(57)【要約】【課題】パッケージを構成する樹脂とフレームの密着性を向上させ、信頼性の高い樹脂封止型半導体装置を、提供することを目的とする。【解決手段】複数のフレーム３３からなるリードフレーム３０のダイパッド部３１の半導体素子が載置されない側と、リード端子３２ａ、３２ｂのワイヤボンディングされない側とに凸部６０を有することを特徴とする。このような形状のフレームを用いた半導体装置は、フレームの破断面と、外部電極となる凸部６０の先端部以外の部分を樹脂が覆うことになるため、樹脂とフレームの密着性が向上し、信頼性の高い半導体装置を得ることができる。【選択図】　図１
2004095603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子を載置するダイパッド部と、前記半導体素子と金属ワイヤにより電気的に接続される複数のリード端子とを有するフレームが、連結バーにて複数連結されたリードフレームにおいて、前記ダイパッド部の前記半導体素子を載置しない側及び前記リード端子の金属ワイヤが接続されない側に、外部電極となる凸部を有することを特徴とするリードフレーム。
【請求項２】
外部電極となる凸部が、ハーフエッチング処理にて形成されたことを特徴とする請求項１記載のリードフレーム。
【請求項３】
リードフレームのダイパッド部に半導体素子を載置する工程と、前記リードフレームの外部電極面側に粘着テープを貼る工程と、前記半導体素子の複数の電極と複数のリード端子とに金属ワイヤをボンディングする工程と、前記半導体素子と前記金属ワイヤを含めて、前記ダイパッドとリード端子とを樹脂封止する工程と、前記粘着テープを剥がす工程と、ダイシングブレードで個々の樹脂封止型半導体装置に分離する工程とを含むことを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記粘着テープを貼る工程は、ローラーで押圧しながら貼ることを特徴とする請求項３に記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記粘着テープを貼る工程は、前記半導体素子の外形寸法にほぼ合致するエンボス状の穴が形成された治具に、前記半導体素子を入れ、リードフレームを固定する工程を含むことを特徴とする請求項３又は４に記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。
【請求項６】
半導体素子と、前記半導体素子を載置するダイパッド部と、複数のリード端子と、前記半導体素子の表面に形成した電極部と前記リード端子とを金属ワイヤにより電気的に接続し、前記半導体素子と前記金属ワイヤとを含めて、前記ダイパッド部と前記リード端子とを樹脂封止してなる樹脂封止型半導体装置において、前記ダイパッド部の前記半導体素子が載置されない側と前記リード端子の前記金属ワイヤが接続されない側とに外部電極となる凸部を有し、前記凸部の先端部が前記樹脂封止面から露出していることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置に関し、特に金属製のフレームを複数連結したリードフレームとそれを用いた樹脂封止型半導体装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピュータ、携帯電話に代表される電子機器の小型化に伴う電子部品の高密度実装化が進んでおり、それに伴いダイオード、トランジスタ等の半導体装置においては、実装面積を縮小するため面実装タイプの半導体装置の使用が増加している。
【０００３】
また、このような面実装タイプの半導体装置においては、製造コスト低減のために、パッケージの形態としては、材料が安く、生産性の上でも良好な樹脂封止型半導体装置が、多用されている。
【０００４】
図６（ａ）は、このような樹脂封止型半導体装置の例としてトランジスタの上面から見た図を示したものであり、図６（ａ）に示されるように、樹脂封止型半導体装置１は、エポキシ樹脂からなるパッケージ５の片側からエミッタ電極となる第１のリード端子３とベース電極となる第２のリード端子４が導出され、他方からコレクタ電極となる第３のリード端子２が導出される。これらのリード端子は、先端部が裏面側と同一平面になるようにガルウィング状に折り曲げられ、図６（ｂ）に示されるように回路基板６に実装される。
【０００５】
しかしながら、樹脂封止型半導体装置１では、基板に実装した場合、実装面積におけるほとんどがリード端子とパッケージによって占有されており、更なる高密度実装化を進める上での課題となっていた。
【０００６】
このような課題を解決した樹脂封止型半導体装置として、例えば特開平１０−３１３０８２号公報に開示されている樹脂封止型半導体装置がある。
【０００７】
図７は、特開平１０−３１３０８２号公報に記載されている樹脂封止型半導体装置１０の概略斜視図を示したものであり、樹脂封止型半導体装置１０は、底面に金属メッキ層が形成されたダイパッド部８上の所望の位置に半導体素子９が、載置され、半導体素子９の表面に形成された電極パッド（図示せず）と、底面に金属メッキ層が形成されたリード端子１１、１２とが、金属ワイヤ７で電気的に接続され、半導体素子９と金属ワイヤ７を含めて、ダイパッド部８とリード端子１１、１２が樹脂１５により樹脂封止された構造をとる。この先行技術によれば、ダイパッド部８の半導体素子９が載置されていない側と、リード端子１１、１２の金属ワイヤ７がボンディングされていない側とを、それぞれ外部電極８ａ、１１ａ、１２ａとして利用しているため、リード端子が樹脂封止の側面から導出されたガルウィング状の樹脂封止型半導体装置に比べ、実装面積の上で、極めて小型の樹脂封止型半導体装置を実現でき、実装基板の小型化に寄与できるというものである。
