JP2007234780A - Lead frame and resin-sealed semiconductor device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that a lead frame having a heat dissipation on the rear face of a die pad with a semiconductor element placed thereon has a decline in reliability of a wire bonding, since an inner lead is subjected to stress from a flowing sealing resin when the sealing resin is injected and is displaced. <P>SOLUTION: The side of the lead frame where the semiconductor element is placed as the primary plane side, the side where the sealing resin flows in as the gate side, and the side where the air is ejected when the sealing resin flows in as the air bent side; the inner lead has a chamfered portion formed at the corner on the air bent side between the surface on the primary plane side and the side face to lessen stress applied to the lead frame when the sealing resin is injected. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、放熱特性が要求される樹脂封止型半導体装置に用いられるリードフレーム及びこれを用いた樹脂封止型半導体装置に関する。   The present invention relates to a lead frame used in a resin-sealed semiconductor device that requires heat dissipation characteristics and a resin-sealed semiconductor device using the lead frame.

半導体装置は、通常リードフレームのダイパッド上に半導体素子を載置し、半導体素子のパッドとリードフレームとをワイヤーボンディングを行って接続し、その後、モールド工程により樹脂封止される。このような半導体素子のうち、例えばＡＶ機器、通信機器の一次側スイッチング電源用の半導体素子は大きな電流が流れることから半導体素子自体が発熱する。そこで、半導体素子を載置するダイパッドの裏面に半導体素子から発生した熱を吸収して放熱させるための放熱部を形成している。しかし一般に封止樹脂は熱伝導率が低い。そこで、この放熱部近傍の封止樹脂はその厚さを薄くして放熱特性を向上させるようにしている。   In a semiconductor device, a semiconductor element is usually placed on a die pad of a lead frame, the pad of the semiconductor element and the lead frame are connected by wire bonding, and then resin-sealed by a molding process. Among such semiconductor elements, for example, a large amount of current flows in a semiconductor element for a primary side switching power supply of AV equipment and communication equipment, so that the semiconductor element itself generates heat. Therefore, a heat radiating portion for absorbing and releasing heat generated from the semiconductor element is formed on the back surface of the die pad on which the semiconductor element is placed. However, in general, the sealing resin has low thermal conductivity. Therefore, the sealing resin in the vicinity of the heat radiating portion is made thin to improve the heat radiation characteristics.

図６は、この種のスイッチング電源用半導体素子を搭載する片支持構造を有するリードフレーム１００の模式的斜視図である。半導体素子を搭載するためのダイパッド１０１と、インナーリード１０２及びアウターリード１０４から構成されている。半導体素子を載置するダイパッド１０１の表面に対して反対側には放熱効果を向上させるために放熱部１０３が構成されている。放熱部１０３は他のインナーリード１０２やアウターリード１０４の厚さよりも厚く形成されている。破線１０６は封止樹脂により覆われる部分を表している。即ちダイパッド１０１及びインナーリード１０２は封止樹脂により覆われる。また、ダイパッド１０１の中心部には孔部１０５が形成されている。封止樹脂の外部に設けた放熱フィン等の放熱手段に接続して半導体素子１１６からの熱を放熱させるためである。   FIG. 6 is a schematic perspective view of a lead frame 100 having a one-side support structure on which this type of switching power supply semiconductor element is mounted. It comprises a die pad 101 for mounting a semiconductor element, an inner lead 102 and an outer lead 104. On the opposite side of the surface of the die pad 101 on which the semiconductor element is placed, a heat radiating portion 103 is configured to improve the heat radiating effect. The heat dissipating part 103 is formed thicker than the other inner leads 102 and outer leads 104. A broken line 106 represents a portion covered with the sealing resin. That is, the die pad 101 and the inner lead 102 are covered with the sealing resin. A hole 105 is formed in the center of the die pad 101. This is because the heat from the semiconductor element 116 is dissipated by connecting to heat dissipating means such as heat dissipating fins provided outside the sealing resin.

特許文献１には、放熱特性を向上させるために封止樹脂の厚さを薄くした場合の課題とこれを解決するための手段が記載されている。放熱特性を改善させるために放熱部の封止樹脂の厚さを薄くすると、リードフレームの曲率の小さい角部から封止樹脂に微小クラックが発生する。この微小クラックの発生を防止するためにリードフレームの平面形状における角部の面取りを行う、あるいは半導体素子を載置した側と反対側のリードフレーム表面とその側面との角部に面取り部を形成することが記載されている。   Patent Document 1 describes a problem when the thickness of the sealing resin is reduced in order to improve heat dissipation characteristics and a means for solving the problem. If the thickness of the sealing resin in the heat radiating portion is reduced in order to improve the heat dissipation characteristics, micro cracks are generated in the sealing resin from the corner portion where the curvature of the lead frame is small. To prevent the occurrence of microcracks, chamfer the corners of the planar shape of the lead frame, or form chamfers at the corners between the side of the lead frame opposite to the side where the semiconductor element is placed and the side surface. It is described to do.

