説明

樹脂封止型半導体装置及びその製造方法

【課題】 ダイパッドが封止樹脂の上面から露出した樹脂封止型半導体装置の特性を改善する。
【解決手段】 信号接続用リード12の外方部分が封止樹脂17から露出して外部電極18として機能し、ダイパッド13の上面が封止樹脂の上面側で露出している。ダイパッド13の下面に、主面を下方に向けた半導体チップ15が接合されており、半導体チップ15の電極パッドと信号接続用リード12の内方部分の下面とは、金属細線16により互いに電気的に接続されている。ダイパッド13の上面側にハーフエッチ等が施され、全体的に薄く形成されている。封止樹脂17がダイパッド13の上方に薄く存在するので、ダイパッド13に対する封止樹脂の保持力が大きい。半導体チップ15の厚みを薄くしなくても、樹脂封止型半導体装置全体の薄型化が可能である。

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップ及び半導体チップに接続される信号接続用リードを封止樹脂により封止しダイパッドを封止樹脂内に埋設した樹脂封止型半導体装置およびその製造方法に係り、特に薄型化したものの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電子機器の小型化に対応するために、電子機器に搭載される半導体部品を高密度に実装することが要求され、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。
【0003】以下、従来の樹脂封止型半導体装置について説明する。
【0004】図21は、従来の樹脂封止型半導体装置の断面図である。図21に示すように、従来の樹脂封止型半導体装置は、裏面側に外部電極を有するタイプの樹脂封止型半導体装置である。
【0005】従来の樹脂封止型半導体装置は、インナーリード101と、インナーリード101に対してアップセットされたダイパッド102と、そのダイパッド102を支持する吊りリード(図示せず)とからなるリードフレームとを備えている。そして、ダイパッド102上に半導体チップ104が接着剤により接合されており、半導体チップ104の電極パッド(図示せず)とインナーリード101とは、金属細線105により電気的に接続されている。そして、ダイパッド102,半導体チップ104,インナーリード101の一部,吊りリード及び金属細線105は封止樹脂106により封止されている。この構造では、インナーリード101の裏面側には封止樹脂106は存在せず、インナーリード101の裏面側は露出されており、この露出面を含むインナーリード101の下部が外部電極107となっている。なお、封止樹脂106との密着性を確保するために、インナーリード101の内方側の側面を表裏の面に対して直交するのではなく、上方に向かって拡大するようにテーパ状にしている。
【0006】また、吊りリードをディプレスすることにより、ダイパッド102がインナーリード101に対してアップセットされている。そのため、封止樹脂106がダイパッドの裏面側にも薄く形成されている。
【0007】図21に示す構造を有する樹脂封止型半導体装置の製造工程においては、まず、インナーリード101や、アップセットされたダイパッド102を有するリードフレームを用意し、機械的又は化学的加工を行なって、インナーリードの側面をテーパ状にする。次に、用意したリードフレームのダイパッド102の上に半導体チップ104を接着剤により接合した後、半導体チップ104とインナーリード101とを金属細線105により電気的に接続する。金属細線105には、アルミニウム細線、金(Au)線などが適宜用いられる。次に、ダイパッド102,半導体チップ104,インナーリード101,吊りリード及び金属細線105を封止樹脂106により封止する。この場合、半導体チップ104が接合されたリードフレームが封止金型内に収納されて、トランスファーモールドされるが、特にリードフレームの裏面が封止金型の上金型又は下金型に接触した状態で、樹脂封止が行なわれる。最後に、樹脂封止後に封止樹脂106から外方に突出しているアウターリードを切断して、樹脂封止型半導体装置が完成する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来の樹脂封止型半導体装置においては、ダイパッドの下方に封止樹脂が存在しているために、半導体装置全体の薄型化を実現するためには、半導体チップ104の厚みを薄くしたり、半導体チップ104上の電極とインナーリード101とを接続する金属細線105の高さを低くしたり、あるいは金属細線105の形状を特殊なものとするなどの必要があった。その結果、樹脂封止型半導体装置の生産性が悪化し、これが薄型化を阻害する要因となっていた。
【0009】また、外部電極の下面には、実装基板への実装性を悪化させる樹脂バリが形成されるので、これを除去するべくウォータージェット等の工程を導入する必要があり、樹脂封止型半導体装置の生産性をますます悪化させていた。
【0010】本発明は、上記諸点に鑑みなされたものであって、その目的は、外部電極を封止樹脂の裏面に設けるとともに、半導体チップを封止樹脂内に埋設させた構造を有しながら、薄型化に適し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ことにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明では、第1〜第7の樹脂封止型半導体装置に関する手段と、樹脂封止型半導体装置の製造方法に関する手段とを講じている。
【0012】本発明の第1の樹脂封止型半導体装置は、請求項1に記載されているように、ダイパッドと、上記ダイパッドを支持するための複数の吊りリードと、信号接続用リードと、主面上に電極パッドを有し、主面を下方に向けた状態で上記ダイパッドの下面で支持される半導体チップと、上記半導体チップの電極パッドと上記信号接続用リードとを電気的に接続する接続部材と、上記ダイパッド,上記半導体チップ,信号接続用リード及び接続部材を封止する封止樹脂とを備え、上記信号接続用リードの一部は上記封止樹脂の裏面側で露出し外部端子として機能しており、上記ダイパッドは上記封止樹脂内に埋設されており、上記各吊りリードは、上記ダイパッドと信号接続用リードとの間に介設されている。
【0013】これにより、各吊りリードがダイパッドのコーナー部と外枠との間に設けられている構造に比べて各吊りリードの長さを大幅に短縮できるので、吊りリードの強度を大きく確保することができる。したがって、大面積のダイパッドが必要とされるときにも、封止樹脂の流れ等によるダイパッドの変形を抑制することができる。特に薄型化された樹脂封止型半導体装置においては、ダイパッドの変形によりダイパッドが封止樹脂から露出するおそれが増大するが、本請求項により、このような不具合を防止することができる。
【0014】請求項2に記載されているように、上記第1の樹脂封止型半導体装置において、上記各吊りリードには、一部に曲げ部が設けられていることが好ましい。
【0015】これにより、樹脂封止工程後のいずれかの時点で吊りリードの一部を削除するなどの処理が可能となる。
【0016】請求項3に記載されているように、上記第1の樹脂封止型半導体装置において、上記各吊りリードは、上記一部において切断されていることが好ましい。
【0017】これにより、ダイパッドと吊りリードとの間の電気的な導通を回避することが可能となり、バイポーラトランジスタを搭載した半導体チップにも適用できる構造となる。
【0018】請求項4に記載されているように、上記第1の樹脂封止型半導体装置において、上記各吊りリードの切断されている部分の近傍が薄くなっていることが好ましい。
【0019】これにより、レーザーカットなどによる吊りリードの一部の切断が容易な構造となる。
【0020】本発明の第2の樹脂封止型半導体装置は、請求項5に記載されているように、ダイパッドと、上記ダイパッドを支持するための複数の吊りリードと、信号接続用リードと、主面上に電極パッドを有し、主面を下方に向けた状態で上記ダイパッドの下面で支持される半導体チップと、上記半導体チップの電極パッドと上記信号接続用リードとを電気的に接続する接続部材と、上記ダイパッド,上記半導体チップ,信号接続用リード及び接続部材を封止する封止樹脂とを備え、上記信号接続用リードの一部は上記封止樹脂の裏面側で露出し外部端子として機能しており、上記ダイパッドは上記封止樹脂内に埋設されており、上記各吊りリードの一部は上記封止樹脂の裏面側で露出していて、この露出している一部が補強用外部端子として機能している。
【0021】これにより、この樹脂封止型半導体装置を実装基板上に実装する際の接続強度が向上する。例えば、はんだにより実装基板上の電極と樹脂封止型半導体装置の外部電極との間を接続する種類のものでは、樹脂封止型半導体装置の補強用外部端子と実装基板上のダミー端子などとの間にもはんだを介在させることで、両者の接続強度が向上する。
【0022】請求項6に記載されているように、上記第2の樹脂封止型半導体装置において、上記各吊りリード中の上記補強用外部端子の下面と、上記信号接続用リード中の外部端子の下面とは、高さ位置が互いに異なっていることが好ましい。
【0023】これにより、例えば溶融したはんだを介して樹脂封止型半導体装置を実装基板に搭載する場合におけるセルフアライメント性が向上するので、実装時間の短縮と実装位置精度の向上とが実現する。
