JPH08321521A - 樹脂封止型半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
樹脂封止型半導体装置及びその製造方法Info
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Abstract
高く、かつリードの共用化を図ることにより配線設計の
自由度が高いワイヤボンディングが可能な樹脂封止型半
導体装置及びその製造方法を提供すること。 【解決手段】 樹脂封止型半導体装置は、放熱体10
と、半導体素子20と、この半導体素子20の周囲に離
間して浮いた状態で配設されたフレームリード36と、
このフレームリード36から延設されてリード支持部5
0を介して設置面に接着される複数のリード30と、を
含む。リード30は、上金型200によって押圧され
て、放熱体10を下金型202に押しつけて樹脂が入り
込まないようにしてあり、リード30には薄肉部30a
が形成されているので、リード支持部50から剥がれな
いようになっている。
Description
を有する半導体装置及びその製造方法に関する。
い、低コストで放熱性の良好なプラスチックパッケージ
の要求が高まっている。これに対処するために、材料の
面からは、リードフレームや封止用樹脂の熱伝導性を高
めることが検討され、構造の面からは、リードフレーム
・デザインの変更やヒートシンクすなわち放熱体の付加
による放熱性の向上が検討されている。特に、放熱体の
付加によるパッケージの放熱性の改善は、消費電力が1
チップあたり2W程度までのLSIにおいては、もっと
もオーソドックスな対策と考えられている。
明の発明者は、既に特開平6−53390号に係る発明
を創作した。この発明では、熱伝導性の高い放熱体を用
いて、その放熱体にダイパッドの代わりとなる素子載置
の機能をもたせた構造を採っていた。その際、インナリ
ードの支持といった観点から放熱体上に絶縁部材を配置
しその絶縁部材によりリードを支持させる構造を採って
いた。
体装置においては、半導体チップにおける入出力用の電
極(パッド)および電源用電極の数が多くなるため、こ
れらの電極と接続されるワイヤならびにリードの配線設
計が重要となる。
術のひとつとして、特開平4−174551号公報に開
示された半導体装置がある。この半導体装置において
は、半導体チップの回路形成面の上に共用インナーリー
ドが絶縁性接着材を介して積層され、かつ、半導体チッ
プの外側に該半導体チップと電気的に接続された複数の
信号用インナーリードが設けられ、半導体チップが共用
インナーリードで保持された形でモールド樹脂で封止さ
れていることに特徴を有する。
搭載されるタブを設けていないので、ボンディングワイ
ヤとタブとの短絡を防止できること、共用インナーリー
ドを例えば電源用リードとして用いることにより、リー
ドピンの共用化を容易に実現することができること、等
の利点を有する。
は、半導体チップ表面に共用インナーリードが積層され
るため、半導体チップ表面の電極パッドの配列設計に制
約があること、共用インナーリードと半導体チップとを
接続する絶縁性接着材によるチップの汚染や接着材の軟
化によるボンディング不良等が発生する可能性があるこ
と、等の問題が考えられる。
本願発明の発明者は、すでに特願平6−183854号
に係る発明を創作した。この発明の好適な実施例は、ヒ
ートシンクを素子載置部材として半導体チップを取り付
け、かつ、この素子載置部材に絶縁性のリード支持部を
介してリードを取り付けたものである。そして、タブを
省略したことに加えて、ボンディング不良を避けること
ができ、信頼性の高いワイヤボンディングが可能とな
る。また、半導体チップを囲んで素子載置部材から浮い
た状態で共用リード(フレームリード)を設けること
で、リードの共用化が可能となる。さらに、素子載置部
材としてヒートシンクを用いたことで、放熱特性を高め
ることができる。
封止を行うときに次のような問題を見出した。
に示すように、上金型200と下金型202とで、樹脂
封止前の半導体装置210のリード212を挟み、上金
型200によってリード212をリード支持部214の
方向に押しつけるようにしていた。こうする理由は、半
導体装置210を下金型202に押しつけて密着させ
て、所定の配置で適正にモールディングを行えるように
するためである。
金型200と下金型202とで挟まれた直ぐ内側のみが
大きく曲がり、そのさらに内側部分は直線状となること
から、リード支持部214との接着部分が大きく傾斜
し、接着が剥がれてしまうことがあった。
