(57)【要約】【課題】従来の半導体装置では、半導体素子のサイズに対してパッケージサイズを縮小し難いという問題があった。【解決手段】本発明の半導体装置では、アイランド６上に半導体素子７が固着され、アイランド６周囲に配置されたリード４Ｂと半導体素子７とは金属細線８により接続される。また、リード４Ａはクリップ構造として用いられ、リード４Ａは、直接、半導体素子と接続する。そして、アイランド７とリード４とは別のフレームから構成されることで、膜厚の調整や離間距離Ｌ２の調整が容易となり、樹脂封止体２の小型化や薄型化が実現される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アイランドと、前記アイランドを囲むように配置された複数のリードと、前記アイランド上に固着された半導体素子と、前記アイランド、前記リード及び前記半導体素子を被覆する樹脂封止体とを有する半導体装置において、
前記複数のリードは、前記アイランド上方まで配置され、その一端側が前記樹脂封止体の裏面側から露出し、その他端側が前記半導体素子と導電材を介して電気的に接続する第１のリードと、前記アイランドの近傍まで配置され、少なくともその一部が樹脂封止体の裏面側から露出し、前記半導体素子と金属細線を介して電気的に接続する第２のリードとを有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記第１及び第２のリードを有するフレームは、前記アイランドが配置されたフレームとは別のフレームであり、且つ、前記アイランドが配置されたフレームよりも厚いフレームであることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第１のリードは、少なくとも２種類の厚みの異なる領域を有し、前記第１のリードの厚みの薄い領域が、折り曲げ加工され、前記導電材を介して前記半導体素子と接続することを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第２のリードの前記金属細線と接続する領域の厚みは、前記アイランドの厚みよりも厚く、前記アイランドの前記半導体素子との固着面は、前記第２のリードの前記金属細線との接続面よりも前記樹脂封止体の裏面側に位置することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記アイランドの固着面及び前記第２のリードの接続面は、それぞれ前記フレームの非エッチング加工面であることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記樹脂封止体に被覆される前記第２のリードの側面及び前記アイランドの側面は、前記樹脂封止体の裏面側から逆テーパー状の傾斜面となることを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
粘着シート上にアイランドが配置されたフレームを貼り合わせ、前記アイランド上面に半導体素子を固着する工程と、
前記アイランド上方まで配置される第１のリードと、前記アイランド近傍まで配置される第２のリードとを有するフレームを準備し、前記第１のリードが前記半導体素子と導電材を介して接続するように、前記アイランドが配置されたフレーム上に前記第１及び第２のリードを有するフレームを積層する工程と、
前記半導体素子と前記第２のリードとを金属細線により接続した後、前記アイランド、前記第１及び第２のリード、前記半導体素子及び前記金属細線を被覆するように樹脂封止体を形成する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記第１及び第２のリードを有するフレームを積層する工程では、前記半導体素子の電極パッド上に前記導電材を形成した後、前記第１のリードを前記導電材上に配置するように位置合わせを行い、前記粘着シート上に前記第１及び第２のリードを有するフレームを貼り合わせることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記アイランドが配置されたフレームには、前記アイランドの周囲に前記第１及び第２のリードが配置されるリード用貫通領域を有し、
前記第１及び第２のリードを有するフレームには、少なくとも前記第２のリードの配置領域の内側に前記アイランドが配置されるアイランド用貫通領域を有し、
前記アイランドは、前記アイランド用貫通領域を介して前記粘着シート上に固着され、少なくとも前記第１及び第２のリードが、前記リード用貫通領域を介して前記粘着シート上に固着されることで、前記第１及び第２のリードを有するフレームは、前記粘着シート上に固定されることを特徴とする請求項８に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記アイランドが配置されたフレームは、前記第１及び第２のリードを有するフレームよりも薄いフレームであり、前記半導体素子が固着される前記アイランドの固着面及び前記金属細線が接続される前記第２のリードの接続面には、エッチング加工が施されないことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の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、複数枚のフレームを用い、パッケージサイズの小型化や薄型化を実現する半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置の一実施例として、下記の構造が知られている。
