(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップを支持したダイパッドと、前記ダイパッドの周囲にその先端が配置された端子と、前記半導体チップと前記端子とを電気的に接続した部材と、前記ダイパッドの底面を露出させて前記半導体チップの外囲を封止した封止樹脂とよりなる樹脂封止型半導体装置であって、前記ダイパッドは封止樹脂の外部に露出する基本部と、前記基本部と一体で形成され、前記基本部とは別の高さの複数の支持部を有し、相互に平面的な重なりがない状態で前記複数の支持部により複数の半導体チップが支持されていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【請求項２】
半導体チップを支持したダイパッドと、前記ダイパッドの周囲にその先端が配置された端子と、前記半導体チップと前記端子とを電気的に接続した部材と、前記ダイパッドの底面を露出させて前記半導体チップの外囲を封止した封止樹脂とよりなる樹脂封止型半導体装置であって、前記ダイパッドはその底面が前記封止樹脂の外部に露出するとともに、２つ以上の支持部を有する補助部材を別に有し、相互に平面的な重なりがない状態で前記複数の支持部により複数の半導体チップが支持されていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【請求項３】
半導体チップを支持したダイパッドと、前記ダイパッドの周囲にその先端が配置された端子と、前記半導体チップと前記端子とを電気的に接続した部材と、前記ダイパッドの底面を露出させて前記半導体チップの外囲を封止した封止樹脂とよりなる樹脂封止型半導体装置であって、前記ダイパッドは封止樹脂の外部に露出する基本部と、前記基本部と一体で形成され、前記基本部とは別の高さであって２種類以上の高さの複数の支持部を有し、相互に平面的に重なった状態で前記複数の支持部により複数の半導体チップが支持されていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【請求項４】
半導体チップを支持したダイパッドと、前記ダイパッドの周囲にその先端が配置された端子と、前記半導体チップと前記端子とを電気的に接続した部材と、前記ダイパッドの底面を露出させて前記半導体チップの外囲を封止した封止樹脂とよりなる樹脂封止型半導体装置であって、前記ダイパッドはその底面が前記封止樹脂の外部に露出するとともに、高さが互いに異なる２つ以上の支持部を有する補助部材を別に有し、相互に平面的に重なった状態で前記複数の支持部により複数の半導体チップが支持されていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リードフレームを使用する樹脂封止型半導体装置であり、その中でもダイパッドの裏面側が露出する放熱タイプの樹脂封止型半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
まず、図２２、図２３を用いて、従来の樹脂封止型半導体装置の構成について述べる。なお、説明で用いる図は必ずしも実物を等倍に拡大したものではなく、理解を容易にするために高さ方向に一部誇張した描き方をしている。このことは、後述の発明の実施の形態の説明で用いる図についても同様である。
【０００３】
図２２、図２３はそれぞれ従来の樹脂封止型半導体装置の正面断面図、底面図である。図２２は図２３のＡ−Ａ１箇所の断面を示している。図２２、図２３において、１１は樹脂封止型半導体装置全体を表すとする。１２は中央部にあるダイパッドであり、露出する基本部１３とチップ支持部１４から成る。１５は半導体チップ、１６は半導体チップ１５をチップ支持部１４に固着させるためのダイボンド剤である。１７はダイパッド１２を囲むように設けられた端子（リード）、１８は半導体チップ１５の電極パッド（図示せず）と端子１７とを接続するワイヤーである。１９は全体を保護する封止樹脂である。この半導体装置１１は、放熱型のＱＦＮ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ  ｐａｃｋａｇｅ）タイプのものであり、ダイパッド１２の底面が露出し、端子１７の上側のみが樹脂封止部となり、また樹脂封止型半導体装置本体部の側面から横に長く出るアウタリード部がなく、端子１７の下面が外部端子としてプリント配線板への実装面となる。
【０００４】
次に図２４を用いて、従来の樹脂封止型半導体装置を構成するリードフレームについて説明する。図２４は従来のリードフレームの基本単位の斜視図である。
【０００５】
図２４において、２０はリードフレーム全体を指すとする。２１は２箇所で曲げられておりダイパッド１２を４方向で支持するダイパッドサポート、２２は封止工程で樹脂止めの役割をするダムバー、２３は製造工程での熱の影響を緩和するスリットである。
【０００６】
このダイパッド１２の詳細について説明する。チップ支持部１４は、リードフレーム２０を元材料として高さ方向に突出するように加工形成されている。チップ支持部１４と基本部１３との間には高さ差があるために、半導体装置１１の完成品の状態では、半導体チップ１５のうちのチップ支持部１４からはずれた片持ち支持部分と基本部１３との間には封止樹脂１９が介在することになる。このことにより、半導体チップ１５の上下を封止樹脂１９が覆うバランスのとれた構造になっている。また、基本部１３と封止樹脂１９との境界は水分浸入経路となる可能性があるが、半導体チップ１５に至るまでの経路は、平面のダイパッドに直接半導体チップ１５を載せた場合に比べてチップ支持部１４を高さ方向に突出させたことにより長くなっており、信頼性の高い構造となっている。
【０００７】
