(57)【要約】【課題】  樹脂封止型半導体装置の製造において、樹脂封止後のダムバー切断除去工程を省略できるリードフレームを提供する。【解決手段】複数のアウターリードと、複数のインナーリードとを有し、ダムバーを有さないダムバーフリーリードフレームを金属薄板を加工して形成し、  インナーリード域のリードフレーム表面または裏面に絶縁性の熱硬化性樹脂または紫外線硬化樹脂の樹脂液を塗布し、  リード間の隙間に流入した塗布樹脂液を、表面張力作用によって、リード側壁を伝ってアウターリードとインナーリードの境界まで移動させ、  前記境界で塗布樹脂液を硬化させることによって樹脂製ダムバーを形成させることによってリードフレームを製造する。  この製造方法により、樹脂製ダムバーであって、ダムバー位置のリードフレーム表裏面に樹脂残渣のないリードフレームを得ることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアウターリードと、複数のインナーリードを有し、前記アウターリードと前記インナーリードの境界に絶縁性樹脂製のダムバーを有するリードフレームにおいて、
前記絶縁性樹脂が、硬化完了前には前記インナーリード間をリード側壁を伝って移動させることが可能である熱硬化樹脂または紫外線硬化樹脂であり、
インナーリード間隔が、ダムバー近傍ではダムバーに近づくにつれて狭くなっており、
かつ、アウターリード間隔が、ダムバー近傍ではダムバーの位置におけるリード間隔より広くなっていることを特徴とするリードフレーム。
【請求項２】
請求項１に記載のリードフレーム上に半導体素子を搭載し、前記インナーリードと半導体素子の端子とを結線し、封止用樹脂で封止してなる半導体装置であって、前記絶縁樹脂製ダムバーが、封止用樹脂が形成される部分と形成されない部分の境界線（モールド封止ライン）上にあることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
複数のアウターリードと、複数のインナーリードとを有し、ダムバーを有さないダムバーフリーリードフレームを金属薄板を加工して形成し、
インナーリード域のリードフレーム表面または裏面に絶縁性の熱硬化性樹脂または紫外線硬化樹脂の樹脂液を塗布し、
リード間の隙間に流入した塗布樹脂液を、リード側壁を伝ってアウターリードとインナーリードの境界方向に移動させ、
その後、塗布樹脂を硬化させてモールド封止ライン上に樹脂製ダムバーを形成させることを特徴とするリードフレームの製造方法。
【請求項４】
インナーリード間隔が、アウターリードとインナーリードの境界に近づくにつれて狭くなっているために、樹脂液が前記境界方向に移動し、
アウターリード間隔が、塗布樹脂液移動停止位置より外側で間隔が広くなっているために、前記塗布樹脂液の移動が停止することを特徴とする請求項３に記載のリードフレームの製造方法。
【請求項５】
インナーリード間隔がアウターリードとインナーリードの境界に近づくにつれて狭くなって行く割合（テーパ）が、リードフレームの各辺の中心付近よりリードフレームの角付近の方が大きいことを特徴とする請求項４に記載のリードフレームの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂封止型半導体装置の組み立て部材であるリードフレームおよびその製造方法並びにそれを使った半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂封止型半導体装置は、例えば、図７に示すように、リードフレームのダイパット１上に半導体素子１１を搭載し、銀メッキ等の表面処理がなされたインナーリード２先端部と半導体素子１１の端子１２とをワイヤ１３にて結線し、封止用樹脂１４で封止を行い、その後、アウターリード４をガルウイング状に成形されている。前記封止用樹脂１４による封止は、図８に示すように、半導体素子を搭載したリードフレームを、金型（上）２１と金型（下）２２で挟み、両金型間の空隙に封止用樹脂を注入することによって行われる。この際、リード間の隙間から樹脂が漏れ出さないようにするため、図９に示すように、リードフレームにはアウターリード部に、リード間の隙間を埋めるダムバー３が設けられている。【０００３】
従来は、金属薄板を、プレス加工またはエッチング加工によってアウターリード、インナーリード及びダムバーが同時に形成されていて、ダムバーはリードフレームと同一の金属素材で形成されていた。このため、樹脂封止後、ダムバーを打ち抜き等の処理で切断分離して、電気的短絡状態を解除する工程が必須であった。【０００４】