また、特許文献２には、半導体装置を基板実装する際に、熱ストレスがダイパッド辺部に集中して、当該辺部から封止樹脂にクラックが発生することを防止するために、ダイパッドの辺部の少なくとも一部分に面取り部を形成することが記載されている。
特開２０００−３１３３８号公報 特開平６−１３５２６号公報 Further, in Patent Document 2, when a semiconductor device is mounted on a substrate, in order to prevent thermal stress from concentrating on the side of the die pad and causing cracks in the sealing resin from the side, It is described that a chamfered portion is formed on at least a part of the portion.
JP 2000-31338 A JP-A-6-13526

図７は、図６で示したリードフレームに半導体素子を搭載し、ワイヤーボンディングを行った後にモールド金型に収納して、封止樹脂を流し込む状態を表す説明図である。モールド金型の内表面１１０の内部には、半導体素子１１６と、半導体素子１１６を搭載したダイパッド１０１と、インナーリード１０２と、半導体素子１１６のパッドとインナーリードとを接続するワイヤー１１８とを内包している。半導体素子１１６を載置したダイパッド１０１の裏面には肉厚の放熱部１０３を備えている。封止樹脂の外部にはアウターリード１０４が延在する。   FIG. 7 is an explanatory view showing a state in which a semiconductor element is mounted on the lead frame shown in FIG. 6, wire-bonded, and then housed in a mold and poured with a sealing resin. Inside the inner surface 110 of the mold, a semiconductor element 116, a die pad 101 on which the semiconductor element 116 is mounted, an inner lead 102, and a wire 118 that connects the pad and the inner lead of the semiconductor element 116 are included. ing. A thick heat dissipation portion 103 is provided on the back surface of the die pad 101 on which the semiconductor element 116 is placed. Outer leads 104 extend outside the sealing resin.

封止樹脂はゲート１１１から注入され、半導体素子１１６の表面及び放熱部１０３の表面を流れてインナーリード１０２へ進む。内部の空気はエアーベント方向１１５へ押し出される。ここで、放熱部１０３側は半導体素子１１６側よりも封止樹脂が流れるギャップを狭くしている。これは、放熱部１０３側の封止樹脂は放熱効果を向上させるために半導体素子１１６側の封止樹脂よりも薄く形成する必要があるからである。そのために、ゲート１１１から注入された封止樹脂は、放熱部１０３側では界面抵抗により流れる速度１１４は半導体素子１１６側を流れる速度１１２よりも遅くなる。その結果、半導体素子１１６側を流れてきた封止樹脂は放熱部１０３側より早くインナーリード１０２に到達し、インナーリード１０２の表面から裏面の方向１１３へ流れ落ちることになる。この封止樹脂の流れは、インナーリード１０２に対して表面側から裏面側へ応力を加えることになり、インナーリード１０２を下方へ変位させた。インナーリード１０２が下方へ変位することにより、インナーリード１０２の先端が封止樹脂から突き出てしまう、あるいは、封止樹脂の表面に近接固定されて絶縁耐圧が低下する等の不具合が発生した。また、このインナーリード１０２の変位によりワイヤー１１８が下方へ引き下げられてダイパッド１０１の端部に接触する、あるいはワイヤー１１８が切断される等の不具合が発生した。   The sealing resin is injected from the gate 111, flows through the surface of the semiconductor element 116 and the surface of the heat dissipation part 103, and proceeds to the inner lead 102. The internal air is pushed out in the air vent direction 115. Here, the gap through which the sealing resin flows is narrower on the heat radiating portion 103 side than on the semiconductor element 116 side. This is because the sealing resin on the heat dissipation portion 103 side needs to be formed thinner than the sealing resin on the semiconductor element 116 side in order to improve the heat dissipation effect. Therefore, the sealing resin injected from the gate 111 flows at a speed 114 due to the interface resistance on the heat radiating portion 103 side, which is slower than a speed 112 flowing on the semiconductor element 116 side. As a result, the sealing resin flowing on the semiconductor element 116 side reaches the inner lead 102 earlier than the heat radiating portion 103 side and flows down in the direction 113 from the front surface to the back surface of the inner lead 102. This flow of the sealing resin applied stress to the inner lead 102 from the front surface side to the back surface side, and displaced the inner lead 102 downward. Displacement of the inner lead 102 causes problems such that the tip of the inner lead 102 protrudes from the sealing resin, or is fixed in proximity to the surface of the sealing resin and the withstand voltage decreases. Further, the displacement of the inner lead 102 causes the wire 118 to be pulled down and contact the end of the die pad 101, or the wire 118 is cut.

従来この問題を回避するために、インナーリード１０２のリード長を極力短くしてリード支持部の板厚や幅を増す方法、ポリイミドテープ等によりインナーリードを固定する方法、インナーリードを両支持構造にする等の対策が施されてきた。しかしながら、これらの方法では、インナーリード１０２の形状に対する制約が大きくなること、また、同時に半導体素子１１６のボンディング用パッドの位置が大きく制限されること、あるいは、パッケージの小型化にも障害となる等、設計自由度の低い構造となってしまった。   Conventionally, in order to avoid this problem, the lead length of the inner lead 102 is shortened as much as possible to increase the thickness and width of the lead support portion, the inner lead is fixed with polyimide tape, etc. Measures such as doing have been taken. However, in these methods, restrictions on the shape of the inner lead 102 are increased, and at the same time, the position of the bonding pad of the semiconductor element 116 is greatly limited, or the package is downsized. The structure has a low degree of design freedom.

本発明は、上記の課題を解決するために、以下の手段を講じた。   In order to solve the above problems, the present invention has taken the following measures.

請求項１に係る本発明においては、半導体素子を載置するためのダイパッドと前記半導体素子からリードを引き出すためのインナーリードとを有し、前記半導体素子が載置される側を主面側、前記主面側の反対側を裏面側とし、封止樹脂が流入する側をゲート側とし、前記封止樹脂が流入する際に気体を押し出す側をエアーベント側とする樹脂封止型半導体装置用のリードフレームにおいて、前記ダイパッドは、前記裏面側に放熱するための放熱部を有し、前記インナーリードは、前記エアーベント側であって前記主面側の表面と側面との角部に面取り部を有することを特徴とするリードフレームとした。   In this invention which concerns on Claim 1, it has a die pad for mounting a semiconductor element, and an inner lead for drawing out a lead from the semiconductor element, and the side on which the semiconductor element is mounted is a main surface side, For the resin-encapsulated semiconductor device, the side opposite to the main surface side is the back side, the side into which the sealing resin flows is the gate side, and the side from which gas is pushed out when the sealing resin flows in is the air vent side In the lead frame, the die pad has a heat radiating portion for radiating heat to the back surface side, and the inner lead is a chamfered portion at a corner portion between the surface on the main surface side and the side surface on the air vent side. It was set as the lead frame characterized by having.

