(57)【要約】【課題】  リード端子部に形成される突起部を微小化し、かつ突起部の高さを高く形成して実装不良を防止することのできるリードフレームの製造方法及び半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】  封止樹脂部の実装側平坦面と、封止樹脂部から露出するリード端子の露出面とがほぼ同一平面に形成される半導体装置の場合について、各リード端子の封止樹脂部から露出した面にリード幅より狭い幅の凸形状を設けスタンドオフ構造をリードフレーム形成工程、あるいは樹脂封止工程において、押状治具を押圧することによって形成する。【選択図】  図１
2005158778.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子をマウントするアイランド部と、前記半導体素子と電気的に接続されるリード端子部とを備えたリードフレームの製造方法において、
前記半導体素子と前記リード端子部の一部を樹脂にて封止する際、該封止樹脂部から露出する各リード端子部に、突起を備えた凸状治具を押圧し、該リード幅より幅が狭く、前記リード端子部の実装面側に突出する凸形状を形成する工程を備えたことを特徴とするリードフレームの製造方法。
【請求項２】
半導体素子とリード端子部を封止した樹脂部が形成される半導体装置の製造方法において、
半導体素子をマウントするアイランド部と、前記半導体素子と電気的に接続されるリード端子部を備え、前記半導体素子と前記リード端子部の一部を樹脂にて封止する際、該封止樹脂部から露出する各リード端子部に、突起を備えた凸状治具を押圧し、該リード幅より幅が狭く、前記リード端子部の実装面側に突出する凸形状を形成したリードフレームを用意する工程と、
前記アイランド部に前記半導体素子をマウントする工程と、
各リード端子部と前記半導体素子を電気的に接続する工程と、
前記リード端子部の凸形状が露出するように前記半導体素子及び前記リード端子部の一部を樹脂封止する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
半導体素子とリード端子部を封止した樹脂部が形成される半導体装置の製造方法において、
半導体素子をマウントするアイランド部と、前記半導体素子と電気的に接続されるリード端子部を備えたリードフレームを用意する工程と、
前記アイランド部に前記半導体素子をマウントする工程と、
各リード端子部と前記半導体素子を電気的に接続する工程と、
前記半導体素子と前記リード端子部の一部を樹脂にて封止する際、該封止樹脂部から露出する各リード端子部に、突起を備えた凸状治具を押圧し、該リード幅より幅が狭く、前記リード端子部の実装面側に突出する凸形状を形成した後、前記リードフレームを封止金型で挟持し、前記リード端子部の凸形状が露出するように前記半導体素子及び前記リード端子部の一部を樹脂封止する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
半導体素子とリードフレームを封止した樹脂部とが形成される半導体装置の製造方法において、
半導体素子をマウントするアイランド部と、前記半導体素子と電気的に接続されるリード端子部を備えたリードフレームを用意する工程と、
前記アイランド部に半導体素子をマウントする工程と、
各リード端子と前記半導体素子を電気的に接続する工程と、
前記半導体素子と前記リード端子部の一部を樹脂にて封止する際、前記リードフレームを封止金型で挟持し、前記半導体素子及び前記リード端子部の一部を樹脂封止すると同時に、該封止樹脂部から露出する各リード端子部に、前記封止金型に備えた凸状治具を押圧し、該リード幅より幅が狭く、前記リード端子部の実装面側に突出する凸形状を形成する工程とを含む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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リードフレームの製造方法及び半導体装置の製造方法に関し、特にリード端子部に凸形状を備えるリードフレームの製造方法及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リードフレームの片面のみを封止して形成される半導体装置では、実装時に半導体装置裏面（封止樹脂部の実装側平坦面）と実装基板面との間にゴミなどの異物が挟まることによる実装不良を防止するため、スタンドオフ構造を採用したものがある。
