JP2013118215A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体装置の小型化または多ピン化を実現する。
【解決手段】ダイパッド２ｄと、ダイパッド２ｄ上に搭載された半導体チップ１と、半導体チップ１の周囲に配置された複数のリード２ａと、半導体チップ１の複数の電極パッド１ｃと複数のリード２ａとを電気的に接続する複数のワイヤ３と、半導体チップ１及び複数のワイヤ３を封止する封止体４とを有するＱＦＮ５において、各リード２ａの左右両側のずれた位置に段差部２ｎ，２ｐを形成して、隣り合うリード２ａとの段差部２ｎ，２ｐの位置をずらすことで、リード間の隙間を小さくしてＱＦＮ５の小型化または多ピン化を実現する。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体装置技術に関し、特に、複数のリードが封止体の裏面に周辺配置された半導体装置に適用して有効な技術に関する。

薄型のＱＦＮパッケージにおいて、平面的に見たとき、アイランドの側辺と、このアイランド上に固着された半導体チップの側辺とが一致するように配置された構造が、例えば特開２０１０−１７７２７２号公報（特許文献１）に開示されている。

特開２０１０−１７７２７２号公報

ＳＯＮ（Small Outline Nonleaded package)型の半導体装置やＱＦＮ（Quad Flat Non-leaded Package) 型の半導体装置など、外部端子となるリードが封止体の下面（実装面）から露出する構造では、このリードが封止体から脱落しない（剥がれない）ようにするために、例えば前記特許文献１のように、リードの周縁部（側面および先端面）に段差部（突出部、ひさし部）を形成しておくことが好ましい。

本願発明者の検討によれば、この段差部は、特に、リードの両脇（リードの延在方向における両側面）に設けることが効果的であることが分かった。

しかしながら、近年では、半導体装置の小型化または多ピン化に伴い、互いに隣り合うリードの間隔が小さく（狭く）なってきたため、前記特許文献１のようにリードの両脇（両側面）に段差部を形成することが難しくなった。すなわち、互いに隣り合うリードの間隔が狭くなると、前記特許文献１のようなリードの周縁部（側面）に段差部を形成する構造の実現が困難になる。

本発明の目的は、半導体装置の小型化または多ピン化を実現することができる技術を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、半導体装置におけるリードの脱落対策を実現することができる技術を提供することにある。

本願発明のその他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される課題を解決するための手段のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

代表的な実施の形態による半導体装置は、ダイパッドと、複数のリードと、ダイパッドの上面に搭載された半導体チップと、半導体チップの複数の電極パッドと複数のリードとを電気的に接続する複数のワイヤと、半導体チップおよび複数のワイヤを封止する封止体と、を含んでいる。さらに、複数のリードのそれぞれは、複数のリードのそれぞれの延在方向において内側端面側に位置する第１部分と第１部分よりも外側端面側に位置する第２部分と、を有しており、また第１側面における第１部分には第１段差部が形成されており、第２側面における第２部分には第２段差部が形成されている。さらに、第１側面における第２部分には、第１および第２段差部は形成されていなく、第２側面における第１部分には、第１および第２段差部は形成されていない。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。

半導体装置の小型化または多ピン化を実現することができる。

また、半導体装置のリードの脱落対策を実現することができる。

本発明の実施の形態１の半導体装置の構造の一例を示す平面図である。 図１の半導体装置の構造を封止体を透過して示す平面図である。 図１の半導体装置の構造の一例を示す裏面図である。 図１の半導体装置の構造の一例を示す側面図である。 図２のＡ−Ａ線に沿って切断した構造の一例を示す断面図である。 図２のＷ部の構造を示す拡大部分平面図である。 図６のＣ−Ｃ線に沿って切断した構造の一例を示す断面図である。 図６のＤ−Ｄ線に沿って切断した構造の一例を示す断面図である。 図６のＥ−Ｅ線に沿って切断した構造の一例を示す断面図である。 図６のＦ−Ｆ線に沿って切断した構造の一例を示す断面図である。 図１の半導体装置の組み立てで用いられるリードフレームの構造の一例を示す部分平面図である。 図１１のＢ−Ｂ線に沿って切断した構造の一例を示す部分断面図である。 図１の半導体装置の組み立てにおけるダイボンディング後の構造の一例を示す部分平面図である。 図１３のＢ−Ｂ線に沿って切断した構造の一例を示す部分断面図である。 図１の半導体装置の組み立てにおけるワイヤボンディング後の構造の一例を示す部分平面図である。 図１５のＢ−Ｂ線に沿って切断した構造の一例を示す部分断面図である。 図１５のＸ部の構造を示す拡大部分平面図である。 図１の半導体装置の組み立てにおける樹脂モールド後の構造の一例を示す部分平面図である。 図１８のＢ−Ｂ線に沿って切断した構造の一例を示す部分断面図である。 図１の半導体装置の組み立てにおけるダイシング時の構造の一例を示す部分平面図である。 図２０のＢ−Ｂ線に沿って切断した構造の一例を示す部分断面図である。 本発明の実施の形態１の変形例１の半導体装置の構造を封止体を透過して示す平面図である。 図２２のＹ部に対応するワイヤボンディング終了後の構造を示す拡大部分平面図である。 本発明の実施の形態１の変形例２の半導体装置の構造を封止体を透過して示す平面図である。 図２４のＺ部に対応するワイヤボンディング終了後の構造を示す拡大部分平面図である。 本発明の実施の形態２の半導体装置の構造の一例を封止体を透過して示す平面図である。 本発明の変形例１の半導体装置の構造を示す断面図である。 図２７に示す半導体装置の組み立てにおけるワイヤボンディング後の構造を示す拡大部分平面図である。 図２８のＧ−Ｇ線に沿って切断した構造の一例を示す断面図である。 本発明の変形例２の半導体装置の構造を封止体を透過して示す平面図である。 図３０のＡ−Ａ線に沿って切断した構造の一例を示す断面図である。 図３０の半導体装置の構造の一例を示す裏面図である。 本発明の変形例３の半導体装置の構造を封止体を透過して示す平面図である。 図３３の半導体装置の構造の一例を示す側面図である。

