JPH0677382A - リードフレーム及びこれを用いた半導体装置の製造方法 - Google Patents

リードフレーム及びこれを用いた半導体装置の製造方法

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JPH0677382A
JPH0677382A JP22849292A JP22849292A JPH0677382A JP H0677382 A JPH0677382 A JP H0677382A JP 22849292 A JP22849292 A JP 22849292A JP 22849292 A JP22849292 A JP 22849292A JP H0677382 A JPH0677382 A JP H0677382A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】半導体装置がリードフレームに連結された状態
で、加工、電気的諸特性などを行う場合の位置決めを高
精度に行えるリードフレームなどを得ること。 【構成】アウターリード14の外端部は内部フレーム1
7A、B、C及びDに支持されており、そして前記内部
フレームに複数の位置決め孔19A、19B及び19C
が形成されていて、このようなリードパターン部30を
その外周部で強度が強い吊りリード23と強度が弱い吊
りリード24とで前記連結フレーム21A、21Bの内
端部に連結したリードフレーム11である。 【効果】バーンイン試験工程などの時、前記強度が弱い
吊りリード24のみでリードパターン部30をフローテ
ィング状態に支持できるので、アウターリード14とソ
ケット42の電極44の位置関係は連結フレーム21
A、21Bなどの熱膨張に影響されない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置がリード
フレームに連結された状態で、加工、電気的諸特性の測
定などを行う場合の位置決めを高精度に行えるリードフ
レームに関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体装置が微小化されるにした
がって、リードフレームのリードも狭ピッチ化、高リー
ド形状品質化が図られ、それらに伴い、生産工程内の測
定工程においては、リード部にダメージが掛からない高
精度の位置決め方法が必要になっている。
【0003】現在、主として最終半導体装置の外形で位
置決めする方法が行われているが、前記高精度の位置決
め方法の1つの方法として、リードフレームに半導体装
置を連結した状態でリードフレームの位置決め孔を利用
して位置決めする方法が提案されている。
【0004】この一例として、特開平2ー137252
「半導体装置用リードフレーム」を挙げることができ
る。図11にその特許公開公報で開示されたリードフレ
ームを平面図で示した。
【0005】このリードフレーム1は、各単一リードフ
レーム(この公報では「こま」と称している。以下、
( )内は同様)2に区切るスリット7の両側に設けた
ステー(仕切り枠)3に対応して、連結フレーム(連結
枠)4に切欠き5を設け、更に前記連結フレーム4に位
置決め孔(パイロット穴)6を設けている。
【0006】このような一連の各単一リードフレーム2
に半導体チップを載置し、パッケージSで封止した半製
品を形成し、そのようなリードフレーム1の前記位置決
め孔6をリードフレーム用ソケットの位置決めピンに嵌
め込み、バーンイン工程でバーンインを行うようにして
いる。
【0007】従って、リードフレーム1とソケットの熱
膨張差による矢印X方向(リードフレーム1の長手方
向)にストレスが掛かっても、このリードフレーム1は
そのストレスをスリット7と切欠き5で挟まれた部分の
変形で吸収することができ、それ故に、ソケットと半導
体装置Sとの位置ずれが生じないので、アウターリード
8の変形を避けることができる、としている。なお、符
号9は吊りリードを示す。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来技術の構成では、連結フレーム4に切欠き5を設けた
ことにより、連結フレーム4自体が収縮、拡張できる形
状になっているため、リードフレームの搬送時、リード
フレーム1に変形が生じるという問題点がある。この発
明はバーンイン基板のソケット端子と半導体装置のアウ
