JP2013219296A - 半導体装置の製造方法および半導体装置 - Google Patents

半導体装置の製造方法および半導体装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2013219296A
JP2013219296A JP2012090816A JP2012090816A JP2013219296A JP 2013219296 A JP2013219296 A JP 2013219296A JP 2012090816 A JP2012090816 A JP 2012090816A JP 2012090816 A JP2012090816 A JP 2012090816A JP 2013219296 A JP2013219296 A JP 2013219296A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lead
electronic component
step portion
bonding
semiconductor device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2012090816A
Other languages
English (en)
Inventor
Atsushi Fujisawa
敦 藤澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renesas Electronics Corp
Original Assignee
Renesas Electronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renesas Electronics Corp filed Critical Renesas Electronics Corp
Priority to JP2012090816A priority Critical patent/JP2013219296A/ja
Publication of JP2013219296A publication Critical patent/JP2013219296A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/93Batch processes
    • H01L24/95Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips
    • H01L24/97Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips the devices being connected to a common substrate, e.g. interposer, said common substrate being separable into individual assemblies after connecting
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321Disposition
    • H01L2224/32151Disposition 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
    • 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
    • H01L2224/32245Disposition 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 metallic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting 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
    • H01L2224/48221Connecting 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
    • H01L2224/48245Connecting 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 metallic
    • H01L2224/48247Connecting 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 metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491Disposition
    • H01L2224/4912Layout
    • H01L2224/49171Fan-out arrangements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265Layer and wire connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/93Batch processes
    • H01L2224/95Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips
    • H01L2224/97Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips the devices being connected to a common substrate, e.g. interposer, said common substrate being separable into individual assemblies after connecting
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L24/10, H01L24/18, H01L24/26, H01L24/34, H01L24/42, H01L24/50, H01L24/63, H01L24/71
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/19Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/191Disposition
    • H01L2924/19101Disposition of discrete passive components
    • H01L2924/19105Disposition of discrete passive components in a side-by-side arrangement on a common die mounting substrate

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Abstract

【課題】半導体装置の信頼性を向上させる。
【解決手段】隣り合って配置されるリードL1、L2上に接合材11を介してチップコンデンサ(電子部品)6を搭載する。リードL1の上面には開口部(段差部)K1が形成され、リードL2の上面には開口部(段差部)K2が形成される。また、平面視において、開口部K1、K2は、リードL1のボンディング領域4cr1とリードL2のボンディング領域4cr2の間に配置される。また、チップコンデンサ6は、平面視において、電極(電極端子)6dt1が開口部K1と重ならず、電極(電極端子)6dt2が開口部K2と重ならないように配置する。
【選択図】図7

Description

本発明は、半導体装置およびその製造技術に関し、例えば外部端子となるリードに、チップコンデンサなどの電子部品を搭載する半導体装置に適用して有効な技術に関するものである。
特開2003−124416号公報(特許文献1)には、バスバーに凹部を形成し、チップ部品を前記凹部上に、はんだ接合することが記載されている。
特開2003−124416号公報
本願発明者は、例えば、チップコンデンサなどのチップ型電子部品の半導体装置内への実装技術について検討を行い以下の課題を見出した。すなわち、チップ型電子部品の電極を接合する端子間距離が短くなると、端子間で接合材が接触し易くなり、電子部品を搭載した装置(半導体装置)の信頼性低下の原因となる。
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代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次の通りである。
すなわち、本願の一態様である半導体装置の製造方法は、隣り合って配置される第1リードの第1ボンディング領域上、および第2リードの第2ボンディング領域上に接合材を介して電子部品を搭載する工程を有する。電子部品は、互いに対向する第1および第2側面、前記第1側面を覆う第1電極端子、および前記第2側面を覆う第2電極端子を有する。また、前記第1リードの上面には第1開口部が形成され、前記第2リードの上面には第2開口部が形成される。また、平面視において、前記第1および第2開口部は、前記第1リードの前記第1ボンディング領域と前記第2リードの前記第2ボンディング領域の間に配置される。また、前記電子部品を搭載する工程では、平面視において、前記第1電極端子が前記第1開口部と重ならず、前記第2電極端子が前記第2開口部と重ならないように、前記電子部品を配置するものである。
本願において開示される代表的な実施の形態によって得られる効果を簡単に説明すれば以下の通りである。
すなわち、本願において開示される代表的な実施の形態によれば、電子部品を搭載した装置の信頼性を向上させることができる。
一実施の形態である半導体装置の上面図である。 図1に示す半導体装置の下面図である。 図1に示す封止体を取り除いた状態で半導体装置の内部構造を示す透視平面図である。 図1のA−A線に沿った断面図である。 図1のB−B線に沿った断面図である。 図1に示す半導体装置に形成された回路構成の一例を示す回路ブロック図である。 図3のA部の拡大透視平面図である。 図7のA−A線に沿った拡大断面図である。 図7のB−B線に沿った拡大断面図である。 図7に示すC−C線側からリードを見た側面図である。 図8に対する変形例を示す拡大断面図である。 図11に対する変形例を示す拡大断面図である。 図1〜図10に示す半導体装置の組み立てフローを示す説明図である。 リードフレーム準備工程で準備するリードフレームの全体構造を示す平面図である。 図14に示す複数の製品形成領域のうち、2つの製品形成領域周辺の拡大平面図である。 図15に示すリードをさらに拡大して示す拡大平面図である。 図13に示す電子部品準備工程で準備する電子部品(チップコンデンサ)の全体構造を示す斜視図である。 図17のA−A線に沿った断面図である。 図15に示すリードのボンディング領域上に図17に示すチップコンデンサを搭載した状態を示す拡大平面図である。 図16に示すリード上に接合材を塗布した状態を示す拡大平面図である。 図20のA−A線に沿った拡大断面図である。 図20に示すリード上にチップコンデンサを配置した状態を示す拡大平面図である。 図22のA−A線に沿った拡大断面図である。 図22に示す半田ペーストを溶融した状態を示す拡大平面図である。 図24のA−A線に沿った拡大断面図である。 図19に示すダイパッド上に、ボンディング材を介して半導体チップを搭載した状態を示す拡大平面図である。 図26のA−A線に沿った拡大断面図である。 図26に示す半導体チップと複数のリードを、ワイヤを介して電気的に接続した状態を示す拡大平面図である。 図28のA−A線に沿った拡大断面図である。 図28に示すリードフレームの製品形成領域に、封止体を形成した状態を示す拡大平面図である。 図30のA−A線に沿った拡大断面図である。 図31に示す封止体から露出する複数のリードおよびダイパッドの露出面に金属膜(外装めっき膜、半田膜)を形成した状態を示す拡大断面図である。 図30に示すリードフレームに金属膜を形成した後、リードおよび吊りリードを枠部(ダム部)から切り離した状態を示す拡大平面図である。 図16に対する変形例を示す拡大平面図である。 図34のA−A線に沿った拡大断面図である。 図22に対する変形例を示す拡大平面図である。 図24に対する変形例を示す拡大平面図である。 図37のA−A線に沿った拡大断面図である。 図34に対する変形例を示す拡大平面図である。 図39のB−B線に沿った拡大断面図である。 図36に対する変形例を示す拡大平面図である。 図37に対する変形例を示す拡大平面図である。 図42のB−B線に沿った拡大断面図である。 図13に対する変形例を示す説明図である。 図20に対する変形例を示す拡大平面図である。 図45に示すリード上にチップコンデンサを配置した状態を示す拡大平面図である。 図46のA−A線に沿った拡大断面図である。 図46に対する変形例を示す拡大平面図である。 図48のA−A線に沿った拡大断面図である。 図8に対する第1の比較例を示す拡大断面図である。 図8に対する第2の比較例を示す拡大断面図である。 図12に対する比較例を示す拡大断面図である。
(本願における記載形式・基本的用語・用法の説明)
本願において、実施の態様の記載は、必要に応じて、便宜上複数のセクション等に分けて記載するが、特にそうでない旨明示した場合を除き、これらは相互に独立別個のものではなく、記載の前後を問わず、単一の例の各部分、一方が他方の一部詳細または一部または全部の変形例等である。また、原則として、同様の部分は繰り返しの説明を省略する。また、実施の態様における各構成要素は、特にそうでない旨明示した場合、理論的にその数に限定される場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、必須のものではない。
同様に実施の態様等の記載において、材料、組成等について、「AからなるX」等といっても、特にそうでない旨明示した場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、A以外の要素を含むものを排除するものではない。たとえば、成分についていえば、「Aを主要な成分として含むX」等の意味である。たとえば、「シリコン部材」等といっても、純粋なシリコンに限定されるものではなく、SiGe(シリコン・ゲルマニウム)合金やその他シリコンを主要な成分とする多元合金、その他の添加物等を含む部材も含むものであることはいうまでもない。また、金めっき、Cu層、ニッケル・めっき等といっても、そうでない旨、特に明示した場合を除き、純粋なものだけでなく、それぞれ金、Cu、ニッケル等を主要な成分とする部材を含むものとする。
