JP2006216993A - 樹脂封止型半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ダイパッドが封止樹脂の上面から露出した樹脂封止型半導体装置の特性を改善する。
【解決手段】樹脂封止型半導体装置は、ダイパッド１３と、ダイパッド１３を支持するための複数の吊りリード１４と、信号接続用リード１２と、主面上に電極パッドを有し、主面を下方に向けた状態でダイパッド１３の下面に支持される半導体チップと、半導体チップの電極パッドと信号接続用リード１２のダイパッド側である内方部分の下面とを電気的に接続する接続部材と、信号接続用リード１２の外方部分の下面を露出するように、ダイパッド１３と半導体チップと信号接続用リード１２と接続部材とを封止する封止樹脂とを備え、各吊りリード１４は、その一部を封止樹脂から露出させるための曲げ部４５を有する。
【選択図】図１８

Description

本発明は、半導体チップ及び半導体チップに接続される信号接続用リードを封止樹脂により封止しダイパッドを封止樹脂内に埋設した樹脂封止型半導体装置の製造方法に係り、特に薄型化したものの改良に関する。

近年、電子機器の小型化に対応するために、電子機器に搭載される半導体部品を高密度に実装することが要求され、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。

以下、従来の樹脂封止型半導体装置について説明する。

図２１は、従来の樹脂封止型半導体装置の断面図である。図２１に示すように、従来の樹脂封止型半導体装置は、裏面側に外部電極を有するタイプの樹脂封止型半導体装置である。

従来の樹脂封止型半導体装置は、インナーリード１０１と、インナーリード１０１に対してアップセットされたダイパッド１０２と、そのダイパッド１０２を支持する吊りリード（図示せず）とからなるリードフレームとを備えている。そして、ダイパッド１０２上に半導体チップ１０４が接着剤により接合されており、半導体チップ１０４の電極パッド（図示せず）とインナーリード１０１とは、金属細線１０５により電気的に接続されている。そして、ダイパッド１０２，半導体チップ１０４，インナーリード１０１の一部，吊りリード及び金属細線１０５は封止樹脂１０６により封止されている。この構造では、インナーリード１０１の裏面側には封止樹脂１０６は存在せず、インナーリード１０１の裏面側は露出されており、この露出面を含むインナーリード１０１の下部が外部電極１０７となっている。なお、封止樹脂１０６との密着性を確保するために、インナーリード１０１の内方側の側面を表裏の面に対して直交するのではなく、上方に向かって拡大するようにテーパ状にしている。

また、吊りリードをディプレスすることにより、ダイパッド１０２がインナーリード１０１に対してアップセットされている。そのため、封止樹脂１０６がダイパッドの裏面側にも薄く形成されている。

図２１に示す構造を有する樹脂封止型半導体装置の製造工程においては、まず、インナーリード１０１や、アップセットされたダイパッド１０２を有するリードフレームを用意し、機械的又は化学的加工を行なって、インナーリードの側面をテーパ状にする。次に、用意したリードフレームのダイパッド１０２の上に半導体チップ１０４を接着剤により接合した後、半導体チップ１０４とインナーリード１０１とを金属細線１０５により電気的に接続する。金属細線１０５には、アルミニウム細線、金（Ａｕ）線などが適宜用いられる。次に、ダイパッド１０２，半導体チップ１０４，インナーリード１０１，吊りリード及び金属細線１０５を封止樹脂１０６により封止する。この場合、半導体チップ１０４が接合されたリードフレームが封止金型内に収納されて、トランスファーモールドされるが、特にリードフレームの裏面が封止金型の上金型又は下金型に接触した状態で、樹脂封止が行なわれる。最後に、樹脂封止後に封止樹脂１０６から外方に突出しているアウターリードを切断して、樹脂封止型半導体装置が完成する。
特開平９−８２０６号公報（図４） 特開平６−９２０７６号公報（図３）

しかしながら、上記従来の樹脂封止型半導体装置においては、ダイパッドの下方に封止樹脂が存在しているために、半導体装置全体の薄型化を実現するためには、半導体チップ１０４の厚みを薄くしたり、半導体チップ１０４上の電極とインナーリード１０１とを接続する金属細線１０５の高さを低くしたり、あるいは金属細線１０５の形状を特殊なものとするなどの必要があった。その結果、樹脂封止型半導体装置の生産性が悪化し、これが薄型化を阻害する要因となっていた。

また、外部電極の下面には、実装基板への実装性を悪化させる樹脂バリが形成されるので、これを除去するべくウォータージェット等の工程を導入する必要があり、樹脂封止型半導体装置の生産性をますます悪化させていた。

また、従来の樹脂封止型半導体装置において、樹脂封止を行なう際、樹脂の圧力によってダイパッドが変形しやすいという問題があった。

本発明は、上記諸点に鑑みなされたものであって、その目的は、外部電極を封止樹脂の裏面に設けるとともに、半導体チップを封止樹脂内に埋設させた構造を有しながら、薄型化に適した樹脂封止型半導体装置の製造方法を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の樹脂封止型半導体装置は、ダイパッドと、該ダイパッドを支持するための複数の吊りリードと、信号接続用リードと、主面上に電極パッドを有し、主面を下方に向けた状態でダイパッドの下面に支持される半導体チップと、半導体チップの電極パッドと信号接続用リードのダイパッド側である内方部分の下面とを電気的に接続する接続部材と、信号接続用リードの外方部分の下面を露出するように、ダイパッドと半導体チップと信号接続用リードと接続部材とを封止する封止樹脂とを備え、各吊りリードは、その一部を封止樹脂から露出させるための曲げ部を有する。

