(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板よりなるフレーム本体と、前記フレーム本体の領域内に配設されて、薄厚部により前記フレーム本体と接続し、かつ前記フレーム本体よりも突出して形成された複数のランド構成体群とよりなり、前記ランド構成体群は前記フレーム本体から突出した方向への押圧力により、前記薄厚部が破断されて前記ランド構成体群が前記フレーム本体より分離される構成であるターミナルランドフレームを用意する工程と、前記ターミナルランドフレームの前記ランド構成体群の一部のランド構成体の突出した側に半導体素子を搭載し、前記搭載した半導体素子とランド構成体とを電気的に接続し、少なくとも前記半導体素子の外囲を封止樹脂により封止して樹脂封止型半導体装置を形成する工程と、前記ターミナルランドフレームの前記フレーム本体を固定した状態で前記フレーム本体の底面側から前記ランド構成体の底面側に対して押圧力を印加し、ランド構成体群とフレーム本体とを接続している薄厚部を破断させ、前記フレーム本体から樹脂封止型半導体装置を分離する工程とを有する樹脂封止型半導体装置の製造方法であって、前記フレーム本体から樹脂封止型半導体装置を分離する工程では、前記フレーム本体の底面側を上面にして、その上面側からランド構成体に対して突き下げによる押圧力を印加し、樹脂封止型半導体装置を分離させて落下させ、下方で一括回収する回収工程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】
金属板よりなるフレーム本体と、前記フレーム本体の領域内であって、薄厚部により前記フレーム本体と接続し、かつ前記フレーム本体よりも突出して形成された半導体素子が搭載されるダイパッド部と、前記フレーム本体の領域内であって前記ダイパッド部の周囲に配設されて、薄厚部により前記フレーム本体と接続し、かつ前記フレーム本体よりも突出して形成された複数のランド構成体とよりなり、前記ダイパッド部および前記ランド構成体は、前記フレーム本体から突出した方向への押圧力により、前記薄厚部が破断されて前記ランド構成体が前記フレーム本体より分離される構成であるターミナルランドフレームを用意する工程と、前記ターミナルランドフレームの前記ダイパッド部の突出した側に半導体素子を搭載し、前記搭載した半導体素子とランド構成体とを電気的に接続し、少なくとも前記半導体素子の外囲を封止樹脂により封止する工程と、前記ターミナルランドフレームの前記フレーム本体を固定した状態で前記フレーム本体の底面側から前記ランド構成体の底面側と前記ダイパッド部の底面側とに対して押圧力を印加し、ランド構成体群およびダイパッド部とフレーム本体とを接続している薄厚部を破断させ、前記フレーム本体から樹脂封止型半導体装置を分離する工程とを有する樹脂封止型半導体装置の製造方法であって、前記フレーム本体から樹脂封止型半導体装置を分離する工程では、前記フレーム本体の底面側を上面にして、その上面側からランド構成体およびダイパッド部に対して突き下げによる押圧力を印加し、樹脂封止型半導体装置を分離させて落下させ、下方で一括回収する回収工程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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、従来のビーム状のリードを備えたリードフレームに代えて、外部端子となるランド体を備えたフレームであるターミナルランドフレームに関するもので、それを用いて半導体素子を搭載し、外囲を樹脂で封止した樹脂封止型半導体装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、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、半導体部品の小型、薄型化が進んでいる。また小型で薄型でありながら、多ピン化が進み、高密度の小型、薄型の樹脂封止型半導体装置が要望されている。
【０００３】
以下、従来の樹脂封止型半導体装置に使用するリードフレームについて説明する。
【０００４】
図１８は、従来のリードフレームの構成を示す平面図である。図１８に示すように、従来のリードフレームは、フレーム枠１と、そのフレーム枠１内に、半導体素子が載置される矩形状のダイパッド部２と、ダイパッド部２を支持する吊りリード部３と、半導体素子を載置した場合、その載置した半導体素子と金属細線等の接続手段により電気的接続するビーム状のインナーリード部４と、そのインナーリード部４と連続して設けられ、外部端子との接続のためのアウターリード部５と、アウターリード部５どうしを連結固定し、樹脂封止の際の樹脂止めとなるタイバー部６とより構成されていた。
【０００５】
なお、リードフレームは、図１８に示した構成よりなるパターンが１つではなく、複数個、左右、上下に連続して配列されたものである。
【０００６】
次に従来の樹脂封止型半導体装置について説明する。図１９は、図１８に示したリードフレームを用いた樹脂封止型半導体装置を示す断面図である。
【０００７】
図１９に示すように、リードフレームのダイパッド部２上に半導体素子７が搭載され、その半導体素子７とインナーリード部４とが金属細線８により電気的に接続されている。そしてダイパッド部２上の半導体素子７、インナーリード部４の外囲は封止樹脂９により封止されている。封止樹脂９の側面からはアウターリード部５が突出して設けられ、先端部はベンディングされている。
【０００８】
従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法は、図２０に示すように、リードフレームのダイパッド部２上に半導体素子７を接着剤により接合した後（ダイボンド工程）、半導体素子７とインナーリード部４の先端部とを金属細線８により接続する（ワイヤーボンド工程）。その後、半導体素子７の外囲を封止するが、封止領域はリードフレームのタイバー部６で包囲された領域内を封止樹脂９により封止し、アウターリード部５を外部に突出させて封止する（樹脂封止工程）。そしてタイバー部６で封止樹脂９の境界部をカッティングし、各アウターリード部５を分離し、フレーム枠１を除去するとともに、アウターリード部５の先端部をベンディングすることにより（タイバーカット・ベンド工程）、図１９に示した構造の樹脂封止型半導体装置を製造することができる。ここで図２０において、破線で示した領域が封止樹脂９で封止する領域である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来のリードフレームでは、半導体素子が高集積化し、多ピン化となった場合、インナーリード部（アウターリード部）の幅の形成には限界があり、多ピン化に対応しようとする場合は、インナーリード部（アウターリード部）の数が多くなるため、リードフレーム自体が大きくなり、結果として樹脂封止型半導体装置も大きくなり、要望される小型、薄型の樹脂封止型半導体装置は実現できないという課題があった。また、半導体素子の多ピン化対応としてリードフレームのサイズを変更せず、インナーリード部を増加させる場合は、１本当たりのインナーリード部の幅を細くしなければならず、リードフレーム形成のエッチング等の加工で課題が多くなってしまう。
【００１０】
また最近は面実装タイプの半導体装置として、底面に外部電極を設けたキャリア（配線基板）上に半導体素子を搭載し、電気的接続を行った後、そのキャリアの上面を樹脂封止した半導体装置であるボール・グリッド・アレイ（ＢＧＡ）タイプやランド・グリッド・アレイ（ＬＧＡ）タイプの半導体装置がある。このタイプの半導体装置はその底面側でマザー基板と実装する半導体装置であり、今後、このような面実装タイプの半導体装置が主流になりつつある。したがって、このような動向に対応するには、従来のリードフレーム、そのリードフレームを用いた樹脂封止型半導体装置では、対応できないという大きな課題が顕在化してきている。
【００１１】
従来の樹脂封止型半導体装置では、封止樹脂の側面にアウターリード部よりなる外部リードが設けられており、その外部リードと基板電極とを接合して実装するものであるため、ＢＧＡタイプ，ＬＧＡタイプの半導体装置に比べて、基板実装の信頼性は低いものとなってしまう。また、ＢＧＡタイプ，ＬＧＡタイプの半導体装置は、配線基板を用いているため、コスト的に高価となるという課題がある。また従来においては、リードフレームから樹脂封止型半導体装置（製品）を分離し、回収する際はリード変形等の外観不良が発生しないように注意を払いながら回収するものであり、効率的かつ低コストで回収は困難であった。
【００１２】
