JP2012104708A - 接続板、接合構造及び半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】接続板5のうちリード2の上面21aに配される平板状の一端部51に、リード2の上面21aに対向する前記一端部51の下面51bから窪む凹部57を形成する。また、前記接続板5において、前記一端部51に対して折り曲げられることで前記リード2の上面21aに立設される平板状の立設板部54を形成し、前記凹部57を、前記一端部51の下面51bからこれに連なる前記立設板部54の下面54bまで延ばす。
【選択図】図10
Description
また、この種の半導体装置では、半導体チップや接続板の全体、及び、接続板を接合したリードの一端(インナーリード)をモールド樹脂内に埋設し、リードの他端(アウターリード)をモールド樹脂の外側に位置させることが多い。
一方、余分なはんだが濡れ広がらないように、接続板とリードの一端とを接合するはんだの量を減らすと、接続板とリードとの接合が不十分(接続点オープン)となってはんだとリードとの電気接続が不良となり、半導体装置の品質問題が生じる。
また、接続板とリードとの接合面積は、接続板と半導体チップとの接合面積と比較して小さくなることが多く、この場合、前述したリフロー時に半導体チップの位置がずれてしまうと、接続板も半導体チップと共に移動してしまう。その結果として、接続板とリードとの接合を確保できなくなり、半導体装置の品質問題が生じる。
さらに、接続板の一端部に対するはんだの濡れ面積が増加することで、一端部とリードとの接合面積が大きくなるため、接続板の他端部と半導体チップとの接合面積に対する一端部とリードとの接合面積の差を小さく設定できる。したがって、接続板の両端部を半導体チップ及びリードに接合するためにリフローを実施した際に、半導体チップの位置ずれが生じたとしても、接続板が半導体チップと共に移動することを抑制して、接続板とリードとの接合を確保することができる。
このように接続板がリードに接合された状態では、立設板部がその下面側からはんだによって支持されているため、平板状の一端部がリードの上面に沿って立設板部側に移動することを確実に防止することが可能となる。すなわち、接続板をリードに対してより強固に固定することができる。
この構成では、リフローの際に溶融したはんだの表面張力により、はんだを接続板の一端部の下面側から上面まで濡れ広がらせて、一端部をはんだに係合させることができる。すなわち、接続板をリードに対してより強固に固定することができる。
また、前記接続板においては、前記一端部の側面に開口していてもよい。
さらに、前記接続板においては、前記凹部が複数形成されていてもよい。
この構成では、リフロー時に溶融したはんだがリードの一端から他端側に流出することをより確実に防止することができる。
以下、図1〜4を参照して本発明の第一実施形態について説明する。
図1,2に示すように、この実施形態に係る半導体装置1は、導電性を有する板材からなる二つのリード2,3と、各リード2,3の一端21,31(以下、インナーリード21,31とも呼ぶ。)に電気接続される半導体チップ4と、第一リード2の一端21及び半導体チップ4に接合して第一リード2と半導体チップ4とを電気接続する接続板5と、各リード2,3の一端21,31、半導体チップ4及び接続板5を封止するモールド樹脂6とを備えている。この構成では、各リード2,3の他端22,32(以下、アウターリード22,32とも呼ぶ。)が、半導体チップ4を外部に接続するための端子として機能する。
本実施形態の半導体チップ4は、平面視矩形の板状に形成され、例えばダイオードやトランジスタ等のように上面及び下面に電極を形成して構成されている。
二つのリード2,3は、それぞれ導電性を有する板状に形成され、互いに間隔をあけて配されている。
第一リード2の一端21(第一インナーリード21)の上面21aは、はんだ7によって接続板5の一端部51を接合する面をなし(図4参照)、接続板5よりも幅広に形成されている。一方、第二リード3の一端31(第二インナーリード31)の上面31aは、はんだによって半導体チップ4を接合する面をなし、半導体チップ4の接合領域は半導体チップ4と同様の平面視矩形に形成されている。そして、各リード2,3には、その一端21,31の上面21a,31aが他端22,32の上面22a,32aよりも低く位置するように、段差部23,33が形成されている。この段差部23,33は、モールド樹脂6内に位置している。
また、図示例では、二つのインナーリード21,31の上面21a,31aが同じ高さに位置し、第一インナーリード21の上面21aが第二リード3上に配された半導体チップ4の上面よりも低く位置しているが、これに限ることは無く、例えば第一インナーリード21の上面21aと半導体チップ4の上面とが同じ高さに位置するように二つのリード2,3の相対的な高さ位置を適宜設定してもよい。
