JPH06140550A

JPH06140550A - 半導体装置およびその製造方法並びにそれに使用されるリードフレーム

Info

Publication number: JPH06140550A
Application number: JP4311345A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Shimizu; 一男清水; Yukihiro Sato; 幸弘佐藤; Tadatoshi Danno; 忠敏団野
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Tohbu Semiconductor Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Renesas Eastern Japan Semiconductor Inc
Priority date: 1992-10-27
Filing date: 1992-10-27
Publication date: 1994-05-20

Abstract

(57)【要約】【目的】樹脂封止パッケージにおけるクラックの発生
を確実に防止する。【構成】ＴＱＦＰ・ＩＣ２９のタブ１８に切り起こし
部２０を４箇所に形成し、各切り起こし片２２の先端を
樹脂封止パッケージ２７の下面に露出させる。【効果】樹脂封止パッケージ２７の内部において切り
起こし部２０が投錨効果を効果的に発揮するため、ＴＱ
ＦＰ・ＩＣ２９の加熱時にタブ１８と樹脂との界面に構
成材料の熱膨張係数差によって作用する剥離力に充分に
抗して剥離を防止し、その剥離によるクラックの発生を
防止できる。また、樹脂封止パッケージ２７に吸湿され
た水分の水蒸気爆発が加熱時に発生した際、爆発力を切
り起こし片２２によって樹脂封止パッケージ２７の下面
露出部に案内して外部に逃散できるため、水蒸気爆発に
よるクラックの発生をも防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置、特に、樹
脂封止パッケージにおけるクラックの発生防止技術に関
し、例えば、表面実装形樹脂封止パッケージを備えてい
る半導体集積回路装置（以下、ＩＣという。）に利用し
て有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、高密度実装を実現するための表
面実装形樹脂封止パッケージを備えているＩＣにおいて
は、樹脂封止パッケージが高温度に晒された後、冷却さ
れると、樹脂封止パッケージにタブの裏面を起点とする
クラックが発生するという問題点があることが知られて
いる。そして、クラックが発生する理由は次のように考
えられている。

【０００３】すなわち、シリコン等のペレットを形成し
ている材料と、リードフレームを形成している４２アロ
イや銅と、パッケージを形成している樹脂との熱膨張係
数は大きく異なる。そこで、表面実装形樹脂封止パッケ
ージＩＣが温度サイクル試験や熱衝撃試験等で、また、
実装時におけるはんだディップ工程やリフローはんだ工
程等で加熱されることにより、樹脂封止パッケージの樹
脂とペレットおよびタブとの接着界面に剥がれが発生す
るとともに、樹脂パッケージにタブの裏面を起点とする
クラックが発生する。

【０００４】そこで、従来、この問題点を解決するため
の表面実装形樹脂封止パッケージを備えているＩＣとし
て、タブに円形の小孔を多数個開設したＩＣや、タブに
４本の直線状のスリットを十字形状に開設したＩＣが提
案されている。

【０００５】このようにタブに小孔やスリットが開設さ
れたＩＣにおいては、熱ストレスによる繰り返し応力に
より、タブ下面とパッケージの樹脂との界面や、タブと
ペレットとの界面に対してこれらを剥離させようとする
力が作用したとしても、小孔やスリット内に充填されて
いるパッケージの樹脂が投錨効果を発揮することによ
り、その剥離力に対して充分に抗することができるた
め、これら界面における剥離を防止することができる。
そして、剥離が発生しない場合には、樹脂封止パッケー
ジ内部において、タブの裏面における外縁付近に応力が
集中したとしても、そこを起点とするクラックは発生し
ない。

【０００６】さらに、タブにスリットが十字形状に開設
されている場合には、タブの横断面積が４ブロックに分
割されることによって各ブロックの横断面積が減少され
ているため、タブの熱膨張による伸び量が縮小されるこ
とになる。その結果、タブの外側縁辺においてタブの金
属とパッケージの樹脂との熱膨張差によって発生する集
中応力の大きさ自体が小さく抑制されるため、万一、剥
離が発生したとしても、樹脂封止パッケージ内部におい
て応力集中箇所を起点とするクラックの発生は防止され
ることになる。

【０００７】なお、タブに小孔やスリットが開設されて
いる表面実装形樹脂封止パッケージを備えているＩＣを
述べてある例としては、特開昭５９−１６３５７号公
報、特開昭６２−１１５７５２号公報や、特願昭６２−
１２８３３号明細書および図面、がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】最近、高密度実装を実
現し、かつ、高さをより一層低くした実装形態を実現す
るための表面実装形樹脂封止パッケージを備えているＩ
Ｃとして、ＴｈｉｎＱｕａｄＦｌａｔＰａｃｋａ
ｇｅ・ＩＣ（以下、ＴＱＦＰ・ＩＣという。）が使用さ
れて来ている。

