JPH05152485A

JPH05152485A - 半導体装置およびその製造方法

Info

Publication number: JPH05152485A
Application number: JP31619391A
Authority: JP
Inventors: Tadao Kushima; 忠雄九嶋; Masahiro Aida; 正広合田; Tasao Soga; 太佐男曽我; Teruo Oi; 輝男大井; Toshihiro Hachiya; 登志広八矢; Kenichi Otsuka; 憲一大塚
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-11-29
Filing date: 1991-11-29
Publication date: 1993-06-18
Anticipated expiration: 2014-06-23
Also published as: JP2908922B2

Abstract

(57)【要約】【目的】外部リード端子の変形を防止、および基板等と
の接続作業の工数低減を図ることができると共に、各外
部リード端子とパッドとの接続信頼性を高めることであ
る。【構成】半田材で形成され、複数の外部リード端子１
１，１１，…の裏面１５側および表面１４側に有し、か
つ外部リード端子１１，１１，…相互を連結する半田材
ブロック２０が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の外部リード端子
を有する半導体装置、その製造方法、およびその製造装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体装置としては、例えば、特
開昭６２−１６０７４８号公報、特開平３−１２９８６
５号公報に記載されたものがある。

【０００３】前者の半導体装置は、複数の外部リード端
子の変形による平坦度のバラツキを抑えると共に、作業
工数の削減を図るために、半田材料で形成され、各リー
ド端子を一体的に連結する半田材ブロックが設けられて
いるものである。この半田材ブロックは、各リード端子
の接続対象側と反対側、つまり表面側から、半田材ブロ
ックとなる板状の半田材を加圧して、各リード端子に取
付けている。また、その他の方法として、半田材ブロッ
クの大きさに型彫りした治具に溶融半田材を溶かし込
み、そこに集積回路パッケージをその裏面を上にして置
き、溶融半田材を冷却固化させて、半田材ブロックを形
成している。したがって、半田材ブロックは、リード端
子の表面側に設けられ、少なくともリード端子の接続面
側、つまり裏面側には設けられていない。なお、溶融半
田材を冷却固化させるものでも、各リード端子を何ら固
定することなく、各リード端子の平坦度のバラツキが存
在するまま、冷却固化させてしまっているため、接続面
側に半田材が回り込むものもあるだろうが、接続面側に
半田材が回り込まないものも存在する可能性が非常に高
い。

【０００４】また、後者の半導体装置は、前者のものと
ほぼ同様の目的で、各リード端子の表面側から半田テー
プが取付けられいるものである。しがって、後者のもの
も、リード端子の接続面側には半田材は施されていな
い。

【０００５】これらの半導体装置は、これを基板等に接
続する際、半田材ブロック等を溶融させる過程で各リー
ド端子毎に分離し、一度に、各リード端子と対応するパ
ッドのみとを接続させようというものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、いずれ
の従来技術においても、半導体装置が接続される基板の
パットに、基本的には、各リード端子の接続面が直接接
触してしまうので、半田材がそこに入り込みにくく、各
リード端子とパッドとが確実に接続しない場合がある。
また、半田材ブロック等を用いる場合、これを溶融させ
る過程で、各リード端子ごとに確実に分離することが非
常に重要なことであるが、いずれの従来技術において
も、そのための配慮がほとんどなされておらず、半田ブ
リッジが発生し、各リード端子が対応するパッドのみな
らず、他のパッドとも接合してしまう可能性が高い。こ
のような可能性は、近年のように、リード端子相互間の
間隔が非常に小さくなってくると、非常に高まってしま
い、是非とも避けなければならないことである。

【０００７】以上のように、従来技術では、外部リード
端子の変形を防止、および基板等との接続作業の工数低
減を図ることができるものの、各リード端子と対応する
パッドとの接続不良が比較的多くなってしまうという問
題点がある。本発明は、このような従来の問題点につい
て着目してなされたもので、外部リード端子の変形を防
止、および基板等との接続作業の工数低減を図ることが
できると共に、各外部リード端子と対応するパッドとの
接続信頼性を高めることができる半導体装置、その製造
方法、およびその製造装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の半導体装置は、半田材で形成され、複数の前記外部リ
ード端子の接続対象側に少なくとも設けられ、かつ該外
部リード端子相互を連結する半田材ブロックを有してい
ることを特徴とするものである。