この問題を解決する半導体装置及びその製造方法を創作
するに至った。
素子載置部材にリードを取り付けるという構成に起因す
るものであって、素子載置部材がヒートシンクとなって
いる点及び共用リード(フレームリード)を設けた点
は、直接的には上記問題の原因ではない。
関して、特開昭63−179557号公報には、リード
の一部に薄肉部を形成して容易に曲げられるようにした
構成が開示されている。しかし、本発明は、特願平6−
183854号に係る新規な半導体装置を製造するとき
に生じる問題を解決するために、薄肉部を形成したもの
であって、上記公報の技術とは目的が異なる。
子載置部材にリードが取り付けられる構成(つまり、タ
ブを省略した構成)の樹脂封止型半導体装置において、
樹脂封止をするときに適正にセットできるようにして、
信頼性の高い封止が可能な樹脂封止型半導体装置及びそ
の製造方法を提供することにある。
ることにより配線設計の自由度が高い樹脂封止型半導体
装置及びその製造方法を提供することにある。
を有する樹脂封止型半導体装置及びその製造方法を提供
することにある。
半導体装置は、半導体素子と、前記半導体素子を取り付
ける設置面を有する素子載置部材と、前記設置面上で前
記半導体素子を避ける領域に配設される絶縁性のリード
支持部と、前記リード支持部に接着されることで前記素
子載置部材に固定される複数のリードと、金型を用い
て、前記素子載置部材と前記半導体素子と前記リードの
一部とを樹脂にて封止する樹脂パッケージと、を含み、
前記リードは、樹脂封止される領域に薄肉部が形成され
ることを特徴とする。
樹脂封止される領域に薄肉部が形成されており、この薄
肉部は、弾性変形しやすいものとなっている。したがっ
て、樹脂封止を行う前に、金型によってリードを押さえ
つけ、リードに対する押圧力によって樹脂封止される部
材が適正位置にセットされる。こうして、適正な位置状
態で樹脂封止を行うことができる。また、こうすること
で、リードに対する押圧力は、弱められてリード支持部
に伝えられるので、リードとリード支持部との接着が剥
がれることを防止できる。
側からリード支持部との接着位置に至る範囲のいずれか
の位置に形成されることが好ましく、リード支持部への
接着位置にかかるように形成してもよい。また、リード
支持部よりも半導体素子の方向に突出した位置には、リ
ードに薄肉部を形成しないことが好ましい。リードにお
けるこの位置には、ワイヤ接続のためのボンディングを
行うので、弾力性を低下させないようにすることが好ま
しいからである。
を考慮すると、金型の内側からリード支持部との接着位
置に至る範囲のいずれかの位置に薄肉部を位置させるに
は、幅の広い薄肉部をリードに形成することが好まし
い。
ットエッチングによって形成するときには、等方性エッ
チングであることから、薄肉部の一部が薄くなりすぎる
ことが考えられる。
形成してもよい。この構成によれば、各薄肉部の厚みを
比較的厚く形成することができるので、リードの変形、
切れ、ねじれを防止できる。
ら前記リード支持部との接着位置の手前までに至るいず
れかの位置に形成される第一の薄肉部と、前記リード支
持部との接着位置の境目に形成される第二の薄肉部と、
前記リード支持部との接着位置に形成される第三の薄肉
部と、からなることが好ましい。
差によって、第二の薄肉部が接着位置の境目からずれて
も第一又は第三の薄肉部によって対応できるようになっ
ている。
みからの窪みにより形成されてもよく、あるいは、複数
の薄肉部を形成する場合には、少なくとも一つの薄肉部
が前記リードの一方の面からの窪みにより形成され、残
りの薄肉部が前記リードの他方の面からの窪みにより形
成されるようにしてもよい。
材を用いて半導体素子の放熱性を高めることが好まし
い。
リードを設け、このフレームリードを例えば共用の電源
用リードとして用いるようにすれば、少ない本数のリー
ドによって半導体素子の電極部に所定の電圧を安定して
供給することができ、電源ノイズを低下させながら動作
速度の高速化を達成することができる。そして、フレー
ムリードによって共用化されたリードに相当する本数の
リードは例えば信号用リードとして用いることができる
ため、配線設計の自由度が向上する。
方法は、素子載置部材の設置面に半導体素子を取り付け
る工程と、前記設置面上で前記半導体素子を避ける領域
に絶縁性のリード支持部を配設する工程と、複数のリー
ドを前記リード支持部の上に接着して前記素子載置部材
に固定する工程と、所定箇所をワイヤボンディング手段
によって電気的に接続する工程と、前記工程によって得
られた中間部材を第一の金型上に配置する工程と、前記
