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    公开号:WO1992004730A1
    申请号:PCT/JP1991/001195
    申请日:1991-09-09
    公开日:1992-03-19
    发明作者:Kazuto Tsuji；Yoshiyuki Yoneda；Junichi Kasai
    申请人:Fujitsu Limited；
    IPC主号:H01L23-00
    专利说明:
    [0001] 明細書
    [0002] 半導体装置及びその製造方法
    [0003] 技術分野
    [0004] 本発明は、 半導体装置及びその製造方法に関し、 リードフレームを用 い樹脂封止した半導体装置及びその製造方法に関する。
    [0005] 背景技術
    [0006] 第 1図は、 リ一ドフレームを用い樹脂封止して製造される半導体装置 の従来例の側断面図である。
    [0007] 同図において、 1 1は半導体チップ、 1 2は樹脂パッケージ、 1 3は ワイヤ、 1 4はダイパッ ド、 1 5はリード、 1 6はサポートバーである c 半導体チップ 1 1は、 平板状をなすダイパッ ド 1 4上に固定され、 ヮ ィャボンディ ングで配線されたワイヤ 1 3により リード 1 5に接続され て、 回路がリード 1 5により外部に導出されている。
    [0008] 樹脂パッケージ 1 2は、 半導体チップ 1 1及びその周辺部を封止して その部分を外界から保護している。 この周辺部には、 ダイパッ ド 1 4、 ワイヤ 1 3、 リード 1 5の半導体チップ 1 1側部分などが含まれる。 このような半導体装置は、 一般に樹脂封止型半導体装置と称せられ、 ダイパッ ド 1 4 とその外側に配列した複数のリード 1 5を有するリ一ド フレームを用い、 半導体チップ 1 1をダイパッ ド 1 4部分に搭載 （ワイ ャ 1 3の接続を含む） し、 樹脂パッケージ 1 2を樹脂成形により形成し て製造される。
    [0009] そして、 従来例の製造に用いるリ一ドフレームは、 ダイパッ ド 1 4の 支持用としてダイパッ ド 1 4から延在してリード 1 5 と並んだ配置とな るサボ一トバー 1 6を設け、 複数のリード 1 5及びサボ一トバー 1 6の 相互間が連結されるようなパターンで金属板からプレス加工またはェッ チング加工により切り出されたものである。 その余分な部分は樹脂パッ ケージ 1 2が形成された後に切り落とされる。
    [0010] ところで、 近年の半導体装置の小型化、 表面実装化への移行に伴い、 上記従来例では、 樹脂パッケージ 2の自然吸湿や基板実装時の熱ストレ スにより、 第 2 A図に示すようにダイパッ ド 1 4の緣部から樹脂パッ ケージ 1 2が破壊するクラックを生じ、 大きな問題となってきている。 これは、 ダイパッ ド 1 4の縁の稜部が鋭利であることに起因している。 このため、 リードフレームでダイパッ ド 1 4の縁にプレス加工による 面取りを施すことが行われているが、 第 2 B図に示すように面取りの際 にバリ 1 8が発生し易く、 このバリ 1 8から発生するクラック 7を十分 に防止することができない。
    [0011] 本発明者は、 上記丸み付けを施す簡便な方策として、 従来例用のリー ドフレーム全体を薬液に浸漬するエッチングを試みた。 しかしながらそ の場合には、 ダイパッ ドに所望の丸み付けがなされる前に、 リードやそ の他の細幅である部分でエッチングが大きく進行して、 その部分の形が 崩れると共にリ一ドフレームに厚さのむらが生じ、 半導体チップの搭載 時におけるリ一ドフレームの搬送が不的確になる、 樹脂パッケージを形 成する樹脂成形で樹脂バリが極端に多くなる、 樹脂パッケージの形成後 のリード曲げで曲げ寸法が不安定になる、 といったような事態を招いて、 リ一ドフレームがそれに期待される機能を果たし得ないものとなった。 また、 特開平 1一 2 5 1 7 4 7号公報には、 リードフレームのダイ パッ ドにレジストを設け、 ダイパッ ドの縁部をエッチングにより丸みを つけることが記載されている。
    [0012] しかし、 成形されたリードフレームにレジストを設けることはリード フレームの変形によって精度を上げることが困難であり、 またダイパッ ドの縁部をェッチングしてもこの縁部に丸みを付けることは困難であり , 実現性が低いという問題があつた。
    [0013] 発明の開示
