JP5398608B2 - 半導体装置の内部接続構造、及び、半導体装置 - Google Patents
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Description
この発明は、半導体装置の内部接続構造、及び、半導体装置に関する。
従来、樹脂封止型の半導体装置には、例えば特許文献１のように、板状のダイパッド及びその配置面に固定された半導体素子を封止樹脂で封止すると共に、半導体素子に電気接続された複数のリードが封止樹脂の同一の側面から突出して構成されたものがある。
この種の半導体装置では、半導体素子において生じた熱を効率よく外部に放熱できるように、ダイパッドの裏面を覆う封止樹脂の底面側の厚みを薄く設定したり、ダイパッドの裏面を封止樹脂の底面から露出させることがある。また、この種の半導体装置では、封止樹脂の底面に対するリードの突出部分の高さ位置がダイパッドの高さ位置よりも高くなるように、リードの突出部分をダイパッドの配置面よりも上方に配置している。
この種の半導体装置では、半導体素子において生じた熱を効率よく外部に放熱できるように、ダイパッドの裏面を覆う封止樹脂の底面側の厚みを薄く設定したり、ダイパッドの裏面を封止樹脂の底面から露出させることがある。また、この種の半導体装置では、封止樹脂の底面に対するリードの突出部分の高さ位置がダイパッドの高さ位置よりも高くなるように、リードの突出部分をダイパッドの配置面よりも上方に配置している。
上記半導体装置の製造に使用するリードフレームは、ダイパッドの一端に当該ダイパッドから離れる方向に延出するリードを複数配列し、一のリードによってダイパッドの一端側を支持した片持ち構造を呈している。また、ダイパッド側に位置する他のリードの延在方向の基端部には、ダイパッドに固定された半導体素子と他のリードとを電気接続するボンディングワイヤ等の接続子を接合する接合面が形成されている。
このリードフレームの構造において、一のリードの基端部には、一のリードの先端部をダイパッドの配置面に対して階段状に上げる二つの屈曲部が形成されており、一つの屈曲部はダイパッドの一端に隣り合っている。
この片持ち構造のリードフレームに対して前述した封止樹脂を成形する際には、ダイパッド、複数のリードの基端部をモールド金型のキャビティに収容すると共に複数のリードの先端部をキャビティの外側に固定した状態で、キャビティ内に封止樹脂を流し込む。
このリードフレームの構造において、一のリードの基端部には、一のリードの先端部をダイパッドの配置面に対して階段状に上げる二つの屈曲部が形成されており、一つの屈曲部はダイパッドの一端に隣り合っている。
この片持ち構造のリードフレームに対して前述した封止樹脂を成形する際には、ダイパッド、複数のリードの基端部をモールド金型のキャビティに収容すると共に複数のリードの先端部をキャビティの外側に固定した状態で、キャビティ内に封止樹脂を流し込む。
しかしながら、封止樹脂の成形時には、封止樹脂の流動によってダイパッドが、一のリードの基端部や屈曲部を支点としてダイパッドの厚さ方向に撓んでしまい、封止樹脂の底面に対するダイパッドの位置精度が低下して半導体装置の歩留まりが低下する、という問題がある。
具体的に説明すれば、例えばダイパッド全体を封止樹脂内に封止する半導体装置を製造する際には、ダイパッドの一部が封止樹脂の底面から意図せず露出する虞がある。また、例えばダイパッドの裏面を封止樹脂から露出させる半導体装置を製造する際には、ダイパッドの裏面の一部が封止樹脂によって覆われてしまう虞がある。
なお、特許文献１には、インナーリードを面取りすることで、封止樹脂の流動に基づくダイパッドや一のリードの撓みを抑えることが記載されているが、成形時において流動する封止樹脂の粘度が高いと、インナーリードに加わる外力が大きくなるため、ダイパッドの撓みを十分に抑えることができない。
具体的に説明すれば、例えばダイパッド全体を封止樹脂内に封止する半導体装置を製造する際には、ダイパッドの一部が封止樹脂の底面から意図せず露出する虞がある。また、例えばダイパッドの裏面を封止樹脂から露出させる半導体装置を製造する際には、ダイパッドの裏面の一部が封止樹脂によって覆われてしまう虞がある。
なお、特許文献１には、インナーリードを面取りすることで、封止樹脂の流動に基づくダイパッドや一のリードの撓みを抑えることが記載されているが、成形時において流動する封止樹脂の粘度が高いと、インナーリードに加わる外力が大きくなるため、ダイパッドの撓みを十分に抑えることができない。
本発明は、上述した事情に鑑みたものであって、封止樹脂に対するダイパッドの位置精度を高めて、半導体装置の歩留まり向上を図ることが可能な半導体装置の内部接続構造、及び、半導体装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の半導体装置の内部接続構造は、半導体素子を配置する配置面を有する板状のダイパッド、当該ダイパッドのうち前記配置面に沿う一方向の一端側に間隔をあけて配されると共に前記ダイパッドの一端から前記一方向に延在するリード、及び、前記ダイパッドの一端に一体に形成されて前記ダイパッドの一端から前記一方向に延在する支持用リードを有し、当該支持用リードの延出方向の先端部が前記配置面よりも上方に位置するように、前記支持用リードの基端部のうち少なくとも前記ダイパッドの一端に隣接する位置に屈曲部を形成したリードフレームと、前記配置面に固定された半導体素子と、一方端を前記リードの基端部に接合すると共に他方端を前記半導体素子に接合して、前記半導体素子と前記リードとを電気接続する板状の接続子と、を備え、前記一方端に接合する前記リードの基端部の接合部が、前記ダイパッドと前記屈曲部との境界よりも前記ダイパッドの一端から前記一方向に離れて位置すると共に、前記半導体素子と前記接続子との接合部分よりも上方に位置し、前記接続子が、前記配置面に対して傾斜した状態で前記半導体素子との接合部分から前記リードの接合部まで延びる傾斜部を有し、前記接合部が、平坦面からなり、前記傾斜部と同一の角度で傾斜していることを特徴とする。
