JP3574718B2 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置およびその製造方法に関し、特にＬＯＣ（ｌｅａｄ ｏｎ ｃｈｉｐ）と呼称される半導体装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器は、機能面から高密度実装化が、実装面から軽量化，小型化，薄型化が要請されている。また、電子部品の製造コストの低減のために、パッケージ形態としては材料が安くかつ生産性が良好な樹脂封止（レジンパッケージ）型半導体装置が多用されている。レジンパッケージ型半導体装置としては、金属製のリードフレームを用いるもの、絶縁性フィルムの表面にリードを形成したＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）等が知られている。
【０００３】
リードフレームを用いた半導体装置の構造の一つとして、半導体チップの上に絶縁性の接着テープを介してリード内端部を取り付けるとともに、これらリード内端部と半導体チップの上面に設けられたボンディングパッドをワイヤで接続し、かつ半導体チップ，ワイヤ，リード内端部をレジンパッケージで封止してなるＬＯＣ構造の半導体装置が知られている。
【０００４】
ＬＯＣ構造については、日経ＢＰ社発行「日経マイクロデバイス」１９９１年２月号、Ｐ８９〜Ｐ９７に記載されている。
【０００５】
ＬＯＣ構造では、一般に半導体チップの中央に沿って電極パッド（ボンディングパッド）が配列されるとともに、このボンディングパッド列の両側にそれぞれ電源線および接地線としてのバス・バー・リードが接着テープを介して配置されている。また、バス・バー・リードの外側の半導体チップ上に信号線等となるリード（信号用リード）の内端部分が並ぶ構造となっている。
【０００６】
前記ボンディングパッドとバス・バー・リードや信号用リード内端部が導電性のワイヤで接続されている。前記バス・バー・リードや信号用リードの内端部は接着テープを介して半導体チップの上面に接着されている。
【０００７】
この文献には、長方形の半導体チップの長手方向に沿って真っ直ぐに延在するバス・バー・リードが示されている。また、前記半導体チップ上のバス・バー・リードの両端部分はそれぞれ直角に曲がって半導体チップの側面側に向かって延在している。そして、前記バス・バー・リードの半導体チップの長手方向に沿う直線部分と、この直線部分の端の屈曲部分は接着テープを介して半導体チップに張り付けられている。
【０００８】
一方、特開平４−２０６５６１号公報には、半導体素子上を直線的に延在する共通信号用インナーリード（バス・バー・リード）を断続的に半導体素子に固定する構造が開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ＬＯＣ構造の半導体装置は、半導体チップの表面（主面）に絶縁性の接着テープを介してリードの先端部分を固定する構造になっている。また、電源線および接地線としてのバス・バー・リードも前記接着テープ上に接着される。
【００１０】
電源線および接地線としての２本のバス・バー・リードは、半導体チップの中心線に沿って配設される電極パッド（ボンディングパッド）の両側に沿って延在する。また、半導体チップの両側から半導体チップの中心線に向かって延在する信号用リードの内端部は、その先端を前記バス・バー・リードの側面に近接させるように配置される。
【００１１】
一方、半導体装置の高機能，高集積化に伴って半導体チップは漸次大きくなっている。たとえば、６４ＭシンクロナスＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）の場合、半導体チップの大きさは、縦１５ｍｍ，横８ｍｍ程度と大きい。
【００１２】
また、６４ＭシンクロナスＤＲＡＭは、高速化のためハイパワー（高出力）となり、放熱のために銅材のリードフレームを使うことが必要になっている。
【００１３】
バス・バー・リードは、前述のようにシリコンからなる半導体チップの主面上に接着テープを介して固定され、かつ樹脂によって形成されるパッケージに封止される。
【００１４】
半導体装置の製造における半導体チップとリードとの固定時、約４００℃のヒートツールでリード上面と半導体チップ下面を加熱しながら、半導体チップの主面に接着テープを介してリードを熱圧着する。この時、熱膨張係数αの大きな銅からなるバス・バー・リードが大きく熱膨張した状態で半導体チップに固定される。リード接続後は、全体は室温に戻るが、半導体チップに接着テープを介して張り付けられるバス・バー・リードが長いことと、バス・バー・リードと半導体チップとの間の熱膨張係数の差によって、バス・バー・リードおよび半導体チップ間には大きな熱歪みが発生し、反りが発生する。
【００１５】
熱膨張係数の違いに起因するこの熱歪みによって半導体チップには、その両側が上方（主面側）に持ち上がるように反る曲げ応力が働く。たとえば、厚さが０．１２５ｍｍの銅バス・バー・リードで、厚さ０．２８ｍｍ，長さ１５ｍｍの半導体チップの場合、チップの反りは１２０μｍ程度となる。
【００１６】
半導体チップの長さがさらに長くなると、この状態だけでも半導体チップにはクラックや割れが発生する。
【００１７】
一方、半導体チップ，リード内端部等は、トランスファモールドによって封止される。また、封止後は、モールド金型のキャビティ内の製品はエジェクタピンによって突き出される。
【００１８】
本発明者等の分析検討によれば、前記エジェクタピンによる突き出しの際の突き出し力が、曲げ応力の掛かった半導体チップに作用すると、半導体チップの下面には容易にクラックが入り、特性の劣化を生じさせたり、信頼性の低下を招くことが判明した。
【００１９】
本発明の目的は信頼性の高いＬＯＣ構造半導体装置を提供することにある。
【００２０】
本発明の他の目的は、信頼性の高い半導体装置を高歩留りで製造できるＬＯＣ構造半導体装置の製造方法を提供することにある。
【００２１】
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであろう。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００２４】
（１）樹脂からなる封止体と、前記封止体の内外に亘って延在するリードと、前記封止体内に位置しかつ主面に電極を有する半導体チップと、前記半導体チップの電極と前記リードを電気的に接続する接続手段とを有し、前記リードは前記半導体チップの主面上を横切るバス・バー・リードと前記半導体チップの主面上に先端を延在させる信号用リードとからなり、前記信号用リードおよびバス・バー・リードの一部は前記半導体チップの主面に接着される絶縁性の接着テープ上に重なる半導体装置であって、前記半導体チップの主面上を延在するチップ上バス・バー・リード部はどの部分も前記接着テープに接着されず、前記信号用リードが前記接着テープに接着されている構成になっている。前記半導体チップの主面上を延在するチップ上バス・バー・リード部の少なくともワイヤボンディングされる部分は前記接着テープ上を非接着の状態で横切り、他の部分は前記接着テープの外側に張り出すように迂回している。前記チップ上バス・バー・リード部の迂回部分はジグザグ状に屈曲している。前記チップ上バス・バー・リード部の迂回部分にはチップ上バス・バー・リード部の熱応力を吸収するためのノッチ部が所定箇所に設けられている。前記信号用リードおよびバス・バー・リードは銅材で形成されている。
【００２５】
このような半導体装置の製造方法は以下の方法によって製造される。すなわち、樹脂からなる封止体と、前記封止体の内外に亘って延在するリードと、前記封止体内に位置しかつ主面に電極を有する半導体チップと、前記半導体チップの電極と前記リードを電気的に接続する接続手段とを有し、前記リードは前記半導体チップの主面上を横切るバス・バー・リードと前記半導体チップの主面上に先端を延在させる信号用リードとからなり、前記信号用リードおよびバス・バー・リードは前記半導体チップの主面に接着される絶縁性の接着テープ上に重なる半導体装置であり、前記半導体チップの主面上を延在するチップ上バス・バー・リード部はどの部分も前記接着テープに接着されず、前記信号用リードが前記接着テープに接着されてなる半導体装置の製造方法であって、前記半導体チップに前記信号用リードを固定する際、前記バス・バー・リードを加圧することなく前記半導体チップと前記信号用リードとをツールで荷重を加えながら加熱し、半導体チップの主面に前記接着テープを介して信号用リードを熱圧着することを特徴とする。また、前記半導体チップの主面上を延在するチップ上バス・バー・リード部の少なくともワイヤボンディングする部分は前記接着テープを横切り、他の部分は前記接着テープの外側に張り出すように迂回させ、前記接着テープを横切る部分は加圧しないようにする。
