(57)【要約】【課題】吊りリードの環状部で囲まれて独立した部位を設けて金属細線を接合し、接合箇所の強度を向上させ金属細線の付着不良の防止と安定した電気的接続をする。【解決手段】半導体素子６はダイパッド５に接着ペースト１１で固着され、半導体素子６の複数の電極パッド７から複数のインナーリード２と４本の吊りリード４を接続する金属細線８の接合により電気的に導通する。吊りリード４の一部には環状部１０を備え、環状部１０に囲まれた中央に金属細線８を接合する独立部９を設ける。これにより、半導体素子６の電極パッド７から吊りリード４へ金属細線８により接続して電気的に導通するセカンドボンディングの際、ボンディング箇所である吊りリード４の独立部９の接合に安定性を確保でき、接合箇所で金属細線８の付着不良を防止して接合信頼性を向上できる。また、吊りリード４の独立部９に金属細線８を接合することで密着性をよくすることができる。【選択図】図１
2006165448.tif 000002
【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と、前記アウターリードと前記インナーリードを分離する枠状のダムバーと、４本の吊りリードと、前記吊りリードで保持され、段差により下方に配置されたダイパッドとを有するリードフレームであって、
前記吊りリードに、金属細線を接合する部位と、前記部位を取り囲む形状に形成した環状部とを備え、前記環状部により前記吊りリードから独立した前記部位の一部を保持する形状を持つことを特徴とするリードフレーム。
【請求項２】
前記吊りリードにおいて、環状部の形状は略楕円形状であり、前記環状部により取り囲んだ部位の一部をダイパッドと反対側で保持することを特徴とする請求項１記載のリードフレーム。
【請求項３】
前記吊りリードにおいて、環状部の形状は略四角形状であり、前記環状部により取り囲んだ部位の一部をダイパッドと反対側で保持することを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項４】
複数のアウターリード、複数のインナーリード、４本の吊りリード、ダイパッドを有するリードフレームと、前記吊りリードが保持する前記ダイパッド上に搭載される半導体素子と、前記半導体素子の電極パッドと前記インナーリードを電気的接続に接合、及び前記半導体素子の電極パッドと前記吊りリードを電気的接続に接合する金属細線と、前記半導体素子と前記ダイパッドと前記金属細線と前記インナーリードと前記吊りリードの外囲を覆う封止樹脂とを備え、
前記吊りリードが、前記金属細線と接合する部位と、前記部位を取り囲む形状に形成した環状部を有し、前記環状部により前記吊りリードから独立した前記部位の一部を保持する形状を持つことを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のリードフレームを用意する工程と、
ダイパッドに半導体素子を、接着剤を介して搭載して熱硬化により接着するダイボンド工程と、
前記半導体素子の複数の電極パッドと複数のインナーリードをそれぞれ金属細線で接合し電気的に導通、及び前記半導体素子の電極パッドと吊りリードを前記金属細線で接合し電気的に導通する工程と、
前記半導体素子と前記金属細線と前記インナーリードと前記吊りリードを覆うように樹脂で封止する工程と、
樹脂封止した半導体装置をリードフレーム枠から分離する工程とからなり、
前記吊りリードに前記金属細線を接合する工程が、前記吊りリードに形成した環状部により取り囲まれて独立し、かつ一部が前記吊りリードに保持された部位と前記金属細線を接合することを特徴とする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、吊りリードの一部に環状部と、環状部で囲まれた内側に独立した部位を備えて、吊りリードの独立した部位に安定した状態で金属細線を接合することのできるリードフレーム及びそれを用いた半導体装置並びに半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の半導体装置に用いるリードフレーム枠は図５に示すように構成されている。図５において、１はアウターリード、２はインナーリード、３はダムバー、４は吊りリード、５はダイパッド、６は半導体素子、７は電極パッド、８は金属細線である。
【０００３】
