半導體裝置的製造方法以及半導體裝置製造方法
2023-06-17 15:47:51
半導體裝置的製造方法以及半導體裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及半導體裝置的製造方法以及半導體裝置。防止在彎曲加工時的樹脂毛刺的掉落。半導體裝置的製造方法包含：密封工序（S110），利用樹脂對引線框（1）的內部引線進行密封；以及彎曲加工工序（S130），對彎曲對象區域進行彎曲加工，該彎曲對象區域為不對由密封工序產生的樹脂毛刺（3）施加由彎曲加工產生的應力的區域。
【專利說明】半導體裝置的製造方法以及半導體裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及考慮了樹脂毛刺(burr)的半導體裝置的製造方法以及半導體裝置。
【背景技術】
[0002]在製造功率半導體的封裝時，需要配合封裝的設計圖進行引線成形(leadforming)(彎曲加工)。在專利文獻I以及專利文獻2中公開了進行彎曲加工的技術(以下，現有技術A)。
[0003]現有技術文獻 專利文獻
專利文獻1:日本特開平6 - 232309號公報；
專利文獻2:日本特開平6 - 283642號公報。
[0004]發明要解決的課題
然而，在現有技術A中，在未考慮半導體封裝的產生樹脂毛刺的區域的情況下進行引線成形(彎曲加工)。因此，在現有技術A中存在如下問題:在引線成形時，由於引線的彎曲應力導致容易產生樹脂毛刺掉落的現象。
[0005]掉落的樹脂毛刺例如作為生產線內的異物而成為產品、裝置故障增大的原因。此夕卜，例如，在樹脂毛刺掉落到與散熱片(fin)的接合面的情況下，與散熱片的緊貼性劣化，散熱性降低，產品的可靠性降低。即，在引線成形(彎曲加工)中，樹脂毛刺的掉落是大問題。
【發明內容】
[0006]本發明是為了解決這樣的問題而完成的，其目的在於提供一種能防止在彎曲加工時的樹脂毛刺掉落的半導體裝置的製造方法等。
[0007]用於解決課題的方案
為了達到上述目的，本發明的一個方式的半導體裝置的製造方法包含:利用樹脂對引線框的內部引線進行密封的工序；以及對彎曲對象區域進行彎曲加工的工序，該彎曲對象區域為被所述引線框包含的端子中的成為彎曲加工的對象的區域並且為不對由所述密封的工序產生的樹脂毛刺施加由彎曲加工產生的應力的區域。
[0008]發明效果
本發明的半導體裝置的製造方法包含:利用樹脂對引線框的內部引線進行密封的工序以及對彎曲對象區域進行彎曲加工的工序，該彎曲對象區域為不對由密封的工序產生的樹脂毛刺施加由彎曲加工產生的應力的區域。
[0009]由此，在彎曲加工時不對樹脂毛刺施加應力，因此，能防止樹脂毛刺掉落。因此，能防止在彎曲加工時的樹脂毛刺的掉落。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是實施方式I的半導體裝置的概觀圖。[0011]圖2是示出實施方式I的半導體裝置的內部構造的圖。
[0012]圖3是半導體製造處理的流程圖。
[0013]圖4是用於說明彎曲加工的圖。
[0014]圖5是用於具體說明彎曲加工的圖。
[0015]圖6是示出彎曲加工中的彎曲軸的位置的圖。
[0016]圖7是用於說明彎曲加工的圖。
[0017]圖8是示出彎曲加工中的彎曲軸的位置的圖。
[0018]圖9是示出實施方式2的彎曲加工中的彎曲軸的位置的圖。
[0019]圖10是用於說明實施方式3的彎曲加工的圖。