【００２６】
前記（１）の手段によれば、前記チップ上バス・バー・リード部の少なくともワイヤボンディングする部分は前記接着テープに接着されるが、前記接着部分の間のバス・バー・リード部分は前記接着テープの外側に張り出すように迂回している構成になっていることから、シリコンからなる半導体チップと銅からなるバス・バー・リードの熱膨張係数の差に起因する熱応力が、前記半導体チップとバス・バー・リード間に作用しても、前記バス・バー・リードの迂回部分が変形部材となるため、半導体チップには大きな熱歪みは発生しなくなる。したがって、トランスファモールド時のエジェクタピンによる封止体の突き上げ時に応力が加わっても、半導体チップにクラックや割れが発生しなくなる。
【００２７】
また、前記チップ上バス・バー・リード部の略中間部分を前記接着テープに接着する構成においては、チップ上バス・バー・リード部の長さが二分されるため、バス・バー・リードの熱に起因する変形長さが短くなり、半導体チップに発生する熱歪みは一層小さなものになる。この場合、半導体チップの応力中心点がバス・バー・リードの固定点であることから、半導体チップの変形はより小さくなる。
【００２８】
また、前記チップ上バス・バー・リード部の迂回部分はジグザグ状に屈曲している構成では、このジグザグ状屈曲部分がバス・バー・リードの変形を吸収することになり、半導体チップの熱歪み発生はより小さなものになる。
【００２９】
また、前記チップ上バス・バー・リード部の迂回部分にはチップ上バス・バー・リード部の熱応力を吸収するためのノッチ部が所定箇所に設けられていることから、このノッチ部で変形が一層容易になるため、半導体チップの熱歪み発生はより小さなものになる。
【００３０】
また、チップ上バス・バー・リード部のいずれの部分も接着テープに接着されることがないため、バス・バー・リードと半導体チップとの間には、大きな熱収縮量の差が生じた場合でも、バス・バー・リードの全長に亘って変形することにより熱応力が緩和されるため、半導体チップの反りは小さい。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００３３】
（実施形態１）
図１乃至図５は本発明の実施形態１である半導体装置に係わる図であり、図１は半導体装置の一部を切り欠いた状態の斜視図、図２は同じく平面図、図３は図２のＡ−Ａ線に沿う一部の断面図、図４は図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図５は半導体装置の製造状態を示す平面図である。
【００３４】
本発明では６４ＭシンクロナスＤＲＡＭが組み込まれたＳＯＪ型の半導体装置について説明する。本発明の半導体装置は、図１〜図４に示すように、樹脂（レジン）からなる矩形体状の封止体（パッケージ）１の両側から、複数のリード２をそれぞれ並んで突出させる構造となっている。前記パッケージ１の厚さは、たとえば、２．６ｍｍである。また、リード２は銅材からなり、たとえば、厚さ０．２５ｍｍ，幅０．２ｍｍである。
【００３５】
前記パッケージ１の内部には矩形体からなる半導体チップ３が封止されている。この半導体チップ３は、図示はしないが６４ＭシンクロナスＤＲＡＭが形成されている。半導体チップ３は、たとえば、厚さ０．４ｍｍ、幅８ｍｍ，長さ１５ｍｍ程度となっている。
【００３６】
前記半導体チップ３は、図２〜図４に示すように、主面中央に沿って１列に亘って電極（電極パッド：ボンディングパッド）４が複数設けられている。
【００３７】
前記パッケージ１の内外に亘って延在するリード２において、パッケージ１の外におけるリード部分（アウターリード）は成形され、図１に示すようにＪ−リード構造となっている。また、パッケージ１内におけるリード部分（インナーリード）は、そのリード内端部６を半導体チップ３の主面上に絶縁性の接着樹脂からなる接着テープ７を介して接着されている。
【００３８】
前記接着テープ７は、たとえば、熱可塑性ポリイミド樹脂系の樹脂による単層テープ、または熱硬化性ポリイミド基材の両面に熱可塑性ポリイミド樹脂系の樹脂を形成した三層テープ構造である。前記熱可塑性ポリイミド樹脂は、たとえばポリエーテルアミドイミド樹脂である。三層テープは、基材の厚さが５０μｍ、この基材の両面に形成される接着剤樹脂の厚さはそれぞれ２５μｍの厚さである。
【００３９】
また、パッケージ１の両側に突出するそれぞれのリード列において、リード列の両側のリードはパッケージ１内で連なり、バス・バー・リード９となる。バス・バー・リード９は、一方が電源用リード１０となり、他方は接地用リード１１となる。これら２本のバス・バー・リード９は、半導体チップ３上を前記電極４列の両側に沿って延在する。
【００４０】
一方、これが本発明の特徴の一つであるが、前記バス・バー・リード９の半導体チップ３の主面上を延在するチップ上バス・バー・リード部１５の少なくともワイヤボンディングを行う部分、図２〜図５の例では両端部分と中間部分は、前記接着テープ７に接着されている。また、前記接着部分では、前記チップ上バス・バー・リード部１５は接着テープ７の幅員方向に横切るようになっている。そして、前記チップ上バス・バー・リード部１５は、前記接着テープ７の外側、すなわち、半導体チップ３の中心線側に張り出すように迂回している。
【００４１】
前記迂回部分１６はジグザグ状に屈曲している。
【００４２】
また、前記チップ上バス・バー・リード部１５のチップ短辺に平行な迂回部分１６には、チップ上バス・バー・リード部１５の熱応力による変形を吸収するためのノッチ部１７が所定箇所、たとえば、ジグザグ状に屈曲する屈曲部分のチップ上バス・バー・リード部１５の延在方向と直角方向に設けられている。
【００４３】
これによって、チップ上バス・バー・リード部１５の延在方向、すなわち、半導体チップ３の長手方向の長手方向屈曲片２０は、長手方向屈曲片２０の両端に繋がる長手方向屈曲片２０に直交する方向の幅員方向屈曲片２１がそれぞれノッチ部１７で支持されることから、チップ上バス・バー・リード部１５の延在方向の熱に起因する変形を長手方向屈曲片２０の両端の幅員方向屈曲片２１のチップ主面と平行方向の変形によって吸収することができる。
【００４４】
この結果、銅リードとシリコン半導体チップとが、その熱膨張係数が大きく隔たっても、半導体チップ３には大きな熱応力は作用しなくなり、大きな熱歪みは生じなくなる。
【００４５】
したがって、半導体装置の製造におけるトランスファモールド時、パッケージ１がエジェクタピンによって突き出されて半導体チップ３に応力が加わっても、半導体チップ３には大きな熱歪みが残留していないことから、半導体チップにクラックや割れが発生しなくなる。これにより、半導体装置の特性の劣化や信頼性の低下が起きなくなる。
【００４６】
前記ノッチ部１７は、チップ上バス・バー・リード部１５の一側面または両側面に、Ｖ字状の切り欠き（ノッチ）等を設けることによって形成される。
【００４７】
なお、リード部分と接着テープ７との接着部分は、説明の便宜上ハッチングを施してある（以下の図でも同様）。
【００４８】
また、前記電極４とリード２の内端部、電極４とバス・バー・リード９の所定部分は導電性のワイヤ１２によって接続されている。リード２およびバス・バー・リード９において、ワイヤ１２の接続強度を維持するため、接続部分のリード２やバス・バー・リード９は、必ず接着テープ７上に位置している。
【００４９】
つぎに、このような半導体装置の製造について説明する。最初に図５に示されるようなリードフレーム３１が用意される。このリードフレーム３１は、たとえば、０．２５ｍｍの厚さのＣｕ板をエッチングまたは精密プレスによってパターニングすることによって形成される。リードフレーム３１は複数の単位リードパターンを一方向に直列に並べた形状となっている。単位リードパターンは、一対の平行に延在する内枠３２と、この一対の内枠３２を連結しかつ内枠３２に直交する方向に延在する一対の外枠３３とによって形成される枠内に形成されている。