なお、接続板5の他端部52は、一端部51や連結部53よりも幅広に形成されている。また、連結部53は、断面矩形状に折り曲げられて形成されており、一端部51に対して折り曲げられることで第一インナーリード21の上面21aに立設される立設板部54を有している。
本実施形態の凹部55は、平面視で丸みを帯びた形状に形成されている。なお、図示例では、凹部55の内側面が窪むように湾曲しているが、例えば内側面が凹部55内の空間側に膨出するように湾曲していてもよい。
また、図示例では、凹部55が接続板5の長手方向に交差する一端部51の側面51cに開口しているが、例えば、接続板5の長手方向に沿う一端部51の側面51dに開口してもよい。
このリフローの際には、図4に示すように、第一インナーリード21上で溶融したはんだ7が、接続板5の一端部51の下面51bや側面51c,51dに加え、凹部55の内側面にも濡れ広がることになる。そして、このように濡れ広がったはんだ7が凝固することで、第一リード2や半導体チップ4と接続板5とを接合した接合構造が得られる。
なお、本実施形態では、凹部55が第一リード2の他端22側に向く一端部51の側面51cに開口していることで、リフローの際に溶融したはんだ7が、その表面張力によって第一リード2の他端22側から一端21側に向かう方向に移動しやすくなるため、はんだ7が第一リード2の他端22側に濡れ広がること特に抑制することができる。
以上のことから、接続板5と第一リード2とを確実に電気接続することができ、品質の良好な半導体装置1を提供することが可能となる。
なお、本実施形態では、凹部55が一端部51の板厚方向に貫通しているため、凹部55の幅寸法を適宜調整すれば、溶融したはんだ7の表面張力によって、はんだ7を一端部51の下面51b側から上面51aまで濡れ広がらせて、一端部51をはんだ7に係合させることも可能である。言い換えれば、接続板5を第一リード2に対してより強固に固定することもできる。
また、凹部55は一つに限らず、例えば図6に示すように複数形成されてもよい。この場合、複数の凹部55は、例えば図6に示すように、接続板5の幅方向に連ねて形成されてもよいが、例えば接続板5の幅方向に間隔をあけて形成されていてもよい。
図6(a),(b)に示す凹部55は、いずれも平面視で丸みを帯びた形状となっているが、図6(a)に示す凹部55は、上記第一実施形態と同様に、凹部55の内側面が窪むように湾曲しており、図6(b)に示す凹部55は、その内側面が凹部55内の空間側に膨出するように湾曲している。一方、図6(c)に示す凹部55は、図5と同様の平面視多角形状とされ、具体的には、平面視三角形状に形成されている。
さらに、図6においては、複数の凹部55が一端部51の同一の側面に開口しているが、例えば互いに異なる側面に開口していてもよい。
また、図6において、複数の凹部55は同一の形状に形成されているが、例えば互いに異なる形状に形成されていてもよい。
この構成では、第一実施形態と同様の効果を奏することに加え、リフローを実施した際に、溶融したはんだ7を、毛細管現象等によって一端部51から立設板部54まで凹部55の延在方向に濡れ広がらせることが可能となる。すなわち、接続板5と第一リード2との接合面積をさらに増加させて、接続板5を第一リード2に対してより強固に固定することができる。
次に、本発明の第二実施形態について図8,9を参照して説明する。なお、ここでは、第一実施形態との相違点のみについて説明し、第一実施形態の接続板5や半導体装置1と同一の構成要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
図8,9に示すように、この実施形態に係る接続板5の一端部51には、その板厚方向に貫通するものの、一端部51の側面51c,51dには開口しない凹部56(貫通孔)が形成されている。なお、図示例では、凹部56が丸みを帯びた平面視円形状に形成されているが、矩形状をはじめとする多角形状等の任意の平面視形状に形成されてよい。また、平面視した凹部56の大きさは、例えば図9に示すように、一端部51の板厚方向にわたって一定に設定されてもよいが、例えば接続板5の下面51b側から上面51a側に向かうにしたがって大きくなる、あるいは、小さくなるように設定されてもよい。さらに、凹部56は、一つだけ形成されることに限らず、例えば複数形成されてもよい。
※実2効果(CL2)
この実施形態に係る接続板5では、前述した第一実施形態と同様の効果を奏する。
さらに、はんだ7が凹部56を介して一端部51の上面51aまで濡れ広がるため、一端部51をはんだ7に係合させて、接続板5を第一リード2に対してより強固に固定することができる。
次に、本発明の第三実施形態について図10,11を参照して説明する。なお、ここでは、第一、第二実施形態との相違点のみについて説明し、第一、第二実施形態の接続板5や半導体装置1と同一の構成要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
図10,11に示すように、この実施形態に係る接続板5の一端部51には、その下面51bから窪むと共に、接続板5の長手方向に延びる有底溝状の凹部57が形成されている。
