JP2015154042A - リードフレームおよびその製造方法、ならびに半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ワイヤボンディングを安定して行うことができ、インナーリードに変形が生じることを防止し、かつインナーリードと封止樹脂との接続強度を高めることが可能な、リードフレームを提供する。
【解決手段】リードフレーム１０は、ダイパッド１１と、それぞれ端子部５３、６３とインナーリード５１、６１とを含む複数のリード部１２Ａ、１２Ｂとを備えている。インナーリード５１、６１は、表面側に位置するボンディング面４１と、裏面側に位置するとともにハーフエッチングにより形成されたエッチング面４２と、ボンディング面４１とエッチング面４２との間に位置する一対の側面４３とを有している。インナーリード５１、６１のエッチング面４２は平坦面であり、インナーリード５１、６１の一対の側面４３は、それぞれ幅方向内側に向けてくびれた形状をもつ。
【選択図】図５

Description

本発明は、リードフレームおよびその製造方法、ならびに半導体装置およびその製造方法に関する。

近年、基板に実装される半導体装置の小型化および薄型化が要求されてきている。このような要求に対応すべく、従来、リードフレームを用い、その搭載面に搭載した半導体素子を封止樹脂によって封止するとともに、裏面側にリードの一部分を露出させて構成された、いわゆるＱＦＮ（Quad Flat Non-lead）タイプの半導体装置が種々提案されている。

しかしながら、従来一般的な構造からなるＱＦＮの場合、端子数が増加するにしたがってパッケージが大きくなるため、実装信頼性を確保することが難しくなるという課題があった。これに対して、多ピン化されたＱＦＮを実現するための技術として、外部端子を２列に配列したパッケージの開発が進められている（例えば特許文献１〜２）。このようなパッケージは、ＤＲ−ＱＦＮ（Dual Row QFN）パッケージともよばれている。

特開２００６−１９７６７号公報 特開２００５−２１７４５１号公報

近年、上述したＱＦＮパッケージやＤＲ−ＱＦＮパッケージを生産するにあたり、チップサイズを変更することなく、リード部の数（ピン数）を増やすことが求められてきている。これに対して、従来、ピン数を増やすために、パッケージサイズを大きくする手法がとられてきた。例えば、その一辺が８ｍｍ〜１６ｍｍとした大型のパッケージが開発および量産されるようになっている。

このように、パッケージサイズがある程度以上大きくなると、半導体素子側の端子とリード部の内部端子との距離が離れるため、ボンディングワイヤが長くなる。このため、リード部に、端子部から内側に延びるインナーリードが形成されたものが用いられている。しかしながら、インナーリードはその幅が細いため、ワイヤボンディングの接続信頼性が低下するおそれが生じている。また、インナーリードに変形が発生したり、インナーリードのモールド樹脂との密着性が低下したりする等の課題も発生している。

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、ワイヤボンディングを安定して行うことができ、インナーリードに変形が生じることを防止し、かつインナーリードと封止樹脂との接続強度を高めることが可能な、リードフレームおよびその製造方法、ならびに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。

本発明は、リードフレームであって、半導体素子が搭載されるダイパッドと、前記ダイパッド周囲に設けられ、それぞれ端子部と前記端子部から内側に延びるインナーリードとを含む複数のリード部とを備え、前記インナーリードは、表面側に位置するボンディング面と、裏面側に位置するとともにハーフエッチングにより形成されたエッチング面と、前記ボンディング面と前記エッチング面との間に位置する一対の側面とを有し、前記インナーリードの前記エッチング面は平坦面であり、前記インナーリードの前記一対の側面は、それぞれ前記インナーリードの幅方向内側に向けてくびれた形状をもつことを特徴とするリードフレームである。

本発明は、前記インナーリードのくびれた部分の幅は、前記ボンディング面の幅の８５％〜９５％であることを特徴とするリードフレームである。

本発明は、前記エッチング面の幅は、前記ボンディング面の幅の９０％〜１１０％であることを特徴とするリードフレームである。

本発明は、前記エッチング面の幅よりも前記ボンディング面の幅が大きいことを特徴とするリードフレームである。

本発明は、前記ボンディング面の幅よりも前記エッチング面の幅が大きいことを特徴とするリードフレームである。

本発明は、前記複数のリード部の前記端子部は、隣り合う前記リード部間で内側および外側に位置するよう平面から見て交互に千鳥状に配置されていることを特徴とするリードフレームである。

本発明は、半導体装置であって、ダイパッドと、前記ダイパッド周囲に設けられ、それぞれ端子部と前記端子部から内側に延びるインナーリードとを含む複数のリード部と、前記ダイパッド上に搭載された半導体素子と、前記半導体素子と各リード部の前記インナーリードとを電気的に接続する接続部材と、前記ダイパッドと、前記複数のリード部と、前記半導体素子と、前記接続部材とを封止する封止樹脂とを備え、前記インナーリードは、表面側に位置するボンディング面と、裏面側に位置するとともにハーフエッチングにより形成されたエッチング面と、前記ボンディング面と前記エッチング面との間に位置する一対の側面とを有し、前記インナーリードの前記エッチング面は平坦面であり、前記インナーリードの前記一対の側面は、それぞれ前記インナーリードの幅方向内側に向けてくびれた形状をもつことを特徴とする半導体装置である。

