JPH1065091A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JPH1065091A
JPH1065091A JP8218573A JP21857396A JPH1065091A JP H1065091 A JPH1065091 A JP H1065091A JP 8218573 A JP8218573 A JP 8218573A JP 21857396 A JP21857396 A JP 21857396A JP H1065091 A JPH1065091 A JP H1065091A
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Kenichi Kurihara
健一 栗原
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体チップ上の剥離を防止することにより
クラックによるワイヤの切断を防止る。 【解決手段】 リードフレームの内部リード1裏面であ
る半導体チップ固着面に絶縁性の接着剤4をコーティン
グし、この接着剤4に半導体チップ5を固着した構造と
する。このような構造とすることにより、半導体チップ
5の上面の接着剤が露出して樹脂2と直接接触するエリ
アを大幅に減少させ、従来のような接着剤と樹脂2との
界面での剥離の発生を無くす。この結果、クラックがワ
イヤボンディング近傍に生じることによってワイヤ3が
切断することが無くなり、その分、半導体装置の信頼性
が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は樹脂封止型の半導
体装置に係わり、特に内部にクラック(ひび/切断)が
生じにくいLOC(Lead On Chip)構造を有する樹脂封止
型の半導体装置及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図5に従来のLOC構造を有する樹脂封
止型の半導体装置の構造図を示し、その説明を行う。た
だし、図5(a)は、同半導体装置の樹脂内の側面図、
また、同図(b)は、同図(a)の一部を断面で示した
平面図である。図5において、符号1はリードフレーム
の内部リード、2は樹脂、3はワイヤ、5は半導体チッ
プ、6はリードフレームの吊りピン、8は半導体チップ
5の電極パッド、7はベースフィルム7aの上下面に接
着層7b,7cを設けた3層構造のLOCテープを示し
ている。このような構成要素から成るLOC構造の半導
体装置を製造する場合、平行に配列された複数本の内部
リード1の裏面に、LOCテープ7を介して半導体チッ
プ5を固着した後、吊りピン6で吊り、この後、半導体
チップ5の電極パッド8と内部リード1とをワイヤ3で
接続するワイヤボンディングを行い、最後に樹脂2で半
導体チップ5及び内部リード1の所定部分を封止(樹脂
封止)していた。
【0003】また、LOC構造の半導体装置として、例
えば特開平5−198615に記載されているように、
半導体チップの表面にポリイミドコートを形成し、フィ
ルムキャリヤテープのリードを直接、アルミパッドに低
圧力で仮接合した後、熱硬化性且つ絶縁性であり、熱を
加えると軟化する接着剤を保護板を通じて熱圧着するこ
とで完全接合となるようにしたものがある。これは、バ
ンプやリードのボンディング後のつぶれにより、リード
の狭ピッチ化が妨げられていたことを、低圧力接合によ
りつぶれ量を制御でき、狭ピッチ化、多ピン化が可能と
なるようにしたものである。
【0004】次に、図6に従来のCOL(Chip On Lead)
構造を有する樹脂封止型の半導体装置の構造図を示し、
その説明を行う。ただし、図6(a)は、同半導体装置
の側面図、また、同図(b)は同図(a)の平面図であ
る。図6において、符号11はリードフレームの内部リ
ード、13はワイヤ、14は接着剤、15は半導体チッ
プ、18は半導体チップ15の電極パッドを示してい
る。このような構成要素から成るCOL構造の半導体装
置を製造する場合、複数本の内部リード11の上面先端
部に接着剤14を塗布し、この接着剤14上に半導体チ
ップ15を固着し、この後、半導体チップ15の電極パ
ッド18と内部リード11とをワイヤ13で接続するワ
イヤボンディングを行い、最後に図5を参照して説明し
たと同様に半導体チップ15及び内部リード11の所定
部分を樹脂封止していた。
