JP6796666B2 - 半導体装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体装置に関する。

複数のリードと半導体素子とが、いわゆるフリップチップの形態で接合された半導体装置が提案されている。特許文献１には、複数の電極が配置された搭載面を有する半導体素子と、複数のリードと、樹脂パッケージとを備える半導体装置が開示されている。上記複数の電極と上記複数のリードとは、平面視において互いに重なる位置関係とされており、バンプまたははんだなどによって導通接合されている。上記封止樹脂は、上記半導体素子の全体と、上記複数のリードの一部づつとを覆っている。上記複数のリードのうち上記樹脂パッケージから露出した部分は、上記半導体素子をたとえば回路基板などに実装するための実装面として用いられる。このような構成によれば、上記半導体素子の上記複数の電極と上記複数のリードとを、たとえばワイヤを介して導通させる構成に比べて低抵抗化を図ることが可能であり、比較的大電流が流れる半導体装置を構成するのに適している。

しかしながら、上記複数のリードの形状および配置は、上記半導体素子の上記電極の配置に合わせて設計されているのが実情である。このため、上記半導体素子としての機能が同一または類似であったり、取り扱われる電流の大きさがそれほど異ならない場合であっても、上記複数の電極の配置が異なると、上記複数のリードを作りなおす必要がある。これにより、上記半導体装置の製造工程を複雑化させ、上記半導体装置のコストが増大してしまうという問題があった。

特開２０１３−１３８２６１号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、より効率よく製造可能であり、コスト低減が可能なリードフレーム、半導体装置および半導体装置の製造方法を提供することをその課題とする。

本発明の第一の側面によって提供されるリードフレームは、半導体素子と導通するための複数のリードを備えるリードフレームであって、上記複数のリードは、上記半導体素子の中心と一致すべき仮想中心に向かって延びている内方延出部を有することを特徴としている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記内方延出部は、上記仮想中心に向かうほど、幅が小となっている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数のリードの上記内方延出部は、点対称形状である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数のリードの上記内方延出部の対称点は、上記半導体素子の中心と一致している。

本発明の第二の側面によって提供される半導体装置は、搭載面およびこの搭載面に配置された複数の電極を有する半導体素子と、上記半導体素子の上記複数の電極に接合された複数のリードと、上記半導体素子と上記複数のリードの少なくとも一部ずつとを覆う樹脂パッケージと、を備える半導体装置であって、上記各リードは、平面視において上記半導体素子の上記搭載面と重なり、かつ上記半導体素子の上記複数の電極のいずれかに接合される部分であって、上記搭載面の外縁から上記半導体素子の中心に向かって延びている内方延出部を有することを特徴としている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記半導体素子の外縁から上記複数のリードの上記内方延出部の先端までの距離は、上記半導体素子の外縁から上記半導体素子の中心までの距離の３０％〜９５％である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記半導体素子の外縁から上記各リードの上記内方延出部の先端までの距離は、上記半導体素子の外縁から上記複数のリードの上記内方延出部の先端までの距離の平均値の９０％〜１１０％である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記内方延出部は、上記半導体素子の上記搭載面の外縁から上記半導体素子の中心に向かうほど、幅が小となっている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数のリードの上記内方延出部は、点対称形状である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数のリードの上記内方延出部の対称点は、上記半導体素子の中心と一致している。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数のリードは、点対称形状である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数のリードの対称点は、上記半導体素子の中心と一致している。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数のリードの上記内方延出部の面積は、上記半導体素子の上記搭載面の面積の１５％〜９５％である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記半導体素子の上記複数の電極は、上記半導体素子の中心について放射状に配置されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記内方延出部は、厚さ方向両側が上記樹脂パッケージに覆われている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数のリードの上記内方延出部先端に囲まれたアイランドリードを有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記樹脂パッケージは、平面視矩形状である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記半導体素子は、平面視矩形状である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記各リードは、上記樹脂パッケージの外縁と上記半導体素子の外縁との間に位置する外方基部を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記外方基部は、上記樹脂パッケージの外縁から上記半導体素子に向けて、上記樹脂パッケージの外縁に対して直角に延びる部分を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記外方基部は、上記樹脂パッケージから露出する実装面を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記各リードの上記外方基部と上記内方延出部とは、上記半導体素子側が面一であり、上記半導体素子とは反対側に段差が設けられていることにより、上記実装面が形成されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記各リードは、厚さが一定であるとともに、上記内方延出部と上記実装面との間に折り曲げ部が形成されている。

本発明によって提供される半導体装置の製造方法は、複数の電極が形成された搭載面を各々が有し、上記複数の電極の配置が互いに異なる複数の半導体素子のいずれかを選択し、本発明の第一の側面によって提供されるリードフレームに選択された上記半導体素子の上記複数の電極を上記リードフレームの上記内方延出部に接合する工程を有することを特徴としている。

本発明によれば、上記半導体素子の中心に向かって延びている上記内方延出部を有することにより、上記半導体素子の複数の上記電極をいずれかの上記リードの上記内方延出部に導通接合させやすい。しかも、隣り合う上記内方延出部は、互いに絶縁されたものであり、電気的に異なる導通経路を構成するものである。このため、上記内方延出部の配置を考慮して複数の上記電極の配置がなされれば、複数の上記電極の配置が互いに異なる複数の上記半導体素子の任意のものを複数の上記リードに対していわゆるフリップチップの形態で接合することが可能である。したがって、上記半導体素子の機能を適切に発揮させることが可能であるとともに、上記半導体装置をより効率よく製造可能であり、コスト低減を図ることができる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