【０００３】
図１０（Ａ）に示す如く、半導体装置５１は、例えば、ＭＡＰ（Ｍａｔｒｉｘ  Ａｒｒａｙ  Ｐａｃｋａｇｉｎｇ  ｍｅｔｏｄ）方式により形成され、半導体装置５１の樹脂パッケージ５２の側面５３は切断面となる。そして、樹脂パッケージ５２の側面５３からはリード５４が露出し、リード５４はその側面５３と、実質、同一面を形成する。尚、図１０（Ａ）では、説明の都合上、樹脂パッケージ５２内の半導体素子５５等を図示している。
【０００４】
図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）に示すＤ−Ｄ線方向の断面図である。アイランド５６上には、例えば、Ａｇペースト、半田等の接着材（図示せず）により半導体素子５５が固着される。半導体素子５５の電極パッド（図示せず）とリード５４とは、金属細線５７により電気的に接続される。そして、リード５４は、アイランド５６の周囲に配置され、リード５４の一部は、裏面側からエッチングされる。また、アイランド５６及びリード５４は、樹脂パッケージ５２の裏面５８から露出し、樹脂パッケージ５２から露出するリード５４は、半導体装置５１の実装領域として用いられる（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１７７２７２号公報（第５−７頁、第１−３図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述したように、半導体素子５５は、アイランド５６上面に固着され、半導体素子５５の平面的サイズは、アイランド５６の平面的サイズと、実質、同等である。そして、リード５４は、アイランド５６と完全に分離し、アイランド５６の周囲に離間距離Ｌ３を有して配置される。
【０００７】
このとき、図１０（Ｃ）に示すように、アイランド５６及びリード５４は、１枚のリードフレーム５９に対してエッチング加工等を行うことで形成される。そのため、１枚のリードフレーム５９では、リードフレーム５９の厚みに対応して加工幅に制限が発生するため、アイランド５６とリード５４との離間距離Ｌ３を一定幅以上は狭め難いという問題がある。一方、離間距離Ｌ３を狭めることを優先した場合には、リードフレーム５９の厚みが薄くなり、アイランド５６やリード５４の機械的強度が得られないという新たな問題が発生する。
【０００８】
この構造により、アイランド５６上面に固着される半導体素子５５の平面的サイズが大きくなることで、樹脂パッケージ５２の平面的サイズも大きくなり、樹脂パッケージ５２の小型化を実現し難いという問題がある。
【０００９】
また、樹脂パッケージ５２の小型化を実現するためには、リード５４の面積を狭めることも考えられる。しかしながら、この場合には、樹脂パッケージ５２の裏面５８から露出するリード５４の面積が小さくなり、半導体装置５１の実装強度が弱まってしまうという問題が発生する。
【００１０】
また、樹脂パッケージ５２の薄型化を実現するために、アイランド５６の膜厚をリード５４の膜厚よりも薄くし、アイランド５６表面をリード５４表面よりも低い位置にすることも考えられる。しかしながら、前述したように１枚のリードフレーム５９をエッチング加工により部分的な膜厚調整を行うことで、製造方法が煩雑化し、製造コストや材料コストが嵩むという問題もある。更に、アイランド５６の半導体素子５５との固着面をエッチング加工することで、その固着面の平坦性を維持することは難しく、半導体素子５５が傾いて固着され、ワイヤーボンディングが行い難くなる等、製品品質を維持し難いという問題が発生する。更に、リード５４の金属細線５７との接着面をエッチング加工することで、その表面が粗面化し、リード５４と金属細線５７との接続強度が得られ難いという問題が発生する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した各事情に鑑みて成されたものであり、本発明の半導体装置は、アイランドと、前記アイランドを囲むように配置された複数のリードと、前記アイランド上に固着された半導体素子と、前記アイランド、前記リード及び前記半導体素子を被覆する樹脂封止体とを有する半導体装置において、前記複数のリードは、前記アイランド上方まで配置され、その一端側が前記樹脂封止体の裏面側から露出し、その他端側が前記半導体素子と導電材を介して電気的に接続する第１のリードと、前記アイランドの近傍まで配置され、少なくともその一部が樹脂封止体の裏面側から露出し、前記半導体素子と金属細線を介して電気的に接続する第２のリードとを有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の半導体装置の製造方法は、粘着シート上にアイランドが配置されたフレームを貼