本発明の樹脂封止型半導体装置によると、吊りリードが曲げ部を有して封止樹脂から一部を露出させている構造であるため、このような曲げ部により、樹脂封止の際にダイパッドが変形するのを抑制することができる。また、樹脂封止を行なった後、曲げ部において吊りリードを切断することができる。

尚、信号接続用リードの内方部分が、外方部分より上方に位置するようにアップセットされていることが好ましい。

このようにすると、信号接続用リードの内方部分を半導体チップに近付けることができるため、半導体チップの電極パッドと信号接続用リードの内方部分との接続部材による電気的接続をより確実にすることができる。また、信号接続用リードの下方における空間が広くなるため、接続部材が封止樹脂の外に露出することをより確実に抑制することが可能である。

また、ダイパッドが、信号接続用リードより上方に位置するようにアップセットされていることが好ましい。

このようにすると、信号接続用リードの内方部分下面と半導体チップの電極パッドとを接続部材によって電気的に接続することが確実にできる。

本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法によると、曲げ部によりダイパッド位置を支えることができ、樹脂封止の際にダイパッドが変形するのを防ぐことができる。また、樹脂封止の後に曲げ部を切断し、ダイパッドとリードの電気的接続を断つこともできる。

本発明の樹脂封止型半導体装置は、ダイパッドを封止樹脂内に埋設させた共通の構成を有しており、以下、その中の各種の実施形態について説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の断面図である。ただし、図１においては封止樹脂１７を透明体として扱い、各吊りリードの図示は省略している。

図１に示すように、本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、信号接続用リード１２と、半導体チップを支持するためのダイパッド１３と、そのダイパッド１３を支持するための吊りリードとからなるリードフレームを備えている。そして、ダイパッド１３の下面には、主面上に電極パッド（図示せず）を配列させた半導体チップ１５が主面を下方に向けて接着剤により接合されており、半導体チップ１５の電極パッドと信号接続用リード１２の下面とは、金属細線１６により互いに電気的に接続されている。そして、信号接続用リード１２，ダイパッド１３，吊りリード，半導体チップ１５及び金属細線１６は、封止樹脂１７内に封止されている。

ここで、本実施形態の第１の特徴は、ダイパッド１３の厚みがハーフエッチ等により薄くなっていて、ダイパッド１３がアップセットされているとともに、ダイパッド１３が封止樹脂１７内に埋設されている点である。そのため、封止樹脂１７により封止された状態では、封止樹脂１７がダイパッド１３の上方に薄く存在している。

また、本実施形態の第２の特徴は、信号接続用リード１２の半導体チップ１５に近接した内方部分は、下面側がハーフエッチされて薄くなっており、この内方部分の下面の高さ位置は外方部分の下面の高さ位置よりも上方にあって、上記金属細線１６は、信号接続用リード１２の内方部分の下面と半導体チップの電極パッドとの間を接続するように構成されている点である。

さらに、本実施形態の第３の特徴は、信号接続用リード１２の外方部分の下面が封止樹脂１７の裏面側で露出しており、この信号接続用リード１２の外方部分の下面が実装基板との接続面となっている点、すなわち、信号接続用リード１２の外方部分の下部が外部電極１８となっている点である。そして、封止樹脂から露出している外部電極１８には本来的に樹脂封止工程における樹脂のはみ出し部分である樹脂バリが存在せず、かつ外部電極１８は封止樹脂１７の裏面よりも下方に少し突出している。このような樹脂バリの存在しないかつ下方に突出した外部電極１８の構造は、後述する製造方法によって容易に実現できる。

本実施形態の樹脂封止型半導体装置によると、ダイパッド１３が封止樹脂１７内に埋設されているので、封止樹脂１７がダイパッド１３の上方にも薄く存在している。したがって、ダイパッドの上面や下面を封止樹脂から露出させたものに比べて、ダイパッド１３に対する封止樹脂１７の保持力が増大し、樹脂封止型半導体装置としての信頼性が向上する。

しかも、ハーフエッチ等によりダイパッド１３の厚みが薄くなっているので、半導体チップ１５の厚みを薄くしなくても、樹脂封止型半導体装置全体の薄型化を図ることができる利点がある。すなわち、半導体チップを薄くすることで生じる，半導体チップ１５内に設けられているトランジスタ等の半導体素子の種類や数に対する制限を緩和でき、高い性能を維持できるとともに、応用分野も拡大する。

さらに、信号接続用リード１２の内方部分が下面側からハーフエッチされて内方部分の下面と半導体チップ１３の下方を向いている主面上の電極パッドとが金属細線１６によって接続される構造となっているので、狭いスペースを効率よく活用して金属細線１６を封止樹脂からはみ出させないように形成できる構造となる。

