(57)【要約】【課題】リードの端子面を養生する封止シートを容易に除去することが出来る半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】半導体素子４０が搭載されたリードフレーム３０におけるリードの端子面３２ａが封止シート２０に接するように金型１０及び金型６０に配置する工程と、金型１０及び金型６０へ樹脂８０を注入して、半導体素子４０を含む樹脂封止体１００を形成する工程と、樹脂封止体１００を洗浄する工程とを具備する。樹脂封止体１００を洗浄する工程は、封止シート２０を洗浄溶媒によってほぐして除去する。【選択図】図１
2010056374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子が搭載されたリードフレームにおけるリードの端子面が封止シートに接するように金型に配置する工程と、
前記金型へ樹脂を注入して、前記半導体素子を含む樹脂封止体を形成する工程と、
前記樹脂封止体を洗浄する工程と
を具備し、
前記洗浄する工程は、前記封止シートを洗浄溶媒によってほぐして除去することを特徴とする
半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記金型に配置する工程は、
前記リードの端子面が前記封止シートと接するように、少なくとも第１金型と第２金型とで構成される前記金型の前記第１金型の上に配置する工程と、
前記第１金型に前記第２金型を結合して、前記第１金型と前記第２金型とを結合する圧力に基づき前記リードの端子面と前記封止シートとを密着させ、前記半導体素子を覆い囲む工程と
を備える
半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記樹脂封止体を形成する工程は、
前記第１金型及び前記第２金型で覆われた前記半導体素子を含む空間へ樹脂を注入する工程と、
前記樹脂を硬化する工程と、
前記第１金型及び前記第２金型から、前記樹脂封止体を取り出す工程と
を備える
半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記第１金型の上に配置する工程は、
前記第１金型の上に、前記封止シートを配置する工程と、
前記封止シートの上に、前記リードの端子面が前記封止シートと接するように配置する工程と
を備える
半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項２又は３に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記第１金型の上に配置される工程は、
前記第１金型と前記半導体素子とが向かい合うように、前記第１金型の上に前記リードフレームを配置する工程と、
前記リードフレームの上に、前記リードの端子面と前記封止シートが接するように、前記封止シートを配置する工程と
を備える
半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記封止シートは、繊維が膠着されたシートである
半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記繊維が膠着されたシートは、紙を含む
半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一項に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記洗浄溶媒は、水又は有機溶剤である
半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記有機溶剤は、
メチルエチルケトンと、
アルコールと
を含む
半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特にリードレスの半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子は、外部装置と接続するために、また、外部環境から保護されるためにパッケージ化される。半導体パッケージの一つに、外部装置と入出力するリードが半導体パッケージから突出ていないＱＦＮ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ  Ｐａｃｋａｇｅ）がある。ＱＦＮは、半導体パッケージの４側面からガルウィング型のリードが突出るＱＦＰ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｐａｃｋａｇｅ）と比べ、実装面積が小さい点で優れている。ＱＦＮの製造において、半導体素子を樹脂で封止する工程に関連する技術が特許文献１及び特許文献２に開示されている。