また、本発明の半導体装置は、前記内部接続構造と、前記半導体素子、前記接続子、前記ダイパッド、並びに、前記ダイパッド側に位置する前記リード及び前記支持用リード基端部を封止する封止樹脂とを備えることを特徴とする。
上記構成の半導体装置を製造するために、前述した内部接続構造に対して封止樹脂を成形する工程では、半導体素子、ダイパッド、接続子、並びに、リード及び支持用リードの各基端部をモールド用金型のキャビティ内に収容すると共にリード及び支持用リードの各先端部をキャビティの外側に固定する。
この状態においては、リード及び支持用リードの各基端部が、金型の同一の内面からキャビティ内に突出している。また、リードの接合部が屈曲部とダイパッドとの境界よりもダイパッドの一端から離れて位置していることから、金型の内面からリードの接合部に至るリードの基端部の突出長さは、金型の内面から支持用リードの基端部を通じてダイパッドの他端に至る長さよりも短くなる。このため、リードの基端部は、支持用リードの基端部及びダイパッドを足し合わせた梁状部材と比較して、剛性が高く、金型の内面を支点とした撓み量が小さくなる。そして、リードの接合部とダイパッド上の半導体素子とが板状の接続子によって固定されているため、前述した梁状部材の撓み量がリードの撓み量に依存することとなり、その結果として、金型の内面を支点としたダイパッドの撓みを効果的に抑えることができる。
さらに、リードの接合部が屈曲部とダイパッドとの境界よりもダイパッドから離れて位置していることで、リード及び半導体素子に接合された接続子によって屈曲部の剛性が高められる。すなわち、ダイパッドにこれを撓ませる外力を加えても屈曲部の屈曲角度が変化しない。このため、屈曲部を支点としたダイパッドの撓みも効果的に抑えることができる。
この状態においては、リード及び支持用リードの各基端部が、金型の同一の内面からキャビティ内に突出している。また、リードの接合部が屈曲部とダイパッドとの境界よりもダイパッドの一端から離れて位置していることから、金型の内面からリードの接合部に至るリードの基端部の突出長さは、金型の内面から支持用リードの基端部を通じてダイパッドの他端に至る長さよりも短くなる。このため、リードの基端部は、支持用リードの基端部及びダイパッドを足し合わせた梁状部材と比較して、剛性が高く、金型の内面を支点とした撓み量が小さくなる。そして、リードの接合部とダイパッド上の半導体素子とが板状の接続子によって固定されているため、前述した梁状部材の撓み量がリードの撓み量に依存することとなり、その結果として、金型の内面を支点としたダイパッドの撓みを効果的に抑えることができる。
さらに、リードの接合部が屈曲部とダイパッドとの境界よりもダイパッドから離れて位置していることで、リード及び半導体素子に接合された接続子によって屈曲部の剛性が高められる。すなわち、ダイパッドにこれを撓ませる外力を加えても屈曲部の屈曲角度が変化しない。このため、屈曲部を支点としたダイパッドの撓みも効果的に抑えることができる。
また、前記内部接続構造においては、前記接合部が、前記半導体素子と前記接続子との接合部分よりも上方に位置している。
これにより、ダイパッドの厚さ方向に沿う平面内において、リードの接合部、半導体素子と接続子との接合部分、及び、支持用リードの屈曲部の計三点を頂点とした三角形（トラス構造）を画成することができる。すなわち、屈曲部を支点としたダイパッドの撓みをさらに抑えることができる。
これにより、ダイパッドの厚さ方向に沿う平面内において、リードの接合部、半導体素子と接続子との接合部分、及び、支持用リードの屈曲部の計三点を頂点とした三角形（トラス構造）を画成することができる。すなわち、屈曲部を支点としたダイパッドの撓みをさらに抑えることができる。
さらに、前記内部接続構造においては、前記接続子が、前記配置面に対して傾斜した状態で前記半導体素子との接合部分から前記リードの接合部に向けて延びる傾斜部を有している。
これにより、リードの接合部から半導体素子に至る接続子の長手寸法を短く抑えることができるため、前述したトラス構造の剛性をさらに高めて、ダイパッドの撓みをさらに抑えることができる。
これにより、リードの接合部から半導体素子に至る接続子の長手寸法を短く抑えることができるため、前述したトラス構造の剛性をさらに高めて、ダイパッドの撓みをさらに抑えることができる。
また、前記内部接続構造においては、前記接合部が平坦面からなり、前記傾斜部と同一の角度で傾斜している。
これにより、リードの接合部と接続子の傾斜部とを面接触させた上で接合することができる。すなわち、リードの接合部に接合する接続子の一方端が傾斜部に含まれることになるため、一方端と傾斜部とが互いに傾斜するように接続子を屈曲させる必要がなくなり、その結果として、接続子の剛性を高めることができる。したがって、前述したトラス構造の剛性をより高めて、ダイパッドの撓みをさらに抑えることができる。
