JP6228904B2 - Semiconductor device manufacturing method, semiconductor device, mold and lead frame - Google Patents
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Description
本発明は、半導体装置の製造方法、半導体装置、金型およびリードフレームに関する。 The present invention relates to a semiconductor device manufacturing method, a semiconductor device, a mold, and a lead frame.
半導体装置を製造する際は、半導体素子を接合したダイパッドを、第一の型と第二の型とで形成される空間に配置し、樹脂を空間に注入して硬化させ、半導体素子を封止する。しかし、樹脂を注入する際に、ダイパッドが樹脂の流れとともに動いてしまい、半導体素子を所望の位置で封止できなくなるおそれがある。
そこで従来、第一および第二の型で構成される金型には、サポートピンが設けられていた。サポートピンは、リードフレームのサポートピン当接部に当接して、リードフレームを支持する。これにより、ダイパッドが樹脂の流れとともに動くことを防ぐことができる(例えば、特許文献1参照)。
When manufacturing a semiconductor device, a die pad to which a semiconductor element is bonded is placed in a space formed by the first mold and the second mold, and a resin is injected into the space and cured to seal the semiconductor element. To do. However, when the resin is injected, the die pad moves with the flow of the resin, and the semiconductor element may not be sealed at a desired position.
Therefore, conventionally, a support pin is provided in a mold constituted by the first and second molds. The support pin contacts the support pin contact portion of the lead frame to support the lead frame. Thereby, it can prevent that a die pad moves with the flow of resin (for example, refer patent document 1).
従来は、異なる種類のリードフレーム毎に専用の金型を用意していた。このため、金型の設計・作製の工費が嵩み、半導体装置の製造コストが高くなっていた。
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、半導体装置の製造コストを低減することができる半導体装置の製造方法、前記製造方法によって製造される半導体装置、前記製造方法に用いられる金型、および前記製造方法に用いられるリードフレームを提供することを課題とする。
Conventionally, dedicated dies have been prepared for different types of lead frames. For this reason, the cost of designing and producing the mold is increased, and the manufacturing cost of the semiconductor device is high.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and a semiconductor device manufacturing method capable of reducing the manufacturing cost of a semiconductor device, a semiconductor device manufactured by the manufacturing method, and a gold used for the manufacturing method. It is an object to provide a mold and a lead frame used in the manufacturing method.
この課題を解決するために、本発明は、板状のダイパッドと、前記ダイパッドの厚さ方向に間隔をあけて前記ダイパッドと平行に配置されるリードと、サポートピン当接部と、を含むリードフレームを用意し、前記ダイパッドの第一の面に半導体素子を接合する第一の工程と、互いに対向する第一の型と第二の型との間に前記リードを挟み込み、前記第一の型の前記第二の型と対向する面に設けられた第一の凹部と、前記第二の型の前記第一の型と対向する面に設けられた第二の凹部と、により形成される空間に前記ダイパッド、前記半導体素子および前記サポートピン当接部を収容するとともに、前記第一の凹部の底面と前記第二の凹部の底面との少なくとも一方から前記空間内に突出したサポートピンを前記サポートピン当接部に当接させる第二の工程と、前記サポートピンが前記サポートピン当接部に当接した状態で前記空間に樹脂を注入し、前記樹脂を硬化することにより、前記ダイパッド、前記半導体素子および前記サポートピン当接部を前記樹脂で封止する第三の工程と、を含む半導体装置の製造方法であって、前記第一の型と前記第二の型とにより構成される金型には、一又は複数のサポートピンを含むサポートピンのセットが複数設けられており、前記半導体装置の製造に用いられる前記リードフレームの種類に応じて、複数の前記サポートピンのセットのうちのいずれか一の前記サポートピンのセットに含まれる一又は複数の前記サポートピンが前記サポートピン当接部と当接する、半導体装置の製造方法を提供する。 In order to solve this problem, the present invention provides a lead including a plate-shaped die pad, a lead arranged parallel to the die pad with a gap in the thickness direction of the die pad, and a support pin contact portion. A first step of preparing a frame and bonding a semiconductor element to the first surface of the die pad; and sandwiching the lead between a first die and a second die facing each other; A space formed by a first recess provided in a surface facing the second mold and a second recess provided in a surface facing the first mold of the second mold The die pad, the semiconductor element, and the support pin abutting portion, and the support pin protruding into the space from at least one of the bottom surface of the first recess and the bottom surface of the second recess. Attached to the pin contact part A second step of injecting resin into the space in a state where the support pin is in contact with the support pin contact portion and curing the resin, whereby the die pad, the semiconductor element, and the support pin contact A third step of sealing a contact portion with the resin, wherein one or a plurality of molds are formed by the first mold and the second mold. A plurality of support pin sets including a plurality of support pins are provided, and one of the plurality of support pin sets is selected according to the type of the lead frame used for manufacturing the semiconductor device. A method of manufacturing a semiconductor device is provided in which one or a plurality of the support pins included in the set contacts the support pin contact portion.
本発明で用いる金型には、複数のサポートピンのセットが設けられる。リードフレームの種類に応じて、複数のサポートピンのセットのうちのいずれか一つのサポートピンのセットがサポートピン当接部と当接する。これにより、同一の金型を用いて、リードフレームの種類を変えることで、異なるタイプの半導体装置を製造できる。したがって、半導体装置の製造コストを低減することができる。 The mold used in the present invention is provided with a set of a plurality of support pins. Depending on the type of the lead frame, one of the plurality of support pin sets comes into contact with the support pin contact portion. Thus, different types of semiconductor devices can be manufactured by changing the type of the lead frame using the same mold. Therefore, the manufacturing cost of the semiconductor device can be reduced.
〔第一実施形態〕
以下、本発明の半導体装置の製造方法の第一実施形態について説明する。
本実施形態の製造方法によれば、第一のタイプ(フルモールドタイプ)である半導体装置30(図6〜図8参照)と、第二のタイプ(ヒートシンク露出タイプ)の半導体装置40(図14〜図16参照)とを製造することができる。
以下、第一のタイプの半導体装置30の説明に続いて、半導体装置30を製造する方法について説明する。次いで、第二のタイプの半導体装置40の説明に続いて、半導体装置40を製造する方法について説明する。
[First embodiment]
A semiconductor device manufacturing method according to a first embodiment of the present invention will be described below.
