(57)【要約】【課題】モールド手段から突出するリードの長さに関わらず、モールド手段から突出するリードの全面に外装メッキ処理を施すことが可能な半導体装置を提供すること。【解決手段】本発明に係る半導体装置の製造方法は、リードカット工程後にリードフレームからリード先端にメッキ電流が流れるように、あらかじめ、前記リード間、又は／及び前記リードとタブ間に仮結線を形成し、前記仮結線を形成後に、モールド成形を行い、前記リードカットを実施し、前記リードに外装メッキを施し、前記仮結線を分断する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードカット工程後にリードフレームからリード先端にメッキ電流が流れるように、あらかじめ、前記リード間、又は／及び前記リードとタブ間に仮結線を形成し、
前記仮結線を形成後に、モールド成形を行い、
前記リードカットを実施し、
前記リードに外装メッキを施し、
前記仮結線を分断する半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記仮結線の分断は、溶断により行う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。
【請求項３】
前記溶断は、電流を流す、若しくは加熱により行う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。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法により製造した半導体装置。
【請求項５】
半導体素子と、
前記半導体素子が封止されたモールド手段と、
前記モールド手段から突出するリードと、
前記モールド手段によって封止された内部に配設され、前記突出するリードに外装メッキを施す際にメッキ電流を流す役割を担った後に分断された仮結線と
を備え、
前記突出するリードのうちの少なくとも一部のリードは、全面が外装メッキされている半導体装置。
【請求項６】
前記突出するリードの全てにおいて、全面に外装メッキが施されていることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか１項に記載の半導体装置のモールド手段から突出するリードと、電子部品の電極が導電性部材を介して接続されている電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リードを有する半導体装置、及びその製造方法に関する。また、前記半導体装置を搭載した電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の表面実装パッケージとして、ＳＯＮ（Small Outline Non-lead）パッケージや、ガルウイングタイプのパッケージなどがある。ＳＯＮパッケージは、封止樹脂から突出するリードの長さが短いリードレスタイプのものである。ガルウイングタイプのパッケージは、封止樹脂から水平方向に突出するリードが下方に折り曲げられ、さらに水平方向に折り曲げられたものである。
【０００３】
このような半導体装置は、通常、以下の工程を経て製造される。まず、リードフレームに半導体チップを搭載する。次いで、モールド手段を用いて半導体素子の封止を行う。続いて、リードフレームに対し、外装メッキ処理などの外装処理を行う。その後、リードフレームのリード先端部に対応する部分を切断（リードカット）することにより、半導体装置を個片分離する。
【０００４】
上記製造工程において製造されたリード先端面（切断面）は、メッキ皮膜が形成されていない。これは、リードの切断工程よりも前の工程において、外装メッキ処理を行っているためである。上記製造工程において製造されたリード先端面は、メッキ皮膜が形成されていないことに起因して半田濡れ性が悪くなる。そして、半田濡れ性不良に起因して、半導体装置を実装基板などに実装する際に、実装強度が低下してしまうという問題が生じていた。
【０００５】
特許文献１においては、上記問題点を解決する方法として、リード先端面が完全にメッキで覆われていなくても、基板実装時に良好な半田フィレットを形成する方法が提案されている。図９（ａ）に、特許文献１に記載のＳＯＮパッケージ構造の半導体装置の平面図を、図９（ｂ）にＡ方向から見た側面図を、図９（ｃ）にＢ方向から見た側面図を、図９（ｄ）に下面図を、図９（ｅ）に図９（ｂ）の破線円で囲まれた部分の拡大図を示す。
【０００６】
