JP2018160661A - 半導体装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】双方向スイッチとして使用できかつ小型化を図ることが可能となる半導体装置を提供する。【解決手段】半導体装置1は、第1半導体チップのドレイン電極が接続された第1ドレイン端子4と、第1半導体チップのゲート電極が接続された第1ゲート端子5と、第2半導体チップのドレイン電極が接続された第2ドレイン端子6と、第2半導体チップのゲート電極が接続された第2ゲート端子7と、第1半導体チップのソース電極および前記第2半導体チップのソース電極が接続された共通ソース端子8と、各半導体チップおよび各端子を封止する封止樹脂9とを含む。各端子は、封止樹脂9の外面(下面)9bと略面一でかつ当該外面9bから露出する露出面(下面)43,53,63,73,83を有している。【選択図】図1

Description

この発明は、双方向スイッチとして使用できる半導体装置に関する。
半導体装置として、MOSFETからなる第1半導体チップと、MOSFETからなる第2半導体チップと、第1ドレイン端子と、第1ソース端子と、第1ゲート端子と、第2ドレイン端子と、第2ソース端子と、第2ゲート端子とを備えた半導体装置(以下、従来装置という)が知られている。第1ドレイン端子、第1ソース端子および第1ゲート端子は、それぞれ、第1半導体チップのドレイン電極、ソース電極およびゲート電極に電気的に接続されている。第2ドレイン端子、第2ソース端子および第2ゲート端子は、それぞれ、第2半導体チップのドレイン電極、ソース電極およびゲート電極に電気的に接続されている。
特開2013−239740号公報
前述の従来装置を、2つのMOSFETが逆直列接続された構成の双方向スイッチとして用いたい場合には、当該半導体装置の外部において、第1半導体チップのソース端子と第2半導体チップのソース端子とを接続部材を介して接続させる必要がある。
この発明の目的は、双方向スイッチとして使用する際に第1半導体チップのソース端子と第2半導体チップのソース端子とを外部で接続する必要がなく、かつ小型化を図ることが可能となる半導体装置を提供することである。
この発明による半導体装置は、MOSFETからなる第1半導体チップと、MOSFETからなる第2半導体チップと、前記第1半導体チップのドレイン電極が電気的に接続された第1ドレイン端子と、前記第1半導体チップのゲート電極が電気的に接続された第1ゲート端子と、前記第2半導体チップのドレイン電極が電気的に接続された第2ドレイン端子と、前記第2半導体チップのゲート電極が電気的に接続された第2ゲート端子と、前記第1半導体チップのソース電極および前記第2半導体チップのソース電極が電気的に接続された共通ソース端子と、前記各半導体チップおよび前記各端子を封止する封止樹脂とを含み、前記各端子は、前記封止樹脂の外面と略面一でかつ前記外面から露出する露出面を有している。
この半導体装置では、第1半導体チップのソース電極と第2半導体チップのソース電極とは、共通ソース端子に電気的に接続されている。このため、この半導体装置を双方向スイッチとして使用する際に、第1半導体チップのソース端子と第2半導体チップのソース端子とを半導体装置の外部で接続する必要がない。
また、この半導体装置では、各端子は、封止樹脂の外面と略面一でかつ封止樹脂の外面から露出する露出面を有しているので、封止樹脂の外面から突出するリード端子を有する半導体装置に比べて小型化を図ることが可能となる。
この発明の一実施形態では、前記封止樹脂は、対向する2つの表面と、それらの表面を連結する側面とを有する。
この発明の一実施形態では、前記各端子の前記露出面は、前記封止樹脂の2つの表面のうちの一方表面と略面一でかつ当該一方表面から露出した第1露出面を含む。
この発明の一実施形態では、前記各端子の前記露出面は、その端子の前記第1露出面に連なり、前記封止樹脂の側面と略面一でかつ当該側面から露出した第2露出面をさらに含む。
この発明の一実施形態では、前記封止樹脂は、前記2つの表面の平面視形状が矩形の直方体形状であり、前記側面は、前記2つの表面の対向する辺どうしを連結する4つの側面を含んでいる。
この発明の一実施形態では、前記封止樹脂における前記一方表面は、互いに対向する第1辺および第2辺と、前記第1辺および第2辺の一端どうしを連結する第3辺と、前記第1辺および第2辺の他端どうしを連結する第4辺とを有しており、前記第1ドレイン端子の第1露出面は、前記一方表面の前記第1辺と前記第3辺とが連結される第1コーナ部に配置され、前記第2ドレイン端子の第1露出面は、前記一方表面の前記第1辺と前記第4辺とが連結される第2コーナ部に配置されている。また、前記第1ゲート端子の第1露出面は、前記一方表面の前記第2辺と前記第3辺とが連結される第3コーナ部に配置され、前記第2ゲート端子の第1露出面は、前記一方表面の前記第2辺と前記第4辺とが連結される第4コーナ部に配置されている。そして、前記共通ソース端子の第1露出面は、前記一方表面における前記第1ゲート端子の第1露出面および前記第2ゲート端子の第1露出面との中間位置に配置されている。
この発明の一実施形態では、前記各端子の第1露出面は、前記一方表面の4辺と平行な4辺を有する矩形状である。そして、前記各ドレイン端子の第1露出面の前記第1辺と平行な辺の長さをLD1とし、前記第3辺と平行な辺の長さをLD2とし、前記各ゲート端子の第1露出面の前記第1辺と平行な辺の長さをLG1とし、前記第3辺と平行な辺の長さをLG2とし、前記ソース端子の第1露出面の前記第1辺と平行な辺の長さをLS1とし、前記第3辺と平行な辺の長さをLS2とし、前記第1ドレイン端子の第1露出面と前記第2ドレイン端子の第1露出面との前記第1辺に沿う方向の間隔をd1とし、前記第1ゲート端子の第1露出面と前記共通ソース端子の第1露出面との前記第2辺に沿う方向の間隔をd2とし、前記第2ゲート端子の第1露出面と前記共通ソース端子の第1露出面との前記第2辺に沿う方向の間隔をd3とし、前記第1ドレイン端子の第1露出面と前記第1ゲート端子の第1露出面との前記第3辺に沿う方向の間隔をd4とし、前記第2ドレイン端子の第1露出面と前記第2ゲート端子の第1露出面との前記第4辺に沿う方向の間隔をd5とすると、次式(a)および(b)が成り立つ。
d1=d2=d3=d4=d5 …(a)
LS2=LG2 …(b)
この発明の一実施形態では、次式(c)〜(f)がさらに成り立つ。
LS1=d1 …(c)
LD2=LD1…(d)
LG2=LG1…(e)
LD1>LG1…(f)
この発明の一実施形態では、前記第1ドレイン端子の第1露出面の面積と、前記第2ドレイン端子の第1露出面の面積との和は、前記封止樹脂の前記一方表面全体の面積の1/4〜3/8である。
この発明の一実施形態では、前記第1ドレイン端子の第1露出面の面積と、前記第2ドレイン端子の第1露出面の面積と、前記第1ゲート端子の第1露出面の面積と、前記第2ゲート端子の第1露出面の面積と、前記共通ソース端子の第1露出面の面積との和は、前記封止樹脂の前記一方表面全体の面積の1/3〜11/24である。
この発明の一実施形態では、前記第1ドレイン端子、前記第2ドレイン端子、前記第1ゲート端子および前記第2ゲート端子の第1露出面は、平面視において、それが配置される前記封止樹脂のコーナ部の2つの辺と整合する第5辺および第6辺と、前記第5辺および第6辺それぞれに一端が接続されかつ他端が互いに接続される第7辺および第8辺とを有する四角形状であり、前記第7辺と前記第8辺との接続部が当該第1露出面の外方に向かって突出した湾曲状に形成されている。
この発明の一実施形態では、前記共通ソース端子の第1露出面は、平面視において、前記封止樹脂における前記一方表面の前記第2辺と整合する第9辺と、前記第9辺の両端に、一端がそれぞれ接続される第10辺および前記第11辺と、前記第10辺と前記第11辺とを接続する第12辺とを有する四角形状であり、前記第10辺と前記第12辺との接続部と、前記第11辺と前記第12辺との接続部とが、当該第1露出面の外方に向かって突出した湾曲状に形成されている。
図1は、この発明の第1実施形態に係る半導体装置の図解的な斜視図である。 図2は、図1の図解的な平面図である。 図3は、図1の図解的な正面図である。 図4は、図1の図解的な背面図である。 図5は、図1の図解的な左側面図である。 図6は、図1の図解的な右側面図である。 図7は、図1の図解的な底面図である。 図8は、内部構造を示す平面図である。 図9は、図8のIX-IX線に沿う断面図である。 図10は、図8のX-X線に沿う断面図である。 図11は、図8のXI-XI線に沿う断面図である。 図12は、図1の半導体装置の実装状態を示し、図9の断面図に対応する断面図である。 図13は、図1の半導体装置の実装状態を示し、図10の断面図に対応する断面図である。 図14は、図1の半導体装置によって実現される双方向スイッチの電気回路を示す電気回路図である。 図15は、図14の双方向スイッチの使用例を説明するための回路図である。 図16は、この発明の第2実施形態に係る半導体装置の図解的な斜視図である。 図17は、図16の図解的な平面図である。 図18は、図16の図解的な正面図である。 図19は、図16の図解的な背面図である。 図20は、図16の図解的な左側面図である。 図21は、図16の図解的な右側面図である。 図22は、図16の図解的な底面図である。 図23は、内部構造を示す平面図である。 図24は、図23のXXIV- XXIV線に沿う断面図である。 図25は、図23のXXV-XXV線に沿う断面図である。 図26は、図23のXXVI-XXVI線に沿う断面図である。 図27は、図16の半導体装置の実装状態を示し、図24の断面図に対応する断面図である。 図28は、図16の半導体装置の実装状態を示し、図25の断面図に対応する断面図である。
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、この発明の第1実施形態に係る半導体装置の図解的な斜視図である。図2は、図1の図解的な平面図である。図3は、図1の図解的な正面図である。図4は、図1の図解的な背面図である。図5は、図1の図解的な左側面図である。図6は、図1の図解的な右側面図である。図7は、図1の図解的な底面図である。図8は、内部構造を示す平面図である。図9は、図8のIX-IX線に沿う断面図である。図10は、図8のX-X線に沿う断面図である。図11は、図8のXI-XI線に沿う断面図である。
図1〜図11に示される半導体装置1は、図14に示すような電気回路で表される双方向スイッチ100を実現するための装置である。双方向スイッチ100は、背中合わせに接続(逆直列接続(back-to-back connection))された第1のMOSFET101と第2のMOSFET102とを含む。図1の例では、各MOSFET101,102は、nチャネル型のMOSFETである。第1のMOSFET101は、第1の寄生ダイオード111を有している。第1の寄生ダイオード111は、第1のMOSFET101に逆並列接続されている。具体的には、第1の寄生ダイオード111のアノードは、第1のMOSFET101のソースに接続され、第1の寄生ダイオード111のカソードは、第1のMOSFET101のドレインに接続されている。