【００５０】
一方、前記枠の内枠３２の内側から複数のリード２が枠の中央に向かって延在している。これらリード２は、途中まで相互に平行となって延在してアウターリードを形成するが、途中から枠の中心方向にそれぞれ屈曲して片持梁構造のインナーリードを形成している。
【００５１】
また、リード列の両側のリードは枠の中央に沿って延在して相互に連なってバス・バー・リード９を形成している。このバス・バー・リード９は、両方の内枠３２から延在するリード２によって形成され、一方が電源用リード１０となり、他方が接地用リード１１と２本となる。このバス・バー・リード９は、枠の中央を内枠３２に沿ってジグザグ状に屈曲しながら延在する。
【００５２】
図５には、リード２やバス・バー・リード９が固定される半導体チップ３や、半導体チップ３とリード２やバス・バー・リード９を接続する接着テープ７を示してある。前記半導体チップ３の主面上を延在するチップ上バス・バー・リード部１５において、両端の端部分３５と、中間部分３６が接着テープ７を接着テープ７の幅員方向に横切る部分となり、かつ接着テープ７に接着されている。しかし、前記接着テープ７に接着されないチップ上バス・バー・リード部１５は、前記接着テープ７の外側、すなわち、半導体チップ３の中央側に張り出すように迂回している。
【００５３】
前記迂回部分１６はジグザグ状に屈曲している。
【００５４】
また、前記チップ上バス・バー・リード部１５の迂回部分１６には、チップ上バス・バー・リード部１５の熱応力による変形を吸収するためのノッチ部１７が所定箇所、たとえば、ジグザグ状に屈曲する屈曲部分のチップ上バス・バー・リード部１５の延在方向と直角方向の部分に設けられている。
【００５５】
これによって、チップ上バス・バー・リード部１５の延在方向、すなわち、半導体チップ３の長手方向の長手方向屈曲片２０は、長手方向屈曲片２０の両端に繋がる長手方向屈曲片２０に直交する方向の幅員方向屈曲片２１がそれぞれノッチ部１７で支持されることから、チップ上バス・バー・リード部１５の延在方向の熱に起因する変形を長手方向屈曲片２０の両端の幅員方向屈曲片２１のチップ主面と平行方向の変形によって吸収することができる。
【００５６】
この結果、銅リードとシリコン半導体チップとが、その熱膨張係数が大きく隔たっても、半導体チップ３には大きな熱応力は作用しなくなり、大きな熱歪みは生じなくなる。
【００５７】
なお、前記外枠３３には、図示しないガイド孔が設けられている。このガイド孔は、リードフレーム３１の移送や位置決め等のガイドとして利用される。
【００５８】
つぎに、このようなリードフレーム３１は、図５に示すように、半導体チップ３の主面に重ねられる。半導体チップ３の主面には、絶縁性接着樹脂からなる接着テープ７を介してインナーリードのリード内端部６と、チップ上バス・バー・リード部１５のワイヤボンディングされる部分、すなわち端部分３５および中間部分３６が、加熱加圧を伴うボンディングツールによって接着される。
【００５９】
バス・バー・リード９の迂回部分１６は、接着テープ７から外にはみ出す。
【００６０】
つぎに、電極４とリード内端部６および電極４とバス・バー・リード９とは、金線からなるワイヤ１２で電気的に接続される。
【００６１】
つぎに、このリードフレーム３１は、常用のモールド（トランスファモールド）技術によって、所定部分にパッケージ１が形成される。パッケージ１は、図５の二点鎖線に示されるように、半導体チップ３，リード内端部６，バス・バー・リード９の内端部分およびワイヤ１２を被う。パッケージ１はその厚さが２．６ｍｍとなる。つぎに、不要となるリードフレーム部分は切断除去される。さらに、パッケージ１から突出するリード２は成形されて、図１に示されるようなＪ−ベンド型の半導体装置が製造される。
【００６２】
本実施形態１の半導体装置によれば以下の効果を奏する。
【００６３】
（１）チップ上バス・バー・リード部１５の両端の端部分３５および中間部分３６は接着テープ７に接着されるが、前記接着部分の間のバス・バー・リード部分は前記接着テープ７の外側に張り出すように迂回している構成になっていることから、シリコンからなる半導体チップ３と銅からなるバス・バー・リード９の熱膨張係数の差に起因する熱応力が、前記半導体チップ３とバス・バー・リード９間に作用しても、前記バス・バー・リード９の迂回部分が変形部材となるため、半導体チップ３には大きな熱歪みは発生しなくなる。したがって、トランスファモールド時のエジェクタピンによる封止体１の突き上げ時に応力が加わっても、半導体チップ３にクラックや割れが発生しなくなる。
【００６４】
（２）前記チップ上バス・バー・リード部１５の略中間部分３６を前記接着テープ７に接着する構成においては、チップ上バス・バー・リード部１５の長さが二分されるため、バス・バー・リードの熱に起因する変形長さが短くなり、半導体チップ３に発生する熱歪みは一層小さなものになる。この場合、半導体チップ３の中間点がバス・バー・リードの固定点であることから、半導体チップ３の変形はより小さくなる。
【００６５】
（３）前記チップ上バス・バー・リード部１５の迂回部分１６はジグザグ状に屈曲している。したがって、このジグザグ状屈曲部分がチップ上バス・バー・リード部１５の変形を吸収することになり、半導体チップ３の熱歪み発生はより小さなものになる。
【００６６】
（４）前記ジグザグ状屈曲部分のチップ上バス・バー・リード部１５の延在方向と直角方向の部分には、チップ上バス・バー・リード部１５の熱応力を吸収するためのノッチ部１７が所定箇所に設けられていることから、このノッチ部１７で変形が一層容易になるため、半導体チップ３の熱歪み発生はより小さなものになる。
【００６７】
（５）前記（１）〜（４）により、本実施形態１の半導体装置は、半導体チップの破損が起き難くなり、信頼性が高くなるとともに、その製造において歩留りが高くなる。
【００６８】
図６乃至図８は、本実施形態１の変形例である。この例では、リード２を途中で一段高く屈曲させたオフセット構造とし、半導体チップ３のパッケージ１内での高さを中央に配置して封止性を向上するとともに、リード２のパッケージ１から突き出る高さを従来と同一にし、封止用金型の共用を図ったものである。
【００６９】
これにより、信頼性の高いパッケージ１を形成するとともに、製造歩留りの向上を図ることができる。
【００７０】
（実施形態２）
図９乃至図１１は本発明の実施形態２の半導体装置に係わる図であり、図９は半導体装置の一部を切り欠いた状態を示す平面図、１０は図９のＥ−Ｅ線に沿う一部の断面図、図１１は図９のＦ−Ｆ線に沿う断面図である。
【００７１】
本実施形態２では、チップ上バス・バー・リード部１５を中間で明確に区分けした分割構造としたものである。すなわち、中間部分３６はＵの字状となり、Ｕの字のそれぞれの直線部分から迂回部分１６が始まるようにした構造となっている。この構造では、チップ上バス・バー・リード部１５の熱歪みを明確に二分割にすることができ、半導体チップ３の熱歪みの発生を抑止することができる。
【００７２】
（実施形態３）
図１２乃至図１５は本発明の実施形態３の半導体装置に係わる図であり、図１２は半導体装置の一部を切り欠いた状態を示す平面図、図１３は図１２のＧ−Ｇ線に沿う一部の断面図、図１４は図１２のＨ−Ｈ線に沿う断面図、図１５は半導体装置の製造方法におけるリード接続状態を示す模式図である。
【００７３】
本実施形態３の半導体装置は、前記実施形態１の半導体装置において、前記チップ上バス・バー・リード部１５の迂回部分１６を他の部分よりも細くし、チップ上バス・バー・リード部１５の延在方向に直角な部分４０を変形し易くなっていることから、シリコンからなる半導体チップ３と銅からなるバス・バー・リード９の熱膨張係数の差に起因する熱応力が、前記半導体チップ３とバス・バー・リード９間に作用しても、半導体チップ３には大きな熱歪みは発生しなくなる。したがって、トランスファモールド時のエジェクタピンによる封止体１の突き上げ時に応力が加わっても、半導体チップ３にクラックや割れが発生しなくなる。
【００７４】
