JP2000150725A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法

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隆広 四元
Kenzo Tanaka
憲三 田中
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Abstract

(57)【要約】 【課題】小型化、薄型化され、放熱性に優れ、製造工程
を簡略化することができる半導体装置および半導体装置
の製造方法を提供する。 【解決手段】半導体素子１１と、半導体素子１１を保持
するダイパッド部材５と、半導体素子１１から離間し、
ダイパッド部材５と同一平面上に複数配設されたリード
部材３と、半導体素子１１と各リード部材３とを電気的
に接続する金属細線６と、金属細線６を含む、半導体素
子１１、ダイパッド部材５およびリード部材３を表面側
から封止固定する封止樹脂Ｒからなるパッケージ本体２
とを有し、ダイパッド部材５およびリード部材３の裏面
は、パッケージ本体２から露出している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置および
その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体装置は、半導体装置を搭載
する電子機器の小型化に伴い、一層の小型化、薄型化、
高密度化が要求されている。図５は、従来の半導体装置
の構成の一例を示す斜視図であり、図６は図５に示す半
導体装置の断面図である。図５および図６において、半
導体装置１０１は、ダイパッド部材１０２と、ダイパッ
ド基板１０２に接合保持された半導体チップ１０３と、
半導体チップ１０３と離間して設けられたリード部材１
０４と、半導体チップ１０３とリード部材１０４の内部
リード部１０４ａとを電気的に接続する金属細線１０５
と、金属細線１０５を含む半導体チップ１０３、ダイパ
ッド部材１０２、リード部材１０４の内部リード部１０
４ａを封止する封止樹脂からなるパッケージ本体部１０
８とを有する。
【０００３】上記構成の半導体装置１０１は、まず、ダ
イパッド部材１０２へ半導体チップ１０３を、たとえ
ば、はんだ、導電性接着剤等を用いてダイボンディング
する。次いで、金属細線ボンディング装置を用いて、半
導体チップ１０３とリード部１０４の内部リード部１０
４ａとを、たとえば、金線等からなる金属細線ワイヤ１
０５で接続する。次いで、モールド金型および射出成形
プレス装置を用いて、半導体チップ１０１の周囲を封止
樹脂によって封止し、パッケージ本体１０８を形成す
る。次いで、パッケージ本体１０８の側面から突き出し
たリード部材１０４の外部リード１０４ｂを切断用成形
金型を用いて所定の長さに切断し、切断したリード部材
１０４を、たとえば、図６に示すように、曲げ加工す
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、上記
構成の半導体装置１０１では、パッケージ本体１０８か
らリード部材１０４の外部リード１０４ｂから突出して
おり、このため、半導体装置１０１の幅が広くなり、半
導体装置１０１を基板へ実装する際に、実装面積が広く
なるという不利益が存在する。また、リード部材１０４
の外部リード１０４ｂの曲げ加工が必要であるため、半
導体装置１０１の製造工程が増加するという不利益も存
在し、加えて、曲げ加工された外部リード部１０４ｂが
変形しやすく、半導体装置１０１を基板等に実装する際
に問題が発生しやすいという不利益も存在した。さら
に、パッケージ本体１０８を形成する工程では、封止樹
脂がパッケージ本体１０８からリード部材１０４間には
み出し、このはみ出した封止樹脂を除去する工程が必要
となり、製造工程がさらに増加するという不利益も存在
した。また、上記構成の半導体装置１０１では、半導体
チップ１０１がパッケージ本体１０８内に内蔵されてお
り、半導体チップ１０１熱によるクラックが発生するこ
とがある等の不利益が存在した。
【０００５】本発明は、上述の問題に鑑みて成されたも
のであって、小型化、薄型化され、放熱性に優れた半導
体装置を提供する。また、本発明は、外部リード部を成
形する必要がなく、外部リード間にはみ出した封止樹脂
の除去工程を必要とせず、製造工程を簡略化することが
できる半導体装置の製造方法を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体素子
と、前記半導体素子を保持する保持部材と、前記半導体
素子から離間し、前記保持部材と同一平面上に複数配設
された端子部材と、前記半導体素子と前記各端子部材と