なお、樹脂封止型半導体装置１１の製造工程は、チップ支持部１４にダイボンド剤１６を塗布して、そこに半導体チップ１５を押付けて配置した後、固着させるダイボンド工程、半導体チップ１５の電極パッド（図示せず）と端子１７を金属のワイヤー１８を用いて接続するワイヤーボンド工程、リードフレーム２０を半導体装置１１の外形状をした金型にセットして溶融した封止樹脂１９を流し込み、その後硬化させる封止工程、樹脂封止型半導体装置１１となる部分をリードフレーム２０全体から切取る製品加工工程からなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の構成では半導体チップが大きくなっても、半導体チップの支持はダイパッドの中心部のみでしか行わないので、ダイボンド時に大きな半導体チップに対しては押付ける力のバランスが崩れやすく、わずかに傾斜したとしても半導体チップが大きければ、その端部における傾斜量は大きくなる。このことによる第１の問題としてワイヤーボンド時にボンド高さが異なり均一な接合ができなくなったり、封止時に樹脂の流れがスムーズでなくなるという問題や片持ち支持長が増加することでワイヤーボンド時に大きなモーメントが加わるので、薄い半導体チップでは損傷に至るという問題があった。
【０００９】
また、従来の構成ではチップ支持部をリードフレームを元材料として加工形成したものである。このため第２の問題として、半導体チップの支持位置と支持高さには加工限界からくる制約があり、必ずしも最適な構造とはならないという問題があった。
【００１０】
さらに、従来の構成では半導体チップの支持部は１箇所のみである。このため第３の問題として、複数の半導体チップを搭載しようとしても支持部が１つのため、複数の半導体チップを搭載できないという問題があった。
【００１１】
本発明は前記従来の課題を解決するもので、まずダイパッドに対して半導体チップを複数箇所で安定した支持をして、製造工程での不都合の発生する可能性をなくし、また半導体チップを薄くすることでの半導体装置の薄型化を図ることを第１の目的とする。また、ダイパッドに一体的に固定した別部材で半導体チップを支持することで、より適切な構造とすることを第２の目的とする。さらに、半導体チップの支持部を複数箇所設けることで複数の半導体チップを搭載可能とすること、さらにはより密度の高い搭載を行うことを第３の目的とする。
【００１６】
また第３の目的を達成するための第１の手段として本発明の樹脂封止型半導体装置は、半導体チップを支持したダイパッドと、前記ダイパッドの周囲にその先端が配置された端子と、前記半導体チップと前記端子とを電気的に接続した部材と、前記ダイパッドの底面を露出させて前記半導体チップの外囲を封止した封止樹脂とよりなる樹脂封止型半導体装置であって、前記ダイパッドは封止樹脂の外部に露出する基本部と、前記基本部と一体で形成され、前記基本部とは別の高さの複数の支持部を有し、相互に平面的な重なりがない状態で前記複数の支持部により複数の半導体チップが支持されている樹脂封止型半導体装置である。
【００１７】
これにより、半導体装置に複数の半導体チップを並べて搭載できるので、複数機能をワンパッケージ化して実装面積と重量の削減が図れることになる。
【００１８】
また第３の目的を達成するための第２の手段として本発明の樹脂封止型半導体装置は、半導体チップを支持したダイパッドと、前記ダイパッドの周囲にその先端が配置された端子と、前記半導体チップと前記端子とを電気的に接続した部材と、前記ダイパッドの底面を露出させて前記半導体チップの外囲を封止した封止樹脂とよりなる樹脂封止型半導体装置であって、前記ダイパッドはその底面が前記封止樹脂の外部に露出するとともに、２つ以上の支持部を有する補助部材を別に有し、相互に平面的な重なりがない状態で前記複数の支持部により複数の半導体チップが支持されている樹脂封止型半導体装置である。
【００１９】
これにより、半導体チップの支持位置と支持高さを自由にとって半導体装置に複数の半導体チップを並べて搭載できるので、バランスのよい構造にて複数機能のワンパッケージ化が実現できて、実装面積と重量の削減も図れることになる。
【００２０】
また第３の目的を達成するための第３の手段として本発明の樹脂封止型半導体装置は、半導体チップを支持したダイパッドと、前記ダイパッドの周囲にその先端が配置された端子と、前記半導体チップと前記端子とを電気的に接続した部材と、前記ダイパッドの底面を露出させて前記半導体チップの外囲を封止した封止樹脂とよりなる樹脂封止型半導体装置であって、前記ダイパッドは封止樹脂の外部に露出する基本部と、前記基本部と一体で形成され、前記基本部とは別の高さであって２種類以上の高さの複数の支持部を有し、相互に平面的に重なった状態で前記複数の支持部により複数の半導体チップが支持されている樹脂封止型半導体装置である。
【００２１】
これにより、半導体装置に複数の半導体チップを平面的な重なりがあるように搭載できるので、複数機能を高密度にワンパッケージ化して実装面積と重量の削減が図れることになる。
【００２２】
また第３の目的を達成するための第４の手段として本発明の樹脂封止型半導体装置は、半導体チップを支持したダイパッドと、前記ダイパッドの周囲にその先端が配置された端子と、前記半導体チップと前記端子とを電気的に接続した部材と、前記ダイパッドの底面を露出させて前記半導体チップの外囲を封止した封止樹脂とよりなる樹脂封止型半導体装置であって、前記ダイパッドはその底面が前記封止樹脂の外部に露出するとともに、高さが互いに異なる２つ以上の支持部を有する補助部材を別に有し、相互に平面的に重なった状態で前記複数の支持部により複数の半導体チップが支持されている樹脂封止型半導体装置である。
【００２３】
これにより、半導体チップの支持位置と支持高さを自由にとって半導体装置に複数の半導体チップを平面的な重なりがあるように搭載できるので、バランスのよい構造にて複数機能の高密度なワンパッケージ化が実現できて、実装面積と重量の削減も図れることになる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の樹脂封止型半導体装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２５】
