JP5971531B2 - 樹脂封止型半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

樹脂封止型半導体装置及びその製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、リードフレーム上に半導体素子を搭載し、その外囲、特に半導体素子の上面側をモールド樹脂で封止した樹脂封止型半導体装置の技術分野に属するものである。
近年、基板実装の高密度化に伴い、基板実装される半導体製品の小型化・薄型化が要求されている。ＬＳＩも、高集積化によるチップ数の削減とパッケージの小型・軽量化が厳しく要求され、いわゆるＣＳＰ（Chip Size Package)の普及が急速に進んでいる。特に、リードフレームを用いた薄型の半導体製品の開発においては、リードフレームに半導体素子を搭載し、その搭載面をモールド樹脂で封止する片面封止タイプの樹脂封止型半導体装置が開発されている。
図１は樹脂封止型半導体装置の一例を示す断面図、図２はその平面図である。これらの図に示される樹脂封止型半導体装置は、リードフレーム１の吊りリード２で支持されたダイパッド３に搭載された半導体素子４と、この半導体素子４の上面の電極とリードフレーム１の端子部５とを電気的に接続した金属細線６と、半導体素子４の上側とダイパッド３の下側とを含む半導体素子４の外囲領域を封止した封止樹脂７とを備えている。この樹脂封止型半導体装置は、いわゆるアウターリードが突き出ておらず、インナーリードとアウターリードの両者が端子部５として一体となったノンリードタイプである。また、用いられているリードフレーム１は、ダイパッド３が端子部より上方に位置するようにハーフエッチングされている。このように段差を有しているので、ダイパッド３の下側にも封止樹脂７を存在させることができ、ダイパッド非露出型であっても薄型を実現している。
上記のようなノンリードタイプの樹脂封止型半導体装置は、半導体素子のサイズが小型であるため、１枚のフレームの幅方向に複数列配列して製造するマトリックスタイプが主流である。そして、最近では、コストダウンの要求から、図３に示すような個別にモールドするタイプから、図４に示すような一括してモールドするタイプへ移行することが考えられている。
個別モールドタイプは、図３（Ａ）に示すように、１枚のフレームＦ内に小さなサイズの個々のモールドキャビティＣを分かれた状態で設けるようにし、モールド後は金型により個別に打ち抜いて図３（Ｂ）に示す半導体装置Ｓを得るものである。すなわち、半導体素子を銀ペースト等によりリードフレームのダイパッド上に搭載し、ワイヤーボンディングを実施した後、個々の半導体素子を個別にモールドしてから、金型により個々の半導体装置として打ち抜くのである。
一括モールドタイプは、図４（Ａ）に示すように、１枚のフレームＦ内に大きなサイズの幾つかのモールドキャビティＣを設けるようにし、その一つ一つのモールドキャビティＣ内には多数の半導体素子をマトリックス状に配列し、それらの半導体素子を一括してモールドした後、各リードフレームのグリッドリードＬのところをダイシングソーで切断して図４（Ｂ）に示す半導体装置Ｓを得るものである。すなわち、半導体素子を銀ペースト等によりリードフレームのダイパッド上に搭載し、ワイヤーボンディングを実施した後、複数個配列されている半導体素子を所定のキャビティサイズで一括モールドしてから、ダイシングにより個片化するのである。
上記したように、一括モールドタイプの製造工程では、マトリックス状に配列した複数の半導体素子を一括してモールドし、その後でダイシングにより個片化する。この場合、グリッドリードのところをダイシングソーで切断するが、それと同時に端子部をグリッドリードから切り離すようになっている。
一般に、エッチング加工で製品を製造する場合、設計で直角にデザインされた箇所は、エッチング工程を経た仕上がり状態においてどうしても丸みを帯びた形状（Ｒ形状）となる。上記した一括モールドタイプの半導体装置用のフレームにおいても、図５に示す如く、グリッドリードＬと端子部５との接続部分を直角に設計してあっても、エッチング加工はこの設計通りにはできず、点線のような丸みを持ったＲ形状になる。そして、端子部５の付け根のところでＲ形状が大きくなると、カットラインαでのダイシングにより個片化した際、図６に示すように、個片化された半導体装置における封止樹脂７のカット面に露出する端子部５の切断面が点線で示すように拡大して互いに近接するため、基板搭載時に半田ブリッジによる短絡事故が発生しかねないといった問題を生じる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、一括モールドタイプの半導体装置であって、基板搭載時に半田ブッリジ等の事故を起こさないようにした樹脂封止型半導体装置及びその製造方法を提供することにある。