According to the manufacturing method of the present embodiment, the semiconductor device 30 (see FIGS. 6 to 8) which is the first type (full mold type) and the semiconductor device 40 (see FIG. 14) which is the second type (heat sink exposed type). To FIG. 16).
Hereinafter, following the description of the first
まず、半導体装置30について説明する。
図6〜図8に示すように、半導体装置30は、板状のダイパッド11と、ダイパッド11に搭載される半導体素子31と、半導体素子31に電気接続されるリード12と、リード12とダイパッド11とを連結する連結部13と、ダイパッド11から延出する一対の当接部14と、ダイパッド11および半導体素子31を封止する封止樹脂33と、を備えている。
First, the
As shown in FIGS. 6 to 8, the
以下の説明において、ダイパッド11の、半導体素子31が搭載される面を第一主面11a(第一の面)といい、第一主面11aとは反対の面を第二主面11b(第二の面)という。
In the following description, a surface of the
図1および図2に示すように、リード12は、基端部がダイパッド11の一方の端部に近接した位置にあり、ダイパッド11から離れる方向に延出している。リード12は、ダイパッド11の厚さ方向に間隔をあけて、ダイパッド11と平行に形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図2および図7に示すように、本実施形態では、リード12は、一対の中央リード12aと、中央リード12aの外側に設けられた一対の第一側部リード部12bと、第一側部リード部12bのさらに外側に設けられた一対の第二側部リード部12cとを備えている。
第一側部リード部12bは、中央リード12aから幅方向に間隔をあけて、中央リード12aと平行に設けられている。第二側部リード部12cは、第一側部リード部12bから幅方向に間隔をあけて、第一側部リード部12bと平行に設けられている。なお、幅方向とは、ダイパッド11の主面11aに沿う方向であって、中央リード12aの長手方向に直交する方向である。
As shown in FIGS. 2 and 7, in the present embodiment, the
The first
中央リード12aおよび側部リード部12b,12cは、基端部に近い位置で第一連結フレーム部15により互いに連結されている。中央リード12aおよび側部リード部12b,12cは、第一連結フレーム部15から基端側に離れた位置において、第二連結フレーム部16により互いに連結されている。
中央リード12aの基端部12a1および第一側部リード部12bの基端部12b1には、ダイパッド11に搭載される半導体素子31と電気接続するためのワイヤー32が接合される。
The center lead 12a and the
A
連結部13は、ダイパッド11の一方の端部と、第二側部リード部12cの基端部12c1とを連結している。連結部13は、ダイパッド11の上面(第一主面11a)より高い位置にある第二側部リード部12cとダイパッド11とを接続するため、ダイパッド11に近づくほど下降するように傾斜している。
The connecting
ダイパッド11は、平面視矩形状に形成され、第一主面11aに半導体素子31を搭載することができる。
The
当接部14は、ダイパッド11から離れるほど上昇する傾斜部14aと、傾斜部14aの端部から、ダイパッド11の主面11aと平行に、ダイパッド11から離れる方向に形成された当接主部14bとを有する。
当接主部14bの、第一主面11aと同じ側の面を第一の面14b1といい、第二主面11bと同じ側の面(第一の面14b1とは反対の面)を第二の面14b2という。
一対の当接部14は、ダイパッド11の他方の端部に、幅方向に間隔をおいて形成されている。
当接部14は、後述のように、第一サポートピン17および第二サポートピン18が当接する「サポートピン当接部」として機能する。
ダイパッド11、リード12、連結部13、および当接部14は、銅板等のように導電性を有する板材からなる。
The abutting
The surface of the contact
The pair of
As will be described later, the abutting
The
封止樹脂33は、半導体素子31、ダイパッド11、リード12の基端部、連結部13、当接部14およびワイヤー32を覆って形成されている。
封止樹脂33の外面のうち、第一主面11aと同じ側の面を第一面33aといい、第一面33aとは反対の面を第二面33bという。
The sealing
Of the outer surfaces of the sealing
図8は、半導体装置30を下方(第二主面11b側)から見た平面図である。この図に示すように、半導体装置30のパッケージは、封止樹脂33によって、ダイパッド11の第一主面11aおよび第二主面11bが覆われた、第一のタイプ(フルモールドタイプ)のパッケージである。
FIG. 8 is a plan view of the
半導体素子31は、例えば、上面にゲート電極及びソース電極を有し、下面にドレイン電極を有するMOSFETである。そして、半導体素子31の下面がはんだ(不図示)によってダイパッド11の第一主面11aに接合されることで、半導体素子31のドレイン電極がダイパッド11に電気接続されている。
The
次いで、半導体装置30を製造する方法を説明する。
図2に示すように、リードフレーム10を用意する。リードフレーム10は、半導体装置30を製造するのに用いられる第一の種類のリードフレームである。
リードフレーム10は、ダイパッド11と、リード12と、連結部13と、当接部14とを有する。
リードフレーム10は、銅板等のように導電性を有する板材にプレス加工等を施すことで得られる。
Next, a method for manufacturing the
As shown in FIG. 2, a
The
The
(接合工程)(第一の工程)
図3に示すように、半導体素子31をダイパッド11の第一主面11aに搭載する。この工程では、例えばはんだ(図示略)によって半導体素子31を第一主面11aに接合する。
(Joining process) (first process)
As shown in FIG. 3, the
次いで、半導体素子31とリード12とを電気接続する。詳しくは、ワイヤー(接続子)32の両端を、それぞれ半導体素子31およびリード12に接合する。ワイヤー32は、側部リード部12bの基端部12b1に接合されている。
Next, the
(収容工程)(第二の工程)
図1に示すように、第一の型1と、第二の型2とを有する金型3を用意する。
第一の型1は、基壁部6と、基壁部6の周縁に立設された側壁部7とを有する容器状に形成されている。第一の型1は、第二の型2と対向する面に、第一凹部4(第一の凹部)が形成されている。
(Containment process) (Second process)
As shown in FIG. 1, a mold 3 having a
The
基壁部6の内面(第一凹部4の底面4a)には、リードフレーム10の当接部14を位置決めするための一対の第一サポートピン17,17が形成されている。
第一サポートピン17は、底面4aから内部空間S1内に突出して形成されている。第一サポートピン17は、底面4aに対して垂直に形成されている。
A pair of first support pins 17 and 17 for positioning the
The first support pins 17 are formed to protrude from the
図1に示すように、第一サポートピン17は、リードフレーム10のダイパッド11、半導体素子31等を内部空間S1に収容したときに、第二主面11bが第一凹部4の底面4aと離間した状態で、先端面17aが、当接部14の当接主部14bに当接するように形成されている。
