JP2010040846A - Semiconductor device and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the production cost without lowering the heat dissipation efficiency of a semiconductor chip in a semiconductor device taking account of the heat dissipation efficiency of the semiconductor chip. <P>SOLUTION: The semiconductor device 1 includes a semiconductor chip 3, a plate-like stage portion 5 having the semiconductor chip 3 on its front surface 5a, a plurality of leads 7 arranged around the semiconductor chip 3, wires 9 for electrically connecting the leads 7 with the semiconductor chip 3, and a resin mold 11 for fixing the semiconductor chip 3, the stage portion 5, the leads 7 and the wires 9 in an integrated manner. In the semiconductor device 1, the leads 7 are located at a level higher than the front surface 5a of the stage portion 5 in the thickness direction of the stage portion 5, the back surface 5b of the stage portion 5 is fixed with a plate-like heat dissipating stage portion 13 having a larger area than the back surface 5b, and the back surface 13b of the heat dissipating stage portion 13 facing in the same direction as the back surface 5b of the stage portion 5 is exposed outside of the resin mold 11. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、半導体チップの放熱を考慮した半導体装置及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor device in consideration of heat dissipation of a semiconductor chip and a manufacturing method thereof.

従来の半導体装置には、例えば特許文献１のように、表面に半導体チップ（ペレット）を配したステージ部（タブ）の周囲に、ワイヤによって半導体チップと電気接続される複数のリードを配し、これら半導体チップ、ステージ部、リード及びワイヤを樹脂パッケージにより封止した構成のものがある。このような構成の半導体装置の製造には、その取り回しの良さから、ステージ部やリードを一体に成形したリードフレームを使用することが多い。
この種の半導体装置では、半導体チップにおいて発生する熱を効率よく放熱できるように様々な工夫が施されている。例えば、特許文献１に記載の半導体装置では、ステージ部の周囲から一体に延びる放熱フィンリードを設け、この放熱フィンリードの先端部をリードと同様に樹脂パッケージの外方に露出させている。これにより、半導体チップにおいて発生した熱が、ステージ部から放熱フィンリードに伝播され、樹脂パッケージの外方に放熱されるようになっている。
また、半導体チップの熱を効率よく放熱する従来の手法としては、ステージ部の裏面を樹脂パッケージの外方に露出させることがある。この構成では、放熱フィンリードを使用する場合と比較して、半導体チップの放熱効率をさらに高めることができる。
特開平３−２５０６５３号公報 In a conventional semiconductor device, for example, as in Patent Document 1, a plurality of leads that are electrically connected to a semiconductor chip by wires are arranged around a stage portion (tab) in which a semiconductor chip (pellet) is arranged on the surface, Some of these semiconductor chips, stage portions, leads, and wires are sealed with a resin package. In manufacturing a semiconductor device having such a configuration, a lead frame in which a stage portion and leads are integrally formed is often used because of its good handling.
In this type of semiconductor device, various devices are provided so that heat generated in the semiconductor chip can be efficiently radiated. For example, in the semiconductor device described in Patent Document 1, a heat radiating fin lead extending integrally from the periphery of the stage portion is provided, and the front end portion of the heat radiating fin lead is exposed to the outside of the resin package in the same manner as the lead. As a result, heat generated in the semiconductor chip is propagated from the stage portion to the heat radiating fin leads and radiated to the outside of the resin package.
Further, as a conventional method for efficiently radiating the heat of the semiconductor chip, there is a case where the back surface of the stage portion is exposed to the outside of the resin package. In this configuration, the heat dissipation efficiency of the semiconductor chip can be further enhanced as compared with the case where the heat dissipating fin leads are used.
JP-A-3-250653

ところで、半導体チップは年々小型化する傾向にあるが、ステージ部の大きさに対して半導体チップが小さくなると半導体チップとリードとの距離が大きくなり、結果として、これらを接続するワイヤが長くなるという問題が生じる。特に、ワイヤとしては信頼性に優れるもののコストの高い金ワイヤが使用されることが多いため、ワイヤが延長されると半導体装置の製造コストが高くなってしまう、という問題がある。
一方、半導体チップの大きさに合わせてステージ部の大きさを小さくすれば、半導体チップとリードとの距離を小さく設定することは可能となるが、外方に露出するステージ部裏面の面積も小さくなってしまうため、半導体チップの放熱効率が低下する、という問題が生じる。 By the way, although the semiconductor chip tends to be downsized year by year, if the semiconductor chip becomes smaller with respect to the size of the stage portion, the distance between the semiconductor chip and the lead increases, and as a result, the wire connecting them becomes longer. Problems arise. In particular, although a highly reliable gold wire is often used as the wire, there is a problem that the manufacturing cost of the semiconductor device increases when the wire is extended.
On the other hand, if the size of the stage part is reduced according to the size of the semiconductor chip, the distance between the semiconductor chip and the lead can be set small, but the area of the back surface of the stage part exposed to the outside is also small. Therefore, there arises a problem that the heat dissipation efficiency of the semiconductor chip is lowered.

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、半導体チップの放熱効率を低下させること無く、製造コストを低く抑えることが可能な半導体装置、及び、その製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a semiconductor device capable of keeping the manufacturing cost low without reducing the heat dissipation efficiency of the semiconductor chip, and a manufacturing method thereof. Objective.

上記この課題を解決するために、本発明の半導体装置は、半導体チップと、該半導体チップを表面に配した板状のステージ部と、前記半導体チップの周囲に配される複数のリードと、当該リード及び前記半導体チップを相互に電気接続するワイヤと、前記半導体チップ、前記ステージ部、前記リード及び前記ワイヤを一体に固定する樹脂モールドとを備え、前記複数のリードが、前記ステージ部の厚さ方向に関して当該ステージ部の表面よりも上方に配され、前記ステージ部の裏面には、当該ステージ部の裏面よりも広い面積を有する板状の放熱ステージ部が固定され、前記ステージ部の裏面と同じ方向に向く前記放熱ステージ部の裏面が、前記樹脂モールドの外方に露出していることを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, a semiconductor device of the present invention includes a semiconductor chip, a plate-like stage portion with the semiconductor chip disposed on the surface, a plurality of leads disposed around the semiconductor chip, A wire that electrically connects the lead and the semiconductor chip to each other; and a resin mold that integrally fixes the semiconductor chip, the stage portion, and the lead and the wire, and the plurality of leads have a thickness of the stage portion. A plate-like heat radiation stage portion having an area larger than the back surface of the stage portion is fixed to the back surface of the stage portion, and is the same as the back surface of the stage portion. The back surface of the heat radiation stage portion facing in the direction is exposed to the outside of the resin mold.

この発明に係る半導体装置によれば、ステージ部を小さく形成しても、このステージ部よりも大きい放熱ステージ部の裏面が樹脂モールドの外方に露出しているため、半導体チップの放熱効率の低下を防止することができる。
また、ステージ部を半導体チップの大きさに合わせて小さく形成することで、リードから半導体チップまでの距離が長くなることを容易に防止できるため、これらを接続するワイヤの長さも短く設定することが可能となる。したがって、半導体装置の製造コストを低く抑えることが可能となる。
なお、リードはステージ部の表面よりも上方に配置されているため、ステージ部の裏面に固定された放熱ステージ部の一部がステージ部の周縁から面方向に突出し、この放熱ステージ部の突出部分がリードに対向して配置されていても、この突出部分とリードとの間には隙間が形成される。したがって、リードが放熱ステージ部に接触することはなく、半導体装置の電気回路が短絡することはない。 According to the semiconductor device of the present invention, even if the stage portion is formed to be small, the heat radiation efficiency of the semiconductor chip is reduced because the back surface of the heat radiation stage portion larger than the stage portion is exposed to the outside of the resin mold. Can be prevented.
In addition, since the stage portion is formed to be small in accordance with the size of the semiconductor chip, it is possible to easily prevent the distance from the lead to the semiconductor chip from increasing, so the length of the wire connecting them can also be set short. It becomes possible. Therefore, the manufacturing cost of the semiconductor device can be kept low.
Since the lead is arranged above the surface of the stage part, a part of the heat radiation stage part fixed to the back surface of the stage part protrudes in the surface direction from the periphery of the stage part, and the projecting part of the heat radiation stage part Even if it is arranged facing the lead, a gap is formed between the protruding portion and the lead. Therefore, the lead does not come into contact with the heat radiation stage part, and the electric circuit of the semiconductor device is not short-circuited.

なお、前記半導体装置は、前記放熱ステージ部の面方向の周縁に一体に形成され、当該放熱ステージ部に対して前記樹脂モールドの内方側に折曲された折曲板部を備えることが好ましい。
このように折曲板部が樹脂モールド内に埋設されることで、放熱ステージ部と樹脂モールドとが相互に係合するため、放熱ステージ部が樹脂モールドから剥離することを防止できる。 In addition, it is preferable that the semiconductor device includes a bent plate portion that is integrally formed on a peripheral edge in the surface direction of the heat radiating stage portion and is bent toward the inner side of the resin mold with respect to the heat radiating stage portion. .
Since the bent plate portion is embedded in the resin mold in this manner, the heat radiation stage portion and the resin mold are engaged with each other, and therefore, the heat radiation stage portion can be prevented from peeling off from the resin mold.

そして、前記半導体装置においては、前記放熱ステージ部に対する前記折曲板部の傾斜角度が２０度以上かつ７０度以下に設定されていることがより好ましい。
これは、折曲板部の傾斜角度が２０度よりも小さいと、放熱ステージ部の裏面の周囲に形成される樹脂モールドに樹脂バリが発生し易くなるためである。また、折曲板部の傾斜角度が７０度よりも大きいと、樹脂モールドに対する放熱ステージ部の固定強度が弱くなり、放熱ステージ部が樹脂モールドから剥離する虞が生じるためである。
すなわち、折曲板部の傾斜角度を２０度以上かつ７０度以下に設定することで、樹脂バリのない樹脂モールドを形成することができると共に、放熱ステージ部が樹脂モールドから剥離することも確実に防止できる。 In the semiconductor device, it is more preferable that an inclination angle of the bent plate portion with respect to the heat radiation stage portion is set to 20 degrees or more and 70 degrees or less.
This is because if the inclination angle of the bent plate portion is smaller than 20 degrees, resin burrs are likely to occur in the resin mold formed around the back surface of the heat radiation stage portion. Further, if the angle of inclination of the bent plate portion is larger than 70 degrees, the fixing strength of the heat radiation stage portion with respect to the resin mold is weakened, and the heat radiation stage portion may be peeled off from the resin mold.
That is, by setting the inclination angle of the bent plate part to 20 degrees or more and 70 degrees or less, it is possible to form a resin mold without resin burrs, and to ensure that the heat radiation stage part is peeled off from the resin mold. Can be prevented.

また、前記半導体装置においては、前記ステージ部と前記放熱ステージ部とが接合剤を介して相互に接合され、前記ステージ部の裏面及び当該裏面に接合される前記放熱ステージ部の表面の少なくともいずれか一方に、凹凸面が形成されていてもよい。
このようにステージ部の裏面や放熱ステージ部の表面に凹凸面を形成することで、接合剤に接触するステージ部の裏面や放熱ステージ部の表面の面積が増加する。すなわち、ステージ部と放熱ステージ部との実質的な接合面積を増加させることができ、ステージ部と放熱ステージ部との接合強度向上を図ることができる。 In the semiconductor device, the stage portion and the heat dissipation stage portion are bonded to each other via a bonding agent, and at least one of the back surface of the stage portion and the surface of the heat dissipation stage portion bonded to the back surface. On the other hand, an uneven surface may be formed.
Thus, by forming an uneven surface on the back surface of the stage portion or the surface of the heat radiation stage portion, the area of the back surface of the stage portion that contacts the bonding agent or the surface area of the heat radiation stage portion increases. That is, the substantial bonding area between the stage portion and the heat radiation stage portion can be increased, and the bonding strength between the stage portion and the heat radiation stage portion can be improved.

