JPH1041432A

JPH1041432A - リードフレーム部材および表面実装型半導体装置

Info

Publication number: JPH1041432A
Application number: JP21215396A
Authority: JP
Inventors: Hideji Sagara; 秀次相楽
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1996-07-24
Filing date: 1996-07-24
Publication date: 1998-02-13

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】一層の多端子化、高密度配線に対応できる、
リードフレームを用いたＢＧＡタイプの表面実装型半導
体装置を提供する。【解決手段】リードフレーム１１０は、外部端子部１
１３をリードフレーム部材１００の厚さで、ダイパッド
１１１の辺に沿い所定のピッチ間隔で配列し、インナー
リード１１２の一方の面をリードフレーム素材面１１１
Ｓとしてリードフレーム部材１００の厚さよりも薄肉に
形成し、ダイパッド１１１および外枠部１１４をリード
フレーム部材１００の厚さで形成する。固定用テープ１
２０は、外部端子部１１３領域にかからない領域内に設
けられ、ダイパッド１１１のコーナー部周辺の領域では
辺部領域に設けられた固定用テープ１２０からの延長領
域よりさらに外側まで突出するように広げて設けられ、
外部端子１１３領域もこれに合わせ作成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，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、半導体装置は、電子機器の高性能
化と軽薄短小の傾向からＬＳＩ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
きている。これに伴い、信号の高速処理には、パッケー
ジ内部のスイッチングノイズが無視できない状況になっ
てきて、特に、ＩＣの同時スイッチングノイズにはパッ
ケージ内部配線の実効インダクタンスが大きく影響を与
える為、主に、電源やグランドの本数を増やしてこれに
対応してきた。この結果、半導体装置の高集積化、高機
能化は外部端子（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Ｉ
Ｃ、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（Ｄｉｇｉｔａｌ
ＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）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（Ｑｕａｄ
ＦｌａｔＰａｃｋａｇｅ）が主流となり、現在では３
００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１２（ｂ）に示す単層リード
フレーム１２１０を用いたもので、図１２（ａ）に示す
ように、ダイパッド１２１１上に半導体素子１２２０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１２１２先端部と半導体素子１２２０の端子１２２１
とをワイヤ１２３０にて結線し、封止用樹脂１２４０で
封止を行い、この後、ダムバー部１２１４をカットし、
アウターリード１２１３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１
２１３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
１２１０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１２（ｂ）に示す
ような形状に作製されていた。尚、図１２（ｂ）（ロ）
は、図１２（ｂ）（イ）のＦ１−Ｆ２における断面を示
したものである。

【０００４】しかし、半導体素子の信号処理の高速化、
高機能化は、更に多くの端子数を必要とするようになっ
てきた。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（ＢａｌｌＧｒｉｄＡｒｒａｙ）
と呼ばれるプラスチック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。Ｂ
ＧＡ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。ＢＧＡは、
一般に図５に示すような構造である。図５（ｂ）は図５
（ａ）の裏面（基板）側からみた図で、図５（ｃ）はス
ルーホール５５０部を示したものである。このＢＧＡは
ＢＴレジン（ビスマレイミド樹脂）を代表とする耐熱性
を有する平板（樹脂板）の基材５０２の片面に半導体素
子５０１を搭載するダイパッド５０５と半導体素子５０
１からボンディングワイヤ５０８により電気的に接続さ
れるボンディングパッド５１０を持ち、もう一方の面
に、外部回路と半導体装置との電気的、物理的接続を行
う格子状あるいは千鳥状に配列された半田ボールにより
形成した外部接続端子５０６をもち、外部接続端子５０
６とボンディングパッド５１０の間を配線５０４とスル
ーホール５５０、配線５０４Ａにより電気的に接続して
いる構造である。しかしながら、このＢＧＡは、搭載す
る半導体素子とワイヤの結線を行う回路と、半導体装置
化した後にプリント基板に実装するための外部端子（半
田ボール）とを基板５０２の両面に設け、これらをスル
ーホール５５０を介して電気的に接続していた複雑な構
造であり、信号が通過する回路長が長くなり、その回路
デザインも複雑化している。また、耐熱及び絶縁樹脂基
材を用いて構成される従来型プラスチックＢＧＡ用の基
板を製造するプロセスは、樹脂基材の孔開けや表裏回路
の導通めっき処理及びソルダーレジスト印刷といった従
来のプリント基板と同様の工程が必要であり、全体とし
て長い工程にならざるをえない。これに加えて、高密度
化を実現するための回路プロセスにおいての制約が多く
存在し、低コストに製造することは難しい。そしてま
た、樹脂の熱膨張の影響によりスルーホール５５０が断
線を生じたり、半導体装置化した碁に半導体素子５０１
が基板から剥離してしまう等信頼性の点で問題が多かっ
た。