As shown in FIG. 1, when the
図2に示すように、一対の第一サポートピン17,17は、金型3の幅方向に距離をおいて形成されており、それぞれが一対の当接主部14b,14bの第二の面14b2に当接することができる。
なお、内部空間S1とは、第一凹部4および第二凹部5によって形成される空間である。
As shown in FIG. 2, the pair of first support pins 17 and 17 are formed at a distance in the width direction of the mold 3, and each of the second surfaces of the pair of contact
The internal space S <b> 1 is a space formed by the
第二の型2は、基壁部8と、基壁部8の周縁に形成された側壁部9とを有する容器状に形成されている。第二の型2は、第一の型1と対向する面に、半導体装置30の封止樹脂33の第一面33a側の形状に即した第二凹部5(第二の凹部)が形成されている。
The 2nd type |
基壁部8の内面(第二凹部5の底面5a)には、リードフレーム10の当接部14を位置決めするための一対の第二サポートピン18,18、および一対の第三サポートピン27,27が形成されている。
第二サポートピン18および第三サポートピン27は、底面5aから内部空間S1内に突出して形成されている。第二サポートピン18および第三サポートピン27は、底面5aに対して垂直に形成されている。
On the inner surface of the base wall 8 (the
The
図1に示すように、第二サポートピン18は、リードフレーム10のダイパッド11、半導体素子31等を内部空間S1に収容したときに、第二主面11bが第一凹部4の底面4aと離間した状態で、先端面18aが、当接部14の当接主部14bに当接するように形成されている。
図2および図7に示すように、一対の第二サポートピン18,18は、金型3の幅方向に距離をおいて形成されており、それぞれが一対の当接主部14b,14bの第一の面14b1に当接することができる。
As shown in FIG. 1, when the
As shown in FIGS. 2 and 7, the pair of second support pins 18, 18 are formed at a distance in the width direction of the mold 3, and each of the pair of contact
第三サポートピン27は、後述する第二のタイプの半導体装置40に用いられるリードフレーム20のダイパッド21、半導体素子31等を内部空間S1に収容したときに、第二主面21bが第一凹部4の底面4aと接触した状態で、先端面27aが、当接部24の第一の面24aに当接するように形成されている(図9参照)。
第三サポートピン27は、第二サポートピン18とは、幅方向の位置を違えて形成されている。詳しくは、一対の第三サポートピン27,27は、一対の第二サポートピン18,18の間に位置している。サポートピン18,27,27,18は、互いに間隔をおいて、第二の型2の幅方向に直線的に並んで配列されている。
第三サポートピン27は、当接部14に当接可能な位置とは異なる位置に形成されている。このため、半導体装置30を作製する際には、第三サポートピン27はリードフレーム10には接触しない。
The
The
The
図1および図9に示すように、第二サポートピン18と、第三サポートピン27とは、底面5aからの突出高さが互いに異なる。このため、第二サポートピン18により位置決めされる当接部14の高さ位置(ダイパッド11の厚さ方向の位置)(図1参照)と、第三サポートピン27により位置決めされる当接部24の高さ位置は互いに異なる(図9参照)。
この構造により、金型3は、当接部の高さ位置が異なる複数のリードフレームに対応できる。
As shown in FIGS. 1 and 9, the
With this structure, the mold 3 can correspond to a plurality of lead frames having different contact heights.
図1に示すように、第一の型1と第二の型2とを、第一凹部4と第二凹部5とが向かい合うように配置し、第一の型1と第二の型2との間に、リードフレーム10のリード12を挟み込む。この際、半導体素子31、ダイパッド11、リード12の基端部、連結部13、当接部14およびワイヤー32を、内部空間S1に収容する。
リードフレーム10は、ダイパッド11の第一主面11aを第二の型2に向けた姿勢とする。
As shown in FIG. 1, the
The
第一サポートピン17および第二サポートピン18は、先端面17a,18aが、当接部14の当接主部14bの面14b1,14b2にそれぞれ当接し、当接主部14bの上下動を規制することによって、当接主部14bの高さ位置を定めることができる。
第一サポートピン17および第二サポートピン18は、半導体装置30(第一のタイプの半導体装置)を作製するために用いられる「第一のサポートピンのセット41」を構成する。
金型3は、第一の型1と第二の型2とを向い合せた状態で、第一凹部4の底面4aと、第二凹部5の底面5aとが互いに平行となる。
As for the
The
In the mold 3, the
(樹脂封止工程)(第三の工程)
図4に示すように、金型3の内部空間S1に、液状の樹脂19を注入する。樹脂19としては、液状硬化性の樹脂が用いられ、例えば熱硬化性樹脂を使用できる。樹脂19は、例えば側壁部7,9(図1参照)等に形成された注入口(図示略)を通して内部空間S1に導入することができる。
上述のように、第一サポートピン17および第二サポートピン18によって、当接部14の当接主部14bが位置決めされているため、ダイパッド11が樹脂19の流れとともに動くのを防ぐことができる。
(Resin sealing process) (Third process)
As shown in FIG. 4, a
As described above, since the contact
次いで、加熱等により樹脂19を硬化させることによって、半導体素子31、ダイパッド11、リード12の基端部、連結部13、当接部14およびワイヤー32が封止樹脂33で封止された半導体装置30を得る。
次いで、図5に示すように、金型3から半導体装置30を取り外す。
Next, the
Next, as shown in FIG. 5, the
図6に示すように、封止樹脂33には、第一サポートピン17および第二サポートピン18によって第一ピン孔35が形成され、第三サポートピン27によって第二ピン孔36が形成される。
このため、一対の第二ピン孔36,36は、一対の第一ピン孔35,35の間に位置しており、ピン孔35,36,36,35は、半導体装置30の幅方向に間隔をおいて、この幅方向に直線的に並んで配列されている。
半導体装置30では、第一ピン孔35および第二ピン孔36のうち、第一サポートピン17および第二サポートピン18によって形成された第一ピン孔35内にのみ当接部14が露出している。
符号37は半導体装置30を固定具により実装基板等に固定する際に、固定具を挿通するための挿通孔である。
As shown in FIG. 6, a
For this reason, the pair of second pin holes 36, 36 are located between the pair of first pin holes 35, 35, and the pin holes 35, 36, 36, 35 are spaced in the width direction of the
In the
次に、図14〜図16を参照して、第二のタイプの半導体装置40について説明する。
半導体装置40は、ダイパッド21の第二主面21bが封止樹脂43の外部に露出した、第二のタイプ(ヒートシンク露出タイプ)の半導体装置である。
以下、第一のタイプの半導体装置30と同じ構成については、同じ符号を付してその説明を省略または簡略化する。
Next, a second
The
Hereinafter, the same components as those of the first