本発明の第一実施形態に基づく半導体装置の一例を示す要部斜視図である。 図１の半導体装置を示す要部平面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。 図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。 図１の半導体装置の半導体素子を示す底面図である。 図１の半導体装置の製造方法を示す要部斜視図である。 本発明の第一実施形態に基づく半導体装置の他の例を示す要部斜視図である。 図７の半導体装置の半導体素子を示す底面図である。 本発明の第一実施形態に基づく半導体装置の他の例を示す要部斜視図である。 図９の半導体装置の半導体素子を示す底面図である。 本発明の第一実施形態に基づく半導体装置の他の例を示す要部斜視図である。 図１１の半導体装置の半導体素子を示す底面図である。 本発明の第二実施形態に基づく半導体装置を示す要部底面図である。 本発明の第三実施形態に基づく半導体装置を示す要部底面図である。 図１４のＸＶ−ＸＶ線に沿う断面図である。 本発明の第四実施形態に基づく半導体装置を示す要部底面図である。 図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿う断面図である。 本発明の第五実施形態に基づく半導体装置を示す要部底面図である。 図１６のＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿う断面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図１〜図４は、本発明の第一実施形態に基づく半導体装置を示している。本実施形態の半導体装置Ａ１は、複数のリード１、半導体素子２および樹脂パッケージ３を備えている。半導体装置Ａ１は、たとえば定格電流が１０Ａ程度のＤＣ／ＤＣコンバータとして構成されるが、その種類や用途は特に限定されない。本実施形態においては、半導体装置Ａ１は、全体が平面視（ｚ方向視）において矩形状であり、特に正方形状である形態を例として説明する。

図１は、半導体装置Ａ１を示す斜視図であり、理解の便宜上樹脂パッケージ３を想像線で示している。図２は、半導体装置Ａ１の底面図であり、理解の便宜上樹脂パッケージ３を想像線で示している。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿うｚｘ平面における断面図であり、図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線に沿うｚｘ平面における断面図である。

複数のリード１は、半導体素子２を支持するとともに、外部から半導体素子２へと至る導通経路を形成するためのものである。リード１の材質は特に限定されないが、たとえばＣｕ系素材（Ｃｕ−Ｆｅ−Ｐなど）やＦｅ系素材（Ｆｅ−４２％Ｎｉなど）が挙げられる。本実施形態においては、半導体装置Ａ１の四辺に沿って、各辺あたり５つずつのリード１が配置されており、合計２０のリード１が設けられている。

各リード１は、内方延出部１１、外方基部１２および実装面１３を有している。図２によく表れているように、内方延出部１１は、半導体素子２の平面視における外縁２１よりも内方に延びている部分である。内方延出部１１は、半導体素子２の中心２０に向かって延びている。また、内方延出部１１は、半導体素子２の外縁２１から中心２０に向かうほど平面視における幅が徐々に小さくなっている。複数のリード１の内方延出部１１のそれぞれが中心２０に向かって延びていることにより、複数のリード１の内方延出部１１は、中心２０に向かって放射状に配置されている。さらに、本実施形態においては、複数のリード１の内方延出部１１は、中心２０を対称点として点対称の形状とされている。

外方基部１２は、内方延出部１１と樹脂パッケージ３のｚ方向視における外縁との間に位置する部分である。外方基部１２は、内方延出部１１に続いて放射状に延びる部分と、樹脂パッケージ３の外縁に対して直角に延びる部分とを有している。本実施形態においては、複数のリード１のうち放射状に延びる部分は、中心２０に向かうほど平面視における幅が小とされている。また、複数のリード１のうち樹脂パッケージ３の外縁に対して直角に延びる部分は、平面視における幅が一定である。

図３によく表れているように、本実施形態においては、内方延出部１１は、ｚ方向（厚さ方向）における両側が、樹脂パッケージ３によって覆われている。また、外方基部１２の大部分も、ｚ方向における両側が、樹脂パッケージ３によって覆われている。ただし、リード１には、ｚ方向において半導体素子２とは反対側に位置する段差１４が形成されている。この段差１４が形成されていることにより、リード１の一部は、図３の図中ｚ方向下方に露出している。この露出している部分が、実装面１３とされている。実装面１３は、半導体装置Ａ１をたとえば回路基板に実装する際に、たとえば、はんだが接合される部位として用いられる。なお、本実施形態とは異なり、リード１の全体がｚ方向下方に露出した構成であってもよい。

本実施形態においては、さらにアイランドリード１８が設けられている。アイランドリード１８は、複数のリード１の内方延出部１１の先端によって囲まれた領域に配置されており、たとえば正方形状である。また、アイランドリード１８は、平面視において半導体素子２の中心２０と重なっており、さらには、その中心が中心２０に一致している。アイランドリード１８のｚ方向下方の面は、樹脂パッケージ３から露出している。アイランドリード１８は、複数のリード１と絶縁されており、半導体素子２への導通経路を構成しないものであってもよい。あるいは、アイランドリード１８は、たとえばグランド接続のために用いられてもよい。本実施形態においては、４つの吊りリード１９が設けられている。４つの吊りリード１９は、アイランドリード１８の四隅に繋がっており、樹脂パッケージ３の四隅に至って延びている。４つの吊りリード１９は、リードフレームの状態において、アイランドリード１８を上述したフレームに対して支持するためのものである。

半導体素子２は、半導体装置Ａ１の電気デバイスとしての機能を実現するための機能素子である。一般的に半導体素子２は、Ｓｉからなり、集積回路が作りこまれている。半導体素子２は、外縁２１、搭載面２２および複数の電極２３を有している。本実施形態においては、半導体素子２は、矩形状であり、さらに正方形であるものを例として説明する。このため、外縁２１は、平面視において正方形状である。搭載面２２は、ｚ方向下方を向いており、複数のリード１と正対している。

図５は、半導体素子２を示す底面図である。複数の電極２３は、搭載面２２に形成されている。電極２３は、たとえばＡｕなどからなる。複数の電極２３は、複数のリード１の内方延出部１１と重なるように配置されており、本実施形態においては、複数の内方延出部１１に沿うように中心２０を中心として放射状に配置されている。複数の電極２３と複数のリード１の内方延出部１１とは、導通接合材２９を介して導通接合されている。導通接合材２９は、たとえばＡｕからなるバンプであるが、これに限定されるものではない。

