WO2019026917A1 - リードフレーム、半導体装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents

リードフレーム、半導体装置および半導体装置の製造方法 Download PDF

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lead frame
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connecting bar
semiconductor device
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正雄 大貫
剛 山嵜
一範 大内
雅樹 矢崎
永田 昌博
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大日本印刷株式会社
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    • H01L2224/97Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips the devices being connected to a common substrate, e.g. interposer, said common substrate being separable into individual assemblies after connecting
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    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation

Definitions

  • One embodiment of the present disclosure relates to a lead frame, a semiconductor device, and a method of manufacturing the semiconductor device.
  • the lead portions approach each other, and there is a risk that the lead portions may be short-circuited by burrs generated during dicing.
  • the liquid flow of the sealing resin flowing between the lead portions may be obstructed, and the sealing resin may not be sufficiently filled.
  • the present disclosure has been made in consideration of such points, and it is possible to suppress the short circuit between the lead portions due to the burr generated at the time of dicing, manufacture of the lead frame, the semiconductor device and the semiconductor device. Provide a way.
  • a lead frame for a semiconductor device for example, the one described in Patent Document 2 exists, for example.
  • Such a lead frame has a die pad and a lead portion provided around the die pad.
  • a semiconductor element is mounted on the die pad, and the semiconductor element is bonded to the die pad by an adhesive such as a die bonding paste.
  • a metal substrate used in producing a lead frame is produced by rolling a metal material such as copper. For this reason, rolling streaks extending in the rolling direction are formed on the surface of the lead frame.
  • an adhesive such as die bonding paste is used to fix a semiconductor element on a lead frame. For this reason, the adhesive on the lead frame may flow in the rolling direction of the lead frame due to the capillary phenomenon caused by the rolling bars and may flow out of the lead frame, which may reduce the mounting reliability.
  • the present disclosure has been made in consideration of the above points, and provides a lead frame and a semiconductor device capable of suppressing the adhesive on the lead frame from flowing out of the lead frame.
  • the lead frame is cut by two sawing steps, the lead frame is cut to a predetermined depth (for example, about half) in the first sawing, and the lead frame is separated in the second sawing.
  • the two saws are both done along the connecting bar. For this reason, for example, when the connecting bar is distorted by the pressure of the molten resin at the time of resin sealing, there is a problem that the shape of the lead portion after being sawed does not become a desired shape.
  • the present disclosure has been made in consideration of these points, and provides a method of manufacturing a lead frame and a semiconductor device capable of enhancing the strength of the connecting bar and suppressing the distortion generated in the connecting bar at the time of sawing.
  • a metal substrate formed of a copper-based metal material is used.
  • Such copper-based metal materials are soft and excellent in ductility, so that so-called smearing or burrs may occur at the time of dicing, because the metal materials partially extend along the dicing direction. If smearing or burrs occur in the lead frame, the lead portions may be shorted due to the smearing or burrs.
  • the semiconductor device is manufactured, the liquid flow of the sealing resin flowing between the lead portions may be obstructed, and the sealing resin may not be sufficiently filled.
  • the present disclosure has been made in consideration of such points, and is capable of suppressing the occurrence of smearing at the time of dicing and suppressing the occurrence of a short circuit between the lead portions due to the smearing. To provide a semiconductor device.
  • the present disclosure relates to a lead frame, a die pad on which a semiconductor element is mounted, a plurality of long lead portions and a plurality of short lead portions provided around the die pad, a plurality of the long lead portions and the plurality of shorts. And a long lead portion and a short lead portion are alternately arranged along a longitudinal direction of the connecting bar, and the long lead portion of the connecting bar is connected to each other.
  • the long lead connection portion thus formed is at least partially thinned from the back surface side, and among the connecting bars, the short lead connection portion to which the short lead portion is connected is at least partially thinned from the surface side It is a lead frame.
  • the present disclosure is a lead frame in which at least a longitudinal end of the connecting bar is thinned from the back surface side.
  • the present disclosure is a lead frame in which a suspension lead extends from a corner portion of the die pad, and at least a portion of the suspension lead is thinned from the back surface side.
  • the present disclosure is a lead frame in which a pair of thin regions is formed in the short lead connection portion, and a central region thicker than the pair of thin regions is formed between the pair of thin regions.
  • the long lead portions and the short lead portions are alternately arranged along the periphery of the sealing resin, and the portions of the long lead portions exposed from the sealing resin are thin from the back surface side.
  • a portion of the short lead portion exposed from the sealing resin is a semiconductor device which is thinned from the surface side.
  • the present disclosure is a lead frame having rolling bars extending in a rolling direction, wherein a plurality of locally deformed portions extending in a direction orthogonal to the rolling direction is formed in a plane provided with the rolling bars. It is a frame.
  • the present disclosure is a lead frame in which the maximum height roughness of the locally deformed portion is 0.2 ⁇ m or more and 2.0 ⁇ m or less.
  • the present disclosure is a lead frame in which the length of the locally deformed portion is equal to or less than 1/30 of the length of the rolling bar.
  • the present disclosure is a lead frame in which the width of the locally deformed portion is 0.5 ⁇ m or more and 3.0 ⁇ m or less.
  • the present disclosure is the lead frame, wherein the locally deformed portion is a convex portion protruding upward in a cross section along the rolling direction.
  • the present disclosure is a lead having a tensile strength of 860 MPa or more and 890 MPa or less, and an elongation measured according to JIS-Z2241 of 2.8% or more and 4.4% or less. It is a frame.
  • the present disclosure is a lead frame in which the metal material is a corson alloy (Cu-Ni-Si).
  • the present disclosure includes a die pad on which a semiconductor element is mounted, and a plurality of lead portions provided around the die pad and including external terminals, respectively, and the external terminals of the plurality of lead portions are between adjacent lead portions.
  • the lead frames are alternately arranged to be positioned inside and outside alternately.
  • the present disclosure is a semiconductor device, which is a semiconductor device mounted on a die pad having a plurality of rolling bars extending in a rolling direction, a plurality of lead portions provided around the die pad and including external terminals, and the die pad. And a sealing resin for sealing the element, the conductive member electrically connecting the semiconductor element and the lead portion, the die pad, the lead portion, the semiconductor element, and the conductive member.
  • a plurality of locally deformed portions extending in a direction orthogonal to the rolling direction may be formed in the plane on which the rolling bars of the die pad are provided.
  • the present disclosure is the semiconductor device, wherein the maximum height roughness of the locally deformed portion is 0.2 ⁇ m or more and 2.0 ⁇ m or less.
  • the present disclosure is a semiconductor device in which the length of the locally deformed portion is equal to or less than 1/30 of the length of the rolling bar.
  • the present disclosure is a semiconductor device, wherein the width of the locally deformed portion is 0.5 ⁇ m or more and 3.0 ⁇ m or less. Is
  • the present disclosure is the semiconductor device, wherein the locally deformed portion is a convex portion protruding upward in a cross section along the rolling direction.
  • the lead portion is configured of a metal material having a tensile strength of 860 MPa or more and 890 MPa or less and an elongation measured according to JIS-Z2241 of 2.8% or more and 4.4% or less Is a semiconductor device.
  • the present disclosure is a semiconductor device in which the metal material is a Corson alloy (Cu-Ni-Si).
  • the present disclosure is a semiconductor device in which the external terminals of the plurality of lead portions are arranged in a staggered manner so as to be alternately positioned inside and outside between adjacent lead portions.
  • the adhesive on the lead frame can be suppressed from flowing out of the lead frame.
  • the present disclosure provides, in a lead frame, a die pad, a lead portion provided around the die pad, and a connecting bar to which the lead portion is connected, and the width of the surface of the connecting bar is the back surface of the connecting bar
  • the lead frame wherein the largest width portion of the connecting bar, which is the largest width, is positioned between the front surface and the back surface of the connecting bar.
  • the present disclosure is the lead frame, wherein the maximum width portion is located on the surface side with respect to an intermediate position between the surface and the back surface of the connecting bar.
  • the present disclosure is a lead frame in which a recess is formed on at least one of the front surface and the back surface of the connecting bar.
  • two connecting bars orthogonal to each other are connected to each other by a connecting portion, the die pad and the connecting portion are connected to each other by a suspending lead, and the connecting portion is not thinned, and the suspending lead Is a lead frame which is thinned from the back side.
  • the present disclosure is a lead frame in which a portion of the lead portion connected to the connecting bar is tapered in a plan view.
  • the present disclosure is a lead frame in which notches are formed in portions of the connecting bar located on both sides of the lead portion.
  • the width of the surface of the connecting bar is wider than the width of the back surface of the connecting bar by 15 ⁇ m to 25 ⁇ m, and the width of the largest width portion is 10 ⁇ m to 15 ⁇ m of the surface of the connecting bar Only wide, lead frame.
  • the present disclosure relates to a method of manufacturing a semiconductor device, wherein the step of preparing the lead frame, the step of mounting a semiconductor element on the die pad of the lead frame, and the connection member electrically connect the semiconductor element and the lead portion.
  • a step of connecting to the die pad, a step of sealing the die pad, the lead portion, the semiconductor element, and the connection member with a sealing resin, a thickness of the lead frame from the back side along the connecting bar It is a manufacturing method of the semiconductor device provided with the process of cutting a part of direction, and the process of cutting the lead frame and the sealing resin for every semiconductor device.
  • a lead frame in a lead frame, a die pad on which a semiconductor element is mounted, a plurality of lead portions provided around the die pad, a connecting bar to which the plurality of lead portions are coupled, the die pad and the connecting
  • the connecting bar and the tie bar are lead frames which are each thinned from the back surface side, and the connecting bar has a thickness thinner than that of the tie bar.
  • the present disclosure relates to a lead frame including a die pad on which a semiconductor element is mounted, a plurality of lead portions provided around the die pad, a connecting bar to which the plurality of lead portions are connected, and the die pad And a connecting member for connecting the tie bar and the connecting bar, wherein the connecting member has a width greater than that of the tie bar.
  • the present disclosure is a lead frame in which the connecting bar and the tie bar are each thinned from the back surface side, and the thickness of the connecting bar is thinner than the thickness of the tie bar.
  • the present disclosure is the lead frame in which the connection member is thinned from the back surface side.
  • the present disclosure is a lead frame in which the width of the connection member is 150 ⁇ m to 350 ⁇ m, and the width of the tie bar is 100 ⁇ m to 250 ⁇ m.
  • the present disclosure is a lead frame in which the thickness of the connecting bar is 60 ⁇ m to 120 ⁇ m, and the thickness of the tie bar is 70 ⁇ m to 130 ⁇ m.
  • the present disclosure relates to a semiconductor device, a die pad, a plurality of lead portions provided around the die pad, a tie bar extending from the die pad, a connecting member connected to the tie bar, and the die pad Semiconductor element, a connection member for electrically connecting the semiconductor element and the lead portion, the die pad, the lead portion, the tie bar, the connection member, the semiconductor element, and the connection member And a sealing resin for sealing the semiconductor device, wherein the width of the connection member is wider than the width of the tie bar.
  • the present disclosure is the semiconductor device, wherein the width of the connection member is 150 ⁇ m or more and 350 ⁇ m or less, and the width of the tie bar is 100 ⁇ m or more and 250 ⁇ m or less.
  • FIG. 1 is a plan view showing a lead frame according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a bottom view showing the lead frame according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a lead frame according to the first embodiment (a cross-sectional view along the line III-III in FIG. 1).
  • FIG. 4A is a partial enlarged plan view showing the lead frame according to the first embodiment
  • FIG. 4B is a partial enlarged bottom view showing the lead frame according to the first embodiment.
  • 5 (a) and 5 (b) are cross-sectional views taken along the direction perpendicular to the longitudinal direction of the lead according to the first embodiment (VA-VA line and VB-VB line cross-sectional view of FIG. 4, respectively).
  • FIG. 1 is a plan view showing a lead frame according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a bottom view showing the lead frame according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a lead frame according to the first embodiment (a
  • FIG. 6 is a plan view showing the semiconductor device according to the first embodiment.
  • 7 is a cross-sectional view (a cross-sectional view along the line VII-VII in FIG. 6) showing the semiconductor device according to the first embodiment.
  • 8 (a) to 8 (e) are cross-sectional views showing a method of manufacturing a lead frame according to the first embodiment.
  • 9 (a) to 9 (e) are cross-sectional views showing a method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic bottom view showing the flow of molten resin in the resin sealing step.
  • FIG. 11 is a partially enlarged plan view showing a lead frame according to a modification (Modification 1) of the first embodiment.
  • FIG. 12 (a) and 12 (b) are cross-sectional views taken along the direction perpendicular to the longitudinal direction of the lead according to a modification (Modification 1) of the first embodiment (each cross section taken along line XII-XII in FIG. 11). Corresponding figure).
  • FIG. 13 is a partial enlarged plan view showing a lead frame according to a modification (modification 2) of the first embodiment.
  • FIG. 14 is a plan view showing a lead frame according to a second embodiment.
  • FIG. 15 is a bottom view showing a lead frame according to a second embodiment.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view (cross-sectional view along the line XVI-XVI in FIG. 14) showing the lead frame according to the second embodiment.
  • FIG. 17 is an enlarged plan view showing a lead frame according to a second embodiment (an enlarged view of a portion XVII in FIG. 14).
  • FIG. 18 is an enlarged sectional view showing a lead frame according to a second embodiment (a partially enlarged view of FIG. 16).
  • FIG. 19 is an optical micrograph showing a lead frame according to the second embodiment.
  • FIG. 20 is a plan view showing a modification of the lead frame according to the second embodiment.
  • FIG. 21 is a plan view showing the semiconductor device according to the second embodiment.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view (cross-sectional view along the line XXII-XXII in FIG. 21) showing the semiconductor device according to the second embodiment.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view (cross-sectional view along the line XXIII-XXIII in FIG. 21) showing the semiconductor device according to the second embodiment.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view showing a modified example of the semiconductor device according to the second embodiment.
  • 25 (a)-(f) are cross-sectional views showing a method of manufacturing a lead frame according to a second embodiment.
  • 26 (a) to 26 (e) are cross-sectional views showing a method of manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment.
  • FIG. 27 is a plan view showing a part of a lead frame according to a third embodiment.
  • FIG. 28 is a bottom view showing a part of a lead frame according to a third embodiment.
  • FIG. 29 is a cross-sectional view (cross-sectional view along the line XXIX-XXIX in FIG. 27) showing the lead frame according to the third embodiment.
  • FIG. 30 is an enlarged plan view showing a part of a lead frame according to a third embodiment.
  • 31 is a cross-sectional view showing a connecting bar (a cross-sectional view along the line XXXI-XXXI in FIG. 30).
  • FIG. 32 is a plan view showing the semiconductor device according to the third embodiment.
  • FIG. 33 is a cross-sectional view showing the semiconductor device according to the third embodiment (cross-sectional view along the line XXXIII-XXXIII in FIG. 32).
  • 34 (a) to 34 (e) are cross-sectional views showing the method for manufacturing a lead frame according to the third embodiment.
  • 35 (a) to 35 (d) are cross-sectional views showing the manufacturing method (first half) of the semiconductor device according to the third embodiment.
  • 36 (a) to 36 (c) are cross-sectional views showing the manufacturing method (second half) of the semiconductor device according to the third embodiment.
  • FIG. 37 is a cross-sectional view showing the connecting bar after step cutting.
  • FIG. 38 is a plan view showing a part of a lead frame according to a modification (modification 1) of the third embodiment.
  • FIG. 39 is a cross-sectional view showing a connecting bar according to a modification (Modification 2) of the third embodiment.
  • FIG. 40 is sectional drawing which shows the connecting bar by one modification (modification 3) of 3rd Embodiment.
  • FIG. 41 is a cross-sectional view showing a connecting bar according to a modification (Modification 4) of the third embodiment.
  • FIG. 42 is an enlarged plan view showing a part of a lead frame according to a modification (modification 5) of the third embodiment.
  • FIG. 43 is an enlarged plan view showing a part of a lead frame according to a modification (modification 6) of the third embodiment.
  • FIG. 44 is a plan view showing a lead frame according to a fourth embodiment.
  • FIG. 45 is a bottom view showing the lead frame according to the fourth embodiment.
  • FIG. 41 is a cross-sectional view showing a connecting bar according to a modification (Modification 4) of the third embodiment.
  • FIG. 42 is an enlarged plan view showing a part of a lead frame according to a modification (modification 5) of the third embodiment.
  • FIG. 43 is an enlarged plan view showing
  • FIG. 46 is a cross-sectional view (cross-sectional view along the line XLVI-XLVI in FIG. 44) showing the lead frame according to the fourth embodiment.
  • FIG. 47 is a cross-sectional view (cross-sectional view along the line XLVII-XLVII in FIG. 44) showing the lead frame according to the fourth embodiment.
  • FIG. 48 is a partial enlarged plan view showing a lead frame according to a fourth embodiment.
  • FIG. 49 is a plan view showing the semiconductor device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 50 is a cross-sectional view (cross-sectional view along the line LL in FIG. 49) showing the semiconductor device according to the fourth embodiment.
  • 51 (a) to 51 (e) are cross-sectional views showing the method for manufacturing a lead frame according to the fourth embodiment.
  • 52 (a) to 52 (c) are cross-sectional views showing the method for manufacturing a lead frame according to the fourth embodiment.
  • 53 (a) to 53 (e) are cross-sectional views showing a method of manufacturing a semiconductor device according to a fourth embodiment.
  • FIGS. 1 to 10 the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 10.
  • the same reference numerals are given to the same parts, and a part of the detailed description may be omitted.
  • FIG. 1 to FIG. 5 are views showing a lead frame according to the present embodiment.
  • the lead frame 10 includes one or more unit lead frames (package areas) 10a.
  • Each unit lead frame 10a is provided with a flat rectangular die pad 11 for mounting a semiconductor element 21 (described later), and a plurality of elongated lengths provided around the die pad 11 for connecting the semiconductor element 21 and an external circuit (not shown)
  • a lead portion (first lead portion) 12A and a short lead portion (second lead portion) 12B are provided.
  • the unit lead frame 10 a is an area corresponding to the semiconductor device 20 (described later), and is an area located inside the imaginary line in FIGS. 1 and 2.
  • the virtual lines in FIGS. 1 and 2 correspond to the outer peripheral edge of the semiconductor device 20.
  • inside and outside refer to the side of each unit lead frame 10a facing the center direction of the die pad 11
  • outside and outside refer to the side in each unit lead frame 10a. This refers to the side (connecting bar 13 side) away from the center of the die pad 11.
  • front surface refers to the surface on which the semiconductor element 21 is mounted
  • back surface is the surface opposite to the “front surface” and connected to an external mounting substrate (not shown). Say the face.
  • the plurality of unit lead frames 10 a are connected to one another via a connecting bar (support lead, support member) 13.
  • the connecting bar 13 supports the die pad 11 and the long lead 12A and the short lead 12B, and extends along the X direction and the Y direction, respectively.
  • the X direction and the Y direction are two directions parallel to each side of the die pad 11 in the plane of the lead frame 10, and the X direction and the Y direction are orthogonal to each other.
  • the Z direction is a direction perpendicular to both the X direction and the Y direction.
  • the die pad 11 has a substantially square planar shape, and a semiconductor element 21 described later is mounted on the surface thereof.
  • the planar shape of the die pad 11 is not limited to a square, and may be a polygon such as a rectangle.
  • suspension leads 14 are respectively connected to four corner portions of the die pad 11, and the die pad 11 is connected to and supported by the connecting bar 13 via the four suspension leads 14.
  • Each suspension lead 14 is formed thin from the back side by half etching over the entire area. However, not only this but only a part of the suspension leads 14 may be thinned from the back surface side. In particular, when the outer side (connecting bar 13 side) of the suspension lead 14 is thinned, the fluidity of the molten resin at the corner portion of the unit lead frame 10a can be enhanced at the time of resin sealing.
  • half etching refers to etching a material to be etched halfway to its thickness direction.
  • the thickness of the material to be etched after half etching is, for example, 30% to 70%, preferably 40% to 60%, of the thickness of the material to be etched before half etching.
  • the half-etched area is shown by hatching.
  • Each connecting bar 13 has an elongated bar shape, and a square annular connecting portion 19 is connected to each end 13m.
  • a flat square through hole 19 a is formed on the inner side of the annular coupling portion 19.
  • the outer end portion of the suspension lead 14 is connected to the annular connection portion 19. That is, four suspension leads 14, two connecting bars 13 extending in the X direction, and two connecting bars 13 extending in the Y direction are connected to each annular connecting portion 19.
  • the annular connection portion 19 is formed to be thin from the back surface side by half etching over the entire area.
  • the long leads 12A and the short leads 12B are alternately connected to each connecting bar 13 along the longitudinal direction.
  • the long lead portion 12A is connected to the connecting bar 13 at the long lead connection portion 41
  • the short lead portion 12B is connected to the connecting bar 13 at the short lead connection portion 42.
  • An intermediate portion 43 is formed between the long lead connection portion 41 and the short lead connection portion 42.
  • At least a portion of the long lead connection portion 41 of the connecting bar 13 is thinned from the back surface side, and at least a portion of the short lead connection portion 42 is thinned from the surface side.
  • the die pad 11 has a die pad thick portion 11a located at the center and a die pad thin portion 11b formed over the entire periphery of the die pad thick portion 11a (see FIG. 3).
  • the die pad thick portion 11 a is not half-etched and has the same thickness as a metal substrate (a metal substrate 31 described later) before processing.
  • the thickness of the die pad thick portion 11 a can be 80 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, depending on the configuration of the semiconductor device 20.
  • the die pad thin portion 11b is formed thin from the back surface side by half etching. By providing the die pad thin-walled portion 11 b in this manner, it is possible to make the die pad 11 difficult to separate from the sealing resin 23 (described later).
  • Each long lead portion 12A and each short lead portion 12B are connected to the semiconductor element 21 through bonding wires 22 as described later, and are arranged with a space between them and the die pad 11.
  • Each long lead portion 12A and each short lead portion 12B extend from the connecting bar 13, respectively. In this case, the length of the long lead portion 12A is longer than the length of the short lead portion 12B.
  • the long leads 12A and the short leads 12B are alternately arranged along the longitudinal direction of the connecting bar 13 around the die pad 11, as described above. That is, while the long lead portions 12A and the short lead portions 12B are adjacent to each other, the long lead portions 12A are not adjacent to each other, and the short lead portions 12B are not adjacent to each other. Adjacent long lead portions 12A and short lead portions 12B are shaped so as to be electrically insulated from each other after the manufacture of the semiconductor device 20 (described later). Further, the long lead portion 12A and the short lead portion 12B are shaped so as to be electrically insulated from the die pad 11 after the semiconductor device 20 is manufactured.
  • a first external terminal 17A and a second external terminal 17B electrically connected to an external mounting substrate are formed on the back surface of the long lead portion 12A and the short lead portion 12B.
  • Each of the external terminals 17A and 17B is exposed outward from the semiconductor device 20 after the semiconductor device 20 (described later) is manufactured.
  • the first external terminal 17A and the second external terminal 17B are arranged along a plurality of rows (two rows) in plan view. Specifically, the first external terminals 17A and the second external terminals 17B are arranged in a zigzag in a plan view so as to be alternately located inside and outside between the adjacent long lead portions 12A and short lead portions 12B. There is.
  • Each of the first external terminals 17A is located on the inner side (die pad 11 side), and each of the second external terminals 17B is located on the outer side (connecting bar 13 side).
  • the plurality of first external terminals 17A and the plurality of second external terminals 17B are disposed on different straight lines, and the straight lines on which the plurality of first external terminals 17A are disposed, and the plurality of second external terminals 17B are disposed.
  • the straight lines are parallel to one another.
  • the inner first external terminals 17A and the outer second external terminals 17B are alternately arranged over the entire circumference. Thereby, the external terminals 17A and 17B of the long lead portion 12A and the short lead portion 12B are prevented from shorting to the adjacent long lead portion 12A and the short lead portion 12B.
  • the long lead portion 12A has a terminal region (terminal portion) 53 located at the inner end (end portion on the die pad 11 side) of the long lead portion 12A and the outer side (connecting bar 13 side) of the terminal region 53.
  • the first internal terminal 15A is formed on the surface of the terminal region 53 (see FIG. 4A), and the above-described first external terminal 17A is formed on the back surface of the terminal region 53 (FIG. b) see).
  • the first internal terminal 15A is a region electrically connected to the semiconductor element 21 through the bonding wire 22 as described later. Therefore, a plated portion may be provided on the first inner terminal 15A to improve the adhesion to the bonding wire 22.
  • the outer region 52 extends from the terminal region 53 to the outer side (connecting bar 13 side), and its proximal end is connected to the connecting bar 13.
  • the outer region 52 extends perpendicularly to the longitudinal direction of the connecting bar 13 to which the outer region 52 is connected.
  • the present invention is not limited to this, and some or all of the outer regions 52 may extend obliquely with respect to the connecting bar 13.
  • the outer regions 52 are each thinned by half etching from the back surface side. As described above, by thinning the outer region 52 from the back surface side, the narrow long lead portion 12A can be formed with high accuracy, and a small-sized semiconductor device 20 with a large number of pins can be obtained. Further, the terminal region 53 has the same thickness as the die pad thick portion 11 a (the metal substrate 31 before processing) of the die pad 11 without being half-etched. Furthermore, the width (length parallel to the longitudinal direction of the connecting bar 13) w11 of the outer region 52 is narrower than the width w12 of the terminal region 53. As a result, while securing the area of the terminal region 53, the distance between the outer region 52 and the short lead portion 12B is secured to a certain extent.
  • the short lead portion 12 B is configured of a terminal area (terminal portion) 63.
  • the terminal region 63 has a substantially semicylindrical shape in a plan view, and a proximal end thereof is connected to the connecting bar 13.
  • the second internal terminal 15B is formed on the surface of the terminal region 63 (see FIG. 4A), and the second external terminal 17B described above is formed on the back surface of the terminal region 63 (FIG. b) see).
  • the second internal terminal 15B is an area electrically connected to the semiconductor element 21 through the bonding wire 22 as described later. Therefore, a plated portion may be provided on the second internal terminal 15B to improve the adhesion to the bonding wire 22.
  • the area outside the terminal area 63 (on the side of the connecting bar 13) is thinned by half etching from the surface side.
  • a boundary 64 between the thinned portion and the non-thinned portion of the terminal region 63 is located inside the unit lead frame 10a.
  • the region on the inner side (the die pad 11 side) of the terminal region 63 has the same thickness as the die pad thick portion 11 a (the metal substrate 31 before processing) of the die pad 11 without being half-etched.
  • the width w13 of the terminal area 63 of the short lead portion 12B (a length parallel to the longitudinal direction of the connecting bar 13) is substantially the same as the width w12 of the terminal area 53 of the long lead portion 12A.
  • the width w13 of the terminal area 63 may be different from the width w12 of the terminal area 53.
  • the width w11 of the outer region 52 of the long lead portion 12A is, for example, 60 ⁇ m to 180 ⁇ m, and the pitch between the long lead portion 12A and the short lead portion 12B adjacent to each other.
  • p11 is, for example, 85 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less.
  • the widths w12 and w13 of the terminal regions 53 and 63 are, for example, 65 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less.
  • the connecting bar 13 includes the long lead connection portion 41 to which the long lead portion 12A is connected, the short lead connection portion 42 to which the short lead portion 12B is connected, the long lead connection portion 41, and the short lead connection portion. And an intermediate portion 43 located between them.
  • the long lead connecting portion 41 refers to a region surrounded by extension lines of both side edges (Y direction) of the outer region 52 of the long lead portion 12A and both side edges (X direction) of the connecting bar 13.
  • the short lead connection portion 42 refers to a region surrounded by extension lines of both side edges (Y direction) of the terminal region 63 of the short lead portion 12 B and both side edges (X direction) of the connecting bar 13.
  • the long lead connection portion 41 has a rectangular shape in a plan view, and is thinned by half etching from the back surface side over the entire area (see FIG. 4B). The thinned portion of the long lead connection portion 41 is continuous with the thinned portion of the outer region 52. On the other hand, the long lead connecting portion 41 is not thinned from the surface side (see FIG. 4A). The present invention is not limited to this, and only a part of the long lead connection portion 41 may be thinned from the back surface side.
  • the thinned portion of the back surface of the long lead connection portion 41 extends toward the adjacent short lead connection portion 42 along the longitudinal direction of the connecting bar 13. That is, a part of the intermediate portion 43 on the long lead connection portion 41 side is thinned by half etching from the back surface side.
  • the length L11 of the thin portion 43a of the middle portion 43 is 5% or more and 50% or less of the entire length (pitch p11 described above) of the middle portion 43, preferably 10% or more and 30% or less .
  • the short lead connection portion 42 has a rectangular shape in a plan view, and the entire area is thinned by half etching from the surface side (see FIG. 4A). The thinned portion of the short lead connection portion 42 extends continuously to the thinned portion of the terminal region 63. On the other hand, the short lead connection portion 42 is not thinned from the back surface side (see FIG. 4B). In addition, not only this but only a part of short lead connection part 42 may be thinned from the surface side.
  • the thinned portion of the surface of the short lead connection portion 42 extends in the longitudinal direction of the connecting bar 13 toward the adjacent long lead connection portion 41 side. That is, as shown in the circled portion in FIG. 4A, in the middle portion 43, a portion adjacent to the side edge of the connecting bar 13 on the short lead connecting portion 42 side is half-etched from the surface side It is made thinner by
  • the thin portion 43b of the intermediate portion 43 has a substantially triangular shape in plan view.
  • the length L12 of the thin portion 43b of the intermediate portion 43 is 1% or more and 20% or less, preferably 3% or more and 10% or less of the length (pitch p11 described above) of the entire intermediate portion 43.
  • the length L12 of the thin portion 43b on the surface side of the intermediate portion 43 is shorter than the length L11 of the thin portion 43a on the back surface side.
  • FIGS. 5A and 5B are cross-sectional views in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the long lead portion 12A and the short lead portion 12B.
  • the outer region 52 of the long lead portion 12A is thinned from the back surface side, and the terminal region 63 of the short lead portion 12B is thinned from the surface side .
  • burrs generated from the long leads 12A and the short leads 12B are small when dicing the sealing resin 23 as described later. can do.
  • short circuits between the long lead portions 12A and the short lead portions 12B due to burrs generated during dicing are suppressed.
  • the outer region 52 of the long lead portion 12A is thinned from the back surface side, while the terminal region 63 of the short lead portion 12B is a surface And neither of the back side is thinned.
  • the area of the second internal terminal 15B of the short lead portion 12B can be secured, and the second internal terminal 15B and the bonding wire 22 can be firmly connected.
  • no burr is generated from the long lead portion 12A and the short lead portion 12B at the time of dicing, so there is no possibility that the long lead portion 12A and the short lead portion 12B will short.
  • the lead frame 10 described above is made of a metal such as copper, copper alloy, 42 alloy (Fe alloy of 42% of Ni) as a whole.
  • the thickness of the lead frame 10 can be 80 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, depending on the configuration of the semiconductor device 20 to be manufactured.
  • the long lead portions 12A and the short lead portions 12B are disposed along all the four sides of the die pad 11, but the present invention is not limited to this. It may be arranged only along.
  • first external terminals 17A of the long lead portion 12A and the second external terminals 17B of the short lead portion 12B are arranged in two rows in a staggered manner is described as an example.
  • the external terminals may be arranged in three or more rows.
  • FIGS. 6 and 7 are diagrams showing a semiconductor device (DR-QFN (Dual Row QFN) type) according to the present embodiment.
  • the semiconductor device (semiconductor package) 20 includes a die pad 11, a plurality of long lead portions 12 A and a plurality of short lead portions 12 B disposed around the die pad 11, and the die pad 11.
  • the semiconductor element 21 mounted thereon is provided with a plurality of bonding wires (connection members, conductive members) 22 for electrically connecting the long lead portion 12A or the short lead portion 12B and the semiconductor element 21.
  • the die pad 11, the long lead portion 12 A, the short lead portion 12 B, the semiconductor element 21 and the bonding wire 22 are resin-sealed by a sealing resin 23.
  • the die pad 11, the long lead portion 12A and the short lead portion 12B are manufactured from the above-described lead frame 10. Among them, the long lead portions 12A and the short lead portions 12B are alternately arranged along the peripheral edge 23a of the sealing resin 23. Further, the portion (outside region 52) of the long lead portion 12A exposed from the peripheral edge 23a of the sealing resin 23 is thinned from the back surface side. On the other hand, the portion (terminal region 63) of the short lead portion 12B exposed from the peripheral edge 23a of the sealing resin 23 is thinned from the surface side.
  • the configurations of the die pad 11, the long lead portion 12A, and the short lead portion 12B are similar to those shown in FIGS. 1 to 5 described above except for the region not included in the semiconductor device 20. I omit explanation.
  • the semiconductor element 21 various semiconductor elements conventionally used generally can be used, and there is no particular limitation.
  • an integrated circuit, a large scale integrated circuit, a transistor, a thyristor, a diode or the like can be used.
  • the semiconductor element 21 has a plurality of electrodes 21 a to which the bonding wires 22 are attached.
  • the semiconductor element 21 is fixed to the surface of the die pad 11 with an adhesive 24 such as a die bonding paste, for example.