本発明は前記した従来の課題および今後の半導体装置の動向に対応できるフレームタイプのパッケージ材を用いた樹脂封止型半導体装置を提供するものであり、底面側で基板実装できる半導体装置をフレーム体を用いて構成することを目的とするものである。そして従来のリードフレームに着目した発想から転換し、ビーム状の「リード」に代え、外部電極となる「ランド」をフレーム状で形成する点に主眼をおいたターミナルランドフレームとそれを用いた樹脂封止型半導体装置およびその製造方法を提供するものである。さらに本発明は、従来のようにリードカット工程やリードベンド工程をなくし、容易に樹脂封止型半導体装置を得ることができ、樹脂封止型半導体装置を低コストで製造できるものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法は、金属板よりなるフレーム本体と、前記フレーム本体の領域内に配設されて、薄厚部により前記フレーム本体と接続し、かつ前記フレーム本体よりも突出して形成された複数のランド構成体群とよりなり、前記ランド構成体群は前記フレーム本体から突出した方向への押圧力により、前記薄厚部が破断されて前記ランド構成体群が前記フレーム本体より分離される構成であるターミナルランドフレームを用意する工程と、前記ターミナルランドフレームの前記ランド構成体群の一部のランド構成体の突出した側に半導体素子を搭載し、前記搭載した半導体素子とランド構成体とを電気的に接続し、少なくとも前記半導体素子の外囲を封止樹脂により封止して樹脂封止型半導体装置を形成する工程と、前記ターミナルランドフレームの前記フレーム本体を固定した状態で前記フレーム本体の底面側から前記ランド構成体の底面側に対して押圧力を印加し、ランド構成体群とフレーム本体とを接続している薄厚部を破断させ、前記フレーム本体から樹脂封止型半導体装置を分離する工程とを有する樹脂封止型半導体装置の製造方法であって、前記フレーム本体から樹脂封止型半導体装置を分離する工程では、前記フレーム本体の底面側を上面にして、その上面側からランド構成体に対して突き下げによる押圧力を印加し、樹脂封止型半導体装置を分離させて落下させ、下方で一括回収する回収工程を有する樹脂封止型半導体装置の製造方法である。
【００１４】
また、金属板よりなるフレーム本体と、前記フレーム本体の領域内であって、薄厚部により前記フレーム本体と接続し、かつ前記フレーム本体よりも突出して形成された半導体素子が搭載されるダイパッド部と、前記フレーム本体の領域内であって前記ダイパッド部の周囲に配設されて、薄厚部により前記フレーム本体と接続し、かつ前記フレーム本体よりも突出して形成された複数のランド構成体とよりなり、前記ダイパッド部および前記ランド構成体は、前記フレーム本体から突出した方向への押圧力により、前記薄厚部が破断されて前記ランド構成体が前記フレーム本体より分離される構成であるターミナルランドフレームを用意する工程と、前記ターミナルランドフレームの前記ダイパッド部の突出した側に半導体素子を搭載し、前記搭載した半導体素子とランド構成体とを電気的に接続し、少なくとも前記半導体素子の外囲を封止樹脂により封止する工程と、前記ターミナルランドフレームの前記フレーム本体を固定した状態で前記フレーム本体の底面側から前記ランド構成体の底面側と前記ダイパッド部の底面側とに対して押圧力を印加し、ランド構成体群およびダイパッド部とフレーム本体とを接続している薄厚部を破断させ、前記フレーム本体から樹脂封止型半導体装置を分離する工程とを有する樹脂封止型半導体装置の製造方法であって、前記フレーム本体から樹脂封止型半導体装置を分離する工程では、前記フレーム本体の底面側を上面にして、その上面側からランド構成体およびダイパッド部に対して突き下げによる押圧力を印加し、樹脂封止型半導体装置を分離させて落下させ、下方で一括回収する回収工程を有する樹脂封止型半導体装置の製造方法である。
【００１５】
前記構成の通り、本発明のターミナルランドフレームは、樹脂封止型半導体装置を構成した際、その外部電極となるランド構成体を設けたものであり、そのランド構成体は、一方向の押圧力、例えば突き上げ力により、ランド構成体とフレーム本体とを接続している部分である薄厚部を破断させることにより、フレーム本体から分離することができるので、リードカット工程やリードベンド工程をなくし、容易に樹脂封止型半導体装置を得ることができるものである。これは比較的、精度が要求された従来のリードフレームにおけるリードカット工程、リードベンド工程に比べて、工程自体が、突き上げ処理により樹脂封止型半導体装置をフレームから分離する、という比較的単純な処理であり、不良、破壊、変形等が発生することがなくなるため、容易に樹脂封止型半導体装置を得ることができるものである。そしてリード変形等の外観不良の発生がないため、製品分離後は、下方で一括で製品回収ができるため、効率よく低コストで回収することができるものである。
【００１６】
また本発明のターミナルランドフレームを用いることにより、本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法においては、半導体素子を搭載し、樹脂封止した後、ランド構成体、ダイパッド部分の下方からの突き上げによりフレーム自体を除去するだけで、樹脂封止型半導体装置の底面部分に半導体素子と電気的に接続したランド電極を配列することができる。また、本発明のターミナルランドフレームを用いて樹脂封止型半導体装置を製造する際、樹脂封止時において、ランド底面部分への樹脂バリの進入を防止でき、加えて、ランド電極の外部電極としてのスタンドオフが確保できるものである。
【００１７】
そして、分離工程では、ターミナルランドフレームの底面からその中央部に配置されたランド構成体やダイパッド部と、周辺部に配置されたランド構成体とに対して、均一にかつ同時に押圧力を付加することにより、ランド構成体、ダイパッド部と封止樹脂との間に応力を与えず、封止樹脂との食い込みを良くして密着性を高め、信頼性よく、樹脂封止型半導体装置を分離することができるものである。また、全てのランド構成体やダイパッド部に対して押圧力を均等にかつ同時に印加することで、ランド構成体、ダイパッド部と封止樹脂との間に応力を与えず、封止樹脂との食い込みを良くして密着性を高め、信頼性よく、樹脂封止型半導体装置を分離することができるものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のターミナルランドフレームおよびその製造方法ならびに樹脂封止型半導体装置およびそ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。
【００１９】
図１は本実施形態のターミナルランドフレームを示す平面図である。図２は本実施形態のターミナルランドフレームを示す断面図であり、図１において、Ａ−Ａ１箇所の断面を示している。図３は図２におけるランド構成体部分を拡大して示す断面図である。
【００２０】
図示するように本実施形態のターミナルランドフレームは、銅材または、４２−アロイ等の通常のリードフレームに用いられている金属板よりなるフレーム本体１０と、そのフレーム本体１０の領域内に格子状に配設されて、薄厚部１１によりフレーム本体１０と接続し、かつフレーム本体１０よりも突出して形成された複数のランド構成体１２とよりなるものである。すなわち、フレーム本体１０、ランド構成体１２および薄厚部１１は同一の金属板より一体で形成されているものである。そしてランド構成体１２はフレーム本体１０から突出した方向への押圧力により、薄厚部１１が破断されてランド構成体１２がフレーム本体１０より分離される構成を有するものである。ランド構成体１２の格子状の配列は、千鳥格子状、碁盤の目格子状、またはランダムに面配置してもよいが、搭載する半導体素子との金属細線による接続に好適な配置を採用する。
【００２１】
図３に示すように、ランド構成体１２の底面部分１２ａに対して、突出した方向への押圧力を印加することにより、薄厚部１１の破線部分で破断されることになり、フレーム本体１０からランド構成体１２が分離するものである。ここで、薄厚部１１はフレーム本体１０自体に対して、打ち抜き加工の半切断手段により形成される「繋ぎ部分」であり、フレーム本体１０のランド構成体を形成したい部分をパンチ部材を用いて打ち抜き加工し、完全に打ち抜かずに、途中、好ましくは半分程度の打ち抜きで止め、途中まで打ち抜かれた部分がフレーム本体１０から突出し、その突出した部分がランド構成体１２を構成するとともに、フレーム本体１０と切断されずに接続している繋ぎ部分が薄厚部１１を構成するものである。したがって、薄厚部１１は極薄であり、ランド構成体１２の底面部分１２ａに対して、突出した方向への押圧力を印加する程度で、薄厚部１１が破断する厚みを有するものである。
【００２２】
また、フレーム本体１０よりも突出して形成されたランド構成体１２は、その突出量はフレーム本体１０自体の厚みの過半数以上の突出量を有しており、ランド構成体１２がフレーム本体１０から突出した方向への押圧力により、薄厚部１１が破断されてランド構成体１２がフレーム本体１０より分離される構成を実現できるよう構成されている。例えば本実施形態では、ターミナルランドフレーム自体の厚み、すなわちフレーム本体１０の厚みを２００［μｍ］とし、ランド構成体１２の突出量を１４０［μｍ］〜１８０［μｍ］（フレーム本体１０の厚みの７０［％］〜９０［％］）としている。なお、フレーム本体の厚みは、２００［μｍ］に限定するものではなく、必要に応じて、４００［μｍ］の厚型のフレームとしてもよい。また、ランド構成体１２の突出量に関しても、実施形態では過半数以上のフレーム本体厚みの７０［％］〜９０［％］の突出量としたが、半数以下の突出量としてもよく、薄厚部１１部分が破断される範囲で、突出量を設定できるものである。
【００２３】
また本実施形態のターミナルランドフレームは、その表面がメッキ処理されたものであり、必要に応じて例えば、ニッケル（Ｎｉ），パラジウム（Ｐｄ）および金（Ａｕ）などの金属が積層されて適宜メッキされているものである。メッキ処理については、ランド構成体１２を成形した後に行ってもよく、または金属板へのランド構成体の成形前に行ってもよい。またターミナルランドフレームの表面粗さについては、極めて平坦であって、０．１［μｍ］以下であり、封止樹脂との剥離性に影響するものであり、ランド構成体１２以外の部分には無用な凹凸がないようにする必要がある。
