JPH10200010A - 表面実装型半導体装置用のリードフレーム部材および該リードフレーム部材を用いた表面実装型半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一層の多端子化、高密度配線に対応でき、且
つ、高放熱性を有する、リードフレームをコア材とした
ＢＧＡタイプの樹脂封止型半導体装置を提供する。 【解決手段】 一面に、外部回路と接続するための外部
接続用端子（電極）を、その先端面を外側に向け、二次
元的に設けたリードフレームと、半導体素子およびリー
ドフレームをその一面に搭載し、少なくとも他面および
側面を外部に露出させる放熱板と、外部接続用端子（電
極）の外部回路と接続する側の先端面を露出させ、且
つ、少なくとも、半導体素子搭載領域、ボンディング領
域、および半導体装置の領域外の部分を除いて、封止す
る封止用樹脂とを備えた、表面実装型であるＢＧＡタイ
プの樹脂封止型半導体装置用のリードフレーム部材であ
って、リードフレームの外部接続用端子（電極）を設け
ていない側の面は、放熱板の一面に、接着層を介して接
着されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，半導体装置の技術
分野に属し、特に、リードフレームを用いたＢＧＡタイ
プの樹脂封止型半導体装置の製造方法と該製造により作
製された表面実装型半導体装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の高性能化と軽薄短小の
傾向から、半導体装置はＡＳＩＣに代表されるように、
ますます高集積化、高機能化の一途をたどってきてお
り、この結果、外部端子（ピン）総数の増加を招き、半
導体装置の多端子化が求められるようになってきた。多
端子ＩＣ、特にゲートアレイやスタンダードセルに代表
されるＡＳＩＣあるいは、マイコン、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉ
ｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等をコス
トパーフォーマンス高くユーザに提供するパッケージと
してリードフレームを用いたプラスチックＱＦＰ（Ｑｕ
ａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）が主流となり、現在
では３００ピンを超えるものまで実用化に至ってきてい
る。

【０００３】ＱＦＰは、図９（ｂ）に示す単層リードフ
レーム９１０を用いたもので、図９（ａ）に示すよう
に、ダイパッド９１１上に半導体素子９２０を搭載し、
銀めっき等の表面処理がなされたインナーリード９１２
先端部と半導体素子９２０の端子９２１とをワイヤ９３
０にて結線し、封止用樹脂９４０で封止を行い、この
後、ダムバー部９１４をカットし、アウターリード９１
３をガルウイング状に成形したものである。このよう
に、ＱＦＰは、パッケージの４方向に外部回路と電気的
に接続するためのアウターリード９１３を設けた構造で
多端子化に対応できるものとして開発されてきた。ここ
で用いられる単層リードフレーム９１０は、通常、４２
合金（４２％ニッケル−鉄合金）あるいは銅合金などの
電気伝導率が高く，且つ機械的強度が大きい金属材を素
材とし、フォトエッチング法かあるいはスタンピング法
により、図９（ｂ）に示すような形状に作製されてい
た。尚、図９（ｂ）（ロ）は、図９（ｂ）（イ）のＦ１
−Ｆ２における断面を示したものである。

【０００４】しかし、ＱＦＰ形態を採用しても、３００
ピンを超えるようなパッケージを必要とする場合、パッ
ケージサイズが大きくなってしまうという問題があっ
た。また、ＬＳＩチップの高集積化と高速化に伴う発熱
量の熱放散性も問題となってきた。尚、ＱＦＰでは外部
端子ピッチを狭めることにより、パッケージサイズを大
きくすることなく多端子化に対応してきたが、外部端子
の狭いピッチ化に伴い、外部端子自体の幅が細くなり、
外部端子の強度が低下するため、フォーミング等の後工
程におけるアウターリードのスキュー対応やプラナリイ
ティー（平坦性）維持が難しくなり、実装に際しては、
パッケージ搭載精度維持が難しくなるという実装面での
問題を抱えていた。