第2のMOSFET102は、第2の寄生ダイオード112を含む。第2の寄生ダイオード112は、第2のMOSFET102に逆並列接続されている。具体的には、第2の寄生ダイオード112のアノードは、第2のMOSFET102のソースに接続され、第2の寄生ダイオード112のカソードは、第2のMOSFET102のドレインに接続されている。
第1のMOSFET101のソースは、第2のMOSFET102のソースに接続されている。つまり、第1のMOSFET101のソースと第2のMOSFET102とは、第1の寄生ダイオード111と第2の寄生ダイオード112との向きが反対となるように直列接続(逆直例接続)されている。
双方向スイッチ100は、第1のMOSFET101のドレイン電極に接続された第1ドレイン端子4と、第1のMOSFET101のゲート電極に接続された第1ゲート端子5とを含む。また、双方向スイッチ100は、第2のMOSFET102のドレイン電極に接続された第2ドレイン端子6と、第2のMOSFET102のゲート電極に接続された第2ゲート端子7とを含む。さらに、双方向スイッチ100は、第1のMOSFET101のソース電極と第2のMOSFET102のソース電極とが接続された共通ソース端子8とを含む。
第1ゲート端子5および第2ゲート端子7に与えられるゲート信号がアクティブレベルになると、第1および第2のMOSFET101,102がオンとなるので、第1ドレイン端子4と第2ドレイン端子6との間に双方向に電流を流すことが可能となる。第1ゲート端子5および第2ゲート端子7に与えられるゲート信号が非アクティブレベルになると、第1および第2のMOSFET101,102がオフとなる。寄生ダイオード111,112は互いに向きが反対となるように接続されているため、第1および第2のMOSFET101,102がオフの状態では、双方向の電流の流れが阻止される。
このような双方向スイッチ100は、たとえば、図15に示すように、ノート型PC内の電源部130に設けられる。具体的には、双方向スイッチ100の一方のドレイン端子6は、バッテリー121に接続される。双方向スイッチ100の他方のドレイン端子4は、DC入力端子122および内部回路123に接続される。双方向スイッチ100のゲート信号は、制御装置124によって制御される。双方向スイッチ100のゲート信号がアクティブレベルになると、双方向スイッチ100がオンとなり、バッテリー121は、DC入力端子122および内部回路123に接続される。双方向スイッチ100のゲート信号が非アクティブレベルになると、双方向スイッチ100がオフとなり、バッテリー121は、DC入力端子122および内部回路123から切り離される。
以下、図1〜図11を参照して、半導体装置1について詳しく説明する。以下の説明において、上とは図3(正面図)の紙面の上側を、下とは図3の紙面の下側をいい、左とは図3の紙面の左側をいい、右とは図3の紙面の右側をいい、前とは図2(平面図)の紙面の下側をいい、後とは図2の紙面の上側をいうものとする。なお、図1は、底面(下面)が上方を向くように配置された状態での半導体装置1の外観を示している。図1では、半導体装置1の背面(後側面)が前方を向き、半導体装置1の正面(前側面)が後方を向いている。
主として図1および図8〜図11を参照して、半導体装置1は、図14の第1のMOSFET101として機能する第1半導体チップ2と、図14の第2のMOSFET102として機能する第2半導体チップ3と、第1ドレイン端子4と、第1ゲート端子5と、第2ドレイン端子6と、第2ゲート端子7と、共通ソース端子8と、第1〜第4のボンディングワイヤ(金属接続部材)11〜14と、封止樹脂9とを備えている。
第1半導体チップ2は、機能素子が形成されている側の表面(デバイス形成面)を上方に向けた状態で、第1ドレイン端子4上にダイボンディングされている。第1半導体チップ2の底面(下面)にはドレイン電極が形成されている。第1半導体チップ2のドレイン電極は、第1ドレイン端子4の上面に機械的および電気的に接続されている。
第1半導体チップ2の表面(上面)には、ソース電極(ソースパッド)2Sおよびゲート電極(ゲートバッド)2G(図8参照)が形成されている。ソース電極2Sは、ボンディングワイヤ11によって共通ソース端子8に接続されている。ゲート電極2Gは、ボンディングワイヤ12によって第1ゲート端子5に接続されている。
第2半導体チップ3は、機能素子が形成されている側の表面(デバイス形成面)を上方に向けた状態で、第2ドレイン端子6上にダイボンディングされている。第2半導体チップ3の底面(下面)にはドレイン電極が形成されている。第2半導体チップ3のドレイン電極は、第2ドレイン端子6の上面に機械的および電気的に接続されている。
第2半導体チップ3の表面(上面)には、ソース電極(ソースパッド)3Sおよびゲート電極(ゲートバッド)3G(図8参照)が形成されている。ソース電極3Sは、ボンディングワイヤ13によって共通ソース端子8に接続されている。ゲート電極3Gは、ボンディングワイヤ14によって第2ゲート端子7に接続されている。各端子4〜8は、銅または銅を含む合金からなる金属薄板から形成されている。
封止樹脂9は、たとえば、エポキシ樹脂からなる。封止樹脂9は、図1に示すように、例えば、上下方向に扁平な略直方体形状に形成されている。上下方向は、半導体装置1の厚さ方向と同義である。略直方体状の封止樹脂9は、天面をなす上面9aと、底面をなす下面9bと、上面9aおよび下面9bに対して略垂直な方向に延びる側面9c〜9fとを有している。上面9aおよび下面9bは、いずれも平坦面である。
上面9aおよび下面9bは、平面視において、左右方向に長い矩形状に形成されている。側面9c〜9fは、上面9aおよび下面9bに連なっている。詳しくは、側面9c〜9fは、半導体装置1において、上面9aおよび下面9bを除いた全周に形成されている。換言すれば、半導体装置1は、上面9aおよび下面9bのそれぞれの4辺に連なる4つの側面9c〜9fを有している。4つの側面9c〜9fは、前側面9c、左側面9d、後側面9eおよび右側面9fとからなる。
図8に示すように、封止樹脂9の内部を平面から見た場合、第1ドレイン端子4は左後方のコーナ部に配置され、第2ドレイン端子6は右後方のコーナ部に配置され、第1ゲート端子5は左前方のコーナ部に配置され、第2ゲート端子7は右前方のコーナ部に配置され、共通ソース端子8は、第1ゲート端子5と第2ゲート端子7との間位置に配置されている。
図1、図8および図9を参照して、第1ドレイン端子4は、矩形状の底面形状を有する直方体状の端子本体部41と、端子抜け抑制部42とを一体的に有している。端子本体部41は、下面43と、下面43と反対側に位置する上面44と、下面43と上面44とを接続する4つの側面45とを有している。端子本体部41の下面43は、封止樹脂9の下面9bと略面一であり、下面9bから露出している。つまり、端子本体部41の下面43は、第1ドレイン端子4の第1露出面を構成している。底面視(平面視)において、端子本体部41は封止樹脂9の下面9bの左後側のコーナ部において、端子本体部41の下面43の4辺が封止樹脂9の下面9bの4辺とほぼ平行となる姿勢で配置されている。
端子本体部41の4つの側面45のうち、左側面および後側面は、それぞれ第1側面部46と第2側面部48と連結部47とを有している。第1側面部46は、下面43に連なっており、上面44に向かって略垂直に延びている。第2側面部48は、上面44に連なっており、下面43に向かって略垂直に延びている。端子本体部41の左側面および後側面において、第1側面部46は、第2側面部48よりも横方向(上下方向と直交する方向)における外方に張り出している。端子本体部41の左側面および後側面において、連結部47は、第2側面部48から第1側面部46に向かって、徐々に横方向における外方に拡がりながら延び、第2側面部48と第1側面部46とを繋いでいる。
端子本体部41の左側面の第1側面部46および後側面の第1側面部46は、それぞれ、封止樹脂9の左側面9dおよび後側面9eと略面一であり、左側面9dおよび後側面9eから露出している。つまり、端子本体部41の左側面の第1側面部46および後側面の第1側面部46は、第1ドレイン端子4の第1露出面に連なる第2露出面を構成している。端子本体部41の2つの第1側面部46が交差して形成された角部および各第1側面部46と下面43とが交差して形成された角部も、封止樹脂9から露出している。
端子抜け抑制部42は、端子本体部41の右側面および前側面から、横方向における外方に向かって張り出すように形成されている。端子抜け抑制部42は、端子本体部41よりも薄く形成されている。端子抜け抑制部42の上面は、端子本体部41の上面44と面一をなしている。第1ドレイン端子4の上面(端子本体部の上面44および端子抜け抑制部42の上面を含む)に、第1半導体チップ2がダイボンディングされている。
封止樹脂9の下面9bから露出する端子本体部41の下面43および封止樹脂9の左側面9dおよび後側面9eから露出する第1側面部46には、半田濡れ性を高めるための半田めっき層(図示略)が形成されている。
第2ドレイン端子6は、矩形状の底面形状を有する直方体状の端子本体部61と、端子抜け抑制部62とを一体的に有している。端子本体部61は、下面63と、下面63と反対側に位置する上面64と、下面63と上面64とを接続する4つの側面65とを有している。端子本体部61の下面63は、封止樹脂9の下面9bと略面一であり、下面9bから露出している。つまり、端子本体部61の下面63は、第2ドレイン端子6の第1露出面を構成している。底面視(平面視)において、端子本体部61は封止樹脂9の下面9bの右後側のコーナ部において、端子本体部61の下面63の4辺が封止樹脂9の下面9bの4辺とほぼ平行となる姿勢で配置されている。
端子本体部61の4つの側面65のうち、右側面および後側面は、それぞれ第1側面部66と第2側面部68と連結部67とを有している。第1側面部66は、下面63に連なっており、上面64に向かって略垂直に延びている。第2側面部68は、上面64に連なっており、下面63に向かって略垂直に延びている。端子本体部61の右側面および後側面において、第1側面部66は、第2側面部68よりも横方向(上下方向と直交する方向)における外方に張り出している。端子本体部61の右側面および後側面において、連結部67は、第2側面部68から第1側面部66に向かって、徐々に横方向における外方に拡がりながら延び、第2側面部68と第1側面部66とを繋いでいる。
端子本体部61の右側面の第1側面部66および後側面の第1側面部66は、それぞれ、封止樹脂9の右側面9fおよび後側面9eと略面一であり、右側面9fおよび後側面9eから露出している。つまり、端子本体部61の右側面の第1側面部66および後側面の第1側面部66は、第2ドレイン端子6の第1露出面に連なる第2露出面を構成している。端子本体部61の2つの第1側面部66が交差して形成された角部および各第1側面部66と下面63とが交差して形成された角部も、封止樹脂9から露出している。
端子抜け抑制部62は、端子本体部61の左側面および前側面から、横方向における外方に向かって張り出すように形成されている。端子抜け抑制部62は、端子本体部61よりも薄く形成されている。端子抜け抑制部62の上面は、端子本体部61の上面64と面一をなしている。第2ドレイン端子6の上面(端子本体部61の上面64および端子抜け抑制部62の上面を含む)に、第2半導体チップ3がダイボンディングされている。