そして、本発明の半導体装置の製造方法は、前記半導体装置を製造する方法であって、前記ステージ部と、当該ステージ部の面方向の周囲に配されて前記複数のリードを有するフレーム部と、当該フレーム部及び前記ステージ部を相互に連結する連結リードとを備える金属性薄板からなり、さらに、前記連結リードの少なくとも一部に前記金属性薄板の厚さ方向に延びるダウンセット部を形成することで前記ステージ部の表面が前記フレーム部よりも下方に配置されたリードフレームを用意するフレーム準備工程と、前記ステージ部の表面に前記半導体チップを固着するチップ配置工程と、前記半導体チップと前記複数のリードとをワイヤで接続する配線工程と、前記ステージ部の裏面に前記放熱ステージ部を接合する接合工程と、前記半導体チップ、前記ステージ部、前記リード、前記連結リード及び前記ワイヤを一体に固定する前記樹脂モールドを成形する樹脂モールド工程と、を順番に実施することを特徴とする。   And the manufacturing method of the semiconductor device of the present invention is a method of manufacturing the semiconductor device, wherein the stage portion, and a frame portion arranged around the surface direction of the stage portion and having the plurality of leads, A metal thin plate having a connection lead for connecting the frame portion and the stage portion to each other, and further, a downset portion extending in the thickness direction of the metal thin plate is formed on at least a part of the connection lead. A frame preparation step of preparing a lead frame in which the surface of the stage portion is disposed below the frame portion, a chip placement step of fixing the semiconductor chip to the surface of the stage portion, the semiconductor chip, and the plurality A wiring step of connecting the leads of the semiconductor device with a wire, a bonding step of bonding the heat radiation stage portion to the back surface of the stage portion, and the semiconductor Chip, the stage portion, the lead, which comprises carrying out the resin molding step of molding the resin mold for fixing together said connecting leads and said wires, in order.

この半導体装置の製造方法によれば、配線工程が終了した後に接合工程を実施することで、放熱ステージ部の大きさがステージ部よりも大きく設定され、さらに、ステージ部に接合された放熱ステージ部の一部がステージ部の周縁から面方向に突出していても、半導体装置を容易に製造することが可能となる。
すなわち、配線工程においてリードの表面にワイヤをボンディングする際には、リードをその裏面側から支持する必要があるため、配線工程の前にリードの裏面側に放熱ステージ部の一部が対向配置されていると、上記ワイヤボンディングの実施が困難となる。これに対し、上述したように、放熱ステージ部を接合する前に配線工程を実施しておくことで、配線工程におけるリードの支持が放熱ステージ部によって阻害されることを防止できるため、上記ワイヤボンディングを容易かつ確実に行うことができる。 According to this method for manufacturing a semiconductor device, the size of the heat radiating stage is set larger than that of the stage by performing the bonding process after the wiring process is completed, and the heat radiating stage is bonded to the stage. Even if a part of the protrusion protrudes from the periphery of the stage portion in the surface direction, the semiconductor device can be easily manufactured.
That is, when bonding a wire to the surface of the lead in the wiring process, it is necessary to support the lead from the back side thereof, so that a part of the heat radiation stage part is opposed to the back side of the lead before the wiring process. If so, it becomes difficult to perform the wire bonding. On the other hand, as described above, by carrying out the wiring process before joining the heat radiation stage part, it is possible to prevent the support of the lead in the wiring process from being hindered by the heat radiation stage part. Can be easily and reliably performed.

また、リードフレームの連結リードにダウンセット部を形成しておくことで、リードを含むフレーム部がステージ部の表面よりも上方に配置されるため、ステージ部の裏面に接合された放熱ステージ部の一部が、ステージ部の周縁から面方向に突出し、この放熱ステージ部の突出部分がリードの裏面に対向配置されていても、この突出部分とリードとの間には隙間が形成されるため、放熱ステージ部とリードとの接触を回避できる。
さらに、連結リードにダウンセット部を形成しておくことで、このダウンセット部が無い場合と比較して、ステージ部に固着された半導体チップに対してリードをその面方向により近づけることができる。したがって、半導体チップとリードとを接続するワイヤ長さを短く設定することができる。 In addition, by forming a downset portion on the connecting lead of the lead frame, the frame portion including the lead is disposed above the surface of the stage portion, so the heat radiation stage portion joined to the back surface of the stage portion A part protrudes in the surface direction from the periphery of the stage part, and even if the protruding part of the heat radiation stage part is disposed opposite to the back surface of the lead, a gap is formed between the protruding part and the lead, Contact between the heat radiation stage and the lead can be avoided.
Furthermore, by forming a downset portion on the connecting lead, the lead can be brought closer to the surface direction of the semiconductor chip fixed to the stage portion as compared with the case where there is no downset portion. Therefore, the length of the wire connecting the semiconductor chip and the lead can be set short.

なお、前記接合工程においては、前記ステージ部と前記放熱ステージ部とが接合剤を介して相互に接合され、さらに、前記連結リードを下方に押下げることで、前記ステージ部を前記放熱ステージ部の表面に向けて押し付けることが好ましい。
具体的には連結リードにクランパー等を押し付けることで、連結リードを下方に押下げることができる。そして、ステージ部を放熱ステージ部の表面に押し付けることで、これらの間に介在する接合剤をステージ部の裏面や放熱ステージ部の表面に馴染ませることができ、ステージ部と放熱ステージ部との接合強度を向上させることができる。
また、クランパー等によりステージ部を直接放熱ステージ部に押し付ける場合と比較して、クランパー等がワイヤに接触することも容易に回避でき、半導体装置の製造に際してワイヤを保護することができるため、半導体装置の信頼性向上を図ることができる。 In the joining step, the stage part and the heat radiation stage part are joined to each other via a bonding agent, and further, the stage lead is pushed down to connect the stage part to the heat radiation stage part. It is preferable to press against the surface.
Specifically, the connecting lead can be pushed downward by pressing a clamper or the like against the connecting lead. Then, by pressing the stage part against the surface of the heat radiation stage part, the bonding agent interposed between them can be made to conform to the back surface of the stage part or the surface of the heat radiation stage part. Strength can be improved.
In addition, compared to the case where the stage portion is directly pressed against the heat radiation stage portion by a clamper or the like, it is possible to easily avoid the clamper or the like from coming into contact with the wire, and the wire can be protected when manufacturing the semiconductor device. The reliability can be improved.

また、前記半導体装置の製造方法において、前記連結リードは、前記フレーム部と前記ダウンセット部との間に形成されて前記ステージ部の表面と同じ方向に向くリードの表面よりも上方に位置するアップセット部を備えることがより好ましい。
この場合には、リードが連結リードに隣接して配置されていても、ステージ部に放熱ステージ部を接合する際にクランパー等によりアップセット部を下方に押下げることで、クランパー等がリードの表面に接触することを確実に防止できる。すなわち、放熱ステージ部の接合を行う際にリードとワイヤとの接合部分を確実に保護でき、半導体装置の信頼性をさらに向上させることができる。 Further, in the method of manufacturing a semiconductor device, the connection lead is formed between the frame part and the downset part and is positioned above the surface of the lead that faces in the same direction as the surface of the stage part. More preferably, a set part is provided.
In this case, even when the lead is disposed adjacent to the connecting lead, the clamper or the like is brought into contact with the surface of the lead by pressing the upset portion downward with a clamper or the like when joining the heat radiation stage portion to the stage portion. Can be surely prevented from touching. That is, when the heat radiation stage portion is joined, the joint portion between the lead and the wire can be reliably protected, and the reliability of the semiconductor device can be further improved.

さらに、前記接合工程においては、前記ダウンセット部よりも前記ステージ部側に位置する前記連結リードの一端が、前記ステージ部と共に前記放熱ステージ部の表面に接合されてもよい。
この場合には、ステージ部と放熱ステージ部との実質的な接合面積の増加を図ることができる。 Furthermore, in the joining step, one end of the connection lead located on the stage part side with respect to the downset part may be joined to the surface of the heat radiation stage part together with the stage part.
In this case, it is possible to increase the substantial bonding area between the stage portion and the heat radiation stage portion.

本発明によれば、半導体チップの放熱効率を低下させること無く、半導体装置の製造コストも低く抑えることが可能となる。   According to the present invention, it is possible to keep the manufacturing cost of a semiconductor device low without reducing the heat dissipation efficiency of the semiconductor chip.

以下、図１から図１３を参照して本発明の第１実施形態に係る半導体装置１について説明する。図１〜４に示すように、この実施形態に係る半導体装置１は、半導体チップ３と、半導体チップ３を表面５ａに配した板状のステージ部５と、半導体チップ３の周囲に配された複数のリード７と、半導体チップ３と各リード７とを相互に電気接続する複数のワイヤ９と、これら半導体チップ３、ステージ部５、リード７及びワイヤ９を封止して一体に固定する樹脂モールド１１とを備えて構成されている。なお、この実施形態における半導体装置１は、各リード７の一部が樹脂モールド１１の側部から突出するＱＦＰ（Quad Flat Package）として構成されている。   The semiconductor device 1 according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. As shown in FIGS. 1 to 4, the semiconductor device 1 according to this embodiment is disposed around the semiconductor chip 3, the plate-like stage portion 5 in which the semiconductor chip 3 is disposed on the surface 5 a, and the semiconductor chip 3. A plurality of leads 7, a plurality of wires 9 for electrically connecting the semiconductor chip 3 and each lead 7 to each other, and a resin for sealing and fixing the semiconductor chip 3, the stage portion 5, the leads 7 and the wires 9 together A mold 11 is provided. Note that the semiconductor device 1 in this embodiment is configured as a QFP (Quad Flat Package) in which a part of each lead 7 protrudes from the side portion of the resin mold 11.

各リード７は、半導体チップ３に向けて延びる細幅帯状に形成されており、各リード７のうち樹脂モールド１１内に埋設された一端部７ａがワイヤ９によって半導体チップ３に電気接続されている。また、各リード７のうち樹脂モールド１１の外方に突出する他端部７ｂは、樹脂モールド１１の下面１１ｂに向けて折り曲げられており、半導体装置１を実装する回路基板４１（図１２参照）に電気接続されるようになっている。   Each lead 7 is formed in a narrow band shape extending toward the semiconductor chip 3, and one end 7 a embedded in the resin mold 11 of each lead 7 is electrically connected to the semiconductor chip 3 by a wire 9. . The other end 7b of each lead 7 protruding outward from the resin mold 11 is bent toward the lower surface 11b of the resin mold 11, and a circuit board 41 on which the semiconductor device 1 is mounted (see FIG. 12). It is designed to be electrically connected to.

ステージ部５は、その表面５ａの輪郭形状が半導体チップ３の平面視形状と略等しく形成されており、図示例において平面視略矩形状に形成されている。また、ステージ部５の表面５ａの面積は、平面視した半導体チップ３の面積と略同等若しくは僅かに大きく形成されている。
前述したリード７の一端部７ａは、ステージ部５の厚さ方向に関してステージ部５の表面５ａよりも上方に配されている。 The stage portion 5 is formed so that the contour shape of the surface 5a thereof is substantially the same as the planar view shape of the semiconductor chip 3, and is formed in a substantially rectangular shape in plan view in the illustrated example. Further, the area of the surface 5a of the stage portion 5 is formed to be approximately equal to or slightly larger than the area of the semiconductor chip 3 in plan view.
The one end portion 7 a of the lead 7 described above is arranged above the surface 5 a of the stage portion 5 in the thickness direction of the stage portion 5.

