(57)【要約】【課題】  生産工程での量産効率を向上すると共に、樹脂封止型半導体装置の極薄型化を目的とするものである。【解決手段】  １枚のリードフレーム１０面内にパッケージユニットを複数個、連続して形成したリードフレーム１０において、ダイパッド部１を設けず、リードフレーム１０の裏面に配置された絶縁材料１３上に半導体チップ４を接着搭載した状態で樹脂封止することにより、あえてリードフレーム１０自体の反りを残存させ、反りがある状態で個々の樹脂封止型半導体装置に切断分離することにより、その切断にともない、リードフレーム１０が封止樹脂１３から受ける応力は低減していき、反りを解消しながら切断できるので、生産工程での量産効率を向上すると共に、極薄型の樹脂封止型半導体装置および樹脂封止型半導体装置の製造方法を提供することができる。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップを搭載する素子搭載領域を設けた複数のパッケージユニットにより構成される基板の底面に絶縁材料を付加する工程と、
前記素子搭載部に半導体チップを搭載する工程と、
搭載された前記各半導体チップと前記基板とを電気的に接続する工程と、
前記各パッケージユニットに前記半導体チップを搭載した前記基板を前記絶縁材料が露出した状態で樹脂を用いて樹脂封止する工程と、
前記絶縁材料を取り除く工程と、
前記樹脂封止した基板を各パッケージユニットごとに切断して個片化した樹脂封止型半導体装置に分離する工程と
を有することを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記基板はリードフレームであることを特徴とする請求項１記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記基板は回路基板であることを特徴とする請求項１記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記搭載された各半導体チップと前記基板との電気的な接続を、金属細線で前記基板の接続箇所と前記半導体チップの電極とを各々接続することによって行うことを特徴とする請求項１記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記搭載された各半導体チップと前記基板との電気的な接続を、前記半導体チップの電極に対して各々対向させて設けた前記基板の接続箇所と前記半導体チップの電極とを直接接続することを特徴とする請求項１記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記絶縁材料の厚みが０．０１〜０．０５ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記基板の複数のパッケージユニットに対する一体での樹脂封止を一枚の基板に一体で樹脂封止する領域が複数個存在するように分割させて、それぞれの領域を一体で樹脂封止することを特徴とする請求項１記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記樹脂封止型半導体装置が略直方体状であることを特徴とする請求項１記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。
【請求項９】
半導体チップを搭載する素子搭載領域を設けた基板と、
前記素子搭載領域に前記基板の下面と略同一面に搭載され前記基板と電気的に接続される半導体チップと、
前記半導体チップを保持するように前記基板と前記半導体チップを封止した封止樹脂と
を有し、前記と前記半導体チップの下面が略同一面上にあり、封止樹脂より露出することを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【請求項１０】
前記基板はリードフレームであることを特徴とする請求項９記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項１１】
前記基板は回路基板であることを特徴とする請求項９記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項１２】
前記半導体チップと前記基板との電気的な接続を、金属細線で前記基板の接続箇所と前記半導体チップの電極とを各々接続することによって行うことを特徴とする請求項９記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項１３】
前記半導体チップと前記基板との電気的な接続を、前記半導体チップの電極に対して各々対向させて設けた前記基板の接続箇所と前記半導体チップの電極とを直接接続することを特徴とする請求項９記載の樹脂封止型半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数のパッケージユニットを有した回路基板やリードフレーム等の単一基板を用いて、特に薄型の樹脂封止型半導体装置を製造する際、基板上の複数のパッケージエリアを一括で樹脂封止してＱＦＮ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ  Ｐａｃｋａｇｅ），ＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ），ＬＧＡ（Ｌａｎｄ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）等の樹脂封止型半導体装置を製造する樹脂封止型半導体装置および樹脂封止型半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電子機器の小型化に対応するために、樹脂封止型半導体装置などの半導体部品の高密度実装が要求され、それにともなって、半導体パッケージの小型、薄型化が進んでいる。このような要求に応えるため、最近は小型薄型の樹脂封止型半導体装置としてＱＦＮタイプの樹脂封止型半導体装置が市場に投入されている。
