JP6602402B2

JP6602402B2 - 半導体装置

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Publication number: JP6602402B2
Application number: JP2017566257A
Authority: JP
Inventors: 貴雅岩井; 聡近藤; 裕史川島; 純司藤野; 健坂本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-02-08
Filing date: 2016-02-08
Publication date: 2019-11-06
Anticipated expiration: 2036-02-08
Also published as: US20190043788A1; DE112016006376T5; WO2017138072A1; JPWO2017138072A1; CN108604583B; US10431528B2; CN108604583A; DE112016006376B4

Description

本発明は半導体装置に関し、特に半導体装置を搭載するためのダイパッドを含むリードフレームを備える半導体装置に関するものである。

半導体装置を形成する際には、リードフレームと半導体素子とが電気的に接続され、リードフレームと半導体素子とが、または複数の半導体素子同士が、ワイヤ材で電気的に接続され、その後、モールド樹脂を用いて樹脂封止がなされる。リードフレームは、用途に応じて様々な形状および材料のものが用いられている。

しかし、このような半導体装置においては、樹脂封止する際に、半導体素子が載置されるリードフレームのダイパッドが、モールド樹脂の流動抵抗を受けることにより元の位置からシフトするダイパッドシフトと呼ばれる現象が起こることが知られている。ダイパッドシフトが起これば、樹脂封止がなされた領域からワイヤ材、半導体素子およびダイパッドが露出する不具合が起こることがある。このためダイパッドシフトの発生を抑制することが好ましい。

ダイパッドシフトの発生を抑制するためには、ダイパッドを支持する吊りリードの剛性を高めることが好ましい。この観点から、たとえば特開２００６−１８６１３２号公報（特許文献１）においては、吊りリードの一部にＶ字型の溝を設けることによりその剛性を高める技術が開示されている。

特開２００６−１８６１３２号公報

上記特許文献１に開示される構造を用いた場合、吊りリードの剛性を高くすることはできる。しかし吊りリードがダイパッドの一方向のみから接続された構成を有するリードフレームに特許文献１の構造を適用した場合には、ダイパッドシフトを抑制することが困難となる。

本発明は、以上の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、リードフレームのダイパッドシフトをより確実に抑制することができる半導体装置を提供することである。

本発明の半導体装置は、半導体素子と、リードフレームとを備える。リードフレームは半導体素子を搭載する。リードフレームは、半導体素子を搭載するダイパッドと、第１および第２の吊りリードと、フレーム枠とを含む。ダイパッドとフレーム枠との主表面は互いに異なる平面上に位置し、ダイパッドとフレーム枠とは第１および第２の吊りリードにより接続される。第１の吊りリードとダイパッドとの第１境界線は、第２の吊りリードとダイパッドとの第２境界線と異なる直線上を延びる。第１の吊りリードとフレーム枠との第３境界線は、第２の吊りリードとフレーム枠との第４境界線と異なる直線上を延びる。

本発明によれば、第１境界線が第２境界線と異なる直線上を延び、第３境界線が第４境界線と異なる直線上を延びることにより、吊りリードの剛性が高められ、ダイパッドシフトをより確実に抑制することができる。

本実施の形態の半導体装置の全体構成を示す概略斜視図である。実施の形態１のリードフレームの構成を示す概略斜視図である。実施の形態１の半導体装置の全体構成を示す正面図である。トランスファーモールド法により実施の形態１の半導体装置の構成要素が封止される工程の態様を示す正面図である。コンプレッションモールド法により実施の形態１の半導体装置の構成要素が封止される工程の態様を示す正面図である。比較例のリードフレームの構成を示す概略斜視図である。比較例の半導体装置の全体構成を示す正面図である。トランスファーモールド法により比較例の半導体装置の構成要素が封止される工程の態様を示す正面図である。コンプレッションモールド法により比較例の半導体装置の構成要素が封止される工程の態様を示す正面図である。実施の形態２のリードフレームの構成を示す概略斜視図である。実施の形態２の半導体装置の全体構成を示す正面図である。実施の形態３のリードフレームの構成を示す概略斜視図である。実施の形態３の半導体装置の全体構成を示す正面図である。実施の形態４のリードフレームの構成の第１例を示す概略斜視図である。実施の形態４の半導体装置の全体構成を示す正面図である。実施の形態４のリードフレームの構成の第２例を示す概略斜視図である。実施の形態５のリードフレームの構成を示す概略斜視図である。実施の形態５の半導体装置の全体構成を示す正面図である。実施の形態６のリードフレームの構成の第１例を示す概略斜視図である。実施の形態６のリードフレームの構成の第２例を示す概略斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
（実施の形態１）
まず本実施の形態の半導体装置の構成について図１を用いて説明する。なお、説明の便宜のため、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向が導入されている。図１を参照して、本実施の形態の半導体装置１００は、半導体素子が搭載されたリードフレームが、モールド樹脂により封止されたた構成を有している。具体的には、半導体装置１００は、半導体素子１と、リードフレーム２とを主要な構成要素として備えている。

半導体素子１としては、図１においては半導体素子１ａと、半導体素子１ｂとを有している。またリードフレーム２としては、図１においては、ダイパッド２ａと、フレーム枠２ｂと、吊りリード２ｃとを含むリードフレーム部材と、独立フレーム枠２ｄを含むリードフレーム部材とを有し、これらのリードフレーム部材が互いに間隔をあけて配置されている。

ダイパッド２ａは、リードフレーム２において半導体素子１が搭載される領域である。図１においてはダイパッド２ａには半導体素子１ａが、導電性接着剤３ａにより電気的に接続されている。

フレーム枠２ｂは、リードフレーム２全体の平面視における最も外側に配置される領域である。フレーム枠２ｂはダイパッド２ａと一体となっているためフレーム枠２ｂには半導体素子１が搭載されていない。しかしダイパッド２ａなどから独立して配置されている、フレーム枠２ｂとは別の独立フレーム枠２ｄには半導体素子１ｂが、導電性接着剤３ｂにより電気的に接続されている。フレーム枠２ｂおよび独立フレーム枠２ｄには、図１のＺ方向における枠部（リードフレームの切断加工後において残存している枠部）が存在してもよい。

