(57)【要約】【課題】半導体素子１と、この半導体素子１を載置して外部と電気的な接続を行うリードフレーム２と、半導体素子１とリードフレーム２とを電気的に接続する電気的接続部材３とを有し、リードフレーム２を樹脂封止して形成される半導体装置であって、リードフレーム２の電気的接続部材３が接続される電気的接続領域２１の周囲に溝２２が形成されている。【解決手段】リードフレーム上の電気的接続領域での薄バリの発生を防止し、電気的接続を安定的に行うことができ、安価に製造できる半導体装置とその製造金型を得る。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子と、この半導体素子を載置して外部と電気的な接続を行うリードフレームと、上記半導体素子と上記リードフレームとを電気的に接続する電気的接続部材とを有し、上記リードフレームを樹脂封止して形成される半導体装置であって、上記リードフレームの上記電気的接続部材が接続される電気的接続領域の周囲に溝が形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
リードフレームに形成された溝で囲まれた内側の電気的接続領域の高さは、他の領域の高さよりも低く形成されていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
半導体素子と、この半導体素子を載置して外部と電気的な接続を行うリードフレームと、上記半導体素子と上記リードフレームとを電気的に接続する電気的接続部材とを有し、上記リードフレームを樹脂封止して形成される半導体装置であって、上記リードフレームの上記電気的接続部材が接続される電気的接続領域の高さは、他の領域の高さよりも低く形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
半導体素子を載置して外部と電気的な接続を行うリードフレームを樹脂封止する半導体装置の製造金型であって、この製造金型は、上記半導体素子と上記リードフレームとを電気的に接続する電気的接続領域に対応する領域の周囲に溝が形成されていることを特徴とする半導体装置の製造金型。
【請求項５】
半導体素子を載置して外部と電気的な接続を行うリードフレームを樹脂封止する半導体装置の製造金型であって、この製造金型は、樹脂封止の際に、上記半導体素子と上記リードフレームとを電気的に接続する電気的接続領域に上記製造金型が接触しないように構成されていることを特徴とする半導体装置の製造金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、リードフレームを樹脂封止して一体成形する半導体装置に関するもので、特にリードフレームをインサート成形する際のバリ発生を防止するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１５は、従来の半導体装置を示す上面図である。また図１６は、上記図１５のＥ−Ｅ線における断面図である。図において、１は半導体素子、２は半導体素子１が載置されており、外部と電気的な接続を行うリードフレーム、３は半導体素子１とリードフレーム２とを電気的に接続する電気的接続部材、２１はリードフレーム２において接続部材３が接続される領域である電気的接続領域、４は樹脂により成形された筐体であり、リードフレーム２は、樹脂により筐体４内に封止されている。また、筐体４は中空部４１を有し、半導体素子１はこの中空部４１側に露出されている。
【０００３】
このように構成された半導体装置の製造方法は、まず、金型内にリードフレーム２を載置して、次に、金型内に樹脂をインジェクション成形、トランスファー成形により注入して、リードフレーム２と筐体４とを一体成形する方法が用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上のような従来の半導体装置は、リードフレーム２の樹脂モールドの際に、リードフレーム２と金型との微少な空間を介して樹脂が漏洩して、電気的接続領域２１に薄バリ４２が発生する。従って、電気的接続部材３を電気的接続領域２１にワイヤボンディング、はんだ付けなどにより接合することが容易にできないという問題点があった。
【０００５】
この問題を解決する方法として、リードフレーム２に対向する金型の密着圧を高めて、リードフレーム２と金型との微少な空間を無くし、樹脂が当該部分から漏洩するのを防いでいた。また、電気的接続部材３による接続を行う前に、電気化学反応を利用した電解バリ取り法、液体の高圧噴射による水圧バリ取り法、微粒子の研磨材を用いたブラスト法、及びこれらの方法の組合せによりバリを除去していた。
【０００６】
しかしながら、金型の密着圧を高めるには、リードフレーム２及び金型の面粗度、平面度、寸法を高精度にすることが必要であり、製造コストが高くなるという新たな問題点が発生する。また、リードフレーム２と金型とを密着させることにより、リードフレーム２の電気的接続領域２１にキズや樹脂カスの付着などが発生し、電気的接続不良が生じるという問題点もある。
【０００７】
