JP4294034B2 - Semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は裏面実装型の半導体装置である。 The present invention is a back-mounted semiconductor device.
半導体装置は、年々大容量化されており、これに伴って各種信号線となるリード端子数も増加の傾向にある。そして、この傾向に伴ってリード端子が4方向より導出されるQFP(Quad Flat Package)型の半導体装置およびQFN(Quad Flat Non−leaded Package)型の半導体装置が使用されつつある(例えば、特許文献1参照。)。 The capacity of semiconductor devices has been increasing year by year, and along with this, the number of lead terminals serving as various signal lines tends to increase. With this trend, QFP (Quad Flat Package) type semiconductor devices and QFN (Quad Flat Non-Leaded Package) type semiconductor devices in which lead terminals are derived from four directions are being used (for example, Patent Documents). 1).
以下、従来の実施例における製造方法ついて図面を参照しながら説明する。図12はリードフレーム平面図、図13は金型斜視図、図14は樹脂封止後のリードフレーム平面図である。 Hereinafter, the manufacturing method in the conventional example will be described with reference to the drawings. 12 is a plan view of the lead frame, FIG. 13 is a perspective view of the mold, and FIG. 14 is a plan view of the lead frame after resin sealing.
先ず、図12に示すリードフレーム1のステージ2上に接合剤である銀ペースト等を介して半導体素子を搭載する。半導体素子は、図示していないがその表面に複数の電極部を有しており、ステージ上に搭載し固着する。その後、この電極部とリード端子3とをワイヤーボンディングによって電気的に接続する。 First, a semiconductor element is mounted on the stage 2 of the lead frame 1 shown in FIG. Although not shown, the semiconductor element has a plurality of electrode portions on its surface, and is mounted and fixed on the stage. Then, this electrode part and the lead terminal 3 are electrically connected by wire bonding.
以上のように半導体素子を搭載した後、リードフレーム1を図13に示す上型7と下型8との間に設置する。その後、型閉めすることによって注入領域であるキャビティが形成される。 After mounting the semiconductor element as described above, the lead frame 1 is placed between the upper mold 7 and the lower mold 8 shown in FIG. Then, the cavity which is an injection | pouring area | region is formed by closing a mold.
そして、上型7のポット10’より溶融する樹脂を所定圧力にて注入する。樹脂は上型7のキャビティ、及び下型8にも流入してランナー11を介してキャビティ9に充填され、半導体素子が封止される。樹脂注入前にはキャビティ9内に空気が存在しているが、樹脂がキャビティ内に侵入する段階で、樹脂が空気を押すことによりエアベントへと抜けていく。そして、その空気はリードフレーム1に形成された孔5を介して外部へと抜けていく。尚、エアベントは金型7、8に形成されており、樹脂を通過させない程度の隙間となっている。 Then, a molten resin is poured from the pot 10 ′ of the upper mold 7 at a predetermined pressure. The resin also flows into the cavity of the upper mold 7 and the lower mold 8 and fills the cavity 9 through the runner 11 to seal the semiconductor element. Air is present in the cavity 9 before the resin is injected, but when the resin enters the cavity, the resin pushes the air and escapes to the air vent. Then, the air escapes to the outside through the holes 5 formed in the lead frame 1. The air vent is formed in the molds 7 and 8 and has a gap that does not allow the resin to pass therethrough.
充填後、樹脂が冷却固化したところで、金型を開いてリードフレーム1を取り出す。図14は、この時点でのリードフレームを示すものである。但し、樹脂の流路を分かりやすくするために、樹脂封止時にポット及びランナーが存在した部分を破線で示している。図14から明らかなように、4つの封止領域の中央部分に位置するポット部10からゲート部4を介して樹脂が流入する。そのことにより、ステージに搭載される半導体素子及びその周囲部分にあるリード端子3の一部が樹脂で覆われ、1パッケージ12と成る。その後、リード端子3の連結部分を切断し、必要によって、分離したそれぞれのリード端子3の曲げ加工を行うことにより、QFP型の半導体装置を完成させる。 After filling, when the resin is cooled and solidified, the die is opened and the lead frame 1 is taken out. FIG. 14 shows the lead frame at this point. However, in order to make the flow path of the resin easy to understand, the portion where the pot and the runner existed at the time of resin sealing is shown by a broken line. As is clear from FIG. 14, the resin flows from the pot portion 10 located at the central portion of the four sealing regions through the gate portion 4. As a result, the semiconductor element mounted on the stage and a part of the lead terminal 3 in the peripheral portion thereof are covered with the resin to form one package 12. Thereafter, the connecting portion of the lead terminals 3 is cut, and if necessary, the separated lead terminals 3 are bent to complete the QFP semiconductor device.
次に、図15は、上述したQFP型の半導体装置の製造方法と同様な方法により形成されたQFN型の半導体装置である。 Next, FIG. 15 shows a QFN type semiconductor device formed by a method similar to the above-described method for manufacturing a QFP type semiconductor device.
図15(A)はリード15形成部を含む半導体装置の断面図である。図示の如く、従来における半導体装置では、Cuフレーム等から成るアイランド14上には半導体素子16が銀(以下Agという)ペースト等の導電ペースト17を介して固着されている。そして、半導体素子16の電極パッド(図示せず)とリード15とは金属細線18を介して電気的に接続している。そして、Cuフレームから成るアイランド14およびリード15上には、半導体素子16等を一体に被覆する樹脂封止体19が形成されている。そして、アイランド14およびリード15の裏面側には酸化防止および半田の濡れ性が考慮され鍍金が施されている。この構造により、例えば、実装基板(図示せず)に対して、半田を介してリード15を実装する。このとき、半導体装置の裏面側はほぼ同一平面を有するように形成されており、半導体装置は実装基板上に安定して実装される。 FIG. 15A is a cross-sectional view of a semiconductor device including a lead 15 formation portion. As shown in the figure, in a conventional semiconductor device, a semiconductor element 16 is fixed on an island 14 made of a Cu frame or the like via a conductive paste 17 such as silver (hereinafter referred to as Ag) paste. An electrode pad (not shown) of the semiconductor element 16 and the lead 15 are electrically connected via a thin metal wire 18. A resin sealing body 19 that integrally covers the semiconductor element 16 and the like is formed on the island 14 and the lead 15 made of the Cu frame. The back surfaces of the island 14 and the lead 15 are plated in consideration of oxidation prevention and solder wettability. With this structure, for example, the lead 15 is mounted on a mounting substrate (not shown) via solder. At this time, the back surface side of the semiconductor device is formed to have substantially the same plane, and the semiconductor device is stably mounted on the mounting substrate.
次に、図15(B)は吊りリード13形成部を含む半導体装置の断面図である。図示の如く、樹脂封止体19の側面から露出する吊りリード13の上面には、樹脂ばり19が樹脂封止体19の側面に連続して形成されている。これは金型に設けられたエアベント部に流入した樹脂が硬化したものであり、例えば、30μm程度で形成されている。
上述したように、従来におけるQFN型の半導体装置では、図15(A)に示す如く、半導体装置の実装面側はほぼ同一の平面を有するように形成されていた。そのため、半導体装置を実装基板への実装する際、基板と半導体装置の実装面との間に樹脂くず等のゴミが入ると実装不良を起こすという問題が発生する。 As described above, in the conventional QFN type semiconductor device, as shown in FIG. 15A, the mounting surface side of the semiconductor device is formed to have substantially the same plane. Therefore, when the semiconductor device is mounted on the mounting substrate, there arises a problem that defective packaging occurs if dust such as resin waste enters between the substrate and the mounting surface of the semiconductor device.
更に、上述したように、従来における半導体装置の製造方法では、図13に示した如く、キャビティ9内に存在する空気はキャビティ9端部に追いやられ金型に設けられたエアベントを介してキャビティ9外部に抜ける。しかし、このエアベントを介して空気を押し出す際、リードフレーム1と上型7、またはリードフレーム1と下型8との間に樹脂がバリとして発生する。そして、パッケージ12をリードフレーム1からカッティングする際、パッケージ12周辺部を固定してからカッティングする。しかし、図15(B)に示す如く、この固定領域、特に、吊りリード13表面には、樹脂ばり19Aが発生しており、この樹脂バリ19Aによる凹凸により、リード3を確実に固定することができない。その結果、リード3間に形成される樹脂の切断面にマイクロクラックが発生する。そして、その後の工程においてこのクラックが悪化し樹脂くずとなるが、特に、実装工程では、この樹脂くず等により実装不良を誘発する問題が発生する。 Further, as described above, in the conventional method for manufacturing a semiconductor device, as shown in FIG. 13, the air existing in the cavity 9 is driven to the end of the cavity 9 and the cavity 9 is provided via the air vent provided in the mold. Exit outside. However, when air is pushed out through the air vent, resin is generated as burrs between the lead frame 1 and the upper die 7 or between the lead frame 1 and the lower die 8. Then, when cutting the package 12 from the lead frame 1, the periphery of the package 12 is fixed before cutting. However, as shown in FIG. 15B, a resin beam 19A is generated on this fixing region, particularly on the surface of the suspension lead 13, and the lead 3 can be securely fixed by the unevenness caused by the resin burr 19A. Can not. As a result, microcracks occur on the cut surface of the resin formed between the leads 3. In the subsequent process, the cracks are deteriorated and resin scraps are generated. In particular, in the mounting process, a problem of inducing mounting defects is caused by the resin scraps and the like.