また、本実施形態においては、半導体素子２の中心２０を含む領域が、導通接合材２９によってアイランドリード１８に接合されている。半導体素子２のうちアイランドリード１８に接合される領域は、Ｓｉからなる領域であってもよいし、伝熱を促進するため、あるいは導通接合材２９による接合を確実化するために、金属層が設けられていてもよい。

樹脂パッケージ３は、半導体素子２を保護するとともに、複数のリード１の一部ずつを覆うものである。樹脂パッケージ３は、たとえば黒色のエポキシ樹脂からなる。

図２においては、半導体素子２の外縁２１から中心２０までの距離を距離Ｌ０、半導体素子２の外縁２１からリード１の内方延出部１１の先端までの距離を距離Ｌ１として記載している。なお、距離Ｌ０，Ｌ１は、便宜上、外縁２１のうち対象とする内方延出部１１の起点となっている部分に対して直角である方向における距離として定義される。本実施形態においては、すべてのリード１について、距離Ｌ１が距離Ｌ０の３０〜９５％であることが好ましい。また、各リード１の距離Ｌ１は、すべてのリード１の距離Ｌ１の平均値の９０％〜１１０％に揃えられている。さらに、本実施形態においては、外縁２１の四辺のうちのある辺を起点として中心２０に向かって延びる５つのリード１の内方延出部１１は、距離Ｌ１が同一とされている。また複数のリード１の内方延出部１１の面積は、半導体素子２の搭載面２２の面積の１５％〜９５％である。

次に、半導体装置Ａ１の製造方法の一例について、図６を参照しつつ以下に説明する。

図６には、リードフレームＢ１が示されている。リードフレームＢ１は、少なくとも複数のリード１を有する金属部材である。リードフレームＢ１は、たとえば同図において想像線で示された複数のリード１の延長部分や、これらの延長部分が連結されたフレーム（図示略）を備える。また、本実施形態においては、リードフレームＢ１は、アイランドリード１８をさらに備えている。リード１の形状やアイランドリード１８を支持する便宜として、吊りリード１９に代えて、たとえばＳＵＳからなる支持プレートに複数のリード１やアイランドリード１８を支持させた構成であってもよい。

図中の仮想中心１０は、少なくとも半導体装置Ａ１の完成後において半導体素子２の中心２０と一致すべき点である。リードフレームＢ１の複数のリード１の内方延出部１１は、いずれもが仮想中心１０に向かって放射状に延びている。リードフレームＢ１の材質は特に限定されないが、たとえばＣｕ系素材（Ｃｕ−Ｆｅ−Ｐなど）やＦｅ系素材（Ｆｅ−４２％Ｎｉなど）が挙げられる。

一方、半導体素子２は、半導体装置Ａ１として求められる機能を果たしうる機能素子が選定される。さらに、リードフレームＢ１を用いた製造方法においては、複数の電極２３の配置が互いに異なる複数の半導体素子２から、任意の半導体素子２を選択し、これをリードフレームＢ１に接合する。複数の電極２３の配置が互いに異なる半導体素子２の例については、後述する。

この選択された半導体素子２をリードフレームＢ１に近接させ、半導体素子２の中心２０をリードフレームＢ１の仮想中心１０に一致させる。そして、上述した導通接合材２９を用いて、半導体素子２の複数の電極２３を複数のリード１の内方延出部１１の適所に接合する。また、本実施形態においては、半導体素子２の一部領域を導通接合材２９を介してアイランドリード１８に接合する。この後は、たとえば金型を用いた樹脂パッケージ３の形成、リードフレームＢ１の適所の切断加工を経ることにより、図１〜図４に示された半導体装置Ａ１が得られる。

図７〜図１２は、同一のリードフレームＢ１と互いに異なる種類の半導体素子２とを用いて製造された半導体装置Ａ１の変形例、およびそれぞれに用いられた半導体素子２を示している。

図７に示された変形例においては、半導体素子２の外縁２１は、図５に示す例の半導体素子２の外縁２１と同一であるものの、図８によく表れているように、複数の電極２３の配置が明瞭に異なっている。複数の電極２３の配置が異なっているものの、本変形例においても、複数の電極２３の配置は、リードフレームＢ１の複数のリード１の内方延出部１１の配置を念頭に設定されている。このため、本変形例の半導体素子２であっても、リードフレームＢ１に適切に導通接合することができる。

図９に示された変形例においては、複数の電極２３のいずれか（図中においては２つの電極２３）が、２つのリード１の内方延出部１１に跨るサイズおよび配置とされている。１つの電極２３が跨る２つのリード１は、この電極２３によって互いに導通する。すなわち、これらの２つのリード１は、図１〜図４や図７および図８に示された例においては、互いに絶縁された別の端子として機能することが意図されている。これに対し、図９に示す例においては、これらの２つのリード１を電気的に同じ機能を果たすものとして扱うことが妥当であり、これを利用して、比較的大きいサイズの電極２３を形成し、２つのリード１を跨ぐ配置としたものである。

図１１に示された変形例においては、半導体素子２の外縁２１が上述した例の半導体素子２の外縁２１とはことなっており、ｘ方向を長手方向とする長矩形状とされている。本実施形態のリードフレームＢ１は、図５、図８および図１０に示す半導体素子２よりも外方にある外方基部１２に、内方延出部１１と繋がるように２０を向く部分が形成されている。このため、図５、図８および図１０に示す半導体素子２よりも大きなサイズである図１２に示す半導体素子２を選択しても、図１１に示すように、半導体素子２の複数の電極２３のすべてを、複数のリード１の内方延出部１１に導通接合することができる。

