(57)【要約】      （修正有）【課題】樹脂封止型半導体チップを樹脂でモールドするときに、リードフレームの裏面に封止樹脂が回り込むことがないようにする。【解決手段】リードフレーム２１のアイランドに半導体チップ２５を取付けると共に、半導体チップ２５の電極と前記リードフレーム２１のリードとを金属細線２４、２４でワイヤーボンディングし、表面に厚い酸化被膜２７が形成された金属基板２６をリードフレーム２１に前記半導体チップ２５が取付けられた前記リードフレーム２１の面と反対面に合わせ、半導体チップ２５が取付けられたリードフレームを樹脂封止用金型のキャビティに収納し、封止樹脂を充填しモールドする。その際に酸化被膜２７がリードフレーム２１の裏面にくい込んで封止樹脂の回り込みを防止する。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アイランドおよびリードから成る複数個の搭載部を有するリードフレームを準備する工程と、
前記アイランドに半導体素子を固着し、前記半導体素子と前記リードフレームに形成されたリードとを金属細線により電気的に接続する工程と、
表面に絶縁被膜を形成した金属基板を前記リードフレームと合わせる工程と、
前記リードフレーム上に樹脂封止体を形成する際に、前記金属基板の前記絶縁被膜で前記リードフレーム裏面への樹脂の回り込みを防止する工程と、
前記金属基板を前記リードフレームより離脱する工程とを具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記リードフレームの裏面に絶縁被膜を設け、前記金属基板の前記絶縁被膜と前記リードフレームの裏面に前記絶縁被膜とを接触させて前記リードフレーム裏面への樹脂の回り込みを防止することを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記金属基板として銅、アルミニウムあるいは鉄を用い、前記絶縁被膜はそれぞれの金属の酸化膜を用いることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記金属基板は前記絶縁被膜を付け直して繰り返し利用することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記リードフレームの裏面に付着した前記絶縁被膜は前記リードフレームの前記リードの露出した表面を洗浄する際に除去することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の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の製造方法に関し、樹脂封止体を形成する際に表面に絶縁被膜を設けた金属基板で注入樹脂がリードの裏面に回り込むことを防止する半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯機器では、ＩＣの微細化による高集積化、能力向上、低消費電力等が要求されている。そして、半導体装置の形状を半導体素子（チップ）に極力近づけることにより小型化を図り、いわゆるチップサイズパッケージ構造の半導体装置が提案されている。例えば、裏面電極型の半導体装置について、特開２０００−１１４４４９号公報に開示されている。
【０００３】
従来の樹脂封止型の半導体装置の製造方法では、封止樹脂のモールド工程で、半導体チップを組み込んだリードフレームを樹脂封止用金型のキャビティに配置し、リードフレームを樹脂封止用金型に密着させた状態で樹脂注入しているが、それでも封止樹脂がその樹脂注入圧力でリードフレームの裏側に回り込んしまい、アウターリードの表面に封止樹脂のバリが発生する。
【０００４】
そこで、リードフレームの裏面に封止シートを貼り付け、封止樹脂がリードフレームの裏側に回り込むのを防止し、アウターリードの表面に封止樹脂のバリが発生することがないように配慮している。
【０００５】
図８に封止シートを利用した従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法を説明する。
【０００６】
図８（Ａ）に示すように、リードフレーム１には半導体チップ２を実装するためのチップ搭載領域３、３が設けられている。チップ搭載領域３、３には半導体チップ２を搭載するための多数のアイランド４、４と４辺から各アイランド４、４に延びるリード５、５が形成されている。
【０００７】
次に、図８（Ｂ）に示すように、リードフレーム１のアイランド４には半導体チップ２を導電性あるいは絶縁性接着剤により固着する。更に、リードフレーム１の裏面側には封止シート６を貼り付ける。封止シート６はリードフレーム１の半導体チップ２が固着されている表面に対向する裏面全体に貼り付けられている。
【０００８】
