(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子を固定するダイパッドが複数配列されたリードフレームを用いて、前記ダイパッドのそれぞれに前記半導体素子を固定し、樹脂で封止することで作製される樹脂封止型の半導体デバイスの製造方法であって、
複数のモールド金型から使用するモールド金型を選択して前記リードフレームを挟み込み、各前記ダイパッドに対応して前記モールド金型に形成されているキャビティに、樹脂を注入、充填することで、前記ダイパッド及び前記半導体素子を封止する樹脂封止工程と、
該樹脂封止工程で選択されるモールド金型を識別可能な識別記号を前記リードフレームにマーキングするマーキング工程と、
該マーキング工程によってマーキングされた前記識別記号を読み取って、前記樹脂封止工程で使用された前記モールド金型を判別するとともに、前記樹脂封止工程で形成されるバリの位置情報をモールド金型ごとに記録している記録媒体から、対応する前記バリの位置情報を読み取る判別工程と、
該判別工程で読み取られた前記バリの位置情報に基づいて、所定の位置にレーザーを照射して前記リードフレームに形成されている前記バリを除去するバリ取り工程とを備えることを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体デバイスの製造方法において、
前記マーキング工程は、前記樹脂封止工程と同時に行われることを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体デバイスの製造方法において、
前記リードフレームの所定箇所には、予め少なくとも一つの充填用穴が形成されており、
前記マーキング工程は、前記モールド金型の前記キャビティに樹脂を充填する際に、前記モールド金型ごとに固有のパターンで前記充填用穴を選択的に充填して、前記充填用穴の樹脂の充填の有無によって前記識別記号を表わすことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項４】
請求項２に記載の半導体デバイスの製造方法において、
前記モールド金型の所定箇所には、前記モールド金型ごとに固有のパターンで少なくとも一つの穿孔用凸部が設けられており、
前記マーキング工程は、前記モールド金型で前記リードフレームを挟み込む際に、前記穿孔用凸部によって前記リードフレームに貫通孔を穿孔して、該貫通孔のパターンによって前記識別記号を表わすことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リードフレームに固定された半導体素子を樹脂で封止することで作製される樹脂封止型の半導体デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子が樹脂で封止された樹脂封止型の半導体デバイスは、半導体素子が固定されるダイパッドが複数配列されたリードフレームを用いて製造される。すなわち、リードフレームの各ダイパッドに半導体素子を固定した後に、各ダイパッド対応してキャビティが形成されたモールド金型でリードフレームを挟み込む。そして、モールド金型の各キャビティに樹脂を注入、充填することで、ダイパッド及び半導体素子のそれぞれは封止される。この際、モールド金型のキャビティに充填される樹脂は、モールド金型の僅かな隙間等から漏れ出して、バリとして各半導体素子から周囲に延びるリード部などに付着してしまう。このため、モールド金型を取り外した後には、このバリを除去する必要がある。このようなバリを除去する方法として、例えば、ウォータージェットによる方法、切断金型による方法、あるいはレーザー照射による方法がある。
【０００３】
近年、半導体デバイスの小型化がさらに進み、ウォータージェットによる方法では細部まで取り除くことが困難になってきた。また、切断金型による方法では、刃を挿入することができなくなってしまう問題が生じている。このため、レーザー照射によってバリを除去する方法が実用化されつつある。例えば、観察光学系によって樹脂封止を完了した各パッケージを撮像し、この画像を画像処理装置に取り込んで、バリの付着していないパーケージの画像と比較する。そして、この両画像のパターンマッチングを行うことでバリが付着しているか否かを判断し、バリが付着していると認識した部分にレーザーを自動的に照射する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような方法によれば、画像処理することで、バリが付着している箇所を適切に除去できるとされている。