次に、リードフレームＢ１および半導体装置Ａ１の作用について説明する。

本実施形態によれば、半導体素子２の中心２０に向かって延びている内方延出部１１を有することにより、半導体素子２の複数の電極２３をいずれかのリード１の内方延出部１１に導通接合させやすい。しかも、隣り合う内方延出部１１は、互いに絶縁されたものであり、電気的に異なる導通経路を構成するものである。このため、内方延出部１１の配置を考慮して複数の電極２３の配置がなされれば、変形例を参照して説明したように、複数の電極２３の配置が互いに異なる複数の半導体素子２の任意のものを複数のリード１に対していわゆるフリップチップの形態で接合することが可能である。したがって、半導体素子２の機能を適切に発揮させることが可能であるとともに、半導体装置Ａ１をより効率よく製造可能であり、コスト低減を図ることができる。

距離Ｌ１が距離Ｌ０の３０％〜９５％であることにより、半導体素子２の搭載面２２のより広い部分に電極２３を配置可能である。これは、複数の電極２３の配置の自由度を高めるのに資する。

各リード１の距離Ｌ１が、すべてのリード１の距離Ｌ１の平均値の９０％〜１１０％であることにより、中心２０を中心として、半導体素子２の搭載面２２があらゆる方位において同程度にリード１の内方延出部１１と重なることとなる。これは、複数の電極２３をバランスよく配置するのに適している。

内方延出部１１が、外縁２１から中心２０に向かうほど幅が小となっていることにより、内方延出部１１の先端付近においても、隣り合う内方延出部１１どうしの間隔が不当に狭くなることを回避することができる。たとえば、リード１をエッチングによって形成する場合、隣り合う内方延出部１１どうしの間隔は、板厚の半分以上であることが好ましく、リード１を打ち抜きなどの手法によって形成する場合、上記間隔は５０μｍ以上であることが好ましい。

複数のリード１の内方延出部１１が、点対称形状であることにより、複数の電極２３をよりバランスよく配置することができる。内方延出部１１の対称点が、半導体素子２の中心２０と一致していることにより、複数の２３を半導体素子２の搭載面２２のより広い領域に対応させて配置することができる。

複数のリード１の内方延出部１１の面積が、半導体素子２の搭載面２２の面積の１５％〜９５％であることにより、複数の電極２３をさらにバランスよく配置することができる。

半導体素子２の複数の電極２３が、半導体素子２の中心２０について放射状に配置されていることにより、点対称とされた複数のリード１の内方延出部１１に対応した配置を実現することができる。

図１３〜図１９は、本発明の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。

図１３は、本発明の第二実施形態に基づく半導体装置を示している。本実施形態の半導体装置Ａ２は、複数のリード１、半導体素子２および樹脂パッケージ３を備えている。半導体装置Ａ２は、たとえば定格電流が１０Ａ程度のＤＣ／ＤＣコンバータとして構成されるが、その種類や用途は特に限定されない。本実施形態においては、半導体装置Ａ２は、全体が平面視（ｚ方向視）において矩形状であり、特にｘ方向を長手方向とする長矩形状である形態を例として説明する。図７は、半導体装置Ａ２の底面図であり、理解の便宜上樹脂パッケージ３を想像線で示している。

複数のリード１は、半導体素子２を支持するとともに、外部から半導体素子２へと至る導通経路を形成するためのものである。リード１の材質は特に限定されないが、たとえばＣｕ系素材（Ｃｕ−Ｆｅ−Ｐなど）やＦｅ系素材（Ｆｅ−４２％Ｎｉなど）が挙げられる。本実施形態においては、半導体装置Ａ２の四辺のうち長辺について、各辺あたり７つずつのリード１が配置されており、短辺について各辺あたり５つずつのリード１が配置されており、合計２４のリード１が設けられている。

各リード１は、内方延出部１１、外方基部１２および実装面１３を有している。内方延出部１１は、半導体素子２の平面視における外縁２１よりも内方に延びている部分である。内方延出部１１は、半導体素子２の中心２０に向かって延びている。また、内方延出部１１は、上述した長辺の中央に位置するものを除き、半導体素子２の外縁２１から中心２０に向かうほど平面視における幅が徐々に小さくなっている。一方、上述した長辺の中央に位置するリード１の内方延出部１１は、幅が一定である。複数のリード１の内方延出部１１のそれぞれが中心２０に向かって延びていることにより、複数のリード１の内方延出部１１は、中心２０に向かって放射状に配置されている。さらに、本実施形態においては、複数のリード１の内方延出部１１は、中心２０を対称点として点対称の形状とされている。

外方基部１２は、内方延出部１１と樹脂パッケージ３のｚ方向視における外縁との間に位置する部分である。外方基部１２は、内方延出部１１に続いて放射状に延びる部分と、樹脂パッケージ３の外縁に対して直角に延びる部分とを有している。本実施形態においては、複数のリード１のうち放射状に延びる部分は、中心２０に向かうほど平面視における幅が小とされている。また、複数のリード１のうち樹脂パッケージ３の外縁に対して直角に延びる部分は、平面視における幅が一定である。

図３に示した例と同様に、本実施形態においては、内方延出部１１は、ｚ方向（厚さ方向）における両側が、樹脂パッケージ３によって覆われている。また、外方基部１２の大部分も、ｚ方向における両側が、樹脂パッケージ３によって覆われている。ただし、リード１には、ｚ方向において半導体素子２とは反対側に位置する段差１４が形成されている。この段差１４が形成されていることにより、リード１の一部は、図中ｚ方向下方に露出している。この露出している部分が、実装面１３とされている。実装面１３は、半導体装置Ａ２をたとえば回路基板に実装する際に、たとえば、はんだが接合される部位として用いられる。なお、本実施形態とは異なり、リード１の全体がｚ方向下方に露出した構成であってもよい。

