(57)【要約】【課題】ダイパッド裏面のフラッシュバリの発生を抑制する樹脂封止金型を提供する。【解決手段】ダイパッド３の裏面にはその外周部に突出部４が設けられている。一方樹脂封止下金型１の上面、すなわち封止領域１１の底面には、面積が前記ダイパッド裏面の突出部４で囲まれた部分より小さく、高さが突出部４の高さと同一の凸部２が設けられている。樹脂封止時の成形圧によってダイパッドの半導体チップ搭載面や搭載されている半導体チップに対し押し下げの方向に応力がかかるが、樹脂封止下金型１に設けられた凸部がダイパッドを支える為、ダイパッドの変形とそれによるダイパット裏面と金型の間への樹脂の侵入やダイパットに搭載されている半導体チップへの応力を防ぐ事が可能になる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップを搭載するダイパッドの裏面の外周部に突出部を有し、前記ダイパッドの裏面が封止樹脂から露出する半導体装置を、前記ダイパッドがリードフレームに固定された状態で成形する樹脂封止金型において、
樹脂封止領域の下半分を決定する凹部と、前記凹部の中央部に設けられた前記ダイパッドの突出部が接触するダイパッド設置領域と、周囲を前記ダイパッド設置領域に囲まれ上面が前記ダイパッドと接する凸部を備える第１の金型と、
前記第１の金型と対となり、前記樹脂封止領域の上半分を決定する第２の金型と、
を備えることを特徴とする樹脂封止金型。
【請求項２】
前記凸部は、可動式であって、樹脂封止された前記リードフレームを前記第１の金型から離す突き出しピンであることを特徴とする請求項１記載の樹脂封止金型。
【請求項３】
前記凸部の中に樹脂封止された前記リードフレームを前記第１の金型から離すための可動式突き出しピンをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の樹脂封止金型。
【請求項４】
前記凸部の平面形状が円形であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の樹脂封止金型。
【請求項５】
前記凸部の平面形状が矩形であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の樹脂封止金型。
【請求項６】
半導体チップを搭載するダイパッドの裏面の外周部に突出部を有し、前記ダイパッドの裏面が封止樹脂から露出する半導体装置の製造方法において、
前記ダイパッドの突出部が接触するダイパッド設置領域を有し、周囲を前記ダイパッド設置領域に囲まれ、上面が前記ダイパッドと接する凸部を備える第１の金型と、前記第１の金型と対となり、封止領域を決定する第２の金型と、を準備する工程と、
前記第１および第２の金型に、前記半導体チップが前記ダイパッドに搭載されたリードフレームをクランプすると同時に前記ダイパッドの裏面に前記凸部を接触させる工程と、
前記第１および第２の金型が決定する前記封止領域に前記封止樹脂を注入する工程と、
前記封止樹脂が前記ダイパッドと前記凸部との間に侵入して充填した後、侵入が停止する工程と、
樹脂封止された前記リードフレームを前記第１および第２の金型から取り出す工程と、
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、半導体チップを搭載するダイパッドの裏面をモールド樹脂から露出させるタイプの半導体装置の製造方法及びその製造設備としての樹脂封止金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置は、一般的に、半導体チップを搭載するダイパッドと信号の経路となるリードを含むリードフレームのダイパッド部に半導体チップを搭載し、半導体チップ上の電極パットとリードを金、銅、アルミ等のワイヤで接続した後に、半導体チップやダイパッド、ワイヤ、リードをトランスファモールドにより樹脂封止するプロセスで作られる。近年半導体チップの高集積化、高機能化により消費電力が増加、それに伴い半導体チップからの発熱量も増加傾向にある為、半導体装置の高放熱化が求められている。高放熱化のための手法の一つとしてダイパッドの裏面を樹脂封止体の外部に露出させるものがある。
【０００３】
このタイプの半導体装置を形成する場合には、トランスファモールドの際に封止されるダイパッドの裏面が、封止用の金型の上面に接触する状態で設置され、その後金型内に封止用のモールド樹脂が所定の条件で注入される。