これにより、リードの接合部と接続子の傾斜部とを面接触させた上で接合することができる。すなわち、リードの接合部に接合する接続子の一方端が傾斜部に含まれることになるため、一方端と傾斜部とが互いに傾斜するように接続子を屈曲させる必要がなくなり、その結果として、接続子の剛性を高めることができる。したがって、前述したトラス構造の剛性をより高めて、ダイパッドの撓みをさらに抑えることができる。
そして、前記内部接続構造では、前記ダイパッドが、前記配置面に沿う方向に互いに間隔をあけて複数配され、別個の前記ダイパッドにそれぞれ固定された複数の半導体素子が、同一の前記接続子の他方端に接合され、前記複数の半導体素子のうち少なくとも二つの半導体素子の配列方向が、前記リードの接合部から前記二つの半導体素子に向かう方向と交差していてもよい。
この構成では、同一の接続子によってリード及び複数のダイパッドが一体に固定されることになる。特に、ダイパッドの配置面に沿う平面内において、接続子とリードとの接合部分、及び、接続子と任意に選択された二つの半導体素子との二つの接合部分の計三箇所の接合部分を頂点とした三角形（トラス構造）が画成されるため、リード及び複数のダイパッドを強固に固定することができる。
このため、封止樹脂の成形時における封止樹脂の流動等に基づいてリードやダイパッドに外力が加えられても、リードやダイパッドが配置面に沿う方向に移動することを抑えて、リード及び複数のダイパッドの相対位置が変化することを確実に防止できる。すなわち、リード及び複数のダイパッドの相対位置を精度よく設定することができるため、リードとダイパッドとの間やダイパッド同士の間で電気的な短絡が発生することを確実に防止して、半導体装置の電気的な信頼性向上を図ることができる。
このため、封止樹脂の成形時における封止樹脂の流動等に基づいてリードやダイパッドに外力が加えられても、リードやダイパッドが配置面に沿う方向に移動することを抑えて、リード及び複数のダイパッドの相対位置が変化することを確実に防止できる。すなわち、リード及び複数のダイパッドの相対位置を精度よく設定することができるため、リードとダイパッドとの間やダイパッド同士の間で電気的な短絡が発生することを確実に防止して、半導体装置の電気的な信頼性向上を図ることができる。
本発明によれば、封止樹脂の成形時においてその流動に基づくダイパッドの撓みを抑えることができるため、封止樹脂の底面に対するダイパッドの位置精度を高めて、半導体装置の歩留まり向上を図ることができる。
以下、図１〜５を参照して本発明の一実施形態について説明する。
図１，２に示すように、この実施形態に係る半導体装置の内部接続構造２は、複数の半導体素子１１と、半導体素子１１と共に半導体装置の電気回路を画成するリードフレーム１２及び接続子１３を備えて大略構成されている。
図１，２に示すように、この実施形態に係る半導体装置の内部接続構造２は、複数の半導体素子１１と、半導体素子１１と共に半導体装置の電気回路を画成するリードフレーム１２及び接続子１３を備えて大略構成されている。
リードフレーム１２は、銅材等の導電性を有する板材にプレス加工やエッチング加工等を施すことで製造されるものであり、板状に形成されて半導体素子１１の配置面２２を有する二つのダイパッド２１（２１Ａ，２１Ｂ）と、ダイパッド２１のうちその配置面２２（２２Ａ，２２Ｂ）に沿う一方向（Ｙ軸方向）の一端２４（２４Ａ，２４Ｂ）側（Ｙ軸負方向側）に間隔をあけて配された二つのリード３１（３１Ａ，３１Ｂ）と、各ダイパッド２１の一端２４に一体に形成された二つの支持用リード４１（４１Ａ，４１Ｂ）と、これらリード３１及び支持用リード４１を一体に連結する連結部５１とを備えて構成されている。
二つのダイパッド２１は、その配置面２２に沿う方向（ＸＹ平面に沿う方向）に互いに間隔をあけて配され、各ダイパッド２１は、配置面２２に沿う一方向の直交方向（Ｘ軸方向）に互いに間隔をあけて配された二つの配置部２６，２７と、これら二つの配置部２６，２７を一体に接続する接続部２８とを有して構成されている。
各配置部２６，２７は半導体素子１１を一つずつ固定する領域となっている。一方の配置部２６は支持用リード４１に直接連結されており、他方の配置部２７は接続部２８及び一方の配置部２６を介して支持用リード４１につながっている。接続部２８は、二つの配置部２６，２７と比較してＹ軸方向の寸法が短く設定されると共に、Ｘ軸方向に延びる細帯状に形成されている。
各配置部２６，２７は半導体素子１１を一つずつ固定する領域となっている。一方の配置部２６は支持用リード４１に直接連結されており、他方の配置部２７は接続部２８及び一方の配置部２６を介して支持用リード４１につながっている。接続部２８は、二つの配置部２６，２７と比較してＹ軸方向の寸法が短く設定されると共に、Ｘ軸方向に延びる細帯状に形成されている。
そして、Ｘ軸方向に沿って一方の配置部２６から他方の配置部２７に向かう二つダイパッド２１Ａ，２１Ｂの延長方向は、互いに逆向きとなっている。
さらに、第一ダイパッド２１Ａにおいては、各配置部２６Ａ，２７Ａと接続部２８Ａとの接続部分が第一ダイパッド２１Ａの一端２４Ａ側に位置している。これにより、第一ダイパッド２１Ａは、その二つの配置部２６Ａ，２７Ａの間において第一ダイパッド２１Ａの他端２５Ａ側（Ｙ軸正方向側）に開口する形状を呈している。一方、第二ダイパッド２１Ｂにおいては、各配置部２６Ｂ，２７Ｂと接続部２８Ｂとの接続部分が第二ダイパッド２１Ｂの他端２５Ｂ側に位置している。これにより、第二ダイパッド２１Ｂは、その二つの配置部２６Ｂ，２７Ｂの間において一方向の一端２４Ｂ側に開口する形状を呈している。すなわち、二つのダイパッド２１Ａ，２１Ｂは、互いに逆向きに開口する形状を呈している。
