JP6967335B2 - 半導体装置 - Google Patents

Description

本発明は、表面実装型の樹脂パッケージ形式である半導体装置に関する。

半導体素子がダイオードである半導体装置は、従来、電子回路などの整流器として一般的に使用されている。最近では、自動車の電装用（車載ＥＣＵ（Electronic Control Unit）など）の整流器として、小型化を図り、かつ大電流に対応した半導体装置が要求されている。

特許文献１には、小型化を図った半導体素子がダイオードである半導体装置が掲載されている。当該半導体装置は、アノード端子を半導体素子（ダイオード）のアノード電極に直接、固着させた構成となっている。このような構成をとることによって、アノード端子とアノード電極との導通のために配置されるボンディングワイヤが省略されるため、半導体装置の厚さを薄くすることができる。したがって、半導体装置の小型化を図ることが可能となる。

ただし、特許文献１に掲載されている半導体装置のアノード端子は、半導体素子のアノード電極に固着される部分の表面積が比較的小さいため、現在要求されている大電流に対応した構成にはなっていない。また、当該半導体装置のカソード端子は、表面実装のため絶縁性樹脂（封止樹脂）から露出した構成となっているが、絶縁性樹脂からの露出面積がアノード端子の露出面積と同程度である。よって、当該半導体装置の使用の際、半導体素子から発生する熱が、効率よくカソード端子から外部へ放熱されないという課題がある。

特開２００２−２３１８６９号公報

本発明は上記事情に鑑み、小型化を図りつつ、大電流に対応するとともに、放熱性の向上を図った半導体装置およびそ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１の側面によって提供される半導体装置は、厚さ方向において互いに反対側を向く第１電極および第２電極が形成された半導体素子と、前記第１電極に導通する素子接続部と、第１実装面を有する端子部と、前記素子接続部と前記端子部とにつながる中間連絡部と、を含む第１リードと、前記半導体素子の厚さ方向において互いに反対側を向く素子搭載面および第２実装面を有し、かつ前記素子搭載面が前記第２電極に導通する第２リードと、前記第１リードおよび前記第２リードのそれぞれ一部ずつと、前記半導体素子とを覆う封止樹脂と、を備える半導体装置であって、前記第１リードは、一体成形された導電性基材からなり、前記第１実装面および前記第２実装面が、ともに前記封止樹脂から露出し、かつ前記第２実装面の面積が、前記第１実装面の面積よりも大であることを特徴としている。

本発明の実施の形態において好ましくは、前記半導体素子の厚さ方向に対して直角である第１方向において、前記第１リードおよび前記第２リードは、ともに前記第１方向に沿って配置されている。

本発明の実施の形態において好ましくは、前記第１実装面および前記第２実装面の前記半導体素子の厚さ方向における位置は、ともに同一である。

本発明の実施の形態において好ましくは、前記中間連絡部は、前記半導体素子に対向する連絡部内面と、前記連絡部内面とは反対側を向く連絡部外面とを有し、前記第１リードにおいて、前記連絡部内面と前記第１実装面との間に段差が形成されている。

本発明の実施の形態において好ましくは、前記中間連絡部には、前記連絡部外面から前記連絡部内面までに至る連絡部貫通孔が形成されている。

本発明の実施の形態において好ましくは、前記半導体素子の厚さ方向および前記第１方向に対していずれも直角である第２方向において、前記端子部には、前記第２方向に沿って突出する突起が形成されている。

本発明の実施の形態において好ましくは、前記端子部は、前記第２方向において両側に突出する一対の前記突起を有する。

本発明の実施の形態において好ましくは、前記第２リードには、前記素子搭載面から窪み、かつ前記第２方向に沿った溝が形成されている。

本発明の実施の形態において好ましくは、前記第２リードには、前記第１方向において前記中間連絡部に対向する部分と、前記第２方向の両端部とに、前記素子搭載面と面一であり、かつ前記第２リードの外側に向かって突出するとともに、前記第２実装面と同方向を向く部分が前記封止樹脂によって覆われた庇が形成されている。

本発明の実施の形態において好ましくは、前記封止樹脂は、前記半導体素子の厚さ方向において互いに反対側を向く樹脂主面および樹脂裏面を有し、前記第１実装面および前記第２実装面は、ともに前記樹脂裏面と面一である。

本発明の実施の形態において好ましくは、前記封止樹脂は、前記樹脂主面および前記樹脂裏面の双方に交差し、かつ前記第１方向に離間した一対の樹脂第１側面を有し、一方の前記樹脂第１側面から前記端子部の一部が突出し、他方の前記樹脂第１側面から前記第２リードの一部が突出している。

本発明の実施の形態において好ましくは、前記第１リードおよび前記第２リードは、ともに同一の前記導電性基材からなる。

本発明の実施の形態において好ましくは、前記導電性基材は、Ｃｕを主成分とする合金からなる。

本発明の実施の形態において好ましくは、前記端子部は、前記第１実装面とは反対側を向く端子部外面を有し、前記端子部外面および前記素子搭載面の前記半導体素子の厚さ方向における位置は、ともに同一である。