  • Each bonding wire 22 is made of, for example, a conductive material such as gold or copper. One end of each bonding wire 22 is connected to the electrode 21a of the semiconductor element 21, and the other end is connected to the internal terminals 15A and 15B of each long lead portion 12A or short lead portion 12B.
  • the internal terminals 15A and 15B may be provided with a plated portion for improving adhesion to the bonding wire 22.
  • thermosetting resin such as silicone resin or epoxy resin, or thermoplastic resin such as PPS resin
  • the thickness of the entire sealing resin 23 can be about 300 ⁇ m or more and 1200 ⁇ m or less.
  • one side of the sealing resin 23 (one side of the semiconductor device 20) can be, for example, 6 mm or more and 16 mm or less.
  • the display of the part located in the surface side rather than the die pad 11, the long lead part 12A, and the short lead part 12B among the sealing resin 23 is abbreviate
  • FIGS. 8 (a) to 8 (e) are cross-sectional views (diagrams corresponding to FIG. 3) showing the method of manufacturing the lead frame 10. As shown in FIG.
  • a flat metal substrate 31 is prepared.
  • a substrate made of metal such as copper, copper alloy, 42 alloy (Fe alloy of 42% of Ni) can be used.
  • metal substrate 31 it is preferable to use what carried out the degreasing etc. with respect to the both surfaces, and the metal substrate 31 wash-processed.
  • photosensitive resists 32a and 33a are applied to the entire front and back of the metal substrate 31, respectively, and dried (FIG. 8 (b)).
  • photosensitive resists 32a and 33a conventionally known ones can be used.
  • the metal substrate 31 is exposed to light through a photomask and developed to form etching resist layers 32 and 33 having desired openings 32b and 33b (FIG. 8C).
  • the metal substrate 31 is etched with a corrosion solution using the etching resist layers 32 and 33 as a corrosion resistant film (FIG. 8 (d)).
  • the corrosion liquid can be appropriately selected according to the material of the metal substrate 31 to be used. For example, when using copper as the metal substrate 31, usually, an aqueous solution of ferric chloride is used, and both surfaces of the metal substrate 31 are used. Can perform spray etching.
  • spray etching is performed from both sides of the metal substrate 31
  • the present invention is not limited to this.
  • two steps of spray etching may be performed on each side of the metal substrate 31. Specifically, first, a first etching resist layer is provided on the entire front surface side of the metal substrate 31, and a second etching resist layer having a predetermined pattern is formed on the back surface side, and only the back surface side of the metal substrate 31 is formed. Apply etching. Next, the first and second etching resist layers are removed, and a sealing layer made of an etching resistant resin is provided on the back surface side of the metal substrate 31.
  • a third etching resist layer having a predetermined pattern is formed on the surface side of the metal substrate 31, and only the surface side of the metal substrate 31 is etched in this state. Thereafter, the outer surface of the lead frame 10 is formed by peeling off the sealing layer on the back surface side.
  • the lead frame 10 is manufactured, for example, by the method shown in FIGS. 8 (a)-(e) (FIG. 9 (a)).
  • the semiconductor element 21 is mounted on the die pad 11 of the lead frame 10.
  • the semiconductor element 21 is placed and fixed on the die pad 11 by using an adhesive 24 such as a die bonding paste, for example (die attach process) (FIG. 9B).
  • the electrodes 21a of the semiconductor element 21 and the internal terminals 15A and 15B of the long lead portions 12A and the short lead portions 12B are electrically connected to each other by the bonding wires (connection members) 22 (wire bonding step) ) (FIG. 9 (c)).
  • a sealing resin 23 is formed by injection molding or transfer molding a thermosetting resin or a thermoplastic resin on the lead frame 10 (resin sealing step) (FIG. 9 (d)).
  • the die pad 11, the long lead portion 12A, the short lead portion 12B, the semiconductor element 21 and the bonding wire 22 are sealed.
  • the lead frame 10 is separated into the semiconductor devices 20 by dicing the sealing resin 23 between the semiconductor elements 21.
  • the lead frame 10 and the sealing resin 23 between the semiconductor devices 20 may be cut while rotating a blade (not shown) made of, for example, a diamond grindstone.
  • the long lead connecting portion 41 of the connecting bar 13 is thinned from the back surface side
  • the short lead connecting portion 42 of the connecting bar 13 is thinned from the surface side.
  • the long lead portion 12A is thinned from the back surface side
  • the short lead portion 12B is thinned from the front surface side.
  • the long lead connection portion 41 of the connecting bar 13 is thinned from the back surface side, and the short lead connection portion 42 is thinned from the front surface side.
  • the cross-sectional areas of the connecting bar 13, the long lead portion 12A and the short lead portion 12B along the dicing direction (connecting bar 13) are narrowed, burrs generated during dicing are reduced, and the lead portions are shorted by the burrs. Can be suppressed.
  • by narrowing the cross-sectional area it is possible to reduce the heat generated at the time of dicing and to suppress the elongation of the metal (such as copper) constituting the lead frame 10.
  • the solder plating adheres to the external terminals 17A and 17B in advance, it is possible to suppress the melting of the solder plating due to the heat at the time of dicing.
  • the thinned portion (thin portion 43 a) of the long lead connection portion 41 is a short lead connection portion adjacent to the long lead connection portion 41 along the longitudinal direction of the connecting bar 13. It spreads toward the 42 side. Thereby, at the time of resin sealing, the flow passage of the sealing resin 23 on the back surface side of the long lead connection portion 41 can be widely secured, and the molten resin can be smoothly flowed.
  • the thinned portion (thin portion 43 b) of the short lead connection portion 42 is a long lead connection portion adjacent to the short lead connection portion 42 along the longitudinal direction of the connecting bar 13. It is spreading towards 41 side.
  • the cross-sectional area of the connecting bar 13 is narrowed, so that burrs generated from the periphery of the short lead connection portion 42 at the time of dicing can be reduced and short circuit between the lead portions 12A and 12B can be prevented by the burrs.
  • At least the end 13m in the longitudinal direction of the connecting bar 13 is thinned from the back surface side.
  • at least a part of the suspension lead 14 is thinned from the back surface side.
  • FIGS. 11 to 13 a modified example of the lead frame according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 11 to FIG.
  • the modification shown in FIGS. 11 to 13 mainly differs in the shape of the thinned portion of the short lead connection portion 42, and the other configuration is substantially the same as the embodiment shown in FIGS. 1 to 10. is there. 11 to FIG. 13, the same parts as in FIG. 1 to FIG. 10 are assigned the same reference numerals and detailed explanations thereof will be omitted.
  • a part of the short lead connection part 42 is thinned from the surface side.
  • a pair of thin regions 46a and 46b are formed along the direction perpendicular to the longitudinal direction of the connecting bar 13 from the surface side.
  • the thin regions 46a and 46b extend from the short lead connection portion 42 to the middle of the short lead portion 12B along the side edges of the short lead portion 12B.
  • a central region 47 thicker than the thin regions 46a, 46b is formed between the pair of thin regions 46a, 46b.
  • the central region 47 is composed of a surface side convex portion that protrudes from the thin regions 46a and 46b to the surface side.
  • the central region 47 may have the same thickness as the metal substrate 31 before processing without being thinned (half etching).
  • the vertical cross section of the short lead portion 12B in the vicinity of the connecting bar 13 is substantially T-shaped in cross section.
  • the central region 47 protrudes from the pair of thin regions 46a and 46b to the front side (the positive side in the Z direction), and the back side (Z side of the long lead portion 12A) It may be located in the direction minus side).
  • the central region 47 has a substantially mountain shape in cross section.
  • the vertical cross section of the short lead portion 12B in the vicinity of the connecting bar 13 has a substantially pentagonal sectional view.
  • central region 47 is formed between a pair of thin regions 46a and 46b, heat generated during dicing is maintained while maintaining strength of short lead connecting portion 42 by central region 47. It can be reduced.
  • Modification 2 In the lead frame 10B shown in FIG. 13, a part of the short lead connection portion 42 is thinned from the surface side. Specifically, in each short lead connection portion 42, a pair of thin regions 48a and 48b thinned from the surface side is formed along the longitudinal direction of the connecting bar 13. The thin regions 48a and 48b extend from the short lead connection portion 42 to the middle of the short lead portion 12B. A central region 49 thicker than the thin regions 48a and 48b is formed between the pair of thin regions 48a and 48b. The central region 49 is not thinned (half-etched) and extends along the length of the connecting bar 13.
  • 14 to 19 show a lead frame according to the present embodiment.
  • the lead frame 10 includes one or more unit lead frames (package areas) 10a.
  • Each unit lead frame 10a is provided around a die pad 11 for mounting a semiconductor element 21 (described later), and around the die pad 11, and a plurality of elongated first lead portions for connecting the semiconductor element 21 and an external circuit (not shown) 12A and a second lead portion 12B.
  • the unit lead frame 10a is an area corresponding to the semiconductor device 20 (described later), and is an area located inside the imaginary line in FIGS. 14 and 15.
  • the virtual lines in FIGS. 14 and 15 correspond to the outer peripheral edge of the semiconductor device 20.
  • the plurality of unit lead frames 10 a are connected to one another through the support leads (support members) 13.
  • the support lead 13 supports the die pad 11 and the first lead portion 12A and the second lead portion 12B, and extends along the X direction and the Y direction, respectively.
  • the support leads 13 are not half-etched and have the same thickness as the metal substrate (a metal substrate 31 described later).
  • half etching means etching a to-be-etched material halfway to the thickness direction.
  • the X direction and the Y direction are two directions parallel to each side of the die pad 11 in the plane of the lead frame 10, and the X direction and the Y direction are orthogonal to each other.
  • the Z direction is a direction perpendicular to both the X direction and the Y direction.
  • the die pad 11 has a substantially square planar shape, and a semiconductor element 21 described later is mounted on the surface thereof.
  • the planar shape of the die pad 11 is not limited to a square, and may be a polygon such as a rectangle.
  • suspension leads 14 extending substantially linearly from the corner portion of the die pad 11 toward the corner portion of the unit lead frame 10 a are coupled.
  • the support leads 13 are connected to and supported by the support leads 13.
  • the “front surface” refers to the surface on which the semiconductor element 21 is mounted
  • the “back surface” is the surface opposite to the “front surface” and is an external mounting substrate not shown. It refers to the side to be connected.
  • the die pad 11 has a die pad thick portion 11 a located at the center and a die pad thin portion 11 b formed over the entire periphery of the die pad thick portion 11 a.
  • the die pad thick portion 11 a is not half-etched and has the same thickness as a metal substrate (a metal substrate 31 described later) before processing.
  • the thickness of the die pad thick portion 11 a can be 80 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, depending on the configuration of the semiconductor device 20.
  • the die pad thin portion 11b is formed thin from the back surface side by half etching.
  • the thickness of the material to be etched after half etching is, for example, 30% to 70%, preferably 40% to 60%, of the thickness of the material to be etched before half etching.
  • each first lead portion 12A and each second lead portion 12B are connected to the semiconductor element 21 through bonding wires 22 as described later, and are connected to the die pad 11 It is arranged via a space between them.
  • Each first lead portion 12A and each second lead portion 12B extend from the support lead 13, respectively.
  • the first leads 12A and the second leads 12B are alternately arranged along the periphery of the die pad 11. Adjacent first lead portions 12A and second lead portions 12B are shaped so as to be electrically insulated from each other after the manufacture of the semiconductor device 20 (described later). In addition, the first lead portion 12A and the second lead portion 12B are shaped to be electrically insulated from the die pad 11 after the semiconductor device 20 is manufactured. On the back surfaces of the first lead portion 12A and the second lead portion 12B, external terminals 17A and 17B electrically connected to an external mounting substrate (not shown) are formed. Each of the external terminals 17A and 17B is exposed outward from the semiconductor device 20 after the semiconductor device 20 (described later) is manufactured.
  • the external terminals 17A and 17B of the plurality of first lead portions 12A and second lead portions 12B are arranged along a plurality of rows (two rows) in plan view. Specifically, the external terminals 17A and 17B are alternately arranged in a zigzag in plan view so as to be positioned inside and outside between the adjacent first lead portions 12A and second lead portions 12B.
  • Each external terminal 17A is located on the inner side (die pad 11 side), and each external terminal 17B is located on the outer side (support lead 13 side).
  • the plurality of external terminals 17A and the plurality of external terminals 17B are disposed on different straight lines, and the straight line on which the plurality of external terminals 17A are disposed and the straight line on which the plurality of external terminals 17B are disposed are parallel to each other. Further, around the die pad 11, the first lead portion 12A having the inner external terminal 17A and the second lead portion 12B having the outer external terminal 17B are alternately arranged over the entire circumference. This prevents the short circuit of the external terminals 17A and 17B of the first lead portion 12A and the second lead portion 12B to the adjacent first lead portion 12A and the second lead portion 12B.
  • the first lead portion 12A having the inner external terminal 17A has an inner lead 51, a connection lead (outer region) 52, and a terminal portion (terminal region) 53.
  • the inner lead 51 extends from the terminal portion 53 to the inner side (the die pad 11 side), and a bonding area (internal terminal) 15 is formed at the tip.
  • the bonding region 15 is a region electrically connected to the semiconductor element 21 through the bonding wire 22 as described later, and plays a role as an internal terminal. For this reason, a plating portion may be provided on the bonding area 15 to improve the adhesion to the bonding wire 22.
  • Each of the inner leads 51 has a portion extending perpendicularly to the support lead 13 and a portion extending obliquely with respect to the support lead 13 in plan view.
  • connection lead 52 extends outward from the terminal portion 53 (on the side of the support lead 13), and the base end thereof is connected to the support lead 13.
  • the connection lead 52 extends perpendicularly to the support lead 13 to which the connection lead 52 is connected.
  • An external terminal 17A is formed on the back surface of the terminal portion 53.
  • the inner leads 51 and the connection leads 52 of the first lead portion 12A are each thinned by half etching from the back surface side.
  • terminal portion 53 has the same thickness as die pad thick portion 11 a of die pad 11 and support lead 13 without being half-etched. As described above, since the thickness of the inner lead 51 and the connection lead 52 is thinner than the thickness of the terminal portion 53, the narrow first lead portion 12A can be formed with high precision, and the semiconductor device is small and has a large number of pins. You can get twenty.
  • the second lead portion 12B having the outer external terminal 17B has an inner lead 61 and a terminal portion (terminal area) 63.
  • the inner lead 61 extends from the terminal portion 63 to the inner side (the die pad 11 side), and the bonding area 15 is formed at the tip.
  • the bonding region 15 is a region electrically connected to the semiconductor element 21 through the bonding wire 22 as described later, and plays a role as an internal terminal. For this reason, a plating portion may be provided on the bonding area 15 to improve the adhesion to the bonding wire 22.
  • Each inner lead 61 has a portion extending perpendicularly to the support lead 13 and a portion extending obliquely with respect to the support lead 13 in a plan view.
  • the terminal portion 63 is connected to the support lead 13 on its proximal end side, and extends perpendicularly to the support lead 13.
  • An external terminal 17B is formed on the back surface of the terminal portion 63.
  • the inner lead 61 of the second lead portion 12B is formed thin by half etching from the back surface side.
  • the terminal portion 63 has the same thickness as the die pad thick portion 11 a of the die pad 11 and the support lead 13 without being half-etched. As described above, since the thickness of the inner lead 61 is thinner than the thickness of the terminal portion 63, the narrow second lead portion 12B can be formed with high precision, and a small-sized semiconductor device 20 with a large number of pins is obtained. be able to.
  • the lead frame 10 described above is made of a metal material such as copper, copper alloy, Corson alloy (Cu-Ni-Si), and 42 alloy (Fe alloy of 42% Ni) as a whole.
  • the lead frame 10 is preferably made of a Corson alloy.
  • the Corson alloy is mainly composed of copper and contains 0.4% to 7% of nickel, 0.1% to 2% of silicon, 0% to 1.2% of magnesium, and unavoidable impurities.
  • Such a Corson-based alloy can increase the hardness, reduce the elongation, and reduce the ductility.
  • elongation refers to elongation measured in accordance with JIS-Z2241.
  • the term “smearing” refers to the metal that constitutes the first lead portion 12A and the second lead portion 12B by the friction with a blade (not shown) that separates the lead frame 10 into each semiconductor device 20.
  • the material refers to one that extends partially along the direction of dicing (burr).
  • the lead frame 10 preferably has a tensile strength of 860 MPa or more and 890 MPa or less, and is preferably made of a metal material having an elongation of 2.8% or more and 4.4% or less, in particular, a Corson alloy.
  • such a lead frame 10 is manufactured by rolling the above-described metal material, and as shown in FIGS. 14 and 17, the rolling direction (in the present embodiment, the X direction) ) And the rolling bars 71 extending to the In FIGS. 14 and 16, among the rolling bars 71, illustration of rolling bars other than the rolling bar 71 formed on the die pad 11 is omitted, and in FIGS. 15 and 16, the rolling bars are formed on the back surface of the lead frame 10. Illustration of rolling bars is omitted.
  • a plurality of lead frames 10 extend in a direction orthogonal to the rolling direction (Y direction in the present embodiment) in the plane on which the rolling bars 71 are provided.
  • the locally deformed portion 72 is formed. A large number of local deformation portions 72 are scattered in the plane of the lead frame 10.
  • the locally deformed portion 72 is formed by further rolling the metal material on which the rolling streaks 71 are formed.
  • the local deformation portion 72 is a convex portion that protrudes upward in a cross section along the rolling direction.
  • the adhesive 24 such as a die bonding paste is caused by the rolling streak 71, for example. Even when flowing in the rolling direction along the rolling reed 71 due to the capillary phenomenon, the locally deformed portion 72 can suppress the progress of the adhesive 24 in the rolling direction. Thus, the adhesive 24 can be prevented from flowing out of the die pad 11.
  • the locally deformed portion 72 is a convex portion that protrudes upward in the cross section along the rolling direction, the progress of the adhesive 24 in the rolling direction can be effectively suppressed.
  • the adhesive 24 flows along the locally deformed portion 72 in the direction orthogonal to the rolling direction by the capillary phenomenon caused by the locally deformed portion 72. Therefore, the adhesive 24 can be uniformly distributed on the die pad 11.
  • illustration of local deformation parts other than the local deformation part 72 formed in the die pad 11 among the rolling streaks 71 is omitted.
  • the local deformation portion formed on the back surface of the lead frame 10 is not shown.
  • an example of the rolling reed 71 and the locally deformed portion 72 formed on the surface of the lead frame 10 is shown in the photograph of FIG.
  • the maximum height roughness Rz of such a locally deformed portion 72 is preferably 0.2 ⁇ m or more and 2.0 ⁇ m or less.
  • the locally deformed portion 72 can effectively suppress the progress of the adhesive 24 in the rolling direction.
  • the terminal wire 53 of the first lead 12A and the terminal 63 of the second wire 12B are in close contact with the bonding wire 22. It is possible to suppress the decrease in sex.
  • the maximum height roughness is in accordance with JIS-B0601-2013.
  • the length L21 of the locally deformed portion 72 be equal to or less than 1/30 of the length L22 of the rolling reed 71.
  • the adhesive 24 is prevented from flowing along the locally deformed portion 72 in the direction orthogonal to the rolling direction. it can.
  • the width H21 of the locally deformed portion 72 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 3.0 ⁇ m or less.
  • the width H21 of the locally deformed portion 72 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 3.0 ⁇ m or less.
  • the density of the locally deformed portion 72 is 20000 pieces / mm 2 or more and 120,000 pieces / mm 2 or less.
  • the density of the locally deformed portion 72 is 20000 pieces / mm 2 or more and 120,000 pieces / mm 2 or less.
  • the thickness of the lead frame 10 can be 80 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, depending on the configuration of the semiconductor device 20 to be manufactured.
  • the local deformation portion 72 is a convex portion protruding upward in the cross section along the rolling direction has been described as an example, but the present invention is not limited thereto.
  • the cross section along the direction it may be a recess that is recessed downward.
  • first lead portion 12A and the second lead portion 12B are disposed along all the four sides of the die pad 11, but the present invention is not limited to this. It may be arranged along only two sides.
  • the case where the external terminals 17A of the first lead portion 12A and the external terminals 17B of the second lead portion 12B are arranged in two rows in a zigzag form is described as an example, but the present invention is limited thereto. Instead, the external terminals may be arranged in one row, or may be arranged in three or more rows. That is, the semiconductor device manufactured by the lead frame 10 may not be a DR-QFN (Dual Row QFN) type semiconductor device.
  • the first lead portion 12A includes the inner lead 51, the connection lead 52, and the terminal portion 53
  • the second lead portion 12B includes the inner lead 61 and the terminal portion 63.
  • the terminal portion 63 of the second lead portion 12B is connected to the support lead 13 at the base end side
  • the present invention is not limited thereto.
  • the terminal portion (terminal area) 53A of the first lead portion 12A is located at the inner end (end portion on the die pad 11 side) of the first lead portion 12A
  • the second lead portion 12B is The terminal portion (terminal region) 63B may be located at the inner end (end portion on the die pad 11 side) of the second lead portion 12B.
  • the first lead portion 12A has a connection lead (outside area) 52A located on the outer side (the support lead 13 side) of the terminal portion 53A, and the connection lead 52A is attached to the support lead 13 at its proximal end. It is connected.
  • the second lead portion 12B has a connection lead (outside area) 62B located on the outer side (the side of the support lead 13) of the terminal portion 63B, and the connection lead 62B is connected to the support lead 13 on the base end side It is done.
  • FIG. 21 to 23 are diagrams showing a semiconductor device (DR-QFN (Dual Row QFN) type) according to the present embodiment.
  • the semiconductor device (semiconductor package) 20 includes a die pad 11, a plurality of first lead portions 12A and a plurality of second lead portions 12B provided around the die pad 11, and a die pad 11.
  • a semiconductor element 21 mounted thereon is provided with a plurality of bonding wires (connection members, conductive members) 22 for electrically connecting the first lead portion 12A and the second lead portion 12B to the semiconductor element 21.
  • Hanging leads 14 are connected to the four corners of the die pad 11 respectively.
  • the die pad 11, the first lead portion 12 A, the second lead portion 12 B, the suspension lead 14, the semiconductor element 21 and the bonding wire 22 are resin-sealed by a sealing resin 23.
  • the die pad 11, the first lead portion 12A, the second lead portion 12B, and the suspension lead 14 are manufactured from the above-described lead frame 10.
  • the configurations of the die pad 11, the first lead portion 12A, the second lead portion 12B, and the suspension lead 14 are similar to those shown in FIGS. 14 to 19 described above except for the region not included in the semiconductor device 20. Detailed description is omitted here.
  • the semiconductor element 21 various semiconductor elements conventionally used in general can be used, and there is no particular limitation. For example, integrated circuits, large scale integrated circuits, transistors, thyristors, diodes, etc. can be used. it can.
  • the thickness of the semiconductor element 21 can be about 300 ⁇ m to 600 ⁇ m.
  • the semiconductor element 21 has a plurality of electrodes 21 a to which the bonding wires 22 are attached.
  • the semiconductor element 21 is fixed to the surface of the die pad 11 with an adhesive 24 such as a die bonding paste, for example.
  • Each bonding wire 22 is made of, for example, a conductive material such as gold or copper. One end of each bonding wire 22 is connected to the electrode 21a of the semiconductor element 21, and the other end is connected to the bonding region 15 of each first lead portion 12A or second lead portion 12B.
  • the bonding area 15 may be provided with a plating portion for improving adhesion to the bonding wire 22.
  • thermosetting resin such as silicone resin or epoxy resin, or thermoplastic resin such as PPS resin
  • the thickness of the entire sealing resin 23 can be about 300 ⁇ m or more and 1200 ⁇ m or less.
  • one side of the sealing resin 23 (one side of the semiconductor device 20) can be, for example, 8 mm or more and 16 mm or less.
  • the display of the portion of the sealing resin 23 which is located on the surface side of the die pad 11, the first lead portion 12A and the second lead portion 12B is omitted.
  • the lead frame 10 is separated for each semiconductor device 20 by dicing the sealing resin 23 between the semiconductor elements 21 as described later.
  • the lead frame 10 and the sealing resin 23 between the semiconductor devices 20 are cut while rotating a blade (not shown) made of, for example, a diamond grindstone.
  • a blade made of, for example, a diamond grindstone.
  • the lead frame 10 is made of a Corson alloy, the hardness of the lead frame 10 can be increased, the elongation can be reduced, and the ductility can be reduced.
  • the lead frame 10 is separated for each semiconductor device 20, the occurrence of the smearing S on the connection lead 52 of the first lead portion 12A and the terminal portion 63 of the second lead portion 12B is suppressed. it can.
  • the central axis X1 extending in the Z direction of the terminal portion 63 and the Z of the connection lead 52 of the first lead portion 12A adjacent to the second lead portion 12B.
  • the distance between the center axis X2 extending in the direction is D21, and in the vertical cross section, the center axis X1 and the smearing S formed on the second lead 12B are the most protruded on the first lead 12A side.
  • the ratio D22 / D21 between D21 and D22 (hereinafter referred to as smearing ratio R1) satisfies the relationship 0.2.ltoreq.R1.ltoreq.0.4 Is preferred.
  • the smearing ratio R1 exceeds 0.4, the distance between the connection lead 52 of the first lead portion 12A and the terminal portion 63 of the second lead portion 12B becomes short, and the first lead portion 12A and the second lead A short circuit may occur with the portion 12B.
  • the smearing ratio R1 is set to 0.4 or less, the distance between the connection lead 52 of the first lead portion 12A and the terminal portion 63 of the second lead portion 12B is prevented from being shortened. As a result, the occurrence of a short circuit can be suppressed between the first lead portion 12A and the second lead portion 12B.
  • a ratio D23 / D21 of D21 to D23 (hereinafter referred to as a smearing ratio R2) has a relationship of 0.2 ⁇ R2 ⁇ 0.4.
  • the smearing ratio R2 exceeds 0.4, the distance between the connection lead 52 of the first lead portion 12A and the terminal portion 63 of the second lead portion 12B becomes short, and the first lead portion 12A and the second lead A short circuit may occur with the portion 12B.
  • the smearing ratio R2 by setting the smearing ratio R2 to 0.4 or less, shortening of the distance between the connection lead 52 of the first lead portion 12A and the terminal portion 63 of the second lead portion 12B can be suppressed. The occurrence of a short circuit can be suppressed between the first lead portion 12A and the second lead portion 12B.
  • the semiconductor device 20 having such smearing ratios R1 and R2 is a semiconductor device of DR-QFN (Dual Row QFN) type in which the distance between the lead portions is short like the semiconductor device 20 according to the present embodiment. Also, since the shortening of the distance between the lead portions can be suppressed, the occurrence of a short circuit between the lead portions can be effectively suppressed.
  • Such a semiconductor device 20 has a tensile strength of 860 MPa or more and 890 MPa or less and a metal material having an elongation of 2.8% or more and 4.4% or less, in particular Corson, as a metal material constituting the lead frame 10 It can be obtained by using a base alloy.
  • D22 and D23 become substantially the same as shown in FIG. Also in this case, it is preferable that the relationships of 0.2 ⁇ R1 ⁇ 0.4 and 0.2 ⁇ R2 ⁇ 0.4 hold.
  • FIGS. 25 (a) to 25 (f) are cross-sectional views showing the method of manufacturing the lead frame 10 (a view corresponding to FIG. 16).
  • the metal substrate 31 in which the local deformation portion 72 is not formed is prepared.
  • a metal substrate 31 made of metal such as copper, copper alloy, Corson alloy, 42 alloy (Fe alloy of 42% of Ni) can be used.
  • the metal substrate 31 preferably contains a Corson-based alloy.
  • the locally deformed portion 72 is formed by applying hot rolling, first cold rolling, annealing and second cold rolling in this order to the metal substrate 31 in which the locally deformed portion 72 is not formed.
  • the formed flat metal substrate 31 is formed (FIG. 25 (b)).
  • the metal substrate 31 in which the local deformation portion 72 is not formed is passed between a pair of rollers (not shown) and subjected to hot rolling so as to have a predetermined thickness.
  • the metal substrate 31 is processed so that the thickness of the metal substrate 31 is thicker than the thickness of the metal substrate after hot rolling which is generally applied conventionally when producing a lead frame.
  • the thickness of the metal substrate 31 after hot rolling may be 5 mm or more and 20 mm or less.
  • the metal substrate 31 subjected to the hot rolling process is passed between a pair of rollers (not shown) and subjected to a first cold rolling process so as to have a predetermined thickness.
  • the metal substrate 31 is processed so that the thickness of the metal substrate 31 may become thicker than the thickness of the metal substrate after cold rolling generally applied conventionally when producing a lead frame.
  • the thickness of the metal substrate 31 after the first cold rolling may be 300 ⁇ m or more and 1500 ⁇ m or less.
  • rolling streaks 71 (see FIGS. 14 and 17) extending in the rolling direction (X direction) are formed on the front and back surfaces of the metal substrate 31.
  • the metal substrate 31 subjected to the first cold rolling process is annealed.
  • distortion of the metal crystal is generated by the first cold rolling, and the metal substrate with the crystal grains made finer is softened, and the metal crystal grains and crystal orientation contained in the metal substrate 31 Can be adjusted.
  • the annealed metal substrate 31 is cold-rolled again to work-harden the metal substrate 31 to form the metal substrate 31 in which the locally deformed portion 72 is formed.
  • the metal substrate 31 is passed between a pair of rollers (not shown), and the metal substrate 31 is subjected to the second cold rolling so as to have a predetermined thickness, for example.
  • the thickness of the metal substrate 31 can be 80 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, depending on the configuration of the semiconductor device 20 to be manufactured.
  • the locally deformed portion 72 is formed by appropriately adjusting the processing rate.
  • the working ratio refers to the ratio of the cross-sectional area of the metal substrate 31 reduced by the second cold rolling to the cross-sectional area of the metal substrate 31 after the second cold rolling.
  • the crystal grains of the metal substrate 31 can be reduced by increasing the processing rate. Thereby, the processing distortion of the metal substrate 31 can be increased, and the elongation of the metal substrate 31 can be reduced. Therefore, the hardness of the metal substrate 31 can be increased by adjusting the tensile strength and the elongation value of the metal substrate 31.
  • the metal substrate 31 preferably has a tensile strength of 860 MPa or more and 890 MPa or less, and is preferably made of a metal material having an elongation of 2.8% or more and 4.4% or less, particularly a Corson alloy. .
  • the metal substrate 31 in which the rolling reed 71 (see FIGS. 14 and 17) and the local deformation portion 72 are formed is obtained.
  • the metal substrate 31 be degreased or the like on both sides thereof to perform a cleaning process.
  • 25 (b)-(f) among the rolling streaks 71 and the local deformation portion 72, the illustration of the rolling streaks and the local deformation portions other than the rolling streak 71 and the local deformation portion 72 formed on the die pad 11 is omitted. doing.
  • photosensitive resists 32a and 33a are applied to the entire front and back of the metal substrate 31, respectively, and dried (FIG. 25 (c)).
  • photosensitive resists 32a and 33a conventionally known ones can be used.
  • the metal substrate 31 is exposed to light through a photo mask and developed to form etching resist layers 32 and 33 having desired openings 32b and 33b (FIG. 25D).
  • the metal substrate 31 is etched with an etching solution using the etching resist layers 32 and 33 as a corrosion resistant film (FIG. 25E).
  • the outer shapes of the die pad 11, the first lead portion 12A, the second lead portion 12B, and the suspension lead 14 are formed.
  • the die pad thick portion 11a of the die pad 11 and the die pad thin portion 11b are formed by appropriately adjusting the shapes and etching conditions of the etching resist layers 32 and 33 (see FIGS. 14 to 16).
  • the corrosion liquid can be appropriately selected according to the material of the metal substrate 31 to be used. For example, when using copper as the metal substrate 31, usually, an aqueous solution of ferric chloride is used, and both surfaces of the metal substrate 31 are used. Can perform spray etching.
  • spray etching is performed from both sides of the metal substrate 31
  • the present invention is not limited to this.
  • two steps of spray etching may be performed on each side of the metal substrate 31. Specifically, first, a first etching resist layer is provided on the entire front surface side of the metal substrate 31, and a second etching resist layer having a predetermined pattern is formed on the back surface side, and only the back surface side of the metal substrate 31 Apply etching. Next, the first and second etching resist layers are removed, and a sealing layer made of an etching resistant resin is provided on the back surface side of the metal substrate 31.
  • a third etching resist layer having a predetermined pattern is formed on the surface side of the metal substrate 31, and only the surface side of the metal substrate 31 is etched in this state. Thereafter, the outer surface of the lead frame 10 is formed by peeling off the sealing layer on the back surface side.
  • the lead frame 10 is manufactured by the method shown in FIGS. 25 (a)-(f) (FIG. 26 (a)).
  • the semiconductor element 21 is mounted on the die pad 11 of the lead frame 10.
  • the semiconductor element 21 is mounted and fixed on the die pad 11 using an adhesive 24 such as a die bonding paste (die attach process) (FIG. 26B).
  • an adhesive 24 such as a die bonding paste (die attach process) (FIG. 26B).
  • rolling streaks 71 extending in the rolling direction are formed on the surface of the lead frame 10.
  • the adhesive 24 flows in the rolling direction along the rolling bars 71 by capillary action caused by the rolling bars 71.
  • a plurality of locally deformed portions 72 extending in the direction orthogonal to the rolling direction is formed on the surface of lead frame 10. Thereby, the local deformation portion 72 can suppress the progress of the adhesive 24 in the rolling direction.
