本发明涉及半导体装置的制造所采用的引线框架及其制造方法。
背景技术：
作为半导体装置，已知具有将多个半导体装置统一树脂封装的map(moldalleyprocess)类型的qfn(quadflatnon-leaded)型半导体装置。所述qfn型半导体装置所采用的引线框架中，多个单位引线框架在纵向、横向或者纵横方向彼此邻接配置。而且，借助连接杆将邻接的单位引线框架的引线彼此连接。另外，统一树脂封装的qfn型半导体装置在树脂封装后被单片化。所述单片化例如利用旋转刀具对邻接的qfn型半导体装置进行切割。
可是在切割时，在除去连接杆时会产生切断飞边或者旋转刀具的磨损。因此，如图2a和图2b所示，为了控制这种情况，连接杆80的背面侧或表面侧利用半蚀刻而加工成薄壁(例如参照日本专利公开公报特开2001-320007号)。另外，附图标记81为单位引线框架。附图标记82为引线。图2b中用阴影线绘出的部分表示半蚀刻的部位。双点划线表示用旋转刀具切断的切割线。被所述切割线夹着的部位是被切割除去的部位(其他的图中也相同)。
此外，作为qfn型半导体装置所采用的引线框架，如图3b所示，已知长引线类型的引线框架85，其相比于图3a所示的通常的qfn型半导体装置所采用的引线框架83具有更长的内部引线84。另外，图3a和图3b分别表示了引线框架83和引线框架85的背面侧。图3a中的附图标记86为引线框架83所含的单位引线框架的内部引线。此外，内部引线86和内部引线84都利用半蚀刻而成为薄壁。
在引线框架85所含的单位引线框架中，承载ic芯片(半导体元件)的底座(元件装载部)87与内部引线84之间的距离变短。因此，可以使电连接ic芯片和内部引线84的接合线(未图示)变短。由此，具有能防止树脂封装时的导线布置导致的短路的优点。而且，还具有伴随接合线的使用量的减少而削减材料成本的优点。
专利文献1：日本专利公开公报特开2001-320007号
在长引线类型的引线框架85中，为了抑制切断飞边的产生，连接杆88为薄壁且内部引线84较长。因此，如图4a所示，引线框架85容易以连接杆88为基点在板厚方向上变形。此外，如图4b所示，连接杆88容易在水平面内弯曲。如此，产生了引线框架85容易变形的状况。另外，还可以考虑不将连接杆形成薄壁，为了抑制切断飞边的发生，采用降低切割速度进行生产的对策。可是此时，qfn型半导体装置的生产率降低。
技术实现要素：
本发明是鉴于上述问题而完成的。本发明的目的是提供能防止连接杆变形，并且抑制切割产生的切断飞边和旋转刀具的磨损的引线框架及其制造方法。按照本发明，由于提高了良好品质的半导体装置的生产率，所以能经济性良好地制造高品质的半导体装置。
用于实现上述目的的第一实施方式的引线框架包括在纵向、横向或者纵横方向彼此邻接配置的多个单位引线框架，所述单位引线框架具有：位于所述单位引线框架的中央的元件装载部；配置在所述元件装载部的周围的引线；以及连接杆，所述引线具有端子部和连接侧端部，所述端子部位于所述引线的表面和背面，借助连接杆将邻接的所述单位引线框架的所述引线彼此连接，所述连接杆包括连接杆主体、第一加强部和第二加强部，所述第二加强部的宽度比所述连接杆主体的宽度窄，所述第一加强部与所述连接杆主体的背面侧和/或表面侧一体化，并与所述引线的所述连接侧端部连接，而且所述第一加强部具有在其厚度方向凹陷的凹部，所述第二加强部与所述连接杆主体一体化，且把在所述连接杆的所述长边方向上相邻的第一加强部彼此连接。
在第一实施方式的引线框架中，优选所述引线的所述连接侧端部包括连接部主体和第三加强部，所述第三加强部位于所述连接部主体的表面侧，且宽度比所述连接部主体的宽度窄。在这种情况下，所述第三加强部与所述第一加强部或所述连接杆主体一体化。在此，优选所述第三加强部具有0.02mm以上且0.08mm以下的宽度。此外，优选所述第三加强部配置成与切割时的切割区域的边缘交叉，所述第三加强部的两端分别与所述切割区域的边缘分开0.05mm以上。