本発明の実施の形態において好ましくは、前記封止樹脂は、電気絶縁性を有する熱硬化性の合成樹脂である。

本発明の実施の形態において好ましくは、前記封止樹脂は、エポキシ樹脂である。

本発明の実施の形態において好ましくは、前記第１電極と前記素子接続部との間に介在し、かつ導電性を有する第１接合層を備える。

本発明の実施の形態において好ましくは、前記第１接合層は、Ｓｎを含む。

本発明の実施の形態において好ましくは、前記第２電極と前記素子搭載面との間に介在し、かつ導電性を有する第２接合層を備える。

本発明の実施の形態において好ましくは、前記第２接合層は、Ａｇを含む。

本発明の実施の形態において好ましくは、前記封止樹脂から露出した前記第１実装面および前記第２実装面を覆う外装めっき層を備える。

本発明の実施の形態において好ましくは、前記外装めっき層は、Ｓｎを主成分とする合金からなる。

本発明の実施の形態において好ましくは、前記半導体素子は、ダイオードである。

本発明の実施の形態において好ましくは、前記半導体素子は、ショットキーバリアダイオードである。

本発明の第２の側面によって提供される半導体装置の製造方法は、互いに離間し、かつ第１方向に沿って配置された第１導電部および第２導電部と、前記第１方向において、前記第１導電部および前記第２導電部を挟むように配置され、かつ一方が前記第１導電部につながり、他方が前記第２導電部につながる一対のタイバーと、両端が前記一対のタイバーにつながり、かつ前記第１導電部および前記第２導電部に並行して配置されたセクションバーと、を含む導電性基材を準備する工程と、前記第１導電部を成形する工程と、前記第２導電部に半導体素子を搭載する工程と、前記半導体素子に前記第１導電部を接続する工程と、前記第１導電部および前記第２導電部のそれぞれ一部ずつと、前記半導体素子とを覆う封止樹脂を形成する工程と、を備える半導体装置の製造方法であって、前記セクションバーには、前記第１方向に対して直角である第２方向に延出し、かつ前記第１導電部につながる連結部が形成され、前記半導体素子に前記第１導電部を接続する工程では、前記連結部の軸線まわりに前記第１導電部を反転させることを特徴としている。

本発明の実施の形態において好ましくは、前記第１導電部を成形する工程では、プレス加工により前記第１導電部が一体成形される。

本発明の実施の形態において好ましくは、前記第１導電部には、前記セクションバーに向かって突出する第１突起が形成され、前記セクションバーには、前記第１突起および前記連結部に離間し、かつ前記第１導電部に向かって突出する第２突起が形成され、前記半導体素子に前記第１導電部を接続する工程では、前記連結部の軸線まわりに前記第１導電部を反転させたとき、前記第１突起が前記第２突起に当接する。

本発明にかかる半導体装置は、一体成形された導電性基材からなる第１リードが、半導体素子が搭載された第２リードの素子搭載面と同方向を向く、半導体素子の第１電極に接続された構成となっている。よって、第１リードが第１電極に直接接続されているため、ボンディングワイヤが省略されることによって、半導体装置の小型化を図ることができる。また、第１電極への接続に供する第１リードの部分（素子接続部）の表面積が従来技術よりも拡大し、より大きな電流を半導体素子に流すことができる。

さらに、本発明にかかる半導体装置は、第１リードの第１実装面と、第２リードの第２実装面とが、ともに封止樹脂から露出した構成であり、かつ第２実装面の面積が第１実装面の面積よりも大である。よって、半導体装置の使用の際、半導体素子から発生する熱が、カソード端子である第２リードから効率よく外部へ放熱することができる。以上より、本発明にかかる半導体装置によれば、小型化を図りつつ、大電流に対応するとともに、放熱性の向上を図ることが可能となる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面に基づき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１実施形態にかかる半導体装置の平面図である。 図１に示す半導体装置の平面図（封止樹脂を省略）である。 図１に示す半導体装置の右側面図である。 図１に示す半導体装置の右側面図（封止樹脂を省略）である。 図１に示す半導体装置の底面図である。 図２のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。 図２のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。 図１に示す半導体装置の製造方法を説明する平面図である。 図１に示す半導体装置の製造方法を説明する平面図である。 図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。 図１に示す半導体装置の製造方法を説明する平面図である。 図１に示す半導体装置の製造方法を説明する平面図である。 図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿う断面図である。 図１に示す半導体装置の製造方法を説明する断面図である。 本発明の第２実施形態にかかる半導体装置の平面図（封止樹脂を省略）である。 図１５に示す半導体装置の右側面図（封止樹脂を省略）である。 図１５に示す半導体装置の背面図（封止樹脂を省略）である。

本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という。）について、添付図面に基づいて説明する。

〔第１実施形態〕
図１〜図７に基づき、本発明の第１実施形態にかかる半導体装置Ａ１０について説明する。半導体装置Ａ１０は、半導体素子１１、第１接合層１２、第２接合層１３、第１リード２、第２リード３、封止樹脂４および外装めっき層５を備える。

図１は、半導体装置Ａ１０の平面図である。図２は、理解の便宜上、図１に対して封止樹脂４を省略した半導体装置Ａ１０の平面図である。図３は、半導体装置Ａ１０の右側面図である。図４は、理解の便宜上、図３に対して封止樹脂４を省略した半導体装置Ａ１０の右側面図である。図５は、半導体装置Ａ１０の底面図である。図６は、図２のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。図７は、図２のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。なお、図２および図４において省略した封止樹脂４は、想像線（二点鎖線）で示している。

