JPS6313358A - 半導体装置の製造方法およびその製造において用いるリ−ドフレ−ム - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置の製造方法およびその製造において
用いられるリードフレームに関する。

〔従来の技術〕

レジンモールド型半導体装置の製造における封止（パッ
ケージ）にあっては、一般にトランスファモールドプレ
スが用いられている。この装置では、チップ搭載、ワイ
ヤ張りが終了したリードフレームをモールド金型の上型
と下型との間に挾んだ（型締め）後、下型中央のポット
内に投入されかつ下型中央のカル上に載るレジンタブレ
ットを、プランジャで加圧加熱して溶融させ、溶けたレ
ジンを上・下型によって形成されたレジン流路（メイン
ランナ、サブランナ、ゲート）を通してキャビティ内に
送り込み、キャビティ内に位置するリードフレーム部分
をレジンで被うようになっている。また、キャビティお
よびレジン流路内のレジンはキュア処理されて硬化する
ので、硬化した成形品は上型と下型とが引き離された（
型開き）後取り出される。

このようなトランスファモールドプレスでは、レジンモ
ールド時にリードフラッシュ等のパリが発生するため、
レジンモールド後にこれらのパリは除去される。たとえ
ば、工業調査会発行「電子材料Ｊ１９８１年別冊号、昭
和５６年１１月１０日発行、Ｐ１７０〜Ｐ１７５には、
成形後、ＩＣのアウターリードのハンダ付は性を保証す
るために、表面処理を行うが、その前処理として、モー
ルド時に発生したリードフラッシュをあらかじめ除去す
る必要がある旨記載されている。また、同文献には、こ
のパリを除去する方法として、機械的に行うプラスト法
と、薬品による化学処理法があり、品質保持から、ガラ
スピーズ、アルミナ。

ポリスチレンなどの粒子（メディア）を高圧エアで吹き
付ける乾式ブラスト法、水などの溶剤と粒子を混合させ
て吹き付ける湿式プラスト法が広（用いられている旨記
載されている。

一方、前述のトランスファモールドプレスのモールド金
型に取り付けられるリードフレームは、金属板をプレス
（打ち抜き）やエツチングによって成形することによっ
て形成されている。リードフレームについては、工業調
査会発行の「電子材料Ｊ　１９８２年８月号、昭和５７
年８月１日発行、Ｐ６゛９〜Ｐ７４に記載されている。

この文献には、リードフレームのプレス加工の動向、た
とえば、極薄板の抜きによるそりの発生状況等について
記載されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のように、レジンモールド時のパリの発生状況は、
製品品質、生産性２歩留りに影響する。

前記のような打ち抜きによって成形されたリードフレー
ムは、本来的にフラッシュが発生し易いということが本
発明者によってあきらかにされた。

すなわち、一般に、ポンチとグイとからなるプレスによ
って打ち抜かれた板材は、ポンチ側の板材面（以下単に
この面を主面と称する。）側は丸み（ダレ）を帯びる。

したがって、リードフレームが打ち抜き成形された場合
も、同様に丸み（ダレ）が生じ、たとえば、第９図に示
されるように、リード１の主面の縁には打ち抜き成形の
ため丸み（ダレ）２を帯びるようになる。一般に、第１
０図に示されるように、モールドの際、モールド金型の
下型３と上型４との間にリードフレームを挟持させてモ
ールドを行う場合、モールド後にリードフレームを支障
なく取り出すために、リード１等の各部の両側には隙間
５が必要上止じる。このため、リード１の両側には、点
々で示されるように溶けたレジン６が浸入することから
、第１１図のハツチングによって示されるように、レジ
ン６を構成する封止樹脂、ガラス、着色剤、離型剤等か
らなるバリアが生じる。このバリアはある程度の厚さを
有していることと、レジン６を構成する組成全体とによ
って構成されていることから、前述のようにブラスト法
等によって比較的簡単に除去される。