【特許文献１】特許３０５２９３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、各パッケージと対応するモールド金型のキャビティの形状それぞれにも微細なバラツキがある。また、形成されるバリの位置、形状もモールド金型に依存し、モールド金型ごと、さらに、キャビティごとに様々である。このため、特許文献１による方法では、パッケージごとに画像処理を行って、バリが形成されている位置を確認する必要があり、処理時間に非常に時間がかかってしまう問題があった。また、画像処理を用いるため、照明の反射によっては形状が変わって撮像されてしまったり、リードフレームの色合いによっては画像認識することができなくなり、バリの位置を正確に検出することができなくなってしまう問題があった。
【０００５】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、樹脂封止の際に形成されるバリを短時間で容易に、かつ正確に除去することが可能な半導体デバイスの製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明は、半導体素子を固定するダイパッドが複数配列されたリードフレームを用いて、前記ダイパッドのそれぞれに前記半導体素子を固定し、樹脂で封止することで作製される樹脂封止型の半導体デバイスの製造方法であって、複数のモールド金型から使用するモールド金型を選択して前記リードフレームを挟み込み、各前記ダイパッドに対応して前記モールド金型に形成されているキャビティに、樹脂を注入、充填することで、前記ダイパッド及び前記半導体素子を封止する樹脂封止工程と、該樹脂封止工程で選択されるモールド金型を識別可能な識別記号を前記リードフレームにマーキングするマーキング工程と、該マーキング工程によってマーキングされた前記識別記号を読み取って、前記樹脂封止工程で使用された前記モールド金型を判別するとともに、前記樹脂封止工程で形成されるバリの位置情報をモールド金型ごとに記録している記録媒体から、対応する前記バリの位置情報を読み取る判別工程と、該判別工程で読み取られた前記バリの位置情報に基づいて、所定の位置にレーザーを照射して前記リードフレームに形成されている前記バリを除去するバリ取り工程とを備えることを特徴としている。
【０００７】
この発明に係る半導体デバイスの製造方法によれば、マーキング工程においてモールド金型と対応する識別番号をマーキングすることで、判別工程において、樹脂封止工程の際にいずれのモールド金型で樹脂封止されたかどうかを判別することができる。樹脂封止工程において形成されるバリは、モールド金型に依存していて、モールド金型ごとに異なる位置に形成される。すなわち、使用したモールド金型を判別し、予め記録されているこのモールド金型固有のバリの位置情報を読み取ることで、短時間で容易に、かつ正確バリが形成されている位置にレーザーを照射することができる。
【０００８】
また、上記の半導体デバイスの製造方法において、前記マーキング工程は、前記樹脂封止工程と同時に行われることがより好ましいとされている。
この発明に係る半導体デバイスの製造方法によれば、樹脂封止工程と同時にマーキング工程を行うことで、さらに短時間で樹脂封止からバリ取りまでを行うことができる。
【０００９】
また、上記の半導体デバイスの製造方法において、前記リードフレームの所定箇所には、予め少なくとも一つの充填用穴が形成されており、前記マーキング工程は、前記モールド金型の前記キャビティに樹脂を充填する際に、前記モールド金型ごとに固有のパターンで前記充填用穴を選択的に充填して、前記充填用穴の樹脂の充填の有無によって前記識別記号を表わすことがより好ましいとされている。
【００１０】
この発明に係る半導体デバイスの製造方法によれば、樹脂封止工程においてキャビティに樹脂を充填する際に、リードフレームに形成されている充填用穴は、モールド金型ごとに固有のパターンで、選択的に充填される。すなわち、充填用穴の樹脂の充填の有無を識別記号として、樹脂封止工程において使用したモールド金型を判別することができる。
【００１１】
また、上記の半導体デバイスの製造方法において、前記モールド金型の所定箇所には、前記モールド金型ごとに固有のパターンで少なくとも一つの穿孔用凸部が設けられており、前記マーキング工程は、前記モールド金型で前記リードフレームを挟み込む際に、前記穿孔用凸部によって前記リードフレームに貫通孔を穿孔して、該貫通孔のパターンによって前記識別記号を表わすものとしても良い。
