[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP4045718B2 - Resin-sealed semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Resin-sealed semiconductor device and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
JP4045718B2
JP4045718B2 JP2000152409A JP2000152409A JP4045718B2 JP 4045718 B2 JP4045718 B2 JP 4045718B2 JP 2000152409 A JP2000152409 A JP 2000152409A JP 2000152409 A JP2000152409 A JP 2000152409A JP 4045718 B2 JP4045718 B2 JP 4045718B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
land
frame
resin
semiconductor device
land structure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2000152409A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2001332648A (en
Inventor
匡紀 南尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2000152409A priority Critical patent/JP4045718B2/en
Publication of JP2001332648A publication Critical patent/JP2001332648A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4045718B2 publication Critical patent/JP4045718B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/93—Batch processes
    • H01L24/95—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips
    • H01L24/97—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips the devices being connected to a common substrate, e.g. interposer, said common substrate being separable into individual assemblies after connecting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32245—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45144—Gold (Au) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73257—Bump and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/91—Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L2224/80 - H01L2224/90
    • H01L2224/92—Specific sequence of method steps
    • H01L2224/922—Connecting different surfaces of the semiconductor or solid-state body with connectors of different types
    • H01L2224/9222—Sequential connecting processes
    • H01L2224/92242—Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector
    • H01L2224/92247—Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector the second connecting process involving a wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/93—Batch processes
    • H01L2224/95—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips
    • H01L2224/97—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips the devices being connected to a common substrate, e.g. interposer, said common substrate being separable into individual assemblies after connecting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01004—Beryllium [Be]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01005—Boron [B]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01006—Carbon [C]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01029—Copper [Cu]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01033—Arsenic [As]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01046—Palladium [Pd]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01078—Platinum [Pt]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01079—Gold [Au]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01082—Lead [Pb]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/14—Integrated circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151—Die mounting substrate
    • H01L2924/153—Connection portion
    • H01L2924/1531—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
    • H01L2924/15311—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a ball array, e.g. BGA

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to obtain mount strength of a substrate desirable in the future, in the manufacturing method of a resin-sealed semiconductor device, which uses a terminal land frame. SOLUTION: A terminal land frame which is provided within the region of a frame main body is connected with the frame main body through the thin thickness part, which is formed by half cutting the frame and has land constituent bodies formed protuberantly more than the frame main body, is used in the manufacturing method of a resin-sealed semiconductor device and the frame consists of a semiconductor element 13 mounted on the land constituent bodies 3 for support with conductive bonding agents 12, the land constituent bodies 3 for external electrodes which are arranged on the peripheray of the element 13 and are connected with the element 13 through metal thin wires 14, and a sealing resin 15 which makes the bottom of each land constituent body 3 protrude to seal the surroundings of the element 13. As a ball-shaped electrode member 18 is annexed on the plane of each land constituent body 3, the mounting strength of a substrate at the time of a mounting of the substrate on the frame is enhanced and at the same time, the resin-sealed semiconductor device having a high reliability in the mounting of the substrate can be realized.

