JPH03278451A - 樹脂封止型半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用９社） 本発明は、半導体装置に係り、とくに、半導体装置を製
造する際に使用されるリードフレームの構造に関するも
のである。

（従来の技術） ＩＣ，ＬＳＩなどの半導体装置の組立工程は、１枚の半
導体ウェハ上に形成された多数のチップ（半導体素子）
を個々に分割（ダイシング工程）、各チップをそれぞれ
のパッケージやリードフレームに搭載しくダイボンディ
ング工程）、チップ上の電極パッドとパッケージ上の外
部リードもしくはリードフレームとを金（Ａｕ）細線や
アルミニウム（Ａｊ！　’）細線を用いて結線しくワイ
ヤボンディング工程）、最後にチップおよびそれに付随
するリードの１部を封止する（シーリングエ稈）までを
いう。

ダイボンディングは、ワイヤボンディング工程に先立っ
てセラミックパッケージやリードフレームのダイパッド
の位置にチップを取付ける技術であるが、この技術によ
り、チップとパッケージとの機械的および電気的接続と
熱放散を容易に行うことができる。一般に、ダイボンデ
ィングにおいて要求されることは、接合部に導電性があ
り熱抵抗が低いこと、物理的、化学的に安定な結合が得
られることにあり、これらの条件を考慮したダイボンデ
ィングを実行するために、これまでＡｕ−３ｉ共品合金
法、はんだ接着法および樹脂接着法の３通りの方法が知
られていた。

Ａｕ−５ｉ共晶合金は融点が３７０℃と比較的低く、ダ
イボンディングには広く用いられている。

酸化防止のためのＮ２やＮ２＋Ｈ２雰囲気中で４００℃
前後に加熱しながら、Ａｕメッキされたダイパッドにチ
ップ裏面を押し付け、Ａｕ−５ｉ共品反応を行わせて接
合する。この方法は、チップとパッケージとの機械的、
電気的な接続状態が良いので一般に多用されている。は
んだ接着法は、Ａｕ−５ｉ共品合金の代りにＰｂ−３ｎ
系はんだを用いる方法であり、作業温度が２００〜３０
０℃程度であってかなり低い。この方法は、あらかじめ
チップの裏面にはんだのなじみ易いＮ１−ＡｕＴ　ｉ　
−Ｎ　１−Ａｕ膜などのメタライズを施し、Ｐｂ−５ｎ
系のはんだの小片をチップとＡｇメッキ層などのダイパ
ッド上の下地金属との間にはさみ、Ｎ２あるいはＮ２＋
Ｈ２雰囲気中で加熱して接着する。この方法の長所は、
基板とシリコン（ＳＬ）との熱膨脹係数の違いによる熱
ひずみをはんだ層で吸収するので、たとえばＬＳＩのチ
ップが大面積になってもチップ破損が生じにくい。

３番目の方法は、接着剤を用いる。標準的な接着剤とし
ては、Ａｇ粉末が入ったエポキシ樹脂が用いられるが、
硬化時に素子に悪影響を及ぼすガスが発生しないこと、
熱伝導度や電気伝導度の高いことなどが接着剤として要
求される条件である。

接着するためにダイパッドに電気的接触抵抗を低くする
ことを目的としてＡｇメッキやＡｕメッキ等を施す。樹
脂の硬化温度が１５０〜２００℃程度と前の２方法より
さらに低温で作業ができるので、樹脂層において熱膨脹
係数の差から生ずる熱ひずみが吸収でき大きなチップを
取付けることが可能である。作業の自動化や低組立コス
トのため広く用いられている。

以上、いずれの方法においても、リードフレームには、
ＡｕメッキやＡｇメッキなどのメッキを施すことが多い
。第２図は、従来のメッキを施した代表的なリードフレ
ーム１の平面図である。このリードフレームは、インナ
ーリード５、アウターリードからなるリード部分と、チ
ップを搭載するペットフレーム２と、このペットフレー
ムを支持するつりピン３とから構成されている。この構
成が一単位で、これが複数単位結合してリードフレーム
連を形成している。メッキが施される領域は、図の斜線
部分４であり、ベッドフレーム２全体とつりピン３およ
びインナーリード群のペットフレーム２に対向する先端
部分（ボンディングエリヤに相当する）がこの領域に含
まれる。このリードフレーム１に用いられる材料には、
Ｃｕや４２Ｎ　ｉ　−Ｆ　ｅ合金などがあり、メッキ材
としては、前述の通り、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉなどが使われ
る。

また、インナーリードは、ボンディングワイヤを接続す
るので、その結合力を大きくするためにＡｇメッキなど
のメッキを施しており、このことは、前記三つの方法の
うちどの方法でも必要である。

（発明か解決しようとする課題） このように、チップ（半導体素子）をリードフレームの
ペットフレームに装着するダイボンディング工程におい
ては、このペットフレームにメッキを施すことは一般的
な技術であり、したがって効率の良いメッキ形成を実行
することは、この工程の重要な要件である。

今までは、ペットフレーム全体にメッキを施すなどメッ
キパターンの面積が大きいのでメッキ時間が長く、また
、リードフレームのコスト高を招いていた。またペット
フレーム全体かメッキされているので、とくにＡｇメッ
キの場合などリードフレームを積み重ねていたときにリ
ードフレーム同志がくっついてしまい不良品となる場合
が多かった。とくに、現状では、たとえばＡｇメッキを
つりピン部分にも形成しているが、メッキバタンを形成
するときに、リードフレームとメッキパターンに合せズ
レを生ずることがあり、そのようなときは、メッキ部分
は封止樹脂内から外へ出ることがあった。このような状
態になると、Ａｇマイグレーションをその部分で引き起
こし、他のピンとのショート不良を起こすことが多々あ
った。

