(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のリ−ドフレ−ムとこれとは別体の第２のリ−ドフレ−ムとを組み合わせてなる半導体装置において、
前記第１のリ−ドフレ−ムは、一対のサイドフレームと、該一対のサイドフレーム間を適宜の間隔で橋絡する複数個のセクションバーと、該セクションバーから一方向に適宜の間隔で延びる複数の第１のリード端子と、位置決め部とを有し、
前記第１のリードフレームの前記セクションバーと同数個の前記第２のリ−ドフレ−ムは、それぞれ、一対のサイドフレームと、該一対のサイドフレーム間を適宜の間隔で橋絡するセクションバーと、該セクションバーから一方向に適宜の間隔で延びる複数の第２のリード端子と、位置決め部とを有し、
前記第１のリードフレームの前記サイドフレームと前記第２のリードフレームの前記サイドフレームとは、それぞれの各サイドフレーム上に１以上の孔を有し、該各サイドフレーム上の孔が重なり合うように前記第１のリードフレームと前記第２のリードフレームとが組み合わせて配置され、
前記第１のリ−ドフレ−ムの前記位置決め部と前記第２のリ−ドフレ−ムの前記位置決め部とを係合させ、
前記第１のリ−ドフレ−ムの前記セクションバーと前記第２のリ−ドフレ−ムの前記セクションバーとはそれぞれの前記セクションバーから延ばされる前記第１のリード端子及び前記第２のリード端子を介して向き合うように配置され、かつ、前記第１のリード端子の前記セクションバーとは反対側の一端部分と、前記第２のリード端子の前記セクションバーとは反対側の一端部分との間に半導体チップを挟んで接続されるように配置されることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１のリ−ドフレ−ムの前記セクションバーと前記第１のリ−ドフレ−ムの前記サイドフレームとの間には段差があって、前記第１のリ−ドフレ−ムの前記セクションバーは前記第１のリ−ドフレ−ムの前記サイドフレームに対して高くなっており、前記第１のリ−ドフレ−ムの前記セクションバーの端部が前記第１のリ−ドフレ−ムの前記位置決め部を形成することを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記第２のリ−ドフレ−ムの一対の前記サイドフレームの内側には、前記第１のリ−ドフレ−ムの前記セクションバーの端部が嵌合する切り込みを備え、該切り込みが前記第２のリ−ドフレ−ムの前記位置決め部を形成することを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて、
前記第１のリ−ドフレ−ムの前記第１のリ−ド端子は平面を延び、前記第２のリ−ドフレ−ムの前記第２のリ−ド端子は立ち上がり部と前記第１のリ−ド端子と平行となる平坦部とからなることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
一対のサイドフレームと該一対のサイドフレーム間を適宜の間隔で橋絡する複数個のセクションバーと該セクションバーから一方向に適宜の間隔で延びる複数の第１のリード端子と位置決め部とを有する第１のリ−ドフレ−ムと、一対のサイドフレームと該一対のサイドフレーム間を適宜の間隔で橋絡するセクションバーと該セクションバーから一方向に適宜の間隔で延びる複数の第２のリード端子と位置決め部とを有する、前記第１のリードフレームの前記セクションバーと同数個の第２のリ−ドフレ−ムとを用いて、
前記第１のリードフレームの前記サイドフレームと前記第２のリードフレームの前記サイドフレームとの各サイドフレーム上に１以上の設けた孔を前記それぞれのサイドフレーム上で重なり合うように、かつ、前記第１のリ−ドフレ−ムの前記セクションバーと前記第２のリ−ドフレ−ムの前記セクションバーとがそれぞれの前記セクションバーから延ばされる前記第１のリード端子及び前記第２のリード端子を介して向き合うように前記第１のリ−ドフレ−ムの前記位置決め部と前記第２のリ−ドフレ−ム前記位置決め部とを係合させる工程と、