【０００３】
以下、従来のＱＦＮタイプの樹脂封止型半導体装置の製造方法について説明する。
図４は従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法で用いるリードフレームを示す平面図である。図５は従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す工程断面図，図６は従来のＱＦＮの断面図である。図４中のＢ−Ｂ１ラインは、図５，図６の製造工程の説明での断面箇所を示している。
【０００４】
図４に示すように、従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法で用いるリードフレームは、２００〜３００［μｍ］厚程度の金属板よりなるものであって、半導体チップが搭載されるダイパッド部１と、そのダイパッド部１の各辺にその先端部が対向配置した複数のリード部２を有し、ダイパッド部１は吊りリード部３によりその角部が支持されている。このリードフレームは個片タイプのリードフレームであり、個々の樹脂封止型半導体装置を構成するパッケージユニットＵ１は互いに連続することなく、面内にマトリックス状に配置されているものである。また、リードフレームの材質としては、銅（Ｃｕ）材をベースとした金属フレームなどがある。
【０００５】
このようなリードフレームを用いて樹脂封止型半導体装置を製造するには、まず、図５（ａ）に示すように、リードフレームの各ダイパッド部１上に銀ペースト等の接着剤により半導体チップ４を接着搭載し、半導体チップ４の電極パッドとリード部２の上面の所定の接続箇所とを金線等の金属細線５で電気的に接続する。
【０００６】
次に、図５（ｂ）に示すように、各パッケージユニットごとに封止樹脂６でトランスファーモールドにより封止する。この樹脂封止の際には、リードフレームの上面領域を封止し、下面領域は封止しないために、例えば、リードフレームの下面に樹脂フィルムを介在させて封止する。これにより、リードフレーム裏面への封止樹脂の回り込みを防止し、確実にリード部２の下面を露出させて片面封止構造を実現できる。
【０００７】
次に、図５（ｃ）に示すように、リードフレームから個片化した樹脂封止型半導体装置への分離は、切断金型のポンチ７により封止樹脂６側面側から切断し、リード部２の端面を封止樹脂６の側面とほぼ同等面に形成する。図５（ｃ）では、リードフレームの上面側から切断しているが、下面側から切断する場合もある。また、切断手段としてはポンチを用いているが、回転ブレードを用いてリードカットする方法もある。
【０００８】
また、図６に示すように、リードフレームから分離させた個片化した樹脂封止型半導体装置は、リード部２が封止樹脂６の底面に配列するとともに、封止樹脂６の側面にそのリード部２の側端面が露出した構造のＱＦＮである。従来の製造方法では樹脂封止が個々のパッケージユニットごとに行われるため、リードフレームから切断分離した樹脂封止型半導体装置の外形は封止樹脂の外形をほぼそのまま受け、封止樹脂６の上面がテーパー状をなした形状となっている。
【０００９】
以上、従来の樹脂封止型半導体装置および樹脂封止型半導体装置の製造方法では、リードフレームに対して半導体チップを搭載し、その後の樹脂封止は、個々のパッケージユニットごとに独立で樹脂封止するものである、また、この方法ではリードフレームの一部でダイエリアを形成し、チップを搭載するものである（例えば、特許文献１，特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平９−８２７４１号公報
【特許文献２】特開２０００−１２４３８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前記従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法における量産工法では、近年の携帯機器の普及とそのスピードに対応することができないという課題があり、その工法上、半導体装置の薄型化への限界が顕在化してきている。すなわち量産化技術として、より早く、より安く、より高精度に、かつより小型・薄型化することが求められている。
【００１１】
従来の樹脂封止型半導体装置の構造および製造方法では、リードフレームのダイパッド部に対して半導体チップを搭載し、その後の樹脂封止は、個々のパッケージユニットごと独立で樹脂封止するものであったため、リードフレームの厚みに対して更に半導体チップの厚みが加わることにより、より薄型化が困難とされてきた、また、リードフレーム面内における１つのパッケージユニットの面積も大きく、リードフレーム１枚の面内に設けられるユニット個数も大幅に増大できるものではなかった。そのため量産ラインで製造個数を増大させるには限界があった。