【０００９】このＴＱＦＰ・ＩＣは、半導体ペレット
（以下、ペレットという。）と、ペレットがボンディン
グされているタブと、ペレットの各ボンディングパッド
にボンディングワイヤを介して電気的に接続されている
複数本のリードと、ペレット、タブおよび各リードの一
部を樹脂封止するパッケージとを備えており、樹脂封止
パッケージが１ｍｍ以下に成形されている。また、各リ
ードにおけるアウタ部は樹脂封止パッケージの４辺から
水平面内で直角にそれぞれ突出されているとともに、ガ
ル・ウイング形状に屈曲されて樹脂封止パッケージの下
側主面の高さ位置に略揃えられている。

【００１０】このＴＱＦＰ・ＩＣにおいては、樹脂封止
パッケージがその厚さがきわめて薄いため、前述した従
来技術のようにタブに小孔やスリットを開設しただけで
は、樹脂封止パッケージに湿気が吸収された状況におい
て、樹脂封止パッケージにおけるクラックの発生を防止
することができない場合があるという問題点があること
が、本発明者によって明らかにされた。

【００１１】本発明の目的は、厚さが薄い樹脂封止パッ
ケージについても樹脂封止パッケージにおけるクラック
の発生を確実に防止することができる半導体装置を提供
することにある。

【００１２】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。

【００１３】

【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説明すれば、次の通り
である。

【００１４】すなわち、半導体ペレットと、半導体ペレ
ットがボンディングされているタブと、半導体ペレット
の各ボンディングパッドに電気的に接続されている複数
本のリードと、半導体ペレット、タブおよび各リードの
一部を樹脂封止するパッケージとを備えている半導体装
置において、前記タブに切り起こし部が形成されている
とともに、この切り起こし部の切り抜き孔および切り起
こし片が前記樹脂封止パッケージの樹脂によって包囲さ
れており、さらに、この切り起こし片の先端が前記樹脂
封止パッケージにおける前記半導体ペレットと反対側に
位置する主面に少なくとも近接されていることを特徴と
する。

【００１５】

【作用】前記した手段によれば、熱ストレスによる繰り
返し応力により、タブ下面と樹脂封止パッケージと樹脂
との界面、または、タブとペレットとの界面に対してこ
れらを剥離させようとする力が作用したとしても、切り
起こし部の切り抜き孔の内部に充填されているパッケー
ジの樹脂と、切り起こし部の切り起こし片を包囲してい
るパッケージの樹脂とが投錨効果を発揮することによ
り、その剥離力に対して充分に抗することができるた
め、剥離は確実に防止される。そして、剥離が発生しな
い場合には、パッケージ内部においてタブの裏面におけ
る外縁付近に応力が集中したとしても、そこを起点とす
るクラックは発生しない。

【００１６】また、タブに切り起こし部の切り抜き孔が
開設されていることにより、タブの横断面積は切り抜き
孔によって複数ブロックに分割されているため、各ブロ
ックの横断面積は減少されることになる。その結果、タ
ブの熱膨張による伸び量が縮小されることになり、タブ
の外側縁辺においてタブとパッケージ樹脂との熱膨張差
によって発生する集中応力の大きさ自体が小さく抑制さ
れることになる。万一、剥離が発生したとしても、パッ
ケージ内部において応力集中箇所を起点とするクラック
の発生は防止されることになる。

【００１７】さらに、前記手段においては、切り起こし
片の先端が樹脂封止パッケージの主面に少なくとも近接
されているため、樹脂封止パッケージの温度上昇に伴っ
て引き起こされる所謂水蒸気爆発による樹脂封止パッケ
ージのクラックをも防止することができる。すなわち、
樹脂封止パッケージに吸湿された水分が樹脂封止パッケ
ージの温度上昇に伴って所謂水蒸気爆発を引起した時
に、この爆発力を切り起こし片は樹脂封止パッケージの
主面に案内してそこから外部に放出させることができる
ため、水蒸気爆発力が樹脂封止パッケージの内部に籠も
ることによるクラックの発生を防止することができる。

【００１８】

【実施例】図１は本発明の一実施例であるＴＱＦＰ・Ｉ
Ｃを示す図であり、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は一部
切断底面図である。図２以降はその製造方法における各
工程を示す各説明図である。

