(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
並設される複数のリードと、そのうち少なくとも一のリードの先端に連結されたダイボンディング領域を有する放熱板とを備え、前記放熱板が、前記一のリードと結合する部分を除き、他の構成部分から離間されてなる一体連結されたリードフレームであって、放熱板の厚みの異なる２種のリードフレームを用いて半導体装置を製造するに際して、
放熱板の厚い方の種類の前記リード相互間を連結する連結部の裏面に、スペーサを一体形成することにより、前記放熱板の厚い方の種類のリードフレームおける前記連結部の前記スペーサの部分の裏面から前記放熱板の裏面までの垂直距離と、前記放熱板の薄い方の種類のリードフレームおける前記連結部の裏面から前記放熱板の裏面までの垂直距離とを等しく構成し、
前記放熱板の厚い方の種類のリードフレームにあっては、前記連結部の前記スペーサの部分の裏面と前記放熱板の裏面とで支持されるように搬送装置に載置し、前記放熱板の薄い方の種類のリードフレームにあっては、前記連結部の裏面と前記放熱板の裏面とで支持されるように搬送装置に載置して、前記ダイボンディング領域に半導体ダイを接合するダイボンディング工程と、前記半導体ダイの表面に形成された電極と前記複数のリードのうちの当該半導体ダイが接合されたリードと異なる他のリードとをボンディングワイヤにより電気的に接続するワイヤボンディング工程とを行う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、半導体装置及びその製造方法、並びにリードフレームに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
樹脂封止型半導体装置等の半導体パッケージの材料としてリードフレームが広く用いられている。一般に、リードフレームは枠状の金属シートでできており、個々の製品に対応するパターンが複数個連結されて長尺多連状に構成されている。通常、リードフレームには、各部を保持し組立搬送治具の役割を持つレールと、組立時の位置決め孔となるパイロットホールが構成されており、各パターンには半導体ダイ（チップ、ペレット）が搭載されるダイボンディングパッドや、半導体ダイと外部との電気的接続を行うリードなどが構成される。大電力用途のトランジスタなどではリード先端に連結されたダイボンディング領域を有する放熱板により放熱性を高めている。
【０００３】
〔従来例１〕
次ぎに従来の一例（従来例１とする）の半導体装置（ＴＯ−２２０ＡＢ）及びその製造方法、並びにリードフレームにつき図面を参照して説明する。図４に従来例１のリードフレーム３１の正面図（ａ）・側面図（ｂ）、及びそのリードフレーム３１を用いて作製された樹脂封止型半導体装置２１（ＴＯ−２２０ＡＢ）の正面図（ｃ）・側面図（ｄ）を示す。なお、図４（ａ）においては個々の製品となるパターンを２ユニット分のみ描き他は省略した。また、図４（ｃ）（ｄ）は封止樹脂１８の外形を破線で示し、その内部の構成を描いた透視図である。
【０００４】
従来例１のリードフレーム３１は  銅又は銅合金の金属シートをプレス抜き加工し、その表面にニッケルメッキ等を施したものであり、上部連結バー（レール）２、中央部連結バー（レール）３、底部連結バー（レール）４を備え、これらにより個々の製品となるパターンが多数連結される。
各パターン毎には３本のリード５，６，７を備える。各リード５，６，７は中央部連結バー３及び底部連結バー４に結合し、支持される。両側のリード５，７のパッケージ内部となる端（以下、内部端という。）にはそれぞれボンディングポスト８，１０が形成され、中央のリード６の内部端には，半導体ダイの搭載部を有する金属板である放熱板９が連結されている。
放熱板９はダイボンディング部９ａとタブ部９ｂとを有し、中央のリード６の内部端に、まず、ダイボンディング部９ａが連結され、ダイボンディング部９ａに連続してタブ部９ｂが延設され、さらに、タブ部９ｂは上部連結バー２に結合し、隣接するタブ部９ｂ，９ｂと連結される。
また、底部連結バー４にはパイロットホール１１が、タブ部９ｂには取り付け用ホール１２が穿設されている。
以上のような構造のリードフレーム３１の類は特開平８−２６４６９７号公報にも開示される。
【０００５】
図４（ｃ）（ｄ）に示す従来例１の樹脂封止型半導体装置２１はリードフレーム３１を用いて次のように組み立てられる。
〔ダイボンディング工程〕
まず、ダイボンディング部９ａに半導体ダイ１３を半田ペーストや導電性樹脂接着剤等の接合剤を用いてダイボンディングし、電気的に接続するとともに機械的にも強固に接合する。接合剤には熱放散性の良いものが用いられる。
〔ワイヤボンディング工程〕
次ぎに、半導体ダイ１３の表面に形成された電極パッド１４，１５とボンディングポスト８，１０とをそれぞれボンディングワイヤ１６，１７により電気的に接続する。