なお、本実施形態では、封止樹脂１７の側方には外部電極端子となるアウターリードが存在せず、インナーリードに相当する信号接続用リード１２の下部が外部電極１８となっているので、半導体装置の小型化を図ることができる。しかも、外部電極１８の下面には樹脂バリが存在していないので、実装基板の電極との接合の信頼性が向上する。また、外部電極１８が封止樹脂１７の面より突出して形成されているため、実装基板に樹脂封止型半導体装置を実装する際の外部電極と実装基板の電極との接合において、外部電極１８のスタンドオフ高さが予め確保されていることになる。したがって、外部電極１８をそのまま外部端子として用いることができ、実装基板への実装のために外部電極１８にはんだボールを付設する必要はなく、製造工数、製造コスト的に有利となる。

次に、本実施形態の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６は、本実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造工程を示す断面図である。

まず、図２に示す工程で、信号接続用リード１２と、半導体チップを支持するためのダイパッド１３とが設けられているリードフレーム２０を用意する。図中、ダイパッド１３は吊りリードによって支持されているが、吊りリードはこの断面には現れないために図示されていない。そして、吊りリードが上方に曲げられることで、ダイパッド１３は外枠よりも上方に位置するようにアップセットされている。また、信号接続用リード１２の外方はリードフレーム２０の外枠に接続されているが、外枠は信号接続用リードと連続しているために、この段面では境界が現れていない。ここで、ダイパッド１３は、ハーフエッチにより全体が薄くなっている。さらに、用意するリードフレーム２０は、樹脂封止の際、封止樹脂の流出を止めるタイバーを設けていないリードフレームである。

また、本実施形態におけるリードフレーム２０は、銅（Ｃｕ）素材のフレームに対して、下地メッキとしてニッケル（Ｎｉ）層が、その上にパラジウム（Ｐｄ）層が、最上層に薄膜の金（Ａｕ）層がそれぞれメッキされた３層の金属メッキ済みのリードフレームである。ただし、銅（Ｃｕ）素材以外にも４２アロイ材等の素材を使用でき、また、ニッケル（Ｎｉ），パラジウム（Ｐｄ），金（Ａｕ）以外の貴金属メッキが施されていてもよく、さらに、かならずしも３層メッキでなくてもよい。

次に、図３に示す工程で、用意したリードフレームのダイパッド１３の下面に半導体チップ１５を載置して、接着剤により両者を互いに接合する。この工程は、いわゆるダイボンド工程である。なお、半導体チップを支持する部材としてはリードフレームに限定されるものではなく、他の半導体チップを支持できる部材、例えばＴＡＢテープ、基板を用いてもよい。

そして、図４に示す工程で、ダイパッド１３の下面に接合した半導体チップ１５の下方を向いている主面上の電極パッドと信号接続用リード１２の内方部分の下面とを金属細線１６により電気的に接合する。この工程は、いわゆるワイヤーボンド工程である。金属細線としては、アルミニウム細線、金（Ａｕ）線などを適宜選択して用いることができる。

次に、図５に示す工程で、リードフレームのダイパッド１３に半導体チップ１５が接合された状態で、信号接続用リード１２の外部電極１８の下面に封止テープ２１を貼り付ける。

この封止テープ２１は、特に信号接続用リード１２の外部電極１８の下面側に樹脂封止時に封止樹脂が回り込まないようにするマスク的な役割を果たさせるためのものであり、この封止テープ２１の存在によって、外部電極１８の下面に樹脂バリが形成されるのを防止することができる。この封止テープ２１は、ポリエチレンテレフタレート，ポリイミド，ポリカーボネートなどを主成分とする樹脂をベースとしたテープであり、樹脂封止後は容易に剥がすことができ、また樹脂封止時における高温環境に耐性があるものであればよい。本実施形態では、ポリエチレンテレフタレートを主成分としたテープを用い、厚みは５０［μｍ］とした。

次に、図６に示す工程で、半導体チップ１５が接合され、封止テープ２１が貼り付けられたリードフレームを金型内に収納し、金型内に封止樹脂１７を流し込んで樹脂封止を行う。あるいは、金型内に封止テープ２１を貼り付けることも可能である。この際、外部電極１８の下面側に封止樹脂１７が回り込まないように、金型でリードフレームの信号接続用リード１２の外方側（外枠）を下方に押圧して、樹脂封止する。また、ダイパッド１３の上面と金型面との間には、空隙があり、封止樹脂１７がダイパッド１３の上方にも十分行き渡るように樹脂封止工程を行なう。

最後に、外部電極１８の下面に貼付した封止テープ２１をピールオフにより除去する。これにより、ダイパッド１３の上方には封止樹脂１７が存在した構造が得られる。また、封止樹脂１７の裏面側には封止樹脂１７の下面から下方に突出した外部電極１８が形成される。そして、信号接続用リード１２の先端側を、信号接続用リード１２の先端面と封止樹脂１７の側面とがほぼ同一面になるように切り離すことにより、図１に示すような樹脂封止型半導体装置が完成される。

本実施形態の製造方法によると、ダイパッド１３の全体が薄く形成され、かつ、ダイパッド１３の上方に封止樹脂１７が存在している樹脂封止型半導体装置を容易に製造することができる。