また、本実施形態３では、半導体チップ３に信号用リードを固定する際、前記バス・バー・リード９を加圧することなく半導体チップ３と前記信号用リードとを加熱加圧しながら、半導体チップ３の主面に接着テープ７を介して信号用リードを熱圧着したものである。すなわち、図１２に示すように、チップ上バス・バー・リード部１５は、ワイヤボンディングを行うその両端部分のみが接着テープ７上を横切るが、この横切る部分４１は接着テープ７に接着されていない。
【００７５】
したがって、バス・バー・リード９は接着テープ７と接着されることがないため、シリコンからなる半導体チップ３と銅からなるバス・バー・リード９の熱膨張係数が異なっても、半導体チップ３とバス・バー・リード９間には熱応力は発生しなくなり、半導体チップ３にバス・バー・リード９に起因する熱歪みは発生しなくなる。
【００７６】
なお、本実施形態３では、バス・バー・リード９を完全に半導体チップ３と接着させない構造としてあるが、チップ上バス・バー・リード部１５の中間点部分は接着テープ７を介して半導体チップ３に固定する分には半導体チップ３に熱歪みが発生しない。すなわち、チップ上バス・バー・リード部１５の熱応力中点を接着テープ７に接着する構造ならば半導体チップ３の熱歪みの発生は起きないものと考えて差し支えない。
【００７７】
本実施形態３の半導体装置の製造方法においては、図１５に示すように、加熱（約４００℃）されたステージ４２上に載置した半導体チップ３に対して、接着テープ７を下側にしてリードフレーム３１を載置し、その後上方から加熱された（約４００℃）ヒートツール４３を降下させて、接着テープ７を介してリード２を半導体チップ３に固定する際、ヒートツール４３では、バス・バー・リード９を加圧しない。すなわち、ヒートツール４３の寸法を小さくして、ヒートツール４３を降下させても、ヒートツール４３がバス・バー・リード９に接触することもなく、かつ近接することがないようにして半導体チップ３とリード２（信号用リード）の接続を行う。
【００７８】
なお、本実施形態３の場合には、リードフレーム３１のバス・バー・リード９が浮くため、ワイヤボンディングにおいては、バス・バー・リード９をクランパーで抑えてワイヤボンディングを行う。すなわち、ワイヤボンディングは超音波熱圧着により行うことから、バス・バー・リード９が浮いた状態ではワイヤボンディングが確実に行えない。したがって、ワイヤボンディングが行われるバス・バー・リード９の下には、接着はされないが、接着テープ７が延在し、ワイヤボンディング時にはバス・バー・リード９を支持するようになっている。
【００７９】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施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。
【００８０】
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明をその背景となった利用分野であるＤＲＡＭの製造技術に適用した場合について説明したが、それに限定されるものではなく、たとえば、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）の製造技術などに適用できる。
【００８１】
本発明は少なくともＬＯＣ構造の半導体装置の製造技術には適用できる。
【００８２】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００８３】
（１）ＬＯＣ構造の半導体装置において、半導体チップの長手方向に延在するチップ上バス・バー・リード部は、そのワイヤボンディングを行う部分のみが接着テープに接着され、他の部分は接着テープから外れて接着テープの外側に張り出すように迂回していることから、シリコンからなる半導体チップと銅からなるバス・バー・リードの熱膨張係数の差に起因する熱応力が、前記半導体チップとバス・バー・リード間に作用しても、前記バス・バー・リードの迂回部分が変形部材となるため、半導体チップには大きな熱歪みは発生しなくなり、半導体装置の信頼性の向上を図ることができる。
【００８４】
（２）チップ上バス・バー・リード部は、そのワイヤボンディングを行う部分は少なくとも接着テープ上を横切るが、どの部分も接着テープに接着されず、また接着テープを横切らない他の部分は接着テープの外側に張り出すように迂回している。バス・バー・リードのどの部分も接着していないため、熱応力を緩和する部分が長く、チップ反りがより小さくなる。
【００８５】
（３）また、前記迂回部分をジグザグ状に屈曲させたり、迂回部分にノッチ部を設けたり、細くしたりすることによって、バス・バー・リードとシリコンチップ間に発生する熱応力を吸収することができる。
【００８６】
（４）前記（１）および（２）により、本発明によれば半導体チップが大形化したり、半導体チップの発熱量が多くなっても、半導体チップの熱歪みによる損傷を抑止できることから、信頼性が高いＬＯＣ構造の半導体装置を高歩留りに製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１である半導体装置の一部を切り欠いた状態を示す斜視図である。
【図２】本実施形態１の半導体装置の一部を切り欠いた状態を示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う一部の断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図５】本実施形態１の半導体装置の製造状態を示す平面図である。
【図６】本発明の実施形態１の変形例である半導体装置の一部を切り欠いた状態を示す平面図である。
【図７】図６のＣ−Ｃ線に沿う一部の断面図である。
【図８】図６のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図９】本発明の実施形態２の半導体装置の一部を切り欠いた状態を示す平面図である。
【図１０】図９のＥ−Ｅ線に沿う一部の断面図である。
【図１１】図９のＦ−Ｆ線に沿う断面図である。
【図１２】本発明の実施形態３の半導体装置の一部を切り欠いた状態を示す平面図である。
【図１３】図１２のＧ−Ｇ線に沿う一部の断面図である。
【図１４】図１２のＨ−Ｈ線に沿う断面図である。
【図１５】本実施形態３の半導体装置の製造方法におけるリード接続状態を示す模式図である。
【符号の説明】
１…パッケージ、２…リード、３…半導体チップ、４…電極、６…リード内端部、７…接着テープ、１０…電源用リード、１１…接地用リード、１２…ワイヤ、１５…チップ上バス・バー・リード部、１６…迂回部分、１７…括れ部、２０…長手方向屈曲片、２１…幅員方向屈曲片、３１…リードフレーム、３２…内枠、３３…外枠、３５…端部分、３６…中間部分、４０…延在方向に直角な部分、４１…横切る部分、４２…ステージ、４３…ヒートツール。
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置およびその製造方法に関し、特にＬＯＣ（ｌｅａｄ ｏｎ ｃｈｉｐ）と呼称される半導体装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器は、機能面から高密度実装化が、実装面から軽量化，小型化，薄型化が要請されている。また、電子部品の製造コストの低減のために、パッケージ形態としては材料が安くかつ生産性が良好な樹脂封止（レジンパッケージ）型半導体装置が多用されている。レジンパッケージ型半導体装置としては、金属製のリードフレームを用いるもの、絶縁性フィルムの表面にリードを形成したＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）等が知られている。
【０００３】
リードフレームを用いた半導体装置の構造の一つとして、半導体チップの上に絶縁性の接着テープを介してリード内端部を取り付けるとともに、これらリード内端部と半導体チップの上面に設けられたボンディングパッドをワイヤで接続し、かつ半導体チップ，ワイヤ，リード内端部をレジンパッケージで封止してなるＬＯＣ構造の半導体装置が知られている。
【０００４】
ＬＯＣ構造については、日経ＢＰ社発行「日経マイクロデバイス」１９９１年２月号、Ｐ８９〜Ｐ９７に記載されている。
【０００５】
ＬＯＣ構造では、一般に半導体チップの中央に沿って電極パッド（ボンディングパッド）が配列されるとともに、このボンディングパッド列の両側にそれぞれ電源線および接地線としてのバス・バー・リードが接着テープを介して配置されている。また、バス・バー・リードの外側の半導体チップ上に信号線等となるリード（信号用リード）の内端部分が並ぶ構造となっている。