図14〜図16に示すように、半導体装置40は、板状のダイパッド21と、ダイパッド21に搭載される半導体素子31と、半導体素子31に電気接続されるリード22と、リード22とダイパッド21とを連結する連結部23と、ダイパッド21から延出する一対の当接部24と、ダイパッド21および半導体素子31を封止する封止樹脂43と、を備えている。
As shown in FIGS. 14 to 16, the
以下の説明において、ダイパッド21の、半導体素子31が搭載される面を第一主面21a(第一の面)といい、第一主面21aとは反対の面を第二主面21b(第二の面)という。
In the following description, a surface of the
図9および図10に示すように、リード22は、基端部がダイパッド21の一方の端部に近接した位置にあり、ダイパッド21から離れる方向に延出している。リード22は、ダイパッド21の厚さ方向に間隔をあけて、ダイパッド21と平行に形成されている。
As shown in FIGS. 9 and 10, the
図10および図15に示すように、本実施形態では、リード22は、一対の中央リード22aと、中央リード22aの外側に設けられた一対の第一側部リード部22bと、第一側部リード部22bのさらに外側に設けられた一対の第二側部リード部22cとを備えている。
第一側部リード部22bは、中央リード22aから幅方向に間隔をあけて、中央リード22aと平行に設けられている。第二側部リード部22cは、第一側部リード部22bから幅方向に間隔をあけて、第一側部リード部22bと平行に設けられている。なお、ここでいう幅方向とは、ダイパッド21の主面21aに沿って中央リード22aの長手方向に直交する方向である。
As shown in FIGS. 10 and 15, in this embodiment, the
The first
中央リード22aおよび側部リード部22b,22cは、基端部に近い位置で第一連結フレーム部25により互いに連結されている。中央リード22aおよび側部リード部22b,22cは、第一連結フレーム部25から基端側に離れた位置において、第二連結フレーム部26により互いに連結されている。
中央リード22aの基端部22a1および第一側部リード部22bの基端部22b1には、ダイパッド21に搭載される半導体素子31と電気接続するためのワイヤー32が接合される。
The
A
連結部23は、ダイパッド21の一方の端部と、第二側部リード部22cの基端部22c1とを連結している。
連結部23は、ダイパッド21の上面(第一主面21a)より高い位置にある第二側部リード部22cとダイパッド21とを接続するため、ダイパッド21に近づくほど下降するように傾斜している。
The connecting
The connecting
ダイパッド21は、平面視矩形状に形成され、第一主面21aに半導体素子31を搭載することができる。
The
当接部24は、ダイパッド21の主面21aと平行に延出している。
当接部24の、第一主面21aと同じ側の面を第一の面24aといい、第二主面21bと同じ側の面(第一の面24b1とは反対の面)を第二の面24bという。
一対の当接部24は、ダイパッド21の他方の端部に、幅方向に間隔をおいて形成されている。当接部24の幅方向の位置は、半導体装置30における当接部14の幅方向の位置とは異なる。
当接部24は、後述のように、第三サポートピン27が当接するサポートピン当接部として機能する。
ダイパッド21、リード22、連結部23、および当接部24は、銅板等のように導電性を有する板材からなる。
The
The surface of the
The pair of
As will be described later, the
The
封止樹脂43は、半導体素子31、ダイパッド21、リード22の基端部、連結部23、当接部24およびワイヤー32を覆って形成されている。
封止樹脂43の、第一主面21a側の面を第一面43aといい、第一面43aとは反対の面を第二面43bという。
The sealing
A surface of the sealing
図16は、半導体装置40を下方(第二主面21b側)から見た平面図である。この図に示すように、半導体装置40のパッケージは、ダイパッド11の第二主面11bおよび当接部24の第二の面24bが、封止樹脂43の外部(詳しくは第二面43b側)に露出した、第二のタイプ(ヒートシンク露出タイプ)のパッケージである。
露出した第二主面21bおよび第二の面24bは、封止樹脂43の第二面43bと同一平面をなす。
FIG. 16 is a plan view of the
The exposed second
半導体装置40は、実装基板(不図示)に実装する場合、リード22、またはダイパッド21の第二主面21bを実装基板のランド(不図示)に接合することができる。
半導体装置40では、通電により半導体素子31に大きな熱が発生した場合でも、半導体素子31の熱を、主にダイパッド21を介して実装基板(外部)に伝えることができる。また、半導体素子31の熱を、絶縁シート(図示略)等を介してヒートシンク(図示略)に伝えることもできる。
When the
In the
次いで、半導体装置40を製造する方法を説明する。
図10に示すように、リードフレーム20を用意する。リードフレーム20は、半導体装置40を製造するのに用いられる第二の種類のリードフレームである。
リードフレーム20は、ダイパッド21と、リード22と、連結部23と、当接部24とを有する。
Next, a method for manufacturing the
As shown in FIG. 10, a
The
(接合工程)(第一の工程)
図11に示すように、半導体素子31をダイパッド21の第一主面21aに搭載する。この工程では、例えばはんだ(図示略)によって半導体素子31を第一主面21aに接合する。
(Joining process) (first process)
As shown in FIG. 11, the
次いで、半導体素子31とリード22とを電気接続する。詳しくは、ワイヤー(接続子)32の両端を、それぞれ半導体素子31およびリード22に接合する。ワイヤー32は、側部リード部22bの基端部22b1に接合される。
Next, the
(収容工程)(第二の工程)
図9に示すように、第一の型1と、第二の型2とを有する金型3を用意する。
上述のように、第二凹部5の底面5aには、第二サポートピン18,18とは幅方向の位置を違えて、一対の第三サポートピン27,27が形成されている。
第三サポートピン27は、後述する第二のタイプの半導体装置40に用いられるリードフレーム20のダイパッド21、半導体素子31等を内部空間S1に収容したときに、第二主面21bが第一凹部4の底面4aと接触した状態で、先端面27aが、当接部24の第一の面24aに当接するように形成されている。
(Containment process) (Second process)
As shown in FIG. 9, a mold 3 having a
As described above, a pair of third support pins 27, 27 are formed on the
The
図10に示すように、一対の第三サポートピン27,27は、金型3の幅方向に距離をおいて形成されており、それぞれが一対の当接部24の第一の面24aに当接することができる。
第三サポートピン27は、先端面27aが、当接部24の当接主部24bにそれぞれ当接し、当接部24の上下動を規制することによって、当接部24の高さ位置を定めることができる。
第三サポートピン27は、半導体装置40(第二のタイプの半導体装置)を作製するために用いられる「第二のサポートピンのセット42」を構成する。
As shown in FIG. 10, the pair of third support pins 27, 27 are formed at a distance in the width direction of the mold 3, and each contact the
The
The third support pins 27 constitute a “second support pin set 42” used to manufacture the semiconductor device 40 (second type semiconductor device).
