JPH08116009A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リード間ピッチが微細化されたリードフレー
ムに設けられたダムバーの切断手段の長寿命化を図る半
導体装置の製造方法を提供する。 【構成】 複数のインナーリード２を相互に結合してい
るダムバー３を高速工具鋼からなる切断用回転刃２０に
よって切断する。これにより、従来のような金型のパン
チは用いないため、リードピッチが微細化されたリード
フレーム１に設けられたダムバー３の切断を行っても、
切断手段としての切断用回転刃２０の長寿命化を図るこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に関し、特に、半導体チップを封止しているパッケージ
から、外部に電気的信号を伝達する複数のリードが微細
ピッチで引き出された半導体装置の製造方法に適用して
有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近のＬＳＩで代表される半導体装置
は、小型化、高集積化、多機能化の要求が益々強くなっ
てきているのに伴い、これに用いられる半導体チップの
電極パッドはより一層微細ピッチで形成されている。
又、このような半導体チップに対処して、半導体チップ
が搭載されるリードフレームもより一層微細ピッチで多
ピン化されたものが用いられる傾向にある。

【０００３】このように微細ピッチで多ピン化されたリ
ードフレームは、例えば日経ＢＰ社発行、「ＶＬＳＩパ
ッケージング技術（上）」、１９９３年５月３１日発
行、Ｐ１５７に示されている。この文献で開示されてい
るリードフレームは、中央部に半導体チップを搭載する
ダイパッド（タブ）が設けられると共に、このダイパッ
ドの周囲には微細ピッチで複数のインナーリードが配置
された形状を有しており、インナーリードにはアウター
リードが接続されている。ここで、ダイパッドは吊りリ
ードによってリードフレーム本体に結合されると共に、
複数のインナーリードは相互にダムバーによってリード
フレーム本体に結合されている。

【０００４】このようなリードフレームを用いてＬＳＩ
を製造するには、まずダイパッドに半導体チップを搭載
した後、半導体チップの電極パッドと対応したインナー
リード間に金線等を用いたワイヤボンディングを行う。
次に、半導体チップが搭載されたダイパッド、ボンディ
ングワイヤ、インナーリードをトランスファモールド法
によって樹脂製のパッケージで封止する。

【０００５】続いて、不要なリードフレーム本体をアウ
ターリードから切断した後、複数のインナーリード相互
を結合しているダムバーを切断して、複数のリードを相
互に分離する。次に、アウターリードを実装に適するよ
うに成形を行う。パッケージから外部に引き出されたイ
ンナーリード及びアウターリードは、実装後に電気的信
号を外部の回路に伝達するリードの役目をする。

【０００６】ここで、ダムバーは複数のインナーリード
を相互に結合することで、パッケージを形成する樹脂封
止時に、供給された樹脂がアウターリード部分まで流れ
出すのを防止すると共に、微細な複数のリードが変形す
るのを低減する機能を備えている。

【０００７】ダムバーの切断及びリードの成形に関して
は、前記文献「ＶＬＳＩパッケージング技術（下）」、
１９９３年５月３１日発行、Ｐ４７〜Ｐ５０に記載され
ている。ダムバーの切断は、一般に金型のパンチを用い
て行われる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前記のように微細ピッ
チ化、多ピン化されたリードフレームを用いて半導体装
置を製造する場合、パッケージの形成後のダムバーの切
断は金型のパンチによって行われるが、そのようなリー
ドフレームに対処させるパンチは強度が不十分なので、
その寿命が著しく低下するという問題がある。

【０００９】すなわち、最近のリードフレームのリード
ピッチは０．５ｍｍ以下に微細化されたものが実現され
てきており、このようなリードフレームのダムバーを切
断するには、そのリードピッチ以下の幅のパンチが必要
になる。しかし、このような微細幅のパンチは十分な強
度を備えることが困難になるので、摩耗が激しくなるだ
けでなく、破損し易くなるため、寿命は著しく低下す
る。そのため、ダムバーの切断手段としてのパンチの交
換を頻繁に行わねばならず、コストアップが避けられな
くなる。

