JP4574868B2 - Semiconductor device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体装置としては種々の形態のものがあるが、たとえば面実装型として構成された半導体装置としては図11に示したようなものがある。この図に示した半導体装置9は、アイランド90に半導体チップ91が実装されており、この半導体チップ91と、アイランド90に対峙するインナーリード92との間がワイヤ93を介して接続されている。そして、半導体チップ91、ワイヤ93、およびアイランド90とインナーリード92の上面90a,92a側に樹脂パッケージ94が形成されている。アイランド90およびインナーリード92の下面90b,92bは、樹脂パッケージ94の底面94aから露出しており、それが外部接続用の端子となっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このような構成の半導体装置9では、互いに対峙するアイランド90とインナーリード92との間の放電を回避すべく、これらの間隔L6を一定以上確保しておく必要がある。また、面実装型として構成されたトランジスタなどの半導体装置9について言えば、半導体装置9のサイズに応じて、端子の数や大きさが一般に定格化されている。
【0004】
そのため、半導体装置9の大きさ(たとえば半導体装置9の一片長さL7)や樹脂パッケージ94の底面94aから露出する端子の面積(たとえば端子の一辺長さL8)を定格化された通りに確保する場合に、図11に示したようにインナーリード92側の部分を直線的に貫通させれば、自ずとアイランド90の面積(アイランドの一辺長さL9)を小さくしなければならない。その結果、アイランド90に搭載される半導体チップ91のサイズ(半導体チップの一辺長さL10)が制約されてしまうといった問題が生じる。
【0005】
本願発明は、このような事情のもとに考えだされたものであって、固定化された半導体装置サイズおよび端子サイズにおいて、アイランドの面積を大きく確保して、アイランドに搭載できるチップサイズの制約を小さくすることを課題としている。
【0006】
【発明の開示】
本願発明では、上記した課題を解決すべく、次の技術的手段を講じている。
【0007】
すなわち、本願発明により提供される半導体装置は、同じ側に面する表面と、その反対側の裏面とをそれぞれが有するとともに、空間を介して対峙するアイランドおよびインナーリードと、上記アイランドの表面に搭載された半導体チップと、この半導体チップと上記インナーリードの表面との間を接続するワイヤと、上記半導体チップおよび上記ワイヤを封止する樹脂パッケージと、を備えた半導体装置であって、上記アイランドは、上記インナーリードと対峙する部位における裏面が表面に比べて厚み方向に大きく凹入し、上記インナーリードは、上記アイランドに対峙する部位における表面が裏面に比べて厚み方向に大きく凹入していることを特徴としている。
【0009】
好ましい実施の形態においては、上記アイランドおよび上記インナーリードの裏面は、上記樹脂パッケージから露出している。
【0010】
本願発明によれば、アイランドにおけるインナーリードと対峙する端部の裏面が、表面に比べて厚み方向に大きく凹入し、インナーリードにおけるアイランドに対峙する端部の表面が、裏面に比べて厚み方向に大きく凹入した半導体装置が提供される。つまり、アイランドおよびインナーリードの相互に対峙する端部に着目すれば、表面側(上層)についてはアイランド側がインナーリード側にせりだすとともにインナーリード側がアイランド側から退避した格好とされており、裏面側(下層)についてはインナーリード側がアイランド側にせりだすとともにアイランド側がリード側から退避した格好とされている。
【0011】
そのため、半導体チップが搭載されるアイランド表面の面積を大きく確保しつつも、外部接続用端子となるインナーリード裏面の面積を大きく確保できる。したがって、本願発明では、同一サイズの半導体装置において、外部接続用端子を定格化された通りに確保しつつも、従来よりも大きな半導体チップをアイランドに搭載できるようになる。その結果、アイランドに搭載できるチップサイズの制約が小さくなる。
【0012】
本願発明のその他の利点および特徴については、以下に行う発明の実施の形態の説明から、より明らかとなるであろう。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【0014】
図1は本願発明に係る半導体装置の一例を示す全体斜視図、図2は図1の半導体装置の底面図、図3は図1のIII−III線に沿う断面図である。
【0015】
図1ないし図3に示した半導体装置Xは、外部接続用端子22a,31を4つ有する面実装型として構成されたものであり、半導体チップ1、アイランド2、2つのインナーリード3、2本のワイヤ4、および樹脂パッケージ5を有している。
【0016】
半導体チップ1は、トランジスタ素子などの半導体素子であり、上面10および下面11のそれぞれに電極(図示略)が形成されている。半導体チップ1は、下面11側の電極がアイランド2と導通するように、半導体チップ1の下面11がアイランド2の表面20に対して、導電性接着剤や金属ペーストを用いて接合されている。
【0017】
