JPH0760876B2 - 半導体装置製造用フレームおよびこれを用いた半導体装置ならびに半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、半導体装置製造用フ
レームおよびこれを用いた半導体装置ならびに半導体製
造方法に関し、詳しくは、少なくとも二端子構造をとる
半導体装置のより一層の小型化および製造コストの低減
を図りうるようになしたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置のなかでも、たとえば、低電
圧発生素子として各種回路に利用される二端子構造を備
えるダイオードは、一定間隔をあけて同一軸線上に配置
された一対のリード線を複数対備えるリードフレームに
対し、一方のリード線側にチップ素子をボンディングす
るダイボンディング工程が行われた後、上記チップ素子
の電極部と他方のリード線とを結線するワイヤボンディ
ング工程を経て、上記チップ素子ないしリード線を樹脂
封止する樹脂モールド工程等の一連の工程を経て作製さ
れることは良く知られている。また、ワイヤボンディン
グのためのワイヤとしては、一般的に金線が用いられて
おり、これがチップ素子の電極部およびリード線にそれ
ぞれ熱圧着される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体装置
の通電作動時には、上記チップ素子に熱が発生するが、
この熱によってチップ素子が膨張するなどして歪みが発
生するために、いったん結線したワイヤ（金線）がチッ
プ素子から外れてしまう結線不良が生じることがある。
また、チップ素子に発生した熱は金線および樹脂モール
ド体を介してのみ他方のリード線に放熱することがで
き、チップ素子における熱放散効率が悪いため、特性不
良の原因となる蓄熱状態や、熱応力がチップ素子に生じ
やすいという問題もある。このため、半導体装置が不良
となる原因である上記結線不良を排除し、またチップ素
子における放熱効率を高めることによって製品品位の一
定化およびこれに伴う生産性の向上が望まれていた。

【０００４】また、従来構造の半導体装置においては、
リード線と、これにボンディングされるチップ素子とさ
らにこのチップ素子とリード線との間をループ状に結線
するワイヤの全てをモールド体によって封止せねばなら
ないため、概して樹脂モールド体の厚みが増大して、製
品の大型化が避けられなかった。

【０００５】本願発明は、上記のような事情のもとで考
え出されたものであって、上述のダイオードのような半
導体装置において、上記の問題点を簡単な構成により解
決し、生産性の向上、性能の長期安定化、製造コストの
低減、ならびに製品の小型化を達成できるようにするこ
とをその課題としている。

【０００６】 上記の課題を解決するため、本願発明で
は、次の技術的手段を講じている。すなわち、本願の請
求項１に記載した発明は、左右のサイドフレーム部と、
各サイドフレーム部から同一軸線をもって内向き対向状
に延出するリード部を複数対備える半導体装置製造用フ
レームであって、上記各対をなすリード部の対向部に
は、このリード部の主部に対して屈曲した形状に形成さ
れまたは透孔が形成されることによりリード部の軸線方
向に弾性変形可能とされたチップ挟持部が打ち抜きまた
はエッチングによってフレーム基準平面内に形成されて
いることを特徴としている。

【０００７】 本願の請求項２に記載した発明は、同一
軸線上に所定間隔を隔てて相互に対向するように配置さ
れた一対のリード部と、これらリード部に電気的に接続
されるチップ素子とを備える半導体装置であって、上記
一対のリード部の相互に対向する対向部に、これらリー
ド部の主部に対して屈曲した形状に形成されまたは透孔
が形成されることによりリード部の軸線方向に弾性変形
可能とされたチップ挟持部がリード部の主部を含む平面
内において打ち抜きまたはエッチングによって形成され
ており、上記チップ素子は、上記対向部に設けられた各
チップ挟持部間に挟圧支持されていることを特徴として
いる。

【０００８】 本願の請求項３に記載した発明は、左右
のサイドフレーム部と、各サイドフレーム部から同一軸
線をもって内向き対向状に延出するリード部を複数対備
え、上記各対をなすリード部の対向部には、このリード
部の主部に対して屈曲した形状に形成されまたは透孔が
形成されることによりリード部の軸線方向に弾性変形可
能とされたチップ挟持部が打ち抜きまたはエッチングに
よってフレーム基準平面内に形成されてなる製造用フレ
ームを用いた半導体装置の製造方法であって、上記チッ
プ挟持部間にチップ素子を押し込むことによってこのチ
ップ素子を両チップ挟持部間に弾性支持させるステッ
プ、上記弾性支持されたチップ素子ないし上記リード部
の一部を樹脂モールドするステップ、上記チップ素子の
支持と樹脂モールドが終了したリード部を上記サイドフ
レームから分離させるステップ、を含むことを特徴とし
ている。