本発明は、リードフレームの製造方法であって、金属基板を準備する工程と、前記金属基板の表裏に、それぞれエッチング用レジスト層を形成する工程と、前記エッチング用レジスト層を耐腐蝕膜として前記金属基板の表面および裏面にエッチングを施すことにより、前記金属基板に、ダイパッドと、前記ダイパッド周囲に設けられ、それぞれ端子部と前記端子部から内側に延びるインナーリードとを含む複数のリード部とを形成する工程と、前記金属基板の表裏から、それぞれ前記エッチング用レジスト層を除去する工程とを備え、前記インナーリードは、表面側に位置するボンディング面と、裏面側に位置するとともにハーフエッチングにより形成されたエッチング面と、前記ボンディング面と前記エッチング面との間に位置する一対の側面とを有し、前記インナーリードの前記エッチング面は平坦面であり、前記インナーリードの前記一対の側面は、それぞれ前記インナーリードの幅方向内側に向けてくびれた形状をもつことを特徴とするリードフレームの製造方法である。

本発明は、半導体装置の製造方法であって、リードフレームの製造方法によりリードフレームを製造する工程と、前記リードフレームの前記ダイパッド上に前記半導体素子を搭載する工程と、前記半導体素子と各リード部の前記インナーリードとを接続部材により電気的に接続する工程と、前記ダイパッドと、前記複数のリード部と、前記半導体素子と、前記接続部材とを封止樹脂により封止する工程とを備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法である。

本発明によれば、インナーリードのエッチング面を平坦面としたので、ワイヤボンディングを安定して実行することができる。また、インナーリードの一対の側面が、それぞれインナーリードの幅方向内側に向けてくびれた形状をもつので、インナーリードのねじれ強度を高め、リード部に変形が生じることを防止することができる。さらに、インナーリードの一対の側面が、それぞれインナーリードの幅方向内側に向けてくびれた形状をもつことにより、インナーリードと封止樹脂とをより強固に接続することができる。

図１は、本発明の一実施の形態によるリードフレームを示す平面図。 図２は、本発明の一実施の形態によるリードフレームを示す断面図（図１のII−II線断面図）。 図３は、本発明の一実施の形態によるリードフレームを示す拡大平面図（図１の部分拡大図）。 図４（ａ）−（ｂ）は、リード部の長手方向断面図（それぞれ図３のIVA−IVA線断面図、IVB−IVB線断面図）。 図５（ａ）−（ｂ）は、リード部の横方向断面図（それぞれ図３のVA−VA線断面図、VB−VB線断面図）。 図６（ａ）−（ｂ）は、リード部の横方向断面図（それぞれ図３のVIA−VIA線断面図、VIB−VIB線断面図）。 図７（ａ）−（ｂ）は、リード部の変形例を示す横方向断面図。 図８は、本発明の一実施の形態による半導体装置を示す平面図。 図９は、本発明の一実施の形態による半導体装置を示す断面図（図８のIX−IX線断面図）。 図１０（ａ）−（ｆ）は、本発明の一実施の形態によるリードフレームの製造方法を示す断面図。 図１１（ａ）−（ｅ）は、本発明の一実施の形態による半導体装置の製造方法を示す断面図。 図１２は、ワイヤーボンディング工程を示す断面図。

以下、本発明の一実施の形態について、図１乃至図１２を参照して説明する。なお、以下の各図において、同一部分には同一の符号を付しており、一部詳細な説明を省略する場合がある。

リードフレームの構成
まず、図１乃至図６により、本実施の形態によるリードフレームの概略について説明する。図１乃至図６は、本実施の形態によるリードフレームを示す図である。

図１および図２に示すように、リードフレーム１０は、半導体素子２１（後述）を搭載する平面矩形状のダイパッド１１と、ダイパッド１１周囲に設けられ、半導体素子２１と外部回路（図示せず）とを接続する複数の細長いリード部１２Ａ、１２Ｂとを備えている。

また、図１において、符号１０ａは単位リードフレームを示しており、各単位リードフレーム１０ａは、それぞれ半導体装置２０（後述）に対応する。各単位リードフレーム１０ａは、支持リード（支持部材）１３を介して互いに連結されている。この支持リード１３は、ダイパッド１１とリード部１２Ａ、１２Ｂとを支持するものであり、Ｘ方向、およびＸ方向に垂直なＹ方向に沿ってそれぞれ延びている。また、ダイパッド１１の四隅には吊りリード１４が連結されており、ダイパッド１１は、この４本の吊りリード１４を介して支持リード１３に連結支持されている。

