(57)【要約】【課題】半導体装置の各構成材料の熱膨張係数の相違により発生する熱応力を緩和し、半導体装置の各構成材料間においてデラミネーションが発生することを抑制することが可能な、リードフレームおよび半導体装置を提供する。【解決手段】リードフレーム１０は、半導体素子２１が搭載されるダイパッド１１と、ダイパッド１１の周囲に設けられたグランドリング４１とを備えている。ダイパッド１１の表面側周縁部１１ｃは、ダイパッド１１の裏面側周縁部１１ｄよりもグランドリング４１側に位置している。垂直断面において、ダイパッド１１の側面は、表面側に位置する表面側テーパー部１１ｅと、裏面側に位置する裏面側テーパー部１１ｆと、表面側テーパー部１１ｅと裏面側テーパー部１１ｆとの間に位置する延伸部１１ｇとを含んでいる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードフレームであって、
半導体素子が搭載されるダイパッドと、
前記ダイパッドの周囲に設けられたグランドリングとを備え、
前記ダイパッドの表面側周縁部は、前記ダイパッドの裏面側周縁部よりも前記グランドリング側に位置しており、
垂直断面において、前記ダイパッドの側面は、表面側に位置する表面側テーパー部と、裏面側に位置する裏面側テーパー部と、前記表面側テーパー部と前記裏面側テーパー部との間に位置する延伸部とを含むことを特徴とするリードフレーム。
【請求項２】
前記グランドリングは、裏面側から薄肉化されていることを特徴とする請求項１記載のリードフレーム。
【請求項３】
前記グランドリングの長手方向に垂直な断面において、前記グランドリングの両側面は、それぞれテーパー状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のリードフレーム。
【請求項４】
垂直断面において、前記延伸部と前記表面側テーパー部とがなす角度と、前記延伸部と前記裏面側テーパー部とがなす角度とは、互いに略同一であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載のリードフレーム。
【請求項５】
前記ダイパッドの厚みをＴ１とし、断面視における前記延伸部の長さをＬ１としたとき、Ｔ１／２＞Ｌ１となることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載のリードフレーム。
【請求項６】
半導体装置であって、
ダイパッドと、
前記ダイパッドの周囲に設けられたグランドリングと、
前記ダイパッド上に搭載された半導体素子と、
前記半導体素子と少なくとも前記グランドリングとを電気的に接続する接続部材と、
前記ダイパッドと、前記グランドリングと、前記半導体素子と、前記接続部材とを封止する封止樹脂とを備え、
前記ダイパッドの表面側周縁部は、前記ダイパッドの裏面側周縁部よりも前記グランドリング側に位置しており、
垂直断面において、前記ダイパッドの側面は、表面側に位置する表面側テーパー部と、裏面側に位置する裏面側テーパー部と、前記表面側テーパー部と前記裏面側テーパー部との間に位置する延伸部とを含むことを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
前記グランドリングは、裏面側から薄肉化されていることを特徴とする請求項６記載の半導体装置。
【請求項８】
前記グランドリングの長手方向に垂直な断面において、前記グランドリングの両側面は、それぞれテーパー状に形成されていることを特徴とする請求項６又は７記載の半導体装置。
【請求項９】
垂直断面において、前記延伸部と前記表面側テーパー部とがなす角度と、前記延伸部と前記裏面側テーパー部とがなす角度とは、互いに略同一であることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記ダイパッドの厚みをＴ１とし、断面視における前記延伸部の長さをＬ１としたとき、Ｔ１／２＞Ｌ１となることを特徴とする請求項６乃至９のいずれか一項記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リードフレームおよび半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、基板に実装される半導体装置の小型化および薄型化が要求されてきている。このような要求に対応すべく、従来、リードフレームを用い、その搭載面に搭載した半導体素子を封止樹脂によって封止するとともに、裏面側にリード部の一部分を露出させて構成された、いわゆるＱＦＮ（Quad Flat Non-lead）タイプの半導体装置が種々提案されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
