(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形状のダイパッド上に搭載されている半導体チップと、この半導体チップ上のボンディングパッドにワイヤを介して電気的に導通させられている複数本の内部リードと、上記半導体チップないし上記各内部リードを包み込む樹脂パッケージと、上記各内部リードに連続して上記樹脂パッケージの外部に延出する複数本の外部リードと、を備えた樹脂パッケージ型半導体装置であって、
上記ダイパッドには、当該ダイパッドの対角線に沿った方向に長軸を有する複数の貫通孔が当該ダイパッドの中央部を避けて当該ダイパッドの四隅部にのみ形成されており、
上記半導体チップは、上記ダイパッドに対して、当該半導体チップの四隅部から上記各貫通孔の一部がはみ出すように搭載されていることを特徴とする、樹脂パッケージ型半導体装置。
【請求項２】
対角線に沿った方向に長軸を有する複数の貫通孔が中央部を避けて四隅部にのみ形成された矩形状のダイパッドと、このダイパッドの周辺に先端部が配置された複数の内部リードとを備えるリードフレームを用いて樹脂パッケージ型半導体装置を製造する方法であって、
上記ダイパッド上に上記各貫通孔の一部が半導体チップの四隅部からはみ出すように半導体チップをボンディングするステップと、
上記半導体チップ上のボンディングパッドとこれに対応する内部リードとの間をワイヤボンディングによって結線するステップと、
上記ダイパッド、半導体チップ、内部リード、およびワイヤボンディング部を包み込む樹脂パッケージを形成するステップと、
を含むことを特徴とする、樹脂パッケージ型半導体装置の製造方法。
【請求項３】
上記樹脂パッケージを形成するステップは、合わせ状態においてダイパッド上に実装された半導体チップを収容配置可能なキャビティを有する上下のキャビティブロックを備え、これらのキャビティブロックには、ランナを介して供給される樹脂材料を上記キャビティ内に注入するためのゲートが設けられている成形用金型装置を用い、上記ダイパッドの貫通孔の少なくとも１つを上記ゲートの延長線上に位置づけて行われる、請求項２に記載の樹脂パッケージ型半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、半導体チップが樹脂パッケージングされた樹脂パッケージ型半導体装置、およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の樹脂パッケージ型半導体装置２は、図５に示すように、ダイパッド２０上に搭載されている半導体チップ３と、この半導体チップ３上に形成されたボンディングパッド３０にワイヤ２５を介して電気的に導通させられている複数本の内部リード２４と、上記半導体チップ３ないし上記各内部リード２４を包み込む樹脂パッケージ２３と、上記各内部リード２４に連続して上記樹脂パッケージ２３の外部に延出する複数本の外部リード２６と、を備えて構成されている。
【０００３】
図６に示すように、上記樹脂パッケージ型半導体装置２は、製造用フレーム１上に形成されたダイパッド２０の上面に半導体チップ３を実装し、この半導体チップ３上に形成されたボンディングパッド３０をワイヤ２５を介してこれに対応する内部リード２４と結線し、さらに合わせ状態においてダイパッド２０上の半導体チップ３を収容配置可能なキャビティを有する上下のキャビティブロック３１，３２を備える成形用金型装置を用いて樹脂材料により上記ダイパッド２０、半導体チップ３、内部リード２４、およびワイヤボンディング部を樹脂パッケージングすることにより形成される。
【０００４】
上記樹脂パッケージングする工程は、上記した上下のキャビティブロック３１，３２の合わせ状態によって形成されるキャビティに、上下いずれかのキャビティブロック３１，３２に形成されたゲート３５からランナ（図示せず）を介して供給される樹脂材料を注入することにより行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図７に示すように、上記した上側のキャビティブロック３１によって規定された上部空間３３内にゲート３５から注入された樹脂材料は、上記内部リード２４の先端と上記ダイパッド２０の周縁端との間に形成された隙間２７から下側のキャビティブロック３２によって規定された下部空間３４内に流動し、注入される。ところが、通常、上記した各々のキャビティブロック３１，３２には、型締めした状態において樹脂材料が注入される前からヒータなどによって熱が与えられている。したがって、上記隙間２７と上記ダイパッド２０と距離が比較的長く形成された図６に表れているような構成の製造用フレーム１を用いて樹脂パッケージを行う場合には、注入された樹脂材料が上記ダイパッド２０の裏面側の中央部に到達する前に上記した各々のキャビティブロック３１，３２に与えられた熱によって樹脂材料が硬化し始めてしまう。このようにして硬化し始めた樹脂材料は、粘性が高く、流動性に欠けるため、上記ダイパッド２０の裏面側の中央部には進出し難い。また、上記ダイパッド２０の裏面側の中央部に進出した樹脂材料は、その表面が硬化し始めているために互いに馴染めず、硬化し始めた部分同士が接合し、樹脂材料が完全に硬化した場合には接合部分はしわとなって残ってしまう。
