JPH09275161A

JPH09275161A - 半導体装置

Info

Publication number: JPH09275161A
Application number: JP8082347A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Yaguchi; 昭弘矢口; Makoto Kitano; 誠北野; Tadayoshi Tanaka; 直敬田中
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-04-04
Filing date: 1996-04-04
Publication date: 1997-10-21

Abstract

(57)【要約】【課題】ＣＳＰ型半導体装置の外部端子となるはんだバ
ンプ及び内部リード両方の疲労破壊を防止し、信頼性の
高い半導体装置を提供する。【解決手段】エラストマ樹脂からなる接着部材２の電極
８側の端面を、リード４が形成されたシート状部材３の
同じ端面よりも突出させ、露出したリード４を長くする
とともに、水平部分を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の高集積化が進むなかで、半
導体装置のパッケージサイズを半導体素子のサイズに近
づけようとする技術が開示されている。この方法には２
種類あり、一つはベアチップ実装と呼ばれるものであ
る。これは、半導体素子をプリント回路基板にバンプな
どによって直接接合し、樹脂で封止した構造になってい
る。

【０００３】もう一つの方法は、従来と同様に樹脂封止
したパッケージを極力半導体素子のサイズまで小さくす
る方法である。この方法で作られたパッケージは、一般
にＣＳＰ（チップサイズパッケージまたはチップスケー
ルパッケージの略称）と呼ばれている。ＣＳＰについて
は、例えば日経マイクロデバイス１９９５年６２６号
「チップ・サイズ・パッケージＣＳＰがユーザーの手元
に」に紹介されている。ＣＳＰ構造の公知例は、特表平
6−504408 号公報で、半導体素子の回路形成面に柔軟材
（エラストマ樹脂）からなる接着部材を介して外部端子
付きのテープを設け、外部端子と半導体素子の電極を電
気的に接続した構造のＣＳＰが記載されている。ここ
で、エラストマ樹脂とは、常温でゴム状弾性（小さい応
力でかなり大きな変形を起こし、その変形から急速にほ
とんど元の形まで戻ろうとする性質）を有する高分子物
質であり、シリコーンゴム，スチレンブタジエンゴム，
ポリイソプレンなどがある。特開平6−224259 号公報で
は、スルーホールを設けたセラミック基板に半導体素子
を搭載し、セラミック基板の反対側の面に外部接続用の
電極を設け、プリント回路基板に実装する構造が記載さ
れている。また、特開平6−302604 号公報では、半導体
素子の電極形成面に金属パターン状リードを形成し、こ
れに外部端子を設けた構造のＣＳＰが記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ＣＳＰの外部端子には
格子上に配列した金属バンプが用いられ、実装基板（プ
リント回路基板）に接続される。金属バンプの材質は、
はんだが最も一般的である。このような構造のＣＳＰで
問題となるのは、はんだバンプの接続信頼性である。半
導体素子（シリコン（Ｓｉ））の線膨張係数は３×１０
~⁶／℃程度であり、最も一般的に使用されるガラスエポ
キシ樹脂系のプリント回路基板の線膨張係数は約１７×
１０~⁶／℃である。このように両者の線膨張係数が大き
く異なるような場合、温度変化が加えられるとはんだバ
ンプにひずみが生じ、これが繰り返されることによって
はんだバンプが熱疲労破壊することがある。

【０００５】従来技術のうち、特開平6−224259 号公報
に記載されているＣＳＰ技術では、半導体素子の線膨張
係数に近いセラミック基板をパッケージ構成材料に使用
しているため、ガラスエポキシ樹脂系のプリント回路基
板に実装すると、はんだバンプに大きなひずみが発生す
る。また、特開平6−302604 号公報に記載のＣＳＰ技術
では、はんだバンプが直接半導体素子表面に接続されて
いるため、上述した問題が発生する。

【０００６】はんだバンプ熱疲労破壊に対して最も考慮
され、信頼性が高いと考えられる従来の半導体装置は、
特表平6−504408 号公報に記載された半導体装置であ
る。この半導体装置の断面構造を図９に示す。半導体素
子１の回路形成面１ａに柔軟なエラストマ樹脂からなる
接着部材２を介してテープ３が設けられており、テープ
３には金属箔からなるリード４の一方の端部に連なるパ
ターン状リード５が形成されている。リード４の他方の
端部は半導体素子１上の電極８に接合されており、この
部分は樹脂６によって封止されている。パターン状リー
ド５にははんだバンプ（外部端子）７が接合されてお
り、はんだバンプ７により外部のプリント回路基板上に
実装される。図９に示した従来の半導体装置では、半導
体素子とはんだバンプとの間に柔軟なエラストマ樹脂が
介在しているので、半導体素子とプリント回路基板の線
膨張係数差が柔軟なエラストマ樹脂の変形により吸収さ
れ、その結果はんだバンプに加わる熱ひずみが小さくな
る。

