JP3789443B2 - 樹脂封止型半導体装置 - Google Patents
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Description
本発明は、樹脂封止型半導体装置に関し、特にリードレス構造の樹脂封止型半導体装置に関する。
近年、電子機器の小型化に伴い、電子部品の小型化・高密度実装の要求は強く、樹脂封
止型半導体装置の小型、薄膜化が進んでいる。これに伴い、リードレス構造の樹脂封止型
半導体装置の実装における品質向上も求められる。
従来のリードレス構造の樹脂封止型半導体装置を図4を用いて説明する。 図4は従来
のリードレス構造の樹脂封止型半導体装置の裏面を上にした斜視図を示している。電極4
0の一部を裏面樹脂から露出させると共に、リードフレームの吊りピンの切断面44を側
面樹脂から露出させ、それ以外は樹脂41で覆われている。
図5は従来のリードレス構造の樹脂封止型半導体装置を実装基板に実装した時の断面図
を示している。
従来のリードレスパッケージは、同図にあるように、パッケージの裏面のみに電極40が
あり、かつスタンドオフは20〜30μm程度であるため、電極の外周にできるハンダフ
ィレット42(ハンダの裾びき)が小さい。
又,パッケージの裏面に電極があるため、実装した際に電極がパッケージの樹脂41で
隠れてしまうため、実装基板43上への実装状態を視認することが困難である。
従来のリードレス構造の樹脂封止型半導体装置の製造方法は、リードフレームやセラミ
ック基板に半導体チップを搭載し、チップの電極とリードフレームの電極部を金などのワ
イヤーでボンディング接続し、半導体素子を個々に樹脂封止したり、フレームを一括で樹
脂封止し、ダイシングにより個片に分離する方法が一般的に用いられる。
図6(a)〜(d)は従来のリードレス構造の樹脂封止型半導体装置の製造方法の一例
を示す。まず、半導体チップ20を搭載するアイランド部21、及びパッケージの電極部
となるインナーリード部22を有する銅等の金属からなるリードフレーム23に、半導体
チップ20を搭載する面と反対側の面にハーフエッチングによって溝24を形成する。
溝24は後の工程の樹脂封止工程において、樹脂が封入する様に樹脂注入空間と通じてい
る溝である。
図6(a)は、溝24を有するリードフレーム23のアイランド部21に半導体チップ
20を搭載する工程を示す。半導体チップ20はソルダー又は接着剤によりアイランド部
21上に固着される。図6(b)は、半導体チップ20の電極とアイランド部21と絶縁
された(図に示していない)インナーリード部とを金などのワイヤー26でボンディング
接続する工程を示す。リードフレーム23のアイランド部21及びインナーリード部のワ
イヤー接続部には銀等の部分メッキを予め施しておく。図6(c)は、複数の半導体チッ
プ20とリードフレーム23を一括で樹脂封止する工程を示す。半導体チップ20及びボ
ンディングワイヤー26は樹脂27の内部に封止され、リードフレーム23のアイランド
部21に繋がるインナーリード部22の一部、及びワイヤー接続部に繋がる(図に示して
いない)インナーリード部の一部が各々パッケージの外部電極40として封入樹脂の裏面
から露出する。この工程において、溝24が設けられたリードフレーム23の面は、封入
金型の下金型29と接しているが、樹脂注入空間に通じている溝24は樹脂によって満た
される。樹脂封入の後処理として、封入樹脂のバリ取りを行い、その後ハンダ等の外装メ
ッキにより露出した外部電極上にメッキ層30を形成する。図6(d)は、ダイシングに
より、樹脂封止したフレームを個々の半導体素子単位で個片に分離する工程を示す。この
工程において、樹脂が注入された溝部24が設けられた吊りピン部の一部が切断され、メ
ッキ層30が存在しない切断箇所44が側面樹脂33から露出する。