請求項２に係る本発明においては、前記ダイパッドは、前記エアーベント側であって前記主面側の表面と側面との角部に面取り部を有することを特徴とする請求項１に記載のリードフレームとした。   2. The lead according to claim 1, wherein the die pad has a chamfered portion at a corner between the surface on the main vent side and the side surface on the air vent side. Frame.

請求項３に係る本発明においては、前記ダイパッド及び前記インナーリードが前記封止樹脂により封止される領域を封止領域として、前記面取り部は、前記封止領域のゲート側の端部と前記封止領域のエアーベント側の端部との中間部よりもエアーベント側に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のリードフレームとした。   In this invention which concerns on Claim 3, the area | region where the said die pad and the said inner lead are sealed with the said sealing resin is made into a sealing area | region, The said chamfer part is the edge part by the side of the gate of the said sealing area | region, and the said 3. The lead frame according to claim 1, wherein the lead frame is formed closer to the air vent side than an intermediate portion between the end portion on the air vent side of the sealing region.

請求項４に係る本発明においては、前記ダイパッドは前記ゲート側に配置され、前記インナーリードは前記エアーベント側に集約的に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のリードフレームとした。   In this invention which concerns on Claim 4, the said die pad is arrange | positioned at the said gate side, The said inner lead is collectively arrange | positioned at the said air vent side, The any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. The lead frame described in the item was used.

請求項５に係る本発明においては、半導体素子と、前記半導体素子を載置したダイパッドと、前記半導体素子からリードを引き出すためのインナーリードと、前記ダイパッド及び前記インナーリードを内包する封止樹脂とを有し、前記半導体素子が載置される側を主面側、前記主面側の反対側を裏面側とし、前記封止樹脂が流入する側をゲート側とし、前記封止樹脂が流入する際に気体を押し出す側をエアーベント側とする樹脂封止型半導体装置において、前記ダイパッドの前記裏面側に形成された封止樹脂の厚さは、前記ダイパッドの主面側に形成された封止樹脂の厚さよりも薄く、前記インナーリードは、前記エアーベント側であって前記主面側の表面と側面との角部に面取り部を有することを特徴とする樹脂封止型半導体装置とした。   In the present invention according to claim 5, a semiconductor element, a die pad on which the semiconductor element is mounted, an inner lead for drawing out a lead from the semiconductor element, and a sealing resin enclosing the die pad and the inner lead The side on which the semiconductor element is placed is the main surface side, the opposite side of the main surface side is the back side, the side into which the sealing resin flows is the gate side, and the sealing resin flows in In the resin-encapsulated semiconductor device in which the side for extruding gas is the air vent side, the thickness of the sealing resin formed on the back side of the die pad is the sealing formed on the main surface side of the die pad. The resin-encapsulated semiconductor device is characterized in that it is thinner than the resin, and the inner lead has a chamfered portion at a corner between the main surface side surface and the side surface on the air vent side.

請求項６に係る本発明においては、前記ダイパッドは、前記裏面側に半導体素子からの熱を放熱する放熱部を有することを特徴とする請求項５に記載の樹脂封止型半導体装置とした。   The present invention according to claim 6 is the resin-encapsulated semiconductor device according to claim 5, wherein the die pad has a heat radiating portion for radiating heat from the semiconductor element on the back surface side.

請求項７に係る本発明においては、前記ダイパッドは、前記エアーベント側であって前記主面側の表面と側面との角部に面取り部を有することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の樹脂封止型半導体装置とした。   In the present invention according to claim 7, the die pad has a chamfered portion at a corner portion between the surface on the air vent side and the main surface side and the side surface. The resin-encapsulated semiconductor device described in 1.

請求項８に係る本発明においては、前記ダイパッド及び前記インナーリードが前記封止樹脂により封止される領域を封止領域として、前記面取り部は、前記封止領域のゲート側の端部と前記封止領域のエアーベント側の端部との中間部よりもエアーベント側に形成されていることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の樹脂封止型半導体装置とした。   In this invention which concerns on Claim 8, the area | region where the said die pad and the said inner lead are sealed with the said sealing resin is made into a sealing area | region, The said chamfer part is the edge part by the side of the gate of the said sealing area | region, and the said 8. The resin-encapsulated semiconductor device according to claim 5, wherein the resin-encapsulated semiconductor device is formed on an air vent side with respect to an air vent side end portion of the sealing region. .

上記の手段を講じたことにより、封止樹脂注入時の封止樹脂の流動、即ち半導体素子が形成された側から放熱部が形成された側への封止樹脂の流動によるインナーリードに対する応力を緩和させることができ、インナーリードの変位を減少させることができる。その結果、インナーリードの変位による絶縁耐圧の低下や、半導体素子のパッドとインナーリードとを接続するワイヤーの絶縁不良や断線を防止することができる、という利点を有する。また、変位の減少により、インナーリードを比較的複雑な形状とすることが可能となり、ダイパッド及びインナーリードの設計自由度を増加させることができる、という利点を有する。   By taking the above measures, the stress on the inner lead due to the flow of the sealing resin at the time of injection of the sealing resin, that is, the flow of the sealing resin from the side where the semiconductor element is formed to the side where the heat radiating portion is formed. It is possible to relax, and the displacement of the inner lead can be reduced. As a result, there is an advantage that it is possible to prevent a decrease in withstand voltage due to the displacement of the inner lead and an insulation failure or disconnection of the wire connecting the pad of the semiconductor element and the inner lead. In addition, the reduction in displacement enables the inner lead to have a relatively complicated shape, and has the advantage that the degree of freedom in designing the die pad and the inner lead can be increased.

