JPH01161856A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法

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JPH01161856A
JPH01161856A JP62321046A JP32104687A JPH01161856A JP H01161856 A JPH01161856 A JP H01161856A JP 62321046 A JP62321046 A JP 62321046A JP 32104687 A JP32104687 A JP 32104687A JP H01161856 A JPH01161856 A JP H01161856A
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JP
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lead
package
lead frame
leads
resin
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JP62321046A
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English (en)
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▲はい▼島　幹雄
Mikio Haijima
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Original Assignee
Hitachi 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、半導体装置およびその製造方法、特に、樹脂
封止形バッケ〒ジを備えている半導体装置における耐湿
性向上技術に関し、例えば、表面実装形樹脂封止パッケ
ージを備えているパイ・ポーラ形半導体集積回路装置の
製造に利用して有効なものに関する。
〔従来の技術〕
高密度実装を実現するための半導体集積回路装置（以下
、ＩＣという。）として、樹脂封止形ミニ・スクエア・
パッケージを備えているＩＣ（以下、ＭＳＰ・ＩＣ，ま
たは単にＩＣということがある。）がある。このＭＳＰ
−ＩＣは、半導体ペレットがボンディングされているタ
ブと、タブの周囲に配設されている複数本のリードと、
半導体ペレットの電極および各リードに両端部をボンデ
ィングされて電気的に接続するワイヤと、これらを樹脂
封止するパッケージとを備えており、樹脂封止形パッケ
ージが略正方形の平盤形状に形成されているとともに、
リードのアウタ部がパッケージの四辺から突出されてパ
ッド・ウィング形状に成形されている。
なお、このようなＩＣを述べである例としては、株式会
社工業調査会発行ＮＣ化実装技術」昭和５５年１月１０
日発行　Ｐ１３５〜Ｐ１５５、がある。
（発明が解決しようとする問題点） しかし、このような表面実装型プラスチック・パッケー
ジを備えているＩＣにおいては、ペレットを形成してい
るシリコン、リードフレームを形成している４２７０イ
や銅、およびパッケージを形成している樹脂についての
熱膨張係数が大きく異なるため、ＩＣが温度サイクル試
験や熱衝撃試験等で、また、実装時におけるはんだデイ
ツプやりフローはんだ工程等で加熱されることにより、
パッケージと、リードフレームのリードとの接着界面に
剥がれが生じ、その結果、樹脂パッケージの耐湿性が低
下するという問題点があることが、本発明者によって明
らかにされた。
本発明の目的は、樹脂封止型パッケージを備えている半
導体装置における耐湿性低下の発生を防止することがで
きる半導体装置およびその製造方法を提供することにあ
る。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。
〔問題点を解決するための手段〕
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を説明すれば、次の通りである。
すなわち、少なくともリードフレームにおける各リード
の表面に、リードおよびパッケージに対して接着性の良
好な樹脂材料からなる障壁樹脂層を、パッケージの内部
のうちワイヤボンディング部を除く部分に配されて形成
したものである。
〔作用〕
前記した手段によれば、障壁樹脂部がリードおよびパッ
ケージの樹脂の双方に強力に接着するとともに、適度に
弾性変形するため、リードとパッケージとの接着境界面
間に剥がれが発生することはない、したがって、半導体
装置としての耐湿性が向上されることになる。
〔実施例〕
第１図は本発明の一実施例である樹脂封止形ＭＳＰ−Ｉ
Ｃを示す一部切断正面図、第２図〜第１６図は本発明の
一実施例であるそのＭＳＰ−ＩＣの製造方法を示す各説
明図である。
本実施例において、半導体装置としての樹脂封止形ＭＳ
Ｐ−ＩＣはシリコン半導体ペレット（以下、ペレットと
いう、）１２がボンディングされているタブ８と、タブ
８の周囲に配設されているリード９と、ペレット１２の
各電極および各り−ド９にその両端部をそれぞれボンデ
ィングされて橋絡されているワイヤ１３と、これらを樹
脂封止するパッケージ１４とを備えており、各リード９
の表面にポリイミド：イソ・インドロ・キナ・ゾリンジ
オン（ＰＩＱ）からなる障壁樹脂層ＩＯが、樹脂封止形
パッケージ１４の内部うちワイヤボンディング部を除く
部分に配されて形成されている。
このＭＳＰ・ＩＣは次のような製造方法により製造され
ている。
以下、本発明の一実施例であるこの樹脂封止形ＭＳＰ−
ＩＣの製造方法を説明する。この説明により、前記ＭＳ
Ｐ・ＩＣについての構成の詳細が明らかにされる。
本実施例において、樹脂封止形ＭＳＰ−ＩＣの製造方法
には、第２図に示されている多連リードフレームｌが使
用されてＪ、ｓる。この多連リードフレーム１は燐青銅