【０００６】
前記ボンディングパッドとバス・バー・リードや信号用リード内端部が導電性のワイヤで接続されている。前記バス・バー・リードや信号用リードの内端部は接着テープを介して半導体チップの上面に接着されている。
【０００７】
この文献には、長方形の半導体チップの長手方向に沿って真っ直ぐに延在するバス・バー・リードが示されている。また、前記半導体チップ上のバス・バー・リードの両端部分はそれぞれ直角に曲がって半導体チップの側面側に向かって延在している。そして、前記バス・バー・リードの半導体チップの長手方向に沿う直線部分と、この直線部分の端の屈曲部分は接着テープを介して半導体チップに張り付けられている。
【０００８】
一方、特開平４−２０６５６１号公報には、半導体素子上を直線的に延在する共通信号用インナーリード（バス・バー・リード）を断続的に半導体素子に固定する構造が開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ＬＯＣ構造の半導体装置は、半導体チップの表面（主面）に絶縁性の接着テープを介してリードの先端部分を固定する構造になっている。また、電源線および接地線としてのバス・バー・リードも前記接着テープ上に接着される。
【００１０】
電源線および接地線としての２本のバス・バー・リードは、半導体チップの中心線に沿って配設される電極パッド（ボンディングパッド）の両側に沿って延在する。また、半導体チップの両側から半導体チップの中心線に向かって延在する信号用リードの内端部は、その先端を前記バス・バー・リードの側面に近接させるように配置される。
【００１１】
一方、半導体装置の高機能，高集積化に伴って半導体チップは漸次大きくなっている。たとえば、６４ＭシンクロナスＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）の場合、半導体チップの大きさは、縦１５ｍｍ，横８ｍｍ程度と大きい。
【００１２】
また、６４ＭシンクロナスＤＲＡＭは、高速化のためハイパワー（高出力）となり、放熱のために銅材のリードフレームを使うことが必要になっている。
【００１３】
バス・バー・リードは、前述のようにシリコンからなる半導体チップの主面上に接着テープを介して固定され、かつ樹脂によって形成されるパッケージに封止される。
【００１４】
半導体装置の製造における半導体チップとリードとの固定時、約４００℃のヒートツールでリード上面と半導体チップ下面を加熱しながら、半導体チップの主面に接着テープを介してリードを熱圧着する。この時、熱膨張係数αの大きな銅からなるバス・バー・リードが大きく熱膨張した状態で半導体チップに固定される。リード接続後は、全体は室温に戻るが、半導体チップに接着テープを介して張り付けられるバス・バー・リードが長いことと、バス・バー・リードと半導体チップとの間の熱膨張係数の差によって、バス・バー・リードおよび半導体チップ間には大きな熱歪みが発生し、反りが発生する。
【００１５】
熱膨張係数の違いに起因するこの熱歪みによって半導体チップには、その両側が上方（主面側）に持ち上がるように反る曲げ応力が働く。たとえば、厚さが０．１２５ｍｍの銅バス・バー・リードで、厚さ０．２８ｍｍ，長さ１５ｍｍの半導体チップの場合、チップの反りは１２０μｍ程度となる。
【００１６】
半導体チップの長さがさらに長くなると、この状態だけでも半導体チップにはクラックや割れが発生する。
【００１７】
一方、半導体チップ，リード内端部等は、トランスファモールドによって封止される。また、封止後は、モールド金型のキャビティ内の製品はエジェクタピンによって突き出される。
【００１８】
本発明者等の分析検討によれば、前記エジェクタピンによる突き出しの際の突き出し力が、曲げ応力の掛かった半導体チップに作用すると、半導体チップの下面には容易にクラックが入り、特性の劣化を生じさせたり、信頼性の低下を招くことが判明した。
【００１９】
本発明の目的は信頼性の高いＬＯＣ構造半導体装置を提供することにある。
【００２０】
本発明の他の目的は、信頼性の高い半導体装置を高歩留りで製造できるＬＯＣ構造半導体装置の製造方法を提供することにある。
【００２１】
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであろう。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００２４】
（１）樹脂からなる封止体と、前記封止体の内外に亘って延在するリードと、前記封止体内に位置しかつ主面に電極を有する半導体チップと、前記半導体チップの電極と前記リードを電気的に接続する接続手段とを有し、前記リードは前記半導体チップの主面上を横切るバス・バー・リードと前記半導体チップの主面上に先端を延在させる信号用リードとからなり、前記信号用リードおよびバス・バー・リードの一部は前記半導体チップの主面に接着される絶縁性の接着テープ上に重なる半導体装置であって、前記半導体チップの主面上を延在するチップ上バス・バー・リード部はどの部分も前記接着テープに接着されず、前記信号用リードが前記接着テープに接着されている構成になっている。前記半導体チップの主面上を延在するチップ上バス・バー・リード部の少なくともワイヤボンディングされる部分は前記接着テープ上を非接着の状態で横切り、他の部分は前記接着テープの外側に張り出すように迂回している。前記チップ上バス・バー・リード部の迂回部分はジグザグ状に屈曲している。前記チップ上バス・バー・リード部の迂回部分にはチップ上バス・バー・リード部の熱応力を吸収するためのノッチ部が所定箇所に設けられている。前記信号用リードおよびバス・バー・リードは銅材で形成されている。
【００２５】
このような半導体装置の製造方法は以下の方法によって製造される。すなわち、樹脂からなる封止体と、前記封止体の内外に亘って延在するリードと、前記封止体内に位置しかつ主面に電極を有する半導体チップと、前記半導体チップの電極と前記リードを電気的に接続する接続手段とを有し、前記リードは前記半導体チップの主面上を横切るバス・バー・リードと前記半導体チップの主面上に先端を延在させる信号用リードとからなり、前記信号用リードおよびバス・バー・リードは前記半導体チップの主面に接着される絶縁性の接着テープ上に重なる半導体装置であり、前記半導体チップの主面上を延在するチップ上バス・バー・リード部はどの部分も前記接着テープに接着されず、前記信号用リードが前記接着テープに接着されてなる半導体装置の製造方法であって、前記半導体チップに前記信号用リードを固定する際、前記バス・バー・リードを加圧することなく前記半導体チップと前記信号用リードとをツールで荷重を加えながら加熱し、半導体チップの主面に前記接着テープを介して信号用リードを熱圧着することを特徴とする。また、前記半導体チップの主面上を延在するチップ上バス・バー・リード部の少なくともワイヤボンディングする部分は前記接着テープを横切り、他の部分は前記接着テープの外側に張り出すように迂回させ、前記接着テープを横切る部分は加圧しないようにする。
【００２６】
前記（１）の手段によれば、前記チップ上バス・バー・リード部の少なくともワイヤボンディングする部分は前記接着テープに接着されるが、前記接着部分の間のバス・バー・リード部分は前記接着テープの外側に張り出すように迂回している構成になっていることから、シリコンからなる半導体チップと銅からなるバス・バー・リードの熱膨張係数の差に起因する熱応力が、前記半導体チップとバス・バー・リード間に作用しても、前記バス・バー・リードの迂回部分が変形部材となるため、半導体チップには大きな熱歪みは発生しなくなる。したがって、トランスファモールド時のエジェクタピンによる封止体の突き上げ時に応力が加わっても、半導体チップにクラックや割れが発生しなくなる。
【００２７】
また、前記チップ上バス・バー・リード部の略中間部分を前記接着テープに接着する構成においては、チップ上バス・バー・リード部の長さが二分されるため、バス・バー・リードの熱に起因する変形長さが短くなり、半導体チップに発生する熱歪みは一層小さなものになる。この場合、半導体チップの応力中心点がバス・バー・リードの固定点であることから、半導体チップの変形はより小さくなる。
【００２８】