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、従来のビーム状のリードを備えたリードフレームに代えて、外部端子となるランド体を半切断状態で備えたフレームであるターミナルランドフレームを用いた樹脂封止型半導体装置およびその製造方法に関するもので、特に基板実装強度を向上させることができる樹脂封止型半導体装置と、それを効率よく製造できる樹脂封止型半導体装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の小型化に対応するために、樹脂封止型半導体装置などの半導体部品の高密度実装が要求され、それにともなって、半導体部品の小型、薄型化が進んでいる。また小型で薄型でありながら、多ピン化が進み、高密度の小型、薄型の樹脂封止型半導体装置が要望されている。
【０００３】
従来の樹脂封止型半導体装置としては、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）等の半導体パッケージが代表されるが、将来のさらなる多ピン化、薄型化の要望に応えられる樹脂封止型半導体装置としては、特許第２９８６７８７号、特許第２９８６７８８号および特許第２９９７２５５号に記載の技術がある。
【０００４】
以下、本発明の先行する技術として、特許第２９８６７８７号、特許第２９８６７８８号および特許第２９９７２５５号に示された技術を援用して説明する。
【０００５】
図７は、先行技術のターミナルランドフレームの構成を示す図であり、図７（ａ）はターミナルランドフレームを示す断面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）におけるＡ−Ａ１箇所の一部の断面を示している。図８は図７におけるランド構成体部分を拡大して示す断面図である。
【０００６】
図示するようにターミナルランドフレームは、銅材または、４２−アロイ等の通常のリードフレームに用いられている金属板よりなるフレーム本体１と、そのフレーム本体１の領域内に格子状に配設されて、薄厚部２によりフレーム本体１と接続し、かつフレーム本体１よりも突出して形成された複数のランド構成体３とよりなるものである。すなわち、フレーム本体１、ランド構成体３および薄厚部２は同一の金属板より一体で形成されているものである。そしてランド構成体３はフレーム本体１１から突出した方向への押圧力により、薄厚部２が破断されてランド構成体３がフレーム本体１より分離される構成を有するものである。ランド構成体３の格子状の配列は、千鳥格子状、碁盤の目格子状、またはランダムに面配置してもよいが、搭載する半導体素子との金属細線による接続に好適な配置を採用するものである。
【０００７】
また図８に示すように、ランド構成体３の底面部分３ａに対して、突出した方向への押圧力を印加することにより、薄厚部２の破線部分で破断されることになり、フレーム本体１からランド構成体３が分離するものである。ここで、薄厚部２はフレーム本体１自体に対して、打ち抜き加工の半切断手段により形成される「繋ぎ部分」であり、フレーム本体１のランド構成体を形成したい部分をパンチ部材を用いて打ち抜き加工し、完全に打ち抜かずに、途中、好ましくは半分程度の打ち抜きで止め、途中まで打ち抜かれた部分がフレーム本体１から突出し、その突出した部分がランド構成体３を構成するとともに、フレーム本体１と切断されずに接続している繋ぎ部分が薄厚部２を構成するものである。したがって、薄厚部２は極薄であり、ランド構成体３の底面部分３ａに対して、突出した方向への押圧力を印加する程度で、薄厚部２が破断する厚みを有するものである。
【０００８】
また、フレーム本体１よりも突出して形成されたランド構成体３は、その突出量はフレーム本体１自体の厚みの過半数以上の突出量を有しており、ランド構成体３がフレーム本体１から突出した方向への押圧力により、薄厚部２が破断されてランド構成体３がフレーム本体１より分離される構成を実現できるよう構成されている。例えば、ターミナルランドフレーム自体の厚み、すなわちフレーム本体１の厚みを２００［μｍ］とし、ランド構成体３の突出量を１４０［μｍ］〜１８０［μｍ］（フレーム本体１０の厚みの７０［％］〜９０［％］）としている。なお、フレーム本体１の厚みは、２００［μｍ］に限定するものではなく、必要に応じて、４００［μｍ］の厚型のフレームとしてもよい。また、ランド構成体３の突出量に関しても、過半数以上のフレーム本体厚みの７０［％］〜９０［％］の突出量としているが、半数以下の突出量としてもよく、薄厚部２部分が破断される範囲で、突出量を設定できるものである。
【０００９】
またこの技術のターミナルランドフレームは、その表面がメッキ処理されたものであり、必要に応じて例えば、ニッケル（Ｎｉ），パラジウム（Ｐｄ）および金（Ａｕ）などの金属が積層されて適宜メッキされているものである。メッキ処理については、ランド構成体３を成形した後に行ってもよく、または金属板へのランド構成体の成形前に行ってもよい。またターミナルランドフレームの表面粗さについては、極めて平坦であって、０．１［μｍ］以下であり、封止樹脂との剥離性に影響するものであり、ランド構成体３以外の部分には無用な凹凸がないようにする必要がある。
【００１０】
またこのターミナルランドフレームにおいては、ランド構成体３の突出した上面部分は、コイニングと称されるプレス成形により、その突出した上面形状が上面平坦なキノコ状を構成するものである。このコイニングによる形状により、ターミナルランドフレームに対して、半導体素子を搭載し、樹脂封止した際、封止樹脂のランド構成体への食いつきを良好にし、封止樹脂との密着性を向上させ、片面封止であっても樹脂封止の信頼性を得ることができるものである。また形状は上面平坦なキノコ状に限定されるものではなく、鍵状等の封止樹脂とのアンカー作用のある上面平坦な形状であればよい。
【００１１】
この技術のターミナルランドフレームでは、あえて半導体素子が搭載される部材であるダイパッド部を設けていないが、フレーム本体１の領域内に設けたランド構成体３の群の内、一部のランド構成体をダイパッド部として使用し、半導体素子の支持用のランド構成体とすることができる。このことにより、品種の違いにより、ターミナルランドフレーム上に搭載する半導体素子の大きさに差があった場合でも、適宜、ランド構成体３の群の一部を支持用のランド構成体として使用し、その他のランド構成体３をその搭載した半導体素子との電気的な接続用のランド構成体として使用することにより、ターミナルランドフレームを共用することができ、一枚のフレーム中で複数の大きさの異なる半導体素子を搭載し、樹脂封止型半導体装置を得ることができる。
【００１２】
なお、ランド構成体３の数は、搭載する半導体素子のピン数などにより、その数を適宜設定できるものである。そして図７に示すように、ランド構成体３はフレーム本体１の領域に形成するが、左右・上下に連続して形成できるものである。またランド構成体３の形状は円形としているが、角形や長方形でもよく、また大きさは、ターミナルランドフレーム内ですべて同一としてもよいし、樹脂封止型半導体装置を構成し、ランド電極とした場合、基板実装の際の応力緩和のために、周辺部に位置するランド構成体３を大きくするようにしてもよい。この技術では、ランド構成体３の上面の大きさは、半導体素子を搭載し、電気的接続手段として、金線等の金属細線により接続する際、ボンディング可能な大きさであればよく、１００［μｍ］φ以上の大きさとしている。
【００１３】
また、ここで示したターミナルランドフレームは、従来のようなインナーリード部、アウターリード部、ダイパッド部などを有さず、ランド電極としてランド構成体３を有し、そのランド構成体３を半導体素子が搭載される面内に格子状、千鳥状に配列することにより、このターミナルランドフレームを用いて樹脂封止型半導体装置を構成した場合、底面にランド電極を備えた樹脂封止型半導体装置を実現することができる。また従来のように電極となる構成が、ビーム状のリード構成ではなく、ランド構成体３であるため、それらを面状に配置することができ、ランド構成体３の配置の自由度が向上し、多ピン化に対応することができる。勿論、搭載する半導体素子のピン数により、ランド構成体３の配置は設定するものであり、従来のような一連の配置でもよい。
【００１４】
次にこの技術のターミナルランドフレームの製造方法について説明する。
【００１５】
図９および図１０は、ターミナルランドフレームの製造方法を示す断面図であり、ランド構成体部分を示す断面図である。
【００１６】
まず図９に示すように、ターミナルランドフレームのフレーム本体となる金属板４を打ち抜き金型のダイ部５に載置し、金属板４の上方から押え金型６により押さえる。ここで図９において、ダイ部５には、打ち抜き用の開口部７が設けられている。また、金属板４に対して上方には、パンチ部材８が設けられており、パンチ部材８により金属板４が押圧され打ち抜き加工された際、金属板４の押圧された箇所が開口部７に打ち抜かれる構造を有している。
【００１７】
次に図１０に示すように、ダイ部５上の所定の位置に固定した金属板４に対して、その上方からパンチ部材８により押圧による打ち抜き加工を行い、金属板４の一部をダイ部５側の開口部７側に突出するように押圧して、金属板４の所定箇所を半切断状態にし、ランド構成体３を形成する。ここで薄厚部２により金属板４と接続されて残存し、かつ金属板４の本体部よりも突出して形成されたランド構成体３を形成するものである。
【００１８】
ここでは、パンチ部材８により金属板４の一部を打ち抜き加工する際、完全に打ち抜かず、途中でパンチ部材８の押圧を停止させることで、半切断状態を形成し、金属板４の押圧された部分を切り離すことなく、金属板４の本体に接続させて残存させるものである。また、金属板４のランド構成体３を形成する部分に接触するパンチ部材８の接触面積はダイ部５に設けた開口部７の開口面積よりも小さく、そのパンチ部材８により、金属板４の一部を押圧して金属板４から突出したランド構成体３を形成する工程においては、金属板４から突出したランド構成体３の上面部分３ｂの面積が、金属板４側に接続したランド構成体３の底面部分３ａの面積よりも大きく、ランド構成体３の突出した側の上面のエッジ部は抜きダレによる曲面を有しているランド構成体３を形成するものである。この構造により、形成されたランド構成体３は、それが突出した方向に対しての押圧力、すなわちランド構成体３の底面部分３ａ側からの押圧力により、容易に分離されるものであり、またそれが突出した方向、すなわちランド構成体３の上面部分３ｂからの押圧力によっては分離しないものであり、一方向からの押圧力にのみ分離する構造となる。
【００１９】
また、ランド構成体３の突出した上面部分に対して、コイニングと称されるプレス成形を行うことにより、その突出した上面形状が上面平坦なキノコ状を構成するようにしてもよい。このコイニングによる形状により、ターミナルランドフレームに対して、半導体素子を搭載し、樹脂封止した際、封止樹脂のランド構成体への食いつきを良好にし、アンカー効果を得て、封止樹脂との密着性をさらに向上させ、片面封止であっても樹脂封止の信頼性を得ることができるものである。
【００２０】
また、金属板４に対してランド構成体３を形成する際、金属板４の一部を突出させるその突出量については、金属板４自体の厚みの過半数以上とし、ここでは、２００［μｍ］の金属板４の厚みに対して、１４０［μｍ］〜１８０［μｍ］（金属板自体の厚みの７０［％］〜９０［％］）突出したランド構成体３を形成している。したがって、突出して形成されたランド構成体３は、金属板４の本体に対して、極めて薄い厚みの薄厚部２により接続されていることになる。ここでは、薄厚部２の厚みとしては、２０［μｍ］〜６０［μｍ］（金属板自体の厚みの１０［％］〜３０［％］）の微少な厚みであり、ランド構成体３自体が突出した方向に対しての押圧力により、容易に分離されるものである。なお、フレーム本体の厚みは、２００［μｍ］に限定するものではなく、必要に応じて、４００［μｍ］の厚型のフレームとしてもよい。また、ランド構成体３の突出量に関しても、過半数以上の突出量としたが、半数以下の突出量としてもよく、薄厚部２部分が破断される範囲で、突出量を設定できるものである。
【００２１】
ここでこの技術のランド構成体３を形成する際の半切断について説明する。図１１は金属板４に対して押圧し、半切断状態を構成した際のランド構成体３と金属板４、および薄厚部２の部分の構造図である。
【００２２】
図１１に示すように、金属板４に対してランド構成体３を形成した際、金属板４のランド構成体３部分は、図９，図１０に示したパンチ部材８による打ち抜き加工によって発生した抜きダレ部９と、パンチ部材８によりせん断されたせん断部１０と、ランド構成体３自体が突出した方向に対しての押圧力により、容易にランド構成体３が分離した際の破断面となる破断部１１を有している。ランド構成体３の形成としては、パンチ部材８により打ち抜き加工した際、抜きダレ部９，せん断部１０，破断部１１の順に形成されていくものである。破断部１１となる部分は薄厚部２であり、図面上はモデル的に示している関係上、相当の厚みを有しているように示されているが、実質的には極めて薄い状態である。また金属板４の打ち抜き加工においては、理想的な状態は、Ａ：Ｂ＝１：１であり、パンチ部材８が金属板４を打ち抜き、金属板４の厚みの１／２を打ち抜いた時点でパンチ部材８を停止させ、打ち抜きを完了させるものであるが、その条件は適宜、設定するものである。
【００２３】
また打ち抜き加工において、クリアランスの値を変更することにより、せん断部１０と破断部１１との長さを操作することができ、クリアランスを小さくすると、せん断部１０を破断部１１よりも大きくすることができ、逆にクリアランスを大きくすると、せん断部１０を破断部１１よりも小さくすることができる。したがって、クリアランスをゼロとし、破断部１１の長さを短く抑えることで、金属板４の抜き完了のタイミングを遅らせ、パンチ部材８が金属板４の１／２以上入っても、抜きが完了しないようにできるものである。ここでクリアランスは、パンチ部材８の大きさとダイ部５の開口部７の大きさとの差により形成された隙間の量を示している。
【００２４】
次にこのターミナルランドフレームを用いた樹脂封止型半導体装置の製造方法について図面を参照しながら説明する。図１２，図１３はターミナルランドフレームを用いた樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す工程ごとの断面図である。
【００２５】
まず図１２（ａ）に示すように、前述した通りのフレーム本体１と、そのフレーム本体１の領域内に配設されて、薄厚部２によりフレーム本体１と接続し、かつフレーム本体１よりも突出して形成された複数のランド構成体３とよりなり、ランド構成体３はフレーム本体１からそれが突出した方向への押圧力により、薄厚部２が破断されてランド構成体３がフレーム本体１より分離される構成を有するターミナルランドフレームを用意する。
【００２６】
次に図１２（ｂ）に示すように、ターミナルランドフレームのランド構成体３が突出した面側であって、ランド構成体３の内、所定の第１のランド構成体３上に導電性接着剤、または絶縁性ペーストなどの接着剤１２により半導体素子１３を載置、接合する。この工程は半導体装置の組立工程におけるダイボンド工程に相当する工程であり、ターミナルランドフレームへの接着剤１２の塗布、半導体素子１３の載置、加熱処理により半導体素子１３を接合するものである。ここで、ターミナルランドフレームは、ランド構成体３が突出した方向に対しての押圧力、すなわちランド構成体３の底面部分側からの押圧力により、容易に分離されるものであるが、それが突出した方向、すなわちランド構成体３の上面部分からの押圧力によっては分離しないものであり、一方向からの押圧力にのみ分離する構造であるため、半導体素子１３を搭載する際、フレームに対して下方の押圧力が作用しても、ランド構成体３は分離せず、安定してダイボンドできるものである。
【００２７】
次に図１２（ｃ）に示すように、ターミナルランドフレーム上に接合した半導体素子１３とランド構成体３の内、外部ランド電極となる第２のランド構成体３とを金属細線１４により電気的に接続する。したがって、ランド構成体３は上面の金属細線１４が接続される面の直径は１００［μｍ］φ以上である。また、この工程においても、ランド構成体３は一方向からの押圧力にのみ分離する構造であるため、金属細線１４をランド構成体３の上面に接続する際、下方に押圧力が作用しても、ランド構成体３は分離せず、安定してワイヤーボンドできるものである。
【００２８】
次に図１３（ａ）に示すように、ターミナルランドフレーム上に接合した半導体素子１３、および電気的接続手段である金属細線１４の領域に対して、個々の半導体素子単位で封止樹脂１５により封止する。通常は上下封止金型を用いたトランスファーモールドにより片面封止を行う。ここではターミナルランドフレームの半導体素子１３が搭載された面のみが封止樹脂１５により封止されるものであり、片面封止構造となっている。そして各ランド構成体３は突出して設けられているため、封止樹脂１５がその段差構造に対して、食いつくため片面封止構造であっても、ターミナルランドフレームと封止樹脂１５との密着性を得ることができる。
【００２９】
次に図１３（ｂ）に示すように、ターミナルランドフレームを固定した状態、例えばターミナルランドフレームの端部を固定し、封止樹脂１５で封止した領域をフリーにした状態で、ターミナルランドフレームの下方からランド構成体３の底面に対して、押圧力を印加する。この場合、ターミナルランドフレームの端部を固定し、その下方から突き上げピンにより突き上げて押圧力を印加することにより、ランド構成体３とターミナルランドフレームのフレーム本体１とが分離するものである。すなわちランド構成体３とフレーム本体１とを接続している極薄の薄厚部２が突き上げによる押圧力で破断されることにより分離されるものである。また、突き上げる場合は、一部の例えば中央部付近の半導体素子１３の下方に位置するランド構成体３のみを突き上げてもよく、または周辺部のランド構成体３を突き上げてもよく、またはすべてのランド構成体３を突き上げてもよい。ただし、部分的な突き上げによりランド構成体３が封止樹脂１５から剥離したり、破損しない範囲で突き上げを行う。
【００３０】
そして図１３（ｃ）に示すように、ランド構成体とフレーム本体とを接続している極薄の薄厚部が突き上げによる押圧力で破断されることにより分離されて、樹脂封止型半導体装置１６を得ることができる。
【００３１】
なお、ここで封止樹脂とフレーム本体との剥離は、フレーム本体のランド構成体を形成した部分以外の領域と封止樹脂との密着性が弱く、ランド構成体が分離されることにより、樹脂封止型半導体装置１６を取り出すことができるものである。ランド構成体部分はその凹凸形状が封止樹脂に食い込むため、剥離せずに封止樹脂内に形成されるものである。図示するように、樹脂封止型半導体装置１６は、ランド構成体３がその底面に配列され、またランド構成体３が封止樹脂１５の底面よりも突出して設けられ、基板実装時のスタンドオフが形成されているものである。ここで樹脂封止型半導体装置１６のランド構成体３の突出量は、フレーム本体の厚み量からランド構成体３が突出した量を差し引いた量となり、ランド構成体３の外部ランド電極としてのスタンドオフが形成されるものである。ここでは、２００［μｍ］の厚みのフレーム本体に対して、ランド構成体３を１４０［μｍ］〜１８０［μｍ］（フレーム本体の厚みの７０［％］〜９０［％］）突出させているため、スタンドオフ高さの量は、２０［μｍ］〜６０［μｍ］（フレーム本体の厚みの１０［％］〜３０［％］）となり、基板実装時のスタンドオフを有したランド電極を得ることができる。
【００３２】
以上のように、本発明の先行技術としては、複数のランド構成体が破断容易な薄厚部でその板材に接続されたターミナルランドフレームを用いることにより、将来のさらなる多ピン化、薄型化の要望に応えられる樹脂封止型半導体装置を製造できるものであった。
【００３３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前記したターミナルランドフレームを用いた樹脂封止型半導体装置およびその製造方法では、樹脂封止型半導体装置を個々にフレーム本体から押圧力により分離させて製造するには優れた工法であるものの、分離により得られた樹脂封止型半導体装置の外部電極を構成するランド構成体は、ターミナルランドフレームの特質上、微少な突出量でパッケージ外部に露出するものであり、その突出量を有した外部電極は、基板実装時の実装強度と信頼性とにおいて不安が残り、来る将来の過酷な使用状況下での実装強度への耐久性が得られない恐れがあるという問題がある。
【００３４】
本発明は前述したターミナルランドフレームを用いた樹脂封止型半導体装置において、得られる樹脂封止型半導体装置の品質を劣化することなく、また将来の基板実装強度に対する耐久性を得て、信頼性、実装性に優れた樹脂封止型半導体装置およびその製造方法を提供するものであり、ターミナルランドフレームの構造上の特徴を活かし、精度よく強度を有した外部電極を形成できるターミナルランドフレームを用いた樹脂封止型半導体装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【００３５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の樹脂封止型半導体装置は、金属板よりなるフレーム本体と、前記フレーム本体の領域内に配設されて、薄厚部により前記フレーム本体と接続し、かつ前記フレーム本体よりも突出して形成され、その底面の面積よりも上面の面積が大きい複数のランド構成体とよりなり、前記ランド構成体は前記フレーム本体から突出した方向への押圧力によってのみ、前記薄厚部が破断されて前記ランド構成体が前記フレーム本体より分離される構成であるターミナルランドフレームを用いて形成された樹脂封止型半導体装置であって、第１のランド構成体上に搭載された半導体素子と、前記半導体素子の周辺に配置され、前記半導体素子と金属細線により電気的に接続された第２のランド構成体と、前記第１のランド構成体，第２のランド構成体の各ランド構成体の底面を突出させて前記半導体素子の外囲を封止した封止樹脂とよりなり、前記各ランド構成体の封止樹脂からの突出量は、前記フレーム本体の厚み量から前記ランド構成体が前記フレーム本体から突出した量を差し引いた量であり、前記各ランド構成体の封止樹脂から突出した平面と側面のうち、前記平面にのみ電極部材が突出して付設されている樹脂封止型半導体装置である。
【００３６】
具体的には、電極部材は半田ボールである樹脂封止型半導体装置である。
【００３７】
前記構成の通り、本発明の樹脂封止型半導体装置は、樹脂封止型半導体装置の底面のランド構成体に対してボール状の電極部材を付設しているので、プリント基板等の基板実装時の実装強度が向上するとともに、基板実装信頼性の高い樹脂封止型半導体装置を実現できるものである。
【００３８】
また本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法は、金属板よりなるフレーム本体と、前記フレーム本体の領域内に配設されて、薄厚部により前記フレーム本体と接続し、かつ前記フレーム本体よりも突出して形成され、その底面の面積よりも上面の面積が大きい複数のランド構成体群とよりなり、前記ランド構成体群は前記フレーム本体から突出した方向への押圧力によってのみ、前記薄厚部が破断されて前記ランド構成体群が前記フレーム本体より分離される構成であるターミナルランドフレームを用意する工程と、前記ターミナルランドフレームの前記ランド構成体群の一部のランド構成体の突出した側に半導体素子を複数個搭載する工程と、搭載した各半導体素子と各ランド構成体とを金属細線により電気的に接続する工程と、前記ターミナルランドフレームの上面側であって、搭載した各半導体素子の外囲を封止樹脂により封止し、樹脂封止型半導体装置構成体を形成する工程と、前記ターミナルランドフレームの下方から前記ランド構成体の底面に対して、押圧力を印加し、前記ターミナルランドフレームの前記フレーム本体と前記ランド構成体とを接続している薄厚部を破断させ、樹脂封止型半導体装置構成体を前記フレーム本体から分離する工程と、前記樹脂封止型半導体装置構成体の底面に露出したランド構成体に対して、導電性材料からなる電極部材を付設する工程とを有する樹脂封止型半導体装置の製造方法である。
【００３９】
具体的には、金属板よりなるフレーム本体と、前記フレーム本体の領域内に配設されて、薄厚部により前記フレーム本体と接続し、かつ前記フレーム本体よりも突出して形成され、その底面の面積よりも上面の面積が大きい複数のランド構成体群とよりなり、前記ランド構成体群は前記フレーム本体から突出した方向への押圧力によってのみ、前記薄厚部が破断されて前記ランド構成体群が前記フレーム本体より分離される構成であるターミナルランドフレームを用意する工程では、表層に金属メッキ層が形成されたターミナルランドフレームを用意する樹脂封止型半導体装置の製造方法である。
【００４０】
また、半導体装置構成体の底面に露出したランド構成体に対して、導電性材料からなる電極部材を付設する工程では、ランド構成体の露出した側面と平面のうち、平面にのみ電極部材を付設する樹脂封止型半導体装置の製造方法である。
【００４１】
また、半導体装置構成体の底面に露出したランド構成体に対して、導電性材料からなる電極部材を付設する工程では、半田ボールを付設する樹脂封止型半導体装置の製造方法である。
【００４２】
前記構成の通り、本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法は、ターミナルランドフレーム上に半導体素子を搭載、金属細線接続、樹脂封止後には、ターミナルランドフレームのフレーム本体から樹脂封止型半導体装置構成体を得て、その樹脂封止型半導体装置構成体の底面のランド構成体に対して精度よくボール状の電極部材を付設できるので、得られた樹脂封止型半導体装置の基板実装時の実装強度が向上するとともに、基板実装信頼性の高い樹脂封止型半導体装置を効率よく製造できるものである。
【００４３】
また、樹脂封止型半導体装置の製造に使用したターミナルランドフレームは、表層に金属メッキ層が形成されたターミナルランドフレームであるため、ランド構成体の露出した平面と側面のうち、平面にのみ電極部材が付設されるものである。これはランド構成体の露出した平面は金属メッキ層が残存しており、破断された側面は金属メッキ層が存在しないため、精度よく平面上にのみ電極部材が形成されるものである。この構造により、半田ボール等の電極部材を形成する場合、ランド構成体の側面に電極部材が広がらず、隣接ランド構成体間での電極部材の接触を防止できる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のターミナルランドフレームを用いた場合の樹脂封止型半導体装置およびその製造方法の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００４５】
まず図１は本実施形態で使用するターミナルランドフレームを示す図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＢ−Ｂ１箇所の一部の断面を示している。なお、本実施形態のターミナルランドフレームは、前述した先行技術で示したターミナルランドフレームと同様の構成を有しているものである。
【００４６】
図示するように本実施形態のターミナルランドフレームは、銅材または、４２−アロイ等の通常のリードフレームに用いられている金属板よりなるフレーム本体１と、そのフレーム本体１の領域内に格子状に配設されて、薄厚部２によりフレーム本体１と接続し、かつフレーム本体１よりも突出して形成された複数のランド構成体３とよりなるものである。すなわち、フレーム本体１、ランド構成体３および薄厚部２は同一の金属板より一体で形成されているものである。そしてランド構成体３はフレーム本体１から突出した方向への押圧力により、薄厚部２が破断されてランド構成体３がフレーム本体１より分離される構成を有するものである。ランド構成体３の格子状の配列は、千鳥格子状、碁盤の目格子状、またはランダムに面配置してもよいが、搭載する半導体素子との金属細線による接続に好適な配置を採用するものである。
【００４７】
また、フレーム本体１よりも突出して形成されたランド構成体３は、その突出量はフレーム本体１自体の厚みの過半数以上の突出量を有しており、ランド構成体３がフレーム本体１から突出した方向への押圧力により、薄厚部２が破断されてランド構成体３がフレーム本体１より分離される構成を実現できるよう構成されている。本実施形態では例えば、ターミナルランドフレーム自体の厚み、すなわちフレーム本体１の厚みを２００［μｍ］とし、ランド構成体３の突出量を１８０［μｍ］（フレーム本体１０の厚みの９０［％］）としている。なお、フレーム本体１の厚みは、２００［μｍ］に限定するものではなく、必要に応じて、４００［μｍ］の厚型のフレームとしてもよい。
【００４８】
また本実施形態のターミナルランドフレームは、その表面がメッキ処理されたものであり、必要に応じて例えば、ニッケル（Ｎｉ），パラジウム（Ｐｄ）および金（Ａｕ）などの金属が積層されて適宜メッキされているものである。メッキ処理については、ランド構成体３を成形した後に行ってもよく、または金属板へのランド構成体の成形前に行ってもよい。またターミナルランドフレームの表面粗さについては、極めて平坦であって、０．１［μｍ］以下であり、封止樹脂との剥離性に影響するものであり、ランド構成体３以外の部分には無用な凹凸がないようにする必要がある。
【００４９】
また本実施形態のターミナルランドフレームにおいては、ランド構成体３の突出した上面部分は、コイニングと称されるプレス成形により、その突出した上面形状が上面平坦なキノコ状を構成するものである。このコイニングによる形状により、ターミナルランドフレームに対して、半導体素子を搭載し、樹脂封止した際、封止樹脂のランド構成体への食いつきを良好にし、封止樹脂との密着性を向上させ、片面封止であっても樹脂封止の信頼性を得ることができるものである。また形状は上面平坦なキノコ状に限定されるものではなく、鍵状等の封止樹脂とのアンカー作用のある上面平坦な形状であればよい。
【００５０】
本実施形態のターミナルランドフレームでは、あえて半導体素子が搭載される部材であるダイパッド部を設けていないが、フレーム本体１の領域内に設けたランド構成体３の群の内、一部のランド構成体をダイパッド部構成とし、半導体素子の支持用のランド構成体とすることができる。このことにより、品種の違いにより、ターミナルランドフレーム上に搭載する半導体素子の大きさに差があった場合でも、適宜、ランド構成体３の群の一部を支持用のランド構成体として使用し、その他のランド構成体３をその搭載した半導体素子との電気的な接続用のランド構成体として使用することにより、ターミナルランドフレームを共用することができ、一枚のフレーム中で複数の大きさの異なる半導体素子を搭載し、樹脂封止型半導体装置を得ることができる。
【００５１】
なお、ランド構成体３の数は、搭載する半導体素子のピン数などにより、その数を適宜設定できるものである。そして図１に示すように、ランド構成体３はフレーム本体１の領域に形成するが、左右、上下に連続して形成できるものである。またランド構成体３の形状は円形としているが、角形や長方形でもよく、また大きさは、ターミナルランドフレーム内ですべて同一としてもよいし、樹脂封止型半導体装置を構成し、ランド電極とした場合、基板実装の際の応力緩和のために、周辺部に位置するランド構成体３を大きくするようにしてもよい。本実施形態では、ランド構成体３の上面の大きさは、半導体素子を搭載し、電気的接続手段として、金線等の金属細線により接続する際、ボンディング可能な大きさであればよく、１００［μｍ］φ以上の大きさとしている。
【００５２】
また、本実施形態のターミナルランドフレームは、従来のようなインナーリード部、アウターリード部、ダイパッド部などを有さず、ランド電極としてランド構成体３を有し、そのランド構成体３を半導体素子が搭載される面内に格子状、千鳥状に配列することにより、このターミナルランドフレームを用いて樹脂封止型半導体装置を構成した場合、底面にランド電極を備えた樹脂封止型半導体装置を実現することができる。また従来のように電極となる構成が、ビーム状のリード構成ではなく、ランド構成体３であるため、それらを面状に配置することができ、ランド構成体３の配置の自由度が向上し、多ピン化に対応することができる。勿論、搭載する半導体素子のピン数により、ランド構成体３の配置は設定するものであり、従来のような一連の配置でもよい。
【００５３】
さらに本実施形態で示したような半導体素子を搭載するランド構成の代わりにランド構成体よりも面積的に大きいダイパッド部を半切断で形成してターミナルランドフレームを構成してもよい。
【００５４】
本実施形態のターミナルランドフレームの製造方法については、前述の先行技術で示した方法と同様であるのでここでは省略する。
【００５５】
次に本実施形態のターミナルランドフレームを用いた樹脂封止型半導体装置の製造方法について図面を参照しながら説明する。図２〜図４はターミナルランドフレームを用いた樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す工程ごとの断面図である。
【００５６】
まず図２（ａ）に示すように、前述した通りのフレーム本体１と、そのフレーム本体１の領域内に配設されて、薄厚部２によりフレーム本体１と接続し、かつフレーム本体１よりも突出して形成された複数のランド構成体３とよりなり、ランド構成体３はフレーム本体１からそれが突出した方向への押圧力により、薄厚部２が破断されてランド構成体３がフレーム本体１より分離される構成を有するターミナルランドフレームを用意する。ここで用意するターミナルランドフレームは、その表面が金属によりメッキ処理されたものであり、必要に応じて例えば、ニッケル（Ｎｉ），パラジウム（Ｐｄ）および金（Ａｕ）などの金属が積層されて適宜メッキされているものである。
【００５７】
次に図２（ｂ）に示すように、ターミナルランドフレームのランド構成体３が突出した面側であって、ランド構成体３の内、所定の第１のランド構成体３上に導電性接着剤、または絶縁性ペーストなどの接着剤１２によりマイコンロジック素子、メモリー素子等の集積回路素子である半導体素子１３を載置、接合する。この工程は半導体装置の組立工程におけるダイボンド工程に相当する工程であり、ターミナルランドフレームへの接着剤１２の塗布、半導体素子１３の載置、加熱処理により半導体素子１３を接合するものである。ここで、ターミナルランドフレームは、ランド構成体３が突出した方向に対しての押圧力、すなわちランド構成体３の底面部分側からの押圧力により、容易に分離されるものであるが、それが突出した方向、すなわちランド構成体３の上面部分からの押圧力によっては分離しないものであり、一方向からの押圧力にのみ分離する構造であるため、半導体素子１３を搭載する際、フレームに対して下方の押圧力が作用しても、ランド構成体３は分離せず、安定してダイボンドできるものである。なお、図中、半導体素子１３は２個搭載した状態を示しているが、実際には２個以上の複数個搭載するものである。
【００５８】
次に図２（ｃ）に示すように、ターミナルランドフレーム上に接合した半導体素子１３とランド構成体３の内、外部ランド電極となる第２のランド構成体３とを金（Ａｕ）線等の金属細線１４により電気的に接続する。したがって、ランド構成体３は上面の金属細線１４が接続される面の直径は１００［μｍ］φ以上である。また、この工程においても、ランド構成体３は一方向からの押圧力にのみ分離する構造であるため、金属細線１４をランド構成体３の上面に接続する際、下方に押圧力が作用しても、ランド構成体３は分離せず、安定してワイヤーボンドできるものである。
【００５９】