【０００９】また、前記目的を達成するための他の半導
体装置は、絶縁材で形成され、複数の前記外部リード端
子の接続対象側に少なくとも設けられ、かつ該外部リー
ド端子相互を連結する絶縁材ブロックが、該外部リード
端子の先端側に有していると共に、半田材で形成され、
複数の前記外部リード端子の接続対象側に少なくとも設
けられ、かつ該外部リード端子相互を連結する半田材ブ
ロックが、該外部リード端子の基端側に有していること
を特徴とするものである。

【００１０】また、前記目的を達成するための他の半導
体装置は、共晶点を有しない半田材で形成され、複数の
前記外部リード端子相互を連結する半田材ブロックが設
けられていることを特徴とするものである。なお、前記
半田材ブロックの半田材組成は、ＳｎとＰｂとＢｉとを
有して形成されていることが好ましい。さらに、前記半
田材ブロックの半田材には、少なくとも、Ａｕ、Ｇａ、
Ｓｎのうち、一の金属が添加されていることが好まし
い。また、半田濡れ性を高めるために、複数の前記外部
リード端子の表面のうち、全部または一部に、少なくと
もＡｕ、Ｐｄ、Ｓｎのうち一の金属を含むメタライズ層
を形成するとよい。

【００１１】複数の前記外部リード端子には、前記接続
対象側に、該外部リード端子の長手方向に沿う凹部また
は切欠き部を形成してもよい。また、前記半田材ブロッ
クには、複数の前記外部リード端子相互間に絞り部を形
成してもよい。

【００１２】前記目的を達成するための半導体装置の製
造方法は、複数の外部リード端子を有し、半田材で形成
された半田材ブロックで該外部リード端子相互が連結さ
れている半導体装置の製造方法において、複数の前記外
部リード端子に主ダイバーが接続されている状態で、該
外部リード端子の先端部相互を絶縁材で連結し、その
後、前記主ダイバーを切断してから、複数の前記外部リ
ード端子に対して電気的特性を検査し、前記半田材ブロ
ックを前記外部リード端子の基端側に形成することを特
徴とするものである。

【００１３】

【作用】複数の外部リード端子は、半田材ブロックによ
り相互に連結され、保護されているので、半導体装置の
搬送時や基板搭載時等に、多少の外力が加わっても、複
数の外部リード端子、それぞれが上下左右に変形するこ
とがない。これにより、よって、外部リード端子を剛性
の小さい材料、すなわち線径の細い材料を用いることが
できると共に、外部リード端子相互間の狭ピッチ化を図
ることができ、高密度で高信頼性の半導体製品を得るこ
とができる。また、搬送時や基板搭載時に半導体装置の
外部リード端子が損傷することはほとんどないので、半
導体装置の歩留まりを高めることができる。

【００１４】半導体装置を基板等に搭載する際には、半
田材ブロックを加熱溶融する。この際、外部リード端子
の接続対象側の面と接続対象の表面との間に存在するこ
とになるので、この間に半田ぬれ間隔が得られ、半田材
が外部リード端子の接続対象側面と接続対象の表面との
間に十分に広がり、接続信頼性を高めることができる。
半田材ブロックは、加熱溶融の過程で、各外部リード端
子毎に分離し、それぞれが一度に対応するパッドに接続
される。したがって、作業効率を高めることもできる。

【００１５】半田材ブロックの他に、絶縁材ブロックを
有するものでは、外力に対する強度を高めることができ
ると共に、半田材ブロックを溶融している際において
も、常に、前述した濡れ間隔を一定の状態で保つことが
できるので、より確実に、外部リード端子の接続対象側
面と接続対象の表面との間に半田材を広げることができ
る。

【００１６】また、半田材ブロックを形成する半田材が
共晶点を有しないもの、つまり、固相点と液相点との間
に半溶融状態域を有するものでは、一般的な共晶点半田
合金よりも、半田材ブロックが各外部リード端子毎に分
離し易くななる。すなわち、一般的な共晶点半田合金で
は、濡れ拡がる前に半田合金が共晶点において突然融
け、その表面張力により、球状化現象を起こし、各外部
リード端子毎に完全に溶融分離し難い。これに対して、
半溶融状態域を有する半田合金では、濡れ拡がりつつ溶
融するので、球状化現象を起こしずらく、各外部リード
端子毎に溶融分離し易くなる。特に、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉ
の三元素組成のものでは、表面張力が小さく、かつ濡れ
性も良好なので、外部リード端子毎の溶融分離性は高ま
る。また、外部リード端子にメタライズ層を施したもの
も、濡れ性が向上するので、溶融分離性は高まる。