    [0014] 従って、 本発明の概括的目的は、 上記従来技術の問題点を除去した新 規かつ有用な半導体装置及びその製造方法を提供することにある。
    [0015] 本発明の別の目的は、 樹脂封止の樹脂パッケージにダイパッ ドの縁部 からクラックが発生することを防止する半導体装置を提供するにある。 上記本発明の目的は、 ダイパッ ドと該ダイパッ ドの外側に配列した複 数のリ一ドを有するリードフレームを用い、 半導体チップを該ダイパッ ド部分に搭載し該ダイパッ ドが含まれる周辺部と共に樹脂封止して製造 される半導体装置であって、
    [0016] 該ダイパッ ドは、 該複数のリ一ドを有するリ一ドフレーム主部とは別 体に形成され、 平板状をなして縁の稜部の全域に丸み付けがなされてい 前述した本発明の目的はまた、 該ダイパッ ドはセラミ ックスで丸み付 けをなして成形する。
    [0017] 前述した本発明の目的はまた、 該ダイパッ ドは樹脂で丸み付けをなし て成形する。
    [0018] 前述した本発明の目的はまた、 該ダイパッ ドは金属で形成され、 ホー ニングにより丸み付けをなす。
    [0019] 前述した本発明の目的はまた、 前記ダイパッ ドの稜部丸み付けの丸み の曲率半径は、 0 . 0 3 nun以上である。
    [0020] 前述した本発明の目的はまた、 緣の稜部に丸み付けをなしたダイパッ ドを形成し、
    [0021] 相互間が連結している複数のリ一ド及び該ダイパッ ド支持のサポート バーを有するリードフレーム主部を形成し、
    [0022] 該ダイパッ ドにサポートバーを接合し、
    [0023] 該サポートバーが接合されたダイパッ ドに半導体チップを搭載し、 該半導体チップと複数のリードとをワイヤボンディ ングし、
    [0024] 該ダイパッ ドに搭載された半導体チップ及びワイヤボンディ ングされ たリ一ドを樹脂封止する。
    [0025] 図面の簡単な説明
    [0026] 第 1図は半導体装置の従来例の側断面図、
    [0027] 第 2 A図は従来例の問題点説明図、
    [0028] 第 2 B図は従来例の問題点説明図、
    [0029] 第 3図は本発明の半導体装置の一実施例の側断面図、
    [0030] 第 4 A図はリードフレームの平面図、
    [0031] 第 4 B図はリードフレームの部分拡大側断面図、
    [0032] 第 5図は本発明の半導体装置の製造方法の工程図である。
    [0033] 発明を実施するための最良の形態
    [0034] 第 3図は本発明装置の一実施例の側断面図、 第 4 A図， 第 4 B図夫々 はリードフレームの平面図、 部分拡大側断面図を示し、 全図を通して同 —部分には同一符合を付す。
    [0035] 第 3図において、 同図に示す実施例の半導体装置は、 後述するダイ パッ ド及びリ一ドフレームを用いて第 1図で説明した従来例と同様に製 造したものであり、 半導体チップ 1 1、 樹脂パッケージ 1 2、 ワイヤ 1 3が従来例と同様であるが、 ダイパッ ドが従来例の 1 4から 2 4に変わ り、 リード 2 5 と別体とされている。 図中、 2 6はサポートバーである < ダイパッ ド 2 4は A J N (チッ化アルミニウム） 等を従来のダイパッ ド 4 と同様に平板状とし、 縁の稜部の全域に丸み付け 2 4 aをなして成 形し、 焼結させたセラミ ックスである。 上記ダイパッ ド 2 4を形成して いる A _g Nは樹脂パッケージ 1 2に対して、 線膨張率が小さく、 熱応力 が小さく、 樹脂パッケージ 2 4 との密着性が良好で、 熱伝導率が大きい ため、 ダイパッ ド 2 4の材料として好適である。
    [0036] なお、 ダイパッ ド 2 4 としては A N等のセラミ ックスに限らず、 4 2 % N iの F e， N i合金 （ 4 2ァロイ） 等の金属、 又は樹脂で形成し ても良く、 金属の場合はアルミナ粉末等による全面ホーニング （バレル 研磨） で丸み付け 2 4 aを形成し、 樹脂の場合はセラミ ックと同様に形 成時に丸み付け 2 4 aを形成する。 セラミ ック、 樹脂の場合は丸み付け 2 4 aを形成するために追加工程を必要としない利点がある。
    [0037] 本発明ではダイパッ ド 2 4が個別部品として製作されるために、 極め て容易に丸み付け 2 4 aを形成できる。
    [0038] 丸み付け 2 4 aの丸みの曲率半径は約 0 . 0 3 mmである。 この丸み付 け 2 4 aによりダイパッ ド 2 4の縁の稜部に鋭利なところがないために、 樹脂パッケージ 2は、 第 2 A図で説明したクラック 7を発生することが ない。
