JP3934079B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置及びその製造方法に関し、特に、フレームが露出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。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造では、単結晶シリコン等のウェハに設けられた複数の素子形成領域に、半導体素子或いは配線パターンを一括形成して所定の回路を構成し、隣接する素子形成領域間のスクライビング領域にてウェハを切断して、夫々の素子形成領域を個々の半導体ペレットとして分離するダイシングを行い、こうして分離された個々の半導体ペレットが、例えばベース基板或いはリードフレームに固定するダイボンディング及びワイヤボンディング等の実装工程及び樹脂封止等の封止工程を経て半導体装置として完成する。
【０００３】
例えば、パワートランジスタでは、フレームと呼ばれる金属板にハンダ等の接合材を用いて半導体ペレットを固定し、フレームに近接させて配置したリードと半導体ペレットとをボンディングワイヤ等によって電気的に接続し、半導体ペレット及びボンディングワイヤと、リードの接続部分及びフレームの半導体ペレット搭載面のみを樹脂封止してある。
【０００４】
半導体ペレット搭載面とは反対面を樹脂封止せずにフレームの金属面を露出させているのは放熱性を向上させるためであり、このため半導体装置では、フレームと封止体との界面が露出している。このため、フレームと封止体との熱膨張率の相違による熱応力等が、この界面に繰り返し加えられることによって、この界面に剥離が生じ、やがて剥離が進展して、半導体ペレットまで達すると、半導体ペレットにも応力が集中してクラックを生じさせることがある。このような剥離は樹脂封止の不良によっても発生する。
【０００５】
【特許文献１】
実公昭５５−３５８０９号公報
このため、前記特許文献１には、入口が内部よりも狭穿された溝又は孔を形成し、この溝又は孔に樹脂を充填して、フレームから封止樹脂が剥離するのを防止する技術が記載されている。
【０００６】
図１は、こうしたレジンロック溝を示す部分縦断面図であり、この半導体装置では、半導体ペレット１を金属製のフレーム２にハンダ等の接合材３によって固定し、エポキシ樹脂等を用いた封止体４によって樹脂封止しているが、フレーム２には、内部の幅よりも入口部分２ａの幅が狭められたレジンロック溝が形成されており、このレジンロック溝に充填された封止体４ａが入口部分２ａによって規制されるため、フレーム２と封止体４との剥離を防止する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、半導体装置が小型化されるにつれて、半導体ペレットとレジンロック溝との間の距離が短くなり、図２に示すように、半導体ペレット１を固定する際に溶融したハンダ等の接合材３がレジンロック溝に流入し、レジンロックの効果が発揮されない場合が生じていた。
【０００８】
図３は、従来の半導体装置の樹脂封止前の状態を示す平面図であり、図４は、図３中のａ‐ａ線に沿った部分拡大縦断面図である。この半導体装置は、半導体ペレット１を金属製のフレーム２に固定するハンダ等の接合材３の流出を防止するハンダ溝２ｂが、半導体ペレット１の近傍に配置されている。なお、フレーム２に近接させて配置したリード５と半導体ペレット１とはボンディングワイヤ６によって電気的に接続してある。
【０００９】
このハンダ溝２ｂを、図５に示すように、前述したレジンロック溝と半導体ペレット１との間に配置して、流出してくる接合材３をこのハンダ溝２ｂに溜めて接合材３がレジンロック溝に流入するのを防止することも考えられる。
【００１０】
しかし、半導体装置では、例えばパワートランジスタでは、オン抵抗の低減が求められており、このため搭載する半導体ペレットではゲート幅が延長されて大型化する傾向にあるが、半導体装置の外形は規格によって定められているため、半導体ペレットの大型化に合わせて、半導体装置の外形を大型化することは許されない。従って、半導体ペレットの周囲に残されたスペースが少なくなっており、ハンダ溝２ｂを設ける余地がなくなっている。
【００１１】
本発明の課題は、これらの問題点を解決し、接合材に起因してフレームから封止体が剥離するのを防止し、かつスペースの増加を抑制することが可能な技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろう。
【００１２】
【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。