【０００４】
樹脂封止の際にダイパット裏面と封止用の金型の間の隙間から樹脂が入り込み、露出させようとするダイパット裏面の上に薄いバリであるフラッシュバリとして付着する事があるが、このバリは以降の工程で脱落して不具合の原因となることがある。またダイパッド裏面の露出された領域は、半導体装置を基板上に実装する際に、半導体装置と基板との間の電気的接続の経路となるとともに、半導体チップから発生する熱を、基板を介して放熱する経路として用いられることが多い。この場合、バリによって半導体装置と基板との間の電気的、熱的な接続が妨げられる事になるので、バリの防止やバリが発生した場合の除去が望まれる。
【０００５】
この問題を解消するために、ダイパッドの露出部の外周に突出壁を設け、それにより樹脂封止時のダイパッド裏面と樹脂封止金型の接触面の面圧を上げて樹脂の侵入を防ぐ技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２７０６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来技術においても樹脂封止時にダイパッド裏面と樹脂封止金型の接触面との間に空隙が生じる。その為、封止時の樹脂の注入圧によりダイパッドの歪みが発生しダイパッド裏面と樹脂封止金型の密着が損なわれる為、両者の隙間に樹脂バリが発生するという問題が生じる。また、ダイパットの歪みにより搭載された半導体チップに応力が加わり、半導体チップの電気特性の変動や破損の要因となりうる。
【０００８】
本発明は、これら不具合を解決するための樹脂封止金型およびそれを用いた半導体装置の製造方法を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題解決のために、本発明では以下の手段を用いた。
まず、半導体チップを搭載するダイパッドの裏面の外周部に突出部を設け、前記ダイパッドの裏面が封止樹脂から露出する半導体装置を成形する樹脂封止金型において、前記ダイパッドの突出部が接触する第１ダイパッド設置領域を有し、周囲を前記第１ダイパッド設置領域に囲まれ上面が前記ダイパッドと接する凸部を備える第１の金型と、前記第１の金型と対となり、封止領域を成す第２の金型と、を備えることを特徴とする樹脂封止金型とした。
【発明の効果】
【００１０】
上記のように、ダイパッドが設置される金型上に、ダイパッド裏面突出部に囲まれ且つ高さが突出部以下の凸部を設ける事によって、金型上にリードフレームを設置した際に金型上の凸部がダイパッド裏面を支え、樹脂圧を受けたダイパッドの変形を抑制する。これにより樹脂封止時にダイパッドが封止金型上に安定して戴置される為、ダイパッド裏面への樹脂の侵入やダイパッドの変形に伴う半導体チップへの応力を防ぐ事が可能となる。
そして、手段を用いることで、放熱板裏面のフラッシュバリ発生が抑制された半導体装置を提供する事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の樹脂封止金型の第１の実施例を示す断面図である。
【図２】リードフレームのＩＣ搭載面側の斜視図である。
【図３】リードフレームのダイパッド裏面側の斜視図である。
【図４】本発明の樹脂封止下金型の凸部拡大斜視図である。
【図５】本発明の樹脂封止下金型の第２の実施例を示す断面図である。
【図６】本発明の樹脂封止下金型の第３の実施例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態について図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の樹脂封止金型の第１の実施例を示す断面図である。
図１は、上下１対の樹脂封止金型１、９の間にリードフレームをクランプした状態を示している。リードフレームの一部であるダイパッド３の上には半導体チップ６がダイボンドされ、ワイヤ７の一端は半導体チップ６上の電極パッドと接続し、ワイヤ７の他端はリード５と接続している。リード５は樹脂封止上金型９と樹脂封止下金型１によって挟まれ固定されている。半導体装置を構成する樹脂の形状は、樹脂封止上金型９と樹脂封止下金型１によって定まる樹脂封止領域１０により決定される。概ね、樹脂封止下金型１は樹脂封止領域１０の下半分を決定し、樹脂封止上金型９は樹脂封止領域１０の上半分を決定している。
【００１３】
