JP4286242B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂封止により形成される半導体装置の生産効率、製品品質を向上させる半導体装置の製造方法に関する。

半導体装置は、年々大容量化されており、これに伴って各種信号線となるリード端子数も増加の傾向にある。そして、この傾向に伴ってリード端子が４方向より導出されるＱＦＰ型（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）型の半導体装置が使用されるようになってきている（例えば、特許文献１参照。）。

以下、従来の実施例の図面を参照しながら説明する。図１６はリードフレーム平面図、図１７は金型斜視図、図１８は樹脂封止後のリードフレーム平面図である。

図１６に示すリードフレーム１は、プレス加工或いはエッチングにて形成されるものであり、ここでは６個のユニットが設けられ、各々に半導体素子が実装される。そして、それぞれのユニットは、半導体素子を搭載する略正方形のステージ（アイランド）２、ステージ２の外周囲４方向に延びるリード端子３を有する。また、金型を考えると、封止領域の角部に樹脂通路となるゲート部４、樹脂封止時の空気抜きを行う孔５を有している。

また、このリードフレーム１に対応する金型６は、図１７に示すように、上型７及び下型８とから構成される。そして、これら上型７と下型８にはリードフレームのステージ２に対向するように複数のキャビティ９、樹脂の圧入口であるポット部１０、キャビティ９とポット部１０とを結びキャビティ９内に樹脂を充填させるための流路となるランナー１１とを有している。

本実施例の場合、４キャビティに対して１箇所のポット部１０を有しており、ランナー１１はポット部１０から放射状に各キャビティに向かって延びている。尚、上型のポット部１０’は、樹脂を上方から注入するために貫通している。また、図１７では隠れて見えない状態となっているが、上型７にもキャビティ等は備えられている。

続いて、半導体装置の製造方法を説明する。まず図１６に示すリードフレーム１のステージ２上に接合剤である銀ペースト等を介して半導体素子を搭載する。半導体素子は、図示していないがその表面に複数の電極部を有しており、ステージ上に搭載し固着する。その後、この電極部とリード端子３とをワイヤーボンディングによって電気的に接続する。

以上のように半導体素子を搭載した後、リードフレーム１を図１７に示す上型７と下型８との間に設置する。その後、型閉めすることによって注入領域であるキャビティが形成される。

そして、上型７のポット１０’より溶融する樹脂を所定圧力にて注入する。樹脂は上型７のキャビティ、及び下型８にも流入してランナー１１を介してキャビティ９に充填され、半導体素子が封止される。樹脂注入前にはキャビティ９内に空気が存在しているが、樹脂がキャビティ内に侵入する段階で、樹脂が空気を押すことにより、例えば、上金型７に設けられたエアベントへと抜けていく。尚、エアベントは樹脂を通過させない程度の隙間となっている。

充填後、樹脂が冷却固化したところで、金型を開いてリードフレーム１を取り出す。図１８は、この時点でのリードフレームを示すものである。但し、樹脂の流路を分かりやすくするために、樹脂封止時にポット及びランナーが存在した部分を破線で示している。図１８から明らかなように、４つの封止領域の中央部分に位置するポット部１０からゲート部４を介して樹脂が流入する。そのことにより、ステージに搭載される半導体素子及びその周囲部分にあるリード端子３の一部が樹脂で覆われ、１パッケージ１２と成る。

続いて、リード端子３の連結部分を切断し、必要によって、分離したそれぞれのリード端子３の曲げ加工を行うことにより、ＱＦＰ型の半導体装置を完成させる。
特開平８−１８１１６０号公報（第４−６頁、第１−３図）

上述したように、従来における半導体装置の製造方法では、図１７に示した如く、キャビティ９内に存在する空気はキャビティ９端部に追いやられ金型に設けられたエアベントを介してキャビティ９外部に抜ける。しかし、このエアベントを介して空気を押し出す際、リードフレーム１と上型７、またはリードフレーム１と下型８との間に樹脂がバリとして発生する。しかし、この樹脂バリ厚は３０μｍ程度と薄いため、パッケージ１２を金型６から離型するときに、この樹脂バリがパッケージ１２と一体で離型せず、金型内に残存する事がある。この樹脂バリが金型内に残ることで、次回の樹脂モールドの際、キャビティ９内に存在する空気の経路を塞いでしまう。その結果、空気は外部に抜け出すことは無く、キャビティ９内に圧縮されて残存するため、パッケージにボイド、未充填領域を発生してしまうという問題が発生する。

また、逆に、金型側に設けられたエアベントを考える。このエアベントに対応する所には、本来リード端子とならないリードフレームの一部１３があり、この上には上述した場合と同様に３０μｍ程度の樹脂バリが発生する。そして、離型する際リード材の上に残って離型する場合もある。すると、次工程であるリード曲げ加工工程の際、リードフレーム１３上に残存した樹脂バリが破砕し、リード曲げ加工において、曲げ加工金型上に残存してしまう。この曲げ加工金型は、次の曲げ加工において金型上にバリが残存するため、リードの曲げ加工を行う際、リードには破砕した樹脂バリにより打痕、リード変形等の不良を発生してしまうという問題が発生する。