従来のリードレス構造の樹脂封止型半導体装置が有する半導体装置を基板実装した際の
実装強度が低く,実装状態の視認がし難い問題点を改善すべく行われた他の従来技術とし
て特許文献1の技術がある。
図7は特許文献1のリードレス構造の樹脂封止型半導体装置を実装基板に実装した時の
電極部分を拡大した断面図を示している。特許文献1のリードレスパッケージは、半導体
チップ50とボンディングワイヤーによって接続させたリード部51の底面と側面の一部
が封止樹脂52から露出して形成され、露出したリード部51の底面及び側面の上部を除
く部分にメッキ層53を有する構成でリードレス構造の樹脂封止型半導体装置を実装基板
54に実装するものである。したがって、メッキ層53を有するリード部51の側面部分
にハンダフィレット55が形成されるため、実装強度を向上させ、実装信頼性を向上でき
るものである。更にこのハンダフィレット55が形成されることにより、実装後の接合部
の外観検査時の認識不良を防止することができる。しかしながら、特許文献1のリードレ
ス構造の樹脂封止型半導体装置の製造方法においては、樹脂封止後のリードフレームに対
して、リードフレームの底面側から回転ブレード等でリードをプリカットして切断箇所に
凹部を形成してから表面にメッキ層を形成し、その後更に切断箇所の凹部を回転ブレード
等によってフルカットする方法を採用している。このように特許文献1の製造方法は、メ
ッキ及びリード切断を各々2回づつ行う必要があるため製造工程が多く、製造コストを下
げることが難しいと言う問題点がある。
本発明は、上記の従来のリードレス構造の樹脂封止型半導体装置が有する課題を解決す
る。即ち、本発明は、リードレス構造の樹脂封止型半導体装置を実装基板に実装する場合
に、実装基板にハンダ付けされる半導体装置の電極部分に十分なハンダフィレットを形成
することができ、又その実装状態を目視によって容易に確認できる半導体装置を製造工程
の少ない製造方法により造ることが可能な半導体装置を提供するものである。本発明によって、半導体装置を基板実装した際の実装強度を向上でき、実装状態の視認が容易におこなえるため、実装信頼性を向上できると共に、製造コストを下げることができる。
本発明の目的は、半導体装置を実装基板に実装した際に実装強度が向上すると共に、実
装状態を目視により確認できる半導体装置を簡単な製造方法によって製造できるリードレ
ス構造の樹脂封止型半導体装置を提供することにある。
請求項1記載の発明は、半導体チップと、前記半導体チップを搭載するアイランド部と、前記アイランド部と一体で且つ前記アイランド部から延在する第1の電極部材と、前記半導体チップ上の電極と金属細線によって接続された第2の電極部材とが、樹脂により封止され、前記第1の電極部材及び第2の電極部材の各々の下面及び側面の一部が前記樹脂から露出する半導体装置であって、前記各々の下面と側面部分からなる露出した電極面の周辺部分は前記樹脂面と同一の面を有し、前記露出した電極面の周辺部分以外の部分は、角部に前記各々の下面と側面部分に平行な面を有する凹部が設けられており、前記凹部の内表面は、メッキ層に覆われており、前記側面はメッキ層が存在しないことを特徴とする半導体装置である。請求項2記載の発明は、前記凹部は前記樹脂から露出し、且つ前記樹脂と前記第1及び第2の電極部材との境界から離れた領域に設けられていることを特徴とする半導体装置である。請求項3記載の発明は、前記アイランド部及び前記第1及び第2の電極部材はリードフレームからなることを特徴とする半導体装置である。請求項4記載の発明は、前記半導体チップ上の電極は複数設けられ、前記複数の電極と各々金属細線によって接続された複数の第2の電極部材が設けられることを特徴とする半導体装置である。
本発明は、半導体チップを搭載するアイランド部と、アイランド部から延在する電極部
材と、半導体チップ上の電極と接続された電極部材とが樹脂封止され、電極部材の下面及
