JP2637715B2 - 半導体リードフレームの製造方法およびそれを利用した半導体チップパッケージの製造方法 - Google Patents
半導体リードフレームの製造方法およびそれを利用した半導体チップパッケージの製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体リードフレームに
関し、より詳細にはリードフレームパッドの底面に接着
剤を使用しないでポリイミドフィルムを直接に接着させ
ることによって、リードフレームパッドと成形樹脂との
界面の剥離を防止することができる半導体リードフレー
ムの製造方法およびそれを利用した半導体チップパッケ
ージの製造方法に関する。
関し、より詳細にはリードフレームパッドの底面に接着
剤を使用しないでポリイミドフィルムを直接に接着させ
ることによって、リードフレームパッドと成形樹脂との
界面の剥離を防止することができる半導体リードフレー
ムの製造方法およびそれを利用した半導体チップパッケ
ージの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、リードフレームは、トランジス
タ、集積回路等の半導体を搭載して樹脂を利用してパッ
ケージ化するのに使用される部材である。リードフレー
ムの構造は一般に半導体チップを搭載するためのリード
フレームパッドと、トランジスタ若しくは集積回路と電
気的に連結されるリードと、成形時に樹脂がパッケージ
の外部に流出するのを防止するためのダムバーとからな
る。
タ、集積回路等の半導体を搭載して樹脂を利用してパッ
ケージ化するのに使用される部材である。リードフレー
ムの構造は一般に半導体チップを搭載するためのリード
フレームパッドと、トランジスタ若しくは集積回路と電
気的に連結されるリードと、成形時に樹脂がパッケージ
の外部に流出するのを防止するためのダムバーとからな
る。
【０００３】また、半導体がパッケージ化された後に、
樹脂とリードフレームとの熱膨張係数の差異によって樹
脂がパッドから分離される剥離現象を防止するためにリ
ードフレームパッドの後面に複数個のディンプルを形成
して樹脂とリードフレームとの接着力を改善するリード
フレームの構造もある。ディンプルを有するリードフレ
ームは超薄型半導体パッケージであるＴＳＯＰ（Ｔｈｉ
ｎ Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇｅ）や
ＳＯＪ（Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔｌｉｎｅ ″Ｊ″Ｂｅｎｄ
ｉｎｇ）等においてパッケージの信頼性を高めるのに重
要な役割をする。
樹脂とリードフレームとの熱膨張係数の差異によって樹
脂がパッドから分離される剥離現象を防止するためにリ
ードフレームパッドの後面に複数個のディンプルを形成
して樹脂とリードフレームとの接着力を改善するリード
フレームの構造もある。ディンプルを有するリードフレ
ームは超薄型半導体パッケージであるＴＳＯＰ（Ｔｈｉ
ｎ Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇｅ）や
ＳＯＪ（Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔｌｉｎｅ ″Ｊ″Ｂｅｎｄ
ｉｎｇ）等においてパッケージの信頼性を高めるのに重
要な役割をする。
【０００４】一般に、ＳＯＪやＴＳＯＰは厚さが非常に
薄いので、外部の機械的な衝撃によって容易に亀裂が生
じ、外部の湿気がパッケージ内部に浸透すると、そのパ
ッケージ内部の蒸気圧によってリードフレームと樹脂と
の間の剥離を誘発するという短所がある。
薄いので、外部の機械的な衝撃によって容易に亀裂が生
じ、外部の湿気がパッケージ内部に浸透すると、そのパ
ッケージ内部の蒸気圧によってリードフレームと樹脂と
の間の剥離を誘発するという短所がある。
【０００５】図６はリードフレームを概略的に示してい
る平面図である。
る平面図である。
【０００６】図７（ａ）は従来技術による円形ディンプ
ルが形成されたリードフレームパッドを示している底面
図である。図７（ｂ）は図７（ａ）のＡ−Ａ線の断面図