【００２４】
また本実施形態のターミナルランドフレームにおいては、ランド構成体１２の突出した上面部分は、コイニングと称されるプレス成形により、その突出した上面形状が上面平坦なキノコ状を構成するものである。このコイニングによる形状により、ターミナルランドフレームに対して、半導体素子を搭載し、樹脂封止した際、封止樹脂のランド構成体への食いつきを良好にし、封止樹脂との密着性を向上させ、片面封止であっても樹脂封止の信頼性を得ることができるものである。また形状は上面平坦なキノコ状に限定されるものではなく、鍵状等の封止樹脂とのアンカー作用のある上面平坦な形状であればよい。
【００２５】
本実施形態のターミナルランドフレームでは、あえて半導体素子が搭載される部材であるダイパッド部を設けていないが、フレーム本体１０の領域内に設けたランド構成体１２の群の内、一部のランド構成体をダイパッド部として使用し、半導体素子の支持用のランド構成体とすることができる。このことにより、品種の違いにより、ターミナルランドフレーム上に搭載する半導体素子の大きさに差があった場合でも、適宜、ランド構成体１２の群の一部を支持用のランド構成体として使用し、その他のランド構成体１２をその搭載した半導体素子との電気的な接続用のランド構成体として使用することにより、ターミナルランドフレームを共用することができ、１枚のフレーム中で複数の大きさの異なる半導体素子を搭載し、樹脂封止型半導体装置を得ることができる。
【００２６】
なお、ランド構成体１２の数は、搭載する半導体素子のピン数などにより、その数を適宜設定できるものである。そして図１に示すように、ランド構成体１２はフレーム本体１０の領域に形成するが、左右・上下に連続して形成できるものである。またランド構成体１２の形状は円形としているが、角形や長方形でもよく、また大きさは、ターミナルランドフレーム内で全て同一としてもよいし、樹脂封止型半導体装置を構成し、ランド電極とした場合、基板実装の際の応力緩和のために、周辺部に位置するランド構成体１２を大きくするようにしてもよい。本実施形態では、ランド構成体１２の上面の大きさは、半導体素子を搭載し、電気的接続手段として、金線等の金属細線により接続する際、ボンディング可能な大きさであればよく、１００［μｍ］φ以上の大きさとしている。
【００２７】
また、本実施形態で示したターミナルランドフレームは、従来のようなインナーリード部、アウターリード部、ダイパッド部などを有さず、ランド電極としてランド構成体１２を有し、そのランド構成体１２を半導体素子が搭載される面内に格子状、千鳥状に配列することにより、このターミナルランドフレームを用いて樹脂封止型半導体装置を構成した場合、底面にランド電極を備えた樹脂封止型半導体装置を実現することができる。また従来のように電極となる構成が、ビーム状のリード構成ではなく、ランド構成体１２であるため、それらを面状に配置することができ、ランド構成体１２の配置の自由度が向上し、多ピン化に対応することができる。勿論、搭載する半導体素子のピン数により、ランド構成体１２の配置は設定するものであり、従来のような一連の配置でもよい。
【００２８】
次に本実施形態のターミナルランドフレームの製造方法について説明する。
【００２９】
図４および図５は、ターミナルランドフレームの製造方法を示す断面図であり、ランド構成体部分を示す断面図である。
【００３０】
まず図４に示すように、ターミナルランドフレームのフレーム本体となる金属板１３を打ち抜き金型のダイ部１４に載置し、金属板１３の上方から押え金型１５により押さえる。ここで図４において、ダイ部１４には、打ち抜き用の開口部１６が設けられている。また、金属板１３に対して上方には、パンチ部材１７が設けられており、パンチ部材１７により金属板１３が押圧され打ち抜き加工された際、金属板１３の押圧された箇所が開口部１６に打ち抜かれる構造を有している。
【００３１】
次に図５に示すように、ダイ部１４上の所定の位置に固定した金属板１３に対して、その上方からパンチ部材１７により押圧による打ち抜き加工を行い、金属板１３の一部をダイ部１４側の開口部１６側に突出するように押圧して、金属板１３の所定箇所を半切断状態にし、ランド構成体１２を形成する。ここで薄厚部１１により金属板１３と接続されて残存し、かつ金属板１３の本体部よりも突出して形成されたランド構成体１２を形成するものである。
【００３２】
本実施形態では、パンチ部材１７により金属板１３の一部を打ち抜き加工する際、完全に打ち抜かず、途中でパンチ部材１７の押圧を停止させることで、半切断状態を形成し、金属板１３の押圧された部分を切り離すことなく、金属板１３の本体に接続させて残存させるものである。また、金属板１３のランド構成体１２を形成する部分に接触するパンチ部材１７の接触面積はダイ部１４に設けた開口部１６の開口面積よりも小さく、そのパンチ部材１７により、金属板１３の一部を押圧して金属板１３から突出したランド構成体１２を形成する工程においては、金属板１３から突出したランド構成体１２の上面部分１２ｂの面積が、金属板１３側に接続したランド構成体１２の底面部分１２ａの面積よりも大きく、ランド構成体１２の突出した側の上面のエッジ部は抜きダレによる曲面を有しているランド構成体１２を形成するものである。この構造により、形成されたランド構成体１２は、それが突出した方向に対しての押圧力、すなわちランド構成体１２の底面部分１２ａ側からの押圧力により、容易に分離されるものであり、またそれが突出した方向、すなわちランド構成体１２の上面部分１２ｂからの押圧力によっては分離しないものであり、一方向からの押圧力にのみ分離する構造となる。
【００３３】
また、ランド構成体１２の突出した上面部分に対して、コイニングと称されるプレス成形を行うことにより、その突出した上面形状が上面平坦なキノコ状を構成するようにしてもよい。このコイニングによる形状により、ターミナルランドフレームに対して、半導体素子を搭載し、樹脂封止した際、封止樹脂のランド構成体への食いつきを良好にし、アンカー効果を得て、封止樹脂との密着性をさらに向上させ、片面封止であっても樹脂封止の信頼性を得ることができるものである。
【００３４】
本実施形態において、金属板１３に対してランド構成体１２を形成する際、金属板１３の一部を突出させるその突出量については、金属板１３自体の厚みの過半数以上とし、本実施形態では、２００［μｍ］の金属板１３の厚みに対して、１４０［μｍ］〜１８０［μｍ］（金属板自体の厚みの７０［％］〜９０［％］）突出したランド構成体１２を形成している。したがって、突出して形成されたランド構成体１２は、金属板１３の本体に対して、極めて薄い厚みの薄厚部１１により接続されていることになる。本実施形態では、薄厚部１１の厚みとしては、２０［μｍ］〜６０［μｍ］（金属板自体の厚みの１０［％］〜３０［％］）であり、ランド構成体１２自体が突出した方向に対しての押圧力により、容易に分離されるものである。なお、フレーム本体の厚みは、２００［μｍ］に限定するものではなく、必要に応じて、４００［μｍ］の厚型のフレームとしてもよい。また、ランド構成体１２の突出量に関しても、実施形態では過半数以上の突出量としたが、半数以下の突出量としてもよく、薄厚部１１部分が破断される範囲で、突出量を設定できるものである。
【００３５】
ここで本実施形態のランド構成体１２を形成する際の半切断について説明する。図６は金属板１３に対して押圧し、半切断状態を構成した際のランド構成体１２と金属板１３、および薄厚部１１の部分の構造図である。
【００３６】
図６に示すように、金属板１３に対してランド構成体１２を形成した際、金属板１３のランド構成体１２部分は、図４，図５に示したパンチ部材１７による打ち抜き加工によって発生した抜きダレ部１８と、パンチ部材によりせん断されたせん断部１９と、ランド構成体１２自体が突出した方向に対しての押圧力により、容易にランド構成体１２が分離した際の破断面となる破断部２０を有している。ランド構成体１２の形成としては、パンチ部材１７により打ち抜き加工した際、抜きダレ部１８、せん断部１９、破断部２０の順に形成されていくものである。破断部２０となる部分は薄厚部１１であり、図面上はモデル的に示している関係上、相当の厚みを有しているように示されているが、実質的には極めて薄い状態である。また金属板１３の打ち抜き加工においては、理想的な状態は、Ａ：Ｂ＝１：１であり、パンチ部材１７が金属板１３を打ち抜き、金属板１３の厚みの１／２を打ち抜いた時点でパンチ部材１７を停止させ、打ち抜きを完了させるものであるが、その条件は適宜、設定するものである。
【００３７】
また打ち抜き加工において、クリアランスの値を変更することにより、せん断部１９と破断部２０との長さを操作することができ、クリアランスを小さくすると、せん断部１９を破断部２０よりも大きくすることができ、逆にクリアランスを大きくすると、せん断部１９を破断部２０よりも小さくすることができる。したがって、クリアランスをゼロとし、破断部２０の長さを短く抑えることで、金属板１３の抜き完了のタイミングを遅らせ、パンチ部材が金属板１３の１／２以上入っても、抜きが完了しないようにできるものである。ここでクリアランスは、パンチ部材１７の大きさとダイ部１４の開口部１６の大きさとの差により形成された隙間の量を示している。
【００３８】
