(57)【要約】【課題】リードレス構造の樹脂封止型半導体装置を実装基板に実装する場合に、半導体装置の電極部分に十分なハンダフィレットを形成することができ、又その実装状態を目視で容易に確認できる半導体装置を製造工程の少ない製造方法で製造できる半導体装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】アイランド部から延在する電極部材と、半導体チップ上の電極と接続された電極部材とが樹脂封止され、電極部材の下面及び側面の一部が樹脂から露出するリードレス構造の樹脂封止型の半導体装置において、これらの露出した電極部材の角部に凹部を設けるもので、リードフレームに設けられた溝を封入金型の一面で閉じた空間に樹脂が入らないように半導体チップを樹脂封入し、この溝を切断して溝内壁を樹脂から露出させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップと、前記半導体チップを搭載するアイランド部と、前記アイランド部から延在する第１の電極部材と、前記半導体チップ上の電極と金属細線によって接続された第２の電極部材とが、樹脂により封止され、前記第１の電極部材及び第２の電極部材の各々の下面及び側面の一部が前記樹脂から露出する半導体装置であって、前記各々の下面と側面部分からなる角部に前記各々の下面と側面部分に平行な面を有する凹部が設けられていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【請求項２】
前記凹部は前記樹脂から露出し、且つ前記樹脂と前記第１及び第２の電極部材との境界から離れた領域に設けられてい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。
【請求項３】
前記凹部の内表面は、メッキ層に覆われてい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。
【請求項４】
前記アイランド部及び前記第１及び第２の電極部材はリードフレームからな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。
【請求項５】
前記半導体チップ上の電極は複数設けられ、前記複数の電極と各々金属細線によって接続された複数の第２の電極部材が設けられ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。
【請求項６】
アイランド部とインナーリード部を有するリードフレームに溝を設ける工程と、前記アイランド部に半導体チップを搭載し、前記半導体チップの電極と前記インナーリード部を金属細線で接続する工程と、前記溝を封入金型の一面で閉じてできた空間に封入樹脂が入らないように、前記半導体チップ及び前記金属細線を樹脂封入する工程と、前記溝の一部を切断して、前記溝を樹脂表面から露出させる工程とを、具備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７】
前記樹脂封入する工程の後に外装メッキを行うことを特徴とする請求項６記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記リードフレームに溝を設ける工程において、リードフレームに前記溝を複数設けることを特徴とする請求項６記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記樹脂封入する工程において、前記複数の溝の少なくとも二つの溝を封入金型の一面で閉じてできた空間に封入樹脂が入らないように、前記半導体チップ及び前記金属細線を樹脂封入することを特徴とする請求項８記載の樹脂封止型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、樹脂封止型半導体装置と、その製造方法に関し、特にリードレス構造の樹脂封止型半導体装置と、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化に伴い、電子部品の小型化・高密度実装の要求は強く、樹脂封止型半導体装置の小型、薄膜化が進んでいる。これに伴い、リードレス構造の樹脂封止型半導体装置の実装における品質向上も求められる。
【０００３】
従来のリードレス構造の樹脂封止型半導体装置を図４を用いて説明する。 図４は従来のリードレス構造の樹脂封止型半導体装置の裏面を上にした斜視図を示している。電極４０の一部を裏面樹脂から露出させると共に、リードフレームの吊りピンの切断面４４を側面樹脂から露出させ、それ以外は樹脂４１で覆われている。
【０００４】
図５は従来のリードレス構造の樹脂封止型半導体装置を実装基板に実装した時の断面図を示している。
従来のリードレスパッケージは、同図にあるように、パッケージの裏面のみに電極４０があり、かつスタンドオフは２０〜３０μｍ程度であるため、電極の外周にできるハンダフィレット４２（ハンダの裾びき）が小さい。
【０００５】
又，パッケージの裏面に電極があるため、実装した際に電極がパッケージの樹脂４１で隠れてしまうため、実装基板４３上への実装状態を視認することが困難である。
【０００６】