【0024】本発明の第3の樹脂封止型半導体装置は、請求項7に記載されているように、ダイパッドと、上記ダイパッドを支持するための複数の吊りリードと、信号接続用リードと、主面上に電極パッドを有し、主面を下方に向けた状態で上記ダイパッドの下面で支持される半導体チップと、上記半導体チップの電極パッドと上記信号接続用リードとを電気的に接続する接続部材と、上記ダイパッド,上記半導体チップ,信号接続用リード及び接続部材を封止する封止樹脂とを備え、上記信号接続用リードの一部は上記封止樹脂の裏面側で露出し外部端子として機能しており、上記ダイパッドは、上記封止樹脂内に埋設され、かつ、上面および下面のうち少なくとも一方の側から薄くなるように加工されている。
【0025】これにより、半導体チップを封止樹脂内に埋設して半導体チップに対する封止樹脂の保持力を強固なものとしながら、樹脂封止型半導体装置全体の薄型化を図ることができる。特に、従来の構造に比べ半導体チップを薄くしなくても薄型化を図ることができるので、半導体チップ内に収納可能なトランジスタ等の性能上有利であり、応用分野も拡大する。
【0026】請求項8に記載されているように、上記第3の樹脂封止型半導体装置において、上記各吊りリードは、上記ダイパッドと同じ厚みでダイパッドにつながるように加工されていることが好ましい。
【0027】これにより、ダイパッドとともに吊りリードを薄くすることで、薄型化にさらに有利な構造となる。
【0028】請求項9に記載されているように、上記第3の樹脂封止型半導体装置において、上記ダイパッドは、開口部を有していることが好ましい。
【0029】これにより、ダイパッドの開口部かつ半導体チップの上の領域に封止樹脂が存在する構造となるので、薄型化されても半導体チップおよびダイパッドに対する封止樹脂の保持力が高くなる。したがって、高い信頼性を発揮することが可能となる。
【0030】本発明の第4の樹脂封止型半導体装置は、請求項10に記載されているように、ダイパッドと、上記ダイパッドを支持するための複数の吊りリードと、信号接続用リードと、主面上に電極パッドを有し、主面を下方に向けた状態で上記ダイパッドの下面で支持される半導体チップと、上記半導体チップの電極パッドと上記信号接続用リードとを電気的に接続する接続部材と、上記ダイパッド,上記半導体チップ,信号接続用リード及び接続部材を封止する封止樹脂とを備え、上記信号接続用リードの一部は上記封止樹脂の裏面側で露出し外部端子として機能しており、上記ダイパッドは、上記封止樹脂内に埋設され、かつ、上記半導体チップよりも小さい面積を有している。
【0031】これにより、ダイパッドの側方かつ半導体チップの上の領域に封止樹脂が存在する構造となるので、薄型化されても半導体チップおよびダイパッドに対する封止樹脂の保持力が高くなる。したがって、高い信頼性を発揮することが可能となる。
【0032】請求項11に記載されているように、上記第4の樹脂封止型半導体装置において、上記各吊りリードは、下面側から薄くなるように加工されていることが好ましい。
【0033】これにより、ダイパッドよりも大面積の半導体チップを搭載しても、半導体チップと吊りリードとの干渉を容易に回避できる構造となる。
【0034】請求項12に記載されているように、上記第4の樹脂封止型半導体装置において、上記ダイパッドは、開口部を有していることが好ましい。
【0035】これにより、ダイパッドの開口部かつ半導体チップの上の領域に封止樹脂が存在する構造となるので、薄型化されても半導体チップに対する封止樹脂の保持力が高くなる。したがって、高い信頼性を発揮することが可能となる。
【0036】本発明の第5の樹脂封止型半導体装置は、請求項13に記載されているように、ダイパッドと、上記ダイパッドを支持するための複数の吊りリードと、信号接続用リードと、主面上に電極パッドを有し、主面を下方に向けた状態で上記ダイパッドの下面で支持される半導体チップと、上記半導体チップの電極パッドと上記信号接続用リードとを電気的に接続する接続部材と、上記ダイパッド,上記半導体チップ,信号接続用リード及び接続部材を封止する封止樹脂とを備え、上記信号接続用リードの一部は上記封止樹脂の裏面側で露出し外部端子として機能しており、上記ダイパッドは上記封止樹脂内に埋設されており、上記信号接続用リードのうち上記半導体チップに近接する内方部分は下面側から部分的に除去されて他の部分よりも薄くなっており、上記接続部材は上記信号接続用リードの上記内方部分の下面に接続されている。
【0037】これにより、接続部材が封止樹脂の裏面からはみ出ないようにするためのスペースを確保することができるとともに、樹脂封止型半導体装置の厚みを最小に抑制することが可能になる。
【0038】請求項14に記載されているように、上記第5の樹脂封止型半導体装置において、上記信号接続用リードの上記内方部分が上方に位置するようにアップセットされていてもよい。
【0039】これにより、接続部材が封止樹脂の裏面からはみ出ないようにするためのスペースの確保がより容易となる。
【0040】請求項15に記載されているように、上記第5の樹脂封止型半導体装置において、上記信号接続用リードの上記内方部分は、上記半導体チップの下方まで延びていてもよい。
【0041】これにより、金属細線等の接続部材の長さをできるだけ短くすることができるので、接続部材による接続部の信頼性を高く維持することができる。
【0042】本発明の第6の樹脂封止型半導体装置は、請求項16に記載されているように、ダイパッドと、上記ダイパッドを支持するための複数の吊りリードと、信号接続用リードと、主面上に電極パッドを有し、主面を下方に向けた状態で上記ダイパッドの下面で支持される半導体チップと、上記半導体チップの電極パッドと上記信号接続用リードとを電気的に接続する接続部材と、上記ダイパッド,上記半導体チップ,信号接続用リード及び接続部材を封止する封止樹脂とを備え、上記信号接続用リードの一部は上記封止樹脂の裏面側で露出し外部端子として機能しており、上記ダイパッドは上記封止樹脂内に埋設されており、上記信号接続用リードのうち上記半導体チップに近接する内方部分は上方に位置するようにアップセットされていて、上記接続部材は上記信号接続用リードの上記内方部分の下面に接続されている。
【0043】これにより、接続部材が封止樹脂の裏面からはみ出ないようにするためのスペースを確保することができる。
【0044】請求項17に記載されているように、上記第6の樹脂封止型半導体装置において、上記信号接続用リードの上記内方部分は、上記半導体チップの下方まで延びていてもよい。
【0045】本発明の第7の樹脂封止型半導体装置は、請求項18に記載されているように、ダイパッドと、上記ダイパッドを支持するための複数の吊りリードと、信号接続用リードと、主面の辺部を除く領域上に電極パッドを有し、主面を下方に向けた状態で主面の辺部において上記ダイパッドにより支持される半導体チップと、上記半導体チップの電極パッドと上記信号接続用リードとを電気的に接続する接続部材と、上記ダイパッド,上記半導体チップ,信号接続用リード及び接続部材を封止する封止樹脂とを備え、上記信号接続用リードの一部は上記封止樹脂の裏面側で露出し外部端子として機能しており、上記ダイパッドは上記封止樹脂内に埋設されており、上記信号接続用リードのうち上記半導体チップに近接する内方部分は上記半導体チップの下方まで延びており、上記接続部材は上記信号接続用リードの上記内方部分の下面に接続されている。
【0046】これにより、ダイパッドは半導体チップの辺部に部分的に存在しているだけなので、半導体チップの中央部には接続部材の形成などのために使用できるスペースが確保される。そして、半導体チップの上方にはダイパッドが存在しない分だけ樹脂封止型半導体装置全体の薄型化が可能である。すなわち、半導体チップと信号接続用リードの間の領域を効率よく活用できる結果、樹脂封止型半導体装置全体の薄型化を図ることが可能となる。
【0047】請求項19に記載されているように、上記第7の樹脂封止型半導体装置において、上記信号接続用リードの上記内方部分は、上方に位置するようにアップセットされていることが好ましい。
【0048】これにより、アップセットされた信号接続用リードの内方部分とダイパッドとの干渉を回避しながら、接続部材の長さをできるだけ短くできるので、樹脂封止型半導体装置全体の薄型化を図りつつ、信頼性の向上を図ることができる。
【0049】請求項20に記載されているように、上記第7の樹脂封止型半導体装置において、上記信号接続用リードの上記内方部分は、下面側から部分的に除去されて他の部分よりも薄くなっていることが好ましい。
【0050】これにより、接続部材が封止樹脂からはみ出ないようにするためのスペースをより広く確保することができる。
【0051】請求項21に記載されているように、上記第1〜第7の樹脂封止型半導体装置において、上記信号接続用リードの少なくとも一部には、溝部が形成されていることが好ましい。
【0052】これにより、信号接続用リードに対する封止樹脂の保持力を高めることができ、樹脂封止型半導体装置の信頼性が向上する。
