JPH08330500A - 樹脂封止型半導体装置の製造方法及びリードフレーム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ダイパッドレス樹脂封止型半導体装置の製造
において、封止樹脂内で半導体チップを所望通りの位置
に設けることができ、量産化を容易にかつ経済的に図
る。 【構成】 半導体チップとインナーリードとをボンディ
ングワイヤーにより接続するとともに、これらを封止樹
脂で一体的に封止してなる樹脂封止型半導体装置の製造
方法である。樹脂封止前に、まず、インナーリード及び
固定リード２１を有するリードフレームと半導体チップ
１とを位置合わせする。続いて、前記リードフレームの
固定リード２１に形成された孔２２にくさび状の治具５
２を打ち込み、該孔２２を押し拡げて固定リード２１を
変形させ、その変形した固定リード２１により前記半導
体チップ１を挟持して固定する。治具打込み用の孔は、
固定リードの代りに、リードフレームのインナーリード
又は外枠に形成してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高密度実装を目的とし
たダイパッドレス樹脂封止型半導体装置の製造方法及び
その実施に用いるリードフレームに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の樹脂封止型半導体装置は、例えば
図６に示すように、半導体チップ１をダイパッド２上に
接着剤３で固着するとともに、半導体チップ１の電気信
号を該半導体チップ１の素子回路に入出力するボンディ
ングパッド４とリードフレームのインナーリード５とを
金、アルミニウム又は銅製のボンディングワイヤー７で
接続して外部端子６と導通し、更に外部端子６以外のそ
れらをエポキシ樹脂系の封止樹脂８で一体的に封止して
構成されている。

【０００３】ところが、前記従来のものでは、装置設計
に不備があると、各々線膨張係数や弾性率が異なる材質
からなる半導体チップ１とダイパッド２とを接着剤３で
接着し、更にこれらを封止樹脂８で一体的に封止してい
ることから、半導体チップ１とダイパッド２の接着時、
樹脂封止時及びその後の外部環境の変化によって半導体
パッケージ（封止樹脂）８内で応力が発生し、パッケー
ジクラックやチップクラック、半導体チップ１の特性変
動を誘発する可能性が高い。また、半導体パッケージ８
内にダイパッド２及び接着剤３の層を有するために、半
導体パッケージ８が厚くなり、半導体装置の薄型化が図
り得ないという問題もある。

【０００４】そこで、このような諸問題を解決するため
に、ダイパッド２及び接着剤３を無くしたダイパッドレ
スタイプの樹脂封止型半導体装置が種々提案されて来て
いる。その一例として、実公平６−８３２号に開示さ
れ、図７及び図８に示すものが知られている。この提案
のダイパッドレス樹脂封止型半導体装置は、半導体チッ
プ１の周囲を囲むように複数のインナーリード５，５，
…を配置し、半導体チップ１のボンディングパッド２と
各インナーリード５とをボンディングワイヤー７で結線
し、該ボンディングワイヤー７で半導体チップ１を支持
した状態で樹脂封止をして製造されるものである。尚、
図７及び図８では、図６に示す半導体装置の場合と同じ
要素に、比較を容易にするために同一符号を付してい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記提案のも
のでは、樹脂封止時に封止樹脂８の流動を厳密に調整す
る必要がある上、樹脂封止以前の工程の搬送での衝撃に
よりボンディングワイヤー７が変形不良を発生し易いこ
となどから、封止樹脂８内で半導体チップ１を所望通り
の位置に設けることが困難であると考えられ、実際の製
造を考えた場合、量産化技術の確立に多大な労力を要す
ることが予測される。

【０００６】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、その第１の目的とするところは、ダイパッドレス
樹脂封止型半導体装置を製造するに当り、樹脂封止前に
リードフレームにより半導体チップを固定することによ
り、封止樹脂内で半導体チップを所望通りの位置に設け
ることができ、量産化を容易にかつ経済的に図り得る樹
脂封止型半導体装置の製造方法を提供するものである。

