JP2018190882A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 熱応力の増加を抑制するためにダイパッドの大きさを縮小させつつ、ワイヤボンディングにかかる端子に対するワイヤの接合強度を確保することが可能な半導体装置を提供する。【解決手段】 搭載面１１およびパッド裏面１２を有するダイパッド１と、搭載面１１に搭載された半導体素子２と、ダイパッド１を囲むように配置され、かつ半導体素子２に導通する複数の端子３と、パッド裏面１２と同方向を向く樹脂裏面５２を有し、かつ半導体素子２と、ダイパッド１および複数の端子３のそれぞれ一部ずつとを覆う封止樹脂５と、を備え、端子３は、パッド裏面１２と同方向を向き、かつ封止樹脂５から露出する端子第１裏面３２１および端子第２裏面３２２を有し、各々の端子３における端子第２裏面３２２は、厚さ方向ｚ視において端子第１裏面３２１とパッド裏面１２との間に位置する。【選択図】 図２

Description

本発明は、パッケージ形式がＱＦＮである半導体装置に関する。

複数の端子（リード）の基となるリードフレームの一部であるダイパッドに半導体素子を搭載し、これらを封止樹脂で覆った半導体装置には、様々な種類のパッケージ形式が存在する。これらのパッケージ形式のうち、ＱＦＮ（Quad Flat No-leads）は、封止樹脂から複数の端子が側方に全く突出しない形式である。ＱＦＮは、回路基板に対する実装範囲を縮小することができるため、電子機器の小型化に寄与する。

特許文献１には、パッケージ形式がＱＦＮである半導体装置の一例が開示されている。当該半導体装置は、半導体素子（半導体チップ）が搭載されるダイパッドと、ダイパッドの周囲に配置された複数の端子（リード）と、これらを覆う封止樹脂（封止体）とを備える。当該半導体装置では、ダイパッドの裏面が封止樹脂から露出し、かつ平面視におけるダイパッドの面積が装置面積の大半を占める構成となっている。このため、当該半導体装置では、半導体素子から発生した熱をダイパッドから外部に放出することができる。ただし、ダイパッドの体積が比較的大きいため、当該半導体装置の使用にかかる温度サイクルなどによってダイパッドに熱膨張が生じる。そして、当該熱膨張に起因した熱応力が封止樹脂に作用する。封止樹脂に作用する熱応力が増加すると、封止樹脂に亀裂が発生するおそれがある。当該亀裂に水分などが進入すると、当該半導体装置に不具合が発生することが懸念される。

このため、半導体装置における熱応力の増加を抑制するためにダイパッドの大きさを縮小させた場合、ダイパッドの周囲に配置された各々の端子において、ダイパッドを向く方向を延長させる方策をとる場合がある。ダイパッドにあわせて半導体素子の大きさも縮小されるため、半導体素子と端子とを接続するワイヤが過度に長くなることを回避するためである。この場合、各々の端子を単に延長するだけでは、端子の体積が逆に増加して熱応力の増加が抑制されないことや、回路基板に対する半導体装置の実装性が悪化するという問題がある。このため、各々の端子において延長した部分の下半分をエッチングなどにより除去して薄型化することによって、半導体装置の熱応力の増加の抑制を図りつつ、実装性の悪化を回避することができる。しかし、ワイヤボンディングにより薄型化した部分にワイヤを接続させるとき、キャピラリにより押し当てられた薄型化した部分が下方にたわむため、ワイヤボンディングにかかる端子に対するワイヤの接合強度を確保することが困難という課題がある。

特開２０１３−１６６２４号公報

本発明は上記事情に鑑み、熱応力の増加を抑制するためにダイパッドの大きさを縮小させつつ、ワイヤボンディングにかかる端子に対するワイヤの接合強度を確保することが可能な半導体装置を提供することをその課題とする。

本発明によって提供される半導体装置は、厚さ方向において互いに反対側を向く搭載面およびパッド裏面を有するダイパッドと、前記搭載面に搭載された半導体素子と、前記ダイパッドの厚さ方向視において前記ダイパッドを囲むように配置され、かつ前記半導体素子に導通する複数の端子と、前記パッド裏面と同方向を向く樹脂裏面を有し、かつ前記半導体素子と、前記ダイパッドおよび複数の前記端子のそれぞれ一部ずつとを覆う封止樹脂と、を備える半導体装置であって、前記端子は、前記パッド裏面と同方向を向き、かつ前記樹脂裏面から露出する端子第１裏面および端子第２裏面を有し、各々の前記端子における前記端子第２裏面は、前記厚さ方向視において前記端子第１裏面と前記パッド裏面との間に位置することを特徴としている。

本発明の実施において好ましくは、前記端子には、前記厚さ方向視において前記端子第１裏面と前記端子第２裏面との間に位置し、かつ前記端子第１裏面および前記端子第２裏面から凹む端子凹部が形成され、前記端子凹部に前記封止樹脂が充填されている。

本発明の実施において好ましくは、前記端子は、前記搭載面と同方向を向く端子主面をさらに有し、前記半導体素子と前記端子主面とを接続するワイヤをさらに備える。

本発明の実施において好ましくは、前記端子は、前記端子主面および前記端子第１裏面の双方に交差する端子側面をさらに有し、前記封止樹脂は、前記樹脂裏面に交差する樹脂側面をさらに有し、前記端子側面は、前記樹脂側面から露出している。

本発明の実施において好ましくは、複数の前記端子は、前記厚さ方向に対して直角である第１方向に沿って配列された複数の第１端子と、前記厚さ方向および前記第１方向の双方に対して直角である第２方向に沿って配列された複数の第２端子と、を含み、前記端子側面は、前記樹脂側面と面一である。

本発明の実施において好ましくは、前記封止樹脂には、前記樹脂裏面から凹み、かつ各々の前記端子を貫通する溝部が形成され、各々の前記端子は、前記溝部に対して外側に位置し、かつ前記端子第１裏面を有する外部端子と、前記溝部に対して内側に位置し、かつ前記端子第２裏面を有する内部端子と、を含む。

本発明の実施において好ましくは、前記外部端子は、前記搭載面と同方向を向く端子第１主面をさらに有し、前記半導体素子と前記端子第１主面とを接続する外部ワイヤをさらに備える。