である。
ルが形成されたリードフレームパッドを示している底面
図である。図７（ｂ）は図７（ａ）のＡ−Ａ線の断面図
である。
【０００７】図８（ａ）は従来技術による角形のディン
プルが形成されたリードフレームパッドを示している底
面図である。図８（ｂ）は図８（ａ）のＢ−Ｂ線の断面
図である。
プルが形成されたリードフレームパッドを示している底
面図である。図８（ｂ）は図８（ａ）のＢ−Ｂ線の断面
図である。
【０００８】図６を参照すると、リードフレーム１００
は、半導体チップ（不図示）が接着剤（不図示）によっ
て安着・接着されるリードフレームパッド５０と、前記
半導体チップ上に形成された複数個のボンディングパッ
ド（不図示）とワイヤ（不図示）によって電気的に連結
される内部リード３０と、その内部リード３０と一体形
に外部接続端子（不図示）と電気的に接続される外部リ
ード４０と、成形工程時に成形樹脂が成形部分の外に流
出するのを防止するためのダムバー２０と、リードフレ
ーム１００の上下に形成されたサイドレール１０とから
構成され、サイドレール１０にはリードフレーム移送手
段（不図示）によって容易に移送できるようにインデッ
クスホール１２が形成されている。
は、半導体チップ（不図示）が接着剤（不図示）によっ
て安着・接着されるリードフレームパッド５０と、前記
半導体チップ上に形成された複数個のボンディングパッ
ド（不図示）とワイヤ（不図示）によって電気的に連結
される内部リード３０と、その内部リード３０と一体形
に外部接続端子（不図示）と電気的に接続される外部リ
ード４０と、成形工程時に成形樹脂が成形部分の外に流
出するのを防止するためのダムバー２０と、リードフレ
ーム１００の上下に形成されたサイドレール１０とから
構成され、サイドレール１０にはリードフレーム移送手
段（不図示）によって容易に移送できるようにインデッ
クスホール１２が形成されている。
【０００９】また通常は、食刻法により図７に示すよう
にリードフレームパッド１５０の底面に円形ディンプル
１５５が形成されるか、又はスタンピング法により図８
に示すようにリードフレームパッド２５０の底面に角形
のディンプル２５５が形成される。
にリードフレームパッド１５０の底面に円形ディンプル
１５５が形成されるか、又はスタンピング法により図８
に示すようにリードフレームパッド２５０の底面に角形
のディンプル２５５が形成される。
【００１０】前述のリードフレームパッドのディンプル
形成における、食刻法とスタンピング法の長・短所を比
較すると、表１のようになる。
形成における、食刻法とスタンピング法の長・短所を比
較すると、表１のようになる。
【００１１】
【表１】
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】図９（ａ）は従来技術
のリードフレームパッドの底面にポリイミドフィルムが
付着されたリードフレームの底面図である。図９（ｂ）
は図９（ａ）のＣ−Ｃ線の断面図である。
のリードフレームパッドの底面にポリイミドフィルムが
付着されたリードフレームの底面図である。図９（ｂ）
は図９（ａ）のＣ−Ｃ線の断面図である。
【００１３】図９を参照すると、リードフレームパッド
３５０の底面とポリイミドフィルム３１０が接着剤３２
０によって接着されている構造となっている。しかし、
接着剤３２０が湿気の侵入径路を提供するようになって
リードフレームパッド３５０とポリイミドフィルム３１
０との間から成形樹脂が剥離されるようになる。
３５０の底面とポリイミドフィルム３１０が接着剤３２
０によって接着されている構造となっている。しかし、
接着剤３２０が湿気の侵入径路を提供するようになって
リードフレームパッド３５０とポリイミドフィルム３１
０との間から成形樹脂が剥離されるようになる。
【００１４】本発明は、リードフレームパッドの底面に
接着剤を使用せずにポリイミドフィルムを直接付着させ
ることによって、リードフレームと成形樹脂との界面の
剥離を防止することができる半導体リードフレームの製
造方法およびそれを利用した半導体チップパッケージの
製造方法を提供することを目的とする。
接着剤を使用せずにポリイミドフィルムを直接付着させ