これらの図に示す半導体装置Ａ１０は、たとえば自動車電装の回路基板に表面実装される形式のものである。ここで、説明の便宜上、半導体素子１１の厚さ方向Ｚに対して直角である平面図の左右方向を第１方向Ｘと、半導体素子１１の厚さ方向Ｚおよび第１方向Ｘに対していずれも直角である平面図の上下方向を第２方向Ｙと、それぞれ定義する。本実施形態にかかる半導体装置Ａ１０の封止樹脂４に覆われた部分は、半導体素子１１の厚さ方向Ｚ視である平面視（以下、単に「平面視」という。）の形状が矩形状である。

半導体素子１１は、半導体装置Ａ１０の機能の中枢となる部分である。本実施形態にかかる半導体素子１１はダイオードであり、具体的にはショットキーバリアダイオードである。図４に示す半導体素子１１の上面には、第１電極１１１が形成されている。第１電極１１１は、アノード電極である。第１電極１１１は、たとえばＡｌ層を基に、半導体素子１１の外部に向かってＮｉ層およびＰｄ層が互いに積層されたものである。本実施形態においては、半導体素子１１の内部と第１電極１１１との間に金属薄膜が介在することによって、ショットキー障壁が形成されている。当該金属薄膜は、たとえばＭｏまたはＴｉからなる。また、図４に示す半導体素子１１の下面には、第２電極１１２が形成されている。第２電極１１２は、カソード電極である。第２電極１１２の構成は、第１電極１１１と同様である。第１電極１１１および第２電極１１２は、半導体素子１１の厚さ方向Ｚにおいて互いに反対側を向いている。また、図４に示すように、第２電極１１２の面積は、第１電極１１１の面積よりも大である。なお、半導体素子１１は、全て封止樹脂４に覆われている。

第１接合層１２は、図４、図６および図７に示すように、第１電極１１１と後述する第１リード２の素子接続部２１との間に介在し、かつ導電性を有する部分である。本実施形態にかかる第１接合層１２は、Ｓｎを含むはんだペースト、たとえば鉛フリーはんだペーストからなる。第１接合層１２を介して、第１電極１１１と第１リード２とが互いに導通している。

第２接合層１３は、図４、図６および図７に示すように、第２電極１１２と後述する第２リード３の素子搭載面３２との間に介在し、かつ導電性を有する部分である。本実施形態にかかる第２接合層１３は、Ａｇを含むエポキシ樹脂を主剤とした合成樹脂（いわゆるＡｇペースト）からなる。第２接合層１３を介して、第２電極１１２と第２リード３とが互いに導通している。

第１リード２は、図１〜図５に示すように、導電性を有し、かつ第１電極１１１に導通することによって半導体装置Ａ１０のアノード端子を構成する部材である。第１リード２は、後述する半導体装置Ａ１０の製造方法の一例にて示す、一体成形された導電性基材８１からなる。本実施形態にかかる導電性基材８１は、Ｃｕを主成分とする合金からなる。第１リード２は、第１方向Ｘに沿って配置されている。第１リード２は、素子接続部２１、端子部２２および中間連絡部２３を含む。素子接続部２１、端子部２２および中間連絡部２３の厚さは、いずれも同一である。当該厚さは、１００〜２００μｍであり、たとえば１５０μｍを標準としている。

図２および図４に示すように、素子接続部２１は、第１接合層１２を介して第１電極１１１に導通するとともに、第１リード２を第１電極１１１に接続するときに供される部分である。素子接続部２１は、形状が平たんであり、かつ半導体素子１１に対して平行となるように配置されている。素子接続部２１は、接続部内面２１１および接続部外面２１２を有する。接続部内面２１１は、図４に示す素子接続部２１の下面であり、かつ第１電極１１１に向かい合う面である。接続部内面２１１は、第１接合層１２に接している。接続部外面２１２は、図４に示す素子接続部２１の上面であり、かつ接続部内面２１１とは反対側を向く面である。図４および図７に示すように、平面視において、素子接続部２１の面積は、第１電極１１１の面積と略同一である。また、素子接続部２１は、全て封止樹脂４に覆われている。

図１〜図５に示すように、端子部２２は、第１リード２を実装対象となる回路基板に接続するときに供される部分である。端子部２２は、第１実装面２２１および端子部外面２２２を有する。第１実装面２２１は、図４に示す端子部２２の下面であり、かつ封止樹脂４から露出している面である。半導体装置Ａ１０を実装対象となる回路基板に表面実装する際、第１実装面２２１にクリームはんだなどが付着する。端子部外面２２２は、図４に示す端子部２２の上面であり、かつ第１実装面２２１とは反対側を向く面である。図１、図３および図４に示すように、本実施形態にかかる端子部２２は、第１実装面２２１に加え、端子部外面２２２の一部が封止樹脂４から露出している。

図２および図４に示すように、中間連絡部２３は、素子接続部２１と端子部２２とにつながり、かつ形状が屈曲した部分である。中間連絡部２３は、連絡部内面２３１および連絡部外面２３２を有する。連絡部内面２３１は、半導体素子１１に対向する面であり、かつ接続部内面２１１と第１実装面２２１とにつながる面である。連絡部外面２３２は、連絡部内面２３１とは反対側を向く面であり、かつ接続部外面２１２と端子部外面２２２とにつながる面である。図４および図６に示すように、厚さ方向Ｚにおいて、連絡部内面２３１は、半導体素子１１の第１電極１１１に対して接続部内面２１１よりも遠くに位置する領域を含む。あわせて、厚さ方向Ｚにおいて、連絡部外面２３２は、第１電極１１１に対して接続部外面２１２よりも遠くに位置する領域を含む。また、中間連絡部２３は、素子接続部２１と同じく全て封止樹脂４に覆われている。