【０００７】本発明の第２の目的は、前記製造方法を実
施するに当り、それに適したリードフレームを提供する
ものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記第１の目的を達成す
るため、請求項１に係る発明は、半導体チップとインナ
ーリードとをボンディングワイヤーにより接続するとと
もに、これらを封止樹脂で一体的に封止してなる樹脂封
止型半導体装置の製造方法として、樹脂封止前に、前記
インナーリードを有するリードフレームと半導体チップ
とを位置合わせする工程と、前記リードフレームに形成
された孔にくさび状の治具を打ち込み、該孔を押し拡げ
てリードフレームを変形させ、その変形したリードフレ
ームにより前記半導体チップを挟持して固定する工程と
有する構成とする。

【０００９】また、前記第２の目的を達成するため、請
求項２に係る発明は、請求項１記載の樹脂封止型半導体
装置の製造方法の実施に用いるリードフレームとして、
リードフレームの外枠から半導体チップ搭載エリア側に
突出する固定リードを形成し、該固定リードの先端を、
半導体チップと位置合わせしたとき該半導体チップの側
面と所定の隙間を隔てて近接するように設けるととも
に、前記固定リードに、半導体チップとの位置合わせ後
に該半導体チップを固定リードの変形により挟持して固
定するよう該固定リードを変形させるための治具打込み
用の孔を形成する構成とする。

【００１０】請求項３に係る発明は、請求項１記載の樹
脂封止型半導体装置の製造方法の実施に用いるリードフ
レームとして、リードフレームのインナーリードの先端
を、半導体チップと位置合わせしたとき該半導体チップ
の側面と所定の隙間を隔てて近接するように設けるとと
もに、前記インナーリードに、半導体チップとの位置合
わせ後に該半導体チップをインナーリードの変形により
挟持して固定するよう該インナーリードを変形させるた
めの治具打込み用の孔を形成する構成とする。

【００１１】請求項４に係る発明は、請求項１記載の樹
脂封止型半導体装置の製造方法の実施に用いるリードフ
レームとして、リードフレームの外枠を、半導体チップ
と位置合わせしたとき該半導体チップの側面と所定の隙
間を隔てて近接するように設けるとともに、前記外枠
に、半導体チップとの位置合わせ後に該半導体チップを
外枠の変形により挟持して固定するよう該外枠を変形さ
せるための治具打込み用の孔を形成する構成とする。

【００１２】請求項５に係る発明は、請求項２〜４のい
ずれか一つに記載のリードフレームにおいて、前記治具
打込み用の孔が、治具の打込みにより押し拡げられるス
リットである構成とする。

【００１３】

【作用】前記の構成により、請求項１に係る発明では、
樹脂封止前にリードフレームにより半導体チップを固定
しているため、樹脂封止時に半導体チップがズレること
はなく、封止樹脂内で半導体チップを所望通りの位置に
設けることができる。しかも、半導体チップの固定は、
リードフレームに形成された孔にくさび状の治具を打ち
込むだけでよく、熱や接着剤を使用せずに容易にかつ経
済的に行うことができる。

【００１４】請求項２〜４に係る発明では、半導体チッ
プとリードフレームとの位置合わせ時に該半導体チップ
の側面と所定の隙間を隔てて近接するリードフレームの
所定個所（固定リード、インナーリード又は外枠）に治
具打込み用の孔が形成されているため、該孔に対する治
具の打込みによりリードフレームを変形させて該リード
フレームにより半導体チップを確実に挟持して固定する
ことができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１６】図１は本発明の第１実施例に係るリードフ
レームＡの平面図である。このリードフレームＡは、外
枠１０と、外枠１０の対向する二辺１０ａ，１０ａ間を
互いに所定距離隔てて平行に延びる一対の中間枠１１，
１１と、該各中間枠１１，１１から枠内寄りに突出する
複数（図では４つ）のリード部１２，１２，…とを有し
ている。前記各リード部１２は、その先端が枠内に配置
される半導体チップ１６の側面と所定の間隔を隔てて対
向するとともに、長手方向中間部を樹脂封止エリアの境
界線１７が横切り、該境界線１７の内側部分がインナー
リード１２ａを、外側部分がアウターリード（外部端
子）１２ｂをそれぞれ構成するようになっている。

