JP2012146765A - 半導体装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置および半導体装置の製造方法 Download PDF

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    • H01L2224/32221Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
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    • H01L2224/37138Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
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Abstract

【課題】 小型化および製造の効率化を図るのに適する半導体装置および半導体装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】 主面電極11を含む半導体チップ1と、方向Xaに半導体チップ1に対し離間する実装リード2と、方向Xbに半導体チップ1に対し離間する実装リード3と、主面電極11、実装リード2,3のいずれとも方向Z視において重なり、且つ、主面電極11、および実装リード2,3を互いに導通させる連絡リード51と、半導体チップ1、および実装リード2,3を覆う樹脂部8と、を備え、実装リード2は、方向Zbを向く実装リード底面22を有し、実装リード3は、方向Zbを向く実装リード底面32を有し、樹脂部8は、実装リード底面22,32のいずれとも面一の樹脂底面81を有する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、半導体装置および半導体装置の製造方法に関する。
図47は、従来の半導体装置を示す断面図である。同図に示す半導体装置901は、ディスクリート素子921と、リードフレームの端子部922と、ダイパッド923と、ハンダ層924と、ワイヤー925と、モールド樹脂926とを備える。ディスクリート素子921は、たとえば、トランジスタである。端子部922およびダイパッド923は、金属よりなる。ハンダ層924はディスクリート素子921とダイパッド923とを接合している。ワイヤー925は、ディスクリート素子921と端子部922とにボンディングされている。これにより、ディスクリート素子921と端子部922とが導通している。モールド樹脂926は、ディスクリート素子921、端子部922と、ダイパッド923と、ハンダ層924と、ワイヤー925とを覆っている。モールド樹脂926からは、端子部922の面928と、ダイパッド923の面929とが露出している。
半導体装置901を製造するには、まず、樹脂バリ防止用の耐熱テープ(図示略)に、端子部922とダイパッド923とを接合する。次に、ディスクリート素子921をハンダ層924によってダイパッド923に対し接合する。次に、ディスクリート素子921と端子部922とにワイヤー925をボンディングする。次に、当該耐熱テープに端子部922とダイパッド923とを接合した状態で、端子部922およびダイパッド923などをモールド樹脂914で覆う。次に、端子部922とダイパッド923とから上記耐熱テープを剥がす。以上の工程を経ることにより、半導体装置901が製造される。このような従来の半導体装置については、たとえば特許文献1に記載されている。
半導体装置901においてはディスクリート素子921がダイパッド923に接合されているため、半導体装置901の薄型化が困難であった。そこで薄型化を図ることを目的の一つとして、図46に示す半導体装置が開発されている。同図に示す半導体装置900は、ディスクリート素子911と、リードフレームの端子部912と、ワイヤー915と、モールド樹脂916とを備える。半導体装置900は、半導体装置901におけるダイパッド923およびハンダ層924に相当する構成を備えず、ディスクリート素子911がモールド樹脂916から露出している。このような半導体装置900によって薄型化が図られている。
近年、半導体装置が組み込まれる電子機器の小型化に伴い、半導体装置のさらなる小型化の要望が強い。また、半導体装置の製造の効率化の要望も強い。しかしながら、上述の半導体装置900では、これらの要望を十分に満足させることができない場合がある。
特開2003−68958号公報
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、小型化および製造の効率化を図るのに適する半導体装置および半導体装置の製造方法を提供することを主たる課題とする。
本発明の第1の側面によって提供される半導体装置は、主面電極を含む半導体チップと、上記半導体チップの厚さ方向に直交する方向のうちのいずれか一方向に、上記半導体チップに対し離間する第1実装リードと、上記厚さ方向に直交する方向のうちのいずれか一方向に、上記半導体チップに対し離間する第2実装リードと、上記主面電極、上記第1実装リード、および上記第2実装リードのいずれとも上記厚さ方向視において重なり、且つ、上記主面電極、上記第1実装リード、および上記第2実装リードを互いに導通させる連絡リードと、上記半導体チップ、上記第1実装リード、および上記第2実装リードを覆う樹脂部と、を備え、上記第1実装リードは、上記厚さ方向のうち上記連絡リードから上記主面電極に向かう第1方向を向く第1実装リード底面を有し、上記第2実装リードは、上記第1方向を向く第2実装リード底面を有し、上記樹脂部は、上記第1実装リード底面および上記第2実装リード底面のいずれとも面一の樹脂底面を有する。
本発明の好ましい実施の形態においては、上記半導体チップは、上記樹脂底面から露出する裏面電極を含む。
本発明の好ましい実施の形態においては、上記主面電極および上記連絡リードの間に位置し且つ上記主面電極および上記連絡リードを接合する第1導電性接合部と、上記第1実装リードおよび上記連絡リードの間に位置し且つ上記第1実装リードおよび上記連絡リードを接合する第2導電性接合部と、上記第2実装リードおよび上記連絡リードの間に位置し且つ上記第2実装リードおよび上記連絡リードを接合する第3導電性接合部と、を更に備える。
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第1実装リードは、上記連絡リードに対向する第1実装リード主面を有し、上記第1実装リード主面は、上記厚さ方向視において上記第1実装リード底面よりも上記半導体チップ側に位置する部位を有する。
本発明の好ましい実施の形態においては、上記厚さ方向における上記第1導電性接合部の寸法は、上記厚さ方向における上記第2導電性接合部の寸法、および、上記厚さ方向における上記第3導電性接合部の寸法のいずれよりも大きい。
本発明の好ましい実施の形態においては、上記樹脂部は、上記厚さ方向視において上記半導体チップを囲む樹脂側面を有し、上記第1実装リードは、上記樹脂側面から露出する。
本発明の好ましい実施の形態においては、上記樹脂側面は、上記連絡リードを囲む。
本発明の好ましい実施の形態においては、上記樹脂側面は、上記樹脂底面と鋭角をなすように上記厚さ方向に対し傾斜する傾斜部を有する。
本発明の好ましい実施の形態においては、上記半導体チップは、上記第1実装リードおよび第2実装リードの間に位置する。
本発明の好ましい実施の形態においては、上記連絡リードは、上記第1方向の反対方向を向き且つ上記樹脂部に覆われた連絡リード主面を有する。
本発明の好ましい実施の形態においては、上記連絡リードは、上記第1方向の反対方向を向き且つ上記樹脂部から露出している連絡リード主面を有する。
本発明の好ましい実施の形態においては、上記連絡リードは、断面がコの字状の部位を有する。
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第1実装リードは、上記樹脂側面から突出している。
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第1実装リードは、上記樹脂側面と面一である実装リード側面を更に有する。
本発明の好ましい実施の形態においては、上記樹脂底面から露出している導電体層を更に備え、上記半導体チップは、電極面を有する裏面電極を含み、上記電極面は、上記第1方向を向き且つ上記導電体層に直接接する。
本発明の好ましい実施の形態においては、上記半導体チップは、上記厚さ方向視において、上記導電体層からはみ出ている。
本発明の好ましい実施の形態においては、上記厚さ方向視における上記導電体層の面積は、上記厚さ方向視における上記半導体チップの面積より小さい。
本発明の好ましい実施の形態においては、上記厚さ方向視における上記導電体層の面積は、上記厚さ方向視における上記半導体チップの面積より大きい。
本発明の第2の側面によって提供される半導体装置の製造方法は、テープに、第1実装リードおよび第2実装リードを接合する工程と、上記接合する工程の後に、半導体チップを、上記第1実装リードおよび上記第2実装リードのいずれとも上記半導体チップの厚さ方向において重なる位置に配置する工程と、上記配置する工程の後に、上記半導体チップ、上記第1実装リード、および上記第2実装リードのいずれにも、連絡リードを接合する工程と、上記連絡リードを接合する工程の後に、上記半導体チップ、上記第1実装リード、および上記第2実装リードを樹脂部で覆う工程と、を備える。
