JP2007005331A

JP2007005331A - Lead frame and resin sealed semiconductor device

Info

Publication number: JP2007005331A
Application number: JP2005180021A
Authority: JP
Inventors: Manabu Onishi; 学大西; Yoshiaki Shimizu; 義明清水
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-06-21
Filing date: 2005-06-21
Publication date: 2007-01-11

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate adverse influence due to resin remainder at a lead frame end face, which occurs at the time of removing a runner coupling a cull and a cavity in a manufacture process of a resin sealed semiconductor device, and to improve quality and productivity. <P>SOLUTION: A projection whose width is narrower than a runner part is arranged at an end face part crossing the runner. Thus, an apex becomes a division point and a close face of a side of a lead frame is divided. Resin is easily peeled and remaining of resin at the time of removing the runner is dissolved. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、リードフレームおよび樹脂封止型半導体装置に関し、樹脂封止半導体装置の製造時に使用し、樹脂封止領域が多列多連に成形されたマトリックス型のリードフレーム端面におけるランナー樹脂の残留を解消する技術に係るものである。 The present invention relates to a lead frame and a resin-encapsulated semiconductor device, and is used at the time of manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device, and the runner resin remains on the end surface of a matrix-type lead frame in which resin-encapsulated regions are formed in multiple rows and columns. This is related to the technology to solve the problem.

従来、半導体チップを搭載して樹脂封止するリードフレームとして、単列にモールド部を配置するリードフレームや、複数列にモールド部を配置するマトリックスフレームが用いられている。 Conventionally, as a lead frame on which a semiconductor chip is mounted and resin-sealed, a lead frame in which mold parts are arranged in a single row or a matrix frame in which mold parts are arranged in a plurality of rows are used.

このようなマトリックスフレームでは、隣接するキャビティーの間に配置するランナーに、各封止領域に樹脂を注入するゲートを連結して樹脂封止を行ことにより、一度に多数個のパッケージを形成でき、パッケージの生産性を向上させることが出来る。 In such a matrix frame, a large number of packages can be formed at one time by connecting a gate for injecting resin to each sealing region and connecting the resin to a runner disposed between adjacent cavities. , Package productivity can be improved.

従来の樹脂モールド型半導体装置は、リードフレームを上下金型でクランプし、この金型に溶融樹脂を注入して半導体素子部を樹脂モールド後、カル部およびランナー部を除去することにより、リードフレームにパッケージを形成している。このような多連多列のマトリックス型リードフレームを使用した半導体装置の製造方法については、例えば特許文献１に開示されている。
特許第２８４４２３９号公報特開平１０−１７８１３７号公報 In a conventional resin mold type semiconductor device, a lead frame is clamped by upper and lower molds, molten resin is injected into the mold, the semiconductor element part is resin molded, and then the cull part and the runner part are removed. The package is formed. A method for manufacturing a semiconductor device using such a multiple-multi-row matrix lead frame is disclosed in, for example, Patent Document 1.
Japanese Patent No. 2844239 JP-A-10-178137

しかしながら、上述したような製造方法では、図１３および図１４に示すように、カル部およびランナー部をリードフレーム１から除去する時に、ランナーと交差するリードフレーム端面２０に樹脂欠けによる樹脂残留物１４が発生しやすい。 However, in the manufacturing method as described above, as shown in FIGS. 13 and 14, when the cull portion and the runner portion are removed from the lead frame 1, the resin residue 14 due to the lack of resin on the lead frame end surface 20 intersecting the runner. Is likely to occur.

マトリックスフレームではランナーとリードフレーム端面との交差する部分が多く、樹脂残留物１４が発生する頻度が多くなる。この樹脂残留物が後工程、特にリードカットやリード加工の設備や金型上に落下すると、設備、金型の破損やパッケージクラック、リード加工不良等の品質異常を起こす要因のひとつとなる。 In the matrix frame, there are many portions where the runner and the end surface of the lead frame intersect, and the frequency of occurrence of the resin residue 14 increases. If this resin residue falls on a post-process, particularly lead cutting or lead processing equipment or a die, it becomes one of the causes of quality abnormalities such as equipment breakage, die breakage, package cracks, lead processing defects, and the like.

