(57)【要約】【課題】本発明は、樹脂封止型半導体パッケージ装置において、設計の自由度を向上できるようにする。【解決手段】たとえば、半導体素子１１は、リードフレーム２１に設けられた、素子搭載部としての配線層基板３１上に実装される。配線層基板３１には、引き回しを自由に設計できる配線層として、リードフレーム２１のリード端子２２の一端がバンプまたは熱圧着などにより接続される接続端子３１ａと、接続端子３１ａに一端が接続された接続配線３１ｂと、接続配線３１ｂの他端が接続された接続パッド３１ｃと、が設けられている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のリード端子を有するリードフレームと、
前記リードフレームに接続された、配線層を有する配線層基板と、
前記配線層基板上に搭載され、ボンディングワイヤを介して、複数の電極パッドが前記配線層と接続されることにより、前記複数の電極パットが前記複数のリード端子と電気的に接続される、少なくとも１つの半導体素子と、
前記少なくとも１つの半導体素子の周囲を封止する封止樹脂と
を具備したことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記配線層基板は、ガラスエポキシ材料またはＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープを用いて形成されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記配線層基板は、その一部が、前記半導体装置の外形を形成するように前記封止樹脂より露出されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記配線層基板の前記配線層は、複数の接続端子と、複数の接続パッドと、前記複数の接続端子および前記複数の接続パッド間をそれぞれ接続する複数の接続配線と、を有し、
前記リードフレームの前記複数のリード端子は、バンプまたは熱圧着により、前記複数の接続端子に接続され、
前記少なくとも１つの半導体素子の前記複数の電極パッドは、前記ボンディングワイヤを介して、前記複数の接続パッドに接続される
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記配線層は、前記配線層基板の両面に設けられ、前記配線層基板の各面を素子搭載部として、それぞれ、前記少なくとも１つの半導体素子が搭載されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関するもので、特に、リードフレーム構造の樹脂封止型半導体パッケージ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、リードフレームを使用した樹脂封止型の半導体パッケージ装置においては、素子搭載部がリードフレームと一体化されている（たとえば、特許文献１参照）。そのため、半導体素子の電極パッドとリードフレームの接続端子（インナーリード）とを接続する際の自由度がなく、半導体素子またはリードフレームの設計には大きな制約があった。
【０００３】
たとえば、半導体素子の電極パッドとリードフレームの接続端子とを接続するボンディングワイヤが必要以上に長くなると、ワイヤ同士が接触しやすくなる。ワイヤ同士の接触を避けるには、半導体素子の電極パッドを、リードフレームの接続端子と対向する辺に沿って配置し、ワイヤ長ができるだけ短くなるようにするという手法がとられる。このように、従来は、リードフレーム上に搭載できる半導体素子が制限されるなど、設計の自由度に大きな制約があった。
【０００４】
上記したように、従来のリードフレーム構造の樹脂封止型半導体パッケージ装置においては、設計の自由度が悪く、設計上の制約が大きいという問題があった。
【特許文献１】特開２００８−１６６３９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の問題点を解決すべくなされたもので、その目的は、設計の自由度を向上でき、設計上の制約を緩和することが可能な半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明の一態様によれば、複数のリード端子を有するリードフレームと、前記リードフレームに接続された、配線層を有する配線層基板と、前記配線層基板上に搭載され、ボンディングワイヤを介して、複数の電極パッドが前記配線層と接続されることにより、前記複数の電極パットが前記複数のリード端子と電気的に接続される、少なくとも１つの半導体素子と、前記少なくとも１つの半導体素子の周囲を封止する封止樹脂とを具備したことを特徴とする半導体装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