中間部材の前記リード支持部から外側に出る前記リード
の一部を、第二の金型によって前記リード支持部との接
着面方向に押圧する工程と、前記第一及び第二の金型内
で、前記中間部材を樹脂にて封止して樹脂パッケージを
形成する工程と、を含み、前記リードは、少なくとも前
記金型と前記接着位置との間に、薄肉部が形成されると
いうものである。
前記リードの一部は、前記第一の金型から浮いた状態で
前記第一の金型上に配置され、前記第一の金型によって
押し曲げられるようにすることが好ましい。
は、前記リード支持部との接着位置の外側から、該リー
ド支持部との接着面の方向に曲がった状態で、前記樹脂
パッケージに封止される。
態に係る半導体の製造方法を示す図であり、図3は、図
1の一部拡大図である。
発明を適用して製造される半導体装置の構成を説明す
る。
体装置を樹脂パッケージを除いた状態で模式的に示す平
面図であり、図5は、図4のV−V線に沿って切断した
状態を模式的に示す断面図である。
放熱体10の設置面12に接合された半導体素子20
と、放熱体10に対してリード支持部50を介して固定
された複数のリード30と、半導体素子20の外側に配
設されたフレームリード36と、を有している。
10aと、この大径部10aより突出する小径部10b
とからなり、断面形状がほぼ凸状を成している。そし
て、大径部10aの下面が設置面12を構成し、小径部
10bの上面が露出面14を構成している。
体素子20が設置される領域を含みこの領域より大きい
表面積を有する第1導電層18aと、この第1導電層1
8aと離間した位置に複数のスポット状の第2導電層1
8bとが形成されている。そして、これらの導電層18
a,18bを除く放熱体10の表面には絶縁層16が形
成されている。
する材料、例えば銅,アルミニウム,銀または金等の金
属あるいはこれらの各金属を主成分とする合金から構成
されることが望ましく、経済性を考慮すれば、特に銅が
好ましい。
制限されないが、例えば、銀,金,パラジウム,アルミ
ニウム等を例示することができ、導電性および半導体素
子20との接着性を考慮すると、特に銀が好ましい。こ
れらの導電層18a,18bは、例えばメッキ,接着等
の方法によって形成することができる。これらの導電層
18a,18bは、後に詳述するが、接地面として用い
られる。
る限りにおいてその材質は特に制限されないが、例えば
放熱体10を構成する金属を酸化処理して得られた金属
酸化膜であることが好ましい。例えば、放熱体10が銅
で構成されている場合、強アルカリ性の処理液を用いて
表面を酸化処理することによって絶縁層16を得ること
ができる。この絶縁層16を設けることにより、リード
30およびフレームリード36と放熱体10との短絡を
防止することができる。さらに、例えば酸化銅によって
構成された絶縁層16は、通常黒色ないし茶色などの暗
色を呈し、そのためワイヤボンディングにおける画像認
識においてリード30の認識が容易となるだけでなく、
樹脂パッケージ60を構成する樹脂との密着性がよいた
め、パッケージの機械的強度が向上する。
2に形成された第1導電層18a上に、例えば銀ペース
トによって接着固定されている。そして、半導体素子2
0の表面には、所定の配列で複数の電極パッド22が形
成されている。
連続的にリード支持部50が接着によって固定されてい
る。このリード支持部50は、絶縁性を有する樹脂、例
えばポリイミド樹脂,エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等
のテープ状部材から構成されている。
るリード30の一部を固定するように配設されている
が、放熱体10と対向するリード30の全面に配設して
もよい。
ド32は、図6に拡大して示すように、その先端から所
定距離L離れた位置においてリード支持部50に接着に
よって固定され、したがって、インナーリード32はリ
ード支持部50を介して先端がフリーの状態で放熱体1
0に固定されていることになる。そして、インナーリー
ド32と半導体素子20の電極パッド22とは、金,銀
等のワイヤ42、44a、44b、46によって電気的
に接続されている。
ド30に薄肉部30aが形成されていることである。こ
の薄肉部30aは、半導体装置100の製造過程におけ
る樹脂封止を行うときに、リード30がリード支持部5
0から剥がれないようにするためのもので、詳しくは、
製造方法とともに後述する。
ワイヤボンディングの様子を、図7および図8に示す。
まず、図7に示すように、リード押さえ1A,1Bによ
り各インナーリード32の先端部32aを上方から押下