  • the adhesive 24 can be prevented from flowing out of the die pad 11.
  • the adhesive 24 since the adhesive 24 flows in a direction perpendicular to the rolling direction along the locally deformed portion 72 due to capillary action caused by the locally deformed portion 72, the adhesive 24 can be uniformly distributed on the die pad 11.
  • the electrodes 21a of the semiconductor element 21 and the bonding regions 15 of the first lead portion 12A and the second lead portion 12B are electrically connected to each other by bonding wires (conductive members) 22 (wire bonding step) ) (FIG. 26 (c)).
  • a sealing resin 23 is formed by injection molding or transfer molding of a thermosetting resin or a thermoplastic resin on the lead frame 10 (FIG. 26 (d)).
  • the lead frame 10, the first lead portion 12A, the second lead portion 12B, the suspension lead 14, the semiconductor element 21 and the bonding wire 22 are sealed.
  • the lead frame 10 is separated for each semiconductor device 20 by dicing the sealing resin 23 between the semiconductor elements 21.
  • the lead frame 10 and the sealing resin 23 between the semiconductor devices 20 may be cut while rotating a blade (not shown) made of, for example, a diamond grindstone.
  • a blade not shown
  • the lead frame 10 is comprised from a Corson type alloy, while being able to make hardness of the lead frame 10 high, elongation can be made small and ductility can be made small.
  • smearing S occurs in the connection lead 52 of the first lead portion 12A and the terminal portion 63 of the second lead portion 12B. Can be suppressed.
  • the lead frame 10 has a tensile strength of 860 MPa or more and 890 MPa or less and an elongation of 2.8% or more and 4.4% or less
  • the film is smeared if it is made of a Corson alloy.
  • the ratios R1 and R2 can be 0.2 ⁇ R1 ⁇ 0.4 and 0.2 ⁇ R2 ⁇ 0.4. Thereby, it can be suppressed that the distance between the connection lead 52 of the first lead portion 12A and the terminal portion 63 of the second lead portion 12B becomes short, and between the first lead portion 12A and the second lead portion 12B. Can effectively suppress the occurrence of a short circuit.
  • a plurality of locally deformed portions 72 extending in the direction orthogonal to the rolling direction are formed in the surface of the die pad 11 on which the rolling streaks 71 are provided.
  • the locally deformed portion 72 can suppress the progress of the adhesive 24 in the rolling direction.
  • the adhesive 24 can be prevented from flowing out of the die pad 11.
  • the adhesive 24 flows in a direction orthogonal to the rolling direction along the locally deformed portion 72 by capillary action caused by the locally deformed portion 72. Can be uniformly distributed on the die pad 11.
  • the locally deformed portion 72 is a convex portion that protrudes upward in the cross section along the rolling direction.
  • the locally deformed portion 72 can effectively suppress the progress of the adhesive 24 in the rolling direction, and the defect of the adhesive 24 flowing out of the die pad 11 can be effectively prevented.
  • the lead frame 10, in particular, the first lead portion 12A and the second lead portion 12B have a tensile strength of 860 MPa or more and 890 MPa or less, and an elongation of 2.8% or more. It is composed of a Corson alloy which is 4% or less.
  • the smearing ratios R1 and R2 can be set to 0.2 ⁇ R1 ⁇ 0.4 and 0.2 ⁇ R2 ⁇ 0.4. Thereby, it can be suppressed that the distance between the connection lead 52 of the first lead portion 12A and the terminal portion 63 of the second lead portion 12B becomes short, and between the first lead portion 12A and the second lead portion 12B. Can prevent the occurrence of a short circuit.
  • the fact that the smearing ratios R1 and R2 can be made within the above-mentioned range by such a metal material will be described by the examples described later.
  • the external terminals 17A and 17B of the first lead portion 12A and the second lead portion 12B are alternately inside and between the adjacent first lead portion 12A and second lead portion 12B. They are arranged in a staggered fashion so as to be located outside. According to the present embodiment, as in the semiconductor device 20 described above, even in the DR-QFN type semiconductor device in which the distance between the first lead portion 12A and the second lead portion 12B is shortened, the first lead portion 12A Since the reduction in the distance between the second lead portion 12B and the second lead portion 12B can be suppressed, the occurrence of a short circuit between the first lead portion 12A and the second lead portion 12B can be effectively suppressed.
  • FIG. 23 [Example] Next, the operation of the above-described embodiment will be specifically described using FIGS. 23 and 24.
  • FIG. 23
  • Example 1 The semiconductor device 20 (Example 1) according to the present embodiment was manufactured by the method shown in FIGS. 25 (a)-(f) and 26 (a)-(e). Thereafter, the smearing ratios R1 and R2 of the obtained semiconductor device 20 were measured. In this case, a corson-based alloy having a tensile strength of 860 MPa and an elongation of 4.4% was used as the metal material constituting the lead frame 10. The results are shown in Table 1.
  • Example 2 The smearing ratio R1 of the obtained semiconductor device 20 is the same as in Example 1 except that the tensile strength of the metal material constituting the lead frame 10 is 890 MPa and the elongation is 2.8%. , R2 was measured. The results are shown in Table 1.
  • Example 1 The smearing ratio R1 of the obtained semiconductor device 20 is the same as in Example 1 except that the tensile strength of the metal material constituting the lead frame 10 is 700 MPa and the elongation is 10.0%. , R2 was measured. The results are shown in Table 1.
  • the lead frames of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 are manufactured using metal materials having the same component, and only the processing steps are different.
  • Example 2 The smearing ratio R1 of the obtained semiconductor device 20 is the same as in Example 1 except that the tensile strength of the metal material constituting the lead frame 10 is 690 MPa and the elongation is 12.8%. , R2 was measured. The results are shown in Table 1.
  • the smearing S on the connection lead 52 of the first lead portion 12A and the terminal portion 63 of the second lead portion 12B can be suppressed.
  • the smearing ratios R1 and R2 can be reduced from about 0.50 to about 0.33.
  • the distance between the connection lead 52 of the first lead portion 12A and the terminal portion 63 of the second lead portion 12B becomes short, so that the first lead portion 12A and the second lead portion 12B adjacent to each other It is possible to suppress a short circuit.
  • FIG. 27 to 37 a third embodiment will be described with reference to FIGS. 27 to 37.
  • the same reference numerals are given to the same parts, and a part of the detailed description may be omitted.
  • FIG. 27 is a plan view showing a part of the lead frame according to the present embodiment
  • FIG. 28 is a bottom view showing a part of the lead frame according to the present embodiment
  • FIG. 31 is a cross-sectional view showing a connecting bar.
  • the lead frame 10 shown in FIGS. 27 to 29 is used when manufacturing the semiconductor device 20 (FIGS. 32 and 33).
  • Such a lead frame 10 has an outer peripheral region 18 having a rectangular outer shape, and a plurality of package regions (unit lead frames) 10 a arranged in multiple rows and multi stages (in a matrix) in the outer peripheral region 18.
  • the outer peripheral area 18 is formed in a rectangular annular shape in plan view so as to surround the periphery of the plurality of package areas 10a.
  • the width W31 of the outer peripheral region 18 may be 2 mm or more and 10 mm or less.
  • the outer peripheral region 18 has the same thickness as a metal substrate (a metal substrate 31 described later) before processing without thinning (half etching).
  • half etching refers to etching a material to be etched halfway to its thickness direction.
  • the thickness of the material to be etched after half etching is, for example, 30% to 70%, preferably 40% to 60%, of the thickness of the material to be etched before half etching.
  • the half-etched region is indicated by hatching.
  • inside and outside refer to the side of each package area 10a facing the center direction of the die pad 11, and “outside” and “outside” mean the center of the die pad 11 in each package area 10a. It says the side (connecting bar 13 side) which leaves from.
  • front surface refers to the surface on which the semiconductor element 21 is mounted
  • back surface is the surface opposite to the “front surface” and connected to an external mounting substrate (not shown). Say the face.
  • each package region 10a is provided around the die pad 11 of a plane rectangular shape on which the semiconductor element 21 (described later) is mounted, and around the die pad 11.
  • the package regions 10a are regions corresponding to the semiconductor devices 20 (described later).
  • the package area 10a is an area surrounded by the cutting area 46 extending in the vertical and horizontal directions in FIGS.
  • the lead frame 10 includes the plurality of package areas 10 a in the present embodiment, the present invention is not limited to this. Only one package area 10 a may be formed in one lead frame 10.
  • the plurality of package areas 10 a are connected to one another via connecting bars (support leads, support members) 13.
  • the connecting bar 13 supports the die pad 11 and the lead portion 12 and extends along the X direction and the Y direction.
  • the X direction and the Y direction are two directions parallel to each side of the die pad 11 in the plane of the lead frame 10, and the X direction and the Y direction are orthogonal to each other.
  • the Z direction is a direction perpendicular to both the X direction and the Y direction.
  • the length L31 of one side of the package area 10a may be 3 mm or more and 10 mm or less.
  • the die pad 11 has a substantially square planar shape, and a semiconductor element 21 described later is mounted on the surface thereof.
  • the planar shape of the die pad 11 is not limited to a square, and may be a polygon such as a rectangle.
  • suspension leads 14 are respectively connected to the four corner portions of the die pad 11, and the die pad 11 is connected to and supported by the connecting bar 13 or the outer peripheral region 18 via the four suspension leads 14.
  • Each suspension lead 14 is formed thin from the back side by half etching over the entire area.
  • the present invention is not limited to this, and only a part of the suspension leads 14 may be thinned from the back surface side, and the entire suspension leads 14 may not be thinned.
  • Each connecting bar 13 is disposed around the package area 10a and outside the package area 10a.
  • Each connecting bar 13 has an elongated bar shape in a plan view, and its width W 32 (a distance in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the connecting bar 13 and the width of the maximum width portion 13 e described later) is 95 ⁇ m or more It is good also as 135 micrometers or less.
  • a plurality of lead portions 12 are connected to each connecting bar 13 at intervals along the longitudinal direction of the connecting bar 13.
  • connection portion 19 located around the package area 10a.
  • the connecting portion 19 is arranged in a lattice point shape in the lead frame 10.
  • the connection portion 19 has the same thickness as a metal substrate (a metal substrate 31 described later) before processing without thinning (half etching).
  • the die pad 11 has a die pad thick portion 11 a located at the center and a die pad thin portion 11 b formed over the entire periphery of the die pad thick portion 11 a.
  • the die pad thick portion 11 a is not half-etched and has the same thickness as a metal substrate (a metal substrate 31 described later) before processing.
  • the thickness of the die pad thick portion 11 a can be 80 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, depending on the configuration of the semiconductor device 20.
  • the die pad thin portion 11b is formed thin from the back surface side by half etching. By providing the die pad thin-walled portion 11 b in this manner, it is possible to make the die pad 11 difficult to separate from the sealing resin 23 (described later).
  • Each lead portion 12 is connected to the semiconductor element 21 through a bonding wire 22 as described later, and is disposed between the die pad 11 and a space. Each lead 12 extends from the connecting bar 13 respectively.
  • the shapes of the plurality of lead portions 12 are all identical to each other, but not limited to this, the shapes of the plurality of lead portions 12 may be different from each other.
  • the plurality of lead portions 12 are spaced apart from each other along the longitudinal direction of the connecting bar 13 around the die pad 11 as described above. Adjacent lead portions 12 are shaped so as to be electrically insulated from each other after the manufacture of the semiconductor device 20 (described later). Further, the lead portion 12 is also shaped so as to be electrically insulated from the die pad 11 after the semiconductor device 20 is manufactured. External terminals 17 electrically connected to external mounting substrates (not shown) are formed on the back surfaces of the lead portions 12 respectively. Each external terminal 17 is exposed outward from the semiconductor device 20 after manufacturing the semiconductor device 20 (described later).
  • the external terminals 17 are arranged in one line in plan view along the sides of the die pad 11.
  • the present invention is not limited to this, and the external terminals 17 may be arranged in a zigzag in plan view so as to be alternately positioned inside and outside between the adjacent lead portions 12.
  • An internal terminal 15 is formed on the surface of each lead portion 12.
  • the internal terminal 15 is a region electrically connected to the semiconductor element 21 through the bonding wire 22 as described later. Therefore, a plated portion may be provided on the internal terminal 15 to improve the adhesion to the bonding wire 22.
  • each lead 12 extends perpendicularly to the longitudinal direction of the connecting bar 13 to which the lead 12 is connected.
  • the present invention is not limited to this, and a part or all of each lead portion 12 may extend obliquely with respect to the connecting bar 13.
  • the lead frame 10 according to the present embodiment is cut by two-step sawing, as described later. That is, first, the lead frame 10 is partially cut (step cut) by about a half thickness along the connecting bar 13 by the first sawing. Thereafter, a second cutting is performed using a cutting blade 38 (described later) thinner than a step cutting blade 37 (described later) used for step cutting, and the lead frames 10 are separated from each other.
  • the lead frame 10 is provided with a step-cut region 45 which is step-cut and a cutting region 46 which is separated by dicing along the length direction of the connecting bar 13.
  • the entire area of the connecting bar 13 is located inside the corresponding cutting area 46, and the whole area of the cutting area 46 is located inside the corresponding step cutting area 45 in plan view. Further, the widthwise center lines CL of the step cut area 45, the cutting area 46 and the connecting bar 13 coincide with each other.
  • the step cut area 45 is an area which is step cut (half cut) by approximately half in the thickness direction (Z direction) from the back surface side of the lead frame 10 by the first sawing after resin sealing and parallel to each other in plan view It is divided by a pair of outer edges S31, S31.
  • the step cut regions 45 are arranged in a lattice along the outer periphery of the package region 10a, and extend along the X direction or the Y direction, respectively.
  • the step cut area 45 extends from the package area 10 a to the outer peripheral area 18 and crosses the outer peripheral area 18 in the width direction.
  • the width W33 of the step cutting area 45 corresponds to the width of a step cutting blade 37 (described later) that performs step cutting, and is wider than the width W32 of the connecting bar 13. Specifically, the width W33 of the step cut area 45 may be 30 ⁇ m or more and 80 ⁇ m or less.
  • the cutting area 46 is an area which is cut in the entire thickness direction (Z direction) of the lead frame 10 by the second sawing, and is divided by a pair of outer edges C31 and C31 parallel to each other in plan view.
  • the cutting regions 46 are arranged in a lattice along the outer periphery of the package region 10a, and extend along the X direction or the Y direction, respectively.
  • the cutting area 46 extends from the package area 10 a to the outer peripheral area 18 and crosses the outer peripheral area 18 in the width direction.
  • the outer edge of the package area 10a coincides with the outer edges C31 and C31 of the cutting area 46.
  • the width W34 of the cutting area 46 corresponds to the width of the cutting blade 38 (described later) that performs the second sawing, is wider than the width W32 of the connecting bar 13, and is narrower than the width W33 of the step cutting area 45 W32 ⁇ W34 ⁇ W33).
  • the width W 34 of the cutting region 46 may be 10 ⁇ m to 40 ⁇ m.
  • FIG. 30 the configuration of the connecting bar 13 will be further described with reference to FIGS. 30 and 31.
  • FIG. 30 the configuration of the connecting bar 13 will be further described with reference to FIGS. 30 and 31.
  • the connecting bar 13 has a lead connecting portion 13h to which the lead portions 12 are connected, and an intermediate portion 13j located between the lead connecting portions 13h and 13h adjacent to each other.
  • the lead connecting portions 13 h and the middle portions 13 j are alternately arranged along the length direction of the connecting bar 13.
  • the lead connecting portion 13 h and the middle portion 13 j of the connecting bar 13 have the same thickness as a metal substrate (a metal substrate 31 described later) before processing without thinning. Thereby, the strength of the connecting bar 13 is enhanced as compared with the case where the connecting bar 13 is thinned. As a result, the width of the connecting bar 13 can be narrowed, and the spacing between the package regions 10a can be narrowed.
  • FIG. 31 shows a vertical cross section (cross section taken along line XXXI-XXXI of FIG. 30) of the connecting bar 13 in the middle portion 13j.
  • the connecting bar 13 has a symmetrical shape in the left and right (X direction) in the cross section.
  • the connecting bar 13 has a front surface 13a, a back surface 13b, a pair of side surfaces 13c located between the front surface 13a and the back surface 13b, and a pair of side projection portions 13d projecting laterally from the side surface 13c.
  • the front surface 13a and the back surface 13b of the connecting bar 13 are respectively formed of raw material surfaces (surface and back surface of the metal substrate 31 described later). Further, the surface 13 a and the back surface 13 b of the connecting bar 13 are located on the same plane as the surface and the back surface of the die pad 11, respectively.
  • Each side surface 13c has a first side surface 13f located closer to the surface 13a than the side projection 13d and a second side surface 13g located closer to the back surface 13b than the side projection 13d.
  • the first side surface 13f extends from the side projection 13d to the surface 13a
  • the second side surface 13g extends from the side projection 13d to the back surface 13b.
  • the first side surface 13 f and the second side surface 13 g are respectively curved inward in the width direction of the connecting bar 13.
  • the width W35 of the surface 13a of the connecting bar 13 is wider than the width W36 of the back surface 13b of the connecting bar 13 (W35> W36).
  • the width W35 of the surface 13a is preferably 80 ⁇ m to 120 ⁇ m
  • the width W36 of the back surface 13b is preferably 60 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • the width W 35 of the front surface 13 a is preferably wider than the width W 36 of the rear surface 13 b by 15 ⁇ m to 25 ⁇ m.
  • the connecting bar 13 is step-cut (half-cut) from the back surface side, the amount of shaving can be reduced, the amount of burrs can be reduced, and the wear of the step-cutting blade 37 (described later) can be suppressed. it can.
  • the portion in which the pair of side projection portions 13 d is formed corresponds to the maximum width portion 13 e which is the portion having the maximum width in the connecting bar 13.
  • the maximum width portion 13e is located between the surface 13a and the back surface 13b in the thickness direction (Z direction), that is, at a position different from the surface 13a and the back surface 13b.
  • the width W32 of the maximum width portion 13e can be 95 ⁇ m or more and 135 ⁇ m or less (W32> W35).
  • the width W32 of the maximum width portion 13e is preferably wider than the width W35 of the surface 13a by 10 ⁇ m to 15 ⁇ m.
  • the second moment of area of the connecting bar 13 can be increased, and the strength of the connecting bar 13 can be increased.
  • the connecting bar 13 is step-cut (half-cut) from the back surface side, the maximum width portion 13 e or a region in the vicinity thereof is exposed to the back surface side, so the area of the connecting bar 13 viewed from the back surface direction can be increased. it can.
  • a large current for plating can be supplied to the connecting bar 13.
  • the maximum width portion 13e is formed at a substantially middle position between the front surface 13a and the back surface 13b in the thickness direction (Z direction). That is, the distance T31 from the back surface 13b of the maximum width portion 13e is 40% or more and 60% or less of the thickness T32 of the connecting bar 13. Specifically, the distance T31 of the maximum width portion 13e from the back surface 13b is preferably 40 ⁇ m to 100 ⁇ m, and the thickness T32 of the connecting bar 13 is preferably 80 ⁇ m to 200 ⁇ m. As a result, after the connecting bar 13 is step cut (half cut) from the back surface side, the maximum width portion 13 e or an area in the vicinity thereof can be exposed to the back surface side. Can flow a large current for plating.
  • the lead frame 10 described above is made of a metal such as copper, copper alloy, 42 alloy (Fe alloy of 42% of Ni) as a whole.
  • the thickness of the lead frame 10 can be 80 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, depending on the configuration of the semiconductor device 20 to be manufactured.
  • the lead portion 12 is disposed along all four sides of the die pad 11, but is not limited to this.
  • the lead portion 12 is disposed along only two opposing sides of the die pad 11. May be
  • FIG. 32 and 33 show a semiconductor device (QFN type) according to the present embodiment.
  • the semiconductor device (semiconductor package) 20 includes a die pad 11, a plurality of lead portions 12 arranged around the die pad 11, and a semiconductor element 21 mounted on the die pad 11.
  • a plurality of bonding wires (connection members, conductive members) 22 for electrically connecting the lead portions 12 and the semiconductor element 21 are provided.
  • the die pad 11, the lead portion 12, the semiconductor element 21 and the bonding wire 22 are resin-sealed by a sealing resin 23.
  • the die pad 11 and the lead portion 12 are manufactured from the above-described lead frame 10. Further, in the lead portion 12, the portion positioned on the peripheral edge of the sealing resin 23 is thinned from the back surface side by the step cut to form a stepped step cut portion 45 a. The sealing resin 23 is not filled in the step cut portion 45 a.
  • the step cut portion 45a may be covered by solder plating. Further, a burr may be generated on the side surface 45 b of the step cut portion 45 a at the time of step cutting, and the burr may protrude toward the back surface side.
  • the depth D31 of the step-cut portion 45a may be the same as the depth D32 of the half-etched portion (the die pad thin portion 11b or the like), or may be deeper than the depth D32.
  • the configurations of the die pad 11 and the lead portion 12 are the same as those shown in FIGS. 27 to 31 described above except the region not included in the semiconductor device 20, and thus the detailed description is omitted here.
  • the semiconductor element 21 various semiconductor elements conventionally used generally can be used, and there is no particular limitation.
  • an integrated circuit, a large scale integrated circuit, a transistor, a thyristor, a diode or the like can be used.
  • the semiconductor element 21 has a plurality of electrodes 21 a to which the bonding wires 22 are attached.
  • the semiconductor element 21 is fixed to the surface of the die pad 11 with an adhesive 24 such as a die bonding paste, for example.
  • Each bonding wire 22 is made of, for example, a conductive material such as gold or copper. One end of each bonding wire 22 is connected to the electrode 21 a of the semiconductor element 21, and the other end is connected to the internal terminal 15 of each lead portion 12.
  • the internal terminal 15 may be provided with a plated portion for improving adhesion to the bonding wire 22.
  • thermosetting resin such as silicone resin or epoxy resin, or thermoplastic resin such as PPS resin
  • the thickness of the entire sealing resin 23 can be about 300 ⁇ m or more and 1200 ⁇ m or less.
  • one side of the sealing resin 23 (one side of the semiconductor device 20) can be, for example, 6 mm or more and 16 mm or less.
  • the display of the part located in the surface side rather than the die pad 11 and the lead part 12 among the sealing resin 23 is abbreviate
  • FIGS. 34 (a) to (e) are cross-sectional views (diagram corresponding to FIG. 29) showing a method of manufacturing the lead frame 10.
  • a flat metal substrate 31 is prepared.
  • a substrate made of metal such as copper, copper alloy, 42 alloy (Fe alloy of 42% of Ni) can be used.
  • metal substrate 31 it is preferable to use what carried out the degreasing etc. with respect to the both surfaces, and the metal substrate 31 wash-processed.
  • photosensitive resists 32a and 33a are applied to the entire front and back of the metal substrate 31, respectively, and dried (FIG. 34 (b)).
  • photosensitive resists 32a and 33a conventionally known ones can be used.
  • the metal substrate 31 is exposed through a photomask and developed to form etching resist layers 32 and 33 having desired openings 32b and 33b (FIG. 34 (c)).
  • the metal substrate 31 is etched with a corrosion solution using the etching resist layers 32 and 33 as a corrosion resistant film (FIG. 34 (d)).
  • the outer shape of the die pad 11, the lead portion 12 and the connecting bar 13 is formed.
  • the connecting bar 13 is etched from the front surface side and the rear surface side, whereby the width W35 of the front surface 13a becomes wider than the width W36 of the rear surface 13b, and the maximum width (width W32) of the connecting bars 13
  • the largest width part 13e which becomes is formed between the surface 13a and the back surface 13b (refer FIG. 31).
  • the cross-sectional shape of such a connecting bar 13 can be produced by appropriately setting the patterns of the etching resist layers 32 and 33.
  • the corrosion liquid can be appropriately selected according to the material of the metal substrate 31 to be used.
  • the material of the metal substrate 31 to be used usually, an aqueous solution of ferric chloride is used, and both surfaces of the metal substrate 31 are used. Can perform spray etching.
  • the lead frame 10 is manufactured by the method shown in FIGS. 34 (a)-(e) (FIG. 35 (a)).
  • the semiconductor element 21 is mounted on the die pad 11 of the lead frame 10.
  • the semiconductor element 21 is placed and fixed on the die pad 11 using an adhesive 24 such as a die bonding paste (die attach process) (FIG. 35 (b)).
  • the electrodes 21a of the semiconductor element 21 and the internal terminals 15 of the leads 12 are electrically connected to each other by bonding wires (connecting members) 22 (wire bonding step) (FIG. 35 (c)) .
  • the sealing resin 23 is formed by injection molding or transfer molding of a thermosetting resin or a thermoplastic resin on the lead frame 10 (resin sealing step) (FIG. 35 (d)).
  • the lead frame 10 the die pad 11, the lead portion 12 and the connecting bar 13
  • the semiconductor element 21 and the bonding wire 22 are sealed.
  • step cut step: first sawing a part in the thickness direction of the lead frame 10 is cut out along the step cut area 45 (step cut step: first sawing) (FIG. 36A).
  • a step cutting blade 37 made of, for example, a diamond grindstone is prepared, and this step cutting blade 37 is moved along the step cutting area 45.
  • the step cutting area 45 is cut while rotating the step cutting blade 37.
  • the connecting bar 13, the outer peripheral area 18 and the sealing resin 23 in the step cut area 45 are partially cut out.
  • the connecting bar 13 and the outer peripheral area 18 of the step cut area 45 are cut off halfway to the thickness direction, and the step cut portion 45 a is formed.
  • the step cutting operation is repeated a plurality of times along the X direction and the Y direction, and a step cutting portion 45a is formed in a lattice shape in a plan view.
  • step cut process electrolytic plating is performed to form a solder plating layer (not shown) on the step cut portion 45a.
  • FIG. 37 shows a cross section of the connecting bar 13 after the step cutting process.
  • the maximum width portion 13 e of the connecting bar 13 is located between the front surface 13 a and the back surface 13 b. Therefore, after the step cutting process, the maximum width portion 13e or a portion in the vicinity thereof is exposed to the back surface side, and the cross sectional area of the connecting bar 13 can be secured widely. Thereby, when forming the above-mentioned solder plating layer, it becomes possible to flow a large current as a current for electrolytic plating.
  • a cutting blade 38 made of, for example, a diamond grindstone is prepared.
  • the cutting blade 38 is narrower than the step cutting blade 37 described above.
  • the cutting area 46 is cut by moving the cutting blade 38 while rotating it. Thereby, the connecting bar 13, the outer peripheral area 18 and the sealing resin 23 in the cutting area 46 are cut (diced) over the entire thickness direction (Z direction). This cutting operation is repeated a plurality of times along the X direction and the Y direction, and cutting lines are formed in a grid in plan view.
  • the lead frame 10 is separated for each semiconductor device 20, and the semiconductor device 20 shown in FIG. 32 and FIG. 33 is obtained (FIG. 35 (c)).
  • the width W 35 of the surface 13 a of the connecting bar 13 is wider than the width W 36 of the back surface 13 b of the connecting bar 13.
  • the maximum width portion 13 e of the connecting bar 13 is located between the front surface 13 a and the back surface 13 b.
  • the second moment of area of the connecting bar 13 can be increased, and the strength of the connecting bar 13 can be increased.
  • the cross-sectional area of the connecting bar 13 can be widely secured, it is possible to flow a large current as a current for electrolytic plating for forming a solder plating layer.
  • the side projection 13d of the maximum width portion 13e plays a role as an anchor, the connecting bar 13 is in close contact with the sealing resin 23 so that the connecting bar 13 does not peel off from the sealing resin 23 at the time of sawing. Can.
  • two connecting bars 13 orthogonal to each other are connected to each other by the connecting portion 19, and the die pad 11 and the connecting portion 19 are connected to each other by the suspension lead 14.
  • the connecting portion 19 is not thinned (half etching), and the suspension leads 14 are thinned (half etching) from the back surface side.
  • the periphery of the package region 10a can be firmly fixed, and distortion can be suppressed from occurring in the connecting bar 13 and the die pad 11 at the time of resin sealing.
  • the suspension lead 14 since the back surface of the suspension lead 14 is thinned, the suspension lead 14 can be in close contact with the sealing resin 23, and peeling of the die pad 11 and the suspension lead 14 from the sealing resin 23 can be suppressed.
  • FIGS. 38 to 43 are different in the configuration of the connecting bar or the lead portion, and the other configuration is substantially the same as the embodiment shown in FIGS. 27 to 37.
  • FIG. 38 to FIG. 43 the same parts as in FIG. 27 to FIG. 37 are assigned the same reference numerals and detailed explanations thereof will be omitted.
  • the maximum width part 13e of the connecting bar 13 is located on the surface 13a side of the intermediate position between the surface 13a and the back surface 13b of the connecting bar 13.
  • the distance T33 from the back surface 13b of the maximum width portion 13e is more than 50% and 75% or less of the thickness T32 of the connecting bar 13.
  • the distance T33 of the maximum width portion 13e from the back surface 13b is preferably more than 40 ⁇ m and 150 ⁇ m or less.
  • the width W 37 of the surface 13 a of the connecting bar 13 is preferably 100 ⁇ m to 300 ⁇ m, and the width W 38 of the back surface 13 b is preferably 50 ⁇ m to 150 ⁇ m. Furthermore, the width W 39 of the maximum width portion 13 e is preferably 150 ⁇ m or more and 350 ⁇ m or less.
  • the connecting bar 13 is located on the rear surface 13b side of the intermediate position.
  • the cross-sectional area of the portion to be cut can be reduced.
  • Modification 2 The modification (modification 2) shown in FIG. 39 forms the recessed part 65 in the surface 13a of the connecting bar 13, and the other structure is as substantially the same as the structure of the connecting bar 13 shown in FIG.
  • the recess 65 extends in the form of a groove along the longitudinal direction of the connecting bar 13 over the entire area or a partial area thereof.
  • the concave portion 65 is formed in a concave shape from the surface 13 a side of the connecting bar 13 by half etching, and has a substantially semicircular or substantially C-shaped cross section. Unetched side regions 66 are formed on both sides of the recess 65, respectively.
  • the width W310 of the recess 65 is preferably 60 ⁇ m to 150 ⁇ m, and the depth D33 of the recess 65 is preferably 30 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • the recessed part 65 in the surface 13a of the connecting bar 13 the cross-sectional area of the part located in the surface 13a side rather than a middle position among the connecting bars 13 can be made small.
  • the connecting bar 13 is cut in the cutting step, the generation of burrs can be reduced, and the wear of the cutting blade 38 can be suppressed.
  • a recess 67 is formed on the back surface 13b of the connecting bar 13.
  • the other configuration is substantially the same as the configuration of the connecting bar 13 shown in FIG.
  • the recess 67 extends in the form of a groove along the longitudinal direction of the connecting bar 13 over the entire region or a partial region thereof.
  • the concave portion 67 is formed in a concave shape from the back surface 13b side of the connecting bar 13 by half etching, and has a substantially semicircular or substantially C-shaped cross section. On both sides of the recess 67, unetched side regions 68 are formed.
  • the width W 311 of the recess 67 is preferably 60 ⁇ m to 100 ⁇ m, and the depth D 34 of the recess 67 is preferably 30 ⁇ m to 80 ⁇ m.
  • the connecting bar 13 by forming the recess 67 in the back surface 13 b of the connecting bar 13, the cross-sectional area on the side of the back surface 13 b in the cross section of the connecting bar 13 can be reduced. As a result, when cutting the connecting bar 13 from the back surface 13 b side in the step cutting process, it is possible to reduce the generation of burrs and to suppress the wear of the step cutting blade 37.
  • the modification (variation 4) shown in FIG. 41 further has a recess 65 formed on the surface 13a of the connecting bar 13;
  • the recess 65 on the surface 13 a extends in the form of a groove along the longitudinal direction of the connecting bar 13 over the entire area or a partial area thereof.
  • the concave portion 65 on the surface 13a side is formed in a concave shape from the surface 13a side of the connecting bar 13 by half etching, and has a substantially semicircular or substantially C-shaped cross section. Unetched side regions 66 are formed on both sides of the recess 65, respectively.
  • the width W 312 of the recess 65 on the surface 13 a side is preferably 60 ⁇ m or more and 150 ⁇ m or less, and the depth D 35 of the recess 65 is preferably 30 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the cross section of the connecting bar 13 can be reduced.
  • the connecting bar 13 when cutting the connecting bar 13 from the back surface 13 b side in the step cutting process, it is possible to reduce the generation of burrs and to suppress the wear of the step cutting blade 37.
  • the connecting bar 13 in the cutting step it is possible to reduce the generation of burrs and to suppress the wear of the cutting blade 38.
  • the portion of the lead 12 connected to the connecting bar 13 is formed in a tapered shape in plan view, and the other configuration is shown in FIG. It is substantially the same as the configuration shown.
  • the lead portion 12 is composed of a rectangular portion 12b located on the inner side (the die pad 11 side) and a trapezoidal portion 12c located on the outer side (the connecting bar 13 side).
  • the trapezoidal portion 12c is formed in a tapered shape in a plan view, and its width gradually narrows from the inside to the outside. Further, preferably, the trapezoidal portion 12 c extends from the connecting bar 13 to the inside of the step cut area 45.