アイランド2は、表面20に半導体チップ1が搭載されるために表面20が平坦面とされているのに対して、裏面側21は横並びした2つの膨出部22が設けられて凹凸状とされている。このような膨出部22は、膨出部22を形成すべき領域以外をアイランド2を裏面側からハーフエッチすることにより形成される。このアイランド2は、空間6を介してインナーリード3と対峙している。アイランド2におけるインナーリード3と対峙する端部23は、表面20が平坦面とされているとともに、膨出部22に比べて肉薄とされている。つまり、端部23は、表面20側(上層)がインナーリード3側にむけてせりだし、裏面側21(下層)がインナーリード3から退避した格好とされている。
【0018】
2つのインナーリード3は、底面視長矩形状の形態とされており、図2に良く表れているように2つの膨出部22とともに矩形領域のコーナに配置された格好とされている。つまり、2つのインナーリード3は、幅方向に互いに横並びするとともに、長手方向の同一直線上に対応するが配置されている。各インナーリード3のアイランド2と対峙する端部30は、表面側が下方に大きく凹入して肉薄とされており、端部30の裏面側(下層)がアイランド2側にせりだし、表面側(上層)がアイランド2から退避した格好とされている。
【0019】
各ワイヤ4は、たとえば金などの金属製のものであり、半導体チップ1の上面10に形成された電極(図示略)とインナーリード3との間を接続している。このようなワイヤ接続は、既存のワイヤボンダーを用いて行うことができる。
【0020】
樹脂パッケージ5は、たとえばエポキシ樹脂などにより構成されており、半導体チップ1、アイランド2、各インナーリード3および各ワイヤ4を封止している。この樹脂パッケージ5の底面50からは、アイランド2における各膨出部22の裏面22a、および各インナーリード3の裏面31がそれぞれ露出しており、これらが外部接続用端子とされている。このような樹脂パッケージ5は、たとえばトランスファーモールド法により形成することができる。
【0021】
以上の構成を有する半導体装置Xでは、アイランド2およびイナンーリード3の相互に対峙する端部23,30に着目すれば、表面側(上層)についてはアイランド2側がインナーリード3側にせりだすとともにインナーリード3側がアイランド2側から退避した格好とされており、裏面側(下層)についてはインナーリード3側がアイランド2側にせりだすとともにアイランド2側がインナーリード3側から退避した格好とされている。
【0022】
そのため、アイランド2とインナーリード3との間の距離L1を一定以上確保しつつも、半導体チップ1が搭載されるアイランド2の表面20の面積(正確には図3の距離L2)を大きく確保し、かつ外部接続用端子となるインナーリード3の裏面31の面積(正確には図3の距離L3)を大きく確保できる。したがって、同一サイズ(正確には図3の距離L4が同一)の半導体装置Xにおいて、外部接続用端子22a,31の大きさを定格化された通りに確保しつつも、従来よりも大きな半導体チップ1をアイランド2に搭載できるようになる。その結果、アイランド2に搭載できるチップサイズ(正確には図3の距離L5)の制約が小さくなる。
【0023】
次に、上記半導体装置Xの製造方法の一例を図4ないし図10を参照して説明する。
【0024】
上記半導体装置Xは、たとえば図4および図5に示したリードフレーム7を用いて製造される。なお、図4および図5にはリードフレーム7の要部を示す平面図および底面図を示したが、これらの図においてクロスハッチィングを施した部分がエッチング処理を施していない部分、シングルハッチィングを施した部分がハーフエッチング処理を施した部分、白抜き部分は両面からエッチング処理を施して貫通した部分を表している。
【0025】
リードフレーム7には、一対のサイドメンバ70A,70Bおよび一対のクロスメンバ71A,71Bにより規定される枠内に、アイランド2およびリード3となるべき第1および第2部分72,73が複数形成されている。図4および図5に示したリードフレーム7では、一方のサイドメンバ70Aから他方のサイドメンバ70Bに向けて複数の第1部分72が横並びして延出し、他方のサイドメンバ70Bから一方のサイドメンバ70Aに向けて複数の第2部分73が横並びして延出している。各第1部分72と各第2部分73との間の領域には、第1部分72および第2部分73の双方に相当する部分を有する第3部分74が形成されている。
【0026】
各第1部分72は、表面72Aが平坦面とされているとともに、裏面72Bに一対の膨出部72aが設けられて凹凸状とされて、半導体装置Xのアイランド2と同様な形態とされている(図1ないし図3参照)。このような形態を有する各第1部分72は、一方のサイドメンバ70Aに対して一対の橋絡部75Aを介して繋げられ、隣合う第1部分どうしは橋絡部75Bを介して繋げられ、最端に位置する第1部分72は橋絡部75Cを介してクロスメンバ71A,71Bに繋げられている。これらの橋絡部75A,75B,75Cは、それぞれ裏面側からハーフエッチング処理が施されて薄肉状とされている。
【0027】
各第2部分73は、全体としてインナーリード3と同様な形態とされており(図1ないし図3参照)、2個を一組みとして第3部分74に対峙している。各第2部分73は、第3部分74に対峙する端部73aが表面側からハーフエッチング処理されて肉薄とされており、反対側がサイドメンバ70Bに対して橋絡部75Dを介して繋げられている。この橋絡部75Dも、裏面側からハーフエッチング処理が施されて薄肉状とされている。