封止樹脂9の下面9bから露出する端子本体部61の下面63および封止樹脂9の右側面9fおよび後側面9eから露出する第1側面部66には、半田濡れ性を高めるための半田めっき層(図示略)が形成されている。
図1、図8および図10を参照して、第1ゲート端子5は、矩形状の底面形状を有する直方体状の端子本体部51と、端子抜け抑制部52とを一体的に有している。端子本体部51は、下面53と、下面53と反対側に位置する上面54と、下面53と上面54とを接続する4つの側面55とを有している。端子本体部51は、その下面53が封止樹脂9の下面9bから露出している。端子本体部51の下面53は、封止樹脂9の下面9bと略面一であり、下面9bから露出している。つまり、端子本体部51の下面53は、第1ゲート端子5の第1露出面を構成している。底面視(平面視)において、端子本体部51は封止樹脂9の下面9bの左前側のコーナ部において、端子本体部51の下面53の4辺が封止樹脂9の下面9bの4辺とほぼ平行となる姿勢で配置されている。
端子本体部51の4つの側面55のうち、左側面および前側面は、それぞれ第1側面部56と第2側面部58と連結部57とを有している。第1側面部56は、下面53に連なっており、上面54に向かって略垂直に延びている。第2側面部58は、上面54に連なっており、下面53に向かって略垂直に延びている。端子本体部51の左側面および前側面において、第1側面部56は、第2側面部58よりも横方向(上下方向と直交する方向)における外方に張り出している。端子本体部51の左側面および後側面において、連結部57は、第2側面部58から第1側面部56に向かって、徐々に横方向における外方に拡がりながら延び、第2側面部58と第1側面部56とを繋いでいる。
端子本体部51の左側面の第1側面部56および前側面の第1側面部56は、それぞれ、封止樹脂9の左側面9dおよび前側面9cと略面一であり、左側面9dおよび前側面9cから露出している。つまり、端子本体部51の左側面の第1側面部56および前側面の第1側面部56は、第1ゲート端子5の第1露出面に連なる第2露出面を構成している。端子本体部51の2つの第1側面部56が交差して形成された角部および各第1側面部56と下面53とが交差して形成された角部も、封止樹脂9から露出している。
端子抜け抑制部52は、端子本体部51の右側面および後側面から、横方向における外方に向かって張り出すように形成されている。端子抜け抑制部52は、端子本体部51よりも薄く形成されている。端子抜け抑制部52の上面は、端子本体部51の上面54と面一をなしている。第1ゲート端子5の上面(端子本体部51の上面54および端子抜け抑制部52の上面を含む)に、第2ボンディングワイヤ12の一端が接続されている。
封止樹脂9の下面9bから露出する端子本体部51の下面53および封止樹脂9の左側面9dおよび前側面9cから露出する第1側面部56には、半田濡れ性を高めるための半田めっき層(図示略)が形成されている。
第2ゲート端子7は、矩形状の底面形状を有する直方体状の端子本体部71と、端子抜け抑制部72とを一体的に有している。端子本体部71は、下面73と、下面73と反対側に位置する上面74と、下面73と上面74とを接続する4つの側面75とを有している。端子本体部71の下面73は、封止樹脂9の下面9bと略面一であり、下面9bから露出している。つまり、端子本体部71の下面73は、第2ゲート端子7の第1露出面を構成している。底面視(平面視)において、端子本体部71は封止樹脂9の下面9bの右前側のコーナ部において、端子本体部71の下面73の4辺が封止樹脂9の下面9bの4辺とほぼ平行となる姿勢で配置されている。
端子本体部71の4つの側面75のうち、右側面および前側面は、それぞれ第1側面部76と第2側面部78と連結部77とを有している。第1側面部76は、下面73に連なっており、上面74に向かって略垂直に延びている。第2側面部78は、上面74に連なっており、下面73に向かって略垂直に延びている。端子本体部71の右側面および前側面において、第1側面部76は、第2側面部78よりも横方向(上下方向と直交する方向)における外方に張り出している。端子本体部71の右側面および前側面において、連結部77は、第2側面部78から第1側面部76に向かって、徐々に横方向における外方に拡がりながら延び、第2側面部78と第1側面部76とを繋いでいる。
端子本体部71の右側面の第1側面部76および前側面の第1側面部76は、それぞれ、封止樹脂9の右側面9fおよび前側面9cと略面一であり、右側面9fおよび前側面9cから露出している。つまり、端子本体部71の右側面の第1側面部76および前側面の第1側面部76は、第2ゲート端子7の第1露出面と連なる第2露出面を構成している。端子本体部71の2つの第1側面部76が交差して形成された角部および各第1側面部76と下面73とが交差して形成された角部も、封止樹脂9から露出している。
端子抜け抑制部72は、端子本体部71の左側面および後側面から、横方向における外方に向かって張り出すように形成されている。端子抜け抑制部72は、端子本体部71よりも薄く形成されている。端子抜け抑制部72の上面は、端子本体部71の上面74と面一をなしている。第2ゲート端子7の上面(端子本体部71の上面74および端子抜け抑制部72の上面を含む)に、第4ボンディングワイヤ14の一端が接続されている。
封止樹脂9の下面9bから露出する端子本体部71の下面73および封止樹脂9の右側面9fおよび前側面9cから露出する第1側面部76には、半田濡れ性を高めるための半田めっき層(図示略)が形成されている。
図1、図8、図10および図11を参照して、共通ソース端子8は、矩形状の底面形状を有する直方体状の端子本体部81と、端子抜け抑制部82とを一体的に有している。端子本体部81は、下面83と、下面83と反対側に位置する上面84と、下面83と上面84とを接続する4つの側面85とを有している。端子本体部81の下面83は、封止樹脂9の下面9bと略面一であり、下面9bから露出している。つまり、端子本体部81の下面83は、共通ソース端子8の第1露出面を構成している。底面視(平面視)において、端子本体部81は封止樹脂9の下面9bの前側中央部において、端子本体部81の下面83の4辺が封止樹脂9の下面9bの4辺とほぼ平行となる姿勢で配置されている。
端子本体部81の4つの側面85のうち、前側面は、第1側面部86と第2側面部88と連結部87とを有している。第1側面部86は、下面83に連なっており、上面84に向かって略垂直に延びている。第2側面部88は、上面84に連なっており、下面83に向かって略垂直に延びている。第1側面部86は、第2側面部88よりも横方向(上下方向に直交する方向)における外方に張り出している。連結部87は、第2側面部88から第1側面部86に向かって、徐々に横方向における外方に拡がりながら延び、第2側面部88と第1側面部86とを繋いでいる。
端子本体部81の前側面の第1側面部86は、封止樹脂9の前側面9cと略面一であり、前側面9cから露出している。つまり、端子本体部81の前側面の第1側面部86は、共通ソース端子8の第1露出面に連なる第2露出面を構成している。端子本体部81の第1側面部86と下面83とが交差して形成された角部も、封止樹脂9から露出している。
端子抜け抑制部82は、端子本体部81の後側面から、後方に向かって張り出すように形成されている。端子抜け抑制部82は、端子本体部81よりも薄く形成されている。端子抜け抑制部82の上面は、端子本体部81の上面84と面一をなしている。共通ソース端子8の上面(端子本体部81の上面84および端子抜け抑制部82の上面を含む)に、第1ボンディングワイヤ11および第3ボンディングワイヤ13の一端が接続されている。
封止樹脂9の下面9bから露出する端子本体部81の下面83および封止樹脂9の前側面9cから露出する第1側面部86には、半田濡れ性を高めるための半田めっき層(図示略)が形成されている。
第1半導体チップ2および第2半導体チップ3とともに、各端子4,5,6,7,8を樹脂封止した状態では、各端子抜け抑制部42,52,62,72,82の下方に封止樹脂9が回り込むので、各端子4,5,6,7,8の封止樹脂9からの抜け防止が図られる。
図7を参照して、封止樹脂9の下面9bは、前側面9c、左側面9d、後側面9eおよび右側面9fにそれぞれ対応した前辺10c、左辺10d、後辺10eおよび右辺10fを有している。この実施形態では、第1ドレイン端子4の下面43の形状および大きさと第2ドレイン端子6の下面63の形状および大きさとはほぼ等しい。また、第1ゲート端子5の下面53の形状および大きさと第2ゲート端子7の下面73の形状および大きさとはほぼ等しい。
封止樹脂9の下面9bの前辺10c(後辺10e)の長さをLとし、左辺10d(右辺10f)の長さをWとする。第1ドレイン端子4の下面43および第2ドレイン端子6の下面63における下面9bの前辺10cに平行な辺の長さをLD1とし、下面9bの左辺10dに平行な辺の長さをLD2とする。
第1ゲート端子5の下面53および第2ゲート端子7の下面73における封止樹脂9の下面の前辺10cに平行な辺の長さをLG1とし、封止樹脂9の下面の左辺10dに平行な辺の長さをLG2とする。共通ソース端子8の下面83における封止樹脂9の下面の前辺10cに平行な辺の長さをLS1とし、封止樹脂9の下面の左辺10dに平行な辺の長さをLS2とする。
第1ドレイン端子4の下面43と第2ドレイン端子6の下面63との、封止樹脂9の下面の後辺10eに沿う方向の間隔をd1とする。第1ゲート端子5の下面53と共通ソース端子8の下面83との、封止樹脂9の下面の前辺10cに沿う方向の間隔をd2とする。第2ゲート端子7の下面73と共通ソース端子8の下面83との、封止樹脂9の下面の前辺10cに沿う方向の間隔をd3とする。第1ドレイン端子4の下面43と第1ゲート端子5の下面53との、封止樹脂9の下面の左辺10dに沿う方向の間隔をd4とする。第2ドレイン端子6の下面63と第2ゲート端子7の下面73との、封止樹脂9の下面の右辺10fに沿う方向の間隔をd5とする。
半導体装置1は、次式(1),(2)を満たしていることが好ましい。
d1=d2=d3=d4=d5 …(1)
LS2=LG2 …(2)
半導体装置1は、さらに、次式(3),(4),(5),(6)を満たしていることが好ましい。
LS1=d1 …(3)
LD2=LD1…(4)
LG2=LG1…(5)
LD1>LG1…(6)
この実施形態では、前記式(1)〜(6)を満たすように、LS1,LS2,LG1,LG2,LS1,LS2,d1〜d5が設定されている。
具体的には、この実施形態では、LS1,LS2,LG1,LG2,LS1,LS2,d1〜d5は、次のような長さに設定されている。
LD1=LD2=0.3mm
LG1=LG2=LS2=0.1mm
d1=d2=d3=d4=d5=LS1=0.2mm
半導体チップ2,3の熱を効率良く放熱するためには、ドレイン端子4,6の下面43,63の面積は大きいほどよい。しかし、ドレイン端子4,6の下面43,63の面積を大きくすると、半導体装置1のサイズが大きくなる。この実施形態では、半導体装置1の小型化を図るために、ドレイン端子4,6の下面43,63の大きさは、半導体チップ2,3の放熱のために最低限必要な大きさに設定されている。具体的には、ドレイン端子4,6の下面43,63の辺の長さLD1,LD2は、0.3mmに設定されている。