さらに、第一ダイパッド２１Ａにおいては、各配置部２６Ａ，２７Ａと接続部２８Ａとの接続部分が第一ダイパッド２１Ａの一端２４Ａ側に位置している。これにより、第一ダイパッド２１Ａは、その二つの配置部２６Ａ，２７Ａの間において第一ダイパッド２１Ａの他端２５Ａ側（Ｙ軸正方向側）に開口する形状を呈している。一方、第二ダイパッド２１Ｂにおいては、各配置部２６Ｂ，２７Ｂと接続部２８Ｂとの接続部分が第二ダイパッド２１Ｂの他端２５Ｂ側に位置している。これにより、第二ダイパッド２１Ｂは、その二つの配置部２６Ｂ，２７Ｂの間において一方向の一端２４Ｂ側に開口する形状を呈している。すなわち、二つのダイパッド２１Ａ，２１Ｂは、互いに逆向きに開口する形状を呈している。
以上のように二つのダイパッド２１Ａ，２１Ｂが構成されていることで、第一ダイパッド２１Ａの他方の配置部２７Ａを第二ダイパッド２１Ｂの二つの配置部２６Ｂ，２７Ｂの間に配すると共に、第二ダイパッド２１Ｂの他方の配置部２７Ｂを第一ダイパッド２１Ａの二つの配置部２６Ａ，２７Ａの間に配することができる。これにより、四つの配置部２６Ａ，２７Ａ，２６Ｂ，２７Ｂ、及び、四つの配置部２６Ａ，２７Ａ，２６Ｂ，２７Ｂに各々固定される四つの半導体素子１１が、Ｘ軸方向に配列されている。
二つのリード３１及び支持用リード４１は、いずれもダイパッド２１の一端２４から離れるように一方向（Ｙ軸負方向）に延在しており、Ｘ軸方向に間隔をあけた状態で並べて配されている。また、二つのリード３１は、二つの支持用リード４１の間に配されている。なお、相互に隣り合うリード３１や支持用リード４１の間隔は、図示例において等間隔に設定されているが、例えば不等間隔であってもよい。
ダイパッド２１の一端２４側に位置する各支持用リード４１の基端部４２には、支持用リード４１の延出方向（Ｙ軸負方向）の先端部４３をダイパッド２１の配置面２２よりも上方に位置させる二つの屈曲部４４，４５が形成されている。そして、支持用リード４１をダイパッド２１の配置面２２からダイパッド２１の厚さ方向（Ｚ軸正方向）に立ち上がらせる第一屈曲部４４は、ダイパッド２１の一端２４との間に隙間なく隣接するように形成されている。
各リード３１は、その全体がダイパッド２１の配置面２２よりも上方に位置しており、本実施形態においては、支持用リード４１の先端部４３と同じ高さ位置に配されている。また、ダイパッド２１の一端２４側に位置する各リード３１の基端部３２には、Ｘ軸方向の両側（Ｘ軸正方向及び負方向の両方）に延びる一対の延長部３４，３５が形成されており、各リード３１は全体で平面視Ｔ字状を呈している。
また、各リード３１において、これに隣り合う支持用リード４１に近づく方向に延びる一方の延長部３４は、二つのダイパッド２１Ａ，２１Ｂのうち互いに隣り合う一方の配置部２６及び他方の配置部２７（例えば、第一ダイパッド２１Ａの一方の配置部２６Ａ及び第二ダイパッド２１Ｂの他方の配置部２７Ｂ）にそれぞれ固定された二つの半導体素子１１までの距離が等しくなるように位置している。すなわち、リード３１の一方の延長部３４は、リード３１から半導体素子１１までの距離を短く設定する役割を果たしている。
また、各リード３１において、これに隣り合う支持用リード４１に近づく方向に延びる一方の延長部３４は、二つのダイパッド２１Ａ，２１Ｂのうち互いに隣り合う一方の配置部２６及び他方の配置部２７（例えば、第一ダイパッド２１Ａの一方の配置部２６Ａ及び第二ダイパッド２１Ｂの他方の配置部２７Ｂ）にそれぞれ固定された二つの半導体素子１１までの距離が等しくなるように位置している。すなわち、リード３１の一方の延長部３４は、リード３１から半導体素子１１までの距離を短く設定する役割を果たしている。
連結部５１は、全てのリード３１及び支持用リード４１の先端部４３に接続されるように、リード３１及び支持用リード４１の配列方向（Ｘ軸方向）に延びて形成されている。すなわち、二つのダイパッド２１、リード３１及び支持用リード４１が、連結部５１を介して一体に連結されている。
各半導体素子１１は、例えばダイオードやトランジスタ等であり、平面視矩形の板状に形成されてその上面１１ａ及び下面１１ｂに電極を有して構成されている。そして、各半導体素子１１は、その下面１１ｂを半田や導電性接着剤によりダイパッド２１の配置面２２に接合することで、ダイパッド２１に機械的に固定されると共に電気接続されている。なお、ダイパッド２１に固定された各半導体素子１１の上面１１ａは、支持用リード４１の先端部４３やリード３１よりも下方に位置し、リード３１の一方の延長部３４の平坦な上面（接合部）３６と平行している。
接続子１３は、二つのダイパッド２１Ａ，２１Ｂのうち互いに隣り合う一方の配置部２６及び他方の配置部２７にそれぞれ固定された二つの半導体素子１１を同一のリード３１に電気接続するものであり、本実施形態においては二つ設けられている。
各接続子１３は、銅材等の導電性を有する板材に屈曲加工が施されることで、リード３１の一方の延長部３４の上面３６に配される平板状の一方端６１と、半導体素子１１の上面１１ａに配される平板状の他方端６２と、これら一方端６１及び他方端６２を連結するように一方端６１及び他方端６２に対して垂直に屈曲された平板状の段差部（中途部）６３とを備えて構成されている。
