(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージ部成形用モールド金型装置に備えた上下金型の各金型表面にリリースフィルムをそれぞれ張り付け、その上下金型内に、途中に１箇所屈曲部を設けたＬ型状のインナーリードを有するリードを複数本備えたリードフレームを収容し、その各Ｌ型インナーリードの屈曲部より基側部を上下金型のパーティングライン面の方向に沿わせ、各Ｌ型インナーリードの内側端部をパーティングライン面に対し垂直下方向となるように突出させて配置し、パッケージ部成形時に、その上リリースフィルムで各Ｌ型インナーリードの基側部の上面をそれぞれ被って、そのパッケージ部内に搭載する半導体素子に備えた対応する電極との内部接続箇所をそれぞれ設け、更にその下リリースフィルムで各Ｌ型インナーリードのパッケージ部の底面から露出する先端をそれぞれ被って、外部接続箇所をそれぞれ設けることを特徴とするリードフレーム使用半導体パッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はリードフレームを使用する半導体パッケージの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体パッケージの製作にリードフレーム、サブストレート基板、テープ基板等が使用されており、特にリードフレームが安価なため多く使用される。このようなリードフレームを使用した半導体パッケージとして、ＣＣＤ、ＥＰＲＯＭのような外部から光を透明な窓を通して半導体素子に照射する中空半導体パッケージ１は図１４、１５に示すような構造を有し、金属製のリードフレーム２に対し、半導体素子３をパッケージする中空形状のパッケージ部４をプラスチックモールドにより成形して一体に結合している。このリードフレーム２はセクション毎、その中央部にダイサポート（半導体素子設置箇所）５を中心にして、その周辺に多数のインナーリード６の先端部７を配設して、中央部の一側面に半導体素子接続用のボンディングエリア８を形成し、周辺部に多数のアウターリード９を配設したものである。
【０００３】
そして、製造時にはリードフレーム２に中空形状のパッケージ部４を備え付けた後、ダイサポート５の接合面にＩＣチップ等の半導体素子３を接合し、その素子３の各電極と対応する各インナーリード６の先端部７に設けた内部接続箇所とをワイヤ１０で接続する。その後、パッケージ部４の開口部１１にガラス等の透明板１２を取り付けて窓を形成し、半導体素子ボンディングエリア８の付近を封止する。なお、１３はダイサポート５より左右に伸びるピンチリード、１４は前後の２方向に突出する多数のアウターリード９をそれぞれ結合するダムバー、１５はそれ等のアウターリード９とダムバー１４を更にそれぞれ外側で支えるセクションバーである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなパッケージ部４の成形時に上下金型１６，１７を備えたモールド金型装置１８を用い、図１６に示すようにそのパーティングライン面の所定位置にリードフレーム２を配置し、上金型１６のキャビティ部１９と下金型１７のキャビティ部２０との内部にそれぞれ溶融プラスチック材料を注入充填すると、キャビティ部２０に充填した溶融プラスチックがダイサポート５と各インナーリード６の先端部７間にある隙間を通り、矢印方向に流れて上金型１６と半導体素子ボンディングエリア８間に侵入し易い。又、キャビティ部１９に注入した溶融プラスチックも上金型１６と各インナーリード６間にできる隙間を通り、矢印方向に流れて侵入し易いため、ダイサポート５と各インナーリード６の先端部７の付近が上下にばたつき、半導体素子ボンディングエリア８とインナーリード６の先端部７にプラスチックのバリができ易い。何故なら、パッケージ部４の成形精度を高めるにはプラスチック注入圧力を非常に大きくしなければならないが、その注入圧力に比べて半導体素子ボンディングエリア８とインナーリード６の先端部７を上金型１６に密着する力が弱いからである。
【０００５】
そして、半導体素子ボンディングエリア８とインナーリード６の先端部７にバリが発生すると、ダイサポート５に対する半導体素子３の接合とその素子３と各インナーリード６の先端部７との接続を良好に行うことができなくなり、断線事故を招き易い。それ故、負担の大きなバリ取り工程を必要とする。又、このような中空の半導体パッケージ１では、そのパッケージ部４の側面を他との接続用のリード突出箇所とし、その２方向の側面（或いは４方向の側面）にアウターリード９を突出し、それ等をガルウィング状に折り曲げる等してプリント基板にハンダ付けするため、プリント基板に対する実装面積が大きくなる等の問題がある。しかも、ビデオカメラやデジタルカメラに用いられるＣＣＤのような中空半導体パッケージ１では特に携帯性の観点から軽量化と小型化が求められている。なお、中空でない全て充填された中実の半導体パッケージではリードフレームのダイサポートに半導体素子を接合し、その素子と各インナーリードの先端部との接続を行った後、パッケージ部を形成するため、インナーリードにプラスチックのバリが付着するという問題はない。