吊りリード２ｃは、リードフレーム２において、ダイパッド２ａとフレーム枠２ｂとを接続する領域であり、ダイパッド２ａとフレーム枠２ｂとの間に配置されている。すなわちリードフレーム２においては、ダイパッド２ａと、吊りリード２ｃと、フレーム枠２ｂとがＸ方向に関してこの順に並ぶように配置されている。

吊りリード２ｃは、吊りリード４ａと、吊りリード４ｂと、吊りリード４ｃとの３つの領域に分かれており、これらはこの順にＺ方向に関して並ぶように配置されている。吊りリード２ｃのうち、吊りリード４ａとダイパッド２ａとは境界線５ａにより、吊りリード４ｂとダイパッド２ａとは境界線５ｂにより、吊りリード４ｃとダイパッド２ａとは境界線５ｃにより、それぞれ接続されている。また吊りリード４ａとフレーム枠２ｂとは境界線６ａにより、吊りリード４ｂとフレーム枠２ｂとは境界線６ｂにより、吊りリード４ｃとフレーム枠２ｂとは境界線６ｃにより、それぞれ接続されている。これらの境界線５ａ〜５ｃ，６ａ〜６ｃはＹ方向に延びている。

その他、図１の半導体装置１００は、各領域間を電気的に接続するためのワイヤ材７を有しており、図１においては、ワイヤ材７としてワイヤ材７ａと、ワイヤ材７ｂとを有している。半導体素子１ａに搭載された図示されない端子または電極などと、たとえば端子８とは、ワイヤ材７ａにより電気的に接続されている。ここでの端子８は、たとえばフレーム枠２ｂとＸＹ平面上において互いに間隔をあけて並びＺ方向の座標がほぼ等しい位置に配置されている。また半導体素子１ａに搭載された図示されない端子または電極などと、半導体素子１ｂに搭載された図示されない端子または電極などとは、ワイヤ材７ｂにより電気的に接続されている。

ダイパッド２ａ、フレーム枠２ｂおよび吊りリード２ｃとを含むリードフレーム部材のフレーム枠２ｂにはリード１０が接続されており、このリード１０によりフレーム枠２ｂ（半導体素子１ａ）と半導体装置１００の外部とが電気的に接続される。また独立フレーム枠２ｄを含むリードフレーム部材の独立フレーム枠２ｄにはリード１１が接続されており、このリード１１により独立フレーム枠２ｄ（半導体素子１ｂ）と半導体装置１００の外部とが電気的に接続される。

以上の半導体素子１ａ，１ｂが搭載されたリードフレーム２は、モールド樹脂１２により封止されている。なお図１においてはモールド樹脂１２に封止された領域の内部のリードフレーム２などを重点的に示す観点から、モールド樹脂１２は点線で示している。

次に、図２および図３を用いて、本実施の形態の半導体装置１００に含まれるリードフレーム２についてより詳細に説明する。なお図２は図１中の、ダイパッド２ａ、フレーム枠２ｂおよび吊りリード２ｃからなるリードフレーム部材を図１よりも拡大して示している。図３は本実施の形態の半導体装置１００を図１中に矢印で示す方向Ａから、モールド樹脂１２に封止される部分を含めて透視した状態を示している。

図２および図３を参照して、本実施の形態の半導体装置１００におけるリードフレーム２の、ダイパッド２ａなどを含むリードフレーム部材においては、ダイパッド２ａおよびフレーム枠２ｂは、いずれもたとえば平面視において矩形の平板形状を有している。また当該リードフレーム部材においては、吊りリード２ｃおよびフレーム枠２ｂは、ダイパッド２ａの主表面上の一方向側のみに位置している。ここで一方向側とは、図１におけるＸ方向の負方向を意味している。すなわち平面視において矩形状のダイパッド２ａのうちＸ方向に関する負方向側（後側）に、吊りリード２ｃおよびフレーム枠２ｂが配置されている。しかしダイパッド２ａの矩形状のうち上記以外の３方向、すなわちＸ方向の正方向側（前側）、およびＹ方向に関する２方向側には、吊りリード２ｃおよびフレーム枠２ｂは配置されていない。

上記のリードフレーム部材は、もともとダイパッド２ａ、吊りリード２ｃおよびフレーム枠２ｂを含む単一の平板状の部材である。この単一の部材が、吊りリード２ｃとダイパッド２ａとを接続する境界線５ａ，５ｂ，５ｃにおいて図２および図３のＺ方向下方に凸となるように折り曲げられ、吊りリード２ｃとフレーム枠２ｂとを接続する境界線６ａ，６ｂ，６ｃにおいて図２および図３のＺ方向上方に凸となるように折り曲げられている。このように単一の平板状の部材を折り曲げて図２に示すようなリードフレーム２の部材を形成する際には、平板状の部材に対してプレス加工がなされることが好ましい。

このようなプレス加工により、リードフレーム２に含まれるダイパッド２ａの主表面とフレーム枠２ｂの主表面とは互いに異なる平面上に位置している。すなわちダイパッド２ａの主表面に比べてフレーム枠２ｂの主表面はＺ方向上方に配置されており、ダイパッド２ａとフレーム枠２ｂとの間に段差が形成されている。ただしフレーム枠２ｂの主表面はダイパッド２ａの主表面とほぼ平行となっており、これらはいずれもＸＹ平面に沿うように拡がっている。フレーム枠２ｂがダイパッド２ａに比べてＺ方向上方に配置されるのは、境界線５ａ〜５ｃおよび境界線６ａ〜６ｃにおけるリードフレーム部材の屈曲により、ダイパッド２ａとフレーム枠２ｂとの間に配置される吊りリード２ｃがフレーム枠２ｂ側に向かうにつれＺ方向上側に向かうように延びているためである。