【０００３】
特許文献１には、ダイパッド部と外部端子とを有したユニットパターンをフレーム枠で複数個連結したリードフレームを用いて、複数個の樹脂封止型半導体装置を製造する方法が開示されている。この製造方法は、ダイパッド部に半導体素子を搭載する工程と、搭載された半導体素子とリード部とを金属線で接続する工程とを有する。続いて、リードフレームの裏面に封止シートを介在させて封止金型にセットし、セットしたリードフレームを封止金型の内面との間に設けた支持部で支持し、各ユニットパターンをリード部の裏面が封止シートに圧接する所定の姿勢に保持する工程を有する。更に、封止金型内に樹脂を充填してリードフレームの全体を樹脂封止する工程と、樹脂封止によって複数の半導体素子が一括モールドされた樹脂封止体を封止シートから分離し、金型から取り出す工程と、樹脂封止体をリードフレームのフレーム枠に沿って切断する工程とを有する。
【０００４】
特許文献２には、同様のノンリードの半導体パッケージを容易に作製することが出来る、半導体パッケージの製造方法に関する技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−０４９３９８号公報
【特許文献２】特開２００４−１８６２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以下の説明は、本願発明者の検討結果に基づくものである。特許文献１の技術は、封止シートに粘着剤が付いていないため、封止シートと注入された樹脂との間の粘着剤の除去しにくさを考慮する必要はない。しかし、注入された樹脂は、硬化の過程で、多少なりとも封止シートに絡み混んで硬化する。従って、封止シートと注入された樹脂とは、注入された樹脂の硬化に基づいて強力に接着しているため、封止シートと注入された樹脂とを剥離することは大変困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下に、発明を実施するための最良の形態で使用される符号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を記載する。この符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための最良の形態の記載との対応を明らかにするために付加されたものであり、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【０００８】
本発明の半導体装置の製造方法は、半導体素子（４０）が搭載されたリードフレーム（３０）におけるリードの端子面（３２ａ）が封止シート（２０）に接するように金型（１０、６０、１１０、１２０）に配置する工程と、金型（１０、６０、１１０、１２０）へ樹脂（８０）を注入して、半導体素子（４０）を含む樹脂封止体（１００）を形成する工程と、樹脂封止体（１００）を洗浄する工程とを具備する。樹脂封止体（１００）を洗浄する工程は、封止シート（２０）を洗浄溶媒によってほぐして除去することを特徴とする。このような半導体装置の製造方法は、リードの端子面（３２ａ）を養生する封止シート（２０）を洗浄によって除去することが出来る。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の半導体装置の製造方法は、リードの端子面を養生する封止シートが洗浄によって容易に除去することが出来るため、製造負荷を軽減し、製造効率を向上させることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態による半導体装置の製造方法を説明する。本発明の半導体装置の製造方法は、樹脂封止工程（図１及び図１１のステップ１、ステップ２）と、端子加工工程で行われる洗浄工程（図１及び図１１のステップ３）とに係る。その他の製造工程については、周知の技術を用いることが出来る。
【００１１】
図１は、本発明の第１の実施の形態による半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。図１に示した工程毎に本発明の第１の実施の形態を説明する。尚、本発明の各工程は半導体製造装置によって自動で行われることが好ましいが、作業者が行ってもよい。
【００１２】
ステップＳ０１：
封止シート２０は、第１金型１０の上に配置される。図２は、封止シート２０が第１金型１０に配置された平面図である。図２を参照すると、第１金型１０は、樹脂封止用の板状の金属であり、後述する第２金型６０と共に、後述する樹脂８０が注入される空間を形成することができる。
【００１３】
