JPH10125851A - 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】 【課題】 樹脂封止体のクラック発生を防止する。 【解決手段】 ＱＦＰ・ＩＣ３８において、タブ１８の
中央部に十字形に開設された４個の長円孔２１内にプレ
ス加工でタブ１８よりも薄い円板形状に形成されたアイ
ランド２２が一対の吊持部２４、２４で吊持されてお
り、長円孔２１に充填された樹脂封止体３５の樹脂部内
にアイランド２２および吊持部２４が埋まった状態にな
っている。 【効果】 熱ストレスでタブ下面と樹脂封止体の樹脂と
の界面またはタブとペレットとの界面に剥離力が作用し
ても、長円孔の内部に充填された樹脂封止体の樹脂と、
アイランドおよび吊持部を包囲した樹脂封止体の樹脂と
が投錨効果を発揮するため、剥離は防止される。剥離が
発生しないと、樹脂封止体の内部でタブの裏面外縁付近
に応力が集中しても、そこを起点とするクラックは発生
しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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、表面実装形樹脂封
止パッケージ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に冷却されると、樹脂
封止体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、樹脂封止体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、樹脂封止体の樹脂とペレ
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、樹脂封止体にタブの裏面を起点とするクラックが発
生する。

【０００４】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ＩＣとして、タブに円形の小孔
を多数個開設したものや、タブに４本の長円形状の透孔
（以下、スリットという。）を十字形状に開設したもの
が提案されている。

【０００５】このようにタブに小孔またはスリットが開
設された表面実装形樹脂封止パッケージ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
樹脂封止体の樹脂との界面や、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樹脂封止体の
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、樹脂封止体の内部において、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つのブロック
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
の金属と樹脂封止体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、樹脂封止体の内部におい
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ＩＣを述べてある例
としては、特開昭６３−２２４２４５号公報、特開平４
−３２４６６７号公報や、特開平６−１７７３１３号公
報、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、アウタリードの本数を増加するための表面
実装形樹脂封止パッケージＩＣとして、Ｑｕａｄ Ｆｌ
ａｔ Ｐａｃｋａｇｅ・ＩＣ（以下、ＱＦＰ・ＩＣとい
う。）が使用されて来ている。

【０００９】すなわち、このＱＦＰ・ＩＣの表面実装形
樹脂封止パッケージ（クワッド・フラット・パッケー
ジ。以下、ＱＦＰという。）は、絶縁性を有する樹脂が
用いられて四角形の平盤形状に形成された樹脂封止体
と、樹脂封止体の４枚の側面からそれぞれ一列に揃えら
れて突出されガル・ウイング形状に屈曲された複数本の
アウタリードとを備えている。樹脂封止体の内部には、
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インナリードとが樹脂封止され
ており、各インナリードは各アウタリードにそれぞれ一
体的に連設されている。また、アウタリード群は樹脂封
止体の４辺から水平面内で直角にそれぞれ突出されてガ
ル・ウイング形状に屈曲されているとともに、樹脂封止
体の下側主面の高さ位置に略揃えられている。

【００１０】しかしながら、このＱＦＰ・ＩＣにおいて
は、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、樹脂封止体に湿気が吸収された状況
において水蒸気爆発が引き起こされると、樹脂封止体に
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、樹脂封止体におけるクラ
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、樹脂封止パッケージを備えてい
る半導体装置において、タブに開設された透孔内にタブ
の板厚よりも薄いアイランドが複数本の吊持部によって
吊持されており、このアイランドおよび各吊持部が前記
透孔内の充填樹脂部に埋まっていることを特徴とする。