この封止シート６は接着剤と基材とからなるが、基材はポリイミド系のフィルムかあるいは、アルミニウムなどの導電性金属を用いていた。また接着剤および基材ともに封止工程の際の耐熱性があり、接着剤は封止工程での圧力に耐える接着力が必要である。さらに樹脂封止後は、成型品から容易に剥がすことができるものでなければならない。
【０００９】
更に、図８（Ｃ）に示すように、リードフレーム１のアイランド４に取り付けられた半導体チップ２のパッドと各リード５を金属細線７、７で電気的に接続する。
【００１０】
更に、図８（Ｄ）に示すように、キャビティ１０を有する下金型１１Ａとほぼフラットな金型面を有する上金型１１Ｂとからなる樹脂封止用金型１１にリードフレーム１の多数の半導体チップ２が搭載されている側を下方に向けて、各半導体チップ２が下金型１１Ａのキャビティ１０に入り込むように、リードフレーム１を下金型１１Ｂに載置する。なお、上金型１１Ｂにキャビティ１０を設け、フラットな下金型１１Ａを用いる場合もある。
【００１１】
そしてこの状態で、リードフレーム１および封止シート６をキャビティ１０の周囲のパーティング面で圧着し、半導体チップ２を搭載したリードフレーム１を封止樹脂１２により樹脂封止する。
【００１２】
更に、図８（Ｅ）に示すように、樹脂封止されたリードフレーム１を樹脂封止用金型１１から取出す。
【００１３】
更に、図８（Ｆ）に示すように、樹脂封止用金型１１から取出されたリードフレーム１の裏面に貼付された封止シート６をピールオフにより除去すると、リード５、５の裏面が封止樹脂１２のより露出した樹脂成型品が得られ、一点鎖線で示すダイシングライン１３で切断されて個別の半導体装置に分離される。
【００１４】
【特許文献１】
特開２００１−２４００１号公報
【特許文献２】
特開２０００−１１４４４９号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した樹脂封止型の半導体装置の製造方法では、封止シート６はモールド工程の際に耐熱性があり、接着剤はモールド工程での注入圧力に耐える接着力が必要とされ、さらに、樹脂封止後は樹脂成型品から容易に剥がすことができるものでなければならないため、高価なポリイミド樹脂のフィルム等を用い、１回のモールド工程ごとに廃棄されている問題点があった。
【００１６】
また、封止シート６を裏面に貼り付けたリードフレームを封止金型のキャビティに配置して、封止樹脂のリードフレームの裏面への回り込みを防止しているが、それでも注入圧力によりリードフレームと封止シート６の接着力の弱いところで封止樹脂が回り込む問題点もあった。
【００１７】
更に、封止シート６は作業性を考えると、最初にリードフレームの裏面に貼付するが、半導体チップのパッドとリードを接続するときに封止シートに超音波エネルギーを吸収されてワイヤーボンディングが良好に行えない問題点もあった。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたもので、アイランドおよびリードから成る複数個の搭載部を有する極薄リードフレームを準備する工程と、前記アイランドに半導体素子を固着し、前記半導体素子と前記リードフレームに形成されたリードとを金属細線により電気的に接続する工程と、表面に絶縁被膜を形成した金属基板を前記リードフレームと合わせる工程と、前記リードフレーム上に樹脂封止体を形成する際に、前記金属基板の前記絶縁被膜で前記リードフレーム裏面への樹脂の回り込みを防止する工程と、前記金属基板を前記リードフレームより離脱する工程とを具備することを特徴とする。
【００１９】
本発明では表面に絶縁被膜を形成した金属基板を用いるので、リードフレーム裏面への樹脂の回り込みを完全に防止することができる利点を有する。
【００２０】
また、本発明では金属基板として銅、アルミニウムあるいは鉄を用い、絶縁被膜はそれぞれの金属の酸化膜を用いることを特徴とする。これにより金属基板も安価な銅、アルミニウムあるいは鉄を用い、絶縁被膜もそれぞれの金属の酸化膜を用いるので、従来の封止シートから見れば大幅にコストダウンをすることができる。
【００２１】
更に、本発明では金属基板の絶縁被膜を付け直して繰り返し利用することを特徴とする。これにより従来の封止シートのように使い捨てをする必要がなくなる。
【００２２】
更に、本発明ではリードフレームの裏面に付着した絶縁被膜はリードフレームのリードの露出した表面を洗浄する際に除去することを特徴とする。このために絶縁被膜がリードフレームに付着してもそれを除去する特別の工程を付加する必要もない。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１〜図７を参照して、本発明の半導体装置の製造方法について詳細に説明する。
【００２４】
本発明は、アイランドおよびリードから成る複数個の搭載部を有するリードフレームを準備する工程と、前記アイランドに半導体素子を固着し、前記半導体素子と前記リードフレームに形成されたリードとを金属細線により電気的に接続する工程と、表面に絶縁被膜を形成した金属基板を前記リードフレームと合わせる工程と、前記リードフレーム上に樹脂封止体を形成する際に、前記金属基板の前記絶縁被膜で前記リードフレーム裏面への樹脂の回り込みを防止する工程と、前記金属基板を前記リードフレームより離脱する工程とを具備する。