【０００５】このようなＱＦＰの実装面での問題に対応
するため、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）
と呼ばれるパッケージが開発されてきた。このＢＧＡ
は、通常、両面基板の片面に半導体素子を搭載し、もう
一方の面に球状の半田ボールをパッケージの外部端子と
して二次元的に配列し、スルーホールを通じて半導体素
子と外部端子（半田ボール）との導通をとったもので、
実装性の対応を図ったパッケージである。ＢＧＡはパッ
ケージの４辺に外部端子を設けたＱＦＰに比べ、同じ外
部端子数でも外部端子間隔（ピッチ）を大きくとれると
いう利点があり、半導体装置の実装工程を難しくせず、
入出力端子の増加に対応できた。即ち、ＢＧＡパッケー
ジは、同じＩ／Ｏ端子数を備えた場合に、ＱＦＰに比べ
パッケージサイズを小とすることが可能となる。特に、
高熱放散性を必要とするタイプには、ＬＳＩ裏面側に放
熱板を設置したキャビティダウンタイプのＢＧＡパッケ
ージが多く用いられている。この高熱放散性のキャビテ
ィダウンタイプのＢＧＡを実現するためには、現在ＴＡ
Ｂテープもしくは多層のプリント基板が用いられてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来か
ら用いられているキャビティダウンタイプのＢＧＡに
は、内部配線が多層プリント配線板を用いているため、
最も一般的な多ピン（多端子）パッケージであるＱＦＰ
に比べ大幅にコスト高になってしまうという問題があ
る。また、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂ
ｏｎｄｉｎｇ）テープを用いるＴＢＧＡ（ＴＡＢ Ｂａ
ｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）の場合はＴＡＢの製造ラ
インと言う特別なラインが必要になり、既存のＱＦＰラ
インはほとんど適用できないため、新たな設備投資が付
加避となるという問題もある。本発明は、これに対応す
るためのもので、一層の多端子化、高密度配線に対応で
き、且つ、高放熱性を有する、リードフレームをコア材
としたＢＧＡタイプの樹脂封止型半導体装置を提供しよ
うとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の表面実装型半導
体装置用のリードフレーム部材は、一面に、外部回路と
接続するための外部接続用端子（電極）を、その先端面
を外側に向け、二次元的に配列して設けたリードフレー
ムと、半導体素子およびリードフレームをその一面に搭
載し、少なくとも他面および側面を外部に露出させる放
熱板と、外部接続用端子（電極）の外部回路と接続する
側の先端面を露出させ、且つ、少なくとも、半導体素子
搭載領域、ボンディング領域、および半導体装置の領域
外の部分を除いて、封止する封止用樹脂とを備えた、表
面実装型であるＢＧＡタイプの樹脂封止型半導体装置用
のリードフレーム部材であって、リードフレームは、半
導体素子とワイヤボンディングもしくはギャングボンデ
ィングにて、その内部側の一端で、電気的に接続される
リード配線を複数有し、外部回路と接続するための外部
接続用端子（電極）を、リード配線と一体的に連結し、
リード配線面の一面側に、リード配線面からその先端部
を突出させて複数設け、外部接続用端子（電極）より更
に外側に延長されたリード配線により、リード配線、外
部接続用端子（電極）と一体的に連結して、リードフレ
ーム全体を保持する枠部を半導体装置作製領域の外に設
けており、且つ、半導体素子を搭載するためのダイパッ
ドを持たないもので、外部接続用端子（電極）はリード
フレーム素材の厚さで、リード配線はその一方の面をリ
ードフレーム素材面としてリードフレーム素材の厚さよ
りも薄肉にしており、リードフレームの外部接続用端子
（電極）を設けていない側の面は、放熱板の一面に、接
着層を介して接着されていることを特徴とするものであ
る。そして、上記において、リードフレームと接着層を
介して接着する側の放熱板の一面に、半導体装置を搭載
するための凹部を設けていることを特徴とするものであ
る。そしてまた、上記において、リード配線のボンディ
ング領域および外部接続用端子（電極）の先端面に銀め
っき、パラジウムめっき、金めっきのいずれかが施され
ていることを特徴とするものである。