ターリードとの位置決めを高精度で行うことができて、
かつ前記問題点を解消することができるリードフレーム
及びこれを用いた半導体装置の製造方法を得ることを課
題とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】そのため、この発明のリ
ードフレームは、リードパターンと内部フレームとから
なるリードパターン部及び連結フレームとから構成さ
れ、前記リードパターンは半導体チップを載置するダイ
パッドなど半導体チップの配置部とその外周部に配列さ
れたインナーリードと、これらインナーリードに対応し
て形成されたアウターリードとからなり、前記アウター
リードの外端部は前記内部フレームに支持されており、
そして前記内部フレームに複数の位置決め孔が形成され
ていて、このようなリードパターン部をその外周部で吊
りリードにて前記連結フレームに連結するようにした。
【0010】また、前記第2の吊りリードは、強度が強
い吊りリードと強度が弱い吊りリードからなり、この第
2の吊りリードにて前記リードパターン部を、その外周
部で前記連結フレームの内端部にに連結するようにし
た。
【0011】更にまた、リードフレームの配置部に半導
体チップを配置し、前記半導体チップの各電極をインナ
ーリードの内端部にワイヤボンディングをした後、前記
半導体チップ、ワイヤ、前記インナーリードの内端部な
どを樹脂で封止し、その樹脂の硬化後、前記アウターリ
ードの外端部を前記内部フレームから切離すと共に、前
記強度が強い吊りリードを除去して、前記リードパター
ン部を前記強度が弱い吊りリードのみで前記連結フレー
ムに支持した状態でバーンイン試験、最終特性測定など
を行い、その後内部フレーム及び前記連結フレームを除
去し、所望の半導体装置を得るようにした。
【0012】そして更にまた、この発明では、前記リー
ドパターン部を前記強度が弱い吊りリードでフローティ
ング状態に支持して、前記半導体装置をバーンイン試験
及び最終特性測定などを行うようにした。
【0013】
【作用】従って、リードパターン部に位置決め孔を形成
してあるために、熱的歪みに対して位置精度が出しやす
く、また、リードパターン部を第2の吊りリードで連結
フレームに連結しているので、リードフレームそのもの
の取扱いが従来のリードフレームと同様に取扱うことが
でき、従ってダイボンディングやワイヤボンディングな
どの加工工程は通常通り行える。そしてまた、バーンイ
ン工程では、リードパターン部を前記第2の吊りリード
の強度が弱い吊りリードだけで前記連結フレームに連結
しているので、熱的歪みが前記強度が弱い吊りリードに
吸収され、高精度で各アウターリードの位置決めを行う
ことができる。
【0014】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面を用いて説明
する。図1乃至図6を用いて、この発明のリードフレー
ムの第1の実施例及びそれを用いた半導体チップの樹脂
封止方法を説明する。図1はこの発明のリードフレーム
の第1の実施例を示す平面図であり、図2は図1のリー
ドフレームに半導体チップを固定し、樹脂封止した状態
を示す半導体装置の平面図であり、図3は図2に示した
半導体装置の強度が強い吊りリードを除去した状態を示
す平面図であり、図4は図1のリードフレームを用いて
半導体装置を加工する工程を示す工程図であり、図5は
図3に示したこの発明の半導体装置をバーンインするた
めのバーンイン装置を示した斜視図であり、図6は最終
特性測定での位置決め方法を示す斜視図である。
【0015】図1に示したリードフレーム11はQFP
型半導体装置に用いられるものであって、中央部に四角
形のダイパッド12と、その各辺に沿って形成された複
数のインナーリード13と、タイバー15を介して、そ
れらのインナーリード13に対応して形成されたアウタ
ーリード14と、前記ダイパッド12の各コーナー16
A、16B、16C及び16Dに形成され、前記ダイパ
ッド12を内部フレーム17A、B、C及びDに接続し
て支持した4本の第1の吊りリード18A、18B、8
C及び8Dなどから構成されている。
【0016】このような四辺の内部フレーム17A、
B、C及びDで囲まれた部分、つまり、一点鎖線Laで
囲まれた部分の構成部分を、この発明ではリードパター
ン部30と名付ける。
【0017】前記のリードフレーム11はリードパター