【００１７】溶融分離性を高める方法としては、以上の
ように適切な材料を用いるのみならず、各外部リード端
子の相互間に絞り部を設けることによっても可能であ
る。

【００１８】このように、半田材ブロックの溶融分離性
を高めることにより、各外部リード端子は対応するパッ
ドのみと接続することができ、電気的なショートトラブ
ルを防ぐことができる。また、溶融分離性を高めること
により、外部リード端子相互間の狭ピッチ化を図ること
ができ、高密度の半導体装置を得ることができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明に係る各種実施例について図面
を用いて説明する。まず、図１から図９に基づき、本発
明に係る第１の実施例の半導体装置について説明する。
本実施例の半導体装置は、図１および図３に示すよう
に、フラットパッケージ型の樹脂モールド半導体素子１
０の各外部リード端子１１，１１，…に相互間を連結す
るように半田材ブロック２０，２０，…を設けたもので
ある。

【００２０】ほぼ正方形の半導体素子本体１０の各辺に
は、線経３００μmから５００μm程度の複数の外部リー
ド端子１１，１１，…が約0.3mmピッチで設けられてい
る。この外部リード端子１１は、図２に示すように、芯
材１２が、例えば、ファーニ材(Ｆｅ−４２％Ｎｉ)から
なり、その表面にメタライズ層１３が形成されているも
のである。メタライズ層１３は、芯材１２側に施されて
いる７μm程度のＮｉと、その外側に施されている０．
３μm程度のＡｕ、Ｐｄ、ＳｎまたはＳｎ合金とから成
る。

【００２１】半田材ブロック２０は、例えば、Ｓｎ−１
８wt％Ｂｉ−４５wt％Ｐｂ半田合金（融点：液相点１６
０℃、１３６℃固相点）で形成されており、半導体素子
本体１０の一辺に設けられているすべての外部リード端
子１１，１１，…を相互に連結するように設けられてい
る。ここで、一の外部リード端子１１と半田材ブロック
２０との接合関係に注目してみると、図１および図２に
示すように、外部リード端子１１の一部分において、そ
の全周を覆うように、半田材ブロック２０が設けられて
いる。すなわち、半田材ブロック２０は、外部リード端
子１１の表面側のみならず、接続対象である導体パッド
４１側、つまり裏面側１５にも設けられている。

【００２２】このように、本実施例の半導体装置には、
半田ブロック２０が設けられ、しかも、それは外部リー
ド端子１１の一部分において全周を覆うように設けられ
ているので、搬送時や多層回路基板への搭載時に、小さ
な外力が加わっても、外部リード端子が半田材ブロック
２０から外れることがなく、また外部リード端子１１が
上下左右にほとんど変形することもなく、仮に変形した
としても、半導体素子本体１０の一辺に設けられている
複数の外部リード端子１１，１１，…がほとんど同じよ
うな変形をするので、修正も容易で、基板４０実装の際
の外部リード端子１１と導体パッド４１との接続を容易
に行えるようになると共に、接続信頼性を高めることも
できる。また、外部リード端子２０は、ほとんど変形す
ることがないので、外部リード端子として線径の細いも
のを用いることができると共に、外部リード端子相互間
の狭ピッチ化を図ることができる。さらに、搬送時や基
板搭載時に半導体装置の外部リード端子１１が損傷する
ことはほとんどないので、半導体装置の歩留まりを高め
ることができる。

【００２３】次に、図４から図６を用いて、本実施例の
半導体装置を多層配線基板４０に搭載する際の作用につ
いて説明する。多層回路基板４０は、ガラスエポキシ基
板のＣｕ張り基板からエッチングなどでパターン化して
導体パッド４１を形成し、そこにプリフラックスを塗布
したものである。まず、図４(a)、図５(a)および図６
(a)に示すように、外部リード端子１１および半田材ブ
ロック２０に予めロジン系フラックスを塗布してから、
多層配線基板４０の目的の位置に搭載する。