【００１２】
近年は前記した課題を解決すべく、１枚のリードフレーム面内にパッケージユニットを複数個、連続して形成したリードフレームを用いた「パンケーキモールド法」、または「一括成形法」と称される製造工法が開発されてきている。しかしながら、この工法においてもリードフレームを用いる上で、半導体チップを支えるため、ダイパッド部を配置する必要があり、構造上半導体装置の薄型化には限界の兆しさえ現れてきた。
【００１３】
本発明は、前記した従来の樹脂封止型半導体装置および樹脂封止型半導体装置の製造方法において、生産工程での量産効率を向上すると共に、樹脂封止型半導体装置の極薄型化を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記従来の目的を達成するために、本発明における請求項１記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法は、半導体チップを搭載する素子搭載領域を設けた複数のパッケージユニットにより構成される基板の底面に絶縁材料を付加する工程と、前記素子搭載部に半導体チップを搭載する工程と、搭載された前記各半導体チップと前記基板とを電気的に接続する工程と、前記各パッケージユニットに前記半導体チップを搭載した前記基板を前記絶縁材料が露出した状態で樹脂を用いて樹脂封止する工程と、前記絶縁材料を取り除く工程と、前記樹脂封止した基板を各パッケージユニットごとに切断して個片化した樹脂封止型半導体装置に分離する工程とを有することを特徴とする。
【００１５】
請求項２記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法は、請求項１記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法において、前記基板はリードフレームであることを特徴とする。
請求項３記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法は、請求項１記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法において、前記基板は回路基板であることを特徴とする。
【００１６】
請求項４記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法は、請求項１記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法において、前記搭載された各半導体チップと前記基板との電気的な接続を、金属細線で前記基板の接続箇所と前記半導体チップの電極とを各々接続することによって行うことを特徴とする。
【００１７】
請求項５記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法は、請求項１記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法において、前記搭載された各半導体チップと前記基板との電気的な接続を、前記半導体チップの電極に対して各々対向させて設けた前記基板の接続箇所と前記半導体チップの電極とを直接接続することを特徴とする。
【００１８】
請求項６記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法は、請求項１記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法において、前記絶縁材料の厚みが０．０１〜０．０５ｍｍであることを特徴とする。
【００１９】
請求項７記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法は、請求項１記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法において、前記基板の複数のパッケージユニットに対する一体での樹脂封止を一枚の基板に一体で樹脂封止する領域が複数個存在するように分割させて、それぞれの領域を一体で樹脂封止することを特徴とする。
【００２０】
請求項８記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法は、請求項１記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法において、前記樹脂封止型半導体装置が略直方体状であることを特徴とする。
【００２１】
請求項９記載の樹脂封止型半導体装置は、半導体チップを搭載する素子搭載領域を設けた基板と、前記素子搭載領域に前記基板の下面と略同一面に搭載され前記基板と電気的に接続される半導体チップと、前記半導体チップを保持するように前記基板と前記半導体チップを封止した封止樹脂とを有し、前記と前記半導体チップの下面が略同一面上にあり、封止樹脂より露出することを特徴とする。
【００２２】
請求項１０記載の樹脂封止型半導体装置は、請求項９記載の樹脂封止型半導体装置において、前記基板はリードフレームであることを特徴とする。
請求項１１記載の樹脂封止型半導体装置は、請求項９記載の樹脂封止型半導体装置において、前記基板は回路基板であることを特徴とする。
【００２３】