【０００６】この為、作製プロセスの簡略化、信頼性の
低下を回避するため、上記図５に示す構造のものの他
に、リードフレームをコア材として回路を形成したＢＧ
Ａも、近年、種々提案されてきた。これらのリードフレ
ームを使用するＢＧＡパッケージは、一般には、リード
フレーム６１０の外部端子部６１４に対応する箇所に所
定の孔をあけた、絶縁フィルム６６０上にリードフレー
ム６１０を固定して、樹脂封止した図６（ａ）に示すよ
うな構造、ないし図６（ｂ）に示すような構造をとって
いた。上記リードフレームを用いるＢＧＡパッケージに
使われるリードフレーム６１０は、従来、図７に示すよ
うなエッチング加工方法により作製されており、外部端
子部６１４とインナーリード６１２ともリードフレーム
素材の厚さに作製されていた。尚、図６中、６２０は半
導体素子、６２１は半導体素子の端子、６４０は封止用
樹脂、６５０は外部端子電極（半田ボール）、６１１は
ダイパッドである。ここで、図７に示すエッチング加工
方法を簡単に説明しておく。先ず、銅合金もしくは４２
％ニッケル−鉄合金からなる厚さ０．２５ｍｍ程度の薄
板（リードフレーム素材７１０）を十分洗浄（図７
（ａ））した後、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等のフオトレジスト７２０を該薄
板の両表面に均一に塗布する。（（図７（ｂ））次いで、所定のパターンが形成されたマスクを介して高
圧水銀灯でレジスト部を露光した後、所定の現像液で該
感光性レジストを現像して（図７（ｃ））、レジストパ
ターン７３０を形成し、硬膜処理、洗浄処理等を必要に
応じて行い、塩化第二鉄水溶液を主たる成分とするエッ
チング液にて、スプレイにて該薄板（リードフレーム素
材７１０）に吹き付け所定の寸法形状にエッチングし、
貫通させる。（図７（ｄ））次いで、レジスト膜を剥膜処理し（図７（ｅ））、洗浄
後、所望のリードフレームを得て、エッチング加工工程
を終了する。このように、エッチング加工等によって作
製されたリードフレームは、更に、所定のエリアに銀メ
ッキ等が施される。次いで、洗浄、乾燥等の処理を経
て、インナーリード部を固定用の接着剤付きポリイミド
テープにてテーピング処理したり、必要に応じて所定の
量タブ吊りバーを曲げ加工し、ダイパッド部をダウンセ
ットする処理を行う。しかし、エッチング液による腐蝕
は被加工板の板厚方向の他に板幅（面）方向にも進むた
め、図７に示すようなエッチング加工方法においては、
微細化加工に関して、加工される素材の板厚からくる限
界があった。

【０００７】上記リードフレームをコア材として用いた
ＢＧＡタイプの樹脂封止型半導体装置においては、図１
２（ｂ）に示す単層リードフレームを用いた半導体装置
に比べ、同じ端子数で外部回路と接続するための外部端
子ピッチを広くでき、半導体装置の実装工程を難しくし
ないで、入出力端子の増加に対応できたが、一層の多端
子化、高密度化に対しては、インナーリードの狭ピッチ
化、高密度配線が必須でその対応が求められていた。こ
れに対応して、本願と同じ出願人による出願（特願平８
−８１９０２号）で、インナーリードを薄肉にして微細
に作製し、且つ、図１１に示す製造方法により作製され
る、図８に示すリードフレームをコア材とした半導体装
置８００が提案されている。尚、図８（ａ）は半導体装
置の断面図で、図８（ｂ）は、図８（ａ）をＣ１側から
見た平面図であり、図９（ａ）は、これに用いられるリ
ードフレームの形状を示した全体図で、図９（ｂ）は、
このリードフレームの略１／４の領域を拡大して示した
平面図で、図１０は固定用テープと外部端子の位置関係
を示した図であり、図１１は図８に示す半導体装置の製
造工程を示した工程図である。尚、図１０（ａ）は分か
り易くするため外部端子部の数や、インナーリード、連
結部（リード）の数を少なくして示してある。図８、図
９、図１０、図１１中、８００は表面実装型半導体装
置、８１０はリードフレーム、８１１はダイパッド、８
１１Ｓはリードフレーム素材面、８１２インナーリー
ド、８１２Ａはインナーリード先端部、８１２Ｓはリー
ドフレーム素材面、８１３は外部端子部、８１４は外枠
部、８１５は連結部（リードないし配線部とも言う）、
８２０は固定用テープ、８３０は保持基板、８４０は半
導体素子、８４１は端子（パッド）、８５０はボンディ
ングワイヤ、８６０は金型、８６１はキヤビティー、８
７０は封止用樹脂、８８０は外部電極である。

【０００８】図１１にもとづき、図８に示す半導体装置
８００の製造方法の１例を、以下簡単に述べておく。先
ず、一方をリードフレーム素材面とし、素材の厚さより
インナーリード８１２が薄肉に形成されているリードフ
レーム８００を用いて、インナーリード８１２の素材面
側でない面において、インナーリード先端部８１２Ａを
固定用テープで貼り付け、その部分の厚さが略リードフ
レーム素材の厚さ以下とする。（図１１（ａ））リードフレーム８１０は、後述する図４に示すエッチン
グ方法により作成されるが、図９（ａ）に示すように、
少なくとも、半導体素子の端子と電気的に接続をその先
端で行うためのインナーリード８１２と、該インナーリ
ード８１２と一体的に連結して外部回路と電気的接続を
行うための外部端子８１３とを略平面的に設け、且つ、
外部端子部８１３をリードフレーム素材の厚さで、すな
わちその両面（上面、下面）をリードフレーム素材面８
１３Ｓとして、二次元的に配列し、インナーリード８１
２は、その一方の面をリードフレーム素材面８１２Ｓと
してリードフレーム素材の厚さｔ₀よりも薄肉にしてい
る。リードフレームをエッチングにて外形加工した後、
インナーリード先端のワイヤボンディング面（リードフ
レーム素材面）、半導体素子を搭載するダイパッド面、
半田ボールを作製するための外部端子面に、それぞれ所
望のめっきを施しておく。尚、ここでは、図９に示すよ
うに、リードの半導体素子の端子とワイヤボンディング
にて接続する側の先端部分から外部端子部までの一体的
に連結した部分までをインナーリード８１２と言い、外
部端子部８１３と外枠部８１４とを一体的に連結する部
分を連結部（リードないし配線部とも言う）８１５とし
ている。ここでは、インナーリード８１２と連結部８１
５を併せて、単にリードと言う。（配線とも言う）一般には、インナーリード８１２とは、樹脂封止（モー
ルド）して半導体装置を作製した際に、樹脂の内部の配
線全体を総称して言っている。固定用テープ８２０は、
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を用いる。