接続子１３の一方端６１や他方端６２は、一方の延長部３４の上面３６や半導体素子１１の上面１１ａに対してそれぞれ面接触するように、一方の延長部３４の上面３６や半導体素子１１の上面１１ａにはんだ付けにより接合される。この接合状態においては、接続子１３の段差部６３がダイパッド２１の配置面２２に対して垂直に立ち上がっている。
各接続子１３は、銅材等の導電性を有する板材に屈曲加工が施されることで、リード３１の一方の延長部３４の上面３６に配される平板状の一方端６１と、半導体素子１１の上面１１ａに配される平板状の他方端６２と、これら一方端６１及び他方端６２を連結するように一方端６１及び他方端６２に対して垂直に屈曲された平板状の段差部（中途部）６３とを備えて構成されている。
接続子１３の一方端６１や他方端６２は、一方の延長部３４の上面３６や半導体素子１１の上面１１ａに対してそれぞれ面接触するように、一方の延長部３４の上面３６や半導体素子１１の上面１１ａにはんだ付けにより接合される。この接合状態においては、接続子１３の段差部６３がダイパッド２１の配置面２２に対して垂直に立ち上がっている。
そして、接続子１３の一方端６１に接合されたリード３１の一方の延長部３４の上面３６は、図２に示すように、ダイパッド２１と支持用リード４１の第一屈曲部４４との境界Ｌ１よりもダイパッド２１の一端２４からＹ軸負方向に離れて位置している。
また、上記接合状態においては、リード３１の一方の延長部３４と接続子１３との接合部分、半導体素子１１と接続子１３との接合部分、及び、支持用リード４１の第一屈曲部４４の計三点を頂点とした三角形（断面トラス構造）が画成されている。
また、上記接合状態においては、リード３１の一方の延長部３４と接続子１３との接合部分、半導体素子１１と接続子１３との接合部分、及び、支持用リード４１の第一屈曲部４４の計三点を頂点とした三角形（断面トラス構造）が画成されている。
さらに、各接続子１３は、図１に示すように、その他方端６２が一方端６１よりも幅広となる平面視略三角形状に形成され、その三角形状の各角部領域において二つの半導体素子１１及び一つのリード３１にそれぞれ接合されている。
そして、この接合状態においては、同一の接続子１３によってリード３１及び二つのダイパッド２１Ａ，２１Ｂが一体に固定されることになる。また、この接合状態においては、同一の接続子１３に接合される二つの半導体素子１１の配列方向が、リード３１と接続子１３との接合部分から前記二つの半導体素子１１に向かう方向と交差している。特に、ダイパッド２１の配置面２２に沿う平面（ＸＹ平面）内において、接続子１３とリード３１との接合部分、及び、接続子１３と二つの半導体素子１１との二つの接合部分の計三箇所の接合部分を頂点とした三角形（平面トラス構造）が画成されるため、リード３１及び二つのダイパッド２１Ａ，２１Ｂを強固に固定することができる。
そして、この接合状態においては、同一の接続子１３によってリード３１及び二つのダイパッド２１Ａ，２１Ｂが一体に固定されることになる。また、この接合状態においては、同一の接続子１３に接合される二つの半導体素子１１の配列方向が、リード３１と接続子１３との接合部分から前記二つの半導体素子１１に向かう方向と交差している。特に、ダイパッド２１の配置面２２に沿う平面（ＸＹ平面）内において、接続子１３とリード３１との接合部分、及び、接続子１３と二つの半導体素子１１との二つの接合部分の計三箇所の接合部分を頂点とした三角形（平面トラス構造）が画成されるため、リード３１及び二つのダイパッド２１Ａ，２１Ｂを強固に固定することができる。
上記構成の内部接続構造２に対して封止樹脂３を成形する際には、はじめに、図３に示すように、半導体素子１１、ダイパッド２１、接続子１３、並びに、リード３１及び支持用リード４１の各基端部３２，４２をモールド用金型Ｍ１のキャビティＣ１内に収容すると共にリード３１及び支持用リード４１の各先端部３３，４３をキャビティＣ１の外側に固定すればよい。
この状態においては、リード３１及び支持用リード４１の各基端部３２，４２が、金型Ｍ１の同一の内面からキャビティＣ１内に突出している。また、リード３１の一方の延長部３４が支持用リード４１の第一屈曲部４４とダイパッド２１との境界よりもダイパッド２１の一端２４から離れて位置していることから、金型Ｍ１の内面からリード３１の一方の延長部３４に至るリード３１の基端部３２の突出長さは、金型Ｍ１の内面から支持用リード４１の基端部４２を通じてダイパッド２１の他端２５に至る長さよりも短くなる。このため、リード３１の基端部３２は、支持用リード４１の基端部４２及びダイパッド２１を足し合わせた梁状部材と比較して、剛性が高く、金型Ｍ１の内面を支点とした撓み量が小さくなる。そして、リード３１の一方の延長部３４とダイパッド２１上の半導体素子１１とが板状の接続子１３によって固定されているため、前述した梁状部材の撓み量がリード３１の撓み量に依存することとなり、その結果として、金型Ｍ１の内面を支点としたダイパッド２１の撓みを効果的に抑えることができる。