【０００６】
さらに、上記ダイパッド２０は、鉄などの金属により形成されているために上記樹脂材料との熱膨張率の差が大きく、昇温、冷却が繰り返された場合には、上記ダイパッド２０と樹脂パッケージ２３との接合部が熱膨張率の差に起因して剥離し易く、またクラッキングを生じや易いものなってしまい、上記半導体装置２の品質の低下を招来する。
【０００７】
本願発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、昇温、冷却が繰り返された場合であっても、品質の低下が生じることを回避することができる樹脂パッケージ型半導体装置を提供するとともに、効果的にダイパッドの裏面側に樹脂材料を注入を行うことができる樹脂パッケージ型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。
【０００８】
【発明の開示】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００９】
すなわち、本願発明の第１の側面による樹脂パッケージ型半導体装置は、矩形状のダイパッド上に搭載されている半導体チップと、この半導体チップ上のボンディングパッドにワイヤを介して電気的に導通させられている複数本の内部リードと、上記半導体チップないし上記各内部リードを包み込む樹脂パッケージと、上記各内部リードに連続して上記樹脂パッケージの外部に延出する複数本の外部リードと、を備えた樹脂パッケージ型半導体装置であって、上記ダイパッドには、当該ダイパッドの対角線に沿った方向に長軸を有する複数の貫通孔が当該ダイパッドの中央部を避けて当該ダイパッドの四隅部にのみ形成されており、上記半導体チップは、上記ダイパッドに対して、当該半導体チップの四隅部から上記各貫通孔の一部がはみ出すように搭載されていることを特徴としている。
【００１１】
このような樹脂パッケージ型半導体装置は、上記ダイパッド上に上記半導体チップを搭載させた状態における平面視において、少なくとのその一部が上記半導体チップの搭載位置からはみ出す位置に貫通孔が形成されているので、合わせ状態においてダイパッド上に搭載された半導体チップを収容配置可能なキャビティを有する上下のキャビティブロックを備える成形用金型装置を用いて樹脂パッケージを行う場合には、上記貫通孔が上記した上下のキャビティブロックによって規定される上下各々の空間の間を連通する。
【００１２】
したがって、上記上側のキャビティブロックによって規定される上部空間内に注入された樹脂材料が、上記内部リードの先端と上記ダイパッドの周縁端との間に形成された隙間ばかりでなく、上記貫通孔からも下側のキャビティブロックによって規定された下部空間内に注入される。すなわち、上記ダイパッドの中央部に近い部位から上記ダイパッドの裏面側に樹脂材料を効率的に進出させることができるとともに、上記樹脂材料があまり硬化していない段階で半導体チップなどの樹脂パッケージングを終了することができ、樹脂材料が完全に硬化しても樹脂パッケージ内にしわが生じてしまうことはない。
【００１３】
また、上記樹脂パッケージ型半導体装置は、上述したような貫通孔が形成されたダイパッドが用いられているので、上記ダイパッドと上記樹脂材料との間の接触面積を減少させることができ、またダイパッドにより区切られた上下の部位の一部が樹脂材料により架橋されているので、昇温、冷却時における上記ダイパッドと樹脂材料との熱膨張に起因した上記ダイパッドと樹脂材料との間の接合部の剥離、クラッキングが生じにくくなる。したがって、上記ダイパッドに貫通孔を形成することにより、たとえ昇温、冷却が繰り返された場合であっても、上記樹脂パッケージ型半導体装置の品質が低下してしまうことを回避することができる。
【００１４】
本願発明の第２の側面による樹脂パッケージ型半導体装置の製造方法は、対角線に沿った方向に長軸を有する複数の貫通孔が中央部を避けて四隅部にのみ形成された矩形状のダイパッドと、このダイパッドの周辺に先端部が配置された複数の内部リードとを備えるリードフレームを用いて樹脂パッケージ型半導体装置を製造する方法であって、上記ダイパッド上に上記各貫通孔の一部が半導体チップの四隅部からはみ出すように半導体チップをボンディングするステップと、上記半導体チップ上のボンディングパッドとこれに対応する内部リードとの間をワイヤボンディングによって結線するステップと、上記ダイパッド、半導体チップ、内部リード、およびワイヤボンディング部を包み込む樹脂パッケージを形成するステップと、を含むことを特徴としている。