本発明の実施において好ましくは、前記内部端子は、前記端子第１主面と同方向を向く端子第２主面をさらに有し、前記半導体素子と前記端子第２主面とを接続する内部ワイヤをさらに備える。

本発明の実施において好ましくは、前記外部端子は、前記端子第１主面および前記端子第１裏面の双方に交差し、かつ外側を向く外部端子外側面をさらに有し、前記封止樹脂は、前記樹脂裏面に交差する樹脂側面をさらに有し、前記外部端子外側面は、前記樹脂側面から露出している。

本発明の実施において好ましくは、前記外部端子は、前記端子第１裏面に交差し、かつ前記外部端子外側面とは反対側を向く外部端子内側面をさらに有し、前記外部端子には、前記端子第１主面と面一であり、かつ前記外部端子内側面から前記溝部に向けて突出する外部端子突出部が形成されている。

本発明の実施において好ましくは、前記内部端子は、前記端子第２裏面に交差し、かつ前記外部端子内側面に対向する内部端子内側面をさらに有し、前記内部端子には、前記端子第２主面と面一であり、かつ内部端子内側面から前記溝部に向けて突出する内部端子突出部が形成されている。

本発明の実施において好ましくは、前記外部端子突出部は、前記溝部から露出する外部端子端面を有し、前記内部端子突出部は、前記溝部から露出する内部端子端面を有し、前記溝部には、前記外部端子端面と前記内部端子端面との間に介在する絶縁体が注入されている。

本発明の実施において好ましくは、複数の前記端子は、前記厚さ方向に対して直角である第１方向に沿って配列された複数の第１端子と、前記厚さ方向および前記第１方向の双方に対して直角である第２方向に沿って配列された複数の第２端子と、を含み、前記外部端子外側面は、前記樹脂側面と面一である。

本発明の実施において好ましくは、前記パッド裏面は、前記樹脂裏面から露出している。

本発明の実施において好ましくは、前記ダイパッドは、前記パッド裏面に交差し、かつ複数の前記端子に対向するパッド側面をさらに有し、前記ダイパッドには、前記搭載面と面一であり、かつ前記パッド側面から複数の前記端子に向けて突出するパッド突出部が形成されている。

本発明の実施において好ましくは、前記パッド裏面には、前記半導体素子から発生した熱の放出を促進させる放熱促進手段が設けられている。

本発明の実施において好ましくは、前記放熱促進手段は、前記パッド裏面から凹み、かつ前記パッド裏面の中央を囲む複数の環状溝から構成され、前記パッド裏面において各々の前記環状溝によって囲まれた領域の中心位置は、いずれも同一である。

本発明にかかる半導体装置によれば、熱応力の増加を抑制するためにダイパッドの大きさを縮小させつつ、ワイヤボンディングにかかる端子に対するワイヤの接合強度を確保することが可能となる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面に基づき以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

本発明の第１実施形態にかかる半導体装置の斜視図である。 図１に示す半導体装置の底面図である。 図１に示す半導体装置の平面図（封止樹脂を透過）である。 図１に示す半導体装置の正面図である。 図１に示す半導体装置の右側面図である。 図３のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。 図３のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。 図６の部分拡大図である。 図６の部分拡大図である。 図１に示す半導体装置の作用効果を説明する断面図である。 図１に示す半導体装置の作用効果を説明する断面図である。 本発明の第２実施形態にかかる半導体装置の底面図である。 図１２に示す半導体装置の平面図（封止樹脂を透過）である。 図１２に示す半導体装置の正面図である。 図１３のＸＶ−ＸＶ線に沿う断面図である。 図１５の部分拡大図である。 図１２に示す半導体装置の製造工程を説明する断面図である。 本発明の第３実施形態にかかる半導体装置の底面図である。 図１８のＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿う断面図である。 図１９の部分拡大図である。 本発明の第３実施形態の変形例にかかる半導体装置の底面図である。 図２１のＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線に沿う断面図である。

本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という。）について、添付図面に基づいて説明する。

〔第１実施形態〕
図１〜図１１に基づき、本発明の第１実施形態にかかる半導体装置Ａ１０について説明する。半導体装置Ａ１０は、ダイパッド１、半導体素子２、複数の端子３および封止樹脂５を備える。本実施形態では、半導体装置Ａ１０は、ワイヤ４をさらに備える。

図３は、理解の便宜上、封止樹脂５を透過している。図３において透過した封止樹脂５を想像線（二点鎖線）で示している。図８は、図６に示す端子３付近を拡大している。図９は、図６に示すダイパッド１付近を拡大している。

半導体装置Ａ１０は、様々な電子機器の回路基板に表面実装される。半導体装置Ａ１０は、パッケージ形式がＱＦＮである。図１などに示すように、ダイパッド１の厚さ方向ｚ視（以下「平面視」と呼ぶ。）における半導体装置Ａ１０は、矩形状である。ここで、説明の便宜上、ダイパッド１の厚さ方向ｚ（以下、単に「厚さ方向ｚ」と呼ぶ。）に対して直角である方向（図２における横方向）を第１方向ｘと呼ぶ。また、ダイパッド１の厚さ方向ｚおよび第１方向ｘの双方に対して直角である方向（図２における縦方向）を第２方向ｙと呼ぶ。

ダイパッド１は、図３および図６に示すように、半導体素子２が搭載される部材である。ダイパッド１は、金属材料から構成され、当該金属材料は、たとえばＣｕである。ダイパッド１は、当該金属材料を加工したリードフレームをその由来としている。ダイパッド１は、搭載面１１、パッド裏面１２、パッド側面１３およびパッド斜材１５を有する。

図６および図９に示すように、搭載面１１は、厚さ方向ｚを向く。図３に示すように、搭載面１１は、矩形状である。搭載面１１に半導体素子２が搭載されている。搭載面１１において、半導体素子２が搭載されない部分は、封止樹脂５に覆われている。

図６および図９に示すように、パッド裏面１２は、厚さ方向ｚにおいて搭載面１１とは反対側を向く。図２に示すように、パッド裏面１２は、矩形状であり、その面積は搭載面１１よりも小に設定されている。本実施形態では、パッド裏面１２は、封止樹脂５から露出している。