  • the position to be step-cut is somewhat shifted in the lateral direction of the connecting bar 13 by forming the part of the lead portion 12 connected to the connecting bar 13 in a tapered shape in plan view,
  • the area of the step cut portion 45a does not increase significantly.
  • the amount of burrs generated during the step cutting process and the cutting process can be reduced, and the wear of the step cutting blade 37 and the cutting blade 38 can be suppressed.
  • notches 13k are formed in portions of the connecting bar 13 located on both sides of the lead 12, respectively. It is substantially the same as the configuration shown. In this case, the connecting bar 13 is narrowed at the notch 13k.
  • the lead portion 12 is a first rectangular portion 12d located on the inner side (die pad 11 side) and a second rectangular shape located on the outer side (connecting bar 13 side) and narrower than the first rectangular portion 12d. And 12e.
  • the notches 13k in the portions located on both sides of the lead portion 12 in the connecting bar 13, the amount of burrs generated in the step cutting process and the cutting process is reduced, and the blade for the step cutting is formed.
  • the wear of the cutting blade 37 and the cutting blade 38 can be suppressed.
  • FIG. 44 to 53 a fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 44 to 53.
  • the same reference numerals are given to the same parts, and a part of the detailed description may be omitted.
  • FIG. 44 through FIG. 48 are views showing a lead frame according to the present embodiment.
  • the lead frame 10 includes one or more unit lead frames (package areas) 10a.
  • Each unit lead frame 10a is provided with a flat rectangular die pad 11 for mounting a semiconductor element 21 (described later), and a plurality of elongated leads provided around the die pad 11 for connecting the semiconductor element 21 and an external circuit (not shown) And 12 are provided.
  • the unit lead frame 10a is an area corresponding to the semiconductor device 20 (described later), and is an area located inside the imaginary line in FIGS.
  • the virtual lines in FIGS. 44 and 45 correspond to the outer peripheral edge of the semiconductor device 20.
  • inside refers to the side of each unit lead frame 10 a facing the center direction of the die pad 11
  • outside refers to the side away from the center of the die pad 11 in each unit lead frame 10 a ( It says the connecting bar 13 side).
  • front surface refers to the surface on which the semiconductor element 21 is mounted
  • back surface is the surface opposite to the “front surface” and connected to an external mounting substrate (not shown). Say the face.
  • the plurality of unit lead frames 10 a are connected to one another via a connecting bar (support lead, support member) 13.
  • the connecting bar 13 supports the die pad 11 and the lead portion 12 and extends along the X direction and the Y direction.
  • the X direction and the Y direction are two directions parallel to each side of the die pad 11 in the plane of the lead frame 10, and the X direction and the Y direction are orthogonal to each other.
  • the Z direction is a direction perpendicular to both the X direction and the Y direction.
  • the die pad 11 has a substantially square planar shape, and a semiconductor element 21 described later is mounted on the surface thereof.
  • the planar shape of the die pad 11 is not limited to a square, and may be a polygon such as a rectangle.
  • tie bars (suspension leads) 14 are respectively connected to four corner portions of the die pad 11, and the die pad 11 is connected to and supported by the connecting bar 13 via the four tie bars 14.
  • Each tie bar 14 is formed thin from the back surface side by half etching over the entire area.
  • half etching refers to etching a material to be etched halfway to its thickness direction.
  • the thickness of the material to be etched after half etching is, for example, 30% to 70%, preferably 40% to 60%, of the thickness of the material to be etched before half etching.
  • FIGS. 45 and 48 the half-etched regions are shown by hatching.
  • Each connecting bar 13 has an elongated bar shape, and a square annular connecting portion (connecting member) 19 is connected to each end 13 m of the connecting bar 13.
  • a flat square through hole 19 a is formed on the inner side of the annular coupling portion 19.
  • the outer end portion of the tie bar 14 is connected to the annular connection portion 19. That is, four tie bars 14, two connecting bars 13 extending in the X direction, and two connecting bars 13 extending in the Y direction are connected to each annular connecting portion 19.
  • the annular connection portion 19 is formed to be thin from the back surface side by half etching over the entire area.
  • the thickness of such an annular connecting portion 19 can be, for example, 60 ⁇ m or more and 120 ⁇ m or less.
  • the connecting bar 13 is an intermediate portion located between the lead connecting portion 41 where the lead portions 12 are connected along the longitudinal direction and the lead connecting portion 41 adjacent to each other, or between the lead connecting portion 41 and the annular connecting portion 19. And 43.
  • the lead connecting portion 41 refers to a region surrounded by extension lines of both side edges in the longitudinal direction of the lead portion 12 and both side edges in the longitudinal direction of the connecting bar 13.
  • the lead connecting portion 41 and the middle portion 43 are each rectangular in plan view, and the entire area thereof is thinned by half etching from the back surface side (see FIGS. 46 and 47).
  • the die pad 11 has a die pad thick portion 11a located at the center and a die pad thin portion 11b formed over the entire periphery of the die pad thick portion 11a (see FIG. 46).
  • the die pad thick portion 11 a is not half-etched and has the same thickness as a metal substrate (a metal substrate 31 described later) before processing.
  • the thickness of the die pad thick portion 11 a can be 80 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, depending on the configuration of the semiconductor device 20.
  • the die pad thin portion 11b is formed thin from the back surface side by half etching. By providing the die pad thin-walled portion 11 b in this manner, it is possible to make the die pad 11 difficult to separate from the sealing resin 23 (described later).
  • Each lead portion 12 is connected to the semiconductor element 21 through a bonding wire 22 as described later, and is disposed between the die pad 11 and a space.
  • Adjacent lead portions 12 are shaped so as to be electrically insulated from each other after the manufacture of the semiconductor device 20 (described later). Further, the lead portion 12 is shaped so as to be electrically insulated from the die pad 11 after the semiconductor device 20 is manufactured.
  • External terminals 17 electrically connected to external mounting substrates (not shown) are formed on the back surfaces of the lead portions 12 respectively. Each external terminal 17 is exposed outward from the semiconductor device 20 after manufacturing the semiconductor device 20 (described later). In this case, the external terminals 17 are arranged in one row in plan view.
  • the lead portion 12 has a substantially rectangular shape in plan view, and the base end thereof is connected to the lead connecting portion 41 of the connecting bar 13. Further, as shown in FIGS. 44 to 46, the internal terminal 15 is formed on the surface of the lead portion 12, and the above-described external terminal 17 is formed on the back surface of the lead portion 12. The internal terminal 15 is a region electrically connected to the semiconductor element 21 through the bonding wire 22 as described later. Therefore, a plated portion may be provided on the internal terminal 15 to improve the adhesion to the bonding wire 22.
  • the lead portion 12 has the same thickness as the die pad thick portion 11a (the metal substrate 31 before processing) of the die pad 11 without being half-etched.
  • the width of the lead portion 12 is, for example, 60 ⁇ m to 180 ⁇ m, and the distance between the lead portions 12 adjacent to each other is, for example, 85 ⁇ m to 200 ⁇ m.
  • FIG. 47 is a cross-sectional view of the connecting bar 13 in the direction perpendicular to the longitudinal direction.
  • the connecting bar 13 and the tie bar 14 are thinned by half etching from the back surface side as described above. As shown in FIG. 47, the thickness t41 of the connecting bar 13 is thinner than the thickness t42 of the tie bar 14.
  • the thickness t41 of the connecting bar 13 can be 60 ⁇ m or more and 120 ⁇ m or less depending on the configuration of the semiconductor device 20 to be manufactured, and the thickness t42 of the tie bar 14 can be 70 ⁇ m or more and 130 ⁇ m or less.
  • the lead frame 10 vibrates every unit lead frame 10a due to the friction between the lead frame 10 and a blade (not shown).
  • the lead frame 10 vibrates as a whole.
  • the friction between the lead portion 12 of the lead frame 10 and the blade increases, and smearing may occur in the lead portion 12.
  • the lead portions 12 may be short-circuited by the smearing.
  • the term “smearing” refers to the friction between the lead frame 10 and the blade that separates the semiconductor device 20 from each other, and the metal material constituting the lead portion 12 partially extends along the dicing direction. Say something (bari).
  • the thickness t41 of the connecting bar 13 is thinner than the thickness t42 of the tie bar 14.
  • the area in which the connecting bar 13 contacts the blade can be reduced, and the occurrence of vibration at the time of dicing can be suppressed.
  • it can suppress that the lead frame 10 vibrates for every unit lead frame 10a, and can suppress that the lead frame 10 vibrates as a whole.
  • the friction between the lead portion 12 and the blade can be reduced, and the occurrence of smearing can be suppressed.
  • the thickness t41 of the connecting bar 13 and the thickness t42 of the tie bar 14 can be obtained by appropriately adjusting the shapes of the etching resist layers 32 and 33 and the etching conditions as described later. Further, although not shown, in the connecting bar 13, the thickness of the lead connecting portion 41 may be different from the thickness of the middle portion 43. In this case, for example, although depending on the configuration of the semiconductor device 20 to be manufactured, the thickness of the lead connection portion 41 can be 70 ⁇ m or more and 130 ⁇ m or less, and the thickness of the intermediate portion 43 can be 60 ⁇ m or more and 120 ⁇ m or less it can.
  • the width W41 of the annular connecting portion 19 is wider than the width W42 of the tie bar 14.
  • the annular connection part 19 can absorb the vibration which generate
  • the width W41 of such an annular connecting portion 19 can be 150 ⁇ m or more and 350 ⁇ m or less, depending on the configuration of the semiconductor device 20 to be manufactured, and the width W 42 of the tie bar 14 can be 100 ⁇ m or more and 250 ⁇ m or less .
  • the width W 41 of the annular connecting portion 19 refers to the length in the Y direction of the portion of the annular connecting portion 19 extending in the X direction, and the width W 41 of the annular connecting portion 19 In a portion extending in the Y direction, it refers to the length in the X direction of the portion.
  • the lead frame 10 described above is made of a metal such as copper, copper alloy, 42 alloy (Fe alloy of 42% of Ni) as a whole.
  • the thickness of the lead frame 10 can be 80 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, depending on the configuration of the semiconductor device 20 to be manufactured.
  • the lead portion 12 is disposed along all four sides of the die pad 11, but is not limited to this.
  • the lead portion 12 is disposed along only two opposing sides of the die pad 11. May be
  • the lead portion 12 includes a long lead portion and a short lead portion.
  • the first external terminals of the long lead portion and the second external terminals of the short lead portion may be arranged in two rows in a staggered manner, or the external terminals may be arranged in three or more rows.
  • FIGS. 49 and 50 show a semiconductor device according to the present embodiment.
  • the semiconductor device (semiconductor package) 20 includes a die pad 11, a plurality of lead portions 12 arranged around the die pad 11, and a semiconductor element 21 mounted on the die pad 11.
  • a plurality of bonding wires (connection members, conductive members) 22 for electrically connecting the lead portions 12 and the semiconductor element 21 are provided.
  • the die pad 11, the lead portion 12, the semiconductor element 21 and the bonding wire 22 are resin-sealed by a sealing resin 23.
  • the die pad 11 and the lead portion 12 are manufactured from the above-described lead frame 10.
  • the configurations of the die pad 11 and the lead portion 12 are the same as those shown in FIGS. 44 to 48 described above except for the region not included in the semiconductor device 20, and thus the detailed description is omitted here.
  • the semiconductor element 21 various semiconductor elements conventionally used generally can be used, and there is no particular limitation.
  • an integrated circuit, a large scale integrated circuit, a transistor, a thyristor, a diode or the like can be used.
  • the semiconductor element 21 has a plurality of electrodes 21 a to which the bonding wires 22 are attached.
  • the semiconductor element 21 is fixed to the surface of the die pad 11 with an adhesive 24 such as a die bonding paste, for example.
  • Each bonding wire 22 is made of, for example, a conductive material such as gold or copper. One end of each bonding wire 22 is connected to the electrode 21 a of the semiconductor element 21, and the other end is connected to the internal terminal 15 of each lead portion 12.
  • the internal terminal 15 may be provided with a plated portion for improving adhesion to the bonding wire 22.
  • thermosetting resin such as silicone resin or epoxy resin, or thermoplastic resin such as PPS resin
  • the thickness of the entire sealing resin 23 can be about 300 ⁇ m or more and 1200 ⁇ m or less.
  • one side of the sealing resin 23 (one side of the semiconductor device 20) can be, for example, 6 mm or more and 16 mm or less.
  • the display of the part located in the surface side rather than the die pad 11 and the lead part 12 among the sealing resin 23 is abbreviate
  • FIGS. 51 (a)-(e) and 52 (a)-(c) are cross-sectional views (corresponding to FIG. 46) showing a method of manufacturing the lead frame 10.
  • FIGS. 52 (a) to 52 (c) are manufacturing the lead frame 10. It is sectional drawing (figure corresponding to FIG. 47) which shows a method.
  • a flat metal substrate 31 is prepared.
  • a substrate made of metal such as copper, copper alloy, 42 alloy (Fe alloy of 42% of Ni) can be used.
  • metal substrate 31 it is preferable to use what carried out the degreasing etc. with respect to the both surfaces, and the metal substrate 31 wash-processed.
  • photosensitive resists 32a and 33a are applied to the entire front and back of the metal substrate 31, respectively, and dried (FIG. 51 (b)).
  • photosensitive resists 32a and 33a conventionally known ones can be used.
  • the metal substrate 31 is exposed to light through a photo mask and developed to form etching resist layers 32 and 33 having desired openings 32b and 33b (FIG. 51 (c)).
  • the metal substrate 31 is etched with an etching solution using the etching resist layers 32 and 33 as a corrosion resistant film (FIG. 51 (d)). Thereby, the outer shape of the die pad 11 and the lead portion 12 is formed.
  • the corrosion liquid can be appropriately selected according to the material of the metal substrate 31 to be used. For example, when using copper as the metal substrate 31, usually, an aqueous solution of ferric chloride is used, and both surfaces of the metal substrate 31 are used. Can perform spray etching.
  • the connecting bar 13 and the tie bar 14 are thinned from the back surface side by half etching.
  • the photosensitive resists 32a and 33a are applied and dried on the metal substrate 31.
  • the desired openings 32b and 33b are formed in the etching resist layers 32 and 33 by exposing and developing through a photomask (FIG. 52 (a)).
  • a plurality of openings 33 b or island-like photosensitive resists 33 a are dotted in portions corresponding to the connecting bars 13 and the tie bars 14.
  • the thickness t41 of the connecting bar 13 can be made thinner than the thickness t42 of the tie bar 14.
  • the metal substrate 31 is etched with a corrosion solution using the etching resist layers 32 and 33 as a corrosion resistant film. Thereby, the external shape of the connecting bar 13 and the tie bar 14 is formed (FIG. 52 (b)).
  • spray etching is performed from both sides of the metal substrate 31
  • the present invention is not limited to this.
  • two steps of spray etching may be performed on each side of the metal substrate 31. Specifically, first, a first etching resist layer is provided on the entire front surface side of the metal substrate 31, and a second etching resist layer having a predetermined pattern is formed on the back surface side, and only the back surface side of the metal substrate 31 Apply etching. Next, the first and second etching resist layers are removed, and a sealing layer made of an etching resistant resin is provided on the back surface side of the metal substrate 31.
  • a third etching resist layer having a predetermined pattern is formed on the surface side of the metal substrate 31, and only the surface side of the metal substrate 31 is etched in this state. Thereafter, the outer surface of the lead frame 10 is formed by peeling off the sealing layer on the back surface side.
  • the lead frame 10 is manufactured by the method shown in FIGS. 51 (a)-(e) and 52 (a)-(c) (FIG. 53 (a)).
  • the semiconductor element 21 is mounted on the die pad 11 of the lead frame 10.
  • the semiconductor element 21 is placed and fixed on the die pad 11 using an adhesive 24 such as a die bonding paste (die attach process) (FIG. 53 (b)).
  • the electrodes 21a of the semiconductor element 21 and the internal terminals 15 of the leads 12 are electrically connected to each other by bonding wires (connecting members) 22 (wire bonding step) (FIG. 53 (c)) .
  • a sealing resin 23 is formed by injection molding or transfer molding a thermosetting resin or a thermoplastic resin on the lead frame 10 (resin sealing step) (FIG. 53 (d)).
