JP4580304B2

JP4580304B2 - 半導体装置

Info

Publication number: JP4580304B2
Application number: JP2005219847A
Authority: JP
Inventors: 謙二渕之上
Original assignee: Oki Semiconductor Co Ltd
Current assignee: Lapis Semiconductor Co Ltd
Priority date: 2005-07-29
Filing date: 2005-07-29
Publication date: 2010-11-10
Anticipated expiration: 2025-07-29
Also published as: US20070045792A1; JP2007036072A; CN1905174A; KR20070014978A

Description

本発明は、半導体装置に関し、特に、実装基板の実装面に対し特定の方向で実装する必要がある半導体装置に関する。

実装基板の実装面に対し特定の方向で実装する必要がある半導体装置の例として、ホール素子に代表される３軸センサー素子を内蔵する半導体装置が知られている。該半導体装置は、３軸センサー素子を封止樹脂でパッケージした構造を有する。例えば、ホール素子は、実装基板に実装した際、該ホール素子の感磁面の方向がその感度に影響を与える場合がある。

特許文献１には、入力出力端子及びペレット設置面を有するリードフレームが、樹脂モールドで封止したパッケージ内において、入力出力端子フレームとペレット設置面が平行でなく角度を持たせることにより、モーターでの実装上主磁束と感磁面を直交させることが開示されている。
登録実用新案第３０６１６６０号公報（段落番号０００４、第１図）

前述の従来技術を適用するには、リードフレームが入力出力端子及びペレット設置面を有することが前提条件となる。しかし、一般的な半導体パッケージ即ち半導体装置は、封止樹脂の側面から外側に直線的に延在する通常のリードを有する。よって、このような一般的な半導体パッケージ即ち半導体装置を、従来の実装方法に従って、封止樹脂の表面或いは裏面を介して実装基板に実装した場合、該実装基板の実装面に対し本来所望される特定の方向とは異なる方向で半導体装置が実装されてしまうという問題があった。

そこで、本発明の目的は、前述した問題のない半導体装置を提供することである。

本発明は、チップと、互いに隣接する第１の側面と第２の側面とを有し、前記チップを封止する封止樹脂と、前記封止樹脂の前記第１の側面から突出する第１の複数のリードと、前記チップを実装する実装基板と、を少なくとも含む半導体装置であって、前記封止樹脂の前記第２の側面は、前記実装基板に対向する面であり、前記第１の複数のリードは、前記第１の側面上の位置であって、前記第２の側面からの距離が異なる位置から突出し、前記実装基板に電気的に接続され、前記チップの電極パッドが配列される上面が前記実装基板の表面に垂直な方向を向いている半導体装置を提供する。

本発明によれば、第１の複数のリードは、封止樹脂の第１の側面上の位置であって、第２の側面からの距離が異なる位置から突出する。好ましくは、第１の側面からの突出距離が第２の側面に近い位置のものほど長い。このリードの構造により、封止樹脂の裏面ではなく側面が実装基板に面するよう半導体装置を実装基板上に実装することが可能となる。封止樹脂の側面を下にして実装基板上に実装することで、封止樹脂により封止されたチップの上面が、実装基板の面と垂直な方向を向くことになる。本発明は、例えば、該チップは、実装基板に実装された際に、該実装基板の面に対し特定の方向を向くことが要求される素子、典型的には、既知の３軸センサー、より具体的には、ホール素子を含む場合に効果的且つ有用である。

（１）第１実施形態
本発明の第１の実施形態は、実装基板の実装面に対し特定の方向で実装する必要がある半導体装置であって、新規なリードの構造を有する半導体装置、及び該半導体装置の実装方法を提供する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置を示す側面図である。図２は、図１に示す半導体装置の上面図である。図３は、図１に示す半導体装置の斜視図である。図４は、実装基板上に実装された図１乃至図３に示す半導体装置の上面図である。

図１乃至図３に示すように、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置は、ダイパッド２と、チップ１と、第１乃至第４のリード５−１、５−２、５−３、５−４と、封止樹脂６とを含む。