[0020]圖11是用於說明凹凸形狀的圖。
[0021]圖12是用於對作為比較例的半導體裝置的製造方法的彎曲加工的問題進行說明的圖。
【具體實施方式】
[0022]以下，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。在以下的說明中，對相同的結構要素標註相同的附圖標記。它們的名稱和功能也相同。因此，存在省略對它們的詳細說明的情況。
[0023]再有，在實施方式中所例示的各結構要素的尺寸、材質、形狀、它們的相對配置等根據應用了本發明的裝置的結構、各種條件來適當地進行變更，本發明不限定於這些例示。此外，存在各圖中的各結構要素的尺寸與實際尺寸不同的情況。
[0024]
以下，對作為比較例的半導體裝置的製造方法進行說明。
[0025]圖12是用於對作為比較例的半導體裝置的製造方法的彎曲加工的問題進行說明的圖。圖12 (a)是表示在進行彎曲加工之前的端子9的狀態的圖。圖12 (b)是表示在進行彎曲加工時的端子9的狀態的圖。
[0026]在圖12 (a)中，在由密封工序生成的封裝8的周圍產生樹脂毛刺3。因此，當在未考慮產生樹脂毛刺3的區域的情況下對端子9進行彎曲加工時，像圖12 (b)那樣，樹脂毛刺3裂開，樹脂毛刺3掉落。
[0027]
在本實施方式中，解決在上述比較例中敘述的上述問題。
[0028]圖1是實施方式I的半導體裝置100的概觀圖(外形圖)。半導體裝置100是功率半導體。再有，半導體裝置100不限定於功率半導體，也可以是其它用途的半導體。
[0029]此外，圖1示出在進行了後述的密封工序之後並且在進行後述的切斷工序之前的半導體裝置100的結構。
[0030]在圖1中，X、Y、Z方向的每一個方向相互正交。在以下的圖中示出的Χ、Υ、Ζ方向的每一個方向也相互正交。以下，也將包含X方向和該X方向的相反方向(-X方向)的方向稱為X軸方向。此夕卜，以下，也將包含Y方向和該Y方向的相反方向(-Y方向)的方向稱為Y軸方向。此夕卜，以下，也將包含Z方向和該Z方向的相反方向(-Z方向)的方向稱為Z軸方向。[0031]如圖1所示，半導體裝置100包含封裝8和引線框I。再有，將封裝8內的引線框I稱為內部引線。此外，將封裝8外的引線框I稱為外部引線。
[0032]封裝8的大部分由樹脂構成。引線框I包含多個端子9和連接杆(tie bar)2。各端子9在Y軸方向上延伸。連接杆2以連結多個端子9的方式在規定方向(X軸方向)上延伸。即，連接杆2在與各端子9延伸的方向垂直的方向(X軸方向)上延伸，並連接各端子9。也就是說，連接杆2對引線框I所包含的多個端子9進行連接。連接杆2的一部分被端子9包含。在引線框I的一部分附著有樹脂毛刺3。
[0033]圖2是示出實施方式I的半導體裝置100的內部構造的圖。圖2示出在進行了後述的密封工序之後並且在進行後述的切斷工序之前的半導體裝置100的結構。
[0034]如圖2所示，半導體裝置100還包含下墊板(die pad) 10和晶片5。
[0035]晶片5被安裝於下墊板10。晶片5的電極焊盤(未圖示)和引線框I由導線4電連接。此外，利用焊料6將內部引線7連接於晶片5。內部引線7是引線框I的一部分。利用樹脂對下墊板10、導線4、晶片5以及內部引線7進行密封。由此，構成封裝8。
[0036]接著，對半導體裝置100的製造方法(以下，也稱為半導體製造處理)進行說明。