【００１９】本実施例において、本発明に係る半導体装
置は、ＴＱＦＰ・ＩＣとして構成されている。このＴＱ
ＦＰ・ＩＣ２９は、ペレット２４と、ペレット２４がボ
ンディングされているタブ１８と、ペレット２４の各ボ
ンディングパッド２４ａにボンディングワイヤ２５を介
して電気的に接続されている複数本のリード１９と、ペ
レット２４、タブ１８および各リード１９の一部を樹脂
封止する樹脂封止パッケージ２７とを備えている。そし
て、タブ１８には切り起こし部２０が形成されていると
ともに、この切り起こし部２０の切り抜き孔２１および
切り起こし片２２が樹脂封止パッケージ２７の樹脂によ
って包囲されており、さらに、この切り起こし片２２の
先端が樹脂封止パッケージ２７におけるペレット２４と
反対側に位置する主面に露出されている。

【００２０】以下、本発明の一実施例であるこのＴＱＦ
Ｐ・ＩＣの製造方法を説明する。この説明により、ＴＱ
ＦＰ・ＩＣについての前記した構成の詳細が共に明らか
にされる。

【００２１】本実施例において、ＴＱＦＰ・ＩＣの製造
方法には、図２に示されている多連リードフレーム１１
が使用されており、この多連リードフレーム１１は多連
リードフレーム成形工程によって製作されて準備されて
いる。この多連リードフレーム１１は、鉄−ニッケル合
金や燐青銅等のような比較的大きい機械的強度を有する
ばね材料からなる薄板が用いられて、打ち抜きプレス加
工またはエッチング加工等のような適当な手段により一
体成形されている。多連リードフレーム１１の表面には
銀（Ａｇ）等を用いためっき処理が、後述するワイヤボ
ンディングが適正に実施されるように部分的または全体
的に施されている（図示せず）。この多連リードフレー
ム１１には複数の単位リードフレーム１２が横方向に１
列に並設されている。但し、一単位のみが図示されてい
る。

【００２２】単位リードフレーム１２は位置決め孔１３
ａが開設されている外枠１３を一対備えており、両外枠
１３は所定の間隔で平行になるように配されて一連にそ
れぞれ延設されている。隣り合う単位リードフレーム１
２、１２間には一対のセクション枠１４が両外枠１３、
１３間に互いに平行に配されて一体的に架設されてお
り、これら外枠、セクション枠により形成される略正方
形の枠体（フレーム）内に単位リードフレーム１２が構
成されている。

【００２３】各単位リードフレーム１２において、外枠
１３およびセクション枠１４の接続部にはダム吊り部材
１５が略直角方向にそれぞれ配されて一体的に突設され
ており、ダム吊り部材１５には４本のダム部材１６が略
正方形の枠形状になるように配されて、一体的に吊持さ
れている。

【００２４】セクション枠１４側の各ダム部材１６には
タブ吊りリード１７がそれぞれの一端に配されて、略４
５度方向に対向して一体的に突設されており、各タブ吊
りリード１７の先端には略正方形の平板形状に形成され
たタブ１８が、ダム部材１６群の枠形状と略同心的に配
されて、これらタブ吊りリード１７により吊持されるよ
うに一体的に連設されている。

【００２５】各タブ吊りリード１７はタブ１８付近にお
いてそれぞれ屈曲されており、このタブ吊りリード１７
の屈曲によって、タブ１８は後記するリード群の面より
も、後記するペレットの厚さ分程度下げられている（所
謂タブ下げ。）。

【００２６】また、ダム部材１６には電気配線としての
リード１９が複数本、長手方向に等間隔に配されて、互
いに平行で、ダム部材１６と直交するように一体的に突
設されている。各リード１９の内側端部は先端がタブ１
８を取り囲むように配されることにより、インナ部１９
ａをそれぞれ構成している。他方、各リード１９の外側
延長部分は、その先端が外枠１３およびセクション枠１
４に接続されており、アウタ部１９ｂをそれぞれ構成し
ている。そして、ダム部材１６における隣り合うリード
１９、１９間の部分は、後述するパッケージ成形時にレ
ジンの流れをせき止めるダム１６ａを実質的に構成して
いる。

【００２７】本実施例において、前記タブ１８には各切
り起こし部２０が、タブ１８の前後方向の中心線上およ
び左右方向の中心線上においてタブ１８の周辺位置にそ
れぞれ配されて形成されている。各切り起こし部２０は
切り抜き孔２１と切り起こし片２２とを備えており、切
り起こし片２２は切り抜き孔２１が切り抜かれて成る実
体部片によって実質的に構成されている。

【００２８】各切り抜き孔２１は長方形の一端部に半円
形が接続された形状にそれぞれ形成されており、方形側
が外側に向けられて中心線上に沿って長く延在するよう
にそれぞれ配置されている。したがって、４個の切り抜
き孔２１は互いに円形側を対向されて十字形状に開設さ
れた状態になっている。