また、従来における半導体装置の製造方法では、キャビティ9内に存在する空気はキャビティ9端部に追いやられ金型7に設けられたエアベントを介してキャビティ9外部に抜ける。しかし、このエアベントを介して空気を押し出す際、リードフレーム1と上型7、またはリードフレーム1と下型8との間に樹脂がバリとして発生する。しかし、この樹脂バリ厚は30μm程度と薄いため、パッケージを金型6から離型するときに、この樹脂バリがパッケージと一体で離型せず、金型内に残存する事がある。この樹脂バリが金型内に残ることで、次回の樹脂モールドの際、キャビティ9内に存在する空気の経路を塞いでしまう。その結果、空気は外部に抜け出すことは無く、キャビティ9内に圧縮されて残存するため、パッケージにボイド、未充填領域を発生してしまうという問題が発生する。 Further, in the conventional method of manufacturing a semiconductor device, air existing in the cavity 9 is driven to the end of the cavity 9 and escapes to the outside of the cavity 9 through an air vent provided in the mold 7. However, when air is pushed out through the air vent, resin is generated as burrs between the lead frame 1 and the upper die 7 or between the lead frame 1 and the lower die 8. However, since this resin burr thickness is as thin as about 30 μm, when the package is released from the mold 6, the resin burr may not be released integrally with the package and may remain in the mold. When the resin burrs remain in the mold, the path of air existing in the cavity 9 is blocked during the next resin molding. As a result, the air does not escape to the outside and is compressed and remains in the cavity 9, which causes a problem that voids and unfilled regions are generated in the package.
上記した従来の課題に鑑みてなされたもので、
第一に、少なくともアイランドと、前記アイランドに固着された半導体素子と、前記アイランドの周囲に一方の端部が設けられた複数のリードと、前記アイランドの各部より延在された吊りリードと、前記アイランド、前記半導体素子、前記複数のリードおよび前記吊りリードを封止する樹脂封止体とを有する半導体装置に於いて、
前記樹脂封止体の裏面は、その中央に凹部が設けられ、その凹部の周囲に相当する前記樹脂封止体の4側辺には、前記リードの裏面が露出し、前記4側辺と交わるコーナーには前記吊りリードの裏面が露出し、
前記4側辺のリードの密集よりも、前記コーナー部の前記吊りリードと前記コーナー部のリードとの密集が緩和されている事で解決するものである。
第二に、前記吊りリードと前記コーナー部のリードとの密集の緩和は、前記凹部から前記リードの露出部分よりも、前記凹部から前記吊りリードの露出部分の方が外側に位置することで解決するものである。
第三に、少なくともアイランドと、前記アイランドに固着された半導体素子と、前記アイランドの周囲に一方の端部が設けられた複数のリードと、前記アイランドの各部より延在された吊りリードと、前記アイランド、前記半導体素子、前記複数のリードおよび前記吊りリードを封止する樹脂封止体とを有する半導体装置に於いて、
前記樹脂封止体の裏面は、その中央に凹部が設けられ、その凹部の周囲に相当する前記樹脂封止体の4側辺には、前記リードの裏面が露出し、前記4側辺と交わるコーナーには前記吊りリードの裏面が露出し、
前記4側辺のリードの密集よりも、前記コーナー部の前記吊りリードと前記コーナー部のリードとの密集が緩和され、前記吊りリードと前記リードに設けられた半田のブリッジを抑止した事で解決するものである。
第四に、前記リード、前記吊りリードには、半田の濡れ性が考慮されて、Sn、Ni、Sn−Bi、Sn−Ag、Sn−Cu、Au−Ag、Sn−Ag−Cuの組み合わせにより、少なくとも一層のメッキ膜が施されることで解決するものである。
In view of the above-mentioned conventional problems,
First, at least an island, a semiconductor element fixed to the island, a plurality of leads provided with one end around the island, a suspension lead extended from each part of the island, In a semiconductor device having an island, the semiconductor element, a plurality of leads, and a resin sealing body that seals the suspension leads,
A recess is provided in the center of the back surface of the resin sealing body, and the back surface of the lead is exposed at the four side edges of the resin sealing body corresponding to the periphery of the recess, and intersects the four side edges. The back of the suspension lead is exposed at the corner,
The problem is solved by reducing the density of the suspension leads in the corner and the leads in the corner rather than the density of the leads on the four sides.
Secondly, the reduction of the density of the suspension lead and the lead at the corner portion is solved by positioning the exposed portion of the suspension lead from the recess to the outside of the exposed portion of the lead from the recess. To do.
Third, at least an island, a semiconductor element fixed to the island, a plurality of leads provided with one end around the island, a suspension lead extending from each part of the island, In a semiconductor device having an island, the semiconductor element, a plurality of leads, and a resin sealing body that seals the suspension leads,
A recess is provided in the center of the back surface of the resin sealing body, and the back surface of the lead is exposed at the four side edges of the resin sealing body corresponding to the periphery of the recess, and intersects the four side edges. The back of the suspension lead is exposed at the corner,
The problem is solved by reducing the density of the suspension leads and the leads of the corner portion from the denseness of the leads on the four side sides and suppressing the bridge of the solder provided on the suspension leads and the leads. To do.
Fourthly, in consideration of solder wettability, the lead and the suspension lead are made of a combination of Sn, Ni, Sn-Bi, Sn-Ag, Sn-Cu, Au-Ag, and Sn-Ag-Cu. This is solved by applying at least one layer of plating film.
第1に、本発明の半導体装置によれば、半導体装置の実装面である樹脂封止体の裏面に、リードが露出する外周部の実装領域を除いた領域に凹部を形成することに特徴がある。そのことで、半導体装置の実装時に実装基板と半導体装置の実装面に樹脂バリ等のゴミが入っても、前記ゴミを凹部形成領域に位置することで実装不良を起こす確率を大幅に改善することができる。 1stly, according to the semiconductor device of this invention, it is characterized by forming a recessed part in the area | region except the mounting area | region of the outer peripheral part which a lead exposes in the back surface of the resin sealing body which is a mounting surface of a semiconductor device. is there. As a result, even if dust such as resin burrs enters the mounting substrate and the mounting surface of the semiconductor device when the semiconductor device is mounted, the probability of causing mounting defects is greatly improved by positioning the dust in the recess formation region. Can do.
第2に、本発明の半導体装置によれば、樹脂封止体側面から露出する吊りリードおよびその近傍の樹脂の厚みを吊りリードとほぼ同じ厚みで形成することに特徴がある。そのことで、吊りリードおよびその近傍の樹脂の上面をほぼ同一平面にすることができ、リード切断時にリード固定領域として用いることができる。その結果、リードおよびその近傍の樹脂の切断面を安定させることができる。 Second, the semiconductor device according to the present invention is characterized in that the suspension leads exposed from the side surfaces of the resin-encapsulated body and the resin in the vicinity thereof are formed with substantially the same thickness as the suspension leads. As a result, the upper surface of the suspension lead and the resin in the vicinity thereof can be made substantially flush and can be used as a lead fixing region when cutting the lead. As a result, the lead and the cut surface of the resin in the vicinity thereof can be stabilized.
第3に、本発明の半導体装置によれば、吊りリードの一端を半導体装置の実装面に露出させることに特徴がある。そのことで、半導体装置の実装面積を増加させることができ、実装強度を向上させることができる。 Thirdly, according to the semiconductor device of the present invention, one end of the suspension lead is exposed to the mounting surface of the semiconductor device. As a result, the mounting area of the semiconductor device can be increased and the mounting strength can be improved.
第4に、本発明の半導体装置によれば、半導体装置の実装面と反対面である樹脂封止体表面からアイランドを露出している。そのことで、半導体素子から発生する熱をアイランドから直接外部に発散することができ、放熱性を向上させることができる。 4thly, according to the semiconductor device of this invention, the island is exposed from the resin sealing body surface which is a surface opposite to the mounting surface of a semiconductor device. As a result, heat generated from the semiconductor element can be directly dissipated from the island to the outside, and heat dissipation can be improved.
第5に、本発明の半導体装置の製造方法によれば、樹脂封止体形成工程において、キャビティ内への樹脂の注入、キャビティ内からの空気および樹脂の排出をほぼリードフレームに形成された第1のエアベントのみを介して行う。そのことで、樹脂封止体の側面と連続して形成される外周面上には樹脂ばりによる凹凸がないほぼ同一の平坦面を形成することができる。 Fifth, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, in the resin sealing body forming step, the resin is injected into the cavity, and the air and the resin are discharged from the cavity. Only through 1 air vent. As a result, on the outer peripheral surface formed continuously with the side surface of the resin sealing body, it is possible to form a substantially identical flat surface free from unevenness due to the resin beam.
第6に、本発明の半導体装置の製造方法によれば、リードフレームから個々の半導体装置を切断する際に、樹脂封止体と樹脂封止体側面から露出するリードの境界近傍を確実に固定して切断することに特徴がある。そのことで、リードおよびリード周辺の樹脂の切断面を安定させることができる。その結果、切断面に位置する樹脂へのマイクロクラックを抑制し、そのクラックの成長による樹脂ゴミをも抑制し、半導体装置の実装不良等を起こす可能性を大幅に低減することができる。 Sixth, according to the semiconductor device manufacturing method of the present invention, when cutting individual semiconductor devices from the lead frame, the vicinity of the boundary between the resin sealing body and the lead exposed from the side surface of the resin sealing body is securely fixed. And is characterized by cutting. As a result, the lead and the cut surface of the resin around the lead can be stabilized. As a result, it is possible to suppress micro cracks in the resin located on the cut surface, suppress resin dust due to the growth of the cracks, and greatly reduce the possibility of causing defective mounting of the semiconductor device.