前記第１のリード端子の前記セクションバーとは反対側の一端部分と、前記第２のリード端子の前記セクションバーとは反対側の一端部分との間に半導体チップを挟み、接着部材により接着させる工程とを備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項５において、
前記第１のリードフレームの前記サイドフレームと前記第２のリードフレームの前記サイドフレームとが重なり合うように前記それぞれのサイドフレーム上で設けられた双方の孔にピンを挿入して前記第１リ−ドフレ−ムと第２のリ−ドフレ−ムとを係止させ、この係止状態で前記接着させる工程を行うことを特徴とする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、リ−ドフレーム構造及びそのリ−ドフレーム構造を用いて半導体装置を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、リードフレームを用いて量産される樹脂モールド形ダイオードにあっては、両側から延びる多数の各対のリード端子の一方にダイオードチップをハンダ付けし、ボンディングワイヤでその半導体チップと他方のリード端子とを接続し、しかる後にトランスファーモールドにより半導体チップをモールド樹脂で覆い、所定の位置でリード端子をカットして個々の樹脂モールド形ダイオードを得ている。
【０００３】
しかし、近来では電子機器への搭載の関係からできるだけ高さが低く、かつ占有面積の小さい半導体デバイスが要求される場合が多く、このような場合にはボンディングワイヤを用いていては要求に応えることができず、リード端子で半導体チップを両側から挟んで、リード端子を短くして極力小型化している。このような半導体構造の一例として、特許第３１３７７８０号公報に示すようなものがある。これを図７と図８（Ａ），（Ｂ）により簡単に説明すると、フ−プ状のリ−ドフレ−ム２１の左右一対のサイドフレーム２２、２３は、リ−ドフレ−ム２１の長手方向に沿って適宜ピッチの間隔で配設されたセクションバ−２４にて互いに連結されており、双方のサイドフレーム２２、２３の内一方のサイドフレーム２２には、隣り合うセクションバ−２４とセクションバ−２４との間に第１のリード端子２５が内向きに突出するように一体的に形成される。また、各セクションバ−２４の所定位置には両側に延びる細幅片２６により、第２のリード端子２７が支えられている。第２のリード端子２７は第１のリード端子２５とほぼ一直線になるように、隣り合うセクションバ−２４とセクションバ−２４との間に位置する。そして、第２のリード端子２７には段差２８が設けられている。
【０００４】
このようなフ−プ状のリ−ドフレ−ム２１を用いて半導体デバイスを製造する場合、矢印Ａで示すようにその長手方向にリ−ドフレ−ム２１を移送する過程で、半導体チップ２９を第１のリード端子２５の所定位置にハンダ材料３０を介在させてボンディングする。次に、第２のリード端子２７の先端部上面に、ハンダ材料３１を塗着した後、図７と図８の矢印Ｂで示すように、第２のリード端子２７を、細幅片２６を捩じり変形させながら第１のリード端子２５の方向に向けて裏返し状に反転することにより、第１のリード端子２５と第２のリード端子２７との間に半導体チップ２９を挟んだ状態で重ね合わせるようにする。しかる後に熱処理を行って、半導体チップ２９をハンダ材料３０、３１により第１のリード端子２５、第２のリード端子２７にハンダ付けし、ハンダ付けが完了すると、双方のリード端子２５、２７の先端部分を合成樹脂モ−ルド部３２でパッケージした後、各細幅片２６を打ち抜いて切除すると共に、各第１のリード端子２５を切断することにより、半導体デバイスをリードフレーム２１から切り離す。