さらに、特定の数値、数量に言及したときも、特にそうでない旨明示した場合、理論的にその数に限定される場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、その特定の数値を超える数値であってもよいし、その特定の数値未満の数値でもよい。
また、実施の形態の各図中において、同一または同様の部分は同一または類似の記号または参照番号で示し、説明は原則として繰り返さない。
また、添付図面においては、却って、煩雑になる場合または空隙との区別が明確である場合には、断面であってもハッチング等を省略する場合がある。これに関連して、説明等から明らかである場合等には、平面的に閉じた孔であっても、背景の輪郭線を省略する場合がある。更に、断面でなくとも、空隙でないことを明示するため、あるいは領域の境界を明示するために、ハッチングやドットパターンを付すことがある。
以下の実施の形態で説明する技術はリードフレームを用いて製造する種々のパッケージタイプの半導体装置に適用可能であるが、本実施の形態では、一例として、外部端子である複数のリードが、封止体の下面(実装面)において封止体から露出する、QFN(Quad Flat Nonleaded package)型の半導体装置に適用した実施態様について説明する。図1は本実施の形態の半導体装置の上面図、図2は、図1に示す半導体装置の下面図である。また、図3は、図1に示す封止体を取り除いた状態で半導体装置の内部構造を示す透視平面図である。また、図4は図1のA−A線に沿った断面図、図5は図1のB−B線に沿った断面図である。
<半導体装置>
まず、本実施の形態の半導体装置1の構成の概要について、図1〜図5を用いて説明する。本実施の形態の半導体装置1は、ダイパッド(チップ搭載部、タブ)2(図3〜図5参照)と、ダイパッド2上にダイボンド材8(図3〜図5参照)を介して搭載された半導体チップ3(図3〜図5参照)と、を備えている。また、半導体装置1は、半導体チップ3(ダイパッド2)の周囲に配置された複数のリード(端子、外部端子)4と、半導体チップ3の複数のパッド(電極、ボンディングパッド)PD(図3、図4参照)と複数のリード4とを、それぞれ電気的に接続する複数のワイヤ(導電性部材)5(図3、図4参照)と、を有している。また、半導体装置1は、複数のリード4のうち、互いに隣り合うリードL1、L2上に搭載されるチップコンデンサ(電子部品、チップ型電子部品)6(図3参照)を有している。また、半導体装置1は半導体チップ3、複数のワイヤ5、およびチップコンデンサ6を封止する封止体(樹脂体)7を備えている。また、ダイパッド2には、複数の吊りリード10が接続されている。
<外観構造>
まず、半導体装置1の外観構造について説明する。図1に示す封止体(樹脂体)7の平面形状は矩形状からなり、本実施の形態では、例えば、正方形である。詳細には、各角部7dが面取り加工されており、これにより封止体7の欠けを抑制している。封止体7は上面7aと、この上面7aとは反対側の下面(裏面、実装面)7b(図2参照)と、この上面7aと下面7bとの間に位置する側面7cとを有している。側面7cは、図4に示すように傾斜面となっている。封止体7の角部7dとは、封止体7の四辺(四つの主辺)のうち、交差する任意の二辺(二つの主辺)の交点である角の周辺領域を含んでいる。なお、厳密には、図1に示すように、封止体7の角部7dは、一部が面取り加工されているので、主辺の交点は封止体7の角部7dよりも外側に配置される。しかし、面取り加工部は、主辺の長さと比較して十分に小さいため、本願では、面取り加工部の中心を封止体7の角と見做して説明する。つまり、本願においては、封止体7の四辺(四つの主辺)のうち、任意の二辺(二つの主辺)が交差する領域であって、該領域が面取り加工されている場合にはその面取り加工部が角部7dに相当し、該領域が面取り加工されていない場合には、任意の二辺(二つの主辺)の交点が角部7dに相当する。以下、本願において、封止体7の角部7dと説明するときは、特に異なる意味、内容で用いている旨を明記した場合を除き、上記と同様の意味、内容として用いる。
また、図1および図2に示すように、半導体装置1では、封止体7の各辺(各主辺)に沿って、それぞれ複数のリード4が配置されている。複数のリード4は、それぞれ金属材料からなり、本実施の形態では、例えば銅(Cu)、または銅(Cu)からなる基材の表面に例えばニッケル(Ni)からなる金属膜(図示は省略)が形成された積層金属膜から成る。また複数のリード4は、図2に示すように封止体7の下面7bにおいて一部(下面)が封止体7からそれぞれ露出している。またリード4の封止体7からの露出部には、金属膜SDが形成され、前記した基材の下面を覆っている。金属膜SDは、例えばめっき法により形成された半田膜から成り、リード4を図示しない実装基板側の端子と接合する際に接合材として機能する。また、図1に示すように金属膜SDはリード4の露出部の上面側にも形成されている。
本実施の形態の金属膜SDは、鉛(Pb)を実質的に含まない、所謂、鉛フリー半田からなり、例えば錫(Sn)のみ、錫−ビスマス(Sn−Bi)、または錫−銅−銀(Sn−Cu−Ag)などである。ここで、鉛フリー半田とは、鉛(Pb)の含有量が0.1wt%以下のものを意味し、この含有量は、RoHS(Restriction of Hazardous Substances)指令の基準として定められている。以下、本実施の形態において、半田材、あるいは半田成分について説明する場合には、特にそうでない旨明示した場合を除き、鉛フリー半田を指す。
また、図1および図2に示す例では、複数のリード4のそれぞれは、封止体7の側面7cよりも外側に突出する突出部4tを有している。このように複数のリード4を封止体7から突出させることで、図示しない実装基板に半導体装置1を接合する際に、接合部の面積を増大させることができる。この結果、図示しない実装基板と、半導体装置1の実装強度を向上させることができる。ただし、変形例としては、リード4に突出部4tを設けず、平面視において封止体7の周縁部で切断された形状とすることができる。この場合、実装面積は、図1および図2に示す構造よりも低減することができる。
次に、図2に示すように、ダイパッド(チップ搭載部、タブ)2の下面2bは、封止体7の下面7bにおいて、封止体7から露出している。つまり、半導体装置1は、ダイパッド露出型(タブ露出型)の半導体装置である。また、ダイパッド2は、封止体7よりも熱伝導率が高い金属材料からなり、本実施の形態では、例えば銅(Cu)、または銅(Cu)からなる基材の表面に例えばニッケル(Ni)からなる金属膜(図示は省略)が形成された積層金属膜から成る。このように、ダイパッド露出型の半導体装置は、熱伝導率が封止体7よりも高い、例えば、銅(Cu)などの金属部材(ダイパッド2)を露出させることで、ダイパッド2が露出しない半導体装置と比較して、パッケージの放熱性を向上させることができる。また、半導体装置1を図示しない実装基板に実装する際に、ダイパッド2の下面2bを実装基板の端子と、例えば半田材(接合材)を介して接続すれば、半導体装置1で発生した熱をさらに効率的に実装基板側に放熱することができる。図2に示す例では、ダイパッド2の下面2bには、実装時に接合材として機能する金属膜SDが形成され、前記基材の下面を覆っている。金属膜SDは前記したように例えばめっき法により形成された半田膜である。
また、図1および図2に示すように、半導体装置1は、封止体7の角部7dの外側において、吊りリード10の一部が封止体7から露出している。詳しくは、図3および図5に示すように、吊りリード10の一方の端部は、ダイパッド2に接続され(一体に形成され)、他方の端部は、角部7dにおいて封止体7から露出している。吊りリード10は、ダイパッド2と一体に形成されるので、吊りリード10はダイパッド2と同じ金属材料から成り、本実施の形態では、例えば銅(Cu)、または銅(Cu)からなる基材の表面に例えばニッケル(Ni)からなる金属膜(図示は省略)が形成された積層金属膜から成る。このように吊りリード10の一部を封止体7から露出させることにより、半導体装置1を図示しない実装基板に実装する際に、吊りリード10の露出部を実装基板の端子と接合できる。これにより、半導体装置1の実装強度を向上させることができる。ただし、変形例としては、図1や図2に示すような吊りリード10の露出部を設けず、平面視において封止体7の周縁部で吊りリード10が切断された形状とすることができる。この場合、実装面積は、図1および図2に示す構造よりも低減することができる。
また、図2に示すように、吊りリード10の露出部の下面には、実装時に接合材として機能する金属膜SDが形成され、前記基材の下面を覆っている。金属膜SDは前記したように例えばめっき法により形成された半田膜である。
<内部構造>
次に半導体装置1の内部構造について説明する。図3に示すように、ダイパッド2の上面(チップ搭載面)2aは、平面形状が四角形(四辺形)から成る。本実施の形態では、例えば正方形である。また、本実施の形態では、半導体チップ3の外形サイズ(裏面3bの平面サイズ)よりも、ダイパッド2の外形サイズ(平面サイズ)の方が大きい。このように半導体チップ3を、その外形サイズよりも大きい面積を有するダイパッド2に搭載し、ダイパッド2の下面2bを封止体7から露出させることで、放熱性を向上させることができる。
また、ダイパッド2の外縁部には、下面2b側からエッチング加工が施されており、図2に示す、封止体7から露出するダイパッド2の下面2bの外形サイズは、図3に示す上面2aの外形サイズよりも小さい。言い換えれば、ダイパッド2は、図4に示すように第1の厚さを有する厚板部(部分)2fと、第1の厚さよりも小さい(薄い)第2の厚さを有する薄板部(部分)2hと、を有し、薄板部2hは厚板部2fの周縁部に配置されている。このようにダイパッド2の周縁部にハーフエッチング加工を施す事で、ダイパッド2が封止体7から抜け落ちることを防止することができる。このハーフエッチング加工は、下面2bから上面2aに向かって施され、本実施の形態では、上面2aと下面2bの中間位置まで形成されている。ただし、薄板部2hと厚板部2fの厚さの関係は、厳密に1対2に限定される訳ではなく、薄板部2h、および薄板部2hの下面2hb側に形成された封止体7が破損しない程度の厚さを確保できる範囲内であれば、任意の厚さにする事が出来る。また、ダイパッド2が封止体7から抜け落ち難くなっている場合には、厚板部2fの周囲に薄板部2hを設けなくても良い。
また、図3に示すようにダイパッド2の周囲(半導体チップ3の周囲)には、複数のリード4が配置される。図4に示すように複数のリード4のそれぞれは、第1の厚さから成るアウタリード部(部分、厚板部、実装部、領域)4aと、第1の厚さよりも小さい(薄い)第2の厚さから成るインナリード部(部分、薄板部、被封止部、ハーフエッチング部、領域)4bを有している。インナリード部4bはダイパッド2とアウタリード部4aの間(アウタリード部4aよりもダイパッド2に近い位置)に配置され、アウタリード部4aと一体に形成されている。また、アウタリード部4aの下面4abは封止体7から露出し、その露出面には金属膜SDが形成されている。つまり、アウタリード部4aはリード4の封止体7からの露出部を構成する。一方、インナリード部4bの下面4bbは封止体7に封止されている。また、図4に示す例では、インナリード部4bには、ワイヤ5を接合するワイヤボンディング領域が含まれる。このように、リード4の一部(アウタリード部4a)を封止体7から露出させ、他部(インナリード部4b)は封止体7内に配置することで、リード4が封止体7から脱落することを防止できる。
また、図3に示すようにダイパッド2上には、半導体チップ3が搭載されている。半導体チップ3はダイパッド2の中央に搭載されている。図4に示すように半導体チップ3は、裏面3bがダイパッド2の上面2aと対向した状態で、ダイボンド材(接着材)8を介してダイパッド2上に搭載されている。つまり、複数のパッドPDが形成された表面(主面)3aの反対面(裏面3b)をチップ搭載面(上面2a)と対向させる、所謂、フェイスアップ実装方式により搭載されている。このダイボンド材8は、半導体チップ3をダイボンディングする際の接着材であって、本実施の形態では、例えば、エポキシ系の熱硬化性樹脂に、銀(Ag)などから成る金属粒子を含有させたダイボンド材8を用いている。
図3に示すように、ダイパッド2上に搭載される半導体チップ3の平面形状は四角形から成る。本実施の形態では、例えば、正方形である。また、図4および図5に示すように、半導体チップ3は、表面(主面、上面)3aと、表面3aとは反対側の裏面(主面、下面)3bと、この表面3aと裏面3bとの間に位置する側面とを有している。そして、図3および図4に示すように、半導体チップ3の表面3aには、複数のパッド(ボンディングパッド)PDが形成されており、本実施の形態では、複数のパッドPDが表面3aの各辺に沿って形成されている。また、図示は省略するが、半導体チップ3の主面(詳しくは、半導体チップ3の基材(半導体基板)の上面に設けられた半導体素子形成領域)には、複数の半導体素子(回路素子)が形成されており、複数のパッドPDは、半導体チップ3の内部(詳しくは、表面3aと図示しない半導体素子形成領域の間)に配置される配線層に形成された配線(図示は省略)を介して、この半導体素子と電気的に接続されている。
半導体チップ3(詳しくは、半導体チップ3の基材)は、例えばシリコン(Si)から成る。また、表面3aには、半導体チップ3の基材および配線を覆う絶縁膜が形成されており、複数のパッドPDのそれぞれの表面は、この絶縁膜に形成された開口部において、絶縁膜から露出している。また、このパッドPDは金属からなり、本実施の形態では、例えばアルミニウム(Al)からなる。なお、パッドPDは、アルミニウム(Al)を主体とする合金層を採用してもよい。
また、図3に示すように、半導体チップ3の周囲(詳しくは、ダイパッド2の周囲)には、例えば、ダイパッド2と同じ銅(Cu)から成る複数のリード4が配置されている。そして、半導体チップ3の表面3aに形成された複数のパッド(ボンディングパッド)PDは、複数のリード4と、複数のワイヤ(導電性部材)5を介してそれぞれ電気的に接続されている。ワイヤ5は、例えば、金(Au)から成り、ワイヤ5の一部(例えば一方の端部)がパッドPDに接合され、他部(例えば他方の端部)がリード4のボンディング領域に接合されている。なお、図示は省略するが、リード4のボンディング領域の表面(詳しくはニッケル(Ni)から成るめっき膜の表面)には、めっき膜が形成されている。めっき膜は例えば、銀(Ag)、あるいは金(Au)から成る。リード4(インナリード部4b)のボンディング領域(ワイヤボンディング領域)の表面に、銀(Ag)や金(Au)から成るめっき膜を形成することにより、金(Au)からなるワイヤ5との接合強度を向上させることができる。