【０００９】

【発明の作用および効果】本願発明においては、チップ
素子を一対のリード部にそれぞれ設けられた各チップ挟
持部の間に配置してこれらに弾性的な圧力をもって挟圧
支持させることにより、チップ素子をリード部間に保持
させるとともに、チップ挟持部での直接的な接触によっ
てチップ素子とリード部とを電気的に接続させている。
したがって、従来のようなチップ素子とリード部とを結
線するワイヤボンディングが不要となるから、結線不良
といった半導体装置に不良化の要因が解消される。

【００１０】また、リード部の軸線上に並んでチップ素
子に圧接する各チップ挟持部に作用する弾性反力は、リ
ード部に対してはその軸線方向において作用することに
なるから、リード部には、上記弾性反力に起因した曲げ
力が作用することがない。したがって、リード部が上記
弾性反力のために変形を受けることがなく、各リード部
ないしそのチップ挟持部どうしの位置関係が常に一定に
維持される。すなわち、各チップ挟持部のチップ素子に
対する保持力を一定化することができるから、チップ素
子とチップ挟持部ないしリード部との間に接触不良が生
じるということがない。

【００１１】しかも、通電作動時に発生する熱によって
引き起こされるチップ素子の膨張等をチップ挟持部の弾
性撓みをもって吸収してチップ素子における歪みの発生
を回避できるとともに、上記熱はチップ挟持部ないしリ
ード部に直接的に放熱することができるから、チップ素
子における放熱効率を従来のワイヤボンディングを施す
場合に比較して著しく高めることができる。

【００１２】 さらに、本願発明においてチップ素子を
挟圧状に保持するべく内向き対向状に形成されたリード
部の先端に形成されるチップ挟持部は、リード部の主部
に対して屈曲した形状に形成されまたは透孔が形成され
た形態であり、製造用フレーム形成時に、打ち抜きまた
はエッチングによって簡単に形成することができるため
に、たとえば打ち抜き形成後に曲げ加工を施すような製
造フレーム作製上の煩雑さはない。

【００１３】加えて、上記チップ挟持部は、製造フレー
ムの基準平面内に形成されているので、これらの間に挟
持されるチップ素子を封止するべき樹脂モールド体の厚
みは、チップ素子そのものの厚みよりやや厚いだけの、
全体としてきわめて薄型化したものとすることができる
ので、半導体装置は、とりわけその厚み方向寸法を従来
に比較して著しく減少させた小型のものとすることがで
きる。

【００１４】以上のように、本願発明においては、ワイ
ヤボンディングに起因する不良化の要因をなくし、ま
た、通電作動時に発生する熱によるチップ素子の不良化
を効果的に防止することができ、半導体装置に製品品位
の一定化およびこれに伴う生産性の向上に大きく付与す
ることができる。

【００１５】また、ワイヤボンディング工程が省略で
き、高価な金線を使用しなくともよいことからコスト面
で非常に有利となるとともに、チップ素子ないしリード
部に併せて金線をも樹脂封止する必要があった従来に比
較して樹脂モールドを小さくすることができるから、半
導体装置のより一層の小型化が可能となる。

【００１６】

【実施例の説明】以下、本願発明の好ましい実施例を図
面を参照しながら具体的に説明する。本実施例では、二
端子素子として一般的に知られているダイオードに本願
発明を適用した例を示している。

【００１７】図１に示すように、ダイオードＤは、同一
軸線上に所定間隔をあけて配置された一対のリード部
１，１と、これらのリード部１，１に電気的に接続され
るチップ素子２とを備える。また、チップ素子２および
リード部１，１の一部分が樹脂モールド３によって覆わ
れている。

【００１８】さて、本願発明においては、上記各リード
部１，１に、それぞれ、他方に対向する部位においてリ
ード部１の軸線方向に弾性変形可能なチップ挟持部４が
設けられている。本実施例の場合、上記チップ挟持部４
は、図１および図２に示すように、リード部１の主部か
ら斜め方向に延出する基部５と、この基部５の先端から
これの延出方向とは反対方向に折れ曲がって斜めに延出
するチップ圧接部６とからなっており、これら基部５お
よびチップ圧接部６は、全体として、リード部１の主部
に対して片持ちビーム状に一体形成されている。

