(57)【要約】【課題】片面モールドタイプパッケージのタイバーのハーフエッチング部分の封止樹脂におけるダイシング時の剥離を防止する。【解決手段】ＱＦＮなどの片面モールドタイプのパッケージで使用されるリードフレーム２０のタイバー２０ａ部分の裏面側にハーフエッチング部を設ける。かかるハーフエッチング部に、凹部４１をハーフエッチングにより形成する。凹部４１を設けた状態で、封止樹脂３０をタイバー２０ａのハーフエッチング部に設ける。凹部４１が剥離抵抗部４０として機能し、多連のリードフレーム２０の個片化に際して、型抜などの手段でタイバー２０ａを切断しても封止樹脂３０とタイバー２０ａのハーフエッチング部との剥離を防ぐことができる。【選択図】　　図３
2004104046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
補強材により裏打ちされたリードフレームを用いた半導体装置であって、
前記リードフレームの補強材裏打ち部分には、前記補強材裏打ち部分から前記補強材を剥離させようとする力に対して抵抗する剥離抵抗部が設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
連接部を介して連接された複数のリードフレームを個片化するに際して切断する連接部切断箇所が補強材により裏打ちされたリードフレームを用いた片面モールドタイプのパッケージを有する半導体装置であって、
前記連接部切断箇所には、前記連接部切断箇所から前記補強材を剥離させようとする力に対して抵抗する剥離抵抗部が設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
複数のリードフレームを連接するタイバーのハーフエッチング部に封止樹脂を設けたリードフレームを用いる半導体装置であって、
前記ハーフエッチング部には、前記ハーフエッチング部と前記封止樹脂とを剥離させようとする力に対して抵抗する剥離抵抗部が設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
複数のリードフレームを連接するタイバーのハーフエッチング部に封止樹脂を設けたＱＦＮ型パッケージを有する半導体装置であって、
前記ハーフエッチング部には、前記封止樹脂との係合部が設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
複数のリードフレームを連接するタイバーを切断して個片化する半導体装置の製造方法であって、
前記リードフレームのタイバーにハーフエッチング部を設ける工程と、
前記ハーフエッチング部に係合部を設ける工程と、
前記ハーフエッチング部と前記係合部とに、封止樹脂を流入させ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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置およびその製造技術に関し、特に、リードフレームのタイバー部分に樹脂貼り合わせ構造を有する半導体装置に適用して有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下に説明する技術は、本発明を研究、完成するに際し、本発明者によって検討されたものであり、その概要は次のとおりである。
【０００３】
電子機器は、その高機能化、小型化が強く求められ、それに搭載されるチップなどの半導体装置もその高集積化、小型化が求められている。例えば、半導体パッケージは、ＤＩＰ（Ｄｕａｌ　Ｉｎ−ｌｉｎｅ　Ｐａｃｋａｇｅ）などに代表される挿入実装型パッケージから、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ　Ｆｌａｔｐａｃｋ　Ｐａｃｋａｇｅ）などに代表される周辺端子、表面実装型パッケージに発展させられ、その高密度実装が図られてきた。
【０００４】
さらに、近年のより一層の小型化、高集積化の要請に対しては、上記ＱＦＰ構造のパッケージでは十分に対応できない場合もあり、かかる点の解決を図るべくＢＧＡ（Ｂａｌｌ　Ｇｒｉｄ　Ａｒｒａｙ）などに代表されるエリアアレイ端子型の表面実装型パッケージが新たに提供されている。
【０００５】
また、最近では、ＢＧＡをさらに発展させて、パッケージの取り付け高さを低く抑えることができる例えばＱＦＮ（Ｑｕａｄ　Ｆｌａｔｐａｃｋ　Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ　Ｐａｃｋａｇｅ）などのランドパターンのみからなるＬＧＡパッケージ（Ｌａｎｄ　Ｇｒｉｄ　Ａｒｒａｙ　Ｐａｃｋａｇｅ）が提案され、注目を集めている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、ＬＧＡ型のパッケージの開発研究にあたり、以下の課題があることを見出した。