【０００９】次いで、リードフレーム８１０の、固定用
テープ８２０を貼り付けた側全体を保持基板８３０に接
着剤を介して貼り付ける。（図８（ｂ））保持基板８３０の構成は基材が厚さ５０μｍのポリイミ
ドフィルムで、接着剤層が厚さ３５μｍのエポキシ系接
着剤のものを用いる。保持基板８３０の貼り付けの範囲
は、リードフレーム８１０の外枠部８１４の全ての辺に
かかっているようにして、樹脂封止の際に、封止用樹脂
が保持基板８３０とリードフレーム８１０の隙間から漏
れ出さないようにする。保持基板８３０の圧着条件は圧
力３０ｋｇ／ｃｍ²で１５０°Ｃにおいて４５分保持
し、熱プレス装置にて行う。この条件は、保持基板８３
０の接着剤の種類により選び、適当な条件にて行う。保
持基板８３０を貼り付ける目的は、リードフレーム８１
０の外部端子の、インナーリードの素材面側でない外部
面に封止用樹脂が漏れるのを防ぎ、この面に半田ボール
からなる外部電極を設け易くするためである。

【００１０】次に、インナーリードのリードフレーム素
材面側のダイパッド面上に半導体素子８４０を搭載し、
該半導体素子８４０の端子（パッド）８４１とインナー
リード先端８１２Ａとをボンディングワイヤ８５０にて
電気的に接続する。（図８（ｃ））尚、ワイヤボンデ
ィング技術は周知ではあるが、条件は、用いる固定用テ
ープ８２０の特性（耐熱性、熱弾性等）に応じて適当に
選ぶ必要がある。

【００１１】次いで、半導体素子８４０を保持している
リードフレーム８１０全体を、樹脂封止用（モールド成
形用）の金型８６０にて所定の形状に形成されているキ
ヤビティー８６１にセットし、樹脂封止を行い、所定形
状にパッケージボディーを作成し（図８（ｄ））、リー
ドフレーム８１０の外枠部８１４より内側の領域全体
を、半導体素子側から、半導体素子全体とリードフレー
ムとを封止用樹脂８７０と保持板にて密封するように、
封止用樹脂８７０にて封止する。（図８（ｅ））樹脂封止用の金型を用いた装置としては、従来のトラン
スファーモールドプレスで、封止用樹脂としてはビフェ
ニールタイプエポキシ樹脂を採用した。尚、半導体装置
のパッケージは、通常、エポキシ樹脂成形等の樹脂にて
成形されるがこれに限定されるものではない。モールド
加工時には、モールド樹脂は保持基板８３０と、インナ
ーリード８１２、連結部８１５等リードとの空間に流れ
込み、封止用樹脂８７０で全体を包み込む。全体的に包
み込む事により、図５に示す従来のプリント基板を用い
たＢＧＡのようにプリント基板と封止樹脂（モールドレ
ジン）５０３との大きな界面が存在せず、また、片面モ
ールドの図６（ａ）に示す従来のリードフレームを用い
たＢＧＡタイプのもののように、封止用樹脂６４０と絶
縁フィルム６６０との大きな界面は存在せず、加熱時や
加湿時に界面から生じ易い剥離や膨れを低減させる効果
がある。また、外部端子８１３の保持基板８３０側の面
には、封止用樹脂８７０が流れ込むことはなく、半田ボ
ールからなる外部電極を作成する際の作業を楽なものと
している。

【００１２】樹脂封止後、保持基板８３０を剥がし、除
去する。（図８（ｆ））本実施例では、樹脂封止された半導体装置をホットプレ
ート上にて２３０°Ｃにて加熱し、保持基板８３０の密
着力を弱めた状態で剥離した。この工程の条件は、保持
基板８３０に使用されている粘着剤によって、好ましい
条件を選ぶ。前にも述べたように、保持基板８３０は外
部電極８８０を形成するための外部端子８１４の面を、
外部に露出するように形成し、外部電極８８０の形成を
楽にするものであり、モールド加工時に封止用樹脂８７
０が、外部端子８１４の外部電極８８０を形成する面に
漏れ込むのを、保持基板８３０が防ぐ。

【００１３】次いで、封止用樹脂８８０に覆われず外部
へ露出した、リードフレーム８１０の外枠部８１４を金
型により切断除去する。（図８（ｇ））外枠部８１４の除去する方法としては、金型による方法
に限定はされない、他にはレーザ等を用いる方法も可能
である。

