JP6274640B2 - 半導体デバイスパッケージおよび製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、一般に半導体デバイスパッケージに関し、より詳細には、フラットパック−リードなし半導体デバイスパッケージのリードに関する。

半導体デバイスはリードフレームにマウントされ、半導体デバイスパッケージ（以下「パッケージ」）中に封止され得る。パッケージはリードを利用して外部との間で信号及び電力の授受を行う。パッケージの１つのタイプがフラットパック−リードなしパッケージ（ｆｌａｔ−ｐａｃｋ ｎｏ−ｌｅａｄ ｐａｃｋａｇｅ）であり、リードはパッケージの底部や側面において露出される。

特許文献１には、端部のめっきされたリードについて開示されている。
リードフレームストリップ（以下「ストリップ」）には、複数のリードフレームが存在する。ストリップ中の封止成形コンパウンドおよびリードは、個々のパッケージを作成するべく、ストリップの個片化中に切断される。

フラットパック−リードなしパッケージのリードの濡れ性の側面（ｆｌａｎｋ）の１つのタイプは、そのリードの端部のキャビティ（すなわち、リセス）を含み、はんだがリセスを濡らすように、マット錫、ニッケル−パラジウム−金又はパラジウムなどでめっきされている。濡れ性の側面を備えたフラットパック−リードなしパッケージは、より優れたはんだフィレット構造を有し、プリント回路板（以下「ＰＣＢ」）上にパッケージを表面実装した後におけるハンダ接合部のより容易な外観検査が可能となる。個片化後、濡れ性の側面のリセスでは、リードの底の中央領域、外の角から相当な量の金属が失われるように見える。リセスは、成形コンパウンドがリセスを充填するのを防ぐように、リードより狭い。濡れ性の側面は、パッケージの底より高い濡れ性の表面を生じさせる。この濡れ性の側面は、フィレットの形成を容易にする。表面張力によって、濡れ性の側面のリセスがはんだで濡らされ、また有利には、はんだはフィレットを形成することができる。フィレットは、視覚検査可能なパッケージの側面のはんだ接合部の伸張部である。

典型的には、２つのリセスがストリップの凹部から形成される。凹部を形成するプロセスは、ストリップのリードフレームを形成するプロセスの一部であり、典型的にはリードフレーム製造者によって行われる。この凹部はリードフレームの製造中に、部分エッチング（すなわち、ハーフエッチング）プロセスによって形成可能である。１つの既知の凹部は、１つのリードフレームのリードの底面上、および隣接するリードフレームのリードの底面上に、また隣接したリードフレーム同士の間のストリップの中間の部分の底面上に、長尺状のスロットとして形成される。

ソーによる個片化では、リードフレーム同士の間のストリップの部分を通じて切断が行われる。この切断プロセスでは、削り屑（ｓｗａｒｆ）として、凹部の中央部分を含むリードの中間部分の多くが除去される。凹部の残る端部は、個片化の後に濡れ性の側面のリセスとなる。大抵のリードは銅である。ソー個片化中、不都合なことに、銅は、銅が有する展性のため、（個片化後に）濡れ性の側面のリセスとなる、凹部の一部を充填することがある。銅は、ソーの刃が凹部の端に到達すると剥がれたり、凹部の端部に付着したりすることがある。その結果、銅の残骸によって、リセスの寸法が少なくとも１つの方向において減少することがある。そのような少なくとも１つの方向におけるリセスの縮小は、開始時にリセスが小さいときに最も顕著である。リードフレームの金属が凹部で支持されないので、その結果、ストリップがソーで個片化されると、バリまたは切削屑が形成され、その凹部に、成形コンパウンドからのエポキシ樹脂など、ソー残骸も捕らえられる。濡れ性の側面のリセスにそのような銅およびソー残骸の存在によって、パッケージが視認によって不合格とされたり、ＰＣＢへのパッケージの表面実装中に形成されるはんだ接合部における欠陥の危険が増加したりといった可能性がある。残骸は、はんだ接合部の形成に不利な影響を与える場合もある。これに加えて、残骸がリセスからＰＣＢ上に落下することもある。

濡れ性の側面のリセスにおける残骸を回避する１つの既知の方法は、ソー個片化中にリセスに生ずる銅の残骸のためにピッチが１ｍｍ未満である場合には、ソーによる個片化に代えて、打ち抜き（パンチ）によってフラットパック−リードなしパッケージを個片化することである。しかしながら、パンチによる個片化では、ストリップがパンチにより個片化される場合に１つのストリップ上に存在する個別のユニットの数はストリップがソーにより個片化される場合ほど多くないので、不利である。

別の既知の方法は、ソーの速度を減少させるか、リセスの残骸を減少させることを試みて特別な刃を使用するか、またはその両方である。しかしながら、そのような既知の方法では、リセスの残骸の蓄積して残ることは避けられない。