また上記のように本実施の形態においては吊りリード２ｃは吊りリード４ａと、吊りリード４ｂと、吊りリード４ｃとの３つの領域に分かれているが、それぞれの吊りリード４ａ，４ｂ，４ｃの間は、Ｙ方向に関して若干の隙間が設けられている。この隙間のＹ方向に関する寸法は、たとえばフレーム枠２ｂの厚みにほぼ等しいことが好ましい。この隙間の存在により、リードフレーム２の形状を形成するためのプレス加工の際に材料を折り曲げやすくすることができる。そして、吊りリード４ｂ（第１の吊りリード）とダイパッド２ａとの境界線５ｂ（第１境界線）は、吊りリード４ａ（第２の吊りリード）とダイパッド２ａとの境界線５ａ（第２境界線）と異なる直線上を延びている。

すなわち境界線５ｂと境界線５ａとは、いずれもダイパッド２ａの主表面上（ダイパッド２ａの主表面がなす平面上）に位置し当該表面上を延びているため、これらは同一の平面上（ＸＹ平面に沿う面上）に配置されている。また境界線５ｂと境界線５ａとはＹ方向に沿うように互いに平行に延びているが、これらは同一直線上に乗るようには配置されていない。つまり境界線５ｂよりも境界線５ａの方が、Ｘ方向に関する正の方向（図２における前側）に配置されており、境界線５ａと境界線５ｂとは互いに間隔をあけて並列している。なおここで平行とは、たとえば境界線５ｂと境界線５ａとの延びる方向に関して１μｍ移動したときの境界線５ｂと境界線５ａとの距離の変化が１０ｎｍ以下である二つの直線の配置関係をいうこととする。

また上記と同様に、本実施の形態においては吊りリード４ｂ（第１の吊りリード）とフレーム枠２ｂとの境界線６ｂ（第３境界線）は、吊りリード４ａ（第２の吊りリード）とフレーム枠２ｂとの境界線６ａ（第４境界線）と異なる直線上を延びている。すなわち境界線６ｂと境界線６ａとは、いずれもフレーム枠２ｂの主表面上（フレーム枠２ｂの主表面がなす平面上）に位置し当該表面上を延びているため、これらは同一の平面上（ＸＹ平面に沿う面上）に配置されている。また境界線６ｂと境界線６ａとはＹ方向に沿うように互いに平行に延びているが、これらは同一直線上には配置されておらず、境界線６ｂよりも境界線６ａの方が、Ｘ方向に関する正の方向に配置されている。

さらに同様に、本実施の形態では吊りリード４ｂ（第１の吊りリード）とダイパッド２ａとの境界線５ｂ（第１境界線）は、吊りリード４ｃ（第３の吊りリード）とダイパッド２ａとの境界線５ｃ（第５境界線）と異なる直線上を延びている。すなわち境界線５ｂおよび境界線５ｃも上記と同様にいずれもダイパッド２ａの主表面上に位置し、当該表面上をＹ方向に沿うように互いに平行に延びている。また吊りリード４ｂ（第１の吊りリード）とフレーム枠２ｂとの境界線６ｂ（第３境界線）は、吊りリード４ｃ（第３の吊りリード）とフレーム枠２ｂとの境界線６ｃ（第６境界線）と異なる直線上を延びている。すなわち境界線６ｂおよび境界線６ｃも上記と同様にいずれもフレーム枠２ｂの主表面上に位置し、当該表面上をＹ方向に沿うように互いに平行に延びている。これにより、境界線５ｂよりも境界線５ｃの方が、Ｘ方向に関する正の方向（図２における前側）に配置されており、同様に境界線６ｂよりも境界線６ｃの方が、Ｘ方向に関する正の方向に配置されている。

以上により、本実施の形態の図２においては、Ｙ方向に関する中央に配置される吊りリード４ｂよりも、Ｙ方向において吊りリード４ｂの一方側および他方側に配置される吊りリード４ａおよび吊りリード４ｃの方が、Ｘ方向の正方向側（前側）に配置されている。なお本実施の形態においては、境界線５ａおよび境界線５ｃ、ならびに境界線６ａおよび境界線６ｃは、いずれもほぼ一直線上に乗るように配置されている。そして吊りリード４ａと吊りリード４ｃとはほぼ同一平面上に拡がるように配置されている。ただしこのような構成に限らず、たとえば境界線５ａが境界線５ｃよりもＸ方向の前側に配置されてもよいし、その逆に境界線５ｃが境界線５ａよりもＸ方向の前側に配置されてもよい。

また図２においては、ダイパッド２ａの主表面と吊りリード２ｃ（吊りリード４ａ，４ｂ，４ｃ）の主表面とのなす角度、およびフレーム枠２ｂの主表面と吊りリード２ｃ（吊りリード４ａ，４ｂ，４ｃ）の主表面とのなす角度がいずれも９０°よりも大きくなっている。しかしこのような構成に限らず、たとえば上記の角度が９０°であってもよいし、９０°より小さくてもよい。また図２においては、ダイパッド２ａの主表面と吊りリード２ｃ（吊りリード４ａ，４ｂ，４ｃ）の主表面とのなす角度、およびフレーム枠２ｂの主表面と吊りリード２ｃ（吊りリード４ａ，４ｂ，４ｃ）の主表面とのなす角度がほぼ等しくなっている。しかしこれらの角度は互いに等しくなくてもよく、たとえばダイパッド２ａと吊りリード４ａとのなす角度と、ダイパッド２ａと吊りリード４ｃとのなす角度とが１０°以上異なっていてもよい。

なお本実施の形態の図２においては、分割された３つの吊りリード４ａ，４ｂ，４ｃの延在方向における長さは等しいことが好ましい。すなわち吊りリード４ｂの境界線５ｂと境界線６ｂとの距離としての延在方向の長さは、吊りリード４ａの境界線５ａと境界線６ａとの距離としての延在方向の長さに等しくなっている。同様に、吊りリード４ｃの境界線５ｃと境界線６ｃとの距離としての延在方向の長さは、吊りリード４ａの境界線５ａと境界線６ａとの距離としての延在方向の長さに等しくなっている。なおここで長さが等しいとは、当該長さの誤差が±３％以内であることを意味する。

