JPH06244349A - 半導体装置およびその製造方法並びにそれに使用されるリードフレーム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 樹脂封止パッケージにおけるクラックの発生
を確実に防止する。 【構成】 ＴＱＦＰ・ＩＣ２９のタブ１８にエンボス部
２１を４隅に形成し、各エンボス部２１の先端をパッケ
ージ２７の下面に露出させる。エンボス部２１に小孔２
２をエンボス部２１の内外を連通させるように開設す
る。 【効果】 樹脂封止パッケージ２７の内部においてエン
ボス部２１が投錨効果を発揮するため、ＩＣ２９の加熱
時にタブ１８と樹脂との界面に構成材料の熱膨張係数差
によって作用する剥離力に抗して剥離を防止し、剥離に
よるクラックの発生を防止できる。樹脂封止パッケージ
２７に吸湿された水分の水蒸気爆発が発生した際、爆発
力をエンボス部２１、小孔２２によってパッケージ下面
露出部に案内して外部に逃散できるため、水蒸気爆発に
よるクラックの発生をも防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置、特に、樹
脂封止パッケージにおけるクラックの発生防止技術に関
し、例えば、表面実装形樹脂封止パッケージを備えてい
る半導体集積回路装置（以下、ＩＣという。）に利用し
て有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、高密度実装を実現するための表
面実装形樹脂封止パッケージを備えているＩＣにおいて
は、樹脂封止パッケージが高温度に晒された後、冷却さ
れると、樹脂封止パッケージにタブの裏面を起点とする
クラックが発生するという問題点があることが知られて
いる。そして、クラックが発生する理由は次のように考
えられている。

【０００３】すなわち、シリコン等のペレットを形成し
ている材料と、リードフレームを形成している４２アロ
イや銅と、パッケージを形成している樹脂との熱膨張係
数は大きく異なる。そこで、表面実装形樹脂封止パッケ
ージＩＣが温度サイクル試験や熱衝撃試験等で、また、
実装時におけるはんだディップ工程やリフローはんだ工
程等で加熱されることにより、樹脂封止パッケージの樹
脂とペレットおよびタブとの接着界面に剥がれが発生す
るとともに、樹脂パッケージにタブの裏面を起点とする
クラックが発生する。

【０００４】そこで、従来、この問題点を解決するため
の表面実装形樹脂封止パッケージを備えているＩＣとし
て、タブに円形の小孔を多数個開設したＩＣや、タブに
４本の直線状のスリットを十字形状に開設したＩＣが提
案されている。

【０００５】このようにタブに小孔やスリットが開設さ
れたＩＣにおいては、熱ストレスによる繰り返し応力に
より、タブ下面とパッケージの樹脂との界面や、タブと
ペレットとの界面に対してこれらを剥離させようとする
力が作用したとしても、小孔やスリット内に充填されて
いるパッケージの樹脂が投錨効果を発揮することによ
り、その剥離力に対して充分に抗することができるた
め、これら界面における剥離を防止することができる。
そして、剥離が発生しない場合には、樹脂封止パッケー
ジ内部において、タブの裏面における外縁付近に応力が
集中したとしても、そこを起点とするクラックは発生し
ない。

【０００６】さらに、タブにスリットが十字形状に開設
されている場合には、タブの横断面積が４ブロックに分
割されることによって各ブロックの横断面積が減少され
ているため、タブの熱膨張による伸び量が縮小されるこ
とになる。その結果、タブの外側縁辺においてタブの金
属とパッケージの樹脂との熱膨張差によって発生する集
中応力の大きさ自体が小さく抑制されるため、万一、剥
離が発生したとしても、樹脂封止パッケージ内部におい
て応力集中箇所を起点とするクラックの発生は防止され
ることになる。

【０００７】なお、タブに小孔やスリットが開設されて
いる表面実装形樹脂封止パッケージを備えているＩＣを
述べてある例としては、特開昭５９−１６３５７号公
報、特開昭６２−１１５７５２号公報や、特願昭６２−
１２８３３号明細書および図面、がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】最近、高密度実装を実
現し、かつ、高さをより一層低くした実装形態を実現す
るための表面実装形樹脂封止パッケージを備えているＩ
Ｃとして、Ｔｈｉｎ Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａ
ｇｅ・ＩＣ（以下、ＴＱＦＰ・ＩＣという。）が使用さ
れて来ている。

【０００９】このＴＱＦＰ・ＩＣは、半導体ペレット
（以下、ペレットという。）と、ペレットがボンディン
グされているタブと、ペレットの各ボンディングパッド
にボンディングワイヤを介して電気的に接続されている
複数本のリードと、ペレット、タブおよび各リードの一
部を樹脂封止するパッケージとを備えており、樹脂封止
パッケージが１ｍｍ以下に成形されている。また、各リ
ードにおけるアウタ部は樹脂封止パッケージの４辺から
水平面内で直角にそれぞれ突出されているとともに、ガ
ル・ウイング形状に屈曲されて樹脂封止パッケージの下
側主面の高さ位置に略揃えられている。