第一の型1と第二の型2とを、第一凹部4と第二凹部5とが向かい合うように配置し、第一の型1と第二の型2との間に、リードフレーム20のリード22を挟み込む。この際、半導体素子31、ダイパッド21、リード22の基端部、連結部23、当接部24およびワイヤー32を、内部空間S1に収容する。
リードフレーム20は、ダイパッド21の第一主面21aを第二の型2に向けた姿勢とする。
The
The
上述のように、第二の型2は、ダイパッド21、半導体素子31等を内部空間S1に収容したときに、第二主面21bおよび当接部24の第二の面24bが第一凹部4の底面4aと接触して配置される。
第二主面21bおよび当接部24は、全面にわたって底面4aに接触することが好ましい。これによって、第二主面21bの全面が封止樹脂43の外部に露出するため、熱を外部に伝える性能を高めることができる。
As described above, in the
The second
(樹脂封止工程)(第三の工程)
図12に示すように、金型3の内部空間S1に、液状の樹脂19を注入する。
上述のように、第三サポートピン27によって当接部24が位置決めされているため、ダイパッド21が樹脂19の流れとともに動くのを防ぐことができる。
(Resin sealing process) (Third process)
As shown in FIG. 12, a
As described above, since the
次いで、加熱等により樹脂19を硬化させることによって、半導体素子31、ダイパッド21、リード22の基端部、連結部23、当接部24およびワイヤー32が封止樹脂43で封止された半導体装置40を得る。
次いで、図13に示すように、金型3から半導体装置40を取り外す。
Next, the
Next, as shown in FIG. 13, the
図14に示すように、封止樹脂43には、第一サポートピン17および第二サポートピン18によって第一ピン孔45が形成され、第三サポートピン27によって第二ピン孔46が形成される。
第一ピン孔45および第二ピン孔46の位置および配列は、半導体装置30における第一ピン孔35および第二ピン孔36の位置および配列と同じである。
すなわち、一対の第二ピン孔46,46は、一対の第一ピン孔45,45の間に位置しており、ピン孔45,46,46,45は、半導体装置40の幅方向に間隔をおいて、この幅方向に直線的に並んで配列されている。
半導体装置40では、第一ピン孔45および第二ピン孔46のうち、第三サポートピン27によって形成された第二ピン孔46にのみ当接部24が露出している。
As shown in FIG. 14, a
The positions and arrangement of the first pin holes 45 and the second pin holes 46 are the same as the positions and arrangement of the first pin holes 35 and the second pin holes 36 in the
That is, the pair of second pin holes 46, 46 are located between the pair of first pin holes 45, 45, and the pin holes 45, 46, 46, 45 are spaced in the width direction of the
In the
本実施形態の製造方法によれば、金型3には、第一のサポートピンのセット41と、第二のサポートピンのセット42とが設けられる。
リードフレームの種類に応じて、2つのサポートピンのセット41,42のうちのいずれか一つが、当接部14,24(サポートピン当接部)と当接する。
これにより、同一の金型3を用いて、リードフレームの種類を変えることで、異なるタイプの半導体装置を製造できる。したがって、半導体装置の製造コストを低減することができる。
According to the manufacturing method of the present embodiment, the mold 3 is provided with the first support pin set 41 and the second support pin set 42.
Depending on the type of the lead frame, one of the two support pin sets 41 and 42 contacts the
Accordingly, different types of semiconductor devices can be manufactured by changing the type of the lead frame using the same mold 3. Therefore, the manufacturing cost of the semiconductor device can be reduced.
〔第二実施形態〕
第一実施形態の製造方法で作製される半導体装置30,40は、リードフレーム10,20が互いに異なるが、共通のリードフレームを用いて2種類の半導体装置を作製することもできる。以下、第一実施形態で既に説明した構成については、同じ符号を付してその説明を省略または簡略化する。
[Second Embodiment]
The
まず、第一のタイプ(フルモールドタイプ)の半導体装置を製造する方法を説明する。
図17および図18に示すように、ダイパッド11と、リード12と、連結部13と、一対の当接部54とを有するリードフレーム50を用意する。
図17は、金型53およびリードフレーム50を側方から見た模式図であり、図18は、リードフレーム50を図17における上方から見た平面図である。
リードフレーム50の当接部54は、傾斜部54aと当接主部54bとを有する。
First, a method for manufacturing a first type (full mold type) semiconductor device will be described.