【０００７】
半導体装置の小型、軽量化の要請に合わせて、リードフレームの薄肉化が求められている。併せて、個片化されたパーケージの側面には、リードフレームの切断面が露出しているが、かかる切断面でのショートを防止するため、リードフレームの露出切断面積の狭小化が必要である。
【０００８】
その対策として、本発明者は、リードフレームの一部をハーフエッチングにより薄肉化する構成を採用した。特に、リードフレームの切断面積を狭小化するためには、タイバー部分にハーフエッチング部を設け、ハーフエッチング部に樹脂などの絶縁材を封止する構成を採用した。
【０００９】
しかし、かかるリードフレームの薄肉化は、リードフレーム自体の強度低下を招くこととなり、リードフレームの補強が求められる。
【００１０】
そこで、本発明者は、例えば、個々のＱＦＮパッケージを連接するタイバー部分に封止樹脂を積層させる構造を開発し、その強度確保を図った。
【００１１】
しかし、そのタイバー部分は、多数取りに構成したＱＦＮパッケージを個片化する切断に際して大きな切断力がかかる箇所であり、タイバー部分と樹脂部分との剥がれが発生する懸念もある。ダイソーを用いるカッティングに比べて、パンチなどの打ち抜きにおける切断時の方が力が大きく、剥離の可能性は高いと考えられる。
【００１２】
個片化に際して切断箇所となるタイバー部分に樹脂の積層部分を設けないこれまでの構成では、かかる問題は発生しなかった。
【００１３】
また、ＱＦＰタイプのパッケージでは、半導体チップの上下両面がモールド樹脂で封止される所謂両面モールドタイプであり、さらにタイバー部分に樹脂積層部が設けられていないため、個片化に際してのかかる問題点は発生しなかった。
【００１４】
すなわち、かかる問題点は、両面モールドタイプとは異なり、リードフレームの半導体チップ搭載側を樹脂封止する所謂片面モールドタイプのパッケージ構造で、全周を樹脂封止する両面モールドタイプと比べてリードフレームとモールド樹脂との密着性が確保しづらいため発生する問題点と言える。
【００１５】
特に、タイバー部分にモールド樹脂を入れて樹脂部分を積層させた強度確保を行う構造では、タイバー部分では個片化に際して積層部分の剥離を促進させるような力が働くため、それまでは意識する必要のなかった問題点が新たに発生することとなった。
【００１６】
切断に際しての樹脂部分の剥離発生は、剥離樹脂などの異物発生に繋がり、外部電極部分の異物付着に基づく実装時の接触不良などの原因ともなり、信頼性の低下に繋がり兼ねない。
【００１７】
本発明の目的は、片面モールドタイプのパッケージにおけるリードフレームの封止樹脂などの裏打ち補強材が剥離しないようにすることにある。
【００１８】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００２０】
すなわち、本発明では、例えば、ＱＦＮなどの片面モールドタイプのパッケージにおいて、タイバーのハーフエッチング部などの強度確保のために設けた樹脂積層部が、ハーフエッチング部に対して剥離抵抗部を介して設けられているため、ダイソーや型抜などを用いた多連のＱＦＮの個片化に際して、ハーフエッチング部と積層樹脂部との剥離が防止される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明を省略する。
【００２２】
図１（ａ）は、本発明の半導体装置の一例として、ＱＦＮタイプのパッケージを採用した半導体装置の底面側の様子を示す斜視図であり、（ｂ）はリードフレームのハーフエッチング部の状況を示す平面図である。図２（ａ）は、リードフレームの外部端子のハーフエッチング状況を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示す図の楕円で囲んだ部分を示す部分拡大図である。
【００２３】
本発明の半導体装置１０は、図１（ａ）に示すように、片面モールドタイプのＱＦＮタイプのパッケージに構成されている。所定の集積回路が形成された半導体チップ（図示しない）を、図１（ｂ）に示すリードフレーム２０のタブ２１上に接着剤などを介してボンディングし、半導体チップの電極パッドをリードフレーム２０のリード２２にリードボンディングにより接続し、その状態で片面樹脂封止することにより形成されている。
【００２４】
本発明に使用するリードフレーム２０では、図１（ｂ）に示すように、中央に半導体チップを搭載するタブ２１が、吊りリード２３により支持され、周囲にリード２２が多数形成されている。なお、図１（ｂ）は、リードフレーム２０を裏面側から見た様子を示している。
【００２５】