【０００６】
本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであり、パッケージ部成形時に各Ｌ型インナーリードの接続箇所へのプラスチックバリの付着を防止でき、接続を良好に行えるリードフレーム使用半導体パッケージの製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によるリードフレーム使用半導体パッケージの製造方法では、パッケージ部成形用モールド金型装置に備えた上下金型の各金型表面にリリースフィルムをそれぞれ張り付け、その上下金型内に、途中に１箇所屈曲部を設けたＬ形状のインナーリードを有するリードを複数本備えたリードフレームを収容し、その各Ｌ型インナーリードの屈曲部より基側部を上下金型のパーティングライン面の方向に沿わせ、各Ｌ型インナーリードの内側端部をパーティングライン面に対し垂直下方向となるように突出させて配置し、パッケージ部成形時に、その上リリースフィルムで各Ｌ型インナーリードの基側部の上面をそれぞれ被って、そのパッケージ部内に搭載する半導体素子に備えた対応する電極との内部接続箇所をそれぞれ設け、更にその下リリースフィルムで各Ｌ型インナーリードのパッケージ部の底面から露出する先端をそれぞれ被って、外部接続箇所をそれぞれ設けるという工程を踏む。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図１〜１３を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明を適用した底面接続型中空半導体パッケージの製造過程を示す要部縦断面図、図２はその中空半導体パッケージの実装状態を示す要部縦断面図である。この中空半導体パッケージ２５はパッケージ部２６（２６ａ、２６ｂ）の成形時、上下金型を備えたモールド金型装置（図示せず）を用い、先ずその両金型表面にリリースフィルム２７（２７ａ、２７ｂ）をそれぞれ張り付け、次にそのパーティングライン面の所定位置にリードフレーム２８を配置する。その際、上下の各リリースフィルム２７を吸引しながら各金型の表面形状に合せてそれぞれ密着する。又、リードフレーム２８には途中に１箇所屈曲部２９を設けたＬ型状のインナーリードを有するリード３０を複数本備えたリードフレームを使用する。
【００１１】
そして、各リード３０に設けたＬ型インナーリードの内側端部３１をいずれもチップエリア近傍に配置するため下方に向けて折り曲げ、リードフレーム２８の主面に対し垂直方向に突設する。しかし、各Ｌ型インナーリードの屈曲部２９より基側部、各リード３０の外側端部３２等はリードフレーム２８の主面に沿わせ、水平なパーティングライン面の方向に突設する。なお、３３、３４は各リード外側端部３２のダムバー位置、セクションバー位置を示す。
【００１２】
このような上下金型を閉じると、上リリースフィルム２７ａで各リード３０に設けたＬ型インナーリードの屈曲部２９、基側部の上面、内側端部３１の側面等をそれぞれ被うと共に、各リード３０の外側端部３２の上面等をそれぞれ被い、更に下リリースフィルム２７ｂで各リード３０に設けたＬ型インナーリードの内側端部３１の先端付近、各リード３０の外側端部３２の下面等をそれぞれ被って、それ等の箇所に上下のリリースフィルム２７を強く密着できる。なお、各Ｌ型インナーリードの内側端部３１の突出方向と上下金型の閉鎖方向とは等しい。そこで、上下金型の各キャビティ部内に溶融プラスチックをそれぞれ注入充填し、パッケージ部２６を上下共に一度に成形する。その際、充填する溶融プラスチックの注入圧力を非常に大きくしても、各Ｌ型インナーリードの内側端部３１が上下にばたつくことがなく、上下リリースフィルム２７が強く密着しているため、それ等のリリースフィルム被覆箇所にプラスチックのバリが付着しない。それ故、各リード３０に設けたＬ型インナーリードの基側部の上面を、パッケージ部２６の内部に搭載する半導体素子に備えた対応する電極とのそれぞれ内部接続箇所とし、その各Ｌ型インナーリードの内側端部３１の先端付近、更に各リード３０の外側端部３２等をそれぞれ外部接続箇所にしても負担の大きなバリ取り工程を必要としない。
【００１３】