や無酸素銅等のような銅系（銅またはその合金）材料か
らなる薄板を用いて、打ち抜きプレス加工またはエツチ
ング加工等のような適当な手段により一体成形されてお
り、この多連リードフレームｌの表面にはめつき処理が
なされていない、この多連リードフレーム１には複数の
単位リードフレーム２が横方向に１列に並設されている
。
単位リードフレーム２は位置決め孔３ａが開設されてい
る外枠３を一対備えており、両外枠３は所定の間隔で平
行一連にそれぞれ延設されている。
隣り合う単位リードフレーム２．２間には一対のセクシ
ョン枠４が両外枠３．３間に互いに平行に配されて一体
的に架設されており、これら外枠、セクション枠により
形成される略正方形の枠体内に単位リードフレーム２が
構成されている。
各単位リードフレーム２において、外枠３およびセクシ
ョンパー４の接続部にはダム吊り部材５が略直角方向に
それぞれ配されて一体的に突設されており、ダム吊り部
材５には４本のダム部材６が略正方形の枠形状になるよ
うに配されて、一体的に吊持されている。各ダム部材６
にはタブ吊りリード７が４隅に配されて、略４５度方向
に一体的に突設されており、各タブ吊りリード７の先端
には略正方形の平板形状に形成されたタブ８が、ダム部
材６群の枠形状と略同心的に配されて一体的に吊持され
ている。ダム部材６には複数本のリード９が長手方向に
等間隔に配されて、互いに平行で、ダム部材６と直交す
るように一体的に突設されており、各リード９のタブ側
端部は先端をタブ８に近接してこれを取り囲むように配
されることにより、インチ部９ａをそれぞれ構成してい
る。
他方、各リード９の反タブ側延長部分は、その先端が外
枠３およびセクション枠４から離間して切り離され、ア
ウタ部９ｂをそれぞれ構成している。
そして、ダム部材６における隣り合うリード９．９間の
部分は後述する樹脂の流れをせき止めるダム６ａを実質
的に構成している。
リード９におけるインナ部９ａの表面にはＰＩＱからな
る障壁樹脂層（以下、ＰＩＱ層ということがある。）１
０が、後述するワイヤボンディング部を除く領域につい
て形成されている。このＰＩＱ層１０の形成方法として
は、スクリーン印刷法、マスクを使用したスプレー印刷
法およびリソグラフィー処理法等々を適用することがで
きるが、高い精度は不要であるため、生産性の高い方法
を選定することが望ましい。
前記構成にかかる多連リードフレームには各単位リード
フレーム２毎にペレット・ボンディング作業、続いて、
ワイヤ・ボンディング作業が実施される。このボンディ
ング作業は多連リードフレームが横方向にピッチ送りさ
れることにより、各単位リードフレーム２毎に順次実施
される。
このボンディング作業により、第３図および第４図に示
されているように、前工程においてバイポーラ形の集積
回路を作り込まれた半導体集積回路素子としてのペレッ
ト１２が、各単位リードフレーム２におけるタブ８上の
略中央部に配されて、１１（Ａｇ）ペースト等の接着材
層または金−シリコン共晶層等のような適当な手段によ
り形成されるボンディング層１１を介して固着される。
そして、タブ８に固定的に搭載されたペレット１２の電
極パッド１２ａと、各単位リードフレーム２におけるリ
ード９のインナ部９ａとの間には後記する銅系材料から
なるワイヤ１３が、第５図〜第７図に示されているよう
なワイヤボンディング装置が使用されることにより、そ
の両端部をそれぞれボンディングされて橋絡される。こ
れにより、ペレット１２に作り込まれている集積回路は
、電極バンド１２ａ、ワイヤ１３、リード６のインナ部
６ａおよびアウタ部６ｂを介して電気的に外部に引き出
されることになる。
第５図に示されているワイヤボンディング装置２０はペ
レット１２の電極パッド１２ａと、各単位リードフレー
ム２の各リード９との間に銅ワイヤ１３をそれぞれ橋絡
させることにより、ペレット１２と各リードとを電気的
に接続するように構成されている。このワイヤボンディ
ング装置２０はフィーダ２１を備えており、フィーダ２
１は多連リードフレーム１を長手方向について摺動自在
に保持して、単位リードフレーム２のピッチをもって歩
進送りし得るように構成されている。フィーダ２１には
ヒートブロック２２が単位リードフレーム２毎に加熱し
得るように設備されている。
フィーダ２１のボンディングステージの外部にはＸＹ子
テーブル３がＸＹ力方向移動し得るように設備されてお
り、ＸＹ子テーブル３上にはボンディングヘッド２４が
搭載されている。ボンディングヘッド２４にはボンディ
ングアーム２５が基端を回転自在に軸支されて支持され
てお゛す、このアーム２５はその先端に固設されたキャ
ピラリー２６を上下動させるように、カム機構（図示せ
ず）により駆動されるように構成されている。また、ボ
ンディングヘッド２４にはボンディングアーム２５を通
じててキャピラリー２６を超音波振動させる超音波発振
装置（図示せず）が設備されている。
ボンディングアーム２５の上側には一対のクランパアー
ム２７．２８が電磁プランジ中機構等のような適当な手
段（図示せず）により作動されるように設備されており
、両アーム２７．２８の各先端はキャピラリー２６の真
上位置に配されてクランパ２９を構成している。クラン
パ２９にはリール（図示せず）から繰り出される銅ワイ
ヤ素材（後記する。）がガイド３０を介して挿通されて
おり、銅ワイヤ素材はさらにキャピラリー２６に挿通さ
れている。
キャピラリー２６の゛近傍には放電電極３１が独立して
設備されており、この放電電極３１はその上端部が回転
自在に軸支されることにより、その先端部がキャピラリ
ー２６の下方位置、すなわち、銅ワイヤ素材の先端の真
下位置と、キャピラリー２６の側方位置（退避位置）と
の間を移動されるように構成されている。また、この電
極３１と前記クランパ２９との間には電源回路３２が接
続されており、電極３１と銅ワイヤ素材の間で放電アー
クを生成させるようになっている。
このワイヤボンディング装置２０は第６図に示されてい
るように、銅ワイヤ素材の先端で生成されるボールの周
