JPH098205A - 樹脂封止型半導体装置 - Google Patents

樹脂封止型半導体装置

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JPH098205A
JPH098205A JP7170490A JP17049095A JPH098205A JP H098205 A JPH098205 A JP H098205A JP 7170490 A JP7170490 A JP 7170490A JP 17049095 A JP17049095 A JP 17049095A JP H098205 A JPH098205 A JP H098205A
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JP
Japan
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inner lead
lead
semiconductor device
lead frame
resin
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JP7170490A
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English (en)
Inventor
Junichi Yamada
淳一 山田
Masaru Sasaki
賢 佐々木
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Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W90/00Package configurations
    • H10W90/701Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
    • H10W90/751Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires
    • H10W90/756Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires between a chip and a stacked lead frame, conducting package substrate or heat sink

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  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 多端子化に対応でき、且つ、アウターリード
の位置ズレや平坦性の問題にも対応できる樹脂封止型半
導体装置を提供する。 【構成】 一体的に連結したリードフレーム素材と同じ
厚さの外部回路と接続するための柱状の端子柱133と
を有し、且つ、端子柱はインナーリードの外部側におい
てインナーリードに対して厚み方向に直交して設けられ
ており、端子柱の先端面に半田等からなる端子部を設
け、端子部を封止用樹脂部から露出させ、端子柱の外部
側の側面を封止用樹脂部から露出させており、インナー
リードは、断面形状が略方形で第1面131Aa、第2
面Ab、第3面Ac、第4面Adの4面を有しており、
かつ第1面はリードフレーム素材と同じ厚さの他の部分
の一方の面と同一平面上にあって第2面に向き合ってお
り、第3面、第4面はインナーリードの内側に向かって
凹んだ形状に形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,半導体装置の多端子化
に対応でき、且つ、アウターリードの位置ズレ(スキュ
ー)やアウターリードの平坦性(コプラナリティー)の
問題に対応できる、リードフレームを用いた樹脂封止型
半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より用いられている樹脂封止型の半
導体装置(プラスチックリードフレームパッケージ)
は、一般に図15(a)に示されるような構造であり、
半導体素子1520を搭載するダイパッド部1511や
周囲の回路との電気的接続を行うためのアウターリード
部1513、アウターリード部1513に一体となった
インナーリード部1512、該インナーリード部151
2の先端部と半導体素子1520の電極パッド1521
とを電気的に接続するためのワイヤ1530、半導体素
子1520を封止して外界からの応力、汚染から守る樹
脂1540等からなっており、半導体素子1520をリ
ードフレームのダイパッド1511部等に搭載した後
に、樹脂1540により封止してパッケージとしたもの
で、半導体素子1520の電極パッド1521に対応で
きる数のインナーリード1512を必要とするものであ
る。そして、このような樹脂封止型の半導体装置の組立
部材として用いられる(単層)リードフレームは、一般
には図15(b)に示すような構造のもので、半導体素
子を搭載するためのダイパッド1511と、ダイパッド
1511の周囲に設けられた半導体素子と結線するため
のインナーリード1512、該インナーリード1512
に連続して外部回路との結線を行うためのアウターリー
ド1513、樹脂封止する際のダムとなるダムバー15
14、リードフレーム1510全体を支持するフレーム
(枠)部1515等を備えており、通常、コバール、4
2合金(42%ニッケル−鉄合金)、銅系合金のような
導電性に優れた金属を用い、プレス法もしくはエッチン
グ法により形成されていた。尚、図15(b)(ロ)
は、図15(b)(イ)に示すリードフレーム平面図の
F1−F2における断面図である。
【0003】このようなリードフレームを利用した樹脂
封止型の半導体装置(プラスチックリードフレームパッ
ケージ)においても、電子機器の軽薄短小化の時流と半
導体素子の高集積化に伴い、小型薄型化かつ電極端子の
増大化が顕著で、その結果、樹脂封止型半導体装置、特
にQFP(Quad Flat Package)及び
TQFP(Thin Quad Flat Packa
