JPH0194643A

JPH0194643A - 薄型構造の半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JPH0194643A
Application number: JP25064087A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Yamaguchi; 忠士山口
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1987-10-06
Filing date: 1987-10-06
Publication date: 1989-04-13
Anticipated expiration: 2011-06-05
Also published as: JP2503029B2

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）この発明は、ＩＣカードなどに使用される薄型の／４ツ
ケージ構造の半導体装置並びにその製造方法に関する。

（従来の技術）半導体集積回路などで、腕時計、カメラ、ＩＣカード等
に使用されるものは、厚さ０．５〜２ｗ程度の極めて薄
型のノやツケージ構造が要求される。

従来の極めて薄型のｉ４　ｙケージ構造をした半導体装
置としては、例えば特開昭５５−５６６４７号公報に開
示されたものがある。これはガラスエポキシ等からなる
Ｐ、Ｃ，Ｂ　（プリンテッド、・サーキ。

ト・デート）に半導体集積回路などの半導体素子を直接
搭載し、Ｐ、Ｃ，Ｂ上の金属配線にワイヤ接続後エポキ
シ樹脂等で封止する、いわゆるＣ、０．Ｂ（チップ・オ
ン・ポード）である、この従来の薄型のノクツケージ構
造の半導体装置の構造図を第３図、第４図に示す。第３
図（ａ）は、従来の半導体装置の平面図であシ、１はガ
ラスエポキシ基板等からなるＰ、Ｃ，Ｂである。２はエ
ポキシ系などのプラスチック樹脂封止部である。３はＰ
、Ｃ，Ｂ裏面に形成されたリード端子である。第３図（
ｂ）は、この半導体装置の断面図である。Ｐ、Ｃ，Ｂ　
１には、その表裏面に電極を形成する金属ノやターンが
印刷されている。Ｐ、Ｃ，Ｂ　１の裏面の金属パターン
はリード端子３を形成する。これは、ＩＣカードなどに
搭載された半導体装置の外部機器との電気的な接続端子
の役割を果す。樹脂封止部２には、半導体素子４がＰ、
Ｃ，Ｂ　ｌ上に直接接着剤で固定され、半導体素子４と
Ｐ、Ｃ，Ｂ　ｌ上′の金属パターンはワイヤー５によ多
接続されている。　Ｐ、Ｃ，Ｂ　ｌ上の金属ノ臂ターン
はスルーホールによｆｉ　Ｐ、Ｃ，Ｂ　１裏面のリード
端子３を形成する金属パターンに接続されている。

樹脂封止部２は、　Ｐ、Ｃ，Ｂ　ｌ上に半導体素子４を
搭載し、ワイヤー５を接続後、トランスファーモールド
などによ多形成される。第４図は、従来の他の半導体装
置の構造図を示す、第４図（ａ）は、その平面図であり
（ｂ）はその断面図である。第４図の構造図においては
、板材６及び座ぐり７がある点を除いては、第３図に示
す半導体装置の構造と変らない。板材６は、樹脂封止部
２とその表面の高さを合せ１表面を平坦にするためのも
のである。板材６はガラスエポキシ基板等であり、Ｐ、
Ｃ，Ｂ　１と合せて、２層構造のガラスエポキシ基板の
Ｐ、Ｃ，Ｂを用いることにより容易に実現できる。座ぐ
り７はＰ、Ｃ，Ｂ　ｌ上の凹部であシ半導体素子４の位
置を下げることによシ、パッケージ全体の厚さを減少さ
せることに有用である。第４図の構造を得るための製造
方法は、板材６とＰ、Ｃ，Ｂ　１とを一体とした２層構
造のＰ、Ｃ，Ｂを用いることを除いては第３図に示す構
造の製造方法と同じである。

