JP2010225892A - SEMICONDUCTOR DEVICE, ITS MANUFACTURING METHOD, AND ELECTRONIC DEVICE - Google Patents
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Abstract
【課題】モールド手段から突出するリードの長さに関わらず、モールド手段から突出するリードの全面に外装メッキ処理を施すことが可能な半導体装置を提供すること。
【解決手段】本発明に係る半導体装置の製造方法は、リードカット工程後にリードフレームからリード先端にメッキ電流が流れるように、あらかじめ、前記リード間、又は/及び前記リードとタブ間に仮結線を形成し、前記仮結線を形成後に、モールド成形を行い、前記リードカットを実施し、前記リードに外装メッキを施し、前記仮結線を分断する。
【選択図】図1A semiconductor device capable of performing exterior plating treatment on the entire surface of a lead protruding from a molding means regardless of the length of the lead protruding from the molding means.
A semiconductor device manufacturing method according to the present invention is such that a temporary connection is made in advance between the leads or / and between the leads and tabs so that a plating current flows from the lead frame to the tip of the lead after the lead cutting process. After forming the temporary connection, molding is performed, the lead cut is performed, exterior plating is applied to the lead, and the temporary connection is divided.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、リードを有する半導体装置、及びその製造方法に関する。また、前記半導体装置を搭載した電子機器に関する。 The present invention relates to a semiconductor device having leads and a method for manufacturing the same. The present invention also relates to an electronic device equipped with the semiconductor device.
半導体装置の表面実装パッケージとして、SON(Small Outline Non-lead)パッケージや、ガルウイングタイプのパッケージなどがある。SONパッケージは、封止樹脂から突出するリードの長さが短いリードレスタイプのものである。ガルウイングタイプのパッケージは、封止樹脂から水平方向に突出するリードが下方に折り曲げられ、さらに水平方向に折り曲げられたものである。 As surface mount packages for semiconductor devices, there are SON (Small Outline Non-lead) packages and gull-wing type packages. The SON package is a leadless type with a short lead protruding from the sealing resin. In the gull-wing type package, a lead protruding in a horizontal direction from a sealing resin is bent downward and further bent in a horizontal direction.
このような半導体装置は、通常、以下の工程を経て製造される。まず、リードフレームに半導体チップを搭載する。次いで、モールド手段を用いて半導体素子の封止を行う。続いて、リードフレームに対し、外装メッキ処理などの外装処理を行う。その後、リードフレームのリード先端部に対応する部分を切断(リードカット)することにより、半導体装置を個片分離する。 Such a semiconductor device is usually manufactured through the following steps. First, a semiconductor chip is mounted on the lead frame. Next, the semiconductor element is sealed using a mold means. Subsequently, exterior processing such as exterior plating is performed on the lead frame. Thereafter, the semiconductor device is separated into individual pieces by cutting (lead cutting) a portion corresponding to the lead tip of the lead frame.
上記製造工程において製造されたリード先端面(切断面)は、メッキ皮膜が形成されていない。これは、リードの切断工程よりも前の工程において、外装メッキ処理を行っているためである。上記製造工程において製造されたリード先端面は、メッキ皮膜が形成されていないことに起因して半田濡れ性が悪くなる。そして、半田濡れ性不良に起因して、半導体装置を実装基板などに実装する際に、実装強度が低下してしまうという問題が生じていた。 The lead tip surface (cut surface) manufactured in the above manufacturing process is not formed with a plating film. This is because the exterior plating process is performed in a process prior to the lead cutting process. The lead end surface manufactured in the manufacturing process has poor solder wettability due to the absence of a plating film. Then, due to the poor solder wettability, there has been a problem that the mounting strength is reduced when the semiconductor device is mounted on a mounting substrate or the like.