【００１４】封止用樹脂８８０に覆われず外部へ露出し
た、外部端子８１４の面に半田ボールからなる外部電極
８８０を形成する。（図８（ｈ））外部電極８８０を形成する半田ボールは、錫、鉛を主体
とした導電製金属で構成される。

【００１５】尚、上記工程に代え、リードフレームの半
導体素子とワイヤボンディングする側のインナーリード
先端部を、本来不要である連結部にて連結した状態でエ
ッチング加工して、めっき処理等を施し、固定用テープ
を貼り付けた後に、連結部分を除去しても良い。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】このように、図１１に
示す工程にて、図８に示す半導体装置は作製されるが、
図１１に示す工程の樹脂封入の際（図１１（ｄ））、ダ
イパッド８１１のコーナー部から外枠部８１４のコーナ
ー部にかけて、インナーリード８１２間や連結部８１５
間で接触不良を起こす問題がでてきた。これは、入出力
端子の増加にともない、インナーリード８１１同志の間
隔、連結部８１５同志の間隔が狭くなるに従い、樹脂封
入の際、インナーリード８１１、連結部８１５の長さ
が、他の箇所よりも長いコーナー部が不安定となり、接
触不良を起こすものである。また、一般にコーナー部の
方が他の箇所よりも配線密度が高くなるためでもある。
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、製造に対しても信頼
性の高い、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と、これに使用されるリードフ
レーム部材を提供しようとするものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明のリードフレーム
部材は、少なくともエッチングにより外形加工されたリ
ードフレームと、リードフレームのインナーリード先端
部を固定するための固定用テープと、リードフレームの
一面を保持する保持基板とを有する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、半導体素子を搭載するための略四角形
のダイパッドと、半導体素子の端子（パッド）にボンデ
イングワイヤにて電気的に接続するためのインナーリー
ドと、該インナーリードに一体的に連結して外部回路と
電気的接続を行うための外部端子部と、リードフレーム
全体を固定し、樹脂封止の際のダムバーとなるダイパッ
ドの各辺に平行に沿う四辺をもつ四角形状の外枠部と、
外部端子部ないしダイパッドと外枠部とを一体的に接続
する連結部（リード）とを略平面的に設け、外部端子部
をリードフレーム素材の厚さで、ダイパッドの辺に沿い
ほぼ全周にわたり所定のピッチ間隔で二次元的に配列
し、インナーリードと連結部（リード）の同じ側の一方
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形成し、ダイパッドおよび外枠部を
リードフレーム素材の厚さで形成しており、固定用テー
プは、外部端子部が設けられていない領域の、ダイパッ
ドの周辺の全インナーリードの素材面側でない面にて、
その部分の厚さが略リードフレーム素材の厚さ以下とな
るように、インナーリード先端部をこれにより連結する
ように貼りつけられており、保持基板は、リードフレー
ムの、固定用テープを貼り付けた側全体を覆うように、
ダイパッド、外部端子部、外枠部のリードフレーム素材
面および固定用テープの一面に接着材を介して貼り付け
られており、且つ、固定用テープは、ダイパッドの辺部
に対応する辺部領域では辺部に沿い、外部端子部領域に
かからない領域内に設けられ、ダイパッドのコーナー部
周辺の領域では辺部領域に設けられた固定用テープから
の延長領域よりさらに外側まで突出するように広げて設
けられ、外部端子領域もこれに合わせ作成されているこ
とを特徴とするものである。そして、上記において、保
持基板は、基材がポリイミドで、接着剤がエポキシ系接
着剤であり、加熱圧着されリードフレームおよびまたは
固定用テープに貼り付けられることを特徴とするもので
ある。

【００１８】本発明の表面実装型半導体装置は、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
であって、リードフレームは、半導体素子を搭載するた
めの略四角形のダイパッドと、半導体素子の端子（パッ
ド）にボンデイングワイヤにて電気的に接続するための
インナーリードと、該インナーリードに一体的に連結し
て外部回路と電気的接続を行うための外部端子部と、外
部端子部ないしダイパッドと作製過程で除去された外枠
部とを一体的に接続する連結部（リード）とを略平面的
に設け、外部端子部をリードフレーム素材の厚さで、ダ
イパッドの辺に沿いほぼ全周にわたり所定のピッチ間隔
で二次元的に配列し、インナーリードと連結部（リー
ド）の同じ側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形成し、ダイパ
ッドをリードフレーム素材の厚さで形成しており、外部
端子部が設けられていない領域の、ダイパッドの周辺の
全インナーリードの素材面側でない面にて、その部分の
厚さが略リードフレーム素材の厚さ以下となるように、
インナーリード先端部を跨ぎ連結するように固定用テー
プを貼り付けており、半導体素子は、インナーリードの
リードフレーム素材面側のダイパッド上に搭載され、イ
ンナーリードのリードフレーム素材面とボンディングワ
イヤにて電気的に接続されており、且つ、外部端子の外
側面を封止用樹脂の外側面に合わせ、該外部端子の外側
面上に設けた半田ボールからなる外部電極を外部に突出
させるようにして、リードフレームの両側から、半導体
素子全体とリードフレーム部を樹脂封止しており、且
つ、固定用テープは、ダイパッドの辺部に対応する辺部
領域では辺部に沿い、外部端子部領域にかからない領域
内に設けられ、ダイパッドのコーナー部周辺の領域では
辺部領域に設けられた固定用テープからの延長領域より
さらに外側まで突出するように広げて設けられ、外部端
子領域もこれに合わせ作成されていることを特徴とする
ものである。尚、上記において、辺部領域とは、四角状
のダイパッドの四辺に沿った、インナーリード形成領域
であり、外部端子領域とは外部端子部が形成されている
領域を言う。