別の既知の方法では、リードにスルーホール開口部を有する構造が用いられ、その後、個片化に先立ってはんだによってスルーホール開口部が充填される。

米国特許第６，６０８，３６６号明細書

パッケージのアセンブリ中におけるリセスの残骸の蓄積を防止する半導体デバイスパッケージおよびその製造方法を提供する。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、複数のリードフレームを備え厚さを有するリードフレームストリップを提供する提供工程であって、前記リードフレームストリップは該リードフレームストリップの厚さを通じて部分的にのみ延びている少なくとも１つの凹部を有し、該凹部はリードフレームストリップを個々のリードフレームへと個片化した後、リードフレームのリードの端部の角の少なくとも１つのリセスとなる、前記提供工程と、前記少なくとも１つの凹部を材料によって少なくとも部分的に充填する充填工程と、前記少なくとも１つの凹部が材料によって少なくとも部分的に充填されているとき、前記リードフレームストリップを個々のリードフレームへと個片化する個片化工程と、を備えることを要旨とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の方法において、前記材料は、はんだ濡れ性材料であり、該はんだ濡れ性材料は、前記個片化工程の後に除去されない、ことを要旨とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の方法において、前記ストリップは、前記はんだ濡れ性材料をリフローするように加熱され、前記ストリップは、前記個片化工程に先立って前記はんだ濡れ性材料が固体となるのに十分に冷却される、ことを要旨とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の方法において、前記充填工程に先立って、前記ストリップを成形コンパウンドによって封止する工程をさらに備える、ことを要旨とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の方法において、前記充填工程の後に、前記ストリップを成形コンパウンドによって封止する工程をさらに備える、ことを要旨とする。

請求項６に記載の発明は、請求項２に記載の方法において、個片化工程の後に、個々のリードフレームを含む半導体デバイスパッケージを製造する工程と、半導体デバイスパッケージを支持部へ取り付ける工程であって、半導体デバイスパッケージが支持部に取り付けられるまで、前記はんだ濡れ性材料がリセスに残る前記工程と、をさらに備える、ことを要旨とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の方法において、前記材料は、はんだ濡れ性材料とは異なる除去可能な材料である、ことを要旨とする。
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の方法において、前記材料はポリマー材料である、ことを要旨とする。

請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の方法において、前記材料はポリビニルピロリドンポリマーであり、該ポリビニルピロリドンポリマーは、該ポリビニルピロリドンポリマーを超紫外線に暴露することによって剛直又は少なくとも半剛直となる、ことを要旨とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項７に記載の方法において、前記材料は熱水可溶性の材料である、ことを要旨とする。
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の方法において、前記材料は、熱水可溶性の接着剤、熱水可溶性の熱可塑性材料、および熱水可溶性の熱硬化性ポリマー材料からなる群から選択される材料である、ことを要旨とする。

請求項１２に記載の発明は、請求項７に記載の方法において、前記材料はポリイミドであり、該ポリイミドは個片化の後にアセトンを用いて除去される、ことを要旨とする。
請求項１３に記載の発明は、請求項７に記載の方法において、前記材料は充填工程中に流動性を有し、前記材料は個片化工程中に剛直又は少なくとも半剛直となる、ことを要旨とする。

請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の方法において、前記材料は、室温より高い温度まで加熱されることによって流動性を有する、ことを要旨とする。
請求項１５に記載の発明は、請求項１３に記載の方法において、前記材料は、室温まで冷却されることによって剛直又は少なくとも半剛直となる、ことを要旨とする。

請求項１６に記載の発明は、請求項７に記載の方法において、前記材料は個片化工程の後に個々のリードフレームから除去される、ことを要旨とする。
請求項１７に記載の発明は、半導体デバイスパッケージにおいて、複数のリードを有するパッケージ本体に封止された半導体デバイスであって、各リードはパッケージ外に露出した部分を有する半導体デバイスと、各リードの角のリセスであって、各リセスは、ほぼ凹面の構造を有し、濡れ性の材料によって少なくとも部分的に充填される、リセスと、を備えることを要旨とする。

請求項１８に記載の発明は、請求項１７に記載の半導体デバイスパッケージにおいて、前記半導体デバイスパッケージはＱＦＮスタイルパッケージである、ことを要旨とする。
請求項１９に記載の発明は、リードフレームストリップであって、複数のリードフレームを備え、該複数のリードフレームは各々、 中央開口部を形成する外側フレーム構造と、 該中央開口部内に配置されたダイパッドと、 該外側フレームに付けられ、互いに対し離間して配置されたダイパッドに向かって内側に延びている複数のリードと、を備え、１つのリードフレームの各リードはそのダイパッドから外側に延びており、隣接したリードフレームのダイパッドから外側に延びるリードと一体となっており、前記リードの各々は、中央部分と２つの端部とを有する長尺状の部分的にエッチングされた凹部を備え、該２つの端部の各々は、リードフレームストリップを個々のリードフレームへと個片化した後、リードの端部の角のリセスとなり、前記長尺状の部分的にエッチングされた凹部は、個片化に先立って材料によって少なくとも部分的に充填されることを要旨とする。