【００１５】前記した手段によれば、熱ストレスによる
繰り返し応力によってタブ下面と樹脂封止体の樹脂との
界面、または、タブと半導体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、透
孔の内部に充填されている樹脂封止体の樹脂と、アイラ
ンドおよび各吊持部を包囲している樹脂封止体の樹脂と
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、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、樹脂封止体の
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】また、タブに透孔が開設されていることに
より、タブの横断面積は透孔によって複数個のブロック
に分割されているため、各ブロックの横断面積は減少さ
れることになる。その結果、タブの熱膨張による伸び量
が縮小されることになり、タブの外側縁辺においてタブ
と樹脂封止体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ことになる。万
一、剥離が発生したとしても、樹脂封止体の内部におけ
る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。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態である
ＱＦＰ・ＩＣを示しており、（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】本実施形態において、本発明に係る半導体
装置は、表面実装形樹脂封止パッケージの一例であるＱ
ＦＰ３７を備えている半導体集積回路装置（ＱＦＰ・Ｉ
Ｃ）３８として構成されている。このＱＦＰ・ＩＣ３８
のＱＦＰ３７は、絶縁性を有する樹脂が用いられて略正
方形の平盤形状に形成された樹脂封止体３５と、樹脂封
止体３５の４枚の側面からそれぞれ一列に揃えられて突
出されガル・ウイング形状に屈曲された複数本のアウタ
リード２０とを備えている。樹脂封止体３５の内部に
は、半導体素子を含む集積回路が作り込まれたペレット
３２と、ペレット３２がボンディングされているタブ１
８と、ペレット３２の電極としての各ボンディングパッ
ド３２ａにボンディングワイヤ３３を介して電気的に接
続されている複数本のインナリード１９とが樹脂封止さ
れており、各インナリード１９は各アウタリード２０に
それぞれ一体的に連設されている。また、アウタリード
２０群は樹脂封止体３５の４辺から水平面内で直角にそ
れぞれ突出されてガル・ウイング形状に屈曲されている
とともに、樹脂封止体３５の下側主面の高さ位置に略揃
えられている。

【００１９】本実施形態において、タブ１８には透孔と
しての４個の長円孔２１が中央部に十字形に配されてそ
れぞれ開設されている。各長円孔２１の内部にはタブ１
８の厚さよりも薄いアイランド２２が一対の吊持部２４
によってそれぞれ吊持されており、このアイランド２２
および各吊持部２４は長円孔２１内の充填樹脂部に埋ま
った状態になっている。

【００２０】以下、本発明の一実施形態であるＱＦＰ・
ＩＣの製造方法を説明する。この説明によって、前記Ｑ
ＦＰ・ＩＣの構成の詳細が共に明らかにされる。

【００２１】本実施形態において、ＱＦＰ・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、説明および図示は一単位について行われ
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、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１２、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。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。）。

【００２５】また、各ダム部材１６の内側辺にはインナ
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
れており、各ダム部材１６における各インナリード１９
の先端部はタブ１８の外周に近接した状態で略一直線に
揃うように敷設されている。他方、各ダム部材１６の外
側辺にはアウタリード２０が複数本、各インナリード１
９に一連に連続するように一体的に突設されており、各
ダム部材１６における各アウタリード２０の先端部は外
枠１３およびセクション枠１４にそれぞれ接続されてい
る。各ダム部材１６における隣り合うアウタリード２
０、２０間の部分は、後述する樹脂封止体成形時にレジ
ンの流れをせき止めるダム１６ａを実質的に構成してい
る。

【００２６】本実施形態において、タブ１８には透孔と
しての長円孔２１が４個、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の周辺位
置にそれぞれ配されて開設されており、各長円孔２１は
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個の長円孔２１は互いに一方の
短辺側を対向されて十字形状に開設された状態になって
いる。

【００２７】各長円孔２１の内部には円形の薄板形状に
形成されたアイランド２２が、各長円孔２１の中心に配
された状態で一対の吊持部２４、２４によってそれぞれ
吊持されている。アイランド２２はタブ１８のペレット
側を向く主面側（以下、上面側とする。）に空間部２３
を構成するようにプレス加工によって押し潰されて成形
されている（図３参照）。アイランド２２の厚さはタブ
１８の厚さの約１／２に設定されており、アイランド２
２の厚さと空間部２３の高さとは略等しくなるように設
定されている。円形の薄板形状に形成されたアイランド
２２の平面視の大きさは、後述する樹脂の長円孔２１の
中空部内への充填を確保し得る範囲内で、また、長円孔
２１に干渉しない範囲内で可及的に大きくなるように設
定されている。

【００２８】両吊持部２４、２４の基端は長円孔２１の
円弧辺の中央にそれぞれ接続され、その先端は長円孔２
１の長軸上でアイランド２２の円周にそれぞれ接続され
ている。両吊持部２４、２４は弾性を発揮するようにそ
れぞれ蛇行形状に形成されており、アイランド２２は両
吊持部２４、２４によって独立懸架されている。吊持部
２４の幅はタブ１８との連結強度を確保した範囲内で可
及的に狭くなるように設定されている。