なお図２においては、吊りリード４ａと吊りリード４ｃとは、Ｙ方向に関する中央部の吊りリード４ｂに関して互いに左右対称となるように配置されており、吊りリード４ａおよび吊りリード４ｃのＹ方向の寸法が等しくなっている。すなわちＹ方向に関して、境界線５ａと境界線５ｃとの長さは互いに等しく、境界線６ａと境界線６ｃとの長さは互いに等しくなっている。しかしこのような態様に限らず、たとえば境界線５ａと境界線５ｃとの長さは異なっていてもよく、境界線６ａおよび境界線６ｃとの長さは異なっていてもよい。ただし境界線５ａと境界線６ａとの長さ、および境界線５ｃと境界線６ｃとの長さは互いに等しいことがより好ましい。

また図２においては、Ｙ方向に関する中央部の吊りリード４ｂのＹ方向の寸法が、吊りリード４ａおよび吊りリード４ｃのＹ方向の寸法よりも長くなっている。しかしこのような態様に限られず、たとえば吊りリード４ａおよび／または吊りリード４ｃのＹ方向の寸法が、吊りリード４ｂのＹ方向の寸法よりも長くなっていてもよい。

本実施の形態におけるモールド樹脂１２は、図４に示すトランスファーモールド法または図５に示すコンプレッションモールド法により、半導体素子１およびリードフレーム２などを封止する。次に図４を用いて、トランスファーモールド法について説明する。

図４を参照して、本実施の形態においては、リードフレーム２のたとえばダイパッド２ａ上および独立フレーム枠２ｄの主表面上に半導体素子１ａ，１ｂが接合され、かつワイヤ材７ａ，７ｂのそれぞれが上記の２つの領域間を電気的に接続したものが、下金型２１および上金型２２により型締めされる。このとき、たとえばフレーム枠２ｂに接続されるリード１０の一部および独立フレーム枠２ｄに接続されるリード１１の一部は、下金型２１および上金型２２により型締めされ最終的に封止される領域としてのキャビティ２３の外側にはみ出ることが好ましい。

プランジャ２４上にモールド樹脂が設置され、プランジャ２４がＺ方向上方に押し込まれる。これによりプランジャ２４上のモールド樹脂は加圧され、流動性を増す。モールド樹脂はゲート２５を通って溶融しながら流動し、キャビティ２３内に到達する。モールド樹脂はキャビティ２３内において、ダイパッド２ａのＺ方向上側を流れるモールド樹脂１２ａと、ダイパッド２ａのＺ方向下側を流れるモールド樹脂１２ｂとに分かれるように流動する。しかしダイパッド２ａよりもＸ方向の下流側においてはモールド樹脂１２ａとモールド樹脂１２ｂとが合流し、これらはモールド樹脂１２としてキャビティ２３内のほぼ全体を充填する。この間、下金型２１および上金型２２は加熱されているため、たとえばモールド樹脂１２の樹脂材料が熱硬化性樹脂であれば、この熱によりモールド樹脂１２は硬化し、半導体素子１などは固化したモールド樹脂１２に封止される。

次に図５を用いて、コンプレッションモールド法について説明する。図５を参照して、リードフレーム２のたとえばダイパッド２ａ上および独立フレーム枠２ｄの主表面上に半導体素子１ａ，１ｂが接合され、かつワイヤ材７ａ，７ｂのそれぞれが上記の２つの領域間を電気的に接続したものが、下金型３１ａ，３１ｂおよび上金型３２により型締めされる。このとき、上記と同様に、リード１０およびリード１１の一部は、下金型３１ａ，３１ｂおよび上金型３２により型締めされ最終的に封止される領域としてのキャビティ３３の外側にはみ出ることが好ましい。

その後、キャビティブロック３４上にモールド樹脂が設置され、キャビティブロック３４がＺ方向上方に押し込まれる。これによりプランジャ２４上のモールド樹脂は加圧され、流動性を増す。モールド樹脂は溶融しながらキャビティ３３内をＺ方向の上側に流動する。これによりモールド樹脂１２はキャビティ３３内のほぼ全体を充填する。この間、下金型３１ａ，３１ｂおよび上金型３２は加熱されているため、たとえばモールド樹脂１２の樹脂材料が熱硬化性樹脂であれば、この熱によりモールド樹脂１２は硬化し、半導体素子１などは固化したモールド樹脂１２に封止される。

次に、図６〜図９に示す比較例のリードフレームを有する半導体装置を用いて本実施の形態の経緯および背景等を説明しながら、本実施の形態の作用効果について説明する。

図６および図７はいずれも比較例を示しているが、これらはそれぞれ本実施の形態の図２および図３に対応する。図６および図７を参照して、比較例のリードフレーム２についても実施の形態１のリードフレーム２と同様にダイパッド２ａとフレーム枠２ｂと吊りリード２ｃとを有している。このため図６および図７のリードフレーム２について実施の形態１と同一の要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。

ただし比較例のリードフレーム２は、吊りリード２ｃが複数の領域に分割されておらず単一の領域として形成されている。つまり吊りリード２ｃは、Ｙ方向に関してダイパッド２ａおよびフレーム枠２ｂの寸法と同一の寸法を有するように形成されている。そしてダイパッド２ａと吊りリード２ｃとを接続する境界線５において、実施の形態１の境界線５ａ〜５ｃと同様に図６および図７のＺ方向下方に凸となるように折り曲げられている。また吊りリード２ｃとフレーム枠２ｂとを接続する境界線６において、実施の形態１の境界線６ａ〜６ｃと同様に図６および図７のＺ方向上方に凸となるように折り曲げられている。

図７に示すように、図６のようなリードフレーム２を有する半導体装置９００は、リードフレーム２のダイパッド２ａの部分がダイパッドシフトを起こす場合がある。ダイパッドシフトとは、半導体素子１ａが搭載されたダイパッド２ａの平面視における中央部からモールド樹脂１２のＺ方向最下面までのＺ方向に関する距離Ｚ１が、本来のダイパッド２ａのモールド樹脂１２最下面からの距離Ｚ２に比べて大きくなるようにダイパッド２ａが浮かび上がるなど、ダイパッド２ａの位置が移動する現象である。