[0037]圖3是半導體製造處理的流程圖。再有，在半導體製造處理中，主要說明在製造半導體的過程中與本發明相關的部分的處理，省略對除此以外的一般處理的說明。
[0038]首先，進行密封工序(S110)。在密封工序中，利用樹脂對上述的下墊板10、導線4、晶片5以及內部引線7等進行密封。即，在密封工序中，利用樹脂對成為引線框I所包含的多個端子9的連接對象的結構要素(下墊板10、導線4、晶片5等)進行密封。利用樹脂以一般的傳遞模塑(transfer molding)方式進行該密封。
[0039]由該密封工序形成封裝8。此外，像圖1那樣，在引線框I中的封裝8的周圍部附著有樹脂毛刺3。即，樹脂毛刺3與封裝8鄰接地形成。
[0040]接著，進行切斷工序(S120)。在切斷工序中，將存在於各鄰接的2個端子9之間的連接杆2切斷。由此，各端子9成為包含連接杆2的獨立的端子。
[0041]接著，進行彎曲加工工序(S130)。彎曲加工工序是對引線框I中的彎曲對象區域進行彎曲加工的工序。圖4 (a)是在進行了切斷工序之後的圖1的區域RlO的放大圖。此處，彎曲對象區域是圖4 (a)的區域Rll內的區域。彎曲對象區域是端子9中的成為彎曲加工的對象的區域並且是不對由上述密封工序所產生的樹脂毛刺3施加由彎曲加工產生的應力的區域。圖4 (b)是示出對彎曲對象區域進行了彎曲加工的端子9的圖。
[0042]再有，連接杆2延伸的規定方向(X軸方向)與在彎曲加工中使彎曲對象區域彎曲的方向正交。
[0043]以下，也將存在樹脂毛刺3的區域稱為樹脂毛刺區域X。圖4 (a)的區域Rll是在引線框I (端子9)中與樹脂毛刺區域X相比位於前端側的區域。
[0044]圖5是用於具體說明彎曲加工的圖。圖5 (a)表示在進行彎曲加工之前的端子9以及該端子9周圍的圖。圖5 (b)是表示在進行了彎曲加工之後的端子9的狀態的圖。以下，也將端子9中的進行了彎曲加工的彎曲對象區域稱為已彎曲區域。
[0045]以下，也將彎曲對象區域中的位於通過彎曲加工而被彎曲的端子9的外側(外側的面)的區域稱為外側彎曲區域Rl。即，外側彎曲區域Rl是彎曲對象區域中的由彎曲加工造成的曲率半徑大的區域。此外，以下，也將彎曲對象區域中的位於通過彎曲加工而被彎曲的端子9的內偵彳(內側的面)的區域稱為內側彎曲區域R2。
[0046]外側彎曲區域Rl是彎曲對象區域中的通過彎曲加工而距離變得最長的區域。內側彎曲區域R2是彎曲對象區域中的通過彎曲加工而距離變得最短的區域。
[0047]以彎曲軸LI為中心對圖5 (a)的端子9進行彎曲加工，使得像圖5 (b)那樣端子9的前端部朝向Z方向。在該情況下，與彎曲軸LI對應的外側彎曲區域Rl和內側彎曲區域R2變成圖5 (a)所示出的位置。
[0048]在本實施方式中，在彎曲加工工序中，以外側彎曲區域Rl不與樹脂毛刺區域X重疊的方式進行彎曲加工。此外，在本實施方式中，在彎曲加工工序中，彎曲對象區域是被進行了切斷工序之後的端子9包含的連接杆2內的區域。此外，在本實施方式中，將連接杆2的Y軸方向的寬度設定為外側彎曲區域Rl不與存在樹脂毛刺3的樹脂毛刺區域X重疊的大小。在該情況下，通過彎曲加工工序使端子9變成圖4 (b)和圖5 (b)那樣。
[0049]由此，在彎曲加工工序中，由彎曲加工產生的應力(引線彎曲應力)不會波及到樹脂毛刺3，因此，能防止樹脂毛刺3裂開。因此，能防止在彎曲加工時的樹脂毛刺3的掉落。
[0050]再有，也可以像圖6那樣，在彎曲加工工序中，彎曲加工中的彎曲軸LI為連接杆2的寬度方向(Y軸方向)的中央部(大致中心)。