【００１７】前記外枠１０の対向する二辺１０ａ，１０
ａには、それぞれ枠内寄りつまり半導体チップ搭載エリ
ア側に突出する二つの固定リード２１，２１が一体に形
成され、該各固定リード２１の先端は、前記半導体チッ
プ１６の側面と所定の隙間を隔てて近接するように設け
られている。また、前記各固定リード２１の根元（外枠
１０に近い個所）には治具打込み用の孔であるスリット
２２が形成され、該スリット２２の大きさは、０．５ｍ
ｍ×１ｍｍである。上記スリット２２は、半導体チップ
１６を枠内に位置合わせして配置した後に該半導体チッ
プ１６を固定するためのもので、スリット２２にくさび
状の治具を打ち込み、該スリット２２を押し拡げて固定
リード２１を半導体チップ１６寄りに変形させ、その変
形した固定リード２１の先端と半導体チップ１６を挟ん
で対向する別の固定リード２１の先端との間に半導体チ
ップ１６を挟持して固定する。

【００１８】前記リードフレームＡの材質は０．２５ｍ
ｍの厚みの鉄合金で、ケミカルエッチングを使用してパ
ターンニングを行っている。リードフレームの厚みは一
般的には０．１５〜０．３０ｍｍのものが使用される
が、本実施例では、変形に対する強度をもたせるために
厚いものを使用した。リードフレームＡの材質は銅合金
でも可能であり、また、パターンニングは量産を想定し
た場合に経済的な、金型を使用したパンチング又はプレ
ス加工を使用するのが望ましい。パターンニングの際に
形成する治具打込み用の孔２２は、本実施例では０．５
ｍｍ×１ｍｍの長方形の長孔であるスリットとしたが、
その形状と大きさは円形、正方形などリードフレーム作
製時のパターンニング形状や精度、固定リード２１の長
さ、幅に応じて変化させる。本実施例ではスリット２２
を、４個所に設けた各々の固定リード１２の根元に形成
しているが、スリット２２を形成する場所及び数は、図
２に示すように固定リード２１の先端部分でも、それ以
外の部位でも固定リード２１を変形させて半導体チップ
１６の側面を固定できる位置であれば特に限定されるこ
とはない。また、スリット２２の数は固定リード２１と
同一数でなくてもよく、例えば、４箇所に固定リード２
１を設けて、そのうちの２箇所にスリット２２を施し、
スリット２２の無い固定リード２１に予め半導体チップ
１６の側面を当てておき、その後、スリット２２を変形
させて固定するようにしてもよい。

【００１９】図３は本発明の第２実施例に係るリードフ
レームＢの平面図である。このリードフレームＢの各リ
ード部１２の先端つまりインナーリード１２ａの先端
は、半導体チップ３０と位置合わせしたとき該半導体チ
ップ３０の側面と所定の隙間を隔てて近接するように設
けられている。また、リードフレームＢの４個所のイン
ナーリード１２ａには、それぞれ半導体チップ３０との
位置合わせ後に該半導体チップ３０をインナーリード１
２ａの変形により挟持して固定するよう該インナーリー
ド１２ａを変形させるための治具打込み用の孔であるス
リット３１が形成されており、第１実施例の如く固定リ
ード１２を形成しなくても半導体チップ３０の固定が可
能になっている。尚、リードフレームＢのその他の構成
は、第１実施例のリードフレームＡの場合と同じであ
り、同一部材には同一符号を付してその説明は省略す
る。