図１（ｂ）では、タブ２１、リード２２、吊りリード２３のうち図中網かけ表示している部分は、ハーフエッチング処理が施されている部分である。ハーフエッチング部は、リード２２の外部端子２４の端子面２４ａより浅く形成されている。
【００２６】
かかる構成のリードフレーム２０のハーフエッチング部は樹脂封止がなされ、図１（ａ）に示すように、リード２２の非ハーフエッチング部として形成された外部端子２４の端子面２４ａが露出させられた状態で、ハーフエッチング部が封止樹脂３０により封止されている。図１（ａ）に示す場合には、外部端子２４は、千鳥配列に構成されている。また、外部端子２４の平面形状は円形に形成した場合を示したが、矩形などその他の形状であっても構わない。
【００２７】
外部端子２４は、その端子面２４ａにメッキ層を介してハンダを設けることにより、パッケージ底面側に突出させた外部電極として使用される。
【００２８】
図３には、リードフレーム２０のハーフエッチング部における樹脂封止状況を部分拡大して示した。リードフレーム２０は、１個のリードフレーム２０が複数個配列された連接構成で提供され、ダイシングなどで個片化されるように形成されている。個々のリードフレーム２０同士は、タイバー２０ａ部分により互いに連接され、個片化に際しては、かかるタイバー２０ａ部分が連接部切断箇所として、図１（ｂ）に示すパッケージライン２５（図中、破線表示）に沿って切断されることとなる。
【００２９】
かかるタイバー２０ａ部分のハーフエッチング部は、後工程の樹脂封止工程で封止樹脂３０が回り込み、回り込んだ封止樹脂３０がタイバー２０ａに裏打ちされた補強材裏打ち部分として、薄肉化されたリードフレームの強度確保機能、およびリードフレーム２０の露出切断面積の狭小化に基づくショート防止機能の役割を果たしている。
【００３０】
しかし、かかるタイバー２０ａにおけるハーフエッチング部における封止樹脂３０は、多連に連装されたリードフレーム２０を個々に個片化するに際して、パンチなどで型抜を行うと、タイバー２０ａの上方から下方に向けて力がかかるため、リードフレーム２０と封止樹脂３０とが積層されている部分ではどうしても双方の接触面での乖離が生じ易く、場合によってはかかる個片化に際して封止樹脂３０の一部が剥離することが考えられる。
【００３１】
剥離した樹脂は、異物となり、実装障害の原因となる。タイバー２０ａ部分にハーフエッチング部を設けないこれまでの構成を採用していれば、個片化に際しての樹脂剥離の障害を回避することはできる。
【００３２】
しかし、半導体装置の小型化に合わせて、半導体装置の高さ方向の規制も厳しくなり、その分リードフレーム２０の薄肉化も強く求められている現状では、かかるタイバー２０ａ部分を何らかの手段で補強する必要がある。
【００３３】
そこで、リードフレーム２０の薄肉化により強度低下したリードフレーム２０の強度確保手段として、封止樹脂３０を補強材として裏打ちして積層する構造を本発明者は開発した。
【００３４】
しかし、切断時に大きな力がかかる部分にこのような封止樹脂３０などで積層する補強手段を講じたため、かかる補強手段を設けない構成とは異なり、これまでは問題とはならなかった切断時の封止樹脂３０の剥離が新たな問題となってきた。
【００３５】
そこで、本発明者は、簡単な構成で、かかる樹脂剥離の防止を行う構成を考えた。すなわち、封止樹脂３０がハーフエッチング部から抜けないようにする剥離抵抗部４０をハーフエッチング部に設けた。
【００３６】
なお、補強材としては、かかる封止樹脂３０以外のものであっても構わないが、封止樹脂３０を使用することができれば、わざわざ異種材をリードフレーム２０に積層させる別工程を新たに設けることなく、樹脂封止工程を利用して容易に補強が行えるので好ましい。
【００３７】
図３（ａ）では、封止樹脂３０の天端面と接触するハーフエッチング面に剥離抵抗部４０として凹部４１を設け、封止樹脂３０をこの凹部４１に入り込ませて係合させ、両者の密合性を向上させた。図３（ａ）に示す場合には、断面角錐状に凹部４１を形成したが、かかる凹部４１を設けない場合に比べて、切断時における樹脂剥離を効果的に抑制することができる。
【００３８】
かかる凹部４１の構成としては、上記構成以外に、例えば、図３（ｂ）に示すように、係合性をより向上させて略キノコ型に係合部を構成して、ハーフエッチング部から封止樹脂３０を下方に引き離そうとする力に抵抗できるような部分を有するようにすればよい。すなわち、図３（ｃ）に示すように、凹部４１の内部に、凹部４１の開口部４２の差し渡し長さＬ１より差し渡し長さＬ２が大きい膨らみ４３を設けるようにすればよい。
【００３９】
かかる膨らみ４３を設ける形状としては、図３（ｂ）に示す以外にも、例えば図３（ｄ）に示すように、逆台形状などの形状も考えられる。