リード１０３は、半導体チップ（不図示）を封止するための封止樹脂１０１の側面に複数設けられている。リード１０３の一部は、封止樹脂１０１の底面に露出している。リード１０３の先端部１０３ａは半抜き工法（ハーフブランク工法）により、例えばリード１０３の厚みの半分の寸法だけ上方へ折り曲げられており、リード１０３の下面１０３ｂに段差部１０３ｃが形成されている。
【０００７】
リード１０３の先端面には、下面１０３ｂ側から上面１０３ｄ側へ順にダレ面１０３ｅ、剪断面１０３ｆ、破断面１０３ｇ、切断バリ１０３ｈが形成されている。リード１０３において、段差部１０３ｃを含む下面１０３ｂ、上面１０３ｄ、側面、及びダレ面１０３ｅにメッキ被膜（不図示）が形成されている。剪断面１０３ｆにはメッキ被膜が形成されている場合と形成されていない場合がある。
【０００８】
図１０（ａ）、図１０（ｂ）に、特許文献１に記載の半導体装置を実装基板に実装した状態のリード部分の断面図を示す。図１０（ａ）は、リード先端面の剪断面１０３ｆにメッキ被膜（不図示）が形成されていない場合の断面図であり、図１０（ｂ）は、リード先端面の剪断面１０３ｆにメッキ被膜（不図示）が形成されている場合の断面図である。
【０００９】
実装基板１０５上に、ＳＯＮパッケージ構造の半導体装置を搭載してリード１０３と実装基板１０５の電極（不図示）を半田接続すると、リード１０３の段差部１０３ｃを含む下面１０３ｂ及び側面に半田フィレット１０７が形成される（図１０（ａ）、図１０（ｂ）参照）。図１０（ｂ）に示すように、リード１０３の先端面の剪断面１０３ｆにメッキ被膜が形成されている場合には剪断面１０３ｆにも半田フィレット１０７が形成される。
【００１０】
図１１（ａ）に、別の従来例に係るＳＯＮパッケージ構造の半導体装置において、リードフレームの切断工程前の半導体装置の模式的平面図を示す。また、図１１（ｂ）に、同ＳＯＮパッケージ構造の半導体装置において、リードカット工程後の個片分離された半導体装置の模式的平面図を示す。
【００１１】
半導体装置２００は、封止樹脂２０１、リードフレーム２０２を備える。リードフレーム２０２には、タイバー２０４が設けられている。外装メッキ処理を施すと、タイバー２０４側面部にメッキ皮膜が形成される。その後、タイバー２０４側面部がリード２０３の先端となる様にリードフレーム２０２を切断することにより、図１１（ｂ）に示すような半導体装置を得る。タイバー２０４側面をリード先端面とすることにより、リード先端面に外装メッキを施すことが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００５−２０９９９９号公報  第１図、第２図
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記特許文献１の方法においては、前述したように、リード１０３の先端部を上方に折り曲げるので、リード１０３先端部に段差部（くびれ部）が形成されている。このため、当該段差部（くびれ部）のリード強度が低下するという問題があった。これに対し、段差をなくすためにリードカットを段差部端面で実施した場合には、パンチがメッキ付着されたリード先端部に接触し、メッキが剥離したり、メッキ屑が発生したりするという問題が生じる。
【００１４】
図１１に示した従来例においては、封止樹脂から突出するリードの長さが短い場合（例えば、リードの長さが０．２ｍｍ程度）に適用することは困難であった。これは、小型化に伴ってタイバー２０４自体を設けることが困難になるためである。
【００１５】
このため、封止樹脂から突出するリードの長さが０．２ｍｍ程度の半導体装置を製造する場合には、図１２の模式的平面図に示すようなリードフレーム３０２を用いて、外装メッキ処理を行った後に、リードカットを行っていた。すなわち、タイバーが設けられていないリードフレーム３０２を用いて外装メッキ処理を行った後に、封止樹脂３０１から突出するリードの長さが所望の長さとなる位置（図１２の例においては０．２ｍｍ）でリードカットを行っていた。しかしながら、この方法によれば、リード先端面の剪断面のみにメッキが付着し、破断面にはメッキが付着しない。また、剪断面の領域は、パンチと金型ダイのクリアランスやリードカットのショット数によるパンチの汚れ具合や摩耗量によって変化する。このため、安定したメッキ付着部を確保する事が困難であった。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、リードカット工程後にリードフレームからリード先端にメッキ電流が流れるように、あらかじめ、前記リード間、又は／及び前記リードとタブ間に仮結線を形成し、前記仮結線を形成後に、モールド成形を行い、前記リードカットを実施し、前記リードに外装メッキを施し、前記仮結線を分断するものである。