このような樹脂残留による影響をなくすために、特許文献２では、リードフレーム端面にランナーの幅よりも広い凹部を形成することが提案されている。しかしながら、マトリックスフレームのようにランナーとリードフレーム端面との交差する部分が多い場合は、ランナーの幅よりも広い凹部を形成することはリードフレームの強度低下を招くので好ましくない。 In order to eliminate the influence of such resin residue, Patent Document 2 proposes forming a recess wider than the width of the runner on the end face of the lead frame. However, when there are many portions where the runner and the end surface of the lead frame intersect like a matrix frame, it is not preferable to form a recess wider than the width of the runner because the strength of the lead frame is reduced.

本発明は上述した点に着目してなされたもので、樹脂残りによる悪影響をなくし、品質および生産性の向上をはかったリードフレームおよび樹脂封止型半導体装置を提供するものである。 The present invention has been made paying attention to the above-described points, and provides a lead frame and a resin-encapsulated semiconductor device that eliminates the adverse effects of resin residues and improves quality and productivity.

上記課題を解決するために、本発明のリードフレームは、封止金型でクランプし、ランナーを通してキャビティに注入する封止脂封で半導体素子を樹脂モールドして半導体パッケージを形成するリードフレームであって、前記ランナーと交差するリードフレーム端面に、前記ランナーの幅よりも狭い幅で凸部を形成したものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the lead frame of the present invention is a lead frame which forms a semiconductor package by clamping a semiconductor mold with a sealing mold and injecting a semiconductor element with a sealing oil seal injected into a cavity through a runner. Then, a convex portion is formed on the end face of the lead frame intersecting with the runner with a width narrower than the width of the runner.

上記した構成により、ランナーと交差するリードフレーム端面をランナーの軸心方向において凸部によって分割することで、封止樹脂とリードフレーム端面とのせん断密着力を小さくすることができ、封止樹脂がリードフレーム端面から剥がれ易くしなり、ランナー除去時の樹脂残留を解消することができる。 By dividing the lead frame end face intersecting with the runner by the convex portion in the axial direction of the runner by the above-described configuration, the shear adhesion force between the sealing resin and the lead frame end face can be reduced. It becomes easy to peel off from the end face of the lead frame, and the resin residue when the runner is removed can be eliminated.

本発明のリードフレームによれば、リードフレーム端面での樹脂残りを解消することができ、樹脂屑の落下による設備不良、品質異常を起こすことなく、マトリック型スフレームでの安定した高品質な半導体装置の製造が可能となる。 According to the lead frame of the present invention, the resin residue on the end surface of the lead frame can be eliminated, and a stable high-quality semiconductor in a matrix type frame without causing equipment failure and quality abnormality due to dropping of resin waste. The device can be manufactured.

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明におけるマトリックス型リードフレームの一例を示すものである。リードフレーム１は、隣り合う一対の封止部２を１単位として単位フレーム３を形成し、複数の単位フレーム３を互いに一直線上に並べて連設しており、この多連に形成された封止部２を多列に備えたものである。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of a matrix type lead frame in the present invention. In the lead frame 1, a unit frame 3 is formed with a pair of adjacent sealing portions 2 as one unit, and a plurality of unit frames 3 are arranged in a straight line with each other. The part 2 is provided in multiple rows.

図２は図１のＡ−Ａ’断面であり、リードフレーム１を封止金型でクランプした状態を示している。図３は本発明の一実施形態における樹脂封止後のリードフレーム１の平面図である。 FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A ′ of FIG. 1 and shows a state in which the lead frame 1 is clamped with a sealing mold. FIG. 3 is a plan view of the lead frame 1 after resin sealing in one embodiment of the present invention.

図２に示すように、封止金型２１にはランナー４およびリードフレーム１の両側の封止部２に対応するキャビティー５が形成されている。封止金型２１はランナー４が多連に連設された単位フレーム３の中央に位置するように設置する。 As shown in FIG. 2, cavities 5 corresponding to the sealing portions 2 on both sides of the runner 4 and the lead frame 1 are formed in the sealing mold 21. The sealing mold 21 is installed so that the runner 4 is located at the center of the unit frame 3 provided in a continuous manner.

