特許 7425581 半導体装置およびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-23

(45)【発行日】2024-01-31

(54)【発明の名称】半導体装置およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/56 20060101AFI20240124BHJP

   H01L 23/50 20060101ALI20240124BHJP

   B29C 45/26 20060101ALI20240124BHJP

   B29C 33/68 20060101ALI20240124BHJP

   B29C 45/02 20060101ALI20240124BHJP

   B29C 45/14 20060101ALI20240124BHJP

【ＦＩ】

H01L21/56 R

H01L21/56 H

H01L23/50 G

B29C45/26

B29C33/68

B29C45/02

B29C45/14

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2019206069

(22)【出願日】2019-11-14

(65)【公開番号】P2021082624

(43)【公開日】2021-05-27

【審査請求日】2022-09-29

(73)【特許権者】

【識別番号】000191238

【氏名又は名称】日清紡マイクロデバイス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001896

【氏名又は名称】弁理士法人朝日奈特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田中 亮輔

【審査官】河合 俊英

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－１９６００５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０７７２７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２３５２３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／５６

Ｈ０１Ｌ ２３／５０

Ｂ２９Ｃ ４５／２６

Ｂ２９Ｃ ３３／６８

Ｂ２９Ｃ ４５／０２

Ｂ２９Ｃ ４５／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体素子とリード端子の一端とが樹脂により封止された半導体装置において、
前記リード端子は、それぞれ一方の面に凹部を備え、
前記半導体素子と前記リード端子の一端が、前記一方の面側に突出する第１の樹脂部で封止され、
前記凹部の一部は、前記第１の樹脂部で充填され、
前記第１の樹脂部から延出する前記リード端子に位置する前記凹部は、前記第１の樹脂部に連続する第２の樹脂部で充填され、
前記第１の樹脂部から延出する前記リード端子間は、前記第２の樹脂部に連続する第３の樹脂部で充填され、
前記第２の樹脂部および前記第３の樹脂部の前記一方の面の高さは、前記リード端子の前記一方の面より低く、前記凹部の底面より高いことを特徴とする半導体装置。

【請求項2】

半導体素子とリード端子の一端とが樹脂により封止された半導体装置の製造方法において、
前記半導体素子と前記リード端子の一端とを前記樹脂により封止する際、
封止用の金型のキャビティ内に前記半導体素子と前記リード端子の一端と前記リード端子の一方の面に形成された凹部の一部とを配置し、前記キャビティの端部を前記凹部上に配置して、前記金型で前記リード端子、および前記一方の面に配置され前記凹部上で折れ曲がる離型フィルムをクランプし、
前記キャビティ内に前記樹脂を注入し、前記半導体素子と前記リード端子の一端と前記凹部の一部を封止する、前記一方の面側に突出する第１の樹脂部を形成するとともに、前記第１の樹脂部から露出する前記リード端子に位置する前記凹部と前記リード端子間に前記樹脂を注入して、前記一方の面の高さが、前記リード端子の前記一方の面より低く、前記凹部の底面より高い、前記凹部を充填する第２の樹脂部と前記リード端子間を充填する第３の樹脂部とを形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体装置およびその製造方法に関し、特に樹脂封止部からリード端子が露出する半導体装置及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、携帯電話、スマートフォン、タブレット等の通信機器等の小型化だけでなく、センサ搭載数の増加等で車載電子機器の小型化も進んでいる。特に車載電子機器では、高い実装信頼性を維持しながら、所定空間に搭載できる部品を作る必要があり、ショートリードを具備した半導体装置が使用される。

【0003】

図６及び図７に、従来の半導体装置２０Ａの一例を示す。図において、１はダイパッド、２はリード端子、３は半導体素子、４は半導体素子３とリード端子２を接続する金属ワイヤ、５は樹脂封止部、６はリード端子間樹脂部である。この種の半導体装置では、リード端子２の一部が樹脂封止部５の側面から水平方向に突出、露出し、リード端子２間にはリード端子間樹脂部６が形成されている。

【0004】

この種の半導体装置２０Ａを製造する場合、まず半導体素子３をリードフレームのダイパッド１上に実装し、リード端子２と半導体素子３の電極を金属ワイヤ４で接続する。その後図８に示すように、封止用金型となる上金型７ａに形成されたキャビティ８内に半導体素子３とこの半導体素子３の電極と金属ワイヤ４で接続されたリード端子２の一端とを配置し、離型フィルム９を介して、上金型７ａと下金型７ｂとでリード端子２をクランプする。その後、キャビティ内に封止樹脂を注入して樹脂封止部５を形成するとともに、リード端子２間に封止樹脂を注入してリード端子間樹脂部６を形成する。その後、リードフレームおよび樹脂封止部等を切断することで個片化し、図６および図７に示す半導体装置２０Ａを形成することができる。