更に、ＱＦＮ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ Ｐａｃｋａｇｅ）型の半導体装置では裏面が実装面となり、その裏面に露出したリードで実装基板上の導電パターンと電気的に接続する。しかし、従来における製造方法では、少なくともパッケージと連続してなるリードフレーム１３上には樹脂ばりが発生する。そのため、上記半導体装置を実装基板に実装する際、パッケージ端部に発生した樹脂ばり等により実装不良を起こすという問題が発生する。

本発明は、上記した従来の課題に鑑みてなされたもので、本発明の半導体装置の製造方法では、少なくとも複数のリードを一体に支持するタイバー、第１のエアベントおよび第２のエアベントが形成され、半導体素子が搭載されたリードフレームを準備し、前記リードフレームを上金型および下金型から構成され、実質６面体のキャビティと、前記リードフレームを介して前記上金型と前記下金型とが当接する面に形成される前記６面体の４つのコーナー部と、前記コーナー部から少なくとも前記上金型または前記下金型の当接面に空気抜き溝を有する樹脂封止金型に収納し、前記キャビティ内の空気が前記第１のエアベント、前記空気抜き溝および前記第２のエアベントを通過させて、前記キャビティ内に樹脂を充填させ樹脂封止体を形成することを特徴とする。

更に、本発明の半導体装置の製造方法では、好適には、前記金型から前記リードフレームを離型した後、前記第１のエアベント内の樹脂は該第１のエアベント内に残存し、前記タイバーをカットする工程において、同時に前記第１および第２のエアベントを除去することを特徴とする。

第１に、本発明のリードフレームによれば、第１の連結条体と第２の連結条体との交差部近傍のエアベント形成領域に夫々独立して成る第１のエアベントおよび第２のエアベントを形成する。そして、第１のエアベントの一端は、樹脂モールドの際、キャビティと連続して成ることに特徴を有する。そのことにより、キャビティ内に存在する空気はこの第１のエアベントを介して確実にキャビティ外部に流出する。その結果、キャビティ内には空気が残存せず、樹脂が全てのキャビティ内に充填され、未充填領域のないパッケージを形成できるリードフレームを実現できる。

第２に、本発明のリードフレームによれば、第１および第２のエアベントはリードフレームとほぼ同等の厚さを有している。そして、樹脂モールドの際、キャビティ内に存在する空気を追い出すと同時に樹脂も流出するが、この樹脂を確実に第１および第２のエアベントおよび空気抜き溝内に溜めることができる。そのことにより、流出した樹脂が硬化してパッケージ外部の樹脂バリとなるが、この樹脂バリは第１および第２のエアベントおよび空気抜き溝を介してリードフレームと一体となっている。その結果、半導体装置の製造工程において、樹脂バリが破砕し製品品質を悪化させたり、離型の際金型内に残存させることないリードフレームを実現できる。

第３に、本発明のリードフレームによれば、第１および第２のエアベントを夫々独立して形成する。そして、第１のエアベントをパッケージ形成領域から外側に形成し、その先端側に第２のエアベントを形成することに特徴を有する。そのことにより、キャビティ内に存在する空気を出来る限りパッケージ外部に追いやることができる。その結果、第１のエアベントと第２のエアベントとの間の連結部が樹脂等により塞がれても、キャビティ外部に空気を確実に追い出すことができる。リードフレームを実現できる。

第４に、本発明の樹脂封止金型では、上述したリードフレームに形成された第１および第２のエアベントを連結させる空気抜き溝をキャビティ端部から離れた位置に形成することに特徴がある。そのことにより、パッケージ外側面に薄い樹脂バリが発生することをなくすことができる。そして、空気抜き溝内の硬化した樹脂は第１および第２のエアベント内の硬化した樹脂と一体に扱うことができる。その結果、パッケージ離型の際、金型内に樹脂バリが破砕し残存することがないので、製品品質を悪化させることのない樹脂封止金型を実現できる。

第５に、本発明の樹脂封止金型では、樹脂注入ゲート部の先端をキャビティから離間した上金型と下金型の当接面に位置させることに特徴がある。つまり、ゲート部においても上述した第１のエアベントを用いて樹脂を注入する構造を有している。そのことにより、ゲート部においてもパッケージ外側面に薄い樹脂バリが発生することをなくすことができる。その結果、特に、リードレス型の半導体装置における実装不良を低減する樹脂封止金型を実現できる。