本実施形態においては、さらにアイランドリード１８が設けられている。アイランドリード１８は、複数のリード１の内方延出部１１の先端によって囲まれた領域に配置されており、たとえばｘ方向を長手方向とする長矩形状である。また、アイランドリード１８は、平面視において半導体素子２の中心２０と重なっており、さらには、その中心が中心２０に一致している。アイランドリード１８のｚ方向下方の面は、樹脂パッケージ３から露出している。アイランドリード１８は、複数のリード１と絶縁されており、半導体素子２への導通経路を構成しないものであってもよい。あるいは、アイランドリード１８は、たとえばグランド接続のために用いられてもよい。本実施形態においては、４つの吊りリード１９が設けられている。４つの吊りリード１９は、アイランドリード１８の四隅に繋がっており、樹脂パッケージ３の四隅に至って延びている。４つの吊りリード１９は、リードフレームの状態において、アイランドリード１８を上述したフレームに対して支持するためのものである。

半導体素子２は、半導体装置Ａ２の電気デバイスとしての機能を実現するための機能素子である。一般的に半導体素子２は、Ｓｉからなり、集積回路が作りこまれている。半導体素子２は、外縁２１、搭載面２２および複数の電極２３を有している。本実施形態においては、半導体素子２は、矩形状であり、さらにｘ方向を長手方向とする長矩形状であるものを例として説明する。このため、外縁２１は、平面視において長矩形状である。本実施形態においても、搭載面２２は、ｚ方向下方を向いており、複数のリード１と正対している。

複数の電極２３は、搭載面２２に形成されている。電極２３は、たとえばＡｕなどからなる。複数の電極２３は、複数のリード１の内方延出部１１と重なるように配置されており、本実施形態においては、複数の内方延出部１１に沿うように中心２０を中心として放射状に配置されている。複数の電極２３と複数のリード１の内方延出部１１とは、導通接合材２９を介して導通接合されている。導通接合材２９は、たとえばＡｕからなるバンプであるが、これに限定されるものではない。

また、本実施形態においては、上述した実施形態と同様に、半導体素子２の中心２０を含む領域が、導通接合材２９によってアイランドリード１８に接合されている。半導体素子２のうちアイランドリード１８に接合される領域は、Ｓｉからなる領域であってもよいし、伝熱を促進するため、あるいは導通接合材２９による接合を確実化するために、金属層が設けられていてもよい。

樹脂パッケージ３は、半導体素子２を保護するとともに、複数のリード１の一部ずつを覆うものである。樹脂パッケージ３は、たとえば黒色のエポキシ樹脂からなる。

図２において説明した距離Ｌ０，Ｌ１の関係は、本実施形態においても同様である。

このような実施形態によっても、半導体素子２の機能を適切に発揮させることが可能であるとともに、半導体装置Ａ２をより効率よく製造可能であり、コスト低減を図ることができる。

図１４および図１５は、本発明の第三実施形態に基づく半導体装置を示している。本実施形態の半導体装置Ａ３は、複数のリード１、半導体素子２および樹脂パッケージ３を備えている。半導体装置Ａ３は、たとえば定格電流が１０Ａ程度のＤＣ／ＤＣコンバータとして構成されるが、その種類や用途は特に限定されない。本実施形態においては、半導体装置Ａ３は、全体が平面視（ｚ方向視）において矩形状であり、特に正方形状である形態を例として説明する。

図１４は、半導体装置Ａ３の底面図であり、理解の便宜上樹脂パッケージ３を想像線で示している。図１５は、図１４のＸＶ−ＸＶ線に沿うｚｘ平面における断面図である。

複数のリード１は、半導体素子２を支持するとともに、外部から半導体素子２へと至る導通経路を形成するためのものである。リード１の材質は特に限定されないが、たとえばＣｕ系素材（Ｃｕ−Ｆｅ−Ｐなど）やＦｅ系素材（Ｆｅ−４２％Ｎｉなど）が挙げられる。本実施形態においては、半導体装置Ａ３の四辺に沿って、各辺あたり５つずつのリード１が配置されており、合計２０のリード１が設けられている。

各リード１は、内方延出部１１、外方基部１２および実装面１３を有している。内方延出部１１は、半導体素子２の平面視における外縁２１よりも内方に延びている部分である。内方延出部１１は、半導体素子２の中心２０に向かって延びている。また、内方延出部１１は、半導体素子２の外縁２１から中心２０に向かうほど平面視における幅が徐々に小さくなっている。複数のリード１の内方延出部１１のそれぞれが中心２０に向かって延びていることにより、複数のリード１の内方延出部１１は、中心２０に向かって放射状に配置されている。さらに、本実施形態においては、複数のリード１の内方延出部１１は、中心２０を対称点として点対称の形状とされている。

外方基部１２は、内方延出部１１と樹脂パッケージ３のｚ方向視における外縁との間に位置する部分である。外方基部１２は、内方延出部１１に続いて放射状に延びる部分と、樹脂パッケージ３の外縁に対して直角に延びる部分とを有している。本実施形態においては、複数のリード１のうち放射状に延びる部分は、中心２０に向かうほど平面視における幅が小とされている。また、複数のリード１のうち樹脂パッケージ３の外縁に対して直角に延びる部分は、平面視における幅が一定である。

図１５によく表れているように、本実施形態においては、内方延出部１１は、ｚ方向（厚さ方向）における両側が、樹脂パッケージ３によって覆われている。また、外方基部１２の大部分も、ｚ方向における両側が、樹脂パッケージ３によって覆われている。ただし、リード１には、ｚ方向において半導体素子２とは反対側に位置する段差１４が形成されている。この段差１４が形成されていることにより、リード１の一部は、図１５の図中ｚ方向下方に露出している。この露出している部分が、実装面１３とされている。実装面１３は、半導体装置Ａ３をたとえば回路基板に実装する際に、たとえば、はんだが接合される部位として用いられる。なお、本実施形態とは異なり、リード１の全体がｚ方向下方に露出した構成であってもよい。