半導体ペレットをフレームに搭載し、封止体によって封止する半導体装置において、前記フレームの半導体ペレット搭載領域近傍にはレジンロック溝が形成されており、このレジンロック溝は、中央の溝とその両側の溝とからなり、両側の溝では、半導体ペレット搭載領域側の溝の断面積が、反対側の溝の断面積よりも大きく、断面形状が非対称形となっており、中央の溝では半導体ペレット搭載領域側の入口部分が、フレームの表面とほぼ同じ高さとなっており、入口部分が中央の溝の内側に突き出した形状となっている。
【００１３】
上述した本発明によれば、レジンロック溝とハンダ溝とを一体に形成することができるので、ハンダ溝によるスペースの増加を抑制することが可能となる。
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
なお、実施の形態を説明するための全図において、同一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。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図６は、本発明の一実施の形態である半導体装置の樹脂封止前の状態を示す平面図であり、図７は、図６中のａ‐ａ線に沿った部分拡大縦断面図である。
本実施の形態の半導体装置は、単結晶シリコン等の半導体基板にパワートランジスタを形成した半導体ペレット１を金属製のフレーム２にハンダ等の接合材３によって固定し、フレーム２に近接させて配置したリード５と半導体ペレットとをボンディングワイヤ６によって電気的に接続してある。
【００１６】
半導体ペレット１及びボンディングワイヤ６と、リード５の接続部分及びフレーム２の半導体ペレット１搭載面は、エポキシ樹脂等を用いた封止体４によって破線図示のごとく樹脂封止し、半導体ペレット１搭載面の反対側では、樹脂封止せずにフレーム２の金属面を露出させてある。
【００１７】
フレームには半導体ペレット１の近傍にレジンロック溝を形成するが、このレジンロック溝は、中央の溝とその両側の溝とからなり、両側の溝では、半導体ペレット搭載領域側の溝の断面積が、反対側の溝の断面積よりも大きく、断面形状が非対称形となっている。
【００１８】
また、中央の溝では半導体ペレット搭載領域側の入口部分２ａが、フレーム２の表面とほぼ同じ高さとなっており、入口部分２ａが中央の溝の内側に突き出した形状となっているため、中央の溝がレジンロック溝として機能し、半導体ペレット搭載領域側の溝がハンダ溝２ｂとして機能する。
【００１９】
従って、ハンダ溝２ｂによって接合材の流入によるレジンロック機能の低下を防止し、レジンロック溝とハンダ溝２ｂとが一体に形成されるため、ハンダ溝２ｂによるスペースの増加を抑制することが可能となる。また、従来のレジンロック溝形成と同等の工程によって、ハンダ溝を形成することができるので、ハンダ溝形成によって工程数を増加させることがない。
【００２０】
続いて、このレジンロック溝の形成方法について説明する。先ず図８に示すように、パンチ７によって中央のレジンロック溝を形成する。次に、図９に示すように、中央の溝に対して非対称形状のパンチ８によって、両側の溝を形成するが、この際に中央の溝が変形して、入口部分２ａが中央の溝よりに突き出した形状とすることができる。
【００２１】
上述した実施の形態では、半導体ペレット１搭載領域の一方にレジンロック溝を配置してあるが、必要に応じて他の方向にレジンロック溝を配置してもよい。例えば図１０に示すように、本実施の形態のレジンロック溝を半導体ペレット１搭載領域の四方に配置してもよい。
【００２２】
以上、本発明を、前記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において種々変更可能であることは勿論である。
【００２３】
【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。
（１）本発明によれば、レジンロック溝とハンダ溝とを一体に形成することができるという効果がある。
（２）本発明によれば、上記効果（１）により、ハンダ溝によって接合材の流入によるレジンロック機能の低下を防止することができるという効果がある。
（３）本発明によれば、上記効果（１）により、ハンダ溝によるスペースの増加を抑制することが可能となるという効果がある。
（４）本発明によれば、上記効果（１）により、従来のハンダ溝の形成によって、工程数を増加させることがないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のレジンロック溝を示す部分拡大縦断面図である。
【図２】従来のレジンロック溝を示す部分拡大縦断面図である。
【図３】従来の半導体装置を示す平面図である。