第６に、本発明の半導体装置の製造方法によれば、上述したリードフレームおよび樹脂封止金型を用いて、樹脂モールドを行うことに特徴がある。そのことにより、パッケージ外部の樹脂バリとリードとを一体に扱うことができるので、タイバーカット工程と第１および第２のエアベント形成領域をカットする工程を同時に行うことができる。その結果、次工程におけるリード曲げ加工工程時にはパッケージ外部の樹脂バリは全て除去されているので、リード曲げ加工時に破砕した樹脂バリによりリードに打痕や成型不良を起こすことがない。

第７に、本発明の半導体装置の製造方法によれば、第５の効果で述べたように、タイバーカット工程とエアベントカット工程を同時行うことに特徴がある。そのことにより、後工程であるリード曲げ加工工程を一貫工程として行うことができる。その結果、作業時間の短縮および設備投資の削減等の達成することができる。

以下に、本発明におけるリードフレーム、樹脂封止金型およびそれらを用いた半導体装置の製造方法について、図１〜図１５を参照にして詳細に説明する。

先ず、図１〜図３を用いて、リードフレームについて説明する。図１は、本発明の１実施の形態であるリードフレームの平面図である。図２は、図１に示したリードフレームの１ユニットを拡大した平面図である。図３は、本発明であるリードフレームの特徴部の拡大図である。

図１に示す如く、リードフレーム２１上には一点鎖線で示した１個の半導体装置に対応するユニットを示す搭載部２４が複数個形成されている。図１では、４つの搭載部２４のみ図示しているが、少なくとも１個配置されていれば良い。この搭載部２４は、紙面に対して左右方向に延在する一対の第１の連結条体２２と紙面に対して上下方向に延在する一対の第２の連結条体２３とにより囲まれている。そして、この第１および第２の連結条体２２、２３により、１枚のリードフレーム２１上に複数の搭載部２４が配置される。尚、リードフレーム２１は、例えば、厚さが約１００〜２５０μｍの銅を主材料とするフレームから成る。しかし、Ｆｅ―Ｎｉを主材料としても良いし、他の金属材料でも良い。

図２に示す如く、１つの搭載部２４は、主に、アイランド２６とアイランド２６を支持する吊りリード３１と、アイランド２６の４側辺の近傍に位置し、この４側辺を囲むように第１および第２の連結条体２２、２３へと延在される複数のリード２７と、吊りリード３１の延在方向に位置し２又に分かれる吊りリード３１と第１および第２の連結条体２２、２３と囲まれる領域３２、または、吊りリード３１の両側にある２本のリード２７と第１および第２の連結条体２２、２３で囲まれる領域３２に設けられる第１のエアベント２９および第２のエアベント３０とから構成されている。本実施の形態では、３つのエアベント形成領域３２に夫々第１のエアベント２９および第２のエアベント３０を形成しているが、少なくとも１箇所に設けられれば良い。また、樹脂注入口は少なくとも１箇所必要であり、ここでは、○印３３のある右下コーナーに設けられるため、ここには、エアベントは設けられていない。尚、樹脂注入口の位置は、必ずしも、４つのコーナー部に設ける必要はなく、４つのコーナー部の全てのエアベント形成領域３２に夫々第１のエアベント２９および第２のエアベント３０を形成しても良い。

図３に、２つのエアベント２９、３０を拡大して示した。図３（Ａ）は、吊りリード３１が第１のエアベント２９の両側に形成される場合の図である。図３（Ｂ）は、吊りリード３１が第１のエアベント２９の片側のみに形成される場合の図である。そして、図３（Ｃ）は、吊りリード３１が第１のエアベント２９内に形成される場合の図である。このエアベント形成領域３２には、夫々独立した孔として第１のエアベント２９および第２のエアベント３０が形成されている。そして、２点鎖線で示すライン３４が樹脂パッケージの外側のラインであるが、第１のエアベント２９の一部がこのパッケージ内に含まれていることに特徴がある。つまり、本発明では、エアベント形成領域３２に２つの第１および第２のエアベント２９、３０を形成し、第１のエアベント２９をキャビティ４６（図４参照）と連続させている。尚、本実施の形態では、リードフレームのエアベント形成領域に設けられた２つの孔をそれぞれ第１のエアベント２９、第２のエアベント３０と定義する。

具体的には、例えば、第１のエアベント２９を“Ｔ”字型に形成しその一端の一部がキャビティ４６内に含まれるようにする。つまり、第１のエアベント２９が形成された部分のキャビティ４６は、キャビティ４６内に存在した空気および樹脂が外部へと流出する孔（隙間）が配置されることとなる。図４（Ｂ）では左側に示した２つの矢印の先に示された部分２９Ａである。そして、リードフレーム２１の厚みは１００〜２５０μｍ程度であるので、この孔２９Ａは、リードフレーム２１の厚みの分上下に開いている。一方、第１のエアベント２９の延長線上には、第２のエアベント３０が第１のエアベント２９とは独立して形成されている。そして、両者は、後述する樹脂封止金型に設けられた空気抜き溝４４を介して連結される。