[0051]圖7是表示在使彎曲軸LI為連接杆2的寬度方向(Y軸方向)的中央部的情況下的端子9的狀態的圖。由於圖7 (a)與圖6相同，所以不重複詳細的說明。圖7 (b)是表示利用在圖7 Ca)中示出的條件進行彎曲加工後的端子9的圖。
[0052]像以上那樣，在連接杆2的中央部將端子9彎曲，由此，在連接杆切割(切斷工序)後的端子(框架)的斷裂面不同的區域，也能表現出穩定的彎曲精度。此外，端子9 (引線)的彎曲精度提高。此外，即使在切斷工序後的端子9中連接杆的殘留較大，引線成形性(彎曲加工精度)也穩定。
[0053]利用以上的半導體製造處理製造半導體裝置100。
[0054]像以上說明的那樣，根據本實施方式，在彎曲加工工序中，不會對樹脂毛刺3施加由彎曲加工產生的應力。因此，能防止樹脂毛刺3裂開。因此，能防止在彎曲加工時的樹脂毛刺3的掉落。上述結構在使用不能以水壓去毛刺除去的粘接力強的樹脂的情況下是有效的。此外，在彎曲加工工序(引線成形工序)中可防止毛刺掉落。因此，具有例如模具清掃的頻度降低、沒有由異物混入造成的模具應力的優點。即，能防止由彎曲加工時的樹脂毛刺掉落造成的故障的產生。
[0055]
再有，也可以將彎曲加工中的彎曲軸設定在以下位置。圖8是示出彎曲加工中的彎曲軸的位置的圖。如圖8所示，彎曲加工工序的彎曲加工中的彎曲軸LI被設定在與連接杆2的寬度方向(Y軸方向)的中心Cl相比靠近端子9的前端側的位置。此外，在彎曲加工工序中，彎曲對象區域是被進行了切斷工序之後的端子9包含的連接杆2內的區域。此外，將連接杆2的Y軸方向的寬度設定為上述外側彎曲區域Rl不與存在樹脂毛刺3的樹脂毛刺區域X重疊的大小。
[0056]在如以上那樣進行設定的情況下，也能得到與上述同樣的效果。即，能防止在彎曲加工時的樹脂毛刺3的掉落。此外，在彎曲加工工序中，彎曲對象區域是被進行了切斷工序之後的端子9包含的連接杆2內的區域。因此，能表現出穩定的彎曲精度。[0057]再有，在彎曲加工工序的彎曲加工中的彎曲軸LI設定在與連接杆2的寬度方向(Y軸方向)的中心Cl相比靠近端子9的前端側的位置的情況下，也可以不特別設定連接杆2的寬度。
[0058]由此，無需嚴密地設定彎曲加工中的彎曲的位置的精度。即，彎曲的位置的精度可以寬鬆。因此，能簡化用於進行彎曲加工工序的各種調整等。在該情況下，也能防止在彎曲加工時的樹脂毛刺3的掉落。
[0059]
在本實施方式中，也與實施方式I同樣地進行半導體製造處理。在本實施方式中，對在彎曲加工工序(S130)中彎曲對象區域為被端子9包含的連接杆2的周圍區域的情況進行說明。再有，引線框I的結構與實施方式I相同。即，本實施方式的連接杆2和端子9的結構與實施方式I相同。
[0060]圖9是示出實施方式2的彎曲加工中的彎曲軸的位置的圖。在本實施方式中，在彎曲加工工序中，彎曲加工中的彎曲軸設定在被進行了切斷工序之後的端子9包含的連接杆2與該端子9的前端之間的區域中。
[0061]具體地說，彎曲加工中的彎曲軸例如設定在彎曲軸Lla的位置、彎曲軸Llb的位置等。彎曲加工中的彎曲軸設定在彎曲軸Llb的位置的情況是彎曲加工中的彎曲軸設定在端子9的前端部的情況。
[0062]在以上的結構中，也得到與圖8的結構同樣的效果。即，彎曲的位置的精度可以寬鬆。因此，能簡化用於進行彎曲加工工序的各種調整等。在該情況下，也能防止在彎曲加工時的樹脂毛刺3的掉落。
[0063]