第7に、本発明の半導体装置の製造方法によれば、リード、吊りリードおよびその周辺の樹脂を切断する際に、半導体装置の実装面側から切断することに特徴がある。そのことで、それら3者の打ち抜き面は実装面側に形成される。一方、それら3者のバリは実装面と反対面側に形成される。その結果、半導体装置の実装面に凹凸を形成することはなく、半導体装置の実装精度および安定性を向上させることができる。 Seventh, the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is characterized in that when the leads, the suspension leads, and the resin around them are cut, they are cut from the mounting surface side of the semiconductor device. As a result, the three punched surfaces are formed on the mounting surface side. On the other hand, these three burrs are formed on the side opposite to the mounting surface. As a result, unevenness is not formed on the mounting surface of the semiconductor device, and the mounting accuracy and stability of the semiconductor device can be improved.
以下に、本発明における半導体装置およびその製造方法において、図1〜図11を参照として説明する。 Hereinafter, a semiconductor device and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described with reference to FIGS.
先ず、図1〜図3を用いて、本発明の一実施の形態であるQFN型の半導体装置について説明する。 First, a QFN type semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1(A)は本発明の半導体装置の斜視図であり、図1(B)は本発明の半導体装置裏面の平面図である。図1(A)に示すように、本実施の形態における半導体装置21の表面側では、パッケージを構成する絶縁性樹脂からなる樹脂封止体22の表面側221にアイランド23および吊りリード24の一端241の一部が露出している。また、樹脂封止体22の側面側222からはリード26の一端が僅かに露出している。後述の製造方法において詳細は説明するが、露出領域としてはリード26をリードフレーム41(図4参照)から切断する際にリード26をリード切断治具で固定できる領域を有していれば良い。具体的には、樹脂封止体22から50〜200μm程度露出している。また、リード26を露出する4つの側面222がそれぞれ交わる樹脂封止体22の4つのコーナー側面223からは、吊りリード24の他端242が僅かに露出している。この場合もリード26の場合と同様に、露出領域としては吊りリード24をリードフレーム41から切断する際に吊りリード24を固定する領域を有していれば良い。ここでも、同様に、具体的には、樹脂封止体22から50〜200μm程度露出している。 1A is a perspective view of the semiconductor device of the present invention, and FIG. 1B is a plan view of the back surface of the semiconductor device of the present invention. As shown in FIG. 1A, on the surface side of the semiconductor device 21 in the present embodiment, one end of the island 23 and the suspension lead 24 is formed on the surface side 221 of the resin sealing body 22 made of an insulating resin constituting the package. A part of 241 is exposed. Further, one end of the lead 26 is slightly exposed from the side surface 222 of the resin sealing body 22. Although the details will be described in the manufacturing method described later, the exposed region only needs to have a region where the lead 26 can be fixed by a lead cutting jig when the lead 26 is cut from the lead frame 41 (see FIG. 4). Specifically, about 50 to 200 μm is exposed from the resin sealing body 22. Further, the other end 242 of the suspension lead 24 is slightly exposed from the four corner side surfaces 223 of the resin sealing body 22 where the four side surfaces 222 exposing the leads 26 respectively intersect. In this case as well, as in the case of the lead 26, the exposed region may have a region for fixing the suspension lead 24 when the suspension lead 24 is cut from the lead frame 41. Here, similarly, specifically, about 50 to 200 μm is exposed from the resin sealing body 22.
ここで、本実施の形態では、樹脂封止体22の表面221にアイランド23を露出することで、半導体素子から発生する熱の放熱性を向上させることができる。また、樹脂封止体22の表面221とアイランド23および吊りリード24の一端241の裏面とをほぼ同一平面に位置させることで、半導体装置21自体の薄型化を実現している。尚、アイランド23の位置は特に限定する必要ななく、後述する凹部25が形成できる位置であれば良い。 Here, in the present embodiment, by exposing the island 23 on the surface 221 of the resin sealing body 22, the heat dissipation of heat generated from the semiconductor element can be improved. In addition, the semiconductor device 21 itself is thinned by positioning the front surface 221 of the resin sealing body 22 and the back surface of the island 23 and the one end 241 of the suspension lead 24 in substantially the same plane. The position of the island 23 is not particularly limited, and may be a position where a later-described recess 25 can be formed.
一方、図1(B)に示すように、本実施の形態における半導体装置21の裏面側は、半導体装置21の実装領域としての機能を果たしている。樹脂封止体22の裏面224側の外周部には、吊りリード24の他端242およびリード26の一端の実装面(実装基板との当接面)が、樹脂封止体22の裏面224とほぼ同一平面を共有するように露出している。そして、この吊りリード24の他端242およびリード26の一端の実装面に半田等の固着材を介して実装基板(図示せず)に実装する。このとき、本発明の半導体装置では、吊りリード24の他端242をも樹脂封止体22の裏面224側に露出させることに特徴がある。この構造により、実装面積を増やすことができ、実装強度を向上させることができる。ここで、樹脂封止体22の裏面224において、吊りリード24の他端242の露出領域を凹部25の周囲に配置させ、リード26の露出領域よりも外側に位置させている。この構造を採用することにより、樹脂封止体22の裏面224のコーナー部における実装領域の密集を緩和する。そして、お互いに隣接する吊りリード24およびリード26が半田ブリッジすることを防ぎ、個々のリード26と実装基板側の所望の導電パターン(図示せず)とを確実に電気的接続することができる。また、吊りリード24露出領域において、実装領域の密集が緩和されている場合では、吊りリード24の露出領域を増大することで、更に、実装強度を向上させることができる。これは、増大した露出領域と実装基
板の導電パターンとが半田を介して固着するからである。
On the other hand, as shown in FIG. 1B, the back surface side of the semiconductor device 21 in the present embodiment functions as a mounting region of the semiconductor device 21. On the outer peripheral portion of the resin sealing body 22 on the back surface 224 side, the mounting surface (the contact surface with the mounting substrate) of the other end 242 of the suspension lead 24 and one end of the lead 26 is connected to the back surface 224 of the resin sealing body 22. It is exposed to share almost the same plane. Then, it is mounted on a mounting substrate (not shown) via a fixing material such as solder on the mounting surface of the other end 242 of the suspension lead 24 and one end of the lead 26. At this time, the semiconductor device of the present invention is characterized in that the other end 242 of the suspension lead 24 is also exposed to the back surface 224 side of the resin sealing body 22. With this structure, the mounting area can be increased and the mounting strength can be improved. Here, on the back surface 224 of the resin sealing body 22, the exposed region of the other end 242 of the suspension lead 24 is disposed around the concave portion 25 and is positioned outside the exposed region of the lead 26. By adopting this structure, the density of the mounting area in the corner portion of the back surface 224 of the resin sealing body 22 is reduced. Then, the suspension leads 24 and the leads 26 adjacent to each other can be prevented from being solder-bridged, and the individual leads 26 and a desired conductive pattern (not shown) on the mounting substrate side can be reliably electrically connected. Further, in the case where the denseness of the mounting area is alleviated in the exposed area of the suspension lead 24, the mounting strength can be further improved by increasing the exposed area of the suspension lead 24. This is because the increased exposed area and the conductive pattern of the mounting substrate are fixed via solder.
更に、本発明の半導体装置では、樹脂封止体22の裏面224に凹部25を設けることにも特徴がある。この構造の詳細については、図2を参照にして以下に説明する。 Furthermore, the semiconductor device of the present invention is also characterized in that a recess 25 is provided on the back surface 224 of the resin sealing body 22. Details of this structure will be described below with reference to FIG.
図2(A)は図1(A)に示した本発明の半導体装置のX−X線方向の断面図であり、図2(B)は図1(A)に示した本発明の半導体装置のY−Y線方向の断面図である。先ず、図2(A)に示すように、本実施の形態における半導体装置21の断面構造について説明する。上述したように、樹脂封止体22の表面221にはアイランド23がほぼ同一平面を共有するように露出している。このアイランド23の露出面と反対面には、例えば、Agペースト等の導電ペースト27を介して半導体素子28が固着されている。そして、半導体素子28の電極パッド部(図示せず)とリード26とは金属細線29を介して電気的に接続している。この金属細線29と接続するリード26の他端261は樹脂封止体22内に位置するが、リード26の一端262は樹脂封止体22の裏面224とほぼ同一平面を共有するように露出している。 2A is a cross-sectional view of the semiconductor device of the present invention shown in FIG. 1A in the XX line direction, and FIG. 2B is the semiconductor device of the present invention shown in FIG. It is sectional drawing of the YY line direction. First, as shown in FIG. 2A, a cross-sectional structure of the semiconductor device 21 in this embodiment will be described. As described above, the island 23 is exposed on the surface 221 of the resin sealing body 22 so as to share substantially the same plane. On the surface opposite to the exposed surface of the island 23, for example, a semiconductor element 28 is fixed via a conductive paste 27 such as an Ag paste. The electrode pad portion (not shown) of the semiconductor element 28 and the lead 26 are electrically connected through a fine metal wire 29. The other end 261 of the lead 26 connected to the thin metal wire 29 is located in the resin sealing body 22, but the one end 262 of the lead 26 is exposed so as to share substantially the same plane as the back surface 224 of the resin sealing body 22. ing.