ge)等では、リードの多ピン化が著しくなってきた。
上記の半導体装置に用いられるリードフレームは、微細
なものはフオトリソグラフイー技術を用いたエッチング
加工方法により作製され、微細でないものはプレスによ
る加工方法による作製されるのが一般的であったが、こ
のような半導体装置の多ピン化に伴い、リードフレーム
においても、インナーリード部先端の微細化が進み、当
初は、微細なものに対しては、プレスによる打ち抜き加
工によらず、リードフレーム部材の板厚が0.25mm
程度のものを用い、エッチング加工で対応してきた。こ
のエッチング加工方法の工程について以下、図14に基
づいて簡単に述べておく。先ず、銅合金もしくは42%
ニッケル−鉄合金からなる厚さ0.25mm程度の薄板
(リードフレーム素材1410)を十分洗浄(図14
(a))した後、重クロム酸カリウムを感光剤とした水
溶性カゼインレジスト等のフオトレジスト1420を該
薄板の両表面に均一に塗布する。((図14(b)) 次いで、所定のパターンが形成されたマスクを介して高
圧水銀灯でレジスト部を露光した後、所定の現像液で該
感光性レジストを現像して(図14(c))、レジスト
パターン1430を形成し、硬膜処理、洗浄処理等を必
要に応じて行い、塩化第二鉄水溶液を主たる成分とする
エッチング液にて、スプレイにて該薄板(リードフレー
ム素材1410)に吹き付け所定の寸法形状にエッチン
グし、貫通させる。(図14(d)) 次いで、レジスト膜を剥膜処理し(図14(e))、洗
浄後、所望のリードフレームを得て、エッチング加工工
程を終了する。このように、エッチング加工等によって
作製されたリードフレームは、更に、所定のエリアに銀
メッキ等が施される。次いで、洗浄、乾燥等の処理を経
て、インナーリード部を固定用の接着剤付きポリイミド
テープにてテーピング処理したり、必要に応じて所定の
量タブ吊りバーを曲げ加工し、ダイパッド部をダウンセ
ットする処理を行う。しかし、エッチング加工方法にお
いては、エッチング液による腐蝕は被加工板の板厚方向
の他に板幅(面)方向にも進むため、その微細化加工に
も限度があるのが一般的で、図14に示すように、リー
ドフレーム素材の両面からエッチングするため、ライン
アンドスペース形状の場合、ライン間隔の加工限度幅
は、板厚の50〜100%程度と言われている。又、リ
ードフレームの後工程等のアウターリードの強度を考え
た場合、一般的には、その板厚は約0.125mm以上
必要とされている。この為、図14に示すようなエッチ
ング加工方法の場合、リードフレームの板厚を0.15
mm〜0.125mm程度まで薄くすることにより、ワ
イヤボンデイングのための必要な平坦幅70〜80μm
を確保し、0.165mmピッチ程度の微細なインナー
リード部先端のエッチングによる加工を達成してきた
が、これが限度とされていた。
【0004】しかしながら、近年、樹脂封止型半導体装
置は、小パッケージでは、電極端子であるインナーリー
ドのピッチが0.165mmピッチを経て、既に0.1
5〜0.13mmピッチまでの狭ピッチ化要求がでてき
た事と、エッチング加工において、リード部材の板厚を
薄くした場合には、アセンブリ工程や実装工程といった
後工程におけるアウターリードの強度確保が難しいとい
う点から、単にリード部材の板厚を薄くしてエッチング
加工を行う方法にも限界が出てきた。
【0005】これに対応する方法として、アウターリー
ドの強度を確保したまま微細化を行う方法で、インナー
リード部分をハーフエッチングもしくはプレスにより薄
くしてエッチング加工を行う方法が提案されている。し
かし、プレスにより薄くしてエッチング加工をおこなう
場合には、後工程においての精度が不足する(例えば、
めっきエリアの平滑性)、ボンデイング、モールデイン
グ時のクランプに必要なインナーリードの平坦性、寸法
精度が確保されない、製版を2度行なわなければならな
い等製造工程が複雑になる、等問題点が多くある。そし
て、インナーリード部分をハーフエッチングにより薄く
してエッチング加工を行う方法の場合にも、製版を2度
行なわなければならず、製造工程が複雑になるという問
題があり、いずれも実用化には、未だ至っていないのが
現状である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】一方、半導体装置の多
端子化に伴いインナーリードピッチが狭くなる為、半導
体装置を実装する際に、アウターリードの位置ズレ(ス
キュー)や平坦性(コプラナリティー)の良し悪しが大
きな問題となってきた。本発明は、このような状況のも
と、多端子化に対応でき、且つ、アウターリードの位置
ズレ(スキュー)や平坦性(コプラナリティー)の問題
にも対応できる半導体装置の提供をしようとするもので
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の樹脂封止型半導
体装置は、2段エッチング加工によりインナーリードの
厚さがリードフレーム素材の厚さよりも薄肉に外形加工
されたリードフレームを用いた半導体装置であって、前
記リードフレームは、リードフレーム素材よりも薄肉の
インナーリードと、該インナーリードに一体的に連結し
たリードフレーム素材と同じ厚さの外部回路と接続する
ための柱状の端子柱とを有し、且つ、端子柱はインナー
リードの外部側においてインナーリードに対して厚み方
向に直交して設けられており、端子柱の先端面に半田等
からなる端子部を設け、端子部を封止用樹脂部から露出
させ、端子柱の外部側の側面を封止用樹脂部から露出さ
せており、インナーリードは、断面形状が略方形で第1
面、第2面、第3面、第4面の4面を有しており、かつ
第1面はリードフレーム素材と同じ厚さの他の部分の一
方の面と同一平面上にあって第2面に向き合っており、
第3面、第4面はインナーリードの内側に向かって凹ん
だ形状に形成されていることを特徴とするものである。
また、本発明の樹脂封止型半導体装置は、2段エッチン
グ加工によりインナーリードの厚さがリードフレーム素
材の厚さよりも薄肉に外形加工されたリードフレームを
用いた半導体装置であって、前記リードフレームは、リ
ードフレーム素材よりも薄肉のインナーリードと、該イ