り合わせ、前記アイランド上面に半導体素子を固着する工程と、前記アイランド上方まで配置される第１のリードと、前記アイランド近傍まで配置される第２のリードとを有するフレームを準備し、前記第１のリードが前記半導体素子と導電材を介して接続するように、前記アイランドが配置されたフレーム上に前記第１及び第２のリードを有するフレームを積層する工程と、前記半導体素子と前記第２のリードとを金属細線により接続した後、前記アイランド、前記第１及び第２のリード、前記半導体素子及び前記金属細線を被覆するように樹脂封止体を形成する工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、リードの一部がクリップ構造として用いられることで、リードでの低抵抗化や放熱性を向上させつつ、パッケージサイズの薄型化が実現される。
【００１４】
また、本発明では、アイランドとリードとが別フレームから構成されることで、それらの膜厚調整や両者間の離間距離の調整が容易となり、パッケージサイズの小型化や薄型化が実現される。
【００１５】
また、本発明では、実装領域のリードの厚みと折り曲げ加工領域のリードの厚みとを調整することで、生産性や歩留まりが向上される。
【００１６】
また、本発明では、アイランドの膜厚が薄くなり、金属細線のループ高さを低くでき、パッケージサイズの薄型化が実現される。
【００１７】
また、本発明では、半導体素子は、エッチング加工が施されていないアイランド上面に固着され、金属細線は、エッチング加工が施されていないリード上面に接続され、製品品質が向上される。
【００１８】
また、本発明では、アイランド及びリードの側面が、パッケージ裏面に対して逆テーパー状の傾斜面となることで、アイランド及びリードが、パッケージから抜け落ち難い構造が実現される。
【００１９】
また、本発明では、２枚のフレームを積層し、クリップ構造のリードを有する搭載部を形成することで、リードでの低抵抗化を図りつつ、パッケージサイズの小型化や薄型化が実現される。
【００２０】
また、本発明では、リードのワイヤーボンディング領域の膜厚を厚くすることで、ワイヤーボンディングの際に、リードが折れ曲がることが防止される。
【００２１】
また、本発明では、２枚のフレームを準備し、フレームは、それぞれのフレームの貫通領域を介して粘着シート上に積層して固着されることで、リードの積層厚みを抑え、パッケージの小型化や薄型化が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態における半導体装置を説明するための（Ａ）斜視図、（Ｂ）平面図である。
【図２】本発明の実施の形態における半導体装置を説明するための（Ａ）断面図、（Ｂ）断面図、（Ｃ）断面図、（Ｄ）断面図である。
【図３】本発明の実施の形態における半導体装置を説明するための（Ａ）平面図、（Ｂ）平面図である。
【図４】本発明の実施の形態における半導体装置を説明するための（Ａ）斜視図、（Ｂ）平面図である。
【図５】本発明の実施の形態における半導体装置を説明するための（Ａ）平面図、（Ｂ）平面図、（Ｃ）平面図である。
【図６】本発明の実施の形態における半導体装置の製造方法を説明するための（Ａ）断面図、（Ｂ）平面図である。
【図７】本発明の実施の形態における半導体装置の製造方法を説明するための（Ａ）断面図、（Ｂ）平面図である。
【図８】本発明の実施の形態における半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図９】本発明の実施の形態における半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図１０】従来の実施の形態における半導体装置を説明するための（Ａ）平面図、（Ｂ）断面図、（Ｃ）平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本発明の半導体装置について説明する。図１（Ａ）は、半導体装置の裏面側からの斜視図である。図１（Ｂ）は、半導体装置の表面側からの平面図である。図２（Ａ）は、図１（Ｂ）に示す半導体装置のＡ−Ａ線方向の断面図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示す領域を拡大した断面図である。図２（Ｃ）は、図１（Ｂ）に示す半導体装置のＢ−Ｂ線方向の断面図である。図２（Ｄ）は、図２（Ｂ）に示す半導体装置の一部を拡大した断面図である。図３（Ａ）及び（Ｂ）は、半導体装置に用いられるフレームを説明する平面図である。図４（Ａ）は、半導体装置の裏面側からの斜視図である。図４（Ｂ）は、半導体装置の表面側からの平面図である。
【００２４】
先ず、図１（Ａ）に示す如く、半導体装置１は、例えば、ＱＦＮ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ）型パッケージから成る。詳細な製造方法の説明は後述するが、積層されたフレームの複数の搭載部を一括して封止した後、ダイシングにより個片化するため、樹脂封止体２の側面３からリード４が露出する。そして、露出するリード４は、樹脂封止体２の側面３とほぼ同一面を形成する。尚、樹脂封止体２は、概ね、その表面、裏面５及び４つの側面３から成る６面体である。