【００２９】以上のように構成されたアイランド２２は
図３に示されているようにプレス加工によって製作され
る。すなわち、図３（ａ）に示されているように、多連
リードフレーム１１の打ち抜き成形またはエッチング成
形に際して、長円孔２１の内部には一対の吊持部２４、
２４間に吊持された状態で、同一幅同一厚さのアイラン
ド素部２２Ａが同時に成形される。その後、図３（ｂ）
に示されているように、このアイランド素部２２Ａの横
条片部が上型（図示せず）によって下型（図示せず）に
押し付けられて押し潰されることにより、厚さの薄い円
板形状のアイランド２２が形成される。

【００３０】このアイランド２２のプレス加工に際し
て、アイランド素部２２Ａが両吊持部２４、２４によっ
て両持ちかつ独立懸架された状態になっているため、ア
イランド２２は傾くことなく、かつ、所定の厚さの薄い
円板形状に成形される。また、長円孔２１の中空部内に
突出した状態のアイランド素部２２Ａが押し潰されるこ
とによって塑性加工において発生する応力が外側空間に
逃がされるため、タブ１８にその応力が残留するのを防
止することができ、その結果、多連リードフレームが加
熱された際に、タブ１８が残留応力によって変形されて
しまうのを未然に回避することができる。

【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。これらボンディング作業に際して、多連リ
ードフレームは加熱されるが、タブ１８にはプレス加工
時の応力が残留していないため、タブ１８が熱によって
反ったり変形されたりすることはない。また、長円孔２
１内に形成されたアイランド２２および両吊持部２４、
２４はタブ１８の厚さ内に収まっているため、多連リー
ドフレーム１１の送りを妨害することはない。

【００３２】まず、ペレット・ボンディング作業によ
り、ＩＣの製造工程における所謂前工程において半導体
素子を含む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３２が、図４および図５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１
８上の略中央部に配されて、タブ１８とペレット３２と
の間に形成されたボンディング層３１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３１の形成手段としては、銀ペースト接着
層によるボンディング法を用いることが可能である。こ
の場合、銀ペーストはタブ１８の上面に各長円孔２１を
避けた領域に塗布される。

【００３３】続いて、ワイヤボンディング作業により、
図４および図５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３２の電極としてのボンディ
ングパッド３２ａと、各単位リードフレーム１２におけ
るインナリード１９との間に、ボンディングワイヤ３３
が超音波熱圧着式ワイヤボンディング装置等のワイヤボ
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３２に作り込まれた集積回路はボ
ンディングパッド３２ａ、ボンディングワイヤ３３、イ
ンナリード１９およびアウタリード２０を介して電気的
に外部に引き出されることになる。

【００３４】以上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３４には各単位リードフレー
ム毎に樹脂封止体が、図６に示されているトランスファ
成形装置４０が使用されて、各単位リードフレームにつ
いて同時成形される。

【００３５】図６に示されているトランスファ成形装置
４０はシリンダ装置（図示せず）によって互いに型締め
される一対の上型４１と下型４２とを備えており、上型
４１と下型４２との合わせ面には上型キャビティー凹部
４３ａと下型キャビティー凹部４３ｂとが互いに協働し
てキャビティー４３を形成するようにそれぞれ複数組没
設されている。前記構成に係る組立体３４が用いられて
樹脂封止体３５がトランスファ成形される場合には、上
型４１および下型４２における各キャビティー４３は各
単位リードフレーム１２における４本のダム部材１６に
よって取り囲まれた空間にそれぞれ対応される。

【００３６】上型４１の合わせ面にはポット４４が開設
されており、ポット４４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４５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。下型４２の合わせ面にはカル４６がポット４
４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４７がカル４６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４７の他端
部は下側キャビティー凹部４３ｂにそれぞれ接続されて
おり、その接続部にはゲート４８がレジンをキャビティ
ー４３内に注入し得るように形成されている。また、下
型４２の合わせ面には逃げ凹所４９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。

【００３７】トランスファ成形に際して、前記構成に係
る組立体３４は多連リードフレーム１１が下型４２に没
設されている逃げ凹所４９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３２が各キャビティー４
３内にそれぞれ収容されるように配されてセットされ
る。

【００３８】続いて、上型４１と下型４２とが型締めさ
れ、ポット４４からプランジャ４５によりレジン５０が
ランナ４７およびゲート４８を通じて各キャビティー４
３に送給されて圧入される。キャビティー４３に圧入さ
れたレジン５０はキャビティー４３に隙間なく充填され
るため、レジン５０はタブ１８に開設された各長円孔２
１の内部にも隙間なく充填される。