〔樹脂封止工程〕
次ぎに、半導体ダイ１３がボンディングされたリードフレーム３１を樹脂モールド成型金型に収め、樹脂モールド装置によりエポキシ樹脂などの樹脂材料を樹脂モールド成型金型内に注入する。その後、必要な熱処理を行い、封止樹脂１８を硬化させる。
〔リードカット工程〕
次ぎに、図４（ａ）中、破線で示すような切断線によりリードフレームを切断し、放熱板９を上部連結バー２から、リード５，６，７を中央部連結バー３から、及びリード６，７を底部連結バー４からそれぞれ切り離す。すなわち、リード５と底部連結バー４とが結合し、複数個の樹脂封止型半導体装置が連結された状態とする。
〔半田ディップ工程〕
次ぎに、底部連結バー４によって連結された複数個の樹脂封止型半導体装置のリード５，６，７を一括して半田漕に浸し、リード５，６，７の外部端子部に半田を付着させる。
〔分離工程〕
最後に、リード５を底部連結バー４から切り離して、樹脂封止型半導体装置を個々に分離し、正に図４（ｃ）（ｄ）に示すような樹脂封止型半導体装置２１を得る。
【０００６】
図４（ｃ）（ｄ）に示すように従来例１の樹脂封止型半導体装置２１は、半導体ダイ１３、ボンディングワイヤ１６，１７、及びボンディングポスト８，１０が封止樹脂１８により封止され、封止樹脂１８の底部から三本のリード５，６，７が突出して外部端子を形成し、対する封止樹脂１８の上部にタブ部９ｂが突出して封止樹脂１８から露出した構成である。また図４（ｄ）に示すように放熱板９の板厚はリード板厚ｔより厚く形成され、ダイボンディング部９ａの半導体ダイ１３が接合される面と反対側の面も封止樹脂１８から露出した構成をとる。
また、上述のようなリードカット工程により上部連結バー２が切断されたため、図４（ｃ）に示すように放熱板９の２つの切断面４１が形成される。この切断面４１はメッキされず、リードフレーム素材の銅又は銅合金が露出してなる。
なお、放熱板の板厚をリード板厚ｔと等しくし、放熱板を完全に樹脂封止するタイプのもの（ＴＯ−２２０Ｆ）も存在する。
【０００７】
〔従来例２〕
次ぎに従来の他の一例（従来例２とする）の半導体装置（ＴＯ−２２０）及びその製造方法、並びにリードフレームにつき図面を参照して説明する。図５に従来例２のリードフレーム３２の正面図（ａ）・側面図（ｂ）、及びそのリードフレーム３２を用いて作製された樹脂封止型半導体装置２２（ＴＯ−２２０）の正面図（ｃ）・側面図（ｄ）を示す。なお、図５（ａ）においては個々の製品となるパターンを２ユニット分のみ描き他は省略した。また、図５（ｃ）（ｄ）は封止樹脂１８の外形を破線で示し、その内部の構成を描いた透視図である。
【０００８】
従来例２のリードフレーム３２は、従来例１のリードフレーム３１と同様の構成を有し、タブ部９１ｂにプレカット孔１９を穿設したものである。図５（ａ）に示すように、プレカット孔１９はダイボンディング部９ａに沿うように横長矩形状に形成される。このプレカット孔１９は、樹脂封止後にタブ部９１ｂをわずかな面積の切断で切り落とすために予め穿設されるものである。
以上のような構造のリードフレーム３２の類は特開平６−１０４３５９号公報にも開示される。
【０００９】
図５（ｃ）（ｄ）に示す従来例２の樹脂封止型半導体装置２２はリードフレーム３２を用いて次のように組み立てられる。
リードフレーム３２がリードフレーム３１と同様の外形を有するため、従来例２の樹脂封止型半導体装置２２は従来例１と同じ組立設備により、ダイボンディング工程、ワイヤボンディング工程、樹脂封止工程、リードカット工程、半田ディップ工程、分離工程を行うことができる。
〔タブカット工程〕
リードカット工程後、半田ディップ工程前にタブカット工程を行う。タブカット工程では、予め穿設されていたプレカット孔１９の両側端に位置するタブ部９１ｂとダイボンディング部９１ａとの連結部分を切断する。
〔分離工程〕
半田ディップ工程終了後、リード５を底部連結バー４から切り離して、樹脂封止型半導体装置を個々に分離し、正に図５（ｃ）（ｄ）に示すような樹脂封止型半導体装置２２を得る。
【００１０】
図５（ｃ）（ｄ）に示すように従来例２の樹脂封止型半導体装置２２は、半導体ダイ１３、ボンディングワイヤ１６，１７、及びボンディングポスト８，１０が封止樹脂１８により封止され、封止樹脂１８の底部から三本のリード５，６，７が突出して外部端子が形成されてなる。樹脂封止型半導体装置２２は、従来例１の樹脂封止型半導体装置２１のようにタブ部を有さず、封止樹脂１８の上部に放熱板９１の上端がわずかに突出して封止樹脂１８から露出した構成である。また図５（ｄ）に示すように放熱板９１はリード板厚ｔより厚く形成され、ダイボンディング部９１ａの半導体ダイ１３が接合される面と反対側の面も封止樹脂１８から露出した構成をとる。