また、図５に示すリードフレーム枠のように、ダイパッド５上には半導体素子６を搭載する。半導体素子６はダイパッド５には接着ペースト（図示せず）で固着される。半導体素子６の複数の電極パッド７から複数のインナーリード２、及び半導体素子６の複数の電極パッド７から４本の吊りリードを金属細線８で電気的に導通し、半導体素子６，金属細線８，インナーリード２，吊りリード４，ダイパッド５をエポキシ樹脂からなる封止樹脂（図示せず）で覆い半導体装置を構成する。
【特許文献１】特開２０００−２９９４２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような構成のリードフレームは、リードフレームのダイパッド上に半導体素子を搭載し、半導体素子の電極パッドと吊りリード間を金属細線で電気的接続する際、吊りリードの接合箇所が安定せずに強度が弱く、金属細線の付着等に課題があった。
【０００５】
従来の課題について図６を用いて具体的に説明する。図６は従来の吊りリード部へのワイヤーボンディングを行う拡大図である。図６に示すように、吊りリード４へキャピラリー１３より金属細線８をセカンドボンディングする際、吊りリード４の該当箇所にだぶつきΔｈが生じ、吊りリード４上のボンディング箇所が安定しにくく金属細線８の付着不良が起こるという問題があった。
【０００６】
本発明は、前記従来技術の問題を解決することに指向するものであり、吊りリードの一部に、環状部と、この環状部により囲まれて独立した部位を設けて金属細線を接合することにより、半導体装置のセカンドボンディングするボンディング箇所の強度を向上し、同時に金属細線の付着不良を防止して、金属細線と吊りリード間で安定した電気的接続ができるリードフレーム及びこれを用いた半導体装置並びに半導体装置の製造方法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】
前記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１記載されるリードフレームは、複数のアウターリードと、複数のインナーリードと、アウターリードとインナーリードを分離する枠状のダムバーと、４本の吊りリードと、吊りリードで保持され、段差により下方に配置されたダイパッドとを有するリードフレームであって、吊りリードに、金属細線を接合する部位と、部位を取り囲む形状に形成した環状部とを備え、環状部により吊りリードから独立した部位の一部を保持する形状を持つ構成により、金属細線を接合する部位の強度を得て安定した接合をすることができる。
【０００８】
また、請求項２，３に記載されるリードフレームは、請求項１のリードフレームであって、吊りリードにおいて、環状部の形状は略楕円形状であり、環状部により取り囲んだ部位の一部をダイパッドと反対側で保持すること、または、吊りリードにおいて、環状部の形状は略四角形状であり、環状部により取り囲んだ部位の一部をダイパッドと反対側で保持する構成により、金属細線を接合する部位の形成を容易とし、安定した接合をすることができる。
【０００９】
また、本発明に係る請求項４記載される半導体装置は、複数のアウターリード、複数のインナーリード、４本の吊りリード、ダイパッドを有するリードフレームと、吊りリードが保持するダイパッド上に搭載される半導体素子と、半導体素子の電極パッドとインナーリードを電気的接続に接合、及び半導体素子の電極パッドと吊りリードを電気的接続に接合する金属細線と、半導体素子とダイパッドと金属細線とインナーリードと吊りリードの外囲を覆う封止樹脂とを備え、吊りリードが、金属細線と接合する部位と、部位を取り囲む形状に形成した環状部を有し、環状部により吊りリードから独立した部位の一部を保持する形状を持つ構成により、金属細線を接合する部位において電気的接続の安定性を得ることができる。
【００１０】
また、本発明に係る請求項５に記載される半導体装置の製造方法は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のリードフレームを用意する工程と、ダイパッドに半導体素子を、接着剤を介して搭載して熱硬化により接着するダイボンド工程と、半導体素子の複数の電極パッドと複数のインナーリードをそれぞれ金属細線で接合し電気的に導通、及び半導体素子の電極パッドと吊りリードを金属細線で接合し電気的に導通する工程と、半導体素子と金属細線とインナーリードと吊りリードを覆うように樹脂で封止する工程と、樹脂封止した半導体装置をリードフレーム枠から分離する工程とからなり、吊りリードに金属細線を接合する工程が、吊りリードに形成した環状部により取り囲まれて独立し、かつ一部が吊りリードに保持された部位と金属細線を接合することによって、金属細線を接合する部位の強度を得て安定した接合と、電気的接続の安定性を得られる半導体装置を製造できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、リードフレームにおける吊りリードの一部に、環状部と、この環状部により囲まれて独立した部位を設けて金属細線を接合することにより、半導体装置のセカンドボンディングするボンディング箇所の強度を向上すると同時に金属細線の付着不良を防止し、金属細線と吊りリード間で安定した電気的接続をすることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。