【００４０】
上記形状の凹部４１は、リードフレーム２０のタイバー２０ａのハーフエッチング部をさらにハーフエッチングすることにより形成することができる。
【００４１】
図３では、凹部４１などの構成を、１個設ける場合を例示して説明したが、勿論、複数設けてもよく、複数設ければ、それだけ剥離抵抗を高くすることができる。
【００４２】
また、図３に示す変形例として、封止樹脂３０を設けるハーフエッチング部自体を、剥離抵抗部４０として機能する凹部４１に形成するようにしても構わない。かかる構成を、図４（ａ）に示した。
【００４３】
図３では、比較的大きな凹部４１をハーフエッチング部に形成する構成を示したが、ハーフエッチング部の封止樹脂３０と接触する接触面を粗面に形成して、すなわちハーフエッチング面に細かな凹部４１を多数形成するようにしてもよい。図４（ｂ）には、かかる構成を模式的に示した。
【００４４】
さらには、ハーフエッチング部から封止樹脂３０を下方に引き離そうとする力に抵抗できる剥離抵抗部４０の構成としては、図３、４に示す凹部４１の構成以外にも、図５（ａ）に示すように、リードフレーム２０面に貫通する貫通孔４４を設けても構わない。かかる構成でも、十分に剥離抵抗を発生させることができる。
【００４５】
リードフレーム２０のタイバー２０ａに設けた貫通孔４４の内周部と、封止樹脂３０の外周とは、封止樹脂３０をタイバー２０ａから剥離させようとするに際して、互いに摩擦して、剥離しようとする力に対して抗するように作用し、剥離阻止機能が発揮される。勿論、かかる貫通孔４４も、図５（ｂ）に示すように、逆テーパ状に、あるいは図５（ｃ）に示すように中央に膨らみ４３を設けた構成に形成すればより効果的である。
【００４６】
図６（ａ）に示す構成で切断線Ａ−Ａ’に沿って形成されるパッケージライン２５に沿って、図６（ｂ）、（ｃ）に示すような途中に突起部４５、あるいは窪み部４６を設けた凹部４１を複数、列状に形成するようにしてもよい。かかる構成は、途中に封止樹脂３０との剥離抵抗が発生するような突起部４５、窪み部４６を設けたリードフレーム２０から一体に伸びた複数の柱状凸部が、封止樹脂３０中に貫入させられた状態で、リードフレーム２０と封止樹脂３０との剥離が防止される構造である。
【００４７】
かかる突起部４５、窪み部４６は、例えば、リードフレーム２０の表面及び裏面の両面からエッチング処理を施すことにより形成することができる。
【００４８】
上記説明の構成を採用することにより、図７に示す剥離抵抗部４０を設けない構成とは異なり、接合強度が向上され、封止樹脂（レジン）の欠落による異物発生の防止が図れ、且つ、製品の信頼性低下が防げる。
【００４９】
また、上記接合強度の向上により切断時の剥離防止が図れるため、パッケージ分離においては、ダイソー使用時よりも切断時の剥離圧力が強くかかる型抜も採用することができ、ダイソーによる切断と合わせて切断手段の選択肢が広がり、分離工程の自由度を増やすことができ、現場対応がし易い。
【００５０】
次に、上記構成のリードフレームのハーフエッチング部に剥離しないように封止樹脂を設けた構造を有する半導体装置の製造方法について説明する。図８に示すように、例えば金属材などのような所要のフレーム材に、多連のリードフレームパターンをステップＳ１１０で形成する。
【００５１】
図１（ｂ）に示すように、形成したリードフレーム２０のタイバー、吊りリード２３、タブ２１部分などにエッチング処理を施して、ハーフエッチング部分をステップＳ１２０で形成する。
【００５２】
形成したハーフエッチング部に、図３に示すように、さらにエッチング処理を施して、剥離抵抗部４０をステップＳ１３０で形成する。なお、剥離抵抗部４０の形成は、必ずしも一回のエッチング処理で形成しなくてもよい。剥離抵抗部４０の形状に合わせて、エッチング処理を複数回重ねて行ってもよい。
【００５３】
ハーフエッチング部に剥離抵抗部４０を形成した多連のリードフレーム２０上に、前工程で集積回路などが作り込まれた半導体チップを、ステップＳ１４０で、リードフレームのタブ２１状にダイボンディングする。
【００５４】
ダイボンディング終了後は、ステップＳ１５０で、半導体チップのパッドとリードフレームのリードとをＡｕなどの金属細線でリードボンディングする。
【００５５】
このようにしてリードボンディングが終了した状態で、ステップＳ１６０で、半導体チップ搭載側を片面樹脂封止してＱＦＮパッケージを多連状態に形成する。
【００５６】
このようにして形成された多連のＱＦＮパッケージを、タイバーに想定された切断線に沿って、ステップＳ１７０で、ダイソーあるいはパンチによる打ち抜きなどの手段で切断して個片化すれば、半導体装置が製造される。
【００５７】