【0028】
各第3部分74は、裏面側からハーフエッチング処理された橋絡部75Eを介して、第1部分72と第2部分73とが繋げられた形態を有している。その結果、第3部分74の表面74Aは平坦面とされ、裏面74B側は4つの膨出部74aが形成されて凹凸状とされている。このような形態を有する第3部分74は、隣り合うものどうしが橋絡部75Fを介して相互に繋げられており、最端に位置するものがクロスメンバ71A,71Bに対して橋絡部75Gを介して繋げられている。
【0029】
このようなリードフレーム7では、図4および図5に一点鎖線で囲んだ領域が後において1個の半導体装置Xを構成する領域xとなる。そして、図6(a)〜(d)に示した各過程を経て製造される。
【0030】
リードフレーム7の製造に際しては、まず図6(a)および(b)に示したように、CuあるいはNi製などの金属板7′の表面7A′および裏面7B′のそれぞれに対してマスク8A,8Bを形成する。これらのマスク8A,8Bには、金属板7′におけるエッチング処理すべき領域に対応して開口80,81がそれぞれ設けられている。マスク8A,8Bは、たとえば金属板7′の表面7A′および裏面7B′に感光性樹脂層を形成した後に、露光・現像処理を施して開口80,81を設けることにより形成される。
【0031】
次いで、金属板7′の構成成分を溶解するエッチング液中にマスク8A,8Bを形成した金属板7′を浸漬することにより、図6(c)に示したように開口80,81に対応する部位をエッチング処理する。つまり、金属板7′おいて開口80,81を介して露出する部位はハーフエッチング処理されるが、一方の開口80の直下に他方の開口81が形成された部位は貫通する。そして、マスク8A,8Bを除去すれば、マスク8A,8Bの形態に対応して、図6(d)に示したように、全くエッチング処理されない部位、表面7A′あるいは裏面7B′の一方側からのみハーフエッチング処理がされた部位、および貫通した部位を有するリードフレーム7が得られる。
【0032】
このようにして製造されるリードフレーム7を用いる場合には、図7ないし図10を参照して説明する工程を経て、個々の半導体装置Xが得られる。
【0033】
まず、図7に示したように、リードフレーム7の第1部分72および第3部分74(後において半導体装置Xのアイランド2となるべき部位)に半導体チップ1を実装する。第1部分72および第3部分74には、予め導電性接着剤や金属ペーストが塗布されており、既存のチップマウンタの吸着コレットCにより半導体チップ1を移送して接着剤等の塗布領域に対して半導体チップ1を載置した後、接着剤等を固化させることにより半導体チップ1が第1部分72および第3部分74に接合される。
【0034】
次いで、図8に示したように、半導体チップ1の上面に形成された電極(図示略)とリードフレーム7の第2部分73あるいは第3部分74(半導体装置のインナーリード3となるべき部位)との間をワイヤ4を介して接続する。
【0035】
ワイヤ4による接続は、既存のワイヤボンダを用いて行うことができ、半導体チップ1に対して行うファーストボンディングと、第2部分73あるいは第3部分に対して行うセカンドボンディングとによって行われる。ファーストボンディングは、ワイヤボンダのキャピラリKに挿通されたワイヤ4の先端部をキャピラリKから突出させ、この部位をアーク放電や水素炎により溶融させてから半導体チップ1の電極パッドに圧し付けることにより行われる。セカンドボンディグは、キャピラリKからワイヤ4を引き出しつつ、キャピラリKを第2あるいは第3部分73,74に移動させ、キャピラリKの先端部をセカンドボンディング部位に圧し付けつつキャピラリKをスライドさせてワイヤ4を切断することにより行われる。
【0036】
続いて、図9に示したように半導体チップ1およびワイヤ4を樹脂により封止する。樹脂封止は、型締め状態においてキャビティ80を形成する上下の金型8A,8Bを用いて、各半導体装置形成領域x(図4および図5参照)に対して一括して行われる。具体的には、まず、上金型8Aおよび下金型8Bを型締めし、これらの金型8A,8Bにより形成されるキャビティ80内に半導体チップ1およびワイヤ4を一括して収容するとともにリードフレーム7を挟持した状態とする。次いで、キャビティ80内にエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を充填した後にこれを熱硬化させ、上下の金型8A,8Bを離型することにより樹脂パッケージ5′が形成される。
【0037】
もちろん、樹脂封止は、型締め状態において複数のキャビティを形成する金型を用いて、各半導体装置形成領域x毎に個別に行ってもよい。
【0038】
最後に、図10に示したように橋絡部75A〜75Gに対応する部分を沿って(図4および図5参照)、ダイヤモンドカッタDCなどを用いて切断することにより、図1ないし図3に示したような個々の半導体装置Xが得られる。
【0039】
なお、本実施形態においては、端子を4つ有する半導体装置Xを例にとって説明したが、本願発明の技術思想は、4端子型のものに限らず、その他の半導体装置についても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本願発明に係る半導体装置の一例を示す全体斜視図である。
【図2】 図1の半導体装置の底面図である。