隣接するリード部１２Ａ、１２Ｂ同士は、半導体装置２０（後述）の製造後に互いに電気的に絶縁される形状となっている。また、各リード部１２Ａ、１２Ｂは、半導体装置２０の製造後にダイパッド１１と電気的に絶縁される形状となっている。このリード部１２Ａ、１２Ｂの裏面には、それぞれ外部の実装基板（図示せず）に電気的に接続される外部端子１７Ａ、１７Ｂが形成されている。各外部端子１７Ａ、１７Ｂは、半導体装置２０（後述）の製造後に、それぞれ半導体装置２０から外方に露出するようになっている。

この場合、複数のリード部１２Ａ、１２Ｂの外部端子１７Ａ、１７Ｂは、隣り合うリード部１２Ａ、１２Ｂ間で内側および外側に位置するよう、平面から見て交互に千鳥状に配置されている。すなわち、ダイパッド１１の周囲において、相対的に内側（ダイパッド１１側）に位置する外部端子１７Ａをもつリード部１２Ａと、相対的に外側（支持リード１３側）に位置する外部端子１７Ｂをもつリード部１２Ｂとが、全周にわたり交互に配置されている。これにより、リード部１２Ａ、１２Ｂの外部端子１７Ａ、１７Ｂが、隣接するリード部１２Ｂ、１２Ａに接触する不具合が防止される。なお、本明細書において、内側に位置する外部端子１７Ａを内側外部端子１７Ａともいい、外側に位置する外部端子１７Ｂを外側外部端子１７Ｂともいう。この場合、内側外部端子１７Ａおよび外側外部端子１７Ｂは、全て同一の平面形状を有している。

図１に示すように、複数の内側外部端子１７Ａは、平面から見ていずれもダイパッド１１の一辺に対して平行な直線に沿って配列されている。また、複数の外側外部端子１７Ｂは、平面から見ていずれもダイパッド１１の一辺に対して平行な直線上に配列されている。すなわち、複数の内側外部端子１７Ａおよび複数の外側外部端子１７Ｂは、Ｘ方向又はＹ方向のいずれかに対して平行な直線に沿って、２列に配列されている。しかしながら、これに限られるものではなく、例えば、複数の内側外部端子１７Ａおよび／または複数の外側外部端子１７Ｂが、それぞれ平面から見て円弧上に配列されても良い。

次に、図３および図４（ａ）−（ｂ）を参照して、各リード部１２Ａ、１２Ｂの構成について更に説明する。

図３に示すように、リード部１２Ａ、１２Ｂのうち、内側外部端子１７Ａを有するリード部１２Ａは、インナーリード５１と、接続リード５２と、端子部５３とを有している。このうちインナーリード５１は、端子部５３よりも内側（ダイパッド１１側）に延びており、その内側端部表面には内部端子１５が形成されている。この内部端子１５は、後述するようにボンディングワイヤ２２を介して半導体素子２１に電気的に接続される領域となっている。このため、内部端子１５上には、ボンディングワイヤ２２との密着性を向上させるめっき部２５が設けられている。この場合、インナーリード５１は、支持リード１３に対して傾斜して延びている。

接続リード５２は、端子部５３よりも外側（支持リード１３側）に位置しており、その外端部は支持リード１３に連結されている。接続リード５２は、当該接続リード５２が連結される支持リード１３に対して垂直に延びている。なお、端子部５３の裏面には、内側外部端子１７Ａが形成されている。

図４（ａ）に示すように、リード部１２Ａのインナーリード５１および接続リード５２は、それぞれ裏面側（半導体素子２１を搭載する面の反対側）からハーフエッチングにより薄肉に形成されている。他方、端子部５３は、ハーフエッチングされることなく、ダイパッド１１および支持リード１３と同一の厚みを有している。このように、インナーリード５１および接続リード５２の厚さが端子部５３の厚さよりも薄いことにより、幅の狭いリード部１２Ａを精度良く形成することができ、小型でピン数の多い半導体装置２０を得ることができる。なお、ハーフエッチングとは、被エッチング材料をその厚み方向に途中までエッチングすることをいう。

一方、図３に示すように、リード部１２Ａ、１２Ｂのうち、外側外部端子１７Ｂを有するリード部１２Ｂは、インナーリード６１と、接続リード６２と、端子部６３とを有している。このうちインナーリード６１は、端子部６３よりも内側（ダイパッド１１側）に位置しており、その内側端部表面には内部端子１５が形成されている。この場合、インナーリード６１は、支持リード１３に対して垂直に延びる直線部分６１ｂと、当該直線部分６１ｂから傾斜して延びる傾斜部分６１ａとを有している。

また、接続リード６２は、端子部６３よりも外側（支持リード１３側）に位置しており、その外側端部は支持リード１３に連結されている。接続リード６２は、当該接続リード６２が連結される支持リード１３に対して垂直に延びている。なお、端子部６３の裏面には、外側外部端子１７Ｂが形成されている。