まず本発明の第１の目的に対する第１の実施形態について説明する。図１、図２を用いて、樹脂封止型半導体装置の構成について述べる。
【００２６】
図１、図２はそれぞれ第１の目的に対する第１の実施形態における樹脂封止型半導体装置の正面断面図、底面図である。図１は図２のＢ−Ｂ１箇所の断面を示している。なお、本発明で説明に引用する底面図においては、一部透視した構成を破線で示している。
【００２７】
図において３１は樹脂封止型半導体装置全体を表すとする。３２は中央部にあるダイパッドであり、基本部３３と四つのほぼ同じ高さの一体で形成されたチップ支持部３４から成る。３５は半導体チップ、３６は半導体チップ３５をチップ支持部３４に固着させるためのダイボンド剤である。３７はダイパッド３２を囲むように設けられた端子、３８は半導体チップ３５の電極パッド（図示せず）と端子３７（リード）とを接続するワイヤーである。３９は全体を保護する封止樹脂である。
【００２８】
以上のように本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、外部にその底面が露出した基本部３３と、その基本部３３とは別の高さであって一体で形成された複数の支持部３４を持つダイパッド３２と、複数のチップ支持部３４によりダイボンド剤３６を介して支持された半導体チップ３５と、ダイパッド３２の周囲にその先端が配置された端子３７と、端子３７とダイパッド３２上に搭載した半導体チップ３５とを電気的に接続した金線などのワイヤー３８と、半導体チップ３５の外囲として、ダイパッド３２の底面と、端子３７の一側面および端子の底面を除く領域を封止した封止樹脂３９とよりなるものである。
【００２９】
本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、４つの突出した支持部３４をダイパッド３２面内に一体形成しているので、半導体チップ３５を安定に支持することができ、また半導体チップ３５裏面へも封止樹脂３９を形成できる構造のため信頼性を維持できるものである。
【００３０】
次に図３を用いて、リードフレームについて説明する。図３は第１の目的に対する第１の実施形態におけるリードフレームの基本単位の斜視図である。図において４０はリードフレーム全体を指すとする。４１は２箇所で曲げられておりダイパッド３２を４方向で支持するダイパッドサポート、４２は封止工程で樹脂止めの役割をするダムバー、４３は製造工程での熱の影響を緩和するスリットである。
【００３１】
ダイパッド３２に設けられた４つのチップ支持部３４は、リードフレーム４０を元材料として高さ方向に突出するように加工形成されている。これにより半導体チップ３５の支持箇所が４箇所となり、しかも支持箇所が半導体チップ３５の端部に近付いている。チップ支持部３４の形成には、打ち抜きを途中でやめる加工（半切断プレス）をしてもよいし、形状に対応した金型を用意して形状がそれにならうようなプレス加工をしてもよい。
【００３２】
図３のようにダイパッド３２の複数箇所でチップ支持部３４を突出させることは、ダイパッドを部分的にハーフエッチングすることでも実現できる。ただし、その場合は半導体チップ３５の支持高さが低くなるので、ダイパッドサポート４１の高さ方向の寸法を変更する必要が生じる。また、ダイパッドの裏面は凹凸のない同一面のままとなる。
【００３３】
次に、第１の目的に対する第２の実施形態の樹脂封止型半導体装置について説明する。なお、ダイパッドの形状以外は第１の実施形態と同様であるため、ダイパッドの形状のみについて説明する。図４は第１の目的に対する第２の実施形態におけるダイパッドの斜視図である。図において、４６はダイパッドであり、基本部４７と四つのほぼ同じ高さのチップ支持部４８から成る。４９はスリットであり、チップ支持部４８を加工可能とするためにその両側に設けられている。チップ支持部４８は、リードフレームを元材料として高さ方向に突出するように加工形成されている。このためには、まずスリット４９の部分をリードフレームから除去し、その後チップ支持部４８が用意した金型にならうようにプレス加工をすればよい。
【００３４】
次に、第１の目的に対する第３の実施形態の樹脂封止型半導体装置について説明する。ここでもダイパッドの形状のみについて説明する。図５は第１の目的に対する第３の実施形態におけるダイパッドを示す斜視図である。図において、５１はダイパッドであり、基本部５２と４つのほぼ同じ高さのチップ支持部５３から成る。５４は切り欠き部であり、チップ支持部５３を加工可能とするためにその両側に設けられている。チップ支持部５３は、リードフレームを元材料として高さ方向に突出するように加工形成されている。このためには、まず切り欠き部５４をリードフレームから除去し、その後チップ支持部５３が用意した金型にならうようにプレス加工をすればよい。なお、半導体チップを複数箇所で支持しても、図のように基本部５２からチップ支持部５３に至る傾斜部５５の方向をダイパッド５１の中心から放射する方向とすれば、半導体装置の構成材料の熱膨張率の違いに起因して封止工程後に生じるダイパッド５１の反りが、チップ支持部５３の位置が変化可能となり緩和できる。また図５に示す構造では、チップ支持部５３自体は弾性を有するものであり、半導体チップを支持した際、チップ反り等を吸収した搭載が可能となり、信頼性の高い樹脂封止型半導体装置を得ることができる。
【００３５】
以上、第１の目的に対する第１〜第３の実施形態では、いずれもチップ支持部を対称的な４箇所としたが、対称的でなくてもよいし、２箇所以上ならいくらでもよい。ただしチップ支持バランスとその熱的影響を考慮して配置する。また、チップ支持部の形状は実施形態で示した以外にも、リードフレームを元材料として形成可能なもので種々変形可能である。要点はリードフレームを元材料として、裏面側が露出するダイパッドに設けたほぼ同じ高さの複数のチップ支持部により半導体チップを支持するということである。
