(57)【要約】【課題】半導体装置を回路基板などに実装する際における、ハンダ不濡れによる接合強度低下を防止する。【解決手段】半導体チップをリードフレームにマウントおよびワイヤーボンディングしたリードフレーム１１を樹脂１にて封止した後、切断して形成した端子２の先端部４にメッキ１７を施し、次いで、吊りピンを切断することで個片化した半導体装置１６を得る。【選択図】図１
2012074517.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップを搭載するためのアイランドがマトリックス状に配置されたリードフレームを用意する工程と、
前記アイランド上に半導体チップを搭載する工程と、
前記半導体チップの電極パッドと前記リードフレームの端子部をワイヤーボンドでワイヤーにより接続する工程と、
前記半導体チップ、前記ワイヤー、及び前記リードフレームの一部を樹脂モールドで一体となるように覆う工程と、
前記樹脂モールドから露出している前記リードフレームに第１のメッキ処理を施す工程と、
吊りピンは切断せずに、前記半導体装置の端子部のみを切断する工程と、
前記リードフレームを導電性プレート上に固定する工程と、
前記導電性プレート上に固定された前記リードフレームに第２のメッキ処理を施す工程と、
前記吊りピンを切断して半導体装置を個片化する工程と、
からなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
半導体チップを搭載するためのアイランドがマトリックス状に配置されたリードフレームおよび後のメッキ処理で用いる導電性プレートを用意する工程と、
前記アイランド上に半導体チップを搭載する工程と、
前記半導体チップの電極パッドと前記リードフレームの端子部をワイヤーボンドでワイヤーにより接続する工程と、
前記半導体チップ、前記ワイヤー、及び前記リードフレームの一部を樹脂モールドで一体となるように覆う工程と、
吊りピンは切断せずに、半導体装置の端子部のみを切断する工程と、
前記樹脂モールドから露出している前記リードフレームおよび前記導電性プレートに表面活性化処理を施す工程と、
前記リードフレームを前記導電性プレート上に固定する工程と、
前記導電性プレート上に固定された前記リードフレームにメッキ処理を施す工程と、
前記吊りピンを切断して半導体装置を個片化する工程と、
からなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記導電性プレートは、フラットな構造であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記導電性プレートは、前記リードフレームと接触する部分に導電性突起物を有することを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記導電性突起物は弾性物資を導電性物質で被覆したものであることを特徴とする請求項４記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記導電性プレート上の前記導電性突起物が配置された領域以外の領域を非導電性膜で覆うことを特徴とする請求項４また５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
導電性プレート上に固定されたリードフレームにメッキ処理を施す工程を有する半導体装置の製造方法において用いられるメッキ用治具であって、
導電性突起物が配置されている導電性プレートを有することを特徴とするメッキ用治具。
【請求項８】
前記導電性突起物は、弾性物質を導電性物質で被覆したものであることを特徴とする請求項７記載のメッキ用治具。
【請求項９】
前記導電性プレートは、前記導電性突起物が配置された領域以外の領域が非導電性膜で覆われていることを特徴とする請求項７あるいは８に記載のメッキ用治具。
【請求項１０】
前記導電性プレートは、縦横に格子状に組まれた細部と前記細部によって区切られた開口部を有し、前記リードフレームのアイランドおよび端子とを前記細部によって支持することを特徴とする請求項７記載のメッキ用治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リードフレームに搭載された半導体集積回路等の素子を樹脂モールドして成る半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リードフレームに搭載された半導体集積回路等の素子を樹脂モールドした半導体装置は通常回路基板に実装されて使用される。半導体装置と回路基板の十分な実装強度を確保するためには半導体装置の端子を長くすることで接合面積を大きくする方法が考えられる。
【０００３】
従来主流になっていたガルウィング型のリードに形成された半導体装置では、リードの底面の接合に加えて、リードのかかと部における半田濡れ上がりによる強度アップがあるため安定した接合強度が得られていた。