【０００７】ところが図９に示した構造の従来の半導体
装置では、エラストマ樹脂が柔軟であることに起因する
別の問題が生じる。半導体素子１の電極とはんだバンプ
７を電気的に接続するリード３は、エラストマ樹脂から
なる接着部材２に接着されており、かつ接着部材２の厚
さ方向（図９に示すＹ方向）に横断する構造になってい
る。従って、半導体素子と、半導体装置を実装するプリ
ント回路基板の線膨張係数差がエラストマ樹脂の変形に
より吸収され、リードにも同様の変形が加わる。このた
め、リード自体あるいはリードと半導体素子の電極との
接合部にひずみが生じ、これが繰り返されることによっ
てリードやリード接合部が疲労破壊する可能性が大き
い。従来技術ではリードあるいはリード接合部の疲労破
壊に対して考慮されておらず、はんだバンプの信頼性が
十分であっても、リードあるいはリード接合部が疲労破
壊し、結局は半導体装置の信頼性を著しく低下させる可
能性が大きい。

【０００８】また、図９に示した従来の半導体装置で
は、半導体素子にテープ３を接着部材２で張り付ける
際、接着部材２のサイズがテープ３より大きくなってい
ると、接着部材２の端面２ｂ近傍に接着時の圧力が作用
せず、未接着部分が発生する。そのため、接着部材２の
サイズはテープ３と同一か、図１０のように小さくなる
ように設定される。すなわち、テープ３の端面３ｂがエ
ラストマ樹脂２の端面２ｂより半導体素子１の電極８に
近づくようにテープ３が突出して、両端面２ｂ，３ｂの
位置がずれるように設定される。しかし、図１０のよう
に、テープ３のサイズが大きく、テープ３の端面３ｂと
接着部材２の端面２ｂがずれていると、エラストマ樹脂
端面２ｂの近傍がテープ３突出部分の陰になるため、樹
脂６による封止の際に、ボイドや未充填等の樹脂６の充
填不良が発生する。充填不良が存在していると、半導体
装置をプリント回路基板に実装する際の加熱によって充
填不良部分を起点とするクラックが発生し、半導体装置
の信頼性を低下させる。

【０００９】従来のＣＳＰ半導体装置では、はんだバン
プの信頼性かあるいは内部リードの信頼性のどちらかに
問題があり、全体として十分な信頼性が得られていなか
った。

【００１０】本発明の目的は、はんだバンプと内部リー
ドの両方の信頼性の高いＣＳＰ型の半導体装置を提供す
ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するため、以下の手段を採用する。

【００１２】（１）表面に電極を備えた半導体素子と、
外部端子と、電極と外部端子とを電気的に接続する部材
を備えたシート状部材と、シート状部材を半導体素子表
面に搭載するための接着部材を備えた半導体装置であっ
て、半導体素子上の電極に対向する側の接着部材の端面
を、これに隣接する同じ側のシート状部材の端面より電
極に接近するようにずらした。

【００１３】本発明では、半導体素子の電極と外部端子
との電気的接続を行う部材のシート状部材からの露出部
分を長くすることによって前記電気的接続部材の剛性を
小さくでき、前記電気的接続部材の変形によって熱ひず
みを緩和することができる。また、シート状部材の半導
体素子との対向面全面に接着部材を設置することができ
る。

【００１４】（２）表面に電極を備えた半導体素子と、
外部端子と、電極と外部端子とを電気的に接続する部材
を備えたたシート状部材と、シート状部材を半導体素子
表面に搭載するための接着部材を備えた半導体装置であ
って、電極に対向する側の接着部材の端面から電極まで
の距離を、これに隣接する同じ側のシート状部材の端面
から電極までの距離より短くなるように両端面の位置を
ずらした。

【００１５】本発明では、半導体素子の電極と外部端子
との電気的接続を行う部材のシート状部材からの露出部
分を長くすることにより前記電気的接続部材の剛性を小
さくし、前記電気的接続部材の変形によって熱ひずみを
緩和することができる。また、シート状部材の半導体素
子との対向面全面に接着部材を設置することができる。

【００１６】（３）表面に電極を備えた半導体素子と、
外部端子と、電極と外部端子とを電気的に接続するシー
ト状部材と、シート状部材を半導体素子表面に搭載する
ための接着部材を備えた半導体装置であって、半導体素
子が長方形であり、電極に対向する側の接着部材の端面
から電極までの距離を、隣接する同じ側のシート状部材
の端面から電極までの距離より短くなるように両端面の
位置をずらした。