また、従来、アイランドの周縁近傍に薄肉部を形成し、この薄肉部に、厚み方向に貫通するスリットを形成した半導体装置が知られている（例えば特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１９７６７号公報
【特許文献２】特開２００２−１３４６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一般に半導体装置においては、リードフレーム、封止樹脂および半導体素子は、互いに異なる材料によって作製されている。このため、リードフレーム、封止樹脂および半導体素子の熱膨張係数が互いに異なっている。このように、熱膨張係数がそれぞれ異なると、リード部と半導体素子とを電気的に接続するボンディングワイヤを半導体素子およびリード部に取り付ける際、または半導体素子等を封止樹脂によって封止する際に、各構成材料の熱膨張係数の相違により、熱応力が発生する。これにより、各構成材料間において、デラミネーション（層間剥離）が発生するという問題が発生している。これに対して、封止樹脂の熱膨張係数および曲げ剛性を調整する等、様々な工夫がなされているが、デラミネーションを完全に抑制することは難しい。
【０００６】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、半導体装置の各構成材料の熱膨張係数の相違により発生する熱応力を緩和し、半導体装置の各構成材料間においてデラミネーションが発生することを抑制することが可能な、リードフレームおよび半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、リードフレームであって、半導体素子が搭載されるダイパッドと、前記ダイパッドの周囲に設けられたグランドリングとを備え、前記ダイパッドの表面側周縁部は、前記ダイパッドの裏面側周縁部よりも前記グランドリング側に位置しており、垂直断面において、前記ダイパッドの側面は、表面側に位置する表面側テーパー部と、裏面側に位置する裏面側テーパー部と、前記表面側テーパー部と前記裏面側テーパー部との間に位置する延伸部とを含むことを特徴とするリードフレームである。
【０００８】
本発明は、前記グランドリングは、裏面側から薄肉化されていることを特徴とするリードフレームである。
【０００９】
本発明は、前記グランドリングの長手方向に垂直な断面において、前記グランドリングの両側面は、それぞれテーパー状に形成されていることを特徴とするリードフレームである。
【００１０】
本発明は、垂直断面において、前記延伸部と前記表面側テーパー部とがなす角度と、前記延伸部と前記裏面側テーパー部とがなす角度とは、互いに略同一であることを特徴とするリードフレームである。
【００１１】
本発明は、前記ダイパッドの厚みをＴ１とし、断面視における前記延伸部の長さをＬ１としたとき、Ｔ１／２＞Ｌ１となることを特徴とするリードフレームである。
【００１２】
本発明は、半導体装置であって、ダイパッドと、前記ダイパッドの周囲に設けられたグランドリングと、前記ダイパッド上に搭載された半導体素子と、前記半導体素子と少なくとも前記グランドリングとを電気的に接続する接続部材と、前記ダイパッドと、前記グランドリングと、前記半導体素子と、前記接続部材とを封止する封止樹脂とを備え、前記ダイパッドの表面側周縁部は、前記ダイパッドの裏面側周縁部よりも前記グランドリング側に位置しており、垂直断面において、前記ダイパッドの側面は、表面側に位置する表面側テーパー部と、裏面側に位置する裏面側テーパー部と、前記表面側テーパー部と前記裏面側テーパー部との間に位置する延伸部とを含むことを特徴とする半導体装置である。
【００１３】
本発明は、前記グランドリングは、裏面側から薄肉化されていることを特徴とする半導体装置である。
