JP4067386B2 - 樹脂封止金型およびそれを用いた半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂封止により形成される半導体装置において、樹脂封止体と一体に形成される樹脂バリを除去するための樹脂封止金型及びそれを用いた半導体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体装置は、年々大容量化されており、これに伴って各種信号線となるリード端子数も増加の傾向にある。そして、従来の半導体装置の製造方法では、リードフレームを準備し、少なくとも1個の半導体チップを前記リードフレーム上に固着し、ワイヤーボンディングし、樹脂封止金型に前記リードフレームを設置し、樹脂封止により樹脂封止体を形成する方法がある(例えば、特許文献1。)。
【0003】
また、従来の半導体装置の製造方法では、駆動回路を備える電子装置の場合、流れる電流値も大きくなり、発熱量が増加するため、電子装置を冷却するための放熱板が樹脂モールド工程において、駆動回路を構成するリードフレームと共に一体的に樹脂モールドされる。そして、前記放熱板は複数個が連結部を介して一体にリードフレームの各電子装置形成部と共に樹脂モールドされ、一度に多量の電子装置が形成される。このとき、前記連結部、アウタリード、タイバー等をリードフレームから切断する時期は自由であり、各工程における作業性を向上させている(例えば、特許文献2。)。
【0004】
上述の如く、リードフレームから各半導体装置、電子装置等を切断し、個々に独立させる際には、パッケージと一体に形成された、各アウタリード間の樹脂バリを除去される。以下に、図6〜図8を参照とし、各アウタリード間の樹脂バリを除去する方法について説明する。
【0005】
図6は樹脂封止金型の上金型を説明するための図であり、図7は樹脂封止工程を説明するための図であり、図8はアウタリード間の樹脂バリを除去方法を説明するための図である。
【0006】
図6(A)は上金型の端部周辺を内側から示した図であり、図6(B)は図6(A)のA−A線方向の断面図である。図6(A)に示すように、ハッチング102で示す領域は上金型101と下金型106(図7参照)とが合わさることでキャビティを構成する領域である。ハッチング103で示す領域は、直接、下金型106と当接する領域であり、ハッチングなし104で示す領域は、直接、リードフレームと当接する領域である。そして、ハッチング105で示す領域は上金型101と下金型106とが合わさることで隙間となる領域であり、この領域は、上金型101と下金型106とによりアウタリード107を潰さない為のクリアランス領域である。つまり、この領域の隙間により、リードフレーム自体の設置位置またはリードフレームと上下金型101、106との設置位置に多少のばらつきが生じても、上下金型101、106により、特に、アウタリード107端部を潰してしまうことを防ぐことができる。尚、この隙間の領域はダムクリアランスと呼ばれており、樹脂モールド工程時に、この領域に流出し硬化する樹脂バリはダムバリと呼ばれている。以下の説明では、ムクリアランス、ダムバリを用いて説明する。
【0007】
図6(B)に示すように、上金型102のリードフレーム挟持部において、ハッチング103で示す領域が最も高い凸部となり、ハッチングなし104で示す領域及びハッチング105で示す領域は、ハッチング103で示す領域より、ほぼリードフレームの厚み分だけ低い凸部となっている。
【0008】
図7(A)はリードフレームを樹脂封止金型に設置した図であり、図7(B)は樹脂封止金型を離型した後のアウタリード部周辺を示した図である。図7(A)に示すように、図6に示す上金型101を用いることで、各アウタリード107の両側にダムクリアランス108が形成される。そして、このダムクリアランス108部分には、キャビティ内に充填される樹脂も多少排出される。その後、樹脂封止金型の離型すると、図7(B)に示すように、アウタリード107の両側には、ダムクリアランス108のスペース分のダムバリが形成される。
【0009】
図8(A)はアウタリード両側面のダムバリをレジンカットにより除去する方法を説明する図であり、図8(B)はアウタリード両側面のダムバリをバリクラッシュにより除去する方法を説明する図である。図8(A)に示すように、アウタリード107間のダムバリ109を除去する場合には、アウタリード107間とほぼ等しい幅を有するパンチ110を準備し、アウタリード107間を打ち抜くことでダムバリ109を除去する。一方、図8(B)に示すように、複数のアウタリード107を有するが1本のアウタリード107に対して、その両側面に形成されるダムバリ109を除去する場合には、例えば、図示した逆V字型のパンチ111を押し込むことでダムバリ109を除去する。その他、ダムバリ109は、ウォータージェット、液体ホーニング等により除去することもできる。