【0053】本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法は、請求項22に記載されているように、半導体チップを搭載する領域を囲む外枠と、上記半導体チップを支持するためのダイパッドと、上記ダイパッドを上記外枠に接続するための複数の吊りリードと、上記外枠に接続される信号接続用リードとを有し、かつ上記ダイパッドが上記外枠よりも上方に位置しているリードフレームを用意する第1の工程と、上記ダイパッドと、主面上に電極パッドを有する半導体チップとを固着させる第2の工程と、上記半導体チップの電極パッドと上記信号接続用リードとを金属細線を介して電気的に接続する第3の工程と、上記リードフレームの上記信号接続用リードの下面の少なくとも一部に封止テープを密着させながら、封止テープを封止金型に装着する第4の工程と、上記ダイパッド,半導体チップ,信号接続用リード及び金属細線を封止樹脂により封止する第5の工程と、上記封止テープを除去する第6の工程とを備え、上記信号接続用リードの下面の少なくとも一部が上記封止樹脂の裏面から露出しているとともに、上記ダイパッドが上記封止樹脂内に埋設されている樹脂封止体を得る方法である。
【0054】この方法により、第5の工程において、リードフレームの外枠に加えられる型締め力により信号接続用リードの下面を封止テープに食い込ませることが可能になる。すなわち、ダイパッドの上面露出タイプの樹脂封止型半導体装置において、信号接続用リードの下部を封止樹脂から突出させた構造が容易に得られるとともに、信号接続用リードの下面における樹脂バリの発生量を最小化することが可能になる。
【0055】請求項23に記載されているように、上記樹脂封止型半導体装置の製造方法において、上記第5の工程と上記第6の工程との間に、上記各吊りリードの一部を切断する工程をさらに備えていることが好ましい。
【0056】これにより、封止テープを密着させた状態で各吊りリードの一部を切断することで、溶融した吊りリードを構成する金属が周囲に付着するのを防止でき、品質,品位の優れた樹脂封止型半導体装置を得ることができる。
【0057】請求項24に記載されているように、上記樹脂封止型半導体装置の製造方法において、上記第1の工程では、表面に金属メッキ層が形成されたリードフレームを用意することが好ましい。
【0058】この方法により、樹脂封止後に封止樹脂から露出している部分のみにメッキを施す方法に比べて、メッキ処理の作業が簡単になるとともに、封止樹脂内のリードフレームにもメッキが施されていることでドライプロセスが可能になり樹脂封止型半導体装置の信頼性も向上する。
【0059】請求項25に記載されているように、上記樹脂封止型半導体装置の製造方法において、上記第4の工程では、上記信号接続用リードの下面の少なくとも一部の上記封止樹脂の裏面からの突出量が所望の値になるように、所定厚みの封止テープを用いることが好ましい。
【0060】この方法により、別途信号接続用リードの突出量を調整するための工程や設備を設けることなく、突出量を調整できるので、量産工程における工程管理の容易化を図ることができる。
【0061】請求項26に記載されているように、上記樹脂封止型半導体装置の製造方法において、上記封止金型のうち上記信号接続用リードの突出させる部分に対向する部分に逃げ溝を形成しておき、上記第5の工程では、上記信号接続用リードの下面の少なくとも一部を上記逃げ溝に逃した状態で樹脂封止を行なうことにより、上記封止樹脂の裏面からの突出量を調整することができる。
【0062】これにより、信号接続用リードの下面の封止樹脂からの突出量をより適正に調節することが可能になる。
【0063】
【発明の実施の形態】本発明の樹脂封止型半導体装置は、ダイパッドを封止樹脂内に埋設させた共通の構成を有しており、以下、その中の各種の実施形態について説明する。
【0064】(第1の実施形態)図1は、第1の実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の断面図である。ただし、図1においては封止樹脂17を透明体として扱い、各吊りリードの図示は省略している。
【0065】図1に示すように、本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、信号接続用リード12と、半導体チップを支持するためのダイパッド13と、そのダイパッド13を支持するための吊りリードとからなるリードフレームを備えている。そして、ダイパッド13の下面には、主面上に電極パッド(図示せず)を配列させた半導体チップ15が主面を下方に向けて接着剤により接合されており、半導体チップ15の電極パッドと信号接続用リード12の下面とは、金属細線16により互いに電気的に接続されている。そして、信号接続用リード12,ダイパッド13,吊りリード,半導体チップ15及び金属細線16は、封止樹脂17内に封止されている。
【0066】ここで、本実施形態の第1の特徴は、ダイパッド13の厚みがハーフエッチ等により薄くなっていて、ダイパッド13がアップセットされているとともに、ダイパッド13が封止樹脂17内に埋設されている点である。そのため、封止樹脂17により封止された状態では、封止樹脂17がダイパッド13の上方に薄く存在している。
【0067】また、本実施形態の第2の特徴は、信号接続用リード12の半導体チップ15に近接した内方部分は、下面側がハーフエッチされて薄くなっており、この内方部分の下面の高さ位置は外方部分の下面の高さ位置よりも上方にあって、上記金属細線16は、信号接続用リード12の内方部分の下面と半導体チップの電極パッドとの間を接続するように構成されている点である。
【0068】さらに、本実施形態の第3の特徴は、信号接続用リード12の外方部分の下面が封止樹脂17の裏面側で露出しており、この信号接続用リード12の外方部分の下面が実装基板との接続面となっている点、すなわち、信号接続用リード12の外方部分の下部が外部電極18となっている点である。そして、封止樹脂から露出している外部電極18には本来的に樹脂封止工程における樹脂のはみ出し部分である樹脂バリが存在せず、かつ外部電極18は封止樹脂17の裏面よりも下方に少し突出している。このような樹脂バリの存在しないかつ下方に突出した外部電極18の構造は、後述する製造方法によって容易に実現できる。
【0069】本実施形態の樹脂封止型半導体装置によると、ダイパッド13が封止樹脂17内に埋設されているので、封止樹脂17がダイパッド13の上方にも薄く存在している。したがって、ダイパッドの上面や下面を封止樹脂から露出させたものに比べて、ダイパッド13に対する封止樹脂17の保持力が増大し、樹脂封止型半導体装置としての信頼性が向上する。
【0070】しかも、ハーフエッチ等によりダイパッド13の厚みが薄くなっているので、半導体チップ15の厚みを薄くしなくても、樹脂封止型半導体装置全体の薄型化を図ることができる利点がある。すなわち、半導体チップを薄くすることで、半導体チップ15内に設けられているトランジスタ等の半導体素子の種類や数に対する制限を緩和でき、高い性能を維持できるとともに、応用分野も拡大する。
【0071】さらに、信号接続用リード12の内方部分が下面側からハーフエッチされて内方部分の下面と半導体チップ13の下方を向いている主面上の電極パッドとが金属細線16によって接続される構造となっているので、狭いスペースを効率よく活用して金属細線16を封止樹脂からはみ出させないように形成できる構造となる。
【0072】なお、本実施形態では、封止樹脂17の側方には外部電極端子となるアウターリードが存在せず、インナーリードに相当する信号接続用リード12の下部が外部電極18となっているので、半導体装置の小型化を図ることができる。しかも、外部電極18の下面には樹脂バリが存在していないので、実装基板の電極との接合の信頼性が向上する。また、外部電極18が封止樹脂17の面より突出して形成されているため、実装基板に樹脂封止型半導体装置を実装する際の外部電極と実装基板の電極との接合において、外部電極18のスタンドオフ高さが予め確保されていることになる。したがって、外部電極18をそのまま外部端子として用いることができ、実装基板への実装のために外部電極18にはんだボールを付設する必要はなく、製造工数、製造コスト的に有利となる。
【0073】次に、本実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図2R>2〜図6は、本実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【0074】まず、図2に示す工程で、信号接続用リード12と、半導体チップを支持するためのダイパッド13とが設けられているリードフレーム20を用意する。図中、ダイパッド13は吊りリードによって支持されているが、吊りリードはこの断面には現れないために図示されていない。そして、吊りリードが上方に曲げられることで、ダイパッド13は外枠よりも上方に位置するようにアップセットされている。また、信号接続用リード12の外方はリードフレーム20の外枠に接続されているが、外枠は信号接続用リードと連続しているために、この段面では境界が現れていない。ここで、ダイパッド13は、ハーフエッチにより全体が薄くなっている。さらに、用意するリードフレーム20は、樹脂封止の際、封止樹脂の流出を止めるタイバーを設けていないリードフレームである。
【0075】また、本実施形態におけるリードフレーム20は、銅(Cu)素材のフレームに対して、下地メッキとしてニッケル(Ni)層が、その上にパラジウム(Pd)層が、最上層に薄膜の金(Au)層がそれぞれメッキされた3層の金属メッキ済みのリードフレームである。ただし、銅(Cu)素材以外にも42アロイ材等の素材を使用でき、また、ニッケル(Ni),パラジウム(Pd),金(Au)以外の貴金属メッキが施されていてもよく、さらに、かならずしも3層メッキでなくてもよい。