封止シート２０の詳細を説明する。封止シート２０は、耐熱性と、弾力性と、溶媒にほぐれる性質とを有する材料から形成される。耐熱性の条件は、２００℃の温度環境下で、発火しないこと、揮発しないこと、及び、縮まる、反り返る、しわになるなどのシートの形状に変形を生じないことである。弾力性の条件は、数十トンの力で押し付けたとき変形するが、割れ、裂けなどの欠陥を生じないことである。溶媒にほぐれる性質の条件は、溶媒に浸す又は溶媒を吹きかけることによって、シートの形状が崩れることである。
封止シート２０は、具体的には、植物繊維又はその他の繊維を含み、それら繊維を膠着させたものである。より詳細には、新聞巻取紙、印刷・情報用紙、包装用紙、衛生用紙、雑種紙などの紙が好ましい。また、段ボール原紙など板紙でも良い。
更に、封止シート２０は、後述する樹脂８０が通り抜けないバリア性を有するために、樹脂８０の分子量よりもシートの目（繊維の目）が細かいことが好ましい。また、封止シート２０の厚さは、後述するリードの端子面３２ａが封止シート２０へ沈み込むことが出来るために、数１０μｍ程度であることが好ましい。
【００１４】
ステップＳ０２：
リードフレーム３０は、封止シート２０の上に配置される。図３は、リードフレーム３０が、図２の封止シート２０の上に配置された平面図である。図４は、図３のＡ１で示した部位のＡ２−Ａ３断面図である。図３及び図４を参照すると、ステップＳ０２の製造工程における半導体装置は、第１金型１０と、封止シート２０と、リードフレーム３０と、半導体素子４０と、ワイヤ５０とを含む。第１金型１０及び封止シート２０は、前述の通りである。
【００１５】
リードフレーム３０は、フレーム３０ａと、ダイパッド３１と、リード３２とを含む。図３を参照して、フレーム３０ａは、リードフレーム３０の外枠及び内枠であり、リードフレーム３０を３つの領域に分ける部位である。そして、フレーム３０ａは、第１金型１０と合わさる後述する第２金型６０が接地する部位である。尚、フレーム３０ａによって分けられる領域は、３つに限定するものではなく、任意に設定されてよい。フレーム３０ａによって分けられた領域の内側は、複数のダイパッド３１と、ダイパッド３１の各々に対応する複数のリード３２とを含む。
【００１６】
図４を参照して、ダイパッド３１及びリード３２を説明する。ダイパッド３１は、半導体素子４０が配置される部位である。リード３２は、ワイヤ５０を介して半導体素子４０と接続し、個片化されたとき外部装置と入出力する電気信号を伝送する。リード３２は、リードの端子面３２ａを含む。リードの端子面３２ａは、リード３２のうちで、封止シート２０と接している部位であり、個片化されたとき外部装置と接続する部位である。本発明による半導体装置は、ＱＦＮであるため、リード３２の全ては半導体装置から突出せず、リードの端子面３２ａが外部に露出する。
【００１７】
半導体素子４０は、ウェハ基板上に形成された回路であり、外部接続する電極を有する。半導体素子４０は、リードフレーム３０に複数配置される。複数の半導体素子４０の各々は、ダイパッド３１に固定される。ワイヤ５０は、リード３２と半導体素子４０の電極とを電気的に接続する。即ち、リードフレーム３０及び半導体素子４０は、リード３２と半導体素子４０の電極とを接続するワイヤボンディング工程を経ている。尚、リードフレーム３０、半導体素子４０及びワイヤ５０に係る製造方法は、周知の方法を用いることが出来る。
【００１８】
ステップＳ０３：
第２金型６０は、リードフレーム３０が配置された第１金型１０へ結合される。図５は、第２金型６０が、図３に示した製造工程の半導体装置へ結合された、Ａ２−Ａ３断面に対応する断面図である。図５を参照すると、第２金型６０は、リードフレーム３０のフレーム３０ａを押さえ付けて、第１金型１０と共に封止シート２０及びリードフレーム３０を強固に固定する。第１金型１０と第２金型６０とが、封止シート２０及びリードフレーム３０を押え付ける力は、数トンから数十トンに及ぶ。この押え付ける力（圧力を掛けて結合する力）に基づいて、リードの端子面３２ａは封止シート２０へ十分に押さえつけられ密着する。封止シート２０は、弾力性を有している。従って、リードの端子面３２ａは、僅かに封止シート２０へ沈み込む。また、第１金型１０と第２金型６０とが合わさると、第１金型１０と第２金型６０で覆われたリードフレーム３０を含む空間７０が形成される。尚、第２金型６０の下にリリースフィルムを含んでいても良い。リリースフィルムは、後に注入される樹脂８０と第２金型６０とが剥離しやすい作用をもたらす。
【００１９】
ステップＳ０４：
第１金型１０と第２金型６０で覆われたリードフレーム３０を含む空間７０へ、樹脂８０が注入される。図６は、樹脂８０が、図５に示した空間７０へ注入された断面図である。樹脂８０は、流動性を有しており、空間７０を満たすと共に、半導体素子４０を覆う。このとき、封止シート２０は、弾力性を有しているため、第１金型１０と第２金型２０とに押え付けられる力に基づいてリードの端子面３２ａを僅かに沈みこませている。更に、封止シート２０は、樹脂８０を通り抜けさせない目の細かさを有している。これら封止シート２０の弾力性及び目の細かさは、リードの端子面３２ａが樹脂８０と接しない効果を奏している。尚、樹脂８０の材料及び注入方法は、周知の方法を用いることが出来る。