【0005】この種の半導体装置として、例えば特開平
2−28966に記載されているように、半導体チップ
を非導電性の接着剤により、各インナーリード(内部リ
ード)に直接接続することによって、半導体チップの大
きさに関係なく各種の半導体チップを1種類のリードフ
レームに取り付けることができ、また、半導体チップの
ボンディングパッドの配置位置に関係なく、インナーリ
ードに接続できるようにしたものがある。さらには、特
開平4−49648に記載されているように、複数のフ
レームを両面接着型絶縁層で固着するタイプの樹脂封止
型半導体装置において、ヒートスプレッダーを兼ねた電
源リードの一部を外部へ出し、その外周を連結すること
によって、熱抵抗が低くなって放熱性が良好となり、ま
た、小型多ピン化に対応でき、かつ外部リードの変形が
しにくいようにしたものがある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した図
5に示すLOC構造の樹脂封止型半導体チップにおいて
は、図5(b)に示すように、上方から見た場合、内部
リード1間にLOCテープ7の接着層7bが露出してい
るが、この露出部分が樹脂封止を行った場合、樹脂2と
接することになる。そのLOCテープ7の接着層7bと
樹脂2との接触面(界面)は密着力が弱いことから剥離
が発生し易く、この剥離が発生した場合、クラック(ひ
び/切断)が生じるという問題があった。クラックがワ
イヤボンディング近傍に生じた場合、ワイヤ3が切断す
るという問題があった。さらには、LOCテープ7の接
着層7bと樹脂2との界面が広く存在するため先に述べ
た2つの問題点のクラック及びワイヤ3の切断が生じる
確率がより高くなるという問題があった。また、図6に
示すCOL構造の樹脂封止型半導体チップにおいては、
大型の半導体チップ15を内部リード11に搭載した場
合、半導体チップ15と内部リード11とのボンディン
グ点が近くなり、ワイヤ13と半導体チップ15の電極
パッド18以外の部分が接触することがあるという問題
があった。さらに、フラットなリードフレーム上に半導
体チップ15を搭載するので電極パッド18とステッチ
側のリードとの段差が大きいので、薄型パッケージに採
用した場合、ワイヤ13と半導体チップ15の電極パッ
ド18以外の部分が接触することがあるという問題があ
った。
【0007】この発明は、上述の事情に鑑みてなされた
もので、半導体チップ上の剥離を防止することによりク
ラックによるワイヤの切断を防止し、高信頼性の半導体
装置及びその製造方法を提供することを目的としてい
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1記載の発明は、樹脂封止型リードオンチッ
プ構造の半導体装置であって、リードフレームの半導体
チップ固着面である内部リード裏面にのみ絶縁性の接着
剤をコーティングし、該接着剤を介して上記内部リード
裏面に半導体チップを固着したことを特徴としている。
【0009】また、請求項2記載の発明は、請求項1記
載の半導体装置を製造する方法であって、フォトマスク
を用いたエッチングにより金属板を所望のリードフレー
ム形状に加工する工程と、この加工により得られたリー
ドフレームの半導体チップ固着面である上記内部リード
裏面にのみ絶縁性の上記接着剤をコーティングする工程
と、上記加工により得られたリードフレームのボンディ
ングエリアである上記内部リード表面にメッキを施す工
程と、コーティングされた上記接着剤を介して上記内部
リード裏面に半導体チップを固着する工程とを含んでな
ることを特徴としている。
【0010】また、請求項3記載の発明は、請求項1記
載の半導体装置を製造する方法であって、金型を用いた
プレス加工により金属板を所望のリードフレーム形状に
加工する工程と、この加工により得られたリードフレー
ムの半導体チップ固着面である上記内部リード裏面にの
み絶縁性の上記接着剤をコーティングする工程と、上記
加工により得られたリードフレームのボンディングエリ
アである上記内部リード表面にメッキを施す工程と、コ
ーティングされた接着剤を介して上記内部リード裏面に
半導体チップを固着する工程とを含んでなることを特徴
としている。
【0011】また、請求項4記載の発明は、請求項1記
載の半導体装置を製造する方法であって、金属板の片面
の所望のエリアに接着剤をコーティングする工程と、コ
