JPH02114553A - リードフレームおよびそれを用いた半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、リードフレーム及びそれを用いた半導体装置
の製造技術に関し、特に、超薄形パッケージ構造を備え
た半導体装置に適用して有効な技術に関するものである
。

〔従来の技術〕

リードフレームについては、例えば、特開昭５２−９５
１７３号公報、及び特開昭５５−２１１２８号公報に記
載がある。

特開昭５２−９５１７３号公報には、半導体ペレット（
以下、ペレットという）とリードフレームとの熱膨張係
数の差に起因してダイパッドに熱応力が加わり、ペレッ
トにクラックが生じたり、あるいはペレットがダイパッ
ドから剥離したりするという問題を解決するため、ダイ
パッドに四角形状の孔や複数の丸孔を形成することによ
って、熱応力を吸収する技術が記載されている。

また、特開昭５５−２１１２８号公報には、ダイパッド
を支持する吊りリードの強度を向上させるため、吊りリ
ードをダイパッドの四隅に配設し、これによってダイパ
ッドを支持するという技術が記載されている。

ところで、近年、ＩＣカードや超薄形電子機器の普及に
伴い、これらに実装される超薄形のパッケージ構造を備
えた半導体装置の開発が進行している。

上記超薄形のパッケージ構造については、例えば、三菱
電機株式会社、１９８７年１２月発行、「トリプル・ｘ
　−（ＴＲＩＰＬＥ＾）Ｎ（１１８Ｊに記載がある。

上記文献に記載された超薄形のパッケージ構造は、Ｖ　
Ｓ　ＯＰ　（Ｖｅｒｙ　Ｓｍａｌｌ　０ｕｔｌｉｎｅ　
Ｐａｃｋａｇｅ）形のパッケージ構造であり、パッケー
ジの厚さは１ｍｌ１１と、従来のＳＯＰの２以下の厚さ
になっている。

また、上記パッケージには、厚さ４００μｍのペレット
が封止され、このペレットとインナリードとは、ワイヤ
を介して結線されている。さらに、このワイヤの上端が
パッケージ上面から露出するのを防止するため、ペレッ
トを搭載するダイパッドは、リードの下方に配置されて
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、本発明者の検討によれば、上記文献に記載さ
れたパッケージ構造には、以下の問題のあることが見い
出された。

すなわち、上記文献（ｒＴＲＩＰＩＪ　Ａ　　Ｎα１８
」）に記載された厚さｌ　ｍ１１またはそれ以下の超薄
形のパッケージをトランスファモールド方式で形成する
場合においては、その金型のキャビティが極めて狭いた
め、キャビティ内に注入された樹脂の流動性が低下し、
ダイパッドと樹脂との界面などにボイドが発生し易くな
る。

これを防止するためには、低粘度の樹脂を用いてその流
動性を向上させるとともに、キャビティ内を流れる樹脂
の流動速度をペレット上とダイパッド下とで等しくする
必要がある。

ところが、前記特開昭５５−２１１２８号公報に記載さ
れたリードフレームを用いて超薄形のパッケージを形成
する場合、ワイヤ上端がパッケージから露出するのを防
止するためにダイパッドをインナリード面よりも下方に
配置しなければならないので、モールド時にリードフレ
ームを金型に挿入すると、ダイパッドと下型との隙間が
、ペレットと上型との隙間よりも狭くなってしまう。

このため、キャビティ内に注入された樹脂が、隙間の狭
いダイパッド下よりも、隙間の広いペレット上に多く流
入してしまう。すなわち、ペレット上を流れる樹脂の方
が、ダイパッド下を流れる樹脂よりも速く流れ、ペレッ
ト上とダイパッド下とを流れる樹脂の圧力が不均一とな
る。すると、ペレット上を流れる樹脂が、ダイパッドを
下方に押し下げるため、ダイパッド下の樹脂の流れが止
められ、ダイパッド下にボイドが発生したり、ダイパッ
ドがパッケージの下面から露出したりするなどの不良が
発生し、パッケージの製造歩留りが低下する。

一方、前記特開昭５２−９５１７４号公報の技術は、ダ
イパッドに孔が形成され、ペレット下面が露出している
ので、ダイパッドの厚さが減った分、その部分における
樹脂の流れは良好になるが、この技術では、ペレット下
を流れる樹脂の流動性や充填性を考慮した技術ではない
ため、パッケージの厚さが薄くなるにつれ、モールド時
にペレット上とダイパッド下を流れる樹脂の流速や圧力
を等しくするという効果を得ることが困難となる。