以下の実施の形態では特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。

さらに、以下の実施の形態では便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。

また、以下の実施の形態において、要素の数など（個数、数値、量、範囲などを含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良いものとする。

また、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

また、以下の実施の形態において、構成要素等について、「Ａからなる」、「Ａよりなる」、「Ａを有する」、「Ａを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の半導体装置の構造の一例を示す平面図、図２は図１の半導体装置の構造を封止体を透過して示す平面図、図３は図１の半導体装置の構造の一例を示す裏面図、図４は図１の半導体装置の構造の一例を示す側面図、図５は図２のＡ−Ａ線に沿って切断した構造の一例を示す断面図である。また、図６は図２のＷ部の構造を示す拡大部分平面図、図７は図６のＣ−Ｃ線に沿って切断した構造の一例を示す断面図、図８は図６のＤ−Ｄ線に沿って切断した構造の一例を示す断面図、図９は図６のＥ−Ｅ線に沿って切断した構造の一例を示す断面図、図１０は図６のＦ−Ｆ線に沿って切断した構造の一例を示す断面図である。

まず、本実施の形態１の半導体装置の構造について説明する。

図１〜図５に示す本実施の形態１の半導体装置は、外部端子となる複数のリード２ａそれぞれの一部が、平面視において、前記半導体装置の裏面側の周縁部に配置された周辺配置型（ペリフェラルタイプ）のものであり、ここでは、半導体チップ１等を樹脂で封止する樹脂封止型のＱＦＮ５を一例として取り上げて説明する。

前記ＱＦＮ５の詳細構成について説明すると、図２及び図３に示す平面形状が略四角形の板状のチップ搭載部であるダイパッド２ｄ（タブともいう）と、ダイパッド２ｄを支持する（ダイパッド２ｄと連結する）複数の吊りリード２ｃと、ダイパッド２ｄの周囲に配置され、かつ複数の吊りリード２ｃのうちの互いに隣り合う吊りリード２ｃ間に配置された複数のリード２ａと、図５に示す表面（主面）１ａに複数の電極パッド（ボンディングパッド）１ｃが形成された半導体チップ１と、半導体チップ１の複数の電極パッド１ｃと複数のリード２ａとをそれぞれ電気的に接続する複数のワイヤ３とを有している。

なお、半導体チップ１は、図２及び図５に示すように、表面１ａと、表面１ａとは反対側の裏面１ｂとを有しており、内部には半導体集積回路が形成されている。また、表面１ａに形成された複数の電極パッド１ｃは、図２に示すように、四角形の表面１ａの４つの辺それぞれに沿って表面１ａの周縁部に並んで配置されている。

さらに、図５に示すように、半導体チップ１は、その裏面１ｂがダイパッド２ｄのチップ搭載面である上面２ｄａと対向するように、この上面２ｄａにダイボンド材（接着材）６を介して搭載されており、図２に示すように、複数の電極パッド１ｃと、これらにそれぞれ対応する複数のリード２ａとが、複数のワイヤ３を介してそれぞれ電気的に接続されている。

また、ＱＦＮ５は、図３〜図５に示すように、半導体チップ１、複数のワイヤ３、ダイパッド２ｄの一部、リード２ａの一部を封止する封止体４を有している。封止体４は、封止用樹脂によって形成されており、封止体４の平面形状は、図１に示すように略四角形から成る。

さらに、ＱＦＮ５では、図３及び図５に示すように、ダイパッド２ｄの上面２ｄａと反対側の下面２ｄｂは封止体４の下面４ｂに露出している。すなわち、ＱＦＮ５は、ダイパッド露出型（タブ露出型）の半導体パッケージである。また、ダイパッド２ｄの上面２ｄａが半導体チップ１の表面１ａより大きく、所謂、大タブ構造となっている。

また、ＱＦＮ５は、周辺配置型（ペリフェラルタイプ）であるため、リード２ａそれぞれの封止体４から露出する複数の下面（実装面）２ａｂは、図３に示すように、封止体４の下面４ｂの周縁部に並んで配置されている。

また、図５に示すように、各リード２ａは、外部端子として封止体４の下面４ｂに露出するアウター部２ｂと、封止体４内に埋め込まれる部分であり、かつワイヤ３が接続されるインナー部２ｅとを有している。すなわち、複数のリード２ａのそれぞれは、下面２ａｂがアウター部２ｂとして、図３に示すように封止体４の下面４ｂに露出しており、一方、封止体４の内部に埋め込まれるインナー部２ｅの一部である上面２ａａは、ワイヤ接続面となっており、この上面２ａａにワイヤ３が接続されている。

なお、各リード２ａにおけるアウター部２ｂのダイパッド２ｄ側と反対側の一端は、図４に示すように、外側端面（リード２ａを切断することで形成される切断面）２ｆとして封止体４の側面４ａに露出している。

ここで、複数のリード２ａにおけるアウター部２ｂのうち、封止体４の下面４ｂ側に露出するそれぞれの下面２ａｂには、半田めっき層等の外装めっき層が形成されている。

また、ＱＦＮ５では、複数の吊りリード２ｃのそれぞれは、図２に示すように、平面視において、ダイパッド２ｄのそれぞれの角部から封止体４のそれぞれの角部に向かって延在している。

すなわち、半導体チップ１が搭載された略四角形のダイパッド２ｄの４つの角部には吊りリード２ｃが連結されており、これにより、ＱＦＮ５では、ダイパッド２ｄはその対角線上に配置された４本の吊りリード２ｃによって角部で支持されている。

したがって、本実施の形態１のＱＦＮ５では、複数のリード２ａは、互いに隣り合う２本の吊りリード２ｃの間の領域に、半導体チップ１の４つの辺それぞれに対応して並んで配置されている。

なお、４本の吊りリード２ｃは、その下面側がハーフエッチング加工により薄く形成されており、したがって、樹脂封止時に下面側にも樹脂が回り込むため、図３に示すように封止体４の下面４ｂには露出していない。さらに、各吊りリード２ｃは、それぞれ先端側で分岐して二股形状となっており、分岐した各吊りリード２ｃａが、図４に示すように封止体４の側面４ａに露出している。