ン部30にダイパッド12が存在する形式のものとして
例示したが、近年、ダイパッドがない、所謂ダイパッド
レスのリードフレームも盛んに用いられており、この発
明のリードフレームとしてもダイパッドレスのものも対
象になり、使用できる。従って、この明細書で前記した
「半導体チップの配置部」とは、半導体チップをダイボ
ンディングする「ダイパッド」そのものを指す場合の
他、ダイパッドが無い場合は、インナーリードに囲まれ
た「半導体チップを配置する中央空間部分」をも指す。
以下の説明では、この発明のリードフレーム及びこれを
用いた半導体装置の製造方法を理解し易くするために、
「半導体チップの配置部」を単に「ダイパッド」という
表現で代表し、説明する。
【0018】この発明では、前記のようなリードパター
ン部30の各内部フレーム17A、B、C及びDにおけ
る吊りリード18A、18B及び18Cの延長線上のコ
ーナーに、それぞれ貫通孔の位置決め孔19A、19B
及び19Cを形成した。
【0019】更に、この発明では、前記リードパターン
部30の各内部フレーム17A、B、C及びDの辺を両
端の連結フレーム21A、21B及び相隣る単一リード
フレーム11の間に設けられたステー22A、22Bに
連結した。この連結するに当たっては、比較的広い幅で
強度が強い吊りリード23と、クランク状に形成され、
比較的狭い幅で強度が弱い吊りリード24とからなる第
2の吊りリードで連結した。
【0020】そして、前記強度が弱い吊りリード24は
各内部フレーム17A、B、C及びDの中間部を各連結
フレーム21A、21B及び各ステー22A、22Bの
中間部の2カ所で連結し、前記強度が強い吊りリード2
3は各内部フレーム17A、B、C及びDの両端部を各
連結フレーム21A、21B及び各ステー22A、22
Bの両端部の2カ所で連結するようにしている。ただ
し、符号23aで示した部分の強度が強い吊りリードは
樹脂注入部25で、他の強度が強い吊りリード23より
もさらに幅が広く形成されている。
【0021】これらの強度が強い吊りリード23及び強
度が弱い吊りリード24は四隅に形成した各貫通孔26
と内部フレーム17A、B、C及びDの各辺に形成した
2種類の貫通孔27及び28とで形成されている。ま
た、各ステー22A、22Bの外側には貫通孔からなる
セクションバー29が形成されている。
【0022】このようなリードパターン部30が連結フ
レーム21A、21Bなどに連結されたリードフレーム
11は、鉄ーニッケル系合金(ニッケル42重量パーセ
ント)や銅系合金など一枚の短冊状導電性金属板を打ち
抜き、或いはエッチングして製作される。図1では一単
位のリードフレームだけ示したが、通常、このような単
位リードフレーム11が一枚の導電性金属板に複数単位
形成されるものである。
【0023】このようなリードフレーム11を用いて所
望の半導体装置の半製品(図2、以下、単に「半製品」
と記す)Saを得るには、先ず、前記ダイパッド12に
半導体チップ(図示していない)をダイボンディングし
(図4の工程1)、その半導体チップの各電極を前記イ
ンナーリード13の内端部にワイヤボンディングした後
(図4の工程2)、前記樹脂注入部25が成形金型(図
示していない)の樹脂注入口に相対するようにに装着す
る。そして、その樹脂注入口から溶融した樹脂を、この
リードフレーム11のダイパッド12及びその上に固定
した半導体チップに向けて注入し、樹脂封止を行う(図
4の工程3)。図1の2点鎖線Lbで囲んだ部分が樹脂
封止される部分である。
【0024】そして、前記リードパターン部30は前記
強度が強い吊りリード23で連結フレーム21A、21
Bに支持されているので、これまでの各種工程での処
理、取扱いにも耐えてリードフレーム11が変形するこ
とがない。
【0025】このようにして図2に示した半製品Saが
形成される。符号31は硬化した封止樹脂を指す。この
半製品Saは図4の次の工程4において、アウターリー
ド14などにメッキが施される。
【0026】次に、図4の工程5にて、そのような半製
品Saのタイバー15(図1)を切断し、アウターリー
ド14を所定の形状に折り曲げ加工をすると共に、リー
ドパターン部30を連結フレーム21A、21Bに接続
していた強度が強い吊りリード23及び23aを切断す
る。このようにして得られた半製品Sbを図3に示し
た。従って、リードフレーム11は強度が弱い吊りリー