【0010】
【特許文献1】
特開平6−350011号公報(第5−7頁、第1図−第16図)
【特許文献2】
特開平5−13632号公報(第3−7頁、第1図−第5図)
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の樹脂封止金型では、例えば、上金型101の内側のキャビティ端部において、アウタリード107を固定し、且つアウタリード107端部を誤って潰さない為のダムクリアランス108を形成するために、凸部(図6(B)参照)が形成されている。一方、少なくとも上金型101の凸部が形成された領域と相対峙する下金型106の領域はほぼ平坦面に形成されている。そして、上金型101の凸部を利用してアウタリード107を固定し、樹脂モールドを行っていた。そのため、アウタリード107の両側に形成されるダムバリ109の厚みは、ほぼアウタリード107と同等の厚みを有しており、図8に示す如く、パンチ110、111によりそのダムバリ109を除去していた。
【0012】
しかしながら、上述の如く、従来の樹脂封止金型を用いるとダムバリ109の厚みは、ほぼアウタリード107と同等の厚みを有していた。そのため、図8(A)に示す如く、パンチ110を用いレジンカットによりダムバリを除去する場合には、アウタリード107間をパンチ110が通過する際に、アウタリード107が変形したり、アウタリード107の側面が削られるという問題があった。特に、QFN(Quad Flat Non−leaded Package)型の半導体装置ではアウタリード107の裏面が実装面となり、ダムバリ109の除去時の変形等により実装不良等の問題が発生する場合もあった。また、リード端子数も増加し、アウタリード107が狭ピッチで配置された場合には、パンチ110を用いてはダムバリ109を除去することが困難であるという問題もあった。
【0013】
一方、図8(B)に示す如く、パンチ111を用いバリクラッシュによりダムバリを除去する場合には、例えば、逆V字型の端部が突出したパンチ111によりアウタリード7の両側面に形成されたダムバリ109を除去するため、ダムバリ109と境界近傍領域のアウタリード107がパンチ111により変形されたり、削られるという問題があった。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記した各事情に鑑みて成されたものであり、本発明の樹脂封止金型は、少なくともリードフレームの一部と半導体素子が収納されるキャビティを構成する上金型及び下金型とを有する樹脂封止金型において、前記上金型と前記下金型とはその内面が相対峙しており、前記上金型が前記リードフレームの一主表面と当接し、且つ前記下金型が前記リードフレームの他の主表面と当接するそれぞれの当接面において前記リードフレームを固定しており、前記上金型の当接面または前記下金型の当接面のどちらかには複数の凹部が形成されていることを特徴とする。従って、本発明の樹脂封止金型では、前記凹部により、アウタリードの側面に形成されるダムバリの厚みをアウタリードの厚みより厚く形成することができる。つまり、ダムバリが複数のアウタリードの表面または裏面からなるほぼ平坦面から突出する構造を成すことができる。
【0015】
上記した課題を解決するために、本発明の半導体装置の製造方法は、少なくともアイランドと、インナリードと、該インナリードと連続して形成されるアウタリードとを有し、半導体素子が前記アイランドに固着されたリードフレームを準備し、上金型及び下金型から構成され、該上金型及び下金型は少なくとも前記インナリード及び前記半導体素子を収納するキャビティを構成し、前記リードフレーム固定する前記上金型及び前記下金型の当接面にはそれぞれ複数の凸部または凹部のどちらかを有する樹脂封止金型に前記リードフレームを設置し、前記凸部及び前記凹部を前記アウタリード間に配置し、少なくとも前記キャビティ内の空気及び樹脂の一部は前記アウタリードと前記凸部との間の隙間を介して前記キャビティ外部に排出し、前記キャビティ内に前記樹脂を充填させ樹脂封止体を形成することを特徴とする。従って、本発明の半導体装置の製造方法では、樹脂封止体を形成する工程において、樹脂封止金型に設けられた凹部を利用しアウタリード側面に形成されるダムバリをアウタリードの平面または裏面より突出するように形成することができる。そのことで、ダムバリの除去工程では、この突出したダムバリ部をプレスすることでそのダムバリを除去できるので、アウタリードを変形したり、削ったりすることを大幅に低減できる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下に、図1〜図5を参照として、本発明の樹脂封止金型及びそれを用いた半導体装置の製造方法について詳細に説明する。