【００２９】各切り起こし片２２は幅が切り抜き孔２１
の幅よりも狭く、かつ、長さが切り抜き孔２１の全長よ
りも短い長方形の板形状にそれぞれ形成されており、一
方の短辺側が切り抜き孔２１の方形側辺に接続された状
態で、各切り抜き孔２１と中心線を揃えられて長く延在
するようにそれぞれ配置されている。また、各切り起こ
し片２２は切り抜き孔２１との接続部分において、前記
タブ下げの方向に斜めに、かつ、その各下端がタブ１８
と平行の同一平面内に可及的に含まれるようにそれぞれ
屈曲されている。そして、切り起こし片２２の先端群が
含まれているタブ１８と平行なこの平面は、後述する樹
脂封止パッケージにおけるペレットと反対側に位置する
主面に可及的に一致するように設定されている。

【００３０】ちなみに、多連リードフレームがプレス加
工によって製作される場合には、切り起こし部２０の切
り抜き孔２１および切り起こし片２２もプレス加工によ
って成形することができる。多連リードフレームがエッ
チング加工によって製作される場合には、切り起こし部
２０の切り抜き孔２１がエッチング加工によって凹字形
のスリット形状に開設された後、凹部形のスリットによ
って三方が取り囲まれて成る舌片がプレス加工によって
前記した通りに屈曲されることにより、切り起こし片２
２が形成されることになる。この場合、切り起こし片２
２に対するプレス加工は前述したタブ下げ加工と同時に
実施することができる。

【００３１】多連リードフレーム成形工程において準備
された以上の構成に係る多連リードフレーム１１には、
ペレット・ボンディング工程およびワイヤ・ボンディン
グ工程において、ペレット・ボンディング作業、続い
て、ワイヤ・ボンディング作業が実施される。これらボ
ンディング作業は多連リードフレームが横方向にピッチ
送りされることにより、各単位リードフレーム毎に順次
実施される。

【００３２】まず、ペレット・ボンディング作業によ
り、半導体装置の製造工程における所謂前工程において
集積回路を作り込まれた半導体集積回路構造物としての
ペレット２４が、図３および図４に示されているよう
に、各単位リードフレーム１２におけるタブ１８上の略
中央部に配されて、タブ１８とペレット２４との間に形
成されたボンディング層２３によって機械的に固着され
ることによりボンディングされる。ペレットボンディン
グ層２３の形成手段としては、金−シリコン共晶層、は
んだ付け層および銀ペースト接着層等々によるボンディ
ング法を用いることが可能である。但し、必要に応じ
て、ペレットからタブへの熱伝達の障壁とならないよう
に、ボンディング層２３を形成することが望ましい。

【００３３】続いて、ワイヤボンディング作業により、
図３および図４に示されているように、タブ１８上にボ
ンディングされたペレット２４のボンディングパッド２
４ａと、各単位リードフレーム１２におけるリード１９
のインナ部１９ａとの間に、ボンディングワイヤ２５が
超音波熱圧着式ワイヤボンディング装置等のような適当
なワイヤボンディング装置（図示せず）が使用されるこ
とにより、その両端部をそれぞれボンディングされて橋
絡される。これにより、ペレット２４に作り込まれてい
る集積回路は、ボンディングパッド２４ａ、ボンディン
グワイヤ２５、リード１９のインナ部１９ａおよびアウ
タ部１９ｂを介して電気的に外部に引き出されることに
なる。

【００３４】このようにしてペレットおよびワイヤ・ボ
ンディングされた組立体２６には、各単位リードフレー
ム毎に樹脂封止するパッケージ２７群が、図５に示され
ているようなトランスファ成形装置３０が使用されて、
単位リードフレーム群について同時成形される。

【００３５】図５に示されているトランスファ成形装置
３０は、シリンダ装置等（図示せず）によって互いに型
締めされる一対の上型３１と下型３２とを備えており、
上型３１と下型３２との合わせ面には上型キャビティー
凹部３３ａと下型キャビティー凹部３３ｂとが互いに協
働してキャビティー３３を形成するようにそれぞれ複数
組没設されている。本実施例において、このキャビティ
ー３３の全高はＴＱＦＰ・ＩＣに対応するために、１ｍ
ｍ以下に設定されている。

【００３６】上型３１の合わせ面にはポット３４が開設
されており、ポット３４にはシリンダ装置（図示せず）
により進退されるプランジャ３５が成形材料としての樹
脂（以下、レジンという。）を送給し得るように挿入さ
れている。

【００３７】下型３２の合わせ面にはカル３６がポット
３４との対向位置に配されて没設されているとともに、
複数条のランナ３７がポット３４にそれぞれ接続するよ
うに放射状に配されて没設されている。各ランナ３７の
他端部は下側キャビティー凹部３３ｂにそれぞれ接続さ
れており、その接続部にはゲート３８がレジンをキャビ
ティー３３内に注入し得るように形成されている。ま
た、下型３２の合わせ面には逃げ凹所３９がリードフレ
ームの厚みを逃げ得るように、多連リードフレーム１１
の外形よりも若干大きめの長方形で、その厚さと略等し
い寸法の一定深さに没設されている。