ることによって、リードフレームと成形樹脂との界面の
剥離を防止することができる半導体リードフレームの製
造方法およびそれを利用した半導体チップパッケージの
製造方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体リー
ドフレームの製造方法は、リードフレームを準備してそ
のリードフレームパッドにポリアミックアシッド（ｐｏ
ｌｙａｍｉｃ ａｃｉｄ）フィルムを付着させる段階
と、熱発生装置を利用して前記フィルムをポリイミドフ
ィルムに重合させ、このポリイミドフィルムを前記リー
ドフレームパッドに熱圧着する段階とを含むことを特徴
とする。
ドフレームの製造方法は、リードフレームを準備してそ
のリードフレームパッドにポリアミックアシッド（ｐｏ
ｌｙａｍｉｃ ａｃｉｄ）フィルムを付着させる段階
と、熱発生装置を利用して前記フィルムをポリイミドフ
ィルムに重合させ、このポリイミドフィルムを前記リー
ドフレームパッドに熱圧着する段階とを含むことを特徴
とする。
【００１６】また、本発明に係る半導体チップパッケー
ジの製造方法は、リードフレームを準備してそのリード
フレームパッドにポリアミックアシッドフィルムを付着
させる段階と、熱発生装置を利用して前記ポリアミック
アシッドフィルムをポリイミドフィルムに重合させ、こ
のポリイミドフィルムを前記リードフレームパッドに熱
圧着する段階と、そのリードフレームパッドの上面にチ
ップを接着する段階と、そのチップ上に形成されたボン
ディングパッドを対応する内部リードに電気的に連結す
る段階と、そのチップが搭載されたリードフレームの所
定の領域を成形する段階とを含むことを特徴とする。
ジの製造方法は、リードフレームを準備してそのリード
フレームパッドにポリアミックアシッドフィルムを付着
させる段階と、熱発生装置を利用して前記ポリアミック
アシッドフィルムをポリイミドフィルムに重合させ、こ
のポリイミドフィルムを前記リードフレームパッドに熱
圧着する段階と、そのリードフレームパッドの上面にチ
ップを接着する段階と、そのチップ上に形成されたボン
ディングパッドを対応する内部リードに電気的に連結す
る段階と、そのチップが搭載されたリードフレームの所
定の領域を成形する段階とを含むことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、添附の図面を参照して本発
明の実施の形態について詳細に説明する。
明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１８】図１（ａ）は本発明によるリードフレーム
の底面図であり、リードフレームパッドの底面にはポリ
イミドフィルムが付着されている。図１（ｂ）は図１
（ａ）のＤ−Ｄ線の断面図である。
の底面図であり、リードフレームパッドの底面にはポリ
イミドフィルムが付着されている。図１（ｂ）は図１
（ａ）のＤ−Ｄ線の断面図である。
【００１９】図２は、本発明による前記リードフレーム
パッドの底面にポリイミドフィルムが付着される段階を
示す断面図であって、リードフレームのうちリードフレ
ームパッドのみを示している図面である。
パッドの底面にポリイミドフィルムが付着される段階を
示す断面図であって、リードフレームのうちリードフレ
ームパッドのみを示している図面である。
【００２０】図１および図２を参照すると、本発明によ
るリードフレームパッド４５０はその底面にポリイミド
フィルム４１０が直接接着されている構造となってお
り、それ以外は、図６に示した従来のリードフレーム１
００と同一の構造となっている。図２に示すように、本
発明による製造方法は、次のような段階（ａ）〜（ｃ）
を有する。
るリードフレームパッド４５０はその底面にポリイミド
フィルム４１０が直接接着されている構造となってお
り、それ以外は、図６に示した従来のリードフレーム１
００と同一の構造となっている。図２に示すように、本
発明による製造方法は、次のような段階（ａ）〜（ｃ）
を有する。
【００２１】（ａ）リードフレーム（不図示）を準備し
て、そのリードフレームパッド４５０の底面にポリアミ
ックアシッド（ｐｏｌｙａｍｉｃ ａｃｉｄ）フィルム