そして、このような問題は、ペレットサイズの大きな場
合には、さらに顕著となる。

本発明は、上記した問題点に着目してなされたものであ
り、その目的は、超薄形のパッケージ構造を備えた半導
体装置の製造の歩留りを向上させることのできる技術を
提供することにある。

本発明の他の目的は、超薄形のパッケージ構造を備えた
半導体装置の信頼性を向上させることのできる技術を提
供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

すなわち、請求項１記載の発明は、所定の集積回路が形
成されたペレットを搭載するグイパッドに、前記ペレッ
トをモールドする際に金型のゲートからキャピテイに注
入される樹脂が流動する方向に沿って延びる開孔部を形
成したリードフレーム構造である。

請求項２記載の発明は、グイパッド、及び吊りリードが
、ペレットをモールドする際にゲートからキャビティに
注入される樹脂が流動する方向に沿って延びる開孔部に
よって分割されているリードフレーム構造である。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のリード
フレームを用いて半導体装置を製造する方法である。

〔作用〕

請求項１記載の発明によれば、このリードツレ−ムラ用
いてペレットヲモールドする際、ペレットの下方を流れ
る樹脂の流路が開孔部によって確保されるため、ペレッ
トの下方を流れる樹脂の流動性が向上し、かつ、開孔部
から露出したペレットの下面と下型との隙間と、ペレッ
トの上面と上型との隙間とをほぼ等しくすることができ
る。

これらにより、ペレットのモールド時に、ペレットの上
方と下方とを流れる樹脂の流速、及び圧力が、はぼ等し
くなるため、ボイドの発生やグイパッドの変形を有効に
防止することができる。

請求項２記載の発明によれば、このリードフレームを用
いてペレットをモールドする際、グイパッドのみならず
、吊りリードにも開孔部が形成されているため、樹脂が
注入されるゲートからグイパッドまでの間の樹脂の流路
がより広く確保されるため、樹脂の流動性がさらに向上
する。

請求項３記載の発明によれば、これらリードフレームを
用いてペレットをモールドする際、ペレットの下方を流
れる樹脂の流路が開孔部によって確保されるため、ペレ
ットの下方を流れる樹脂の流動性を向上させることがで
き、かつ、開孔部から露出したペレットの下面と下型と
の隙間と、ペレットの上面と上型との隙間とをほぼ等し
くすることができため、ペレットの上方と下方とを流れ
る樹脂の流速、及び圧力がほぼ等しくすることができ、
これらの結果、ボイドの発生やグイパッドの変形が有効
に防止され、半導体装Ｉの製造歩留りを向上させること
ができる。

〔実施例１〕 第１図（ａ）は、本発明の一実施例である半導体装置の
製造方法に用いるリードフレームの要部平面図、第１図
ら）は、このリードフレームの開孔部を示す第１図（ａ
）のＩＢ−ＩＢ線の断面図、第２図（ａ）は、このリー
ドフレームにペレットを搭載した場合を示す第１図（ａ
）のＩ［Ａ−ＩＩＡ線の断面図、第２図（ｂ）は、この
リードフレームにペレットを搭載した場合を示す第１図
（ａ）のＩＢ−ＩＢ線の断面図、第３図（ａ）〜（社）
は、半導体装置の製造方法に用いる金型の要部断面図、
第４図は、このリードフレームを用いて製造された半導
体装置を示す第１図（ａ）のＩＢ−ＩＢ線の断面図であ
る。

第１図（ａ）、（ｂ）に示す本実施例１の半導体装置の
製造に用いるリードフレーム１ａは、例えば、ＱＦ　Ｐ
　（Ｑｕａｄ　Ｆｌａｔ　Ｐａｃｋａｇｅ）形の半導体
装置に適用される。

このリードフレーム１ａは、ペレット２を搭載する、例
えば矩形のグイパッド３と、このグイパッド３の四隅に
配設され、グイパッド３を支持する吊りリード４と、グ
イパッド３の周囲に放射状に配設された複数のリード５
と、各リード５間を連結すると共にグイパッド３を取り
囲むように配設されたダム片６と、これらを取り囲む外
枠部７ａ１及び内枠部７ｂからなる枠部７とによって構
成されている。

吊りリード４は、グイパッド３が第１図ら）に示すよう
に、リード５の下方に配置されるように、折り曲げられ
ている。これは、後述するワイヤ８の上端がパッケージ
上面から露出するのを防止するためである。

リード５は、ダム片６の外側が外部リード、また、内側
が内部リードと呼ばれ、製品となった時点では、内部リ
ードがモールド部９に封止され、外部リードがモールド
部９の側面から外方に突出して外部端子を構成するよう
になっている。