図３および図９に示すように、パッド側面１３は、パッド裏面１２に交差し、かつ複数の端子３に対向している。パッド側面１３は、４つの面から構成されており、各々のパッド側面１３は、第１方向ｘおよび第２方向ｙのいずれか一方を向く。厚さ方向ｚにおいて、搭載面１１とパッド裏面１２との間に位置するパッド側面１３の上端は、第１方向ｘおよび第２方向ｙのいずれか一方に向けて屈曲している。パッド側面１３は、封止樹脂５に覆われている。

図３、図６および図９に示すように、ダイパッド１には、搭載面１１と面一であり、かつパッド側面１３から複数の端子３に向けて突出する庇状のパッド突出部１４が形成されている。パッド突出部１４は、ダイパッド１において４箇所形成されており、各々のパッド突出部１４は、第１方向ｘおよび第２方向ｙのいずれか一方に向けて突出している。パッド突出部１４は、パッド端面１４１およびパッド中間面１４２を有する。パッド端面１４１は、厚さ方向ｚに沿っており、かつ第１方向ｘおよび第２方向ｙのいずれか一方を向く。パッド中間面１４２は、パッド裏面１２と同方向を向き、かつパッド端面１４１に交差している。パッド中間面１４２は、ダイパッド１の内側においてパッド側面１３につながっている。厚さ方向ｚにおいて、搭載面１１からパッド中間面１４２までの距離は、搭載面１１からパッド裏面１２までの距離の約半分である。パッド突出部１４は、封止樹脂５に覆われている。

図３および図７に示すように、パッド斜材１５は、２つのパッド端面１４１が交差する部分から第１方向ｘおよび第２方向ｙの双方に対して斜めに延びている。パッド斜材１５は、４本から構成され、かつ平面視においてダイパッド１の四隅から放射状に延びている。パッド斜材１５は、斜材上面１５１、斜材下面１５２および斜材端面１５３を有する。斜材上面１５１は、搭載面１１と同方向を向き、かつ搭載面１１に面一である。斜材下面１５２は、パッド裏面１２と同方向を向く。パッド斜材１５が延びる方向において、斜材下面１５２の一端は、パッド中間面１４２につながっている。また、厚さ方向ｚにおいて、斜材上面１５１から斜材下面１５２までの距離は、搭載面１１からパッド中間面１４２までの距離に略等しい。斜材端面１５３は、パッド斜材１５が延びる方向においてパッド斜材１５の先端に位置し、かつ斜材上面１５１および斜材下面１５２の双方に交差している。斜材端面１５３は、Ｌ形状であり、かつ封止樹脂５から外部に露出している。なお、パッド斜材１５において、斜材端面１５３を除く部分は、全て封止樹脂５に覆われている。

半導体素子２は、図３および図６に示すように、ダイパッド１の搭載面１１に搭載されている。本実施形態では、半導体素子２は、ＬＥＤなどの光源を点灯するための駆動回路が組み込まれた集積回路（ＩＣ）である。半導体素子２は、素子主面２１および素子裏面２２を有する。

図６および図９に示すように、素子主面２１は、ダイパッド１の搭載面１１と同方向を向く。素子主面２１には、複数の電極パッド２１１が設けられている。各々の電極パッド２１１は、半導体素子２の内部に組み込まれた回路に導通している。電極パッド２１１は、たとえばＡｌから構成される。本実施形態では、各々の電極パッド２１１にワイヤ４が接続されている。また、図６および図９に示すように、素子裏面２２は、厚さ方向ｚにおいて搭載面１１とは反対側を向く。素子裏面２２は、搭載面１１に対向している。

接合層２９は、図６および図９に示すように、ダイパッド１の搭載面１１と半導体素子２の素子裏面２２との間に介在する。接合層２９は、たとえばＡｇを含むエポキシ樹脂を主剤とした合成樹脂（いわゆるＡｇペースト）から構成される。半導体素子２は、接合層２９を介して搭載面１１に搭載されている。

複数の端子３は、図３に示すように、平面視においてダイパッド１を囲むように配置され、かつ半導体素子２に導通している。複数の端子３は、いずれもダイパッド１が由来とするリードフレームから構成される。複数の端子３は、第１方向ｘに沿って配列された複数の第１端子３ａと、第２方向ｙに沿って配列された複数の第２端子３ｂとを含む。本実施形態では、複数の第１端子３ａは、平面視かつ第２方向ｙにおいて互いに離間した半導体装置Ａ１０の二辺において、それぞれ７つ配列されている。また、複数の第２端子３ｂは、平面視かつ第１方向ｘにおいて互いに離間した半導体装置Ａ１０の二辺において、それぞれ７つ配列されている。なお、半導体装置Ａ１０における複数の第１端子３ａおよび第２端子３ｂの配列数は、本実施形態に限定されない。本実施形態では、端子３は、端子主面３１、端子第１裏面３２１、端子第２裏面３２２および端子側面３３を有する。

図３および図８に示すように、端子主面３１は、ダイパッド１の搭載面１１と同方向を向き、かつ形状が帯状である。端子主面３１は、封止樹脂５に覆われている。各々の端子主面３１には、ワイヤ４が接続されており、各々の端子３は、ワイヤ４を介して半導体素子２に導通している。図３に示すように、平面視における半導体装置Ａ１０の一辺に配列された複数の第１端子３ａにおいて、中央に位置する第１端子３ａの端子主面３１は、第２方向ｙに沿って延びている。中央に位置する第１端子３ａから第１方向ｘに離間して配列された第１端子３ａの端子主面３１は、第２方向ｙに対して傾斜した部分を有する。当該部分は、中央に位置する第１端子３ａから第１方向ｘに遠ざかるほど、第２方向ｙに対する傾斜が大きくなるように設定されている。また、図３に示すように、平面視における半導体装置Ａ１０の一辺に配列された複数の第２端子３ｂにおいて、中央に位置する第２端子３ｂの端子主面３１は、第１方向ｘに沿って延びている。中央に位置する第２端子３ｂから第２方向ｙに離間して配列された第２端子３ｂの端子主面３１は、第１方向ｘに対して傾斜した部分を有する。当該部分は、中央に位置する第２端子３ｂから第２方向ｙに遠ざかるほど、第１方向ｘに対する傾斜が大きくなるように設定されている。

