JPH11111742A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パッケージの縮小および製造コストの低減を
図る。 【解決手段】 表面実装形樹脂封止パッケージを備えた
ダイオード１０は、ダイオード素子が作り込まれた正方
形板形状のペレット１１の互いに表裏となる第１主面１
２、第２主面１３にカソード電極１４、アノード電極１
５を形成され、カソード電極１４にはカソード側リード
１６がボンディング層１７で機械的かつ電気的に接続さ
れ、アノード電極１５にはアノード側リード１９がワイ
ヤボンディング法で形成されたバンプ１８を介して機械
的かつ電気的に接続されている。カソード側リード１６
とアノード側リード１９の間には樹脂封止体２０がペレ
ット１１を樹脂封止するようにポッティング法で成形さ
れている。 【効果】 樹脂封止パッケージを縮小化できるため、プ
リント配線基板上の実装密度を向上でき、部品点数、加
工工数を減少でき、製造コストを低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
技術、特に、表面実装形樹脂封止パッケージの製造技術
に関し、例えば、表面実装形樹脂封止パッケージを備え
ているダイオードの生産に利用して有効な技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】表面実装形樹脂封止パッケージを備えて
いるダイオードは、ダイオード素子が作り込まれた正方
形板形状の半導体ペレット（以下、ペレットという。）
を備えており、ペレットの一主面には電極が形成されて
いる。ペレットは電極と反対側の主面においてタブにボ
ンディングされており、タブには第１インナリードが一
体的に連結されている。第１インナリードには第１アウ
タリードが一体的に連結されている。第１インナリード
と反対側には第２アウタリードに一体的に連結された第
２インナリードが配置されており、第２インナリードは
ワイヤによって電極に電気的に接続されている。ペレッ
ト、タブ、両インナリードおよびワイヤは樹脂封止体に
よって樹脂封止されており、樹脂封止体の対向する一対
の側面から外部に突出された両アウタリードはガル・ウ
イング形状に屈曲されている。この樹脂封止体とガル・
ウイング形状に屈曲された一対のアウタリードとによっ
て表面実装形樹脂封止パッケージが構成されている。

【０００３】なお、ダイオードの製造技術を述べてある
例としては、特開平９−７９０５号公報がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の表面実装形樹脂
封止パッケージを備えているダイオードにおいては、パ
ッケージの縮小および製造コストの低減に限界がある。

【０００５】本発明の目的は、パッケージの縮小および
製造コストの低減を図ることができる画期的な半導体装
置を提供することにある。

【０００６】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。

【０００７】

【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。

【０００８】すなわち、半導体装置は、半導体ペレット
の互いに表裏となる一対の端面に異なる電極がそれぞれ
形成されているとともに、両電極には互いに異なるリー
ドがそれぞれ機械的かつ電気的に接続されており、両リ
ードの間には前記半導体ペレットを樹脂封止する樹脂封
止体が成形されていることを特徴とする。

【０００９】前記した手段によれば、一対のリードで半
導体ペレットが挟み込まれ、両リード間に樹脂封止体が
成形されているため、パッケージはきわめて縮小化する
ことができ、また、部品点数および加工工数が少ないた
め、製造コストを大幅に低減することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態である
ダイオードを示しており、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正
面断面図である。図２は本発明の一実施形態であるダイ
オードの製造方法を示す工程図である。図３以降はその
各工程を示す各模式図である。

【００１１】本実施形態において、本発明に係る半導体
装置は、表面実装形樹脂封止パッケージを備えているダ
イオードとして構成されている。このダイオード１０は
ダイオード素子が作り込まれた正方形板形状の半導体ペ
レット（以下、ペレットという。）１１を備えており、
ペレット１１の互いに表裏となる第１主面１２および第
２主面１３には一対の電極であるカソード電極１４およ
びアノード電極１５がそれぞれ形成されている。カソー
ド電極１４にはカソード側リード１６が金−シリコン共
晶層からなるボンディング層１７によって機械的かつ電
気的に接続されており、アノード電極１５にはアノード
側リード１９がワイヤボンディングによって形成された
バンプ１８を介して機械的かつ電気的に接続されてい
る。カソード側リード１６とアノード側リード１９の間
には樹脂封止体２０がペレット１１を樹脂封止するよう
にポッティング法によって成形されている。