上記の構成により、設計の自由度を向上でき、設計上の制約を緩和することが可能な半導体装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。ただし、図面は模式的なものであり、各図面の寸法および比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。また、図面の相互間においても、互いの寸法の関係および／または比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。特に、以下に示すいくつかの実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための装置および方法を例示したものであって、構成部品の形状、構造、配置などによって、本発明の技術思想が特定されるものではない。この発明の技術思想は、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることができる。
【０００９】
［第１の実施形態］
図１および図２は、本発明の第１の実施形態にしたがった半導体装置の構成例を示すものである。ここでは、半導体装置として、樹脂封止型の半導体パッケージ装置を例に説明する。なお、図１は、樹脂封止型半導体パッケージ装置の内部を透過して示す平面図であり、図２は、図１の樹脂封止型半導体パッケージ装置の内部を透過して示す側断面図である。
【００１０】
図１および図２において、半導体素子（チップ）１１は、リードフレーム２１に設けられた、素子搭載部としての配線層基板３１上に実装されている。半導体素子１１の実装は、絶縁性を有する接着剤層４１を用いて行われる。なお、本実施形態の場合、半導体素子１１は、たとえば、リードフレーム２１と対向する短手方向の一対の辺（短辺）と直交する、長手方向の一対の辺（長辺）に沿って、それぞれ、複数の電極パッド１１ａが配置されている。
【００１１】
配線層基板３１は、あらかじめリードフレーム２１に固着されている。たとえば図３に示すように、バンプまたは熱圧着などにより、配線層基板３１の接続端子３１ａと、リードフレーム２１のリード端子２２の一端（インナーリード部）２２ａとが、それぞれ接続されている。
【００１２】
ここで、配線層基板３１は、たとえば図４に示すように、ガラスエポキシ材料またはＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープなどを用いて形成されている。接続端子３１ａには、銅（Ｃｕ）などの接続配線３１ｂを介して、対応する接続パッド３１ｃが接続されている。接続端子３１ａは、インナーリード部２２ａにそれぞれ対応するように、配線層基板３１の、対向する一対の各辺に沿って設けられている。一方、接続パッド３１ｃは、接続端子３１ａに直交する、たとえば、配線層基板３１の、対向する他の一対の各辺に沿って設けられている。接続端子３１ａおよび接続パッド３１ｃが配置される位置は、いずれも、半導体素子１１を搭載する領域（実装位置）３１ｄの外側である。なお、接続パッド３１ｃの配置および接続配線３１ｂの形成は、適宜、実装する半導体素子１１の仕様（電極パッド１１ａの配置など）に応じて設計されるべきものである。
【００１３】
接続パッド３１ｃには、たとえば図５に示すように、実装された半導体素子１１の対応する電極パッド１１ａが、金線などのボンディングワイヤ４２を介して、電気的に接続されている。これにより、半導体素子１１の各電極パッド１１ａは、ボンディングワイヤ４２、接続パッド３１ｃ、接続配線３１ｂ、および、接続端子３１ａを順に経て、リード端子２２のインナーリード部２２ａと電気的に接続される。
【００１４】
そして、図１および図２に示すように、リード端子２２の他端（アウターリード部）２２ｂを外部に突出させるようにして、半導体素子１１の周囲が封止樹脂４３によってパッケージングされている。本実施形態の場合、封止樹脂４３は、たとえば配線層基板３１の少なくとも側面部がパッケージ側面より露出するように、形成されている。
【００１５】