【００１５】
好ましくはさらに、上記樹脂パッケージを形成するステップは、合わせ状態においてダイパッド上に実装された半導体チップを収容配置可能なキャビティを有する上下のキャビティブロックを備え、これらのキャビティブロックには、ランナを介して供給される樹脂材料を上記キャビティ内に注入するためのゲートが設けられている成形用金型装置を用い、上記ダイパッドの貫通孔の少なくとも１つを上記ゲートの延長線上に位置づけて行われる。
【００１６】
このような樹脂パッケージ型半導体装置の製造方法によれば、上述した効果を有する樹脂パッケージ型半導体装置を提供することができる。また、ダイパッドとして上記ゲートの延長線上、すなわち注入される樹脂材料の流動方向上に貫通孔が形成されているものを用いるので、効果的に上記ダイパッドの裏面側に樹脂材料を進出させることができる。
【００１７】
本願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。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
【００１９】
図１は、本願発明に係る樹脂パッケージ型半導体装置４の断面図であり、図２は、上記樹脂パッケージ型半導体装置４を製造する際に用いられる製造用フレーム４Ａの平面図であり、図３は、上記樹脂パッケージ型半導体装置４の中間品の一例を示す要部平面図であり、図４は、上記中間品に成形用金型装置を装着した状態の要部断面図である。
【００２０】
図１および図３に示すように、上記樹脂パッケージ型半導体装置４は、矩形状に形成されたダイパッド４４と、上面にボンディングパッド６０が形成された半導体チップ６と、この半導体チップ６と電気的に導通される複数の内部リード４０とを備えて構成されている。
【００２１】
図２および図３に良く表れているように、上記ダイパッド４４には、各々の対角線上に２つずつ、すなわち合計４つの楕円形状の貫通孔４２，４２，４２，４２が形成さている。
【００２２】
図１に示すように、上記半導体チップ６は上記ダイパッド４４上に搭載されており、図３に良く表れているように、この状態における平面視において、上記貫通孔４２，４２，４２，４２は、その一部が上記半導体チップ６からはみ出した位置に形成されている。また、上記半導体チップ６の上面に形成されたボンディングパッド６０は、これに対応する内部リード４０とワイヤ５によって電気的に導通するように結線されている。
【００２３】
さらに、上記ダイパッド４４、半導体チップ６、内部リード４０、およびワイヤ５は、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂によって樹脂パッケージングされており、樹脂パッケージ７の側面からは内部リード４０に一体的に延出して外部リード４１が形成されている。
【００２４】
上記外部リード４１の先端には、上記樹脂パッケージ型半導体装置４の底面と略面一になるように水平部４１’が形成されており、この水平部４１’をハンダ付けすることにより上記樹脂パッケージ型半導体装置４が回路基板上に面実装されるように構成されている。
【００２５】
次に、このように構成された樹脂パッケージ型半導体装置４の製造方法を図２、図３および図４を参照しながら説明する。
【００２６】
図２には、上記樹脂パッケージ型半導体装置４の製造に用いられる製造用フレーム４Ａの構成が示されている。この製造用フレーム４Ａには、幅方向両側のサイドフレーム４５および長手方向等間隔に上記サイドフレーム４５，４５間を掛け渡すように形成されるクロスフレーム４６によって囲まれる短径領域４７内に、上記樹脂パッケージ型半導体装置４の構成部分となるべきリード４０，４１あるいはダイパッド４４が打ち抜き形成されている。なお、上記ダイパッド４４の対角線上には、楕円形状の貫通孔４２が形成されている。四辺形枠状のダイバー４８がその四隅部が支持リード４９によってサイドフレーム４５およびクロスフレーム４６に連結されるようにして形成されている。この四辺形枠状のダイバー４８の四隅部から内方に延びる吊りリード５０によって矩形状のダイパッド４４が支持されている。隣り合う吊りリード５０，５０で区画される上記四辺形枠状ダイバー４８内の各台形領域には、ダイバー４８の基端が連結され、かつダイパッド４４の一辺に向けて延びる複数本の内部リード４０が形成されている。ダイバー４８の外側には、各内部リード４０に連続して延びる複数本の外部リード４１が形成されている。各外部リード４１の外端部は、支持リード５１を介してサイドフレーム４５またはクロスフレーム４６に連結されている。図３からわかるように、各内部リード４０は、概して、ダイパッド４４の中心から放射状に延びる方向に形成されている。
【００２７】