図４（ｂ）に示すように、リード部１２Ｂのインナーリード６１および接続リード６２は、それぞれ裏面側（半導体素子２１を搭載する面の反対側）からハーフエッチングにより薄肉に形成されている。また、端子部６３は、ハーフエッチングされることなく、ダイパッド１１および支持リード１３と同一の厚みを有している。このように、インナーリード６１および接続リード６２の厚さが端子部６３の厚さよりも薄いことにより、幅の狭いリード部１２Ｂを精度良く形成することができ、小型でピン数の多い半導体装置２０を得ることができる。

なお、図３において、互いに隣接するリード部１２Ａ、１２Ｂ間の間隔ｄは、７０μｍ〜１５０μｍとすることが好ましい。このように、間隔ｄを７０μｍ以上とすることにより、互いに隣接するリード部１２Ａ、１２Ｂ間の貫通部分をエッチングにより確実に形成することができる。また、上記間隔ｄを１５０μｍ以下とすることにより、各半導体装置２０の外部端子１７Ａ、１７Ｂの数（ピン数）を一定数以上確保することができる。具体的には、外部端子１７Ａ、１７Ｂの数（ピン数）は、例えば８０ピン〜２５０ピンとすることができる。

次に、図５乃至図７を参照して、各リード部１２Ａ、１２Ｂのインナーリード５１、６１および端子部５３、６３の断面形状（各リード部１２Ａ、１２Ｂの長手方向に対して垂直な方向に沿った断面形状）について更に説明する。

図５（ａ）に示すように、リード部１２Ａのインナーリード５１は、表面側に位置するボンディング面４１と、裏面側に位置するエッチング面４２と、ボンディング面４１とエッチング面４２との間に位置する一対の側面４３とを有している。このうちボンディング面４１は、未加工の素材面（金属基板３１の表面）からなる。また、エッチング面４２は、裏面側からハーフエッチングされることにより形成された面であり、平坦面となっている。

このように、インナーリード５１のエッチング面４２が平坦面となっていることにより、ワイヤボンディング工程において、後述するようにインナーリード５１をヒートブロック３６に対して安定して載置することができる。これにより、ボンディングワイヤ２２を内部端子１５に対して安定して接続することが可能となり、ワイヤボンディング作業の信頼性を向上させることができる。

また、一対の側面４３は、それぞれインナーリード５１の幅方向内側に向けてくびれた形状をもっている。各側面４３は、その断面において、幅方向内側に向けて湾曲する弧形状からなっている。

このように、インナーリード５１の側面４３が幅方向内側に向けてくびれた形状をもっていることにより、同一面積の矩形状の断面をもつインナーリードと比較して、インナーリード５１の断面二次モーメントを大きくし、インナーリード５１のねじれ強度を高めている。これにより、例えば後述する半導体装置２０の製造工程において、インナーリード５１に歪みや曲り等の変形が生じることを防止することができる。また、インナーリード５１の側面４３の表面積が増加するので、インナーリード５１と封止樹脂２３（後述）との接触面積が増加し、インナーリード５１と封止樹脂２３とをより強固に接続することができる。さらに、隣り合うインナーリード５１同士が接触して電気的に短絡してしまうことを抑制することができる。

この場合、インナーリード５１のくびれた部分の幅ｗ_ｂは、ボンディング面４１の幅ｗ_ｃの８５％〜９５％であることが好ましい。くびれた部分の幅ｗ_ｂをボンディング面４１の幅ｗ_ｃの８５％以上としたことにより、ワイヤーボンディング作業において、キャピラリーの位置ずれ等によるボンディング面４１、エッチング面４２の座屈を抑制することができる。また、くびれた部分の幅ｗ_ｂをボンディング面４１の幅ｗ_ｃの９５％以下としたことにより、上述した効果、すなわちインナーリード５１のねじれ強度を高めるという効果と、インナーリード５１と封止樹脂２３との接続強度を高める効果とを確実に得ることができる。

なお、インナーリード５１のくびれた部分の幅ｗ_ｂは、インナーリード５１のうち厚み方向に幅が最も狭い部分で測定される。この幅が最も狭い部分は、インナーリード５１のうち厚み方向中央であっても良く、厚み方向中央よりも表面側又は裏面側であっても良い。

さらに、図５（ａ）において、ボンディング面４１の幅ｗ_ｃは例えば６０μｍ〜１２０μｍであり、エッチング面４２の幅ｗ_ｄは例えば６０μｍ〜１２０μｍである。このように、ボンディング面４１の幅ｗ_ｃおよびエッチング面４２の幅ｗ_ｄをそれぞれ６０μｍ以上とすることにより、インナーリード５１の変形を確実に防止することができる。また、ボンディング面４１の幅ｗ_ｃおよびエッチング面４２の幅ｗ_ｄをそれぞれ１２０μｍ以下とすることにより、各半導体装置２０における外部端子１７Ａ、１７Ｂの数（ピン数）を一定数以上確保することができる。