【0017】
先ず、図1を参照として、本発明の樹脂封止金型の第1の実施に形態について説明する。図1は樹脂封止金型を説明する概略図であり、図1(A)は上金型の一部の内側からの平面図であり、図1(B)はリードフレームを設置した後の樹脂封止金型の側面図であり、図1(C)は下金型の一部の内側からの平面図である。
【0018】
図1に示すように、本実施の形態での樹脂封止金型1は、図1(A)に示す上金型2と図1(C)に示す下金型3とから構成される。そして、図1(B)に示すように、上金型2と下金型3とがリードフレームを挟持し、合わさることで樹脂封止金型1としての役割をなす。
【0019】
先ず、図1(A)に示すように、上金型2のハッチング4で示す領域は、リードフレームを樹脂封止金型1に設置時に、下金型3と合わさることでキャビティ13(図1(B)参照)を構成し、このキャビティ13内に樹脂を充填することで、パッケージが形成される。上金型2のハッチング5で示す領域は、リードフレームを樹脂封止金型1に設置時に、下金型3との当接面を示しており、この領域には樹脂が回り込まない構造となる。上金型2のハッチング無し6で示す領域は、リードフレームを樹脂封止金型1に設置時に、リードフレームと当接する面である。特に、図で示す領域では、リードフレームの中で、リードフレームから切断後にアウタリード7となる部分であり、そのアウタリード7の実装面の反対面と上金型2が当接する。そして、上金型2のハッチング5で示す領域は、ハッチング無し6で示す領域に対してほぼアウタリード7の厚み分だけ凸部となっている。言い換えると、ハッチング無し6で示す領域は、ハッチング5で示す領域に対して凹部となっている。また、ハッチング8で示す領域は、ハッチング5で示す領域に対して凹部となる領域である。そして、ハッチング8で示す領域は、リードフレームを樹脂封止金型1に設置時には、樹脂封止金型1のアウタリード7両側面に設けられたダムクリアランス12として利用される。
【0020】
具体的には、図1(B)に示すように、アウタリード7が位置するキャビティ13端部近傍領域において、ハッチング5で示す領域は符号9で示すラインに該当し、上金型2と下金型3との当接面である。そして、上金型2が凸部10となっている。一方、ハッチング無し6で示す領域は、上金型2の凸部10に対して、ほぼアウタリード7の厚み分だけ凹部となっており、その領域によりアウタリード7が挟持されている。そして、上金型2の凸部10に対して凹部を成すハッチング無し6で示す領域は、符号11で示すラインにおいて、アウタリード7の実装面の反対面と上金型2とが当接している。
【0021】
また、ハッチング8で示す領域は上金型1と下金型3とが合わさることで隙間となる領域であり、この領域は、上金型1と下金型3とによりアウタリード7を潰さない為のクリアランス領域である。つまり、この領域の隙間により、リードフレーム自体の設置位置またはリードフレームと上下金型1、3との設置位置に多少のばらつきが生じても、上下金型1、3により、特に、アウタリード107端部を潰してしまうことを防ぐことができる。そして、ダムクリアランス12には、樹脂モールド工程時に樹脂が流出し硬化することで、ダムバリが形成される。このダムバリは樹脂モールド工程後には、主に、パッケージと一体に残存する。
【0022】
そして、本実施の形態の樹脂封止金型1のダムクリアランス12は、図1(A)に示す如く、キャビティ13端部に位置し、キャビティ13と連続する丸印14で示す領域の幅を狭く形成している。一方、キャビティ13端部と離間した丸印15で示す領域の幅を広く形成している。具体的には、丸印14で示す幅の狭い領域は、キャビティ13端部から0.01〜0.03mm程度形成され、その後、丸印15で示す幅の広い領域を形成されている。つまり、ダムクリアランス12はアウターリード7と上金型2の凸部10との空間領域であるため、上金型2の凸部10をキャビティ13端部で幅広く、キャビティ13から離間した位置で幅狭く形成することで実現している。
【0023】
