(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子デバイスの製造方法であって、
半導体チップを実装するチップ領域と、前記電子デバイスの完成後に端子の先端面になる面が開放されており、前記先端面以外の面に設けられた第１領域接続部により互いに接続されている、前記半導体チップと接続される複数の端子領域とを有するリードフレームを準備する準備工程と、
前記チップ領域を含み、かつ前記端子領域の先端部を含まない所定領域を覆うようにパッケージを形成するパッケージ形成工程と、
前記パッケージ形成工程の後に、前記端子領域のうち、前記パッケージに覆われていない領域をメッキするメッキ工程と、
前記パッケージ形成工程と前記メッキ工程との間に、前記第１領域接続部を除去する除去工程と、
を実行する電子デバイスの製造方法。
【請求項２】
電子デバイスの製造方法であって、
半導体チップを実装するチップ領域と、前記電子デバイスの完成後に端子の先端面になる面が開放されており、前記先端面以外の面に設けられた第１領域接続部により互いに接続されている、前記半導体チップと接続される複数の端子領域とを有するリードフレームを準備する準備工程と、
前記チップ領域を含み、かつ前記端子領域の先端部を含まない所定領域を覆うようにパッケージを形成するパッケージ形成工程と、
前記パッケージ形成工程の後に、前記端子領域のうち、前記パッケージに覆われていない領域をメッキするメッキ工程と、
前記メッキ工程の後に、前記第１領域接続部を除去する除去工程と、
を実行する電子デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記除去工程において、前記複数の端子領域の間に形成された前記パッケージを除去する、
請求項１又は２に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記リードフレームは、複数の前記チップ領域が接続された第２領域接続部を有しており、
前記メッキ工程において、前記第２領域接続部に通電することにより、前記パッケージに覆われていない領域をメッキする、
請求項１から３のいずれか１項に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項５】
前記パッケージ形成工程において、複数の前記チップ領域を含む領域を覆うように樹脂を注入し、
前記メッキ工程の後に、前記第２領域接続部と前記チップ領域との間において前記樹脂を切断する切断工程をさらに実行する、
請求項４に記載の電子デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子デバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイスは、基板に設けられたランドに端子を半田付けすることにより、搭載する基板に固定される。端子の半田濡れ性を高めるために、端子をメッキ処理する方法が知られている。特許文献１には、リードフレームをメッキ処理した後に加工することにより、ＱＦＮ（Quad Flat Non-Leaded Package）の端子をメッキ処理する方法が開示されている。特許文献２には、リードフレーム全体をメッキ処理した後に電子デバイスを組み立て、リードフレームの一部をそのまま端子として用いることにより、端子の全面がメッキ処理された電子デバイスを製造する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１９１２４０号公報
【特許文献２】特開２０１２−７４４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に記載の方法においては、リードフレームをメッキ処理した後に切断加工するので、端子の切断面はメッキ処理されていない状態となる。端子の切断面がメッキ処理されていないと、切断面の半田濡れ性が悪いので、電子デバイスと基板との接続の信頼性が不十分だという問題があった。
【０００５】
他方で、特許文献２に記載の方法のように、全面をメッキ処理したリードフレームに半導体チップを搭載した後に、半導体チップを樹脂で覆うことにより電子デバイスを製造すると、メッキ処理のコストが高くなるという問題があった。特に、端子の信頼性を向上するために貴金属をメッキする場合、リードフレームの全面にメッキ処理をすることは、採算性の点で問題があった。