  • a sealing resin 23 is formed by injection molding or transfer molding a thermosetting resin or a thermoplastic resin on the lead frame 10 (resin sealing step) (FIG. 53 (d)).
  • the resin wraps around from the connecting bar 13 side toward the inside of each unit lead frame 10a.
  • the annular connecting portion 19, the tie bar 14 and the end 13 m of the connecting bar 13 are each thinned from the back surface side. For this reason, the flow passage through which the resin passes is widely secured, and the molten resin flows smoothly around the corner portion of each unit lead frame 10a.
  • stress is less likely to concentrate at specific locations near the corner portions of each unit lead frame 10a, and the sealing resin 23 can be reliably filled inside of each unit lead frame 10a.
  • the lead frame 10 is separated for each semiconductor device 20 by dicing the sealing resin 23 between the semiconductor elements 21.
  • the lead frame 10 and the sealing resin 23 between the semiconductor devices 20 may be cut while rotating a blade (not shown) made of, for example, a diamond grindstone.
  • the thickness t41 of the connecting bar 13 is smaller than the thickness t42 of the tie bar 14.
  • the thickness t41 of the connecting bar 13 in contact with the blade during dicing smaller than the thickness t42 of the tie bar 14.
  • the area in which the connecting bar 13 contacts the blade can be reduced.
  • the occurrence of vibration during dicing can be suppressed, and the vibration of the lead frame 10 can be suppressed for each unit lead frame 10 a. Therefore, vibration of the lead frame 10 can be suppressed as a whole.
  • the friction between the lead portion 12 and the blade can be reduced, and the occurrence of smearing can be suppressed.
  • the width W41 of the annular connection portion 19 is larger than the width W42 of the tie bar 14.
  • the annular connecting portion 19 by making the width W41 of the annular connecting portion 19 connecting the connecting bar 13 and the tie bar 14 wider than the width W42 of the tie bar 14, the annular connecting portion 19 generates dicing in the connecting bar 13 during dicing. Vibration can be absorbed. Thereby, it is possible to suppress that the vibration generated at the time of dicing is transmitted from the connecting bar 13 to the tie bar 14. For this reason, it is possible to suppress smearing caused by vibration of the lead frame 10 at the time of dicing.
  • the connecting bar 13 and the tie bar 14 are each thinned from the back surface side, and the thickness t41 of the connecting bar 13 is thinner than the thickness t42 of the tie bar 14.
  • the occurrence of vibration at the time of dicing can be suppressed, and vibration of the lead frame 10 can be suppressed.
  • the friction between the lead portion 12 and the blade can be reduced, and the occurrence of smearing can be suppressed. Therefore, vibration of the lead frame 10 can be suppressed.
  • the width W41 of the annular connecting portion 19 is wider than the width W42 of the tie bar 14.
  • the annular connection part 19 can absorb the vibration which generate
  • the lead frame 10 according to the present embodiment was manufactured by the method shown in FIGS. 51 (a)-(e) and 52 (a)-(c).
  • a semiconductor device 20 (example) according to the present embodiment was manufactured by the method shown in FIGS. 53 (a) to 53 (e).
  • the thickness of the lead connecting portion 41 of the connecting bar 13 is 105 ⁇ m
  • the thickness of the middle portion 43 is 100 ⁇ m.
  • the thickness of the tie bar 14 was 115 ⁇ m
  • the thickness of the annular connection portion 19 was 115 ⁇ m.
  • the thickness of the connecting bar is larger than the thickness of the tie bar
  • smearing occurs in the lead portion due to dicing, and the lead portions adjacent to each other are short-circuited.
  • the thickness t41 of the connecting bar 13 is smaller than the thickness t42 of the tie bar 14
  • the occurrence of smearing due to dicing can be suppressed in the lead portion 12 and they are adjacent to each other.
  • the lead portions were not short circuited.
  • the lead frame 10 when the lead frame 10 is separated for each semiconductor device 20, the occurrence of smearing on the lead portion 12 can be suppressed. Thereby, it can suppress that the distance between the mutually adjacent lead parts 12 becomes short, and can suppress the fault which the mutually adjacent lead parts 12 short-circuit.

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Abstract

リードフレームは、ダイパッドと、ダイパッドの周囲に設けられた、複数の長リード部および複数の短リード部と、複数の長リード部および複数の短リード部が連結されたコネクティングバーとを備えている。長リード部と短リード部とは、コネクティングバーの長手方向に沿って交互に配置されている。コネクティングバーのうち、長リード部が連結された長リード連結部は、少なくとも部分的に裏面側から薄肉化され、コネクティングバーのうち、短リード部が連結された短リード連結部は、少なくとも部分的に表面側から薄肉化されている。

Description

リードフレーム、半導体装置および半導体装置の製造方法
 本開示の一実施の形態は、リードフレーム、半導体装置および半導体装置の製造方法に関する。
 近年、基板に実装される半導体装置の小型化および薄型化が要求されてきている。このような要求に対応すべく、従来、リードフレームを用い、その搭載面に搭載した半導体素子を封止樹脂によって封止するとともに、裏面側にリードの一部分を露出させて構成された、いわゆるQFN(Quad Flat Non-lead)タイプの半導体装置が種々提案されている。
 しかしながら、従来一般的な構造からなるQFNの場合、端子数が増加するにしたがってパッケージが大きくなるため、実装信頼性を確保することが難しくなるという課題があった。これに対して、多ピン化されたQFNを実現するための技術として、外部端子を2列に配列したパッケージの開発が進められている(例えば特許文献1参照)。
特開2003-86751号公報 特開2016-134604号公報 米国特許第7183630号明細書 特開2001-326316号公報
 近年、DR-QFNパッケージを生産するにあたり、チップサイズを変更することなく、リード部の数(ピン数)を増やすことが求められてきている。これに対して、従来、ピン数を増やすために、パッケージサイズを大きくする手法がとられてきた。しかしながら、パッケージを電子機器へ搭載する上での制約があるため、パッケージサイズを大きくすることには限界がある。
 一方、パッケージサイズを大きくせずにピン数を増加しようとすると、リード部同士が接近してしまい、ダイシング時に生じたバリによりリード部同士が短絡してしまうおそれがある。また、半導体装置を製造する際、リード部同士の間を流れる封止樹脂の液流が阻害され、封止樹脂が十分に充填できないおそれもある。
 本開示はこのような点を考慮してなされたものであり、ダイシング時に生じたバリによりリード部同士が短絡してしまうことを抑制することが可能な、リードフレーム、半導体装置および半導体装置の製造方法を提供する。
 また従来、半導体装置用のリードフレームとして、例えば特許文献2に記載されたものが存在する。このようなリードフレームは、ダイパッドと、ダイパッドの周囲に設けられたリード部とを有している。ダイパッドには半導体素子が搭載され、半導体素子は、ダイボンディングペースト等の接着剤によってダイパッドに接着されている。
 一般にリードフレームを作製する際に用いられる金属基板は、銅等の金属材料を圧延することにより作製される。このため、リードフレームの表面には、圧延方向に延びる圧延筋が形成される。半導体装置を製造する工程においては、ダイボンディングペースト等の接着剤を使用して半導体素子をリードフレーム上に固定する。このため、リードフレーム上の接着剤が、圧延筋に起因する毛細管現象により、リードフレームの圧延方向に流れ、リードフレームから流れ出るおそれがあり、実装信頼性が低下する可能性がある。
 本開示はこのような点を考慮してなされたものであり、リードフレーム上の接着剤がリードフレームから流れ出ることを抑制することが可能な、リードフレームおよび半導体装置を提供する。
 また従来、QFNパッケージを作製する工程において、樹脂封止後にリードフレームを切断し、リードフレームをパッケージ毎に分離することが行われている。このようにリードフレームを切断する際、まず1回目のソーイングにより、リードフレームを約半分の厚みだけカットし、その後、1回目のソーイングに使用されるブレードよりも薄いブレードを使用して、2回目のソーイングを行い、リードフレームを互いに分離する方法が知られている(例えば特許文献3参照)。
 上述したように、2回のソーイング工程によりリードフレームを切断する場合、1回目のソーイングではリードフレームを所定の深さ(例えば約半分)だけカットし、2回目のソーイングでリードフレームを分離する。この2回のソーイングは、ともにコネクティングバーに沿って行われる。このため、例えば樹脂封止時に溶融樹脂の圧力によってコネクティングバーが歪んでしまうと、ソーイングされた後のリード部等の形状が所望の形状にならないという問題がある。
 本開示はこのような点を考慮してなされたものであり、コネクティングバーの強度を高め、ソーイング時にコネクティングバーに生じる歪みを抑えることが可能な、リードフレームおよび半導体装置の製造方法を提供する。
 また、一般にリードフレームを作製する際には、銅系の金属材料により形成される金属基板が用いられる。このような銅系の金属材料は、柔らかく延性に優れているため、ダイシング時に金属材料がダイシングの方向に沿って部分的に延びる、いわゆるスミアリングや、バリが発生する可能性がある。リードフレームにスミアリングやバリが発生した場合、スミアリングやバリにより、リード部同士が短絡してしまうおそれがある。また、半導体装置を製造する際、リード部同士の間を流れる封止樹脂の液流が阻害され、封止樹脂が十分に充填できないおそれもある。
 本開示はこのような点を考慮してなされたものであり、ダイシング時にスミアリングの発生を抑制し、スミアリングによりリード部同士が短絡してしまうことを抑制することが可能な、リードフレームおよび半導体装置を提供する。
 本開示は、リードフレームにおいて、半導体素子が搭載されるダイパッドと、前記ダイパッドの周囲に設けられた、複数の長リード部および複数の短リード部と、前記複数の長リード部および前記複数の短リード部が連結されたコネクティングバーとを備え、前記長リード部と前記短リード部とは、前記コネクティングバーの長手方向に沿って交互に配置され、前記コネクティングバーのうち、前記長リード部が連結された長リード連結部は、少なくとも部分的に裏面側から薄肉化され、前記コネクティングバーのうち、前記短リード部が連結された短リード連結部は、少なくとも部分的に表面側から薄肉化されている、リードフレームである。
 本開示は、前記長リード連結部の前記薄肉化された部分は、前記コネクティングバーの長手方向に沿って、当該長リード連結部に隣接する短リード連結部側に向けて広がっている、リードフレームである。
 本開示は、前記短リード連結部の前記薄肉化された部分は、前記コネクティングバーの長手方向に沿って、当該短リード連結部に隣接する長リード連結部側に向けて広がっている、リードフレームである。
 本開示は、前記コネクティングバーのうち少なくとも長手方向の端部は、裏面側から薄肉化されている、リードフレームである。
 本開示は、前記ダイパッドのコーナー部から吊りリードが延在し、前記吊りリードの少なくとも一部は、裏面側から薄肉化されている、リードフレームである。
 本開示は、前記短リード連結部に、一対の薄肉領域が形成され、前記一対の薄肉領域の間には、前記一対の薄肉領域よりも厚い中央領域が形成されている、リードフレームである。
 本開示は、半導体装置において、ダイパッドと、前記ダイパッドの周囲に設けられた、複数の長リード部および複数の短リード部と、前記ダイパッド上に搭載された半導体素子と、前記半導体素子と前記長リード部または前記短リード部とを電気的に接続する接続部材と、前記ダイパッドと、前記長リード部と、前記短リード部と、前記半導体素子と、前記接続部材とを封止する封止樹脂とを備え、前記長リード部と前記短リード部とは、前記封止樹脂の周縁に沿って交互に配置され、前記長リード部のうち前記封止樹脂から露出する部分は、裏面側から薄肉化され、前記短リード部のうち前記封止樹脂から露出する部分は、表面側から薄肉化されている、半導体装置である。
 本開示によれば、ダイシング時に生じたバリによりリード部同士が短絡してしまうことを抑えることができる。
 本開示は、圧延方向に延びる圧延筋を有するリードフレームであって、前記圧延筋が設けられた面内に、前記圧延方向に直交する方向に延びる複数の局所変形部が形成されている、リードフレームである。
 本開示は、前記局所変形部の最大高さ粗さは、0.2μm以上2.0μm以下である、リードフレームである。
 本開示は、前記局所変形部の長さは、前記圧延筋の長さの30分の1以下である、リードフレームである。
 本開示は、前記局所変形部の幅は、0.5μm以上3.0μm以下である、リードフレームである。
 本開示は、前記局所変形部は、前記圧延方向に沿った断面において、上方に突出する凸部である、リードフレームである。
 本開示は、860MPa以上890MPa以下の引張強度をもち、かつ、JIS-Z2241に準拠して測定される伸びが、2.8%以上4.4%以下である金属材料から構成されている、リードフレームである。
 本開示は、前記金属材料は、コルソン系合金(Cu-Ni-Si)である、リードフレームである。
 本開示は、半導体素子が搭載されるダイパッドと、前記ダイパッドの周囲に設けられ、それぞれ外部端子を含む複数のリード部とを備え、前記複数のリード部の前記外部端子は、隣り合うリード部間で交互に内側および外側に位置するよう千鳥状に配置されている、リードフレームである。
 本開示は、半導体装置であって、圧延方向に延びる複数の圧延筋を有するダイパッドと、前記ダイパッドの周囲に設けられ、それぞれ外部端子を含む複数のリード部と、前記ダイパッド上に搭載された半導体素子と、前記半導体素子と前記リード部とを電気的に接続する導電部材と、前記ダイパッドと、前記リード部と、前記半導体素子と、前記導電部材とを封止する封止樹脂とを備え、前記ダイパッドの前記圧延筋が設けられた面内に、前記圧延方向に直交する方向に延びる複数の局所変形部が形成されている、半導体装置である。
 本開示は、前記局所変形部の最大高さ粗さは、0.2μm以上2.0μm以下である、半導体装置である。
 本開示は、前記局所変形部の長さは、前記圧延筋の長さの30分の1以下である、半導体装置である。
 本開示は、前記局所変形部の幅は、0.5μm以上3.0μm以下である、半導体装置。である
 本開示は、前記局所変形部は、前記圧延方向に沿った断面において、上方に突出する凸部である、半導体装置である。
 本開示は、前記リード部は、860MPa以上890MPa以下の引張強度をもち、かつ、JIS-Z2241に準拠して測定される伸びが、2.8%以上4.4%以下である金属材料から構成されている、半導体装置である。
 本開示は、前記金属材料は、コルソン系合金(Cu-Ni-Si)である、半導体装置である。
 本開示は、前記複数のリード部の前記外部端子は、隣り合うリード部間で交互に内側および外側に位置するよう千鳥状に配置されている、半導体装置である。
 本開示によれば、リードフレーム上の接着剤がリードフレームから流れ出ることを抑制することができる。
 本開示は、リードフレームにおいて、ダイパッドと、前記ダイパッドの周囲に設けられたリード部と、前記リード部が連結されたコネクティングバーとを備え、前記コネクティングバーの表面の幅は、前記コネクティングバーの裏面の幅よりも広く、前記コネクティングバーのうち最大幅となる最大幅部分が、前記コネクティングバーの前記表面と前記裏面との間に位置する、リードフレームである。
 本開示は、前記最大幅部分は、前記コネクティングバーの前記表面と前記裏面との中間位置よりも前記表面側に位置する、リードフレームである。
 本開示は、前記コネクティングバーの前記表面及び前記裏面のうち少なくとも一方に、凹部が形成されている、リードフレームである。
 本開示は、互いに直交する2つの前記コネクティングバーが連結部で互いに連結され、前記ダイパッドと前記連結部とは、吊りリードによって互いに連結され、前記連結部は薄肉化されておらず、前記吊りリードは裏面側から薄肉化されている、リードフレームである。
 本開示は、前記リード部のうち前記コネクティングバーに連結される部分が、平面視でテーパー状に形成されている、リードフレームである。
 本開示は、前記コネクティングバーのうち前記リード部の両側に位置する部分に、それぞれ切欠部が形成されている、リードフレームである。
 本開示は、前記コネクティングバーの表面の幅は、前記コネクティングバーの裏面の幅よりも15μm以上25μm以下だけ広く、前記最大幅部分の幅は、前記コネクティングバーの表面の幅よりも10μm以上15μm以下だけ広い、リードフレームである。
 本開示は、半導体装置の製造方法において、前記リードフレームを準備する工程と、前記リードフレームの前記ダイパッド上に半導体素子を搭載する工程と、前記半導体素子と前記リード部とを接続部材により電気的に接続する工程と、前記ダイパッドと、前記リード部と、前記半導体素子と、前記接続部材とを封止樹脂により封止する工程と、前記コネクティングバーに沿って、裏面側から前記リードフレームの厚み方向の一部を切除する工程と、前記半導体装置毎に前記リードフレーム及び前記封止樹脂を切断する工程とを備えた、半導体装置の製造方法である。
 本開示によれば、コネクティングバーの強度を高め、ソーイング時にコネクティングバーに生じる歪みを抑えることができる。
 本開示は、リードフレームにおいて、半導体素子が搭載されるダイパッドと、前記ダイパッドの周囲に設けられた、複数のリード部と、前記複数のリード部が連結されたコネクティングバーと、前記ダイパッドと前記コネクティングバーとを連結するタイバーとを備え、前記コネクティングバーおよび前記タイバーは、それぞれ裏面側から薄肉化され、前記コネクティングバーの厚みは、前記タイバーの厚みよりも薄い、リードフレームである。
 本開示は、リードフレームにおいて、半導体素子が搭載されるダイパッドと、前記ダイパッドの周囲に設けられた、複数のリード部と、前記複数のリード部が連結されたコネクティングバーと、前記ダイパッドから延在するタイバーと、前記タイバーと前記コネクティングバーとを連結する連結部材とを備え、前記連結部材の幅は、前記タイバーの幅よりも広い、リードフレームである。
 本開示は、前記コネクティングバーおよび前記タイバーは、それぞれ裏面側から薄肉化され、前記コネクティングバーの厚みは、前記タイバーの厚みよりも薄い、リードフレームである。
 本開示は、前記連結部材は、裏面側から薄肉化されている、リードフレームである。
 本開示は、前記連結部材の幅は、150μm以上350μm以下であり、前記タイバーの幅は、100μm以上250μm以下である、リードフレームである。
 本開示は、前記コネクティングバーの厚みは、60μm以上120μm以下であり、前記タイバーの厚みは、70μm以上130μm以下である、リードフレームである。
 本開示は、半導体装置において、ダイパッドと、前記ダイパッドの周囲に設けられた、複数のリード部と、前記ダイパッドから延在するタイバーと、前記タイバーに連結された連結部材と、前記ダイパッド上に搭載された半導体素子と、前記半導体素子と前記リード部とを電気的に接続する接続部材と、前記ダイパッドと、前記リード部と、前記タイバーと、前記連結部材と、前記半導体素子と、前記接続部材とを封止する封止樹脂とを備え、前記連結部材の幅は、前記タイバーの幅よりも広い、半導体装置である。
 本開示は、前記連結部材の幅は、150μm以上350μm以下であり、前記タイバーの幅は、100μm以上250μm以下である、半導体装置である。
 本開示によれば、ダイシング時にスミアリングの発生を抑制し、スミアリングによりリード部同士が短絡してしまうことを抑制することができる。
図1は、第1の実施の形態によるリードフレームを示す平面図。 図2は、第1の実施の形態によるリードフレームを示す底面図。 図3は、第1の実施の形態によるリードフレームを示す断面図(図1のIII-III線断面図)。 図4(a)は、第1の実施の形態によるリードフレームを示す部分拡大平面図であり、図4(b)は、第1の実施の形態によるリードフレームを示す部分拡大底面図。 図5(a)(b)は、第1の実施の形態によるリード部の長手方向に垂直な方向に沿う断面図(それぞれ図4のVA-VA線、VB-VB線断面図)。 図6は、第1の実施の形態による半導体装置を示す平面図。 図7は、第1の実施の形態による半導体装置を示す断面図(図6のVII-VII線断面図)。 図8(a)-(e)は、第1の実施の形態によるリードフレームの製造方法を示す断面図。 図9(a)-(e)は、第1の実施の形態による半導体装置の製造方法を示す断面図。 図10は、樹脂封止工程における溶融した樹脂の流れを示す概略底面図。 図11は、第1の実施の形態の一変形例(変形例1)によるリードフレームを示す部分拡大平面図。 図12(a)(b)は、第1の実施の形態の一変形例(変形例1)によるリード部の長手方向に垂直な方向に沿う断面図(それぞれ図11のXII-XII線断面に対応する図)。 図13は、第1の実施の形態の一変形例(変形例2)によるリードフレームを示す部分拡大平面図。 図14は、第2の実施の形態によるリードフレームを示す平面図。 図15は、第2の実施の形態によるリードフレームを示す底面図。 図16は、第2の実施の形態によるリードフレームを示す断面図(図14のXVI-XVI線断面図)。 図17は、第2の実施の形態によるリードフレームを示す拡大平面図(図14のXVII部拡大図)。 図18は、第2の実施の形態によるリードフレームを示す拡大断面図(図16の部分拡大図)。 図19は、第2の実施の形態によるリードフレームを示す光学顕微鏡写真。 図20は、第2の実施の形態によるリードフレームの変形例を示す平面図。 図21は、第2の実施の形態による半導体装置を示す平面図。 図22は、第2の実施の形態による半導体装置を示す断面図(図21のXXII-XXII線断面図)。 図23は、第2の実施の形態による半導体装置を示す断面図(図21のXXIII-XXIII線断面図)。 図24は、第2の実施の形態による半導体装置の変形例を示す断面図。 図25(a)-(f)は、第2の実施の形態によるリードフレームの製造方法を示す断面図。 図26(a)-(e)は、第2の実施の形態による半導体装置の製造方法を示す断面図。 図27は、第3の実施の形態によるリードフレームの一部を示す平面図。 図28は、第3の実施の形態によるリードフレームの一部を示す底面図。 図29は、第3の実施の形態によるリードフレームを示す断面図(図27のXXIX-XXIX線断面図)。 図30は、第3の実施の形態によるリードフレームの一部を示す拡大平面図。 図31は、コネクティングバーを示す断面図(図30のXXXI-XXXI線断面図)。 図32は、第3の実施の形態による半導体装置を示す平面図。 図33は、第3の実施の形態による半導体装置を示す断面図(図32のXXXIII-XXXIII線断面図)。 図34(a)-(e)は、第3の実施の形態によるリードフレームの製造方法を示す断面図。 図35(a)-(d)は、第3の実施の形態による半導体装置の製造方法(前半)を示す断面図。 図36(a)-(c)は、第3の実施の形態による半導体装置の製造方法(後半)を示す断面図。 図37は、ステップカット後のコネクティングバーを示す断面図。 図38は、第3の実施の形態の一変形例(変形例1)によるリードフレームの一部を示す平面図。 図39は、第3の実施の形態の一変形例(変形例2)によるコネクティングバーを示す断面図。 図40は、第3の実施の形態の一変形例(変形例3)によるコネクティングバーを示す断面図。 図41は、第3の実施の形態の一変形例(変形例4)によるコネクティングバーを示す断面図。 図42は、第3の実施の形態の一変形例(変形例5)によるリードフレームの一部を示す拡大平面図。 図43は、第3の実施の形態の一変形例(変形例6)によるリードフレームの一部を示す拡大平面図。 図44は、第4の実施の形態によるリードフレームを示す平面図。 図45は、第4の実施の形態によるリードフレームを示す底面図。 図46は、第4の実施の形態によるリードフレームを示す断面図(図44のXLVI-XLVI線断面図)。 図47は、第4の実施の形態によるリードフレームを示す断面図(図44のXLVII-XLVII線断面図)。 図48は、第4の実施の形態によるリードフレームを示す部分拡大平面図。 図49は、第4の実施の形態による半導体装置を示す平面図。 図50は、第4の実施の形態による半導体装置を示す断面図(図49のL-L線断面図)。 図51(a)-(e)は、第4の実施の形態によるリードフレームの製造方法を示す断面図。 図52(a)-(c)は、第4の実施の形態によるリードフレームの製造方法を示す断面図。 図53(a)-(e)は、第4の実施の形態による半導体装置の製造方法を示す断面図。
 (第1の実施の形態)
 以下、第1の実施の形態について、図1乃至図10を参照して説明する。なお、以下の各図において、同一部分には同一の符号を付しており、一部詳細な説明を省略する場合がある。
 リードフレームの構成
 まず、図1乃至図5により、本実施の形態によるリードフレームの概略について説明する。図1乃至図5は、本実施の形態によるリードフレームを示す図である。
 図1乃至図3に示すように、リードフレーム10は、1つ又は複数の単位リードフレーム(パッケージ領域)10aを含んでいる。各単位リードフレーム10aは、半導体素子21(後述)を搭載する平面矩形状のダイパッド11と、ダイパッド11周囲に設けられ、半導体素子21と外部回路(図示せず)とを接続する複数の細長い長リード部(第1リード部)12Aおよび短リード部(第2リード部)12Bとを備えている。なお、単位リードフレーム10aは、それぞれ半導体装置20(後述)に対応する領域であり、図1および図2において仮想線の内側に位置する領域である。
 また、図1および図2の仮想線は半導体装置20の外周縁に対応している。
 なお、本明細書中、「内」、「内側」とは、各単位リードフレーム10aにおいてダイパッド11の中心方向を向く側をいい、「外」、「外側」とは、各単位リードフレーム10aにおいてダイパッド11の中心から離れる側(コネクティングバー13側)をいう。また、「表面」とは、半導体素子21が搭載される側の面をいい、「裏面」とは、「表面」の反対側の面であって外部の図示しない実装基板に接続される側の面をいう。
 複数の単位リードフレーム10aは、コネクティングバー(支持リード、支持部材)13を介して互いに連結されている。このコネクティングバー13は、ダイパッド11と、長リード部12Aおよび短リード部12Bとを支持するものであり、X方向およびY方向に沿ってそれぞれ延びている。ここで、X方向、Y方向とは、リードフレーム10の面内において、ダイパッド11の各辺に平行な二方向であり、X方向とY方向とは互いに直交している。また、Z方向は、X方向及びY方向の両方に対して垂直な方向である。
 ダイパッド11は、平面略正方形形状を有しており、その表面には、後述する半導体素子21が搭載される。ダイパッド11の平面形状は、正方形に限らず、長方形等の多角形としても良い。また、ダイパッド11の四つのコーナー部にはそれぞれ吊りリード14が連結されており、ダイパッド11は、この4本の吊りリード14を介してコネクティングバー13に連結支持されている。各吊りリード14は、その全域にわたりハーフエッチングにより裏面側から薄肉に形成されている。しかしながら、これに限らず、吊りリード14の一部のみが裏面側から薄肉化されていても良い。とりわけ、吊りリード14の外側(コネクティングバー13側)を薄肉化した場合、樹脂封止時に、単位リードフレーム10aのコーナー部における溶融した樹脂の流動性を高めることができる。
 ここでハーフエッチングとは、被エッチング材料をその厚み方向に途中までエッチングすることをいう。ハーフエッチング後の被エッチング材料の厚みは、ハーフエッチング前の被エッチング材料の厚みの例えば30%以上70%以下、好ましくは40%以上60%以下となる。なお、図1および図2において、ハーフエッチングされた領域を網掛けで示している。
 各コネクティングバー13は、細長い棒形状を有しており、その端部13mには、それぞれ正方形状の環状連結部19が連結されている。環状連結部19の内側には、平面正方形状の貫通開口19aが形成されている。また、環状連結部19には、吊りリード14の外側端部が連結されている。すなわち、各環状連結部19には、それぞれ4本の吊りリード14と、X方向に延びる2本のコネクティングバー13と、Y方向に延びる2本のコネクティングバー13とが連結される。また環状連結部19は、その全域にわたりハーフエッチングにより裏面側から薄肉に形成されている。
 各コネクティングバー13には、長リード部12Aと短リード部12Bとが長手方向に沿って交互に連結されている。この場合、長リード部12Aは、長リード連結部41においてコネクティングバー13に連結され、短リード部12Bは、短リード連結部42においてコネクティングバー13に連結されている。長リード連結部41と短リード連結部42の間には、中間部43が形成されている。コネクティングバー13のうち長リード連結部41は、その少なくとも一部が裏面側から薄肉化され、短リード連結部42は、その少なくとも一部が表面側から薄肉化されている。
 図1に示すように、表面側から見た場合、コネクティングバー13の短リード連結部42が薄肉化され、中間部43および長リード連結部41は薄肉化されていない。一方、図2に示すように、裏面側から見た場合、コネクティングバー13の長リード連結部41および中間部43の一部が薄肉化され、中間部43の他の部分および短リード連結部42は薄肉化されていない。さらに、コネクティングバー13の両方の端部13mは、それぞれ裏面側から薄肉化されている。
 ダイパッド11は、中央に位置するダイパッド厚肉部11aと、ダイパッド厚肉部11aの周縁全周にわたって形成されたダイパッド薄肉部11bとを有している(図3参照)。このうちダイパッド厚肉部11aは、ハーフエッチングされておらず、加工前の金属基板(後述する金属基板31)と同一の厚みを有している。具体的には、ダイパッド厚肉部11aの厚みは、半導体装置20の構成にもよるが、80μm以上200μm以下とすることができる。一方、ダイパッド薄肉部11bは、ハーフエッチングにより裏面側から薄肉に形成されている。このようにダイパッド薄肉部11bを設けたことにより、ダイパッド11が封止樹脂23(後述)から離脱しにくくすることができる。
 各長リード部12Aおよび各短リード部12Bは、後述するようにボンディングワイヤ22を介して半導体素子21に接続されるものであり、ダイパッド11との間に空間を介して配置されている。各長リード部12Aおよび各短リード部12Bは、それぞれコネクティングバー13から延び出している。この場合、長リード部12Aの長さは、短リード部12Bの長さよりも長い。
 各長リード部12Aと各短リード部12Bとは、上述したように、ダイパッド11の周囲においてコネクティングバー13の長手方向に沿って交互に配置されている。すなわち、長リード部12Aと短リード部12Bとが互いに隣接する一方、長リード部12A同士が隣接することはなく、短リード部12B同士が隣接することもない。隣接する長リード部12A及び短リード部12B同士は、半導体装置20(後述)の製造後に互いに電気的に絶縁される形状となっている。また、長リード部12A及び短リード部12Bは、半導体装置20の製造後にダイパッド11と電気的に絶縁される形状となっている。この長リード部12A及び短リード部12Bの裏面には、それぞれ外部の実装基板(図示せず)に電気的に接続される第1外部端子17A及び第2外部端子17Bが形成されている。各外部端子17A、17Bは、半導体装置20(後述)の製造後に、それぞれ半導体装置20から外方に露出するようになっている。
 この場合、第1外部端子17A及び第2外部端子17Bは、平面視で複数の列(2列)に沿って配置されている。具体的には、第1外部端子17A及び第2外部端子17Bは、隣り合う長リード部12A及び短リード部12B間で交互に内側および外側に位置するよう、平面視で千鳥状に配置されている。各第1外部端子17Aはそれぞれ内側(ダイパッド11側)に位置しており、各第2外部端子17Bはそれぞれ外側(コネクティングバー13側)に位置している。複数の第1外部端子17A及び複数の第2外部端子17Bは、それぞれ異なる直線上に配置され、複数の第1外部端子17Aが配置される直線と、複数の第2外部端子17Bが配置される直線とは互いに平行である。またダイパッド11の周囲において、内側の第1外部端子17Aと外側の第2外部端子17Bとが、全周にわたり交互に配置されている。これにより、長リード部12A及び短リード部12Bの外部端子17A、17Bが、隣接する長リード部12A及び短リード部12Bに短絡することを抑制している。
 次に、図4(a)(b)および図5(a)(b)を参照して、長リード部12A、短リード部12B及びコネクティングバー13の構成について更に説明する。
 図4に示すように、長リード部12Aは、長リード部12Aの内端(ダイパッド11側端部)に位置する端子領域(端子部)53と、端子領域53の外側(コネクティングバー13側)に位置する外側領域(接続リード)52とを有している。このうち外側領域52は、平面から見て細長い棒形状を有しており、端子領域53は平面視略かまぼこ形状を有している。また、端子領域53の表面には第1内部端子15Aが形成され(図4(a)参照)、端子領域53の裏面には、上述した第1外部端子17Aが形成されている(図4(b)参照)。第1内部端子15Aは、後述するようにボンディングワイヤ22を介して半導体素子21に電気的に接続される領域となっている。このため、第1内部端子15A上には、ボンディングワイヤ22との密着性を向上させるめっき部が設けられていても良い。
 外側領域52は、端子領域53から外側(コネクティングバー13側)に延びており、その基端部はコネクティングバー13に連結されている。外側領域52は、当該外側領域52が連結されるコネクティングバー13の長手方向に対して垂直に延びている。しかしながら、これに限らず、各外側領域52の一部又は全部がコネクティングバー13に対して傾斜して延びていても良い。
 この外側領域52は、それぞれ裏面側からハーフエッチングにより薄肉化されている。このように、外側領域52を裏面側から薄肉化したことにより、幅の狭い長リード部12Aを精度良く形成することができ、小型でピン数の多い半導体装置20を得ることができる。また、端子領域53は、ハーフエッチングされることなく、ダイパッド11のダイパッド厚肉部11a(加工前の金属基板31)と同一の厚みを有している。さらに外側領域52の幅(コネクティングバー13の長手方向に平行な長さ)w11は、端子領域53の幅w12よりも狭くなっている。これにより、端子領域53の面積を確保しつつ、外側領域52と短リード部12Bとの間隔を一定程度確保している。
 一方、短リード部12Bは、端子領域(端子部)63から構成されている。この端子領域63は、平面から見て略かまぼこ形状を有しており、その基端部はコネクティングバー13に連結されている。また、端子領域63の表面には第2内部端子15Bが形成され(図4(a)参照)、端子領域63の裏面には、上述した第2外部端子17Bが形成されている(図4(b)参照)。第2内部端子15Bは、後述するようにボンディングワイヤ22を介して半導体素子21に電気的に接続される領域となっている。このため、第2内部端子15B上には、ボンディングワイヤ22との密着性を向上させるめっき部が設けられていても良い。
 図4(a)に示すように、端子領域63の外側(コネクティングバー13側)の領域は、表面側からハーフエッチングされることにより薄肉化されている。端子領域63の薄肉化された部分と薄肉化されていない部分との境界64は、単位リードフレーム10aの内側に位置する。一方、端子領域63の内側(ダイパッド11側)の領域は、ハーフエッチングされることなく、ダイパッド11のダイパッド厚肉部11a(加工前の金属基板31)と同一の厚みを有している。なお、短リード部12Bの端子領域63の幅(コネクティングバー13の長手方向に平行な長さ)w13は、長リード部12Aの端子領域53の幅w12と略同一であるが、これに限らず、端子領域63の幅w13が端子領域53の幅w12と異なっていても良い。