また、図3に示すように、ダイパッド2には、複数の吊りリード10が接続(連結)されている。複数の吊りリード10は、それぞれ一方の端部が、平面視において四角形を成すダイパッド2の角部(角)に接続されている。また複数の吊りリード10はそれぞれ他方の端部が封止体7の角部7d(図1参照)に向かって延び、角部7dにおいて封止体7から露出している。吊りリード10を封止体7の角部7d(図1参照)に向かって、延ばすことにより、封止体7の各辺(各主辺)に沿って配置される複数のリード4の配列を阻害することなく配置できるので、リード4の数、すなわち、半導体装置1の端子数を増加させることができる。また、図5に示すように、吊りリード10の一部(封止部)には、下面側からハーフエッチング加工が施され、下面側が封止体7により封止されている。これにより、吊りリード10と封止体7をしっかりと固定することができるので、吊りリード10が封止体7から抜け落ちることを防止することができる。
また、図3に示すように、半導体装置1は、チップコンデンサ(電子部品)6(図3参照)を有している。チップコンデンサ6は、複数のリード4のうち、互いに隣り合うリードL1、L2上に搭載され、封止体7(図1参照)に封止される。このチップコンデンサ6の搭載方法の詳細については、以下で詳細に説明する。
<チップコンデンサの詳細>
図6は、図1に示す半導体装置に形成された回路構成の一例を示す回路ブロック図である。図6に示すように、半導体チップ3には、入出力回路NS1、入出力回路NS1と電気的に接続されたコア回路(主回路)CR1が形成されている。また、コア回路CR1には、コア回路CR1に電源電位Vddを供給する電源電位供給経路Vd1、およびコア回路CR1に基準電位Vssを供給する基準電位供給経路Vs1が接続されている。つまり、電源電位供給経路Vd1と基準電位供給経路Vs1を介してコア回路CR1を駆動する駆動電圧が供給される。コア回路CR1では、例えば、入出力回路NS1から入力されたデータ信号に対して演算処理が行われ、処理結果をデータ信号として入出力回路NS1に出力する。基準電位Vssは、電源電位Vddとは異なる電位、例えば接地電位(GND)とすることができる。
ここで、図6に示すコンデンサc1を取り除いた場合であっても図6に示す回路は動作するが、本実施の形態のようにコア回路CR1に駆動電圧を供給する経路中にコンデンサc1を配置することにより、以下の効果が得られる。まずコンデンサc1をバイパスコンデンサとして機能させることで、電源電位供給経路Vd1に含まれるノイズ(信号)を基準電位供給経路Vs1側にバイパスして流すことができる。これにより、電源電位供給経路Vd1中のノイズを低減し、コア回路CR1に電源電位Vddを安定的に供給することができる。
また、コンデンサc1を設けることで、コア回路CR1に流れる電流のループ(経路距離)を小さくし、電源電位供給経路Vd1および基準電位供給経路Vs1に含まれるインピーダンス成分の影響を低減することができる。言い換えれば、コンデンサc1をデカップリングコンデンサとして機能させることができる。このように、コンデンサc1がバイパスコンデンサ、あるいはデカップリングコンデンサの機能を果たすことで、コア回路CR1に供給される電源電位Vddを安定化させることができる。このため、半導体装置1の信頼性を向上させることができる。
上記のように半導体装置1の信頼性を向上させる観点から、コンデンサc1とコア回路の間の経路のインピーダンス成分を低減することが好ましい。したがって、コンデンサc1とコア回路CR1の間の距離(伝送経路距離)は短くすることが好ましい。また、コンデンサc1と半導体チップを接続する部材の抵抗成分を低減することが好ましい。
そこで、本実施の形態では、図3に示すように半導体装置1の内部にチップコンデンサ6を搭載し、半導体チップ3と電気的に接続する。チップコンデンサ6は、複数のリード4のうち、隣り合うリードL1、L2を跨ぐように搭載される。また、図6に示すように、チップコンデンサ6の一方の電極(電極端子)6dt1は電源電位供給経路Vd1に接続され、電極6dt1には電源電位Vddが供給される。一方、チップコンデンサの他方の電極(電極端子)6dt2は基準電位供給経路Vs1に接続され、電極6dt2には基準電位Vssが供給される。また、リードL1、L2はそれぞれワイヤ5を介して半導体チップ3(詳しくは図6に示す半導体チップ3のコア回路CR1)と電気的に接続される。
つまり、本実施の形態によれば、チップコンデンサ6をバイパスコンデンサ、あるいはデカップリングコンデンサとして機能させることで、コア回路CR1(図6参照)に駆動電圧を供給する経路のノイズ成分を低減する。これにより、コア回路CR1を安定的に駆動させることが可能となり、半導体装置1の信頼性が向上する。このように、半導体装置1の内部に搭載する電子部品は、コンデンサには限定されないが、チップコンデンサ6を搭載し、半導体チップ3とチップコンデンサ6を電気的に接続することで、特に半導体装置1の信頼性を向上させることができる。
次に、チップコンデンサ6の搭載方法の詳細について説明する。図7は、図3のA部の拡大透視平面図、図8は図7のA−A線に沿った拡大断面図、図9は図7のB−B線に沿った拡大断面図である。図8および図9では、チップコンデンサの内部電極の構造例を模式的に示している。また、図10は、図7に示すC−C線側からリードを見た側面図である。
図7〜図10に示すように、チップコンデンサ6は、上面6a、上面6aの反対側の下面6b(図8、図9参照)、および上面6aと下面6bの間に位置する四つの側面6s(図7参照)を有する。四つの側面6sには、図8に示すように互いに対向する側面(短側面)6s1および側面(短側面)6s2が含まれる。また、四つの側面6sには、図7に示すように側面6s1、6s2と交差する側面(長側面)6s3および側面(長側面)6s4が含まれる。側面6s3と側面6s4は、図9に示すように互いに対向する。
チップコンデンサ6の外形サイズは規格で規定されている。例えば、比較的小型のチップコンデンサ6の平面サイズの例を挙げると、1005サイズ(1.0mm×0.5mm)、0603サイズ(0.6mm×0.3mm)、0402サイズ(0.4mm×0.2mm)などがある。上記した平面サイズは、(相対的に長い辺(側面6s3、6s4)の長さ×相対的に短い辺(側面6s1、6s2)の長さ)の寸法を示している。
また、チップコンデンサ6は、図8に示すように側面6s1を覆う電極(電極端子、外部電極、金属膜)6dt1、および側面6s2を覆う電極(電極端子、外部電極、金属膜)6dt2を有している。また、チップコンデンサ6は、絶縁層(誘電体層、絶縁体)6zを介して積層される複数の内部電極(電極)6dnを有している。詳しくは、内部電極6dnには、電極6dt1に接続される内部電極6dn1と、電極6dt2に接続される内部電極6dn2が含まれ、内部電極6dn1と内部電極6dn2が絶縁層6zを介して交互に積層されている。チップコンデンサ6では、誘電体を介して対向配置される内部電極6dn1、6dn2に形成された容量を外部に取り出すための外部電極端子として、側面6s1、6s2を覆う電極6dt1、6dt2を形成している。
電極6dt1、6dt2は、それぞれ金属膜であって、例えば本実施の形態では、銅(Cu)膜、ニッケル(Ni)膜、錫(Sn)膜を順次積層した積層金属膜から成る。電極6dt1は、側面6s1の他、上面6a、下面6b、および側面6s3、6s4のうち、側面6s1に連なる一部を覆う。また、電極6dt2は、側面6s2の他、上面6a、下面6b、および側面6s3、6s4のうち、側面6s2に連なる一部を覆う。また、チップコンデンサ6は電極6dt1、6dt2の間に、内部電極6dnを覆う絶縁層6zを有する。つまり、電極6dt1と電極6dt2は、上面6a、下面6b、および側面6s3、6s4において、電極6dt1、6dt2間に配置される絶縁層6zにより絶縁されている。
本実施の形態のチップコンデンサ6のように、四つの側面6sのうちの一つの側面6s1を覆う第1の電極端子(電極6dt1)、および側面6s1と対向する側面6s2を覆う第2の電極端子(電極6dt2)を有する電子部品を、チップ型の電子部品と呼ぶ。チップ型の電子部品は、互いに対向する二つの側面に電極端子を形成することで、半田などの接合材を介して容易に表面実装することができる。このため、本実施の形態で説明するコンデンサ部品の他、抵抗部品、インダクタ部品(コイル部品)など、種々の受動部品(電子部品)にチップ型の構造が適用される。
また、図7および図8に示すように、チップコンデンサ6は、隣り合うリードL1とリードL2の間を跨ぐように配置され、電極6dt1、6dt2が、それぞれ接合材11を介して搭載される。詳しくは、チップコンデンサ6の電極6dt1は、リードL1の上面4uのボンディング領域(チップ部品接合領域)4cr1上に接合材11を介して接合される。また、チップコンデンサ6の電極6dt2は、リードL2の上面4uのボンディング領域(チップ部品接合領域)4cr2上に接合材11を介して接合される。
接合材11は、導電性を有する接合材であって、リードL1、L2と電極6dt1、6dt2を電気的に接続する機能、およびリードL1、L2とチップコンデンサ6を固着させる機能を有している。接合材11の材料は上記二つの機能を備えていれば特に限定されないが、例えば銀(Ag)粒子などの金属粒子を熱硬化性樹脂に混合した導電性樹脂、あるいは、半田材を例示することができる。本実施の形態では、接合材11は、半田材から成る。半田材である接合材11を介して電極6dt1、6dt2をリードL1、L2と接合することで、導電性樹脂を用いる場合よりも接合部のインピーダンス成分(抵抗成分)を低減できる。
また、図7に示すように、チップコンデンサ6が搭載されるリードL1、L2はそれぞれ四つの側面4sを有している。四つの側面4sには、互いに対向する長側面(側面)4s1、4s2が含まれる。また、四つの側面4sには、リードL1、L2の先端部(図3に示すダイパッド2側の端部)に配置される短側面(側面、先端面、内端面)4s3、および短側面4s3の反対側に位置する短側面(側面、後端面、外端面)4s4が含まれる。長側面4s1、4s2は、それぞれ、封止体7の外部から、ダイパッド2(図3参照)に向かって延びる。また、リードL1の長側面4s1とリードL2の長側面4s1が対向するように配置される。
本実施の形態のようにチップ型の電子部品であるチップコンデンサ6は、互いに対向する二つの側面6s1、6s2に、電極6dt1、6dt2を有する。このため、電極6dt1、6dt2を導電性の接合材11を介してそれぞれ異なるリードL1、L2に接合することで、図6に示す電源電位供給経路Vd1、基準電位供給経路Vs1に容易に接続することができる。
ここで、本願発明者の検討によれば、単に、隣り合うリード4のそれぞれにチップ型の電子部品の電極を接続する場合、以下の課題が生じることが判った。図50は、図8に対する第1の比較例を示す拡大断面図、図51は、図8に対する第2の比較例を示す拡大断面図である。また、図11は図8に対する変形例を示す拡大断面図である。
図50に示す半導体装置H1では、チップコンデンサ6の電極6dt1の一部が一つのリード4の長側面4s1と重なる位置に配置される。また、チップコンデンサ6の電極6dt2の一部が他のリード4の長側面4s1と重なる位置に配置される。このようにチップコンデンサ6の電極6dt1、6dt2の一部が、リード4の長側面4s1と重なる場合、チップコンデンサ6をリード4に固着させる接合材11は、ボンディング領域4cr1、4cr2に加え、互いに対向する長側面4s1にも付着する。そして、長側面4s1に付着した接合材11は表面張力の影響により、対向するリード4に向かってアーチの頂点が突出するように形成される。このため、隣り合うリード4間の距離(対向する長側面4s1間の距離)が短い場合には、長側面4s1に付着した接合材11同士が接触し、隣り合うリード4が接合材11を介して電気的に短絡してしまう原因となる。つまり、比較例である半導体装置H1の信頼性が低下する原因となる。
一方、図51に示す半導体装置H2では、チップコンデンサ6の電極6dt1は一つのリード4の長側面4s1と重ならない位置に配置される。また、チップコンデンサ6の電極6dt2は、他のリード4の長側面4s1と重ならない位置に配置される。この半導体装置H2の場合、接合材11の濡れ広がる範囲が、ボンディング領域4cr1、4cr2の内端部(長側面4s1側の端部)Re1、Re2よりも長側面4s2側で収まれば、長側面4s1には接合材11が付着しない。しかし、接合材11上にチップコンデンサ6を配置して、硬化させるまでの間には、チップコンデンサ6は、ボンディング領域4cr1、4cr2上で動き易い。このため、接合材11の一部がチップコンデンサ6に引き摺られて内端部Re1、Re2を超え、図51に示すように長側面4s1に付着する場合がある。また、長側面4s1に付着すると、長側面4s1に接合材11が流れ出る経路ができるので、長側面4s1に沿って濡れ広がり易くなる。このように、半導体装置H2の場合、図50に示す半導体装置H1よりは、接合材11が短絡し難いが、隣り合うリード4間の距離(対向する長側面4s1間の距離)が短い場合には、結局、接合材11を介して隣り合うリード4が短絡してしまう懸念がある。
また、本実施の形態の半導体装置1や比較例として示す半導体装置H1、H2のように、リード4の一部(下面)が封止体7の下面において露出させて実装面とするタイプの半導体装置、例えばQFN型、あるいはSON(Small Outline Nonleaded package)型などの半導体装置の場合には、リード4の側面4sに接合材11が付着すると以下の課題が生じる。すなわち、接合材11の一部が実装面側(図8に示すリード4の下面4ab側)に回り込んで付着すると、実装時の接合を阻害する要因となる。したがって、リード4の下面を封止体7の下面において露出させるタイプの半導体装置の場合には、特に、リード4の側面4sに接合材11を付着させない事が好ましい。
そこで、本願発明者は、隣り合うリード4間の距離(対向する長側面4s1間の距離)が短い場合であっても、接合材11が接触し難くする技術について検討し、本実施の形態の構成を見出した。