【０００６】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、基板との接続性が良好な電子デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様においては、電子デバイスの製造方法であって、半導体チップを実装するチップ領域と、前記電子デバイスの完成後に端子の先端面になる面が開放されており、前記先端面以外の面に設けられた第１領域接続部により互いに接続されている、前記半導体チップと接続される複数の端子領域とを有するリードフレームを準備する準備工程と、前記チップ領域を含み、かつ前記端子領域の先端部を含まない所定領域を覆うようにパッケージを形成するパッケージ形成工程と、前記パッケージ形成工程の後に、前記端子領域のうち、前記パッケージに覆われていない領域をメッキするメッキ工程と、前記パッケージ形成工程と前記メッキ工程との間に、前記第１領域接続部を除去する除去工程と、を実行する電子デバイスの製造方法を提供する。
【０００８】
本発明の第２の態様においては、電子デバイスの製造方法であって、半導体チップを実装するチップ領域と、前記電子デバイスの完成後に端子の先端面になる面が開放されており、前記先端面以外の面に設けられた第１領域接続部により互いに接続されている、前記半導体チップと接続される複数の端子領域とを有するリードフレームを準備する準備工程と、前記チップ領域を含み、かつ前記端子領域の先端部を含まない所定領域を覆うようにパッケージを形成するパッケージ形成工程と、前記パッケージ形成工程の後に、前記端子領域のうち、前記パッケージに覆われていない領域をメッキするメッキ工程と、前記メッキ工程の後に、前記第１領域接続部を除去する除去工程と、を実行する電子デバイスの製造方法を提供する。
【０００９】
前記除去工程において、前記複数の端子領域の間に形成された前記パッケージを除去してもよい。
【００１０】
前記リードフレームは、複数の前記チップ領域が接続された第２領域接続部を有しており、前記メッキ工程において、前記第２領域接続部に通電することにより、前記パッケージに覆われていない領域をメッキしてもよい。
【００１１】
前記パッケージ形成工程において、複数の前記チップ領域を含む領域を覆うように樹脂を注入し、前記メッキ工程の後に、前記第２領域接続部と前記チップ領域との間において前記樹脂を切断する切断工程をさらに実行してもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、基板との接続性が良好な電子デバイスを提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態に係る電子デバイス１の構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る電子デバイス１の製造方法のフローチャートである。
【図３】準備工程Ｓ１１において準備するリードフレーム６０の形状を示す図である。
【図４】半導体チップ１０がチップ領域６１に実装された状態の製造中モジュールを示す図である。
【図５】樹脂注入工程Ｓ１３を実行した後の製造中モジュールを示す図である。
【図６】除去工程Ｓ１４において除去する領域を示す図である。
【図７】除去領域Ｒの周辺の拡大図である。
【図８】除去領域Ｒに含まれる垂直クロスバー６４、接続バー６６及び樹脂を除去した後の製造中モジュールを示す図である。
【図９】切断工程Ｓ１６において切断する切断線Ｃ１及びＣ２を示す図である。
【図１０】第２の実施形態に係る電子デバイス１の製造方法のフローチャートである。
【図１１】電子デバイス１の端子３０の第１変形例を示す図である。
【図１２】電子デバイス１の端子３０の第２変形例を示す図である。
【図１３】電子デバイス１の端子３０の第３変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜第１の実施形態＞
［電子デバイス１の構造］
