JP4609172B2 - 樹脂封止型半導体装置 - Google Patents

Description

本発明は、リードフレームのチップ搭載面にはんだを介して半導体チップを搭載し、これらをモールド樹脂にて封止してなる樹脂封止型半導体装置に関する。

一般に、この種の樹脂封止型半導体装置は、半導体チップと、半導体チップが搭載固定されるチップ搭載面を有するとリードフレームと、半導体チップおよびリードフレームを封止するモールド樹脂とを備えて構成されている。

近年、組み付け工程の簡略化およびコストダウンのために、あらかじめリードフレーム表面に、はんだとの濡れ性を高めるような仕様のメッキ（たとえばＮｉ／Ｐｄ／Ａｕ）を施しているリードフレーム（Ｐｒｅ Ｐｌａｔｅｄ Ｆｒａｍｅ、以下ＰＰＦと略記する）が採用されはじめている（たとえば、特許文献１参照）。つまり、リードフレームとしては、表面にはんだ接合用のメッキ膜が形成されたＰＰＦが提案されている。

また、一方で、樹脂封止型半導体装置におけるリードフレームとモールド樹脂との密着性を高めるために、リードフレームのメッキ表面を粗化する技術が提案されている（たとえば、特許文献２、特許文献３参照）。

このメッキ表面を粗化する技術は、リードフレームのメッキ表面を粗化することによって、（１）リードフレームにおけるモールド樹脂との接着面積が大きくなる、（２）モールド樹脂が粗化されたメッキ膜の凹凸に食いつきやすくなる、などの効果（つまり、アンカー効果）を期待するものである。

そのことにより、リードフレームのモールド樹脂への密着性が向上し、リードフレームとモールド樹脂との間の剥離を防止することが可能となり、樹脂封止型半導体装置の信頼性が向上する。

また、近年、この種の樹脂封止型半導体装置においては、小型化による更なる放熱性の向上が要望され、また、カスタムパワーＩＣパッケージへの適用が期待されてきている。この場合、モールド樹脂に内蔵される半導体チップは放熱性の向上を図るため、導電性接着剤ではなく、はんだを用いてチップ搭載面へ搭載されることが要求される。
特開平４−１１５５５８号公報 特開平６−２９４３９号公報 特開平１０−２７８７３号公報

このような半導体チップのはんだを介した搭載による放熱性向上、および、リードフレームとモールド樹脂との密着性向上という点を考慮して、本発明者は、チップ搭載面を含む表面にはんだ接合用のメッキ膜が形成されたＰＰＦを用いて、次のような樹脂封止型半導体装置を検討した。

すなわち、このＰＰＦとしてのリードフレームのチップ搭載面に半導体チップがはんだ介して搭載固定され、半導体チップおよびリードフレームを封止するモールド樹脂と、を備える樹脂封止型半導体装置において、リードフレームのうちモールド樹脂内に位置する部位におけるメッキ膜の最表面を、モールド樹脂との密着性を向上させるために粗化された形状とした。

つまり、本発明者は、この種の樹脂封止型半導体装置において、粗化されたＰＰＦとしてのリードフレームを用い、このリードフレームのチップ搭載面にはんだを介して半導体チップを搭載した構成を検討した。

このような樹脂封止型半導体装置は、粗化されたＰＰＦのチップ搭載面にはんだを設置し、半導体チップを当該はんだ上に搭載した後、水素還元雰囲気などの雰囲気中にて、はんだをリフローし、固化させ、しかる後、モールド樹脂による封止を行うことで製造することができる。

しかし、このように粗化されたＰＰＦにはんだ実装を採用した場合、はんだのリフロー工程では、リードフレームのメッキ膜表面が粗化されているため、毛細管現象によりはんだが濡れすぎてしまう。

その結果、はんだがチップ搭載面から必要以上に濡れ広がってしまい、そのはんだによりメッキ膜の表面が平坦化されてしまい、粗化メッキ膜の根本目的であるアンカー効果が得られず、モールド樹脂との密着性が低下するといった問題が生じる。また、はんだが濡れ広がることではんだ厚みのばらつきが生じやすくなり、半導体チップが傾くといった問題も生じる。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、リードフレームのチップ搭載面にはんだを介して半導体チップを搭載してなる樹脂封止型半導体装置において、チップ搭載面におけるはんだの濡れ広がりを所望の範囲にとどめることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明者は鋭意検討を行った。単純には、チップ搭載面におけるはんだの濡れ広がりを防止するには、チップ搭載面におけるはんだの周囲に溝を形成すればよいと考えられる。

しかしながら、本発明者の検討によれば、上述したように、粗化されたＰＰＦでは、リードフレームのメッキ膜表面が粗化されているため、毛細管現象によりはんだが濡れすぎてしまうことから、溝の表面をはんだが這っていき、溝の外側に広がってしまうことがわかった。

そこで、溝以外の構成にてはんだの濡れ広がりを防止できるようなリードフレーム構成について、検討を進めた。本発明は、そのような検討の結果に基づいて、創出されたものである。