【００１２】次に、本発明の一実施形態であるダイオー
ドの製造方法を説明する。この説明により、前記ダイオ
ードの構成の詳細が共に明らかにされる。

【００１３】図２に示されているように、ダイオードの
製造方法に使用されるペレット１１は、半導体装置の製
造工程における所謂前工程においてウエハに多数個が作
り込まれて、個々に分断（ダイシング）されることによ
って製造される。すなわち、所謂前工程において、ダイ
オード素子がウエハに各ペレット毎に作り込まれるとと
もに、ウエハの両方の主面にカソード電極およびアノー
ド電極がそれぞれ形成される。その後、ダイシング工程
において、ウエハは各ペレット毎にダイシングされる。

【００１４】ダイシングされたペレット１１は図３に示
されているように立方体形状に形成されており、ウエハ
の裏面側に相当する第１主面１２にはカソード電極１４
が形成され、ウエハの表面側に相当する第２主面１３に
はアノード電極１５が形成されている。カソード電極１
４はウエハの裏面全体に金（Ａｕ）を蒸着されて形成さ
れた金蒸着層によって構成されており、ダイオード素子
のカソード側に電気的に接続されている（図示せず）。
アノード電極１５はウエハに各ペレット毎にパターニン
グされて形成されたアルミニウム配線によって構成され
ており、ダイオード素子のアノード側に電気的に接続さ
れている（図示せず）。

【００１５】このダイオードの製造方法においては、カ
ソード側多連リードフレームおよびアノード側多連リー
ドフレームが使用されるが、カソード側多連リードフレ
ームとアノード側多連リードフレームとは同一の構成を
有するため、図２に示されているように、同一の多連リ
ードフレーム準備工程において準備される。

【００１６】カソード側多連リードフレームとアノード
側多連リードフレームとに共用される多連リードフレー
ム２１は、図３に示されているように、単位リードフレ
ーム２２が多数個一連に連結されて構成されており、細
長い板形状に形成された外枠２３を備えている。外枠２
３には位置決め孔２３ａ群が長手方向に等間隔に開設さ
れており、外枠２３の一方の長辺には吊りリード２４が
複数本、長手方向に等間隔に配されて直角方向に一体的
に突設されている。各吊りリード２４の先端にはカソー
ド側リード１６およびアノード側リード１９を構成する
ためのリード２５が一体的に突設されており、リード２
５は平面形状がペレット１１よりも若干大きめの正方形
の平板形状に形成されている。リード２５のボンディン
グ側の主面には金めっき層２６が形成されている。

【００１７】図２に示されているように、多連リードフ
レーム準備工程において製造された多連リードフレーム
は第１リード接続工程に供給される。第１リード接続工
程において、図４に示されているように、ペレット１１
は多連リードフレーム２１のリード２５の上にペレット
ボンディングされる。

【００１８】すなわち、図４に示されているように、ダ
イシングされたペレット１１はペレットボンディング装
置のコレット３１によって真空吸着保持されて、多連リ
ードフレーム２１のリード２５の上に押接される。この
とき、リード２５はヒートブロック３２によって加熱さ
れているため、ペレット１１の第１主面１２とリード２
５との間には金−シリコン共晶層からなるボンディング
層１７が形成される。このペレットボンディングによっ
て、ペレット１１のカソード電極１４にはカソード側リ
ード１６がボンディング層１７を介して機械的かつ電気
的に接続された状態になる。

【００１９】第１リード接続工程を経たペレットと多連
リードフレームの組立体は、図２に示されているように
バンプ形成工程に送られ、各ペレット１１のアノード電
極１５に金（Ａｕ）からなるバンプ１８を図５に示され
ているようにワイヤボンディング法によって形成され
る。

【００２０】すなわち、図５（ａ）に示されているよう
に、熱圧着式ワイヤボンディング装置のキャピラリー４
１に挿通された金線４２の先端にはバンプの素になるボ
ール４３が、先端から所定の長さテール出しされた状態
でトーチによって加熱溶融されることにより形成され
る。図５（ｂ）に示されているように、ボール４３はヒ
ートブロック４４によって支持された多連リードフレー
ム２１のペレット１１のアノード電極１５の上にキャピ
ラリー４１によって押接されて、熱圧着される。次い
で、金線４２が引き上げられると、金線４２はボール４
３との接続部位で引き千切られるため、図５（ｃ）に示
されているように、ペレット１１のアノード電極１５に
はボール４３によって金からなるバンプ１８が形成され
た状態になる。