近年、リードフレームは多ピン化及び狭ピッチ化の傾向にあり、ダムバーを打ち抜くためのパンチ金型の加工やメンテナンスの経費が高くなる傾向にあった。そこで、樹脂封止後のダムバー切断分離工程を省略できるように、ダムバーを絶縁性樹脂材で形成する方法が、特許第２９７００６６号（特許文献１）、特開平９−２８３６９１号（特許文献２）、特開平１１−２３３７０４号（特許文献３）に提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２９７００６６号公報
【特許文献２】特開平９−２８３６９１号公報
【特許文献３】特開平１１−２３３７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記特許文献で提案されている樹脂製ダムバーの形成方法は、リード間に圧入する方法（特許文献１）、アウターリードを跨ぐようにして熱硬化性樹脂を塗布し、その後加熱加圧してリード間に充填する方法（特許文献２）、マスク等を使用して印刷方式で塗り込む方法（特許文献３）であったが、多ピン化のため、リード間に圧入する方法（特許文献１）やマスクを使用する方法（特許文献３）ではコストが高すぎて実用的ではなかった。また、アウターリードを跨ぐようにしてリードフレーム表面に樹脂を塗布した場合（特許文献２）、リードフレーム表裏面に樹脂が残り、封止用樹脂で封止するために金型で挟んで閉じたときにリードフレームが変形したり、金型とリードフレームの間に隙間ができて樹脂漏れが生じることがあった。【０００７】
本発明は、このような状況の下でなされたものであり、封止用樹脂による半導体装置の封止の際に、リードフレームや半導体装置の変形や樹脂漏れが起こらず、封止後にダムバー切断除去工程を省略できるリードフレームや半導体装置を安価に提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第一は、複数のアウターリードと、複数のインナーリードを有し、前記アウターリードと前記インナーリードの境界に絶縁性樹脂製のダムバーを有するリードフレームにおいて、
前記絶縁性樹脂が、硬化完了前にはインナーリード間をリード側壁を伝って移動させることが可能である熱硬化樹脂または紫外線硬化樹脂であり、
インナーリード間隔が、ダムバー近傍ではダムバーに近づくにつれて狭くなっており、
かつ、アウターリード間隔が、ダムバー近傍ではダムバーの位置におけるリード間隔より広くなっていることを特徴とするリードフレームである。【０００９】
本発明の第二は、前記第一発明のリードフレーム上に半導体素子を搭載し、前記インナーリードと半導体素子の端子とを結線し、封止用樹脂で封止してなる半導体装置であって、前記絶縁樹脂製ダムバーが、封止用樹脂が形成される部分と形成されない部分の境界線（モールド封止ライン）上にあることを特徴とする半導体装置である。【００１０】
本発明の第三は、複数のアウターリードと、複数のインナーリードとを有し、ダムバーを有さないダムバーフリーリードフレームを金属薄板を加工して形成し、
インナーリード域のリードフレーム表面又は裏面に絶縁性の熱硬化性樹脂または紫外線硬化樹脂の樹脂液を塗布し、
リード間の隙間に流入した塗布樹脂液を、リード側壁を伝ってアウターリードとインナーリードの境界方向に移動させ、
その後、塗布樹脂を硬化させてモールド封止ライン上に樹脂製ダムバーを形成させることを特徴とするリードフレームの製造方法である。【００１１】
前記本発明の第三では、塗布樹脂液の移動方法が、インナーリード間隔がアウターリードとインナーリードの境界方向に近づくにつれて狭くすることによって樹脂液がリード側壁を伝って前記境界方向に移動し、アウターリード間隔を、塗布樹脂液移動停止位置より外側で広くすることにより前記塗布樹脂液の移動が停止する方法であることが好適である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、ダムバーが絶縁性の樹脂製であるため、封止用樹脂で半導体装置を封止した後にダムバーを切断除去する必要がない。また、樹脂製ダムバーは塗布法により形成されるため、低コストである。また、インナーリード域に樹脂液を塗布し、リード間の側壁を伝ってインナーリードとアウターリードの境界まで移動させてから硬化させることによってダムバーを形成するため、ダムバー近傍ではリードフレームの表裏面に樹脂が残留することがなく、封止のために金型で閉じたときにリードフレームが変形したり隙間ができて樹脂漏れが生じることもない。【００１３】