上記の目的を達成するため、本発明に係る樹脂封止型半導体装置用フレームは、ノンリードタイプの樹脂封止型半導体装置の製造に用いられるフレームであって、複数のリードフレームがグリッドリードを介してマトリックス状に配列され、隣接するリードフレームの端子部はグリッドリードにより接続され、グリッドリードと端子部の付け根付近を含む領域には表面又は裏面に薄肉部が設けられ、グリッドリードに形成された薄肉部は、グリッドリードの長さ方向において、端子部に接続された領域と二つの前記端子部に接続された領域に挟まれた領域の双方に形成されており、端子部の付け根付近を含む領域に形成された薄肉部は、グリッドリードの幅よりも外側かつダイシングソーによるカットラインよりも外側まで形成されていることを特徴とする。
また、本発明に係る半導体装置の多面付け体は、上記構成のフレームと、フレームのダイパッドに搭載された半導体素子と、端子部と半導体素子の上面の電極との間を接続する金属細線と、リードフレームの半導体素子搭載面を封止する封止樹脂とを有することを特徴とする。
また、本発明に係る樹脂封止型半導体装置の製造方法は、上記構成のフレームを用い、各リードフレームのダイパッド上にそれぞれ半導体素子を搭載し、それらの半導体素子を一括してモールドした後、各リードフレームを個片化することを特徴とする。
また、本発明に係る樹脂封止型半導体装置の製造方法は、複数のリードフレームがグリッドリードを介してマトリックス状に配列され、隣接するリードフレームの端子部がグリッドリードにより接続されたフレームを用いて、その各リードフレームのダイパッド上にそれぞれ半導体素子を搭載し、それらの半導体素子を一括してモールドした後、リードフレームを個片化するノンリードタイプの樹脂封止型半導体装置の製造方法であって、前記フレームは、各端子部の付け根付近の表面又は裏面に、ハーフエッチング加工により形成された端子部の幅方向全体にわたる薄肉部を有し、封止樹脂のカット面及び封止樹脂下面の端部に前記端子部が複数隣接して形成され、封止樹脂のカット面に露出する端子部の面積が端子部内部の断面より小さく形成されていることを特徴とする。
本発明の樹脂封止型半導体装置用フレームによれば、複数のリードフレームがグリッドリードを介してマトリックス状に配列され、隣接するリードフレームの端子部はグリッドリードにより接続され、グリッドリードと端子部の付け根付近を含む領域には表面又は裏面に薄肉部が設けられ、グリッドリードに形成された薄肉部は、グリッドリードの長さ方向において、端子部に接続された領域と二つの前記端子部に接続された領域に挟まれた領域の双方に形成されており、端子部の付け根付近を含む領域に形成された薄肉部は、グリッドリードの幅よりも外側かつダイシングソーによるカットラインよりも外側まで形成されている構成としたので、ダイシング時のカット面における端子部の断面積が大きくなることがなく、隣接する端子部の間隔が充分に保たれることから、基板搭載時に半田ブリッジ等の事故が発生することがない。
本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法は、複数のリードフレームがグリッドリードを介してマトリックス状に配列され、隣接するリードフレームの端子部がグリッドリードにより接続されたフレームを用いて、その各リードフレームのダイパッド上にそれぞれ半導体素子を搭載し、それらの半導体素子を一括してモールドした後、リードフレームを個片化するノンリードタイプの樹脂封止型半導体装置の製造方法であって、前記フレームは、各端子部の付け根付近の表面又は裏面に、ハーフエッチング加工により形成された端子部の幅方向全体にわたる薄肉部を有し、封止樹脂のカット面及び封止樹脂下面の端部に前記端子部が複数隣接して形成され、封止樹脂のカット面に露出する端子部の面積が端子部内部の断面より小さく形成されているので、基板搭載時に半田ブリッジ等の事故が発生することがない。
樹脂封止型半導体装置の一例を示す断面図である。 図１に示す樹脂封止型半導体装置の平面図である。 個別モールドタイプの説明図である。 一括モールドタイプの説明図である。 エッチングにより生ずるＲ形状の説明図である。 カット面に露出する端子部を示す説明図である。 本発明に係る第１のタイプの樹脂封止型半導体装置の製造に用いるフレームの一例を示す平面図である。 図７に示すフレームの一部拡大平面図である。 図８のＡ−Ａ断面図である。 本発明に係る第２のタイプの樹脂封止型半導体装置の製造に用いるフレームの一例を示す一部拡大平面図である。 本発明に係る第２のタイプの樹脂封止型半導体装置の製造に用いるフレームの別の例を示す一部拡大平面図である。
次に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図７は本発明に係る第１のタイプの樹脂封止型半導体装置の製造に用いるフレームの一例を示す平面図、図８は図７に示すフレームの一部拡大平面図、図９は図８のＡ−Ａ断面図である。
これらの図においてＦはリードフレーム用の１枚の金属フレームで、３×４個のリードフレーム１０がグリッドリードＬを介してマトリックス状に配置されている。グリッドリードＬは、隣接するリードフレーム１０の端子部５を接続しているところである。そして、図８及び図９に示すように、グリッドリードＬと端子部５の付け根付近を含む領域に、表面からのハーフエッチングにより薄肉部１１が設けられ、この薄肉部１１はダイシングソーによるカットラインαより外側まで形成されている。したがって、フレームＦのエッチング時に端子部５の付け根のところにＲ形状が発生したとしても、ハーフエッチング無しと比較し板厚が薄くなった分Ｒが小さくなり、カットラインαのところでは端子部５の断面積が大きくなることがない。