従来のリードレス構造の樹脂封止型半導体装置の製造方法は、リードフレームやセラミック基板に半導体チップを搭載し、チップの電極とリードフレームの電極部を金などのワイヤーでボンディング接続し、半導体素子を個々に樹脂封止したり、フレームを一括で樹脂封止し、ダイシングにより個片に分離する方法が一般的に用いられる。
【０００７】
図６（ａ）〜（ｄ）は従来のリードレス構造の樹脂封止型半導体装置の製造方法の一例を示す。まず、半導体チップ２０を搭載するアイランド部２１、及びパッケージの電極部となるインナーリード部２２を有する銅等の金属からなるリードフレーム２３に、半導体チップ２０を搭載する面と反対側の面にハーフエッチングによって溝２４を形成する。
溝２４は後の工程の樹脂封止工程において、樹脂が封入する様に樹脂注入空間と通じている溝である。
【０００８】
図６（ａ）は、溝２４を有するリードフレーム２３のアイランド部２１に半導体チップ２０を搭載する工程を示す。半導体チップ２０はソルダー又は接着剤によりアイランド部２１上に固着される。図６（ｂ）は、半導体チップ２０の電極とアイランド部２１と絶縁された（図に示していない）インナーリード部とを金などのワイヤー２６でボンディング接続する工程を示す。リードフレーム２３のアイランド部２１及びインナーリード部のワイヤー接続部には銀等の部分メッキを予め施しておく。図６（ｃ）は、複数の半導体チップ２０とリードフレーム２３を一括で樹脂封止する工程を示す。半導体チップ２０及びボンディングワイヤー２６は樹脂２７の内部に封止され、リードフレーム２３のアイランド部２１に繋がるインナーリード部２２の一部、及びワイヤー接続部に繋がる（図に示していない）インナーリード部の一部が各々パッケージの外部電極４０として封入樹脂の裏面から露出する。この工程において、溝２４が設けられたリードフレーム２３の面は、封入金型の下金型２９と接しているが、樹脂注入空間に通じている溝２４は樹脂によって満たされる。樹脂封入の後処理として、封入樹脂のバリ取りを行い、その後ハンダ等の外装メッキにより露出した外部電極上にメッキ層３０を形成する。図６（ｄ）は、ダイシングにより、樹脂封止したフレームを個々の半導体素子単位で個片に分離する工程を示す。この工程において、樹脂が注入された溝部２４が設けられた吊りピン部の一部が切断され、メッキ層３０が存在しない切断箇所４４が側面樹脂３３から露出する。
【０００９】
従来のリードレス構造の樹脂封止型半導体装置が有する半導体装置を基板実装した際の実装強度が低く，実装状態の視認がし難い問題点を改善すべく行われた他の従来技術として特許文献１の技術がある。
【００１０】
図７は特許文献１のリードレス構造の樹脂封止型半導体装置を実装基板に実装した時の電極部分を拡大した断面図を示している。特許文献１のリードレスパッケージは、半導体チップ５０とボンディングワイヤーによって接続させたリード部５１の底面と側面の一部が封止樹脂５２から露出して形成され、露出したリード部５１の底面及び側面の上部を除く部分にメッキ層５３を有する構成でリードレス構造の樹脂封止型半導体装置を実装基板５４に実装するものである。したがって、メッキ層５３を有するリード部５１の側面部分にハンダフィレット５５が形成されるため、実装強度を向上させ、実装信頼性を向上できるものである。更にこのハンダフィレット５５が形成されることにより、実装後の接合部の外観検査時の認識不良を防止することができる。しかしながら、特許文献１のリードレス構造の樹脂封止型半導体装置の製造方法においては、樹脂封止後のリードフレームに対して、リードフレームの底面側から回転ブレード等でリードをプリカットして切断箇所に凹部を形成してから表面にメッキ層を形成し、その後更に切断箇所の凹部を回転ブレード等によってフルカットする方法を採用している。このように特許文献１の製造方法は、メッキ及びリード切断を各々２回づつ行う必要があるため製造工程が多く、製造コストを下げることが難しいと言う問題点がある。
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−７７２６８号公報（第４頁−第８頁、図１７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記の従来のリードレス構造の樹脂封止型半導体装置が有する課題を解決する。即ち、本発明は、リードレス構造の樹脂封止型半導体装置を実装基板に実装する場合に、実装基板にハンダ付けされる半導体装置の電極部分に十分なハンダフィレットを形成することができ、又その実装状態を目視によって容易に確認できる半導体装置を製造工程の少ない製造方法により造ることが可能な半導体装置及びその製造方法を提供するものである。本発明によって、半導体装置を基板実装した際の実装強度を向上でき、実装状態の視認が容易におこなえるため、実装信頼性を向上できると共に、製造コストを下げることができる。
【００１３】