また、上述のようなタブカット工程により連結部が切断されたため、図５（ａ）に示すように放熱板９１の２つの角に切断面４２が形成される。この切断面４２はメッキされず、リードフレーム素材の銅又は銅合金が露出してなる。
【００１１】
以上のような従来例２によれば、タブ部があるタイプの従来例１と部品、組立装置、組立ラインなどの共用できる部分が多く、生産上のメリットが大きい。
【００１２】
〔従来例３〕
次ぎに従来の他の一例（従来例３とする）の半導体装置（ＴＯ−２２０）及びその製造方法、並びにリードフレームにつき図面を参照して説明する。図６に従来例３のリードフレーム３３の正面図（ａ）・側面図（ｂ）、及びそのリードフレーム３３を用いて作製された樹脂封止型半導体装置２２（ＴＯ−２２０）の正面図（ｃ）・側面図（ｄ）を示す。なお、図６（ａ）においては個々の製品となるパターンを２ユニット分のみ描き他は省略した。また、図６（ｃ）（ｄ）は封止樹脂１８の外形を破線で示し、その内部の構成を描いた透視図である。
【００１３】
従来例３のリードフレーム３３は、従来例１のリードフレーム３１と同様の構成を有し、タブ部９２ｂにプレカット切欠２０を設けたものである。図６に示すように、プレカット切欠２０はダイボンディング部９２ａに沿うようにほぼ矩形状に両側に形成される。このプレカット切欠２０は、樹脂封止後にタブ部９２ｂをわずかな面積の切断で切り落とすために予め加工されるものである。
【０００１４】
図６（ｃ）（ｄ）に示す従来例３の樹脂封止型半導体装置２３はリードフレーム３３を用いて次のように組み立てられる。
リードフレーム３３がリードフレーム３１と同様の外形を有するため、従来例３の樹脂封止型半導体装置２３は従来例１と同じ組立設備により、ダイボンディング工程、ワイヤボンディング工程、樹脂封止工程、リードカット工程、半田ディップ工程、分離工程を行うことができる。
〔タブカット工程〕
リードカット工程後、半田ディップ工程前にタブカット工程を行う。タブカット工程では、予め穿設されていた２つのプレカット切欠２０の間に位置するタブ部９２ｂとダイボンディング部９２ａとの連結部分を切断する。
〔分離工程〕
半田ディップ工程終了後、リード５を底部連結バー４から切り離して、樹脂封止型半導体装置を個々に分離し、正に図６（ｃ）（ｄ）に示すような樹脂封止型半導体装置２３を得る。
【００１５】
図６（ｃ）（ｄ）に示すように従来例３の樹脂封止型半導体装置２３は、従来例２の樹脂封止型半導体装置２２と同じ仕様のものである。
但し、上述のようなタブカット工程により連結部が切断されたため、図６（ａ）に示すように放熱板９２の上部中央に切断面４３が形成される。この切断面４３はメッキされず、リードフレーム素材の銅又は銅合金が露出してなる。
【００１６】
以上のような従来例３によれば、タブ部があるタイプの従来例１と部品、組立装置、組立ラインなどの共用できる部分が多く、生産上のメリットが大きい。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、以上の従来技術では以下のような問題があった。
【００１８】
第一に、タブカット時の応力により半導体ダイへダメージが及ぶという問題がある。
すなわち、放熱板９１，又は９２上にボンディングされた半導体ダイ１３付近に剪断荷重が加わるため、半導体ダイ１３と放熱板９１，又は９２との接合面が荷重負荷時に変形し、その変形を弾性的に吸収できずに半導体ダイ１３にダメージが発生するおそれがある。放熱板は熱放散性の要請によりリード部より分厚く形成されることがあるうえに、放熱板は半導体ダイを接合している部分であるため切断位置と半導体ダイとが近接するので、放熱板と他の構成部材との連結部を切断する時に半導体ダイに生じる応力は、リード部と他の構成部材との連結部を切断する時のそれに対して大きく憂慮すべきである。
従来例２，３は、プレカット孔１９又はプレカット切欠２０を設けたため、それを設けない場合に比較してタブカット時に材料に生じる応力を小さく抑えることができる。しかし、タブカット時の応力による半導体ダイへダメージを完全に払拭することはできない。これを検証するため以下のようなシミュレーションを行った。
【００１９】
本シミュレーションは従来例２，３をモデルとして、それらのタブカット時に半導体ダイ１３に加わる応力を調べたものである。図７に、タブカット工程における樹脂封止型半導体装置２２の部分斜視図（ａ１）及びその応力分布図（ａ２）、並びにタブカット工程における樹脂封止型半導体装置２３の部分斜視図（ｂ１）及びその応力分布図（ｂ２）を示す。
１点あたり２０ｋｇの荷重を各切断線４６、切断線４７のそれぞれに沿って１０点負荷する場合につき計算した。
従来例２の樹脂封止型半導体装置２２において応力は、切断線４６近傍の角に位置する点Ｂ（Ｆ）において最大の８．９ｋｇ／ｍｍ3 となり、図７（ａ２）に示すように分布する結果となった。
