JP2006156437A - リードフレーム及び半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 半導体チップの側面に沿ったＡｇペーストの這い上がりを小さくすることができるようにしたリードフレーム及び半導体装置を提供する。
【解決手段】
【請求項１】 Ａｇペーストを介して半導体チップが実装される実装領域５５を有するアイランド５０と、アイランド５０の表面に設けられた複数の溝部６０とを備え、複数の溝部６０はそれぞれ実装領域５５の内側から外側に至ることを特徴とするものである。このような構成であれば、半導体チップの裏面をアイランド５０側に押し付けたときに、この半導体チップ下からはみ出るＡｇペーストを溝部６０によって実装領域５５の外側へ案内し、半導体チップから遠ざけることが可能である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、リードフレーム及び半導体装置に関する。

従来から、半導体チップを下側から支持し、ＱＦＰ等のＩＣパッケージで樹脂封止されるリードフレームが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
図７は、従来例に係るリードフレーム９０の構成例を示す断面図である。図７に示すように、このリードフレーム９０は、アイランド９１と、このアイランド９１から所定の距離だけ離れた位置に配置される複数のリード端子９２とを有する。アイランド９１は半導体チップ９３を下側から支持する支持板であり、リード端子９２は樹脂封止後のＩＣパッケージ内外で配線として機能するものである。

図７において、アイランド９１上に半導体チップ９３を取り付ける工程では、まず始めに、アイランド９１の半導体チップ９３を実装する領域（以下、「チップ実装領域」という。）上にＡｇペースト９４を所定量だけ滴下する。次に、半導体チップ９３を吸着コレット９９で吸着し、この半導体チップ９３をアイランド９１のチップ実装領域の上方まで移動させる。そして、この吸着コレット９９を下方向に移動させて、半導体チップ９３の裏面をＡｇペースト９４が滴下されたアイランド９１上に押し付ける。

このとき、半導体チップ９３とアイランド９１との間に気泡が残されてしまうと、半導体チップ９３とアイランド９１との接合強度が低下してしまう。そのため、図７の矢印で示すように、半導体チップ９３の裏面をアイランド９１側に押し付けながら、半導体チップ９３を水平方向に移動（即ち、スクライブ）させてＡｇペースト９４を押し広げ、その後、半導体チップ９３をチップ実装領域上で止める。このような方法によって、半導体チップ９３とアイランド９１との間から気泡を取り除くようにしている。

その後、Ａｇペースト９４に熱を加えて硬化させ、半導体チップ９３をチップ実装領域上に固定させる。
特開２００４−６３５６６号公報 特開平７−１０６３５０号公報

ところで、図７に示した従来技術では、半導体チップ９３の裏面をアイランド９１側に押し付けたり、さらに半導体チップ９３をスクライブさせてＡｇペースト９４を押し広げたりすると、半導体チップ９３の側面に沿ってＡｇペースト９４が這い上がってしまい、場合によっては、この這い上がったＡｇペースト９４が吸着コレット９９に付着してしまうという問題があった。このように吸着コレット９９にＡｇペースト９４が付着してしまうと、次回以降のダイボンディング時に、吸着コレット９９から半導体チップ９３の表面側の周縁部に、Ａｇペースト９４が付着してしまうおそれがあった。

そこで、この発明は、このような従来技術の有する未解決の課題に着目してなされたものであって、半導体チップの側面に沿ったＡｇペーストの這い上がりを小さくすることができるようにしたリードフレーム及び半導体装置の提供を目的とする。

〔発明１〕 上記目的を達成するために、発明１のリードフレームは、接着剤を介して半導体チップが実装される実装領域を有するアイランドと、前記アイランドの表面に設けられた複数の溝部とを備え、前記複数の溝部はそれぞれ前記実装領域の内側から外側に至ることを特徴とするものである。
ここで、接着剤とは例えばＡｇペーストである。Ａｇペーストは、常温では粘性の小さい水状であり、熱を加えることで硬化する性質を有する。

発明１のリードフレームによれば、半導体チップの裏面をアイランド側に押し付けたときに、この半導体チップ下からはみ出る接着剤を溝部によって実装領域の外側へ案内し、半導体チップから遠ざけることが可能である。これにより、従来例と比べて、半導体チップの側面に沿ったＡｇペーストの這い上がりを小さくすることができる。