すなわち、請求項１に記載の発明では、半導体チップ（１０）と、半導体チップ（１０）がはんだ（１２）を介して搭載固定されるチップ搭載面（２１ａ）を有するとともに、このチップ搭載面（２１ａ）を含む表面にはんだ接合用のメッキ膜（２３）が形成されたリードフレーム（２０）と、半導体チップ（１０）およびリードフレーム（２０）を封止するモールド樹脂（４０）と、を備える樹脂封止型半導体装置において、次のような点を特徴としている。

すなわち、本発明の樹脂封止型半導体装置は、リードフレーム（２０）のうちモールド樹脂（４０）内に位置する部位におけるメッキ膜（２３）の最表面は、モールド樹脂（４０）との密着性を向上させるために粗化された形状となっており、チップ搭載面（２１ａ）のうち半導体チップ（１０）の周囲部には、半導体チップ（１０）の直下に位置するメッキ膜（２３）よりも高く突出するダム部（２４、２７）が、はんだ（１２）を取り囲むようにはんだ（１２）の全周に設けられており、チップ配置面（２１ａ）に対してプレス加工を行うことによって並列に配置された２本の溝（２５）が形成されており、ダム部は、２本の溝（２５）の間の部位を隆起させた隆起部（２４）として構成されたものであり、隆起部（２４）の頂部（２４ａ）の表面は、メッキ膜（２３）が存在せずリードフレーム（２０）の母材（２０ａ）が露出した面として構成されていることを特徴としている。

それによれば、リードフレーム（２０）のうちモールド樹脂（４０）内に位置する部位におけるメッキ膜（２３）を、粗化されたメッキ膜（２３）とできるため、リードフレーム（２０）とモールド樹脂（４０）との密着性を良好に確保できる。

そして、チップ搭載面（２１ａ）のうち半導体チップ（１０）の周囲にダム部（２４、２７）を設け、このダム部（２４、２７）は、半導体チップ（１０）の直下に位置するメッキ膜（２３）よりも高く突出したものとしているため、半導体チップ（１０）の下に位置するはんだ（１２）の濡れ広がりは、ダム部（２４、２７）にてせき止められダム部（２４、２７）を越えることはない。

そして、このようなダム部（２４、２７）が、はんだ（１２）の全周囲を取り囲んでいるため、はんだ（１２）の濡れ広がりを防止することができる。そして、はんだ（１２）の濡れ広がりによるモールド樹脂（４０）とリードフレーム（２０）との密着性の低下も抑制することができる。

また、ダム部（２４、２７）にて取り囲まれる範囲内に、はんだ（１２）をとどめることができ、必要以上に広がらないため、はんだ（１２）の厚さを極力均一にすることができ、その結果、半導体チップ（１０）の傾きを極力防止することができる。

このように、本発明によれば、ダム部（２４、２７）にて取り囲まれる範囲の外側へのはんだ（１２）の濡れ広がりを防止できるため、リードフレーム（２０）のチップ搭載面（２１ａ）にはんだ（１２）を介して半導体チップ（１０）を搭載してなる樹脂封止型半導体装置において、チップ搭載面（２１ａ）におけるはんだ（１２）の濡れ広がりを所望の範囲にとどめることができる。

また、本発明では、隆起部（２４）の頂部（２４ａ）の表面は、メッキ膜（２３）が存在せずリードフレーム（２０）の母材（２０ａ）が露出した面として構成されているから、隆起部（２４）の頂部（２４ａ）の表面を、粗化されたメッキ膜（２３）よりもはんだ（１２）の濡れ性の悪いものとできるため、このダム部としての隆起部（２４）を、はんだ（１２）が毛細管現象にて越えようとするのを防止することができ、好ましい。

また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の樹脂封止型半導体装置において、隆起部（２４）の頂部（２４ａ）を含む隆起部（２４）および溝（２５）の表面全体は、メッキ膜（２３）が存在せずリードフレーム（２０）の母材（２０ａ）が露出した面として構成されていることを特徴としている。それによれば、隆起部（２４）および溝（２５）の表面全体を、粗化されたメッキ膜（２３）よりもはんだ（１２）の濡れ性の悪いものとできるため、隆起部（２４）および溝（２５）の外側へ、はんだ（１２）が毛細管現象にて広がろうとするのを防止することができ、好ましい。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
図１において、（ａ）は本発明の第１実施形態に係る樹脂封止型半導体装置１００の概略断面構成を示す図であり、（ｂ）は（ａ）中のリードフレーム２０の断面構成を示す図である。

また、図２において、（ａ）は図１中の樹脂封止型半導体装置１００における半導体チップ１０近傍部の拡大図であり、（ｂ）は（ａ）中の上方から見た概略平面図であり、（ｃ）は（ａ）中の丸で囲んだＡ部拡大図である。なお、図２中、モールド樹脂４０およびはんだ１２は省略してある。

［構成等］
図１、図２に示されるように、本半導体装置１００は、大きくは、半導体チップとしてのＩＣチップ１０と、このＩＣチップ１０がはんだ１２を介して搭載固定されたリードフレーム２０とを備え、ＩＣチップ１０とリードフレーム２０とがボンディングワイヤ３０を介して互いに電気的に接続され、これらＩＣチップ１０、リードフレーム２０およびボンディングワイヤ３０がモールド樹脂４０で封止されてなる。