従来例３の樹脂封止型半導体装置２３において応力は、半導体ダイ１３のタブ部９２ｂ近傍の辺の中点Ａにおいて最大の３．８ｋｇ／ｍｍ3 となり、図７（ｂ２）に示すように分布する結果となった。
以上のシミュレーション結果から半導体ダイ１３に応力が生じることがわかった。したがって、応力による半導体デバイスへのダメージが懸念され、タブカット後にダメージの有無を検査する追加の試験か、又はダメージを緩和させる熱処理工程等が必要となり、工程負担が増大するという問題に至る。
【００２０】
第二に、放熱板の一部がメッキされずに、その素材が露出し耐腐食性、耐浸食性が低下するという問題がある。
上述したように従来例１，２，３の半導体装置２１，２２，２３には放熱板９，９１，９２の上端にタブカット時の切断面４１，４２，４３が存在する。
図８に従来例１，２，３の樹脂封止型半導体装置２１、２２，２３の部分断面模式図を示す。
図８に示すように何れの従来例においても、放熱板９、９１，９２は、タブカット時の切断面４１，４２，４３においてメッキ４５が施されておらず、銅合金等の素材４４が露出した構成となる。
したがって、▲１▼素材４４表面が外気(特にＯ２)に触れるので、長期間使用した場合に錆びるおそれがある。▲２▼寒冷地使用(自動車用途)等においては、結露と加熱が繰り返されるが、かような過酷な使用環境において、素材４４とメッキ４５との界面に水分・湿気が侵入するおそれがあり、メッキが劣化しやすい。そのため、放熱板としての効果が持続、安定し難い。▲３▼電蝕(水分の存在下で、イオン化傾向の大きい方の金属の腐食)に対する耐久性が懸念される、などの問題がある。
【００２１】
第三に、仕様の異なるリードフレームにおいて、放熱板の板厚の違いにより異なる組立設備を使用することとなるとコスト増を招き好ましくない。
【００２２】
本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、リードの内部端に連結された放熱板に半導体ダイがボンディングされ、樹脂封止されてなる半導体装置において、リードフレームからの放熱板の切り離し切断による半導体ダイへの応力負荷を根本的に払拭し、信頼性の高い半導体装置を簡易な工程で低コストに作製することを課題とする。
また本発明は、放熱板の素材の露出部分を無くし、特に長期使用条件下又は過酷な使用環境下における耐腐食性、耐浸食性を向上することを課題とする。
さらに本発明は、仕様の異なるリードフレーム間における組立設備の共通化を図り、生産性を向上することを課題とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、第１の発明は、例えば図１、図２又は図３に示すように、リード６の内部端に連結された放熱板９３，９４に半導体ダイ１３がボンディングされ、樹脂封止されてなる半導体装置２４，２５において、前記放熱板９３，９４の切断加工面が連続して同一のメッキ層４５により被覆されてなることを特徴とする半導体装置２４，２５である。
【００２４】
したがって第１の発明によれば、放熱板の切断加工面が連続して同一のメッキ層により被覆されているので、放熱板の素材の露出部分を無くすことができ、耐腐食性、耐浸食性を向上することができる。ここで、リードの内部端とは、半導体パッケージ内部に位置するリードの端部をいう。放熱板の切断加工面とは、プレス抜き加工等により切断加工された放熱板の端面をいう。放熱板の半導体ダイを搭載する面やその反対面にもメッキを施すことにより放熱板の素材の露出部分を無くすことができる。そのような場合、素材表面が、外気(特にＯ２)と触れることなく、錆び難い。寒冷地使用(自動車用途)等においては、結露と加熱が繰り返されるが、かような過酷な使用環境においても、素材とメッキ界面に水分・湿気が侵入することがないので、メッキが劣化し難い。そのため、放熱板としての効果が持続、安定する。電蝕(水分の存在下で、イオン化傾向の大きい方の金属の腐食)に対する耐久性が向上する。
【００２５】
第２の発明は、例えば図１、図２又は図３に示すように、リード６の内部端に連結された放熱板９３，９４に半導体ダイ１３がボンディングされ、樹脂封止されてなる半導体装置２４，２５において、
前記放熱板９３，９４の封止樹脂１８，４８に被覆される部分に被着するメッキ層４５ａに連続するメッキ層４５ｂにより、前記放熱板９３，９４の前記封止樹脂１８，４８から露出する部分の切断加工面の全域が被覆されてなることを特徴とする半導体装置２４，２５である。
【００２６】
したがって第２の発明によれば、放熱板の封止樹脂に被覆される部分に被着するメッキ層に連続するメッキ層により、放熱板の封止樹脂から露出する部分の切断加工面の全域が被覆されているので、封止樹脂から放熱板の一部が露出したタイプの半導体装置において、放熱板の封止樹脂から露出する部分における、放熱板の素材の露出部分を無くすことができ、第１の発明と同様に耐腐食性、耐浸食性を向上することができる。
【００２７】