【0005】

ここで離型フィルム９は、上金型７ａの表面に樹脂が付着することを防ぐために用いられている。この離型フィルム９は、上金型７ａと下金型７ｂとでリード端子２をクランプする際、変形してリード端子２間にわずかに入り込む。その結果、図７に示すようにリード端子間樹脂部６の表面がリード端子２の表面より低くなっている。この種の半導体装置の製造方法は特許文献１に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００５－２１９２１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

従来のこの種の半導体装置の製造方法では、離型フィルム９を介して上金型７ａと下金型７ｂとでリード端子２をクランプする際、キャビティ８の端部からリード端子２上に折り曲げられる部分で離型フィルムにシワが発生する問題が知られている。このシワがリード端子２上に広がるように発生したまま樹脂を注入してしまうと、このシワの中に樹脂が入り込みリード端子２上に樹脂が流れ出る、いわゆる樹脂漏れが生じてしまう。樹脂漏れが生じた半導体装置２０Ｂを図９に示す。このように樹脂漏れ部１０のある半導体装置２０Ｂは、外観不良となる。また樹脂漏れが生じたリード端子の表面は実装基板等への実装面とすることができず、実装構造の自由度が低下してしまうという問題があった。本発明はこのような問題点を解消し、外観不良を発生させることなく、リード端子の表面および裏面のいずれも実装面として使用することができる半導体装置とそ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】

【0008】

上記目的を達成するため、本願請求項１に係る半導体装置は、半導体素子とリード端子の一端とが樹脂により封止された半導体装置において、前記リード端子は、それぞれ一方の面に凹部を備え、前記半導体素子と前記リード端子の一端が、前記一方の面側に突出する第１の樹脂部で封止され、前記凹部の一部は、前記第１の樹脂部で充填され、前記第１の樹脂部から延出する前記リード端子に位置する前記凹部は、前記第１の樹脂部に連続する第２の樹脂部で充填され、前記第１の樹脂部から延出する前記リード端子間は、前記第２の樹脂部に連続する第３の樹脂部で充填され、前記第２の樹脂部および前記第３の樹脂部の前記一方の面の高さは、前記リード端子の前記一方の面より低く、前記凹部の底面より高いことを特徴とする。

【0009】

本願請求項２に係る半導体装置の製造方法は、半導体素子とリード端子の一端とが樹脂により封止された半導体装置の製造方法において、前記半導体素子と前記リード端子の一端とを前記樹脂により封止する際、封止用の金型のキャビティ内に前記半導体素子と前記リード端子の一端と前記リード端子の一方の面に形成された凹部の一部とを配置し、前記キャビティの端部を前記凹部上に配置して、前記金型で前記リード端子、および前記一方の面に配置され前記凹部上で折れ曲がる離型フィルムをクランプし、前記キャビティ内に前記樹脂を注入し、前記半導体素子と前記リード端子の一端と前記凹部の一部を封止する、前記一方の面側に突出する第１の樹脂部を形成するとともに、前記第１の樹脂部から露出する前記リード端子に位置する前記凹部と前記リード端子間に前記樹脂を注入して、前記一方の面の高さが、前記リード端子の前記一方の面より低く、前記凹部の底面より高い、前記凹部を充填する第２の樹脂部と前記リード端子間を充填する第３の樹脂部とを形成することを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、離型フィルムが封止用の金型でクランプされる際にシワが発生した場合でも、リード端子の凹部に離型フィルムが入り込むため、第２の樹脂部を超えてリード端子に樹脂漏れが生じることはない。その結果、半導体装置の外観不良を発生させることはなく、またリード端子の両面を実装基板等への実装面として使用することができ、実装構造の自由度が増すという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施例の半導体装置の説明図である。

【図2】本発明の実施例の半導体装置の説明図である。

【図3】本発明の実施例の半導体装置の製造方法に使用するリードフレームの説明図である。

【図4】本発明の実施例の半導体装置の製造方法を説明する図である。

【図5】本発明の実施例の半導体装置の製造方法を説明する図である、

【図6】従来の半導体装置の説明図である。

【図7】従来の半導体装置の説明図である。

【図8】従来の半導体装置の製造方法を説明する図である。

【図9】従来の半導体装置の外観不良の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明の半導体装置およびその製造方法では、半導体装置のリード端子上に凹部を備える構成とすることで、樹脂封止の際、離型フィルムにシワが発生した場合であっても、封止用金型のキャビティから離れた位置でリード端子を確実にクランプすることで樹脂漏れの発生を防止している。以下、本発明の実施例について詳細に説明する。

【実施例】

【0013】

本発明の実施例について説明する。図１および図２は、本実施例の半導体装置２０の説明図である。図において１はダイパッド、２はリード端子、３は半導体装置、４は半導体素子３とリード端子２を接続する金属ワイヤ、５は樹脂封止部（第１の樹脂部に相当）、６はリード端子間樹脂部（第３の樹脂部に相当）、１１は凹部、１２は凹部樹脂部（第２の樹脂部に相当）である。