【００１４】
本発明は、前記グランドリングの長手方向に垂直な断面において、前記グランドリングの両側面は、それぞれテーパー状に形成されていることを特徴とする半導体装置である。
【００１５】
本発明は、垂直断面において、前記延伸部と前記表面側テーパー部とがなす角度と、前記延伸部と前記裏面側テーパー部とがなす角度とは、互いに略同一であることを特徴とする半導体装置である。
【００１６】
本発明は、前記ダイパッドの厚みをＴ１とし、断面視における前記延伸部の長さをＬ１としたとき、Ｔ１／２＞Ｌ１となることを特徴とする半導体装置である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、半導体装置の各構成材料の熱膨張係数の相違により発生する熱応力を緩和し、半導体装置の各構成材料間においてデラミネーションが発生することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態によるリードフレームを示す平面図。
【図２】図２は、本発明の一実施の形態によるリードフレームを示す底面図。
【図３】図３は、本発明の一実施の形態によるリードフレームを示す断面図（図１のIII−III線断面図）。
【図４】図４は、本発明の一実施の形態によるリードフレームを示す拡大断面図（図３の部分拡大図）。
【図５】図５は、本発明の一実施の形態による半導体装置を示す平面図。
【図６】図６は、本発明の一実施の形態による半導体装置を示す断面図（図５のVI−VI線断面図）。
【図７】図７は、本発明の一実施の形態による半導体装置を示す拡大断面図（図６の部分拡大図）。
【図８】図８（ａ）−（ｅ）は、本発明の一実施の形態によるリードフレームの製造方法を示す断面図。
【図９】図９（ａ）−（ｅ）は、本発明の一実施の形態による半導体装置の製造方法を示す断面図。
【図１０】図１０は、実施例において、熱応力の分布を示す図。
【図１１】図１１は、半導体装置の比較例を示す断面図。
【図１２】図１２は、比較例において、熱応力の分布を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施の形態について、図１乃至図９を参照して説明する。なお、以下の各図において、同一部分には同一の符号を付しており、一部詳細な説明を省略する場合がある。
【００２０】
リードフレームの構成
まず、図１乃至図４により、本実施の形態によるリードフレームの概略について説明する。図１乃至図４は、本実施の形態によるリードフレームを示す図である。
【００２１】
図１および図２に示すように、リードフレーム１０は、１つ又は複数の単位リードフレーム１０ａを含んでいる。各単位リードフレーム１０ａは、半導体素子２１（後述）を搭載するダイパッド１１と、ダイパッド１１の周囲に設けられたグランドリング４１とを備えている。また、各単位リードフレーム１０ａは、ダイパッド１１の周囲に設けられ、半導体素子２１と外部回路（図示せず）とを接続する複数の細長い第１リード部１２Ａおよび第２リード部１２Ｂを備えている。なお、単位リードフレーム１０ａは、それぞれ半導体装置２０（後述）に対応する領域であり、図１および図２において仮想線の内側に位置する領域である。また、図１および図２の仮想線は半導体装置２０の外周縁に対応している。
【００２２】
複数の単位リードフレーム１０ａは、支持リード（支持部材）１３を介して互いに連結されている。この支持リード１３は、ダイパッド１１と第１リード部１２Ａおよび第２リード部１２Ｂとを支持するものであり、Ｘ方向およびＹ方向に沿ってそれぞれ延びている。支持リード１３は、ハーフエッチングされておらず、加工前の金属基板（後述する金属基板３１）と同一の厚みを有している。なお、ハーフエッチングとは、被エッチング材料をその厚み方向に途中までエッチングすることをいう。ここで、Ｘ方向、Ｙ方向とは、リードフレーム１０の面内において、ダイパッド１１の各辺に平行な二方向であり、Ｘ方向とＹ方向とは互いに直交している。また、Ｚ方向は、Ｘ方向及びＹ方向の両方に対して垂直な方向である。
【００２３】