この状態においては、リード３１及び支持用リード４１の各基端部３２，４２が、金型Ｍ１の同一の内面からキャビティＣ１内に突出している。また、リード３１の一方の延長部３４が支持用リード４１の第一屈曲部４４とダイパッド２１との境界よりもダイパッド２１の一端２４から離れて位置していることから、金型Ｍ１の内面からリード３１の一方の延長部３４に至るリード３１の基端部３２の突出長さは、金型Ｍ１の内面から支持用リード４１の基端部４２を通じてダイパッド２１の他端２５に至る長さよりも短くなる。このため、リード３１の基端部３２は、支持用リード４１の基端部４２及びダイパッド２１を足し合わせた梁状部材と比較して、剛性が高く、金型Ｍ１の内面を支点とした撓み量が小さくなる。そして、リード３１の一方の延長部３４とダイパッド２１上の半導体素子１１とが板状の接続子１３によって固定されているため、前述した梁状部材の撓み量がリード３１の撓み量に依存することとなり、その結果として、金型Ｍ１の内面を支点としたダイパッド２１の撓みを効果的に抑えることができる。
また、リード３１の一方の延長部３４が第一屈曲部４４とダイパッド２１との境界よりもダイパッド２１から離れて位置していることで、リード３１及び半導体素子１１に接合された接続子１３によって第一屈曲部４４の剛性が高められている。すなわち、ダイパッド２１にこれを撓ませる外力を加えても第一屈曲部４４の屈曲角度が変化しない。このため、第一屈曲部４４を支点としたダイパッド２１の撓みも効果的に抑えることができる。さらに、リード３１の一方の延長部３４、半導体素子１１と接続子１３との接合部分、及び、第一屈曲部４４の計三点を頂点とした三角形（断面トラス構造）が画成されていることで、第一屈曲部４４を支点としたダイパッド２１の撓みがさらに抑えられている。
したがって、キャビティＣ１内に封止樹脂を流し込む際には、封止樹脂の流動に基づいてダイパッド２１が撓むことを抑えることができる。特に、図示例のように封止樹脂をダイパッド２１の他端２５側から一端２４側に向かう方向（Ｙ軸負方向）に流し込む際に、ダイパッド２１をその厚さ方向に撓ませる力が生じても、金型Ｍ１の内面や第一屈曲部４４を支点としたダイパッド２１の撓みを効果的に抑えることができる。
また、本実施形態の内部接続構造２においては、平面視トラス構造によってリード３１及び二つのダイパッド２１が強固に固定されているため、キャビティＣ１内に封止樹脂を流し込む際にリード３１やダイパッド２１に外力が加えられても、リード３１やダイパッド２１が配置面２２に沿う方向に移動することを抑えて、リード３１及び二つのダイパッド２１の相対位置が変化することを確実に防止できる。
また、本実施形態の内部接続構造２においては、平面視トラス構造によってリード３１及び二つのダイパッド２１が強固に固定されているため、キャビティＣ１内に封止樹脂を流し込む際にリード３１やダイパッド２１に外力が加えられても、リード３１やダイパッド２１が配置面２２に沿う方向に移動することを抑えて、リード３１及び二つのダイパッド２１の相対位置が変化することを確実に防止できる。
以上のように封止樹脂を成形した後に、リードフレーム１２から連結部５１を切り落とすことで、複数のリード３１及び支持用リード４１が電気的に分離され、図４，５に示すように、半導体素子１１、接続子１３、ダイパッド２１、並びに、リード３１及び支持用リード４１の基端部３２，４２を封止樹脂３により封止した構成の半導体装置１を得ることができる。
なお、図示例の半導体装置１は、ダイパッド２１全体を封止樹脂３内に封止した構成となっているが、例えばダイパッド２１の裏面２３が封止樹脂３の底面３ｂと同一平面をなすように、ダイパッド２１の裏面２３を封止樹脂３の底面３ｂから露出した構成としてもよい。このような構成の違いは、封止樹脂３の成形時において金型Ｍ１の内面に対するダイパッド２１の配置を変更することで、適宜設定することが可能である。
なお、図示例の半導体装置１は、ダイパッド２１全体を封止樹脂３内に封止した構成となっているが、例えばダイパッド２１の裏面２３が封止樹脂３の底面３ｂと同一平面をなすように、ダイパッド２１の裏面２３を封止樹脂３の底面３ｂから露出した構成としてもよい。このような構成の違いは、封止樹脂３の成形時において金型Ｍ１の内面に対するダイパッド２１の配置を変更することで、適宜設定することが可能である。
以上説明したように、本実施形態に係る半導体装置の内部接続構造２、及び、半導体装置１によれば、封止樹脂３の成形時においてその流動に基づくダイパッド２１の撓みを抑えることができるため、封止樹脂３の底面３ｂに対するダイパッド２１の位置精度を高めて、半導体装置１の歩留まり向上を図ることができる。
具体的に説明すれば、図示例のようにダイパッド２１全体を封止樹脂３内に封止する半導体装置１を製造する際に、ダイパッド２１の一部が封止樹脂３の底面３ｂから意図せず露出することを防止できる。また、例えばダイパッド２１の裏面２３を封止樹脂３の底面３ｂから露出した構成の半導体装置１を製造する際には、ダイパッド２１の裏面２３の一部が封止樹脂３によって覆われてしまうことを防止できる。
具体的に説明すれば、図示例のようにダイパッド２１全体を封止樹脂３内に封止する半導体装置１を製造する際に、ダイパッド２１の一部が封止樹脂３の底面３ｂから意図せず露出することを防止できる。また、例えばダイパッド２１の裏面２３を封止樹脂３の底面３ｂから露出した構成の半導体装置１を製造する際には、ダイパッド２１の裏面２３の一部が封止樹脂３によって覆われてしまうことを防止できる。
さらに、本実施形態によれば、封止樹脂３の成形時にリード３１及び二つのダイパッド２１の相対位置が変化することを防止して、リード３１及び二つのダイパッド２１の相対位置を精度よく設定することもできるため、リード３１及び二つのダイパッド２１の間隔を小さく設定しても、リード３１とダイパッド２１との間やダイパッド２１同士の間で電気的な短絡が発生することを確実に防止して、半導体装置１の電気的な信頼性向上を図ることができる。