図7、図8および図10に示すように、本実施の形態では、チップコンデンサ6の一部が配置されるリードL1の上面4uには、開口部(段差部、凹部)K1が形成されている。また、図7および図8に示すように、チップコンデンサ6の他部が配置されるリードL2の上面4uにも、開口部(段差部、凹部)K2が形成されている。また、図7に示すように、平面視において、開口部K1、K2は、リードL1のボンディング領域4cr1と、リードL2のボンディング領域4cr2の間に配置される。また、平面視において、チップコンデンサ6の電極6dt1、6dt2は開口部K1、K2と重ならない。言い換えると、チップコンデンサ6の中心部から見て、チップコンデンサ6の電極6dt1、6dt2がリードL1、L2に形成された開口部K1,K2を越えて、リードL1、L2のボンディング領域4cr1、4cr2上に配置されるよう、開口部K1、K2の寸法が選択される。
図10に示すように開口部K1は底面(段差面)Kb、ボンディング領域4cr1(図8参照)の内端部Re1(図8参照)に連なる側面(長側面)Ks1、および側面Ks1と交差し互いに対向する側面Ks2、Ks3を有している。また、図示は省略するが、図8に示す開口部K2も、底面Kb、ボンディング領域4cr1の内端部Re2に連なる側面Ks1、および側面Ks1と交差し互いに対向する側面Ks2、Ks3(図10参照)を有している。
本実施の形態では、ボンディング領域4cr1の内側(長側面4s1側)に開口部K1を形成することで、ボンディング領域4cr1の内端部(周縁部のうち、長側面4s1側の端部)Re1は、長側面4s1と長側面4s2の間に位置する事になる。また、ボンディング領域4cr2の内側(長側面4s1側)に開口部K2を形成することで、ボンディング領域4cr2の内端部(周縁部のうち、長側面4s1側の端部)Re2は、長側面4s1と長側面4s2の間に位置する事になる。このため、互いに対向する長側面4s1間の距離が近い場合であっても、ボンディング領域4cr1、4cr2間の距離を離すことができる。
また、図8に示すように、ボンディング領域4cr1の内端部Re1は開口部K1の側面Ks1に連なり、内端部Re1には角(互いに交差する二つの面の交線)が形成される。また、ボンディング領域4cr2の内端部Re2は開口部K2の側面Ks1に連なり、内端部Re2には角(互いに交差する二つの面の交線)が形成される。
ここで、詳細は半導体装置の製造方法を説明する際に述べるが、接合材11によりチップコンデンサ6を固着させる工程では、液状(ペースト状)の接合材11をボンディング領域4cr1、4cr2に濡れ広がらせる。この時、ボンディング領域4cr1、4cr2の内端部Re1、Re2に角が形成されていると、接合材11は、接合材11自身の表面張力の影響により、内端部Re1、Re2を超えては濡れ広がり難くなる。言い換えると、液状(ペースト状)の接合材11は、接合材11自身の表面張力の影響により、角が形成された内端部Re1、Re2を起点として盛り上がる。
また、本実施の形態では、図7および図8に示すようにチップコンデンサ6の電極6dt1は開口部K1と重ならず、電極6dt2は開口部K2と重ならない。言い換えれば、チップコンデンサ6の電極6dt1は、ボンディング領域4cr1の内端部Re1よりも外側(長側面4s2側)に配置される。また、チップコンデンサ6の電極6dt2は、ボンディング領域4cr2の内端部Re2よりも外側(長側面4s2側)に配置される。このため、接合材11は開口部K1、K2の側面Ks1には付着し難い。特に、接合材11が半田材から成る場合には、溶融した半田は、金属である電極6dt1、6dt2の表面に沿って濡れ広がるので、接合材11が濡れ広がる範囲は、電極6dt1、6dt2の位置により制御し易くなる。このため、半田材からなる接合材11は、特に開口部K1、K2の側面Ks1には付着し難い。
また、仮に、接合材11が硬化するまでの間にチップコンデンサ6の位置が移動し、チップコンデンサ6に引き摺られて接合材11が側面Ks1に付着した場合であっても、図11に変形例として示すように、接合材11は開口部K1、K2内に留まる。言い換えれば、内側の長側面4s1には接合材11は付着しない。したがって、隣り合うリード4間の距離(対向する長側面4s1間の距離)が短い場合であっても、接合材11が接触することを防止または抑制できる。つまり、隣り合うリードL1、L2が接合材11を介して電気的に短絡してしまうことを防止または抑制できる。これにより半導体装置1の信頼性を向上させることができる。
また、図8に示すように底面Kbの位置は、リード4の上面4uと下面4abの間になっており、本実施の形態では、上面4uと下面4abの中間位置に底面Kbが配置される。言い換えれば、本実施の形態では開口部K1、K2の深さは、リード4の厚さの半分になっている。言い換えれば、側面Ks1、Ks2、Ks3(図10参照)の高さは、長側面4s2の高さよりも小さく、本実施の形態では、側面Ks1、Ks2、Ks3は長側面4s2の半分の高さである。前記したように液状(ペースト状)の接合材11の表面張力により、接合材11の濡れ広がりを内端部Re1、Re2で堰き止められる場合には、開口部K1、K2の深さは特に限定されず、内端部Re1、Re2に角が形成されていれば良い。しかし、図11に示すように、接合材11が内端部Re1、Re2を超えて、側面Ks1に付着した場合には、開口部K1、K2は、接合材11が長側面4s1まで濡れ広がることを防止するバッファスペースとなる。したがって、バッファスペースの容量を大きくする観点から、本実施の形態のように、開口部K1、K2の深さは、リード4の厚さの半分以上にすることが好ましい。
このように、開口部K1、K2の深さをリード4の厚さの半分以上にするためには、図8に示すように、開口部K1、K2はリード4のアウタリード部4aに形成することが好ましい。図9および図10に示すようにアウタリード部4aはインナリード部4bよりも厚さが大きい(厚い)ので、図8に示す開口部K1、K2の深さを深くすることができる。
また、開口部K1、K2を形成する際の加工精度(深さ制御)には限界がある。そのため、リード4(アウタリード部4a)の下面4abからインナリード部4bの下面4bbまでの深さが加工精度の限界に相当する場合、インナリード部4bの上面4uに開口部を形成すると、使用するリード4の厚さによっては、開口部の底面が形成されない恐れもある。よって、使用するリード4の厚さが薄い場合には、インナリード部4bよりもアウタリード部4aに形成することが好ましい。
ところで、図11に示す半導体装置1aのように、接合材11が開口部K1、K2の側面Ks1に付着した場合でも、隣り合うリード4上に配置された接合材11同士の接触は防止できるので、図12に示す半導体装置1bのような変形例が考えられる。図12は、図11に対する変形例を示す拡大断面図である。また、図52は図12に対する比較例を示す拡大断面図である。図12に示す変形例では、チップコンデンサ6の電極6dt1を、長側面4s1とは重ならず、かつ、開口部K1(開口部K1の側面Ks1)とは重なる位置に配置する。また、チップコンデンサ6の電極6dt2を、長側面4s1とは重ならず、かつ、開口部K2(開口部K2の側面Ks1)とは重なる位置に配置する。図12に示す場合であっても、長側面4s1に接合材11が付着しなければ、隣り合うリード4上に配置された接合材11同士の接触は抑制できる。だだし、図12に示すように電極6dt1、6dt2が開口部K1、K2の側面Ks1と重なる場合、開口部K1、K2内に接合材11が流れ込むことが前提となる。このため、接合材11が硬化する前にチップコンデンサ6が移動すると、その影響により長側面4s1に接合材11が付着する。したがって、より確実に接合材11の接触を防止する観点から、図8あるいは図11に示す半導体装置1、1aのように、電極6dt1、6dt2が開口部K1、K2の側面Ks1と重ならない位置に配置することが好ましい。
一方、図52に示すように、チップコンデンサ6の電極6dt1、6dt2が、長側面4s1と重なる場合には、例え、開口部K1、K2を設けても、長側面4s1に接合材11が付着してしまうため、接合材11が接触し易くなる。つまり、図12に示す半導体装置1bは、図52に示す半導体装置H3よりは、信頼性を向上させることができる。
<半導体装置の製造工程>
次に、図1〜図10に示す半導体装置1の製造工程について、説明する。本実施の形態における半導体装置1は、図13に示す組立てフローに沿って製造される。図13は、図1〜図10に示す半導体装置の組み立てフローを示す説明図である。
1.リードフレーム準備工程;
まず、図13に示すリードフレーム準備工程として、図14に示すようなリードフレーム20を準備する。図14は、リードフレーム準備工程で準備するリードフレームの全体構造を示す平面図、図15は、図14に示す複数の製品形成領域のうち、2つの製品形成領域周辺の拡大平面図である。また、図16は図15に示すリードをさらに拡大して示す拡大平面図である。なお、図16では、図3のA部に対応する部分を拡大して示している。
本工程で準備するリードフレーム20は、外枠20bの内側に複数の製品形成領域20aを備えている。図14に示す例では、リードフレーム20は、行方向に14個、列方向に4個の製品形成領域20aが、マトリクス状に配置され、合計56個の製品形成領域20aを備えている。リードフレーム20は、金属から成り、本実施の形態では、例えば銅(Cu)、または銅(Cu)からなる基材の表面に例えばニッケル(Ni)からなる金属膜(図示は省略)が形成された積層金属膜から成る。
また、各製品形成領域20aの間には、各製品形成領域20aの周囲をそれぞれ囲む枠部(ダム部)20cが配置されている。この枠部20cは、後述する封止工程(図13参照)において、キャビティ内に圧入した封止用の樹脂を堰き止めるダム部としての機能を備えている。また、図15に示すように枠部20cは、複数のリード4の周囲を囲むように形成され、図14に示す外枠20bと一体に形成されている。
図15に示すように、各製品形成領域20aの中央部には、平面視において四角形を成すダイパッド2が形成されている。ダイパッド2の4つの角部には、それぞれ複数の吊りリード10が接続され、製品形成領域20aの角部に向かって延びるように配置されている。また、ダイパッド2の周囲には、複数の吊りリード10の間に、それぞれ複数のリード4が形成されている。また、複数のリード4は、ダイパッド2に対して、複数のリード4よりも外側に配置される枠部(ダム部)20cにそれぞれ接続されている。言い換えれば、リードフレーム20は、枠部20c、平面視において枠部20cの内側に配置されたダイパッド2、ダイパッド2と枠部20cを連結する複数の吊りリード10、およびダイパッド2と枠部20cの間に配置され枠部20cに接続される複数のリード4、を備えている。
また、各製品形成領域20aが備えるダイパッド2の周囲に配置される複数のリード4には、図16に示すリードL1と、リードL1の隣に配置されるリードL2と、が含まれる。リードL1は後述する電子部品搭載工程でチップコンデンサ(電子部品)の一方の電極端子を固定する領域であるボンディング領域4cr1を有する。また、リードL2は後述する電子部品搭載工程でチップコンデンサ(電子部品)の他方の電極端子を固定する領域であるボンディング領域4cr2を有する。
また、リードL1の上面4u側には、開口部K1が形成される。開口部K1は、ボンディング領域4cr1に隣接して設けられる。また、リードL2の上面4u側には、開口部K2が形成される。開口部K2は、ボンディング領域4cr2に隣接して設けられる。また、開口部K1、K2は、ボンディング領域4cr1と4cr2の間に設け有られる。図16に示す例では、開口部K1、K2は、それぞれリードL1、L2の長側面4s1に連なっており、互いに対向するように形成されている。
また、開口部K1は底面Kb、ボンディング領域4cr1の内端部Re1に連なる側面(長側面)Ks1、および側面Ks1と交差し互いに対向する側面Ks2、Ks3を有している。また、開口部K2は、底面Kb、ボンディング領域4cr1の内端部Re2に連なる側面Ks1、および側面Ks1と交差し互いに対向する側面Ks2、Ks3を有している。
本実施の形態では、ボンディング領域4cr1の内側(長側面4s1側)に開口部K1を形成することで、ボンディング領域4cr1の内端部(周縁部のうち、長側面4s1側の端部)Re1は、長側面4s1と長側面4s2の間に位置する事になる。また、ボンディング領域4cr2の内側(長側面4s1側)に開口部K2を形成することで、ボンディング領域4cr2の内端部(周縁部のうち、長側面4s1側の端部)Re2は、長側面4s1と長側面4s2の間に位置する事になる。このため、リードL1、L2間の距離、すなわち、互いに対向する長側面4s1間の距離が近い場合であっても、ボンディング領域4cr1、4cr2間の距離を離すことができる。
また、ボンディング領域4cr1の内端部Re1は開口部K1の側面Ks1に連なり、内端部Re1には角(互いに交差する二つの面の交線)が形成される。また、ボンディング領域4cr2の内端部Re2は開口部K2の側面Ks1に連なり、内端部Re2には角(互いに交差する二つの面の交線)が形成されている。
2.電子部品準備;
また、図13に示す電子部品準備工程として、図17および図18に示すようなチップコンデンサ6を準備する。図17は、図13に示す電子部品準備工程で準備する電子部品(チップコンデンサ)の全体構造を示す斜視図、図18は、図17のA−A線に沿った断面図である。
図17および図18に示すように、チップコンデンサ6は、上面6a、上面6aの反対側の下面6b(図8、図9参照)、および上面6aと下面6bの間に位置する四つの側面6s(図17参照)を有する。四つの側面6sには、互いに対向する側面(短側面)6s1および側面(短側面)6s2が含まれる。また、四つの側面6sには、側面6s1、6s2と交差する側面(長側面)6s3および側面(長側面)6s4が含まれる。側面6s3と側面6s4は、図9に示すように互いに対向する。
また、チップコンデンサ6は、側面6s1を覆う電極(電極端子、外部電極、金属膜)6dt1、および側面6s2を覆う電極(電極端子、外部電極、金属膜)6dt2を有している。また、図18に示すようにチップコンデンサ6は、絶縁層(誘電体層、絶縁体、誘電体)6zを介して積層される複数の内部電極(電極)6dnを有している。詳しくは、内部電極6dnには、電極6dt1に接続される内部電極6dn1と、電極6dt2に接続される内部電極6dn2が含まれ、内部電極6dn1と内部電極6dn2を、それぞれ絶縁層6zを介して交互に積層することにより形成されている。チップコンデンサ6では、絶縁層6zを介して対向配置される内部電極6dn1、6dn2に形成された容量を外部に取り出すための外部電極端子として、チップコンデンサ6の側面6s1、6s2を電極6dt1、6dt2で覆っている。