第３の発明は、例えば図１、図２又は図３に示すように、並設される複数のリード５，６，７と、そのうち少なくとも一のリード６の先端に連結されたダイボンディング領域を有する放熱板９３，９４とを備える一体連結されたリードフレーム３４，３５であって、前記放熱板９３，９４が、前記一のリード６と結合する部分を除き、他の構成部分から離間されてなることを特徴とするリードフレーム３４，３５である。
【００２８】
したがって第３の発明によれば、放熱板がリードと結合する部分を除き、他の構成部分から離間されているので放熱板に切り離すべき連結部がなく、本リードフレームを使用して半導体装置を組み立てる際に、放熱板を切り離し切断することがなく、切り離し切断による半導体ダイへの応力負荷を根本的に払拭することができる。そのため、応力ダメージのない信頼性の高い半導体装置が得られる。また、放熱板を切り離し切断する工程が要らず、ダメージの有無を検査する追加の試験や、ダメージを緩和させる熱処理工程等が不要となり、簡易な工程で低コストに半導体装置を作製することができる。
本発明は特にリード部より放熱板が分厚く形成されるものに適用すると効果的である。なぜなら、放熱板が分厚く形成されるほど、本発明の適用により解放される応力負荷が大きいからである。
また、放熱板にタブ部等のダイボンディング部に連続する部材が大きくないものに本発明を適用すると効果的である。なぜなら、従来例１，２のように放熱板のダイボンディング部以外の部分が小さいほど切断位置（荷重位置）が半導体ダイに近くなり、本発明の適用により解放される応力負荷が大きいからである。
【００２９】
第４の発明は、例えば図１又は図２に示すように、第３のリードフレームにメッキ３４，３５を施し、その後、
そのリードフレーム３４，３５に半導体ダイ１３をボンディングし、その後、
封止材料１８，４８により前記半導体ダイ１３を封止し、その後、
半導体装置に不要なリードフレームの連結部３，４を切断除去することを特徴とする半導体装置の製造方法である。
【００３０】
したがって第４の発明によれば、第３のリードフレームを使用するので、放熱板を切り離し切断することがなく、応力ダメージのない信頼性の高い半導体装置を簡易な工程で低コストに作製することができる。
また、放熱板を切り離し切断することがないため、ボンディング工程前のメッキ加工により形成されたメッキ層により放熱板の表面全域が被覆された半導体装置を簡易な工程で低コストに作製することができる（完全に放熱板表面をメッキするために再度メッキを施す必要がない。）。
【００３５】
請求項１記載の発明は、例えば図１又は図３に示すように、並設される複数のリード５，６，７と、そのうち少なくとも一のリード６の先端に連結されたダイボンディング領域を有する放熱板９３，９４とを備え、前記放熱板が、前記一のリードと結合する部分を除き、他の構成部分から離間されてなる一体連結されたリードフレーム３４，３５であって、放熱板９３，９４の厚みの異なる２種のリードフレーム３４，３５を用いて半導体装置２４，２５を製造するに際して、
放熱板９３の厚い方の種類３４の前記リード相互間を連結する連結部４の裏面に、スペーサ５０を一体形成することにより、前記放熱板の厚い方の種類のリードフレームおける前記連結部の前記スペーサの部分の裏面から前記放熱板の裏面までの垂直距離と、前記放熱板の薄い方の種類のリードフレーム３５おける前記連結部の裏面から前記放熱板の裏面までの垂直距離とを等しく構成し、
前記放熱板の厚い方の種類のリードフレームにあっては、前記連結部の前記スペーサの部分の裏面と前記放熱板の裏面とで支持されるように搬送装置に載置し、前記放熱板の薄い方の種類のリードフレームにあっては、前記連結部の裏面と前記放熱板の裏面とで支持されるように搬送装置に載置して、前記ダイボンディング領域に半導体ダイを接合するダイボンディング工程と、前記半導体ダイの表面に形成された電極と前記複数のリードのうちの当該半導体ダイが接合されたリードと異なる他のリードとをボンディングワイヤにより電気的に接続するワイヤボンディング工程とを行うことを特徴とする半導体装置の製造方法である。
【００３６】
したがって請求項１記載の発明によれば、異なる板厚の放熱板を有するリードフレームを同一の搬送装置に載置しても、リードフレームの姿勢が一定となり、放熱板の厚みの異なる２種のリードフレームを用いた半導体装置を共通の組立設備により製造することができる。
また、スペーサはリード相互間を連結する連結部に形成されているので、スペーサはかかる連結部とともに切断除去され製品の構造に影響しないという利点がある。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施の形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。
【００３８】
〔第１の実施の形態〕