また、前記チップ上バス・バー・リード部の迂回部分はジグザグ状に屈曲している構成では、このジグザグ状屈曲部分がバス・バー・リードの変形を吸収することになり、半導体チップの熱歪み発生はより小さなものになる。
【００２９】
また、前記チップ上バス・バー・リード部の迂回部分にはチップ上バス・バー・リード部の熱応力を吸収するためのノッチ部が所定箇所に設けられていることから、このノッチ部で変形が一層容易になるため、半導体チップの熱歪み発生はより小さなものになる。
【００３０】
また、チップ上バス・バー・リード部のいずれの部分も接着テープに接着されることがないため、バス・バー・リードと半導体チップとの間には、大きな熱収縮量の差が生じた場合でも、バス・バー・リードの全長に亘って変形することにより熱応力が緩和されるため、半導体チップの反りは小さい。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００３３】
（実施形態１）
図１乃至図５は本発明の実施形態１である半導体装置に係わる図であり、図１は半導体装置の一部を切り欠いた状態の斜視図、図２は同じく平面図、図３は図２のＡ−Ａ線に沿う一部の断面図、図４は図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図５は半導体装置の製造状態を示す平面図である。
【００３４】
本発明では６４ＭシンクロナスＤＲＡＭが組み込まれたＳＯＪ型の半導体装置について説明する。本発明の半導体装置は、図１〜図４に示すように、樹脂（レジン）からなる矩形体状の封止体（パッケージ）１の両側から、複数のリード２をそれぞれ並んで突出させる構造となっている。前記パッケージ１の厚さは、たとえば、２．６ｍｍである。また、リード２は銅材からなり、たとえば、厚さ０．２５ｍｍ，幅０．２ｍｍである。
【００３５】
前記パッケージ１の内部には矩形体からなる半導体チップ３が封止されている。この半導体チップ３は、図示はしないが６４ＭシンクロナスＤＲＡＭが形成されている。半導体チップ３は、たとえば、厚さ０．４ｍｍ、幅８ｍｍ，長さ１５ｍｍ程度となっている。
【００３６】
前記半導体チップ３は、図２〜図４に示すように、主面中央に沿って１列に亘って電極（電極パッド：ボンディングパッド）４が複数設けられている。
【００３７】
前記パッケージ１の内外に亘って延在するリード２において、パッケージ１の外におけるリード部分（アウターリード）は成形され、図１に示すようにＪ−リード構造となっている。また、パッケージ１内におけるリード部分（インナーリード）は、そのリード内端部６を半導体チップ３の主面上に絶縁性の接着樹脂からなる接着テープ７を介して接着されている。
【００３８】
前記接着テープ７は、たとえば、熱可塑性ポリイミド樹脂系の樹脂による単層テープ、または熱硬化性ポリイミド基材の両面に熱可塑性ポリイミド樹脂系の樹脂を形成した三層テープ構造である。前記熱可塑性ポリイミド樹脂は、たとえばポリエーテルアミドイミド樹脂である。三層テープは、基材の厚さが５０μｍ、この基材の両面に形成される接着剤樹脂の厚さはそれぞれ２５μｍの厚さである。
【００３９】
また、パッケージ１の両側に突出するそれぞれのリード列において、リード列の両側のリードはパッケージ１内で連なり、バス・バー・リード９となる。バス・バー・リード９は、一方が電源用リード１０となり、他方は接地用リード１１となる。これら２本のバス・バー・リード９は、半導体チップ３上を前記電極４列の両側に沿って延在する。
【００４０】
一方、これが本発明の特徴の一つであるが、前記バス・バー・リード９の半導体チップ３の主面上を延在するチップ上バス・バー・リード部１５の少なくともワイヤボンディングを行う部分、図２〜図５の例では両端部分と中間部分は、前記接着テープ７に接着されている。また、前記接着部分では、前記チップ上バス・バー・リード部１５は接着テープ７の幅員方向に横切るようになっている。そして、前記チップ上バス・バー・リード部１５は、前記接着テープ７の外側、すなわち、半導体チップ３の中心線側に張り出すように迂回している。
【００４１】
前記迂回部分１６はジグザグ状に屈曲している。
【００４２】
また、前記チップ上バス・バー・リード部１５のチップ短辺に平行な迂回部分１６には、チップ上バス・バー・リード部１５の熱応力による変形を吸収するためのノッチ部１７が所定箇所、たとえば、ジグザグ状に屈曲する屈曲部分のチップ上バス・バー・リード部１５の延在方向と直角方向に設けられている。
【００４３】
これによって、チップ上バス・バー・リード部１５の延在方向、すなわち、半導体チップ３の長手方向の長手方向屈曲片２０は、長手方向屈曲片２０の両端に繋がる長手方向屈曲片２０に直交する方向の幅員方向屈曲片２１がそれぞれノッチ部１７で支持されることから、チップ上バス・バー・リード部１５の延在方向の熱に起因する変形を長手方向屈曲片２０の両端の幅員方向屈曲片２１のチップ主面と平行方向の変形によって吸収することができる。
【００４４】
この結果、銅リードとシリコン半導体チップとが、その熱膨張係数が大きく隔たっても、半導体チップ３には大きな熱応力は作用しなくなり、大きな熱歪みは生じなくなる。
【００４５】
したがって、半導体装置の製造におけるトランスファモールド時、パッケージ１がエジェクタピンによって突き出されて半導体チップ３に応力が加わっても、半導体チップ３には大きな熱歪みが残留していないことから、半導体チップにクラックや割れが発生しなくなる。これにより、半導体装置の特性の劣化や信頼性の低下が起きなくなる。
【００４６】
前記ノッチ部１７は、チップ上バス・バー・リード部１５の一側面または両側面に、Ｖ字状の切り欠き（ノッチ）等を設けることによって形成される。
【００４７】
なお、リード部分と接着テープ７との接着部分は、説明の便宜上ハッチングを施してある（以下の図でも同様）。
【００４８】
また、前記電極４とリード２の内端部、電極４とバス・バー・リード９の所定部分は導電性のワイヤ１２によって接続されている。リード２およびバス・バー・リード９において、ワイヤ１２の接続強度を維持するため、接続部分のリード２やバス・バー・リード９は、必ず接着テープ７上に位置している。
【００４９】
つぎに、このような半導体装置の製造について説明する。最初に図５に示されるようなリードフレーム３１が用意される。このリードフレーム３１は、たとえば、０．２５ｍｍの厚さのＣｕ板をエッチングまたは精密プレスによってパターニングすることによって形成される。リードフレーム３１は複数の単位リードパターンを一方向に直列に並べた形状となっている。単位リードパターンは、一対の平行に延在する内枠３２と、この一対の内枠３２を連結しかつ内枠３２に直交する方向に延在する一対の外枠３３とによって形成される枠内に形成されている。
【００５０】
一方、前記枠の内枠３２の内側から複数のリード２が枠の中央に向かって延在している。これらリード２は、途中まで相互に平行となって延在してアウターリードを形成するが、途中から枠の中心方向にそれぞれ屈曲して片持梁構造のインナーリードを形成している。
【００５１】
また、リード列の両側のリードは枠の中央に沿って延在して相互に連なってバス・バー・リード９を形成している。このバス・バー・リード９は、両方の内枠３２から延在するリード２によって形成され、一方が電源用リード１０となり、他方が接地用リード１１と２本となる。このバス・バー・リード９は、枠の中央を内枠３２に沿ってジグザグ状に屈曲しながら延在する。
【００５２】
図５には、リード２やバス・バー・リード９が固定される半導体チップ３や、半導体チップ３とリード２やバス・バー・リード９を接続する接着テープ７を示してある。前記半導体チップ３の主面上を延在するチップ上バス・バー・リード部１５において、両端の端部分３５と、中間部分３６が接着テープ７を接着テープ７の幅員方向に横切る部分となり、かつ接着テープ７に接着されている。しかし、前記接着テープ７に接着されないチップ上バス・バー・リード部１５は、前記接着テープ７の外側、すなわち、半導体チップ３の中央側に張り出すように迂回している。
【００５３】
前記迂回部分１６はジグザグ状に屈曲している。
【００５４】
また、前記チップ上バス・バー・リード部１５の迂回部分１６には、チップ上バス・バー・リード部１５の熱応力による変形を吸収するためのノッチ部１７が所定箇所、たとえば、ジグザグ状に屈曲する屈曲部分のチップ上バス・バー・リード部１５の延在方向と直角方向の部分に設けられている。