ダイパッド１１は、平面略正方形形状を有しており、その表面には、後述する半導体素子２１が搭載される。ダイパッド１１の平面形状は、正方形に限らず、長方形等の多角形としても良い。また、ダイパッド１１の四隅には、ダイパッド１１のコーナー部から単位リードフレーム１０ａのコーナー部に向けて略直線状に延びる吊りリード１４が連結されており、ダイパッド１１は、この４本の吊りリード１４を介して支持リード１３に連結支持されている。なお、本明細書中、「表面」とは、半導体素子２１が搭載される側の面をいい、「裏面」とは、「表面」の反対側の面であって外部の図示しない実装基板に接続される側の面をいう。
【００２４】
図１乃至図４に示すように、ダイパッド１１は、中央に位置するダイパッド厚肉部１１ａと、ダイパッド厚肉部１１ａの周縁全周にわたって形成されたダイパッド薄肉部１１ｂとを有している。図３に示すように、ダイパッド１１の表面側の周縁に、表面側周縁部１１ｃが形成されており、ダイパッド１１の裏面側の周縁に、裏面側周縁部１１ｄが形成されている。この場合、ダイパッド１１の表面側周縁部１１ｃは、ダイパッド１１の裏面側周縁部１１ｄよりもグランドリング４１側に位置している。ダイパッド厚肉部１１ａは、ハーフエッチングされておらず、加工前の金属基板（後述する金属基板３１）と同一の厚みを有している。具体的には、ダイパッド厚肉部１１ａの厚み（ダイパッド１１の厚み）Ｔ１（図４参照）は、半導体装置２０の構成にもよるが、８０μｍ以上２００μｍ以下とすることができる。一方、ダイパッド薄肉部１１ｂは、ハーフエッチングにより裏面側から薄肉に形成されている。ハーフエッチング後の被エッチング材料の厚み（ダイパッド薄肉部１１ｂの厚み）Ｔ２は、ハーフエッチング前の被エッチング材料の厚みの例えば３０％以上７０％以下、好ましくは４０％以上６０％以下となる。このようにダイパッド薄肉部１１ｂを設けたことにより、後述するように半導体装置２０の構成材料の熱膨張係数の相違により発生する熱応力を緩和するとともに、ダイパッド１１が封止樹脂２３（後述）から離脱しにくくすることができる。
【００２５】
また、表面側周縁部１１ｃは、ダイパッド薄肉部１１ｂの外縁に形成されており、その平面形状は略矩形状である。また、裏面側周縁部１１ｄは、ダイパッド厚肉部１１ａの外縁に形成されており、その平面形状は、表面側周縁部１１ｃよりも小さい略矩形状である。
【００２６】
図４に示すように、垂直断面において、ダイパッド１１の側面は、表面側に位置する表面側テーパー部１１ｅと、裏面側に位置する裏面側テーパー部１１ｆと、表面側テーパー部１１ｅと裏面側テーパー部１１ｆとの間に位置する延伸部１１ｇとを含んでいる。表面側テーパー部１１ｅおよび裏面側テーパー部１１ｆは、垂直断面において直線状に形成され、裏面側から表面側に向かうにつれてグランドリング４１側に傾斜している。延伸部１１ｇは、裏面側テーパー部１１ｆ側から表面側テーパー部１１ｅ側に向けて水平方向に延びている。この場合、延伸部１１ｇは、垂直断面において、直線状に形成されており、ダイパッド１１の表面および裏面に対して略平行に形成されている。この延伸部１１ｇは、裏面側からハーフエッチングされることにより形成されたものである。延伸部１１ｇと表面側テーパー部１１ｅとがなす角度α１と、延伸部１１ｇと裏面側テーパー部１１ｆとがなす角度α２とは、互いに略同一であり、具体的には、４４°以上７８°以下とすることができる。なお、本明細書中、「垂直断面」とは、リードフレーム１０の表面および裏面に対し、垂直な面（図３および図４に示す断面）をいう。
【００２７】
また、断面視における延伸部１１ｇの長さをＬ１としたとき、Ｌ１は２１μｍ以上１１４μｍ以下となることが好ましい。また、ダイパッド１１の厚みＴ１に対して、Ｔ１／２＞Ｌ１という関係が成り立つことが好ましい。これにより、上述したようにダイパッド１１が封止樹脂２３（後述）から離脱しにくくすることができるとともに、ダイパッド１１の剛性が低下することを抑制できる。また、ダイパッド１１の表面側周縁部１１ｃから裏面側周縁部１１ｄまでのＸ方向における距離Ｌ２は、半導体装置２０の構成にもよるが、１００μｍ以上２５０μｍ以下とすることができる。
【００２８】