【００１０】本発明の目的は、リードピッチが微細化さ
れたリードフレームに設けられたダムバーの切断手段の
長寿命化を図る半導体装置の製造方法を提供することに
ある。

【００１１】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかにな
るであろう。

【００１２】

【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簡単に説明すれば下
記の通りである。

【００１３】本発明の半導体装置の製造方法は、半導体
チップがパッケージによって封止され、このパッケージ
から外部に電気的信号を伝達する複数のリードが引き出
された半導体装置の製造方法において、予め前記複数の
リードが相互にダムバーによって結合されると共にリー
ドに隣接してダイパッドが設けられたリードフレームを
用い、前記ダイパッドに半導体チップを搭載した後半導
体チップの電極パッドと前記リード間にワイヤボンディ
ングを行い、次に半導体チップを搭載したダイパッド、
ボンディングワイヤ及びリードの一部をパッケージによ
って封止した後、前記ダムバーを回転刃によって切断す
るものである。

【００１４】

【作用】上述した手段によれば、本発明の半導体装置の
製造方法は、半導体チップがパッケージによって封止さ
れ、このパッケージから外部に電気的信号を伝達する複
数のリードが引き出された半導体装置の製造方法におい
て、予め前記複数のリードが相互にダムバーによって結
合されると共にリードに隣接してダイパッドが設けられ
たリードフレームを用い、前記ダイパッドに半導体チッ
プを搭載した後半導体チップの電極パッドと前記リード
間にワイヤボンディングを行い、次に半導体チップを搭
載したダイパッド、ボンディングワイヤ及びリードの一
部をパッケージによって封止した後、前記ダムバーを回
転刃によって切断するようにしたので、従来のような金
型のパンチは用いないため、リードピッチが微細化され
たリードフレームに設けられたダムバーの切断手段の長
寿命化を図ることができる。

【００１５】

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。

【００１６】（実施例１）図１乃至図９は本発明の実施
例１による半導体装置の製造方法を示すもので、図１は
平面図、図２は断面図、図３は斜視図、図４は断面図、
図５は斜視図、図６は斜視図、図７は断面図、図８は平
面図、図９は斜視図である。以下工程順に説明する。

【００１７】まず、図１に示したように、リードフレー
ム１を用意する。このリードフレーム１は例えばＦｅ−
Ｎｉ合金材料からなり、予め中央部に半導体チップを搭
載するダイパッド（図では見えず）が設けられると共
に、このダイパッドの周囲には一例として０．５ｍｍ以
下の微細ピッチで複数のインナーリード２が相互にダム
バー３によって結合されて配置され、インナーリード２
にはアウターリード４が接続されてリードフレーム本体
５に結合された形状を有している。インナーリード２及
びアウターリード４は一体となって外部に電気的信号を
伝達するリードの役目をする。説明を簡単にするためイ
ンナーリード２及びアウターリード４の数は数本が設け
られている例で示したが、実際には数１０本乃至数１０
０本が設けられている。

【００１８】このリードフレーム１を用いて、ダイパッ
ドに半導体チップを搭載した後、半導体チップの電極パ
ッドと対応したインナーリード間に金線等を用いたワイ
ヤボンディングを行い、次に、半導体チップが搭載され
たダイパッド、ボンディングワイヤ、インナーリード２
をトランスファモールド法によってエポキシ樹脂製の方
形状のパッケージ６で封止する。図１はこの樹脂封止後
のリードフレーム１を示しており、パッケージ６とダム
バー３間には樹脂のバリ７が形成されている。

【００１９】次に、図２に示したように、切断用金型８
を用いて、切断用ダイ９と切断用ノックアウト１０間に
アウターリード４を固定した状態で、切断用パンチ１１
を矢印のように下降することにより、リードフレーム本
体５をアウターリード４から切断、分離する。図３はこ
のようにリードフレーム本体５の分離後の半導体装置の
外観を示している。