しかし、打ち抜きによって成形されたリードフレームは
、前記のように主面の縁に丸み２を有していることから
、第１０図に示されるように、上型４のパーティング面
との間に予期しなかった狭い隙間８が生じ、この予期し
なかった狭い隙間８ニ沿ってレジン６の樹脂分が滲み出
てフラッシュ９が発生することが分かった。このフラッ
シュ９は、第１１図において点々で示されるように、前
記リード１の主面の両縁に丸み２部分に沿って存在する
ことから、リード１の先端にまで到達することが多い。

このフラッシュ９は樹脂分からなり、−見して見えない
が、半田ディツプした場合半田が付着しないことからも
確認できる。　また、打ち抜きリードフレームでは、前
述のようなフラッシュ発生の問題以外に、半田ディツプ
においても問題があることが本発明者によってあきらか
にされた。

すなわち、リード１を半田ディツプした場合、第１２図
に示されるように、リード１の主面の両縁に丸み２が存
在すると、この丸み２の部分、たとえば、ａ、ｂで示さ
れる領域には半田１ｏは薄くしか付着しないという現象
が生じる。また、半導体装置はパッケージの表面に製品
名等が捺印される。この捺印にあって、捺印されたイン
クは、たとえば、１６０℃で１〜２時間ベーキングされ
る。このベーキング時の熱によって、前記リード１のａ
、Ｊｌ域の半田は、薄いことから、ｐｂリッチあるいは
Ｓｎリッチとなって組成が変化し、酸化してしまう。こ
のため、完成品となった半導体装置を配線基板１１に面
実装する場合、特に、配線基板１１の配′！ＦＦＡ層１
２上に半田クリーム１３を設け、この半田クリーム１３
上にリード１を載せてリフローして実装する場合、リー
ド１の上面の丸み２部分に酸化膜１４が存在することか
ら、第１４図に示されるように、半田クリーム１３が溶
けてもリード１の上に吸い寄せられず、リード１全周を
被うような確実な半田付けが行えない。

このような半田付は状態は信頼度的に問題があるばかり
でなく、検査の際、外観不良と判定されることが多（歩
留り的にも問題がある。

本発明の目的はレジンフラッシュの発生が少ないリード
フレームを提供することにある。

本発明の他の目的は半田ディップ法の良好なリードフレ
ームを提供することにある。

本発明の他の目的はレジンフラッシュの発生を抑えるこ
とのできる半導体装置の製造方法を提供することにある
。

本発明の他の目的は実装歩留りおよび実装信頼度が高い
半導体装置の製造方法を提供することにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。

〔問題点を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、本発明によれば、半導体装置の製造において
使用される打ち抜きによって成形されたリードフレーム
は、レジンモールド工程前のチップボンディング前に、
コイニングによって平坦化処理され、リードの打ち抜き
によって縁が丸みを帯びた面は平坦に修正されている。

〔作用〕

上記した手段によれば、打ち抜きによって縁が丸みを帯
びたリード面は平坦に修正されていることから、レジン
モールド時、リードフレームがモールド上・下型間に挟
持されてモールドされた際、リードの側面にはパリが発
生するが、リードの表裏面はモールド上・下型に密着す
るため、パリは勿論のこととしてフラッシュも発生しな
くなる。

この結果、モールド工程後にリード表面に半田を付着さ
せる際、均一に半田が付着する。また、半田をディップ
法で付着させた場合、リード断面はコイニングによって
矩形となっているため、リードの四辺部分には良好に半
田が付着し、半導体装置を面実装しても、歩留り良くか
つ信頼性良く実装できる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の一実施例について説明する
。

第１図は本発明の一実施例による半導体装置の製造方法
を示すフローチャート、第２図は本発明のリードフレー
ムを示す平面図、第３図は同じくリードの拡大断面図、
第４図は同じくモールド時のリード部分を示す拡大断面
図、第５図は同じくモールド後のリードを示す拡大断面
図、第６図は同じく半田ディツプされたリードを示す拡
大断面図、第７図は同じく半導体装置の実装状態におけ
るリード部分を示す拡大断面図である。