すると、この先端部32aがフリーの状態にあるため、
リード支持部50を支点として先端部32aが下方に変
形して設置面12に当接する。この状態で、ワイヤボン
ディングを行うことにより、ワイヤ42の接続を確実か
つ安定に行うことができる。ワイヤボンディングが終了
した後は、リード押さえ1A,1Bを離すことにより、
図8に示すように、各インナーリード32はその弾性に
より元の水平な状態に戻って支持される。そして、各イ
ンナーリード32と放熱体10とは絶縁性のリード支持
部50によって電気的に絶縁されている。
ンナーリードの機械的安定性を考慮すると、インナーリ
ード32は、その先端部32aは、弾性変形の範囲でそ
の端部が設置面12に当接するのに充分の長さを有する
こと、ならびにボンディング終了後に元の水平状態に完
全に復帰できる機械的強度を有すること、等が要求され
る。これらの条件を満足させるように、インナーリード
32の先端部32aはその長さや機械的強度が設定され
ればよく、これらの条件はデバイスのサイズ、半導体素
子の設計事項およびリードの強度などによって各種の態
様を取り得るものである。また、リード支持部50は、
インナーリード32を安定に支持できること、インナー
リード32の先端部32aと放熱体10との距離を電気
的に絶縁できる十分な厚みを有すること、ならびに熱加
工時に変形,変質が少ないこと、等が要求される。
に、リード支持部50の幅をW、リード支持部50の厚
さをT、インナーリード32の自由端32aの長さを
L、インナーリード32の厚さをtとすると、設計ルー
ルの一例として以下の数値を挙げることができる。
参照しながら述べる。放熱体10の導電層18aおよび
18bは、接地面として機能する。すなわち、複数の接
地用電源パッド22を、接地用ワイヤ44aによって、
一つの第1導電層18aの露出面に接続することによ
り、第1導電層18aを共用化できる。また、第2導電
層18bとインナーリード32とを接地用ワイヤ44b
によって接続することにより、第2導電層18bをリー
ドの接地面として用いることができる。このように導電
層18aおよび18bは、接地用電極パッド22および
インナーリード32の個別または共用化された接地面と
してそれぞれ機能する。その結果、接地用として共用化
されたリードに相当する本数のリードを例えば信号用リ
ードとして使用することができ、配線設計の自由度が増
す。
様としては種々あるが、例えば以下の場合を例示するこ
とができる。
接地しない場合には、半導体素子20の裏面から放熱体
10を介して導電層18a、18bに導通させ、少なく
とも一つのインナーリード32を導電層18a、18b
に接続する。こうすることで、半導体素子20の裏面の
電位と、インナーリード32の電位とを等電位とするこ
とができる。そして、放熱体10が接地電位であれば、
半導体素子20の裏面の電位とインナーリード32の電
位とは、接地電位となる。
2を導電層18a、18bに接続し、少数のインナーリ
ード32を導電層18a、18bに接続する。そして、
放熱体10が接地電位であれば、電極パッド22とイン
ナーリード32の電位とは、接地電位となる。こうする
ことで、少数のインナーリード32で半導体素子20か
らの多くの接地点が得られ、かつ安定した接地電位が得
られる。
を介して導電層18a、18bに導通させ、半導体素子
20の1つの電極パッド22を導電層18a、18bに
接続し、接地された1つのインナーリード32を導電層
18a、18bに接続する。そして、放熱体10が接地
電位であれば、半導体素子20の裏面と電極パッド22
とインナーリード32の電位とは、接地電位となる。こ
うすることで、半導体素子20の裏面、半導体素子20
の電極パッド22およびインナーリード32を等電位に
設定できるため、半導体素子20の電位が安定して動作
が安定化する。
インナーリード32との間に両者と非接触の状態で設置
され、好ましくは短絡を防止するために導電層18a,
18bに対して平面的に見てずれた位置に設けられてい
る。このフレームリード36は、4本の支持リード38
によって安定的に支持されている。そして、支持リード
38はそれぞれリード支持部50によってその一部が固
定されている。
36には、所定の位置に複数の認識用突起36aが形成
されている。この認識用突起36aは、ワイヤボンディ
ングの際におけるボンディング位置の認識を容易とす
る。
にして行われる。まず、半導体素子20上の電極パッド
22の基準座標と、フレームリード36のボンディング
位置の基準座標とをあらかじめ記憶する。次に、画像認
識によって実際にボンディングする電極パッド22およ