【００２１】バンプ形成工程を経た組立体は図２に示さ
れているように第２リード接続工程に送られ、各ペレッ
ト１１のアノード電極１５にアノード側リード１９をバ
ンプ１８を介して図６に示されているように機械的かつ
電気的に接続される。

【００２２】すなわち、第２リード接続工程には多連リ
ードフレーム２１がアノード側多連リードフレームとし
て図２に示されているように供給されており、この多連
リードフレーム２１は各リード２５が各ペレット１１の
バンプ１８に整合する状態で組立体の上に図６（ａ）に
示されているように配置される。この状態で、図６
（ｂ）に示されているようにカソード側多連リードフレ
ームにおけるリード２５がヒートブロック５１によって
加熱されながら、アノード側多連リードフレームのリー
ド２５がボンディングツール５２によってバンプ１８に
押接されると、バンプ１８がアノード側多連リードフレ
ームのリード２５に熱圧着されるため、ペレット１１の
アノード電極１５にはアノード側リード１９としてのリ
ード２５がバンプ１８によって機械的かつ電気的に接続
された状態になる。

【００２３】第２リード接続工程を経た組立体は図２に
示されているように樹脂封止体成形工程に送られ、カソ
ード側リード１６とアノード側リード１９との間に樹脂
封止体２０がペレット１１を樹脂封止するようにポッテ
ィング法によって図７に示されているように成形され
る。

【００２４】すなわち、図７に示されているように、カ
ソード側リード１６とアノード側リード１９との間の空
間にポッティングレジン６１がポッティングツール６２
によって注入された後に硬化されることにより、ペレッ
ト１１を樹脂封止する樹脂封止体２０がペレット１１の
外周を取り囲むように成形される。

【００２５】樹脂封止体成形工程を経た成形品は図２に
示されているようにリード切断工程に送られ、多連リー
ドフレーム２１の吊りリード２４とリード２５との接続
部位で切断される。以上のようにして図１に示されてい
るダイオード１０が製造されたことなる。

【００２６】以上のように製造される前記構成に係るダ
イオード１０は図１に示されているようにプリント配線
基板に表面実装される。すなわち、プリント配線基板７
１にそれぞれ形成された一対のランド７２、７２にカソ
ード側リード１６およびアノード側リード１９が整合さ
れた状態で、リフロー半田付けによって形成される各半
田付け層７３を介して機械的かつ電気的に接続される。

【００２７】前記実施形態によれば次の効果が得られ
る。 カソード側リードとアノード側リードとによってペ
レットを挟み込み、カソード側リードとアノード側リー
ドとの間に樹脂封止体を成形することにより、樹脂封止
パッケージをきわめて縮小化することができるため、プ
リント配線基板上の実装密度を向上することができる。

【００２８】 アノード側電極とアノード側リードと
をバンプによって機械的かつ電気的に接続することによ
り、ボンディングワイヤの第２ボンディングを省略する
ことができるため、部品点数および加工工数を減少する
ことができ、製造コストを大幅に低減することができ
る。

【００２９】 カソード側リードとアノード側リード
との間に樹脂をポッティングして樹脂封止体を成形する
ことにより、樹脂封止体成形用の成形型を省略すること
ができるため、製造コストを大幅に低減することができ
る。

【００３０】図８は本発明の他の実施形態であるダイオ
ードを示しており、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面断面
図である。

【００３１】本実施形態２が前記実施形態１と異なる点
は、カソード側リード１６Ａおよびアノード側リード１
９ＡがＬ字形状にそれぞれ屈曲されている点である。本
実施形態２によれば、半田付け代を増加させることがで
きるため、実装強度を高めることができる。

【００３２】以上本発明者によってなされた発明を実施
形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形
態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。

【００３３】例えば、樹脂封止体はポッティング法によ
って成形するに限らず、トランジスタ成形法等の加圧成
形法によって成形してもよい。

【００３４】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ダイオ
ードの生産技術に適用した場合について説明したが、そ
れに限定されるものではなく、抵抗器やコンデンサ、ト
ランジスタおよびＩＣの生産技術等の半導体装置の生産
技術全般に適用することができる。