次に、図６〜図１０を用いて、本実施の形態１のＱＦＮ５のリード形状の詳細について説明する。

本実施の形態１のＱＦＮ５では、図１及び図２に示すように、封止体４の平面形状は、四角形からなり、本実施の形態１では、複数のリード２ａが、平面視において、封止体４の各辺に沿って奇数本ずつ配置されている場合を説明する。また、本実施の形態１では、便宜上、各辺にリード２ａが５本ずつ配置されている場合を説明するが、多ピンのＱＦＮ５では、各辺に数十本以上のリード２ａが配置されている場合もあり、このような多ピンのＱＦＮ５も含むことは言うまでもない。

本実施の形態１のＱＦＮ５では、複数のリード２ａそれぞれの平面視でのリードパターンが、各辺において、奇数本（ここでは５本）のリード２ａにおける中央リード２ｊを線対称（例えば中心線（仮想線）７による線対称）とした形態となるように設けられている。すなわち、図２に示すように、ＱＦＮ５の四角形の各辺における５本のリード２ａのリードパターンが、中央リード（平面形状が四角形からなる半導体装置５の各辺における中央部に配置されたリード）２ｊの左右両側のリード２ａで線対称となるように配置されている。

ここで、ＱＦＮ５では、各辺において、中央リード２ｊを含む複数のリード２ａのそれぞれは、図５に示すように、封止体４から露出する下面２ａｂと、下面２ａｂとは反対側の上面２ａａと、上面２ａａと下面２ａｂとの間に位置し、かつダイパッド２ｄと対向する内側端面２ｇと、内側端面２ｇとは反対側に位置し、かつ封止体４から露出する外側端面２ｆとを有している。さらに、上面２ａａと下面２ａｂとの間に位置し、かつ内側端面２ｇと外側端面２ｆとの間に位置する図６に示す側面（第１側面）２ｈと、側面２ｈとは反対側の側面（第２側面）２ｉとを有している。

すなわち、中央リード２ｊを含む複数のリード２ａのそれぞれは、図５に示す下面２ａｂと上面２ａａと内側端面２ｇと外側端面２ｆ、及び図６に示す側面２ｈと側面２ｉを有している。

さらに、中央リード２ｊを含む複数のリード２ａのそれぞれは、図６に示すようにリード２ａの延在方向２ｗにおいて、内側端面２ｇ側に位置する先端部（第１部分）２ｋと、先端部２ｋよりも外側端面２ｆ側に位置する後端部（第２部分）２ｍとを有している。

なお、本実施の形態１のＱＦＮ５では、各辺の中央リード２ｊを除く複数のリード２ａのそれぞれには、側面２ｈにおける先端部２ｋで、かつ下面２ａｂよりも上面２ａａ側に、図９及び図１０に示すような段差部（第１段差部、突出部、迫り出し部、ひさし部）２ｎが形成されている（図６に示すハッチング部）。すなわち、各辺の中央リード２ｊを除くリード２ａのそれぞれの先端部２ｋ側の側面２ｈには、中央リード２ｊに向かって迫り出した（突出した）段差部２ｎが形成されている。

一方、中央リード２ｊを除く複数のリード２ａのそれぞれには、側面２ｉにおける後端部２ｍであって、かつ下面２ａｂよりも上面２ａａ側に、図８に示すような段差部（第２段差部、突出部、迫り出し部、ひさし部）２ｐが形成されている（図６に示すハッチング部）。すなわち、各辺の中央リード２ｊを除くリード２ａのそれぞれの後端部２ｍ側の側面２ｉには、中央リード２ｊから離れる方向に向かって迫り出した（突出した）段差部２ｐが形成されている。

ここで、本実施の形態では、図８乃至図１０に示すように、各段差部２ｎ、２ｐが、各段差部２ｎ、２ｐが形成された部分におけるリード２ａの厚さの半分（中心）よりも下面（実装面）側ではなく、上面側に位置するように形成されている。しかしながら、リードの脱落対策という観点のみ着目すれば、各段差部２ｎ、２ｐの下面に封止体４の一部が配置されていればよい。すなわち、各段差部２ｎ、２ｐの下面が、各段差部２ｎ、２ｐがリード２ａの下面（実装面）と同一の面でなければ、必ずしもリード２ａの厚さ方向における半分よりも上面側に位置していなくても良い。ただし、各段差部２ｎ、２ｐの下面に配置される封止体４の厚さ（量）が多いほど、リードの脱落対策には効果的であるため、リード２ａの側面における形成箇所としては、本実施の形態のような位置（図８乃至図１０参照）に各段差部２ｎ、２ｐを形成することが好ましい。

また、中央リード２ｊを除く複数のリード２ａのそれぞれにおいて、側面２ｈにおける後端部２ｍには、図８に示すように段差部２ｎ及び段差部２ｐは形成されていない。さらに、側面２ｉにおける先端部２ｋにも、図９及び図１０に示すように段差部２ｎ及び段差部２ｐは形成されていない。

このように各辺において、中央リード２ｊを除く複数のリード２ａのそれぞれでは、段差部２ｎは側面２ｈの先端部２ｋのみに形成されており、一方、段差部２ｐは側面２ｉの後端部２ｍのみに形成されている。

したがって、平面視でこのリードパターンを連続させることで、それぞれのリード２ａの左右両側のずれた位置に段差部２ｎ，２ｐが形成されることになる。すなわち、各リード２ａにおいて、その両側に段差部２ｎ，２ｐの何れかを配置することを維持しつつ、隣り合うリード２ａにおいて段差部２ｎ，２ｐの位置がずれるため、隣り合うリード２ａの間隔を可能な限り詰めることができる。

なお、各辺の中央リード２ｊについては、図２に示すように、図６の側面２ｈ，２ｉの両側の後端部２ｍに段差部２ｐが形成されている。すなわち、左右両側の後端部２ｍに段差部２ｐが形成されている。