電極6dt1、6dt2は、それぞれ金属膜であって、例えば本実施の形態では、銅(Cu)膜、ニッケル(Ni)膜、錫(Sn)膜を順次積層して形成する。電極6dt1は、側面6s1の他、上面6a、下面6b、および側面6s3、6s4のうち、側面6s1に連なる一部を覆う。また、電極6dt2は、側面6s2の他、上面6a、下面6b、および側面6s3、6s4のうち、側面6s2に連なる一部を覆う。このように、単に側面6s1、6s2のみでなく、側面6s1に連なる面他の面の一部を電極6dt1、6dt2を構成する金属膜で覆うことにより、電極6dt1、6dt2と接合材の接合強度を向上させることができる。また、チップコンデンサ6は電極6dt1、6dt2の間に、内部電極6dnを覆う絶縁層6zを有する。つまり、電極6dt1と電極6dt2は、上面6a、下面6b、および側面6s3、6s4において、電極6dt1、6dt2間に配置される絶縁層6zにより絶縁されている。
なお、本工程は、次の電子部品搭載工程の前に行えば良く、前記したリードフレーム準備工程との順序の前後は問わない。
3.電子部品搭載;
次に、図13に示す電子部品搭載工程として、図19に示すように、リードL1、L2を跨ぐようにチップコンデンサ(電子部品)6を搭載する。図19は図15に示すリードのボンディング領域上に図17に示すチップコンデンサを搭載した状態を示す拡大平面図である。図13に示すように、本工程には、接合材塗布工程、電子部品配置工程、加熱工程、接合材硬化工程、および洗浄工程が含まれる。なお、前記したようにチップコンデンサ6をリードL1、L2と電気的に接続し、かつ、固着させる接合材としては、半田材や導電性樹脂を用いることができるが、本実施の形態では半田材を用いた例を取り上げて詳しく説明する。
3.1.接合材塗布工程
まず、図13に示す接合材塗布工程では、図20および図21に示すように、リードL1、L2のボンディング領域4cr1、4cr2上にそれぞれ接合材11(半田ペースト11hp)を塗布する。図20は、図16に示すリード上に接合材を塗布した状態を示す拡大平面図、図21は図20のA−A線に沿った拡大断面図である。
半田ペースト(接合材)11hpは、半田成分と、半田成分および金属の接合界面を活性化させるフラックス成分を含み常温でペースト状の性状を有する。半田ペースト11hpは、例えば水よりは粘度が高く、リード4上に塗布すると、外力が加わらなければ変形しない程度の保形性(粘度)を備える。また、半田ペースト11hpの硬さ(硬度)は、リード4およびチップコンデンサ6(図17参照)よりも柔らかい(低い)。このため、チップコンデンサ6を半田ペースト11hpに向かって押し付けると半田ペースト11hpは変形し、チップコンデンサ6(詳しくはチップコンデンサ6の電極6dt1、6dt2)と密着する。
図20および図21に示すように、本工程では、ボンディング領域4cr1、4cr2上の一部にそれぞれ接合材11(半田ペースト11hp)を塗布する。この時、ボンディング領域4cr1、4cr2以外に半田ペースト11hpが付着しないように配置することができれば塗布方法は特に限定されない。例えば、図示しない印刷装置(例えばスクリーン印刷装置など)を用いた印刷法、あるいは図示しないノズルから半田ペースト11hpを吐出するディスペンス法などを適用することができる。
3.2.電子部品配置工程
次に、図13に示す電子部品配置工程では、図22および図23に示すように、リードL1、L2のボンディング領域4cr1、4cr2上にチップコンデンサ6の電極6dt1、6dt2がそれぞれ位置するように配置する。図22は、図20に示すリード上にチップコンデンサを配置した状態を示す拡大平面図、図23は図22のA−A線に沿った拡大断面図である。
本工程では、リードL1のボンディング領域4cr1上に導電性の半田ペースト11hpを介してチップコンデンサ6の電極6dt1が位置するように配置する。また、リードL2のボンディング領域4cr2上に導電性の半田ペースト11hpを介してチップコンデンサ6の電極6dt2が位置するように配置する。
ここで、前記したように、半導体装置の信頼性向上の観点から、リードL1、L2の長側面4s1に接合材11が付着しないことが好ましい。このため、本工程では、少なくとも、電極6dt1とリードL1の長側面4s1、電極6dt2とリードL2の長側面4s1がそれぞれ重ならないように配置する。また、図22に示すように、平面視において電極6dt1が開口部K1と重ならず、かつ、電極6dt2が開口部K2と重ならないようにチップコンデンサ6を配置することが特に好ましい。言い換えれば、図23に示すように電極6dt1が開口部K1の側面Ks1とリードL1の長側面4s2の間に位置するように配置することが好ましい。また、電極6dt2が開口部K2の側面Ks1とリードL2の長側面4s2の間に位置するように配置することが好ましい。これにより、半田ペースト11hpが長側面4s1に付着することを抑制できる。
また、本工程では、チップコンデンサ6を半田ペースト11hp上に置くこともできるが、図23に示すようにチップコンデンサ6の一部(電極6dt1、6dt2)が半田ペースト11hpに食い込むように配置することが特に好ましい。これにより、電極6dt1、6dt2と半田ペースト11hpの密着する面積が増大し、後述する加熱工程(リフロー工程)で接合材11を濡れ易くすることができる。また、チップコンデンサ6を位置決めすることができる。
3.3.加熱工程(リフロー工程)
次に、図13に示す加熱工程では、図24および図25に示すように、半田ペースト(接合材)11hpに熱を加えることで、半田ペースト11hpに含まれる半田成分を溶融させる(リフロー処理を行う)。図24は、図22に示す半田ペーストを溶融した状態を示す拡大平面図、図25は図24のA−A線に沿った拡大断面図である。
本工程では、半田ペースト11hpに含まれる半田成分の融点よりも高い温度に半田ペースト11hpを加熱する。これにより半田ペースト11hpに含まれる半田成分は溶融し、半田ペースト11hpに密着している金属(電極6dt1、6dt2)に沿って濡れ広がる。この時、半田ペースト11hpには半田成分および金属の接合界面を活性化させるフラックス成分が含まれるので、半田成分の濡れ性を向上させることができる。例えば、平面視においては、図24に示すように半田ペースト11hpはボンディング領域4cr1、4cr2全体に広がる。また、断面視においては、図25に示すように、半田ペースト11hpは側面6s1、6s2に沿って濡れ上がる。
ここで、前記したようにボンディング領域4cr1の内端部Re1は開口部K1の側面Ks1に連なり、内端部Re1には角(互いに交差する二つの面の交線)が形成される。また、ボンディング領域4cr2の内端部Re2は開口部K2の側面Ks1に連なり、内端部Re2には角(互いに交差する二つの面の交線)が形成されている。このように、ボンディング領域4cr1、4cr2の内端部Re1、Re2に角が形成されていると、溶融した半田ペースト11hpは、半田成分の表面張力の影響により、内端部Re1、Re2を超えては濡れ広がり難くなる。言い換えると、半田ペースト11hpは、半田ペースト11hpに含まれる半田成分の表面張力の影響により、角が形成された内端部Re1、Re2を起点として盛り上がる。
また、前記した電子部品配置工程では、少なくとも、電極6dt1とリードL1の長側面4s1、電極6dt2とリードL2の長側面4s1がそれぞれ重ならないように配置する。このため、溶融した半田ペースト11hpはリードL1、L2の長側面4s1には付着し難い。
特に、本実施の形態では、図24および図25に示すようにチップコンデンサ6の電極6dt1は開口部K1と重ならず、電極6dt2は開口部K2と重ならない。言い換えれば、チップコンデンサ6の電極6dt1は、ボンディング領域4cr1の内端部Re1よりも外側(長側面4s2側)に配置される。また、チップコンデンサ6の電極6dt2は、ボンディング領域4cr2の内端部Re2よりも外側(長側面4s2側)に配置される。このため、溶融した半田ペースト11hpは開口部K1、K2の側面Ks1には付着し難い。つまり、リードL1、L2の長側面4s1にはさらに付着し難い。
また、半田ペースト11hpの半田成分が硬化するまでの間に、チップコンデンサ6が半田ペースト11hp上で移動すると、チップコンデンサ6に引き摺られて半田ペースト11hpが開口部K1、K2の側面Ks1に付着する場合が考えられる。この場合であっても、開口部K1、K2と長側面4s1の境界には、別の角(互いに交差する二つの面の交線)が形成されている。このため、半田ペースト11hpは、開口部K1、K2を越えず、開口部K1、K2内に留まる。言い換えれば、内側の長側面4s1には接合材11は付着しない。したがって、図8および図11を用いて説明したように隣り合うリード4間の距離(対向する長側面4s1間の距離)が短い場合であっても、接合材11が接触することを防止または抑制できる。つまり、隣り合うリードL1、L2が接合材11を介して電気的に短絡してしまうことを防止または抑制できる。これにより半導体装置1の信頼性を向上させることができる。
3.4.接合材硬化工程(冷却工程)
次に、図13に示す接合材硬化工程では、図24および図25に示すように、溶融した半田ペースト(接合材)11hpの半田成分を冷却することで、半田成分を硬化させて接合材11を形成する。本工程により、リードL1と電極6dt1、およびリードL2と電極6dt2はそれぞれ電気的に接続される。また、本工程により、チップコンデンサ6の電極6dt1は接合材11を介してリードL1上に、電極6dt2は接合材11を介してリードL2上に、それぞれ固着される。
3.5.洗浄工程
次に、図13に示す洗浄工程では、図24および図25に示す、半田ペースト(接合材)11hpに含まれていた半田成分以外の残渣を洗浄し、除去する。残渣を除去することができれば洗浄方法は以下には限定されないが、例えば、加圧された水をリードL1、L2のボンディング領域4cr1、4cr2の周辺に吹き付けることで、残渣を除去することができる。
接合材11として半田材を用いる場合には、以上の各工程により、図19に示すように、リードL1、L2を跨ぐようにチップコンデンサ(電子部品)6を搭載する。
4.半導体チップ搭載;
次に、図13に示す半導体チップ搭載工程として、図26および図27に示すように半導体チップ3を、ダイパッド2上にダイボンド材8を介して搭載する。図26は、図19に示すダイパッド上に、ボンディング材を介して半導体チップを搭載した状態を示す拡大平面図、図27は、図26のA−A線に沿った拡大断面図である。
本実施の形態では、図27に示すように、半導体チップ3の裏面3b(複数のパッドPDが形成された表面3aの反対側の面)をダイパッド2の上面2aと対向させた状態で搭載する、所謂フェイスアップ実装方式で搭載する。また、図26に示すように、半導体チップ3はダイパッド2の中央部に、表面3aの各辺が、ダイパッド2の各辺に沿って配置されるように搭載する。
本実施の形態では、例えば、エポキシ系の熱硬化性樹脂であるダイボンド材8を介して半導体チップ3を搭載するが、ダイボンド材8は、硬化(熱硬化)させる前には流動性を有するペースト材である。このようにペースト材をダイボンド材8として用いる場合には、まず、ダイパッド2上に、ダイボンド材8を塗布し、その後、半導体チップ3の裏面3bをダイパッド2の上面2aに接着する。そして、接着後に、ダイボンド材8を硬化させる(例えば熱処理を施す)と、図27に示すように、半導体チップ3はダイボンド材8を介してダイパッド2上に固定される。
なお、本実施の形態では、ダイボンド材8に、熱硬化性樹脂からなるペースト材を用いる実施態様について説明したが、種々の変形例を適用することができる。例えば、ペースト材ではなく、両面に接着層を備えるテープ材(フィルム材)である接着材を、予め半導体チップ3の裏面3bに貼り付けておき、テープ材を介して半導体チップ3をダイパッド2上に搭載しても良い。
また、本実施の形態では、半導体チップ搭載工程を、前記した電子部品搭載工程の後で行う。前記したように、接合材11(図25参照)として半田材を用いる場合には、半田成分の融点よりも高い温度まで加熱する加熱工程(リフロー工程)や、フラックス成分などの残渣を除去する洗浄工程が必要になる。したがって、半導体チップ3に対するストレスを低減し、半導体チップ3の信頼性低下を抑制する観点からは、本実施の形態のように半導体チップ搭載工程を前記した電子部品搭載工程の後で行うことが好ましい。
5.ワイヤボンディング工程;
次に、図13に示すワイヤボンディング工程として、図28および図29に示すように、半導体チップ3の複数のパッドPDと複数のリード4とを、複数のワイヤ(導電性部材)5を介して、それぞれ電気的に接続する。図28は、図26に示す半導体チップと複数のリードを、ワイヤを介して電気的に接続した状態を示す拡大平面図、図29は、図28のA−A線に沿った拡大断面図である。
本工程では、例えば、各製品形成領域20aのダイパッド2上に半導体チップ3が搭載されたリードフレーム20を、図示しないヒートステージ(リードフレーム加熱台)上に配置する。そして、半導体チップ3のパッドPDとリード4とを、ワイヤ5を介して電気的に接続する。本実施の形態では、例えば図示しないキャピラリを介してワイヤ5を供給し、超音波と熱圧着を併用してワイヤ5を接合する、所謂、ネイルヘッドボンディング方式によりワイヤ5を接続する。
リード4の一部(インナリード部4bの先端に配置されたボンディング領域)には、例えば、銀(Ag)、あるいは金(Au)から成るめっき膜が形成されており、ワイヤ5の一部は、このめっき膜を介してリード4と電気的に接続されている。また、ワイヤ5は金属からなり、本実施の形態では、例えば金(Au)からなる。
また、本実施の形態では、半導体チップ3のパッドPDにワイヤの一部(端部)を接続した後、ワイヤ5の他部をリード4におけるボンディング領域(リード4の上面において、めっき膜が形成された部分)に接続する、所謂、正ボンディング方式によりワイヤを接続している。
また、本実施の形態では、図28に示す半導体チップ3とチップコンデンサ6を電気的に接続するので、チップコンデンサ6が搭載されるリードL1、L2のそれぞれを、ワイヤ5を介して半導体チップ3のパッドPDと電気的に接続する。詳しくは、リードL1のインナリード部4b(図29参照)にワイヤ5の一方の端部が接続され、半導体チップ3のパッドPDにワイヤ5の他方の端部が接続される。また、リードL2のインナリード部4b(図29参照)にワイヤ5の一方の端部が接続され、半導体チップ3のパッドPDにワイヤ5の他方の端部が接続される。
6.封止工程;