請求項２０に記載の発明は、請求項１９に記載のリードフレームストリップにおいて、前記材料は、はんだである、ことを要旨とする。

リードフレームにおける凹部を示す２つのリードフレームの一部を含むストリップの一部の底面図。 図１の２−２線に沿った断面図。 図１の３−３線に沿った断面図。 本発明の様々な実施形態による材料が凹部に配置された後の図１のストリップの一部の底面図。 凹部に材料を有する凹部の断面を示す図４の５−５線に沿った断面図。 凹部に材料を有する凹部の断面を示す図４の６−６線に沿った断面図。 本発明の様々な実施形態による、個片化中に凹部に存在して個片化後に各リードの外の角のリセスに残る材料が濡れ性の材料である場合における、図１のストリップと同様のストリップから製造されるパッケージの上面の概略図。各リードの外の角のリセスにおける濡れ性の材料を示す。 図７の半導体パッケージの底面図。 いくつかのリセスを示し、リセスにおける濡れ性の材料を示す、図８に示す包囲部分の拡大透視図。 １つのリセスを示し、リセスにおける濡れ性の材料を示す、図９に示す包囲部分の拡大透視図。 図７−１０のパッケージがＰＣＢにマウントされる方法を示し、フィレットを示す部分側面図。 本発明の様々な実施形態による、個片化中に凹部に存在して個片化後に除去される材料が除去可能な材料である場合における、図１のストリップと同様のストリップから製造されるパッケージの上面の概略図。除去可能な材料の除去後に各リードの外の角における残骸のないリセスを示す。 図１２のパッケージの底面図。 本発明によるいくつかの残骸なしのリセスを示す、図１３に示す包囲部分の拡大透視図。 本発明による１つの残骸なしのリセスを示す、図１４に示す包囲部分の拡大透視図。 先行技術のリセスにおける残骸を示す、先行技術のリセスの拡大透視図。 図１６の先行技術のリセスを備える先行技術のパッケージがＰＣＢに取り付けられる方法を示す、部分側面図。先行技術のリセスにおける残骸によってフィレットの形成にどのような不利な影響が生じるかを示す。 本発明の一実施形態によるフラットパック−リードなしパッケージを組み立てる方法のフローチャート。 本発明の別の実施形態によるフラットパック−リードなしパッケージを組み立てる方法のフローチャート。 本発明の様々な実施形態によりパッケージを組み立てる１つ以上の方法において使用され得る、例として与えられるストリップの平面図。

図１は、デュアルフラットパック−リードなしタイプのストリップ１１０の一部の底面図である。このストリップ１１０は２つの隣接したリードフレーム１１２の部分を含む。各リードフレーム１１２に凹部１３０を示す。ソー個片化に先立って各リードフレームの凹部１３０を適切な材料によって充填することによって、ストリップ１１０から製造される各フラットパック−リードなしパッケージのリードの濡れ性の側面におけるリセス内に残骸が形成され蓄積されることが防止される。それによって、ソー個片化が容易となるか、ソー個片化用のプロセス・ウィンドウがより広くなるか、またはその両方となる。本発明による方法は、ＱＦＮスタイルのパッケージのアセンブリ中におけるリセスの残骸の蓄積を防止する。材料が凹部１３０に存在する場合にソー個片化を行うことによって、リセスに銅のバリが形成されることを防止する。

図２は、ストリップ１１０の２−２線に沿った断面図である。各リード１２０は、底面１２８および上面２２６を有する。
図３は、ストリップ１１０の３−３線に沿った断面図である。

図４は、材料４００が凹部１３０に配置されたストリップ１１０の一部の底面図である。
図５は、ストリップ１１０の５−５切断線に沿った断面図であり、凹部に材料４００を有する凹部１３０の断面を示す。

図６は、ストリップ１１０の６−６切断線に沿った断面図であり、凹部に材料４００を有する凹部１３０の断面を示す。材料４００は、図４、図５、図６において、凹部１３０に斜めのハッチングによって表されている。以下においてより詳細に説明されるように、材料４００は、はんだに濡れ性の材料（以下「濡れ性材料」）２００および除去可能な材料３００のうちの１つである。

ストリップ１１０の各リードフレーム１１２は、外側フレーム構造１１４を備える。外側フレーム構造１１４は、中央に配置されている開口部１１６を囲んでおり、開口部１１６の中には封止中に成形コンパウンド（対角線状のハッチングで示す）が進入する。リードフレーム１１２は、開口部１１６内に配置されたダイパッド１１８を備えてもよい。ストリップ１１０の連続するリードフレーム１１２同士は、リードフレームの行列を与える、二次元マトリックスに延びてもよい。各リードフレーム１１２は、間隔をおいて各リードフレーム１１２のそれぞれの側に沿って並べて配置され、隣接したリードフレームからギャップＧだけ離れた複数のリード１２０からなるリード１２０のセットを備えてもよい。

封止前、半導体ダイ（図示せず）は、それぞれのリードフレーム１１２にマウントされ、付けられている。ダイ上のボンディングパッド（図示せず）と各リード１２０との間にワイヤを用いて電気接続が形成される。次いで、リードフレーム１１２は、ストリップ１１０に、または全ストリップに成形コンパウンドを適用することによって、または個々のパッケージ用に個々のモールドを形成することによって封止される。