タイバー２０ａと封止樹脂３０とは剥離抵抗部４０を介して両者の密着性が高められているので、ダイソーによるカッティングは勿論、パンチなどでリードフレームの上方から、あるいは下方から打ち抜いても、封止樹脂３０とリードフレーム２０のタイバー２０ａとの剥離は発生しない。
【００５８】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００５９】
例えば、上記説明では、剥離抵抗部４０をタイバー２０ａのハーフエッチング部に設ける場合について説明したが、かかる剥離抵抗部４０は、リードフレーム２０のタイバー２０ａ以外の封止樹脂３０による裏打ちが形成されるハーフエッチング部に適用しても一向に構わない。
【００６０】
吊りリードや、半導体チップを搭載するタブ部分のハーフエッチング部に、上記説明の剥離抵抗部を設けるようにしても構わない。例えば、タブ部分にかかる剥離抵抗部を設けておけば、半導体チップの使用に際しての熱放散に際して、熱膨張率の差異に基づきタブ部分と搭載された半導体チップとが互いに反って剥離しようとしても、かかる力を抑制して歪みの発生を防止することもできる。
【００６１】
前記説明では、ＱＦＮタイプのパッケージ形態を例に挙げて説明したが、しかし、かかる封止樹脂のリードフレームにハーフエッチング部を設けて、そのハーフエッチング部に封止樹脂部を設ける構成であれば、例えば、リードフレームを用いたＬＧＡ、ＢＧＡパッケージなどにおいても十分に適用することができる。
【００６２】
かかる構成を採用することにより、ＬＧＡ、ＢＧＡパッケージなどにおいても、パッケージ分離工程も前述の如く選択肢を広げることができ、現場対応がし易いことは前記説明の如くである。
【００６３】
さらには、本発明の前記剥離防止機能は、プラスティックパッケージ全般にも適用でき、切断時に封止樹脂の剥離に基づき異物障害が発生している製品に対しても適用可能である。
【００６４】
【発明の効果】
本願によって開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下の通りである。
【００６５】
すなわち、リードフレームと封止樹脂などの補強材とを剥離抵抗部を介して設けることにより、両者の接合強度を向上させて両者の剥離防止を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の半導体装置の一例として、ＱＦＮタイプのパッケージを採用した半導体装置の底面側の様子を示す斜視図であり、（ｂ）はリードフレームのハーフエッチング部の状況を示す平面図である。
【図２】（ａ）はリードフレームの外部端子のハーフエッチング状況を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示す図の楕円で囲んだ部分を示す部分拡大図である。
【図３】（ａ）は剥離抵抗部として凹部を設けた構成を示す要部断面図であり、（ｂ）は凹部の変形例を示す要部断面図であり、（ｃ）は（ｂ）の膨らみを説明する部分拡大図であり、（ｄ）は凹部の変形例を示す要部断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、凹部の変形例を示す要部断面図である。
【図５】（ａ）は剥離抵抗部を貫通孔に形成した場合を示す要部断面図であり、（ｂ）、（ｃ）はその変形例である。
【図６】（ａ）は、接触抵抗部の変形例の設置箇所を示すための要部断面説明図であり、（ｂ）、（ｃ）は接触抵抗部の変形例を示す要部断面図である。
【図７】本発明の構成とは異なり、タイバーのハーフエッチング部に封止樹脂の剥離防止のための剥離抵抗部を設けない構成を示す要部断面図である。
【図８】本発明の半導体装置の製造方法を示すフロー図である。
【符号の説明】
１０　　半導体装置
２０　　リードフレーム
２０ａ　タイバー
２１　　タブ
２２　　リード
２３　　吊りリード
２４　　外部端子
２４ａ　端子面
２５　　パッケージライン
３０　　封止樹脂
４０　　剥離抵抗部
４１　　凹部
４２　　開口部
４３　　膨らみ
４４　　貫通孔
４５　　突起部
４６　　窪み部
Ｌ１　　差し渡し長さ
Ｌ２　　差し渡し長さ
【図１】
2004104046.tif 000003
【図２】
2004104046.tif 000004
【図３】
2004104046.tif 000005
【図４】
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【図５】
2004104046.tif 000007
【図６】
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【図７】
2004104046.tif 000009
【図８】
2004104046.tif 000010