【０００４】
半導体装置の端子と回路基板の接合面積が大きければ、十分な実装強度を確保できるが、半導体装置の小型化が進むにしたがい、端子が小さくなるため回路基板への実装強度は低下する傾向にある。実装密度を上げるためには回路基板と接合する半導体装置の端子面積及び回路基板側の電極面積を小さくする必要もあり、双方の面積が小さくなることで、接合強度は著しく低下してしまう。
【０００５】
また、半導体装置を回路基板に実装する時には主にハンダが用いられるが、半導体装置の端子がハンダに対して濡れやすいか否かで実装強度が大きく変わってくる。端子の切断面などはメッキが存在しないためハンダに濡れにくく、半田と端子の間にボイドが発生して、実装強度が弱くなってしまうことがある。しかし半導体装置の端子切断面にもメッキがあれば、端子切断部も半田が濡れ、端子と半田の接合面積が増え、十分な実装強度を確保することが出来る。
【０００６】
半導体装置が小型になればなるほど接合強度の低下は顕著であるため、少しでも多く、ハンダが濡れる面積を確保する必要がある。
【０００７】
更に小型の半導体装置では、電極面積が小さくなるため、端子の切断面にも半田付けを行うことが望ましく、端子切断面にメッキ処理を行うことで半田付け性を向上させることが開示されている。（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−１５８２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図９は従来の半導体装置の構造を示す模式側面図を示している。従来は図９に示したように、モールド樹脂１から端子２が突出している。端子２は、その上面及び下面がメッキ層３で覆われている。しかし、リードの先端部４には端子２の切断によって、リードフレーム材料が露出することになる。このようにメッキされていないリード先端部４が存在することで、回路基板などへ実装するときに接合剤となるハンダ材の濡れ性が悪くなってしまう。
【００１０】
従来の製造方法では、リードフレーム全体にメッキ処理を行った後、リードフレームの一部を切断して端子を形成していたため、その切断面にはメッキを付けることが出来なかった。
【００１１】
この様に半導体装置の端子切断面にメッキが施されていない端子露出部が存在すると、ハンダが不濡れになり十分な実装強度が確保出来なくなってしまう。
【００１２】
大型の半導体装置では端子面積を十分大きく取れるため、端子切断面が半田に濡れて無くても問題にはならない。
【００１３】
しかし近年開発されている小型の半導体装置では端子面積が非常に小さいため実装強度が小さくなってしまうと言う課題がある。
【００１４】
そこで、端子の切断面にもメッキ層を形成し、確実に端子がはんだ付け出来る様にするのが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
半導体装置の端子と回路基板の電極を強固に接合するために、半導体装置の端子のハンダ濡れ性を向上させる手段として半導体装置の端子リード先端部の全体にメッキが形成された半導体装置を製造できるようにした。
【００１６】
製造の概略としては、従来の半導体装置製造工程で、半導体チップをリードフレームにマウントし、ワイヤーボンディングで半導体チップとリードフレームを接続し、樹脂をモールドする。その直後に半導体装置の端子を形成するためにリードフレームの一部を切断し、基板と接続する端子を得る。その後、メッキ工程で導電性のプレートを切断された端子に接触させ、導電性のプレートを通して電解メッキを行う。
【００１７】
特許文献１には、半導体装置の端子切断部にメッキ処理を行う方法が記載されているが、本文献では、端子切断部にメッキ処理を行う方法として、バレルメッキを採用している。つまり、先に半導体装置を個片化しておき、それをバレルメッキ装置へ入れてメッキ処理を行う方法であり、本発明とは異なるものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、半導体装置の端子面積を大きくすることなく、端子切断面をハンダ材が濡らすことが出来、回路基板との実装強度を向上することが可能となる。
また実装した回路基板の反りなどに対しても、端子全体が半田で覆われるため接合強度も向上させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による半導体装置製造方法の第１の実施例を示す模式側面図である。
【図２】本発明による半導体装置製造方法の第２の実施例を示す模式側面図である。
【図３】本発明による半導体装置を搭載したリードフレームの実施例を示す模式平面図である。
【図４】本発明による導電プレートの実施例を示す模式平面図である。
【図５】本発明による導電プレートと半導体装置を搭載したリードフレームを重ねた状態を表した模式平面図である。
【図６】本発明による半導体装置を搭載したリードフレームを導電プレートと非導電プレートで挟んだ状態の側面図である。