【００３５】

【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。

【００３６】一対のリードで半導体ペレットを挟み込
み、両リード間に樹脂封止体を成形することにより、パ
ッケージをきわめて縮小化することができ、また、部品
点数および加工工数が少ないため、製造コストを大幅に
低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態であるダイオードを示して
おり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面断面図である。

【図２】本発明の一実施形態であるダイオードの製造方
法を示す工程図である。

【図３】ペレットおよび多連リードフレームを示す分解
斜視図である。

【図４】（ａ）、（ｂ）は第１リード接続工程を示す各
一部省略一部切断正面図である。

【図５】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はバンプ形成工程を示
す各一部省略一部切断正面図である。

【図６】（ａ）、（ｂ）は第２リード接続工程を示す各
一部省略一部切断正面図である。

【図７】樹脂封止体成形工程を示す一部省略斜視図であ
る。

【図８】本発明の他の実施形態であるダイオードを示し
ており、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面断面図である。

【符号の説明】

１０…ダイオード（半導体装置）、１１…ペレット（半
導体ペレット）、１２…第１主面、１３…第２主面、１
４…カソード電極、１５…アノード電極、１６…カソー
ド側リード、１７…ボンディング層、１８…バンプ、１
９…アノード側リード、２０…樹脂封止体、２１…多連
リードフレーム、２２…単位リードフレーム、２３…外
枠、２３ａ…位置決め孔、２４…吊りリード、２５…リ
ード、２６…金めっき層、３１…コレット、３２…ヒー
トブロック、４１…キャピラリー、４２…金線、４３…
ボール、４４…ヒートブロック、５１…ヒートブロッ
ク、５２…ボンディングツール、６１…ポッティングレ
ジン、６２…ポッティングツール、７１…プリント配線
基板、７２…ランド、７３…半田付け層。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ペレットの互いに表裏となる一対
   の端面に異なる電極がそれぞれ形成されているととも
   に、両電極には互いに異なるリードがそれぞれ機械的か
   つ電気的に接続されており、両リードの間には前記半導
   体ペレットを樹脂封止する樹脂封止体が成形されている
   ことを特徴とする半導体装置。
2. 【請求項２】 前記リードの一方が前記電極に金−シリ
   コン共晶層によって接続されていることを特徴とする請
   求項１に記載の半導体装置。
3. 【請求項３】 前記リードの一方が前記電極にワイヤボ
   ンディングによって形成されたバンプを介して接続され
   ていることを特徴とする請求項１または２に記載の半導
   体装置。
4. 【請求項４】 前記樹脂封止体がポッティング法によっ
   て成形されていることを特徴とする請求項１、２または
   ３に記載の半導体装置。
5. 【請求項５】 前記樹脂封止体がトランスファ成形法に
   よって成形されていることを特徴とする請求項１、２ま
   たは３に記載の半導体装置。
6. 【請求項６】 前記半導体ペレットがダイオード素子で
   あることを特徴とする請求項１、２、３、４または５に
   記載の半導体装置。
7. 【請求項７】 半導体ペレットの互いに表裏となる一対
   の端面にそれぞれ形成された一対の電極の一方にリード
   が機械的かつ電気的に接続される第１リード接続工程
   と、 この半導体ペレットに前記リードと異なるリードが前記
   一対の電極の他方に機械的かつ電気的に接続される第２
   リード接続工程と、 前記両リードの間に前記半導体ペレットを樹脂封止する
   樹脂封止体が成形される樹脂封止体成形工程と、を備え
   ていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
8. 【請求項８】 前記リードの一方が前記電極に金−シリ
   コン共晶層によって接続されることを特徴とする請求項
   ７に記載の半導体装置の製造方法。
9. 【請求項９】 前記リードの一方が前記電極にワイヤボ
   ンディングによって形成されたバンプを介して接続され
   ることを特徴とする請求項７または８に記載の半導体装
   置の製造方法。
10. 【請求項１０】 前記樹脂封止体がポッティング法によ
    って成形されることを特徴とする請求項７、８または９
    に記載の半導体装置の製造方法。