【００２０】続いて、図４に示したように、成形用金型
１２を用いて、成形用ダイ１３と成形用ノックアウト１
４間にダムバー３によって結合されているインナーリー
ド２の部分を固定した状態で、成形用パンチ１５を矢印
のように下降することにより、アウターリード４を成形
する。このアウターリード４の成形は、半導体装置の完
成後に図示しない配線基板に実装する場合に、実装に適
する形状にするために行われる。これと同時に、樹脂の
バリ７を除去する。図５はこのようにアウターリード４
の成形後の半導体装置の外観を示している。

【００２１】図２における切断用パンチ１１の下降、及
び図４における成形用パンチ１５の下降は、図示しない
油圧や空圧によるプレス、あるいは機械的に昇降する機
構によって行われる。

【００２２】次に、複数のインナーリード２を相互に結
合しているダムバー３の切断を行う。まず、図６に示し
たように、パッケージ６を図示しない自動供給機構、又
は手動によって切断用チャック１６にセットする。続い
て、パッケージ６の上方からリード固定用ブロック１７
を下降して、図７に示したようにインナーリード２を固
定する。次に、切断用チャック１６を図示しない送り機
構によって送り方向１８に移動すると共に、図示しない
回転機構によって回転方向１９に回転して、リードピッ
チに合わせたダムバー３の切断を行うための調整を行
う。

【００２３】次に、図７及び図８に示したように、パッ
ケージ６の近くに待機させた、高速工具鋼からなる切断
用回転刃２０をダムバー３の方向に移動して、切断用回
転刃２０を回転しながらダムバー３を切断する。切断用
回転刃２０はフランジ２１によって支持された状態で回
転軸２２に取付けられている。前記図示しない送り機構
及び回転機構によって、切断用回転刃２０の位置を変え
て全てのダムバー３の切断を行う。この場合、切断用回
転刃２０の厚さはリードピッチ以下のものが用いられ、
同様にフランジ２１の幅はリードピッチ以下のものが用
いられる。一例として、切断用回転刃２０の厚さは０．
１乃至０．２ｍｍのものが用いられ、これは通常の機械
加工分野で用いられている切断用回転刃を利用すること
により、十分に用意可能となる。

【００２４】切断時は図７に示すように、アウターリー
ド４が下方向に変形された状態で作業が行われるため、
フランジ２１がアウターリード４に触れることなく切断
することが可能となり、切断作業をスムーズに行うこと
ができる。

【００２５】なお、送り機構及び回転機構は切断用チャ
ック１６に装備することなく、切断用回転刃２０自体に
装備しても良く、あるいは切断用チャック１６及び切断
用回転刃２０の両方に装備するようにしても良い。

【００２６】これによって、図９に示したように、全て
のダムバー３が切断されて複数のインナーリード２及び
アウターリード４が相互に分離された半導体装置が得ら
れる。この半導体装置は各種電子装置を構成する配線基
板に実装される。

【００２７】このような実施例１によれば次のような効
果が得られる。

【００２８】（１）複数のインナーリード２を相互に結
合しているダムバー３を高速工具鋼からなる切断用回転
刃２０によって切断するようにしたので、従来のような
金型のパンチは用いないため、リードピッチが微細化さ
れたリードフレーム１に設けられたダムバー３の切断を
行っても、切断手段としての切断用回転刃２０の長寿命
化を図ることができる。

【００２９】（２）切断用回転刃２０を切断手段として
用いることにより、従来のパンチによる切断手段に比較
して、摩耗、破損による加工限界を大幅に引き上げるこ
とが可能となる。