つまり、第２のエアベント３０は従来例で示した孔５（図１３参照）の機能を持たせ、基本的には、第２のエアベント３０には、キャビティ４６内の空気のみが流入し、外部に空気を抜き出すことを目的としている。しかし、本発明のリードフレーム２１では、更に、第２のエアベント３０にも樹脂を流入させることも目的としている。このとき、第２のエアベント３０には、第１のエアベント２９同様に全体に充填されても良いが、少なくとも空気抜き溝４４との連結部を含む領域が充填されれば良い。このことは、以下の問題を解決するためである。

パッケージを構成する封止材には、エポキシ樹脂とフィラーを主材料としてワックス、難然材料等の微量成分が含まれている。そして、従来におけるリードフレームの一部１３（図１３参照）と同様に、空気抜き溝４４は狭いためフィラーが充填され難く、この部分の硬化後の樹脂強度は低い。しかも、空気抜き溝４４では、第２のエアベント３０近傍のためモールド時の十分な圧力がかからず、低粘度で多孔質な、また、エポキシ樹脂とワックスとが分離した状態の樹脂バリとなる。そのため、この部分の樹脂バリはリードフレーム２１に対しての密着性は低く、金型からの離型時には金型に張り付き易く、リードフレーム２１からは剥がれやすい。

そこで、本発明のリードフレーム２１では、第１および第２のエアベント２９、３０に樹脂を充填させ、空気抜き溝４４内で硬化した樹脂を第１および第２のエアベント２９、３０内で硬化した樹脂と一体化させる。そのことで、空気抜き溝４４内で硬化した樹脂だけでは剥離し易い等、非常に不安定な樹脂である。しかし、上記３者の樹脂を一体化させることで、確実にリードフレーム２１から剥離することを防ぐことができる。その結果、金型から離型する際に、特に、空気抜き溝４４内で硬化した樹脂が金型内に残存することを防ぐことができる。

その他、上述した構造を有することで、リードフレーム２１からは、以下の特徴が得られる。

第１の特徴としては、図３に示す如く、リードフレーム２１に設けられた第１のエアベント２９の一部（ＨＬ１）がパッケージ内に含まれていることで、樹脂封止の際、キャビティ４６内に存在した空気を確実にキャビティ４６外部に抜き出すことができる。つまり、リードフレーム２１の厚み２９Ａは、例えば、１００〜２００μｍ程度であるため、この厚みを有する第１のエアベント２９からキャビティ４６内の空気および樹脂は外部に抜き出される。そのことで、パッケージのコーナー部には樹脂の未充填領域を無くすことができる。たとえ、空気が残存しても未充填領域は、第１のエアベント２９のＨＬ２側に集中するからである。

第２の特徴としては、キャビティ４６から直接第１のエアベント２９内に樹脂が流出するため、第１のエアベント２９内の硬化樹脂がリードフレーム２１厚でパッケージ４７と一体にされることである。つまり、パッケージ４７を金型から離型する際も、第１のエアベント２９内の樹脂は、従来の樹脂バリと比べ数倍の厚みをもってパッケージ４７、リードフレーム２１と一体で離型され、金型内に残存することはない。その結果、キャビティ４６から流出した樹脂で金型内を汚すことのないリードフレームを実現できる。

第３の特徴としては、第１のエアベント２９と第２のエアベント３０とを独立して形成し、第２のエアベント３０で、従来のエアベントの役割を担わせることである。つまり、後述する樹脂封止金型に第１のエアベント２９と第２のエアベント３０とを連結する空気抜き溝４４（図４参照）を設け、第２のエアベント３０からキャビティ４６内に存在した空気を抜き出す。そして、この第１のエアベント２９は、図３（Ａ）に示す如く、Ｌ＞Ｗとなるようにキャビティ４６端部から出来る限り離れて形成される。そのことで、もし、空気抜き溝４４に樹脂が残存し第１のエアベント２９と第２のエアベント３０が塞がれても、キャビティ４６内の空気は第１のエアベント２９の端部ＨＬ２に残存することとなる。その結果、パッケージは樹脂の未充填領域が無くなる。ここで、Ｗは第１のエアベント２９の幅であり、Ｌは第１のエアベント２９の延在方向の長さである。

尚、本実施の形態では、第１のエアベント２９を“Ｔ”字型で示したが、特に限定される必要はなく、丸型でも四角型でも良く、一部が図３の一点鎖線で示すキャビティ４６内に入っていれば、同様な効果が得られる。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。

次に、図４〜図１０を用いて、樹脂封止金型について説明する。

先ず、第１の実施の形態について、図４〜図６を用いて説明する。図４（Ａ）は、上金型内部の平面図であり、図４（Ｂ）は、樹脂モールド時におけるエアベント形成領域部の断面図である。