びフレームリード36の各位置座標との差を検出して、
これをもとに補正座標を計算する。そして、ワイヤボン
ディングを自動的かつ連続的に行う。ここで、認識用突
起36aは画像認識によるボンディング位置の検出時の
マーキングとして機能する。
圧(Vcc)リードまたは基準電圧(Vss)リードと
して使用される。このフレームリード36を例えばVc
cリードとして用いる場合には、複数の電源用電極パッ
ド22および少数のインナーリード32とフレームリー
ド36とを電源用ワイヤ46によってそれぞれ接続す
る。これにより、電源用に使用されるリードの数を大幅
に減少させることができる。したがって、信号用リード
として使用できるリードを相対的に増加させることがで
き、半導体素子20の電極パッド22とインナーリード
32とのワイヤ配線の自由度を高めることができ、設計
上有利となる。
より、半導体素子20のどの位置の電極パッド22にお
いても所定の電源電圧または基準電圧を供給することが
でき、電源ノイズを低減した状態で動作速度の高速化を
図ることができる。
20の外側に位置し、空間的な制約が少ないため、フレ
ームリード36の幅を充分大きくすることができる。し
たがって、フレームリード36を電源用リードとして用
いたときにはその電気的抵抗を小さくすることができ、
どの位置でも安定した電圧を供給することができる。
ドとして用いたときには、フレームリード36に対して
導電層18aおよび導電層18bが向かい合っているた
め、コンデンサと同様の状態となり、電源ノイズの減少
とともに高速対応が可能となる。
用をまとめると、以下のようになる。
体素子20で発生した熱は熱伝導性の高い放熱体10を
介して効率よく分散され、しかも樹脂パッケージ60よ
り露出する露出面14を介して外部に放出される。そし
て、放熱体10の形状を断面ほぼ凸状の形状とすること
により、放熱体10の表面積を増大させることができ、
放熱効果を高めることができる。
12と反対側の面を段差構造とすることにより、露出面
14から設置面12に至る距離を大きくすることがで
き、外部からのガスあるいは水分等の侵入による素子特
性の劣化を抑制することができる。
有することにより、インナーリード32およびフレーム
リード36と放熱体10との短絡を防止することができ
る。また、絶縁層16は暗色を呈することからワイヤボ
ンディングにおけるリード認識が容易になるばかりでな
く、絶縁層16は樹脂パッケージ60との密着を高める
効果も有している。
の間にフレームリード36を設け、このフレームリード
36を例えば電源用リード(VccあるいはVssリー
ド)として用いることにより、少ないインナーリード3
2によって半導体素子20の任意の位置に形成された電
源用電極パッド22に所定の電圧を安定に供給すること
ができ、電源ノイズを低下させ、動作速度の高速化を達
成することができる。
リードを共有化することができ、その共有化された分の
リードを例えば信号用リードとして用いることができる
ため、配線設計の自由度が向上する。
突起36aが形成されているため、ワイヤボンディング
時の画像認識によるボンディング位置の認識が確実かつ
容易となる。
する放熱体10の本体と電気的に接続された導電層18
aまたは18bを設けることにより、接地用ワイヤ44
a,44bを介して半導体素子20の接地用電極パッド
22あるいはインナーリード32と導電層18aあるい
は18bとをそれぞれ接続することにより、接地を任意
の領域において行うことができる。その結果、接地用の
リードを減らすことができるため、その分のリードを例
えば信号用リードとして利用することができ、この点か
らもリードの配線設計の自由度が向上する。
て説明する。
ム1000について説明する。リードフレーム1000
は、例えば、基板フレーム70に、インナーリード32
およびアウターリード34からなるリード30、フレー
ムリード36および支持リード38が所定のパターンで
一体的に支持されて形成されている。そして、アウター
リード34は相互にダムバー部72によって連結されて
補強がなされている。インナーリード32は中央の所定
領域(デバイスホール)を残すようにアウターリード3
4から延設されている。そして、この領域内にフレーム
リード36が配置され、このフレームリード36の四隅
は支持リード38によって支持され、各支持リード38
はダムバー部72に接続されている。
ード38によって支持されているが、支持リード38は
フレームリード36を安定に支持できればよく、例えば
対向する位置に2本のみ配置する等、その本数や配置に
ついてはこの例に限定されない。