【００１７】本発明は、半導体素子の電極と外部端子と
の電気的接続を行う部材のシート状部材からの露出部分
を長くすることによって前記電気的接続部材の剛性を小
さくし、前記電気的接続部材の変形によって熱ひずみを
緩和することができる。また、シート状部材の半導体素
子との対向面全面に接着部材を設置することができる。
さらに、従来構造の半導体装置で用いていた半導体素子
をそのまま使用することができ、長方形の半導体素子の
長辺に沿った方向に１列の配置で電極を形成することが
できる。

【００１８】（４）表面に電極を備えた半導体素子と、
外部端子と、電極と外部端子とを電気的に接続する部材
を備えたシート状部材と、シート状部材を半導体素子表
面に搭載するための接着部材を備えた半導体装置であっ
て、半導体素子が長方形であり、電極に対向する側の接
着部材の端面から電極までの距離を、隣接する同じ側の
シート状部材の端面から電極までの距離より短くなるよ
うに両端面の位置をずらした。

【００１９】本発明では、半導体素子の電極と外部端子
との電気的接続を行う部材のシート状部材からの露出部
分を長くすることにより前記電気的接続部材の剛性を小
さくし、前記電気的接続部材の変形によって熱ひずみを
緩和することができる。また、シート状部材の半導体素
子との対向面全面に接着部材を設置することができる。
さらに、従来構造の半導体装置で用いていた半導体素子
をそのまま使用することができ、長方形の半導体素子の
長辺に沿った方向に１列の配置で電極を形成することが
できる。

【００２０】（５）（１)〜(４)で電極を半導体素子の
中心線部に配置したことである。

【００２１】本発明では（１)〜(４）の作用の他に、電
極から外部端子までの接続距離を短くできる作用を得ら
れる。

【００２２】（６）表面に電極を備えた半導体素子と、
外部端子と、電極と外部端子を電気的に接続するリード
を設けたシート状部材と、シート状部材を半導体素子表
面に搭載するための接着部材を備えた半導体装置であっ
て、半導体素子上の電極に対向する側の接着部材の端面
を、同じ側のシート状部材の端面より電極に接近するよ
うにずらし、シート上部材の端面より突出したリードを
接着部材の表面に沿わせた。

【００２３】本発明では、半導体素子の電極と外部端子
との電気的接続を行うリードのシート状部材からの露出
部分を長くすることによってリードの剛性を小さくし、
リードの変形により熱ひずみを低減することができる。
また、シート状部材の半導体素子との対向面全面に接着
部材を設置することができる。さらに、シート状部材よ
り突出したリードの突出部近傍に半導体素子の電極形成
面と実質的に平行なリード部分を形成することができ
る。

【００２４】（７）表面に電極を備えた半導体素子と、
外部端子と、電極と外部端子を電気的に接続するリード
を設けたシート状部材と、シート状部材を半導体素子表
面に搭載するための接着部材を備えた半導体装置であっ
て、電極に対向する側の接着部材の端面から電極までの
距離を、同じ側シート状部材の端面から電極までの距離
より短くなるように両端面の位置をずらし、シート上部
材の端面より突出したリードを接着部材の表面に沿わせ
た。

【００２５】本発明では、半導体素子の電極と外部端子
との電気的接続を行うリードのシート状部材からの露出
部分を長くすることによってリードの剛性を小さくし、
リードの変形により熱ひずみを低減することができる。
また、シート状部材の半導体素子との対向面全面に接着
部材を設置することができる。さらに、シート状部材よ
り突出したリードの突出部近傍に半導体素子の電極形成
面と実質的に平行なリード部分を形成することができ
る。

【００２６】（８）（６)，(７）で、シート状部材より
突出したリードの一部が沿って延びる接着部材の表面
を、接着部材がシート状部材に対向する側の面とした。

【００２７】本発明では、シート状部材より突出したリ
ードに半導体素子の電極形成面と平行な部分を形成する
ことができ、リード自体の剛性を小さくすることによっ
てリードに発生する熱ひずみを低減することができる。

【００２８】（９）（６)〜(８）で、半導体素子の形状
を長方形とした。

【００２９】本発明では、（６)，(７）と同様の作用を
得られる。また、従来構造の半導体装置で用いていた半
導体素子をそのまま使用することができ、長方形の半導
体素子の長辺に沿った方向に１列の配置で電極を形成す
ることができる。