 なお、図4(a)(b)において、長リード部12Aの外側領域52の幅w11は、例えば60μm以上180μm以下であり、互いに隣接する長リード部12Aと短リード部12Bとの間のピッチp11は、例えば85μm以上200μm以下である。また、端子領域53、63の幅w12、w13は、例えば65μm以上200μm以下である。
 コネクティングバー13は、上述したように、長リード部12Aが連結される長リード連結部41と、短リード部12Bが連結される短リード連結部42と、長リード連結部41と短リード連結部42との間に位置する中間部43とを有している。なお、長リード連結部41とは、長リード部12Aの外側領域52の両側縁(Y方向)の延長線と、コネクティングバー13の両側縁(X方向)とによって取り囲まれた領域をいう。また、短リード連結部42とは、短リード部12Bの端子領域63の両側縁(Y方向)の延長線と、コネクティングバー13の両側縁(X方向)とによって取り囲まれた領域をいう。
 長リード連結部41は、平面視矩形形状であり、その全域にわたり裏面側からハーフエッチングにより薄肉化されている(図4(b)参照)。この長リード連結部41の薄肉化され部分は、外側領域52の薄肉化された部分に連続している。一方、長リード連結部41は表面側からは薄肉化されていない(図4(a)参照)。なお、これに限らず、長リード連結部41の一部のみが裏面側から薄肉化されていても良い。
 図4(b)に示すように、長リード連結部41の裏面の薄肉化された部分は、コネクティングバー13の長手方向に沿って、隣接する短リード連結部42側に向けて広がっている。すなわち、中間部43のうち長リード連結部41側の一部は、裏面側からハーフエッチングにより薄肉化されている。この場合、中間部43のうち薄肉部分43aの長さL11は、中間部43全体の長さ(上述したピッチp11)の5%以上50%以下であり、好ましくは10%以上30%以下である。
 短リード連結部42は、平面視矩形形状であり、その全域にわたり表面側からハーフエッチングにより薄肉化されている(図4(a)参照)。この短リード連結部42の薄肉化された部分は、端子領域63の薄肉化された部分に連続して延びる。一方、短リード連結部42は裏面側からは薄肉化されていない(図4(b)参照)。なお、これに限らず、短リード連結部42の一部のみが表面側から薄肉化されていても良い。
 図4(a)に示すように、短リード連結部42の表面の薄肉化された部分は、コネクティングバー13の長手方向に沿って、隣接する長リード連結部41側に向けて広がっている。すなわち、図4(a)の丸囲み部に示すように、中間部43のうち、短リード連結部42側であって、コネクティングバー13の側縁に隣接する一部が、表面側からハーフエッチングにより薄肉化されている。この中間部43の薄肉部分43bは平面視略三角形形状を有している。また、この中間部43の薄肉部分43bの長さL12は、中間部43全体の長さ(上述したピッチp11)の1%以上20%以下であり、好ましくは3%以上10%以下である。なお、中間部43の表面側の薄肉部分43bの長さL12は、上述した裏面側の薄肉部分43aの長さL11よりも短い。
 図5(a)(b)は、長リード部12A及び短リード部12Bの長手方向に垂直な方向の断面図である。
 図5(a)に示すように、コネクティングバー13の近傍において、長リード部12Aの外側領域52が裏面側から薄肉化され、短リード部12Bの端子領域63が表面側から薄肉化されている。このように、長リード部12Aおよび短リード部12Bの断面積が狭くなっているので、後述するように封止樹脂23をダイシングする際、長リード部12Aおよび短リード部12Bから生じるバリを小さくすることができる。これにより、ダイシング時に生じたバリによって長リード部12Aと短リード部12Bとが短絡することを抑制している。
 一方、図5(b)に示すように、コネクティングバー13から離れた位置において、長リード部12Aの外側領域52が裏面側から薄肉化される一方、短リード部12Bの端子領域63は、表面及び裏面側のいずれも薄肉化されていない。これにより、短リード部12Bの第2内部端子15Bの面積を確保し、第2内部端子15Bとボンディングワイヤ22とを強固に接続することが可能となる。一方、図5(b)に示す位置では、ダイシング時に長リード部12Aおよび短リード部12Bからバリが生じることがないため、長リード部12Aと短リード部12Bとが短絡するおそれはない。
 以上説明したリードフレーム10は、全体として銅、銅合金、42合金(Ni42%のFe合金)等の金属から構成されている。また、リードフレーム10の厚みは、製造する半導体装置20の構成にもよるが、80μm以上200μm以下とすることができる。
 なお、本実施の形態において、長リード部12A及び短リード部12Bは、ダイパッド11の4辺全てに沿って配置されているが、これに限られるものではなく、例えばダイパッド11の対向する2辺のみに沿って配置されていても良い。
 また、本実施の形態では、長リード部12Aの第1外部端子17Aと短リード部12Bの第2外部端子17Bとが千鳥状に2列に配置されている場合を例にとって説明したが、これに限らず、外部端子が3列以上に配置されていても良い。
 半導体装置の構成
 次に、図6および図7により、本実施の形態による半導体装置について説明する。図6および図7は、本実施の形態による半導体装置(DR-QFN(Dual Row QFN)タイプ)を示す図である。
 図6および図7に示すように、半導体装置(半導体パッケージ)20は、ダイパッド11と、ダイパッド11の周囲に配置された複数の長リード部12A及び複数の短リード部12Bと、ダイパッド11上に搭載された半導体素子21と、長リード部12A又は短リード部12Bと半導体素子21とを電気的に接続する複数のボンディングワイヤ(接続部材、導電部材)22とを備えている。また、ダイパッド11、長リード部12A、短リード部12B、半導体素子21およびボンディングワイヤ22は、封止樹脂23によって樹脂封止されている。
 ダイパッド11、長リード部12A及び短リード部12Bは、上述したリードフレーム10から作製されたものである。このうち長リード部12A及び短リード部12Bは、封止樹脂23の周縁23aに沿って交互に配置されている。また、長リード部12Aのうち封止樹脂23の周縁23aから露出する部分(外側領域52)は、裏面側から薄肉化されている。一方、短リード部12Bのうち封止樹脂23の周縁23aから露出する部分(端子領域63)は、表面側から薄肉化されている。このほか、ダイパッド11、長リード部12A及び短リード部12Bの構成は、半導体装置20に含まれない領域を除き、上述した図1乃至図5に示すものと同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
 半導体素子21としては、従来一般に用いられている各種半導体素子を使用することが可能であり、特に限定されないが、例えば集積回路、大規模集積回路、トランジスタ、サイリスタ、ダイオード等を用いることができる。この半導体素子21は、各々ボンディングワイヤ22が取り付けられる複数の電極21aを有している。また、半導体素子21は、例えばダイボンディングペースト等の接着剤24により、ダイパッド11の表面に固定されている。
 各ボンディングワイヤ22は、例えば金、銅等の導電性の良い材料からなっている。各ボンディングワイヤ22は、それぞれその一端が半導体素子21の電極21aに接続されるとともに、その他端が各長リード部12A又は短リード部12Bの内部端子15A、15Bにそれぞれ接続されている。なお、内部端子15A、15Bには、ボンディングワイヤ22と密着性を向上させるめっき部が設けられていても良い。
 封止樹脂23としては、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、あるいはPPS樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることができる。封止樹脂23全体の厚みは、300μm以上1200μm以下程度とすることができる。また、封止樹脂23の一辺(半導体装置20の一辺)は、例えば6mm以上16mm以下することができる。なお、図6において、封止樹脂23のうち、ダイパッド11、長リード部12A及び短リード部12Bよりも表面側に位置する部分の表示を省略している。
 リードフレームの製造方法
 次に、図1乃至図5に示すリードフレーム10の製造方法について、図8(a)-(e)を用いて説明する。なお、図8(a)-(e)は、リードフレーム10の製造方法を示す断面図(図3に対応する図)である。
 まず図8(a)に示すように、平板状の金属基板31を準備する。この金属基板31としては、銅、銅合金、42合金(Ni42%のFe合金)等の金属からなる基板を使用することができる。なお金属基板31は、その両面に対して脱脂等を行い、洗浄処理を施したものを使用することが好ましい。
 次に、金属基板31の表裏全体にそれぞれ感光性レジスト32a、33aを塗布し、これを乾燥する(図8(b))。なお感光性レジスト32a、33aとしては、従来公知のものを使用することができる。
 続いて、この金属基板31に対してフォトマスクを介して露光し、現像することにより、所望の開口部32b、33bを有するエッチング用レジスト層32、33を形成する(図8(c))。
 次に、エッチング用レジスト層32、33を耐腐蝕膜として金属基板31に腐蝕液でエッチングを施す(図8(d))。これにより、ダイパッド11、長リード部12Aおよび短リード部12Bの外形が形成される。なお、腐蝕液は、使用する金属基板31の材質に応じて適宜選択することができ、例えば、金属基板31として銅を用いる場合、通常、塩化第二鉄水溶液を使用し、金属基板31の両面からスプレーエッチングを行うことができる。
 その後、エッチング用レジスト層32、33を剥離して除去することにより、図1乃至図5に示すリードフレーム10が得られる。(図8(e))。
 なお、上記においては、金属基板31の両面側からスプレーエッチングを行う場合を例にとって説明したが、これに限られるものではない。例えば、金属基板31の片面ずつ2段階のスプレーエッチングを行っても良い。具体的には、まず金属基板31の表面側の全体に第1エッチング用レジスト層を設けるとともに、裏面側に所定のパターンをもつ第2エッチング用レジスト層を形成し、金属基板31の裏面側のみエッチングを施す。次に、第1及び第2エッチング用レジスト層を除去するとともに、金属基板31の裏面側に耐エッチング性のある樹脂からなる封止層を設ける。続いて、金属基板31の表面側に所定のパターンをもつ第3エッチング用レジスト層を形成し、この状態で金属基板31の表面側のみエッチングを施す。その後、裏面側の封止層を剥離することにより、リードフレーム10の外形が形成される。このように金属基板31の片面ずつスプレーエッチングを行うことにより、長リード部12A及び短リード部12Bの変形を回避しやすいという効果が得られる。
 半導体装置の製造方法
 次に、図6および図7に示す半導体装置20の製造方法について、図9(a)-(e)を用いて説明する。
 まず、例えば図8(a)-(e)に示す方法により、リードフレーム10を作製する(図9(a))。
 次に、リードフレーム10のダイパッド11上に、半導体素子21を搭載する。この場合、例えばダイボンディングペースト等の接着剤24を用いて、半導体素子21をダイパッド11上に載置して固定する(ダイアタッチ工程)(図9(b))。
 次に、半導体素子21の各電極21aと、各長リード部12A及び短リード部12Bの内部端子15A、15Bとを、それぞれボンディングワイヤ(接続部材)22によって互いに電気的に接続する(ワイヤボンディング工程)(図9(c))。
 次に、リードフレーム10に対して熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を射出成形またはトランスファ成形することにより、封止樹脂23を形成する(樹脂封止工程)(図9(d))。このようにして、ダイパッド11、長リード部12A、短リード部12B、半導体素子21およびボンディングワイヤ22を封止する。
 この間、コネクティングバー13側から各単位リードフレーム10aの内側に向けて、樹脂が回り込む。本実施の形態において、環状連結部19、吊りリード14及びコネクティングバー13の端部13mは、それぞれ裏面側から薄肉化されている。このため、図10に示すように、樹脂が通過する流路が広く確保され、溶融した樹脂は、各単位リードフレーム10aのコーナー部の周囲をスムーズに流れる(図10の矢印F参照)。これにより、各単位リードフレーム10aのコーナー部近傍の特定の箇所に応力が集中しにくくなり、封止樹脂23を各単位リードフレーム10aの内側に確実に充填することができる。
 また、封止樹脂23の圧力によって。長リード部12Aや短リード部12Bが変形するおそれも少ない。
 次に、各半導体素子21間の封止樹脂23をダイシングすることにより、リードフレーム10を各半導体装置20に分離する。この際、例えばダイヤモンド砥石からなるブレード(図示せず)を回転させながら、各半導体装置20間のリードフレーム10および封止樹脂23を切断しても良い。
 この場合、コネクティングバー13の長リード連結部41は裏面側から薄肉化され、コネクティングバー13の短リード連結部42は、表面側から薄肉化されている。また、コネクティングバー13の近傍において、長リード部12Aが裏面側から薄肉化され、短リード部12Bが表面側から薄肉化されている。このように、ブレードの進行方向に沿って、コネクティングバー13、長リード部12Aおよび短リード部12Bの断面積が狭くなっているので、封止樹脂23をダイシングする際、コネクティングバー13、長リード部12Aおよび短リード部12Bから生じるバリを小さくすることができる。これにより、ダイシング時に生じたバリにより長リード部12Aと短リード部12Bとが短絡する不具合を抑制することができる。
 このようにして、図6および図7に示す半導体装置20が得られる(図9(e))。
 以上説明したように、本実施の形態によれば、コネクティングバー13のうち長リード連結部41は、裏面側から薄肉化され、短リード連結部42は、表面側から薄肉化されている。これにより、ダイシングする方向(コネクティングバー13)に沿ったコネクティングバー13、長リード部12Aおよび短リード部12Bの断面積が狭くし、ダイシング時に生じるバリを減らし、バリによりリード部同士が短絡することを抑制することができる。また、上記断面積を狭くしたことにより、ダイシング時に発生する熱を低減し、リードフレーム10を構成する金属(銅等)の伸びを抑えることができる。また、外部端子17A、17Bに予め半田めっきが付着している場合、ダイシング時の熱によってこの半田めっきが溶融することを抑制することができる。
 また、本実施の形態によれば、長リード連結部41の薄肉化された部分(薄肉部分43a)は、コネクティングバー13の長手方向に沿って、長リード連結部41に隣接する短リード連結部42側に向けて広がっている。これにより、樹脂封止時に、長リード連結部41の裏面側における封止樹脂23の流路を広く確保し、溶融した樹脂をスムーズに流すことができる。
 また、本実施の形態によれば、短リード連結部42の薄肉化された部分(薄肉部分43b)は、コネクティングバー13の長手方向に沿って、短リード連結部42に隣接する長リード連結部41側に向けて広がっている。これにより、コネクティングバー13の断面積が狭くなるので、ダイシング時に短リード連結部42の周辺から生じるバリを減らし、バリによりリード部12A、12B同士が短絡しないようにすることができる。
 さらに、本実施の形態によれば、コネクティングバー13のうち少なくとも長手方向の端部13mは、裏面側から薄肉化されている。また、吊りリード14の少なくとも一部は、裏面側から薄肉化されている。これにより、樹脂封止時に、溶融した樹脂が各単位リードフレーム10aのコーナー部の周囲をスムーズに流れるので、特定の箇所に応力が集中せず、封止樹脂23を各単位リードフレーム10aの内側に確実に充填することができる。
 変形例
 次に、図11乃至図13により、本実施の形態によるリードフレームの変形例について説明する。図11乃至図13に示す変形例は、主として短リード連結部42の薄肉化された部分の形状が異なるものであり、他の構成は、図1乃至図10に示す実施の形態と略同一である。図11乃至図13において、図1乃至図10と同一部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
 (変形例1)
 図11および図12に示すリードフレーム10Aにおいて、短リード連結部42は、その一部が表面側から薄肉化されている。具体的には、各短リード連結部42において、コネクティングバー13の長手方向に垂直な方向に沿って、表面側から薄肉化された一対の薄肉領域46a、46bが形成されている。この薄肉領域46a、46bは、短リード連結部42から、短リード部12Bの両側縁部に沿って、短リード部12Bの途中まで延びている。一対の薄肉領域46a、46bの間には、薄肉領域46a、46bよりも厚い中央領域47が形成されている。この中央領域47は、薄肉領域46a、46bから表面側に突出する表面側凸部からなる。
 図12(a)に示すように、中央領域47は、薄肉化(ハーフエッチング)されることなく、加工前の金属基板31と同一の厚みを有していても良い。この場合、コネクティングバー13近傍における短リード部12Bの垂直断面は、断面視略T字状となる。
 あるいは、図12(b)に示すように、中央領域47は、一対の薄肉領域46a、46bから表面側(Z方向プラス側)に突出するとともに、長リード部12Aの表面よりも裏面側(Z方向マイナス側)に位置していても良い。この場合、中央領域47は、断面視略山型形状を有している。この場合、コネクティングバー13近傍における短リード部12Bの垂直断面は、断面視略五角形形状となる。
 図11および図12において、一対の薄肉領域46a、46bの間に中央領域47が形成されているので、この中央領域47によって短リード連結部42の強度を保持しつつ、ダイシング時に発生する熱を低減することができる。
 (変形例2)
 図13に示すリードフレーム10Bにおいて、短リード連結部42は、その一部が表面側から薄肉化されている。具体的には、各短リード連結部42において、コネクティングバー13の長手方向に沿って、表面側から薄肉化された一対の薄肉領域48a、48bが形成されている。この薄肉領域48a、48bは、短リード連結部42から、短リード部12Bの途中まで延びている。一対の薄肉領域48a、48bの間には、薄肉領域48a、48bよりも厚い中央領域49が形成されている。この中央領域49は、薄肉化(ハーフエッチング)されておらず、コネクティングバー13の長さ方向に沿って延びている。
 図13において、一対の薄肉領域48a、48bの間に中央領域49が形成されているので、この中央領域49によって短リード連結部42の強度を保持しつつ、ダイシング時に発生する熱を低減することができる。
 (第2の実施の形態)
 次に、第2の実施の形態について、図14乃至図26を参照して説明する。なお、以下の各図において、同一部分には同一の符号を付しており、一部詳細な説明を省略する場合がある。
 リードフレームの構成
 まず、図14乃至図19により、本実施の形態によるリードフレームの概略について説明する。図14乃至図19は、本実施の形態によるリードフレームを示す図である。
 図14および図15に示すように、リードフレーム10は、1つ又は複数の単位リードフレーム(パッケージ領域)10aを含んでいる。各単位リードフレーム10aは、半導体素子21(後述)を搭載するダイパッド11と、ダイパッド11の周囲に設けられ、半導体素子21と外部回路(図示せず)とを接続する複数の細長い第1リード部12Aおよび第2リード部12Bを備えている。なお、単位リードフレーム10aは、それぞれ半導体装置20(後述)に対応する領域であり、図14および図15において仮想線の内側に位置する領域である。また、図14および図15の仮想線は半導体装置20の外周縁に対応している。
 複数の単位リードフレーム10aは、支持リード(支持部材)13を介して互いに連結されている。この支持リード13は、ダイパッド11と第1リード部12Aおよび第2リード部12Bとを支持するものであり、X方向およびY方向に沿ってそれぞれ延びている。支持リード13は、ハーフエッチングされておらず、金属基板(後述する金属基板31)と同一の厚みを有している。なお、ハーフエッチングとは、被エッチング材料をその厚み方向に途中までエッチングすることをいう。ここで、X方向、Y方向とは、リードフレーム10の面内において、ダイパッド11の各辺に平行な二方向であり、X方向とY方向とは互いに直交している。また、Z方向は、X方向及びY方向の両方に対して垂直な方向である。
 ダイパッド11は、平面略正方形形状を有しており、その表面には、後述する半導体素子21が搭載される。ダイパッド11の平面形状は、正方形に限らず、長方形等の多角形としても良い。また、ダイパッド11の四隅には、ダイパッド11のコーナー部から単位リードフレーム10aのコーナー部に向けて略直線状に延びる吊りリード14が連結されており、ダイパッド11は、この4本の吊りリード14を介して支持リード13に連結支持されている。なお、本明細書中、「表面」とは、半導体素子21が搭載される側の面をいい、「裏面」とは、「表面」の反対側の面であって外部の図示しない実装基板に接続される側の面をいう。
 図14乃至図16に示すように、ダイパッド11は、中央に位置するダイパッド厚肉部11aと、ダイパッド厚肉部11aの周縁全周にわたって形成されたダイパッド薄肉部11bとを有している。このうちダイパッド厚肉部11aは、ハーフエッチングされておらず、加工前の金属基板(後述する金属基板31)と同一の厚みを有している。具体的には、ダイパッド厚肉部11aの厚みは、半導体装置20の構成にもよるが、80μm以上200μm以下とすることができる。一方、ダイパッド薄肉部11bは、ハーフエッチングにより裏面側から薄肉に形成されている。ハーフエッチング後の被エッチング材料の厚みは、ハーフエッチング前の被エッチング材料の厚みの例えば30%以上70%以下、好ましくは40%以上60%以下となる。このようにダイパッド薄肉部11bを設けたことにより、ダイパッド11が封止樹脂23(後述)から離脱しにくくすることができる。
 次に、図14乃至図16を参照して、第1リード部12A及び第2リード部12Bの構成について説明する。
 図14および図15に示すように、各第1リード部12Aおよび各第2リード部12Bは、後述するようにボンディングワイヤ22を介して半導体素子21に接続されるものであり、ダイパッド11との間に空間を介して配置されている。各第1リード部12Aおよび各第2リード部12Bは、それぞれ支持リード13から延び出している。
 各第1リード部12Aと各第2リード部12Bとは、ダイパッド11の周囲に沿って交互に配置されている。隣接する第1リード部12A及び第2リード部12B同士は、半導体装置20(後述)の製造後に互いに電気的に絶縁される形状となっている。また、第1リード部12A及び第2リード部12Bは、半導体装置20の製造後にダイパッド11と電気的に絶縁される形状となっている。この第1リード部12A及び第2リード部12Bの裏面には、それぞれ外部の実装基板(図示せず)に電気的に接続される外部端子17A、17Bが形成されている。各外部端子17A、17Bは、半導体装置20(後述)の製造後に、それぞれ半導体装置20から外方に露出するようになっている。
 この場合、複数の第1リード部12A及び第2リード部12Bの外部端子17A、17Bは、平面視で複数の列(2列)に沿って配置されている。具体的には、外部端子17A、17Bは、隣り合う第1リード部12A及び第2リード部12B間で内側および外側に位置するよう、平面視で交互に千鳥状に配置されている。各外部端子17Aはそれぞれ内側(ダイパッド11側)に位置しており、各外部端子17Bはそれぞれ外側(支持リード13側)に位置している。複数の外部端子17A及び複数の外部端子17Bは、それぞれ異なる直線上に配置され、複数の外部端子17Aが配置される直線と、複数の外部端子17Bが配置される直線とは互いに平行である。またダイパッド11の周囲において、内側の外部端子17Aを有する第1リード部12Aと、外側の外部端子17Bを有する第2リード部12Bとが、全周にわたり交互に配置されている。これにより、第1リード部12A及び第2リード部12Bの外部端子17A、17Bが、隣接する第1リード部12A及び第2リード部12Bに短絡する不具合が防止される。
 次に、第1リード部12A及び第2リード部12Bの構成について更に説明する。
 図14乃至図16に示すように、内側の外部端子17Aを有する第1リード部12Aは、インナーリード51と、接続リード(外側領域)52と、端子部(端子領域)53とを有している。このうちインナーリード51は、端子部53から内側(ダイパッド11側)に延びており、その先端部にはボンディング領域(内部端子)15が形成されている。このボンディング領域15は、後述するようにボンディングワイヤ22を介して半導体素子21に電気的に接続される領域であり、内部端子としての役割を果たしている。このため、ボンディング領域15上には、ボンディングワイヤ22との密着性を向上させるめっき部が設けられていても良い。なお、各インナーリード51は、平面視で、支持リード13に対して直角に延びる部分と支持リード13に対して傾斜して延びる部分とを有している。
 接続リード52は、端子部53から外側(支持リード13側)に延びており、その基端部は支持リード13に連結されている。接続リード52は、当該接続リード52が連結される支持リード13に対して垂直に延びている。なお、端子部53の裏面には、外部端子17Aが形成されている。
 第1リード部12Aのインナーリード51および接続リード52は、それぞれ裏面側からハーフエッチングにより薄肉化されている。他方、端子部53は、ハーフエッチングされることなく、ダイパッド11のダイパッド厚肉部11aおよび支持リード13と同一の厚みを有している。このように、インナーリード51および接続リード52の厚みが端子部53の厚みよりも薄いことにより、幅の狭い第1リード部12Aを精度良く形成することができ、小型でピン数の多い半導体装置20を得ることができる。
 一方、図14及び図15に示すように、外側の外部端子17Bを有する第2リード部12Bは、インナーリード61と、端子部(端子領域)63とを有している。このうちインナーリード61は、端子部63から内側(ダイパッド11側)に延びており、その先端部にはボンディング領域15が形成されている。このボンディング領域15は、後述するようにボンディングワイヤ22を介して半導体素子21に電気的に接続される領域であり、内部端子としての役割を果たしている。このため、ボンディング領域15上には、ボンディングワイヤ22との密着性を向上させるめっき部が設けられていても良い。各インナーリード61は、平面視で、支持リード13に対して直角に延びる部分と支持リード13に対して傾斜して延びる部分とを有している。
 端子部63は、その基端側において支持リード13に連結されており、支持リード13に対して垂直に延びている。なお、端子部63の裏面には、外部端子17Bが形成されている。
 第2リード部12Bのインナーリード61は、裏面側からハーフエッチングにより薄肉に形成されている。また、端子部63は、ハーフエッチングされることなく、ダイパッド11のダイパッド厚肉部11aおよび支持リード13と同一の厚みを有している。このように、インナーリード61の厚さが端子部63の厚さよりも薄いことにより、幅の狭い第2リード部12Bを精度良く形成することができ、小型でピン数の多い半導体装置20を得ることができる。
 以上説明したリードフレーム10は、全体として銅、銅合金、コルソン系合金(Cu-Ni-Si)、42合金(Ni42%のFe合金)等の金属材料から構成されている。とりわけ、リードフレーム10は、コルソン系合金から構成されていることが好ましい。コルソン系合金は、銅を主成分とし、0.4%以上7%以下のニッケル、0.1%以上2%以下の珪素、0%以上1.2%以下のマグネシウム、及び不可避不純物を含む。このようなコルソン系合金は硬度を高くすることができるとともに、伸びを小さくすることができ、延性を小さくすることができる。これにより、後述するように、リードフレーム10を各半導体装置20毎に分離する際に、第1リード部12Aの接続リード52及び第2リード部12Bの端子部63に発生するスミアリングS(図23参照)を低減することができる。ここで本明細書中、伸びとは、JIS-Z2241に準拠して測定される伸びをいう。また、本明細書中、スミアリングとは、リードフレーム10を各半導体装置20毎に分離するブレード(図示せず)との摩擦により、第1リード部12A及び第2リード部12Bを構成する金属材料が、ダイシングの方向に沿って部分的に延びたもの(バリ)をいう。
 また、リードフレーム10は、860MPa以上890MPa以下の引張強度をもち、かつ、伸びが、2.8%以上4.4%以下である金属材料、とりわけコルソン系合金から構成されていることが好ましい。これにより、後述するように、リードフレーム10を各半導体装置20毎に分離する際に、第1リード部12Aの接続リード52及び第2リード部12Bの端子部63に発生するスミアリングSをより効果的に低減することができる。
 また、このようなリードフレーム10は、上述した金属材料を圧延することにより作製されており、図14及び図17に示すように、その表面及び裏面に圧延方向(本実施の形態においてはX方向)に延びる圧延筋71を有している。なお、図14及び図16において、圧延筋71のうち、ダイパッド11に形成された圧延筋71以外の圧延筋の図示を省略し、図15及び図16において、リードフレーム10の裏面に形成された圧延筋の図示を省略している。
 また、図14及び図16乃至図18に示すように、リードフレーム10は、圧延筋71が設けられた面内に、圧延方向に直交する方向(本実施の形態においてはY方向)に延びる複数の局所変形部72が形成されている。局所変形部72は、リードフレーム10の面内に多数点在している。この局所変形部72は、圧延筋71が形成された金属材料を更に圧延することにより形成されたものである。図16及び図18に示すように、本実施の形態においては、局所変形部72は圧延方向に沿った断面において、上方に突出する凸部である。局所変形部72を設けることにより、後述するように、半導体素子21をリードフレーム10のダイパッド11上に搭載して固定する際に、例えばダイボンディングペースト等の接着剤24が、圧延筋71に起因した毛細管現象により圧延筋71に沿って圧延方向に流れた場合であっても、局所変形部72が接着剤24の圧延方向への進行を抑制することができる。このため、接着剤24が、ダイパッド11から流れ出る不具合を防止することができる。とりわけ、局所変形部72が圧延方向に沿った断面において、上方に突出する凸部であることにより、接着剤24の圧延方向への進行を効果的に抑制することができる。また、局所変形部72が設けられていることにより、接着剤24が、局所変形部72に起因した毛細管現象により局所変形部72に沿って圧延方向に直交する方向に流れる。このため、接着剤24をダイパッド11上に均一に分布させることができる。なお、図14及び図16において、圧延筋71のうち、ダイパッド11に形成された局所変形部72以外の局所変形部の図示を省略している。また、図15において、リードフレーム10の裏面に形成された局所変形部の図示を省略している。また、参考として、リードフレーム10の表面に形成された圧延筋71および局所変形部72の例を図19の写真に示す。
 このような局所変形部72の最大高さ粗さRzは、0.2μm以上2.0μm以下であることが好ましい。局所変形部72の最大高さ粗さRzを0.2μm以上とすることにより、局所変形部72が、接着剤24の圧延方向への進行を効果的に抑制することができる。また、局所変形部72の最大高さ粗さRzを2.0μm以下とすることにより、第1リード部12Aの端子部53および第2リード部12Bの端子部63と、ボンディングワイヤ22との密着性が低下することを抑制することができる。なお、最大高さ粗さは、JIS-B0601-2013に準拠している。
 また、局所変形部72の長さL21は、圧延筋71の長さL22の30分の1以下であることが好ましい。局所変形部72の長さL21を圧延筋71の長さL22の30分の1以下とすることにより、接着剤24が局所変形部72に沿って圧延方向に直交する方向に流れ過ぎることを抑制できる。
 また、局所変形部72の幅H21は、0.5μm以上3.0μm以下であることが好ましい。局所変形部72の幅H21を0.5μm以上とすることにより、毛細管現象により樹脂を局所変形部の方向へ十分流すことができる。また、局所変形部72の幅H21を3.0μm以下とすることにより、圧延筋方向よりも直行方向へ樹脂が流れ出過ぎてしまうことを抑制することができる。
 また、局所変形部72の密度は、20000個/mm以上120000個/mm以下であることが好ましい。局所変形部72の密度を20000個/mm以上とすることにより、接着剤24の圧延方向への進行を効果的に抑制することができるとともに、毛細管現象により接着剤24を局所変形部72に沿って圧延方向に直交する方向に流すことができる。このため、接着剤24をダイパッド11上に均一に分布させることができる。また、局所変形部72の密度を12000個/mm以下とすることにより、圧延筋方向よりも直行方向へ樹脂が流れ出過ぎてしまうことを抑制することができる。
 さらに、リードフレーム10の厚みは、製造する半導体装置20の構成にもよるが、80μm以上200μm以下とすることができる。
 なお、本実施の形態において、局所変形部72が、圧延方向に沿った断面において、上方に突出する凸部である場合を例にとって説明したが、これに限らず、局所変形部72は、圧延方向に沿った断面において、下方に窪む凹部であっても良い。
 また、本実施の形態では、第1リード部12A及び第2リード部12Bは、ダイパッド11の4辺全てに沿って配置されているが、これに限られるものではなく、例えばダイパッド11の対向する2辺のみに沿って配置されていても良い。
 また、本実施の形態では、第1リード部12Aの外部端子17Aと第2リード部12Bの外部端子17Bとが千鳥状に2列に配置されている場合を例にとって説明したが、これに限らず、外部端子が1列に配置されていても良く、3列以上に配置されていても良い。すなわち、リードフレーム10によって作製される半導体装置は、DR-QFN(Dual Row QFN)タイプの半導体装置でなくても良い。
 さらに、本実施の形態では、第1リード部12Aが、インナーリード51と、接続リード52と、端子部53とを有し、第2リード部12Bが、インナーリード61と、端子部63とを有し、かつ、第2リード部12Bの端子部63が、その基端側において支持リード13に連結されている場合を例にとって説明したが、これに限られることはない。例えば、図20に示すように、第1リード部12Aの端子部(端子領域)53Aが、第1リード部12Aの内端(ダイパッド11側の端部)に位置し、第2リード部12Bの端子部(端子領域)63Bが、第2リード部12Bの内端(ダイパッド11側の端部)に位置していても良い。この場合、第1リード部12Aは、端子部53Aの外側(支持リード13側)に位置する接続リード(外側領域)52Aを有し、この接続リード52Aが、その基端側において支持リード13に連結されている。また、第2リード部12Bは、端子部63Bの外側(支持リード13側)に位置する接続リード(外側領域)62Bを有し、この接続リード62Bが、その基端側において支持リード13に連結されている。
 半導体装置の構成
 次に、図21乃至図23により、本実施の形態による半導体装置について説明する。図21乃至図23は、本実施の形態による半導体装置(DR-QFN(Dual Row QFN)タイプ)を示す図である。
 図21及び図22に示すように、半導体装置(半導体パッケージ)20は、ダイパッド11と、ダイパッド11の周囲に設けられた複数の第1リード部12Aおよび複数の第2リード部12Bと、ダイパッド11上に搭載された半導体素子21と、第1リード部12A及び第2リード部12Bと半導体素子21とを電気的に接続する複数のボンディングワイヤ(接続部材、導電部材)22とを備えている。ダイパッド11の四隅には、それぞれ吊りリード14が連結されている。また、ダイパッド11、第1リード部12A、第2リード部12B、吊りリード14、半導体素子21およびボンディングワイヤ22は、封止樹脂23によって樹脂封止されている。
 このうちダイパッド11、第1リード部12A、第2リード部12Bおよび吊りリード14は、上述したリードフレーム10から作製されたものである。このダイパッド11、第1リード部12A、第2リード部12Bおよび吊りリード14の構成は、半導体装置20に含まれない領域を除き、上述した図14乃至図19に示すものと同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
 また、半導体素子21としては、従来一般に用いられている各種半導体素子を使用することが可能であり、特に限定されないが、例えば集積回路、大規模集積回路、トランジスタ、サイリスタ、ダイオード等を用いることができる。半導体素子21の厚みは、300μm以上600μm以下程度とすることができる。この半導体素子21は、各々ボンディングワイヤ22が取り付けられる複数の電極21aを有している。また、半導体素子21は、例えばダイボンディングペースト等の接着剤24により、ダイパッド11の表面に固定されている。
 各ボンディングワイヤ22は、例えば金、銅等の導電性の良い材料からなっている。各ボンディングワイヤ22は、それぞれその一端が半導体素子21の電極21aに接続されるとともに、その他端が各第1リード部12A又は第2リード部12Bのボンディング領域15にそれぞれ接続されている。なお、ボンディング領域15には、ボンディングワイヤ22と密着性を向上させるめっき部が設けられていても良い。
 封止樹脂23としては、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、あるいはPPS樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることができる。封止樹脂23全体の厚みは、300μm以上1200μm以下程度とすることができる。また、封止樹脂23の一辺(半導体装置20の一辺)は、例えば8mm以上16mm以下とすることができる。なお、図21において、封止樹脂23のうち、ダイパッド11、第1リード部12A及び第2リード部12Bよりも表面側に位置する部分の表示を省略している。
 ところで、半導体装置20を作製する際には、後述するように、各半導体素子21間の封止樹脂23をダイシングすることにより、リードフレーム10を各半導体装置20毎に分離する。この際、例えばダイヤモンド砥石からなるブレード(図示せず)を回転させながら、各半導体装置20間のリードフレーム10および封止樹脂23を切断する。これにより、図23に示すように第1リード部12Aの接続リード52及び第2リード部12Bの端子部63には、ブレードとの摩擦により、ダイシングの方向(図23においてはX方向)に沿って延びるスミアリングSが発生する。このため、第1リード部12Aの接続リード52と、第2リード部12Bの端子部63との間の距離DAが短くなる。この結果、第1リード部12Aと第2リード部12Bとの間において、短絡が発生する可能性がある。一方、リードフレーム10が、コルソン系合金から構成されている場合、リードフレーム10の硬度を高くすることができるとともに、伸びを小さくすることができ、延性を小さくすることができる。これにより、リードフレーム10を各半導体装置20毎に分離する際に、第1リード部12Aの接続リード52及び第2リード部12Bの端子部63にスミアリングSが発生することを抑制することができる。
 ここで、垂直断面において、第2リード部12Bのうち、端子部63のZ方向に延びる中心軸線X1と、当該第2リード部12Bに隣接する第1リード部12Aのうち、接続リード52のZ方向に延びる中心軸線X2との間の距離をD21とし、垂直断面において、中心軸線X1と、当該第2リード部12Bに形成されたスミアリングSのうち、当該第1リード部12A側に最も突出する部分を通る鉛直線X3までの距離をD22としたとき、D21とD22との比D22/D21(以下、スミアリング比R1と記す)は、0.2≦R1≦0.4という関係が成り立つことが好ましい。スミアリング比R1が0.4を超えると、第1リード部12Aの接続リード52と、第2リード部12Bの端子部63との間の距離が短くなり、第1リード部12Aと第2リード部12Bとの間において、短絡が発生する可能性がある。これに対して、スミアリング比R1を0.4以下とすることにより、第1リード部12Aの接続リード52と、第2リード部12Bの端子部63との間の距離が短くなることを抑制でき、第1リード部12Aと第2リード部12Bとの間において、短絡が発生することを抑制できる。
 また、垂直断面において、中心軸線X2と、当該第1リード部12Aに形成されたスミアリングSのうち、当該第1リード部12Aに隣接する第2リード部12B側に最も突出する部分を通る鉛直線X4までの距離をD23としたとき、D21とD23との比D23/D21(以下、スミアリング比R2と記す)は、0.2≦R2≦0.4という関係が成り立つことが好ましい。スミアリング比R2が0.4を超えると、第1リード部12Aの接続リード52と、第2リード部12Bの端子部63との間の距離が短くなり、第1リード部12Aと第2リード部12Bとの間において、短絡が発生する可能性がある。これに対して、スミアリング比R2を0.4以下とすることにより、第1リード部12Aの接続リード52と、第2リード部12Bの端子部63との間の距離短くなることを抑制でき、第1リード部12Aと第2リード部12Bとの間において、短絡が発生することを抑制できる。
 このようなスミアリング比R1、R2を有する半導体装置20は、本実施の形態による半導体装置20のように、各リード部間の距離が短くなるDR-QFN(Dual Row QFN)タイプの半導体装置においても、各リード部間の距離が短くなることを抑制できるため、各リード部間の短絡の発生を効果的に抑制することができる。このような半導体装置20は、リードフレーム10を構成する金属材料として、860MPa以上890MPa以下の引張強度をもち、かつ、伸びが、2.8%以上4.4%以下である金属材料、とりわけコルソン系合金を用いることにより、得ることができる。