第２リード３は、図１〜図５に示すように、導電性を有し、かつ第２電極１１２に導通することによって半導体装置Ａ１０のカソード端子を構成する部材である。第２リード３は、第１リード２とは異なり、形状が平たんである部材である。本実施形態にかかる第２リード３は、第１リード２と同一の導電性基材８１からなる。第２リード３は、第１リード２と同じく第１方向Ｘに沿って配置されている。第２リード３は、第２実装面３１および素子搭載面３２を有する。また、第２リード３は、パッド部３３および帯状部３４を含む。パッド部３３および帯状部３４の厚さは、ともに同一である。当該厚さは、１００〜２００μｍであり、たとえば１５０μｍを標準としている。

図３〜図５に示すように、第２実装面３１は、封止樹脂４から露出している面である。第２実装面３１は、図４に示す第２リード３の下面である。半導体装置Ａ１０を実装対象となる回路基板に表面実装する際、第１実装面２２１と同じく第２実装面３１にクリームはんだなどが付着する。本実施形態においては、第２実装面３１の面積は、第１実装面２２１の面積よりも大である。また、本実施形態においては、第１実装面２２１および第２実装面３１の半導体素子１１の厚さ方向Ｚにおける位置は、ともに同一である。

図４に示すように、素子搭載面３２は、半導体素子１１を搭載する面である。素子搭載面３２は、図４に示す第２リード３の上面である。素子搭載面３２は、第２接合層１３を介して第２電極１１２に導通している。半導体素子１１の厚さ方向Ｚにおいて、第２実装面３１および素子搭載面３２は互いに反対側を向いている。本実施形態においては、素子搭載面３２および端子部外面２２２の半導体素子１１の厚さ方向Ｚにおける位置は、ともに同一である。

図２および図４に示すように、パッド部３３は、半導体素子１１を搭載する部分である。平面視において、パッド部３３の形状は矩形状であり、かつパッド部３３の面積は、半導体素子１１の面積よりも大である。図２、図４、図６および図７に示すように、パッド部３３には、第１方向Ｘにおいて中間連絡部２３に対向する部分と、第２方向Ｙの両端部とに、素子搭載面３２と面一であり、かつ第２リード３の外側に向かって突出する庇３３１が形成されている。平面視において、庇３３１の形状はコの字状である。庇３３１の第２実装面３１と同方向を向く部分が、封止樹脂４によって覆われている。庇３３１の横断面形状は矩形状で、かつ一様である。本実施形態においては、半導体素子１１の一部が庇３３１に搭載されている。

図１〜図５に示すように、帯状部３４は、パッド部３３に対して第１リード２とは反対側に位置し、かつパッド部３３につながる部分である。第２方向Ｙにおいて、帯状部３４の長さはパッド部３３の長さよりも短い。本実施形態にかかる帯状部３４は、第２実装面３１に加え、素子搭載面３２の一部が封止樹脂４から露出している。図２、図４および図６に示すように、帯状部３４のパッド部３３につながる部分には、素子搭載面３２から窪み、かつ第２方向Ｙに沿った溝３４１が２本形成されている。第２方向Ｙに対する溝３４１の断面形状はＶ字状で、かつ一様である。溝３４１は、全て封止樹脂４で充填されている。本実施形態にかかる溝３４１の深さは、３０〜７０μｍである。

封止樹脂４は、図１、図３および図５に示すように、第１リード２および第２リード３のそれぞれ一部ずつと、半導体素子１１とを覆う部材である。封止樹脂４は、電気絶縁性を有する熱硬化性の合成樹脂であり、本実施形態にかかる当該合成樹脂は、黒色のエポキシ樹脂である。封止樹脂４は、樹脂主面４１、樹脂裏面４２、一対の樹脂第１側面４３１および一対の樹脂第２側面４３２を有する。

樹脂主面４１は、図３に示す封止樹脂４の上面である。樹脂裏面４２は、図３に示す封止樹脂４の下面である。樹脂主面４１および樹脂裏面４２は、半導体素子１１の厚さ方向Ｚにおいて互いに反対側を向いている。図３および図６に示すように、本実施形態においては、第１実装面２２１および第２実装面３１は、ともに樹脂裏面４２と面一である。

図１、図３および図５に示すように、一対の樹脂第１側面４３１は、樹脂主面４１および樹脂裏面４２の双方に交差し、かつ第１方向Ｘに離間した一対の面である。一対の樹脂第１側面４３１は、第１方向Ｘにおいて互いに反対側を向いている。樹脂第１側面４３１は、樹脂主面４１および樹脂裏面４２の双方に対して傾斜している。本実施形態においては、一方の樹脂第１側面４３１（図３の右側に位置）から端子部２２の一部が突出し、他方の樹脂第１側面４３１（図３の左側に位置）から第２リード３の帯状部３４の一部が突出している。

図１、図３および図５に示すように、一対の樹脂第２側面４３２は、樹脂主面４１および樹脂裏面４２の双方に交差し、かつ第２方向Ｙに離間した一対の面である。一対の樹脂第２側面４３２は、第２方向Ｙにおいて互いに反対側を向いている。樹脂第２側面４３２は、樹脂第１側面４３１と同じく、樹脂主面４１および樹脂裏面４２の双方に対して傾斜している。本実施形態においては、一対の樹脂第２側面４３２から第１リード２および第２リード３が、ともに露出していない。