ンナーリードに一体的に連結したリードフレーム素材と
同じ厚さの外部回路と接続するための柱状の端子柱とを
有し、且つ、端子柱はインナーリードの外部側において
インナーリードに対して厚み方向に直交して設けられて
おり、端子柱の先端の一部を封止用樹脂部から露出させ
て端子部とし、端子柱の外部側の側面を封止用樹脂部か
ら露出させており、インナーリードは、断面形状が略方
形で第1面、第2面、第3面、第4面の4面を有してお
り、かつ第1面はリードフレーム素材と同じ厚さの他の
部分の一方の面と同一平面上にあって第2面に向き合っ
ており、第3面、第4面はインナーリードの内側に向か
って凹んだ形状に形成されていることを特徴とするもの
である。そして、上記において、半導体素子は、インナ
ーリード部間に収まり、該半導体素子の電極部(パッ
ド)はワイヤにてインナーリードと電気的に結線されて
いることを特徴とするものである。また、該リードフレ
ームはダイパッドを有し、半導体素子はダイパッド上に
搭載、固定されていることを特徴とするものであり、該
リードフレームはダイパッドを持たないもので、半導体
素子はインナーリードとともに補強用テープにより固定
されていることを特徴とするものである。また、上記に
おいて、リードフレームはダイパッドを持たないもの
で、半導体素子はインナーリードとともに補強固定用テ
ープにより固定されていることを特徴とするものであ
る。また、上記において、半導体素子は、半導体素子の
電極部(パッド)側の面をインナーリードの第2面に絶
縁性接着材により固定されており、該半導体素子の電極
部(パッド)はワイヤによりインナーリードの第1面と
電気的に結線されていることを特徴とするものである。
また、上記において、半導体素子は、バンプによりイン
ナーリードの第2面に固定され、電気的にインナーリー
ドと接続していることを特徴とするものである。尚、上
記において、端子柱の先端面に半田等からなる端子部を
設け、端子部を封止用樹脂部から露出させる場合、半田
等からなる端子部は封止用樹脂部から突出したものが一
般的であるが、必ずしも突出する必要はない。また、端
子柱部の外部側の側面を封止用樹脂部から露出させて、
そのまま用いる場合もあるが、封止用樹脂部から露出さ
れて部分を接着材等を介して保護枠で覆っても良い。
【0008】
【作用】本発明の樹脂封止型半導体装置は、上記のよう
に構成することにより、リードフレームを用いた樹脂封
止型半導体装置において、多端子化に対応でき、且つ、
従来の図13(b)に示す単層リードフレームを用いた
場合のように、アウターリードのフオーミング工程を必
要としないため、これらの工程に起因して発生していた
アウターリードのスキューの問題やアウターリードの平
坦性(コープラナリティー)の問題を全く無くすことが
できる半導体装置の提供を可能とするものである。詳し
くは、2段エッチング加工によりインナーリードの厚さ
が素材の厚さよりも薄肉に外形加工された、即ち、イン
ナーリードを微細に加工された多ピンのリードフレーム
を用いることにより、半導体装置の多端子化に対応でき
るものとしている。更に、後述する、図11に示す2段
エッンチングにより作製された、リードフレームを用い
ることにより、インナーリード部の第2面は平坦性を確
保でき、ワイヤボンデイング性の良いものとしている。
また第1面も平坦面で、第3面、第4面はインナーリー
ド側に凹状であるためインナーリード部は、安定してお
り、且つ、ワイヤボンデイングの平坦幅を広くとれる。
【0009】
【実施例】本発明の樹脂封止型半導体装置の実施例を図
にそって説明する。先ず、実施例1の樹脂封止型半導体
装置を図1、図2に示し、説明する。図1(a)は実施
例1の樹脂封止型半導体装置の断面図であり、図1
(b)は図1(a)のA1−A2におけるインナーリー
ド部の断面図で、図1(c)は図1(a)のB1−B2
における端子柱部の断面図で、図2(a)は実施例1の
樹脂封止型半導体装置の斜視図であり、図2(b)はそ
の正面図を、図2(c)は下面図を示している。図1、
図2中、100は半導体装置、110は半導体素子、1
11は電極部(パッド)、120はワイヤ、130はリ
ードフレーム、131はインナーリード、131Aaは
第1面、131Abは第2面、131Acは第3面、1
31Adは第4面、133は端子柱部、133Aは端子
部、133Bは側面、133Sは先端面、135はダイ
パッド、140は封止用樹脂である。本実施例1の樹脂
封止型半導体装置においては、図1(a)に示すよう
に、半導体素子110は、インナーリード間に収まり、
且つ、半導体素子は、図1(a)で半導体素子110の
電極部(パッド)111を上にして、半導体素子110
の電極部(パッド)111側の面とは反対側の面にてダ
イパッド135上に搭載され、固定されている。そし
て、電極部(パッド)111はインナーリード131の
第2面131Abにてワイヤ120により、電気的に結
線されている。本実施例1の半導体装置100と外部回
路との電気的な接続は、端子柱133の先端面133S
に設けられた半球状の半田からなる端子部133Aを介
してプリント基板等へ搭載されることにより行われる。
尚、実施例1の半導体装置において、必らずしも保護枠
180を設ける必要はなく、図1(d)に示すような保
護枠180を設けない構造のままでも良い。
【0010】実施例1の半導体装置100に使用のリー
ドフレーム130は、42%ニッケル−鉄合金を素材と
したもので、そして、図9(a)に示すような形状をし
た、エッチングにより外形加工されたリードフレーム1
30Aを用いたものであり、端子柱部133部分や他の
部分の厚さより薄肉に形成されたインナーリード部13
1をもつ。ダムバー136は樹脂封止する際のダムとな
る。尚、図9(a)に示すような形状をした、エッチン
グにより外形加工されたリードフレーム130Aを、本
実施例においては用いたが、インナーリード部131と
端子柱部133以外は最終的に不要なものであるから、
特にこの形状に限定はされない。インナーリード部13
1の厚さtは40μm、インナーリード部131以外の
厚さt0 は0.15mmでリードフレーム素材の板厚の
ままである。インナーリード部131以外の板厚は0.