また、この半導体装置１は、ステージ部５の裏面５ｂに板状の放熱ステージ部１３を固定して構成されている。
放熱ステージ部１３は、金属性の板材によってステージ部５と同様の平面視略矩形状に形成されており、平面視でステージ部５よりも広い面積を有している。これにより、放熱ステージ部１３の面方向の周縁がステージ部５の周縁から外側に突出し、この突出部分がリード７に対向して配置されている。なお、各リード７は、前述したようにステージ部５の表面５ａよりも上方に配されているため、放熱ステージ部１３の突出部分とリード７との隙間には樹脂モールド１１が入り込んでおり、リード７と放熱ステージ部１３とが相互に接触することはない。
そして、ステージ部５の裏面５ｂと同じ方向に向く放熱ステージ部１３の裏面１３ｂは樹脂モールド１１の下面１１ｂから外方に露出している。具体的には、放熱ステージ部１３の裏面１３ｂが樹脂モールド１１の下面１１ｂと共に同一平面を形成している。 In addition, the semiconductor device 1 is configured by fixing a plate-like heat radiation stage portion 13 to the back surface 5 b of the stage portion 5.
The heat radiation stage part 13 is formed in a substantially rectangular shape in plan view similar to the stage part 5 by a metallic plate material, and has a larger area than the stage part 5 in plan view. As a result, the peripheral edge in the surface direction of the heat radiating stage portion 13 protrudes outward from the peripheral edge of the stage portion 5, and the protruding portion is disposed to face the lead 7. Since each lead 7 is arranged above the surface 5a of the stage portion 5 as described above, the resin mold 11 enters the gap between the protruding portion of the heat radiation stage portion 13 and the lead 7, The lead 7 and the heat radiation stage unit 13 do not contact each other.
And the back surface 13b of the heat radiation stage part 13 facing in the same direction as the back surface 5b of the stage part 5 is exposed outward from the lower surface 11b of the resin mold 11. Specifically, the back surface 13 b of the heat radiation stage portion 13 forms the same plane together with the lower surface 11 b of the resin mold 11.

さらに、平面視矩形状に形成された放熱ステージ部１３の各辺（面方向の周縁）には、樹脂モールド１１の内方側に折曲された折曲板部１５が一体に形成されている。この折曲板部１５は放熱ステージ部１３の角部を避けるように４つに分割して形成されている。
ここで、放熱ステージ部１３に対する折曲板部１５の傾斜角度θ１は、２０度以上かつ７０度以下に設定されることが好ましい。これは、折曲板部１５の傾斜角度θ１が２０度よりも小さいと、放熱ステージ部１３の裏面１３ｂの周囲に位置する樹脂モールド１１が薄く形成されて、樹脂モールド１１に樹脂バリが発生し易くなるためである。また、折曲板部１５の傾斜角度θ１が７０度よりも大きい場合には、樹脂モールド１１に対する放熱ステージ部１３の固定強度が弱くなり、放熱ステージ部１３が樹脂モールド１１から剥離する虞が生じるためである。
なお、樹脂バリの発生をより確実に防止するためには、折曲板部１５の傾斜角度θ１を３０度以上とすることがより好ましく、４５度以上とすることがさらに好ましい。 Further, a bent plate portion 15 bent inward of the resin mold 11 is integrally formed on each side (periphery of the surface direction) of the heat radiation stage portion 13 formed in a rectangular shape in plan view. . The bent plate portion 15 is divided into four parts so as to avoid corner portions of the heat radiation stage portion 13.
Here, the inclination angle θ1 of the bent plate portion 15 with respect to the heat radiation stage portion 13 is preferably set to 20 degrees or more and 70 degrees or less. This is because if the inclination angle θ1 of the bent plate portion 15 is smaller than 20 degrees, the resin mold 11 positioned around the back surface 13b of the heat radiation stage portion 13 is formed thin, and a resin burr is generated in the resin mold 11. This is because it becomes easier. Further, when the inclination angle θ1 of the bent plate portion 15 is larger than 70 degrees, the fixing strength of the heat radiation stage portion 13 with respect to the resin mold 11 is weakened, and the heat radiation stage portion 13 may be peeled off from the resin mold 11. Because.
In order to more reliably prevent the occurrence of resin burrs, the inclination angle θ1 of the bent plate portion 15 is more preferably 30 degrees or more, and further preferably 45 degrees or more.

以上のように構成された半導体装置１を製造する場合には、はじめに、例えば図５〜７に示すように、Ｃｕ系合金、４２Ａｌｌｏｙ等からなる金属性薄板に、エッチング加工又はプレス加工、あるいは、これら両方の加工を適宜組み合わせた加工を施して形成されるリードフレーム２１を用意する（フレーム準備工程）。
リードフレーム２１は、平面視略矩形の板状に形成されたステージ部５と、その面方向の周囲に配される複数のリード７を有するフレーム部２３と、ステージ部５をフレーム部２３に連結する複数の連結リード２５とを備えている。フレーム部２３は、リード７の他端部７ｂ側に形成されて全てのリード７を一体に連結する環状のフレーム枠２７を備えている。そして、連結リード２５の一端２５ａは矩形状に形成されたステージ部５の角部に連結され、連結リード２５の他端２５ｂがフレーム枠２７に連結されている。したがって、このリードフレーム２１は、ステージ部５及びリード７を一体に形成して構成されている。 When manufacturing the semiconductor device 1 configured as described above, first, for example, as shown in FIGS. 5 to 7, a metal thin plate made of a Cu-based alloy, 42 Alloy, or the like is etched or pressed, or A lead frame 21 formed by performing a combination of these two processes as appropriate is prepared (frame preparation step).
The lead frame 21 includes a stage portion 5 formed in a substantially rectangular plate shape in plan view, a frame portion 23 having a plurality of leads 7 arranged around the surface direction, and the stage portion 5 connected to the frame portion 23. And a plurality of connecting leads 25 are provided. The frame portion 23 includes an annular frame frame 27 that is formed on the other end 7 b side of the lead 7 and integrally connects all the leads 7. One end 25 a of the connecting lead 25 is connected to a corner portion of the stage portion 5 formed in a rectangular shape, and the other end 25 b of the connecting lead 25 is connected to the frame frame 27. Therefore, the lead frame 21 is configured by integrally forming the stage portion 5 and the leads 7.

各連結リード２５の一端２５ａは、ステージ部５の面方向に延びて形成され、ステージ部５と同じ高さ位置に配されている。一方、各連結リード２５の他端２５ｂは、ステージ部５の面方向に延びて形成され、リード７及びフレーム枠２７と同じ高さ位置に配されている。そして、各連結リード２５は、その一端２５ａ及び他端２５ｂの間に金属性薄板の厚さ方向に延びるダウンセット部２５ｃを形成して構成されており、これによって、ステージ部５の表面５ａがフレーム部２３よりも下方に配置されている。
すなわち、ステージ部５の表面５ａと、この表面５ａと同じ方向に向くリード７の一端部７ａの表面との高さ位置の差は、ダウンセット部２５ｃによって設定されるが、例えば半導体チップ３の厚さ寸法等に対応付けて設定することが好ましい。例えば、ワイヤ９の両端が接合されるリード７の一端部７ａの表面及び半導体チップ３の表面がほぼ同じ高さ位置に配されるように、ステージ部５の表面５ａとリード７の一端部７ａの表面との高さ位置の差を設定することがより好ましい。また、ステージ部５の表面に対するダウンセット部２５ｃの屈曲角度θ２は、後述する接合工程を考慮すると９０度あるいはこれに近い角度に設定されることが望ましいが、ダウンセット部２５ｃの形成加工におけるリードフレーム２１の型抜きを考慮すると、８５度以下とすることが好ましい。 One end 25 a of each connecting lead 25 is formed extending in the surface direction of the stage portion 5, and is disposed at the same height as the stage portion 5. On the other hand, the other end 25 b of each connecting lead 25 is formed to extend in the surface direction of the stage portion 5, and is arranged at the same height as the lead 7 and the frame frame 27. Each connecting lead 25 is formed by forming a downset portion 25c extending in the thickness direction of the metallic thin plate between one end 25a and the other end 25b, whereby the surface 5a of the stage portion 5 is formed. It is arranged below the frame part 23.
That is, the difference in height position between the surface 5a of the stage portion 5 and the surface of the one end portion 7a of the lead 7 facing in the same direction as the surface 5a is set by the downset portion 25c. It is preferable to set in association with the thickness dimension or the like. For example, the surface 5a of the stage portion 5 and the one end portion 7a of the lead 7 are arranged so that the surface of the one end portion 7a of the lead 7 to which both ends of the wire 9 are bonded and the surface of the semiconductor chip 3 are arranged at substantially the same height position. It is more preferable to set a difference in height position with respect to the surface. In addition, the bending angle θ2 of the downset portion 25c with respect to the surface of the stage portion 5 is desirably set to 90 degrees or an angle close to this in consideration of the joining process described later. In consideration of die cutting of the frame 21, it is preferable to set it to 85 degrees or less.

さらに、各連結リード２５は、その他端２５ｂとダウンセット部２５ｃとの間に形成されてリード７の一端部７ａの表面よりも上方に位置するアップセット部２５ｄを備えて構成されている。なお、リード７の表面に対するアップセット部２５ｄの高さ位置は、後述する接合工程を考慮して金属性薄板の板厚の半分以上とすることが好ましい。
上述したダウンセット部２５ｃやアップセット部２５ｄの形成加工は、金属性薄板にステージ部５やリード７、連結リード２５を成形する加工と同時に実施しても良いし、この成形加工とは個別に実施されても構わない。 Further, each connecting lead 25 includes an upset portion 25 d that is formed between the other end 25 b and the downset portion 25 c and is located above the surface of the one end portion 7 a of the lead 7. In addition, it is preferable that the height position of the upset portion 25d with respect to the surface of the lead 7 is at least half the thickness of the metallic thin plate in consideration of a joining process described later.
The forming process of the downset part 25c and the upset part 25d described above may be performed simultaneously with the process of forming the stage part 5, the lead 7, and the connecting lead 25 on a metallic thin plate, and separately from this forming process. It may be implemented.

フレーム準備工程の後には、図８に示すように、ステージ部５の表面５ａに接合ペースト３０を介して半導体チップ３を固着し（チップ配置工程）、その後、図９に示すように、半導体チップ３と複数のリード７の一端部７ａとをワイヤ９で接続する（配線工程）。
この配線工程は、リードフレーム２１を配線用冶具３１に取り付けた状態で行われる。配線用冶具３１には、その上面３１ａから窪んでステージ部５を収容する凹部３２、並びに、上面３１ａから窪んで連結リード２５の一端２５ａ及びダウンセット部２５ｃを収容する収容溝（不図示）が形成されている。リードフレーム２１は、この配線用冶具３１の上面３１ａにフレーム部２３や連結リード２５の他端２５ｂが配置された状態で、凹部３２の底面３２ａにステージ部５が配置されると共に収容溝に連結リード２５の一端２５ａ及びダウンセット部２５ｃが配置されるようになっている。したがって、ステージ部５及びリード７の両方が配線用冶具３１によってこれらの裏面側から支持されることになる。
また、配線用冶具３１は、これに取り付けられたリードフレーム２１に熱をかけることが可能なヒート駒としても構成されている。 After the frame preparation process, as shown in FIG. 8, the semiconductor chip 3 is fixed to the surface 5a of the stage portion 5 via the bonding paste 30 (chip placement process), and then, as shown in FIG. 3 and one end portions 7a of the plurality of leads 7 are connected by wires 9 (wiring process).
This wiring process is performed with the lead frame 21 attached to the wiring jig 31. The wiring jig 31 has a recess 32 that is recessed from the upper surface 31a and accommodates the stage portion 5, and an accommodation groove (not shown) that is recessed from the upper surface 31a and accommodates one end 25a of the connecting lead 25 and the downset portion 25c. Is formed. The lead frame 21 is connected to the receiving groove while the stage portion 5 is arranged on the bottom surface 32a of the recess 32 in a state where the frame portion 23 and the other end 25b of the connecting lead 25 are arranged on the upper surface 31a of the wiring jig 31. One end 25a of the lead 25 and the downset portion 25c are arranged. Accordingly, both the stage unit 5 and the leads 7 are supported from the back side by the wiring jig 31.
The wiring jig 31 is also configured as a heat piece that can apply heat to the lead frame 21 attached thereto.