本発明によれば、半導体装置は、第１図のフローチャー
トに示されるように、リードフレーム形成、リードフレ
ームのコイニング、リードフレームのメッキ、チップボ
ンディング、ワイヤボンディング、モールド、パリ取り
、成形、半田ディツプの各工程を経て製造される。

打ち抜き成形によって金属板から製造されたリードフレ
ーム１５は、コイニング処理される。リードフレーム１
５はデュアルインライン型半導体装置組立用リードフレ
ームであって、たとえば、第２図に示されるようなパタ
ーンとなっている。

リードフレーム１５は、一対の平行に延在する外枠１６
と、これら外枠１６を所定間隔で連結する細い内枠１７
と、対面する一対の外枠１６の内縁から前記外枠１６に
対して平行に延在する片持梁構造の複数のリード１と、
前記内枠１７に平行に延在し端のリード１と外枠１６お
よび各リード１間をそれぞれ連結するダム１８とからな
っている。

また、外枠１６と内枠１７とで形成されるリードフレー
ムパターンの中心部分には、矩形のタブ１９が配設され
ている。このタブ１９は、その両端を外枠１６に一端が
連結された細いタブ吊りリード２０で支持されている。

一方、前記ダム１８から外側のリード１部分、すなわち
、アウターリード２１は等間隔に配設されるとともに、
いずれも平行となって延在しているが、ダム１８よりも
内側のリード１部分、すなわち、インナーリード２２は
途中迄は相互に平行となっているが、その先端は前記タ
ブ１９に向かって屈曲して延在している。

また、このリードフレーム１５は金属板を精密プレスで
打ち抜いた結果形成されていることから、前述のように
、プレスのポンチ側のリードフレーム面縁は丸み（ダレ
）が発生している。そこで、この実施例では、リードフ
レーム１５全体をコイニングして平坦化し、リードフレ
ーム１５主面の各部縁の丸み（ダレ）を解消させている
。この結果、第３図に示されるように、リード１の断面
は主面縁に丸み（ダレ）が存在しない矩形状とな９てい
る。

なお、前記リードフレーム１５はメブキが施されて使用
される。

このようなリードフレーム１５を用いて半導体装置を製
造する場合は、最初にチップボンディングが行われ、第
２図において二点鎖線で示されるように、前記タブ１９
上に半導体素子（チップ）２３がボンディングされる。

つぎに、ワイヤボンディングが行われ、前記チップ２３
の電極と、これら電極に対応するり一ド１の内端とがワ
イヤ２４で接続される。

つぎに、レジンモールドが行われる。このレジンモール
ドでは、リードフレーム１５はトランスファモールドプ
レスのモールド金型の下型３と上型４間に挟持され、モ
ールド金型によって形成されるキャビティにレジン６が
注入されることによって行われる。このモールドは、リ
ードフレーム１５の外枠１６とダム１８によって囲まれ
た領域に対して行われる。この結果、二点鎖線で示され
るようなレジンからなるパッケージ２５でチップ２３、
ワイヤ２４．リード１の内端部分が被われる。

この際、モールド金型にあっては、その製作上リードフ
レーム１５の製造寸法ばらつき等を考慮して各部が形成
されているため、リード１の側面には隙間５が発生し、
第５図のモールド金型から取り出されたリードｌの図で
示されるように、バリアの発生原因となる。しかし、こ
のバリアはレジン６を構成する成分全体で形成されるた
め、後工程でのパリ取り処理によって除去できる。

また、これが本発明の特徴的なものの一つであるが、リ
ードフレーム１５は、コイニング処理されているため、
表裏面は平坦となっている。したがって、リードフレー
ム１５の表裏面は下型３および上型４に密着する。第４
図は、モールド時のリードｌの状態であるが、リード１
の表裏面は下型３および上型４と密着している。この結
果、リード１０表裏面には、レジン６の樹脂成分の洩れ
も発生せず、第５図に示されるように、フラッシュは発
生しない。