囲にガスを供給することにより、ガス雰囲気を形成する
ためのチューブ３３を備えており、このガス供給手段と
してのチューブ３３は放電電極３１にチューブ開口部を
キャピラリー２６の下方位置に向けて取り付けられてい
る。チューブ３３には還元作用のあるガス３５、例えば
、窒素ガスと水素ガスとの混合ガス等を供給するための
ガス供給源３４が接続されており、チューブ３３の内部
にはガス加熱手段としてのヒータ３６が絶縁テープを挟
設されて挿入されている。このヒータ３６はガス供給源
３４から供給されたガス３５をチューブ３３とヒータ３
６との隙間を通過する際に加熱することにより、所定の
温度に制御し得るように構成されている。
一方、フィーダ２１の底部には、多連リードフレームの
酸化を防止するための還元性ガス（以下、リードフレー
ム酸化防止用ガスという、）４ｏを供給する手段として
の還元性ガス供給袋！ｆｆ１４１が設備されており、こ
の供給装置４１は吹出口４２を備えている。吹出口４２
は多連リードフレーム１の周囲にリードフレーム酸化防
止用ガス４ｏを緩やかに吹き出し得るように、フィーダ
２１の上面に複数個開設されており、この吹出口４２群
にはガス供給路４３が接続されている。ガス供給路４３
はガス供給ユニット４４に接続されており、ガス供給ユ
ニット４４は還元性ガス、例えば、窒素および水素から
成る混合ガスを、予め設定された流量をもって供給し得
るように構成されている。
そして、フィーダ２１上にはカバー４５がフィーダ２１
を送られる多連リードフレーム１を略全体にわたって被
覆するように設備されており、このカバー４５は多連リ
ードフレーム１の周囲に供給された酸化防止用ガス４０
を多連リードフレームｌの周囲に可及的に停滞させるよ
うになっている。カバー４５には窓孔４６がキャピラリ
ー２６の真下におけるボンディングステージとなる位置
に配されて、ワイヤボンディングを実施し得る大きさの
略正方形形状に開設されている。この窓孔４６には略正
方形枠形状に形成されたリードフレーム押さえ具４７が
昇降自在に嵌合されており、この押さえ具４７はカム機
構等のような適当な駆動装置（図示せず）によりフィー
ダ２１の間欠送り作動に連携して上下動するように構成
されている。すなわち、この押さえ具４７はワイヤボン
ディングが実施される時に単位リードフレーム２を上か
ら押さえることにより、リードフレームの遊動を防止す
るように構成されている。
次に前記構成にかかるワイヤボンディング装置によるワ
イヤボンディング方法を説明する。
ここで、本実施例においては、ペレットの電極パッドと
リードとを電気的に接続する銅ワイヤを構成するための
素材として、銅の純度（９９，９９９％以上）が高い銅
ワイヤ素材３８が使用される。銅ワイヤ素材３８は断面
略真円形の細線形状に引き抜き成形され、その太さはキ
ャピラリー２６の挿通孔２６ａの内径よりも若干細めで
、橋絡された後の銅ワイヤ１３におけるループの剛性、
および電気抵抗が充分に確保される値に設定されている
。この銅ワイヤ素材３８は第５同に示されているように
、ガイド３０およびクランパ２９を介してキャピラリー
２６の挿通孔２６ａに予め挿通される。
ペレット１２がボンディングされている単位リードフレ
ーム２がフィーダ２１におけるボンディングステージに
供給されると、窓孔４６内においてリードフレーム押さ
え具４７が下降されて単位リードフレーム２を押さえつ
ける。続いて、ＸＹ子テーブル３が適宜移動される。
一方、キャピラリー２６においては、放電電極３１が銅
ワイヤ素材３日の下端に接近されるとともに、電源回路
３２が閉じられることにより、銅ワイヤ素材３日の先端
にボール３９が溶融形成される。このとき、チューブ３
３から還元性ガス３５が供給され、銅ワイヤ素材３８と
電極３１との間が還元性ガス雰囲気に保持される。この
還元性ガス３５はチューブ３３の内部の途中に介設され
ているヒータ３６により所定温度になるように加熱制御
されるため、ガス雰囲気は所定の温度範囲内になり、銅
ワイヤ素材３８の先端に形成されるボール３９の温度の
急激な低下が防止される。その結果、還元性ガス３５が
落融したボール３９に吹き付けられても、ボール３９の
硬度が高くなることはない。
続いて、キャピラリー２６がボンディングアーム２５を
介してボンディングヘッド２４により下降され、銅ワイ
ヤ素材３８の先端部に形成されたボール３９が、ペレッ
ト１２における複数個の電極パッド１２ａのうち、最初
にボンディングする電極パッド（以下、特記しない限り
、単に、パッドという。）に挿着される。このとき、キ
ャピラリー２６に超音波振動が付勢されるとともに、ペ
レット１２がヒートブロック２２によって加熱されてい
るため、ボール３９はペレット１２のパッド１２ａ上に
超音波熱圧着される。そして、ボール３９はガス雰囲気
を所定の温度範囲に保たれることにより、硬くなること
を抑制されているため、良好なボンダビリティ−をもっ
てボンディングされることになる。
ところで、銅ワイヤ素材が使用されている場合、銅は酸
化され易く、かつ比較的硬いため、第１ボンデイングに
おけるボンダビリティ−が低下する。
すなわち、溶融中に銅ワイヤ素材の表面に酸化膜が形成
されると、溶融が不均一になり、ボールの形状が不適正
になる。また、ボールの表面に酸化膜が形成されると、
電極パッドとの金属結合性が低下する。そこで、ポール
生成時に還元性ガスを供給することにより、ボールの酸
化を防止することが考えられる。
ところが、ボール生成時に還元性ガスが吹き付けられる
と、ボールが象、冷却されて硬くなる。そして、ボール
が硬いと、熱圧着時における形状が悪くなるばかりでな
く、接着性が低下するという問題点があることが、本発
明者によって明らかにされた。
しかし、本実施例においては、ボール生成時にガス雰囲
気が所定温度範囲になるように加熱制御された還元性ガ
ス３５がボール３９の周囲に供給されるため、銅ワイヤ
素材３８が使用される場合であっても、良好なボンダビ
リティ−が実現される。
すなわち、銅ワイヤ素材３８のボール３９は還元性ガス
３５の雰囲気中で生成されるため、溶融中、その銅表面