請求項１２記載の樹脂封止型半導体装置は、請求項９記載の樹脂封止型半導体装置において、前記半導体チップと前記基板との電気的な接続を、金属細線で前記基板の接続箇所と前記半導体チップの電極とを各々接続することによって行うことを特徴とする。
請求項１３記載の樹脂封止型半導体装置は、請求項９記載の樹脂封止型半導体装置において、前記半導体チップと前記基板との電気的な接続を、前記半導体チップの電極に対して各々対向させて設けた前記基板の接続箇所と前記半導体チップの電極とを直接接続することを特徴とする。
【００２４】
以上、本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法により、基板自体の封止樹脂の応力による反りを低減しつつ、発生した反りを解消させながら個片化に切断できるので、生産工程での量産効率を向上すると共に、極薄型の樹脂封止型半導体装置および樹脂封止型半導体装置の製造方法を提供することができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上のように、１枚のリードフレーム面内にパッケージユニットを複数個、連続して形成したリードフレームを用いた「パンケーキモールド法」、または「一括成形法」において、ダイパッド部を設けず、リードフレームの裏面に配置された絶縁材料上に絶縁ペースト等の接着剤により半導体チップを接着搭載した状態で樹脂封止することにより、あえてリードフレーム自体の反りを残存させ、反りがある状態で個々の樹脂封止型半導体装置に切断分離することにより、リードフレームが反りのある状態で切断され、その切断にともない、封止樹脂内部の半導体チップ、電気的な接続部分へのダメージは影響がない程度に、リードフレームが封止樹脂から受ける応力は低減していき、反りを解消しながら切断できるので、生産工程での量産効率を向上すると共に、極薄型の樹脂封止型半導体装置および樹脂封止型半導体装置の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の樹脂封止型半導体装置と樹脂封止型半導体装置の製造方法の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
まず本実施形態のリードフレームの製造方法の概要について説明する。
【００２７】
図１は本発明の樹脂封止型半導体装置におけるリードフレームの製造方法を示す図である。
まず、図１（ａ）に示すように、複数のパッケージユニットを有したリードフレーム１０の各パッケージユニットの素子搭載部を空洞部１１として配置し、端子接続部１２でリードフレーム１０を格子配列にて連接するように、配置させたリードフレーム構成体を準備する。
【００２８】
次に、図１（ｂ）に示す様に絶縁材料１３を端子接続部１２に貼り付け固定を行う。
最後に、図１（ｃ）に示す様に連接部位で分離することにより、各リードフレームを分離する。分離に際してはプレス金型・レーザー加工・エッチング加工を用いてもよい。
【００２９】
次に、図２は本発明の樹脂封止型半導体装置を示す図であり、（ａ）は裏面平面図，（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ１における断面図を示す。
図２に示すように、本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法で用いるリードフレーム１０は、５０〜３００［μｍ］厚程度の金属板よりなるものであって、半導体チップ１４と、その半導体チップ１４の各辺にその先端部が対向配置した複数の端子接続部１２を有し、半導体チップ１４の上面はこのリードフレーム１０の略同一面に配置されており、半導体チップ１４は金属細線１５により端子接続部１２に接続されている。また、従来存在した半導体チップを保持するダイパッド部が無く、半導体チップは封止樹脂１６により保持固定されている。
【００３０】
樹脂封止型半導体装置を構成するパッケージユニットは互いに連続するもので、面内にマトリックス状に配置されているものである。また、リードフレームの材質としては、銅（Ｃｕ）材をベースとした金属フレームなどがある。
【００３１】
以下、本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法を図３を用いて説明する。
図３は本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
このようなリードフレームを用いて樹脂封止型半導体装置を製造するには、まず、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、リードフレーム１０の裏面に配置された絶縁材料１３上に絶縁ペースト等の接着剤により半導体チップ１４を接着搭載し、半導体チップ１４の電極パッドとリード部１２の上面の所定の接続箇所とを金線等の金属細線１５で電気的に接続する。ここでは金属細線（ファインワイヤー）１５を用いた接続例を示しているが、リードフレームとしてインナーリードボンディング（ＩＬＢ）用のリードフレームを用いた場合には、リードと半導体チップ１４とを各々対向させてバンプや接着剤等を介して直接に接続してもよい。
【００３２】