そして、この配線工程における半導体チップ３とリード７との間のワイヤボンディングは、キャピラリ３３を用いてボールボンディングによってワイヤ９の一端を半導体チップ３の表面のパッド電極に接合した後に、キャピラリ３３によりワイヤ９の他端をリード７の一端部７ａに押し付けるウェッジボンディングによってワイヤ９の他端をリード７の一端部７ａに接合する。なお、このウェッジボンディングにおいては、リード７の一端部７ａ及びワイヤ９の他端に超音波及び熱が加えられるが、クランパー３４によりリード７の一端部７ａ側を配線用冶具３１の上面３１ａに押さえつけてリード７の一端部７ａの振動を抑制している。   In this wiring step, wire bonding between the semiconductor chip 3 and the lead 7 is performed by bonding one end of the wire 9 to the pad electrode on the surface of the semiconductor chip 3 by ball bonding using the capillary 33 and then using the capillary 33 to wire the wire. The other end of the wire 9 is joined to the one end portion 7 a of the lead 7 by wedge bonding that presses the other end of the wire 9 against the one end portion 7 a of the lead 7. In this wedge bonding, ultrasonic waves and heat are applied to the one end 7a of the lead 7 and the other end of the wire 9, but the one end 7a side of the lead 7 is pressed against the upper surface 31a of the wiring jig 31 by the clamper 34. Thus, vibration of the one end portion 7a of the lead 7 is suppressed.

配線工程の後には、図１０に示すように、ステージ部５の裏面５ｂに放熱ステージ部１３を接合する（接合工程）。なお、放熱ステージ部１３及びこれに一体に形成される折曲板部１５は、少なくとも当該接合工程を行う前に用意されていればよく、金属性板材にプレス加工やエッチング加工を施して金属性板材から切り出すことで得ることができる。また、放熱ステージ部１３に対して折曲板部１５を傾斜させる折り曲げ加工は、放熱ステージ部１３及び折曲板部１５を金属性板材から切り出すと同時に実施してもよいし、個別に実施してもよい。
この接合工程は、リードフレーム２１及び放熱ステージ部１３を接合用冶具３５に取り付けた状態で行われる。接合用冶具３５にはその上面３５ａから窪んで放熱ステージ部１３を収容する収容凹部３６が形成されており、この収容凹部３６内にはステージ部５並びに連結リード２５の一端２５ａ及びダウンセット部２５ｃも配されるようになっている。また、接合用冶具３５は、これに取り付けられたリードフレーム２１及び放熱ステージ部１３に熱をかけることが可能なヒート駒としても構成されている。 After the wiring process, as shown in FIG. 10, the heat radiation stage part 13 is joined to the back surface 5b of the stage part 5 (joining process). The heat dissipating stage portion 13 and the bent plate portion 15 formed integrally therewith are only required to be prepared at least before performing the joining step, and the metallic plate material is subjected to press processing or etching processing to be metallic. It can be obtained by cutting out from a plate material. Further, the bending process for inclining the bent plate portion 15 with respect to the heat radiating stage portion 13 may be performed simultaneously with the cutting of the heat radiating stage portion 13 and the bent plate portion 15 from the metal plate material, or may be performed individually. May be.
This joining process is performed in a state where the lead frame 21 and the heat radiation stage 13 are attached to the joining jig 35. The joining jig 35 is formed with an accommodation recess 36 that is recessed from the upper surface 35a and accommodates the heat radiating stage 13, and within the accommodation recess 36, the stage portion 5, one end 25a of the connecting lead 25 and the downset portion 25c. Are also arranged. The joining jig 35 is also configured as a heat piece capable of applying heat to the lead frame 21 and the heat radiation stage unit 13 attached thereto.

この接合用冶具３５にリードフレーム２１及び放熱ステージ部１３を取り付けた状態においては、接合用冶具３５の上面３５ａに少なくともフレーム枠２７が配されていればよく、また、リード７の一端部７ａや連結リード２５のアップセット部２５ｄが収容凹部３６の上方に配置されていればよい。すなわち、リード７の他端部７ｂや連結リード２５の他端２５ｂは、接合用冶具３５の上面３５ａに配されていてもよいし、収容凹部３６の上方に配置されていてもよい。
さらに、この状態においては、放熱ステージ部１３の表面１３ａ上にステージ部５及び連結リード２５の一端２５ａが配される。すなわち、放熱ステージ部１３の表面１３ａの面積は、ステージ部５だけではなく連結リード２５の一端２５ａも配される程度の大きさに形成されている。また、連結リード２５は、図１１に示すように、平面視で折曲板部１５が形成されていない放熱ステージ部１３の角部を通るように配されており、連結リード２５と放熱ステージ部１３の折曲板部１５とが互いに接触することは無い。
そしてこの状態においては、ステージ部５の面方向の周縁から突出する放熱ステージ部１３の突出部分の上方には、隙間を介してリード７の一端部７ａが対向して配置される。 In a state in which the lead frame 21 and the heat radiation stage portion 13 are attached to the joining jig 35, it is sufficient that at least the frame frame 27 is disposed on the upper surface 35 a of the joining jig 35, and the end 7 a of the lead 7 The upset portion 25d of the connecting lead 25 only needs to be disposed above the accommodating recess 36. That is, the other end portion 7 b of the lead 7 and the other end 25 b of the connecting lead 25 may be disposed on the upper surface 35 a of the joining jig 35 or may be disposed above the housing recess 36.
Further, in this state, the stage portion 5 and one end 25 a of the connecting lead 25 are arranged on the surface 13 a of the heat radiation stage portion 13. That is, the area of the surface 13 a of the heat radiation stage 13 is formed to be large enough to accommodate not only the stage 5 but also the one end 25 a of the connecting lead 25. Further, as shown in FIG. 11, the connecting lead 25 is arranged so as to pass through the corner of the heat radiating stage portion 13 where the bent plate portion 15 is not formed in plan view, and the connecting lead 25 and the heat radiating stage portion are arranged. The 13 bent plate portions 15 do not contact each other.
In this state, the one end portion 7a of the lead 7 is disposed opposite to the protruding portion of the heat radiation stage portion 13 protruding from the peripheral edge in the surface direction of the stage portion 5 through a gap.

そして、接合工程においては、図１０に示すように、ステージ部５及び連結リード２５の一端２５ａと放熱ステージ部１３との間に熱硬化性の接合剤３７を介在させ、この接合剤３７を接合用冶具３５によって加熱硬化することで、ステージ部５及び連結リード２５の一端２５ａが放熱ステージ部１３の表面１３ａに接合される。
接合剤３７としては、アウトガスの発生が抑えられると共に、半導体チップ３や接合ペースト３０等への影響を考慮して低温かつ短時間で硬化（キュア）するものを使用することが好ましく、また、熱伝導率の高いものを使用することが好ましい。このような接合剤３７の具体例としては、例えば日立化成工業（株）のＥＮ４６００Ｂが挙げられる。 In the joining step, as shown in FIG. 10, a thermosetting joining agent 37 is interposed between the stage portion 5 and one end 25 a of the connecting lead 25 and the heat radiation stage portion 13, and this joining agent 37 is joined. The stage portion 5 and the one end 25 a of the connecting lead 25 are joined to the surface 13 a of the heat radiation stage portion 13 by being heated and cured by the jig 35 for use.
As the bonding agent 37, it is preferable to use a material that suppresses the generation of outgas and is cured (cured) at a low temperature in a short time in consideration of the influence on the semiconductor chip 3, the bonding paste 30, and the like. It is preferable to use a material having high conductivity. A specific example of such a bonding agent 37 is, for example, EN4600B manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.

また、接合工程において接合剤３７を加熱硬化する際には、複数のクランパー３８により連結リード２５のアップセット部２５ｄを収容凹部３６内に向けて押さえつけることで、ステージ部５及び連結リード２５の一端２５ａを放熱ステージ部１３の表面１３ａに押さえつける。これにより、ステージ部５の裏面５ｂや放熱ステージ部１３の表面１３ａ、連結リード２５の一端２５ａに接合剤３７を馴染ませることができる。
また、連結リード２５のアップセット部２５ｄを押さえつけた際には、連結リード２５が弾性変形することでアップセット部２５ｄの高さ位置が低くなるが、前述したように、リード７の一端部７ａの表面に対するアップセット部２５ｄの高さ位置を金属性薄板の板厚の半分以上とすることで、クランパー３８がリード７に接触することを確実に防止できる。 Further, when the bonding agent 37 is heat-cured in the bonding step, the stage portion 5 and one end of the connection lead 25 are pressed by pressing the upset portion 25 d of the connection lead 25 into the housing recess 36 by the plurality of clampers 38. 25 a is pressed against the surface 13 a of the heat radiation stage 13. Thereby, the bonding agent 37 can be adapted to the back surface 5 b of the stage portion 5, the surface 13 a of the heat radiation stage portion 13, and the one end 25 a of the connecting lead 25.
Further, when the upset portion 25d of the connecting lead 25 is pressed, the connecting lead 25 is elastically deformed to lower the height position of the upset portion 25d. However, as described above, one end portion 7a of the lead 7 is used. By making the height position of the upset portion 25d with respect to the surface of the metal plate more than half the thickness of the metallic thin plate, it is possible to reliably prevent the clamper 38 from contacting the lead 7.

さらに、各連結リード２５のアップセット部２５ｄに対するクランパー３８の押し付け力を個別に調整することで、放熱ステージ部１３の表面１３ａに対するステージ部５の傾きを補正し、ステージ部５が放熱ステージ部１３に対して傾斜することも防止できる。
以上のように、リードフレーム２１及びこれに固定された放熱ステージ部１３によって、リードフレームユニット２９が構成されている。
なお、この接合工程においては、複数のクランパー３８により複数のアップセット部２５ｄを個別に押さえつけることに限らず、例えば同一のクランパーにより複数のアップセット部２５ｄを一括して押さえつけてもよい。 Further, by individually adjusting the pressing force of the clamper 38 against the upset portion 25d of each connecting lead 25, the inclination of the stage portion 5 with respect to the surface 13a of the heat radiating stage portion 13 is corrected, and the stage portion 5 becomes the heat radiating stage portion 13. It is also possible to prevent tilting with respect to.
As described above, the lead frame unit 29 is configured by the lead frame 21 and the heat radiation stage portion 13 fixed to the lead frame 21.
In this joining step, the plurality of upset portions 25d is not limited to being individually pressed by the plurality of clampers 38, and for example, the plurality of upset portions 25d may be pressed together by the same clamper.

接合工程の終了後には、半導体チップ３、ステージ部５、リード７、連結リード２５、ワイヤ９及び放熱ステージ部１３を封止して一体に固定する樹脂モールド１１を成形する（樹脂モールド工程）。この際には、樹脂モールド１１の外形をなす不図示の金型のキャビティ内に、半導体チップ３、ステージ部５、リード７、連結リード２５、ワイヤ９及び放熱ステージ部１３を配置する。なお、樹脂モールド１１から外方に露出させる放熱ステージ部１３の裏面１３ｂはキャビティの内面に配され、リード７の他端部７ｂ、連結リード２５の他端２５ｂ及びフレーム枠２７はキャビティの外側に配される。そして、この状態においてキャビティ内に溶融樹脂を流し込むことによって図１〜４に示す樹脂モールド１１が成形されることになる。
最後に、樹脂モールド１１を形成したリードフレーム２１を金型から取り出し、樹脂モールド１１の外側に位置する連結リード２５及びフレーム枠２７を切り落とすことで半導体装置１の製造が完了する。 After the joining process is completed, a resin mold 11 is formed to seal and fix the semiconductor chip 3, the stage part 5, the lead 7, the connecting lead 25, the wire 9, and the heat radiation stage part 13 (resin molding process). At this time, the semiconductor chip 3, the stage portion 5, the lead 7, the connecting lead 25, the wire 9, and the heat radiation stage portion 13 are disposed in a mold cavity (not shown) that forms the outer shape of the resin mold 11. The back surface 13b of the heat radiation stage 13 that is exposed outward from the resin mold 11 is disposed on the inner surface of the cavity, and the other end 7b of the lead 7, the other end 25b of the connecting lead 25, and the frame frame 27 are outside the cavity. Arranged. In this state, the resin mold 11 shown in FIGS. 1 to 4 is formed by pouring molten resin into the cavity.
Finally, the lead frame 21 on which the resin mold 11 is formed is taken out of the mold, and the connection leads 25 and the frame frame 27 located outside the resin mold 11 are cut off, whereby the manufacture of the semiconductor device 1 is completed.

