JP2005252314A - リードフレーム，樹脂封止型半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 生産性が高く安価で品質の良い樹脂封止型半導体装置の製造に適したリードフレーム、リードフレームを用いた樹脂封止型半導体装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 リードフレームＬＦ２は、本体部の外周部に沿って設けられ下部が欠如した薄膜部２０１ｃ及び上記薄膜部２０１ｃの下面から下方に突出する複数の放熱端子２０１ｂとを有するダイパッド２０１を備え、リードフレームＬＦ２のリード２０２は、上面が金属細線を接続するためのボンディングパッド２０４ａとなり最下部が外部端子２０４ｂとなる島部２０４と、島部２０４よりも薄くなるように下部が欠如して、外枠−島部−島部−放熱端子間をそれぞれ接続する連結部２０５とを備えている。
【選択図】 図７

Description

本発明は、リードフレーム上に半導体チップが搭載された面を封止樹脂で封止し、底面に外部電極となるランド電極を露出させた樹脂封止型半導体装置、及びこの樹脂封止型半導体装置に用いられるリードフレームに関するものである。

近年、電子機器の小型化に対応するために、半導体部品の高密度実装がますます要求されてきており、これに伴って半導体装置の小型化及び薄型化が進展している。さらに、生産コスト，生産性向上のために種々の工夫がなされている。以下、従来の樹脂封止型半導体装置に使用するリードフレーム及びその加工方法について説明する。

図１２は、特許文献１に開示されている従来の樹脂封止型半導体装置に用いられるリードフレームの構造を示す図である。同図に示すように、この従来のリードフレームは、半導体チップを搭載するダイパッド１００１と、その末端でフレーム枠１００２と接続され、先端部でダイパッド１００１の四隅を支持する吊りリード１００３と、その先端部がダイパッド１００１に対向し、末端部がフレーム枠１００２に接続された直線状のランドリード１００４及びリード１００５とを有している。そして、ランドリード１００４とリード１００５との各底面部が外部端子（ランド部）を構成しており、リード１００５はその底面に加えて外方の側面部でも外部端子として実装基板と接続できるように構成されている。また、ランドリード１００４の先端部はリード１００５の先端部を越えて、ダイパッド１００１に近い部位まで延びている。

ダイパッド１００１には、その表面の略中央部分に上方に突出した円形の突出部１００６が設けられ、突出部１００６は、ダイパッド１００１を構成している平板に対してプレス加工により半切断状態のプレスを施し、上方に突出させることにより形成されたものである。この突出部１００６が実質的に半導体チップを支持する部分となり、半導体チップを搭載した際、ダイパッド１００１の突出部１００６を除く表面と半導体チップ裏面との間には間隙が形成される。ダイパッド１００１の表面の突出部１００６を包囲する領域には溝部１００７が設けられ、半導体チップを搭載して樹脂封止した際に、封止樹脂がその溝部１００７に入り込むように設けられている。

このような構成を有するリードフレームにより、半導体チップを搭載し、金属細線で半導体チップと各リードとを接続し、樹脂封止して樹脂封止型半導体装置を構成した際、樹脂封止型半導体装置の底面、すなわちパッケージ底面には、先端部が曲面となっているランド部１００８の底面が配置され、そのランド部１００８の外側にはリード１００５の先端部が曲面となっている底面部分が配置されて千鳥状の２列配置の外部端子が構成されている。これにより、ＬＧＡ（ランド・グリッド・アレイ）型パッケージを構成することができる。
特開２００１−７７２７４号公報

しかしながら、従来のリードフレームによると、以下のような不具合があった。

従来のリードフレームにより、ランド部が複数列に配置されたＬＧＡが得られるものの、ダイパッド１００１を固定している吊りリード１００３の存在する部位にはランド部を配置することができない。そのために、ランド部（端子電極）数を増やす場合の制約がある。

また、吊りリードが存在することから、このリードフレームを使用した半導体装置を作成するにあたって、樹脂封止の際にダイパッドと樹脂部との熱収縮率の差から、半導体装置に反りが発生していた。

さらにもう１つの問題として、シート貼り付け前の加工工程数が増加し、コストＵＰの要因となることが課題となっていた。

本発明の目的は、半導体装置のさらなる多品種多端子化に対応し、生産性が高く安価で品質の良い樹脂封止型半導体装置の製造に適したリードフレーム、このようなリードフレームを用いた樹脂封止型半導体装置及びその製造方法を提供することにある。

本発明のリードフレームは、ダイパッドの外周部に下部が欠如した薄膜部と薄膜部の下面から下方に突出する放熱端子とを設けるとともに、上面がボンディングパッドとなり最下部が外部端子となる島部と、外枠−島部−島部−放熱端子間を接続する連結部とを有するリードを設けたものである。

これにより、このリードフレームを用いた樹脂封止型半導体装置を形成した後、樹脂封止型半導体装置をマザーボードに搭載する際には、外部端子と放熱端子とを半田の一括リフローによってマザーボードの電極などと接続できるので、実装の安定化，容易化を図ることができる。また、ダイパッドに放熱端子を設けていることにより、本発明のリードフレームを用いて樹脂封止型半導体装置を形成する際のリードの切断工程において、リードの変形を抑制しつつ，円滑に島部及びダイパッドを外枠から切り離すことが可能になる。

各島部及び各放熱端子は、実質的に同一の平面形状を有していて、格子状に配置されていることにより、さらに高密度の実装が可能になる。

各島部及び各放熱端子は、少なくとも１つの方向において実質的に一定のピッチで配置されていることが好ましく、各島部は、上記外枠の各辺に沿って３列以上の複数列に配置されていることが好ましい。

また、樹脂封止時に吊りリードとして機能するリードをなくすことにより、通常はコーナー部に配置されていた吊りリードの代わりに外部端子を配置することができるので、外部端子を高密度に配置してなる樹脂封止型半導体装置が得られる。また、吊りリードが存在することによって生じやすいダイパッドの変形，移動などを抑制することができる。