ゲート端子4,7の上面44,74には、ボンディングワイヤ12,14の一端が接続される。この実施形態では、半導体装置1の小型化を図るために、ゲート端子4,7の上面44,74の大きさは、ボンディングワイヤ12,14の一端を接続するのに最低限必要な大きさに設定されている。具体的には、ゲート端子4,7の上面44,74の大きさは、0.1mm×0.1mmに設定されている。これに伴って、ゲート端子4,7の下面43,73の辺の長さLG1,LG2は、0.1mmに設定されている。
後述するように、半導体装置1を実装基板201(図12、図13参照)に実装する際には、各端子4,5,6,7,8の下面43,53,63,73,83に半田211が塗布される。この際、隣接する端子4〜8の下面に塗布される半田どうしが接触しないようにする必要がある。この実施形態では、半導体装置1の小型化を図るために、隣接する端子4〜8間の間隔は、隣接する端子4〜8に塗布される半田どうしの接触を防止するのに最低限必要な間隔に設定されている。具体的には、隣接する端子4〜8間の間隔d1〜d5は、0.2mmに設定されている。
このような間隔d1〜d5を獲得するために、共通ソース端子8の下面83の隣り合う2辺の長さLS1およびLS2は、それぞれ0.2mmおよび0.1mmに設定されている。
つまり、この実施形態では、半導体装置1の長さLは、0.8mm(=0.3mm+0.2mm+0.3mm)である。半導体装置1の幅Wは、0.6mm(=0.1mm+0.2mm+0.3mm)である。半導体装置1の高さH(図5および図6参照)は、0.36mmである。また、各端子,5,6,7,8の封止樹脂9の側面9c〜9fから露出している第1側面部46,56,66,76,86の高さh(図5および図6参照)は、0.06mmである。なお、前述した各部の寸法は一例であって、これらに限られるものではない。
この実施形態では、第1ドレイン端子4の下面43の面積と、第2ドレイン端子6の下面63の面積との和が0.3*0.3+0.3*0.3=0.18mmである。ドレイン端子4,6の下面の面積の総和は、半導体装置1の下面全体の面積の3/8(=18/48)である。また、金属端子(ドレイン端子4,6、ゲート端子5,7および共通ソース端子8)の下面の面積の総和は、半導体装置1の下面全体の面積の11/24(=(18+1+1+2)/48)である。従って、この実施形態の半導体装置1では、放熱性が良好である。
また、半田どうしの接触をさらに防ぐ場合、ドレイン端子4,6の底面43,63の面積をさらに小さくしてもよい。たとえば、LD2=0.2mmかつLD1=0.3mmあるいは、LD2=0.3mmかつLD1=0.2mmにしてもよい。その場合、ドレイン端子4,6の下面43,63の面積の総和は、半導体装置1の下面全体の面積の1/4(=12/48)であり、金属端子(ドレイン端子4,6、ゲート端子5,7および共通ソース端子8)の下面の面積の総和は、半導体装置1の下面全体の面積の1/3(=(12+1+1+2)/48)である。
つまり、放熱性の観点から、ドレイン端子4,6の下面43,63の面積の総和は、半導体装置1の下面全体の面積の1/4〜3/8であることが好ましい。また、金属端子(ドレイン端子4,6、ゲート端子5,7および共通ソース端子8)の下面の面積の総和は、半導体装置1の下面全体の面積の1/3〜11/24であることが好ましい。
図12および図13は、半導体装置1の実装状態を示す図解的な断面図である。図12は、図9に対応する断面図を示し、図13は図10に対応する断面図を示している。
半導体装置1は、実装基板(配線基板)201の表面に実装される。実装基板201の表面202には、第1ドレイン端子用ランド204と、第1ゲート端子用ランド205と、
第2ドレイン端子用ランド206と、第2ゲート端子用ランド207と、共通ソース端子用ランド208とが形成されている。
半導体装置1を実装基板201に実装するには、まず、実装基板201上の各ランド204〜208の表面にクリーム状の半田211を塗布する。次に、実装基板201上のランド204、205、206、207および208に、それぞれ半導体装置1の端子4の下面43、端子5の下面53、端子6の下面63、端子7の下面73および端子8の下面83が対向するような姿勢で、半導体装置1をこれらのランド204〜208上に載せる。
次に、半導体装置1を実装基板201のランド204〜208に押し付けた状態で一定時間加熱した後、冷却する。これにより、半導体装置1の端子4、5、6、7および8が、それぞれ、実装基板201上のランド204、205、206、207および208に半田211によって接合される。
各端子4,5,6,7,8の下面43,53,63,73,83および第1側面部46,56,66,76,86には、半田濡れ性を高めるためのめっき層が形成されている。このため、各端子4,5,6,7,8の下面43,53,63,73,83が各ランド204,205,206,207,208上のクリーム半田211に接合されると、クリーム半田211が各端子4,5,6,7,8の第1側面部46,56,66,76,86に這い上がるように密着する。その結果、半導体装置1と実装基板201との実装強度を向上させ、接続信頼性を向上させることができる。
また、これにより、各端子4,5,6,7,8の第1側面部46,56,66,76,86に、いわゆる半田フィレットが形成されるため、各端子4,5,6,7,8と各ランド204,205,206,207,208との接合(半田付け)状態を容易に外観検査することができる。
前述の第1実施形態に係る半導体装置1では、第1半導体チップ2のソース電極と第2半導体チップ3のソース電極とは、共通ソース端子8に電気的に接続されている。このため、この半導体装置1を双方向スイッチとして使用する際に、第1半導体チップ2のソース端子と第2半導体チップ3のソース端子とを半導体装置1の外部で接続する必要がない。
また、前述の第1実施形態に係る半導体装置では、各端子4,5,6,7,8は、封止樹脂9の下面9bと略面一でかつ封止樹脂9の下面9bから露出する下面(第1露出面)43,53,63,73,83を有しているので、封止樹脂9の外面から突出するリード端子を有する半導体装置に比べて小型化を図ることが可能となる。
また、前述の第1実施形態に係る半導体装置1では、各端子4,5,6,7,8は、封止樹脂9の側面9c〜9fから露出する第1側面部(第2露出面)46,56,66,76,86を有しているので、各端子4,5,6,7,8と各ランド204,205,206,207,208との接合状態(実装性)の確認が容易となる。
前述の第1実施形態では、各端子4,5,6,7,8は、封止樹脂9の側面9c〜9fから露出する第1側面部(第2露出面)46,56,66,76,86を有しているが、このような露出面46,56,66,76,86を有していなくてもよい。
また、前述の第1実施形態では、各端子4,5,6,7,8は、封止樹脂9の下面9bから露出する下面(第1露出面)43,53,63,73,83を有しているが、このような露出面に代えて、各端子4〜8は、封止樹脂9の上面9aと略面一でかつ封止樹脂9の上面9aから露出する上面を有していてもよい。
また、第1および第2ドレイン端子4,6は、封止樹脂9の上面9aおよび下面9bのうちの一方の表面から露出する露出面を有し、第1ゲート端子5、第2ゲート端子7および共通ソース端子8は、封止樹脂9の上面9aおよび下面9bのうちの他方の表面から露出する露出面を有していてもよい。
図16は、この発明の第2実施形態に係る半導体装置の図解的な斜視図である。図17は、図16の図解的な平面図である。図18は、図16の図解的な正面図である。図19は、図16の図解的な背面図である。図20は、図16の図解的な左側面図である。図21は、図16の図解的な右側面図である。図22は、図16の図解的な底面図である。図23は、内部構造を示す平面図である。図24は、図23のXXIV- XXIV線に沿う断面図である。図25は、図23のXXV- XXV線に沿う断面図である。図26は、図23のXXVI- XXVI線に沿う断面図である。
図16〜図26に示される半導体装置1Aは、第1実施形態に係る半導体装置1と同様に、図14に示すような電気回路で表される双方向スイッチ100を実現するための装置である。
以下、図16〜図26を参照して、半導体装置1Aについて詳しく説明する。半導体装置1Aは、平面視において略長方形の形状を有している。説明の便宜上、以下において、図1に示した+X方向、−X方向、+Y方向、−Y方向、+Z方向および−Z方向を用いることがある。+X方向および−X方向は、平面視において、半導体装置1Aの長辺に沿う2つの方向であり、これらを総称するときには単に「X方向」という。+Y方向および−Y方向は、平面視において、半導体装置1Aの短辺に沿う2つの方向であり、これらを総称するときには単に「Y方向」という。
+Z方向および−Z方向は、半導体装置1Aの表面に垂直な2つの方向であり、これらを総称するときには単に「Z方向」という。半導体装置1Aの+Z方向側表面を上面といい、半導体装置1Aの−Z方向側表面を下面または底面という場合がある。図16は、下面(−Z方向側表面)が上方を向くように配置された状態での半導体装置1の外観を示している。
主として図16および図23〜図26を参照して、半導体装置1Aは、図14の第1のMOSFET101として機能する第1半導体チップ2と、図14の第2のMOSFET102として機能する第2半導体チップ3とを含む。また、半導体装置1Aは、第1ドレイン端子4と、第1ゲート端子5と、第2ドレイン端子6と、第2ゲート端子7と、共通ソース端子8と、第1〜第4のボンディングワイヤ(金属接続部材)11〜14と、封止樹脂9とを含む。
第2実施形態に係る半導体装置1Aと第1実施形態に係る半導体装置1との大きな違いは、第1ドレイン端子4、第1ゲート端子5、第2ドレイン端子6、第2ゲート端子7および共通ソース端子8の形状が異なっていることである。
第1半導体チップ2は、機能素子が形成されている側の表面(デバイス形成面)を+Z方向に向けた状態で、第1ドレイン端子4上にダイボンディングされている。第1半導体チップ2の底面(下面)にはドレイン電極が形成されている。第1半導体チップ2のドレイン電極は、第1ドレイン端子4の上面(+Z側表面)に機械的および電気的に接続されている。
第1半導体チップ2の上面には、ソース電極(ソースパッド)2Sおよびゲート電極(ゲートバッド)2G(図23参照)が形成されている。ソース電極2Sは、ボンディングワイヤ11によって共通ソース端子8に接続されている。ゲート電極2Gは、ボンディングワイヤ12によって第1ゲート端子5に接続されている。
第2半導体チップ3は、機能素子が形成されている側の表面(デバイス形成面)を上方に向けた状態で、第2ドレイン端子6上にダイボンディングされている。第2半導体チップ3の底面(下面)にはドレイン電極が形成されている。第2半導体チップ3のドレイン電極は、第2ドレイン端子6の上面(+Z側表面)に機械的および電気的に接続されている。
第2半導体チップ3の上面には、ソース電極(ソースパッド)3Sおよびゲート電極(ゲートバッド)3G(図23参照)が形成されている。ソース電極3Sは、ボンディングワイヤ13によって共通ソース端子8に接続されている。ゲート電極3Gは、ボンディングワイヤ14によって第2ゲート端子7に接続されている。各端子4〜8は、銅または銅を含む合金からなる金属薄板から形成されている。
