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JP3470111B2 - 樹脂封止型半導体装置の製造方法 - Google Patents

樹脂封止型半導体装置の製造方法

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Publication number
JP3470111B2
JP3470111B2 JP2001195956A JP2001195956A JP3470111B2 JP 3470111 B2 JP3470111 B2 JP 3470111B2 JP 2001195956 A JP2001195956 A JP 2001195956A JP 2001195956 A JP2001195956 A JP 2001195956A JP 3470111 B2 JP3470111 B2 JP 3470111B2
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JP
Japan
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resin
die pad
semiconductor device
lead frame
lead
Prior art date
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JP2001195956A
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English (en)
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JP2003017524A (ja
Inventor
幸雄 山口
圭則 佐藤
文彦 川合
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to US10/038,901 priority patent/US6642082B2/en
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハーフエッチされ
たリードを有する樹脂封止型半導体装置の製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器の小型化に対応するため
に、電子機器に搭載される半導体部品を高密度に実装す
ることが要求され、それにともなって、半導体部品の高
機能化，小型化，薄型化が加速度的に進んでいる。
【０００３】従来、半導体装置をプリント基板表面に高
密度に実装するために、トランジスタ等の素子を内蔵す
る半導体チップを、正方形または長方形の封止樹脂内に
封止してなる樹脂封止型半導体装置を形成し、この樹脂
封止型はその側面にガル・ウイング形状の外部リード端
子を多数配置したＱＦＰパッケージ化技術が広く使用さ
れている。このＱＦＰパッケージ技術においても、半導
体チップの高機能化（高ＬＳＩ化）に対応すべく、さら
に外部リード端子数を増やすことが要求されている。そ
の場合、ＱＦＰパッケージの外形寸法を大きくすること
なく外部リード端子数を増やすために、現在、端子ピッ
チが０．３mmの狭ピッチＱＦＰパッケージが一部実用化
されている。しかし、このような狭ピッチＱＦＰパッケ
ージの製造及び実装においては、リード曲がりに起因す
る歩留まりの低下や品質の低下などの不具合が現れてお
り、しかも、より小型化を進めるための障害も多い。
【０００４】そこで、最近では、各リードの各一部の下
部をハーフエッチにより除去しておいて、樹脂封止を行
なう際にはリードフレーム全体の下面に樹脂フィルムを
押し当てることにより、各リードの各ハーフエッチ部を
除く部分の下部を封止樹脂から露出させて、各リードの
露出している各部を外部端子として用いることで、高機
能化，小型化，薄型化を図る提案がなされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のハーフエッ
チ部を有するリードを備えた樹脂封止型半導体装置にお
いて、ハーフエッチ部を有する各リードに対してワイヤ
ボンディングを行なうに際し、一般的には、金属細線と
リードとの接合に必要な押圧力を有効に金属細線に加え
るために、ハーフエッチされていない外部端子の直上に
金属細線を接続させる方法が採られていた。
【０００６】ところが、半導体装置の高機能化，小型化
が進むにつれて、各リードに接続される金属細線同士の
接触を回避しつつワイヤボンディングを行なうことが次
第に困難になってきている。すなわち、ワイヤボンディ
ングの際には、ボンディングツールの先端が複雑な軌跡
を描くように移動するので、金属細線同士の間には相当
の間隔が必要であり、しかも、平面的にみたときに金属
細線同士を互いに交差させることもできるだけ回避する
必要があるからである。
【０００７】また、封止樹脂の裏面に露出する外部端子
（リードの下部）を複数列設けてより高密度に外部端子
を配置しようとすると、各外部端子の直上に接続される
金属細線同士の間隔が非常に近くなる、あるいは金属細
線同士を互いに交差させざるを得ない、など上述の不具
合が顕著に現れてくる。特に、半導体チップの下方にも
外部端子を設けたい要請が生じる場合もあるが、かかる
場合には、外部端子の直上に金属細線を接続することが
できないので、実際上このような要請に応えることがで
きない。
【０００８】また、樹脂フィルムを予めリードフレーム
に貼り付けた状態で樹脂封止前の工程を進めることも考
えられるが、その場合には、リードのハーフエッチ部に
金属細線とリードとの接合に必要な押圧力を加えること
がより困難になる。
【０００９】本発明の目的は、樹脂封止型半導体装置の
ワイヤボンディングを行なう際に、リードの一部によっ
て構成される外部端子数の増大を可能としつつ、ワイヤ
ボンディング作業に伴う不具合を回避することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の樹脂封止型半導
体装置の製造方法は、上面に半導体チップが搭載される
ダイパッドと、上記ダイパッドの外方に設けられたフレ