本発明の目的は、半導体装置を実装基板に実装した際に実装強度が向上すると共に、実装状態を目視により確認できる半導体装置を簡単な製造方法によって製造できるリードレス構造の樹脂封止型半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１記載の発明は、半導体チップと、前記半導体チップを搭載するアイランド部と、前記アイランド部から延在する第１の電極部材と、前記半導体チップ上の電極と金属細線によって接続された第２の電極部材とが、樹脂により封止され、前記第１の電極部材及び第２の電極部材の各々の下面及び側面の一部が前記樹脂から露出する半導体装置であって、前記各々の下面と側面部分からなる角部に前記各々の下面と側面部分に平行な面を有する凹部が設けられていることを特徴とする半導体装置である。請求項２記載の発明は、前記凹部は前記樹脂から露出し、且つ前記樹脂と前記第１及び第２の電極部材との境界から離れた領域に設けられていることを特徴とする半導体装置である。請求項３記載の発明は、前記凹部の内表面は、メッキ層に覆われていることを特徴とする半導体装置である。請求項４記載の発明は、前記アイランド部及び前記第１及び第２の電極部材はリードフレームからなることを特徴とする半導体装置である。請求項５記載の発明は、前記半導体チップ上の電極は複数設けられ、前記複数の電極と各々金属細線によって接続された複数の第２の電極部材が設けられることを特徴とする半導体装置である。請求項６記載の発明は、アイランド部とインナーリード部を有するリードフレームに溝を設ける工程と、前記アイランド部に半導体チップを搭載し、前記半導体チップの電極と前記インナーリード部を金属細線で接続する工程と、前記溝を封入金型の一面で閉じてできた空間に封入樹脂が入らないように、前記半導体チップ及び前記金属細線を樹脂封入する工程と、前記溝の一部を切断して、前記溝を樹脂表面から露出させる工程とを、具備することを特徴とする半導体装置の製造方法である。請求項７記載の発明は、前記樹脂封入する工程の後に外装メッキを行うことを特徴とする半導体装置の製造方法である。請求項８記載の発明は、前記リードフレームに溝を設ける工程において、リードフレームに前記溝を複数設けることを特徴とする半導体装置の製造方法である。請求項９記載の発明は、前記樹脂封入する工程において、前記複数の溝の少なくとも二つの溝を封入金型の一面で閉じてできた空間に封入樹脂が入らないように、前記半導体チップ及び前記金属細線を樹脂封入することを特徴とする半導体装置の製造方法である。
【００１５】
本発明は、半導体チップを搭載するアイランド部と、アイランド部から延在する電極部材と、半導体チップ上の電極と接続された電極部材とが樹脂封止され、電極部材の下面及び側面の一部が樹脂から露出するリードレス構造の樹脂封止型の半導体装置であり、これらの露出した電極部材の角部に凹部が設けられているもので、この半導体パッケージが実装基板にハンダ実装される際に、この凹部の内壁にハンダがなじんで十分に厚いハンダフィレットを形成できるものである。
【００１６】
又，本発明は、アイランド部とインナーリード部を有するリードフレームに溝を設け、この溝を封入金型の一面で閉じてできた空間に封入樹脂が入らないようにして半導体チップを樹脂封入し、この溝を切断することにより、溝内壁を樹脂から露出させたリードレス型半導体装置を製造するもので、この製造方法によって、メッキ工程と切断工程を各々一回行うだけで本半導体装置を製造出来るものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、以上の半導体装置の構造及びその製造方法によって、リードレス構造の樹脂封止型半導体装置を実装基板に実装する場合に、実装基板にハンダ付けされる半導体装置の電極部分に十分なハンダフィレットを形成することができ、又その実装状態を目視によって容易に確認できる半導体装置を製造工程の少ない製造方法により造ることができるので、半導体装置を基板実装した際の実装強度を向上でき、実装状態の視認が容易におこなえるため、実装信頼性を向上できると共に、製造コストを下げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の好適な実施の形態について、図１〜図２を用いて説明する。
（実施の形態）図１は本発明の実施の形態のリードレス構造の樹脂封止型半導体装置の裏面を上にした斜視図である。この半導体装置は電極１の一部を裏面樹脂２及び側面樹脂３から露出させ、露出した電極面の周辺部分は樹脂面と同一の面を有し、それ以外の部分は裏面樹脂２及び側面樹脂３と平行な面からなる凹部４を有している。封入樹脂から露出した電極表面のうち、側面樹脂３と同一面である電極面５のみはメッキが施されておらず、その他の面はメッキが施されている。
【００１９】
図２は本発明の実施の形態のリードレス構造の樹脂封止型半導体装置を実装基板に実装した時の断面図を示している。
本発明の実施の形態のリードレスパッケージは、同図にあるように、パッケージの側面に凹部４を有する電極１があり、かつ凹部４の内壁にメッキ層を有し、側面樹脂３と同一面の電極側面５にはメッキ層が存在しない構成であるため、ハンダは凹部の側壁と上部の両方になじむため、電極の外周に大きなハンダフィレット６を形成することができる。
【００２０】
又，パッケージの側面に電極を形成するため、半導体装置を実装基板７に実装した際に、ハンダがなじむ電極部分がパッケージで隠れてしまうことがないため、ハンダフィレット６の形状等の実装状態を目視で容易に確認することができる。
