JP2011077092A

JP2011077092A - リードフレームおよびそれを用いた半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JP2011077092A
Application number: JP2009224055A
Authority: JP
Inventors: Takayoshi Koga; 隆義古賀
Original assignee: New Japan Radio Co Ltd
Current assignee: New Japan Radio Co Ltd
Priority date: 2009-09-29
Filing date: 2009-09-29
Publication date: 2011-04-14

Abstract

【課題】一括樹脂封止の際、裏面側に空気溜まりができないリードフレームおよびそれを用いた半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】半導体素子の搭載面の裏面側のタイバー５に、溝状の肉薄部７が形成され、溝状の肉薄部はクレードル部２まで延出され、その端部が貫通孔１２により半導体素子の搭載面と連通しているリードフレーム１を用意する。そして、リードフレームの搭載面のダイパッド４上に半導体素子を搭載し、半導体素子の電極とリードフレームのインナーリード３とを接続する。貫通孔が封止金型のキャビティ内に位置するように挟持し、肉薄部とキャビティ内に封止樹脂を注入し、リードフレームを一括封止する。その後、タイバーおよび封止樹脂の一部を切断除去し、個々の半導体装置に個片化し、半導体装置を完成する。
【選択図】図１

Description

本発明はリードフレーム及びそれを用いた半導体装置の製造方法に関し、特に半導体素子を搭載した面を一括樹脂封止する半導体装置に用いられるリードフレームおよび半導体装置に関する。

近年、電子機器の小型化に伴い、半導体装置の小型化が強く要求されている。そのため、複数個の半導体素子をリードフレーム等に搭載し、一括樹脂封止した後、封止樹脂とリードフレームを切断して個々の半導体装置に個片化する半導体装置の製造方法が用いられている。

従来のこの種の半導体装置の製造方法に用いられるリードフレーム１の半導体素子を搭載する面の反対側の平面図を図３に、図３のリードフレーム１の部分拡大図を図４にそれぞれ示す。図において、２はリードフレーム１の強度を保つために長手方向の両端に形成されているクレードル部、３は半導体素子の電極と接続されるインナーリード、４は搭載面側に半導体素子を搭載するダイパッド、５はタイバー、６は半導体素子を搭載後、封止樹脂により一括封止される樹脂封止エリア、７はタイバー５の半導体素子を搭載する面と反対側を溝状にハーフエッチングして形成した肉薄部（斜線部）である。なお、図３では、インナーリード３、ダイパッド４、肉薄部７は、一部のみ表示している。

このような構造のリードフレーム１を用いて半導体装置を製造する場合、まず半導体素子（図示しない）をダイパッド４の搭載面上に搭載し、半導体素子の電極とインナーリード３を金線等を用いて接続する。その後、半導体素子の搭載面側を封止樹脂により一括封止する。

樹脂封止の説明図を図５に示す。図５において、８はリードフレーム１の半導体素子を搭載する面と反対側に貼り付けるポリイミド等からなるバックテープ、９は樹脂封止のために用いられる封止用金型の上金型、１０は上金型９に形成されたキャビティ部、１１はキャビティ部１０につながるエアベントである。樹脂封止工程は、上金型９と図示しない下金型によってリードフレーム１を挟持し、封止樹脂を図３の矢印先端部側（紙面の下側）から注入し、封止樹脂を矢印方向（紙面下から上方向）に流動させて行われる。図５は、リードフレーム１を封止用金型で挟持した状態で、リードフレーム１のダイパッド４中央部を通り、封止樹脂を注入する側と反対側のキャビティ部１０の断面図である。図５に示すように、上金型９は、エアベント１１に連通するように挟持されている。なお、図５には、ダイバッド４上に搭載される半導体素子は図示していない。

このような樹脂封止工程では、キャビティ部１０内を注入樹脂が流動すると共に、リードフレーム１の裏面側では、肉薄部７とバックテープ８との間の狭い隙間を注入樹脂が流動することになる。しかし、このような狭い隙間を樹脂が流動する場合、空気溜まりが生じやすい。そのような問題を解決するため、特許文献１には、空気を排出するための窪みを下金型に形成する技術が開示されている。

