(57)【要約】【課題】信頼性が向上した半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】実施形態に係る半導体装置の製造方法は、半導体素子上の封止材と、リードフレームの先端上の封止材とに、最大粒径が５０マイクロメートルより大きく２５０マイクロメートル以下である第１のメディアを含む第１の研磨液をかける第１の液体ホーニング工程と、前記半導体素子上の前記封止材と、前記リードフレームの前記先端上の前記封止材とに、最大粒径が５０マイクロメートル以下である第２のメディアを含む第２の研磨液をかける第２の液体ホーニング工程と、を備える。前記第２の液体ホーニング工程における前記第２の研磨液の噴射圧力が前記第１の液体ホーニング工程における前記第１の研磨液の噴射圧力より大きい、もしくは、前記第２の液体ホーニング工程の処理時間が前記第１の液体ホーニング工程の処理時間より長い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂を含む封止材によって、半導体素子と、前記半導体素子に接続されるリードフレームと、を封止して、前記リードフレームの直方体形状の先端を前記封止材から露出する工程と、
前記半導体素子上の前記封止材と、前記リードフレームの前記先端上の前記封止材とに、最大粒径が５０マイクロメートルより大きく２５０マイクロメートル以下である第１のメディアを含む第１の研磨液をかける第１の液体ホーニング工程と、
前記半導体素子上の前記封止材と、前記リードフレームの前記先端上の前記封止材とに、最大粒径が５０マイクロメートル以下である第２のメディアを含む第２の研磨液をかける第２の液体ホーニング工程と、
を備え、
前記第２の液体ホーニング工程における前記第２の研磨液の噴射圧力が前記第１の液体ホーニング工程における前記第１の研磨液の噴射圧力より大きい、もしくは、前記第２の液体ホーニング工程の処理時間が前記第１の液体ホーニング工程の処理時間より長い半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記第１の液体ホーニング工程では、前記リードフレームの前記先端の側面上の封止材に前記第１の研磨液をかけて前記封止材が除去され、
前記第２の液体ホーニング工程では、前記リードフレームの前記先端の表面上の封止材に前記第２の研磨液をかけて前記封止材が除去される請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
樹脂を含む封止材によって、半導体素子と、前記半導体素子に接続されるリードフレームと、を封止して、前記リードフレームの直方体形状の先端を前記封止材から露出する工程と、
前記半導体素子上の前記封止材と、前記リードフレームの前記先端上の前記封止材とに、最大粒径が５０マイクロメートル以下である第１のメディアを含む第１の研磨液をかける第１の液体ホーニング工程と、
前記半導体素子上の前記封止材と、前記リードフレームの前記先端上の前記封止材とに、最大粒径が５０マイクロメートルより大きく２５０マイクロメートル以下である第２のメディアを含む第２の研磨液をかける第２の液体ホーニング工程と、
を備え、
前記第２の液体ホーニング工程における前記第２の研磨液の噴射圧力が前記第１の液体ホーニング工程における前記第１の研磨液の噴射圧力より小さい、もしくは、前記第２の液体ホーニング工程の処理時間が前記第１の液体ホーニング工程の処理時間より短い半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記第１の液体ホーニング工程では、前記リードフレームの前記先端の表面上の封止材に前記第１の研磨液をかけて前記封止材が除去され、
前記第２の液体ホーニング工程では、前記リードフレームの前記先端の側面上の封止材に前記第２の研磨液をかけて前記封止材が除去される請求項３記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記第１のメディア及び前記第２のメディアは、ガラスまたは樹脂を含む請求項１から４のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施形態は、半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂等の封止材を用いて半導体素子を封止した半導体パッケージがある。半導体パッケージでは、リードフレームの先端が露出した状態で半導体素子とリードフレームを一体的に封止している。半導体素子の封止においては、樹脂バリとして封止材がリードフレームの先端に付着し易く、このような樹脂バリを簡単に除去することが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２４５６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