本実施形態においては、上述した実施形態におけるアイランドリード１８は、備えられていない。

半導体素子２は、半導体装置Ａ３の電気デバイスとしての機能を実現するための機能素子である。一般的に半導体素子２は、Ｓｉからなり、集積回路が作りこまれている。半導体素子２は、外縁２１、搭載面２２および複数の電極２３を有している。本実施形態においては、半導体素子２は、矩形状であり、さらに正方形であるものを例として説明する。このため、外縁２１は、平面視において正方形状である。搭載面２２は、ｚ方向下方を向いており、複数のリード１と正対している。

複数の電極２３は、搭載面２２に形成されている。電極２３は、たとえばＡｕなどからなる。複数の電極２３は、複数のリード１の内方延出部１１と重なるように配置されており、本実施形態においては、複数の内方延出部１１に沿うように中心２０を中心として放射状に配置されている。複数の電極２３と複数のリード１の内方延出部１１とは、導通接合材２９を介して導通接合されている。導通接合材２９は、たとえばＡｕからなるバンプであるが、これに限定されるものではない。

樹脂パッケージ３は、半導体素子２を保護するとともに、複数のリード１の一部ずつを覆うものである。樹脂パッケージ３は、たとえば黒色のエポキシ樹脂からなる。

図１４においては、図２と同様に、半導体素子２の外縁２１から中心２０までの距離を距離Ｌ０、半導体素子２の外縁２１からリード１の内方延出部１１の先端までの距離を距離Ｌ１として記載している。なお、距離Ｌ０，Ｌ１は、便宜上、外縁２１のうち対象とする内方延出部１１の起点となっている部分に対して直角である方向における距離として定義される。本実施形態においては、すべてのリード１について、距離Ｌ１が距離Ｌ０の３０〜９５％であることが好ましい。また、各リード１の距離Ｌ１は、すべてのリード１の距離Ｌ１の平均値の９０％〜１１０％に揃えられている。さらに、本実施形態においては、外縁２１の四辺のうちのある辺を起点として中心２０に向かって延びる５つのリード１の内方延出部１１は、距離Ｌ１が同一とされている。さらに、本実施形態においては、アイランドリード１８を備えないことにより、内方延出部１１が中心２０により近い位置まで延びている。このため、距離Ｌ１の距離Ｌ０に対する割合は、上述した実施形態よりも相対的に大となる。また複数のリード１の内方延出部１１の面積は、半導体素子２の搭載面２２の面積の１５％〜９５％である。

このような実施形態によっても、半導体素子２の機能を適切に発揮させることが可能であるとともに、半導体装置Ａ３をより効率よく製造可能であり、コスト低減を図ることができる。

図１６および図１７は、本発明の第四実施形態に基づく半導体装置を示している。本実施形態の半導体装置Ａ４は、複数のリード１、半導体素子２および樹脂パッケージ３を備えている。半導体装置Ａ４は、たとえば定格電流が１０Ａ程度のＤＣ／ＤＣコンバータとして構成されるが、その種類や用途は特に限定されない。本実施形態においては、半導体装置Ａ４は、全体が平面視（ｚ方向視）において矩形状であり、特に正方形状である形態を例として説明する。

図１６は、半導体装置Ａ４の底面図であり、理解の便宜上樹脂パッケージ３を想像線で示している。図１７は、図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿うｚｘ平面における断面図である。

複数のリード１は、半導体素子２を支持するとともに、外部から半導体素子２へと至る導通経路を形成するためのものである。リード１の材質は特に限定されないが、たとえばＣｕ系素材（Ｃｕ−Ｆｅ−Ｐなど）やＦｅ系素材（Ｆｅ−４２％Ｎｉなど）が挙げられる。本実施形態においては、半導体装置Ａ４の四辺に沿って、各辺あたり５つずつのリード１が配置されており、合計２０のリード１が設けられている。

各リード１は、内方延出部１１、外方基部１２および実装面１３を有している。内方延出部１１は、半導体素子２の平面視における外縁２１よりも内方に延びている部分である。内方延出部１１は、半導体素子２の中心２０に向かって延びている。また、内方延出部１１は、半導体素子２の外縁２１から中心２０に向かうほど平面視における幅が徐々に小さくなっている。複数のリード１の内方延出部１１のそれぞれが中心２０に向かって延びていることにより、複数のリード１の内方延出部１１は、中心２０に向かって放射状に配置されている。さらに、本実施形態においては、複数のリード１の内方延出部１１は、中心２０を対称点として点対称の形状とされている。

外方基部１２は、内方延出部１１と樹脂パッケージ３のｚ方向視における外縁との間に位置する部分である。外方基部１２は、内方延出部１１に続いて放射状に延びる部分と、樹脂パッケージ３の外縁に対して直角に延びる部分とを有している。本実施形態においては、複数のリード１のうち放射状に延びる部分は、中心２０に向かうほど平面視における幅が小とされている。また、複数のリード１のうち樹脂パッケージ３の外縁に対して直角に延びる部分は、平面視における幅が一定である。

図１７によく表れているように、本実施形態においては、内方延出部１１は、ｚ方向（厚さ方向）における両側が、樹脂パッケージ３によって覆われている。また、外方基部１２の大部分も、ｚ方向における両側が、樹脂パッケージ３によって覆われている。ただし、リード１は、全長にわたって厚さが一定であり、さらに折り曲げ部１５が設けられている。この折り曲げ部１５が形成されていることにより、外方基部１２の外方部分が内方部分よりもｚ方向下方に位置しており、この下方に位置する部分が、樹脂パッケージ３から図中ｚ方向下方に露出している。この露出している部分が、実装面１３とされている。実装面１３は、半導体装置Ａ４をたとえば回路基板に実装する際に、たとえば、はんだが接合される部位として用いられる。なお、本実施形態とは異なり、リード１の全体がｚ方向下方に露出した構成であってもよい。