特開２００８−９１９５６号公報

特許文献１に記載されているような下金型に窪みを設ける方法では、下金型の加工を要し、コスト高となってしまう。本発明は、一括樹脂封止の際、裏面側に空気溜まりができないリードフレームおよびそれを用いた半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本願第１の発明のリードフレームは、半導体素子を搭載するダイパッドと、前記半導体素子の電極と接続されるインナーリードと、該インナーリードを連結するタイバーとを備えたリードフレームにおいて、前記タイバーの一方の面に、溝状の肉薄部が形成され、該溝状の肉薄部はクレードル部まで延出され、その端部が貫通孔により他方の面と連通していることを特徴とする。

また本願第２の発明の半導体装置の製造方法は、ダイパッドに半導体素子を搭載し、該半導体素子の電極とインナーリードとを接続し、前記半導体素子の搭載面側を樹脂により一括封止した後、個々の半導体装置に個片化する半導体装置の製造方法において、前記半導体素子の搭載面の裏面側の前記タイバーに、溝状の肉薄部が形成され、該溝状の肉薄部はクレードル部まで延出され、その端部が貫通孔により前記半導体素子の搭載面と連通しているリードフレームを用意する工程と、該リードフレームの前記搭載面のダイパッド上に半導体素子を搭載し、該半導体素子の電極と前記リードフレームのインナーリードとを接続する工程と、前記貫通孔がキャビティ内に位置するように封止用金型で前記リードフレームを挟持し、前記肉薄部および前記キャビティ内に封止樹脂を注入し、前記リードフレームを一括封止する工程と、前記タイバーおよび封止樹脂の一部を切断除去し、個々の半導体装置に個片化する工程と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、肉薄部７をクレードル部２まで延出し、その先端部に貫通孔１２を設けることで、肉薄部７とバックテープ８との隙間に封止樹脂が注入される際、この隙間に残る空気が、貫通孔を通り上金型９のキャビティ部１０に排気され、さらにエアベント１１を通り外部に排出することができ、肉薄部７の樹脂の未充填を防ぐことができる。

また、本発明によれば、リードフレーム１の肉薄部をクレードル部２に延出し、貫通孔１３を形成するのみで効果を得ることができ、下金型の追加の加工を必要とせず、従来の金型のみで実施することができる。また、クレードル部２に延出する肉薄部７は、従来の肉薄部７と同時に形成することができ、貫通孔は、リードフレームエッチングと同時に形成することができ、追加の加工の必要がなく、コストアップを伴うこともないという利点もある。

本発明のリードフレームの部分拡大図である。本発明のリードフレームを用いた樹脂封止工程の説明図である。従来のリードフレームの説明図である。従来のリードフレームの部分拡大図である。従来のリードフレームを用いた樹脂封止工程の説明図である。

本発明のリードフレーム１は、従来のリードフレームの半導体素子の搭載側と反対側（裏面側）に形成されていた肉薄部７を、樹脂封止工程で封止用金型のキャビティ部内に配置される範囲で、クレードル部２まで延出し、その先端部に貫通孔１２を形成している。その結果、樹脂封止の際、肉薄部７に残る空気が貫通孔１２を通り上金型９に形成されているキャビティ部１０に排気され、さらにエアベント１１を通り外部に排出されることになる。以下、本発明のリードフレームおよ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。

まず、第１の発明であるリードフレーム１について説明する。図１は、本発明のリードフレーム１の部分拡大図である。図において、２はリードフレーム１の強度を保つために両端に形成されているクレードル部、３はクレードル部２に接続し、半導体素子の電極と接続されるインナーリード、４は半導体素子を搭載するダイパッド、５はタイバー、６は半導体素子を搭載後、封止樹脂により封止される樹脂封止エリア、７はタイバー５の半導体素子を搭載する面と反対側を溝状にハーフエッチングして形成した肉薄部、１２は貫通孔である。