そして、図１（ａ）に示されるように、この半導体装置１００は、ケース２００上に搭載されて、リードフレーム２０の一部にてネジ２１０によりケース２００にネジ止めされ固定される。また、リードフレーム２０のアウターリード２２には、外部のターミナル２２０が抵抗溶接により接合されるようになっている。つまり、本半導体装置１００はカスタムパッケージとして構成されている。

ここで、半導体チップとしてのＩＣチップ１０は、シリコン半導体基板に周知の半導体製造技術を用いてトランジスタ素子などを形成してなるものである。また、ボンディングワイヤ３０は、ワイヤボンディングにより形成された金（Ａｕ）やアルミニウム（Ａｌ）などからなるワイヤである。

このＩＣチップ１０は、リードフレーム２０におけるモールド樹脂４０内の部位、すなわちインナーリード２１上に搭載され、上記はんだ１２を介して接合されている。はんだ１２としては、半導体装置の分野で採用可能なはんだであれば何でもよく、たとえばＳｎ−Ａｇ−Ｃｕなどの鉛フリーはんだでもよいし、Ｓｎ−Ｐｂはんだなどでもよい。

ここで、インナーリード２１は、ＩＣチップ１０の放熱のためにリードフレーム２０における肉厚部分として構成されている。そして、インナーリード２１のうちＩＣチップ１０が搭載される面２１ａが、リードフレーム２０におけるチップ搭載面２１ａとして構成されている。

そして、これらＩＣチップ１０、ボンディングワイヤ３０、およびリードフレーム２０におけるインナーリード２１はモールド樹脂４０により包み込まれるようにモールドされ封止されている。

このモールド樹脂４０は、通常の樹脂封止型半導体装置に用いられるエポキシ系樹脂などのモールド材料を採用して、金型を用いたトランスファーモールド法などにより形成されるものである。そして、このモールド樹脂４０が、半導体装置１００の本体すなわちパッケージボディを構成している。

ここで、リードフレーム２０のうちアウターリード２２は、モールド樹脂４０から突出し、上述したように、ターミナル２２０と抵抗溶接され、電気的・機械的に接合されるようになっている。

また、図１、図２に示されるように、本実施形態の半導体装置１００においては、リードフレーム２０は、チップ搭載面２１ａを含む表面にはんだ接合用のメッキ膜２３が形成されたものとなっている。

本実施形態では、メッキ膜２３は、チップ搭載面２１ａを含むリードフレーム２０の全体すなわちインナーリード２１およびアウターリード２２の表面に形成されている。そして、このメッキ膜２３は、図１（ｂ）に示されるように、メッキの下地である母材２０ａ上に順に、Ｎｉメッキ膜２３ａ、Ｐｄメッキ膜２３ｂ、Ａｕメッキ膜２３ｃが設けられているものである。

これらメッキ膜２３（２３ａ〜２３ｃ）は、リードフレーム２０の素材板すなわち母材２０ａをエッチングやスタンピングなどで、リードフレーム形状にパターニングした後、メッキ処理することで形成されるものである。

そして、本実施形態では、リードフレーム２０のうちモールド樹脂４０内に位置する部位であるインナーリード２１において、Ｎｉメッキ膜２３ａの表面が粗化された形状となっている。

それにより、このＮｉメッキ膜２３ａの粗化形状を承継して、インナーリード２１のメッキ膜２３の最表面は、モールド樹脂４０との密着性を向上させるために粗化された形状となっている。なお、本実施形態では、アウターリード２２においても、インナーリード２１と同様に、Ｎｉメッキ膜２３ａの最表面が粗化された形状となっている。つまり、本実施形態のリードフレーム２０は粗化されたＰＰＦとなっている。

ここで、リードフレーム２０の母材２０ａは、Ｃｕ系もしくはＦｅ系の材料であり、その板厚は０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度である。この母材２０ａ上に設けられる表面が粗化されたＮｉメッキ膜２３ａ（以下、粗化Ｎｉメッキ膜２３ａという）は、電気メッキ法もしくは無電解メッキ法によって形成されるもので、その膜厚は０．５μｍ〜２．５μｍ程度である。

この粗化Ｎｉメッキ膜２３ａの粗化レベルは、モールド樹脂４０との密着性を満足するために比表面積１．０〜２．０程度とする。この比表面積とは、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ、例：セイコーインスツルメンツ社製Ｎａｎｏｐｉｃｓ１０００）で測定した値である。測定面積１０μｍ×１０μｍの表面積をスキャンし、測定面積で割った値であり、樹脂密着性を表すのに最も適した特性値である。

この粗化Ｎｉメッキ膜２３ａの形成は、通常はコスト面より電気メッキ法で行なわれることが多いが、カスタムパッケージ用のリードフレームは、図１（ａ）に示されるように部分的に厚さの異なる異形材のものが多く、メッキ厚のムラを防ぐためやメッキ設備の関係より無電解メッキで行われる場合も多い。

つまり、粗化Ｎｉメッキ膜２３ａの形成を行うにあたっては、リードフレーム２０の形状やメッキ設備、ライン構成等の事情により電気メッキ法、無電解メッキ法を選択すればよい。