そして、上述したように、本発明の半導体装置の特徴としては、樹脂封止体22の裏面224に凹部25を設けることである。具体的には、樹脂封止体22の裏面224にはリード26の一端262が露出し、更に、半導体装置21の実装時の安定性を考慮して樹脂封止体22自体が平坦面を有している。そして、その領域よりも内側に、例えば、樹脂封止体22の裏面224の2/3程度の面積を占めるように凹部25が形成されている。本実施の形態では、この凹部25の深さは、例えば、10〜200μm程度で形成されている。しかし、凹部25の深さは半導体装置21自体の厚み、樹脂封止体22内のアイランド23の位置、その他、使用目的に応じて自由に変更することができる。つまり、この構造を有することで、半導体装置21を実装基板等に実装する際に、樹脂ばり等のゴミが半導体装置21と実装基板との間に存在しても、凹部25形成領域に位置することで実装不良を大幅に改善することができる。尚、凹部25の形成領域も深さと同様に変更可能であり、使用目的に応じて樹脂封止体22の裏面224に複数個形成しても良い。 As described above, a feature of the semiconductor device of the present invention is that the recess 25 is provided on the back surface 224 of the resin sealing body 22. Specifically, one end 262 of the lead 26 is exposed on the back surface 224 of the resin sealing body 22, and the resin sealing body 22 itself has a flat surface in consideration of stability when the semiconductor device 21 is mounted. is doing. And the recessed part 25 is formed inside the area | region so that the area of about 2/3 of the back surface 224 of the resin sealing body 22 may be occupied, for example. In the present embodiment, the depth of the recess 25 is, for example, about 10 to 200 μm. However, the depth of the recess 25 can be freely changed according to the thickness of the semiconductor device 21 itself, the position of the island 23 in the resin sealing body 22, and other purposes. That is, by having this structure, when the semiconductor device 21 is mounted on a mounting substrate or the like, even if dust such as a resin beam exists between the semiconductor device 21 and the mounting substrate, it is located in the recess 25 formation region. Thus, mounting defects can be greatly improved. In addition, the formation area of the recessed part 25 can be changed similarly to the depth, and a plurality may be formed on the back surface 224 of the resin sealing body 22 according to the purpose of use.
次に、図2(B)に示すように、本実施の形態における半導体装置21では、樹脂封止体22の表面221からアイランド23を露出させる。そのことで、半導体素子28表面から樹脂封止体22の裏面224までの樹脂厚を確保し、半導体装置21の実装面に凹部25形成領域を確保している。また、本実施の形態では、アイランド23を樹脂封止体22の表面221から露出させ、半導体素子28から発生する熱の放熱性を向上させている。更に、本実施の形態では、QFN型の半導体装置21の実装面積を増大させるために、吊りリード24の他端242を樹脂封止体22の裏面224から露出させている。このとき、上述したように、半導体装置21の実装強度の向上を図るために、吊りリード24の他端242も樹脂封止体22の裏面224から露出させる。そして、吊りリード24が露出する樹脂封止体のコーナー部では、実装領域の密集による半田ブリッジによりショートを起こすことがある。そのため、吊りリード24の露出領域はコーナー部におけるリード26との実装領域の密集を考慮して決められる。 Next, as illustrated in FIG. 2B, in the semiconductor device 21 in the present embodiment, the island 23 is exposed from the surface 221 of the resin sealing body 22. As a result, a resin thickness from the surface of the semiconductor element 28 to the back surface 224 of the resin sealing body 22 is secured, and a recess 25 forming region is secured on the mounting surface of the semiconductor device 21. In the present embodiment, the island 23 is exposed from the surface 221 of the resin sealing body 22 to improve the heat dissipation of the heat generated from the semiconductor element 28. Furthermore, in the present embodiment, the other end 242 of the suspension lead 24 is exposed from the back surface 224 of the resin sealing body 22 in order to increase the mounting area of the QFN type semiconductor device 21. At this time, as described above, the other end 242 of the suspension lead 24 is also exposed from the back surface 224 of the resin sealing body 22 in order to improve the mounting strength of the semiconductor device 21. And in the corner part of the resin sealing body from which the suspension lead 24 is exposed, a short circuit may occur due to a solder bridge due to the dense mounting area. Therefore, the exposed region of the suspension lead 24 is determined in consideration of the denseness of the mounting region with the lead 26 in the corner portion.
尚、図示はしていないが、アイランド23の固着領域には導電ペースト27との接着性を考慮して銀メッキや金メッキが施されている場合もある。また、リード26上には金属細線29の接着性が考慮され銀メッキやニッケルメッキが施されている。 Although not shown, the fixed area of the island 23 may be subjected to silver plating or gold plating in consideration of adhesiveness with the conductive paste 27. The lead 26 is silver-plated or nickel-plated in consideration of the adhesion of the fine metal wires 29.
次に、図3(A)は本発明の半導体装置の特徴部の斜視図であり、図3(B)は本発明の半導体装置のリードの拡大図である。図3(A)に示すように、実際は、樹脂封止体22から露出するリード26の一端262間には樹脂が一体に形成されている。また、リード26の一端262と吊りリード24の他端242との間にも樹脂が一体に形成されている。これは、樹脂封止体22の側面222、223から露出するリード26および吊りリード24はごく僅かである。そして、吊りリード24、リード26自体の厚みも、例えば、100〜250μm程度あるため、この吊りリード24、リード26の間の樹脂22Aは樹脂封止体22自体と一体化しているためである。そして、本発明の半導体装置の特徴としては、吊りリード24、リード26および吊りリード24とリード26との間の樹脂22Aで形成される外周面30がほぼ同一面、かつ、同一の厚みで形成されていることである。後述する製造方法で詳細は説明するが、この構造により、半導体装置21をリードフレーム41から切断する際、リード切断治具で確実に吊りリード24、リード26を固定することができる。 Next, FIG. 3A is a perspective view of a characteristic portion of the semiconductor device of the present invention, and FIG. 3B is an enlarged view of leads of the semiconductor device of the present invention. As shown in FIG. 3A, actually, the resin is integrally formed between the one ends 262 of the leads 26 exposed from the resin sealing body 22. Resin is also integrally formed between one end 262 of the lead 26 and the other end 242 of the suspension lead 24. This is because the leads 26 and the suspension leads 24 exposed from the side surfaces 222 and 223 of the resin sealing body 22 are very few. The thickness of the suspension lead 24 and the lead 26 itself is, for example, about 100 to 250 μm, and therefore, the resin 22A between the suspension lead 24 and the lead 26 is integrated with the resin sealing body 22 itself. As a feature of the semiconductor device of the present invention, the suspension lead 24, the lead 26, and the outer peripheral surface 30 formed of the resin 22A between the suspension lead 24 and the lead 26 are formed with substantially the same surface and the same thickness. It has been done. Although the details will be described in a manufacturing method described later, with this structure, when the semiconductor device 21 is cut from the lead frame 41, the suspension leads 24 and the leads 26 can be securely fixed by a lead cutting jig.
更に、図3(B)に示すように、本発明の半導体装置は、リード26の一端262において、打ち抜き面32を樹脂封止体22の裏面224側に有し、リード26のバリ31発生側を樹脂封止体22の表面221側に有することに特徴がある。もし、逆に、バリ31発生側を樹脂封止体22の裏面224側に有していると、半導体装置21を実装基板に実装する際にバリ31が破砕し、その破砕したバリ31により実装不良を起こす可能性がある。また、バリ31が破砕せず残っている場合では、樹脂封止体22の裏面224の平坦性が悪化し、実装精度および実装強度を低下させることとなる。つまり、上述した構造を有することで、半導体装置の実装精度および実装強度を向上させることができる。尚、図示の如く、打ち抜き面32は曲面を有している。そして、吊りリード24においても同様なことがいえ、吊りリード24も同様な構造を有している。 Further, as shown in FIG. 3B, the semiconductor device of the present invention has a punching surface 32 on the back surface 224 side of the resin sealing body 22 at one end 262 of the lead 26, and the burr 31 generation side of the lead 26. It has the characteristics in having on the surface 221 side of the resin sealing body 22. Conversely, if the burr 31 generation side is provided on the back surface 224 side of the resin sealing body 22, the burr 31 is crushed when the semiconductor device 21 is mounted on the mounting substrate, and the burr 31 is mounted by the crushed burr 31. It may cause defects. Further, when the burr 31 remains without being crushed, the flatness of the back surface 224 of the resin sealing body 22 is deteriorated, and the mounting accuracy and the mounting strength are reduced. That is, with the above-described structure, the mounting accuracy and mounting strength of the semiconductor device can be improved. As shown in the figure, the punching surface 32 has a curved surface. The same applies to the suspension lead 24, and the suspension lead 24 has the same structure.