【００１７】
本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、仮結線を形成することにより、リードカット工程後にリードフレームからリード先端にメッキ電流が流れるようにすることができる。このため、封止樹脂から突出するリード長さに関わらず、封止樹脂から突出するリードにメッキを施すことができる。
【００１８】
本発明に係る第１の態様の半導体装置は、上記半導体装置の製造方法により製造されたものである。
【００１９】
本発明に係る第２の態様の半導体装置は、半導体素子と、前記半導体素子が封止されたモールド手段と、前記モールド手段から突出するリードと、前記モールド手段によって封止された内部に配設され、前記突出するリードに外装メッキを施す際にメッキ電流を流す役割を担った後に分断された仮結線とを備え、前記突出するリードのうちの少なくとも一部のリードは、全面が外装メッキされているものである。
【００２０】
本発明に係る電子機器は、前記第１又は第２の態様の半導体装置のモールド手段から突出するリードと、電子部品の電極が導電性部材を介して接続されているものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、モールド手段から突出するリードの長さに関わらず、モールド手段から突出するリードの全面に外装メッキ処理を施すことが可能な半導体装置を提供することができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態に係る半導体装置の模式的透視平面図。
【図２】実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するためのフローチャート図。
【図３】実施形態に係る半導体装置の製造工程を説明するための模式的透視平面図。
【図４】実施形態に係る半導体装置の製造工程を説明するための模式的透視平面図。
【図５】実施形態に係る半導体装置の製造工程を説明するための模式的透視平面図。
【図６】実施形態に係る半導体装置の製造工程を説明するための模式的透視平面図。
【図７】実施形態に係る半導体装置の製造工程を説明するための模式的透視平面図。
【図８】実施形態に係る半導体装置を実装基板に実装した状態のリード部分の断面図。
【図９】（ａ）特許文献１に記載の半導体装置の平面図。（ｂ）図９（ａ）のＡ方向から見た側面図。（ｃ）図９（ａ）のＢ方向から見た側面図。（ｄ）同下面図。（ｅ）図９（ｂ）の破断線で囲まれた部分の拡大図。
【図１０】（ａ）（ｂ）特許文献１に記載の半導体装置を実装基板に実装した状態のリード部分の断面図。
【図１１】（ａ）従来技術に係る半導体装置のリードフレーム切断工程前の模式的平面図。（ｂ）従来技術に係る半導体装置のリードフレーム切断工程後の模式的平面図。
【図１２】別の従来技術に係る半導体装置のリードフレームの切断工程前の模式的平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を適用した実施形態の一例について説明する。なお、本発明の趣旨に合致する限り、他の実施形態も本発明の範疇に属し得ることは言うまでもない。また、以降の図における各部材のサイズや比率は、説明の便宜上のものであり、実際のものとは異なる。
【００２４】
図１に、本実施形態に係るＳＯＮパッケージ構造の半導体装置の装置構成の一例を説明するための模式的透視平面図を示す。説明の便宜上、封止樹脂５を透視した図とする。半導体装置５０は、半導体素子１、ワイヤボンディング２、ダミーボンディング細線として機能する仮結線３Ａ，３Ｂ、クリップ４、封止樹脂５を備える。
【００２５】
また、半導体装置５０は、リードとして、第１リード１１、第２リード１２、第３リード１３、第４リード１４、第５リード１５、第６リード１６、第７リード１７、第８リード１８を具備する。さらに、半導体装置５０は、半導体素子１が載置されるタブ２０、タブ２０と接続される吊りピン１９を備える。
【００２６】
第１リード１１〜第４リード１４は、タブ２０と一体的に形成され、第５リード１５〜第８リード１８は、タブ２０と別体に形成されている。第５リード１５〜第８リード１８のうちの、第５リード１５〜第７リード１７は、互いに電気的に接続されるように封止樹脂５内において一体的に形成されている。一方、第８リード１８は、他のリード及びタブ２０と別体に形成されている。言い換えると、第８リード１８は、他のリード及びタブ２０と電気的に絶縁されている。
【００２７】