【００２５】
先ず、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、リードフレームを準備する工程では、金属フレーム２１を準備する。リードフレーム材料としては、Ｃｕ材より成るリードフレームおよびＦｅ―Ｎｉ合金より成るリードフレームに大別されるが、本実施例では、熱放散性および低コスト等によりＣｕのリードフレーム２１を採用する。
【００２６】
そして、Ｃｕのリードフレーム２１には、図２に示したように、エッチング加工やパンチング加工等によりアイランド２２およびリード２３が形成される。この時、上記した半導体装置でも説明したように、本発明の半導体装置では、アイランド２２とリード２３とは分離されているため、アイランド２２は吊りリード２２１によりリードフレーム２１に固定される。
【００２７】
そして、リードフレーム２１には、上記したアイランド２２およびリード２３の一組よりなる半導体搭載部２１１が、例えば、３行４列を１つの集合ブロックとして成り、この集合ブロックが複数形成される。
【００２８】
次に、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、アイランド２２に半導体素子２５を固着し、半導体素子２５とリードフレーム２１に形成されたリード２３とを金属細線２４により電気的に接続する工程を行う。ダイボンディング及びワイヤボンディング工程では、リードフレーム２１の各搭載部２１１にはそれぞれ半導体チップ２５を、例えば、Ａｇペーストを介して固着する。そして、半導体チップ２５とリード２３とを金線２４により電気的に接続する。このとき、金線２４の一端を半導体チップ２５の電極パット２５１（図２参照）と接続し、金線２４の他端をリード２３と接続する。
【００２９】
更に、図４（Ａ）および図４（Ｂ）を参照して、本発明の特徴である表面に絶縁被膜を形成した金属基板を前記リードフレームと合わせる工程を行う。
【００３０】
金属基板２６はリードフレーム２１と同サイズに形成され、金属基板２６の表面には厚い絶縁被膜２７が形成される。具体的には、この金属基板としてはその表面に酸化被膜が形成され易い銅、アルミニウムあるいは鉄が用いられ、この絶縁被膜２７はそれぞれの金属基板表面を酸化して形成される酸化被膜を厚さ１〜２μｍにして用いる。図４（Ｂ）に示すように、金属基板２６を加熱等して表面に厚く酸化被膜２７を形成するが、酸化被膜２７は厚く成長すると金属基板２６の内部の凝結力が弱くなるので容易にその表面から剥離する特性を有する。
【００３１】
このような表面に絶縁被膜２７を厚く形成した金属基板２６をリードフレームの裏面に合わせると、厚い絶縁被膜２７が充填剤の働きをしてリードフレーム２１裏面とぴったり合わせられ、ちょうど接着剤で貼り付けるのと同様の効果が得られる。
【００３２】
更に、図５（Ａ）および図５（Ｂ）を参照して、リードフレーム２１上に樹脂封止体２８を形成する工程を行う。
【００３３】
本工程は、トランスファーモールドにより達成される。すなわち、モールド金型２９内に設置されたリードフレーム２１の表面に、上記した搭載部１２箇所を１ブロックとして一体の樹脂封止体２８を形成する。上記ブロックをモールド金型のキャビティ３０内に配置し、リードフレーム２１の裏面にはその表面の絶縁被膜２７を介して金属基板２６がある状態になる。そして、このキャビティ３０内にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を圧力を加えて注入し、キャビティ３０を熱硬化性樹脂で充填して樹脂封止体２８を形成する。このとき、リードフレーム２１の裏面にもこの注入圧力により熱硬化性樹脂樹脂が回り込もうとするが、リードフレーム２１と金属基板２６とが一体にモールド金型２９で挟み込まれているので、リードフレーム２１裏面は金属基板２６の表面の厚い絶縁被膜２７にくい込んだ状態にあり、リードフレーム２１裏面への熱硬化性樹脂の回り込みは十分に回避できる。
【００３４】
更に、図６（Ａ）および図６（Ｂ）を参照して、金属基板２６をリードフレーム２１より離脱する工程を行う。
【００３５】
本工程では物理的に金属基板２６をリードフレーム２１の裏面から剥離して離脱させる。この際に、リードフレーム２１の裏面には絶縁被膜２７の一部が付着された状態で金属基板２６が剥離される。また、この剥離は絶縁被膜２７を厚く付けているので、金属基板２６への凝結力が弱く簡単に行える利点がある。
【００３６】
なお、リードフレーム２１の裏面に付着した絶縁被膜２７はリードフレーム２１に半田メッキを施す際の酸による前洗浄で簡単に溶かして除去することができる。前洗浄したリードフレームには必要個所に半田メッキを施す。このため絶縁皮膜２７を除去する特別の工程を追加して設ける必要はない。
【００３７】