に酸化膜が形成されることはない。
その結果、銅ワイヤ素材３８の先端は内部および表面全
体が溶融されるため、均一な表面張力が発生して真球度
の高いボール３９が形成されることになる。
また、還元性ガスだけであると、溶融されたボール３９
が雰囲気によって急冷却されて硬くなる傾向を示すが、
還元性ガス雰囲気は、ガス供給源３４から供給されるガ
スをヒータ３６で加熱制御されることによって所定温度
範囲内に維持されているため、ボール３９は還元性ガス
３５によって加熱されて適度な硬度を維持することにな
る。このとき、還元性ガスは高温であると、還元作用が
高められるため、前記酸化膜形成防止効果は一層高めら
れることになる。
このようにして、ボール３９は酸化膜を形成されずに真
球度が高く、かつ、適度な硬度を維持しているため、銅
ワイヤ素材３８であっても良好なボンダビリティ−をも
ってペレット２のパッド上にボンディングされることに
なる。
ここで、銅ワイヤ素材を用いて第１ボンディング部を形
成する場合において、良好なボンダビリティ−が得られ
る温度範囲は、キャピラリー下方のボール周囲の温度で
、１００　’Ｃ〜２００°Ｃであることを、本発明者ら
は実験的により明らかにした。すなわち、純度９９．９
９９％の銅ワイヤ素材を使用して放電電極によりボール
を溶融形成させた場合、加熱の効果は次のようになる。
ガス雰囲気の温度１００°Ｃ以上でボールの硬度は低下
され始める。温度２００°Ｃまでは温度上昇するにつれ
てボール硬度は低下される。温度２００℃になると、ボ
ール硬度の低下は略飽和状態となる。そして、ガス雰囲
気の温度が２００°Ｃを越える場合、高温度になったガ
スによってキャピラリー先端およびワイヤが過剰に加熱
されることになるため、ボンディングを繰り返すことに
よるキャピラリー内部、キャピラリー先端部の表面の汚
れが増加する。したがって、還元性ガスが２００°Ｃを
越えて加熱されることは望ましくない。
そこで、銅ワイヤ素材を用いてネイルヘッドボッディン
グする場合、ボール周囲における還元性ガス雰囲気の温
度が１００°Ｃ〜２００℃の範囲内になるように、還元
性ガスをヒータによって加熱制御することにより、良好
なボンダビリティ−を得ることができる。
第１ボンディング部が形成された後、キャピラリー２６
がＸＹ子テーブル３およびボンディングヘッド２４によ
り、後述するような軌道をもって゛　　　３次元的に相
対移動され、複数本のり一ド９のうち、最初に第２ボン
デイングすべきリード（以下、特記しない限り、単にリ
ードとする。）の先端部に銅ワイヤ素材３８の中間部が
挿着される。このとき、キャピラリー２６に超音波振動
が付勢されるとともに、リードがヒートブロック２２に
より加熱されているため、銅ワイヤ素材３８の挿着部は
リード上に超音波熱圧着され、もって、第２ボンディン
グ部が形成される。
そして、前記ボンディング作業中、フィーダ２１の上面
に開設された吹出口４２がらリードフレーム酸化防止用
還元性ガス４０が常時吹き出されているため、多連リー
ドフレーム１は還元性ガス雰囲気内に浸漬されている。
このとき、還元性ガス雰囲気はフィーダ２１上に敷設さ
れたカバー４５によって被覆されているため、この還元
性ガス４０は多連リードフレーム１およびペレット１２
を効果的に包囲することになる。したがって、リードフ
レーム等の酸化は確実に防止されている。
ところで、多連リードフレーム１として銅系のリードフ
レームが使用されている場合、銅は酸化され易く、酸化
膜がボンディング面に厚く形成されるため、第２ボンデ
イングにおけるボンダビリティ−が低下する。すなわち
、酸化膜が形成されると、ワイヤとの金属結合性が低下
するため、ボンダビリティ−が低下する。
しかし、本実施例においいては、フィーダ２１上がカバ
ー４５により被覆されているとともに、そのカバー内に
供給された還元性ガス雰囲気により、多連リードフレー
ム１が包囲されているため、酸化され易い銅系リードフ
レームが使用されていても、その表面に酸化膜が形成さ
れることはなく、その結果、銅ワイヤ素材３日は良好な
ボンダビリティ−をもってリード９上にボンディングさ
れることになる。
ここで、多連リードフレームｌは銅系材料を用いて製作
されているため、銅ワイヤ素材３８との接合性がきわめ
て良好である。ちなみに、リード９のインナ部９ａには
ＰＩＱ層１０が形成されているが、インナ部９ａのうち
先端部にはＰＩＱ層ｌＯが形成されていないため、ＰＩ
Ｑ層１０の存在は第２ボンディング作業についての障害
にはならない。
第２ボンディング部が形成されると、クランパ２９によ
り銅ワイヤ素材３８が把持され、クランパ２９がキャピ
ラリー２６と共に第２ボンディング部から相対的に離反
移動される。この離反移動により、銅ワイヤ素材３８は
第２ボンディング部から引き千切られる。これにより、
ペレット１２の電極パッドとリードとの間には銅ワイヤ
１３が橋絡されることになる。
その後、第２ボンディング作業を終えた銅ワイヤ素材３
８に対するクランパ２９の把持が解除されるとともに、
キャピラリー２６が若干上昇されることにより、銅ワイ
ヤ素材３８の先端部がボール３９の成形に必要な長さだ
け相対的に突き出される（所謂、テール出し動作である
。）。
以降、前記作動が繰り返し実施されることにより、残り
の電極パッドと各リードとの間に銅ワイヤ１３が順次橋
絡されて行く。
その後、一つの単位リードフレーム２についてのワイヤ
ボンディング作業が終了すると、押さえ具４７が上昇さ
れ、次の単位リードフレーム２がボンディングステージ
の所へ位置するように多連リードフレームｌが１ピツチ
送られる。以後、各単位リードフレーム２について前記
ワイヤボンディング作業が順次実施されて行く。
ところで、本実施例においては、ボンディング工具とし
て、指向性のないキャピラリー２６が使用されているた
め、各銅ワイヤ１３の架橋方向が交差する場合であって
も、リードフレームとボンディングアームとを相対的に
回動させずに済む。
したがって、ワイヤボンディング装置の構造を簡単化さ