第４図の半導体装置の構造では、その表面を板材６と樹
脂封止部２について平坦に製作できるので、１．Ｃカー
ド等、薄型で表面が平坦な機器に半導体装置を組込むの
に好適である。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、このような従来のＣ，Ｏ，Ｂ　（チップ
・オン・？−ド）構造の半導体装置では、ＩＣカードな
どに要求されるコスト低減、よシー層の薄型化に対して
は、以下に述べる限界があった。

即ち、従来のＣ，Ｏ，Ｂ構造では、Ｐ、Ｃ，Ｂを用いる
ため、この製造コストが比較的高価であシ、表面を平坦
にするため、第４図に示すような２層構造のＰ、Ｃ，Ｂ
を用いると一層製造コストが上昇するという問題があっ
た。更に、Ｐ、Ｃ，Ｂとしてガラスエポキシ基板が一般
的であるが、これを用いる場合はあまり極端に薄くする
と割れ等の問題を生じ、薄型化にも限界があった。　Ｐ
、Ｃ，Ｂを厚くすれば、半導体素子の厚み及び樹脂封止
部の厚みを薄くしなければならず、半導体素子の信頼性
に問題を生じた。

（問題点を解決するための手段）この発明は以上に述べた製造コスト及び薄型化の問題点
を解決するために、　Ｃ，０，Ｂに替えて、金属からな
るリードフレームのリード端子に外枠のモールド材を固
定し、半導体素子及びワイヤーを実装後、内枠のモール
ド材で固定するようにした半導体装置及びその製造方法
にある。

（作　用）この発明では、Ｐ、Ｃ，Ｂを用いずに金属からなるリー
ド端子を有するリードフレームを用い、これを２段階の
モールド材で固定して製造するものである。従って、リ
ード端子は従来のＰ、Ｃ，Ｂの役割と、Ｐ、Ｃ，Ｈの表
裏両面上に形成された金属パターン、リード端子の役割
を果す。又、外枠のモールド材は、従来の第４図におけ
る板材６とＰ、Ｃ，Ｂ　１の役割を果すものである。

（実施例）第１図は、この発明の一実施例を示す半導体装置の製造
方法の説明図である。第１図（ａ）は、リードフレーム
の平面図である。ここで１０はリードフレームであシ、
１１はフレーム枠である。１２はリード端子であシ、１
３は半導体素子搭載部である。リード端子１２は、ひと
つの半導体装置について、上下各４列づつ１合計８個か
ら構成されている。リード端子のひとつは、半導体素子
搭載部１３と一体的に構成されている。ここには、半導
体素子が搭載され、リード端子は、半導体装置の基板に
電気的に接続される。リードフレームは金属であシ、厚
さは１通常０．１　ｔｔｍから０．１５ｍ程度のものが
用いられる。尚、半導体素子のリード端子１２を取シ出
す必要が無い場合は、半導体素子搭載部１３は、リード
端子１２とは分離される。

第１図（ｂ）／′ｉ、このリードフレーム１ｏに、外枠
のモールド材を形成するための金型をセ、トシたところ
である。リードフレーム１０は、平坦な金属の台に置か
れ、上部よシ金型が被せられる。金型は、リードフレー
ム１０をひとつのキャビティ当り３トン程度の荷重で押
さえる。１５は金型外側であシ、主とし・てリードフレ
ームのフレーム枠１ノが押えられる。１６は金型内側で
あシ、リードフレームの半導体素子搭載部１３及び、各
リード端子１２の先端部分１８が押えられる。１７は金
型空隙部であシ、この部分は外枠のモールド材が注入さ
れるところであシ、金型外側と内側の空隙部を形成する
。空隙の厚み（高さ）は０．５鶏程度である。

金型内側１６で、リードフレーム１ｏのリード端子１２
の各先端部分１８を図示の如く押えることは、外枠のモ
ールド材の注入に当って極めて重要である。即ち、モー
ルド材の注入に当って、リード端子１２の各先端部分１
８が金型でしりかシー押えられていることによって、モ
ールド樹脂は、リード端子１２の裏面へのまわシ込みが
防止される。リード端子１２は、ＩＣカードに実装され
た後は、外部機器との電気的な接続を行う電極端子の役
割を果すので、ここに絶縁体であるモールド樹脂がたと
え薄くでも付着すると、電極端子としての機能が無くな
ってしまうからである。また、いったん付着するとその
除去は、大変やっかいであ９１品質低下、コスト上昇を
引起すからである。