図１は、第１の実施形態に係る電子デバイス１の構成を示す図である。図１（ａ）は、電子デバイス１の平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。電子デバイス１は、半導体チップ１０と、基板２０と、端子３０と、パッケージ４０とを有する。
【００１７】
半導体チップ１０は、基板２０に実装されており、ボンディングワイヤ５０により端子３０と接続されている。半導体チップ１０、基板２０及びボンディングワイヤ５０は、例えば樹脂を形成素材とするパッケージ４０により覆われている。
【００１８】
基板２０及び端子３０は、銅系素材又は鉄系素材を形成素材とするリードフレームから形成されている。基板２０の少なくとも一部の領域はメッキされておらず、パッケージ４０に形成素材が接触している。例えば、基板２０におけるパッケージ４０に覆われている領域はメッキされていない。端子３０におけるパッケージ４０に覆われている領域のうち、ボンディングワイヤ５０と接続するための半田が設けられる領域以外の領域もメッキされていない。
【００１９】
図１（ｃ）は、端子３０の拡大図である。端子３０には、第１突起部３１と第２突起部３２とが形成されている。第１突起部３１は、先端面３１ａと側面３１ｂとを有する。第２突起部３２は、端子３０における先端面３１ａ以外の側面に形成されており、端面３２ａと切断面３２ｂとを有する。
【００２０】
端子３０の全ての面は、例えば、銀、金、錫、鉛、ビスマス、パラジウム、又はこれらの金属の２種類以上の合金により金属メッキされている。端子３０の面に施される金属メッキは、その他の任意の種類の金属メッキであってもよい。例えば、金属メッキは、それぞれ異なる金属の複数の層により構成される多層メッキであってもよい。すなわち、上面３０ａ、底面３０ｂ、先端面３１ａ、側面３１ｂ、端面３２ａ及び切断面３２ｂの全ての面が、金属メッキで覆われている。
【００２１】
このように、電子デバイス１においては、端子３０の全ての面が金属メッキで覆われているので、電子デバイス１を実装するプリント基板に半田付けにより実装した場合に、電子デバイス１とプリント基板との接合信頼性を向上させることができる。また、端子３０の全ての面が半田を介してプリント基板と接続されることになるので、放熱性も向上する。さらに、基板に電子デバイス１を実装した後に、電子デバイス１の上面からの目視による実装状態の検査が容易である。
【００２２】
［電子デバイス１の製造方法］
図２は、第１の実施形態に係る電子デバイス１の製造方法のフローチャートである。電子デバイス１の製造方法は、準備工程Ｓ１１、チップ実装工程Ｓ１２、樹脂注入工程Ｓ１３、除去工程Ｓ１４、メッキ工程Ｓ１５及び切断工程Ｓ１６を含んで構成されている。
以下、図３から図９を参照して、電子デバイス１の製造方法の詳細を説明する。
【００２３】
まず、準備工程Ｓ１１においては、リードフレーム６０を準備する。
図３は、準備工程Ｓ１１において準備するリードフレーム６０の形状を示す図である。リードフレーム６０は、半導体チップ１０を実装する複数のチップ領域６１と、半導体チップ１０と接続される複数の端子領域６２とを有する。端子領域６２は、後述のメッキ工程Ｓ１５において金属メッキが施されて、端子３０になる。
【００２４】
リードフレーム６０は、２次元平面の第１の方向及び第２の方向に複数のチップ領域６１を有する多行多列構成を有している。図３には、第１の方向及び第２の方向のそれぞれの方向において２個のチップ領域６１（合計、４個のチップ領域６１）が示されている。
【００２５】
また、リードフレーム６０は、チップ領域６１が接続される第２領域接続部としての水平クロスバー６３、及び端子領域６２が接続される第１領域接続部としての垂直クロスバー６４を有する。水平クロスバー６３及び垂直クロスバー６４は、電子デバイス１を構成する領域の周囲に形成されている。水平クロスバー６３及び垂直クロスバー６４は、それぞれ直交する方向に形成された細長い領域であり、ハンガーリード６５を介してチップ領域６１及び端子領域６２と接続されている。
【００２６】
チップ領域６１は、２つの水平クロスバー６３に、それぞれ２つのハンガーリード６５ａを介して接続されている。また、端子領域６２は、１つの水平クロスバー６３に１つのハンガーリード６５ａを介して接続されているとともに、垂直クロスバー６４を介して、隣接する端子領域６２と接続されている。隣接する複数の垂直クロスバー６４は、接続バー６６により接続されている。
