JP2714002B2 - 樹脂封止型半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ 本発明は、リードフレームにマウントした半導体素子
を含めて行う樹脂封止工程により発生するバリを防止す
る技術に関する。

（従来の技術） 半導体基板に回路やデバイスを造込んだ半導体素子の
組立工程には、通常リードフレームを利用して組立て、
更に封止工程により形成された封止樹脂によって外部雰
囲気から保護している。ところで、DIP,SIP及び両者の
混合型のリードフレームが知られており、製造方法とし
て食刻工程とプレス工程のうち、現在では専ら後者が利
用されており、集積回路等のように集積度の大きい多ピ
ン構造素子では、アウターリード間のピッチを小さくせ
ざるを得ないのが実情である。

このような集積度の大きい半導体素子のマウントに主
として利用するDIP用並びに混合型リードフレームの概
要を説明すると、周囲を金属製枠体で構成する複数の単
位体を連続して形成し、この数により長尺物か短尺物に
区別する。一方、金属製枠体には、ここを起点とするリ
ードを単位体の中心方向に向けて形成し、その中心付近
の一対のリード間にはベッド部を接続して、半導体素子
を造込んだ半導体基板をマウントできるようにする。

この半導体基板に近い場所のリード端はフリー状態と
して、更に金属製枠体には、透孔を単位体毎に形成して
搬送に役立たせると共に自動化に対応させている。

このようにベッド部とリード端子を備えたリードフレ
ームには、両部品の機械的強度を増すと共に樹脂封止工
程の土手として機能する連結細条すなわちダムを形成す
るが、その位置は枠体に比較的近くでかつリードに交差
する方向に延長して形成する。

そして半導体素子に形成した電極とリード間の電気的
接続を図る金属細線による熱圧着工程と、樹脂封止工程
に続いてダム付近を切断してマウント部分とそれ以外に
切離す。

この結果、ほぼ直方体に形成した封止樹脂層の厚さ方
向すなわち側部から導出したアウターリードを、所定の
形状に成形して集積回路が形成される。なおリードフレ
ームに形成するリードは、封止樹脂層を境にしてアウタ
ーリードに呼名が変更される。

ところで、トランスファモールド法を利用する樹脂封
止工程では、専用マシンに配置された一対の金型間にリ
ードフレームを配置し、更に金型に形成するカル及びラ
ンナーを介して、半導体素子をマウントした半導体素子
が配置されたキャビイテイ内に溶融樹脂を導入し、所定
の温度下でエージング処理を行って完了する。この結
果、前述のようにほぼ直方体に形成された封止樹脂層側
部からアウターリードが導出した半導体素子が製造され
る。

この半導体装置は、半導体素子の検査工程に投入され
たり、電子機器等のキットに挿入して電気回路を構成さ
れるので、接触不良やソケット詰まりを防止するために
規格通りに形成することが必要である。

ところで、トランスファモールド法により成形され封
止樹脂層を備えた製品のアウターリードには、いわゆる
バリが発生する頻度が大きく、対策として多くの提案が
発表されると共に、その除去に鋭意努力が払われてき
た。

前述のように樹脂封止工程に使用する一対の金型は、
精密加工により製造するが、微視的には隙間の存在が否
定できず、樹脂封止工程時には封止樹脂が流出するのが
不可避である。

封止樹脂によるバリの発生を防止する方法について第
３図を参照して説明する。

前述のように、直方体状に形成した一対のリードフレ
ームの表面に沿って形成したカルから分岐して金属部材
の端部方向に向かうランナー部を設け、更にその末端部
にはゲート部につながった複数のキャビティ部を設け
る。

第３図に示すように金属製枠体（図示せず）に設置す
るリード端子21…にはその軸方向に交差するダム22を設
けるが、樹脂封止工程により封止樹脂層23とダム22にで
きる空隙24にも封止樹脂層23が充填される。

（発明が解決しようとする課題） 空隙24に充填される封止樹脂層を除去しても一部が残
留していわゆる格子バリが発生する。このためにリード
ピッチが大きい半導体素子用リードフレームでは、a.コ
マをわざわざ設置する方法や、b.この部分に対応する金
型に凸状部を形成する方法、c.コマを化学的食刻工程に
より設置する方法等が知られている。しかし、ａやｂの
方法では、リード21との間に、50μｍ程度、ｃの方法で
はリードフレームの肉厚程度の隙間が形成されるのは避
けられないので、封止樹脂層が隙間に流れ込んで、バリ
が形成される。