特許文献1においては、上記問題点を解決する方法として、リード先端面が完全にメッキで覆われていなくても、基板実装時に良好な半田フィレットを形成する方法が提案されている。図9(a)に、特許文献1に記載のSONパッケージ構造の半導体装置の平面図を、図9(b)にA方向から見た側面図を、図9(c)にB方向から見た側面図を、図9(d)に下面図を、図9(e)に図9(b)の破線円で囲まれた部分の拡大図を示す。
In
リード103は、半導体チップ(不図示)を封止するための封止樹脂101の側面に複数設けられている。リード103の一部は、封止樹脂101の底面に露出している。リード103の先端部103aは半抜き工法(ハーフブランク工法)により、例えばリード103の厚みの半分の寸法だけ上方へ折り曲げられており、リード103の下面103bに段差部103cが形成されている。
A plurality of
リード103の先端面には、下面103b側から上面103d側へ順にダレ面103e、剪断面103f、破断面103g、切断バリ103hが形成されている。リード103において、段差部103cを含む下面103b、上面103d、側面、及びダレ面103eにメッキ被膜(不図示)が形成されている。剪断面103fにはメッキ被膜が形成されている場合と形成されていない場合がある。
A
図10(a)、図10(b)に、特許文献1に記載の半導体装置を実装基板に実装した状態のリード部分の断面図を示す。図10(a)は、リード先端面の剪断面103fにメッキ被膜(不図示)が形成されていない場合の断面図であり、図10(b)は、リード先端面の剪断面103fにメッキ被膜(不図示)が形成されている場合の断面図である。
10A and 10B are cross-sectional views of a lead portion in a state where the semiconductor device described in
実装基板105上に、SONパッケージ構造の半導体装置を搭載してリード103と実装基板105の電極(不図示)を半田接続すると、リード103の段差部103cを含む下面103b及び側面に半田フィレット107が形成される(図10(a)、図10(b)参照)。図10(b)に示すように、リード103の先端面の剪断面103fにメッキ被膜が形成されている場合には剪断面103fにも半田フィレット107が形成される。
When a semiconductor device having an SON package structure is mounted on the
図11(a)に、別の従来例に係るSONパッケージ構造の半導体装置において、リードフレームの切断工程前の半導体装置の模式的平面図を示す。また、図11(b)に、同SONパッケージ構造の半導体装置において、リードカット工程後の個片分離された半導体装置の模式的平面図を示す。 FIG. 11A is a schematic plan view of a semiconductor device before a lead frame cutting step in a SON package structure semiconductor device according to another conventional example. FIG. 11B is a schematic plan view of the separated semiconductor device after the lead cut process in the semiconductor device having the SON package structure.
半導体装置200は、封止樹脂201、リードフレーム202を備える。リードフレーム202には、タイバー204が設けられている。外装メッキ処理を施すと、タイバー204側面部にメッキ皮膜が形成される。その後、タイバー204側面部がリード203の先端となる様にリードフレーム202を切断することにより、図11(b)に示すような半導体装置を得る。タイバー204側面をリード先端面とすることにより、リード先端面に外装メッキを施すことが可能となる。
The
上記特許文献1の方法においては、前述したように、リード103の先端部を上方に折り曲げるので、リード103先端部に段差部(くびれ部)が形成されている。このため、当該段差部(くびれ部)のリード強度が低下するという問題があった。これに対し、段差をなくすためにリードカットを段差部端面で実施した場合には、パンチがメッキ付着されたリード先端部に接触し、メッキが剥離したり、メッキ屑が発生したりするという問題が生じる。
In the method of
図11に示した従来例においては、封止樹脂から突出するリードの長さが短い場合(例えば、リードの長さが0.2mm程度)に適用することは困難であった。これは、小型化に伴ってタイバー204自体を設けることが困難になるためである。
The conventional example shown in FIG. 11 is difficult to apply when the length of the lead protruding from the sealing resin is short (for example, the length of the lead is about 0.2 mm). This is because it becomes difficult to provide the
このため、封止樹脂から突出するリードの長さが0.2mm程度の半導体装置を製造する場合には、図12の模式的平面図に示すようなリードフレーム302を用いて、外装メッキ処理を行った後に、リードカットを行っていた。すなわち、タイバーが設けられていないリードフレーム302を用いて外装メッキ処理を行った後に、封止樹脂301から突出するリードの長さが所望の長さとなる位置(図12の例においては0.2mm)でリードカットを行っていた。しかしながら、この方法によれば、リード先端面の剪断面のみにメッキが付着し、破断面にはメッキが付着しない。また、剪断面の領域は、パンチと金型ダイのクリアランスやリードカットのショット数によるパンチの汚れ具合や摩耗量によって変化する。このため、安定したメッキ付着部を確保する事が困難であった。
For this reason, when manufacturing a semiconductor device in which the length of the lead protruding from the sealing resin is about 0.2 mm, an exterior plating process is performed using a
本発明に係る半導体装置の製造方法は、リードカット工程後にリードフレームからリード先端にメッキ電流が流れるように、あらかじめ、前記リード間、又は/及び前記リードとタブ間に仮結線を形成し、前記仮結線を形成後に、モールド成形を行い、前記リードカットを実施し、前記リードに外装メッキを施し、前記仮結線を分断するものである。 In the semiconductor device manufacturing method according to the present invention, a temporary connection is formed in advance between the leads or / and between the lead and the tab so that a plating current flows from the lead frame to the lead tip after the lead cutting step, After forming the temporary connection, molding is performed, the lead cut is performed, exterior plating is applied to the lead, and the temporary connection is divided.