なお、図５（ａ）において、エッチング面４２の幅ｗ_ｄとボンディング面４１の幅ｗ_ｃとは略同一であるが、これに限られるものではなく、エッチング面４２の幅ｗ_ｄとボンディング面４１の幅ｗ_ｃとが互いに異なっていても良い。この場合、エッチング面４２の幅ｗ_ｄは、ボンディング面４１の幅ｗ_ｃの９０％〜１１０％としてもよい。

例えば、図７（ａ）に示すように、ボンディング面４１の幅ｗ_ｃをエッチング面４２の幅ｗ_ｄより大きくしても良い。具体的には、エッチング面４２の幅ｗ_ｄは、ボンディング面４１の幅ｗ_ｃの９０％以上かつ１００％未満としても良い。この場合、インナーリード５１のボンディング面４１が広いので、ボンディングワイヤ２２を内部端子１５に対して安定して接続することが可能となり、ワイヤボンディング作業の信頼性を向上させることができる。

あるいは、図７（ｂ）に示すように、エッチング面４２の幅ｗ_ｄをボンディング面４１の幅ｗ_ｃより大きくしても良い。具体的には、エッチング面４２の幅ｗ_ｄは、ボンディング面４１の幅ｗ_ｃの１００％超かつ１１０％以下としても良い。この場合、インナーリード５１のエッチング面４２をヒートブロック３６（後述）に対して安定して載置することができるので、ボンディングワイヤ２２を内部端子１５に対して安定して接続することが可能となり、ワイヤボンディング作業の信頼性を向上させることができる。

一方、図５（ｂ）に示すように、リード部１２Ａの端子部５３は、表面４４と、裏面４５と、部分的に内側に湾曲した一対の側面４６とを有している。この端子部５３は素材（金属基板３１）と同一の厚みを有しており、端子部５３の表面４４および裏面４５は、それぞれ未加工の素材面（金属基板３１の表面および裏面）からなる。また、表面４４はインナーリード５１のボンディング面４１と同一平面上に位置している。さらに、裏面４５には、上述した内側外部端子１７Ａが形成されている。

この場合、内側外部端子１７Ａ（裏面４５）の幅ｗ_ｆは、端子部５３の表面４４の幅ｗ_ｅよりも広くなっている。これにより、互いに隣接するリード部１２Ａとリード部１２Ｂとの間隔を狭めた場合であっても、内側外部端子１７Ａの面積を広く確保することができ、内側外部端子１７Ａと外部の実装基板（図示せず）とを確実に接続することができる。

また、インナーリード５１の厚みｔ_ａ（図５（ａ））は、端子部５３の厚みｔ_ｂ（図５（ｂ））よりも薄く、具体的には、インナーリード５１の厚みｔ_ａは、端子部５３の厚みｔ_ｂの３０％〜５０％となることが好ましい。

なお、図６（ａ）（ｂ）に示すように、外側外部端子１７Ｂを有するリード部１２Ｂのインナーリード６１および端子部６３の断面形状は、それぞれ上述したリード部１２Ａのインナーリード５１および端子部５３の断面形状と略同一である。図６（ａ）（ｂ）において、図５（ａ）（ｂ）と同一部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

以上説明したリードフレーム１０は、全体として銅、銅合金、４２合金（Ｎｉ４２％のＦｅ合金）等の金属から構成されている。また、リードフレーム１０の厚みは、製造する半導体装置２０の構成にもよるが、８０μｍ〜２００μｍとすることができる。

なお、本実施の形態において、リード部１２Ａ、１２Ｂは、ダイパッド１１の４辺全てに沿って配置されているが（図１参照）、これに限られるものではなく、例えばダイパッド１１の対向する２辺のみに沿って配置されていても良い。

半導体装置の構成
次に、図８および図９により、本実施の形態による半導体装置について説明する。図８および図９は、本実施の形態による半導体装置（ＤＲ−ＱＦＮ（Dual Row QFN）タイプ）を示す図である。

図８および図９に示すように、半導体装置（半導体パッケージ）２０は、ダイパッド１１と、ダイパッド１１の周囲に配置された複数のリード部１２Ａ、１２Ｂと、ダイパッド１１上に搭載された半導体素子２１と、リード部１２Ａ、１２Ｂと半導体素子２１とを電気的に接続する複数のボンディングワイヤ（接続部材）２２とを備えている。また、ダイパッド１１、リード部１２Ａ、１２Ｂ、半導体素子２１およびボンディングワイヤ２２は、封止樹脂２３によって樹脂封止されている。

このうちダイパッド１１およびリード部１２Ａ、１２Ｂは、上述したリードフレーム１０から作製されたものである。このダイパッド１１およびリード部１２Ａ、１２Ｂの構成は、半導体装置２０に含まれない領域を除き、上述した図１乃至図６に示すものと同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

また、半導体素子２１としては、従来一般に用いられている各種半導体素子を使用することが可能であり、特に限定されないが、例えば集積回路、大規模集積回路、トランジスタ、サイリスタ、ダイオード等を用いることができる。この半導体素子２１は、各々ボンディングワイヤ２２が取り付けられる複数の電極２１ａを有している。また、半導体素子２１は、例えばダイボンディングペースト等の接着剤２４により、ダイパッド１１の表面に固定されている。