ーム枠と、上記フレーム枠からダイパッドに向かって延
び、ハーフエッチにより薄肉部が形成された複数のリー
ドとを有するリードフレームを準備する工程（ａ）と、
上記リードフレームの上記ダイパッド上に複数の電極パ
ッドを有する半導体チップを搭載する工程（ｂ）と、上
記半導体チップが搭載されたリードフレームを、上記複
数のリードのうち金属細線が接続されるハーフエッチ部
を支持するための突起部を有する治具上に搭載する工程
（ｃ）と、上記半導体チップの電極パッドと上記複数の
リードとをそれぞれ金属細線により接続する工程（ｄ）
と、上記リードフレームの下面に樹脂フィルムを押し当
てた状態で、上記半導体チップ，ダイパッド，リード及
び金属細線の樹脂封止を行なう工程（ｅ）とを含み、上
記工程（ｄ）では、上記リードの薄肉部の下面のうち、
上記金属細線が接続される位置と反対側の部分を上記治
具の突起部によって支えておく方法である。
【００１１】この方法により、工程（ｄ）において金属
細線をリードに接続する際に、複数のリードのうち，ハ
ーフエッチ部に金属細線が接続されるものについては、
必ずハーフエッチ部の下方に治具の突起部が存在してい
ることになる。したがって、金属細線に有効に押圧力を
加えてワイヤボンディングを確実に行なうことができ
る。一方、各リードにおける金属細線を接続する位置に
ついての制限が緩和されるので、ワイヤボンディングに
おける不具合を回避しつつ、リード数を増大し、あるい
は各リードの配置場所を多彩に変化させることが可能に
なる。したがって、高機能化された樹脂封止型半導体装
置の小型化を実現することができる。
【００１２】上記工程（ｄ）を、上記治具を加熱した状
態で行なうことにより、ワイヤボンディングの際の金属
細線とリードとの接合をより確実かつ容易に行なうこと
ができる。
【００１３】上記樹脂フィルムを上記工程（ｃ）よりも
前に上記リードフレームの下面に装着しておいて、上記
工程（ｄ）を、上記リードフレームの下面に上記樹脂フ
ィルムを装着した状態で行なうことにより、樹脂封止工
程において、封止金型の１つのダイキャビティに複数の
半導体チップを収納して樹脂封止を行なうことが可能に
なり、樹脂フィルムを用いた実装工程の高能率化を図る
ことができる。
【００１４】上記工程（ｄ）では、真空引き用開口を有
する治具を用い、上記樹脂フィルムを上記治具の表面側
に真空吸着することにより、樹脂フィルムの弛みに起因
する不具合を回避することができる。
【００１５】上記工程（ｄ）では、上記リードフレーム
の上記ダイパッドを上方に持ち上げることにより、樹脂
フィルムをより確実に伸張させた状態でワイヤボンディ
ングを行なうことができる。
【００１６】上記樹脂フィルムとして、熱膨張率が５〜
２５×１０ｐｐｍ／℃の範囲にある材料を用いることに
より、工程（ｄ）において治具で加熱した場合にも、樹
脂フィルムの弛みを適正な範囲に収めることができる。
【００１７】上記工程（ａ）では、上記リードフレーム
の上記ダイパッドの上面位置が上記リードの上面位置よ
りも上方にあるリードフレームを用意することにより、
リードを半導体チップの下方にまで延ばすことが可能に
なるので、外部端子の配置しうる範囲を拡大することが
できる。
【００１８】上記工程（ａ）では、上記リードフレーム
の上記複数のリードが、ハーフエッチ部を除く部分の下
部が封止樹脂の裏面からみて複数列を構成するように配
列されていることにより、より高機能化された樹脂封止
型半導体装置の実装を図ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１（ａ），（ｂ）は、それぞれ
順に、本発明の実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の
Ia−Ia線における断面図，及び底面図である。
【００２０】図１（ａ），（ｂ）に示すように、本実施
形態の樹脂封止型半導体装置は、ダイパッド１１と、ダ
イパッド１１の近傍に伸びる各々多数の第１信号接続用
リード１４ａ及び第２信号接続用リード１４ｂと、ダイ
パッド１１の上に設けられた厚めの接着剤層１７と、接
着剤層１７によりダイパッド１１に固着され多数の電極
パッド２１を有する半導体チップ２０と、半導体チップ
２０上の電極パッド２１と各信号接続用リード１４ａ，
１４ｂとを電気的に接続する金属細線２５と、ダイパッ
ド１１，信号接続用リード１４ａ，１４ａ，半導体チッ
プ２０，金属細線２５等を封止する封止樹脂３０とを備
えている。そして、第１，第２信号接続用リード１４
ａ，１４ｂの一部の下部はハーフエッチにより除去され
ている。そして、下部がハーフエッチにより除去された
残存部分をハーフエッチ部Ｐheとする。一方、第１，第
２信号接続用リード１４ａ，１４ｂのうちハーフエッチ
されていない部分の下端面は封止樹脂３０によって覆わ
れずに露出しており、この部分がそれぞれ第１，第２外
部端子１５ａ，１５ｂとなっている。また、第１，第２
信号接続用リード１４ａ，１４ｂの先端部は、各々半導
体チップ２０の直下方に位置している。つまり、平面的
にみたときに、半導体チップ３０と第１，第２信号接続
用ロード１４ａ，１４ｂとが互いにオーバーラップして
いる。
【００２１】そして、図１（ｂ）に示すように、樹脂封
止型半導体装置の裏面には、ダイパッド１１と、２列に
並ぶ第１，第２外部端子１５ａ，１５ｂとが封止樹脂３
０に覆われずに露出しており、この第１，第２外部端子
１５ａ，１５ｂがプリント配線基板等の実装基板との接
続面となっている。
【００２２】また、後述する樹脂封止工程において、樹
脂フィルムをリードフレームの下面に密着させた状態で
樹脂をダイキャビティに流し込むことにより、ダイパッ
ド１４の露出部および第１、第２外部端子１５ａ，１５
ｂの下面には、樹脂封止工程における樹脂のはみ出し部
分である樹脂バリが存在しないので、各外部端子１５
ａ，１５ｂと実装基板の電極との接合の信頼性が向上す
る。また、各信号接続用リード１４ａ，１４ｂのハーフ
エッチ部Ｐheの下方には封止樹脂３０の一部が存在して
いるので、封止樹脂３０による各信号接続用リード１４
ａ，１４ｂの保持力が高くなり、樹脂封止型半導体装置
の信頼性が向上する。