外装めっき層５は、図４、図６および図７に示すように、封止樹脂４から露出した第１実装面２２１および第２実装面３１を覆う部分である。本実施形態においては、さらに封止樹脂４から露出した端子部外面２２２および素子搭載面３２が、外装めっき層５に覆われている。本実施形態にかかる外装めっき層５は、Ｓｎを主成分とする合金からなり、たとえばＳｎ−Ｓｂ系合金またはＳｎ−Ａｇ合金などの鉛フリーはんだである。

次に、図８〜図１４に基づき、半導体装置Ａ１０の製造方法の一例について説明する。図８、図９、図１１および図１２は、半導体装置Ａ１０の製造方法を説明する平面図である。図１０は、図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。図１３は、図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿う断面図である。図１４は、半導体装置Ａ１０の製造方法を説明する断面図である。図１４における断面位置は、図６における断面位置と同一である。なお、図８〜図１４において示される半導体素子８２１の厚さ方向Ｚ、第１方向Ｘおよび第２方向Ｙの定義は、図１〜図７においてそれぞれ対応する半導体素子１１の厚さ方向Ｚ、第１方向Ｘおよび第２方向Ｙの定義と同一である。

最初に、図８に示すように、導電性基材８１を準備する。導電性基材８１は、第１導電部８１１、第２導電部８１２、一対のタイバー８１３およびセクションバー８１４を含む。先述のとおり、本実施形態にかかる導電性基材８１は、Ｃｕを含む合金からなる。また、本実施形態にかかる導電性基材８１の厚さは１００〜２００μｍであり、たとえば１５０μｍを標準としている。

図８に示すように、第１導電部８１１および第２導電部８１２は、互いに離間し、かつ第１方向Ｘに沿って配置された部分である。第１導電部８１１は、半導体装置Ａ１０の第１リード２の基となる部分である。第１導電部８１１には、セクションバー８１４に向かって突出する第１突起８１１ａが形成されている。第２導電部８１２は、半導体装置Ａ１０の第２リード３の基となる部分である。第２導電部８１２には、先述した庇３３１および溝３４１が形成されている。

図８に示すように、一対のタイバー８１３は、第１方向Ｘにおいて、第１導電部８１１および第２導電部８１２を挟むように配置され、かつ一方のタイバー８１３（図８の右側に位置）が第１導電部８１１につながり、他方のタイバー８１３（図８の左側に位置）が第２導電部８１２につながる部分である。一対のタイバー８１３は、ともに第２方向Ｙに延出している。また、図８に示すように、セクションバー８１４は、両端が一対のタイバー８１３につながり、かつ第１導電部８１１および第２導電部８１２に並行して配置された部分である。セクションバー８１４には、連結部８１４ａおよび第２突起８１４ｂが形成されている。連結部８１４ａは、第２方向Ｙに延出し、かつ第１導電部８１１につながるように形成されている。第２突起８１４ｂは、第１突起８１１ａおよび連結部８１４ａに離間し、かつ第１導電部８１１に向かって突出するように形成されている。

次いで、図９および図１０に示すように、第１導電部８１１を成形する。本実施形態においては、プレス加工（スタンピング）により第１導電部８１１が一体成形される。このとき、第１導電部８１１の形状は、半導体装置Ａ１０の第１リード２の形状に近似したものとなる。また、第１導電部８１１は、一方のタイバー８１３（図９の右側に位置）につながった部分が切断され、図１０の下方に垂れ下がり、かつ連結部８１４ａを介してセクションバー８１４に支持された状態となる。

次いで、図１１に示すように、第２導電部８１２に半導体素子８２１を搭載する。半導体素子８２１が、半導体装置Ａ１０の半導体素子１１に相当する。半導体素子８２１の搭載にあたっては、まず、第１接合材８２２を第２導電部８１２に塗布する。本実施形態にかかる第１接合材８２２は、Ａｇを含むエポキシ樹脂を主剤とした合成樹脂（いわゆるＡｇペースト）である。次いで、たとえばコレットで吸着した半導体素子８２１を第２導電部８１２へ移送して第１接合材８２２に接着する。最後に、第１接合材８２２をキュア炉などで熱硬化させる。熱硬化した第１接合材８２２が、半導体装置Ａ１０の第２接合層１３に相当する。

次いで、図１２および図１３に示すように、半導体素子１１に第１導電部８１１を接続する。第１導電部８１１の接続にあたっては、まず、図１２に示す半導体素子１１の上面にフラックス（図示略）を塗布する。次いで、当該フラックスに接するように第２接合材８２３を半導体素子１１に塗布する。本実施形態にかかる第２接合材８２３は、Ｓｎを含むはんだペースト、たとえば鉛フリーはんだペーストである。次いで、連結部８１４ａの軸線Ｎまわりに第１導電部８１１を反転させる。このとき、第１突起８１１ａが第２突起８１４ｂに当接し、第１導電部８１１が第２接合材８２３に接着する。最後に、第２接合材８２３をリフロー炉などで溶融させ、冷却して固化させる。固化した第２接合材８２３が、半導体装置Ａ１０の第１接合層１２に相当する。