【００３０】（３）切断用回転刃２０、又はパッケージ
６をリードピッチに合わせて送りこむことにより、自動
切断が可能となる。

【００３１】（４）アウターリード４の成形後に切断用
回転刃２０によってダムバー３を切断するので、切断時
アウターリード４が作業の邪魔にならないため、切断を
スムーズに行うことができる。

【００３２】（実施例２）図１０は本発明の実施例２に
よる半導体装置の製造方法を示すもので、方形状のパッ
ケージ６の一辺から引き出されている複数のインナーリ
ード２を相互に結合しているダムバー３を、同時に切断
する方法を示すものである。多連切断用回転刃２３はリ
ードピッチに合わせてダムバー３の数に対応した数のも
のが回転軸２２に取り付けられており、図示しない送り
機構及び回転機構によって、多連切断用回転刃２３によ
って複数のダムバー３が同時に切断される。

【００３３】このような実施例２によれば、実施例１と
同様な効果が得られる他に、次のような効果が得られ
る。

【００３４】パッケージ６の一辺から引き出されている
複数のインナーリード２を相互に結合しているダムバー
３を多連切断用回転刃２３によって同時に切断するの
で、切断時間の短縮を図ることができ、又、リードピッ
チ変更時の対応が容易となる。

【００３５】（実施例３）図１１は本発明の実施例３に
よる半導体装置の製造方法を示すもので、方形状のパッ
ケージ６の二辺、あるいは四辺から引き出されている複
数のインナーリード２を相互に結合しているダムバー３
を、同時に切断する方法を示すものである。多連切断用
回転刃２３は各辺のリードピッチに合わせてダムバー３
の数に対応した数のものが回転軸２１に取り付けられ
て、二組、あるいは四組が配置される。そして、図示し
ない送り機構及び回転機構によって制御されて、各多連
切断用回転刃２３によって二辺、あるいは四辺の複数の
ダムバー３が同時に切断される。

【００３６】この場合、作業性の面から考慮すると、二
辺の複数のダムバー３を同時に切断する前者の方が、四
辺の複数のダムバー３を同時に切断する後者の方法より
も有利である。しかし、目的、用途等に応じて任意の方
法を実施することができる。

【００３７】このような実施例３によれば、実施例１と
同様な効果が得られると共に、実施例２と同様な効果を
得ることができ、特に実施例２に比較して切断時間をほ
ぼ１／２に（多連切断用回転刃２３を二組配置した場
合）、あるいはほぼ１／４に（多連切断用回転刃２３を
四組配置した場合）短縮することが可能となる。

【００３８】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記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
ない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。

【００３９】例えば、前記実施例では一例としてリード
ピッチが０．５ｍｍ以下の微細ピッチのリードフレーム
１を用いる場合について説明したが、リードピッチが
０．５ｍｍ以上の場合のリードフレーム１についても同
様に適用することができる。

【００４０】又、切断用回転刃２０及び多連切断用回転
刃２３はその表面にダイヤモンド粒をコーティングし
て、より切断時間の短縮を図ることができる。

【００４１】さらに、ダムバー３を切断する機構は、単
独の装置として用意するようにしても良い。

【００４２】さらに又、各実施例では、切断加工時に発
生する熱の影響を最小限に抑えるため、切削油や水を供
給する冷却機構を備えるようにしても良い。

【００４３】又、各実施例の切断手段は、リード切断、
成形金型を駆動する装置内に組み込むことにより、リー
ド切断、成形、ダムバー切断を一貫して行う装置の実現
も可能となる。

【００４４】さらに又、樹脂製のパッケージ６で封止す
る前の半導体チップのリードフレーム１への接続方法
は、ワイヤボンディング法に限定されるものではなく、
例えばＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａ
ｇｅ）に組み込んだ接続方法でも可能である。又、半導
体チップはダイパッドに搭載せずに、例えばＬＯＣ（Ｌ
ｅａｄ Ｏｎ Ｃｈｉｐ）のような他の搭載構造を採用
することも可能である。