本発明の樹脂封止型半導体装置は、本発明のリードフレームを用いて形成されたものであって、本体部の外周部に沿って設けられ下部が欠如した薄膜部と、薄膜部の下面から下方に突出するように設けられた複数の放熱端子とを有するダイパッドと、上面が金属細線を接続するためのボンディングパッドであり最下部が外部端子である島部と、島部の最下部と及び放熱端子の最下部とを露出させた状態で、半導体チップ，島部，リード，ダイパッド等を封止する封止樹脂とを備えている。

これにより、樹脂封止型半導体装置をマザーボードに搭載する際には、外部端子と放熱端子とを半田の一括リフローによってマザーボードの電極などと接続できるので、実装の安定化，容易化を図ることができる。

各外部端子及び各放熱端子は、実質的に同一の平面形状を有していて、封止樹脂の裏面に格子状に配置されていることにより、実装の容易化と高密度実装とを実現することができる。

各外部端子及び各放熱端子は、少なくとも１つの方向において実質的に一定のピッチで配置されていることが好ましく、各外部端子は、外周に沿って封止樹脂の裏面に３列以上の複数列に配置されていることが好ましい。

また、ダイパッドから延びて、先端部が封止樹脂の表面に露出する部材は設けられていないことにより、通常はコーナー部に配置されていた吊りリードの代わりに外部端子を配置することができるので、外部端子を高密度に配置してなる樹脂封止型半導体装置が得られる。

本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法は、上記のリードフレームを準備した後、ダイボンド工程と、封止シート上でのリードフレームの連結部の分断工程とを行なってから、電気的接続と、封止シートをリードフレームにつけたままでの樹脂封止を行なう方法である。

この方法により、ダイパッドや島部の位置を安定化させて、電気的接続，樹脂封止を行なうことができ、放熱端子を外部端子と共に並べて封止樹脂の裏面に突出させることができ、マザーボードへの実装が容易な樹脂封止型半導体装置が得られる。

また、吊りリードがなくても、ダイパッドや島部の位置を安定化させて、電気的接続，樹脂封止を行なうことができ、外部端子を高密度に配置した樹脂封止型半導体装置が得られる。

本発明のリードフレーム，これを用いた樹脂封止型半導体装置及びその製造方法によると、ダイパッドに外部端子と共に並ぶ放熱端子を設けたので、実装の容易化を図ることが可能になる。また、吊りリードがない分だけ、外部端子を高密度に設けた樹脂封止型半導体装置を得ることが可能になる。更に、ダイパッドとリードとを切り離す際に、リードの変形を防ぐことができる。

（第１の実施形態）
−リードフレームの構造−
図１（ａ），（ｂ）は、それぞれ順に、本発明の第１の実施形態に係るリードフレームの平面図、及び図１（ａ）のIB−IB線における断面図である。図１（ａ）は、多数の半導体チップを搭載する領域が碁盤目状に連続して設けられているリードフレームＬＦ１の一部、つまり、１つの半導体チップを搭載する領域だけを抜き出して示している。リードフレームＬＦ１は、銅合金板をエッチング，打ち抜きプレス等によって加工して得られるものである。

図１（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態のリードフレームＬＦ１は、チップ搭載領域Ｒtpを囲む，４つの辺からなる矩形状の外枠１００と、チップ搭載領域Ｒtpの中央部に設けられた半導体チップ搭載用のダイパッド１０１と、外枠１００から延びてダイパッド１０１につながるリード１０２と、補強用ランド１０３とを備えている。

本実施形態のリード１０２は、広幅（例えば２０μｍ〜１２０μｍ）かつ厚肉（例えば２０μｍ〜１２０μｍ）の島部１０４と、細幅（例えば１５μｍ〜１００μｍ）かつ薄肉（例えば１５μｍ〜１００μｍ）の連結部１０５とを交互に配置して構成されている。島部１０４の上面は金属細線が接続されるボンディングパッド１０４ａとして機能する。また、半導体チップをリードフレームＬＦ１上に実装する工程において、島部１０４の下面が接着層を有する封止シートに固定された状態で樹脂封止され、島部１０４の最下部が樹脂封止後に封止樹脂の裏面から下方に突出したランド電極１０４ｂ（外部端子）として機能する。連結部１０５は、外枠１００と島部１０４との間，島部１０４同士の間，及び島部１０４とダイパッド１０１との間をそれぞれ接続している。連結部１０５は、金型によるプレス加工またはエッチング加工によりその下部が欠如しており、半導体チップをリードフレームＬＦ１上に実装する工程において封止樹脂内に埋め込まれる部分である。連結部１０５は、島部１０４の上部と連続していて、連結部１０５の上面は島部１０４の上面と共通の平面を構成している。

ここで、本実施形態のリードフレームＬＦ１の特徴について説明する。本実施形態のリードフレームＬＦ１には、通常のリードフレームには存在している，吊りリードとしての機能しかない部材が存在していない。つまり、島部１０４が設けられていないリードは存在しない。したがって、本実施形態のリードフレームＬＦ１のダイパッドは、樹脂封止工程の際には、外枠に接続されておらず、樹脂封止工程時における吊りリードとして機能するリードは設けられていない。つまり、樹脂封止型半導体装置内には、ダイパッド１０１から延びて、封止樹脂の表面に露出するリードは存在しない。

