JPH06103728B2 - 樹脂封止形半導体装置の製造方法 - Google Patents

樹脂封止形半導体装置の製造方法

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JPH06103728B2 JP1150428A JP15042889A JPH06103728B2 JP H06103728 B2 JPH06103728 B2 JP H06103728B2 JP 1150428 A JP1150428 A JP 1150428A JP 15042889 A JP15042889 A JP 15042889A JP H06103728 B2 JPH06103728 B2 JP H06103728B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、樹脂封止形半導体装置、特に電力用樹脂封止
形半導体装置の製造方法に関連する。
従来の技術 従来、一般的な電力用樹脂封止形半導体装置では、半導
体チップが装着された支持板の裏面に封止樹脂が形成さ
れていない。このため、この半導体装置を外部放熱体に
取付けるときは、外部放熱体との間に絶縁シートを介在
させなければならず、取付作業が煩雑になった。そこで
支持板の裏面にも封止樹脂を形成する方法が提案され
た。このような樹脂封止技術は、例えば、特開昭57-178
352号公報及び特開昭58-143538号公報で開示されてい
る。すなわち、リードフレームの一部を構成する支持板
上に半導体チップを電気伝導可能に接着したのち、半導
体チップは細線で外部リードと接続される。次にリード
フレームは金型に装着され、キャビティ内に融解樹脂が
圧入される。このとき、キャビティ内で支持板が移動し
ないように、支持板の各側部に連結された外部リードと
細条が金型で把持される。融解樹脂が固化したのち、リ
ードフレームが金型から取外され、リードフレームの所
定部分が切断される。特開昭57-178352号では、この切
断を細条を折り曲げることにより行うため、封止樹脂の
外面をまたぐようにして細条に小断面部を形成してい
る。
発明が解決しようとする問題 しかし、細条の切断面が封止樹脂の外面に露出すること
には変わりない。そこで特開昭58-143538号では、封止
樹脂の外面から窪むように、化学エッチング等の方法に
より細条の切断端部を一部分だけ除去していた。しかし
この方法は、製造工程においてエッチング工程が追加さ
れコストアップをまねき、しかも所望の化学エッチング
等を量産的に行うこと自体に新たな技術を要するので実
用的とは言い難い。
他面、1個のリードフレームに含まれる多数の支持板か
ら導出された多数の細条に引張力を加えて、これらを同
時に切断する方法が考えられる。しかしこの方法は、実
用上問題の多いことが判明した。例えば、10個の支持板
が並列配置されたいわゆる10連のリードフレームから許
容コレクタ損失30W程度のパワートランジスタを製造す
る場合、一本の細条を外方に引張って切断するのに要す
る引張力は、約7kgであった。従って全ての細条を同時
に切断するには、4Kg×10連×2本=140Kgの引張力が必
要である。実際の切断工程では、余裕能力を考慮して25
0〜300Kg程度の引張力を発生する切断装置及びこれに対
応できるリードフレームの固定装置が必要になる。この
場合、使用する切断装置の構造によっては、細条の導出
方向に対し傾斜方向に引張力を加えなければならないた
め、250〜300Kgの引張力を発生するには500Kg程度の圧
力が必要である。
このように1個のリードフレームに含まれる全細条を同
時に切断する方法では、大きな引張力発生装置及び対応
するリードフレーム固定装置が必要となり、装置が大型
化しかつ高価である。しかも、全細条を同時に切断する
と切断端部にバリやささくれが発生しやすく、リードフ
レーム固定装置の稼動条件を設定することも難かしい。
本発明は大きな引張力を使用せずに容易にかつ良好に細
条を破断できる樹脂封止形半導体装置の製造方法を提供
することを目的とする。
課題を解決するための手段 本発明の樹脂封止形半導体装置の製造方法によれば、複