このようにして、チップエリア付近の外周をリング状に被って上方に突出し、底面側が閉じたパッケージ部２６を成形した後、そのチップエリア３５に半導体素子３６を接合搭載する。そして、半導体素子３６の各電極と対応するＬ型インナーリードの屈曲部２９付近にある上リリースフィルム被覆箇所の一部を内部接続箇所としてワイヤー３７でそれぞれ接続する。次に、チップエリア３５の付近を封止し、パッケージ部２６の開口に透明板８を取り付けて窓を形成する。すると、各リード３０に設けたＬ型インナーリードの内側端部３１の先端付近を、パッケージ部２６の底面から下方に僅かそれぞれ露出させ、更に各リード３０の外側端部３２をパッケージ部２６の側面から左右に長くそれぞれ露出できる。その後、各リード３０の外側端部３２をダムバー位置より僅か内側でそれぞれ切断すると、底面接続型の中空半導体パッケージ２５が完成する。なお、従来の中空半導体パッケージ１ではセクションバーの位置より僅か内側で切断してアウターリード９を形成していた。
【００１４】
このような中空半導体パッケージ２５は実装時、パッケージ部２６の底面から突出する各Ｌ型インナーリードの内側端部３１の先端付近を外部接続箇所にして、プリント基板３９の対応する配線パターン４０にハンダを用いてそれぞれ接続する。すると、パッケージ部２６の底面下に外部接続箇所があるため、実装面積を小さくできる。しかも、各リード３０の外側端部３２をダムバー位置より僅か内側でそれぞれ切断する等してその突出長を従来より大幅に短くできるため、中空半導体パッケージ２５を軽量化、小型化し易い。
【００１５】
図３は本発明を適用した側面接続型の中空半導体パッケージの製造過程を示す要部縦断面図、図４はその中空半導体パッケージの実装状態を示す要部縦断面図である。この中空半導体パッケージ４１も上記した中空半導体パッケージ２５とほぼ同一の構造を備えており、ほぼ同一の製造工程を踏んで製作する。そこで、中空半導体パッケージ４１を中空半導体パッケージ２５と対応する部分には同一符号をつけ、中空半導体パッケージ２５との相違点を主にして以下説明する。パッケージ部２６の成形時、ほぼ同一の上下金型を備えたモールド金型装置を用いるが、リリースフィルム２７は上金型の表面のみ張り付ける。リードフレーム２８もほぼ同一構造のものを使用する。
【００１６】
上下金型を閉じると、リリースフィルム２７で各リード３０の折曲部２９付近、外側端部３２等をそれぞれ被って、それ等の箇所にリリースフィルム２７を強く密着できる。それ故、上下金型の各キャビティ部内に充填する溶融プラスチックの注入圧力を非常に大きくしても、やはりリリースフィルム被覆箇所にプラスチックのバリが付かない。このため、、各リード３０の屈曲部２９付近や外側端部３２等を接続箇所にしてもバリ取り工程を必要としない。
【００１７】
このようにしてパッケージ部２６を成形した後、そのチップエリア３５に搭載した半導体素子３６の各電極と対応するリード３０の屈曲部２９付近にあるリリースフィルム被覆箇所の一部を内部接続箇所にしてワイヤー３７でそれぞれ接続する。すると、各リードの内側端部３１の先端付近をパッケージ部２６の底面からそれぞれ露出させ、更に各リードの外側端部３２をパッケージ部２６の側面から左右に長くそれぞれ露出できる。その後、各リードの外側端部３２をセクションバー位置より僅か内側でそれぞれ切断すると、側面接続型の中空半導体パッケージ４１が完成する。
【００１８】
このような中空半導体パッケージ４１は実装時、パッケージ部２６の側面から突出する各リード３０の外側端部３２を折り曲げ、その先端付近を外部接続箇所にして、プリント基板３９の対応する配線パターン４０にそれぞれ接続する。しかし、外部接続箇所がパッケージ部２６の側方の下方にあるため、従来のものと実装面積はあまり変わらない。
【００１９】
図５は本発明を適用した中空半導体パッケージに使用するリードフレームの平面図、図６はその底面接続型の中空半導体パッケージの製造過程を示す要部縦断面図、及び図７はその底面接続型中空半導体パッケージの実装状態を示す要部縦断面図である。このリードフレーム４５も各セクション毎に設けるリード４６の形状、配置等は上記したリードフレーム２８とほぼ同一である。それ故、各リード４６はＬ型であり、各リード４６にその内側端部４７を２点鎖線の位置から折り曲げてリードフレーム４５の主面から垂直方向に突出させる屈曲部４８が設けられている。そして、リードフレーム４５では中央部にダイサポート４９を設け、ダムバーを設けていない。なお、５０はピンチリード、５１はセクションバー、５２はリードフレーム４５の外縁に当るサイドレールである。
【００２０】