次に、図1(C)に示すように、本実施の形態の下金型3は、QFN型のパッケージに対応しており、その内側において、ほぼその全面を平坦面としている。そして、下金型3のハッチング17で示す領域は、リードフレームを樹脂封止金型1に設置時に、上金型2と合わさることでキャビティ13を構成し、このキャビティ13内に樹脂を充填することで、パッケージが形成される。下金型3のハッチング18で示す領域は、リードフレームを樹脂封止金型1に設置時に、上金型2との当接面を示しており、この領域には樹脂が回り込まない構造となる。下金型3のハッチング無し19で示す領域は、リードフレームを樹脂封止金型1に設置時に、リードフレームと当接する面である。特に、図で示す領域では、リードフレームの中で、リードフレームから切断後インナーリード及びアウタリード7となる部分であり、アウタリード7の実装面と下金型3が当接する。また、ハッチング20で示す領域は、アウタリード7を挟持する下金型3の平坦面に凹部を形成している領域であり、リードフレームを樹脂封止金型1に設置時に、上金型2のハッチング8で示す領域と相対峙する領域に形成されている。
【0024】
具体的には、図1(B)に示すように、樹脂封止金型1の内側となる下金型3の内面はほぼ平坦面からなり、また、アウタリード7を挟持するハッチング20で示す領域に凹部を構成している。例えば、本実施の形態では、凹部20は0.05〜0.07mm程度窪んでいる。そして、上金型2、リードフレームと当接する構造については、上述した説明を参照とし、ここでは省略する。本実施の形態では、上金型2のダムクリアランス12形成領域に相対峙して、下金型3に凹部20を形成し、アウタリード7の側面に両空間を利用したダムバリを形成することに特徴がある。そのことで、パッケージが形成されたリードフレームを樹脂封止金型1から離型後、アウタリード7側面に形成されるダムバリは、アウタリード7の実装面に対して凸部を有する形状となる。
【0025】
更に、本実施の形態では、図1(A)のライン16と図1(C)のライン22とが、リードフレームを樹脂封止金型1に設置時に一致するラインであり、キャビティ13端部を示している。そして、図1(C)に示すように、下金型3に設けられる凹部20の先端は、丸印23で示すように、キャビティ13端部から離間した位置に形成されている。具体的には、本実施の形態では、0.01〜0.03mm程度キャビティ13端部から離間して形成されている。また、下金型3の凹部20は、上金型2のダムクリアランス12と同様に、キャビティ13端部から離間するにつれて、その形成幅を広く形成している。この構造により、上金型2のダムクリアランス12と下金型3の凹部20との両空間を利用して形成される領域のダムバリは厚く形成される。しかし、上述の如く、本実施の形態では、アウタリード7が形成されるキャビティ13端部では、上金型2のダムクリアランス12のみが、最小限の幅を有して形成されている。そのことで、アウタリード7が形成されるキャビティ13端部では、ダムバリも最小限の厚みでパッケージと一体に形成されるので、ダムバリの除去時に、パッケージを切り欠くことを抑止することができる。
【0026】
次に、図1〜図3を参照として、上述した樹脂封止金型1を用いた半導体装置の製造方法の一実施の形態について説明する。図2は本実施の形態における半導体装置の製造方法を説明するための斜視図であり、図3は本実施の形態における半導体装置の製造方法を説明するための概略図である。
【0027】
先ず、図2に示す如く、第1の工程は、リードフレームを準備し、リードフレーム上に半導体素子を固着し、金属細線等により素子とインナリードとを電気的接続する工程であり、以下に、その工程について説明する。
【0028】
図に示したように、本実施の形態では、例えば、半導体素子31としてMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Filed Effect Transister)が用いられた場合について説明する。尚、図1では半導体素子31等が実装された銅のリードフレームの一部のみを図示しているが、実際は1枚のリードフレームには、図示した複数の搭載部が形成されている。また、半導体素子としては、MOSFETに限定される必要は無い。
【0029】
具体的には、例えば、リードフレームのアイランド37上に、例えば、半田等の導電ペースト(図示せず)を介して半導体素子31を固着する。また、この半導体素子31表面には絶縁層としてシリコン酸化膜層(図示せず)、シリコン窒化膜(SiN)層33等が形成されている。本実施の形態では、例えば、アルミニウム(Al)から成るゲート電極32、ソース電極34の酸化防止、耐湿性向上等が考慮され、電極32、34上にはSiN層33が形成されている。そして、このSiN層33には2つの孔38、39が形成され、孔38を介してソース電極34が形成されており、孔39を介してゲート電極32が形成されている。
【0030】
そして、本実施の形態では、ソース電極34とCuフレームのポスト40とを、例えば、金属細線36により電気的に接続する。また、同様に、ゲート電極32とCuフレームのポスト41とを、例えば、金属細線36により電気的に接続する。
【0031】