【００２４】次に、コンベア式加熱炉、例えば熱風と遠
赤外線加熱部を具備した加熱炉で、加熱ピーク温度１９
０±１０℃に加熱する。すると、Ｓｎ−１８wt％Ｂｉ−
４５wt％Ｐｂ半田合金で形成された半田材ブロック２０
は、図４(b)、図５(b)および図６(b)に示すように、各
外部リード端子１１，１１，…表面にぬれ拡がり始め、
そして各外部リード端子１１，１１，…間の半田合金２
１，２１、…が、各外部リード端子１１，１１，…側に
吸収され始める。この現象がさらに進行すると、外部リ
ード端子１１への半田合金２１のぬれ拡がりが拡張し、
リード１１，１１間の半田合金２１はより一層外部リー
ド端子１１側に吸収されてくびれる。ここで重要なこと
は、外部リード端子１１の裏面側１５、すなわち、パッ
ドとの接合面側にも、半田材が施されていることであ
る。このため、図５(b)に示すように、外部リード端子
１１の裏面１５とパッド表面４２との間に半田濡れ間隔
が得られ、半田合金２１が外部リード端子１１の裏面１
５とパッド表面４２との間に十分に広がる。外部リード
端子１１の裏面１５とパッド表面４２との間は、この間
に半田合金２１がまったくないと、この間において接続
されないが、ここが広すぎても、いわゆる毛細管現象に
より溶融金属が拡がらないので、接続性の点で好ましく
ない。したがって、適正な半田濡れ間隔を維持しつつ、
十分な半田合金量を確保するためには、外部リード端子
１１の裏面１５側のみならず、表面１４側にも半田合金
２１を施すことが好ましい。

【００２５】最終的には、図４(c)、図５(c)および図６
(c)に示すように、半田材ブロック２０は、各外部リー
ド端子１１，１１，…毎に完全に溶融分離し、各外部リ
ード端子１１，１１，…は、十分かつ良好な半田フェレ
ット２２を形成し、対応する導体パッド４１，４１，…
のみとの信頼性のある半田接合部が形成されている。

【００２６】半田材ブロック２０が各外部リード端子１
１，１１，…毎に完全に溶融分離する主要因としては、
以下の３点が掲げられる。第１点は、半田材ブロック１
１（Ｓｎ−１８wt％Ｂｉ−４５wt％Ｐｂ半田合金）の組
成が、共晶点を有しない、すまり、固相点と液相点との
間に半溶融状態域を有していることである。一般的な、
例えば、Ｓｎ−３７wt％Ｐｂなどの共晶点半田合金で
は、１８３℃の共晶点を有しているため、濡れ拡がる前
に半田合金が突然融け、その表面張力により、球状化現
象を起こし、各外部リード端子毎に完全に溶融分離する
ことは難しい。これに対して、本実施例の半田材ブロッ
ク２０は、１３６℃（固相点）から１６０℃（液相点）
の間で半溶融状態域を有するので、濡れ拡がりつつ溶融
し、球状化現象を起こしずらく、各外部リード端子１
１，１１，…毎に溶融分離しやすい。

【００２７】第２点は、半田合金の表面張力が小さいこ
とである。図７に示すように、Ｓｎ−３７wt％Ｐｂの共
晶点半田合金は、１９０℃から２１０℃において、５３
１dyne/cmから５３０dyne/cmの表面張力を有するのに対
して、本実施例の半田合金（Ｓｎ−１８wt％Ｂｉ−４５
wt％Ｐｂ）は、１９０℃において、４６５dyne/cmの表
面張力しかない。このことは、半溶融状態域を有してい
る点と相乗的に作用して、前述した球状化現象を起こり
にくくしていることを意味している。

【００２８】第３点は、図８に示すように、濡れ性が良
好であることである。濡れ性が良いと、溶融した半田合
金は、固まりと成って１ヶ所に停滞することなく、外部
リード端子１１全体に拡がり、外部リード端子１１と導
体パッド４１との接合性が高まる。特に、本実施例で
は、外部ーリード端子１１に、半田濡れ性の良いメタラ
イズ層１３を施してたので、その効果は特に顕著であ
る。