せることができる。
このようにしてペレットおよびワイヤ・ボンディングさ
れた多連リードフレームには、各単位リードフレーム毎
に樹脂封止するパッケージ群が、第８図に示されている
ようなトランスファ成形装置を使用されて単位リードフ
レーム群について同時成形される。
第８図に示されているトランスファ成形装置５０はシリ
ンダ装置等（図示せず）によって互いに型締めされる一
対の上型５１と下型５２とを備えており、上型５１と下
型５２との合わせ面には上型キャビティ−凹部５３ａと
下型キャビティー四部５３ｂとが互いに協働してキャビ
ティー５３を形成するように複数組没設されている。上
型５１の合わせ面にはポット５４が開設されており、ポ
ット５４にはシリンダ装置（図示せず）により進退され
るプランジャ５５が成形材料としての樹脂（以下、レジ
ンという、）を送給し得るように挿入されている。下型
５２の合わせ面にはカル５６がポット５４との対向位置
に配されて没設されているとともに、複数条のランナ５
７がポット５４にそれぞれ接続するように放射状に配さ
れて没設されている。各ランナ５７の他端部は下側キャ
ビティー凹部５３ｂにそれぞれ接続されており、その接
続部にはゲート５８がレジンをキャビティー５３内に注
入し得るように形成されている。また、下型５２の合わ
せ面には逃げ凹所５９がリードフレームの厚みを逃げ得
るように、多連リードフレーム１の外形よりも若干大き
めの長方形で、その厚さと略等しい寸法の一定温さに没
設されている。
前記構成にかかる多連リードフレーム１を用いて樹脂封
止形パッケージをトランスファ成形する場合、上型５１
および下型５２における各キャビティー５３は各単位リ
ードフレーム２における一対のダム６ａ、６ａ−間の空
間にそれぞれ対応される。
トランスファ成形時において、前記構成にかかる多連リ
ードフレームｌは下型５２に没設されている逃げ凹所５
９内に、各単位リードフレーム２におけるペレット１２
が各キャビティー５３内←それぞれ収容されるように配
されてセットされる。
続いて、上型５１と下型５２とが型締めされ、ボット５
４からプランジャ５５によりレジン６０がランナ５７お
よびゲート５８を通じて各キャビティー５３に送給され
て圧入される。
注入後、レジンが熱硬化されて樹脂封止形パッケージ１
４が成形されると、上型５１および下型５２は型開きさ
れるとともに、エジェクタ・ビン（図示せず）によりパ
ッケージ１４群が離型される。このようにして、第９図
に示されているように、パッケージ１４群を成形された
多連リードフレーム１はトランスファ成形装置５０から
脱装される。
そして、このように樹脂成形されたパッケージ１４の内
部には、タブ８、ペレット１２、リード９のインナ部９
ａおよびワイヤ１３と共に、リードのインナ部９ａ表面
に形成されたＰＩＱ層１０も樹脂封止されることになる
。このＰＩＱＪＩＪＩＯはレジンとの接着性がきわめて
良好であるため、パッケージ１４ときわめて効果的に一
体化される。
第１０図に示されているように、はんだめっき処理装置
６１ははんだめっき液６２を貯留するためのはんだ槽６
３と、めっき電源６４とを備えており、被めっき物とし
ての多連リードフレーム１はめっき液６２中に浸漬され
た状態で、電源６４によりめっき液６２との間に通電さ
れることにより、金属露出面全体にわたって電解めっき
被膜６５を形成される。このとき、各単位リードフレー
ム２におけるリード９のアウタ部９ｂは端末において開
放しているため、めっき被膜６５が先端面にも完全に被
着されることになる。
めっき被膜を被着された多連リードフレームｌは、第１
１図に示されているようにリード切断成形工程において
各単位リードフレーム毎に順次、第１２図に示されてい
るリード切断装置により、外枠３およびダム６ａを切り
落された後、第１３図に示されているリード成形装置に
より、リード９のアウタ部９ｂを下向きに屈曲成形され
る。
は第１１図に示されているようにフィーダ７１を備えて
おり、フィーダ７１は間欠送り装置（図示“　　せず）
により、被処理物としての多連リードフレーム１を単位
リードフレーム２に対応するピッチをもって一方向に歩
進送りするように構成されている。フィーダ７１の一端
部（以下、前端部とする。）にはローダ７２が設備され
ており、ローダ７２はラック等に収容された多連リード
フレームｌをフィーダ７１上に１枚宛払い出すように構
成されている。フィーダ７１の中間部にはリード切断装
置７３が設備されており、この装置は第１２図に示され
ているように構成されている。フィーダ７１におけるリ
ード切断装置７３の片肌には、第１３図に示されている
ように構成されているリード成形装置７４がリード切断
装置７３と並ぶように配されて設備されており、再装置
７３と７４との間にはハンドラ７５が、リード切断装置
７３において多連リードフレーム１の外枠から切り離さ
れた中間製品としてのＭＳＰ−ＩＣＣ部子７保持してリ
ード成形装置７４に移載し得るように設備されている。
フィーダ７１の後端部にはアンローダ７６が設備されて
おり、このアンローダ７６はリード切断装置７３におい
てＭＳＰ−ＩＣＣ部子７切り抜かれた多連リードフレー
ムｌの残渣部品としての外枠部７８をフィーダ７１から
順次下して排出するように構成されている。
第１２図に示されているリード切断装置７３は上側取付
板８０および下側取付板９０を備えており、下側取付板
８０はシリンダ装置（図示せず）によって上下動される
ことにより、機台上に固設されている下側取付板９０に
対゛して接近、離反するように構成されている。両数付
板８０および９０にはホルダ８１および９１がそれぞれ
固定的に取り付けられており、両ホルダ８１および９１
には上側押さえ型８２および下側押さえ型９２（以下、
上型８２および下型９２ということがある。
）が互いに心合わせされてそれぞれ保持されている。上
型８２および下型９２は互いにもなか合わせになる略チ
ャンネル型鋼形状にそれぞれ形成されており、上型８２
と下型９２とは左右の押さえ部８３と９３とによってリ