個片化前、図１および図４に示したように、リード１２０は、外側フレーム構造１１４に対し一体に接続されて支持され、ダイパッド１１８の周辺縁部に向かって開口部１１６の中へ延びている。各ストリップ１１０では、外側フレーム構造１１４は、隣接したリードフレーム１１２同士で共通である、中間の共通の棒１３２を備える。この共通の棒１３２を含む外側フレーム構造１１４が、個片化中に切り取られ、廃棄される。

図１および図４に示したように、同じ列あるいは行において隣接したリードフレーム１１２同士のリード１２０の凹部１３０は、セミエッチングまたは部分エッチングによって形成されてもよく、これによって、ストリップ１１０の材料はその厚さを通じて途中までエッチングされる。この部分エッチングによって、隣接したリードフレーム同士に共通の外側フレーム構造１１４の共通の棒１３２を横切って延びる部分的にエッチングされた長尺状の凹部１３０が形成されるので、凹部１３０の対向端部分が、後に（個片化後に）隣接したリードフレーム同士の並列なリード１２０の端部にリセス１３４を形成する。

ストリップ１１０のソーストリートＳは、共通の棒１３２に沿って延びる。各ソーストリートＳに沿ってソーブレードが通過することによって、隣接したリードフレーム１１２同士が互いから分離される。直角の行および列のソーストリートＳは、二次元のストリップ１１０内に延びる。ソー個片化プロセスにおいて用いられる刃の幅は、ソーストリートＳが各凹部１３０の対向端部分を含まないような幅である。

典型的には、ソーブレードはソーストリートＳの各々と同じ幅であり、ソー切断中、外側フレーム構造１１４の共通の棒１３２を跨いでいる。したがって、ソー個片化プロセス中、ソーブレードは、各ソーストリートＳに沿って長手方向に切断し、各外側フレーム構造１１４の共通の棒１３２の中を棒１３２に沿って切断する。それによって、共通の棒１３２の金属材料すべてが削り屑（廃棄される）となることが低減され、さらに、成形コンパウンドの切断に加え、リード１２０の各々の一部が除去されるか切断され、パッケージ１４０の周辺縁部表面において、それらの外側端部が形成される。このソー個片化プロセスでは、さらに凹部１３０の中央部分が切り取られる。

図７は、部分的にエッチングされた凹部１３０における材料４００が濡れ性の材料２００（個片化中に部分的にエッチングされた凹部に存在した）である場合における、完成したクアッドフラットパック−リードなしパッケージ１４０の上面概略図である。図７に示したパッケージ１４０は、本発明の一実施形態による第１の方法（図１８を参照）を利用して製造されたか、または組み立て（アセンブリ）られた。図７は、パッケージ１４０の各リード１２０の外の角のリセスにおける濡れ性の材料２００を示す。

図８は、パッケージ１４０の底面図である。濡れ性の材料２００は、図７および図８の各リセスにおける小さな暗い中実の領域として表されている。
図９は、図８に示した包囲部分の拡大透視図であり、いくつかのリセス１３４を示すとともに、リセスにおける濡れ性の材料２００を斜めのハッチングとして示す。

図１０は、図９に示す包囲部分の拡大透視図であり、１つのリセス１３４を示し、リセスにおける濡れ性の材料２００を斜めのハッチングとして示す。
パッケージ１４０は、ストリップ１１０などのストリップに適用される、電気絶縁性のプラスチック封止材料（または成形コンパウンド）の硬化によって形成されるパッケージ本体（以下「本体」）１４２を備える。各パッケージ１４０は、パッケージの底面１４６のそれぞれの側に沿って並んで配置され、対応する底面１４６の側に対し垂直に延びている、複数の分離した電気接続要素またはリード１２０からなるセットを備える。パッケージ１４０では、リード１２０のセットは底面１４６の４つの側すべてに配置され、支持部の電気接続にはんだ接合されるように、パッケージの底面１４６および側縁部１５０において露出される。デュアルリードなしパッケージ（図示せず）では、リード１２０のセットは、底面１４６の２つの対向する側にのみ配置される。図７−１０に示すように、パッケージ１４０のリード１２０の端部は、個片化された完成したパッケージの側に対し、ほぼ面一である。

ソー個片化プロセスは、各パッケージ１４０の本体１４２の形成が完了するようにストリップ１１０の個々のリードフレーム１１２とプラスチック封止材料との両方を切断および分離することによって、パッケージ１４０同士を互いに分離する。完全に形成されたパッケージ１４０は、上面１４４および対向する底面１４６を形成し、それらはほぼ長方形である。側縁部１５０は、本体１４２の上面１４４および底面１４６まで側方に延びている。