数の支持板及び該支持板の各々の上に配置された半導体
チップを被覆しかつ少なくとも3個並置された封止樹脂
と、封止樹脂の各々の一端から導出された外部リード
と、封止樹脂の各々の他端からそれぞれ2本づつ導出さ
れ且つ最小断面部を有する細条と、細条を連結する連結
細条を有するリードフレームから細条を切断して樹脂封
止形半導体装置を製造する。この製造方法では、少なく
とも1つの封止樹脂から導出された2本の細条の間で連
結細条に非連結部が形成されて連結細条が分割され、且
つ隣り合う封止樹脂から導出されて互いに隣り合う細条
どうしは全て連結細条を介して連結されている状態とし
て、非連結部の一方の側にある複数本の細条にその導出
方向でかつ外側に向かう引張力を加えてこれら細条を最
小断面部で切断する工程と、非連結部の他方の側にある
複数本の細条にその導出方向で且つ外側に向かう引張力
を加えてこれら細条を最小断面部で切断する工程とを含
む。
作用 本願発明では、連結細条に非連結部を形成して、細条を
複数本づつ破断するので、細条を小さい引張力で容易に
かつ良好に切断することができる。また、リードフレー
ム中の全ての隣り合う封止樹脂は細条と連結細条を介し
て互いに連結されている。したがって、リードフレーム
は連結細条に非連結部を形成したにもかかわらず全体と
して一体化してリードフレームとなっており、実用上問
題ないレベルの強度が得られる。
実施例 以下、本発明の実施例を図面について説明する。第1図
及び第2図に、本発明により製造したリードフレーム1
を示す。リードフレーム1は、お互いにX方向に対し並
行かつY方向に一列に配置された10個の支持板2と、各
支持板2の一端に連結された外部リードLと、各支持板
2の他端に連結された2本の細条10とを有する。外部リ
ードLは、ベースリード3、コレクタリード4及びエミ
ッタリード5を有し、これらのリードは、Y方向に伸び
るタイバー6及び共通細条7によって連結される。隣接
するベースリード3とエミッタリード5との間には、2
個のガイド孔8が穿設されたリブ9がタイバー6と共通
細条7との間に接続される。
支持板2の他端から伸びる細条10に形成された肩12から
外側は小断面図13が形成される(第3図)。なお、支持
板2と細条10の境界を厚板部と薄板部の境界と見なして
いる。肩12に接近して細条10には菱形孔14が設けられ、
菱形孔14の角部を含むように最小断面部15が形成され
る。菱形孔14の代りに適当な形状を有する切欠き、矩形
孔又は円形孔で最小断面部15を形成することもできる。
最小断面部15を含む平面を肩12を含む平面と一致させて
もよい。
細条10の外端には連結細条11が直角に接続される。第1
図に示す実施例では、リードフレーム1の両端に設けた
連結細条11は、リードフレーム1の両端の内側に設けた
ものとは異なる長さを有する。即ち内側の連結細条11a
は、異なる支持板2から伸びかつ互いに隣接する2本の
細条10を連結する。一方、外側の連結細条11bは、同一
の支持板2から伸びる2本の細条10及びこれに隣接する
支持板2の隣接する細条10から成る合計3本の細条10を
連結する。なお、1本の連結細条11が何本の細条10を連
結するかは、リードフレーム1の量産設計時に必要に応
じて決定することであるが、実用上、1本の連結細条11
に連結する細条は5本以下が望ましい。いずれにして
も、本発明のリードフレーム1では、非連結部16によっ
て連結細条11は複数の単位に分割される。非連結部16
は、樹脂封止後に形成することもできるが、通常はリー
ドフレーム製造時に形成する。
各連結細条11の両端には細条10の側縁17からY方向に突
出する延長部18が非連結部16に残在するように形成され
る。この結果、細条10の両端にはそれぞれ肩AとBが形
成され、この肩AとBが工具の係止部として利用できる
ので、細条10の切断作業が容易かつ確実に行え、細条10
の切断端部におけるバリやささくれの発生を防止する一
因ともなる。
また、リードフレーム1の製造、保管及び移送時に両端
の細条が周囲と接触して変形し、後の製造工程に支障を
来たすことがあるが、連結細条11bによりリードフレー
ム1の両端の細条10を連結して、リードフレーム1の変