次に、図３（ｃ）に示すように、各パッケージユニットごとに封止樹脂１６でトランスファーモールドにより一括封止する。この樹脂封止の際には、リードフレーム１０の上面領域を封止し、下面領域は封止しないために、例えば、本実施例の場合、リードフレーム１０の下面に樹脂フィルムを介在させて封止する。これにより、リードフレーム裏面への封止樹脂１６の回り込みを防止し、確実に端子接続部１２の下面を露出させて片面封止構造を実現できる。このとき、樹脂封止した封止構成体１７は０．５０［ｍｍ］の平坦偏差で反りが発生するが、次工程の切断工程を行うことにより反りを解消して、封止樹脂１６中の半導体チップ１４等への悪影響をなくすことができる。もし、反り量が大きい場合、切断工程前の段階で、一旦、リードフレーム１０に対して押圧力を付加して反り量を半減させることも可能である。
【００３３】
次に、図３（ｄ）に示すように、前記にて片面封止を行った後、前記記載の絶縁材料１３を取り除く。その後、図３（ｅ）に示すように、一体で樹脂封止した樹脂構成体１７を各パッケージユニットごとに切断し、個片化した樹脂封止型半導体装置に分離する。ここでは、各パッケージごとに切断することによってリードフレーム１０の反りを解消させながら個々の樹脂封止型半導体装置に切断分離しているものである。また、図１３（ｅ）では回転ブレード１８により切断した例を示し、切断後の樹脂構成体１７の反りは解消されている。
【００３４】
個片化した樹脂封止型半導体装置図１３（ｆ）は、一括成形ゆえにその外形が略直方体をなした形状となる。
以上、本実施形態の樹脂封止型半導体装置および樹脂封止型半導体装置の製造方法は、極薄型構造の半導体装置を実現でき、その製造方法は１枚のリードフレーム面内にパッケージユニットを複数個、連続して形成したリードフレームを用いた「パンケーキモールド法」、または「一括成形法」において、ダイパッド部を設けず、リードフレームの裏面に配置された絶縁材料上に絶縁ペースト等の接着剤により半導体チップを接着搭載した状態で樹脂封止することにより、あえてリードフレーム自体の反りを残存させ、反りがある状態で個々の樹脂封止型半導体装置に切断分離することにより、リードフレームが反りのある状態で切断され、その切断にともない、封止樹脂内部の半導体チップ、電気的な接続部分へのダメージは影響がない程度に、リードフレームが封止樹脂から受ける応力は低減していき、反りを解消しながら切断できるので、生産工程での量産効率を向上すると共に、高効率で極薄型の樹脂封止型半導体装置および樹脂封止型半導体装置の製造方法を提供することができる。
【００３５】
なお、本実施形態では基板としてリードフレームを用い、ＬＧＡを製造する例を中心に説明したが、テープ基板、有機基板（プラスチック基板）、セラミック基板などの回路基板を用いたＢＧＡ，ＬＧＡ等の樹脂封止型半導体装置の製造方法にも有効に適用可能である。要は、基板上を一体で封止して発生する反りの量を影響のない程度で抑え、後工程の切断工程で基板の反り自体を徐々に解消させて最終的に反りを解消して個片に分離するものである。
【００３６】
また、上記説明では一枚の基板に一体で樹脂封止する場合について説明したが、樹脂封止する領域が複数個存在するように分割させて一体で樹脂封止することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の樹脂封止型半導体装置および樹脂封止型半導体装置の製造方法は、生産工程での量産効率を向上すると共に、極薄型の樹脂封止型半導体装置を提供することができ、基板上の複数のパッケージエリアを一括で樹脂封止してＱＦＮ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ  Ｐａｃｋａｇｅ），ＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ），ＬＧＡ（Ｌａｎｄ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）等の樹脂封止型半導体装置を製造する樹脂封止型半導体装置および樹脂封止型半導体装置の製造方法に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の樹脂封止型半導体装置におけるリードフレームの製造方法を示す図
【図２】本発明の樹脂封止型半導体装置を示す図
【図３】本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す工程断面図
【図４】従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法のリードフレームを示す平面図
【図５】従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す工程断面図
【図６】従来のＱＦＮの断面図
【符号の説明】
【００３９】
１    ダイパッド部
２    リード部
３    吊りリード部
４    半導体チップ
５    金属細線
６    封止樹脂
７    ポンチ
１０    リードフレーム
１１    空洞部
１２    端子接続部
１３    絶縁材料
１４    半導体チップ
１５    金属細線
１６    封止樹脂
１７    樹脂構成体
１８    回転ブレード
【図１】
2005150648.tif 000003
【図２】
2005150648.tif 000004
【図３】
2005150648.tif 000005
【図４】
2005150648.tif 000006
【図５】
2005150648.tif 000007
【図６】
2005150648.tif 000008