(57)【要約】【課題】  リード同士の短絡の原因となるウィスカの成長を抑制することができる半導体装置及びその製造方法を得る。【解決手段】  半導体チップと、半導体チップとワイヤボンディングされ、互いの間隔が４００μｍ以下である複数のリードと、半導体チップを封止する樹脂と、リードに鉛フリー半田により形成された膜厚が７μｍ以上の外装めっきとを有する。また、リードを曲げ加工する場合に、ベンドパンチをダイに対して水平方向に近付くように下降させて、ベンドパンチとダイでリードを挟むようにする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップと、
前記半導体チップとワイヤボンディングされ、互いの間隔が４００μｍ以下である複数のリードと、
前記半導体チップを封止する樹脂と、
前記リードの表面に鉛フリー半田により形成された膜厚が７μｍ以上の外装めっきとを有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
互いの間隔が４００μｍ以下である複数のリードと半導体チップとをワイヤボンディングする工程と、
前記半導体チップを樹脂で封止する工程と、
前記リードの表面に鉛フリー半田により膜厚が７μｍ以上の外装めっきを形成する工程と、
ベンドパンチをダイに対して水平方向に近付くように下降させて、前記ベンドパンチと前記ダイで前記リードを挟むことにより、前記リードを曲げ加工する工程とを有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、リードの表面に鉛フリー半田により外装めっきを形成した半導体装置及びその製造方法に関し、特にリード同士の短絡の原因となるウィスカの成長を抑制することができる半導体装置及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
樹脂封止型の半導体装置のリードには、外部機器との接合の際に良好な半田付け性、良好な接続信頼性を得るために、外装めっきが形成される。そして、近年は、人体に悪影響を与える鉛を使用しないことが要求されるため、外装めっきには鉛フリー半田が用いるられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、従来は、ベンドパンチをダイに対して垂直に下降させて、ベンドパンチとダイでリードを挟むことにより、リードを曲げ加工していた。この際、ベンドパンチの角部がリードに擦り付けられるため、外装めっきが剥がれて半田屑が出るという問題があった。  
【０００４】
そこで、リード折り曲げ工程で半田屑を出にくくするために、リードピッチが狭くなるにつれて、外装めっきを薄くする傾向にあった。具体的には、リード同士の間隔が４００μｍ以下の場合は、外装めっきの膜厚を６μｍ以下にしていた。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１５６６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、今回、鉛フリー半田を用いてリードを外装めっきする場合に、外装めっきを薄くすると、リード表面でのウィスカの成長が大きくなることを発見した。このウィスカにより狭いリード間が短絡する可能性があるため問題となる。
【０００７】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、リード同士の短絡の原因となるウィスカの成長を抑制することができる半導体装置及びその製造方法を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る半導体装置は、半導体チップと、半導体チップとワイヤボンディングされ、互いの間隔が４００μｍ以下である複数のリードと、半導体チップを封止する樹脂と、リードに鉛フリー半田により形成された膜厚が７μｍ以上の外装めっきとを有する。
【０００９】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、互いの間隔が４００μｍ以下である複数のリードと半導体チップとをワイヤボンディングする工程と、半導体チップを樹脂で封止する工程と、リードに鉛フリー半田により膜厚が７μｍ以上の外装めっきを形成する工程と、ベンドパンチをダイに対して水平方向に近付くように下降させて、ベンドパンチとダイでリードを挟むことにより、リードを曲げ加工する工程とを有する。本発明のその他の特徴は以下に明らかにする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、リード同士の短絡の原因となるウィスカの成長を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態に係る半導体装置及びその製造方法について図面を用いて説明する。
【００１２】
まず、図１に示すように、ダイパッド１１と、ダイパッド１１の周囲に設けられた複数のリード１２と、リード１２の間に設けられたタイバー１３と、リード１２を支えるフレーム枠１４と、フレーム枠１４とダイパッド１１を繋ぐ吊りリード１５とからなるリードフレームを用意する。ここで、リードフレームの構成材料としては、４２Ａｌｌｏｙ（鉄とニッケルの合金）やＣｕ合金を用いる。また、複数のリード１２は、互いの間隔が４００μｍ以下である。
【００１３】
次に、図２に示すように、ダイパッド１１上に半導体チップ１６を搭載して、半導体チップ１６とリード１２を金属ワイヤ１７でワイヤボンディングする。
【００１４】
次に、図３に示すように、半導体チップ１６を樹脂１８で封止する。この際、図示しない上下の封止金型で、タイバー１３を挟んだ状態で、前記上下の封止金型に形成されたキャビティ内に樹脂を注入する。この際、タイバー１３により樹脂１８の流れが塞き止められる。
【００１５】
次に、図４に示すように、タイバー１３を打ち抜き切断する（タイバーカット）。タイバー１３が切断されないと、最終製品においてリード１２間が電気的に分離されない。そして、図５に示すように、吊りリード１２を打ち抜き切断する（ピンチカット）。そして、フレーム枠１４の不要部分を打ち抜き切断してパッケージを個々に分離する。