【０００８】本発明の表面実装型半導体装置は、本発明
の表面実装型半導体装置用のリードフレーム部材を用い
た半導体装置であって、半導体素子を、その端子側でな
い面が接するように、放熱板の凹部に搭載し、リード配
線の内部側の一端とワイヤボンディングにより電気的に
結線したもので、外部接続用端子（電極）の外部回路と
接続する側の先端面に、ろう材もしくは導電性接着剤か
らなるボール状、突起状ないしランド状の外部接続体を
設け、且つ、該外部接続体を露出させ、少なくとも、半
導体素子搭載領域、ボンディング領域を含む部分を封止
用樹脂で封止し、リードフレーム部材の封止用樹脂と合
わせて、全体を封止用樹脂で封止したものであることを
特徴とするものである。そして、上記における外部接続
体が半田ボールからなることを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】本発明の表面実装型半導体装置用のリードフレ
ーム部材は、上記のように構成することにより、一層の
多端子化、高密度配線が可能なＢＧＡタイプの樹脂封止
型半導体装置で、且つ熱放散性の優れた表面実装型半導
体装置の提供を可能とするものである。即ち、放熱性が
良好なキャビティーダウンタイプのＢＧＡの作製を可能
にしている。また、本発明のリードフレーム部材を用い
て本発明の表面実装型半導体装置を作製した場合、従来
のＢＧＡとは異なり、リードフレームをコア材として回
路を形成しているため、構成全体を簡単なものとし、信
頼面や生産性の面で優れたものとしいる。更に、ＱＦＰ
の組立工程に近い設備、条件、材料での作製を可能とし
ている。具体的には、一面に、外部回路と接続するため
の外部接続用端子（電極）を、その先端面を外側に向
け、二次元的に設けたリードフレームと、半導体素子お
よびリードフレームをその一面に搭載し、少なくとも他
面および側面を外部に露出させる放熱板と、外部接続用
端子（電極）の外部回路と接続する側の先端面を露出さ
せ、且つ、少なくとも、半導体素子搭載領域、ボンディ
ング領域、および半導体装置の領域外の部分を除いて、
封止する封止用樹脂とを備えており、更に、リードフレ
ームは、半導体素子とワイヤボンディングもしくはギャ
ングボンディングにて、その内部側の一端で、電気的に
接続されるリード配線を複数有し、外部回路と接続する
ための外部接続用端子（電極）を、リード配線と一体的
に連結し、リード配線面の一面側に、リード配線面から
その先端部を突出させて複数設け、外部接続用端子（電
極）より更に外側に延長されたリード配線により、リー
ド配線、外部接続用端子（電極）と一体的に連結して、
リードフレーム全体を保持する枠部を半導体装置作製領
域の外に設けており、且つ、半導体素子を搭載するため
のダイパッドを持たないもので、外部接続用端子（電
極）はリードフレーム素材の厚さで、リード配線はその
一方の面をリードフレーム素材面としてリードフレーム
素材の厚さよりも薄肉にしており、リードフレームの外
部接続用端子（電極）を設けていない側の面は、放熱板
の一面に、接着層を介して接着されていることにより、
これを達成している。詳しくは、リード配線をリードフ
レーム素材の厚さより薄肉とすることにより、微細加工
を可能とし、多端子化に対応できるものとしており、且
つ、高密度配線を可能としており、リードフレームの外
部接続用端子（電極）を設けていない側の面は、放熱板
の一面に、接着層を介して接着されていることより、放
熱性の良いものとしている。また、リードフレームと接
着層を介して接着する側の放熱板の一面に、半導体装置
を搭載するための凹部を設けていることにより、半導体
装置の薄型化を可能とするとともにボンディング性の良
いものとしている。また、リード配線のボンディング領
域、外部接続用端子の先端面にめっき処理がなされてい
ることにより、ワイヤボンディング、外部接続体の作製
をそれぞれ可能としている。

【００１０】本発明の表面実装型半導体装置は、本発明
の表面実装型半導体装置用リードフレームを用いたもの
で、リード配線を薄肉状にし、且つ、外部接続用端子を
二次元的に配列させたリードフレームを用いていること
により、構造を簡単として、且つ一層の多端子化、高密
度配線を可能とし、放熱の良いものとしている。そし
て、放熱板の凹部に半導体素子を搭載し、且つリード配
線をも放熱板に固定した構造としている。また、放熱板
の一面が外部に露出する構造で、高い熱放散性を有する
ものとしている。更に、リードフレームをコア材として
回路を形成しているため、構成全体を簡単なものとし、
信頼面や生産性の面で優れたものとしている。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明を図にもとづいて説明す
る。はじめに、本発明の表面実装型半導体装置用リード
フレーム部材を説明する。図１（ａ）は本発明の表面実
装型半導体装置用リードフレーム部材の断面図であり、
図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ０側から見た概略図を示
したもので、図５（ａ）は、図１に使用されるリードフ
レームの１例を示した概略図であり、図５（ｂ）は図５
（ａ）の約１／４部分の拡大図であり、図５（ｃ）はリ
ード配線の内部側先端部の状態を説明するための一部拡
大図である。尚、図５（ａ）は概略図で、全体を分かり
易くするために図５（ｂ）に比べ、リード配線の数、外
部接続用端子（電極）の数は少なくして示してある。図
１、図５中、１００はリードフレーム部材、１１０はリ
ードフレーム、１１０Ａ内部側先端部、１１０Ｓは素材
面、１１１、１１２はリード配線、１１３は外部接続用
端子（電極）、１１３Ｓは先端面、１１４は枠部（ダム
バー部）、１１５は固定用フレーム枠、１１６は繋ぎ
部、１１７は連結部、１２０は放熱板、１２５は凹部、
１３０は封止用樹脂、１４０は接着材である。本発明の
リードフレーム部材１００は、一面に、外部回路と接続
するための外部接続用端子（電極）を、その先端面を外
側に向け、二次元的に設けたリードフレーム１１０と、
半導体素子を搭載するための凹部をその一面に設けた放
熱板１２０と、外部接続用端子（電極）の外部回路と接
続する側の先端面を露出させ、且つ、少なくとも、半導
体素子搭載領域、ボンディング領域、および半導体装置
の領域外の部分を除いて、封止する封止用樹脂１３０と
を備えた、表面実装型であるＢＧＡタイプの樹脂封止型
半導体装置用のリードフレーム部材である。