ダイパッドシフトはリードフレーム２の境界線５，６におけるリードフレーム２の変形により起こる。特にダイパッド２ａの先端部が最も曲げモーメントが大きいため、ダイパッドシフトによりダイパッド２ａとこれに隣接する吊りリード２ｃとの主表面同士がなす角度θ１が小さくなる。すると図７の距離Ｚ２より距離Ｚ１の方が大きくなる。以上がダイパッドシフトである。

ダイパッドシフトの原因は、トランスファーモールド法およびコンプレッションモールド法による樹脂封止の工程にある。すなわち図８を参照して、トランスファーモールド法を用いて図６のリードフレーム２を有する半導体装置の構成要素を樹脂封止するとき、ダイパッド２ａのＺ方向上側のモールド樹脂１２ａとＺ方向下側のモールド樹脂１２ｂとの流量の差が生じる。この流量の差により、ダイパッド２ａがモールド樹脂１２ａから受ける流動抵抗とモールド樹脂１２ｂから受ける流動抵抗とに差が生じる。具体的には、特にダイパッド２ａからモールド樹脂１２のＺ方向最下面までの距離が短い（当該領域の厚みが薄い）場合、モールド樹脂１２ａがダイパッド２ａをＺ方向下側にシフトさせようとする力よりも、モールド樹脂１２ｂがダイパッド２ａをＺ方向上側にシフトさせようとする力の方が大きくなる。この流動抵抗の差によるモールド樹脂がダイパッド２ａに加える力の差により、ダイパッド２ａはＺ方向上側への力を受け、ダイパッドシフトが発生する。

次に図９を参照して、コンプレッションモールド法を用いて図６のリードフレーム２を有する半導体装置の構成要素を樹脂封止するとき、モールド樹脂１２がＺ方向下側から上側に向けて流動するため、ダイパッド２ａはＺ方向上側に大きく流動抵抗を受ける。このためダイパッド２ａはＺ方向上側への力を受け、ダイパッドシフトが発生する。

さらに、ダイパッド２ａのＺ方向下側のモールド樹脂１２が充填する領域においては、リードフレーム２から外部への放熱性と、リードフレーム２と外部との間の絶縁性との双方の機能を備えることが要求される。これらの機能を備えるためにはダイパッド２ａからモールド樹脂１２のＺ方向最下面までの距離がある程度大きい（厚い）ことが要求される。ところがダイパッドシフトによりダイパッド２ａの主表面がＸＹ平面に沿うような水平性が損なわれれば、図７における放熱性を保つ厚みすなわちＺ１と、絶縁性を保つ厚みすなわちＺ２との差異が大きくなる。このため上記の放熱性と絶縁性との双方の機能を両立させることが困難になるという問題がある。このような問題を排除する観点からも、ダイパッドシフトの発生を抑制させることが要求される。

そこで本実施の形態においては、リードフレーム２が複数の吊りリード４ａ，４ｂに分割された構成を有している。これにより、吊りリード４ｂとダイパッド２ａとの境界線５ｂは、吊りリード４ａとダイパッド２ａとの境界線５ａと異なる直線上を延び、吊りリード４ｂとフレーム枠２ｂとの境界線６ｂは、吊りリード４ａとフレーム枠２ｂとの境界線６ａと異なる直線上を延びる。このような構成にすることにより、図１に示すように、吊りリード４ａと吊りリード４ｂとが同一平面上に乗らず、互いに間隔をあけて配置されることになる。

このため、たとえば吊りリード４ｂにおける図７のθ１に相当する角度が小さくなろうとする力が加わったとしても、吊りリード４ｂと異なる平面上を拡がる吊りリード４ａが当該力による上記θ１の変化を抑制する支柱としての役割を果たす。つまり吊りリード４ｂと、これとは異なる平面上を拡がる吊りリード４ａとを有することにより、比較例の吊りリード２ｃに比べて、吊りリード２ｃ全体の剛性が大きくなる。このためトランスファーモールド法などによるモールド樹脂１２に起因する流動抵抗に対するダイパッドシフト量を小さくすることができる。

また本実施の形態においては、たとえダイパッドシフトが生じようとする場合においても、図３に示すようにダイパッド２ａが境界線５ａと境界線５ｂとの２つの同一直線上になく、いずれもダイパッド２ａの主表面上に位置し互いに平行である境界線により支持される。このダイパッド２ａを支持する力により、境界線５ａが境界線５ｂに対してＺ方向上方に浮かぼうとする力を小さくすることができ、ダイパッド２ａがＸＹ平面に沿うように水平に配置される状態をある程度保つことができる。

また本実施の形態においては、リードフレーム２において、吊りリード２ｃおよびフレーム枠２ｂがダイパッド２ａの矩形の主表面上の一方向側すなわちＸ方向の負方向側のみに配置され、他の方向には配置されない。このため、たとえば吊りリード２ｃおよびフレーム枠２ｂがダイパッド２ａの矩形の主表面上の複数方向（たとえば４方向）から延びる場合に比べて、半導体装置１００全体の平面視におけるサイズを不要に大きくする必要をなくすことができる。

また本実施の形態のリードフレーム２は、このようにダイパッド２ａの矩形の主表面上の一方向側のみから吊りリード２ｃなどが延びる構成を有し、かつ境界線５ａ，５ｂが互いに平行な構成を有するため、１回の曲げ加工のみによりリードフレーム２を形成することができる。

さらに本実施の形態においては、リードフレーム２がさらに吊りリード４ｃを有し、吊りリード４ｂとダイパッド２ａとの境界線５ｂは、吊りリード４ｃとダイパッド２ａとの境界線５ｃと異なる直線上を延び、吊りリード４ｂとフレーム枠２ｂとの境界線６ｂは、吊りリード４ｃとフレーム枠２ｂとの境界線６ｃと異なる直線上を延びる。このような構成にすることにより、図１に示すように、吊りリード４ｃと吊りリード４ｂとが同一平面上に乗らず、互いに間隔をあけて配置されることになる。このため、吊りリード４ｃが吊りリード４ａと同様に、吊りリード４ｂの図７のθ１に相当する角度が小さくなろうとする力による変形を抑制する支柱としての役割を果たす。したがって、吊りリード４ｃの存在により、リードフレーム２全体の剛性をいっそう高めることができる。