該チップ１は、該ダイパッド２上に接着剤３を介して固定される。該チップ１の上面の周辺領域には複数の電極パッド７が配列される。図２には、簡略化するため４つの電極パッド７が示されているが、必ずしも電極パッド７の数を４つに限定する必要はない。しかし、説明及び図示を簡易にするため、４つの電極パッド７が設けられた場合を例に取り以下説明を行う。該チップ１は、ある特定の機能を有する既知の素子を含むもので、且つ、封止樹脂６で封止され、更に、少なくとも１つのリードと電気的に接続されるものであればよい。例えば、該チップ１は、実装基板８に実装された際に、該実装基板８の面に対し特定の方向を向くことが要求される素子を含んでもよい。該実装基板８の面に対し特定の方向を向くことが要求される素子は、典型的には、既知の３軸センサーであり、より具体的には、ホール素子が挙げられる。

該ダイパッド２の外周は、４つの側辺、即ち、第１乃至第４の側辺２−１、２−２、２−３、２−４で画定される。ここで、第１の側辺と第３の側辺とは互いに対向し、第２の側辺と第４の側辺とは互いに対向する。また、第１の側辺と第２の側辺とは互いに隣接し、第１の側辺と第４の側辺とは互いに隣接する。第３の側辺と第２の側辺とは互いに隣接し、第３の側辺と第４の側辺とは互いに隣接する。該ダイパッド２は、既知の構成を有する。

封止樹脂６は、該ダイパッド２と、該チップ１と、該第１乃至第４のリード５−１、５−２、５−３、５−４の内側部分とを封止する。該封止樹脂６は、該ダイパッド２の面に平行な表面６−１及び裏面６−２を有する。更に、該封止樹脂６は、該ダイパッド２の面にそれぞれ垂直な第１の側面６−３、第２の側面６−４、第３の側面６−５及び第４の側面６−６を有する。第１の側面６−３は、第３の側面６−５に対向し且つ互いに平行に延在する。第２の側面６−４は、第４の側面６−６に対向し且つ互いに平行に延在する。第１の側面６−３は第２の側面６−４と隣接し、第２の側面６−４は第３の側面６−５と隣接し、第３の側面６−５は第４の側面６−６と隣接する。該封止樹脂６は、既知の封止樹脂用材料で構成し得る。

簡略化するため４つのリードが図示されているが、必ずしもリードの数を４つに限定する必要はない。しかし、説明及び図示を簡易にするため、４つのリードが設けられた場合を例に取り以下説明を行う。

第１及び第２のリード５−１、５−２は、該ダイパッド２の第１の側辺の外側であって且つ該第１の側辺から間隙を介して離間した位置から外側に向け延在する。該第１及び第２のリード５−１、５−２は、該ダイパッド２の第１の側辺２−１から鉛直外側方向であって、且つ該ダイパッド２を含む一平面内で延在する。即ち、図１に示すように、該第１及び第２のリード５−１、５−２は、該ダイパッド２と同一平面内に延在する。

該第１及び第２のリード５−１、５−２の内側部分は、封止樹脂６により封止され、その結果、該第１及び第２のリード５−１、５−２の外側部分は、封止樹脂６の第１の側面６−３から外側に向かって突出する。

該第１のリード５−１の内側端部と該ダイパッド２の第１の側辺２−１との距離は、該第２のリード５−２の内側端部と該ダイパッド２の第１の側辺２−１との距離と同じであってもよい。即ち、該第１のリード５−１の内側端部と該第２のリード５−２の内側端部とは、該ダイパッド２の第１の側辺２−１と平行な直線上に配列されてもよい。そして、該第２のリード５−２は、該第１のリード５−１より長さが長い。このため、該第２のリード５−２の外側端部は、該第１のリード５−１の外側端部より外側に位置する。即ち、封止樹脂６の第１の側面６−３から該第２のリード５−２が突出する距離は、封止樹脂６の第１の側面６−３から該第１のリード５−１が突出する距離より大きい。換言すると、該第２のリード５−２は、該第１のリード５−１の外側端部より更に外側まで延在する。第１の延在部６−７は、該第１のリード５−１の外側端部まで延在する。

該第１のリード５−１の内側端部と該ダイパッド２の第１の側辺２−１との距離は、該第２のリード５−２の内側端部と該ダイパッド２の第１の側辺２−１との距離と異なってもよいが、この場合であっても、封止樹脂６の第１の側面６−３から該第２のリード５−２が突出する距離は、封止樹脂６の第１の側面６−３から該第１のリード５−１が突出する距離より大きい。