また、本発明では、インナーリード間隔が、ダムバー位置すなわちインナーリードとアウターリードの境界位置にかけて狭くなっており、リードフレーム表面からみると、インナーリード間隔の形状は台形になっている。このため、ダムバーの樹脂の形状は台形となり、硬化時にダムバーの樹脂が若干収縮しても、封止用樹脂を圧入したときの圧力によって樹脂製ダムバーがすっぽ抜けることを防止できる。【００１４】
さらに、ダムバーを形成する樹脂が硬化する際に生じる収縮を利用することにより、リードフレーム表裏面の高さ位置より樹脂製ダムバーの中央の位置をわずかに低くして、封止の際の金型とダムバーとの間にわずかな隙間をつくって、樹脂製ダムバーが封止用樹脂から発生するガスのガス抜き口（ベント口）の役割を兼ねることも可能である。【００１５】
さらに本願の第二発明では、ダムバー上の一部が封止用樹脂で覆われることになるため、樹脂製ダムバーの剥離や脱落を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のリードフレームの全体概観図
【図２】本発明で用いるダムバーフリーリードフレームの一部拡大図
【図３】本発明の製造方法の説明図
【図４】塗布した樹脂液の移動量とテーパとの関係の一例を示すグラフ
【図５】コーナー部とセンター部との樹脂液の移動量が異なることを説明するための説明図
【図６】コーナー部とセンター部との樹脂液の移動量が異なることを説明するための部分図
【図７】樹脂封止型半導体装置の概略図
【図８】半導体装置の樹脂封止方法の説明図
【図９】従来のリードフレーム
【図１０】半導体装置の樹脂封止方法の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
本発明では、まず、銅合金、ニッケル−鉄合金などの金属薄板をプレス加工またはエッチング加工して、ダムバーを有さないダムバーフリーリードフレームパターンを形成する。図１に本発明のリードフレームの概観図を示す。本発明では、インナーリード２とアウターリード４との間のモールド封止ライン３４の位置に、絶縁性樹脂製ダムバー３３が設けられている。
【００１８】
図２に本発明で用いるダムバーフリーリードフレームのアウターリードとインナーリードの境界付近の拡大図を示す。前記境界付近では、インナーリード間隔Ｗ１は、前記境界に向けて狭くなっており、前記境界を越えて、アウターリード域に入ると、アウターリード間隔Ｗ２は広くなっている。リードフレームの板厚は、０．１〜０．２ｍｍ、好ましくは０．１〜０．１５ｍｍである。アウターリードピッチは通常０．５ｍｍであり、アウターリード間隔は通常０．２〜０．３ｍｍである。また、リード間隔の狭くなる割合（テーパ）は、長さ１０００μｍ（１mm）あたり５〜６０μｍが好ましく、より好ましくは１０〜５０μｍ、さらに好ましくは１０〜４０μｍである。テーパが小さすぎると、ダムバー形成用樹脂の塗布液の移動量が小さくなり好ましくない。また、アウターリードの間隔が、前記境界でのリード間隔より広くなっている。
【００１９】
リードフレームのインナーリードの先端部分のリード表面には、一般にワイヤボンディングしやすいようにスポットメッキやリングメッキなどの手段により銀や金などのメッキ処理がなされている。
【００２０】
次にダムバーの形成方法を説明する。インナーリード域にダムバー形成用の樹脂液を塗布ライン３１に塗布すると（図３ａ）、塗布した樹脂液３２が表面張力によってリード間に入り込み（図３ｂ）、さらに樹脂液３２は表面張力によってリード側壁を伝って、リード間隔の狭い方向、すなわち前記境界方向に移動し（図３ｃ）、リード間隔が広くなるところで移動は止まる（図３ｄ）。この停止位置で樹脂を硬化完了させることにより樹脂製ダムバーを形成させる。また、塗布した樹脂液は、温度を上げることにより粘度を低下させることができ、停止位置までの移動を容易にすることができる。
【００２１】
ダムバー形成用の樹脂は、熱硬化性樹脂または紫外線硬化性樹脂が用いられ、好ましくは熱硬化性樹脂を用いる。熱硬化性樹脂としては、アクリル系熱硬化性樹脂、ポリイミド系熱硬化性樹脂、ポリアミドイミド系熱硬化性樹脂、エポキシ系熱硬化性樹脂が挙げられ、これらのうち、エポキシ樹脂系熱硬化性樹脂が好ましく、特にエポキシ樹脂と潜在性硬化剤からなる一液型エポキシ樹脂系熱硬化性樹脂が好ましい。樹脂液の塗布時の粘度は、４Ｐａ・ｓ以上６０Ｐａ・ｓ以下が好ましい。樹脂液の粘度が高すぎると、塗布スピードが遅くなり、また樹脂液の移動がしにくくなるので好ましくない。樹脂粘度が低すぎると、塗布時に液ダレなどが生じて扱いにくくなるので好ましくない。塗布方法は、ディスペンサ法が好ましく、特にスクリュー式ディスペンサを用いたディスペンサ法が塗布液量調整が容易であり好ましい。