ード９の根元部を上下から押さえるように構成されてい
る。また、上型８２は後記する外枠押さえと同様に、ガ
イド８８およびスプリング８９により独立懸架されるよ
うに構成されている。
上側ホルダ８１には略くし歯形状（図示せず）に形成さ
れたパンチ８４が一対、上型８２の左右両脇においてリ
ード９群のピッチに対応するように配されて、垂直下向
きに固設されており、パンチ８４には剪断刃８６かくし
歯におけるエツジに配されて、後記する剪断ダイと協働
して外枠３およびダム６ａを切り落とすように構成され
ている。
上側ホルダ８１には外枠押さえ８７がガイド８８に摺動
自在に嵌合されて上下動自在に支持されており、外枠押
さえ８７はスプリング８９により常時下方に付勢された
状態で独立懸架されるように構成されている。このスプ
リング８９により、外枠押さえ８７はリードフレームの
外枠３を後記する剪断グイ上面との間で挟圧して押さえ
るようになっている。
他方、下型９２には一対の剪断グイ９６が押さえ部９３
の左右両脇に配されて、リード形状の下面に沿う形状に
形成されており、剪断ダイ９６は前記パンチ８４の剪断
刃８６と協働して外枠３およびダム６ａを切り落とすよ
うに形成されている。
第１３図に示されているリード成形装置７４は上側取付
板１００および下側取付板１１０を備えており、上側取
付板１００はシリンダ装ｒ！１（図示せず）によって上
下動されることにより、機台上に固設されている下側取
付板１１０に対して接近、離反するように構成されてい
る０両取付板１００および１１０にはホルダ１０１およ
び１１１がそれぞれ固定的に取り付けられており、両ホ
ルダ１０１および１１１には上側押さえ型１０２および
下側押さえ型１１２（以下、上型１０２および下型１１
２ということがある。）が互いに心合わせされてそれぞ
れ保持されている。上型１０２および下型１１２は互い
にもなか合わせになる略チャンネル型鋼形状にそれぞれ
形成されており、上型１０２と下型１１２とは左右の押
さえ部１０３と１１３とによってリード９の根元部を上
下から押さえるように構成されている。また、上型１０
２はガイド１０８およびスプリング１０９により独立懸
架されるように構成されている。
上側ホルダ１０１には成形パンチ１０４が一対、上型１
０２の左右両脇においてリード９群のピッチに対応する
ように配されて、垂直下向きに固設されており、このパ
ンチ１０４は後記する成形グイと協働してリード９を略
垂直下向きに屈曲成形し得るように構成されている。パ
ンチ１０４のアウタリード９に摺接する内側肩部には弯
曲面形状部１０５が適当な曲率をもって形成されている
。
他方、下型１１２には一対の成形グイ１１４が押さえ部
１１３の左右両脇に配されて、成形後におけるリードア
ウタ部９ｂの下面に沿う形状に形成されている。
次に作用を説明する。
前述したように、はんだめっき処理された多連リードフ
レームは複数枚宛、ラック等に収容されてリード切断成
形装置７０のローダ７２に供給される。ローダ７２に送
給された多連リードフレーム１はローダ７２によりラッ
ク等から１枚宛、フィーダ７１上に順次払い出されて行
く、フィーダ７１に払い出された多連リードフレーム１
はフィーダ７１により単位リードフレーム２．２間の間
隔をもって１ピッチ宛歩道送りされる。
そして、フィーダ７１上を歩進送りされる多連リードフ
レーム１は単位リードフレーム２をリード切断装π７３
に順次供給されて行く。
ここで、リード切断装置についての作用を説明する。
第１２図に示されているように、多連リードフレーム１
についての歩進送りにより下型９２に単位リードフレー
ム２が凹部にパッケージ１４を落とし込むようにしてセ
ットされる。これにより、リード９の根本部が下型９２
の押さえ部９３に当接する。
次ぎに、シリンダ装置により上側取付板８ｏが下降され
、上型８２および外枠押さえ８７が下型９２にスプリン
グ８９の付勢力により合わせられる、これにより、上型
８２の押さえ部８３と下型９２の押さえ部９３との間で
リード９の根本部が挟圧されて固定される。また、外枠
押さえ８７と剪断ダイ９６上面との間で外枠３が挟圧さ
れて固定される。
その後、上側取付板８０がさらに下降されて行くと、パ
ンチ８４が下降されて行く、このとき、上型８２および
外枠押さえ８７はスプリング８９が圧縮変形されるため
、下型９２および剪断ダイ９６に押圧される。パンチ８
４の下降に伴って、パンチ８４の剪断刃８６と剪断ダイ
９６との協働による剪断により外枠３およびダム６ａが
リード９群から切り落とされる。
パンチ８４が所定のストロークを終了すると、パンチ８
４は上側取付板８０により上昇され、元の待機状態まで
戻される。
リード切断装置７３において、切断が終了し、上側取付
板８０が上昇すると、多連リードフレーム１の外枠３か
ら切り離された中間製品であるＭｓｐ−ｒｃ部部子７、
下型９２上からリード成形装置７４における下型１１２
上へハンドラ７５により移載される。
ＭＳＰｉＣ部８０がリード成形装置７４に移載されると
、フィーダ７１により多連リードフレームｌが単位リー
ドフレーム２の１ピッチ分だけ歩進送りされ、次段の単
位リードフレーム２について前記した切断作業が実施さ
れる。以降、各単位リードフレーム２について切断作業
が繰り返されて行く。
そして、全ての単位リードフレーム２についての切断作
業が終了した多連リードフレーム１の残渣としての外枠
部７８は、アンローダ７６においてフィーダ７１上から
下ろされ所定の場合に回収される。
一方、リード成形装置７４に供給されたＭＳＰ・ＩＣＣ
部子７この装置によりリード成形作業を実施される。
ここで、リード成形装置ｔ！７４についての作用を説明
する。
第１３図に示されているように、下型１１２にＭＳＰ・
ＩＣＣ部子７凹部にパッケージ１４を落とし込むように
してセットされる。これにより、リード９の根本部が下
型１１２の押さえ部１１３に当接する。
次ぎに、シリンダ装置により上側取付板１００が下降さ
れ、上型１０２が下型１１２にスプリング１０９の付勢
力により合わせられる。これにより、上型１０２の押さ