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このようなリードフレーム構造では他のリードフレームを組み合わせることなく単一のフープ状のリードフレームで製造できるという優れた効果はあるものの、細幅片２６を捩じり変形させながら第２のリード端子２７を第１のリード端子２５の方向に向けて裏返し状に反転しなければならないという工程上での大きな問題がある。つまり、このリードフレームの金属材料としては半導体デバイスのリード端子に適した材質であらねばならず、しかも弾性力が弱く、粘り気の高い金属材料でないと、細幅片２６を捩じり変形させながら第２のリード端子２７を第１のリード端子２５の方向に向けて裏返し状に反転したときに、少しでも元に戻ろうとする力が働くと、第２のリード端子２７が半導体チップ２９に当接した状態のままでいることが難しい。そして、第２のリード端子２７の反発力を見込んで余分に力を加え、第２のリード端子２７を捩じりながら１８０度を若干越えるように反転すると、その機械的ストレスにより半導体チップ２９が損傷するなどの問題が起こり、このリードフレーム構造を実際の製造ラインで用いるには技術的に非常に難しい。
本発明は、一対のリードフレームを組み合わせて用いることにより従来の問題点を解決し、半導体デバイスの製造を比較的簡便に行うことを可能にするリードフレーム構造及びそれを用いた半導体デバイスの製造方法を提供することを主目的としている。
【０００６】
この課題を解決するために、請求項１の発明では、第１のリ−ドフレ−ムとこれとは別体の第２のリ−ドフレ−ムとを組み合わせてなる半導体装置において、前記第１のリ−ドフレ−ムは、一対のサイドフレームと、該一対のサイドフレーム間を適宜の間隔で橋絡する複数個のセクションバーと、該セクションバーから一方向に適宜の間隔で延びる複数の第１のリード端子と、位置決め部とを有し、前記第１のリードフレームの前記セクションバーと同数個の前記第２のリ−ドフレ−ムは、それぞれ、一対のサイドフレームと、該一対のサイドフレーム間を適宜の間隔で橋絡するセクションバーと、該セクションバーから一方向に適宜の間隔で延びる複数の第２のリード端子と、位置決め部とを有し、前記第１のリードフレームの前記サイドフレームと前記第２のリードフレームの前記サイドフレームとは、それぞれの各サイドフレーム上に１以上の孔を有し、該各サイドフレーム上の孔が重なり合うように前記第１のリードフレームと前記第２のリードフレームとが組み合わせて配置され、前記第１のリ−ドフレ−ムの前記位置決め部と前記第２のリ−ドフレ−ムの前記位置決め部とを係合させ、前記第１のリ−ドフレ−ムの前記セクションバーと前記第２のリ−ドフレ−ムの前記セクションバーとはそれぞれの前記セクションバーから延ばされる前記第１のリード端子及び前記第２のリード端子を介して向き合うように配置され、かつ、前記第１のリード端子の前記セクションバーとは反対側の一端部分と、前記第２のリード端子の前記セクションバーとは反対側の一端部分との間に半導体チップを挟んで接続されるように配置されることを特徴とする半導体装置を提供する。
【０００７】
この課題を解決するために、請求項２の発明では、請求項１において、前記第１のリ−ドフレ−ムの前記セクションバーと前記第１のリ−ドフレ−ムの前記サイドフレームとの間には段差があって、前記第１のリ−ドフレ−ムの前記セクションバーは前記第１のリ−ドフレ−ムの前記サイドフレームに対して高くなっており、前記第１のリ−ドフレ−ムの前記セクションバーの端部が前記第１のリ−ドフレ−ムの前記位置決め部を形成することを特徴とする半導体装置を提供する。
【０００８】
この課題を解決するために、請求項３の発明では、請求項１において、前記第２のリ−ドフレ−ムの一対の前記サイドフレームの内側には、前記第１のリ−ドフレ−ムの前記セクションバーの端部が嵌合する切り込みを備え、該切り込みが前記第２のリ−ドフレ−ムの前記位置決め部を形成することを特徴とする半導体装置を提供する。
【０００９】