【００２０】図４は本発明の第３実施例に係るリードフ
レームＣの平面図である。このリードフレームＣの外枠
１０は、半導体チップ４０と位置合わせしたとき該半導
体チップ４０の側面と所定の隙間を隔てて近接するよう
に設けられている。また、前記外枠１０の対向する二辺
１０ａ，１０ａには、それぞれ互いに対向する２個所に
半導体チップ４０との位置合わせ後に該半導体チップ４
０を外枠１０の変形により挟持して固定するよう該外枠
１０を変形させるための治具打込み用の孔であるスリッ
ト４１が形成されている。尚、リードフレームＣのその
他の構成は、第１実施例のリードフレームＡの場合と同
じであり、同一部材には同一符号を付してその説明は省
略する。第２及び第３実施例の場合は、半導体装置内で
の半導体チップ３０，４０の占有体積が増大した場合や
インナーリード１２ａの本数が多い場合に、特に有効な
手段となる。

【００２１】次に、本発明の樹脂封止形半導体装置の製
造方法について、図１又は図２に示すリードフレーム、
つまり固定リード２１にスリット２２を形成したリード
フレームＡの場合を例として、図５を参照しながら詳細
に説明する。図５は樹脂封止形半導体装置の製造方法を
工程毎に断面図で示したものであり、図中、５１は半導
体チップ位置決め台、５２はスリット２２に打ち込むく
さび状の治具である。

【００２２】まず、図５（ａ）は、所定の工程が終了し
た半導体チップ１６と固定リード２１にスリット２２を
形成したリードフレームＡとを、半導体チップ位置決め
台５１で位置合わせする工程である。予め、硬質金属等
で作製した半導体チップ位置決め台５１の凹部５１ａに
半導体チップ１６を置き、その後リードフレームＡが半
導体チップ位置決め台５１上に搬送される。その時、固
定リード２１の先端を、半導体チップ１６の側面に近接
して位置合わせし、その先端と半導体チップ１６の側面
との間に一定の隙間をあける。半導体チップ１６の側面
と固定リード２１の先端とを合わせる位置は、封止樹脂
によって封止したときに半導体装置の厚さ方向の中央に
半導体チップ１６が位置するように合わせる。半導体チ
ップ１６の側面とリードフレームＡの固定リード２１の
先端との隙間は、本実施例では各々約０．２ｍｍになる
ようにリードフレームＡを設計した。これは、位置決め
台５１の凹部５１ａと半導体チップ１６とのクリアラン
スが０．１５ｍｍであるためにマージンをとって０．２
ｍｍとしたが、リードフレームＡと半導体チップ１６と
の位置決め精度を向上すれば、さらに隙間を狭くするこ
とが可能である。

【００２３】図５（ｂ）は、リードフレームＡの固定リ
ード２１に予め形成しているスリット２２に、くさび状
の治具５２を打ち込み、固定リード２１を押し出して半
導体チップ１６を固定する工程である。本実施例では、
上方からくさび状の治具５２をスリット２２に打ち込
み、固定リード２１の先端を半導体チップ１６の側面の
方向に押し出して、半導体チップ１６を挟んで対向する
他の固定リード２１との間に半導体チップ１６を挟持し
て固定した。くさび状の治具５２の先端は例えば超硬等
の硬質な金属で鋭利になっており、スリット２２に打ち
込む先端から徐々に太くなっている。すなわち、スリッ
ト２２に打ち込みやすく抜けやすい形状となっていい
る。治具５２の材質はリードフレームＡの材質よりも堅
いものであれば特に限定しないが、摩耗と機械的強度を
考慮した上で決定するのが望ましい。さらに、その形状
はスリット２２の形状によって適正な形に変化させる必
要がある。

【００２４】図５（ｃ）は半導体チップ１６をリードフ
レームＡに固定した後に、くさび状の治具５２を抜取
り、更に、位置決め台５１を取り去り固定の工程が完了
した図である。この後に所定の条件でワイヤーボンドや
樹脂による封止が行われる。その際、半導体チップ１６
はリードフレームＡにより固定されているため、樹脂封
止等に伴い半導体チップ１６がズレることはなく、封止
樹脂内で半導体チップ１６を所望通りの位置に設けるこ
とができる。