ーティングが行われた上記金属板をフォトマスクを用い
たエッチングにより、所望のリードフレーム形状に加工
する工程とを含んでなることを特徴としている。
【0012】また、請求項5記載の発明は、請求項1記
載の半導体装置を製造する方法であって、金属板の片面
の所望のエリアに上記接着剤をコーティングする工程
と、このコーティングが行われた上記金属板を金型を用
いたプレス加工により、所望のリードフレーム形状に加
工する工程とを含んでなることを特徴としている。
【0013】また、請求項6記載の発明は、請求項1記
載の半導体装置を製造する方法であって、金属板の片面
の所望のエリアに上記接着剤をコーティングする工程
と、このコーティングが行われた上記金属板をフォトマ
スクを用いたエッチングと金型を用いたプレス加工との
組み合わせにより、所望のリードフレーム形状に加工す
る工程とを含んでなることを特徴としている。
【0014】また、請求項7記載の発明は、請求項1記
載の半導体装置を製造する方法であって、金属板の片面
の所望の第1のエリアにメッキを施す工程と、該金属板
の他の片面であって上記第1のエリアの裏側に相当する
第2のエリアに上記接着剤をコーティングする工程と、
上記メッキ及び接着剤が施された上記金属板をフォトマ
スクを用いたエッチングにより、所望のリードフレーム
形状に加工する工程とを含んでなることを特徴としてい
る。
【0015】また、請求項8記載の発明は、請求項1記
載の半導体装置を製造する方法であって、金属板の片面
の所望の第1のエリアにメッキを施す工程と、該金属板
の他の片面であって上記第1のエリアの裏側に相当する
第2のエリアに上記接着剤をコーティングする工程と、
上記メッキ及び接着剤が施された上記金属板を金型を用
いたプレス加工により、所望のリードフレーム形状に加
工する工程とを含んでなることを特徴としている。
【0016】また、請求項9記載の発明は、請求項1記
載の半導体装置を製造する方法であって、金属板の片面
の所望の第1のエリアにメッキを施す工程と、該金属板
の他の片面であって上記第1のエリアの裏側に相当する
第2のエリアに接着剤をコーティングする工程と、上記
メッキ及び接着剤が施された上記金属板をフォトマスク
を用いたエッチングと金型を用いたプレス加工との組み
合わせにより、所望のリードフレーム形状に加工する工
程とを含んでなることを特徴としている。
【0017】また、請求項10記載の発明は、請求項2
乃至7のいずれか一に記載の半導体装置を製造する方法
であって、上記接着剤をスクリーン印刷、転写方式又は
ディスペンス方式によってコーティングすることとした
ことを特徴としている。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用い
て具体的に行う。 ◇第1実施例 図1は、この発明の第1実施例である半導体装置の構成
を示す図である。この図において、図5に示した従来例
の各部に対応する部分には同一符号を付して、その説明
を省略する。この例の半導体装置が従来例と異なる点
は、図5に示した内部リード1に半導体チップ5を固着
する際のLOCテープ7の代わりに、図1に示すように
内部リード1の半導体チップ固着面に絶縁性の接着剤4
をコーティングし、この接着剤4に半導体チップ5を固
着したことにある。この固着後は、従来例で説明したと
同様に、電極パッド8と内部リード1とのワイヤボンデ
ィングを行い、最後に樹脂2で半導体チップ5及び内部
リード1の所定部分を封止する。このような構造とする
ことによって、半導体チップ5の上面に従来例のような
接着層(接着剤)が露出して樹脂2と直接接触するエリ
アが大幅に減少するので、従来のように接着層と樹脂2
との界面での剥離が無くなり、これによってクラックが
生じることも略無くなる。このようにクラックの発生が
無くなれば、クラックがワイヤボンディング近傍に生じ
ることによってワイヤ3が切断するという問題も無くな
る。したがって、その分、半導体装置の信頼性を向上さ
せることができる。
【0019】次に、図2のフローチャートを参照して、
この例のリードフレームの製造方法、すなわち、内部リ
ード1に接着剤5がコーティングされたリードフレーム
の製造方法について説明する。図2に示すステップS1
のエッチング工程において、リードフレーム形状のパタ
ーンが形成されたフォトマスクを金属板に当接し、マス
クされていない部分をエッチング液で除去することによ