さらに、電解バリ取り法では、薄バリを完全に除去することが極めて困難であり、水圧バリ取り法及びブラスト法を併用する必要がある。また、リードフレーム２に樹脂が成形されたまま溶液中に浸漬させるため、溶液や筐体４が汚れてしまい、溶液の交換を頻繁に行ったり、電解バリ取り後にさらに筐体４を洗浄する必要がある。このため、製造工程が煩雑となり、製造コストが高くなるという問題点がある。
【０００８】
また、水圧バリ取り法では、高圧噴射を発生させるための高価な設備が必要であり、且つ筐体４の形状によって水圧の当たらない部分があるので、完全に薄バリを除去することが困難である。
【０００９】
また、ブラスト法においては、筐体４が、粒子の衝突で破損するため、バリ取りの必要がない部分をマスキングする必要があり、製造工程が煩雑となる問題がある。また、粒子がリードフレーム２及び筐体４に突き刺さり、そのままの状態で電気的接続を行うと電気的接続不良が生じるという問題がある。
【００１０】
以上のように、いずれのバリ取り工法においても、完全に薄バリを除去することは困難であり、目視作業などで多くの時間と手間をかけて薄バリがないことを確認しなければならなかった。
【００１１】
この発明は、以上のような問題点を解決するためになされたもので、リードフレーム上の電気的接続領域での薄バリの発生を防止し、電気的接続を安定的に行うことができ、安価に製造できる半導体装置とその製造金型を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る半導体装置は、半導体素子と、この半導体素子を載置して外部と電気的な接続を行うリードフレームと、半導体素子とリードフレームとを電気的に接続する電気的接続部材とを有し、リードフレームを樹脂封止して形成される半導体装置であって、リードフレームの電気的接続部材が接続される電気的接続領域の周囲に溝が形成されているものである。
【００１３】
また、リードフレームに形成された溝で囲まれた内側の電気的接続領域の高さは、他の領域の高さよりも低く形成されているものである。
【００１４】
また、半導体素子と、この半導体素子を載置して外部と電気的な接続を行うリードフレームと、半導体素子とリードフレームとを電気的に接続する電気的接続部材とを有し、リードフレームを樹脂封止して形成される半導体装置であって、リードフレームの電気的接続部材が接続される電気的接続領域の高さは、他の領域の高さよりも低く形成されているものである。
【００１５】
また、この発明に係る半導体装置の製造金型は、半導体素子を載置して外部と電気的な接続を行うリードフレームを樹脂封止する半導体装置の製造金型であって、製造金型は、半導体素子とリードフレームとを電気的に接続する電気的接続領域に対応する領域の周囲に溝が形成されているものである。
【００１６】
また、半導体素子を載置して外部と電気的な接続を行うリードフレームを樹脂封止する半導体装置の製造金型であって、製造金型は、樹脂封止の際に半導体素子とリードフレームとを電気的に接続する電気的接続領域に製造金型が接触しないように構成されているものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による半導体装置を示す上面図であり、図２は、上記図１のＡ−Ａ線における拡大断面図である。また図３は、この発明の実施の形態１による半導体装置のリードフレームを示す上面図であり、図４は、上記図３のＢ−Ｂ線における拡大断面図である。また図５は、この発明の実施の形態１による半導体装置の樹脂封止成形を説明する断面図であり、図６は、上記図３のａ部における拡大断面図である。
【００１８】
図１において、１は半導体素子、２は半導体素子１が載置されており、外部と電気的な接続を行うリードフレーム、３は半導体素子１とリードフレーム２とを電気的に接続する電気的接続部材、２１はリードフレーム２において電気的接続部材３が接続される領域である電気的接続領域、４は樹脂により成形された筐体であり、リードフレーム２は、樹脂により筐体４内に封止されている。また、筐体４は中空部４１を有し、半導体素子１はこの中空部４１側に露出されている。
【００１９】
２２は電気的接続領域２１の外周に形成された溝である。この溝の形状は、凹形状、Ｖ字状、Ｕ字状など、樹脂成形時に、リードフレーム２と上金型５１との微少な空間から漏洩する樹脂を溜めることができる形状であればよく、漏洩する樹脂の最大量が溝を乗り越えない寸法に設定する。
【００２０】
このように構成された半導体装置の製造方法を、図３乃至図６に基づいて説明する。まず、図３に示すようなリードフレーム２を成形する。リードフレーム２は、銅、銅合金などの金属板をプレス加工やエッチング加工により形成する。さらに、図４に示すように、電気的接続領域２１の外周に溝２２を形成する。溝２２は、プレス工法、エッチング工法、レーザー工法などにより形成することができる。
【００２１】
次に、図５に示すように、リードフレーム２を、上金型５１及び下金型５２から構成されるモールド金型に密着させて設置する。上金型５１と下金型５２との間には、筐体４の外形に相当する空間（キャビティ）が形成されており、この空間内にエポキシなどの樹脂を注入して、リードフレーム２が封止された筐体４を形成する。