以上のように本実施の形態１のＱＦＮ５では、図２に示すように、各辺における５本のリード２ａの平面視でのリードパターンが、中央リード２ｊの左右両側の複数のリード２ａで線対称となるように、それぞれの段差部２ｎ及び段差部２ｐが形成されている。

また、本実施の形態１のＱＦＮ５では、各辺の複数のリード２ａそれぞれの側面２ｉの後端部２ｍに形成された段差部２ｐ、及び中央リード２ｊにおける左右両側の後端部２ｍの段差部２ｐは、いずれも封止体４の内部で終端している（図７の断面図に示すように、各リード２ａの封止体４の外周の極部では段差部２ｎ，２ｐは形成されていない）。言い換えると、各辺の全てのリード２ａにおいて、それぞれの後端部２ｍの段差部２ｐは、図４に示すように、封止体４の側面４ａには到達しない（露出しない）範囲で終端している。

さらに、本実施の形態１のＱＦＮ５では、各辺のリード２ａのそれぞれの先端部２ｋにおける下面２ａｂには、図５に示すように、内側端面２ｇに連なる段差部（第３段差部、突出部、迫り出し部、ひさし部）２ｑが形成されている（図６に示すハッチング部）。すなわち、各辺の中央リード２ｊを含むリード２ａのそれぞれの先端部２ｋ側（ダイパッド２ｄ側）の下面２ａｂには、ダイパッド２ｄに向かって迫り出した（突出した）段差部２ｑが形成されている。

ここで、複数のリード２ａのそれぞれにおいて、段差部２ｑのダイパッド２ｄ方向への迫り出し量（突出量）は、段差部２ｎの隣り合ったリード２ａ方向への迫り出し量（突出量）、及び段差部２ｐの隣り合ったリード２ａ方向への迫り出し量（突出量）よりそれぞれ大きい。

すなわち、図６に示すように、各リード２ａにおいて、段差部２ｑの迫り出し量Ｊ＞段差部２ｎの迫り出し量Ｈ、段差部２ｐの迫り出し量Ｉの関係（Ｊ＞Ｈ，Ｉ）となっている。

これは、各リード２ａにおいて、先端部２ｋ側（ダイパッド２ｄ側）は、ダイパッド２ｄまでの間隔があるため、迫り出し量を大きく設けることができ、一方、リード２ａの左右両側は、多ピンになると、隣り合うリード２ａとのリード間ピッチが狭いため、迫り出し量を大きくは設けられないことによるものである。

一例として、各リード２ａの先端部（第１部分、ダイパッド２ｄ側に位置する部分）２ｋの段差部（突出部、迫り出し部、ひさし部）２ｑの迫り出し量（突出量）は、０．２ｍｍである（その際、リード２ａの下面２ａｂの露出長は０．４７ｍｍ）。また、リード２ａの両脇（側面２ｈ，２ｉ）の段差部２ｎ，２ｐの迫り出し量（突出量）は、０．０５ｍｍである。

また、各辺の中央リード２ｊを除く図６の複数のリード２ａにおいて、段差部２ｎが形成された側面２ｈは、ワイヤ３の延在方向８側である。すなわち、各辺の複数のリード２ａそれぞれにおいて、延在方向８側に対して側面２ｈが配置され、この側面２ｈの先端部２ｋに段差部２ｎが設けられていることが好ましく、各リード２ａの先端部２ｋにおいて段差部２ｎが設けられている側とワイヤ３の延在方向８側が同一側となることが好ましい。

これにより、各辺の複数のリード２ａにおいて、ワイヤ３の延在方向８側と同一側に段差部２ｎ（側面２ｈ）が形成されることから、各辺における５本のリード２ａの平面視でのリードパターンが、中央リード２ｊの左右両側の複数のリード２ａで線対称となるようにすることも可能になる。

また、ＱＦＮ５では、複数のリード２ａのそれぞれは、エッチング加工によって形成されたものであることが好ましい。すなわち、後述する図１１のリードフレーム２は、そのリードパターンがエッチング加工によって形成されたものであることが好ましい。つまり、ＱＦＮ５における複数のリード２ａのそれぞれは、エッチング加工によって形成されていることが好ましい。

エッチング加工によってリード２ａを形成する際、段差部２ｎ，２ｐ，２ｑをハーフエッチングで加工することにより、段差部２ｎ，２ｐ，２ｑにおける図８及び図９に示す迫り出し面２ｒを曲率を有した面（湾曲した面）とすることができる。これにより、プレス加工等によって形成された迫り出し面に比較して曲率を有している分、樹脂封止時に迫り出し面２ｒの下部に充填される封止用樹脂の量を多くすることができる。

また、各リード２ａにおいて、段差部２ｎ，２ｐ，２ｑが形成されない側面２ｈ，２ｉは、図７〜図９に示すように、リード２ａに対して表裏両面側からエッチング液が流れ込むため、リード２ａの厚さ方向の１／２付近までが曲率面（湾曲した面）となるような断面形状を有している。

ここで、ＱＦＮ５において、各リード２ａや吊りリード２ｃ、及びダイパッド２ｄは、例えば、銅合金から成るが、銅合金以外の鉄−ニッケル合金等から成ってもよく、また、ワイヤ３は、例えば、金線（金ワイヤ）等である。さらに、封止体４は、例えば、エポキシ系樹脂等の封止用樹脂によって形成されている。

次に、本実施の形態１のＱＦＮ（半導体装置）５の製造方法について説明する。

図１１は図１の半導体装置の組み立てで用いられるリードフレームの構造の一例を示す部分平面図、図１２は図１１のＢ−Ｂ線に沿って切断した構造の一例を示す部分断面図、図１３は図１の半導体装置の組み立てにおけるダイボンディング後の構造の一例を示す部分平面図、図１４は図１３のＢ−Ｂ線に沿って切断した構造の一例を示す部分断面図である。また、図１５は図１の半導体装置の組み立てにおけるワイヤボンディング後の構造の一例を示す部分平面図、図１６は図１５のＢ−Ｂ線に沿って切断した構造の一例を示す部分断面図、図１７は図１５のＸ部の構造を示す拡大部分平面図である。さらに、図１８は図１の半導体装置の組み立てにおける樹脂モールド後の構造の一例を示す部分平面図、図１９は図１８のＢ−Ｂ線に沿って切断した構造の一例を示す部分断面図、図２０は図１の半導体装置の組み立てにおけるダイシング時の構造の一例を示す部分平面図、図２１は図２０のＢ−Ｂ線に沿って切断した構造の一例を示す部分断面図である。