って金属板を所定のリードフレーム形状に加工する。次
に、ステップS2のメッキ工程において、エッチング工
程で得られたリードフレームの内部リード表面のボンデ
ィングエリアにメッキを施す。次に、ステップS3の接
着剤コーティング工程において、メッキが施された内部
リード裏面の半導体チップ固着面にスクリーン印刷によ
って、熱可塑性あるいは熱硬化性の接着剤をコーティン
グする。この際、接着剤のコーティング厚は10〜10
0μm程度とするが、20〜50μmが望ましい。ま
た、接着剤のコーティング範囲はモールドエリア内側に
行うが、半導体チップ5のエリア以内にコーティングす
ることが半導体装置の信頼性の面からも望ましい。以上
のプロセスによって、内部リード1に接着剤5がコーテ
ィングされたリードフレームが形成される。
【0020】◇第2実施例 次に、この発明の第2実施例について説明する。この第
2実施例では、リードフレームの製造にあたり上述の第
1実施例とは異なる製造方法が用いられ点を除けば、第
1実施例と略同様である。すなわち、半導体装置の構成
は、第1実施例と略同様である。それゆえ、以下の説明
では、図3のフローチャートを参照して、この例のリー
ドフレームの製造方法について説明する。まず、図3に
示すステップS11の接着剤コーティング工程におい
て、金属板の片面のリードフレームの内部リードが形成
されるエリアにスクリーン印刷によって、熱可塑性ある
いは熱硬化性の接着剤を10〜100μm程度コーティ
ングする。この際、金属板の半導体チップ搭載エリアに
20〜50μm程度接着剤をコーティングすることが望
ましい。次に、ステップS12のエッチング工程におい
て、リードフレーム形状のパターンが形成されたフォト
マスクを金属板に当接し、マスクされていない部分をエ
ッチング液で除去することによって金属板を所定のリー
ドフレーム形状に加工する。次に、ステップS13のメ
ッキ工程において、エッチング工程で得られたリードフ
レームの内部リードのボンディングエリアにメッキを施
す。以上のプロセスにより、内部リード1に接着剤5が
コーティングされたリードフレームが形成される。
【0021】◇第3実施例 次に、この発明の第3実施例について説明する。この第
3実施例では、リードフレームの製造にあたり上述の第
1実施例とは異なる製造方法が用いられ点を除けば、第
1実施例と略同様である。すなわち、半導体装置の構成
は、第1実施例と略同様である。それゆえ、以下の説明
では、図4を参照して、この例のリードフレームの製造
方法について説明する。図4は、この例で使用されるリ
ードフレーム形成金属板10の接着剤コーティング面
(半導体チップ固着面)を示している。まず、同図
(a)に示すように、リードフレーム形状のパターンが
形成されたフォトマスクを金属板10に当接し、マスク
されていない部分をエッチング液で除去することによっ
て金属板10を所定のリードフレーム形状に加工する。
ただし、この際、リードフレームの外部リード23に接
続された内部リード1は、最終的に、同図(c)に示す
ように、所定距離のギャップGを隔てて互いの端が対向
するように配置されるが、同図(a)に示す工程では、
そのギャップGの部分が接続された状態とされる。ま
た、この際、リードフレームの位置決め穴9と、内部リ
ード1を補強するダイバ21も形成される。この後、リ
ードフレームの内部リード1表面のボンディングエリア
にメッキを施す。
【0022】次に、同図(b)に示すように、内部リー
ド1裏面である半導体チップ固着面にスクリーン印刷に
よって、熱可塑性あるいは熱硬化性の接着剤をコーティ
ングする。次に、同図(c)に示すように、内部リード
1の接続部分を金型を用いたプレス加工によって、所定
距離のギャップGを隔てて分離する。このプレス加工で
内部リード1のギャップGを打ち抜く際は、接着剤コー
ティング面から反対の面に向かって打ち抜く。これは、
その反対の面から打ち抜いた場合、プレス加工による金
属バリが接着剤コーティング面に発生し、半導体チップ
を内部リード1にマウントした際に半導体チップを破損
する可能性があるからである。
【0023】このように、所定距離のギャップGを隔て
て互いの端が対向するように配置される内部リード1
を、最初は互いに接続された状態で、メッキ加工及び接
着剤コーティングを行い、その後、内部リード1をギャ
ップGを隔てて分離するようにしたので、それぞれの加