【００１０】このＴＱＦＰ・ＩＣにおいては、樹脂封止
パッケージがその厚さがきわめて薄いため、前述した従
来技術のようにタブに小孔やスリットを開設しただけで
は、樹脂封止パッケージに湿気が吸収された状況におい
て、樹脂封止パッケージにおけるクラックの発生を防止
することができない場合があるという問題点があること
が、本発明者によって明らかにされた。

【００１１】本発明の目的は、厚さが薄い樹脂封止パッ
ケージについても樹脂封止パッケージにおけるクラック
の発生を確実に防止することができる半導体装置を提供
することにある。

【００１２】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、次の通り
である。

【００１４】すなわち、半導体ペレットと、半導体ペレ
ットがボンディングされているタブと、半導体ペレット
の各電極に電気的に接続されている複数本のリードと、
半導体ペレット、タブおよび各リードの一部を樹脂封止
するパッケージとを備えている半導体装置において、前
記タブにエンボス部が前記半導体ペレットと反対方向に
突出するように形成されているとともに、このエンボス
部の前記半導体ペレットと反対側の外面が前記樹脂封止
パッケージの樹脂によって包囲されており、さらに、こ
のエンボス部の先端が前記樹脂封止パッケージにおける
前記半導体ペレットと反対側に位置する主面に少なくと
も近接されているとともに、その先端に小孔がエンボス
部の内外に貫通するように開設されていることを特徴と
する。

【００１５】

【作用】前記した手段によれば、熱ストレスによる繰り
返し応力により、タブ下面と樹脂封止パッケージと樹脂
との界面、または、タブとペレットとの界面に対してこ
れらを剥離させようとする力が作用したとしても、エン
ボス部がパッケージの樹脂に投錨した状態になることに
より、その剥離力に対して充分に抗することができるた
め、剥離は確実に防止される。そして、剥離が発生しな
い場合には、パッケージ内部においてタブの裏面におけ
る外縁付近に応力が集中したとしても、そこを起点とす
るクラックは発生しない。

【００１６】さらに、前記手段においては、エンボス部
の先端が樹脂封止パッケージの主面に少なくとも近接さ
れているため、樹脂封止パッケージの温度上昇に伴って
引き起こされる所謂水蒸気爆発による樹脂封止パッケー
ジのクラックをも防止することができる。すなわち、ペ
レットボンディング材層や樹脂封止パッケージのタブ周
辺に吸湿された水分が樹脂封止パッケージの温度上昇に
伴って所謂水蒸気爆発を引起した時に、この爆発力をエ
ンボス部は樹脂封止パッケージの主面に案内してそこか
ら外部に放出させることができるため、水蒸気爆発力が
樹脂封止パッケージの内部に籠もることによるクラック
の発生を防止することができる。

【００１７】

【実施例】図１は本発明の一実施例であるＴＱＦＰ・Ｉ
Ｃを示す図であり、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は一部
切断底面図である。図２以降はその製造方法における各
工程を示す各説明図である。

【００１８】本実施例において、本発明に係る半導体装
置は、ＴＱＦＰ・ＩＣとして構成されている。このＴＱ
ＦＰ・ＩＣ２９は、ペレット２４と、ペレット２４がボ
ンディングされているタブ１８と、ペレット２４の各電
極としての各ボンディングパッド２４ａにボンディング
ワイヤ２５を介して電気的に接続されている複数本のリ
ード１９と、ペレット２４、タブ１８および各リード１
９の一部を樹脂封止する樹脂封止パッケージ２７とを備
えている。

【００１９】そして、タブ１８には中央部に４本の切り
抜き孔２０が十字形に配されて開設されているととも
に、４隅にエンボス部２１がそれぞれ形成されている。
各切り抜き孔２０およびエンボス部２１は樹脂封止パッ
ケージ２７の樹脂によって包囲されている。さらに、各
エンボス部２１の先端が樹脂封止パッケージ２７におけ
るペレット２４と反対側に位置する主面に露出されてい
るとともに、その先端に小孔２２がエンボス部２１の内
外に貫通するように開設されている。

【００２０】以下、本発明の一実施例であるこのＴＱＦ
Ｐ・ＩＣの製造方法を説明する。この説明により、ＴＱ
ＦＰ・ＩＣについての前記した構成の詳細が共に明らか
にされる。

【００２１】本実施例において、ＴＱＦＰ・ＩＣの製造
方法には、図２に示されている多連リードフレーム１１
が使用されており、この多連リードフレーム１１は多連
リードフレーム成形工程によって製作されて準備されて
いる。この多連リードフレーム１１は、鉄−ニッケル合
金や燐青銅等のような比較的大きい機械的強度を有する
ばね材料からなる薄板が用いられて、打ち抜きプレス加
工またはエッチング加工等のような適当な手段により一
体成形されている。多連リードフレーム１１の表面には
銀（Ａｇ）等を用いためっき処理が、後述するワイヤボ
ンディングが適正に実施されるように部分的または全体
的に施されている（図示せず）。この多連リードフレー
ム１１には複数の単位リードフレーム１２が横方向に１
列に並設されている。但し、一単位のみが図示されてい
る。