図１（ｂ）に示されるように、粗化Ｎｉメッキ膜２３ａの表面は粗化されており、前述の比表面積の値を満足するように表面に凹凸を形成してある。この粗化メッキ膜２３ａの粗化方法は公知である。

たとえば、Ｎｉメッキのメッキ成膜時にメッキ条件や薬液成分を調整するなどにより粗化を行ってもよいし、メッキ前のリード母材またはメッキ後にサンドブラスト等による機械的粗化または薬品による化学的粗化により行ってもよい。

この粗化Ｎｉメッキ膜２０ｃの上に設けられるＰｄメッキ膜２３ｂ、Ａｕメッキ膜２３ｃは、電気メッキ法もしくは無電解メッキ法によって形成されるもので、その膜厚はともに、０．００２μｍ〜０．０２μｍ程度である。

最終的に、リードフレーム２０のメッキ膜２３は、粗化Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕの３層構造となるが、場合によっては最表層のＡｕメッキ膜２３ｃの無い２層構造（粗化Ｎｉ／Ｐｄ）であってもよいし、Ｐｄメッキ膜２３ｂ、Ａｕメッキ膜２３ｃの無い１層構造（粗化Ｎｉ）であってもよい。

具体的には、リードフレーム２０がＡｕワイヤボンドを打つものである場合にはＰｄ、Ａｕは基本的に必要であるが、それ以外、たとえばＡｌワイヤボンドを打つものである場合にはＰｄ、Ａｕは無くてもよい、ということを意味する。

また、このようなメッキ膜２３の最表面が粗化されたＰＰＦとしてのリードフレーム２０においては、メッキ膜２３の最表面が粗化された形状であればよく、そのためには、Ｎｉメッキ膜２３ａを粗化する以外の方法を用いてもよい。

たとえば、リードフレーム２０の母材２０ａの表面を、サンドブラストや研磨などの機械的粗化方法や、エッチングなどの化学的粗化方法により、粗化した後、その上に上記メッキ膜２３を形成してもよい。その場合も、母材２０ａ表面の粗化形状がメッキ膜２３に承継されて、メッキ膜２３の最表面が粗化された形状となる。

さらに、本実施形態の特徴的な構成としては、図２に示されるように、リードフレーム２０においてチップ搭載面２１ａのうちＩＣチップ１０の周囲部に、はんだ１２の濡れ広がりを防止するためのダム部２４が設けられている。

このダム部２４は、図２（ｃ）中の寸法ｈ１に示されるように、ＩＣチップ１０の直下に位置するメッキ膜２３よりも高く突出するものである。ここで、ダム部２４はメッキ膜２３も含むものであり、上記寸法ｈ１は、ダム部２４の頂部２４ａのメッキ膜２３の厚さも含むものである。

このようなダム部２４は、ある程度突出高さが高い方が、はんだ１２をせき止める効果が大きい。そのため、好ましくは、図２（ｃ）中の寸法ｈ２に示されるように、リードフレーム２０の母材２０ａが、ＩＣチップ１０の直下に位置するメッキ膜２３よりも高く突出することが望ましい。

そして、図２（ａ）、（ｂ）に示されるように、このダム部２４は、はんだ１２を取り囲むように、はんだ１２の全周に設けられている。図２（ｂ）に示される例では、ダム部２４は、矩形環状の平面配置パターンとなっている。

本実施形態では、図２に示されるように、チップ配置面２１ａにおいて並列に配置された２本の溝２５が形成されており、ダム部２４は、これら２本の溝２５の間の部位を隆起させた隆起部２４として構成されたものである。ここで、溝２５は０．０５〜０．５ｍｍ程度の深さで、プレス加工により形成される。溝２５の幅は隆起部２４の高さにもよるが、深さと同じくらいが望ましい。

［製法等］
本実施形態の隆起部２４を有するリードフレーム２０の形成方法について、図３を参照して述べる。図３は、隆起部２４を形成するためのプレス加工の方法を示す概略断面図である。

まず、リードフレーム２０の母材２０ａを、エッチングやプレス加工などにより、所望の形状パターンに加工する。次に、図３に示されるような形状を有するパンチＫ１を用いて、母材２０ａのうち隆起部２４を形成すべき部位にプレス加工を行う。

このパンチＫ１は、溝２５と溝２５の間に対応する部分がより深く加工されており、プレス加工したときに、母材２０ａにおいて余った肉が溝２５と溝２５の間に集まりやすい構造となっている。また、このパンチＫ１は初めから２重の溝２５を掘れる構造になっているが、一本ずつ加工してもよい。

ここでは２本の溝２５を掘ることが重要で、溝２５の加工時に逃げた肉が溝２５と溝２５の間へ集まり、この肉が集まる部分を隆起部２４として、母材２０ａにおける他の平面よりも高く隆起させることができる。

また、溝２５の形状はカタカナのレの字形状の溝（いわゆるレ溝）またはＶ溝とし、溝２５と溝２５の間を中心として、両サイドに角度の大きいβ角をとり、隆起部２４とは反対側に角度の小さいα角をおくものとする。溝２５の角度をα＜βとすることで溝２５と溝２５の間へ、より効果的に肉を集めることができる。

