
〔発明の効果〕
本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。
本発明のレジンパフケージ型半導体デバイスは、チップ
を搭載するタブ主面側およびリードのワイヤ接合面側は
、それぞれ凹凸面となっていることから、レジンとリー
ドは前記凹凸面を介して相互に食い込むようにして密着
するため、レジンとタブおよびリードの接着力は、両者
が相互に食い込むようになるとともに、接触面積が増大
することによって強くなり耐湿性が向上する。また、本
発明の半導体デバイスは、パッケージ外部からの水分の
浸入通路も長くなることから、前記接着力の増大とも相
俟って耐湿性が高くなる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例による反転状態の半導体デバ
イスの断面図、 第２図は同じく反転状態の半導体デバイスの斜視図、 第３図は同じく半導体デバイスの製造フローを示すフロ
ーチャート、 第４図は本発明によるリードフレームの製造状態を示す
平面図、 第５図は同じくリードフレームの一部を凹凸面化する加
工状態を示す断面図、 第６図は同じく完成品状態のリードフレームの平面図、 第７図は本発明の半導体デバイスの組立状態を示す平面
図、 第８図は同じくチップボンディング状態を示す断面図、 第９図は同じくワイヤボンディング状態を示す断面図、 ？１０図は同じくレジンモールド状態を示す断面図、 第１１図は本発明の半導体デバイスの実装状態を示す断
面図である。 １・・・超小型トランジスタ、２・・・パッケージ、３
・・・リード、４・・・実装面、５・・・固定部、６・
・・タブ、７・・・ワイヤ接続部、８・・・チップ、９
・・・ワイヤ、１０・・・凹凸面、１１．１２・・・メ
ッキ膜、】３・・・接合材、１４・・・リードフレーム
、１５・・・半完成品のリードフレーム、１６・・・枠
、１７・・・セクションバー、１８・・・ガイド孔、１
９・・・下型、２０・・・上型、２１・・・凹凸面、２
２・・・ペースト層、２３・・・コレット、２４・・・
キャピラリ、２５・・・モールド型、２６・・・下型、
２７・・・上型、２８・・・レジン、２９・・・ランナ
ー、３０・・・ゲート、３１・・・キャビティ、３２・
・・配線基板、３３・・・導体層、３４・・・半田。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、半導体素子を主面に固定するタブと、このタブの周
    囲に先端を臨ませるリードと、前記タブ上に固定された
    半導体素子と、前記半導体素子の電極とリードの内端主
    面とを電気的に接続するワイヤと、前記半導体素子、タ
    ブ、リード内端を被う樹脂からなるパッケージとを有す
    る樹脂封止型半導体デバイスであって、前記パッケージ
    内に位置するタブおよびリードの少なくとも一面は凹凸
    面となっていることを特徴とする半導体デバイス。 ２、前記タブおよびリードの凹凸面となった主面にはメ
    ッキ膜が設けられ、半導体素子は前記メッキ膜に接合材
    を介して固定されかつ前記ワイヤはリードのメッキ膜に
    熱圧着によって固定されていることを特徴とする特許請
    求の範囲第１項記載の樹脂封止型半導体デバイス。 ３、半導体素子を主面に固定するタブと、このタブの周
    囲に先端を臨ませるリードとを有するリードフレームで
    あって、前記タブおよびリードの少なくとも主面は凹凸
    面となっていることを特徴とするリードフレーム。 ４、前記タブの主面の半導体素子固定領域およびリード
    のワイヤ接続領域には、それぞれメッキ膜が設けられて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のリー
    ドフレーム。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5138428A (en) * 1989-05-31 1992-08-11 Siemens Aktiengesellschaft Connection of a semiconductor component to a metal carrier
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JP2008166417A (ja) * 2006-12-27 2008-07-17 Shinko Electric Ind Co Ltd リードフレーム及びその製造方法、及び半導体装置
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JP2012146919A (ja) * 2011-01-14 2012-08-02 Toyota Motor Corp 半導体モジュール

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