なお、上述した半導体装置１の製造方法において、樹脂モールド１１から突出するリード７の他端部７ｂには、樹脂モールド１１の下面１１ｂに向けて折り曲げる屈曲加工も施す必要があるが、この屈曲加工は、フレーム準備工程において、金属性薄板にステージ部５、リード７、連結リード２５を成形する加工や、ダウンセット部２５ｃやアップセット部２５ｄを形成する加工と同時、あるいはこれらと個別に行ってもよい。また、リード７の他端部７ｂの屈曲加工は、リードフレーム２１を金型により挟み込む樹脂モールド工程と同時に実施しても良い。ただし、リード７の一端部７ａとワイヤ９との接合部分に応力がかからないようにするためには、例えば、配線工程の前、あるいは、樹脂モールド工程の後に実施することがより好ましい。   In the manufacturing method of the semiconductor device 1 described above, the other end portion 7b of the lead 7 protruding from the resin mold 11 needs to be bent toward the lower surface 11b of the resin mold 11. In the frame preparation process, the stage portion 5, the lead 7 and the connecting lead 25 are formed on the metal thin plate, and the processing for forming the downset portion 25c and the upset portion 25d is performed simultaneously or separately. Also good. Further, the bending process of the other end portion 7b of the lead 7 may be performed simultaneously with the resin molding process in which the lead frame 21 is sandwiched between molds. However, in order to prevent stress from being applied to the joint portion between the one end 7a of the lead 7 and the wire 9, it is more preferable to carry out, for example, before the wiring process or after the resin molding process.

以上のように製造される半導体装置１を回路基板に実装する場合には、例えば図１２に示すように、半導体装置１のリード７及び放熱ステージ部１３に対応する複数の電極パッド４２及び放熱用パッド４３が形成された回路基板４１の実装面４１ａに、樹脂モールド１１の下面１１ｂを対向させる。そして、半田４４を介してリード７の他端部７ｂを電極パッド４２に接合すると共に、半田４５を介して放熱ステージ部１３の裏面１３ｂを放熱用パッド４３に接合すればよい。
この実装状態においては、半導体チップ３からステージ部５、放熱ステージ部１３及び半田４５を介して放熱用パッド４３に至るまでの放熱経路が形成されることになる。 When the semiconductor device 1 manufactured as described above is mounted on a circuit board, for example, as shown in FIG. 12, a plurality of electrode pads 42 corresponding to the leads 7 and the heat dissipation stage portion 13 of the semiconductor device 1 and the heat dissipation stage The lower surface 11b of the resin mold 11 is opposed to the mounting surface 41a of the circuit board 41 on which the pads 43 are formed. Then, the other end 7 b of the lead 7 may be bonded to the electrode pad 42 via the solder 44, and the back surface 13 b of the heat radiating stage 13 may be bonded to the heat radiating pad 43 via the solder 45.
In this mounted state, a heat radiation path is formed from the semiconductor chip 3 to the heat radiation pad 43 through the stage portion 5, the heat radiation stage portion 13 and the solder 45.

上記半導体装置１によれば、ステージ部５の大きさを小さく形成しても、ステージ部５よりも大きい放熱ステージ部１３の裏面１３ｂが樹脂モールド１１の下面１１ｂから外方に露出しているため、半導体チップ３の放熱効率の低下を防止することができる。
また、半導体チップ３の大きさに合わせてステージ部５の大きさを小さく形成することで、リード７から半導体チップ３までの距離が長くなることを容易に防止できるため、これらを接続するワイヤ９の長さも短く設定することが可能となる。したがって、半導体装置１の製造コストを低く抑えることが可能となる。 According to the semiconductor device 1, the back surface 13 b of the heat radiating stage portion 13 larger than the stage portion 5 is exposed outward from the lower surface 11 b of the resin mold 11 even if the stage portion 5 is formed to be small. It is possible to prevent a decrease in the heat dissipation efficiency of the semiconductor chip 3.
In addition, by forming the stage portion 5 in a small size in accordance with the size of the semiconductor chip 3, it is possible to easily prevent the distance from the lead 7 to the semiconductor chip 3 from being increased. The length of can be set short. Therefore, the manufacturing cost of the semiconductor device 1 can be kept low.

また、放熱ステージ部１３の折曲板部１５が樹脂モールド１１の内部に埋設されることで放熱ステージ部１３と樹脂モールド１１とが相互に係合するため、放熱ステージ部１３が樹脂モールド１１から剥離することを防止できる。
特に、折曲板部１５の傾斜角度θ１が２０度以上かつ７０度以下に設定されていることで、樹脂バリのない樹脂モールド１１を形成することができると共に、放熱ステージ部１３が樹脂モールド１１から剥離することを確実に防止できる。 Further, since the bent plate portion 15 of the heat radiating stage portion 13 is embedded in the resin mold 11, the heat radiating stage portion 13 and the resin mold 11 are engaged with each other. It can prevent peeling.
In particular, since the inclination angle θ1 of the bent plate portion 15 is set to 20 degrees or more and 70 degrees or less, the resin mold 11 having no resin burr can be formed, and the heat radiating stage section 13 is formed of the resin mold 11. Can be reliably prevented from peeling off.

また、上記実施形態に係る半導体装置の製造方法によれば、配線工程が終了した後に接合工程を実施することで、放熱ステージ部１３の大きさがステージ部５よりも大きく設定され、さらに、ステージ部５に接合された放熱ステージ部１３の一部がステージ部５の周縁から面方向に突出していても、半導体装置１を容易に製造することが可能となる。
すなわち、配線工程においてはリード７の一端部７ａをその裏面側から支持した状態でワイヤボンディングする必要があるが、配線工程の前にリード７の裏面側に放熱ステージ部１３の一部が対向配置されていると、上記ワイヤボンディングの実施が困難となる。そこで、前述のように、放熱ステージ部１３を接合する前に配線工程を実施しておくことで、配線工程におけるリード７の支持が放熱ステージ部１３によって阻害されることを防止できるため、上記ワイヤボンディングを容易かつ確実に行うことができる。 In addition, according to the method for manufacturing a semiconductor device according to the above-described embodiment, the size of the heat radiation stage unit 13 is set larger than that of the stage unit 5 by performing the bonding process after the wiring process is completed. Even if a part of the heat radiation stage part 13 joined to the part 5 protrudes in the surface direction from the periphery of the stage part 5, the semiconductor device 1 can be easily manufactured.
That is, in the wiring process, it is necessary to perform wire bonding in a state in which the one end portion 7a of the lead 7 is supported from the back surface side, but a part of the heat radiation stage portion 13 is disposed opposite to the back surface side of the lead 7 before the wiring process. If so, it becomes difficult to perform the wire bonding. Therefore, as described above, since the wiring process is performed before the heat radiation stage 13 is joined, the support of the lead 7 in the wiring process can be prevented from being hindered by the heat radiation stage 13. Bonding can be performed easily and reliably.

また、リードフレーム２１の連結リード２５にダウンセット部２５ｃを形成しておくことで、リード７を含むフレーム部２３がステージ部５の表面５ａよりも上方に配置されるため、ステージ部５の裏面５ｂに接合された放熱ステージ部１３の一部が、ステージ部５の周縁から面方向に突出し、この放熱ステージ部１３の突出部分がリード７の一端部７ａの裏面に対向配置されていても、この突出部分とリード７との間には隙間が形成されるため、放熱ステージ部１３とリード７との接触を回避できる。
さらに、連結リード２５にダウンセット部２５ｃを形成しておくことで、このダウンセット部２５ｃが無い場合と比較して、ステージ部５に固着された半導体チップ３に対してリード７をその面方向により近づけることができる。したがって、半導体チップ３とリード７とを接続するワイヤ９の長さを短く設定することができる。 Further, by forming the downset portion 25 c in the connecting lead 25 of the lead frame 21, the frame portion 23 including the lead 7 is disposed above the front surface 5 a of the stage portion 5. Even if a part of the heat radiating stage part 13 joined to 5b protrudes in the surface direction from the periphery of the stage part 5, and the protruding part of the heat radiating stage part 13 is disposed opposite to the back surface of the one end part 7a of the lead 7, Since a gap is formed between the protruding portion and the lead 7, contact between the heat radiation stage 13 and the lead 7 can be avoided.
Further, by forming the downset portion 25c in the connecting lead 25, the lead 7 is arranged in the surface direction with respect to the semiconductor chip 3 fixed to the stage portion 5 as compared with the case where the downset portion 25c is not provided. Can be closer. Therefore, the length of the wire 9 connecting the semiconductor chip 3 and the lead 7 can be set short.

また、接合工程においては、連結リード２５の一端２５ａがステージ部５と共に放熱ステージ部１３の表面１３ａに接合されるため、ステージ部５と放熱ステージ部１３との実質的な接合面積の増加を図ることができる。さらに、ステージ部５及び連結リード２５の一端２５ａを放熱ステージ部１３の表面１３ａに押さえ付けて、ステージ部５の裏面５ｂや放熱ステージ部１３の表面１３ａ、連結リード２５の一端２５ａに接合剤３７を馴染ませるため、ステージ部５と放熱ステージ部１３との実質的な接合強度を向上させることができる。   In the joining step, one end 25a of the connecting lead 25 is joined to the surface 13a of the heat radiating stage part 13 together with the stage part 5, so that a substantial joining area between the stage part 5 and the heat radiating stage part 13 is increased. be able to. Further, the stage portion 5 and one end 25 a of the connecting lead 25 are pressed against the surface 13 a of the heat radiating stage portion 13, and a bonding agent 37 is attached to the back surface 5 b of the stage portion 5, the surface 13 a of the heat radiating stage portion 13, and one end 25 a of the connecting lead 25. Therefore, the substantial bonding strength between the stage unit 5 and the heat radiation stage unit 13 can be improved.

また、接合工程において、ステージ部５を放熱ステージ部１３に押し付けるためには、連結リード２５をクランパー３８により押し下げるため、クランパー３８によりステージ部５を直接放熱ステージ部１３に押し付ける場合と比較して、クランパー３８がワイヤ９に接触することも容易に回避でき、半導体装置１の製造に際してワイヤ９を保護することができる。特に、上記実施形態では、クランパー３８により連結リード２５のアップセット部２５ｄを押し下げるため、クランパー３８がリード７に接触することも確実に防止できる。したがって、放熱ステージ部１３の接合を行う際にリード７とワイヤ９との接合部分を確実に保護でき、半導体装置１の信頼性向上を図ることができる。   Further, in the joining process, in order to press the stage portion 5 against the heat radiation stage portion 13, the connecting lead 25 is pushed down by the clamper 38, so that the stage portion 5 is directly pressed against the heat radiation stage portion 13 by the clamper 38, Contact of the clamper 38 with the wire 9 can be easily avoided, and the wire 9 can be protected when the semiconductor device 1 is manufactured. In particular, in the above embodiment, the clamper 38 pushes down the upset portion 25d of the connecting lead 25, so that the clamper 38 can be reliably prevented from contacting the lead 7. Therefore, when the heat radiation stage portion 13 is joined, the joint portion between the lead 7 and the wire 9 can be reliably protected, and the reliability of the semiconductor device 1 can be improved.