【００３８】前記構成にかかる組立体２６が用いられて
樹脂封止形パッケージがトランスファ成形される場合、
上型３１および下型３２における各キャビティー３３は
各単位リードフレーム１２における一対のダム１６ａ、
１６ａ間の空間にそれぞれ対応される。

【００３９】トランスファ成形時において、前記構成に
かかる組立体２６は、多連リードフレーム１１が下型３
２に没設されている逃げ凹所３９内に収容され、各単位
リードフレーム１２におけるペレット２４が各キャビテ
ィー３３内にそれぞれ収容されるように配されてセット
される。このとき、本実施例においては、タブ１８に下
方斜めに屈曲された４個の切り起こし片２２が下型キャ
ビティー凹所３３ｂの底面にそれぞれ接触した状態にな
る。

【００４０】続いて、上型３１と下型３２とが型締めさ
れ、ポット３４からプランジャ３５によりレジン４０が
ランナ３７およびゲート３８を通じて各キャビティー３
３に送給されて圧入される。キャビティー３３に圧入さ
れたレジン４０はキャビティー３３に隙間なく充填され
るため、レジン４０はタブ１８に開設された各切り起こ
し部２０の切り起こし孔２１の内部にも隙間なく充填さ
れる。

【００４１】ここで、レジン４０はキャビティー３３に
勢いよく注入されるため、注入されたレジン４０の流れ
によってタブ１８が押し下げられることがある。タブ１
８が設計された位置に対して大きく押し下げられると、
樹脂封止パッケージ内における上部と下部との樹脂の体
積の割合が設計の値に対して大きく変動してしまう。こ
の体積の割合の値が大きく変動すると、完成した樹脂封
止パッケージにおいて反り等の変形が発生する危惧があ
る。

【００４２】しかし、本実施例においては、タブ１８に
下方斜めに屈曲された４個の切り起こし片２２が下型キ
ャビティー凹所３３ｂの底面にそれぞれ接触した状態に
なっているため、タブ１８に押し下げ力が作用してもタ
ブ１８が押し下げられる現象は防止される。すなわち、
タブ１８に対する押し下げ力は下型キャビティー凹所３
３ｂの底面に接触した切り起こし片２２群によって支え
られるためである。したがって、樹脂封止パッケージ内
における上部と下部との樹脂の体積割合が設計の値に対
して大きく変動してしまう事態が発生することはなく、
この割合が大きく変動することを原因とする樹脂封止パ
ッケージにおける反り等の変形の発生は未然に回避する
ことができる。

【００４３】注入後、レジンが熱硬化されて樹脂封止形
パッケージ２７が成形されると、上型３１および下型３
２は型開きされるとともに、エジェクタ・ピン（図示せ
ず）により樹脂封止パッケージ２７群が離型される。こ
のようにして、図６および図７に示されているように、
樹脂封止パッケージ２７群が成形された組立体２８はト
ランスファ成形装置３０から脱装される。そして、この
ように樹脂成形された樹脂封止パッケージ２７の内部に
は、タブ１８、ペレット２４、リード１９のインナ部１
９ａおよびワイヤ２５が樹脂封止されることになる。

【００４４】本実施例においては、タブ１８に形成され
た４個の切り起こし部２０の切り抜き孔２１および切り
起こし片２２が樹脂封止パッケージ２７の樹脂によって
包囲された状態になっている。また、４個の切り起こし
片２２の下端が樹脂封止パッケージ２７の成形時に下型
キャビティー凹部３３ｂの底面に接触されていたため、
樹脂封止パッケージ２７の下端面には４個の切り起こし
片２２の先端面が露出した状態になっている。但し、加
工上の誤差によって、切り起こし片２２が樹脂封止パッ
ケージ２７の内部に若干引き込んだ状態になっているた
め、露出面が見えない場合もある。この場合であって
も、切り起こし片２２の先端は、樹脂封止パッケージ２
７の下端面の境界にきわめて近接した状態になってい
る。

【００４５】樹脂封止パッケージを成形された半完成品
としての組立体２８は、図示しないが、リード切断成形
工程において各単位リードフレーム毎に順次、外枠１３
およびダム１６ａを切り落とされるとともに、各リード
１９のアウタ部１９ｂをガル・ウイング形状に屈曲形成
される。