工時に内部リード1が変形したり、位置ずれが生じたり
することがないような精度の高い加工を実現することが
できる。
【0024】以上、この発明の実施例を図面により詳述
してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるもの
ではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更があってもこの発明に含まれる。例えば、上述の図1
に示した半導体装置において、内部リード1の裏面に絶
縁性の接着剤4をコーティングし、この接着剤4に半導
体チップ5を固着する構成を、半導体チップ5の拡散面
に絶縁性のフィルムを貼り付けるか、又は、絶縁膜をコ
ーティングし、内部リード1の裏面に接着剤5をコーテ
ィングした後、半導体チップ5を内部リード1に固着す
る構成としても良い。また、上述の第1及び第2実施例
においては、エッチング加工によりリードフレームを形
成する場合について述べたが、これに代えて、金型を用
いたプレス加工によりリードフレームを形成しても良
い。もちろん、上述の第3実施例で説明したように、エ
ッチング加工とプレス加工とを併用するようにすれば、
それぞれの加工時に内部リードが変形したり、位置ずれ
が生じたりすることが無く、精度の高い加工を達成でき
る。さらに、接着剤4のコーティング方法として、スク
リーン印刷の代わりに、転写方式やディスペンス方式を
用いても良く、接着剤4のコーティングエリアを金属板
片側全面としても良い。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の半導体
装置及びその製造方法によれば、リードフレームの内部
リード裏面に絶縁性の接着剤をコーティングし、この接
着剤に半導体チップを固着する構成としたので、半導体
チップの上面の接着剤が露出して全体を被覆する樹脂と
直接接触(界面)するエリアが大幅に減少するので、接
着層と樹脂との界面での剥離が略無くなり、これによっ
てクラックが生じることも無くなり、クラックがワイヤ
ボンディング近傍に生じることによってワイヤ3が切断
するといったことが無くなる。したがって、高信頼性の
半導体装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1実施例であるLOC構造の樹脂
封止型半導体装置の構成を示す図である。
【図2】同第1実施例におけるリードフレームの製造方
法を説明するためのフローチャートである。
【図3】この発明の第2実施例におけるリードフレーム
の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図4】この発明の第3実施例におけるリードフレーム
の製造方法を説明するための図である。
【図5】従来のLOC構造の樹脂封止型半導体装置の構
成を示す図である。
【図6】従来のCOL構造の樹脂封止型半導体装置の構
成を示す図である。
【符号の説明】
1 リードフレームの内部リード 2 樹脂 3 ワイヤ 4 接着剤 5 半導体チップ 8 電極パッド

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 樹脂封止型リードオンチップ構造の半導
    体装置であって、 リードフレームの半導体チップ固着面である内部リード
    裏面にのみ絶縁性の接着剤をコーティングし、該接着剤
    を介して前記内部リード裏面に半導体チップを固着した
    ことを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の半導体装置を製造する方
    法であって、 フォトマスクを用いたエッチングにより金属板を所望の
    リードフレーム形状に加工する工程と、この加工により
    得られたリードフレームの半導体チップ固着面である前
    記内部リード裏面にのみ絶縁性の前記接着剤をコーティ
    ングする工程と、前記加工により得られたリードフレー
    ムのボンディングエリアである前記内部リード表面にメ
    ッキを施す工程と、コーティングされた前記接着剤を介
    して前記内部リード裏面に半導体チップを固着する工程
    とを含んでなることを特徴とする半導体装置の製造方
    法。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の半導体装置を製造する方