【００２２】単位リードフレーム１２は位置決め孔１３
ａが開設されている外枠１３を一対備えており、両外枠
１３は所定の間隔で平行になるように配されて一連にそ
れぞれ延設されている。隣り合う単位リードフレーム１
２、１２間には一対のセクション枠１４が両外枠１３、
１３間に互いに平行に配されて一体的に架設されてお
り、これら外枠、セクション枠により形成される略正方
形の枠体（フレーム）内に単位リードフレーム１２が構
成されている。

【００２３】各単位リードフレーム１２において、外枠
１３およびセクション枠１４の接続部にはダム吊り部材
１５が略直角方向にそれぞれ配されて一体的に突設され
ており、ダム吊り部材１５には４本のダム部材１６が略
正方形の枠形状になるように配されて、一体的に吊持さ
れている。

【００２４】セクション枠１４側の各ダム部材１６には
タブ吊りリード１７がそれぞれの一端に配されて、略４
５度方向に対向して一体的に突設されており、各タブ吊
りリード１７の先端には略正方形の平板形状に形成され
たタブ１８が、ダム部材１６群の枠形状と略同心的に配
されて、これらタブ吊りリード１７により吊持されるよ
うに一体的に連設されている。

【００２５】各タブ吊りリード１７はタブ１８付近にお
いてそれぞれ屈曲されており、このタブ吊りリード１７
の屈曲によって、タブ１８は後記するリード群の面より
も、後記するペレットの厚さ分程度下げられている（所
謂タブ下げ。）。

【００２６】また、ダム部材１６には電気配線としての
リード１９が複数本、長手方向に等間隔に配されて、互
いに平行で、ダム部材１６と直交するように一体的に突
設されている。各リード１９の内側端部は先端がタブ１
８を取り囲むように配されることにより、インナ部１９
ａをそれぞれ構成している。他方、各リード１９の外側
延長部分は、その先端が外枠１３およびセクション枠１
４に接続されており、アウタ部１９ｂをそれぞれ構成し
ている。そして、ダム部材１６における隣り合うリード
１９、１９間の部分は、後述するパッケージ成形時にレ
ジンの流れをせき止めるダム１６ａを実質的に構成して
いる。

【００２７】本実施例において、前記タブ１８には各切
り抜き孔２０が、タブ１８の前後方向の中心線上および
左右方向の中心線上においてタブ１８の中間位置にそれ
ぞれ配されて開設されている。各切り抜き孔２０は長方
形の両端部に半円形が接続された長円形状にそれぞれ形
成されており、中心線上に沿って長く延在するようにそ
れぞれ配置されている。したがって、４個の切り抜き孔
２０は互いに半円形を対向されて十字形状に開設された
状態になっている。

【００２８】また、前記タブ１８の４隅には各エンボス
部２１が前後左右の対称形状に配されて、タブ下げ方向
に突出するようにそれぞれ一体的に膨出成形されてい
る。各エンボス部２１は円錐台筒形状に形成されて、そ
の小径側が下向きになるように形成されている。そし
て、各エンボス部２１の下端における小径部には円形の
小孔２２が同心円に配されてエンボス部２１の内外を連
通させるように開設されている。

【００２９】また、各エンボス部２１はその下端面がタ
ブ１８と平行の同一平面内に可及的に含まれるようにそ
れぞれタブ下げ方向に膨出成形されている。そして、エ
ンボス部２１の先端群が含まれているタブ１８と平行な
この平面は、後述する樹脂封止パッケージにおけるペレ
ットと反対側に位置する主面に可及的に一致するように
設定されている。

【００３０】ちなみに、多連リードフレームがプレス加
工によって製作される場合には、切り抜き孔２０、エン
ボス部２１および小孔２２はプレス加工によって成形す
ることができる。多連リードフレームがエッチング加工
によって製作される場合には、切り抜き孔２０および小
孔２２がエッチング加工によってそれぞれの形状に開設
された後、各小孔２２の周囲がプレス加工によって前記
した通りに膨出成形されることにより、エンボス部２１
が形成されることになる。この場合、エンボス部２１に
対するプレス加工は、前述したタブ下げ加工と同時に実
施することができる。

【００３１】多連リードフレーム成形工程において準備
された以上の構成に係る多連リードフレーム１１には、
ペレット・ボンディング工程およびワイヤ・ボンディン
グ工程において、ペレット・ボンディング作業、続い
て、ワイヤ・ボンディング作業が実施される。これらボ
ンディング作業は多連リードフレームが横方向にピッチ
送りされることにより、各単位リードフレーム毎に順次
実施される。