【００３０】（１０）（６)〜(９）の半導体装置で、電
極を半導体素子の中心線部に配置した。

【００３１】本発明では、（６)〜(９）と同様の作用が
得られる。また、電極から外部端子までの接続距離を短
くすることができる。

【００３２】（１１）（６)〜(１１）の半導体装置で、
前記シート状部材より突出したリードの接着部材との接
触面をはく離させた。

【００３３】本発明では、シート状部材より突出したリ
ードが容易に変形できるようになり、リードに発生する
熱ひずみが低減する。

【００３４】（１２）（１)〜(１１）の半導体装置で、
電極に対向する側のシート状部材の端面と接着部材の端
面のずらし量を０.１mm以上０.１５mm以下とした。

【００３５】本発明では、シート状部材より突出したリ
ードの突出部近傍に半導体素子の回路形成面と実質的に
平行なリード部分を形成することができる。これによっ
てリード自体の剛性が小さくなり、リードに発生する熱
ひずみが低減する。

【００３６】（１３）表面に電極を備えた半導体素子
と、外部端子と、電極と外部端子とを電気的に接続する
リードを備えたシート状部材と、シート状部材を半導体
素子表面に搭載するための接着部材を備えた半導体装置
であって、接着部材を弾性係数が異なる少なくとも２種
類の材料で形成した。

【００３７】本発明では、はんだ等の金属バンプで形成
される外部端子及びリードそれぞれの熱ひずみを低減す
るために最適な材料を使い分けることができる。

【００３８】（１４）表面に電極を備えた半導体素子
と、外部端子と、電極と外部端子とを電気的に接続する
リードを備えたシート状部材と、シート状部材を半導体
素子表面に搭載するための接着部材を備えた半導体装置
であって、外部端子が設けられたシート状部材の直下部
分に設ける接着部材を、電極近傍の接着部材より小さな
弾性係数の材料で形成した。

【００３９】本発明では、外部端子とリード両方の熱ひ
ずみを低減することができる。

【００４０】（１５）（１３）および（１５）の半導体
装置で、半導体素子を長方形にした。

【００４１】本発明では、従来構造の半導体装置で用い
ていた半導体素子をそのまま使用することができ、長方
形の半導体素子の長辺に沿った方向に１列の配置で電極
を形成することができる。

【００４２】（１６）（１３)〜(１５）の半導体装置
で、電極を半導体素子の中心線部に配置した。

【００４３】本発明では、電極から外部端子までの接続
距離を短くすることができる。

【００４４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を用
いて説明する。

【００４５】図１は本発明による半導体装置の第１実施
例を示す断面図であり、図２は図１に示した半導体装置
の平面図である。

【００４６】図で、半導体素子１の回路形成面１ａには
エラストマ樹脂からなる接着部材２によってシート状部
材３が設けられており、シート状部材３には銅(Ｃｕ)
箔、あるいは表面に金（Ａｕ），ニッケル（Ｎｉ）等の
メッキを施した銅箔からなるリード４と、リード４に連
なりシート状部材３上に形成されたパターン状リード５
が設けられている。半導体素子１の電極８が形成されて
いる領域には接着部材２は設けられておらず、リード４
の半導体素子１上の電極８側の端部４ａと電極８とを接
合することによって、リード４と半導体素子１は電気的
に接続されている。なお、リード４と電極８の接合部分
は封止樹脂６によって封止されている。シート状部材３
には表面３ａからパターン状リードまで達する穴部９が
設けられており、金属バンプからなる外部端子７が前記
穴部９でパターン状リード５に接合されている。

【００４７】接着部材２の電極８側の端面２ｂは、これ
に隣接するシート状部材３の電極８側の端面３ｂより電
極８に近づくように突出しており、両端面の位置がずれ
ている。リード４はシート状部材３の端面３ｂから接着
部材２のシート状部材３との接触面２ａに沿って水平方
向（半導体素子の回路形成面１ａと平行な方向）に延び
てリード水平部１０を形成し、接着部材２の端面２ｂの
エッジ部分で折れ曲がって、電極８と接合している。

【００４８】本実施例に示した半導体装置では、半導体
素子１は長方形であり、電極８は半導体素子１の長辺に
沿った方向の中心部に１列の配列で設けられている。

【００４９】本実施例の接着部材２にはエラストマ樹脂
を使用する。本実施例に使用するエラストマ樹脂の縦弾
性係数は０.１ＭＰａ〜５０ＭＰａ程度であり、シリコ
ーンゴム，スチレンブタジエンゴム，ブチルゴム等の材
料がある。封止樹脂６には接着部材２と同質の材料を用
いる。シート状部材３はポリイミド樹脂などからなるフ
イルム状部材で形成する。外部端子７の材料には、表面
実装型半導体装置の実装に広く用いられているはんだ
（例えば、Ｐｂ−Ｓｎ系共晶はんだ）を用いるのが望ま
しい。リード４は上記した銅箔以外に、金（Ａｕ），銀
（Ａｇ）などの箔状部材で形成してもよい。