また、リードフレームのアイランド37からはドレイン端子42が形成され、リードフレームのポスト40、41からはそれぞれソース端子43、ゲート端子44が形成されている。そして、上述したように、これらのドレイン端子42、ソース端子43およびゲート端子44はパッケージからアウタリード7(図1参照)として導出する。
【0032】
次に、図1に示す如く、第2の工程は、本発明の樹脂封止金型を用いた樹脂モールド工程であり、以下に、その工程について説明する。
【0033】
図1(B)に示すように、半導体素子31等が固着されたリードフレームを上金型2及び下金型3から構成される樹脂封止金型1に設置する。そして、樹脂封止金型1に、一体に形成された樹脂ポット(図示せず)、ランナー(図示せず)を介して樹脂を充填することで樹脂モールドを行う。この工程において、リードフレームのアウタリード7と上金型2及び下金型3との位置関係、アウタリード7近傍でのダムクリアランス12を介してキャビティ13内の空気及び樹脂が排出される仕方は、上述した樹脂封止金型1の説明を参照することとし、ここではその説明を割愛する。
【0034】
次に、図3に示す如く、第3の工程は、アウタリード側面に形成されたダムバリを除去する工程であり、以下に、その工程について説明する。
【0035】
図3(A)に示すように、樹脂封止金型1から離型されたリードフレームには、搭載部毎に樹脂封止金型1のキャビティ13の形状に基づきパッケージ51が形成される。上述したように、ダムバリ52はアウタリード7の両側面に形成され、上金型2に設けられたダムクリアランス12を介してダムバリ52がパッケージ51と一体に形成される。一方、ダムバリ52は下金型3に設けられた凹部20をも介して形成され、ダムバリ52は、アウタリード7の実装面56に対して凸部55を形成する。尚、ダムバリ52の凸部55は、下金型3の凹部20が0.05〜0.07mm程度窪んで形成されていることに対応し、ほぼ同様な分だけ突出している。
【0036】
本実施の形態では、ダムバリ52を除去するために、ダムバリ52の凸部55が形成されたアウタリード7の実装面56と反対面を当接面として台座53上にリードフレームを配置する。そして、例えば、少なくともダムバリ52の凸部55が形成された領域に平坦面を有するパンチ54を準備し、アウタリード7の実装面56側からプレスする。しかし、本実施の形態では、図示の如く、パンチ54の形状は、当接面がほぼ平坦面からなり、且つ、一回のプレスで全てのダムバリ52を除去できる面積を有している。その後、図3(B)に示すように、この作業により、アウタリード7の両側面に形成されたダムバリ52は、ダムバリ52の凸部55がパンチ54によりプレスされることで、ダムバリ52がアウタリード7の側面から剥離する。そして、パンチ54はその形状により、アウタリード7間のスペースに入ることはできず、アウタリード7の実装面56で止まることとなる。
【0037】
そのことで、本実施の形態では、ダムバリ52の凸部55をパンチ54でプレスしダムバリ52を除去できるので、パンチ54をアウトリード7間に入れることなく、アウトリード7両側面に形成されたダムバリ52を除去することができる。その結果、ダムバリ52を除去する時のパンチ54により、アウタリード7の変形やアウタリード7を削ったりすることを大幅に低減することができる。
【0038】
また、特に、QFN型のパッケージでは、パッケージ51端部の僅かに露出したアウタリード7により実装されるが、本実施の形態では、その領域でのアウタリード7の変形を防ぐことができる。そのことで、QFN型のパッケージでの実装不良等も低減でき、実装強度も確保することができる。
【0039】
更に、本実施の形態では、上述したように、ダムバリ52とパッケージ51とは、上金型2に設けられたダムクリアランス12の形成領域を介して一体となっている。そして、ダムクリアランス12は、丸印14の領域では、必要最小限の幅で形成されている。且つ、下金型3の凹部20はパッケージ51の端部から離間した位置に形成されているので、パッケージ51の端部において、ダムバリ52とパッケージ51とが一体となる領域は必要最小限の領域に抑えることができる。そのことで、パッケージ51端部と一体となるダムバリ52を除去する時に、一体となっている領域のパッケージ51端部を欠き込むことも大幅に低減することができる。
【0040】
更に、本実施の形態では、図3(A)に示すように、ダムバリ52の凸部55の形状において、ダムバリ52の凸部55の最頂部をアウタリード7の側面から遠方に、例えば、最遠方に設けるている。そのことで、本実施の形態では、ダムバリ52の凸部55をパンチ54でプレスした時に、ダムバリ52の凸部55がアウタリード7側面と反対側に倒れ易くなる。その結果、ダムバリ52はアウタリード7間の隙間に倒れ、より確実にダムバリ52がアウタリード7の側面から剥離させることができる。