実施形態の目的は、信頼性が向上した半導体装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係る半導体装置の製造方法は、樹脂を含む封止材によって、半導体素子と、前記半導体素子に接続されるリードフレームと、を封止して、前記リードフレームの直方体形状の先端を前記封止材から露出する工程と、前記半導体素子上の前記封止材と、前記リードフレームの前記先端上の前記封止材とに、最大粒径が５０マイクロメートルより大きく２５０マイクロメートル以下である第１のメディアを含む第１の研磨液をかける第１の液体ホーニング工程と、前記半導体素子上の前記封止材と、前記リードフレームの前記先端上の前記封止材とに、最大粒径が５０マイクロメートル以下である第２のメディアを含む第２の研磨液をかける第２の液体ホーニング工程と、を備える。前記第２の液体ホーニング工程における前記第２の研磨液の噴射圧力が前記第１の液体ホーニング工程における前記第１の研磨液の噴射圧力より大きい、もしくは、前記第２の液体ホーニング工程の処理時間が前記第１の液体ホーニング工程の処理時間より長い。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図２】実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図３】実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図４】実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。  
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。  
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００８】
（本実施形態）
図１〜図４は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す斜視図である。
図１〜図４を用いて、半導体素子１とリードフレーム３のベッド（図示せず）とが封止材２によって封止された状態から半導体パッケージ１００（半導体装置）が製造される状態までを説明する。
【０００９】
図１に示すように、封止材２を用いて半導体素子１及びリードフレーム３のベッドを封止する。なお、本明細書において、封止材２によって封止された半導体素子１及びリードフレーム３をパッケージ５０と呼ぶ場合がある。
【００１０】
半導体素子１は、例えば、シリコン（Ｓｉ）等を含む半導体基板上に設けられた半導体チップである。半導体素子１においては金属基板が設けられても良い。半導体素子１の形状は、例えば、直方体である。
封止材２は、樹脂を含む。封止材２を形成する樹脂として、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂が挙げられる。封止材２は、光硬化性樹脂によって形成されても良い。
【００１１】
リードフレーム３は、例えば、銅（Ｃｕ）や鉄（Ｆｅ）等の金属を含む。リードフレーム３は、例えば、銅や鉄を主成分とする合金を含む。リードフレーム３のベッド上には半導体素子１が設けられており、ボンディングワイヤや金属板等を用いて、リードフレーム３及び半導体素子１を電気的に接続する。リードフレーム３及び半導体素子１が電気的に接続されることで電気回路が形成される。
つまり、図１では、封止材２によって、リードフレーム３のベッドと共に、直方体の半導体素子１の上面及び側面が覆われている状態が示されている。
【００１２】
リードフレーム３の端部３ｔは露出されている。リードフレーム３において、端部３ｔはベッドに接続されている。端部３ｔを切断したり、折り曲げたりすることで、半導体素子１と外部回路（図示せず）とを電気的に容易に接続できる。
【００１３】
図１に示すように、封止材２が半導体素子１上に形成される一方、リードフレーム３の端部３ｔにも封止材２が形成される。封止材２は、端部３ｔの表面上及び側面上に樹脂バリとして形成されている。なお、リードフレーム３の端部３ｔの形状が直方体である場合、端部３ｔの表面とは互いに対向配置する上面及び下面であって、端部３ｔの側面とは、上面及び下面の間に位置して互いに対向配置する２面である。
端部３ｔの表面上に樹脂バリ４が形成され、端部３ｔの側面上に樹脂バリ５が形成されている。
【００１４】
次に、図２に示すように、パッケージ５０に研磨液をかける第１の液体ホーニング工程を行う。第１の液体ホーニング工程において、研磨液は、例えば、メディア６ａを水等の溶媒に入れることで形成された溶液である。メディア６ａは、例えば、ガラスや樹脂によって形成されたビーズである。パッケージ５０に研磨液をかけることで、メディア６ａが端部３ｔの表面上及び側面上に衝突し、樹脂バリ４及び樹脂バリ５が除去される。