図３に示すように、先ず、このように形成された製造用フレーム４Ａのダイパッド４４の上面には、半導体チップ６が平面視において上記貫通孔４２の一部がはみ出すようにボンディングされ、次いで、上記半導体チップ６の上面に形成されたボンディングパッド６０と、これに対応する内部リード４０の先端部上面が、ワイヤ５によって電気的に導通可能に結線される。
【００２８】
図４に示すように、続いて、合わせ状態において上記ダイパッド４４および半導体チップ６を収納可能なキャビティを形成する上下のキャビティブロック７０，７１によってダイバー４８の部分をはさみ付けて上下のキャビティブロック７０，７１によって形成されたキャビティ空間内に上記半導体チップ６を収容する。そして、上記した上下のキャビティブロック７０，７１の型締めを行う。
【００２９】
なお、上記した上下のキャビティブロック７０、７１のコーナー部には、ランナを介してキャビティ空間内に樹脂材料を供給するためのゲート７２が形成されている。したがって、上記ダイパッド４４の対角線上に形成された貫通孔４２は、上記ゲートの延長線上、すなわち供給される樹脂材料の流動方向上に位置することとなる。また、上記ダイパッド４４には上記半導体チップ６を実装した状態での平面視において、上記半導体チップ６からその一部がはみ出すようにして貫通孔４２が形成されているので、上側キャビティブロック７０によって規定される上部空間７０’と、下側キャビティブロック７１によって規定される下部空間７１’とがこの貫通孔４２によって連通するように構成されている。また、型締めが行われた上下のキャビティブロック７０，７１には、樹脂材料が注入される前からヒータなどによって熱が与えられている。
【００３０】
次いで、上記ゲート７２からランナを介してエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を溶融状態でキャビティ空間内に注入し、上記キャビティブロック７０，７１に与えられた熱によって注入された樹脂を硬化させる。
【００３１】
このとき、上記ゲート７２から注入された樹脂材料は、図４に矢印で表したように上記上部空間７０’内に流動し、上記内部リード４０の先端と上記ダイパッド４４の周縁端との間に形成された隙間４３からばかりでなく、上記貫通孔４２からも上記下部空間７１’に流動し、注入される。すなわち、従来に比べてより効率良く樹脂材料を上記下部空間７１’内に供給することができ、より早く上記キャビティ空間内に樹脂材料を充填させることができる。また、上記貫通孔４２を形成することによって上記ダイパッド４４の中心部のより近い部位から樹脂材料を下部空間７１’内に樹脂材料を供給することができるため、上記ダイパッド４４の裏面側に樹脂材料を効率的に進出させて樹脂材料を充填することができる。したがって、注入された樹脂材料があまり硬化していない段階で樹脂材料による半導体チップ６などのパッケージングを終了することができ、製造された樹脂パッケージ型半導体装置４の樹脂パッケージ７内にしわが生じてしまうことを回避することができる。
【００３２】
また、このようにして形成された樹脂パッケージ型半導体装置４は、上述したように貫通孔４２が形成されたダイパッド４４を用いているので、上記ダイパッド４４と上記樹脂パッケージ７との間の接触面積が減少させられており、またダイパッド４４により区切られた上下の部分が樹脂材料により架橋されているので、昇温、冷却時における上記ダイパッド４４と樹脂パッケージ７との熱膨張の差に起因した上記ダイパッドと上記樹脂パッケージ７との間の接合部の剥離、クラッキングが生じにくくなる。したがって、上記ダイパッド４４に貫通孔４２を形成することにより、たとえ昇温、冷却を繰り返した場合であっても、上記樹脂パッケージ型半導体装置４の品質が低下してしまうことを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係る樹脂パッケージ型半導体装置の断面図である。
【図２】上記樹脂パッケージ型半導体装置の製造の際に用いる製造用フレームの平面図である。
【図３】上記樹脂パッケージ型半導体装置の中間品の一例を示す要部平面図である。
【図４】上記中間品に成形用金型を装着した状態の要部断面図である。
【図５】従来例の説明図である。
【図６】従来例の説明図である。
【図７】従来例の説明図である。
【符号の説明】
４  樹脂パッケージ型半導体装置
５  ワイヤ
６  半導体チップ
４０  内部リード
４１  外部リード
４２  貫通孔（ダイパッドの）
４３  隙間（内部フレームの先端とダイパッドの周縁端に形成された）
４４  ダイパッド
６０  ボンディングパッド
７０  キャビティブロック（上側の）
７１  キャビティブロック（下側の）
７２  ゲート
【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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