【００２３】本実施形態の樹脂封止型半導体装置による
と、金属細線２５は第１信号接続用リード１４ａ，１４
ｂのハーフエッチ部Ｐheに接続されているが、後述する
ように、金属細線２５を第１信号接続用リード１４ａに
接続させる際には、金属細線２５と第１信号接続用リー
ド１４ａとの間に加える押圧力を有効に機能させる手段
が講じられている。したがって、金属細線２５と各信号
接続用リード１４ａ，１４ｂとの接合の信頼性は良好に
維持されている。
【００２４】したがって、本実施形態の樹脂封止型半導
体装置によると、金属細線２５を各信号接続用リード１
４ａ，１４ｂに接続する際の金属細線同士の接近や交差
を回避する構成を用意にとることができ、外部端子の配
置位置の制約が緩やかになる。よって、高性能化された
比較的大型の半導体チップを収納する場合にも、樹脂封
止型半導体装置のパッケージ全体の寸法の増大を回避す
ることができる。
【００２５】特に、本実施形態では、第１，第２信号接
続用リード１４ａ，１４ｂが半導体チップ３０の直下方
まで延びており、第１外部端子１５ａは、半導体チップ
３０の下方に配置されている。したがって、高性能化さ
れた比較的大型の半導体チップを収納する場合にも、特
に多数の外部端子を小面積中に配置することができるの
で、外部端子の高密度化，半導体装置の小型化，薄型化
に適した樹脂封止型半導体装置の提供を図ることができ
る。なお、外部端子が半導体チップの外方に配置されて
いる場合であって外部端子の直上に金属細線を接続する
場合にも、信号接続用リードは半導体チップの下方にま
で延ばしておくことにより、封止樹脂による信号接続用
リードの保持領域を広く確保することができ、信頼性の
向上を図ることができる。
【００２６】なお、本実施形態においては、樹脂封止型
半導体装置の裏面に第１，第２外部端子１５ａ，１５ｂ
を２列に配置したが、外部端子を３列あるいはそれ以上
の列数で配置してもよい。
【００２７】また、本実施形態の樹脂封止型半導体装置
では、第１，第２外部端子１５ａ，１５ｂ及びダイパッ
ド１１が封止樹脂３０の裏面から露出して形成されてい
るため、実装基板に本実施形態の樹脂封止型半導体装置
を実装する際には、各外部端子１５ａ，１５ｂおよびダ
イパッド１１と実装基板の電極とを接合すればよい。し
たがって、各外部端子１５ａ，１５ｂをそのまま外部電
極として用いることができ、実装基板への実装のために
各外部端子部１５ａ，１５ｂ上にはんだボール等を付設
する必要もなくすことができるとともに、製造工数，製
造コスト的に有利となる。
【００２８】次に、本実施形態における樹脂封止型半導
体装置の製造工程について説明する。図２（ａ）〜
（ｅ）は、本発明の実施形態に係る樹脂封止型半導体装
置の製造工程を示す断面図である。
【００２９】まず、図２（ａ）に示す工程で、用意した
リードフレーム１０の裏面に樹脂フィルム４０を装着す
る。このとき、図２（ａ）においては、リードフレーム
１０の構造が単純化されて描かれているが、実際には、
リードフレーム１０は以下のような構造を有している。
ただし、樹脂フィルム４０はこの段階ではリードフレー
ムに装着せずにワイヤボンディング等の工程を進め、樹
脂封止工程のときに封止金型に装着することも可能であ
る。
【００３０】樹脂フィルム４０は、特にダイパッド１１
の裏面側（ダイパット露出型の場合）および第１，第２
信号接続用リード１４ａ，１４ｂの裏面側に樹脂封止時
に封止樹脂が回り込まないようにするマスク的な役割を
果たし、また、ハーフエッチ部Ｐheの下面に樹脂を充填
する役割も果たす。また、この樹脂フィルム４０の存在
によって、ダイパッド１１の下面（ダイパット露出型の
場合）や、第１，第２信号接続用リード１４ａ，１４ｂ
ｂの裏面に樹脂バリが形成されるのを防止することがで
きる。さらに、樹脂封止工程において、樹脂フィルム４
０に各信号接続用リード１４ａ，１４ｂの下部が食い込
んでいる状態で、封止樹脂を充填すると、樹脂封止後に
は各信号接合用リード１４ａ，１４ｂの各外部端子１５
ａ，１５ｂが封止樹脂３０の裏面からある高さだけ突出
した状態になる。つまり、外部端子としてのスタンドオ
フが得られるので、はんだボールを外部端子状に設ける
ことなく実装基板上に樹脂封止型半導体装置を実装する
ことができる。
【００３１】この樹脂フィルム４０は、ポリエチレンテ
レフタレート，ポリイミド，ポリカーボネートなどを主
成分とする樹脂をベースとしたフィルムまたはテープ状
の部材で接着剤が塗布されており、樹脂封止後は熱、ケ
ミカル処理あるいは、ＵＶ照射により接着力を弱めリー
ドフレーム本体から剥がすことができ、第１，第２信号
接続用リード１４ａ，１４ｂの物理的位置（ピッチ）を
適切に保ち、金属細線の接続工程においては高温下で適
切な変形に耐え、常温下での復元性があり、また接続工
程、樹脂封止時における高温環境に耐性があるものが望
ましい。
【００３２】本実施形態では、ポリイミドを主成分とし
た接着性を有した樹脂フィルム１２を用い、厚みは２５
［μｍ］のフィルムを用いた。
【００３３】本発明の実施形態において用いた樹脂フィ
ルムは、ポリイミドフイルムに熱可塑性の同じくポリー
ミド系を主成分とする接着剤を使用したテープで本発明
の目的を達成するため常温と加熱する２００度近辺の伸
び率をおよそ５から２５ｐｐｍ／℃の範囲とし、その厚
さは後述するヒートプレート（加熱ブロック）の突起部
に安定してフィットするように約２５μｍとした。
【００３４】図３（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ順に、リ
ードフレーム１０の１つの半導体チップをパッケージす
るための領域における平面図，第１信号接続用リード１
４ａを通過するIIIa-IIIa 線における断面図、第２信号
接続用リード１４ｂを通過するIIIb-IIIb 線における断
面図である。リードフレーム１０には、図３（ａ）〜
（ｃ）に示す１つの半導体チップをパッケージするため
の多数の領域がアレイ状に設けられている。
【００３５】図３（ａ）に示すように、リードフレーム
１０は、ダイパッド１１と、ダイパッド１１を囲む外枠
１３と、外枠１３から延びてダイパッド１１を各コーナ
ー部で支持する４つの吊りリード１２と、外枠１３から