【００１５】
第１の液体ホーニング工程において、メディア６ａの最大粒径は５０マイクロメートルより大きく２５０マイクロメートル以下である。第１の液体ホーニング工程において、パッケージ５０に研磨液をかける水圧（研磨液の噴射圧力）は、半導体素子１を覆う封止材２の形状が変形しない程度であって、例えば、０．１８ＭＰａ程度である。
第１の液体ホーニング工程において、研磨液内のメディア６ａの濃度は、例えば、１８％程度である。
【００１６】
第１の液体ホーニング工程において、パッケージ５０に研磨液をかける時間（処理時間）は、半導体素子１を覆う封止材２の形状が変形しない程度であって、例えば、２０ｓ程度である。例えば、パッケージ５０がベルト搬送によって搬送されている場合、研磨液がパッケージ５０にかかる時間は搬送速度に依存する。したがって、搬送速度は、半導体素子１上の封止材２の形状が変形しない程度に設定することが望ましい。
【００１７】
第１の液体ホーニング工程では、リードフレーム３の端部３ｔにおいて、側面上の樹脂バリ５は表面上の樹脂バリ４より除去され易い。これは、第１の液体ホーニング工程では、メディア６ａの粒径が大きいので、メディア６ａの質量が大きく、メディア６ａと樹脂バリ５との接触面積が大きくなるからである。したがって、第１の液体ホーニング工程では、樹脂バリ５が除去され易い。
【００１８】
次に、図３に示すように、パッケージ５０に研磨液をかける第２の液体ホーニング工程を行う。第２の液体ホーニング工程において、研磨液は、例えば、メディア６ｂを水等の溶媒に入れることで形成された溶液である。メディア６ｂは、例えば、ガラスや樹脂によって形成されたビーズである。メディア６ｂの材料は、例えば、メディア６ａの材料と同じである。メディア６ｂの硬度は、例えば、メディア６ａの硬度と概ね同じである。パッケージ５０に研磨液をかけることで、メディア６ｂが端部３ｔの表面上及び側面上に衝突し、樹脂バリ４及び樹脂バリ５が除去される。
【００１９】
第２の液体ホーニング工程において、メディア６ｂの最大粒径は５０マイクロメートル以下である。第２の液体ホーニング工程において、パッケージ５０に研磨液をかける水圧は、半導体素子１を覆う封止材２の形状が変形しない程度であって、例えば、０．２０ＭＰａ程度である。例えば、第２の液体ホーニング工程での研磨液の水圧は、第１の液体ホーニング工程での研磨液の水圧より高い。
第２の液体ホーニング工程において、研磨液内のメディア６ｂの濃度は、例えば、１５％程度である。
【００２０】
第２の液体ホーニング工程において、パッケージ５０に研磨液をかける時間は、半導体素子１を覆う封止材２の形状が変形しない程度であって、例えば、２５ｓ程度である。例えば、第２の液体ホーニング工程での研磨液の処理時間は、第１の液体ホーニング工程での研磨液の処理時間より長い。
【００２１】
第２の液体ホーニング工程では、第１の液体ホーニング工程で除去されなかった樹脂バリ４が除去される。これは、第２の液体ホーニング工程において、メディア６ａの粒径より小さいメディア６ｂを用いているので、メディア６ｂがリードフレーム３の端部３ｔの表面上に均一に衝突し易い。これにより、リードフレーム３の端部３ｔの表面上に形成された樹脂バリ４が除去され易い。また、第１の液体ホーニング工程より、研磨液の水圧を高くする、もしくは、研磨液の処理時間を長くすることによって、樹脂バリ５と比較して除去され難い樹脂バリ４を除去できるからである。
【００２２】
また、第２の液体ホーニング工程において、メディア６ａの粒径より小さいメディア６ｂを用いているので、第１の液体ホーニング工程より、研磨液の水圧が高く、もしくは、研磨液の処理時間が長くても、半導体素子１を覆う封止材２が除去されることを抑制できる。これにより、半導体素子１上の封止材２の形状が変形することを抑制する。
【００２３】
つまり、メディア６ｂの粒径がメディア６ａの粒径より小さいので、メディア６ｂがパッケージ５０に衝突する衝突エネルギーは、メディア６ａがパッケージ５０に衝突する衝突エネルギーより小さい。したがって、研磨液の水圧を高くする、もしくは、研磨液の処理時間を長くすることで、樹脂バリ４を除去する。
【００２４】
次に、図４に示すように、パッケージ５０の樹脂バリ４及び樹脂バリ５が除去されることで、半導体パッケージ１００が製造される。この後、例えば、半導体パッケージ１００において、リードフレーム３の端部３ｔにめっき処理を行ったり、端部３ｔを切断する、もしくは、折り曲げたりする加工処理を行う。そして、例えば、半導体素子１の動作を検査するために、リードフレーム３の端部３ｔを介して半導体パッケージ１００を別の素子に接続する。
【００２５】