【００３２】まず、ペレット・ボンディング作業によ
り、半導体装置の製造工程における所謂前工程において
集積回路を作り込まれた半導体集積回路構造物としての
ペレット２４が、図３および図４に示されているよう
に、各単位リードフレーム１２におけるタブ１８上の略
中央部に配されて、タブ１８とペレット２４との間に形
成されたボンディング層２３によって機械的に固着され
ることによりボンディングされる。ペレットボンディン
グ層２３の形成手段としては、銀ペースト接着層による
ペレットボンディング法が用いられている。この場合、
銀ペーストが切り抜き孔２０内およびエンボス部２１内
に余分に侵入しないように、銀ペーストをエンボス部２
１の外側に環状に塗布することが望ましい。また、銀ペ
ーストが小孔２２からエンボス部２１の外部へ突き出る
のを防止するため、タブ１８の裏面にテープ等を接着し
てもよい。

【００３３】但し、必要に応じて、金−シリコン共晶層
およびはんだ付層によるペレットボンディング法を用い
ることが可能である。この場合、ペレットからタブへの
熱伝達の障壁とならないように、ボンディング層２３を
形成することが望ましい。

【００３４】続いて、ワイヤボンディング作業により、
図３および図４に示されているように、タブ１８上にボ
ンディングされたペレット２４のボンディングパッド２
４ａと、各単位リードフレーム１２におけるリード１９
のインナ部１９ａとの間に、ボンディングワイヤ２５が
超音波熱圧着式ワイヤボンディング装置等のような適当
なワイヤボンディング装置（図示せず）が使用されるこ
とにより、その両端部をそれぞれボンディングされて橋
絡される。これにより、ペレット２４に作り込まれてい
る集積回路は、ボンディングパッド２４ａ、ボンディン
グワイヤ２５、リード１９のインナ部１９ａおよびアウ
タ部１９ｂを介して電気的に外部に引き出されることに
なる。

【００３５】このようにしてペレットおよびワイヤ・ボ
ンディングされた組立体２６には、各単位リードフレー
ム毎に樹脂封止するパッケージ２７群が、図５に示され
ているようなトランスファ成形装置３０が使用されて、
単位リードフレーム群について同時成形される。

【００３６】図５に示されているトランスファ成形装置
３０は、シリンダ装置等（図示せず）によって互いに型
締めされる一対の上型３１と下型３２とを備えており、
上型３１と下型３２との合わせ面には上型キャビティー
凹部３３ａと下型キャビティー凹部３３ｂとが互いに協
働してキャビティー３３を形成するようにそれぞれ複数
組没設されている。本実施例において、このキャビティ
ー３３の全高はＴＱＦＰ・ＩＣに対応するために、１ｍ
ｍ以下に設定されている。

【００３７】上型３１の合わせ面にはポット３４が開設
されており、ポット３４にはシリンダ装置（図示せず）
により進退されるプランジャ３５が成形材料としての樹
脂（以下、レジンという。）を送給し得るように挿入さ
れている。

【００３８】下型３２の合わせ面にはカル３６がポット
３４との対向位置に配されて没設されているとともに、
複数条のランナ３７がポット３４にそれぞれ接続するよ
うに放射状に配されて没設されている。各ランナ３７の
他端部は下側キャビティー凹部３３ｂにそれぞれ接続さ
れており、その接続部にはゲート３８がレジンをキャビ
ティー３３内に注入し得るように形成されている。ま
た、下型３２の合わせ面には逃げ凹所３９がリードフレ
ームの厚みを逃げ得るように、多連リードフレーム１１
の外形よりも若干大きめの長方形で、その厚さと略等し
い寸法の一定深さに没設されている。

【００３９】前記構成にかかる組立体２６が用いられて
樹脂封止形パッケージがトランスファ成形される場合、
上型３１および下型３２における各キャビティー３３は
各単位リードフレーム１２における一対のダム１６ａ、
１６ａ間の空間にそれぞれ対応される。

【００４０】トランスファ成形時において、前記構成に
かかる組立体２６は、多連リードフレーム１１が下型３
２に没設されている逃げ凹所３９内に収容され、各単位
リードフレーム１２におけるペレット２４が各キャビテ
ィー３３内にそれぞれ収容されるように配されてセット
される。このとき、本実施例においては、タブ１８に下
方に向けて膨出成形された４個のエンボス部２１が下型
キャビティー凹所３３ｂの底面にそれぞれ接触した状態
になる。

【００４１】続いて、上型３１と下型３２とが型締めさ
れ、ポット３４からプランジャ３５によりレジン４０が
ランナ３７およびゲート３８を通じて各キャビティー３
３に送給されて圧入される。キャビティー３３に圧入さ
れたレジン４０はキャビティー３３に隙間なく充填され
るため、レジン４０はタブ１８に開設された各切り抜き
孔２０の内部にも隙間なく充填される。

【００４２】ここで、レジン４０はキャビティー３３に
勢いよく注入されるため、注入されたレジン４０の流れ
によってタブ１８が押し下げられることがある。タブ１
８が設計された位置に対して大きく押し下げられると、
樹脂封止パッケージ内における上部と下部との樹脂の体
積の割合が設計の値に対して大きく変動してしまう。こ
の体積の割合の値が大きく変動すると、完成した樹脂封
止パッケージにおいて反り等の変形が発生する危惧があ
る。