図２および図８に示すように、端子第１裏面３２１は、ダイパッド１のパッド裏面１２と同方向を向き、かつ封止樹脂５から露出している。複数の第１端子３ａおよび第２端子３ｂにおける端子第１裏面３２１は、いずれも平面視における半導体装置Ａ１０の各辺に接して配列されている。

図２および図８に示すように、端子第２裏面３２２は、端子第１裏面３２１と同じくダイパッド１のパッド裏面１２と同方向を向き、かつ封止樹脂５から露出している。各々の端子３における端子第２裏面３２２は、平面視において端子第１裏面３２１とパッド裏面１２との間に位置する。また、複数の第１端子３ａおよび第２端子３ｂにおいて、隣り合う端子第２裏面３２２どうしの間隔は、隣り合う端子第１裏面３２１どうしの間隔よりも短く設定されている。

図２〜図６および図８に示すように、端子側面３３は、端子主面３１および端子第１裏面３２１の双方に交差している。本実施形態では、端子側面３３は、厚さ方向ｚに沿って端子第１裏面３２１から端子主面３１に向けて起立している。端子側面３３は、封止樹脂５から露出し、かつ第１方向ｘおよび第２方向ｙのいずれか一方を向く。

図３および図８に示すように、各々の端子３には、端子凹部３４が形成されている。端子凹部３４は、平面視において端子第１裏面３２１と端子第２裏面３２２との間に位置する。端子凹部３４は、端子第１裏面３２１および端子第２裏面３２２から凹んでいる。端子凹部３４に封止樹脂５が充填されている。端子凹部３４は、たとえばエッチングにより端子３に形成することができる。端子凹部３４を形成することによって、端子３に端子第１裏面３２１および端子第２裏面３２２が現れる。

図３に示すように、平面視における半導体装置Ａ１０の一辺に配列された複数の第１端子３ａにおいて、中央に位置する第１端子３ａの端子凹部３４は、第２方向ｙに沿った状態で形成されている。中央に位置する第１端子３ａから第１方向ｘに離間して配列された第１端子３ａの端子凹部３４は、第２方向ｙに対して傾斜した状態で形成されている。第１端子３ａの端子凹部３４は、中央に位置する第１端子３ａから第１方向ｘに遠ざかるほど、第２方向ｙに対する傾斜が大きくなるように設定されている。また、図３に示すように、平面視における半導体装置Ａ１０の一辺に配列された複数の第２端子３ｂにおいて、中央に位置する第２端子３ｂの端子凹部３４は、第１方向ｘに沿った状態で形成されている。中央に位置する第２端子３ｂから第２方向ｙに離間して配列された第２端子３ｂの端子凹部３４は、第１方向ｘに対して傾斜した状態で形成されている。第２端子３ｂの端子凹部３４は、中央に位置する第２端子３ｂから第２方向ｙに遠ざかるほど、第１方向ｘに対する傾斜が大きくなるように設定されている。

ワイヤ４は、図３、図６、図８および図９に示すように、半導体素子２の電極パッド２１１と端子３の端子主面３１とを接続している。ワイヤ４によって、複数の端子３は、半導体素子２に導通している。ワイヤ４は、たとえばＡｕから構成される。

封止樹脂５は、図６に示すように、半導体素子２と、ダイパッド１および複数の端子３のそれぞれ一部ずつとを覆う。封止樹脂５は、電気絶縁性を有する合成樹脂であり、たとえば黒色のエポキシ樹脂である。封止樹脂５は、樹脂主面５１、樹脂裏面５２および樹脂側面５３を有する。

図６に示すように、樹脂主面５１は、ダイパッド１の搭載面１１と同方向を向く。樹脂主面５１は、矩形状でかつ平坦面である。図６に示すように、樹脂裏面５２は、ダイパッド１のパッド裏面１２と同方向を向く。このため、厚さ方向ｚにおいて樹脂主面５１および樹脂裏面５２は、互いに反対側を向く。図２に示すように、樹脂裏面５２から、パッド裏面１２と、各々の端子３の端子第１裏面３２１および端子第２裏面３２２とが露出している。図４、図５および図８に示すように、樹脂側面５３は、樹脂主面５１および樹脂裏面５２の双方に交差している。本実施形態では、樹脂側面５３は、４つの面から構成されており、各々の樹脂側面５３は、第１方向ｘおよび第２方向ｙのいずれか一方を向く。各々の樹脂側面５３から、ダイパッド１のパッド斜材１５の斜材端面１５３と、端子３の端子側面３３とが露出している。本実施形態では、端子側面３３は、樹脂側面５３と面一である。

内装めっき層６１は、図８および図９に示すように、ダイパッド１の搭載面１１と、各々の端子３の端子主面３１とを覆うように設けられている。このため、接合層２９およびワイヤ４の一端は、内装めっき層６１に接している。内装めっき層６１は、たとえばＡｇから構成される。

外装めっき層６２は、図８および図９に示すように、ダイパッド１のパッド裏面１２と、各々の端子３の端子第１裏面３２１および端子第２裏面３２２とを覆うように設けられている。外装めっき層６２は、たとえばＳｎから構成される。

次に、半導体装置Ａ１０の作用効果について説明する。

半導体装置Ａ１０では、各々の端子３は、封止樹脂５の樹脂裏面５２から露出する端子第１裏面３２１および端子第２裏面３２２を有する。各々の端子３における端子第２裏面３２２は、平面視において端子第１裏面３２１とダイパッド１のパッド裏面１２との間に位置する。このような構成をとることによって、ダイパッド１の大きさを縮小し、かつ第１方向ｘおよび第２方向ｙのいずれか一方における各々の端子３の長さを延長させた場合であっても、各々の端子３の体積増加を抑制することができる。このため、半導体装置Ａ１０における熱応力の増加を抑制することができる。

この場合において、図１０に示すように、ワイヤ４のボンディングの際、端子第１裏面３２１および端子第２裏面３２２が作業台８１に対する端子３の支持面となる。このため、端子第２裏面３２２の直上においてキャピラリ８２を端子主面３１に押し当てたとき、キャピラリ８２が端子主面３１から反力を受け、かつ厚さ方向ｚにおいて端子３がたわまない。よって、端子３に対するワイヤ４の接合強度を確保することができる。なお、図１１に示すように、端子３に端子第２裏面３２２がない場合は、キャピラリ８２を端子主面３１に押し当てたとき、厚さ方向ｚにおいて端子３が想像線に示すようにたわんでしまう。このため、端子３に対するワイヤ４の接合強度を確保することが困難となる。以上より、半導体装置Ａ１０によれば、熱応力の増加を抑制するためにダイパッド１の大きさを縮小させつつ、ワイヤボンディングにかかる端子３に対するワイヤ４の接合強度を確保することが可能である。