なお、本発明で用いた金属基板２６は表面を洗浄した後に再度酸化等をして絶縁被膜２７を付け直すことで繰り返し製造工程で用いることができ、封止シートのように一度限りの使い捨てにはならず、生産資源の節約になる。
【００３８】
最後に、図７に示すように、ダイシング分割工程では、リードフレーム２１の各搭載部２１１毎にリードフレーム２１および樹脂封止体２８を切断して各々の半導体装置３１に分離する。切断にはダイシング装置のダイシングブレード３２を用い、ダイシングライン３３に沿ってリードフレーム２１および樹脂封止体２８を同時にダイシングすることにより、搭載部２１１毎に分割した半導体装置３１を形成する。
【００３９】
他の実施の態様について説明する。
【００４０】
前述したリードフレームを準備する工程で、金属フレーム２１を準備する。リードフレーム材料としては、Ｃｕ材より成るリードフレームおよびＦｅ―Ｎｉ合金より成るリードフレームに大別されるが、本実施例では、熱放散性および低コスト等によりＣｕのリードフレーム２１を採用する。この金属フレーム２１の裏面には酸化による酸化被膜等の絶縁被膜を予め形成しておく。
【００４１】
更に、前述したリードフレーム２１上に樹脂封止体２８を形成する工程で、リードフレーム２１の裏面の絶縁被膜には金属基板２６の絶縁被膜２７が接触する状態になる。そして、このキャビティ３０内にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を圧力を加えて注入し、キャビティ３０を熱硬化性樹脂で充填して樹脂封止体２８を形成する。このとき、リードフレーム２１の裏面にもこの注入圧力により熱硬化性樹脂樹脂が回り込もうとするが、リードフレーム２１と金属基板２６とが一体にモールド金型２９で挟み込まれているので、リードフレーム２１裏面の絶縁被膜が金属基板２６の表面の厚い絶縁被膜２７にくい込んだ状態にあり、リードフレーム２１裏面への熱硬化性樹脂の回り込みは完全に回避できる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、表面に絶縁被膜を形成した金属基板を前記リードフレームと合わせる工程により、前記リードフレーム上に樹脂封止体を形成する際に、前記金属基板の前記絶縁被膜で前記リードフレーム裏面への樹脂の回り込みを防止することができる。これにより封止シートを用いることなく絶縁皮膜のみでその目的を達成できる。
【００４３】
また、本発明ではリードフレームの裏面の絶縁被膜と金属基板表面の絶縁被膜とが接触して共にその表面が喰い込み合い密に結合するので、前記リードフレーム上に樹脂封止体を形成する際に、前記金属基板の前記絶縁被膜で前記リードフレーム裏面への樹脂の回り込みを完全に防止することができる。
【００４４】
更に、本発明では金属基板として銅、アルミニウムあるいは鉄を用い、絶縁被膜はそれぞれの金属の酸化膜を用いることより、金属基板も安価な銅、アルミニウムあるいは鉄を用い、絶縁被膜もそれぞれの金属の酸化膜を用いるので、従来の封止シートから見れば大幅にコストダウンをすることができる。
【００４５】
更に、本発明では金属基板の絶縁被膜を付け直して繰り返し利用することにより、従来の封止シートのように使い捨てをする必要がなくなる。
【００４６】
更に、本発明ではリードフレームの裏面に付着した絶縁被膜はリードフレームのリードの露出した表面を洗浄する際に除去できるので、絶縁被膜がリードフレーム裏面に付着してもそれを除去する特別の工程を付加する必要もない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体装置の製造方法を説明する（Ａ）平面図、（Ｂ）断面図である。
【図２】本発明の半導体装置の製造方法を説明する平面図である。
【図３】本発明の半導体装置の製造方法を説明する（Ａ）平面図、（Ｂ）断面図である。
【図４】本発明の半導体装置の製造方法を説明する（Ａ）平面図、（Ｂ）断面図及び（Ｃ）断面図である。
【図５】本発明の半導体装置の製造方法を説明する（Ａ）平面図、（Ｂ）断面図である。
【図６】本発明の半導体装置の製造方法を説明する（Ａ）平面図、（Ｂ）断面図である。
【図７】本発明の半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
【図８】従来の半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
【符号の説明】
２１    リードフレーム
２２    アイランド
２３    リード
２４    金属細線
２５    半導体チップ
２６    金属基板
２７    絶縁被膜
２８    封止樹脂体
２９    モールド金型
３０    キャビティ
【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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