【００４３】しかし、本実施例においては、タブ１８に
下方に向けて膨出成形された４個のエンボス部２１が下
型キャビティー凹所３３ｂの底面にそれぞれ接触した状
態になっているため、タブ１８に押し下げ力が作用して
もタブ１８が押し下げられる現象は防止される。すなわ
ち、タブ１８に対する押し下げ力は下型キャビティー凹
所３３ｂの底面に接触したエンボス部２１群によって支
えられるためである。したがって、樹脂封止パッケージ
内における上部と下部との樹脂の体積割合が設計の値に
対して大きく変動してしまう事態が発生することはな
く、この割合が大きく変動することを原因とする樹脂封
止パッケージにおける反り等の変形の発生は未然に回避
することができる。

【００４４】注入後、レジンが熱硬化されて樹脂封止形
パッケージ２７が成形されると、上型３１および下型３
２は型開きされるとともに、エジェクタ・ピン（図示せ
ず）により樹脂封止パッケージ２７群が離型される。こ
のようにして、図６および図７に示されているように、
樹脂封止パッケージ２７群が成形された組立体２８はト
ランスファ成形装置３０から脱装される。そして、この
ように樹脂成形された樹脂封止パッケージ２７の内部に
は、タブ１８、ペレット２４、リード１９のインナ部１
９ａおよびワイヤ２５が樹脂封止されることになる。

【００４５】本実施例においては、タブ１８に形成され
た４本の切り抜き孔２０および４個のエンボス部２１が
樹脂封止パッケージ２７の樹脂によって包囲された状態
になっている。また、４個のエンボス部２１の下端が樹
脂封止パッケージ２７の成形時に下型キャビティー凹部
３３ｂの底面に接触されていたため、樹脂封止パッケー
ジ２７の下端面には４個のエンボス部２１の先端面が露
出した状態になっている。但し、加工上の誤差によっ
て、エンボス部２１が樹脂封止パッケージ２７の内部に
若干引き込んだ状態になっているため、露出面が見えな
い場合もある。この場合であっても、エンボス部２１の
先端は、樹脂封止パッケージ２７の下端面の境界にきわ
めて近接した状態になっている。

【００４６】樹脂封止パッケージを成形された半完成品
としての組立体２８は、図示しないが、リード切断成形
工程において各単位リードフレーム毎に順次、外枠１３
およびダム１６ａを切り落とされるとともに、各リード
１９のアウタ部１９ｂをガル・ウイング形状に屈曲形成
される。

【００４７】以上のようにして製造された樹脂封止形Ｔ
ＱＦＰ・ＩＣ２９は図８に示されているようにプリント
配線基板に実装される。

【００４８】プリント配線基板４１にはランド４２が複
数個、実装対象物となる樹脂封止形ＴＱＦＰ・ＩＣ２９
における各リード１９に対応するように配されて、はん
だ材料を用いられて略長方形の薄板形状に形成されてお
り、このランド４２群にこのＩＣ２９のリード１９群が
それぞれ整合されて当接されているとともに、各リード
１９とランド４２とがリフローはんだ処理により形成さ
れたはんだ盛り層（図示せず）によって電気的かつ機械
的に接続されている。

【００４９】次に作用を説明する。前記構成にかかるＴ
ＱＦＰ・ＩＣは出荷前に抜き取り検査を実施される。抜
き取り検査としては温度サイクル試験や熱衝撃試験を含
む環境試験が実施される。また、このＴＱＦＰ・ＩＣが
プリント配線基板等に実装される際、はんだディップ処
理やリフローはんだ処理によってＴＱＦＰ・ＩＣは加熱
される。

【００５０】このような環境試験または実装時に熱スト
レスが前記構成に係るＴＱＦＰ・ＩＣ２９に加えられた
場合、構成材料の熱膨張係数差により樹脂封止パッケー
ジ２７の内部に応力が発生する。

【００５１】ところで、タブの外周縁が鋭い直角に形成
されている場合、樹脂封止パッケージの内部応力はタブ
の裏面における外縁付近に集中する。但し、樹脂封止パ
ッケージのクラックはこの程度の応力集中では発生しな
い。しかし、度重なる熱ストレスによる繰り返し応力に
より、タブ下面とパッケージの樹脂との界面や、タブと
ペレットとの界面に剥離が発生すると、前記応力集中箇
所に過大な応力が作用するため、そこを起点にしてクラ
ックが発生する。

【００５２】さらに、樹脂封止パッケージ完成後の保管
過程において樹脂封止パッケージの内部におけるタブの
周辺部や銀ペーストボンディング層に吸湿された湿気
が、万一、タブ下面とパッケージとの間に剥離によって
発生した隙間に侵入すると、ＴＱＦＰ・ＩＣが加熱され
た際に、加熱によって当該湿気が膨張することによって
所謂水蒸気爆発が発生するため、一層過大な応力が発生
される。このため、前記応力集中箇所を起点とするクラ
ックは一層発生され易くなるという問題点があること
が、本発明者によって明らかにされている。

