(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子を搭載し、樹脂封止される半導体装置に用いられるリードフレームにおいて、前記半導体素子の電極と接続するリードを備え、
該リードは、一方を前記半導体装置の樹脂封止予定領域の外側に配置された第１の連結バーに接続し、前記樹脂封止予定領域の内側に配置された他方を前記樹脂封止予定領域の外側に配置した第２の連結バーに延長部を介して接続し、
前記延長部は、該延長部の延出方向両端の前記第２の連結バーの少なくともいずれかに接続しており、該第２の連結バーには並んで配置された前記延長部を介して複数の前記リードが接続していることを特徴とするリードフレーム。
【請求項２】
半導体素子をリードフレームに搭載して樹脂封止した後に個片化する半導体装置の製造方法において、
前記半導体素子の電極と接続するリードを備え、該リードは、一方を前記半導体装置の樹脂封止予定領域の外側に配置された第１の連結バーに接続し、前記樹脂封止予定領域の内側に配置された他方を前記樹脂封止予定領域の外側に配置した第２の連結バーに延長部を介して接続し、前記延長部は、該延長部の延出方向両端の前記第２の連結バーの少なくともいずれかに接続しており、該第２の連結バーには並んで配置された前記延長部を介して複数の前記リードが接続しているリードフレームを用意する工程と、
前記半導体素子を前記リードフレーム上に搭載し、前記半導体素子の電極と前記リードとを接続する工程と、
前記半導体素子および前記リードフレームの前記樹脂封止予定領域を樹脂封止する工程と、
前記樹脂封止予定領域の外側に配置されている前記第１の連結バーを切断除去し、切断面を露出させる工程と、
前記リードを前記第２の連結バーを介してメッキのための電極に接続し、電解メッキを施すことで前記切断面をメッキ金属で被覆する工程と、
前記第２の連結バーを切断し、複数の前記リードを分離する工程とを含む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、リードフレームおよびそれを用いた半導体装置の製造方法に関し、特にリード端部がメッキ金属により被覆された半導体装置を形成することができるリードフレーム及びそれを用いた半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置の小型化の要求が高まっており、ＳＯＮ（Small Outline Non-lead Package）やＱＦＮ（Quad Flat Non-lead Package）など、リード端子が半導体素子の封止樹脂の外側に延出していないノンリードタイプのパッケージが広く用いられている。
【０００３】
図１０には一般的なリードフレーム１を示す。図１０に示すようにリードフレーム１には、製品エリアとその周囲を取り囲むように枠部（クレードル部）が形成されている。製品エリアには、半導体素子を搭載するダイパッド２と、ダイパッド２を挟んで両側にリード３が形成され、図１０に示すリードフレーム１では、８本のリード３を備える半導体装置を形成することができる。また、リード３は連結バー４によって連結されている。
【０００４】
図１１は、図１０に示すリードフレームを用いて半導体装置を形成する製造方法の説明図である。図１１（ａ）に示すように、リードフレームのダイパッド２上に半導体素子５を搭載し、金や銅等のワイヤ６により半導体素子５上に形成されている電極とリード３とを接続し、エポキシ系の封止樹脂７により製品エリア全体を樹脂封止する。その後、裏面側に露出するダイパッド２およびリード３の表面に、錫等を含む実装用の金属メッキを施し、メッキ層８を形成する。このメッキ工程では、リードフレーム１の枠部（クレードル部）から連結バー４を介して各リードを電解メッキのための電極に接続して、リード３の裏面側に金属メッキを施すことになる。また、ダイバッド２も吊りピンによって枠部に接続しており、ダイパッド２の裏面側も金属メッキが施される。
【０００５】
その後、リードフレームをダイシングテープ９に接着させ、ダイシングソー１０を用いて、封止樹脂７、リード３およびメッキ層８を切断する（図１１ｂ）。具体的には、図１０に示すリードフレームの上下方向は連結バー４上の位置で切断し、左右方向は隣接する半導体装置間で切断することで個々の半導体装置に個片化することができる。
【０００６】