端子３には、厚さ方向ｚにおいて端子第１裏面３２１と端子第２裏面３２２との間に位置し、かつ端子第１裏面３２１および端子第２裏面３２２から凹む端子凹部３４が形成されている。端子凹部３４に封止樹脂５が充填されている。このような構成をとることによって、端子３が封止樹脂５に支持された状態なるため、封止樹脂５から端子３が脱落することを防止できる。

端子３は、封止樹脂５の樹脂側面５３から露出する端子側面３３を有する。本実施形態では、端子側面３３は、樹脂側面５３と面一である。このような構成をとることによって、半導体装置Ａ１０を回路基板に実装する際、端子側面３３がはんだフィレットの形成を促すため、回路基板に対する半導体装置Ａ１０の接合強度を向上させることができる。

ダイパッド１のパッド裏面１２は、封止樹脂５の樹脂裏面５２から露出している。このような構成をとることによって、半導体装置Ａ１０の使用時に半導体素子２から発生した熱をパッド裏面１２から外部に効率よく放熱することができる。

ダイパッド１には、搭載面１１と面一であり、かつパッド側面１３から複数の端子３に向けて突出するパッド突出部１４が形成されている。このような構成をとることによって、パッド側面１３とパッド突出部１４のパッド中間面１４２とが、ともに封止樹脂５に覆われ、パッド突出部１４によりダイパッド１が封止樹脂５に支持された状態となる。このため、パッド突出部１４によって、封止樹脂５からダイパッド１が脱落することを防止できる。

〔第２実施形態〕
図１２〜図１７に基づき、本発明の第２実施形態にかかる半導体装置Ａ２０について説明する。これらの図において、先述した半導体装置Ａ１０と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略することとする。

本実施形態にかかる半導体装置Ａ２０は、複数の端子３および封止樹脂５の構成が先述した半導体装置Ａ１０と異なる。また、半導体装置Ａ２０は、ワイヤ４に替えて、外部ワイヤ４１および内部ワイヤ４２を備える。ここで、図１３は、理解の便宜上、封止樹脂５を透過している。図１３において透過した封止樹脂５を想像線で示している。図１６は、図１５に示す端子３付近を拡大している。図１７の断面位置は、図１５の断面位置と同一である。

図１２および図１４〜図１６に示すように、封止樹脂５には、樹脂裏面５２から凹み、かつ各々の端子３を貫通する溝部５４が形成されている。本実施形態では、溝部５４は、４箇所形成されており、各々の溝部５４は、第１方向ｘおよび第２方向ｙのいずれか一方に沿っている。

図１２および図１５に示すように、各々の端子３は、溝部５４に対して外側に位置する外部端子３０１と、溝部５４に対して内側に位置する内部端子３０２とを含む。本実施形態では、外部端子３０１および内部端子３０２が、各々の第１端子３ａおよび第２端子３ｂを構成している。

図１２〜図１６に示すように、外部端子３０１は、端子第１裏面３２１を有する。また、外部端子３０１は、端子第１主面３１１、外部端子外側面３３１および外部端子内側面３４１を有する。

図１３、図１５および図１６に示すように、端子第１主面３１１は、ダイパッド１の搭載面１１と同方向を向く。端子第１主面３１１には、外部ワイヤ４１が接続されている。外部ワイヤ４１は、半導体素子２の電極パッド２１１と端子第１主面３１１とを接続している。外部ワイヤ４１は、たとえばＡｕから構成される。また、端子第１主面３１１には、これを覆う内装めっき層６１が設けられている。外部ワイヤ４１は、内装めっき層６１に接している。

図１２および図１４〜図１６に示すように、外部端子外側面３３１は、端子第１主面３１１および端子第１裏面３２１の双方に交差している。本実施形態では、外部端子外側面３３１は、厚さ方向ｚに沿って端子第１裏面３２１から端子第１主面３１１に向けて起立している。外部端子外側面３３１は、封止樹脂５の樹脂側面５３から露出し、かつ第１方向ｘおよび第２方向ｙのいずれか一方を向く。外部端子外側面３３１は、樹脂側面５３と面一である。

図１６に示すように、外部端子内側面３４１は、端子第１裏面３２１に交差し、かつ外部端子外側面３３１とは反対側を向く。厚さ方向ｚにおいて、端子第１主面３１１と端子第１裏面３２１との間に位置する外部端子内側面３４１の上端は、第１方向ｘおよび第２方向ｙのいずれか一方に向けて屈曲している。外部端子内側面３４１は、封止樹脂５に覆われている。

図１６に示すように、外部端子３０１には、端子第１主面３１１と面一であり、かつ外部端子内側面３４１から封止樹脂５の溝部５４に向けて突出する庇状の外部端子突出部３５が形成されている。外部端子突出部３５は、外部端子端面３５１および外部端子中間面３５２を有する。外部端子端面３５１は、厚さ方向ｚに沿っており、かつ第１方向ｘおよび第２方向ｙのいずれか一方を向く。外部端子端面３５１は、溝部５４から露出している。外部端子中間面３５２は、端子第１裏面３２１と同方向を向き、かつ外部端子端面３５１に交差している。外部端子中間面３５２は、外部端子３０１の内側において外部端子内側面３４１につながっている。厚さ方向ｚにおいて、端子第１主面３１１から外部端子中間面３５２までの距離は、端子第１主面３１１から端子第１裏面３２１までの距離の約半分である。外部端子突出部３５は、外部端子端面３５１を除いて封止樹脂５に覆われている。