次に、図１３から図２２を参照して本発明の第２実施形態に係る半導体装置５１について説明する。なお、この第２実施形態の半導体装置のうち、第１実施形態の半導体装置１の構成要素と同一の部分については同一符号を付し、その説明を省略する。   Next, a semiconductor device 51 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that, in the semiconductor device of the second embodiment, the same components as those of the semiconductor device 1 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

図１３〜１６に示すように、この実施形態に係る半導体装置５１を構成する放熱ステージ部１３の突出部分には、その厚さ方向に貫通する貫通孔５２が形成されており、この貫通孔５２内には樹脂モールド１１が充填されている。なお、この貫通孔５２は、全てのリード７の一端部７ａとステージ部の厚さ方向に対向する位置に形成されており、連結リード２５に対向する位置には形成されていない。したがって、連結リード２５の一端２５ａは、第１実施形態と同様に、ステージ部５と共に放熱ステージ部１３の表面１３ａに接合されている。   As shown in FIGS. 13 to 16, a through hole 52 penetrating in the thickness direction is formed in the protruding portion of the heat radiation stage portion 13 constituting the semiconductor device 51 according to this embodiment. The inside is filled with a resin mold 11. The through holes 52 are formed at positions facing the one end portions 7 a of all the leads 7 in the thickness direction of the stage portions, and are not formed at positions facing the connecting leads 25. Therefore, one end 25a of the connecting lead 25 is joined to the surface 13a of the heat radiating stage 13 together with the stage 5 as in the first embodiment.

この半導体装置５１を製造する場合には、はじめに第１実施形態と同様のリードフレーム２１を用意する（フレーム準備工程）。
次いで、図１７に示すように、ステージ部５の裏面５ｂに放熱ステージ部１３を接合する（接合工程）。ここで使用する放熱ステージ部１３に貫通孔５２を形成する加工は、放熱ステージ部１３及び折曲板部１５を金属性板材から切り出すと同時、あるいは、放熱ステージ部１３に対する折曲板部１５の折り曲げ加工と同時に実施されてもよいが、個別に実施されてもよい。 When manufacturing the semiconductor device 51, first, the lead frame 21 similar to that of the first embodiment is prepared (frame preparation step).
Next, as shown in FIG. 17, the heat radiation stage unit 13 is bonded to the back surface 5 b of the stage unit 5 (bonding step). The process of forming the through holes 52 in the heat radiation stage 13 used here is performed simultaneously with the cutting of the heat radiation stage 13 and the bent plate part 15 from the metallic plate material or the bending plate part 15 with respect to the heat radiation stage part 13. Although it may be performed simultaneously with the bending process, it may be performed individually.

この接合工程は、リードフレーム２１及び放熱ステージ部１３を第１実施形態と同様の接合用冶具３５に取り付けた状態で行われる。
すなわち、この接合工程においては、ステージ部５及び連結リード２５の一端２５ａと放熱ステージ部１３との間に熱硬化性の接合剤３７を介在させた状態で、ステージ部５及び連結リード２５の一端２５ａを放熱ステージ部１３の表面１３ａに配置し、複数のクランパー３８により各連結リード２５のアップセット部２５ｄをそれぞれ収容凹部３６内に向けて押さえつけることで、ステージ部５及び連結リード２５の一端２５ａを放熱ステージ部１３の表面１３ａに押さえつければよい。
なお、この接合工程においては、第１実施形態と同様に、例えば同一のクランパーにより複数のアップセット部２５ｄを一括して押さえつけてもよい。 This joining process is performed in a state where the lead frame 21 and the heat radiation stage unit 13 are attached to the joining jig 35 similar to the first embodiment.
That is, in this joining step, one end of the stage portion 5 and the connecting lead 25 is provided with the thermosetting bonding agent 37 interposed between the one end 25 a of the stage portion 5 and the connecting lead 25 and the heat radiation stage portion 13. 25a is disposed on the surface 13a of the heat radiation stage 13, and the upset portions 25d of the respective connecting leads 25 are pressed toward the receiving recesses 36 by a plurality of clampers 38, whereby the stage portion 5 and one ends 25a of the connecting leads 25 are provided. May be pressed against the surface 13a of the heat radiation stage 13.
In this joining step, as in the first embodiment, for example, the plurality of upset portions 25d may be pressed together by the same clamper.

以上のように、ステージ部５及び連結リード２５の一端２５ａが放熱ステージ部１３の表面１３ａに接合された状態においては、図１８，１９に示すように、全てのリード７の一端部７ａが、放熱ステージ部１３の突出部分に形成された貫通孔５２とステージ部５の厚さ方向に対向して配されている。これらリードフレーム２１及び放熱ステージ部１３によってリードフレームユニット５３が構成されている。   As described above, in a state where the stage portion 5 and the one end 25a of the connecting lead 25 are joined to the surface 13a of the heat radiation stage portion 13, as shown in FIGS. The through hole 52 formed in the protruding portion of the heat radiation stage portion 13 and the stage portion 5 are arranged to face each other in the thickness direction. The lead frame 21 and the heat radiation stage 13 constitute a lead frame unit 53.

接合工程の後には、図２０に示すように、ステージ部５の表面５ａに接合ペースト３０を介して半導体チップ３を固着し（チップ配置工程）、その後、図２１に示すように、半導体チップ３と複数のリード７の一端部７ａとをワイヤ９で接続する（配線工程）。
この配線工程は、リードフレームユニット５３を配線用冶具５５に取り付けた状態で行われる。配線用冶具５５は、これに取り付けられたリードフレーム２１に熱をかけることが可能なヒート駒として構成されており、この配線用冶具５５には、その上面５５ａから窪んでステージ部５、連結リード２５の一端２５ａ及びダウンセット部２５ｃ、並びに、放熱ステージ部１３を収容する凹部５６が形成されている。なお、配線用冶具５５の上面５５ａには、リード７の他端部７ｂやフレーム枠２７が配されるようになっている。 After the bonding step, as shown in FIG. 20, the semiconductor chip 3 is fixed to the surface 5a of the stage portion 5 via the bonding paste 30 (chip arrangement step), and then, as shown in FIG. And one end portion 7a of the plurality of leads 7 are connected by a wire 9 (wiring process).
This wiring process is performed with the lead frame unit 53 attached to the wiring jig 55. The wiring jig 55 is configured as a heat piece that can apply heat to the lead frame 21 attached to the wiring jig 55. The wiring jig 55 is recessed from the upper surface 55a of the stage portion 5 and the connecting leads. One end 25a of 25, the down set part 25c, and the recessed part 56 which accommodates the thermal radiation stage part 13 are formed. The other end 7b of the lead 7 and the frame frame 27 are arranged on the upper surface 55a of the wiring jig 55.

平面視した凹部５６の大きさは、放熱ステージ部１３及び折曲板部１５をあわせた大きさに依存しており、リード７の一端部７ａは凹部５６の上方に配置されている。なお、図示例においては、連結リード２５のアップセット部２５ｄも凹部５６の上方に配置されているが、このアップセット部２５ｄの一部は、放熱ステージ部１３や折曲板部１５に対向配置されていないため（図１８参照）、凹部５６の平面視形状を工夫して配線用冶具５５の上面５５ａ上に配置してもよい。
さらに、放熱ステージ部１３が配置される凹部５６の底面５６ａには、上方に延びる支持ピン５７が形成されている。この支持ピン５７は、放熱ステージ部１３を凹部５６内に配した状態で、放熱ステージ部１３の貫通孔５２に挿通され、支持ピン５７の先端面５７ａがリード７の一端部７ａをその裏面側から支持する。なお、図示例においては、支持ピン５７の先端面５７ａが、配線用冶具５５の上面５５ａと略同一平面上に位置している。 The size of the concave portion 56 in plan view depends on the combined size of the heat dissipating stage portion 13 and the bent plate portion 15, and one end portion 7 a of the lead 7 is disposed above the concave portion 56. In the illustrated example, the upset portion 25d of the connecting lead 25 is also disposed above the concave portion 56. However, a part of the upset portion 25d is disposed opposite to the heat radiation stage portion 13 and the bent plate portion 15. Since it is not performed (see FIG. 18), the shape of the concave portion 56 in plan view may be devised and disposed on the upper surface 55a of the wiring jig 55.
Furthermore, a support pin 57 extending upward is formed on the bottom surface 56a of the recess 56 in which the heat radiation stage unit 13 is disposed. The support pin 57 is inserted into the through hole 52 of the heat dissipation stage 13 with the heat dissipation stage 13 disposed in the recess 56, and the front end surface 57 a of the support pin 57 connects the one end 7 a of the lead 7 to the back side thereof. Support from. In the illustrated example, the front end surface 57 a of the support pin 57 is positioned on substantially the same plane as the upper surface 55 a of the wiring jig 55.

そして、この配線工程における半導体チップ３とリード７との間のワイヤボンディングは、第１実施形態と同様に、キャピラリ３３によりワイヤ９の一端を半導体チップ３のパッド電極に接合した後に、ワイヤ９の他端をリード７の一端部７ａに押し付けて接合する。ワイヤ９の他端をリード７の一端部７ａに接合する際には、リード７の一端部７ａ及びワイヤ９の他端に超音波及び熱が加えられるが、クランパー３４によりリード７の一端部７ａを支持ピン５７の先端面５７ａに押さえつけてリード７の一端部７ａの振動を抑制している。   Then, in this wiring step, the wire bonding between the semiconductor chip 3 and the lead 7 is performed by bonding one end of the wire 9 to the pad electrode of the semiconductor chip 3 by the capillary 33 as in the first embodiment. The other end is pressed against one end portion 7a of the lead 7 and joined. When the other end of the wire 9 is joined to the one end portion 7 a of the lead 7, ultrasonic waves and heat are applied to the one end portion 7 a of the lead 7 and the other end of the wire 9. Is pressed against the front end surface 57a of the support pin 57 to suppress vibration of the one end portion 7a of the lead 7.

配線工程の終了後には、第１実施形態と同様に、半導体チップ３、ステージ部５、リード７、連結リード２５、ワイヤ９及び放熱ステージ部１３を封止して一体に固定する樹脂モールド１１を成形する（樹脂モールド工程）。樹脂モールド１１の成形後には、樹脂モールド１１の外側に位置する連結リード２５及びフレーム枠２７を切り落とすことで半導体装置５１の製造が完了する。
なお、上述した半導体装置５１の製造方法において、樹脂モールド１１から突出するリード７の他端部７ｂを樹脂モールド１１の下面１１ｂに向けて折り曲げる屈曲加工は、第１実施形態と同様のタイミングで実施すればよい。 After completion of the wiring process, as in the first embodiment, the resin mold 11 for sealing and fixing the semiconductor chip 3, the stage portion 5, the lead 7, the connecting lead 25, the wire 9, and the heat dissipation stage portion 13 is integrated. Molding (resin molding process). After the molding of the resin mold 11, the manufacturing of the semiconductor device 51 is completed by cutting off the connecting leads 25 and the frame frame 27 located outside the resin mold 11.
In the manufacturing method of the semiconductor device 51 described above, the bending process of bending the other end portion 7b of the lead 7 protruding from the resin mold 11 toward the lower surface 11b of the resin mold 11 is performed at the same timing as in the first embodiment. do it.