次に本発明の樹脂封止型半導体装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。図７，図８は本実施形態の樹脂封止型半導体装置を示す図であり、図７は断面図であり、図８は底面図である。なお、図７の断面図は図８の底面図において、Ｂ−Ｂ１箇所の断面を示す図であり、また本実施形態の樹脂封止型半導体装置を示す平面図については、いわゆる矩形状を示すのみであり省略する。
【００３９】
図７，図８に示すように、本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、前述したようなターミナルランドフレームを用いて、半導体素子を搭載した半導体装置であり、ランド構成体２１の内、第１のランド構成体２１ａ，２１ｂ上に銀ペースト等の導電性接着剤２２、または絶縁性ペーストにより搭載、接合された半導体素子２３と、その半導体素子２３の周辺に配置され、半導体素子２３と金属細線２４により電気的に接続された第２のランド構成体２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆと、各ランド構成体２１の底面を突出させて半導体素子２３の外囲を封止した封止樹脂２５とよりなる樹脂封止型半導体装置である。そして本実施形態において、ランド構成体２１の封止樹脂２５からの突出量は、使用したターミナルランドフレーム本体の厚み量からランド構成体２１がそのフレーム本体から突出した量を差し引いた量であり、基板実装時のスタンドオフを有しているものである。
【００４０】
本実施形態では、ランド構成体２１の一部を半導体素子２３を支持するダイパッド部として使用した構造であり、他のランド構成体２１は電極として使用し、底面配列においては、ランド・グリッド・アレイを構成しているものである。そして、搭載する半導体素子の大きさ、ピン数に応じて、半導体素子の支持用のランド構成体２１を適宜、設定することができる。また、従来のリードフレームを用いた樹脂封止型半導体装置とは異なり、ランド構成体２１の面積は、１００［μｍ］以上のワイヤーボンドができる大きさであればよく、また高さも１４０［μｍ］〜１８０［μｍ］程度であるため、高密度な電極配列が可能であり、小型・薄型の樹脂封止型半導体装置を実現できるものである。さらに本実施形態の構造により、多ピン化に対応でき、高密度面実装型の樹脂封止型半導体装置を実現できるものであり、半導体装置自体の厚みとしても、１［ｍｍ］以下の５００［μｍ］程度の極めて薄型の樹脂封止型半導体装置を実現できるものである。
【００４１】
また本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、封止樹脂２５に封止された側のランド構成体２１の上面の面積が、封止樹脂２５から露出、突出した側のランド構成体２１の底面の面積よりも大きく、封止された側のランド構成体２１の上面のエッジ部は曲面を有しており、ランド構成体２１は略逆台形状の断面形状を有しているものである。この構造により、封止樹脂２５とランド構成体２１との食いつきを良好にし、密着性を向上させることができ、基板実装の際の接続の信頼性を得ることができるものである。なお、用いるターミナルランドフレーム自体の板厚を厚く設定することで、ランド構成体２１と封止樹脂２５との食いつきエリアを拡大させ、アンカー効果が増大するため、一層の信頼性向上が図れる。
【００４２】
次に本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法の実施形態について図面を参照しながら説明する。図９（ａ）〜（ｆ）は本実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す工程ごとの断面図である。
【００４３】
まず図９（ａ）に示すように、フレーム本体２６と、そのフレーム本体２６の領域内に配設されて、薄厚部２７によりフレーム本体２６と接続し、かつフレーム本体２６よりも突出して形成された複数のランド構成体２８とよりなり、ランド構成体２８はフレーム本体２６からそれが突出した方向への押圧力により、薄厚部２７が破断されてランド構成体２８がフレーム本体２６より分離される構成を有するターミナルランドフレームを用意する。
【００４４】
次に図９（ｂ）に示すように、ターミナルランドフレームのランド構成体２８が突出した面側であって、ランド構成体２８の内、所定の第１のランド構成体２８ａ，２８ｂ上に導電性接着剤２９、または絶縁性ペーストにより半導体素子３０を載置、接合する。この工程は半導体装置の組立工程におけるダイボンド工程に相当する工程であり、ターミナルランドフレームへの導電性接着剤２９の塗布、半導体素子３０の載置、加熱処理により半導体素子３０を接合するものである。ここで、ターミナルランドフレームは、ランド構成体２８が突出した方向に対しての押圧力、すなわちランド構成体２８の底面部分側からの押圧力により、容易に分離されるものであるが、それが突出した方向、すなわちランド構成体２８の上面部分からの押圧力によっては分離しないものであり、一方向からの押圧力にのみ分離する構造であるため、半導体素子３０を搭載する際、フレームに対して下方の押圧力が作用しても、ランド構成体２８は分離せず、安定してダイボンドできるものである。
【００４５】
次に図９（ｃ）に示すように、ターミナルランドフレーム上に接合した半導体素子３０とランド構成体２８の内、外部ランド電極となる第２のランド構成体２８ｃ，２８ｄ，２８ｅ，２８ｆとを金属細線３１により電気的に接続する。したがって、ランド構成体２８は上面の金属細線３１が接続される面の面積は１００［μｍ］以上である。また、この工程においても、ランド構成体２８は一方向からの押圧力にのみ分離する構造であるため、金属細線３１をランド構成体２８の上面に接続する際、下方に押圧力が作用しても、ランド構成体２８は分離せず、安定してワイヤーボンドできるものである。
【００４６】
次に図９（ｄ）に示すように、ターミナルランドフレーム上に接合した半導体素子３０、および電気的接続手段である金属細線３１の領域を封止樹脂３２により封止する。通常は上下封止金型を用いたトランスファーモールドにより片面封止を行う。ここではターミナルランドフレームの半導体素子３０が搭載された面のみが封止樹脂３２により封止されるものであり、片面封止構造となっている。そして各ランド構成体２８は突出して設けられているため、封止樹脂３２がその段差構造に対して食いつくため、片面封止構造であっても、ターミナルランドフレームと封止樹脂３２との密着性を得ることができる。
【００４７】
次に図９（ｅ）に示すように、ターミナルランドフレームを固定した状態、例えばターミナルランドフレームの端部を固定し、封止樹脂３２で封止した領域をフリーにした状態で、ターミナルランドフレームの下方からランド構成体２８の底面に対して、押圧力を印加する。この場合、ターミナルランドフレームの端部を固定し、その下方から突き上げピンにより突き上げて押圧力を印加することにより、ランド構成体２８とターミナルランドフレームのフレーム本体２６とが分離するものである。ランド構成体２８とフレーム本体２６とを接続している極薄の薄厚部２７が突き上げによる押圧力で破断されることにより分離されるものである。また、突き上げる場合は、一部の例えば中央部付近の半導体素子３０の下方に位置するランド構成体２８のみを突き上げてもよく、または周辺部のランド構成体２８を突き上げてもよく、または全てのランド構成体２８を突き上げてもよい。ただし、部分的な突き上げによりランド構成体２８が封止樹脂３２から剥離しない範囲で突き上げを行う。また突き上げ以外の手段により、ランド構成体２８が分離できるものであればよく、例えばフレーム本体２６に対してひねりを加えても分離させることができるが、信頼性を考慮して行う。
【００４８】
図９（ｆ）に示すように、ランド構成体２８とフレーム本体とを接続している極薄の薄厚部２７が突き上げによる押圧力で破断されることにより分離されて、樹脂封止型半導体装置３３を得ることができる。なお、ここで封止樹脂３２とフレーム本体との剥離は、フレーム本体のランド構成体２８を形成した部分以外の領域と封止樹脂との密着性が弱く、ランド構成体２８が分離されることにより、樹脂封止型半導体装置を取り出すことができるものである。ランド構成体２８部分はその凹凸形状が封止樹脂３２に食い込むため、剥離せずに封止樹脂３２内に形成されるものである。図示するように、樹脂封止型半導体装置３３は、ランド構成体２８がその底面に配列され、またランド構成体２８が封止樹脂３２の底面よりも突出して設けられ、基板実装時のスタンドオフが形成されているものである。ここで樹脂封止型半導体装置３３のランド構成体２８の突出量は、フレーム本体の厚み量からランド構成体２８が突出した量を差し引いた量となり、ランド構成体２８の外部ランド電極としてのスタンドオフが形成されるものである。本実施形態では、２００［μｍ］の厚みのフレーム本体に対して、ランド構成体２８を１４０［μｍ］〜１８０［μｍ］（フレーム本体の厚みの７０［％］〜９０［％］）突出させているため、スタンドオフ高さの量は、２０［μｍ］〜６０［μｍ］（フレーム本体の厚みの１０［％］〜３０［％］）となり、基板実装時のスタンドオフを有したランド電極を得ることができる。
【００４９】
なお、フレーム本体から樹脂封止型半導体装置を分離する工法としては、前記したようなランド構成体２８部分に対する突き上げ法の他、フレーム本体自体を引き剥がすことにより、分離できるものであるが、製品の信頼性を考慮して分離方法を採用するものである。
【００５０】
次に本発明のターミナルランドフレームの別の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００５１】