また本実施の形態においては、吊りリード４ｂと吊りリード４ａと（さらに吊りリード４ｃと）の延在方向における長さを等しくすることにより、リードフレーム２全体の形状を崩れにくくすることができ、ダイパッドシフトを抑制することができる。

（実施の形態２）
図１０および図１１を用いて、本実施の形態の半導体装置２００に含まれるリードフレーム２について説明する。図１０および図１１を参照して、本実施の形態の半導体装置２００におけるリードフレーム２は、基本的に実施の形態１の半導体装置１００のリードフレーム２と同様の構成を有するため、同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。

ただし本実施の形態においては、吊りリード２ｃが、吊りリード４ｄ（第２の吊りリード）と、吊りリード４ｅ（第１の吊りリード）と、吊りリード４ｆ（第３の吊りリード）との３つの領域に分かれており、これらはこの順にＺ方向に関して並ぶように配置されている。吊りリード２ｃのうち、吊りリード４ｄとダイパッド２ａとは境界線５ｄ（第２境界線）により、吊りリード４ｅとダイパッド２ａとは境界線５ｅ（第１境界線）により、吊りリード４ｆとダイパッド２ａとは境界線５ｆ（第５境界線）により、それぞれ接続されている。また吊りリード４ｄとフレーム枠２ｂとは境界線６ｄ（第４境界線）により、吊りリード４ｅとフレーム枠２ｂとは境界線６ｅ（第３境界線）により、吊りリード４ｆとフレーム枠２ｂとは境界線６ｆ（第６境界線）により、それぞれ接続されている。

つまり本実施の形態の吊りリード４ｄ，４ｅ，４ｆはそれぞれ実施の形態１の吊りリード４ａ，４ｂ，４ｃに相当する。また本実施の形態の境界線５ｄ，５ｅ，５ｆはそれぞれ実施の形態１の境界線５ａ，５ｂ，５ｃに相当し、本実施の形態の境界線６ｄ，６ｅ，６ｆはそれぞれ実施の形態１の境界線６ａ，６ｂ，６ｃに相当する。このため境界線５ｄ，５ｅ，５ｆはダイパッド２ａの主表面上に位置し、境界線６ｄ，６ｅ，６ｆはフレーム枠２ｂの主表面上に位置している。

そして、本実施の形態においては、境界線５ｅと境界線５ｄとは互いに異なる直線上を互いに平行に延びるが、境界線５ｄよりも境界線５ｅの方が、Ｘ方向に関する正の方向（図１０における前側）に配置されている。また境界線６ｅと境界線６ｄとは互いに異なる直線上を互いに平行に延びるが、境界線６ｄよりも境界線６ｅの方がＸ方向に関する正の方向に配置されている。さらに本実施の形態においては、境界線５ｆと境界線５ｅとは互いに異なる直線上を互いに平行に延びるが、境界線５ｆよりも境界線５ｅの方がＸ方向に関する正の方向に配置されている。境界線６ｆと境界線６ｅとは互いに異なる直線上を互いに平行に延びるが、境界線６ｆよりも境界線６ｅの方がＸ方向に関する正の方向に配置されている。

以上により、本実施の形態の図１０においては、Ｙ方向に関する中央に配置される吊りリード４ｅの方が、Ｙ方向において吊りリード４ｅの一方側および他方側に配置される吊りリード４ｄおよび吊りリード４ｆよりも、Ｘ方向の正方向側に配置されている。以上の点において本実施の形態においては、Ｙ方向に関する中央に配置される吊りリードおよび境界線よりも、Ｙ方向に関して中央以外に配置される吊りリードおよび境界線の方がＸ方向の正方向側に配置される実施の形態１と異なっている。

次に、本実施の形態の作用効果について説明する。基本的に本実施の形態の作用効果は、上記の実施の形態１の作用効果と同様であるため、同様である部分についてはその説明を省略する。その他、本実施の形態は以下の作用効果を有する。

たとえば実施の形態１の図２のダイパッド２ａと本実施の形態の図１０のダイパッド２ａとのＹ方向に関する寸法が等しい場合を考える。この場合、図２のダイパッド２ａはＸ方向中央の境界線５ｂがＸ方向後側に後退している分だけ、図１０のダイパッド２ａに比べてダイパッド２ａの半導体素子１を搭載可能な領域を広く確保することができる。しかし当該半導体素子１に接続されるワイヤ材７の３次元的な配置を考慮すれば、本実施の形態のリードフレーム２の方が実施の形態１のリードフレーム２に比べて有利な場合が想定される。

（実施の形態３）
図１２および図１３を用いて、本実施の形態の半導体装置３００に含まれるリードフレーム２について説明する。図１２および図１３を参照して、本実施の形態の半導体装置２００におけるリードフレーム２は、基本的に実施の形態１の半導体装置１００のリードフレーム２と同様の構成を有するため、同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。

ただし本実施の形態においては、吊りリード２ｃが、吊りリード４ｇ（第２の吊りリード）と、吊りリード４ｈ（第１の吊りリード）と、吊りリード４ｉ（第３の吊りリード）との３つの領域に分かれており、これらはこの順にＺ方向に関して並ぶように配置されている。吊りリード２ｃのうち、吊りリード４ｇとダイパッド２ａとは境界線５ｇ（第２境界線）により、吊りリード４ｈとダイパッド２ａとは境界線５ｈ（第１境界線）により、吊りリード４ｉとダイパッド２ａとは境界線５ｉ（第５境界線）により、それぞれ接続されている。また吊りリード４ｇとフレーム枠２ｂとは境界線６ｇ（第４境界線）により、吊りリード４ｈとフレーム枠２ｂとは境界線６ｈ（第３境界線）により、吊りリード４ｉとフレーム枠２ｂとは境界線６ｉ（第６境界線）により、それぞれ接続されている。