このようなリードフレーム４５を用いてパッケージ部５３を成形する際、先にダイサポート４９に半導体素子５４を搭載し、その半導体素子５４の各電極と対応するリード４６の屈曲部４８付近にある内部接続箇所とをワイヤー５５を用いてそれぞれ接続する。その後、上下金型を備えたモールド金型装置を用い、その下金型の表面のみにリリースフィルム５６を吸引によって張り付け、そのパーティングライン面の所定位置にリードフレーム４５を配置する。
【００２１】
上下金型を閉じると、リリースフィルム５６で各リード４６の内側端部４７の先端付近、外側端部５７等をそれぞれ被って、それ等の箇所にリリースフィルム５６を強く密着できる。それ故、それ等のリリースフィルム被覆箇所にプラスチックのバリが付かず、各リード４６の内側端部４７の先端付近や外側端部５７等を接続箇所にしてもバリ取り工程を必要としない。
【００２２】
このようにしてパッケージ部５３を成形すると、各リード４６の内側端部４７の先端部分をパッケージ部５３の底面から少しそれぞれ露出させ、更に各リード４６の外側端部５７をパッケージ部５３の側面から左右に長くそれぞれ露出できる。その後、各リード４６の外側端部５７を側面からの突出長が短くなるようにそれぞれ切断すると、図７に示すような底面接続型中実半導体パッケージ５８が完成する。しかも、この中実半導体パッケージ５８は各リード４６の内側端部４７の先端付近を外部接続箇所にすると、底面接続型となり実装面積を小さくできる。又、軽量化、小型化し易い。そこで、実装時には各リード内側端部４７の先端部分をプリント基板５９の対応する配線パターン６０にそれぞれハンダ接続する。なお、中実半導体パッケージ５８は各リード４６の外側端部５７を外部接続箇所にすると側面接続型にすることができる。
【００２３】
上記した底面接続型半導体パッケージ２５、５８を形成する際、実装面積を小さくし、軽量化、小型化するには各リード３０、４６の外側端部３２、５７の突出長を短くしなければならない。しかし、従来の切断加工方法では例えばリード４６の外側端部５７を切断する場合、図８に示すようにプレス加工金型装置のダイ６１に立ち上がり部６２を設け、その頂部で外側端部５７の基側を支持した後、打ち落しパンチ６３を用いて切断している。その際、立ち上がり部６２とパンチ６３間に隙間Ｓを設ける必要もあり、パッケージ部５３の直近で切断できない。なお、６４は押え板である。
【００２４】
そこで、リードフレーム４５の各セクションバー５１の付近を半抜き加工したものを使用する。すると、図９に示すように各リード４６の外側端部５７の切断箇所に段差６４をそれぞれ形成しておくことができる。それ故、図１０に示すようにダイ６１に立ち上がり部を設ける必要がなく、打ち落しパンチ６３を用いてパッケージ部５３の直近で切断でき、中実半導体パッケージ５８の実装面積を小さくし、軽量化、小型化できる。
【００２５】
図１１は本発明を適用した中実半導体パッケージに使用する半導体素子搭載、ワイヤー接続した半抜き加工リード付きリードフレームを示す平面図、図１２はその中実半導体パッケージの製造過程を示す要部縦断面図、及び図１３はその中実半導体パッケージの実装状態を示す要部縦断面図である。このリードフレーム６９は各リード７０の屈曲部７１を半抜き加工法によって形成し、リード厚みの半分に相当する短い突出長の内側端部７２をリードフレーム６９の主面より垂直方向に突出させたものである。図中、７３がダイサポート、７４がそのダイサポート７３上に搭載した半導体素子、７５がリード７０の内側端部７２と半導体素子７４の電極を接続するワイヤー、７６がセクションバー、７７がサイドレールである。なお、２点鎖線はパッケージ部７８の成形位置を示す。
【００２６】
このような半抜き加工リード付きリードフレーム６９を用いてパッケージ部７８を成形する際、上下金型を備えたモールド金型装置を用い、その下金型の表面のみにリリースフィルム７９を吸引によって張り付け、そのパーティングライン面の所定位置にリードフレーム６９を配置する。上下金型を閉じると、各リード内側端部７２の突出幅が小さいため上金型で支えなくても、下金型で支えるリリースフィルム７９で各リード７０の内側端部７２の先端と両側端をそれぞれ良く被って、リリースフィルム７９をそれ等の箇所に強く密着できる。それ故、それ等のリリースフィルム被覆箇所にプラスチックのバリが付かず、各リード内側端部７２の先端と両側端を接続箇所にしてもバリ取り工程を必要としない。
【００２７】
パッケージ部７８を成形した後、各リード７０の外側端部等を下から突き上げると、半抜き加工法によって段差を形成してあるため、その段差位置で簡単に切断し除去できる。しかも、引き切るだけでよくトリミングやフォーミングを必要としない。それ故、従来のリード切断方法では１５％程のリード欠損が生じていたが、不良率を大幅に減らすことができる。
【００２８】