最後に、リードフレーム２１の枠体からリード端子２２が切り離されることにより、リード端子２２は個々に独立した状態となる。
【００１６】
次に、図６〜図１０を参照して、上記した構成の樹脂封止型半導体パッケージ装置を製造する際の方法について説明する。なお、８個の樹脂封止型半導体パッケージ装置を同時に製造する場合の例である。
【００１７】
まず、たとえば図６に示すように、金属製の薄板を打ち抜くなどして、リード端子２２をそれぞれに有する、２個１組からなるリードフレーム２１を４組分連ねてなるシート状のリードフレーム体２０を用意する。
【００１８】
また、リードフレーム体２０とは別に、たとえば図７に示すように、８個の配線層基板３１を連ねてなるシート状基板３０を用意する。このシート状基板３０には、実装する半導体素子１１の仕様に応じて、あらかじめ接続端子３１ａ、接続配線３１ｂ、および、接続パッド３１ｃがそれぞれ形成されている。
【００１９】
リードフレーム体２０およびシート状基板３０がそれぞれに用意されると、たとえば図８に示すように、シート状基板３０のリードフレーム体２０への接続が行われる。シート状基板３０のリードフレーム体２０への接続は、それぞれ、配線層基板３１の接続端子３１ａとリードフレーム２１のリード端子２２のインナーリード部２２ａとが、熱圧着などの方法により個々に接続されることによって行われる。
【００２０】
ついで、たとえば図９に示すように、リードフレーム体２０への接続が行われたシート状基板３０の、各配線層基板３１上にそれぞれ半導体素子１１を実装した後、接続パッド３１ｃと電極パッド１１ａとがボンディングワイヤ４２を介して電気的に接続される。これにより、半導体素子１１の各電極パッド１１ａは、それぞれ、対応するリード端子２２のインナーリード部２２ａと電気的に接続される。なお、半導体素子１１の配線層基板３１上への実装は、それぞれ、接着剤層４１を用いて行われる。
【００２１】
ついで、たとえば図１０のように、半導体素子１１の周囲がそれぞれ封止樹脂４３によってパッケージングされる。その後、通常（既存）のリードフレーム製品と同様にして、メッキ、カット、成形などの工程が順に実施されて、図１および図２に示した構成の樹脂封止型半導体パッケージ装置が完成する。
【００２２】
上記したように、配線層（接続端子、接続配線、および、接続パッド）を有した配線層基板を用いて、リードフレーム上に半導体素子を実装するようにしている。配線層基板上の配線層は、搭載する半導体素子の仕様などに応じて、自由に設計することが可能である。すなわち、リードフレームの素子搭載部として配線層基板を採用することにより、配線層の引き回しが容易になる。したがって、リードフレームのリード端子に対向する二辺に電極パッドが配置されていない半導体素子の場合にも、リードフレームへの実装が容易に可能となるなど、半導体素子およびリードフレームの設計の自由度を格段に向上できるものである。
【００２３】
特に、たとえば図１１に示すように、配線層の設計によっては、電極パッド１１ａが二辺以上の辺（この例では、三辺）に配置されている半導体素子１１Ａの場合でも、配線層基板３１Ａ上に安易に搭載することが可能である。
【００２４】
また、本実施形態の場合、配線層基板がパッケージの外形を形成している、つまり、配線層基板の少なくとも側面部を封止樹脂の側面より露出させるようにすることで、水分の排出性および／または熱抵抗などの特性面にも優れており、信頼性の向上が見込まれる。
【００２５】
［第２の実施形態］
図１２は、本発明の第２の実施形態にしたがった半導体装置の構成例を示すものである。ここでは、半導体装置として、樹脂封止する前の半導体パッケージ装置を例示して説明する。なお、本実施形態は、複数の半導体素子を実装してなるマルチチップ構造とした場合の例である。また、先に説明した他の実施形態と共通する部分については、その詳しい説明を割愛する。
【００２６】
図１２に示すように、リードフレーム２１の配線層基板３１Ｂ上には、たとえば３個の半導体素子１１Ａ’，１１Ｂ’，１１Ｃ’が積層された状態で実装されている。この例の場合、３個の半導体素子１１Ａ’，１１Ｂ’，１１Ｃ’は、同一の構成（仕様）を有している。たとえば、半導体素子１１Ａ’，１１Ｂ’，１１Ｃ’は、短辺の一方および長辺の一方の二辺に沿ってそれぞれ電極パッド１１ａが配置されている。
【００２７】