本発明のリードフレームの実施の形態においては、半導体素子を載置するためのダイパッドと、半導体素子からリードを引き出すためのインナーリードとを備えている。半導体素子が載置される側を主面側として、主面側と反対側のダイパッドの裏面には半導体素子からの熱を放熱するための放熱部を備えている。また、モールド金型に設置して封止樹脂が注入される側をゲート側とし、封止樹脂が封入される際に空気が押し出される側をエアーベント側とした場合に、インナーリードのエアーベント側であって、主面側の表面とその側面との角部に面取り部を形成した。   In the embodiment of the lead frame of the present invention, a die pad for mounting a semiconductor element and an inner lead for drawing out the lead from the semiconductor element are provided. The side on which the semiconductor element is placed is the main surface side, and a heat radiating portion for radiating heat from the semiconductor element is provided on the back surface of the die pad opposite to the main surface side. In addition, if the side where the sealing resin is injected into the mold is the gate side and the side where the air is pushed out when the sealing resin is sealed is the air vent side, the air vent of the inner lead A chamfered portion was formed at the corner between the surface on the main surface side and the side surface thereof.

この面取り部の形状は、Ｃ面取りでもよいし、フィレット処理（Ｒ面取り）を行っても良い。Ｃ面取りの場合の面取り量はインナーリードの板厚の０．３から０．８に、フィレット処理の場合は半径Ｒを板厚の０．３から１．０とするのが望ましい。面取り部はツブシ加工などのプレス処理により形成する。あるいは、インナーリードのエッチング処理により形成することができる。   The shape of the chamfered portion may be C chamfered or fillet processing (R chamfered). In the case of C chamfering, the chamfering amount is preferably 0.3 to 0.8 of the inner lead thickness, and in the case of fillet processing, the radius R is preferably 0.3 to 1.0 of the thickness. The chamfered portion is formed by a press process such as a brushing process. Alternatively, it can be formed by etching the inner lead.

このようにインナーリードのエアーベント側の主面側の表面と側面との角部に面取り部を形成したことにより、モールド金型に封止樹脂を注入してモールドする際に封止樹脂が主面側から裏面側へ流動しやすくなり、インナーリードにかかる応力が緩和される。その結果、インナーリードの応力による変位が減少し、その変位による絶縁耐圧の低下や、ボンディングされたワイヤーの絶縁不良あるいは断線等の不具合を防止することができ、また、インナーリードの設計自由度も向上させることができる。   Since the chamfered portion is formed at the corner between the surface of the main surface on the air vent side of the inner lead and the side surface in this way, the sealing resin is mainly used when injecting the sealing resin into the mold and molding. It becomes easy to flow from the surface side to the back surface side, and the stress applied to the inner lead is relieved. As a result, the displacement due to the stress of the inner lead is reduced, so that it is possible to prevent a decrease in dielectric strength due to the displacement, a failure of insulation or disconnection of the bonded wire, and the degree of freedom in designing the inner lead. Can be improved.

また、ダイパッドのエアーベント側の主面側の表面と側面との角部にも面取り部を有する構造とした。これにより、主面側から裏面側への封止樹脂の流動が更に促進され、インナーリード及びダイパッドへの応力が更に緩和される。   Moreover, it was set as the structure which has a chamfer also in the corner | angular part of the surface of the main surface side by the side of the air vent of a die pad, and a side surface. Thereby, the flow of the sealing resin from the main surface side to the back surface side is further promoted, and the stress to the inner lead and the die pad is further relaxed.

また、ダイパッドとインナーリードが封止樹脂により封止される領域を封止領域として、封止領域のゲート側のダイパッド又はインナーリードの端部とエアーベント側のダイパッド又はインナーリードの端部との中間部よりもエアーベント側に面取り部を形成した。ゲート側に面取り部を形成すると、半導体素子の配置やインナーリードの形状によっては主面側と反対側の裏面側に早期に封止樹脂が回り込み、内部に泡を巻き込む場合があり、これを防止するためである。   Further, the region where the die pad and the inner lead are sealed with the sealing resin is defined as a sealing region, and the end of the gate pad or inner lead of the sealing region and the end of the die pad or inner lead on the air vent side A chamfered portion was formed closer to the air vent than the middle portion. If a chamfered part is formed on the gate side, depending on the arrangement of the semiconductor elements and the shape of the inner leads, the sealing resin may wrap around the back side on the opposite side of the main surface side early, and bubbles may be trapped inside. It is to do.

また、ダイパッドがゲート側に配置され、インナーリードがエアーベント側に多数集約的に配置されている構造とする。特にエアーベント側から支持する片支持構造の場合には、インナーリードに対して流動する封止樹脂の応力が強くなる。このような場合にも、エアーベント側のインナーリード及びダイパッドの主面側の表面と側面との角部に面取り部を形成することにより、封止樹脂の流動による主面側から裏面側への応力が緩和される。   Further, the die pad is arranged on the gate side, and a large number of inner leads are arranged collectively on the air vent side. In particular, in the case of a single-support structure that supports from the air vent side, the stress of the sealing resin that flows against the inner lead becomes strong. Even in such a case, by forming a chamfered portion at the corner between the inner lead on the air vent side and the surface on the main surface side of the die pad and the side surface, the main surface side to the back surface side due to the flow of the sealing resin. Stress is relieved.

本発明による樹脂封止型半導体装置の実施の形態において、半導体素子と、半導体素子を載置したダイパッドと、半導体素子からリードを引き出すためのインナーリードと、これらを内包する封止樹脂とを備えている。そして、半導体素子が載置されている側を主面側とし、封止樹脂が流入する側をゲート側とし、封止樹脂が流入する際に気体を押し出す側をエアーベント側として、半導体素子が載置されたダイパッドの主面側の封止樹脂の厚さは、その裏面側の封止樹脂の厚さよりも厚い。そして、インナーリードは、エアーベント側であって主面側の表面と側面との角部に面取り部を有する。   In an embodiment of a resin-encapsulated semiconductor device according to the present invention, a semiconductor element, a die pad on which the semiconductor element is mounted, an inner lead for drawing out a lead from the semiconductor element, and a sealing resin that includes them are provided. ing. The side on which the semiconductor element is placed is the main surface side, the side on which the sealing resin flows is the gate side, the side from which gas is pushed out when the sealing resin flows is the air vent side, and the semiconductor element is The thickness of the sealing resin on the main surface side of the placed die pad is thicker than the thickness of the sealing resin on the back surface side. The inner lead has a chamfered portion at the corner between the surface on the air vent side and the main surface side and the side surface.