【００５０】半導体素子１の厚さは０.２mm〜０.４mmの
範囲であり、接着部材２の厚さは０.０５mm〜０.１５m
m、シート状部材３の厚さは０.０２５mm〜０.０５mmの
範囲に設定され、外部端子７となる金属バンプの高さは
０.０３mm〜０.０８mmとなる。従って、パッケージ厚は
最も厚い場合でも０.６８mm 程度であり、従来のTSOP型
半導体装置（厚さ１.０mm ）より薄型化することができ
る。

【００５１】本実施例の半導体装置によれば、シート状
部材の端面より突出したリードに水平部分を形成するこ
とができ、リードを長くできるとともにリードの剛性を
低下することができるので、エラストマ樹脂材料からな
る接着部材の変形によってリードに生じるひずみをリー
ド自体の変形により緩和することが可能となる。従って
リードに生じるひずみが小さくなり疲労破壊が起きなく
なる。また、接着部材にエラストマ樹脂を使用している
ので外部端子となるはんだの接合部も疲労破壊すること
がない。また、シート状部材の半導体素子との対向面全
面に接着部材を設けることができ、テープ３の陰となる
部分がないので、封止の際に樹脂の充填不良の発生がな
い。さらに、半導体素子の形状を長方形とし、その長辺
に沿った方向に電極を配置することによって電極を１列
配置に収めることができ、半導体素子上での電極が占め
る面積を小さくすることができる。これによって、半導
体装置のサイズも小さくすることが可能となる。図１に
示した形状の半導体装置は、比較的外部端子の数が少な
いＤＲＡＭ（ダイナミック・ランダム・アクセス・メモ
リ）などの半導体素子を搭載する装置に適している。さ
らにまた、半導体素子の電極を半導体素子の中心線部に
配置することによって、電極から外部端子までの接続距
離を短くすることができ、高速動作に適した半導体装置
を提供できる。

【００５２】ここで、図１及び図２に示した本発明によ
る半導体装置の製造方法を説明する。

【００５３】フィルムもしくはテープなどから形成され
るシート状部材３に、従来のＴＣＰ（テープ・キャリア
・パッケージ）に用いられるテープ形成技術の同様の方
法によりリード４及びパターン状リード５を形成する。
フィルム状の接着部材２をシート状部材３に貼り付け、
接着部材２を介してシート状部材３を半導体素子１に接
着する。または、接着部材２を半導体素子１の表面に形
成した後、その上からシート状部材３を貼り付けてもよ
い。シート状部材３から突出したリード４の端部を半導
体素子１の電極８と接合した後、リード４と電極８との
接合部分を樹脂６で封止する。最後にシート状部材３に
外部端子７を搭載して半導体装置を得る。

【００５４】図１及び図２に示した実施例では、半導体
素子１の電極８が半導体素子の長手方向の中心線部に配
置されている半導体装置の例を示した。しかしながら、
本発明は、図３，図４に示すように半導体素子１の回路
形成面１ａの周辺部１ｂに電極８が形成されている半導
体素子１を用いた半導体装置でも同様の効果を得ること
ができる。ここで、図３は半導体素子１の周辺部１ｂに
電極８が配置された本発明の第１実施例の他の態様を示
す断面図であり、図４は図３に示した半導体装置の平面
図である。

【００５５】図で、半導体素子１の回路形成面１ａには
エラストマ樹脂材料からなる接着部材２によってシート
状部材３が設けられており、シート状部材３には箔状の
リード４とパターン状リード５が形成されている。リー
ド４の半導体素子１上の電極８側の端部４ａと電極８を
接合することによって電極８とリード４、及びリード４
に連なるパターン状リード５とパターン状リード５に接
合された外部端子７の間が電気的に接続されている。

【００５６】接着部材２の電極８側の端面２ｂは、これ
に隣接するシート状部材３の電極８側の端面３ｂより電
極８に近づくように突出しており、両端面の位置がずれ
ている。リード４はシート状部材３の端面３ｂから接着
部材２のシート状部材３との接触面２ａに沿って水平方
向（半導体素子の回路形成面１ａと平行な方向）に延び
てリード水平部１０を形成し、接着部材２の端面２ｂの
エッジ部分で折れ曲がって、電極８と接合している。

【００５７】図３，図４に示した実施例では、半導体素
子１の周辺部１ｂの４辺すべてに電極８が設けられてい
る。このような半導体装置の構成は、外部端子の数が多
くなるマイコンやゲートアレイなどの半導体素子を搭載
する装置に適している。