【００５３】この解析と同様な研究が、財団法人日本科
学技術連盟発行「第１４回信頼性シンポジウム発表報文
集」１９８４年５月２９日発行Ｐ３０３〜Ｐ３０６、に
発表されている。

【００５４】そして、４２アロイから成るリードフレー
ムが使用されている場合にはタブ下面とパッケージの樹
脂との界面における剥離が発生した時に、また、銅から
成るリードフレームが使用されている場合にはペレット
とタブとの界面における剥離が発生した時に、タブ下端
部の応力は大幅に増加し、樹脂封止パッケージにクラッ
クが発生する。特に、熱膨張係数がパッケージに使用さ
れている樹脂と略同一の銅からなるリードフレームが使
用されている場合でも、ペレットとタブとの界面におけ
る剥離が発生すると、タブ側面に接するパッケージの樹
脂部分が開口し、過大な応力が作用してクラックが発生
する。

【００５５】そして、ＴＱＦＰ・ＩＣ２９においてこの
ようなクラックが発生すると、樹脂封止パッケージ２７
がきわめて薄く形成されているため、クラックが樹脂封
止パッケージ２７の表面に達し易い。そして、表面に達
したクラックの開口からの樹脂封止パッケージ２７内部
への湿気の侵入のため、ＴＱＦＰ・ＩＣ２９の耐湿性が
急激に低下することになる。

【００５６】しかし、本実施例においては、タブ１８に
切り抜き孔２０が中央部の４箇所に形成されているとと
もに、４個のエンボス部２１が４隅にそれぞれ形成され
て、各エンボス部２１の先端が樹脂封止パッケージ２７
の下端面に露出されているため、樹脂封止パッケージ２
７にクラックが発生することはない。

【００５７】すなわち、前述したような熱ストレスによ
る繰り返し応力により、タブ１８下面と樹脂封止パッケ
ージ２７の樹脂との界面、または、タブ１８とペレット
２４との界面に対してこれを剥離させようとする力が作
用したとしても、切り抜き孔２０内に充填されている樹
脂、および、樹脂封止パッケージ２７の樹脂の内部に埋
め込まれた状態になっているエンボス部２１が投錨効果
を発揮するため、その剥離力に対して充分に抗すること
ができる。これらの投錨効果によって、タブ１８下面と
樹脂封止パッケージ２７の樹脂との界面、または、タブ
１８とペレット２４との界面における剥離は確実に防止
される。そして、剥離が発生しない場合には、タブ１８
の裏面における外縁付近に応力が集中したとしても、そ
こを起点とするクラックが発生しないのは前述した通り
である。ちなみに、切り抜き孔２０をペレット付け面側
が大口径になるテーパ孔に形成しておくと、切り抜き孔
２０における投錨効果は一層高くなる。

【００５８】また、タブ１８に切り抜き孔２０が４箇所
に十字形状に配されて開設されていることにより、タブ
１８の横断面積が４ブロックに分割されて、各ブロック
毎に横断面積が減少されているため、タブ１８の熱膨張
による伸び量がその分、縮小されることになる。その結
果、タブ１８の外側縁辺においてタブ１８とパッケージ
２７の樹脂との熱膨張差によって発生する集中応力の大
きさ自体が小さく抑制されるため、万一、樹脂封止パッ
ケージ２７内部において前記のような剥離が発生したと
しても、応力集中箇所を起点とするクラックの発生は防
止されることになる。

【００５９】さらに、本実施例においては、４個のエン
ボス部２１および小孔２２の先端が樹脂封止パッケージ
２７の下端面に実質的に露出されているため、樹脂封止
パッケージ２７の温度上昇に伴って引き起こされる所謂
水蒸気爆発による樹脂封止パッケージ２７のクラックを
も防止することができる。

【００６０】すなわち、図９に示されているように、樹
脂封止パッケージ２７に吸湿された水分が、タブ１８下
面と樹脂封止パッケージ２７の樹脂との界面に形成され
た隙間に溜まって、前述した加熱時における樹脂封止パ
ッケージ２７の温度上昇に伴って所謂水蒸気爆発を引起
した時に、エンボス部２１および小孔２２はこの爆発力
を樹脂封止パッケージ２７の下面に案内してそこから外
部に逃散させることができるため、水蒸気爆発力が樹脂
封止パッケージ２７の内部に籠もることによるクラック
の発生は防止されることになる。

【００６１】また、図９に示されているように、銀ペー
ストボンディング層２３内に溜まった水分が水蒸気爆発
を引き起こした時は、エンボス部２１の小孔２２からこ
の爆発力を樹脂封止パッケージ２７の下面に逃散させる
ことができるため、水蒸気爆発力が樹脂封止パッケージ
２７の内部に籠もることによるクラックの発生は防止さ
れることになる。