そして、このようなパンチＫ１を用いて、母材２０ａのうち隆起部２４を形成すべき部位にパンチＫ１をプレスすることにより、母材２０ａにおいて２本の溝２５およびその間の隆起部２４が形成される。

図４は、このパンチＫ１を用いたプレス加工の他の方法を示す概略断面図である。この図４（ａ）に示されるように、パンチＫ１でプレスする前に、あらかじめ母材２０ａの裏面からプレスを行い、表面側を隆起させてもよい。そして、図４（ｂ）に示されるように、その後に行うパンチＫ１によるプレス加工によって、より高い隆起部２４を形成することができ、効果的である。

このようにして、リードフレーム２０の母材２０ａに対して隆起部２４および溝２５を形成した後、母材２０ａの表面に、粗化Ｎｉメッキ膜２３ａを上記した各手法を用いて形成する。その後、粗化Ｎｉメッキ膜２０ｃの上にＰｄメッキ膜２３ｂ、Ａｕメッキ膜２３を形成すれば、本実施形態のリードフレーム２０ができあがる。

そして、このリードフレーム２０を用いて、上記樹脂封止型半導体装置１００を形成する。すなわち、リードフレーム２０のチップ搭載面２１ａにはんだ１２を設置し、ＩＣチップ１０を当該はんだ１２上に搭載した後、水素還元雰囲気などの雰囲気中にて、はんだ１２をリフローし、固化させ、ワイヤボンディングを行ってワイヤ３０による接続を行った後、モールド樹脂４０による封止を行う。こうして、上記樹脂封止型半導体装置１００ができあがる。

［効果等］
ところで、本実施形態の樹脂封止型半導体装置１００は、ＩＣチップ１０と、ＩＣチップ１０がはんだ１２を介して搭載固定されるチップ搭載面２１ａを有するとともに、このチップ搭載面２１ａを含む表面にはんだ接合用のメッキ膜２３が形成されたリードフレーム２０と、ＩＣチップ１０およびリードフレーム２０を封止するモールド樹脂４０と、を備えるという基本構成を有している。

そして、本実施形態では、このような基本構成を有する樹脂封止型半導体装置において、リードフレーム２０のうちモールド樹脂４０内に位置するインナーリード２１におけるメッキ膜２３の最表面は、モールド樹脂４０との密着性を向上させるために粗化された形状となっており、チップ搭載面２１ａのうちＩＣチップ１０の周囲部には、ＩＣチップ１０の直下に位置するメッキ膜２３よりも高く突出するダム部２４が、はんだ１２を取り囲むようにはんだ１２の全周に設けられていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置１００が提供される。

それによれば、リードフレーム２０のうちモールド樹脂４０内に位置する部位すなわちインナーリード２１におけるメッキ膜２３を、粗化されたメッキ膜２３とできるため、リードフレーム２０とモールド樹脂４０との密着性を良好に確保できる。

そして、チップ搭載面２１ａのうちＩＣチップ１０の周囲にダム部２４を設け、このダム部２４は、ＩＣチップ１０直下に位置するメッキ膜２３よりも高く突出したものとしているため、ＩＣチップ１０の下に位置するはんだ１２の濡れ広がりは、ダム部２４にてせき止められダム部２４を越えることはない。

そして、このようなダム部２４が、はんだ１２の全周囲を取り囲んでいるため、はんだ１２の濡れ広がりを防止することができる。そして、はんだ１２の濡れ広がりによるモールド樹脂４０とリードフレーム２０との密着性の低下も抑制することができる。

また、ダム部２４にて取り囲まれる範囲内に、はんだ１２をとどめることができ、必要以上に広がることはない。そのため、セルフアライメントによって、はんだ１２の厚さを極力均一にすることができ、結果として、ＩＣチップ１０の傾きを極力防止することができる。

このように、本実施形態によれば、ダム部２４にて取り囲まれる範囲の外側へのはんだ１２の濡れ広がりを防止することができるため、リードフレーム２０のチップ搭載面２１ａにはんだ１２を介して半導体チップ１０を搭載してなる樹脂封止型半導体装置１００において、チップ搭載面２１ａにおけるはんだ１２の濡れ広がりを所望の範囲にとどめることができる。

ここで、本実施形態の樹脂封止型半導体装置１００においては、チップ配置面２１ａに対してプレス加工を行うことによって並列に配置された２本の溝２５が形成されており、ダム部２４は、これら２本の溝２５の間の部位を隆起させた隆起部２４として構成されたものであることも特徴のひとつである。

プレス加工によってチップ搭載部２１ａにおけるＩＣチップ１０の周辺部分では、溝２５と溝２５の間は母材２０ａの肉が盛り上がり隆起する（図３参照）。この盛り上がりの肉を利用することで、ダム部の役目を果たし、はんだ１２の濡れ広がりを抑えることができる。

なお、１つの溝でもほんのわずかに溝周辺に隆起が発生するが、この状態ではダム部の効果は出ない。上述したように、溝２５における上記角度をα＜βとし、２重の溝２５を掘ることでダム部の役目を果たす隆起部２４を効果的に形成することができる。