【００２７】
準備工程Ｓ１１が終了すると、チップ実装工程Ｓ１２を実行する。チップ実装工程Ｓ１２においては、まず、チップ領域６１に銀ペーストを塗布した後に半導体チップ１０を載置して、半導体チップ１０をチップ領域６１に接着させる。続いて、半導体チップ１０に設けられた端子と端子領域６２との間を、ボンディングワイヤ５０により接続する。図４は、半導体チップ１０がチップ領域６１に実装された状態の製造中モジュールを示す図である。なお、本明細書において、製造過程の複数の電子デバイス１を含むデバイスを製造中モジュールと称する。
【００２８】
続いて、樹脂注入工程Ｓ１３を実行する。樹脂注入工程Ｓ１３においては、チップ領域６１を含み、かつ端子領域６２の先端部を含まない領域を覆うように樹脂を注入する。具体的には、チップ領域６１に半導体チップ１０を実装したリードフレーム６０に、チップ領域６１を含み、かつ端子領域６２の先端部を含まない領域を覆う金型をかぶせる。この状態で、加熱して液状化させた樹脂を金型に流し込むことにより、パッケージ４０を形成する。
【００２９】
図５は、樹脂注入工程Ｓ１３を実行した後の製造中モジュールの状態を示す図である。図５（ａ）における斜線領域は、樹脂を金型に注入することにより形成したパッケージ４０である。図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。図５（ｂ）に示す形状の金型を用いることで、パッケージ４０を形成することができる。
【００３０】
続いて、除去工程Ｓ１４を実行する。除去工程Ｓ１４においては、パッケージ４０に覆われていない領域のうち、垂直クロスバー６４及び接続バー６６を含み、かつ端子領域６２を含まない領域を除去する。
【００３１】
図６は、除去工程Ｓ１４において除去する領域を示す図である。除去工程Ｓ１４においては、例えばレーザを用いて、図６における濃い灰色で示されている除去領域Ｒの外周に沿って製造中の製造中モジュールを切断することにより、除去領域Ｒに含まれる垂直クロスバー６４、接続バー６６、及び複数の端子領域６２の間に注入された樹脂を除去する。除去工程Ｓ１４においては、除去領域Ｒの形状に対応する金型を用いて除去領域Ｒの外周を切断することにより、除去領域Ｒを除去する。除去工程Ｓ１４においては、金型を用いることなく、レーザ照射等の他の方法を用いて、除去領域Ｒに含まれる部材を除去してもよい。
【００３２】
図７は、除去領域Ｒの周辺の拡大図である。図７（ａ）は、太破線で囲まれた除去領域Ｒに含まれる垂直クロスバー６４、接続バー６６及び樹脂を除去する前の状態を示す図である。図７（ｂ）は、除去領域Ｒに含まれる垂直クロスバー６４、接続バー６６及び樹脂を除去した後の状態を示す図である。図８は、除去領域Ｒに含まれる垂直クロスバー６４、接続バー６６及び樹脂を除去した後の製造中モジュールを示す図である。
【００３３】
図７（ａ）から明らかなように、除去領域Ｒの外周の大部分は、樹脂が形成された領域に重なっている。そして、除去領域Ｒの外周は、除去領域Ｒの長手方向の２辺のそれぞれにおいて、２本の垂直クロスバー６４と交差している。このように、除去領域Ｒの外周の大部分が、比較的切断しやすい樹脂と交差しており、金属製の部材を切断する必要がある箇所は、除去領域Ｒの長手方向の２辺のそれぞれが２本の垂直クロスバー６４と交差する箇所のみである。このように、端子領域６２を水平方向に切断することなく、垂直クロスバー６４を切断することにより、金属製の部材を切断する長さを短くすることができるので、短時間で除去領域Ｒを除去することができる。
【００３４】
図７（ｂ）に示すように、除去領域Ｒを除去した後には、図１に示した端子３０の形状が形成されていることがわかる。具体的には、垂直クロスバー６４が切断されたことにより、垂直クロスバー６４の一部が、端面３２ａと切断面３２ｂとを有する第２突起部３２となっていることがわかる。
【００３５】
