特開 2022-180224 リードフレーム、半導体装置及びリードフレームの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022180224

(43)【公開日】2022-12-06

(54)【発明の名称】リードフレーム、半導体装置及びリードフレームの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/50 20060101AFI20221129BHJP

【ＦＩ】

H01L23/50 U

H01L23/50 A

H01L23/50 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021087209

(22)【出願日】2021-05-24

(71)【出願人】

【識別番号】000190688

【氏名又は名称】新光電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】笠原 哲一郎

(72)【発明者】

【氏名】中西 元

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 孝治

(72)【発明者】

【氏名】出岡 淳

【テーマコード（参考）】

5F067

【Ｆターム（参考）】

5F067AA04

5F067BC12

5F067BE07

5F067CB03

5F067DA07

5F067DA16

5F067DC18

5F067DC19

5F067EA02

5F067EA04

(57)【要約】

【課題】樹脂からのダイパッドの脱離を抑制すること。
【解決手段】リードフレームは、ダイパッドを有する第１フレーム部材と、第１フレーム部材に積層され、リードを有する第２フレーム部材と、ダイパッド及びリードの周囲の空間に充填される樹脂とを有し、ダイパッドは、突出部と埋込部とからなり、突出部は、樹脂から突出しており、埋込部は、樹脂に埋め込まれており、且つ半導体素子の搭載面と、搭載面と連続する側面とを有し、側面は、樹脂によって被覆されると共に、搭載面と平行な方向に凹む括れを有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ダイパッドを有する第１フレーム部材と、
前記第１フレーム部材に積層され、リードを有する第２フレーム部材と、
前記ダイパッド及び前記リードの周囲の空間に充填される樹脂とを有し、
前記ダイパッドは、突出部と埋込部とからなり、
前記突出部は、前記樹脂から突出しており、
前記埋込部は、前記樹脂に埋め込まれており、且つ半導体素子の搭載面と、前記搭載面と連続する側面とを有し、
前記側面は、前記樹脂によって被覆されると共に、前記搭載面と平行な方向に凹む括れを有することを特徴とするリードフレーム。

【請求項2】

前記括れの底部は、
前記搭載面の周縁よりも前記埋込部の内方に位置することを特徴とする請求項１に記載のリードフレーム。

【請求項3】

前記ダイパッドは、
前記突出部の外周に形成され、前記樹脂の表面に沿って前記突出部の外方に延伸する延伸部を有することを特徴とする請求項１に記載のリードフレーム。

【請求項4】

前記延伸部は、
前記樹脂の表面における前記リードに対応する位置まで延伸することを特徴とする請求項３に記載のリードフレーム。

【請求項5】

リードフレームと、
前記リードフレームに搭載される半導体素子と、
前記半導体素子を封止する封止樹脂とを有し、
前記リードフレームは、
ダイパッドを有する第１フレーム部材と、
前記第１フレーム部材に積層され、リードを有する第２フレーム部材と、
前記ダイパッド及び前記リードの周囲の空間に充填される樹脂とを有し、
前記ダイパッドは、突出部と埋込部とからなり、
前記突出部は、前記樹脂から突出しており、
前記埋込部は、前記樹脂に埋め込まれており、且つ前記半導体素子の搭載面と、前記搭載面と連続する側面とを有し、
前記側面は、前記樹脂によって被覆されると共に、前記搭載面と平行な方向に凹む括れを有することを特徴とする半導体装置。

【請求項6】

第１金属板から、半導体素子の搭載面を有する台座が第１凹部によって区画された第１フレーム部材を成形する工程と、
第２金属板から、複数の第１突起が第２凹部によって区画された第２フレーム部材を成形する工程と、
前記第１フレーム部材に前記第２フレーム部材を積層する工程と、
前記台座及び前記複数の第１突起の周囲において前記第１凹部及び前記第２凹部によって形成される空間に封止樹脂を充填する工程と、
前記第１フレーム部材及び前記第２フレーム部材のうち少なくとも前記台座及び前記複数の第１突起と重ならない所定部分をエッチングすることにより、前記第１フレーム部材にダイパッドを形成するとともに前記第２フレーム部材にリードを形成する工程とを有し、
前記第１フレーム部材を成形する工程は、
前記第１金属板に異方性エッチングを施すことより、前記搭載面と連続する側面に前記搭載面と平行な方向に凹む括れを有する前記台座を前記第１フレーム部材に形成し、
前記エッチングする工程は、
側面が前記封止樹脂によって被覆される埋込部であって、前記側面に前記括れを有する埋込部と、前記封止樹脂から突出する突出部とを有する前記ダイパッドを形成することを特徴とするリードフレームの製造方法。

【請求項7】

前記エッチングする工程は、
前記埋込部と、前記突出部と、前記突出部の外周から前記封止樹脂の表面に沿って前記突出部の外方に延伸する延伸部とを有する前記ダイパッドを形成することを特徴とする請求項６に記載のリードフレームの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、リードフレーム、半導体装置及びリードフレームの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、例えばＩＣ（Integrated Circuit）チップなどの半導体素子を金属製のリードフレームに搭載する半導体装置が知られている。すなわち、例えばリードフレームの中央に設けられる面状のダイパッドに半導体素子が搭載され、この半導体素子がダイパッドの周囲に設けられる複数のリードに例えばワイヤボンディングによって接続される。そして、リードフレームに搭載された半導体素子が例えばエポキシ樹脂などの樹脂によって封止され、半導体装置が形成されることがある。

