JP7156673B2

JP7156673B2 - 半導体装置

Info

Publication number: JP7156673B2
Application number: JP2018149581A
Authority: JP
Inventors: 栄輔森; 芳雄藤井
Original assignee: 日清紡マイクロデバイス株式会社
Priority date: 2018-08-08
Filing date: 2018-08-08
Publication date: 2022-10-19
Anticipated expiration: 2038-08-08
Also published as: JP2020025049A

Description

本発明は、半導体装置に関し、特に実装信頼性を向上させることができる半導体装置に関する。

近年、携帯電話、スマートフォン、タブレット等の通信機器等の小型化だけでなく、センサ搭載数の増加等により、搭載する電子部品の小型化が求められている。一方車載用電子機器では、通常の電子機器の使用環境に比べて厳しい条件下で使用されるため、より高い実装信頼性を維持しながら、限られた空間に搭載可能な電子部品が求められ、半導体装置ではショートリードを具備した半導体装置が使用されている。

図５および図６に、従来の半導体装置の一例を示す。図において、１はダイパッド、２は引出電極あるいはダイパッドの吊りリード等を含むリード端子、３は半導体チップ、４は半導体チップ３とリード端子２を接続するボンディングワイヤ、５は封止樹脂で半導体チップ３等を封止した封止部である。この種の半導体装置では、リード端子２の一部が封止部５の側面から水平方向に延出して露出し、リード端子２間にも封止樹脂が充填された樹脂部５ａを備えた構成となっている。

このような構造の半導体装置は、高密度実装や高温環境等でも使用することができ、車載電子機器向けに利用が拡大している。本願出願人は、ハイブリット車や電気自動車等に使用される車両駆動用のバッテリの出力電圧を監視するためのモータ駆動回路など特殊用途に適応可能な半導体装置として、高電圧が印加されるリード端子を他のリード端子から離して配置した構成の半導体装置を提案している（特許文献１）。

図７は本願出願人が先に提案した半導体装置の説明図で、封止部５内の半導体チップの配置等を示している。図７に示すように、ダイパッド１上に４つの半導体チップＣ１～Ｃ４が搭載され、ダイパッド１を挟んで対向するように、図面左側にはリード端子Ｌ１、Ｌ２が、図面右側にはリード端子Ｌ３～Ｌ１１が配置されている。リード端子Ｌ３、Ｌ１１は、ダイパッド１の吊りリード端子となっている。

これらのリード端子は、半導体チップ上に形成された電極パッドとボンデングワイヤ４で接続されている。封止部５から露出するリード端子間には、リード端子間を固定し、放電を防止するため、封止樹脂を充填した樹脂部５ａが形成されている。図７に示す半導体装置は、高電圧が印加される条件で使用可能とするため、特に図面左側のリード端子の数が少なくなっている。

ところで、リード端子の数が少ないと、内部に搭載する半導体チップの電極パッド数を少なくする必要があり、搭載される半導体チップの機能が制限されることになる。さらに、高電圧の監視用等特殊な用途以外にも適用範囲を拡大したいとの要請も強く、リード端子の数が多い半導体装置が求められている。

特開２０１６－１３６６０８号公報

図７に示す半導体装置のリード端子を増やすため、リード端子Ｌ１、Ｌ２の間に、リード端子Ｌ４～Ｌ１０と同様のリード端子を配置することが可能である。さらに４辺に同様のリード端子を配置すればリード端子の数を増やすことも可能である。

しかしながら、４辺に封止樹脂から延出する構造のリード端子を配置すると、実装面積が増加し、高密度実装に適したこの種の半導体装置の利点を損なってしまう。本発明は、このような問題点を解消し、リード端子の数を増やし、かつ高密度実装が可能な半導体装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本願請求項１に係る発明は、ダイパッドにチップを搭載し、前記ダイパッドを囲んで配置したリード端子の一部を露出するように封止樹脂により封止した半導体装置において、前記リード端子は、前記ダイパッドを挟んで対向して配置した複数のリード端子からなる第１のリード列と第２のリード列と、前記第１のリード列および前記第２のリード列のリード端子の延出方向と直交する方向に延出するように配置した複数のリード端子からなる第３のリード列と第４のリード列とを備え、前記第１のリード列のリード端子および前記第２のリード列のリード端子は、前記封止樹脂により封止された封止部から前記リード端子の一部が延出するとともに、該延出するリード端子間に前記封止樹脂が充填されていることと、前記第３のリード列のリード端子および前記第４のリード列のリード端子は、前記封止部の裏面に一部が露出するとともに前記封止部の側面から切断部が露出していることと、前記第１のリード列、前記第２のリード列、前記第３のリード列および前記第４のリード列のリード端子は、各リード列の両端のリード端子が、該両端のリード端子間に配置する他のリード端子より幅が広いことと、前記第１のリード列あるいは前記第２のリード列の前記幅が広いリード端子の幅は、前記第３のリード列および前記第４のリード列の前記幅が広いリード端子の幅より広いことを特徴とする。