尚、上述した説明では、QFN型の半導体装置について説明したが、特に限定する必要はなく、QFP型等のその他の半導体装置についても同様な効果を得ることができる。そして、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。 In the above description, the QFN type semiconductor device has been described. However, there is no particular limitation, and the same effect can be obtained for other semiconductor devices such as the QFP type. Various other modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
次に、図4〜図10を用いて、本発明の一実施の形態であるQFN型の半導体装置の製造方法について説明する。尚、製造方法の説明にあたり、上述した半導体装置の説明に用いた図面および符番で同一の構成要素については、同一の図面および符番を用いることとする。 Next, a method for manufacturing a QFN type semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the description of the manufacturing method, the same drawings and reference numerals are used for the same constituent elements in the drawings and reference numerals used in the description of the semiconductor device described above.
第1の工程は、図4および図5に示すように、リードフレームを準備する工程である。 The first step is a step of preparing a lead frame as shown in FIGS.
図4は、本発明の半導体装置に用いられるリードフレームの平面図である。図示の如く、本実施の形態に用いるリードフレーム41は、例えば、厚さが約100〜250μmの銅を主材料とするフレームから成る。しかし、Fe―Niを主材料としても良いし、他の金属材料でも良い。そして、リードフレーム41上には一点鎖線で示した1個の半導体装置に対応するユニットを示す搭載部42が複数個形成されている。図4では、4つの搭載部42のみ図示しているが、少なくとも1個配置されていれば良い。この搭載部42は、紙面に対して左右方向に延在する一対の第1の連結条体43と紙面に対して上下方向に延在する一対の第2の連結条体44とにより囲まれている。そして、この第1および第2の連結条体43、44により、1枚のリードフレーム41上に複数の搭載部42が位置される。 FIG. 4 is a plan view of a lead frame used in the semiconductor device of the present invention. As shown in the figure, the lead frame 41 used in the present embodiment is made of, for example, a frame whose main material is copper having a thickness of about 100 to 250 μm. However, Fe—Ni may be used as the main material or other metal materials. On the lead frame 41, a plurality of mounting portions 42 indicating units corresponding to one semiconductor device indicated by a one-dot chain line are formed. In FIG. 4, only the four mounting portions 42 are illustrated, but it is sufficient that at least one mounting portion 42 is disposed. The mounting portion 42 is surrounded by a pair of first connection strips 43 extending in the left-right direction with respect to the paper surface and a pair of second connection strips 44 extending in the vertical direction with respect to the paper surface. Yes. A plurality of mounting portions 42 are positioned on one lead frame 41 by the first and second connecting strips 43 and 44.
そして、図5は図4に示したリードフレームの1つの搭載部を拡大した平面図である。具体的には、図示の如く、搭載部42は、主に、アイランド23とアイランド23を支持する吊りリード24と、アイランド23の4側辺の近傍に位置し、この4側辺を囲み第1および第2の連結条体43、44へと延在される複数のリード26と、吊りリード24の延在方向に位置し吊りリード24と第1および第2の連結条体43、44と囲まれる領域47、領域47に設けられる第1のエアベント45および第2のエアベント46とから構成されている。本実施の形態では、3つのエアベント形成領域47に夫々第1のエアベン
ト45および第2のエアベント46を形成しているが、少なくとも1箇所に設けられれば良い。また、樹脂注入口は少なくとも1箇所必要であり、ここでは、第2のエアベント46が形成されていない右下コーナー領域48に設けられる。尚、樹脂注入口の位置は、必ずしも、4つのコーナー部に設ける必要はなく、4つのコーナー部の全てのエアベント形成領域47に夫々第1のエアベント45および第2のエアベント46を形成しても良い。また、本実施の形態では、リードフレーム41に設けられた2種類の孔をそれぞれ第1のエアベント45および第2のエアベント46と定義することとする。以下同様とする。
FIG. 5 is an enlarged plan view of one mounting portion of the lead frame shown in FIG. Specifically, as shown in the figure, the mounting portion 42 is mainly located in the vicinity of the island 23, the suspension lead 24 that supports the island 23, and the four sides of the island 23. And a plurality of leads 26 extending to the second connecting strips 43, 44, and the suspension leads 24 and the first and second connecting strips 43, 44 surrounded by the extending direction of the suspension leads 24. Area 47, and a first air vent 45 and a second air vent 46 provided in the area 47. In the present embodiment, the first air vent 45 and the second air vent 46 are formed in the three air vent formation regions 47, respectively, but they may be provided in at least one place. Further, at least one resin injection port is required, and here, the resin injection port is provided in the lower right corner region 48 where the second air vent 46 is not formed. The positions of the resin injection ports do not necessarily have to be provided at the four corner portions, and even if the first air vent 45 and the second air vent 46 are formed in all the air vent formation regions 47 of the four corner portions, respectively. good. In the present embodiment, the two types of holes provided in the lead frame 41 are defined as a first air vent 45 and a second air vent 46, respectively. The same shall apply hereinafter.
第2の工程は、図6に示す如く、リードフレーム41のアイランド23上に半導体素子28をダイボンドし、その半導体素子28の電極パッド部(図示せず)とリード26とを金属細線29でワイヤーボンドし、電気的に接続する工程である。 In the second step, as shown in FIG. 6, the semiconductor element 28 is die-bonded on the island 23 of the lead frame 41, and the electrode pad portion (not shown) of the semiconductor element 28 and the lead 26 are connected by a thin metal wire 29. This is a process of bonding and electrical connection.
本工程では、リードフレーム41の各搭載部42毎に、アイランド23表面にAgペーストなどの導電ペースト27によって半導体素子28をダイボンドし固定する。その後、半導体素子28の電極パッド部とリード26とを金属細線29にて接続する。そして、前記細線としては、例えば、Au線より成る。このとき、金属細線29はワイヤーボンディングにより、電極パッド部にはボールボンディングし、リード26側はステッチボンディングし接続する。尚、図示はしていないが、アイランド23上には導電ペーストとの接着性を考慮して銀メッキや金メッキを施す場合もある。また、リード26上には金属細線29の接着性が考慮して銀メッキやニッケルメッキが施される。その他、使用用途に応じて半導体素子28の接着手段としては、Au−Si箔、半田等のロウ材、絶縁材料から成る接着材またはフィルム等も用いられる。 In this step, for each mounting portion 42 of the lead frame 41, the semiconductor element 28 is die-bonded and fixed to the surface of the island 23 with a conductive paste 27 such as an Ag paste. Thereafter, the electrode pad portion of the semiconductor element 28 and the lead 26 are connected by a thin metal wire 29. The fine wire is made of, for example, Au wire. At this time, the fine metal wire 29 is connected by ball bonding to the electrode pad portion by wire bonding, and the lead 26 side is connected by stitch bonding. Although not shown, silver plating or gold plating may be applied on the island 23 in consideration of adhesiveness with the conductive paste. In addition, silver plating or nickel plating is performed on the lead 26 in consideration of the adhesiveness of the thin metal wire 29. In addition, as a bonding means for the semiconductor element 28, an adhesive material or a film made of an insulating material such as an Au-Si foil, solder, or an insulating material may be used depending on the intended use.
第3の工程は、図7〜図9に示す如く、樹脂封止金型を用いてリードフレーム上の個々の搭載部を樹脂でモールドする工程である。 The third step is a step of molding individual mounting portions on the lead frame with a resin using a resin-sealed mold as shown in FIGS.
図7(A)は、上金型内部の平面図であり、図7(B)は、樹脂モールド時におけるエアベント形成領域部の断面図である。そして、図7(C)はゲート部における樹脂注入部の断面図である。 FIG. 7A is a plan view of the inside of the upper mold, and FIG. 7B is a cross-sectional view of an air vent forming region during resin molding. FIG. 7C is a cross-sectional view of the resin injection portion in the gate portion.
図7(A)に示す如く、上金型50のキャビティ51の各コーナー部には、図5に示したエアベント形成領域47に合わせて当接面52が形成されている。そして、この当接面52は、下金型54と合わさることでリードフレーム41をキャビティ51内で支持する働きを示す。また、リードフレーム41に形成された第1および第2のエアベント45、46は上金型50に設けられた空気抜き溝55により連結される。そして、図7(B)に示す如く、この空気抜き溝55は、第1のエアベント45と第2のエアベント46とを分離するリードフレーム21の一部56を覆うように位置する。具体的には、空気抜き溝55の深さは、例えば、当接面52から10〜50μm程度で構成するように形成されている。そして、空気抜き溝55の長さは第1のエアベント45と第2のエアベント46とを連結すればよく、両者と少し重なる程度の長さである。尚、下金型54にも、予め、上金型50と同様に、第1および第2のエアベント45、46を連結するための空気抜き溝を形成しても良い。 As shown in FIG. 7A, a contact surface 52 is formed at each corner portion of the cavity 51 of the upper mold 50 according to the air vent formation region 47 shown in FIG. The contact surface 52 functions to support the lead frame 41 in the cavity 51 by being combined with the lower mold 54. The first and second air vents 45 and 46 formed in the lead frame 41 are connected by an air vent groove 55 provided in the upper mold 50. 7B, the air vent groove 55 is positioned so as to cover a part 56 of the lead frame 21 that separates the first air vent 45 and the second air vent 46. As shown in FIG. Specifically, the depth of the air vent groove 55 is formed to be, for example, about 10 to 50 μm from the contact surface 52. And the length of the air vent groove 55 should just connect the 1st air vent 45 and the 2nd air vent 46, and is the length of the extent which overlaps both a little. Note that, similarly to the upper mold 50, an air vent groove for connecting the first and second air vents 45 and 46 may be formed in the lower mold 54 in advance.