在本實施方式中，以在將端子9 (引線)彎曲之後被彎曲的區域不包含在樹脂毛刺區域X中的方式決定端子9的彎曲位置。即，以進行了彎曲加工的彎曲對象區域存在於不與樹脂毛刺區域X重疊的位置的方式進行彎曲加工。在本實施方式中，使用式子具體說明該彎曲加工。在本實施方式中，也與實施方式I同樣地進行半導體製造處理。在本實施方式中，與圖4 Ca)同樣地，彎曲對象區域是區域Rll內的區域。
[0064]圖10是用於說明實施方式3的彎曲加工的圖。在圖10中，彎曲軸L2是本實施方式的彎曲加工工序(S130)的彎曲加工中的彎曲軸。彎曲軸L2是彎曲加工前的彎曲對象區域的中心點。以下，也將彎曲加工前的彎曲對象區域的中心點(彎曲軸L2)中的端子9上的點標記為中心點C2。
[0065]此外，彎曲軸L2a是彎曲軸L2通過彎曲加工工序(S130)的彎曲加工而進行移動後的軸。即，彎曲軸L2a是彎曲加工後的彎曲對象區域的中心點。以下，也將彎曲加工後的彎曲對象區域的中心點(彎曲軸L2a)中的端子9上的點標記為中心點C2a。
[0066]此處，如圖10 (b)那樣通過彎曲加工工序(S130)的彎曲加工將端子9彎曲。此夕卜，將彎曲加工中的彎曲半徑設為r。此外，將引線框I (端子9)的厚度設為d。此外，將封裝8的端部與彎曲加工後的端子9的前端部的厚度方向(Y軸方向)的中心點在Y軸方向的距離設為m。此外，將彎曲加工前的彎曲對象區域的中心點C2與彎曲加工後的彎曲對象區域的中心點C2a的距離設為Z = 2JI (r+d)Xl/8。再有，在圖10 (b)中，Z作為圓弧而示出。此外，將存在樹脂毛刺3的樹脂毛刺區域X在Y軸方向的寬度設為xl。此外，將從封裝8的端部到彎曲加工前的彎曲對象區域的中心點C2的距離設為η。在該情況下，滿足以下的式I。
[0067]I! Jii./ 」: xl:1: d —L./...(數式 I)
在本實施方式中，在彎曲加工工序(S130)中，以彎曲加工前的彎曲對象區域的中心點C2 (彎曲加工中的彎曲軸)存在於從封裝8的端部離開距離η以上的位置的方式進行彎曲加工。
[0068]由此，進行了彎曲加工的彎曲對象區域存在於不與樹脂毛刺區域X重疊的位置。因此，得到與實施方式I同樣的效果。即，能防止在彎曲加工時的樹脂毛刺3的掉落。
[0069]〈其它的變形例〉
再有，在上述各實施方式中也可以如以下那樣設計。
[0070]在實施方式I~3的任一個中，通過密封工序(SllO)而附著有樹脂毛刺3的區域的形狀為凹凸形狀。以下，使用圖具體地進行說明。
[0071]圖11是用於說明凹凸形狀的圖。圖11 (a)是樹脂毛刺區域X附近的側面圖。圖11 (b)是沿著圖11 (a)的Al-A2線的端子9的剖面圖。
[0072]如圖11 (b)所示，端子9中的通過密封工序而附著有樹脂毛刺3的樹脂毛刺區域X的形狀為凹凸形狀。即，端子9中的封裝8周圍的區域的形狀為凹凸形狀。由此，將樹脂填充在端子9的凹部，利用錨固效果，能提高樹脂毛刺的緊貼力。
[0073]上述結構在端子彎曲位置(彎曲加工的彎曲軸)與樹脂毛刺區域X鄰接時抑制由應力造成的樹脂毛刺掉落的方面是有效的。此外，上述結構在使端子9中的端子彎曲位置靠近封裝8側以欲謀求封裝8的小型化的情況下是有效的。此外，上述結構在端子彎曲位置的精度差、廣生偏差時是有效的。
[0074]在上述實施方式中使用的所有的數值是用於具體說明本發明的一個例子的數值。即，本發明不被上述實施方式中使用了的各數值限制。