続いて、メッキ工程Ｓ１５を実行する。メッキ工程Ｓ１５においては、水平クロスバー６３に通電することにより、端子領域６２のうち、図８に示した状態において露出している領域に金属メッキを施す。端子領域６２は、パッケージ４０に覆われた領域に残されたハンガーリード６５により水平クロスバー６３と接続されている。したがって、水平クロスバー６３に通電することにより、それぞれの端子領域６２に通電用の電極を接続することなく、複数の端子領域６２に金属メッキを施すことができる。除去工程Ｓ１４の後でメッキ工程Ｓ１５を実行することにより、図１（ｃ）に示した上面３０ａ、底面３０ｂ、先端面３１ａ、側面３１ｂ、端面３２ａ及び切断面３２ｂを含むすべての面をメッキすることができる。
【００３６】
続いて、切断工程Ｓ１６を実行する。切断工程Ｓ１６においては、それぞれの電子デバイス１に対応する領域の外周をダイシングブレードにより切断することで、複数の電子デバイス１を完成させる。具体的には、切断工程Ｓ１６において、水平クロスバー６３とチップ領域６１との間を通る直線に沿って、製造中モジュールを切断する。このように切断することにより、水平クロスバー６３が切り離されて、複数の端子領域６２が互いに電気的に接続されない状態になる。
【００３７】
図９は、切断工程Ｓ１６においてダイシングブレードにより切断する切断線Ｃ１及びＣ２を示す図である。切断線Ｃ１及びＣ２は、水平クロスバー６３とチップ領域６１との間において、複数のハンガーリード６５と交差する。切断線Ｃ１及びＣ２が、チップ領域６１及び端子領域６２と交差することなく複数のハンガーリード６５と交差することにより、ダイシングブレードは、水平方向の幅がハンガーリード６５よりも大きいチップ領域６１及び端子領域６２を切断する必要がない。したがって、本実施形態に係る製造方法によれば、製造中モジュールを切断して個々の電子デバイス１に分離する際に、ダイシングブレード及び製造中モジュールにかかる負荷を軽減することができる。
【００３８】
［第１の実施形態における効果］
以上説明した通り、第１の実施形態に係る電子デバイス１の製造方法においては、チップ領域６１を含み、かつ端子領域６２の先端部を含まない領域を覆うように樹脂を注入する樹脂注入工程Ｓ１３を実行した後に、端子領域６２以外の領域を除去した後にメッキ工程Ｓ１５を実行する。このようにすることで、端子の全ての面がメッキされた電子デバイス１を製造することができる。
【００３９】
本製造方法により製造した電子デバイス１においては、端子３０の全ての面が金属メッキで覆われているので、電子デバイス１を実装するプリント基板に半田付けにより実装した場合に、電子デバイス１とプリント基板との接合信頼性を向上させることができる。また、端子３０の全ての面が半田を介してプリント基板と接続されることになるので、放熱性も向上する。さらに、基板に電子デバイス１を実装した後に、電子デバイス１の上面からの目視による実装状態の検査が容易である。
【００４０】
さらに、本製造方法によれば、金属メッキが施される領域が端子領域６２の一部に限定される。したがって、メッキに要するコストを抑制することができる。また、リードフレーム６０と異なる部材からなる放熱板等の部材を付加する場合、メッキ工程において放熱板等の部材も同時にメッキすることができるので、予めメッキされた放熱板を準備する場合よりもコストを低減することができる。
【００４１】
また、本製造方法によれば、パッケージ４０の形状が同一で、端子３０の形状が異なる複数種類の電子デバイス１を容易に製造することができる。具体的には、端子領域６２の形状が異なるリードフレーム６０を準備することにより、全面に金属メッキが施された任意の形状の端子３０が設けられた電子デバイス１を製造することができる。
【００４２】
さらに、本製造方法によれば、複数の端子領域６２と電気的に接続された水平クロスバー６３に通電することにより複数の端子領域６２にメッキした後に、水平クロスバー６３を含む領域を除去する。このようにすることで、複数の端子領域６２のそれぞれに通電端子を接続することなくメッキすることが可能である。また、メッキが完了した後に、複数の端子領域６２が電気的に接続されていない状態になるので、複数の端子領域６２を、互いに電気的に独立した端子３０とすることができる。
【００４３】
＜第２の実施形態＞
図１０は、第２の実施形態に係る電子デバイス１の製造方法のフローチャートである。図１０に示す製造方法においては、Ｓ１１からＳ１３までの工程は、第１の実施形態に係る図２に示した製造方法と同一である。第２の実施形態は、樹脂注入工程Ｓ１３の後にメッキ工程Ｓ２４を実行し、メッキ工程Ｓ２４の後に除去工程Ｓ２５を実行する点で、第１の実施形態と異なる。