外枠部７ａには、リードフレーム１ａの搬送時や位置決
め時のガイドとなるガイド孔１０がプレス等によって打
ち抜き形成されている。

リードフレーム１ａは、上記した各部によって構成され
る単位フレームを外枠部７ａの延びる方向に複数配設し
た、例えば７連のものをプレスなどによって一体的に形
成したものであり、その材質は、例えば４２７０イから
なり、その厚さは、例えば１５０μｍである。

上記リードフレーム１ａのグイバッド３には、開孔部１
１ａが開孔形成されており、グイバッド３は、開孔部に
より２分割されている。この開孔部１１ａは、後述する
モールド部９の形成工程の際に、ゲート　（第３図ら）
に示す）ＧからキャビティＫ（第３図（ａ）に示す）に
注入される樹脂が流動する方向に沿って延びている。そ
して、開孔部１１ａは、第１図ら）に示すように、ペレ
ット２の下方を流れる樹脂の流路を確保するようになる
。

また、開孔８１Ｂ１１ａは、グイバッド３を２分割する
ので、例えば、モールド部９を構成する樹脂中の水分が
半田リフロー時に気化膨張した際、この気化膨張によっ
てグイバッド３に発生する応力を、ペレット２の１／２
　サイズのペレットをモールドした場合と同じ程度に小
さくすることができる。

次に、本実施例１の半導体装置の製造方法を第２図（ａ
）、（ｂ）、及び第３図（ａ）〜（ωを用いて説明する
。

まず、例えば銀ペーストからなる接着剤１２を用いて開
孔部１１ａが形成されたグイバッド３上にペレット２を
接合し、例えば１８０℃で接着剤１２をキュアする（第
２図（ａ））。その際、例えば、クリーン・ルームに設
置された開放炉内で徐々に加熱を行うキュア法を用いる
と、接着剤１２の膜厚を、例えば１０〜３０μｍ程度ま
で薄くすることができる。なお、上記ペレット２の厚さ
は、例えば、４００μｍであり、その上面が集積回路形
成面となっている。また、接着剤１２は、その膜厚を薄
くする必要上、発泡性の少ない材質のものが選択される
。

次いで、図示しないワイヤボンディング装置を用いて、
ペレット２とリード５との間に、例えば直径２５μｍの
金線からなるワイヤ８をボンディングする（第２図（ｂ
））。その際、後述するモールド工程において、ワイヤ
８の上端がパッケージ１から露出するのを防ぐため、ペ
レット３の上面からワイヤ８の上端までの高さ（ｈ）を
所定の高さにする必要がある。

その後、ペレット２の上面に、図示はしないが極めて薄
いポリイミド樹脂を塗布する。これは、モールド部９を
構成する樹脂中の水分が集積回路に浸入するのを防止し
、また、樹脂中のフィラーによって集積回路の表面が傷
付けられるのを防止する等のためである。

次に、上記ペレット２を搭載したリードフレーム１ａに
モールド部９を形成する工程を第３図（ａ）〜（ｄ）に
より説明する。

マス、ペレット２を搭載したリードフレーム１ａをトラ
ンスファモールド用の金型１３の所定位置に設置する。

この金型１３のキャビティにの内部における上型１３ａ
と下型１３ｂとの隙間は、例えば、１ｆｆｌｆｆｉであ
る。

この際、グイバッド３には、開孔部１１ａが穿孔されて
いるため、ペレット２上部と上型１３ａとの隙間Ａと、
開孔部１１ａから露出したベレット２下邪と下型１３ｂ
との隙間Ｂとが、はぼ等しくなる。

次に、ポット１４に予備加熱したタブレット状の樹脂１
５を投入する。この樹脂１５は、例えば、シリコーン変
性エポキシ樹脂にンリカ等のフィラーを充填してその熱
膨張係数をシリコンの熱膨張係数に近づけた樹脂であり
、モールド時の粘度が、例えば、ｌＸ１０”Ｐ（ポアズ
）以下となるような低粘度樹脂である。

続いて、プランジャー１６を下降させ、溶融した樹脂１
５をランナー１７、及びゲートＧを経てキャビティＫに
注入する（第３図ら））。

この際、上記したようにペレット２上部と上型１３ａと
の隙間Ａと、開孔部１１ａから露出したベレット２下部
と下型１３ｂとの隙間Ｂとがほぼ等しいため、第３図ら
）に示すように、ベレット２の上方を流れる樹脂１５の
流速と、開孔部１１ａから露出したベレット２の下方を
流れる樹脂１５の流速とがほぼ等しくなる。