一方、配線層基板３１Ｂには、リードフレーム２１のリード端子２２が接続される複数の接続端子３１ａと、この接続端子３１ａのいくつかに接続された接続配線３１ｂと、この接続配線３１ｂがそれぞれ接続された接続パッド３１ｃとが、設けられている。接続パッド３１ｃは、たとえば、半導体素子１１Ａ’，１１Ｂ’，１１Ｃ’の長辺の一方に沿って配置された電極パッド１１ａにそれぞれ対応して設けられている。
【００２８】
すなわち、３個の半導体素子１１Ａ’，１１Ｂ’，１１Ｃ’は、配線層基板３１Ｂ上に順に積層され、各半導体素子１１Ａ’，１１Ｂ’，１１Ｃ’間において、電極パッド１１ａのそれぞれがボンディングワイヤ４２を介して電気的に接続されている。また、最下層の半導体素子１１Ａ’の電極パッド１１ａは、ボンディングワイヤ４２を介して、配線層基板３１Ｂ上の接続端子３１ａまたは接続パッド３１ｃと電気的に接続されている。この例の場合、半導体素子１１Ａ’，１１Ｂ’，１１Ｃ’の長辺の一方に沿って配置された電極パッド１１ａのそれぞれが、接続配線３１ｂを介して、接続端子３１ａに接続されたリードフレーム２１のリード端子２２と電気的に接続される。
【００２９】
最終的には、半導体素子１１Ａ’，１１Ｂ’，１１Ｃ’の周囲が封止樹脂によってパッケージングされた後、通常（既存）のリードフレーム製品と同様にして、メッキ、カット、成形などの工程が順に実施されることにより、樹脂封止型半導体パッケージ装置が完成する。
【００３０】
本実施形態に示したように、配線層基板上には複数の半導体素子を搭載することが可能であり、複数の半導体素子を実装する場合にも、配線層（接続端子、接続配線、および、接続パッド）の引き回しが容易なため、搭載する半導体素子の仕様などによらず、リードフレームへの実装が容易に可能となるなど、半導体素子およびリードフレームの設計の自由度を格段に向上できるものである。
【００３１】
特に、複数の半導体素子を搭載できることにより、大容量化の要求など、顧客ニーズに容易に対応することが可能である。
【００３２】
なお、上記した構成に限らず、配線層の設計に応じて、電極パッドが一辺もしくは二辺以上の辺に配置されている半導体素子を搭載できることは勿論である。
【００３３】
また、搭載する複数の半導体素子は、必ずしも同一の構成のものに限定されるものではない。
【００３４】
また、実装する半導体素子としては３個に限らず、たとえば図１３に示すように、８個の半導体素子１１-1〜１１-8を搭載させることも可能であり、その個数および仕様などに制約されるものではない。
【００３５】
また、図１３に示すように、配線層基板３１Ｃの裏面部（非素子搭載面）および側面部を封止樹脂４３より露出させるようにすることで、より水分の排出性および／または熱抵抗などの特性面に優れた構成とすることが可能である。
【００３６】
［第３の実施形態］
図１４は、本発明の第３の実施形態にしたがった半導体装置（樹脂封止型の半導体パッケージ装置）の構成例を示すものである。ここでは、配線層基板の両面を素子搭載面とし、各素子搭載面にそれぞれ複数の半導体素子を実装してなるマルチチップ構造とした場合の例である。なお、先に説明した他の実施形態と共通する部分については、その詳しい説明を割愛する。
【００３７】
図１４に示すように、配線層基板３１Ｄの両面（各素子搭載面）には、それぞれ配線層としての、リードフレーム２１のリード端子２２が接続される複数の接続端子３１ａと、この接続端子３１ａのいくつかに接続された接続配線３１ｂと、この接続配線３１ｂがそれぞれ接続された接続パッド（図示していない）とが、設けられている。なお、一方の接続端子３１ａ、より具体的には、直接リード端子２２が接続されない側の接続端子３１ａは、たとえば、配線層基板３１Ｄに形成されたコンタクト（図示していない）を介して、リード端子２２と接続されている。そして、リードフレーム２１に接続された配線層基板３１Ｄの各素子搭載面には、それぞれ、たとえば４個の半導体素子１１-1〜１１-4，１１-5〜１１-8が積層された状態で実装されている。すなわち、４個の半導体素子１１-1〜１１-4は、配線層基板３１Ｄの一方の素子搭載面上に順に積層され、４個の半導体素子１１-5〜１１-8は、配線層基板３１Ｄの他方の素子搭載面上に順に積層されている。
【００３８】
各半導体素子１１-1〜１１-4，１１-5〜１１-8は、電極パッドのそれぞれがボンディングワイヤ４２を介して電気的に接続されるとともに、ボンディングワイヤ４２を介して、配線層基板３１Ｄ上の接続端子３１ａまたは接続パッドと電気的に接続されている。そして、すべての半導体素子１１-1〜１１-4，１１-5〜１１-8の周囲が封止樹脂４３によってパッケージングされた後、通常（既存）のリードフレーム製品と同様にして、メッキ、カット、成形などの工程が順に実施されることにより、樹脂封止型半導体パッケージ装置が完成する。