〔発明２〕 発明２のリードフレームは、発明１のリードフレームにおいて、前記複数の溝部は、平面視で格子状に配置されていることを特徴とするものである。ここで、半導体チップの平面視での形状は、通常、矩形である。
このような構成であれば、半導体チップ下からはみ出る接着剤を当該半導体チップから遠ざかる方向へ効率良く案内することができる。

〔発明３〕 発明３のリードフレームは、発明１又は発明２のリードフレームにおいて、前記複数の溝部は、前記実装領域の周縁部だけに設けられていることを特徴とするものである。
このような構成であれば、実装領域の中心部には溝部がないので、実装領域中心部での接着剤の塗布量を必要最小限に留めることができる。

〔発明４〕 発明４の半導体装置は、発明１から発明３の何れか一のリードフレームと、前記アイランドの前記実装領域上に前記接着剤を介して実装された前記半導体チップと、を備えたことを特徴とするものである。
このような構成であれば、発明１から発明３の何れか一のリードフレームが応用されるので、半導体チップの側面に沿ったＡｇペーストの這い上がりを小さくすることができる。従って、例えば、吸着コレット等を介した半導体チップ表面への接着剤の付着を防止することが可能である。
この発明は、ＱＦＰ（ｑｕａｄ ｆｌａｔ ｐａｃｋａｇｅ）に適用して極めて好適である。

以下、図面を参照しながら、本発明に係るリードフレーム及び半導体装置について説明する。
図１（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の実施形態に係るリードフレーム１００の構成例を示す平面図と、Ｘ−Ｘ´矢視断面図である。
このリードフレーム１００は、半導体チップ（図示せず）を下側から支持し、ＱＦＰ等のＩＣパッケージで樹脂封止されるものであり、例えば銅合金材等で構成されている。図１（Ａ）に示すように、このリードフレーム１００は、アイランド５０と、リード端子３０等を有する。

アイランド５０は、半導体チップを支持するためのものであり、Ａｇペースト等の熱硬化性の接着剤を介してその上面に半導体チップが実装される。このアイランド５０の半導体チップが実装される領域を実装領域５５という。このアイランド５０の形状は、半導体チップに対応した形状（例えば、平面視で正方形）であり、その大きさは半導体チップよりもやや大きい程度である。

アイランド５０の平面視での縦の長さは１４［ｍｍ］程度、横の長さは１４［ｍｍ］程度である。また、実装領域５５の平面視での縦の長さは１２［ｍｍ］程度、横の長さは１２［ｍｍ］程度である。さらに、図１（Ｂ）において、アイランド５０の厚さは例えば０．３〜０．６［ｍｍ］程度である。
図１（Ａ）に示すリード端子３０は樹脂封止後のＩＣパッケージ内外で配線として機能するものである。リード端子３０は、アイランド５０から数［ｍｍ］程度離れた位置に配置されている。このリード端子３０は、そのアイランド５０に近い側がＩＣパッケージで覆われ、アイランド５０から遠い側がＩＣパッケージから露出するようになっている。リード端子３０のアイランド５０に近い側の端部は、アイランド５０等が樹脂封止される前に、例えば金線（図示せず）を介して半導体チップのパッド電極と一対一に接続される。また、リード端子３０のアイランド５０から遠い側の端部は、アイランド５０等が樹脂封止された後で、図示しないプリント基板の配線パターンと半田等を介して接続される。図１（Ｂ）において、リード端子３０の厚さは例えば０．３〜０．６［ｍｍ］程度である。

ところで、図１（Ａ）に示すように、このリードフレーム１００では、アイランド５０の表面に複数の溝部６０が設けられている。これら複数の溝部６０はそれぞれ、実装領域５５の一方の外側からその内側に入り、その反対側の外側まで延びている。また、これら複数の溝部６０は平面視で格子状に配置されている。
図１（Ａ）において、この溝部６０の平面視での幅は例えば０．２［ｍｍ］程度である。また、図１（Ｂ）に示すように、この溝部６０の断面視での形状は例えば矩形であり、その深さは例えば０．１〜０．２［ｍｍ］程度である。