本発明の半導体装置は、従来の半導体装置の実装面積のままで、リード端子の数を増やすことができる。また、半導体装置の四隅に幅の広いリード端子を配置でき、実装信頼性も向上できるという利点がある。

さらに本発明の半導体装置は、４辺のそれぞれに幅の広いリード端子を配置でき、さらに実装信頼性を向上させることも可能である。

幅の広いリード端子の配置は、封止樹脂により表面が覆われないリード列のリード端子の幅を広くし、厚い封止樹脂により表面が覆われたリード列のリード端子の幅を広くしないかあるいはわずかに広くする程度にとどめると、リード端子の切断時にバリの発生等を防止でき、好ましい。

また本発明の半導体装置は、リード端子の配置が異なる種類の半導体装置であっても、ダイシングソーを用いた切断位置を適宜変更するだけで製造することができ、製造コストの低減を図ることができる。

本発明の第１の実施例の半導体装置の説明図である。本発明の第１の実施例の半導体装置の説明図である。本発明の第１の実施例の半導体装置の個片化工程を説明する図である。本発明の第２の実施例の半導体装置の説明図である。従来の半導体装置の説明図である。従来の半導体装置の説明図である。本願出願人が先に提案した半導体装置の説明図である。

本発明の半導体装置は、ダイパッドを挟んで対向して配置した第１のリード列と第２のリード列のリード端子は、従来の半導体装置同様、ダイパッドとチップが樹脂封止された封止部から一部が延出するとともに、リード端子間に封止樹脂を充填した構造としている。さらに本発明では、これらのリード列のリード端子の延出方向と直交する方向にリード端子が延出する第３のリード列と第４のリード列のリード端子は、封止部の裏面側から一部が露出するとともに封止部の側面から切断部が露出するのみで、封止部からリード端子が延出しない構造としている。本発明はこのように構成することで、実装面積の増加なしでリード端子の数を増やすことを可能としている。さらに第１のリード列と第２のリード列のリード端子は、それぞれ両端のリード端子の幅を広げることで実装信頼性の向上を図っている。以下、本発明の実施例について詳細に説明する。

まず第１の実施例について説明する。図１は本発明の第１の実施例の説明図である。図１に示すように、第１のリード列と第２のリード列に相当する２辺のリード端子２ａは、封止部５から延出し、隣接するリード端子２ａ間、あるいは両端に封止樹脂が充填され樹脂部５ａが形成されている。

図２は、図１に示す半導体装置のダイパッド１、リード端子２ａ、２ｂ、樹脂部５、５ａの配置のみを示している。図２左右側２辺のリード列のリード端子２ａは、図５に示したように半導体装置の表面側で、その表面が露出し、実装基板等と接続可能となっている。さらに半導体装置の裏面側で、その裏面が露出し、実装基板等と接続可能なっている。

また図２上下側２辺のリード列のリード端子２ｂは、半導体装置の表面側は厚い樹脂部５で覆われ、露出していない。一方、半導体装置の裏面側で、その裏面が露出し、実装基板等と接続可能となっている。このように構成することで、図５に示す従来の半導体装置と比較して、同じ実装面積のままでリード端子２ｂを追加することが可能となった。

図１に示す半導体装置は、例えば次のような製造方法により形成することができる。図３は、本発明の半導体装置の製造方法を説明する図であり、図２に示す半導体装置を４個同時に形成し、個片化する工程を説明する図である。図２同様、半導体装置のダイパッド１、リード端子２ａ、２ｂ、樹脂部５、５ａの配置を示している。

図３に示すように各リード端子２ａ、２ｂは連結された状態となっており、この連結部を除去することで、個々の半導体装置に個片化される。ここで、図面上下方向に延出する連結部の除去領域Ｃ１では、連結部、リード端子２ａの一部および樹脂部５ａが露出している。またリード端子２ａの内、ダイパッド１の吊りリード端子は、他のリード端子に比べて幅を広く形成している。これは、個片化後の半導体装置の実装信頼性を向上させるため、半導体装置の四隅のリード端子の幅を広くすることが効果的だからである。