すなわち、ベレット２の上方と下方とを流れる樹脂１５
の圧力がほぼ均一となるため、グイパッド３が樹脂１５
によって押し下げられたり、押し上げられたりすること
がな（、樹脂の充填が充分に行われる。

このようにして樹脂１５がキャビティに内に充分に注入
され、所定時間で加熱硬化される（第３図（Ｃ））。

そして、キャビティＫに注入された樹脂１５が硬化した
後、金型１３を開き、リードフレーム１ａを取り出して
、縦横各辺の長さが、例えば１４正、厚さが、例えば１
叩のモールド部９が完成する（第３図（ｄ））。

その後、リードフレーム１ａの所定個所を切断し、さら
に、リード５を、例えば、ガルウィング状に折り曲げる
ことにより、第４図に示すＱＦＰ形の半導体装置１８が
製造される。

このように本実施例１によれば、下記のような効果を得
ることができる。

（１）、　　！Ｊ−ドフレームｌａのダイパッド３に、
モールド部９の形成の際に、ゲートＧからキャビティＫ
に注入される樹脂１５が流動する方向に沿って延びる開
孔部１１ａが形成されているので、開孔部１１ａから露
出したベレット２の下方を流れる樹脂１５の流動性が向
上する。

（２）、モールド部９の形成に際し、ベレット２の上部
と上型１３ａとの隙間へと、開孔部１１ａから露出した
ベレット２の下部と下型１３ａとの隙間Ｂとがほぼ等し
くなるので、ベレット２の上方と下方とを流れる樹脂１
５の流速もほぼ等しくなり、樹脂１５の圧力もほぼ均一
となる。

（３）、上記（１）、（２）により、モールド部９の形
成に際し、従来の技術と異なり、ベレット２の上方を流
れる樹脂１５によって、ダイパッド３が押し下げられ、
ボイドが発生したり、ダイパッド３がモールド部９の下
面から露出したりすることが有効に防止できる。（４）
、上記（１）、　（２）により、樹脂の充填性が向上す
る。

（５）、グイパッド３が開孔部１１ａを介して２分割さ
れているので、ダイパッド３にかかる熱応力が分散され
、この熱応力に起因するモールド部９のクラックを有効
に防止することができる。

（６）、上記（１）〜（４）により、厚さが、例えば、
ｌ　ｗのモールド部９を歩留り良く形成することができ
、半導体装置の製造歩留りが向上する。

（７）、上記（１）〜（５）により、信頼性の高い超薄
型のモールド部９を備えた半導体装置が得られる。

〔実施例２〕 第５図は、本発明の他の実施例である半導体装置の製造
方法に用いるリードフレームの要部平面図である。

本実施例２のリードフレーム１ｂにおいては、グイパッ
ド３、及び吊りリード４が、モールド部９の形成に際し
、ゲー）Ｇから注入される樹脂１６が流動する方向に沿
って延びる開孔部１１ｂによって分割されている。すな
わち、ダイパッド３、及び吊りリード４は、開孔部１１
ｂによって、それぞれダイパッド３ａ、３ｂ、及び吊り
リード４ａ、４ｂに２分割されている。

本実施例２によれば、モールド部９の形成に際し、ゲー
トＧからキャビティにへ注入される樹脂１５が、吊りリ
ード４ａ、４ｂの間とダイパッド３ａ、３ｂの間とを延
びる開孔部１１ｂに導かれ、樹脂１５の流路が吊りリー
ド４に阻害されず充分に確保されるため、ベレット２の
下方を流れる樹脂１５の流動性がさらに向上する。

これ以外は、実施例１と同じ作用、効果を得ることがで
きる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、本発明は前記実施例１．２に限定
されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々
変更可能であることはいうまでもない。

例えば、ダイパッドに形成される開孔部の形状は、前記
実施例１．２に限定されるものではなく、モールド時に
樹脂が流動する方向に沿って開孔形成されていれば他の
形状であっても良い。