    [0039] 丸み付け 2 4 aの丸みの曲率半径と半導体装置のクラックの発生率と の関係は、 丸みの各曲率半径毎に試料数を 1 0 0個にした本発明者の実 験により次のような結果を得ている。
    [0040] 丸みの曲率半径 クラックの発生率
    [0041] 0 . 0 2 mm 1 8 %
    [0042] 0 . 0 3 mm 0 %
    [0043] 0 . 0 4 mm 0 %
    [0044] 0 . 0 5 mm 0 %
    [0045] のことから、 丸み付け 2 4 aの丸みの曲率半径を 0 . 0 3顯以上に することによりクラック 7の発生を十分に防止できることが判る。 なお、 この曲率半径は原理的には大きい方が望ましい。
    [0046] 次に、 上記半導体装置実施例の製造に用いるリ一ドフレーム実施例に ついて説明する。
    [0047] このリードフレームは、 第 4 A図の平面図に示すように、 ダイパッ ド 2 4の外側に配列された複数のリード 2 5 と、 ダイパッ ド 2 4の支持用 としてリード 2 5 と並んで配置されたサボ一トバ一 2 6とを有している。 そして、 複数のリード 2 5及びサポートバー 2 6が相互間を連結させる パターンで金属板からプレス加工またはエツチング加工により切り出さ れ、 個別部品にしたダイパッ ド 2 4と別けて製作されたリードフレーム 主部は、 ダイパッ ド 2 4にサポートバー 2 6に接合して一体化している。 従って、 ダイパッ ド 2 4の材料は、 リードフレーム主部の金属に限定さ れないで、 任意の金属、 セラミ ックスまたは樹脂にすることができる。 いうまでもなく、 第 1図の従来例を製造する場合と同様に、 半導体装置 として余分な部分は樹脂パッケージ 1 2が形成された後に切り落とされ る
    [0048] このリードフレームの最も特徵とするところは、 第 4 B図の部分拔大 側断面図に示すように、 ダイパッ ド 2 4の縁の稜部の全域に前述の丸み 付け 2 4 aがなされていることである。 丸み付け 2 4 aの丸みの曲率半 径とその効用は先に説明した通りである。
    [0049] そして、 ダイパッ ド 2 4のサポートバー 2 6への接合は、 レーザ溶接 (セラ ミ ックまたは金属または樹脂の場合） 、 電気溶接 （金属の場合） 、 接着材 （樹脂の場合） などによって行うことができる。
    [0050] なお、 ダイパッ ド 2 4の厚さは、 上述の事項を踏まえて適宜に選定す れば良く、 例えば、 リードフレーム主部の厚さと同程度であれば良い。 また、 第 4 A図， 第 4 B図ではダイパッ ド 2 4の上面にサボ一トバ一 2 6を接合してあるが、 その接合はダイパッ ド 2 の下面であっても良 い。
    [0051] 第 5図は本発明の半導体装置の製造方法の工程図を示す。
    [0052] 同図中、 ステップ 4 0では丸み付け 2 4 aを形成したダイパッ ド 2 4 を成形する。 セラミ ック又は樹脂の場合、 1工程でダイパッ ド 2 4を成 形できるが、 金属の場合、 研磨工程が追加されることは前述の通りであ る
    [0053] 上記ステツブ 4 0 と平行してステツプ 4 1でリードフレーム主部の切 り出しが行われ、 ステップ 4 2でこのリードフレーム主部のメツキ加工 が行われる。
    [0054] この後、 ステップ 4 3ではダイパッ ド 2 4にリードフレーム主部のサ ポートバー 2 6が接合されて一体化されてリードフレームが完成する。 ステップ 4 4ではダイパッ ド 2 4上に半導体チップ 1 1が搭載され、 ス テツプ 4 5で半導体チップ 1 1 とリード 1 5 との間にワイヤ 1 3がワイ ャボンディ ングされる。 この後、 ステップ 4 6で樹脂パッケージ 1 2の モールドが行われ、 ステップ 4 7でリー ドフレームの余分な部分が切り 落とされて整形され、 半導体装置が完成する。
    [0055] このように、 クラック 7の発生は、 ダイパッ ド （従来例の 4 ) の縁の 稜部が鋭利であることに起因しており、 ダイパッ ドの縁の稜部の全域に 丸み付けがなされているならば、 その稜部に鋭利なところがないので上 記クラックの発生が防止される。 そしてその丸み付けの曲率半径を 0 . 0 3議以上にすれば、 後述のように上記クラックの発生を十分に防止す ることができる。