【００１２】
この発明に係る半導体デバイスの製造方法によれば、樹脂封止工程においてリードフレームをモールド金型で挟み込む際に、モールド金型ごとに固有のパターンで設けられた穿孔用凸部によって、リードフレームに貫通孔が穿孔される。すなわち、穿孔用凸部と対応して形成された貫通孔のパターンを識別記号として、樹脂封止工程において使用したモールド金型を判別することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の半導体デバイスの製造方法によれば、モールド金型に依存するバリの位置情報がモールド金型ごとに予め記憶されているともに、判別工程において、マーキング工程でマーキングされた識別記号に基づいて使用したモールド金型を判別することができる。このため、バリ取り工程においては、使用したモールド金型固有のバリの位置情報によって、短時間で容易に、かつ、正確に形成されたバリを除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１及び図８は、この発明に係る実施形態を示している。図２から図４に示すように、樹脂封止型の半導体デバイス１は、半導体素子であるＩＣチップ２と、ＩＣチップ２を固定するダイパッド３と、ダイパッド３の両側に延びるリード部４とを備えている。ＩＣチップ２は、例えば、単結晶ケイ素で形成された半導体基板と、半導体基板上に設けられた配線層などで構成されるものであり、ダイパッド３に接着固定されている。ダイパッド３及びリード部４は、導電性を有するものであり、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｃｕ合金等の金属で形成されている。本実施形態においては、リード部４は、ダイパッド３の一辺側に２本、対向する他辺側に２本、計４本配置されている。そして、これらのリード部４の内の１本であるリード部５は、吊リードを兼ねており、その先端部５ａがダイパッド３と連結されている。また、他の３本であるリード部６は、その先端部６ａが導電性を有するボンディングワイヤ７を介してＩＣチップ２と直接電気的に接続されている。ボンディングワイヤ７は、例えば、金（Ａｕ）で形成されている。このように構成されたＩＣチップ２、ダイパッド３及び各リード部４の先端部５ａ、６ａは、樹脂で形成されたパッケージ８で封止され、ＩＣチップ２を外部からの衝撃等から保護し、電気的に絶縁するとともに、複数のリード部４を介してＩＣチップ２と外部とを接続可能な構成としている。パッケージ８を形成する樹脂としては、例えば、フェノール系硬化剤、シリコンゴム及びフィラー等が添加されたビフェニール系の絶縁樹脂である。
【００１５】
このような樹脂封止型の半導体デバイス１は、図５及び図６に示すように、半導体デバイス１を形成するダイパッド３と複数のリード部４とで構成されている単位フレーム９が複数配列された略板上のリードフレーム１０を使用して量産される。本実施形態においては、リードフレーム１０には、１４個の単位フレーム９が幅方向に配置されて列を形成し、さらに長さ方向に計６４列配列されている。すなわち、一枚のリードフレーム１０からは８９６個の半導体デバイス１が同時に製造可能である。また、各単位フレーム９のリード部４は、各基端部５ｂ、６ｂがリードフレーム本体１０ａに連結されていることで保持されているとともに、ダイパッド３は、吊リードであるリード部５によってのみ支持されている。また、リードフレーム１０の一端側１０ｂには、円形の搬送用穴１１が配列している。また、他端側１０ｃには、円形の搬送用穴１１及び長穴に形成されている搬送用穴１２が交互に配列している。そして、図示しない搬送手段にこれらの搬送用穴１１、１２を係合することで、リードフレーム１０を搬送することが可能であるとともに、リードフレーム１０の向き及び位置を決定することができる。さらに、リードフレーム１０には、後述する樹脂封止工程Ｓ５において使用されるモールド金型２０ごとに、４つの充填用穴１３が形成されている。以下、このようなリードフレーム１０を用いて半導体デバイス１を製造する工程の詳細について、図１のフロー図に基づいて説明する。
【００１６】