つまり本実施の形態の吊りリード４ｇ，４ｈ，４ｉはそれぞれ実施の形態１の吊りリード４ａ，４ｂ，４ｃに相当する。また本実施の形態の境界線５ｇ，５ｈ，５ｉはそれぞれ実施の形態１の境界線５ａ，５ｂ，５ｃに相当し、本実施の形態の境界線６ｇ，６ｈ，６ｉはそれぞれ実施の形態１の境界線６ａ，６ｂ，６ｃに相当する。このため境界線５ｇ，５ｈ，５ｉはダイパッド２ａの主表面上に位置し、境界線６ｇ，６ｈ，６ｉはフレーム枠２ｂの主表面上に位置している。

そして、本実施の形態においては、吊りリード４ｈの主表面と吊りリード４ｇとの間には互いに角度がついており、具体的には１０°以上の角度を有している。なおこれらの間には４５°以上の角度を有することがより好ましい。また同様に本実施の形態においては、吊りリード４ｈの主表面と吊りリード４ｉとの間には互いに角度がついており、具体的には両者間に１０°以上の角度を有している。なおこれらの間には４５°以上の角度を有することがより好ましい。

つまり吊りリード４ｈの主表面に対して、吊りリード４ｇおよび吊りリード４ｉの主表面が平面視において屈曲した態様となっている。これにより、境界線５ｈに対して境界線５ｇ，５ｉは、吊りリード４ｈと吊りリード４ｇ，４ｉとの境界部において屈曲した態様となっており、同様に境界線６ｈに対して境界線６ｇ，６ｉは、吊りリード４ｈと吊りリード４ｇ，４ｉとの境界部において屈曲した態様となっている。その結果、境界線５ｈと境界線５ｇ，５ｉとは互いに異なる直線上を延びている。また境界線６ｈと境界線６ｇ，６ｉとは互いに異なる直線上を延びている。

この点において本実施の形態は、吊りリード４ｂと吊りリード４ａと、および吊りリード４ｂと吊りリード４ｃとが互いに平行に並んでおりこれらの間の角度がほぼ０°である実施の形態１と異なっている。

次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態のように吊りリード４ｈと吊りリード４ｇとの主表面間、および吊りリード４ｈと吊りリード４ｉとの主表面間にたとえば１０°以上の角度を有する構成とすれば、これらの主表面がほぼ平行に並び角度がほぼ０°である場合に比べて、吊りリード２ｃ全体の剛性がいっそう大きくなる。このため実施の形態１などよりもいっそう、トランスファーモールド法などによるモールド樹脂１２に起因する流動抵抗に対するダイパッドシフト量を小さくすることができる。

（実施の形態４）
図１４および図１５を用いて、本実施の形態の半導体装置４００に含まれるリードフレーム２について説明する。図１４および図１５を参照して、本実施の形態の半導体装置４００におけるフレーム２は、基本的に実施の形態１の半導体装置１００のリードフレーム２と同様の構成を有するため、同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。

ただし本実施の形態においては、フレーム枠２ｂの主表面の一部に、当該主表面を交差する方向に延びてこれを貫通する穴部４１が設けられている点において実施の形態１と異なっている。なお図１６を参照して、穴部４１はたとえばダイパッド２ａの主表面の一部に、これを交差する方向に延びて貫通するように設けられていてもよい。また穴部４１の平面形状は図１４および図１６に示す矩形状に限らず、たとえば円形など任意の形状とすることができる。

本実施の形態においては、フレーム枠２ｂなどをその主表面に交差するように貫通する穴部４１が設けられている。このため、たとえばコンプレッションモールド法によりキャビティ３３（図５参照）内にモールド樹脂１２が供給される際に、モールド樹脂１２が穴部４１内を通ってたとえばＺ方向に関してフレーム枠２ｂの下側から上側に流動することができる。このようにモールド樹脂１２が穴部４１内を流動可能であるため、穴部４１が設けられない場合に比べてモールド樹脂１２がフレーム枠２ｂに対して与えるＺ方向上向きの力が小さくなる。このためモールド樹脂１２がリードフレーム２に対してダイパッドシフトを発生させる可能性、およびダイパッドシフトの発生量をいっそう低減させることができる。

（実施の形態５）
図１７および図１８を用いて、本実施の形態の半導体装置５００に含まれるリードフレーム２について説明する。図１７および図１８を参照して、本実施の形態の半導体装置５００におけるリードフレーム２は、基本的に実施の形態１の半導体装置１００のリードフレーム２と同様の構成を有するため、同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。

ただし本実施の形態においては、吊りリード２ｃの少なくとも一部が硬質めっき膜５１で覆われている。硬質めっき膜５１としては、たとえばクロムを含む、Ｈｖが７５０以上（特にたとえばＨｖが８００以上１０００以下）の比較的硬い、めっきにより形成された膜が挙げられるが、これに限られない。硬質めっき膜５１の厚みは１０μｍ以上であることが好ましい。図１７および図１８においては吊りリード２ｃに含まれる吊りリード４ａ，４ｂ，４ｃのすべての、Ｘ方向に関する正方向を向く表面の全体に硬質めっき膜５１が形成されているが、これに限らず、吊りリード４ａ，４ｂ，４ｃの表面の少なくとも一部に硬質めっき膜５１が形成されていればよい。また吊りリード４ａ，４ｂ，４ｃの表面上に限らず、図１７および図１８に示すように、たとえばフレーム枠２ｂの吊りリード４ａ，４ｂ，４ｃの表面に隣接する領域にも硬質めっき膜５１が形成されていてもよい。

本実施の形態においては、吊りリード２ｃに硬質めっき膜５１が形成されることにより、これが形成されない場合に比べて、吊りリード２ｃ全体の剛性がいっそう大きくなる。このため実施の形態１などよりもいっそう、トランスファーモールド法などによるモールド樹脂１２に起因する流動抵抗に対するダイパッドシフト量を小さくすることができる。