しかも、本実施形態の製造方法によると、樹脂封止工程の前に予め信号接続用リード１２の外部電極１８の下面に封止テープ２１を貼付しているので、封止樹脂１７が回り込むことがなく、外部電極１８の下面には樹脂バリの発生はない。したがって、信号接続用リードの下面を露出させる従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法のごとく、外部電極１８上に形成された樹脂バリをウォータージェットなどによって除去する必要はない。すなわち、この樹脂バリを除去するための面倒な工程の削除によって、樹脂封止型半導体装置の量産工程における工程の簡略化が可能となる。また、従来、ウォータージェットなどによる樹脂バリ除去工程において生じるおそれのあったリードフレームのニッケル（Ｎｉ），パラジウム（Ｐｄ），金（Ａｕ）などの金属メッキ層の剥がれや不純物の付着は解消できる。そのため、樹脂封止工程前における各金属層のプリメッキが可能となる。

なお、ウォータージェットによる樹脂バリ除去工程を削除できるかわりに、封止テープを貼付する工程が新たに必要となるが、封止テープ２１を貼付する工程の方が、ウォータージェット工程よりもコスト的に安価であり、また工程管理も容易であるため、確実に工程の簡略化が図れる。なによりも、従来必要であったウォータージェット工程では、リードフレームの金属メッキが剥がれる、不純物が付着するという品質上のトラブルが発生するが、本実施形態の方法では、封止テープの貼付により、ウォータージェットが不要となって、メッキ剥がれをなくすことができる点は大きな工程上の利点となる。また、封止テープの貼付状態などによって樹脂バリが発生することがあるとしても、極めて薄い樹脂バリであるので、低い水圧でウォータージェット処理して樹脂バリを除去でき、メッキ剥がれを防止できることから金属層のプリメッキ工程は可能である。

なお、樹脂封止工程の終了後に、封止テープ２１をつけたままで封止テープ２１の上からレーザーを照射して信号接続用リード１２の封止樹脂１７の側方にから突出している部分を切断してもよい。このように、リードフレームの切断部分の周囲が封止テープによって覆われているので、レーザーによる溶融物が周囲に飛散しても、封止テープを剥がすことによって飛散物を樹脂封止型半導体装置から容易に除去できるという利点がある。

なお、図６に示すように、樹脂封止工程においては、封止金型の熱によって封止テープ２１が軟化するとともに熱収縮するので、外部電極１８が封止テープ２１に大きく食い込み、外部電極１８の下面と封止樹脂１７の裏面との間には段差が形成される。したがって、外部電極１８は封止樹脂１７の裏面から突出した構造となり、外部電極１８の突出量（スタンドオフ高さ）を確保できる。例えば、本実施形態では、封止テープ２１の厚みを５０μｍとしているので、スタンドオフ高さを例えば２０μｍ程度にできる。このように、封止テープ２１の厚みの調整によって外部電極１８のスタンドオフ高さを適正量に維持できる。このことは、外部電極１８のスタンドオフ高さを封止テープ２１の厚みの設定のみでコントロールでき、別途スタンドオフ高さ量をコントロールのための手段または工程を設けなくてもよいこと意味し、量産工程における工程管理のコスト上、極めて有利な点である。この封止テープ２１の厚みは、１０〜１５０μｍ程度であることが好ましい。

なお、用いる封止テープ２１については、所望するスタンドオフ高さに応じて、所定の硬度，厚みおよび熱による軟化特性を有する材質を選択することができる。

ただし、上記第１の実施形態において、封止テープ２１に加える圧力の調整によって、外部電極１８のスタンドオフ高さを調整してもよく、例えば、スタンドオフ高さをほぼ「０」にすることも可能である。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。本実施形態における樹脂封止型半導体装置は、各実施形態におけるいずれの構造を有していてもよいが、ダイパッドの形状やダイパッドと吊りリードとの接続部の形状のみが異なる。そこで、本実施形態においては、ダイパッドやそれにつながる吊りリードを除く他の部分についての説明は省略する。

−第１の具体例−
図７（ａ）は本実施形態の第１の具体例に係るダイパッド１３の平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）に示すVIIb−VIIb線における断面図である。図７（ａ），（ｂ）に示すように、本具体例に係るダイパッド１３は、ハーフエッチにより厚みが薄く形成されているとともに（本実施形態では、下面側からハーフエッチされている）、半導体チップ１５よりも面積が小さい。また、ダイパッド１３を支持する吊りリード１４の厚みもダイパッド１３につながる部分では、ダイパッド１３と同じ厚みに形成されている。ただし、ダイパッド１３から離れた部位から外方においては、ハーフエッチされていない。

本実施形態の第１の具体例に係る樹脂封止型半導体装置によると、ダイパッド１３よりも半導体チップ１５の方が大面積となっているので、ダイパッド１３の側方かつ半導体チップ１５の上の領域に封止樹脂が存在することにより、半導体チップ１５に対する封止樹脂１７の保持力が大幅に向上する。その結果、半導体チップ１５と接着されているダイパッド１３に対する封止樹脂１７の保持力も向上するので、樹脂封止型半導体装置の薄型化を図りつつ、信頼性の向上を図ることができる。

