(57)【要約】【課題】  とくにリードレスパッケージなどで要求される、樹脂バリを全く発生させないリードフレームおよびそれを用いた樹脂封止半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】  半導体チップをマウントするアイランド１１と、タイバー１３により連結され、アイランド１１の周囲に複数のアウターリード１２とが設けられており、アウターリード１２の２本の間に、タイバー１３に連結された延長部片１４がアイランド１１側に延びて形成されている。この延長部片１４は、アウターリード１２と分離して設けられると共に、その先端部１４ａがリードフレームを樹脂封止する際にセッティングされる封止用金型に当接するか、またはその金型に僅かに挟持され、かつ、先端部の側面が隣接するアウターリード１２の側面と当接するように形成されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップをマウントするアイランドと、タイバーにより連結され、該アイランドの周囲に設けられる複数のアウターリードとを有するリードフレームにおいて、該アウターリードの２本の間に、前記タイバーに連結されて前記アイランド側に延びる延長部片が前記アウターリードと分離して設けられ、該延長部片は、その先端部が前記リードフレームが樹脂封止される際にセッティングされる封止用金型に当接するかまたは該金型に僅かに挟持され、かつ、該先端部の側面が隣接する前記アウターリードの側面と当接するように形成されていることを特徴とするリードフレーム。
【請求項２】
前記延長部片の少なくとも先端部と前記アウターリードとの分離部が、リードフレームのリード形成加工とは別工程のせん断加工による実質的にスクラップを出さない加工により形成されてなる請求項１記載のリードフレーム。
【請求項３】
前記せん断加工が、前記リードフレームの前記半導体チップをマウントする表面側から行われ、表面側のみに該せん断加工による肩ダレが形成されてなる請求項２記載のリードフレーム。
【請求項４】
前記延長部片の先端部以外の部分で、該延長部片と前記アウターリードとの間に空隙部が形成されてなる請求項１、２または３記載のリードフレーム。
【請求項５】
（ａ）アイランドと、その外周に位置しタイバーで連結されたアウターリードと、該アウターリードの間にタイバーから前記アイランド側に延び、樹脂封止する際に樹脂の流出を防止するため、その先端部が、リードフレームを樹脂封止する際にセッティングされる封止用金型に当接するかまたは該金型に僅かに挟持される位置まで延出する延長部片とを有するように、板状体を加工することによりリードフレームを作製し、
（ｂ）該延長部片と前記アウターリードとの間を、半導体チップをマウントする表面側からせん断加工により分離し、
（ｃ）前記アイランド上に半導体チップをマウントし、
（ｄ）封止用金型により前記リードフレームを挟持し、前記延長部片により樹脂が前記アウターリード間に漏れ出ないように樹脂封止をし、
（ｅ）前記延長部片を除去すると共に前記アウターリードを切断する
ことを特徴とする樹脂封止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、半導体チップをマウントし、樹脂で封止することにより半導体装置を製造する場合に用いるリードフレームおよびそれを用いた樹脂封止半導体装置の製造方法に関する。さらに詳しくは、ＱＦＮパッケージなど、リードの突出部が殆どなかったり、封止樹脂の底面とリード底面とがほぼ同一面になったりするような、小型化されるパッケージでもリード間への樹脂バリを防止してハンダ付けの信頼性を向上させることができるリードフレームおよびそれを用いた樹脂封止半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂封止半導体装置に用いられるリードフレームの代表例として、図５に示されるＳＯＰパッケージ構造のものが知られている。このリードフレームを用いて樹脂封止を行う場合、図５に示されるリードフレーム１の隣接する２本のアウターリード１２およびタイバー１３に囲まれる空間８にリードフレーム板厚相当樹脂バリ（以下、板厚バリともいう）９（図６（ｃ）、（ｄ）参照）が発生する（たとえば特許文献１参照）。なお、図５において、１１はアイランド、５は封止樹脂部をそれぞれ示す。