封止樹脂9は、たとえば、エポキシ樹脂からなる。封止樹脂9は、図16に示すように、例えば、Z方向に扁平な直方体形状に形成されている。Z方向は、半導体装置1Aの厚さ方向と同義である。直方体状の封止樹脂9は、+Z方向側表面をなす上面9aと、−Z方向側表面をなす下面9bと、上面9aおよび下面9bに対して略垂直な方向に延びる側面9c〜9fとを有している。上面9aおよび下面9bは、いずれも平坦面である。
上面9aおよび下面9bは、平面視において、X方向に長い矩形状に形成されている。側面9c〜9fは、上面9aおよび下面9bに連なっている。詳しくは、側面9c〜9fは、半導体装置1Aにおいて、上面9aおよび下面9bを除いた全周に形成されている。換言すれば、半導体装置1Aは、上面9aおよび下面9bのそれぞれの4辺に連なる4つの側面9c〜9fを有している。4つの側面9c〜9fは、+Y方向側面9c、−X方向側面9d、−Y方向側面9eおよび+X方向側面9fとからなる。
図23に示すように、封止樹脂9の内部を平面から見た場合、第1ドレイン端子4は−Y方向側かつ−X方向側のコーナ部に配置され、第2ドレイン端子6は−Y方向側かつ+X方向側のコーナ部に配置されている。また、第1ゲート端子5は+Y方向側かつ−X方向側のコーナ部に配置され、第2ゲート端子7は+Y方向側かつ+X方向側のコーナ部に配置され、共通ソース端子8は、第1ゲート端子5と第2ゲート端子7との間位置に配置されている。
図16、図17、図22、図23および図24を参照して、第1ドレイン端子4は、四角形状の底面形状を有する四角柱状の端子本体部41と、端子抜け抑制部42とを一体的に有している。端子本体部41は、下面43と、下面43と反対側に位置する上面44と、下面43と上面44とを接続する4つの側面とを有している。4つの側面は、+Y方向側面45c、−X方向側面45d、−Y方向側面45eおよび+X方向側面45fからなる。
−X方向側面45dは、平面視において、Y方向に平行である。−Y方向側面45eは、平面視において、−X方向側面45dの−Y方向側縁部から+X方向に延びている。+X方向側面45fは、平面視において、−Y方向側面45eの+X方向側縁部から、+Y方向斜め−X方向に延びている。+Y方向側面45cは、平面視において、−X方向側面45dの+Y方向側縁部から、+X方向斜め−Y方向に延び、+X方向側面45fの+Y方向側縁部に繋がっている。+X方向側面45fと+Y方向側面45cとの接続部は、平面視において、端子本体部41の外方に向かって突出する湾曲面45gに形成されている。
端子本体部41の下面43は、封止樹脂9の下面9bと略面一であり、下面9bから露出している。つまり、端子本体部41の下面43は、第1ドレイン端子4の第1露出面を構成している。底面視(平面視)において、端子本体部41は、封止樹脂9の下面9bの−Y方向側かつ−X方向側のコーナ部に配置されている。より具体的には、底面視において、端子本体部41は、端子本体部41の下面43の4辺のうち、−X方向側面45dの下縁および−Y方向側面45eの下縁に対応する2辺が、それぞれ封止樹脂9の下面9bの4辺のうち、−X方向側面9dの下縁および−Y方向側面9eの下縁に対応する2辺とほぼ平行となる姿勢で、配置されている。
つまり、端子本体部41の下面(第1露出面)43は、平面視において、それが配置される封止樹脂9のコーナ部の2辺と整合する第1の辺および第2の辺と、第1の辺および第2の辺それぞれに一端が接続されかつ他端が互いに接続される第3の辺(+X方向側面45fの下縁)および第4の辺(+Y方向側面45cの下縁)を有する四角形状である。そして、第3の辺と第4の辺との接続部が下面(第1露出面)43の外方に向かって突出した湾曲状に形成されている。
端子本体部41の−X方向側面45dおよび−Y方向側面45eは、それぞれ第1側面部46と第2側面部48と連結部47とを有している。第1側面部46は、下面43に連なっており、上面44に向かって略垂直に延びている。第2側面部48は、上面44に連なっており、下面43に向かって略垂直に延びている。端子本体部41の−X方向側面45dおよび−Y方向側面45eにおいて、第1側面部46は、第2側面部48よりも横方向(Z方向と直交する方向)における外方に張り出している。端子本体部41の−X方向側面45dおよび−Y方向側面45eにおいて、連結部47は、第2側面部48から第1側面部46に向かって、徐々に横方向における外方に拡がりながら延び、第2側面部48と第1側面部46とを繋いでいる。
端子本体部41の−X方向側面45dの第1側面部46および−Y方向側面45eの第1側面部46は、それぞれ、封止樹脂9の−X方向側面9dおよび−Y方向側面9eと略面一であり、−X方向側面9dおよび−Y方向側面9eから露出している。つまり、端子本体部41の−X方向側面45dの第1側面部46および−Y方向側面45eの第1側面部46は、第1ドレイン端子4の第1露出面に連なる第2露出面を構成している。端子本体部41の2つの第1側面部46が交差して形成された角部および各第1側面部46と下面43とが交差して形成された角部も、封止樹脂9から露出している。
端子抜け抑制部42は、端子本体部41の+X方向側面45fおよび+Y方向側面45cの上部から、横方向における外方に向かって張り出すように形成されている。端子抜け抑制部42の上面は、端子本体部41の上面44と面一をなしている。
端子本体部41の+X方向側面45fおよび+Y方向側面45cにおいて、端子抜け抑制部42下縁と端子本体部41下縁との間の側面部分49は、端子抜け抑制部42下縁から端子本体部41下縁に向かって徐々に横方向における内方に狭まりながら延び、端子抜け抑制部42下縁と端子本体部41下縁とを繋いでいる。端子抜け抑制部42下縁の高さ位置は、端子本体部41の−X方向側面45dおよび−Y方向側面45eの第1側面部46の上端の高さ位置よりも、h1だけ上方側(+Z方向側)にある。
第1ドレイン端子4の上面(端子本体部の上面44および端子抜け抑制部42の上面を含む)に、第1半導体チップ2がダイボンディングされている。
封止樹脂9の下面9bから露出する端子本体部41の下面43および封止樹脂9の−X方向側面9dおよび−Y方向側面9eから露出する第1側面部46には、半田濡れ性を高めるための半田めっき層94が形成されている。図16〜図23においては、説明の便宜上、リードめっき層94は省略されている。
第2ドレイン端子6は、四角形状の底面形状を有する四角柱状の端子本体部61と、端子抜け抑制部62とを一体的に有している。端子本体部61は、下面63と、下面63と反対側に位置する上面64と、下面63と上面64とを接続する4つの側面とを有している。4つの側面は、+Y方向側面65c、−X方向側面65d、−Y方向側面65eおよび+X方向側面65fからなる。
+X方向側面65fは、平面視において、Y方向に平行である。−Y方向側面65eは、平面視において、+X方向側面65fの−Y方向側縁部から−X方向に延びている。−X方向側面65dは、平面視において、−Y方向側面65eの−X方向側縁部から、+Y方向斜め+X方向に延びている。+Y方向側面65cは、平面視において、+X方向側面65fの+Y方向側縁部から、−X方向斜め−Y方向に延び、−X方向側面65dの+Y方向側縁部に繋がっている。−X方向側面65dと+Y方向側面65cとの接続部は、平面視において、端子本体部61の外方に向かって突出する湾曲面65gに形成されている。
端子本体部61の下面63は、封止樹脂9の下面9bと略面一であり、下面9bから露出している。つまり、端子本体部61の下面63は、第2ドレイン端子6の第1露出面を構成している。底面視(平面視)において、端子本体部61は、封止樹脂9の下面9bの−Y方向側かつ+X方向側のコーナ部に配置されている。より具体的には、底面視において、端子本体部61は、端子本体部61の下面63の4辺のうち、+X方向側面65fの下縁および−Y方向側面65eの下縁に対応する2辺が、それぞれ封止樹脂9の下面9bの4辺のうち、+X方向側面9fの下縁および−Y方向側面9eの下縁に対応する2辺とほぼ平行となる姿勢で、配置されている。
つまり、端子本体部61の下面(第1露出面)63は、平面視において、それが配置される封止樹脂9のコーナ部の2辺と整合する第1の辺および第2の辺と、第1の辺および第2の辺それぞれに一端が接続されかつ他端が互いに接続される第3の辺(+Y方向側面65cの下縁)および第4の辺(−X方向側面65dの下縁)を有する四角形状である。そして、第3の辺と第4の辺との接続部が下面(第1露出面)63の外方に向かって突出した湾曲状に形成されている。
端子本体部61の+X方向側面65fおよび−Y方向側面65eは、それぞれ第1側面部66と第2側面部68と連結部67とを有している。第1側面部66は、下面63に連なっており、上面64に向かって略垂直に延びている。第2側面部68は、上面64に連なっており、下面63に向かって略垂直に延びている。端子本体部61の+X方向側面65fおよび−Y方向側面65eにおいて、第1側面部66は、第2側面部68よりも横方向(Z方向と直交する方向)における外方に張り出している。端子本体部61の+X方向側面65fおよび−Y方向側面65eにおいて、連結部67は、第2側面部68から第1側面部66に向かって、徐々に横方向における外方に拡がりながら延び、第2側面部68と第1側面部66とを繋いでいる。
端子本体部61の+X方向側面65fの第1側面部66および−Y方向側面65eの第1側面部66は、それぞれ、封止樹脂9の+X方向側面9fおよび−Y方向側面9eと略面一であり、+X方向側面9fおよび−Y方向側面9eから露出している。つまり、端子本体部61の+X方向側面65fの第1側面部66および−Y方向側面65eの第1側面部66は、第2ドレイン端子6の第1露出面に連なる第2露出面を構成している。端子本体部61の2つの第1側面部66が交差して形成された角部および各第1側面部66と下面63とが交差して形成された角部も、封止樹脂9から露出している。
端子抜け抑制部62は、端子本体部61の−X方向側面65dおよび+Y方向側面65cの上部から、横方向における外方に向かって張り出すように形成されている。端子抜け抑制部62の上面は、端子本体部61の上面64と面一をなしている。
端子本体部61の−X方向側面65dおよび+Y方向側面65cにおいて、端子抜け抑制部612下縁と端子本体部61下縁との間の側面部分69は、端子抜け抑制部62下縁から端子本体部61下縁に向かって徐々に横方向における内方に狭まりながら延び、端子抜け抑制部62下縁と端子本体部61下縁とを繋いでいる。端子抜け抑制部62下縁の高さ位置は、端子本体部61の+X方向側面65fおよび−Y方向側面65eの第1側面部66の上端の高さ位置よりも、h1だけ上方側(+Z方向側)にある。
第2ドレイン端子6の上面(端子本体部61の上面64および端子抜け抑制部62の上面を含む)に、第2半導体チップ3がダイボンディングされている。
封止樹脂9の下面9bから露出する端子本体部61の下面63および封止樹脂9の+X方向側面9fおよび−Y方向側面9eから露出する第1側面部66には、半田濡れ性を高めるための半田めっき層96が形成されている。図16〜図23においては、説明の便宜上、リードめっき層96は省略されている。
図16、図17、図22、図23および図25を参照して、第1ゲート端子5は、四角形状の底面形状を有する四角柱状の端子本体部51と、端子抜け抑制部52とを一体的に有している。端子本体部51は、下面53と、下面53と反対側に位置する上面54と、下面53と上面54とを接続する4つの側面とを有している。4つの側面は、+Y方向側面55c、−X方向側面55d、−Y方向側面55eおよび+X方向側面55fからなる。