４００を付着させる段階。
て、そのリードフレームパッド４５０の底面にポリアミ
ックアシッド（ｐｏｌｙａｍｉｃ ａｃｉｄ）フィルム
４００を付着させる段階。
【００２２】（ｂ）そのリードフレームパッド４５０の
底面に熱発生装置３００を配置し、約３５０℃〜４２０
℃程度の温度で熱圧着を進行する段階。
底面に熱発生装置３００を配置し、約３５０℃〜４２０
℃程度の温度で熱圧着を進行する段階。
【００２３】（ｃ）その熱圧着によってポリアミックア
シッドフィルム４００から高い接着性を有するポリイミ
ドフィルム４１０が形成されリードフレームパッドに付
着される段階。
シッドフィルム４００から高い接着性を有するポリイミ
ドフィルム４１０が形成されリードフレームパッドに付
着される段階。
【００２４】本発明では、フィルム４００として、ポリ
アミックアシッドフィルムを使用することにより、接着
剤を使わずにポリイミドフィルムの直接付着を実現して
いる。パッドの裏面に置かれたポリアミックアシッドフ
ィルムは熱圧着により重合して高い粘着性を有するポリ
イミドフィルムになる。
アミックアシッドフィルムを使用することにより、接着
剤を使わずにポリイミドフィルムの直接付着を実現して
いる。パッドの裏面に置かれたポリアミックアシッドフ
ィルムは熱圧着により重合して高い粘着性を有するポリ
イミドフィルムになる。
【００２５】更に、前記の構造を有するリードフレーム
を利用して、そのダイパッドの上部面上にチップを接着
剤によって接着し、そのチップ上に形成されているボン
ディングパッドをそれらに対応する内部リードと電気的
に連結し、前記リードフレームに搭載されたチップの所
定の領域を成形する段階等をへて信頼性の高い半導体チ
ップパッケージが製造される。
を利用して、そのダイパッドの上部面上にチップを接着
剤によって接着し、そのチップ上に形成されているボン
ディングパッドをそれらに対応する内部リードと電気的
に連結し、前記リードフレームに搭載されたチップの所
定の領域を成形する段階等をへて信頼性の高い半導体チ
ップパッケージが製造される。
【００２６】また、本発明によるポリイミドフィルムが
付着された前記リードフレームパッドの底面にディンプ
ルを形成することができる。例えば、エッチング法によ
る図７の円形ディンプルやスタンピング法による図８の
角形ディンプル等を製作することができる。
付着された前記リードフレームパッドの底面にディンプ
ルを形成することができる。例えば、エッチング法によ
る図７の円形ディンプルやスタンピング法による図８の
角形ディンプル等を製作することができる。
【００２７】前記フィルム４００はその大きさがリード
フレームパッドより大きくない限り、多様な形態をもつ
ことができる。また、図３に示すようにフィルム４００
はリードフレームパッドに形成された円形のディンプル
と同一な作用をする一つ以上の貫通ホール４６０をもつ
ことができ、この貫通ホールはエッチング法やパンチン
グによって形成することができる。
フレームパッドより大きくない限り、多様な形態をもつ
ことができる。また、図３に示すようにフィルム４００
はリードフレームパッドに形成された円形のディンプル
と同一な作用をする一つ以上の貫通ホール４６０をもつ
ことができ、この貫通ホールはエッチング法やパンチン
グによって形成することができる。
【００２８】勿論、ポリイミドフィルム４１０上に多様
な形態のディンプルをスタンピング法、またはエッチン
グ法によって形成させることもできる。またはリードフ
レームパッドそのものに複数個のディンプルを形成する
こともできる。
な形態のディンプルをスタンピング法、またはエッチン
グ法によって形成させることもできる。またはリードフ
レームパッドそのものに複数個のディンプルを形成する
こともできる。
【００２９】
【実施例】半導体パッケージ上に及ぶストレスのレベル
を評価するために、ポリイミドフィルムが付着されたリ
ードフレームパッドを有する二つのプラスチックパッケ
ージを製作した。
を評価するために、ポリイミドフィルムが付着されたリ
ードフレームパッドを有する二つのプラスチックパッケ
ージを製作した。
【００３０】その一つは図４に示すように、リードフレ