そして、本実施形態のリードフレームＬＦ１においては、ダイパッド１０１のコーナー部と外枠１００のコーナー部とを結ぶ線上にも、島部１０４（つまり，ボンディングパッド１０４ａ及びランド電極１０４ｂ）が配置されている。また、本実施形態のリードフレームＬＦ１には、コーナー部付近において、当該リードが接続される外枠１００の一辺に隣接する他の辺から延びるリード１０２ｙ（又は１０２ｘ）に連結されているリード１０２ｘ（又は１０２ｙ）が存在する。つまり、他のリード１０２ｙ（又は１０２ｘ）を介してダイパッド１０１に接続されるリード１０２ｘ（又は１０２ｙ）が存在している。さらに、本実施形態のリードフレームＬＦ１においては、コーナー部において外枠１００に直接接続される、島部１０４よりも遙かに大面積（例えば、径３００μｍから１５００μｍ）の補強用ランド１０３が設けられている。

そして、各島部１０４の最下部である各ランド電極（外部端子）１０４ｂは、実質的に同じ平面形状を有しており、格子状に配列されている。ここで、「実質的に同じ」とは、製造時のばらつきを考慮しない場合に同じであるという意味である。

本実施形態のリードフレームＬＦ１によると、コーナー部において、吊りリードを設けずに、外枠１００の相隣接する２つの辺から延びるリード同士を連結させることにより、コーナー部も含めてランド電極１０４ｂ（外部端子）を外枠１００の各辺に沿って複数列に配置した樹脂封止型半導体装置を形成することが可能になる。すなわち、従来のリードフレームのようにコーナー部に吊りリードが存在する場合には、吊りリードの途中にランド電極を設けることはできるものの、吊りリードがダイパッドに接続されているので、吊りリードの途中のランド電極は、単なる補強用か、ダイパッドと同電位になる端子用に限られる（例えば、接地端子など）。それに対し、本実施形態のリードフレームＬＦ１においては、信号端子として機能するランド電極をコーナー部にまで配置することができ、ランド電極を高密度に配置することが可能になる。言い換えると、ランド電極の配置場所や数に関する制約を緩和することができる。

また、後に説明するように、本実施形態のリードフレームＬＦ１を用いて樹脂封止を行なう工程において、各ランド電極１０４（島部１０２）とダイパッド１０１とは互いに接続されることなく離間した状態で封止シートによってそれぞれ支持されているので、リードフレーム本体と封止樹脂との熱収縮率の差によって発生する反りが個々に分断され、半導体装置全体としての反り量を低減することができる。

また、本実施形態のリードフレームＬＦ１は、コーナー部に大型の円形パターンである補強用ランド１０３が設けられているので、樹脂封止型半導体装置をマザーボード上に実装（２次実装）する際に、樹脂封止型半導体装置と、マザーボードとの間のはんだ等による接合強度の向上を図ることができる。

ただし、本実施形態のリードフレームＬＦ１における補強用ランド１０３は、必ずしも設ける必要がない。補強用ランド１０３が存在しない場合には、そのスペースにランド電極（島部）を配置することができるので、ランド電極をさらに高密度に配置することが可能になる。

−樹脂封止型半導体装置の製造工程−
次に、本実施形態のリードフレームＬＦ１を用いた樹脂封止型半導体装置の製造工程の一例について説明する。図２（ａ），（ｂ）は、第１の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造工程のうちダイパッドの中央部をアップセットする工程を示す平面図及びIIB−IIB線における断面図である。図３（ａ），（ｂ）は、第１の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造工程のうちのリードフレームを封止シート上に載置する工程を示す平面図及びIIIB−IIIB線における断面図である。図４（ａ），（ｂ）は、第１の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造工程のうちリードを分断する工程を示す平面図及びIVB−IVB線における断面図である。図５は、第１の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造工程のうち樹脂封止工程を示す部分断面図である。図６（ａ），（ｂ）は、第１の実施形態の樹脂封止型半導体装置の樹脂封止工程終了後における構造を示すVIA−VIA線における断面図及び裏面図である。

まず、図２（ａ），（ｂ）に示す工程で、銅（Ｃｕ）を主成分とする合金または鉄（Ｆｅ）およびニッケル（Ｎｉ）の合金からなる金属板をスタンピングまたはエッチングにより一体成形して、図１（ａ），（ｂ）に示す構造を有するリードフレームＬＦ１を用意する。次に、上部半切断金型と下部プレス金型と（いずれも図示せず）を用いて、リードフレームＬＦ１をプレス加工することにより、ダイパッド１０１に円形の突出部１０１ａを形成する。この工程は、半導体チップをアップセットしてダイパッド１０１上に支持することを目的としているが、必ずしも突出部１０１ａを設ける必要はない。また、リードフレームＬＦ１には、半導体チップとの接合や実装に必要なめっきが部分的または全面に施される。めっきの種類としては、Ａｇめっき，Ａｕめっき，Ｎｉ−Ｐｄ−Ａｕめっきなどを用いることができる。

次に、図３（ａ），（ｂ）に示す工程で、リードフレームＬＦ１の裏面、つまり、ダイパッド１０１の本体部，補強用ランド１０３，島部１０４の各下面に密着するように封止シート１５０を貼り付ける。封止シート１５０の上面には接着層が設けられており、この接着層により、ダイパッド１０１，補強用ランド１０３及びリード１０２の島部１０４が、孤立した状態で封止シート１５０上に固定されている。

次に、図４（ａ），（ｂ）に示す工程で、封止シート１５０上にリードフレームＬＦ１を固定した状態で、金型を用いたプレス加工により、リード１０２を切断部Ｃt1，Ｃt2，Ｃt3で分断する。すなわち、リード１０２の島部１０４とダイパッド１０１との間の連結部１０５，島部１０４同士の間の連結部１０５，及び島部１０４と外枠１００との間の連結部１０５をそれぞれ切断して、ダイパッド１０１及び各島部１０４を孤立させる。

次に、工程の図示は省略するが、リードフレームＬＦ１を封止シート１５０に載置した状態で、リードフレームＬＦ１の各チップ搭載領域Ｒtpのダイパッド１０１上に半導体チップ１６０をそれぞれ搭載し（ダイボンド工程）、半導体チップ１６０のパッド電極と島部１０４のボンディングパッド１０４ａとを接続部材である金属細線１７０によって接続する（ワイヤボンディング工程）。