モールド金型において封止樹脂をゲート側から注入する場合に、モールド金型の内面と半導体素子又はダイパッドの間の距離が大きいほど封止樹脂は早く移動する。そのために、エアーベント側では、主面側から裏面側へ封止樹脂が流動し、インナーリードに対して主面側から裏面側へ応力が印加される。そこで、インナーリードの主面側の表面と側面との角部に面取り部を設けることにより封止樹脂の移動がよりスムーズとなり、インナーリードに印加される応力が緩和される。その結果、ボンディングされたワイヤーやそのボンディング部の信頼性を向上させることができる。   When the sealing resin is injected from the gate side in the mold, the sealing resin moves faster as the distance between the inner surface of the mold and the semiconductor element or die pad increases. Therefore, on the air vent side, the sealing resin flows from the main surface side to the back surface side, and stress is applied to the inner lead from the main surface side to the back surface side. Therefore, by providing a chamfered portion at the corner between the surface on the main surface side of the inner lead and the side surface, the sealing resin moves more smoothly, and the stress applied to the inner lead is alleviated. As a result, the reliability of the bonded wire and its bonding part can be improved.

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、リードフレームの模式的平面図であり、図２及び図３は、図１のリードフレームに半導体素子を搭載して封止樹脂により封止した樹脂封止型半導体装置の模式的断面図であり、図４はインナーリードの断面図であり、図５は、リードフレームの他の実施の形態を示す模式的平面図である。また、同一の機能又は部分については同一の符号を付している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic plan view of a lead frame. FIGS. 2 and 3 are schematic cross sections of a resin-encapsulated semiconductor device in which a semiconductor element is mounted on the lead frame of FIG. 1 and sealed with a sealing resin. FIG. 4 is a sectional view of the inner lead, and FIG. 5 is a schematic plan view showing another embodiment of the lead frame. The same functions or parts are denoted by the same reference numerals.

図１は、片支持型のリードフレーム１の模式的平面図である。リードフレーム１は、スイッチング電源用の半導体素子を載置するためのダイパッド２と、ワイヤーボンディングにより半導体素子のパッドとから接続してリードを引き出すためのインナーリード３と、インナーリード３から延在するアウターリード４から構成されている。また、ダイパッド２の裏面には半導体素子からの熱を放熱するための（図示しない）放熱部を有し、インナーリード３の厚さよりも厚く形成されている。   FIG. 1 is a schematic plan view of a one-support type lead frame 1. The lead frame 1 extends from the inner lead 3, the die pad 2 for mounting the semiconductor element for the switching power supply, the inner lead 3 for connecting to the pad of the semiconductor element by wire bonding and drawing out the lead. The outer lead 4 is comprised. The back surface of the die pad 2 has a heat radiating portion (not shown) for radiating heat from the semiconductor element, and is formed thicker than the inner lead 3.

破線６は封止樹脂により覆われる領域であり、破線６内のダイパッド２及びインナーリード３により封止領域が規定されている。半導体素子をダイパッド２の上に載置し、ワイヤーボンディングを行ってインナーリード３と半導体素子とを接続したリードフレーム１をモールド金型に収納し、封止樹脂を注入する。封止樹脂はゲート７から注入され、モールド金型内の気体はエアーベントの方向８へ排気される。エアーベント側のダイパッド２及びインナーリード３は、ダイパッド２が載置される主面側の表面とその側面との角部に面取り部５を有している。この面取り部５は、破線６内の封止領域においてゲート側のダイパッド２の端部からエアーベント側のインナーリード３の端部までの長さをＬとして、Ｌ／２よりエアーベント側に形成されおり、Ｌ／２よりゲート側には同一の面取り部５が形成されていない。   A broken line 6 is an area covered with the sealing resin, and the sealing area is defined by the die pad 2 and the inner lead 3 in the broken line 6. A semiconductor element is placed on the die pad 2, wire bonding is performed, the lead frame 1 connecting the inner lead 3 and the semiconductor element is housed in a mold, and a sealing resin is injected. The sealing resin is injected from the gate 7 and the gas in the mold is exhausted in the air vent direction 8. The die pad 2 and the inner lead 3 on the air vent side have chamfered portions 5 at the corners between the main surface side on which the die pad 2 is placed and the side surfaces thereof. This chamfered portion 5 is formed on the air vent side from L / 2, where L is the length from the end portion of the die pad 2 on the gate side to the end portion of the inner lead 3 on the air vent side in the sealing region within the broken line 6. Therefore, the same chamfered portion 5 is not formed on the gate side from L / 2.