形を防止している。
上述のリードフレーム1は、厚板部と薄板部を有する銅
板をプレス加工で成形し、その後、銅表面にニッケル層
を被覆したものである。成形の際、半導体装置取付用の
ねじを挿入する孔を設けるため、支持板2には凹部19も
同時に成形される。凹部19は孔部とすることも多い。リ
ードフレーム1の作成後は、公知の方法により各支持板
2にトランジスタチップ25が電気的導通可能に半田付け
される。その後、トランジスタチップ25の各電極(図示
せず)とベースリード3又はエミッタリード5がアルミ
ニュウム線21又は22で結線される。なお、コレクタリー
ド4は支持板2と一体化している。更に、トランジスタ
チップ25は保護樹脂28で被覆される。
トランジスタチップ25が接着されたリードフレーム1
は、公知のトランスファモールド法により樹脂封止され
る。第4図及び第5図に示す通り、リードフレームの支
持板2は上部金型29及び下部金型30で構成される金型の
キャビティ31内に保持される。支持板2は、下部金型か
ら約0.4mmだけ浮いた状態でコレクタリード4と細条10
によりキャビティ31内に保持される。金型の一部には、
融解樹脂を圧入するゲート32が設けられている。上部金
型29には、下部金型30に接触するように下方に伸びる円
筒部29aと、キャビティ31内に圧入される融解樹脂の流
れを支持板2の裏面側へ偏向する下方突起29bとが設け
られている。細条10の最小断面図15は、キャビティ形成
面33から実質的に所定距離だけ内側に配置される。
融解樹脂(熱硬化性エポキシ樹脂)は、ゲート32からキ
ャビティ31内に圧入され、所定時間経過すると第6図及
び第7図に示す通り、硬化し、封止樹脂34が形成され
る。その後リードフレーム1を金型から取出し、熱処理
を行い封止樹脂34を完全に硬化させると、第8図に示す
リードフレーム1が得られる。
細条10を切断する次の工程では、多数の細条10は、イ、
ロ、ハ−−−等の複数の単位に分割された連結細条毎に
切断される。この切断には第10図及び第11図に示す切断
装置が使用される。この切断装置は、台座36と、台座36
上のリードフレーム1を固定する固定部材37と、上下に
摺動するポンチ38とを有する。ポンチ38の下部には傾斜
面38aが形成される。
切断装置上に固定されたリードフレーム1の細条10は、
ポンチ38の下降に伴い、連結細条11の細条10の両側にあ
る肩AとBがポンチ38の傾斜面38aと接触する。肩Aと
Bが更に傾斜面38aで外側のやや斜め下方向に強制的に
移動されると、細条10は最小断面部15で切断される。こ
のとき多数の細条10は、ポンチ38とリードフレーム1を
相対的に移動させることにより、3本の細条を切断可能
な1つのポンチ38でリードフレームの端からイ、ロ、ハ
−−−等の単位毎に連続して切断される。もちろんこの
連続切断は、イ、ロ、ハ−−−等の単位にそれぞれ対応
した複数のポンチ38を有し、これらのポンチ38が所定の
時間差で下降する装置を使用してもよい。また、かぎ状
の工具を外側から細状10の両側にある肩AとBにひっか
け、細条10をその長さ方向にまっすぐ沿って引張る形式
の切断装置を使用することもできる。リードフレーム1
は、その後、タイバー6及び共通細条7も切断され、第
9図に示す樹脂封止形パワートランジスタが得られる。
46は金型の下方突起39bに対応して形成された溝であ
る。
前記最小断面部15は封止樹脂34の端面43より内側である
から、細条10の切断端部は切断により端面43に形成され
た孔44の奥に位置する。従って、細条10の切断端部から
外部放熱体までの沿面距離(封止樹脂34の表面に沿って
の距離)、およびこの切断端部から半導体装置の取付時
に取付孔45に挿入されたねじの頭部までの沿面距離が長
くなる。この結果、他の素子、キャビネット、人体等を
含む周囲との接触による短絡事故は実際上起こり得ない
し、外部放熱体およびねじとの間の絶縁耐圧も十分に確
保できる。
発明の効果 上述のように、本発明の製造方法によれば、連結細条に
非連結部を設けて複数本づつ細条を引張り破断する。こ
のため、切断に要する引張力は小さく、切断装置を小型
化、簡単化かつ低コスト化することができる。また、こ