【００２２】
樹脂の硬化方法は、その樹脂に対応する通常の方法が用いられる。一液型エポキシ樹脂系熱硬化性樹脂が用いられた場合、１７０〜２００℃で１５秒〜２分間加熱することで硬化固定することができる。また、熱硬化性樹脂を使用する場合、停止位置までの移動を容易にするための加熱と、硬化反応温度に昇温させるための加熱を兼ねることができる。具体的には、移動停止位置まで移動する前（図３ｃ）に加熱を開始し、移動を促進させて停止位置（図３ｄ）に到達したころに硬化反応温度になるようにするのが効率的である。
【００２３】
ダムバー形成用樹脂の塗布液の移動量は、塗布した樹脂液の粘度やインナーリード間隔、インナーリードの側面の表面状態などによって異なるが、リード間隔の狭くなる割合（テーパ）と樹脂移動距離との間に、概ね正の相関関係がある。図４は、リードのピッチ間隔が１２０μｍのリードフレームに、塗布した樹脂液の粘度が約２０Pa・ｓのダムバー形成用樹脂液を塗布した場合の、テーパと樹脂移動量の関係の一例を示したグラフである。図4のグラフでは、縦軸に樹脂液の移動量を示し、横軸に長さ１０００μｍあたりのリード間隔の狭くなる割合（テーパ）を示している。図４からわかるように、樹脂塗布液の移動距離とテーパには正の相関関係があるから、リード間隔のテーパを制御することにより、樹脂塗布液の移動量を制御することができ、所望の位置に樹脂製ダムバーを形成させることができる。
【００２４】
また、図５、図６に示すように、リードを放射状に配置し、モールド封止ラインが方形状とする場合、樹脂塗布ラインとダムバー形成位置までの距離が、センター部とコーナー部で相違する。すなわち、ダムバーの位置が揃うように樹脂塗布液を移動させるためには、センター部の樹脂移動量（Lce）より、コーナー部の樹脂移動量（Lco）を大きくする必要がある。このような場合、センター部のテーパ（Tce）よりコーナー部のテーパ（Tco）を大きくすることにより、樹脂塗布液の移動量を制御すればよい。
【００２５】
半導体装置は、上記のようにして製造されたリードフレームの所定位置に半導体素子を搭載し、インナーリードのメッキ処理部と半導体素子の端子とを結線し、その後、図７のようにリードフレームを封止用金型（上型）２１と封止用金型（下型）２２で挟み込むようにして、金型内部に封止用樹脂を注入し、固化することにより製造される。封止用樹脂としては、半導体装置の封止用樹脂として用いられるものであればいずれでもよく、例えば、エポキシ樹脂とアルミナやシリカなどの無機フィラーからなる樹脂組成物が挙げられる。本発明では、封止後ダムバーを切断除去する必要がないので、モールド封止ライン３４がダムバー３３上になるようにし、ダムバーの一部が封止用樹脂で覆われるようにするのが好ましい。ダムバーの一部を封止用樹脂で覆うようにすることにより、ダムバーの剥離、脱落が防止できる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明では、樹脂封止後のダムバー切断除去工程が省略できるので、多ピン化かつ狭ピッチ化した樹脂封止型半導体装置を安価に製造することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１    ダイパット
２    インナーリード
３    ダムバー
４    アウターリード
１１    半導体素子
１２    端子
１３    ワイヤ
１４    封止用樹脂
２１    金型（上型）
２２    金型（下型）
３１    塗布ライン
３２    塗布樹脂
３３    樹脂製ダムバー
３４    モールド封止ライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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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【国際調査報告】
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