まず、図１１に示すようなデバイス領域２ｓが複数形成された薄板状のリードフレーム２を準備する。デバイス領域２ｓは、前述のように、１つのＱＦＮ５が形成される領域であり、ここでは、複数のデバイス領域２ｓが一括して樹脂モールドされる、所謂一括モールド方式を採用した組み立てについて説明する。

そこで、図１１及び図１２に示すように、１つのダイパッド（チップ搭載部）２ｄと、このダイパッド２ｄを支持する複数の吊りリード２ｃと、ダイパッド２ｄの隣（周囲）に配置され、かつ複数の吊りリード２ｃのうちの互いに隣り合う吊りリード２ｃ間に配置された複数のリード２ａとを有するリードフレーム２を準備する。すなわち、ダイパッド２ｄは、複数のリード２ａの間に位置している。

なお、各デバイス領域２ｓは、枠部２ｔによって囲まれ、複数のリード２ａや複数の吊りリード２ｃは枠部２ｔによって支持されている。

また、本実施の形態１のリードフレーム２では、各デバイス領域２ｓにおいて、互いに隣り合う吊りリード２ｃ間に５本（奇数本）のリード２ａが設けられている場合を説明する。まず、各辺の中央リード２ｊを含む複数のリード２ａのそれぞれは、図５に示す下面２ａｂと上面２ａａと内側端面２ｇと外側端面２ｆ、及び図６に示す側面２ｈと側面２ｉを有しており、さらに、図６に示すように、リード２ａの延在方向２ｗにおいて、内側端面２ｇ側に位置する先端部２ｋと、外側端面２ｆ側に位置する後端部２ｍとを有している。

また、各辺の中央リード２ｊを除く複数のリード２ａのそれぞれの先端部２ｋ側の側面２ｈには、中央リード２ｊに向かって迫り出した段差部２ｎが形成されている（図６に示すハッチング部）。一方、中央リード２ｊを除く複数のリード２ａのそれぞれの後端部２ｍ側の側面２ｉには、中央リード２ｊから離れる方向に向かって迫り出した段差部２ｐが形成されている（図６に示すハッチング部）。

なお、中央リード２ｊを除く複数のリード２ａのそれぞれにおいて、側面２ｈにおける後端部２ｍには、段差部２ｎ及び段差部２ｐは形成されていない。さらに、側面２ｉにおける先端部２ｋにも、段差部２ｎ及び段差部２ｐは形成されていない。すなわち、各辺において、中央リード２ｊを除く複数のリード２ａのそれぞれでは、段差部２ｎは側面２ｈの先端部２ｋのみに形成されており、一方、段差部２ｐは側面２ｉの後端部２ｍのみに形成されている。

また、各辺の中央リード２ｊについては、図２及び図６に示すように、側面２ｈ，２ｉの両側の後端部２ｍに段差部２ｐが形成されている。すなわち、左右両側の後端部２ｍに段差部２ｐが形成されている。

以上のように本実施の形態１のＱＦＮ５の組み立てで用いられるリードフレーム２では、図１１に示す各デバイス領域２ｓにおいて、各辺における５本のリード２ａの平面視でのリードパターンが、中央リード２ｊの左右両側の複数のリード２ａで線対称となるように、それぞれの段差部２ｎ及び段差部２ｐが形成されている。

また、リードフレーム２のリードパターンは、エッチング加工によって形成されたものである。

その後、ダイボンドを行う。ダイボンド工程では、図１３及び図１４に示すように、ダイボンド材６を介して半導体チップ１をダイパッド２ｄの上面２ｄａに搭載する。

その後、ワイヤボンディングを行う。ワイヤボンディング工程では、図１５及び図１６に示すように、半導体チップ１の複数の電極パッド１ｃと複数のリード２ａを、複数のワイヤ３を介してそれぞれ電気的に接続する。本実施の形態１では、まず、半導体チップ１の電極パッド１ｃにワイヤ３の一部を接続した後、ワイヤ３の他部をリード２ａに接続する、所謂、正ボンディング方式を採用している。すなわち、半導体チップ１の電極パッド１ｃが１ｓｔ側となり、リード２ａが２ｎｄ側となる。ここで、上記のように、本実施の形態１では、図１７に示すように、段差部２ｎがワイヤ３の延在方向８側と同じ側面２ｈ側に形成され、かつこの側面２ｈの図６に示す先端部２ｋに設けられている。すなわち、ワイヤ３の入射角側に段差部２ｎが形成されているため、複数のリード２ａのうち、中央リード２ｊ以外のリード２ａに対してワイヤボンディング工程を行う際、リード２ａ上を滑走する図示しないキャピラリがリード２ａから脱落するのを防ぐことができる。すなわち、２ｎｄボンディング側は、前記キャピラリが滑走を行うため、段差部２ｎがワイヤ３の延在方向８に対応して設けられている方が、２ｎｄ側（リード側）のワイヤボンディングを行い易い。

その後、樹脂モールドを行う。本実施の形態１のＱＦＮ５の組み立ては、一括モールド方式であるため、本モールド工程では、半導体チップ１及び複数のワイヤ３を樹脂で封止することにより、図１８及び図１９に示すように、リードフレーム２上に一括封止体４ｃを形成する。その際、それぞれのデバイス領域２ｓにおいて、複数のリード２ａのそれぞれの下面（アウター部２ｂの一部（実装面））２ａｂが一括封止体４ｃの下面４ｂから露出するように、樹脂で半導体チップ１、リード２ａのインナー部２ｅ及び複数のワイヤ３を封止する。