（実施の形態６）
上記の他、本実施の形態のリードフレーム２は、以下に示す構成を有していてもよい。

図１９および図２０を参照して、本実施の形態のリードフレーム２は、基本的に実施の形態１の半導体装置１００のリードフレーム２と同様の構成を有するため、同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。ただし図１９および図２０の吊りリード４ｊ，４ｋ，４ｌはそれぞれ実施の形態１の吊りリード４ａ，４ｂ，４ｃに相当する。また図１９および図２０の境界線５ｊ，５ｋ，５ｌはそれぞれ実施の形態１の境界線５ａ，５ｂ，５ｃに相当し、本実施の形態の境界線６ｊ，６ｋ，６ｌはそれぞれ実施の形態１の境界線６ａ，６ｂ，６ｃに相当する。境界線５ｋは境界線５ｊ，５ｌとは異なる直線上を延び、境界線６ｋは境界線６ｊ，６ｌとは異なる直線上を延びている。境界線５ｊ、５ｋ、５ｌはダイパッド２ａの主表面上に位置し、境界線６ｊ、６ｋ、６ｌはフレーム枠２ｂの主表面上に位置している。

そして図１９においては、境界線５ｋが境界線５ｊ、５ｌよりもＸ方向に関する正の方向に配置されるが、境界線６ｋが境界線６ｊ，６ｌよりもＸ方向に関する負の方向に配置されている。また逆に図２０においては、境界線５ｋが境界線５ｊ、５ｌよりもＸ方向に関する負の方向に配置されるが、境界線６ｋが境界線６ｊ，６ｌよりもＸ方向に関する正の方向に配置されている。

このように、本実施の形態においては、複数の吊りリードのそれぞれとダイパッド２ａとの境界線５ｊ〜５ｌのＸ方向における前後関係と、複数の吊りリードのそれぞれとダイパッド２ａとの境界線６ｊ〜６ｌのＸ方向における前後関係とが、複数の吊りリード４ｊ，４ｋ，４ｌ間で逆転している。この点において本実施の形態は、上記の前後関係が複数の吊りリード間で一致している実施の形態１などと異なっている。本実施の形態の構成においても、基本的に実施の形態１と同様の作用効果を奏するため、作用効果についての詳細な説明を省略する。

また以上の各実施の形態においてはいずれも吊りリード２ｃが３つの領域に分かれた例を示しているが、吊りリード２ｃに含まれる領域の数は任意である。すなわち図示されないが、たとえば吊りリード２ｃが２つの領域のみに分かれた構成であってもよく、４つ以上の領域に分かれた構成であってもよい。

さらに図示されないがたとえば、吊りリード２ｃとダイパッド２ａとの境界線は以上の各実施の形態のようにたとえば３つの領域に分割されそれらが異なる直線上を延びるが、吊りリード２ｃとフレーム枠２ｂとの境界線は分割されることなく図６の境界線６のような構成となっていてもよい。またその逆に図示されないがたとえば、吊りリード２ｃとフレーム枠２ｂとの境界線は以上の各実施の形態のようにたとえば３つの領域に分割されそれらが異なる直線上を延びるが、吊りリード２ｃとダイパッド２ａとの境界線は分割されることなく図６の境界線６のような構成となっていてもよい。

以上に述べた各実施の形態（に含まれる各例）に記載した特徴を、技術的に矛盾のない範囲で適宜組み合わせるように適用してもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１，１ａ，１ｂ半導体素子、２リードフレーム、２ａダイパッド、２ｂフレーム枠、２ｃ，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈ，４ｉ，４ｊ，４ｋ，４ｌ吊りリード、２ｄ独立フレーム枠、３ａ，３ｂ導電性接着剤、５，５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，５ｆ，５ｇ，５ｈ，５ｉ，５ｊ，５ｋ，５ｌ，６，６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆ，６ｇ，６ｈ，６ｉ，６ｊ，６ｋ，６ｌ境界線、７，７ａ，７ｂワイヤ材、８端子、１０，１１リード、１２，１２ａ，１２ｂモールド樹脂、２１，３１ａ，３１ｂ下金型、２２，３２上金型、２３，３３キャビティ、２４プランジャ、２５ゲート、３４キャビティブロック、４１穴部、１００，２００，３００，４００，５００，９００半導体装置。

Claims

半導体素子と、
前記半導体素子を搭載するリードフレームとを備え、
前記リードフレームは、前記半導体素子を搭載するダイパッドと、第１および第２の吊りリードと、フレーム枠とを含み、前記ダイパッドと前記フレーム枠との主表面は互いに異なる平面上に位置し、前記ダイパッドと前記フレーム枠とは前記第１および第２の吊りリードにより接続され、
前記第１の吊りリードと前記ダイパッドとの第１境界線は、前記第２の吊りリードと前記ダイパッドとの第２境界線と異なる直線上を延び、
前記第１の吊りリードと前記フレーム枠との第３境界線は、前記第２の吊りリードと前記フレーム枠との第４境界線と異なる直線上を延びる、半導体装置。
前記リードフレームにおいて、前記第１の吊りリード、前記第２の吊りリードおよび前記フレーム枠は、前記ダイパッドの主表面上の一方向側に位置し、
前記第１境界線と前記第２境界線とは前記ダイパッドの主表面上に位置し、
前記第３境界線と前記第４境界線とは前記フレーム枠の主表面上に位置する、請求項１に記載の半導体装置。
前記第１境界線と前記第２境界線とは互いに平行であり、
前記第３境界線と前記第４境界線とは互いに平行である、請求項１または２に記載の半導体装置。
前記リードフレームが第３の吊りリードを含み、
前記第１の吊りリードと前記ダイパッドとの第１境界線は、前記第３の吊りリードと前記ダイパッドとの第５境界線と異なる直線上を延び、
前記第１の吊りリードと前記フレーム枠との第３境界線は、前記第３の吊りリードと前記フレーム枠との第６境界線と異なる直線上を延びる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置。
前記第１の吊りリードの主表面と前記第２の吊りリードの主表面との間には１０°以上の角度を有しており、第１の吊りリードの主表面と前記第３の吊りリードの主表面との間には１０°以上の角度を有している、請求項４に記載の半導体装置。
前記第１、第２および第３の吊りリードの少なくとも一部は硬質めっき膜で覆われている、請求項４または５に記載の半導体装置。
前記第１および第２の吊りリードの延在方向における長さは等しい、請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体装置。
前記フレーム枠または前記ダイパッドの主表面の一部に、前記主表面を貫通する穴部が設けられている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の半導体装置。