+Y方向側面55cは、平面視において、X方向に平行である。−X方向側面55dは、平面視において、+Y方向側面55cの+X方向側縁部から−Y方向に延びている。−Y方向側面55eは、平面視において、−X方向側面55dの−Y方向側縁部から、+X方向斜め+Y方向に延びている。+X方向側面55fは、平面視において、+Y方向側面55cの+X方向側縁部から、−Y方向斜め−X方向に延び、−Y方向側面55eの+X方向側縁部に繋がっている。+X方向側面55fと−Y方向側面55eとの接続部は、平面視において、端子本体部51の外方に向かって突出する湾曲面55gに形成されている。
端子本体部51は、その下面53が封止樹脂9の下面9bから露出している。端子本体部51の下面53は、封止樹脂9の下面9bと略面一であり、下面9bから露出している。つまり、端子本体部51の下面53は、第1ゲート端子5の第1露出面を構成している。底面視(平面視)において、端子本体部51は封止樹脂9の下面9bの+Y方向側かつ−X方向側のコーナ部に配置されている。より具体的には、底面視において、端子本体部51は、端子本体部51の下面53の4辺うち、−X方向側面55dの下縁および+Y方向側面55cの下縁に対応する2辺が、それぞれ封止樹脂9の下面9bの4辺のうち、−X方向側面9dの下縁および+Y方向側面9cの下縁に対応する2辺とほぼ平行となる姿勢で、配置されている。
つまり、端子本体部51の下面(第1露出面)53は、平面視において、それが配置される封止樹脂9のコーナ部の2辺と整合する第1の辺および第2の辺と、第1の辺および第2の辺それぞれに一端が接続されかつ他端が互いに接続される第3の辺(+X方向側面55fの下縁)および第4の辺(−Y方向側面55eの下縁)を有する四角形状である。そして、第3の辺と第4の辺との接続部が下面(第1露出面)53の外方に向かって突出した湾曲状に形成されている。
端子本体部51の−X方向側面55dおよび+Y方向側面55cは、それぞれ第1側面部56と第2側面部58と連結部57とを有している。第1側面部56は、下面53に連なっており、上面54に向かって略垂直に延びている。第2側面部58は、上面54に連なっており、下面53に向かって略垂直に延びている。端子本体部51の−X方向側面55dおよび+Y方向側面55cにおいて、第1側面部56は、第2側面部58よりも横方向(Z方向と直交する方向)における外方に張り出している。端子本体部51の−X方向側面55dおよび+Y方向側面55cおいて、連結部57は、第2側面部58から第1側面部56に向かって、徐々に横方向における外方に拡がりながら延び、第2側面部58と第1側面部56とを繋いでいる。
端子本体部51の−X方向側面55dの第1側面部56および+Y方向側面55cの第1側面部56は、それぞれ、封止樹脂9の左側面9dおよび前側面9cと略面一であり、左側面9dおよび前側面9cから露出している。つまり、端子本体部51の−X方向側面55dの第1側面部56および+Y方向側面55cの第1側面部56は、第1ゲート端子5の第1露出面に連なる第2露出面を構成している。端子本体部51の2つの第1側面部56が交差して形成された角部および各第1側面部56と下面53とが交差して形成された角部も、封止樹脂9から露出している。
端子抜け抑制部52は、端子本体部51の+X方向側面55fおよび−Y方向側面55eの上部から、横方向における外方に向かって張り出すように形成されている。端子抜け抑制部52の上面は、端子本体部51の上面54と面一をなしている。
端子本体部51の+X方向側面55fおよび−Y方向側面55eにおいて、端子抜け抑制部52下縁と端子本体部51下縁との間の側面部分59は、端子抜け抑制部52下縁から端子本体部51下縁に向かって徐々に横方向における内方に狭まりながら延び、端子抜け抑制部52下縁と端子本体部51下縁とを繋いでいる。端子抜け抑制部52下縁の高さ位置は、端子本体部51の−X方向側面55dおよび+Y方向側面55cの第1側面部56の上端の高さ位置よりも、h1だけ上方側(+Z方向側)にある。
第1ゲート端子5の上面(端子本体部51の上面54および端子抜け抑制部52の上面を含む)のうち端子本体部51の上面54に、第2ボンディングワイヤ12の一端が接続されている。
封止樹脂9の下面9bから露出する端子本体部51の下面53および封止樹脂9の−X方向側面9dおよび+Y方向側面9cから露出する第1側面部56には、半田濡れ性を高めるための半田めっき層95が形成されている。図16〜図23においては、説明の便宜上、リードめっき層95は省略されている。
第2ゲート端子7は、四角形状の底面形状を有する四角柱状の端子本体部71と、端子抜け抑制部72とを一体的に有している。端子本体部71は、下面73と、下面73と反対側に位置する上面74と、下面73と上面74とを接続する4つの側面とを有している。4つの側面は、+Y方向側面75c,−X方向側面75d,−Y方向側面75eおよび+X方向側面75fからなる。
+X方向側面75fは、平面視において、Y方向に平行である。+Y方向側面75cは、平面視において、+X方向側面75fの+Y方向側縁部から−X方向に延びている。−X方向側面75dは、平面視において、+Y方向側面75cの−X方向側縁部から、−Y方向斜め+X方向に延びている。−Y方向側面75eは、平面視において、+X方向側面75fの−Y方向側縁部から、−X方向斜め+Y方向に延び、−X方向側面75dの−Y方向側縁部に繋がっている。−X方向側面75dと−Y方向側面75eとの接続部は、平面視において、端子本体部71の外方に向かって突出する湾曲面75gに形成されている。
端子本体部71の下面73は、封止樹脂9の下面9bと略面一であり、下面9bから露出している。つまり、端子本体部71の下面73は、第2ゲート端子7の第1露出面を構成している。底面視(平面視)において、端子本体部71は封止樹脂9の下面9bの+Y方向側かつ+X方向側のコーナ部に配置されている。より具体的には、底面視において、端子本体部71は、端子本体部71の下面73の4辺のうち、+X方向側面75fおよび+Y方向側面75cの下端に対応する2辺が、それぞれ封止樹脂9の下面9bの4辺のうち、+X方向側面9fおよび+Y方向側面9cの下端に対応する2辺とほぼ平行となる姿勢で、配置されている。
つまり、端子本体部71の下面(第1露出面)73は、平面視において、それが配置される封止樹脂9のコーナ部の2辺と整合する第1の辺および第2の辺と、第1の辺および第2の辺それぞれに一端が接続されかつ他端が互いに接続される第3の辺(−X方向側面75dの下縁)および第4の辺(−Y方向側面75eの下縁)を有する四角形状である。そして、第3の辺と第4の辺との接続部が下面(第1露出面)73の外方に向かって突出した湾曲状に形成されている。
端子本体部71の+X方向側面75fおよび+Y方向側面75cは、それぞれ第1側面部76と第2側面部78と連結部77とを有している。第1側面部76は、下面73に連なっており、上面74に向かって略垂直に延びている。第2側面部78は、上面74に連なっており、下面73に向かって略垂直に延びている。端子本体部71の+X方向側面75fおよび+Y方向側面75cにおいて、第1側面部76は、第2側面部78よりも横方向(Z方向と直交する方向)における外方に張り出している。端子本体部71の+X方向側面75fおよび+Y方向側面75cにおいて、連結部77は、第2側面部78から第1側面部76に向かって、徐々に横方向における外方に拡がりながら延び、第2側面部78と第1側面部76とを繋いでいる。
端子本体部71の+X方向側面75fの第1側面部76および+Y方向側面75cの第1側面部76は、それぞれ、封止樹脂9の+X方向側面9fおよび+Y方向側面9cと略面一であり、+X方向側面9fおよび+Y方向側面9cから露出している。つまり、端子本体部71の+X方向側面75fの第1側面部76および+Y方向側面75の第1側面部76は、第2ゲート端子7の第1露出面と連なる第2露出面を構成している。端子本体部71の2つの第1側面部76が交差して形成された角部および各第1側面部76と下面73とが交差して形成された角部も、封止樹脂9から露出している。
端子抜け抑制部72は、端子本体部71の−X方向側面75dおよび−Y方向側面75eの上部から、横方向における外方に向かって張り出すように形成されている。端子抜け抑制部72の上面は、端子本体部71の上面74と面一をなしている。
端子本体部71の−X方向側面75dおよび−Y方向側面75eにおいて、端子抜け抑制部72下縁と端子本体部71下縁との間の側面部分79は、端子抜け抑制部72下縁から端子本体部71下縁に向かって徐々に横方向における内方に狭まりながら延び、端子抜け抑制部72下縁と端子本体部71下縁とを繋いでいる。端子抜け抑制部72下縁の高さ位置は、端子本体部71の+X方向側面75fおよび+Y方向側面75cの第1側面部76の上端の高さ位置よりも、h1だけ上方側(+Z方向側)にある。
第2ゲート端子7の上面(端子本体部71の上面74および端子抜け抑制部72の上面を含む)のうち端子本体部71の上面74に、第4ボンディングワイヤ14の一端が接続されている。
封止樹脂9の下面9bから露出する端子本体部71の下面73および封止樹脂9の+X方向側側面9fおよび+Y方向側面9cから露出する第1側面部76には、半田濡れ性を高めるための半田めっき層(図示略)97が形成されている。図16〜図23においては、説明の便宜上、リードめっき層97は省略されている。
図16、図17、図22、図23、図25および図26を参照して、共通ソース端子8は、四角形状(台形状)の底面形状を有する四角柱状の端子本体部81と、端子抜け抑制部82とを一体的に有している。端子本体部81は、下面83と、下面83と反対側に位置する上面84と、下面83と上面84とを接続する4つの側面とを有している。4つの側面は、+Y方向側面85c,−X方向側面85d,−Y方向側面85eおよび+X方向側面85fからなる。
+Y方向側面85cは、平面視において、X方向に平行である。−X方向側面85dは、平面視において、+Y方向側面85cの−X方向側縁部から−Y方向斜め+X方向に延びている。+X方向側面85fは、平面視において、+Y方向側面85cの+X方向側縁部から−Y方向斜め−X方向に延びている。−Y方向側面85eは、平面視において、−X方向側面85dの−Y方向側縁部と、+X方向側面85fの−Y方向側縁部とを繋いでいる。−X方向側面85dおよび−Y方向側面85eの接続部ならびに+X方向側面85fおよび−Y方向側面85eの接続部は、それぞれ端子本体部41の外方に向かって突出する湾曲面85gに形成されている。
端子本体部81の下面83は、封止樹脂9の下面9bと略面一であり、下面9bから露出している。つまり、端子本体部81の下面83は、共通ソース端子8の第1露出面を構成している。底面視(平面視)において、端子本体部81は封止樹脂9の下面9bの前側中央部に配置されている。より具体的には、底面視において、端子本体部41は、端子本体部41の下面43の4辺のうち、+Y方向側面85cの下縁に対応する辺が、封止樹脂9の下面9bの4辺のうち+Y方向側面9cの下縁に対応する辺とほぼ平行となる姿勢で、配置されている。