【００３９】注入後、レジンが熱硬化されて樹脂封止体
３５が成形されると、上型４１および下型４２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
樹脂封止体３５群が離型される。このようにして、図７
および図８に示されているように、樹脂封止体３５群が
成形された組立体３６はトランスファ成形装置４０から
脱装される。

【００４０】以上のようにして樹脂成形された樹脂封止
体３５の内部には、タブ１８、ペレット３２、インナリ
ード１９およびワイヤ３３が樹脂封止されることにな
る。そして、各長円孔２１の中空部内には樹脂封止体３
５の樹脂がそれぞれ充填された状態になっており、各長
円孔２１内のアイランド２２における空間部２３には長
円孔２１に充填した樹脂によって埋められた状態になっ
ている。したがって、各アイランド２２および各吊持部
２４はこの長円孔２１の中空部内に充填された樹脂の内
部に埋め込まれた状態になっている。

【００４１】樹脂封止体を成形された半完成品としての
組立体３６は、リード切断成形工程（図示せず）におい
て、外枠１３、セクション枠１４およびダム１６ａを各
単位リードフレーム１２毎に切り落とされるとともに、
アウタリード２０群をガル・ウイング形状に屈曲され
る。この結果、絶縁性を有する樹脂が用いられて略正方
形の平盤形状に形成された樹脂封止体３５の４枚の側面
から複数本のアウタリード２０がそれぞれ一列に揃えら
れて突出されてガル・ウイング形状に屈曲されたＱＦＰ
３７が形成されたことになる。

【００４２】以上のようにして製造された樹脂封止形Ｑ
ＦＰ・ＩＣ３８は図９に示されているようにプリント配
線基板に実装される。すなわち、プリント配線基板５１
にはランド５２が複数個、実装対象物となるＱＦＰ・Ｉ
Ｃ３８における各アウタリード２０にそれぞれ対応する
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、各ランド５２にＱＦＰ・ＩＣ
３８の各アウタリード２０がそれぞれ整合されて当接さ
れているとともに、各アウタリード２０とランド５２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。

【００４３】次に作用を説明する。前述したように製造
された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。前述した通りＱＦＰ・
ＩＣがプリント配線基板に実装される際には、はんだデ
ィップ処理やリフローはんだ処理によってＱＦＰ・ＩＣ
は加熱される。このような環境試験または実装に際し
て、熱ストレスが前記構成に係るＱＦＰ・ＩＣに加わっ
た場合には、構成材料の熱膨張係数差により樹脂封止体
の内部に応力が発生する。

【００４４】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、樹脂封止体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、樹脂封止体のクラッ
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
樹脂封止体の樹脂との界面や、タブとペレットとの界面
に剥離が発生すると、タブ裏面における外縁付近の応力
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。

【００４５】さらに、樹脂封止体の完成後の保管過程に
おいて樹脂封止体の内部に吸湿された湿気が、タブ下面
と樹脂封止体との間に剥離によって発生した隙間に万一
侵入すると、ＱＦＰ・ＩＣが加熱された際に、加熱によ
ってその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、タブ裏面における外縁付近の応力集中箇所を起点と
するクラックは、より一層発生され易くなるという問題
点がある。この解析と同様な研究が、財団法人日本科学
技術連盟１９８４年５月２９日発行「第１４回信頼性シ
ンポジウム発表報文集」 Ｐ４０４〜Ｐ４０６、に発表
されている。

【００４６】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、タブ下面と樹脂封止体の
樹脂との界面における剥離が発生した時にタブ下端部の
応力は大幅に増加するため、樹脂封止体にクラックが発
生する。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するため、
樹脂封止体にクラックが発生する。特に、熱膨張係数が
樹脂封止体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あっても、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
面に接する樹脂封止体の樹脂部分が開口するため、過大
な応力が作用してクラックが発生する。

【００４７】そして、ＱＦＰ・ＩＣ３８においてこのよ
うなクラックが発生すると、樹脂封止体３５が薄く形成
されているため、クラックが樹脂封止体３５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樹脂
封止体３５内部へ湿気が侵入するため、ＱＦＰ・ＩＣ３
８の耐湿性が急激に低下することになる。

【００４８】しかし、本実施形態においては、タブ１８
に４個の長円孔２１が中央部に十字形に開設され、各長
円孔２１の中空部内に充填された樹脂部にアイランド２
２およびこれを吊持した一対の吊持部２４、２４が埋め
込まれた状態になっているため、ＱＦＰ・ＩＣ３８の樹
脂封止体３５にクラックが発生することはない。