在第一实施方式的引线框架中，优选所述凹部的宽度在所述连接杆主体的宽度以下。
用于实现上述目的的第二实施方式的引线框架的制造方法是第一实施方式的引线框架的制造方法，对引线框架件中的形成连接杆的区域的背面侧和/或表面侧进行半蚀刻，形成连接杆主体、第一加强部、在所述第一加强部上向其厚度方向凹陷的凹部以及宽度比所述连接杆主体的宽度窄的第二加强部，所述第一加强部形成在所述连接杆的与引线的连接侧端部连接的区域，在所述连接杆主体的、位于在所述连接杆的长边方向上相邻的所述第一加强部之间的区域内，以将相邻的所述第一加强部彼此连接的方式形成所述第二加强部。
第二实施方式的引线框架的制造方法中，优选对所述引线框架件中的所述引线的所述连接侧端部的表面侧进行半蚀刻，形成连接部主体以及宽度比所述连接部主体的宽度窄的第三加强部。此时，所述第三加强部与所述第一加强部或所述连接杆主体一体形成。
按照本实施方式的引线框架及其制造方法，连接杆具有连接杆主体、第一加强部和第二加强部。第二加强部把在所述连接杆的长边方向上相邻的第一加强部彼此连接，且宽度比连接杆主体的宽度窄。因此，可以维持连接杆的强度，并且减少切割除去的连接杆量(金属量)。进而，第一加强部具有在其厚度方向凹陷的凹部。由于第一加强部的厚度相应地变薄，因而可以进一步减少切割除去的连接杆量。因此，不仅可以防止连接杆变形，并且可以抑制切割产生的切断飞边和旋转刀具的磨损。其结果，由于提高了良好品质的半导体装置的生产率，所以能经济性良好地制造高品质的半导体装置。
此外，连接杆上连接的引线的连接侧端部可以在其连接部主体的表面侧具有第三加强部。此时，第三加强部与第一加强部或连接杆主体一体化，且宽度比连接部主体的宽度窄。因此，可以进一步减少切割除去的部分。其结果，可以进一步提高抑制切断飞边和旋转刀具磨损的效果。
附图说明
图1a是表示本发明一个实施方式的引线框架的连接杆附近的表面侧的俯视图。
图1b是表示本发明一个实施方式的引线框架的连接杆附近的背面侧的仰视图。
图1c是图1a的x1-x1箭头方向断面图。
图1d和图1e分别是图1b的x2-x2箭头方向断面图和x3-x3箭头方向断面图。
图2a是表示第一现有例的引线框架的连接杆附近的表面侧的俯视图。
图2b是表示第一现有例的引线框架的连接杆附近的背面侧的仰视图。
图3a和图3b分别是表示第二现有例和第三现有例的引线框架所含的一个单位引线框架的背面侧及其附近的仰视图。
图4a是引线框架的侧断面图，表示第三现有例的引线框架的连接杆附近的变形状态。
图4b是表示引线框架的背面侧的仰视图，表示第三现有例的引线框架的连接杆附近的变形状态。
附图标记说明
10：引线框架
11：引线
12：单位引线框架
13：连接杆
13a：连接杆主体
14、15：端子部
16：第一加强部
17：第二加强部
18：连接侧端部
18a：连接部主体
19、20：半蚀刻部
21：凹部
22：第三加强
23、24：半蚀刻部
25：切割区域
具体实施方式
接着，参照附图说明本发明的更具体的实施方式，以供理解本发明。如图1a～图1e所示，本发明一个实施方式的引线框架10用于制造qfn型半导体装置(以下也简称为半导体装置)。所述引线框架10包含彼此邻接配置的多个单位引线框架12、12。各个单位引线框架12在中央具有用于装载半导体元件(ic芯片)的元件装载部。引线(导体连接端子)11配置在所述元件装载部的周围(参照图3a和图3b)。以下具体说明引线框架10。
通过对以铜、铜合金或者实施了铜镀层的铁系合金为材料的板状的引线框架件进行蚀刻加工，形成引线框架10。所述引线框架10包括在纵向、横向或者纵横方向彼此邻接配置的多个单位引线框架12。而且，借助连接杆(框引线)13将各个单位引线框架12的引线11彼此连接。