図１０は本実施形態のターミナルランドフレームを示す平面図である。図１１は本実施形態のターミナルランドフレームを示す断面図であり、図１０において、Ｃ−Ｃ１箇所の断面を示している。また基本概念は前記した実施形態のターミナルランドフレームと同様である。
【００５２】
図示するように本実施形態のターミナルランドフレームは、銅材または、４２−アロイ等の通常のリードフレームに用いられている金属板よりなるフレーム本体１０と、そのフレーム本体１０の領域内に配設されて、薄厚部１１によりフレーム本体１０と接続し、かつフレーム本体１０よりも突出して形成された複数のランド構成体１２と、ダイパッド部３４よりなるものである。すなわち、フレーム本体１０、ランド構成体１２、ダイパッド部３４および薄厚部１１は同一の金属板より一体で形成されているものである。そしてランド構成体１２はフレーム本体１０から突出した方向への押圧力により、薄厚部１１が破断されてランド構成体１２がフレーム本体１０より分離される構成を有するものである。
【００５３】
ここで本実施形態のターミナルランドフレームは、前述した図１，図２および図３に示したターミナルランドフレームと同様な構成を有するものの、半導体素子を搭載するダイパッド部３４を設けたものである。
【００５４】
したがって、ランド構成体１２およびダイパッド部３４の底面部分１２ａ，３４ａに対して、突出した方向への押圧力を印加することにより、薄厚部１１の破線部分で破断されることになり、フレーム本体１０からランド構成体１２とダイパッド部３４とが分離するものである。ここで、薄厚部１１はフレーム本体１０自体に対して、打ち抜き加工の半切断手段により形成される「繋ぎ部分」であり、フレーム本体１０のランド構成体を形成したい部分をパンチ部材を用いて打ち抜き加工し、完全に打ち抜かずに、途中、好ましくは半分程度の打ち抜きで止め、途中まで打ち抜かれた部分がフレーム本体１０から突出し、その突出した部分がランド構成体１２を構成するとともに、フレーム本体１０と切断されずに接続している繋ぎ部分が薄厚部１１を構成するものである。
【００５５】
また、フレーム本体１０よりも突出して形成されたランド構成体１２、ダイパッド部３４は、その突出量はフレーム本体１０自体の厚みの過半数以上の突出量を有しており、例えば本実施形態では、ターミナルランドフレーム自体の厚み、すなわちフレーム本体１０の厚みを２００［μｍ］とし、ランド構成体１２、ダイパッド部３４の突出量を１４０［μｍ］〜１８０［μｍ］（フレーム本体の厚みの７０［％］〜９０［％］）としている。
【００５６】
また本実施形態のターミナルランドフレームは、必要に応じてメッキ処理されたものであり、ニッケル（Ｎｉ），パラジウム（Ｐｄ）および金（Ａｕ）などの金属が積層されて適宜メッキされているものである。
【００５７】
なお、ランド構成体１２の数は、搭載する半導体素子のピン数などにより、その数を適宜設定できるものである。そして図１０に示すように、ランド構成体１２はフレーム本体１０の領域に形成するが、左右・上下に連続して形成できるものであり、従来のように個々の分離は必要なく、またタイバーを設ける必要もない。またランド構成体１２の形状は円形としているが、角形や長方形でもよく、また大きさは、ターミナルランドフレーム内で全て同一としてもよいし、樹脂封止型半導体装置を構成し、ランド電極とした場合、基板実装の際の応力緩和のために、周辺部に位置するランド構成体１２を大きくするようにしてもよい。本実施形態では、ランド構成体１２の上面の大きさは、半導体素子を搭載し、電気的接続手段として、金線等の金属細線により接続する際、ボンディング可能な大きさであればよく、１００［μｍ］φ以上の大きさとしている。
【００５８】
また、本実施形態で示したターミナルランドフレームは、従来のようなインナーリード部、アウターリード部を有さず、ランド電極としてランド構成体１２を有し、そのランド構成体１２を半導体素子が搭載される面内に格子状、千鳥状に配列することにより、このターミナルランドフレームを用いて樹脂封止型半導体装置を構成した場合、底面にランド電極を面配置で備えた樹脂封止型半導体装置を実現することができる。また従来のように電極となる構成が、ビーム状のリード構成ではなく、ランド構成体１２であるため、それらを面状に配置することができ、ランド構成体１２の配置の自由度が向上し、多ピン化に対応することができる。
【００５９】
次に本実施形態のターミナルランドフレームの製造方法について説明する。製造方法についても前述したターミナルランドフレームの製造方法と同様であり、基本概念は前記した実施形態のターミナルランドフレームの製造方法と同様であるが、ランド構成体を形成すると同時にダイパッド部も形成するものである。
【００６０】
すなわち、打ち抜き金型のダイ部上の所定の位置に固定した金属板に対して、その上方からパンチ部材により押圧による打ち抜き加工を行い、金属板の一部をダイ部側の開口部側に突出するように押圧して、金属板の所定箇所を半切断状態にし、ランド構成体およびダイパッド部を形成する。ここで薄厚部により金属板と接続されて残存し、かつ金属板の本体部よりも突出して形成されたランド構成体とダイパッド部とを形成するものである。また、金属板のランド構成体およびダイパッド部を形成する部分に接触するパンチ部材の接触面積はダイ部に設けた開口部の各開口面積よりも小さく、そのパンチ部材により、金属板の一部を押圧して金属板から突出したランド構成体とダイパッド部とを形成する工程においては、金属板から突出したランド構成体、ダイパッド部の各上面部分の面積が、金属板側に接続したランド構成体、ダイパッド部の各底面部分の面積よりも大きく、ランド構成体の突出した側の上面のエッジ部は抜きダレによる曲面を有しているランド構成体、ダイパッド部を形成するものである。この構造により、形成されたランド構成体、ダイパッド部は、それらが突出した方向に対しての押圧力、すなわちランド構成体、ダイパッド部の各底面部分側からの押圧力により、容易に分離されるものであり、またそれが突出した方向、すなわちランド構成体、ダイパッド部の各上面部分からの押圧力によっては分離しないものであり、一方向からの押圧力にのみ分離する構造となる。
【００６１】
本実施形態において、金属板に対してランド構成体、ダイパッド部を形成する際、突出させるその突出量については、金属板自体の厚みの過半数以上とし、本実施形態では、２００［μｍ］の金属板の厚みに対して、１４０［μｍ］〜１８０［μｍ］（金属板自体の厚みの７０［％］〜９０［％］）突出したランド構成体、ダイパッド部を形成している。したがって、突出した形成されたランド構成体、ダイパッド部は、金属板の本体に対して、極めて薄い厚みの薄厚部により接続されていることになる。本実施形態では、薄厚部の厚みとしては、２０［μｍ］〜６０［μｍ］（金属板自体の厚みの１０［％］〜３０［％］）であり、ランド構成体、ダイパッド部が突出した方向に対しての押圧力により、容易に分離されるものである。
【００６２】
次に本実施形態のターミナルランドフレームを用いた樹脂封止型半導体装置について図面を参照しながら説明する。図１２，図１３は本実施形態の樹脂封止型半導体装置を示す図であり、図１２は断面図であり、図１３は底面図である。なお、図１２の断面図は図１３の底面図において、Ｄ−Ｄ１箇所の断面を示す図であり、また本実施形態の樹脂封止型半導体装置を示す平面図については、いわゆる矩形状を示すのみであり省略する。また基本概念は前記した実施形態のターミナルランドフレームを用いた樹脂封止型半導体装置の構造と同様である。
【００６３】
図１２，図１３に示すように、本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、前述したような図１０，図１１に示したターミナルランドフレームを用いて、半導体素子を搭載した半導体装置であり、ダイパッド部３５上に銀ペースト等の導電性接着剤２２により搭載、接合された半導体素子２３と、その半導体素子２３の周辺に配置され、半導体素子２３と金属細線２４により電気的に接続されたランド構成体２１と、各ランド構成体２１の底面を突出させて半導体素子２３の外囲を封止した封止樹脂２５とよりなる樹脂封止型半導体装置である。そして本実施形態において、ランド構成体２１、ダイパッド部３５の封止樹脂２５からの突出量は、使用したターミナルランドフレーム本体の厚み量からランド構成体２１、ダイパッド部がそのフレーム本体から突出した量を差し引いた量であり、基板実装時のスタンドオフを有しているものである。
【００６４】
本実施形態では、ダイパッド部３５により半導体素子２３を支持する構造であるが、ランド構成体２１は電極として使用し、底面配列においては、ランド・グリッド・アレイを構成しているものである。
【００６５】
また本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、封止樹脂２５に封止された側のランド構成体２１、ダイパッド部３５の上面の面積が、封止樹脂２５から露出、突出した側のランド構成体２１、ダイパッド部３５の底面の面積よりも大きく、封止された側のランド構成体２１、ダイパッド部３５の上面のエッジ部は曲面を有しており、略逆台形状の断面形状を有しているものである。この構造により、封止樹脂２５とランド構成体２１、ダイパッド部３５との食いつきを良好にし、密着性を向上させることができ、基板実装の際の接続の信頼性を得ることができるものである。またこの構造により、底面側で基板実装することができ、従来のようなビーム状のリードによる基板実装に比べて、実装の信頼性を向上させることができ、ＢＧＡ型半導体装置と同等以上の信頼性を有するものである。