また、吊りリード１４の厚みもダイパッド１３厚みと同じ厚みになっていることにより、樹脂封止型半導体装置全体の薄型化をより確実に実現することができる。その場合、吊りリード１４は下面側からハーフエッチされている方が、ダイパッド１３よりも面積の大きい半導体チップ１５を搭載しても吊りリード１４と半導体チップ１５との干渉を容易に回避できる利点がある。

また、図８は、本具体例の変形例に係る樹脂封止型半導体装置のダイパッドおよび吊りリードのみを示す平面図である。本具体例に係るダイパッド１３の平面形状は、図７（ａ）に示すような矩形である必要はなく、図８に示すような形状でもよい。すなわち、中央部に設けられた単一の円板や、中央部の円板にさらに各コーナー部に設けた４つの円板（破線参照）を加えたものからなるダイパッド１３であってもよい。

−第２の具体例−
図９（ａ）は本実施形態の第２の具体例に係るダイパッド１３の平面図、図９（ｂ）は図９（ａ）に示すIXb-IXb 線における断面図である。図９（ａ），（ｂ）に示すように、本具体例に係るダイパッド１３には、中央部に矩形状の開口３０ａが形成されている。この開口３０ａは、半導体チップ１５の搭載領域の内方に形成されている。また、ダイパッド１３はハーフエッチ等により全体が薄く形成されている。

本実施形態の第２の具体例に係る樹脂封止型半導体装置によると、ダイパッド１３に開口３０ａが形成されているので、開口３０ａの内方かつ半導体チップ１５の上方となる領域に封止樹脂１７が存在することになり、半導体チップ１５およびダイパッド１３に対する封止樹脂１７の保持力が大幅に向上する。

なお、図１０（ａ）の変形例に示すように、コーナー部で円状の領域を有するフレームによって囲まれる開口３０ｂや、コーナー部で矩形状の領域を有するフレームによって囲まれる開口３０ｃを有するダイパッド１３であってもよい。

（第３の実施形態）
次に、信号接続用リードの構造に関する第３の実施形態の各具体例について説明する。

−第１の具体例−
図１１は、第３の実施形態の第１の具体例に係る樹脂封止型半導体装置の断面図である。同図に示すように、信号接続用リード１２の内方部分は、下面側からハーフエッチされて外方部分よりも薄くなっており、この内方部分の下面と半導体チップ１５との間に金属細線１６が設けられている。そして、信号接続用リード１２の外方部分の上面、つまり外部電極１８の上方には、２つの溝部３１が設けられている。さらに、図示しないが、信号接続用リード１２の外方部分のうちこの溝部が形成されている部分は下方よりも幅が広くなっている。

本具体例のように、信号接続用リード１２の内方部分を下面側からハーフエッチすることにより、内方部分の下面の高さ位置がその外方部分の下面の高さ位置よりも上方になるので、全体の厚みを厚くしなくても、封止樹脂１７の裏面との間にある程度の空間を確保することができる。したがって、金属細線１６の一端を信号接続用リード１２の内方部分の下面に接続しても、金属細線１６を封止樹脂１７内に確実に埋設することができる。

つまり、樹脂封止型半導体装置の薄型を図りつつ、金属細線１６が封止樹脂１７から露出するのを防止することができる。

しかも、信号接続用リード１２の内方部分の下側に封止樹脂１７が回り込むことで、信号接続用リード１２に対する封止樹脂１７の保持力も増大する。

また、信号接続用リード１２の外方部分の上面に溝部３１を設けることにより、信号接続用リード１２に対する封止樹脂１７の保持力が増大し、かつ、信号接続用リード１２の外方部分の上部の幅を下部よりも広くすることにより、封止樹脂１７の保持力がさらに増大することになる。

−第２の具体例−
図１２は、第２の具体例に係る樹脂封止型半導体装置の断面図である。同図に示すように、本具体例では、信号接続用リード１２の内方部分に下面側からハーフエッチが施されているとともに、この内方部分がアップセットされ、アップセットされた部分の下面に金属細線１６の一端が接続されている。

この具体例では、第１の具体例に比べて信号接続用リード１２の内方部分を半導体チップ１５に近づけることができるので、金属細線１６の信頼性が向上する。また、信号接続用リード１２の内方部分の下方に十分なスペースが確保されるので、金属細線１６を封止樹脂１７内に確実に埋設でき、金属細線１６が封止樹脂１７から露出するのをより確実に防止することができる。

−第３の具体例−
図１３は、第３の具体例に係る樹脂封止型半導体装置の断面図である。同図に示すように、本具体例では、信号接続用リード１２にはハーフエッチが施されていないが、信号接続用リード１２の内方部分がその外方部分よりもアップセットされている。

本具体例によっても、信号接続用リード１２の内方部分を半導体チップ１５に近づけることができるので、金属細線１６のワイヤボンディングの信頼性が向上する。また、信号接続用リード１２の内方部分の下方に十分なスペースが確保されるので、金属細線１６を封止樹脂１７内に確実に埋設でき、金属細線１６が封止樹脂１７から露出するのを確実に防止することができる。