【００２５】
樹脂封止体２の裏面５にはアイランド６が露出し、このアイランド６は、樹脂封止体２の裏面５とほぼ同一面を形成する。また、樹脂封止体２の裏面５にはリード４が露出し、アイランド６を囲むように配置され、樹脂封止体２の裏面５とほぼ同一面を形成する。尚、樹脂モールドする際に、フレームの裏面に粘着シートを採用すると、アイランド６やリード４は、樹脂封止体２の裏面５から、若干、突出する場合もある。
【００２６】
次に、図１（Ｂ）は、樹脂封止体２の表面側からみた平面図であるが、その説明の都合上、樹脂に被覆された領域も図示している。アイランド６上には半導体素子７が固着され、半導体素子７の電極パッド（図示せず）とリード４とは、電気的に接続する。リード４は、アイランド６上方まで延在する長いリード４Ａと、アイランド６近傍まで配置される短いリード４Ｂとから構成される。そして、リード４Ａは、クリップ構造となり、電極パッドと、直接、接続し、リード４Ｂは、金属細線８を介して電極パッドと接続する。例えば、樹脂封止体２の４つの側面３には、それぞれ７つのリード４が配置され、中央側には３つのリード４Ａが配置され、そのリード４Ａの両側には、リード４Ｂが配置される。
【００２７】
図示したように、半導体装置１のコーナー部は、吊りリード９も配置され、リード４の密集する領域となるが、そのコーナー部にはリード４Ｂが配置されることで、リード４Ｂ同士のショートやリード４Ｂと吊りリード９やアイランド６とのショートが防止される。特に、リード４Ｂは金属細線８を介して電極パッドと接続することで、リード４Ａよりも効率良く配置され、コーナー部に配置されるリード数を増大し易く、多ピン対応の半導体装置が実現される。
【００２８】
尚、リード４Ａ、４Ｂの数や配置箇所は、使用用途に応じて任意の設計変更が可能である。
【００２９】
次に、図２（Ａ）は、クリップ構造のリード４Ａが配置された半導体装置１の断面を示す。前述したように、リード４Ａの一端側は、樹脂封止体２の側面３及び裏面５から露出し、半導体装置１の実装領域として用いられる。そして、リード４Ａは、アイランド６上へと延在し、折り曲げ加工され、リード４Ａの他端側は、半導体素子７の電極パッドと導電材１０により、直接、接続される。
【００３０】
具体的には、リード４Ａは、２種類の厚みＴ１、Ｔ２の領域から形成され、樹脂封止体２の裏面５から露出する領域の厚みＴ１は、例えば、２００μｍであり、それ以外の領域の厚みＴ２は、例えば、５０〜１００μｍである。そして、リード４Ａの厚みＴ２の領域は、半導体素子７の厚み等を考慮して折り曲げ加工され、クリップ構造として用いられる。この構造により、金属細線８の場合と比較して、金属プレートによる低抵抗化や放熱性の向上が実現され、大電流素子への対応が可能となる。
【００３１】
また、リード４Ａの厚みＴ２から成る領域は、完全に樹脂封止体２内に配置され、その領域の下方には、樹脂が充填される窪み領域が形成される。この構造により、半導体装置１は小型化されるが、リード４Ａの長さは長くなり、リード４Ａと樹脂封止体２との密着性が向上され、リード４Ａが、樹脂封止体２から抜け落ち難い構造が実現される。
【００３２】
尚、半導体素子７は、例えば、Ａｇペースト、半田等の接着材１１によりアイランド６上に固着される。
【００３３】
次に、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の丸印１２にて示す領域であり、リード４Ａとアイランド６との交差領域を拡大した断面を示す。先ず、図２（Ａ）に示す構造では、リード４Ａとアイランド６との交差領域には、何も配置せず、樹脂封止体２により両者の絶縁処理が成されている。しかしながら、図２（Ｂ）に示すように、リード４Ａとアイランド６との間に、例えば、樹脂やレジストから成る絶縁性スペーサー１３が配置される場合でも良い。半導体装置１の薄型化により、リード４Ａとアイランド６との離間距離Ｌ１は狭まり易くなり、その間に絶縁性スペーサー１３が配置されることで、両者はより確実に絶縁される。また、製造工程において、リード４Ａは、半導体素子７の電極パッド、絶縁スペーサー１３及び粘着シート４１（図６（Ａ）参照）の３点により位置固定されることで、リード４Ａが安定して固定された状態にてワイヤーボンディング等の工程が行われ、製品品質が向上し、実装不良等を防止し、歩留まりも向上される。
【００３４】
次に、図２（Ｃ）は、アイランド６の近傍にリード４Ｂが配置される断面を示す。リード４Ｂと半導体素子７の電極パッドとは、金属細線８により接続される。金属細線８としては、金線や銅線が用いられる。
【００３５】