【０００３】
図５はリードフレームにスタンドオフ構造を形成した代表的な従来実施例を示した図で、半導体装置の実装側平坦面７とリード端子の露出面８がほぼ同一平面内に形成された半導体装置の断面図である。図５において、突起部１２がリードフレームのリード端子部１１の露出面に形成されている。１６はリードフレームのアイランド部、１３は金属細線で、アイランド部１６上にマウントされた半導体素子１５とリード端子部１１を電気的に接続している。１４は封止樹脂部である。
【０００４】
このような突起部１２を形成する方法は、特開平１１−３３０３３７号公報に開示されているように、薄板材を打ち抜き加工あるいはエッチング加工してリードフレーム形状を形成した後、リード端子部１１の所望部位を凹凸一組の金型を用いてプレス成形して段差や突起を形成するのが一般的である。プレス成形による方法で形成される従来のリード端子部の段差部や突起部は、リードフレームのリード幅と等しく、リード幅全面に形成されているのが一般的であった。
【０００５】
また突起部を形成する別の方法として、特開２００１−３５９６１号公報に開示されているように、リード端子部の片面が露出している半導体装置の裏面の一部に突起部を形成する方法や、平坦な裏面のほぼ中央であってリード端子部内側に凹部を形成する方法、あるいは短冊状のリード端子部の端面側それぞれに突出部である段差を設ける方法などが提案されている。さらに、実装基板への実装密度を向上させ、実装性も良好な半導体装置として特開２０００−３３２１６２号公報には、導電性基板をエッチングすることで、半導体装置裏面の凹部やリード端子部の段差部を形成した半導体装置が開示されている。しかし、これらの製造方法はエッチングによるため、リード端子部の狭ピッチ化や実装密度の向上には限界がある。
【特許文献１】特開平１１−３３０３３７号公報
【特許文献２】特開２００１−３５９６１号公報
【特許文献３】特開２０００−３３２１６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように、実装時に半導体装置裏面の実装側平坦面やリード端子部と実装基板表面との間にゴミなどの異物が付着していると、半導体装置のリード端子部と実装基板上に形成された電極とが接触せず、実装不良が発生してしまう。このような実装不良を防止するため、リード端子部に突起や段差を形成する方法として、打ち抜き加工やエッチング加工および金型によるプレス加工などが用いられていたが、これらの加工方法では突起や段差をリードフレームのリード端子幅全面に形成せざるを得ず、リード端子部の狭ピッチ化や実装密度の向上を図ることには限界があった。本発明はこのような問題に対して、リード端子部に形成される突起部を微小化し、かつ突起部の高さを高く形成して実装不良を防止することのできるリードフレームの製造方法及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目標を達成するため、請求項１に係る発明は、半導体素子をマウントするアイランド部と、前記半導体素子と電気的に接続されるリード端子部とを備えたリードフレームの製造方法において、前記半導体素子と前記リード端子部の一部を樹脂にて封止する際、該封止樹脂部から露出する各リード端子部に、突起を備えた凸状治具を押圧し、該リード幅より幅が狭く、前記リード端子部の実装面側に突出する凸形状を形成する工程を備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、半導体素子とリード端子部を封止した樹脂部が形成される半導体装置の製造方法において、半導体素子をマウントするアイランド部と、前記半導体素子と電気的に接続されるリード端子部を備え、前記半導体素子と前記リード端子部の一部を樹脂にて封止する際、該封止樹脂部から露出する各リード端子部に、突起を備えた凸状治具を押圧し、該リード幅より幅が狭く、前記リード端子部の実装面側に突出する凸形状を形成したリードフレームを用意する工程と、前記アイランド部に前記半導体素子をマウントする工程と、各リード端子部と前記半導体素子を電気的に接続する工程と、前記リード端子部の凸形状が露出するように前記半導体素子及び前記リード端子部の一部を樹脂封止する工程とを含むことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、半導体素子とリード端子部を封止した樹脂部が形成される半導体装置の製造方法において、半導体素子をマウントするアイランド部と、前記半導体素子と電気的に接続されるリード端子部を備えたリードフレームを用意する工程と、前記アイランド部に前記半導体素子をマウントする工程と、各リード端子部と前記半導体素子を電気的に接続する工程と、前記半導体素子と前記リード端子部の一部を樹脂にて封止する際、該封止樹脂部から露出する各リード端子部に、突起を備えた凸状治具を押圧し、該リード幅より幅が狭く、前記リード端子部の実装面側に突出する凸形状を形成した後、前記リードフレームを封止金型で挟持し、前記リード端子部の凸形状が露出するように前記半導体素子及び前記リード端子部の一部を樹脂封止する工程とを含むことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明は、半導体素子とリードフレームを封止した樹脂部とが形成される半導体装置の製造方法において、半導体素子をマウントするアイランド部と、前記半導体素子と電気的に接続されるリード端子部を備えたリードフレームを用意する工程と、前記アイランド部に半導体素子をマウントする工程と、各リード端子と前記半導体素子を電気的に接続する工程と、前記半導体素子と前記リード端子部の一部を樹脂にて封止する際、前記リードフレームを封止金型で挟持し、前記半導体素子及び前記リード端子部の一部を樹脂封止すると同時に、該封止樹脂部から露出する各リード端子部に、前記封止金型に備えた凸状治具を押圧し、該リード幅より幅が狭く、前記リード端子部の実装面側に突出する凸形状を形成する工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によるリードフレームの製造方法及び半導体装置の製造方法は、凸形状を予めリードフレームに形成しておくか、または樹脂封止工程時にリードフレームに凸形状を形成して形成することができ、工程上いずれか都合の良い方で簡便に作成できる。また、銅系合金のように展性の大きい材料で形成されたリードフレームに本発明を適用すると、リードフレームの厚さに対する凸形状の高さを比較的大きくでき、スタンドオフの高さを設定するうえで自由度が大きい。    
【００１２】
本発明によるリードフレーム及び半導体装置は、リード端子部の露出面に形成した凸形状によりスタンドオフ構造が形成され、実装時にゴミ等があっても問題なく実装することが可能となり、実装不良を解消することができる。また、アイランド部を露出する構造とすれば半導体装置の熱を効率良く半導体装置から放出することができる。なお、凸形状はリード幅より狭いため、実装基板上に形成する配線の幅を狭くでき、また、狭ピッチに形成されたリードフレームにも適用できるため多ピン化が可能となり、実装密度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明のリードフレームの製造方法及び半導体装置の製造方法について説明する。実装不良の防止及び実装密度の向上という観点から、封止樹脂部の実装側平坦面と、封止樹脂部から露出するリード端子部の露出面とがほぼ同一平面内に形成される半導体装置を形成する場合を例にとり、説明する。
【実施例１】
【００１４】
まず第１の発明のリードフレームの製造方法について説明する。通常のリードフレームの製造方法に従い、銅系合金からなる薄板材からプレス加工等により、半導体素子をマウントするためのアイランド部、半導体素子と電気的に接続されるリード端子部等を備えたリードフレームを形成する。その後、図４に示す円錐台状の凸状治具を用いて、リードフレームのリード端子部を、半導体装置を形成した際に実装側となる方向に凸形状が突出するように押圧する。具体的には、厚さ０．１２７ｍｍの銅系合金からなる銅リードフレーム（Ｎｉ：１．８％、Ｓｉ：０．４％、Ｚｎ：１．１％を含む）に先端径０．０８ｍｍ（円錐台の高さ２．８ｍｍ、高さ２．８ｍｍの部分の径が１．２ｍｍ）の凸状治具を２．４ｋｇの荷重で押圧することにより、リード端子部に０．１３３ｍｍの高さの突起を形成することができた。このとき凸形状の最大径は約０．１５ｍｍとなった。同様に、先端径が０．０５ｍｍの円錐台形状の凸状治具を２．４ｋｇ、３．０ｋｇの荷重で押圧することにより、それぞれ０．１１３ｍｍ、０．１１３ｍｍの高さの突起を形成することができた。このとき凸形状の最大径はそれぞれ約０．１０ｍｍとなった。なお、押圧する際には、リードフレームをフッ素樹脂でコーティングした基台の上に載せ、上面から凸状治具に所定の荷重を加えた。