【０００３】
そこで、板厚バリ発生を抑制する方法として、上記空間に樹脂封止金型にてダムを形成（ダムブロック）する手段が実用化された。この方法は、前述のリードフレームを樹脂封止する金型の板厚バリ発生エリアに金型より突起を形成し、その突起にて樹脂の侵入を防止するものである。したがって、リードフレームの空間８には金型の突起とのクリアランスを残して板厚バリは発生しない。しかし、金型を特別な形状に形成しなければならず、非常にコストアップになるという問題がある。
【０００４】
一方、図６（ａ）に示されるように、リードフレーム１のタイバー１３に連結してダム樹脂除去用の突起１３ａを、封止樹脂部５の側面まで達しないように、かつ、アウターリード１２との間に溝を有するように設けることにより、樹脂の流出を防止したり（たとえば特許文献２参照）、図６（ｂ）に示されるように、タイバー１３に連結されると共に、その封止樹脂部５側の端部を隣接するアウターリード１２と連結した別のタイバー１３ｂを設けたり（たとえば特許文献３参照）することにより、樹脂の流出を防止する構造などが考えられている。このリードフレームにより解決する方法は、樹脂封止金型を従来構造のまま使用することができ、金型構造を複雑にすることがないので、高額な対策費用を不要とする利点がある。
【０００５】
しかし、図６（ａ）に示される構造は、突起１３ａの先端を封止樹脂部５の側面に達しないように形成しており、また図６（ｂ）に示される構造も、別のタイバー１３ｂの封止樹脂部５側先端部をアウターリード１２と連結させていることから、後から切断分離する必要があり、その先端部と封止樹脂部５側面との間に空隙部が不可欠であり、樹脂流出を避けることができない。そのため、樹脂封止の際にその空隙部に樹脂流出が生じ、樹脂バリ９が形成され、ポンチなどにより突起１３ａや別のタイバー１３ｂを除去しても、図６（ｃ）〜（ｄ）にパッケージの側面図および平面図が示されるように、空間８の封止樹脂部５側面およびアウターリード１２の側面に樹脂バリ９が形成される。
【特許文献１】特開平０１−３２１６６５号公報
【特許文献２】特開平０２−０９７０４８号公報
【特許文献３】特開平０３−０９４４５８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、リードフレームによる対策では、従来の挿入型パッケージ（リードを延ばしてプリント基板などのスルーホールに挿入してハンダ付けする構造）、ガルウィング型リードを有するパッケージ（リードが樹脂部より外側に延び、プリント基板などに載置するだけでハンダ付けすることができるようにリードがフォーミングされた表面実装タイプ）を対象として開発された技術であり、その後の小型化、かつ、微細化されたパッケージに対しては考慮されていない。そのため、少々の樹脂流出は許容する構造であり、前述のように、流出樹脂（樹脂バリ）の残存を避けることができないという問題がある。
【０００７】
一方、ＳＯＮ、ＱＦＮなどの、リードフレームを使用したリードレスパッケージが、最近急速に普及してきている。これらのリードレスパッケージにおいては、一般的パッケージのように、リードと樹脂部底面との高低差（スタンドオフ）を取るのが困難であり、少量の樹脂バリが発生すると、電極として利用されるリードに付着し、基板に実装する際に確実な接続を確保することができない。また、パッケージに付着している樹脂バリが脱落することで、そのパッケージを基板に実装するときに接続不良などの原因となることがある。そのため、僅かな流出樹脂も避けなければならないが、前述のリードフレームの対策では、満足な樹脂バリの発生を防止することができない。
【０００８】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、とくにリードレスパッケージなどで要求される、樹脂バリを全く発生させないリードフレームおよびそれを用いた樹脂封止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】
【０００９】