このように形成した半導体装置では、連結バー４を切断した切断面にリード３の一部が露出する。ここで、連結バー４の切断面の側面図を図１１（ｃ）に示す。図１１（ｃ）に示すように、メッキ工程後に連結バー４を切断するため、リード３の切断面には銅や鉄等のリードフレーム素地が露出し、裏面側にメッキ層８が形成された形状となる。
【０００７】
ところで図１１（ｃ）に示すリード端部の形状では、リードフレーム素地が露出する切断面表面は酸化し、半導体装置の実装時に使用する半田接合が形成されず、リード３の裏面に形成されているメッキ層８のみで半田接合が形成される構造となる。このような接合構造では、半田のクラック耐性が低くなってしまうという問題があった。特に冷熱サイクルによる半田クラックの発生は、長期間過酷な環境下で使用される車載用、産業機器用半導体装置に要求される特性を満たすことができない。
【０００８】
そこで特許文献１には、リード端面の一部にメッキを形成する方法が提案されている。しかし特許文献１に開示されている方法は、製造工程が複雑であり、またハーフダイシング後にメッキ処理を施すため、リードフレームの強度が低下するという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−６７７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来提案されている構造の半導体装置では、製造工程が複雑で、しかも一部に金属メッキで被覆されない切断面が残る構造となっていた。本発明は、簡便が製造工程で、かつ切断面はすべて金属メッキで被覆されるリードフレーム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目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本願請求項１に係る発明は、半導体素子を搭載し、樹脂封止される半導体装置に用いられるリードフレームにおいて、前記半導体素子の電極と接続するリードを備え、該リードは、一方を前記半導体装置の樹脂封止予定領域の外側に配置された第１の連結バーに接続し、前記樹脂封止予定領域の内側に配置された他方を前記樹脂封止予定領域の外側に配置した第２の連結バーに延長部を介して接続し、前記延長部は、該延長部の延出方向両端の前記第２の連結バーの少なくともいずれかに接続しており、該第２の連結バーには並んで配置された前記延長部を介して複数の前記リードが接続していることを特徴とする。
【００１２】
本願請求項２の係る発明は、半導体素子をリードフレームに搭載して樹脂封止した後に個片化する半導体装置の製造方法において、前記半導体素子の電極と接続するリードを備え、該リードは、一方を前記半導体装置の樹脂封止予定領域の外側に配置された第１の連結バーに接続し、前記延長部は、該延長部の延出方向両端の前記第２の連結バーの少なくともいずれかに接続しており、該第２の連結バーには並んで配置された前記延長部を介して複数の前記リードが接続しているリードフレームを用意する工程と、前記半導体素子を前記リードフレーム上に搭載し、前記半導体素子の電極と前記リードとを接続する工程と、前記半導体素子および前記リードフレームの前記樹脂封止予定領域を樹脂封止する工程と、前記樹脂封止予定領域の外側に配置されている前記第１の連結バーを切断除去し、切断面を露出させる工程と、前記リードを前記第２の連結バーを介してメッキのための電極に接続し、電解メッキを施すことで前記切断面をメッキ金属で被覆する工程と、前記第２の連結バーを切断し、複数の前記リードを分離する工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、所望の形状のリードフレームを用意するだけで、個片化後のリード端部はすべて金属メッキで被覆されるため、実装時には容易に半田フィレットが形成され、信頼性に優れた半導体装置を提供することが可能となる。しかも、リード端部を金属メッキで被覆する工程は、リードフレーム状態で加工可能であり、製造コストの上昇を招くこともない。
【００１５】
また本発明のリードフレームは、通常のリードフレームと比較し、その形状が相違するのみであり、追加の製造工程等は一切不要で、簡便に形成することができるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施例のリードフレームの説明図である。