【００４６】以上のようにして製造された樹脂封止形Ｔ
ＱＦＰ・ＩＣ２９は図８に示されているようにプリント
配線基板に実装される。

【００４７】プリント配線基板４１にはランド４２が複
数個、実装対象物となる樹脂封止形ＴＱＦＰ・ＩＣ２９
における各リード１９に対応するように配されて、はん
だ材料を用いられて略長方形の薄板形状に形成されてお
り、このランド４２群にこのＩＣ２９のリード１９群が
それぞれ整合されて当接されているとともに、各リード
１９とランド４２とがリフローはんだ処理により形成さ
れたはんだ盛り層（図示せず）によって電気的かつ機械
的に接続されている。

【００４８】次に作用を説明する。前記構成にかかるＴ
ＱＦＰ・ＩＣは出荷前に抜き取り検査を実施される。抜
き取り検査としては温度サイクル試験や熱衝撃試験を含
む環境試験が実施される。また、このＴＱＦＰ・ＩＣが
プリント配線基板等に実装される際、はんだディップ処
理やリフローはんだ処理によってＴＱＦＰ・ＩＣは加熱
される。

【００４９】このような環境試験または実装時に熱スト
レスが前記構成に係るＴＱＦＰ・ＩＣ２９に加えられた
場合、構成材料の熱膨張係数差により樹脂封止パッケー
ジ２７の内部に応力が発生する。

【００５０】ところで、タブの外周縁が鋭い直角に形成
されている場合、樹脂封止パッケージの内部応力はタブ
の裏面における外縁付近に集中する。但し、樹脂封止パ
ッケージのクラックはこの程度の応力集中では発生しな
い。しかし、度重なる熱ストレスによる繰り返し応力に
より、タブ下面とパッケージの樹脂との界面や、タブと
ペレットとの界面に剥離が発生すると、前記応力集中箇
所に過大な応力が作用するため、そこを起点にしてクラ
ックが発生する。

【００５１】さらに、樹脂封止パッケージ完成後の保管
過程において樹脂封止パッケージの内部に吸湿された湿
気が、万一、タブ下面とパッケージとの間に剥離によっ
て発生した隙間に侵入すると、ＴＱＦＰ・ＩＣが加熱さ
れた際に、加熱によって当該湿気が膨張することによっ
て所謂水蒸気爆発が発生するため、一層過大な応力が発
生される。このため、前記応力集中箇所を起点とするク
ラックは一層発生され易くなるという問題点があること
が、本発明者によって明らかにされている。

【００５２】この解析と同様な研究が、財団法人日本科
学技術連盟発行「第１４回信頼性シンポジウム発表報文
集」１９８４年５月２９日発行Ｐ３０３〜Ｐ３０６、に
発表されている。

【００５３】そして、４２アロイから成るリードフレー
ムが使用されている場合にはタブ下面とパッケージの樹
脂との界面における剥離が発生した時に、また、銅から
成るリードフレームが使用されている場合にはペレット
とタブとの界面における剥離が発生した時に、タブ下端
部の応力は大幅に増加し、樹脂封止パッケージにクラッ
クが発生する。特に、熱膨張係数がパッケージに使用さ
れている樹脂と略同一の銅からなるリードフレームが使
用されている場合でも、ペレットとタブとの界面におけ
る剥離が発生すると、タブ側面に接するパッケージの樹
脂部分が開口し、過大な応力が作用してクラックが発生
する。

【００５４】そして、ＴＱＦＰ・ＩＣ２９においてこの
ようなクラックが発生すると、樹脂封止パッケージ２７
がきわめて薄く形成されているため、クラックが樹脂封
止パッケージ２７の表面に達し易い。そして、表面に達
したクラックの開口からの樹脂封止パッケージ２７内部
への湿気の侵入のため、ＴＱＦＰ・ＩＣ２９の耐湿性が
急激に低下することになる。

【００５５】しかし、本実施例においては、タブ１８に
切り起こし部２０が４箇所に形成されているとともに、
各切り起こし部２０の切り起こし片２２の先端が樹脂封
止パッケージ２７の下端面に露出されているため、樹脂
封止パッケージ２７にクラックが発生することはない。

【００５６】すなわち、前述したような熱ストレスによ
る繰り返し応力により、タブ１８下面と樹脂封止パッケ
ージ２７の樹脂との界面、または、タブ１８とペレット
２４との界面に対してこれを剥離させようとする力が作
用したとしても、切り起こし部２０の切り抜き孔２１内
に充填されている樹脂、および、樹脂封止パッケージ２
７の樹脂の内部に埋め込まれた状態になっている切り起
こし片２２が投錨効果を発揮するため、その剥離力に対
して充分に抗することができる。これらの投錨効果によ
って、タブ１８下面と樹脂封止パッケージ２７の樹脂と
の界面、または、タブ１８とペレット２４との界面にお
ける剥離は確実に防止される。そして、剥離が発生しな
い場合には、タブ１８の裏面における外縁付近に応力が
集中したとしても、そこを起点とするクラックが発生し
ないのは前述した通りである。ちなみに、切り抜き孔２
１をペレット付け面側が大口径になるテーパ孔に形成し
ておくと、切り抜き孔２１における投錨効果は一層高く
なる。