【００４９】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の下面と樹脂封止体３
５の樹脂との界面、または、タブ１８とペレット３２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、各長円孔２１の中空部内に充填された樹脂封
止体３５の樹脂、および、各長円孔２１の中空部に充填
された樹脂の内部にそれぞれ埋め込まれた状態になって
いるアイランド２２および各吊持部２４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。このとき、各アイランド２２はプレス加工によっ
て押し潰されているため、全周において投錨された状態
になっており、その投錨効果はきわめて高くなってい
る。これらの投錨効果によって、タブ１８の下面と樹脂
封止体３５の樹脂との界面、および、タブ１８とペレッ
ト３２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。

【００５０】また、タブ１８に４個の長円孔２１が十字
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つの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
る伸び量がその分だけ縮小された状態になっている。そ
の結果、タブ１８の外側縁辺においてタブ１８と樹脂封
止体３５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
体３５の内部において前述したような剥離が発生したと
しても、タブ１８の裏面における外縁の応力集中箇所を
起点とするクラックの発生は防止されることになる。

【００５１】以上のようにして、本実施形態において
は、アイランド２２および吊持部２４の投錨効果と、長
円孔２１の横断面積の分割効果とによって剥離の発生が
確実に防止されているため、樹脂封止体３５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
体３５のクラックをも防止することができる。すなわ
ち、樹脂封止体３５に吸湿された湿気がタブ１８下面と
樹脂封止体３５の樹脂との界面に形成された隙間に溜ま
り、この溜まった湿気が加熱時における樹脂封止体３５
の温度上昇に伴って所謂水蒸気爆発を引起すことにな
る。しかし、本実施形態においては、剥離による隙間が
発生しないのであるから、樹脂封止体３５に吸湿された
湿気が隙間に溜まる現象は発生しない。つまり、水蒸気
爆発が樹脂封止体３５の内部で発生する現象を未然に回
避することができるため、それによるクラックの発生は
防止されることになる。

【００５２】前記実施形態によれば次の効果が得られ
る。 （１） タブに開設された長円孔内に薄いアイランドを
吊持部で吊持し、長円孔に充填された樹脂部にアイラン
ドおよび吊持部を埋まった状態にすることにより、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体
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体におけるクラック
の発生を防止することができる。

【００５３】（２） タブと樹脂封止体の樹脂との剥離
を防止することにより、樹脂封止体に吸湿された湿気が
剥離による隙間に溜まるのを未然に防止することができ
るため、種々の加熱時における樹脂封止体の温度上昇に
伴って引き起こされる所謂水蒸気爆発を未然に回避する
ことができ、その結果、水蒸気爆発による樹脂封止体の
クラックをも防止することができる。

【００５４】（３） 前記（１）および（２）により、
樹脂封止体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、ＱＦＰをさらに薄形で、かつ小形化さ
せることができ、ＱＦＰ・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。

【００５５】（４） アイランドおよび吊持部はタブの
厚さ内に収まるため、樹脂封止体の厚さが増加するのを
回避することができ、ＱＦＰ・ＩＣの厚さの増加を防止
することができる。

【００５６】（５） アイランドを薄板形状に形成する
ことにより、アイランドが全方位において投錨効果を発
揮する状態になるため、アイランドはタブが樹脂封止体
の樹脂から剥離するのをより一層確実に防止することが
できる。

【００５７】（６） 長円孔、アイランド素部および吊
持部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、また、アイランドの空間はプレス加工
によって一体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。

【００５８】図１０は本発明の他の実施形態を示すタブ
の平面図である。

【００５９】本実施形態２が前記実施形態１と異なる点
は、大口径の四角形孔形状に形成された透孔２１Ａがタ
ブ１８に大きく開口されており、この透孔２１Ａの各コ
ーナ部に各アイランド２２が対角線に直交するように張
設された一対の吊持部２４、２４によってそれぞれ吊持
されている点である。

【００６０】本実施形態２においても、各アイランド２
２および各吊持部２４が投錨効果を発揮するため、前記
実施形態１と同様の作用効果が奏される。

【００６１】以上本発明者によってなされた発明を実施
形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形
態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。

【００６２】例えば、透孔としての透孔の形状は、長円
や正方形に限らず、長方形や多角形、楕円形、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。

【００６３】アイランドの平面視の形状は円形に限ら
ず、楕円形や正方形、三角形等であってもよい。

【００６４】吊持部は蛇行形状に形成するに限らず、直
線形状に形成してもよい。吊持部を蛇行形状に形成する
ことにより、アイランドを独立懸架することができるた
め、アイランドを適正位置に自動的に配置することがで
きる。