ームパッド３５０の後面に接着剤３２０を利用してポリ
イミドフィルム３１０が付着されており、もう一つは図
５に示すように接着剤を使用しないで本発明の方法によ
ってリードフレームパッド４５０の後面にポリイミドフ
ィルム４１０が付着されている。
ームパッド３５０の後面に接着剤３２０を利用してポリ
イミドフィルム３１０が付着されており、もう一つは図
５に示すように接着剤を使用しないで本発明の方法によ
ってリードフレームパッド４５０の後面にポリイミドフ
ィルム４１０が付着されている。
【００３１】これらの二つのパッケージのストレスレベ
ルを測定し、結果をそれぞれ図４および図５に示してい
る。
ルを測定し、結果をそれぞれ図４および図５に示してい
る。
【００３２】図４と図５はパッケージ全体が受けるスト
レスを図式的に示しているものであり、数字はＭＰａと
して表示されるストレスレベルを示す。これらの図面か
らわかるように、接着剤を使用しないで熱圧着の技術に
よってリードフレームパッケージの後面にポリイミドフ
ィルムを付着させたパッケージ（図５）においては、最
大のストレスがパッドのエッジに局在している。一方、
接着剤を使用してポリイミドを付着させたパッケージ
（図４）においては、ストレスがチップ及び内部リード
にわたって分散しており、最大ストレスは内部リードと
モールディングコンパウンドとの接触する界面に現われ
る。後者の場合、前者のパッケージに比べてパッケージ
の亀裂や水分の浸透が容易に発生する。
レスを図式的に示しているものであり、数字はＭＰａと
して表示されるストレスレベルを示す。これらの図面か
らわかるように、接着剤を使用しないで熱圧着の技術に
よってリードフレームパッケージの後面にポリイミドフ
ィルムを付着させたパッケージ（図５）においては、最
大のストレスがパッドのエッジに局在している。一方、
接着剤を使用してポリイミドを付着させたパッケージ
（図４）においては、ストレスがチップ及び内部リード
にわたって分散しており、最大ストレスは内部リードと
モールディングコンパウンドとの接触する界面に現われ
る。後者の場合、前者のパッケージに比べてパッケージ
の亀裂や水分の浸透が容易に発生する。
【００３３】図５に示したパッケージは約４０℃の温
度、７０％の相対湿度の条件下で１０日間保存した後に
も、水分の浸透によるモールディングコンパウンドのパ
ッドからの分離は発生しなかった。
度、７０％の相対湿度の条件下で１０日間保存した後に
も、水分の浸透によるモールディングコンパウンドのパ
ッドからの分離は発生しなかった。
【００３４】
【発明の効果】したがって、本発明によると、リードフ
レームパッドとポリイミドフィルムを直接接着すること
によって、従来技術において接着剤が媒介となって発生
する吸湿によるリードフレームパッドとポリイミドフィ
ルムとの間の剥離を防止し、リードフレームパッドと成
形樹脂との間の剥離を根本的に防止することができる。
レームパッドとポリイミドフィルムを直接接着すること
によって、従来技術において接着剤が媒介となって発生
する吸湿によるリードフレームパッドとポリイミドフィ
ルムとの間の剥離を防止し、リードフレームパッドと成
形樹脂との間の剥離を根本的に防止することができる。
【００３５】また、ポリイミドフィルムは、成形工程か
ら発生される応力に対して緩衝作用を行う。
ら発生される応力に対して緩衝作用を行う。
【００３６】更に、ポリイミドフィルムの底面にエッチ
ング法やスタンピング法によってディンプルを形成する
場合にはその方法の長所のみを選択することができる。
ング法やスタンピング法によってディンプルを形成する
場合にはその方法の長所のみを選択することができる。
【００３７】また、前記構造を有するリードフレームを
利用することにより、信頼性の高い半導体パッケージを
製造することができる。
利用することにより、信頼性の高い半導体パッケージを
製造することができる。
【図１】本発明によるリードフレームパッドの底面にポ
リイミドフィルムが付着されたリードフレームの底面
図、及びＤ−Ｄ線の断面図である。
リイミドフィルムが付着されたリードフレームの底面
図、及びＤ−Ｄ線の断面図である。
【図２】本発明によるリードフレームパッドの底面にポ