15mmに限らず更に薄い0.125m〜0.50mm
程度でも良い。また、インナーリードピッチは0.12
mmと狭いピッチで、半導体装置の多端子化に対応でき
るものとしている。インナーリード部131の第2面1
31Abは平坦状でワイヤボンデイィングし易い形状と
なっており、図1(b)に示すように、第3面131A
c、第4面131Adはインナーリード側へ凹んだ形状
をしており、第2面131Ab(ワイヤボンディング
面)を狭くしても強度的に強いものとしている。
【0011】本実施例においては、インナーリード13
1の長さが短かく、インナーリード131部にヨレが発
生しずらい為、直接図9(a)に示すような、インナー
リード先端がそれぞれ分離された形状のリードフレーム
をエッチング加工にして作製し、これに後述する方法に
より半導体素子を搭載して樹脂封止している。インナー
リード131が長く、インナーリード131部にヨレを
生じ易い場合には、直接図9(a)に示す形状にエッチ
ング加工することは出来ないため、図9(c)(イ)に
示すようにインナーリード先端部を連結部131Bにて
固定した状態にエッチング加工した後、インナーリード
131部を補強テープ160で固定し(図9(c)
(ロ))、次いでプレスにて、半導体装置作製の際には
不要の連結部131Bを除去し、この状態で半導体素子
を搭載して半導体装置を作製する。(図9(c)
(ハ))
【0012】次に本実施例1の樹脂封止型半導体装置の
製造方法を図8に基づいて簡単に説明する。先ず、後述
するエッチング加工にて外形加工された、図9(a)に
示すリードフレーム130Aを、インナーリード131
先端の第2面131Abが図8で上になるようにして用
意した。(図8(a)) 次いで半導体素子110の電極部111側の面を図8で
上にして、半導体素子をダイパッド135上に搭載、固
定した。(図8(b)) 半導体素子110をダイパッド135に固定した後、半
導体素子110の電極部111とインナーリード部13
1先端の第2面とをワイヤ120にてボンデイング接続
した。(図8(c)) 次いで、通常の封止用樹脂140で樹脂封止を行った
後、不要なリードフレーム130の樹脂140面から突
出している部分をプレスにて切断し、端子柱133を形
成するとともに端子柱133の側面133Bを形成し
た。(図8(d)) 図9に示すリードフレーム130Aのダムバー136、
フレーム部137等を除去した。この後、リードフレー
ムの端子柱の外側の面に半球状の半田からなる端子部1
33Aを作製して半導体装置を作製した。(図8
(e)) 次いで、保護枠180を接着材190を介して端子柱の
側面を覆うように、外周全体に設けた。(図8(f)) 尚、保護枠180は、半導体装置の補強の為と、端子柱
の側面が露出することにより封止用樹脂と端子柱の隙間
から水分が入り半導体装置にクラックが入り破損してし
まうことがないようにする為に設けたものであるが、必
ずしも必要としない。また、樹脂による封止は所定の型
を用いて行うが、半導体素子110のサイズで、且つ、
リードフレームの端子柱の外側の面が若干樹脂から外部
へ突出した状態で封止した。
【0013】本発明の半導体装置に用いられるリードフ
レームの製造方法を以下、図にそって説明する。図11
は、本実施例1の樹脂封止型半導体装置に用いられたリ
ードフレームの製造方法を説明するための、インナーリ
ード先端部を含む要部における各工程断面図であり、こ
こで作製されるリードフレームを示す平面図である図9
(a)のD1−D2部の断面部における製造工程図であ
る。図11中、1110はリードフレーム素材、112
0A、1120Bはレジストパターン、1130は第一
の開口部、1140は第二の開口部、1150は第一の
凹部、1160は第二の凹部、1170は平坦状面、1
180はエッチング抵抗層を示す。先ず、42%ニッケ
ル−鉄合金からなり、厚みが0.15mmのリードフレ
ーム素材1110の両面に、重クロム酸カリウムを感光
剤とした水溶性カゼインレジストを塗布した後、所定の
パターン版を用いて、所定形状の第一の開口部113
0、第二の開口部1140をもつレジストパターン11
20A、1120Bを形成した。(図11(a)) 第一の開口部1130は、後のエッチング加工において
リードフレーム素材1110をこの開口部からベタ状に
リードフレーム素材よりも薄肉に腐蝕するためのもの
で、レジストの第二の開口部1140は、インナーリー
ド先端部の形状を形成するためのものである。第一の開
口部1130は、少なくともリードフレーム1110の
ンナーリード先端部形成領域を含むが、後工程におい
て、テーピングの工程や、リードフレームを固定するク
ランプ工程で、ベタ状に腐蝕され部分的に薄くなった部
分との段差が邪魔になる場合があるので、エッチングを
行うエリアはインナーリード先端の微細加工部分だけに
せず大きめにとる必要がある。次いで、液温57°C、
比重48ボーメの塩化第二鉄溶液を用いて、スプレー圧
2.5kg/cm2 にて、レジストパターンが形成され
たリードフレーム素材1110の両面をエッチングし、
ベタ状(平坦状)に腐蝕された第一の凹部1150の深
さhがリードフレーム部材の約2/3程度に達した時点
でエッチングを止めた。(図11(b)) 上記第1回目のエッチングにおいては、リードフレーム
素材1110の両面から同時にエッチングを行ったが、
必ずしも両面から同時にエッチングする必要はない。本
実施例のように、第1回目のエッチングにおいてリード
フレーム素材1110の両面から同時にエッチングする
理由は、両面からエッチングすることにより、後述する
第2回目のエッチング時間を短縮するためで、レジスト
パターン920B側からのみの片面エッチングの場合と
比べ、第1回目エッチングと第2回目エッチングのトー
タル時間が短縮される。次いで、第一の開口部1130
側の腐蝕された第一の凹部1500にエッチング抵抗層
1180としての耐エッチング性のあるホットメルト型
ワックス(ザ・インクテエック社製の酸ワックス、型番
MR−WB6)を、ダイコータを用いて、塗布し、ベタ
状(平坦状)に腐蝕された第一の凹部1150に埋め込
んだ。レジストパターン1120A上も該エッチング抵
抗層1180に塗布された状態とした。(図11