【図２】本発明の第１の実施例のリードフレームを用いた半導体装置の製造方法の説明図である。
【図３】本発明の第１の実施例のリードフレームを用いた半導体装置の製造方法の説明図である。
【図４】本発明の第１の実施例のリードフレームを用いた半導体装置の製造方法の説明図である。
【図５】本発明の第１の実施例により形成された半導体装置の説明図である。
【図６】本発明の第２の実施例の半導体装置の製造方法の説明図である。
【図７】本発明の第２の実施例により形成された半導体装置の説明図である。
【図８】本発明の第３の実施例により形成された半導体装置の説明図である。
【図９】本発明の第４の実施例のリードフレームの説明図である。
【図１０】従来のリードフレームの説明図である。
【図１１】従来の半導体装置の製造方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明のリードフレームは、リードを連結する第１の連結バーの他に、リードにメッキを施す際の導通経路として使用可能な第２の連結バーおよび延長部を備える構成となっている。また本発明の半導体装置の製造方法は、半導体素子をリードフレームのダイパッド上に実装して樹脂封止した後、第１の連結バーを切断し、半導体装置のリード端部を露出させた後、第２の連結バーをメッキ電極に接続する導通経路として利用し、露出するリードの端部に電解メッキを施す。その後、第２の連結バーを切断することでリードを電気的に分離するとともに個々の半導体装置に個片化する構成となっている。以下、本発明の実施例について詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本実施例のリードフレームの製品エリアの一部拡大図である。本実施例のリードフレーム１は、複数の半導体装置を形成するために複数組のリードを集合配置した製品エリアと、その周囲に図示しない枠部（クレードル部）が形成されており、図１０で説明した通常のリードフレームと同様の構造となっている。図１に示すリードフレームでは、半導体素子を搭載するダイパッド２と、ダイパッド２を挟んで両側にリード３が配置されている。各リード３は、図１の矢印Ａ方向に延出する第１の連結バー４ａによってそれぞれ連結されている。ここで本発明のリードフレームは、リード３のダイパッド２に対向する端部に、ダイパッド２の長手方向（第１の連結バー４ａの延出方向）の一辺と平行に延びる延長部１１を備えている。さらに延長部１１の先端は、図１の矢印Ｂ方向に延出する第２の連結バー４ｂに接続している。図１に示すリードフレームの場合、ダイパッド２の両側に４本ずつリード３が配置されており、それぞれの延長部１１は、２本ずつ両端（図面上下方向）に延出し、両端の第２の連結バー４ｂに接続する構成となっている。
【００１９】
第１の連結バー４ａと第２の連結バー４ｂが配置されている位置は、半導体装置として完成した際には、半導体装置の封止樹脂が形成される領域（樹脂封止予定領域）の外側となり、後述する半導体装置の製造工程で、ダイシングソーにより切断除去される領域となる。一方、リード３の第１の連結バー４ａとの接続端の反対側の他端部は、樹脂封止予定領域の内側に配置される。リード３に接続する延長部１１は、第２の連結バー４ｂとの接続部を除き、そのほとんどを樹脂封止予定領域の内側に配置されている。延長部１１と第２の連結バー４ｂとの接続部は、樹脂封止予定領域の外側となる。
【００２０】
次に、図１に示すリードフレーム１を用いた半導体装置の製造方法について説明する。まず、図１に示すリードフレーム１を用意し、リードフレーム１のダイパッド２上に樹脂ペーストや半田ペースト等を用いて半導体素子５を搭載し、アルミニウム、金、銅等のワイヤ６により半導体素子５上に形成されている電極とリード３とを接続する。その後、エポキシ系の封止樹脂７により製品エリアを樹脂封止する（図２ａ）。この工程までは従来例で説明した図１１（ａ）の工程と同じである。ただし、本発明ではリード３の先端に延長部１１が形成されている点が相違している。なお図２（ａ）（ｂ）は、図１に示すリードフレームの第２の連結バー４ｂの延出方向の断面図を、図２（ｃ）は第１の連結バー４ａの延出方向の断面図をそれぞれ模式的に示している。
【００２１】