【0041】
次に、図示はしないが、第4の工程は、パッケージ51から露出しているアウタリード7にメッキを施す工程であり、以下に、その工程について説明する。
【0042】
本工程では、リード酸化防止、半田濡れ性等が考慮されアウタリード7にメッキを施す。このときは、複数の搭載部が形成されたリードフレーム全体にメッキを施す。例えば、リードフレームまたはリードフレームを乗せるメッキ補助ラック側をカソード電極、メッキ浴槽側にアノード電極を準備し、一度に複数のリードフレームにメッキを施す。このとき、メッキ浴槽には、Pd、Sn、Ni、Sn−Pb、Sn−Bi、Sn−Ag、Sn−Cu、Au−Ag、Sn−Ag−Cu等のメッキ液を準備し、これらのメッキ液の組み合わせにより、少なくとも1層のメッキ膜がアウタリード7に施される。尚、リードフレームにPdメッキを採用する場合は、樹脂モールド工程前に、予め、Pdメッキが施されたリードフレームが用いられる。その他、予め、メッキが施されたリードフレームを用いる場合も同様である。
【0043】
最後に、図示はしないが、第5の工程は、リードフレーム上に複数形成された半導体装置をリードフレームから切断する工程であり、以下に、その工程について説明する。
【0044】
本実施の形態では、QFN型のパッケージの場合について説明しており、パッケージ51からアウタリード7が露出する境界部近傍でアウタリード7を切断する。そして、この工程において同時に個々の半導体装置をリードフレームから切断し、半導体装置が完成する。
【0045】
次に、図4及び図5を参照として、本発明の樹脂封止金型及びそれを用いた半導体装置の製造方法について、その第2の実施の形態について説明する。図4は樹脂封止金型を説明する概略図であり、図5は本実施の形態における半導体装置の製造方法を説明するための斜視図である。
【0046】
先ず、第2の実施の形態における樹脂封止金型61は、上述した第1の実施の形態における樹脂封止金型1と比較して、主に、下金型63の凹部65の形状を相違させる。そのため、第2の実施の形態における樹脂封止金型61のその他の構成要素は、第1の実施の形態における樹脂封止金型1の説明を参照とし、ここではその説明を割愛する。
【0047】
また、第2の実施の形態における樹脂封止金型61を用いた半導体装置の製造方法では、第1の実施の形態における樹脂封止金型1を用いた半導体装置の製造方法と比較すると、主に、その第3の工程が相違する。そのため、本実施の形態では、第3の工程を説明し、その他の第1、第2、第4及び第5の工程の説明は、第1の実施の形態における説明を参照とし、ここではその説明を割愛する。
【0048】
先ず、図4に示すように、本実施の形態における樹脂封止金型61は、上金型62と下金型63とから構成される。そして、図4(A)に示すように、第1の実施の形態と同様に、上金型62において、リードフレームを樹脂封止金型61に設置時にはアウタリード7の両側面には、ハッチングで示すダムクリアランス64が位置する。一方、図4(C)に示すように、下金型63において、上金型62のダムクリアランス64形成領域とその形成領域の一部を重畳させるように、ハッチングで示す凹部65が形成されている。そして、本実施の形態では、図4(B)に示すように、隣り合うアウタリード7間に位置する上金型62のそれぞれのダムクリアランス64に対して、下金型に設けられた1つの凹部65が対応する。つまり、下金型63の凹部65は、アウタリード7間の幅とほぼ同等の幅を有している。また、本実施の形態では、凹部65は0.2〜0.3程度窪んでいる。そして、凹部65は、アウタリード7が露出するキャビティ66端部から離間した位置に形成される。例えば、本実施の形態では、丸印77で示す上金型62の狭い幅の領域は、0.01〜0.03mm程度キャビティ66端部から形成されている。一方、下金型63の凹部65は、キャビティ66端部から0.03〜0.05mm程度離間して形成されている。
【0049】
そのことで、本実施の形態における樹脂封止金型61を用いると、丸印78で示す上金型62のダムクリアランス64のその幅が広くなった領域と下金型63の凹部65の形成位置が一部重なり、ダムバリがその重畳領域で厚く形成される。その結果、ダムバリの除去時には、ダムバリが厚く形成される領域にパンチがプレスするので、その力は確実にダムバリに伝わり、ダムバリが確実にアウタリード7の側面から除去される。更に、第1の実施の形態と同様に、ダムバリとパッケージとが一体となる領域は、丸印77で示す上金型62のダムクリアランス64の幅のみであるので、ダムバリ除去時にパッケージ自体を欠き込むことも防ぐことができる。その他、第2の実施の形態の樹脂封止金型の効果は第1の実施の形態の効果と同様である。