グランドリング４１は、後述するようにボンディングワイヤ２２を介して半導体素子２１に接続されるものであり、図１および図２に示すように、複数の連結片４２を介してダイパッド１１に連結されている。また、複数の連結片４２の間には、それぞれ空間４３が形成されており、グランドリング４１は、ダイパッド１１との間に複数の空間４３を介して配置されている。グランドリング４１の表面にはボンディング領域４４が形成されている。このボンディング領域４４は、後述するようにボンディングワイヤ２２を介して半導体素子２１に電気的に接続される領域であり、グランド（ＧＮＤ）端子としての役割を果たしている。このため、ボンディング領域４４上には、ボンディングワイヤ２２との密着性を向上させるめっき部が設けられていても良い。また、図４に示すように、断面視において、グランドリング４１の表面におけるダイパッド１１側の周縁部から、ダイパッド１１の表面側周縁部１１ｃまでの距離Ｌ３は、半導体装置２０の構成にもよるが、１００μｍ以上２５０μｍ以下とすることができる。
【００２９】
図３および図４に示すように、グランドリング４１は、ハーフエッチングにより裏面側から薄肉に形成されている。グランドリング４１の厚みＴ３は、ハーフエッチング前の被エッチング材料の厚みの例えば３０％以上７０％以下、好ましくは４０％以上６０％以下となる。このように裏面側から薄肉化されたグランドリング４１を設けたことにより、グランドリング４１が封止樹脂２３（後述）から離脱しにくくすることができる。
【００３０】
また、グランドリング４１の表面は、ダイパッド１１の表面と同一平面上に設けられている。断面視におけるグランドリング４１の表面の幅（グランドリング４１の長手方向に垂直な方向の距離）Ｌ４は、半導体装置２０の構成にもよるが、１００μｍ以上３５０μｍ以下とすることができる。
【００３１】
また、垂直断面において、グランドリング４１の幅方向両側面は、それぞれテーパー状に形成されている。すなわち、グランドリング４１の支持リード１３側に位置する側面には第１テーパー部４１ａが形成され、グランドリング４１のダイパッド１１側に位置する側面には第２テーパー部４１ｂが形成されている。第１テーパー部４１ａは、垂直断面において直線状に形成され、裏面側から表面側に向かうにつれて支持リード１３側に傾斜している。第２テーパー部４１ｂは、垂直断面において直線状に形成され、裏面側から表面側に向かうにつれてダイパッド１１側に傾斜している。グランドリング４１の裏面と第１テーパー部４１ａとがなす角度α３と、グランドリング４１の裏面と第２テーパー部４１ｂとがなす角度α４とは、互いに略同一であり、具体的には、４４°以上７８°以下とすることができる。
【００３２】
次に、図１乃至図３を参照して、第１リード部１２Ａ及び第２リード部１２Ｂの構成について説明する。
【００３３】
図１および図２に示すように、各第１リード部１２Ａおよび各第２リード部１２Ｂは、後述するようにボンディングワイヤ２２を介して半導体素子２１に接続されるものであり、グランドリング４１との間に空間を介して配置されている。各第１リード部１２Ａおよび各第２リード部１２Ｂは、それぞれ支持リード１３から延び出している。
【００３４】
各第１リード部１２Ａと各第２リード部１２Ｂとは、ダイパッド１１およびグランドリング４１の周囲に沿って交互に配置されている。隣接する第１リード部１２Ａ及び第２リード部１２Ｂ同士は、半導体装置２０（後述）の製造後に互いに電気的に絶縁される形状となっている。また、第１リード部１２Ａ及び第２リード部１２Ｂは、半導体装置２０の製造後にダイパッド１１およびグランドリング４１と電気的に絶縁される形状となっている。この第１リード部１２Ａ及び第２リード部１２Ｂの裏面には、それぞれ外部の実装基板（図示せず）に電気的に接続される外部端子１７Ａ、１７Ｂが形成されている。各外部端子１７Ａ、１７Ｂは、半導体装置２０（後述）の製造後に、それぞれ半導体装置２０から外方に露出するようになっている。
【００３５】
この場合、複数の第１リード部１２Ａ及び第２リード部１２Ｂの外部端子１７Ａ、１７Ｂは、平面視で複数の列（２列）に沿って配置されている。具体的には、外部端子１７Ａ、１７Ｂは、隣り合う第１リード部１２Ａ及び第２リード部１２Ｂ間で内側および外側に位置するよう、平面視で交互に千鳥状に配置されている。各外部端子１７Ａはそれぞれ内側（ダイパッド１１側）に位置しており、各外部端子１７Ｂはそれぞれ外側（支持リード１３側）に位置している。複数の外部端子１７Ａ及び複数の外部端子１７Ｂは、それぞれ異なる直線上に配置され、複数の外部端子１７Ａが配置される直線と、複数の外部端子１７Ｂが配置される直線とは互いに平行である。またダイパッド１１およびグランドリング４１の周囲において、内側の外部端子１７Ａを有する第１リード部１２Ａと、外側の外部端子１７Ｂを有する第２リード部１２Ｂとが、全周にわたり交互に配置されている。これにより、第１リード部１２Ａ及び第２リード部１２Ｂの外部端子１７Ａ、１７Ｂが、隣接する第１リード部１２Ａ及び第２リード部１２Ｂに短絡する不具合が防止される。