び側面の一部が樹脂から露出するリードレス構造の樹脂封止型の半導体装置であり、これ
らの露出した電極部材の角部に凹部が設けられているもので、この半導体パッケージが実
装基板にハンダ実装される際に、この凹部の内壁にハンダがなじんで十分に厚いハンダフ
ィレットを形成できるものである。
又,本発明は、アイランド部とインナーリード部を有するリードフレームに溝を設け、
この溝を封入金型の一面で閉じてできた空間に封入樹脂が入らないようにして半導体チッ
プを樹脂封入し、この溝を切断することにより、溝内壁を樹脂から露出させたリードレス
型半導体装置を製造するもので、この製造方法によって、メッキ工程と切断工程を各々一
回行うだけで本半導体装置を製造出来るものである。
本発明は、以上の半導体装置の構造によって、リードレス構造の樹脂封止型半導体装置を実装基板に実装する場合に、実装基板にハンダ付けされる半導体装置の電極部分に十分なハンダフィレットを形成することができ、又その実装状態を目視によって容易に確認できる半導体装置を製造工程の少ない製造方法により造ることができるので、半導体装置を基板実装した際の実装強度を向上でき、実装状態の視認が容易におこなえるため、実装信頼性を向上できると共に、製造コストを下げることができる。
本発明の好適な実施の形態について、図1〜図2を用いて説明する。
(実施の形態)図1は本発明の実施の形態のリードレス構造の樹脂封止型半導体装置の裏
面を上にした斜視図である。この半導体装置は電極1の一部を裏面樹脂2及び側面樹脂3
から露出させ、露出した電極面の周辺部分は樹脂面と同一の面を有し、それ以外の部分は
裏面樹脂2及び側面樹脂3と平行な面からなる凹部4を有している。封入樹脂から露出し
た電極表面のうち、側面樹脂3と同一面である電極面5のみはメッキが施されておらず、
その他の面はメッキが施されている。
図2は本発明の実施の形態のリードレス構造の樹脂封止型半導体装置を実装基板に実装
した時の断面図を示している。
本発明の実施の形態のリードレスパッケージは、同図にあるように、パッケージの側面に
凹部4を有する電極1があり、かつ凹部4の内壁にメッキ層を有し、側面樹脂3と同一面
の電極側面5にはメッキ層が存在しない構成であるため、ハンダは凹部の側壁と上部の両
方になじむため、電極の外周に大きなハンダフィレット6を形成することができる。
又,パッケージの側面に電極を形成するため、半導体装置を実装基板7に実装した際に
、ハンダがなじむ電極部分がパッケージで隠れてしまうことがないため、ハンダフィレッ
ト6の形状等の実装状態を目視で容易に確認することができる。
図3(a)〜(d)は本発明の実施の形態のリードレス構造の樹脂封止型半導体装置の
製造方法を示す。まず、半導体チップ10を搭載するアイランド部11、及びパッケジの
電極部となるインナーリード部12を有する銅等の金属からなるリードフレーム13に、
半導体チップ10を搭載する面と反対側の面にハーフエッチング等によって2種類の溝を
形成する。
2種類の溝の内の一方の溝14は後の工程の樹脂封止工程において、樹脂が封入する様に
樹脂注入空間と通じている溝であり、他方の溝15は同工程において、樹脂が封入されな
い様に樹脂注入空間が閉じられている溝である。
樹脂が封入されない溝15は、後の工程のモールドフルカット工程で切断する切断箇所
に位置する様に設けられ、その溝幅は切断幅よりも広い幅を有する。
図3(a)は、上記の2種類の溝14,15を形成したリードフレーム13のアイラン
ド部11に半導体チップ10を搭載する工程を示す。半導体チップ10はソルダー又は接
着剤によりアイランド部11上に固着される。図3(b)は、半導体チップ10の電極と
アイランド部11と電気的に絶縁されている(図に示していない)インナーリード部を金
などのワイヤー16でボンディング接続する工程を示す。リードフレーム13のアイラン