【０００８】
また、この先行技術によれば外形寸法においては、縦×横×高さが、約０．７ｍｍ×１．０ｍｍ×０．６ｍｍにすることができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、先行技術の半導体装置１０は、小型化を図ることはできるが、その構造及び製造方法において、次に述べるような課題を有している。
【００１０】
即ち、構造においては、外部電極となるリード端子１１、１２及びダイパッド部８の裏面側がパッケージを構成する樹脂１５と同一面をなし、リード端子１１、１２及びダイパッド部８の表面と側面だけが樹脂１５と密着している構造であり、樹脂１５とリード端子１１、１２との密着性が悪く、樹脂封止時の応力、あるいは個々の半導体装置に分離するダイシング時の応力により樹脂剥離など信頼性の面で問題がある。
【００１１】
また、製造方法においては、樹脂封止工程において樹脂の回り込みによる電極面への樹脂の付着を防止するため、予め樹脂封止前に底板を形成し、樹脂封止後にバフ等の研磨により底板を除去する方法が提案されているが、工程が複雑であるとともに、研磨時の樹脂への衝撃により、樹脂強度が低下し、割れや欠けにつながるという問題がある。
【００１２】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、樹脂とリード端子との密着性を向上させ、信頼性の高い樹脂封止型半導体装置を提供することを目的とする。
【００１３】
また本発明は、信頼性の高い半導体装置を容易に製造する方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の樹脂封止型半導体装置のリードフレームは、ダイパッド部の半導体素子が載置されない側と、リード端子の金属ワイヤが接続されない側に、外部電極となる凸部を有することを特徴とする。
【００１５】
また、上記のリードフレームを用いた樹脂封止型半導体装置は、フレームの切断面及び外部電極となる凸部の先端部のみが樹脂から露出していることを特徴とする。
【００１６】
かかる構成によれば、封止樹脂とリード端子との密着性を向上させることができる。
【００１７】
また、本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法は、複数のフレームからなるリードフレームのダイパッドに半導体素子を載置する工程と、前記リードフレームの前記半導体素子が載置されていない側に粘着テープを貼る工程と、前記半導体素子の複数の電極と複数のリード端子とに金属ワイヤをボンディングする工程と、前記半導体素子と前記金属ワイヤを含めて、前記ダイパッドとリード端子とを樹脂封止する工程と、前記粘着テープを剥がす工程と、ダイシングブレードで個々の樹脂封止型半導体装置に分離する工程とを含むことを特徴とする。
【００１８】
かかる構成によれば、樹脂封止前に電極面に粘着テープを貼ることにより、樹脂封止の際の樹脂の電極面への回り込みを防止することができ、容易に電極を形成することが可能である。
【００１９】
望ましくは、前記粘着テープを貼る工程においては、ローラーで押圧しながら粘着テープを貼ることにより、電極が粘着テープに食い込み、より確実に電極を樹脂から保護することが可能である。
【００２０】
また望ましくは、粘着テープを貼る前に、半導体素子の外形寸法にほぼ合致するエンボス状の穴が形成された治具を使用し、半導体素子が、入るようにリードフレームを固定することにより、半導体素子を傷つけずに、安定した状態で、粘着テープを貼ることが可能である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１（ａ）、（ｂ）は本発明のリードフレームを示す図である。
【００２３】
図１（ａ）は、リードフレーム３０の上面視であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。リードフレーム３０は、銅材または、４２−アロイ等の材料からなり、半導体装置１個分に相当するフレーム３３（点線枠内）が、複数個、上下左右に配列され連結バー３４で互いに連結されたものであり、例えば、６００個のフレーム３３からなる。なお、連結バー３４の幅ｈ１は、樹脂の回り込みが良好な０．１２ｍｍ程度にすることが好ましい。
【００２４】
また、個々のフレーム３３は、半導体素子が載置されるダイパッド部３１、外部接続用電極となるリード端子３２ａ、３２ｂからなり、ダイパッド部３１の半導体素子（図示せず）が載置される部分と、リード端子３２ａ、３２ｂのワイヤボンディング部（図示せず）には、予め、金属メッキ層を形成しておく。なお、金属メッキ層の材料としては、金、銀、パラジウムなどでメッキすることが好ましい。
【００２５】
また、リードフレーム３０は、図１（ｂ）に示されるように、ダイパッド部３１の底面側及びリード端子３２ａ、３２ｂの底面側に凸部６０を有し、凸部６０の厚さ寸法ｈ２が、約０．１ｍｍ、それ以外の部分の厚さ寸法ｈ３が、約０．０５ｍｍである。このような凹凸状のリードフレーム３０は、ハーフエッチング処理により形成することができる。
【００２６】
次に、リードフレーム３０を用いた樹脂封止型半導体装置の製造方法について説明する。
【００２７】
図２乃至図４は、本発明に係る半導体装置の製造方法を示す工程ごとの断面図である。