その後、金属メッキを行わず、リードフレームをダイシングテープ９に接着させ、ダイシングソー１０を用いて、図１に示す第１の連結バー４ａの部分を切断除去し、リード３の端部を露出させる（図２ｂ）。切断面を図２（ｃ）に示す。切断面は、複数の半導体装置が連結した状態で、封止樹脂７からリードフレーム３の素地が露出することがわかる。図２（ｃ）の点線で示す部分は、後述する個片化工程で切断除去される部分を示している。この第１の連結バー４ａの切断で、連結バー４ａとの接続部分の第２の連結バー４ｂの一部も切断される。第１の連結バー４の切断後のリードフレーム１の一部平面図を図３に示す。図３はリードフレームに搭載されている半導体素子や封止樹脂を取り除いた状態を図示している。第１の連結バー４ａの切断部４ｃによりダイパッド２の両側に配置されているリードはそれぞれ分離される。なお、第１の連結バーのみを切断除去し、製品エリアを取り囲む枠部（クレードル部）まで完全に切断していない。このようにすることで、リード３の切断面は、延長部１１および第２の連結バー４ｂを介して、あるいはリードフレームの枠部を介してすべて電気的な接続を形成することが可能となる。ここで、少なくとも第２の連結バー４ｂと延長部１１からリード３の切断面に電気的な接続が取れる範囲で、枠部（クレードル部）の一部を切断することも可能である。
【００２２】
その後、リードフレーム１に電解メッキを施す。先に説明したように、リード３は、第２の連結バー４ｂやリードフレームの枠部（クレードル部）に連結しており、枠部（クレードル部）を電解メッキの電極に接続することで、第２の連結バー４ｂや延長部１１が導通経路となり、リードフレーム全体にわたり、リード３の切断面表面に電解メッキを施すことが可能となる。
【００２３】
その後、図２（ｃ）に点線で示す部分（図１の矢印Ｂ方向）を切断除去し、個片化する。第２の連結バー４ｂの切断後のリードフレーム１の一部平面部を図４に示す。図４はリードフレームに搭載されている半導体素子や封止樹脂を取り除いた状態を示している。第２の連結バー４ｂの切断部４ｄにより、延長部１１がそれぞれ電気的に分離された状態、つまりリード３が電気的にそれぞれ分離された状態となる。先に形成した切断部４ｃと切断部４ｄにより個々の半導体装置に個片化される。
【００２４】
このように形成した半導体装置を図５に示す。本発明の製造方法では、第１の連結バー４ａの切断後に、リード３の切断面を露出させた状態で電解メッキを施すため、リード３の切断面表面にメッキ層８が形成されることがわかる。このように金属メッキが施された半導体装置を実装する場合、リード３端部に半田フィレットが形成され、信頼性の高い実装構造を形成することが可能となる。
【実施例２】
【００２５】
次に第２の実施例について説明する。第１の実施例では、樹脂封止する際、製品エリア全体に封止樹脂を形成する場合について説明したが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、封止樹脂７を図６（ａ）に示すように形成することも可能である。この場合、第１の連結バー４ａは、封止樹脂７の形成領域の外側に露出する構造となる。また、隣接するリード３間に、リード３の厚さで封止樹脂が充填された構造とすることも可能である。
【００２６】
その後、リードフレームをダイシングテープ９に接着させ、ダイシングソー１０を用いて、第１の連結バー４ａを切断除去する（図６ｂ）。その後、リードフレームに電解メッキを施す。先に説明したようにリード３は、第２の連結バー４ｂやリードフレームの枠部（クレードル部）に連結しており、枠部（クレードル部）を電解メッキの電極に接続することでリードフレーム全体にわたり、リード３表面に電解メッキを施すことが可能となる。
【００２７】
その後、図６（ｃ）に点線で示す部分（図１の矢印Ｂ方向）を切断除去し、個片化する。ここで、図６（ｃ）に示すように封止樹脂７は、図６（ａ）、（ｂ）に示す構造と異なり、隣接する半導体装置間にも充填された形状としている。これは第２の連結バー４ｂの切断工程後に、封止樹脂７から延長部１１が突出するように残ることは好ましくなく、封止樹脂７と延長部１１の切断面を一致させるためである。従って、延長部１１が突出しないように切断することが可能であれば、隣接する半導体装置間に封止樹脂７が充填されていない構成としても問題ない。
【００２８】