【図７】本発明による半導体装置を搭載したリードフレームを導電プレートと非導電プレートで挟んだ状態を端子側から見た側面図である。
【図８】本発明による半導体装置の実施例を示す模式側面図である。
【図９】従来の半導体装置の実施例を示す模式側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の半導体装置の実施例について図面に基づいて説明する。
図１は本発明の第１の実施例である半導体装置の製造方法を示す模式側面図である。以下、工程順に説明する。
【００２１】
まず、図１（１）に示すように、リードフレーム１１は、マトリックス状に配置されたアイランド１２およびリードフレームの端子部５からなり、個々のアイランド１２の間には、リードフレームの端子部５が離間して配置されている。
【００２２】
次に、図１（２）に示すように、前記アイランド１２上に半導体チップ１０をマウントし、半導体チップ表面に形成された電極パッド（図示せず）とリードフレームの端子部５とをワイヤー１３で接続するボンディングを行う。
【００２３】
続く、図１（３）は、モールド工程を示す図であって、半導体チップ１０および半導体チップ１０を搭載したアイランド１２、ワイヤー１３、そしてリードフレームの端子部５の一部を樹脂１にて封止して、個々の半導体装置１６としている。隣り合う個々の樹脂封止領域の間には、リードフレームの端子部５が部分的に露出している。
【００２４】
次に、図１（４）に示すように、１回目の端子メッキを行う。電解メッキを行なうと樹脂１に覆われていない部分にメッキが施される。図のようなアイランドをモールド樹脂の裏面から露出させるタイプの半導体装置ではリードフレームの端子部５の上表面及び裏面のほかアイランド裏面にもメッキが施され、メッキ層３が形成される。なお、メッキ層３は数μm〜数十μmの厚みで形成される。
【００２５】
次に、図１（５）に示すように、個々の樹脂封止領域の間のリードフレームの端子部５の中央部を切断面４で切断すると、半導体装置の端子２（アウターリード）が形成される。この工程では、アウターリードを形成しているだけで、個々の半導体装置をリードフレームから取りだしている訳ではない。図３に示した様な吊りピン２０でリードフレーム１１に接続された状態を保持している。すなわち、端子２を形成するだけで、吊りピン２０の切断は行なわない。
【００２６】
図１（６）はメッキを行なうための治具をリードフレームに装着する工程を説明するためのものである。導電性プレート１４の上に図１（５）までの工程を経たリードフレームを搭載している。ここでは端子２と導電性プレート１４を確実に接触させることが重要である。図１（４）の工程で端子２及びアイランド１２の裏面にメッキ層３を形成しているが、メッキ層３を厚くすることで、導電プレート１４との接触性はより安定する。図１（６）では、モールド樹脂１の上面に非導電プレート１５を載せ、導電プレート１４とリードフレームに付いた半導体装置を挟み込んでいる。
【００２７】
モールド樹脂１上に載せるプレートは必ずしも非導電性である必要はないが、電解メッキ中のメッキ異常析出をしにくくさせるには非導電性である方が望ましい。
【００２８】
続く、図１（７）は、導電プレート１４と非導電プレート１５で半導体装置１６を挟んだ状態で２回目の電解メッキを行った後の断面を図示したものである。端子形成のための切断によってリードフレームの無垢材が露出している端子２のリード先端部４にもリード先端部メッキ層１７が形成される。
【００２９】
次に、図１（８）に示すように、導電プレート１４と非導電プレート１５を外し、次いで、図３に示した吊りピン２０を切断することで個片化された半導体装置１６となる。
【００３０】
図２は本発明の第２の実施例である半導体装置の製造方法を示す模式側面図である。以下、工程順に説明する。
図２（１）〜（３）は、既に説明した図１（１）〜（３）と同じであるため説明は省略する。
【００３１】
次いで、図２（４）に示すように、個々の樹脂封止領域の間のリードフレームの端子部５の中央部を切断すると、半導体装置の端子２（アウターリード）が形成される。このとき、第１の実施例同様吊りピンは切断されずにリードフレームに接続された状態になっている。その後、図２（５）の様に、図１（６）同様、導電プレート１４と非導電プレート１５で半導体装置１６を挟み込み、図２（６）に示すように、導電プレート１４と非導電プレート１５で半導体装置１６を挟んだ状態で電解メッキを行う。この様な方法を取ることで端子２のリード先端部４にもリード先端部メッキ層１７を形成することが出来る。なお、実施例２では導電プレート１４とリードフレーム１１との電気的接続を容易にするために、リードフレーム１１と導電プレート１４の表面皮膜（例えば、酸化皮膜）を除去するための表面活性化処理を行なってから導電プレート１４とリードフレーム１１を接触させると均一なメッキ層１７を形成することができる。