樹脂モールド終了後、各パッケージへの個片化（パッケージダイシング）を行って、図１〜図５に示すＱＦＮ５の組み立て完了となる。ここで、本個片化工程では、図２０及び図２１に示すように、ダイシング用のブレード９を用いて個片化を行う。詳細には、図２１に示すように、一括封止体４ｃの表面側にダイシングテープ１０を貼り付け、かつ上下反転させた状態でリードフレーム側（上方）からブレード９を進入させて切断を行う。その際、ダイシングテープ１０は完全に切断せずに一部残すことで、次工程のピックアップ工程でピックアップされるまで各パッケージ（ＱＦＮ５）がばらけないようにダイシングテープ１０上に貼り付けられた状態を維持することができる。

本実施の形態１のＱＦＮ５によれば、それぞれのリード２ａの左右両側のずれた位置に段差部２ｎ，２ｐが形成されることにより、隣り合うリード２ａとの段差部２ｎ，２ｐの位置をずらすことができ、隣り合うリード２ａとの間隔を可能な限り詰めることができる。

したがって、隣り合うリード２ａ間の隙間をより小さくすることができ、ＱＦＮ５の小型化または多ピン化を実現することができる。

なお、リード２ａの間隔（リードピッチ）を小さくすることのみに着目した場合、封止体４の下面４ｂの対向する２つの辺に沿って外部端子が複数本配置されたＳＯＮ（Small Outline Non-leaded Package) においても効果は得られるが、吊りリード２ｃとの間隔を広げることまで考慮した場合には、本実施の形態１のようなＱＦＮ５においてより有効と言える。

また、それぞれのリード２ａの左右両側に段差部２ｎ，２ｐを形成したことにより、各リード２ａにおいて封止体４に対してアンカー効果を持たせることができ、ＱＦＮ５における封止体４からのリード２ａの脱落を防止または低減することができる。これにより、リード２ａの脱落対策を実現することができる。

ここで、各辺の中央リード２ｊについても、その左右両側の後端部２ｍに段差部２ｐが形成されていることにより、封止体４からの中央リード２ｊの脱落を防止または低減することができる。

また、各辺の複数のリード２ａそれぞれの側面２ｉに形成された段差部２ｐ、及び中央リード２ｊにおける左右両側の段差部２ｐは、いずれも封止体４の内部で終端するような形となっている。すなわち、各辺の全てのリード２ａにおいて、それぞれの後端部２ｍの段差部２ｐは、封止体４の側面４ａには到達しない（露出しない）範囲で終端しており、これにより、リード延在方向（図６に示すリード２ａの延在方向２ｗ）の封止体４からのリード２ａの脱落を防止または低減することができる。

また、各辺の複数のリード２ａそれぞれの先端部２ｋにおける下面２ａｂに、内側端面２ｇに連なる段差部２ｑが形成されていることにより、パッケージ高さ（厚さ）方向の封止体４からのリード２ａの脱落に対する強度をさらに高めることができる。

また、各リード２ａの段差部２ｎ，２ｐ，２ｑが（リードフレーム２のリードパターン）がエッチング加工によって形成されていることにより、段差部２ｎ，２ｐ，２ｑにおける迫り出し面２ｒを曲率を有した面とすることができる。これにより、プレス加工によって形成された迫り出し面に比較して曲率を有している分、樹脂封止時に迫り出し面２ｒの下部に充填される封止用樹脂の量を多くすることができる。

その結果、プレス加工によって形成された段差部に比較してアンカー効果をより高めることができ、封止体４からの各リード２ａの脱落をさらに防止または低減することができる。

また、リードフレーム２がエッチング加工によって形成されていることにより、プレス加工に比較して少ない迫り出し量でも大きなアンカー効果を生み出すことができるため、段差部２ｎ，２ｐの迫り出し量を小さくすることができ、その結果、隣り合うリード２ａ間の隙間を可能な限り小さくしてＱＦＮ５の小型化または多ピン化をさらに図ることができる。

次に、本実施の形態１の変形例について説明する。

図２２は本発明の実施の形態１の変形例１の半導体装置の構造を封止体を透過して示す平面図、図２３は図２２のＹ部に対応するワイヤボンディング終了後の構造を示す拡大部分平面図、図２４は本発明の実施の形態１の変形例２の半導体装置の構造を封止体を透過して示す平面図、図２５は図２４のＺ部に対応するワイヤボンディング終了後の構造を示す拡大部分平面図である。

図２２に示す変形例１のリード形状は、各辺の複数のリード２ａのうち、中央リード２ｊ以外のリード２ａは、それぞれの内側端部の平面視の形状が、図２３に示すように、ワイヤ３の延在方向８に沿うように屈曲しているものである。

すなわち、各辺における中央リード２ｊ以外のリード２ａの内側端部を、ワイヤリング方向（ワイヤ３の延在方向８）に合わせて屈曲させたものであり、各辺に沿って配置された複数のリード２ａのうち、吊りリード２ｃに近いリード２ａほど（リード配列の端部に向かうほど）、リード２ａの内側端部の外側端部に対する屈曲度が大きくなっている。

これにより、ワイヤ３の延在を、リード先端のリード幅内に収めることができ、２ｎｄボンディング時の図示しないキャピラリの滑走領域を確保して２ｎｄボンディングを容易に行うことができる。なお、図２３に示すハッチング部は、段差部２ｎ，２ｐ，２ｑの領域である。

次に、図２４に示す変形例２のリード形状は、各辺における複数のリード２ａのうちの中央リード２ｊの内側端部に、平面視で幅広となる幅広部２ｕが形成されているものである。この幅広部２ｕの幅は、平面視において、リード２ｊのうち、図２５に示す段差部２ｐが形成されていない部分の幅よりも太い。なお、図２５に示すように、中央リード２ｊとワイヤ３を介して電気的に接続される半導体チップの電極パッド１ｃは、必ずしも、中心線（仮想線）７上に配置されない。そのため、各辺の中央リード２ｊに接続されるワイヤ３は、図２５に示すように、中央リード２ｊに対して左右いずれかの方向にずれることがある。そこで、本変形例２のように、中央リード２ｊの内側端部に中心線（仮想線）７の両側に幅広となった幅広部２ｕを形成することにより、ワイヤリングが左右どちらにずれたとしても前記キャピラリの滑走（２ｎｄボンディング）を確実に行えるようにすることができる。図２５に示す例では、中央リード２ｊの内側端部の平面視の形状を、逆台形としている。なお、図２５に示すハッチング部は、段差部２ｎ，２ｐ，２ｑの領域である。