【００３６】
本発明の第２の目的に対する第１の実施形態について説明する。まず、図６、図７を用いて、本実施形態の樹脂封止型半導体装置の構成について述べる。図６、図７はそれぞれ第２の目的に対する第１の実施形態における樹脂封止型半導体装置の正面断面図、底面図である。図６は図７のＣ−Ｃ１箇所の断面を示している。図において、６１は樹脂封止型半導体装置全体を表すとする。６２は中央部にあって裏面側が露出したダイパッド、６３はダイパッド６２に一体的に固定した補助部材であり、４つのチップ支持部６４を有する。６５は半導体チップ、６６は半導体チップ６５をチップ支持部６４に固着させるためのダイボンド剤である。６７はダイパッド６２を囲むように設けられた端子、６８は半導体チップ６５の電極パッド（図示せず）と端子６７とを接続するワイヤーである。６９は全体を保護する封止樹脂である。
【００３７】
以上のように本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、外部にその底面が露出したダイパッド６２と、そのダイパッド６２とは別の高さであってそのダイパッド６２に固定されて複数のチップ支持部６４を有する補助部材６３と、補助部材６３の複数の支持部６４によりダイボンド剤６６を介して支持された半導体チップ６５と、ダイパッド６２の周囲にその先端が配置された端子６７と、端子６７とダイパッド６２上に搭載した半導体チップ６５とを電気的に接続した金線などのワイヤー６８と、半導体チップ６５の外囲として、ダイパッド６２の底面と、端子の一側面および端子の底面を除く領域を封止した封止樹脂６９とよりなるものである。
【００３８】
次に図８を用いて、補助部材６３を固定したリードフレームについて説明する。図８は第２の目的に対する第１の実施形態における補助部材を固定したリードフレームの基本単位の斜視図である。図において、７０はリードフレーム全体を指すとする。７１は２箇所で曲げられておりダイパッド６２を支持するダイパッドサポート、７２は封止工程で樹脂止めの役割をするダムバー、７３は熱の影響を緩和するスリットである。
【００３９】
ダイパッド６２に一体的に固定した補助部材６３は、円形の板金をエッチングして４箇所のチップ支持部６４を形成したものである。補助部材６３の元材料は、リードフレーム７０とは別なので、形状や寸法に制約がない。ここでは、チップ支持部６４をダイパッド６２からはみ出すように設けて、半導体チップ６５の端部近くを支持している。支持高さも自由に設定でき、ここでは第１の目的に対する第１の実施形態よりも高くしている。また、補助部材６３により、樹脂封止型半導体装置６１中の封止樹脂６９の体積やその形状が大きく変化している。補助部材６３をダイパッド６２に一体的に固定する方法には、レーザ溶接、はんだ接合、接着等あるが、部材間での伝熱性がよいものが望ましい。
【００４０】
次に、第２の目的に対する第２の実施形態について説明する。なお、補助部材の形状以外は第１の実施形態と同様であるため、補助部材を固定したダイパッド部のみについて説明する。図９は第２の目的に対する第２の実施形態における補助部材を固定したダイパッド部の斜視図である。ダイパッド７４に一体的に固定した補助部材７５は、十字形の板金を曲げ加工して４箇所のチップ支持部７６を形成したものである。ここでは、チップ支持部７６をダイパッド７４から大きくはみ出すように設けて、半導体チップが大きくてもその端部を支持できるようにしている。
【００４１】
以上、第２の目的に対する第１、第２の実施形態では、いずれもチップ支持部を対称的な４箇所としたが、対称的でなくてもよいし、何箇所にしてもよい。チップ支持部を１箇所としても、元材料はリードフレームとは別なので、支持部のサイズは自由に設定できる。また、ダイパッドに固定した補助部材を１個としたが、複数個としてもよい。また、補助部材は実施形態で示した以外にも種々の材料と加工方法により形成される種々の形状に変形可能であり、チップ支持位置、チップ支持高さも種々変形可能である。要点は裏面側が露出するダイパッドに一体的に固定した補助部材により半導体チップを支持するということである。
【００４２】
本発明の第３の目的に対する第１の実施形態について説明する。まず、図１０、図１１を用いて、樹脂封止型半導体装置の構成について述べる。図１０、図１１はそれぞれ第３の目的に対する第１の実施形態における樹脂封止型半導体装置の正面断面図、底面図である。図１０は図１１のＤ−Ｄ１箇所の断面を示している。図において、８１は樹脂封止型半導体装置全体を表すとする。８２は中央部にあるダイパッドであり、基本部８３と２つのチップ支持部８４，８５から成る。８６は半導体チップ８７，８８をそれぞれチップ支持部８４，８５に固着させるためのダイボンド剤である。８９はダイパッド８２を囲むように設けられた端子、９０は半導体チップ８７，８８の電極パッド（図示せず）と端子８９とを接続するワイヤーである。９１は全体を保護する封止樹脂である。
【００４３】
以上のように本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、外部にその底面が露出した基本部８３と、その基本部８３とは別の高さであって一体で形成された複数のチップ支持部８４，８５を持つダイパッド８２と、複数のチップ支持部８４，８５によりダイボンド剤８６を介して支持された複数の半導体チップ８７，８８と、ダイパッド８２の周囲にその先端が配置された端子８９と、端子８９とダイパッド８２上に搭載した各半導体チップ８７，８８とを電気的に接続した金線などのワイヤー９０と、半導体チップ８７，８８の外囲として、ダイパッド８２の底面と、端子８９の一側面および端子の底面を除く領域を封止した封止樹脂９１とよりなるものである。
【００４４】