−第４の具体例−
図１４は、第４の具体例に係る樹脂封止型半導体装置の断面図である。同図に示すように、本具体例では、信号接続用リード１２に下面側からハーフエッチが施され、かつ、信号接続用リード１２の内方部分は半導体チップ１５の下方領域まで延びている。また、半導体チップ１５の主面上の電極パッド（図示せず）は、半導体チップの外周付近ではなく、中央部に近い領域に配列されている。そして、半導体チップの電極パッドと信号接続用リード１２の内方部分の下面との間に金属細線１６が設けられている。

本具体例では、信号接続用リード１２の内方部分を半導体チップ１５の電極パッドが配列された位置に近づけることができるので、金属細線１６の長さを短くすることができる。したがって、樹脂封止型半導体装置の薄型化を図りつつ、金属細線１６のワイヤボンディングの信頼性および特性の向上を図ることができる。

なお、この第４の具体例において信号接続用リード１２の内方部分をアップセットするようにしてもよいことはいうまでもない。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。本実施形態では、さらに薄型化を図るためのダイパッド１３の構造に関する具体例について説明する。

−第１の具体例−
図１５は、第４の実施形態の第１の具体例に係る樹脂封止型半導体装置の断面図である。同図に示すように、ダイパッド１３は半導体チップ１５の辺部のみに設けられ、しかも半導体チップ１５の主面側つまり下面側から半導体チップ１５を支持している。そして、信号接続用リード１２の内方部分は、下面側からハーフエッチされて外方部分よりも薄くなっており、半導体チップ１５の下方領域まで延びている。また、半導体チップ１５の主面において中央部に電極パッドが配列されており、この電極パッドと信号接続用リード１２の内方部分の下面との間に金属細線１６が設けられている。

図１７（ａ），（ｂ）は、ダイパッド１３の平面形状の例を示す平面図である。図１７（ａ）に示すようにダイパッドの辺部のうちコーナー付近だけに各々孤立した４つの矩形状部分からなるダイパッドを設けてもよいし、図１７（ｂ）に示すように２つの辺部に沿って延びる２つの帯状部分からなるダイパッド１３であってもよい。また、図１０（ａ），（ｂ）に示すような平面形状を有するダイパッド１３により半導体チップ１５の主面側を支持してもよい。

本具体例のように、ダイパッド１３により半導体チップ１５をその主面の辺部において支持するとともに、信号接続用リード１２の内方部分を半導体チップ１５の下方領域まで延ばして、金蔵細線１６をこの内方部分の下面に接続させる構成とすることで、半導体チップと信号接続用リード１２との間のスペースを非常に有効に利用することができる。その結果、樹脂封止型半導体装置全体の厚みをより薄くかつ小型にすることができる。

その場合、信号接続用リード１２の内方部分を下面側からハーフエッチすることにより、内方部分の下面の高さ位置がその外方部分の下面の高さ位置よりも上方になるので、全体の厚みを厚くしなくても、封止樹脂１７の裏面との間にある程度の空間を確保することができる。したがって、金属細線１６の一端を信号接続用リード１２の内方部分の下面に接続しても、金属細線１６を封止樹脂１７内に確実に埋設することができる。

つまり、樹脂封止型半導体装置の薄型を図りつつ、金属細線１６が封止樹脂１７から露出するのを防止することができる。

しかも、信号接続用リード１２の内方部分の下側に封止樹脂１７が回り込むことで、信号接続用リード１２に対する封止樹脂１７の保持力も増大する。

また、信号接続用リード１２の外方部分の上面に溝部３１を設けることにより、信号接続用リード１２に対する封止樹脂１７の保持力が増大し、かつ、信号接続用リード１２の外方部分の上部の幅を下部よりも広くすることにより、封止樹脂１７の保持力がさらに増大することになる。

−第２の具体例−
図１６は、第２の具体例に係る樹脂封止型半導体装置の断面図である。同図に示すように、本具体例においても、ダイパッド１３は半導体チップ１５の辺部のみに設けられ、しかも半導体チップ１５の主面側つまり下面側から半導体チップ１５を支持している。そして、本具体例では、上記第１の具体例とは異なり、信号接続用リード１２の内方部分に下面側からハーフエッチが施されているとともに、この内方部分がアップセットされ、アップセットされた部分の下面に金属細線１６の一端が接続されている。

この具体例では、第１の具体例に比べて信号接続用リード１２の内方部分を半導体チップ１５に近づけることができるので、金属細線１６の信頼性が向上する。また、信号接続用リード１２の内方部分の下方に十分なスペースが確保されるので、金属細線１２が封止樹脂１７内に確実に埋設でき、金属細線１６が封止樹脂１７から露出するのをより確実に防止することができる。

なお、本具体例においても、バイパッド１３の平面形状は、図１７（ａ）に示すようにダイパッドの辺部のうちコーナー付近だけに各々孤立した４つの矩形状部分からなるものであってもよいし、図１７（ｂ）に示すように２つの辺部に沿って延びる２つの帯状部分からなるダイパッド１３であってもよい。また、図１０（ａ），（ｂ）に示すような平面形状を有するダイパッド１３により半導体チップ１５の主面側を支持してもよい。

（第５の実施形態）
次に、吊りリード１４の構造に関する第５の実施形態の樹脂封止型半導体装置について説明する。本実施形態における樹脂封止型半導体装置は、各実施形態におけるいずれの構造を有していてもよいが、吊りリードの形状のみが異なる。そこで、本実施形態においては、吊りリードおよびそれにつながるダイパッドを除く他の部分についての説明は省略する。