本発明の第3の側面によって提供される半導体装置は、第1電極面を有する主面電極、および、上記第1電極面が向く方向である第1方向の反対の第2方向を向く第2電極面を有する裏面電極、を含む半導体チップと、上記第1方向において上記半導体チップに重なる部位を有するリードと、上記第1電極面および上記リードの間に位置し、且つ、上記第1電極面および上記リードを接合する導電性接合部と、上記第2電極面に直接接する導電体層と、上記半導体チップ、上記リード、および、上記導電体層を覆う樹脂部と、を備え、上記リードは、上記第2方向を向き且つ上記樹脂部から露出するリード底面を有し、上記導電体層は、上記樹脂部から露出している。
本発明の好ましい実施の形態においては、上記半導体チップは、上記第2方向視において、上記導電体層からはみ出ている。
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第2方向視における上記導電体層の面積は、上記第2方向視における上記半導体チップの面積より小さい。
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第2方向視における上記導電体層の面積は、上記第2方向視における上記半導体チップの面積より大きい。
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
第1実施形態にかかる実装構造を示す要部断面図である。 図1に示す半導体装置の平面図(一部省略、一部透視化)である。 図2から連絡リードおよび導電性接合部を省略した平面図(一部透視化)である。 図2に示す半導体装置の右側面図である。 図2に示す半導体装置の底面図(一部透視化)である。 図2のVI−VI線に沿う断面図である。 図2のVII−VII線に沿う断面図である。 第1実施形態にかかる半導体装置の変形例を示す断面図である。 第1実施形態にかかる半導体装置の製造方法における一工程を示す要部平面図である。 図9のX−X線に沿う要部断面図である。 図9に続く工程を示す要部平面図である。 図11のXII−XII線に沿う要部断面図である。 図11に続く工程を示す要部平面図である。 図13のXIV−XIV線に沿う要部断面図である。 図13に続く工程を示す要部平面図である。 図15のXVI−XVI線に沿う要部断面図である。 図15に続く工程を示す要部平面図である。 図17のXVIII−XVIII線に沿う要部断面図である。 図18に続く工程を示す要部断面図である。 第1実施形態の第1変形例にかかる半導体装置の平面図(一部省略)である。 図20のXXI−XXI線に沿う断面図である。 第1実施形態の第2変形例にかかる半導体装置の断面図である。 第1実施形態の第3変形例にかかる半導体装置の断面図である。 第1実施形態の第4変形例にかかる半導体装置の断面図である。 図24に示す半導体装置の底面図である。 第1実施形態の第4変形例にかかる半導体装置の製造方法における一工程を示す要部断面図である。 図26に続く工程を示す要部断面図である。 図27に続く工程を示す要部断面図である。 第1実施形態の第5変形例にかかる半導体装置の底面図である。 第2実施形態にかかる実装構造を示す断面図である。 図30に示す半導体装置の平面図(一部透視化)である。 図31に示す半導体装置の正面図である。 図31に示す半導体装置の底面図である。 第2実施形態にかかる半導体装置の製造方法における一工程を示す要部断面図である。 図34に続く工程を示す要部断面図である。 図35に続く工程を示す要部断面図である。 第2実施形態にかかる半導体装置の製造方法における一工程を示す要部平面図である。 図37のXXXVIII−XXXVIII線に沿う要部断面図である。 図37に続く工程を示す要部平面図である。 図39のXL−XL線に沿う要部断面図である。 図39に続く工程を示す要部平面図である。 図41のXLII−XLII線に沿う要部断面図である。 図41に続く工程を示す要部平面図である。 図43のXLIV−XLIV線に沿う要部断面図である。 第2実施形態の第1変形例にかかる半導体装置の底面図である。 従来の半導体装置の一例を示す断面図である。 従来の半導体装置の一例を示す断面図である。
以下、本発明の実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態にかかる実装構造を示す要部断面図である。
同図に示された実装構造801は、半導体装置100と、配線基板106と、ハンダ層107〜109とを備える。
配線基板106は、たとえばプリント配線基板である。配線基板106は、たとえば、絶縁基板と、当該絶縁基板に形成されたパターン電極(図示略)とを含む。半導体装置100は配線基板106に搭載されている。半導体装置100と、配線基板106との間には、ハンダ層107〜109が介在している。ハンダ層107〜109は、半導体装置100と配線基板106とを接合している。
図2は、図1に示す半導体装置の平面図(一部省略、一部透視化)である。図3は、図2から連絡リードおよび導電性接合部を省略した平面図(一部透視化)である。図4は、図2に示す半導体装置の右側面図である。図5は、図2に示す半導体装置の底面図(一部透視化)である。図6は、図2のVI−VI線に沿う断面図である。図7は、図2のVII−VII線に沿う断面図である。なお、図2、図3では、樹脂部8の記載を省略し、樹脂部8を想像線で示している。図1には、図2のI−I線に沿う半導体装置100の断面が記載されている。
これらの図に示された半導体装置100は、半導体チップ1と、実装リード2〜4と、連絡リード51,52と、導電性接合部61〜65と、樹脂部8と、を備える。
図1〜図3、図5〜図7に示す半導体チップ1は、半導体からなる素子である。半導体チップ1としては、たとえば、ダイオード、トランジスタ、もしくは、ICが挙げられる。本実施形態では、半導体チップ1はトランジスタである。図2、図3に示すように、半導体チップ1は、平面視矩形状である。半導体チップ1は、チップ側面16〜19を有する。チップ側面16は、YZ平面に広がる平面状であり、且つ、方向Xのうち一方向(以下、方向Xaと言う)を向く。チップ側面17は、ZX平面に広がる平面状であり、且つ、方向Yのうち一方向(以下、方向Ya方向と言う)を向く。チップ側面18は、YZ平面に広がる平面状であり、且つ、方向Xのうち他方向(以下、方向Xbと言う)を向く。チップ側面19は、ZX平面に広がる平面状であり、且つ、方向Yのうち他方向(以下、方向Ybと言う)を向く。チップ側面16およびチップ側面17、チップ側面17およびチップ側面18、チップ側面18およびチップ側面19、チップ側面19およびチップ側面16、は互いにつながる。半導体チップ1の厚さ(方向Zにおける寸法)は、たとえば、200μmである。半導体チップ1の方向Xにおける寸法は、たとえば、2000μmであり、半導体チップ1の方向Yにおける寸法は、たとえば、4000μmである。
図3、図5、図7に示すように、半導体チップ1は、主面電極11,12および裏面電極13を含む。主面電極11は、電極面111を有する。主面電極12は、電極面121を有する。電極面111,121はいずれも、半導体チップ1の厚さ方向Zのうちの一方向(以下、方向Zaと言う)を向く。裏面電極13は、電極面131を有する。電極面131は、半導体チップ1の厚さ方向Zのうちの他方向(以下、方向Zbと言う)を向く。
本実施形態においては、主面電極11はソース電極であり、主面電極12はゲート電極であり、裏面電極13はドレイン電極である。本実施形態と異なり、半導体チップは、主面電極11がたとえばドレイン電極であるものなどであってもよい。半導体チップがダイオードである場合には、当該半導体チップが主面電極12を含んでいなくてもよい(すなわち本実施形態でいう主面電極11のみであってもよい)。また、半導体チップがICである場合には、半導体チップは2つの主面電極のみを含むのではなく、さらに多くの主面電極を含んでいても良い。半導体チップがトランジスタである場合であっても、必ずしも、半導体チップが裏面電極を含んでいる必要はない。この場合には、半導体チップが3つの主面電極を含んでいれば良い。
図1〜図7に示す実装リード2〜4はそれぞれ、半導体装置100を配線基板106に実装するためのものである。実装リード2〜4は、たとえば銅などの導体よりなる。実装リード2,3は主面電極11に導通し、実装リード4は主面電極12に導通している。図1、図3、図7に示すように、実装リード2〜4および半導体チップ1は、方向Z視において、互いに異なる位置に配置されている。また、各実装リード2〜4は、方向Zにおいて、半導体チップ1に重なる部位を有する。すなわち、実装リード2〜4は、それぞれ、半導体チップ1の厚さ方向Zに直交する方向のうちのいずれか一方に、半導体チップ1に対し離間している。具体的には、実装リード2は、方向Xaに、半導体チップ1に対し離間している。実装リード3は、方向Xbに、半導体チップ1に対し離間している。実装リード4は、方向Xbに、半導体チップ1に対し離間している。そのため、実装リード2と実装リード3との間に、半導体チップ1が位置する。また、実装リード2と実装リード4との間に、半導体チップ1が位置する。
図1に示すように、実装リード2は、実装リード主面21と実装リード底面22とを有する。実装リード主面21および実装リード底面22はいずれも、XY平面に広がる平面状である。実装リード主面21は方向Zaを向き、実装リード底面22は方向Zbを向く。すなわち、実装リード主面21および実装リード底面22は、互いに反対方向を向く。本実施形態では、実装リード主面21は、電極面111よりも方向Za側(すなわち図1では電極面111よりも上側)に位置する。そのため、実装リード2は、半導体チップ1よりも厚い。実装リード底面22は、ハンダ層108を介して、配線基板106の配線層に接合されている。これにより、実装リード2が配線基板106の配線層と導通している。
図3、図5に示すように、実装リード2は、支持部26と、複数(本実施形態では3つ)の帯状部27とを含む。支持部26は、後述の連絡リード51を支持するためのものである。支持部26は、方向Yに沿って延びる形状である。支持部26は、チップ側面16に沿う形状であり、チップ側面16に対向している。