図３に示すように、封止樹脂７はカル８からランナー４に供給し、ランナー４に連結されたゲート６からマトリックス型リードフレームをなすリードフレーム１に多列多連に形成された各キャビティー５に注入される。 As shown in FIG. 3, the sealing resin 7 is supplied from the cal 8 to the runner 4, and each cabinet formed in multiple rows and multiples on the lead frame 1 that forms a matrix type lead frame from the gate 6 connected to the runner 4. Infused into tee 5.

この樹脂封止後に、カル８、ランナー４、ゲート６を除去することにより樹脂封止型半導体装置を得る。
図４（ａ）、（ｂ）および図５はそれぞれ図３のＡ部拡大図、Ｂ−Ｂ’断面図であり、図４（ａ）、（ｂ）はリードフレーム１の上にランナー４を透過的に示している。 After the resin sealing, the cull 8, the runner 4, and the gate 6 are removed to obtain a resin sealed semiconductor device.
4 (a), 4 (b), and 5 are respectively an enlarged view of a portion A in FIG. 3 and a BB 'sectional view. FIGS. 4 (a) and 4 (b) show the runner 4 on the lead frame 1. FIG. Shown transparently.

図４（ａ）に示すように、リードフレーム１はランナー４と交差するリードフレーム端面２０に凸部１０を形成しており、図４（ｂ）に示すように、ランナー４の軸心方向においてリードフレーム端面２０が凸部１０を介した両側の端面部分２０ａ、２０ｂと凸部１０の前端の端面部分１０ａとに頂点（角部）１１を境として分割されている。 As shown in FIG. 4A, the lead frame 1 has a convex portion 10 formed on the end surface 20 of the lead frame that intersects the runner 4, and in the axial direction of the runner 4, as shown in FIG. The lead frame end surface 20 is divided into end surface portions 20 a and 20 b on both sides via the convex portion 10 and an end surface portion 10 a on the front end of the convex portion 10 with a vertex (corner portion) 11 as a boundary.

この構成により、ランナー除去時におけるリードフレーム端面２０とランナー４とのせん断密着力を低下させてランナー除去時に樹脂残留を発生させない。このことを以下に説明する。 With this configuration, the shear adhesion between the lead frame end surface 20 and the runner 4 at the time of runner removal is reduced, and no resin residue is generated at the time of runner removal. This will be described below.

通常のランナー除去操作は、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、樹脂封止後のリードフレーム１を保持した状態でカル８を突き上げることによりランナー４の除去を行う。この際に、リードフレーム端面２０の端面部分２０ａ、２０ｂと凸部１０の端面部分１０ａがカル８から異なる距離にあるので、端面部分２０ａ、２０ｂと端面部分１０ａの個々の面に分かれて剥離されることになり、従来フレームよりも小さな力でランナー４を除去することができ、樹脂残留が発生しにくい。また、凸部１０の両側の端面部分１０ｂ、１０ｃはランナー４の長手方向と平行であるためにカル８の側から順次剥離して行き、リードフレーム端面２０の端面部分２０ａ、２０ｂと凸部１０の端面部分１０ａにおけるランナー４との密着力に影響を及ぼさない。 In the normal runner removing operation, as shown in FIGS. 6A and 6B, the runner 4 is removed by pushing up the kull 8 while holding the lead frame 1 after resin sealing. At this time, since the end surface portions 20a and 20b of the lead frame end surface 20 and the end surface portion 10a of the convex portion 10 are at different distances from the cull 8, they are separated and separated into individual surfaces of the end surface portions 20a and 20b and the end surface portion 10a. Therefore, the runner 4 can be removed with a force smaller than that of the conventional frame, and the resin residue hardly occurs. Further, since the end surface portions 10 b and 10 c on both sides of the convex portion 10 are parallel to the longitudinal direction of the runner 4, they are sequentially peeled from the side of the cull 8, and the end surface portions 20 a and 20 b of the lead frame end surface 20 and the convex portion 10 are removed. This does not affect the adhesion between the end face portion 10a and the runner 4.