【００６６】
次に本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法の実施形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態においても、基本概念は前記した実施形態のターミナルランドフレームを用いた樹脂封止型半導体装置の製造方法と同様である。図１４（ａ）〜（ｆ）は本実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す工程ごとの断面図である。
【００６７】
まず図１４（ａ）に示すように、フレーム本体２６と、そのフレーム本体２６の領域内に配設されて、薄厚部２７によりフレーム本体２６と接続し、かつフレーム本体２６よりも突出して形成された複数のランド構成体２８とダイパッド部３６とよりなり、ランド構成体２８、ダイパッド部３６はフレーム本体２６からそれが突出した方向への押圧力により、薄厚部２７が破断されてランド構成体２８、ダイパッド部３６がフレーム本体２６より分離される構成を有するターミナルランドフレームを用意する。
【００６８】
次に図１４（ｂ）に示すように、ターミナルランドフレームのランド構成体２８、ダイパッド部３６が突出した面側であって、ダイパッド部３６上に導電性接着剤２９により半導体素子３０を載置、接合する。この工程は半導体装置の組立工程におけるダイボンド工程に相当する工程であり、ターミナルランドフレームへの導電性接着剤２９の塗布、半導体素子３０の載置、加熱処理により半導体素子３０を接合するものである。ここで、ターミナルランドフレームは、ダイパッド部３６が突出した方向に対しての押圧力、すなわちダイパッド部３６の底面部分側からの押圧力により、容易に分離されるものであるが、それが突出した方向、すなわちダイパッド部３６の上面部分からの押圧力によっては分離しないものであり、一方向からの押圧力にのみ分離する構造であるため、半導体素子３０を搭載する際、フレームに対して下方の押圧力が作用しても、ダイパッド部３６は分離せず、安定してダイボンドできるものである。
【００６９】
次に図１４（ｃ）に示すように、ターミナルランドフレーム上に接合した半導体素子３０とランド構成体２８とを金属細線３１により電気的に接続する。したがって、ランド構成体２８は上面の金属細線３１が接続される面の面積は１００［μｍ］以上である。また、この工程においても、ランド構成体２８は一方向からの押圧力にのみ分離する構造であるため、金属細線３１をランド構成体２８の上面に接続する際、下方に押圧力が作用しても、ランド構成体２８は分離せず、安定してワイヤーボンドできるものである。
【００７０】
次に図１４（ｄ）に示すように、ターミナルランドフレーム上に接合した半導体素子３０、および電気的接続手段である金属細線３１の領域を封止樹脂３２により封止する。通常は上下封止金型を用いたトランスファーモールドにより片面封止を行う。ここではターミナルランドフレームの半導体素子３０が搭載された面のみが封止樹脂３２により封止されるものであり、片面封止構造となっている。そして各ランド構成体２８、ダイパッド部３６は突出して設けられているため、封止樹脂３２がその段差構造に対して、食いつくため片面封止構造であっても、ターミナルランドフレームと封止樹脂３２との密着性を得ることができる。
【００７１】
次に図１４（ｅ）に示すように、ターミナルランドフレームを固定した状態、例えばターミナルランドフレームの端部を固定し、封止樹脂３２で封止した領域をフリーにした状態で、ターミナルランドフレームの下方からランド構成体２８およびダイパッド部３６の底面に対して、押圧力を印加する。この場合、ターミナルランドフレームの端部を固定し、その下方から突き上げピンにより突き上げて押圧力を印加することにより、ランド構成体２８、ダイパッド部３６とターミナルランドフレームのフレーム本体２６とが分離するものである。これはランド構成体２８、ダイパッド部３６とフレーム本体２６とを接続している極薄の薄厚部２７が突き上げによる押圧力で破断されることにより分離されるものである。
【００７２】
図１４（ｆ）に示すように、ランド構成体２８、ダイパッド部３６とフレーム本体とを接続している極薄の薄厚部２７が突き上げによる押圧力で破断されることにより分離されて、樹脂封止型半導体装置３７を得ることができる。図示するように、樹脂封止型半導体装置３７は、ランド構成体２８がその底面に配列され、またランド構成体２８が封止樹脂３２の底面よりも突出して設けられ、基板実装時のスタンドオフが形成されているものである。ここで樹脂封止型半導体装置３７のランド構成体２８の突出量は、フレーム本体の厚み量からランド構成体２８が突出した量を差し引いた量となり、ランド構成体２８の外部ランド電極としてのスタンドオフが形成されるものである。本実施形態では、２００［μｍ］の厚みのフレーム本体に対して、ランド構成体２８を１４０［μｍ］〜１８０［μｍ］（フレーム本体の厚みの７０［％］〜９０［％］）突出させているため、スタンドオフ高さの量は、２０［μｍ］〜６０［μｍ］（フレーム本体の厚みの１０［％］〜３０［％］）となり、基板実装時のスタンドオフを有したランド電極を得ることができる。
【００７３】
次に本発明のターミナルランドフレームを用いた樹脂封止型半導体装置の製造方法の他の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００７４】
図１５（ａ）〜（ｆ）は本実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す図であり、工程ごとに示した断面図である。
【００７５】
まず図１５（ａ）に示すように、フレーム本体３８と、そのフレーム本体３８の領域内に配設されて、薄厚部３９によりフレーム本体３８と接続し、かつフレーム本体３８よりも突出して形成された複数のランド構成体４０とよりなり、ランド構成体４０はフレーム本体３８からそれが突出した方向への押圧力により、薄厚部３９が破断されてランド構成体４０がフレーム本体３８より分離される構成を有するターミナルランドフレームを用意する。
【００７６】
次に図１５（ｂ）に示すように、ターミナルランドフレームのランド構成体４０が突出した面側であって、ランド構成体４０の内、所定の第１のランド構成体４０ａ，４０ｂ上に導電性接着剤４１、または絶縁性ペーストにより半導体素子４２を載置、接合する。この工程は半導体装置の組立工程におけるダイボンド工程に相当する工程であり、ターミナルランドフレームへの導電性接着剤４１の塗布、半導体素子４２の載置、加熱処理により半導体素子４２を接合するものである。ここで、ターミナルランドフレームは、ランド構成体４０が突出した方向に対しての押圧力、すなわちランド構成体４０の底面部分側からの押圧力により、容易に分離されるものであるが、それが突出した方向、すなわちランド構成体４０の上面部分からの押圧力によっては分離しないものであり、一方向からの押圧力にのみ分離する構造であるため、半導体素子４２を搭載する際、フレームに対して下方の押圧力が作用しても、ランド構成体４０は分離せず、安定してダイボンドできるものである。
【００７７】
次に図１５（ｃ）に示すように、ターミナルランドフレーム上に接合した半導体素子４２とランド構成体４０の内、外部ランド電極となる第２のランド構成体４０ｃ，４０ｄ，４０ｅ，４０ｆとを金属細線４３により電気的に接続する。したがって、ランド構成体４０は上面の金属細線４３が接続される面の面積は１００［μｍ］以上である。また、この工程においても、ランド構成体４０は一方向からの押圧力にのみ分離する構造であるため、金属細線４３をランド構成体４０の上面に接続する際、下方に押圧力が作用しても、ランド構成体４０は分離せず、安定してワイヤーボンドできるものである。
【００７８】
次に図１５（ｄ）に示すように、ターミナルランドフレーム上に接合した半導体素子４２、および電気的接続手段である金属細線４３の領域を封止樹脂４４により封止する。通常は上下封止金型を用いたトランスファーモールドにより片面封止を行う。ここではターミナルランドフレームの半導体素子４２が搭載された面のみが封止樹脂４４により封止されるものであり、片面封止構造となっている。そして各ランド構成体４０は突出して設けられているため、封止樹脂４４がその段差構造に対して食いつくため、片面封止構造であっても、ターミナルランドフレームと封止樹脂４４との密着性を得ることができる。
【００７９】
次に図１５（ｅ）に示すように、ターミナルランドフレームを固定した状態、例えばターミナルランドフレームの端部を固定し、封止樹脂４４で封止した領域をフリーにした状態で、ターミナルランドフレームの下方からランド構成体４０の底面に対して、押圧力を印加する。この場合、ターミナルランドフレームの端部を固定し、その下方から突き上げピンにより突き上げて押圧力を印加することにより、ランド構成体４０とターミナルランドフレームのフレーム本体３８とが分離するものである。これはランド構成体４０とフレーム本体３８とを接続している極薄の薄厚部３９が突き上げによる押圧力で破断されることにより分離されるものである。
【００８０】