【0014】

本実施例の半導体装置２０は、従来の半導体装置２０Ａと比較して凹部１１と凹部樹脂部１２を備えている点で相違している。図２に示すように、凹部１１は、一部を樹脂封止部５で充填され、樹脂封止部５から延出するリード端子２に形成された凹部１１は、樹脂封止部５に連続する薄い樹脂からなる凹部樹脂部１２で充填されていることがわかる。

【0015】

この凹部樹脂部１２は、図１に示すようにリード端子２間に充填されたリード端子間樹脂部６にも連続し、リード端子２の表面より低い高さとなっている。

【0016】

次に本実施例の半導体装置２０の製造方法について説明する。図３は本実施例で使用するリードフレーム３０の一部を示しており、ダイパッド１を挟んで左右に４本ずつリード端子２が配置された半導体装置形成領域がマトリックス状に複数配置している。本実施例では、リード端子２の一部に凹部１１を形成している点が、通常の半導体装置の製造方法に使用されるリードフレームと相違している。

【0017】

図３に示すリードフレーム３０を用いて半導体装置２０を形成する場合、まず半導体素子３をリードフレームのダイパッド１上に実装し、リード端子２と半導体装置の電極を金属ワイヤ４で接続する。

【0018】

その後図４に示すように、封止用の金型となる上金型７ａに形成されたキャビティ８内に半導体素子３とこの半導体素子３の電極と金属ワイヤ４で接続するリード端子２の一端とを配置し、離型フィルム９を介して、上金型７ａと下金型７ｂとでリード端子２をクランプする。このとき図４に示すように、上金型７ａのキャビティ８側の端部が凹部１１上に配置し、凹部１１の一部がキャビティ内に配置されるようにする。また凹部１１の一部がリード端子２をクランプする上金型７ａ上に配置するようにする。なお、図４は、１個の半導体装置の形成領域の断面図を示している。

【0019】

このように配置することで、離型フィルム９が折り曲げられることによって生じるシワは凹部１１内に入り込み、上金型７ａとリード端子２とが接合する部分はシワのない部分となり、確実にクランプすることが可能となる。なお、凹部１１の幅は、離型フィルム９の厚さやシワが形成される領域等を考慮して設定し、凹部１１の深さは、離型フィルム９が十分に入り込み、凹部樹脂部１２が形成される深さに設定すればよい。

【0020】

その後、キャビティ８内に封止樹脂を注入して樹脂封止部５を形成するとともに、凹部１１内に封止樹脂を注入して凹部樹脂部１２とリード端子２間に封止樹脂を注入してリード端子間樹脂部６を形成する。図５は、図４に示すキャビティ８が図面上下方向に一体となって形成されており、さらに図面左右方向に列状に形成されている封止用金型を用いて、樹脂封止部５を列状に形成した例を示している。このように樹脂封止部５が列状に配置するように構成すると、図４で説明した上金型７ａのキャビティ８側の端部が図５の図面上下方向であって、図面左右方向に列状に配置されるため、同様に配置されている凹部１１内にシワが形成された離型フィルム９を入り込ませることができ、また各リード端子を確実にクランプすることができ、樹脂漏れの発生を防止することが可能となる。

【0021】

その後、所定の位置で格子状に切断して個片化することで、図１および図２に示す半導体装置を形成することができる。

【0022】

本実施例の製造方法により形成される半導体装置２０は、凹部１１内およびリード端子２間に離型フィルム９が入り込むことが必須のため、リード端子間樹脂部６と凹部樹脂部１２の表面の高さは、リード端子２の表面より低くなる。そのため凹部１１の深さを浅く設定してしまうと、凹部樹脂部１２が薄くなり、樹脂封止部５やリード端子間樹脂部６と分離してしまう場合もある。このような分離が生じると凹部樹脂部１２の剥離により新たな外観不良を招いてしまう。そこで凹部樹脂部１２は、樹脂封止部５とリード端子間樹脂部６と連続する形状となるように形成する必要がある。

【0023】

以上本発明の実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものでないことは言うまでもない。例えば、上記実施例では、リード端子の一方の面のみに樹脂封止部が形成された半導体装置を例にとり説明したが、これに限定されずリード端子の両面に樹脂封止部を形成する半導体装置としてもよい。その場合、リード端子２の両面に凹部１１を形成してもリード端子２の強度を保つことができる程度の厚さとする等工夫すればよい。

【0024】

また上記実施例のようなリード端子の一方の面のみに封止樹脂が形成される半導体装置では、リード端子やダイパッドの裏面側をエッチングしてリード端子等の一部を樹脂封止部内に配置する場合もあり、本実施例においても同様にリード端子やダイパッドの一部を樹脂封止部内に配置する構成としても何ら問題ない。

【符号の説明】

【0025】

１： ダイパッド、２：リード端子、３：半導体素子、４：金属ワイヤ、５：樹脂封止部、６：リード端子間樹脂部、７ａ：上金型、７ｂ：下金型、８：キャビティ、９：離型フィルム、１０：樹脂漏れ部、１１：凹部、１２凹部樹脂部、２０、２０Ａ、２０Ｂ：半導体装置、３０：リードフレーム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】