 なお、図20に示す本実施の形態の変形例によるリードフレーム10から半導体装置20を作製した場合、図24に示すように、D22とD23とが略同一となる。この場合においても、0.2≦R1≦0.4、および0.2≦R2≦0.4という関係が成り立つことが好ましい。
 リードフレームの製造方法
 次に、図14乃至図19に示すリードフレーム10の製造方法について、図25(a)-(f)を用いて説明する。なお、図25(a)-(f)は、リードフレーム10の製造方法を示す断面図(図16に対応する図)である。
 まず、図25(a)に示すように、局所変形部72が形成されていない金属基板31を準備する。この金属基板31としては、銅、銅合金、コルソン系合金、42合金(Ni42%のFe合金)等の金属からなる金属基板31を使用することができる。とりわけ、金属基板31は、コルソン系合金を含んでいることが好ましい。これにより、後述するように、各半導体素子21間の封止樹脂23をダイシングし、リードフレーム10を各半導体装置20毎に分離する際に、第1リード部12Aの接続リード52及び第2リード部12Bの端子部63に発生するスミアリングを抑制することができる。
 次いで、局所変形部72が形成されていない金属基板31に、熱間圧延、第1の冷間圧延、焼鈍及び第2の冷間圧延を、この順で施すことにより、局所変形部72が形成された平板状の金属基板31を形成する(図25(b))。
 (熱間圧延)
 この場合、まず、局所変形部72が形成されていない金属基板31は、図示しない一対のローラー間に通され、所定の厚みとなるように熱間圧延加工が施される。このとき、金属基板31の厚みが、リードフレームを作製する際に従来一般に施される熱間圧延後の金属基板の厚みよりも厚くなるように、金属基板31が加工される。具体的には、熱間圧延後の金属基板31の厚みは、5mm以上20mm以下であっても良い。
 (第1の冷間圧延)
 次に、熱間圧延加工が施された金属基板31は、図示しない一対のローラー間に通され、所定の厚みとなるように第1の冷間圧延加工が施される。この際、金属基板31の厚みが、リードフレームを作製する際に従来一般に施される冷間圧延後の金属基板の厚みよりも厚くなるように、金属基板31が加工される。具体的には、第1の冷間圧延後の金属基板31の厚みは、300μm以上1500μm以下であっても良い。このとき、金属基板31の表面および裏面に、圧延方向(X方向)に延びる圧延筋71(図14及び図17参照)が形成される。
 (焼鈍)
 次いで、第1の冷間圧延加工が施された金属基板31が焼鈍される。このように金属基板31を焼鈍することにより、第1の冷間圧延により金属結晶の歪が生じ、結晶粒が細かくなった金属基板を軟化させ、金属基板31に含まれる金属結晶粒や結晶方位を調整することができる。
 (第2の冷間圧延)
 次に、焼鈍された金属基板31を再度冷間圧延することにより、金属基板31を加工硬化させ、局所変形部72が形成された金属基板31を形成する。この際、金属基板31が、図示しない一対のローラー間に通され、例えば所定の厚みとなるように、金属基板31に第2の冷間圧延加工が施される。この場合、金属基板31の厚みは、製造する半導体装置20の構成にもよるが、80μm以上200μm以下とすることができる。
 また、このとき、金属基板31の表面および裏面に、圧延方向に直交する方向(Y方向(図14及び図17参照))に延びる複数の局所変形部72が形成される。この場合、第2の冷間圧延加工の際に、加工率を適宜調整することにより、局所変形部72が形成される。ここで本明細書中、加工率とは、第2の冷間圧延後における金属基板31の断面積に対する、第2の冷間圧延により減少した金属基板31の断面積の割合をいう。この加工率を高めることにより、すべり変形や、塑性不安定状態に起因する不均一な変形が生じ、金属板30にせん断帯が発生する。そして、当該せん断帯に、オイルピットが形成される。このようにして、局所変形部72が形成される。なお、本明細書中、オイルピットとは、冷間圧延時にローラーと被圧延材料との間に取り込まれた潤滑油によって金属基板31の表面に現れる局部的な凹凸部をいう。
 また、加工率を高めることにより、金属基板31の結晶粒を小さくすることができる。これにより、金属基板31の加工歪が増大し、金属基板31の伸びを低下させることができる。このため、金属基板31の引張強度と伸びの値を調整し、金属基板31の硬度を高めることができる。この際、金属基板31は、860MPa以上890MPa以下の引張強度をもち、かつ、伸びが、2.8%以上4.4%以下である金属材料、とりわけコルソン系合金から構成されていることが好ましい。このようにして、圧延筋71(図14及び図17参照)と、局所変形部72とが形成された金属基板31が得られる。なお金属基板31は、その後に、その両面に対して脱脂等を行い、洗浄処理を施すことが好ましい。なお、図25(b)-(f)において、圧延筋71および局所変形部72のうち、ダイパッド11に形成された圧延筋71および局所変形部72以外の圧延筋および局所変形部の図示を省略している。
 次に、金属基板31の表裏全体にそれぞれ感光性レジスト32a、33aを塗布し、これを乾燥する(図25(c))。なお感光性レジスト32a、33aとしては、従来公知のものを使用することができる。
 続いて、この金属基板31に対してフォトマスクを介して露光し、現像することにより、所望の開口部32b、33bを有するエッチング用レジスト層32、33を形成する(図25(d))。
 次に、エッチング用レジスト層32、33を耐腐蝕膜として金属基板31に腐蝕液でエッチングを施す(図25(e))。これにより、ダイパッド11、第1リード部12A、第2リード部12Bおよび吊りリード14の外形が形成される。このとき、エッチング用レジスト層32、33の形状およびエッチング条件を適宜調整することにより、ダイパッド11のダイパッド厚肉部11aと、ダイパッド薄肉部11bとが形成される(図14乃至図16参照)。なお、腐蝕液は、使用する金属基板31の材質に応じて適宜選択することができ、例えば、金属基板31として銅を用いる場合、通常、塩化第二鉄水溶液を使用し、金属基板31の両面からスプレーエッチングを行うことができる。
 その後、エッチング用レジスト層32、33を剥離して除去することにより、図14乃至図19に示すリードフレーム10が得られる。(図25(f))。
 なお、上記においては、金属基板31の両面側からスプレーエッチングを行う場合を例にとって説明したが、これに限られるものではない。例えば、金属基板31の片面ずつ2段階のスプレーエッチングを行っても良い。具体的には、まず金属基板31の表面側の全体に第1エッチング用レジスト層を設けるとともに、裏面側に所定のパターンをもつ第2エッチング用レジスト層を形成し、金属基板31の裏面側のみエッチングを施す。次に、第1及び第2エッチング用レジスト層を除去するとともに、金属基板31の裏面側に耐エッチング性のある樹脂からなる封止層を設ける。続いて、金属基板31の表面側に所定のパターンをもつ第3エッチング用レジスト層を形成し、この状態で金属基板31の表面側のみエッチングを施す。その後、裏面側の封止層を剥離することにより、リードフレーム10の外形が形成される。このように金属基板31の片面ずつスプレーエッチングを行うことにより、リードフレーム10、とりわけ第1リード部12A及び第2リード部12Bの変形を回避しやすいという効果が得られる。
 半導体装置の製造方法
 次に、図21乃至図23に示す半導体装置20の製造方法について、図26(a)-(e)を用いて説明する。
 まず、例えば図25(a)-(f)に示す方法により、リードフレーム10を作製する(図26(a))。
 次に、リードフレーム10のダイパッド11上に、半導体素子21を搭載する。この場合、例えばダイボンディングペースト等の接着剤24を用いて、半導体素子21をダイパッド11上に載置して固定する(ダイアタッチ工程)(図26(b))。この際、リードフレーム10の表面には、圧延方向に延びる圧延筋71が形成されている。これにより、接着剤24が、圧延筋71に起因する毛細管現象により圧延筋71に沿って圧延方向に流れる。一方、本実施の形態によれば、リードフレーム10の表面には、圧延方向に直交する方向に延びる複数の局所変形部72が形成されている。これにより、局所変形部72が接着剤24の圧延方向への進行を抑制することができる。このため、接着剤24が、ダイパッド11から流れ出る不具合を防止することができる。また、接着剤24が、局所変形部72に起因した毛細管現象により局所変形部72に沿って圧延方向に直交する方向に流れるため、接着剤24をダイパッド11上に均一に分布させることができる。
 次に、半導体素子21の各電極21aと、各第1リード部12A及び第2リード部12Bのボンディング領域15とを、それぞれボンディングワイヤ(導電部材)22によって互いに電気的に接続する(ワイヤボンディング工程)(図26(c))。
 次に、リードフレーム10に対して熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を射出成形またはトランスファ成形することにより、封止樹脂23を形成する(図26(d))。このようにして、リードフレーム10、第1リード部12A、第2リード部12B、吊りリード14、半導体素子21及びボンディングワイヤ22を封止する。
 次に、各半導体素子21間の封止樹脂23をダイシングすることにより、リードフレーム10を各半導体装置20毎に分離する。この際、例えばダイヤモンド砥石からなるブレード(図示せず)を回転させながら、各半導体装置20間のリードフレーム10および封止樹脂23を切断しても良い。この際、リードフレーム10が、コルソン系合金から構成されている場合、リードフレーム10の硬度を高くすることができるとともに、伸びを小さくすることができ、延性を小さくすることができる。このため、リードフレーム10を各半導体装置20毎に分離する際に、第1リード部12Aの接続リード52及び第2リード部12Bの端子部63にスミアリングS(図23参照)が発生することを抑制することができる。
 また、リードフレーム10が、860MPa以上890MPa以下の引張強度をもち、かつ、伸びが、2.8%以上4.4%以下である金属材料、とりわけコルソン系合金から構成されている場合、スミアリング比R1、R2を、0.2≦R1≦0.4、および0.2≦R2≦0.4とすることができる。これにより、第1リード部12Aの接続リード52と、第2リード部12Bの端子部63との間の距離が短くなることを抑制でき、第1リード部12Aと第2リード部12Bとの間において、短絡が発生することを効果的に抑制できる。
 このようにして、図21乃至図23に示す半導体装置20が得られる(図26(e))。
 このように、本実施の形態によれば、ダイパッド11の圧延筋71が設けられた面内に、圧延方向に直交する方向に延びる複数の局所変形部72が形成されている。これにより、接着剤24により半導体素子21をダイパッド11上に載置して固定する際に、局所変形部72が接着剤24の圧延方向への進行を抑制することができる。このため、接着剤24が、ダイパッド11から流れ出る不具合を防止することができる。
 また、ダイパッド11に局所変形部72を設けたことにより、接着剤24が局所変形部72に起因した毛細管現象により、局所変形部72に沿って圧延方向に直交する方向に流れるため、接着剤24をダイパッド11上に均一に分布させることができる。
 また、本実施の形態によれば、局所変形部72は、圧延方向に沿った断面において、上方に突出する凸部である。これにより、局所変形部72が接着剤24の圧延方向への進行を効果的に抑制することができ、接着剤24が、ダイパッド11から流れ出る不具合を効果的に防止することができる。
 また、本実施の形態によれば、リードフレーム10、とりわけ第1リード部12Aおよび第2リード部12Bが、860MPa以上890MPa以下の引張強度をもち、かつ、伸びが、2.8%以上4.4%以下であるコルソン系合金から構成されている。これにより、スミアリング比R1、R2を、0.2≦R1≦0.4、および0.2≦R2≦0.4とすることができる。これにより、第1リード部12Aの接続リード52と、第2リード部12Bの端子部63との間の距離が短くなることを抑制でき、第1リード部12Aと第2リード部12Bとの間において、短絡が発生することを抑制できる。なお、このような金属材料により、スミアリング比R1、R2を上記の範囲内にできることは、後述する実施例によって説明する。
 さらに、本実施の形態による半導体装置20は、第1リード部12Aおよび第2リード部12Bの外部端子17A、17Bが、隣り合う第1リード部12Aおよび第2リード部12B間で交互に内側および外側に位置するよう千鳥状に配置されている。本実施の形態によれば、このような半導体装置20のように、第1リード部12Aおよび第2リード部12B間の距離が短くなるDR-QFNタイプの半導体装置においても、第1リード部12Aおよび第2リード部12B間の距離が短くなることを抑制することができるため、第1リード部12Aおよび第2リード部12B間の短絡の発生を効果的に抑制することができる。
 [実施例]
 次に、図23及び図24を用いて、上述した本実施の形態の作用について、具体的に説明する。
 (実施例1)
 図25(a)-(f)及び図26(a)-(e)に示す方法により、本実施の形態による半導体装置20(実施例1)を作製した。その後、得られた半導体装置20のスミアリング比R1、R2を測定した。この場合、リードフレーム10を構成する金属材料には、引張強度が、860MPaであり、伸びが、4.4%であるコルソン系合金を使用した。この結果を表1に示す。
 (実施例2)
 リードフレーム10を構成する金属材料の引張強度が890MPaであること、伸びが、2.8%であること、以外は、実施例1と同様にして、得られた半導体装置20のスミアリング比R1、R2を測定した。この結果を表1に示す。
 (比較例1)
 リードフレーム10を構成する金属材料の引張強度が700MPaであること、伸びが、10.0%であること、以外は、実施例1と同様にして、得られた半導体装置20のスミアリング比R1、R2を測定した。この結果を表1に示す。
 なお、実施例1、2及び比較例1、2のリードフレームは、同一成分をもつ金属材料を用いて作製されたものであり、その加工工程のみが相違している。
 (比較例2)
 リードフレーム10を構成する金属材料の引張強度が690MPaであること、伸びが、12.8%であること、以外は、実施例1と同様にして、得られた半導体装置20のスミアリング比R1、R2を測定した。この結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 この結果、比較例1においては、スミアリング比R1、R2が、0.5以上となっており、比較例2においては、スミアリング比R1、R2が0.55以上となっていた。これに対して実施例1においては、スミアリング比R1、R2が、0.33以下まで低下し、実施例2においては、スミアリング比R1、R2が0.27以下まで低下した。
 このように、本実施の形態によれば、リードフレーム10を各半導体装置20毎に分離する際に、第1リード部12Aの接続リード52及び第2リード部12Bの端子部63にスミアリングSが発生することを抑制することができる。例えば、上記実施例においては、スミアリング比R1、R2を約0.50から約0.33まで低下させることができた。これにより、第1リード部12Aの接続リード52と、第2リード部12Bの端子部63との間の距離が短くなることにより、互いに隣接する第1リード部12Aと第2リード部12Bとが短絡する不具合を抑制できる。
 (第3の実施の形態)
 次に、第3の実施の形態について、図27乃至図37を参照して説明する。なお、以下の各図において、同一部分には同一の符号を付しており、一部詳細な説明を省略する場合がある。
 リードフレームの構成
 まず、図27乃至図31により、本実施の形態によるリードフレームの概略について説明する。図27は、本実施の形態によるリードフレームの一部を示す平面図であり、図28は、本実施の形態によるリードフレームの一部を示す底面図であり、図29は、本実施の形態によるリードフレームを示す断面図である。また、図30は、本実施の形態によるリードフレームの一部を示す拡大平面図であり、図31は、コネクティングバーを示す断面図である。
 図27乃至図29に示すリードフレーム10は、半導体装置20(図32および図33)を作製する際に用いられるものである。このようなリードフレーム10は、矩形状の外形を有する外周領域18と、外周領域18内に多列および多段に(マトリックス状に)配置された、複数のパッケージ領域(単位リードフレーム)10aとを備えている。なお、図27および図28においては、リードフレーム10の角部を含む一部のみを図示している。
 外周領域18は、複数のパッケージ領域10aの周囲を取り囲むように平面視で矩形の環状に形成されている。この外周領域18の幅W31は、2mm以上10mm以下としても良い。なお、外周領域18は、薄肉化(ハーフエッチング)されることなく、加工前の金属基板(後述する金属基板31)と同一の厚みを有している。
 ここでハーフエッチングとは、被エッチング材料をその厚み方向に途中までエッチングすることをいう。ハーフエッチング後の被エッチング材料の厚みは、ハーフエッチング前の被エッチング材料の厚みの例えば30%以上70%以下、好ましくは40%以上60%以下となる。なお、各図において、ハーフエッチングされた領域を網掛けで示している。
 本明細書中、「内」、「内側」とは、各パッケージ領域10aにおいてダイパッド11の中心方向を向く側をいい、「外」、「外側」とは、各パッケージ領域10aにおいてダイパッド11の中心から離れる側(コネクティングバー13側)をいう。また、「表面」とは、半導体素子21が搭載される側の面をいい、「裏面」とは、「表面」の反対側の面であって外部の図示しない実装基板に接続される側の面をいう。
 図27乃至図29に示すように、各パッケージ領域10aは、半導体素子21(後述)を搭載する平面矩形状のダイパッド11と、ダイパッド11周囲に設けられ、半導体素子21と外部回路(図示せず)とを接続する複数の細長いリード部12とを備えている。なお、パッケージ領域10aは、それぞれ半導体装置20(後述)に対応する領域である。また、パッケージ領域10aは、図27および図28において縦横に延びる切断領域46によって取り囲まれる領域である。なお、本実施の形態において、リードフレーム10は、複数のパッケージ領域10aを含んでいるが、これに限らず、1つのリードフレーム10に1つのパッケージ領域10aのみが形成されていても良い。
 複数のパッケージ領域10aは、コネクティングバー(支持リード、支持部材)13を介して互いに連結されている。このコネクティングバー13は、ダイパッド11と、リード部12とを支持するものであり、X方向およびY方向に沿ってそれぞれ延びている。ここで、X方向、Y方向とは、リードフレーム10の面内において、ダイパッド11の各辺に平行な二方向であり、X方向とY方向とは互いに直交している。また、Z方向は、X方向及びY方向の両方に対して垂直な方向である。なお、パッケージ領域10aの一辺の長さL31は、3mm以上10mm以下としても良い。
 ダイパッド11は、平面略正方形形状を有しており、その表面には、後述する半導体素子21が搭載される。ダイパッド11の平面形状は、正方形に限らず、長方形等の多角形としても良い。また、ダイパッド11の四つのコーナー部にはそれぞれ吊りリード14が連結されており、ダイパッド11は、この4本の吊りリード14を介してコネクティングバー13又は外周領域18に連結支持されている。各吊りリード14は、その全域にわたりハーフエッチングにより裏面側から薄肉に形成されている。しかしながら、これに限らず、吊りリード14の一部のみが裏面側から薄肉化されていても良く、吊りリード14の全体にわたり薄肉化されていなくても良い。
 各コネクティングバー13は、パッケージ領域10aの周囲であってパッケージ領域10aよりも外側に配置されている。各コネクティングバー13は、平面視で細長い棒形状を有しており、その幅W32(コネクティングバー13の長手方向に垂直な方向の距離であり、後述する最大幅部分13eの幅)は、95μm以上135μm以下としても良い。各コネクティングバー13には、それぞれ複数のリード部12がコネクティングバー13の長手方向に沿って間隔を空けて連結されている。
 また、互いに直交する2つのコネクティングバー13は、パッケージ領域10aの周囲に位置する連結部19において互いに連結されている。この連結部19は、リードフレーム10内で格子点状に配置されている。連結部19は、薄肉化(ハーフエッチング)されることなく、加工前の金属基板(後述する金属基板31)と同一の厚みを有している。
 ダイパッド11は、中央に位置するダイパッド厚肉部11aと、ダイパッド厚肉部11aの周縁全周にわたって形成されたダイパッド薄肉部11bとを有している。このうちダイパッド厚肉部11aは、ハーフエッチングされておらず、加工前の金属基板(後述する金属基板31)と同一の厚みを有している。具体的には、ダイパッド厚肉部11aの厚みは、半導体装置20の構成にもよるが、80μm以上200μm以下とすることができる。一方、ダイパッド薄肉部11bは、ハーフエッチングにより裏面側から薄肉に形成されている。このようにダイパッド薄肉部11bを設けたことにより、ダイパッド11が封止樹脂23(後述)から離脱しにくくすることができる。
 各リード部12は、後述するようにボンディングワイヤ22を介して半導体素子21に接続されるものであり、ダイパッド11との間に空間を介して配置されている。各リード部12は、それぞれコネクティングバー13から延び出している。この場合、複数のリード部12の形状は全て互いに同一であるが、これに限らず、複数のリード部12の形状が互いに異なっていても良い。
 複数のリード部12は、上述したように、ダイパッド11の周囲においてコネクティングバー13の長手方向に沿って互いに間隔を空けて配置されている。隣接するリード部12同士は、半導体装置20(後述)の製造後に互いに電気的に絶縁される形状となっている。また、リード部12は、半導体装置20の製造後にダイパッド11とも電気的に絶縁される形状となっている。このリード部12の裏面には、それぞれ外部の実装基板(図示せず)に電気的に接続される外部端子17が形成されている。各外部端子17は、半導体装置20(後述)の製造後に、それぞれ半導体装置20から外方に露出するようになっている。
 この場合、外部端子17は、ダイパッド11の各辺に沿って平面視で1列に配置されている。しかしながら、これに限らず、外部端子17は、隣り合うリード部12間で交互に内側および外側に位置するよう、平面視で千鳥状に配置されていても良い。
 各リード部12の表面には内部端子15が形成されている。内部端子15は、後述するようにボンディングワイヤ22を介して半導体素子21に電気的に接続される領域となっている。このため、内部端子15上には、ボンディングワイヤ22との密着性を向上させるめっき部が設けられていても良い。
 各リード部12の基端部は、コネクティングバー13に連結されている。各リード部12は、当該リード部12が連結されるコネクティングバー13の長手方向に対して垂直に延びている。しかしながら、これに限らず、各リード部12の一部又は全部がコネクティングバー13に対して傾斜して延びていても良い。
 ところで、本実施の形態によるリードフレーム10は、後述するように、2段階のソーイングにより切断される。すなわち、まず1回目のソーイングにより、コネクティングバー13に沿ってリードフレーム10を約半分の厚みだけ部分的にカット(ステップカット)する。その後、ステップカットに使用されるステップカット用ブレード37(後述)よりも薄い切断用ブレード38(後述)を使用して、2回目のソーイングを行い、リードフレーム10を互いに分離する。
 このため、リードフレーム10には、コネクティングバー13の長さ方向に沿って、ステップカットされるステップカット領域45と、ダイシングにより分離される切断領域46とが設けられている。そして平面視で、コネクティングバー13の全域が、対応する切断領域46の内側に位置し、切断領域46の全域が、対応するステップカット領域45の内側に位置している。また、ステップカット領域45、切断領域46及びコネクティングバー13の幅方向中心線CLは互いに一致するようになっている。
 ステップカット領域45は、樹脂封止後1回目のソーイングにより、リードフレーム10の裏面側から厚み方向(Z方向)に略半分だけステップカット(ハーフカット)される領域であり、平面視で互いに平行な一対の外縁S31、S31によって区画されている。このステップカット領域45は、パッケージ領域10aの外周に沿って格子状に配置され、それぞれX方向又はY方向に沿って延びている。ステップカット領域45は、パッケージ領域10aから外周領域18に延びるとともに、外周領域18を幅方向に横断している。ステップカット領域45の幅W33は、ステップカットを行うステップカット用ブレード37(後述)の幅に対応しており、コネクティングバー13の幅W32よりも広い。具体的には、ステップカット領域45の幅W33は、30μm以上80μm以下としても良い。
 切断領域46は、2回目のソーイングにより、リードフレーム10の厚み方向(Z方向)全体にわたって切断する領域であり、平面視で互いに平行な一対の外縁C31、C31によって区画されている。この切断領域46は、パッケージ領域10aの外周に沿って格子状に配置され、それぞれX方向又はY方向に沿って延びている。また切断領域46は、パッケージ領域10aから外周領域18に延びるとともに、外周領域18を幅方向に横断している。なお、パッケージ領域10aの外縁は、切断領域46の外縁C31、C31に一致する。切断領域46の幅W34は、2回目のソーイングを行う切断用ブレード38(後述)の幅に対応しており、コネクティングバー13の幅W32よりも広く、ステップカット領域45の幅W33よりも狭い(W32<W34<W33)。具体的には、切断領域46の幅W34は、10μm以上40μm以下としても良い。
 次に、図30及び図31を参照して、コネクティングバー13の構成について更に説明する。
 図30に示すように、コネクティングバー13は、リード部12が連結されたリード連結部13hと、互いに隣接するリード連結部13h、13h同士の間に位置する中間部13jとを有している。リード連結部13hと中間部13jとは、コネクティングバー13の長さ方向に沿って交互に配置されている。なお、コネクティングバー13のリード連結部13hと中間部13jとは、ともに薄肉化されることなく、加工前の金属基板(後述する金属基板31)と同一の厚みを有している。これにより、コネクティングバー13が薄肉化されている場合と比較して、コネクティングバー13の強度が高められている。この結果、コネクティングバー13の幅を細くすることができ、パッケージ領域10aの間隔を狭めることが可能となる。
 図31は、中間部13jにおける、コネクティングバー13の垂直断面(図30のXXXI-XXXI線断面)を示している。図31に示すように、コネクティングバー13は、断面において左右(X方向)に対称な形状を有している。コネクティングバー13は、表面13aと、裏面13bと、表面13aと裏面13bとの間に位置する一対の側面13cと、側面13cからそれぞれ側方に突出する一対の側方突起部13dとを有している。このコネクティングバー13の表面13aおよび裏面13bは、それぞれ未加工の素材面(後述する金属基板31の表面および裏面)からなる。また、コネクティングバー13の表面13aおよび裏面13bは、それぞれダイパッド11の表面および裏面と同一平面上に位置している。
 各側面13cは、側方突起部13dよりも表面13a側に位置する第1側面13fと、側方突起部13dよりも裏面13b側に位置する第2側面13gとを有している。このうち第1側面13fは、側方突起部13dから表面13aまで延び、第2側面13gは、側方突起部13dから裏面13bまで延びている。第1側面13fおよび第2側面13gは、それぞれコネクティングバー13の幅方向内側に向けて湾曲している。
 この場合、コネクティングバー13の表面13aの幅W35は、コネクティングバー13の裏面13bの幅W36よりも広くなっている(W35>W36)。具体的には、表面13aの幅W35は、80μm以上120μm以下であり、裏面13bの幅W36は、60μm以上100μm以下とすることが好ましい。また、表面13aの幅W35は、裏面13bの幅W36よりも15μm以上25μm以下だけ広くすることが好ましい。これにより、コネクティングバー13を裏面側からステップカット(ハーフカット)する際、その削り量を減らすことができ、バリの量を減らすとともに、ステップカット用ブレード37(後述)の摩耗を抑制することができる。
 また本実施の形態において、一対の側方突起部13dが形成された部分が、コネクティングバー13のうち最大幅となる部分である最大幅部分13eに対応する。この最大幅部分13eは、厚み方向(Z方向)において表面13aと裏面13bとの間、すなわち表面13aおよび裏面13bとは異なる位置に存在する。具体的には、最大幅部分13eの幅W32は95μm以上135μm以下とすることができる(W32>W35)。また、最大幅部分13eの幅W32は、表面13aの幅W35よりも10μm以上15μm以下だけ広くすることが好ましい。これにより、コネクティングバー13の断面二次モーメントを大きくし、コネクティングバー13の強度を高めることができる。また、コネクティングバー13を裏面側からステップカット(ハーフカット)した後、この最大幅部分13e又はその近傍領域が裏面側に露出するので、裏面方向から見たコネクティングバー13の面積を広くすることができる。これにより、ステップカット後に半田めっきを形成する際、コネクティングバー13にめっき用の大電流を流すことができる。
 図31において、最大幅部分13eは、厚み方向(Z方向)において表面13aと裏面13bとの略中間位置に形成されている。すなわち、最大幅部分13eの、裏面13bからの距離T31は、コネクティングバー13の厚みT32の40%以上60%以下となっている。具体的には、最大幅部分13eの、裏面13bからの距離T31は、40μm以上100μm以下とすることが好ましく、コネクティングバー13の厚みT32は、80μm以上200μm以下とすることが好ましい。これにより、コネクティングバー13を裏面側からステップカット(ハーフカット)した後、最大幅部分13e又はその近傍領域を裏面側に露出することができ、ステップカット後に半田めっきを形成する際、コネクティングバー13にめっき用の大電流を流すことが可能となる。
 以上説明したリードフレーム10は、全体として銅、銅合金、42合金(Ni42%のFe合金)等の金属から構成されている。また、リードフレーム10の厚みは、製造する半導体装置20の構成にもよるが、80μm以上200μm以下とすることができる。
 なお、本実施の形態において、リード部12は、ダイパッド11の4辺全てに沿って配置されているが、これに限られるものではなく、例えばダイパッド11の対向する2辺のみに沿って配置されていても良い。
 半導体装置の構成
 次に、図32および図33により、本実施の形態による半導体装置について説明する。図32および図33は、本実施の形態による半導体装置(QFNタイプ)を示す図である。
 図32および図33に示すように、半導体装置(半導体パッケージ)20は、ダイパッド11と、ダイパッド11の周囲に配置された複数のリード部12と、ダイパッド11上に搭載された半導体素子21と、リード部12と半導体素子21とを電気的に接続する複数のボンディングワイヤ(接続部材、導電部材)22とを備えている。また、ダイパッド11、リード部12、半導体素子21およびボンディングワイヤ22は、封止樹脂23によって樹脂封止されている。
 ダイパッド11及びリード部12は、上述したリードフレーム10から作製されたものである。またリード部12のうち、封止樹脂23の周縁に位置する部分は、ステップカットにより裏面側から薄肉化され、段状のステップカット部45aを形成している。このステップカット部45aには、封止樹脂23が充填されていない。なお、ステップカット部45aは、半田めっきにより覆われていても良い。また、ステップカット部45aの側面45bには、ステップカット時にバリが生じ、このバリが裏面側に向けて突出しても良い。なお、ステップカット部45aの深さD31は、ハーフエッチング部(ダイパッド薄肉部11b等)の深さD32と同一であっても良く、あるいは深さD32より深くしても良い。
 このほか、ダイパッド11及びリード部12の構成は、半導体装置20に含まれない領域を除き、上述した図27乃至図31に示すものと同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
 半導体素子21としては、従来一般に用いられている各種半導体素子を使用することが可能であり、特に限定されないが、例えば集積回路、大規模集積回路、トランジスタ、サイリスタ、ダイオード等を用いることができる。この半導体素子21は、各々ボンディングワイヤ22が取り付けられる複数の電極21aを有している。また、半導体素子21は、例えばダイボンディングペースト等の接着剤24により、ダイパッド11の表面に固定されている。
 各ボンディングワイヤ22は、例えば金、銅等の導電性の良い材料からなっている。各ボンディングワイヤ22は、それぞれその一端が半導体素子21の電極21aに接続されるとともに、その他端が各リード部12の内部端子15にそれぞれ接続されている。なお、内部端子15には、ボンディングワイヤ22と密着性を向上させるめっき部が設けられていても良い。
 封止樹脂23としては、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、あるいはPPS樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることができる。封止樹脂23全体の厚みは、300μm以上1200μm以下程度とすることができる。また、封止樹脂23の一辺(半導体装置20の一辺)は、例えば6mm以上16mm以下することができる。なお、図32において、封止樹脂23のうち、ダイパッド11及びリード部12よりも表面側に位置する部分の表示を省略している。
 リードフレームの製造方法
 次に、図27乃至図31に示すリードフレーム10の製造方法について、図34(a)-(e)を用いて説明する。なお、図34(a)-(e)は、リードフレーム10の製造方法を示す断面図(図29に対応する図)である。
 まず図34(a)に示すように、平板状の金属基板31を準備する。この金属基板31としては、銅、銅合金、42合金(Ni42%のFe合金)等の金属からなる基板を使用することができる。なお金属基板31は、その両面に対して脱脂等を行い、洗浄処理を施したものを使用することが好ましい。
 次に、金属基板31の表裏全体にそれぞれ感光性レジスト32a、33aを塗布し、これを乾燥する(図34(b))。なお感光性レジスト32a、33aとしては、従来公知のものを使用することができる。
 続いて、この金属基板31に対してフォトマスクを介して露光し、現像することにより、所望の開口部32b、33bを有するエッチング用レジスト層32、33を形成する(図34(c))。
 次に、エッチング用レジスト層32、33を耐腐蝕膜として金属基板31に腐蝕液でエッチングを施す(図34(d))。これにより、ダイパッド11、リード部12及びコネクティングバー13の外形が形成される。このとき、コネクティングバー13は、その表面側および裏面側からエッチングされることにより、その表面13aの幅W35が裏面13bの幅W36よりも広くなり、かつコネクティングバー13のうち最大幅(幅W32)となる最大幅部分13eが表面13aと裏面13bとの間に形成される(図31参照)。このようなコネクティングバー13の断面形状は、エッチング用レジスト層32、33のパターンを適宜設定することにより作製することができる。なお、腐蝕液は、使用する金属基板31の材質に応じて適宜選択することができ、例えば、金属基板31として銅を用いる場合、通常、塩化第二鉄水溶液を使用し、金属基板31の両面からスプレーエッチングを行うことができる。
 その後、エッチング用レジスト層32、33を剥離して除去することにより、図27乃至図29に示すリードフレーム10が得られる。(図34(e))。
 半導体装置の製造方法
 次に、図32および図33に示す半導体装置20の製造方法について、図35(a)-(d)及び図36(a)-(c)を用いて説明する。
 まず、例えば図34(a)-(e)に示す方法により、リードフレーム10を作製する(図35(a))。
 次に、リードフレーム10のダイパッド11上に、半導体素子21を搭載する。この場合、例えばダイボンディングペースト等の接着剤24を用いて、半導体素子21をダイパッド11上に載置して固定する(ダイアタッチ工程)(図35(b))。
 次に、半導体素子21の各電極21aと、各リード部12の内部端子15とを、それぞれボンディングワイヤ(接続部材)22によって互いに電気的に接続する(ワイヤボンディング工程)(図35(c))。
 次に、リードフレーム10に対して熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を射出成形またはトランスファ成形することにより、封止樹脂23を形成する(樹脂封止工程)(図35(d))。このようにして、リードフレーム10(ダイパッド11、リード部12及びコネクティングバー13)、半導体素子21およびボンディングワイヤ22を封止する。
 続いて、ステップカット領域45に沿って、リードフレーム10の厚み方向の一部を切除する(ステップカット工程:1回目のソーイング)(図36(a))。
 この間、例えばダイヤモンド砥石からなるステップカット用ブレード37を準備し、このステップカット用ブレード37をステップカット領域45に沿って移動させる。この際、ステップカット用ブレード37を回転させながら、ステップカット領域45を切除する。これにより、ステップカット領域45内のコネクティングバー13、外周領域18及び封止樹脂23を部分的に切除する。このステップカットにより、ステップカット領域45のコネクティングバー13及び外周領域18が厚み方向途中まで切除され、ステップカット部45aが形成される。このステップカットの作業は、X方向及びY方向に沿って複数回繰り返され、平面視格子状にステップカット部45aが形成される。
 このステップカット工程の後、電解めっきを施すことにより、ステップカット部45aに図示しない半田めっき層を形成する。
 ところで図37は、ステップカット工程の後におけるコネクティングバー13の断面を示している。本実施の形態において、コネクティングバー13の最大幅部分13eが表面13aと裏面13bとの間に位置している。したがって、ステップカット工程の後、この最大幅部分13e又はその近傍の部分が裏面側に露出し、コネクティングバー13の断面積を広く確保することができる。これにより、上述した半田めっき層を形成する際、電解めっき用の電流として大電流を流すことが可能となる。
 その後、パッケージ領域10a毎に、リードフレーム10及び封止樹脂23を切断する(切断工程:2回目のソーイング)(図36(b))。
 この際、例えばダイヤモンド砥石からなる切断用ブレード38を準備する。この切断用ブレード38は、上述したステップカット用ブレード37よりも幅が狭い。次に、この切断用ブレード38を回転させながら移動することにより、切断領域46を切断する。これにより、切断領域46内のコネクティングバー13、外周領域18及び封止樹脂23を厚み方向(Z方向)全域にわたって切断(ダイシング)する。この切断作業は、X方向及びY方向に沿って複数回繰り返され、平面視格子状に切断線が形成される。
 このようにして、リードフレーム10が半導体装置20毎に分離され、図32および図33に示す半導体装置20が得られる(図35(c))。
 以上説明したように、本実施の形態によれば、コネクティングバー13の表面13aの幅W35は、コネクティングバー13の裏面13bの幅W36よりも広い。これにより、ステップカット工程においてコネクティングバー13を裏面13b側から切除する際、バリの発生を低減するとともに、ステップカット用ブレード37の摩耗を抑えることができる。
 また、本実施の形態によれば、コネクティングバー13の最大幅部分13eが、表面13aと裏面13bとの間に位置している。これにより、コネクティングバー13の断面二次モーメントを大きくし、コネクティングバー13の強度を高めることができる。この結果、樹脂封止時に溶融樹脂の圧力によってコネクティングバー13に生じる歪みを抑え、ステップカット工程におけるソーイングを正確に行うことが可能となる。また、ステップカット工程の後、コネクティングバー13の断面積を広く確保することができるので、半田めっき層を形成する電解めっき用の電流として大電流を流すことが可能となる。さらに、最大幅部分13eの側方突起部13dがアンカーとしての役割を果たすので、コネクティングバー13が封止樹脂23に密着し、ソーイング時にコネクティングバー13が封止樹脂23から剥離しないようにすることができる。
 また、本実施の形態によれば、互いに直交する2つのコネクティングバー13が連結部19で互いに連結され、ダイパッド11と連結部19とは、吊りリード14によって互いに連結されている。また、連結部19は薄肉化(ハーフエッチング)されておらず、吊りリード14は裏面側から薄肉化(ハーフエッチング)されている。これにより、パッケージ領域10aの周囲をしっかりと固定することができ、樹脂封止時にコネクティングバー13やダイパッド11に歪みが生じることを抑制することができる。さらに、吊りリード14の裏面が薄肉化されているので、吊りリード14が封止樹脂23に密着し、ダイパッド11や吊りリード14が封止樹脂23から剥離することを抑えることができる。
 変形例
 次に、図38乃至図43により、本実施の形態によるリードフレームの各変形例について説明する。図38乃至図43に示す変形例は、コネクティングバー又はリード部の構成が異なるものであり、他の構成は、図27乃至図37に示す実施の形態と略同一である。図38乃至図43において、図27乃至図37と同一部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
 (変形例1)
 図38に示す変形例(変形例1)において、コネクティングバー13の最大幅部分13eは、コネクティングバー13の表面13aと裏面13bとの中間位置よりも表面13a側に位置している。この場合、最大幅部分13eの、裏面13bからの距離T33は、コネクティングバー13の厚みT32の50%超、75%以下となっている。具体的には、最大幅部分13eの、裏面13bからの距離T33は、40μm超、150μm以下とすることが好ましい。