【００２１】
図３（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施の形態のリードレス構造の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す。まず、半導体チップ１０を搭載するアイランド部１１、及びパッケジの電極部となるインナーリード部１２を有する銅等の金属からなるリードフレーム１３に、半導体チップ１０を搭載する面と反対側の面にハーフエッチング等によって２種類の溝を形成する。
２種類の溝の内の一方の溝１４は後の工程の樹脂封止工程において、樹脂が封入する様に樹脂注入空間と通じている溝であり、他方の溝１５は同工程において、樹脂が封入されない様に樹脂注入空間が閉じられている溝である。
【００２２】
樹脂が封入されない溝１５は、後の工程のモールドフルカット工程で切断する切断箇所に位置する様に設けられ、その溝幅は切断幅よりも広い幅を有する。
【００２３】
図３（ａ）は、上記の２種類の溝１４，１５を形成したリードフレーム１３のアイランド部１１に半導体チップ１０を搭載する工程を示す。半導体チップ１０はソルダー又は接着剤によりアイランド部１１上に固着される。図３（ｂ）は、半導体チップ１０の電極とアイランド部１１と電気的に絶縁されている（図に示していない）インナーリード部を金などのワイヤー１６でボンディング接続する工程を示す。リードフレーム１３のアイランド部１１及びインナーリード部のワイヤー接続部には銀等の部分メッキを予め施しておく。図３（ｃ）は、複数の半導体素子とフレームを一括で樹脂封止する工程を示す。半導体チップ１０及びボンディングワイヤー１６は樹脂１９の内部に封止され、リードフレーム１３のアイランド部１１に繋がるインナーリード部１２及び（図に示していない）ワイヤー接続部に繋がるインナーリード部の一部がパッケージの外部電極として封入樹脂の裏面及び側面から露出する。この工程において、２種類の溝１４，１５が設けられたリードフレーム１３の面は、封入金型の下金型１７と接し、樹脂注入空間に通じている溝１４は樹脂によって満たされるが、樹脂注入空間に通じていない溝１５は樹脂が注入されずに空間を保った溝を封入樹脂から露出した状態で形成する。樹脂封入の後処理として、封入樹脂のバリ取りを行い、その後ハンダ等の外装メッキを施す。この外装メッキによって、外部電極の表面の全てにメッキ層１８が形成されため、外部電極に形成された溝部の内壁もメッキ層１８が形成される。
図３（ｄ）は、ダイシングにより、樹脂封止したフレームを個々の半導体素子単位で個片に分離する工程を示す。この工程において、樹脂が注入されずに空間を保った溝部１５の一部が切断され、切断された端面に樹脂が注入されずに空間を保った溝１５が露出するように切断位置を設定することにより、切断された電極の一部が裏面樹脂２及び側面樹脂３から露出し、露出した電極面の周辺部分は樹脂面と同一の面を有し、それ以外の部分は裏面樹脂２及び側面樹脂３と平行な面からなる凹部４を有する構成となる。尚，この凹部４の切断面の形状は、凹形状の中央を半分に切断して得られるため、Ｌ字形状の窪みとなる。又，切断面はメッキ層１８が存在しないため、側面樹脂３と同一面の側面電極５にはメッキ層１８が存在せず、凹部壁面にメッキ層１８が設けられた構成が得られる。
【００２４】
以上の製造方法である為，リードフレームのメッキ工程及び切断工程は各々１回のみで本半導体装置を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態のリードレス構造の樹脂封止型半導体装置の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態のリードレス構造の樹脂封止型半導体装置を実装基板に実装した構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態のリードレス構造の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す工程別断面図である。
【図４】従来のリードレス構造の樹脂封止型半導体装置の構成を示す斜視図である。
【図５】従来のリードレス構造の樹脂封止型半導体装置の構成を示す断面図である。
【図６】従来のリードレス構造の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す工程別断面図である。
【図７】特許文献１のリードレス構造の樹脂封止型半導体装置を実装基板に実装した構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１ 電極
２ 裏面樹脂
３ 側面樹脂
４ 凹部
５ 電極面
６ ハンダフィレット
１０ 半導体チップ
１１ アイランド部
１２ インナーリード部
１３ リードフレーム
１４ 樹脂が封入される溝
１５ 樹脂が封入されない溝
１６ ボンディングワイヤー
１７ 下金型
１８ メッキ層
１９ 樹脂
【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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