As shown in FIGS. 17 and 18, a
17 is a schematic view of the
The
図17に示すように、金型53は、第一の型51と、第二の型52とを有する。
第一の型51は、基壁部66と、基壁部66の周縁に立設された側壁部67とを有する。第一の型51の、第二の型52と対向する面には、第一凹部64が形成されている。
第二の型52は、基壁部68と、基壁部68の周縁に形成された側壁部69とを有する。第二の型52の、第一の型51と対向する面には、第二凹部65が形成されている。
As shown in FIG. 17, the
The
The
第一の型51の第一凹部64の底面64aには、一対の第一サポートピン57,57および一対の第三サポートピン59,59が形成されている。
A pair of first support pins 57 and 57 and a pair of third support pins 59 and 59 are formed on the
第一サポートピン57は、第一主面11aを第二の型52に向けて、リードフレーム50のダイパッド11等を内部空間S61に収容したときに、第二主面11bが底面64aと離間した状態で、当接部54の当接主部54bに当接するように形成されている。
第三サポートピン59は、後述するように、第一主面11aを第一の型51に向けて、ダイパッド11等を内部空間S61に収容したときに、第二主面11bが底面65aと接した状態で、当接部54の当接主部54bに当接するように形成されている。
第一サポートピン57と第三サポートピン59とは、幅方向の位置を違えて形成されている。
In the
As will be described later, the
The
第二の型52の底面65aには、一対の第二サポートピン58,58および一対の第四サポートピン60,60が形成されている。
第二サポートピン58は、第一主面11aを第二の型52に向けて、リードフレーム50のダイパッド11等を内部空間S61に収容したときに、第二主面11bが底面64aと離間した状態で、当接部54の当接主部54bに当接するように形成されている。
第四サポートピン60は、後述するように、第一主面11aを第一の型51に向けて、ダイパッド11等を内部空間S61に収容したときに、第二主面11bが底面65aと接した状態で、当接部54の当接主部54bに当接するように形成されている。
第二サポートピン58と第四サポートピン60とは、幅方向の位置を違えて形成されている。
A pair of second support pins 58 and 58 and a pair of fourth support pins 60 and 60 are formed on the
In the
As will be described later, the
The
第一サポートピン57および第二サポートピン58は、第一のタイプの半導体装置を作製するために用いられる「第一のサポートピンのセット61」を構成する。
第三サポートピン59および第四サポートピン60は、第二のタイプの半導体装置を作製するために用いられる「第二のサポートピンのセット62」を構成する。
The
The
側壁部67の立設方向の端部(図17の上端部)には、リード12が配置されるリード用凹部67aが形成されている。
リード用凹部67aの内面は、第一の型51と第二の型52との間にリード12を挟み込んだときにリード12と接する。
リード用凹部67aと、後述するリード用凹部69aとは、リード12が挿通するリード挿通孔78を形成する。
リード用凹部67aの内面のうち、第一凹部64の底面64a(基壁部66の内面。図17では上面)と平行な面を対向面67bという。対向面67bは、リード12に接する。
A
The inner surface of the
The
Of the inner surface of the
第一の型51は、ダイパッド11の第一主面11aを第二の型52に向けて、ダイパッド11、半導体素子31等を内部空間S61に収容したときに、第二主面11bが第一凹部54の底面54aと離間して配置されるように形成されている。
When the
側壁部69の端部(図17の下端部)には、リード12が配置されるリード用凹部69aが形成されている。
A
リード用凹部69aの内面は、第一の型51と第二の型52との間にリード12を挟み込んだときにリード12と接する。
リード用凹部69aの内面のうち、第二凹部65の底面65a(基壁部68の内面。図17では下面)と平行な面を対向面69bという。対向面69bは、リード12に接する。
金型53は、第一の型51と第二の型52とを向い合せた状態で、第一凹部64の底面64aと第二凹部65の底面65aとが互いに平行となる。
The inner surface of the
Of the inner surface of the
In the
第二の型52は、後述するように、ダイパッド11の第一主面11aを第一の型51に向けて、ダイパッド11、半導体素子31等を内部空間S61に収容したときに、第二主面11bが第二凹部65の底面65aと接触して配置されるように形成されている(図19参照)。
As will be described later, the
図17に示すように、第二凹部65の底面65aと、リード用凹部69aの対向面69bとの高さ方向(底面65aに垂直な方向)の距離(高低差)をaとする。
また、第一凹部64の底面64aと、リード用凹部67aの対向面67bとの高さ方向(底面64aに垂直な方向)の距離(高低差)をbとする。
ダイパッド11の第二主面11bと、第二主面11bと同じ側のリード12の第二面12d(図17では下面)との高さ方向(ダイパッド11の厚さ方向)の距離(高低差)をcとする。
As shown in FIG. 17, the distance (height difference) in the height direction (direction perpendicular to the
Further, the distance (height difference) in the height direction (direction perpendicular to the
Distance in height direction (thickness direction of the die pad 11) between the second
距離a,b,cは、「c=a<b」という関係を有する。
この関係が成立することによって、図17に示す姿勢でリードフレーム50が金型53内に配置された場合には、ダイパッド11の第二主面11bは確実に第一凹部64の底面64aと非接触となり、かつ図19に示す姿勢でリードフレーム10が金型53内に配置された場合には、ダイパッド11の第二主面11bは確実に二凹部65の底面65aと接触する。
このため、金型53は、第一のタイプ(フルモールドタイプ)である半導体装置だけでなく、ダイパッド11の第二主面11bが封止樹脂の外部に露出した第二のタイプ(ヒートシンク露出タイプ)の半導体装置も、精度よく作製できる。
The distances a, b, and c have a relationship of “c = a <b”.