【0050】
次に、図5に示すように、本実施の形態における樹脂封止金型を用いた半導体装置の製造方法では、ダムバリを除去する第3の工程に、第1の実施の形態と相違する点がある。
【0051】
図5(A)に示すように、本実施の形態における台座73は、そのリードフレームを支える領域において、アウタリード7の幅に合わせて、台座73の凸部77及び凹部78を有している。そして、本実施の形態では、ダムバリ72を除去するために、ダムバリ72の凸部75が形成されたアウタリード7の実装面76と反対面を当接面として台座73上にリードフレームを配置する。そして、例えば、少なくともダムバリ72の凸部75が形成された領域に平坦面を有するパンチ74を準備し、アウタリード7の実装面76側からプレスする。しかし、本実施の形態では、図示の如く、パンチ74の形状は、当接面がほぼ平坦面からなり、且つ、一回のプレスで全てのダムバリ72が除去できる面積を有している。その後、図5(B)に示すように、この作業により、アウタリード7の両側面に形成されたダムバリ72は、ダムバリ72の凸部75がパンチ74によりプレスされることで、ダムバリ72がアウタリード7の側面から剥離する。そして、パンチ74はその形状により、アウタリード7間のスペースに入ることはできず、アウタリード7の実装面76で止まることとなる。
【0052】
そのことで、本実施の形態では、ダムバリ72の凸部75で対処することができるので、パンチ74をアウトリード7間に入れることなく、アウトリード7両側面に形成されたダムバリ72を除去することができる。その結果、ダムバリ72を除去する時のパンチ74により、アウタリード7の変形やアウタリード7を削ったりすることを大幅に低減することができる。
【0053】
そして、本実施の形態では、台座73の凸部77とアウタリード7とを当接させ、台座73の凹部78とダムバリ72形成領域とを対応させる。そのことで、ダムバリ72の凸部75はアウタリード7間の隙間に形成されているが、パンチ74によりプレスされ、アウタリード7から剥離すると、ダムバリ72は台座73の凹部78へと落下する。その結果、本実施の形態では、確実にダムバリ72を除去することができる。その他、第2の実施の形態における効果は第1の実施の形態の効果と同様である。
【0054】
尚、本実施の形態における樹脂封止金型は、パッケージから露出するアウタリードの側面に形成されるダムバリを除去する際に、パッケージの切り欠き、アウタリードの変形等を問題としている。従って、本実施の形態では、下金型の内面がほぼ平坦面の場合、例えば、QFN型のパッケージについて説明したが、この場合に限定する必要はない。リードフレームの裏面側にも樹脂が充填された、例えば、QFP(Quad Flat Package)型のパッケージを形成する際にも、本実施の形態の樹脂封止金型を用いることができる。また、本実施の形態における上金型の構造と下金型の構造が逆の構造となった場合においても、同様な効果を得ることができる。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【0055】
【発明の効果】
上述したように、第1に、本発明の樹脂封止金型では、キャビティからアウタリードが露出するキャビティ端部近傍領域において、樹脂封止金型を構成する上金型または下金型のどちらかに、凹部が形成されている。そして、前記凹部はアウタリード間に位置し、前記凹部内にも樹脂が充填されるので、樹脂モールド後には、凹部内の硬化樹脂もアウタリードの両側面に形成されるダムバリとなる。そのことで、アウタリードの両側面に形成されるダムバリは、例えば、アウタリードの実装面に対して突出部を形成する。その結果、ダムバリ除去時には、パンチによりこのダムバリの突出部をプレスするので、アウタリードの変形、アウタリードの削り込みを防止できる樹脂モールドを実現できる。
【0056】
第2に、本発明の樹脂封止金型では、キャビティからアウタリードが露出するキャビティ端部近傍領域において、樹脂封止金型を構成する上金型または下金型には、ダムクリアランスまたは凹部のどちらかが形成されている。そして、ダムクリアランスは、キャビティ端部と連続する領域の幅は狭く、その後、幅は広く形成されている。一方、凹部は、キャビティ端部とは離間した位置で、且つ、ダムクリアランスの幅が広く形成された領域に対応して形成されている。そのことで、パッケージと一体に形成されるダムバリは、必要最小限の幅でパッケージと一体となるので、ダムバリの除去時に、パッケージを欠き込むことを防止できる樹脂モールドを実現できる。
【0057】