【0003】

このようなリードフレームには、２つのフレーム部材が積層された２層構造を有するものがある。すなわち、２層構造を有するリードフレームは、ダイパッドを有するフレーム部材にリードを有するフレーム部材が積層されて構成される。ダイパッド及びリードの周囲の空間には、例えば樹脂が充填される。こうすることにより、２つフレーム部材が樹脂によって補強されるため、リードフレーム全体の強度を向上させることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１７－１３０４９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、２層構造を有するリードフレームでは、ダイパッドが樹脂から脱離するおそれがあるという問題がある。すなわち、ダイパッド全体の厚さの半分に相当する部分が樹脂に埋め込まれ、残り半分に相当する部分が樹脂から突出しているため、ダイパッドは、樹脂に埋め込まれている部分の側面のみにおいて封止樹脂と接触している。しかしながら、ダイパッドの表面積において樹脂に埋め込まれている部分の側面が占める面積は小さく、ダイパッドと樹脂の密着性はそれほど高くない。このため、例えばリードフレームに反り等の変形が発生する場合、変形による応力がダイパッドと樹脂の境界に加わることにより、ダイパッドが樹脂から容易に脱離するおそれがある。

【0006】

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、樹脂からのダイパッドの脱離を抑制することができるリードフレーム、半導体装置及びリードフレームの製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本願の開示するリードフレームは、一つの態様において、ダイパッドを有する第１フレーム部材と、前記第１フレーム部材に積層され、リードを有する第２フレーム部材と、前記ダイパッド及び前記リードの周囲の空間に充填される樹脂とを有し、前記ダイパッドは、突出部と埋込部とからなり、前記突出部は、前記樹脂から突出しており、前記埋込部は、前記樹脂に埋め込まれており、且つ半導体素子の搭載面と、前記搭載面と連続する側面とを有し、前記側面は、前記樹脂によって被覆されると共に、前記搭載面と平行な方向に凹む括れを有する。

【発明の効果】

【0008】

本願の開示するリードフレームの一つの態様によれば、樹脂からのダイパッドの脱離を抑制することができる、という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、第１実施形態に係るリードフレームの構成の一例を示す図である。

【図2】図２は、第１実施形態に係るリードフレームの製造方法の一例を示すフローチャートである。

【図3】図３は、第１フレーム部材成形工程の具体例を示す図である。

【図4】図４は、第２フレーム部材成形工程の具体例を示す図である。

【図5】図５は、フレーム部材積層工程の具体例を示す図である。

【図6】図６は、樹脂封止工程の具体例を示す図である。

【図7】図７は、エッチングレジスト形成工程の具体例を示す図である。

【図8】図８は、エッチング工程の具体例を示す図である。

【図9】図９は、エッチングレジスト剥離工程の具体例を示す図である。

【図10】図１０は、電解めっき工程の具体例を示す図である。

【図11】図１１は、半導体素子の搭載を説明する図である。

【図12】図１２は、ワイヤボンディングを説明する図である。

【図13】図１３は、モールドを説明する図である。

【図14】図１４は、半導体装置の構成の一例を示す図である。

【図15】図１５は、第２実施形態に係るリードフレームの構成の一例を示す断面図である。

【図16】図１６は、エッチングレジスト形成工程の具体例を示す図である。

【図17】図１７は、エッチング工程の具体例を示す図である。

【図18】図１８は、ワイヤボンディングを説明する図である。

【図19】図１９は、エッチングレジストが形成された第１フレーム部材及び第２フレーム部材の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に、本願の開示するリードフレーム、半導体装置及びリードフレームの製造方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態により開示技術が限定されるものではない。

【0011】

（第１実施形態）
［リードフレームの構成］
図１は、第１実施形態に係るリードフレーム１００の構成の一例を示す図である。図１においては、リードフレーム１００の断面を模式的に示している。図１に示すリードフレーム１００は、破線で囲まれた単位が例えば図１の左右方向及び奥行方向に繰り返し配列された集合体として製造される。破線で囲まれた単位は、リードフレーム１００に半導体素子が搭載され且つ樹脂封止された後に、個々の半導体装置として分離される単位である。以下では、リードフレーム１００の例として破線で囲まれた単位を用いて実施形態の説明を行う。破線で囲まれた単位の数は特に限定されない。

【0012】

なお、以下の説明においては、リードフレーム１００の半導体素子を搭載する面が上側の面（上面）であるものとして説明するが、リードフレーム１００は、例えば上下反転して製造及び使用されても良く、任意の姿勢で製造及び使用されても良い。

【0013】

リードフレーム１００は、第１フレーム部材１１０と第２フレーム部材１２０とが積層された２層構造を有する。第１フレーム部材１１０が有する各要素及び第２フレーム部材１２０が有する各要素は、樹脂１３０によって封止されている。

【0014】

第１フレーム部材１１０は、半導体素子が搭載される金属製の板状部材であり、且つリードフレーム１００を外部の部品に電気的に接続する外部接続端子を形成する部材である。第１フレーム部材１１０の材料としては、例えば銅又は銅合金、並びに４２アロイ等の鉄－ニッケル合金などを用いることができる。また、第１フレーム部材１１０の厚さは、例えば０．１～０．３ｍｍ程度とすることができる。