【００２２】
このとき、図６に示すように、リードフレーム２と上金型５１との微少な空間を介して樹脂が漏洩する。しかし、電気的接続領域２１の外周には溝２２が形成されているので、漏洩した樹脂は溝２２に溜り、電気的接続領域２１に到達することはなく、電気的接続領域２１に薄バリが発生することを防ぐ。
【００２３】
リードフレーム２の樹脂封止成形が終わると、半導体素子１をリードフレーム２に載置して、半導体素子１とリードフレーム２の電気的接続領域２１とを、金線、アルミニウム線などの電気的接続部材３でワイヤボンディングされる。
【００２４】
以上のように、この実施の形態１によれば、リードフレーム２の樹脂封止成形の際に、電気的接続領域２１に樹脂が漏洩するのを防いで、薄バリの発生を防止できるため、電気的接続領域２１を清浄な状態に保つことができ、安定的に電気的接続を行うことができる。また、樹脂成形後に、手間のかかる薄バリ取りの工程が不要となり、安価に装置を製造することができる。
【００２５】
なお、上記実施の形態１では、リードフレーム２における電気的接続領域２１の外周に溝２２を形成したが、上金型５１において、電気的接続領域２１に対応する領域の外周に溝を形成しても、上記実施の形態１と同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００２６】
実施の形態２．
図７は、この発明の実施の形態２による半導体装置を示す上面図であり、図８は、上記図７のＣ−Ｃ線における拡大断面図である。また図９は、この発明の実施の形態２による半導体装置のリードフレームを示す上面図であり、図１０は、上記図９のＤ−Ｄ線における拡大断面図である。また図１１は、この発明の実施の形態２による半導体装置の樹脂封止成形を説明する断面図であり、図１２は、上記図１１のｂ部における拡大断面図である。なお、上記実施の形態１と同様または相当する部分には同一の符号を付し、その説明を省略している。
【００２７】
本実施の形態では、図８及び図１０に示すように、リードフレーム２に形成された溝２２で囲まれた電気的接続領域２１の表面高さを、他の領域の表面高さより低く沈み込ませたものである。このような構成にすれば、図１１及び図１２に示すように、樹脂封止成形時に、電気的接続領域２１が上金型５１と接触することがない。
【００２８】
ここで、沈み込ませる量は、樹脂封止成形時に、電気的接続領域２１が上金型５１と接触せず、且つ溝２２に溜まった樹脂が電気的接続領域２１に溢れ出ない程度の量である。沈み込ませる方法は、プレス工法、エッチング工法にて、溝２２と同時に形成する。
【００２９】
以上のように、この実施の形態２によれば、溝２２で囲まれた電気的接続領域２１の表面高さを、他の領域の表面高さより低く形成することにより、樹脂封止成形時に、電気的接続領域２１が上金型５１と接触することがない。従って、金型によって電気的接続領域２１を傷つけることなく、また金型に付着した樹脂カスや埃などが電気的接続領域２１を汚すこともなく、清浄な状態を保つことができ、安定的に電気的接続を行うことができる。
【００３０】
なお、上記実施の形態２では、リードフレーム２の電気的接続領域２１の周囲に溝２２を形成した上で、溝２２で囲まれた電気的接続領域２１の表面高さを、他の領域の表面高さより低く形成する構成としたが、リードフレーム２に溝２２を設けず、電気的接続領域２１の表面高さを、他の領域の表面高さより低く形成する構成のみでも良い。
【００３１】
すなわち、電気的接続領域２１の表面高さを、他の領域の表面高さより低く形成することにより、電気的接続領域２１が上金型５１と接触しないため、金型の密着圧を高めても電気的接続領域２１にキズや樹脂カスの付着などが発生しない。従って、金型の密着圧を高めて、リードフレーム２と金型との間における樹脂の漏洩を防ぎ、薄バリの発生を防止することができる。
【００３２】
実施の形態３．
図１３は、この発明の実施の形態３による半導体装置の製造金型を示す断面図であり、図１４は、上記図１３のｃ部を拡大した拡大断面図である。なお、上記実施の形態１と同様または相当する部分には同一の符号を付し、その説明を省略している。
【００３３】
本実施の形態では、図１３及び図１４に示すように、上金型５１に凹部５３を設けた構成となっている。これにより、上記実施の形態２と同様に、樹脂封止成形時に、電気的接続領域２１が上金型５１と接触することを防ぐことができる。従って、金型によって電気的接続領域２１を傷つけることなく、また金型に付着した樹脂カスや埃などが電気的接続領域２１を汚すこともなく、清浄な状態を保つことができ、安定的に電気的接続を行うことができる。
【００３４】
なお、上記実施の形態３では、リードフレーム２の電気的接続領域２１の周囲に溝２２を形成した上で上金型５１に凹部５３を設けた構成としたが、リードフレーム２に溝２２を設けず上金型５１の凹部５３のみでも良い。
【００３５】