【００１２】リードフレーム１１０は、銅合金、４２合
金（４２％ニッケル−鉄合金）等を素材としたもので、
半導体素子とワイヤボンディングもしくはギャングボン
ディングにて、その内部側の一端で、電気的に接続され
るリード配線１１１を複数有し、リード配線１１１と一
体的に連結し、リード配線１１１面の一面側に、リード
配線１１１面からその先端部を突出させ、その先端面１
１３Ｓを外側に向けた、外部回路と接続するための外部
接続用端子（電極）１１３を、二次元的に複数設けてい
る。そして、外部接続用端子（電極）１１３より更に外
側に延長されたリード配線１１２により、リード配線１
１１、外部接続用端子（電極）１１３と一体的に連結し
て、リードフレーム１１０全体を保持する枠部１１４を
半導体装置作製領域の外に設け、且つ、半導体素子を搭
載するためのダイパッドを持たないものである。また、
外部接続用端子（電極）１１３はリードフレーム素材の
厚さで、リード配線１１１および１１２はその一方の面
をリードフレーム素材面１１０Ｓとしてリードフレーム
素材の厚さよりも薄肉にしている。このようなリードフ
レームは、後述する図８に示すハーフエッチングを伴行
して行う２段エッチング加工方法により作製できる。
尚、リード配線１１１の内部側先端に１１１Ａおいて
は、図５（ｃ）（イ）に示すように、リード配線のピッ
チや幅にもよるが、必要に応じて、エッチング加工の
際、先端同志を一体的に連結する連結部１１７を設けて
おく。そして、ボンディング処理用のめっき処理を終え
た後、図５（ｃ）（ロ）に示すように、固定用テープ１
１８を貼り付けてから、連結部１１７を除去して、図５
（ｃ）（ハ）に示すように固定用テープ１１８にて内部
側先端に１１１Ａを保持する。

【００１３】放熱板１２０は、Ｃｕ系金属等、熱放散性
の高い金属を用いる。図１では、放熱板１２０の一面
に、半導体素子を搭載するための凹部１２５を設けてい
るが、必ずしも、凹部１２５は必要でない。

【００１４】リードフレーム１１０の外部接続用端子
（電極）１１３を設けていない側の面は、放熱板１２０
の凹部１２５を設けた側の面に、接着層１４０を介して
接着されているが、接着層１４０としては、エポキシ
系、ポリイミド系、アクリル系等、耐熱絶縁性が高い材
料が使用できる。

【００１５】封止用樹脂１３０はエポキシ系からなり、
外部接続用端子（電極）１１３の外部回路と接続する側
の先端面１１３Ｓを露出させ、且つ、少なくとも、半導
体素子搭載領域、ボンディング領域、および半導体装置
の領域外の部分を除いて、封止してある。ポッティング
法により、樹脂封止する場合には、樹脂封止のためのダ
ムをエポキシ樹脂にて設けてる。これは必ずしも必要で
はない。

【００１６】本発明のリードフレーム部材の変形例を図
３に挙げる。図３（ａ）は、ポッティングにより、樹脂
封止されて作製される場合で、エポキシ樹脂によるダム
バー３９０を設けた構造のものである。図３（ｂ）は、
放熱板３２０に、半導体素子を搭載するための凹部がな
いものである。図３（ｃ）も、放熱板３２０に、半導体
素子を搭載するための凹部がないものであるが、外部に
露出した側の面に、放熱性を高めるように、凹部を多数
設けているものである。

【００１７】次に、本発明の表面実装型半導体装置を図
にもとづいて説明する。図２（ａ）は実施例の表面実装
型半導体装置の断面図であり、図２（ｂ）は、図２
（ａ）のＢ０側から見た概略図を示したものである。図
２中、２００は半導体装置、１１０はリードフレーム、
１１１、１１２はリード配線、１１１Ａは内部側の先端
部、１１３は外部接続用端子（電極）、１１３Ｓは面、
１２０は放熱板、１２５は凹部、１３０、１３５は封止
用樹脂、１４０は接着層、１６０は半導体素子、１６１
は端子、１７０はワイヤ、１８０は外部接続体である。
本発明の表面実装型半導体装置は、上記本発明のリード
フレーム部材を用い半導体素子を搭載し、ワイヤボンデ
ィングし、樹脂封止した後に、不要な半導体装置領域外
の、リードフレームの枠部等を除去したものであり、半
導体素子１６０をその端子１６１側でない面が接するよ
うに、放熱板１２０の凹部１２５に搭載し、端子部１６
１とリード配線１１１内部側の一端とをワイヤ１７０に
て電気的に接続しており、外部接続用端子（電極）１１
３の外部回路と接続する側の先端面１１３Ｓに、外部接
続体１８０を露出させて設けている。そして、封止用樹
脂１３５は半導体素子搭載領域、ボンディング領域を含
む部分を封止用樹脂で封止し、リードフレーム部材の封
止用樹脂１３０と合わせて、全体を樹脂封止している。

【００１８】外部接続体１８０としては、半田ボールが
一般的であるが、これに限定されない。ろう材もしくは
導電性接着剤からなるボール状、突起状ないしランド状
に設けても良いが、封止用樹脂１３０や封止用樹脂１３
５よりも外側に突出していることが必要である。