リードは本体１４２の底面１４６内に露出される。リード１２０の外側端部は本体１４２の側縁部１５０内に露出される。リードは、各リードの底面１２８およびパッケージ１４０の各リード１２０の露出された外側端部によって形成された、各リード１２０の角に形成されるリセス１３４を有する。この角の付近の各リードの底面１２８は、各リードの電気接続部分として機能する。ソー個片化プロセスが完了すると、リセス１３４が各リード１２０内に形成される。各リセス１３４は、外側端部およびその底面１２８によって形成される対応するリード１２０の角領域に形成される。リセス１３４は、底面１２８および外側端部内に配置されるが、上面２２６またはいずれかの側面までは延びていない。各リセス１３４は、ほぼ凹面の構造を有する。パッケージ１４０をＰＣＢ １５２（図１１を参照）にはんだによってマウントする際、はんだがリセス１３４の中へとリフローされることが可能である。各リード１２０（本体１４２の外で露出される）の電気接続表面部分および外側端部（リセス１３４を含む）には、ＰＣＢ１５２に対するはんだ接合を容易にするべく、めっき層が付与されてもよい。

本発明による方法によって、パッケージ１４０のソー個片化中にリセス１３４に集まるバリおよび残骸（デブリ）の問題が克服される。本発明による方法では、濡れ性の材料２００か、除去可能な材料３００かによって、凹部１３０を充填する。除去可能な材料３００は、リード１２０またはリセス１３４の濡れ性を損なわない。除去可能な材料３００は、個片化が行われるとき、剛直か、半剛直かのうちのいずれかの性質を有する。しかしながら、凹部１３０に配置されるとき、除去可能な材料は流動性を有してもよい。凹部１３０が個片化時に材料４００によって少なくとも部分的に充填されることによって、個片化、特にソー個片化の結果としてリセス１３４に蓄積する残骸が除去（または少なくとも有効に除去）される。既知の個片化の方法の使用の結果としてリセス１３４に蓄積する多量の残骸によって、リセスには無期限に不利な影響が与えられ得る。本発明による方法では、パッケージのアセンブリ中にリセスの残骸の蓄積を防止することによって、精密なピッチのリード１２０を有するパッケージ１４０により残骸のないリセス１３４を製造する性能が向上する。本発明による方法では、ＰＣＢ１５２上へのマウント後に検査可能なはんだ接合部を形成する可能性が増大する。本発明による方法では、個片化中および個片化の結果としてのバリ（または切削屑）の形成を防止するのに十分に固体である材料４００によって、凹部１３０を充填する。

本発明による第１の方法では、個片化に先立って濡れ性の材料２００によって凹部１３０を充填する。これによって、個片化中にバリおよび残骸の形成および蓄積が防止され、除去が不要となる。第１の方法では、凹部１３０は、はんだ（典型的には、スズと、銅、鉛、銀、またはビスマスとの合金）など濡れ性の材料２００によって、少なくとも部分的に充填される。様々な実施形態では、濡れ性の材料２００は、はんだ、はんだペースト、スズ、ビスマス、インジウム、金、銀、別の濡れ性の材料、またはそれらの組み合わせである。一実施形態では、はんだは、ＳＡＣ３０５またはＳＡＣ４０５であり、ここで、Ｓ＝スズ、Ａ＝銀、およびＣ＝銅である。例えば、ＳＡＣ３０５は、９６．５％のスズ、３％の銀、および０．５％の銅である。凹部１３０は、いくつかの手法により濡れ性の材料２００によって充填されてもよい。第１の方法では、スクイージー塗工、ステンシル印刷、またはスクリーン印刷により凹部１３０の中へはんだペーストを移動させて、濡れ性の材料２００によって凹部１３０を充填し、次いで、パッケージ１４０の通常の組立を継続するのに先立って濡れ性の材料をリフローさせる。別の実施形態では、小さなノズルを通じてはんだペーストを流して凹部１３０を充填する、はんだジェットが使用される。別の実施形態では、アトマイズによってナノ粒子とされたはんだペーストを凹部１３０の中へ噴霧する。別の実施形態では、はんだボールが各凹部１３０に配置される。次いで、凹部１３０を充填するべく、はんだボールが溶融またはリフローされる。別の実施形態では、ストリップ１１０は凹部１３０だけが露出されるようにマスクされ、濡れ性の材料２００はマスクの開口部に形成される。別の実施形態では、凹部１３０が充填されるまで、ストリップ１１０は濡れ性の材料２００によってめっきされる。第１の方法のいくつかの実施形態では、凹部１３０に配置されている濡れ性の材料２００が、次いで、濡れ性の材料をリフローさせるべく加熱される。第１の方法の各実施形態では、濡れ性の材料２００が凹部１３０に配置された後、ストリップ１１０が個片化される。第１の方法の各実施形態では、濡れ性の材料２００は、凹部１３０に配置された後、除去されない。個片化後に凹部１３０における濡れ性の材料２００を維持することによって、個片化後にリセス１３４に残骸がさらに蓄積することが防止される。