つまり、端子本体部81の下面(第1露出面)83は、平面視において、封止樹脂9の下面9bにおける+Y方向側面9cの下縁に対応する辺と整合する第1の辺と、第1の辺の両端に、一端がそれぞれ接続される第2の辺(−X方向側面85dの下縁)および第3の辺(+X方向側面85fの下縁)と、第2の辺の他端と第3の辺の他端とを接続する第4の辺(−Y方向側面85eの下縁)とを有する四角形状である。そして、第2の辺と第4の辺との接続部と、第3の辺と第4の辺の接続部とが、端子本体部81の下面(第1露出面)83の外方に向かって突出した湾曲状に形成されている。
端子本体部81の4つの側面85のうち、+Y方向側面85cは、第1側面部86と第2側面部88と連結部87とを有している。第1側面部86は、下面83に連なっており、上面84に向かって略垂直に延びている。第2側面部88は、上面84に連なっており、下面83に向かって略垂直に延びている。第1側面部86は、第2側面部88よりも横方向(Z方向に直交する方向)における外方に張り出している。連結部87は、第2側面部88から第1側面部86に向かって、徐々に横方向における外方に拡がりながら延び、第2側面部88と第1側面部86とを繋いでいる。
端子本体部81の+Y方向側面85cの第1側面部86は、封止樹脂9の+Y方向側面9cと略面一であり、+Y方向側面9cから露出している。つまり、端子本体部81の+Y方向側面85cの第1側面部86は、共通ソース端子8の第1露出面に連なる第2露出面を構成している。端子本体部81の第1側面部86と下面83とが交差して形成された角部も、封止樹脂9から露出している。
端子抜け抑制部82は、端子本体部81の−X方向側面85d,−Y方向側面85eおよび+X方向側面85fの上部から、横方向における外方に向かって張り出すように形成されている。端子抜け抑制部82の上面は、端子本体部81の上面84と面一をなしている。
端子本体部81の−X方向側面85d,−Y方向側面85eおよび+X方向側面85fにおいて、端子抜け抑制部82下縁と端子本体部81下縁との間の側面部分89は、端子抜け抑制部82下縁から端子本体部81下縁に向かって徐々に横方向における内方に狭まりながら延び、端子抜け抑制部82下縁と端子本体部81下縁とを繋いでいる。端子抜け抑制部82下縁の高さ位置は、端子本体部81の+Y方向側面85cの第1側面部86の上端の高さ位置よりも、h1だけ上方側(+Z方向側)にある。
共通ソース端子8の上面(端子本体部81の上面84および端子抜け抑制部82の上面を含む)のうち端子本体部81の上面84に、第1ボンディングワイヤ11および第3ボンディングワイヤ13の一端が接続されている。
封止樹脂9の下面9bから露出する端子本体部81の下面83および封止樹脂9の+Y方向側面9cから露出する第1側面部86には、半田濡れ性を高めるための半田めっき層98が形成されている。図16〜図23においては、説明の便宜上、リードめっき層98は省略されている。
第1半導体チップ2および第2半導体チップ3とともに、各端子4,5,6,7,8を樹脂封止した状態では、各端子抜け抑制部42,52,62,72,82の下方に封止樹脂9が回り込むので、各端子4,5,6,7,8の封止樹脂9からの抜け防止が図られる。
図23を参照して、この実施形態では、平面視において、第1ゲート端子5におけるワイヤ12の接続点、共通ソース端子8におけるワイヤ11の接続点、共通ソース端子8におけるワイヤ13の接続点および第2ゲート端子7におけるワイヤ14の接続点それぞれと、封止樹脂9の+Y方向側面9cとの間のY方向距離は全て等しい。
また、X方向に関して、第1ゲート端子5におけるワイヤ12の接続点と第2ゲート端子7におけるワイヤ14の接続点との間に、第1半導体チップ2におけるワイヤ12の接続点およびワイヤ11の接続点ならびに第2半導体チップ3におけるワイヤ13の接続点およびワイヤ14の接続点が位置している。
また、X方向に関して、第1ゲート端子5におけるワイヤ12の接続点は、第1半導体チップ2の−X方向端から+X方向端までの間に位置している。これに対して、X方向に関して、共通ソース端子8におけるワイヤ11の接続点は、第1半導体チップ2の+X方向端よりも+X方向側に位置している。
同様に、X方向に関して、第2ゲート端子7におけるワイヤ14の接続点は、第2半導体チップ3の−X方向端から+X方向端までの間に位置している。これに対して、X方向に関して、共通ソース端子8におけるワイヤ13の接続点は、第2半導体チップ3の−X方向端よりも−X方向側に位置している。
また、共通ソース端子8におけるワイヤ11の接続点と共通ソース端子8におけるワイヤ13の接続点とのX方向距離は、第1ゲート端子5におけるワイヤ12の接続点と共通ソース端子8におけるワイヤ11の接続点との間のX方向距離よりも短い。同様に、共通ソース端子8におけるワイヤ11の接続点と共通ソース端子8におけるワイヤ13の接続点とのX方向距離は、第2ゲート端子7おけるワイヤ14の接続点と共通ソース端子8におけるワイヤ13の接続点との間のX方向距離よりも短い。
図22を参照して、封止樹脂9の下面9bは、+Y方向側面9c、−X方向側面9d、−Y方向側面9eおよび+X方向側面9fにそれぞれ対応した+Y方向辺10c、−X方向辺10d、−Y方向辺10eおよび+X方向辺10fを有している。この実施形態では、底面視において、第1ドレイン端子4の下面43の形状と第2ドレイン端子6の下面63の形状とは、それらのX方向の隙間の中心を通るY方向に延びた仮想線に対して線対称である。また、第1ゲート端子5の下面53の形状と第2ゲート端子7の下面73の形状とは、それらのX方向の隙間の中心を通るY方向に延びた仮想線に対して線対称である。
封止樹脂9の下面9bの+Y方向辺10c(−Y方向辺10e)の長さをLとし、−X方向辺10d(+X方向辺10f)の長さをWとする。第1ドレイン端子4の下面43における−Y方向側面45eに対応する辺および第2ドレイン端子6の下面63における−Y方向側面55eに対応する辺のX方向の長さをLD1とする。第1ドレイン端子4の下面43における−X方向側面45dに対応する辺および第2ドレイン端子6の下面63における+X方向側面65fに対応する辺のY方向の長さをLD2とする。
第1ゲート端子5の下面53における+Y方向側面55cに対応する辺および第2ゲート端子7の下面73における+Y方向側面75cに対応する辺のX方向の長さをLG1とする。第1ゲート端子5の下面53における−X方向側面55dに対応する辺および第2ゲート端子7の下面73における+X方向側面75fに対応する辺のY方向の長さをLG2とする。共通ソース端子8の下面83における+Y方向側面85cに対応する辺のX方向長さをLS1とする。共通ソース端子8の下面83のY方向の長さをLS2とする。
第1ドレイン端子4の下面43における−Y方向側面45eに対応する辺と第2ドレイン端子6の下面63における−Y方向側面65eに対応する辺との間の、X方向間隔をd1とする。第1ゲート端子5の下面53における+Y方向側面55cに対応する辺と共通ソース端子8の下面83における+Y方向側面85cに対応する辺との間のX方向間隔をd2とする。
第2ゲート端子7の下面73における+Y方向側面75cに対応する辺と共通ソース端子8の下面83における+Y方向側面85cに対応する辺との間のX方向間隔をd3とする。第1ドレイン端子4の下面43における−X方向側面45dに対応する辺と第1ゲート端子5の下面53における−X方向側面55dに対応する辺との間のY方向間隔をd4とする。第2ドレイン端子6の下面63における+X方向側面65fに対応する辺と第2ゲート端子7の下面73におけるX方向側面75fに対応する辺との間のY方向間隔をd5とする。
半導体装置1Aは、次式(7),(8)を満たしていることが好ましい。
d1=d2=d3=d4=d5 …(7)
LS2=LG2 …(8)
半導体装置1Aは、さらに、次式(9),(10),(11),(12)を満たしていることが好ましい。
LS1=d1 …(9)
LD2=LD1…(10)
LG2=LG1…(11)
LD1>LG1…(12)
この実施形態では、前記式(7)〜(12)を満たすように、LS1,LS2,LG1,LG2,LS1,LS2,d1〜d5が設定されている。
具体的には、この実施形態では、LS1,LS2,LG1,LG2,LS1,LS2,d1〜d5は、次のような長さに設定されている。
LD1=LD2=0.3mm
LG1=LG2=LS2=0.1mm
d1=d2=d3=d4=d5=LS1=0.2mm
半導体チップ2,3の熱を効率良く放熱するためには、ドレイン端子4,6の下面43,63の面積は大きいほどよい。しかし、ドレイン端子4,6の下面43,63の面積を大きくすると、半導体装置1Aのサイズが大きくなる。この実施形態では、半導体装置1Aの小型化を図るために、ドレイン端子4,6の下面43,63の大きさは、半導体チップ2,3の放熱のために最低限必要な大きさに設定されている。具体的には、ドレイン端子4,6の下面43,63の2つの辺の長さLD1,LD2は、0.3mmに設定されている。
ゲート端子4,7の上面44,74には、ボンディングワイヤ12,14の一端が接続される。この実施形態では、半導体装置1Aの小型化を図るために、ゲート端子4,7の上面44,74の大きさは、ボンディングワイヤ12,14の一端を接続するのに最低限必要な大きさに設定されている。具体的には、ゲート端子4,7の下面43,73の2つの辺の長さLG1,LG2は、0.1mmに設定されている。
後述するように、半導体装置1Aを実装基板201(図12、図13参照)に実装する際には、各端子4,5,6,7,8の下面43,53,63,73,83(より正確にはリードめっき層94,95,96,91,98)に半田211が塗布される。この際、隣接する端子4〜8(より正確にはリードめっき層94〜98)の下面に塗布される半田どうしが接触しないようにする必要がある。この実施形態では、半導体装置1Aの小型化を図るために、隣接する端子4〜8間の間隔は、隣接する端子4〜8(より正確にはリードめっき層94〜98)に塗布される半田どうしの接触を防止するのに最低限必要な間隔に設定されている。具体的には、隣接する端子4〜8間の間隔d1〜d5は、0.2mmに設定されている。
このような間隔d1〜d5を獲得するために、共通ソース端子8の下面83のX方向長さLS1およびY方向長さLS2は、それぞれ0.2mmおよび0.1mmに設定されている。
つまり、この実施形態では、半導体装置1Aの長さLは、0.8mm(=0.3mm+0.2mm+0.3mm)である。半導体装置1Aの幅Wは、0.6mm(=0.1mm+0.2mm+0.3mm)である。半導体装置1Aの高さH(図20および図21参照)は、0.36mmである。また、各端子,5,6,7,8の封止樹脂9の側面9c〜9fから露出している第1側面部46,56,66,76,86の高さh(図20および図21参照)は、0.06mmである。なお、前述した各部の寸法は一例であって、これらに限られるものではない。
図27および図28は、半導体装置1Aの実装状態を示す図解的な断面図である。図27は、図24に対応する断面図を示し、図28は図25に対応する断面図を示している。
半導体装置1Aは、実装基板(配線基板)201の表面に実装される。実装基板201の表面202には、第1ドレイン端子用ランド204と、第1ゲート端子用ランド205と、第2ドレイン端子用ランド206と、第2ゲート端子用ランド207と、共通ソース端子用ランド208とが形成されている。