図４（Ａ）に示す如く、上金型４１のキャビティ４６のコーナー部には、図２に示したエアベント形成領域３２に合わせて当接面４３が３箇所形成されている。そして、この当接面４３は、下金型４２と合わさることでリードフレーム２１をキャビティ４６内に支持する働きを示す。また、リードフレーム２１に形成された第１および第２のエアベント２９、３０を空気抜き溝４４を介して連結する働きがある。本発明では、第１および第２のエアベント２９、３０を連結するために、この上金型４１の当接面４３に空気抜き溝４４を形成することに特徴がある。そして、図４（Ｂ）に示す如く、この空気抜き溝４４は、第１のエアベント２９と第２のエアベント３０とを分離するリードフレーム２１の一部３５を覆うように位置する。具体的には、空気抜き溝４４の深さは、例えば、当接面４３から１０〜５０μｍ程度で構成するように形成されている。そして、空気抜き溝４４の長さは第１のエアベント２９と第２のエアベント３０とを連結するように、両者と少し重なる程度の長さである。尚、図示の如く、下金型４２にも、予め、上金型４１と同様に、第１および第２のエアベント２９、３０を連結するための空気抜き溝を形成しても良い。また、図示の如く、上金型４１では空気抜き溝４４が第２のエアベント３０を全て覆うように形成されても良いし、点線で示す如く、キャビティ４６から連続して形成されても良い。この場合、点線で示す如く、空気抜き溝４４と第１のエアベント２９との幅はほぼ同一であり、かつ、空気抜き溝４４は第１のエアベント２９上下部の当接面４３に位置する。そのことで、上述したように、空気抜き溝４４により発生するバリは第１および第２のエアベント２９、３０内の樹脂と一体に硬化する。その結果、従来のように、空気抜き溝４４により発生するバリは３０〜５０μｍ程度の樹脂ばりとなることはない。

次に、図４（Ｂ）を参照にして、キャビティ４６内の空気の流れ、特に、第１および第２のエアベント２９、３０が形成された当接面４３を有するキャビティ４６のコーナー部における空気の流れについて説明する。図示の如く、樹脂モールドの際、キャビティ４６内のコーナー部に追い込まれた空気および樹脂は、第１のエアベント２９内へと流入する。このとき、リードフレーム２１の厚さは、例えば、１００〜２５０μｍ程度あるため、第１のエアベント２９の幅も同様に、例えば、１００〜２５０μｍ程度ある。そのため、第１のエアベント２９内へはキャビティ４６内の空気のみではなく、樹脂も一緒に流入する。そして、第１のエアベント２９内では、空気がＨＬ２近傍に集まり、上金型４１または下金型４２に設けられた空気抜き溝４４を介して第２のエアベント３０へと流入する。このとき、空気抜き溝４４は、例えば、３０〜５０μｍ程度の幅で形成されている。そのため、リードフレーム２１のところで説明した問題が発生するが、上述したように解決することができるので、ここでは、説明を割愛する。尚、図示の如く、金型４１、４２の側面には離型性が考慮され傾斜が設けられているが、キャビティ４６は、実質６面体からなる。

そして、上述した樹脂封止金型を用いることで、図５および図６に示す如く、パッケージ４７がリードフレーム２１を覆うように各搭載部２４毎に形成される。図５は、リードフレーム２１上の１つの搭載部２４を拡大した平面図であり、図６は、図５に示した搭載部２４の第１および第２のエアベント２９、３０部における平面図ある。つまり、図６に示すように、本発明の樹脂封止金型を用いることで、キャビティ４６から流出した樹脂は第１のエアベント２９、空気抜き溝４４および第２のエアベント３０の少なくとも一部で硬化する。つまり、上述のように、パッケージの離型の際は、リードフレーム２１および樹脂パッケージ４７と一体で離型される。そして、キャビティ４６内の空気は図４（Ｂ）の矢印の如く、空気抜き溝４４を介して第２のエアベント３０より外部に抜け出すことができる。本発明では、リードフレーム２１に２つのエアベント２９、３０を設けることで、キャビティ４６内の空気を本来のパッケージ領域外部に排除でき、更に、エアベントに対応する箇所の金型を樹脂で汚すことが少ない樹脂封止金型を実現できる。

次に、第２の実施の形態について、図７〜図９を用いて説明する。図７（Ａ）は、上金型内部の平面図であり、図７（Ｂ）は、樹脂モールド時におけるエアベント形成領域部の断面図である。尚、第１の実施の形態と同一の構成要素については同一の符号を付すこととする。

先ず、第２の実施の形態では、図８に示したように樹脂注入ゲート４５に対応したエアベント形成領域３２にも第１および第２のエアベント２９、３０が形成されたリードフレーム４９を用いる。そして、図７（Ａ）に示す如く、上金型４１のキャビティ４６のコーナー部には、図８に示したエアベント形成領域３２に合わせて当接面４３が４箇所全てに形成されている。そして、この当接面４３は、下金型４２と合わさることでリードフレーム４９をキャビティ４６内に支持する働きを示す。また、リードフレーム４９に形成された第１および第２のエアベント２９、３０を空気抜き溝４４により連結する働きがある。そして、この構造は第１の実施の形態と同じ構造であるので、第１の実施の形態の説明を参照することとし、ここでは説明を割愛する。