【００５８】なお、図５に示す接着部材２の端面２ｂ
と、これに隣接するシート上部材３の端面３ｂのずらし
量、すなわちリード４の水平部１０は、１００μｍ以上
１５０μｍ以下に設定するのが望ましい。テープ３と接
着部材２の貼付精度は５０μｍ程度であり、ずらし量
（リード水平部１０）を１００μｍ以下に設定すると十
分なリード水平部１０を確保できなくなる。また、水平
部を必要以上に長くすると半導体素子の面内で外部端子
を配置するスペースが確保できなくなる。

【００５９】図６はシート状部材３の端面から電極８と
の接合部までのリード水平方向の長さを一定として、図
５に示したリード水平部１０の長さを変えた場合のリー
ド４の破断寿命を評価した図である。図１に示した形状
の半導体装置をガラスエポキシ系のプリント回路基板に
実装した状態をモデル化し、有限要素法により１２５℃
〜−５５℃の温度変化を与えた場合のリード疲労寿命を
評価した。図はリード水平部１０の長さ０μｍの場合を
寿命１とし、寿命を無次元化して示してある。リード４
の破断寿命は、リード水平部１０の長さを５０μｍ以上
にすることによって著しく増加している。先に述べたシ
ート状部材３と接着部材２の貼付精度を考慮すると、リ
ード水平部１０の長さの下限値は１００μｍに設定する
のが妥当であり、上限値は半導体装置のサイズを半導体
素子のサイズと一致させるため１５０μｍ程度にするの
が望ましい。本発明者らが実施した図６の寿命評価で
は、リード水平部１０の長さを５０μｍ〜１００μｍに
設定すれば、半導体装置の実用上十分な寿命が得られる
ことを確認している。

【００６０】また、リード水平部１０で、リード４の接
着部材２との接触面１０ａをはく離させることにより、
リード４自体の変形がより容易になり、リード４に発生
する熱ひずみがさらに減少する効果が得られる。

【００６１】図７は本発明による半導体装置の第２実施
例を示す断面図である。

【００６２】図で、半導体素子１の回路形成面１ａに
は、エラストマ樹脂材料からなる第１接着部材１１と第
１接着部材より弾性係数の大きな材料で形成した第２接
着部材とによってシート状部材３が設けられており、シ
ート状部材３にはリード４とリード４に連なりシート状
部材３の表面に形成されたパターン状リード５が設けら
れている。半導体素子１の電極８は半導体素子の中心部
に設けられており、電極８が形成されている半導体素子
の領域には接着部材１１，１２は設けられておらず、リ
ード４の端部４ａと電極８とが接合されている。リード
４と電極８の接合部分は封止樹脂６によって封止されて
いる。シート状部材３には表面３ａからパターン状リー
ド５まで達する穴部９が設けられており、はんだなどの
金属バンプからなる外部端子７が穴部９でパターン状リ
ード５に接合されており、半導体素子１の電極８と外部
端子７との電気的接続がなされている。

【００６３】シリコーンゴムなどのエラストマ樹脂から
なる第１接着部材１１は、少なくともシート状部材３に
外部端子７が接合されている直下（あるいは直上）部分
を含む領域に設けられている。一方第２接着部材１２は
リード４が突出しているシート状部材３の端面３ｂの近
傍であって、外部端子７のシート状部材３への接合面内
からはずれた領域に形成する。

【００６４】第２接着部材１２には、第１接着部材１１
に用いる材料の弾性係数（縦弾性係数０.１ＭＰａ〜５
０ＭＰａ）より大きな弾性係数を有する材料を用いる。
このような材料は、エポキシ，ポリイミドまたはシリコ
ーンなどを主成分とする樹脂から選択する。縦弾性係数
はおよそ１００ＭＰａ〜１００００ＭＰａである。

【００６５】本実施例の半導体装置によれば、外部端子
７が設けられている領域に弾性係数の小さいエラストマ
樹脂からなる接着部材を設けることによって、半導体素
子と半導体装置を実装するプリント回路基板との線膨張
係数差に起因して外部端子に生じる熱ひずみを接着部材
の変形により緩和することができる。また、リード４の
シート状部材３からの突出部近傍には第１接着部材を形
成するエラストマ樹脂よりも弾性係数の大きな接着部材
を設けることにより、リード突出部分の接着部材の変形
を小さくすることができ、リードに発生する熱ひずみを
低減することができる。接着部材の組み合わせにより、
外部端子の接合部及びリード両方の疲労破壊寿命を向上
させた半導体装置を得ることができる。さらに、半導体
素子の電極を半導体素子の中心線上に配置することによ
って、電極から外部端子までの接続距離を短くすること
ができ、高速動作に適した半導体装置を提供できる。