すように、大径部10aと小径部12bとからなる本体
の所定領域に、例えば銀メッキによって導電層18a,
18bが形成される。そして、これらの導電層18a,
18bをマスキングした状態で放熱体10を例えばメル
テックス株式会社製の「エボノール(商品名)」に数秒
間浸漬して表面を酸化処理することにより絶縁層16を
形成する。このようにして形成された絶縁層16は、例
えば2〜3μmの膜厚を有し、その電気抵抗率が1013
Ωcm以上と、良好な絶縁性を有することが確認され
た。
形成した後に導電層18a,18bを形成してもよいこ
とはもちろんである。
面12の所定位置に銀ペースト等の導電性接着剤を用い
て半導体素子20を接合する。その後、放熱体10、リ
ード支持部50およびリードフレーム1000を位置合
わせして重ね合わせ、3者を例えばエポキシ樹脂等の接
着剤を用いて熱圧着し、相互を固定する。次いで、通常
の手法により、ワイヤボンディング装置を用いて信号用
ワイヤ42、接地用ワイヤ44a,44bおよび電源用
ワイヤ46を所定のパターンでボンディングする。
ば、接地用ワイヤ44bのボンディング、電源用ワイヤ
46のボンディング、続いて信号ワイヤ42のボンディ
ングというように、ボンディング距離の短い箇所からボ
ンディングを行うことにより、例えば隣接するワイヤと
の接触をボンディングプロセスにおいて防ぐことがで
き、その結果確実なワイヤボンディングを行うことがで
きる。
及びリード30が設けられた放熱体10を、上金型20
0及び下金型202内に配置し、エポキシ系樹脂等を用
いてモールディングプロセスを行い、樹脂パッケージ6
0(図5参照)を形成する。このとき、放熱体10の露
出面14が樹脂パッケージ60より露出する状態でモー
ルドが行われることが好ましい。
との間に樹脂が回り込むのを防ぐために、放熱体10は
下金型202に密着して配置される必要がある。
によってリード30をリード支持部50との接着面方向
に押さえつけて、放熱体10を下金型202に密着させ
るようにしている。なお、その前提として、図1に示す
ように、リード30が下金型202の挟持部202aか
ら浮いた状態となるように、下金型202を設計してお
く必要がある。
持部50の厚みtとの和h+tが、下金型202の深さ
h1 よりも大きく、h+t>h1 となるように設計する
ことが必要である。例えば、下金型202の深さh1 =
1.6mmとし、放熱体10の高さh=1.635mm
とし、hの誤差が±0.035mmである場合には、リ
ード支持部50の厚みt=0.1mmとすることが好ま
しい。こうすれば、hの誤差が−0.035mmであっ
ても、 h+t=1.635−0.035+0.1=1.7mm
>h1 となり、h+t>h1 の関係が維持される。
浮いた状態に配置することで、上金型200からリード
30に加えられる外力が、放熱体10にも加えられるこ
ととなる。そして、上金型200から加えられる外力
が、リード30を介して連鎖的に放熱体10を押さえ込
むように働き、その結果、放熱体10は、樹脂流入圧力
にも耐えられるように固定される。
は、リード30に薄肉部30aを形成したことである。
つまり、リード30を同一の厚みで形成すると、図13
に示すようにリード30がリード支持部50から剥がれ
てしまうことがあるので、薄肉部30aを形成し、弾性
変形しやすくしてこれを防止したのである。なお、この
薄肉部30aの付近を拡大して図3に示す。
おけるリード支持部50との接着面とは反対面に、湿式
のエッチングにて形成されたものである。したがって、
端部が丸くえぐれた形状の凹部を形成することで、薄肉
部30aが形成される。このように、薄肉部30aは、
端部が丸い凹部にて形成されるので、弾性変形させたと
きに切れ目が入りにくいようになっている。
200及び下金型202によって挟まれる位置よりも1
mm程度内側から形成されるようになっている。こうす
ることで、薄肉部30aを上金型200及び下金型20
2によって挟むことを避けて、注入された樹脂が薄肉部
30aを伝って流出しないようになっている。
く形成した方が弾性変形しやすい領域が多くなって好ま
しい。そこで、本実施形態では、リード支持部50の上
方に至る位置まで薄肉部30aが形成されている。ただ
し、実際には、この薄肉部30aの長さは、1mm程度
となる。
化された段階(図9参照)で示すと、ダムバー部72か
ら0.2mm内側までが上金型200及び下金型202
により挟持される領域で、さらに1mmの間隔をおい
て、1mmの長さで薄肉部30aが形成される。
度とすると、薄肉部30aの厚みは、その1/2の0.