半導体素子２は、半導体装置Ａ４の電気デバイスとしての機能を実現するための機能素子である。一般的に半導体素子２は、Ｓｉからなり、集積回路が作りこまれている。半導体素子２は、外縁２１、搭載面２２および複数の電極２３を有している。本実施形態においては、半導体素子２は、矩形状であり、さらに正方形であるものを例として説明する。このため、外縁２１は、平面視において正方形状である。搭載面２２は、ｚ方向下方を向いており、複数のリード１と正対している。

複数の電極２３は、搭載面２２に形成されている。電極２３は、たとえばＡｕなどからなる。複数の電極２３は、複数のリード１の内方延出部１１と重なるように配置されており、本実施形態においては、複数の内方延出部１１に沿うように中心２０を中心として放射状に配置されている。複数の電極２３と複数のリード１の内方延出部１１とは、導通接合材２９を介して導通接合されている。導通接合材２９は、たとえばＡｕからなるバンプであるが、これに限定されるものではない。

樹脂パッケージ３は、半導体素子２を保護するとともに、複数のリード１の一部ずつを覆うものである。樹脂パッケージ３は、たとえば黒色のエポキシ樹脂からなる。

図２において説明した距離Ｌ０，Ｌ１の関係は、本実施形態においても同様であり、距離Ｌ１と距離Ｌ０との割合は、図１４を参照して説明した半導体装置Ａ３における割合に類似する。

このような実施形態によっても、半導体素子２の機能を適切に発揮させることが可能であるとともに、半導体装置Ａ４をより効率よく製造可能であり、コスト低減を図ることができる。

図１８および図１９は、本発明の第五実施形態に基づく半導体装置を示している。本実施形態の半導体装置Ａ５は、複数のリード１、半導体素子２および樹脂パッケージ３を備えている。半導体装置Ａ５は、たとえば定格電流が１０Ａ程度のＤＣ／ＤＣコンバータとして構成されるが、その種類や用途は特に限定されない。本実施形態においては、半導体装置Ａ５は、全体が平面視（ｚ方向視）において矩形状であり、特に正方形状である形態を例として説明する。

図１８は、半導体装置Ａ５の底面図であり、理解の便宜上樹脂パッケージ３を想像線で示している。図１９は、図１８のＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿う平面における断面図である。

複数のリード１は、半導体素子２を支持するとともに、外部から半導体素子２へと至る導通経路を形成するためのものである。リード１の材質は特に限定されないが、たとえばＣｕ系素材（Ｃｕ−Ｆｅ−Ｐなど）やＦｅ系素材（Ｆｅ−４２％Ｎｉなど）が挙げられる。本実施形態においては、半導体装置Ａ５の四辺に沿って、各辺あたり５つずつのリード１が配置されており、合計２０のリード１が設けられている。

各リード１は、内方延出部１１、外方基部１２および実装面１３を有している。内方延出部１１は、半導体素子２の平面視における外縁２１よりも内方に延びている部分である。内方延出部１１は、半導体素子２の中心２０に向かって延びている。また、内方延出部１１は、半導体素子２の外縁２１から中心２０に向かうほど平面視における幅が徐々に小さくなっている。複数のリード１の内方延出部１１のそれぞれが中心２０に向かって延びていることにより、複数のリード１の内方延出部１１は、中心２０に向かって放射状に配置されている。さらに、本実施形態においては、複数のリード１の内方延出部１１は、中心２０を対称点として点対称の形状とされている。なお、本実施形態のリード１は、上述した半導体装置Ａ１〜Ａ４におけるリード１と比べて、全体的に幅が狭い構成となっている。

外方基部１２は、内方延出部１１と樹脂パッケージ３のｚ方向視における外縁との間に位置する部分である。外方基部１２は、内方延出部１１に続いて放射状に延びる部分と、樹脂パッケージ３の外縁に対して直角に延びる部分とを有している。本実施形態においては、複数のリード１のうち放射状に延びる部分は、中心２０に向かうほど平面視における幅が小とされている。また、複数のリード１のうち樹脂パッケージ３の外縁に対して直角に延びる部分は、平面視における幅が一定である。

本実施形態においては、内方延出部１１は、ｚ方向（厚さ方向）における両側が、樹脂パッケージ３によって覆われている。また、外方基部１２の大部分も、ｚ方向における両側が、樹脂パッケージ３によって覆われている。ただし、リード１には、ｚ方向において半導体素子２とは反対側に位置する段差１４が形成されている。この段差１４が形成されていることにより、リード１の一部は、ｚ方向下方に露出している。この露出している部分が、実装面１３とされている。実装面１３は、半導体装置Ａ５をたとえば回路基板に実装する際に、たとえば、はんだが接合される部位として用いられる。なお、本実施形態とは異なり、リード１の全体がｚ方向下方に露出した構成であってもよい。

本実施形態においては、さらにアイランドリード１８が設けられている。アイランドリード１８は、複数のリード１の内方延出部１１の先端によって囲まれた領域に配置されており、たとえば正方形状である。また、アイランドリード１８は、平面視において半導体素子２の中心２０と重なっており、さらには、その中心が中心２０に一致している。アイランドリード１８のｚ方向下方の面は、樹脂パッケージ３から露出している。アイランドリード１８は、複数のリード１と絶縁されており、半導体素子２への導通経路を構成しないものであってもよい。あるいは、アイランドリード１８は、たとえばグランド接続のために用いられてもよい。本実施形態においては、４つの吊りリード１９が設けられている。４つの吊りリード１９は、アイランドリード１８の四隅に繋がっており、樹脂パッケージ３の四隅に至って延びている。４つの吊りリード１９は、リードフレームの状態において、アイランドリード１８を上述したフレームに対して支持するためのものである。