【0015】

第１フレーム部材１１０は、ダイパッド１１１と、複数の端子１１２とを有する。

【0016】

ダイパッド１１１は、第１フレーム部材１１０の中央に形成される板状の領域である。ダイパッド１１１の上面は、半導体素子が搭載される搭載面である。このため、ダイパッド１１１の上面は、樹脂１３０によって被覆されていない。ダイパッド１１１は、上面（つまり、搭載面）と連続する側面が樹脂１３０によって被覆される埋込部１１１ａと、樹脂１３０の下面から突出する突出部１１１ｂとを有する。埋込部１１１ａ及び突出部１１１ｂは、それぞれダイパッド１１１全体の厚さの半分程度の厚さを有する。埋込部１１１ａの側面には、埋込部１１１ａの上面（つまり、搭載面）と平行な方向に凹む括れ１１１ｃが形成されている。

【0017】

端子１１２は、ダイパッド１１１の周囲に配置され、リードフレーム１００を外部の部品に電気的に接続する外部接続端子として用いられる。端子１１２の上面とダイパッド１１１の上面とは同一の平面内に位置し、端子１１２の下面とダイパッド１１１の下面とは同一の平面内に位置する。つまり、端子１１２とダイパッド１１１の厚さは等しい。端子１１２は、樹脂１３０の内部に位置する埋込部１１２ａと、樹脂１３０の下面から突出する突出部１１２ｂとを有する。埋込部１１２ａ及び突出部１１２ｂは、それぞれ端子１１２全体の厚さの半分程度の厚さを有する。埋込部１１２ａの側面は、樹脂１３０によって被覆されている。埋込部１１２ａの側面には、埋込部１１２ａの上面と平行な方向に凹む括れ１１２ｃが形成されている。

【0018】

第２フレーム部材１２０は、ダイパッド１１１の上面に搭載される半導体素子を接地する金属製の板状部材であり、且つ半導体素子と外部接続端子である端子１１２とを接続する配線パターンを形成する部材である。第２フレーム部材１２０の材料としては、例えば銅又は銅合金、並びに４２アロイ等の鉄－ニッケル合金などを用いることができる。また、第２フレーム部材１２０の厚さは、例えば０．１～０．３ｍｍ程度とすることができる。

【0019】

第２フレーム部材１２０は、接地用パッド１２１と、複数のリード１２２と、複数の配線１２３とを有する。

【0020】

接地用パッド１２１は、ダイパッド１１１の上面に半導体素子が搭載された場合に、この半導体素子をダイパッド１１１と電気的に接続して接地するパッドである。接地用パッド１２１は、ダイパッド１１１の上面の周縁に沿って配置され、中央にダイパッド１１１の上面を露出する開口１２１ａを有する。接地用パッド１２１の下端は、樹脂１３０の内部に位置しており、接地用パッド１２１の上端は、樹脂１３０の上面から突出している。ダイパッド１１１の上面に半導体素子が搭載される場合には、半導体素子は、ワイヤボンディングによって接地用パッド１２１に接続される。

【0021】

リード１２２は、ダイパッド１１１の上面に半導体素子が搭載された場合に、この半導体素子を配線１２３を介して外部接続端子である端子１１２と電気的に接続する端子である。リード１２２は、接地用パッド１２１の周囲に配置されている。リード１２２の下端は、樹脂１３０の内部に位置しており、リード１２２の上端は、樹脂１３０の上面から突出している。リード１２２の上端端面は、接地用パッド１２１の上端端面と同一の平面内に位置し、リード１２２の下端端面は、接地用パッド１２１の下端端面と同一の平面内に位置する。つまり、リード１２２と接地用パッド１２１の厚さは等しい。ダイパッド１１１の上面に半導体素子が搭載される場合には、半導体素子は、ワイヤボンディングによってリード１２２に接続される。

【0022】

配線１２３は、上面が樹脂１３０の上面から露出された状態で、樹脂１３０の内部に位置している。配線１２３は、樹脂１３０の内部において予め定められたパターン状に延在し、先端においてリード１２２と適宜接続している。また、複数の配線１２３は、第１フレーム部材１１０の複数の端子１１２と１対１で対応しており、複数の端子１１２と平面視で重なる位置をそれぞれ通過している。配線１２３の端子１１２と平面視で重なる位置には、層間接続部１２３ａが形成されている。層間接続部１２３ａは、配線１２３の他の部位の幅よりも大径の円盤形状を有しており、配線１２３を端子１１２と電気的に接続する。すなわち、層間接続部１２３ａの中央には、端子１１２（埋込部１１２ａ）の上面まで貫通する開口部１２４が形成されている。そして、層間接続部１２３ａの上面、開口部１２４の内壁面、及び開口部１２４から露出する端子１１２の上面が後述のめっき層１４２によって被覆されることにより、配線１２３と端子１１２とが層間接続部１２３ａ及びめっき層１４２を介して電気的に接続される。これにより、配線１２３及びリード１２２は、ダイパッド１１１の上面に搭載される半導体素子と外部接続端子である端子１１２とを接続する配線パターンを形成する。

【0023】

これら第１フレーム部材１１０が有する各要素及び第２フレーム部材１２０が有する各要素は、樹脂１３０によって封止される。すなわち、ダイパッド１１１、端子１１２、接地用パッド１２１、リード１２２及び配線１２３の周囲の空間には、樹脂１３０が充填されている。樹脂１３０の材料としては、例えばポリイミド系樹脂やエポキシ系樹脂などの絶縁性樹脂、又はこれらの樹脂にシリカやアルミナ等のフィラーを混入した樹脂材を用いることができる。