【００１３】
図１（ａ）は本発明の実施の形態１における半導体装置に用いるリードフレームを示す正面図、（ｂ）は半導体装置のＡ−Ａ’断面図である。ここで、前記従来例を示す図５において説明した構成部材に対応し実質的に同等機能を有するものには同一の符号を付してこれを示す。
【００１４】
図１（ａ）において、１はアウターリード、２はインナーリード、４は吊りリード、５はダイパッド、６は半導体素子、７は電極パッド、８は金属細線、９は吊りリード４の一部に設けた環状部１０により取り囲まれた内側に金属細線８と接合する部位としての独立部である。
【００１５】
図１（ｂ）のＡ−Ａ’断面図に示すように、ダイパッド５上に半導体素子６を搭載する。半導体素子６はダイパッド５に接着ペースト１１で固着される。また、半導体素子６の複数の電極パッド７からは、複数のインナーリード２と４本の吊りリード４と接続する金属細線８の接合により電気的に導通する。吊りリード４の一部には環状部１０を備え、この環状部１０に囲まれた中央に金属細線８を接合する独立部９を設けて、吊りリード４はこの独立部９の一部を保持している。これにより、半導体素子６の電極パッド７から吊りリード４へ金属細線８により接続して電気的に導通するセカンドボンディングの際、ボンディング箇所の吊りリード４の独立部９の接合に安定性を確保することができ、セカンドボンディングの接合箇所で金属細線８の付着不良を防止して接合信頼性をさらに向上できる。また、吊りリード４の独立部９に金属細線８を接合することで密着性をよくすることができる。
【００１６】
また、図２は本実施の形態１におけるリードフレーム枠を示す正面図である。図２において、１はアウターリード、２はインナーリード、３はダムバー、４は吊りリード、５はダイパッド、６は半導体素子、７は電極パッド、８は金属細線である。従来例を示す図５との違いは、吊りリード４の一部に環状部１０を備え、環状部１０に囲まれた中央に金属細線８を接合する独立部９を設けたことで、これにより、半導体素子６の複数の電極パッド７と４本の吊りリード４間を金属細線８で接続して電気的に導通する際、吊りリード４の独立部９により接合に安定を図ることができる。
【００１７】
図３（ａ）は本実施の形態１における吊りリードへ金属細線のワイヤーボンディングを行う接合部分、（ｂ）は吊りリードの拡大図である。従来の図６（ａ），（ｂ）において説明したように、吊りリード４へキャピラリー１３より金属細線８をセカンドボンディングする際、吊りリード４の接合箇所にだぶつきΔｈが起こり、接合箇所が安定しにくく、吊りリード４と金属細線８の間で付着不良が起こる。この対策として、図３（ｂ）に示すように、吊りリード４の一部に設けた環状部１０を備え、環状部１０に囲まれた中央に金属細線８を接合する独立部９を設けることで、半導体素子６の電極パッド７と吊りリード４間を金属細線８により接続して電気的に導通する際、吊りリード４の独立部９により安定性を確保することができ、セカンドボンディングのボンディング箇所の強度を向上すると同時に、吊りリード４と金属細線８の付着不良を防止することができる。
【００１８】
本実施の形態１における半導体装置に用いるリードフレームにより、図１，図３で示したように、ダイパッド５に接着ペースト１１で半導体素子６を搭載し、半導体素子６の電極パッド７と吊りリード４の間を金属細線８により接続し電気的に導通する際、吊りリード４の一部に環状部１０を備え、環状部１０に囲まれた中央に金属細線８を接合する独立部９を設けることで、吊りリード４の独立部９と金属細線８の接合に付着不良を防止でき、電気的接続においても安定性を得ることができる。
【００１９】
なお、本実施の形態１において、リードフレームの吊りリード４の一部に設ける環状部１０を図４（ａ）に示す形状を例として説明したが、この形状に限らず図４（ｂ）に示す略楕円形状、図４（ｃ）に示す略四角形状であってもよく、金属細線８と接合する独立部９を、吊りリード４の保持する半導体素子６と反対側にて、吊りリード４が独立部９の一部を保持するように構成し、より加工し易くすることが可能である。