次いで、図１４に示すように、封止樹脂８３および外装めっき層８４を形成した後、導電性基材８１を個片に分割する。まず、第１導電部８１１および第２導電部８１２のそれぞれ一部ずつと、半導体素子８２１を覆う封止樹脂８３を形成する。封止樹脂８３が、半導体装置Ａ１０の封止樹脂４に相当する。本実施形態にかかる封止樹脂８３は、電気絶縁性および流動性を有する黒色のエポキシ樹脂を、トランスファモールド成形によって熱硬化させることにより形成される。次いで、封止樹脂８３から露出した第１導電部８１１および第２導電部８１２を覆うように、外装めっき層８４を形成する。外装めっき層８４が、半導体装置Ａ１０の外装めっき層５に相当する。本実施形態においては、電解めっきにより外装めっき層８４が形成される。当該電解めっきの対象となる金属は、Ｓｎを主成分とする合金であり、たとえばＳｎ−Ｓｂ系合金またはＳｎ−Ａｇ合金などの鉛フリーはんだである。最後に、切断線ＣＬに沿ったダイシングにより、導電性基材８１を個片に分割する。以上の工程を経ることによって、半導体装置Ａ１０が製造される。

次に、半導体装置Ａ１０の作用効果について説明する。

半導体装置Ａ１０は、一体成形された導電性基材８１からなる第１リード２が、半導体素子１１が搭載された素子搭載面３２と同方向を向く第１電極１１１に接続された構成となっている。このような構成をとることによって、第１リード２が第１電極１１１に直接接続されているため、ボンディングワイヤが省略されることによって、半導体装置Ａ１０の小型化を図ることができる。また、第１電極１１１への接続に供する第１リード２の部分（素子接続部２１）の表面積が従来技術よりも拡大し、より大きな電流を半導体素子１１へ流すことができる。さらに、半導体素子１１の厚さ方向Ｚにおいて、半導体素子１１は第１リード２および第２リード３によって両側から挟まれた構成となるため、第１リード２と第１電極１１１との間の接合が十分になされ、断線といった信頼性低下の懸念が払拭される。

半導体装置Ａ１０は、第１実装面２２１および第２実装面３１が、ともに封止樹脂４から露出した構成であり、かつ第２実装面３１の面積が第１実装面２２１よりも大である。よって、半導体装置Ａ１０の使用の際、半導体素子１１から発生する熱が、カソード端子である第１リード２から効率よく外部へ放熱することができる。したがって、半導体装置Ａ１０によれば、小型化を図りつつ、大電流に対応するとともに、放熱性の向上を図ることが可能となる。

第２リード３のパッド部３３には、第１方向Ｘにおいて中間連絡部２３に向かい合う部分と、第２方向Ｙの両端部とに、素子搭載面３２と面一であり、かつ第２リード３の外側に向かって突出するとともに、第２実装面３１と同方向を向く部分が封止樹脂４によって覆われた庇３３１が形成されている。庇３３１を形成することによって、封止樹脂４に接する第２リード３の表面積が拡大するため、第２リード３と封止樹脂４との間の接合力が向上する。したがって、封止樹脂４から第２リード３が脱落するといった信頼性低下の懸念が払拭される。

第２リード３の帯状部３４には、素子搭載面３２から窪み、かつ第２方向Ｙに沿った溝３４１が形成されている。溝３４１を形成することによって、先述した庇３３１と同様に、封止樹脂４に接する第２リード３の表面積が拡大するため、第２リード３と封止樹脂４との間の接合力が向上する。したがって、封止樹脂４から第２リード３が脱落するといった信頼性低下の懸念が払拭される。

半導体装置Ａ１０は、封止樹脂４から露出した第１実装面２２１および第２実装面３１を覆う外装めっき層５を備える。はんだ接合によって半導体装置Ａ１０を実装対象となる回路基板に表面実装させる際に、外装めっき層５によって、第１実装面２２１および第２実装面３１におけるはんだ付着状態を良好なものにしつつ、はんだ接合に起因した第１リード２および第２リード３の侵食を防止することができる。

半導体装置Ａ１０の製造において、導電性基材８１を構成する第１導電部８１１を半導体素子８２１に接続する工程では、セクションバー８１４に形成された連結部８１４ａの軸線Ｎまわりに、第１導電部８１１を反転させる。このような製造方法をとることによって、第１導電部８１１および第２導電部８１２を同一の導電性基材８１としつつ、第１導電部８１１の一体成形が可能となる。したがって、半導体装置Ａ１０の製造効率の向上を図ることができる。

また、連結部８１４ａの軸線Ｎまわりに第１導電部８１１を反転させたとき、第１突起８１１ａが第２突起８１４ｂに当接する。このような製造方法をとることによって、第１導電部８１１の反転が規制されるため第１導電部８１１に作用する機械的負荷が抑制され、第１導電部８１１に意図しない変形が生じることを防止できる。

〔第２実施形態〕
図１５〜図１７に基づき、本発明の第２実施形態にかかる半導体装置Ａ２０について説明する。これらの図において、先述した半導体装置Ａ１０と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略することとする。

図１５は、理解の便宜上、封止樹脂４を省略した半導体装置Ａ２０の平面図である。図１６は、理解の便宜上、封止樹脂４を省略した半導体装置Ａ２０の右側面図である。図１７は、理解の便宜上、封止樹脂４を省略した半導体装置Ａ２０の背面図である。なお、図１５〜図１７において省略した封止樹脂４は、想像線（二点鎖線）で示している。

本実施形態にかかる半導体装置Ａ２０は、第１リード２の封止樹脂４に覆われた部分の構成が、先述した半導体装置Ａ１０と異なる。なお、半導体装置Ａ２０の外観は、半導体装置Ａ１０の外観と同一である。

