JPH01251747A - 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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JPH01251747A
JPH01251747A JP63078507A JP7850788A JPH01251747A JP H01251747 A JPH01251747 A JP H01251747A JP 63078507 A JP63078507 A JP 63078507A JP 7850788 A JP7850788 A JP 7850788A JP H01251747 A JPH01251747 A JP H01251747A
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bed
semiconductor device
lead
semiconductor pellet
semiconductor
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Tsutomu Nakazawa
仲澤　勉
Keiji Ichikawa
市川　啓司
Junichi Ono
淳一 大野
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Toshiba Corp
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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】 〔発明の目的〕 （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、特に半導体装
置内のり°−ドフレームの構造およびその加工方法に関
する。
（従来の技術） 現在量産されている最も一般的な半導体装置は、半導体
ペレットと、この半導体ペレットを載せるためのベッド
と、外部との電気的接続を行うためのリードと、リード
と半導体ペレットとを接続するボンディングワイヤと、
これらを封止するモールド樹脂とを有する。リードは、
リードフレームの所定部分を切断することによって得ら
れる。リードフレームの加工方法としては、エツチング
方式とプレス方式とが知られている。エツチング方式は
、リードフレームの素材となるシート材あるいはコイル
材などを洗浄し、これにレジストを塗布乾燥し、パター
ンの焼付け、現像を行い、エツチングを行って露出部分
を除去し、所望のパターンをもったリードフレームを得
る方法である。−方、プレス方式は、所望のパターンを
機械的に打抜く方法である。
（発明が解決しようとする課８） 従来の半導体装置には、使用環境によってモールド樹脂
内にクラックが発生するという問題点があった。このよ
うな問題は、たとえば、Ｉ。
Ｆｕｋｕｚａｗａ　　ｅｔａｌ。
ｒＭＯＩｓＴＵＲＥ　　ＲＥＳＩＳＴＡＮＣＥＤＥＧＲ
ＡＤＡＴＩＯＮ　　　ＯＦ　　　ＰＬＡＳＴＩＣＬＳＩ
ｓ　　　ＲＥＦＬＯＷ　　５ＯＬＤＥＲＩＮＧＪ（ＩＥ
ＥＥ／ＩＲＰＳ　　　Ｖｏｌ、　　　９／８５ｐ、１９
２　（１９８５））において指摘されている。この文献
によると、半導体装置のモールド樹脂内に吸収された水
分（該文献第２図（ａ））に対して、実装時の熱処理（
該文献第１図（ｂ））が加えられると、水分が蒸発する
ときの圧力によってモールド樹脂にクラックが発生する
（該文献第２図（ｂ））ことが示されている。また、こ
のときの応力は、チップサイズあるいはベッドサイズ、
および樹脂の種類、厚みによって表わすことができ（該
文献第３図）、クラックが発生するか否かは、次の判定
式により判定することができるとされている。
ａ　ｍａｘ≦≧　６ｋ　（ａ２／１２）　Ｐ　　　（１
）ここで、 ＵｍａＸ　　；　　最大曲げ応力（ｋｇ／ｍ４）ａ　；
　チップあるいはベッドのサイズ（ｍ＋ｓ）ｔ　；　樹
脂厚（ｍｍ） Ｐ　；　水蒸気圧（ｋｇ／ｉ） ｋ　；　定数 であり、 左辺〉右辺　のときはクラックが発生しない安全領域 左辺く右辺　のときはクラックが発生する危険領域 左辺−右辺　のときは両者の境界線 を示す（該文献第５図参照）。
しかしながら、現実的には、上述の判定式における安全
領域の条件を満す半導体装置であっても、クラックの発
生が認められ、製品の歩留りを低下させる大きな問題と
なっている。そこで本発明は、熱が作用する使用環境に
おいても、モールド樹脂内にクラックが発生することの
ない半導体装置およびその製造方法を提供することを目
的とする。
〔発明の構成〕
（課題を解決するための手段） 本発明は、半導体ペレットと、この半導体ペレットを載
せるための所要の厚みをもったベッドと、半導体ペレッ
ト内の素子と外部との間の接続を行うためのリードと、
半導体ペレットとリードとを接続するボンディングワイ
ヤと、これらを封止するモールド樹脂と、を備える半導
体装置において、ベッドの周辺上下縁、およびリードの
ボンディングワイヤとの接続端の上下縁を、断面凸弧状
に形成したものである。
また、本発明は上述の半導体装置を製造する場合に、ベ
ッドの周辺部およびリードの接続端部のみが露出するよ
うにレジストをパターニングし、露出部分のみをエツチ