を電気的に接続する金属細線と、前記金属細線を含む、
半導体素子、保持部材および端子部材を表面側から封止
固定する封止樹脂からなるパッケージ本体とを有し、前
記保持部材および端子部材の裏面は、前記パッケージ本
体から露出している。
【０００７】前記各端子部材は、前記パッケージ本体の
側面から所定量突出しており、当該突出した端子部材間
には前記封止樹脂が介在している。
【０００８】前記保持部材は、金属材料から形成されて
いる。
【０００９】本発明では、端子部材の裏面がパッケージ
本体から露出しており、端子部材の裏面によって基板等
の外部機器と電気的接続が可能となる。したがって、パ
ッケージ本体の側面からの端子部材の突出量は最小限で
済み、この結果、半導体装置の幅を縮小化することがで
きる。また、パッケージ本体から端子部材および保持部
材の裏面が露出している構成であるため、半導体装置の
裏面側から封止する封止樹脂が必要なくなり、半導体装
置の厚さを薄くすることができる。さらに、本発明で
は、半導体素子を保持する保持部材の裏面がパッケージ
本体から露出しているため、半導体素子に発生した熱を
効率良く外部に放出することができる。また、パッケー
ジ本体の側面から突出した各端子部材の間には、封止樹
脂が介在しており、各端子部材の先端は封止樹脂によっ
て固定される。このため、各端子部材が変形しにくくな
り、半導体装置の信頼性が高まる。
【００１０】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
半導体素子を保持するダイパッド部と、前記ダイパッド
部と離間して設けられた複数のリード部とが形成された
リードフレームの前記ダイパッド部上に半導体素子を接
合する工程と、前記半導体素子と前記各リード部と金属
細線により電気的に接続する工程と、前記金属細線を含
む半導体素子、前記ダイパッド部、および、前記リード
部の一部を表面側から覆う凹部を有する第１の成形型
と、前記ダイパッド部およびリード部の裏面と直接接触
する接触面を有する第２の成形型との間に前記リードフ
レームを介在させ、前記第１および第２の成形型の間に
封止樹脂を充填して所定形状のパッケージ本体を形成
し、かつ、前記各リード間に封止樹脂を介在させる工程
と、前記リードフレームの前記パッケージ本体の側面か
ら突出した領域を、当該パッケージ本体の側面から所定
量残して前記各リード部間に介在する封止樹脂とともに
切断する工程とを有する。
【００１１】本発明の半導体装置の製造方法では、各リ
ード部間に介在する封止樹脂とともに、各リード部を切
断するため、リード部間にはみ出した封止樹脂を除去す
る工程が不要となる。加えて、リード部間にはみ出す封
止樹脂によって各リード部を固定し、突出したリード部
の変形を積極的に防止することができる。また、本発明
の半導体装置の製造方法では、第２の成形型の接触面を
リード部およびダイパッド部に直接接触させて封止樹脂
を充填するので、リード部およびダイパッド部が半導体
装置のパッケージ本体から露出し、リード部の裏面によ
って基板等の外部機器と電気的接続が可能となり、リー
ド部の曲げ加工が必要なくなり、製造工程が簡略化され
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１〜図３は、本発明の半
導体装置の一実施形態の構造を示す図であって、図１は
半導体装置を上方から見た斜視図であり、図２は断面図
であり、図３は半導体装置を下方から見た斜視図であ
る。図１〜図３に示すように、半導体装置１は、半導体
チップ１１と、半導体チップ１１を保持するダイパット
部材５と、半導体チップ１１から離間し、ダイパット部
材５と同一平面上に複数配設されたリード部材３と、半
導体チップ１１と各リード部材３とを電気的に接続する
金属細線６と、半導体チップ１１の周囲を封止する封止
樹脂からなるパッケージ本体２とを有している。
【００１３】半導体チップ１１は、たとえば、シリコン
基板上に電子回路が集積されており、ダイパット部材５
上に、たとえば、はんだ、熱硬化性樹脂、導電性接着剤
等を用いてダイボンディングされている。ダイパット部
材５は、たとえば、リード部材３と同じ金属材料から形
成され、図３に示すように、リード部材３の２つの配列
間に設けられており、半導体チップ１１よりも広い面積
を有する。また、ダイパット部材５の裏面は、半導体装
置１から外部に露出している。
【００１４】リード部材３は、平板上の導電性の、たと
えば、アルミニウム合金等の金属材料から構成され、ダ
イパット部材５と同一平面上に複数設けられ、図３に示
すように、半導体装置１の両側部に所定の間隔で複数配
列されており、リード部材３の裏面は、半導体装置１か
ら外部に露出している。また、リード部材３の先端部
は、図２に示すように、パッケージ本体２の側面２ａか