図１８（ａ）は、本実施形態に係るリードフレームの平面図であり、図１８（ｂ）は図１８（ａ）に示すXVIIIb-XVIIIb 線に示す断面におけるリードフレームの断面図である。図１８（ａ），（ｂ）に示すように、外枠４６につながる信号接続用リード１２とダイパッド１３との間に吊りリード１４が介設されている。すなわち、吊りリード１４及び信号接続用リード１２を介して、外枠４６によりダイパッド１３を支持するように構成されている。この吊りリード１４には吊りリード１４の一部を封止樹脂から露出させるためのコ字状の曲げ部４５が設けられている。また、外枠４６よりもダイパッド１３の方が高くなるようにダイパッド１３がアップセットされている。本実施形態では、このアップセット量は４０〜８０μｍ程度である。

また、本実施形態では、信号接続用リード１２の内方側部分は裏面側からハーフエッチが施されており、吊りリード１４およびダイパッド１３は全体的にハーフエッチされて薄くなっている。また、信号接続用リード１２の表側には信号接続用リード１２が延びる方向に直交する２つの溝が形成されている。

このように、信号接続用リード１２とダイパッド１３の辺部との間に吊りリード１４を介設することにより、吊りリード１４をコーナー部に設けるよりも短くでき、吊りリード１４の強度を向上させることができる。また、曲げ部によりダイパッド位置を支えることにより、さらに安定させることができる。したがって、樹脂封止工程において封止樹脂１７の流れによるダイパッドの変形を抑制する機能をより高めることができ、大面積のダイパッドが必要とされるときにも、封止樹脂の流れ等によるダイパッドの変形を抑制することができる。特に、薄型化された樹脂封止型半導体装置においては、ダイパッドの変形によりダイパッドが封止樹脂からはみ出るおそれが増大するが、本具体例により、このような不具合を効果的に防止することができる。

また、吊りリード１４の一部にこのような曲げ部４５を設けることで、樹脂封止工程の後に、レーザーなどによって露出している吊りリード１４の一部を切断することができるので、ダイパッド１３と吊りリード１４の外方側に接続される信号接続用リード１２とを電気的に分離できるなどの利点がある。すなわち、吊りリード１４の一部を樹脂封止工程の後に切断することにより、例えば信号接続用リード１２とダイパッド１３との電気的な接続を断つことができ、バイポーラトランジスタを搭載した半導体チップについても、このような構造を適用できるという利点がある。

また、樹脂封止工程の前に曲げ部４５の露出させようとする面に封止テープを密着させておき、樹脂封止工程の終了後に、封止テープをつけたままで封止テープ２１の上から吊りリード１４の曲げ部４５の一部を切断してもよい。このように、吊りリード１４の一部を切断しておくことで、形成される樹脂封止型半導体装置においては上述の効果が得られる。しかも、曲げ部４５の周囲が封止テープによって覆われているので、レーザーによる溶融物が周囲に飛散しても、封止テープを剥がすことによって飛散物を樹脂封止型半導体装置から容易に除去できるという利点がある。

（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態について説明する。本実施形態では、吊りリードを補強用外部端子として用いるための構造について説明する。

図１９は、第６の実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の裏面の構造を示す平面図である。

同図に示すように、本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、裏面に信号接続用リードにつながる外部電極１８を露出させているとともに、４カ所のコーナー部においてダイパッド１３を支持するための吊りリード１４の外方側端部を露出させており、この部分が補強用外部端子４９として機能する。すなわち、樹脂封止型半導体装置を実装基板上に搭載する場合に、はんだ等で実装基板側の電極と樹脂封止型半導体装置の外部電極１８とが接続される。その際、補強用外部端子４９と実装基板側のダミー端子などとの間にもはんだ等を介在させることにより、実装強度を極めて高めることができる。また、補強用外部端子４９が存在することで、はんだの張力によるセルフアライメント作用が顕著となり、実装に要する時間の短縮や実装される位置精度の向上をも図ることができる。

本実施形態における外部端子として機能する吊りリード１４に対しても、上記第５の実施形態における各具体例および変形例の構造が適用できることはいうまでもない。

なお、補強用外部端子４９と外部電極１８との高さ位置を変えておくことで、アライメント性をさらに向上させることができ、実装に要する時間の短縮や実装される位置精度の向上効果を顕著に発揮することができる。その場合、上記補強用外部端子４９の露出している部分の下面と、上記外部電極１８の露出している部分の下面との高さの差は、１０〜１５０μｍであることが好ましい。

なお、本発明における外部電極１８は必ずしも樹脂封止型半導体装置の裏面の４つの辺部に設けられている必要はなく、いずれか２つの平行な辺部に沿ってのみ設けられていてもよい。

（第７の実施形態）
本実施形態では、外部電極の封止樹脂からの突出量を調整するための樹脂封止方法について説明する。

図２０は、本実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の製造工程における樹脂封止工程を示す断面図である。同図に示すように、上金型５０ａと下金型５０ｂとからなる封止金型を用い、ダイパッド１３上に半導体チップ１５を搭載し、半導体チップの電極パッドと信号接続用リード１２とを金属細線１６で接続したものを封止金型の下金型５０ｂに装着し、リードフレームの下面に封止テープ２１を密着させた状態で樹脂封止を行なう。