【００１６】
次に、図６に示すように、樹脂１８から出ているリード１２（アウターリード）の表面に鉛フリー半田により外装めっき１９を形成する。ただし、外装めっき１９の膜厚を７μｍ以上、例えば１０μｍにする。
【００１７】
外装めっき１９の形成方法としては、まず、酸洗浄によりリード１２の表面の酸化膜を除去する。次に、水洗した後、電解めっきを行う。この際、従来よりも電流値を上げることにより、従来と同じ製造時間で外装めっき１９の膜厚を厚くすることができる。このように成長速度を上げても外装めっき１９の膜質への影響は特に見られなかった。その後、洗浄を行うことで外装めっき１９が形成される。また、めっき時間を延長することにより、外装めっき１９の膜厚を厚く形成することも可能である。
【００１８】
また、鉛フリー半田とは、鉛が含まれていないか、又は環境負荷が少ない程度（０．１ｗｔ％未満）の鉛しか含まれていない半田である。ここでは、鉛フリー半田として、ＳｎにＣｕが１〜４％含有したものを用いる。ただし、鉛フリー半田として、Ｓｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ａｇ系、もしくは純Ｓｎのものなどを用いてもよい。
【００１９】
次に、図７に示すように、リード１２の根本をダイ２１とリード押え２２で挟んで固定する。この状態で、ベンドパンチ２３をダイ２１に対して水平方向に近付くように下降させる。具体的には、ベンドパンチ２３をカムを介して傾斜上に載せ、当該傾斜を滑り落ちるように動作させる。そして、図８に示すように、ベンドパンチ２３とダイ２１でリード１２を挟むことにより、リード１２の肩部を中心に円弧を描くようにリード１２を曲げ、リード１２の肩部（第１曲げ部）だけを予備的に曲げ加工（スイングプリベント）する。予めスイングプリベントを行うことにより、リード１２が長い場合にリード成形精度を上げることができる。スイングプリベント後の半導体装置の斜視図を図９に示す。
【００２０】
次に、図１０に示すように、リード１２の根本をダイ２４とリード押え２２で挟んで固定する。この状態で、ベンドパンチ２５をダイ２４に対して水平方向に近付くように下 降させる。そして、図１１に示すように、ベンドパンチ２５とダイ２４でリード１２を挟むことにより、リード１２の肩部よりも先端側のダイ２曲げ部を曲げ加工（スイングベント）する。これにより、リード１２加工時に、ベンドパンチ２５がリード１２表面に擦り付けられながら移動する距離を短くできるため、本発明にあるように、外装めっき１９の膜厚を厚くした場合でも、外装めっき１９が剥がれて半田屑が出るのを最小限に抑えることができる。これは、スイングベンドにおいては、斜め方向にパンチ２５が動作するため、ベンドパンチ２５を垂直に動作させる場合に比較して、図１１に示す折り曲げ動作終了時のベンドパンチ２５位置により近い位置に来るまで、ベンドパンチ２５をリード１２に接触させずに移動させることができるからである。スイングベント後の半導体装置の斜視図を図１２に示す。
【００２１】
次に、図１３に示すように、リード１２の先端をダイ２６とリード押え２７で挟んで固定する。この状態で、カッター２８により、リード１２の先端を切断して、各リード１２を電気的に独立させる。リード１２の曲げ加工が終わるまでリード１２の先端を繋いでいたのは、等間隔にならんでいるリード１２のピッチ精度を保つためである。また、リード１２の実装面である先端下面にカエリ（切断面から出るフレーム材のヒゲ状のもの）を出さないように、リード１２の先端を下から上に切断するようにしている。
【００２２】
次に、図１４に示すように、リード１２の根本をダイ２９とリード押え２２で挟んで固定する。この状態で、ベンドパンチ３０をダイ２９に対して水平方向に近付くように下降させ、ベンドパンチ３０とダイ２９でリード１２を挟む（リードフォームベンド）。これによりリード１２の成形精度を確保することができる。リードフォームベント後の半導体装置の斜視図を図１５に示す。
【００２３】
以上説明したように、本発明の実施の形態に係る半導体装置では、外装めっきの膜厚が７μｍ以上であることを主な特徴とする。ここで、図１６は、６０℃、湿度９０％、１０００時間の恒温恒湿試験の結果であり、図１７は、１０００サイクルの温度サイクル試験の結果である。これらの結果から、めっきの膜厚が７μｍ以上であれば、ウィスカの発生を抑制することができることが分かる。従って、本発明の実施の形態に係る半導体装置により、リード同士の短絡の原因となるウィスカの成長を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】リードフレームを示す上面図である。
【図２】半導体チップを搭載し、ワイヤボンディングした半導体装置を示す上面図である。
【図３】樹脂封止した半導体装置を示す上面図である。
【図４】タイバーカットした半導体装置を示す上面図である。
【図５】ピンチカットした半導体装置を示す上面図である。
【図６】外装めっきを形成した半導体装置を示す断面図である。
【図７】スイングプリベント前の半導体装置を示す断面図である。
【図８】スイングプリベント中の半導体装置を示す断面図である。
【図９】スイングプリベント後の半導体装置を示す斜視図である。
【図１０】スイングベント前の半導体装置を示す断面図である。
【図１１】スイングベント中の半導体装置を示す断面図である。
【図１２】スイングベント後の半導体装置を示す斜視図である。
【図１３】リード先端の切断中の半導体装置を示す断面図である。
【図１４】リードフォームベント中の半導体装置を示す断面図である。
【図１５】リードフォームベント後の半導体装置を示す斜視図である。
【図１６】恒温恒湿試験の結果を示す図である。
【図１７】温度サイクル試験の結果を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１２  リード
１６  半導体チップ
１８  樹脂
１９  外装めっき
２１、２４  ダイ
２３、２５  ベンドパンチ
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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