本発明によるリードフレームは、半導体チップをマウントするアイランドと、タイバーにより連結され、該アイランドの周囲に設けられる複数のアウターリードとを有するリードフレームにおいて、該アウターリードの２本の間に、前記タイバーに連結されて前記アイランド側に延びる延長部片が前記アウターリードと分離して設けられ、該延長部片は、その先端部が前記リードフレームが樹脂封止される際にセッティングされる封止用金型に当接するかまたは該金型に僅かに挟持され、かつ、該先端部の側面が隣接する前記アウターリードの側面と当接するように形成されていることを特徴とする。
【００１０】
ここにアウターリードとは、封止樹脂部より外部に延出するリード部分を意味し、タイバーとは、複数のアウターリードを連結する部材を意味し、送り用の貫通孔が形成されたサイドレールと共用されていてもよい。
【００１１】
前記延長部片の少なくとも先端部と前記アウターリードとの分離部が、リードフレームのリード形成加工とは別工程のせん断加工による実質的にスクラップを出さない加工により形成されていることが、延長部片とアウターリードとの間に樹脂流出の起るような隙間が形成されないため好ましい。ここに「せん断加工による実質的にスクラップ（切りくず）を出さない加工」とは、いわゆるスリット加工と言われるもので、切込み線を入れる加工であり、板材のスクラップとなる部分が生じないで殆ど隙間が形成されることなく切込みを入れる加工を意味する。
【００１２】
前記せん断加工が、前記リードフレームの前記半導体チップをマウントする表面側から行われ、表面側のみに該せん断加工による肩ダレが形成されることにより、底面側にバリが出ても樹脂封止の際の金型により平坦化し、基板実装時に接続面となるアウターリード底面への樹脂流出を完全に阻止することができるため好ましい。
【００１３】
前記延長部片の先端部以外の部分で、該延長部片と前記アウターリードとの間に空隙部が形成されていることにより、延長部片を除去する前のアウターリード側面にもメッキをすることができるため好ましい。
【００１４】
本発明による樹脂封止半導体装置の製造方法は、（ａ）アイランドと、その外周に位置しタイバーで連結されたアウターリードと、該アウターリードの間にタイバーから前記アイランド側に延び、樹脂封止する際に樹脂の流出を防止するため、その先端部が、リードフレームを樹脂封止する際にセッティングされる封止用金型に当接するかまたは該金型に僅かに挟持される位置まで延出する延長部片とを有するように、板状体を加工することによりリードフレームを作製し、（ｂ）該延長部片と前記アウターリードとの間を、半導体チップをマウントする表面側からせん断加工により分離し、（ｃ）前記アイランド上に半導体チップをマウントし、（ｄ）封止用金型により前記リードフレームを挟持し、前記延長部片により樹脂が前記アウターリード間に漏れ出ないように樹脂封止をし、（ｅ）前記延長部片を除去すると共に前記アウターリードを切断することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、リードフレームが、樹脂封止の際の金型に先端部が当接するか先端部が金型に僅かに挟持されるように延長部片が設けられ、しかもその延長部片の側壁は隣接するアウターリードに当接するように形成されているため、このリードフレームに半導体チップをマウントし、樹脂封止用金型により挟持して樹脂封止をする際に、延長部片により樹脂流出が完全に阻止され、アウターリード間に樹脂が流出することがない。一方、延長部片とアウターリードとの間は分離されているため、たとえその先端部が金型により挟持される状態であっても、その量はごく僅かであり、タイバーを除去する際に押し下げるだけで、延長部片も同時に除去されて、隣接するアウターリードは完全に独立する。
【００１６】
その結果、複雑で高価な封止用金型を用いることなく、リードフレーム作製の際にせん断加工の工程を増やすだけで、樹脂流出を防止することができるリードフレームが得られる。そして、このリードフレームを用いて半導体チップをマウントし、樹脂封止すれば、非常にリード間隔が狭くなって、また、樹脂底面とリード底面とがほぼ同一面に形成されるＱＦＮなどのパッケージを有する半導体装置を製造する場合であっても、アウターリード間に樹脂バリが全く形成されず、僅かに露出するリード面も樹脂バリから完全に保護され、ハンダ付けの信頼性などが非常に向上した半導体装置が得られる。