本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、仮結線を形成することにより、リードカット工程後にリードフレームからリード先端にメッキ電流が流れるようにすることができる。このため、封止樹脂から突出するリード長さに関わらず、封止樹脂から突出するリードにメッキを施すことができる。 According to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, by forming a temporary connection, it is possible to cause a plating current to flow from the lead frame to the tip of the lead after the lead cutting process. For this reason, the lead protruding from the sealing resin can be plated regardless of the length of the lead protruding from the sealing resin.
本発明に係る第1の態様の半導体装置は、上記半導体装置の製造方法により製造されたものである。 A semiconductor device according to a first aspect of the present invention is manufactured by the above-described method for manufacturing a semiconductor device.
本発明に係る第2の態様の半導体装置は、半導体素子と、前記半導体素子が封止されたモールド手段と、前記モールド手段から突出するリードと、前記モールド手段によって封止された内部に配設され、前記突出するリードに外装メッキを施す際にメッキ電流を流す役割を担った後に分断された仮結線とを備え、前記突出するリードのうちの少なくとも一部のリードは、全面が外装メッキされているものである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device including a semiconductor element, a molding unit in which the semiconductor element is sealed, a lead protruding from the molding unit, and an interior sealed by the molding unit. And at least some of the protruding leads are externally plated. It is what.
本発明に係る電子機器は、前記第1又は第2の態様の半導体装置のモールド手段から突出するリードと、電子部品の電極が導電性部材を介して接続されているものである。 In the electronic apparatus according to the present invention, the lead protruding from the molding means of the semiconductor device of the first or second aspect and the electrode of the electronic component are connected via a conductive member.
本発明によれば、モールド手段から突出するリードの長さに関わらず、モールド手段から突出するリードの全面に外装メッキ処理を施すことが可能な半導体装置を提供することができるという優れた効果を有する。 According to the present invention, it is possible to provide a semiconductor device capable of providing a semiconductor device capable of performing an exterior plating process on the entire surface of a lead protruding from a molding unit regardless of the length of the lead protruding from the molding unit. Have.
以下、本発明を適用した実施形態の一例について説明する。なお、本発明の趣旨に合致する限り、他の実施形態も本発明の範疇に属し得ることは言うまでもない。また、以降の図における各部材のサイズや比率は、説明の便宜上のものであり、実際のものとは異なる。 Hereinafter, an example of an embodiment to which the present invention is applied will be described. It goes without saying that other embodiments may also belong to the category of the present invention as long as they match the gist of the present invention. Moreover, the size and ratio of each member in the following drawings are for convenience of explanation, and are different from actual ones.