（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態に係る樹脂封止型半導体装置におけるリードフレーム２０の要部拡大断面図である。本実施形態では、上記実施形態においてダム部２４を変形したところが相違するものであり、この相違点を中心に述べる。

図５に示されるように、本実施形態のダム部２４も、図５に示されるように、チップ配置面２１ａに対してプレス加工を行うことによって並列に配置された２本の溝２５が形成されており、ダム部２４は、これら２本の溝２５の間の部位を隆起させた隆起部２４として構成されている。

ここで、本実施形態では、このダム部としての隆起部２４の頂部２４ａの表面は、メッキ膜２３が存在せずリードフレーム２０の母材２０ａが露出した面として構成された独自の構成を有している。

それによれば、上記実施形態と同様の作用効果が発揮されることに加えて、隆起部２４の頂部２４ａの表面を、粗化されたメッキ膜２３よりもはんだ１２の濡れ性の悪いものとできるため、このダム部としての隆起部２４を、はんだ１２が毛細管現象にて越えようとするのを防止することができ、好ましい。

このような構成は、上記実施形態と同様に、リードフレーム２０の母材２０ａにプレス加工を行って、母材２０ａに対して２本の溝２５および隆起部２４の形状を形成し、その上に粗化されたメッキ膜２３を形成した後、隆起部２４の頂部２４ａのみメッキ膜２３を剥がすことにより、実現できる。

この構造にすることで、隆起部２４の頂部２４ａにおいて母材２０ａを構成するＣｕやＦｅの素地が露出したり、場合によっては酸化膜が形成されたりするため、隆起部２４の頂部２４ａの表面を、粗化されたメッキ膜２３よりもはんだ１２の濡れ性の悪いものにできる。

そのため、はんだ１２の濡れ広がりを抑える効果があり、たとえば、隆起部２４に対してはんだ１２の量が多い場合であっても、表面張力により、はんだ１２の濡れ広がりを抑えることができる。

なお、隆起部２４の頂部２４ａにて母材２０ａの表面を露出させる方法としては、メッキ膜２３の形成後に、該当部分のメッキ膜２３を削ればよいが、それ以外の方法でもよく、特に方法などは問わない。

図６は、本実施形態の変形例を示す概略断面図である。本実施形態では、さらに、図６に示されるように、はんだ１２の濡れを抑える為に、隆起部２４の頂部２４ａの表面にソルダーレジスト等の樹脂膜２６を塗布形成してもよい。もちろん、この樹脂膜２６の塗布方法は問わない。

こうして、図６に示される例では、隆起部２４の頂部２４ａの表面は、メッキ膜２３よりもはんだ濡れ性の悪い膜としての樹脂膜２６により形成されている構成となる。ここで、メッキ膜２３よりもはんだ濡れ性の悪い膜としては、樹脂膜２６以外のものでもよい。また、隆起部２４の頂部２４ａにおいてメッキ膜２３が切削除去されているかどうかは問わない。

つまり、図６（ａ）に示されるように、隆起部２４の頂部２４ａにおいて樹脂膜２６の下地はメッキ膜２３であってもよいし、または、図６（ｂ）に示されるように、隆起部２４の頂部２４ａにおいて樹脂膜２６の下地は、メッキ膜２３が除去された母材２０ａであってもよい。

そして、この図６に示される樹脂膜２６を用いた場合も、上記実施形態と同様の作用効果が発揮されることに加えて、隆起部２４の頂部２４ａの表面を、粗化されたメッキ膜２３よりもはんだ１２の濡れ性の悪いものとできるため、このダム部としての隆起部２４を、はんだ１２が毛細管現象にて越えようとするのを防止することができ、好ましい。

（第３実施形態）
図７は、本発明の第３実施形態に係る樹脂封止型半導体装置におけるリードフレーム２０の要部拡大断面図である。本実施形態では、上記第２実施形態のダム部２４をさらに変形したものである。

図７に示されるように、本実施形態においては、隆起部２４の頂部２４ａの表面だけでなく、隆起部２４の頂部２４ａを含む隆起部２４および溝２５の表面全体が、メッキ膜２３が存在せずリードフレーム２０の母材２０ａが露出した面として構成されている。

それによれば、上記実施形態と同様の作用効果が発揮されることに加えて、隆起部２４および溝２５の表面全体を、粗化されたメッキ膜２３よりもはんだ１２の濡れ性の悪いものとできるため、隆起部２４および溝２５の外側に、はんだ１２が毛細管現象にて広がろうとするのを防止することができ、好ましい。

このような構成は、リードフレーム２０の母材２０ａに粗化されたメッキ膜２３を形成した後、上記したプレス加工を行うことにより形成することができる。プレス加工ではパンチＫ１によってメッキ膜２３が剥がされる。

こうすることで、隆起部２４および溝２５の表面全体が母材２０ａとなるため、酸化膜の形成などによって、隆起部２４および溝２５全体にて、はんだ１２をはじく効果が加わり、はんだ１２の濡れ広がりをより防止することができる。ただし、はんだ１２が埋まらない溝２５については、メッキ膜２３が無いため、モールド樹脂に対するアンカー効果がなくなる。