次に、図13に示す封止工程として、図30および図31に示すように、封止体(封止体)7を形成し、半導体チップ3(図31参照)、複数のワイヤ5(図31参照)およびチップコンデンサ6(図28参照)を封止する。図30は、図28に示すリードフレームの製品形成領域に、封止体を形成した状態を示す拡大平面図、図31は図30のA−A線に沿った拡大断面図である。
本実施の形態では、封止工程で、図31に示すように複数のリード4の下面4abが封止体7の下面(実装面)7bにおいて、封止体7から露出するように、半導体チップ3、複数のワイヤ5、およびチップコンデンサ6(図28参照)を樹脂で封止し、封止体(樹脂体)7を形成する。詳しくは、図31に示すように、複数のリード4のアウタリード部4aの下面4abを露出させる。したがって、下面4abを露出させる部分(アウタリード部4a)には、図25に示すチップコンデンサ6を搭載するボンディング領域4cr1、4cr2も含まれる。
また、本実施の形態では、封止工程で、ダイパッド2の下面2bが封止体7から露出するように封止体7を形成する。ダイパッド2は上面2a、側面および周縁部のハーフエッチング加工領域(薄板領域)が封止体7により封止され、下面2bは、封止体7から露出させる。ただし、ダイパッド2の下面2bを露出させるか否かは、製品仕様に応じて決定することが可能であり、下面2bを封止することもできる。また、本実施の形態では、吊りリード10の一部が露出するように封止体7を形成する。
本工程では、例えば、図示しない成形金型でリードフレーム20を挟んだ状態で、成形金型内に軟化した樹脂を圧入した後、硬化させる、所謂トランスファ封止方式により図28に示す封止体7を形成する。このように成形金型を用いたトラスファモールド方式により封止体7を形成する場合、リードフレーム20の封止体7と枠部20cの間の領域に樹脂が充填され、図30に示すようにダム内樹脂7zが形成される。このダム内樹脂7zは、封止体7と枠部20cの間において、隣り合うリード4間、および吊りリード10の露出部とリード4の間に形成される。
このようにダム内樹脂7zが残った状態で次のめっき工程を行うと、ダム内樹脂7zに覆われた部分には、金属膜が形成されない。したがって、複数のリード4の露出部全体にめっき法により金属膜を形成する観点からは、ダム内樹脂7zを取り除くことが好ましい。ダム内樹脂7zを取り除く方法は、例えばレーザ照射により除去できる。また、平面視において封止体7の外側に突出する部分を全て切断する場合には、ダム内樹脂7zをプレス加工で除去することができる。この場合、複数のリード4を分離する際にダム内樹脂7zを除去することができるので、本工程ではダム内樹脂を除去する工程を省略できる。
7.めっき工程;
次に、図13に示すめっき工程として、図32に示すように封止体7から露出する複数のリード4の露出面に金属膜(外装めっき膜、半田膜)SDを形成する。図32は、図31に示す封止体から露出する複数のリードおよびダイパッドの露出面に金属膜(外装めっき膜、半田膜)を形成した状態を示す拡大断面図である。
本工程では、被めっき加工物であるリードフレーム20を、めっき液(図示は省略)が入っためっき槽(図示は省略)内に配置して、例えば、電解めっき法により金属膜SDを形成する。この電解めっき法によれば、封止体7から露出しているリードフレーム20の各領域に一括して外装めっき膜を形成することができる。したがって、リード4の露出部に加え、ダイパッド2の露出部を覆うように金属膜SDが形成される。また、枠部20cにも金属膜SDが形成される。
本実施の形態では、封止体7内に封止される接合材11(図25参照)および封止体7から露出する金属膜SDにそれぞれ半田材を用いる。半導体装置1(図1〜図10参照)を実装する際に行うリフロー処理において、接合材11が再溶融することを抑制する観点から、接合材11に含まれる半田材は、金属膜SDに含まれる半田材よりも高い融点を有する材料にすることが好ましい。
8.個片化工程;
次に、図13に示す個片化工程として、図33に示すように、枠部20cに連結されている複数のリード4および複数の吊りリード10を切断し、製品形成領域20a毎に個片化して複数の半導体装置1(図1参照)を取得する。図33は、図30に示すリードフレームに金属膜を形成した後、リードおよび吊りリードを枠部(ダム部)から切り離した状態を示す拡大平面図である。
個片化方法は特に限定されないが、図示しない切断金型を用いてプレス加工により切断する方法を適用することができる。この時、封止体7の側面から突出する突出部を残すようにリード4を切断することで、リード4の実装強度を向上させることができる。または、図示しない変形例としては、封止体7の側面から突出する突出部を全て切断することができる。この場合、突出部を残す場合よりも平面積を小さくすることができる。前記したようにこの変形例の場合には、リード4の突出部と共に、ダム内樹脂7z(図30参照)を取り除くことができる。
本工程の後、外観検査、電気的試験など、必要な検査、試験を行い、合格したものが、図1〜図11に示す完成品の半導体装置1となる。そして、半導体装置1は出荷され、あるいは図示しない実装基板に実装される。
<変形例1>
次に、前記した実施態様に対する変形例を示し、順に説明する。まず、チップコンデンサを搭載するリードのボンディング領域に隣接させて設ける開口部K1、K2の変形例について説明する。図34は図16に対する変形例を示す拡大平面図、図35は図34のA−A線に沿った拡大断面図である。また、図36は、図22に対する変形例を示す拡大平面図である。また、図37は、図24に対する変形例を示す拡大平面図、図38は図37のA−A線に沿った拡大断面図である。リードL1とリードL2には、それぞれ同様な構造の開口部が形成されているため、図35および図38では、リードL1とリードL2を一図で示している。
図34〜図38に示す変形例では、リードL1の上面4uには、開口部K1に加えて、開口部(段差部、凹部)K3、および開口部(段差部、凹部)K4が形成されている。開口部K3は、開口部K1の延在方向と交差する方向、言い換えれば、図36および図37に示すようにチップコンデンサ6の側面6s3に沿って、かつ、ボンディング領域4cr1に隣接して形成されている。また、開口部K4は、開口部K1の延在方向と交差する方向、言い換えれば、図36および図37に示すようにチップコンデンサ6の側面6s4に沿って、かつ、ボンディング領域4cr1に隣接して形成されている。また開口部K3と開口部K4は互いに対向するように配置されている。
また、図34〜図38に示す変形例では、リードL2の上面4uには、開口部K2に加えて、開口部(段差部、凹部)K5、および開口部(段差部、凹部)K6が形成されている。開口部K5は、開口部K2の延在方向と交差する方向、言い換えれば、図36および図37に示すようにチップコンデンサ6の側面6s3に沿って、かつ、ボンディング領域4cr2に隣接して形成されている。また、開口部K6は、開口部K2の延在方向と交差する方向、言い換えれば、図36および図37に示すようにチップコンデンサ6の側面6s4に沿って、かつ、ボンディング領域4cr2に隣接して形成されている。また開口部K5と開口部K6は互いに対向するように配置されている。
また、図35および図38に示すように、開口部K3、K4、K5、K6は、それぞれ底面Kb、およびボンディング領域4cr1、4cr2の端部に連なる側面(長側面)Ks1を有する。また、ボンディング領域4cr1、4cr2と側面Ks1の境界には角(互いに交差する二つの面の交線)が形成される。
このように、ボンディング領域4cr1、4cr2と側面Ks1の境界に角を形成することで、リードL1、L2の長手方向に対するチップコンデンサ6の位置ズレを抑制することができる。前記加熱工程で説明したように溶融した半田ペースト11hp(図37、図38参照)上でチップコンデンサ6が移動する場合がある。しかし、ボンディング領域4cr1、4cr2の周縁部に角が形成されている場合には、半田ペースト11hpに含まれる半田成分の表面張力の影響により、半田ペースト11hpが濡れ広がることを抑制できる。したがって、図34〜図38に示すように開口部K3、K4、K5、K6を追加すれば、リードL1、L2上での長手方向に対するチップコンデンサ6の移動距離を制限することができる。
また、リードL1、L2上での長手方向に対するチップコンデンサ6の移動距離を制限すれば、チップコンデンサ6に引き摺られて半田ペースト11hpが開口部K1、K2の周囲を回り込んで長側面4s1に付着することを抑制できる。
また、開口部K3、K4、K5、K6によってチップコンデンサ6の位置ズレを確実に抑制する観点からは、前記した電子部品配置工程において、図36に示すように、平面視において、チップコンデンサ6の電極6dt1が開口部K3と開口部K4の間に位置するように、かつ、チップコンデンサ6の電極6dt2が開口部K5と開口部K6の間に位置するように、チップコンデンサ6を配置することが好ましい。また、平面視において、チップコンデンサ6の電極6dt1の面積はボンディング領域4cr1の面積よりも小さく、かつ、チップコンデンサ6の電極6dt2の面積はボンディング領域4cr2の面積よりも小さいことが好ましい。
つまり、ボンディング領域4cr1、4cr2の面積よりも平面積が小さい電極6dt1、6dt2がそれぞれボンディング領域4cr1、4cr2内に収まるように配置することが好ましい。これにより、加熱工程で溶融した半田ペースト11hp(図37、図38参照)上でチップコンデンサ6が移動した場合でも、その移動距離を制限することができる。
<変形例2>
次に、チップコンデンサを搭載するリードのボンディング領域に隣接させて設ける開口部K1、K2の他の変形例について説明する。図39は、図34に対する変形例を示す拡大平面図、図40は図39のB−B線に沿った拡大断面図である。また、図41は、図36に対する変形例を示す拡大平面図である。また、図42は、図37に対する変形例を示す拡大平面図、図43は図42のB−B線に沿った拡大断面図である。なお、図39のA−A線に沿った拡大断面図、および図42のA−A線に沿った拡大断面図は、それぞれ図35、図38と同様なので図示は省略する。また、図34〜図38を用いて説明した変形例との相違点を中心に説明し、重複する説明は省略する。
図39〜図43に示す変形例では、リードL1の上面4uには、開口部K1、K3、K4に加えて、開口部(段差部、凹部)K7が形成されている。開口部K7は、開口部K3、K4の延在方向と交差する方向、言い換えれば、図41に示すようにチップコンデンサ6の側面6s1に沿って、かつ、ボンディング領域4cr1に隣接して形成されている。また、開口部K1と開口部K7は互いに対向するように配置されている。言い換えれば、平面視においてリードL1の長側面4s1側には、開口部K1が、リードL1の長側面4s2側には開口部K7が形成され、ボンディング領域4cr1は、開口部K1と開口部K7の間に配置されている。
また、図39〜図43に示す変形例では、リードL2の上面4uには、開口部K2、K5、K6に加えて、開口部(段差部、凹部)K8が形成されている。開口部K8は、開口部K5、K6の延在方向と交差する方向、言い換えれば、図41に示すようにチップコンデンサ6の側面6s2に沿って、かつ、ボンディング領域4cr2に隣接して形成されている。また、開口部K2と開口部K8は互いに対向するように配置されている。言い換えれば、平面視においてリードL2の長側面4s1側には、開口部K2が、リードL2の長側面4s2側には開口部K8が形成され、ボンディング領域4cr2は、開口部K2と開口部K8の間に配置されている。
また、図40および図43に示すように、開口部K7、K8は、それぞれ底面Kb、およびボンディング領域4cr1、4cr2の端部に連なる側面(長側面)Ks1を有する。また、ボンディング領域4cr1、4cr2と側面Ks1の境界には角(互いに交差する二つの面の交線)が形成される。
このように、ボンディング領域4cr1、4cr2と側面Ks1の境界に角を形成することで、リードL1、L2の配列方向に対するチップコンデンサ6の位置ズレを抑制することができる。詳しくは、前記したようにボンディング領域4cr1、4cr2の周縁部に角が形成されている場合には、半田ペースト11hpに含まれる半田成分の表面張力の影響により、半田ペースト11hpが濡れ広がることを抑制できる。このため、開口部K7、K8を追加すれば、リードL1、L2の配列方向に対するチップコンデンサ6の移動距離を、より確実に制限することができる。
また、図39〜図43に示す変形例のようにボンディング領域4cr1、4cr2の周囲を開口部K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8で取り囲むことにより、半田ペースト11hpが濡れ広がる範囲を規定することができる。このため、図43に示すように、半田ペースト11hpが側面6sに沿ってしっかりと濡れ上がり、接合材11と電極6dt1、6dt2の接合強度を向上させることができる。あるいは、半田ペースト11hpの塗布量を低減することで、リードL1、L2の長側面4s1に付着する可能性をさらに低減することができる。
また、前記した電子部品配置工程において、図41に示すように、平面視において、チップコンデンサ6の電極6dt1が開口部K1と開口部K7の間に位置するように、かつ、チップコンデンサ6の電極6dt2が開口部K2と開口部K8の間に位置するように、チップコンデンサ6を配置することが好ましい。また、平面視において、チップコンデンサ6の電極6dt1の面積はボンディング領域4cr1の面積よりも小さく、かつ、チップコンデンサ6の電極6dt2の面積はボンディング領域4cr2の面積よりも小さいことが好ましい。
なお、本変形例2では、ボンディング領域4cr1、4cr2の周囲を複数の開口部K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8で取り囲む場合について説明したが、これに限定されず、例えば開口部の平面形状を環状に形成し、この開口部に囲まれる領域をボンディング領域4cr1、4cr2としてもよい。
<変形例3>
次に、チップコンデンサ6を接合する接合材11として、樹脂中に互いに接触する多数の導電性粒子を含ませた、所謂、導電性樹脂を適用した場合の変形例について説明する。図44は、図13に対する変形例を示す説明図である。
図44に示すように、リードL1、L2(図8参照)にチップコンデンサ6(図8参照)を接合する接合材11(図8参照)として、導電性樹脂を用いる場合には以下の点が相違する。まず、図44に示す製造工程では、電子部品搭載工程に含まれる工程のうち、図13に示す加熱工程(リフロー工程)および洗浄工程を省略することができる。また、加熱工程(リフロー工程)および洗浄工程を省略するので、半導体チップ搭載工程を電子部品搭載工程の前に行っても、半導体チップ3(図3参照)に与えるストレスは小さい。ただし、図13に示す製造フローと同様に電子部品搭載工程の後で半導体チップ搭載工程を行っても良い。