【図3】 図1のIII−III線に沿う断面図である。
【図4】 本願発明に係る半導体装置の製造に用いるリードフレームの一例を示す要部平面図である。
【図5】 図4のリードフレームの要部底面図である。
【図6】 図4および図5に示したリードフレームの製造方法を説明するための工程図である。
【図7】 図1ないし図3に示した半導体装置の製造工程におけるチップボンディング工程を説明するための断面図である。
【図8】 図1ないし図3に示した半導体装置の製造工程におけるワイヤボンディング工程を説明するための断面図である。
【図9】 図1ないし図3に示した半導体装置の製造工程における樹脂モールド工程を説明するための断面図である。
【図10】 図1ないし図3に示した半導体装置の製造工程におけるカッティング工程を説明するための断面図である。
【図11】 従来の半導体装置の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
X 半導体装置
1 半導体チップ
2 アイランド
3 インナーリード
4 ワイヤ
5 樹脂パッケージ
6 空間(アイランドとインナーリードとの間の)
7 リードフレーム
72 第1部分(アイランドに相当する)
73 第2部分(リードに相当する)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to semiconductor equipment.
[0002]
[Prior art]
There are various types of semiconductor devices. For example, there is a semiconductor device configured as a surface mount type as shown in FIG. In the
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the
[0004]
Therefore, the size of the semiconductor device 9 (for example, one piece length L7 of the semiconductor device 9) and the area of the terminal exposed from the
[0005]
The present invention has been conceived under such circumstances, and in the fixed semiconductor device size and terminal size, a large area of the island is ensured, and the chip size that can be mounted on the island is limited. The challenge is to reduce the size.
[0006]
DISCLOSURE OF THE INVENTION
In the present invention, the following technical means are taken in order to solve the above-described problems.
[0007]
That is, the semiconductor device provided More herein onset Ming, a surface facing the same side, with the opposite side of the back surface each having its, and the island and the inner lead which faces with the air, the surface of the island A semiconductor device comprising: a semiconductor chip mounted on the semiconductor chip; a wire connecting between the semiconductor chip and the surface of the inner lead; and a resin package sealing the semiconductor chip and the wire. The back surface of the island facing the inner lead is greatly recessed in the thickness direction compared to the front surface, and the inner lead is recessed greatly in the thickness direction of the surface facing the island compared to the back surface. Tei is characterized in Rukoto.
[0009]
In a preferred embodiment, the back surface of the island and the inner lead is exposed from the resin package.