ングして断面凸弧状に加工するようにしたものである。
（作　用） 第９図および第１０図は、従来の半導体装置のクラック
発生試験結果を示すグラフである。各グラフにおいて、
横軸はテストに使用した半導体装置のベッドの一辺の長
さ（順）を示し、縦軸は同装置のモールド樹脂の厚み（
ｍｍ）を示す。グラフ上のプロットは、その座標位置が
示す数値（ベッドの一辺の長さ、モールド樹脂の厚み）
をもった半導体装置に所定の温度を加えた場合に、クラ
ックが発生するか否かを示す。ここで黒丸は１０個のサ
ンプル中１０個ともにクラックが発生したことを示し、
白丸は１０個のサンプルのいずれもクラックが発生しな
かったことを示す。また、三角は１０個のサンプルのう
ちの一部（通常、１〜２個）にクラックが発生したこと
を示す。第９図は所定温度として２１５℃を２分間与え
た場合、第１０図は所定温度として２６０’Ｃを２分間
与えた場合の結果を示す。
前述の判定式（１）によれば、それぞれグラフに示すよ
うな境界線を境として、安全領域と危険領域とが定義で
き、安全領域の条件を満たす半導体装置ではクラックの
発生は理論的にはないはずである。ところが現実には、
グラフの三角形のプロットで示す場合に、クラックが発
生している。本願発明者は、このような安全領域におけ
るクラックの発生が、ベッドの周辺部およびインナリー
ド部の先端部に、鋭利な部分があることに起因すること
を見出だしたものであり、この鋭利な部分に対して形状
を滑らかにする処理を施すことにより、安全領域におけ
るクラックの発生を抑制したものである。
（実施例） 本発明の装置 以下、本発明を図示する実施例に基づいて説明する。第
１図は本発明の一実施例に係る半導体装置の断面図であ
る。この装置の特徴は、第２図の従来装置の断面図と比
較することにより明瞭になる。これらの装置は、いずれ
も、半導体ペレット１と、この半導体ペレットを載せる
ための所要の厚みをもったベッド２と、半導体ペレット
１内の素子と外部との間の接続を行うためのリード３と
、を有する。リード３はボンディングワイヤ４によって
半導体ペレット１と電気的に接続される。また、リード
３の一部を構成するインナリード部３１はモールド樹脂
５によって封止され、モールド樹脂５の外部にはアウタ
リード部３２のみが露出する。
第２図に示す従来装置の特徴は、ベッド２の周辺部の上
縁および下縁に鋭利部２ａが形成され、インナリード部
３１の接続端の上縁および下縁に鋭利部３ａが形成され
ている点である。これらの鋭利部は、リードフレームを
製造する工程時に自然に発生するものである。ところが
、このような鋭利部が存在すると、実装時に熱が加えら
れた場合、この鋭利部から第３図に示すようにクラック
５ａが伸びるのである。第４図は、ベッドの一辺の長さ
が５ｍ＋＊、モールド樹脂の厚みが１．３ｍ＋ｉの従来
装置に、２１５℃の温度を２分間加えた時に発生したク
ラックの様子を示す図で、第３図の破線部分の拡大図に
相当する。本願発明者は、このクラック５ａが鋭利部２
ａによって誘発させられるものであると認識した。すな
わち、この鋭利部に内部応力が集中することにより、ク
ラックが誘発させられるものと考えられる。本願発明者
は、鋭＋１部の形成方向と発生するクラックの方向とに
相関関係があることを確めたのである。そこで、第１図
に示すように、従来鋭利部が存在していた部分に断面凸
弧状部２０．３０を形成したのである。このように、鋭
利部を断面凸弧状部とすることによって、従来安全領域
において見られたクラックの発生を完全に抑制すること
ができる。
実施例の効果 ５０個の従来装置と５０個の本願装置とを、同一の温度
条件下におき、クラック発生率を６ｐ１定した実験の結
果を以下に示す。
上掲の表は、いずれも各所定温度に２分間おいた場合に
、５０個のサンプル中、クラックが発生したものが何個
あったかの不良発生率を示す。クラックの発生の有無は
、サンプルを切断した断面観察によって行った゛。この
ように、本願装置は従来装置に比べ、クラックの発生率
が非常に低いことがわかる。
一般に半導体装置は実装時に、Ｖａｐｏｒ　Ｐｈａｓｅ
Ｓｏｌｄｅｒｉｎｇ　ｓ赤外線加熱、半田槽漬け、など
の加熱条件下におかれるが、本願発明の装置はこれらの
実装時の加熱に十分な耐熱性を有するものとなる。
本発明の製造方法 続いて、第１図に示すような構造をもった半導体装置の
製造方法の一実ｈ＆例を示す。一般に、リードフレーム
は第５図に示すようなシート材あるいはコイル材などか
らなる素材１００を所定のパターンに加工することによ
って得られる。第６図に、パターン加工の終了した状態
のリードフレーム１１０を示す。このリードフレーム１
１０は、図の一点鎖線で示す単位領域１１１〜１１４を
有し、各単位領域はそれぞれ同じパターンを有する。
第７図（ａ）は、この−単位領域１１１の詳細を示す下
面図（一部を省略して示す）であり、同図（ｂ）〜（ｄ
）は同図（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。
第８図は本発明による半導体装置の製造方法のリードフ
レーム製造工程の流れ図である。まず、素材１００を洗
浄しくステップＳ１）、これにレジストを塗布、乾燥す
る（ステップＳ２．Ｓ３）。
次にこれにパターンの焼付けを行い（ステップＳ４）、
現像する（ステップＳ５）。これにより、素材１００上