【００１７】
また、とくに封止樹脂の底面とアウターリードの底面とがほぼ同一面に形成される半導体装置において、前述のせん断加工がリードフレームの表面側（半導体チップがマウントされ、樹脂封止される側）から行われることにより、アウターリードの底面は肩ダレもなく平坦面になるため、アウターリード底面への樹脂漏れを完全に防止することができ、樹脂バリが生じないシャープな形状にすることができると共に、実装基板などへのハンダ付けの信頼性を非常に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】
【００１８】
つぎに、図面を参照しながら本発明のリードフレームおよびそれを用いた半導体装置の製造方法について説明をする。本発明によるリードフレームは、図１にその一実施形態の主要部の平面説明図が示されるように、図示しない半導体チップをマウントするアイランド１１と、タイバー１３により連結され、アイランド１１の周囲に複数のアウターリード１２とが設けられており、アウターリード１２の２本の間に、タイバー１３に連結された延長部片１４がアイランド１１側に延びて形成されている。この延長部片１４は、アウターリード１２と分離して設けられると共に、その先端部１４ａがリードフレームを樹脂封止する際にセッティングされる封止用金型に当接するか、またはその金型に僅かに挟持され、かつ、先端部の側面が隣接するアウターリード１２の側面と当接するように形成されていることに特徴がある。
【００１９】
リードフレーム１は、たとえば厚さが０.１〜０.２５ｍｍ程度の板状体をパンチングや
エッチングなどにより、所望の形状のアイランド１１やインナーリード（リードの封止樹脂部５の内部に含まれる部分）１２ａ、アウターリード１２を連結するタイバー１３などが形成されることにより形成されている。これらの部分は通常のリードフレームと同じであるが、本発明では、図１に示されるように、アウターリード１２間にタイバー１３と連結された延長部片１４（斜線を施した部分）が形成されていることに特徴がある。
【００２０】
この延長部片１４は、図１に示されるように、その先端部１４ａは封止樹脂部５の側壁、すなわち樹脂封止の際に用いる金型の側壁と当接するか、僅かに金型により挟持されるような長さで、かつ、少なくとも先端部１４ａの側壁が隣接するアウターリード１２の側壁と当接するように形成され、しかもアウターリード１２とは分離されている。図１に示される例では、延長部片１４の側壁は、先端部１４ａのみではなく、全長に亘って（先端部１４ａからタイバー１３の部分まで）アウターリード１２の側壁と当接する形状に形成されているが、後述する図３に示されるように、先端部１４ａ以外の所は空隙部が形成されてアウターリード１２と離れていてもよい。
【００２１】
延長部片１４の側壁がアウターリード１２と当接しながらアウターリード１２と分離するようにするには、たとえば図２に、板状体にせん断加工（スリット加工、切込み加工ともいう）を施したイメージ図が示されるように、たとえば図２の板状体の裏面側から加工するパンチに角度をつけておき、パンチの先端から切り始め、傾斜角の途中で止めることにより、切られない部分Ａが残り、スクラップを出さずに所望の形状の切込み加工を形成することができる。すなわち、スクラップが出ないということは、切口部に空隙部ができないことを意味し、図のように加工の際に曲げられた部分Ｂを加工後に押し戻すことにより、側壁部を板状体に当接させながら平面状になり、Ａ部では連結してＡ部以外の部分を分離させることができる。なお、図２に示されるように、このせん断加工は、板状体の端部に形成することができるのみならず、板状体の内部にも形成することができる。
【００２２】
図１のリードフレーム１でアウターリード１２と延長部片１４との境界にせん断加工を施す場合、リードフレーム１の表面側、すなわち半導体チップをマウントし、封止樹脂部５を主として形成する側から、前述のポンチによる加工を行うことが好ましい。そうすることにより、樹脂封止後の１本のアウターリード１２部分を示す側面図が図４に示されるように、せん断加工の際にアウターリード１２の表面側にせん断ダレ（肩ダレ）１２ｂが生じるものの、裏面側にはダレが生じないで、バリ１２ｃが形成される。このバリ１２ｃは、樹脂封止の際の金型により押し潰されて平坦化されるため、樹脂封止の際に底面側は平坦面となり、底面側への樹脂漏れを完全に防止することができ、アウターリード１２の裏面に樹脂バリが発生することがないからである。