半導体装置1Aを実装基板201に実装するには、まず、実装基板201上の各ランド204〜208の表面にクリーム状の半田211を塗布する。次に、実装基板201上のランド204、205、206、207および208に、それぞれ半導体装置1Aの端子4の下面43、端子5の下面53、端子6の下面63、端子7の下面73および端子8の下面83が対向するような姿勢で、半導体装置1Aをこれらのランド204〜208上に載せる。
次に、半導体装置1Aを実装基板201のランド204〜208に押し付けた状態で一定時間加熱した後、冷却する。これにより、半導体装置1Aの端子4、5、6、7および8が、それぞれ、実装基板201上のランド204、205、206、207および208に半田211によって接合される。
各端子4,5,6,7,8の下面43,53,63,73,83および第1側面部46,56,66,76,86には、半田濡れ性を高めるためのめっき層94,95,96,97,98が形成されている。このため、各端子4,5,6,7,8の下面43,53,63,73,83が各ランド204,205,206,207,208上のクリーム半田211に接合されると、クリーム半田211が各端子4,5,6,7,8の第1側面部46,56,66,76,86に這い上がるように密着する。その結果、半導体装置1Aと実装基板201との実装強度を向上させ、接続信頼性を向上させることができる。
また、これにより、各端子4,5,6,7,8の第1側面部46,56,66,76,86に、いわゆる半田フィレットが形成されるため、各端子4,5,6,7,8と各ランド204,205,206,207,208との接合(半田付け)状態を容易に外観検査することができる。
前述の第2実施形態に係る半導体装置1Aでは、第1半導体チップ2のソース電極と第2半導体チップ3のソース電極とは、共通ソース端子8に電気的に接続されている。このため、この半導体装置1Aを双方向スイッチとして使用する際に、第1半導体チップ2のソース端子と第2半導体チップ3のソース端子とを半導体装置1Aの外部で接続する必要がない。
また、前述の第2実施形態に係る半導体装置1Aでは、各端子4,5,6,7,8は、封止樹脂9の下面9bと略面一でかつ封止樹脂9の下面9bから露出する下面(第1露出面)43,53,63,73,83を有しているので、封止樹脂9の外面から突出するリード端子を有する半導体装置に比べて小型化を図ることが可能となる。
また、前述の第2実施形態に係る半導体装置1Aでは、各端子4,5,6,7,8は、封止樹脂9の側面9c〜9fから露出する第1側面部(第2露出面)46,56,66,76,86を有しているので、各端子4,5,6,7,8と各ランド204,205,206,207,208との接合状態(実装性)の確認が容易となる。
前述の第2実施形態では、各端子4,5,6,7,8は、封止樹脂9の側面9c〜9fから露出する第1側面部(第2露出面)46,56,66,76,86を有しているが、このような露出面46,56,66,76,86を有していなくてもよい。
また、前述の第2実施形態では、各端子4,5,6,7,8は、封止樹脂9の下面9bから露出する下面(第1露出面)43,53,63,73,83を有しているが、このような露出面に代えて、各端子4〜8は、封止樹脂9の上面9aと略面一でかつ封止樹脂9の上面9aから露出する上面を有していてもよい。
また、第1および第2ドレイン端子4,6は、封止樹脂9の上面9aおよび下面9bのうちの一方の表面から露出する露出面を有し、第1ゲート端子5、第2ゲート端子7および共通ソース端子8は、封止樹脂9の上面9aおよび下面9bのうちの他方の表面から露出する露出面を有していてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
1 半導体装置
2 第1半導体チップ
2S ソース電極
2G ゲート電極
3 第2半導体チップ
3S ソース電極
3G ゲート電極
4 第1ドレイン端子
5 第1ゲート端子
6 第2ドレイン端子
7 第2ゲート端子
8 共通ソース端子
9 封止樹脂
9a 上面(+Z方向側表面)
9b 下面(−Z方向側表面)
9c 前側面(+Y方向側面)
9d 左側面(−X方向側面)
9e 後側面(−Y方向側面)
9f 右側面(+X方向側面)
11〜14 ボンディングワイヤ
41 端子本体部(第1ドレイン端子4)
42 端子抜け抑制部
43 下面
44上面
45 側面
45c +Y方向側面
45d −X方向側面
45e −Y方向側面
45f +X方向側面
45g 湾曲面
46 第1側面部
47 連結部
48 第2側面部
51 端子本体部(第1ゲート端子5)
52 端子抜け抑制部
53 下面
54 上面
55 側面
55c +Y方向側面
55d −X方向側面
55e −Y方向側面
55f +X方向側面
55g 湾曲面
56 第1側面部
57 連結部
58 第2側面部
61 端子本体部(第2ドレイン端子6)
62 端子抜け抑制部
63 下面
64上面
65 側面
65c +Y方向側面
65d −X方向側面
65e −Y方向側面
65f +X方向側面
65g 湾曲面
66 第1側面部
67 連結部
68 第2側面部
71 端子本体部(第2ゲート端子7)
72 端子抜け抑制部
73 下面
74 上面
75 側面
75c +Y方向側面
75d −X方向側面
75e −Y方向側面
75f +X方向側面
75g 湾曲面
76 第1側面部
77 連結部
78 第2側面部
81 端子本体部
82 端子抜け抑制部
83 下面
84上面
85 側面
85c +Y方向側面
85d −X方向側面
85e −Y方向側面
85f +X方向側面
85g 湾曲面
86 第1側面部
87 連結部
88 第2側面部

Claims (12)

  1. MOSFETからなる第1半導体チップと、
    MOSFETからなる第2半導体チップと、
    前記第1半導体チップのドレイン電極が電気的に接続された第1ドレイン端子と、
    前記第1半導体チップのゲート電極が電気的に接続された第1ゲート端子と、
    前記第2半導体チップのドレイン電極が電気的に接続された第2ドレイン端子と、
    前記第2半導体チップのゲート電極が電気的に接続された第2ゲート端子と、
    前記第1半導体チップのソース電極および前記第2半導体チップのソース電極が電気的に接続された共通ソース端子と、
    前記各半導体チップおよび前記各端子を封止する封止樹脂とを含み、
    前記各端子は、前記封止樹脂の外面と略面一でかつ前記外面から露出する露出面を有している、半導体装置。
  2. 前記封止樹脂は、対向する2つの表面と、それらの表面を連結する側面とを有する、請求項1に記載の半導体装置。
  3. 前記各端子の前記露出面は、前記封止樹脂の2つの表面うちの一方表面と略面一でかつ当該一方表面から露出した第1露出面を含む、請求項2に記載の半導体装置。
  4. 前記各端子の前記露出面は、その端子の前記第1露出面に連なり、前記封止樹脂の側面と略面一でかつ当該側面から露出した第2露出面をさらに含む、請求項3に記載の半導体装置。
  5. 前記封止樹脂は、前記2つの表面の平面視形状が矩形の直方体形状であり、前記側面は、前記2つの表面の対向する辺どうしを連結する4つの側面を含んでいる、請求項3または4に記載の半導体装置。
  6. 前記封止樹脂における前記一方表面は、互いに対向する第1辺および第2辺と、前記第1辺および第2辺の一端どうしを連結する第3辺と、前記第1辺および第2辺の他端どうしを連結する第4辺とを有しており、
    前記第1ドレイン端子の第1露出面は、前記一方表面の前記第1辺と前記第3辺とが連結される第1コーナ部に配置され、前記第2ドレイン端子の第1露出面は、前記一方表面の前記第1辺と前記第4辺とが連結される第2コーナ部に配置され、
    前記第1ゲート端子の第1露出面は、前記一方表面の前記第2辺と前記第3辺とが連結される第3コーナ部に配置され、前記第2ゲート端子の第1露出面は、前記一方表面の前記第2辺と前記第4辺とが連結される第4コーナ部に配置され、
    前記共通ソース端子の第1露出面は、前記一方表面における前記第1ゲート端子の第1露出面および前記第2ゲート端子の第1露出面との中間位置に配置されている、請求項5に記載の半導体装置。
  7. 前記各端子の第1露出面は、前記一方表面の4辺と平行な4辺を有する矩形状であり、
    前記各ドレイン端子の第1露出面の前記第1辺と平行な辺の長さをLD1とし、前記第3辺と平行な辺の長さをLD2とし、前記各ゲート端子の第1露出面の前記第1辺と平行な辺の長さをLG1とし、前記第3辺と平行な辺の長さをLG2とし、前記ソース端子の第1露出面の前記第1辺と平行な辺の長さをLS1とし、前記第3辺と平行な辺の長さをLS2とし、
    前記第1ドレイン端子の第1露出面と前記第2ドレイン端子の第1露出面との前記第1辺に沿う方向の間隔をd1とし、前記第1ゲート端子の第1露出面と前記共通ソース端子の第1露出面との前記第2辺に沿う方向の間隔をd2とし、前記第2ゲート端子の第1露出面と前記共通ソース端子の第1露出面との前記第2辺に沿う方向の間隔をd3とし、前記第1ドレイン端子の第1露出面と前記第1ゲート端子の第1露出面との前記第3辺に沿う方向の間隔をd4とし、前記第2ドレイン端子の第1露出面と前記第2ゲート端子の第1露出面との前記第4辺に沿う方向の間隔をd5とすると、次式(a)および(b)が成り立つ、請求項6に記載の半導体装置。
    d1=d2=d3=d4=d5 …(a)
    LS2=LG2 …(b)
  8. 次式(c)〜(f)がさらに成り立つ、請求項7に記載の半導体装置。
    LS1=d1 …(c)
    LD2=LD1…(d)
    LG2=LG1…(e)
    LD1>LG1…(f)
  9. 前記第1ドレイン端子の第1露出面の面積と、前記第2ドレイン端子の第1露出面の面積との和は、前記封止樹脂の前記一方表面全体の面積の1/4〜3/8である、請求項3〜6のいずれか一項に記載の半導体装置。
  10. 前記第1ドレイン端子の第1露出面の面積と、前記第2ドレイン端子の第1露出面の面積と、前記第1ゲート端子の第1露出面の面積と、前記第2ゲート端子の第1露出面の面積と、前記共通ソース端子の第1露出面の面積との和は、前記封止樹脂の前記一方表面全体の面積の1/3〜11/24である、請求項3〜6のいずれか一項に記載の半導体装置。
  11. 前記第1ドレイン端子、前記第2ドレイン端子、前記第1ゲート端子および前記第2ゲート端子の第1露出面は、平面視において、それが配置される前記封止樹脂のコーナ部の2つの辺と整合する第5辺および第6辺と、前記第5辺および第6辺それぞれに一端が接続されかつ他端が互いに接続される第7辺および第8辺とを有する四角形状であり、前記第7辺と前記第8辺との接続部が当該第1露出面の外方に向かって突出した湾曲状に形成されている、請求項6に記載の半導体装置。
  12. 前記共通ソース端子の第1露出面は、平面視において、前記封止樹脂における前記一方表面の前記第2辺と整合する第9辺と、前記第9辺の両端に、一端がそれぞれ接続される第10辺および前記第11辺と、前記第10辺と前記第11辺とを接続する第12辺とを有する四角形状であり、前記第10辺と前記第12辺との接続部と、前記第11辺と前記第12辺との接続部とが、当該第1露出面の外方に向かって突出した湾曲状に形成されている、請求項11に記載の半導体装置。
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