【0024】

第１フレーム部材１１０及び第２フレーム部材１２０の樹脂１３０に覆われずに露出する面には、めっき層が形成されている。例えば、ダイパッド１１１のうち突出部１１１ｂの下面、突出部１１１ｂの側面、端子１１２のうち突出部１１２ｂの下面、突出部１１２ｂの側面には、めっき層１４１が形成されている。接地用パッド１２１の上端側面、接地用パッド１２１の上端端面、開口１２１ａの内壁面、開口１２１ａから露出するダイパッド１１１の上面、リード１２２の上端端面、リード１２２の上端側面、配線１２３の上面には、めっき層１４２が形成されている。また、配線１２３の上面に形成されるめっき層１４２は、層間接続部１２３ａの上面、開口部１２４の内壁面、及び開口部１２４から露出する端子１１２の上面を被覆している。

【0025】

ところで、第１フレーム部材１１０及び第２フレーム部材１２０からなる２層構造を有するリードフレーム１００では、ダイパッド１１１が樹脂１３０から脱離する可能性がある。すなわち、２層構造を有するリードフレーム１００では、ダイパッド１１１全体の厚さの半分に相当する埋込部１１１ａが樹脂１３０に埋め込まれ、残り半分に相当する突出部１１１ｂが樹脂１３０から突出している。このため、ダイパッド１１１は、埋込部１１１ａの側面のみにおいて樹脂１３０と接触しており、樹脂１３０との接触面積がそれほど大きくない。その結果、ダイパッド１１１が樹脂１３０から脱離する可能性がある。

【0026】

そこで、本実施形態に係るリードフレーム１００では、図１に示すように、ダイパッド１１１の埋込部１１１ａの側面に括れ１１１ｃを形成している。括れ１１１ｃの底部１１１ｃｃは、埋込部１１１ａの上面（つまり、搭載面）の周縁よりも埋込部１１１ａの内方に位置している。括れ１１１ｃの底部１１１ｃｃとは、括れ１１１ｃの深さが最も大きくなる部位を指す。

【0027】

埋込部１１１ａの側面に括れ１１１ｃが形成されることにより、括れ１１１ｃに樹脂１３０が充填されるため、アンカー効果によりダイパッド１１１と樹脂１３０の密着性を向上させることができる。結果として、樹脂１３０からのダイパッド１１１の脱離を抑制することができる。

【0028】

また、括れ１１１ｃの底部１１１ｃｃが埋込部１１１ａの上面の周縁よりも埋込部１１１ａの内方に位置することにより、ダイパッド１１１と樹脂１３０の密着性をより向上させることができることから、ダイパッド１１１の脱離の可能性をより低減させることができる。

【0029】

なお、２層構造を有するリードフレーム１００では、端子１１２は、ダイパッド１１１と同様に、埋込部１１２ａの側面のみにおいて樹脂１３０と接触しており、樹脂１３０との接触面積がそれほど大きくない。これに対して、リードフレーム１００では、図１に示すように、端子１１２の埋込部１１２ａの側面にも括れ１１２ｃを形成している。これにより、端子１１２と樹脂１３０の密着性を向上させることができる。結果として、樹脂１３０からの端子１１２の脱離を抑制することができる。

【0030】

[リードフレームの製造方法]
次に、上記のように構成されるリードフレーム１００の製造方法について、図２を参照しながら、具体的に例を挙げて説明する。図２は、第１実施形態に係るリードフレーム１００の製造方法の一例を示すフローチャートである。

【0031】

まず、リードフレーム１００の骨格となる第１フレーム部材１１０及び第２フレーム部材１２０が成形される（ステップＳ１０１、Ｓ１０２）。第１フレーム部材１１０及び第２フレーム部材１２０は、それぞれ金属板のエッチングによって成形される。

【0032】

具体的には、例えば図３に示すように、第１金属板３１０は、第１金属板３１０の上面からのハーフエッチングにより台座３１１と台座３１１の周囲に配置される複数の突起３１２とを残存させるように溶解される。図３は、第１フレーム部材成形工程の具体例を示す図である。残存する台座３１１及び複数の突起３１２の周囲には、第１凹部３１０ａが形成される。つまり、第１金属板３１０から、台座３１１及び複数の突起３１２が第１凹部３１０ａによって区画された第１フレーム部材１１０が成形される。

【0033】

第１金属板３１０のエッチングには、異方性エッチング液が用いられる。すなわち、第１フレーム部材１１０が成形される際に、第１金属板３１０に異方性エッチング液を用いた異方性エッチングが施されることにより、台座３１１の溶解が第１金属板３１０の厚さ方向だけでなく面方向にも進行する。これにより、第１フレーム部材１１０には、側面に上面と平行な方向に凹む括れ１１１ｃを有する台座３１１が形成される。このとき、台座３１１は、括れ１１１ｃの底部１１１ｃｃが台座３１１の上面の周縁よりも台座３１１の内方に位置するように形成される。また、第１金属板３１０に異方性エッチングが施されることにより、台座３１１と同様に、突起３１２の溶解が第１金属板３１０の厚さ方向だけでなく面方向にも進行する。これにより、第１フレーム部材１１０には、側面に上面と平行な方向に凹む括れ１１２ｃを有する突起３１２が形成される。このとき、突起３１２は、括れ１１２ｃの底部が突起３１２の上面の周縁よりも突起３１２の内方に位置するように形成される。

【0034】

また、例えば図４に示すように、第２金属板３２０は、第２金属板３２０の下面からのハーフエッチングにより、台座３２１と台座３２１の周囲に配置される複数の突起３２２と複数の突起３２３とを残存させるように溶解される。図４は、第２フレーム部材成形工程の具体例を示す図である。残存する台座３２１、複数の突起３２２、及び複数の突起３２３の周囲には、第２凹部３２０ａが形成される。つまり、第２金属板３２０から、台座３２１、複数の突起３２２、及び複数の突起３２３が第２凹部３２０ａによって区画された第２フレーム部材１２０が成形される。