【００２８】
なお、図１と同一構成のものは、同一符号を付し、説明を省略する。
【００２９】
先ず、図２（ａ）に示されるように、リードフレーム３０のダイパッド部３１に、還元雰囲気中にて、例えば、縦×横×高さ寸法が、０．２５ｍｍ×０．２５ｍｍ×０．１１ｍｍの半導体素子３５をダイボンディングする。
【００３０】
次に、図２（ｂ）に示されるように、ほぼ半導体素子３５の大きさのエンボス状の穴を有する金属製の治具３６に、半導体素子が載置された面が、エンボス状の穴に入るように固定する。
【００３１】
次に、図２（ｃ）に示されるように、ローラー４３により押圧しながら、例えば表面に約６μｍの厚さの糊が塗布された粘着テープ３７を貼る。押圧することにより、リード端子３２ａ、３２ｂの底面側及びダイパッド部３１の底面側の凸部６０が粘着テープ３７に食い込み、密着性が良くなる。使用する粘着テープ３７は、耐熱性が２００度以上ある、例えば、ポリイミドテープ等を用いることが好ましい。なぜなら、ワイヤボンディングの際、フレームの温度が、１３０〜１９０度の高温になるからである。また、粘着テープ３７の代わりに、熱可塑性のテープを使用しても良いが、この場合には、加温するヒータと加圧するためのプレス機を準備し、加温しながら加圧しテープを貼ることになる。
【００３２】
次に、図３（ｄ）に示されるように、例えば、直径が２０〜２５μｍの金属ワイヤ３８を半導体素子３５の電極パッド（図示せず）とリード端子３２ａ、３２ｂ間にボンディングし、電気的に接続する。
【００３３】
次に、図３（ｅ）に示されるように、半導体素子３５と金属ワイヤ３８を含めて、エポキシ樹脂等の熱硬化性の樹脂３９により、樹脂封止する。この時、ダイパッド部の半導体素子３５が載置されない側と、リード端子の金属ワイヤがボンディングされない側に凸部６０を有することにより、樹脂３９は、リードフレーム３０の裏面側で充填されやすくなるとともに、樹脂３９との接触面積が多くなり密着性が向上する。
【００３４】
次に、図３（ｆ）に示されるように、樹脂３９が硬化した後、粘着テープ３７を引き剥がす。このとき、外部電極となるリードフレーム３０の先端部４０は、粘着テープ３７により、樹脂から約１〜６μｍ程度露出した状態になる。
【００３５】
次に、図４（ｇ）に示されるように、電極となるリードフレーム３０の先端部４０の表面に半田メッキ等でメッキを行い外部電極４１を形成する。
【００３６】
次に、図４（ｈ）に示されるように、ダイシングシート４５を電極面と反対面に貼り、例えば、２５０μｍ幅のダイシングブレード４２にて、ダイシングシート４５を少し切り込む程度まで、フルカットダイシングを行い、図４（ｉ）に示されるような個々の半導体装置５０に分離する。
【００３７】
以上述べた製造方法によれば、リードフレーム３０の底面が凸部６０を有していることが、樹脂封止の際、樹脂３９が流れやすくなるとともに、リードフレーム３０を挟み込む形で樹脂封止されるため、樹脂３９が硬化した後の反りを低減させることができる。
【００３８】
また、図５に示されるように樹脂封止型半導体装置５０は、外部電極４１と破断面５１以外の部分が樹脂３９に覆われているため、樹脂３９とリード端子３２ａ、３２ｂ及びダイパッド部３１との密着性が良い。
【００３９】
また、樹脂封止前に、電極表面に粘着テープ３７を貼り、その後、樹脂封止するので、樹脂３９が電極面を覆うことが無く、容易に電極を形成することができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の面実装型半導体装置によれば、電極面と、フレーム破断面以外の部分が、樹脂に覆われているので、樹脂とフレームとの密着性が良く、小型で高品質な樹脂封止型半導体装置を得ることが可能である。
【００４１】
また、本発明の樹脂封止型半導体装置の構造は、樹脂封止の際、樹脂がリードフレームを挟み込むことになるので、樹脂が硬化したときの収縮による反りを低減する効果がある。
【００４２】
また、本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法によれば、電極面を研磨することなく形成することができるので、容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明のリードフレームの上面から見た図
（ｂ）本発明のリードフレームの側面から見た断面図
【図２】本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図３】本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図４】本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図５】本発明のリードフレームを用いた樹脂封止型半導体装置の概略斜視図
【図６】（ａ）従来の樹脂封止型半導体装置の上面から見た図
（ｂ）従来の樹脂封止型半導体装置を基板に実装した場合を示す図
【図７】従来の樹脂封止型半導体装置の概略斜視図
【符号の説明】
１、９、３５　半導体素子
５　パッケージ
６　基板
８、３１　ダイパッド部
１０　樹脂封止型半導体装置
１１、１２、３２ａ、３２ｂ　リード端子
１５、３９　樹脂
【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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