次に図３（ａ）に示すように、ターミナルランドフレーム上に接合した半導体素子１３、および電気的接続手段である金属細線１４の領域に対して、ターミナルランドフレーム上の全面をエポキシ樹脂等の絶縁性の封止樹脂１５により封止する。通常は上下封止金型を用いたトランスファーモールドにより片面封止を行う。ここではターミナルランドフレームの半導体素子１３が搭載された面のみが封止樹脂１５により封止されるものであり、片面封止構造となっている。そして各ランド構成体３は突出して設けられているため、封止樹脂１５がその段差構造に対して、食いつくため片面封止構造であっても、ターミナルランドフレームと封止樹脂１５との密着性を得ることができる。また本実施形態では、フレームに対して突出して設けられたランド構成体３はフレーム厚の９０［％］が突出して設けられており、封止樹脂１５内にその９０［％］の厚み分が封止され、樹脂封止型半導体装置を構成した際の外部電極を構成できるものである。なお、ここではターミナルランドフレームの上面に対して全面封止を行い、封止樹脂内に複数の半導体素子が封止された状態を構成してもよい。
【００６０】
次に図３（ｂ）に示すように、ターミナルランドフレームを固定した状態、例えばターミナルランドフレームの端部を固定し、封止樹脂１５で封止した領域をフリーにした状態で、ターミナルランドフレームの下方からランド構成体３の底面に対して、押圧力を印加する。この場合、ターミナルランドフレームの端部を固定し、その下方から突き上げピンにより突き上げて押圧力を印加することにより、ランド構成体３とターミナルランドフレームのフレーム本体１とが分離するものである。すなわちランド構成体３とフレーム本体１とを接続している極薄の薄厚部２が突き上げによる押圧力で破断されることにより分離されるものである。また、突き上げる場合は、一部の例えば中央部付近の半導体素子１３の下方に位置するランド構成体３のみを突き上げてもよく、または周辺部のランド構成体３を突き上げてもよく、またはすべてのランド構成体３を突き上げてもよい。ただし、部分的な突き上げによりランド構成体３が封止樹脂１５から剥離したり、破損しない範囲で突き上げを行う。
【００６１】
そして図３（ｃ）に示すように、ランド構成体とフレーム本体とを接続している極薄の薄厚部が突き上げによる押圧力で破断されることにより分離されて、樹脂封止型半導体装置構成体１７を得ることができる。
【００６２】
ここで封止樹脂とフレーム本体との剥離は、フレーム本体のランド構成体を形成した部分以外の領域と封止樹脂との密着性が弱く、ランド構成体が分離されることにより、樹脂封止型半導体装置構成体１７を取り出すことができるものである。ランド構成体部分はその凹凸形状が封止樹脂に食い込むため、剥離せずに封止樹脂内に形成されるものである。図示するように、樹脂封止型半導体装置構成体１７は、ランド構成体３がその底面に配列され、またランド構成体３が封止樹脂１５の底面よりも微少量で突出して設けられ、基板実装時のスタンドオフが形成されているものである。ここで樹脂封止型半導体装置構成体１７のランド構成体３の突出量は、フレーム本体の厚み量からランド構成体３が突出した量を差し引いた量となり、ランド構成体３の外部ランド電極としてのスタンドオフが形成されるものである。ここでは、２００［μｍ］の厚みのフレーム本体に対して、ランド構成体３を１４０［μｍ］〜１８０［μｍ］（フレーム本体の厚みの７０［％］〜９０［％］）突出させているため、スタンドオフ高さの量は、２０［μｍ］〜６０［μｍ］（フレーム本体の厚みの１０［％］〜３０［％］）となり、基板実装時のスタンドオフを有したランド電極を得ることができる。
【００６３】
なお、前工程の封止工程でターミナルランドフレームの上面に対して全面封止を行い、封止樹脂内に複数の半導体素子が封止された状態を構成した場合は、ランド構成体に対して押圧力を印加して分離してもよいが、破損が危惧される場合は、個々の半導体素子単位に回転ブレード等により封止樹脂部分を分割した状態で、ランド構成体に対して押圧力を印加して分離する。
【００６４】
次に図４に示すように、分離して得られた樹脂封止型半導体装置構成体１７の底面に露出したランド構成体３の露出面に対して、導電性材料からなるボール状の電極部材１８を付設し、実装強度、基板実装信頼性の高いＢＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）型の樹脂封止型半導体装置を得る。ここでは、ボール状の電極部材１８として、半田ボールを付設するものであり、使用したターミナルランドフレームは、表層に金属メッキ層が形成されたターミナルランドフレームであるため、ランド構成体３の露出した側面と平面のうち、平面にのみ電極部材１８が付設されるものである。すなわち、ランド構成体３の露出した平面は金属メッキ層が残存しており、破断された側面は金属メッキ層が存在しないため、精度よく電極部材１８が形成されるものである。
【００６５】
なお、封止樹脂内に複数の半導体素子が封止された樹脂封止型半導体装置構成体の場合は、電極部材１８を一括で付設した後、個々の半導体素子単位に回転ブレード等により分割することで、樹脂封止型半導体装置を得る。
【００６６】
次に図５は本実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法で得られたＢＧＡ型の樹脂封止型半導体装置を示す図であり、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は底面図である。
【００６７】
本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、外囲が封止樹脂１５で封止されたものであり、底面が露出され、側面および上面が封止樹脂１５内に封止され、その上面に半導体素子が搭載されたランド構成体３とを有し、ランド構成体３は封止樹脂１５の底面にグリッド状に配置され、その面上に電極部材１８が付設されてボール・グリッド・アレイ（ＢＧＡ）型を構成する樹脂封止型半導体装置である。
【００６８】
すなわち、本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、図６（ａ）の断面図に示すように、前述のターミナルランドフレームから形成された樹脂封止型半導体装置であり、金属板よりなるフレーム本体と、そのフレーム本体の領域内に配設されて、薄厚部によりフレーム本体と接続し、かつフレーム本体よりも突出して形成され、その底面の面積よりも上面の面積が大きい複数のランド構成体とよりなり、そのランド構成体はフレーム本体から突出した方向への押圧力によってのみ、接続している薄厚部が破断されてランド構成体がフレーム本体から分離される構成であるターミナルランドフレームを用いて形成された樹脂封止型半導体装置であって、素子支持用の第１のランド構成体３上に導電性接着剤１２により接着搭載された半導体素子１３と、半導体素子１３の周辺に配置され、半導体素子と金属細線１４により電気的に接続された外部電極用の第２のランド構成体３と、第１，第２の各ランド構成体３の底面を突出させて半導体素子１３の外囲を封止した封止樹脂１５とよりなり、各ランド構成体３の封止樹脂１５からの突出量は、フレーム本体の厚み量からランド構成体がフレーム本体から突出した量を差し引いた量であり、各ランド構成体の封止樹脂から突出した平面と側面のうち、平面にのみ電極部材１８が突出して付設されている樹脂封止型半導体装置である。そして本実施形態では、電極部材１８は半田ボールを用いているが、金ボールでもよい。なお、半導体素子１３が接着されるランド構成体３は半導体素子の面積、ピン数に応じてその配置位置を適宜設定するものであり、半導体素子１３を支持する個数も適宜設定するものである。また半導体素子１３を支持するランド構成体を他の外部電極として使用するランド構成体よりも面積的に大きい構成としてもよいし、形状も信頼性を考慮して任意に設定する。
【００６９】
また本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、図６（ａ）の断面図の円内部分の拡大図として、図６（ｂ）の拡大した断面図に示すように、樹脂封止型半導体装置の製造に使用したターミナルランドフレームは、表層に金属メッキ層が形成されたターミナルランドフレームであるため、ランド構成体３の露出した平面３ｘと側面３ｙのうち、平面３ｘにのみ電極部材１８が付設されたものである。これはランド構成体３の露出した平面３ｘは金属メッキ層が残存しており、破断された側面３ｙは金属メッキ層が存在しないため、精度よく平面３ｘ上にのみ電極部材１８が形成されるものである。この構造により、半田ボール等の電極部材１８を形成する場合、ランド構成体３の側面３ｙに電極部材１８が広がらず、隣接ランド構成体間での電極部材の接触を防止できる。また電極部材１８を介して樹脂封止型半導体装置を基板実装する場合においても、電極部材１８の材料、例えば半田が溶融して隣接する電極部材と接触することを防止し、ブリッジを回避でき、基板実装の信頼性を確保できるものである。
【００７０】
以上、本実施形態で示したようなターミナルランドフレームを用いた樹脂封止型半導体装置およびその製造方法により、ターミナルランドフレーム上に半導体素子を搭載、金属細線接続、樹脂封止後には、ターミナルランドフレームのフレーム本体から樹脂封止型半導体装置構成体を得て、その樹脂封止型半導体装置構成体の底面のランド構成体に対して精度よくボール状の電極部材を付設できるので、樹脂封止型半導体装置の基板実装時の実装強度が向上するとともに、基板実装信頼性の高い樹脂封止型半導体装置を効率よく製造できるものである。
【００７１】
特に将来の小型携帯機器の利用頻度の増加に伴い、携帯電話等の通信機器をはじめとする小型携帯機器に搭載される樹脂封止型半導体装置の実装強度は重要視され、外圧の印加等の過酷な使用条件下でも実装信頼性を維持できる樹脂封止型半導体装置が要望されるが、本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法により、将来の基板実装強度に対する耐久性を得て、信頼性、実装性に優れた樹脂封止型半導体装置を実現できるものである。
【００７２】
もちろん、製造した樹脂封止型半導体装置の底面部分には、半導体素子と電気的に接続したランド構成体を外部電極として配列することができ、面実装タイプの半導体装置が得られ、従来のようなリード接合による実装に比べて、基板実装の信頼性を向上させることができる。また、本実施形態で製造された樹脂封止型半導体装置は、ＢＧＡタイプの半導体装置のように、ランド電極を設けた基板を用いるものでなく、ターミナルランドフレームという金属板からなるフレーム本体から半導体装置を構成するので、量産性、コスト性などの面においては、従来のＢＧＡタイプの半導体装置よりも有利となる。さらに製品加工工程において、従来のようなフレームからの分離において必要であったリードカット工程、リードベンド工程をなくし、リードカットによる製品へのダメージやカット精度の制約をなくすことができ、製造工程の削減によってコスト力を強めた画期的な技術を提供できるものである。
【００７３】
【発明の効果】
以上、本発明の樹脂封止型半導体装置は、底面のランド構成体に対してボール状の電極部材を付設しているので、プリント基板等の基板実装時の実装強度が向上するとともに、基板実装信頼性の高い樹脂封止型半導体装置を実現できるものである。
【００７４】
また樹脂封止型半導体装置の製造方法では、ターミナルランドフレーム上に半導体素子を搭載、金属細線接続、樹脂封止後には、そのターミナルランドフレームのフレーム本体から樹脂封止型半導体装置構成体を得て、その樹脂封止型半導体装置構成体の底面のランド構成体に対して精度よくボール状の電極部材を付設できるので、基板実装時の実装強度が向上するとともに、基板実装信頼性の高い樹脂封止型半導体装置を効率よく製造できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のターミナルランドフレームを示す図
【図２】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図３】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図４】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図５】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置を示す図
【図６】本発明の一実施形態の樹脂封止型半導体装置を示す断面図
【図７】先行技術に示されるターミナルランドフレームを示す図
【図８】先行技術に示されるターミナルランドフレームを示す断面図
【図９】先行技術に示されるターミナルランドフレームの製造方法を示す断面図
【図１０】先行技術に示されるターミナルランドフレームの製造方法を示す断面図
【図１１】先行技術に示されるターミナルランドフレームを示す構成図
【図１２】先行技術に示される樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【図１３】先行技術に示される樹脂封止型半導体装置の製造方法を示す断面図
【符号の説明】
１ フレーム本体
２ 薄厚部
３ ランド構成体
４ 金属板
５ ダイ部
６ 押え金型
７ 開口部
８ パンチ部材
９ 抜きダレ部
１０ せん断部
１１ 破断部
１２ 接着剤
１３ 半導体素子
１４ 金属細線
１５ 封止樹脂
１６ 樹脂封止型半導体装置
１７ 樹脂封止型半導体装置構成体
１８ 電極部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a resin-encapsulated semiconductor device using a terminal land frame which is a frame provided with a land body serving as an external terminal in a half-cut state, instead of a conventional lead frame having a beam-shaped lead, and its manufacture More particularly, the present invention relates to a resin-encapsulated semiconductor device capable of improving the substrate mounting strength and a method for producing a resin-encapsulated semiconductor device capable of efficiently producing the same.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in order to cope with the downsizing of electronic devices, high-density mounting of semiconductor components such as resin-encapsulated semiconductor devices is required, and along with this, semiconductor components are becoming smaller and thinner. In addition, while being small and thin, the number of pins has been increased, and a high-density small and thin resin-encapsulated semiconductor device has been demanded.
[0003]
As a conventional resin-encapsulated semiconductor device, a semiconductor package such as QFP (Quad Flat Package) is representative, but as a resin-encapsulated semiconductor device that can meet the demand for further multi-pin and thinner in the future, There are techniques described in Japanese Patent No. 2986787, Japanese Patent No. 2986788, and Japanese Patent No. 2997255.
[0004]
Hereinafter, as the prior art of the present invention, the techniques disclosed in Japanese Patent No. 2986787, Japanese Patent No. 2986788 and Japanese Patent No. 2997255 will be described.
[0005]
FIG. 7 is a view showing the configuration of a prior art terminal land frame, FIG. 7 (a) is a cross-sectional view showing the terminal land frame, and FIG. 7 (b) is an AA1 portion in FIG. 7 (a). The cross section of a part of is shown. FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of the land component portion in FIG.
[0006]
As shown in the figure, the terminal land frame is arranged in a grid pattern in the frame main body 1 made of a copper plate or a metal plate used for a normal lead frame such as 42-alloy, and in the region of the frame main body 1. The thin body 2 is connected to the frame main body 1 and includes a plurality of land structures 3 formed so as to protrude from the frame main body 1. That is, the frame main body 1, the land structure 3, and the thin portion 2 are integrally formed from the same metal plate. The land structure 3 has a structure in which the thin portion 2 is broken and the land structure 3 is separated from the frame body 1 by a pressing force in a direction protruding from the frame body 11. The land structure 3 may be arranged in a lattice pattern such as a staggered pattern, a grid pattern in a grid pattern, or randomly arranged in a plane, but an arrangement suitable for connection with a semiconductor element to be mounted by a fine metal wire is adopted. Is.
[0007]
Further, as shown in FIG. 8, by applying a pressing force in the protruding direction to the bottom surface portion 3a of the land structure 3, the frame main body 1 is broken at the broken line portion of the thin portion 2. From which the land structure 3 is separated. Here, the thin portion 2 is a “joint portion” formed by a half-cutting means for punching with respect to the frame body 1 itself, and a portion of the frame body 1 where a land component is to be formed is punched using a punch member. Processed, not completely punched, but stopped halfway, preferably about half, and the part punched halfway protrudes from the frame body 1, and the protruding part constitutes the land constituting body 3 and the frame body 1 The connecting portion connected without being cut off constitutes the thin portion 2. Therefore, the thin portion 2 is extremely thin, and has a thickness at which the thin portion 2 is broken to the extent that a pressing force in the protruding direction is applied to the bottom surface portion 3 a of the land structure 3.
[0008]
Further, the land structure 3 formed so as to protrude from the frame body 1 has a protrusion amount that is more than a majority of the thickness of the frame body 1 itself, and the land structure 3 protrudes from the frame body 1. The configuration is such that the thin portion 2 is broken and the land structure 3 is separated from the frame body 1 by the pressing force in the direction. For example, the thickness of the terminal land frame itself, that is, the thickness of the frame body 1 is 200 [μm], and the protrusion amount of the land structure 3 is 140 [μm] to 180 [μm] (70 [% of the thickness of the frame body 10). ~ 90 [%]). The thickness of the frame body 1 is not limited to 200 [μm], and may be a 400 [μm] thick frame as necessary. Further, the projecting amount of the land structure 3 is 70% to 90% of the frame body thickness of the majority or more, but the projecting amount may be half or less, and the thin portion 2 is broken. The amount of protrusion can be set within the range.
[0009]
In addition, the terminal land frame of this technology has a surface plated, and if necessary, for example, a metal such as nickel (Ni), palladium (Pd) and gold (Au) is laminated and appropriately plated. It is what. The plating process may be performed after the land structure 3 is formed, or may be performed before the land structure is formed on the metal plate. Further, the surface roughness of the terminal land frame is extremely flat and is 0.1 [μm] or less, which affects the peelability from the sealing resin. It is necessary to avoid unnecessary irregularities.
[0010]
In the terminal land frame, the protruding upper surface portion of the land structure 3 is formed by press molding called coining so that the protruding upper surface shape forms a mushroom shape having a flat upper surface. Due to the shape by this coining, when the semiconductor element is mounted on the terminal land frame and resin-sealed, the biting of the sealing resin to the land structure is improved, and the adhesion with the sealing resin is improved. Even with single-sided sealing, the reliability of resin sealing can be obtained. Further, the shape is not limited to a flat top mushroom shape, and may be any flat top shape having an anchoring action with a sealing resin such as a key.
[0011]
In the terminal land frame of this technique, a die pad part which is a member on which a semiconductor element is mounted is not provided, but some of the land structures 3 in the group of land structures 3 provided in the region of the frame body 1 are provided. Can be used as a die pad portion to form a land structure for supporting a semiconductor element. As a result, even if there is a difference in the size of the semiconductor elements mounted on the terminal land frame due to the difference in the product type, a part of the group of land structures 3 is used as a supporting land structure as appropriate. By using the other land structure 3 as a land structure for electrical connection with the semiconductor element on which it is mounted, the terminal land frame can be shared, and a plurality of sizes can be used in one frame. A resin-encapsulated semiconductor device can be obtained by mounting different semiconductor elements.
[0012]
The number of land structures 3 can be set as appropriate depending on the number of pins of a semiconductor element to be mounted. And as shown in FIG. 7, although the land structure 3 is formed in the area | region of the frame main body 1, it can form continuously in right and left and up and down. The land structure 3 has a circular shape, but may have a square shape or a rectangular shape. The size may be the same in the terminal land frame, or a resin-encapsulated semiconductor device is formed as a land electrode. In this case, the land structure 3 located in the peripheral portion may be enlarged in order to relieve stress during board mounting. In this technique, the size of the upper surface of the land structure 3 may be a size that allows bonding when a semiconductor element is mounted and is connected by a thin metal wire such as a gold wire as an electrical connection means. μm] φ or larger.
[0013]
Further, the terminal land frame shown here does not have a conventional inner lead portion, outer lead portion, die pad portion, etc., but has a land structure 3 as a land electrode, and the land structure 3 is a semiconductor element. When a resin-encapsulated semiconductor device is configured using this terminal land frame by arranging in a grid pattern and a zigzag pattern on the surface on which the resin is mounted, a resin-encapsulated semiconductor device having land electrodes on the bottom surface is provided. Can be realized. Further, since the configuration that becomes an electrode as in the prior art is not the beam-shaped lead configuration but the land configuration body 3, they can be arranged in a planar shape, and the degree of freedom of arrangement of the land configuration body 3 is improved. It is possible to cope with the increase in the number of pins. Of course, the arrangement of the land structures 3 is set according to the number of pins of the semiconductor element to be mounted, and a series of arrangements as in the prior art may be used.
[0014]
Next, the manufacturing method of the terminal land frame of this technique is demonstrated.
[0015]
9 and 10 are cross-sectional views showing a method for manufacturing a terminal land frame, and are cross-sectional views showing a land component part.
[0016]
First, as shown in FIG. 9, the metal plate 4 serving as the frame main body of the terminal land frame is placed on the die portion 5 of the punching die and pressed by the presser die 6 from above the metal plate 4. Here, in FIG. 9, the die portion 5 is provided with an opening 7 for punching. Further, a punch member 8 is provided above the metal plate 4, and when the metal plate 4 is pressed and punched by the punch member 8, the pressed portion of the metal plate 4 becomes the opening 7. It has a structure that can be punched out.