【0035】

突起３２３は、第２金属板３２０の面方向に沿って予め定められたパターン状に延在し、先端において突起３２２と適宜接続する。突起３２３の延在方向の予め定められた位置には、層間接続部１２３ａが形成される。第２金属板３２０のハーフエッチングにより、層間接続部１２３ａの両端面には、互いに連通しない凹部がそれぞれ形成される。また、第２金属板３２０の両面からのハーフエッチングにより、台座３２１の中央には、開口１２１ａが形成される。

【0036】

金属板のエッチングにより第１フレーム部材１１０及び第２フレーム部材１２０が成形されると、第１フレーム部材１１０に第２フレーム部材１２０が積層される（ステップＳ１０３）。具体的には、台座３２１が台座３１１の上面の周縁に沿って配置され且つ突起３２３の層間接続部１２３ａが突起３１２の上面と接触するように、第１フレーム部材１１０に第２フレーム部材１２０が積層される。これにより、例えば図５に示すように、第１フレーム部材１１０及び第２フレーム部材１２０からなる２層構造を有する中間構造体が形成される。このとき、中間構造体の台座３１１、突起３１２、台座３２１、突起３２２及び突起３２３の周囲には、第１凹部３１０ａ及び第２凹部３２０ａによって空間が形成される。また、台座３２１の開口１２１ａにおいて台座３１１の上面が露出する。図５は、フレーム部材積層工程の具体例を示す図である。

【0037】

中間構造体は、例えばトランスファーモールド成形により、樹脂封止される（ステップＳ１０４）。すなわち、中間構造体が金型のキャビティに設置され、未硬化の樹脂１３０が金型のキャビティへ注入された後、樹脂１３０が加熱されて硬化する。樹脂封止の方法としては、トランスファーモールド法の他に、例えばコンプレッションモールド法やインジェクションモールド法等を用いても良い。中間構造体が樹脂封止されることにより、例えば図６に示すように、台座３１１、突起３１２、台座３２１、突起３２２及び突起３２３の周囲の空間に樹脂１３０が充填される。このとき、台座３１１の側面に括れ１１１ｃが形成されているため、樹脂１３０が括れ１１１ｃにまで充填され、台座３１１と樹脂１３０の密着性が向上する。また、突起３１２の側面に括れ１１２ｃが形成されているため、樹脂１３０が括れ１１２ｃにまで充填され、突起３１２と樹脂１３０の密着性が向上する。図６は、樹脂封止工程の具体例を示す図である。

【0038】

中間構造体が樹脂封止されると、第１フレーム部材１１０及び第２フレーム部材１２０の表面にそれぞれエッチングレジストが形成される（ステップＳ１０５）。具体的には、例えば図７に示すように、第１フレーム部材１１０の下面側にはエッチングレジスト４１０が形成され、第２フレーム部材１２０の上面側にはエッチングレジスト４２０が形成される。図７は、エッチングレジスト形成工程の具体例を示す図である。エッチングレジスト４１０、４２０は、ダイパッド１１１、端子１１２、接地用パッド１２１及びリード１２２として残される位置に形成される。例えば、エッチングレジスト４１０は、それぞれダイパッド１１１及び端子１１２として残される台座３１１及び突起３１２の位置に形成される。また、例えば、エッチングレジスト４２０は、それぞれ接地用パッド１２１及びリード１２２として残される台座３２１及び突起３２２の位置に形成される。また、例えば、エッチングレジスト４２０は、開口１２１ａの内壁面及び開口１２１ａにおいて露出する台座３１１の上面の位置にも形成される。なお、エッチングレジスト４１０、４２０の台座３１１、突起３１２、台座３２１及び突起３２２と重ならない所定部分には、エッチングレジストの空隙が形成される。

【0039】

このようなエッチングレジストが形成された第１フレーム部材１１０及び第２フレーム部材１２０は、エッチング液に浸漬されエッチングが行われる（ステップＳ１０６）。具体的には、例えば硫酸－過酸化水素や過硫酸塩などのエッチング液に第１フレーム部材１１０及び第２フレーム部材１２０が浸漬されることにより、エッチングレジストに被覆されていない所定部分が溶解し、リードフレーム１００の形状に成形される。

【0040】

すなわち、例えば図８に示すように、第１フレーム部材１１０の台座３１１及び突起３１２と重ならない所定部分がエッチングされ、ダイパッド１１１及び端子１１２が形成される。また、例えば、第２フレーム部材１２０の台座３２１、台座３１１の上面、突起３２２と重ならない所定部分がエッチングされ、接地用パッド１２１、リード１２２及び配線１２３が形成される。また、配線１２３の層間接続部１２３ａの両端面に形成された凹部が層間接続部１２３ａの上面側からのエッチングにより連通されることにより、開口部１２４が形成される。図８は、エッチング工程の具体例を示す図である。

【0041】

このように、エッチングにより、第１フレーム部材１１０にダイパッド１１１及び端子１１２が形成されると同時に、第２フレーム部材１２０に接地用パッド１２１、リード１２２及び配線１２３が形成される。ダイパッド１１１は、側面が樹脂１３０によって被覆される埋込部１１１ａであって、側面に括れ１１１ｃを有する埋込部１１１ａと、樹脂１３０から突出する突出部１１１ｂとを有する。端子１１２は、樹脂１３０の内部に位置する埋込部１１２ａであって、側面に括れ１１２ｃを有する埋込部１１２ａと、樹脂１３０の下面から突出する突出部１１２ｂとを有する。第２フレーム部材１２０においては、配線１２３の層間接続部１２３ａの両端面に形成された凹部を連通させるエッチングが行われることによって、層間接続部１２３ａに開口部１２４が形成される。