本発明は、上記事情によってなされたものであり、メッ
キ領域を最適化することで、生産効率の高い高信頼性の
リードフレームを備えた半導体装置を提供することを目
的としている。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、半導体素子を載置してなるリードフレームを
樹脂封止した半導体装置に関するものであり、半導体素
子を載置するために形成されるリードフレームのメッキ
領域を、つりピン部を含まずリードフレームのインナー
リード部及びそれと対向するペットフレームの先端部に
設けたことを特徴としている （作　用） 本発明は、上記のような構成であり、メッキ領域が小さ
くなり、かつ、任意の形状のメッキマスクを利用できる
ので生産効率が向上し、また、半導体素子とリードフレ
ームのペットフレーム部との結合が強固になる。

（実施例） 本発明の一実施例を第１図を参照して説明する。第１図
は、チップを搭載するペットフレームを中心にしたリー
ドフレームの平面図を示している。

リードフレーム１は、たとえば、Ｃｕなどからなり、４
本のつりピン３で支持されたペットフレーム２、このペ
ットフレーム２に対向する２群のインナーリード５とこ
のインナーリード５に連続して外方に延在するアウター
リードからなっている。このリードフレーム１には、つ
ぎに、メッキを施すことになるが、従来のものと異なり
、ペットフレーム全体には施さず、中央部分は生地のま
まになっている。このリードフレームにメッキを行うに
は、メッキマスクでリードフレームを覆い、メッキ金属
を吹付けるスパージャ法で露出部分を被覆する。したが
って、メッキ領域４は、インナーリード５とベットフレ
ーム２の両端部分のみに形成される。したがって、ベッ
トフレーム２の中心に形成されている４本のつりピン３
にはメッキ、たとえば、Ａｇメッキは施されないので、
リードフレームおよびチップを樹脂封止する際に、樹脂
の外にメッキ層が出ることを考慮する必要はなく、耐湿
性の劣化することもない。また、メッキ領域が従来に比
較して小さいので、リードフレームを積み重ねたときに
リードフレーム同志がくっついてしまうこともない。

メッキ金属をリードフレームに吹付ける際は、リードフ
レームは、基板上に置かれ、ゴム製の押え治具で固定さ
れる。当然メッキされるべき部分には、この治具は置か
れないので、従来の例では、つりピン付近にこの治具が
なく、この部分のメッキが裏面にも形成される場合が生
じている。しかし、本発明においては、この部分にはメ
ッキが施されないので、二〇治具を使うことができ、メ
ッキ漏れなどの不良が防止されるようになる。

メッキ領域４を形成したあとは、たとえば、Ａｇ粉を入
れたエポキシ樹脂接着剤をベットフレーム１に塗布し、
チップを載せて加圧し、この接着剤で固定する。リード
フレーム１のペットフレーム２は、リード部分より０．
２〜０．４鰭程度リード部分より下っている。その後、
ワイヤボンディング工程に入って各インナーリード５と
チップ上の各電極パッドとをそれぞれボンディングワイ
ヤで接続して、リードとチップを電気的につなぐ。

最後に、チップ、ボンディングワイヤおよびインナーリ
ード等は、たとえば、エポキシ樹脂などで樹脂封止され
る。この実施例では、トランスファモールド成形法を利
用したが、ポツティングなどの他の方法でも良い。リー
ドフレーム材料は、Ｃｕを用いたがとくにこれに限定さ
れない。他に利用できるものとしては４２Ｎ　ｉ　−Ｆ
　ｅ合金などがある。この実施例ではデュアルタイプの
リードフレームを用いているがとくにこのタイプに限定
されるものではなくどのタイプにも適用可能である。

また、施されるメッキもＡｇのみに限るものではなく、
他に、たとえばＡｕ、５ｎ−Ｎｉ、Ｎｉ　−Ａｕなどが
使用できる。第２図に示されるように、ベットフレーム
のメッキ領域４と非メッキ部分との境界は直線になって
いるが、とくに直線である必要はない。曲線でも良いし
、凹凸になっていても良い。要は、非メッキ部分がある
ことにその意義がある。もともと、メッキは、とくに樹
脂接着法の場合チップの裏面抵抗を小さくする目的で行
われていたが、回路技術が進みレイアウトの向上などで
とくにそれ程低くする必要がなくなったので、本発明の
ように非メッキ部分を大きくすることが可能になった。

［発明の効果コ 本発明は、以上のような構成であるので、メッキ領域が
減少して、この工程が効率化する。つりピン部へのメッ
キがなくなったのでメッキ漏れがなくなり、メッキ金属
よるマイグレーションがなくなった。また、メッキ工程
でのメッキマスクが作りやすくなり、さらにベットフレ
ームへの裏側へのメッキ漏れも効果的に押さえられるよ
うになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る半導体装置のリード
フレームの平面図、第２図は、従来の半導体装置に使わ
れるリードフレームの平面図である。 １・・・リードフレーム、　　２・・・ペットフレーム
、３・・・つりピン、　　　　　４・・・メッキ領域、
５・・・インナーリード。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　半導体素子を載置したリードフレームを具備した樹脂
   封止型半導体装置において、前記リードフレーム上に形
   成されるメッキ領域が、つりピン部を含まず、インナー
   リード部およびこのインナーリード部に対向するペット
   フレームの先端部分であることを特徴とする樹脂封止型
   半導体装置。