ここで、本実施形態の製造方法の特徴は、下金型５０ｂにおいて、リードフレームの信号接続用リード１２の外方部分である外部電極１８（及び外枠４６）に対向する領域には凹状の逃げ部５２が設けられている点である。

このように封止金型に逃げ部５２を設けておくことにより、封止テープ２１を逃げ部５２の方に逃すことで、信号接続用リード１２の封止テープ２１への食い込み量が小さくなる。その結果、封止金型の型締め力だけでなく逃げ部５２の深さによって、突出させようとする部分の突出量を所望の値に調整することでき、樹脂バリの発生量も最小化することができる。

同様に、上記各実施形態において露出させる部分（例えば曲げ部）に対向する金型面に逃げ部を設けることにより、当該露出部分の封止樹脂からの突出量の調節や、樹脂バリの発生量の最小化を図ることができる。

ただし、封止金型の上金型と下金型との間の型締め力の調整や、上金型−下金型間の寸法よりもリードフレームの寸法を大きめにする場合の寸法の設定量によって、上記各実施形態において露出させる部分の突出量を調節してもよい。

（その他の実施形態）
なお、金型に真空引き用の穴を設け、封止テープ２１を真空引きしながら樹脂封止を行なうことにより、封止テープのシワの発生を抑制し、封止樹脂の裏面の平坦化を図ることもできる。

本発明の樹脂封止型半導体装置によると、ダイパッドの変形及びそれに伴う封止樹脂からの露出を抑制することができるため、薄型化された樹脂封止型半導体装置として有用である。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の封止樹脂を透過して示す断面図である。 図２は、第１の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造工程におけるリードフレームを用意する工程を示す断面図である。 図３は、第１の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造工程におけるダイパッドに半導体チップを接合する工程を示す断面図である。 図４は、第１の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造工程における金属細線を形成する工程を示す断面図である。 図５は、第１の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造工程における封止テープをリードフレームの下に敷く工程を示す断面図である。 図６は、第１の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造工程における樹脂封止工程を示す断面図である。 図７（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施形態の第１の具体例に係るリードフレームの平面図及び断面図である。 図８は、本発明の第２の実施形態の第１の具体例の変形例に係るリードフレームの平面図である。 図９（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施形態の第２の具体例に係るリードフレームの平面図及び断面図である。 図１０（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施形態の第２の具体例の変形例に係るリードフレームの平面図である。 図１１は、本発明の第３の実施形態の第１の具体例に係る樹脂封止型半導体装置の断面図である。 図１２は、本発明の第３の実施形態の第２の具体例に係る樹脂封止型半導体装置の断面図である。 図１３は、本発明の第３の実施形態の第３の具体例に係る樹脂封止型半導体装置の断面図である。 図１４は、本発明の第３の実施形態の第４の具体例に係る樹脂封止型半導体装置の断面図である。 図１５は、本発明の第４の実施形態の第１の具体例に係る樹脂封止型半導体装置の断面図である。 図１６は、本発明の第４の実施形態の第２の具体例に係る樹脂封止型半導体装置の断面図である。 図１７（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第４の実施形態の第１および第２のの具体例に係る樹脂封止型半導体装置のダイパッドの平面形状を示す平面図である。 図１８（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第５の実施形態に係るリードフレームの平面図及び断面図である。 図１９は、本発明の第６の実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の裏面の構造を示す平面図である。 図２０は、本発明の第７の実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の製造工程における樹脂封止工程を示す断面図である。 図２１は、従来の裏面側に外部電極を有するタイプの樹脂封止型半導体装置の断面図である。

符号の説明

１２ 信号接続用リード
１３ ダイパッド
１４ 吊りリード
１５ 半導体チップ
１６ 金属細線
１７ 封止樹脂
１８ 外部電極
２１ 封止テープ
３０ 開口
３１ 溝部
４５ 曲げ部
４６ 外枠
４９ 補強用外部端子
５０ａ 上金型
５０ｂ 下金型
５２ 逃げ部

Claims (3)

1. ダイパッドと、
   前記ダイパッドを支持するための複数の吊りリードと、
   信号接続用リードと、
   主面上に電極パッドを有し、主面を下方に向けた状態で前記ダイパッドの下面に支持される半導体チップと、
   前記半導体チップの前記電極パッドと前記信号接続用リードのダイパッド側である内方部分の下面とを電気的に接続する接続部材と、
   前記信号接続用リードの外方部分の下面を露出するように、前記ダイパッドと前記半導体チップと前記信号接続用リードと前記接続部材とを封止する封止樹脂とを備え、
   前記各吊りリードは、その一部を前記封止樹脂から露出させるための曲げ部を有することを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
2. 請求項１に記載の樹脂封止型半導体装置において、
   前記信号接続用リードの前記内方部分が、前記外方部分より上方に位置するようにアップセットされていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
3. 請求項１又は２に記載の樹脂封止型半導体装置において、
   前記ダイパッドが、前記信号接続用リードより上方に位置するようにアップセットされていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。

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