【００４５】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半導体
装置の製造技術に適用した場合について説明したが、そ
れに限定されるものではない。本発明は、少なくとも微
細ピッチでリードを形成したリードフレームを用いる半
導体装置を製造する条件のものには適用できる。

【００４６】

【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、下
記の通りである。

【００４７】複数のリードを結合しているダムバーを高
速工具鋼からなる切断用回転刃によって切断するように
したので、従来のような金型のパンチは用いないため、
リードピッチが微細化されたリードフレームに設けられ
たダムバーの切断を行っても、切断手段としての切断用
回転刃の長寿命化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１による半導体装置の製造方法
の一工程を示す平面図である。

【図２】実施例１による半導体装置の製造方法の他の工
程を示す断面図である。

【図３】図２の工程終了後の半導体装置を示す斜視図で
ある。

【図４】実施例１による半導体装置の製造方法のその他
の工程を示す断面図である。

【図５】図４の工程終了後の半導体装置を示す斜視図で
ある。

【図６】実施例１による半導体装置の製造方法のその他
の工程を示す斜視図である。

【図７】実施例１による半導体装置の製造方法のその他
の工程を示す断面図である。

【図８】実施例１による半導体装置の製造方法のその他
の工程を示す平面図である。

【図９】図８の工程終了後の半導体装置を示す斜視図で
ある。

【図１０】本発明の実施例２による半導体装置の製造方
法の一工程を示す平面図である。

【図１１】本発明の実施例３による半導体装置の製造方
法の一工程を示す平面図である。

【符号の説明】

１…リードフレーム、２…インナーリード、３…ダムバ
ー、４…アウターリード、５…リードフレーム本体、６
…パッケージ、７…樹脂のバリ、８…切断用金型、９…
切断用ダイ、１０…切断用ノックアウト、１１…切断用
パンチ、１２…成形用金型、１３…成形用ダイ、１４…
成形用ノックアウト、１５…成形用パンチ、１６…切断
用チャック、１７…リード固定用ブロック、１８…移動
方向、１９…回転方向、２０…切断用回転刃、２１…フ
ランジ、２２…回転軸、２３…多連切断用回転刃。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 根本 勝美 秋田県南秋田郡天王町天王字長沼64 アキ タ電子株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体チップがパッケージによって封止
   され、このパッケージから外部に電気的信号を伝達する
   複数のリードが引き出された半導体装置の製造方法にお
   いて、予め前記複数のリードが相互にダムバーによって
   結合されると共にリードに隣接してダイパッドが設けら
   れたリードフレームを用い、前記ダイパッドに半導体チ
   ップを搭載した後半導体チップの電極パッドと前記リー
   ド間にワイヤボンディングを行い、次に半導体チップを
   搭載したダイパッド、ボンディングワイヤ及びリードの
   一部をパッケージによって封止した後、前記ダムバーを
   回転刃によって切断することを特徴とする半導体装置の
   製造方法。
2. 【請求項２】 前記半導体チップを搭載したダイパッ
   ド、ボンディングワイヤ及びリードの一部をパッケージ
   によって封止した後、前記リードを所定の形状に成形
   し、次に前記ダムバーを回転刃によって切断することを
   特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
3. 【請求項３】 前記パッケージの外形は方形状からなる
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の半導体装
   置の製造方法。
4. 【請求項４】 前記方形状のパッケージの一辺から引き
   出されている複数のリードを相互に結合しているダムバ
   ーを、同時に回転刃によって切断することを特徴とする
   請求項３記載の半導体装置の製造方法。
5. 【請求項５】 前記方形状のパッケージの全辺から引き
   出されている複数のリードを相互に結合しているダムバ
   ーを、同時に回転刃によって切断することを特徴とする
   請求項３記載の半導体装置の製造方法。
6. 【請求項６】 前記リードはインナーリード及びこれに
   接続されたアウターリードからなることを特徴とする請
   求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の半導体装置
   の製造方法。