【００２３】
図６（ｃ）〜（ｄ）に示される例のように、封止樹脂部５の底面とアウターリード１２の底面とがほぼ面一に形成されるＱＦＮパッケージのような場合には、リードの底面でハンダ付けによりプリント基板などに搭載されるため、アウターリード１２の底面に樹脂バリが付着すると、ハンダ付けの信頼性が低下するが、表面側からせん断加工が施されることにより、このような問題は一切発生せず、ハンダ付けの信頼性を向上させる点からとくに好ましい。
【００２４】
図１に示されるリードフレームでは、延長部片１４がこのようなせん断加工により、タイバー１３との接続部Ａが切られない部分として残り、アウターリード１２との境界はせん断加工により分離されているが、せん断加工後に押し戻されて平面状になっており、アウターリード１２の側壁と当接している。なお、延長部片１４は、予めアイランド１１、アウターリード１２やタイバー１３などを形成するパンチングの際に、その先端部１４ａが樹脂封止する際の金型の側壁に当接するか、またはその金型に先端部１４ａが僅かに挟持されるような長さに形成されており、樹脂封止後には、図１に示されるように、封止樹
脂部５の側壁に当接するか先端部が一部食い込むように形成されている。
【００２５】
なお、樹脂封止した後に、タイバー１３をアウターリード１２から切り離すか、タイバー１３よりアイランド１１側でアウターリード１２を切り離すことにより、延長部片１４はタイバー１３と共に除去される。すなわち、アウターリード１２とは分離されており、また、先端部１４ａは封止樹脂部５に接触しているだけか、あるいは僅かに封止樹脂部５内に食い込んだ状態になっているが、食い込む量は非常に僅かであり、押し下げるだけで簡単に分離し、タイバー１３と共に除去される。なお、図１では省略されているが、アウターリード１２のさらに外側は、アウターリード１２を連結すると共に、半導体チップをマウントする際などのリードフレーム送り用のインデックス孔などが形成されたサイドレールが設けられている。しかし、図１のタイバー１３をもう少し幅広にし、インデックス孔などを形成すれば、サイドレールとタイバー１３とを兼用することができ、アウターリード１２をさらに外側に延ばして形成する必要はない。すなわち、タイバー１３は、複数のアウターリード１２を連結するものであればよい。
【００２６】
図３は、本発明のリードフレームの変形例で、延長部片１４の部分のみを示した平面説明図である。すなわち、前述の図１に示される例では、延長部片１４の側壁は先端部１４ａのみならず、タイバー１３に至る部分までアウターリード１２の側壁と当接した構造になっていたが、図３に示される例は、先端部のみがアウターリード１２と当接し、タイバー１３側ではアウターリード１２との間に空隙部１５が形成されている点で異なる。この空隙部１５は、前述のアイランド１１、アウターリード１２、タイバー１３などを板状体からパンチングする際に、その金型に突起部を形成しておくだけで同時に形成することができ、その形状は、図３（ａ）に示されるように、三角形状でもよいし、図３（ｂ）に示されるように矩形形状でもよく、種々の形状に形成することができる。このような空隙部１５が形成されていても、先端部１４ａの側壁がアウターリード１２と当接していることにより、樹脂漏れを完全に防止することができ、逆に空隙部１５が形成されていることにより、予めアウターリード１２側面にもメッキを施しておくことができる。
【００２７】
本発明によれば、リードフレームのアウターリード間に、タイバー１３から延長された延長部片１４が形成されており、さらにその延長部片１４はその先端部１４ａが樹脂封止の際の金型側壁に当接するか、僅かに金型に挟持されるような長さに形成され、さらにその側壁の少なくとも先端部１４ａが隣接するアウターリード１２の側壁と当接するように形成されているため、リードフレームを金型で挟み込んで樹脂封止をする場合に、アウターリード間に樹脂が流れ出ようとしても延長部片１４により完全に堰き止められ、アウターリード１２の側壁にも樹脂は流出しない。しかも、延長部片１４は、アウターリード１２とは分離されているため、樹脂封止後にアウターリード１２を切断してタイバー１３および延長部片１４を押し下げるだけで、タイバー１３と共に延長部片１４を除去することができる。なお、アウターリード１２に外装メッキあるいはハンダメッキなどを施す場合には、延長部片１４のみを切断除去してからメッキを施し、その後にアウターリード１２を切断して、タイバー１３をアウターリード１２から除去してもよい。