図44に示す接合材塗布工程では、図45に示すように、リードL1、L2のボンディング領域4cr1、4cr2上にそれぞれ接合材11(導電性樹脂ペースト11gp)を塗布する。図45は、図20に対する変形例を示す拡大平面図である。なお、図45のA−A線に沿った断面は、図21の半田ペースト11hpを図45に示す導電性樹脂ペースト11gpに置き換えて適用できるので、図示は省略する。
導電性樹脂ペースト(接合材)11gpは、例えば熱硬化性樹脂中に多数の導電性粒子を含有させた接合材であって、常温でペースト状の性状を有する。導電性樹脂ペースト11gpは、前記した半田ペースト11hpと同様に例えば水よりは粘度が高く、リード4上に塗布すると、外力が加わらなければ変形しない程度の保形性(粘度)を備える。また、導電性樹脂ペースト11gpの硬さ(硬度)は、リード4およびチップコンデンサ6(図17参照)よりも柔らかい(低い)。このため、チップコンデンサ6を導電性樹脂ペースト11gpに向かって押し付けると導電性樹脂ペースト11gpは変形し、チップコンデンサ6(詳しくはチップコンデンサ6の電極6dt1、6dt2)と密着する。そして、導電性樹脂ペーストを硬化させると、導電性樹脂ペースト中に含まれる導電性粒子が互いに接触して、導電経路が形成される。このような材料として本変形例では、銀(Ag)粒子を導電性粒子として用いる、所謂、銀ペーストを用いている。図44に示す接合材塗布工程の上記した以外の点は、前記した半田ペースト11hpを用いた接合材塗布工程と同様なので、重複する説明は省略する。
次に、図44に示す接合材塗布工程では、図46に示すように、リードL1、L2のボンディング領域4cr1、4cr2上にチップコンデンサ6の電極6dt1、6dt2がそれぞれ位置するように配置する。図46は、図45に示すリード上にチップコンデンサを配置した状態を示す拡大平面図である。図47は図46のA−A線に沿った拡大断面図である。
本工程では、リードL1のボンディング領域4cr1上に導電性の導電性樹脂ペースト11gpを介してチップコンデンサ6の電極6dt1が位置するように配置する。また、リードL2のボンディング領域4cr2上に導電性の導電性樹脂ペースト11gpを介してチップコンデンサ6の電極6dt2が位置するように配置する。
本変形例で用いる導電性樹脂ペーストは、前記した半田ペースト11hpと比較して相対的に柔らかい。このため、本工程で、チップコンデンサ6の一部(電極6dt1、6dt2)が導電性樹脂ペースト11gpに食い込むように押し込むと、図47に示すように、導電性樹脂ペースト11gpは導電性樹脂ペースト11gpに含まれる樹脂成分の表面張力を利用して広がる。例えば、平面視においては、図46に示すように導電性樹脂ペースト11gpはボンディング領域4cr1、4cr2全体に広がる。また、断面視においては、図47に示すように、導電性樹脂ペースト11gpは側面6s1、6s2に沿って広がる。
ここで、前記したようにボンディング領域4cr1の内端部Re1は開口部K1の側面Ks1に連なり、内端部Re1には角(互いに交差する二つの面の交線)が形成される。また、ボンディング領域4cr2の内端部Re2は開口部K2の側面Ks1に連なり、内端部Re2には角(互いに交差する二つの面の交線)が形成されている。このように、ボンディング領域4cr1、4cr2の内端部Re1、Re2に角が形成されていると、導電性樹脂ペースト11gpは、樹脂成分の表面張力の影響により、内端部Re1、Re2を超えては濡れ広がり難くなる。言い換えると、導電性樹脂ペースト11gpは、導電性樹脂ペースト11gpに含まれる樹脂成分の表面張力の影響により、角が形成された内端部Re1、Re2を起点として盛り上がる。
このため、導電性樹脂ペースト11gpを用いた場合であっても、前記した半田ペースト11hpを用いた場合と同様に、少なくとも、電極6dt1とリードL1の長側面4s1、電極6dt2とリードL2の長側面4s1がそれぞれ重ならないように配置することで、溶融した導電性樹脂ペースト11gpはリードL1、L2の長側面4s1には付着し難くなる。
特に、本変形例では、チップコンデンサ6の電極6dt1は開口部K1と重ならず、電極6dt2は開口部K2と重ならない。言い換えれば、チップコンデンサ6の電極6dt1は、ボンディング領域4cr1の内端部Re1よりも外側(長側面4s2側)に配置される。また、チップコンデンサ6の電極6dt2は、ボンディング領域4cr2の内端部Re2よりも外側(長側面4s2側)に配置される。このため、導電性樹脂ペースト11gpは開口部K1、K2の側面Ks1には付着し難い。つまり、リードL1、L2の長側面4s1にはさらに付着し難い。図44に示す電子部品配置工程の上記した以外の点は、前記した半田ペースト11hpを用いた電子部品配置工程と同様なので、重複する説明は省略する。
次に、図44に示す接合材硬化工程では、導電性樹脂ペースト(接合材)11gpの樹脂成分を硬化させて接合材11を形成する。本工程では、導電性樹脂ペースト(接合材)11gpの形状は、図46および図47に示す形状と大きくは変化しないため、図示は省略する。本変形例では、樹脂成分に熱硬化性樹脂が含まれるので、導電性樹脂ペースト11gpを加熱することで樹脂成分を硬化させる。ただし、熱硬化性樹脂を硬化させるために必要な温度は、前記した半田成分を溶融させるための温度よりも低い。例えば図27に示すダイボンド材8を硬化させる温度と同程度である。したがって、導電性樹脂ペースト11gpを加熱した場合でも、半導体チップ3(図27参照)に与える熱影響は非常に小さい。図44に示す接合材硬化工程の上記した以外の点は、前記した半田ペースト11hpを用いた接合材硬化工程と同様なので、重複する説明は省略する。
上記したように、接合材11は、半田材あるいは、導電性樹脂を用いることができる。ただし、導電性樹脂の場合には半田材と比較してインピーダンス成分が大きくなるので、電気的特性を向上させる観点からは、半田材を用いることが好ましい。
<その他の変形例>
以上、本願発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記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いうまでもない。
例えば、前記実施の形態では、変形例1、変形例2、変形例3として、図1〜図33を用いて説明した実施態様に対する代表的な変形例について説明した。ただし、図1〜図33を用いて説明した実施態様に対する変形例は変形例1、2、3に限定されず、変更可能である。例えば、変形例2で説明した実施態様から開口部K3、K4、K5、K6を取り除き、開口部K1、K2、K7、K8のみを形成することができる。
また例えば、変形例3は、図1〜図33を用いて説明した実施態様に対する変形例として説明したが、変形例1、変形例2、あるいはこれらの一部と組み合わせて適用する事ができる。
また例えば、前記実施の形態では、チップコンデンサ6を搭載したリードL1、L2を、ワイヤ5を介して半導体チップ3と電気的に接続する例について説明したが、変形例としては、電子部品を搭載したリードL1、L2にはワイヤ5を接続せず、半導体チップ3と電気的に接続しない実施態様とすることもできる。この場合でも、チップコンデンサ6の電極6dt1、6dt2が接合材11を介して短絡することを抑制する効果は得られる。
また例えば、前記実施の形態では電子部品として一つのチップコンデンサ6を搭載する例を説明したが、電子部品の数は一個には限定されず、電子部品の種類も一種類には限定されない。例えば、チップ型の構造を有するコンデンサ部品、抵抗部品、インダクタ部品(コイル部品)を含む電子部品のうち、任意の2個以上の部品を内蔵する半導体装置に適用することができる。
また、前記実施の形態では、四辺形を成す封止体7の各辺に沿って、それぞれ複数のリード4が配置され、封止体7の下面においてリード4の下面が露出する、所謂QFN型の半導体装置に適用した実施態様について説明した。しかし、適用可能なパッケージ形態はQFNには限定されない。例えばリード4の下面が封止体7の下面において露出しない、QFP(Quad Flat Package)型の半導体装置、あるいは、平面視において長方形を成す封止体の互いに対向する長辺に沿って、複数のリード4が配置される、所謂SOP(Small Outline Package)型やSON型の半導体装置に適用することができる。ただし、接合材11が実装面に回り込むことを防止ないしは抑制する、という効果が得られる点で、QFNやSONなど、封止体7の下面においてリード4の下面が露出するタイプの半導体装置に適用して特に有効である。
また、前記実施の形態では、図3や図4に示すように、半導体チップ3の外形サイズ(裏面3bの平面サイズ)よりも、ダイパッド2の外形サイズ(平面サイズ)の方が大きい半導体装置に適用した実施態様について説明したが、半導体チップ3の外形サイズよりもダイパッド2の外形サイズを小さくすることもできる。
また、前記実施の形態では、図6に示すように、コア回路CR1に駆動電圧を供給する経路中にバイパスコンデンサとしてのコンデンサc1を配置する実施態様について説明した。しかし、変形例としては、例えば、チップコンデンサの一方の端子を入力用の信号リードに電気的に接続し、チップコンデンサの他方の端子を出力用の信号リードに接続することができる。
また、例えば、リード間のピッチが更に狭くなり、チップ型電子部品を搭載するスペースが確保し難い場合には、図48および図49に示すように、リードL1、L2の上面のうち、ボンディング領域4cr1、4cr2の幅を他の部分よりも広く(大きく)形成しても良い。この場合、リード4の幅およびピッチが狭くなっても、開口部K1、K2を設けるスペースが確保できる。図48は、図46に対する変形例を示す拡大平面図、図49は、図48のA−A線に沿った拡大断面図である。
1、1a、1b、H1、H2、H3 半導体装置
2 ダイパッド(チップ搭載部、タブ)
2a 上面
2b 下面
2f 厚板部
2h 薄板部
2hb 下面
3 半導体チップ
3a 表面
3b 裏面
4 リード(端子、外部端子)
4a アウタリード部(部分、厚板部、実装部、領域)
4ab 下面
4b インナリード部(部分、薄板部、被封止部、ハーフエッチング部、領域)
4bb 下面
4cr1、4cr2 ボンディング領域(チップ部品接合領域)
4s 側面
4s1、4s2 長側面(側面)
4s3 短側面(側面、先端面、内端面)
4s4 短側面(側面、後端面、外端面)
4t 突出部
4u 上面
5 ワイヤ(導電性部材)
6 チップコンデンサ(電子部品、チップ型電子部品)
6a 上面
6b 下面
6dn、6dn1、6dn2 内部電極(電極)
6dt1、6dt2 電極(電極端子、外部電極、金属膜)
6s 側面
6s1、6s2 側面(短側面)
6s3、6s4 側面(長側面)
6z 絶縁層(誘電体層、絶縁体)
7 封止体(樹脂体)
7a 上面
7b 下面(裏面、実装面)
7c 側面
7d 角部
7z ダム内樹脂
8 ダイボンド材(接着材)
10 吊りリード
11 接合材
11gp 導電性樹脂ペースト(接合材)
11hp 半田ペースト(接合材)
20 リードフレーム
20a 製品形成領域
20b 外枠
20c 枠部
CR1 コア回路(主回路)
K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8 開口部(段差部、凹部)
Kb 底面(段差面)
Ks1、Ks2、Ks3 側面
L1、L2 リード(端子、外部端子)
NS1 入出力回路
PD パッド(電極、ボンディングパッド)
Re1、Re2 内端部(リードの長側面4s1側の端部)
SD 金属膜(外装めっき膜、半田膜)
Vd1 電源電位供給経路(電位供給経路)
Vdd 電源電位(電位)
Vs1 基準電位供給経路(電位供給経路)
Vss 基準電位(電位)
c1 コンデンサ

Claims (20)

  1. 以下の工程を含む半導体装置の製造方法:
    (a)チップ搭載部と、第1リード、前記第1リードの隣に配置される第2リードを有する複数のリードと、を備えるリードフレームを準備する工程;
    (b)上面と、前記上面の反対側の下面と、前記上面と前記下面の間に位置し、かつ、互いに対向する第1および第2側面と、前記上面と前記下面の間に位置し、かつ、前記第1および第2側面と交差する第3および第4側面と、前記第1側面を覆う第1電極端子と、前記第2側面を覆う第2電極端子と、を有する電子部品を準備する工程;
    (c)前記(a)工程および前記(b)工程の後、前記第1リードの第1ボンディング領域上に導電性の第1接合材を、前記第2リードの第2ボンディング領域上に導電性の第2接合材を、それぞれ配置する工程;
    (d)前記(c)工程の後、前記第1リードの第1ボンディング領域上に前記第1接合材を介して前記電子部品の前記第1電極端子が、前記第2リードの第2ボンディング領域上に前記第2接合材を介して前記電子部品の前記第2電極端子が位置するように、前記電子部品を配置する工程;
    (e)前記(d)工程の後、前記第1および第2接合材を硬化させることで、前記第1および第2リードと前記第1および第2電極端子を、それぞれ電気的に接続し、かつ、固着させる工程;
    (f)前記(a)工程および前記(b)工程の後、表面、前記表面に形成された複数の電極パッド、および前記表面とは反対側の裏面を有する半導体チップを、前記チップ搭載部上に搭載する工程;
    (g)前記(f)工程の後、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複数の導電性部材を介して電気的に接続する工程;
    (h)前記(e)工程および前記(g)工程の後、前記複数のリードの一部が露出するように、前記半導体チップ、前記複数の導電性部材、および前記電子部品を樹脂で封止する工程;
    ここで、
    前記第1リードの第1上面には、前記第1上面と前記第1上面とは反対側の第1下面との間に位置する第1段差面を有する第1段差部が形成され、
    前記第2リードの第2上面には、前記第2上面と前記第2上面とは反対側の第2下面との間に位置する第2段差面を有する第2段差部が形成され、
    平面視において、前記第1および第2段差部は、前記第1リードの前記第1ボンディング領域と前記第2リードの前記第2ボンディング領域の間に配置され、
    前記(d)工程では、平面視において、前記第1電極端子が前記第1段差部と重ならず、かつ、前記第2電極端子が前記第2段差部と重ならないように、前記電子部品を配置する。