図1に、本実施形態に係るSONパッケージ構造の半導体装置の装置構成の一例を説明するための模式的透視平面図を示す。説明の便宜上、封止樹脂5を透視した図とする。半導体装置50は、半導体素子1、ワイヤボンディング2、ダミーボンディング細線として機能する仮結線3A,3B、クリップ4、封止樹脂5を備える。
FIG. 1 is a schematic perspective plan view for explaining an example of a device configuration of a semiconductor device having a SON package structure according to the present embodiment. For convenience of explanation, it is assumed that the sealing
また、半導体装置50は、リードとして、第1リード11、第2リード12、第3リード13、第4リード14、第5リード15、第6リード16、第7リード17、第8リード18を具備する。さらに、半導体装置50は、半導体素子1が載置されるタブ20、タブ20と接続される吊りピン19を備える。
In addition, the
第1リード11〜第4リード14は、タブ20と一体的に形成され、第5リード15〜第8リード18は、タブ20と別体に形成されている。第5リード15〜第8リード18のうちの、第5リード15〜第7リード17は、互いに電気的に接続されるように封止樹脂5内において一体的に形成されている。一方、第8リード18は、他のリード及びタブ20と別体に形成されている。言い換えると、第8リード18は、他のリード及びタブ20と電気的に絶縁されている。
The
半導体素子1は、例えば、半導体チップであり、図1中の紙面表面側に素子形成面が形成されている。半導体素子1の素子形成面の反対側の裏面側は、導電性接着材(不図示)を介してタブ20に固設されている。
The
ワイヤボンディング2は、半導体素子1の表面に形成されたパッド(不図示)と、第8リード18を接続するように、これらの間に配設されている。ワイヤボンディング2の材料としては、特に限定されるものではないが、好適な材料として、Au線、Al線、Cu線、低融点半田ワイヤなどの金属細線を挙げることができる。
The
仮結線3Aは、第8リード18と第7リード17の間に形成されている。但し、図1に示すように、仮結線3Aは、第8リード18と第7リード17間において、分断されている。従って、第8リード18と第5リード15〜第7リード17とは、電気的に絶縁状態となっている。
The temporary connection 3 </ b> A is formed between the
仮結線3Bは、第5リード15とタブ20の間に形成されている。但し、図1に示すように、仮結線3Bは、第5リード15とタブ20の間において、分断されている。従って、第5リード15〜第7リード17とタブ20とは、電気的に絶縁状態となっている。
The temporary connection 3 </ b> B is formed between the
仮結線3A、3Bの材料としては、特に限定されるものではないが、好適な材料として、ワイヤボンディング2と同様のAu線、Al線、Cu線、低融点半田ワイヤなどの金属細線を挙げることができる。仮結線3A、3Bの上述の分断のための手段は、特に限定されるものではないが、溶断により切断することが好ましい。
The material of the
クリップ4は、半導体素子1の素子形成面と第5リード15〜第7リード17を電気的に接続するように形成されている。
The
封止樹脂5は、モールド手段であり、SONパッケージ構造となるようにモールド成形されている。具体的には、封止樹脂5より、第1リード11〜第8リード18の先端部が突出するように形成されている。
The sealing
第1リード11〜第8リード18は、封止樹脂5からの突出部の全面に外装メッキが施されている。本実施形態においては、第8リード18がゲート電極として機能し、第5リード15〜第7リード17がソース電極として機能する。
The
次に、本実施形態に係る半導体装置の製造方法を、図2のフローチャート図、及び図3〜7の製造工程図を用いつつ説明する。 Next, the manufacturing method of the semiconductor device according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. 2 and the manufacturing process diagrams of FIGS.