そして、図５に示すように、ダイキャビティを有する上型１８０ａと下型１８０ｂとからなる封止金型にリードフレームＬＦ１をセットする。すなわち、ダイキャビティに半導体チップ１５０，金属細線１７０等が入り込むように、リードフレームＬＦ１を封止金型にセットし、上型１８０ａと下型１８０ｂとの間を押圧した状態で、ダイキャビティ内に封止樹脂を充填する。

そして、樹脂封止工程の終了後に、封止シート１５０をリードフレームＬＦ１や封止樹脂から引き剥がしてから、リードフレームＬＦ１上に形成されている多数の樹脂封止型半導体装置を、個々に切り出すことにより、図６（ａ），（ｂ）に示す構造を有する樹脂封止型半導体装置が得られる。ただし、図６（ａ）に示す断面図においては、右半分の横方向寸法は左半分の横方向寸法と同じ寸法に縮小されている。

図６（ａ），（ｂ）に示すように、リードフレームＬＦ１の島部１０４の最下部であるランド電極１０４ｂ，ダイパッド１０１の最下部，及び補強用ランド１０３の最下部が封止樹脂１９０から下方に突出している。特に、ランド電極１０４ｂは、図６（ｂ）における縦方向及び横方向に一定のピッチ（間隔）Ｐ１で複数列に配置されており、コーナー部にも配置されていることがわかる。そして、樹脂封止型半導体装置内には、ダイパッド１０１から延びて、封止樹脂の表面に露出するリードは存在しない。

ランド電極１０４ｂ同士の間隔は必ずしも一定である必要はなく、かつ、一定のピッチで配置されている場合でも、図６（ｂ）における縦方向と横方向とでピッチが異なっていてもよいが、このように一定のピッチでランド電極１０４ｂが配置されていることにより、現実の半導体装置の規格に適合した樹脂封止型半導体装置が得られる。

本実施形態の樹脂封止型半導体装置によると、従来存在していた吊りリードをなくすとともに、ダイパッド１０１とリード１０２の島部１０４との間、リード１０２中の各島部１０４同士の間，島部１０４と外枠１００との間に、島部１０４よりも狭幅，薄肉の連結部１０５を介在させているので、図４（ａ），（ｂ）に示す工程において、リードフレームＬＦ１に半導体チップ１６０を搭載した状態で、リード１０２中の各島部１０４同士の間，島部１０４と外枠１００との間を容易に切断して、ダイパッド１０１と外枠１００との間を接続する部材が存在しない状態で、ワイヤボンディング工程を行ったり、樹脂封止工程を行なうことができる。

したがって、吊りリードを形成するためのエッチング、型抜き等の手間が省けるとともに、図６（ａ），（ｂ）に示すように、ランド電極１０４ｂが高密度に配置された樹脂封止型半導体装置が得られることになる。

（第２の実施形態）
図７（ａ），（ｂ）は、それぞれ順に、本発明の第２の実施形態に係るリードフレームの平面図、及びVIIB−VIIB線における断面図である。図７（ａ）は、多数の半導体チップを搭載する領域が碁盤目状に連続して設けられているリードフレームＬＦ２の一部、つまり、１つの半導体チップを搭載する領域だけを抜き出して示している。リードフレームＬＦ２は、銅合金板をエッチング，打ち抜きプレス等によって加工して得られるものである。

図７（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態のリードフレームＬＦ２は、チップ搭載領域Ｒtpを囲む，４つの辺からなる矩形状の外枠２００と、チップ搭載領域Ｒtpの中央部に設けられた半導体チップ搭載用のダイパッド２０１と、外枠２００から延びてダイパッド２０１につながるリード２０２と、補強用ランド２０３と、ダイパッド２０１の外周部に設けられリード２０２につながる放熱端子２０１ｂとを備えている。

本実施形態のリード２０２は、広幅（例えば２０μｍ〜１２０μｍ）かつ厚肉（例えば２０μｍ〜１２０μｍ）の島部２０４と、細幅（例えば１５μｍ〜１００μｍ）かつ薄肉（例えば１５μｍ〜１００μｍ）の連結部２０５とを交互に配置して構成されている。島部２０４の上面は、金属細線が接続されるボンディングパッド２０４ａとして機能する。また、半導体チップをリードフレームＬＦ２上に実装する工程において、島部２０４の下面が接着層を有する封止シートに固定された状態で樹脂封止され、島部２０４の最下部が樹脂封止後に封止樹脂の裏面から下方に突出したランド電極２０４ｂとして機能する。連結部２０５は、外枠２００と島部２０４との間，島部２０４同士の間，及び島部２０４とダイパッド２０１の放熱端子２０１ｂとの間をそれぞれ接続している。連結部２０５は、金型によるプレス加工またはエッチング加工によりその下部が欠如しており、半導体チップをリードフレームＬＦ２上に実装する工程において封止樹脂内に埋め込まれる。連結部２０５は、島部２０４の上部と連続していて、連結部２０５の上面は島部２０４の上面と共通の平面を構成している。