【００５７】また、タブ１８に切り起こし部２０の切り
抜き孔２１が４箇所に十字形状に配されて開設されてい
ることにより、タブ１８の横断面積が４ブロックに分割
されて、各ブロック毎に横断面積が減少されているた
め、タブ１８の熱膨張による伸び量がその分、縮小され
ることになる。その結果、タブ１８の外側縁辺において
タブ１８とパッケージ２７の樹脂との熱膨張差によって
発生する集中応力の大きさ自体が小さく抑制されるた
め、万一、樹脂封止パッケージ２７内部において前記の
ような剥離が発生したとしても、応力集中箇所を起点と
するクラックの発生は防止されることになる。

【００５８】さらに、本実施例においては、４個の切り
起こし片２２の先端が樹脂封止パッケージ２７の下端面
に実質的に露出されているため、樹脂封止パッケージ２
７の温度上昇に伴って引き起こされる所謂水蒸気爆発に
よる樹脂封止パッケージ２７のクラックをも防止するこ
とができる。すなわち、図９に示されているように、樹
脂封止パッケージ２７に吸湿された水分が、タブ１８下
面と樹脂封止パッケージ２７の樹脂との界面に形成され
た隙間に溜まって、前述した加熱時における樹脂封止パ
ッケージ２７の温度上昇に伴って所謂水蒸気爆発を引起
した時に、切り起こし片２２はこの爆発力を樹脂封止パ
ッケージ２７の下面に案内してそこから外部に逃散させ
ることができるため、水蒸気爆発力が樹脂封止パッケー
ジ２７の内部に籠もることによるクラックの発生は防止
されることになる。

【００５９】前記実施例によれば次の効果が得られる。タブに切り起こし部を形成することにより、熱スト
レスに伴って発生する応力によってタブと樹脂封止パッ
ケージの樹脂とが剥離されるのを防止することができる
ため、タブの外周縁を起点とする樹脂封止パッケージに
おけるクラックの発生を防止することができる。

【００６０】切り起こし部の切り起こし片の先端を
樹脂封止パッケージの下端面に実質的に露出させること
により、種々の加熱時における樹脂封止パッケージの温
度上昇に伴って引き起こされる所謂水蒸気爆発の応力を
樹脂封止パッケージの外部へ逃散させることができるた
め、水蒸気爆発による樹脂封止パッケージのクラックを
も防止することができる。

【００６１】前記およびにより、樹脂封止パッ
ケージにおけるクラックの発生を確実に防止することが
できるので、表面実装形パッケージをさらに薄形で、か
つ小形化させることができ、表面実装形パッケージを備
えているＩＣの集積密度および実装密度をさらに一層高
めることができる。

【００６２】切り起こし部は多連リードフレームの
成形時にタブと同時に成形することができるため、生産
性の低下を抑制することができる。

【００６３】樹脂封止パッケージの成形時におい
て、タブに下方斜めに屈曲された切り起こし片が下型キ
ャビティー凹所の底面に接触した状態になるため、タブ
に押し下げ力が作用してもタブが押し下げられるの防止
することができ、その結果、樹脂封止パッケージ内にお
ける上部と下部との樹脂の体積の割合が設計のそれに対
して大きく変動してしまう事態を防止することができ、
この割合が大きく変動することを原因とする樹脂封止パ
ッケージにおける反り等の変形の発生を未然に回避する
ことができる。

【００６４】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。

【００６５】例えば、切り起こし片の先端は樹脂封止パ
ッケージから露出するように構成するに限らず、樹脂封
止パッケージのペレットと反対側の主面に近接するよう
に構成してもよい。要は、切り起こし片の先端は水蒸気
爆発による応力を樹脂封止パッケージの外部に効果的に
逃散させることができるように構成すればよい。

【００６６】また、切り起こし部における切り抜き孔お
よび切り起こし片の形状は、長方形や前方後円形に限ら
ず、正方形や三角形、楕円形、曲線あるいは直線と曲線
の組合せ等であってもよく、特に、その形状は問わな
い。さらに、切り起こし部の数は、４個に限らず、３個
以上とすることもできる。

【００６７】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ＴＱＦ
Ｐ・ＩＣに適用した場合について主に説明したが、それ
に限定されるものではなく、樹脂封止パッケージを備え
ている半導体装置全般に適用することができる。特に、
本発明は、厚さが薄い表面実装形樹脂封止パッケージを
備えている半導体装置の製造技術に利用して優れた効果
が得られる。