【００１９】また、ダイオードＤの作成においては、図
２に示すような一対のリード部１，１を複数組備えたリ
ードフレーム７が利用されるが、本願発明では、保護マ
スク処理およびエッチング液による不要部分の切除処理
等をもってパターン形成が行われ、かつ微細加工を厳密
な加工精度をもって行いうるエッチング処理をもってリ
ードフレーム７を加工し、上記リード部の各対向内端部
におけるチップ挟持部４もまた、リードフレームの上記
のようなエッチング処理加工と同時に形成している。

【００２０】これにより、チップ挟持部４の寸法や、対
になるチップ挟持部４，４間の間隔を厳格に管理するこ
とができ、さらには、チップ挟持部４，４のチップ素子
２に対する保持力を一定化させることができる。なお、
対になるチップ挟持部４，４の各チップ圧接部６，６間
の自然状態での間隔は、チップ素子２の幅よりもやや小
さめに設定される。

【００２１】そうして、本願発明では、図１に示すよう
に、上記各チップ挟持部４，４間にチップ素子２を押し
込むことによってこれらの間に弾性的に挟圧保持させ
る。なお、図２に示すように、チップ素子２に対してあ
らかじめその電極部２ａの表面にスズメッキ８（Ｓｎメ
ッキ）を施すとともに、電極部２ａの反対側の面にもス
ズメッキ８を施して、上記電極部２ａと同一形状の隆起
部を形成している。これにより、上記のようなチップ素
子の各チップ挟持部４，４間への押し込みの後、上記ス
ズメッキ８を加熱溶着させることにより、チップ素子２
とチップ挟持部４，４間の接合強度をより高めることが
できる。

【００２２】このようにしてチップ素子２をチップ挟持
部４，４間に保持させた後は、樹脂モールド工程、ない
しリードフレーム７からリード部１，１を切除するリー
ドカット工程等を経て、図１に示すようなダイオードＤ
が完成する。

【００２３】以上のように構成されるダイオードＤにお
いては、チップ素子２を各チップ圧接部６，６ないしチ
ップ挟持部４，４に直接的に圧接させることにより、チ
ップ素子２とリード部１，１とを電気的に接続している
から、従来のようなチップ装置２とリード部１との間の
ワイヤボンディング工程を行う必要がなくなる。したが
って、従来のように結線不良が生じるといったことがな
くなり、また、チップ素子２からリード部１への直接な
放熱が可能となり、チップ素子２の放熱効率が高まっ
て、ダイオードＤの性能を向上させることができる。

【００２４】しかも、チップ素子２およびチップ挟持部
４，４は、リード部１の軸線上に配置されることにな
り、チップ圧接部６，６がチップ素子２から受ける弾性
反力はリード部１，１に対してはその軸線方向に作用す
るので、リード部１に上記弾性反力に起因する曲げ力が
作用することはない。すなわち、リード部１，１は、上
記弾性反力が原因として変形を受けることがないから、
チップ挟持部４，４の相対位置関係を常に一定化させる
ことができ、チップ挟持部４，４のチップ素子２に対す
る安定した保持力が得られる。

【００２５】さらに、上記片持ちビーム状のチップ挟持
部４，４は、リードフレームの基準平面内に形成されて
いるから、これらチップ挟持部４，４間に挟圧保持され
るチップ素子２を封止するための樹脂モールド３の厚み
は、上記チップ素子２の厚みに対してやや大きいだけ
の、全体として薄型化されたものとすることができる。
この点、リード部の上にチップ素子をボンディングし、
さらにこのチップ素子の上面と他方のリード部間をルー
プ状にワイヤボンディングする従来例において、これら
リード部、チップ素子、ならびにボンディングワイヤの
全てを過不足なく封止するために一定以上の厚みが必要
であった従来における樹脂モールドに比較して、著しい
薄型化が達成できるといえる。

【００２６】本願発明の範囲は、上述した実施例に限定
されない。たとえば、上記図１および図２に示した実施
例において、図３に示すように、チップ挟持部４，４に
おける特にチップ圧接部６，６の上方隅部に面取り部９
を設けるようにすると、チップ素子２をチップ圧接部
６，６間に上方から容易に押し込み保持させることがで
きる。すなわち、チップ素子２の押し込みにあたって
は、これをチップ圧接部６，６の横方向（図２において
矢印Ａ方向）から行わなくてもよくなるから、リードフ
レーム７の長手方向にならぶリード部１…の間隔をより
縮小することができ、これにより、一定長さのリードフ
レーム７から製造しうる半導体装置の個数を多くするこ
とができる。このことは、製品の部留まりの向上、各製
造工程におけるリードフレーム７の送り間隔の縮小を図
って生産効率を向上させることができることを意味す
る。