【0076】次に、図3に示す工程で、用意したリードフレームのダイパッド13の下面に半導体チップ15を載置して、接着剤により両者を互いに接合する。この工程は、いわゆるダイボンド工程である。なお、半導体チップを支持する部材としてはリードフレームに限定されるものではなく、他の半導体チップを支持できる部材、例えばTABテープ、基板を用いてもよい。
【0077】そして、図4に示す工程で、ダイパッド13の下面に接合した半導体チップ15の下方を向いている主面上の電極パッドと信号接続用リード12の内方部分の下面とを金属細線16により電気的に接合する。この工程は、いわゆるワイヤーボンド工程である。金属細線としては、アルミニウム細線、金(Au)線などを適宜選択して用いることができる。
【0078】次に、図5に示す工程で、リードフレームのダイパッド13に半導体チップ15が接合された状態で、信号接続用リード12の外部電極18の下面に封止テープ21を貼り付ける。
【0079】この封止テープ21は、特に信号接続用リード12の外部電極18の下面側に樹脂封止時に封止樹脂が回り込まないようにするマスク的な役割を果たさせるためのものであり、この封止テープ21の存在によって、外部電極18の下面に樹脂バリが形成されるのを防止することができる。この封止テープ21は、ポリエチレンテレフタレート,ポリイミド,ポリカーボネートなどを主成分とする樹脂をベースとしたテープであり、樹脂封止後は容易に剥がすことができ、また樹脂封止時における高温環境に耐性があるものであればよい。本実施形態では、ポリエチレンテレフタレートを主成分としたテープを用い、厚みは50[μm]とした。
【0080】次に、図6に示す工程で、半導体チップ15が接合され、封止テープ21が貼り付けられたリードフレームを金型内に収納し、金型内に封止樹脂17を流し込んで樹脂封止を行う。あるいは、金型内に封止テープ21を貼り付けることも可能である。この際、外部電極18の下面側に封止樹脂17が回り込まないように、金型でリードフレームの信号接続用リード12の外方側(外枠)を下方に押圧して、樹脂封止する。また、ダイパッド13の上面と金型面との間には、空隙があり、封止樹脂17がダイパッド13の上方にも十分行き渡るように樹脂封止工程を行なう。
【0081】最後に、外部電極18の下面に貼付した封止テープ21をピールオフにより除去する。これにより、ダイパッド13の上方には封止樹脂17が存在した構造が得られる。また、封止樹脂17の裏面側には封止樹脂17の下面から下方に突出した外部電極18が形成される。そして、信号接続用リード12の先端側を、信号接続用リード12の先端面と封止樹脂17の側面とがほぼ同一面になるように切り離すことにより、図1に示すような樹脂封止型半導体装置が完成される。
【0082】本実施形態の製造方法によると、ダイパッド13の全体が薄く形成され、かつ、ダイパッド13の上方に封止樹脂17が存在している樹脂封止型半導体装置を容易に製造することができる。
【0083】しかも、本実施形態の製造方法によると、樹脂封止工程の前に予め信号接続用リード12の外部電極18の下面に封止テープ21を貼付しているので、封止樹脂17が回り込むことがなく、外部電極18の下面には樹脂バリの発生はない。したがって、信号接続用リードの下面を露出させる従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法のごとく、外部電極18上に形成された樹脂バリをウォータージェットなどによって除去する必要はない。すなわち、この樹脂バリを除去するための面倒な工程の削除によって、樹脂封止型半導体装置の量産工程における工程の簡略化が可能となる。また、従来、ウォータージェットなどによる樹脂バリ除去工程において生じるおそれのあったリードフレームのニッケル(Ni),パラジウム(Pd),金(Au)などの金属メッキ層の剥がれや不純物の付着は解消できる。そのため、樹脂封止工程前における各金属層のプリメッキが可能となる。
【0084】なお、ウォータージェットによる樹脂バリ除去工程を削除できるかわりに、封止テープを貼付する工程が新たに必要となるが、封止テープ21を貼付する工程の方が、ウォータージェット工程よりもコスト的に安価であり、また工程管理も容易であるため、確実に工程の簡略化が図れる。なによりも、従来必要であったウォータージェット工程では、リードフレームの金属メッキが剥がれる、不純物が付着するという品質上のトラブルが発生するが、本実施形態の方法では、封止テープの貼付により、ウォータージェットが不要となって、メッキ剥がれをなくすことができる点は大きな工程上の利点となる。また、封止テープの貼付状態などによって樹脂バリが発生することがあるとしても、極めて薄い樹脂バリであるので、低い水圧でウォータージェット処理して樹脂バリを除去でき、メッキ剥がれを防止できることから金属層のプリメッキ工程は可能である。
【0085】なお、樹脂封止工程の終了後に、封止テープ21をつけたままで封止テープ21の上からレーザーを照射して信号接続用リード12の封止樹脂17の側方にから突出している部分を切断してもよい。このように、リードフレームの切断部分の周囲が封止テープによって覆われているので、レーザーによる溶融物が周囲に飛散しても、封止テープを剥がすことによって飛散物を樹脂封止型半導体装置から容易に除去できるという利点がある。
【0086】なお、図6に示すように、樹脂封止工程においては、封止金型の熱によって封止テープ21が軟化するとともに熱収縮するので、外部電極18が封止テープ21に大きく食い込み、外部電極18の下面と封止樹脂17の裏面との間には段差が形成される。したがって、外部電極18は封止樹脂17の裏面から突出した構造となり、外部電極18の突出量(スタンドオフ高さ)を確保できる。例えば、本実施形態では、封止テープ21の厚みを50μmとしているので、スタンドオフ高さを例えば20μm程度にできる。このように、封止テープ21の厚みの調整によって外部電極18のスタンドオフ高さを適正量に維持できる。このことは、外部電極18のスタンドオフ高さを封止テープ21の厚みの設定のみでコントロールでき、別途スタンドオフ高さ量をコントロールのための手段または工程を設けなくてもよいこと意味し、量産工程における工程管理のコスト上、極めて有利な点である。この封止テープ21の厚みは、10〜150μm程度であることが好ましい。
【0087】なお、用いる封止テープ21については、所望するスタンドオフ高さに応じて、所定の硬度,厚みおよび熱による軟化特性を有する材質を選択することができる。
【0088】ただし、上記第1の実施形態において、封止テープ21に加える圧力の調整によって、外部電極18のスタンドオフ高さを調整してもよく、例えば、スタンドオフ高さをほぼ「0」にすることも可能である。
【0089】(第2の実施形態)次に、第2の実施形態について説明する。本実施形態における樹脂封止型半導体装置は、各実施形態におけるいずれの構造を有していてもよいが、ダイパッドの形状やダイパッドと吊りリードとの接続部の形状のみが異なる。そこで、本実施形態においては、ダイパッドやそれにつながる吊りリードを除く他の部分についての説明は省略する。
【0090】−第1の具体例−図7(a)は本実施形態の第1の具体例に係るダイパッド13の平面図、図7(b)は図7(a)に示すVIIb−VIIb線における断面図である。図7(a),(b)に示すように、本具体例に係るダイパッド13は、ハーフエッチにより厚みが薄く形成されているとともに(本実施形態では、下面側からハーフエッチされている)、半導体チップ15よりも面積が小さい。また、ダイパッド13を支持する吊りリード14の厚みもダイパッド13につながる部分では、ダイパッド13と同じ厚みに形成されている。ただし、ダイパッド13から離れた部位から外方においては、ハーフエッチされていない。
【0091】本実施形態の第1の具体例に係る樹脂封止型半導体装置によると、ダイパッド13よりも半導体チップ15の方が大面積となっているので、ダイパッド13の側方かつ半導体チップ15の上の領域に封止樹脂が存在することにより、半導体チップ15に対する封止樹脂17の保持力が大幅に向上する。その結果、半導体チップ15と接着されているダイパッド13に対する封止樹脂17の保持力も向上するので、樹脂封止型半導体装置の薄型化を図りつつ、信頼性の向上を図ることができる。
【0092】また、吊りリード14の厚みもダイパッド13厚みと同じ厚みになっていることにより、樹脂封止型半導体装置全体の薄型化をより確実に実現することができる。その場合、吊りリード14は下面側からハーフエッチされている方が、ダイパッド13よりも面積の大きい半導体チップ15を搭載しても吊りリード14と半導体チップ15との干渉を容易に回避できる利点がある。
【0093】また、図8は、本具体例の変形例に係る樹脂封止型半導体装置のダイパッドおよび吊りリードのみを示す平面図である。本具体例に係るダイパッド13の平面形状は、図7(a)に示すような矩形である必要はなく、図8に示すような形状でもよい。すなわち、中央部に設けられた単一の円板や、中央部の円板にさらに各コーナー部に設けた4つの円板(破線参照)を加えたものからなるダイパッド13であってもよい。