え部１０３と下型１１２の押さえ部１１３との間で被屈
曲部としてのり一ド６の根本部が挟圧されて固定される
。
その後、上側取付板１００がさらに下降されて行くと、
パンチ１０４が下降されて行く、このとき、上型１０２
はスプリング１０９が圧縮変形されるため、下型７２に
押圧される。
さらに、パンチ１０４が成形ダイ１１４に対して下降さ
れると、リード９はパンチ１０４の下降に伴って成形ダ
イ１１４に押しつけられることにより、この成形ダイ１
１４に倣うように屈曲されて所望の形状に成形される。
パンチ１０４が所定のストロークを終了すると、パンチ
１０４は上昇され、元の待機状態まで戻される。その後
、成形済のＩＣは下型１１２から取り外され、次工程に
送給されて行く。
以上のようにして製造された樹脂封止形ＭＳＰ・ＩＣ１
２０は第１５図および第１６図に示されているようにプ
リント配線基板に実装される。
第１５図および第１６図において、プリント配線基ｖｉ
１２１にはランド１２２が複数個、実装対象物となる樹
脂封止形ＭＳＰ・ＩＣ１２０における各リード９に対応
するように配されて、はんだ材料を用いて略長方形の薄
板形状に形成されており、このランド１２２群にこのＩ
Ｃ１２０のリード９群がそれぞれ整合されて当接されて
いるとともに、各リード９とランド１２２とがリフロー
はんだ処理により形成されたはんだ盛り層１２３によっ
て電気的かつ機械的に接続されている。
そして、各リード９がランド１２２にリフローはんだ処
理される際、リード９の下端部にめっき被膜６５が完全
な状態で被着されているため、リード９ははんだ盛り層
１２３によって確実に接続されることになる、したがっ
て、この樹脂封止形ＤＩＰ・ＩＣ１２０についてのはん
だ付は作業の自動化を促進させることができる。
ところで、前記構成にかかるＭＳＰ・ＩＣは出荷前に抜
き取り検査を実施される。抜き取り検査としては温度サ
イクル試験や熱衝撃試験を含む環境試験が実施される。
前述したように、このＭＳＰ・ＩＣがプリント配線基板
等に実装される際、はんだデイツプやりフローはんだ処
理によっても、このＭＳＰ−ＩＣは加熱される。
このような環境試験または実装時に熱ストレスが樹脂封
止パッケージを備えたＩＣに加えられた場合、パッケー
ジとリードとの熱膨張係数差によりパッケージ１４とリ
ード９との境界面に剥がれが発生し、耐湿性が低下する
という問題点があることが、本発明者によって明らかに
された。
しかし、本実施例においては、リード９のインナ部９ａ
の表面にＰＩＱＪｉｌＯが形成されることにより、リー
ド９のインナ部９ａの表面とパフケ゛−ジ１４との境界
面にＰＩＱ層１０が障壁樹脂層として介在されているた
め、リード９とパッケージ１４との境界面間に剥がれが
発生することはなく、したがって、当咳剥がれに伴う耐
湿性の低下は未然に回避されることになる。
すなわち、Ｐ　Ｉ　ＱＪＷ　１０はリード９およびパッ
ケージ１４のいずれの材料にも良好な接着性を示すため
、リード９およびパッケージ１４の双方に強力に接着し
た状態となっている。リード９とパッケージ１４の材料
についての熱膨張係数差によりリード９とパッケージ１
４との間に機械なずれが相対的に発生したとしても、Ｐ
ＩＱＪｉｌＯはきわめて柔軟性に富むため、リード９と
パッケージ１４とに対する接着状態を強力に維持しつつ
、そのずれを柔軟に変形することにより、吸収すること
になる。
前記実施例によれば次の効果が得られる。
（１）　　リードのインナ部とパッケージとの境界面に
障壁樹脂層を介設することにより、リードとパッケージ
との熱膨張係数差による変位を障壁樹脂層の変形により
吸収することができるため、リードとパッケージとの間
の剥がれを防止することができ、その剥がれによる耐湿
性低下を未然に防止することができる。
（２）　　リードのインナ部表面にＰＩＱ層を予め形成
しておき、その後、ｐ　Ｉ　Ｑｌｌを含めて樹脂封止パ
ッケージを成形することにより、リードとパッケージと
の境界面に障壁樹脂層を簡単に介設することができるた
め、生産性の低下を抑制することができる。
（３）　　リードのインチ部表面にＰＩＱ層をワイヤボ
ンディング部を除いて形成することにより、ワイヤポン
デイＸグ作業における第２ボンデイングの形成について
のボンダビリティ−がＰＩＱ層の存在により妨げられる
のを回避することができるため、ボンディング、ひいて
は製品の品質および偉績性の低下を防止することができ
る。
（４）銅系リードフレームおよび銅系ボンディングワイ
ヤを使用することにより、ワイヤとリードとの接続部で
釣る第２ボンディング部についての接合強度やボンダビ
リティ−を高めることができ、製品の品質および信鯨性
を高めることができるとともに、コストを低減させるこ
とができる。
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、本発明は前記実施例に唱定されるも
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。
例えば、リードとパッケージとの境界面間に介設される
障壁樹脂層は、ＰＩＱを用いて形成するに限らず、他の
ポリイミド系樹脂等を用いて形成してもよく、要は、リ
ードとパッケージとの双方の材料に対して接着性が良（
、適度の柔軟性ないしは弾性を有する樹脂であればよい
。
トランスファ成形装置、はんだめっき処理装置およびリ
ード切断成形装置の具体的構成は前記実施例の構成を使
用するに限られない。
また、リードにはんだ被膜を被着させる処理は、リード
切断成形処理後、はんだデイツプ処理により実施される
ようにしてもよい。
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樹脂封止形ＭＳＰ−
ＩＣ，およびその製造方法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、樹脂封止形パ
ッケージを備えているＩＣ等のような半導体装置全般に
適用することができる。