該第１及び第２のリード５−１、５−２は、互いに平行に且つ予め決められた間隔を空けて延在する。封止樹脂６の第１の側面６−３から突出した該第１及び第２のリード５−１、５−２の突出部分の間には、封止樹脂６の第１の延在部６−７が介在される。第１の延在部６−７は、封止樹脂６と一体的に形成してもよいし、或いは、個別に形成してもよい。第１の延在部６−７は、封止樹脂６の第１の側面６−３から突出した該第１及び第２のリード５−１、５−２の突出部分の機械的強度を補強する。前述したように該第２のリード５−２は、該第１のリード５−１の外側端部より更に外側まで延在するので、第１の延在部６−７は、該第１のリード５−１の外側端部まで延在することが可能である。この場合、該第１のリード５−１の外側端部より更に外側に延在する該第２のリード５−２には、封止樹脂６の第１の延在部６−７が隣接しない。換言すると、該第２のリード５−２は、該第１のリード５−１の外側端部より更に外側に延在し、封止樹脂６の第１の延在部６−７が隣接しない部分を有する。前述したように、第１の延在部６−７は、該第１及び第２のリード５−１、５−２の突出部分の機械的強度を補強することを目的として設けられるため、第１の延在部６−７は、必ずしも該第１のリード５−１の外側端部まで延在する必要がない。また、機械的強度の補強が必要ない場合には、封止樹脂６は第１の延在部６−７を有さなくてもよい。

第３及び第４のリード５−３、５−４は、該第１及び第２のリード５−１、５−２と非対称的な構成を有してもよく、また、対称的な構成を有してもよい。以下、第３及び第４のリード５−３、５−４が第１及び第２のリード５−１、５−２と対称的な構成を有する場合につき説明する。

第３及び第４のリード５−３、５−４は、該ダイパッド２の第３の側辺の外側であって且つ該第３の側辺から間隙を介して離間した位置から外側に向け延在する。該第３及び第４のリード５−３、５−４は、該ダイパッド２の第３の側辺２−３から鉛直外側方向であって、且つ該ダイパッド２を含む一平面内で延在する。即ち、図１に示すように、該第３及び第４のリード５−３、５−４は、該ダイパッド２と同一平面内に延在する。前述したように、該第１及び第２のリード５−１、５−２も、該ダイパッド２と同一平面内に延在するので、第１乃至第４のリード５−１、５−２、５−３、５−４は、該ダイパッド２と同一平面内に延在する。

該第３及び第４のリード５−３、５−４の内側部分は、封止樹脂６により封止され、その結果、該第３及び第４のリード５−３、５−４の外側部分は、封止樹脂６の第３の側面６−５から外側に向かって突出する。

該第３のリード５−３の内側端部と該ダイパッド２の第３の側辺２−３との距離は、該第４のリード５−４の内側端部と該ダイパッド２の第３の側辺２−３との距離と同じであってもよい。即ち、該第３のリード５−３の内側端部と該第４のリード５−４の内側端部とは、該ダイパッド２の第３の側辺２−３と平行な直線上に配列されてもよい。そして、該第４のリード５−４は、該第３のリード５−３より長さが長い。このため、該第４のリード５−４の外側端部は、該第３のリード５−３の外側端部より外側に位置する。即ち、封止樹脂６の第３の側面６−５から該第４のリード５−４が突出する距離は、封止樹脂６の第３の側面６−５から該第３のリード５−３が突出する距離より大きい。換言すると、該第４のリード５−４は、該第３のリード５−３の外側端部より更に外側まで延在する。第２の延在部６−８は、該第３のリード５−３の外側端部まで延在する。

該第３のリード５−３の内側端部と該ダイパッド２の第３の側辺２−３との距離は、該第４のリード５−４の内側端部と該ダイパッド２の第３の側辺２−３との距離と異なってもよいが、この場合であっても、封止樹脂６の第３の側面６−５から該第４のリード５−４が突出する距離は、封止樹脂６の第３の側面６−５から該第３のリード５−３が突出する距離より大きい。