[0075]再有，對於本發明來說，能在本發明的範圍內自由地組合各實施方式、實施方式的變形例或者對各實施方式、實施方式的變形例適當地進行變形、省略。
[0076]產業上的可利用性
本發明能夠作為能防止在彎曲加工時的樹脂毛刺的掉落的半導體裝置的製造方法來利用。
[0077]附圖標記的說明:
I引線框、2連接杆、3樹脂毛刺、8封裝、9端子、100半導體裝置。
【權利要求】
1.一種半導體裝置的製造方法，其中，包含: 利用樹脂對引線框的內部引線進行密封的工序；以及 對彎曲對象區域進行彎曲加工的工序，所述彎曲對象區域為被所述引線框包含的端子中的成為彎曲加工的對象的區域並且為不對由所述密封的工序產生的樹脂毛刺施加由彎曲加工產生的應力的區域。
2.根據權利要求1所述的半導體裝置的製造方法，其中， 所述引線框包含對該引線框所包含的多個所述端子進行連接的連接杆， 所述半導體裝置的製造方法還包含將存在於鄰接的2個所述端子之間的連接杆切斷的工序， 通過所述切斷的工序使各所述端子成為包含連接杆的獨立的端子。
3.根據權利要求2所述的半導體裝置的製造方法，其中， 所述彎曲對象區域為被所述端子包含的所述連接杆內的區域， 將所述連接杆的寬度設定為所述彎曲對象區域中的由所述彎曲加工造成的曲率半徑大的外側彎曲區域不與存在所述樹脂毛刺的區域重疊的大小。
4.根據權利要求3所述的半導體裝置的製造方法，其中， 所述彎曲加工中的彎曲軸為所述連接杆的寬度方向的中央部。
5.根據權利要求3所述的半導體裝置的製造方法，其中，` 將所述彎曲加工中的彎曲軸設定在與所述連接杆的寬度方向的中心相比靠近所述端子的前端側的位置。
6.根據權利要求2所述的半導體裝置的製造方法，其中， 將所述彎曲加工中的彎曲軸設定在被所述端子包含的所述連接杆與該端子的前端之間的區域中。
7.根據權利要求1或2所述的半導體裝置的製造方法，其中， 將所述彎曲加工中的彎曲軸設定在所述端子的前端部。
8.根據權利要求1所述的半導體裝置的製造方法，其中， 通過所述彎曲加工將所述端子彎曲， 進行了所述彎曲加工的所述彎曲對象區域存在於不與存在所述樹脂毛刺的區域重疊的位置， 通過所述密封的工序形成封裝， 所述樹脂毛刺與所述封裝鄰接地形成， 在將所述彎曲加工中的彎曲半徑設為r、將所述引線框的厚度設為d、將所述封裝的端部與所述彎曲加工後的所述端子的前端部的厚度方向的中心點的距離設為m、將所述彎曲加工前的所述彎曲對象區域的中心點與所述彎曲加工後的所述彎曲對象區域的中心點的距離設為Z = 2 π (r+d) X 1/8、將存在所述樹脂毛刺的區域的寬度設為xl、將從所述封裝到所述彎曲加工前的所述彎曲對象區域的中心點的距離設為η的情況下，滿足J1.: Hi 1 7 \ I !I；;/ 的關係式， 以所述彎曲加工前的所述彎曲對象區域的中心點存在於從所述封裝的端部離開距離η以上的位置的方式進行所述彎曲加工。
9.根據權利要求1~6的任一項所述的半導體裝置的製造方法，其中， 通過所述密封的工序而附著有所述樹脂毛刺的區域的形狀為凹凸形狀。
10.一種半導體裝置，其中，利用權利要求1~6的任一項所述的半導體裝置的製造方法進行製造。`
【文檔編號】H01L23/495GK103515246SQ201310037414
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年1月31日 優先權日:2012年6月25日
【發明者】坂本健 申請人:三菱電機株式會社