このフレームＦを用いて樹脂封止型半導体装置を製造する手順は次のようである。まず、フレームＦの各リードフレーム１０におけるダイパッド３の上にそれぞれ半導体素子を銀ペーストにより搭載し、端子部５と半導体素子の上面の電極との間にワイヤーボンディングを実施した後、１２個配列されている半導体素子を所定のキャビティサイズで一括モールドしてから、各リードフレームの端子部５を残すようにしてダイシングラインαのところをダイシングソーで切断して個片化する。
このように個片化して製造された樹脂封止型半導体装置は、封止樹脂のカット面に露出する端子部５の面積が大きくならず、隣接する端子部５同士の間隔が充分保たれた状態になるので、基板搭載時に半田ブリッジ等の事故が発生することがない。
なお、上記の例では、グリッドリードと端子部の付け根付近における表側に薄肉部１１を設けたが、裏面からのハーフエッチングで裏側に薄肉部を設けても同様な効果が得られる。
図１０は本発明に係る第２のタイプの樹脂封止型半導体装置の製造に用いるフレームの一例を示す一部拡大平面図である。
このフレームでは、端子部５の付け根付近に角形のくぼみ１２を設けた構成を採っており、このくぼみ１２はダイシングソーによるカットラインαより外側まで形成されている。このような形状のくぼみ１２が端子部５の付け根に設けてあると、エッチング時に付け根のところで発生するＲ形状の問題は関係なくなり、カットラインαのところで端子部５の断面積が大きくなることがない。
図１１は本発明に係る第２のタイプの樹脂封止型半導体装置の製造に用いるフレームの別の例を示す一部拡大平面図である。
このフレームでは、端子部５の付け根付近に丸形のくぼみ１２を設けた構成を採っており、このくぼみ１２はダイシングソーによるカットラインαのところからグリッドリードＬの一部にまで食い込んで形成されている。このような形状のくぼみ１２を端子部５の付け根に設けた場合も、エッチング時に付け根のところで発生するＲ形状の問題は関係なくなり、カットラインαのところで端子部５の断面積が大きくなることがない。
これら図１０及び図１１に示したような第２のタイプのフレームを用いて製造した樹脂封止型半導体装置も、封止樹脂のカット面に露出する端子部５の面積が大きくならず、隣接する端子部５同士の間隔が充分保たれた状態になるので、基板搭載時に半田ブリッジ等の事故が発生することがない。
１ リードフレーム
２ リード
３ ダイパッド
４ 半導体素子
５ 端子部
６ 金属細線
７ 封止樹脂
１０ リードフレーム
１１ 薄肉部
１２ くぼみ
Ｃ モールドキャビティ
Ｆ フレーム
Ｌ グリッドリード
Ｓ 半導体装置
α カットライン

Claims (4)

  1. ノンリードタイプの樹脂封止型半導体装置の製造に用いられるフレームであって、複数のリードフレームがグリッドリードを介してマトリックス状に配列され、隣接するリードフレームの端子部はグリッドリードにより接続され、グリッドリードと端子部の付け根付近を含む領域には表面又は裏面に薄肉部が設けられ、グリッドリードに形成された薄肉部は、グリッドリードの長さ方向において、端子部に接続された領域と二つの前記端子部に接続された領域に挟まれた領域の双方に形成されており、端子部の付け根付近を含む領域に形成された薄肉部は、グリッドリードの幅よりも外側かつダイシングソーによるカットラインよりも外側まで形成されていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置用フレーム。
  2. 請求項１に記載のフレームと、フレームのダイパッドに搭載された半導体素子と、端子部と半導体素子の上面の電極との間を接続する金属細線と、リードフレームの半導体素子搭載面を封止する封止樹脂とを有することを特徴とする半導体装置の多面付け体。
  3. 請求項１に記載のフレームを用い、各リードフレームのダイパッド上にそれぞれ半導体素子を搭載し、それらの半導体素子を一括してモールドした後、各リードフレームを個片化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。
  4. 複数のリードフレームがグリッドリードを介してマトリックス状に配列され、隣接するリードフレームの端子部がグリッドリードにより接続されたフレームを用いて、その各リードフレームのダイパッド上にそれぞれ半導体素子を搭載し、それらの半導体素子を一括してモールドした後、リードフレームを個片化するノンリードタイプの樹脂封止型半導体装置の製造方法であって、前記フレームは、各端子部の付け根付近の表面又は裏面に、ハーフエッチング加工により形成された端子部の幅方向全体にわたる薄肉部を有し、封止樹脂のカット面及び封止樹脂下面の端部に前記端子部が複数隣接して形成され、封止樹脂のカット面に露出する端子部の面積が端子部内部の断面より小さく形成されていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造方法。
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