ら突き出している。このリード部材３のパッケージ本体
２の側面２ａからの突出量δは、たとえば、０．１〜
０．２ｍｍ程度であるさらに、各リード部材３の間に
は、封止樹脂４が介在しているとともに、リード部材３
とダイパット部材５との間にも封止樹脂４が介在してい
る。
【００１５】金属細線６は、半導体チップ１１に形成さ
れた各電極部（ボンディングパッド部）と対応するリー
ド部材３とを電気的に接続しており、たとえば、金線等
の導電性の材料から構成されている。パッケージ本体２
は、封止樹脂から構成されており、金属細線６を含む、
半導体チップ１１、ダイパッド部材５およびリード部材
３を表面側から封止固定している。パッケージ本体２を
構成する封止材料としては、たとえば、エポキシ樹脂、
硬化剤、充填材を主成分とするモールド樹脂が使用され
る。
【００１６】上記構成の半導体装置１によれば、リード
部材３の裏面がパッケージ本体２から露出しており、リ
ード部材３の裏面によって基板等の外部機器と電気的接
続が可能となる。すなわち、上記構成の半導体装置１で
は、従来の半導体装置で外部機器との接続を行う機能を
有する外部リード部と、半導体チップとの電気的接続を
行う機能を有する内部リード部のそれぞれの機能をリー
ド部材３が果たすことになる。したがって、パッケージ
本体２の側面から突出しているリード部材３の突出量δ
は最小限で済み、この結果、半導体装置１の幅を縮小化
することができる。また、パッケージ本体２からリード
部材３およびダイパッド部材３の裏面が露出している構
成であるため、パッケージ本体２は主に半導体装置１の
表面側のみに設けられ、半導体装置１を薄型化すること
ができる。
【００１７】さらに、半導体チップ１１を保持するダイ
パット部材５の裏面がパッケージ本体２から露出してい
るため、半導体チップ１１で発生した熱を効率良く外部
に放出することができる。すなわち、ダイパット部材５
は金属材料から構成され、熱伝導率が高く、加えて、半
導体チップ１１よりも面積が広い。このため、たとえ
ば、シリコン基板に形成された半導体チップ１１が半導
体装置１の裏面から露出している場合よりも、半導体チ
ップ１１で発生した熱を効率良く外部に放出することが
できる。
【００１８】また、上記構成の半導体装置１では、パッ
ケージ本体２の側面から突出した各リード部材２の間に
は、封止樹脂４が介在しており、各リード部材２は封止
樹脂４によって固定されている。このため、各リード部
材２は、変形しにくく安定した状態を保つことができ、
半導体装置１を基板等の外部機器に実装した際の半導体
装置１の信頼性が高まる。
【００１９】次に、上記構成の半導体装置１の製造方法
について図４を参照して説明する。まず、図４（ａ）に
示すように、ダイパッド部材５およびリード部材３が形
成されたリードフレーム１２を用意し、このリードフレ
ーム１２のダイパッド部材５上にダイシングによって個
々に分離された半導体チップ１１をダイボンィングす
る。リードフレーム１２は、たとえば、銅系の合金等の
導電性の金属材料からなる薄板材から構成され、プレス
加工によって、ダイパッド部材５およびリード部材３が
形成されており、ダイパッド部材５およびリード部材３
は、後の工程で分離されるまでリードフレーム１２に連
結されている。なお、プレス加工に代えて、例えば、化
学的エッチング加工によってもダイパッド部材５及びリ
ード部材３を形成することができる。
【００２０】次いで、図４（ｂ）に示すように、半導体
チップ１１の各ボンディングパッドと対応するリード部
材３とを金属細線６によってワイヤボンディングする。
ワイヤボンディングは、たとえば、金属細線６に金ワイ
ヤを用い、金ワイヤの先端にボールを形成し、このボー
ルを半導体チップ１１のボンディングパッドに熱圧着
し、金ワイヤを対応するリード部材３まで引き延ばして
熱圧着し、金ワイヤを切断することにより行う。
【００２１】次いで、半導体チップ１１のダイパット部
材５へのダイボンディングおよび半導体チップ１１の各
ボンディングパッドと対応するリード部材３とのワイヤ
ボンディングがなされたリードフレーム１２に対してパ
ッケージ本体２を形成するためのモールド工程を行う。
図４（ｃ）に示すように、上記のパッケージ本体２を形
取るためのキャビティ２１ａが形成された上側金型２１
とダイパッド部材５およびリード部材３の裏面に接触面
２２ａが形成された下側金型２２とからなる金型を用意
する。上側金型２１と下側金型２２との間に、上記のリ
ードフレーム１２を挟み込み、封止樹脂Ｒをキャビティ
２１ａ内に充填させ、これを固化する。
【００２２】図４（ｃ）に示すように、半導体チップ１
１、リード部材３およびダイパッド部材５の上には封止
樹脂Ｒが充填され、また、リード部材３とダイパッド部