【図４】図３中のａ−ａ線に沿った部分拡大縦断面図である。
【図５】従来のレジンロック溝及びハンダ溝を示す部分拡大縦断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態である半導体装置を示す平面図である。
【図７】図６中のａ−ａ線に沿った部分拡大縦断面図である。
【図８】本発明のレジンロック溝の形成を工程毎に示す部分拡大縦断面図である。
【図９】本発明のレジンロック溝の形成を工程毎に示す部分拡大縦断面図である。
【図１０】本発明の一実施の形態である半導体装置の変形例を示す平面図である。
【符号の説明】
１…半導体ペレット、２…フレーム、２ａ…入口部分、２ｂ…ハンダ溝、３…接合材、４…封止体、５…リード、６…ボンディングワイヤ、７，８…パンチ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置及びその製造方法に関し、特に、フレームが露出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。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造では、単結晶シリコン等のウェハに設けられた複数の素子形成領域に、半導体素子或いは配線パターンを一括形成して所定の回路を構成し、隣接する素子形成領域間のスクライビング領域にてウェハを切断して、夫々の素子形成領域を個々の半導体ペレットとして分離するダイシングを行い、こうして分離された個々の半導体ペレットが、例えばベース基板或いはリードフレームに固定するダイボンディング及びワイヤボンディング等の実装工程及び樹脂封止等の封止工程を経て半導体装置として完成する。
【０００３】
例えば、パワートランジスタでは、フレームと呼ばれる金属板にハンダ等の接合材を用いて半導体ペレットを固定し、フレームに近接させて配置したリードと半導体ペレットとをボンディングワイヤ等によって電気的に接続し、半導体ペレット及びボンディングワイヤと、リードの接続部分及びフレームの半導体ペレット搭載面のみを樹脂封止してある。
【０００４】
半導体ペレット搭載面とは反対面を樹脂封止せずにフレームの金属面を露出させているのは放熱性を向上させるためであり、このため半導体装置では、フレームと封止体との界面が露出している。このため、フレームと封止体との熱膨張率の相違による熱応力等が、この界面に繰り返し加えられることによって、この界面に剥離が生じ、やがて剥離が進展して、半導体ペレットまで達すると、半導体ペレットにも応力が集中してクラックを生じさせることがある。このような剥離は樹脂封止の不良によっても発生する。
【０００５】
【特許文献１】
実公昭５５−３５８０９号公報
このため、前記特許文献１には、入口が内部よりも狭穿された溝又は孔を形成し、この溝又は孔に樹脂を充填して、フレームから封止樹脂が剥離するのを防止する技術が記載されている。
【０００６】
図１は、こうしたレジンロック溝を示す部分縦断面図であり、この半導体装置では、半導体ペレット１を金属製のフレーム２にハンダ等の接合材３によって固定し、エポキシ樹脂等を用いた封止体４によって樹脂封止しているが、フレーム２には、内部の幅よりも入口部分２ａの幅が狭められたレジンロック溝が形成されており、このレジンロック溝に充填された封止体４ａが入口部分２ａによって規制されるため、フレーム２と封止体４との剥離を防止する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、半導体装置が小型化されるにつれて、半導体ペレットとレジンロック溝との間の距離が短くなり、図２に示すように、半導体ペレット１を固定する際に溶融したハンダ等の接合材３がレジンロック溝に流入し、レジンロックの効果が発揮されない場合が生じていた。
【０００８】
図３は、従来の半導体装置の樹脂封止前の状態を示す平面図であり、図４は、図３中のａ‐ａ線に沿った部分拡大縦断面図である。この半導体装置は、半導体ペレット１を金属製のフレーム２に固定するハンダ等の接合材３の流出を防止するハンダ溝２ｂが、半導体ペレット１の近傍に配置されている。なお、フレーム２に近接させて配置したリード５と半導体ペレット１とはボンディングワイヤ６によって電気的に接続してある。
【０００９】
このハンダ溝２ｂを、図５に示すように、前述したレジンロック溝と半導体ペレット１との間に配置して、流出してくる接合材３をこのハンダ溝２ｂに溜めて接合材３がレジンロック溝に流入するのを防止することも考えられる。
【００１０】