多个引线11在元件装载部的周围间隔配置。所述引线11在表面和背面分别具有端子部14和端子部15。在半导体装置中，装载在元件装载部的表面侧的半导体元件和表面侧的端子部14利用接合线而电连接。而且，背面侧的端子部15与外部电连接。此外，连接杆13与元件装载部间隔配置。所述连接杆13还连接有支承元件装载部的支承引线(未图示)(参照图3a和图3b)。
另外，单位引线框架12中的除了上述元件装载部、引线11、连接杆13和支承引线以外的部分从表面侧贯穿至背面侧。通过对引线框架件的背面侧进行半蚀刻而形成所述引线11的除了端子部15以外的部分和支承引线(以下也称为引线11等)。另外，半蚀刻后的引线11等的厚度例如是引线框架件的厚度的30～70％(优选下限为40％，上限为60％)左右。
通常引线例如具有0.2mm左右的宽度。形成为薄壁的部分的长边方向的长度为0.3mm左右(参照图3a)。可是，如图1a和图1b所示，薄壁的部分例如具有0.5mm以上的长度l时，如上所述，长引线类型的引线框架10容易产生变形(参照图3b、图4a和图4b)。另外，长度l可以根据引线框架的种类进行各种变更。长度l的上限没有特别限定，例如为1～2mm左右。在此，如图1b、图1d和图1e所示，在连接杆13的连接杆主体13a的背面侧，第一加强部16和第二加强部17与连接杆主体13a一体化(即连接杆13中的除了第一加强部16和第二加强部17以外的部分成为连接杆主体13a)。
第一加强部16设置在连接杆13中的与引线11的连接侧端部(包含端子部15)18连接的部分。该连接的部分是指连接杆13(连接杆主体13a)的长边方向和引线11的长边方向交叉的区域。此外，连接杆13的设有第一加强部16的部分(第一加强部16和连接杆主体13a)的断面形状是长方形。但是，所述断面形状也可以是正方形或者梯形。第一加强部16的厚度和连接杆主体13a的厚度的合计，与引线框架件的厚度相同(全金属部)。在形成上述引线11等时，通过不对引线框架件进行半蚀刻，从而可以形成所述第一加强部16。
第二加强部17把在连接杆主体13a的长边方向上相邻的第一加强部16、16彼此连接。如图1e所示，连接杆13的设有所述第二加强部17的部分(第二加强部17和连接杆主体13a)的断面形状呈凸状。连接杆13在宽度方向两侧具有半蚀刻部(第一薄壁部)19、20。因此，第二加强部17的宽度比连接杆主体13a的宽度w1(第一加强部16的宽度)窄(例如是宽度w1的0.1～0.3倍左右)。而且，第二加强部17配置在连接杆主体13a的宽度方向中央部。另外，第二加强部也可以配置在从连接杆主体的宽度方向中央部观察时的宽度方向的端部侧。
第二加强部17的厚度与上述第一加强部16的厚度相同。第二加强部17的厚度和连接杆主体13a的厚度的合计，与引线框架件的厚度相同(全金属部)。在形成上述的引线11等时，可以通过对引线框架件中的相当于连接杆13的宽度方向的两端部侧的区域进行半蚀刻，从而形成半蚀刻部19和半蚀刻部20，由此设置第二加强部17。
在本实施方式中，多个第二加强部17在连接杆13的长边方向上配置成一条直线状。但是，设置第二加强部17是为了维持连接杆13的强度，并且减少切割除去的连接杆13的量。因此，第二加强部17的配置位置没有特别限定。因此，第二加强部17例如可以在连接杆13的宽度方向的两端部侧的一方局部错开配置。
如此，通过在连接杆13上形成半蚀刻部19和半蚀刻部20，可以在连接杆主体13a上设置第一加强部16和第二加强部17。由此，可以维持连接杆13的强度，并且减少除去的连接杆13的量。可是，由于设置第一加强部16和第二加强部17，所以相比于没有上述加强部的情况(参照图2b)，增加了除去的连接杆13的量。在此，为了减少除去的连接杆13的量，第一加强部16具有在其厚度方向凹陷的凹部21。如图1d所示，连接杆13的配置所述凹部21的部分(第一加强部16的凹部21和连接杆主体13a)的断面形状呈凹状。