次に図１２を用いて、本実施形態の樹脂封止型半導体装置で用いたリードフレームについて説明する。図１２は第３の目的に対する第１の実施の形態におけるリードフレームの基本単位を示す斜視図である。９２はリードフレーム全体を指すとする。９３は２箇所で曲げられておりダイパッド８２を支持するダイパッドサポート、９４は封止工程で樹脂止めの役割をするダムバー、９５は熱の影響を緩和するスリットである。
【００４５】
ダイパッド８２に設けられたチップ支持部８４，８５は、リードフレーム９２を元材料として高さ方向に突出するように加工形成されている。半導体チップ８７，８８はともにその中央部をそれぞれチップ支持部８４，８５により支持されている。チップ支持部８４，８５の形成には、打ち抜きを途中でやめる加工をしてもよいし、形状に対応した金型を用意して形状がそれにならうようなプレス加工をしてもよい。
【００４６】
以上、第３の目的に対する第１の実施形態では、半導体チップの中央部を１箇所で支持したが、中央部でなくてもよいし、搭載する半導体チップの大きさに応じて支持が安定するように複数箇所で支持してもよい。また、チップ支持部８４，８５をダイパッド８２の辺に平行方向に設けたが、対角方向でもよいし、その他にも種々の設け方が可能である。また、チップ支持部８４，８５の形状は実施形態で示した円形以外にも、矩形，多角形等のリードフレームを元材料として形成可能なもので種々変形可能である。さらに、樹脂封止型半導体装置に搭載する半導体チップを２個としたが、チップ支持部の数をふやして３個以上としてもよい。要点はリードフレームを元材料として、裏面側が露出するダイパッドの一部に複数箇所のチップ支持部を設けて、樹脂封止型半導体装置に複数個の半導体チップを並べて搭載するということである。なお、搭載した半導体チップ間のワイヤーによる電気的接続は必要に応じて行えばよい。
【００４７】
本発明の第３の目的に対する第２の実施形態について説明する。まず、図１３、１４を用いて、半導体装置の構成について述べる。図１３、図１４はそれぞれ第３の目的に対する第２の実施形態における半導体装置の正面断面図、底面図である。図１３は図１４のＥ−Ｅ１箇所の断面を示している。図において、１０１は樹脂封止型半導体装置全体を表すとする。１０２は中央部にあって裏面側が露出したダイパッド、１０３はダイパッド１０２に一体的に固定した補助部材であり、二つのチップ支持部１０４，１０５を有する。１０６は半導体チップ１０７，１０８をそれぞれチップ支持部１０４，１０５に固着させるためのダイボンド剤である。１０９はダイパッド１０２を囲むように設けられた端子、１１０は半導体チップ１０７，１０８の電極パッド（図示せず）と端子１０９とを接続するワイヤーである。１１１は全体を保護する封止樹脂である。
【００４８】
以上のように本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、外部にその底面が露出したダイパッド１０２と、そのダイパッド１０２とは別の高さであってそのダイパッド１０２に固定されて複数のチップ支持部１０４，１０５を有する補助部材１０３と、補助部材１０３の複数のチップ支持部１０４，１０５によりダイボンド剤１０６を介して支持された半導体チップ１０７，１０８と、ダイパッド１０２の周囲にその先端が配置された端子１０９と、端子１０９とダイパッド１０２上に搭載した半導体チップ１０７，１０８とを電気的に接続した金線などのワイヤー１０８と、半導体チップ１０７，１０８の外囲として、ダイパッド１０２の底面と、端子１０９の一側面および端子の底面を除く領域を封止した封止樹脂１１１とよりなるものである。
【００４９】
次に図１５を用いて、本実施形態の樹脂封止型半導体装置で用いた補助部材を固定したリードフレームについて説明する。図１５は第３の目的に対する第２の実施形態における補助部材を固定したリードフレームの基本単位を示す斜視図である。図において、１１２はリードフレーム全体を指すとする。１１３は２箇所で曲げられておりダイパッド１０２を支持するダイパッドサポート、１１４は封止工程で樹脂止めの役割をするダムバー、１１５は熱の影響を緩和するスリットである。
【００５０】
ダイパッド１０２に一体的に固定した補助部材１０３は、長方形の板金を曲げ加工して２箇所のチップ支持部１０４，１０５を形成したものである。半導体チップ１０７，１０８はともにその中央部をそれぞれチップ支持部１０４，１０５により支持されている。補助部材１０３の元材料は、リードフレーム１１２とは別なので、形状や寸法に制約がない。ここでは、チップ支持部１０４，１０５をダイパッド１０２からはみ出すように設けて、半導体チップ１０７，１０８の中心間距離を大きくとっている。半導体チップ１０７，１０８の支持高さも自由に設定できるので、ここでは第３の目的に対する第１の実施の形態よりも高くしている。また、補助部材１０３により、半導体装置１０１中の封止樹脂１１１の体積やその形状が大きく変化している。補助部材１０３をダイパッド１０２に一体的に固定する方法には、レーザ溶接、はんだ接合、接着等あるが、部材間での伝熱性がよいものが望ましい。
【００５１】
以上、第３の目的に対する第２の実施形態では、半導体チップの中央部を１箇所で支持したが、中央部でなくてもよいし、搭載する半導体チップの大きさに応じて支持が安定するように複数箇所で支持してもよい。チップ支持部を１箇所としても、元材料はリードフレームとは別なので、支持部のサイズは自由に設定できる。また、ダイパッドに固定した補助部材を１個としたが、複数個としてもよい。また、チップ支持部をダイパッドの辺に平行方向に設けたが、対角方向でもよいし、その他にも種々の設け方が可能である。また、補助部材は実施の形態で示した以外にも種々の材料と加工方法により形成される種々の形状に変形可能であり、チップ支持位置、チップ支持高さも種々変形可能である。さらに、半導体装置に搭載する半導体チップは２個としたが、チップ支持部をふやすことで３個以上としてもよい。要点は裏面側が露出するダイパッドに補助部材を一体的に固定して、半導体装置に複数の半導体チップを並べて搭載するということである。なお、搭載した半導体チップ間のワイヤーによる電気的接続は必要に応じて行えばよい。