なお、第１の液体ホーニング工程及び第２の液体ホーニング工程において、パッケージ５０の一方向（図２及び図３では上方向）から研磨液をかけているが、パッケージ５０の反対方向（図２及び図３では下方向）から研磨液をかけても良い。また、パッケージ５０の両方向（図２及び図３では上下方向）から研磨液をかけても良い。
【００２６】
次に、本実施形態の効果について説明する。
半導体パッケージでは、リードフレームの先端が露出した状態で、半導体素子とリードフレームを樹脂等の封止材によって一体的に封止している。半導体素子の封止においては、モールド金型とリードフレームのクリアランスの影響から、樹脂バリとして封止材がリードフレームの先端に付着し易い。この樹脂バリは、半導体パッケージの製造工程では不良品となる。したがって、液体ホーニング工程において、メディアが含有した研磨液を用いて樹脂バリを除去していた。
【００２７】
液体ホーニング工程において、リードフレームの先端では、表面上の樹脂バリは、側面上の樹脂バリより除去され難い。よって、表面上の樹脂バリを除去するためには、メディアの粒径を大きくした状態（例えば、メディアの最大粒径を５０マイクロメートルより大きく２５０マイクロメートル以下した状態）で、研磨液の水圧を高くする、もしくは、研磨液の処理時間を長くすることで、液体ホーニング工程を行っていた。しかしながら、メディアの粒径を大きくした状態で、研磨液の水圧を高くする、もしくは、研磨液の処理時間を長くすると、半導体素子を覆う封止材も除去され易くなる。これにより、半導体素子上の封止材の形状が変形する。
【００２８】
本実施形態に係る半導体装置の製造方法においては、パッケージ５０に対して、最大粒径が５０マイクロメートルより大きく２５０マイクロメートル以下であるメディア６ａを含有する研磨液を用いた第１の液体ホーニング工程を行った後、最大粒径が５０マイクロメートル以下であるメディア６ｂを含有する研磨液を用いた第２の液体ホーニング工程を行っている。また、第２の液体ホーニング工程においては、第１の液体ホーニング工程と比較して、研磨液の水圧を高くする、もしくは、研磨液の処理時間を長くしている。
【００２９】
このような第１の液体ホーニング工程及び第２の液体ホーニング工程を行うことで、リードフレーム３の端部３ｔにおいて、表面上の樹脂バリ４、及び、側面上の樹脂バリ５を除去できる。つまり、第１の液体ホーニング工程では、メディア６ａの粒径を大きくすることで、（樹脂バリ４より除去し易い）樹脂バリ５を除去でき、第２の液体ホーニング工程では、研磨液の水圧を高くする、もしくは、研磨液の処理時間を長くすることで、樹脂バリ４を除去できる。
【００３０】
また、本実施形態では、第２の液体ホーニング工程において、メディア６ｂの粒径がメディア６ａの粒径より小さいので、第１の液体ホーニング工程より、研磨液の水圧が高く、もしくは、研磨液の処理時間が長くても、半導体素子１を覆う封止材２が除去されることを抑制できる。これにより、半導体素子１上の封止材２の形状が変形することを抑制する。
【００３１】
本実施形態によれば、信頼性が向上した半導体装置の製造方法を提供することができる。
【００３２】
本実施形態では、最大粒径が５０マイクロメートルより大きく２５０マイクロメートル以下であるメディア６ａを含有する研磨液を用いた第１の液体ホーニング工程を行った後、最大粒径が５０マイクロメートル以下であるメディア６ｂを含有する研磨液を用いた第２の液体ホーニング工程を行っている。しかし、これに限定されるものではない。最大粒径が５０マイクロメートル以下であるメディア６ｂを含有する研磨液を用いた第１の液体ホーニング工程を行った後、最大粒径が５０マイクロメートルより大きく２５０マイクロメートル以下であるメディア６ａを含有する研磨液を用いた第２の液体ホーニング工程を行っても良い。この場合、第２の液体ホーニング工程においては、第１の液体ホーニング工程と比較して、研磨液の水圧を低くする、もしくは、研磨液の処理時間を短くする。
【００３３】
このように、粒径が大きいメディア６ａを用いた液体ホーニング工程では、研磨液の水圧を小さく、もしくは、研磨液の処理時間を短くして、粒径が小さいメディア６ｂを用いた液体ホーニング工程では、研磨液の水圧を大きく、もしくは、研磨液の処理時間を長くする。これにより、前述した効果と同様な効果が得られる。
【００３４】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明及びその等価物の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３５】
１：半導体素子、２：封止材、３：リードフレーム、３ｔ：端部、４、５：樹脂バリ、６ａ、６ｂ：メディア、５０：パッケージ、１００：半導体パッケージ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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