図示したように、リード４Ｂの厚みＴ３は、アイランド６の厚みＴ４よりも厚く形成される。リード４を構成するフレーム１８（図３（Ｂ）参照）とアイランド６を構成するフレーム１５（図３（Ａ）参照）とは別のフレームであり、この２枚のフレーム１５、１８を積層することで１つの搭載部が形成される。具体的には、リード４を構成するフレーム１８は、例えば、その厚さが約２００μｍの銅を主材料とするフレームから成り、アイランド６を構成するフレーム１５は、例えば、その厚さが約１００μｍの銅を主材料とするフレームから成る。この構造により、リード４Ｂの表面４Ｃ側及びアイランド６の表面６Ａ側をエッチング加工することなく、それぞれの厚みＴ３、Ｔ４を調整することができる。その結果、リード４Ｂの表面４Ｃがエッチング加工により粗面化することなく、金属細線８との接続強度が悪化することはない。また、アイランド６の表面６Ａがエッチング加工により凹凸状態となることなく、半導体素子７が傾いて固着されることを防止し、その傾きによりワイヤーボンディング工程での位置認識精度が悪化する等の悪影響を防止できる。
【００３６】
また、前述したように、リード４Ｂ及びアイランド６は、樹脂封止体２の裏面５と同一面を形成するように配置され、その厚みＴ３、Ｔ４が相違する。この構造により、半導体素子７の電極パッドとリード４Ｂの表面４Ｃとの高低差が低減され、金属細線８のループ高さを低くすることができる。その結果、樹脂封止体２の厚みも薄くすることがき、半導体装置１の薄型化が実現される。尚、金属細線８のループ高さは、ステッチボンディングの際に、金属細線８が半導体素子７端部と接触し、切断されない程度において調整される。また、リード４Ｂの厚みＴ３は、実質、リード４Ａの厚みＴ１と同じである。
【００３７】
更に、リード４Ｂが、アイランド６よりも厚くなることで、金属細線８をワイヤーボンディングする際の衝撃により、リード４Ｂが折れ曲がることが防止される。
【００３８】
次に、図２（Ｄ）は、図２（Ｃ）の丸印１３にて示す領域であり、リード４Ｂとアイランド６との対向領域を拡大した断面を示す。リード４Ｂ及びアイランド６は、それぞれのフレーム１５、１８（図３（Ａ）、（Ｂ）参照）をエッチング加工等することで形成される。そして、フレーム１５、１８は、リード４Ｂの表面４Ｃ及びアイランド６の表面６Ａとの反対面側からエッチング加工される。この加工方法により、リード４Ｂ及びアイランド６の側面は、樹脂封止体２の裏面５に対して逆テーパー状の傾斜面あるいは曲面となり、丸印１４にて示すように、リード４Ｂの表面４Ｃ及びアイランド６の表面６Ａ側が突出する形状となる。そして、この領域にも樹脂が充填されることで、アンカー効果が得られ、樹脂封止体２とリード４Ｂ及びアイランド６との密着性が向上され、リード４Ｂ及びアイランド６が、樹脂封止体２から抜け落ち難い構造となる。
【００３９】
また、前述したように、リード４Ｂとアイランド６とは、別のフレームから構成されるため、リード４Ｂとアイランド６との離間距離Ｌ２は、両者が接着材１１や半導体素子７を介してショートしない範囲にて短くすることが可能となり、半導体装置１の小型化が実現される。この構造により、アイランド６の平面的サイズは、固着される半導体素子７の平面的サイズに合わせて広げることも可能となり、固着後の半導体素子７の安定性が向上され、ワイヤーボンディング時の衝撃により、半導体素子７がアイランド６から剥離することも防止される。また、離間距離Ｌ２を狭めることで、半導体装置１の平面的サイズを大きくすることなく、リード４Ｂの露出面積を増大することもでき、この場合には、半導体装置１の実装強度が向上される。
【００４０】
更に、接着材１１を介して半導体素子７とアイランド６との接着領域が増大することで、半導体素子７からアイランド６への放熱性が向上される。また、樹脂封止体２の裏面５側から露出するアイランド６の面積も増大することで、樹脂封止体２から外部への放熱性も向上される。
【００４１】
次に、図３（Ａ）は、主に、アイランド６及び吊りリード９が配置されるフレーム１５を示す。フレーム１５としては、一般には銅を主材料とするフレームが用いられるが、Ｆｅを主材料とするフレームの場合でも良い。また、フレーム１５の厚みは、例えば、１００μｍである。フレーム１５には、一点鎖線にて示す搭載部１６が複数形成され、マトリックス状に配置される。そして、フレーム１５の搭載部１６が、例えば、３行３列の９つ集まることで、１つの集合ブロックが形成され、この集合ブロック毎に一体に樹脂モールドされる。
【００４２】
具体的には、フレーム１５に対してエッチング加工や打ち抜き加工等を行うことで、搭載部１６には、アイランド６と、アイランド６を支持する吊りリード９が形成される。そして、吊りリード９は、アイランド６の４つのコーナー部から延在し、フレーム１５と連結し、アイランド６が、フレーム１５に支持される。また、アイランド６の４側辺に沿った周囲には、フレーム１８の複数のリード４が配置される貫通領域１７が形成される。
【００４３】
次に、図３（Ｂ）は、主に、リード４が配置されるフレーム１８を示す。フレーム１８としては、一般には銅を主材料とするフレームが用いられるが、Ｆｅを主材料とするフレームの場合でも良い。また、フレーム１８の厚みは、例えば、２００μｍである。フレーム１８には、一点鎖線にて示す搭載部１９が複数形成され、マトリックス状に配置される。そして、フレーム１８の搭載部１９は、フレーム１５の搭載部１６と同じ大きさであり、フレーム１５、１８を積層した際には、それぞれの搭載部１６、１９同士が、位置対応し１つの搭載部が構成される。尚、フレーム１５と同様に、フレーム１８の搭載部１９が、例えば、３行３列の９つ集まることで、１つの集合ブロックが形成され、この集合ブロック毎に一体に樹脂モールドされる。