一方リードピッチが小さいリードフレームでは、この
ようなコマを設置するのが難しい。

いずれにしても格子バリの除去には、高価なバリ取り
機械が入用になったり、多くの時間を費やしても完全で
なかった。このために、検査工程等で挿入が困難になっ
たり後続のダムに対するカット＆ベンド工程に必要なプ
レス工程用精密金型を破損する等の欠点があった。

本発明は上記の難点を除去する新規な樹脂封止型半導
体装置の製造方法を提供し、特に格子バリの発生を抑制
することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この目的を達成するために本発明に係る樹脂封止型半
導体装置の製造方法では、金属製の複数のリード末端付
近にベッド部が形成され、且つ前記リードの長手方向に
交差する方向に前記リードを接続するダムが配置された
リードフレームを準備する工程と、前記リード間の前記
ダムの一部にリードに沿ってベッド部側から切込みを形
成する工程と、前記ベッド部に半導体素子を固着する工
程と、前記半導体素子とリードを電気的に接続する工程
と、前記切込みが形成されたダムのベッド部側の端面に
樹脂封止予定位置が接すると共に半導体素子を囲む封止
樹脂層を形成する工程と、前記ダムを前記リードから切
断する工程とに特徴がある。

（作用） このような樹脂封止型半導体装置の製造方法に使用す
るリードフレームは、前記切込みを形成する工程によ
り、リードの長手方向に沿った方向にダムに切込みｃを
ハーフパンチ工程により形成し（第１図ａ、ｂ参照）、
形成後ほぼ平坦になり、ダムと封止樹脂間にバリの発生
が抑制される。

ハーフパンチ工程とは、切断面が斜めに成形されたポ
ンチを使用する工程であって、ダム２の切断予定領域に
接触させるポンチｂは、前記のように切断面が斜めに形
成されているので、ダム２を切断した時点では、切込み
ｃを除いて未だ切込まれていない面ｄ並びにダム２が連
続した状態となる。

前記ハーフパンチ工程により切込みｃが形成される工
程では、封止樹脂層３の設定予定位置ｈから、これに接
するダムの一部がすなわち２本のアウターリード１によ
り挟まれたダムの長手方向の一部が、リード１に沿って
ベッド部側から切込まれて切込みｃが形成される。残っ
たアウターリード１は前記のように機械的に連続した状
態となる。

したがってダムの２つの切込みｃが形成される箇所の
他に、封止樹脂層の設定予定位置ｈに隣接するダム部分
が不連続状態であるために、この両部分がぶらぶらした
状態になる。

このぶらぶらの状態となった部分を有するリードフレ
ーム全体は、切込みｃが形成されない状態と同様に、平
坦な形状となるが、もし切込みｃが遊離して平坦となら
ない場合は、平坦な状態に修復されてから事後の切断工
程に移行する。

このようなプレス工程後、従来技術と同じく、金属細
線を半導体素子の電極とリード間に熱圧着する工程、樹
脂封止工程並びにダム２の切断工程を行う。このダム２
の切断工程では、バリが殆どないアウターリード１を有
する半導体素子が得られるために、半導体素子の測定時
にソケットを詰まらせたり、プレス工程用精密機械の金
型を破損する等の難点が解消される。

（実施例） 第１図ａ、ｂ、ｃ及び第２図を参照して本発明を詳細
に説明する。

第１図ａは、本発明方法により完成した樹脂封止型半
導体装置の封止樹脂層、アウターリード及びダムを示す
斜視図、第１図ｂは、第１図ａの上面図、第１図ｃは、
ダムをハーフパンチする工程を示す図であり、第２図ａ
は、本発明方法による樹脂封止工程前に存在する部品を
実線で、その後で製造する部品を点線で示した樹脂封止
型半導体装置の一部切欠斜視図であり、第２図ｂは、樹
脂封止型半導体装置の斜視図である。

第１図ａ、ｂ及び第２図ａ等により明らかにされたア
ウターリード１を備えたリードフレーム（図示せず）
は、多ピンの集積回路素子用であってピッチが狭いアウ
ターリードを備えたDIP型であり、その構造は従来技術
欄と同様なので詳細な説明は省略する。このリードフレ
ームには、半導体素子の組立てに必要なダム２すなわち
本発明にとって不可欠な特殊構造のものを形成する。