(c)) エッチング抵抗層1180を、レジストパターン112
0A上全面に塗布する必要はないが、第一の凹部115
0を含む一部にのみ塗布することは難し為に、図11
(c)に示すように、第一の凹部1150とともに、第
一の開口部1130側全面にエッチング抵抗層1180
を塗布した。本実施例で使用したエッチング抵抗層11
80は、アルカリ溶解型のワックスであるが、基本的に
エッチング液に耐性があり、エッチング時にある程度の
柔軟性のあるものが、好ましく、特に、上記ワックスに
限定されず、UV硬化型のものでも良い。このようにエ
ッチング抵抗層1180をインナーリード先端部の形状
を形成するためのパターンが形成された面側の腐蝕され
た第一の凹部1150に埋め込むことにより、後工程で
のエッチング時に第一の凹部1150が腐蝕されて大き
くならないようにしているとともに、高精細なエッチン
グ加工に対しての機械的な強度補強をしており、スプレ
ー圧を高く(2.5kg/cm2 以上)とすることがで
き、これによりエッチングが深さ方向に進行し易すくな
る。この後、第2回目のエッチングを行い、ベタ状(平
坦状)に腐蝕された第二の凹部1160形成面側からリ
ードフレーム素材1110をエッチングし、貫通させ、
インナーリード先端部131Aを形成した。(図11
(d)) 第1回目のエッチング加工にて作製された、リードフレ
ーム面に平行なエッチング形成面は平坦であるが、この
面を挟む2面はインナーリード側にへこんだ凹状であ
る。次いで、洗浄、エッチング抵抗層980の除去、レ
ジスト膜(レジストパターン1120A、1120B)
の除去を行い、インナーリード先端部131Aが微細加
工された図9(a)に示すリードフレーム130Aを得
た。エッチング抵抗層1180とレジスト膜(レジスト
パターン1120A、112B0)の除去は水酸化ナト
リウム水溶液により溶解除去した。
【0014】上記、図11に示すリードフレームの製造
方法は、本実施例に用いられる、インナーリード先端部
を薄肉に形成したリードフレームをエッチング加工によ
り製造する方法で、特に、図1に示す、インナーリード
先端の第1面131Aaを薄肉部以外の他の部分と同一
面に、第2面131Abと対向させて形成し、且つ、第
3面131Ac、第4面131Adをインナーリードの
内側に向かって凹んだ形状にするエッチング加工方法で
ある。後述する実施例3の半導体装置のようにバンプを
用いて半導体素子をインナーリードの第2面131Ab
に搭載し、インナーリードと電気的に接続する場合に
は、第2面131Abをインナーリード側に凹んだ形状
に形成した方がバンプ接続の際の許容度が大きくなる
為、図12に示すエッチング加工方法が採られる。図1
2に示すエッチング加工方法は、第1回目のエッチング
工程までは、図11に示す方法と同じであるが、エッチ
ング抵抗層1180を第二の凹部1160側に埋め込ん
だ後、第一の凹部1150側から第2回目のエッチング
を行い、貫通させる点で異なっている。但し、第1回目
のエッチングにて、第二開口部1140からのエッチン
グを充分に行っておく。図12に示すエッチング加工方
法によって得られたリードフレームのインナーリード先
端の断面形状は、図6(b)に示すように、第2面33
1Abがインナーリード側にへこんだ凹状になる。
【0015】尚、上記図11、図12に示すエッチング
加工方法のように、エッチングを2段階にわけて行うエ
ッチング加工方法を、一般には2段エッチング加工方法
といっており、微細加工に有利な加工方法である。本発
明に用いた図9(a)に示す、リードフレーム130A
の製造においては、2段エッチング加工方法と、パター
ン形状を工夫することにより部分的にリードフレーム素
材を薄くしながら外形加工をする方法とが伴行して採ら
れており、リードフレーム素材を薄くした部分において
は、特に、微細な加工ができるようにしている。図1
1、図12に示す、上記の方法においては、インナーリ
ード先端部131Aの微細化加工は、第二の凹部116
0の形状と、最終的に得られるインナーリード先端部の
厚さtに左右されるもので、例えば、板厚tを50μm
まで薄くすると、図11(e)に示す、平坦幅W1を1
00μmとして、インナーリード先端部ピッチpが0.
15mmまで微細加工可能となる。板厚tを30μm程
度まで薄くし、平坦幅W1を70μm程度とすると、イ
ンナーリード先端部ピッチpが0.12mm程度まで微
細加工ができるが、板厚t、平坦幅W1のとり方次第で
はインナーリード先端部ピッチpは更に狭いピッチまで
作製が可能となる。ちなみに、インナーリード先端部ピ
ッチpを0.08mm、板厚25μmで平坦幅40μm
程度が確保できる。
【0016】このようにエッチング加工にてリードフレ
ームを作製する際、インナーリードの長さが短かい場合
等、製造工程でインナーリードのヨレが発生しにくい場
合には、直接図9(a)に示す形状のリードフレームエ
ッチング加工にて得るが、インナーリードの長さが長
く、インナーリードにヨレが発生し易い場合には、図9
(c)(イ)に示ように、インナーリード先端部から連
結部131Bを設け、インナーリード先端部同士を繋げ
た形状にして形成したものを得て、半導体装置作製には
不必要な連結部131Bをプレス等により切断除去して
図9(a)に示す形状を得る。尚、前述のように、図9
(c)(イ)に示すものを切断し、図9(a)に示す形
状にする際には、図9(c)(ロ)に示すように、通
常、補強のため補強テープ160(ポリイミドテープ)
を使用する。図9(c)(ロ)の状態で、プレス等によ
り連結部131Bを切断除去するが、半導体素子は、テ
ープをつけた状態のままで、リードフレームに搭載さ
れ、そのまま樹脂脂封止される。尚、E11−E12は
切断部分を示すものである。
【0017】本実施例1の半導体装置に用いられたリー
ドフレームのインナーリード部131の断面形状は、図
13(イ)(a)に示すようになっており、エッチング
平坦面131Ab側の幅W1はほぼ平坦で反対側の面の
幅W2より若干大きくくなっており、W1、W2(約1
00μm)ともこの部分の板厚さ方向中部の幅Wよりも
大きくなっている。このようにインリーリード先端部の
両面は広くなった断面形状であるため、どちらの面を用
いても半導体素子(図示せず)とインナーリード先端部