075mm程度となっている。
30に形成してもよいが、上金型200による押圧力が
加えられたときに、リード支持部50から剥がれる方向
に最も大きく力が加わるもののみに形成してもよい。
08本の場合には、矩形のリードフレーム1000には
一辺に52本のリード30が形成されており、各辺の中
央部分の30本程度にのみ薄肉部30aを形成するだけ
でもよい。
辺から中心方向に向けて形成されるので、中央部分のリ
ード30の方がコーナー部分のリード30よりも短くて
弾性変形しにくく、リード支持部50からの剥がれが生
じやすいからである。
うに、中央部分のリード30の長さlとコーナー部分の
リード30の長さl′とを、任意の2つの一点鎖線間に
おける長さで比較すると、l<l′となるのは明らかで
ある。そして、中央部分のリード30における長さlの
部分は、コーナー部分のリード30における長さl′の
部分よりも弾性変形しにくくて、リード支持部50から
剥がれやすいこととなっている。
みについてリード30に薄肉部30aを形成すれば、こ
の部分のリード30についてリード支持部50からの剥
がれを防止できる。また、コーナー部分のリード30に
ついては、もともとリード30が長くなっていて、比較
的弾性変形しやすいことから、薄肉部30aを形成する
ことは必ずしも必要ではない。もっとも、全てのリード
30について薄肉部30aを形成する方が簡単である場
合には、全てについて形成してもよい。
を形成しておく。そして、樹脂封止を行うときには、半
導体素子20及びリード30等を備える放熱体10を、
図1に示すように、下金型202内に配置する。このと
き、リード30は、下金型202の挟持部202aから
浮いた状態となっている。
00を下金型202に対して閉鎖させるとともに、上金
型200の挟持部200aがリード30を押さえつけ
る。そうすると、リード30は、特に薄肉部30aの形
成領域において弾性変形し、その弾性力によって放熱体
10は、下金型202の内面に密着する。
なモールディングプロセスを行う。こうして、放熱体1
0の下に樹脂が入り込むことを防止し、露出面14を適
切に露出させて樹脂パッケージ60(図5参照)を形成
することができる。
よびダムバー部72が切断され、さらに必要に応じてア
ウターリード34の屈曲成形が行われる。
造することができる。
係る半導体装置の製造方法を示す図である。同図におい
て用いられるリード300は、3つの薄肉部300a、
300b、300cを有する。これ以外の点では、図1
0で用いられる部材は、図1で用いられる部材と同様で
あるので同じ符号を付して説明を省略する。また、図1
1(A)〜(B)は、図10のリード300と放熱体1
0との取付状態を示す拡大図である。
b、300cは、比較的幅の狭い溝の形状をなすもの
で、具体的には、図11(A)に示すように、幅が0.
1mmで0.2mm間隔で形成されている。
ウエットエッチングによって形成するときには、等方性
エッチングであることから、薄肉部30aの一部が薄く
なりすぎることが考えられる。そこで、本実施形態で
は、3つの幅の狭い薄肉部300a、300b、300
cをリード300に形成した。こうすることで、各薄肉
部300a、300b、300cの厚みが薄くなりすぎ
るのを防止して、リード300の変形、切れ、ねじれを
防止することができる。
形態では、第2番目の薄肉部300bが、リード支持部
50の外端にかかるように設計されている。上述したよ
うに、薄肉部を形成する目的は、リード300とリード
支持部50との剥離を防止することにある。したがっ
て、図11(A)に示すように、両者の接着位置の境目
からリード300が曲がるように薄肉部を形成すること
が最も好ましい。
の両側に、薄肉部300a、300cが形成されるよう
になっている。したがって、リード300とリード支持
部50との接着位置がずれて、薄肉部300bがリード
支持部50との接着位置上に配置されて、機能をはたさ
なくなっても、薄肉部300a、300cによって対処
できるようになっている。
部300bが図中右方向にずれても、左側のリード支持
部50の外端には薄肉部300aが配置され、右側のリ
ード支持部50の外端には薄肉部300cが配置される
ようになっている。
00cの間隔を0.2mmとしたのは、リード300と
リード支持部50との接着位置の誤差が±0.3mmと
なる場合を想定したからである。つまり、各薄肉部の幅
が0.1mmで、各薄肉部間の間隔が0.2mmなの
で、各薄肉部の中心から中心までの長さは0.3mmと
なり、誤差が±0.3mmで生じることに対応できるよ
うになっている。
示すリード300の変形例を示す図である。
の面に薄肉部400a、400b、400cが形成され
ていることに加えて、他方の面にも薄肉部400d、4
00e、400fが形成されている。詳しくは、一方の
面の薄肉部と他方の面の薄肉部とは、互い違いに配置さ
れている。したがって、リード400をリード支持部5
0に取り付けるときに、表裏いずれの面であっても取付