  2. 請求項1において、
    前記第1電極端子は、前記第1リードを介して第1電位が供給される端子であって、前記第2電極端子は、前記第2リードを介して前記第1電位とは異なる第2電位が供給される端子である半導体装置の製造方法。
  3. 請求項2において、
    前記(g)工程で、前記複数の電極パッドと前記複数のリードとを電気的に接続する前記複数の導電性部材はワイヤであって、
    前記(g)工程では、
    前記半導体チップの第1電極パッドと前記第1リードを、第1ワイヤを介して電気的に接続し、
    前記半導体チップの第2電極パッドと前記第2リードを、第2ワイヤを介して電気的に接続する半導体装置の製造方法。
  4. 請求項3において、
    前記電子部品は、チップコンデンサである半導体装置の製造方法。
  5. 請求項1において、
    前記第1および第2リードは、第1の厚さから成るアウタリード部と、前記第1の厚さよりも薄い第2の厚さから成るインナリード部と、を有し、
    前記第1段差部は前記第1リードの前記アウタリード部に形成され、
    前記第2段差部は前記第2リードの前記アウタリード部に形成される半導体装置の製造方法。
  6. 請求項5において、
    前記(g)工程で、前記複数の電極パッドと前記複数のリードとを電気的に接続する前記複数の導電性部材はワイヤであって、
    前記(g)工程では、
    前記第1リードの前記インナリード部に第1ワイヤを接続し、
    前記第2リードの前記インナリード部に第2ワイヤを接続する半導体装置の製造方法。
  7. 請求項1において、
    前記第1リードの前記第1上面には、前記電子部品の前記第3側面に沿って前記第1ボンディング領域の隣に配置される第3段差部、および前記電子部品の前記第4側面に沿って前記第1ボンディング領域の隣に前記第3段差部と対向するように配置される第4段差部がさらに形成され、
    前記第2リードの前記第2上面には、前記電子部品の前記第3側面に沿って前記第2ボンディング領域の隣に配置される第5段差部、および前記電子部品の前記第4側面に沿って前記第2ボンディング領域の隣に前記第5段差部と対向するように配置される第6段差部がさらに形成され、
    前記(d)工程では、平面視において、前記電子部品の前記第1電極端子が前記第3段差部と前記第4段差部の間に位置するように、かつ、前記電子部品の前記第2電極端子が前記第5段差部と前記第6段差部の間に位置するように、前記電子部品を配置する半導体装置の製造方法。
  8. 請求項7において、
    前記第1リードの前記第1上面には、前記電子部品の前記第1側面に沿って前記第1ボンディング領域の隣に前記第1段差部と対向するように配置される第7段差部がさらに形成され、
    前記第2リードの前記第2上面には、前記電子部品の前記第2側面に沿って前記第2ボンディング領域の隣に前記第2段差部と対向するように配置される第8段差部がさらに形成され、
    前記(d)工程では、平面視において、前記電子部品の前記第1電極端子が前記第1段差部と前記第7段差部の間に位置するように、かつ、前記電子部品の前記第2電極端子が前記第2段差部と前記第8段差部の間に位置するように、前記電子部品を配置する半導体装置の製造方法。
  9. 請求項1において、
    前記第1および第2接合材は半田材であって、
    前記(e)工程は、
    (e1)前記(d)工程の後、前記第1および第2接合材を加熱溶融させて前記第1リードと前記第1電極端子、および前記第2リードと前記第2電極端子をそれぞれ接合する工程;
    (e2)前記(e1)工程の後、前記第1および第2接合材を冷却して硬化させることで前記第1リードと前記第1電極端子、および前記第2リードと前記第2電極端子をそれぞれ電気的に接続し、かつ固着させる工程;
    (e3)前記(e1)工程の後、前記第1および前記第2接合材による接合部の周囲を洗浄する工程;
    を含み、
    前記(f)工程は、前記(e3)工程の後で行う半導体装置の製造方法。
  10. 請求項1において、
    前記第1および第2接合材は樹脂中に多数の導電性粒子を含有させた導電性樹脂である半導体装置の製造方法。
  11. 請求項1において、
    前記(h)工程では、
    前記半導体チップ、前記複数の導電性部材、および前記電子部品を封止する封止体の実装面において、前記複数のリードの下面がそれぞれ露出するように、前記半導体チップ、前記複数の導電性部材、および前記電子部品を樹脂で封止する半導体装置の製造方法。
  12. チップ搭載部と、
    第1リード、前記第1リードの隣に配置される第2リードを含み、前記チップ搭載部の周囲に配置される複数のリードと、
    上面、前記上面の反対側の下面、前記上面と前記下面の間に位置し互いに対向する第1および第2側面、前記上面と前記下面の間に位置し前記第1および第2側面と交差する第3および第4側面、前記第1側面を覆う第1電極端子、および前記第2側面を覆う第2電極端子を有する電子部品と、
    前記第1リードの第1ボンディング領域上に前記電子部品の前記第1電極端子を電気的に接続し、かつ、固着させる導電性の第1接合材と、
    前記第2リードの第2ボンディング領域上に前記電子部品の前記第2電極端子を電気的に接続し、かつ、固着させる導電性の第2接合材と、
    表面、前記表面に形成された複数の電極パッド、および前記表面とは反対側の裏面を有する半導体チップと、
    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電気的に接続する複数の導電性部材と、
    前記複数のリードの一部が露出するように、前記半導体チップ、前記複数の導電性部材、および前記電子部品を封止する封止体と、
    を有し、
    前記第1リードの第1上面には、前記第1上面と前記第1上面とは反対側の第1下面との間に位置する第1段差面を有する第1段差部が形成され、
    前記第2リードの第2上面には、前記第2上面と前記第2上面とは反対側の第2下面との間に位置する第2段差面を有する第2段差部が形成され、
    平面視において、前記第1および第2段差部は、前記第1リードの前記第1ボンディング領域と前記第2リードの前記第2ボンディング領域の間に配置され、
    平面視において、前記第1電極端子が前記第1段差部と重ならず、かつ、前記第2電極端子が前記第2段差部と重ならない半導体装置。
  13. 請求項12において、
    前記第1電極端子は、前記第1リードを介して第1電位が供給される端子であって、前記第2電極端子は、前記第2リードを介して前記第1電位とは異なる第2電位が供給される端子である半導体装置。
  14. 請求項13において、
    前記複数の電極パッドと前記複数のリードとを電気的に接続する前記複数の導電性部材はワイヤであって、
    前記半導体チップの第1電極パッドと前記第1リードは、第1ワイヤを介して電気的に接続され、
    前記半導体チップの第2電極パッドと前記第2リードは、第2ワイヤを介して電気的に接続される半導体装置。
  15. 請求項14において、
    前記電子部品は、チップコンデンサである半導体装置。
  16. 請求項12において、
    前記第1および第2リードは、第1の厚さから成るアウタリード部と、前記第1の厚さよりも薄い第2の厚さから成るインナリード部と、を有し、
    前記第1段差部は前記第1リードの前記アウタリード部に形成され、
    前記第2段差部は前記第2リードの前記アウタリード部に形成される半導体装置。
  17. 請求項12において、
    前記第1リードの前記第1上面には、前記電子部品の前記第3側面に沿って前記第1ボンディング領域の隣に配置される第3段差部、および前記電子部品の前記第4側面に沿って前記第1ボンディング領域の隣に前記第3段差部と対向するように配置される第4段差部がさらに形成され、
    前記第2リードの前記第2上面には、前記電子部品の前記第3側面に沿って前記第2ボンディング領域の隣に配置される第5段差部、および前記電子部品の前記第4側面に沿って前記第2ボンディング領域の隣に前記第5段差部と対向するように配置される第6段差部がさらに形成され、
    平面視において、前記電子部品の前記第1電極端子が前記第3段差部と前記第4段差部の間に位置し、かつ、前記電子部品の前記第2電極端子が前記第5段差部と前記第6段差部の間に位置する半導体装置。
  18. 請求項17において、
    前記第1リードの前記第1上面には、前記電子部品の前記第1側面に沿って前記第1ボンディング領域の隣に前記第1段差部と対向するように配置される第7段差部がさらに形成され、
    前記第2リードの前記第2上面には、前記電子部品の前記第2側面に沿って前記第2ボンディング領域の隣に前記第2段差部と対向するように配置される第8段差部がさらに形成され、
    平面視において、前記電子部品の前記第1電極端子が前記第1段差部と前記第7段差部の間に位置し、かつ、前記電子部品の前記第2電極端子が前記第2段差部と前記第8段差部の間に位置する半導体装置。
  19. 請求項12において、
    前記第1および第2接合材は半田材である半導体装置。
  20. 請求項12において、
    前記複数のリードの下面は、前記封止体の実装面においてそれぞれ露出する半導体装置。
JP2012090816A 2012-04-12 2012-04-12 半導体装置の製造方法および半導体装置 Pending JP2013219296A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012090816A JP2013219296A (ja) 2012-04-12 2012-04-12 半導体装置の製造方法および半導体装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012090816A JP2013219296A (ja) 2012-04-12 2012-04-12 半導体装置の製造方法および半導体装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013219296A true JP2013219296A (ja) 2013-10-24

Family

ID=49591045

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012090816A Pending JP2013219296A (ja) 2012-04-12 2012-04-12 半導体装置の製造方法および半導体装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2013219296A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020194830A (ja) * 2019-05-27 2020-12-03 スタンレー電気株式会社 受発光装置
CN113497116A (zh) * 2020-03-18 2021-10-12 株式会社东芝 半导体装置
CN113497116B (zh) * 2020-03-18 2024-06-25 株式会社东芝 半导体装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020194830A (ja) * 2019-05-27 2020-12-03 スタンレー電気株式会社 受発光装置
JP7319088B2 (ja) 2019-05-27 2023-08-01 スタンレー電気株式会社 受発光装置
CN113497116A (zh) * 2020-03-18 2021-10-12 株式会社东芝 半导体装置
CN113497116B (zh) * 2020-03-18 2024-06-25 株式会社东芝 半导体装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101117848B1 (ko) 반도체 장치 및 그 제조 방법
KR102178587B1 (ko) 반도체 장치의 제조 방법 및 반도체 장치
JP5959386B2 (ja) 樹脂封止型半導体装置およびその製造方法
US10134659B2 (en) Semiconductor device with overlapped lead terminals
JP5789431B2 (ja) 半導体装置の製造方法
US9275945B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device and semiconductor device
US20140353809A1 (en) Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device
JP5991915B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2005191240A (ja) 半導体装置及びその製造方法
US9029995B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2014007363A (ja) 半導体装置の製造方法および半導体装置
JP7089388B2 (ja) 半導体装置および半導体装置の製造方法
JPWO2015001676A1 (ja) 半導体装置
WO2006132130A1 (ja) 半導体装置、基板および半導体装置の製造方法
JP6147588B2 (ja) 半導体装置
JP2005244035A (ja) 半導体装置の実装方法、並びに半導体装置
JP2014007287A (ja) 半導体装置の製造方法
JP5774292B2 (ja) 回路装置およびその製造方法
JP2014082385A (ja) 半導体装置の製造方法および半導体装置
JP2013219296A (ja) 半導体装置の製造方法および半導体装置
JP2004228166A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2014187308A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2013143445A (ja) 半導体装置の製造方法および半導体装置
JP6653235B2 (ja) 半導体装置の製造方法および半導体装置
JP2019145625A (ja) 半導体装置