131Aとワイヤ120A、120Bによる結線(ボン
デイング)がし易いものとなっているが、本実施例の場
合はエッチング面側(図13(ロ)(a))をボンデイ
ング面としている。図中、131Abはエッチング加工
による平坦面、131Aaはリードフレーム素材面、1
21A、121Bはめっき部である。エッチング平坦状
面がアラビの無い面であるため、図13(ロ)の(a)
の場合は、特に結線(ボンデイング)適性が優れる。図
13(ハ)は図14に示す加工方法にて作製されたリー
ドフレームのインナーリード先端部1331Bと半導体
素子(図示せず)との結線(ボンデイング)を示すもの
であるが、この場合もインナーリード先端部1331B
の両面は平坦ではあるが、この部分の板厚方向の幅に比
べ大きくとれない。また両面ともリードフレーム素材面
である為、結線(ボンデイング)適性は本実施例のエッ
チング平坦面より劣る。図13(ニ)はプレス(コイニ
ング)によりインナーリード先端部を薄肉化した後にエ
ッチング加工によりインナーリード先端部1331C、
1331Dを加工したものの、半導体素子(図示せず)
との結線(ボンデイング)を示したものであるが、この
場合はプレス面側が図に示すように平坦になっていない
ため、どちらの面を用いて結線(ボンデイング)して
も、図11(ニ)の(a)、(b)に示すように結線
(ボンデイング)の際に安定性が悪く品質的にも問題と
なる場合が多い。尚、1331Abはコイニング面であ
【0018】次に実施例1の樹脂封止型半導体装置の変
形例を挙げる。図3(a)〜図3(e)は、それぞれ、
は実施例1の樹脂封止型半導体装置の変形例の断面図で
ある。図3(a)に示す変形例の半導体装置は、実施例
1の半導体装置とは、ダイパッド135の位置が異なる
もので、ダイパッド部135が外部に露出している。ダ
イパッド部135が外部に露出していることにより、実
施例1に比べ、熱の発散性が優れている。図3(b)に
示す変形例の半導体装置も、ダイパッド部135が外部
に露出させているものであり、実施例1に比べ、熱の発
散性が優れている。実施例1や図3(a)に示す変形例
とは、半導体素子110の向きが異なり、ワイヤボンデ
イング面をリードフレームの第1面に設けている。図3
(c)、図3(d)、図3(e)に示す変形例は、それ
ぞれ実施例1、図3(a)に示す変形例、図3(b)に
示す変形例において、半球状の半田からなる端子部を設
けず、端子柱の面を直接端子部として用いているもので
あり、製造工程を簡略した構造となっている。
【0019】次いで、実施例2の樹脂封止型半導体装置
を挙げる。図4(a)は実施例2の樹脂封止型半導体装
置の断面図であり、図4(b)は図4(a)のA3−A
4におけるインナーリード部の断面図で、図4(c)は
図4(a)のB3−B4における端子柱部の断面図であ
る。尚、実施例2の半導体装置の外観は実施例1とほぼ
同じとなる為、図は省略した。図3中、200は半導体
装置、210は半導体素子、211は電極部(パッ
ド)、220はワイヤ、230はリードフレーム、23
1はインナーリード、231Aaは第1面、231Ab
は第2面、231Acは第3面、231Adは第4面、
233は端子柱部、233Aは端子部、233Bは側
面、233Sは上端面、240は封止用樹脂、270は
補強固定用テープある。本実施例2の半導体装置におい
ては、リードフレーム230はダイパッドを持たないも
ので、半導体素子210はインナーリード231ととも
に補強固定用テープ270により固定されており、半導
体素子210は、半導体素子の電極部(パッド)211
側はワイヤ220により、インナーリード231の第2
面231Abと結線されている。本実施例2の場合も、
実施例1場合と同様に、半導体装置200と外部回路と
の電気的な接続は、端子柱233の先端部に設けられた
半球状の半田からなる端子部233Aを介してプリント
基板等へ搭載されることにより行われる。
【0020】また、本実施例2の半導体装置は、図10
(a)、10(b)に示す、ダイパッドを持たない、エ
ッチングにより外形加工されたリードフレーム230A
を用いたもので、その製造方法は実施例1とほぼ同じ工
程であるが、異なる点は、実施例1の場合には半導体素
子をインナーリードに固定した状態でワイヤボンデイン
グを行い、樹脂封止しているのに対し、本実施例2の場
合には、半導体素子210をインナーリード231とと
もに補強固定用テープ270上に固定した状態で、ワイ
ヤボンデイング工程を行い、樹脂封止している点であ
る。尚、樹脂封止後のプレスによる不要部分の切断、端
子部の形成は、実施例1と同様である。図10(a)に
示すリードフレーム230Aを得るには、図9(a)に
示すリードフレーム130Aを得た場合と同様にして得
る。即ち、図10(c)(イ)に示すエッチング加工さ
れた後のものを切断し、図10(a)に示す形状にする
る。この際、図10(c)(ロ)に示すように、通常、
補強のため補強テープ260(ポリイミドテープ)を使
用する。
【0021】図5(a)〜図5(c)は、実施例2の半
導体装置の変形例半導体装置の断面図である。図5
(a)に示す変形例半導体装置は、半導体素子の向きが
図5(a)で、電極部を有する面を下側にしている点、
およびワイヤボンデイング面をリードフレームの第1面
に設けている点で実施例2の半導体装置と異なる。図5
(b)、図5(c)に示す変形例半導体装置は、それぞ
れ実施例2の半導体装置、図5(a)に示す変形例の半
導体装置において、半球状の半田からなる端子部を設け
ず、端子柱の面を直接端子部として用いているものであ
る。保護枠がなく、端子柱233の側面233Bを側面
に露出している為、テスタ等での信号のチエックがし易
い構造となっている。
【0022】次いで、実施例3の樹脂封止型半導体装置
を挙げる。図6(a)は実施例3の樹脂封止型半導体装
置の断面図であり、図6(b)は図6(a)のA5−A
6におけるインナーリード部の断面図で、図6(c)は
図6(a)のB5−B6における端子柱部の断面図であ
る。尚、実施例3の半導体装置の外観も実施例1とほぼ
同じとなる為、図は省略した。図6中、300は半導体
装置、310は半導体素子、312はバンプ、330は
リードフレーム、331はインナーリード、331Aa