図3、図5に示すように、支持部26は、基部261と、第1延出部262と、2つの第2延出部263,264とを有する。基部261は、実装リード主面21および実装リード底面22を構成している。基部261は、支持部26のうち、方向Z視において実装リード底面22と重なる部位である。第1延出部262は、実装リード主面21を構成している。第1延出部262は、方向Z視において、基部261から半導体チップ1に向かって延び出た形状である。そのため、実装リード主面21は、方向Z視において、実装リード底面22よりも半導体チップ1側に位置する部位を有する。すなわち、本実施形態においては、実装リード主面21は、方向Z視において、実装リード底面22よりも半導体チップ1に近接する部位を有する。図3,図5に示すように、支持部26は、方向Yにわたって長く延びる第1延出部262を有することが好ましいが、支持部26は、方向Yに沿って配列された複数の第1延出部を有していても良い。図1に示すように、第1延出部262は、方向Zにおいて、半導体チップ1に重なる。更に本実施形態においては、第1延出部262は、方向Zにおいて、主面電極11に重なる。
図3,図5に示す第2延出部263,264は、実装リード主面21を構成している。第2延出部263は、基部261から方向Yaに延び出た形状である。そのため、実装リード主面21は、方向Z視において、実装リード底面22よりも方向Yaに位置する部位を有する。一方、第2延出部264は、基部262から方向Ybに延び出た形状である。そのため、実装リード主面21は、方向Z視において、実装リード底面22よりも方向Ybに位置する部位を有する。第2延出部263,264は、実装リード2が後述の樹脂部8から脱落するのを防止するための部位である。
図3,図5に示すように、3つの帯状部27は、方向Yに配列されている。各帯状部27は、方向Xに沿って延びる帯状である。各帯状部27は、支持部26(本実施形態においては基部261)につながる。各帯状部27と半導体チップ1との間に支持部26が位置する。各帯状部27は、実装リード主面21および実装リード底面22を構成している。
図1に示す実装リード3は、実装リード2と略同様の構成を有する。実装リード3は、実装リード主面31と実装リード底面32とを有する。実装リード主面31および実装リード底面32はいずれも、XY平面に広がる平面状である。実装リード主面31は方向Zaを向き、実装リード底面32は方向Zbを向く。すなわち、実装リード主面31および実装リード底面32は、互いに反対方向を向く。本実施形態では、実装リード主面31は、電極面111よりも方向Za側(すなわち、図1では、電極面111よりも上側)に位置する。そのため、実装リード3は、半導体チップ1よりも厚い。実装リード底面32は、ハンダ層109を介して、配線基板106の配線層に接合されている。これにより、実装リード3が配線基板106の配線層と導通している。
図3、図5に示すように、実装リード3は、支持部36と、複数(本実施形態では2つ)の帯状部37とを含む。支持部36は、後述の連絡リード51を支持するためのものである。支持部36は、方向Yに沿って延びる形状である。支持部36はチップ側面18に沿う形状であり、チップ側面18に対向している。
図3、図5に示すように、支持部36は、基部361と、第1延出部362と、2つの第2延出部363,364とを有する。基部361は、実装リード主面31および実装リード底面32を構成している。基部361は、支持部36のうち、方向Z視において実装リード底面32と重なる部位である。第1延出部362は、実装リード主面31を構成している。第1延出部362は、方向Z視において、基部361から半導体チップ1に向かって延び出た形状である。そのため、実装リード主面31は、方向Z視において、実装リード底面32よりも半導体チップ1側に位置する部位を有する。すなわち、本実施形態においては、実装リード主面31は、方向Z視において、実装リード底面32よりも半導体チップ1に近接する部位を有する。図3,図5に示すように、支持部36は、方向Yにわたって長く延びる第1延出部362を有することが好ましいが、支持部36は、方向Yに沿って配列された複数の第1延出部を有していても良い。図1に示すように、第1延出部362は、方向Zにおいて、半導体チップ1に重なる。更に本実施形態においては、第1延出部362は、方向Zにおいて、主面電極11に重なる。
図3,図5に示す第2延出部363,364は、実装リード主面31を構成している。第2延出部363は、基部361から方向Yaに延び出た形状である。そのため、実装リード主面31は、方向Z視において、実装リード底面32よりも方向Yaに位置する部位を有する。一方、第2延出部364は、基部361から方向Ybに延び出た形状である。そのため、実装リード主面31は、方向Z視において、実装リード底面32よりも方向Ybに位置する部位を有する。第2延出部363,364は、実装リード3が後述の樹脂部8から脱落するのを防止するための部位である。
図3,図5に示すように、2つの帯状部37は、方向Yに配列されている。各帯状部37は、方向Xに沿って延びる帯状である。各帯状部37は、支持部36(本実施形態においては基部361)につながる。各帯状部37と半導体チップ1との間に支持部36が位置する。各帯状部37は、実装リード主面31および実装リード底面32を構成している。
なお、実装リード3では、実装リード2と異なり、支持部36が、複数の帯状部37のうち実装リード4に近接するものよりも、実装リード4側に延び出ている。
図3、図5、図7に示す実装リード4は、実装リード主面41と実装リード底面42とを有する。実装リード主面41および実装リード底面42はいずれも、XY平面に広がる平面状である。実装リード主面41は、方向Zaを向き、実装リード底面42は、方向Zbを向く。すなわち、実装リード主面41および実装リード底面42は、互いに反対方向を向く。本実施形態では、実装リード主面41は、電極面111よりも方向Za側に位置する。すなわち、実装リード4は、半導体チップ1よりも厚い。実装リード底面42は、ハンダ層(図示略)を介して、配線基板106の配線層に接合されている。これにより、実装リード4が配線基板106の配線層と導通している。
図3、図5に示すように、実装リード4は、支持部46と、帯状部47とを含む。支持部46は、後述の連絡リード52を支持するためのものである。支持部46はチップ側面18に沿う形状であり、且つ、チップ側面18に対向している。
図3、図5に示すように、支持部46は、基部461と、第1延出部462と、第2延出部463とを有する。基部461は、実装リード主面41および実装リード底面42を構成している。基部461は、支持部46のうち、方向Z視において実装リード底面42と重なる部位である。第1延出部462は実装リード主面41を構成している。第1延出部462は、方向Z視において、基部461から半導体チップ1に向かって延び出た形状である。そのため、実装リード主面41は、方向Z視において、実装リード底面42よりも半導体チップ1側に位置する部位を有する。すなわち、本実施形態においては、実装リード主面41は、方向Z視において、実装リード底面42よりも半導体チップ1に近接する部位を有する。図7に示すように、第1延出部462は、方向Zにおいて、半導体チップ1に重なる。更に本実施形態においては、第1延出部462は、方向Zにおいて、主面電極11に重なる。
第2延出部463は、実装リード主面41を構成している。第2延出部463は、基部461から方向Ybに延び出た形状である。そのため、実装リード主面41は、方向Z視において、実装リード底面42よりも方向Ybに位置する部位を有する。第2延出部463は、実装リード4が後述の樹脂部8から脱落するのを防止するための部位である。
帯状部47は、方向Xに沿って延びる帯状である。帯状部47は、支持部46(本実施形態においては基部461)につながる。帯状部47と半導体チップ1との間に支持部46が位置する。帯状部47は、実装リード主面41および実装リード底面42を構成している。
図1、図2、図6、図7に示す連絡リード51は、主面電極11と、実装リード2と、実装リード3と、を互いに導通させるためのものである。連絡リード51は、たとえば、銅などの導体よりなる。図2によく表れているように、連絡リード51は、主面電極11、実装リード2、および実装リード3のいずれにも、方向Z視において重なる。連絡リード51は、方向Z視において、第1延出部262,362に重なる。連絡リード51の方向Xにおける寸法は、半導体チップ1の方向Xにおける寸法より大きい。更に、連絡リード51は、方向Z視において、実装リード2および実装リード3に跨る。方向Yにおける連絡リード51の寸法は、半導体チップ1の方向Yにおける寸法および実装リード3の方向Yにおける寸法の各々よりも大きくても小さくてもよいが、本実施形態では、方向Yにおける連絡リード51の寸法は、半導体チップ1の方向Yにおける寸法および実装リード3の方向Yにおける寸法のいずれよりも小さい。図2では、連絡リード51は、方向Z視において矩形の一つの角が欠けた形状であるが、連絡リード51の形状はこれに限られない。本実施形態においては、連絡リード51は、XY平面に沿う板状である。
連絡リード51の厚さ(方向Zにおける寸法)は、たとえば、100〜500μmである。連絡リード51の方向Xにおける寸法は、たとえば、1000〜100000μmである。連絡リード51の方向Yにおける寸法は、たとえば、1000〜100000μmである。