図１３に示すように、平面視における半導体装置Ａ１０の一辺に配列された複数の第１端子３ａの一部を構成する複数の外部端子３０１において、中央に位置する外部端子３０１の外部端子突出部３５は、第２方向ｙに沿った状態で形成されている。中央に位置する外部端子３０１から第１方向ｘに離間して配列された外部端子３０１の外部端子突出部３５は、第２方向ｙに対して傾斜した状態で形成されている。外部端子３０１の外部端子突出部３５は、中央に位置する外部端子３０１から第１方向ｘに遠ざかるほど、第２方向ｙに対する傾斜が大きくなるように設定されている。また、図１３に示すように、平面視における半導体装置Ａ１０の一辺に配列された複数の第２端子３ｂの一部を構成する複数の外部端子３０１において、中央に位置する外部端子３０１の外部端子突出部３５は、第１方向ｘに沿った状態で形成されている。中央に位置する外部端子３０１から第２方向ｙに離間して配列された外部端子３０１の外部端子突出部３５は、第１方向ｘに対して傾斜した状態で形成されている。外部端子３０１の外部端子突出部３５は、中央に位置する外部端子３０１から第２方向ｙに遠ざかるほど、第１方向ｘに対する傾斜が大きくなるように設定されている。

図１２、図１３、図１５および図１６に示すように、内部端子３０２は、端子第２裏面３２２を有する。また、内部端子３０２は、端子第２主面３１２および内部端子内側面３４２を有する。

図１３、図１５および図１６に示すように、端子第２主面３１２は、ダイパッド１の搭載面１１と同方向を向く。端子第２主面３１２には、内部ワイヤ４２が接続されている。内部ワイヤ４２は、半導体素子２の電極パッド２１１と端子第２主面３１２とを接続している。内部ワイヤ４２は、たとえばＡｕから構成される。また、端子第２主面３１２には、これを覆う内装めっき層６１が設けられている。内部ワイヤ４２は、内装めっき層６１に接している。

図１６に示すように、内部端子内側面３４２は、端子第２裏面３２２に交差し、かつ外部端子内側面３４１に対向している。厚さ方向ｚにおいて、端子第２主面３１２と端子第２裏面３２２との間に位置する内部端子内側面３４２の上端は、第１方向ｘおよび第２方向ｙのいずれか一方に向けて屈曲している。内部端子内側面３４２は、封止樹脂５に覆われている。

図１６に示すように、内部端子３０２には、端子第２主面３１２と面一であり、かつ内部端子内側面３４２から封止樹脂５の溝部５４に向けて突出する庇状の内部端子突出部３６が形成されている。内部端子突出部３６は、内部端子端面３６１および内部端子中間面３６２を有する。内部端子端面３６１は、厚さ方向ｚに沿っており、かつ第１方向ｘおよび第２方向ｙのいずれか一方を向く。内部端子端面３６１は、溝部５４から露出し、かつ外部端子突出部３５の外部端子端面３５１に対向している。内部端子中間面３６２は、端子第２裏面３２２と同方向を向き、かつ内部端子端面３６１に交差している。内部端子中間面３６２は、内部端子３０２の内側において内部端子内側面３４２につながっている。厚さ方向ｚにおいて、端子第２主面３１２から内部端子中間面３６２までの距離は、端子第２主面３１２から端子第２裏面３２２までの距離の半分である。内部端子突出部３６は、内部端子端面３６１を除いて封止樹脂５に覆われている。

図１３に示すように、平面視における半導体装置Ａ１０の一辺に配列された複数の第１端子３ａの一部を構成する複数の内部端子３０２において、中央に位置する内部端子３０２の内部端子突出部３６は、第２方向ｙに沿った状態で形成されている。中央に位置する内部端子３０２から第１方向ｘに離間して配列された内部端子３０２の内部端子突出部３６は、第２方向ｙに対して傾斜した状態で形成されている。内部端子３０２の内部端子突出部３６は、中央に位置する内部端子３０２から第１方向ｘに遠ざかるほど、第２方向ｙに対する傾斜が大きくなるように設定されている。また、図１３に示すように、平面視における半導体装置Ａ１０の一辺に配列された複数の第２端子３ｂの一部を構成する複数の内部端子３０２において、中央に位置する内部端子３０２の内部端子突出部３６は、第１方向ｘに沿った状態で形成されている。中央に位置する内部端子３０２から第２方向ｙに離間して配列された内部端子３０２の内部端子突出部３６は、第１方向ｘに対して傾斜した状態で形成されている。内部端子３０２の内部端子突出部３６は、中央に位置する内部端子３０２から第２方向ｙに遠ざかるほど、第１方向ｘに対する傾斜が大きくなるように設定されている。

図１４〜図１６に示すように、封止樹脂５の溝部５４には、外部端子突出部３５の外部端子端面３５１と内部端子突出部３６の内部端子端面３６１との間に介在する絶縁体５５が注入されている。絶縁体５５は、たとえばアンダーフィルに用いられる流動性を有する合成樹脂から構成される。

半導体装置Ａ２０は、図１７に示すように、封止樹脂５を形成した後に樹脂裏面５２から刃８３を挿入することによって、溝部５４と、外部端子３０１および内部端子３０２とを同時に形成することができる。

次に、半導体装置Ａ２０の作用効果について説明する。

半導体装置Ａ２０では、先述した半導体装置Ａ１０と同様に、各々の端子３は、封止樹脂５の樹脂裏面５２から露出する端子第１裏面３２１および端子第２裏面３２２を有する。各々の端子３における端子第２裏面３２２は、平面視において端子第１裏面３２１とダイパッド１のパッド裏面１２との間に位置する。したがって、半導体装置Ａ２０によっても、熱応力の増加を抑制するためにダイパッド１の大きさを縮小させつつ、ワイヤボンディングにかかる端子３に対するワイヤ４の接合強度を確保することが可能である。

半導体装置Ａ２０では、封止樹脂５には、樹脂裏面５２から凹み、かつ各々の端子３を貫通する溝部５４が形成されている。また、各々の端子３は、溝部５４に対して外側に位置し、かつ端子第１裏面３２１を有する外部端子３０１と、溝部５４に対して内側に位置し、かつ端子第２裏面３２２を有する内部端子３０２とを含む。このような構成をとることによって、外部端子３０１と内部端子３０２とは電気絶縁された状態となり、各々を独立した端子３とすることができる。外部端子３０１は、端子第１主面３１１を有し、端子第１主面３１１には外部ワイヤ４１が接続されている。内部端子３０２は、端子第２主面３１２を有し、端子第２主面３１２には内部ワイヤ４２が接続されている。外部ワイヤ４１と内部ワイヤ４２には、それぞれ異なる電気信号を流すことができる。このため、半導体装置Ａ２０では、端子３の増加を図ることができるとともに、より稠密な回路が集積された半導体素子２を備えることができる。