【００４４】
具体的には、樹脂注入工程Ｓ１３を実行した後の図５に示す状態において、水平クロスバー６３に通電することにより、パッケージ４０に覆われないで露出しているリードフレーム６０の各部（端子領域６２、水平クロスバー６３、垂直クロスバー６４及び接続バー６６）に金属メッキを施す。その後、図６に示した除去領域Ｒを除去する。
【００４５】
このようにすることで、端子３０の上面３０ａ、底面３０ｂ、先端面３１ａ、側面３１ｂ及び端面３２ａがメッキされた電子デバイス１を製造することができる。
【００４６】
＜変形例＞
上記の電子デバイス１の製造方法により製造することができる電子デバイス１の端子３０の形状は、図１（ｃ）に示した形状に限られない。図１１、図１２及び図１３は、電子デバイス１の端子３０の変形例を示す図である。
【００４７】
図１１は、端子３０に第１突起部３１が形成されていないという変形例である。準備工程Ｓ１１において準備するリードフレーム６０における端子領域６２に、垂直クロスバー６４から突出した領域を設けないことにより、図１１に示す形状の端子３０を形成することができる。除去工程Ｓ１４において除去する除去領域Ｒの形状を調整することによっても、図１１に示す形状の端子３０を形成することができる。
【００４８】
図１２は、端子３０に第１突起部３１及び第２突起部３２が形成されていないという変形例である。除去工程Ｓ１４において除去する除去領域Ｒの形状を調整することによって、図１２に示す形状の端子３０を形成することができる。
【００４９】
図１３は、端子３０に凹部３３が形成されているという変形例である。凹部３３は、端子３０の先端面３１ａに接する位置に形成されており、先端面３１ａに対してパッケージ４０の側に凹んでいる。先端面３１ａと同様に、凹部３３の表面はメッキされている。
【００５０】
凹部３３の形状は任意であり、凹部３３の輪郭線は、図１３に示す円弧に限らず、多角形の外周の一部に相当する形状であってもよい。また、凹部３３の表面形状は、球の表面形状と同等の形状であってもよい。準備工程Ｓ１１において準備するリードフレーム６０の形状を、これらの形状に加工することにより、端子３０に、メッキされた凹部３３を形成することができる。端子３０が、メッキされた凹部３３を有することにより、メッキされた端子３０の先端面３１ａの面積が実質的に増加する。その結果、電子デバイス１を基板に実装する際の接合面積が増加するので、実装性を向上させることができる。
【００５１】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００５２】
例えば、上記の説明においては、除去工程において、金型又はレーザを用いて金属及び樹脂を除去する方法について説明したが、他の方法により金属及び樹脂を除去してもよい。例えば、所定の形状のカッターを用いて除去領域Ｒの外周に沿って切断することによっても、金属及び樹脂を除去することができる。
【００５３】
また、上記の説明においては、パッケージ４０が樹脂により形成されているものとしたが、パッケージ４０を、樹脂以外の形成素材により形成してもよい。例えば、パッケージ４０の形成素材としてセラミックを用いてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１  電子デバイス
１０  半導体チップ
２０  基板
３０  端子
３１  第１突起部
３２  第２突起部
３３  凹部
４０  パッケージ
５０  ボンディングワイヤ
６０  リードフレーム
６１  チップ領域
６２  端子領域
６３  水平クロスバー
６４  垂直クロスバー
６５  ハンガーリード
６６  接続バー
【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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【図１３】
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【図５】
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