図２（Ａ）及び（Ｂ）は、溝部６０の形成方法の一例を示す工程図である。
図２（Ａ）において、まず始めに、溝部形成前のリードフレーム１００を、例えば銅合金を金型（図示せず）で打ち抜くことにより形成する。次に、アイランド５０の溝部と面対称に対応する凸部１１０をその押圧面（即ち、リードフレーム１００に押圧される面）に有する金型１２０を用意する。そして、この金型１２０をプレス機にセットする。

次に、溝部形成前のリードフレーム１００をプレス機の平らな台１３０上に置き、金型１２０の直下にアイランド５０がくるようにリードフレーム１００を台１３０上で位置合わせする。この台１３０は、銅合金よりも硬い材質からなるものである。そして、図２（Ｂ）に示すように、金型１２０の凸部１１０が形成された面をアイランド５０の表面に押し当てる。これにより、アイランド５０の表面に溝部が形成される。

このような構成であれば、半導体チップの裏面をアイランド５０側に押し付けたり、さらに、半導体チップを水平方向に移動させて（即ち、スクライブさせて）Ａｇペーストを押し広げたりしたときに、その実装領域５５の周縁部付近で余った接着剤を溝部６０によって実装領域５５の内側から外側へ案内することができる。従って、従来例と比べて、半導体チップの側面に沿ったＡｇペーストの這い上がりを小さくすることができる。この点について、図３及び図４（Ａ）〜（Ｃ）を参照しながら説明する。

図３において、１４０はリングシート、Ｗはウエーハ、１５０は吸着コレット、１６０は吸着コレットをＸ（水平方向のうちの縦）方向、Ｙ（水平方向のうちの横）方向、Ｚ（垂直）方向へ移動させるための移動機構である。まず始めに、ダイシング後のウエーハＷから、１個の半導体チップを吸着コレット１５０で吸着する。そして、吸着コレット１５０をＺ軸方向に移動させて、吸着した半導体チップをリングシートから剥す。次に、吸着コレット１５０をＸ方向及びＹ方向に移動させて、半導体チップをアイランド５０の実装領域５５上方まで移動させる。

また、この吸着コレット１５０の移動と前後して、または同時に並行して、図４（Ａ）に示すように、アイランド５０の実装領域５５上にノズル１７０からＡｇペースト２０を滴下する。
次に、図４（Ｂ）の矢印で示すように、吸着コレット１５０を垂直方向に下降させて、Ａｇペースト２０が滴下されたアイランド５０の実装領域上に半導体チップ１０の裏面を押し付ける。この吸着コレット１５０の下降動作によって、実装領域上のＡｇペースト２０は半導体チップ１０の裏面から押圧力を受け、水平方向に広がる。また、行き場を失った一部のＡｇペースト２０は溝部６０内に入り込み、この溝部６０内を通って実装領域の外側へ押し出される。

次に、図４（Ｃ）の矢印で示すように、この吸着コレット１５０をスクライブさせる。これにより、半導体チップ１０とアイランド５０との間から気泡を取り除く。このとき、実装領域の外側へ押し出されたＡｇペースト２０は半導体チップ１０の側面によって水平方向に押される。
しかしながら、従来例とは異なり、このリードフレーム１００では、実装領域の内側から外側へ複数の溝部６０が形成されており、これらの溝部６０の平面視での配置は格子状となっている。従って、半導体チップ１０下からはみ出るＡｇペースト２０を当該半導体チップ１０から遠ざかる方向へ効率良く案内することができ、半導体チップ１０の側面に沿ったＡｇペースト２０の這い上がりを小さくすることができる。

この実施形態では、Ａｇペースト２０が本発明の「接着剤」に対応し、リードフレーム１００が本発明の「リードフレーム」に対応している。
また、本発明の実施形態に係る半導体装置は、アイランド５０を有するリードフレーム１００と、このアイランド５０の実装領域５５上にＡｇペースト２０を介して実装された半導体チップ１０と、を備えたものである。このような構成であれば、上述したリードフレーム１００が応用されるので、半導体チップ１０の側面に沿ったＡｇペースト２０の這い上がりを小さくすることができる。従って、例えば、吸着コレット１５０等を介した半導体チップ１０表面へのＡｇペーストの付着を防止することが可能である。