すなわち、例えば、第６図に示すリードフレームｌｃの
グイパッド３の開孔８１１！ｌｌｃのように、櫛歯状で
あっても良い。

また、第７図に示すリードフレームｌｉｄのグイパッド
３の開孔部ｌｉｄのように、矩形状であっても良い。

また、前記実施例のリードフレームの材質は、４２７０
イであったが、これに限定されるものではなく、例えば
、スズ−ニッケルメッキの施された銅合金であっても良
い。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるＱＦＰ形の半導体装
置の製造方法に適用した場合について説明したが、これ
に限定されるものではなく、例えば、Ｔ　Ｑ　Ｆ　Ｐ　
（Ｔｈｉｎ　Ｑｕａｄ　Ｆｌａｔ　Ｐａｃｈａｇｅ）形
、あるいはＴ　Ｓ　ＯＰ　（Ｔｈｉｎ　Ｓ＋ｎａｌｌ　
０ｕｔｌｉｎｅ　Ｐａｃｋａｇｅ）形や５ＯＪ（釦ａｌ
ｌ　０ｕｔｌｉｎｅ　Ｊ−１ｅａｄ　Ｐａｃｋａｇｅ）
形の半導体装置の製造方法に適用することもできる。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりで
ある。

（１）、すなわち、請求項１記載のリードフレームにお
いては、ペレットを搭載するグイパッドに、ペレットを
モールドする際に金型のゲートからキャビティに注入さ
れる樹脂の流動方向に沿って延びる開孔部が穿孔されて
いることにより、上記グイパッドに搭載されたペレット
をモールドする際、ペレットの下方を流れる樹脂の流路
が確保され、かつ、露出したペレット下部と下型との隙
間と、ペレット上部と上型との隙間とをほぼ等しくでき
るため、ペレットの上方と下方とを流れる樹脂の流速、
及び圧力が等しくなり、グイパッドがペレットの上方を
流れる樹脂により押し下げられることが防止され、ボイ
ドの発生やグイパッドの変形が防止される。

（２）、また、請求項２記載のリードフレームにおいて
は、グイパッド、及び吊りリードが、ペレットをモール
ドする際にゲートからキャビティに注入される樹脂が流
動する方向に沿って延びる開孔部によって分割されてい
ることににより、吊りリードにも開孔部が形成されてい
るため、ペレットをモールドする際、樹脂が注入される
ゲートからグイパッドまでの間の樹脂の流路がより広く
確保され、樹脂の流動性がさらに向上する。

（３）、したがって、請求項１または２記載のリードフ
レームを用いた請求項３記載の半導体装置の製造方法に
よれば、超薄形のパッケージ構造の半導体装置の製造歩
留りを向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は、本発明の一実施例である半導体装置の
製造方法に用いるリードフレームの要部平面図、 第１図（ｂ）は、このリードフレームの開孔部を示す第
１図（ａ）のＩＢ−ＩＢ線の断面図、第２図（ａ）は、
このリードフレームにペレットを搭載した場合を示す第
１図（ａ）のＩＩＡ−ＩＩＡ線の断面図、 第２図ら）は、このリードフレームにペレットを搭載し
た場合を示す第１図（ａ）のＩＢ−ＩＢ線の断面図、 第３図（ａ）〜（６）は、半導体装置の製造方法に用い
る金型の要部を各成形工程順に示す断面図、第４図は、
このリードフレームを用いて製造された半導体装置を示
す第１図（ａ）のＩＢ−ＩＢ線の断面図、 第５図〜第７図は、本発明の他の実施例である半導体装
置の製造方法に用いるリードフレームの要部平面図であ
る。 １ａ〜１ｄ・・・リードフレーム、２・・・半導体ペレ
ット、３・・・グイパッド、４・・・吊りリード、５・
　・　・リード、６・　・　・ダム片、７・・・枠部、
７ａ・・・外枠部、７ｂ・・・内枠部、８・・・ワイヤ
、９・・・モールド部、１０・・・ガイド孔、ｌｌａ〜
ｌｉｄ・・・開孔部、１２・・・接着材、１３・・・金
型、１３ａ・・・上型、１３ｂ・・・下型、１４・・・
ポット、１５・・・樹脂、１６・・・プランジャー　１
７・・・ランナー　１８・・・半導体装置、Ｋ・・・キ
ャビティ、 Ｇ ・ゲート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、所定の集積回路が形成された半導体ペレットを搭載
   するダイパッドに、前記半導体ペレットのモールド時に
   金型のゲートからキャビティに注入される樹脂が流動す
   る方向に沿って延びる開孔部を形成したことを特徴とす
   るリードフレーム。 ２、所定の集積回路が形成された半導体ペレットを搭載
   するダイパッドと、前記ダイパッドを支持する吊りリー
   ドとを備えたリードフレームであって、前記ダイパッド
   、及び吊りリードが、前記半導体ペレットのモールド時
   にゲートからキャビティに注入される樹脂が流動する方
   向に沿って延びる開孔部によって分割されていることを
   特徴とするリードフレーム。 ３、請求項１または２記載のリードフレームを用いたこ
   とを特徴とする半導体装置の製造方法。