ダイパッド１１に向かって延びる第１信号接続用リード
１４ａ及び第２信号接続用リード１４ｂとを備えてい
る。
【００３６】図３（ｂ）に示すように、第１信号接続用
リード１４ａは、先端部に外部端子１５ａを有し、ダム
バー１６との接続部から外部端子１５ｂまでの間の領域
がハーフエッチ部Ｐheになっている。
【００３７】図３（ｃ）に示すように、第２信号接続用
リード１４ｂは、ダムバー１６との接続部の近傍に外部
端子１５ｂを有し、ダムバー１６との接続部から外部端
子１５ｂまでの間の領域と、外部端子１５ｂから先端ま
での領域とがハーフエッチ部Ｐheになっている。
【００３８】ただし、本明細書にいう“ハーフエッチ”
とは、各信号接続用リード１４ａ，１４ｂが厚み方向に
部分的にエッチングされたという意味であり、各信号接
続用リード１４ａ，１４ｂの半分の厚み分が除去された
という意味ではない。
【００３９】リードフレーム１０には、樹脂封止の際、
封止樹脂の流出を止めるタイバーが設けられていない。
また、本実施形態におけるリードフレーム１０は、銅
（Ｃｕ）素材のフレームに対して、下地メッキとしてニ
ッケル（Ｎｉ）層が、その上にパラジウム（Ｐｄ）層
が、最上層に薄膜の金（Ａｕ）層がそれぞれメッキされ
た３層の金属メッキ済みのリードフレームである。ただ
し、銅（Ｃｕ）素材以外にも４２アロイ材等の素材を使
用でき、また、ニッケル（Ｎｉ），パラジウム（Ｐ
ｄ），金（Ａｕ）以外の貴金属メッキが施されていても
よく、さらに、必ずしも３層メッキでなくてもよい。
【００４０】次に、図３（ｂ）に示す工程で、用意した
リードフレーム１０のダイパッド１１上に半導体チップ
３０を接着剤層１７により固着する。この工程は、いわ
ゆるダイボンド工程である。
【００４１】次に、図３（ｃ）に示す工程で、ダイパッ
ド１１上に搭載された半導体チップ２０の電極パッド２
１と、第１，第２信号接続用リード１４ａ，１４ｂとを
金属細線２５により電気的に接続する。樹脂フィルム１
２が貼り付けられハーフエッチした上部に後述する本発
明の製造方法により金属細線１８により接合する。この
とき、ボンディングツールから通常４０〜４０ｇ程度の
金属細線を押圧する荷重が加えられる。この工程は、い
わゆるワイヤーボンド工程である。そして、このワイヤ
ボンディング工程は、リードフレームの外枠を上から押
さえ込んで行なわれる。
【００４２】図４（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ順に、ワ
イヤボンディングが終了したリードフレーム及び半導体
チップの平面図，第１信号接続用リード１４ａを通過す
るIVa-IVa 線における断面図、第２信号接続用リード１
４ｂを通過するIVb-IVb 線における断面図である。
【００４３】図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、リード
フレーム１０のダイパッド１１上には、接着剤層１７を
挟んで半導体チップ２０が搭載されている。そして、金
属細線２５は、第１信号接続用リード１４ａに対しては
ハーフエッチ部Ｐheに接続され、第２信号接続用リード
１４ｂに対しては外部端子１５ｂの直上部に接続されて
いる。ただし、第２信号接続用リード１４ｂに対しても
金属細線２５がハーフエッチＰheに接続されていてもよ
い。
【００４４】次に、図２（ｄ）に示す工程で、半導体チ
ップ２０が搭載され、樹脂フィルム４０が貼り付けられ
たままのリードフレーム１０を、下金型６１と、大型の
ダイキャビティ６３を有する上金型６２とからなる封止
金型６０に装着する。このとき、複数個の半導体チップ
２０を１つのダイキャビティ６３内に収納する。しか
し、封止金型６０でリードフレーム１０の外枠１３を樹
脂フィルム１２とともに押圧して、封止金型６０のダイ
キャビティ６３内に封止樹脂を流し込んで樹脂封止を行
い、半導体チップ２０，ダイパッド１１，各信号接続用
リード１４ａ，１４ｂ，金属細線２５等を封止樹脂３０
内に封止する。
【００４５】次に、図２（ｅ）に示す工程で、ダイパッ
ド１１，第１，第２信号接続用リード１４ａ，１４ｂ及
び封止樹脂３０の裏面に貼付されている樹脂フィルム４
０に加熱処理，ケミカル処理あるいはＵＶ照射処理等を
施すことにより、樹脂フィルム４０の接着力を弱めてか
ら、樹脂フィルム４０をピールオフにより除去する。こ
れにより、封止樹脂３０の裏面において第１，第２外部
端子１５ａ，１５ｂ及びダイパッド１１の下面が封止樹
脂に覆われることなく露出している封止体構造が形成さ
れる。
【００４６】最後に、第１，第２信号接続用リード１４
ａ，１４ｂの外枠１３につながる基端部を、その切断面
が封止樹脂３０の側面とほぼ同じ平面上にあるように切
削刃により切り離す。これにより、外部端子部１５ａ，
１５ｂ及びダイパッド１４が封止樹脂３０の下面から露
出した樹脂封止型半導体装置が完成される。
【００４７】なお、ダイパッド１１の上面が第１，第２
信号接続用リード１４ａ，１４ｂの上面よりも上方に位
置させる方法として、例えば図３（ａ）に示す吊りリー
ド１２の各一部にプレス加工等により折り曲げ部を設け
て、ダイパッド１１をアップセットしておくこともでき
る。これにより、樹脂封止工程で、樹脂フィルム４０と
ダイパット１１との間に間隙が形成されるので、ダイパ
ッド１１の裏面側に封止樹脂が回り込むことになる。こ
の場合は、封止樹脂３０によるダイパッド１１の保持力
が向上し、信頼性が高くなるという利点がある。ただ
し、本実施形態のように、ダイパッド１１の裏面が封止
樹脂３０から露出している場合には、実装基板への熱放
出機能が高くなるという効果がある。
【００４８】図５（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態
におけるワイヤボンディング工程の詳細を説明するため
の断面図である。
【００４９】まず、図５（ａ）に示す工程で、ワイヤボ
ンディングを行なうための治具であるヒートプレート
（加熱ブロック）５０を用意する。ヒートプレート５０
には、第１信号接続用リード１４ａのハーフエッチ部Ｐ
heを支持するための突起部５１が設けられている。そし
て、ヒートプレート５０上に、樹脂フィルム４０が装着