【００１５】
このように本発明によれば、突起の最大径は約０．１０ｍｍ程度となり、リード端子の幅（通常０．３５ｍｍ程度）に較べて十分小さい突起を形成することができる。また突起の高さが０．１ｍｍ程度以上となり、高いスタンドオフ形状が形成できることがわかる。なお、凸状治具の形状は、円錐台形状に限定されるものではなく、円錐形状、角錐形状、角錐台形状、円柱形状、角柱形状、球状形状等種々変更することが可能であり、使用するリードフレームの材質、荷重、凸状治具の大きさ等も、適宜選択すればよい。またリード端子部に形成する凸形状の数、配置等も適宜選択することができるし、形成する凸形状の数、配置に応じて、凸状治具の凸部の数、配置等を変えることもできる。
【００１６】
なお上記説明は、薄板材をプレス加工等してリードフレーム形状を形成した後、凸形状を形成する場合について説明したが、凸形状を形成した後、リードフレーム形状を形成することも可能である。
【００１７】
このように本発明のリードフレームの製造方法によれば、リード端子部の幅に較べて狭い幅の凸形状（突起部）を形成することができ、その高さもリードフレームの厚さとほぼ同じ程度に形成することができるので、実装基板上にゴミ等の付着物があった場合でも、凸形状と接続する部分に付着していない限り、接続不良の発生を防止できる。またその製造方法は、凸状治具を押圧するだけであり、簡便な方法である。
【実施例２】
【００１８】
次に実施例１で説明したリードフレームを使用して半導体装置を形成する第２の発明の実施例について説明する。図１（ａ）、（ｂ）は本願第２の発明により形成した半導体装置の断面および裏面の一部を模式的に示した図で、封止樹脂部４の実装側平坦面７と、封止樹脂部４から露出したリード端子部１の露出面８とがほぼ同一平面に形成されている場合である。凸形状２の位置や数は適宜設定でき、例えば図２に示すように、リード端子部１に２個の凸形状２を設け、実装基板との接続を確実にすることもできる。
【００１９】
以下、半導体装置の製造方法の実施例について説明する。まず実施例１で説明した製造方法に従い、凸形状２を形成したリードフレームを用意する。アイランド部６に半導体素子５をマウントし、金属細線３により半導体素子５の電極とリード端子部１を電気的に接続する。次に、封止金型によりリードフレームを挟持し、封止樹脂により半導体素子５及びリード端子部１の一部を封止して、封止樹脂部４を形成する。この封止金型がリードフレームを挟持する際、リード端子部１に形成された凸形状が変形しないよう、封止金型が凸形状２を挟持しないようにしておく。以下、通常のリード切断工程に従い、リードフレームを切断し、図１、図２に示す構造の半導体装置を得ることができる。
【００２０】
本発明により形成される半導体装置は、凸形状２がリード端子部１の幅より狭く、かつ高く形成されるため、ゴミの付着等の影響を受けにくく、接続不良等の発生を防ぐことができる。また図１、図２に示すように、凸形状２が形成されたリード端子部１の裏面側（封止樹脂部４内）は凹形状となっており、その中に封止樹脂が注入される形状となっており、封止樹脂とリード端子部１の密着性が良くなるという効果もある。なお、図２に示す構造の半導体装置では、一方の凸形状の中に封止樹脂が注入される形状となっているが、これに限定されるものでないことは言うまでもない。
【実施例３】
【００２１】
次に半導体装置の製造方法について別の実施例を説明する。前述の実施例２は、予め凸形状２を形成したリードフレームを用いて半導体装置を形成したが、本実施例は、半導体装置の製造工程の途中工程で凸形状２を形成するものである。まず通常の半導体装置の製造工程に従い、アイランド部６、リード端子部１等を備えたリードフレームを用意する。このときリードフレームには凸形状は形成されていない。アイランド部６に半導体素子５をマウントし、金属細線３により半導体素子５の電極とリード端子部１を電気的に接続する。次に凸形状２を形成するため、半導体素子５とリード端子部１の一部を封止樹脂にて封止する前に、封止樹脂部４から露出する各リード端子部１に、突起を設けた凸状治具を押圧し、リード幅より幅が狭い凸形状２を形成する。凸状治具を押圧する際には、実施例１で説明したように、フッ素樹脂でコーティングした基台にリードフレームを載せて、凸形状を形成すればよい。その後、通常の樹脂封止工程に従い、リードフレームを封止金型で挟持し、半導体素子５及びリード端子部１の一部を封止して封止樹脂部４を形成する。この封止金型がリードフレームを挟持する際、リード端子部１に形成された凸形状が変形しないよう、封止金型が凸形状２を挟持しないようにしておく。以下、通常のリード切断工程に従い、リードフレームを切断し、図１、図２に示す構造の半導体装置を得ることができる。