該第３及び第４のリード５−３、５−４は、互いに平行に且つ予め決められた間隔を空けて延在する。封止樹脂６の第３の側面６−５から突出した該第３及び第４のリード５−３、５−４の突出部分の間には、封止樹脂６の第２の延在部６−８が介在される。第２の延在部６−８は、封止樹脂６と一体的に形成してもよいし、或いは、個別に形成してもよい。第２の延在部６−８は、封止樹脂６の第３の側面６−５から突出した該第３及び第４のリード５−３、５−４の突出部分の機械的強度を補強する。前述したように該第４のリード５−４は、該第３のリード５−３の外側端部より更に外側まで延在するので、第２の延在部６−８は、該第３のリード５−３の外側端部まで延在することが可能である。この場合、該第３のリード５−３の外側端部より更に外側に延在する該第４のリード５−４には、封止樹脂６の第２の延在部６−８が隣接しない。換言すると、該第４のリード５−４は、該第３のリード５−３の外側端部より更に外側に延在し、封止樹脂６の第２の延在部６−８が隣接しない部分を有する。前述したように、第２の延在部６−８は、該第３及び第４のリード５−３、５−４の突出部分の機械的強度を補強することを目的として設けられるため、第２の延在部６−８は、必ずしも該第３のリード５−３の外側端部まで延在する必要がない。また、機械的強度の補強が必要ない場合には、封止樹脂６は第２の延在部６−８を有さなくてもよい。

一般的には、前述したように、複数のリードは同一平面内に延在するが、該第１乃至第４のリード５−１、５−２、５−３、５−４は、必ずしも、同一平面内に限定して延在しなくともよい。

該第１乃至第４のリード５−１、５−２、５−３、５−４の各々は、既知のリードの材料で構成し得る。

前述したようにチップ１の上面の周辺領域には複数の電極パッド７が配列される。第１乃至第４のリード５−１、５−２、５−３、５−４の内側部分は、封止樹脂６により封止される。該内側部分は、第１のボンディングワイヤ４を介して該電極パッド７に電気的に接続される。図１に示すように、該第１のボンディングワイヤ４は、前述の封止樹脂６で封止される。

一般的には、前述の半導体装置は、封止樹脂６の裏面６−２が実装基板８に面するよう、該実装基板８上に実装される。しかし、本発明によれば、封止樹脂６の裏面６−２が実装基板８に面するように半導体装置を該実装基板８上に実装しても構わないが、チップ１に含まれる素子の種類によっては、電極パッド７が形成されたチップ１の上面が、該実装基板８の面と垂直な方向を向くよう、半導体装置を該実装基板８上に実装することが求められる場合がある。このような場合、図４に示すように、該半導体装置は、封止樹脂６の第２の側面６−４が実装基板８に面するよう、該実装基板８上に実装される。実装基板８上に実装された半導体装置の封止樹脂６の第４の側面６−６が上を向き、第２の側面６−４が下を向くので、第１のリード５−１は、第２のリード５−２の上方に位置し、第３のリード５−３は、第４のリード５−４の上方に位置に位置する。即ち、第１のリード５−１と第２のリード５−２とは、実装基板８の面に対し垂直な面内に延在する。更に、第３のリード５−３と第４のリード５−４とは、実装基板８の面に対し垂直な面内に延在する。第１のリード５−１は第２のリード５−２より外側に突出している外側部分を有する。該外側部分の上面は、第１の延在部６−７により封止されず露出している。第３のリード５−３は第４のリード５−４より外側に突出している外側部分を有する。該外側部分の上面は、第２の延在部６−８により封止されず露出している。

実装基板８の周辺領域に４つのフットプリント１０が形成されている。そして、該４つのフットプリント１０は、第２のボンディングワイヤ９を介して第１乃至第４のリード５−１、５−２、５−３、５−４の露出上面と接続される。前述したように、第２のリード５−２は、第１のリード５−１より外側に突出しており、封止樹脂６の第１の延在部６−７により封止されず露出した外側部分の上面を有するので、該外側部分の上面を第２のボンディングワイヤ９を介してフットプリント１０に電気的に接続することが可能となる。同様に、第４のリード５−４は、第３のリード５−３より外側に突出しており、封止樹脂６の第２の延在部６−８により封止されず露出した外側部分の上面を有するので、該外側部分の上面を第２のボンディングワイヤ９を介してフットプリント１０に電気的に接続することが可能となる。

従来同様、第１のリード５−１及び第２のリード５−２が共に同じ長さ突出している場合、第１のリード５−１が第２のリード５−２の上方にオーバーラップするので、第２のリード５−２を第２のボンディングワイヤ９を介してフットプリント１０に電気的に接続することが困難となる。更に、第３のリード５−３及び第４のリード５−４が共に同じ長さ突出している場合、第３のリード５−３が第４のリード５−４の上方にオーバーラップするので、第４のリード５−４を第２のボンディングワイヤ９を介してフットプリント１０に電気的に接続することが困難となる。