図1、図2、図6に示すように、連絡リード51は、連絡リード主面511と、連絡リード裏面512と、連絡リード側面513,514とを有する。連絡リード主面511は、XY平面に沿う平面状であり、且つ、方向Zaを向く。連絡リード裏面512は、XY平面に沿う平面状であり、且つ、方向Zbを向く。すなわち、連絡リード主面511および連絡リード裏面512は、互いに反対側を向く。連絡リード裏面512は、電極面111および実装リード主面21,31に対向している。連絡リード側面513は、方向Xaを向き、連絡リード側面514は、方向Xbを向く。方向Z視において、連絡リード側面513は実装リード2と重なり、連絡リード側面514は実装リード3と重なる。
図2、図6に示すように、連絡リード51には、2つの凹部518および1つの凹部519が形成されている。各凹部518は、連絡リード側面513から半導体チップ1の位置する側に凹む。同様に、凹部519は、連絡リード側面514から半導体チップ1の位置する側に凹む。なお、本実施形態と異なり、連絡リード51に凹部518,519が形成されていなくてもよい。
図2、図7に示す連絡リード52は、主面電極12と、実装リード4とを互いに導通させるためのものである。連絡リード52は、連絡リード主面521と連絡リード裏面522とを有する。連絡リード52は、主面電極と実装リードとを導通させるといった連絡リード51の機能と略同様の機能を果たすため、説明を省略する。
図1、図2、図6、図7に示す各導電性接合部61〜65は導体よりなる。導電性接合部61〜65を構成する導体としては、ハンダ、もしくは、銀などが挙げられる。本実施形態においては、導電性接合部61〜65を構成する導体は、ハンダである。
図1、図2に示すように、各導電性接合部61は、連絡リード51(連絡リード裏面512)および主面電極11(電極面111)の間に介在している。導電性接合部61は、連絡リード51(連絡リード裏面512)および主面電極11(電極面111)を接合している。各導電性接合部61は、連絡リード51および主面電極11に直接接している。これにより、導電性接合部61を介して、連絡リード51および主面電極11が導通している。
導電性接合部62は、連絡リード51(連絡リード裏面512)および実装リード2(実装リード主面21)の間に介在している。導電性接合部62は、連絡リード51(連絡リード裏面512)および実装リード2(実装リード主面21)を接合している。導電性接合部62は、連絡リード51および実装リード2に直接接している。これにより、導電性接合部62を介して、連絡リード51および実装リード2が導通している。図2、図6に示ように、導電性接合部62は、凹部518に入り込んでいることもある。
図1、図2に示すように、導電性接合部62と同様に、導電性接合部63は、連絡リード51(連絡リード裏面512)および実装リード3(実装リード主面31)の間に介在している。導電性接合部63は、連絡リード51(連絡リード裏面512)および実装リード3(実装リード主面31)を接合している。導電性接合部63は、連絡リード51および実装リード3に直接接している。これにより、導電性接合部63を介して、連絡リード51および実装リード3が導通している。図2、図6に示ように、導電性接合部63は、凹部519に入り込んでいることもある。
以上より、本実施形態では、ソース電極たる主面電極11と、実装リード2,3と、連絡リード51と、導電性接合部61〜63と、ハンダ層108,109とが、互いに導通している。なお、ハンダ層108とハンダ層109とは、配線基板106における配線層を介して導通してもいる。
上述のように、実装リード主面21は、電極面111よりも方向Za側に位置する(図1参照)。そのため、電極面111と連絡リード51との離間距離(すなわち導電性接合部61の方向Zにおける寸法)は、実装リード主面21と連絡リード51との離間距離(すなわち導電性接合部62の方向Zにおける寸法)よりも大きい。同様に、電極面111と連絡リード51との離間距離(すなわち導電性接合部61の方向Zにおける寸法)は、実装リード主面31と連絡リード51との離間距離(すなわち導電性接合部63の方向Zにおける寸法)よりも大きい。
図2、図7に示す導電性接合部64は、連絡リード52および主面電極12(電極面121)の間に介在している。導電性接合部64は、連絡リード51および主面電極12を接合するためのものである。導電性接合部65は、連絡リード52および実装リード4(実装リード主面41)の間に介在している。導電性接合部65は、連絡リード52および実装リード4を接合するためのものである。本実施形態では、ゲート電極たる主面電極12と、実装リード4,連絡リード52と、導電性接合部64,65とが、互いに導通している。
図1〜図7に示す樹脂部8は、半導体チップ1と、実装リード2〜4と、連絡リード51,52と、導電性接合部61〜65と、を覆っている。樹脂部8は、たとえば、黒色のエポキシ樹脂よりなる。図1に示すように、樹脂部8は、樹脂底面81と、樹脂側面82と、樹脂主面83とを有する。樹脂底面81は、XY平面に広がる平面状であり、且つ、方向Zの一方(以下、方向Zbと言う)を向く。樹脂底面81からは、実装リード底面22,32,42と、裏面電極13とが露出している。樹脂底面81と、実装リード底面22,32,42と、裏面電極13の電極面131とは、面一となっている。
図1、図2、図4に示すように、樹脂側面82は、方向Z視において、半導体チップ1を囲む形状である。本実施形態においては、樹脂側面82は、連絡リード51,52のいずれをも囲んでいる。樹脂側面82は、直立部821と、傾斜部822とを有する。直立部821は、樹脂底面81とつながる。直立部821と樹脂底面81とは垂直である。直立部821からは、実装リード2における帯状部27と、実装リード3における帯状部37と、実装リード4における帯状部47とが露出している。本実施形態においては、直立部821からは、帯状部27,37,47が突出している。なお、本実施形態と異なり、直立部821から帯状部27,37,47が突出しておらず、たとえば、帯状部27が、樹脂側面82と面一の側面271(図8参照、帯状部37,47も同様)を有していても良い。図1に示すように、傾斜部822は、樹脂底面81と鋭角をなすように、方向Zに対し傾斜している。傾斜部822は、直立部821につながる。
樹脂主面83は、方向XY平面に広がる平面状である。樹脂主面83は、傾斜部822につながる。樹脂主面83と半導体チップ1との間に連絡リード51が位置する。すなわち、連絡リード主面511は、樹脂部8に覆われている。なお、本実施形態と異なり、図8に示すように、樹脂主面83から連絡リード51が露出していてもよい。同図では、樹脂主面83と連絡リード主面511とが面一となっている。
次に、図9〜図19を用いて、半導体装置100の製造方法の一例について、簡単に説明する。
まず、図9、図10に示すように、テープ881に、実装リード20,30,40を接合する。テープ881は、耐熱テープであり、たとえば、ポリイミドよりなる。耐熱テープとしては、日東電工製「TRM6250」などを用いることができる。実装リード20,30,40のテープ881への接合においては、実装リード20の実装リード底面220と、実装リード30の実装リード底面320と、実装リード40の実装リード底面とを、テープ881に接合する。これにより、樹脂部8を形成する後述の工程で、実装リード底面220,320等に、樹脂バリが形成されにくくなる。
次に、図11、図12に示すように、テープ881に半導体チップ1を接合する。半導体チップ1は、半導体チップ1の厚さ方向Zにおいて実装リード20,30,40のいずれとも重なる位置に、配置する。半導体チップ1のテープ881への接合においては、裏面電極13の電極面131をテープ881に接合する。これにより、樹脂部8を形成する後述の工程で、電極面131に樹脂バリが形成されにくくなる。
次に、図13、図14に示すように、複数の導電性接合材67を、半導体チップ1の主面電極11,12と、実装リード20の実装リード主面210と、実装リード30の実装リード主面310と,実装リード40の実装リード主面410とに塗布する。本実施形態では、導電性接合材67は、たとえば、ハンダよりなる。
次に、図15、図16に示すように、連絡リード51,52を導電性接合材67上に配置する。具体的には、連絡リード51は、方向Z視において、主面電極11と実装リード20,30とに重なる位置に配置する。また連絡リード52は、方向Z視において、主面電極12と実装リード40とに重なる位置に配置する。次に、連絡リード51,52が配置された製品をリフロー炉にて加熱する。このようにして、連絡リード51が主面電極11と実装リード20,30とに、連絡リード52が主面電極12と実装リード40とに接合される。なお、連絡リード51,52の接合工程を経ると、導電性接合材67由来の導電性接合部61〜65が形成される。
次に、図17、図18に示すように、樹脂部8を形成する。樹脂部8の形成は、半導体チップ1,実装リード20,30,40、連絡リード51,52、および導電性接合部61〜65を金型882とテープ881とが収容している状態で、行う。
次に、図19に示すように、テープ881を、半導体チップ1、実装リード20,30、および樹脂部8から剥離する。次に、実装リード20,30,40(実装リード40は図示していない)をDc1線に沿って切断する。これにより、図1に示した半導体装置100が製造される。
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