しかし、半導体装置では、例えばパワートランジスタでは、オン抵抗の低減が求められており、このため搭載する半導体ペレットではゲート幅が延長されて大型化する傾向にあるが、半導体装置の外形は規格によって定められているため、半導体ペレットの大型化に合わせて、半導体装置の外形を大型化することは許されない。従って、半導体ペレットの周囲に残されたスペースが少なくなっており、ハンダ溝２ｂを設ける余地がなくなっている。
【００１１】
本発明の課題は、これらの問題点を解決し、接合材に起因してフレームから封止体が剥離するのを防止し、かつスペースの増加を抑制することが可能な技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろう。
【００１２】
【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。
半導体ペレットをフレームに搭載し、封止体によって封止する半導体装置において、前記フレームの半導体ペレット搭載領域近傍にはレジンロック溝が形成されており、このレジンロック溝は、中央の溝とその両側の溝とからなり、両側の溝では、半導体ペレット搭載領域側の溝の断面積が、反対側の溝の断面積よりも大きく、断面形状が非対称形となっており、中央の溝では半導体ペレット搭載領域側の入口部分が、フレームの表面とほぼ同じ高さとなっており、入口部分が中央の溝の内側に突き出した形状となっている。
【００１３】
上述した本発明によれば、レジンロック溝とハンダ溝とを一体に形成することができるので、ハンダ溝によるスペースの増加を抑制することが可能となる。
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
なお、実施の形態を説明するための全図において、同一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。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図６は、本発明の一実施の形態である半導体装置の樹脂封止前の状態を示す平面図であり、図７は、図６中のａ‐ａ線に沿った部分拡大縦断面図である。
本実施の形態の半導体装置は、単結晶シリコン等の半導体基板にパワートランジスタを形成した半導体ペレット１を金属製のフレーム２にハンダ等の接合材３によって固定し、フレーム２に近接させて配置したリード５と半導体ペレットとをボンディングワイヤ６によって電気的に接続してある。
【００１６】
半導体ペレット１及びボンディングワイヤ６と、リード５の接続部分及びフレーム２の半導体ペレット１搭載面は、エポキシ樹脂等を用いた封止体４によって破線図示のごとく樹脂封止し、半導体ペレット１搭載面の反対側では、樹脂封止せずにフレーム２の金属面を露出させてある。
【００１７】
フレームには半導体ペレット１の近傍にレジンロック溝を形成するが、このレジンロック溝は、中央の溝とその両側の溝とからなり、両側の溝では、半導体ペレット搭載領域側の溝の断面積が、反対側の溝の断面積よりも大きく、断面形状が非対称形となっている。
【００１８】
また、中央の溝では半導体ペレット搭載領域側の入口部分２ａが、フレーム２の表面とほぼ同じ高さとなっており、入口部分２ａが中央の溝の内側に突き出した形状となっているため、中央の溝がレジンロック溝として機能し、半導体ペレット搭載領域側の溝がハンダ溝２ｂとして機能する。
【００１９】
従って、ハンダ溝２ｂによって接合材の流入によるレジンロック機能の低下を防止し、レジンロック溝とハンダ溝２ｂとが一体に形成されるため、ハンダ溝２ｂによるスペースの増加を抑制することが可能となる。また、従来のレジンロック溝形成と同等の工程によって、ハンダ溝を形成することができるので、ハンダ溝形成によって工程数を増加させることがない。
【００２０】
続いて、このレジンロック溝の形成方法について説明する。先ず図８に示すように、パンチ７によって中央のレジンロック溝を形成する。次に、図９に示すように、中央の溝に対して非対称形状のパンチ８によって、両側の溝を形成するが、この際に中央の溝が変形して、入口部分２ａが中央の溝よりに突き出した形状とすることができる。
【００２１】
上述した実施の形態では、半導体ペレット１搭載領域の一方にレジンロック溝を配置してあるが、必要に応じて他の方向にレジンロック溝を配置してもよい。例えば図１０に示すように、本実施の形態のレジンロック溝を半導体ペレット１搭載領域の四方に配置してもよい。
【００２２】
以上、本発明を、前記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において種々変更可能であることは勿論である。
【００２３】
【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。
（１）本発明によれば、レジンロック溝とハンダ溝とを一体に形成することができるという効果がある。