第２の実施の形態での特徴は、樹脂注入ゲート部４５の先端をキャビティ４６と連続して形成せず、キャビティ４６と離間した当接面４３に位置するよう形成することである。具体的には、図７（Ｂ）に示す如く、上金型４５に設けられたゲート部４５は直接キャビティ４６と連続して形成されず、第１のエアベント２９のＨＬ２側に先端部が位置している。そのことで、矢印で示したようにゲート部４５から流入する樹脂は第１のエアベント２９を介してキャビティ４６内に流入する。そして、他のコーナー部と同様に、ゲート部４５においても第１のエアベント２９上面は上金型４１の当接面４３が位置する。その結果、図９に示す如く、ゲート部４５においても、第１および第２のエアベント２９、３０が形成される領域３２上は樹脂ばりが発生しない構造を実現できる。

つまり、本実施の形態のように、第１のエアベント２９を空気抜きに用いるだけでなく、ゲート部４５においても第１のエアベント２９を用いて樹脂を注入することで、パッケージ４７と連続する領域に樹脂ばりの発生を防ぐことができる。特に、パッケージ４７の４つのコーナー部において樹脂ばりの発生を防ぐことができる。そのことで、ＱＦＮ型の半導体装置のように、樹脂ばり等の多少のごみでも実装不良を起こし易い裏面実装型の場合に優れた効果をもたらすことができる。尚、本実施の形態では、第１および第２のエアベントが形成された場合について説明したが、この第２の実施の形態では、特に限定する必要はない。少なくとも第１のエアベントを有していれば同様な効果を得ることができる。

更に、上述した第１および第２の実施の形態において、例えば、図１０（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、予め、メッキ膜５０が形成されたリードフレーム２１を用いる場合で、特に、例えば、２０〜３０μｍ程度の厚いメッキ膜５０の場合、以下の問題が発生することが分かった。

樹脂モールドする際、金型４１によりリードフレーム２１３を押圧するが、この時、金型４１の圧力により、金型４１との当接面のメッキ膜５０が押しつぶされ、空気抜き溝４４内のメッキ膜５０が盛り上がってします。このことで、例えば、３０〜５０μｍ程度の溝が更に、狭い幅の溝となり、キャビティ４６内の未充填領域を形成し易いという問題である。しかし、本発明の樹脂封止金型では、上述したリードフレームと伴に用いることで、少なくともリードフレーム２１厚の空気通過経過は確実に確保できる。よって、パッケージ４７端部に未充填領域を形成することはない。

最後に、図１〜図１５を用いて、上述したリードフレーム、樹脂封止金型を用いた半導体装置の製造方法について説明する。

ここで、上述したリードフレームおよび樹脂封止金型の説明で用いた図面および各構成要素の符番で共通のものは、本実施例の説明にも用いることとする。

図１１に示す如く、本発明の半導体装置の製造方法では、図１１（Ａ）に示す如く、リードフレームを準備する工程、ダイボンドおよびワイヤーボンド工程、樹脂モールド工程、タイバーカットおよびエアベントカット工程、メッキ工程、リード曲げ工程よりなる製造方法と、図１１（Ｂ）に示す如く、リードフレームを準備する工程、ダイボンドおよびワイヤーボンド工程、樹脂モールド工程、メッキ工程、タイバーカットおよびエアベントカット工程、リード曲げ工程よりなる製造方法がある。そして、詳細は後述するが、本発明における製造方法ではタイバーカット工程とエアベントカット工程を同時に行うことに最大の特徴がある。そして、以下に、この特徴により実現することができた図１１（Ｂ）に示す製造方法について説明する。

第１の工程は、図１に示す如く、リードフレームを準備する工程である。

本実施の半導体装置の製造方法では、図１〜図３を用いて上述したリードフレーム２１を用いる。そのため、この工程は、上述したリードフレーム２１の説明を参照することとし、ここでは説明を割愛する。

第２の工程は、図１２に示す如く、半導体素子５１をリードフレーム２１のアイランド２６上にダイボンドし、その半導体素子５１のボンディングパッドとリードフレーム２１のリード２７とを金属細線５２でワイヤーボンドし、接続する工程である。

本工程では、リードフレーム２１の各搭載部２４毎に、アイランド２６表面にＡｇペーストなどの導電ペーストによって半導体素子５１をダイボンドし固定する。そして、前記細線としては、例えば、Ａｕ線より成る。このとき、金属細線５２は超音波熱圧着ワイヤーボンディングにより、ボンディングパッド部にはボールボンディングし、リード２７側はステッチボンディングし接続する。尚、図示はしていないが、アイランド２６上には導電ペーストとの接着性を考慮して銀メッキや金メッキを施す場合もある。また、リード２７上には金属細線５２の接着性が考慮して銀メッキやニッケルメッキが施される。その他、使用用途に応じて半導体素子５１の接着手段としては、Ａｕ−Ｓｉ箔、半田等のロウ材、絶縁材料から成る接着材またはフィルム等も用いられる。