以上のように封止工程を変更しても、第１の連結バー４ａを切断して切断面を露出させた後に電解メッキを施すことで、リード３の切断面表面にメッキ層８が形成することができる（図７）。この方法によれば、リード３を所定の長さで残すことも可能となる。また半導体装置を実装する場合、リード３端部に半田フィレットが形成され、信頼性の高い実装構造を形成することが可能となる。
【実施例３】
【００２９】
次に第３の実施例について説明する。前述の第１の実施例および第２の実施例では、リードフレーム１のリード３とダイパッド２を同一平面上に形成した場合を説明したが、ダイパッドをオフセットする構造とすることも可能である。図８は前述の第２の実施例の半導体装置においてダイパッド２をオフセットした構造としている。このような構造とすると、ダイパッド２の大きさを越えた大きな半導体素子５を実装することが可能となる。本発明のリードフレームでは、リード３の先端に延長部１１を備える構成としているため、ダイパッド２を小さくする必要があったり、あるいは半導体装置の大きさが大きくなってしまう場合がある。そのような場合には、図８に示すようにダイパッド２をオフセットしてダイパッドより相対的に大きな半導体素子を実装することが可能となり効果が大きい。ダイパッドをオフセットする方法は、ダイパッドをカシメ処理して接続する等周知の方法を採用することができる。
【００３０】
本実施例は、オフセットされたダイパッド２上に半導体素子を搭載することを除けば、上記第１および第２の実施例で説明した本発明の製造方法により半導体装置を形成することが可能である。
【実施例４】
【００３１】
次に第４の実施例について説明する。上記実施例の説明は、ダイパッド２の両側にリード３が形成されている場合について説明したが、リード３がダイパッド２の片側だけに配置されている形状であっても良い。図９は、本実施例の製品エリアの一部拡大図である。先に説明した実施例と相違し、ダイパッド２の片側のみにリード３が配置されている。各リード３は、図９の矢印Ａ方向に延出する第１の連結バー４ａによってそれぞれ連結されており、ダイパッド２に対向する端部に、ダイパッド２の長手方向（第１の連結バー４ａの延出方向）の一辺と平行に延びる延長部１１を備えている。また延長部１１は、図９の矢印Ｂ方向に延出する第２の連結バー４ｂに接続している。図９に示すリードフレームの場合、ダイパッド２の片側に４本のリード３が配置されており、それぞれの延長部１１は、２本ずつ両端（図面上下方向）に延出し、両端の第２の連結バー４ｂに接続する構成となっている。
【００３２】
図９に示すリードフレームを用いた場合でも、上記第１乃至第３の実施例同様、第１の連結バー４ａを切断して切断面を露出させた後に電解メッキを施すことで、リード３の切断面表面にメッキ層を形成することができる。また実装時には、リード端部に半田フィレットが形成され、信頼性の高い実装構造を形成することができる。
【００３３】
以上本発明の実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々変更可能である。例えば、延長部１１の延出方向は、両端に引き出す代わりに片側に引き出す形状とすることも可能である。また、連結バーはダイシングソーの切断幅に一致させる必要はなく、複数の連結バーを備える構造としたり、幅の広い連結バーとし、隣接する半導体装置間を１回のダイシングソーを走行させることで切断する方法に代えて、複数回ダイシングソーを走行させることで切断する方法に変更しても問題ない。
【符号の説明】
【００３４】
１：リードフレーム、２：ダイパッド、３：リード、４：連結バー、４ａ：第１の連結バー、４ｂ：第２の連結バー、５：半導体素子、６：ワイヤ、７：封止樹脂、８：メッキ層、９：ダイシングテープ、１０：ダイシングソー、１１：延長部
【図１】
0006500299.tif 000002
【図２】
0006500299.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0006500299.tif 000006
【図６】
0006500299.tif 000007
【図７】
0006500299.tif 000008
【図８】
0006500299.tif 000009
【図９】
0006500299.tif 000010
【図１０】
0006500299.tif 000011
【図１１】
0006500299.tif 000012