【００２０】
ステップＳ０５：
注入された流動性を有する樹脂８０は、硬化して固体になる。図６に示した注入された樹脂８０は、温度約２００℃において数秒程度で硬化する。但し、樹脂８０の硬化条件は、これに限定するものではなく、封止シート２０が耐えうる約２００℃の温度以下で、温度と硬化時間とを任意に設定されてもよい。尚、第１金型１０と、第２金型６０と、樹脂８０とは、予め加熱されていることが好ましい。
【００２１】
ステップＳ０６：
リードフレーム３０と、樹脂８０と、樹脂８０に覆われた半導体素子４０及びワイヤ５０とを含む樹脂封止体１００は、第１金型１０及び第２金型６０から取り出される。図７は、取り出された樹脂封止体１００の平面図である。図７を参照すると、樹脂封止体１００は、半導体素子４０が樹脂８０によって覆われている。フレーム３０ａは、第２金型６０が抑え付けた箇所であるため、樹脂８０に覆われずに残る。本発明の製造方法は、複数の半導体素子４０を一括で封止する方法を例に説明しているが、半導体素子４０を個別に封止する方法に用いることも可能である。図８は、図７に示した樹脂封止体１００の裏面図である。図８を参照すると、樹脂封止体１００の裏面、即ちリードの端子面３２ａが配置する面は、封止シート２０が樹脂８０の硬化に基づいて接着している。図９は、図７に示した樹脂封止体１００のＢ１−Ｂ２断面図である。図９を参照すると、樹脂封止体１００の裏面、即ちリードの端子面３２ａが配置する面に封止シート２０が接着していることが示されている。
尚、ステップＳ０６までが、半導体素子４０を樹脂８０で封止する工程である。つまり、本発明の第１の実施の形態による半導体装置の製造方法は、樹脂封止工程の中で封止シート２０をディテープするための特別な工程を必要とせず、工程を短縮することが出来る。
【００２２】
ステップＳ０７：
樹脂封止体１００は、メッキ処理する前に洗浄される。図１０は、図９に示した樹脂封止体１００の洗浄後の断面図である。図１０を参照すると、封止シート２０は、洗浄によって除去されている。封止シート２０が洗浄に基づいて除去される詳細を説明する。ステップＳ０７の洗浄工程において使用される洗浄溶媒は、水又は有機溶剤である。前述の通り、封止シート２０は、溶媒に浸す又は溶媒を吹きかけることによって、シートの形状が崩れる性質を有する。具体的には、封止シート２０は、植物繊維又はその他の繊維を含み、それら繊維を膠着させたものである。即ち、封止シート２０は、膠着された繊維が水又は有機溶剤によってほぐれるためシートの形状が崩れ、洗浄工程において容易に除去される。例えば、封止シート２０が主にセルロースの水素結合に基づき膠着しているときは、封止シート２０は、水によって繊維が容易にほぐれて除去される。また、封止シート２０が主に接着性を有する有機物に基づき繊維を膠着しているときは、封止シート２０は、有機溶剤によって繊維が容易にほぐれて除去される。尚、洗浄溶媒の有機溶剤は、ＭＥＫ（メチルエチルケトン）及びアルコールが好ましい。アルコールは、メタノールやイソプロピルアルコールが例示される。ＭＥＫ及びアルコールを用いる場合は、まずＭＥＫで洗浄し、その後アルコールで洗浄し、最後に水で洗浄する方法が考えられる。
また、洗浄方法は、封止シート２０をより除去しやすいように、ジェット噴射、即ち溶媒に圧力をかけて噴射し、樹脂封止体１００を洗い流す方法が好ましい。
【００２３】
本発明の第１の実施の形態による半導体装置の製造方法は、リードの端子面３２ａを養生する封止シート２０が、メッキ処理工程の洗浄によって容易に除去することが出来るため、封止シート２０をディテープする特別な製造工程をなくし、製造効率を向上させることが出来る。また、封止シート２０は、洗浄で除去されるため、封止シート２０のディテープに基づく静電気を生じさせることがない。従って、本発明の半導体装置の製造方法は、静電気に基づき半導体装置が破壊する危険性を回避できる効果を奏している。更に、本発明の半導体装置の製造方法は、樹脂封止体１００を洗浄する際に、熱を加えて封止シート２０を柔らかくする必要性がない。従って、半導体装置に、余計な熱負荷を掛けない効果も奏している。
【００２４】