【００２７】また、チップ挟持部４の態様も、上記の他
に種々のものが考えられる。たとえば、図４に示すよう
に、リード部１の端部に、中央部に弾性変形を許容させ
る透孔１０を備えた平面視略楕円形状の、いわば両持ち
ビーム状のチップ挟持部４を設けるようにしてもよい。
このようにすると、チップ素子を挟持するべき面が丸み
を帯びているので、よりスムーズにチップ素子を両リー
ド部間に挿入保持させることができるとともに、保持力
を安定させることができる。

【００２８】また、図５に示すように、チップ挟持部４
の基部に切り欠き係合部１１，１１を設けることによ
り、これらと樹脂モールド３との係合によって各リード
部１，１の相対動を規制することができる。すなわち、
リード部１，１が外部から引っ張り力等を受けた場合に
おいても、各チップ挟持部４，４の相対位置関係を一定
に維持させ、チップ素子２とチップ挟持部４，４ないし
リード部１，１の間の接触状態を常に良好に保つことが
できるようになる。

【００２９】また、これら図４および図５に示す実施例
において、チップ挟持部４の幅をリード部の幅と同程度
に形成するようにしてもよく、これにより、部品外形の
小型化をさらに進めることができる。さらに、図４およ
び図５に示す実施例においても、図３の実施例のような
面取りを施し、チップ素子を上方から両リード部間に押
し込み保持させることができるようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の半導体装置の一例であるダイオード
を概略的に示した斜視図である。

【図２】図１のダイオードの作製にあたって使用される
製造用フレームの平面図である。

【図３】製造用フレームの変形例の要部を示す断面図で
あり、図２のIII −III 線拡大断面図に相当する図であ
る。

【図４】本願発明の製造用フレームの他の実施例の要部
を示す平面図である。

【図５】本願発明のさらに他の実施例を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ リード部 ２ チップ素子 ４ チップ挟持部 ７ 製造用フレーム（リードフレーム）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右のサイドフレーム部と、各サイドフ
   レーム部から同一軸線をもって内向き対向状に延出する
   リード部を複数対備える半導体装置製造用フレームであ
   って、 上記各対をなすリード部の対向部には、このリード部の
   主部に対して屈曲した形状に形成されまたは透孔が形成
   されることによりリード部の軸線方向に弾性変形可能と
   されたチップ挟持部が打ち抜きまたはエッチングによっ
   てフレーム基準平面内に形成されていることを特徴とす
   る、半導体装置製造用フレーム。
2. 【請求項２】 同一軸線上に所定間隔を隔てて相互に対
   向するように配置された一対のリード部と、これらリー
   ド部に電気的に接続されるチップ素子とを備える半導体
   装置であって、 上記一対のリード部の相互に対向する対向部に、これら
   リード部の主部に対して屈曲した形状に形成されまたは
   透孔が形成されることによりリード部の軸線方向に弾性
   変形可能とされたチップ挟持部がリード部の主部を含む
   平面内において打ち抜きまたはエッチングによって形成
   されており、 上記チップ素子は、上記対向部に設けられた各チップ挟
   持部間に挟圧支持されていることを特徴とする、半導体
   装置。
3. 【請求項３】 左右のサイドフレーム部と、各サイドフ
   レーム部から同一軸線をもって内向き対向状に延出する
   リード部を複数対備え、上記各対をなすリード部の対向
   部には、このリード部の主部に対して屈曲した形状に形
   成されまたは透孔が形成されることによりリード部の軸
   線方向に弾性変形可能とされたチップ挟持部が打ち抜き
   またはエッチングによってフレーム基準平面内に形成さ
   れてなる製造用フレームを用いた半導体装置の製造方法
   であって、 上記チップ挟持部間にチップ素子を押し込むことによっ
   てこのチップ素子を両チップ挟持部間に弾性支持させる
   ステップ、 上記弾性支持されたチップ素子ないし上記リード部の一
   部を樹脂モールドするステップ、 上記チップ素子の支持と樹脂モールドが終了したリード
   部を上記サイドフレームから分離させるステップ、 を含むことを特徴とする、半導体装置の製造方法。