ここで、本実施形態のリードフレームＬＦ２の特徴について説明する。本実施形態のリードフレームＬＦ２には、通常のリードフレームには存在している，ダイパッドを支える機能だけを有する吊りリードが存在していない。また、本実施形態のリードフレームＬＦ２のダイパッドは、樹脂封止工程の際には、分断されているリード２０２のみによって外枠に接続されているので、樹脂封止工程の際に吊りリードとして機能するリードは設けられていない。そして、本実施形態のリードフレームＬＦ２においては、ダイパッド２０１のコーナー部と外枠２００のコーナー部とを結ぶ線上にも、島部２０４（つまり，ボンディングパッド２０４ａ及びランド電極２０４ｂ）が配置されている。また、本実施形態のリードフレームＬＦ２には、コーナー部付近において、ダイパッド２０１に直接接続されずに、当該リード２０２ｘ（又は２０２ｙ）が接続される外枠２００の一辺に隣接する他の辺から延びるリード２０２ｙ（又は２０２ｘ）に連結されているリード２０２ｘ（又は２０２ｙ）が存在する。つまり、当該リード２０２ｘ（又は２０２ｙ）が接続される外枠２００の一辺に隣接する他の辺から延びるリード２０２ｙ（又は２０２ｘ）を介してダイパッド２０１に接続されるリード２０２ｘ（又は２０２ｙ）が存在している。さらに、本実施形態のリードフレームＬＦ２においては、外枠２００に近いコーナー部において、島部２０４よりも遙かに大面積（例えば、径３００μｍから１５００μｍ）の補強用ランド２０３が設けられている。

本実施形態のリードフレームＬＦ２は、第１の実施形態のリードフレームＬＦ１と同じ特徴に加えて、以下のような特徴を有している。すなわち、ダイパッド２０１の外周部は、下部が欠如した薄膜部２０１ｃとなっており、薄膜部２０１ｃの下面から下方に突出した放熱端子２０１ｂが設けられている。このような形状は、ハーフエッチング又はプレス加工によって、ダイパッド２０１の外周部を放熱端子２０１ｂとなる部分を残して下部を欠如させることにより、形成される。

本実施形態においては、各島部２０４の最下部である各ランド電極（外部端子）２０４ｂと、放熱端子２０１ｂの最下部とは、実質的に同じ平面形状を有しており、格子状に配列されている。ここで、「実質的に同じ」とは、製造時のばらつきを考慮しない場合に同じであるという意味である。ただし、必ずしも各島部２０４の最下部である各ランド電極（外部端子）２０４ｂと、放熱端子２０１ｂの最下部とが、実質的に同じ平面形状を有していなくても、後述する基本的な効果を発揮することは可能である。

この放熱端子２０１ｂが設けられていることにより、本実施形態のリードフレームにより、第１の実施形態と同じ効果に加えて、以下のような格別の効果を発揮することができる。

第１の実施形態のリードフレームＬＦ１を用いてＬＧＡ（ランドグリッドアレイ）構造を持つ樹脂封止型半導体装置の製造工程において、リード１０２の島部１０４とダイパッド１０１との間を打ち抜き加工により切断すると、切断の後にリードの変形という不具合が発生するおそれがあった。そこで、これを回避するために、図１（ａ），（ｂ）に示すように、島部１０４とダイパッド１０１との間の連結部１０５を、島部１０４同士の間の連結部１０５よりも長くする必要があった。しかし、今後、ランド電極数が増えるに従って、抜き形状の複雑化によってさらに変形しやすく、生産性を悪化させるおそれがある。

ところが、本実施形態のように、ダイパッド２０１に放熱端子２０１ｂを設けることにより、後述するリード２０２の切断工程において、リード２０２の変形を抑制しつつ，円滑に島部２０４及びダイパッド２０１を外枠２００から切り離すことが可能になる。その結果、リード２０２の最先端の島部２０４と放熱端子２０１ｂとを接続する連結部２０５を短くできるので、島部２０４（ランド電極２０４ｂ）をより高密度に配置することができる。

また、放熱端子２０１ｂの存在により、後述する樹脂封止型半導体装置をマザーボード上に実装する際に、接合不良が生じやすいダイパッド２０１の本体部をマザーボードに接合せずに、半田の一括リフローにより、放熱端子２０１ｂのみをランド電極２０４ｂと共にマザーボードの電極などに接合させることができる。そして、ダイパッド２０１の本体部とマザーボードとの接合を行なわなくても、放熱端子２０１ｂにより、半導体チップの発熱をマザーボードに速やかに逃すことができる。本実施形態では、放熱機能が放熱面積がある面積以上になると飽和することを考慮して、複数の放熱端子２０１ｂの下面の合計面積は、半導体チップの発熱を速やかにマザーボード側に逃して半導体チップ内の半導体素子の機能が損なわれないように設定されている。よって、本実施形態のリードフレームを用いた樹脂封止型半導体装置の放熱機能は、第１の実施形態と同等に維持することができる。

−樹脂封止型半導体装置の製造工程−
次に、本実施形態のリードフレームＬＦ２を用いた樹脂封止型半導体装置の製造工程の一例について説明する。図８（ａ），（ｂ）は、第２の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造工程のうちダイパッドの中央部をアップセットしてリードフレームを封止シート上に載置する工程を示す平面図及びVIIIB−VIIIB線における断面図である。図９（ａ），（ｂ）は、第２の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造工程のうちリードを分断する工程を示す平面図及びIXB-IXB線における断面図である。図１０（ａ），（ｂ）は、第２の実施形態の樹脂封止型半導体装置の樹脂封止工程終了後における構造を示すXA−XA線における断面図及び裏面図である。

まず、図８（ａ），（ｂ）に示す工程で、銅（Ｃｕ）を主成分とする合金または鉄（Ｆｅ）およびニッケル（Ｎｉ）の合金からなる金属板をスタンピングまたはエッチングにより一体成形して、図７（ａ），（ｂ）に示す構造を有するリードフレームＬＦ２を用意する。次に、上部半切断金型と下部プレス金型と（いずれも図示せず）を用いて、リードフレームＬＦ２をプレス加工することにより、ダイパッド２０１に円形の突出部２０１ａを形成する。この工程は、半導体チップをアップセットしてダイパッド２０１上に支持することを目的としているが、必ずしも突出部２０１ａを設ける必要はない。。また、リードフレームＬＦ２には、半導体チップとの接合や実装に必要なめっきが部分的または全面に施される。めっきの種類としては、Ａｇめっき，Ａｕめっき，Ｎｉ−Ｐｄ−Ａｕめっきなどを用いることができる。