【００２９】したがって、以上の要因により、Ｓｎ−１
８wt％Ｂｉ−４５wt％Ｐｂ半田合金から成る半田材ブロ
ック２０は、加熱することによって徐々に溶け、溶融金
属本来の特有である表面張力による球状化が進む前に、
各外部リード端子１１に濡れ拡がり、各外部リード端子
１１，１１，…ごとに完全に溶融分離する。このよう
に、半田材ブロック２０の溶融分離性が高いこと、およ
び、前述したように外部リード端子１１が外力から保護
されることが、相まって、本実施例のように、外部リー
ド端子１１，１１相互間のピッチ0.3mm、さらにはこれ
以下にすることができ、半導体装置の高密度化を図るこ
とができる。

【００３０】半田合金のこのような溶融分離現象に関し
て、一試験を行ったので、図９を用いて説明する。この
試験は、複数の導体パッド間に、Ｓｎ−３７wt％Ｐｂ半
田合金から成る半田ペースト、および本実施例のＳｎ−
１８wt％Ｂｉ−４５wt％Ｐｂ半田合金から成る半田ペー
ストを一文字印刷して、溶融分離現象を比較したもので
ある。

【００３１】Ｓｎ−３７wt％Ｐｂ半田合金から成る半田
ペーストは、図９（b)に示すように、、共晶点を有し、
かつ表面張力が大きいため、共晶点において融けた半田
ペーストは、非常に大きな球状体２８を形成してしま
う。これに対して、Ｓｎ−１８wt％Ｂｉ−４５wt％Ｐｂ
半田合金から成る半田ペーストは、図９(a)に示すよう
に、半溶融状態域を有し、表面張力が小さいため、非常
に小さな球状体２９しかできない。このように、非常に
小さな球状体は、外部端子リードを設けることにより、
消滅させることができる。

【００３２】また、本実施例のＳｎ−１８wt％Ｂｉ−４
５wt％Ｐｂ半田合金は、図８に示すように、融点（１３
６℃から１６０℃）が低く、作業温度を１９０℃程度に
抑えることができるので、融点が１８３℃で作業温度が
２２０℃の一般的な共晶点半田合金（Ｓｎ−３７wt％Ｐ
ｂ）よりも、多層配線基板や半導体チップへの熱影響を
少なくすることができる。なお、本発明に係る半田材ブ
ロックは、Ｓｎ−１８wt％Ｂｉ−４５wt％Ｐｂでなくと
も、基本的には、半溶融状態域を有するＳｎ−Ｐｂの二
元素系であればよく、これに融点を下げる等の目的でＢ
ｉを加え三元素系であってもよい。さらに、これら二元
素系、三元素系のものに、Ａｕ、Ｇａ、Ｓｂを微量添加
したものを用いてもよい。このような添加物は、合金層
の成長を少なくして半田の脆化防止や、濡れ性の向上等
に効果があると考えられている。

【００３３】次に、本発明に係る第２の実施例につい
て、図１０および図１１を用いて、説明する。本実施例
は、図１０に示すように、外部リード端子１１ａの横断
面形状を丸形にしたもので、その他の構成は、第１の実
施例と同様である。このように、外部リード端子１１ａ
の横断面形状を丸形すると、図１１に示すように、外部
リード端子１１ａの裏面１５側とパッド表面４２との間
に、外部リード端子１１ａの長手方向に伸びる、仮想の
毛細管部分２３が形成され、溶融金属が非常に濡れ拡が
り易くなり、パッド４１との接合性、および各外部リー
ド端子１１ａ，１１ａの分離性を高めることができる。
なお、同様の効果を得るためには、外部リード端子の横
断面形状が丸形である必要はなく、外部リード端子の裏
面１５側において、外部リード端子の長手方向に沿っ
て、切欠き部（ここでは、横断面形状が四角形のものの
角を本実施例のように丸くすることも切り欠いているも
のとする。）や凹部を有すればよい。このような形状に
より、切欠き部や凹部が、仮想の毛細管部分となり、溶
融金属が濡れ拡がりやすくなる。

【００３４】次に、本発明に係る第３の実施例につい
て、図１２から図１４を用いて説明する。本実施例は、
図１２および図１４に示すように、第１の実施例と同様
に、半田材ブロック２０を設けると共に、各外部リード
端子１１，１１，…の先端側に、これらを連結する絶縁
材ブロック３０を設けたものである。絶縁材ブロック３
０は、耐熱性および絶縁性を有する、例えば、ポリイミ
ド樹脂等で形成されている。