第１図（ｅ）は、外枠のモールド材形成と、半導体素子
の搭載、ワイヤ接続を行ったところである。

外枠ノモールド材形成工程は、エポキシ系プラスチック
樹脂をトランスファーモールドすることによって行う、
この工程条件は、一般的なゾラスチ、クモールドＩＣの
製造工程と変らない、この工程によって、外枠のモール
ド樹脂外枠のモールド材２θは、リード端子などのリードフレ
ーム面より、金型の空隙部の寸法に従って、０、５■の
厚み（高さ）で、その表面は平坦に形成される。リード
フレームのリード端子１２の相互の間隙は、モールド樹
脂によって埋められる。従って、リードフレームの裏面
よシ見ると、第１図（ｃ）から明らかなようにリード端
子１２及び半導体素子搭載部１３の外側を囲むように外
枠のモールド材２０が形成され、且つ、リード端子２０
の金属面が露出しておシ、リード端子相互の間隙は。

リード端子と同一面になるようにモールド樹脂で埋まっ
ている。リードフレームの表面上シ見ると、外枠のモー
ルド材２０の内側は、リード端子１２の先端部１８．及
び半導体素子搭載部１３の中央部分の金属面が露出して
いる。外枠のモールド材２０を形成後、半導体素子４を
半導体素子搭載部１３ヘダイボンドする。ダイがンドは
銀ペーストなどの樹脂により、半導体素子を金属面へ接
着することによって行う。次に半導体素子４上のパッド
と、リード端子先端部１８との間をワイヤー５で接続す
る。このワイヤー接続も、一般のモールドＩＣの製造工
程と同じ条１件であシ、金線をワイヤボンダーにて接続
する。

ワイヤー接続の完了したリードフレームを再びモールド
装置に装填して、内枠のモールド材２１を形成する。第
１図（ｄ）は、内枠のモールド材２１を形成したところ
である。これは、リードフレームを平坦な下側金型と、
平坦な上側金型との間にはさみ込み、外枠のモールド材
２０のくびれ部分に設けられた樹脂注入口２２より、エ
ポキシ系などのプラスチック樹脂を注入することにより
行う。

外枠のモールド材２０の他のくびれ部分にはエア抜き２
３が設けられている。上側金型及び下側金型がそれぞれ
平坦であり、１キャピテイ当り３トン程度の圧力がかけ
られているので、注入されたモー・ルド樹脂は、上面は
外枠のモールド材２０の上面と同一の面となシ、下面は
リードフレームのリード端子などの裏面と同一の面とな
る。この内枠のモールド材２１の形成のためのモールド
条件は、一般のモールドＩＣ製造工程の条件と同じであ
シ、既存のモールドＩＣ製造設備がそのまま利用できる
。

次に第１図（ｄ）に示す切断面２４及び外枠のモールド
材２０の外側に沿って、プレス加工等によシ切断すると
、第２図（ａ）　（ｂ）に示す本発明の半導体装置が完
成する。

第２図は本発明の一実施例の半導体装置の構造図であり
、（、）平面図、（ｂ）断面図である。この半導体装置
の寸法例としては、たて１０＋ｍ横１２震厚さ０．６　
ｗｍである。金属からなるリード端子１２は外枠のモー
ルド材２０によって固定されておシ。

リード端子先端部１８は半導体素子４とワイヤー５で接
続されている。又、半導体素子４は、ひとつのリード端
子１２に接続された金属からなる半導体素子搭載部１３
に接着されている。尚、半導体素子搭載部１３は、電気
的な接続が不要の場合はリード端子に接続される必要は
無い、そして。