【００２２】
このように本実施例においても、リード端子部１に形成される凸形状２は、リード端子部１の幅より狭く、かつ高く形成されるため、ゴミの付着等の影響を受けにくく、接続不良等の発生を防ぐことができる。また図１、図２に示すように、本発明により形成される半導体装置は、凸形状２が形成されたリード端子１の裏面側は凹形状となっており、その中に封止樹脂が注入されている形状となっており、封止樹脂部４とリード端子部１の密着性が良くなるという効果もある。
【実施例４】
【００２３】
次に更に別の実施例について説明する。前述の実施例３で説明した実施例は、封止金型でリードフレームを挟持する前に、別の凸状治具で凸形状を形成したが、本実施例は封止金型と凸状治具を一体に形成するものである。通常の半導体装置の製造工程に従い、アイランド部６とリード端子部１等を備えたリードフレームを用意する。このときリードフレームには凸形状は形成されていない。アイランド部６に半導体素子５をマウントし、金属細線３により半導体素子５の電極とリード端子部１を電気的に接続する。次に、凸形状２を形成すると同時に樹脂封止を行うため、半導体素子５とリード端子部１を封止樹脂にて封止する際、封止樹脂部４から露出する各リード端子部１に当接する部分に突起（凸状治具）を備えた封止金型でリードフレームを挟持する。この挟持により、リード端子部１には凸形状２が形成される。通常の封止工程に従い、半導体素子５及びリード端子部１の一部を封止する封止樹脂部４を形成する。以下、通常のリード切断工程に従い、リードフレームを切断し、図３に半導体装置の一部を模式的に示す構造の半導体装置を得ることができる。
【００２４】
図３に示す半導体装置は、凸形状２は封止樹脂部４の外側に形成されるが、上記実施例同様、リード端子部１に形成される凸形状２は、リード端子部１の幅より狭く、かつ高く形成されるため、ゴミの付着等の影響を受けにくく、接続不良等の発生を防ぐことができる。
【００２５】
なお、図３に示す半導体装置ではダイアイランド部６が封止樹脂部４内に配置する構造となっているが、図１及び図２に示すように、ダイアイランド部６が封止樹脂部４から露出する構造であっても良いし、図１及び図２に示す半導体装置が、図３に示す半導体装置のように、ダイアイランド部６が封止樹脂部４内に配置される構造であっても良い。図１及び図２に示すように、ダイアイランド部６が封止樹脂部４から露出する構造である場合、放熱効果が高くなるので、半導体素子５の発熱量が大きい場合は、この構造を選択するのが良い。以上本発明の実施例について説明したが、リード端子部1と半導体素子5の接続を金属細線3の代わりに、ワイヤレスの別の方法に変更するなど、本発明の趣旨を変更しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（ａ）は本発明の半導体装置の製造方法により形成される半導体装置を模式的に示した断面図、（ｂ）はその裏面の説明図である。
【図２】本発明の別の実施例を説明する半導体装置を模式的に示した断面図である。
【図３】本発明のさらに別の実施例を説明する半導体装置を模式的に示した断面図である。
【図４】本発明の実施例に使用する凸状治具の説明図である。
【図５】従来の実施例を説明する半導体装置を模式的に示した断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１；リード端子部、２；凸形状、３；金属細線、４封止樹脂部、５；半導体素子、６；アイランド部、７；実装側平坦面、８；露出したリード端子部の露出面
【図１】
2005158778.tif 000003
【図２】
2005158778.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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