図８は、本実施形態の変形例を示す概略断面図である。本実施形態では、さらに、図８に示されるように、メッキ膜２３が除去された隆起部２４および溝２５の表面に、上記ソルダーレジスト等の樹脂膜２６を塗布形成してもよい。この樹脂膜２６の形成方法は、上記同様、塗布などにより行える。

こうして、図８に示される例では、隆起部２４の頂部２４ａを含む隆起部２４および溝２５の表面全体は、メッキ膜２３よりもはんだ濡れ性の悪い膜２６により形成されている構成となる。

そして、この図８に示される例によっても、上記実施形態と同様の作用効果が発揮されることに加えて、隆起部２４および溝２５の表面全体を、粗化されたメッキ膜２３よりもはんだ１２の濡れ性の悪いものとできるため、隆起部２４および溝２５の外側に、はんだ１２が毛細管現象にて広がろうとするのを防止することができ、好ましい。

（第４実施形態）
図９は、本発明の第４実施形態に係る樹脂封止型半導体装置におけるリードフレーム２０の要部拡大断面図である。

図９に示されるように、本実施形態では、隆起部２４の頂部２４ａには、コイニング２４ｂが形成されている。なお、図９では、上記メッキ膜２３は省略してあるが、実際には隆起部２４および溝２５の表面に形成されている。

それによれば、上記実施形態と同様の作用効果が発揮されることに加えて、はんだ１２側に位置する溝２５に侵入したはんだ１２が、毛細管現象で隆起部２４を這い上がろうとするのを、コイニング２４ｂで止める効果が発揮されるため、好ましい。また、このコイニング２４ｂによって、モールド樹脂との密着力が向上し、好ましい。

本実施形態の構成は、リードフレーム２０の母材２０ａに上記プレス加工をおこなって隆起部２４および溝２５の形状を形成した後、さらにプレスを行ってコイニング２４ｂを形成し、その後、メッキ膜２３の形成を行うことで、実現可能である。もちろん、プレス加工をおこなって隆起部２４および溝２５の形状を形成し、メッキ膜２３を形成した後でコイニング２４ｂを形成してもよい。

また、頂部２４ａにコイニング２４ｂを形成する本実施形態においては、メッキ膜２３が隆起部２４および溝２５の表面に形成されていてもよいし、隆起部２４の頂部２４ａのみ、または、隆起部２４および溝２５の表面全体がリードフレーム２０の母材２０ａが露出した面となっていてもよい。また、上記樹脂膜２６が形成されていてもよい。つまり、本実施形態は、上記した各実施形態と組み合わせて適用できる。

（第５実施形態）
図１０は、本発明の第５実施形態に係る樹脂封止型半導体装置におけるリードフレーム２０の要部拡大断面図である。図１０に示されるように、プレス加工により溝２５を形成する場合において、パンチＫ１の形状を工夫することにより一片の壁をさらに盛り上げることができる。

ダム部の役目を果たす隆起部２４において、ＩＣチップ１０側のみを外側よりも隆起させ、隆起部２４を高くするときに有効である。図１０においてＩＣチップ１０側の角度ａを外側の角度ｂよりも小さくすることで、溝２５を形成したときの肉がよりＩＣチップ１０側へ逃げ、隆起部２４を高くすることができる。

（第６実施形態）
図１１において、（ａ）は本発明の第６実施形態に係る樹脂封止型半導体装置における半導体チップ１０近傍部の拡大図であり、（ｂ）は（ａ）中の上方から見た概略平面図である。なお、図１１中、モールド樹脂４０は省略してある。上記実施形態との相違点を中心に述べる。

本実施形態の樹脂封止型半導体装置も、上記実施形態と同様に、半導体チップとしてのＩＣチップ１０と、ＩＣチップ１０がはんだ１２を介して搭載固定されるチップ搭載面２１ａを有するとともに、このチップ搭載面２１ａを含む表面にはんだ接合用の粗化されたメッキ膜２３が形成されたリードフレーム２０と、ＩＣチップ１０およびリードフレーム２０を封止するモールド樹脂４０とを備え、チップ搭載面２１ａのうちＩＣチップ１０の周囲部に、ダム部２７が、はんだ１２を取り囲むようにはんだ１２の全周に設けられている。

ここにおいて、本実施形態では、ダム部２７は、メッキ膜２３よりもはんだ濡れ性の悪い部材をチップ配置面２１ａ上に配設したものとして構成されている。

そして、本実施形態のダム部２７を有する樹脂封止型半導体装置によっても、ダム部２４にて取り囲まれる範囲の外側へのはんだ１２の濡れ広がりを防止することができるため、チップ搭載面２１ａにおけるはんだ１２の濡れ広がりを所望の範囲にとどめることができる。

その結果、本実施形態においても、はんだ１２の濡れ広がりによるモールド樹脂４０とリードフレーム２０との密着性の低下も抑制するとともに、ＩＣチップ１０の傾きを極力防止することができる。

このような構成は、リードフレーム２０の母材２０ａに粗化されたメッキ膜２３を形成した後、ＩＣチップ１０の搭載個所周辺に、モールド樹脂４０の材料に近い、たとえばエポキシ系樹脂材料をあらかじめ塗布・固化してダム部２７を形成し、その後でＩＣチップ１０をはんだ１２を介して実装することにより、形成される。