【００３６】
次に、第１リード部１２Ａ及び第２リード部１２Ｂの構成について更に説明する。
【００３７】
図１乃至図３に示すように、内側の外部端子１７Ａを有する第１リード部１２Ａは、インナーリード５１と、接続リード５２と、端子部５３とを有している。このうちインナーリード５１は、端子部５３から内側（ダイパッド１１側）に延びており、その先端部にはボンディング領域１５が形成されている。このボンディング領域１５は、後述するようにボンディングワイヤ２２を介して半導体素子２１に電気的に接続される領域であり、内部端子としての役割を果たしている。このため、ボンディング領域１５上には、ボンディングワイヤ２２との密着性を向上させるめっき部が設けられていても良い。なお、各インナーリード５１は、平面視で、支持リード１３に対して直角に延びる部分と支持リード１３に対して傾斜して延びる部分とを有している。
【００３８】
接続リード５２は、端子部５３から外側（支持リード１３側）に延びており、その基端部は支持リード１３に連結されている。接続リード５２は、当該接続リード５２が連結される支持リード１３に対して垂直に延びている。なお、端子部５３の裏面には、外部端子１７Ａが形成されている。
【００３９】
第１リード部１２Ａのインナーリード５１および接続リード５２は、それぞれ裏面側からハーフエッチングにより薄肉化されている。このうち、垂直断面において、インナーリード５１の先端部の側面は、テーパー状に形成されている。他方、端子部５３は、ハーフエッチングされることなく、ダイパッド１１のダイパッド厚肉部１１ａおよび支持リード１３と同一の厚みを有している。このように、インナーリード５１および接続リード５２の厚みが端子部５３の厚みよりも薄いことにより、幅の狭い第１リード部１２Ａを精度良く形成することができ、小型でピン数の多い半導体装置２０を得ることができる。
【００４０】
一方、外側の外部端子１７Ｂを有する第２リード部１２Ｂは、インナーリード６１と、端子部６３とを有している。このうちインナーリード６１は、端子部６３から内側（ダイパッド１１側）に延びており、その先端部にはボンディング領域１５が形成されている。このボンディング領域１５は、ボンディングワイヤ２２を介して半導体素子２１に電気的に接続される領域であり、内部端子としての役割を果たしている。このため、ボンディング領域１５上には、ボンディングワイヤ２２との密着性を向上させるめっき部が設けられていても良い。各インナーリード６１は、平面視で、支持リード１３に対して直角に延びる部分と支持リード１３に対して傾斜して延びる部分とを有している。
【００４１】
端子部６３は、その基端側において支持リード１３に連結されており、支持リード１３に対して垂直に延びている。
【００４２】
第２リード部１２Ｂのインナーリード６１は、裏面側からハーフエッチングにより薄肉に形成されている。また、垂直断面において、インナーリード６１の先端部の側面は、テーパー状に形成されている。また、端子部６３は、ハーフエッチングされることなく、ダイパッド１１のダイパッド厚肉部１１ａおよび支持リード１３と同一の厚みを有している。このように、インナーリード６１の厚さが端子部６３の厚さよりも薄いことにより、幅の狭い第２リード部１２Ｂを精度良く形成することができ、小型でピン数の多い半導体装置２０を得ることができる。
【００４３】
以上説明したリードフレーム１０は、全体として銅、銅合金、４２合金（Ｎｉ４２％のＦｅ合金）等の金属から構成されている。また、リードフレーム１０の厚みは、製造する半導体装置２０の構成にもよるが、８０μｍ以上２００μｍ以下とすることができる。
【００４４】