面とすることができる。ただし、裏面側の薄肉部400
fとリード支持部50との間に隙間が形成されて接着力
に劣るといえる。
号に係る樹脂封止型半導体装置の製造方法を改良したも
のであり、その明細書及び図面に記載された全ての半導
体装置を製造するときに適用することができる。
導体素子20を接着したが、これに限定されるものでは
なく、放熱性の低い単なる素子載置部材に半導体素子を
取り付けるようにしてもよい。
しないものであっても、本発明を適用することで、適正
にセットして樹脂封止することができる。
を示す図である。
を示す図である。
を模式的に示す平面図である。
模式的に示す断面図である。
す説明図である。
態を示す説明である。
ードフレームを模式的に示す平面図である。
の製造方法を示す図である。
放熱体との取付状態を示す拡大図である。
を示す図である。
ディングを説明するための図である。
Claims (12)
- 【請求項1】 半導体素子と、 前記半導体素子を取り付ける設置面を有する素子載置部
材と、 前記設置面上で前記半導体素子を避ける領域に配設され
る絶縁性のリード支持部と、 前記リード支持部に接着されることで前記素子載置部材
に固定される複数のリードと、 金型を用いて、前記素子載置部材と前記半導体素子と前
記リードの一部とを樹脂にて封止する樹脂パッケージ
と、 を含み、 前記リードは、樹脂封止される領域に少なくとも一つの
薄肉部が形成される樹脂封止型半導体装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の樹脂封止型半導体装置に
おいて、 前記薄肉部は、前記金型の内側から前記リード支持部と
の接着位置上に至る範囲のいずれかの位置に形成される
樹脂封止型半導体装置。 - 【請求項3】 請求項2記載の樹脂封止型半導体装置に
おいて、 前記薄肉部は、前記リード支持部への接着位置にかかる
ように形成される樹脂封止型半導体装置。 - 【請求項4】 請求項1から請求項3のいずれかに記載
の樹脂封止型半導体装置において、 複数の前記薄肉部が形成される樹脂封止型半導体装置。 - 【請求項5】 請求項4記載の樹脂封止型半導体装置に
おいて、 前記複数の薄肉部は、 前記金型の内側から前記リード支持部との接着位置の手
前までに至るいずれかの位置に形成される第一の薄肉部
と、 前記リード支持部との接着位置の境目に形成される第二
の薄肉部と、 前記リード支持部との接着位置に形成される第三の薄肉
部と、からなる樹脂封止型半導体装置。 - 【請求項6】 請求項1から請求項5のいずれかに記載
の樹脂封止型半導体装置において、 前記リードの一方の面のみからの窪みにより前記薄肉部
が形成される樹脂封止型半導体装置。 - 【請求項7】 請求項4又は請求項5に記載の樹脂封止
型半導体装置において、 前記複数の薄肉部のうち少なくとも一つが前記リードの
一方の面からの窪みにより形成され、残りの前記薄肉部
が前記リードの他方の面からの窪みにより形成される樹
脂封止型半導体装置。 - 【請求項8】 請求項1から請求項7のいずれかに記載
の樹脂封止型半導体装置において、 前記リードは、前記リード支持部との接着位置の外側か
ら、該リード支持部との接着面の方向に曲がった状態
で、前記樹脂パッケージに封止される樹脂封止型半導体
装置。 - 【請求項9】 請求項1から請求項8のいずれかに記載
の樹脂封止型半導体装置において、 前記素子載置部材として、放熱性の高い部材が用いられ
る樹脂封止型半導体装置。 - 【請求項10】 請求項1から請求項9のいずれかに記
載の樹脂封止型半導体装置において、 前記半導体素子を囲んで前記設置面から浮いた状態で、
共用リードとしてのフレームリードが設けられる樹脂封
止型半導体装置。 - 【請求項11】 素子載置部材の設置面に半導体素子を
取り付ける工程と、 前記設置面上で前記半導体素子を避ける領域に絶縁性の
リード支持部を配設する工程と、 複数のリードを前記リード支持部の上に接着して前記素
子載置部材に固定する工程と、 所定箇所をワイヤボンディング手段によって電気的に接
続する工程と、 前記工程によって得られた中間部材を第一の金型上に配
置する工程と、 前記中間部材の前記リード支持部から外側に出る前記リ
ードの一部を、第二の金型によって前記リード支持部と
の接着面方向に押圧する工程と、 前記第一及び第二の金型内で、前記中間部材を樹脂にて
封止して樹脂パッケージを形成する工程と、 を含み、 前記リードは、少なくとも前記金型と前記接着位置との
間に、薄肉部が形成される樹脂封止型半導体装置の製造
方法。 - 【請求項12】 請求項11記載の樹脂封止型半導体装
置の製造方法において、 前記リード支持部から外側に出る前記リードの一部は、
前記第一の金型から浮いた状態で前記第一の金型上に配
置され、前記第一の金型によって押し曲げられる樹脂封
止型半導体装置の製造方法。
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