【0094】−第2の具体例−図9(a)は本実施形態の第2の具体例に係るダイパッド13の平面図、図9(b)は図9(a)に示すIXb-IXb 線における断面図である。図9(a),(b)に示すように、本具体例に係るダイパッド13には、中央部に矩形状の開口30aが形成されている。この開口30aは、半導体チップ15の搭載領域の内方に形成されている。また、ダイパッド13はハーフエッチ等により全体が薄く形成されている。
【0095】本実施形態の第2の具体例に係る樹脂封止型半導体装置によると、ダイパッド13に開口30aが形成されているので、開口30aの内方かつ半導体チップ15の上方となる領域に封止樹脂17が存在することになり、半導体チップ15およびダイパッド13に対する封止樹脂17の保持力が大幅に向上する。
【0096】なお、図10(a)の変形例に示すように、コーナー部で円状の領域を有するフレームによって囲まれる開口30bや、コーナー部で矩形状の領域を有するフレームによって囲まれる開口30cを有するダイパッド13であってもよい。
【0097】(第3の実施形態)次に、信号接続用リードの構造に関する第3の実施形態の各具体例について説明する。
【0098】−第1の具体例−図11は、第3の実施形態の第1の具体例に係る樹脂封止型半導体装置の断面図である。同図に示すように、信号接続用リード12の内方部分は、下面側からハーフエッチされて外方部分よりも薄くなっており、この内方部分の下面と半導体チップ15との間に金属細線16が設けられている。そして、信号接続用リード12の外方部分の上面、つまり外部電極18の上方には、2つの溝部31が設けられている。さらに、図示しないが、信号接続用リード12の外方部分のうちこの溝部が形成されている部分は下方よりも幅が広くなっている。
【0099】本具体例のように、信号接続用リード12の内方部分を下面側からハーフエッチすることにより、内方部分の下面の高さ位置がその外方部分の下面の高さ位置よりも上方になるので、全体の厚みを厚くしなくても、封止樹脂17の裏面との間にある程度の空間を確保することができる。したがって、金属細線16の一端を信号接続用リード12の内方部分の下面に接続しても、金属細線16を封止樹脂17内に確実に埋設することができる。
【0100】つまり、樹脂封止型半導体装置の薄型を図りつつ、金属細線16が封止樹脂17から露出するのを防止することができる。
【0101】しかも、信号接続用リード12の内方部分の下側に封止樹脂17が回り込むことで、信号接続用リード12に対する封止樹脂17の保持力も増大する。
【0102】また、信号接続用リード12の外方部分の上面に溝部31を設けることにより、信号接続用リード12に対する封止樹脂17の保持力が増大し、かつ、信号接続用リード12の外方部分の上部の幅を下部よりも広くすることにより、封止樹脂17の保持力がさらに増大することになる。
【0103】−第2の具体例−図12は、第2の具体例に係る樹脂封止型半導体装置の断面図である。同図に示すように、本具体例では、信号接続用リード12の内方部分に下面側からハーフエッチが施されているとともに、この内方部分がアップセットされ、アップセットされた部分の下面に金属細線16の一端が接続されている。
【0104】この具体例では、第1の具体例に比べて信号接続用リード12の内方部分を半導体チップ15に近づけることができるので、金属細線16の信頼性が向上する。また、信号接続用リード12の内方部分の下方に十分なスペースが確保されるので、金属細線16を封止樹脂17内に確実に埋設でき、金属細線16が封止樹脂17から露出するのをより確実に防止することができる。
【0105】−第3の具体例−図13は、第3の具体例に係る樹脂封止型半導体装置の断面図である。同図に示すように、本具体例では、信号接続用リード12にはハーフエッチが施されていないが、信号接続用リード12の内方部分がその外方部分よりもアップセットされている。
【0106】本具体例によっても、信号接続用リード12の内方部分を半導体チップ15に近づけることができるので、金属細線16のワイヤボンディングの信頼性が向上する。また、信号接続用リード12の内方部分の下方に十分なスペースが確保されるので、金属細線16を封止樹脂17内に確実に埋設でき、金属細線16が封止樹脂17から露出するのを確実に防止することができる。
【0107】−第4の具体例−図14は、第4の具体例に係る樹脂封止型半導体装置の断面図である。同図に示すように、本具体例では、信号接続用リード12に下面側からハーフエッチが施され、かつ、信号接続用リード12の内方部分は半導体チップ15の下方領域まで延びている。また、半導体チップ15の主面上の電極パッド(図示せず)は、半導体チップの外周付近ではなく、中央部に近い領域に配列されている。そして、半導体チップの電極パッドと信号接続用リード12の内方部分の下面との間に金属細線16が設けられている。
【0108】本具体例では、信号接続用リード12の内方部分を半導体チップ15の電極パッドが配列された位置に近づけることができるので、金属細線16の長さを短くすることができる。したがって、樹脂封止型半導体装置の薄型化を図りつつ、金属細線16のワイヤボンディングの信頼性および特性の向上を図ることができる。
【0109】なお、この第4の具体例において信号接続用リード12の内方部分をアップセットするようにしてもよいことはいうまでもない。
【0110】(第4の実施形態)次に、第4の実施形態について説明する。本実施形態では、さらに薄型化を図るためのダイパッド13の構造に関する具体例について説明する。
【0111】−第1の具体例−図15は、第4の実施形態の第1の具体例に係る樹脂封止型半導体装置の断面図である。同図に示すように、ダイパッド13は半導体チップ15の辺部のみに設けられ、しかも半導体チップ15の主面側つまり下面側から半導体チップ15を支持している。そして、信号接続用リード12の内方部分は、下面側からハーフエッチされて外方部分よりも薄くなっており、半導体チップ15の下方領域まで延びている。また、半導体チップ15の主面において中央部に電極パッドが配列されており、この電極パッドと信号接続用リード12の内方部分の下面との間に金属細線16が設けられている。
【0112】図17(a),(b)は、ダイパッド13の平面形状の例を示す平面図である。図17(a)に示すようにダイパッドの辺部のうちコーナー付近だけに各々孤立した4つの矩形状部分からなるダイパッドを設けてもよいし、図17(b)に示すように2つの辺部に沿って延びる2つの帯状部分からなるダイパッド13であってもよい。また、図10(a),(b)に示すような平面形状を有するダイパッド13により半導体チップ15の主面側を支持してもよい。
【0113】本具体例のように、ダイパッド13により半導体チップ15をその主面の辺部において支持するとともに、信号接続用リード12の内方部分を半導体チップ15の下方領域まで延ばして、金蔵細線16をこの内方部分の下面に接続させる構成とすることで、半導体チップと信号接続用リード12との間のスペースを非常に有効に利用することができる。その結果、樹脂封止型半導体装置全体の厚みをより薄くかつ小型にすることができる。
【0114】その場合、信号接続用リード12の内方部分を下面側からハーフエッチすることにより、内方部分の下面の高さ位置がその外方部分の下面の高さ位置よりも上方になるので、全体の厚みを厚くしなくても、封止樹脂17の裏面との間にある程度の空間を確保することができる。したがって、金属細線16の一端を信号接続用リード12の内方部分の下面に接続しても、金属細線16を封止樹脂17内に確実に埋設することができる。
【0115】つまり、樹脂封止型半導体装置の薄型を図りつつ、金属細線16が封止樹脂17から露出するのを防止することができる。
【0116】しかも、信号接続用リード12の内方部分の下側に封止樹脂17が回り込むことで、信号接続用リード12に対する封止樹脂17の保持力も増大する。
【0117】また、信号接続用リード12の外方部分の上面に溝部31を設けることにより、信号接続用リード12に対する封止樹脂17の保持力が増大し、かつ、信号接続用リード12の外方部分の上部の幅を下部よりも広くすることにより、封止樹脂17の保持力がさらに増大することになる。
【0118】−第2の具体例−図16は、第2の具体例に係る樹脂封止型半導体装置の断面図である。同図に示すように、本具体例においても、ダイパッド13は半導体チップ15の辺部のみに設けられ、しかも半導体チップ15の主面側つまり下面側から半導体チップ15を支持している。そして、本具体例では、上記第1の具体例とは異なり、信号接続用リード12の内方部分に下面側からハーフエッチが施されているとともに、この内方部分がアップセットされ、アップセットされた部分の下面に金属細線16の一端が接続されている。
【0119】この具体例では、第1の具体例に比べて信号接続用リード12の内方部分を半導体チップ15に近づけることができるので、金属細線16の信頼性が向上する。また、信号接続用リード12の内方部分の下方に十分なスペースが確保されるので、金属細線12が封止樹脂17内に確実に埋設でき、金属細線16が封止樹脂17から露出するのをより確実に防止することができる。