すなわち、上金型５１の凹部５３により、電気的接続領域２１が上金型５１と接触しないため、金型の密着圧を高めても電気的接続領域２１にキズや樹脂カスの付着などが発生しない。従って、金型の密着圧を高めて、リードフレーム２と金型との間における樹脂の漏洩を防ぎ、薄バリの発生を防止することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、請求項１記載の発明によれば、半導体素子と、この半導体素子を載置して外部と電気的な接続を行うリードフレームと、半導体素子とリードフレームとを電気的に接続する電気的接続部材とを有し、リードフレームを樹脂封止して形成される半導体装置であって、リードフレームの電気的接続部材が接続される電気的接続領域の周囲に溝が形成されているので、リードフレーム上の電気的接続領域での薄バリの発生を防止し、電気的接続を安定的に行うことができ、安価に製造できる効果が得られる。
【００３７】
また、請求項２記載の発明によれば、リードフレームに形成された溝で囲まれた内側の電気的接続領域の高さは、他の領域の高さよりも低く形成されているので、電気的接続領域が金型と接触することがないため、電気的接続領域を傷つけることなく、また電気的接続領域を汚すこともなく、安定的に電気的接続を行うことができる効果が得られる。
【００３８】
また、請求項３記載の発明によれば、半導体素子と、この半導体素子を載置して外部と電気的な接続を行うリードフレームと、半導体素子とリードフレームとを電気的に接続する電気的接続部材とを有し、リードフレームを樹脂封止して形成される半導体装置であって、リードフレームの電気的接続部材が接続される電気的接続領域の高さは、他の領域の高さよりも低く形成されているので、電気的接続領域が金型と接触することがないため、電気的接続領域を傷つけることなく、また電気的接続領域を汚すこともなく、安定的に電気的接続を行うことができる効果が得られる。さらに、金型の密着圧を高めることができるため、薄バリの発生を防止できる効果が得られる。
【００３９】
また、請求項４記載の発明によれば、半導体素子を載置して外部と電気的な接続を行うリードフレームを樹脂封止する半導体装置の製造金型であって、製造金型は、半導体素子とリードフレームとを電気的に接続する電気的接続領域に対応する領域の周囲に溝が形成されているので、リードフレーム上の電気的接続領域での薄バリの発生を防止し、電気的接続を安定的に行うことができ、安価に製造できる効果が得られる。
【００４０】
また、請求項５記載の発明によれば、半導体素子を載置して外部と電気的な接続を行うリードフレームを樹脂封止する半導体装置の製造金型であって、製造金型は、樹脂封止の際に半導体素子とリードフレームとを電気的に接続する電気的接続領域に製造金型が接触しないように構成されているので、電気的接続領域が金型と接触することがないため、電気的接続領域を傷つけることなく、また電気的接続領域を汚すこともなく、安定的に電気的接続を行うことができる効果が得られる。さらに、金型の密着圧を高めることができるため、薄バリの発生を防止できる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による半導体装置を示す上面図である。
【図２】この発明の実施の形態１による半導体装置を示す断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１による半導体装置のリードフレームを示す上面図である。
【図４】この発明の実施の形態１による半導体装置のリードフレームを示す拡大断面図である。
【図５】この発明の実施の形態１による半導体装置の樹脂封止成形を説明する断面図である。
【図６】この発明の実施の形態１による半導体装置の樹脂封止成形を説明する拡大断面図である。
【図７】この発明の実施の形態２による半導体装置を示す上面図である。
【図８】この発明の実施の形態２による半導体装置を示す断面図である。
【図９】この発明の実施の形態２による半導体装置のリードフレームを示す断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態２による半導体装置のリードフレームを示す拡大断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態２による半導体装置の樹脂封止成形を説明する断面図である。
【図１２】この発明の実施の形態２による半導体装置の樹脂封止成形を説明する拡大断面図である。
【図１３】この発明の実施の形態３による半導体装置の樹脂封止成形を説明する断面図である。
【図１４】この発明の実施の形態３による半導体装置の樹脂封止成形を説明する拡大断面図である。
【図１５】従来の半導体装置を示す上面図である。
【図１６】従来の半導体装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１　半導体素子、２　リードフレーム、３　電気的接続部材、４　筐体、２１　電気的接続領域、２２　溝、４１　中空部、５１　上金型、５２　下金型、５３
凹部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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