この課題を解決するために、請求項４では、請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて、前記第１のリ−ドフレ−ムの前記第１のリ−ド端子は平面を延び、前記第２のリ−ドフレ−ムの前記第２のリ−ド端子は立ち上がり部と前記第１のリ−ド端子と平行となる平坦部とからなることを特徴とする半導体装置を提供する。
【００１０】
この課題を解決するために、請求項５の発明では、一対のサイドフレームと該一対のサイドフレーム間を適宜の間隔で橋絡する複数個のセクションバーと該セクションバーから一方向に適宜の間隔で延びる複数の第１のリード端子と位置決め部とを有する第１のリ−ドフレ−ムと、一対のサイドフレームと該一対のサイドフレーム間を適宜の間隔で橋絡するセクションバーと該セクションバーから一方向に適宜の間隔で延びる複数の第２のリード端子と位置決め部とを有する、前記第１のリードフレームの前記セクションバーと同数個の第２のリ−ドフレ−ムとを用いて、前記第１のリードフレームの前記サイドフレームと前記第２のリードフレームの前記サイドフレームとの各サイドフレーム上に１以上の設けた孔を前記それぞれのサイドフレーム上で重なり合うように、かつ、前記第１のリ−ドフレ−ムの前記セクションバーと前記第２のリ−ドフレ−ムの前記セクションバーとがそれぞれの前記セクションバーから延ばされる前記第１のリード端子及び前記第２のリード端子を介して向き合うように前記第１のリ−ドフレ−ムの前記位置決め部と前記第２のリ−ドフレ−ム前記位置決め部とを係合させる工程と、前記第１のリード端子の前記セクションバーとは反対側の一端部分と、前記第２のリード端子の前記セクションバーとは反対側の一端部分との間に半導体チップを挟み、接着部材により接着させる工程とを備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法を提供する。
【００１１】
この課題を解決するために、請求項６では、請求項５において、前記第１のリードフレームの前記サイドフレームと前記第２のリードフレームの前記サイドフレームとが重なり合うように前記それぞれのサイドフレーム上で設けられた双方の孔にピンを挿入して前記第１リ−ドフレ−ムと第２のリ−ドフレ−ムとを係止させ、この係止状態で前記接着させる工程を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法を提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明に係るリ−ドフレ−ム構造の実施の形態について図１ないし図４により説明する。下側に位置することになる第１のリードフレーム１は図１（Ａ）に示すようなものである。図１（Ａ）において、２、３は左右一対のサイドフレームであり、これらはリ−ドフレ−ム１の長手方向に沿って適宜の間隔で配設されたセクションバ−４にて互いに連結されている。この実施例では各セクションバ−４は後述するように短い細幅片で機械的に結合された３本の細長い金属片からなっている。各セクションバ−４には、サイドフレーム２、３に沿って一方向に延びる複数の第１のリード端子５が所定の間隔で形成されている。サイドフレーム２にはセクションバ−４毎に一つの孔６が設けられ、サイドフレーム３にはセクションバ−４毎に二つの孔７が設けられている。これら孔は移送用の他に後で説明するような役割を果たす。
【００１３】
第１のリードフレームの上に重ねられることになる第２のリードフレーム１１は図１（Ｂ）に示すようなものであり、短い左右一対のサイドフレーム１２、１３を備える。それらはサイドフレーム１２、１３よりも長いセクションバ−１４にて互いに連結されている。セクションバ−１４には、サイドフレーム１２、１３に沿って一方向に延びる複数の第２のリード端子１５が所定の間隔で形成されている。サイドフレーム１２には孔６と合同の一つの孔１６が設けられ、サイドフレーム１３には孔７と合同の二つの孔１７が設けられている。図２に示すように、孔６と１６、孔７と１７とが互いに合致するようにして第１のリードフレーム１に第２のリードフレーム１１を重ねたとき、複数の第１のリード端子５と第２のリード端子１５は所望の位置関係になる。