【００１９】放熱板１２０は、Ｃｕ系金属等、熱放散性
の高い金属を用い半導体素子１６０を搭載するが、必ず
しも、凹部１２５を設けこの部分に半導体素子１６０を
搭載する必要はない。また、その外側部の形状も、図１
に示すように平坦状にする必要もない。

【００２０】封止用樹脂１３０や封止用樹脂１３５は、
特に限定されないが、同じものが好ましい。尚、リード
フレーム部材の作製の際、ポッティング方法により樹脂
１３０が封止されている場合には、シリコーン樹脂、エ
ポキシ樹脂等からなるダム部を設けることもできる。

【００２１】次に、本発明の表面実装型半導体装置の変
形例を挙げる。図４（ａ）は、ポッティング方法によ
り、リードフレーム部材を作製した場合のもので、ダム
３９０を設けている。固定用テープ３８０はリード幅や
ピッチを考慮して、必要に応じて設ける。図４（ｂ）
は、放熱板３２０に、半導体素子３６０搭載用の凹部を
設けていないものである。図４（ｃ）は、放熱板３２０
に、半導体素子３６０搭載用の凹部を設け、且つ、放熱
板の外部に露出した側に、放熱性を上げるための凹部を
多数設けたものである。

【００２２】

【実施例】更に、実施例を挙げ、本発明を説明する。ま
ず、本発明の表面実装型半導体装置用リードフレーム部
材の実施例を挙げ、図１に基づいて説明する。リードフ
レーム１１０は、リードフレーム素材として、厚さ０．
１２５ｍｍの銅合金（古河電工株式会社製、型番ＥＦＴ
ＥＣ６４Ｔ−１／２Ｈ）を用い、図５に示すような形状
にエッチングにて作製したもので、放熱板１２０は、Ｃ
ｕ系金属を用い、図１に示すように、半導体素子を搭載
するための凹部１２５をその一面に設けた。接着層１４
０はエポキシ系の材料を用いた。封止用樹脂１３０ポッ
ティング法によるもので、エイブルスティック社製の液
状封止樹脂「ＸＰ−０７１３９４−１１」を用いた。

【００２３】次に、実施例の表面実装型半導体装置用リ
ードフレーム部材の製造方法を図６に基づいて説明す
る。まず、厚さ０．１２５ｍｍの銅合金（古河電工株式
会社製、型番ＥＦＴＥＣ６４Ｔ−１／２Ｈ）をリードフ
レーム素材１１０Ａとし（図６（ａ））、後述する図８
に示すハーフエッチング方法を併用した２段エッチング
加工方法により、図５（ｃ）（イ）に示すようなリード
配線１１１の内側を延長し、リード配線１１１間を一体
的に連結する連結部１１７を設けたリードフレーム１１
０を外形加工して作製した。（図６（ｂ）） リードフレーム１１０のリード配線１１１の厚みは４０
μｍ、内部側の先端部の幅は１００μｍで、外部接続用
端子（電極）１１３を二次元的に２５６個配列したもの
である。

【００２４】次いで、リードフレーム１１０の少なくと
もワイヤボンディング領域、外部接続用端子（電極）１
１３の外部回路と接続する側の先端面１１３Ｓに貴金属
めっき処理を施した後、リード配線１１１固定のため固
定用テープ１９０を所定の位置に接着しておく。（図６
（ｃ）） 貴金属めっきとして、リードフレーム１１０の全面に、
順に、ニッケルめっき、パラジウムめっき、金めっきを
それぞれ３．０μｍ、０．３μｍ、０．０３μｍ施し
た。固定用テープ１９０としては、ワイヤボンディング
時の熱履歴、絶縁信頼性に優れるものであれば良く、材
質は限定されないが、従来からＱＦＰで用いられている
ポリイミドフィルムを基材とした接着テープである巴川
製紙株式会社製のＲ７２２を用いた。

【００２５】次いで、リードフレーム１１０の連結部１
１７を金型プレスによりカットした。（図６（ｄ））

【００２６】次いで、リードフレーム１１０の外部接続
用端子（電極）１１３側でない面と放熱板１２０の凹部
１２５形成面側とを接着層１４０を介して貼り合わせ
た。（図６（ｅ）） 接着層１４０には両面接着材月のポリイミドフィルムを
用いた。ポリイミド厚５０μｍ、接着剤２０μｍで、接
着剤はエポキシ系の材料を採用した。放熱板１２０は
０．３ｍｍ厚の銅合金に５．０μｍのニッケルツめっき
を施した板材を採用した。板材は所定の寸法にエッチン
グ加工により、加工されており、その半導体素子の搭載
部は０．２μｍの付加さの凹部１２５を形成してある。
熱圧着装置にて１５０°Ｃにて貼り付けを行い、熱処理
を１２０°Ｃ、１時間、１８０°Ｃ１時間行った。