【0042】

エッチングが完了すると、例えばアミン系又は非アミン系の剥離液を用いてエッチングレジスト４１０、４２０が剥離され（ステップＳ１０７）、第１フレーム部材１１０及び第２フレーム部材１２０からなる２層構造を有するリードフレーム１００が得られる。すなわち、例えば図９に示すように、ダイパッド１１１及び端子１１２を有する第１フレーム部材１１０と、接地用パッド１２１、リード１２２及び配線１２３を有する第２フレーム部材１２０とが積層された２層構造を有するリードフレーム１００が得られる。図９は、エッチングレジスト剥離工程の具体例を示す図である。

【0043】

成形されたリードフレーム１００には、電解めっきが施され（ステップＳ１０８）、リードフレーム１００が完成する。具体的には、第１フレーム部材１１０側又は第２フレーム部材１２０側からリードフレーム１００に給電されることにより、第１フレーム部材１１０及び第２フレーム部材１２０の樹脂１３０に覆われずに露出する金属部分にめっき層が形成される。

【0044】

すなわち、例えば図１０に示すように、ダイパッド１１１のうち突出部１１１ｂの下面、突出部１１１ｂの側面、端子１１２のうち突出部１１２ｂの下面、及び突出部１１２ｂの側面には、めっき層１４１が形成される。接地用パッド１２１の上端側面、接地用パッド１２１の上端端面、開口１２１ａの内壁面、開口１２１ａから露出するダイパッド１１１の上面、リード１２２の上端端面、リード１２２の上端側面、及び配線１２３の上面には、めっき層１４２が形成される。めっき層１４２は、層間接続部１２３ａの上面、開口部１２４の内壁面、及び開口部１２４から露出する端子１１２の上面を被覆するとともに、開口１２１ａの内壁面及び開口１２１ａから露出する埋込部１１１ａの上面を被覆している。これにより、めっき層１４２によって層間接続部１２３ａを端子１１２に接合し且つ接地用パッド１２１をダイパッド１１１に接合することができる。その結果、層間接続部１２３ａと端子１１２の結合強度、及び接地用パッド１２１とダイパッド１１１の結合強度が向上することから、ダイパッド１１１及び端子１１２が樹脂１３０から脱離する可能性をより低減することができる。図１０は、電解めっき工程の具体例を示す図である。

【0045】

めっき層１４１、１４２に用いられる金属としては、例えばＮｉ（ニッケル）／Ａｇ（銀）、Ｎｉ／Ｐｄ（パラジウム）／Ａｕ（金）、Ｓｎ（錫）、Ａｇ等がある。ここで、Ｎｉ／Ａｇとは、下層側から順にＮｉ層とＡｇ層とを積層しためっき層であり、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕとは、下層側から順にＮｉ層とＰｄ層とＡｕ層とを積層しためっき層である。めっき層１４１、１４２の形成方法としては、電解めっき法の他に、例えばＰＰＦ（Pre Plated leadFrame）法等を用いても良い。

【0046】

完成後のリードフレーム１００では、ダイパッド１１１の埋込部１１１ａの側面に括れ１１１ｃを有する。埋込部１１１ａの側面に括れ１１１ｃが形成されることにより、括れ１１１ｃに樹脂１３０が充填されるため、アンカー効果によりダイパッド１１１と樹脂１３０の密着性を向上させることができる。結果として、樹脂１３０からのダイパッド１１１の脱離を抑制することができる。

【0047】

[半導体装置を製造する工程]
次に、リードフレーム１００に半導体素子を搭載して半導体装置を製造する工程について説明する。

【0048】

半導体素子は、リードフレーム１００のダイパッド１１１に搭載される。具体的には、はんだ又はダイアタッチペーストなどの接合材によって、半導体素子５１０は、例えば図１１に示すように、接地用パッド１２１の開口１２１ａから露出するダイパッド１１１の上面に接合される。図１１は、半導体素子の搭載を説明する図である。

【0049】

半導体素子５１０がダイパッド１１１の上面に接合されると、例えば図１２に示すように、半導体素子５１０と接地用パッド１２１がワイヤボンディング接続されるとともに、半導体素子５１０とリード１２２がワイヤボンディング接続される。すなわち、半導体素子５１０の接地用電極がワイヤ５２０によって接地用パッド１２１上のめっき層１４２と電気的に接続されるとともに、半導体素子５１０の信号用電極がワイヤ５３０によってリード１２２上のめっき層１４２と電気的に接続される。このとき、半導体素子５１０が接地用パッド１２１の開口１２１ａから露出するダイパッド１１１の上面に搭載されているため、半導体素子５１０の上面の高さが接地用パッド１２１及びリード１２２上のめっき層１４２の高さにほぼ等しくなっている。その結果、半導体装置の薄厚化が可能になると同時に、ワイヤ５２０、５３０の長さを短縮することができる。図１２は、ワイヤボンディングを説明する図である。