は第1面、331Abは第2面、331Acは第3面、
331Adは第4面、333は端子柱部、333Aは端
子部、333Bは側面、333Sはは上端面、340は
封止用樹脂、350は補強用テープである。本実施例3
の半導体装置においては、半導体素子310は、バンプ
311によりインナーリード331の第2面331Ab
に固定され、電気的にインナーリード331と接続して
いる。リードフレーム330は、図10(a)、図10
(b)に示す外形のもので、図11に示すエッチング加
工により作製されたものを用いている。図13(イ)
(b)に示すように、インナーリード331の両面の幅
W1A、W2A(約100μm)ともこの部分の板厚さ
方向中部の幅WAよりも大きくなっており、且つ、イン
ナーリード331の第2面331Abはインナーリード
の内側に向かって凹んだ形状で、第1面331Aaが平
坦であることより、インナーリードの微細化に対応でき
るとともに、インナーリード331の第2面331Ab
において、半導体素子とバンプにて電気的に接続する際
には、図13(ロ)(b)のように接続がし易いものと
している。また、本実施例3の場合も、実施例1や実施
例2の場合と同様に、半導体装置300と外部回路との
電気的な接続は、端子柱333先端部に設けられた半球
状の半田からなる端子部333Aを介してプリント基板
等へ搭載されることにより行われる。
【0023】実施例3の半導体装置は、実施例1の半導
体装置の場合とは異なり、図12に示すエッチングによ
り外形加工されたリードフレームを用いたものである
が、半導体装置自体の作製方法はほぼ同じ工程である。
異なる点は、実施例1の半導体装置の場合には半導体素
子をインナーリードに固定した状態でワイヤボンデイン
グを行い、樹脂封止しているのに対し、本実施例3の半
導体装置の場合には、半導体素子310をインナーリー
ド331にバンプを介して固定して電気的に接続した状
態で樹脂封止している点である。尚、樹脂封止後のプレ
スによる不要部分の切断、端子部の形成は、実施例1の
半導体装置の場合と同じである。
【0024】図6(d)は、実施例3の半導体装置の変
形例半導体装置の断面図である。図6(d)に示す変形
例半導体装置は、実施例3の半導体装置において、半球
状の半田からなる端子部を設けず、端子柱の面を直接端
子部として用いているものである。保護枠を無くして端
子柱333の側面333Bを側面に露出している為、テ
スタ等での信号のチエックがし易い構造となっている。
更にこの端子柱333の側面333Bを傾斜させると上
部からチエックし易い構造とすることもできる。
【0025】次いで、実施例4の樹脂封止型半導体装置
を挙げる。図7(a)は実施例4の樹脂封止型半導体装
置の断面図であり、図7(b)は図7(a)のA7−A
8におけるインナーリード部の断面図で、図6(c)は
図6(a)のB7−B8における端子柱部の断面図であ
る。尚、実施例4の半導体装置の外観も実施例1とほぼ
同じとなる為、図は省略した。図7中、400は半導体
装置、410は半導体素子、411はパッド、430は
リードフレーム、431はインナーリード、431Aa
は第1面、431Abは第2面、431Acは第3面、
431Adは第4面、433は端子柱部、433Aは端
子部、433Bは側面、433Sは上端面、440は封
止用樹脂、470は絶縁性接着材である。本実施例の場
合は、半導体素子410のパッド311側の面をインナ
ーリード331の第2面431Abに絶縁性接着材47
0を介して固定し、パッド411とインナーリード43
1の第1面431Aaとをワイヤ420にて電気的に結
線したものである。使用するリードフレームは実施例3
等と同じ、図10(a)、図10(b)に示す外観形状
のものを使用している。また、本実施例4の場合も、実
施例1や実施例2の場合と同様に、半導体装置400と
外部回路との電気的な接続は、端子柱333先端部に設
けられた半球状の半田からなる端子部433Aを介して
プリント基板等へ搭載されることにより行われる。
【0026】図7(d)は、実施例4の半導体装置の変
形例半導体装置の断面図である。図7(d)に示す変形
例半導体装置は、実施例4の半導体装置において、半球
状の半田からなる端子部を設けず、端子柱の面を直接端
子部として用いているものである。保護枠を無くして端
子柱433の側面433Bを側面に露出している為、テ
スタ等での信号のチエックがし易い構造となっている。
【0027】
【発明の効果】本発明の樹脂封止型半導体装置は、上記
のように、リードフレームを用いた樹脂封止型半導体装
置において、多端子化に対応でき、且つ、従来の図13
(b)に示すアウターリードを持つリードフレームを用
いた場合のようにダムバーのカット工程や、ダムバーの
曲げ工程を必要としない、即ち、アウターリードのスキ
ューの問題や、平坦性(コープラナリティー)の問題を
皆無とできる半導体装置の提供を可能としている。ま
た、QFPやBGAに比べるとパッケージ内部の配線長
が短かくなるため、寄生容量が小さくなり伝搬遅延時間
を短くすることを可能にしている。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の樹脂封止型半導体装置の断面図
【図2】実施例1の樹脂封止型半導体装置の斜視図及び
下面図
【図3】実施例1の樹脂封止型半導体装置の変形例の図
【図4】実施例2の樹脂封止型半導体装置の断面図
【図5】実施例2の樹脂封止型半導体装置の変形例の図
【図6】実施例3の樹脂封止型半導体装置の断面図
【図7】実施例4の樹脂封止型半導体装置の断面図
【図8】実施例1の樹脂封止型半導体装置の作製工程を
説明するための図
【図9】本発明の樹脂封止型半導体装置に用いられるリ
ードフレームの図
【図10】本発明の樹脂封止型半導体装置に用いられる
リードフレームの図
【図11】本発明の樹脂封止型半導体装置に用いられる
リードフレームの作製方法を説明するための図
【図12】本発明の樹脂封止型半導体装置に用いられる
リードフレームの作製方法を説明するための図
【図13】インナーリード先端部でのワイボンデイング
の結線状態を示す図
【図14】従来のリードフレームのエッチング製造工程
を説明するための図
【図15】樹脂封止型半導体装置及び単層リードフレー