材５と間にも封止樹脂Ｒが充填される。さらに、キャビ
ティ２１ａと接触面２２ａによって形成される空間から
封止樹脂Ｒがはみ出し、リード部材３間にも封止樹脂Ｒ
が介在した状態となる。封止樹脂Ｒが、たとえば、重合
して硬化すると、上記したパッケージ本体部２が形成さ
れる。
【００２３】この状態では、封止樹脂Ｒが間に介在した
各リード部材３を含むリードフレーム１２は、パッケー
ジ本体部２の側面２ａから大きく突き出した状態にあ
る。このため、リード部材３のパッケージ本体部２の側
面２ａからの突出量δが所定の値になるように、リード
フレーム１２のパッケージ本体部２の側面から突き出し
た領域を、たとえば、切断用金型を用いて切断する。リ
ードフレーム１２を切断する際には、各リード部材３の
間に介在する封止樹脂Ｒも同時に切断される。リードフ
レーム１２の切断により、リード部材３およびダイパッ
ド部材５はリードフレーム１２から分離されて、半導体
装置１が完成する。
【００２４】以上のように、本実施形態に係る半導体装
置の製造方法によれば、パッケージ本体２の側面から突
出した領域を突出量δが所定の値になるように切断する
ため、各リード部材３の間に介在する封止樹脂Ｒはその
まま残り、各リード部材３の間に介在する封止樹脂Ｒを
除去する工程が省略される。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、半導体装置の小型化、
薄型化が可能となり、放熱性に優れ、かつ、リード部の
変形しにくい信頼性の高い半導体装置とすることができ
る。また、本発明によれば、外部リード部を曲げ加工す
る必要がなく、外部リード間にはみ出した封止樹脂の除
去工程を必要とせず、製造工程を簡略化することが可能
となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体装置の一実施形態の構造を示す
図であって、上方から見た斜視図である。
【図２】本発明の半導体装置の一実施形態の構造を示す
断面図である。
【図３】本発明の半導体装置の一実施形態の構造を示す
図であって、半導体装置を下方から見た斜視図である。
【図４】本発明の半導体装置の製造工程の一実施形態を
説明するための図である。
【図５】従来の半導体装置の構造の一例を示す斜視図で
ある。
【図６】図５に示す半導体装置の断面図である。
【符号の説明】
１…半導体装置、２…パッケージ本体、３…リード部、
４…封止樹脂、５…ダイパッド部、６…ワイヤ、１１…
半導体チップ、２１…上側金型、２２…下側金型、Ｒ…
封止樹脂。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】半導体素子と、 前記半導体素子を保持する保持部材と、 前記半導体素子から離間し、前記保持部材と同一平面上
    に複数配設された端子部材と、 前記半導体素子と前記各端子部材とを電気的に接続する
    金属細線と、 前記金属細線を含む、半導体素子、保持部材および端子
    部材を表面側から封止固定する封止樹脂からなるパッケ
    ージ本体とを有し、 前記保持部材および端子部材の裏面は、前記パッケージ
    本体から露出している半導体装置。
  2. 【請求項２】前記各端子部材は、前記パッケージ本体の
    側面から所定量突出しており、当該突出した端子部材間
    には前記封止樹脂が介在している請求項１に記載の半導
    体装置。
  3. 【請求項３】前記保持部材は、金属材料から形成されて
    いる請求項１に記載の半導体装置。
  4. 【請求項４】半導体素子を保持するダイパッド部と、前
    記ダイパッド部と離間して設けられた複数のリード部と
    が形成されたリードフレームの前記ダイパッド部上に半
    導体素子を接合する工程と、 前記半導体素子と前記各リード部と金属細線により電気
    的に接続する工程と、 前記金属細線を含む半導体素子、前記ダイパッド部、お
    よび、前記リード部の一部を表面側から覆う凹部を有す
    る第１の成形型と、前記ダイパッド部およびリード部の
    裏面と直接接触する接触面を有する第２の成形型との間
    に前記リードフレームを介在させ、前記第１および第２
    の成形型の間に封止樹脂を充填して所定形状のパッケー
    ジ本体を形成し、かつ、前記各リード間に封止樹脂を介
    在させる工程と、 前記リードフレームの前記パッケージ本体の側面から突
    出した領域を、当該パッケージ本体の側面から所定量残
    して前記各リード部間に介在する封止樹脂とともに切断
    する工程とを有する半導体装置の製造方法。
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