（２）本発明によれば、上記効果（１）により、ハンダ溝によって接合材の流入によるレジンロック機能の低下を防止することができるという効果がある。
（３）本発明によれば、上記効果（１）により、ハンダ溝によるスペースの増加を抑制することが可能となるという効果がある。
（４）本発明によれば、上記効果（１）により、従来のハンダ溝の形成によって、工程数を増加させることがないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のレジンロック溝を示す部分拡大縦断面図である。
【図２】従来のレジンロック溝を示す部分拡大縦断面図である。
【図３】従来の半導体装置を示す平面図である。
【図４】図３中のａ−ａ線に沿った部分拡大縦断面図である。
【図５】従来のレジンロック溝及びハンダ溝を示す部分拡大縦断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態である半導体装置を示す平面図である。
【図７】図６中のａ−ａ線に沿った部分拡大縦断面図である。
【図８】本発明のレジンロック溝の形成を工程毎に示す部分拡大縦断面図である。
【図９】本発明のレジンロック溝の形成を工程毎に示す部分拡大縦断面図である。
【図１０】本発明の一実施の形態である半導体装置の変形例を示す平面図である。
【符号の説明】
１…半導体ペレット、２…フレーム、２ａ…入口部分、２ｂ…ハンダ溝、３…接合材、４…封止体、５…リード、６…ボンディングワイヤ、７，８…パンチ。
Claims (5)
- 半導体ペレットをフレームに搭載し、封止体によって封止する半導体装置において、
前記フレームの半導体ペレット搭載領域近傍にはレジンロック溝が形成されており、このレジンロック溝は、中央の溝とその両側の溝とからなり、両側の溝では、半導体ペレット搭載領域側の溝の断面積が、反対側の溝の断面積よりも大きく、断面形状が非対称形となっており、
中央の溝では半導体ペレット搭載領域側の入口部分が、フレームの表面とほぼ同じ高さとなっており、入口部分が中央の溝の内側に突き出した形状となっていることを特徴とする半導体装置。 - 前記フレームが封止体から部分的に露出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。
- 前記半導体ペレットがハンダを接合材としてフレームに搭載されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体装置。
- 前記半導体ペレットがパワートランジスタであることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の半導体装置。
- 前記レジンロック溝が半導体ペレットの一方乃至四方に配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の半導体装置。
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|---|---|---|---|
| JP2003130306A JP3934079B2 (ja) | 2003-05-08 | 2003-05-08 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003130306A JP3934079B2 (ja) | 2003-05-08 | 2003-05-08 | 半導体装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004335776A JP2004335776A (ja) | 2004-11-25 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP5983700B2 (ja) | 2013-12-09 | 2016-09-06 | 株式会社デンソー | 半導体装置およびその製造方法、複合成形体 |
| US10985092B2 (en) | 2017-09-05 | 2021-04-20 | Shindengen Electric Manufacturing Co., Ltd. | Semiconductor device |
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- 2003-05-08 JP JP2003130306A patent/JP3934079B2/ja not_active Expired - Fee Related
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