本発明による別の方法では、個片化に先立って、除去可能な材料３００によって凹部１３０を充填する。この除去可能な材料３００は、バリおよび残骸がリセス１３４に集まることを防止するのに十分に硬化することが可能であり、水または他の半導体プロセスにおいて一般的な化学物質（フォトレジストなど）を用いて容易に除去可能である。一実施形態では、除去可能な材料３００は、熱水可溶性の接着剤、熱水可溶性の熱可塑性材料、および熱水可溶性の熱硬化性ポリマー材料のうちの１つである。熱水可溶性材料は、その材料が液体の形態であるように、十分に高い温度（約１００℃）で適用される。熱水可溶性材料は、硬化時には十分に固体であるが、硬化後は熱水によって完全に洗い流される。使用可能な熱水可溶性材料の一例は、ＡｑｕａＢｏｎｄ（登録商標）ＡＢＳ−６５である（ＡｑｕａＢｏｎｄは、カマリロ（ＣＡ）のアクアボンドテクノロジーズ社（ＡｑｕａＢｏｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｉｎｃ．）の商標）。一実施形態では、ストリップ１１０は、熱水可溶性材料が液体の形態であるように、十分に高い温度（約１００℃）の熱水可溶性材料の浴に入れられる。別の実施形態では、熱水可溶性材料は、その材料が液体の形態であるように、十分に高い温度（約１００°Ｃ）まで加熱され、ステンシルを用いるスクリーン印刷によって、ストリップ１１０に塗工される。次いで、ストリップ１１０上の熱水可溶性の除去可能な材料３００は室温まで戻され、熱水可溶性の除去可能な材料は硬化または凝固し、少なくとも半剛直となる。リセス１３４は、個片化中、熱水可溶性の除去可能な材料３００によって充填されたままであり、それによってソー個片化プロセス中にリセス１３４に残骸が入ることが防止される。次に、リセス１３４から熱水可溶性の除去可能な材料３００を取り除くべく、部分的に個片化されたストリップまたは個々のユニットが熱水浴に入れられる。露出した残骸なしのリセス１３４が生じる。一実施形態では、部分的に個片化されたストリップまたは個々のユニットは、熱水可溶性の除去可能な材料３００が溶解するまで、熱水に浸漬されるか、または熱水（約８０〜９０℃）が噴霧される。

ストリップ１１０への熱水可溶性の除去可能な材料３００の適用は、個片化に先立つ最後の工程である。部分的に個片化されたストリップまたは個々のユニットを熱水中に浸漬することか、または 部分的に個片化されたストリップまたは個々のユニットに熱水を噴霧することが、ソー個片化の後の第１の工程である。

別の実施形態では、除去可能な材料３００はポリビニルピロリドンポリマーであり、紫外線（ＵＶ）光を用いて硬化される温水可溶性の熱硬化性ポリマー材料である。そのようなポリビニルピロリドンポリマーの一例は、Ｄｙｍａｘ（登録商標）ＵＶ Ｃｕｒａｂｌｅ Ｗａｔｅｒ Ｓｏｌｕｂｌｅ Ｍａｓｋｓ ９−２０５５３シリーズである（Ｄｙｍａｘは、トリントン（ＣＴ）のダイマックス社（Ｄｙｍａｘ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）の商標である）。ポリビニルピロリドンポリマーが硬化された後、ストリップ１１０が個片化される。一実施形態では、ストリップ１１０は部分的にソー切断され、それによって、部分的に個片化されたストリップが製造される。別の実施形態では、ストリップ１１０は完全にソー切断され、それによって、個々のユニットへとストリップが個片化される。個片化の後、部分的に個片化されたストリップまたは個々のユニットは、ポリビニルピロリドンポリマーが溶解するまで、熱水に浸漬されるか、または熱水（約１２０〜１５０℃）を噴霧され、それによって、リセス１３４からポリビニルピロリドンポリマーが除去されて、残骸のないリセスが現れる。

本発明による別の方法では、除去可能な材料３００はポリイミドであり、ポリイミドは、個片化の後、アセトンを用いて除去され、残骸のないリセス１３４が現れる。
様々な他の実施形態では、除去可能な材料３００は、別のタイプのポリマー、ポリマー接着剤、またはフォトレジスト材料であり、次いで、個片化の後に除去され、残骸のないリセス１３４が現れる。

一実施形態では、部分的ソー手順は、ストリップがまだストリップの形態である間に除去可能な材料３００を除去するべく、除去可能な材料３００の配置後にストリップ１１０上で行われる。そのような一実施形態では、ストリップ１１０は部分的にソー切断され、これは除去可能な材料３００を通じることを含めて金属リードフレーム１１２を通じる完全なソー切断であるが成形コンパウンド１１６を通じてはソー切断されないことを意味しており、それによって、部分的に個片化されたストリップが製造される。そのような一実施形態では、除去可能な材料３００は、部分的に個片化されたストリップの凹部１３０から残骸なしで取り除かれてリセス１３４を残す（金属リードフレーム１１２が既に切断されており、また残骸の主原因は金属リードフレームの切断によるので）。部分ソー手順では、除去可能な材料３００の除去後に完全な個片化が完了するときに金属リード１２０が偶然に「切り取られない」ことを保証するべく、完全な切断に使用される刃よりわずかに広い刃を使用してもよい。別の実施形態では、ストリップ１１０は完全にソー切断され、それによって、ストリップは完全に個片化された個々のユニットへと個片化される。