【００２７】続いて、エポキシ樹脂によるダム１９５を
形成した（図６（ｆ））後、樹脂１３０としてポッティ
ング樹脂を用い、外部接続用端子（電極）１１３の外部
回路と接続する側の先端面１１３Ｓを露出させ、且つ、
半導体素子搭載領域、ボンディング領域、および半導体
装置の領域外の部分を除いて、封止した。封止部分は少
なくともリード配線１１１のボンディング領域と、外部
接続用端子（電極）１１２の先端面１１２ｓを除くこと
が必要である。樹脂１３０の封止方法としは、ポッティ
ング方法が簡単で好ましいが、これに限定されるもので
なく、従来のＱＦＰのようにトランスファーモールド装
置を用いることもできる。本実施例の場合、ポッティン
グ樹脂１３０として、エイブルスティック社製の液状封
止樹脂「ＸＰ−０７１３９４−１１」を用いたが、特に
これに限定されない。ダム１９５、ポッティング樹脂１
３０はディスペンス装置により吐出形成できる。

【００２８】ポッティング樹脂による部分的な樹脂封止
の後、加熱炉内で熱処理にて樹脂を硬化させ、本実施例
のリードフレーム部材１００Ａを作製した。（図６
（ｇ）） 尚、加熱処理は、加熱炉内で熱１５０°Ｃにおいて３時
間行った。

【００２９】次に、本発明の表面実装型半導体装置の実
施例を挙げ、図２に基づいて説明する。本実施例の表面
実装型半導体装置は、上記実施例のリードフレーム部材
を用いたもので、半導体素子１６０をその端子１６１側
でない面が接するように、放熱板１２０の凹部１２５に
搭載し、端子部１６１とリード配線１１１内部側の一端
とをワイヤ１７０にて電気的に接続している。そして、
外部接続用端子（電極）１１３の外部回路と接続する側
の先端面１１３Ｓに、半田ボールからなる外部接続体１
８０を露出させて設けている。封止用樹脂１３５は半導
体素子搭載領域、ボンディング領域を含む部分を封止用
樹脂で封止し、リードフレーム部材の封止用樹脂１３０
と合わせて、全体を樹脂封止している。半導体素子を搭
載し、ワイヤボンディングし、樹脂封止した後に、不要
な半導体装置領域外の、リードフレームの枠部等を除去
したものである。

【００３０】次に、本実施例の表面実装型半導体装置の
作製方法を図にもとづいて説明する。図７は実施例の表
面実装型半導体装置の作製工程を示した断面図である。
まず、図６に示す工程にて得られたリードフレーム部材
１００Ａ（図７（ａ））を用い、半導体素子１１０の端
子１１１側でない面を放熱板１２０の凹部１２５に搭載
し、ワイヤボンディングを行い、ワイヤ１７０にて半導
体素子１６０とリード配線１１１を電気的に接続した。
（図７（ｂ））

【００３１】次いで、半導体素子１６０、ワイヤ１７０
を含め、半導体素子搭載領域、ボンディング領域をポッ
ティング樹脂１３５にて樹脂封止した。（図７（ｃ）） ポッティング樹脂１３５としてはエイブルスティック社
製の液状封止樹脂「ＸＰ−０７１３９４−１１」を使用
したが、これに限定はされない。また、樹脂封止方法も
ポッティングに限定するものでなく、従来のＱＦＰのよ
うにトランスファーモールド装置を用いることも可能で
ある。

【００３２】次いで、次いで加熱炉内で熱１５０°Ｃに
おいて３時間行い樹脂１３５を硬化させた後、リードフ
レーム１１０の枠部１１４を金型プレスによりカット
し、本実施例の表面実装型半導体装置２００Ａを得た。
（図７（ｄ））