【００５２】
本発明の第３の目的に対する第３の実施形態について説明する。まず、図１６、図１７を用いて、樹脂封止型半導体装置の構成について述べる。図１６、図１７はそれぞれ第３の目的に対する第３の実施形態における樹脂封止型半導体装置の正面断面図、底面図である。図１６は図１７のＦ−Ｆ１箇所による断面を示している。図において、１２１は樹脂封止型半導体装置全体を表すとする。１２２は中央部にあるダイパッドであり、基本部１２３と二つのチップ支持部１２４，１２５から成る。１２６は半導体チップ１２７，１２８をそれぞれチップ支持部１２４，１２５に固着させるためのダイボンド剤である。１２９はダイパッド１２２を囲むように設けられた端子、１３０は半導体チップ１２７，１２８の電極パッド（図示せず）と端子１２９とを接続するワイヤーである。１３１は全体を保護する封止樹脂である。
【００５３】
以上のように本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、外部にその底面が露出した基本部１２３と、その基本部１２３とは別の高さであってその基本部１２３と一体で形成され、基本部１２３とは別の２種類以上の高さのチップ支持部１２４，１２５を有するダイパッド１２２と、互いに平面的な重なりがあるようにチップ支持部１２４，１２５によりダイボンド剤１２６を介して支持された半導体チップ１２７，１２８と、ダイパッド１２２の周囲にその先端が配置された端子１２９と、端子１２９とダイパッド１２２上に搭載した半導体チップ１２７，１２８とを電気的に接続した金線などのワイヤー１３０と、半導体チップ１２７，１２８の外囲として、ダイパッド１２２の底面と、端子１２９の一側面および端子の底面を除く領域を封止した封止樹脂１３１とよりなるものである。
【００５４】
次に図１８を用いて、本実施形態の樹脂封止型半導体装置で用いたリードフレームについて説明する。図１８は第３の目的に対する第３の実施形態におけるリードフレームの基本単位を示す斜視図である。図において、１３２はリードフレーム全体を指すとする。１３３は２箇所で曲げられておりダイパッド１２２を支持するダイパッドサポート、１３４は封止工程で樹脂止めの役割をするダムバー、１３５は熱の影響を緩和するスリットである。
【００５５】
ダイパッド１２２に設けられたチップ支持部１２４，１２５は、リードフレーム１３２を元材料として異なる高さに形成されている。半導体チップ１２７，１２８はともにその中央部をそれぞれチップ支持部１２４，１２５により支持されて平面的な重なりがあるように半導体装置１２１に搭載されている。この場合はチップ支持部１２４，１２５の配置に制約があるために、下側のチップサイズはあまり大きくできないし、搭載できるチップサイズの組合せも少ない。チップ支持部１２４，１２５の形成には、形状に対応した金型を用意して形状がそれにならうようなプレス加工をしてもよいし、打ち抜きを途中でやめる加工をしてもよい。ただし、打ち抜きを途中でやめる加工では形成できる高さに限界があるので、この加工のみでは二つのチップ支持部間の高さ差を半導体チップの厚さ以上にすることはできない。
【００５６】
以上、第３の目的に対する第３の実施形態では、半導体チップの中央部を１箇所で支持したが、中央部でなくてもよいし、半導体チップの大きさに応じて支持が安定するように複数箇所で支持してもよい。また、チップ支持部をダイパッドの辺に平行方向に設けたが、対角方向でもよいし、その他にも種々の設け方が可能である。また、チップ支持部の形状は実施の形態で示した以外にも、リードフレームを元材料として形成可能なもので種々変形可能である。さらに、半導体装置に搭載する半導体チップは２個としたが、チップ支持部をふやすことで３個以上としてもよい。要点はリードフレームを元材料として、裏面側が露出するダイパッドの一部に複数箇所のチップ支持部を設けて、半導体装置に複数個の半導体チップを平面的な重なりがあるように搭載するということである。なお、搭載した半導体チップ間のワイヤーによる電気的接続は、下側の半導体チップが上側の半導体チップに対して平面的に完全に隠れない限りは可能であり、必要に応じて行えばよい。
【００５７】
本発明の第３の目的に対する第４の実施形態について説明する。まず、図１９、図２０を用いて、樹脂封止型半導体装置の構成について述べる。図１９、図２０はそれぞれ第３の目的に対する第４の実施形態における半導体装置の正面断面図、底面図である。図１９は図２０のＧ−Ｇ１箇所の断面を示している。図において、１４１は樹脂封止型半導体装置全体を表すとする。１４２は中央部にあって裏面側が露出したダイパッド、１４３はダイパッド１４２に一体的に固定した補助部材であり、二つのチップ支持部１４４，１４５を有する。１４６は半導体チップ１４７，１４８をそれぞれチップ支持部１４４，１４５に固着させるためのダイボンド剤である。１４９はダイパッド１４２を囲むように設けられた端子、１５０は半導体チップ１４７，１４８の電極パッド（図示せず）と端子１４９とを接続するワイヤーである。１５１は全体を保護する封止樹脂である。
【００５８】
以上のように本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、外部にその底面が露出したダイパッド１４２と、そのダイパッド１４２とは別の高さであってそのダイパッド１４２に固定されて複数の段違いのチップ支持部１４４，１４５を有する補助部材１４３と、平面的な重なりがあるように補助部材１４３の複数のチップ支持部１４４，１４５によりダイボンド剤１４６を介して支持された半導体チップ１４７，１４８と、ダイパッド１４２の周囲にその先端が配置された端子１４９と、端子１４９とダイパッド１４２上に搭載した半導体チップ１４７，１４８とを電気的に接続した金線などのワイヤー１５０と、半導体チップ１４７，１４８の外囲として、ダイパッド１４２の底面と、端子１４９の一側面および端子の底面を除く領域を封止した封止樹脂１５１とよりなるものである。