なお、本実施の形態において、表面側テーパー部１１ｅ、裏面側テーパー部１１ｆ、延伸部１１ｇ、第１テーパー部４１ａおよび第２テーパー部４１ｂは、垂直断面において直線状に形成されているが、これに限られるものではなく、例えば湾曲していても良い。
【００４５】
また、本実施の形態において、第１リード部１２Ａ及び第２リード部１２Ｂは、ダイパッド１１の４辺全てに沿って配置されているが、これに限られるものではなく、例えばダイパッド１１の対向する２辺のみに沿って配置されていても良い。
【００４６】
また、本実施の形態では、第１リード部１２Ａの外部端子１７Ａと第２リード部１２Ｂの外部端子１７Ｂとが千鳥状に２列に配置されている場合を例にとって説明したが、これに限らず、外部端子が１列に配置されていても良く、３列以上に配置されていても良い。
【００４７】
半導体装置の構成
次に、図５乃至図７により、本実施の形態による半導体装置について説明する。図５乃至図７は、本実施の形態による半導体装置（ＤＲ−ＱＦＮ（Dual Row QFN）タイプ）を示す図である。なお、図５において、表面側テーパー部１１ｅ、裏面側テーパー部１１ｆ、延伸部１１ｇ、第１テーパー部４１ａおよび第２テーパー部４１ｂの図示を省略し、図７において、ボンディングワイヤ２２および封止樹脂２３の図示を省略している。
【００４８】
図５乃至図７に示すように、半導体装置（半導体パッケージ）２０は、ダイパッド１１と、ダイパッド１１の周囲に設けられたグランドリング４１と、ダイパッド１１の周囲に設けられた複数の第１リード部１２Ａおよび複数の第２リード部１２Ｂとを備えている。ダイパッド１１上には、半導体素子２１が搭載されている。半導体素子２１とグランドリング４１とは、複数のボンディングワイヤ（接続部材）２２により電気的に接続されている。さらに、複数の第１リード部１２Ａおよび複数の第２リード部１２Ｂは、それぞれボンディングワイヤ２２によって半導体素子２１と電気的に接続されている。ダイパッド１１の四隅には、それぞれ吊りリード１４が連結されている。また、ダイパッド１１、第１リード部１２Ａ、第２リード部１２Ｂ、吊りリード１４、半導体素子２１、ボンディングワイヤ２２およびグランドリング４１は、封止樹脂２３によって樹脂封止されている。
【００４９】
このうちダイパッド１１、第１リード部１２Ａ、第２リード部１２Ｂ、吊りリード１４およびグランドリング４１は、上述したリードフレーム１０から作製されたものである。このダイパッド１１、第１リード部１２Ａ、第２リード部１２Ｂ、吊りリード１４およびグランドリング４１の構成は、半導体装置２０に含まれない領域を除き、上述した図１乃至図４に示すものと同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００５０】
また、半導体素子２１としては、従来一般に用いられている各種半導体素子を使用することが可能であり、特に限定されないが、例えば集積回路、大規模集積回路、トランジスタ、サイリスタ、ダイオード等を用いることができる。半導体素子２１の厚みＴ４（図７参照）は、３００μｍ以上６００μｍ以下程度とすることができる。この半導体素子２１は、各々ボンディングワイヤ２２が取り付けられる複数の電極２１ａを有している。また、半導体素子２１は、例えばダイボンディングペースト等の接着剤２４により、ダイパッド１１の表面に固定されている。接着剤２４の厚みＴ５は、１５μｍ以上４０μｍ以下程度とすることができる。また、垂直断面において、接着剤２４は、半導体素子２１の下部側面に付着していても良い。この場合、半導体素子２１の側面に付着した接着剤２４は、ダイパッド１１の表面から最も離れた点Ｐを含み、点Ｐにおける接着剤２４の厚みＴ６は、１００μｍ以上２５０μｍ以下程度とすることができる。
【００５１】
各ボンディングワイヤ２２は、例えば金、銅等の導電性の良い材料からなっている。各ボンディングワイヤ２２は、それぞれその一端が半導体素子２１の電極２１ａに接続されるとともに、その他端が各第１リード部１２Ａ若しくは第２リード部１２Ｂのボンディング領域１５またはグランドリング４１のボンディング領域４４にそれぞれ接続されている。なお、ボンディング領域１５、４４には、ボンディングワイヤ２２と密着性を向上させるめっき部が設けられていても良い。
【００５２】