なお、上述したダイパッド２１やリード３１の位置精度は、成形時における封止樹脂３の粘度が高く、ダイパッド２１にかかる外力が大きくなっても、十分に確保することができる。
なお、上述したダイパッド２１やリード３１の位置精度は、成形時における封止樹脂３の粘度が高く、ダイパッド２１にかかる外力が大きくなっても、十分に確保することができる。
また、接続子１３の段差部６３が、一方端６１に対して一方の延長部３４の上面３６の下方側に延びるように屈曲していることから、接続子１３の一方端６１及び他方端６２をそれぞれ一方の延長部３４の上面３６上及び半導体素子１１の上面１１ａ上に配置した状態で、接続子１３をダイパッド２１側からリード３１側に向けて一方向（Ｙ軸負方向）に移動させることにより、段差部６３が一方の延長部３４に当接するため、リード３１に対する接続子１３の位置決めを容易に行うことができる。
以上、本発明の半導体装置やその内部接続構造について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、接続子１３は、互いに平行する平板状の一方端６１及び他方端６２に対して垂直に屈曲された段差部６３を備える代わりに、図６に示すように、一方端６１及び他方端６２に対して緩やかな角度（９０度以下）で屈曲された傾斜部（中途部）６４を備えていてもよい。この構成では、接続子１３の一方端６１及び他方端６２を、それぞれ一方の延長部３４の上面３６及び半導体素子１１の上面１１ａに接合した状態において、傾斜部６４がダイパッド２１の配置面２２に対して傾斜することになる。
例えば、接続子１３は、互いに平行する平板状の一方端６１及び他方端６２に対して垂直に屈曲された段差部６３を備える代わりに、図６に示すように、一方端６１及び他方端６２に対して緩やかな角度（９０度以下）で屈曲された傾斜部（中途部）６４を備えていてもよい。この構成では、接続子１３の一方端６１及び他方端６２を、それぞれ一方の延長部３４の上面３６及び半導体素子１１の上面１１ａに接合した状態において、傾斜部６４がダイパッド２１の配置面２２に対して傾斜することになる。
この構成では、リード３１の一方の延長部３４から半導体素子１１に至る接続子１３の長手寸法を短く抑えることができるため、リード３１の一方の延長部３４と接続子１３との接合部分、半導体素子１１と接続子１３との接合部分、及び、支持用リード４１の第一屈曲部４４の計三点を頂点とした断面トラス構造の剛性をさらに高めることができる。したがって、第一屈曲部４４を支点としたダイパッド２１の撓みをさらに抑えることができる。
また、この構成では、上記実施形態の段差部６３と同様に、傾斜部６４が接続子１３の一方端６１に対して一方の延長部３４の上面３６の下方側に延びるように屈曲していることから、リード３１に対する接続子１３の位置決めを容易に行うこともできる。
また、この構成では、上記実施形態の段差部６３と同様に、傾斜部６４が接続子１３の一方端６１に対して一方の延長部３４の上面３６の下方側に延びるように屈曲していることから、リード３１に対する接続子１３の位置決めを容易に行うこともできる。
さらに、接続子１３の一方端６１との接合部をなす一方の延長部３４の上面３６は、例えば図７に示すように、リード３１の基端部３２を先端部３３に対して緩やかな角度で下方側に屈曲することで、前述した傾斜部６４と同一の角度で傾斜していてもよい。この構成では、一方の延長部３４の上面３６と接続子１３の傾斜部６４とを面接触させた上で接合することができる。すなわち、一方の延長部３４の上面３６に接合する接続子１３の一方端６１を傾斜部６４に含ませるように形成することができる。言いかえれば、一方端６１と傾斜部６４とが互いに傾斜するように接続子１３を屈曲させる必要がなくなり、その結果として、接続子１３の剛性を高めることができる。したがって、前述した断面トラス構造の剛性をより高めて、ダイパッド２１の撓みをさらに抑えることができる。
また、半導体素子１１の上面１１ａとリード３１の一方の延長部３４の上面３６との傾斜角度が、接続子１３の他方端６２に対する傾斜部６４の傾斜角度と同等に設定されることから、半導体素子１１及びリード３１に対する接続子１３の位置決めも容易に行うことができる。
また、半導体素子１１の上面１１ａとリード３１の一方の延長部３４の上面３６との傾斜角度が、接続子１３の他方端６２に対する傾斜部６４の傾斜角度と同等に設定されることから、半導体素子１１及びリード３１に対する接続子１３の位置決めも容易に行うことができる。
さらに、半導体装置１やその内部接続構造２におけるダイパッド２１、リード３１、半導体素子１１の数や、同一のダイパッド２１に固定される半導体素子１１の数、また、同一の接続子１３に接合される半導体素子１１の数は、上記実施形態のものに限らず、図８にも例示するように、画成すべき半導体装置の電気回路に応じて任意に設定されてよい。
また、複数の半導体素子１１は、Ｘ軸方向に配列されることに限らず、図９，１０にも例示するように、少なくとも同一の接続子１３に接続される複数の半導体素子１１のうち任意に選択された二つの半導体素子１１の配列方向が、接続子１３とリード３１との接合部分から前記二つの半導体素子１１に向かう方向と交差していればよい。したがって、同一の接続子１３と複数の半導体素子１１及びリード３１との接合部分は、平面視で三角形に配列されることに限らず、少なくとも平面視多角形状に配列されていればよい。