なお、前記リードフレーム１５の製造においては、リー
ドフレーム１５がコイニングされることをも考慮して板
厚を決定する必要がある。

モールド工程後、たとえば、乾式ブラスト法によってリ
ードフレーム１５に対してパリ取り処理が施される。こ
のパリ取り処理によって、バリアが除去される。また、
この実施例では、リードｌの表面に除去し難いフラッシ
ュは存在し難いことから、前記パリ取り作業も簡単とな
る。

つぎに、リードフレーム１５に対して成形処理が施され
る。この成形処理では、タブ吊りリード２０およびリー
ド１は、外枠１６および内枠１７から分断されるととも
に、ダム１８は切断除去される。また、パンケージ２５
から突出するり一ド１は、途中で同一方向に折り曲げら
れ、デュアルインライン型の半導体装置が製造される。

つぎに、半導体装置のリード１部分には、半田ディツプ
によって半田１０が付けられる。半、田１０は、第６図
に示されるように、リード１の周面に付着する。この際
、リード１が矩形断面となっていることから、矩形の各
頂点部分では半田１０が付き難く、半田１０が付かない
部分がリード１の長手方向に沿って線状に延在する。

さらに、この半導体装置は特性検査やマーキングが施さ
れて出荷される。

このような半導体装置を実装する場合、たとえば、リー
ド１を折り返して、半導体装置を配線基板等に面実装す
る場合は、リードｌは、第７図に示されるように、リー
ドｌの全周に亘って半田１０が廻り、確実なボンディン
グがなされる。

すなわち、リード１は、第６図に示されるように、矩形
断面となっていることから、角の部分以外に半田１０が
充分付着する。また、半田１０が付着しない部分は、リ
ード１の角に沿って線状となっているため、半導体装置
製造におけるマーキング処理の乾燥時の熱によって半田
が付着しない部分が酸化しても、その個所は線状であり
、第７図に示されるように、配線基板１１の配線Ｊｉｊ
Ｆ１２上に、同図では図示しない半田クリームを印刷し
、かつこの半田クリーム上にリード１を重ね、リフロー
によって半田クリームを溶かして半田付けを行った場合
でも、リード１に付着する半田１０は線状の半田が存在
しない部分を越えて混ざり合い、下方の溶けた半田１０
を半田の表面張力によってリード１上に確実に吸い上げ
る。したがって、良好な半田付けが行える。

このような実施例によれば、つぎのような効果°が得ら
れる。

（１）本発明によれば、モールド前にリードフレームは
コイニング処理されることから、打ち抜きによって生じ
たリードフレーム主面縁のダレは消滅しているため、リ
ードフレームの表裏面はモールド金型の下型および上型
のパーティング面に密着し、レジンフラッシュが発生せ
ず、モールド歩留りが向上するという効果が得られる。

（２）上記（１）により、本発明によれば、モールド時
リードフレームの表裏面にレジンフラッシュが発生しな
いことから、その後のリード表面に半田デイツプ処理を
施す際、半田がリード表面に付着し難い等の不都合が発
生せず、半田ディツプの歩留りが向上するという効果が
得られる。

（３）上記（１）により、本発明によれば、コイニング
によってリードの主面縁にダレが存在せず、リード断面
は矩形となっていることから、半田デイツプ時、半田は
リードの稜線を除いて厚く形成されるため、半田ディッ
プの歩留りが向上するという効果が得られる。

（４）上記（３）により、本発明によれば、リードは稜
線を除いて半田が厚く形成されていることから、半導体
装置の実装時、リード周面の半田は半田が存在しないリ
ードの稜線部分を越えて相互に溶は込んで一体となるた
め、半田の表面張力によって半田がリード全周に廻り込
み確実な半田付けができ、実装の信頼度および歩留りが
向上するという効果が得られる。