[0010]
According to the present invention, the back surface of the end facing the inner lead in the island is greatly recessed in the thickness direction compared to the surface, and the surface of the end facing the island in the inner lead is in the thickness direction compared to the back surface. A semiconductor device having a large recess is provided. In other words, focusing on the opposite ends of the island and the inner lead, the surface side (upper layer) is shaped such that the island side protrudes to the inner lead side and the inner lead side is retracted from the island side. Regarding the (lower layer), the inner lead side protrudes to the island side and the island side is retracted from the lead side.
[0011]
Therefore, it is possible to secure a large area of the back surface of the inner lead serving as the external connection terminal while securing a large area of the island surface on which the semiconductor chip is mounted. Therefore, according to the present invention, in a semiconductor device of the same size, it is possible to mount a larger semiconductor chip on the island while securing the external connection terminals as rated. As a result, the restriction on the chip size that can be mounted on the island is reduced.
[0012]
Other advantages and features of the present invention will become more apparent from the following description of embodiments of the invention.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
[0014]
1 is an overall perspective view showing an example of a semiconductor device according to the present invention, FIG. 2 is a bottom view of the semiconductor device of FIG. 1, and FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of FIG.
[0015]
The semiconductor device X shown in FIGS. 1 to 3 is configured as a surface mount type having four
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
The two
[0019]
Each
[0020]
The
[0021]
In the semiconductor device X having the above configuration, when attention is paid to the
[0022]
Therefore, while ensuring a certain distance L1 between the
[0023]
Next, an example of a method for manufacturing the semiconductor device X will be described with reference to FIGS.
[0024]
The semiconductor device X is manufactured using, for example, the
[0025]
The
[0026]
Each
[0027]
Each of the
[0028]
Each
[0029]
In such a
[0030]
When manufacturing the
[0031]
Next, the
[0032]
When the
[0033]
First, as shown in FIG. 7, the
[0034]
Next, as shown in FIG. 8, an electrode (not shown) formed on the upper surface of the
[0035]
Connection by the
[0036]
Subsequently, as shown in FIG. 9, the
[0037]
Of course, the resin sealing may be performed individually for each semiconductor device forming region x using a mold that forms a plurality of cavities in a mold-clamped state.
[0038]
Finally, as shown in FIG. 10, along the portions corresponding to the
[0039]
In this embodiment, the semiconductor device X having four terminals has been described as an example. However, the technical idea of the present invention is not limited to the four-terminal type, but can be applied to other semiconductor devices.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall perspective view showing an example of a semiconductor device according to the present invention.
2 is a bottom view of the semiconductor device of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
FIG. 4 is a plan view of relevant parts showing an example of a lead frame used for manufacturing a semiconductor device according to the present invention;
5 is a bottom view of essential parts of the lead frame of FIG. 4; FIG.
6 is a process diagram for explaining a method of manufacturing the lead frame shown in FIGS. 4 and 5. FIG.
7 is a cross-sectional view for explaining a chip bonding step in the manufacturing process of the semiconductor device shown in FIGS. 1 to 3; FIG.
8 is a cross-sectional view for explaining a wire bonding step in the manufacturing process of the semiconductor device shown in FIGS. 1 to 3; FIG.
FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining a resin molding process in the manufacturing process of the semiconductor device shown in FIGS. 1 to 3;
10 is a cross-sectional view for explaining a cutting process in the manufacturing process of the semiconductor device shown in FIGS. 1 to 3; FIG.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing an example of a conventional semiconductor device.
[Explanation of symbols]
7 Lead
73 Second part (corresponding to lead)
Claims (13)
上記アイランドは、上記インナーリードと対峙する部位における裏面が表面に比べて厚み方向に大きく凹入し、上記インナーリードは、上記アイランドに対峙する部位における表面が裏面に比べて厚み方向に大きく凹入していることを特徴とする、半導体装置。 Each has a front surface facing the same side and a back surface on the opposite side, and an island and an inner lead facing each other through a space, a semiconductor chip mounted on the surface of the island, the semiconductor chip and the inner A semiconductor device comprising: a wire connecting between the surfaces of the leads; and a resin package for sealing the semiconductor chip and the wire,
In the island, the back surface at the portion facing the inner lead is greatly recessed in the thickness direction compared to the front surface, and the inner lead is recessed in the thickness direction in the thickness direction compared to the back surface at the portion facing the island. A semiconductor device, characterized by comprising:
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