これらは、内枠のモールド材によって固定されている。

そして、上面は内枠、外枠のモールド材によって形成さ
れているがその面は平坦である。下面は、リード端子１
２、半導体素子搭載部１３などの金属面と、その金属面
間は外枠、内枠のモールド材によって埋め込まれている
。従って、下面も、金属面とゾラスチ、り樹脂面とが同
一面をな−しておシ平坦である。そして、金属面には、
外枠。

内枠のモールドを２段階によって行うため、パリの付着
等が無く、電気的な良導体として外部への接続端子の機
能を果す、又、半導体素子４は金属である半導体素子搭
載部１３に搭載されており、これが直接露出した構造と
なっておシ、放熱特性が良い、更に半導体素子搭載部は
金属であることから、静電し中蔽板としての役割も果す
。

厚み方向に関しては、リードフレームの板材は厚み０．
１　ｖｔｘｇから０．１５ｍであり、半導体素子は０、
２　Ｗから０．２５ｍ程度である。従って、モールド材
は、リード端子上面から０．５　ｍ下面から０．６■か
ら０．６５ｍの厚さがとれるので信頼性確保上十分であ
る。ＩＣカードの厚さは、０．７６■が標準となってい
るので、この薄型構造の半導体装置の全厚みは０．６篩
から０．６５露であるので、十分な寸法となっている。

（発明の効果）この発明の薄型構造の半導体装置は、リードフレームに
搭載した半導体素子を外枠、内枠のモールド材で形成し
たものであるので、上面及びリード端子を含む下面を平
坦に且つ極めて薄型に形成することができる。又、半導
体素子搭載部が金属面であり、直接露出しているので、
熱放散特性に優れている。

又、Ｐ、Ｃ，Ｈに替えて金属のリードフレームを用いて
いるので、基板としての強度を落すことなく、信頼性を
確保したうえで一層の薄型化が可能となる。

更に、この半導体装置の製造方法によれば、Ｐ、Ｃ，Ｂ
を使用しないで、一般的なプラスチックモールドＩＣの
製造ラインがそのまま使えるので、部品コストの低減及
び製造工数の削減ができ、製造コストの低減を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　（ｂ）　（ｃ）　（ｄ）は本発明の一実
施例の半導体装置の製造方法の説明図、第２図（、）　
（ｂ）は本発明の一実施例の半導体装置の構造図、第３
図（ａ）　（ｂ）は従来の半導体装置の構造図、第４図
（ａ）（ｂ）は他の従来の半導体装置の構造図である。４・・・半導体素子、５・・・ワイヤー、１２・・・リ
ード端子、　１３−・・半導体素子搭載部、１８・・・
リード端子先端部、２０・・・外枠のモールド材、２１
・・・内枠のモールド材。特許出願人　　沖電気工業株式会社フレーＡオキ（ｂ）Ａ発冨Ｈの１；）１、」Ｅカニ第■ （ｄｌ夫の説明面図キ４乍ト講−４（ａ）（ｂ）本発明、７１４−１体域ＩＣ積乏凹第２図（α）（ｂ）４緑のヰ遺体表５　ａ　ｔ＆ミワ第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）金属からなる複数のリード端子と、金属からなる半導体素子搭載部に搭載された半導体素子
と、該半導体素子と該リード端子先端部を接続するワイ
ヤーと、該複数のリード端子を固定する外枠のモールド
材と、該半導体素子および該ワイヤーと該リード端子先
端部を固定する内枠のモールド材とからなる薄型構造の
半導体装置。
（２）複数のリード端子を有するリードフレームの該リ
ード端子を固定するための外枠のモールド材形成工程と
、金属からなる半導体素子搭載部に半導体素子を搭載し
該リード端子の先端部にワイヤーを接続する工程と、該
半導体素子および該ワイヤーと該リード端子先端部を固
定する内枠のモールド材形成工程とからなり、前記外枠
のモールド材形成工程は前記リード端子先端部を金型で
固定して行うことを特徴とする薄型構造の半導体装置の
製造方法。