されたリードフレーム１０を設置し、ヒートプレート５
０によって半導体チップ２０を加熱しながら、ボンディ
ングツール５５によって半導体チップ２０の電極パッド
２１に金属細線の一端を接続する。
【００５０】次に、図５（ｂ）に示す工程で、第１信号
接続用リード１４ａのハーフエッチ部Ｐheに金属細線２
５の他端を接続する。このとき、ヒートプレート５０の
突起部５１が第１信号接続用リード１４ａを支えている
部位と、第１信号接続用リード１４ａの金属細線２５の
他端が接続される位置とは、互いに対応している。金属
細線２５と第１，第２信号接続用リード１４ａ，１４ｂ
とを接続する場合には、接合部を加熱するとともにボン
ディングツール５５によって金属細線２５に通常４０〜
６０ｇ程度の押圧力を印加する必要がある。そのとき、
本実施形態では、突起部５１を有する加熱プレート５０
を用いているので、各信号接続用リード１４ａ，１４ｂ
のハーフエッチ部Ｐheに金属細線を接続する際にも、ハ
ーフエッチ部Ｐheの変形を防止しつつ、押圧力や熱を有
効に接合部に加えることができる。
【００５１】なお、本実施形態においては、第２信号接
続用リード１４ｂの外部端子１５ｂの直上部に金属細線
が接続されるので、ヒートプレート５０には、第２信号
接続用リード１４ｂのハーフエッチ部を支えるための突
起部は設けられていない。ただし、第２信号接続用リー
ド１４ｂのハーフエッチ部Ｐheに金属細線を接続する場
合には、第２信号接続用リード１４ｂのハーフエッチ部
を支えるための突起部を設けておく。
【００５２】そして、図５（ｃ）に示すように、半導体
チップ２０のすべての電極パッド２１と各信号接続用リ
ード１４ａ，１４ｂとの間を金属細線２５によって接続
する。これにより、ワイヤボンディング工程が終了す
る。
【００５３】一般に、金属細線２５と第１，第２信号接
続用リード１４ａ，１４ｂとを接続する場合には、接合
部を加熱するとともにボンディングツール５５によって
金属細線２５に押圧力を印加する必要がある。そのと
き、各信号接続用リード１４ａ，１４ｂのハーフエッチ
部Ｐheに金属細線を接続しようとすると、ハーフエッチ
部Ｐheが変形するおそれがあり、その変形が弾性変形の
範囲内であってもハーフエッチ部Ｐheが撓むことで押圧
力が有効に接合部に加わらないために、接続部の信頼性
が悪化するおそれがある。それに対し、本発明では、ワ
イヤボンディング工程において、信号接続用リード（本
実施形態においては第１信号接続用リード１４ａ）のハ
ーフエッチ部Ｐheに金属細線を接続する場合には、その
ハーフエッチ部Ｐheに対応する部位に突起部５１を有す
るヒートプレート（治具）を用いてワイヤボンディング
を行なうことにより、金属細線と信号接続用リードとの
接合の信頼性を確保することができる。また、樹脂フィ
ルム４０をリードフレーム１０に装着した状態でワイヤ
ボンディングを行なう場合には、樹脂フィルム１０の緩
みをなくして伸張させた状態で、ヒートプレート５０の
熱を信号接続用リード（第１信号接続用リード１４ａ）
に効率よく伝えることができるので、ワイヤボンディン
グによる接合の信頼性を確保することができる。
【００５４】そして、これらにより、各信号接続用リー
ド１４ａ，１４ｂにおける外部端子１５ａ，１５ｂの位
置の制約を緩やかにすることができ、外部端子数の増大
を図ることができる。特に、本実施形態のように、半導
体チップ２０の下方に第１信号接続用リード１４ａの外
部端子１５ａを配置することにより、外部端子数を大幅
に増大させることができる。
【００５５】−第１の変形例− 次に、本発明の実施形態の各種変形例について説明す
る。
【００５６】図６は、本発明の実施形態の第１の変形例
に係る，樹脂フィルム４０をリードフレーム１０に装着
せずワイヤボンディング工程を行なう場合の示す断面図
である。同図に示すように、この場合には、ヒートプレ
ート５０の突起部５１が直接第１信号接続用リード１４
ａのハーフエッチ部Ｐheに接触することになる。したが
って、第１信号接続用リード１４ａのハーフエッチ部Ｐ
heの変形を防ぎつつ、ボンディングツール５５の押圧力
を金属細線２５に加えることができ、接合の信頼性を確
保することができる。なお、ワイヤボンディング工程
は、リードフレームの外枠を治具によって押さえ込ん田
状態で行なわれる。
【００５７】−第２の変形例− 図７は、本発明の実施形態の第２の変形例に係るワイヤ
ボンディング工程部分のみを示す断面図である。
【００５８】本変形例においては、突起部５１の近傍に
真空引き用孔５２が設けられたヒートプレート５０を使
用して、ワイヤボンディングを行なう。このとき、リー
ドフレームの外枠は治具によって押圧されているが、各
信号接続用リード１４ａ，１４ｂの上方までは治具によ
って押圧していない。しかし、真空引きによって、突起
部５１の側方で、樹脂フィルム４０が下方に引っ張られ
るので、樹脂フィルム４０の弛みを効果的になくすこと
ができる。
【００５９】−第３の変形例− 図８は、本発明の実施形態の第３の変形例に係るワイヤ
ボンディング工程部分のみを示す断面図である。
【００６０】本変形例においては、ヒートプレート５０
として、突起部５１の外側方よりも内側方の方が高さＨ
１だけその上面位置が高くなるように、傾斜を設けたも
のを用いる。また、ダイパッド１１の下方に位置する領
域の上面がその周辺の上面よりも高さＨ２だけ高くなっ
ている。つまり、ヒートプレート５０のダイパッド１１
下方に位置する領域の上面は、突起部５１の外側方に位
置する領域の上面より寸法（Ｈ１＋Ｈ２）だけ高くなっ
ていることになる。そして、この寸法（Ｈ１＋Ｈ２）
は、熱膨張によって樹脂フィルム４０が伸びた状態で樹
脂フィルム４０の弛みがほとんど生じないように設定さ
れている。このとき、リードフレームの外枠は治具によ
って押圧されている。このように樹脂フィルム４０を必
要最小限に伸張することにより、樹脂フィルム４０の弛
みを抑制しつつ、樹脂封止後の外部端子１５ａ，１５ｂ
の相互間の位置（ピッチ）を安定して設計範囲内に収め
ることができる。
【００６１】−第４の変形例− 図９は、本発明の実施形態の第４の変形例に係るワイヤ
ボンディング工程部分のみを示す断面図である。