 また、コネクティングバー13の表面13aの幅W37は、100μm以上300μm以下とすることが好ましく、裏面13bの幅W38は、50μm以上150μm以下とすることが好ましい。さらに、最大幅部分13eの幅W39は、150μm以上350μm以下とすることが好ましい。
 このように、コネクティングバー13の最大幅部分13eが、表面13aと裏面13bとの中間位置よりも表面13a側に位置しているので、コネクティングバー13のうち、中間位置よりも裏面13b側に位置する部分の断面積を小さくすることができる。これにより、ステップカット工程においてコネクティングバー13を裏面13b側から切除する際、バリの発生を低減するとともに、ステップカット用ブレード37の摩耗を抑えることができる。
 (変形例2)
 図39に示す変形例(変形例2)は、コネクティングバー13の表面13aに凹部65を形成したものであり、他の構成は、図38に示すコネクティングバー13の構成と略同一である。この凹部65は、コネクティングバー13の長手方向に沿って、その全域又は一部領域にわたって溝状に延びている。また、凹部65は、ハーフエッチングによりコネクティングバー13の表面13a側から凹状に形成されたものであり、略半円状又は略C字状断面を有している。凹部65の両側には、それぞれエッチングされていない側部領域66が形成されている。
 なお、凹部65の幅W310は、60μm以上150μm以下とすることが好ましく、凹部65の深さD33は、30μm以上100μm以下とすることが好ましい。
 このように、コネクティングバー13の表面13aに凹部65を形成したことにより、コネクティングバー13のうち、中間位置よりも表面13a側に位置する部分の断面積を小さくすることができる。これにより、切断工程においてコネクティングバー13を切断する際、バリの発生を低減するとともに、切断用ブレード38の摩耗を抑えることができる。
 (変形例3)
 図40に示す変形例(変形例3)は、コネクティングバー13の裏面13bに凹部67を形成したものであり、他の構成は、図31に示すコネクティングバー13の構成と略同一である。この凹部67は、コネクティングバー13の長手方向に沿って、その全域又は一部領域にわたって溝状に延びている。また、凹部67は、ハーフエッチングによりコネクティングバー13の裏面13b側から凹状に形成されたものであり、略半円状又は略C字状断面を有している。凹部67の両側には、それぞれエッチングされていない側部領域68が形成されている。
 なお、凹部67の幅W311は、60μm以上100μm以下とすることが好ましく、凹部67の深さD34は、30μm以上80μm以下とすることが好ましい。
 このように、コネクティングバー13の裏面13bに凹部67を形成したことにより、コネクティングバー13の断面に占める裏面13b側の断面積を小さくすることができる。これにより、ステップカット工程においてコネクティングバー13を裏面13b側から切除する際、バリの発生を低減するとともに、ステップカット用ブレード37の摩耗を抑えることができる。
 (変形例4)
 図41に示す変形例(変形例4)は、コネクティングバー13の裏面13b側の凹部67に加え、さらにコネクティングバー13の表面13aにも凹部65を形成したものであり、他の構成は、図40に示すコネクティングバー13の構成と略同一である。この表面13a側の凹部65は、コネクティングバー13の長手方向に沿って、その全域又は一部領域にわたって溝状に延びている。また、表面13a側の凹部65は、ハーフエッチングによりコネクティングバー13の表面13a側から凹状に形成されたものであり、略半円状又は略C字状断面を有している。凹部65の両側には、それぞれエッチングされていない側部領域66が形成されている。
 なお、表面13a側の凹部65の幅W312は、60μm以上150μm以下とすることが好ましく、凹部65の深さD35は、30μm以上100μm以下とすることが好ましい。
 このように、コネクティングバー13の表面13a及び裏面13bにそれぞれ凹部65、67を形成したことにより、コネクティングバー13の断面を小さくすることができる。これにより、ステップカット工程においてコネクティングバー13を裏面13b側から切除する際、バリの発生を低減するとともに、ステップカット用ブレード37の摩耗を抑えることができる。また、切断工程においてコネクティングバー13を切断する際、バリの発生を低減するとともに、切断用ブレード38の摩耗を抑えることができる。
 (変形例5)
 図42に示す変形例(変形例5)は、リード部12のうちコネクティングバー13に連結される部分が、平面視でテーパー状に形成されているものであり、他の構成は、図30に示す構成と略同様である。この場合、リード部12は、内側(ダイパッド11側)に位置する矩形状部分12bと、外側(コネクティングバー13側)に位置する台形状部分12cとから構成されている。このうち台形状部分12cは平面視でテーパー状に形成され、内側から外側に向けてその幅が徐々に狭くなっている。また、台形状部分12cは、コネクティングバー13からステップカット領域45よりも内側まで延びていることが好ましい。
 このように、リード部12のうちコネクティングバー13に連結される部分が、平面視でテーパー状に形成されていることにより、ステップカットする位置がコネクティングバー13の横方向に多少ずれた場合でも、ステップカット部45aの面積が大きく増加することがない。また、ステップカット工程及び切断工程時に発生するバリの量を低減するとともに、ステップカット用ブレード37及び切断用ブレード38の摩耗を抑えることができる。
 (変形例6)
 図43に示す変形例(変形例6)は、コネクティングバー13のうちリード部12の両側に位置する部分に、それぞれ切欠部13kが形成されているものであり、他の構成は、図30に示す構成と略同様である。この場合、コネクティングバー13は、切欠部13kにおいて幅が狭められている。また、リード部12は、内側(ダイパッド11側)に位置する第1矩形状部分12dと、外側(コネクティングバー13側)に位置するとともに第1矩形状部分12dよりも幅の狭い第2矩形状部分12eとから構成されている。
 このように、コネクティングバー13のうちリード部12の両側に位置する部分にそれぞれ切欠部13kを形成したことにより、ステップカット工程及び切断工程時に発生するバリの量を低減するとともに、ステップカット用ブレード37及び切断用ブレード38の摩耗を抑えることができる。
 (第4の実施の形態)
 次に、第4の実施の形態について、図44乃至図53を参照して説明する。なお、以下の各図において、同一部分には同一の符号を付しており、一部詳細な説明を省略する場合がある。
 リードフレームの構成
 まず、図44乃至図48により、本実施の形態によるリードフレームの概略について説明する。図44乃至図48は、本実施の形態によるリードフレームを示す図である。
 図44乃至図46に示すように、リードフレーム10は、1つ又は複数の単位リードフレーム(パッケージ領域)10aを含んでいる。各単位リードフレーム10aは、半導体素子21(後述)を搭載する平面矩形状のダイパッド11と、ダイパッド11周囲に設けられ、半導体素子21と外部回路(図示せず)とを接続する複数の細長いリード部12とを備えている。なお、単位リードフレーム10aは、それぞれ半導体装置20(後述)に対応する領域であり、図44および図45において仮想線の内側に位置する領域である。また、図44および図45の仮想線は半導体装置20の外周縁に対応している。
 なお、本明細書中、「内側」とは、各単位リードフレーム10aにおいてダイパッド11の中心方向を向く側をいい、「外側」とは、各単位リードフレーム10aにおいてダイパッド11の中心から離れる側(コネクティングバー13側)をいう。また、「表面」とは、半導体素子21が搭載される側の面をいい、「裏面」とは、「表面」の反対側の面であって外部の図示しない実装基板に接続される側の面をいう。
 複数の単位リードフレーム10aは、コネクティングバー(支持リード、支持部材)13を介して互いに連結されている。このコネクティングバー13は、ダイパッド11と、リード部12とを支持するものであり、X方向およびY方向に沿ってそれぞれ延びている。ここで、X方向、Y方向とは、リードフレーム10の面内において、ダイパッド11の各辺に平行な二方向であり、X方向とY方向とは互いに直交している。また、Z方向は、X方向及びY方向の両方に対して垂直な方向である。
 ダイパッド11は、平面略正方形形状を有しており、その表面には、後述する半導体素子21が搭載される。ダイパッド11の平面形状は、正方形に限らず、長方形等の多角形としても良い。また、ダイパッド11の四つのコーナー部にはそれぞれタイバー(吊りリード)14が連結されており、ダイパッド11は、この4本のタイバー14を介してコネクティングバー13に連結支持されている。各タイバー14は、その全域にわたりハーフエッチングにより裏面側から薄肉に形成されている。
 ここでハーフエッチングとは、被エッチング材料をその厚み方向に途中までエッチングすることをいう。ハーフエッチング後の被エッチング材料の厚みは、ハーフエッチング前の被エッチング材料の厚みの例えば30%以上70%以下、好ましくは40%以上60%以下となる。なお、図45および図48において、ハーフエッチングされた領域を網掛けで示している。
 各コネクティングバー13は、細長い棒形状を有しており、その端部13mには、それぞれ正方形状の環状連結部(連結部材)19が連結されている。環状連結部19の内側には、平面正方形状の貫通開口19aが形成されている。また、環状連結部19には、タイバー14の外側端部が連結されている。すなわち、各環状連結部19には、それぞれ4本のタイバー14と、X方向に延びる2本のコネクティングバー13と、Y方向に延びる2本のコネクティングバー13とが連結される。また、環状連結部19は、その全域にわたりハーフエッチングにより裏面側から薄肉に形成されている。これにより、後述する半導体装置20の製造工程において、後述する封止樹脂23を形成する際に、樹脂が通過する流路を広く確保することができる。このため、各単位リードフレーム10aのコーナー部近傍の特定の箇所に応力が集中しにくくなり、封止樹脂23を各単位リードフレーム10aの内側に確実に充填することができる。このような環状連結部19の厚みは、製造する半導体装置20の構成にもよるが、例えば、60μm以上120μm以下とすることができる。
 コネクティングバー13は、リード部12が長手方向に沿って連結されるリード連結部41と、互いに隣り合うリード連結部41間、またはリード連結部41と環状連結部19との間に位置する中間部43とを有している。なお、リード連結部41とは、リード部12の長手方向における両側縁の延長線と、コネクティングバー13の長手方向における両側縁とによって取り囲まれた領域をいう。リード連結部41および中間部43は、それぞれ平面視矩形形状であり、その全域にわたり裏面側からハーフエッチングにより薄肉化されている(図46および図47参照)。
 ダイパッド11は、中央に位置するダイパッド厚肉部11aと、ダイパッド厚肉部11aの周縁全周にわたって形成されたダイパッド薄肉部11bとを有している(図46参照)。このうちダイパッド厚肉部11aは、ハーフエッチングされておらず、加工前の金属基板(後述する金属基板31)と同一の厚みを有している。具体的には、ダイパッド厚肉部11aの厚みは、半導体装置20の構成にもよるが、80μm以上200μm以下とすることができる。一方、ダイパッド薄肉部11bは、ハーフエッチングにより裏面側から薄肉に形成されている。このようにダイパッド薄肉部11bを設けたことにより、ダイパッド11が封止樹脂23(後述)から離脱しにくくすることができる。
 各リード部12は、後述するようにボンディングワイヤ22を介して半導体素子21に接続されるものであり、ダイパッド11との間に空間を介して配置されている。隣り合うリード部12同士は、半導体装置20(後述)の製造後に互いに電気的に絶縁される形状となっている。また、リード部12は、半導体装置20の製造後にダイパッド11と電気的に絶縁される形状となっている。このリード部12の裏面には、それぞれ外部の実装基板(図示せず)に電気的に接続される外部端子17が形成されている。各外部端子17は、半導体装置20(後述)の製造後に、それぞれ半導体装置20から外方に露出するようになっている。この場合、外部端子17は、平面視で1列に配置されている。
 図44に示すように、リード部12は、平面から見て略矩形形状を有しており、その基端部はコネクティングバー13のリード連結部41に連結されている。また、図44乃至図46に示すように、リード部12の表面には内部端子15が形成され、リード部12の裏面には、上述した外部端子17が形成されている。内部端子15は、後述するようにボンディングワイヤ22を介して半導体素子21に電気的に接続される領域となっている。このため、内部端子15上には、ボンディングワイヤ22との密着性を向上させるめっき部が設けられていても良い。
 図46に示すように、リード部12は、ハーフエッチングされることなく、ダイパッド11のダイパッド厚肉部11a(加工前の金属基板31)と同一の厚みを有している。なお、図44、図45および図47において、リード部12の幅は、例えば60μm以上180μm以下であり、互いに隣接するリード部12間の距離は、例えば85μm以上200μm以下である。
 次に、図47および図48を参照して、コネクティングバー13及びタイバー14の構成について更に説明する。図47は、コネクティングバー13の長手方向に垂直な方向の断面図である。
 コネクティングバー13及びタイバー14は、上述したように、裏面側からハーフエッチングにより薄肉化されている。図47に示すように、コネクティングバー13の厚みt41は、タイバー14の厚みt42よりも薄くなっている。コネクティングバー13の厚みt41は、製造する半導体装置20の構成にもよるが、60μm以上120μm以下とすることができ、タイバー14の厚みt42は、70μm以上130μm以下とすることができる。
 ところで、一般にリードフレーム10を各半導体装置20毎に分離する際、リードフレーム10とブレード(図示せず)との摩擦により、リードフレーム10が単位リードフレーム10a毎に振動する。単位リードフレーム10aに振動が発生すると、全体としてリードフレーム10が振動する。これにより、リードフレーム10のリード部12とブレードとの間の摩擦が増大し、リード部12にスミアリングが発生する可能性がある。リード部12にスミアリングが発生した場合、スミアリングにより、リード部12同士が短絡してしまうおそれがある。ここで本明細書中、スミアリングとは、リードフレーム10を各半導体装置20毎に分離するブレードとの摩擦により、リード部12を構成する金属材料が、ダイシングの方向に沿って部分的に延びたもの(バリ)をいう。
 これに対して、本実施の形態においては、コネクティングバー13の厚みt41が、タイバー14の厚みt42よりも薄くなっている。これにより、コネクティングバー13がブレードと接触する面積を小さくすることができ、ダイシング時に振動が発生することを抑制できる。このため、リードフレーム10が単位リードフレーム10a毎に振動することを抑制することができ、全体としてリードフレーム10が振動することを抑制することができる。この結果、ダイシング時に、リード部12とブレードとの間の摩擦を低減することができ、スミアリングの発生を抑制することができる。なお、このようなコネクティングバー13の厚みt41およびタイバー14の厚みt42は、後述するように、エッチング用レジスト層32、33の形状およびエッチング条件を適宜調整することにより、得ることができる。また、図示はしないが、コネクティングバー13のうち、リード連結部41の厚みと中間部43の厚みとが異なっていても良い。この場合、例えば、リード連結部41の厚みは、製造する半導体装置20の構成にもよるが、70μm以上130μm以下とすることができ、中間部43の厚みは、60μm以上120μm以下とすることができる。
 また、図48に示すように、環状連結部19の幅W41は、タイバー14の幅W42よりも広くなっている。これにより、環状連結部19が、ダイシング時にコネクティングバー13に発生する振動を吸収することができる。このため、ダイシング時に発生する振動がコネクティングバー13からタイバー14に伝わることを抑制することができる。この結果、ダイシング時にリードフレーム10が振動することにより発生するスミアリングを抑制することができる。このような環状連結部19の幅W41は、製造する半導体装置20の構成にもよるが、150μm以上350μm以下とすることができ、タイバー14の幅W42は、100μm以上250μm以下とすることができる。なお、本明細書中、環状連結部19の幅W41とは、環状連結部19のうち、X方向に延びる部分においては、当該部分のY方向の長さをいい、環状連結部19のうち、Y方向に延びる部分においては、当該部分のX方向の長さをいう。
 以上説明したリードフレーム10は、全体として銅、銅合金、42合金(Ni42%のFe合金)等の金属から構成されている。また、リードフレーム10の厚みは、製造する半導体装置20の構成にもよるが、80μm以上200μm以下とすることができる。
 なお、本実施の形態において、リード部12は、ダイパッド11の4辺全てに沿って配置されているが、これに限られるものではなく、例えばダイパッド11の対向する2辺のみに沿って配置されていても良い。
 また、本実施の形態では、外部端子17が、平面視で1列に配置されている場合を例にとって説明したが、これに限らず、リード部12が長リード部と短リード部とを含み、長リード部の第1外部端子と短リード部の第2外部端子とが千鳥状に2列に配置されていても良く、外部端子が3列以上に配置されていても良い。
 半導体装置の構成
 次に、図49および図50により、本実施の形態による半導体装置について説明する。図49および図50は、本実施の形態による半導体装置を示す図である。
 図49および図50に示すように、半導体装置(半導体パッケージ)20は、ダイパッド11と、ダイパッド11の周囲に配置された複数のリード部12と、ダイパッド11上に搭載された半導体素子21と、リード部12と半導体素子21とを電気的に接続する複数のボンディングワイヤ(接続部材、導電部材)22とを備えている。また、ダイパッド11、リード部12、半導体素子21およびボンディングワイヤ22は、封止樹脂23によって樹脂封止されている。
 ダイパッド11、リード部12は、上述したリードフレーム10から作製されたものである。このほか、ダイパッド11、リード部12の構成は、半導体装置20に含まれない領域を除き、上述した図44乃至図48に示すものと同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
 半導体素子21としては、従来一般に用いられている各種半導体素子を使用することが可能であり、特に限定されないが、例えば集積回路、大規模集積回路、トランジスタ、サイリスタ、ダイオード等を用いることができる。この半導体素子21は、各々ボンディングワイヤ22が取り付けられる複数の電極21aを有している。また、半導体素子21は、例えばダイボンディングペースト等の接着剤24により、ダイパッド11の表面に固定されている。
 各ボンディングワイヤ22は、例えば金、銅等の導電性の良い材料からなっている。各ボンディングワイヤ22は、それぞれその一端が半導体素子21の電極21aに接続されるとともに、その他端が各リード部12の内部端子15にそれぞれ接続されている。なお、内部端子15には、ボンディングワイヤ22と密着性を向上させるめっき部が設けられていても良い。
 封止樹脂23としては、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、あるいはPPS樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることができる。封止樹脂23全体の厚みは、300μm以上1200μm以下程度とすることができる。また、封止樹脂23の一辺(半導体装置20の一辺)は、例えば6mm以上16mm以下することができる。なお、図49において、封止樹脂23のうち、ダイパッド11、リード部12よりも表面側に位置する部分の表示を省略している。
 リードフレームの製造方法
 次に、図44乃至図48に示すリードフレーム10の製造方法について、図51(a)-(e)及び図52(a)-(c)を用いて説明する。なお、図51(a)-(e)は、リードフレーム10の製造方法を示す断面図(図46に対応する図)であり、図52(a)-(c)は、リードフレーム10の製造方法を示す断面図(図47に対応する図)である。
 まず図51(a)に示すように、平板状の金属基板31を準備する。この金属基板31としては、銅、銅合金、42合金(Ni42%のFe合金)等の金属からなる基板を使用することができる。なお金属基板31は、その両面に対して脱脂等を行い、洗浄処理を施したものを使用することが好ましい。
 次に、金属基板31の表裏全体にそれぞれ感光性レジスト32a、33aを塗布し、これを乾燥する(図51(b))。なお感光性レジスト32a、33aとしては、従来公知のものを使用することができる。
 続いて、この金属基板31に対してフォトマスクを介して露光し、現像することにより、所望の開口部32b、33bを有するエッチング用レジスト層32、33を形成する(図51(c))。
 次に、エッチング用レジスト層32、33を耐腐蝕膜として金属基板31に腐蝕液でエッチングを施す(図51(d))。これにより、ダイパッド11、リード部12の外形が形成される。なお、腐蝕液は、使用する金属基板31の材質に応じて適宜選択することができ、例えば、金属基板31として銅を用いる場合、通常、塩化第二鉄水溶液を使用し、金属基板31の両面からスプレーエッチングを行うことができる。
 その後、エッチング用レジスト層32、33を剥離して除去することにより、図44乃至図48に示すリードフレーム10が得られる。(図51(e))。
 ところで、リードフレーム10を作製する際、コネクティングバー13及びタイバー14は、上述したように、裏面側からハーフエッチングにより薄肉化される。コネクティングバー13及びタイバー14を裏面側から薄肉化する場合、図51(a)-(c)を用いて説明したように、感光性レジスト32a、33aを塗布し、乾燥させた後に金属基板31に対して、フォトマスクを介して露光し、現像することにより、エッチング用レジスト層32、33に所望の開口部32b、33bを形成する(図52(a))。この際、例えば、コネクティングバー13およびタイバー14に対応する部分に、開口部33bまたは島状の感光性レジスト33aを複数点在させる。このとき、例えば、コネクティングバー13に対応する部分における開口部33bまたは島状の感光性レジスト33aの面積と、タイバー14に対応する部分における開口部33bまたは島状の感光性レジスト33aの面積とを適宜調整することにより、コネクティングバー13の厚みt41をタイバー14の厚みt42よりも薄くすることができる。
 次に、図51(d)を用いて説明したように、エッチング用レジスト層32、33を耐腐蝕膜として金属基板31に腐蝕液でエッチングを施す。これにより、コネクティングバー13及びタイバー14の外形が形成される(図52(b))。
 その後、図51(e)を用いて説明したように、エッチング用レジスト層32、33を剥離して除去する(図52(c))。
 なお、上記においては、金属基板31の両面側からスプレーエッチングを行う場合を例にとって説明したが、これに限られるものではない。例えば、金属基板31の片面ずつ2段階のスプレーエッチングを行っても良い。具体的には、まず金属基板31の表面側の全体に第1エッチング用レジスト層を設けるとともに、裏面側に所定のパターンをもつ第2エッチング用レジスト層を形成し、金属基板31の裏面側のみエッチングを施す。次に、第1及び第2エッチング用レジスト層を除去するとともに、金属基板31の裏面側に耐エッチング性のある樹脂からなる封止層を設ける。続いて、金属基板31の表面側に所定のパターンをもつ第3エッチング用レジスト層を形成し、この状態で金属基板31の表面側のみエッチングを施す。その後、裏面側の封止層を剥離することにより、リードフレーム10の外形が形成される。このように金属基板31の片面ずつスプレーエッチングを行うことにより、リード部12の変形を回避しやすいという効果が得られる。
 半導体装置の製造方法
 次に、図49および図50に示す半導体装置20の製造方法について、図53(a)-(e)を用いて説明する。
 まず、例えば図51(a)-(e)および図52(a)-(c)に示す方法により、リードフレーム10を作製する(図53(a))。
 次に、リードフレーム10のダイパッド11上に、半導体素子21を搭載する。この場合、例えばダイボンディングペースト等の接着剤24を用いて、半導体素子21をダイパッド11上に載置して固定する(ダイアタッチ工程)(図53(b))。
 次に、半導体素子21の各電極21aと、各リード部12の内部端子15とを、それぞれボンディングワイヤ(接続部材)22によって互いに電気的に接続する(ワイヤボンディング工程)(図53(c))。
 次に、リードフレーム10に対して熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を射出成形またはトランスファ成形することにより、封止樹脂23を形成する(樹脂封止工程)(図53(d))。このようにして、ダイパッド11、リード部12、半導体素子21およびボンディングワイヤ22を封止する。
 この間、コネクティングバー13側から各単位リードフレーム10aの内側に向けて、樹脂が回り込む。本実施の形態において、環状連結部19、タイバー14及びコネクティングバー13の端部13mは、それぞれ裏面側から薄肉化されている。このため、樹脂が通過する流路が広く確保され、溶融した樹脂は、各単位リードフレーム10aのコーナー部の周囲をスムーズに流れる。これにより、各単位リードフレーム10aのコーナー部近傍の特定の箇所に応力が集中しにくくなり、封止樹脂23を各単位リードフレーム10aの内側に確実に充填することができる。また、封止樹脂23の圧力によって、リード部12が変形するおそれも少ない。
 次に、各半導体素子21間の封止樹脂23をダイシングすることにより、リードフレーム10を各半導体装置20毎に分離する。この際、例えばダイヤモンド砥石からなるブレード(図示せず)を回転させながら、各半導体装置20間のリードフレーム10および封止樹脂23を切断しても良い。
 この場合、コネクティングバー13の厚みt41が、タイバー14の厚みt42よりも薄くなっている。このように、ダイシング時にブレードと接触するコネクティングバー13の厚みt41をタイバー14の厚みt42よりも薄くすることにより、コネクティングバー13がブレードと接触する面積を小さくすることができる。これにより、ダイシング時に振動が発生することを抑制でき、リードフレーム10が単位リードフレーム10a毎に振動することを抑制することができる。このため、全体としてリードフレーム10が振動することを抑制することができる。この結果、ダイシング時に、リード部12とブレードとの間の摩擦を低減することができ、スミアリングの発生を抑制することができる。
 また、この場合、環状連結部19の幅W41が、タイバー14の幅W42よりも広くなっている。このように、コネクティングバー13とタイバー14とを連結する環状連結部19の幅W41をタイバー14の幅W42よりも広くすることにより、環状連結部19が、ダイシング時にコネクティングバー13に発生するダイシングの振動を吸収することができる。これにより、ダイシング時に発生する振動がコネクティングバー13からタイバー14に伝わることを抑制することができる。このため、ダイシング時にリードフレーム10が振動することにより発生するスミアリングを抑制することができる。
 このようにして、図49および図50に示す半導体装置20が得られる(図53(e))。
 以上説明したように、本実施の形態によれば、コネクティングバー13およびタイバー14は、それぞれ裏面側から薄肉化され、コネクティングバー13の厚みt41が、タイバー14の厚みt42よりも薄くなっている。これにより、ダイシング時にコネクティングバー13がブレードと接触する面積を小さくすることができる。これにより、ダイシング時に振動が発生することを抑制でき、リードフレーム10が振動することを抑制することができる。このため、ダイシング時に、リード部12とブレードとの間の摩擦を低減することができ、スミアリングの発生を抑制することができる。このため、リードフレーム10が振動することを抑制することができる。この結果、ダイシング時に、リード部12とブレードとの間の摩擦が増大することを抑制することができ、スミアリングの発生を抑制することができる。なお、このようにコネクティングバー13の厚みt1とタイバー14の厚みt42との違いにより、スミアリングの発生を抑制することができることは、後述する実施例によって説明する。
 また、本実施の形態によれば、環状連結部19の幅W41は、タイバー14の幅W42よりも広くなっている。これにより、環状連結部19が、ダイシング時にコネクティングバー13に発生する振動を吸収することができる。このため、ダイシング時に発生する振動がコネクティングバー13からタイバー14に伝わることを抑制することができる。この結果、ダイシング時にリードフレーム10が振動することにより発生するスミアリングを抑制することができる。
 [実施例]
 次に、上述した本実施の形態の作用について、具体的に説明する。
 (実施例)
 図51(a)-(e)及び図52(a)-(c)に示す方法により、本実施の形態によるリードフレーム10を作製した。次に、図53(a)-(e)に示す方法により、本実施の形態による半導体装置20(実施例)を作製した。その後、得られた半導体装置20において、互いに隣接するリード部12同士が短絡しているか否かを確認した。この場合、リードフレーム10において、コネクティングバー13のリード連結部41の厚みは105μmであり、中間部43の厚みは100μmであった。また、リードフレーム10および半導体装置20において、タイバー14の厚みは115μmであり、環状連結部19の厚みは115μmであった。この結果を表1に示す。
 (比較例)
 タイバーの厚みが90μmであり、環状連結部の厚みが90μmであること、以外は、実施例と同様にして、得られた半導体装置において、互いに隣接するリード部同士が短絡しているか否かを調査した。この結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 この結果、コネクティングバーの厚みがタイバーの厚みよりも厚くなっている比較例においては、ダイシングによりリード部にスミアリングが発生し、互いに隣接するリード部同士が短絡していた。これに対してコネクティングバー13の厚みt41がタイバー14の厚みt42よりも薄くなっている実施例においては、リード部12に、ダイシングによるスミアリングが発生することを抑制することができ、互いに隣接するリード部同士が短絡していなかった。
 このように、本実施の形態によれば、リードフレーム10を各半導体装置20毎に分離する際に、リード部12にスミアリングが発生することを抑制することができる。これにより、互いに隣接するリード部12間の距離が短くなることを抑制することができ、互いに隣接するリード部12が短絡する不具合を抑制できる。
 上記各実施の形態及び変形例に開示されている複数の構成要素を必要に応じて適宜組合せることも可能である。あるいは、上記各実施の形態及び変形例に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
 

Claims (39)

  1.  リードフレームにおいて、
     半導体素子が搭載されるダイパッドと、
     前記ダイパッドの周囲に設けられた、複数の長リード部および複数の短リード部と、
     前記複数の長リード部および前記複数の短リード部が連結されたコネクティングバーとを備え、
     前記長リード部と前記短リード部とは、前記コネクティングバーの長手方向に沿って交互に配置され、
     前記コネクティングバーのうち、前記長リード部が連結された長リード連結部は、少なくとも部分的に裏面側から薄肉化され、
     前記コネクティングバーのうち、前記短リード部が連結された短リード連結部は、少なくとも部分的に表面側から薄肉化されている、リードフレーム。
  2.  前記長リード連結部の前記薄肉化された部分は、前記コネクティングバーの長手方向に沿って、当該長リード連結部に隣接する短リード連結部側に向けて広がっている、請求項1記載のリードフレーム。
  3.  前記短リード連結部の前記薄肉化された部分は、前記コネクティングバーの長手方向に沿って、当該短リード連結部に隣接する長リード連結部側に向けて広がっている、請求項1記載のリードフレーム。
  4.  前記コネクティングバーのうち少なくとも長手方向の端部は、裏面側から薄肉化されている、請求項1記載のリードフレーム。
  5.  前記ダイパッドのコーナー部から吊りリードが延在し、前記吊りリードの少なくとも一部は、裏面側から薄肉化されている、請求項1記載のリードフレーム。
  6.  前記短リード連結部に、一対の薄肉領域が形成され、前記一対の薄肉領域の間には、前記一対の薄肉領域よりも厚い中央領域が形成されている、請求項1記載のリードフレーム。
  7.  半導体装置において、
     ダイパッドと、
     前記ダイパッドの周囲に設けられた、複数の長リード部および複数の短リード部と、
     前記ダイパッド上に搭載された半導体素子と、
     前記半導体素子と前記長リード部または前記短リード部とを電気的に接続する接続部材と、
     前記ダイパッドと、前記長リード部と、前記短リード部と、前記半導体素子と、前記接続部材とを封止する封止樹脂とを備え、
     前記長リード部と前記短リード部とは、前記封止樹脂の周縁に沿って交互に配置され、 前記長リード部のうち前記封止樹脂から露出する部分は、裏面側から薄肉化され、
     前記短リード部のうち前記封止樹脂から露出する部分は、表面側から薄肉化されている、半導体装置。
  8.  圧延方向に延びる圧延筋を有するリードフレームであって、
     前記圧延筋が設けられた面内に、前記圧延方向に直交する方向に延びる複数の局所変形部が形成されている、リードフレーム。
  9.  前記局所変形部の最大高さ粗さは、0.2μm以上2.0μm以下である、請求項8に記載のリードフレーム。
  10.  前記局所変形部の長さは、前記圧延筋の長さの30分の1以下である、請求項8に記載のリードフレーム。
  11.  前記局所変形部の幅は、0.5μm以上3.0μm以下である、請求項8に記載のリードフレーム。
  12.  前記局所変形部は、前記圧延方向に沿った断面において、上方に突出する凸部である、請求項8に記載のリードフレーム。
  13.  860MPa以上890MPa以下の引張強度をもち、かつ、JIS-Z2241に準拠して測定される伸びが、2.8%以上4.4%以下である金属材料から構成されている、請求項8に記載のリードフレーム。
  14.  前記金属材料は、コルソン系合金(Cu-Ni-Si)である、請求項13に記載のリードフレーム。
  15.  半導体素子が搭載されるダイパッドと、前記ダイパッドの周囲に設けられ、それぞれ外部端子を含む複数のリード部とを備え、前記複数のリード部の前記外部端子は、隣り合うリード部間で交互に内側および外側に位置するよう千鳥状に配置されている、請求項8に記載のリードフレーム。
  16.  半導体装置であって、
     圧延方向に延びる複数の圧延筋を有するダイパッドと、
     前記ダイパッドの周囲に設けられ、それぞれ外部端子を含む複数のリード部と、
     前記ダイパッド上に搭載された半導体素子と、
     前記半導体素子と前記リード部とを電気的に接続する導電部材と、
     前記ダイパッドと、前記リード部と、前記半導体素子と、前記導電部材とを封止する封止樹脂とを備え、
     前記ダイパッドの前記圧延筋が設けられた面内に、前記圧延方向に直交する方向に延びる複数の局所変形部が形成されている、半導体装置。
  17.  前記局所変形部の最大高さ粗さは、0.2μm以上2.0μm以下である、請求項16に記載の半導体装置。
  18.  前記局所変形部の長さは、前記圧延筋の長さの30分の1以下である、請求項16に記載の半導体装置。
  19.  前記局所変形部の幅は、0.5μm以上3.0μm以下である、請求項16に記載の半導体装置。
  20.  前記局所変形部は、前記圧延方向に沿った断面において、上方に突出する凸部である、請求項16に記載の半導体装置。
  21.  前記リード部は、860MPa以上890MPa以下の引張強度をもち、かつ、JIS-Z2241に準拠して測定される伸びが、2.8%以上4.4%以下である金属材料から構成されている、請求項16に記載の半導体装置。
  22.  前記金属材料は、コルソン系合金(Cu-Ni-Si)である、請求項21に記載の半導体装置。
  23.  前記複数のリード部の前記外部端子は、隣り合うリード部間で交互に内側および外側に位置するよう千鳥状に配置されている、請求項16に記載の半導体装置。
  24.  リードフレームにおいて、
     ダイパッドと、
     前記ダイパッドの周囲に設けられたリード部と、
     前記リード部が連結されたコネクティングバーとを備え、
     前記コネクティングバーの表面の幅は、前記コネクティングバーの裏面の幅よりも広く、
     前記コネクティングバーのうち最大幅となる最大幅部分が、前記コネクティングバーの前記表面と前記裏面との間に位置する、リードフレーム。
  25.  前記最大幅部分は、前記コネクティングバーの前記表面と前記裏面との中間位置よりも前記表面側に位置する、請求項24記載のリードフレーム。
  26.  前記コネクティングバーの前記表面及び前記裏面のうち少なくとも一方に、凹部が形成されている、請求項24記載のリードフレーム。
  27.  互いに直交する2つの前記コネクティングバーが連結部で互いに連結され、前記ダイパッドと前記連結部とは、吊りリードによって互いに連結され、前記連結部は薄肉化されておらず、前記吊りリードは裏面側から薄肉化されている、請求項24記載のリードフレーム。
  28.  前記リード部のうち前記コネクティングバーに連結される部分が、平面視でテーパー状に形成されている、請求項24記載のリードフレーム。
  29.  前記コネクティングバーのうち前記リード部の両側に位置する部分に、それぞれ切欠部が形成されている、請求項24記載のリードフレーム。
  30.  前記コネクティングバーの表面の幅は、前記コネクティングバーの裏面の幅よりも15μm以上25μm以下だけ広く、前記最大幅部分の幅は、前記コネクティングバーの表面の幅よりも10μm以上15μm以下だけ広い、請求項24記載のリードフレーム。
  31.  半導体装置の製造方法において、
     請求項24記載のリードフレームを準備する工程と、
     前記リードフレームの前記ダイパッド上に半導体素子を搭載する工程と、
     前記半導体素子と前記リード部とを接続部材により電気的に接続する工程と、
     前記ダイパッドと、前記リード部と、前記半導体素子と、前記接続部材とを封止樹脂により封止する工程と、
     前記コネクティングバーに沿って、裏面側から前記リードフレームの厚み方向の一部を切除する工程と、
     前記半導体装置毎に前記リードフレーム及び前記封止樹脂を切断する工程とを備えた、半導体装置の製造方法。
  32.  リードフレームにおいて、
     半導体素子が搭載されるダイパッドと、
     前記ダイパッドの周囲に設けられた、複数のリード部と、
     前記複数のリード部が連結されたコネクティングバーと、
     前記ダイパッドと前記コネクティングバーとを連結するタイバーとを備え、
     前記コネクティングバーおよび前記タイバーは、それぞれ裏面側から薄肉化され、
     前記コネクティングバーの厚みは、前記タイバーの厚みよりも薄い、リードフレーム。
  33.  リードフレームにおいて、
     半導体素子が搭載されるダイパッドと、
     前記ダイパッドの周囲に設けられた、複数のリード部と、
     前記複数のリード部が連結されたコネクティングバーと、
     前記ダイパッドから延在するタイバーと、
     前記タイバーと前記コネクティングバーとを連結する連結部材とを備え、
     前記連結部材の幅は、前記タイバーの幅よりも広い、リードフレーム。
  34.  前記コネクティングバーおよび前記タイバーは、それぞれ裏面側から薄肉化され、
     前記コネクティングバーの厚みは、前記タイバーの厚みよりも薄い、請求項33に記載のリードフレーム。
  35.  前記連結部材は、裏面側から薄肉化されている、請求項33に記載のリードフレーム。
  36.  前記連結部材の幅は、150μm以上350μm以下であり、前記タイバーの幅は、100μm以上250μm以下である、請求項33に記載のリードフレーム。
  37.  前記コネクティングバーの厚みは、60μm以上120μm以下であり、前記タイバーの厚みは、70μm以上130μm以下である、請求項32に記載のリードフレーム。
  38.  半導体装置において、
     ダイパッドと、
     前記ダイパッドの周囲に設けられた、複数のリード部と、
     前記ダイパッドから延在するタイバーと、
     前記タイバーに連結された連結部材と、
     前記ダイパッド上に搭載された半導体素子と、
     前記半導体素子と前記リード部とを電気的に接続する接続部材と、
     前記ダイパッドと、前記リード部と、前記タイバーと、前記連結部材と、前記半導体素子と、前記接続部材とを封止する封止樹脂とを備え、
     前記連結部材の幅は、前記タイバーの幅よりも広い、半導体装置。
  39.  前記連結部材の幅は、150μm以上350μm以下であり、前記タイバーの幅は、100μm以上250μm以下である、請求項38に記載の半導体装置。
     
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