【００３５】このように、２重のブロック２０，３０を
設けることにより、半導体装置の搬送時や多層回路基板
への搭載時における外力に対して、より外部リード端子
１１の変形を小さくすることができる。また、半田材ブ
ロック２０が溶けてしまうと、外部リード端子１１をフ
ラットパッケージ型に対応するよう加工したときの加工
歪が出てきて、外部リード端子１１が反ったり異方向に
変形してしまうことが予想される。そこで、絶縁材ブロ
ック３０により、半田材ブロック２０が融けている際
も、各外部リード端子１１を固定することで、このよう
な変形を抑えることができる。なお、このような半田溶
融時における加工歪みの発生は、外部リード端子が狭ピ
ッチ化指向のために剛性の大きいリン青銅等で形成され
た場合に比較的顕著に見られる現象なので、このような
場合に、特に、絶縁材ブロック３０を施すことが好まし
い。

【００３６】また、絶縁材ブロック３０が設けられてい
ることにより、図１３に示すように、半田材ブロック２
０の溶融中においも、外部リード端子１１の裏面１５側
とパッド表面４２との間に、常に最適な濡れ間隙を得る
ことができるので、より確実に溶融金属が濡れ拡がり、
接続信頼性を高めることができる。

【００３７】次に、本発明に係る第４の実施例につい
て、図１５を用いて説明する。本実施例は、基本的には
第３の実施例と同様のものであるが、半田材ブロック２
０ａの各外部リード端子１１，１１相互間に絞り部２５
を設けたものである。このように、各外部リード端子１
１，１１相互間に絞り部２５を設けることにより、半田
材ブロック２０ａを各外部リード端子１１，１１毎に、
より確実に分離させることができる。

【００３８】なお、本実施例では、絶縁材ブロック３０
を併用しているため、外部リード端子１１の変形防止に
対する半田材ブロック２０ａの剛性を考慮する必要はな
いが、絶縁材ブロック３０を施さない場合には、半田材
ブロック２０ａの剛性を考慮して、絞り部２５の大きさ
を決定する必要がある。

【００３９】次に、以上の実施例の半導体装置の製造装
置、および製造方法について、図１６から図２０を用い
て説明する。半導体製造装置は、図１６から図１８に示
すように、外部リード端子１１の先端側に絶縁材ブロッ
ク３０を形成するための絶縁材ブロック形成機構５０、
リードフレームの主ダイバー１７を切断する主ダイバー
切断刃５２、半導体装置の電気特性を検査するため電気
特性検査機構５３、主ダイバー切断時および電気特性検
査時に半導体装置が載置されるテーブル５６、この際に
外部リード端子１１をこのテーブル５６に押し付けて固
定する固定端５７，５７、外部リード端子１１に半田材
ブロックを形成するための半田材ブロック形成機構５８
と、外部リード端子１１を曲げ加工する曲げ加工機構
（図示されていない）とを有して構成されている。絶縁
材ブロック形成機構５０は、金型５１，５１の他に、こ
こに樹脂を押し込むための装置（図示されていない。）
等を有している。また、半田材ブロック形成機構５８
は、外部リード端子の表面側および裏面側から半田合金
２６を供給する金型５９，５９と、これを加熱・加圧す
る機構等を有している。電気特性検査機構５３は、各外
部リード端子１１，１１，…に接触する接触針５４と、
これが外部リード端子１１に触れる際に外部リード端子
１１にあまり荷重がかからないように、上下方向に柔軟
に接触針を支持する接触針支持部５５と、電気特性が適
正なものであるか否かを判定する判定部（図示されてい
ない。）とを有してる。

【００４０】半導体装置の製造方法について、図２０に
示すフローチャートに従って説明する。まず、図１６に
示すように、絶縁材形成ブロック形成機構５０の金型５
１に、外部リード端子１１に何ら処理を施していない半
導体装置（但し、メタライズ層の形成等は既に行われて
いる。）をセットする。そして、金型５１の空洞部にポ
リイミド樹脂等を押し込んで加圧し、絶縁材ブロック３
０を形成する（ステップ１）。

【００４１】次に、図１７に示すように、絶縁材ブロッ
ク３０が取付けられた半導体装置をテーブル５６上に置
き、外部リード端子１１を固定端５７，５７で固定す
る。そして、主ダイバー切断刃５２を用いてリードフレ
ームの主タイバー１７を切断する（ステップ２）。この
ように、絶縁材ブロック形成時には、外部リード端子１
１と主ダイバー１７とは接続されているので、その際お
よび以前に外部リード端子１１が変形することはほとん
どない。また、主ダイバー切断時および後述する半田材
ブロック形成時には、絶縁材ブロック３０が既に形成さ
れているので、この際においても、外部リード端子１１
が変形することはない。