【００６６】なお、図７に示した本発明の第２実施例に
よる半導体装置では、電極８を半導体素子の中心部に設
けた半導体装置の例を示した。しかし、本発明は、図８
に示すように半導体素子１の回路形成面１ａの周辺部１
ｂに電極８が形成されている半導体素子を用いた半導体
装置でも同様の効果が得られる。ここで、図８は半導体
素子１の周辺部１ｂに電極８が配置された本発明の第２
実施例の他の態様を示す断面図である。

【００６７】

【発明の効果】本発明によれば、次に述べる効果が得ら
れる。

【００６８】（１）,（２）,（４）半導体素子の電極と
外部端子との電気接続を行う部材に発生する熱ひずみを
低減でき、疲労破壊の発生を防止できる。また、封止樹
脂の充填不良を防止できる。

【００６９】（３）半導体装置の小型化も実現できる。

【００７０】（５）（１）から（４）の効果の他に、半
導体装置の高速化に対応できる。

【００７１】（６）,（７）,（８）半導体素子の電極と
外部端子との電気接続を行うリードに発生する熱ひずみ
を低減でき、リードの疲労破壊の発生を防止できる。ま
た、封止樹脂の充填不良を防止できる。

【００７２】（９）（６）の効果の他に、半導体装置の
小型化を実現できる。

【００７３】（１０）（６）から（９）の効果の他に、
また半導体装置の高速化に対応できる。

【００７４】（１１）半導体素子の電極と外部端子との
電気接続を行うリードの変形がより容易になり、リード
に発生する熱ひずみを低減し、疲労破壊の発生を防止で
きる。

【００７５】（１２）半導体素子の電極と外部端子との
電気接続を行うリードの熱ひずみを低減し、（１３），
（１４）はんだなどから構成される外部端子及び半導体
素子の電極と外部端子との電気接続を行うリード両方の
熱ひずみを低減でき、疲労破壊の発生を防止できる。

【００７６】（１５）（１３）の効果の他に、半導体装
置の小型化を実現できる。

【００７７】（１６）（１３）の効果の他に、半導体装
置の高速化に対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による半導体装置の第１実施例を示す断
面図。