まず、本発明の第１の実施の形態の半導体装置（ＴＯ−２２０）及びその製造方法、並びにリードフレームにつき図１及び図２を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態のリードフレーム３４の正面図（ａ）・側面図（ｂ）、及びそのリードフレーム３４を用いて作製された樹脂封止型半導体装置２４（ＴＯ−２２０）の正面図（ｃ）・側面図（ｄ）を示す。なお、図１（ａ）においては個々の製品となるパターンを２ユニット分のみ描き他は省略した。また、図１（ｃ）（ｄ）は封止樹脂１８の外形を破線で示し、その内部の構成を描いた透視図である。
【００３９】
本実施形態のリードフレーム３４は  銅又は銅合金等の金属シートをプレス抜き加工し、その表面にニッケルメッキ等を施したものであり、図１に示すように、中央部連結バー（レール）３、底部連結バー（レール）４を備え、これらにより個々の製品となるパターンが多数連結される。上述の従来例１，２，３のように上部連結バーは無い。
各パターン毎には３本のリード５，６，７を備える。各リード５，６，７は中央部連結バー３及び底部連結バー４に結合し、支持される。両側のリード５，７のパッケージ内部となる端（以下、内部端という。）にはそれぞれボンディングポスト８，１０が形成され、中央のリード６の内部端には，半導体ダイの搭載部を有する金属板である放熱板９３が連結されている。
放熱板９３はダイボンディング部９３ａを有し、ダイボンディング部９３ａの一主面がダイボンディング領域となる。放熱板９３はリード６と結合する部分を除き、他の構成部分から離間されている。
底部連結バー４にはパイロットホール１１が穿設されている。
【００４０】
図１（ｃ）（ｄ）に示す本実施形態の樹脂封止型半導体装置２４はリードフレーム３４を用いて次のように組み立てられる。
〔ダイボンディング工程〕
まず、ダイボンディング部９３ａに、大電力用途のトランジスタである半導体ダイ１３を半田ペーストや導電性樹脂接着剤等の接合剤を用いてダイボンディングし、電気的に接続するとともに機械的にも強固に接合する。接合剤には熱放散性の良いものが用いられる。
〔ワイヤボンディング工程〕
次ぎに、半導体ダイ１３の表面に形成された電極パッド１４，１５とボンディングポスト８，１０とをそれぞれボンディングワイヤ１６，１７により電気的に接続する。
〔樹脂封止工程〕
次ぎに、半導体ダイ１３がボンディングされたリードフレーム３４を樹脂モールド成型金型に収め、樹脂モールド装置によりエポキシ樹脂などの樹脂材料を樹脂モールド成型金型内に注入する。その後、必要な熱処理を行い、封止樹脂１８を硬化させる。
〔リードカット工程〕
次ぎに、図１（ａ）中、破線で示すような切断線によりリードフレームを切断し、リード５，６，７を中央部連結バー３から、及びリード６，７を底部連結バー４からそれぞれ切り離す。すなわち、リード５と底部連結バー４とが結合し、複数個の樹脂封止型半導体装置が連結された状態とする。但し、これは一例であって、リード６，７を底部連結バー４から切り離さず、３本のリード５，６，７と底部連結バー４とが結合し、複数個の樹脂封止型半導体装置が連結された状態としても良い。
〔半田ディップ工程〕
次ぎに、底部連結バー４によって連結された複数個の樹脂封止型半導体装置のリード５，６，７を一括して半田漕に浸し、リード５，６，７の外部端子部に半田を付着させる。
〔分離工程〕
最後に、リード５を底部連結バー４から切り離して、樹脂封止型半導体装置を個々に分離し、正に図１（ｃ）（ｄ）に示すような樹脂封止型半導体装置２４を得る。
以上の工程によれば、半導体ダイ１３がボンディングされた放熱板９３付近で連結部の切断は行われないので、切り離し切断による半導体ダイへの応力ダメージのない樹脂封止型半導体装置２４を、以上のような簡易な工程で低コストに得ることができる。
【００４１】
図１（ｃ）（ｄ）に示すように本実施形態の樹脂封止型半導体装置２４は、半導体ダイ１３、ボンディングワイヤ１６，１７、及びボンディングポスト８，１０が封止樹脂１８により封止され、封止樹脂１８の底部から三本のリード５，６，７が突出して外部端子を形成し、対する封止樹脂１８の上部に放熱板９３の上端がわずかに突出して封止樹脂１８から露出した構成である。また図１（ｄ）に示すように放熱板９３の板厚はリード板厚ｔより厚く形成され、ダイボンディング部９３ａの半導体ダイ１３が接合される面と反対側の面も封止樹脂１８から露出した構成をとる。