図１に示すように、まず、ダイボンド工程Ｓ１として、図６に示すリードフレーム１０の各単位フレーム９において、銀ペースト等によってダイパッド３にＩＣチップ２を接着する。次に、ダイボンドキュア工程Ｓ２として、ダイボンド工程Ｓ１で接着したダイパッド３とＩＣチップ２の接合部分を加熱して硬化させる。次に、ワイヤボンド工程Ｓ３として、熱圧着に超音波振動を併用したボンディング法などによって、ボンディングワイヤ７をＩＣチップ２に接合する。そして、ダイボンド・ワイヤボンド検査工程Ｓ４として、ダイパッド３とＩＣチップ２の接合状態、ＩＣチップ２とボンディングワイヤ７との接合状態について検査を行い、樹脂封止工程Ｓ５に移行する。
【００１７】
図１及び図６に示すように、樹脂封止工程Ｓ５においては、まず、リードフレーム１０をモールド金型２０で挟み込む。図６に示すように、モールド金型２０は、各ダイパッド３に対応して、ダイパッド３及びＩＣチップ２を囲む空間であるキャビティ２１と、注入される樹脂を各キャビティ２１の近傍まで流入させるランナー２２と、ランナー２２とキャビティ２１とを連通するゲート２３とを備える。図１に示すように、本実施形態においては、１個のモールド金型２０によって４列のダイパッド３を封止することが可能であり、すなわち１６個のモールド金型２０によって６４列全てのダイパッド３を封止することが可能である。また、モールド金型２０には、リードフレーム１０の充填用穴１３の内の一部を充填するための流路２４がランナー２２と連通している。流路２４によって充填可能な充填用穴１３の数及び位置は、モールド金型２０ごとに異なっている。本実施形態においては、充填用穴１３が４つ形成されているので、全てを充填する場合と、全てを充填しない場合を含めて、１６種類のパターンで充填用穴１３を選択的に充填することができる。すなわち、これらの充填用穴１３の樹脂の充填の有無によるパターンを識別記号として、上記１６個のモールド金型２０を区別することができる。
【００１８】
図７は、樹脂封止工程Ｓ５において、各モールド金型２０に樹脂を注入、充填して、モールド金型２０を取り外した状態を示している。図７に示すように、キャビティ２１に樹脂が充填されてパッケージ８が形成され、ＩＣチップ２、ダイパッド３及びリード部４の先端部５ａ、６ａを封止している。また、ランナー２２及びゲート２３が樹脂で成形されるとともに、流路２４によって充填用穴１３が選択的に充填され（マーキング工程Ｓ６）、樹脂の充填の有無によって識別記号１４を構成している。また、各パッケージ８、リード部４及びゲート２３の周囲にはバリ２５が形成されている。これは、モールド金型２０のキャビティ２１に樹脂を充填した際に、僅かな隙間から漏れ出した樹脂によるものであり、モールド金型２０に依存して、モールド金型２０ごとに異なった位置、形状で形成される。
【００１９】
図１に示すように、次に判別工程Ｓ７を行う。判別工程Ｓ７においては、リードフレーム１０のどこの範囲がいずれのモールド金型２０で樹脂封止されたのかを判別する。すなわち、識別記号１４として機能する充填用穴１３を撮像し、充填された部分と充填していない部分とを判別して、そのパターンからいずれのモールド金型２０であるかを判別する。上述のように樹脂封止工程Ｓ５で形成されるバリの位置、形状は、使用したモールド金型２０に依存し、キャビティ２１ごとにも異なる。また、予めモールド金型２０ごとに樹脂封止を行い、形成されるバリの位置情報を測定データとして、図８に示す記憶媒体であるバリ位置情報記憶部１５に記憶しておく。そして、判別したモールド金型２０に基づいて、対応するバリ２５の位置情報を出力させる。なお、バリ２５の位置情報とは、より具体的には、例えば、各パッケージ８の周辺に形成されるバリ２５に対して、次工程のバリ取り工程Ｓ８でレーザーを照射する照射位置について、リードフレーム１０の任意の一点を原点とした座標データである。
【００２０】
次に、図１及び図８に示すように、バリ取り工程Ｓ８として、バリ２５にレーザー照射してバリ２５の除去を行う。この際、リードフレーム１０は、搬送用穴１１、１２によって正確に向き及び位置が設定されている。そして、判別工程Ｓ７においてバリ位置情報記憶部１５から出力されたバリ２５の位置情報に基づいて、制御部１６によってレーザー源１７を走査してバリ２５にレーザーＬを照射する。このため、使用したモールド金型２０に応じて、パッケージ８を損傷させること無く、正確に、形成されたバリ２５にレーザーＬを照射して、除去することができる。なお、レーザーＬによるバリ２５の除去に加えてさらにウォータージェットによるバリの除去を行っても良い。このようにレーザーによる方法とウォータージェットによる方法を併用することでさらに効果的にバリを除去することができる。