次に、図7(B)を参照にして、キャビティ51内の空気の流れ、特に、第1および第2のエアベント45、46が形成された当接面52を有するキャビティ51のコーナー部における空気の流れについて説明する。図示の如く、樹脂モールドの際、キャビティ51内のコーナー部に追い込まれた空気および樹脂は、第1のエアベント45内へと流入する。このとき、リードフレーム41の厚さは、例えば、100〜250μm程度あるため、第1のエアベント45の深さも同様に、例えば、100〜250μm程度ある。そのため、第1のエアベント45内へはキャビティ51内の空気のみではなく、樹脂も一緒に流入
する。そして、第1のエアベント45内では、空気がHL2近傍に集まり、上金型50または下金型54に設けられた空気抜き溝55を介して第2のエアベント46へと流入する。このとき、空気抜き溝55は、例えば、30〜50μm程度の幅で形成されている。尚、上述のように、第1のエアベント45は100〜250μm程度の深さを有するので、外周面30を構成する樹脂の切断面よりも手前で見充填領域を形成することはほとんどない。
Next, referring to FIG. 7B, the air flow in the cavity 51, particularly the air at the corner of the cavity 51 having the abutment surface 52 on which the first and second air vents 45 and 46 are formed. The flow will be described. As shown in the figure, during resin molding, the air and resin driven into the corner portion in the cavity 51 flow into the first air vent 45. At this time, since the thickness of the lead frame 41 is about 100 to 250 μm, for example, the depth of the first air vent 45 is also about 100 to 250 μm, for example. Therefore, not only the air in the cavity 51 but also the resin flows into the first air vent 45 together. In the first air vent 45, air gathers in the vicinity of HL 2 and flows into the second air vent 46 through the air vent groove 55 provided in the upper mold 50 or the lower mold 54. At this time, the air vent groove 55 is formed with a width of about 30 to 50 μm, for example. As described above, since the first air vent 45 has a depth of about 100 to 250 μm, the filling region is hardly formed before the cut surface of the resin constituting the outer peripheral surface 30.
そして、本発明の製造方法では、図7(C)に示す如く、ゲート部57においても、第1のエアベント45を用いて樹脂をキャビティ51内に注入することにも特徴がある。図示の如く、上金型50に設けられたゲート部57は直接キャビティ51と連続して形成されず、第1のエアベント45のHL2側に先端部が位置している。そのことで、矢印で示したようにゲート部57から流入する樹脂は第1のエアベント45を介してキャビティ51内に流入する。そして、他のコーナー部と同様に、ゲート部57においても第1のエアベント45上面は上金型50の当接面52が位置する。その結果、樹脂封止体22の側面222、223と連続して形成される外周面30(図3参照)上面には、従来の構造における樹脂バリ19A(図15(B)参照)が発生することなく、外側面30はほぼ同一平面を形成することができる。 The manufacturing method of the present invention is also characterized in that the resin is injected into the cavity 51 using the first air vent 45 also in the gate portion 57 as shown in FIG. 7C. As shown in the figure, the gate portion 57 provided in the upper mold 50 is not directly formed continuously with the cavity 51, and the tip portion is located on the HL 2 side of the first air vent 45. As a result, the resin flowing from the gate portion 57 flows into the cavity 51 through the first air vent 45 as indicated by the arrows. Similarly to the other corner portions, the contact surface 52 of the upper mold 50 is located on the upper surface of the first air vent 45 in the gate portion 57. As a result, a resin burr 19A (see FIG. 15B) in the conventional structure is generated on the upper surface of the outer peripheral surface 30 (see FIG. 3) formed continuously with the side surfaces 222 and 223 of the resin sealing body 22. Instead, the outer surface 30 can form substantially the same plane.
つまり、本発明の製造方法では、キャビティ51は金型51、54の当接面52によりほぼ密閉されており、キャビティ51内への樹脂の注入およびキャビティ51外への樹脂および空気の排出は第1のエアベント45を介して行う。この構造は、従来において、キャビティと連続して金型に設けられたエアベントおよびゲート部を有さない点と大きく異なる。そのことで、上述した樹脂封止体22と連続して形成された外周面30を樹脂による凹凸を有さないほぼ同一平坦面に形成できる。そして、上述の如く、ゲート部57も同様にすることで、樹脂封止体22側面の外周面30全てをほぼ同一平坦面に形成できる。 That is, in the manufacturing method of the present invention, the cavity 51 is substantially sealed by the contact surfaces 52 of the molds 51 and 54, and the injection of the resin into the cavity 51 and the discharge of the resin and the air out of the cavity 51 are the first. 1 through the air vent 45. This structure is largely different from the conventional structure that does not have an air vent and a gate portion provided in the mold continuously with the cavity. As a result, the outer peripheral surface 30 formed continuously with the above-described resin sealing body 22 can be formed on substantially the same flat surface having no resin unevenness. As described above, the gate portion 57 can be formed in the same manner so that the entire outer peripheral surface 30 on the side surface of the resin sealing body 22 can be formed on substantially the same flat surface.
上述した樹脂封止金型50、54を用いることで、図8および図9に示す如く、樹脂封止体22がリードフレーム41を覆うように各搭載部42毎に形成される。図8は、リードフレーム41上に形成された樹脂封止体22を示した平面図であり、図9は、図8に示した搭載部42の第1および第2のエアベント45、46部に形成された樹脂封止体22の平面図ある。図7に示す樹脂封止金型50、54を用いることで、キャビティ51から流出した樹脂は第1のエアベント45、空気抜き溝55および第2のエアベント46の少なくとも一部で硬化する。よって、パッケージの離型の際は、リードフレーム41および樹脂封止体22と一体で離型される。そして、キャビティ51内の空気は図7(B)の矢印の如く、空気抜き溝55を介して第2のエアベント46より外部に抜け出すことができる。この本発明の製造方法により、キャビティ51内の空気を図5に点線で示した本来の樹脂封止体22形成領域外部に排除できる。その結果、第1のエアベント45ではリードフレーム41厚の空気通過経路は確実に確保でき、樹脂封止体22端部に未充填領域を形成することはない。尚、図示はしていないが、樹脂封止体22の裏面224側に凹部25を形成するために、下金型54のキャビティ51側には凹部25に対応した凸部が形成されている。 By using the resin sealing molds 50 and 54 described above, the resin sealing body 22 is formed for each mounting portion 42 so as to cover the lead frame 41 as shown in FIGS. FIG. 8 is a plan view showing the resin sealing body 22 formed on the lead frame 41, and FIG. 9 shows the first and second air vents 45 and 46 of the mounting portion 42 shown in FIG. It is a top view of the formed resin sealing body 22. FIG. By using the resin sealing molds 50 and 54 shown in FIG. 7, the resin that has flowed out of the cavity 51 is cured by at least a part of the first air vent 45, the air vent groove 55, and the second air vent 46. Therefore, when releasing the package, the lead frame 41 and the resin sealing body 22 are integrally released. Then, the air in the cavity 51 can escape from the second air vent 46 through the air vent groove 55 as shown by the arrow in FIG. By this manufacturing method of the present invention, the air in the cavity 51 can be excluded outside the original resin sealing body 22 formation region shown by the dotted line in FIG. As a result, in the first air vent 45, the air passage path having the thickness of the lead frame 41 can be reliably ensured, and an unfilled region is not formed at the end of the resin sealing body 22. Although not shown, a convex portion corresponding to the concave portion 25 is formed on the cavity 51 side of the lower mold 54 in order to form the concave portion 25 on the back surface 224 side of the resin sealing body 22.
第4の工程は、樹脂封止体22から露出しているリードフレーム41にメッキを施す工程である。 The fourth step is a step of plating the lead frame 41 exposed from the resin sealing body 22.
本工程では、リード酸化防止、半田濡れ性等が考慮されリードフレーム41にメッキを施す。このときは、複数の搭載部42が形成されたリードフレーム41全体にメッキを施す。例えば、リードフレーム41またはリードフレーム41を乗せるメッキ補助ラック側をカソード電極、メッキ浴槽側にアノード電極を準備し、一度に複数のリードフレーム41にメッキを施す。このとき、メッキ浴槽には、Pd、Sn、Ni、Sn−Pb、Sn−Bi、Sn−Ag、Sn−Cu、Au−Ag、Sn−Ag−Cu等のメッキ液を準備し、これらのメッキ液の組み合わせにより、少なくとも1層のメッキ膜がリードフレーム41に施される。尚、リードフレーム41にPdメッキを採用する場合は、樹脂モールド工程前に、予め、Pdメッキが施されたリードフレーム41が用いられる。 In this step, the lead frame 41 is plated in consideration of lead oxidation prevention, solder wettability, and the like. At this time, the entire lead frame 41 on which the plurality of mounting portions 42 are formed is plated. For example, the lead frame 41 or the auxiliary plating rack side on which the lead frame 41 is placed is prepared as a cathode electrode and the anode electrode is prepared at the plating bath side, and a plurality of lead frames 41 are plated at a time. At this time, a plating solution such as Pd, Sn, Ni, Sn—Pb, Sn—Bi, Sn—Ag, Sn—Cu, Au—Ag, Sn—Ag—Cu is prepared in the plating bath, and these platings are prepared. At least one layer of plating film is applied to the lead frame 41 by a combination of liquids. When Pd plating is employed for the lead frame 41, the lead frame 41 that has been previously subjected to Pd plating is used before the resin molding step.