半導体素子２は、半導体装置Ａ５の電気デバイスとしての機能を実現するための機能素子である。一般的に半導体素子２は、Ｓｉからなり、集積回路が作りこまれている。半導体素子２は、外縁２１、搭載面２２および複数の電極２３を有している。本実施形態においては、半導体素子２は、矩形状であり、さらに正方形であるものを例として説明する。このため、外縁２１は、平面視において正方形状である。搭載面２２は、ｚ方向下方を向いており、複数のリード１と正対している。

複数の電極２３は、搭載面２２に形成されている。電極２３は、たとえばＡｕなどからなる。複数の電極２３は、複数のリード１の内方延出部１１と重なるように配置されており、本実施形態においては、複数の内方延出部１１に沿うように中心２０を中心として放射状に配置されている。複数の電極２３と複数のリード１の内方延出部１１とは、導通接合材２９を介して導通接合されている。導通接合材２９は、たとえばＡｕからなるバンプであるが、これに限定されるものではない。

また、本実施形態においては、半導体素子２の中心２０を含む領域が、導通接合材２９によってアイランドリード１８に接合されている。半導体素子２のうちアイランドリード１８に接合される領域は、Ｓｉからなる領域であってもよいし、伝熱を促進するため、あるいは導通接合材２９による接合を確実化するために、金属層が設けられていてもよい。

樹脂パッケージ３は、半導体素子２を保護するとともに、複数のリード１の一部ずつを覆うものである。樹脂パッケージ３は、たとえば黒色のエポキシ樹脂からなる。

図２において説明した距離Ｌ０，Ｌ１の関係は、本実施形態においても同様である。

このような実施形態によっても、半導体素子２の機能を適切に発揮させることが可能であるとともに、半導体装置Ａ５をより効率よく製造可能であり、コスト低減を図ることができる。

本発明に係るリードフレーム、半導体装置および半導体装置の製造方法は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るリードフレーム、半導体装置および半導体装置の製造方法の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

Ａ１〜Ａ５ 半導体装置
Ｂ１ リードフレーム
Ｌ０ 距離
Ｌ１ 距離
１ リード
１０ 仮想中心
１１ 内方延出部
１２ 外方基部
１３ 実装面
１４ 段差
１５ 折り曲げ部
１８ アイランドリード
１９ 吊りリード
２ 半導体素子
２０ 中心
２１ 外縁
２２ 搭載面
２３ 電極
２９ 導通接合材
３ 樹脂パッケージ

Claims (18)

1. 搭載面およびこの搭載面に配置された複数の電極を有する半導体素子と、
   上記半導体素子の上記複数の電極に接合された複数のリードと、
   上記半導体素子と上記複数のリードの少なくとも一部ずつとを覆う樹脂パッケージと、を備える半導体装置であって、
   上記各リードは、平面視において上記半導体素子の上記搭載面と重なるとともに上記搭載面に対向し、かつ上記半導体素子の上記複数の電極のいずれかに導通接合材によって接合される部分であって、上記搭載面の外縁から上記半導体素子の中心に向かって延びている内方延出部を有し、
   上記複数のリードの上記内方延出部は、点対称形状であり、
   上記複数の電極は、上記内方延出部の対称点について非対称に配置されていることを特徴とする、半導体装置。
2. 上記複数のリードの上記内方延出部の対称点は、上記半導体素子の中心と一致している、請求項１に記載の半導体装置。
3. 上記複数のリードは、点対称形状である、請求項１または２に記載の半導体装置。
4. 上記複数のリードの対称点は、上記半導体素子の中心と一致している、請求項３に記載の半導体装置。
5. 上記半導体素子の外縁から上記複数のリードの上記内方延出部の先端までの距離は、上記半導体素子の外縁から上記半導体素子の中心までの距離の３０％〜９５％である、請求項１ないし４のいずれかに記載の半導体装置。
6. 上記半導体素子の外縁から上記各リードの上記内方延出部の先端までの距離は、上記半導体素子の外縁から上記複数のリードの上記内方延出部の先端までの距離の平均値の９０％〜１１０％である、請求項５に記載の半導体装置。
7. 上記内方延出部は、上記半導体素子の上記搭載面の外縁から上記半導体素子の中心に向かうほど、幅が小となっている、請求項１ないし６のいずれかに記載の半導体装置。
8. 上記複数のリードの上記内方延出部の面積は、上記半導体素子の上記搭載面の面積の１５％〜９５％である、請求項１ないし７のいずれかに記載の半導体装置。
9. 上記半導体素子の上記複数の電極は、上記半導体素子の中心について放射状に配置されている、請求項１ないし８のいずれかに記載の半導体装置。
10. 上記内方延出部は、厚さ方向両側が上記樹脂パッケージに覆われている、請求項１ないし９のいずれかに記載の半導体装置。
11. 上記複数のリードの上記内方延出部の先端に囲まれたアイランドリードを有する、請求項１ないし１０のいずれかに記載の半導体装置。
12. 上記樹脂パッケージは、平面視矩形状である、請求項１ないし１１のいずれかに記載の半導体装置。
13. 上記半導体素子は、平面視矩形状である、請求項１２に記載の半導体装置。
14. 上記各リードは、上記樹脂パッケージの外縁と上記半導体素子の外縁との間に位置する外方基部を有する、請求項１ないし１３のいずれかに記載の半導体装置。
15. 上記外方基部は、上記樹脂パッケージの外縁から上記半導体素子に向けて、上記樹脂パッケージの外縁に対して直角に延びる部分を有する、請求項１４に記載の半導体装置。
16. 上記外方基部は、上記樹脂パッケージから露出する実装面を有する、請求項１４または１５に記載の半導体装置。
17. 上記各リードの上記外方基部と上記内方延出部とは、上記半導体素子側が面一であり、上記半導体素子とは反対側に段差が設けられていることにより、上記実装面が形成されている、請求項１６に記載の半導体装置。
18. 上記各リードは、厚さが一定であるとともに、上記内方延出部と上記実装面との間に折り曲げ部が形成されている、請求項１６に記載の半導体装置。

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