可以通过进行上述半蚀刻，与引线11等一起形成凹部21。即，凹部21的深度与第一加强部16的厚度以及第二加强部17的厚度相同或略浅。此外，凹部21的宽度(连接杆13的宽度方向的宽度)在连接杆13的宽度w1(例如0.1～0.2mm左右)以下。另外，也可以仅在配置第一加强部的连接杆13的表面侧，即连接杆主体13a(厚度方向的一方的端部侧)形成凹部。而且，也可以在配置第一加强部的连接杆的背面侧和表面侧双方(厚度方向的两端部侧)形成凹部。
此外，在本实施方式中，凹部21在俯视时呈圆形(断面为圆形)。但是，设置凹部21是为了减少切割除去的连接杆量。因此，凹部21的形状没有特别限定。因此，凹部21的形状例如也可以是椭圆形、卵形或者多边形等。
如图1a和图1c所示，第三加强部22一体地形成在引线11的连接侧端部18中的连接部主体18a的表面侧(即，连接侧端部18中的除了第三加强部22以外的部分成为连接部主体18a)。连接侧端部18的设有所述第三加强部22的部分(第三加强部22和连接部主体18a)的断面形状呈凸状。引线11的连接侧端部18在宽度方向的两端部侧具有半蚀刻部(第二薄壁部)23、24。由此，第三加强部22的宽度比连接部主体18a的宽度w2窄，而且第三加强部22配置在连接部主体18a的宽度方向中央部。另外，第三加强部也可以设在连接部主体的宽度方向的两端部侧的一方。
因此，第三加强部22所处部位的连接侧端部18的厚度，与引线框架件(全金属部)的厚度、上述第一加强部16的厚度和连接杆主体13a的厚度的合计、或者第二加强部17的厚度和连接杆主体13a的厚度的合计相同。另外，为了防止引线11相对于连接杆13弯曲，第三加强部22和连接杆主体13a一体化。因此，第三加强部22的宽度w3例如在0.02mm以上且0.08mm以下(优选下限为0.04mm，上限为0.06mm)。
在切割时，切割区域25(被双点划线夹着的区域)的边缘(双点划线的位置)位于第三加强部22(半蚀刻部23和半蚀刻部24)。因此，为了能顺利进行切割，可以考虑引线11和连接杆13与切割时的旋转刀具的位置关系，来决定第三加强部22(半蚀刻部23和半蚀刻部24)的长度。
具体而言，将切割区域25的边缘的位置作为基准，在其两侧设定连接杆13(连接杆主体13a)的宽度方向的端部的位置和引线11的薄壁部(除了连接侧端部18)的位置。例如可以设定为从切割区域25的边缘至连接杆13(连接杆主体13a)的宽度方向的端部的距离l1，以及从切割区域25的边缘至引线11的薄壁部的距离l2，分别在0.05mm以上(合计为0.1mm以上)。另外，距离l1和距离l2各自的上限值没有特别限定，例如为0.2mm左右。
接着，参照图1a～图1e说明本发明一个实施方式的引线框架的制造方法。如上所述，制造的引线框架10用于制造qfn型半导体装置。所述引线框架10包括在纵向、横向或者纵横方向彼此邻接配置的多个单位引线框架12。单位引线框架12具有：用于在单位引线框架12的中央装载半导体元件的元件装载部；配置在所述元件装载部的周围的引线11；以及连接杆。以下，进一步具体说明所述引线框架10的制造方法。
对引线框架件进行蚀刻处理。在所述蚀刻处理时，以覆盖引线框架件的表面侧和背面侧的不进行蚀刻的区域的方式，预先形成抗蚀膜(规定图案的抗蚀膜)。在此，对于引线框架件中的除了配置所述元件装载部、引线11、连接杆13和支承引线的区域以外的区域，引线框架件的表面侧和背面侧双方都不形成抗蚀膜。由此，引线框架件被从表面侧和背面侧双方进行蚀刻，蚀刻的区域从表面贯穿至背面。