に形成されたレジストにパターンが転写されたことにな
る。続いて、残ったレジストをマスクとしてエツチング
を行い（ステップＳ６）、レジストを除去すれば（ステ
ップＳ７）、第６図に示すようなリードフレーム１１０
が得られる。ここまでは、従来の加工方法と全く同様で
あり、このときのリードフレームの断面は第７図（ｂ）
に示すようになり、鋭利部２ａ、３ａが存在する。
続くステップ８８〜８１３までの工程が、本発明特有の
工程となる。この工程により鋭利部２ａ。
３ａが除去され、断面凸弧状部２０．３０が得られる。
まず、ステップＳ７までの工程で得られたリードフレー
ム１１０にレジストを塗布、乾燥する（ステップＳ８．
Ｓ９）。続いて、パターンの焼付けを行い（ステップ５
１０）、現像する（ステップ５ＳＩＩ）。このパターン
は、リードフレームのベッドの周辺部およびインナリー
ド部の接続端部のレジストが除去されるようなパターン
とする。第７図（Ｃ）は現像後にリードフレーム上に残
ったレジスト６を赤す図である。ベッド２の周辺部はレ
ジスト６が除去され、鋭利部２ａが露出している。また
、アウタリード部３２は完全にレジスト６で覆われてい
るが、インナリード部３１の一端はレジスト６が除去さ
れ、鋭利部３ａが露出して０る。この状態でエツチング
を行う（ステップ５１２）。これは、例えばリードフレ
ームごと塩化第二鉄のエツチング液に浸漬すればよい。
このエツチングにより、鋭利部２ａ、３ａが除去される
。エツチング後にレジスト６を除去すれば（ステップ３
１Ｂ）、第７図（ｄ）のように断面凸弧状部２０．３０
が形成されたリードフレームが得られる。
この後の工程は従来と同様である。すなわち、このリー
ドフレームをめっきしくステップ５１４）、テーピング
を行い（ステップ５１５）、最終検査（ステップ８１６
）を行う。このような加工を行って得られたリードフレ
ームを用いて、半導体装置を構成すれば、第１図に示す
ようなりラックの発生の少ない装置が得られる。
なお、上述の実施例においては、ベッドの周辺上下縁お
よびインナリード部のボンディングワイヤとの接続端の
上下縁ともに断面凸弧状に形成する場合を示したが、ベ
ッドの周辺上下縁のみを断面凸弧状にしても本発明の効
果は得られる。
〔発明の効果〕
以上のとおり、本発明によれば半導体装置内に封止され
たベッドの周辺上下縁、およびインナーリード部の一端
の上下縁を、断面凸弧状に形成するようにしたため、鋭
利部の存在に起因するクラックの発生を抑制することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例に係る半導体装置の断面図、
第２図は従来の半導体装置の断面図、第３図は従来の半
導体装置におけるクラック発生を示す断面図、第４図は
発生したクラックの拡大図、第５図はリードフレームを
作成するための素材を示す斜視図、第６図は一般的なリ
ードフレームの上面図、第７図は本発明によるリードフ
レームの加工工程を示す図、第８図は本発明によるリー
ドフレームの加工工程を示す流れ図、第９図および第１
０図は従来の半導体装置についてのクラック発生試験の
結果を示すグラフである。 １・・・半導体ペレット、２・・・ベッド、２ａ・・・
鋭利部、２０・・・断面凸弧状部、３・・・リード、３
ａ・・・鋭利部、３０・・・断面凸弧状部、３１・・・
インナリード部、３２・・・アウタリード部、４・・・
ボンディングワイヤ、５・・・モールド樹脂、５ａ・・
・クラック、６・・・レジスト、１００・・・素材、１
１０・・・リードフレーム、１１１・・・リードフレー
ムのｔｉｔ　位領域。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 第４図 第５図 第６図 ヘッドの一辺の長さ（ｍ仇） 第９図 ヘッドの一辺の長さ（罹ｍ） 第１０図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、半導体ペレットと、この半導体ペレットを載せるた
    めの所要の厚みをもったベッドと、前記半導体ペレット
    内の素子と外部との間の接続を行うためのリードと、前
    記半導体ペレット、前記ベッド、および前記リードの一
    部を構成するインナリード部を封止するモールド樹脂と
    、前記半導体ペレットと前記インナリード部の一端とを
    接続するボンディングワイヤと、を備える半導体装置に
    おいて、 前記ベッドの周辺上下縁を、断面凸弧状に形成したこと
    を特徴とする半導体装置。 ２、請求項１記載の半導体装置の製造方法において、ベ
    ッドの周辺部のみが露出するようにレジストをパターニ
    ングし、露出部分のみをエッチングして断面凸弧状に加
    工することを特徴とする半導体装置の製造方法。 ３、請求項１記載の半導体装置において、更にインナリ
    ード部のボンディングワイヤとの接続端の上下縁をも、
    断面凸弧状に形成したことを特徴とする半導体装置。 ４、請求項２記載の半導体装置の製造方法において、更
    にインナリード部の接続端部をも露出するようにレジス
    トをパターニングすることを特徴とする半導体装置の製
    造方法。
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