[0017]
Next, as shown in FIG. 10, the metal plate 4 fixed at a predetermined position on the die portion 5 is punched by pressing with a punch member 8 from above, and a part of the metal plate 4 is die portion. By pressing so as to protrude toward the opening 7 on the 5 side, a predetermined portion of the metal plate 4 is made into a semi-cut state, and the land structure 3 is formed. Here, the land structure 3 which is connected to the metal plate 4 by the thin portion 2 and remains and protrudes from the main body of the metal plate 4 is formed.
[0018]
Here, when a part of the metal plate 4 is punched by the punch member 8, the punch member 8 is not completely punched, and the pressing of the punch member 8 is stopped halfway, thereby forming a semi-cut state and the metal plate 4 being pressed. The remaining portion is connected to the main body of the metal plate 4 without being separated. Moreover, the contact area of the punch member 8 that contacts the portion of the metal plate 4 that forms the land structure 3 is smaller than the opening area of the opening 7 provided in the die portion 5, and the punch member 8 causes the metal plate 4 to In the step of forming a land structure 3 projecting from the metal plate 4 by pressing a part, the area of the upper surface portion 3b of the land structure 3 projecting from the metal plate 4 is connected to the metal plate 4 side. The edge portion of the upper surface on the protruding side of the land structure 3 is larger than the area of the bottom surface portion 3a of the body 3, and forms the land structure 3 having a curved surface due to the sag. With this structure, the formed land structure 3 is easily separated by the pressing force in the direction in which it protrudes, that is, the pressing force from the bottom surface portion 3a side of the land structure 3. Moreover, it does not isolate | separate by the direction which it protruded, ie, the pressing force from the upper surface part 3b of the land structure 3, It becomes a structure isolate | separated only to the pressing force from one direction.
[0019]
Moreover, you may make it comprise the mushroom shape in which the upper surface shape which the upper surface protruded performs press molding called coining with respect to the upper surface part which the land structure 3 protruded. With this coining shape, when a semiconductor element is mounted on the terminal land frame and sealed with resin, the sealing resin bites into the land structure, and an anchor effect is obtained. Adhesion is further improved, and the reliability of resin sealing can be obtained even with single-side sealing.
[0020]
Moreover, when forming the land structure 3 with respect to the metal plate 4, about the protrusion amount which makes a part of metal plate 4 protrude, it is more than half of the thickness of the metal plate 4 itself, and is 200 [micrometers] here. The land structure 3 is formed to protrude from 140 [μm] to 180 [μm] (70 [%] to 90 [%] of the thickness of the metal plate itself) with respect to the thickness of the metal plate 4. Therefore, the land structure 3 formed so as to protrude is connected to the main body of the metal plate 4 by the thin portion 2 having a very thin thickness. Here, the thickness of the thin portion 2 is a minute thickness of 20 [μm] to 60 [μm] (10 [%] to 30 [%] of the thickness of the metal plate itself). It is easily separated by the pressing force in the protruding direction. The thickness of the frame main body is not limited to 200 [μm], and may be a 400 [μm] thick frame as necessary. Further, the protrusion amount of the land structure 3 is also set to a protrusion amount of a majority or more, but may be a protrusion amount of less than half, and the protrusion amount can be set within a range where the thin portion 2 is broken.
[0021]
Here, the half cutting at the time of forming the land structure 3 of this technique will be described. FIG. 11 is a structural diagram of the land structure 3, the metal plate 4, and the thin portion 2 when pressed against the metal plate 4 to form a half-cut state.
[0022]
As shown in FIG. 11, when the land structure 3 was formed on the metal plate 4, the land structure 3 portion of the metal plate 4 was generated by punching by the punch member 8 shown in FIGS. Due to the punching portion 9, the shearing portion 10 sheared by the punch member 8, and the pressing force in the direction in which the land constituting body 3 itself protrudes, a fracture surface is obtained when the land constituting body 3 is easily separated. It has a fracture portion 11. As the formation of the land structure 3, when the punch member 8 is used for punching, the punching portion 9, the shearing portion 10, and the breaking portion 11 are formed in this order. The portion to be the fracture portion 11 is the thin portion 2 and is shown as having a considerable thickness in the drawing because it is shown as a model, but it is substantially extremely thin. . In the punching process of the metal plate 4, the ideal state is A: B = 1: 1, and when the punch member 8 punches the metal plate 4 and punches half the thickness of the metal plate 4. The punch member 8 is stopped to complete the punching, and the conditions are set as appropriate.
[0023]
In the punching process, the length of the shearing portion 10 and the breaking portion 11 can be manipulated by changing the clearance value. When the clearance is reduced, the shearing portion 10 can be made larger than the breaking portion 11. On the contrary, when the clearance is increased, the shearing portion 10 can be made smaller than the fracture portion 11. Accordingly, by setting the clearance to zero and keeping the length of the fractured portion 11 short, the timing of completion of extraction of the metal plate 4 is delayed, and even if the punch member 8 enters more than 1/2 of the metal plate 4, the extraction is not completed. It is something that can be done. Here, the clearance indicates the amount of the gap formed by the difference between the size of the punch member 8 and the size of the opening 7 of the die portion 5.
[0024]
Next, a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device using this terminal land frame will be described with reference to the drawings. 12 and 13 are cross-sectional views for each process showing a method of manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device using a terminal land frame.
[0025]
First, as shown in FIG. 12A, the frame main body 1 as described above and the frame main body 1 are disposed in the region of the frame main body 1 and connected to the frame main body 1 by the thin-walled portion 2. The land structure 3 includes a plurality of land structures 3 projectingly formed, and the land structure 3 is broken by the pressing force in the direction in which the land structure 3 projects from the frame body 1, so that the land structure 3 becomes the frame body 1. A terminal land frame having a more separated structure is prepared.
[0026]
Next, as shown in FIG. 12 (b), the land structure 3 of the terminal land frame is on the side where the land structure 3 protrudes, and conductive bonding is performed on the predetermined first land structure 3 in the land structure 3. The semiconductor element 13 is mounted and bonded by an adhesive 12 such as an agent or an insulating paste. This process corresponds to a die bonding process in the assembly process of the semiconductor device. The semiconductor element 13 is bonded by applying the adhesive 12 to the terminal land frame, placing the semiconductor element 13, and heat treatment. Here, the terminal land frame is easily separated by the pressing force in the direction in which the land structure 3 protrudes, that is, the pressing force from the bottom surface side of the land structure 3. Since the structure is such that it is not separated by the pressing direction from the protruding direction, that is, the pressing force from the upper surface portion of the land structure 3 and is only separated from the pressing force from one direction, when mounting the semiconductor element 13, Even if the downward pressing force is applied, the land structure 3 is not separated and can be stably die-bonded.
[0027]
Next, as shown in FIG. 12C, the semiconductor element 13 bonded on the terminal land frame and the second land structure 3 serving as the external land electrode among the land structures 3 are electrically connected by the thin metal wires 14. Connect to. Therefore, the diameter of the surface of the land structure 3 to which the fine metal wires 14 on the upper surface are connected is 100 [μm] φ or more. Also in this process, since the land structure 3 is separated only by the pressing force from one direction, when the metal thin wire 14 is connected to the upper surface of the land structure 3, the pressing force acts downward. However, the land structure 3 is not separated and can be stably wire-bonded.
[0028]
Next, as shown in FIG. 13A, the semiconductor element 13 bonded on the terminal land frame and the region of the metal thin wire 14 which is an electrical connection means are sealed with the sealing resin 15 in units of individual semiconductor elements. Seal. Usually, one-side sealing is performed by transfer molding using upper and lower sealing molds. Here, only the surface of the terminal land frame on which the semiconductor element 13 is mounted is sealed with the sealing resin 15 and has a single-side sealing structure. Since each land component 3 is provided so as to protrude, even if the sealing resin 15 bites against the step structure, even if it is a single-sided sealing structure, the adhesion between the terminal land frame and the sealing resin 15 is improved. Can be obtained.
[0029]
Next, as shown in FIG. 13B, the terminal land frame is fixed in a state where the terminal land frame is fixed, for example, in a state where the end portion of the terminal land frame is fixed and the region sealed with the sealing resin 15 is free. A pressing force is applied to the bottom surface of the land structure 3 from below. In this case, the land portion 3 and the frame body 1 of the terminal land frame are separated by fixing the end of the terminal land frame and applying a pressing force by pushing it up from below. That is, the ultrathin thin portion 2 connecting the land structure 3 and the frame main body 1 is separated by being broken by the pressing force generated by pushing up. Further, when pushing up, only a part of the land structure 3 located below the semiconductor element 13 near the center, for example, may be pushed up, or the land structure 3 in the peripheral part may be pushed up, or all of the land structures 3 may be pushed up. The land structure 3 may be pushed up. However, the land structure 3 is pushed up within a range in which the land structure 3 is not peeled off from the sealing resin 15 or damaged.
[0030]
And as shown in FIG.13 (c), the ultra-thin thin part which connects a land structure and a frame main body is isolate | separated by fracture | rupturing by the pressing force by pushing up, and the resin-sealed semiconductor device 16 Can be obtained.
[0031]
Here, the separation between the sealing resin and the frame main body is caused by the fact that the adhesion between the sealing resin and the region other than the portion where the land main body of the frame main body is formed is weak, and the land constituent body is separated. The sealed semiconductor device 16 can be taken out. The land structure portion is formed in the sealing resin without peeling because the uneven shape bites into the sealing resin. As shown in the figure, the resin-encapsulated semiconductor device 16 has land structures 3 arranged on the bottom surface thereof, and the land structure bodies 3 are provided so as to protrude from the bottom surface of the sealing resin 15. Is formed. Here, the protruding amount of the land structure 3 of the resin-encapsulated semiconductor device 16 is an amount obtained by subtracting the protruding amount of the land structure 3 from the thickness of the frame body, and the stand as an external land electrode of the land structure 3. An off is formed. Here, the land structure 3 is protruded from 140 [μm] to 180 [μm] (70 [%] to 90 [%] of the thickness of the frame main body) with respect to the frame main body having a thickness of 200 [μm]. Therefore, the amount of the standoff height is 20 [μm] to 60 [μm] (10 [%] to 30 [%] of the thickness of the frame main body), and a land electrode having a standoff when mounted on the board is obtained. be able to.
[0032]
As described above, as a prior art of the present invention, the use of a terminal land frame in which a plurality of land structures are connected to a plate member with a thin portion that can be easily broken, a request for further increase in pin count and thickness in the future. Thus, a resin-encapsulated semiconductor device that can meet the requirements can be manufactured.
[0033]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the resin-encapsulated semiconductor device using the terminal land frame and the manufacturing method thereof, although the resin-encapsulated semiconductor device is manufactured by separately separating the resin-encapsulated semiconductor device from the frame body by pressing force, Due to the nature of the terminal land frame, the land structure constituting the external electrode of the resin-encapsulated semiconductor device obtained by the separation is exposed to the outside of the package with a slight protrusion amount, and the external structure having the protrusion amount There is a problem in that the electrodes remain uneasy in mounting strength and reliability when mounted on the board, and there is a risk that durability to mounting strength under severe future use conditions may not be obtained.
[0034]
In the resin-encapsulated semiconductor device using the terminal land frame described above, the reliability of the resin-encapsulated semiconductor device is obtained without deteriorating the quality of the obtained resin-encapsulated semiconductor device and with durability against future board mounting strength. Provides a resin-encapsulated semiconductor device with excellent mountability and a method for manufacturing the same, and uses a terminal land frame that can form an external electrode with high precision and strength by utilizing the structural features of the terminal land frame. An object of the present invention is to provide a resin-encapsulated semiconductor device and a method for manufacturing the same.
[0035]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a resin-encapsulated semiconductor device according to the present invention includes a frame main body made of a metal plate, and is disposed in a region of the frame main body, connected to the frame main body by a thin portion, and The land structure is formed so as to protrude from the frame body, and has a plurality of land structures having an upper surface area larger than an area of the bottom surface, and the land structure body is formed only by a pressing force in a direction protruding from the frame body. A resin-encapsulated semiconductor device formed using a terminal land frame having a structure in which a thin portion is broken and the land structure is separated from the frame body, and is mounted on the first land structure. A semiconductor device, a second land structure disposed around the semiconductor device and electrically connected to the semiconductor device by a thin metal wire, and the first land The bottom surface of each land structure of the adult and second land structures is made of a sealing resin that seals the outer periphery of the semiconductor element, and the amount of protrusion of each land structure from the sealing resin is , An amount obtained by subtracting the amount of the land structure projecting from the frame body from the thickness of the frame body, and of the plane and side surfaces projecting from the sealing resin of each land structure, electrodes are provided only on the plane. This is a resin-encapsulated semiconductor device in which a member protrudes and is attached.