【００４２】主ダイバー１７を切断すると、外部リード
端子１１を固定端５７，５７で固定したまま、電気特性
検査機構５３の接触針５４を各外部リード端子１１，１
１，…に接触させて、電気特性を検査する（ステップ
３）。次に、各外部リード端子１１，１１，…をフラッ
トパッケージ型用に曲げ加工した後（ステップ４）、半
田材ブロック２０を形成する（ステップ５）。半田材ブ
ロック形成時には、図１８に示すように、各外部リード
端子の表面１４側および裏面２５側に、横断面形状が丸
形の半田合金２６を配し、両側より金型５９，５９で加
圧・加熱して形成する。この際、加熱の温度としては１
００℃前後が、加圧加重としては１００kg前後が、最も
望ましい。ここで、各外部リード端子１１，１１，…の
表面１４側および裏面１５側に配する半田合金の形状
は、半田合金が外部リード端子の全周を覆うように変形
させるために、板状のものよりも柱状、すなわち横断面
形状が丸形の方が好ましい。また、第４の実施例で説明
した絞り部２５を有する半田材ブロック２０ａを形成す
るには、このような形状に対応する金型を用いることに
より容易に形成することができる。

【００４３】以上のステップ１からステップ５までの工
程により、各外部リード端子１１，１１，…を変形させ
ることなく、第３の実施例および第４の実施例で説明し
た半田材ブロック２０および絶縁材ブロック３０を有す
る半導体装置を製造することができる。第１の実施例お
よび第２の実施例で説明した半田材ブロック２０のみの
半導体装置は、半田材ブロック２０を形成した後（ステ
ップ５）、絶縁材ブロック３０部分を切断することで製
造することができる。

【００４４】

【発明の効果】本発明によれば、半田材ブロックが設け
られているので、外部リード端子の変形を防止、および
基板等との接続作業の工数低減を図ることができると共
に、半田材ブロックは外部リード端子の少なくとも接合
対象側に有するので、各外部リード端子とパッドとの接
続信頼性を高めることができる。

【００４５】また、半田材ブロックが共晶点を有してい
ない半田材で形成されているものでは、半田材ブロック
が各外部リード端子ごとに分離しやすくなるので、各外
部リード端子は対応するパッドのみと接続され、各外部
リード端子と対応するパッドとの接続信頼性を高めるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施例の半導体装置の要部
斜視図である。