そして、図２２に示すように、この半導体装置５１を回路基板４１に実装する場合には、第１実施形態と同様に、半田４４を介してリード７の他端部７ｂを電極パッド４２に接合すると共に、半田４５を介して放熱ステージ部１３の裏面１３ｂを放熱用パッド４３に接合すればよい。ここで、放熱ステージ部１３の裏面１３ｂのうち貫通孔５２が形成されている部分、すなわち樹脂モールド１１が充填された部分には半田４５が接合しないため、貫通孔５２が形成された放熱ステージ部１３の裏面１３ｂの面積分だけ放熱ステージ部１３と回路基板４１との接合面積が小さくなる。   As shown in FIG. 22, when the semiconductor device 51 is mounted on the circuit board 41, the other end portion 7b of the lead 7 is bonded to the electrode pad 42 via the solder 44, as in the first embodiment. In addition, the back surface 13 b of the heat radiation stage unit 13 may be joined to the heat radiation pad 43 via the solder 45. Here, since the solder 45 is not joined to the portion where the through hole 52 is formed in the back surface 13b of the heat radiating stage portion 13, that is, the portion filled with the resin mold 11, the heat radiating stage portion where the through hole 52 is formed. 13, the bonding area between the heat radiation stage portion 13 and the circuit board 41 is reduced by the area of the back surface 13 b of 13.

上記半導体装置５１やその製造方法、半導体装置５１の製造に使用するリードフレームユニット５３によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。
また、この半導体装置５１によれば、放熱ステージ部１３に形成される貫通孔５２の大きさを調整することで、放熱ステージ部１３と回路基板４１との接合面積を調整することができる。このため、回路基板４１を湾曲させる力が発生しても、回路基板４１のうち、放熱ステージ部１３との接合部分をこの湾曲に追従させることができ、リード７の他端部７ｂと回路基板４１との接合部分に応力が集中することを防止できる。したがって、リード７が回路基板４１から剥がれることを防ぎ、回路基板４１と半導体チップ３との電気接続を保持することができる。
さらに、半導体装置５１によれば、放熱ステージ部１３の貫通孔５２内に樹脂モールド１１が充填されることによって放熱ステージ部１３と樹脂モールド１１とが相互に係合するため、放熱ステージ部１３と樹脂モールド１１との固定強度向上を図ることができる。 According to the semiconductor device 51, the manufacturing method thereof, and the lead frame unit 53 used for manufacturing the semiconductor device 51, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
Further, according to the semiconductor device 51, the bonding area between the heat radiation stage unit 13 and the circuit board 41 can be adjusted by adjusting the size of the through hole 52 formed in the heat radiation stage unit 13. For this reason, even if the force which curves the circuit board 41 generate | occur | produces, the junction part with the thermal radiation stage part 13 can follow this curve among the circuit boards 41, and the other end part 7b of the lead 7 and a circuit board It is possible to prevent stress from being concentrated on the joint portion with 41. Therefore, it is possible to prevent the lead 7 from being peeled off from the circuit board 41 and to maintain the electrical connection between the circuit board 41 and the semiconductor chip 3.
Furthermore, according to the semiconductor device 51, the resin mold 11 is filled into the through hole 52 of the heat dissipation stage portion 13, so that the heat dissipation stage portion 13 and the resin mold 11 are engaged with each other. The fixing strength with the resin mold 11 can be improved.

また、上述した半導体装置５１の製造方法やリードフレームユニット５３によれば、放熱ステージ部１３のうちリード７の一端部７ａの裏面側に対向する位置に貫通孔５２が形成されているため、配線工程においては、配線用冶具５５の支持ピン５７によりリード７の一端部７ａをその裏面側から支持することができる。したがって、リード７の一端部７ａの裏面側に放熱ステージ部１３の突出部分が対向して配されていても、配線工程を容易に実施することができる。
そして、樹脂モールド工程を除く半導体装置５１の製造工程を配線工程よりも前に実施できることで、半導体チップ３やリード７、ワイヤ９が外力を受けることを防止できる、すなわち、半導体チップ３やリード７とワイヤ９との接合部分に応力がかかることを回避できるため、半導体装置５１の電気的な信頼性向上を図ることができる。 Further, according to the manufacturing method of the semiconductor device 51 and the lead frame unit 53 described above, the through hole 52 is formed at a position facing the back side of the one end portion 7 a of the lead 7 in the heat radiation stage portion 13. In the process, the one end portion 7a of the lead 7 can be supported from the back side thereof by the support pin 57 of the wiring jig 55. Therefore, even if the protruding portion of the heat radiation stage portion 13 is disposed opposite to the back surface side of the one end portion 7a of the lead 7, the wiring process can be easily performed.
Since the manufacturing process of the semiconductor device 51 excluding the resin molding process can be performed before the wiring process, the semiconductor chip 3, the lead 7, and the wire 9 can be prevented from receiving external force, that is, the semiconductor chip 3 and the lead 7. Since it is possible to avoid applying stress to the joint between the wire 9 and the wire 9, it is possible to improve the electrical reliability of the semiconductor device 51.

なお、上記実施形態において、連結リード２５の一端２５ａは、ステージ部５と同じ高さ位置に配置されるとしたが、例えばダウンセット部２５ｃに含まれていてもよい。さらに、連結リード２５の他端２５ｂは、フレーム部２３と同じ高さ位置に配置されるとしたが、例えばアップセット部２５ｄに含まれていてもよい。
また、連結リード２５は、アップセット部２５ｄを備えて構成されるとしたが、少なくともダウンセット部２５ｃを備えて構成されていればよい。ただし、連結リード２５にアップセット部２５ｄを形成しない場合には、上記実施形態のように、連結リード２５の他端２５ｂをフレーム部２３と同じ高さ位置に形成しておくことが好ましい。このように形成しておくことで、接合工程においてクランパー３８を連結リード２５の他端２５ｂに押し付けることができる。また、アップセット部２５ｄを形成しない場合には、接合工程においてクランパー３８がリード７に接触しない程度に、連結リード２５の他端２５ｂとリード７との間に十分な隙間が形成されていることが好ましい。 In the above-described embodiment, the one end 25a of the connecting lead 25 is arranged at the same height as the stage unit 5, but may be included in the downset unit 25c, for example. Furthermore, although the other end 25b of the connecting lead 25 is disposed at the same height position as the frame portion 23, it may be included in the upset portion 25d, for example.
Further, although the connecting lead 25 is configured to include the upset portion 25d, it may be configured to include at least the downset portion 25c. However, when the upset portion 25d is not formed on the connecting lead 25, it is preferable to form the other end 25b of the connecting lead 25 at the same height as the frame portion 23 as in the above embodiment. By forming in this way, the clamper 38 can be pressed against the other end 25b of the connecting lead 25 in the joining step. Further, when the upset portion 25d is not formed, a sufficient gap is formed between the other end 25b of the connecting lead 25 and the lead 7 so that the clamper 38 does not contact the lead 7 in the joining process. Is preferred.

さらに、折曲板部１５の傾斜角度θ１は、樹脂バリの発生や樹脂モールド１１からの剥離を考慮して設定されるだけに限らず、例えば、リード７と放熱ステージ部１３の突出部分との隙間と折曲板部１５の大きさとの関係を考慮し、折曲板部１５がリード７に接触しない角度に設定されることが好ましい。
また、折曲板部１５は、例えば放熱ステージ部１３の角部に形成されてもよいが、この場合には、折曲板部１５と連結リード２５とが互いに接触しないように、折曲板部１５の傾斜角度θ１や連結リード２５のダウンセット部２５ｃの屈曲角度θ２等を適宜設定することが好ましい。例えば放熱ステージ部１３の表面１３ａに対する連結リード２５のダウンセット部２５ｃの屈曲角度θ２を８５度に設定した場合には、放熱ステージ部１３に対する折曲板部１５の傾斜角度θ１を２０度以上かつ７０度以下に設定することが好ましい。 Furthermore, the inclination angle θ1 of the bent plate portion 15 is not limited to be set in consideration of the generation of resin burrs and separation from the resin mold 11, but for example, between the lead 7 and the protruding portion of the heat radiation stage portion 13. In consideration of the relationship between the gap and the size of the bent plate portion 15, it is preferable to set the angle at which the bent plate portion 15 does not contact the lead 7.
The bent plate portion 15 may be formed at, for example, a corner portion of the heat radiation stage portion 13. In this case, the bent plate portion 15 and the connection lead 25 are not in contact with each other. It is preferable to appropriately set the inclination angle θ1 of the portion 15, the bending angle θ2 of the downset portion 25c of the connecting lead 25, and the like. For example, when the bending angle θ2 of the downset portion 25c of the connecting lead 25 with respect to the surface 13a of the heat radiation stage portion 13 is set to 85 degrees, the inclination angle θ1 of the bent plate portion 15 with respect to the heat radiation stage portion 13 is 20 degrees or more and It is preferable to set it to 70 degrees or less.

また、例えば図２３に示すように、放熱ステージ部１３に対して折曲板部１５を傾斜させる折り曲げ部分には、他の部分よりも薄く形成された易変形部１４が形成されていてもよい。この場合には、放熱ステージ部１３に対して折曲板部１５を容易に折り曲げて傾斜させることができるため、放熱ステージ部１３に対する折曲板部１５の傾斜角度θ１を高精度に設定することが可能となる。なお、易変形部１４は、図示例のように放熱ステージ部１３の表面１３ａ側から窪む溝１４Ａによって形成されることがより好ましい。   Further, for example, as shown in FIG. 23, an easily deformable portion 14 formed thinner than other portions may be formed in a bent portion where the bent plate portion 15 is inclined with respect to the heat radiation stage portion 13. . In this case, since the bent plate portion 15 can be easily bent and inclined with respect to the heat radiating stage portion 13, the inclination angle θ1 of the bent plate portion 15 with respect to the heat radiating stage portion 13 is set with high accuracy. Is possible. In addition, as for the easily deformable part 14, it is more preferable to be formed by the groove | channel 14A recessed from the surface 13a side of the thermal radiation stage part 13 like the example of illustration.

また、例えば図２３に示すように、接合剤３７を介して相互に接合されるステージ部５の裏面５ｂ及び放熱ステージ部１３の表面１３ａには、エッチング加工やプレス加工によって凹凸面１６Ａ，１６Ｂが形成されていてもよい。この場合には、接合剤３７に接触するステージ部５の裏面５ｂや放熱ステージ部１３の表面１３ａの面積が増加する。すなわち、ステージ部５と放熱ステージ部１３との実質的な接合面積を増加させることができ、ステージ部５と放熱ステージ部１３との接合強度向上を図ることができる。ここで、凹凸面１６Ａ，１６Ｂの具体例としては、形成される複数の凹部１８Ａ，１８Ｂが挙げられ、凹部１８Ａ，１８Ｂとしては、例えば平面視円形状の有底穴や細長い溝が挙げられる。
なお、凹凸面１６Ａ，１６Ｂは、図示例のようにステージ部５の裏面５ｂ及び放熱ステージ部１３の表面１３ａの両方に形成される必要は無く、少なくともステージ部５の裏面５ｂ及び放熱ステージ部１３の表面１３ａのいずれか一方に形成されていればよい。 For example, as shown in FIG. 23, uneven surfaces 16A and 16B are formed on the back surface 5b of the stage portion 5 and the surface 13a of the heat radiation stage portion 13 which are bonded to each other via a bonding agent 37 by etching or pressing. It may be formed. In this case, the areas of the back surface 5b of the stage unit 5 and the surface 13a of the heat radiation stage unit 13 that are in contact with the bonding agent 37 are increased. That is, the substantial bonding area between the stage unit 5 and the heat radiation stage unit 13 can be increased, and the bonding strength between the stage unit 5 and the heat radiation stage unit 13 can be improved. Here, specific examples of the concavo-convex surfaces 16A and 16B include a plurality of formed recesses 18A and 18B. Examples of the recesses 18A and 18B include a bottomed hole or a long and narrow groove having a circular shape in plan view.
The uneven surfaces 16A and 16B do not need to be formed on both the back surface 5b of the stage unit 5 and the surface 13a of the heat radiation stage unit 13 as in the illustrated example, and at least the back surface 5b and the heat radiation stage unit 13 of the stage unit 5. What is necessary is just to be formed in any one of the surface 13a.