【００２８】
また、図３に示されるように、延長部片１４とアウターリード１２との間に空隙部１５が形成されている場合には、樹脂封止後の延長部片１４の除去作業が容易になると共に、アウターリード１２側面へのメッキを樹脂封止前に行うことができるし、樹脂封止後で延長部片１４を除去する前にメッキを行うこともできる。なお、この構造の場合でも、樹脂封止後にまず延長部片１４のみを除去し、メッキ、タイバー１３、アウターリード１２の切断を行うこともでき、メッキ工程と切断工程の順序は適宜設定することができる。
【００２９】
本発明による半導体装置を製造する方法は、まず、前述の図１に示されるように、アイランド１１と、その外周に位置しタイバー１３で連結されたアウターリード１２と、アウ
ターリード１２の間にタイバー１３からアイランド１１側に延び、樹脂封止する際に樹脂の流出を防止する延長部片１４とを有するように、板状体を加工することによりリードフレームを作製する。さらに、延長部片１４とアウターリード１２との間をせん断加工により分離する。その結果、図１に示されるリードフレーム１が形成される。
【００３０】
つぎに、リードフレーム１のアイランド１１上に、図示しない半導体チップをマウントしてワイヤボンディングをし、図示しない封止用金型によりリードフレーム１を挟持し、延長部片１４により樹脂がアウターリード１２間に漏れ出ないように樹脂封止をする。すなわち、延長部片１４の先端部１４ａに封止用金型の側壁が当接するか、延長部片１４の先端部１４ａが僅かに挟持されるように、金型をセッティングして溶融樹脂を金型内に注入することにより、アウターリード間の金型の隙間は延長部片１４により閉塞されており、しかも先端部１４ａの側壁はアウターリード１２の側壁と当接しているため、アウターリード１２の間隔は延長部片１４により完全に閉塞され、溶融樹脂を完全に堰き止めることができる。その結果、アウターリード間への溶融樹脂の流出を完全に防止することができる。
【００３１】
その後、タイバー１３および延長部片１４を除去して、アウターリード１２を分離すると共に、アウターリード１２先端部を切断することにより、半導体装置を得ることができる。この延長部片１４の除去は、前述のように、アウターリード１２との境界は分離されているため、タイバー１３とアウターリード１２との間を切断することにより、軽く押すだけでタイバー１３と共に除去される。なお、アウターリード１２のメッキは、前述のように、延長部片１４を先に除去してから行なうこともできるし、図３に示されるような空隙部１５を形成しておくことにより、延長部片１４の除去前にメッキを施しておくこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明によるリードフレームの一実施形態の要部を示す平面説明図である。
【図２】図１の延長部片とアウターリードとの間に行うせん断加工のイメージ説明図である。
【図３】図１に示される延長部片の形状の変形例を示す平面説明図である。
【図４】アウターリードのせん断加工を施した状態を説明する側面説明図である。
【図５】従来のリードフレームの一例を示す平面説明図である。
【図６】従来のリードフレームの他の例を示す平面説明図、および流出する樹脂の状況を示す樹脂封止後の平面および側面の説明図である。
【符号の説明】
【００３３】
１    リードフレーム
１１    アイランド
１２    アウターリード
１３    タイバー
１４    延長部片
１５    空隙部
【図１】
2005150126.tif 000003
【図２】
2005150126.tif 000004
【図３】
2005150126.tif 000005
【図４】
2005150126.tif 000006
【図５】
2005150126.tif 000007
【図６】
2005150126.tif 000008