半導体装置100は、複数の実装リード2,3を備える。実装リード2は、方向Xaに、半導体チップ1に対し離間している。一方、実装リード3は、方向Xbに、半導体チップ1に対し離間している。このような構成によると、図11、図12を参照して説明したように、実装リード2,3をテープ881に接合したのちに、半導体チップ1を、半導体チップ1の厚さ方向Zにおいて実装リード2,3のいずれとも重なる位置に、配置できる。そうすると、半導体チップ1を配置するための装置は、実装リード2,3の位置を確認しながら、半導体チップ1が実装リード2,3のいずれにも接触しないように、半導体チップ1を配置できる。よって、半導体チップ1を製造する際に、実装リード2ないし実装リード3に半導体チップ1が接触するおそれが少ない。そのため、方向Z視における半導体チップ1と実装リード2との離間距離、および、方向Z視における半導体チップ1と実装リード3との離間距離を過度に大きくする必要がない。これにより、方向Z視における半導体チップ1と実装リード2との離間距離、および、方向Z視における半導体チップ1と実装リード3との離間距離を小さくすることができる。したがって、半導体装置100は小型化を図るのに適する。
図2に示したように、半導体装置100は、主面電極11と実装リード2,3とを互いに導通させる連絡リード51を備える。連絡リード51は、方向Z視において、主面電極11と実装リード2,3とに重なる。このような構成によると、方向Zにおいて実装リード2,3のいずれとも重なる位置に半導体チップ1を配置したのちに、主面電極11と実装リード2,3とを、連絡リード51を介して一度に導通させることができる。そのため、主面電極11と実装リード2とを、並びに、主面電極11と実装リード3とを、それぞれ、ワイヤで接続する必要がない。したがって、半導体装置100は、製造の効率化を図るのに適する。
図1に示したように、半導体装置100においては、半導体チップ1は、樹脂底面81から露出する裏面電極13を含む。このような構成によると、半導体チップ1にて発生した熱は、樹脂部8を介さずに、裏面電極13から半導体装置100の外部に放たれうる。よって、半導体チップ1にて発生した熱は、半導体装置100の外部に放たれやすくなる。したがって、半導体装置100は、半導体チップ1が過度に高温となることを抑制するのに適する。すなわち、半導体装置100は、放熱性に優れている。
半導体装置100においては、実装リード2は、連絡リード51に対向する実装リード主面21を有する。実装リード主面21は、方向Z視において、実装リード底面22よりも半導体チップ1側に位置する部位(第1延出部262)を有する。このような構成によると、導電性接合部62が接合される実装リード主面21の面積を大きくしつつ、裏面電極13と実装リード底面22とをより離間させることができる。実装リード主面21の面積を大きくすることは、連絡リード51と実装リード2とを導電性接合部62によってより強固に接合するのに好適である。一方、実装リード底面22を裏面電極13から離間すればするほど、半導体装置100を配線基板106に実装した状態において、裏面電極13に接合されるハンダ層107と、実装リード底面22に接合されるハンダ層108とがより大きく離間することとなる。したがって、半導体装置100が配線基板106に実装された状態において、ハンダ層107とハンダ層108とが接触することにより導通する不都合を回避できる。以上より、半導体装置100によると、連絡リード51と実装リード2とをより強固に接続でき、且つ、ハンダ層107とハンダ層108とが導通する不具合を回避できる。
半導体装置100においては、実装リード3は、連絡リード51に対向する実装リード主面31を有する。実装リード主面31は、方向Z視において、実装リード底面32よりも半導体チップ1側に位置する部位(第1延出部362)を有する。このような構成によると、上述したのと同様の理由により、連絡リード51と実装リード3とをより強固に接続でき、且つ、ハンダ層107とハンダ層109とが導通する不具合を回避できる。
半導体装置100においては、樹脂側面82(本実施形態では傾斜部822)は、連絡リード51を囲む。すなわち、連絡リード51の側面は樹脂部8に覆われている。このような構成は、半導体装置100の耐湿性の向上を図るのに適する。更に、連絡リード主面511が、樹脂部8に覆われている。このような構成も、半導体装置100の耐湿性の向上を図るのに適する。
一方、図8に示したように、連絡リード主面511が樹脂主面83から露出している場合には、連絡リード主面511から半導体装置の外部に半導体チップ1にて発生した熱が放たれやすい。したがって、連絡リード主面511が樹脂主面83から露出している構成は、半導体装置の放熱性の向上を図るのに適する。
半導体装置100においては、連絡リード51に凹部518,519が形成されている。このような構成によると、連絡リード51を半導体チップ1と実装リード2,3とに接合する際に、凹部518,519に図13,14に示す導電性接合材67を入り込ませることで、導電性接合材67による連絡リード51のセルフアラインメント効果が期待できる。また、凹部518,519に導電性接合材67が入り込むと、連絡リード51がXY平面に対し傾斜することを抑制することもできる。
図20〜図29は、本実施形態の変形例を示している。なお、これらの図において、上述の実施形態と同一または類似の要素には、上記の実施形態と同一の符号を付している。
<第1実施形態にかかる半導体装置の第1変形例>
図20,図21を用いて、本実施形態の半導体装置の第1変形例について説明する。
図20は、本変形例にかかる半導体装置の平面図(一部省略)である。図21は、図20のXXI−XXI線に沿う断面図である。
これらの図に示す半導体装置101は、半導体チップ1と、実装リード2〜4と、連絡リード51,52と、導電性接合部61〜65と、樹脂部8と、を備える。半導体装置101では、実装リード2,3および導電性接合部62,63を除き、半導体チップ1、実装リード4、連絡リード51,52、導電性接合部61,64,65、および樹脂部8の各構成は、上述の半導体装置100と同様であるから、説明を省略する。
実装リード2は、支持部26に2つの凹部28が形成されている点において、上述の半導体装置100と相違し、その他の点は同様である。各凹部28は、実装リード主面21から実装リード底面22に向かって凹む形状である。各凹部28は、支持部26のうち、半導体チップ1が位置している側とは反対側の端部に位置する。各凹部28は、方向Yにおいて、隣接する2つの帯状部27どうしの間に位置する。
実装リード3は、支持部36に2つの凹部38が形成されている点において、上述の半導体装置100と相違し、その他の点は同様である。各凹部38は、実装リード主面31から実装リード底面32に向かって凹む形状である。各凹部38は、支持部36のうち、半導体チップ1が位置している側とは反対側の端部に位置する。2つの凹部38のうちの1つは、方向Yにおいて、2つの帯状部37どうしの間に位置する。
図21に示すように、本実施形態における導電性接合部62は、各凹部28に入り込んでいることがある。同様に、本実施形態における導電性接合部63は、凹部38に入り込んでいることがある。
このような構成によると、半導体装置101を製造する際に、凹部518,519に加え凹部28,38にも、上述の導電性接合材67を入り込ませることで、導電性接合材67による連絡リード51のセルフアラインメント効果が期待できる。また、連絡リード51がXY平面に対し傾斜することを抑制することもできる。
<第1実施形態にかかる半導体装置の第2変形例>
図22を用いて、本実施形態の半導体装置の第2変形例について説明する。
図22は、本変形例にかかる半導体装置の断面図である。
同図に示す半導体装置102は、半導体チップ1と、実装リード2〜4と、連絡リード51,52と、導電性接合部61〜65と、樹脂部8と、を備える。半導体装置102では、連絡リード51を除き、半導体チップ1、実装リード2〜4、連絡リード52、導電性接合部61〜65、および樹脂部8の各構成は、上述の半導体装置100と同様であるから、説明を省略する。本実施形態においては、半導体チップ1の厚さと、実装リード2〜4の厚さは同一である。
連絡リード51においては、連絡リード裏面512が、チップ対向面571と、実装リード対向面572,573とを有する。チップ対向面571は、半導体チップ1の主面電極11に対向している。チップ対向面571と主面電極11の電極面111との間に、導電性接合部61が介在している。そして、チップ対向面571と電極面111とは、導電性接合部61により接合されている。同様に、実装リード対向面572は、実装リード2の実装リード主面21に対向している。実装リード対向面572と実装リード主面21との間に、導電性接合部62が介在している。そして、実装リード対向面572と実装リード主面21とは、導電性接合部62により接合されている。同様に、実装リード対向面573は、実装リード3の実装リード主面31に対向している。実装リード対向面573と実装リード主面31との間に、導電性接合部63が介在している。そして、実装リード対向面573と実装リード主面31とは、導電性接合部63により接合されている。
チップ対向面571は、実装リード対向面572,573よりも方向Za側(すなわち、図22における上側)に位置している。そのため、チップ対向面571と電極面111との離間距離(導電性接合部61の方向Zにおける寸法)は、実装リード対向面572と実装リード主面21との離間距離(導電性接合部62の方向Zにおける寸法)、および、実装リード対向面573と実装リード主面31との離間距離(導電性接合部63の方向Zにおける寸法)のいずれよりも大きい。連絡リード51は、半導体装置100に対し断面形状が異なることを除き、その他の点は同様であるから、その他の点についての説明は省略する。
なお、第2変形例の構成を第1変形例の構成と組み合わせても良い。
<第1実施形態にかかる半導体装置の第3変形例>
図23を用いて、本実施形態の半導体装置の第3変形例について説明する。
図23は、本変形例にかかる半導体装置の断面図である。