次に、リードフレームＬＦ２の裏面、つまり、ダイパッド２０１，補強用ランド２０３，島部２０４の各下面に密着するように封止シート２５０を貼り付ける。封止シート２５０の上面には接着層が設けられており、この接着層により、ダイパッド２０１の本体部，ダイパッド２０１の放熱端子２０１ｂ，補強用ランド２０３及びリード２０２の島部２０４が、孤立した状態で封止シート２５０上に固定されている。

次に、図９（ａ），（ｂ）に示す工程で、封止シート２５０上にリードフレームＬＦ２を固定した状態で、金型を用いたプレス加工により、リード２０２の島部２０４とダイパッド２０１の放熱端子２０１ｂとの間の連結部２０５，島部２０４同士の間の連結部２０５，及び島部２０４と外枠２００との間の連結部２０５をそれぞれ切断して、ダイパッド２０１及び各島部２０４を孤立させる。このとき、ダイパッド２０１と外枠２００とを接続する部材は存在していない。

次に、工程の図示は省略するが、リードフレームＬＦ２を封止シート２５０に載置した状態で、リードフレームＬＦ２の各チップ搭載領域Ｒtpのダイパッド２０１上に半導体チップ２６０をそれぞれ搭載し（ダイボンド工程）、半導体チップ２６０のパッド電極と島部２０４のボンディングパッド２０４ａとを接続部材である金属細線２７０によって接続する（ワイヤボンディング工程）。

そして、第１の実施形態における図５に示す工程と同様に、ダイキャビティを有する上型１８０ａと下型１８０ｂとからなる封止金型にリードフレームＬＦ２をセットする。すなわち、ダイキャビティに半導体チップ２６０，金属細線２７０等が入り込むように、リードフレームＬＦ２を封止金型にセットし、上型１８０ａと下型１８０ｂとの間を押圧した状態で、ダイキャビティ内に封止樹脂を充填する。

そして、樹脂封止工程の終了後に、封止シート２５０をリードフレームＬＦ２や封止樹脂から引き剥がしてから、リードフレームＬＦ２上に形成されている多数の樹脂封止型半導体装置を、個々に切り出すことにより、図１０（ａ），（ｂ）に示す構造を有する樹脂封止型半導体装置が得られる。ただし、図１０（ａ）に示す断面図においては、右半分の横方向寸法は左半分の横方向寸法と同じ寸法に縮小されている。

図１０（ａ），（ｂ）に示すように、リードフレームＬＦ２の島部２０４の最下部であるランド電極２０４ｂ，ダイパッド２０１の本体部の最下部，ダイパッド２０１の放熱端子２０１ｂの最下部，及び補強用ランド２０３の最下部が封止樹脂２９０から下方に突出している。特に、放熱端子２０１ｂ及びランド電極２０４ｂは、図１０（ｂ）における縦方向及び横方向に一定のピッチ（間隔）Ｐ２で３列以上の複数列に配置されており、コーナー部にも配置されていることがわかる。

その後、樹脂封止型半導体装置をマザーボード上に実装する際には、ランド電極２０４ｂ及び放熱端子２０１ｂを半田リフローによってマザーボードの各電極に接続すればよく、ダイパッド２０１の本体部をマザーボードに接続する必要はない。

本実施形態の樹脂封止型半導体装置によると、従来存在していた吊りリードをなくすとともに、ダイパッド２０１とリード２０２の島部２０４との間、リード２０２中の各島部２０４同士の間，島部２０４と外枠２００との間に、島部２０４よりも狭幅，薄肉の連結部２０５を介在させているので、図９（ａ），（ｂ）に示す工程において、リードフレームＬＦ２に半導体チップ２６０を搭載した状態で、リード２０２中の各島部２０４同士の間，島部２０４と外枠２００との間を容易に切断して、ダイパッド２０１と外枠２００との間を接続する部材が存在しない状態で、ワイヤボンディング工程を行ったり、樹脂封止工程を行なうことができる。

したがって、吊りリードを形成するためのエッチング、型抜き等の手間が省けるとともに、すでに説明したように、放熱端子２０１ｂを設けたことによって、ランド電極２０４ｂを第１の実施形態よりもさらに高密度に配置することができる。

また、ダイパッド２０１に放熱端子２０１ｂが設けられていることことにより、樹脂封止型はその実装工程において、半田の一括リフローにより、放熱端子２０１ｂをランド電極２０４ｂと共にマザーボードの電極などに接合させることが可能になった。すなわち、樹脂封止型半導体装置の実装の際に、放熱のためにダイパッド２０１の本体部をマザーボードに接続する必要がなくなったので、接続不良の低減を図ることができ、放熱性を高く維持しつつ，実装の容易化を図ることができる。

放熱端子２０１ｂとランド電極２０４ｂとの間隔，及びランド電極２０４ｂ同士の間隔は必ずしも一定である必要はなく、かつ、一定のピッチで配置されている場合でも、図１０（ｂ）における縦方向と横方向とでピッチが異なっていてもよい。しかし、特に、放熱端子２０１ｂと島部２０４とが実質的に同じ平面形状を有し、放熱端子２０１ｂと島部２０４との間の連結部２０５が、島部２０４同士の間の連結部２０５と実質的に同じ平面形状を有していることが好ましい。これにより、一定のピッチで放熱端子２０１ｂ及びランド電極２０４ｂが配置されるので、半田の一括リフローが容易となり、樹脂封止型半導体装置の実装の際における実装の容易化を図ることができるからである。

（その他の実施形態）
図１１（ａ），（ｂ）は、それぞれ順に、本発明の第２の実施形態の変形例に係るリードフレームの平面図、及び図１１（ａ）のXIB−XIB線における断面図である。図１１（ａ）は、多数の半導体チップを搭載する領域が碁盤目状に連続して設けられているリードフレームＬＦ２の一部、つまり、１つの半導体チップを搭載する領域だけを抜き出して示している。リードフレームＬＦ３は、銅合金板をエッチング，打ち抜きプレス等によって加工して得られるものである。