【００２５】しかも、前記半導体チップ１６の固定は、
リードフレームＡに形成したスリット２２にくさび状の
治具５２を打ち込むだけでよく、熱や接着剤を使用せず
に容易にかつ経済的に行うことができる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、本発明における樹脂封止
型半導体装置の製造方法によれば、樹脂封止前にリード
フレームに形成した孔にくさび状の治具を打ち込んで該
リードフレームの変形により半導体チップを固定するこ
とにより、樹脂封止時での半導体チップのズレを防止す
ることができ、一定品質の半導体装置を容易にかつ経済
的に製造することができる。

【００２７】また、本発明のリードフレームによれば、
半導体チップとリードフレームとの位置合わせ時に該半
導体チップの側面と所定の隙間を隔てて近接するリード
フレームの所定個所に治具打込み用の孔が形成されてい
るため、該孔に対する治具の打込みによりリードフレー
ムを変形させて該リードフレームにより半導体チップを
確実に挟持して固定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るリードフレームの平
面図である。

【図２】第１実施例の変形例を示す図１相当図である。

【図３】第２実施例を示す図１相当図である。

【図４】第３実施例を示す図１相当図である。

【図５】本発明の実施例に係る製造方法の工程断面図で
ある。

【図６】第１の従来例における樹脂封止型半導体装置の
断面図である。

【図７】第２の従来例における樹脂封止型半導体装置の
樹脂封止前の状態を示す平面図である。

【図８】第２の従来例における樹脂封止型半導体装置の
断面図である。

【符号の説明】

Ａ，Ｂ，Ｃ リードフレーム １０ 外枠 １２ａ インナーリード １６，３０ 半導体チップ １７ 樹脂封止エリアの境界線 ２２，３１，４１ スリット（治具打込み用の孔） ５２ 治具

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体チップとインナーリードとをボン
   ディングワイヤーにより接続するとともに、これらを封
   止樹脂で一体的に封止してなる樹脂封止型半導体装置の
   製造方法であって、 樹脂封止前に、前記インナーリードを有するリードフレ
   ームと半導体チップとを位置合わせする工程と、前記リ
   ードフレームに形成された孔にくさび状の治具を打ち込
   み、該孔を押し拡げてリードフレームを変形させ、その
   変形したリードフレームにより前記半導体チップを挟持
   して固定する工程と有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。
2. 【請求項２】 請求項１記載の樹脂封止型半導体装置の
   製造方法の実施に用いるリードフレームであって、 リードフレームの外枠から半導体チップ搭載エリア側に
   突出する固定リードが形成され、該固定リードの先端
   は、半導体チップと位置合わせしたとき該半導体チップ
   の側面と所定の隙間を隔てて近接するように設けられて
   おり、 前記固定リードには、半導体チップとの位置合わせ後に
   該半導体チップを固定リードの変形により挟持して固定
   するよう該固定リードを変形させるための治具打込み用
   の孔が形成されていることを特徴とするリードフレー
   ム。
3. 【請求項３】 請求項１記載の樹脂封止型半導体装置の
   製造方法の実施に用いるリードフレームであって、 リードフレームのインナーリードの先端は、半導体チッ
   プと位置合わせしたとき該半導体チップの側面と所定の
   隙間を隔てて近接するように設けられており、 前記インナーリードには、半導体チップとの位置合わせ
   後に該半導体チップをインナーリードの変形により挟持
   して固定するよう該インナーリードを変形させるための
   治具打込み用の孔が形成されていることを特徴とするリ
   ードフレーム。
4. 【請求項４】 請求項１記載の樹脂封止型半導体装置の
   製造方法の実施に用いるリードフレームであって、 リードフレームの外枠は、半導体チップと位置合わせし
   たとき該半導体チップの側面と所定の隙間を隔てて近接
   するように設けられており、 前記外枠には、半導体チップとの位置合わせ後に該半導
   体チップを外枠の変形により挟持して固定するよう該外
   枠を変形させるための治具打込み用の孔が形成されてい
   ることを特徴とするリードフレーム。
5. 【請求項５】 前記治具打込み用の孔は、治具の打込み
   により押し拡げられるスリットである請求項２〜４のい
   ずれか一つに記載のリードフレーム。