【００６２】本変形例においては、第３の変形例におけ
る構成に加えて、突起部５１の近傍に真空引き用孔５２
が、突起部５５の近傍に真空引き用孔５３がそれぞれ設
けられたヒートプレート５０を使用して、ワイヤボンデ
ィングを行なう。これにより、突起部５１，５５の側方
で、樹脂フィルム４０が下方に引っ張られるので、樹脂
フィルム４０の弛みをより効果的になくすことができ
る。
【００６３】−第５の変形例− 図１０は、本発明の実施形態の第５の変形例に係るワイ
ヤボンディング工程部分のみを示す断面図である。
【００６４】本変形例においては、ヒートプレート５０
として、突起部５１に加えて、ダイパッド１１の下方に
も突起部５５を設け、ダイパッド１１の下方に位置する
領域の上面が他の領域の上面よりも上方になっているも
のを用いる。ただし、第３の変形例のように、突起部５
１の外側方よりも内側方の方が高さＨ１だけその上面位
置が高くなるような傾斜は設けられていない。このと
き、リードフレームの外枠は治具によって押圧されてい
る。
【００６５】本変形例においても、突起部５１，５５に
よって、樹脂フィルム４０が上方に引っ張られるので、
樹脂フィルム４０の弛みを効果的になくすことができ
る。
【００６６】−第６の変形例− 図１１は、本発明の実施形態の第６の変形例に係るワイ
ヤボンディング工程部分のみを示す断面図である。
【００６７】本変形例においては、第５の変形例におけ
る構成に加えて、突起部５１の近傍に真空引き用孔５２
が、突起部５５の近傍に真空引き用孔５３がそれぞれ設
けられたヒートプレート５０を使用して、ワイヤボンデ
ィングを行なう。このとき、リードフレームの外枠は治
具によって押圧されている。真空引きにより、突起部５
１，５５の側方で、樹脂フィルム４０が下方に引っ張ら
れるので、樹脂フィルム４０の弛みをより効果的になく
すとともに、樹脂フィルム４０に引っ張られて各信号接
続用リード１４ａ，１４ｂがヒートプレート５０から離
れて浮き上がるのを抑制することができる。
【００６８】−第７の変形例− 図１２は、本発明の実施形態の第７の変形例に係るワイ
ヤボンディング工程部分のみを示す断面図である。
【００６９】本変形例においては、ヒートプレート５０
として、突起部５１に加えて、ダイパッド１１の下方に
も高く突出した突起部５５を設け、ダイパッド１１の下
方に位置する領域の上面が他の領域の上面よりも大幅に
上方に位置しているものを用いる。この突起部５５の突
出量は、図３（ａ）に示す吊りリード１２が塑性変形し
てダイパッド１１がアップセットされるように設定され
ている。
【００７０】一方、第３〜第６の変形例においては、ワ
イヤボンディングの際に、突起部５５によってダイパッ
ド１１が高く持ち上げられるが、ワイヤボンディング終
了後には、ダイパッド１１の下面と各信号接続用リード
１４ａ，１４ｂの下面とがほぼフラットになるようにス
プリングバックする。つまり、第２〜第６の変形例で
は、ワイヤボンディング工程で図３（ａ）に示す吊りリ
ード１２が塑性変形を生じずに弾性変形のみをするよう
に突起部５５の高さが設定されている。このとき、リー
ドフレームの外枠は治具によって押圧されている。
【００７１】また、ヒートプレート５０において、突起
部５１の近傍に真空引き用孔５２が、突起部５５の近傍
に真空引き用孔５３がそれぞれ設けられている。
【００７２】したがって、本変形例では、ワイヤボンデ
ィングの終了後の樹脂封止工程において、ダイパッド１
１の下面が樹脂フィルム４０から離れた状態になるの
で、樹脂封止工程で、ダイパッド１１の下面側にも封止
樹脂が回り込む。よって、封止樹脂３０によるダイパッ
ド１１の保持力がより高くなり、かつ、湿気等がダイパ
ッドと封止樹脂３０との界面から侵入するのを抑制する
ことができる。言い換えると、ダイパッド１１を各信号
接続用リード１４ａ，１４ｂよりも上方にアップセット
したい場合には、本変形例により、リードフレーム１０
に予めプレス加工等を施す手間を省くことができ、製造
コストの低減を図ることができる。
【００７３】また、本変形例により、突起部５１，５５
の側方で、樹脂フィルム４０が下方に引っ張られるの
で、樹脂フィルム４０の弛みをより効果的になくすとと
もに、樹脂フィルム４０に引っ張られて各信号接続用リ
ード１４ａ，１４ｂがヒートプレート５０から離れて浮
き上がるのを抑制することができる。
【００７４】−第８の変形例− 図１３は、各信号接続用リード１４ａ，１４ｂの配置の
方法に関する第８の変形例の樹脂封止型半導体装置の底
面図である。同図に示すように、この例では、各外部端
子１５ａ，１５ｂの横断面形状をほぼ正方形とするとと
もに、第１外部端子１５ａの外側面を封止樹脂３０の側
面とほぼ同じ平面上にあるようにし、第２信号接続用リ
ード１４ｂは、封止樹脂３０の側面から所定距離だけ内
方に入って部位に並ぶように設定されている。
【００７５】本変形例により、外部端子をできるだけ外
方に配置して外部端子数の拡大を図りつつ、パッケージ
寸法の小型化を図ることができる。
【００７６】以上のように、本発明の実施形態及び各変
形例により、ハーフエッチ部Ｐhe上に金属細線を接続す
ることが可能になったので、小型化，薄型化、高機能化
された樹脂封止型半導体装置の安定生産を可能にして種
々の半導体装置に適応することができる。
【００７７】また、リードフレーム１０にこの樹脂フィ
ルム４０を貼り付ける工程も半導体装置の大きさやラン
ド数，ピッチに関係なく共用化が可能で生産性が向上す
る。そして、このことにより、外部端子間の距離（ピッ
チ）の狭いダイパット内蔵型またはダイパッド露出型の
半導体装置の金属細線を接続を可能にした。
【００７８】しかも、本実施形態の製造方法によると、
大型のダイキャビティに複数個の半導体チップを搭載
し、封止後に１つの半導体チップを収納する樹脂封止型
半導体装置ごとに切断する生産方式により生産性向上
と、樹脂封止型半導体装置の大きさの金型共用が可能に
なる。そして、樹脂封止工程の前に予めダイパッド１１
の下面および第１，第２信号接続用リード１４ａ，１４
ｂの裏面（第１，第２外部端子１５ａ，１５ｂ）等に樹
脂フィルム４０を貼付しているので、封止工程において
封止樹脂３０が回り込むことがなく、ダイパッド１１