【００３２】
図２（７）は、上記（６）で使用した導電プレート１４と非導電プレート１５を取り外し、リードフレーム１１から半導体装置１６を個片化した状態を図示したものである。
【００３３】
図３は、リードフレーム１１上に半導体装置１６が形成された状態を示したもので、図１（３）と図２（３）に示す工程の平面図に相当する。リードフレーム１１に半導体チップ１０（図示せず）をダイボンドし、ワイヤー１３（図示せず）で半導体チップ１０（図示せず）とリードフレーム１１を接続し、樹脂１でモールドし、リード先端部４を形成するためにリードフレーム１１の一部を切断したところをアイランド１２側から見たものである。それぞれの半導体装置１６はリードフレーム１１と吊りピン２０で接続され、半導体装置１６のリード先端部４は切断されている。
【００３４】
図４は、導電プレート１４の一例を示したものである。符号２１，２２で指し示した領域がプレート部分で、白抜きで示した領域が開口部分である。図３に示した半導体装置１６を構成する外部基板と接続する端子２およびアイランド１２の樹脂１から露出した部分と、図４に示した導電プレート１４が電気的に接触する必要がある。導電プレート１４はフラットでも構わないが、図４に示した様に縦横に格子状に細部２１、２２を形成し、さらに細部２１、２２を凸状に加工するなどした方が、前記端子２及びアイランド１２と接触し易くなる。また、導電プレートに格子状に細部を設けることで、端子２の裏面が導電プレートの開口部分から露出する面積が増えるため、メッキ液と接触しやすくなり、メッキ層が出来やすくなる。
【００３５】
図５は、図３で示した半導体装置１６を形成したリードフレーム１１と、図４で示した導電プレート１４を重ね合わせたところを裏面側から見た状態を図示したものである。導電プレート１４の細部Ａ２１が端子２と接触し、アイランド１２と細部Ｂ２２が接触している。
【００３６】
図６は、半導体装置１６を形成したリードフレーム１１を導電プレート１４と非導電プレート１５で挟んだ状態を側面から見た状態を図示したものである。
【００３７】
導電プレート１４の上表面の一部には、半導体装置１６を形成したリードフレーム１１の端子２及びアイランド１２に対して電気的接点となる導電性突起物２３が形成されている。導電性突起物２３の大きさは、端子２の面積やアイランド１２の面積よりも小さくして確実に接触させる。また、導電性突起物２３は金属のみからなる物であっても良いし、弾性のある樹脂球を金属などの導電性物質で覆ったものであっても良い。さらに、図示してはいないが、導電プレート１４上の導電性突起物２３の無い領域は非導電膜で覆う構造としても良い。このような構成とすることで、導電プレート１４上にメッキ層が析出することなく繰り返し使用することが可能となる。
【００３８】
図７は、図６の右側から、すなわち端子２の方向から見た図である。導電プレート１４に形成した導電性突起物２３が端子２の底面に接触している様子を表している。このようにすることで、端子２と導電プレート１４との電気的接続が確実になるばかりでなく、端子裏面へのメッキが可能となる。図２に示す実施例では、端子側面と端子上面のみにメッキ層が形成されることを図示しているが、導電プレートと端子の間に導電性突起部２３を介在させれば、端子裏面にもメッキ層が形成できるようになる。
【００３９】
図８は、本発明による半導体装置１６の完成図である。この実施例では樹脂１から端子２が飛び出した構造を図示しているが、樹脂１から端子２が飛び出さないタイプ（所謂、ノンリードタイプ）でも同様な実施が可能である。本発明の製造方法によれば、図８に示したように端子２の切断面であるリード先端部４にもリード先端部メッキ層１７が形成されている。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明による半導体装置は、携帯電話、ノートパソコン、携帯電子機器などの小型で軽量であることを要求される製品に幅広く利用できる。
【符号の説明】
【００４１】
１    樹脂
２    端子
３    メッキ層
４    リード先端部（切断面）
５    リードフレームの端子部
１０  半導体チップ
１１  リードフレーム
１２  アイランド
１３  ワイヤー
１４  導電性プレート
１５  非導電プレート
１６  半導体装置
１７  リード先端部メッキ層
２０  吊りピン
２１  細部Ａ
２２  細部Ｂ
２３  導電性突起部
【図１】
2012074517.tif 000003
【図２】
2012074517.tif 000004
【図３】
2012074517.tif 000005
【図４】
2012074517.tif 000006
【図５】
2012074517.tif 000007
【図６】
2012074517.tif 000008
【図７】
2012074517.tif 000009
【図８】
2012074517.tif 000010
【図９】
2012074517.tif 000011