【００３３】実施例のリードフレーム部材に用いられる
リードフレームの作製方法の１例を図８に基づいて簡単
に説明する。図８は、リードフレームのエッチング加工
方法を説明するための工程断面図であり、図５（ｂ）の
Ｃ１−Ｃ２部の断面部における製造工程図である。図８
中、８１０はリードフレーム素材、８２０Ａ、８２０Ｂ
はレジストパターン、８３０は第一の開口部、８４０は
第二の開口部、８５０は第一の凹部、８６０は第二の凹
部、８７０は平坦状面、８８０はエッチング抵抗層を示
す。また、、１１２はインナーリード、１１３は外部端
子部である。先ず、銅合金からなり、厚みが０．１２５
ｍｍのリードフレーム素材８１０の両面に、重クロム酸
カリウムを感光剤とした水溶性カゼインレジストを塗布
した後、所定のパターン版を用いて、所定形状の第一の
開口部８３０、第二の開口部８４０をもつレジストパタ
ーン８２０Ａ、８２０Ｂを形成する。（図８（ａ）） 第一の開口部８３０は、後のエッチング加工において外
部端子部の形状を形成するとともに、インナーリード形
成領域におけるリードフレーム素材８１０をこの開口部
からベタ状にリードフレーム素材よりも薄肉に腐蝕する
ためのもので、レジストの第二の開口部８４０は、イン
ナーリード部および外部端子部の形状を形成するための
ものである。次いで、液温５０°Ｃ、濃度４６ボーメの
塩化第二鉄溶液を用いて、スプレー圧２．５ｋｇ／ｃｍ
² にて、レジストパターンが形成されたリードフレーム
素材８１０の両面をエッチングし、ベタ状（平坦状）に
腐蝕された第一の凹部８５０の深さｈが８０〜８５μｍ
に達した時点でエッチングを止める。（図８（ｂ））上
記第１回目のエッチングにおいては、リードフレーム素
材８１０の両面から同時にエッチングを行ったが、必ず
しも両面から同時にエッチングする必要はない。少なく
とも、インナーリード部形状を形成するための、所定形
状の開口部をもつレジストパターン８２０Ｂが形成され
た面側から腐蝕液によるエッチング加工を行い、腐蝕さ
れたインナーリード部形成領域において、所定量エッチ
ング加工し止めることができれば良い。次いで、第一の
開口部８３０側の腐蝕された第一の凹部８５０にエッチ
ング抵抗層８８０としての耐エッチング性のあるホット
メルト型ワックスを、ダイコータを用いて、塗布し、ベ
タ状（平坦状）に腐蝕された第一の凹部８５０に埋め込
んだ。レジストパターン８２０Ａ上も該エッチング抵抗
層８８０に塗布された状態とする。（図８（ｃ）） エッチング抵抗層８８０を、レジストパターン８２０Ａ
上全面に塗布する必要はないが、第一の凹部８５０を含
む一部にのみ塗布することは難しい為に、図８（ｃ）に
示すように、第一の凹部８５０とともに、第一の開口部
８３０側全面にエッチング抵抗層８８０を塗布する。使
用するエッチング抵抗層８８０は、アルカリ溶解型のワ
ックスであるが、基本的にエッチング液に耐性があり、
エッチング時にある程度の柔軟性のあるものが、好まし
く、特に、上記ワックスに限定されず、ＵＶ硬化型のも
のでも良い。このようにエッチング抵抗層８８０をイン
ナーリード先端部の形状を形成するためのパターンが形
成された面側の腐蝕された第一の凹部８５０に埋め込む
ことにより、後工程でのエッチング時に第一の凹部８５
０が腐蝕されて大きくならないようにしているととも
に、高精細なエッチング加工に対しての機械的な強度補
強をしており、スプレー圧を高く（２．５ｋｇ／ｃｍ²
以上）することができ、これによりエッチングが深さ方
向に進行し易くなる。この後、第２回目のエッチングを
行い、凹状に腐蝕された第二の凹部８６０形成面側から
リードフレーム素材８１０をエッチングし、貫通させ、
インナーリード１１２および外部端子部１１３を形成す
る。（図８（ｄ）） 第１回目のエッチング加工にて作製された、エッチング
形成面８７０は平坦であるが、この面を挟む２面はイン
ナーリード側にへこんだ凹状である。次いで、洗浄、エ
ッチング抵抗層８８０の除去、レジスト膜（レジストパ
ターン８２０Ａ、８２０Ｂ）の除去を行い、インナーリ
ード１１２および外部端子部１１３が加工された図１
（ａ）や図４に示すリードフレーム１１０を得る。エッ
チング抵抗層８８０とレジスト膜（レジストパターン８
２０Ａ、８２０Ｂ）の除去は水酸化ナトリウム水溶液に
より溶解除去する。上記図８に示すエッチング加工方法
は、エッチングを２段階に分けて行うため、一般には２
段エッチング方法と呼ばれており、加工精度上では有利
な加工方法であるが、図８に示す方法の場合は、リード
フレーム素材を薄くしながら外形加工をする方法が採ら
れ、更に、微細加工を可能にしている。また、図８
（ｅ）に示すｔ₀ に対するｔの割合を変えることによ
り、平坦性の良い所望のインナーリード幅Ｗ１、インナ
ーリードピッチｐを得ることができる。尚、図８に示す
加工方法は、本実施例に用いられるリードフレームの製
造方法の１例であり、これに限定されない。

【００３４】

【効果】本発明は、上記のように、一層の多端子化、高
密度化、高放熱性に対応でき、且つ、簡単な構造のリー
ドフレームをコア材としたＢＧＡタイプの表面実装型半
導体装置用のリードフレーム部材と、これを用いた表面
実装型半導体装置の提供を可能としている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表面実装型半導体装置用リードフレー
ム部材の概略図

【図２】本発明の表面実装型半導体装置の概略図

【図３】本発明の表面実装型半導体装置用リードフレー
ム部材の変形例の断面図

【図４】本発明の表面実装型半導体装置の変形例の断面
図

【図５】本発明の表面実装型半導体装置用リードフレー
ム部材に用いられるリードフレームを説明するための図

【図６】実施例のリードフレーム部材の製造方法を説明
するための工程図

【図７】実施例の表面実装型半導体装置の製造方法を説
明するための工程図

【図８】実施例のリードフレーム部材に用いられるリー
ドフレームの製造方法を説明するための図

【図９】従来の樹脂封止型半導体装置と単層リードフレ
ームを説明するための図

【符号の説明】

１００、１００Ａ リードフレーム部材 １１０ リードフレーム １１０Ｓ 素材面 １１１、１１２ リード配線 １１１Ａ 内部側の先端部 １１３ 外部接続用端子（電
極） １１３Ｓ 先端面 １１４ 枠部 １１５ 固定用フレーム枠 １１６ 繋ぎ部 １１７ 連結部 １２０ 放熱板 １２５ 凹部 １３０ 封止用樹脂 １４０ 接着層 １６０ 半導体素子 １６１ 端子 １７０ ワイヤ １８０ 外部接続体 １９０ 固定用テープ １９５ ダム ２００、２００Ａ 表面実装型半導体装置 ３１０ リードフレーム ３１１、３１２ リード配線 ３１３ 外部接続用端子（電
極） ３１３Ｓ 面 ３１４ 枠 ３２０ 放熱板 ３２５ 凹部 ３３０、３３５ 封止用樹脂 ３４０ 接着層 ３６０ 半導体素子 ３６１ 端子 ３７０ ワイヤ ３８０ 外部接続体 ８１０ リードフレーム素材 ８２０Ａ、８２０Ｂ レジストパターン ８３０ 第一の開口部 ８４０ 第二の開口部 ８５０ 第一の凹部 ８６０ 第二の凹部 ８７０ 平坦状面 ８８０ エッチング抵抗層 ９００ 半導体装置 ９１０ （単層）リードフレーム ９１１ ダイパッド ９１２ インナーリード ９１３ アウターリード ９１４ ダムバー ９１５ フレーム（枠）部 ９２０ 半導体素子 ９２１ 電極部（パッド） ９３０ ワイヤ ９４０ 封止樹脂

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一面に、外部回路と接続するための外部
   接続用端子（電極）を、その先端面を外側に向け、二次
   元的に配列して設けたリードフレームと、半導体素子お
   よびリードフレームをその一面に搭載し、少なくとも他
   面および側面を外部に露出させる放熱板と、外部接続用
   端子（電極）の外部回路と接続する側の先端面を露出さ
   せ、且つ、少なくとも、半導体素子搭載領域、ボンディ
   ング領域、および半導体装置の領域外の部分を除いて、
   封止する封止用樹脂とを備えた、表面実装型であるＢＧ
   Ａタイプの樹脂封止型半導体装置用のリードフレーム部
   材であって、リードフレームは、半導体素子とワイヤボ
   ンディングもしくはギャングボンディングにて、その内
   部側の一端で、電気的に接続されるリード配線を複数有
   し、外部回路と接続するための外部接続用端子（電極）
   を、リード配線と一体的に連結し、リード配線面の一面
   側に、リード配線面からその先端部を突出させて複数設
   け、外部接続用端子（電極）より更に外側に延長された
   リード配線により、リード配線、外部接続用端子（電
   極）と一体的に連結して、リードフレーム全体を保持す
   る枠部を半導体装置作製領域の外に設けており、且つ、
   半導体素子を搭載するためのダイパッドを持たないもの
   で、外部接続用端子（電極）はリードフレーム素材の厚
   さで、リード配線はその一方の面をリードフレーム素材
   面としてリードフレーム素材の厚さよりも薄肉にしてお
   り、リードフレームの外部接続用端子（電極）を設けて
   いない側の面は、放熱板の一面に、接着層を介して接着
   されていることを特徴とする表面実装型半導体装置用の
   リードフレーム部材。
2. 【請求項２】 請求項１において、リードフレームと接
   着層を介して接着する側の放熱板の一面に、半導体装置
   を搭載するための凹部を設けていることを特徴とする表
   面実装型半導体装置用のリードフレーム部材。
3. 【請求項３】 請求項１ないし２において、リード配線
   のボンディング領域および外部接続用端子（電極）の先
   端面に銀めっき、パラジウムめっき、金めっきのいずれ
   かが施されていることを特徴とする表面実装型半導体装
   置用のリードフレーム部材。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３の表面実装型半導体装
   置用のリードフレーム部材を用いた半導体装置であっ
   て、半導体素子を、その端子側でない面が接するよう
   に、放熱板の凹部に搭載し、リード配線の内部側の一端
   とワイヤボンディングにより電気的に結線したもので、
   外部接続用端子（電極）の外部回路と接続する側の先端
   面に、ろう材もしくは導電性接着剤からなるボール状、
   突起状ないしランド状の外部接続体を設け、且つ、該外
   部接続体を露出させ、少なくとも、半導体素子搭載領
   域、ボンディング領域を含む部分を封止用樹脂で封止
   し、リードフレーム部材の封止用樹脂と合わせて、全体
   を封止用樹脂で封止したものであることを特徴とする表
   面実装型半導体装置。
5. 【請求項５】 請求項４における外部接続体が半田ボー
   ルからなることを特徴とする表面実装型半導体装置。