や、第１，第２外部端子１５ａ，１５ｂの裏面には樹脂
バリの発生はなくなる。
【００７９】また、多数個の半導体チップを共通のダイ
キャビティ内に樹脂封止する方法を採用することによ
り、樹脂封止工程の後に金型で切断する必要がないため
切断による封止樹脂３０と各信号接続用リード１４ａ，
１４ｂの界面に応力が加わって各信号接続用リード１４
ａ，１４ｂが剥がれる不良を無くすことができる。ま
た、各信号接続用リード１４ａ，１４ｂの各側面の切断
部に生じる樹脂バリ落下によるカット工程での歩留まり
低下、検査工程のコンタクト不良、実装時の樹脂落下に
よる接続不良、切断金型の摩耗による不良の発生が防止
できる。
【００８０】なお、本発明は上記実施形態の方法に限定
されるものではない。たとえば、本実施形態の変形例を
種々に組み合わせることにより信頼性が高く半導体チッ
プの大きさ、パット数に適した半導体装置のマトリック
ス状に配した外部端子の数、配置を選択できる。
【００８１】ＳＯＮ、ＱＦＮのダイパット内蔵型の半導
体装置のダイパット部にも使用でき半導体チップの金属
細線との接合性が向上する。
【００８２】また、コストは高くなるが半田ボールを搭
載してより狭ピッチの半導体装置の製造とプリント基板
への実装も可能である。
【００８３】
【発明の効果】以上、本発明によると、リードフレーム
の信号接続用リードのハーフエッチ部を、ワイヤボンデ
ィング用治具の突起部によって支持した状態でワイヤボ
ンディングを行なうようにしたので、外部端子数の配置
位置の制限が緩和され、単位面積当たりの外部端子数の
増大による小型化，高機能化に対応しうる樹脂封止型半
導体装置の提供を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ），（ｂ）は、それぞれ順に、本発明の実
施形態に係る樹脂封止型半導体装置のIa−Ia線における
断面図，及び底面図である。
【図２】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施形態に係る樹
脂封止型半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ順に、リードフレ
ームの１つの半導体チップをパッケージするための領域
における平面図，IIIa-IIIa 線における断面図、IIIb-I
IIb 線における断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ順に、ワイヤボン
ディングが終了したリードフレーム及び半導体チップの
平面図，IVa-IVa 線における断面図、IVb-IVb 線におけ
る断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態における
ワイヤボンディング工程の詳細を説明するための断面図
である。
【図６】本発明の実施形態の第１の変形例に係るワイヤ
ボンディング工程を行なう場合の示す断面図である。
【図７】本発明の実施形態の第２の変形例に係るワイヤ
ボンディング工程を行なう場合の示す断面図である。
【図８】本発明の実施形態の第３の変形例に係るワイヤ
ボンディング工程を行なう場合の示す断面図である。
【図９】本発明の実施形態の第４の変形例に係るワイヤ
ボンディング工程を行なう場合の示す断面図である。
【図１０】本発明の実施形態の第５の変形例に係るワイ
ヤボンディング工程を行なう場合の示す断面図である。
【図１１】本発明の実施形態の第６の変形例に係るワイ
ヤボンディング工程を行なう場合の示す断面図である。
【図１２】本発明の実施形態の第７の変形例に係るワイ
ヤボンディング工程を行なう場合の示す断面図である。
【図１３】本発明の実施形態の第８の変形例の樹脂封止
型半導体装置の底面図である。
【符号の説明】
１０ リードフレーム １１ ダイパッド １２ 吊りリード １３ 外枠 １４ａ 第１信号接続用リード １４ｂ 第２信号接続用リード １５ａ 第１外部端子 １５ｂ 第２外部端子 １７ 接着剤層 ２０ 半導体チップ ２１ 電極パッド ２５ 金属細線 ３０ 封止樹脂 ４０ 樹脂フィルム ５０ ヒートプレート（治具） ５１ 突起部 ５２ 真空引き用孔 ５３ 真空引き用孔 ５５ 突起部 ６０ 封止金型 ６１ 下型 ６２ 上金型 ６３ ダイキャビティ Ｐhe ハーフエッチ部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開2001−77136（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−58143（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−12773（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−116045（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−46131（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−307043（ＪＰ，Ａ) 特開2001−77275（ＪＰ，Ａ) 特開2001−160559（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/60 H01L 21/56 H01L 23/28

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 上面に半導体チップが搭載されるダイパ
    ッドと、上記ダイパッドの外方に設けられたフレーム枠
    と、上記フレーム枠からダイパッドに向かって延び、ハ
    ーフエッチにより薄肉部が形成された複数のリードとを
    有するリードフレームを準備する工程（ａ）と、 上記リードフレームの上記ダイパッド上に複数の電極パ
    ッドを有する半導体チップを搭載する工程（ｂ）と、 上記半導体チップが搭載されたリードフレームを、上記
    複数のリードのうち金属細線が接続されるハーフエッチ
    部を支持するための突起部を有する治具上に搭載する工
    程（ｃ）と、 上記半導体チップの電極パッドと上記複数のリードとを