図４（ａ）に示すように、凸部１０の幅ａはランナー４の幅ｂの３０％〜６０％が適当である。この凸部１０の幅ａが小さすぎると凸部１０に樹脂が残り易くなり、また、凸部１０の幅ａが大きすぎるとリードフレーム端面２０を分割させて密着力を低下させる効果が小さくなる。 As shown in FIG. 4A, the width a of the convex portion 10 is suitably 30% to 60% of the width b of the runner 4. If the width a of the convex portion 10 is too small, the resin tends to remain on the convex portion 10, and if the width a of the convex portion 10 is too large, the effect of dividing the lead frame end surface 20 and reducing the adhesion is reduced. .

また、リードフレーム端面２０の端面部分２０ａ、２０ｂと凸部１０の端面部分１０ａ凸部１０との離間距離ｃは、凸部１０の両側のランナー幅ｄよりも小さく設定することが適当である。 Further, it is appropriate to set the separation distance c between the end surface portions 20 a and 20 b of the lead frame end surface 20 and the end surface portion 10 a of the convex portion 10 to be smaller than the runner width d on both sides of the convex portion 10.

図７に示すように、凸部１０の形状は台形に設定することも可能であり、この場合には、凸部１０の両側の端面部分１０ｂ、１０ｃがランナー４の軸心方向と平行でないので、リードフレーム端面２０の端面部分２０ａ、２０ｂと凸部１０の端面部分１０ａに加えて、凸部１０の両側の端面部分１０ｂ、１０ｃもリードフレーム端面２０の分割による密着力の低下の効果を発揮し、リードフレーム端面２０における樹脂残留の発生を低減することが出来る。 As shown in FIG. 7, the shape of the convex portion 10 can be set to a trapezoid. In this case, the end surface portions 10 b and 10 c on both sides of the convex portion 10 are not parallel to the axial center direction of the runner 4. In addition to the end surface portions 20 a and 20 b of the lead frame end surface 20 and the end surface portion 10 a of the convex portion 10, the end surface portions 10 b and 10 c on both sides of the convex portion 10 also exhibit the effect of reducing the adhesion force due to the division of the lead frame end surface 20. In addition, the occurrence of resin residue on the lead frame end face 20 can be reduced.

図８、図９に示すように、凸部１０の形状は半円形状、三角形に設定することも可能であり、凸部１０が半円形や三角形の場合にも前記と同様の効果を得ることができる。
図１０は本発明の他の実施形態における凸部１０の形状を示す平面図であり、図１１はその断面図である。このリードフレーム端面２０に形成する凸部１０はランナー４の側からリードフレーム裏側に向けて下り勾配のテーパー状をなす端面部分１２を設けている。
また、図１２に示すように、凸部１０は複数段の段差状をなす段差部１３に形成することも可能である。これらの加工はハーフエッチ、またはプレス加工によって加工されている。このように、テーパー加工等を施すことにより凸部１０の断面積が小さくなる。また、ランナー４の強度が向上することにより、ランナー除去時の樹脂残留を低減させることができる。 As shown in FIGS. 8 and 9, the shape of the convex portion 10 can be set to a semicircular shape or a triangle, and the same effect as described above can be obtained even when the convex portion 10 is a semicircular shape or a triangular shape. Can do.
FIG. 10 is a plan view showing the shape of the convex portion 10 in another embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a sectional view thereof. The convex portion 10 formed on the end surface 20 of the lead frame is provided with an end surface portion 12 having a downwardly tapered shape from the runner 4 side toward the back side of the lead frame.
Moreover, as shown in FIG. 12, the convex part 10 can also be formed in the level | step-difference part 13 which makes | forms the level | step difference of a multistep. These processes are processed by half-etching or pressing. Thus, the cross-sectional area of the convex part 10 becomes small by performing a taper process etc. Moreover, the resin residual at the time of runner removal can be reduced by the intensity | strength of the runner 4 improving.