同図に示す半導体装置103は、半導体チップ1と、実装リード2〜4と、連絡リード51,52と、導電性接合部61〜65と、樹脂部8と、を備える。半導体装置103では、連絡リード51,52を除き、半導体チップ1、実装リード2〜4、導電性接合部61〜65、および樹脂部8の各構成は、上述の半導体装置100と同様であるから、説明を省略する。半導体装置103は、連絡リード51,52が各々、断面がコの字状の部位を有している点を除き、上述の半導体装置100と同一である。
このような構成によると、連絡リード51,52を半導体チップ1等に配置する際に、連絡リード51,52が撓むため、連絡リード51,52から半導体チップ1に力が加わりにくい可能性がある。したがって、連結リード51,52を半導体チップ1等に接合する際に半導体チップ1に力が加わり半導体チップ1が損傷することを、抑制しうる。
なお、第3変形例の構成を第1、第2変形例の各構成と組み合わせても良い。
<第1実施形態にかかる半導体装置の第4変形例>
図24〜図28を用いて、本実施形態の半導体装置の第4変形例について説明する。
図24は、第1実施形態の第4変形例にかかる半導体装置の断面図である。図25は、図24に示す半導体装置の底面図である。
これらの図に示す半導体装置104は、半導体チップ1と、実装リード2〜4と、連絡リード51,52と、導電性接合部61〜65と、樹脂部8とに加え、導電体層7を更に備える点において、上述の半導体装置100と相違する。
導電体層7は、裏面電極13の電極面131に直接接している。そのため、導電体層7は裏面電極13に導通している。導電体層7は、たとえば、ハンダ(Pb系、Sn系、Bi系)もしくは銀ペーストよりなる。導電体層7は、樹脂底面81から露出している。導電体層7は、樹脂底面81と面一の面71を有する。方向Z視において、導電体層7は半導体チップ1に重なる。更に、方向Z視において導電体層7からはみ出た部位を、半導体チップ1は有する。すなわち、方向Z視において、半導体チップ1は、導電体層7と重ならない部位を有する。半導体チップ1のうち導電体層7と重ならない部位は、樹脂部8に覆われている。本実施形態では、導電体層7の方向Z視における面積は、半導体チップ1の方向Z視における面積よりも小さい。更に、方向Z視において導電体層7は全体にわたって、半導体チップ1に重なる。導電体層7の厚さ(方向Zにおける寸法)は、たとえば、10〜100μmである。
次に、半導体装置104の製造方法を簡単に説明する。
まず、図26に示すように、凹部883が形成された部材884を用意する。部材884を構成する材料は、導電体層7を構成する材料と反応しないものである。導電体層7がハンダである場合には、部材884を構成する材料としてたとえばAlを用いれば良い。
次に、図27に示すように、導電体層7を凹部883に形成する。次に、図28に示すように、導電体層7を介して半導体チップ1を部材884に配置する。半導体チップ1に導電体層7が接合すると、半導体チップ1および導電体層7から、部材884を取り外す。このようにして、導電体層7と半導体チップ1が接合された固片885を製造する。
固片885が製造されると、図9〜図19を参照して述べた半導体装置100の製造方法と同様の工程を行うことにより、半導体装置104を製造できる。本変形例においては、半導体チップ1をテープ881に接合するのではなく固片885をテープ881に接合する点において、半導体装置100の製造方法と異なるが、その他の点は同様である。
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
半導体装置104は、樹脂底面81から露出している導電体層7を備える。また、導電体層7は裏面電極13の電極面131に直接接する。このような構成によると、導電体層7は、裏面電極13を含む半導体チップ1とは別個に形成できる。そのため、導電体層7は、裏面電極13の形状に制限されずに所望の形状に形成できる。たとえば、本変形例では、導電体層7を、半導体チップ1と比べ方向Z視における面積を小さく形成している。導電体層7の方向Z視における面積が半導体チップ1の方向Z視における面積より小さいと、半導体装置104を配線基板106に実装した際に、導電体層7に接続するハンダ層と、実装リード2に接合されるハンダ層108とが接触しにくくなる。これにより、裏面電極13と導通している導電体層7とハンダ層108とが接触し導通する不具合を回避できる。同様に、導電体層7とハンダ層109とが接触し導通する不具合を回避できる。そうすると、半導体チップ1の方向Xにおける寸法が大きくなっても、半導体装置104の方向Xにおける寸法を過度に大きくする必要がない。
なお、第4変形例の構成を第1、第2、第3変形例の各構成と組み合わせても良い。
<第1実施形態にかかる半導体装置の第5変形例>
図29を用いて、本実施形態の半導体装置の第5変形例について説明する。
図29は、本変形例にかかる半導体装置の底面図である。
同図に示す半導体装置105は、半導体装置104と比較して、方向Z視における導電体層7の形状が異なる。本変形例では、導電体層7の方向Z視における面積は、半導体チップ1の方向Z視における面積よりも大きい。そのため、導電体層7は、方向Z視において、半導体チップ1から方向Ya側および方向Yb側にはみ出ている。本変形例においても、半導体装置104と同様に、方向Z視において、導電体層7は半導体チップ1に重なる。
本変形例によっても、導電体層7は、裏面電極13を含む半導体チップ1とは別個に形成できる。そのため、導電体層7は、裏面電極13の形状に制限されずに所望の形状に形成できる。たとえば、本変形例では、導電体層7を、半導体チップ1と比べ方向Z視における面積を大きく形成している。導電体層7の方向Z視における面積が半導体チップ1の方向Z視における面積より大きいと、半導体チップ1にて発生した熱を速やかに半導体装置105の外部に放出することができる。
なお、第5変形例の構成を第1、第2、第3変形例の各構成と組み合わせても良い。
第1実施形態にかかる半導体装置は、各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。たとえば、実装電極は上述の形状に限られず、方向Xに延びる帯状のものであってもよい。また、上述の実施形態では、実装リード2は半導体チップ1に対し、方向Xaに離間し、且つ、実装リード3は半導体チップ1に対し、方向Xbに離間している例を示した。しかしながら、実装リード2が半導体チップ1に対し、方向Xaに離間し、且つ、実装リード3がたとえば、半導体チップ1に対し、方向Yaに離間していてもよい。上述の説明では、半導体チップ1を一つずつ樹脂部8にて覆う例を説明したが、複数の半導体チップを樹脂部で覆った後に、樹脂部をダイシングする方法を採用してもよい。
<第2実施形態>
図30は、本発明の第2実施形態にかかる実装構造を示す断面図である。
同図に示された実装構造802は、半導体装置200と、配線基板206と、ハンダ層207〜209とを備える。
配線基板206は、たとえばプリント配線基板である。配線基板206は、たとえば、絶縁基板と、当該絶縁基板に形成されたパターン電極とを含む。半導体装置200は配線基板206に搭載されている。半導体装置200と、配線基板206との間には、ハンダ層207〜209が介在している。ハンダ層207〜209は、半導体装置200と配線基板206とを接合している。
図31は、図30に示す半導体装置の平面図(一部透視化)である。図32は、図31に示す半導体装置の正面図である。図33は、図31に示す半導体装置の底面図である。なお、図30では、図31のXXX−XXX線に沿う半導体装置200の断面図が記載されている。
これらの図に示された半導体装置200は、半導体チップ601と、リード602,603と、導電性接合部661,662と、樹脂部608と、を備える。
図30〜図33に示す半導体チップ601は、半導体からなる素子である。半導体チップ601としては、たとえば、ダイオード、トランジスタ、もしくは、ICが挙げられる。本実施形態では、半導体チップ601はトランジスタである。半導体チップ601は、平面視矩形状である。半導体チップ601の厚さ(方向Zにおける寸法)は、たとえば、200μmである。半導体チップ601の方向Xにおける寸法は、たとえば、2000μmであり、半導体チップ601の方向Yにおける寸法は、たとえば、4000μmである。
半導体チップ601は、主面電極611,612および裏面電極613を含む。主面電極611は、電極面616を有する。主面電極612は、電極面617を有する。電極面616,617はいずれも、半導体チップ601の厚さ方向Zのうちの一方向(以下、方向Zaと言う)を向く。裏面電極613は、電極面618を有する。電極面618は、半導体チップ601の厚さ方向Zのうちの他方向(以下、方向Zbと言う)を向く。
本実施形態においては、主面電極611はソース電極であり、主面電極612はゲート電極であり、裏面電極613はドレイン電極である。本実施形態と異なり、半導体チップは、主面電極611がたとえば、ドレイン電極であるものなどであってもよい。半導体チップがダイオードである場合には、当該半導体チップが主面電極612を含んでいなくてもよい。また、半導体チップがICである場合には、半導体チップは2つの主面電極のみを含むのではなく、さらに多くの主面電極を含んでいても良い。
図30〜図33に示すリード602,603はそれぞれ、半導体装置200を配線基板206に実装するためのものである。リード602,603は、たとえば銅などの導体よりなる。後に詳述するが、リード602は主面電極611に導通し、リード603は主面電極612に導通している。
リード602は、第1部位628と、2つの第2部位629とを含む。第1部位628の方向Zにおける寸法は、各第2部位629の方向Zにおける寸法よりも小さい。第1部位628は、半導体チップ601の主面電極611に対向している。第1部位628は、方向Z視において2つの第2部位629の間に位置する。
リード602は、リード主面621と、2つのリード底面622と、リード底面623,624と、を有する。