【0120】なお、本具体例においても、バイパッド13の平面形状は、図17(a)に示すようにダイパッドの辺部のうちコーナー付近だけに各々孤立した4つの矩形状部分からなるものであってもよいし、図17(b)に示すように2つの辺部に沿って延びる2つの帯状部分からなるダイパッド13であってもよい。また、図10(a),(b)に示すような平面形状を有するダイパッド13により半導体チップ15の主面側を支持してもよい。
【0121】(第5の実施形態)次に、吊りリード14の構造に関する第5の実施形態の樹脂封止型半導体装置について説明する。本実施形態における樹脂封止型半導体装置は、各実施形態におけるいずれの構造を有していてもよいが、吊りリードの形状のみが異なる。そこで、本実施形態においては、吊りリードおよびそれにつながるダイパッドを除く他の部分についての説明は省略する。
【0122】図18(a)は、本実施形態に係るリードフレームの平面図であり、図18(b)は図18(a)に示すXVIIIb-XVIIIb 線に示す断面におけるリードフレームの断面図である。図18(a),(b)に示すように、外枠46につながる信号接続用リード12とダイパッド13との間に吊りリード14が介設されている。すなわち、吊りリード14及び信号接続用リード12を介して、外枠46によりダイパッド13を支持するように構成されている。この吊りリード14には吊りリード14の一部を封止樹脂から露出させるためのコ字状の曲げ部45が設けられている。また、外枠46よりもダイパッド13の方が高くなるようにダイパッド13がアップセットされている。本実施形態では、このアップセット量は40〜80μm程度である。
【0123】また、本実施形態では、信号接続用リード12の内方側部分は裏面側からハーフエッチが施されており、吊りリード14およびダイパッド13は全体的にハーフエッチされて薄くなっている。また、信号接続用リード12の表側には信号接続用リード12が延びる方向に直交する2つの溝が形成されている。
【0124】このように、信号接続用リード12とダイパッド13の辺部との間に吊りリード14を介設することにより、吊りリード14をコーナー部に設けるよりも短くでき、吊りリード14の強度を向上させることができる。また、曲げ部によりダイパッド位置を支えることにより、さらに安定させることができる。したがって、樹脂封止工程において封止樹脂17の流れによるダイパッドの変形を抑制する機能をより高めることができ、大面積のダイパッドが必要とされるときにも、封止樹脂の流れ等によるダイパッドの変形を抑制することができる。特に、薄型化された樹脂封止型半導体装置においては、ダイパッドの変形によりダイパッドが封止樹脂からはみ出るおそれが増大するが、本具体例により、このような不具合を効果的に防止することができる。
【0125】また、吊りリード14の一部にこのような曲げ部45を設けることで、樹脂封止工程の後に、レーザーなどによって露出している吊りリード14の一部を切断することができるので、ダイパッド13と吊りリード14の外方側に接続される信号接続用リード12とを電気的に分離できるなどの利点がある。すなわち、吊りリード14の一部を樹脂封止工程の後に切断することにより、例えば信号接続用リード12とダイパッド13との電気的な接続を断つことができ、バイポーラトランジスタを搭載した半導体チップについても、このような構造を適用できるという利点がある。
【0126】また、樹脂封止工程の前に曲げ部45の露出させようとする面に封止テープを密着させておき、樹脂封止工程の終了後に、封止テープをつけたままで封止テープ21の上から吊りリード14の曲げ部45の一部を切断してもよい。このように、吊りリード14の一部を切断しておくことで、形成される樹脂封止型半導体装置においては上述の効果が得られる。しかも、曲げ部45の周囲が封止テープによって覆われているので、レーザーによる溶融物が周囲に飛散しても、封止テープを剥がすことによって飛散物を樹脂封止型半導体装置から容易に除去できるという利点がある。
【0127】(第6の実施形態)次に、第6の実施形態について説明する。本実施形態では、吊りリードを補強用外部端子として用いるための構造について説明する。
【0128】図19は、第6の実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の裏面の構造を示す平面図である。
【0129】同図に示すように、本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、裏面に信号接続用リードにつながる外部電極18を露出させているとともに、4カ所のコーナー部においてダイパッド13を支持するための吊りリード14の外方側端部を露出させており、この部分が補強用外部端子49として機能する。すなわち、樹脂封止型半導体装置を実装基板上に搭載する場合に、はんだ等で実装基板側の電極と樹脂封止型半導体装置の外部電極18とが接続される。その際、補強用外部端子49と実装基板側のダミー端子などとの間にもはんだ等を介在させることにより、実装強度を極めて高めることができる。また、補強用外部端子49が存在することで、はんだの張力によるセルフアライメント作用が顕著となり、実装に要する時間の短縮や実装される位置精度の向上をも図ることができる。
【0130】本実施形態における外部端子として機能する吊りリード14に対しても、上記第5の実施形態における各具体例および変形例の構造が適用できることはいうまでもない。
【0131】なお、補強用外部端子49と外部電極18との高さ位置を変えておくことで、アライメント性をさらに向上させることができ、実装に要する時間の短縮や実装される位置精度の向上効果を顕著に発揮することができる。その場合、上記補強用外部端子49の露出している部分の下面と、上記外部電極18の露出している部分の下面との高さの差は、10〜150μmであることが好ましい。
【0132】なお、本発明における外部電極18は必ずしも樹脂封止型半導体装置の裏面の4つの辺部に設けられている必要はなく、いずれか2つの平行な辺部に沿ってのみ設けられていてもよい。
【0133】(第7の実施形態)本実施形態では、外部電極の封止樹脂からの突出量を調整するための樹脂封止方法について説明する。
【0134】図20は、本実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の製造工程における樹脂封止工程を示す断面図である。同図に示すように、上金型50aと下金型50bとからなる封止金型を用い、ダイパッド13上に半導体チップ15を搭載し、半導体チップの電極パッドと信号接続用リード12とを金属細線16で接続したものを封止金型の下金型50bに装着し、リードフレームの下面に封止テープ21を密着させた状態で樹脂封止を行なう。
【0135】ここで、本実施形態の製造方法の特徴は、下金型50bにおいて、リードフレームの信号接続用リード12の外方部分である外部電極18(及び外枠46)に対向する領域には凹状の逃げ部52が設けられている点である。
【0136】このように封止金型に逃げ部52を設けておくことにより、封止テープ21を逃げ部52の方に逃すことで、信号接続用リード12の封止テープ21への食い込み量が小さくなる。その結果、封止金型の型締め力だけでなく逃げ部52の深さによって、突出させようとする部分の突出量を所望の値に調整することでき、樹脂バリの発生量も最小化することができる。
【0137】同様に、上記各実施形態において露出させる部分(例えば曲げ部)に対向する金型面に逃げ部を設けることにより、当該露出部分の封止樹脂からの突出量の調節や、樹脂バリの発生量の最小化を図ることができる。
【0138】ただし、封止金型の上金型と下金型との間の型締め力の調整や、上金型−下金型間の寸法よりもリードフレームの寸法を大きめにする場合の寸法の設定量によって、上記各実施形態において露出させる部分の突出量を調節してもよい。
【0139】(その他の実施形態)なお、金型に真空引き用の穴を設け、封止テープ21を真空引きしながら樹脂封止を行なうことにより、封止テープのシワの発生を抑制し、封止樹脂の裏面の平坦化を図ることもできる。
【0140】
【発明の効果】本発明の第1の樹脂封止型半導体装置によると、信号接続用リードの一部を封止樹脂の裏面側で露出させるとともにダイパッドを封止樹脂内に埋設しながら、吊りリードをダイパッドと信号接続用リードとの間に介設する構造としたので、大面積のダイパッドが必要とされるときにも、ダイパッドの変形による封止樹脂からの露出を防止する機能の高い薄型化された樹脂封止型半導体装置の提供を図ることができる。
【0141】本発明の第2の樹脂封止型半導体装置によると、信号接続用リードの一部を封止樹脂の裏面側で露出させるとともにダイパッドを封止樹脂内に埋設しながら、吊りリードの一部を封止樹脂の裏面側で露出させ、この露出している部分を補強用外部端子として機能させるようにしたので、樹脂封止型半導体装置を実装基板上に実装する際の接続強度の向上を図ることができる。
【0142】本発明の第3の樹脂封止型半導体装置によると、信号接続用リードの一部を封止樹脂の裏面側で露出させるとともにダイパッドを封止樹脂内に埋設しながら、ダイパッドをその上面および下面のうち少なくとも一方の側から薄くなるように加工しているので、半導体チップの厚みを低減することなく、樹脂封止型半導体装置全体の薄型化を図ることができる。
【0143】本発明の第4の樹脂封止型半導体装置によると、信号接続用リードの一部を封止樹脂の裏面側で露出させるとともにダイパッドを封止樹脂内に埋設しながら、ダイパッドの面積を半導体チップよりも小さくしたので、ダイパッドの側方かつ半導体チップの上の領域に封止樹脂が存在することにより、封止樹脂の保持力を高く維持しながら樹脂封止型半導体装置の薄型化を図ることができる。