【００１４】
このために、第２のリードフレーム１１のサイドフレーム１２、１３のそれぞれの内側には位置決め部１２Ａ、１３Ａとなる切り込みが形成されている。この実施例ではサイドフレーム１２、１３それぞれに細い幅の三つの切り込みａ、ｂ、ｃが形成され，これらが位置決め部１２Ａ、１３Ａをそれぞれ形成している。これら切り込みには、第１のリードフレーム１のセクションバ−４の両端が嵌合される。第１のリードフレーム１のセクションバ−４それぞれには、特に図４（Ｂ）に示すように、打ち抜き時にサイドフレーム２、３から、例えば１〜２ｍｍ程度直角に立ち上がって高くされた３本の小幅セクションバ−部４ａ、４ｂ、４ｃからなっており、小幅セクションバ−部４ａ、４ｂ、４ｃは三つの切り込みａ、ｂ、ｃよりも若干だけ幅の小さなものであり、これらは複数の細幅部Ｘ、Ｙで互いに結合されている。小幅セクションバ−部４ａ、４ｂ、４ｃの両端の立ち上がった部分はそれぞれ段差部Ａ、Ｂ、Ｃとなっていて、それら段差部が位置決め部１２ａ、１３ａを構成し、サイドフレーム１２、１３の三つの切り込みａ、ｂ、ｃにそれぞれ嵌合することにより、第１のリード端子５と第２のリード端子１５との位置決めが正確に行われる。図示していないが、３本の小幅セクションバ−部４ａ、４ｂ、４ｃのサイドフレーム２側についても全く同じである。なお、後述するが、その位置決めの前に孔６と１６、二つの孔７と１７にそれぞれ図示していない製造装置の搬送部の係止ピンを通して、第１と第２のリードフレーム１、１１を係止し、必要があれば更に図示しない固定具で第１と第２のリードフレーム１と１１を固定した上で熱処理室に移送する。
【００１５】
このとき第１のリード端子５と第２のリード端子１５は、図２と図３で示すような位置で対向して半導体チップ２０を両側から挟む形になる。これら第１のリード端子５と第２のリード端子１５についてもう少し詳しく述べると、第１のリード端子５はセクションバ−４の小幅セクションバ−部４ａから延びており、この実施例は表面実装用のリ−ドフレーム構造であるので、第１のリード端子５は段差部５ａを有し、段差部５ａにより幾分高くなっている平坦面に半導体チップ２０が接着される。第２のリード端子１５は、複数の細幅部Ｚで互いに結合された２本の小幅セクションバ−部１４ａ、１４ｂのうちの小幅セクションバ−部１４ａから延びており、途中に段差部１５ａが設けられ、その段差部により高くなった平面部１５ｂには上側からエンボス加工が施され、図６に示す半導体デバイス構造のように半球状のプロジェクションＰが下側に突出し、その半球状のプロジェクションＰが半導体チップ２０及びその上のハンダ材料にに当接する。
【００１６】
次に、このような第１と第２のリードフレーム１と１１を用いて半導体デバイスを製造するプロセスの一部分の概略について図５により説明する。製造ラインの搬送機構５０は両側の所定の位置に係止ピン５１が２列に植設されている。先ず、第１のリードフレーム１が搬送機構５０上に供給され、それぞれの列の所定の係止ピン５１が第１のリードフレーム１のサイドフレ−ム２の孔６、サイドフレ−ム３の孔７を挿通させる。次に、第１のリードフレーム１の各第１のリード端子５の所定位置に、図示しないディスペンサなどによりハンダペースト５２が供給される。次の工程で、ダイオードチップなど半導体チップ２０が各第１のリード端子５のハンダペースト５２上に搭載され、同様にして各半導体チップ２０の上面にもハンダペースト５３が供給される。次の工程で、第２のリードフレーム１１が搬送機構５０上に供給され、それぞれの列の所定の係止ピン５１が第２のリードフレーム１１のサイドフレ−ム１２の孔１６、サイドフレ−ム１３の孔１７を挿通させる。
【００１７】