【００２１】
そして、ランナー２２及びゲート２３を除去した後に、パッケージキュア工程Ｓ９として、樹脂で形成されたパッケージ８を加熱して硬化させて、さらに、メッキ工程Ｓ１０として、リード部４に半田メッキ処理を施す。最後に、リード部切断工程Ｓ１１として、リード部４を各基端部５ｂ、６ｂで切断することで各半導体デバイス１がリードフレーム１０から切離されて、個片品として収納される。
【００２２】
以上のように、本発明の半導体デバイスの製造方法によれば、モールド金型２０に依存するバリ２５の位置情報がモールド金型２０ごとに予め記憶されているともに、判別工程Ｓ７において、マーキング工程Ｓ６でマーキングされた識別記号１４に基づいて使用したモールド金型２０を判別することができる。このため、バリ取り工程Ｓ８においては、使用したモールド金型２０固有のバリ２５の位置情報によって、短時間で容易に、かつ、正確に、形成されたバリ２５を除去することができる。
【００２３】
また、リードフレーム１０に予め充填用穴１３を設けて、マーキング工程Ｓ６として識別記号１４を形成する充填用穴１３の樹脂による充填を行う工程を、樹脂封止工程Ｓ５においてパッケージ８を成形するのと同時にことができるので、さらに工程を短縮することができる。また、このような簡易な識別表示でバリ２５に正確にレーザーＬを照射することができる。このため、高度な画像処理などの設備を必要としなくコストを低減することができるとともに、照明の反射などに起因した認識ミスによるバリ２５の残存、パッケージ８の損傷などの恐れも無い。
【００２４】
なお、リードフレーム１０には４つの充填用穴１３が形成されているものとしたが、少なくとも一つの充填用穴１３が形成されていれば、少なくとも２種類のモールド金型２０を識別することはできる。また、樹脂封止工程Ｓ５において同時にマーキング工程Ｓ６を実施する方法は、上記に限るものでは無い。例えば、モールド金型にリードフレームを穿孔することが可能な穿孔用凸部が設けられているものでも良い。そして、この穿孔用凸部の数、配置位置をモールド金型ごとに異なるパターンとする。このようにすることで、樹脂封止工程でリードフレームを挟み込むのと同時に、マーキング工程として穿孔用凸部でリードフレームを穿孔することができ、そのモールド金型固有のパターンの貫通孔を識別記号として形成することができる。
【００２５】
また、樹脂封止工程Ｓ５の前工程、あるいは後工程においてマーキング工程Ｓ６を実施するものとしても、少なくとも識別記号に基づいて短時間で容易に、かつ正確に、バリにレーザーＬを照射してバリを除去できる効果を期待することはできる。このような方法としては、上記の充填用穴１３を樹脂で充填する方法、リードフレームに貫通孔を形成する方法に限らず、リードフレームに記号やバーコードを印字する方法などでも良い。
【００２６】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明の実施形態の製造方法におけるフロー図である。
【図２】この発明の実施形態の半導体デバイスの上面図である。
【図３】この発明の実施形態の半導体デバイスの側面図である。
【図４】この発明の実施形態の半導体デバイスの側面図である。
【図５】この発明の実施形態のリードフレームの全体図である。
【図６】この発明の実施形態のリードフレームの拡大図である。
【図７】この発明の実施形態の樹脂封止工程における説明図である。
【図８】この発明の実施形態のバリ取り工程における説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  半導体デバイス
２  ＩＣチップ（半導体素子）
３  ダイパッド
８  パッケージ
１０  リードフレーム
１３  充填用穴
１４  識別記号
２０  モールド金型
２１  キャビティ
２５  バリ
Ｌ  レーザー
Ｓ５  樹脂封止工程
Ｓ６  マーキング工程
Ｓ７  判別工程
Ｓ８  バリ取り工程
【図１】
0004674813.tif 000002
【図２】
0004674813.tif 000003
【図３】
0004674813.tif 000004
【図４】
0004674813.tif 000005
【図５】
0004674813.tif 000006
【図６】
0004674813.tif 000007
【図７】
0004674813.tif 000008
【図８】
0004674813.tif 000009