また、本実施形態のリードフレーム３４には上部連結バーがなく、放熱板９３はリード６のみによって支持され、半導体装置組立過程において放熱板９３は支持部（連結部）を切断されることはないので、上述の従来例１，２，３ように放熱板に切断面が形成されることはない。図２に本発明の第１の実施の形態の樹脂封止型半導体倒置２４の部分断面図（図１（ｄ）におけるＡ−Ａ線部分断面図）を示した。図２に示すように樹脂封止型半導体装置２４においては、放熱板９３は銅又は銅合金等からなる素材４４の表面にニッケルメッキ等のメッキ層４５が形成されてなり、放熱板９３の切断加工面が連続して同一のメッキ層４５により被覆されてなる。放熱板９３の封止樹脂１８に被覆される部分に被着するメッキ層４５ａに連続するメッキ層４５ｂにより、放熱板９３の封止樹脂１８から露出する部分の切断加工面の全域が被覆される。したがって、放熱板９３は完全にメッキにより被覆され、これにより耐腐食性、耐浸食性が向上する。
【００４２】
〔第２の実施の形態〕
次ぎに、本発明の第２の実施の形態につき、図３を参照して説明する。図３は本発明の第２の実施の形態のリードフレーム３５の正面図（ａ）・側面図（ｂ）、及びそのリードフレーム３５を用いて作製された樹脂封止型半導体装置２５（ＴＯ−２２０Ｆ）の正面図（ｃ）・側面図（ｄ）を示す。なお、図３（ａ）においては個々の製品となるパターンを２ユニット分のみ描き他は省略した。また、図３（ｃ）（ｄ）は封止樹脂４８の外形を破線で示し、その内部の構成を描いた透視図である。
【００４３】
本実施形態のリードフレーム３５は、第１の実施の形態のリードフレーム３４と同様の構成を有するが、放熱板９４の形状が異なる。
図３（ａ）（ｂ）に示すように、中央のリード６の内部端には，半導体ダイの搭載部を有する金属板である放熱板９４が連結されている。放熱板９４はダイボンディング部９４ａを有し、ダイボンディング部９４ａの一主面がダイボンディング領域となる。放熱板９４はリード６と結合する部分を除き、他の構成部分から離間されている。
しかし、放熱板９４は第１の実施の形態の放熱板９３とは異なりタブ部９４ｂを有する。タブ部９４ｂはダイボンディング部９４ａに連続して略Ｕ字状に突出するように形成されている。
【００４４】
一方、図３（ｃ）（ｄ）に示すようにリードフレーム３５を用いて作製された樹脂封止型半導体装置２５は、放熱板９４が完全に封止樹脂４８により完全に封止されている点で、第１の実施の形態の樹脂封止型半導体装置２４とな異なる。
封止樹脂４８のタブ部９４ｂを覆う部分の中央には取り付け用ホール４９がモールド成型されている。ちょうど取り付け用ホール４９を避けるようにタブ部９４ｂは封止樹脂４８内に内在する。
【００４５】
以上のようにタブ有りフルモールドタイプの半導体装置２５にも本発明は適用可能であり、耐腐食性、耐浸食性が向上され、切断による応力ダメージが払拭され信頼性の高いタブ有りタイプの半導体装置を得ることができる。
リードフレーム３５を用いて樹脂封止型半導体装置２５を組み立てる際には、第１の実施の形態と同様の装置によりダイボンディング工程、ワイヤボンディング工程を経て、その後封止樹脂４８を成型するための樹脂モールド成型金型を使用して樹脂封止し、さらに、第１の実施の形態と同様の装置によりリードカット工程、半田ディップ工程、分離工程を行うことにより、設備投資増加を低く抑えて安価に生産することができる。
【００４６】
〔第３の実施の形態〕
次ぎに、本発明の第３の実施の形態につき、図１及び図３を参照して説明する。
【００４７】
図１（ｂ）（ｄ）及び図３（ｂ）（ｄ）に示すように樹脂封止型半導体装置２４と樹脂封止型半導体装置２５とは、規格の要請上同一の寸法ｔ及びＧを有する。寸法ｔはリードの厚みである。寸法Ｇはリード裏面からパッケージ裏面までの距離である。ここで、裏面とは半導体ダイ１３が接合される面の反対側の面をいう。
しかし、半導体装置２５の放熱板９４の厚みが寸法ｔで形成されているのに対し、半導体装置２４の放熱板９３の厚みが寸法ｔより厚く形成されている。そのため、リード裏面から放熱板裏面までの距離は異なる。
一方、樹脂封止前のダイボンディング工程、ワイヤボンディング工程においては封止樹脂１８，４８が構成されていない。
【００４８】
そこで、ダイボンディング工程、ワイヤボンディング工程において、半導体装置２４と半導体装置２５とを共通の組立装置で組み立て可能とするために、スペーサ５０をリード相互間を連結する連結部である底部連結バー４の裏面側に一体形成する。スペーサ５０の厚みは寸法ｄ２とされ、寸法ｄ２は放熱板９３の厚みｄ３から放熱板９４の厚みｔを差し引いた分に等しくされている（ｄ２＝ｄ３−ｔ）。したがって、リードフレーム３５における底部連結バー４裏面から放熱板９４裏面までの距離ｄ１と、リードフレーム３４における底部連結バー４裏面から放熱板９３裏面までの距離はｄ１とは等しくなる。すなわち、底部連結バー４にスペーサ５０を一体形成し、載置する際の頭部（放熱板９３のある部分）と底部（底部連結バー４のある部分）とのギャップを調整する。
以上のようにスペーサ５０をリードフレーム３４に設けたので、リードフレーム３５を載置する搬送装置のレール上に、リードフレーム３５に代えてリードフレーム３４を載置しても据わりが良いため、ダイボンディング工程、ワイヤボンディングマシ工程における設備を半導体装置２４と半導体装置２５とで共用することができ、効率よく安価に生産することができる。