    法であって、金型を用いたプレス加工により金属板を所
    望のリードフレーム形状に加工する工程と、この加工に
    より得られたリードフレームの半導体チップ固着面であ
    る前記内部リード裏面にのみ絶縁性の前記接着剤をコー
    ティングする工程と、前記加工により得られたリードフ
    レームのボンディングエリアである前記内部リード表面
    にメッキを施す工程と、コーティングされた前記接着剤
    を介して前記内部リード裏面に半導体チップを固着する
    工程とを含んでなることを特徴とする半導体装置の製造
    方法。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の半導体装置を製造する方
    法であって、 金属板の片面の所望のエリアに前記接着剤をコーティン
    グする工程と、このコーティングが行われた前記金属板
    をフォトマスクを用いたエッチングにより、所望のリー
    ドフレーム形状に加工する工程とを含んでなることを特
    徴とする半導体装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の半導体装置を製造する方
    法であって、 金属板の片面の所望のエリアに前記接着剤をコーティン
    グする工程と、このコーティングが行われた前記金属板
    を金型を用いたプレス加工により、所望のリードフレー
    ム形状に加工する工程とを含んでなることを特徴とする
    半導体装置の製造方法。
  6. 【請求項6】 請求項1記載の半導体装置を製造する方
    法であって、 金属板の片面の所望のエリアに前記接着剤をコーティン
    グする工程と、このコーティングが行われた前記金属板
    をフォトマスクを用いたエッチングと金型を用いたプレ
    ス加工との組み合わせにより、所望のリードフレーム形
    状に加工する工程とを含んでなることを特徴とする半導
    体装置の製造方法。
  7. 【請求項7】 請求項1記載の半導体装置を製造する方
    法であって、 金属板の片面の所望の第1のエリアにメッキを施す工程
    と、該金属板の他の片面であって前記第1のエリアの裏
    側に相当する第2のエリアに前記接着剤をコーティング
    する工程と、前記メッキ及び接着剤が施された前記金属
    板をフォトマスクを用いたエッチングにより、所望のリ
    ードフレーム形状に加工する工程とを含んでなることを
    特徴とする半導体装置の製造方法。
  8. 【請求項8】 請求項1記載の半導体装置を製造する方
    法であって、 金属板の片面の所望の第1のエリアにメッキを施す工程
    と、該金属板の他の片面であって前記第1のエリアの裏
    側に相当する第2のエリアに前記接着剤をコーティング
    する工程と、前記メッキ及び接着剤が施された前記金属
    板を金型を用いたプレス加工により、所望のリードフレ
    ーム形状に加工する工程とを含んでなることを特徴とす
    る半導体装置の製造方法。
  9. 【請求項9】 請求項1記載の半導体装置を製造する方
    法であって、 金属板の片面の所望の第1のエリアにメッキを施す工程
    と、該金属板の他の片面であって前記第1のエリアの裏
    側に相当する第2のエリアに前記接着剤をコーティング
    する工程と、前記メッキ及び接着剤が施された前記金属
    板をフォトマスクを用いたエッチングと金型を用いたプ
    レス加工との組み合わせにより、所望のリードフレーム
    形状に加工する工程とを含んでなることを特徴とする半
    導体装置の製造方法。
  10. 【請求項10】 前記接着剤をスクリーン印刷、転写方
    式又はディスペンス方式によってコーティングすること
    としたことを特徴とする請求項2乃至7のいずれか一に
    記載の半導体装置の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100652517B1 (ko) 2004-03-23 2006-12-01 삼성전자주식회사 리드-칩 직접 부착형 반도체 패키지, 그 제조 방법 및 장치

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