ド24のみで連結フレーム21A、21Bやステー22
A、22Bに接続されたフローティング状態になってい
る。なお、符号20は打ち抜きによる貫通孔である。
【0027】この単一の半製品Sbが複数個、連結フレ
ーム21A、21Bで連結された状態を示したリードフ
レームを図5に示した。この一連の半製品Sbは、図5
に示したバーンイン基板40に高精度で載置される。
【0028】バーンイン基板40は平らな基板41と、
その上に精度良く一列に配列、固定された複数のソケッ
ト42と、それぞれのソケット42に対応して一体に形
成された押圧蓋43とから構成されており、更に前記各
ソケット42は、その中央部に、前記半製品Sbの各ア
ウターリード14と対応し、接触する電極44と、そし
てその電極44の対角線上に配置、固定され、前記半製
品Sbの位置決め孔19A及び19Cを案内、規定し、
その半製品Sの前記各アウターリード14が前記ソケッ
ト42の電極44に正確に対応させる一対の位置決めピ
ン45A及び45Cが各ソケット42の平面に垂直に植
立している。
【0029】前記のように、このバーンイン基板40の
各ソケット42の一対の位置決めピン45A及び45C
に前記一連の各半製品Sbの位置決め孔19A及び19
Cをそれぞれ嵌め込んで、各半製品Sbのアウターリー
ド14を電極44に対接させ、その後、押圧蓋43を閉
じて半製品Sbを軽く押さえる。なお、符号46はヒン
ジ46である。
【0030】この状態で、図4に示した工程6に送り、
バーンイン試験を行う。この時のリードパターン部30
が個々のソケット42でフローティング状態になってい
るため、加熱状態になっていてもバーンイン基板40、
ソケット42、連結フレーム21A、21Bの熱膨張差
に関係なく、ソケット42の各電極44と半製品Sbの
アウターリード14との正確な位置決めを実現すること
ができる。
【0031】また、図4に示した最終特性測定の工程7
においては、図6に示したような、基板51、位置決め
ピン52A及び52C、電極53からなるソケット50
を用いて行うが、その位置決め方法は、半製品Sbの位
置決め孔19A及び19Cをそれぞれソケット50の位
置決めピン52A及び52Cに挿入して行われる。この
時も、リードパターン部30がフローティング状態にな
っているため、連結フレーム21A、21Bの反り、送
り精度のバラツキに影響されることなく、精度の高い位
置決めができる。
【0032】測定、検査の後、この半製品Sbを図4の
工程8の製品切離し工程に送り、前記内部フレーム17
A、B、C及びDなどを除去し、半導体装置Sを得る。
これらの半導体装置Sは、図4の工程9に送られ、製品
として梱包、出荷される。なお、前記工程5で行ったア
ウターリード14の折り曲げ加工は前記工程7の最終特
性測定工程以降で行ってもよい。
【0033】次に、図2に示した半製品Saの変形を、
図7乃至図9に示した。図7に示した半製品Sa−1が
図2の半製品Saと異なる点は、強度が弱い吊りリード
24を左右のステー22A、22B側のみに設けたこと
で、他は図2の半製品Saと同一である。
【0034】図8に示した半製品Sa−2が図2の半製
品Saと異なる点は、強度が弱い吊りリード24を図の
上下の連結フレーム21A、21B側のみに設けたこと
で、他は図2の半製品Saと同一である。だだし、これ
らの強度が弱い吊りリード24の形状は図2のものと異
なり、エの字型の形状に形成されている。この強度が弱
い吊りリード24の形状はこのようにどのようにでも構
成でき、要はリードパターン部30をフローティング状
態に維持できる構造の形状であればよい。
【0035】図9に示した半製品Sa−3が図2の半製
品Saと異なる点は、位置決め孔19Bをなくし、かつ
位置決め孔19Aを円ではなく長円としたことで、他は
図2の半製品Saと同一である。この位置決め孔19A
の長円は相対する2辺は平行で、その両者の間隔幅は前
記位置決め孔19Cの直径と同一とする。このような構
造の長円とすることにより、熱膨張によりリードパター
ン部30が僅かに膨張しても位置決め孔19Cを中心に
して回動することなく、その対角線上で伸び、前記電極
44とアウターリード14との接触を損なうことがない
ようにすることはできる。
【0036】これまで記した各実施例における各位置決
め孔19A、19B及び19Cは全て内部フレーム17
A、B、C及びDに形成されているが、これらの位置決