【００６２】前記実施例によれば次の効果が得られる。 タブに切り抜き孔およびエンボス部を形成すること
により、熱ストレスに伴って発生する応力によってタブ
と樹脂封止パッケージの樹脂とが剥離されるのを防止す
ることができるため、タブの外周縁を起点とする樹脂封
止パッケージにおけるクラックの発生を防止することが
できる。

【００６３】 エンボス部および小孔の先端を樹脂封
止パッケージの下端面に実質的に露出させることによ
り、種々の加熱時における樹脂封止パッケージの温度上
昇に伴って引き起こされる所謂水蒸気爆発の応力を樹脂
封止パッケージの外部へ逃散させることができるため、
水蒸気爆発による樹脂封止パッケージのクラックをも防
止することができる。

【００６４】 前記およびにより、樹脂封止パッ
ケージにおけるクラックの発生を確実に防止することが
できるので、表面実装形パッケージをさらに薄形で、か
つ小形化させることができ、表面実装形パッケージを備
えているＩＣの集積密度および実装密度をさらに一層高
めることができる。

【００６５】 切り抜き孔、エンボス部および小孔は
多連リードフレームの成形時にタブと同時に成形するこ
とができるため、生産性の低下を抑制することができ
る。

【００６６】 樹脂封止パッケージの成形時におい
て、タブに下方に向けて膨出成形されたエンボス部が下
型キャビティー凹所の底面に接触した状態になるため、
タブに押し下げ力が作用してもタブが押し下げられるの
防止することができ、その結果、樹脂封止パッケージ内
における上部と下部との樹脂の体積の割合が設計のそれ
に対して大きく変動してしまう事態を防止することがで
き、この割合が大きく変動することを原因とする樹脂封
止パッケージにおける反り等の変形の発生を未然に回避
することができる。

【００６７】図１０は本発明の他の実施例であるＴＱＦ
Ｐ・ＩＣを示す図であり、（ａ）は正面断面図、（ｂ）
は一部切断底面図である。図１１はそのペレットボンデ
ィング前のタブを示す図であり、（ａ）は平面図、
（ｂ）はｂ−ｂ線に沿う断面図である。

【００６８】本実施例２が前記実施例１と異なる点は、
切り抜き孔が省略されており、縦断面形状が逆台形のチ
ャンネル（溝）形状に形成されたエンボス部２１Ａが２
条、左右に配されて前後方向に延在するように一体的に
膨出形成されているとともに、エンボス部２１Ａの溝底
に小孔２２Ａが複数個、それぞれ１列縦隊で等間隔に配
されて開設されており、さらに、両エンボス部（以下、
メインエンボス部という。）２１Ａと２１Ａとの間に接
着材を溜めるためのエンボス部（以下、サブエンボス部
という。）２１Ｂが２条、左右方向に敷設されている点
にある。

【００６９】本実施例２において、図１１に想像線で示
されているように、ペレットボンディング材料としての
銀ペースト２３Ａがタブ１８Ａの４箇所に塗布される
と、余分の銀ペースト２３Ａは接着材を溜めるためのサ
ブエンボス部２１Ｂ内に回収されるので、余分の銀ペー
スト２３Ａが小孔２２Ａからメインエンボス部２１Ａの
外部へ漏洩することは防止される。

【００７０】本実施例２においても、切り抜き孔２０に
ついての点を除いて、前記実施例１と同様の作用および
効果が奏される。

【００７１】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。

【００７２】例えば、エンボス部の先端は樹脂封止パッ
ケージから露出するように構成するに限らず、樹脂封止
パッケージのペレットと反対側の主面に近接するように
構成してもよい。要は、エンボス部の先端は水蒸気爆発
による応力を樹脂封止パッケージの外部に効果的に逃散
させることができるように構成すればよい。

【００７３】また、エンボス部の形状は、円錐台筒形状
および長方形のチャンネル型鋼形状に限らず、円筒形状
や楕円形筒形状、曲線あるいは直線と曲線の組合せ等で
あってもよく、特に、その形状は問わない。さらに、エ
ンボス部の数は、４個や２条に限らず、３個や３条以上
とすることもできる。

【００７４】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるＴＱＦ
Ｐ・ＩＣに適用した場合について主に説明したが、それ
に限定されるものではなく、樹脂封止パッケージを備え
ている半導体装置全般に適用することができる。特に、
本発明は、厚さが薄い表面実装形樹脂封止パッケージを
備えている半導体装置の製造技術に利用して優れた効果
が得られる。

【００７５】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次
の通りである。

【００７６】タブにエンボス部を形成するとともに、エ
ンボス部の先端を樹脂封止パッケージの下端面に少なく
とも近接させることにより、樹脂封止パッケージにタブ
のコーナーを起点とするクラックが発生するのを確実に
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるＴＱＦＰ・ＩＣを示す
図であり、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は一部切断底面
図である。