第3に、本発明の半導体装置の製造方法では、上述した本発明の樹脂封止金型を用いて樹脂モールドを行うことで、パッケージと一体に形成されるダムバリを除去する際に、例えば、アウタリードの実装面までパンチでプレスすることで、ダムバリを除去することができる。そのことで、アウタリード間にパンチを入れることなく、ダムバリが除去できるので、ダムバリ除去時に、アウタリードを変形させることを大幅に低減でき、また、アウタリードを削り込むことを大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態における樹脂封止金型を説明するための概略図である。
【図2】本発明の第1及び第2の実施の形態における半導体装置の製造方法を説明するための斜視図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態における半導体装置の製造方法を説明するための概略図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態における樹脂封止金型を説明するための概略図である。
【図5】本発明の第2の実施の形態における半導体装置の製造方法を説明するための概略図である。
【図6】従来の樹脂封止金型を説明するための概略図である。
【図7】従来の半導体装置の製造方法を説明するための概略図である。
【図8】従来の半導体装置の製造方法を説明するための概略図である。
【符号の説明】
1 樹脂封止金型
2 上金型
3 下金型
7 アウタリード
12 ダムクリアランス
20 凹部
51 パッケージ
52 ダムバリ
55 凸部
54 パンチ
Claims (6)
- 少なくともリードフレームの一部と半導体素子が収納されるキャビティを構成する上金型及び下金型とを有する樹脂封止金型において、
前記上金型と前記下金型とはその内面が相対峙し、前記上金型が前記リードフレームの一主面と当接し、且つ前記下金型が前記リードフレームの他の主表面と当接するそれぞれの当接面において前記リードフレームを固定し、
前記上金型の当接面または前記下金型の当接面のどちらかには、前記キャビティ端部から離間した位置に複数の凹部が形成され、且つ前記凹部が形成されない前記上金型の当接面または下金型の当接面には複数の凸部が形成され、
前記リードフレームを固定する前記キャビティ端部に位置する前記凸部の幅は、前記凹部上に位置する前記凸部の幅よりも広いことを特徴とする樹脂封止金型。 - 前記上金型及び前記下金型と当接する前記リードフレームには複数のアウタリードが形成され、前記凹部は前記アウタリード間に配置されることを特徴とする請求項1に記載の樹脂封止金型。
- 前記凸部は、前記アウタリード間に配置されることを特徴とする請求項2に記載の樹脂封止金型。
- 少なくともアイランドと、インナリードと、該インナリードと連続して形成されるアウタリードとを有し、半導体素子が前記アイランドに固着されたリードフレームを準備し、
上金型及び下金型から構成され、該上金型及び下金型は少なくとも前記インナリード及び半導体素子を収納するキャビティを構成し、前記リードフレームを固定する前記上金型及び前記下金型の当接面にはそれぞれ複数の凸部または凹部のどちらかを有し、前記リードフレームを固定する前記キャビティ端部に位置する前記凸部の幅は、前記凹部上に位置する前記凸部の幅よりも広い樹脂封止金型に前記リードフレームを設置し、
前記凸部を前記アウタリード間に配置し、少なくとも前記キャビティ内の空気及び樹脂の一部は前記アウタリードと前記凸部との間の隙間を介して前記キャビティ外部に排出することで、前記キャビティ内、前記凸部と前記アウタリード間及び前記凹部内に樹脂を充填し、
前記キャビティ内に硬化する樹脂封止体は、前記アウタリード間に位置し、前記凸部と前記アウタリード間に硬化する硬化樹脂と連続し、前記キャビティ端部に位置する前記アウタリード間の硬化樹脂の幅は、前記凹部上に位置する前記アウタリード間の硬化樹脂の幅よりも狭くなることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記アウタリード間の硬化樹脂を除去する工程では、前記凹部内に硬化する硬化樹脂をその形成側から押し出すことで成すことを特徴とする請求項4に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記アウタリード間の硬化樹脂を除去する工程では、前記凹部内に硬化する硬化樹脂を押し出すパンチはその当接面が平坦面から成り、前記パンチの当接面は前記アウタリードの当接面で止まることを特徴とする請求項4に記載の半導体装置の製造方法。
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