このようにしてパッケージ部７８を成形すると、各リード内側端部７２の先端と両側端をパッケージ部７８の底面からそれぞれ露出でき、図１３に示すような中実半導体パッケージ８０が完成する。しかも、この中実半導体パッケージ８０は各リード内側端部７２の先端付近を外部接続箇所にすると、底面接続型となり実装面積を小さくできる。又、軽量化し、小型化し易い。そこで、実装時には各リード内側端部７２の先端付近をプリント基板８１の対応する配線パターン８２にそれぞれハンダ接続する。なお、中実半導体パッケージ８０は各リード内側端部７２の外側の側端を外部接続箇所にすることもできる。
【００２９】
上記実施の形態ではリードフレーム２８、４５に備える各リード３０、４６をその屈曲部２９、４８を折り曲げ加工法によって形成しＬ型にしたものの使用例について説明したが、リードをコ型やＺ型にしたものを使用することもできる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、請求項１記載の発明では上下金型内に、途中に１箇所屈曲部を設けたＬ型状のインナーリードを有するリードを複数本備えたリードフレームを収容し、その各Ｌ型インナーリードの屈曲部より基側部を上下金型のパーティングライン面の方向に沿わせ、各Ｌ型インナーリードの内側端部をパーティングライン面に対し垂直下方向となるように突出させて配置し、上リリースフィルムで各Ｌ型インナーリードの内部接続箇所となる基側部の上面をそれぞれ被い、更にその下リリースフィルムで各Ｌ型インナーリードの外部接続箇所としてパッケージ部の底面から露出する先端をそれぞれ被うことにより、それ等の箇所に上下のリリースフィルムを強く密着できる。そして、各Ｌ型インナーリードの内側端部の突出方向と上下金型の閉鎖方向とが等しくなっているので、パッケージ部成形時に、上下金型の各キャビティ部内に溶融プラスチックをそれぞれ注入充填し、パッケージ部を上下共に一度に成形すると、充填する溶融プラスチックの注入圧力を非常に大きくしても、各Ｌ型インナーリードの内側端部が上下にばたつくことがない。しかも、上下リリースフィルムが強く密着しているため、各リードに設けたＬ型インナーリードの基側部の上面、内側端部の先端へのプラスチックバリの付着を防止でき、接続を良好に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した底面接続型中空半導体パッケージの製造過程を示す要部縦断面図である。
【図２】同中空半導体パッケージの実装状態を示す要部縦断面図である。
【図３】本発明を適用した側面接続型中空半導体パッケージの製造過程を示す要部縦断面図である。
【図４】同中空半導体パッケージの実装状態を示す要部縦断面図である。
【図５】本発明を適用した中実半導体パッケージに使用するリードフレームの平面図である。
【図６】同中実半導体パッケージの製造過程を示す要部縦断面図である。
【図７】同中実半導体パッケージの実装状態を示す要部縦断面図である。
【図８】同中実半導体パッケージのリードに対する従来からの切断加工法によるプレス加工金型装置の使用状態を示す要部縦断面図である。
【図９】同中実半導体パッケージのリードに対する半抜き加工を示す要部縦断面図である。
【図１０】同中実半導体パッケージのリードに対する新たな切断加工法によるプレス加工金型装置の使用状態を示す要部縦断面図である。
【図１１】本発明を適用した中実半導体パッケージに使用する半導体素子搭載、ワイヤー接続した半抜き加工リード付きリードフレームを示す平面図である。
【図１２】同中実半導体パッケージの製造過程を示す要部縦断面図である。
【図１３】同中実半導体パッケージの実装状態を示す要部縦断面図である。
【図１４】従来のリードフレーム使用による中空半導体パッケージの平面図である。
【図１５】同中空半導体パッケージの要部縦断面図である。
【図１６】同中実半導体パッケージのパッケージ部成形過程を示す要部縦断面図である。
【符号の説明】
２５、４１…中空半導体パッケージ  ２６、５３、７８…パッケージ部  ２７、５６、７９…リリースフィルム  ２８、４５、６９…リードフレーム  ２９、４８、７１…屈曲部  ３０、４６、７０…リード  ３１、４７、７２…内側端部３２、５７…外側端部  ３５…チップエリア  ３６、５４、７４…半導体素子３７、５５、７５…ワイヤー  ３８…窓  ３９、５９、８１…プリント基板  ４０、６０、８２…パターン  ４９、７３…ダイサポート  ５８、８０…中実半導体パッケージ
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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