さらに、放熱ステージ部１３には折曲板部１５が形成されるとしたが、ステージ部５と放熱ステージ部１３とが十分な強度で接合されている場合には、特に形成しなくてもよい。
また、放熱ステージ部１３は、平面視略矩形状に形成されるとしたが、特にステージ部５の平面視形状に合わせる必要はなく、任意の平面視形状とすることが可能である。
さらに、放熱ステージ部１３は、金属性の板材によって構成されるとしたが、これに限ることは無く、少なくとも半導体チップ３の熱を効率よく外方に放熱できるように、熱伝導性の高い板材によって構成されていればよい。 Furthermore, although the bent plate portion 15 is formed in the heat radiation stage portion 13, it may not be formed particularly when the stage portion 5 and the heat radiation stage portion 13 are joined with sufficient strength. .
In addition, although the heat radiation stage portion 13 is formed in a substantially rectangular shape in plan view, it is not particularly necessary to match the shape of the stage portion 5 in plan view, and can be in any plan view shape.
Furthermore, although the heat radiation stage portion 13 is composed of a metallic plate material, the present invention is not limited to this, and a plate material having a high thermal conductivity so that at least the heat of the semiconductor chip 3 can be efficiently radiated outward. It is sufficient if it is constituted by.

また、上記実施形態においては、本願発明の半導体装置１，５１をＱＦＰに適用して説明したが、本願発明の半導体装置は、これを実装する回路基板４１の実装面４１ａに樹脂モールド１１の下面１１ｂを対向配置させるタイプに適用することが可能であり、例えばＱＦＮ（Quad Flat Non-leaded package）に適用することもできる。この場合には、例えばリード７の他端部７ｂを樹脂モールド１１内に配すると共にリード７の他端部７ｂのうち回路基板４１の電極パッド４２に接続する接続面だけを樹脂モールド１１の下面１１ｂから露出させればよい。   Moreover, in the said embodiment, although the semiconductor device 1 and 51 of this invention was demonstrated applying QFP, the semiconductor device of this invention is the lower surface of the resin mold 11 on the mounting surface 41a of the circuit board 41 which mounts this. 11b can be applied to the type of opposing arrangement, and for example, it can be applied to a QFN (Quad Flat Non-leaded package). In this case, for example, the other end 7b of the lead 7 is arranged in the resin mold 11 and only the connection surface connected to the electrode pad 42 of the circuit board 41 in the other end 7b of the lead 7 is the lower surface of the resin mold 11. What is necessary is just to expose from 11b.

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the concrete structure is not restricted to this embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included.

この発明の第１実施形態に係る半導体装置を示す概略平面図である。1 is a schematic plan view showing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. 図１の半導体装置を樹脂モールドの下面側から見た状態を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows the state which looked at the semiconductor device of FIG. 1 from the lower surface side of the resin mold. 図１，２のＡ−Ａ矢視断面図である。It is AA arrow sectional drawing of FIG. 図１，２のＢ−Ｂ矢視断面図である。It is a BB arrow sectional drawing of FIGS. 図１の半導体装置の製造に使用するリードフレームを示す概略平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view showing a lead frame used for manufacturing the semiconductor device of FIG. 1. 図５のＣ−Ｃ矢視断面図である。It is CC sectional view taken on the line of FIG. 図５のＤ−Ｄ矢視断面図である。It is DD sectional view taken on the line of FIG. 図１に示す半導体装置の製造方法において、チップ配置工程を示す概略断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a chip arrangement step in the method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 1. 図１に示す半導体装置の製造方法において、配線工程を示す概略断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a wiring step in the method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 1. 図１に示す半導体装置の製造方法において、接合工程を示す概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a bonding step in the method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 1. 図１０の接合工程後の状態を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows the state after the joining process of FIG. 図１の半導体装置を回路基板に実装した例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the example which mounted the semiconductor device of FIG. 1 on the circuit board. この発明の第２実施形態に係る半導体装置を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows the semiconductor device which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図１３の半導体装置を樹脂モールドの下面側から見た状態を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows the state which looked at the semiconductor device of FIG. 13 from the lower surface side of the resin mold. 図１３，１４のＥ−Ｅ矢視断面図である。It is EE arrow sectional drawing of FIG. 図１３，１４のＦ−Ｆ矢視断面図である。It is FF arrow sectional drawing of FIG. 図１３に示す半導体装置の製造方法において、接合工程を示す概略断面図である。FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing a bonding step in the method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 13. 図１７の接合工程後に得られるリードフレームユニットを示す概略平面図である。FIG. 18 is a schematic plan view showing a lead frame unit obtained after the joining step of FIG. 17. 図１８のＧ−Ｇ矢視断面図である。It is GG arrow sectional drawing of FIG. 図１３に示す半導体装置の製造方法において、チップ配置工程を示す概略断面図である。FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing a chip arrangement step in the method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 13. 図１３に示す半導体装置の製造方法において、配線工程を示す概略断面図である。FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing a wiring step in the method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 13. 図１３の半導体装置を回路基板に実装した例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the example which mounted the semiconductor device of FIG. 13 on the circuit board. この発明の第１実施形態及び第２実施形態に係る半導体装置において、ステージ部、放熱ステージ部及び折曲板部の変形例を示す概略平面図である。In the semiconductor device concerning 1st Embodiment and 2nd Embodiment of this invention, it is a schematic plan view which shows the modification of a stage part, a thermal radiation stage part, and a bending board part.

符号の説明Explanation of symbols

１，５１…半導体装置、３…半導体チップ、５…ステージ部、５ａ…表面、５ｂ…裏面、７…リード、９…ワイヤ、１１…樹脂モールド、１３…放熱ステージ部、１３ｂ…裏面、１５…折曲板部、１６Ａ，１６Ｂ…凹凸面、２１…リードフレーム、２３…フレーム部、２５…連結リード、２５ａ…一端、２５ｂ…他端、２５ｃ…ダウンセット部、２５ｄ…アップセット部、３７…接合剤 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,51 ... Semiconductor device, 3 ... Semiconductor chip, 5 ... Stage part, 5a ... Front surface, 5b ... Back surface, 7 ... Lead, 9 ... Wire, 11 ... Resin mold, 13 ... Radiation stage part, 13b ... Back surface, 15 ... Bending plate part, 16A, 16B ... uneven surface, 21 ... lead frame, 23 ... frame part, 25 ... connecting lead, 25a ... one end, 25b ... other end, 25c ... downset part, 25d ... upset part, 37 ... Bonding agent

Claims (8)

半導体チップと、該半導体チップを表面に配した板状のステージ部と、前記半導体チップの周囲に配される複数のリードと、当該リード及び前記半導体チップを相互に電気接続するワイヤと、前記半導体チップ、前記ステージ部、前記リード及び前記ワイヤを一体に固定する樹脂モールドとを備え、
前記複数のリードが、前記ステージ部の厚さ方向に関して当該ステージ部の表面よりも上方に配され、
前記ステージ部の裏面には、当該ステージ部の裏面よりも広い面積を有する板状の放熱ステージ部が固定され、
前記ステージ部の裏面と同じ方向に向く前記放熱ステージ部の裏面が、前記樹脂モールドの外方に露出していることを特徴とする半導体装置。 A semiconductor chip, a plate-like stage portion having the semiconductor chip disposed on the surface, a plurality of leads disposed around the semiconductor chip, wires for electrically connecting the leads and the semiconductor chip to each other, and the semiconductor A chip, a stage part, the lead, and a resin mold for fixing the wire integrally;
The plurality of leads are arranged above the surface of the stage part with respect to the thickness direction of the stage part,
On the back surface of the stage portion, a plate-like heat radiation stage portion having a larger area than the back surface of the stage portion is fixed,
2. A semiconductor device according to claim 1, wherein a back surface of the heat radiation stage portion facing in the same direction as the back surface of the stage portion is exposed to the outside of the resin mold. 前記放熱ステージ部の面方向の周縁に一体に形成され、当該放熱ステージ部に対して前記樹脂モールドの内方側に折曲された折曲板部を備えることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。   2. The bent plate portion formed integrally with a peripheral edge in the surface direction of the heat radiating stage portion and bent toward the inner side of the resin mold with respect to the heat radiating stage portion. Semiconductor device. 前記放熱ステージ部に対する前記折曲板部の傾斜角度が、２０度以上かつ７０度以下に設定されていることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 2, wherein an inclination angle of the bent plate portion with respect to the heat radiation stage portion is set to 20 degrees or more and 70 degrees or less. 前記ステージ部と前記放熱ステージ部とが接合剤を介して相互に接合され、
前記ステージ部の裏面及び当該裏面に接合される前記放熱ステージ部の表面の少なくともいずれか一方に、凹凸面が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の半導体装置。 The stage part and the heat dissipation stage part are bonded to each other via a bonding agent,
The uneven surface is formed in at least any one of the back surface of the said stage part, and the surface of the said thermal radiation stage part joined to the said back surface, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. The semiconductor device described. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記ステージ部と、当該ステージ部の面方向の周囲に配されて前記複数のリードを有するフレーム部と、当該フレーム部及び前記ステージ部を相互に連結する連結リードとを備える金属性薄板からなり、さらに、前記連結リードの少なくとも一部に前記金属性薄板の厚さ方向に延びるダウンセット部を形成することで前記ステージ部の表面が前記フレーム部よりも下方に配置されたリードフレームを用意するフレーム準備工程と、
前記ステージ部の表面に前記半導体チップを固着するチップ配置工程と、
前記半導体チップと前記複数のリードとをワイヤで接続する配線工程と、
前記ステージ部の裏面に前記放熱ステージ部を接合する接合工程と、
前記半導体チップ、前記ステージ部、前記リード、前記連結リード及び前記ワイヤを一体に固定する前記樹脂モールドを成形する樹脂モールド工程と、を順番に実施することを特徴とする半導体装置の製造方法。 A method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 4,
A metal thin plate comprising the stage part, a frame part arranged around the surface direction of the stage part and having the plurality of leads, and a connecting lead for mutually connecting the frame part and the stage part, Further, a frame for preparing a lead frame in which a surface of the stage portion is disposed below the frame portion by forming a downset portion extending in the thickness direction of the metallic thin plate on at least a part of the connecting lead. A preparation process;
A chip placement step of fixing the semiconductor chip to the surface of the stage part;
A wiring step of connecting the semiconductor chip and the plurality of leads with wires;
A joining step of joining the heat dissipating stage part to the back surface of the stage part;
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: sequentially performing a resin mold step of forming the resin mold for integrally fixing the semiconductor chip, the stage portion, the lead, the connecting lead, and the wire. 前記接合工程においては、前記ステージ部と前記放熱ステージ部とが接合剤を介して相互に接合され、さらに、前記連結リードを下方に押下げることで、前記ステージ部を前記放熱ステージ部の表面に向けて押し付けることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置の製造方法。   In the joining step, the stage portion and the heat radiation stage portion are joined to each other via a bonding agent, and further, the stage lead is placed on the surface of the heat radiation stage portion by pressing the connecting lead downward. The semiconductor device manufacturing method according to claim 5, wherein the semiconductor device is pressed toward the semiconductor device. 前記連結リードは、前記フレーム部と前記ダウンセット部との間に形成されて前記ステージ部の表面と同じ方向に向くリードの表面よりも上方に位置するアップセット部を備えることを特徴とする請求項６に記載の半導体装置の製造方法。   The connection lead includes an upset part formed between the frame part and the downset part and positioned above the surface of the lead facing in the same direction as the surface of the stage part. Item 7. A method for manufacturing a semiconductor device according to Item 6. 前記接合工程においては、前記ダウンセット部よりも前記ステージ部側に位置する前記連結リードの一端が、前記ステージ部と共に前記放熱ステージ部の表面に接合されることを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。   6. In the joining step, one end of the connection lead located on the stage part side with respect to the downset part is joined to the surface of the heat radiation stage part together with the stage part. Item 8. The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of Items 7 to 9.
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