【００３９】
本実施形態に示したように、配線層基板上には、その両面に対して、それぞれ複数の半導体素子を搭載することが可能であり、各素子搭載面に複数の半導体素子を実装する場合にも、配線層（接続端子、接続配線、および、接続パッド）の引き回しが容易なため、搭載する半導体素子の仕様などによらず、リードフレームへの実装が容易に可能となるなど、半導体素子およびリードフレームの設計の自由度を格段に向上できるものである。
【００４０】
特に、複数の半導体素子を配線層基板の両面に搭載できるため、より大容量化の要求に対応することが可能である。
【００４１】
しかも、樹脂封止型半導体パッケージ装置の断面において、配線層基板の両面にそれぞれ半導体素子を実装することにより、パッケージの反りおよび樹脂の未充填という製造上の問題点をも解決でき、しいては信頼性の向上が期待できる。
【００４２】
なお、上記した構成に限らず、配線層の設計に応じて、同一または異なる構成（仕様）の半導体素子を搭載できることは勿論である。
【００４３】
また、搭載できる半導体素子の個数も４個ずつの８個に限定されるものではない。
【００４４】
その他、本願発明は、上記（各）実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。さらに、上記（各）実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。たとえば、（各）実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題（の少なくとも１つ）が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果（の少なくとも１つ）が得られる場合には、その構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１の実施形態にしたがった、半導体装置（樹脂封止型半導体パッケージ装置）の構成例を示す平面図。
【図２】第１の実施形態にしたがった、樹脂封止型半導体パッケージ装置の構成例を示す側断面図。
【図３】第１の実施形態にしたがった樹脂封止型半導体パッケージ装置に用いる、リードフレームと配線層基板とを取り出して示す構成図。
【図４】第１の実施形態にしたがった樹脂封止型半導体パッケージ装置に用いる、配線層基板の構成例を示す平面図。
【図５】第１の実施形態にしたがった樹脂封止型半導体パッケージ装置において、半導体素子の搭載例を示す平面図。
【図６】第１の実施形態にしたがった、樹脂封止型半導体パッケージ装置の製造方法を説明するために示す平面図。
【図７】第１の実施形態にしたがった、樹脂封止型半導体パッケージ装置の製造方法を説明するために示す平面図。
【図８】第１の実施形態にしたがった、樹脂封止型半導体パッケージ装置の製造方法を説明するために示す平面図。
【図９】第１の実施形態にしたがった、樹脂封止型半導体パッケージ装置の製造方法を説明するために示す平面図。
【図１０】第１の実施形態にしたがった、樹脂封止型半導体パッケージ装置の製造方法を説明するために示す平面図。
【図１１】第１の実施形態にしたがった、樹脂封止型半導体パッケージ装置の他の構成例を示す平面図。
【図１２】本発明の第２の実施形態にしたがった、半導体装置（樹脂封止型半導体パッケージ装置）の構成例を示す平面図。
【図１３】第２の実施形態にしたがった、樹脂封止型半導体パッケージ装置の他の構成例を示す側断面図。
【図１４】本発明の第３の実施形態にしたがった、半導体装置（樹脂封止型半導体パッケージ装置）の構成例を示す側断面図。
【符号の説明】
【００４６】
１１，１１Ａ，１１Ａ’，１１Ｂ’，１１Ｃ’，１１-1〜１１-8…半導体素子、１１ａ…電極パッド、２１…リードフレーム、２２…リード端子、３１，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ…配線層基板、３１ａ…接続端子、３１ｂ…接続配線、３１ｃ…接続パッド、４２…ボンディングワイヤ、４３…封止樹脂。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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