図１５および図１７に示すように、第１リード２の端子部２２には、第２方向Ｙに沿って突出する突起２２３が形成されている。突起２２３の形状は、直方体状である。本実施形態においては、端子部２２は、第２方向Ｙにおいて両側に突出する一対の突起２２３を有する。突起２２３のうち、第１実装面２２１と同方向を向く面が、封止樹脂４によって覆われている。

図１５〜図１７に示すように、第１リード２の中間連絡部２３には、連絡部外面２３２から連絡部内面２３１までに至る連絡部貫通孔２３３が形成されている。連絡部外面２３２から視た連絡部貫通孔２３３の形状は、略矩形状である。図１５および図１７に示すように、第２方向Ｙにおいて、連絡部貫通孔２３３は中間連絡部２３の中央に位置する。また、図１７に示すように、半導体装置Ａ１０から封止樹脂４を除いたとき、連絡部外面２３２側から視ると、連絡部貫通孔２３３から半導体素子１１が視認できる状態となっている。

図１６に示すように、第１リード２において、連絡部内面２３１と第１実装面２２１との間に段差Δｈが形成されている。よって、連絡部内面２３１と第１実装面２２１とは、互いに不連続な面となっている。本実施形態にかかる段差Δｈは、第２方向Ｙにおいて、端子部２２につながる中間連絡部２３の部分の全体にわたって形成されている。また、本実施形態にかかる段差Δｈの高さは、２０〜４０μｍである。

次に、半導体装置Ａ２０の作用効果について説明する。

半導体装置Ａ２０は、先述した半導体装置Ａ１０と同様に、第１リード２が、半導体素子１１が搭載された素子搭載面３２と同方向を向く第１電極１１１に接続された構成となっている。また、半導体装置Ａ２０は、第１実装面２２１および第２実装面３１が、ともに封止樹脂４から露出した構成であり、かつ第２実装面３１の面積が第１実装面２２１よりも大である。したがって、半導体装置Ａ２０によっても、小型化を図りつつ、大電流に対応するとともに、放熱性の向上を図ることが可能となる。

第１リード２の端子部２２には、第２方向Ｙに沿って突出する突起２２３が形成されている。突起２２３を形成することによって、先述した庇３３１と同様に、封止樹脂４に接する端子部２２の表面積が拡大するため、端子部２２と封止樹脂４との間の接合力が向上する。したがって、封止樹脂４から端子部２２が脱落するといった信頼性低下の懸念が払拭される。

第１リード２の中間連絡部２３には、連絡部外面２３２から連絡部内面２３１までに至る連絡部貫通孔２３３が形成されている。連絡部貫通孔２３３を形成することによって、素子接続部２１と端子部２２とをつなぐ方向に対する中間連絡部２３の断面積が縮小される。半導体装置Ａ１０の製造において、第１導電部８１１をプレス加工などにより成形する際、第１導電部８１１に作用する応力の増加によって、第１導電部８１１の成形を容易なものとすることができる。

第１リード２において、連絡部内面２３１と第１実装面２２１との間に段差Δｈが形成されている。段差Δｈを形成することによって半導体素子１１の厚さ方向Ｚにおいて、端子部２２につながる中間連絡部２３の部分の両側が封止樹脂４に挟まれた状態となり、封止樹脂４の厚さが極度に薄くなることが回避される。したがって、封止樹脂４から露出した第１実装面２２１と封止樹脂４との境界において、樹脂バリの発生を抑制することができる。また、端子部２２につながる中間連絡部２３の部分の第１方向Ｘに体する断面積が縮小されるため、先述した連絡部貫通孔２３３と同様に、半導体装置Ａ１０の製造において、第１導電部８１１の成形を容易なものとすることができる。

本発明は、先述した実施形態に限定されるものではない。本発明の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

Ａ１０，Ａ２０：半導体装置
１１：半導体素子（ダイオード）
１１１：第１電極
１１２：第２電極
１２：第１接合層
１３：第２接合層
２：第１リード
２１：素子接続部
２１１：接続部内面
２１２：接続部外面
２２：端子部
２２１：第１実装面
２２２：端子部外面
２２３：突起
２３：中間連絡部
２３１：連絡部内面
２３２：連絡部外面
２３３：連絡部貫通孔
３：第２リード
３１：第２実装面
３２：素子搭載面
３３：パッド部
３３１：庇
３４：帯状部
３４１：溝
４：封止樹脂
４１：樹脂主面
４２：樹脂裏面
４３１：樹脂第１側面
４３２：樹脂第２側面
５：外装めっき層
８１：導電性基材
８１１：第１導電部
８１１ａ：第１突起
８１２：第２導電部
８１３：タイバー
８１４：セクションバー
８１４ａ：連結部
８１４ｂ：第２突起
８２１：半導体素子
８２２：第１接合材
８２３：第２接合材
８３：封止樹脂
８４：外装めっき層
Ｚ：厚さ方向
Ｘ：第１方向
Ｙ：第２方向
Ｎ：軸線
ＣＬ：切断線
Δｈ：段差

Claims (22)