【００４４】
具体的には、フレーム１８に対してエッチング加工や打ち抜き加工等を行うことで、搭載部１９には、複数のリード４Ａ、４Ｂと、複数のリード４Ａ、４Ｂを支持するタイバー２０が形成される。そして、タイバー２０は、フレーム１８と連結し、複数のリード４Ａ、４Ｂが、フレーム１８に支持される。また、複数のリード４Ａ、４Ｂに囲まれた領域には、フレーム１５のアイランド６及び吊りリード９が配置される貫通領域２１が形成される。
【００４５】
詳細は半導体装置の製造方法の説明にて後述するが、粘着シート４１（図６（Ａ）参照）上面にフレーム１５を貼り合せ、ダイボンディング工程を終えた後、フレーム１５と位置合わせを行いながら、フレーム１８をフレーム１５上面に積層させる。このとき、フレーム１８のリード４及びタイバー２０は、フレーム１５の貫通領域１７を介して粘着シート４１上面に貼り合わされ、フレーム１８も粘着シート４１に固定される。一方、フレーム１５のアイランド６及び吊りリード９は、フレーム１８の貫通領域２１内に配置されることで、フレーム１５、１８の積層後の総厚みは、主に、２００μｍ程度以内に抑えられる。このフレーム１５、１８構造により、積層するフレーム１５、１８間に接着材を利用する必要はなく、フレームの薄膜化が実現され、前述した半導体装置１の小型化や薄型化の効果等が得られる。
【００４６】
また、アイランド６用のフレーム１５とリード４用のフレーム１８とが別フレームとなることで、それぞれ異なるメッキを施すことも可能となる。例えば、リード４用のフレーム１８には、ＰｄメッキやＡｇメッキやＮｉ／Ｐｄ／Ａｇメッキ等を施し、アイランド６用のフレーム１５には、半田メッキを施し、あるいは、メッキレスとする場合でも良い。尚、フレーム１５、１８に対して同じ種類のメッキを施す場合でも良く、フレーム１５、１８に部分的にメッキを施す場合でも良い。
【００４７】
尚、搭載部１６、１９以外の領域では、フレーム１５、１８が積層することで、その厚みが３００μｍ程度となるが、樹脂モールド後のダイシング工程にて除去される領域であり、半導体装置１の薄型化を妨げるものではない。また、フレーム１５、１８に対して、適宜、ハーフエッチング等を行うことで、積層領域の厚みを調整することも出来る。
【００４８】
次に、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示す半導体装置２２は、全てのリード２３がクリップ構造に形成される点において、図１〜図３を用いて前述した半導体装置１と異なり、その他の構造は、半導体装置１と同じ構造となるので、前述した説明を参照する。また、半導体装置２２においても、アイランド用のフレームとリード用のフレームを積層させて搭載部を形成する方法は同じであり、前述した説明を参照する。
【００４９】
先ず、図４（Ａ）に示す如く、半導体装置２２は、例えば、ＱＦＮ型パッケージから成る。積層されたフレームの複数の搭載部を一括して封止した後、ダイシングにより個片化するため、樹脂封止体２４の側面２５からリード２３が露出する。そして、露出するリード２３は、樹脂封止体２４の側面２５とほぼ同一面を形成する。また、樹脂封止体２４の裏面２６から露出するリード２３及びアイランド２７は、裏面２６とほぼ同一面を形成する。尚、樹脂封止体２４は、概ね、その表面、裏面２６及び４つの側面２５から成る６面体である。
【００５０】
次に、図４（Ｂ）は、樹脂封止体２４の表面側からみた平面図であるが、その説明の都合上、樹脂に被覆された領域も図示している。アイランド２７上には接着材（図示せず）により半導体素子２８が固着され、半導体素子２８の電極パッド（図示せず）とクリップ構造のリード２３とは、導電材（図示せず）を介して、直接、接続する。そして、リード２３は、図１〜図３を用いて説明したリード４Ａと同一の構造であり、その説明を参照する。また、図４（Ｂ）のＣ−Ｃ線方向の断面図は、図２（Ａ）に示す断面図と同一であり、その構造及び効果も前述した説明を参照する。図４（Ａ）及び（Ｂ）に示す構造では、リード２３が全てクリップ構造となることで、リード２３での低抵抗化や放熱性の向上が実現され、より大電流素子への対応が可能となる。その他、図２（Ｂ）に示すように、半導体装置２２においても、絶縁スペーサーを用いる場合でも良い。
【００５１】
次に、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）では、図１〜図３を用いて説明した半導体装置１を応用した半導体装置２９、３０、３１について説明する。尚、半導体装置２９〜３１の説明では、半導体装置１と同じ構成部材には同一の符番を付し、その説明は参照する。また、半導体装置２９〜３１においても、アイランド用のフレームとリード用のフレームを積層させて搭載部を形成する方法は同じであり、前述した説明を参照する。また、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は、樹脂封止体の表面側からみた平面図であるが、その説明の都合上、樹脂に被覆された領域も図示している。
【００５２】