【００５９】
次に図２１を用いて、本実施形態の補助部材を固定したリードフレームについて説明する。図２１は第３の目的に対する第４の実施形態における補助部材を固定したリードフレームの基本単位を示す斜視図である。図において、１５２はリードフレーム全体を指すとする。１５３は２箇所で曲げられておりダイパッド１４２を支持するダイパッドサポート、１５４は封止工程で樹脂止めの役割をするダムバー、１５５は熱の影響を緩和するスリットである。
【００６０】
ダイパッド１４２に一体的に固定した補助部材１４３は、長方形の板金を曲げ加工して２箇所のチップ支持部１４４，１４５を形成したものである。半導体チップ１４７，１４８はともにその中央部をそれぞれチップ支持部１４４，１４５により支持されている。補助部材１４３の元材料は、リードフレーム１５２とは別なので、形状や寸法に制約がない。ここでは、チップ支持部１４５をダイパッドからはみ出すように設けて、半導体チップ１４７，１４８が平面的な重なりがあるように半導体装置１４１に搭載している。この場合はチップ支持部１４４，１４５の配置に制約がないために、下側のチップサイズを大きくできるし、搭載できるチップサイズの組合せも多い。半導体チップ１４７，１４８の支持高さも自由に設定できるので、ここでは第３の目的に対する第３の実施形態よりも高くしている。補助部材１４３をダイパッド１４２に一体的に固定する方法には、レーザ溶接、はんだ接合、接着等あるが、部材間での伝熱性がよいものが望ましい。
【００６１】
以上、第３の目的に対する第４の実施形態では、半導体チップの中央部を１箇所で支持したが、中央部でなくてもよいし、半導体チップの大きさに応じて支持が安定するように複数箇所で支持してもよい。チップ支持部を１箇所としても、元材料はリードフレームとは別なので、支持部のサイズは自由に設定できる。また、チップ支持部をダイパッドの辺に平行方向に設けたが、対角方向でもよいし、その他にも種々の設け方が可能である。また、ダイパッドに固定した補助部材を１個としたが、複数個としてもよい。また、補助部材は実施の形態で示した以外にも種々の材料と加工方法により形成される種々の形状に変形可能であり、チップ支持位置、チップ支持高さも種々変形可能である。さらに、半導体装置に搭載する半導体チップは２個としたが、チップ支持部をふやすことで３個以上としてもよい。要点は裏面側が露出するダイパッドに補助部材を一体的に固定して、半導体装置に複数の半導体チップを平面的な重なりがあるように搭載するということである。なお、搭載した半導体チップ間のワイヤーによる電気的接続は、下側の半導体チップが上側の半導体チップに対して平面的に完全に隠れない限りは可能であり、必要に応じて行えばよい。
【００６２】
なお、説明はＱＦＮタイプのものについて行ったが、この発明はリードフレームを使用する樹脂封止型半導体装置のすべてのタイプに適用可能である。
【００６３】
【発明の効果】
このように本発明の第１の目的を達成する樹脂封止型半導体装置によれば、外部に露出する基本部とその基本部とは別のほぼ同じ高さの複数の支持部を持つダイパッドと、複数の支持部により支持される半導体チップとを有することにより、半導体チップをその面積に応じて支持ができるので、半導体チップの搭載姿勢が安定し、製造工程での不都合が発生する可能性がなくなる。また、支持点が増えることで半導体チップに求められる剛性は小さくなるので、半導体チップを薄くしてもよく、半導体装置の薄型化が図れることになる。このとき、半導体チップの支持点を半導体チップの端部に近付けることができて安定した支持が可能で、しかも構造の特徴であるダイパッドの露出部から半導体チップに至る封止樹脂との境界経路が長く信頼性が高いという特徴は維持される。
【００６４】
また本発明の第２の目的を達成する樹脂封止型半導体装置によれば、外部に露出するダイパッドと、前記ダイパッドに固定されて支持部をもつ補助部材と、前記支持部に支持される半導体チップとを有することにより、半導体チップをその面積に応じて支持できるのは勿論のこと、半導体チップの支持位置と支持高さを自由にとれるので、バランスのよい構造が実現できて温湿度変化に対する形状維持性、つまりは信頼性の向上が図れることになる。このとき、半導体チップの支持点を半導体チップの端部として最も安定した支持ができるし、同じサイズの半導体装置に対して端部を支持しながら搭載できる半導体チップのサイズ範囲が広い。
【００６５】
また本発明の第３の目的を達成する第１の樹脂封止型半導体装置によれば、外部に露出する基本部と前記基本部とは別の高さの複数の支持部を持つダイパッドと、相互には平面的な重なりがないように前記複数の支持部により支持される複数の半導体チップとを有することにより、半導体装置に複数の半導体チップを並べて搭載できるので、複数機能をワンパッケージ化してプリント配線板への実装面積と重量の削減が図れることになる。つまり、複数の半導体チップをそれぞれ別の半導体装置に搭載するのに比べて省スペース化が実現できる。
【００６６】
また本発明の第３の目的を達成する第２の樹脂封止型半導体装置によれば、外部に露出するダイパッドと、前記ダイパッドに固定されて合計では２個以上の支持部を有する１個以上の補助部材と、相互には平面的な重なりがないように前記支持部に支持される複数の半導体チップとを有することにより、半導体チップの支持位置と支持高さを自由にとって半導体装置に複数の半導体チップを並べて搭載できるので、バランスのよい構造にて複数機能のワンパッケージ化が実現できて、実装面積と重量の削減が図れることになる。このとき、半導体チップの支持部の配置に制約がなく、同じサイズの半導体装置に並べて搭載できる半導体チップサイズの組合せが多く効果が大きい。
【００６７】