（実施の形態２）
図２６は本発明の実施の形態２の半導体装置の構造の一例を封止体を透過して示す平面図である。

本実施の形態２の半導体装置は、実施の形態１のＱＦＮ５と同様に、外部端子となる複数のリード２ａそれぞれの一部が、裏面側の周縁部に配置された周辺配置型のＱＦＮ１１であるが、実施の形態１のＱＦＮ５との相違点は、複数のリード２ａが、平面視において、封止体４の各辺に沿って偶数本ずつ配置されている場合である。

すなわち、本実施の形態２のＱＦＮ１１は、四角形の封止体４の各辺において、複数のリード２ａが、平面視において、偶数本ずつ（ここでは、４本ずつ）配置されており、さらに各リード２ａの段差部２ｎ及び段差部２ｐが偶数本のリード２ａの配列方向に対してそれぞれ同一の向きに形成されているものである。

したがって、各辺の複数のリード２ａの平面視のパターンが、これらリード２ａの配列方向に対して同一のパターンとなっているものであり、同じパターンのリード２ａが並んでいる。

なお、ＱＦＮ１１では、各辺のリード本数が偶数本のため、実施の形態１のＱＦＮ５で各辺に存在した中央リード２ｊに相当するリードは存在していない。

このように各辺の複数のリード２ａの平面視のパターンを、リード配列方向に対して同一のパターンとすることにより、ワイヤボンディング時のリード２ａを認識する際の画像認識を容易に行うことができる。すなわち、ＱＦＮ１１の組み立てのワイヤボンディング工程では、ワイヤ３を接続する際、各リード２ａのワイヤ接合部（先端部２ｋ、第１部分）２ｖを図示しない認識装置（カメラ等）により画像認識してからワイヤ３を接続するため、各リード２ａの平面視のリードパターンを同一のパターンにしておくことで、異なったリードパターンのリード２ａに対してワイヤ３を接続する場合に比較して、ワイヤボンディングを容易に行うことができる。

また、各辺の複数のリード２ａの平面視のパターンを、リード配列方向に対して同一のパターンとすることにより、各辺におけるリード列Ｌの長さを短くすることができる。つまり、複数のリード２ａの平面視のパターンを同一のパターンとして並べることにより、リード間隔をより詰めることができ、したがって、リード列Ｌの長さを短くすることができる。

なお、リード列Ｌを短くすることができると、リード列のうちの端の位置のリード２ａと吊りリード２ｃとの間隔を確保することができる。これにより、多ピンとなった際に、リード２ａを後方（外方）に後退させなくて済むため、パッケージ（ＱＦＮ１１）の小型化を図ることができる。言い換えると、パッケージ（ＱＦＮ１１）の多ピン化を図ることができる。

本実施の形態２のＱＦＮ１１の他の構造については、実施の形態１のＱＦＮ５と同様であるため、その重複説明は省略する。

本実施の形態２のＱＦＮ１１によれば、各辺の複数のリード２ａの平面視のリードパターンを同一のパターンとすることにより、隣り合うリード２ａとの間隔をより詰めることができ、ＱＦＮ１１の小型化または多ピン化を実現することができる。

また、それぞれのリード２ａの左右両側に段差部２ｎ，２ｐを形成したことにより、各リード２ａにおいて封止体４に対してアンカー効果を持たせることができ、ＱＦＮ１１における封止体４からのリード２ａの脱落を防止または低減することができる。これにより、リード２ａの脱落対策を実現することができる。

本実施の形態２のＱＦＮ１１によって得られるその他の効果については、実施の形態１のＱＦＮ５のものと同様であるため、その重複説明は省略する。

また、本実施の形態２のＱＦＮ１１の組み立てについても、実施の形態１のＱＦＮ５と同様であるため、その重複説明は省略する。

以上、本発明者によってなされた発明を発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

例えば、前記実施の形態１，２では、各リード２ａにおいてその内側端面２ｇの下面２ａｂ側に段差部２ｑが形成されている場合を説明したが、図２７及び図２８に示すように、内側端部の段差部（迫り出し部、突出部、ひさし部）は、必ずしも形成されていなくてもよい。すなわち、図２７〜図２９の変形例１の各リード２ａにおいては、側面２ｈの先端部２ｋ（図６参照）に段差部２ｎが形成されており、一方、反対側の側面２ｉの後端部２ｍ（図６参照）に段差部２ｐが形成されているが、内側端部に前記段差部は形成されていない。そのため、前記実施の形態１、２に比べると、各リード２ａのパッケージ厚さ方向の引き抜き強度は僅かに低くなるが、段差部２ｎ，２ｐによってリード２ａの脱落防止の効果は十分に得ることができる。

また例えば、前記実施の形態１，２では、半導体装置（ＱＦＮ）が大タブ構造の場合を取り上げて説明したが、図３０〜図３２の変形例２のＱＦＮ５に示すように、大タブ構造に限らず、ダイパッド２ｄの外形寸法（図３１の上面２ｄａの大きさ）が半導体チップ１の外形寸法（図３１の裏面１ｂの大きさ）より小さい、所謂、小タブ構造のものであってもよい。すなわち、小タブ構造のＱＦＮ５であっても、大タブ構造のＱＦＮ５と同様の効果を得ることができる。

また例えば、前記実施の形態１，２では、ＱＦＮ５，１１が、ダイパッド露出型（タブ露出型）の場合を取り上げて説明したが、ＱＦＮ５，１１は、ダイパッド（タブ）２ｄが封止体４の内部に埋め込まれるタブ内蔵型のものであってもよいし、もしくはダイパッド２ｄは封止体４から露出し、かつ吊りリード２ｃのみが封止体４の内部に埋め込まれる構造であってもよい。