【００１９】

【作用】本発明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
能で、且つ、樹脂封止の際のインナーリードや連結部
（リード）等の配線間の接触不良を低減できるＢＧＡタ
イプの樹脂封止型半導体装置の作製を可能とするもので
あり、その作製方法は比較的簡単なもので、且つ量産性
に適している。詳しくは、リードフレームは、半導体素
子を搭載するための略四角形のダイパッドと、半導体素
子の端子（パッド）にボンデイングワイヤにて電気的に
接続するためのインナーリードと、該インナーリードに
一体的に連結して外部回路と電気的接続を行うための外
部端子部と、リードフレーム全体を固定し、樹脂封止の
際のダムバーとなるダイパッドの各辺に平行に沿う四辺
をもつ四角形状の外枠部と、外部端子部ないしダイパッ
ドと外枠部とを一体的に接続する連結部（リード）とを
略平面的に設け、外部端子部をリードフレーム素材の厚
さで、ダイパッドの辺に沿いほぼ全周にわたり所定のピ
ッチ間隔で二次元的に配列し、インナーリードと連結部
（リード）の同じ側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形成し、
ダイパッドおよび外枠部をリードフレーム素材の厚さで
形成しており、固定用テープは、外部端子部が設けられ
ていない領域の、ダイパッドの周辺の全インナーリード
の素材面側でない面にて、その部分の厚さが略リードフ
レーム素材の厚さ以下となるように、インナーリード先
端部をこれにより連結するように貼りつけられており、
保持基板は、リードフレームの、固定用テープを貼り付
けた側全体を覆うように、ダイパッド、外部端子部、外
枠部のリードフレーム素材面および固定用テープの一面
に接着材を介して貼り付けられていることにより、一層
の多端子化、高密度配線を可能とするものであり、固定
用テープは、ダイパッドの辺部に対応する辺部領域では
辺部に沿い、外部端子部領域にかからない領域内に設け
られ、ダイパッドのコーナー部周辺の領域では辺部領域
に設けられた固定用テープからの延長領域よりさらに外
側まで突出するように広げて設けられ、外部端子領域も
これに合わせ作成されていることにより、樹脂封止の際
のインナーリードや連結部（リード）等の配線間の接触
不良を低減できるものとしている。そしてまた、上記に
おいて、保持基板は、基材がポリイミドで、接着剤がエ
ポキシ系接着剤であり、加熱圧着されリードフレームな
いし固定用テープに貼り付けられることにより、その作
製を簡単なものとしている。

【００２０】本発明の表面実装型半導体装置は、本発明
のリードフレーム部材を用いたもので、外部端子を二次
元的に配列させたリードフレームと所定の形状に加工さ
れた固定用テープ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て
いる。特に、リードフレームの両面より封止用樹脂にて
封止した構造で、図５に示す従来のプリント基板を用い
たＢＧＡや、片面モールドの図６（ａ）に示す従来のリ
ードフレームを用いたＢＧＡタイプのものに比べ、信頼
性の面で優れる。特に、耐湿性、耐熱性等の信頼性の面
ではＱＦＰに相当するものである。

【００２１】

【実施例】本発明のリードフレーム部材の実施例を図に
もとづいて説明する。図１（ａ）は、本実施例のリード
フレーム部材の断面図で、図１（ｂ）がその展開図であ
る。図２（ａ）は本実施例のリードフレーム部材の固定
用テープと外部端子部の配列との位置関係を示した図で
あり、図２（ｂ）は変形例のリードフレーム部材の固定
用テープと外部端子部の配列との位置関係を示した図で
ある。尚、図１は分かり易くするため、外部端子部の
数、インナーリードの数、連結部（リード）の数を少な
くして示してある。また、図２中、点線四角はダイパッ
ドの位置を示している。図１、図２中、１００はリード
フレーム部材、１１０はリードフレーム、１１１はダイ
パッド、１１１Ａは辺、１１１Ｓはリードフレーム素材
面、１１２インナーリード、１１２Ａはインナーリード
先端部、１１２Ｓはリードフレーム素材面、１１３は外
部端子部、１１４は外枠部、１１５は連結部（リードな
いし配線部とも言う）、１２０は固定用テープ、１２１
は突出部、１２２は辺部、１３０は保持基板である。本
実施例のリードフレーム部材は、少なくともエッチング
により外形加工されたリードフレーム１１０と、リード
フレーム１１０のインナーリード先端部１１２Ａを固定
するための固定用テープ１２０と、リードフレームの一
面を保持する保持基板１３０とを有する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１００で
ある。