また本発明の第３の目的を達成する第３の樹脂封止型半導体装置によれば、外部に露出する基本部と前記基本部とは別の２種類以上の高さの支持部を持つダイパッドと、平面的な重なりがあるように前記複数の支持部により支持される複数の半導体チップとを有することにより、半導体装置に複数の半導体チップが平面的な重なりがあるように搭載できるので、複数機能を高密度にワンパッケージ化して実装面積と重量の削減が図れることになる。つまり、複数の半導体チップを並べて搭載するのに比べて省スペース化が実現できる。
【００６８】
さらに本発明の第３の目的を達成する第４の樹脂封止型半導体装置によれば、外部に露出するダイパッドと、前記ダイパッドに固定されて合計では２種類以上の高さの支持部を有する１個以上の補助部材と、平面的な重なりがあるように前記支持部により支持される複数の半導体チップとを有することにより、半導体チップの支持位置と支持高さを自由にとって半導体装置に複数の半導体チップを平面的な重なりがあるように搭載できるので、バランスのよい構造にて複数機能の高密度なワンパッケージ化が実現できて、実装面積と重量の削減も図れることになる。このとき、半導体チップの支持部の配置に制約がなく、同じサイズの半導体装置に平面的な重なりがあるように搭載できる半導体チップサイズの組合せが多く効果が大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の目的に対する第１の実施形態における樹脂封止型半導体装置を示す断面図
【図２】本発明の第１の目的に対する第１の実施形態における樹脂封止型半導体装置を示す底面図
【図３】本発明の第１の目的に対する第１の実施形態におけるリードフレームを示す斜視図
【図４】本発明の第１の目的に対する第２の実施形態におけるリードフレームのダイパッドを示す斜視図
【図５】本発明の第１の目的に対する第３の実施形態におけるリードフレームのダイパッドを示す斜視図
【図６】本発明の第２の目的に対する第１の実施形態における樹脂封止型半導体装置を示す断面図
【図７】本発明の第２の目的に対する第１の実施形態における樹脂封止型半導体装置を示す底面図
【図８】本発明の第２の目的に対する第１の実施形態における補助部材を固定したリードフレームを示す斜視図
【図９】本発明の第２の目的に対する第２の実施形態における補助部材を固定したリードフレームのダイパッドを示す斜視図
【図１０】本発明の第３の目的に対する第１の実施形態における樹脂封止型半導体装置を示す断面図
【図１１】本発明の第３の目的に対する第１の実施形態における樹脂封止型半導体装置を示す底面図
【図１２】本発明の第３の目的に対する第１の実施形態におけるリードフレームを示す斜視図
【図１３】本発明の第３の目的に対する第２の実施形態における樹脂封止型半導体装置を示す断面図
【図１４】本発明の第３の目的に対する第２の実施形態における樹脂封止型半導体装置を示す底面図
【図１５】本発明の第３の目的に対する第２の実施形態における補助部材を固定したリードフレームを示す斜視図
【図１６】本発明の第３の目的に対する第３の実施形態における樹脂封止型半導体装置を示す断面図
【図１７】本発明の第３の目的に対する第３の実施形態における樹脂封止型半導体装置を示す底面図
【図１８】本発明の第３の目的に対する第３の実施形態におけるリードフレームを示す斜視図
【図１９】本発明の第３の目的に対する第４の実施形態における樹脂封止型半導体装置を示す断面図
【図２０】本発明の第３の目的に対する第４の実施形態における樹脂封止型半導体装置を示す底面図
【図２１】本発明の第３の目的に対する第４の実施形態における補助部材を固定したリードフレームを示す斜視図
【図２２】従来の樹脂封止型半導体装置を示す断面図
【図２３】従来の樹脂封止型半導体装置を示す底面図
【図２４】従来の樹脂封止型半導体装置のリードフレームを示す斜視図
【符号の説明】
１１，３１，６１，８１，１０１，１２１，１４１  樹脂封止型半導体装置
１２，３２，４６，５１，６２，７４，８２，１０２，１２２，１４２  ダイパッド
１３，３３，４７，８３，１２３  基本部
１４，３４，４８，５３，６４，７６，８４，８５，１０４，１０５，１２４，１２５，１４４，１４５  チップ支持部
１５，３５，６５，８７，８８，１０７，１０８，１２７，１２８，１４７，１４８  半導体チップ
１６，３６，６６，８６，１０６，１２６，１４６  ダイボンド剤
１７，３７，６７，８９，１０９，１２９，１４９  端子
１８，３８，６８，９０，１１０，１３０，１５０  ワイヤー
１９，３９，６９，９１，１１１，１３１，１５１  封止樹脂
【図１】
0003565114.tif 000002
【図２】
0003565114.tif 000003
【図３】
0003565114.tif 000004
【図４】
0003565114.tif 000005
【図５】
0003565114.tif 000006
【図６】
0003565114.tif 000007
【図７】
0003565114.tif 000008
【図８】
0003565114.tif 000009
【図９】
0003565114.tif 000010
【図１０】
0003565114.tif 000011
【図１１】
0003565114.tif 000012
【図１２】
0003565114.tif 000013
【図１３】
0003565114.tif 000014
【図１４】
0003565114.tif 000015
【図１５】
0003565114.tif 000016
【図１６】
0003565114.tif 000017
【図１７】
0003565114.tif 000018
【図１８】
0003565114.tif 000019
【図１９】
0003565114.tif 000020
【図２０】
0003565114.tif 000021
【図２１】
0003565114.tif 000022
【図２２】
0003565114.tif 000023
【図２３】
0003565114.tif 000024
【図２４】
0003565114.tif 000025