ダイパッド２の裏面側には放熱部を有し、この放熱部から外部へ更に熱を放熱させるために、放熱部表面の封止樹脂は薄く形成する必要がある。従って、モールド金型の内面と放熱部の表面との間の距離は、半導体素子の表面又はダイパッド２の表面とモールド金型の内面との間の距離よりも短い。そのため、ゲート側から流入した封止樹脂は隙間の広い主面側において速度が大きく、エアーベント側のインナーリード３の主面側に早く到達する。そして、インナーリード３やダイパッド２の間隙を通して裏面側に流れ込む。この場合に、インナーリード３やダイパッド２の主面側の表面とその側面との角部に面取り部５を設けることにより、主面側から裏面側への封止樹脂の流れをスムーズにし、インナーリード３やダイパッド２へ与える封止樹脂の流動による応力を緩和させることができる。   The die pad 2 has a heat radiating portion on the back surface side, and in order to further dissipate heat from the heat radiating portion to the outside, it is necessary to form a thin sealing resin on the surface of the heat radiating portion. Therefore, the distance between the inner surface of the mold and the surface of the heat radiating portion is shorter than the distance between the surface of the semiconductor element or the surface of the die pad 2 and the inner surface of the mold. Therefore, the sealing resin that has flowed in from the gate side has a high speed on the main surface side with a wide gap, and quickly reaches the main surface side of the inner lead 3 on the air vent side. Then, it flows into the back side through the gap between the inner lead 3 and the die pad 2. In this case, by providing a chamfered portion 5 at the corner between the main surface side and the side surface of the inner lead 3 or the die pad 2, the flow of the sealing resin from the main surface side to the back surface side is made smoother. The stress due to the flow of the sealing resin applied to the lead 3 and the die pad 2 can be relaxed.

図２は、リードフレーム１のダイパッド２に半導体素子を載置し、半導体素子のパッドとインナーリード３との間をワイヤーボンディングにより接続し、モールド金型により樹脂封止した樹脂封止型半導体装置の模式的断面図であり、図１のＸＸ’部分を表している。インナーリード３は封止樹脂９により封止されている。インナーリード３は、半導体素子が載置された主面側のその表面と側面との角部は面取り部５を有し、主面側と反対側の裏面側には面取り処理が施されていない。両面に面取り部５を形成することは、製造工程を増加させコスト高になるためである。   FIG. 2 shows a resin-encapsulated semiconductor device in which a semiconductor element is mounted on a die pad 2 of a lead frame 1, a pad of the semiconductor element and an inner lead 3 are connected by wire bonding, and resin-sealed by a mold. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the XX ′ portion of FIG. 1. The inner lead 3 is sealed with a sealing resin 9. The inner lead 3 has a chamfered portion 5 at the corner between the surface and the side surface of the main surface on which the semiconductor element is placed, and the back surface side opposite to the main surface side is not chamfered. . The reason for forming the chamfered portions 5 on both sides is to increase the manufacturing process and increase the cost.

図３（ａ）は、樹脂封止した樹脂封止型半導体装置の模式的断面図であり、図１のＹＹ’部分を表している。ダイパッド２は封止樹脂９により封止されている。ダイパッド２はその主面側と反対の裏面側に肉厚の放熱部２０ａを有している。主面側には半導体素子２１が載置され、その半導体素子２１から発生する熱を吸収し、主面側よりも薄い裏面側の封止樹脂９を介して外部へ放熱させることができる。また、エアーベントの方向８であってダイパッド２に接続するインナーリード３の、主面側の表面とその側面との角部には面取り部５が形成されている。図３（ｂ）は、ダイパッド２が異なる形状を有する樹脂封止型半導体装置の模式的断面図であり、上記と同様に図１のＹＹ’部分を表している。この場合は、放熱部２０ｂが凹部からなり、この凹部に半導体素子２１が収納される。そして、凹部の裏面側の封止樹脂９の厚さは、凹部の主面側の封止樹脂９よりも薄く形成し、放熱効率を向上させている。また、エアーベントの方向８であってダイパッド２に接続するインナーリード３の、主面側の表面とその側面との角部には面取り部５が形成されている。   FIG. 3A is a schematic cross-sectional view of a resin-encapsulated semiconductor device that is resin-encapsulated, and represents a YY ′ portion of FIG. 1. The die pad 2 is sealed with a sealing resin 9. The die pad 2 has a thick heat radiating portion 20a on the back surface side opposite to the main surface side. The semiconductor element 21 is placed on the main surface side, and heat generated from the semiconductor element 21 can be absorbed and radiated to the outside through the sealing resin 9 on the back surface side thinner than the main surface side. Further, a chamfered portion 5 is formed at the corner portion between the main surface side surface and the side surface of the inner lead 3 connected to the die pad 2 in the air vent direction 8. FIG. 3B is a schematic cross-sectional view of a resin-encapsulated semiconductor device in which the die pad 2 has a different shape, and represents the YY ′ portion of FIG. 1 as described above. In this case, the heat radiating portion 20b is formed of a recess, and the semiconductor element 21 is accommodated in the recess. And the thickness of the sealing resin 9 on the back surface side of the recess is formed thinner than the sealing resin 9 on the main surface side of the recess to improve the heat radiation efficiency. Further, a chamfered portion 5 is formed at the corner portion between the main surface side surface and the side surface of the inner lead 3 connected to the die pad 2 in the air vent direction 8.

図４は、インナーリード３の断面形状を示している。図４（ａ）は面取り部５がＣ面取りであり、図４（ｂ）は面取り部５がフィレット処理によるＲ面取りである。Ｃ面取りの面取り量はインナーリード３の厚さｔに対して０．３ｔから０．８ｔとするのが望ましい。フィレット処理によるＲ面取りの半径Ｒは０．３ｔから１．０ｔとするのが望ましい。また、面取りはツブシ加工等のプレス処理により行うことができる。   FIG. 4 shows a cross-sectional shape of the inner lead 3. In FIG. 4A, the chamfered portion 5 is C-chamfered, and in FIG. 4B, the chamfered portion 5 is R-chamfered by fillet processing. The chamfering amount of C chamfering is desirably 0.3 t to 0.8 t with respect to the thickness t of the inner lead 3. It is desirable that the radius C of the R chamfer by the fillet processing is 0.3 to 1.0 t. Further, the chamfering can be performed by press processing such as brush processing.