【００２２】リードフレーム１１０は、リードフレーム
素材として、厚さ０．１５ｍｍの銅合金（古河電工株式
会社製、型番ＥＦＴＥＣ６４Ｔ−１／２Ｈ）を用い、エ
ッチングにて作製したもので、図１（ｂ）に示すよう
に、半導体素子を搭載するための略四角形のダイパッド
１１１と、半導体素子の端子（パッド）にボンデイング
ワイヤにて電気的に接続するためのインナーリード１１
２と、該インナーリード１１２に一体的に連結して外部
回路と電気的接続を行うための外部端子部１１３と、リ
ードフレーム全体を固定し、樹脂封止の際のダムバーと
なるダイパッドの各辺に平行に沿う四辺をもつ四角形状
の外枠部１１４と、外部端子部１１３ないしダイパッド
１１１と外枠部１１４とを一体的に接続する連結部（リ
ード）１１５とを略平面的に設けている。そして、外部
端子部１１３をリードフレーム素材の厚さで、ダイパッ
ド１１１の辺１１１Ａに沿いほぼダイパッド１１１の全
周にわたり所定のピッチ間隔（１．２７ｍｍ）で二次元
的に配列している。また、インナーリード１１２と連結
部（リード）１１５の同じ側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
形成し、且つ、ダイパッド１１１および外枠部１１４を
リードフレーム素材の厚さで形成している。ダイパッド
１１１の４つの辺部１１１Ａに沿い略平行に、ダイパッ
ドの全周を囲むように１．２７ｍｍピッチで４列に外部
端子部１１３を設けているが、ダイパッドのコーナーに
近い領域には、固定用テープ１２０の形状と合わせ、固
定用テープ１２０のある領域には外部端子部１１３を設
けていない。

【００２３】固定用テープ１２０は、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
ープを用いており、外部端子部１１３が設けられていな
い領域の、ダイパッド１１１の周辺の全インナーリード
１１２の素材面側でない面にて、その部分の厚さが略リ
ードフレーム素材の厚さ以下となるように、インナーリ
ード先端部１１２Ａを跨ぎ連結するように貼りつけられ
ている。固定用テープ１２０と外部端子部１１３との位
置関係は、図２（ａ）に示すようになっている。即ち、
固定用テープ１２０は、ダイパッド１１１の辺部に対応
する辺部領域では辺部１１１Ａに沿い、外部端子部領域
にかからない領域内に設けられており、ダイパッド１１
１のコーナー部周辺領域では辺部１１１Ａに沿うインナ
ーリード形成領域に設けられた固定用テープ１２０の辺
部１２２からの延長領域よりさらに外側まで突出するよ
うに広げて、突出部１２１が設けられている。そして、
これに合わせ、固定用テープ１２０のある領域には外部
端子部１１３を設けていない。尚、図２（ａ）中、点線
四角部はダイパッド位置を示しており、点線丸部はこの
位置に外部端子がないことを示している。また、本実施
例では、ダイパッド辺部１１１Ａにおける固定用テーブ
１２０の幅は１．６ｍｍであるが、特にこれには限定さ
れるものでなく、インナーリードのピン数及びピッチ
等、半導体素子に対応した最適なデザインにより決定さ
れるものである。

【００２４】本実施例の変形例としては、固定用テープ
１２０と外部端子部１１３との位置関係は、図２（ｂ）
に示すようなものも挙げられる。図２（ｂ）において
も、固定用テープ１２０のある領域には外部端子部１１
３を設けていない。

【００２５】保持基板１３０は、基材が厚さ５０μｍの
ポリイミドフィルムで、接着剤層が厚さ３５μｍのエポ
キシ系接着剤の構成のものを用いており、リードフレー
ム１１０の固定用テープ１２０を貼り付けた側全体を覆
うように、ダイパッド１１１、外部端子部１１３、外枠
部１１４のリードフレーム素材面および固定用テープ１
２０の一面に接着材を介して貼り付けられている。

【００２６】リードフレーム部材の製造方法は、図１１
（ａ）〜図１１（ｂ）に示す工程と同じようにして行わ
れる。

【００２７】次に、本実施例のリードフレーム部材に用
いたリードフレーム１１０の製造方法を図４に基づいて
説明する。図４は、図１に示す本実施例に用いられたリ
ードフレーム１１０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、外部端子部１１３とインナーリ
ード１１２の形成工程を示した製造工程図である。図４
中、４１０はリードフレーム素材、４２０Ａ、４２０Ｂ
はレジストパターン、４３０は第一の開口部、４４０は
第二の開口部、４５０は第一の凹部、４６０は第二の凹
部、４７０は平坦状面、４８０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０．１５ｍ
ｍ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４３０、第二の開口部４４０をもつレジストパター
ン４２０Ａ、４２０Ｂを形成する。（図４（ａ））第一の開口部４３０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４１０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４４０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４１０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４５０の深さｈがリードフレーム
部材の１／２に達した時点でエッチングを止める。（図
４（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４１０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４２０Ｂ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４３０側の腐蝕された第一の凹部４５０にエッ
チング抵抗層４８０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４５０に埋め
込んだ。レジストパターン４２０Ａ上も該エッチング抵
抗層４８０に塗布された状態とする。（図４（ｃ））エッチング抵抗層４８０を、レジストパターン４２０Ａ
上全面に塗布する必要はないが、第一の凹部４５０を含
む一部にのみ塗布することは難しい為に、図４（ｃ）に
示すように、第一の凹部４５０とともに、第一の開口部
４３０側全面にエッチング抵抗層４８０を塗布する。使
用するエッチング抵抗層４８０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４８０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４５０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４５
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）とすることができ、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４６０形成面側か
らリードフレーム素材４１０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４（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４７０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４８０の除去、レジスト膜（レジストパ
ターン４２０Ａ、４２０Ｂ）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）に示すリードフレーム１１０を得る。エッチング
抵抗層４８０とレジスト膜（レジストパターン４２０
Ａ、４２０Ｂ）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４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４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４（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４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。