[0036]
Specifically, the electrode member is a resin-encapsulated semiconductor device that is a solder ball.
[0037]
As described above, since the resin-encapsulated semiconductor device of the present invention has the ball-shaped electrode member attached to the land structure on the bottom surface of the resin-encapsulated semiconductor device, when mounting on a substrate such as a printed circuit board As a result, the resin-encapsulated semiconductor device with high substrate mounting reliability can be realized.
[0038]
The method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to the present invention includes a frame body made of a metal plate, a frame body disposed in the region of the frame body, connected to the frame body by a thin portion, and from the frame body. Is formed with a plurality of land structures having a top surface area larger than the bottom surface area, and the land structure group is formed only by the pressing force in the direction protruding from the frame body. A step of preparing a terminal land frame having a configuration in which the land constituent group is separated from the frame main body, and a protruding side of a part of the land constituent body of the land constituent group of the terminal land frame A step of mounting a plurality of semiconductor elements on the substrate, a step of electrically connecting each of the mounted semiconductor elements and each land component with a fine metal wire, and A step of sealing the outer periphery of each mounted semiconductor element with a sealing resin to form a resin-encapsulated semiconductor device structure on the upper surface side of the final land frame; A pressing force is applied to the bottom surface of the structure to break a thin portion connecting the frame body and the land structure of the terminal land frame, and the resin-encapsulated semiconductor device structure is made to the frame. Manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device comprising: a step of separating from a main body; and a step of attaching an electrode member made of a conductive material to a land structure exposed on a bottom surface of the resin-encapsulated semiconductor device structure Is the method.
[0039]
Specifically, a frame main body made of a metal plate, and disposed in the area of the frame main body, connected to the frame main body by a thin portion and formed to protrude from the frame main body, and an area of the bottom surface thereof The land structure group is composed of a plurality of land structure groups having a larger upper surface area than the land structure group, and the land structure group is broken only by a pressing force in a direction protruding from the frame main body. The step of preparing a terminal land frame having a structure separated from the frame body is a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device in which a terminal land frame having a metal plating layer formed on a surface layer is prepared.
[0040]
Further, in the step of attaching the electrode member made of a conductive material to the land structure exposed on the bottom surface of the semiconductor device structure, the electrode member is attached only to the plane of the exposed side surface and plane of the land structure. This is a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device.
[0041]
Further, in the step of attaching an electrode member made of a conductive material to the land structure exposed on the bottom surface of the semiconductor device structure, a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device in which solder balls are attached.
[0042]
As described above, the method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to the present invention includes mounting a semiconductor element on a terminal land frame, connecting a thin metal wire, and encapsulating the resin from the frame body of the terminal land frame. Since the semiconductor device structure is obtained and the ball-shaped electrode member can be accurately attached to the land structure on the bottom surface of the resin-sealed semiconductor device structure, the substrate mounting of the obtained resin-sealed semiconductor device is possible The mounting strength at the time is improved, and a resin-encapsulated semiconductor device with high substrate mounting reliability can be efficiently manufactured.
[0043]
Moreover, since the terminal land frame used for manufacturing the resin-encapsulated semiconductor device is a terminal land frame in which a metal plating layer is formed on the surface layer, the electrode is formed only on the plane out of the exposed plane and side surfaces of the land structure. A member is attached. This is because the metal plating layer remains on the exposed plane of the land structure and the metal plating layer does not exist on the broken side surface, so that the electrode member is accurately formed only on the plane. With this structure, when an electrode member such as a solder ball is formed, the electrode member does not spread on the side surface of the land structure, and the contact of the electrode member between adjacent land structures can be prevented.
[0044]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a resin-encapsulated semiconductor device and a manufacturing method thereof using the terminal land frame of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0045]
First, FIG. 1 is a view showing a terminal land frame used in the present embodiment, FIG. 1 (a) is a plan view, and FIG. 1 (b) is a partial cross-section at B-B1 in FIG. 1 (a). Show. Note that the terminal land frame of the present embodiment has the same configuration as the terminal land frame shown in the prior art described above.
[0046]
As shown in the figure, the terminal land frame of the present embodiment has a frame main body 1 made of a copper plate or a metal plate used for a normal lead frame such as 42-alloy, and a lattice shape in the region of the frame main body 1. And a plurality of land structures 3 that are connected to the frame main body 1 by the thin portion 2 and project from the frame main body 1. That is, the frame main body 1, the land structure 3, and the thin portion 2 are integrally formed from the same metal plate. The land structure 3 has a structure in which the thin portion 2 is broken and the land structure 3 is separated from the frame body 1 by a pressing force in a direction protruding from the frame body 1. The land structure 3 may be arranged in a lattice pattern such as a staggered pattern, a grid pattern in a grid pattern, or randomly arranged in a plane, but an arrangement suitable for connection with a semiconductor element to be mounted by a fine metal wire is adopted. Is.
[0047]
Further, the land structure 3 formed so as to protrude from the frame body 1 has a protrusion amount that is more than a majority of the thickness of the frame body 1 itself, and the land structure 3 protrudes from the frame body 1. The configuration is such that the thin portion 2 is broken and the land structure 3 is separated from the frame body 1 by the pressing force in the direction. In the present embodiment, for example, the thickness of the terminal land frame itself, that is, the thickness of the frame body 1 is 200 [μm], and the protruding amount of the land structure 3 is 180 [μm] (90% of the thickness of the frame body 10). It is said. The thickness of the frame body 1 is not limited to 200 [μm], and may be a 400 [μm] thick frame as necessary.
[0048]
The terminal land frame of the present embodiment has a surface plated, and is appropriately plated by laminating metals such as nickel (Ni), palladium (Pd), and gold (Au) as necessary. It is what has been. The plating process may be performed after the land structure 3 is formed, or may be performed before the land structure is formed on the metal plate. Further, the surface roughness of the terminal land frame is extremely flat and is 0.1 [μm] or less, which affects the peelability from the sealing resin. It is necessary to avoid unnecessary irregularities.
[0049]
In the terminal land frame of the present embodiment, the protruding upper surface portion of the land structure 3 forms a mushroom shape in which the protruding upper surface shape is flat by press forming called coining. Due to the shape by this coining, when the semiconductor element is mounted on the terminal land frame and resin-sealed, the biting of the sealing resin to the land structure is improved, and the adhesion with the sealing resin is improved. Even with single-sided sealing, the reliability of resin sealing can be obtained. Further, the shape is not limited to a flat top mushroom shape, and may be any flat top shape having an anchoring action with a sealing resin such as a key.
[0050]
In the terminal land frame according to the present embodiment, the die pad portion, which is a member on which the semiconductor element is mounted, is not provided. However, a part of the land structure 3 provided in the region of the frame body 1 is partially configured. The body may have a die pad configuration and a land structure for supporting a semiconductor element. As a result, even if there is a difference in the size of the semiconductor elements mounted on the terminal land frame due to the difference in the product type, a part of the group of land structures 3 is used as a supporting land structure as appropriate. By using the other land structure 3 as a land structure for electrical connection with the semiconductor element on which it is mounted, the terminal land frame can be shared, and a plurality of sizes can be used in one frame. A resin-encapsulated semiconductor device can be obtained by mounting different semiconductor elements.
[0051]
The number of land structures 3 can be set as appropriate depending on the number of pins of a semiconductor element to be mounted. And as shown in FIG. 1, although the land structure 3 is formed in the area | region of the frame main body 1, it can form continuously in right and left and up and down. The land structure 3 has a circular shape, but may have a square shape or a rectangular shape. The size may be the same in the terminal land frame, or a resin-encapsulated semiconductor device is formed as a land electrode. In this case, the land structure 3 located in the peripheral portion may be enlarged in order to relieve stress during board mounting. In the present embodiment, the size of the upper surface of the land structure 3 may be any size that allows bonding when a semiconductor element is mounted and connected by a thin metal wire such as a gold wire as an electrical connection means. [Μm] The size is not less than φ.
[0052]
Further, the terminal land frame of the present embodiment does not have an inner lead portion, an outer lead portion, a die pad portion or the like as in the prior art, but has a land structure 3 as a land electrode, and the land structure 3 is used as a semiconductor element. When a resin-encapsulated semiconductor device is configured using this terminal land frame by arranging in a grid pattern and a zigzag pattern on the surface on which the resin is mounted, a resin-encapsulated semiconductor device having land electrodes on the bottom surface is provided. Can be realized. Moreover, since the structure which becomes an electrode as in the prior art is not the beam-shaped lead structure but the land structure 3, they can be arranged in a planar shape, and the degree of freedom of the arrangement of the land structure 3 is improved. It is possible to cope with the increase in the number of pins. Of course, the arrangement of the land structures 3 is set according to the number of pins of the semiconductor element to be mounted, and a series of arrangements as in the prior art may be used.
[0053]
Furthermore, a terminal land frame may be configured by forming a die pad portion which is larger in area than the land structure in a half cut instead of the land structure mounting the semiconductor element as shown in the present embodiment.
[0054]
The manufacturing method of the terminal land frame of the present embodiment is the same as the method shown in the prior art described above, and is therefore omitted here.
[0055]
Next, a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device using the terminal land frame of this embodiment will be described with reference to the drawings. 2 to 4 are cross-sectional views for each process showing a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device using a terminal land frame.
[0056]
First, as shown in FIG. 2 (a), the frame main body 1 as described above and the frame main body 1 are disposed in the region of the frame main body 1 and connected to the frame main body 1 by the thin-walled portion 2. The land structure 3 includes a plurality of land structures 3 projectingly formed, and the land structure 3 is broken by the pressing force in the direction in which the land structure 3 projects from the frame body 1, so that the land structure 3 becomes the frame body 1. A terminal land frame having a more separated structure is prepared. The terminal land frame prepared here has a surface plated with a metal. For example, a metal such as nickel (Ni), palladium (Pd), and gold (Au) is laminated as necessary. It is plated.
[0057]
Next, as shown in FIG. 2 (b), the land structure 3 of the terminal land frame is on the surface side where the land structure 3 protrudes, and the conductive bonding is performed on the predetermined first land structure 3 in the land structure 3. A semiconductor element 13 which is an integrated circuit element such as a microcomputer logic element or a memory element is placed and bonded by an adhesive 12 such as an agent or an insulating paste. This process corresponds to a die bonding process in the assembly process of the semiconductor device. The semiconductor element 13 is bonded by applying the adhesive 12 to the terminal land frame, placing the semiconductor element 13, and heat treatment. Here, the terminal land frame is easily separated by the pressing force in the direction in which the land structure 3 protrudes, that is, the pressing force from the bottom surface side of the land structure 3. Since the structure is such that it is not separated by the pressing direction from the protruding direction, that is, the pressing force from the upper surface portion of the land structure 3 and is only separated from the pressing force from one direction, when mounting the semiconductor element 13, Even if the downward pressing force is applied, the land structure 3 is not separated and can be stably die-bonded. In the figure, two semiconductor elements 13 are shown mounted, but actually two or more semiconductor elements 13 are mounted.
[0058]