さらに、凹部57の幅寸法は、例えば図11に示すように凹部57の延在方向にわたって一定に設定されてもよいが、例えば凹部57の延在方向に変化するように設定されてもよい。
また、接続板5の長手方向に直交する凹部57の断面形状は、例えば図11(a)に示す三角形状や、図11(b)に示す矩形状等の多角形状とされてもよいし、例えば図11(c)に示す円弧状とされてもよい。
さらに、凹部57が立設板部54まで延びていることで、はんだ7に対する接続板5の濡れ面積が増加するため、接続板5と第一リード2との接合面積を増加させることができる。また、接続板5を第一リード2に接合した状態では、立設板部54がその下面54b側からはんだ7によって支持されているため、一端部51が第一インナーリード21の上面21aに沿って立設板部54側に移動することを確実に防止することができる。以上のことから接続板5を第一リード2に対してより強固に固定することが可能となる。
また、接続板5の一端部51と立設板部54との間の折り曲げ部分における凹部57の底面が傾斜面57aとなっていることで、リフロー時に溶融したはんだ7を一端部51側から立設板部54側に向けてより確実かつ短時間で濡れ広がらせることができる。
例えば凹部55,56,57は、上記実施形態において示したものに限らず、少なくとも第一インナーリード21の上面21aに対向する一端部51の下面51bから窪んで形成されていればよい。
また、接続板5の一端部51と他端部52との間には、断面矩形状に折り曲げられた連結部53が形成されるとしたが、例えば立設板部54のみが形成されてもよい。さらに、接続板5は、例えば連結部53や立設板部54を有さずに、全体が平板状に形成されていてもよい。
2 第一リード
21 一端(インナーリード)
21a 上面
22 他端(アウターリード)
22a 上面
23段差部
3 第二リード
31 一端(インナーリード)
31a 上面
32 他端(アウターリード)
32a 上面
33段差部
4 半導体チップ
5 接続板
51 一端部
51a 上面
51b 下面
51c,51d 側面
52 他端部
53 連結部
54 立設板部
54b 下面
55,56,57 凹部
57a 傾斜面
57b 湾曲面
6 モールド樹脂
7 はんだ
Claims (11)
- 互いに間隔をあけて配された半導体チップ及び導電性を有する板状のリードに両端部を接合することにより、これら半導体チップとリードとを電気接続する接続板であって、
前記リードの上面に配される平板状の一端部には、前記リードの上面に対向する前記一端部の下面から窪む凹部が形成されていることを特徴とする接続板。 - 前記一端部に対して折り曲げられることで前記リードの上面に立設される平板状の立設板部が形成され、
前記凹部が、前記一端部の下面からこれに連なる前記立設板部の下面まで延びていることを特徴とする請求項1に記載の接続板。 - 前記一端部と前記立設板部との間の折り曲げ部分における前記凹部の底面が、前記一端部及び前記立設板部における前記凹部の底面に対して傾斜する平らな傾斜面であることを特徴とする請求項2に記載の接続板。
- 前記凹部が、前記接続板の板厚方向に貫通していることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の接続板。
- 前記凹部が、平面視で丸みを帯びた形状に形成されていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の接続板。
- 前記凹部が、平面視で多角形状に形成されていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の接続板。
- 前記凹部が、前記一端部の側面に開口していることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の接続板。
- 前記凹部が複数形成されていることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の接続板。
- 請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の接続板と、導電性を有する板状のリードとがはんだによって接合されていることを特徴とする接合構造。
- 前記一端部が配置される前記リードの一端の上面が、当該リードの他端の上面よりも低く位置することを特徴とする請求項9に記載の接合構造。
- 請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の接続板を用いて製造される半導体装置であって、
前記接続板の両端部が、はんだによって、互いに間隔をあけて配された半導体チップと導電性を有する板状のリードとに接合されていることを特徴とする半導体装置。
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