【００２８】次に、本発明の表面実装型半導体装置の実
施例を挙げる。図３（ａ）は、本実施例の表面実装型半
導体装置の概略断面図で、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ
１方向からみた概略図である。尚、図３においては、分
かりやすくするため、図３（ａ）と図３（ｂ）のサイズ
は変えてあり、且つ図３（ａ）は外部端子の数を減らし
て示してある。図３中、２００は半導体装置、１１０Ａ
はリードフレーム、１１１はダイパッド、１１１Ｓはリ
ードフレーム素材面、１１２インナーリード、１１２Ａ
はインナーリード先端部、１１２Ｓはリードフレーム素
材面、１１３は外部端子部、１１５は連結部（リードな
いし配線部とも言う）、１２０は固定用テープ、１４０
は半導体素子、１４１は端子（パッド）、１５０はボン
ディングワイヤ、１７０は封止用樹脂、１８０は外部電
極である。本実施例の半導体装置は、上記実施例のリー
ドフレーム部材１００を用い、図１１に示す工程（図１
１（ｃ）〜図１１（ｈ）の工程）にて作製されたＢＧＡ
タイプの樹脂封止型半導体装置である。

【００２９】リードフレーム１１０Ａは、半導体素子を
搭載するための略四角形のダイパッド１１１と、半導体
素子の端子（パッド）にボンデイングワイヤにて電気的
に接続するためのインナーリード１１２と、該インナー
リード１１２に一体的に連結して外部回路と電気的接続
を行うための外部端子部１１３と、外部端子部１１３な
いしダイパッド１１１と製作工程で除去された外枠部と
を一体的に接続する連結部（リード）１１５とを略平面
的に設け、外部端子部１１３をリードフレーム素材の厚
さで、ダイパッドの辺に沿いほぼ全周にわたり所定のピ
ッチ間隔で二次元的に配列し、インナーリード１１２と
連結部（リード）１１５の同じ側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
肉に形成し、ダイパッド１１１をリードフレーム素材の
厚さで形成している。

【００３０】固定用テープ１２０は、外部端子部１１３
が設けられていない領域の、ダイパッド１１１の周辺の
全インナーリード１１２の素材面側でない面にて、その
部分の厚さが略リードフレーム素材の厚さ以下となるよ
うに、インナーリード先端部を跨ぎ連結するように、貼
り付けられている。そして、固定用テープ１２０は、ダ
イパッド１１１の辺部に対応する辺部領域では辺部に沿
い、外部端子部領域にかからない領域内に設けられ、ダ
イパッド１１１のコーナー部周辺の領域では辺部領域に
設けられた固定用テープの辺部からの延長領域よりさら
に外側まで突出するように広げて設けられている。尚、
外部端子部領域もこれに合わせ作成されている。

【００３１】半導体素子１４０は、インナーリード１１
２のリードフレーム素材面側のダイパッド１１１上に搭
載され、インナーリード１１２のリードフレーム素材面
とボンディングワイヤ１５０にて電気的に接続されてい
る。そして、外部端子部１１３の外側面を封止用樹脂の
外側面に合わせ、該外部端子部１１３の外側面上に設け
た半田ボールからなる外部電極１８０を外部に突出させ
るようにして、リードフレームの両側から、半導体素子
１４０全体とリードフレーム部１１０Ａを封止用樹脂１
７０にて樹脂封止している。

【００３２】

【効果】本発明は、上記のように、一層の多端子化、高
密度化に対応でき、構造も簡単なリードフレームをコア
材としたＢＧＡタイプの樹脂封止型の表面実装型半導体
装置で、特に、樹脂封止過程に於けるインナーリード間
や連結部（リード）の樹脂封止圧による変形や接触不良
が起こりにくい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】実施例のリードフレーム部材の概略図