また例えば、前記実施の形態１，２では、半導体装置（ＱＦＮ５，１１）の各リード２ａにおいてその後端部２ｍの段差部２ｐが封止体４内で終端している。言い換えると、各リード２ａに形成された段差部２ｐが封止体４の側面から露出しない場合を説明したが、図３３及び図３４のＱＦＮ５に示すように、段差部２ｐは、封止体４内で終端せずに側面４ａに到達し、露出していてもよい。そのため、前記実施の形態１、２に比べるとリード延在方向の引き抜き強度は僅かに低くなるが、段差部２ｎ，２ｐによってリード２ａの脱落防止の効果は十分に得ることができる。

また例えば、前記実施の形態１，２では、半導体装置がＱＦＮの場合を一例として説明したが、前記半導体装置は、ＱＦＮに限定されるものではなく、例えば、封止体４の下面４ｂの４つの辺のうちの対向する２つの辺に沿って外部端子となるアウター部２ｂが複数本配置されたＳＯＮ等であってもよい。

本発明は、リードフレームを用いて組み立てられる半導体装置に利用可能である。

１ 半導体チップ
１ａ 表面（主面）
１ｂ 裏面
１ｃ 電極パッド
２ リードフレーム
２ａ リード
２ａａ 上面
２ａｂ 下面
２ｂ アウター部
２ｃ，２ｃａ 吊りリード
２ｄ ダイパッド
２ｄａ 上面
２ｄｂ 下面
２ｅ インナー部
２ｆ 外側端面
２ｇ 内側端面
２ｈ，２ｉ 側面
２ｊ 中央リード
２ｋ 先端部
２ｍ 後端部
２ｎ，２ｐ，２ｑ 段差部
２ｒ 迫り出し面
２ｓ デバイス領域
２ｔ 枠部
２ｕ 幅広部
２ｖ ワイヤ接合部
２ｗ 延在方向
３ ワイヤ
４ 封止体
４ａ 側面
４ｂ 下面
４ｃ 一括封止体
５ ＱＦＮ（半導体装置）
６ ダイボンド材
７ 中心線
８ 延在方向
９ ブレード
１０ ダイシングテープ
１１ ＱＦＮ（半導体装置）

Claims (10)

1. ダイパッドと、
   前記ダイパッドを支持する複数の吊りリードと、
   前記複数の吊りリードの間に配置された複数のリードと、
   主面、前記主面に形成された複数の電極パッド、および前記主面とは反対側の裏面を有し、かつ前記ダイパッドの上面に搭載された半導体チップと、
   前記半導体チップの前記複数の電極パッドと前記複数のリードとをそれぞれ電気的に接続する複数のワイヤと、
   前記複数のリードのそれぞれの下面が露出するように、前記半導体チップおよび前記複数のワイヤを封止する封止体と、
   を含み、
   前記複数のリードのそれぞれは、前記封止体から露出する前記下面、前記下面とは反対側の上面、前記上面と前記下面との間に位置し、かつ前記ダイパッドと対向する内側端面、前記内側端面とは反対側に位置し、かつ前記封止体から露出する外側端面、前記上面と前記下面との間に位置し、かつ前記内側端面と前記外側端面との間に位置する第１側面、前記第１側面とは反対側の第２側面を有しており、
   さらに、前記複数のリードのそれぞれは、前記複数のリードのそれぞれの延在方向において、前記内側端面側に位置する第１部分と、前記第１部分よりも前記外側端面側に位置する第２部分と、を有しており、
   前記第１側面における前記第１部分で、かつ前記下面よりも前記上面側には、第１段差部が形成されており、
   前記第２側面における前記第２部分であって、前記下面よりも前記上面側には、第２段差部が形成されており、
   前記第１側面における前記第２部分には、前記第１および第２段差部は形成されていなく、
   前記第２側面における前記第１部分には、前記第１および第２段差部は形成されていないことを特徴とする半導体装置。
2. 請求項１に記載の半導体装置において、
   前記複数のリードのそれぞれの前記第１部分における前記下面には、前記内側端面に連なる第３段差部が形成されていることを特徴とする半導体装置。
3. 請求項２に記載の半導体装置において、
   前記第３段差部の前記ダイパッド方向への迫り出し量は、前記第１段差部の隣り合った前記リード方向への迫り出し量、および前記第２段差部の隣り合った前記リード方向への迫り出し量よりそれぞれ大きいことを特徴とする半導体装置。
4. 請求項１に記載の半導体装置において、
   前記封止体の平面形状は、四角形からなり、前記複数のリードは、平面視において、前記封止体の各辺に沿って奇数本ずつ配置され、
   前記各辺において、前記奇数本の前記リードにおける中央リードを線対称とした形態になるように、前記複数のリードのそれぞれの前記第１及び前記第２段差部が形成されていることを特徴とする半導体装置。
5. 請求項４に記載の半導体装置において、
   前記中央リードの内側端部には、平面視で幅広となる幅広部が形成されていることを特徴とする半導体装置。
6. 請求項４に記載の半導体装置において、
   前記第１段差部が形成された前記第１側面は、前記ワイヤの延在方向側であることを特徴とする半導体装置。
7. 請求項４に記載の半導体装置において、
   前記各辺の前記奇数本の前記リードのうち、前記中央に配置される前記リード以外のリードは、それぞれの前記リードの内側端部の平面視の形状が、前記ワイヤの延在方向に沿うように屈曲していることを特徴とする半導体装置。
8. 請求項１に記載の半導体装置において、
   前記封止体の平面形状は、四角形からなり、前記複数のリードは、平面視において、前記封止体の各辺に沿って偶数本ずつ配置され、
   前記各辺において、前記偶数本の前記リードは、各リードの前記第１及び前記第２段差部が前記偶数本の前記リードの配列方向に対してそれぞれ同一の向きに形成されていることを特徴とする半導体装置。
9. 請求項１に記載の半導体装置において、
   前記複数のリードのそれぞれは、エッチング加工によって形成されたものであることを特徴とする半導体装置。
10. 請求項１に記載の半導体装置において、
    前記複数のリードのそれぞれの前記第２側面の前記第２部分に形成された前記第２段差部は、前記封止体の内部で終端していることを特徴とする半導体装置。

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