【図２】図１に示した第１実施例の樹脂を取り除いた状
態での平面図。

【図３】図１に示した第１実施例の他の態様を示す断面
図。

【図４】図３に示した実施例の樹脂を取り除いた状態で
の平面図。

【図５】リード水平部分を説明するための部分拡大断面
図。

【図６】リード水平部長さと疲労寿命の関係を解析した
図。

【図７】本発明による半導体装置の第２実施例を示す断
面図。

【図８】図７に示した第２実施例の他の態様を示す断面
図。

【図９】従来のＣＳＰ型半導体装置の例を示す断面図。

【図１０】テープ端面とエラストマ樹脂端面との位置関
係を説明するための部分断面図。

【符号の説明】

１…半導体素子、２…接着部材、３…シート状部材、４
…リード、５…パターン状リード、６…樹脂、７…外部
端子、８…電極、９…穴部、１０…リード水平部、１１
…第１接着部材、１２…第２接着部材、１ａ…半導体素
子の回路形成面、２ｂ…接着部材の端面、３ｂ…シート
状部材の端面、４ａ…リードの電極との接合部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の表面を有し少なくとも一つの表面に
電極を備えた半導体素子と、外部端子と、前記電極と前
記外部端子とを電気的に接続する部材を備えたシート状
部材と、前記シート状部材を前記半導体素子の表面に搭
載するための接着部材とを備えた半導体装置において、
前記電極に対向する側の前記接着部材の端面を、前記接
着部材の端面に隣接する前記電極に対向する側の前記シ
ート状部材の端面より前記電極に接近するように前記両
端面の位置をずらしたことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】複数の表面を有し少なくとも一つの表面に
電極を備えた半導体素子と、外部端子と、前記電極と前
記外部端子とを電気的に接続する部材を備えたシート状
部材と、前記シート状部材を前記半導体素子の表面に搭
載するための接着部材とを備えた半導体装置において、
前記電極に対向する側の前記接着部材の端面から電極ま
での距離が、前記接着部材の端面に隣接する前記電極に
対向する側の前記シート状部材の端面から電極までの距
離より短くなるように前記両端面の位置をずらしたこと
を特徴とする半導体装置。
【請求項３】複数の表面を有し少なくとも一つの表面に
電極を備えた半導体素子と、外部端子と、前記電極と前
記外部端子とを電気的に接続する部材を備えたシート状
部材と、前記シート状部材を前記半導体素子の表面に搭
載するための接着部材とを備えた半導体装置において、
前記半導体素子の前記電極が形成されている表面は長方
形であり、前記電極に対向する側の前記接着部材の端面
を、前記接着部材の端面に隣接する前記電極に対向する
側の前記シート状部材の端面より前記電極に接近するよ
うに前記両端面の位置をずらしたことを特徴とする半導
体装置。
【請求項４】複数の表面を有し少なくとも一つの表面に
電極を備えた半導体素子と、外部端子と、前記電極と前
記外部端子とを電気的に接続する部材を備えたシート状
部材と、前記シート状部材を前記半導体素子の表面に搭
載するための接着部材とを備えた半導体装置において、
前記半導体素子の前記電極が形成されている表面は長方
形であり、前記電極に対向する側の前記接着部材の端面
から電極までの距離が、前記接着部材の端面に隣接する
前記電極に対向する側の前記シート状部材の端面から電
極までの距離より短くなるように前記両端面の位置をず
らしたことを特徴とする半導体装置。
【請求項５】請求項１，２，３または４において、前記
電極を半導体素子表面の中心線部に配置した半導体装
置。
【請求項６】複数の表面を有し少なくとも一つの表面に
電極を備えた半導体素子と、外部端子と、前記電極と前
記外部端子とを電気的に接続する部材を備えたシート状
部材と、前記シート状部材を前記半導体素子の表面に搭
載するための接着部材とを備えた半導体装置において、
前記電極に対向する側の前記接着部材の端面を、前記電
極に対向する側の前記シート状部材の端面より前記電極
に接近するように前記両端面の位置をずらし、前記電極
に対向する側のシート状部材の端面より突出した前記リ
ードの一部が前記接着部材の表面に沿って延びているこ
とを特徴とする半導体装置。
【請求項７】複数の表面を有し少なくとも一つの表面に
電極を備えた半導体素子と、外部端子と、前記電極と前
記外部端子とを電気的に接続する部材を備えたシート状
部材と、前記シート状部材を前記半導体素子の表面に搭
載するための接着部材とを備えた半導体装置において、
前記電極に対向する側の前記接着部材の端面から電極ま
での距離が、前記電極に対向する側の前記シート状部材
の端面から電極までの距離より短くなるように前記両端
面の位置をずらし、前記電極に対向する側のシート状部
材の端面より突出した前記リードの一部が前記接着部材
の表面に沿って延びていることを特徴とする半導体装
置。
【請求項８】請求項６または７において、前記リードの
一部が沿って延びる前記接着部材の表面は、前記シート
状部材に対向する側の面である半導体装置。
【請求項９】請求項６，７または８において、前記半導
体素子の前記電極が形成されている表面が長方形である
半導体装置。
【請求項１０】請求項６，７，８または９において、前
記電極を半導体素子表面の中心線部に配置した半導体装
置。
【請求項１１】請求項６，７，８，９または１０におい
て、前記シート状部材の端面より露出したリードの、前
記接着部材との接触面をはく離させた半導体装置。
【請求項１２】請求項１，２，３，４，５，６，７，
８，９，１０または１１において、前記電極に対向する
側のシート状部材の端面と前記電極に対向する側の接着
部材の端面のずらし量を、０.１mm以上０.１５mm以下と
した半導体装置。
【請求項１３】複数の表面を有し少なくとも一つの表面
に電極を備えた半導体素子と、外部端子と、前記電極と
前記外部端子とを電気的に接続する部材を備えたシート
状部材と、前記シート状部材を前記半導体素子の表面に
搭載するための接着部材とを備えた半導体装置におい
て、前記接着部材を弾性係数が異なる少なくとも２種類
の材料で形成したことを特徴とする半導体装置。
【請求項１４】複数の表面を有し少なくとも一つの表面
に電極を備えた半導体素子と、外部端子と、前記電極と
前記外部端子とを電気的に接続する部材を備えたシート
状部材と、前記シート状部材を前記半導体素子の表面に
搭載するための接着部材とを備えた半導体装置におい
て、前記外部端子が設けられたシート状部材の直下部分
に設ける接着部材を、電極近傍に設けられる接着部材よ
り小さな弾性係数の材料で構成したことを特徴とする半
導体装置。
【請求項１５】請求項１３または１４において、前記半
導体素子の前記電極が形成されている表面が長方形であ
る半導体装置。
【請求項１６】請求項１３，１４または１５において、
前記電極を半導体素子表面の中心線部に配置した半導体
装置。