JPH06232312A - 半導体素子の外装方法 - Google Patents

半導体素子の外装方法

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JPH06232312A
JPH06232312A JP1298893A JP1298893A JPH06232312A JP H06232312 A JPH06232312 A JP H06232312A JP 1298893 A JP1298893 A JP 1298893A JP 1298893 A JP1298893 A JP 1298893A JP H06232312 A JPH06232312 A JP H06232312A
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嗣男 内野
Miwako Toyoda
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 低温アセンブリ化による品質向上と、外装工
程のインライン化による量産性に富んだ工程を確立して
安価な製品を安定して供給する点。 【構成】 アウタ−リ−ドに形成する酸化膜22を部分
的に除去して新生面を露出後、金属箔23を圧延工程に
より圧着して外装工程とする。ただし封止樹脂と金属箔
間に酸化膜を残して、後の半田付け工程における半田ブ
リッジなどの発生を防止する。更に低温において外装工
程を行うことによりインライン化を可能にすると共に品
質向上を図った。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子の外装に係
わり、特に低温化とインライン化に好適する。
【0002】
【従来の技術】半導体素子の外装方法には、半田浸漬法
と電気メッキ法が主であり、図1により半田浸漬法を説
明する。半導体素子の組立工程には、いわゆるタブ方式
の外にリ−ドフレ−ムを利用する方法もまだ多用されて
おり、機種によって複数種の型から選定される。
【0003】鉄系や銅系の材質から構成するリ−ドフレ
−ム1に半導体素子2を銀ペ−ストなどでマウント後、
半導体素子2に設ける電極3と、リ−ドフレ−ム1に形
成するインナ−リ−ド(図示せず以下リ−ドと略する)
間に金属細線4をボンディング法により圧着して電気的
に接続後、いわゆるトランスファモ−ルド(TransferMol
d以下モ−ルド法と記載する) 法により樹脂5を封止す
る。これらの工程毎に150℃〜300℃程度の熱履歴
を受けているために、リ−ドフレ−ム1の表面は酸化膜
22に覆われる。なお、封止樹脂5外にするリ−ドの名
称はアウタ−リ−ドに変る。
【0004】一方半田浸漬法により保護膜をアウタ−リ
−ド6に被覆するに当っては、図2に示すように前記酸
化膜22をフラックス7により除去して、アウタ−リ−
ド6表面を活性化してから、図3に明らかにするように
230℃〜260℃に維持した溶融半田槽8にアウタ−
リ−ド6を浸漬する。次いでフラックス残渣を除去する
ために洗浄工程を行って完了する。この結果アウタ−リ
−ド6には金属被膜13が被覆する。
【0005】次ぎに電気メッキ法による例を図4により
説明するが、前記のマウント工程及び樹脂封止工程まで
は全く同じなので装置の説明に止める。即ち図面に示す
ように被メッキ対象物である樹脂封止型半導体装置9を
メッキ槽10に入れ、アウタ−リ−ド6とメッキ容器1
0を電源11に夫々接続して、所定の厚さのメッキ層を
被覆する。このメッキ工程に先立ってリ−ドフレ−ム1
に形成する酸化膜22を除去してから、メッキ液12に
浸漬、通電して表面に半田などの金属被膜13を被覆す
る。この方法では、1回の処理数や処理時間が半田浸漬
法に比べて劣り、大幅なコストアップになる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】半田浸漬法は、低コス
トで外装が可能になる利点があるが、前処理におけるフ
ラックスならびに半田槽に浸漬する際に高温にさらされ
るために、半導体素子の信頼性に問題が生じる。即ち、
前者にあっては、酸化膜除去能力を向上するべく、塩素
などのハロゲン元素がフラックス中に含まれているの
で、これが半導体素子に到達すると配線であるAlまた
はAl合金にコロ−ジョン(Corrosion) が発生する。
【0007】更に230℃〜260℃に維持する溶融半
田槽に浸漬するために、封止樹脂とリ−ドフレ−ムの熱
膨脹率の相違により両者間の密着性が低下する。しかも
半導体素子を高密度に実装するのには、半導体素子外形
の小形化ならびにインナ−リ−ドピッチが狭くなってい
る。従って半田槽浸漬時の温度条件に対して製品マ−ジ
ンが小さくなり、透明樹脂を使用する光半導体素子にあ
っては更に顕著になる。
【0008】また、半田コブなどによる外観不良のた
め、On M/C化が不可能になる。
【0009】このように半田浸漬法は、低コストである
ものの、品質上問題があるのに対して、電気メッキ法は
低温処理法であるので品質的に有利であるが経済的に問
題がある。
【0010】本発明はこのような事情により成されたも
ので、特に低温アセンブリ(Assembly)化による品質向上
と、外装工程のインライン化により量産性に富んだ工程
を確立して、安価な製品を安定して供給可能にすること
を目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】樹脂外に導出する金属製
リ−ドの特定部分の酸化膜を除去する工程と,この金属