リード主面621およびリード底面622は、XY平面に広がる平面状である。リード主面621は方向Zaを向き、リード底面622は方向Zbを向く。すなわち、リード主面621およびリード底面622は、互いに反対方向を向く。リード主面621は、第1部位628および第2部位629により構成される。一方、リード底面622は、第2部位629により構成される。図30に示すように、半導体装置200が配線基板206に実装される際、リード底面622は、ハンダ層208ないしハンダ層209を介して、配線基板206の配線層に接合されうる。これにより、リード602が配線基板206の配線層と導通する。
リード側面623,624は、YZ平面に広がる平面状である。リード側面623は方向Xaを向き、リード側面624は方向Xbを向く。すなわち、リード側面623,624は互いに反対方向を向く。リード側面623は2つの第2部位629の一方により構成され、リード側面624は2つの第2部位629の他方により構成されている。リード側面623,624は後述の樹脂部608に覆われておらず、樹脂部608から露出している。
図31〜図33に示すように、リード603は、第1部位638と、第2部位639とを含む。第1部位638の方向Zにおける寸法は、各第2部位639の方向Zにおける寸法よりも小さい。第1部位638は、半導体チップ601の主面電極612に対向している。
リード603は、リード主面631と、リード底面632と、リード側面633と、を有する。
リード主面631およびリード底面632は、XY平面に広がる平面状である。リード主面631は方向Zaを向き、リード底面632は方向Zbを向く。すなわち、リード主面631およびリード底面632は、互いに反対方向を向く。リード主面631は、第1部位638および第2部位639により構成される。一方、リード底面632は、第2部位639により構成される。半導体装置200が配線基板206に実装される際、リード底面632は、ハンダ層(図示略)を介して、配線基板206の配線層に接合されうる。これにより、リード603が配線基板206の配線層と導通する。
リード側面633は、YZ平面に広がる平面状である。リード側面633は方向Xbを向く。リード側面633は第2部位639により構成されている。リード側面633は後述の樹脂部608に覆われておらず、樹脂部608から露出している。
各導電性接合部661,662は導体よりなる。導電性接合部661,662を構成する導体としては、ハンダもしくは銀が挙げられる。本実施形態においては、導電性接合部661,662を構成する導体は、ハンダである。
各導電性接合部661は、リード602の第1部位628および主面電極611(電極面616)の間に介在している。導電性接合部661は、リード602および主面電極611を接合するためのものである。各導電性接合部661は、リード602および主面電極611に直接接している。導電性接合部661を介して、リード602および主面電極611が導通している。そのため、本実施形態においては、リード602がソース電極となっている。
導電性接合部662は、リード603の第1部位638および主面電極612(電極面617)の間に介在している。導電性接合部662は、リード603および主面電極612を接合するためのものである。導電性接合部662は、リード603および主面電極612に直接接している。導電性接合部662を介して、リード603および主面電極612が導通している。そのため、本実施形態においては、リード603がゲート電極となっている。
図30、図32、図33に示す導電体層607は、裏面電極613の電極面618に直接接している。導電体層607は、たとえば、ハンダ(Pb系、Sn系、Bi系)もしくは銀ペーストよりなる。導電体層607は、後述の樹脂底面681から露出している。導電体層607は、面671を有する。図33に示すように、方向Z視において、導電体層607は半導体チップ601に重なる。更に、方向Z視において導電体層607からはみ出た部位を、半導体チップ601が有する。すなわち、方向Z視において、半導体チップ601は、導電体層607と重ならない部位を有する。半導体チップ601のうち導電体層607と重ならない部位は、後述の樹脂部608に覆われている。本実施形態では、導電体層607の方向Z視における面積は、半導体チップ601の方向Z視における面積よりも小さい。更に、方向Z視において導電体層607は全体にわたって、半導体チップ601に重なる。導電体層607の厚さ(方向Zにおける寸法)は、たとえば、10〜100μmである。
樹脂部608は、半導体チップ601と、リード602,603と、導電性接合部661,662と、を覆っている。樹脂部608は、たとえば、黒色のエポキシ樹脂よりなる。図32に示すように、樹脂部608は、樹脂底面681と、樹脂主面683とを有する。樹脂底面681は、XY平面に広がる平面状であり、且つ、方向Zbを向く。樹脂底面681からは、リード底面622,632と、面671とが露出している。樹脂底面681と、リード底面622,632と、面671とは、面一となっている。
樹脂主面683は、方向XY平面に広がる平面状である。樹脂主面683からリード主面621,631が露出している。同図では、樹脂主面683とリード主面621,631とが面一となっている。なお、本実施形態と異なり、樹脂主面583からリード主面621,631が露出しておらず、リード主面621,631が、樹脂部608に覆われていても良い。
また、本実施形態においては、リード側面623,624,633が樹脂部608から露出している。
次に、図34〜図44を用いて、半導体装置200の製造方法の一例について、簡単に説明する。
まず、図34に示すように、凹部693が形成された部材694を用意する。部材694を構成する材料は、導電体層607を構成する材料と反応しないものである。導電体層607がハンダである場合には、部材694を構成する材料としてたとえばAlを用いれば良い。
次に、図35に示すように、導電体層607を凹部693に形成する。次に、図36に示すように、導電体層607を介して半導体チップ601を部材694に配置する。半導体チップ601に導電体層607が接合すると、半導体チップ601および導電体層607から、部材694を取り外す。このようにして、導電体層607と半導体チップ601が接合した固片695を複数製造する。
次に、図37、図38に示すように、テープ691を用意する。テープ691は、耐熱テープであり、たとえば、ポリイミドよりなる。耐熱テープとしては、日東電工製「TRM6250」などを用いることができる。次に、テープ691に、複数の固片695を接合する。複数の固片695は、テープ691において、方向Yに沿って配列されている。各固片695のテープ691への接合においては、導電体層607の面671をテープ691に接合する。これにより、樹脂部680を形成する後述の工程で、面671に樹脂バリが形成されにくくなる。
次に、図39、図40に示すように、複数の導電性接合材667を、半導体チップ601の主面電極611,612に塗布する。本実施形態では、導電性接合材667は、たとえば、ハンダよりなる。
次に、図41、図42に示すように、リード620を、半導体チップ601に配置する。具体的には、リード620を、方向Z視において各半導体チップ601の主面電極611,612と重なる位置に配置し、且つ、テープ691に接合する。リード620は方向Yに長く延びる形状である。
次に、リード620が配置された中間品をリフロー炉にて加熱する。このようにして、リード620が主面電極611,612に接合される。なお、リード620の接合工程を経ると、導電性接合材667由来の導電性接合部661,662が形成される。
次に、図43、図44に示すように、樹脂部680を形成する。樹脂部680の形成は、金型692とテープ691とによって、半導体チップ601,リード620、および導電性接合部661,662を収容した状態で、行う。次に、テープ691を、半導体チップ601、リード620、および樹脂部680から剥離する。次に、リード620、および樹脂部680をDc2線に沿って切断する。これにより、図30に示した半導体装置200が製造される。
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
半導体装置200は、樹脂底面681から露出している導電体層607を備える。また、導電体層607は裏面電極613の電極面618に直接接する。このような構成によると、導電体層607は、裏面電極613を含む半導体チップ601とは別個に形成できる。そのため、導電体層607は、裏面電極613の形状に制限されずに所望の形状に形成できる。たとえば、本実施形態では、導電体層607を、半導体チップ601と比べ方向Z視における面積を小さく形成している。導電体層607の方向Z視における面積が半導体チップ601の方向Z視における面積より小さいと、半導体装置200を配線基板106に実装した際に、導電体層607に接続するハンダ層と、リード602に接合されるハンダ層208とが接触しにくくなる。これにより、裏面電極613と導通している導電体層607とハンダ層208とが接触し導通する不具合を回避できる。同様に、導電体層607とハンダ層209とが接触し導通する不具合を回避できる。
半導体装置200においては、リード側面623,624が樹脂部608から露出している。これにより、半導体チップ601にて発生した熱を半導体装置200の外部に放出しやすくなっている。なお、半導体装置200の耐湿性を向上させる場合には、リード側面623,624が樹脂部608に覆われていても良い。
半導体装置200においては、リード側面633は樹脂部608から露出している。当該構成によっても、半導体チップ601にて発生した熱を半導体装置200の外部に放出しやすくなっている。