しかしながら、本発明の第１実施形態によれば、第２のリード５−２は、第１のリード５−１より外側に突出しており、封止樹脂６の第１の延在部６−７により封止されず露出した外側部分の上面を有するので、該外側部分の上面を第２のボンディングワイヤ９を介してフットプリント１０に電気的に接続することが可能となる。同様に、第４のリード５−４は、第３のリード５−３より外側に突出しており、封止樹脂６の第２の延在部６−８により封止されず露出した外側部分の上面を有するので、該外側部分の上面を第２のボンディングワイヤ９を介してフットプリント１０に電気的に接続することが可能となる。

前述のリードの構造により、封止樹脂６の裏面６−２ではなく第２の側面６−４が実装基板８に面するよう半導体装置を実装基板８上に実装することが可能となる。封止樹脂６の第２の側面６−４を下にして実装基板８上に実装することで、封止樹脂６により封止されたチップ１の上面即ち電極パッド７を有する面が、実装基板８の面と垂直な方向を向くことになる。本発明は、例えば、該チップ１は、実装基板８に実装された際に、該実装基板８の面に対し特定の方向を向くことが要求される素子、典型的には、既知の３軸センサー、より具体的には、ホール素子を含む場合に効果的且つ有用である。

本発明の第１の実施形態に係る半導体装置を示す側面図である。図１に示す半導体装置の上面図である。図１に示す半導体装置の斜視図である。実装基板上に実装された図１乃至図３に示す半導体装置の上面図である。

符号の説明

１チップ
２ダイパッド
２−１第１の側辺
２−２第２の側辺
２−３第３の側辺
２−４第４の側辺
３接着剤
４第１のボンディングワイヤ
５リード
５−１第１のリード
５−２第２のリード
５−３第３のリード
５−４第４のリード
６封止樹脂
６−１表面
６−２裏面
６−３第１の側面
６−４第２の側面
６−５第３の側面
６−６第４の側面
６−７第１の延在部
６−８第２の延在部
７電極パッド
８実装基板
９第２のボンディングワイヤ
１０フットプリント

Claims

チップと、
互いに隣接する第１の側面と第２の側面とを有し、前記チップを封止する封止樹脂と、
前記封止樹脂の前記第１の側面から突出する第１の複数のリードと、
前記チップを実装する実装基板と、
を少なくとも含む半導体装置であって、
前記封止樹脂の前記第２の側面は、前記実装基板に対向する面であり、
前記第１の複数のリードは、前記第１の側面上の位置であって、前記第２の側面からの距離が異なる位置から突出し、前記実装基板に電気的に接続され、
前記チップの電極パッドが配列される上面が前記実装基板の表面に垂直な方向を向いている半導体装置。
前記第１の複数のリードは、前記第１の側面からの突出距離が前記２の側面に近い位置のものほど長い請求項１に記載の半導体装置。
前記第１の複数のリードは、前記第１の側面及び前記第２の側面に対し垂直な一つの面内に延在するよう配列される請求項１又は２に記載の半導体装置。
前記封止樹脂は、前記第１の側面より外側であって且つ前記第１の複数のリード間に亘り延在する第１の延在部を有する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の半導体装置。
前記第１の側面より外側であって且つ前記第１の複数のリード間に亘り延在する第１の補強樹脂を更に含む請求項１乃至３のいずれか一項に記載の半導体装置。
前記第２の側面に隣接すると共に前記第１の側面に対向する第３の側面上の位置であって、前記第２の側面からの距離が異なる位置から突出する第２の複数のリードを、更に含む請求項１乃至５のいずれか一項に記載の半導体装置。
前記第２の複数のリードは、前記第３の側面からの突出距離が前記２の側面に近い位置のものほど長い請求項６に記載の半導体装置。
前記第２の複数のリードは、前記第３の側面及び前記第２の側面に対し垂直な一つの面内に延在するよう配列される請求項６又は７に記載の半導体装置。
前記封止樹脂は、前記第３の側面から突出する前記第２の複数のリード間に延在する第２の延在部を有する請求項６乃至８のいずれか一項に記載の半導体装置。
前記第３の側面から突出する前記第２の複数のリード間に介在する第２の補強樹脂を更に含む請求項６乃至８のいずれか一項に記載の半導体装置。
前記チップの上面が前記第２の側面に対し垂直な方向を向いている請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の半導体装置。
前記チップが３軸センサーを含んでいる請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の半導体装置。
前記チップがホール素子を含んでいる請求項１２に記載の半導体装置。