れに伴い、細条の切断時に封止樹脂に損傷を与えること
もないし、細条の切断端部にバリやささくれが発生する
ことも防止できる。また、リードフレーム中の全ての隣
り合う封止樹脂が互いに細条と連結細条を介して連結さ
れ、リードフレームが全体として一体化している。した
がって、非連結部を設けても、リードフレームの強度は
実用上問題のない程度に得られ製造、保管及び移動時に
封止樹脂が外部リードから大きく折曲がることもなくリ
ードフレームの取扱い性が良い。したがって、細条の引
張り破断を生産性良く行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるリードフレームの平面図、第2図
はこの一部を示す斜視図、第3図は最小断面部を示す一
部拡大平面図、第4図はリードフレームを金型に取付け
たときのコレクタリードに沿う断面図、第5図はエミッ
タリードの中心線に沿う第4図と同様の断面図、第6図
は第4図に対応する融解樹脂の充填後の断面図、第7図
は第5図に対応する第6図と同様の断面図、第8図は樹
脂封止後のリードフレームの平面図、第9図は、本発明
の製造方法により得られた半導体装置の斜視図、第10図
及び第11図はそれぞれ切断前と切断後を示す細条の切断
装置の一部を示す断面図である。 1…リードフレーム、2…支持板、3、4、5…外部リ
ード、10…細条、11…連結細条、15…最小断面部、16…
非連結部、18…延長部、36…台座、37…固定部材、38…
ポンチ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の支持板及び該支持板の各々の上に配
    置された半導体チップを被覆しかつ少なくとも3個並置
    された封止樹脂と、前記封止樹脂の各々の一端から導出
    された外部リードと、前記封止樹脂の各々の他端からそ
    れぞれ2本づつ導出され且つ最小断面部を有する細条
    と、該細条を連結する連結細条を有するリードフレーム
    から前記細条を切断して樹脂封止形半導体装置を製造す
    る方法において、 少なくとも1つの前記封止樹脂から導出された2本の前
    記細条の間で前記連結細条に非連結部が形成されて前記
    連結細条が分割され、且つ隣り合う前記封止樹脂から導
    出されて互いに隣り合う前記細条どうしは全て前記連結
    細条を介して連結されている状態として、前記非連結部
    の一方の側にある複数本の細条にその導出方向でかつ外
    側に向かう引張力を加えてこれら細条を前記最小断面部
    で切断する工程と、 前記非連結部の他方の側にある複数本の細条にその導出
    方向で且つ外側に向かう引張力を加えてこれら細条を前
    記最小断面部で切断する工程と、 を有することを特徴とする樹脂封止形半導体装置の製造
    方法。
  2. 【請求項2】前記リードフレームの両端に配置された前
    記封止樹脂を除く全ての前記封止樹脂において、1つの
    前記封止樹脂から導出された2本の前記細条の間に前記
    連結細条の非連結部が形成された状態として、前記細条
    を引張り破断する特許請求の範囲第(1)項記載の樹脂
    封止形半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】前記非連結部の一方の側と他方の側にある
    複数本の前記細条は、前記非連結部の一方の側にある複
    数本の前記細条を破断した後に連続して破断される特許
    請求の範囲第(1)項又は第(2)項記載の樹脂封止形
    半導体装置の製造方法。
  4. 【請求項4】前記細条の導出方向で且つ外側に向かう引
    張力は、封止樹脂を有する前記リードフレームを固定し
    たのち、傾斜面を有するポンチを前記細条の導出方向に
    対して直角方向に移動させ、前記連結細条を前記傾斜面
    で外側に引張ることにより与えられる特許請求の範囲第
    (1)項、第(2)項又は第(3)項記載の樹脂封止形
    半導体装置の製造方法。
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