このような面取り部５を形成したインナーリード３は、面取り部５を形成しないインナーリード３と比較して、封止樹脂の流動に伴って主面側から裏面側へ変位する変位量が２０％から４０％減少する。例えば、Ｃ面取り部を有するインナーリード３の場合は面取り部を有しないものと比較して変位量が２５％から４０％減少した。また、フィレット処理によるＲ面取り部を形成した場合には、面取り部を形成しないものと比較して変位量が２０％から３０％減少した。   The inner lead 3 formed with such a chamfered portion 5 has a displacement amount of 20% displaced from the main surface side to the back surface side with the flow of the sealing resin, as compared with the inner lead 3 not formed with the chamfered portion 5. Reduced by 40%. For example, in the case of the inner lead 3 having the C chamfered portion, the displacement amount is reduced from 25% to 40% compared to the inner lead 3 having no chamfered portion. Further, when the R chamfered portion was formed by the fillet process, the amount of displacement decreased from 20% to 30% compared to the case where the chamfered portion was not formed.

図５は、リードフレーム１の他の実施の形態を表す模式的平面図である。リードフレーム１は、ダイパッド２と、インナーリード３と、アウターリード４から構成されている。ダイパッド２は長方形を有し、長軸の２辺近傍にインナーリード３が集約的に形成されている。インナーリード３から延在するアウターリード４は、個々のリードがまだ分離されていない状態を表している。破線６は封止樹脂により覆われる領域である。モールド金型のゲート７から封止樹脂が注入され、封止樹脂の流入によりモールド金型内の気体はエアーベントの方向８へ押し出される。また、ダイパッド２の裏面には半導体素子からの熱を放熱するための（図示しない）放熱部を有する。   FIG. 5 is a schematic plan view showing another embodiment of the lead frame 1. The lead frame 1 includes a die pad 2, an inner lead 3, and an outer lead 4. The die pad 2 has a rectangular shape, and inner leads 3 are collectively formed in the vicinity of two sides of the long axis. The outer lead 4 extending from the inner lead 3 represents a state where the individual leads are not yet separated. A broken line 6 is an area covered with the sealing resin. The sealing resin is injected from the gate 7 of the mold, and the gas in the mold is pushed out in the air vent direction 8 by the inflow of the sealing resin. The back surface of the die pad 2 has a heat radiating portion (not shown) for radiating heat from the semiconductor element.

ダイパッド２の長辺の長さをＬとしてＬ／２よりもエアーベント側であって、半導体素子が載置される主面側のインナーリード３及びダイパッド２の表面とその側面との角部には面取り部５が形成されている。このようにエアーベント側に面取り部５を形成することにより、エアーベント側において主面側から裏面側へ封止樹脂が流れる際に生じるインナーリード３及びダイパッド２に対する応力を緩和させることができる。   When the length of the long side of the die pad 2 is L, the inner lead 3 on the main surface side on which the semiconductor element is placed and the corner portion between the surface of the die pad 2 and the side surface thereof are placed on the air vent side from L / 2. A chamfered portion 5 is formed. By forming the chamfered portion 5 on the air vent side in this way, stress on the inner lead 3 and the die pad 2 generated when the sealing resin flows from the main surface side to the back surface side on the air vent side can be relieved.

なお、以上の実施形態の説明において、インナーリード３は矩形状のダイパッド２の１辺又は対向する２辺近傍に集約的に形成された例を説明したが、インナーリード３が矩形状のダイパッド２の３辺あるいは４辺に形成された場合でも同様である。即ち、封止領域内であって、インナーリード３及びダイパッド２のゲート側端部とエアーベント側端部の中間部より少なくともエアーベント側に位置するインナーリード３又はダイパッド２の主面側表面とその側面との角部に面取り部５を形成すればよい。   In the above description of the embodiment, the example in which the inner lead 3 is formed collectively in the vicinity of one side of the rectangular die pad 2 or two opposite sides has been described. However, the inner lead 3 is formed in the rectangular die pad 2. The same applies to the case of forming three sides or four sides. That is, the inner lead 3 or the surface of the inner surface of the die pad 2 which is located at least on the air vent side from the intermediate portion between the inner lead 3 and the gate pad end of the die pad 2 and the air vent side end within the sealing region. What is necessary is just to form the chamfer part 5 in the corner | angular part with the side surface.

また、上記実施の形態においては、ダイパッド２は裏面に放熱部を有し、この放熱部を含めたダイパッド２の厚さはインナーリード３の厚さよりも厚い場合、あるいは凹部を有する場合について説明してきたが、これに限定されるものではない。即ち、ダイパッド２と放熱部とを含めた厚さがインナーリード３の厚さと同等である場合であっても、ダイパッド２の主面側の封止樹脂９の厚さよりも裏面側の封止樹脂９の厚さが薄く、エアーベント側のインナーリード３又はダイパッド２の主面側の表面とその側面との角部に面取り部５を有する場合には本発明の実施の形態に含まれる。   Moreover, in the said embodiment, the die pad 2 has a thermal radiation part in the back surface, and the case where the thickness of the die pad 2 including this thermal radiation part is thicker than the thickness of the inner lead 3, or the case where it has a recessed part has been demonstrated. However, the present invention is not limited to this. That is, even when the thickness including the die pad 2 and the heat radiating portion is equal to the thickness of the inner lead 3, the sealing resin on the back surface side than the thickness of the sealing resin 9 on the main surface side of the die pad 2. The case where the thickness 9 is thin and the chamfered portion 5 is provided at the corner between the inner lead 3 on the air vent side or the main surface side of the die pad 2 and its side surface is included in the embodiment of the present invention.