【図２】そのＴＱＦＰ・ＩＣの製造方法に使用される多
連リードフレームを示す一部省略平面図である。

【図３】ペレットおよびワイヤ・ボンディング工程後を
示す一部省略平面図である。

【図４】（ａ）は図３のIV-IV 線に沿う正面断面図、
（ｂ）はそのタブ部を示す一部省略底面図である。

【図５】樹脂封止形パッケージの成形工程を示す一部省
略縦断面図である。

【図６】樹脂封止形パッケージ成形後の組立体を示す一
部切断平面図である。

【図７】同じく縦断面図である。

【図８】樹脂封止形ＴＱＦＰ・ＩＣの実装状態を示す斜
視図である。

【図９】クラック発生防止の作用を説明するための拡大
した正面断面図である。

【図１０】本発明の他の実施例であるＴＱＦＰ・ＩＣを
示す図であり、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は一部切断
底面図である。

【図１１】そのペレットボンディング前のタブを示す図
であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はｂ−ｂ線に沿う断面
図である。

【符号の説明】

１１…多連リードフレーム、１２…単位リードフレー
ム、１３…外枠、１４…セクション枠、１５…ダム吊り
部材、１６…ダム部材、１６ａ…ダム、１７…タブ吊り
リード、１８…タブ、１９…リード、１９ａ…インナ
部、１９ｂ…アウタ部、２０…切り抜き孔、２１、２１
Ａ…エンボス部、２１Ｂ…銀ペースト溜用エンボス部、
２２、２２Ａ…小孔、２３…ボンディング層、２４…ペ
レット、２４ａ…ボンディングパッド、２５…ワイヤ、
２６…組立体、２７…樹脂封止パッケージ、２８…樹脂
封止パッケージ成形後の組立体、２９…ＴＱＦＰ・ＩＣ
（半導体装置）、３０…トランスファ成形装置、３１…
上型、３２…下型、３３…キャビティー、３３ａ…上型
キャビティー凹部、３３ｂ…下型キャビティー凹部、３
４…ポット、３５…プランジャ、３６…カル、３７…ラ
ンナ、３８…ゲート、３９…逃げ凹所、４０…レジン、
４１…プリント配線基板、４２…ランド。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ペレットと、半導体ペレットがボ
   ンディングされているタブと、半導体ペレットの各電極
   に電気的に接続されている複数本のリードと、半導体ペ
   レット、タブおよび各リードの一部を樹脂封止するパッ
   ケージとを備えている半導体装置において、 前記タブにエンボス部が前記半導体ペレットと反対方向
   に突出するように形成されているとともに、このエンボ
   ス部の前記半導体ペレットと反対側の外面が前記樹脂封
   止パッケージの樹脂によって包囲されており、さらに、
   このエンボス部の先端が前記樹脂封止パッケージにおけ
   る前記半導体ペレットと反対側に位置する主面に少なく
   とも近接されているとともに、その先端に小孔がエンボ
   ス部の内外に貫通するように開設されていることを特徴
   とする半導体装置。
2. 【請求項２】 半導体ペレットと、半導体ペレットがボ
   ンディングされているタブと、半導体ペレットの各電極
   に電気的に接続されている複数本のリードと、半導体ペ
   レット、タブおよび各リードの一部を樹脂封止するパッ
   ケージとを備えている半導体装置の製造方法において、 前記タブにエンボス部が前記半導体ペレットと反対方向
   に突出するとともに、その先端が前記樹脂封止パッケー
   ジにおける前記半導体ペレットと反対側に位置する主面
   に少なくとも近接するように形成され、かつ、エンボス
   部の先端に小孔がエンボス部の内外に貫通するように開
   設されているリードフレームを製作するリードフレーム
   成形工程と、 このリードフレームにおける前記タブに前記半導体ペレ
   ットがボンディングされるペレットボンディング工程
   と、 この半導体ペレットの各電極と、前記リードフレームの
   各リードとがそれぞれ電気的に接続されるリード接続工
   程と、 このリードフレームが成形型のキャビティーに、前記エ
   ンボス部の先端がキャビティーにおける前記半導体ペレ
   ットと反対側に位置する側の底面に少なくとも近接する
   ように配置されて収容され、キャビティー内に樹脂が注
   入されることにより、前記半導体ペレット、タブおよび
   各リードの一部を樹脂封止するパッケージが成形される
   とともに、前記タブに形成されたエンボス部が成形され
   た樹脂封止パッケージの樹脂によって包囲される樹脂封
   止パッケージ成形工程と、 を備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. 【請求項３】 半導体ペレットがボンディングされるタ
   ブと、タブにボンディングされた半導体ペレットの電極
   に電気的に接続されるリードとを備えているリードフレ
   ームにおいて、 前記タブにエンボス部が前記半導体ペレットと反対方向
   に突出するとともに、その先端が前記樹脂封止パッケー
   ジにおける前記半導体ペレットと反対側に位置する主面
   に少なくとも近接するように形成され、かつ、エンボス
   部の先端に小孔がエンボス部の内外に貫通するように開
   設されていることを特徴とするリードフレーム。