図５（Ａ）に示す半導体装置２９では、半導体装置１を応用した構造であり、クリップ構造のリード４Ａが、樹脂封止体２の１つの側面３に配置され、残りの３つの側面３にはリード４Ｂが配置される。
【００５３】
図５（Ｂ）に示す半導体装置３０では、樹脂封止体３２内に２つの半導体素子３３、３４が配置される。そして、半導体素子３３では、図５（Ａ）の半導体装置２９の構造と同様に、半導体素子３３の１つの側面側にクリップ構造のリード４Ａが配置され、残りの３側面側にリード４Ｂが配置される。図示したように、半導体素子３４側は全てリード４Ｂが配置され、例えば、パワー系の半導体素子３３と小信号系の半導体素子３４の組み合わせの半導体装置３０においても、前述したリード４Ａ、４Ｂ構造の適用が可能である。
【００５４】
図５（Ｃ）に示す半導体装置３１では、図５（Ｂ）の半導体装置３０において、半導体素子３３、３４同士が金属細線８により電気的に接続される。
【００５５】
尚、本実施の形態では、前述した半導体装置１、２２、２９、３０、３１の構造に限定されるものではない。例えば、リード４Ａ、４Ｂの配置箇所を変更し、種々の半導体素子を１つの樹脂封止体内に組み合わせて配置することも可能であり、あるいは、３つ以上の半導体素子を１つの樹脂封止体内に組み合わせて配置することも可能である。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【００５６】
次に、本発明の実施の形態である半導体装置の製造方法について説明する。図６（Ａ）及び（Ｂ）は、粘着シートに固着されたフレーム上に半導体素子を固着する工程を説明する図である。図７（Ａ）及び（Ｂ）は、フレームを積層し、電極パッドとリードとを接続する工程を説明する図である。図８は、樹脂モールド工程を説明する図である。図９は、樹脂モールド後の個片化する工程を説明する図である。尚、本実施の形態では、図１〜図３に示す構造の製造方法を説明するため、同一の構成部材には同一の符番を付し、また、適宜、図１〜図３を用いて説明する。
【００５７】
先ず、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示す如く、粘着シート４１及びフレーム１５を準備する。粘着シート４１は、樹脂モールド工程まで用いられるため、例えば、耐熱用のポリイミドテープから成る。そして、フレーム１５は、図３（Ａ）を用いて前述したように、搭載部１６毎にアイランド６と吊りリード９とが配置されたダイパッド用のフレームである。尚、フレーム１５の説明は、図３（Ａ）の説明を参照する。
【００５８】
次に、粘着シート４１の粘着面側にフレーム１５を貼り合わせる。尚、粘着シート４１上面にフレーム１５を貼り合せた状態のものを準備する場合でも良い。そして、例えば、加熱機構が組み込まれたダイボンド装置の載置台上に、フレーム１５が固定された粘着シート４１を配置し、クランパーにてフレーム１５を載置台上に固定する。そして、アイランド６やその作業領域内を、例えば、２５０〜２６０℃程度に加熱した状態にして、アイランド６上に接着材１１を用いて半導体素子７を固着する。
【００５９】
次に、図７（Ａ）及び（Ｂ）に示す如く、フレーム１８を準備する。そして、フレーム１８は、図３（Ｂ）を用いて前述したように、搭載部１９毎に複数のリード４とタイバー２０とが配置された端子用のフレームである。尚、フレーム１８の説明は、図３（Ｂ）の説明を参照する。前述したように、フレーム１８のリード４Ａは、裏面側からエッチング加工が行われ、その厚みＴ２の薄い領域を有し、その領域に対して折り曲げ加工を行い、クリップ構造を形成する。
【００６０】
次に、フレーム１５と位置合わせを行いながら、フレーム１８をフレーム１５上面に積層する。図７（Ｂ）に示すように、フレーム１８のリード４及びタイバー２０は、フレーム１５の貫通領域１７を介して粘着シート４１上面に貼り合わされ、フレーム１８も粘着シート４１上に固定される。一方、フレーム１５のアイランド６及び吊りリード９は、フレーム１８の貫通領域２１内に配置されることで、フレーム１５、１８の積層後の総厚みは、主に、２００μｍ程度以内に抑えられる。この製造方法により、フレーム１５、１８間の接着材を省くことができ、積層フレーム厚みを薄く出来る。また、貫通領域１７、２１を利用することで、フレームのかしめ加工等を行うことなく、簡易な方法にて積層されたフレーム１５、１８の位置固定が実現でき、製造工程の簡略化が実現される。
【００６１】
このフレーム１５、１８の積層工程では、リード４Ａと接続する半導体素子７の電極パッド上面に、金バンプまたは半田等の導電材１０を形成した後、その導電材１０上面にリード４Ａが配置されるように位置合わせを行い、粘着シート４１上面にフレーム１８を貼り合わせることで、リード４Ａの先端側が導電材１０上面に配置される。その後、例えば、ＧＧＩ（Ｇｏｌｄ  ｔｏ  Ｇｏｌｄ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｅｃｔｉｏｎ）接続のように、リード４Ａ上面から超音波を加えることで、リード４Ａは電極パッド上に固着される。そして、搭載部毎にリード４Ａの配置箇所に対応した押さえ機構により、一括して超音波を加え固着する場合でも、搭載部内の個々のリード４Ａ毎に超音波を加え固着する場合でも良い。また、ＮＣＰ（Ｎｏｎ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐａｓｔｅ）接続のように、リード４Ａを加熱した状態にてその上面から圧力を加え、リード４Ａと電極パッドとを固着する場合でも良い。