外部端子３０１は、封止樹脂５の樹脂側面５３から露出する外部端子外側面３３１を有する。本実施形態では、外部端子外側面３３１は、樹脂側面５３と面一である。このような構成をとることによって、半導体装置Ａ２０を回路基板に実装する際、外部端子外側面３３１がはんだフィレットの形成を促すため、回路基板に対する半導体装置Ａ２０の接合強度を向上させることができる。

外部端子３０１には、端子第１主面３１１と面一であり、かつ外部端子内側面３４１から封止樹脂５の溝部５４に向けて突出する外部端子突出部３５が形成されている。このような構成をとることによって、外部端子内側面３４１と外部端子突出部３５の外部端子中間面３５２とが、ともに封止樹脂５に覆われ、外部端子突出部３５により外部端子３０１が封止樹脂５に支持された状態となる。このため、外部端子突出部３５によって、封止樹脂５から外部端子３０１が脱落することを防止できる。

また、内部端子３０２には、端子第２主面３１２と面一であり、かつ内部端子内側面３４２から封止樹脂５の溝部５４に向けて突出する内部端子突出部３６が形成されている。このような構成をとることによって、内部端子内側面３４２と内部端子突出部３６の内部端子中間面３６２とが、ともに封止樹脂５に覆われ、内部端子突出部３６により内部端子３０２が封止樹脂５に支持された状態となる。このため、内部端子突出部３６によって、封止樹脂５から内部端子３０２が脱落することを防止できる。

外部端子突出部３５の外部端子端面３５１と、内部端子突出部３６の内部端子端面３６１は、ともに封止樹脂５の溝部５４から露出している。溝部５４には、外部端子端面３５１と内部端子端面３６１との間に介在する絶縁体５５が注入されている。このような構成をとることによって、外部端子３０１と内部端子３０２との電気絶縁を適切に確保することができる。

〔第３実施形態〕
図１８〜図２２に基づき、本発明の第３実施形態にかかる半導体装置Ａ３０について説明する。これらの図において、先述した半導体装置Ａ１０と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略することとする。

本実施形態にかかる半導体装置Ａ３０は、ダイパッド１の構成が先述した半導体装置Ａ１０と異なる。ここで、図２０は、図１９に示すダイパッド１付近を拡大している。

図１８〜図２０に示すように、ダイパッド１のパッド裏面１２には、半導体装置Ａ３０の使用時に半導体素子２から発生した熱の放出を促進させる放熱促進手段１９が設けられている。本実施形態では、放熱促進手段１９は、パッド裏面１２から凹み、かつパッド裏面１２の中央を囲む複数の環状溝１９１から構成される。図１８に示すように、パッド裏面１２において各々の環状溝１９１によって囲まれた領域の中心位置Ｃは、いずれも同一である。各々の環状溝１９１によって囲まれた領域がいずれも矩形であり、中心位置Ｃは、当該領域の対角線の交点を指す。なお、パッド裏面１２の中央は、中心位置Ｃと同一である。放熱促進手段１９は、たとえばエッチングによりダイパッド１に形成することができる。

図２１および図２２は、半導体装置Ａ３０の変形例である半導体装置Ａ３１を示している。放熱促進手段１９は、複数の環状溝１９１以外に、図２１および図２２に示すように、複数の直線溝１９２から構成される形態であってもよい。複数の直線溝１９２は、パッド裏面１２から凹み、かつ第１方向ｘに沿って配列されている。各々の直線溝１９２は、第２方向ｙに延びている。なお、複数の直線溝１９２は、第２方向ｙに沿って配列され、各々の直線溝１９２が第１方向ｘに延びる構成であってもよい。

図１８〜図２０に示すように、本実施形態では、複数の端子３の構成は、半導体装置Ａ２０における構成と同一である。複数の端子３の構成は、半導体装置Ａ１０における構成と同一であってもよい。

次に、半導体装置Ａ３０の作用効果について説明する。

半導体装置Ａ３０では、先述した半導体装置Ａ１０と同様に、各々の端子３は、封止樹脂５の樹脂裏面５２から露出する端子第１裏面３２１および端子第２裏面３２２を有する。各々の端子３における端子第２裏面３２２は、平面視において端子第１裏面３２１とダイパッド１のパッド裏面１２との間に位置する。したがって、半導体装置Ａ３０によっても、熱応力の増加を抑制するためにダイパッド１の大きさを縮小させつつ、ワイヤボンディングにかかる端子３に対するワイヤ４の接合強度を確保することが可能である。

半導体装置Ａ３０では、ダイパッド１のパッド裏面１２には、半導体素子２から発生した熱の放出を促進させる放熱促進手段１９が設けられている。放熱促進手段１９は、パッド裏面１２から凹み、かつパッド裏面１２の中央（中心位置Ｃと同位置）を囲む複数の環状溝１９１から構成される。また、半導体装置Ａ３０の変形例である半導体装置Ａ３１では、放熱促進手段１９は、第１方向ｘに配列された複数の直線溝１９２から構成される。このような構成をとることによって、熱応力の増加を抑制するためにダイパッド１の大きさを縮小させた場合であっても、封止樹脂５から露出するダイパッド１の表面積の低下が回避されるため、半導体装置Ａ３０の放熱性が確保される。

本発明は、先述した実施形態に限定されるものではない。本発明の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