【００５５】
これによって、チップ上バス・バー・リード部１５の延在方向、すなわち、半導体チップ３の長手方向の長手方向屈曲片２０は、長手方向屈曲片２０の両端に繋がる長手方向屈曲片２０に直交する方向の幅員方向屈曲片２１がそれぞれノッチ部１７で支持されることから、チップ上バス・バー・リード部１５の延在方向の熱に起因する変形を長手方向屈曲片２０の両端の幅員方向屈曲片２１のチップ主面と平行方向の変形によって吸収することができる。
【００５６】
この結果、銅リードとシリコン半導体チップとが、その熱膨張係数が大きく隔たっても、半導体チップ３には大きな熱応力は作用しなくなり、大きな熱歪みは生じなくなる。
【００５７】
なお、前記外枠３３には、図示しないガイド孔が設けられている。このガイド孔は、リードフレーム３１の移送や位置決め等のガイドとして利用される。
【００５８】
つぎに、このようなリードフレーム３１は、図５に示すように、半導体チップ３の主面に重ねられる。半導体チップ３の主面には、絶縁性接着樹脂からなる接着テープ７を介してインナーリードのリード内端部６と、チップ上バス・バー・リード部１５のワイヤボンディングされる部分、すなわち端部分３５および中間部分３６が、加熱加圧を伴うボンディングツールによって接着される。
【００５９】
バス・バー・リード９の迂回部分１６は、接着テープ７から外にはみ出す。
【００６０】
つぎに、電極４とリード内端部６および電極４とバス・バー・リード９とは、金線からなるワイヤ１２で電気的に接続される。
【００６１】
つぎに、このリードフレーム３１は、常用のモールド（トランスファモールド）技術によって、所定部分にパッケージ１が形成される。パッケージ１は、図５の二点鎖線に示されるように、半導体チップ３，リード内端部６，バス・バー・リード９の内端部分およびワイヤ１２を被う。パッケージ１はその厚さが２．６ｍｍとなる。つぎに、不要となるリードフレーム部分は切断除去される。さらに、パッケージ１から突出するリード２は成形されて、図１に示されるようなＪ−ベンド型の半導体装置が製造される。
【００６２】
本実施形態１の半導体装置によれば以下の効果を奏する。
【００６３】
（１）チップ上バス・バー・リード部１５の両端の端部分３５および中間部分３６は接着テープ７に接着されるが、前記接着部分の間のバス・バー・リード部分は前記接着テープ７の外側に張り出すように迂回している構成になっていることから、シリコンからなる半導体チップ３と銅からなるバス・バー・リード９の熱膨張係数の差に起因する熱応力が、前記半導体チップ３とバス・バー・リード９間に作用しても、前記バス・バー・リード９の迂回部分が変形部材となるため、半導体チップ３には大きな熱歪みは発生しなくなる。したがって、トランスファモールド時のエジェクタピンによる封止体１の突き上げ時に応力が加わっても、半導体チップ３にクラックや割れが発生しなくなる。
【００６４】
（２）前記チップ上バス・バー・リード部１５の略中間部分３６を前記接着テープ７に接着する構成においては、チップ上バス・バー・リード部１５の長さが二分されるため、バス・バー・リードの熱に起因する変形長さが短くなり、半導体チップ３に発生する熱歪みは一層小さなものになる。この場合、半導体チップ３の中間点がバス・バー・リードの固定点であることから、半導体チップ３の変形はより小さくなる。
【００６５】
（３）前記チップ上バス・バー・リード部１５の迂回部分１６はジグザグ状に屈曲している。したがって、このジグザグ状屈曲部分がチップ上バス・バー・リード部１５の変形を吸収することになり、半導体チップ３の熱歪み発生はより小さなものになる。
【００６６】
（４）前記ジグザグ状屈曲部分のチップ上バス・バー・リード部１５の延在方向と直角方向の部分には、チップ上バス・バー・リード部１５の熱応力を吸収するためのノッチ部１７が所定箇所に設けられていることから、このノッチ部１７で変形が一層容易になるため、半導体チップ３の熱歪み発生はより小さなものになる。
【００６７】
（５）前記（１）〜（４）により、本実施形態１の半導体装置は、半導体チップの破損が起き難くなり、信頼性が高くなるとともに、その製造において歩留りが高くなる。
【００６８】
図６乃至図８は、本実施形態１の変形例である。この例では、リード２を途中で一段高く屈曲させたオフセット構造とし、半導体チップ３のパッケージ１内での高さを中央に配置して封止性を向上するとともに、リード２のパッケージ１から突き出る高さを従来と同一にし、封止用金型の共用を図ったものである。
【００６９】
これにより、信頼性の高いパッケージ１を形成するとともに、製造歩留りの向上を図ることができる。
【００７０】
（実施形態２）
図９乃至図１１は本発明の実施形態２の半導体装置に係わる図であり、図９は半導体装置の一部を切り欠いた状態を示す平面図、１０は図９のＥ−Ｅ線に沿う一部の断面図、図１１は図９のＦ−Ｆ線に沿う断面図である。
【００７１】
本実施形態２では、チップ上バス・バー・リード部１５を中間で明確に区分けした分割構造としたものである。すなわち、中間部分３６はＵの字状となり、Ｕの字のそれぞれの直線部分から迂回部分１６が始まるようにした構造となっている。この構造では、チップ上バス・バー・リード部１５の熱歪みを明確に二分割にすることができ、半導体チップ３の熱歪みの発生を抑止することができる。
【００７２】
（実施形態３）
図１２乃至図１５は本発明の実施形態３の半導体装置に係わる図であり、図１２は半導体装置の一部を切り欠いた状態を示す平面図、図１３は図１２のＧ−Ｇ線に沿う一部の断面図、図１４は図１２のＨ−Ｈ線に沿う断面図、図１５は半導体装置の製造方法におけるリード接続状態を示す模式図である。
【００７３】
本実施形態３の半導体装置は、前記実施形態１の半導体装置において、前記チップ上バス・バー・リード部１５の迂回部分１６を他の部分よりも細くし、チップ上バス・バー・リード部１５の延在方向に直角な部分４０を変形し易くなっていることから、シリコンからなる半導体チップ３と銅からなるバス・バー・リード９の熱膨張係数の差に起因する熱応力が、前記半導体チップ３とバス・バー・リード９間に作用しても、半導体チップ３には大きな熱歪みは発生しなくなる。したがって、トランスファモールド時のエジェクタピンによる封止体１の突き上げ時に応力が加わっても、半導体チップ３にクラックや割れが発生しなくなる。
【００７４】
また、本実施形態３では、半導体チップ３に信号用リードを固定する際、前記バス・バー・リード９を加圧することなく半導体チップ３と前記信号用リードとを加熱加圧しながら、半導体チップ３の主面に接着テープ７を介して信号用リードを熱圧着したものである。すなわち、図１２に示すように、チップ上バス・バー・リード部１５は、ワイヤボンディングを行うその両端部分のみが接着テープ７上を横切るが、この横切る部分４１は接着テープ７に接着されていない。
【００７５】
したがって、バス・バー・リード９は接着テープ７と接着されることがないため、シリコンからなる半導体チップ３と銅からなるバス・バー・リード９の熱膨張係数が異なっても、半導体チップ３とバス・バー・リード９間には熱応力は発生しなくなり、半導体チップ３にバス・バー・リード９に起因する熱歪みは発生しなくなる。
【００７６】
なお、本実施形態３では、バス・バー・リード９を完全に半導体チップ３と接着させない構造としてあるが、チップ上バス・バー・リード部１５の中間点部分は接着テープ７を介して半導体チップ３に固定する分には半導体チップ３に熱歪みが発生しない。すなわち、チップ上バス・バー・リード部１５の熱応力中点を接着テープ７に接着する構造ならば半導体チップ３の熱歪みの発生は起きないものと考えて差し支えない。
【００７７】
本実施形態３の半導体装置の製造方法においては、図１５に示すように、加熱（約４００℃）されたステージ４２上に載置した半導体チップ３に対して、接着テープ７を下側にしてリードフレーム３１を載置し、その後上方から加熱された（約４００℃）ヒートツール４３を降下させて、接着テープ７を介してリード２を半導体チップ３に固定する際、ヒートツール４３では、バス・バー・リード９を加圧しない。すなわち、ヒートツール４３の寸法を小さくして、ヒートツール４３を降下させても、ヒートツール４３がバス・バー・リード９に接触することもなく、かつ近接することがないようにして半導体チップ３とリード２（信号用リード）の接続を行う。