ド部11及びインナーリード部のワイヤー接続部には銀等の部分メッキを予め施しておく。図3(c)は、複数の半導体素子とフレームを一括で樹脂封止する工程を示す。半導体
チップ10及びボンディングワイヤー16は樹脂19の内部に封止され、リードフレーム
13のアイランド部11に繋がるインナーリード部12及び(図に示していない)ワイヤ
ー接続部に繋がるインナーリード部の一部がパッケージの外部電極として封入樹脂の裏面
及び側面から露出する。この工程において、2種類の溝14,15が設けられたリードフ
レーム13の面は、封入金型の下金型17と接し、樹脂注入空間に通じている溝14は樹
脂によって満たされるが、樹脂注入空間に通じていない溝15は樹脂が注入されずに空間
を保った溝を封入樹脂から露出した状態で形成する。樹脂封入の後処理として、封入樹脂
のバリ取りを行い、その後ハンダ等の外装メッキを施す。この外装メッキによって、外部
電極の表面の全てにメッキ層18が形成されため、外部電極に形成された溝部の内壁もメ
ッキ層18が形成される。
図3(d)は、ダイシングにより、樹脂封止したフレームを個々の半導体素子単位で個片
に分離する工程を示す。この工程において、樹脂が注入されずに空間を保った溝部15の
一部が切断され、切断された端面に樹脂が注入されずに空間を保った溝15が露出するように切断位置を設定することにより、切断された電極の一部が裏面樹脂2及び側面樹脂3
から露出し、露出した電極面の周辺部分は樹脂面と同一の面を有し、それ以外の部分は裏
面樹脂2及び側面樹脂3と平行な面からなる凹部4を有する構成となる。尚,この凹部4
の切断面の形状は、凹形状の中央を半分に切断して得られるため、L字形状の窪みとなる。 又,切断面はメッキ層18が存在しないため、側面樹脂3と同一面の側面電極5にはメ
ッキ層18が存在せず、凹部壁面にメッキ層18が設けられた構成が得られる。
以上の製造方法である為,リードフレームのメッキ工程及び切断工程は各々1回のみで
本半導体装置を製造できる。
1 電極
2 裏面樹脂
3 側面樹脂
4 凹部
5 電極面
6 ハンダフィレット
10 半導体チップ
11 アイランド部
12 インナーリード部
13 リードフレーム
14 樹脂が封入される溝
15 樹脂が封入されない溝
16 ボンディングワイヤー
17 下金型
18 メッキ層
19 樹脂
Claims (4)
- 半導体チップと、前記半導体チップを搭載するアイランド部と、前記アイランド部と一体で且つ前記アイランド部から延在する第1の電極部材と、前記半導体チップ上の電極と金属細線によって接続された第2の電極部材とが、樹脂により封止され、前記第1の電極部材及び第2の電極部材の各々の下面及び側面の一部が前記樹脂から露出する半導体装置であって、前記各々の下面と側面部分からなる露出した電極面の周辺部分は前記樹脂面と同一の面を有し、前記露出した電極面の周辺部分以外の部分は、角部に前記各々の下面と側面部分に平行な面を有する凹部が設けられており、前記凹部の内表面は、メッキ層に覆われており、前記側面はメッキ層が存在しないことを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
- 前記凹部は前記樹脂から露出し、且つ前記樹脂と前記第1及び第2の電極部材との境界か
ら離れた領域に設けられていることを特徴とする請求項1記載の樹脂封止型半導体装置。 - 前記アイランド部及び前記第1及び第2の電極部材はリードフレームからなることを特徴
とする請求項1記載の樹脂封止型半導体装置。 - 前記半導体チップ上の電極は複数設けられ、前記複数の電極と各々金属細線によって接続
された複数の第2の電極部材が設けられることを特徴とする請求項1記載の樹脂封止型半
導体装置。
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