このような場合でも、接続子１３とリード３１との接合部分、及び、接続子１３と任意に選択された二つの半導体素子１１との二つの接合部分の計三箇所の接合部分を頂点とした三角形（平面トラス構造）が画成されるため、リード３１及び複数のダイパッド２１を強固に固定して、リード３１及び複数のダイパッド２１の相対位置を精度よく設定することができる。
なお、接続子１３は、これとリード３１及び複数の半導体素子１１との接合部分の配列に合わせて平面視多角形状に形成されなくてもよく、任意の平面視形状に形成されていてよい。
このような場合でも、接続子１３とリード３１との接合部分、及び、接続子１３と任意に選択された二つの半導体素子１１との二つの接合部分の計三箇所の接合部分を頂点とした三角形（平面トラス構造）が画成されるため、リード３１及び複数のダイパッド２１を強固に固定して、リード３１及び複数のダイパッド２１の相対位置を精度よく設定することができる。
なお、接続子１３は、これとリード３１及び複数の半導体素子１１との接合部分の配列に合わせて平面視多角形状に形成されなくてもよく、任意の平面視形状に形成されていてよい。
さらに、接続子１３の一方端６１に接合されるリード３１の一方の延長部３４の上面３６は、ダイパッド２１の配置面２２よりも上方に配されることに限らず、少なくともダイパッド２１と支持用リード４１の第一屈曲部４４との境界Ｌ１よりもダイパッド２１の一端２４からＹ軸負方向に離れて位置していればよい。すなわち、リード３１の一方の延長部３４の上面３６は、例えばダイパッド２１の配置面２２と同等の高さ位置に設定されていてもよい。この構成でも、上記実施形態と同様に、支持用リード４１の第一屈曲部４４の剛性を高めることができるため、第一屈曲部４４を支点としたダイパッド２１の撓みを効果的に抑えることができる。
また、リード３１の基端部３２には、一対の延長部３４，３５が形成されるとしたが、例えば一方の延長部３４のみが形成されていてもよいし、例えば延長部３４，３５が形成されなくてもよい。すなわち、接続子１３の一方端６１は、少なくともリード３１の基端部３２に接合されればよい。
１ 半導体装置
２ 内部接続構造
３ 封止樹脂
１１ 半導体素子
１２ リードフレーム
１３ 接続子
６１ 一方端
６２ 他方端
６３ 段差部（中途部）
６４ 傾斜部（中途部）
２１，２１Ａ，２１Ｂ ダイパッド
２２，２２Ａ，２２Ｂ 配置面
２４，２４Ａ，２４Ｂ 一端
２５，２５Ａ，２５Ｂ 他端
３１，３１Ａ，３１Ｂ リード
３２ 基端部
３３ 先端部
３６ 上面（接合部）
４１，４１Ａ，４１Ｂ 支持用リード
４２ 基端部
４３ 先端部
４４ 第一屈曲部（屈曲部）
４５ 第二屈曲部
Ｃ１ キャビティ
Ｌ１ 境界
Ｍ１ 金型
２ 内部接続構造
３ 封止樹脂
１１ 半導体素子
１２ リードフレーム
１３ 接続子
６１ 一方端
６２ 他方端
６３ 段差部（中途部）
６４ 傾斜部（中途部）
２１，２１Ａ，２１Ｂ ダイパッド
２２，２２Ａ，２２Ｂ 配置面
２４，２４Ａ，２４Ｂ 一端
２５，２５Ａ，２５Ｂ 他端
３１，３１Ａ，３１Ｂ リード
３２ 基端部
３３ 先端部
３６ 上面（接合部）
４１，４１Ａ，４１Ｂ 支持用リード
４２ 基端部
４３ 先端部
４４ 第一屈曲部（屈曲部）
４５ 第二屈曲部
Ｃ１ キャビティ
Ｌ１ 境界
Ｍ１ 金型
Claims (3)
- 半導体素子を配置する配置面を有する板状のダイパッド、当該ダイパッドのうち前記配置面に沿う一方向の一端側に間隔をあけて配されると共に前記ダイパッドの一端から前記一方向に延在するリード、及び、前記ダイパッドの一端に一体に形成されて前記ダイパッドの一端から前記一方向に延在する支持用リードを有し、当該支持用リードの延出方向の先端部が前記配置面よりも上方に位置するように、前記支持用リードの基端部のうち少なくとも前記ダイパッドの一端に隣接する位置に屈曲部を形成したリードフレームと、
前記配置面に固定された半導体素子と、
一方端を前記リードの基端部に接合すると共に他方端を前記半導体素子に接合して、前記半導体素子と前記リードとを電気接続する板状の接続子と、を備え、
前記一方端に接合する前記リードの基端部の接合部が、前記ダイパッドと前記屈曲部との境界よりも前記ダイパッドの一端から前記一方向に離れて位置すると共に、前記半導体素子と前記接続子との接合部分よりも上方に位置し、
前記接続子が、前記配置面に対して傾斜した状態で前記半導体素子との接合部分から前記リードの接合部まで延びる傾斜部を有し、
前記接合部が、平坦面からなり、前記傾斜部と同一の角度で傾斜していることを特徴とする半導体装置の内部接続構造。 - 前記ダイパッドが、前記配置面に沿う方向に互いに間隔をあけて複数配され、
別個の前記ダイパッドにそれぞれ固定された複数の半導体素子が、同一の前記接続子の他方端に接合され、
前記複数の半導体素子のうち少なくとも二つの半導体素子の配列方向が、前記リードの接合部から前記二つの半導体素子に向かう方向と交差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内部接続構造。 - 請求項１又は請求項２に記載の内部接続構造と、前記半導体素子、前記接続子、前記ダイパッド、並びに、前記ダイパッド側に位置する前記リード及び前記支持用リード基端部を封止する封止樹脂とを備えることを特徴とする半導体装置。
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