【図２】固定用テープと外部端子部の位置関係を示した
図

【図３】実施例の表面実装型半導体装置の概略図

【図４】リードフレームの作製方法を説明するための図

【図５】従来のＢＧＡを説明するための図

【図６】従来のリードフレームをコア材としたＢＧＡを
説明するための図

【図７】従来のリードフレームの製造方法

【図８】従来のリードフレームをコア材としたＢＧＡを
説明するための図

【図９】リードフレームを説明するための図

【図１０】固定用テープと外部端子部の位置関係を示し
た図

【図１１】従来のリードフレームをコア材としたＢＧＡ
の作製工程図

【図１２】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リードフレーム部材１１０、１１０Ａリードフレーム１１１ダイパッド１１１Ａ辺１１１Ｓ、１１２Ｓリードフレーム素材面１１２インナーリード１１２Ａインナーリード先端部１１３外部端子部１１４外枠部１１５連結部（リードないし
配線部とも言う）１２０固定用テープ１２１突出部１２２辺部１３０保持基板１４０半導体素子１４１端子（バンプ）１５０ボンディングワイヤ１７０封止用樹脂１８０外部電極２００半導体装置４１０リードフレーム素材４２０Ａ、４２０Ｂレジストパターン４３０第一の開口部４４０第二の開口部４５０第一の凹部４６０第二の凹部４７０平坦状面４８０エッチング抵抗層５０１半導体素子５０２基材５０３モールドレジン５０４、５０４Ａ配線５０５ダイパッド５０８ボンデイングワイヤ５０６外部接続端子５１８めっき部５５０スルーホール５５１熱伝導ビア６００、６００Ａ半導体装置６１０リードフレーム６１１ダイパッド６１２インナーリード６１４外部端子部６２０半導体素子６２１半導体素子の端子６４０封止用樹脂６５０外部端子電極（半田ボ
ール）６６０絶縁フィルム７１０リードフレーム素材７２０フオトレジスト７３０レジストパターン７４０インナーリード８００表面実装型半導体装置８１０リードフレーム８１１ダイパッド８１１Ｓリードフレーム素材面８１２インナーリード８１２Ａインナーリード先端部８１２Ｓリードフレーム素材面８１３外部端子部８１４外枠部８１５連結部（リードないし
配線部とも言う）８２０固定用テープ８２２辺部８３０保持基板８４０半導体素子８４１端子（パッド）８５０ボンディングワイヤ８６０金型８６１キヤビティー８７０封止用樹脂８８０外部電極１２００半導体装置１２１０（単層）リードフレーム１２１１ダイパッド１２１２インナーリード１２１２Ａインナーリード先端部１２１３アウターリード１２１４ダムバー１２１５フレーム（枠）部１２２０半導体素子１２２１電極部（パッド）１２３０ワイヤ１２４０封止樹脂

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくともエッチングにより外形加工さ
れたリードフレームと、リードフレームのインナーリー
ド先端部を固定するための固定用テープと、リードフレ
ームの一面を保持する保持基板とを有する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、半導体素子を搭載するための略
四角形のダイパッドと、半導体素子の端子にボンデイン
グワイヤにて電気的に接続するためのインナーリード
と、該インナーリードに一体的に連結して外部回路と電
気的接続を行うための外部端子部と、リードフレーム全
体を固定し、樹脂封止の際のダムバーとなるダイパッド
の各辺に平行に沿う四辺をもつ四角形状の外枠部と、外
部端子部ないしダイパッドと外枠部とを一体的に接続す
る連結部とを略平面的に設け、外部端子部をリードフレ
ーム素材の厚さで、ダイパッドの辺に沿いほぼ全周にわ
たり所定のピッチ間隔で二次元的に配列し、インナーリ
ードと連結部の同じ側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形成
し、ダイパッドおよび外枠部をリードフレーム素材の厚
さで形成しており、固定用テープは、外部端子部が設け
られていない領域の、ダイパッドの周辺の全インナーリ
ードの素材面側でない面にて、その部分の厚さが略リー
ドフレーム素材の厚さ以下となるように、インナーリー
ド先端部を跨ぎ連結するように貼りつけられており、保
持基板は、リードフレームの、固定用テープを貼り付け
た側全体を覆うように、ダイパッド、外部端子部、外枠
部のリードフレーム素材面および固定用テープの一面に
接着材を介して貼り付けられており、且つ、固定用テー
プは、ダイパッドの辺部に対応する辺部領域では辺部に
沿い、外部端子部領域にかからない領域内に設けられ、
ダイパッドのコーナー部周辺の領域では辺部領域に設け
られた固定用テープからの延長領域よりさらに外側まで
突出するように広げて設けられ、外部端子領域もこれに
合わせ作成されていることを特徴とするリードフレーム
部材。
【請求項２】請求項１において、保持基板は、基材が
ポリイミドで、接着剤がエポキシ系接着剤であり、加熱
圧着されリードフレームおよびまたは固定用テープに貼
り付けられることを特徴とするリードフレーム部材。
【請求項３】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であって、リードフレームは、半
導体素子を搭載するための略四角形のダイパッドと、半
導体素子の端子にボンデイングワイヤにて電気的に接続
するためのインナーリードと、該インナーリードに一体
的に連結して外部回路と電気的接続を行うための外部端
子部と、外部端子部ないしダイパッドと作製過程で除去
された外枠部とを一体的に接続するための連結部とを略
平面的に設け、外部端子部をリードフレーム素材の厚さ
で、ダイパッドの辺に沿いほぼ全周にわたり所定のピッ
チ間隔で二次元的に配列し、インナーリードと連結部の
同じ側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形成し、ダイパッドを
リードフレーム素材の厚さで形成しており、外部端子部
が設けられていない領域の、ダイパッドの周辺の全イン
ナーリードの素材面側でない面にて、その部分の厚さが
略リードフレーム素材の厚さ以下となるように、インナ
ーリード先端部を跨ぎ連結するように固定用テープを貼
り付けており、半導体素子は、インナーリードのリード
フレーム素材面側のダイパッド上に搭載され、インナー
リードのリードフレーム素材面とボンディングワイヤに
て電気的に接続されており、且つ、外部端子の外側面を
封止用樹脂の外側面に合わせ、該外部端子の外側面上に
設けた半田ボールからなる外部電極を外部に突出させる
ようにして、リードフレームの両側から、半導体素子全
体とリードフレーム部を樹脂封止しており、且つ、固定
用テープは、ダイパッドの辺部に対応する辺部領域では
辺部に沿い、外部端子部領域にかからない領域内に設け
られ、ダイパッドのコーナー部周辺の領域では辺部領域
に設けられた固定用テープからの延長領域よりさらに外
側まで突出するように広げて設けられ、外部端子領域も
これに合わせ作成されていることを特徴とする表面実装
型半導体装置。