本発明の第２の実施の形態を説明する。図１１は、本発明の第２の実施の形態による半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。図１２は、本発明の第２の実施の形態による半導体装置の製造方法を示した断面図である。第２の実施の形態は、第１の実施の形態における工程順序を変更したものである。具体的には、リードフレーム３０を配置してから封止シート２０を配置することが第１の実施の形態と異なる。尚、本発明の第２の実施の形態による各構成は、第１の実施の形態と同じ構成には同じ符号を用いて構成の説明を省略する。
【００２５】
ステップＡ０１：
リードフレーム３０は、第１金型１１０の上に配置される。第１金型１１０は、第１の実施の形態における第２金型６０に相当する。図１２の（ａ）を参照すると、リードフレーム３０は、第１金型１１０と半導体素子４０とが向かい合うように配置される。即ち、リードの端子面３２ａは、上方を向いている。
【００２６】
ステップＡ０２：
封止シート２０は、リードフレーム３０の上に配置される。図１２の（ｂ）を参照すると、封止シート２０は、リードの端子面３２ａと接するように配置される。
【００２７】
ステップＡ０３：
第２金型１２０は、封止シート２０が配置された第１金型１１０へ結合される。第２金型１２０は、第１の実施の形態における第１金型１０に相当する。図１２の（ｃ）を参照すると、第１の実施の形態と同様に、第１金型１１０と第２金型１２０とは、封止シート２０及びリードフレーム３０を強固に固定する。つまり、数トンから数十トンに及ぶ第１金型１１０と第２金型１２０とを押え付ける力（圧力を掛けて結合する力）に基づいて、リードの端子面３２ａは封止シート２０へ十分に押さえつけられ密着する。尚、ステップＡ０３は、第１の実施の形態におけるステップＳ０３に相当する。
【００２８】
ステップＡ０４からステップＡ０７は、第１の実施の形態によるステップＳ０４からステップＳ０７と同様であるため説明を省略する。
【００２９】
本発明の第２の実施の形態による半導体装置の製造方法は、第１の実施の形態における第１金型１０と第２金型６０とを反対にして製造したことに相当する。そして、第２の実施の形態は、第１の実施の形態と同様の効果を奏する。つまり、本発明の半導体装置の製造方法は、リードフレーム３０のリードの端子面３２ａに樹脂８０が付着しないように、リードの端子面３２ａと封止シート２０とが密着していればよく、製造工程の順序は問わない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態による半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】図２は、封止シート２０が第１金型１０に配置された平面図である。
【図３】図３は、リードフレーム３０が、図２の封止シート２０の上に配置された平面図である。
【図４】図４は、図３のＡ１で示した部位のＡ２−Ａ３断面図である。
【図５】図５は、第２金型６０が、図３に示した製造工程の半導体装置へ結合された、Ａ２−Ａ３断面に対応する断面図である。
【図６】図６は、樹脂８０が、図５に示した空間７０へ注入された断面図である。
【図７】図７は、取り出された樹脂封止体１００の平面図である。
【図８】図８は、図７に示した樹脂封止体１００の裏面図である。
【図９】図９は、図７に示した樹脂封止体１００のＢ１−Ｂ２断面図である。
【図１０】図１０は、図９に示した樹脂封止体１００の洗浄後の断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の第２の実施の形態による半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、本発明の第２の実施の形態による半導体装置の製造方法を示した断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０    第１金型
２０    封止シート
３０    リードフレーム
３０ａ  フレーム
３１    ダイパッド
３２    リード
３２ａ  リードの端子面
４０    半導体素子
５０    ワイヤ
６０    第２金型
７０    空間
８０    樹脂
１００  樹脂封止体
１１０  第１金型
１２０  第２金型
【図１】
2010056374.tif 000003
【図２】
2010056374.tif 000004
【図３】
2010056374.tif 000005
【図４】
2010056374.tif 000006
【図５】
2010056374.tif 000007
【図６】
2010056374.tif 000008
【図７】
2010056374.tif 000009
【図８】
2010056374.tif 000010
【図９】
2010056374.tif 000011
【図１０】
2010056374.tif 000012
【図１１】
2010056374.tif 000013
【図１２】
2010056374.tif 000014