（第３の実施の形態終わり）
【００４９】
なお、以上の実施の形態においては、半導体装置を樹脂封止型としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、用途に応じガラス封止のセラミックパッケージとしても良い。
また、リードフレーム材料としてはＣｕ合金のほかＦｅ−Ｎｉ４２合金（４２アロイ）を使用しても良い。
また、リードフレームのメッキ材料としては、ニッケルのほか、スズ−鉛合金であるはんだメッキを使用しても良い。
半導体ダイ１３としては、大電力用途のバイポーラトランジスタのほか、パワーＭＯＳＦＥＴ、ダイオードを適用することができる。
【００５０】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、スペーサが、リード相互間を連結する連結部に一体形成されているので、異なる板厚の放熱板を有するリードフレームを同一の搬送装置に載置しても、リードフレームの姿勢が一定となり、異なる板厚の放熱板を有する半導体装置を共通の組立設備で製造することができるという効果がある。
また本発明は、放熱板がリードと結合する部分を除き、他の構成部分から離間されているので放熱板に切り離すべき連結部がなく、半導体ダイが接合される放熱板に加わる応力が少ないので、応力ダメージのない信頼性の高い半導体装置を簡易な工程で低コストに作製することができるという効果がある。
放熱板の切断加工面を連続して同一のメッキ層により被覆することで、放熱板の素材の露出部分を無くすことができ、耐腐食性、耐浸食性を向上することができるという効果が得られる。
【００５１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のリードフレーム３４の正面図（ａ）・側面図（ｂ）、及びそのリードフレーム３４を用いて作製された樹脂封止型半導体装置２４（ＴＯ−２２０）の正面図（ｃ）・側面図（ｄ）である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の樹脂封止型半導体倒置２４の部分断面模式図（図１（ｄ）におけるＡ−Ａ線部分断面図）である。
【図３】本発明の第２の実施の形態のリードフレーム３５の正面図（ａ）・側面図（ｂ）、及びそのリードフレーム３５を用いて作製された樹脂封止型半導体装置２５（ＴＯ−２２０Ｆ）の正面図（ｃ）・側面図（ｄ）である。
【図４】従来例１のリードフレーム３１の正面図（ａ）・側面図（ｂ）、及びそのリードフレーム３１を用いて作製された樹脂封止型半導体装置２１（ＴＯ−２２０ＡＢ）の正面図（ｃ）・側面図（ｄ）である。
【図５】従来例２のリードフレーム３２の正面図（ａ）・側面図（ｂ）、及びそのリードフレーム３２を用いて作製された樹脂封止型半導体装置２２（ＴＯ−２２０）の正面図（ｃ）・側面図（ｄ）である。
【図６】従来例３のリードフレーム３３の正面図（ａ）・側面図（ｂ）、及びそのリードフレーム３３を用いて作製された樹脂封止型半導体装置２２（ＴＯ−２２０）の正面図（ｃ）・側面図（ｄ）である。
【図７】タブカット工程における樹脂封止型半導体装置２２の部分斜視図（ａ１）及びその応力分布図（ａ２）、並びにタブカット工程における樹脂封止型半導体装置２３の部分斜視図（ｂ１）及びその応力分布図（ｂ２）である。
【図８】従来例１，２，３の樹脂封止型半導体装置２１、２２，２３の部分断面模式図
【符号の説明】
２…上部連結バー（レール）
３…中央部連結バー（レール）
４…底部連結バー（レール）
５，６，７…リード
８…ボンディングポスト
９，９１，９２，９３，９４…放熱板
９ａ，９１ａ，９２ａ，９３ａ，９４ａ…ダイボンディング部
９ｂ，９１ｂ，９２ｂ…タブ部
１０…ボンディングポスト
１１…パイロットホール
１２、４９…取り付け用ホール
１３…半導体ダイ
１４，１５…電極パッド
１６，１７…ボンディングワイヤ
１８、４８…封止樹脂
１９…プレカット孔
２０…プレカット切欠
２１，２２，２３…従来例の樹脂封止型半導体装置
２４，２５…本発明実施形態の樹脂封止型半導体装置
３１，３２，３３…従来例のリードフレーム
３４，３５…本発明実施形態のリードフレーム
４１，４２，４３…切断面
４４…素材
４５…メッキ層
４６，４７…切断線
５０…スペーサ
【図１】
0004728490.tif 000002
【図２】
0004728490.tif 000003
【図３】
0004728490.tif 000004
【図４】
0004728490.tif 000005
【図５】
0004728490.tif 000006
【図６】
0004728490.tif 000007
【図７】
0004728490.tif 000008
【図８】
0004728490.tif 000009