このとき、図４に示したような第１のリードフレーム１の３本の小幅セクションバ−部４ａ、４ｂ、４ｃのサイドフレ−ム３に対して起立した段差部Ａ、Ｂ、Ｃが、第２のリードフレーム１１のサイドフレーム１２、１３の位置決め部１２Ａ、１３Ａを形成するそれぞれの切り込みａ、ｂ、ｃにそれぞれ嵌入される。これにより第２のリードフレーム１１の各第２のリ−ド端子１５は、各半導体チップ２０上のハンダペースト５３に位置合わせされ、当接する。この状態で、熱処理室５４に送られ、リフロ−など通常の処理がなされてリード端子５、１５への半導体チップ２０のダイボンディングが完了する。
【００１８】
次に、図示していない工程で、半導体チップ２０及びリード端子５、１５の先端部分を合成樹脂５５でトランスファーモールドし、その後の工程でリード端子５、１５をそれぞれセクションバ−４、１４から切り離し、図６に示すような半導体デバイスを得る。図６において、その（Ａ）は正面からこの半導体デバイスを見た説明図、（Ｂ）はこの半導体デバイスを上面から見た説明図、その（Ｃ）は左側から、またその（Ｄ）は右側からそれぞれ見た説明図である。このように簡単な製造方法によって、表面実装形の半導体デバイスを得ることができる。
【００１９】
なお、以上の実施例では表面実装形の半導体デバイスについて述べたが、これに限ることなく、ボンディングワイヤをを用いずにリード端子で半導体チップを両側から挟み込む構造の半導体デバイスには有効である。また、サイドフレームに形成された孔は角形などでも良く、個数も適当でよい。さらに、この実施例では下側に位置することになる第１のリードフレームのセクションバー４を小幅セクションバ−部４ａ、４ｂ、４ｃで構成したが、セクションバー４を小幅セクションバ−部４ａと４ｂの２本で構成しても正確に位置決めすることはできる。
【００２０】
【発明の効果】
以上述べたように本発明では、二つのリードフレームを組み合わせてなる構造において、下側に位置することになるリードフレームのセクションバーの段差部が上側に位置することになるリードフレームのサイドバーの切り込みに嵌合することによ位置決めし、かつ双方のサイドフレームに穿孔された孔同士をピン部材で係止させているので、容易に双方のリードフレームのリード端子を位置合わせすることができると同時にその位置関係を保持でき、したがって、半導体デバイスの製造を容易にできるリードフレーム構造の提供を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のリードフレーム構造の一例を説明するための図である。
【図２】  本発明のリードフレーム構造の一例を説明するための図である。
【図３】  本発明のリードフレーム構造の一例を説明するための図である。
【図４】  本発明のリードフレーム構造の一例を説明するための図である。
【図５】  本発明の半導体デバイスの製造方法を説明するための図である。
【図６】  本発明の製造方法で作られた半導体デバイスを示す図である。
【図７】  従来の半導体デバイスの製造プロセスの一例を示す図である。
【図８】  従来の半導体デバイスの製造プロセスの一例を示す図である。
【符号の説明】
１・・  ・第１のリードフレーム
２、３・・サイドフレーム          ４・・セクションバー
４Ａ・・位置決め部
４ａ、４ｂ、４ｃ・・小幅セクションバー部
５・・リード端子                  ６、７・・サイドフレームの係止孔
１１・・第２のリードフレーム
１２、１３・・サイドフレーム        １２Ａ、１３Ａ・・位置決め部
ａ、ｂ、ｃ・・位置決め部１２Ａ、１３Ａの切り込み
１４・・セクションバー              １５・・リード端子
１６、１７・・サイドフレームの係止孔
２０・・半導体チップ
５０・・搬送機構                    ５１・・係止ピン
５２、５３・・半導体材料
５４・・熱処理室
【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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