ムの図
【符号の説明】
100、200、300、400 樹
脂封止型半導体装置 110、210、310、410 半
導体素子 111、211、411 電
極(パッド) 312 バ
ンプ 120、220、420 ワ
イヤ 120A、120B ワ
イヤ 121A、121B め
っき部 130、230、330、430 リ
ードフレーム 131、231、331、431 イ
ンナーリード 131Aa、231Aa、331Aa、431Aa 第
1面 131Ab、231Ab、331Ab、431Ab 第
2面 131Ac、231Ac、331Ac、431Ac 第
3面 131Ad、231Ad、331Ad、431Ad 第
4面 131B 連
結部 133、233、333、433 端
子柱 133A、233A、333A、433A 端
子部 133B、233B、333B、433B 側
面 133S、233S、333S、433S 上
端面 140、240、340、440 封
止用樹脂 180 保
護枠 190 接
着材 260 補
強用テープ 270 補
強固定用テープ 350 補
強用テープ 470 絶
縁性接着材 1110 リ
ードフレーム素材 1120A、1120B レ
ジストパターン 1130 第
一の開口部 1140 第
二の開口部 1150 第
一の凹部 1160 第
二の凹部 1170 平
坦状面 1180 エ
ッチング抵抗層 1320B、1320C、1320D ワ
イヤ 1321B、1321C、1321D め
っき部 1331B、1331C、1331D イ
ンナーリード先端部 1331Aa リ
ードフレーム素材面 1331Ab コ
イニング面 1410 リ
ードフレーム素材 1420 フ
オトレジスト 1430 レ
ジストパターン 1440 イ
ンナーリード 1510 リ
ードフレーム 1511 ダ
イパッド 1512 イ
ンナーリード 1512A イ
ンナーリード先端部 1513 ア
ウターリード 1514 ダ
ムバー 1515 フ
レーム部(枠部) 1520 半
導体素子 1521 電
極部(パッド) 1530 ワ
イヤ 1540 封
止用樹脂

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2段エッチング加工によりインナーリー
    ドの厚さがリードフレーム素材の厚さよりも薄肉に外形
    加工されたリードフレームを用いた半導体装置であっ
    て、前記リードフレームは、リードフレーム素材よりも
    薄肉のインナーリードと、該インナーリードに一体的に
    連結したリードフレーム素材と同じ厚さの外部回路と接
    続するための柱状の端子柱とを有し、且つ、端子柱はイ
    ンナーリードの外部側においてインナーリードに対して
    厚み方向に直交して設けられており、端子柱の先端面に
    半田等からなる端子部を設け、端子部を封止用樹脂部か
    ら露出させ、端子柱の外部側の側面を封止用樹脂部から
    露出させており、インナーリードは、断面形状が略方形
    で第1面、第2面、第3面、第4面の4面を有してお
    り、かつ第1面はリードフレーム素材と同じ厚さの他の
    部分の一方の面と同一平面上にあって第2面に向き合っ
    ており、第3面、第4面はインナーリードの内側に向か
    って凹んだ形状に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。
  2. 【請求項2】 2段エッチング加工によりインナーリー
    ドの厚さがリードフレーム素材の厚さよりも薄肉に外形
    加工されたリードフレームを用いた半導体装置であっ
    て、前記リードフレームは、リードフレーム素材よりも
    薄肉のインナーリードと、該インナーリードに一体的に
    連結したリードフレーム素材と同じ厚さの外部回路と接
    続するための柱状の端子柱とを有し、且つ、端子柱はイ
    ンナーリードの外部側においてインナーリードに対して
    厚み方向に直交して設けられており、端子柱の先端の一
    部を封止用樹脂部から露出させて端子部とし、端子柱の
    外部側の側面を封止用樹脂部から露出させており、イン
    ナーリードは、断面形状が略方形で第1面、第2面、第
    3面、第4面の4面を有しており、かつ第1面はリード
    フレーム素材と同じ厚さの他の部分の一方の面と同一平
    面上にあって第2面に向き合っており、第3面、第4面
    はインナーリードの内側に向かって凹んだ形状に形成さ
    れていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
  3. 【請求項3】 請求項1ないし2において、半導体素子
    はインナーリード間に収まり、該半導体素子の電極部は
    ワイヤにてインナーリードと電気的に結線されているこ
    とを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
  4. 【請求項4】 請求項3において、リードフレームはダ
    イパッドを有しており、半導体素子はダイパッド上に搭
    載され、固定されていることを特徴とする樹脂封止型半
    導体装置。
  5. 【請求項5】 請求項3において、リードフレームはダ
    イパッドを持たないもので、半導体素子はインナーリー
    ドとともに補強固定用テープにより固定されていること
    を特徴とする樹脂封止型半導体装置。
  6. 【請求項6】 請求項1ないし2において、半導体素子
    は半導体素子の電極部側の面をインナーリードの第2面
    に絶縁性接着材により固定されており、該半導体素子の
    電極部はワイヤによりインナーリードの第1面と電気的
    に結線されていることを特徴とする樹脂封止型半導体装
    置。
  7. 【請求項7】 請求項1ないし2において、半導体素子
    はバンプによりインナーリードの第2面に固定されて電
    気的にインナーリードと接続していることを特徴とする
    樹脂封止型半導体装置。
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