【００２０】
また、本実施の形態２における半導体装置の製造方法は、図１（ｂ）に示すような半導体装置を製造する工程として、まず、半導体素子６とダイパッド５を接着材料の接着ペースト１１を介して接着する工程と、それぞれを接着した接着剤を熱硬化する工程である。
【００２１】
接着ペースト１１としては、例えばＡｇ粉を含んだエポキシ樹脂で、約１００℃〜２５０℃、数十秒で硬化する。
【００２２】
次に、半導体素子６の各電極パッド７と、複数のインナーリード２及び吊りリード４のそれぞれを金属細線８で結び、電気的に導通する工程である。
【００２３】
ここで、接合により電気的に導通する工程を詳細に説明する。ダイパッド５に搭載した半導体素子６の電極パッド７と、複数のインナーリード２及び４本の吊りリード４とを金属細線８によりワイヤーボンディングで電気的接続に接合する。金属細線８は金（Ａｕ）純度、９９．９９％以上、直径１５μｍ〜３０μｍの範囲が主となり、ワイヤーボンダーのキャピラリー１３（図３（ａ）参照）による超音波・熱圧着方法で接合する。
【００２４】
図示していないが、半導体素子６とインナーリード２と吊りリード４とダイパッド５を１５０℃〜２５０℃のヒータープレート上で熱しながら、図３（ａ）に示すようにキャピラリー１３に金属細線８を通しておき、超音波振動と荷重を付加しながら、半導体素子６の電極パッド７側に予め形成した金属ボールを押しつけ接合し、インナーリード２，吊りリード４側まで移動し、キャピラリー１３により金属細線８を接合する位置に、吊りリード４では前述した独立部９に押しつけてちぎる。これにより、吊りリード４の接合箇所が安定した強度を有し、金属細線８の接合を行うことができる。このとき金属細線８が任意のループ高さの形状となるようにキャピラリー１３の動きをワイヤーボンダー側でコントロールする。
【００２５】
さらに、半導体素子６とダイパッド５と金属細線８とインナーリード２と吊りリード４を覆うようにエポキシ樹脂等の封止樹脂１２で封止する工程である。
【００２６】
封止樹脂１２で樹脂封止する工程を詳細に説明する。前工程までの半完成品の半導体装置を封止金型（図示せず）に載置して挟み込む。樹脂封止型半導体装置のボディ部に液状で熱硬化性のエポキシ樹脂の封止樹脂１２を注入封止する。封止樹脂１２は１５０℃〜２００℃に熱せられた封止金型の熱により液状に溶融する。溶融した封止樹脂１２は同じ温度下において数十秒〜百数十秒で硬化（キュア）する。この後、リードフレーム枠から切り取って半導体装置を製造することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明に係るリードフレーム及びそれを用いた半導体装置並びに半導体装置の製造方法は、リードフレームにおける吊りリードの一部に、環状部と、この環状部により囲まれて独立した部位を設けて金属細線を接合することにより、金属細線をセカンドボンディングするボンディング箇所の強度を向上すると同時に金属細線の付着不良を防止し、金属細線と吊りリード間で安定した電気的接続をすることができ、吊りリードと金属細線の接合に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態１における（ａ）は半導体装置に用いるリードフレームを示す正面図、（ｂ）は半導体装置のＡ−Ａ’断面図
【図２】本実施の形態１におけるリードフレーム枠の正面図
【図３】本実施の形態１における（ａ）は吊りリードへ金属細線のワイヤーボンディングを行う接合部分、（ｂ）は吊りリードの拡大図
【図４】本実施の形態１における（ａ）は吊りリードの形状、（ｂ）は略楕円形状、（ｃ）は略四角形状を示す図
【図５】従来の半導体装置に用いるリードフレーム枠を示す図
【図６】従来の（ａ）は吊りリードへ金属細線のワイヤーボンディングを行う接合部分、（ｂ）は吊りリードの拡大図
【符号の説明】
【００２９】
１  アウターリード
２  インナーリード
３  枠状ダムバー
４  吊りリード
５  ダイパッド
６  半導体素子
７  電極パッド
８  金属細線
９  独立部
１０  環状部  
１１  接着ペースト
１２  封止樹脂
１３  キャピラリー
【図１】
2006165448.tif 000003
【図２】
2006165448.tif 000004
【図３】
2006165448.tif 000005
【図４】
2006165448.tif 000006
【図５】
2006165448.tif 000007
【図６】
2006165448.tif 000008