なお、この実施形態では、溝部６０の断面視での形状が矩形の場合について説明したが、本発明の溝部６０の断面視での形状は、これに限られることはない。例えば、溝部６０の断面視での形状はＵ字状でも良い。この場合でも、溝部６０の断面視での形状が矩形の場合と同様に、半導体チップ１０の側面に沿ったＡｇペーストの這い上がりを小さくすることができる。

また、この実施形態では、実装領域５５の全体に溝部６０を格子状に形成する場合について説明した。しかしながら、図５に示すように、本発明の溝部６０は、必ずしも実装領域５５の中心部Ｃに設ける必要はなく、少なくとも実装領域５５内側の周縁部Ｆから外側にかけて設けられていれば良い。図５の斜線で示す部分が例えば周縁部Ｆである。
このような構成でも、図１に示したリードフレーム１００と同様に、半導体チップ１０をスクライブさせたり、Ａｇペーストを押し広げたりしたときに、その実装領域５５の周縁部付近で余った接着剤は溝部６０によって実装領域５５の内側から外側へ案内される。従って、従来例と比べて、半導体チップ１０の側面に沿ったＡｇペーストの這い上がりを小さくすることができる。

また、実装領域５５の中心部Ｃには溝部６０が形成されていないので、図１に示したリードフレーム１００と比べて、Ａｇペーストの滴下量を多少シビアにコントロールしなければならないが、その一方で、実装領域５５中心部ＣではＡｇペーストの溝部６０内への入り込みがないので、ダイボンディング１回当たりのＡｇペーストの使用量を少なくすることができる。この図５では、リードフレーム１００´が本発明の「リードフレーム」に対応している。

さらに、この実施形態では、溝部６０の平面視での配置形状が格子状の場合について説明したが、溝部６０の平面視での配置形状は格子状に限られることはない。溝部６０の平面視での配置形状は、例えば、実装領域５５の中心部Ｃを中心とする放射状でも良い。このような構成でも、従来例と比べて、半導体チップ１０の側面に沿ったＡｇペーストの這い上がりを小さくすることができる。

また、図６に示すように、溝部６０の平面視での配置形状が放射状の場合も、溝部６０は実装領域５５の内側の周縁部Ｆから外側にかけて設けられていれば良く、実装領域５５の中心部Ｃには溝部６０が無くても良い。図６の斜線で示す部分が例えば周縁部Ｆである。この図６では、リードフレーム１００´´が本発明の「リードフレーム」に対応している。

実施形態に係るリードフレーム１００の構成例を示す図。 溝部６０の形成方法の一例を示す図。 リードフレーム１００を用いたダイボンディング工程（その１）を示す図。 リードフレーム１００を用いたダイボンディング工程（その２）を示す図。 実施形態に係るリードフレーム１００´の構成例を示す図。 実施形態に係るリードフレーム１００´´の構成例を示す図。 従来例に係るリードフレーム９０の構成例を示す図。

符号の説明

１０ 半導体チップ、２０ Ａｇペースト、３０ リード端子、５０ アイランド、５５ 実装領域、６０ 溝部、１００，１００´，１００´´ リードフレーム、凸部１１０、１２０ 金型、１３０ 台、１４０ リングシート、１５０ 吸着コレット、１６０ 移動機構、Ｃ 中心部、Ｆ 周縁部、Ｗ ウエーハ

Claims (4)

1. 接着剤を介して半導体チップが実装される実装領域を有するアイランドと、
   前記アイランドの表面に設けられた複数の溝部とを備え、
   前記複数の溝部はそれぞれ前記実装領域の内側から外側に至ることを特徴とするリードフレーム。
2. 前記複数の溝部は、平面視で格子状に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のリードフレーム。
3. 前記複数の溝部は、前記実装領域の周縁部だけに設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載リードフレーム。
4. 請求項１から請求項３の何れか一項に記載のリードフレームと、
   前記アイランドの前記実装領域上に前記接着剤を介して実装された前記半導体チップと、を備えたことを特徴とする半導体装置。

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