1. 厚さ方向において互いに反対側を向く第１電極および第２電極が形成された半導体素子と、
   前記第１電極に導通する素子接続部と、第１実装面を有する端子部と、前記素子接続部と前記端子部とにつながる中間連絡部と、を含む第１リードと、
   前記厚さ方向において互いに反対側を向く素子搭載面および第２実装面を有するとともに、前記素子搭載面が前記第２電極に導通する第２リードと、
   前記第１リードおよび前記第２リードのそれぞれ一部ずつと、前記半導体素子と、を覆う封止樹脂と、を備える半導体装置であって、
   前記第２電極の面積は、前記第１電極の面積よりも大であり、
   前記半導体素子の前記厚さ方向に対して直交する断面積は、前記第１電極に近づくほど徐々に小であり、
   前記第１リードは、一体成形された導電性基材からなり、
   前記素子接続部は、前記第１電極に対向する接続部内面と、前記接続部内面とは反対側を向く接続部外面と、を有し、
   前記中間連絡部は、前記接続部内面および前記第１実装面につながり、かつ前記半導体素子に対向する連絡部内面と、前記連絡部内面とは反対側を向き、かつ前記接続部外面につながる連絡部外面を有し、
   前記連絡部内面は、前記接続部内面との境界から前記第１実装面に向けて凸状に湾曲した曲面区間と、前記厚さ方向において前記第１電極に対して前記接続部内面よりも遠くに位置する領域と、を含み、
   前記連絡部外面は、前記厚さ方向において前記第１電極に対して前記接続部外面よりも遠くに位置する領域を含み、
   前記厚さ方向において前記第１電極と前記第２電極との間に位置し、かつ前記曲面区間に対向する前記半導体素子の上面は、前記厚さ方向において前記第１電極から前記第２電極に向けて前記曲面区間から徐々に遠ざかりつつ湾曲しており、
   前記第１実装面および前記第２実装面が、前記封止樹脂から露出するとともに、前記第２実装面の面積が、前記第１実装面の面積よりも大である、半導体装置。
2. 前記第１リードおよび前記第２リードは、前記厚さ方向に対して直角である第１方向に沿って配置されている、請求項１に記載の半導体装置。
3. 前記第１実装面および前記第２実装面の前記厚さ方向における位置は、互いに同一である、請求項２に記載の半導体装置。
4. 前記第１リードにおいて、前記連絡部内面と前記第１実装面との間に段差が形成されており、
   前記連絡部内面は、前記段差を規定する第１面および第２面を含み、
   前記第１面は、前記第１実装面から前記厚さ方向に起立しており、
   前記第２面は、前記第１面につながり、かつ前記第１実装面に平行であり、
   前記厚さ方向に沿って視て、前記第２面は、前記連絡部外面に重なっている、請求項２または３に記載の半導体装置。
5. 前記中間連絡部には、前記連絡部外面から前記連絡部内面までに至る連絡部貫通孔が形成されている、請求項２ないし４のいずれかに記載の半導体装置。
6. 前記端子部には、前記厚さ方向および前記第１方向の双方に対して直角である第２方向に沿って突出する突起が形成されている、請求項２ないし５のいずれかに記載の半導体装置。
7. 前記突起は、前記第２方向において両側に突出する一対の領域を含む、請求項６に記載の半導体装置。
8. 前記第２リードには、前記素子搭載面から窪み、かつ前記第２方向に沿った溝が形成されている、請求項６または７に記載の半導体装置。
9. 前記第２リードには、前記第１方向において前記中間連絡部に対向する端部と、前記第２方向の両端部と、に庇が形成され、
   前記庇は、前記素子搭載面と面一であり、かつ前記第２リードの外側に向かって突出するとともに、前記第２実装面と同方向を向く部分が前記封止樹脂に覆われている、請求項６ないし８のいずれかに記載の半導体装置。
10. 前記封止樹脂は、前記厚さ方向において互いに反対側を向く樹脂主面および樹脂裏面を有し、
    前記第１実装面および前記第２実装面は、ともに前記樹脂裏面と面一である、請求項２ないし９のいずれかに記載の半導体装置。
11. 前記封止樹脂は、前記樹脂主面および前記樹脂裏面の双方につながり、かつ前記第１方向に離間した一対の樹脂第１側面を有し、
    前記一対の樹脂第１側面の一方から前記端子部の一部が突出し、
    前記一対の樹脂第１側面の他方から前記第２リードの一部が突出している、請求項１０に記載の半導体装置。
12. 前記第１リードおよび前記第２リードは、互いに同一の前記導電性基材からなる、請求項１ないし１１のいずれかに記載の半導体装置。
13. 前記導電性基材は、Ｃｕを主成分とする合金からなる、請求項１２に記載の半導体装置。
14. 前記端子部は、前記第１実装面とは反対側を向く端子部外面を有し、
    前記端子部外面および前記素子搭載面の前記厚さ方向における位置は、互いに同一である、請求項１２または１３に記載の半導体装置。
15. 前記封止樹脂は、電気絶縁性を有する熱硬化性の合成樹脂である、請求項１ないし１４のいずれかに記載の半導体装置。
16. 前記第１電極と前記接続部内面との間に介在し、かつ導電性を有する第１接合層をさらに備える、請求項１ないし１５のいずれかに記載の半導体装置。
17. 前記第１接合層は、Ｓｎを含む、請求項１６に記載の半導体装置。
18. 前記第２電極と前記素子搭載面との間に介在し、かつ導電性を有する第２接合層をさらに備える、請求項１６または１７に記載の半導体装置。
19. 前記第２接合層は、Ａｇを含む、請求項１８に記載の半導体装置。
20. 前記第１実装面および前記第２実装面を覆う外装めっき層をさらに備える、請求項１ないし１９のいずれかに記載の半導体装置。
21. 前記外装めっき層は、Ｓｎを主成分とする合金からなる、請求項２０に記載の半導体装置。
22. 前記半導体素子は、ダイオードである、請求項１ないし２１のいずれかに記載の半導体装置。

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