【0050】

そして、リードフレーム１００に搭載された半導体素子５１０を封止樹脂により封止するモールドが行われる。具体的には、半導体素子５１０を搭載したリードフレーム１００が金型に収容され、流動化した封止樹脂が金型内に注入される。そして、封止樹脂が所定の温度に加熱されて硬化することにより、例えば図１３に示すように、半導体素子５１０の周囲の空間に封止樹脂５４０が充填され、リードフレーム１００に搭載された半導体素子５１０が封止される。図１３は、モールドを説明する図である。

【0051】

リードフレーム１００に搭載された半導体素子５１０が封止樹脂５４０によって封止されると、例えば図１３に示す破線部分において、封止樹脂５４０及びリードフレーム１００が切断される。これにより、リードフレーム１００が個片に分離され、例えば図１４に示すように、ダイパッド１１１、端子１１２、接地用パッド１２１、リード１２２、配線１２３、半導体素子５１０及び封止樹脂５４０を有する半導体装置が完成する。図１４は、半導体装置の構成の一例を示す図である。

【0052】

以上のように、本実施形態に係るリードフレーム（例えば、リードフレーム１００）は、第１フレーム部材（例えば、第１フレーム部材１１０）と、第２フレーム部材（例えば、第２フレーム部材１２０）と、樹脂（例えば、樹脂１３０）とを有する。第１フレーム部材は、半導体素子（例えば、半導体素子５１０）の搭載面を有するダイパッド（例えば、ダイパッド１１１）を有する。第２フレーム部材は、リード（例えば、リード１２２）を有する。樹脂は、ダイパッド及びリードの周囲の空間に充填される。ダイパッドは、埋込部（例えば、埋込部１１１ａ）と、突出部（例えば、突出部１１１ｂ）とを有する。埋込部は、搭載面と連続する側面が樹脂によって被覆される埋込部であって、側面に搭載面と平行な方向に凹む括れ（例えば、括れ１１１ｃ）を有する。突出部は、樹脂から突出する。これにより、本実施形態に係るリードフレームによれば、樹脂からのダイパッドの脱離を抑制することができる。

【0053】

また、本実施形態に係る括れの底部（例えば、底部１１１ｃｃ）は、搭載面の周縁よりも埋込部の内方に位置する。これにより、本実施形態に係るリードフレームによれば、ダイパッドの脱離の可能性をより低減させることができる。

【0054】

（第２実施形態）
第２実施形態は、第１実施形態におけるダイパッド１１１のバリエーションに関する。

【0055】

図１５は、第２実施形態に係るリードフレーム１００の構成の一例を示す断面図である。図１５において、図１と同じ部分には同じ符号を付す。図１５に示すダイパッド１１１は、埋込部１１１ａ及び突出部１１１ｂに加えて、延伸部１１１ｄを有する。

【0056】

延伸部１１１ｄは、突出部１１１ｂの外周が樹脂１３０の表面（下面）に沿って端子１１２の方向へ延伸することにより形成される。具体的には、延伸部１１１ｄは、樹脂１３０の表面におけるリード１２２に対応する位置まで延伸している。

【0057】

延伸部１１１ｄは、ダイパッド１１１が樹脂１３０から脱離する可能性を低減する。すなわち、延伸部１１１ｄが形成されることにより、ダイパッド１１１と樹脂１３０との接触面積が増大するため、ダイパッド１１１と樹脂１３０の結合強度が向上する。また、延伸部１１１ｄが樹脂１３０の表面におけるリード１２２に対応する位置まで延伸していることにより、リード１２２とダイパッド１１１の上面に搭載された半導体素子とのワイヤボンディング時にリード１２２とワイヤの接続信頼性が向上する。

【0058】

次に、上記のように構成されるリードフレーム１００の製造方法について、具体的に例を挙げながら説明する。なお、以下においては、上記第１実施形態と同様の工程についての説明を簡略化する。

【0059】

まず、上記第１実施形態と同様に、図２の第１フレーム部材１１０及び第２フレーム部材１２０の成形工程（ステップＳ１０１、Ｓ１０２）から樹脂封止工程（ステップＳ１０４）までの各工程が行われる。

【0060】

そして、中間構造体が樹脂封止されると、第１フレーム部材１１０及び第２フレーム部材１２０の表面にそれぞれエッチングレジストが形成される（ステップＳ１０５）。具体的には、例えば図１６に示すように、第１フレーム部材１１０の下面側にはエッチングレジスト４１０Ａが形成され、第２フレーム部材１２０の上面側にはエッチングレジスト４２０が形成される。図１６は、エッチングレジスト形成工程の具体例を示す図である。エッチングレジスト４１０Ａ、４２０は、ダイパッド１１１、端子１１２、接地用パッド１２１及びリード１２２として残される位置に形成される。例えば、エッチングレジスト４１０Ａは、それぞれダイパッド１１１及び端子１１２として残される台座３１１及び突起３１２の位置に形成される。エッチングレジスト４１０Ａは、ダイパッド１１１の延伸部１１１ｄとして残される、台座３１１の外周よりも外側の位置まで、延伸して形成される。エッチングレジスト４２０は、上記第１実施形態におけるエッチングレジスト４２０と同様に形成される。

【0061】

このようなエッチングレジストが形成された第１フレーム部材１１０及び第２フレーム部材１２０は、エッチング液に浸漬されエッチングが行われる（ステップＳ１０６）。具体的には、例えば硫酸－過酸化水素や過硫酸塩などのエッチング液に第１フレーム部材１１０及び第２フレーム部材１２０が浸漬されることにより、エッチングレジストに被覆されていない所定部分が溶解し、リードフレーム１００の形状に成形される。