（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、次の通りである。
リードのインチ部とパッケージとの境界面に障壁樹脂層
を介設することにより、リードとパッケージとの熱膨張
係数差による変位を障壁樹脂層の変形により吸収するこ
とができるため、リードとパッケージとの間の剥がれを
防止することができ、その剥がれによる耐湿性低下を未
然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例である樹脂封止形Ｍｓｐ・Ｉ
Ｃを示す一部切断正面図、 第２図は本発明の一実施例であるＭＳＰ−ｒｃの製造方
法に使用される多連リードフレームを示す一部省略平面
図、 第３図はペレットおよびワイヤボンディング後のタブ付
近を示す一部省略拡大部分平面図、第４図は第３図のＩ
Ｖ−ＩＶ線に沿う正面断面図、第５図はワイヤボンディ
ング工程を示す一部切断正面図、 第６図はその放電電極付近を示す一部切断拡大部分正面
図、 第７図はそのフィーダ上部を示す拡大部分正面断面図、 第８図は樹脂封止形パッケージの成形工程を示す縦断面
図、 第９図は樹脂封止形パッケージ成形後の多連リードフレ
ームを示す一部省略平面図、 第１０図ははんだめっき工程を示す一部省略正面断面図
、 第１１図はリード切断成形装置を示す一部省略概略平面
図、 第１２図はそのリード切断装置を示す縦断面図、第１３
図はそのリード成形装置を示す縦断面図、第１４図はそ
のリード成形後の要部を示す拡大部分斜視図、 第１５図はこの半導体装置の製造方法で得られた樹脂封
止形ＤＩＰ−ＩＣの実装状態を示す一部省略一部切断斜
視図、 第１６図はその一部省略拡大縦断面図である。 １・・・多連リードフレーム、２・・・単位リードフレ
ーム、３・・・外枠、４・・・セフシラン枠、５・・・
ダム吊り部材、６・・・ダム部材、６ａ・・・ダム、７
・・・タブ吊りリード、８・・・タブ、９・・・リード
、９ａ・・・インナ部、９ｂ・・・アウタ部、ｌＯ・・
・障壁樹脂層（ＰＩＱｌり、１１・・・ボンディング層
、１２・・・ペレット、１３・・・ワイヤ、１４・・・
樹脂封止形パッケージ、２０・・・ワイヤボンディング
装置、２１・・・フィーダ、２２・・・ヒートブロック
、２３・・・ＸＹ子テーブル２４・・・ボンディングヘ
ッド、２５・・・ボンディングアーム、２６・・・キャ
ピラリー（ボンディングツール）、２７．２８・・・ク
ランパアーム、２９・・・クランパ、３０・・・ガイド
、３１・・・放電電極、３２・・・電源回路、３３・・
・チューブ（ガス供給手段）、３４・・・ガス供給源、
３５・・・還元性ガス、３６・・・ヒータ（加熱手段）
、３８・・・銅ワイヤ素材、３９・・・ボール、４０・
・・リードフレーム酸化防止用還元性ガス、４１・・・
還元性ガス供給装置、４２・・・吹出口、４３・・・供
給路、４４・・・ガス供給ユニット、４５・・・カバー
、４６・・・窓孔、４７・・・リードフレーム押さえ具
、５０・・・トランスファ成形装置、５１・・・上型、
５２・・・下型、５３・・・キャビティー、５４・・・
ポット、５５・・・プランジ中、５６・・・カル、５７
・・・ランナ、５８・・・ゲート、５９・・・リードフ
レーム逃げ凹所、６０・・・樹脂（レジン、成形材料）
、６１・・・はんだめっき処理装置、６２・・・めっき
液、６３・・・はんだ槽、６４・・・めっき電源、７０
・・・リード切断成形装置、７１・・・フィーダ、７２
・・・ローダ、７３・・・リード切断装置、７４・・・
リード成形装置、７５・・・ハンドラ、７６・・・アン
ローダ、７７・・・ＭＳＰ・ＩＣ部（中間製品）、７８
・・・外枠部（残渣部）、８０．９ｏ、１００．１１０
・・・取付板、８１．９１．１０１、１１１・・・ホル
ダ、８２．９２．１０２．１１２・・・押さえ型、８３
．９３．１０３．１１３・・・押さえ部、８４．１０４
・・・パンチ、１０５・・・弯曲形状部、８６・・・剪
断刃、８７・・・外枠押さえ、８８．１０８・・・ガイ
ド、８９．１０９・・・スプリング、１１４・・・成形
グイ、９６・・・剪断グイ、１２０・・・樹脂封止形Ｍ
ＳＰ・ＩＣ（半導体装！）、１２１・・・プリント配線
基板、１２２・・・ランド、１２３・・・はんだ盛り層
。 代理人　弁理士　　梶　　原　　辰　　也第３図 第４ご 第７図 第Ｓ図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、半導体ペレットがボンディングされているタブと、
    タブの周囲に配設されている複数本のリードと、半導体
    ペレットの電極および各リードに両端部をボンディング
    されて橋絡されているワイヤと、タブ、半導体ペレット
    、リードの一部、およびワイヤを樹脂封止するパッケー
    ジとを備えている半導体装置であって、少なくとも前記
    各リードの表面にリードおよびパッケージに接着性の良
    好な樹脂材料からなる障壁樹脂層がパッケージの内部の
    うちワイヤボンディング部を除く部分に配されて形成さ
    れていることを特徴とする半導体装置。 ２、障壁樹脂層が、ポリイミド系樹脂を用いて形成され
    ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半
    導体装置。 ３、リードフレームにおけるリードの表面にリードおよ
    びパッケージに接着性の良好な樹脂材料からなる障壁樹
    脂層がワイヤボンディング部を除く部分に配されて形成
    される工程と、リードフレームのタブ上に半導体ペレッ
    トがボンディングされる工程と、半導体ペレットの電極
    および各リードにワイヤがその両端をそれぞれボンディ
    ングされて橋絡される工程と、樹脂封止形パッケージが
    タブ、半導体ペレット、リードの一部およびワイヤを樹
    脂封止するように成形される工程とを備えていることを
    特徴とする半導体装置の製造方法。
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