このように、本実施形態では、プレスによる溝加工を行わずに、はんだ１２の濡れ広がりを抑えるダム部２７を形成したものである。ここで、ダム部２７となるエポキシ系樹脂材料の塗布方法としては、たとえばインクジェットや印刷等を採用することができる。そして、本実施形態は、リードフレームのチップ搭載面が溝加工ができない構造となっているものに有効である。

（他の実施形態）
なお、チップ搭載面を構成するリードフレームの部分はインナーリードでなくてもよい。たとえば、かしめや溶接などでヒートシンクが一体化されたヒートシンク付きのリードフレームを用いてもよく、この場合、チップ搭載面はヒートシンクとなる。

また、半導体チップとしては、上記したＩＣチップ１０以外のものでもよく、抵抗チップ、コンデンサチップなどであってもよく、リードフレームのチップ搭載面上に半田を介して接合可能なものであればよい。

また、上記実施形態では、半導体チップとリードフレームとはボンディングワイヤ３０により電気的に接続されていたが、これら両者を電気的に接続する手法は、これに限定されるものではない。

また、本発明は、上記したカスタムパッケージ以外にも、たとえば、ＱＦＰ（クワッドフラットパッケージ）やＳＯＰ（スモールアウトラインパッケージ）などの各種のモールドパッケージに適用することができる。

要するに、本発明は、半導体チップと、半導体チップがはんだを介して搭載固定されるチップ搭載面を有するとともに、このチップ搭載面を含む表面にはんだ接合用のメッキ膜が形成されたリードフレームと、半導体チップおよびリードフレームを封止するモールド樹脂と、を備える樹脂封止型半導体装置ならば適用可能なものである。

（ａ）は本発明の第１実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の概略断面図、（ｂ）は（ａ）中のリードフレームの断面図である。 （ａ）は図１中の樹脂封止型半導体装置における半導体チップ近傍部の拡大図、（ｂ）は（ａ）中の上視概略平面図、（ｃ）は（ａ）中のＡ部拡大図である。 隆起部を形成するためのプレス加工の方法を示す概略断面図である。 プレス加工の他の方法を示す概略断面図である。 本発明の第２実施形態に係る樹脂封止型半導体装置におけるリードフレームの要部拡大断面図である。 第２実施形態の変形例を示す概略断面図である。 本発明の第３実施形態に係る樹脂封止型半導体装置におけるリードフレームの要部拡大断面図である。 第３実施形態の変形例を示す概略断面図である。 本発明の第４実施形態に係る樹脂封止型半導体装置におけるリードフレームの要部拡大断面図である。 本発明の第５実施形態に係る樹脂封止型半導体装置におけるリードフレームの要部拡大断面図である。 （ａ）は本発明の第６実施形態に係る樹脂封止型半導体装置における半導体チップ近傍部の拡大図であり、（ｂ）は（ａ）中の上視概略平面図である。

符号の説明

１０…半導体チップとしてのＩＣチップ、１２…はんだ、
２０…リードフレーム、２０ａ…リードフレームの母材、２１ａ…チップ搭載面、
２３…メッキ膜、２４…ダム部としての隆起部、２４ａ…隆起部の頂部、
２４ｂ…コイニング、２５…溝、
２６…メッキ膜よりもはんだ濡れ性の悪い膜としての樹脂膜、２７…ダム部、
４０…モールド樹脂。

Claims (2)

1. 半導体チップ（１０）と、
   前記半導体チップ（１０）がはんだ（１２）を介して搭載固定されるチップ搭載面（２１ａ）を有するとともに、このチップ搭載面（２１ａ）を含む表面にはんだ接合用のメッキ膜（２３）が形成されたリードフレーム（２０）と、
   前記半導体チップ（１０）および前記リードフレーム（２０）を封止するモールド樹脂（４０）と、を備える樹脂封止型半導体装置において、
   前記リードフレーム（２０）のうち前記モールド樹脂（４０）内に位置する部位における前記メッキ膜（２３）の最表面は、前記モールド樹脂（４０）との密着性を向上させるために粗化された形状となっており、
   前記チップ搭載面（２１ａ）のうち前記半導体チップ（１０）の周囲部には、前記半導体チップ（１０）の直下に位置する前記メッキ膜（２３）よりも高く突出するダム部（２４、２７）が、前記はんだ（１２）を取り囲むように前記はんだ（１２）の全周に設けられており、
   前記チップ配置面（２１ａ）に対してプレス加工を行うことによって並列に配置された２本の溝（２５）が形成されており、
   前記ダム部は、前記２本の溝（２５）の間の部位を隆起させた隆起部（２４）として構成されたものであり、
   前記隆起部（２４）の頂部（２４ａ）の表面は、前記メッキ膜（２３）が存在せず前記リードフレーム（２０）の母材（２０ａ）が露出した面として構成されていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
2. 前記隆起部（２４）の頂部（２４ａ）を含む前記隆起部（２４）および前記溝（２５）の表面全体は、前記メッキ膜（２３）が存在せず前記リードフレーム（２０）の母材（２０ａ）が露出した面として構成されていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂封止型半導体装置。

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