【0062】

すなわち、例えば図１７に示すように、第１フレーム部材１１０の台座３１１、台座３１１の外周よりも外側の位置まで延伸する領域、及び突起３１２と重ならない所定部分がエッチングされ、ダイパッド１１１及び端子１１２が形成される。また、例えば、第２フレーム部材１２０の台座３２１、台座３１１の上面、突起３２２と重ならない所定部分がエッチングされ、接地用パッド１２１、リード１２２及び配線１２３が形成される。また、配線１２３の層間接続部１２３ａの両端面に形成された凹部が層間接続部１２３ａの上面側からのエッチングにより連通されることにより、開口部１２４が形成される。図１７は、エッチング工程の具体例を示す図である。

【0063】

台座３１１の外周よりも外側の位置まで延伸する領域においては、第１フレーム部材１１０の金属部分が残存することにより、延伸部１１１ｄが形成される。このとき、延伸部１１１ｄは、樹脂１３０の表面におけるリード１２２に対応する位置まで延伸するように形成される。延伸部１１１ｄは、ダイパッド１１１の上面に搭載される半導体素子とリード１２２とがワイヤボンディングによって接続される際に、ワイヤを接合するためにリード１２２に伝達される熱、超音波及び荷重の伝達効率を向上する。すなわち、延伸部１１１ｄが形成されることにより、リード１２２の下方からリード１２２を加熱するヒーターからの熱が延伸部１１１ｄを介してリード１２２へ効率的に伝達される。また、延伸部１１１ｄが形成されることにより、リード１２２が延伸部１１１ｄによって下方から支持され、リード１２２の上方からリード１２２にワイヤを押し当てるワイヤボンダーからの超音波及び荷重がワイヤへ効率的に伝達される。半導体素子とリード１２２のワイヤボンディングについては、後述する。

【0064】

エッチングが完了すると、上記第１実施形態と同様に、図２のエッチングレジスト剥離工程（ステップＳ１０７）から電解めっき工程（ステップＳ１０８）までの各工程が行われる、リードフレーム１００が完成する。

【0065】

ここで、図１８を参照して、ワイヤボンディングについて説明する。図１８は、ワイヤボンディングを説明する図である。半導体装置を製造する工程において半導体素子５１０がダイパッド１１１の上面に接合されると、例えば図１８に示すように、半導体素子５１０と接地用パッド１２１がワイヤボンディング接続されるとともに、半導体素子５１０とリード１２２がワイヤボンディング接続される。すなわち、半導体素子５１０の接地用電極がワイヤ５２０によって接地用パッド１２１上のめっき層１４２と電気的に接続される。また、半導体素子５１０の信号用電極がワイヤ５３０によってリード１２２上のめっき層１４２と電気的に接続される。このとき、樹脂１３０の表面におけるリード１２２に対応する位置には、延伸部１１１ｄが位置しているため、ワイヤ５３０を接合するためにリード１２２を加熱するヒーター６１０からの熱がリード１２２へ効率的に伝達される。また、リード１２２が延伸部１１１ｄによって下方から支持されるため、リード１２２にワイヤ５３０を押し当てるワイヤボンダー６２０からの超音波及び荷重がワイヤ５３０へ効率的に伝達される。その結果、ワイヤ５３０をリード１２２上のめっき層１４２に確実に接合することができることから、リード１２２とワイヤ５３０の接続信頼性を向上させることができる。

【0066】

以上のように、本実施形態に係るリードフレームのダイパッドは、突出部（例えば、突出部１１１ｂ）の外周に形成され、樹脂（例えば、樹脂１３０）の表面に沿って突出部の外方に延伸する延伸部（例えば、延伸部１１１ｄ）を有する。これにより、本実施形態に係るリードフレーム１００によれば、ダイパッドと封止樹脂の結合強度を向上させることができる。

【0067】

また、本実施形態に係る延伸部は、樹脂の表面におけるリード（例えば、リード１２２）に対応する位置まで延伸する。これにより、本実施形態に係るリードフレーム１００によれば、半導体素子とリードがワイヤボンディング接続される際に、リードとワイヤの接続信頼性を向上させることができる。

【0068】

（その他）
上記実施形態では、エッチングレジストが形成された第１フレーム部材１１０及び第２フレーム部材１２０をエッチング液に浸漬することにより、エッチングレジストに被覆されていないエッチング対象部分を溶解する例を示した（エッチング工程、図８、図１７参照）。このとき、第１フレーム部材１１０のエッチング対象部分の厚さが第２フレーム部材１２０のエッチング対象部分の厚さよりも小さい場合、第１フレーム部材１１０のエッチング対象部分が過剰に溶解されて埋込部１１１ａの側面が侵食される。結果として、埋込部１１１ａの側面の括れ１１１ｃの形状が損なわれるおそれがある。そこで、括れ１１１ｃの形状を保つ観点から、図１９に示すように、第１フレーム部材１１０のエッチング対象部分Ａの厚さと第２フレーム部材１２０のエッチング対象部分Ｂの厚さとを略同一とすることが好ましい。図１９は、エッチングレジストが形成された第１フレーム部材１１０及び第２フレーム部材１２０の一例を示す図である。

【符号の説明】

【0069】

１００ リードフレーム
１１０ 第１フレーム部材
１１１ ダイパッド
１１１ａ 埋込部
１１１ｂ 突出部
１１１ｃ 括れ
１１１ｃｃ 底部
１１１ｄ 延伸部
１２０ 第２フレーム部材
１２２ リード
１３０ 樹脂
５１０ 半導体素子
５４０ 封止樹脂

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】