【図２】本発明に係る第１の実施例の半導体装置の要部
断面図である。

【図３】本発明に係る第１の実施例の半導体装置の全体
斜視図である。

【図４】本発明に係る第１の実施例の半導体装置を基板
に搭載する際の過程を説明するための説明図である。

【図５】本発明に係る第１の実施例の半導体装置を基板
に搭載する際の過程を説明するための説明図である。

【図６】本発明に係る第１の実施例の半導体装置を基板
に搭載する際の過程を説明するための説明図である。

【図７】半田材の組成と表面張力との関係を示す説明図
である。

【図８】半田材の組成と半田材特性との関係を示す説明
図である。

【図９】半田合金の溶融分離現象を示すための説明図で
ある。

【図１０】本発明に係る第２の実施例の半導体装置の要
部側面図である。

【図１１】本発明に係る第２の実施例の半導体装置の要
部斜視図である。

【図１２】本発明に係る第３の実施例の半導体装置の要
部断面図である。

【図１３】本発明に係る第３の実施例の半導体装置を基
板に搭載した際の要部断面図である。

【図１４】本発明に係る第３の実施例の半導体装置の全
体斜視図である。

【図１５】本発明に係る第４の実施例の半導体装置の要
部斜視図である。

【図１６】本発明に係る一実施例の製造過程における半
導体装置およびその製造装置の要部断面図である。

【図１７】本発明に係る一実施例の製造過程における半
導体装置およびその製造装置の要部断面図である。

【図１８】本発明に係る一実施例の製造過程における半
導体装置およびその製造装置の要部断面図である。

【図１９】本発明に係る一実施例の半導体装置の要部断
面図である。

【図２０】本発明に係る一実施例の半導体装置の製造順
序を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１１，１１ａ…外部リード端子、１３…メタライズ層、
１４…表面、１５…裏面、１７…主ダイバー、２０，２
０ａ…半田材ブロック、２５…絞り部、３０…絶縁材ブ
ロック、４０…多層配線基板、４１…導体パッド、５０
…絶縁材ブロック形成機構、５１…金型、５２…主ダイ
バー切断刃、５３…電気特性検査機構、５４…接触針、
５６…テーブル、５７…固定端、５８…半田材ブロック
形成機構、５９…金型。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大井輝男茨城県勝田市大字稲田1410番地株式会社日立製作所東海工場内 (72)発明者八矢登志広茨城県勝田市大字稲田1410番地株式会社日立製作所東海工場内 (72)発明者大塚憲一東京都小平市上水本町５丁目20番１号株式会社日立製作所武蔵工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の外部リード端子を有する半導体装置
において、半田材で形成され、複数の前記外部リード端子の接続対
象側に少なくとも設けられ、かつ該外部リード端子相互
を連結する半田材ブロックを有することを特徴とする半
導体装置。
【請求項２】複数の外部リード端子を有する半導体装置
において、絶縁材で形成され、複数の前記外部リード端子の接続対
象側に少なくとも設けられ、かつ該外部リード端子相互
を連結する絶縁材ブロックが、該外部リード端子の先端
側に有していると共に、半田材で形成され、複数の前記外部リード端子の接続対
象側に少なくとも設けられ、かつ該外部リード端子相互
を連結する半田材ブロックが、該外部リード端子の基端
側に有していることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】前記半田ブロックは、共晶点を有しない半
田材で形成されていることを特徴とする請求項１または
２記載の半導体装置。
【請求項４】複数の外部リード端子を有する半導体装置
において、共晶点を有しない半田材で形成され、複数の前記外部リ
ード端子相互を連結する半田材ブロックが設けられてい
ることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】前記半田材ブロックの半田材組成には、Ｓ
ｎとＰｂとＢｉとを含むことを特徴とする請求項１、
２、３または４記載の半導体装置。
【請求項６】前記半田材ブロックの半田材には、少なく
とも、Ａｕ、Ｇａ、Ｓｎのうち、一の金属が添加されて
いることを特徴とする請求項１、２、３、４または５記
載の半導体装置。
【請求項７】複数の前記外部リード端子の表面のうち、
全部または一部に、少なくともＡｕ、Ｐｄ、Ｓｎのう
ち、一の金属を含むメタライズ層が形成されていること
を特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載の
半導体装置。
【請求項８】前記半田材ブロックは、前記接続対象側と
対向する側にも有することを特徴とする請求項１、２、
３、４、５、６または７記載の半導体装置。
【請求項９】複数の前記外部リード端子は、前記接続対
象側に、該外部リード端子の長手方向に沿う凹部または
切欠き部を有することを特徴とする請求項１、２、３、
４、５、６、７または８記載の半導体装置。
【請求項１０】前記半田材ブロックは、複数の前記外部
リード端子相互間に絞り部を有することを特徴とする請
求項１、２、３、４、５、６、７、８または９記載の半
導体装置。
【請求項１１】複数の外部リード端子を有し、半田材で
形成された半田材ブロックで該外部リード端子相互が連
結されている半導体装置の製造方法において、複数の前記外部リード端子に主ダイバーが接続されてい
る状態で、該外部リード端子の先端部相互を絶縁材で連
結し、その後、前記主ダイバーを切断してから、複数の前記外
部リード端子に対して電気的特性を検査し、前記半田材ブロックを前記外部リード端子の基端側に形
成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１２】前記半田材ブロックを形成した後、複数
の前記外部リード端子の前記絶縁材が設けられている部
分を切断することを特徴とする請求項１１記載の半導体
装置の製造方法。
【請求項１３】前記半田材ブロックを、複数の前記外部
リード端子の接続対象側およびこれに対向する側に形成
することを特徴とする請求項１１または１２記載の半導
体装置の製造方法。
【請求項１４】複数の外部リード端子を有し、半田材で
形成された半田材ブロックで該外部リード端子相互が連
結されている半導体装置の製造装置において、複数の前記外部リード端子の接続対象側およびこれに対
向する側から、前記半田材を圧着させて前記半田ブロッ
クを形成する金型を備えていることを特徴とする半導体
製造装置。