各ボンディングワイヤ２２は、例えば金、銅等の導電性の良い材料からなっている。各ボンディングワイヤ２２は、それぞれその一端が半導体素子２１の電極２１ａに接続されるとともに、その他端が各リード部１２Ａ、１２Ｂの内部端子１５にそれぞれ接続されている。なお、内部端子１５には、ボンディングワイヤ２２と密着性を向上させるめっき部２５が設けられている。

封止樹脂２３としては、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、あるいはＰＰＳ樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることができる。封止樹脂２３全体の厚みは、３００μｍ〜１２００μｍ程度とすることができる。また、封止樹脂２３の一辺（半導体装置２０の一辺）は、例えば８ｍｍ〜１６ｍｍすることができる。なお、図８において、封止樹脂２３のうち、ダイパッド１１およびリード部１２Ａ、１２Ｂよりも表面側に位置する部分の表示を省略している。

リードフレームの製造方法
次に、図１乃至図６に示すリードフレーム１０の製造方法について、図１０（ａ）−（ｆ）を用いて説明する。なお、図１０（ａ）−（ｆ）は、リードフレーム１０の製造方法を示す断面図（図２に対応する図）である。

まず図１０（ａ）に示すように、平板状の金属基板３１を準備する。この金属基板３１としては、銅、銅合金、４２合金（Ｎｉ４２％のＦｅ合金）等の金属からなる基板を使用することができる。なお金属基板３１は、その両面に対して脱脂等を行い、洗浄処理を施したものを使用することが好ましい。

次に、金属基板３１の表裏全体にそれぞれ感光性レジスト３２ａ、３３ａを塗布し、これを乾燥する（図１０（ｂ））。なお感光性レジスト３２ａ、３３ａとしては、従来公知のものを使用することができる。

続いて、この金属基板３１に対してフォトマスクを介して露光し、現像することにより、所望の開口部３２ｂ、３３ｂを有するエッチング用レジスト層３２、３３を形成する（図１０（ｃ））。

次に、エッチング用レジスト層３２、３３を耐腐蝕膜として金属基板３１に腐蝕液でエッチングを施す（図１０（ｄ））。これにより、ダイパッド１１および複数のリード部１２Ａ、１２Ｂの外形が形成される。このとき、エッチング用レジスト層３２、３３の形状を適宜調整することにより、ボンディング面４１と、平坦面からなるエッチング面４２と、それぞれ幅方向内側に向けてくびれた形状をもつ一対の側面４３とを含むインナーリード５１、６１を有するリード部１２Ａ、１２Ｂが形成される。なお、腐蝕液は、使用する金属基板３１の材質に応じて適宜選択することができ、例えば、金属基板３１として銅を用いる場合、通常、塩化第二鉄水溶液を使用し、金属基板３１の両面からスプレーエッチングを行うことができる。

その後、エッチング用レジスト層３２、３３を剥離して除去する（図１０（ｅ））。

なお、上記においては、金属基板３１の両面側からスプレーエッチングを行う場合を例にとって説明したが、これに限られるものではない。例えば、金属基板３１の片面ずつ２段階のスプレーエッチングを行っても良い。具体的には、まず所定のパターンをもつエッチング用レジスト層３２、３３を形成し（図１０（ｃ）参照）、その後、金属基板３１の裏面側に耐エッチング性のある封止層を設け、この状態で金属基板３１の表面側のみエッチングを実施する。次いで、当該裏面側の封止層を剥離し、金属基板３１の表面側に封止層を設ける。このとき、表面側の封止層は、エッチング加工された金属基板３１の表面側の凹部内にも進入する。続いて、金属基板３１の露出した裏面のみをエッチングし、その後表面側の封止層を剥離することにより、ダイパッド１１および複数のリード部１２Ａ、１２Ｂの外形が形成される。このように金属基板３１の片面ずつスプレーエッチングを行うことにより、リード部１２Ａ、１２Ｂの変形を回避しやすいという効果が得られる。

次に、ボンディングワイヤ２２と内部端子１５との密着性を向上させるため、内部端子１５にメッキ処理を施し、めっき部２５を形成する（図１０（ｆ））。この場合、選択されるメッキ種は、ボンディングワイヤ２２との密着性を確保できればその種類は問わないが、たとえばＡｇやＡｕなどの単層めっきでもよいし、Ｎｉ／ＰｄやＮｉ／Ｐｄ／Ａｕがこの順に積層される複層めっきでもよい。また、めっき部２５は、リード部１２Ａ、１２Ｂのうちボンディングワイヤ２２との接続部のみに施してもよいし、リードフレーム１０の全面に施してもよい。