    それぞれ金属細線により接続する工程（ｄ）と、 上記リードフレームの下面に樹脂フィルムを押し当てた
    状態で、上記半導体チップ，ダイパッド，リード及び金
    属細線の樹脂封止を行なう工程（ｅ）と を含み、 上記工程（ｄ）では、上記リードの薄肉部の下面のう
    ち、上記金属細線が接続される位置と反対側の部分を上
    記治具の突起部によって支えておくことを特徴とする樹
    脂封止型半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の樹脂封止型半導体装置
    の製造方法において、 上記工程（ｄ）を、上記治具を加熱した状態で行なうこ
    とを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の樹脂封止型半導
    体装置の製造方法において、 上記樹脂フィルムを上記工程（ｃ）よりも前に上記リー
    ドフレームの下面に装着しておいて、 上記工程（ｄ）を、上記リードフレームの下面に上記樹
    脂フィルムを装着した状態で行なうことを特徴とする樹
    脂封止型半導体装置の製造方法。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載の樹脂封止型半導体装置
    の製造方法において、 上記工程（ｄ）では、真空引き用開口を有する治具を用
    い、上記樹脂フィルムを上記治具の表面側に真空吸着す
    ることを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造方法。
  5. 【請求項５】 請求項３又は４に記載の樹脂封止型半導
    体装置の製造方法において、 上記工程（ｄ）では、上記リードフレームの上記ダイパ
    ッドを上方に持ち上げることを特徴とする樹脂封止型半
    導体装置の製造方法。
  6. 【請求項６】 請求項３〜５のうちいずれか１つに記載
    の樹脂封止型半導体装置の製造方法において、 上記樹脂フィルムとして、熱膨張率が５〜２５×１０ｐ
    ｐｍ／℃の範囲にある材料を用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。
  7. 【請求項７】 請求項１〜６のうちいずれか１つに記載
    の樹脂封止型半導体装置の製造方法において、 上記工程（ａ）又は（ｃ）では、上記リードフレームの
    上記ダイパッドの上面を上記リードの上面よりも上方に
    位置させることを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製
    造方法。
  8. 【請求項８】 請求項１〜７のうちいずれか１つに記載
    の樹脂封止型半導体装置の製造方法において、 上記工程（ａ）では、上記リードフレームの上記複数の
    リードは、ハーフエッチ部を除く部分の下部が封止樹脂
    の裏面からみて複数列を構成するように配列されている
    ことを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造方法。
  9. 【請求項９】 上面に半導体チップが搭載されるダイパ
    ッドと、上記ダイパッドの外方に設けられたフレーム枠
    と、上記フレーム枠からダイパッドに向かって延び各々
    ハーフエッチ部を有する複数のリードとを有するリード
    フレームを準備する工程（ａ）と、 上記リードフレームの上記ダイパッド上に複数の電極パ
    ッドを有する半導体チップを搭載する工程（ｂ）と、 上記半導体チップが搭載されたリードフレームを、上
    記複数のリードのうち金属細線が接続されるハーフエッ
    チ部を支持するための突起部を有する治具上に搭載する
    工程（ｃ）と、 上記半導体チップの電極パッドと上記複数のリードとを
    それぞれ金属細線により接続する工程（ｄ）と、 上記リードフレームの下面に樹脂フィルムを押し当てた
    状態で、上記半導体チップ，ダイパッド，リード及び金
    属細線の樹脂封止を行なう工程（ｅ）とを含み、 上記樹脂フィルムを上記工程（ｃ）よりも前に上記リー
    ドフレームの下面に装着しておいて、 上記工程（ｄ）では、上記金属細線が接続されるハーフ
    エッチ部を上記治具の突起部によって支えておいて、上
    記リードフレームの下面に上記樹脂フィルムを装着した
    状態で、上記リードフレームの上記ダイパッドを上方に
    持ち上げることを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製
    造方法。
  10. 【請求項１０】 上面に半導体チップが搭載されるダイ
    パッドと、上記ダイパッドの外方に設けられたフレーム
    枠と、上記フレーム枠からダイパッドに向かって延び各
    々ハーフエッチ部を有する複数のリードとを有するリー
    ドフレームを準備する工程（ａ）と、 上記リードフレームの上記ダイパッド上に複数の電極パ
    ッドを有する半導体チップを搭載する工程（ｂ）と、 上記半導体チップが搭載されたリードフレームを、上記
    複数のリードのうち金属細線が接続されるハーフエッチ
    部を支持するための突起部と真空引き用開口とを有する
    治具治具上に搭載する工程（ｃ）と、 上記半導体チップの電極パッドと上記複数のリードとを
    それぞれ金属細線により接続する工程（ｄ）と、 上記リードフレームの下面に樹脂フィルムを押し当てた
    状態で、上記半導体チップ，ダイパッド，リード及び金
    属細線の樹脂封止を行なう工程（ｅ）とを含み、 上記工程（ｄ）では、上記金属細線が接続されるハーフ
    エッチ部を上記治具の突起部によって支えておいて、上
    記樹脂フィルムを上記治具の表面側に真空吸着して、上
    記リードフレームの上記ダイパッドを上方に持ち上げる
    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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