第２の方法の各実施形態では、除去可能な材料３００が凹部１３０に置かれた後、および除去可能な材料が凹部に位置するときにのみ、ストリップ１１０が個片化または部分的に個片化される。第２の方法の各実施形態では、ストリップ１１０が個片化または部分的に個片化された後、除去可能な材料３００が除去される。

図１１は、本発明の様々な実施形態のうちの１つにより組み立てられたパッケージ１４０がどのようにしてＰＣＢ １５２に取り付けられるかを示す部分側面図であり、はんだフィレット１１００を示している。本発明の様々な実施形態による方法（図１８および１９を参照）およびそれによって製造されるパッケージ１４０は、容易に視覚検査可能な良好な形状のはんだフィレットの形成を補助する。

図１２は、本発明による第２の方法（図１９を参照）を利用して製造または組み立てられた（ストリップ１１０と同様のストリップが個片化され、除去可能な材料３００が凹部１３０に配置された）クアッドフラットパック−リードなしパッケージ１４０の上部斜視図である。除去可能な材料３００は、個片化の後に除去されており、図１２に示すように、各リード１２０の外の角に残骸のないリセス１３４が存在する。

図１３はパッケージ１４０の底面図である。
図１４は、本発明によるいくつかの残骸なしのリセス１３４を示す、図１３に示す包囲部分の拡大透視図である。

図１５は、本発明による１つの残骸なしのリセス１３４を示す、図１４に示す包囲部分の拡大透視図である。第２の方法（図１９を参照）およびそれによって製造されたパッケージ１４０によって、図１５に示される残骸なしのリセス１３４が得られる。

図１６は、先行技術のリセスにおける残骸１６３５を示す、先行技術のリセス１６３４の拡大透視図である。
図１７は、先行技術の半導体パッケージ（先行技術のリード１６２０における先行技術の本体１７４２および先行技術のリセス１６３４を含む）がＰＣＢ１７５２に取り付けられる方法を示す部分側面図であり、先行技術のリセスにおける残骸１６３５によって先行技術のはんだフィレット１７００の形成にどのような不利な影響が生じるかを示す。

図１８は、濡れ性の材料２００を利用する発明の一実施形態によるパッケージ１４０を組み立てる第１の方法のフローチャートである。第１の方法は、リードフレーム１１２に標準的な凹部１３０を有する標準的なストリップ１１０で開始する。凹部は個片化の後にリセス１３４を形成するために使用される。第１の方法では、ストリップ１１０を成形コンパウンドで封止する１つの工程を含む該工程までの標準的なパッケージアセンブリを行う。次に、凹部１３０が濡れ性の材料２００で充填される。次に、濡れ性の材料２００がリフローするようにストリップ１１０が加熱され、次いで、室温までストリップが冷却される。次に、ストリップ１１０が個片化される。有利なことに、ストリップ１１０は、凹部１３０に濡れ性の材料２００が存在していても、ソーの標準的な刃および技術を用いる標準的な方法によって個片化される。次に、通常のアセンブリが再開される。第１の方法が完了すると、完成したパッケージ１４０のリセス１３４にはんだを備える完全なパッケージアセンブリが得られる。

図１９は、除去可能な材料３００を利用する発明の一実施形態によるパッケージ１４０を組み立てる第２の方法のフローチャートである。第２の方法は、リードフレーム１１２に標準的な凹部１３０を有する標準的なストリップ１１０で開始する。凹部は個片化の後にリセス１３４を形成するために使用される。第２の方法では、ストリップ１１０を成形コンパウンドで封止する１つの工程を含む該工程までの標準的なパッケージアセンブリを行う。次に、凹部１３０は、除去可能な材料のタンクまたは貯蔵部にストリップ１１０を浸漬することによって、除去可能な材料でストリップをカーテンコーティングするによって、またはステンシル印刷によって、除去可能な材料３００で充填される。次に、除去可能な材料３００は、その除去可能な材料のメーカの推奨条件で硬化させて、除去可能な材料を硬化させるおよび／または剛直とする。次に、ストリップ１１０は標準的な個片化技術を用いて個片化されるか、部分的なソー個片化がストリップに対し行われる。有利なことに、ストリップ１１０は、凹部１３０に硬化された除去可能な材料３００が存在していても、ソーの標準的な刃および技術を用いる標準的な方法によって個片化される。次に、除去可能な材料３００は、個片化されたリードフレーム１１２から洗浄され、取り除かれる。次に、通常のアセンブリが再開される。

第２の方法が完了すると、残骸なしのリセス１３４を有する完成したパッケージ１４０が得られる。
いくつかの実施形態では、ストリップ１１０がモールドされた後（この段階では、ストリップがモールドされた後、他の部分を汚染する可能性がほぼないので）、凹部１３０が材料４００で充填される。ストリップ１１０がモールドされた後に凹部１３０の中への濡れ性の材料２００を移動させることにより、リードフレーム１１２の内部に濡れ性の材料が流れ込んでワイヤボンド、ダイ表面、またはダイ取り付け領域（それらはモールドのプロセスによって既に保護されているので）を汚染する可能性がほとんど存在しない。他の実施形態では、凹部１３０は個片化に先立つアセンブリの任意の段階で充填される。