リイミドフィルムが付着される段階を示す断面の例示図
である。
リイミドフィルムが付着される段階を示す断面の例示図
である。
【図３】貫通ホールが形成されたポリイミドフィルムが
後面に付着されたリードフレームのパッドの模式図であ
る。
後面に付着されたリードフレームのパッドの模式図であ
る。
【図４】接着剤を使用してリードフレームパッド後面に
ポリイミドフィルムを付着させて形成したパッケージが
受けるストレスのレベルを図式的に示している図面であ
る。
ポリイミドフィルムを付着させて形成したパッケージが
受けるストレスのレベルを図式的に示している図面であ
る。
【図５】接着剤を使用しないで本発明の方法によってリ
ードフレームのパッドの後面にポリイミドフィルムを付
着させて形成したパッケージが受けるストレスのレベル
を図式的に示している図面である。
ードフレームのパッドの後面にポリイミドフィルムを付
着させて形成したパッケージが受けるストレスのレベル
を図式的に示している図面である。
【図６】リードフレームを概略的に示す平面図である。
【図７】従来技術による円形ディンプルが形成されたリ
ードフレームパッドを示す底面図、及びＡ−Ａ線の断面
図である。
ードフレームパッドを示す底面図、及びＡ−Ａ線の断面
図である。
【図８】従来技術による角形ディンプルが形成されたリ
ードフレームパッドを示す底面図、及びＢ−Ｂ線の断面
図である。
ードフレームパッドを示す底面図、及びＢ−Ｂ線の断面
図である。
【図９】従来技術のリードフレームパッドの底面にポリ
イミドフィルムが付着されたリードフレームの底面図、
及びＣ−Ｃ線の断面図である。
イミドフィルムが付着されたリードフレームの底面図、
及びＣ−Ｃ線の断面図である。
３００ 熱発生装置 ４００ ポリアミックアシッドフィルム ４１０ ポリイミドフィルム ４５０ リードフレームパッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 李 相 國 大韓民国忠清南都天安市雙龍洞654イル ソンヌンスアパートメント308−1408 (56)参考文献 特開 昭59−107547（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−222444（ＪＰ，Ａ)
Claims (6)
- 【請求項１】 パッド、内部リード、外部リードおよび
ダムバーを有するリードフレームを準備する段階と、 リードフレームパッドの後面に接着剤を使用しないでポ
リアミックアシッドのフィルムを置く段階と、 熱発生装置を利用して前記フィルムを熱圧着して前記フ
ィルムからポリイミドフィルムを形成し、パッドの後面
に付着させる段階とを含むことを特徴とする半導体リー
ドフレームの製造方法。 - 【請求項２】 前記熱圧着の温度が３５０℃〜４２０℃
であることを特徴とする請求項１記載の半導体リードフ
レームの製造方法。 - 【請求項３】 パッド、内部リード、外部リードおよび
ダムバーを有するリードフレームを準備する段階と、 リードフレームパッドの後面に接着剤を使用しないでポ
リアミックアシッドのフィルムを置く段階と、 熱発生装置を利用して前記フィルムを熱圧着して前記フ
ィルムからポリイミドフィルムを形成し、パッドの後面
に付着させる段階と、 前記リードフレームパッドの上面にチップを接着する段
階と、 前記チップ上に形成されたボンディングパッドとそれら
に対応する内部リードを電気的に連結する段階と、 前記チップが搭載されたリードフレームの所定の領域を
成形する段階とを含むことを特徴とする半導体チップパ
ッケージの製造方法。 - 【請求項４】 前記熱圧着の温度は３５０℃〜４２０℃
であることを特徴とする請求項３記載の半導体チップパ
ッケージの製造方法。 - 【請求項５】 前記ポリアミックアシッドフィルムに少
なくとも一つの貫通ホールが形成されたことを特徴とす
る請求項３記載の半導体チップパッケージの製造方法。 - 【請求項６】 前記リードフレームに複数個のディンプ
ルが形成されたことを特徴とする請求項３記載の半導体
チップパッケージの製造方法。
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