【００６５】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ＱＦＰ
・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。

【００６６】

【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。

【００６７】タブに開設された透孔内にタブの厚さより
も薄いアイランドを複数本の吊持部によって吊持し、長
円孔に充填された樹脂部にアイランドおよび吊持部を埋
まった状態にすることにより、樹脂封止体にタブのコー
ナ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】本発明の一実施形態であるＱＦＰ・ＩＣを示し
ており、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は一部切断底面図
である。

【図２】そのＱＦＰ・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】（ａ）、（ｂ）はアイランドの成形方法の実施
形態を示す各斜視図である。

【図４】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５】（ａ）は図４のＶ−Ｖ線に沿う正面断面図、
（ｂ）は（ａ）のｂ部の拡大部分図である。

【図６】樹脂封止体の成形工程を示す一部省略縦断面図
である。

【図７】樹脂封止体成形後の組立体を示す一部切断平面
図である。

【図８】（ａ）は同じく縦断面図、（ｂ）は（ａ）のｂ
部の拡大部分図である。

【図９】ＱＦＰ・ＩＣの実装状態を示す斜視図である。

【図１０】図１０は本発明の他の実施形態を示すタブの
平面図である。

【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…インナリード、２０…アウ
タリード、２１…長円孔（透孔）、２１Ａ…四角形の透
孔、２２…アイランド、２２Ａ…アイランド素部、２３
…空間部、２４…吊持部、３１…ボンディング層、３２
…ペレット、３２ａ…ボンディングパッド（電極）、３
３…ワイヤ、３４…組立体、３５…樹脂封止体、３６…
樹脂封止体成形後の組立体、３７…ＱＦＰ（表面実装形
樹脂封止パッケージ）、３８…ＱＦＰ・ＩＣ（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）、４０
…トランスファ成形装置、４１…上型、４２…下型、４
３…キャビティー、４３ａ…上型キャビティー凹部、４
３ｂ…下型キャビティー凹部、４４…ポット、４５…プ
ランジャ、４６…カル、４７…ランナ、４８…ゲート、
４９…逃げ凹所、５０…レジン、５１…プリント配線基
板、５２…ランド。

Claims (7)

【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インナリードと、各
   インナリードにそれぞれ一連に連設されている複数本の
   アウタリードと、半導体ペレット、タブおよびインナリ
   ード群を樹脂封止する樹脂封止体とを備えている半導体
   装置において、 前記タブに開設された透孔内に前記タブの板厚よりも薄
   いアイランドが複数本の吊持部によって吊持されてお
   り、このアイランドおよび各吊持部が前記透孔内の充填
   樹脂部に埋まっていることを特徴とする半導体装置。
2. 【請求項２】 前記透孔がタブの複数箇所に開設されて
   いることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
3. 【請求項３】 前記透孔がタブに大きく開設されてお
   り、この透孔に複数個のアイランドが各吊持部によって
   吊持されていることを特徴とする請求項１に記載の半導
   体装置。
4. 【請求項４】 前記アイランドはプレス加工によって形
   成されていることを特徴とする請求項１、２または３に
   記載の半導体装置。
5. 【請求項５】 前記吊持部が弾性を発揮する形状に形成
   されていることを特徴とする請求項１、２、３または４
   に記載の半導体装置。
6. 【請求項６】 請求項１に記載の半導体装置の製造方法
   であって、 前記タブに開設された透孔内に前記タブの板厚よりも薄
   いアイランドが複数本の吊持部によって吊持されている
   リードフレームを製作するリードフレーム成形工程と、 前記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、 前記半導体ペレットの各電極と前記リードフレームの各
   インナリードとがそれぞれ電気的に接続される接続工程
   と、 前記組立体が成形型に前記タブがキャビティー内に配置
   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、タブおよびインナリー
   ド群を樹脂封止する樹脂封止体が成形されるとともに、
   前記透孔内に樹脂封止体の樹脂が充填される樹脂封止体
   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。
7. 【請求項７】 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る半導体ペレットの各電
   極に電気的に接続されるインナリードと、各インナリー
   ドにそれぞれ一連に連設されている複数本のアウタリー
   ドと、アウタリード群を支持するフレームとを備えてい
   るリードフレームにおいて、 前記タブに開設された透孔内に前記タブの板厚よりも薄
   いアイランドが複数本の吊持部によって吊持されている
   ことを特徴とするリードフレーム。