図１５（ｆ）に示すように、ランド構成体４０とフレーム本体３８とを接続している極薄の薄厚部３９が突き上げによる押圧力で破断されることにより分離されて、樹脂封止型半導体装置４５を得ることができる。なお、ここでフレーム本体３８のランド構成体４０が形成されていない領域と封止樹脂４４との密着性は弱く、ランド構成体４０が分離することにより、フレーム本体３８から樹脂封止型半導体装置４５を得ることができるものである。図示するように、樹脂封止型半導体装置４５は、ランド構成体４０がその底面に配列され、またランド構成体４０が封止樹脂４４の底面よりも突出して設けられ、基板実装時のスタンドオフが形成されているものである。ここで樹脂封止型半導体装置４５のランド構成体４０の突出量は、フレーム本体の厚み量からランド構成体４０が突出した量を差し引いた量となり、ランド構成体４０の外部ランド電極としてのスタンドオフが形成されるものである。本実施形態では、２００［μｍ］の厚みのフレーム本体に対して、ランド構成体４０を１４０［μｍ］〜１８０［μｍ］（フレーム本体の厚みの７０［％］〜９０［％］）突出させているため、スタンドオフ高さの量は、２０［μｍ］〜６０［μｍ］（フレーム本体３８の厚みの１０［％］〜３０［％］）となり、基板実装時のスタンドオフを有したランド電極を得ることができる。
【００８１】
本実施形態では、ターミナルランドフレームのフレーム本体３８からランド構成体４０を分離して樹脂封止型半導体装置４５を構成する際、フレーム本体３８を固定した状態で、フレーム本体３８の領域内のランド構成体４０のうち、中央部分に配置されたランド構成体と、樹脂封止型半導体装置としての周辺部に配置されたランド構成体とを同時に突き上げて、信頼性よく分離することを特徴とするものである。ランド構成体に対する押圧力の印加は、ランド構成体と封止樹脂との界面に対する応力等のダメージを避けて実施する必要があり、ランド構成体に対する押圧力の印加自体が重要な工程要素を有するものである。
【００８２】
以下、図１６を参照して説明する。図１６はフレーム本体のランド構成体を突き上げる際のランド構成体の突き上げ位置の構成を示す図であり、フレーム本体の底面を示す底面図である。
【００８３】
図１５に示したように、半導体素子が搭載され、ランド構成体と電気的に金属細線により接続され、封止樹脂で外囲を封止したターミナルランドフレームのフレーム本体から薄厚部を破断することによりランド構成体を分離して樹脂封止型半導体装置を構成する際、フレーム本体を固定した状態で、図１６に示すように、フレーム本体４６の領域内のランド構成体４７のうち、半導体素子を搭載したランド構成体である中央部分に配置されたランド構成体４７ａ，４７ｂと、樹脂封止型半導体装置としての周辺部である各コーナー部に配置されたランド構成体４７ｃ，４７ｄ，４７ｅ，４７ｆとを同時に突き上げて、信頼性よく分離するものである。本実施形態のように、ランド構成体４７をフレーム本体４６から分離させる際、中央部のランド構成体４７ａ，４７ｂと各コーナー部のランド構成体４７ｃ，４７ｄ，４７ｅ，４７ｆとに同時に押圧力を印加させ、ランド構成体４７とフレーム本体４６との接続部分である薄厚部を破断させるため、封止樹脂に埋没したランド構成体に対して、無理に応力が付加されず、ランド構成体と封止樹脂との間の密着性に対する悪影響をなくして分離することが可能になるものである。ランド構成体に対する無理な応力とは、ランド構成体が応力により封止樹脂と剥離、または封止樹脂に対してクラックの誘発、または封止樹脂と剥離限界に達するような応力である。
【００８４】
確かに全てのランド構成体に対して同時に押圧力を付加して分離することが、ランド構成体に対するダメージ低減の点では望ましいが、押圧力を付加するための突き上げツールの設計、精度等の制約が厳しくなり、製造コスト上、問題があるため、本実施形態のように部分的ではあるが、ランド構成体に対して無理な応力が印加されないように均等に押圧力を印加することで、局部的なランド構成体への応力付加を回避できるものである。しかも同時に押圧力を均等に印加することで、封止樹脂に埋没したランド構成体に対して、無理に応力が付加されず、ランド構成体と封止樹脂との間の密着性に対する悪影響をなくして分離することができる。
【００８５】
本実施形態では、中央部のランド構成体として、図１６に示すように、ランド構成体４７ａ，４７ｂの２箇所と、樹脂封止型半導体装置としての周辺部のランド構成体として各コーナー部のランド構成体４７ｃ，４７ｄ，４７ｅ，４７ｆの４箇所の計６箇所を同時に突き上げる構成を示したが、中央部はランド構成体４７ａ，４７ｂの２箇所でなくとも、１箇所でもよく、またその２箇所の周囲を含む４箇所、６箇所でもよく、ランド構成体に対して無理な応力が印加されない箇所であればよい。また、周辺部のランド構成体は、各コーナー部でなくとも、各辺の略中央部に配置（略中央線状に配置）されたランド構成体４７ｇ，４７ｈ，４７ｉ，４７ｊでもよい。また各コーナー部と各辺部の中央部との両方のランド構成体に対して押圧力、突き上げ力を印加してもよい。
【００８６】
本実施形態では、配置されたランド構成体４７に対して、各コーナー部どうしの略対角線状にランド構成体に対して、押圧力を同時に印加することにより、均等な力でランド構成体４７とフレーム本体４６との接続部分である薄厚部を破断させるため、封止樹脂に埋没したランド構成体に対して、無理に応力が付加されず、ランド構成体と封止樹脂との間の密着性に対する悪影響をなくして分離することができるものである。
【００８７】
また、本実施形態では、ランド構成体の配置に対して、各辺の中央部付近の略中央線状に押圧力を同時に印加することにより、均等な力でランド構成体４７とフレーム本体４６との接続部分である薄厚部を破断させるため、封止樹脂に埋没したランド構成体に対して、無理に応力が付加されず、ランド構成体と封止樹脂との間の密着性に対する悪影響をなくして分離することができるものである。
【００８８】
次に同様に、ダイパッド部を有したターミナルランドフレームを用いた場合について説明する。図１７はフレーム本体のダイパッド部、ランド構成体を突き上げる際の突き上げ位置の構成を示す図であり、フレーム本体の底面を示す底面図である。
【００８９】
図１５に示した場合と同様に、半導体素子がダイパッド部上に搭載され、ランド構成体と電気的に金属細線により接続され、封止樹脂で外囲を封止したターミナルランドフレームのフレーム本体から薄厚部を破断することによりダイパッド部、ランド構成体を分離して樹脂封止型半導体装置を構成する際、フレーム本体を固定した状態で、図１７に示すように、フレーム本体４８の領域内のランド構成体４９のうち、樹脂封止型半導体装置としての周辺部である各コーナー部に配置されたランド構成体４９ａ，４９ｂ，４９ｃ，４９ｄと、ダイパッド部５０とを同時に突き上げて、信頼性よく分離するものである。本実施形態のように、ランド構成体４９、ダイパッド部５０をフレーム本体４８から分離させる際、各コーナー部のランド構成体４９ａ，４９ｂ，４９ｃ，４９ｄとダイパッド部とに同時に押圧力を印加させ、ランド構成体４９、ダイパッド部５０とフレーム本体４８との接続部分である薄厚部を破断させるため、封止樹脂に埋没したランド構成体４９、ダイパッド部５０に対して、無理に応力が付加されず、ランド構成体４９、ダイパッド部５０と封止樹脂との間の密着性に対する悪影響をなくして分離することが可能になるものである。ランド構成体、ダイパッド部に対する無理な応力とは、ランド構成体、ダイパッド部が応力により封止樹脂と剥離、または封止樹脂に対してクラックの誘発、または封止樹脂と剥離限界に達するような応力である。
【００９０】
確かにダイパッド部とのランド構成体に対して同時に押圧力を付加して分離することが望ましいが、押圧力を付加するための突き上げツールの設計、精度等の制約が厳しくなり、製造コスト上、問題があるため、本実施形態のように部分的ではあるが、ダイパッド部とランド構成体に対して無理な応力が印加されないように均等に押圧力を印加することで、局部的なランド構成体への応力付加を回避できるものである。しかも同時に押圧力を印加することで、封止樹脂に埋没したランド構成体、ダイパッド部に対して、無理に応力が付加されず、ランド構成体、ダイパッド部と封止樹脂との間の密着性に対する悪影響をなくして分離することができる。
【００９１】
本実施形態では、図１７に示すように、樹脂封止型半導体装置としての周辺部のランド構成体として各コーナー部のランド構成体４９ａ，４９ｂ，４９ｃ，４９ｄの４箇所と、ダイパッド部５０の計５箇所を同時に突き上げる構成を示したが、周辺部のランド構成体は、各コーナー部でなくとも、各辺の中央部に配置されたランド構成体４９ｅ，４９ｆ，４９ｇ，４９ｈでもよい。また各コーナー部と各辺部の中央部との両方のランド構成体に対して押圧力、突き上げ力を印加してもよい。さらにダイパッド部５０に対しては、押圧力を印加するための突き上げピンの大きさ、例えば接触面積をランド構成体４９に対して押圧力を印加するための突き上げピンの大きさ、例えば接触面積よりも大きくし、ダイパッド部５０領域内で押圧力がバラつかず、安定した押圧力を印加できるようにすることが望ましい。
【００９２】
本実施形態では、ランド構成体４９の配置に対して、樹脂封止型半導体装置としての各コーナー部という略対角線状に配置されたランド構成体に対して、押圧力を同時に印加するとともに、ダイパッド部５０にも同時に押圧力を印加することにより、均等な力でランド構成体、ダイパッド部とフレーム本体との接続部分である薄厚部を破断させるため、封止樹脂に埋没したランド構成体、ダイパッド部に対して、無理に応力が付加されず、ランド構成体、ダイパッド部と封止樹脂との間の密着性に対する悪影響をなくして分離することができるものである。