【００６８】

【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、次
の通りである。

【００６９】タブに切り起こし部を形成するとともに、
切り起こし部の切り起こし片の先端を樹脂封止パッケー
ジの下端面に少なくとも近接させることにより、樹脂封
止パッケージにタブのコーナーを起点とするクラックが
発生するのを確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるＴＱＦＰ・ＩＣを示す
図であり、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は一部切断底面
図である。

【図２】そのＴＱＦＰ・ＩＣの製造方法に使用される多
連リードフレームを示す一部省略平面図である。

【図３】ペレットおよびワイヤ・ボンディング工程後を
示す一部省略平面図である。

【図４】図３のIV-IV 線に沿う正面断面図である。

【図５】樹脂封止形パッケージの成形工程を示す一部省
略縦断面図である。

【図６】樹脂封止形パッケージ成形後の組立体を示す一
部切断平面図である。

【図７】同じく縦断面図である。

【図８】樹脂封止形ＴＱＦＰ・ＩＣの実装状態を示す斜
視図である。

【図９】クラック発生防止の作用を説明するための拡大
した正面断面図である。

【符号の説明】

１１…多連リードフレーム、１２…単位リードフレー
ム、１３…外枠、１４…セクション枠、１５…ダム吊り
部材、１６…ダム部材、１６ａ…ダム、１７…タブ吊り
リード、１８…タブ、１９…リード、１９ａ…インナ
部、１９ｂ…アウタ部、２０…切り起こし部、２１…切
り抜き孔、２２…切り起こし片、２３…ボンディング
層、２４…ペレット、２４ａ…ボンディングパッド、２
５…ワイヤ、２６…組立体、２７…樹脂封止パッケー
ジ、２８…樹脂封止パッケージ成形後の組立体、２９…
ＴＱＦＰ・ＩＣ（半導体装置）、３０…トランスファ成
形装置、３１…上型、３２…下型、３３…キャビティ
ー、３３ａ…上型キャビティー凹部、３３ｂ…下型キャ
ビティー凹部、３４…ポット、３５…プランジャ、３６
…カル、３７…ランナ、３８…ゲート、３９…逃げ凹
所、４０…レジン、４１…プリント配線基板、４２…ラ
ンド。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者団野忠敏群馬県高崎市西横手町111番地株式会社日立製作所高崎工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体ペレットと、半導体ペレットがボ
ンディングされているタブと、半導体ペレットの各ボン
ディングパッドに電気的に接続されている複数本のリー
ドと、半導体ペレット、タブおよび各リードの一部を樹
脂封止するパッケージとを備えている半導体装置におい
て、前記タブに切り起こし部が形成されているとともに、こ
の切り起こし部の切り抜き孔および切り起こし片が前記
樹脂封止パッケージの樹脂によって包囲されており、さ
らに、この切り起こし片の先端が前記樹脂封止パッケー
ジにおける前記半導体ペレットと反対側に位置する主面
に少なくとも近接されていることを特徴とする半導体装
置。
【請求項２】半導体ペレットと、半導体ペレットがボ
ンディングされているタブと、半導体ペレットの各ボン
ディングパッドに電気的に接続されている複数本のリー
ドと、半導体ペレット、タブおよび各リードの一部を樹
脂封止するパッケージとを備えている半導体装置の製造
方法において、前記タブに切り起こし部が形成されているとともに、こ
の切り起こし部における切り起こし片の先端が前記樹脂
封止パッケージにおける前記半導体ペレットと反対側に
位置する主面に少なくとも近接するように切り起こされ
ているリードフレームを製作するリードフレーム成形工
程と、このリードフレームにおける前記タブに前記半導体ペレ
ットがボンディングされるペレットボンディング工程
と、この半導体ペレットの各ボンディングパッドと、前記リ
ードフレームの各リードとがそれぞれ電気的に接続され
るリード接続工程と、このリードフレームが成形型のキャビティーに、前記切
り起こし片の先端がキャビティーにおける前記半導体ペ
レットと反対側に位置する側の底面に少なくとも近接す
るように配置されて収容され、キャビティー内に樹脂が
注入されることにより、前記半導体ペレット、タブおよ
び各リードの一部を樹脂封止するパッケージが成形され
るとともに、前記タブに形成された切り起こし部の切り
抜き孔および切り起こし片が成形された樹脂封止パッケ
ージの樹脂によって包囲される樹脂封止パッケージ成形
工程と、を備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】半導体ペレットがボンディングされるタ
ブと、タブにボンディングされた半導体ペレットのボン
ディングパッドに電気的に接続されるリードとを備えて
いるリードフレームにおいて、前記タブに切り起こし部が形成されているとともに、こ
の切り起こし部における切り起こし片の先端が樹脂封止
パッケージにおける前記半導体ペレットと反対側に位置
する主面に少なくとも近接するように切り起こされてい
ることを特徴とするリードフレーム。