このようにして、図１乃至図６に示すリードフレーム１０が得られる。

半導体装置の製造方法
次に、図８および図９に示す半導体装置２０の製造方法について、図１１（ａ）−（ｅ）および図１２を用いて説明する。

まず上述した、図１０（ａ）−（ｆ）に示す方法により、リードフレーム１０を作製する（図１１（ａ））。

次に、リードフレーム１０のダイパッド１１上に、半導体素子２１を搭載する。この場合、例えばダイボンディングペースト等の接着剤２４を用いて、半導体素子２１をダイパッド１１上に載置して固定する（ダイアタッチ工程）（図１１（ｂ））。

次に、半導体素子２１の各電極２１ａと、各リード部１２Ａ、１２Ｂのめっき部２５（内部端子１５）とを、それぞれボンディングワイヤ（接続部）２２によって互いに電気的に接続する（ワイヤボンディング工程）（図１１（ｃ））。

このとき、リードフレーム１０をワイヤボンディング装置のヒートブロック３６上に載置する。次いで、ヒートブロック３６によりリード部１２Ａのインナーリード５１及びリード部１２Ｂのインナーリード６１の裏面側から、リード部１２Ａ、１２Ｂの表面温度が、例えば、１５０〜２８０℃程度になるように同時に加熱する。これとともに、ワイヤボンディング装置のキャピラリー３８（図１２参照）を介して超音波を印加しながら、半導体素子２１の各電極２１ａと各リード部１２Ａ、１２Ｂのめっき部２５とをボンディングワイヤ２２を用いて電気的に接続する。

本実施の形態において、リード部１２Ａのインナーリード５１及びリード部１２Ｂのインナーリード６１が、それぞれ平坦なエッチング面４２を有している。これにより、ワイヤボンディング時に、インナーリード５１、６１が幅方向に傾く不具合を防止することができ、インナーリード５１、６１をヒートブロック３６に対して安定して載置することができる。また、インナーリード５１、６１が、それぞれ平坦な裏面を有していることにより、ヒートブロック３６からインナーリード５１への熱伝達が安定する。この結果、ボンディングワイヤ２２をインナーリード５１のめっき部２５に対して安定して接続することが可能となり、ボンディングワイヤ２２の接続信頼性が向上する。さらにエッチング面４２が平坦であるため、キャピラリー３８からの超音波エネルギーを安定してインナーリード５１、６１へ伝えることができる。これにより、ボンディングワイヤ２２を安定して接続することが可能になるので、接続不具合によるワイヤボンディング工程でのチョコ停を削減することができる。

次に、リードフレーム１０に対して熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を射出成形またはトランスファ成形することにより、封止樹脂２３を形成する（図１１（ｄ））。このようにして、リードフレーム１０、半導体素子２１、リード部１２Ａ、１２Ｂおよびボンディングワイヤ２２を封止する。

本実施の形態において、インナーリード５１、６１の一対の側面４３は、それぞれ幅方向内側に向けてくびれた形状をもっているので、インナーリード５１の側面４３の表面積が増加する。このように、インナーリード５１と封止樹脂２３との接触面積が増加することにより、インナーリード５１と封止樹脂２３とをより強固に接続することができる。この結果、インナーリード５１と封止樹脂２３とが剥離する不具合を防止することができる。

次に、各半導体素子２１間の封止樹脂２３をダイシングすることにより、リードフレーム１０を各半導体装置２０毎に分離する。この際、例えばダイヤモンド砥石からなるブレード（図示せず）を回転させながら、各半導体装置２０間のリードフレーム１０および封止樹脂２３を切断しても良い。

このようにして、図８および図９に示す半導体装置２０が得られる（図１１（ｅ））。

ところで、本実施の形態において、インナーリード５１、６１の一対の側面４３は、それぞれ幅方向内側に向けてくびれた形状をもっている。これにより、同一面積の矩形状の断面をもつインナーリードと比較して、インナーリード５１、６１の断面二次モーメントを大きくし、インナーリード５１、６１のねじれ強度を高めている。このため、インナーリード５１、６１の強度が低下することが抑えられ、例えば上述した半導体装置２０の製造工程において、インナーリード５１、６１に歪みや曲り等の変形が生じることを防止することができる。この結果、隣接するリード部１２Ａとリード部１２Ｂとの間隔ｄ（ピッチ）を狭めることができ、半導体装置２０の外部端子１７Ａ、１７Ｂの数（ピン数）を増やすことができる。

また、隣接するリード部１２Ａ、１２Ｂ間の間隔を狭くし、インナーリード５１、６１の幅ｗ_ａを細くした場合であっても、インナーリード５１、６１の強度が低下することが抑えられる。これにより、インナーリード５１、６１が変形して外部端子１７Ａ、１７Ｂに位置ずれが発生する不具合を防止することができ、リードフレーム１０の歩留まりを高めることができる。

さらに、インナーリード５１、６１の強度を高めたことにより、インナーリード５１、６１の長さを長くすることできるので、内部端子１５をダイパッド１１に対して接近させることができる。これにより、高価なボンディングワイヤ２２の使用量を減らすことができ、リードフレーム１０の製造コストを低下させることができる。