図１１（ａ），（ｂ）に示すように、本変形例のリードフレームＬＦ３は、チップ搭載領域Ｒtpを囲む，４つの辺からなる矩形状の外枠３００と、チップ搭載領域Ｒtpの中央部に設けられた半導体チップ搭載用のダイパッド３０１と、外枠３００から延びてダイパッド３０１につながるリード３０２と、補強用ランド３０３と、ダイパッド３０１の外周部に設けられリード３０２につながる放熱端子３０１ｂとを備えている。

本変形例のリード３０２は、広幅（例えば、２０μｍから１２０μｍ）かつ厚肉（例えば、２０μｍから１２０μｍ）の島部３０４と、細幅（例えば、１５μｍから１００μｍ）かつ薄肉（例えば、１５μｍから１００μｍ）の連結部３０５とを交互に配置して構成されている。島部３０４の上面は、金属細線が接続されるボンディングパッド３０４ａとして機能する。また、半導体チップをリードフレームＬＦ３上に実装する工程において、島部３０４の下面が接着層を有する封止シートに固定された状態で樹脂封止され、その最下部が樹脂封止後に封止樹脂の裏面から下方に突出したランド電極３０４ｂとして機能する。連結部３０５は、外枠３００と島部３０４との間，島部３０４同士の間，及び島部３０４とダイパッド３０１の放熱端子３０１ｂとの間をそれぞれ接続している。連結部３０５は、金型によるプレス加工またはエッチング加工によりその下部が欠如しており、半導体チップをリードフレームＬＦ３上に実装する工程において封止樹脂内に埋め込まれる。連結部３０５は、島部３０４の上部と連続していて、連結部３０５の上面は島部３０４の上面と共通の平面を構成している。

ここで、本変形例のリードフレームＬＦ３においては、樹脂封止工程の際に、吊りリードとして機能するリードが存在する。すなわち、本変形例のリードフレームＬＦ３においては、第２の実施形態のリードフレームＬＦ２とは異なり、コーナー部付近において、ダイパッド３０１に直接接続される吊りリード３０９が設けられている。したがって、第２の実施形態のごとく、隣接する他の辺から延びるリードに連結されているリードは存在しない。そして、コーナー部に配置されたリード３０２ｘ（又は３０２ｙ）には、当該リード３０２ｘ（又は３０２ｙ）が接続される外枠３００の一辺と同じ辺から延びる他のリード３０２ｘ（又は３０２ｙ）が接続されている。

本変形例のリードフレームＬＦ３においても、外枠３００に近いコーナー部において、島部３０４よりも遙かに大面積（例えば、径３００μｍから１５００μｍ）の補強用ランド３０３が設けられている。

本変形例によると、第２の実施形態と同様に、放熱端子３０１ｂの存在による放熱性の向上効果と、ランド電極３０４ｂの高密度配置効果とを発揮することができる。ただし、吊りリード３０９が存在することにより、ランド電極３０４ｂの高密度配置効果は第２の実施形態よりは劣るが、リード３０２の切断工程におけるダイパッド３０１の保持安定性は、第２の実施形態よりも優れている。

なお、第１の実施形態，第２の実施形態及びその変形例において、相隣接するリードの島部同士を接続する連結部を設けてもよい。その場合には、各島部が縦横いずれの方向にも格子状に連結されるので、リードが切断されるまでは、リードフレームの形状を安定に保持する機能が向上する。

本発明のリードフレーム及び樹脂封止型半導体装置は、パーソナルコンピュータ，家電，通信用機器などに搭載される電子部品として利用することができる。

（ａ），（ｂ）は、それぞれ順に、本発明の第１の実施形態に係るリードフレームの平面図、及びIB−IB線における断面図である。 （ａ），（ｂ）は、第１の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造工程のうちダイパッドの中央部をアップセットする工程を示す平面図及びIIB−IIB線における断面図である。 （ａ），（ｂ）は、第１の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造工程のうちのリードフレームを封止シート上に載置する工程を示す平面図及びIIIB−IIIB線における断面図である。 （ａ），（ｂ）は、第１の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造工程のうちリードを分断する工程を示す平面図及びIVB−IVB線における断面図である。 第１の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造工程のうち樹脂封止工程を示す部分断面図である。 （ａ），（ｂ）は、第１の実施形態の樹脂封止型半導体装置の樹脂封止工程終了後における構造を示すVIA−VIA線における断面図及び裏面図である。 （ａ），（ｂ）は、それぞれ順に、本発明の第２の実施形態に係るリードフレームの平面図、及びIIB−VIIB線における断面図である。 （ａ），（ｂ）は、第２の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造工程のうちダイパッドの中央部をアップセットしてリードフレームを封止シート上に載置する工程を示す平面図及びVIIIB−VIIIB線における断面図である。 （ａ），（ｂ）は、第２の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造工程のうちリードを分断する工程を示す平面図及びIXB-IXB線における断面図である。 （ａ），（ｂ）は、第２の実施形態の樹脂封止型半導体装置の樹脂封止工程終了後における構造を示すXA−XA線における断面図及び裏面図である。 （ａ），（ｂ）は、それぞれ順に、本発明の第２の実施形態の変形例に係るリードフレームの平面図、及びXIB−XIB線における断面図である。 従来の樹脂封止型半導体装置に用いられるリードフレームの構造を示す図である。

符号の説明

１００，２００ 外枠
１０１，２０１ ダイパッド
１０１ａ，２０１ａ 突出部
２０１ｂ 放熱端子
２０１ｃ 薄膜部
１０２，２０２ リード
１０３，２０３ 補強用ランド
１０４，２０４ 島部
１０４ａ，２０４ａ ボンディングパッド
１０４ｂ，２０４ｂ ランド電極（外部端子）
１０５，２０５ 連結部
１５０，２５０ 封止シート
１６０，２６０ 半導体チップ
１７０，２７０ 金属細線（接続部材）
１８０ａ 上型
１８０ｂ 下型
１９０，２９０ 封止樹脂