Next, as shown in FIG. 2C, the semiconductor element 13 bonded on the terminal land frame and the second land structure 3 which becomes the external land electrode among the land structures 3 are connected to gold (Au) wire or the like. The thin metal wires 14 are electrically connected. Therefore, the diameter of the surface of the land structure 3 to which the fine metal wires 14 on the upper surface are connected is 100 [μm] φ or more. Also in this process, since the land structure 3 is separated only by the pressing force from one direction, when the metal thin wire 14 is connected to the upper surface of the land structure 3, the pressing force acts downward. However, the land structure 3 is not separated and can be stably wire-bonded.
[0059]
Next, as shown in FIG. 3A, the entire surface of the terminal land frame is made of epoxy resin or the like with respect to the region of the semiconductor element 13 bonded on the terminal land frame and the metal thin wire 14 that is an electrical connection means. Sealing is performed with an insulating sealing resin 15. Usually, one-side sealing is performed by transfer molding using upper and lower sealing molds. Here, only the surface of the terminal land frame on which the semiconductor element 13 is mounted is sealed with the sealing resin 15 and has a single-side sealing structure. And since each land structure 3 is provided protrudingly, even if the sealing resin 15 bites against the step structure, even if it is a single-side sealing structure, the adhesion between the terminal land frame and the sealing resin 15 Can be obtained. Further, in the present embodiment, the land structure 3 provided so as to protrude from the frame is provided so that 90% of the frame thickness protrudes, and the thickness of 90% is included in the sealing resin 15. It is possible to form an external electrode that is sealed and constitutes a resin-sealed semiconductor device. Here, the entire surface of the terminal land frame may be sealed, and a plurality of semiconductor elements may be sealed in the sealing resin.
[0060]
Next, as shown in FIG. 3B, the terminal land frame is fixed in a state where the terminal land frame is fixed, for example, the end of the terminal land frame is fixed and the region sealed with the sealing resin 15 is free. A pressing force is applied to the bottom surface of the land structure 3 from below. In this case, the land portion 3 and the frame body 1 of the terminal land frame are separated by fixing the end of the terminal land frame and applying a pressing force by pushing it up from below. That is, the ultrathin thin portion 2 connecting the land structure 3 and the frame main body 1 is separated by being broken by the pressing force by pushing up. Further, when pushing up, only a part of the land structure 3 located below the semiconductor element 13 near the center, for example, may be pushed up, or the land structure 3 in the peripheral part may be pushed up, or all of the land structures 3 may be pushed up. The land structure 3 may be pushed up. However, the land structure 3 is pushed up within a range where the land structure 3 is not peeled off from the sealing resin 15 or damaged.
[0061]
And as shown in FIG.3 (c), the ultra-thin thin part which has connected the land structure and the frame main body is separated by being ruptured by the pressing force by pushing up, and the resin-encapsulated semiconductor device structure The body 17 can be obtained.
[0062]
Here, the sealing resin and the frame main body are peeled off because the adhesion between the sealing resin and the region other than the portion where the land main body of the frame main body is formed is weak, and the land constituent body is separated. The type semiconductor device structure 17 can be taken out. The land structure portion is formed in the sealing resin without peeling because the uneven shape bites into the sealing resin. As shown in the figure, the resin-encapsulated semiconductor device structure 17 has land structures 3 arranged on the bottom surface thereof, and the land structure bodies 3 are provided so as to protrude slightly from the bottom surface of the sealing resin 15. A stand-off at the time of mounting is formed. Here, the amount of protrusion of the land structure 3 of the resin-encapsulated semiconductor device structure 17 is an amount obtained by subtracting the amount of protrusion of the land structure 3 from the thickness of the frame body, and serves as an external land electrode of the land structure 3. The standoff is formed. Here, the land structure 3 is protruded from 140 [μm] to 180 [μm] (70 [%] to 90 [%] of the thickness of the frame main body) with respect to the frame main body having a thickness of 200 [μm]. Therefore, the amount of the standoff height is 20 [μm] to 60 [μm] (10 [%] to 30 [%] of the thickness of the frame main body), and a land electrode having a standoff when mounted on the board is obtained. be able to.
[0063]
In addition, when the entire surface is sealed with respect to the upper surface of the terminal land frame in the previous sealing step and a state in which a plurality of semiconductor elements are sealed in the sealing resin is formed, It may be separated by applying a pressing force, but if there is a risk of damage, apply the pressing force to the land structure with the sealing resin part divided by a rotating blade etc. for each semiconductor element unit. To separate.
[0064]
Next, as shown in FIG. 4, a ball-shaped electrode member made of a conductive material with respect to the exposed surface of the land structure 3 exposed on the bottom surface of the resin-encapsulated semiconductor device structure 17 obtained by separation. 18 is provided to obtain a BGA (ball grid array) type resin-encapsulated semiconductor device having high mounting strength and high substrate mounting reliability. Here, a solder ball is attached as the ball-shaped electrode member 18, and the terminal land frame used is a terminal land frame in which a metal plating layer is formed on the surface layer. Of the side surface and the plane, the electrode member 18 is attached only to the plane. That is, since the metal plating layer remains on the exposed plane of the land structure 3 and the metal plating layer does not exist on the fractured side surface, the electrode member 18 is formed with high accuracy.
[0065]
In the case of a resin-encapsulated semiconductor device structure in which a plurality of semiconductor elements are encapsulated in an encapsulating resin, the electrode members 18 are attached together and then divided into individual semiconductor element units by a rotary blade or the like. Thus, a resin-encapsulated semiconductor device is obtained.
[0066]
Next, FIG. 5 is a view showing a BGA type resin-encapsulated semiconductor device obtained by the method for producing a resin-encapsulated semiconductor device of the present embodiment. FIG. 5 (a) is a plan view, and FIG. ) Is a bottom view.
[0067]
The resin-encapsulated semiconductor device of this embodiment has an outer periphery sealed with a sealing resin 15, the bottom surface is exposed, the side surface and the top surface are sealed in the sealing resin 15, A land structure 3 on which a semiconductor element is mounted. The land structure 3 is arranged in a grid shape on the bottom surface of the sealing resin 15, and an electrode member 18 is provided on the surface to provide a ball grid array ( BGA) type resin-encapsulated semiconductor device.
[0068]
That is, the resin-encapsulated semiconductor device of this embodiment is a resin-encapsulated semiconductor device formed from the above-described terminal land frame, as shown in the cross-sectional view of FIG. A main body and a plurality of land structures disposed in the region of the frame main body, connected to the frame main body by a thin portion and projecting from the frame main body, and having a top surface area larger than a bottom surface area The land structure uses a terminal land frame in which the thin structure connected to it is broken and the land structure is separated from the frame body only by the pressing force in the direction protruding from the frame body. The semiconductor device 1 is a resin-sealed semiconductor device formed by bonding with a conductive adhesive 12 on the first land structure 3 for supporting the device. A second land structure 3 for an external electrode disposed around the semiconductor element 13 and electrically connected to the semiconductor element by a thin metal wire 14; and bottom surfaces of the first and second land structures 3 And the sealing resin 15 that seals the outer periphery of the semiconductor element 13. The protruding amount of each land component 3 from the sealing resin 15 is determined by the land component from the thickness of the frame main body. This is a resin-encapsulated semiconductor device in which the electrode member 18 protrudes and is attached only to the flat surface among the flat surface and the side surface protruding from the sealing resin of each land component. In this embodiment, the electrode member 18 uses a solder ball, but may be a gold ball. The land structure 3 to which the semiconductor element 13 is bonded is appropriately set in accordance with the area of the semiconductor element and the number of pins, and the number of supporting the semiconductor element 13 is also set appropriately. Further, the land structure supporting the semiconductor element 13 may be configured to be larger in area than the land structure used as another external electrode, and the shape is arbitrarily set in consideration of reliability.
[0069]
Further, the resin-encapsulated semiconductor device of the present embodiment is a resin-encapsulated semiconductor as shown in the enlarged cross-sectional view of FIG. 6B as an enlarged view of the in-circle portion of the cross-sectional view of FIG. Since the terminal land frame used for manufacturing the device is a terminal land frame having a metal plating layer formed on the surface layer, the electrode member 18 is provided only on the flat surface 3x of the exposed flat surface 3x and side surface 3y of the land structure 3. It was attached. This is because the metal plating layer remains on the exposed flat surface 3x of the land structure 3 and the metal plating layer does not exist on the broken side surface 3y, so that the electrode member 18 is accurately formed only on the flat surface 3x. It is. With this structure, when the electrode member 18 such as a solder ball is formed, the electrode member 18 does not spread on the side surface 3y of the land structure 3, and the contact of the electrode member between adjacent land structures can be prevented. Further, even when the resin-encapsulated semiconductor device is mounted on the substrate via the electrode member 18, the material of the electrode member 18, for example, solder, can be prevented from melting and coming into contact with the adjacent electrode member, and a bridge can be avoided. The reliability of board mounting can be ensured.
[0070]
As described above, according to the resin-encapsulated semiconductor device using the terminal land frame as shown in the present embodiment and the manufacturing method thereof, the semiconductor element is mounted on the terminal land frame, after the metal fine wire connection and the resin sealing, Since a resin-encapsulated semiconductor device structure is obtained from the frame body of the frame and a ball-shaped electrode member can be accurately attached to the land structure on the bottom surface of the resin-encapsulated semiconductor device structure, As a result, the mounting strength of the type semiconductor device when mounted on the substrate can be improved, and a resin-encapsulated semiconductor device with high substrate mounting reliability can be efficiently manufactured.
[0071]
In particular, with the increase in the frequency of use of small portable devices in the future, the mounting strength of resin-encapsulated semiconductor devices mounted on small portable devices such as mobile phones and other communication devices is regarded as important. There is a demand for a resin-encapsulated semiconductor device that can maintain mounting reliability even under harsh usage conditions, but with the method for producing a resin-encapsulated semiconductor device of the present invention, durability for future substrate mounting strength is obtained, A resin-encapsulated semiconductor device with excellent reliability and mountability can be realized.
[0072]
Of course, land structures electrically connected to the semiconductor elements can be arranged as external electrodes on the bottom surface portion of the manufactured resin-encapsulated semiconductor device, and a surface-mount type semiconductor device can be obtained as in the conventional case. Compared to mounting by simple lead bonding, the reliability of board mounting can be improved. Also, the resin-encapsulated semiconductor device manufactured in this embodiment does not use a substrate provided with land electrodes, unlike a BGA type semiconductor device, but a semiconductor from a frame body made of a metal plate called a terminal land frame. Since the device is configured, it is more advantageous than the conventional BGA type semiconductor device in terms of mass productivity and cost. Furthermore, in the product processing process, the lead cut process and lead bend process, which were necessary for separation from the conventional frame, can be eliminated, the damage to the product due to the lead cut and the restrictions on the cutting accuracy can be eliminated. It is possible to provide groundbreaking technology with enhanced cost power through reduction.
[0073]
【The invention's effect】
As described above, since the resin-encapsulated semiconductor device of the present invention has the ball-shaped electrode member attached to the land structure on the bottom surface, the mounting strength at the time of mounting a printed circuit board or the like is improved, and the substrate mounting A highly reliable resin-encapsulated semiconductor device can be realized.
[0074]
In the resin-encapsulated semiconductor device manufacturing method, a semiconductor element is mounted on the terminal land frame, and after the metal thin wire connection and resin encapsulation, the resin-encapsulated semiconductor device structure is obtained from the frame body of the terminal land frame. In addition, since the ball-shaped electrode member can be accurately attached to the land structure on the bottom surface of the resin-encapsulated semiconductor device structure, the mounting strength at the time of mounting on the board is improved and the resin with high mounting reliability on the board It is possible to efficiently manufacture a sealed semiconductor device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a terminal land frame according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view showing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a terminal land frame shown in the prior art.
FIG. 8 is a sectional view showing a terminal land frame shown in the prior art.
FIG. 9 is a sectional view showing a method for manufacturing a terminal land frame shown in the prior art.
FIG. 10 is a sectional view showing a method for manufacturing a terminal land frame shown in the prior art.
FIG. 11 is a block diagram showing a terminal land frame shown in the prior art.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device shown in the prior art
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device disclosed in the prior art.
[Explanation of symbols]
1 Frame body
2 Thin part
3 Land components
4 Metal plate
5 Die part
6 Presser mold
7 opening
8 Punch material
9 Sag section
10 Shearing part
11 Breaking part
12 Adhesive
13 Semiconductor elements
14 Thin metal wire
15 Sealing resin
16 Resin-encapsulated semiconductor device
17 Resin-encapsulated semiconductor device structure
18 Electrode member