第5の工程は、図10および図11に示す如く、リードフレーム41上に複数形成された半導体装置21をリードフレーム41から切断する工程である。 The fifth step is a step of cutting a plurality of semiconductor devices 21 formed on the lead frame 41 from the lead frame 41 as shown in FIGS.
図10は、第1および第2のエアベント形成領域を切断したリードフレームの平面図である。そして、図11(A)は、吊りリード24またはリード26切断時の斜視図であり、図11(B)は、本発明の特徴であるリード26切断時の固定領域を示した平面図である。先ず、図9に示すように、上述したように、本発明の半導体装置の製造方法では、キャビティ51から流出する樹脂は第1のエアベント45内で硬化する。そのため、樹脂封止体22近傍ではリードフレーム41上を含む外周面30上には樹脂バリは発生しない。 FIG. 10 is a plan view of the lead frame in which the first and second air vent forming regions are cut. 11A is a perspective view when the suspension lead 24 or the lead 26 is cut, and FIG. 11B is a plan view showing a fixed region when the lead 26 is cut, which is a feature of the present invention. . First, as shown in FIG. 9, as described above, in the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the resin flowing out from the cavity 51 is cured in the first air vent 45. Therefore, no resin burrs are generated on the outer peripheral surface 30 including the lead frame 41 in the vicinity of the resin sealing body 22.
また、リードフレーム41は、例えば、100〜250μm程度の厚みを有しているため、キャビティ51から流出した樹脂は第1のエアベント45、空気抜き溝55および第2のエアベント46内で一体化して硬化している。つまり、第1および第2のエアベント45、46内の樹脂はリードフレーム41の厚みで強固に硬化し、空気抜き溝55内の樹脂は両者と一体化する。そのため、キャビティ51から流出した樹脂は決められた位置に樹脂を硬化することができる。その結果、第1および第2のエアベント45、46を打ち抜く際、第1および第2のエアベント45、46間のリードフレーム56上の樹脂バリも全て除去することができる。そして、吊りリード24部を切断する工程では、樹脂封止体22と連続した外周面30上を確実に固定した状態で吊りリード24および樹脂を切断することができる。つまり、図3(A)に示す如く、外周面30上には樹脂による凹凸が形成されないので、支持手段62(図11参照)で吊りリード24および樹脂22Aを確実に固定し、それらを切断できる。尚、切断形状は、外周面30を残して各側辺のリード26端の際まで切断するので、図示の如き形状となる。そして、リードフレーム41の一部を残し、第1および第2の連結条体43、44と連結させておくことで、リードフレーム41から搭載部42は離間されない。 Further, since the lead frame 41 has a thickness of, for example, about 100 to 250 μm, the resin flowing out from the cavity 51 is integrated and cured in the first air vent 45, the air vent groove 55, and the second air vent 46. is doing. That is, the resin in the first and second air vents 45 and 46 is hardened by the thickness of the lead frame 41, and the resin in the air vent groove 55 is integrated with both. Therefore, the resin flowing out of the cavity 51 can be cured at a predetermined position. As a result, when the first and second air vents 45 and 46 are punched out, all the resin burrs on the lead frame 56 between the first and second air vents 45 and 46 can be removed. In the step of cutting the suspension lead 24 portion, the suspension lead 24 and the resin can be cut in a state where the outer peripheral surface 30 continuous with the resin sealing body 22 is securely fixed. That is, as shown in FIG. 3 (A), since unevenness due to the resin is not formed on the outer peripheral surface 30, the suspension lead 24 and the resin 22A can be securely fixed by the support means 62 (see FIG. 11) and can be cut. . Note that the cut shape is as shown in the figure because it cuts to the end of the lead 26 on each side, leaving the outer peripheral surface 30. The mounting portion 42 is not separated from the lead frame 41 by leaving a part of the lead frame 41 and connecting it to the first and second connecting strips 43 and 44.
次に、図11に示すように、本発明の半導体装置21はQFN型の半導体装置であるので、樹脂封止体22からリード26が露出する境界部近傍でリード26を切断する。そして、この工程において同時に個々の半導体装置21をリードフレーム41から切断する。図11(A)に示すように、先ず、メッキが施された半導体装置21を台座59、60上に設置する。そして、半導体装置21のリード26の露出境界部を支持手段62で固定し、一方、リード26の先端部も支持手段63で固定する。そして、パンチ64にてリード26を切断し、リードフレーム41から半導体装置21を独立される。 Next, as shown in FIG. 11, since the semiconductor device 21 of the present invention is a QFN type semiconductor device, the lead 26 is cut in the vicinity of the boundary where the lead 26 is exposed from the resin sealing body 22. In this step, the individual semiconductor devices 21 are simultaneously cut from the lead frame 41. As shown in FIG. 11A, first, the plated semiconductor device 21 is placed on the pedestals 59 and 60. Then, the exposed boundary portion of the lead 26 of the semiconductor device 21 is fixed by the support means 62, while the tip end portion of the lead 26 is also fixed by the support means 63. Then, the lead 26 is cut by the punch 64 to make the semiconductor device 21 independent from the lead frame 41.
そして、本発明の半導体装置の製造方法の特徴としては、図示の如く、リード26切断時に半導体装置21の実装面側からパンチ64を入れ、リード26およびその周辺の樹脂22A(図3参照)を切断することである。この製造方法により、図3(B)に示すように、リード26の打ち抜き面32(図3参照)を半導体装置21の実装面側に形成する。一方、リード26のバリ31(図3参照)は、半導体装置21の実装面と反対面に形成する。そして、この構造を有することによる効果は上述したので、ここでは割愛することとする。尚、吊りリード24を切断する際も同様に実装面側から切断するので、同様な効果を得ることができる。つまり、本発明の半導体装置では、打ち抜き面32は実装面側に形成される。 As shown in the figure, the semiconductor device manufacturing method of the present invention is characterized in that a punch 64 is inserted from the mounting surface side of the semiconductor device 21 when the lead 26 is cut, and the lead 26 and its surrounding resin 22A (see FIG. 3) are inserted. To cut. With this manufacturing method, as shown in FIG. 3B, the punching surface 32 (see FIG. 3) of the lead 26 is formed on the mounting surface side of the semiconductor device 21. On the other hand, the burr 31 (see FIG. 3) of the lead 26 is formed on the surface opposite to the mounting surface of the semiconductor device 21. And since the effect by having this structure was mentioned above, suppose that it omits here. Note that the same effect can be obtained since the suspension lead 24 is similarly cut from the mounting surface side. That is, in the semiconductor device of the present invention, the punching surface 32 is formed on the mounting surface side.
更に、本発明の半導体装置の製造方法の特徴としては、吊りリード24およびリード26を切断する時に、リード26を支持手段62により確実に固定してからパンチ64で切断することである。図11(B)に示す如く、切断後の樹脂封止体22近傍のハッチングで示した、例えば、50〜200μm程度の固定領域65を支持手段62で固定する。そして、図からも分かるように、吊りリード24露出領域の周辺も固定する。このとき、第3工程の樹脂封止体22形成工程でも上述したが、樹脂封止体22の側面222、223と連続する外周面30には凹凸は形成されない。特に、上述の如く、エアベント形成領域47(図5参照)においても、樹脂封止体22の側面223と連続する外周面30上には樹脂バリは発生しない。そして、樹脂を注入するゲート部57(図7参照)においても外周面30上には樹脂ばりは発生しない。そのため、本発明では、○印66で示した領域において、従来における樹脂ばり19A(図15(B)参照)は形成されず、外周面30に位置する固定領域65には樹脂バリによる凹凸はなくほぼ同一平坦面から成る。そして、上述の如く、支持手段62によりリード26を確実に固定し、リード26およびその周辺の樹脂22Aを切断する。その結果、リード26間のおよび吊りリード24とリード26との間の樹脂22Aの切断面にはマイクロクラックの発生を抑制することができ、安定した一定の形状に形成される。そして、後工程における半導体装置の特性判定工程、ラッピング工程、実装工程において、マイクロクラックが成長し樹脂22Aがくずれることはない。そして、特に、実装工程において、樹脂くず等による実装不良を誘発することのない半導体装置を実現できる。また、パンチ64のライフサイクルも向上させることができる。その後、図1に示した半導体装置21が完成する。 Further, the semiconductor device manufacturing method of the present invention is characterized in that when the suspension lead 24 and the lead 26 are cut, the lead 26 is securely fixed by the support means 62 and then cut by the punch 64. As shown in FIG. 11B, for example, a fixing region 65 of about 50 to 200 μm shown by hatching in the vicinity of the resin sealing body 22 after cutting is fixed by the support means 62. As can be seen from the figure, the periphery of the exposed area of the suspension lead 24 is also fixed. At this time, as described above in the resin sealing body 22 forming step in the third step, the outer peripheral surface 30 continuous with the side surfaces 222 and 223 of the resin sealing body 22 is not formed with irregularities. In particular, as described above, even in the air vent formation region 47 (see FIG. 5), no resin burr is generated on the outer peripheral surface 30 that is continuous with the side surface 223 of the resin sealing body 22. In the gate portion 57 (see FIG. 7) for injecting resin, no resin flash is generated on the outer peripheral surface 30. Therefore, in the present invention, the conventional resin beam 19A (see FIG. 15B) is not formed in the region indicated by the circle mark 66, and the fixing region 65 located on the outer peripheral surface 30 has no unevenness due to the resin burr. It consists of almost the same flat surface. Then, as described above, the lead 26 is securely fixed by the support means 62, and the lead 26 and the resin 22A around it are cut. As a result, the generation of microcracks can be suppressed on the cut surface of the resin 22A between the leads 26 and between the suspension leads 24 and the leads 26, and a stable and constant shape is formed. Then, in the post-process characteristics determination process, the lapping process, and the mounting process of the semiconductor device, the microcracks do not grow and the resin 22A is not broken. In particular, it is possible to realize a semiconductor device that does not induce mounting failure due to resin waste or the like in the mounting process. In addition, the life cycle of the punch 64 can be improved. Thereafter, the semiconductor device 21 shown in FIG. 1 is completed.