（５）上記（１）〜（４）により、本発明によれば、本
発明のリードフレームを用いて半導体装置を製造すれば
、半導体装置の歩留り向上が達成できるとともに、実装
性能の高い半導体装置を安価に提供することができると
いう相乗効果が得られる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもなく、たとえば、前記コイニン
グは、リードフレーム全体に対して行わず、リード部分
のみに対して行っても前記実施例同様な効果が得られる
。

また、本発明は、第８図に示されるように、パッケージ
２５から突出するり一ド１が短く、実装の際の半田付は
部分が少ない半導体装置２６にとっては効果が大きい。

すなわち、実装の際の半田付は部分が少ない半導体装置
２６にとっては、リード１部分にレジンフラッシュが存
在することは、半田が付かないことから致命的な欠陥で
ある。また、リード１の周面の縁がダしていて、この部
分に半田が付いていないことは、実装時リードｌの全周
に半田が廻らないこととなり、致命的な欠陥となる。し
たがって、実装の際の半田付は部分が少ない半導体装置
２６にとっては、リード１の断面が矩形となり、レジン
フラッシュが無くかつ表面全体に半田が付着しているこ
とは、実装性能を高めることとなる。

以上の説明では主として本発明者によってなさ、れた発
明をその背景となった利用分野である半導体装置の製造
技術に適用した場合について説明したが、それに限定さ
れるものではない。

本発明は少なくとも被モールド物の一部が打ち抜きによ
って形成された物品の一部あるいは全部をレジンでモー
ルドする技術には適用できる。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。

本発明によれば、半導体装置の製造において使用される
打ち抜きによって成形されたリードフレームは、レジン
モールド工程前のチンズボンディング前に、コイニング
によって平坦化処理され、リードの打ち抜きによって縁
が丸みを帯びた面は平坦に修正されている。したがって
、レジンモールド時、リードフレームがモールド上・下
型間に挟持されてモールドされた際、リードの側面には
レジンパリが発生するが、リードの表裏面はモールド上
・下型に密着するため、パリは勿論のこととしてフラッ
シュも発生しなくなる。この結果、モールド工程後にリ
ード表面に半田を付着させる際、均一に半田が付着する
。また、半田をディップ法でリードに付着させる場合、
リード断面はコイニングによって矩形となっているため
、リードの四辺部分には良好に半田が付着し、半導体装
置を面実装しても、歩留り良くかつ信頼性良く実装でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による半導体装置の製造方法
を示すフローチャート、 第２図は本発明のリードフレームを示す平面図、第３図
は同じくリードの拡大断面図、 第４図は同じくモールド時のリード部分を示す拡大断面
図、 第５図は同じくモールド後のリードを示す拡大断面図、 第６図は同じく半田ディツプされたリードを示す拡大断
面図、 第７図は同じく半導体装置の実装状態におけるリード部
分を示す拡大断面図、 第８図は本発明の他の実施例による半導体装置を示す正
面図、 第９図は従来のリードフレームにおけるリードの拡大断
面図、 第１０図は同じくモールド時のリード部分を示す拡大断
面図、 第１１図は同じくモールド後のリードを示す拡大斜視図
、 第１２図は同じく半田ディツプされたリードを示す拡大
断面図、 第１３図は同じく半導体装置の実装前のリード部分を示
す拡大断面図、 第１４図は同じく半導体装置の実装後のリード部分を示
す拡大断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属板を所望パターンに打ち抜いてリードを有する
   リードフレームを製造する工程と、前記リードフレーム
   にチップボンディング、ワイヤボンディングを行う工程
   と、前記リードフレームをモールド金型の上・下型間に
   挟持させた後、リードフレームの所望部分をレジンでパ
   ッケージする工程と、を有する半導体装置の製造であっ
   て、前記モールド工程前にリードフレームの少なくとも
   リードをコイニングして縁が丸みを帯びたリード面側を
   平坦化しておくことを特徴とする半導体装置の製造方法
   。 ２、金属板の打ち抜きによって成形されたリードを有す
   るリードフレームであって、少なくとも前記リード面は
   コイニングによって平坦となっていることを特徴とする
   リードフレーム。