Claims (13)

1. 複数の辺によって半導体チップを搭載する領域を囲む外枠と、
   本体部の外周部に沿って設けられ下部が欠如した薄膜部と、上記薄膜部の下面から下方に突出する複数の放熱端子とを有するダイパッドと、
   上面が金属細線を接続するためのボンディングパッドであり最下部が外部端子である島部と、上記島部よりも薄くなるように下部が欠如して、上記外枠と上記島部との間，上記島部同士の間，及び上記島部と上記ダイパッドとの間をそれぞれ接続する複数の連結部とを有している複数のリードと
   を備え、
   上記島部と上記ダイパッドとは、上記島部と上記放熱端子とが上記連結部によって接続されることにより接続され、
   上記ダイパッドと上記外枠とは、直接吊りリードで接続されるのを避けて、上記島部と上記連結部を介して接続されている，リードフレーム。
2. 請求項１記載のリードフレームにおいて、
   上記各島部及び各放熱端子は、実質的に同一の平面形状を有していて、格子状に配置されている，リードフレーム。
3. 請求項１〜２のうちいずれか１つに記載のリードフレームにおいて、
   上記各島部及び各放熱端子は、少なくとも１つの方向において実質的に一定のピッチで配置されている，リードフレーム。
4. 請求項１〜３のうちいずれか１つに記載のリードフレームにおいて、
   上記各島部は、上記外枠の各辺に沿って３列以上の複数列に配置されている，リードフレーム。
5. 請求項１〜４のうちいずれか１つに記載のリードフレームにおいて、
   樹脂封止時における吊りリードとして機能する部材が存在しない，リードフレーム。
6. 本体部の外周部に沿って設けられ下部が欠如した薄膜部と、上記薄膜部の下面から下方に突出するように設けられた複数の放熱端子とを有するダイパッドと、
   上記ダイパッドの本体部の上に搭載された半導体チップと、
   上記ダイパッドとは切り離されて、上面が金属細線を接続するためのボンディングパッドであり、最下部が外部端子である島部と、
   上記半導体チップの各一部と上記各ボンディングパッドとを互いに接続する複数の接続部材と、
   上記島部の最下部と上記放熱端子の最下部とを露出させた状態で、上記半導体チップ，上記接続部材，上記島部，上記放熱端子及び上記ダイパッドを封止する封止樹脂と
   を備えている樹脂封止型半導体装置。
7. 請求項６記載の樹脂封止型半導体装置において、
   上記各外部端子及び各放熱端子は、実質的に同一の平面形状を有していて、上記封止樹脂の裏面に格子状に配置されている，樹脂封止型半導体装置。
8. 請求項６〜７のうちいずれか１つに記載の樹脂封止型半導体装置において、
   上記各外部端子及び各放熱端子は、少なくとも１つの方向において実質的に一定のピッチで配置されている，樹脂封止型半導体装置。
9. 請求項６〜８のうちいずれか１つに記載の樹脂封止型半導体装置において、
   上記各外部端子は、外周に沿って封止樹脂の裏面に３列以上の複数列に配置されている，樹脂封止型半導体装置。
10. 請求項６〜９のうちいずれか１つに記載の樹脂封止型半導体装置において、
    上記ダイパッドから延びて、先端部が上記封止樹脂の表面に露出する部材は設けられていない，樹脂封止型半導体装置。
11. 複数の辺によって半導体チップを搭載する領域を囲む外枠と、本体部の外周部に沿って設けられ下部が欠如した薄膜部と、上記薄膜部の下面から下方に突出する複数の放熱端子とを有するダイパッドと、上面が金属細線を接続するためのボンディングパッドであり最下部が外部端子である島部と、上記島部よりも薄くなるように下部が欠如して、上記外枠と上記島部との間，上記島部同士の間，及び上記島部と上記ダイパッドとの間をそれぞれ接続する複数の連結部とを有している複数のリードとを備え、上記島部と上記ダイパッドとは、上記島部と上記放熱端子とが上記連結部によって接続されることにより連結され、上記ダイパッドと上記外枠とは、直接吊りリードで接続されるのを避けて、上記島部と上記連結部を介して接続されているリードフレームを準備する工程（ａ）と、
    上記リードフレームの上記ダイパッドの上に半導体チップを搭載する工程（ｂ）と、
    上記工程（ｂ）の前又は後に、上記リードフレームを、接着力を有する封止シートの上に載置する工程（ｃ）と、
    上記工程（ｃ）の後に、上記リードフレームを封止シート上に載置した状態で、上記各連結部を切断して、上記島部を上記外枠から切り離す工程（ｄ）と、
    上記工程（ｄ）の後に、上記半導体チップの一部と上記ボンディングパッドとを接続部材によって接続する工程（ｅ）と、
    上記工程（ｅ）の後に、上記リードフレームを上記封止シートに載置した状態で、樹脂封止を行なう工程（ｆ）と
    を含む樹脂封止型半導体装置の製造方法。
12. 請求項１１記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法において、
    上記工程（ａ）では、樹脂封止時に吊りリードとして機能する部材が存在しないリードフレームを準備し、
    上記工程（ｄ）では、上記ダイパッドをも上記外枠から切り離す，樹脂封止型半導体装置の製造方法。
13. 請求項１１〜１２のうちいずれか１つに記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法において、
    上記工程（ａ）で準備されるリードフレームの上記複数のリードには、当該リードが接続される上記外枠の１つの辺に隣接する他の辺に接続されている他のリードに接続されるリードが含まれる，樹脂封止型半導体装置の製造方法。

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