本発明の一実施形態にかかるリードフレームの平面図The top view of the lead frame concerning one embodiment of the present invention. 同実施形態にかかる封止金型の断面図Sectional drawing of the sealing metal mold | die concerning the embodiment 同実施形態にかかるリードフレームの平面図Top view of the lead frame according to the same embodiment 図３のＡ部拡大図Part A enlarged view of FIG. 図３のＢ−Ｂ’矢視断面図B-B 'arrow sectional view of FIG. 図３のＣ−Ｃ’矢視断面図C-C 'arrow sectional view of FIG. 本発明の他の実施形態にかかる凸部の平面図The top view of the convex part concerning other embodiment of this invention 本発明のさらに他の実施形態にかかる凸部の平面図The top view of the convex part concerning other embodiment of this invention. 本発明のさらに他の実施形態にかかる凸部の平面図The top view of the convex part concerning other embodiment of this invention. 本発明のさらに他の実施形態にかかる凸部の平面図The top view of the convex part concerning other embodiment of this invention. 図１０のＤ−Ｄ’矢視断面図D-D 'arrow sectional view of FIG. 図１０のＤ−Ｄ’矢視断面図D-D 'arrow sectional view of FIG. 従来の樹脂封止半導体装置の封止後平面図および断面図Plan view and sectional view after sealing of a conventional resin-encapsulated semiconductor device 図１３のＥ−Ｅ’矢視断面図E-E 'arrow sectional view of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１リードフレーム
２封止樹脂部
３単位フレーム
４ランナー
５キャビティー
６ゲート
７封止樹脂
８カル
１０凸部
１０ａ凸部の前端側の端面部分
１０ｂ、１０ｃ凸部の両側の端面部分
１１凸部の頂点
１２テーパー加工
１３段差部
１４樹脂残留部
２０リードフレーム端面
２０ａ、２０ｂリードフレーム端面の端面部分
２１封止樹脂金型 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lead frame 2 Sealing resin part 3 Unit frame 4 Runner 5 Cavity 6 Gate 7 Sealing resin 8 Cull 10 Convex part 10a End surface part 10b on the front end side of convex part 10c End face part 11 on both sides of convex part 11 Convex part Vertex 12 Taper processing 13 Stepped portion 14 Residual residual portion 20 Lead frame end surface 20a, 20b End surface portion 21 of lead frame end surface Sealing resin mold

Claims

封止金型でクランプし、ランナーを通してキャビティに注入する封止脂封で半導体素子を樹脂モールドして半導体パッケージを形成するリードフレームであって、前記ランナーと交差するリードフレーム端面に、前記ランナーの幅よりも狭い幅で凸部を形成したことを特徴とするリードフレーム。 A lead frame that clamps with a sealing mold and injects a semiconductor element with a sealing grease seal that is injected into a cavity through the runner to form a semiconductor package, and is formed on the end surface of the lead frame that intersects the runner. A lead frame characterized in that convex portions are formed with a width narrower than the width.

凸部が矩形状をなすことを特徴とする請求項１記載のリードフレーム。 The lead frame according to claim 1, wherein the convex portion has a rectangular shape.

凸部が２等辺三角形状をなして頂点の角度が３０°〜６０°であることを特徴とする前記請求項１記載のリードフレーム。 2. The lead frame according to claim 1, wherein the convex portion forms an isosceles triangle and the vertex angle is 30 [deg.] To 60 [deg.].

凸部が台形状をなしてリードフレーム端面側の底辺が上辺よりも長いことを特徴とする前記請求項１記載のリードフレーム。 2. The lead frame according to claim 1, wherein the convex portion has a trapezoidal shape and the bottom side of the end surface of the lead frame is longer than the upper side.

凸部が半円形状をなすことを特徴とする請求項１記載のリードフレーム。 The lead frame according to claim 1, wherein the convex portion has a semicircular shape.

凸部のリードフレーム端面側の幅がランナーの幅の３０％〜６０％であることを特徴とする前記請求項１〜５の何れか１項に記載のリードフレーム。 The lead frame according to any one of claims 1 to 5, wherein the width of the convex portion on the end face side of the lead frame is 30% to 60% of the width of the runner.

凸部がランナーとの当接側からリードフレームの裏面に向けて下り勾配のテーパー状に加工されたことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のリードフレーム。 The lead frame according to any one of claims 1 to 6, wherein the convex portion is processed into a taper shape having a downward slope from the contact side with the runner toward the back surface of the lead frame.

凸部が段差状に形成されたことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のリードフレーム。 The lead frame according to claim 1, wherein the convex portion is formed in a step shape.

請求項１〜８の何れか１項に記載のリードフレームを使用して製造された樹脂封止型半導体装置。 A resin-encapsulated semiconductor device manufactured using the lead frame according to claim 1.