半導体素子１は、例えば、半導体チップであり、図１中の紙面表面側に素子形成面が形成されている。半導体素子１の素子形成面の反対側の裏面側は、導電性接着材（不図示）を介してタブ２０に固設されている。
【００２８】
ワイヤボンディング２は、半導体素子１の表面に形成されたパッド（不図示）と、第８リード１８を接続するように、これらの間に配設されている。ワイヤボンディング２の材料としては、特に限定されるものではないが、好適な材料として、Ａｕ線、Ａｌ線、Ｃｕ線、低融点半田ワイヤなどの金属細線を挙げることができる。
【００２９】
仮結線３Ａは、第８リード１８と第７リード１７の間に形成されている。但し、図１に示すように、仮結線３Ａは、第８リード１８と第７リード１７間において、分断されている。従って、第８リード１８と第５リード１５〜第７リード１７とは、電気的に絶縁状態となっている。
【００３０】
仮結線３Ｂは、第５リード１５とタブ２０の間に形成されている。但し、図１に示すように、仮結線３Ｂは、第５リード１５とタブ２０の間において、分断されている。従って、第５リード１５〜第７リード１７とタブ２０とは、電気的に絶縁状態となっている。
【００３１】
仮結線３Ａ、３Ｂの材料としては、特に限定されるものではないが、好適な材料として、ワイヤボンディング２と同様のＡｕ線、Ａｌ線、Ｃｕ線、低融点半田ワイヤなどの金属細線を挙げることができる。仮結線３Ａ、３Ｂの上述の分断のための手段は、特に限定されるものではないが、溶断により切断することが好ましい。
【００３２】
クリップ４は、半導体素子１の素子形成面と第５リード１５〜第７リード１７を電気的に接続するように形成されている。
【００３３】
封止樹脂５は、モールド手段であり、ＳＯＮパッケージ構造となるようにモールド成形されている。具体的には、封止樹脂５より、第１リード１１〜第８リード１８の先端部が突出するように形成されている。
【００３４】
第１リード１１〜第８リード１８は、封止樹脂５からの突出部の全面に外装メッキが施されている。本実施形態においては、第８リード１８がゲート電極として機能し、第５リード１５〜第７リード１７がソース電極として機能する。
【００３５】
次に、本実施形態に係る半導体装置の製造方法を、図２のフローチャート図、及び図３〜７の製造工程図を用いつつ説明する。
【００３６】
ステップＳ１において、前述した金属細線等によりダミーボンディング細線である仮結線３Ａ、３Ｂをリードフレーム１０上に形成する（図３参照）。具体的には、リードフレーム１０のうちの第８リード１８と、第７リード１７とを互いに接続するように、仮結線３Ａを形成する。また、リードフレーム１０のうちの第５リード１５とタブ２０を互いに接続するように、仮結線３Ｂを形成する。
【００３７】
ステップＳ２において、タブ２０上に導電性接着剤を塗布して半導体素子１をダイボンディングする（図４参照）。
【００３８】
ステップＳ３において、半導体素子１の表面（素子形成面）のパッド（不図示）と、ソース電極として機能する第５リード１５〜第７リード１７を電気的に接続するように、クリップ４を配設する。本実施形態においては、Ｃｕクリップを用いた。
【００３９】
ステップＳ４において、ゲート電極として機能する第８リード１８と半導体素子１の表面のパッド（不図示）が電気的に接続するように、ワイヤボンディング２を配設する（図５参照）。本実施形態においては、ワイヤボンディング２としてＡｕ線を用いた。
【００４０】
ステップＳ５において、封止樹脂５を用いてモールド成形を行う。
【００４１】
ステップＳ６において、切断金型を用いて、各リードを所望の長さにカットする。これにより、図６のような構成となる。換言すると、リードカットにより、封止樹脂５から突出するリードの全面が露出する。
【００４２】
ステップＳ７において、リードフレーム１０に外装メッキを施すためにリードフレームにメッキ電流を流す。リードカットにより、リードフレーム１０の枠と別体となった第５リード１５、第６リード１６、第７リード１７、及び第８リード１８は、上述の仮結線３Ａ，３Ｂを介して、リードフレーム１０に接続されている。これにより、メッキ電流を全てのリード先端に流すことができる。その結果、封止樹脂５から突出しているリードの全面にメッキを施すことができる。
【００４３】
ステップＳ８において、タブ２０の図７中の左右に位置する２つの吊りピン１９を切断することにより、半導体装置を個片分離する。
【００４４】
ステップＳ９において、仮結線３Ａ，３Ｂの分断を行う。仮結線３Ａ，３Ｂの分断方法としては、封止樹脂５を破壊することなく分断できるものであれば特に限定されない。好適には、溶断による分断手段を挙げることができる。仮結線３Ａ、３ＢとしてＡｕ線、Ａｌ線、Ｃｕ線等を適用した場合には、仮結線３Ａ、３Ｂ間に電流を流すことにより溶断することができる。また、仮結線３Ａ、３Ｂとして低融点半田ワイヤを適用した場合、半導体装置を半田ワイヤの融点以上に加熱させることにより溶断することができる。