Claims (4)

格子状に配列した複数のランド構成体と、
前記ランド構成体の上面に搭載された半導体素子と、
前記半導体素子と前記ランド構成体とを電気的に接続する接続部材と、
前記ランド構成体の少なくとも底面と側面の一部とを露出するように、前記ランド構成体と前記半導体素子と前記接続部材とを封止した封止樹脂とよりなり、
前記ランド構成体の前記封止樹脂から露出した前記底面と前記側面の一部のうち、前記底面のみ金属メッキ層が形成されており、
前記底面の前記金属メッキ層上にのみ電極部材が付設されていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。 A plurality of land structures arranged in a lattice pattern;
A semiconductor element mounted on an upper surface of the land structure,
A connecting member for electrically connecting the front Symbol semiconductor element and said land structure,
It comprises a sealing resin that seals the land structure , the semiconductor element, and the connection member so as to expose at least a bottom surface and a part of a side surface of the land structure.
Of the bottom surface and part of the side surface exposed from the sealing resin of the land structure, a metal plating layer is formed only on the bottom surface,
An electrode member is attached only on the metal plating layer on the bottom surface . 前記電極部材は半田ボールであることを特徴とする請求項１に記載の樹脂封止型半導体装置。The resin-encapsulated semiconductor device according to claim 1, wherein the electrode member is a solder ball. 金属メッキ層を有する金属板よりなるフレーム本体と、前記フレーム本体と薄厚部により接続し前記フレーム本体よりも上面側に突出して形成され、上面および底面に前記金属メッキ層を有するランド構成体とよりなるターミナルランドフレームを用意する工程と、
前記ランド構成体の上面に半導体素子を搭載する工程と、
前記半導体素子と前記ランド構成体とを電気的に接続する工程と、
前記ターミナルランドフレームの上面側であって、前記半導体素子と前記ランド構成体の上面とを封止樹脂により封止する工程と、
前記ターミナルランドフレームの前記薄厚部を破断させ、その破断面を前記封止樹脂から露出させて前記金属メッキ層を有さない前記ランド構成体の側面を形成する工程と、
前記ランド構成体の底面の前記金属メッキ層上にのみ電極部材を付設する工程とを有することを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造方法。A frame body made of a metal plate having a metal plating layer, wherein the frame body and than reset continued teeth before Symbol frame body by the thin portions are formed to protrude on the upper surface side, the land having the metal plating layer on the top and bottom surfaces a step of preparing a more composed terminal land frame and structure,
A step of mounting tower a semiconductor element on an upper surface of the land structure,
A step of connecting the land structure and the semiconductor device electrical manner,
Wherein a top side of the terminal land frame, a step that abolish sealing an upper surface of the land structure and the semiconductor element with a sealing resin,
Breaking the thin portion of the terminal land frame, exposing the fractured surface from the sealing resin to form a side surface of the land structure without the metal plating layer ;
And a step of attaching an electrode member only on the metal plating layer on the bottom surface of the land structure. 前記電極部材を付設する工程では、半田ボールを付設することを特徴とする請求項３に記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。 4. The method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to claim 3, wherein in the step of attaching the electrode member, a solder ball is attached.
JP2000152409A 2000-05-24 2000-05-24 Resin-sealed semiconductor device and manufacturing method thereof Expired - Fee Related JP4045718B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000152409A JP4045718B2 (en) 2000-05-24 2000-05-24 Resin-sealed semiconductor device and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000152409A JP4045718B2 (en) 2000-05-24 2000-05-24 Resin-sealed semiconductor device and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001332648A JP2001332648A (en) 2001-11-30
JP4045718B2 true JP4045718B2 (en) 2008-02-13