When this relationship is established, when the
Therefore, the
図17に示すように、第一の型51と第二の型52との間に、リードフレーム50のリード12を挟み込み、半導体素子31等を内部空間S61に収容する。
この際、リードフレーム50は、ダイパッド11の第一主面11aを第二の型52に向けた姿勢とする。
これによって、第二主面11bが底面4aと離間した状態で、第一サポートピン57および第二サポートピン58は、当接部54の当接主部54bの第一の面54b1、第二の面54b2にそれぞれ当接し、当接部54が位置決めされる。
このため、金型53の内部空間S61に、液状の樹脂を注入する際に、ダイパッド11が樹脂の流れとともに動くのを防ぐことができる。
次いで、加熱等により樹脂を硬化させることによって、半導体素子31等は樹脂で封止される。これによって、封止樹脂によりダイパッド11の第一主面11aおよび第二主面11bが覆われた、第一のタイプ(フルモールドタイプ)の半導体装置を得る。
As shown in FIG. 17, the
At this time, the
Thus, the
For this reason, when liquid resin is inject | poured into the interior space S61 of the metal mold | die 53, it can prevent that the
Next, the
第二のタイプ(ヒートシンク露出タイプ)の半導体装置を作製するには、次のようにする。
図19は、金型53およびリードフレーム50を側方から見た模式図であり、図20は、リードフレーム50を図19における上方から見た平面図である。
図19および図20に示すように、第一の型51と第二の型52との間に、リードフレーム50のリード12を挟み込み、半導体素子31等を内部空間S61に収容する。
この際、リードフレーム50は、ダイパッド11の第一主面11aを第一の型51に向けた姿勢とする。
これによって、第二主面11bが第二凹部65の底面65a と接触した状態で、第三サポートピン59および第四サポートピン60が当接部54の当接主部54bの第一の面54b1、第二の面54b2にそれぞれ当接し、当接部54が位置決めされる。
このため、金型53の内部空間S61に、液状の樹脂を注入する際に、ダイパッド11が樹脂の流れとともに動くのを防ぐことができる。
次いで、加熱等により樹脂を硬化させることによって、半導体素子31等が封止樹脂で封止される。これによって、ダイパッド11の第二主面11bが封止樹脂の外部に露出した、第二のタイプ(ヒートシンク露出タイプ)の半導体装置が得られる。
The second type (heat sink exposed type) semiconductor device is manufactured as follows.
19 is a schematic view of the
As shown in FIGS. 19 and 20, the
At this time, the
As a result, the
For this reason, when liquid resin is inject | poured into the interior space S61 of the metal mold | die 53, it can prevent that the
Next, the
本実施形態の製造方法によれば、リードフレームの向きを変えることで、2つのタイプの半導体装置を製造することができる。
これにより、第一および第二の型やリードフレームを複数の半導体装置の製造工程で共用できるため、半導体装置の製造コストを低減することができる。
According to the manufacturing method of the present embodiment, two types of semiconductor devices can be manufactured by changing the direction of the lead frame.
As a result, the first and second molds and the lead frame can be shared in a plurality of semiconductor device manufacturing processes, and thus the manufacturing cost of the semiconductor device can be reduced.
以上、本発明の詳細について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
例えば、第一および第二実施形態の製造方法は、いずれも、第一のタイプ(フルモールドタイプ)の半導体装置と、第二のタイプ(ヒートシンク露出タイプ)の半導体装置とを作製する方法であるが、作製する2種類の半導体装置が、いずれも第一のタイプであってもよいし、いずれも第二のタイプであってもよい。
また、図2および図10などに示すリードフレームの構成は、一つの半導体装置を製造するための構成であるが、複数の半導体装置を一度に製造できるように、一つの半導体装置を製造するためのユニット(一つのダイパッドおよび複数のリードを含むユニット)を複数接続して構成されたリードフレームを用いてもよい。具体的には、複数のユニットを幅方向に互いに間隔をあけて並べた状態で、これら複数のユニットが連結フレーム部(図示略)によって互いに接続された構造を採用できる。
また、上記実施形態では、半導体素子31とリード12とがワイヤー32によって電気接続されるが、少なくとも導電性を有する接続子によって電気接続されればよく、例えば導電性の板材によって接続されてもよい。
Although the details of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, the manufacturing methods of the first and second embodiments are both methods for manufacturing a first type (full mold type) semiconductor device and a second type (heat sink exposed type) semiconductor device. However, the two types of semiconductor devices to be manufactured may be either the first type or both may be the second type.
2 and 10 is a structure for manufacturing one semiconductor device. In order to manufacture one semiconductor device so that a plurality of semiconductor devices can be manufactured at one time. A lead frame configured by connecting a plurality of units (units including one die pad and a plurality of leads) may be used. Specifically, it is possible to employ a structure in which a plurality of units are connected to each other by a connecting frame portion (not shown) in a state in which the plurality of units are arranged at intervals in the width direction.
Moreover, in the said embodiment, although the
1,51 第一の型
2,52 第二の型
3,53 金型
4,64 第一凹部(第一の凹部)
4a,64a 第一凹部の底面(第一の凹部の底面)
5a,65a 第二凹部の底面(第二の凹部の底面)
5,65 第二凹部(第二の凹部)
10 リードフレーム
11 ダイパッド
11a 第一主面(第一の面)
11b 第二主面(第二の面)
12 リード
14,24,54 当接部(サポートピン当接部)
17,18,27,57,58,59,60 サポートピン
30,40 半導体装置
31 半導体素子
33,43 封止樹脂(樹脂)
35,45 第一ピン孔
36,46 第二ピン孔
41,61 第一のサポートピンのセット
42,62 第二のサポートピンのセット
S1,S61 内部空間(空間)
1,51
4a, 64a Bottom surface of first recess (bottom surface of first recess)
5a, 65a Bottom surface of second recess (bottom surface of second recess)
5,65 Second recess (second recess)
10
11b Second main surface (second surface)
12
17, 18, 27, 57, 58, 59, 60 Support pins 30, 40
35, 45 First pin holes 36, 46 Second pin holes 41, 61 First support pin set 42, 62 Second support pin set S1, S61 Internal space (space)
Claims (7)
互いに対向する第一の型と第二の型との間に前記リードを挟み込み、前記第一の型の前記第二の型と対向する面に設けられた第一の凹部と、前記第二の型の前記第一の型と対向する面に設けられた第二の凹部と、により形成される空間に前記ダイパッド、前記半導体素子および前記サポートピン当接部を収容するとともに、前記第一の凹部の底面と前記第二の凹部の底面との少なくとも一方から前記空間内に突出したサポートピンを前記サポートピン当接部に当接させる第二の工程と、
前記サポートピンが前記サポートピン当接部に当接した状態で前記空間に樹脂を注入し、前記樹脂を硬化することにより、前記ダイパッド、前記半導体素子および前記サポートピン当接部を前記樹脂で封止する第三の工程と、
を含む半導体装置の製造方法であって、
前記第一の型と前記第二の型とにより構成される金型には、一又は複数のサポートピンを含むサポートピンのセットが複数設けられており、
前記半導体装置の製造に用いられる前記リードフレームの種類に応じて、複数の前記サポートピンのセットのうちのいずれか一の前記サポートピンのセットに含まれる一又は複数の前記サポートピンが前記サポートピン当接部と当接する、半導体装置の製造方法。 A lead frame including a plate-shaped die pad, leads arranged in parallel to the die pad with a space in the thickness direction of the die pad, and a support pin contact portion is prepared, and the first surface of the die pad A first step of bonding the semiconductor element to
The lead is sandwiched between a first mold and a second mold facing each other, a first recess provided on a surface of the first mold facing the second mold, and the second mold The die pad, the semiconductor element, and the support pin contact portion are accommodated in a space formed by a second recess portion provided on a surface of the die facing the first die, and the first recess portion A second step of abutting a support pin projecting into the space from at least one of the bottom surface of the second recess and the bottom surface of the second recess with the support pin abutting portion;
By injecting resin into the space in a state where the support pin is in contact with the support pin contact portion and curing the resin, the die pad, the semiconductor element, and the support pin contact portion are sealed with the resin. A third step to stop,
A method of manufacturing a semiconductor device including:
The mold constituted by the first mold and the second mold is provided with a plurality of sets of support pins including one or a plurality of support pins,
Depending on the type of the lead frame used for manufacturing the semiconductor device, one or a plurality of the support pins included in the one set of the support pins among the plurality of the support pin sets is the support pin. A method for manufacturing a semiconductor device, which is in contact with a contact portion.