【００４５】
ステップＳ１０において、半導体装置を特性選別する。以上の工程を経て、図１に示すような半導体装置５０を得る。
【００４６】
なお、本実施形態においては、仮結線３のダミーボンディングをステップＳ１の工程で行う例について述べたが、ステップＳ５のモールド成形工程前であればどの段階でダミーボンディング工程を行ってもよい。例えば、ステップＳ４のワイヤボンディングと同一のタイミングでダミーボンディングを行ってもよい。同一設備で連続して行うことにより、コスト増加を最小限に抑えることができる。
【００４７】
本実施形態に係る半導体装置５０は、電子機器に搭載される。具体的には、半導体装置５０において、封止樹脂５から突出するリードと、実装基板等の電子部品に形成された電極が半田フィレット等の導電性部材を介して接続されている。
【００４８】
図８に、本実施形態に係る半導体装置を実装基板に実装した状態のリード部分の断面図を示す。本実施形態に係る半導体装置５０は、封止樹脂５から突出するリード全面にメッキ処理が施されているので、半田濡れ性が良好となる。すなわち、封止樹脂５から突出したリードに半田フィレット３５が良好に形成される。その結果、半導体装置５０を実装基板３０に実装する際に、実装強度が低下してしまうという問題を解決することができる。
【００４９】
上記特許文献１のような半抜き工法においては、メッキ付着状態のばらつきが大きかったが、本実施形態によれば、仮結線３Ａ，３Ｂを形成することにより、封止樹脂５から突出するリード全面に亘ってメッキを良好に付着させることができる。従って、実装基板等に実装する際に、半田濡れ性を良好に保つことができる。これにより、封止樹脂５から突出するリードにおいて、良好な半田フィレットを形成することができる。従って、リード強度が低下するという問題を解決することができる。
【００５０】
また、図１１に示したようなタイバーを設ける方法は、モールド手段から突出するリードの長さを短くする場合に適用することが困難であったが、本実施形態によれば、封止樹脂から突出するリード長を短くした場合においても、適用可能であるという優れた効果を有する。しかも、モールド手段から突出するリードが短い場合においても、突出するリード全面にメッキを良好に付着させることができる。従って、突出するリードが短い場合においても、基板に実装する際に良好な半田フィレットを形成することが可能となり、実装強度が低下するという問題を解決することができる。
【００５１】
なお、上記実施形態においては、ＳＯＮパッケージの例で説明したが、本発明は、ガルウイングタイプのパッケージをはじめ、リード構造を有する半導体装置全般において適用可能である。また、本実施形態においては、封止樹脂から突出するリード全てにおいて、メッキ電流を流す例を述べたが、全てのリードに対して、本発明を適用することは必須ではなく、少なくとも一部のリードにおいて、上記製造工程を適用したものも本発明の範疇に含まれる。
【００５２】
また、ワイヤボンディング２やクリップ４を用いた接続方法は、一例であって、他の公知の接続方法を適宜適用できることは言うまでもない。また、仮結線３Ａ，３Ｂは、一例であって、仮結線が１本、若しくは３本以上の場合にも適用可能なことは言うまでもない。半導体素子の数等についても、一例であって、複数配設したものであってもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１      半導体素子
２      ボンディングワイヤ
３Ａ，３Ｂ    仮結線
４      グリップ
５      封止樹脂
１０    リードフレーム
１１    第１リード
１２    第２リード
１３    第３リード
１４    第４リード
１５    第５リード
１６    第６リード
１７    第７リード
１８    第８リード
１９    吊りピン
２０    タブ
３０    実装基板
３５    半田フィレット
５０    半導体装置
【図１】
2010225892.tif 000003
【図２】
2010225892.tif 000004
【図３】
2010225892.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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