【００９３】
また、本実施形態では、ランド構成体の配置に対して、樹脂封止型半導体装置としての各辺の中央部という略中央線状に押圧力を同時に印加するとともに、ダイパッド部５０にも同時に押圧力を印加することにより、均等な力でランド構成体、ダイパッド部とフレーム本体との接続部分である薄厚部を破断させるため、封止樹脂に埋没したランド構成体、ダイパッド部に対して、無理に応力が付加されず、ランド構成体、ダイパッド部と封止樹脂との間の密着性に対する悪影響をなくして分離することができるものである。
【００９４】
さらに本実施形態では、フレーム本体から樹脂封止型半導体装置の分離は、突き上げ力の印加を例としたが、フレーム本体の底面側を上面にして、ランド構成体に対して突き下げ力の印加によって分離してもよい。この突き下げの場合は、特に製品の回収を効率よくできるものであり、突き上げの場合は、コレット等で突き上げた製品を吸着して個別に回収する必要があるが、突き下げの場合は、下方に回収トレーを用意し、そのトレー中に分離した製品を一括で回収できるため、分離後の製品回収を効率よくできるものである。従来、このような分離のみで製品を回収する手段は、半導体装置の組立工程では、リード変形等の外観不良発生の面から採用されなかった手段であるが、本実施形態ではターミナルランドフレームというリードレス構造のフレームを用いているため、リード変形等の外観不良の問題をなくすことができるため、突き下げによる分離のみで、下方のトレー等で一括で回収するという回収手段を実現できるものである。
【００９５】
以上、本実施形態で示したようなターミナルランドフレームを用いることにより、半導体素子を搭載し、樹脂封止した後、ランド構成体、ダイパッド部分の下方からの突き上げによりフレーム自体を除去するだけで、樹脂封止型半導体装置の底面部分に半導体素子と電気的に接続したランド電極を配列することができる。その結果、面実装タイプの半導体装置が得られ、従来のようなリード接合による実装に比べて、基板実装の信頼性を向上させることができる。さらに樹脂封止型半導体装置において、各ランド構成体の封止樹脂からの突出量は、使用したターミナルランドフレーム本体の厚み量から各ランド構成体自体がそのフレーム本体から突出した量を差し引いた量であり、フレーム本体から製品を分離した時点で基板実装時のスタンドオフが構成されるものであり、あえて別工程でランドのスタンドオフを形成する必要がないものである。
【００９６】
また本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、ＢＧＡタイプの半導体装置のように、ランド電極を設けた基板を用いるものでなく、ターミナルランドフレームという金属板からなるフレーム本体から半導体装置を構成するので、量産性、コスト性などの面においては、従来のＢＧＡタイプの半導体装置よりも有利となる。さらに製品加工工程において、上述のごとく、フレーム本体の分離のみを行えば、容易に完成体を得ることができるので、従来のようなフレームからの分離において必要であったリードカット工程、リードベンド工程をなくし、リードカットによる製品へのダメージやカット精度の制約をなくすことができ、製造工程の削減によってコスト力の強めた画期的な技術を提供できるものである。
【００９７】
【発明の効果】
以上、本発明のターミナルランドフレームにより、従来のようなビーム状のリード電極に代えて、ランド電極を有した樹脂封止型半導体装置を実現することができる。そして本発明により、樹脂封止型半導体装置の底面のランド電極を基板等を用いることなく、フレーム状態から形成でき、また自己整合的にランド電極のスタンドオフを形成できるものであり、従来にないフレーム構造、工法によりランド電極を有したリードレスパッケージ型の樹脂封止型半導体装置を実現することができるものである。
【００９８】
また樹脂封止型半導体装置の製造方法においては、従来のようにフレーム製作上のラインアンドスペース、設計仕様などの制約をなくし、リードがない分、リードカット工程、リードベンド工程が不要であって、樹脂封止後は突き上げ処理により、容易にフレーム本体を分離して、樹脂封止後の半導体装置を得ることができ、工程削減による低コスト製造を実現できるものである。さらに、樹脂封止の際の樹脂モレがなく、またランド構成体上への樹脂バリの発生もないため、樹脂バリ除去工程等の後工程が不要である。
【００９９】
また本発明においては、ターミナルランドフレームの底面からその中央部に配置されたランド構成体やダイパッド部と、周辺部に配置されたランド構成体とに対して、均一にかつ同時に押圧力を付加することにより、底面に高密度配置のランド電極を有した小型、薄型の樹脂封止型半導体装置を信頼性よく分離することができる。また、全てのランド構成体やダイパッド部に対して押圧力を均等にかつ同時に印加することで、ランド構成体、ダイパッド部と封止樹脂との間に応力を与えず、封止樹脂との食い込みを良くして密着性を高め、信頼性よく、樹脂封止型半導体装置を分離することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のターミナルランドフレームを示す平面図
【図２】本発明の一実施形態のターミナルランドフレームを示す断面図
【図３】本発明の一実施形態のターミナルランドフレームを示す断面図
【図４】本発明の一実施形態のターミナルランドフレームの製造方法を示す断面図
【図５】本発明の一実施形態のターミナルランドフレームの製造方法を示す断面図
【図６】本発明の一実施形態のターミナルランドフレームの製造方法を示す断面図
【図７】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置を示す断面図
【図８】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置を示す底面図
【図９】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図１０】本発明の一実施形態のターミナルランドフレームを示す平面図
【図１１】本発明の一実施形態のターミナルランドフレームを示す断面図
【図１２】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置を示す断面図
【図１３】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置を示す底面図
【図１４】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図１５】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図１６】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す底面図
【図１７】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す底面図
【図１８】従来のリードフレームを示す平面図
【図１９】従来の樹脂封止型半導体装置を示す断面図
【図２０】従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す平面図
【符号の説明】
１  フレーム枠
２  ダイパッド部
３  吊りリード部
４  インナーリード部
５  アウターリード部
６  タイバー部
７  半導体素子
８  金属細線
９  封止樹脂
１０  フレーム本体
１１  薄厚部
１２  ランド構成体
１２ａ  底面部分
１２ｂ  上面部分
１３  金属板
１４  ダイ部
１５  押え金型
１６  開口部
１７  パンチ部材
１８  抜きダレ部
１９  せん断部
２０  破断部
２１  ランド構成体
２２  導電性接着剤
２３  半導体素子
２４  金属細線
２５  封止樹脂
２６  フレーム本体
２７  薄厚部
２８  ランド構成体
２９  導電性接着剤
３０  半導体素子
３１  金属細線
３２  封止樹脂
３３，３７  樹脂封止型半導体装置
３４，３５，３６  ダイパッド部
３８  フレーム本体
３９  薄厚部
４０  ランド構成体
４１  導電性接着剤
４２  半導体素子
４３  金属細線
４４  封止樹脂
４５  樹脂封止型半導体装置
４６  フレーム本体
４７  ランド構成体
４８  フレーム本体
４９  ランド構成体
５０  ダイパッド部
【図１】
0003928284.tif 000002
【図２】
0003928284.tif 000003
【図３】
0003928284.tif 000004
【図４】
0003928284.tif 000005
【図５】
0003928284.tif 000006
【図６】
0003928284.tif 000007
【図７】
0003928284.tif 000008
【図８】
0003928284.tif 000009
【図９】
0003928284.tif 000010
【図１０】
0003928284.tif 000011
【図１１】
0003928284.tif 000012
【図１２】
0003928284.tif 000013
【図１３】
0003928284.tif 000014
【図１４】
0003928284.tif 000015
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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