【００７８】
なお、本実施形態３の場合には、リードフレーム３１のバス・バー・リード９が浮くため、ワイヤボンディングにおいては、バス・バー・リード９をクランパーで抑えてワイヤボンディングを行う。すなわち、ワイヤボンディングは超音波熱圧着により行うことから、バス・バー・リード９が浮いた状態ではワイヤボンディングが確実に行えない。したがって、ワイヤボンディングが行われるバス・バー・リード９の下には、接着はされないが、接着テープ７が延在し、ワイヤボンディング時にはバス・バー・リード９を支持するようになっている。
【００７９】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施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。
【００８０】
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明をその背景となった利用分野であるＤＲＡＭの製造技術に適用した場合について説明したが、それに限定されるものではなく、たとえば、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）の製造技術などに適用できる。
【００８１】
本発明は少なくともＬＯＣ構造の半導体装置の製造技術には適用できる。
【００８２】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００８３】
（１）ＬＯＣ構造の半導体装置において、半導体チップの長手方向に延在するチップ上バス・バー・リード部は、そのワイヤボンディングを行う部分のみが接着テープに接着され、他の部分は接着テープから外れて接着テープの外側に張り出すように迂回していることから、シリコンからなる半導体チップと銅からなるバス・バー・リードの熱膨張係数の差に起因する熱応力が、前記半導体チップとバス・バー・リード間に作用しても、前記バス・バー・リードの迂回部分が変形部材となるため、半導体チップには大きな熱歪みは発生しなくなり、半導体装置の信頼性の向上を図ることができる。
【００８４】
（２）チップ上バス・バー・リード部は、そのワイヤボンディングを行う部分は少なくとも接着テープ上を横切るが、どの部分も接着テープに接着されず、また接着テープを横切らない他の部分は接着テープの外側に張り出すように迂回している。バス・バー・リードのどの部分も接着していないため、熱応力を緩和する部分が長く、チップ反りがより小さくなる。
【００８５】
（３）また、前記迂回部分をジグザグ状に屈曲させたり、迂回部分にノッチ部を設けたり、細くしたりすることによって、バス・バー・リードとシリコンチップ間に発生する熱応力を吸収することができる。
【００８６】
（４）前記（１）および（２）により、本発明によれば半導体チップが大形化したり、半導体チップの発熱量が多くなっても、半導体チップの熱歪みによる損傷を抑止できることから、信頼性が高いＬＯＣ構造の半導体装置を高歩留りに製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１である半導体装置の一部を切り欠いた状態を示す斜視図である。
【図２】本実施形態１の半導体装置の一部を切り欠いた状態を示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う一部の断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図５】本実施形態１の半導体装置の製造状態を示す平面図である。
【図６】本発明の実施形態１の変形例である半導体装置の一部を切り欠いた状態を示す平面図である。
【図７】図６のＣ−Ｃ線に沿う一部の断面図である。
【図８】図６のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図９】本発明の実施形態２の半導体装置の一部を切り欠いた状態を示す平面図である。
【図１０】図９のＥ−Ｅ線に沿う一部の断面図である。
【図１１】図９のＦ−Ｆ線に沿う断面図である。
【図１２】本発明の実施形態３の半導体装置の一部を切り欠いた状態を示す平面図である。
【図１３】図１２のＧ−Ｇ線に沿う一部の断面図である。
【図１４】図１２のＨ−Ｈ線に沿う断面図である。
【図１５】本実施形態３の半導体装置の製造方法におけるリード接続状態を示す模式図である。
【符号の説明】
１…パッケージ、２…リード、３…半導体チップ、４…電極、６…リード内端部、７…接着テープ、１０…電源用リード、１１…接地用リード、１２…ワイヤ、１５…チップ上バス・バー・リード部、１６…迂回部分、１７…括れ部、２０…長手方向屈曲片、２１…幅員方向屈曲片、３１…リードフレーム、３２…内枠、３３…外枠、３５…端部分、３６…中間部分、４０…延在方向に直角な部分、４１…横切る部分、４２…ステージ、４３…ヒートツール。
Claims (7)
- 樹脂からなる封止体と、前記封止体の内外に亘って延在するリードと、前記封止体内に位置しかつ主面に電極を有する半導体チップと、前記半導体チップの電極と前記リードを電気的に接続する接続手段とを有し、前記リードは前記半導体チップの主面上を横切るバス・バー・リードと前記半導体チップの主面上に先端を延在させる信号用リードとからなり、前記信号用リードおよびバス・バー・リードの一部は前記半導体チップの主面に接着される絶縁性接着テープ上に重なる半導体装置であって、前記半導体チップの主面上を延在するチップ上バス・バー・リード部はいずれの部分も前記絶縁性接着テープに接着されず、前記信号用リードが前記絶縁性接着テープに接着されていることを特徴とする半導体装置。
- 前記半導体チップの主面上を延在するチップ上バス・バー・リード部の少なくともワイヤボンディングされる部分は前記絶縁性接着テープ上を横切り、他の部分は前記絶縁性接着テープの外側に張り出すように迂回していることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記チップ上バス・バー・リード部の迂回部分はジグザグ状に屈曲していることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
- 前記チップ上バス・バー・リード部の迂回部分にはチップ上バス・バー・リード部の熱応力を吸収するためのノッチ部が所定箇所に設けられていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の半導体装置。
- 前記チップ上バス・バー・リード部の迂回部分は他の部分よりも細くなっていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の半導体装置。
- 樹脂からなる封止体と、前記封止体の内外に亘って延在するリードと、前記封止体内に位置しかつ主面に電極を有する半導体チップと、前記半導体チップの電極と前記リードを電気的に接続する接続手段とを有し、前記リードは前記半導体チップの主面上を横切るバス・バー・リードと前記半導体チップの主面上に先端を延在させる信号用リードとからなり、前記信号用リードおよびバス・バー・リードの一部は前記半導体チップの主面に接着される絶縁性接着テープ上に重なる半導体装置であり、前記半導体チップの主面上を延在するチップ上バス・バー・リード部はいずれの部分も前記絶縁性接着テープに接着されず、前記信号用リードが前記絶縁性接着テープに接着されてなる半導体装置の製造方法であって、前記半導体チップに前記信号用リードを固定する際、前記バス・バー・リードを加圧することなく前記半導体チップと前記信号用リードとを加熱加圧しながら、半導体チップの主面に前記絶縁性接着テープを介して信号用リードを熱圧着することを特徴とする半導体装置の製造方法。
- 前記半導体チップの主面上を延在するチップ上バス・バー・リード部の少なくともワイヤボンディングされる部分は前記絶縁性接着テープを横切り、他の部分は前記絶縁性接着テープの外側に張り出すように迂回させ、前記絶縁性接着テープを横切る部分は熱圧着しないことを特徴とする請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
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