第３の工程は、樹脂封止金型を用いてリードフレームを樹脂でモールドする工程である。

本工程では、図１〜図３を用いて上述したリードフレーム２１を用い、更に、図４〜図６を用いて上述した樹脂封止金型を用いて樹脂モールドを行うことに特徴がある。そして、リードフレーム２１を金型から離型した後は図１３に示す如く、リードフレーム２１上にはパッケージ４７、ランナー４８部に樹脂が硬化している。本工程における詳細な説明は、上述した図１から図６の説明を参照とし、ここでは説明を割愛する。

尚、本実施の形態における半導体装置の製造方法の説明では、ＱＦＰ型の半導体装置であるリード実装型の説明をしている。しかし、ＱＦＮ型の半導体装置である裏面実装型の場合では、図７〜図９を用いて説明した樹脂モールド工程の方が優れている。この場合における説明も上述した図７〜図９の説明を参照とし、ここでは説明を割愛する。

第４の工程は、パッケージ４７から露出しているリード２７にメッキを施す工程である。

本工程では、リード酸化防止、半田濡れ性等が考慮されリード２７にメッキを施す。このときは、複数の搭載部２４が形成されたリードフレーム２１全体にメッキを施す。例えば、リードフレーム２１またはリードフレームを乗せるメッキ補助ラック側をカソード電極、メッキ浴槽側にアノード電極を準備し、一度に複数のリードフレーム２１にメッキを施す。このとき、メッキ浴槽には、Ｐｄ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｓｎ−Ｐｂ、Ｓｎ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ｃｕ、Ａｕ−Ａｇ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ等のメッキ液を準備し、これらのメッキ液の組み合わせにより、少なくとも１層のメッキ膜がリード２７に施される。尚、リードフレーム２１にＰｄメッキを採用する場合は、樹脂モールド工程前に、予め、Ｐｄメッキが施されたリードフレーム２１が用いられる。その他、予め、メッキが施されたリードフレーム２１を用いる場合も同様である。

第５の工程は、図１４に示す如く、リード２７を一体に支持しているタイバーをカットし、同時に、第１および第２のエアベント２９、３０を除去する工程である。

本工程では、リード２７を一体に支持しているタイバー２８を打ち抜き、リード２７を個々に独立させる。このとき、本発明の特徴としては、第１および第２のエアベント２９、３０を同時に打ち抜くことにある。上述したように、本発明の半導体装置の製造方法では、キャビティ４６から流出する樹脂は第１のエアベント２９内で硬化する。そのため、リードフレーム２１上には樹脂バリは発生しない。また、リードフレーム２１は、例えば、１００〜２５０μｍ程度の厚みを有しているため、樹脂は第１のエアベント２９、空気抜き溝４４および第２のエアベント３０内で一体化して硬化している。つまり、決められた位置に樹脂バリを形成することができる。その結果、第１および第２のエアベント２９、３０を打ち抜く際、リードフレーム２１と一緒に樹脂バリも全て除去できるので、次工程のリードの曲げ加工に樹脂バリを持ち込むことをなくすことができる。尚、タイバー２８を打ち抜く際に、リード２７間に形成されていた樹脂バリも除去することができる。このとき、図示の如く、曲線を有するような形状５３で第１および第２のエアベント２９、３０を打ち抜いても良いが、円形、四角形等の形状でも良い。しかし、リードフレーム２１の一部５４を残し、第１および第２の連結条体２２、２３と連結させておくことで、リードフレーム２１から搭載部２４は離間されない。

第５の工程は、図１５に示す如く、リードの曲げ加工を行うと同時に、リードフレーム２１から個々の半導体装置を分離する工程である。

本工程では、先ず、メッキが施されたリード２７を台座５６、５７上に設置し、半導体装置のパッケージ４７およびリード２７を台座５６およびリード支持手段５８で固定する。このとき、リード２７の先端を台座５７上に設置する。そして、パンチ５５にてリード２７が切断され、その他の部分は曲げ加工される。しかし、本工程では、前工程において、パッケージ４７外部の樹脂バリは全て除去しているため、この作業の衝撃等により破砕した樹脂バリが台座５６上に点在することはない。そのことにより、このリードの曲げ加工において、破砕した樹脂バリによりリード２７に打痕や成型不良を起こす現象は殆ど抑制される。その結果、図１５（Ｂ）に示す如く、パッケージ４７に未充填領域はなく、そして、リード２７に打痕や成型不良がなく、製品品質の優れた半導体装置が完成する。特に、例えば、１００μｍ以下の薄いリードフレームや、例えば、５００μｍ以下のファインピッチリードの場合には、上述の効果が得られる。