ステップS1において、前述した金属細線等によりダミーボンディング細線である仮結線3A、3Bをリードフレーム10上に形成する(図3参照)。具体的には、リードフレーム10のうちの第8リード18と、第7リード17とを互いに接続するように、仮結線3Aを形成する。また、リードフレーム10のうちの第5リード15とタブ20を互いに接続するように、仮結線3Bを形成する。
In step S1,
ステップS2において、タブ20上に導電性接着剤を塗布して半導体素子1をダイボンディングする(図4参照)。
In step S2, a conductive adhesive is applied on the
ステップS3において、半導体素子1の表面(素子形成面)のパッド(不図示)と、ソース電極として機能する第5リード15〜第7リード17を電気的に接続するように、クリップ4を配設する。本実施形態においては、Cuクリップを用いた。
In step S3, the
ステップS4において、ゲート電極として機能する第8リード18と半導体素子1の表面のパッド(不図示)が電気的に接続するように、ワイヤボンディング2を配設する(図5参照)。本実施形態においては、ワイヤボンディング2としてAu線を用いた。
In step S4,
ステップS5において、封止樹脂5を用いてモールド成形を行う。
In step S5, molding is performed using the sealing
ステップS6において、切断金型を用いて、各リードを所望の長さにカットする。これにより、図6のような構成となる。換言すると、リードカットにより、封止樹脂5から突出するリードの全面が露出する。
In step S6, each lead is cut into a desired length using a cutting die. Thereby, it becomes a structure like FIG. In other words, the entire surface of the lead protruding from the sealing
ステップS7において、リードフレーム10に外装メッキを施すためにリードフレームにメッキ電流を流す。リードカットにより、リードフレーム10の枠と別体となった第5リード15、第6リード16、第7リード17、及び第8リード18は、上述の仮結線3A,3Bを介して、リードフレーム10に接続されている。これにより、メッキ電流を全てのリード先端に流すことができる。その結果、封止樹脂5から突出しているリードの全面にメッキを施すことができる。
In step S7, a plating current is passed through the lead frame in order to apply exterior plating to the
ステップS8において、タブ20の図7中の左右に位置する2つの吊りピン19を切断することにより、半導体装置を個片分離する。
In step S8, the two suspension pins 19 positioned on the left and right of the
ステップS9において、仮結線3A,3Bの分断を行う。仮結線3A,3Bの分断方法としては、封止樹脂5を破壊することなく分断できるものであれば特に限定されない。好適には、溶断による分断手段を挙げることができる。仮結線3A、3BとしてAu線、Al線、Cu線等を適用した場合には、仮結線3A、3B間に電流を流すことにより溶断することができる。また、仮結線3A、3Bとして低融点半田ワイヤを適用した場合、半導体装置を半田ワイヤの融点以上に加熱させることにより溶断することができる。
In step S9, the
ステップS10において、半導体装置を特性選別する。以上の工程を経て、図1に示すような半導体装置50を得る。
In step S10, the semiconductor device is subjected to characteristic selection. Through the above steps, a
なお、本実施形態においては、仮結線3のダミーボンディングをステップS1の工程で行う例について述べたが、ステップS5のモールド成形工程前であればどの段階でダミーボンディング工程を行ってもよい。例えば、ステップS4のワイヤボンディングと同一のタイミングでダミーボンディングを行ってもよい。同一設備で連続して行うことにより、コスト増加を最小限に抑えることができる。 In the present embodiment, the example in which the dummy bonding of the temporary connection 3 is performed in the process of step S1 has been described. However, the dummy bonding process may be performed at any stage before the molding process of step S5. For example, dummy bonding may be performed at the same timing as the wire bonding in step S4. By carrying out continuously with the same equipment, the cost increase can be minimized.