【００６２】
尚、粘着シート４１によるフレーム１５、１８の固定の他に、更に、ダイシング工程にて除去される領域のフレーム１５、１８同士を接着材により貼り合わせる場合でも良い。この場合には、フレーム１５、１８同士も接着材により固定され、作業中にフレーム１５、１８がずれることで、例えば、アイランド６とリード４とが位置ずれすることが防止される。その結果、作業中におけるフレーム１５、１８の位置ずれにより、金属細線８の断線やリード４Ａの剥離等の製品不良が防止され、歩留まりの低下も防止される。
【００６３】
次に、半導体素子７が固着されたフレーム１５、１８をワイヤーボンディング装置の載置台（図示せず）上に配置する。そして、半導体素子７の電極パッド（図示せず）とリード４Ｂとを金属細線８にて電気的に接続する。図示したように、リード４Ｂが配置されるフレーム１８は、２００μｍの厚みを有し、機械的強度を有することで、ワイヤーボンディング時の衝撃により折れ曲がることはない。
【００６４】
次に、図８に示す如く、樹脂封止金型（図示せず）内にフレーム１５、１８が固定された粘着シート４１を配置し、樹脂封止金型のキャビティ内へ樹脂を注入し、共通の樹脂封止体４２を形成する。前述したように、共通の樹脂封止体４２内には、例えば、９つの搭載部が含まれる。そして、樹脂封止体４２が、トランスファーモールドにより形成される場合には、熱硬化性樹脂が用いされ、インジェクションモールドにより形成される場合には、熱可塑性樹脂が用いられる。樹脂封止体４２内には、熱伝導率の向上させるための酸化シリコン等のフィラーが混入される場合でも良い。尚、粘着シート４１を用いて樹脂モールドを行うことで、リード４やアイランド６の裏面側への樹脂の廻り込みを防止し、樹脂封止体４２の裏面側の平坦性が維持される。
【００６５】
最後に、図９に示す如く、フレーム１５、１８から粘着シート４１（図８参照）を剥がし、共通の樹脂封止体４２側へダイシング用シート４３を貼り合わせる。そして、フレーム１５、１８側から搭載部毎に共通の樹脂封止体４２を切断して、個々の樹脂封止体２へと個片化する。具体的には、スクライブ装置のダイシングブレード４４を用い、一点鎖線にて示すダイシングライン４５に沿って共通の樹脂封止体４２とフレーム１５、１８とを同時に切断する。このとき、ダイシング用シート４３は、その一部のみが切断されることで、個片化された個々の樹脂封止体２は、ダイシング用シート４３上に支持される。また、フレーム１８の窪んだ領域４６をダイシングブレード４４にて切断することで、ダイシングブレード４４の負担が軽減され、長期間の使用が可能となる。
【００６６】
尚、本実施の形態では、アイランド６が配置されるフレーム１５とリード４が配置されるフレーム１８とを準備し、両フレーム１５、１８を粘着シート４１上に積層し、固定することで、アイランドの周囲に複数のリードが配置される搭載部を形成する場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、アイランド６が配置されるフレーム１５を準備し、粘着シート４１上にそのフレーム１５を貼り合わせた後、複数のリード４がタイバー２０に固定され、リード４Ａが折り曲げ加工されたものを複数準備し、搭載部のアイランド６の１側辺毎の貫通領域１７を介して個別に粘着シート４１上に貼り合わせる場合でも良い。
【００６７】
また、複数の搭載部毎に一括樹脂モールドし、その後、ダイシングにより搭載部毎に個片化する場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、搭載部毎に個別に樹脂モールドする場合でも良い。
【００６８】
また、図２（Ｂ）に示すように、リード４Ａと交差する領域のアイランド６上に絶縁スペーサー１３を配置した後、リード４Ａが、絶縁スペーサー１３上に配置されるように、フレーム１８を貼り合わせる場合でも良い。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１  半導体装置
２  樹脂封止体
４  リード
６  アイランド
７  半導体素子
８  金属細線
９  吊りリード
１５  フレーム
１６  搭載部
１７  貫通領域
１８  フレーム
１９  搭載部
２０  タイバー
２１  貫通領域
４１  粘着シート
【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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【図９】
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【図１０】
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