    [0056] また、 上記リードフレームは、 ダイパッ ドを個別部品にしてあるので 所望の丸み付けが容易であり、 然も、 ダイパッ ドの材料を上記のように 適宜なものにすることができる。
    [0057] 産業上の利用可能性
    [0058] 本発明によれば、 ダイパッ ドの縁の稜部に丸み付けがなされているた め、 樹脂封止の樹脂パッケージに、 ダイパッ ドの縁部からクラックが発 生することが防止される。 また、 ダイパッ ドをリードフ レーム主部と別 体の個別部品とすることにより、 ダイパッ ドの縁の稜部に丸み付けをな すことが可能となる。
    权利要求:
    Claims請求の範囲
    1 . ダイパッ ドと該ダイパッ ドの外側に配列した複数のリードを有す るリ一ドフレームを用い、 半導体チップを該ダイパッ ド部分に搭載し該 ダイパッ ドが含まれる周辺部と共に樹脂封止して製造される半導体装置 であって、
    該ダイパッ ドは、 該複数のリ一ドを有するリ一ドフ レーム主部とは別 体に形成され、 平板状をなして縁の稜部の全域に丸み付けがなされてい ることを特徴とする半導体装置。
    2 . 該ダイパッ ドは、 セラミ ツクスで丸み付けをなして成形したこと を特徴とする請求項 1記載の半導体装置。
    3 . 該ダイパッ ドは、 樹脂で丸み付けをなして成形したことを特徴と する請求項 1記載の半導体装置。
    4 . 該ダイパッ ドは、 金属で形成され、 ホーニングにより丸み付けを なしたことを特徵とする請求項 1記載の半導体装置。
    5 . 前記ダイパッ ドの稜部丸み付けの丸みの曲率半径は、 0 . 0 3 誦 以上であることを特徴とする請求項 2又は 3又は 4記載の半導体装置。
    6 . 緣の稜部に丸み付けをなしたダイパッ ドを形成し、
    相互間が連結している複数のリ一ド及び該ダイパッ ド支持のサポート バーを有するリードフ レーム主部を形成し、
    該ダイパッ ドにサボ一トバーを接合し、
    該サポートバーが接合されたダイパッ ドに半導体チップを搭載し、 該半導体チップと複数のリードとをワイヤボンディ ングし、
    該ダイパッ ドに搭載された半導体チップ及びワイヤボンディ ングされ たリ一ドを樹脂封止することを特徴とする半導体装置の製造方法。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    EP0503072A4|1993-10-06|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1992-03-19| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): JP KR US |
    1992-03-19| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE FR GB |
    1992-05-11| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1991915422 Country of ref document: EP |
    1992-09-16| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1991915422 Country of ref document: EP |
    1997-12-17| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1991915422 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP2/239622||1990-09-10||
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    DE69128464T| DE69128464T2|1990-09-10|1991-09-09|Halbleiteranordnung und ihr herstellungsverfahren|
    US07/849,378| US5440170A|1990-09-10|1991-09-09|Semiconductor device having a die pad with rounded edges and its manufacturing method|
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