前記第一のサポートピンのセットが含む一又は複数のサポートピンは、前記第一の面とは反対側の前記ダイパッドの第二の面が前記樹脂によって覆われた第一のタイプの半導体装置を製造するのに用いられる第一の種類のリードフレームの前記サポートピン当接部と当接し、
前記第二のサポートピンのセットが含む一又は複数のサポートピンは、前記第二の面が前記樹脂から露出した第二のタイプの半導体装置を製造するのに用いられる第二の種類のリードフレームの前記サポートピン当接部と当接する、請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 The set of support pins includes a first set of support pins and a second set of support pins,
The one or more support pins included in the first set of support pins include a first type semiconductor device in which a second surface of the die pad opposite to the first surface is covered with the resin. Abutting against the support pin abutting portion of the first type of lead frame used for manufacturing;
One or more support pins included in the second set of support pins are a second type of lead frame used for manufacturing a second type semiconductor device in which the second surface is exposed from the resin. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is in contact with the support pin contact portion.
前記第一のサポートピンのセットが含む一又は複数のサポートピンは、前記第一の面を前記第二の型に向けて前記ダイパッドおよび前記半導体素子を前記空間に収容したときに前記サポートピン当接部と当接し、
前記第二のサポートピンのセットが含む一又は複数のサポートピンは、前記第一の面を前記第一の型に向けて前記ダイパッドおよび前記半導体素子を前記空間に収容したときに前記サポートピン当接部と当接する、請求項1または請求項2に記載の半導体装置の製造方法。 The set of support pins includes a first set of support pins and a second set of support pins,
One or a plurality of support pins included in the first support pin set are the support pin contacts when the die pad and the semiconductor element are accommodated in the space with the first surface facing the second mold. Abuts the contact,
One or a plurality of support pins included in the second set of support pins may be the support pin contacts when the die pad and the semiconductor element are accommodated in the space with the first surface facing the first mold. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is in contact with the contact portion.
前記ダイパッドと、前記リードと、前記サポートピン当接部と、前記ダイパッドの第一の面に接合された半導体素子と、前記ダイパッド、前記サポートピン当接部、および前記半導体素子を封止する前記樹脂と、を備え、
前記樹脂には、前記複数のサポートピンのセットのうち第一のサポートピンのセットによって形成された第一ピン孔と、第二のサポートピンのセットによって形成された第二ピン孔とが形成され、
前記第一ピン孔および第二ピン孔のいずれか一方のみに、前記サポートピン当接部が露出している、半導体装置。 A semiconductor device manufactured by the method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 3,
Sealing the die pad, the lead, the support pin contact portion, a semiconductor element bonded to the first surface of the die pad, the die pad, the support pin contact portion, and the semiconductor element; A resin,
The resin has a first pin hole formed by a first support pin set and a second pin hole formed by a second support pin set among the plurality of support pin sets. ,
The semiconductor device, wherein the support pin contact portion is exposed only in one of the first pin hole and the second pin hole.
前記空間に前記ダイパッド、前記半導体素子および前記サポートピン当接部を収容したときに、前記サポートピン当接部が、前記サポートピンのセットに含まれる第一のサポートピンのセットと第二のサポートピンのセットとのうち、いずれか一方にのみ当接する、金型。 A mold used in the method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 3,
When the die pad, the semiconductor element, and the support pin contact portion are accommodated in the space, the support pin contact portion includes a first support pin set and a second support included in the support pin set. Mold that contacts only one of the set of pins.
前記サポートピンが前記サポートピン当接部に当接する、前記ダイパッドの厚さ方向の位置が、前記第一のサポートピンのセットと前記第二のサポートピンのセットとで互いに異なる、金型。 The mold according to claim 5, wherein
A die in which the position of the die pad in the thickness direction where the support pin comes into contact with the support pin contact portion is different between the first support pin set and the second support pin set.
前記空間に前記ダイパッド、前記半導体素子および前記サポートピン当接部を収容したときに、前記サポートピン当接部が、前記サポートピンのセットに含まれる第一のサポートピンのセットと第二のサポートピンのセットとのうち、いずれか一方にのみ当接する、リードフレーム。 A lead frame used in the method of manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 3,
When the die pad, the semiconductor element, and the support pin contact portion are accommodated in the space, the support pin contact portion includes a first support pin set and a second support included in the support pin set. A lead frame that contacts only one of the set of pins.
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