此外，对于引线框架件中的形成连接杆13的区域，引线框架件的表面侧和背面侧的一部分形成抗蚀膜。因此，引线框架件背面侧的未形成抗蚀膜的区域被半蚀刻。其结果，形成半蚀刻部19和半蚀刻部20。由此，可以形成连接杆主体13a。同时，可以在连接引线11的连接侧端部18的区域，将第一加强部16和连接杆主体13a一体形成。而且，在连接杆13的长边方向上相邻的第一加强部16、16之间的区域内，与连接杆主体13a一体形成用于将相邻的所述第一加强部16、16彼此连接的第二加强部17。在此，第二加强部17的宽度比连接杆主体13a的宽度窄。而且，也可以在第一加强部16(形成第一加强部16的区域)的厚度方向形成凹部21。此时，还可以形成元件装载部，还能进一步形成引线11的各薄壁部和支承引线。
而且，在引线框架件中，对于形成引线11的向连接杆13连接的连接侧端部18的区域，在引线框架件的表面侧的一部分和背面侧形成抗蚀膜。因此，引线框架件表面侧的未形成抗蚀膜的区域被半蚀刻。其结果，形成半蚀刻部23和半蚀刻部24。由此，形成连接部主体18a。与此同时，可以形成与连接杆主体13a连续的第三加强部22，所述第三加强部22的宽度比连接部主体18a的宽度窄。利用以上的方法，完成引线框架10。
在使用所述引线框架10时，首先在元件装载部装载半导体元件，接着，利用接合线将半导体元件与引线11的端子部14电连接。而后，通过从引线框架10的表面侧进行树脂封装，利用树脂来封装半导体元件等。此时，元件装载部的背面和引线11的端子部15向外部露出。
通过利用旋转刀具从所述树脂封装的引线框架的背面侧(或表面侧)对所述引线框架进行切割，可以使一体的多个qfn型半导体装置单片化。综上，通过采用本实施方式的引线框架及其制造方法，不仅防止了连接杆的变形，还可以抑制切割产生的切断飞边和旋转刀具的磨损。其结果，由于提高了良好品质的半导体装置的生产率，所以能够经济性良好地制造高品质的半导体产品。
以上说明了本发明的实施方式。但是，本发明不限于任何上述实施方式的记载所公开的结构。在由权利要求记载的内容所限定的技术范围内，也包括处于所述范围内的其他实施方式和变形例。例如，由组合上述各个实施方式和变形例的一部分或全部而构成的本实施方式的引线框架及其制造方法也包含在本发明的技术范围内。在上述实施方式中，说明了形成第一加强部和第二加强部时，仅对连接杆的背面侧进行半蚀刻的情况(使第一加强部和第二加强部仅向连接杆的背面侧突出的情况)。可是，也可以仅对连接杆的表面侧进行半蚀刻(使第一加强部和第二加强部仅向连接杆的表面侧突出)。而且，也可以对连接杆的背面侧和表面侧双方进行半蚀刻(使第一加强部和第二加强部向连接杆的背面侧和表面侧双方突出)。另外，连接杆的表面侧被半蚀刻(即，第一加强部和第二加强部形成在连接杆主体的表面侧)时，第三加强部与第一加强部一体化。
此外，作为上述实施方式，说明了具有第三加强部的引线框架，所述第三加强部配置在引线的连接侧端部的表面侧。但是，如果没有必要，也可以不设置第三加强部。此时，通过仅在引线框架的背面侧配置第一加强部和第二加强部，从而不需要引线框架件的表面侧的半蚀刻。而且，在上述实施方式中，说明了用旋转刀具进行切割。但是，例如也可以采用激光进行切割。而且，在上述实施方式中，示意性表示了引线框架(单位引线框架)。因此，引线框架的形状不限于由所述实施方式的记载所公开的形状。
本国际申请主张申请日为2016年1月19日的日本专利申请特愿2016-008045号的优先权，并将该日本专利申请特愿2016-008045号的全部内容援引于本国际申请。
对本发明的特定实施方式的上述说明是出于例示的目的而提示的。它们并非旨在穷举或将本发明直接限制为所记载的方式。能参照上述的记载内容进行大量的变形或变更，对于本领域技术人员而言是显而易见的。