なお、上記実施の形態では、リード部１２Ａとリード部１２Ｂとが交互に配置されている場合を例にとって説明した。しかしながら、これに限らず、リードフレーム１０は、互いに同一の長さをもつ複数のリード部を有していても良い（ＱＦＮタイプ）。

さらに、上記実施の形態では、内側外部端子１７Ａおよび外側外部端子１７Ｂが千鳥状に２列に配置されている場合を例にとって説明したが、これに限らず、外部端子が３列以上に配置されていても良い。

１０ リードフレーム
１１ ダイパッド
１２Ａ、１２Ｂ リード部
１３ 支持リード（支持部材）
１４ 吊りリード
１５ 内部端子
１７Ａ 内側外部端子
１７Ｂ 外側外部端子
２０ 半導体装置
２１ 半導体素子
２２ ボンディングワイヤ（接続部材）
２３ 封止樹脂
２４ 接着剤
２５ めっき部
４１ ボンディング面
４２ エッチング面
４３ 側面
４４ 表面
４５ 裏面
４６ 側面
５１ インナーリード
５２ 接続リード
５３ 端子部
６１ インナーリード
６２ 接続リード
６３ 端子部

Claims (9)

1. リードフレームであって、
   半導体素子が搭載されるダイパッドと、
   前記ダイパッド周囲に設けられ、それぞれ端子部と前記端子部から内側に延びるインナーリードとを含む複数のリード部とを備え、
   前記インナーリードは、表面側に位置するボンディング面と、裏面側に位置するとともにハーフエッチングにより形成されたエッチング面と、前記ボンディング面と前記エッチング面との間に位置する一対の側面とを有し、
   前記インナーリードの前記エッチング面は平坦面であり、
   前記インナーリードの前記一対の側面は、それぞれ前記インナーリードの幅方向内側に向けてくびれた形状をもつことを特徴とするリードフレーム。
2. 前記インナーリードのくびれた部分の幅は、前記ボンディング面の幅の８５％〜９５％であることを特徴とする請求項１記載のリードフレーム。
3. 前記エッチング面の幅は、前記ボンディング面の幅の９０％〜１１０％であることを特徴とする請求項１又は２記載のリードフレーム。
4. 前記エッチング面の幅よりも前記ボンディング面の幅が大きいことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項記載のリードフレーム。
5. 前記ボンディング面の幅よりも前記エッチング面の幅が大きいことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項記載のリードフレーム。
6. 前記複数のリード部の前記端子部は、隣り合う前記リード部間で内側および外側に位置するよう平面から見て交互に千鳥状に配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項記載のリードフレーム。
7. 半導体装置であって、
   ダイパッドと、
   前記ダイパッド周囲に設けられ、それぞれ端子部と前記端子部から内側に延びるインナーリードとを含む複数のリード部と、
   前記ダイパッド上に搭載された半導体素子と、
   前記半導体素子と各リード部の前記インナーリードとを電気的に接続する接続部材と、
   前記ダイパッドと、前記複数のリード部と、前記半導体素子と、前記接続部材とを封止する封止樹脂とを備え、
   前記インナーリードは、表面側に位置するボンディング面と、裏面側に位置するとともにハーフエッチングにより形成されたエッチング面と、前記ボンディング面と前記エッチング面との間に位置する一対の側面とを有し、
   前記インナーリードの前記エッチング面は平坦面であり、
   前記インナーリードの前記一対の側面は、それぞれ前記インナーリードの幅方向内側に向けてくびれた形状をもつことを特徴とする半導体装置。
8. リードフレームの製造方法であって、
   金属基板を準備する工程と、
   前記金属基板の表裏に、それぞれエッチング用レジスト層を形成する工程と、
   前記エッチング用レジスト層を耐腐蝕膜として前記金属基板の表面および裏面にエッチングを施すことにより、前記金属基板に、ダイパッドと、前記ダイパッド周囲に設けられ、それぞれ端子部と前記端子部から内側に延びるインナーリードとを含む複数のリード部とを形成する工程と、
   前記金属基板の表裏から、それぞれ前記エッチング用レジスト層を除去する工程とを備え、
   前記インナーリードは、表面側に位置するボンディング面と、裏面側に位置するとともにハーフエッチングにより形成されたエッチング面と、前記ボンディング面と前記エッチング面との間に位置する一対の側面とを有し、
   前記インナーリードの前記エッチング面は平坦面であり、
   前記インナーリードの前記一対の側面は、それぞれ前記インナーリードの幅方向内側に向けてくびれた形状をもつことを特徴とするリードフレームの製造方法。
9. 半導体装置の製造方法であって、
   請求項８記載のリードフレームの製造方法によりリードフレームを製造する工程と、
   前記リードフレームの前記ダイパッド上に前記半導体素子を搭載する工程と、
   前記半導体素子と各リード部の前記インナーリードとを接続部材により電気的に接続する工程と、
   前記ダイパッドと、前記複数のリード部と、前記半導体素子と、前記接続部材とを封止樹脂により封止する工程とを備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。

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