め孔は封止樹脂31の一部を中空状態にし、その中のリ
ードフレームにも位置決め孔を開けて貫通させることに
より位置決めを行うこともできる。その実施例を図10
に示した。この半製品Sa−4はこの発明の第5の実施
例であって、同図Aはその平面を、同図Bは同図AのA
ーA線上における断面を表した図である。
【0037】この図の半製品Sa−4はガードバンパ付
きパッケージの形式のもので、半導体チップやその電
極、インナーリード(いずれも図示していない)などを
封止した本体の封止樹脂31を延長した四隅に存在する
ガードバンパ60A、60B、60C及び60Dで、四
辺に露出した各アウターリード14を保護し、それらの
変形を防止する構造になっている。そして、前記のよう
に、これらのガードバンパ60A、60B、60C及び
60Dを構成する封止樹脂に孔を開け、かつそれらの内
部に存在する一部ダイパッド(図示していない)にも同
一の径で孔を開けて、位置決め孔61A、61B、61
C及び61Dを構成するようにしている。
【0038】このように構成することにより、他の実施
例と同様に、強度が強い吊りリード23を切断し、強度
が弱い吊りリード24のみでリードパターン部30を両
連結フレーム21A、21Bに連結するように加工する
と、そのリードパターン部30は、連結フレーム21
A、21Bの熱膨による変形が生じても、フローティン
グ状態に維持されるので、同様の作用効果を得ることが
できる。そして、単品測定での高精度な位置決めもでき
る。
【0039】
【発明の効果】以上、説明したように、この発明のリー
ドフレーム及びこれを用いた半導体装置の製造方法によ
れば、 1.リードパターン部に位置決め孔を形成したために、
熱的歪みに対して位置精度が出しやすいこと 2.リードパターン部を強度が強い吊りリードで連結フ
レームに連結しているので、リードフレームそのものの
取扱いが従来のリードフレームと同様に取扱うことがで
き、ダイボンディングやワイヤボンディングなどの加工
工程は通常通り行えること 3.バーンイン試験工程では、リードパターン部を前記
強度が弱い吊りリードだけで前記連結フレームに連結し
ているので、フローティング状態にあり、従って、アウ
ターリードは連結フレームの熱的歪みの影響を受けず、
高精度で各アウターリードの位置決めを行うことができ
ること 4.バーンイン試験工程において、両連結フレームに半
製品を連結した状態で、バーンイン基板上のソケットに
一括で位置決め、セットすることができこと 5.最終特性測定工程において、リードフレームの反
り、測定装置のリードフレーム送り精度などの悪影響を
受けることなく、高精度に半製品を位置決め、測定する
ことができること 6.バーンイン試験工程、最終特性測定工程の前工程に
おいて強度が強い吊りリードを取り除くことにより、組
立工程においては、従来通り安定したリードフレーム送
り、加工精度を得ることができること など、優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のリードフレームの第1の実施例を示
す平面図である。
【図2】図1のリードフレームに半導体チップを固定
し、樹脂封止した状態を示す半導体装置の半製品の平面
図である。
【図3】図2に示した半導体装置の半製品の強度が強い
吊りリードを除去した状態を示す平面図である。
【図4】図1のリードフレームを用いて半導体装置を加
工する工程を示す工程図である。
【図5】図3に示したこの発明の半導体装置の半製品を
バーンインするためのバーンイン装置を示した斜視図で
ある。
【図6】最終特性工程での位置決め方法を示す斜視図で
ある。
【図7】図2に示した半製品の第2の実施例の平面図で
ある。
【図8】図2に示した半製品の第3の実施例の平面図で
ある。
【図9】図2に示した半製品の第4の実施例の平面図で
ある。
【図10】この発明の第5の実施例である半導体装置の
半製品で、同図Aはその平面図であり、同図Bは同図A
のAーA線上における断面図である。
【図11】従来技術の半導体装置用リードフレームの平
面図である。
【符号の説明】
11 リードフレーム 12 ダイパッド 13 インナーリード 14 アウターリード 15 タイバー 16A ダイパッド12のコーナー 16B ダイパッド12のコーナー 16C ダイパッド12のコーナー 16D ダイパッド12のコーナー 17A 内部フレーム 17B 内部フレーム 17C 内部フレーム 17D 内部フレーム 18A 吊りリード 18B 吊りリード 18C 吊りリード 19 補助リード 19A 位置決め孔 19B 位置決め孔 19C 位置決め孔 20 貫通孔 21A 連結フレーム 21B 連結フレーム 22A ステー 22B ステー 23 強度が強い吊りリード 23a 強度が強い吊りリード 24 強度が弱い吊りリード 26 貫通孔 27 貫通孔 28 貫通孔 29 セクションバー 30 リードパターン部 31 封止樹脂 40 バーンイン基板 41 基板 42 ソケット 43 押圧蓋 44 電極 45A 位置決めピン 45C 位置決めピン 50 ソケット 51 基板 52A 位置決めピン 52C 位置決めピン 53 電極 60A ガードバンパ 60B ガードバンパ 60C ガードバンパ 60D ガードバンパ 61A 位置決め孔 61B 位置決め孔 61C 位置決め孔 61D 位置決め孔 S 半導体装置 Sa 半導体装置の半製品 Sa−1 半導体装置の半製品 Sa−2 半導体装置の半製品 Sa−3 半導体装置の半製品 Sa−4 半導体装置の半製品 Sb 半導体装置の半製品
【手続補正書】
【提出日】平成4年10月20日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図10
【補正方法】変更
【補正内容】
【図10】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 隆 東京都品川区北品川6丁目7番35号ソニー 株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】リードパターンと内部フレームとからなる
    リードパターン部及び連結フレームとから構成され、前
    記リードパターンは半導体チップを載置するダイパッド
    など半導体チップの配置部とその外周部に配列されたイ
    ンナーリードと、これらインナーリードに対応して形成
    されたアウターリードとからなり、前記アウターリード
    の外端部は前記内部フレームに支持されており、そして
    前記内部フレームに複数の位置決め孔が形成されてい
    て、このようなリードパターン部をその外周部で吊りリ
    ードにて前記連結フレームに連結したことを特徴とする
    リードフレーム。
  2. 【請求項2】リードパターンと内部フレームとからなる
    リードパターン部及び連結フレームとから構成され、前
    記リードパターンは半導体チップを載置するダイパッド
    など半導体チップの配置部とその外周部に配列されたイ
    ンナーリードと、これらインナーリードに対応して形成
    されたアウターリードとからなり、前記アウターリード
    の外端部も前記内部フレームに支持されており、そして
    このようなリードパターン部をその外周部で前記内部フ
    レームの内端部に強度が強い吊りリードと強度が弱い吊
    りリードとで前記連結フレームに連結したことを特徴と
    するリードフレーム。
  3. 【請求項3】請求項2に記載のリードフレームの配置部
    に半導体チップを配置し、前記半導体チップの各電極を
    インナーリードの内端部にワイヤボンディングをした
    後、前記半導体チップ、ワイヤ、前記インナーリードの
    内端部などを樹脂で封止し、その樹脂の硬化後、前記ア
    ウターリードの外端部を前記内部フレームから切離すと
    共に、前記強度が強い吊りリードを除去して、前記リー
    ドパターン部を前記強度が弱い吊りリードのみで前記連
    結フレームに支持した状態でバーンイン試験、最終特性
    測定などを行い、その後前記内部フレーム及び前記連結
    フレームを除去することを特徴とする半導体装置の製造
    方法。
  4. 【請求項4】請求項3に記載の半導体装置の製造方法に
    おいて、前記アウターリードの折り曲げ加工は、前記樹
    脂の硬化後、それらのアウターリードの外端部を前記内
    部フレームから切り離す時に行うか、前記最終特性測定
    などを行った後に行うことを特徴とする請求項4に記載
    の半導体装置の製造方法。
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