【0144】本発明の第5または第6の樹脂封止型半導体装置によると、信号接続用リードの一部を封止樹脂の裏面側で露出させるとともにダイパッドを封止樹脂内に埋設しながら、信号接続用リードの内方部分を他の部分よりも薄くしまたは内方部分をアップセットして、接続部材を信号接続用リードの内方部分の下面に接続するようにしたので、接続部材が封止樹脂からはみ出ないようにしながら樹脂封止型半導体装置の厚みを最小に抑制することができる。
【0145】本発明の第7の樹脂封止型半導体装置によると、信号接続用リードの一部を封止樹脂の裏面側で露出させるとともにダイパッドを封止樹脂内に埋設しながら、ダイパッドにより半導体チップをその主面の辺部で支持する構造とし、信号接続用リードの内方部分を半導体チップの下方領域まで延ばして接続部材をこの内方部分の下面に接続する構造としたので、半導体チップと信号接続用リードの間の領域を効率よく活用できることにより、樹脂封止型半導体装置全体の薄型化を図ることができる。
【0146】本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法によると、信号接続用リードの一部を封止樹脂の裏面側で露出させるとともにダイパッドを封止樹脂内に埋設させた構造を有する樹脂封止型半導体装置を製造する際に、信号接続用リードの下面に封止テープを密着させて樹脂封止を行なうようにしたので、外部電極が封止樹脂の下面に突出した樹脂封止型半導体装置を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の封止樹脂を透過して示す断面図である。
【図2】第1の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造工程におけるリードフレームを用意する工程を示す断面図である。
【図3】第1の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造工程におけるダイパッドに半導体チップを接合する工程を示す断面図である。
【図4】第1の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造工程における金属細線を形成する工程を示す断面図である。
【図5】第1の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造工程における封止テープをリードフレームの下に敷く工程を示す断面図である。
【図6】第1の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造工程における樹脂封止工程を示す断面図である。
【図7】本発明の第2の実施形態の第1の具体例に係るリードフレームの平面図及び断面図である。
【図8】本発明の第2の実施形態の第1の具体例の変形例に係るリードフレームの平面図である。
【図9】本発明の第2の実施形態の第2の具体例に係るリードフレームの平面図及び断面図である。
【図10】本発明の第2の実施形態の第2の具体例の変形例に係るリードフレームの平面図である。
【図11】本発明の第3の実施形態の第1の具体例に係る樹脂封止型半導体装置の断面図である。
【図12】本発明の第3の実施形態の第2の具体例に係る樹脂封止型半導体装置の断面図である。
【図13】本発明の第3の実施形態の第3の具体例に係る樹脂封止型半導体装置の断面図である。
【図14】本発明の第3の実施形態の第4の具体例に係る樹脂封止型半導体装置の断面図である。
【図15】本発明の第4の実施形態の第1の具体例に係る樹脂封止型半導体装置の断面図である。
【図16】本発明の第4の実施形態の第2の具体例に係る樹脂封止型半導体装置の断面図である。
【図17】本発明の第4の実施形態の第1および第2のの具体例に係る樹脂封止型半導体装置のダイパッドの平面形状を示す平面図である。
【図18】本発明の第5の実施形態に係るリードフレームの平面図及び断面図である。
【図19】本発明の第6の実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の裏面の構造を示す平面図である。
【図20】本発明の第7の実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の製造工程における樹脂封止工程を示す断面図である。
【図21】従来の裏面側に外部電極を有するタイプの樹脂封止型半導体装置の断面図である。
【符号の説明】
12 信号接続用リード
13 ダイパッド
14 吊りリード
15 半導体チップ
16 金属細線
17 封止樹脂
18 外部電極
21 封止テープ
30 開口
31 溝部
45 曲げ部
46 外枠
49 補強用外部端子
50a 上金型
50b 下金型
52 逃げ部

【特許請求の範囲】
【請求項1】 ダイパッドと、上記ダイパッドを支持するための複数の吊りリードと、信号接続用リードと、主面上に電極パッドを有し、主面を下方に向けた状態で上記ダイパッドの下面で支持される半導体チップと、上記半導体チップの電極パッドと上記信号接続用リードとを電気的に接続する接続部材と、上記ダイパッド,上記半導体チップ,信号接続用リード及び接続部材を封止する封止樹脂とを備え、上記信号接続用リードの一部は上記封止樹脂の裏面側で露出し外部端子として機能しており、上記ダイパッドは上記封止樹脂内に埋設されており、上記各吊りリードは、上記ダイパッドと信号接続用リードとの間に介設されていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【請求項2】 請求項1記載の樹脂封止型半導体装置において、上記各吊りリードには、一部に曲げ部が設けられていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【請求項3】 請求項2記載の樹脂封止型半導体装置において、上記各吊りリードは、上記一部において切断されていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【請求項4】 請求項3記載の樹脂封止型半導体装置において、上記各吊りリードの切断されている部分の近傍が薄くなっていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【請求項5】 ダイパッドと、上記ダイパッドを支持するための複数の吊りリードと、信号接続用リードと、主面上に電極パッドを有し、主面を下方に向けた状態で上記ダイパッドの下面で支持される半導体チップと、上記半導体チップの電極パッドと上記信号接続用リードとを電気的に接続する接続部材と、上記ダイパッド,上記半導体チップ,信号接続用リード及び接続部材を封止する封止樹脂とを備え、上記信号接続用リードの一部は上記封止樹脂の裏面側で露出し外部端子として機能しており、上記ダイパッドは上記封止樹脂内に埋設されており、上記各吊りリードの一部は上記封止樹脂の裏面側で露出していて、この露出している一部が補強用外部端子として機能することを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【請求項6】 請求項5記載の樹脂封止型半導体装置において、上記各吊りリード中の上記補強用外部端子の下面と、上記信号接続用リード中の外部端子の下面とは、高さ位置が互いに異なっていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【請求項7】 ダイパッドと、上記ダイパッドを支持するための複数の吊りリードと、信号接続用リードと、主面上に電極パッドを有し、主面を下方に向けた状態で上記ダイパッドの下面で支持される半導体チップと、上記半導体チップの電極パッドと上記信号接続用リードとを電気的に接続する接続部材と、上記ダイパッド,上記半導体チップ,信号接続用リード及び接続部材を封止する封止樹脂とを備え、上記信号接続用リードの一部は上記封止樹脂の裏面側で露出し外部端子として機能しており、上記ダイパッドは、上記封止樹脂内に埋設され、かつ、上面および下面のうち少なくとも一方の側から薄くなるように加工されていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【請求項8】 請求項7記載の樹脂封止型半導体装置において、上記各吊りリードは、上記ダイパッドと同じ厚みでダイパッドにつながるように加工されていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【請求項9】 請求項7または8記載の樹脂封止型半導体装置において、上記ダイパッドは、開口部を有していることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【請求項10】 ダイパッドと、上記ダイパッドを支持するための複数の吊りリードと、信号接続用リードと、主面上に電極パッドを有し、主面を下方に向けた状態で上記ダイパッドの下面で支持される半導体チップと、上記半導体チップの電極パッドと上記信号接続用リードとを電気的に接続する接続部材と、上記ダイパッド,上記半導体チップ,信号接続用リード及び接続部材を封止する封止樹脂とを備え、上記信号接続用リードの一部は上記封止樹脂の裏面側で露出し外部端子として機能しており、上記ダイパッドは、上記封止樹脂内に埋設され、かつ、上記半導体チップよりも小さい面積を有することを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【請求項11】 