本実施形態に係る半導体装置50は、電子機器に搭載される。具体的には、半導体装置50において、封止樹脂5から突出するリードと、実装基板等の電子部品に形成された電極が半田フィレット等の導電性部材を介して接続されている。
The
図8に、本実施形態に係る半導体装置を実装基板に実装した状態のリード部分の断面図を示す。本実施形態に係る半導体装置50は、封止樹脂5から突出するリード全面にメッキ処理が施されているので、半田濡れ性が良好となる。すなわち、封止樹脂5から突出したリードに半田フィレット35が良好に形成される。その結果、半導体装置50を実装基板30に実装する際に、実装強度が低下してしまうという問題を解決することができる。
FIG. 8 is a cross-sectional view of a lead portion in a state where the semiconductor device according to the present embodiment is mounted on a mounting substrate. In the
上記特許文献1のような半抜き工法においては、メッキ付着状態のばらつきが大きかったが、本実施形態によれば、仮結線3A,3Bを形成することにより、封止樹脂5から突出するリード全面に亘ってメッキを良好に付着させることができる。従って、実装基板等に実装する際に、半田濡れ性を良好に保つことができる。これにより、封止樹脂5から突出するリードにおいて、良好な半田フィレットを形成することができる。従って、リード強度が低下するという問題を解決することができる。
In the half punching method as in the above-mentioned
また、図11に示したようなタイバーを設ける方法は、モールド手段から突出するリードの長さを短くする場合に適用することが困難であったが、本実施形態によれば、封止樹脂から突出するリード長を短くした場合においても、適用可能であるという優れた効果を有する。しかも、モールド手段から突出するリードが短い場合においても、突出するリード全面にメッキを良好に付着させることができる。従って、突出するリードが短い場合においても、基板に実装する際に良好な半田フィレットを形成することが可能となり、実装強度が低下するという問題を解決することができる。 Further, the method of providing a tie bar as shown in FIG. 11 has been difficult to apply when the length of the lead protruding from the mold means is shortened. Even when the protruding lead length is shortened, it has an excellent effect of being applicable. Moreover, even when the lead protruding from the mold means is short, the plating can be satisfactorily adhered to the entire surface of the protruding lead. Therefore, even when the protruding lead is short, it is possible to form a good solder fillet when mounting on the substrate, and the problem that the mounting strength is reduced can be solved.
なお、上記実施形態においては、SONパッケージの例で説明したが、本発明は、ガルウイングタイプのパッケージをはじめ、リード構造を有する半導体装置全般において適用可能である。また、本実施形態においては、封止樹脂から突出するリード全てにおいて、メッキ電流を流す例を述べたが、全てのリードに対して、本発明を適用することは必須ではなく、少なくとも一部のリードにおいて、上記製造工程を適用したものも本発明の範疇に含まれる。 In the above embodiment, the example of the SON package has been described. However, the present invention can be applied to all semiconductor devices having a lead structure, including a gull-wing type package. Further, in the present embodiment, an example in which the plating current flows in all the leads protruding from the sealing resin has been described. However, it is not essential to apply the present invention to all the leads, and at least a part of them is applied. Leads to which the above manufacturing process is applied are also included in the scope of the present invention.
また、ワイヤボンディング2やクリップ4を用いた接続方法は、一例であって、他の公知の接続方法を適宜適用できることは言うまでもない。また、仮結線3A,3Bは、一例であって、仮結線が1本、若しくは3本以上の場合にも適用可能なことは言うまでもない。半導体素子の数等についても、一例であって、複数配設したものであってもよい。
Further, the connection method using the
1 半導体素子
2 ボンディングワイヤ
3A,3B 仮結線
4 グリップ
5 封止樹脂
10 リードフレーム
11 第1リード
12 第2リード
13 第3リード
14 第4リード
15 第5リード
16 第6リード
17 第7リード
18 第8リード
19 吊りピン
20 タブ
30 実装基板
35 半田フィレット
50 半導体装置
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記仮結線を形成後に、モールド成形を行い、
前記リードカットを実施し、
前記リードに外装メッキを施し、
前記仮結線を分断する半導体装置の製造方法。 In order to allow a plating current to flow from the lead frame to the lead tip after the lead cutting step, a temporary connection is formed in advance between the leads or / and between the lead and the tab,
After forming the temporary connection, molding is performed,
Performing the lead cut,
The lead is subjected to exterior plating,
A method of manufacturing a semiconductor device for cutting the temporary connection.
前記半導体素子が封止されたモールド手段と、
前記モールド手段から突出するリードと、
前記モールド手段によって封止された内部に配設され、前記突出するリードに外装メッキを施す際にメッキ電流を流す役割を担った後に分断された仮結線と
を備え、
前記突出するリードのうちの少なくとも一部のリードは、全面が外装メッキされている半導体装置。 A semiconductor element;
Mold means in which the semiconductor element is sealed;
A lead protruding from the mold means;
A provisional connection that is disposed inside the sealed by the mold means and divided after the role of flowing a plating current when performing exterior plating on the protruding leads;
A semiconductor device in which at least some of the protruding leads are externally plated.
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