上述したように、本発明の半導体装置の製造方法では、タイバーカット工程とエアベントカット工程を同時行うことに特徴がある。そのことにより、タイバーカット工程とリード曲げ加工工程とを一貫工程として行うことができる。その結果、作業時間の短縮および設備投資の削減等を達成することができる。

尚、本実施の形態では、図１１（Ｂ）に示した半導体装置の製造方法について説明したが、図１１（Ａ）に示した半導体装置の製造方法でも、同様な効果を得ることができる。この図１１（Ａ）の場合では、メッキ工程がタイバーカットおよびエアベントカット工程とリード曲げ工程との間で行われるため、より確実に樹脂バリを除去した状態でリード曲げ工程を行うことができる。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。

本発明のリードフレームを説明する平面図である。 本発明のリードフレームを説明する平面図である。 本発明のリードフレームを説明する（Ａ）平面図（Ｂ）平面図（Ｃ）平面図である。 本発明の第１の実施の形態における樹脂封止金型を説明する（Ａ）平面図（Ｂ）断面図である。 本発明の第１の実施の形態における樹脂封止金型を用いて形成されたパッケージを説明する図である。 本発明の第１の実施の形態における樹脂封止金型を用いて形成されたパッケージを説明する図である。 本発明の第２の実施の形態における樹脂封止金型を説明する（Ａ）平面図（Ｂ）断面図である。 本発明の第２の実施の形態における樹脂封止金型に用いられるリードフレームを説明する図である。 本発明の第２の実施の形態における樹脂封止金型を用いて形成されたパッケージを説明する図である。 本発明の半導体装置の製造方法を説明する（Ａ）断面図（Ｂ）断面図である。 本発明の半導体装置の製造方法を説明する（Ａ）製造フロー図（Ｂ）製造フロー図である。 本発明の半導体装置の製造方法を説明する図である。 本発明の半導体装置の製造方法を説明する図である。 本発明の半導体装置の製造方法を説明する図である。 本発明の半導体装置の製造方法を説明する（Ａ）断面図（Ｂ）斜視図である。 従来における半導体装置の製造方法を説明する図である。 従来における半導体装置の製造方法を説明する図である。 従来における半導体装置の製造方法を説明する図である。

Claims (5)

1. 少なくともアイランドと、前記アイランドを囲むように前記アイランド近傍から延在する複数のリードと、前記リードを一体に支持するタイバーと、前記アイランドのコーナー部から連続して延在する吊りリードと、前記吊りリードの延在方向で前記吊りリード及び前記タイバーと連結する領域に設けられたエアベント配置領域と、前記エアベント配置領域に独立した貫通孔として形成され、前記吊りリード側から外側に向かって設けられた第１のエアベント及び第２のエアベントとから構成され、前記アイランドに半導体素子が固着されたリードフレームを準備し、
   上金型と下金型とが当接することでキャビティを構成し、少なくとも前記上金型と下金型の当接面のいずれかに前記第１のエアベントと前記第２のエアベントとを連結させる溝を有する樹脂封止金型に、前記第１のエアベントの一部が前記キャビティ内に位置するように前記リードフレームを収納し、
   前記キャビティ内に樹脂を充填させながら、前記キャビティ内の空気を前記樹脂封止金型の溝を介して前記第１のエアベントから前記第２のエアベントへと排出させ、樹脂封止体を形成する半導体装置の製造方法において、
   前記第１のエアベントは、前記キャビティの境界から外部に幅Ｗをもって延在する領域を有し、前記幅Ｗは前記キャビティの境界に位置する前記第１のエアベントの幅よりも狭く、且つ、前記第１のエアベントの前記幅Ｗをもって延在する長さＬは前記幅Ｗよりも長くなり、前記樹脂を前記第１のエアベントの幅Ｗをもって延在する長さＬの領域、前記樹脂封止金型の溝及び少なくとも前記第２のエアベントの一部に充填させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 前記樹脂封止金型から前記リードフレームを離型した後、前記タイバーをカットする工程において、前記第１のエアベントと前記第２のエアベントとの間の前記リードフレーム上に硬化した樹脂と前記第１のエアベント及び第２のエアベント内に硬化した樹脂とを、前記第１及び第２のエアベントを除去する際に同時に除去することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
3. 前記樹脂封止金型から前記リードフレームを離型した後、前記タイバーをカットした後、連続して前記リードを所望の形状に曲げ加工することを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
4. 前記キャビティは６面体であり、前記リードフレームと交差する前記６面体の４つのコーナー部に、前記リードフレームの前記エアベント配置領域を配置し、前記第１のエアベントを介して前記キャビティ内の空気を外部に排出することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
5. 前記リードには、Ｐｄ、Ｓｎ、Ｓｎ−Ｐｂ、Ｓｎ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ｃｕ、Ａｕ−Ａｇ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕから選択される組み合わせにより、少なくとも１層のメッキ層が形成されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。

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