また、厚い封止樹脂により形成されている樹脂部５は、半導体装置上だけでなくリード端子２ｂを連結する図面左右方向に延出する連結部上にも形成され、図３では２列の樹脂部５が形成された構造となっている。

そこで、個片化工程では、除去領域Ｃ１は切断金型を用いて除去し、除去領域Ｃ２はダイシングソーを用いて切削除去する。ここで除去領域Ｃ１は、厚い樹脂部５が形成されていないため、切断金型を用いて切断時に発生するバリの形成を抑えて切断するのが好ましい。特に図３に示すように幅に広いリード端子を切断する際には、切断金型を用いるのが好ましい。一方、除去領域Ｃ２は、厚い樹脂部５が形成されているため、ダイシングソーを用いた切断を行う。その結果、リード端子２ｂは樹脂部５の側面に断面を露出する構造となる。

以上説明したように、本実施例の半導体装置は、実装面積の増加なしでリード端子を増やすことができ、高機能の半導体チップを搭載することが可能となる。また、幅の広いリード端子を半導体装置の四隅に配置することができ、実装信頼性を向上させることも可能となる。

次に、第２の実施例について説明する。図４は本発明の第２の実施例の説明図である。上述の第１の実施例と異なり、リード端子２ａの延出方向に延出するダイパッド１の吊りリード端子２ａ-１に加えて、リード端子２ｂの延出方向にもダイパッド１の吊りリード端子２ｂ-１を備える構成としている。このような構成とすると半導体装置の４辺の両端に幅の広いリード端子を配置することができ、半導体装置の実装信頼性を向上させる効果がある。

なお、このような構造の半導体装置においても、上述の第１の実施例同様の方法により個片化することができる。即ち、リード端子２ｂとともに吊りリード端子２ｂ-１もダイシングソーを用いて切削除去する。このとき吊りリード端子２ｂ-１の幅が広すぎるとダイシングソーによる切削除去が好ましくない場合が生じる。そこで、吊りリード端子２ｂ-１の幅は切削除去可能な幅に設定する。一般的には、ダイシングソーを用いた切削除去を行う場合、切断するリード端子の幅は狭い方が好ましい。そこで吊りリード端子２ｂ-１の幅は、リード端子２ｂより広く設定し、吊りリード端子２ａ-１より狭く設定することで、容易に切断でき、実装信頼性も高くすることが可能となる。

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものでないことは言うまでもない。例えば、各リード列のリード端子の数は変更可能である。幅の広いリード端子がダイパッドの吊りリード端子に限定されるものでもない。また、個片化する方法も、金型を用いた切断とダイシングソーを用いた切断とを組み合わせる方法に限定されず、ダイシングソーを用いた切断のみで個片化することも可能である。

１：ダイパッド、２：リード端子、３:半導体チップ、４：ボンディングワイヤ、５、５ａ：封止部

Claims

ダイパッドにチップを搭載し、前記ダイパッドを囲んで配置したリード端子の一部を露出するように封止樹脂により封止した半導体装置において、
前記リード端子は、前記ダイパッドを挟んで対向して配置した複数のリード端子からなる第１のリード列と第２のリード列と、前記第１のリード列および前記第２のリード列のリード端子の延出方向と直交する方向に延出するように配置した複数のリード端子からなる第３のリード列と第４のリード列とを備え、
前記第１のリード列のリード端子および前記第２のリード列のリード端子は、前記封止樹脂により封止された封止部から前記リード端子の一部が延出するとともに、該延出するリード端子間に前記封止樹脂が充填されていることと、
前記第３のリード列のリード端子および前記第４のリード列のリード端子は、前記封止部の裏面に一部が露出するとともに前記封止部の側面から切断部が露出していることと、
前記第１のリード列、前記第２のリード列、前記第３のリード列および前記第４のリード列のリード端子は、各リード列の両端のリード端子が、該両端のリード端子間に配置する他のリード端子より幅が広いことと、
前記第１のリード列あるいは前記第２のリード列の前記幅が広いリード端子の幅は、前記第３のリード列および前記第４のリード列の前記幅が広いリード端子の幅より広いことを特徴とする半導体装置。