すなわち第１図ａに示すように、封止樹脂層の設定予
定位置ｈ（第１図ａ、ｂ、ｃ参照）に隣接して配置され
るダム２は、リードすなわちインナーリードの延長線上
に位置するアウターリード１以外が封止樹脂層３の設定
予定位置ｈと機械的に不連続状態となっている。

アウターリード１に接しているダム２の長手方向の一
部は、第１図ｃに示したハーフパンチ工程によりリード
１に沿って、後述するベッド部側から切込んで切込みｃ
を形成する。この結果、封止樹脂層の設定予定位置ｈに
接するダム２の他の部分ｈ′すなわち封止樹脂層３の設
定予定位置ｈに隣接する場所並びに２個の切込みｃは、
ダム２の他の部分からブラブラと遊離した状態になる。

切込みｃを形成するハーフパンチ工程の詳細は、作用
欄で説明した通りであり、斜めのポンチを切断面に使用
する。第２図ａでは、封止樹脂層３の設定予定位置ｈに
隣接する場所ｈ′、切込みｃ及び後述する金属細線６
は、夫々１箇所だけを記載し、その他は省略した。

このように、リードフレームの一部を構成する金属製
枠体（図示せず）に形成されたリード１…の長手方向に
交差する方向には、特殊な構造を備えたダム２が設置さ
れる。

前記ハーフパンチ工程により切込みｃが形成されたダ
ム２は、前記のようにぶらぶらになるが、他の部分に比
べて平坦でない場合は、プレス工程により修正する。

特殊なダム２を備えたリードフレームに半導体素子を
組立る工程を第２図ａにより説明する。すなわち従来技
術と同様に、金属製の複数のリード１末端付近に配置す
るベッド部４に半導体素子５を固着し、この半導体素子
５に形成した電極（図示せず）とリード１に金属細線６
を熱圧着して両者を電気的に接続する。これらは封止樹
脂層により覆って、外界雰囲気から前記半導体素子を防
御する樹脂封止工程を施す。その位置は、切込みｃが形
成された前記ダム２のベッド部４側の端面換言れば封止
樹脂層の設定予定位置ｈに、かつ前記半導体素子を囲む
封止樹脂層３を公知のトランスファモールド法により形
成する。

更に前記のように特殊な構造を備えたダム２は、封止
樹脂層３から切断後、施されるベンド工程、エージング
工程並びに外装工程を経て第２図ａ、第２図ｂに示す樹
脂封止型半導体装置が完成する。

このような構造の樹脂封止型半導体装置は、樹脂封止
工程中溶融樹脂がダム２部分に流出されないために、バ
リのないアウターリード１が、封止樹脂層３が導出され
る。この結果、ソケットへの挿入は、円滑であり、プレ
ス工程で精密金型の損傷が防止できる。

［発明の効果］ このように本発明方法では、格子バリが殆ど残らない
ので、従来行わざるを得なかったバリ取り工程が簡素化
され、その上残った格子バリにもとずくトラブルが解消
され、ひいては生産性の向上が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは、本発明方法により完成した樹脂封止型半導
体装置の封止樹脂層、アウターリード及びダムを示す斜
視図、第１図ｂは、第１図ａの上面図、第１図ｃは、ダ
ムをハーフパンチする工程を示す図、第２図ａは、本発
明方法による樹脂封止型半導体装置の製造工程における
構造を示す一部切欠斜視図、第２図ｂは、本発明方法に
より完成した樹脂封止型半導体装置の斜視図、第３図
は、従来方法に適用するリードフレームの上面図であ
る。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属製の複数のリード末端付近にベッド部
   が形成され、且つ前記リードの長手方向に交差する方向
   に前記リードを接続するダムが配置されたリードフレー
   ムを準備する工程と、前記リード間の前記ダムの一部に
   リードに沿ってベッド部側から切込みを形成する工程
   と、前記ベッド部に半導体素子を固着する工程と、前記
   半導体素子とリードを電気的に接続する工程と、前記切
   込みが形成されたダムのベッド部側の端面に樹脂封止予
   定位置が接すると共に半導体素子を囲む封止樹脂層を形
   成する工程と、前記ダムを前記リードから切断する工程
   とを具備することを特徴とする樹脂封止型半導体装置の
   製造方法