本実施の形態に係るリードフレームを表す模式的平面図である。It is a typical top view showing the lead frame concerning this embodiment. 本実施の形態に係る樹脂封止型半導体装置の模式的断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment. 本実施の形態に係る樹脂封止型半導体装置の模式的断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a resin-encapsulated semiconductor device according to an embodiment. 本実施の形態に係るインナーリードを表す断面図である。It is sectional drawing showing the inner lead which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係るリードフレームを表す模式的平面図である。It is a typical top view showing the lead frame concerning this embodiment. 従来公知のリードフレームを表す模式的斜視図である。It is a typical perspective view showing a conventionally well-known lead frame. 従来公知の封止樹脂をモールド金型に注入した状態を表す説明図である。It is explanatory drawing showing the state which inject | poured conventionally well-known sealing resin into the mold die.

符号の説明Explanation of symbols

１ リードフレーム
２ ダイパッド
３ インナーリード
４ アウターリード
５ 面取り部
６ 封止樹脂
７ ゲート
８ エアーベント方向 1 Lead frame 2 Die pad 3 Inner lead 4 Outer lead 5 Chamfer 6 Sealing resin 7 Gate 8 Air vent direction

Claims (8)

半導体素子を載置するためのダイパッドと前記半導体素子からリードを引き出すためのインナーリードとを有し、前記半導体素子が載置される側を主面側、前記主面側の反対側を裏面側とし、封止樹脂が流入する側をゲート側とし、前記封止樹脂が流入する際に気体を押し出す側をエアーベント側とする樹脂封止型半導体装置用のリードフレームにおいて、
前記ダイパッドは、前記裏面側に放熱するための放熱部を有し、
前記インナーリードは、前記エアーベント側であって前記主面側の表面と側面との角部に面取り部を有することを特徴とするリードフレーム。 A die pad for mounting a semiconductor element; and an inner lead for drawing out a lead from the semiconductor element; a side on which the semiconductor element is mounted is a main surface side, and an opposite side of the main surface side is a back surface side In the lead frame for the resin-encapsulated semiconductor device, the side on which the sealing resin flows is the gate side, and the side that pushes out the gas when the sealing resin flows is the air vent side.
The die pad has a heat radiating portion for radiating heat on the back surface side,
The lead frame according to claim 1, wherein the inner lead has a chamfered portion at a corner portion between a surface and a side surface on the air vent side and the main surface side. 前記ダイパッドは、前記エアーベント側であって前記主面側の表面と側面との角部に面取り部を有することを特徴とする請求項１に記載のリードフレーム。   2. The lead frame according to claim 1, wherein the die pad has a chamfered portion at a corner portion between a surface and a side surface on the air vent side and on the main surface side. 前記ダイパッド及び前記インナーリードが前記封止樹脂により封止される領域を封止領域として、前記面取り部は、前記封止領域のゲート側の端部と前記封止領域のエアーベント側の端部との中間部よりもエアーベント側に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のリードフレーム。   A region where the die pad and the inner lead are sealed with the sealing resin is a sealing region, and the chamfered portion includes an end portion on the gate side of the sealing region and an end portion on the air vent side of the sealing region. The lead frame according to claim 1, wherein the lead frame is formed on an air vent side with respect to an intermediate portion of the lead frame. 前記ダイパッドは前記ゲート側に配置され、前記インナーリードは前記エアーベント側に集約的に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のリードフレーム。   The lead frame according to any one of claims 1 to 3, wherein the die pad is disposed on the gate side, and the inner leads are collectively disposed on the air vent side. 半導体素子と、前記半導体素子を載置したダイパッドと、前記半導体素子からリードを引き出すためのインナーリードと、前記ダイパッド及び前記インナーリードを内包する封止樹脂とを有し、前記半導体素子が載置される側を主面側、前記主面側の反対側を裏面側とし、前記封止樹脂が流入する側をゲート側とし、前記封止樹脂が流入する際に気体を押し出す側をエアーベント側とする樹脂封止型半導体装置において、
前記ダイパッドの前記裏面側に形成された封止樹脂の厚さは、前記ダイパッドの主面側に形成された封止樹脂の厚さよりも薄く、前記インナーリードは、前記エアーベント側であって前記主面側の表面と側面との角部に面取り部を有することを特徴とする樹脂封止型半導体装置。 A semiconductor element; a die pad on which the semiconductor element is placed; an inner lead for pulling out a lead from the semiconductor element; and a sealing resin that encloses the die pad and the inner lead. The side to be used is the main surface side, the opposite side to the main surface side is the back surface side, the side into which the sealing resin flows is the gate side, and the side that pushes out the gas when the sealing resin flows in is the air vent side In the resin-encapsulated semiconductor device
The thickness of the sealing resin formed on the back surface side of the die pad is thinner than the thickness of the sealing resin formed on the main surface side of the die pad, and the inner lead is on the air vent side and the A resin-encapsulated semiconductor device having a chamfered portion at a corner portion between a main surface side surface and a side surface. 前記ダイパッドは、前記裏面側に半導体素子からの熱を放熱する放熱部を有することを特徴とする請求項５に記載の樹脂封止型半導体装置。   6. The resin-encapsulated semiconductor device according to claim 5, wherein the die pad has a heat radiating portion that radiates heat from the semiconductor element on the back surface side. 前記ダイパッドは、前記エアーベント側であって前記主面側の表面と側面との角部に面取り部を有することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の樹脂封止型半導体装置。   7. The resin-encapsulated semiconductor device according to claim 5, wherein the die pad has a chamfered portion at a corner between the surface and the side surface on the main surface side on the air vent side. 8. 前記ダイパッド及び前記インナーリードが前記封止樹脂により封止される領域を封止領域として、前記面取り部は、前記封止領域のゲート側の端部と前記封止領域のエアーベント側の端部との中間部よりもエアーベント側に形成されていることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の樹脂封止型半導体装置。   A region where the die pad and the inner lead are sealed with the sealing resin is a sealing region, and the chamfered portion includes an end portion on the gate side of the sealing region and an end portion on the air vent side of the sealing region. 8. The resin-encapsulated semiconductor device according to claim 5, wherein the resin-encapsulated semiconductor device is formed on the air vent side with respect to an intermediate portion.
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