つまり、上述の工程をまとめると、本発明の半導体装置の製造方法では、吊りリード24が樹脂封止体22から露出する側面223を挟んで第1のエアベント45が形成されたリードフレームを使用する。そして、この第1のエアベント45形成領域では金型50、54の当接面52により吊りリード24を挟持する。この当接面52では、キャビティ51内への樹脂の注入、キャビティ51内からの空気および樹脂の排出はほぼ第1のエアベント45のみを介して行う。そのことで、樹脂封止体22の側面222、223に連続して形成される外周面30は、ほぼ同一の平面を有し、かつ、その表面には樹脂ばりによる凹凸は形成されない。そして、この構造を有することで、吊りリード24およびリード26をリードフレーム41から切断する際、樹脂封止体22側面と連続した外周面をリード切断治具の支持手段62で確実に固定し切断できる。その結果、切断時における外周面30の樹脂22Aへのマイクロクラックの発生を最小限に抑制することができ、それに伴い、半導体装置21の実装不良も最小限に抑制することができる。 That is, to summarize the above steps, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a lead frame in which the first air vent 45 is formed with the side surface 223 where the suspension lead 24 is exposed from the resin sealing body 22 is used. . And in this 1st air vent 45 formation area, the suspension lead 24 is pinched | interposed by the contact surface 52 of metal mold | die 50,54. On the contact surface 52, the resin is injected into the cavity 51 and the air and the resin are discharged from the cavity 51 only through the first air vent 45. As a result, the outer peripheral surface 30 continuously formed on the side surfaces 222 and 223 of the resin sealing body 22 has substantially the same plane, and the surface is not formed with unevenness due to the resin flash. With this structure, when the suspension lead 24 and the lead 26 are cut from the lead frame 41, the outer peripheral surface continuous with the side surface of the resin sealing body 22 is securely fixed by the support means 62 of the lead cutting jig and cut. it can. As a result, the occurrence of microcracks in the resin 22A on the outer peripheral surface 30 during cutting can be suppressed to a minimum, and accordingly, mounting defects of the semiconductor device 21 can be suppressed to a minimum.
尚、本実施の形態では、本実施の半導体装置の製造方法では2つのエアベントが形成された場合について説明したが、特に限定する必要はない。少なくともキャビティと連続した第1のエアベントがあれば同様な効果を得ることができる。また、予め、メッキが施されたリードフレームを用いる場合も同様な効果を得ることができる。そして、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。 In the present embodiment, the case where two air vents are formed in the manufacturing method of the semiconductor device of the present embodiment has been described. However, the present invention is not particularly limited. If there is at least a first air vent continuous with the cavity, the same effect can be obtained. A similar effect can be obtained when a lead frame plated in advance is used. Various other modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
Claims (4)
前記樹脂封止体は、前記樹脂封止体の表面、前記表面と対向して配置された裏面及び前記表面の周囲と前記裏面の周囲に配置された側面とを有し、
前記アイランドの表面及び前記吊りリードの表面は、前記樹脂封止体の表面から露出し、前記半導体素子は前記アイランドの裏面に固着され、
前記リード及び前記吊りリードは、前記樹脂封止体の側面の裏面側から外方に突出して露出して配置され、前記露出したリードの側面と隣り合う前記露出したリードの側面との間及び前記露出したリードの側面と隣接する前記露出した吊りリードの側面との間には、前記樹脂封止体と同一材料の樹脂が一体で硬化し、
前記露出したリード表面、前記露出した吊りリード表面及び前記硬化した樹脂の表面から成る外周面は、前記樹脂封止体の側面と連続する平坦面で、且つ前記樹脂封止体の裏面の周囲に配置された側面から突出した部分となり、
前記樹脂封止体の裏面は、その中央に凹部が設けられ、その凹部の周囲に相当する前記樹脂封止体の4側辺には、前記リードの裏面が露出し、前記4側辺と交わるコーナー部には前記吊りリードの裏面が露出し、
前記4側辺のリードの密集よりも、前記コーナー部の前記吊りリードと前記コーナー部のリードとの密集が緩和され、
前記露出したリード及び前記露出した吊りリードは、前記樹脂封止体の裏面側から打ち抜かれる事を特徴とした半導体装置。 An island , a semiconductor element fixed to the island, a plurality of leads provided with one end around the island, a suspension lead extending from a corner of the island, the island, and the semiconductor In a semiconductor device having an element, a plurality of leads, and a resin sealing body that seals the suspension leads,
The resin sealing body has a surface of the resin sealing body, a back surface disposed to face the surface, a periphery of the surface, and a side surface disposed around the back surface,
The surface of the island and the surface of the suspension lead are exposed from the surface of the resin sealing body, and the semiconductor element is fixed to the back surface of the island,
The leads and the suspension leads are disposed so as to protrude outwardly from the back side of the side surface of the resin-encapsulated body , between the exposed side surfaces of the exposed leads and the side surfaces of the exposed leads adjacent to each other, and Between the side surface of the exposed lead and the side surface of the exposed hanging lead adjacent to the resin, the resin of the same material as the resin sealing body is integrally cured,
An outer peripheral surface composed of the exposed lead surface, the exposed suspended lead surface, and the cured resin surface is a flat surface continuous with the side surface of the resin sealing body and around the back surface of the resin sealing body. It becomes a part protruding from the arranged side ,
A recess is provided in the center of the back surface of the resin sealing body, and the back surface of the lead is exposed at the four side edges of the resin sealing body corresponding to the periphery of the recess, and intersects the four side edges. The back of the suspension lead is exposed at the corner,
Compared to the denseness of the leads on the four side sides, the denseness of the suspension leads of the corner portion and the leads of the corner portion is alleviated,
The semiconductor device, wherein the exposed lead and the exposed suspension lead are punched from the back side of the resin-encapsulated body.
前記樹脂封止体は、前記樹脂封止体の表面、前記表面と対向して配置された裏面及び前記表面の周囲と前記裏面の周囲に配置された側面とを有し、
前記アイランドの表面及び前記吊りリードの表面は、前記樹脂封止体の表面から露出し、前記半導体素子は前記アイランドの裏面に固着され、
前記リード及び前記吊りリードは、前記樹脂封止体の側面の裏面側から外方に露出して配置され、前記露出したリードの側面と隣り合う前記露出したリードの側面との間及び前記露出したリードの側面と隣接する前記露出した吊りリードの側面との間には、前記樹脂封止体と同一材料の樹脂が一体で硬化し、
前記露出したリード表面、前記露出した吊りリード表面及び前記硬化した樹脂の表面から成る外周面は、前記樹脂封止体の側面と連続する平坦面で、且つ前記樹脂封止体の裏面の周囲に配置された側面から突出した部分となり、
前記樹脂封止体の裏面は、その中央に凹部が設けられ、その凹部の周囲に相当する前記樹脂封止体の4側辺には、前記リードの裏面が露出し、前記4側辺と交わるコーナー部には前記吊りリードの裏面が露出し、
前記4側辺のリードの密集よりも、前記コーナー部の前記吊りリードと前記コーナー部のリードとの密集の方が緩和され、前記吊りリードと前記リードに設けられた半田のブリッジを抑止した事を特徴とした半導体装置。 An island , a semiconductor element fixed to the island, a plurality of leads provided with one end around the island, a suspension lead extending from a corner of the island, the island, and the semiconductor In a semiconductor device having an element, a plurality of leads, and a resin sealing body that seals the suspension leads,
The resin sealing body has a surface of the resin sealing body, a back surface disposed to face the surface, a periphery of the surface, and a side surface disposed around the back surface,
The surface of the island and the surface of the suspension lead are exposed from the surface of the resin sealing body, and the semiconductor element is fixed to the back surface of the island,
The lead and the suspension leads, the disposed exposed to the outside from the back side of the side surface of the resin sealing body, and between and the exposure of the side surface of the exposed lead and the exposed adjacent to the side face of the lead Between the side surface of the lead and the side surface of the exposed suspended lead adjacent to the resin, the resin of the same material as the resin sealing body is integrally cured,
An outer peripheral surface composed of the exposed lead surface, the exposed suspended lead surface, and the cured resin surface is a flat surface continuous with the side surface of the resin sealing body and around the back surface of the resin sealing body. It becomes a part protruding from the arranged side ,
A recess is provided in the center of the back surface of the resin sealing body, and the back surface of the lead is exposed at the four side edges of the resin sealing body corresponding to the periphery of the recess, and intersects the four side edges. The back of the suspension lead is exposed at the corner,
The density of the suspension leads in the corner portion and the leads in the corner portion is more relaxed than the density of the leads on the four side sides, and the bridge of solder provided on the suspension leads and the leads is suppressed. A semiconductor device characterized by the above.
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