Ａ１０，Ａ２０，Ａ３０，Ａ３１：半導体装置
１：ダイパッド
１１：搭載面
１２：パッド裏面
１３：パッド側面
１４：パッド突出部
１４１：パッド端面
１４２：パッド中間面
１５：パッド斜材
１５１：斜材上面
１５２：斜材下面
１５３：斜材端面
１９：放熱促進手段
１９１：環状溝
１９２：直線溝
２：半導体素子
２１：素子主面
２１１：電極パッド
２２：素子裏面
２９：接合層
３：端子
３ａ：第１端子
３ｂ：第２端子
３０１：外部端子
３０２：内部端子
３１：端子主面
３１１：端子第１主面
３１２：端子第２主面
３２１：端子第１裏面
３２２：端子第２裏面
３３：端子側面
３３１：外部端子外側面
３４：端子凹部
３４１：外部端子内側面
３４２：内部端子内側面
３５：外部端子突出部
３５１：外部端子端面
３５２：外部端子中間面
３６：内部端子突出部
３６１：内部端子端面
３６２：内部端子中間面
４：ワイヤ
４１：外部ワイヤ
４２：内部ワイヤ
５：封止樹脂
５１：樹脂主面
５２：樹脂裏面
５３：樹脂側面
５４：溝部
５５：絶縁体
６１：内装めっき層
６２：外装めっき層
８１：作業台
８２：キャピラリ
８３：刃
Ｃ：中心位置
ｚ：厚さ方向
ｘ：第１方向
ｙ：第２方向

Claims (17)

1. 厚さ方向において互いに反対側を向く搭載面およびパッド裏面を有するダイパッドと、
   前記搭載面に搭載された半導体素子と、
   前記ダイパッドの厚さ方向視において前記ダイパッドを囲むように配置され、かつ前記半導体素子に導通する複数の端子と、
   前記パッド裏面と同方向を向く樹脂裏面を有し、かつ前記半導体素子と、前記ダイパッドおよび複数の前記端子のそれぞれ一部ずつとを覆う封止樹脂と、を備える半導体装置であって、
   前記端子は、前記パッド裏面と同方向を向き、かつ前記樹脂裏面から露出する端子第１裏面および端子第２裏面を有し、
   各々の前記端子における前記端子第２裏面は、前記厚さ方向視において前記端子第１裏面と前記パッド裏面との間に位置することを特徴とする、半導体装置。
2. 前記端子には、前記厚さ方向視において前記端子第１裏面と前記端子第２裏面との間に位置し、かつ前記端子第１裏面および前記端子第２裏面から凹む端子凹部が形成され、
   前記端子凹部に前記封止樹脂が充填されている、請求項１に記載の半導体装置。
3. 前記端子は、前記搭載面と同方向を向く端子主面をさらに有し、
   前記半導体素子と前記端子主面とを接続するワイヤをさらに備える、請求項２に記載の半導体装置。
4. 前記端子は、前記端子主面および前記端子第１裏面の双方に交差する端子側面をさらに有し、
   前記封止樹脂は、前記樹脂裏面に交差する樹脂側面をさらに有し、
   前記端子側面は、前記樹脂側面から露出している、請求項３に記載の半導体装置。
5. 複数の前記端子は、前記厚さ方向に対して直角である第１方向に沿って配列された複数の第１端子と、前記厚さ方向および前記第１方向の双方に対して直角である第２方向に沿って配列された複数の第２端子と、を含み、
   前記端子側面は、前記樹脂側面と面一である、請求項４に記載の半導体装置。
6. 前記封止樹脂には、前記樹脂裏面から凹み、かつ各々の前記端子を貫通する溝部が形成され、
   各々の前記端子は、前記溝部に対して外側に位置し、かつ前記端子第１裏面を有する外部端子と、前記溝部に対して内側に位置し、かつ前記端子第２裏面を有する内部端子と、を含む、請求項１に記載の半導体装置。
7. 前記外部端子は、前記搭載面と同方向を向く端子第１主面をさらに有し、
   前記半導体素子と前記端子第１主面とを接続する外部ワイヤをさらに備える、請求項６に記載の半導体装置。
8. 前記内部端子は、前記端子第１主面と同方向を向く端子第２主面をさらに有し、
   前記半導体素子と前記端子第２主面とを接続する内部ワイヤをさらに備える、請求項７に記載の半導体装置。
9. 前記外部端子は、前記端子第１主面および前記端子第１裏面の双方に交差し、かつ外側を向く外部端子外側面をさらに有し、
   前記封止樹脂は、前記樹脂裏面に交差する樹脂側面をさらに有し、
   前記外部端子外側面は、前記樹脂側面から露出している、請求項８に記載の半導体装置。
10. 前記外部端子は、前記端子第１裏面に交差し、かつ前記外部端子外側面とは反対側を向く外部端子内側面をさらに有し、
    前記外部端子には、前記端子第１主面と面一であり、かつ前記外部端子内側面から前記溝部に向けて突出する外部端子突出部が形成されている、請求項９に記載の半導体装置。
11. 前記内部端子は、前記端子第２裏面に交差し、かつ前記外部端子内側面に対向する内部端子内側面をさらに有し、
    前記内部端子には、前記端子第２主面と面一であり、かつ内部端子内側面から前記溝部に向けて突出する内部端子突出部が形成されている、請求項１０に記載の半導体装置。
12. 前記外部端子突出部は、前記溝部から露出する外部端子端面を有し、
    前記内部端子突出部は、前記溝部から露出する内部端子端面を有し、
    前記溝部には、前記外部端子端面と前記内部端子端面との間に介在する絶縁体が注入されている、請求項１１に記載の半導体装置。
13. 複数の前記端子は、前記厚さ方向に対して直角である第１方向に沿って配列された複数の第１端子と、前記厚さ方向および前記第１方向の双方に対して直角である第２方向に沿って配列された複数の第２端子と、を含み、
    前記外部端子外側面は、前記樹脂側面と面一である、請求項９ないし１２のいずれかに記載の半導体装置。
14. 前記パッド裏面は、前記樹脂裏面から露出している、請求項１ないし１３のいずれかに記載の半導体装置。
15. 前記ダイパッドは、前記パッド裏面に交差し、かつ複数の前記端子に対向するパッド側面をさらに有し、
    前記ダイパッドには、前記搭載面と面一であり、かつ前記パッド側面から複数の前記端子に向けて突出するパッド突出部が形成されている、請求項１４に記載の半導体装置。
16. 前記パッド裏面には、前記半導体素子から発生した熱の放出を促進させる放熱促進手段が設けられている、請求項１４または１５に記載の半導体装置。
17. 前記放熱促進手段は、前記パッド裏面から凹み、かつ前記パッド裏面の中央を囲む複数の環状溝から構成され、
    前記パッド裏面において各々の前記環状溝によって囲まれた領域の中心位置は、いずれも同一である、請求項１６に記載の半導体装置。

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