製リ−ドの特定部分を金属箔で挟む工程と,この金属箔
を圧着する工程とに本発明に係わる半導体素子の外装方
法の特徴がある。
【0012】
【作用】本発明にあっては、金属製リ−ドの特定部分の
酸化膜を除去後、この特定部分を金属箔で挟みこの金属
箔を圧着することにより酸化膜が生じるため、プリント
基板などに取付ける際に半田などの付着を防止する。こ
の結果、室温などの低温で従来技術と同等の効果が得ら
れる。また前記金属製リ−ドを耐蝕性金属で構成し、前
記金属箔を半田濡れ性の良好な半田、錫及び銀で構成す
る。
【0013】
【実施例】本発明に係わる実施例を図5乃至図7を参照
して説明する。図5には本発明方法の工程であるマウン
ト工程からモ−ルド工程後の樹脂封止型半導体装置の外
観を明らかにした。
【0014】ところで半導体素子の組立工程には、リ−
ドフレ−ムを利用する方法もまだ多用されており、半導
体装置の機種によって選定するリ−ドフレ−ムには、鉄
系や銅系の材料で構成し、そこに設けるベッド部に半導
体素子を銀ペ−ストなどでマウント後、半導体素子に設
ける電極と、リ−ドフレ−ムに形成するリ−ド間に金属
細線をボンディング法により圧着して電気的に接続後、
モ−ルド法により樹脂を封止する。しかし半導体素子は
各工程毎に150℃〜300℃程度の熱負荷を受けるた
めに、図5に示すように封止樹脂20外に導出するアウ
タ−リ−ド21表面は、酸化膜22で覆われる。
【0015】アウタ−リ−ド21即ちリ−ドフレ−ム
は、銅、銅合金、鉄、鉄合金例えば42アロイ更にクラ
ッド材などの耐腐食性の良い材料で構成する。
【0016】次ぎに金属箔23を取付けるアウタ−リ−
ド21は、その中間部分を覆う酸化膜22を例えばワイ
ヤ−ブラシによるブラッシング(Brushing)工程により除
去して新生面を露出して、図6の断面形状とする。
【0017】次ぎに金属箔23表面も同様なブラッシン
グ工程によって新生面を露出後、両新生面を密着後、ロ
−ラなどにより圧延することにより圧接して両者を一体
にする。この結果第7図に示す断面形状のアウタ−リ−
ド21を備えた樹脂封止型半導体装置が得られる。この
工程に図6に明らかなように封止樹脂20と金属箔23
間の僅かな距離に酸化膜22が残った形状になる。この
工程によりアウタ−リ−ド21の外装工程を終了して、
従来技術のように半田浸漬工程やメッキ工程をなくして
歩留まりを向上するものである。
【0018】金属箔23の材質は、いわゆる63半田
(錫63%Bal鉛融点183℃)、銀さらに63半田
に不純物としてビスマス、カドミウムやインジウムを添
加したものなどが適用可能である。
【0019】
【発明の効果】従来の技術では、アウタ−リ−ドに付着
した酸化膜の除去にハロゲン元素を含むフラックスを使
用したのに対して、本願ではその必要がないばかりか外
装工程は、半田浸漬工程のような熱工程が除外できる。
更にメッキ工程におけるメッキ液が半導体装置に浸漬す
る弊害もないので、半導体素子への不純物の侵入が防止
できる。その上外装工程後の洗浄工程も必要がなくな
り、工程全体が簡素化できる。
【0020】しかも本発明方法は室温での作業なので、
半導体素子に対する熱衝撃も大幅に緩和でき、半導体素
子の小形化やリ−ドの狭ピッチ化に対しても有効にな
る。更に半田ブリッジなどに起因する外観不良も対策さ
れることになる。
【0021】従来技術で利用する電気メッキ工程は、い
わゆるオフライン工程であるために、全工程のリ−ドタ
イムの短縮化に対して大きな障害になっていたが、本発
明方法は、リ−ドカット工程またはリ−ドフォ−ミング
工程に組込めば良いので、工程の簡素化や短縮化が図ら
れる。
【0022】加えて、半導体素子を外部雰囲気から保護
する封止樹脂層と金属箔間のアウタ−リ−ドに酸化膜が
被覆していることにより、ユ−ザが半田付けを行う際封
止樹脂層側に流れることが防げるので、半田ブリッジや
封止樹脂層の口開き部分からの半田やフラックスの侵入
が防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の樹脂封止型半導体装置の要部を示す断面
図である。
【図2】樹脂封止型半導体装置のアウタ−リ−ドをフラ
ックスに浸漬する図である。
【図3】図2に続いて半田槽に樹脂封止型半導体装置の
アウタ−リ−ドを浸漬する図である。
【図4】従来の電気メッキ法を説明する図である。
【図5】本発明方法を実施前の樹脂封止型半導体装置の
アウタ−リ−ドを説明する図である。
【図6】本発明方法の主要工程を説明する図である。
【図7】本発明方法により外装工程を終えた樹脂封止型
半導体装置の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
1:リ−ドフレ−ム、 2:半導体素子、 3:電極、 4:金属細線、 5、20:封止樹脂、 6、21:アウタ−リ−ド、 7:フラックス、 8:半田槽、 9:樹脂封止型半導体装置、 10:メッキ槽、 11:電源、 12:メッキ液、 13:金属被膜、 22:酸化膜, 23:金属箔。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 樹脂外に導出する金属製リ−ドの特定部
    分の酸化膜を除去する工程と,この金属製リ−ドの特定
    部分を金属箔で挟む工程と,この金属箔を圧着する工程
    とを具備することを特徴とする半導体素子の外装方法
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