本発明のリードフレーム１は、図３で説明した従来のリードフレームと比較して、肉薄部７がクレードル部２に延出している点と、その延出された肉薄部７の先端に貫通孔１２が形成されている点が相違する。また、貫通孔１２が形成される位置が、このリードフレームを用いて半導体装置を形成する際の樹脂封止工程で、上金型９に形成されているキャビティ部１０内に配置される範囲としている。このように構成することで、以下に説明する半導体装置の製造工程における樹脂封止の際、半導体装置形成領域に位置する肉薄部７の未充填を防止することが可能となる。

なお、肉薄部７の形成は、従来の肉薄部７の形成と同時に、ハーフエッチング等の周知の方法により行うことが可能である。また、貫通孔１２は、インナーリード等の加工と同時に形成することができる。

次に本発明のリードフレームを用いた半導体装置の製造方法について説明する。従来例同様、リードフレーム１のダイパット４の搭載面上に図示しない半導体素子を搭載する。半導体素子の搭載面は、肉薄部７が形成されている面と反対側となる。半導体素子の電極とリードフレーム３を金線等を用いて接続する。その後、半導体素子の搭載面側を一括封止する。

この封止工程は、図２に示すように、リードフレーム１の裏面にポリイミド等からなるバックテープ８を貼り付け、封止用金型で挟持する。この際、貫通孔１２が上金型９に形成されたキャビティ部１０内に開口するように挟持される。上金型９には、キャビティ部１０につながるエアベント１１が形成されている。

このような樹脂封止工程では、キャビティ部１０内を注入樹脂が流動すると共に、リードフレーム１の裏面側の肉薄部７とバックテープ８との間の狭い隙間に封止樹脂が流れ込む。この狭い隙間に存在する空気は、注入された封止樹脂に押され、肉薄部７の先端方向へ流れる。そしてその先端部で、貫通孔１２を通して、キャビティ部１０に流れ込む。このキャビティ部１０内に流れ込んだ空気は、通常通り、エアベント１１を通して封止金型の外部に排出される。このように本発明のリードフレームを用いると、裏面側の肉薄部７とバックテープ８との間の狭い隙間の樹脂の未充填を防止することができる。

その後、通常の半導体装置の製造工程に従い、封止樹脂と共にダイバー５の部分を、ダイシングソーを用いて格子状に切断することで、個片化され、半導体装置を完成する。

１：リードフレーム、２：クレードル部、３：インナーリード、４：ダイパッド、５：タイバー、６：樹脂封止領域、７：肉薄部、８：バックテープ、９：上金型、１０：キャビティ部、１１：エアベント、１２：貫通孔

Claims

半導体素子を搭載するダイパッドと、前記半導体素子の電極と接続されるインナーリードと、該インナーリードを連結するタイバーとを備えたリードフレームにおいて、
前記タイバーの一方の面に、溝状の肉薄部が形成され、該溝状の肉薄部はクレードル部まで延出され、その端部が貫通孔により他方の面と連通していることを特徴とするリードフレーム。
ダイパッドに半導体素子を搭載し、該半導体素子の電極とインナーリードとを接続し、前記半導体素子の搭載面側を樹脂により一括封止した後、個々の半導体装置に個片化する半導体装置の製造方法において、
前記半導体素子の搭載面の裏面側の前記タイバーに、溝状の肉薄部が形成され、該溝状の肉薄部はクレードル部まで延出され、その端部が貫通孔により前記半導体素子の搭載面と連通しているリードフレームを用意する工程と、
該リードフレームの前記搭載面のダイパッド上に半導体素子を搭載し、該半導体素子の電極と前記リードフレームのインナーリードとを接続する工程と、
前記貫通孔がキャビティ内に位置するように封止用金型で前記リードフレームを挟持し、前記肉薄部および前記キャビティ内に封止樹脂を注入し、前記リードフレームを一括封止する工程と、
前記タイバーおよび封止樹脂の一部を切断除去し、個々の半導体装置に個片化する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。