刃のロードを適正に管理することによって、凹部１３０内に配置された材料４００を溶融させることなく、リードフレーム１１２をソーによって清浄に個片化可能であることが実験によって確かめられた。

図２０には、本発明の様々な実施形態によってパッケージ１４０を組み立てる１つ以上の方法において用いられ得る、ストリップ１１０などのストリップの一例を示す。図２０に示すストリップは、複数のリードフレームを含む３つのリードフレームのアレイを備える。各アレイは、リードフレーム１１２のような２５個のリードフレームを含んでいる（合計７５のリードフレーム）。

一実施形態では、パッケージ１４０は、クアッドフラットパック−リードなし（ＱＦＮ）パッケージ（以下「ＱＦＮスタイルパッケージ」））である。ＱＦＮスタイルパッケージの例には、以下がある：パワー・クアッド・フラットパック・リードなし（ＰＱＦＮ； ｐｏｗｅｒ ｑｕａｄ ｆｌａｔ−ｐａｃｋ ｎｏ−ｌｅａｄ ）パッケージ、極薄クアッド・フラットパック・リードなし（ＸＱＦＮ； ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ−ｔｈｉｎ ｑｕａｄ ｆｌａｔ−ｐａｃｋ ｎｏ−ｌｅａｄ）パッケージ、占有低減極薄クアッド・フラットパック・リードなし（ＤＱＦＮ； ｄｅｐｏｐｕｌａｔｅｄ ｖｅｒｙ−ｔｈｉｎ ｑｕａｄ ｆｌａｔ−ｐａｃｋ ｎｏ−ｌｅａｄ）パッケージ、ヒートシンク極薄クアッド・フラットパック・リードなし（ＨＶＱＦＮ； ｈｅａｔｓｉｎｋ ｖｅｒｙ−ｔｈｉｎ ｑｕａｄ ｆｌａｔ−ｐａｃｋ ｎｏ−ｌｅａｄ）パッケージ。ＱＦＮスタイルパッケージは、さらに他のタイプのフラットパック−リードなしパッケージを含んでもよい。別の実施形態では、パッケージ１４０は、デュアルフラットパック−リードなし（ＤＦＮ； ｄｕａｌ ｆｌａｔ−ｐａｃｋ ｎｏ−ｌｅａｄ）パッケージである。

図１および図４は、デュアル・フラットパック・リードなしタイプのパッケージを組み立てるのに使用されるストリップを示し、図７−９および図１２−１４は、クアッド・フラットパック・リードなしタイプのパッケージを示すと当業者には認められるであろうが、記載を簡単にするために、それらは同じ製品を示すように扱われる。本発明による方法は、クアッドおよびデュアル・フラットパック・リードなしタイプのパッケージの両方に等しく適用可能であるためである。

Claims (9)

1. 複数のリードフレームを備え厚さを有するリードフレームストリップを提供する提供工程であって、前記リードフレームストリップは該リードフレームストリップの厚さを通じて部分的にのみ延びている少なくとも１つの凹部を有し、該凹部はリードフレームストリップを個々のリードフレームへと個片化した後、リードフレームのリードの端部の角の少なくとも１つのリセスとなる、前記提供工程と、
   前記少なくとも１つの凹部を材料によって少なくとも部分的に充填する充填工程と、
   前記少なくとも１つの凹部が前記材料によって少なくとも部分的に充填されているとき、前記リードフレームストリップを個々のリードフレームへと個片化する個片化工程と、を備える方法であって、
   前記材料は、はんだ濡れ性材料とは異なる除去可能な材料であって、温水または熱水に可溶性であるポリマーである、方法。
2. 前記充填工程に先立って、前記ストリップを成形コンパウンドによって封止する工程をさらに備える、請求項１に記載の方法。
3. 前記充填工程の後に、前記ストリップを成形コンパウンドによって封止する工程をさらに備える、請求項１に記載の方法。
4. 前記材料は、紫外線に暴露することによって剛直又は少なくとも半剛直となるポリマー材料である、請求項１に記載の方法。
5. 前記材料はポリビニルピロリドンポリマーであり、該ポリビニルピロリドンポリマーは、該ポリビニルピロリドンポリマーを紫外線に暴露することによって剛直又は少なくとも半剛直となる、請求項４に記載の方法。
6. 前記材料は熱水可溶性の材料である、請求項１に記載の方法。
7. 前記材料は、熱水可溶性の接着剤、熱水可溶性の熱可塑性材料、および熱水可溶性の熱硬化性ポリマー材料からなる群から選択される材料である、請求項６に記載の方法。
8. 前記材料はフォトレジストである、請求項１に記載の方法。
9. 前記材料は個片化工程の後に個々のリードフレームから除去される、請求項１に記載の方法。

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