Family

ID=18657838

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000152409A Expired - Fee Related JP4045718B2 (en) 2000-05-24 2000-05-24 Resin-sealed semiconductor device and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4045718B2 (en)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3304705B2 (en) * 1995-09-19 2002-07-22 セイコーエプソン株式会社 Manufacturing method of chip carrier
JPH10200010A (en) * 1997-01-10 1998-07-31 Dainippon Printing Co Ltd Lead frame for surface-mount semiconductor device, and surface-mount semiconductor device using lead frame
JP3947292B2 (en) * 1998-02-10 2007-07-18 大日本印刷株式会社 Manufacturing method of resin-encapsulated semiconductor device
JP3521758B2 (en) * 1997-10-28 2004-04-19 セイコーエプソン株式会社 Method for manufacturing semiconductor device
JP2986788B1 (en) * 1998-10-21 1999-12-06 松下電子工業株式会社 Resin-sealed semiconductor device and method of manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001332648A (en) 2001-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3062192B1 (en) Lead frame and method of manufacturing resin-encapsulated semiconductor device using the same
KR100564006B1 (en) Terminal land frame and method for manufacturing the same, and resin sealed semiconductor device and method for manufacturing the same
JP2000150760A (en) Terminal land frame and its manufacture
JP3460646B2 (en) Resin-sealed semiconductor device and method of manufacturing the same
JP3921880B2 (en) Manufacturing method of resin-encapsulated semiconductor device
JP3915337B2 (en) Lead frame and method for manufacturing resin-encapsulated semiconductor device using the same
JP2986788B1 (en) Resin-sealed semiconductor device and method of manufacturing the same
JP4045718B2 (en) Resin-sealed semiconductor device and manufacturing method thereof
JP3843654B2 (en) Lead frame and method for manufacturing resin-encapsulated semiconductor device using the same
JP3921885B2 (en) Manufacturing method of resin-encapsulated semiconductor device
JP4266429B2 (en) Resin-sealed semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2997255B1 (en) Resin-sealed semiconductor device and method of manufacturing the same
JP3823651B2 (en) Manufacturing method of resin-encapsulated semiconductor device
JP4013452B2 (en) Manufacturing method of resin-encapsulated semiconductor device
JP3965813B2 (en) Manufacturing method of terminal land frame
JP3928284B2 (en) Manufacturing method of resin-encapsulated semiconductor device
JP2001077275A (en) Lead frame and manufacture of resin-sealed semiconductor device using the same
JP3422276B2 (en) Resin-sealed semiconductor device and method of manufacturing the same
JP3890822B2 (en) Manufacturing method of resin-encapsulated semiconductor device
JP3928286B2 (en) Manufacturing method of resin-encapsulated semiconductor device
JP2986787B1 (en) Terminal land frame and manufacturing method thereof
JP2002026181A (en) Resin-sealed semiconductor device and its manufacturing method
JP2001077136A (en) Manufacture of plastic molded semiconductor device
JP2000150707A (en) Resin-sealed semiconductor device and manufacture thereof
JP2001077273A (en) Lead frame and manufacture of resin-sealed semiconductor device using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060510

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20060613

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20061006

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070515

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070713

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20071030

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20071112

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101130

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111130

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121130

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees