JPH1027870A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 樹脂封止体における反りの発生を低減する。 【解決手段】 ＴＳＯＰ・ＩＣ２８の樹脂封止体２５の
上面に樹脂封止の反りを防止する補強溝２６、２６を一
対、短手方向に全長にわたってそれぞれ形成する。樹脂
封止体の反りを防止する補強溝２６は樹脂封止体を成形
する成形型のキャビティーに凸部を突設することにより
形成する。 【効果】 樹脂封止体に反りが発生するのを防止できる
ため、樹脂封止体の反りによる外観不良や耐湿性等の性
能低下の発生を未然に防止できる。キャビティーに凸部
を突設するだけで補強溝を形成できるため、製造コスト
の増加を回避できるばかりか、樹脂封止体を形成する樹
脂の使用量を低減でき、コストを低減できる。

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、特
に、樹脂封止体における反り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、ＩＣという。）に利用して有効
な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】表面実装形の樹脂封止パッケージを備え
ているＩＣ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、各インナリードにそれぞれ連結されているアウタリ
ードと、ペレット、タブおよび各インナリードを樹脂封
止する樹脂封止体とを備えている。

【０００３】なお、樹脂封止パッケージを述べてある例
としては、株式会社日経ＢＰ社１９９３年５月３１日発
行「ＶＬＳＩパッケージング技術（上）」Ｐ１５５〜Ｐ
１６４がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記した樹脂封止パッ
ケージにおいては、樹脂封止体におけるペレットの上の
樹脂厚とタブの下の樹脂厚との比（以下、上下比とい
う。）が「１」に近づけば、樹脂封止体に反りは発生し
ないが、「１」から離れると、樹脂封止体に反りが発生
する。そこで、従来は所謂タブ下げを行って樹脂厚の上
下比が「１」に近づけられている。しかし、樹脂封止体
の全体の厚さが薄くなった樹脂封止パッケージや、タブ
が大きくなったり、インナリードが密になった樹脂封止
パッケージにおいては、樹脂封止体に反りが発生する場
合がある。

【０００５】本発明の目的は、樹脂封止体における反り
の発生を低減することができる半導体装置を提供するこ
とにある。

【０００６】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。

【０００７】

【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。

【０００８】すなわち、樹脂封止体を備えている半導体
装置は、樹脂封止体の少なくとも一主面に樹脂封止体の
反りを防止する補強溝が、その反りが発生しようとする
方向と平行に延在するように形成されていることを特徴
とする。

【０００９】前記樹脂封止体の補強溝は、樹脂封止体を
成形するための成形型のキャビティーの内面に凸部を突
設することによって形成することができる。前記した補
強溝を備えた樹脂封止体においては、樹脂封止体に反り
が発生しようとしても補強溝が所謂パイプ効果によって
反りの発生を阻止するため、反りが発生することは防止
される。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態である
半導体装置を示す一部切断斜視図である。図２〜図５は
その製造方法における各工程を示す各説明図である。

【００１１】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を備えているＩ
Ｃの一例である樹脂封止形ＴＳＯＰ・ＩＣ（Ｔｈｉｎ
Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇｅ・ＩＣ。
以下、ＴＳＯＰ・ＩＣという。）として構成されてい
る。ＴＳＯＰ・ＩＣ２８は、ペレット２２と、ペレット
２２がボンディングされているタブ１６と、ペレット２
２の各ボンディングパッド２２ａにボンディングワイヤ
２３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１８と、各インナリード１８にそれぞれ連結されて
いるアウタリード１９と、ペレット２２、タブ１８およ
び各インナリード１８を樹脂封止する樹脂封止体２５と
を備えている。

【００１２】樹脂封止体２５は平面視が長方形の平盤形
状に形成されており、一方の主面（以下、上面とす
る。）には樹脂封止体の反りを防止するための補強溝２
６が一対、短手方向に平行にそれぞれ没設されている。
各補強溝２６は断面が切欠円形の一定幅一定深さの樋形
状に形成されている。

【００１３】以下、本発明の一実施形態であるＴＳＯＰ
・ＩＣの製造方法を説明する。この説明により、ＴＳＯ
Ｐ・ＩＣについての前記した構成の詳細が共に明らかに
される。

【００１４】ＴＳＯＰ・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、
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る。多連リードフレーム１
１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（Ａ
ｇ）等を用いためっき被膜（図示せず）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。多連リードフレーム１１は複
数の単位リードフレーム１２が横方向に一列に並設され
ている。但し、便宜上、一単位のみが図示されている。

【００１５】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１
２、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、これら外枠とセクション枠により形成された長方形
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。

【００１６】単位リードフレーム１２において、両外枠
１３、１３にはタブ吊りリード１５が中央にそれぞれ配
置されて直角方向に突設されており、両タブ吊りリード
１５、１５の先端間には正方形に形成されたタブ１６が
一体的に支持されている。両タブ吊りリード１５、１５
はタブ１６の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１５、１５の屈曲によって、タブ１６
は後記するインナ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（所謂タブ下げであ
る。）。両外枠１３、１３間には一対のダム部材１７、
１７が、タブ吊りリード１５の両脇において平行に配さ
れてそれぞれ架設されている。ダム部材１７の内側端辺
にはインナリード１８が複数本、長手方向に等間隔に配
されてダム部材１７と直交するように一体的に突設され
ており、各インナリード１８の内側端部は先端がタブ１
６を取り囲むように配置されている。他方、ダム部材１
７の外側端辺にはインナリード１８と同数本のアウタリ
ード１９が、インナリード１８と対向するように配され
てインナリード１８と一連になるように一体的に突設さ
れている。各アウタリード１９の外側端部はセクション
枠１４にそれぞれ連結されている。ダム部材１７におけ
る隣り合うアウタリード１９、１９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１
７ａを実質的に構成している。

【００１７】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。

【００１８】まず、ペレット・ボンディング作業によ
り、半導体装置の製造工程における所謂前工程において
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２２が、図３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１６上の略中央部に配さ
れて、タブ１６とペレット２２との間に形成されたボン
ディング層２１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。ボンディング層２１の形成手段と
しては、金−シリコン共晶層、はんだ付け層および銀ペ
ースト接着層等々によるボンディング法を用いることが
可能である。

【００１９】続いて、ワイヤ・ボンディング作業によ
り、図３に示されているように、タブ１６の上にボンデ
ィングされたペレット２２の各ボンディングパッド２２
ａと各インナリード１８との間にはボンディングワイヤ
２３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２２に作り込まれている集
積回路はボンディングパッド２２ａ、ボンディングワイ
ヤ２３、インナリード１８およびアウタリード１９を介
して電気的に外部に引き出されることになる。

【００２０】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図３に示されている組立体２４に
は、各単位リードフレーム毎に樹脂封止する樹脂封止体
２５群が、図４に示されているトランスファ成形装置３
０が使用されて単位リードフレーム１２群について同時
に成形される。

【００２１】図４に示されているトランスファ成形装置
３０は、シリンダ装置等（図示せず）によって互いに型
締めされる一対の上型３１と下型３２とを備えており、
上型３１と下型３２との合わせ面には上型キャビティー
凹部３３ａと下型キャビティー凹部３３ｂとが互いに協
働してキャビティー３３を形成するようにそれぞれ複数
組没設されている。本実施例において、このキャビティ
ー３３の全高はＴＳＯＰ・ＩＣに対応するために、１ｍ
ｍ以下に設定されている。

【００２２】上型キャビティー凹部３３ａと下型キャビ
ティー凹部３３ｂは平面から見て略長方形の穴形状に形
成されており、上型キャビティー凹部３３ａの天井面に
は補強溝２６を形成するための略蒲鉾形状の凸部４０が
一対、短手方向に平行にそれぞれ全長にわたって延在す
るように突設されている。両凸部４０、４０は上型キャ
ビティー凹部３３ａに左右対称形に配置され、一定幅一
定高さにそれぞれ形成されている。

【００２３】上型３１の合わせ面にはポット３４が開設
されており、ポット３４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３５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３２の合わせ面にはカル３６がポット３
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３７がカル３６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３７の他端
部は下側キャビティー凹部３３ｂにそれぞれ接続されて
おり、その接続部にはゲート３８がレジンをキャビティ
ー３３内に注入し得るように形成されている。また、下
型３２の合わせ面には逃げ凹所３９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。

【００２４】トランスファ成形に際して前記構成にかか
る組立体２４は、多連リードフレーム１１が下型３２に
没設されている逃げ凹所３９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２２が各キャビティー
３３内にそれぞれ収容されるように配されてセットされ
る。

【００２５】続いて、上型３１と下型３２とが型締めさ
れ、ポット３４からプランジャ３５によりレジン４１が
ランナ３７およびゲート３８を通じて各キャビティー３
３に送給されて圧入される。

【００２６】注入後、レジンが熱硬化されて樹脂封止体
２５が成形されると、上型３１および下型３２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２５群が離型される。このようにして、図５
に示されているように、樹脂封止体２５群が成形された
組立体２７はトランスファ成形装置３０から脱装され
る。そして、このように樹脂成形された樹脂封止体２５
の内部には、タブ１６、ペレット２２、インナリード１
８およびワイヤ２３が樹脂封止されることになる。本実
施形態においては、上型キャビティー凹部３３ａの天井
面には短手方向に全体にわたって蒲鉾形状の凸部４０が
一対突設されているので、樹脂封止体２５の上面には一
対の補強溝２６、２６が互いに離間した位置においてそ
れぞれ蒲鉾形溝形状に形成された状態になっている。

【００２７】ところで、樹脂封止体２５は熱硬化する際
に収縮するため、樹脂厚の上下比や樹脂封止体２５内部
の上下構造の相違等を起因として、図５（ｃ）に矢印で
示されているように、樹脂封止体２５はタブ１６側が縮
みペレット２２側が拡大する状態に反りを発生する。し
かし、本実施形態においては、樹脂封止体２５の上面に
形成された一対の補強溝２６、２６が所謂パイプ効果を
発揮することにより、樹脂封止体２５の反りの応力を支
えるため、樹脂封止体２５に反りが発生するのを防止す
ることができる。

【００２８】以上のようにして反りの無い樹脂封止体２
５を成形された半完成品としての組立体２７は、リード
切断成形工程（図示せず）において各単位リードフレー
ム毎に外枠１３およびダム１７ａを切り落とされるとと
もに、各アウタリード１９をガル・ウイング形状に屈曲
形成される。これにより、図１に示されているＴＳＯＰ
・ＩＣ２８が製造されたことになる。

【００２９】以上説明した前記実施形態によれば、次の
効果が得られる。 ＴＳＯＰ・ＩＣの樹脂封止体の上面に一対の補強溝
を短手方向に全長にわたってそれぞれ形成することによ
り、樹脂封止体に反りが発生するのを防止することがで
きるため、樹脂封止体の反りによる外観不良や耐湿性等
の性能低下の発生を未然に防止することができる。

【００３０】 前記により、樹脂封止体の反りの発
生を防止することができるので、表面実装形パッケージ
をさらに薄形かつ小形化させることができ、表面実装形
パッケージの実装密度をさらに一層高めることができ
る。

【００３１】 樹脂封止体の反りを防止する補強溝は
樹脂封止体を成形する成形型のキャビティーに凸部を突
設することにより形成することができるため、製造コス
トの増加を回避することができるばかりか、樹脂封止体
を形成する樹脂の使用量を低減することができ、コスト
低減を図ることができる。

【００３２】 樹脂封止体の反りを防止することによ
り、樹脂封止体成形工程以後の製品の搬送トラブルを低
減することができるため、搬送装置等の稼動率の低下を
防止することができ、ひいてはＩＣの生産性を高めるこ
とができる。

【００３３】図６は本発明の実施形態２であるＴＳＯＰ
・ＩＣを示す一部切断斜視図である。

【００３４】本実施形態２が前記実施形態１と異なる点
は、ＴＳＯＰ・ＩＣ２８がリード・オン・チップ（ＬＯ
Ｃ）構造に構成されている点である。本実施形態２にお
いても、樹脂封止体２５の上面に一対の補強溝２６、２
６が形成されているため、樹脂封止体２５の反りの発生
は防止されることになる。

【００３５】図７は本発明の実施形態３であるＳＯＪ・
ＩＣを示す一部切断斜視図である。

【００３６】本実施形態３が前記実施形態１と異なる点
は、半導体装置がスモール・アウトライン・Ｊリーディ
ッド・パッケージ（ＳＯＪ）を備えているＩＣ（ＳＯＪ
・ＩＣ）２８Ａに構成されている点である。本実施形態
２においても、樹脂封止体２５の上面に一対の補強溝２
６、２６が形成されているため、樹脂封止体２５の反り
の発生は防止されることになる。

【００３７】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。

【００３８】例えば、補強溝は樹脂封止体の上面に形成
するに限らず、下面または上下両面に形成してもよい。
また、補強溝は樹脂封止体の一方の主面に２本形成する
に限らず、１本または３本以上形成してもよい。

【００３９】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表面実
装形パッケージを備えている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、挿
入形樹脂封止パッケージを備えているＩＣ、表面実装形
樹脂封止パッケージおよび挿入形樹脂封止パッケージを
備えているトランジスタ・アレーやハイブリットＩＣ等
の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。

【００４０】

【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。

【００４１】樹脂封止体の少なくとも一主面に樹脂封止
体の反りを防止する補強溝を形成することにより、樹脂
封止体に反りが発生するのを低減することができるた
め、半導体装置の品質および信頼性を高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態であるＴＳＯＰ・ＩＣを示
す一部切断斜視図である。

【図２】そのＴＳＯＰ・ＩＣの製造方法に使用される多
連リードフレームを示しており、（ａ）は一部省略平面
図、（ｂ）は正面図である。

【図３】ペレットおよびワイヤ・ボンディング工程後を
示しており、（ａ）は拡大した一部省略平面図、（ｂ）
は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図である。

【図４】樹脂封止体の成形工程を示しており、（ａ）は
一部省略側面断面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う
断面図である。

【図５】樹脂封止体成形後の組立体を示しており、
（ａ）は一部省略平面図、（ｂ）は（ａ）の側面断面
図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線に沿う断面図である。

【図６】本発明の実施形態２であるＴＳＯＰ・ＩＣを示
す一部切断斜視図である。

【図７】本発明の実施形態３であるＳＯＪ・ＩＣを示す
一部切断斜視図である。

【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…タブ吊り
リード、１６…タブ、１７…ダム部材、１７ａ…ダム、
１８…インナリード、１９…アウタリード、２１…ボン
ディング層、２２…ペレット、２２ａ…ボンディングパ
ッド、２３…ワイヤ、２４…組立体、２５…樹脂封止
体、２６…補強溝、２７…樹脂封止体成形後の組立体、
２８…ＴＳＯＰ・ＩＣ（半導体装置）、２８Ａ…ＳＯＪ
・ＩＣ（半導体装置）、３０…トランスファ成形装置、
３１…上型、３２…下型、３３…キャビティー、３３ａ
…上型キャビティー凹部、３３ｂ…下型キャビティー凹
部、３４…ポット、３５…プランジャ、３６…カル、３
７…ランナ、３８…ゲート、３９…逃げ凹所、４０…凸
部、４１…レジン。

Claims (3)

【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、各アウタリードにそれぞ
   れ連結されて半導体ペレットに電気的に接続されている
   複数本のインナリードと、半導体ペレット、タブおよび
   各インナリード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、 前記樹脂封止体の少なくとも一主面に樹脂封止体の反り
   を防止する補強溝が、その反りが発生しようとする方向
   と平行に延在するように形成されていることを特徴とす
   る半導体装置。
2. 【請求項２】 前記補強溝が複数条、前記樹脂封止体の
   短手方向に平行にそれぞれ形成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】 前記請求項１に記載の半導体装置の製造
   方法であって、前記樹脂封止体が成形型のキャビティー
   に成形用樹脂を充填されて成形される樹脂封止体成形工
   程を備えている半導体装置の製造方法において、 前記キャビティーの内面に前記補強溝を形成するための
   凸部が突設されていることを特徴とする半導体装置の製
   造方法。