請求項10記載の樹脂封止型半導体装置において、上記各吊りリードは、下面側から薄くなるように加工されていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【請求項12】 請求項10または11記載の樹脂封止型半導体装置において、上記ダイパッドは、開口部を有していることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【請求項13】 ダイパッドと、上記ダイパッドを支持するための複数の吊りリードと、信号接続用リードと、主面上に電極パッドを有し、主面を下方に向けた状態で上記ダイパッドの下面で支持される半導体チップと、上記半導体チップの電極パッドと上記信号接続用リードとを電気的に接続する接続部材と、上記ダイパッド,上記半導体チップ,信号接続用リード及び接続部材を封止する封止樹脂とを備え、上記信号接続用リードの一部は上記封止樹脂の裏面側で露出し外部端子として機能しており、上記ダイパッドは上記封止樹脂内に埋設されており、上記信号接続用リードのうち上記半導体チップに近接する内方部分は下面側から部分的に除去されて他の部分よりも薄くなっており、上記接続部材は上記信号接続用リードの上記内方部分の下面に接続されていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【請求項14】 請求項13記載の樹脂封止型半導体装置において、上記信号接続用リードの上記内方部分が上方に位置するようにアップセットされていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【請求項15】 請求項13または14記載の樹脂封止型半導体装置において、上記信号接続用リードの上記内方部分は、上記半導体チップの下方まで延びていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【請求項16】 ダイパッドと、上記ダイパッドを支持するための複数の吊りリードと、信号接続用リードと、主面上に電極パッドを有し、主面を下方に向けた状態で上記ダイパッドの下面で支持される半導体チップと、上記半導体チップの電極パッドと上記信号接続用リードとを電気的に接続する接続部材と、上記ダイパッド,上記半導体チップ,信号接続用リード及び接続部材を封止する封止樹脂とを備え、上記信号接続用リードの一部は上記封止樹脂の裏面側で露出し外部端子として機能しており、上記ダイパッドは上記封止樹脂内に埋設されており、上記信号接続用リードのうち上記半導体チップに近接する内方部分は上方に位置するようにアップセットされていて、上記接続部材は上記信号接続用リードの上記内方部分の下面に接続されていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【請求項17】 請求項16記載の樹脂封止型半導体装置において、上記信号接続用リードの上記内方部分は、上記半導体チップの下方まで延びていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【請求項18】 ダイパッドと、上記ダイパッドを支持するための複数の吊りリードと、信号接続用リードと、主面の辺部を除く領域上に電極パッドを有し、主面を下方に向けた状態で主面の辺部において上記ダイパッドにより支持される半導体チップと、上記半導体チップの電極パッドと上記信号接続用リードとを電気的に接続する接続部材と、上記ダイパッド,上記半導体チップ,信号接続用リード及び接続部材を封止する封止樹脂とを備え、上記信号接続用リードの一部は上記封止樹脂の裏面側で露出し外部端子として機能しており、上記ダイパッドは上記封止樹脂内に埋設されており、上記信号接続用リードのうち上記半導体チップに近接する内方部分は上記半導体チップの下方まで延びており、上記接続部材は上記信号接続用リードの上記内方部分の下面に接続されていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【請求項19】 請求項18記載の樹脂封止型半導体装置において、上記信号接続用リードの上記内方部分は、上方に位置するようにアップセットされていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【請求項20】 請求項18または19記載の樹脂封止型半導体装置において、上記信号接続用リードの上記内方部分は、下面側から部分的に除去されて他の部分よりも薄くなっていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【請求項21】 請求項1〜20のうちいずれか1つに記載の樹脂封止型半導体装置において、上記信号接続用リードの少なくとも一部には、溝部が形成されていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【請求項22】 半導体チップを搭載する領域を囲む外枠と、上記半導体チップを支持するためのダイパッドと、上記ダイパッドを上記外枠に接続するための複数の吊りリードと、上記外枠に接続される信号接続用リードとを有し、かつ上記ダイパッドが上記外枠よりも上方に位置しているリードフレームを用意する第1の工程と、上記ダイパッドと、主面上に電極パッドを有する半導体チップとを固着させる第2の工程と、上記半導体チップの電極パッドと上記信号接続用リードとを金属細線を介して電気的に接続する第3の工程と、上記リードフレームの上記信号接続用リードの下面の少なくとも一部に封止テープを密着させながら、封止テープを封止金型に装着する第4の工程と、上記ダイパッド,半導体チップ,信号接続用リード及び金属細線を封止樹脂により封止する第5の工程と、上記封止テープを除去する第6の工程とを備え、上記信号接続用リードの下面の少なくとも一部が上記封止樹脂の裏面から露出しているとともに、上記ダイパッドが上記封止樹脂内に埋設されている樹脂封止体を得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23】 請求項22記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法において、上記第5の工程と上記第6の工程との間に、上記各吊りリードの一部を切断する工程をさらに備えてい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24】 請求項22又は23記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法において、上記第1の工程では、表面に金属メッキ層が形成されたリードフレームを用意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25】 請求項22又は23記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法において、上記第4の工程では、上記信号接続用リードの下面の少なくとも一部の上記封止樹脂の裏面からの突出量が所望の値になるように、所定厚みの封止テープを用い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26】 請求項22又は23記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法において、上記封止金型のうち上記信号接続用リードの突出させる部分に対向する部分に逃げ溝を形成しておき、上記第5の工程では、上記信号接続用リードの下面の少なくとも一部を上記逃げ溝に逃した状態で樹脂封止を行なうことにより、上記封止樹脂の裏面からの突出量を調整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。

【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8】
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【図7】
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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21】
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【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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【公開番号】特開平11−260989
【公開日】平成11年(1999)9月24日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平10−60812
【出願日】平成10年(1998)3月12日
【出願人】(000005843)松下電子工業株式会社 (43)