<第2実施形態にかかる半導体装置の第1変形例>
次に、図45を用いて、本実施形態の半導体装置の第1変形例について説明する。
図45は、本変形例にかかる半導体装置の底面図である。
同図に示す半導体装置201は、半導体装置200と比較して、方向Z視における導電体層607の形状が異なる。本変形例では、導電体層607の方向Z視における面積は、半導体チップ601の方向Z視における面積よりも大きい。そのため、導電体層607は、方向Z視において、半導体チップ601から方向Yaおよび方向Ybにはみ出ている。本変形例においても、半導体装置200と同様に、方向Z視において、導電体層607は半導体チップ601に重なる。
このような構成によっても、導電体層607は、裏面電極613を含む半導体チップ601とは別個に形成できる。そのため、導電体層607は、裏面電極613の形状に制限されずに所望の形状に形成できる。たとえば、本変形例では、導電体層607を、半導体チップ601と比べ方向Z視における面積を大きく形成している。導電体層607の方向Z視における面積が半導体チップ601の方向Z視における面積より大きいと、半導体チップ601にて発生した熱を速やかに半導体装置201の外部に放出することができる。
801 実装構造
100〜105 半導体装置
106 配線基板
107〜109 ハンダ層
1 半導体チップ
11,12 主面電極
111,121 電極面
13 裏面電極
131 電極面
16〜19 チップ側面
2,20 (第1)実装リード
21 (第1)実装リード主面
210 実装リード主面
22 (第1)実装リード底面
220 実装リード底面
26 支持部
261 基部
262 第1延出部
263,264 第2延出部
27 帯状部
271 (実装リード)側面
28 凹部
3,30 (第2)実装リード
31 (第2)実装リード主面
310 実装リード主面
32 (第2)実装リード底面
320 実装リード底面
36 支持部
361 基部
362 第1延出部
363,364 第2延出部
37 帯状部
38 凹部
4,40 実装リード
41,410 実装リード主面
42 実装リード底面
46 支持部
461 基部
462 第1延出部
463 第2延出部
47 帯状部
51 連絡リード
511 連絡リード主面
512 連絡リード裏面
513,514 連絡リード側面
518,519 凹部
52 連絡リード
521 連絡リード主面
522 連絡リード裏面
571 チップ対向面
572,573 実装リード対向面
61 (第1)導電性接合部
62 (第2)導電性接合部
63 (第3)導電性接合部
64,65 導電性接合部
67 導電性接合材
7 導電体層
71 面
8 樹脂部
81 樹脂底面
82 樹脂側面
821 直立部
822 傾斜部
83 樹脂主面
881 テープ
882 金型
883 凹部
884 部材
885 固片

802 実装構造
200,201 半導体装置
206 配線基板
207〜209 ハンダ層
601 半導体チップ
611,612 主面電極
613 裏面電極
616,617 (第1)電極面
618 (第2)電極面
602,620 リード
621 リード主面
622 リード底面
623,624 リード側面
628 第1部位
629 第2部位
603 リード
631 リード主面
632 リード底面
633 リード側面
638 第1部位
639 第2部位
661,662 導電性接合部
667 導電性接合材
607 導電体層
671 面
608,680 樹脂部
681 樹脂底面
683 樹脂主面
691 テープ
692 金型
693 凹部
694 部材
695 固片

Claims (23)

  1. 主面電極を含む半導体チップと、
    上記半導体チップの厚さ方向に直交する方向のうちのいずれか一方向に、上記半導体チップに対し離間する第1実装リードと、
    上記厚さ方向に直交する方向のうちのいずれか一方向に、上記半導体チップに対し離間する第2実装リードと、
    上記主面電極、上記第1実装リード、および上記第2実装リードのいずれとも上記厚さ方向視において重なり、且つ、上記主面電極、上記第1実装リード、および上記第2実装リードを互いに導通させる連絡リードと、
    上記半導体チップ、上記第1実装リード、および上記第2実装リードを覆う樹脂部と、を備え、
    上記第1実装リードは、上記厚さ方向のうち上記連絡リードから上記主面電極に向かう第1方向を向く第1実装リード底面を有し、
    上記第2実装リードは、上記第1方向を向く第2実装リード底面を有し、
    上記樹脂部は、上記第1実装リード底面および上記第2実装リード底面のいずれとも面一の樹脂底面を有する、半導体装置。
  2. 上記半導体チップは、上記樹脂底面から露出する裏面電極を含む、請求項1に記載の半導体装置。
  3. 上記主面電極および上記連絡リードの間に位置し且つ上記主面電極および上記連絡リードを接合する第1導電性接合部と、
    上記第1実装リードおよび上記連絡リードの間に位置し且つ上記第1実装リードおよび上記連絡リードを接合する第2導電性接合部と、
    上記第2実装リードおよび上記連絡リードの間に位置し且つ上記第2実装リードおよび上記連絡リードを接合する第3導電性接合部と、を更に備える、請求項1または2に記載の半導体装置。
  4. 上記第1実装リードは、上記連絡リードに対向する第1実装リード主面を有し、
    上記第1実装リード主面は、上記厚さ方向視において上記第1実装リード底面よりも上記半導体チップ側に位置する部位を有する、請求項3に記載の半導体装置。
  5. 上記厚さ方向における上記第1導電性接合部の寸法は、上記厚さ方向における上記第2導電性接合部の寸法、および、上記厚さ方向における上記第3導電性接合部の寸法のいずれよりも大きい、請求項3または4に記載の半導体装置。
  6. 上記樹脂部は、上記厚さ方向視において上記半導体チップを囲む樹脂側面を有し、
    上記第1実装リードは、上記樹脂側面から露出する、請求項1ないし5のいずれかに記載の半導体装置。
  7. 上記樹脂側面は、上記連絡リードを囲む、請求項6に記載の半導体装置。
  8. 上記樹脂側面は、上記樹脂底面と鋭角をなすように上記厚さ方向に対し傾斜する傾斜部を有する、請求項6に記載の半導体装置。
  9. 上記半導体チップは、上記第1実装リードおよび第2実装リードの間に位置する、請求項1ないし8のいずれかに記載の半導体装置。
  10. 上記連絡リードは、上記第1方向の反対方向を向き且つ上記樹脂部に覆われた連絡リード主面を有する、請求項1ないし9のいずれかに記載の半導体装置。
  11. 上記連絡リードは、上記第1方向の反対方向を向き且つ上記樹脂部から露出している連絡リード主面を有する、請求項1ないし9のいずれかに記載の半導体装置。
  12. 上記連絡リードは、断面がコの字状の部位を有する、請求項1ないし11のいずれかに記載の半導体装置。
  13. 上記第1実装リードは、上記樹脂側面から突出している、請求項6に記載の半導体装置。
  14. 上記第1実装リードは、上記樹脂側面と面一である実装リード側面を更に有する、請求項6に記載の半導体装置。
  15. 上記樹脂底面から露出している導電体層を更に備え、
    上記半導体チップは、電極面を有する裏面電極を含み、
    上記電極面は、上記第1方向を向き且つ上記導電体層に直接接する、請求項1に記載の半導体装置。
  16. 上記半導体チップは、上記厚さ方向視において、上記導電体層からはみ出ている、請求項15に記載の半導体装置。
  17. 上記厚さ方向視における上記導電体層の面積は、上記厚さ方向視における上記半導体チップの面積より小さい、請求項15または16に記載の半導体装置。
  18. 上記厚さ方向視における上記導電体層の面積は、上記厚さ方向視における上記半導体チップの面積より大きい、請求項15または16に記載の半導体装置。
  19. テープに、第1実装リードおよび第2実装リードを接合する工程と、
    上記接合する工程の後に、半導体チップを、上記第1実装リードおよび上記第2実装リードのいずれとも上記半導体チップの厚さ方向において重なる位置に配置する工程と、
    上記配置する工程の後に、上記半導体チップ、上記第1実装リード、および上記第2実装リードのいずれにも、連絡リードを接合する工程と、
    上記連絡リードを接合する工程の後に、上記半導体チップ、上記第1実装リード、および上記第2実装リードを樹脂部で覆う工程と、を備える、半導体装置の製造方法。
  20. 第1電極面を有する主面電極、および、上記第1電極面が向く方向である第1方向の反対の第2方向を向く第2電極面を有する裏面電極、を含む半導体チップと、
    上記第1方向において上記半導体チップに重なる部位を有するリードと、
    上記第1電極面および上記リードの間に位置し、且つ、上記第1電極面および上記リードを接合する導電性接合部と、
    上記第2電極面に直接接する導電体層と、
    上記半導体チップ、上記リード、および、上記導電体層を覆う樹脂部と、を備え、
    上記リードは、上記第2方向を向き且つ上記樹脂部から露出するリード底面を有し、
    上記導電体層は、上記樹脂部から露出している、半導体装置。
  21. 上記半導体チップは、上記第2方向視において、上記導電体層からはみ出ている、請求項20に記載の半導体装置。
  22. 上記第2方向視における上記導電体層の面積は、上記第2方向視における上記半導体チップの面積より小さい、請求項20または21に記載の半導体装置。
  23. 上記第2方向視における上記導電体層の面積は、上記第2方向視における上記半導体チップの面積より大きい、請求項20または21に記載の半導体装置。
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