ダイパッド３の裏面にはその外周部に突出部４が設けられている。一方樹脂封止下金型１の上面に設けられた、樹脂封止領域１０の底面を決定する領域には、面積が前記ダイパッド裏面の突出部４で囲まれた部分より小さく、突出部４と同一の高さを有する凸部２が設けられている。したがって、樹脂封止下金型１の凸部２はダイパッド３の裏面の突出部４の内側に、はまり込み、ダイパッド３を外周部の内側において裏面から支えることになる。
【００１４】
リードフレームと金型をこのような構成として樹脂封止すると、樹脂封止領域１０に注入された樹脂はダイパッド３と樹脂封止下金型１との間に侵入するが、樹脂の侵入は、ダイパッド３の裏面の突出部４の内側に樹脂封止下金型１の凸部２がないことで作られる僅かな隙間を充填した時点で停止する。またこの時、樹脂の成型圧により、ダイパッドのＩＣ搭載面や搭載されているＩＣに対し押し下げの方向に応力がかかるが、樹脂封止下金型１に設けられた凸部がダイパッドを支える為、ダイパッドの変形とそれによるダイパット裏面と金型の間への樹脂の侵入やダイパットに搭載されている半導体チップへの応力を防ぐ事が可能になる。したがって、半導体チップへ加わる応力を抑制しながら、ダイパット裏面の表面に薄いバリであるフラッシュバリが形成されるのを防ぐことが可能となる。
【００１５】
図２は、リードフレームの斜視図である。ダイパッド３の対向する２辺は吊りリード８によって支持され、ダイパッドはダウンセットされている。また、ダイパッドに近接するリード５は吊りリード８と同じ高さに保たれている。ダイパッド３の上には半導体チップ６が載置され、半導体チップ６とリード５とがワイヤ７を介して電気的に接続されている。このような形状のリードフレームを、図１に示したように、上下の金型１、９の間に挿入すると、リード５が金型の間に挟まれ、吊りリード８がダイパッド３を下金型１上に押さえ付ける役目を果たすことになる。
【００１６】
図３は、本発明のリードフレームのダイパッド裏面側からの斜視図である。リードフレームのダイパッド３裏面の外周に沿って突出部４が設けられている。
図４は、本発明の樹脂封止下金型の凸部拡大斜視図である。（ａ）は平面視的に円形の凸部、（ｂ）は矩形の凸部を示す例である。
【００１７】
図４（ａ）に示すように、樹脂封止下金型１には封止領域の下半分を決定する凹部が設けられ、凹部を構成している底面の中央部には、ダイパッド設置領域１１が設けられ、その内側には一段高くなった円形の凸部２が存在する。凸部２はその平面積がダイパッド外周の突出部４より小さく、突出部の内側に入り込む。また、その高さは突出部４と同一である。一般に半導体装置が矩形の外形であるため、図４（ｂ）のように、凸部２を矩形とすることでも構わない。
【００１８】
図５は、本発明の樹脂封止金型の第２の実施例を示す断面図である。
樹脂封止下金型１底面の凸部全体を上下に可動する突き出しピン１２としている。この突き出しピン１２の先端は通常時樹脂封止下金型１上に設置されたダイパット裏面と接する位置に有る。突き出しピン１２の先端の平面形状はダイパッド設置領域１１の内側に入る大きさであることが必要である。リードフレームの樹脂封止が完了し金型から取り出される際に、上に移動しダイパッドを介して半導体装置の樹脂ボディを金型から突き出す働きをする。樹脂ボディを直接押す為、外部リードを押しての突き出し等に比較し金型からの離型ストレスを低減する事ができる。
【００１９】
図６は、本発明の半導体製造方法の第３の実施例を示す断面図である。
樹脂封止下金型１底面の凸部２の内部に、上下に可動する突き出しピン１２を内包している。即ち、凸部の上面の一部が突き出しピン１２の先端により占められることになる。このピンは、第２の実施例と同じく半導体装置の樹脂封止が完了し金型から取り出される際に、上に移動しダイパッドを介して半導体装置の樹脂ボディを金型から突き出す働きをする。
【符号の説明】
【００２０】
１    樹脂封止下金型
２    凸部
３    ダイパッド
４    ダイパッド突出部
５    リード
６    半導体チップ
７    ワイヤ
８    吊りリード
９    樹脂封止上金型
１０  樹脂封止領域
１１  ダイパッド設置領域
１２  突き出しピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2018056310.tif 000006
【図５】
2018056310.tif 000007
【図６】
2018056310.tif 000008