封止樹脂２３としては、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、あるいはＰＰＳ樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることができる。封止樹脂２３全体の厚みは、３００μｍ以上１２００μｍ以下程度とすることができる。また、封止樹脂２３の一辺（半導体装置２０の一辺）は、例えば８ｍｍ以上１６ｍｍ以下とすることができる。なお、図５において、封止樹脂２３のうち、ダイパッド１１、第１リード部１２Ａ、第２リード部１２Ｂおよびグランドリング４１よりも表面側に位置する部分の表示を省略している。
【００５３】
リードフレームの製造方法
次に、図１乃至図４に示すリードフレーム１０の製造方法について、図８（ａ）−（ｅ）を用いて説明する。なお、図８（ａ）−（ｅ）は、リードフレーム１０の製造方法を示す断面図（図３に対応する図）である。
【００５４】
まず図８（ａ）に示すように、平板状の金属基板３１を準備する。この金属基板３１としては、銅、銅合金、４２合金（Ｎｉ４２％のＦｅ合金）等の金属からなる基板を使用することができる。なお金属基板３１は、その両面に対して脱脂等を行い、洗浄処理を施したものを使用することが好ましい。
【００５５】
次に、金属基板３１の表裏全体にそれぞれ感光性レジスト３２ａ、３３ａを塗布し、これを乾燥する（図８（ｂ））。なお感光性レジスト３２ａ、３３ａとしては、従来公知のものを使用することができる。
【００５６】
続いて、この金属基板３１に対してフォトマスクを介して露光し、現像することにより、所望の開口部３２ｂ、３３ｂを有するエッチング用レジスト層３２、３３を形成する（図８（ｃ））。
【００５７】
次に、エッチング用レジスト層３２、３３を耐腐蝕膜として金属基板３１に腐蝕液でエッチングを施す（図８（ｄ））。これにより、ダイパッド１１、第１リード部１２Ａ、第２リード部１２Ｂ、吊りリード１４およびグランドリング４１の外形が形成される。このとき、エッチング用レジスト層３２、３３の形状およびエッチング条件を適宜調整することにより、ダイパッド１１の表面側テーパー部１１ｅ、裏面側テーパー部１１ｆおよび延伸部１１ｇが形成され、ダイパッド１１のダイパッド厚肉部１１ａと、ダイパッド薄肉部１１ｂとが形成される（図１乃至図４参照）。また、同様にして、グランドリング４１の第１テーパー部４１ａおよび第２テーパー部４１ｂが形成される（図３および図４参照）。なお、腐蝕液は、使用する金属基板３１の材質に応じて適宜選択することができ、例えば、金属基板３１として銅を用いる場合、通常、塩化第二鉄水溶液を使用し、金属基板３１の両面からスプレーエッチングを行うことができる。
【００５８】
その後、エッチング用レジスト層３２、３３を剥離して除去することにより、図１乃至図４に示すリードフレーム１０が得られる。（図８（ｅ））。
【００５９】
なお、上記においては、金属基板３１の両面側からスプレーエッチングを行う場合を例にとって説明したが、これに限られるものではない。例えば、金属基板３１の片面ずつ２段階のスプレーエッチングを行っても良い。具体的には、まず金属基板３１の表面側の全体に第１エッチング用レジスト層を設けるとともに、裏面側に所定のパターンをもつ第２エッチング用レジスト層を形成し、金属基板３１の裏面側のみエッチングを施す。次に、第１及び第２エッチング用レジスト層を除去するとともに、金属基板３１の裏面側に耐エッチング性のある樹脂からなる封止層を設ける。続いて、金属基板３１の表面側に所定のパターンをもつ第３エッチング用レジスト層を形成し、この状態で金属基板３１の表面側のみエッチングを施す。その後、裏面側の封止層を剥離することにより、リードフレーム１０の外形が形成される。このように金属基板３１の片面ずつスプレーエッチングを行うことにより、リードフレーム１０、とりわけ第１リード部１２Ａ及び第２リード部１２Ｂの変形を回避しやすいという効果が得られる。
【００６０】
半導体装置の製造方法
次に、図５乃至図７に示す半導体装置２０の製造方法について、図９（ａ）−（ｅ）を用いて説明する。
【００６１】
まず、例えば図８（ａ）−（ｅ）に示す方法により、リードフレーム１０を作製する（図９（ａ））。
【００６２】
次に、リードフレーム１０のダイパッド１１上に、半導体素子２１を搭載する。この場合、例えばダイボンディングペースト等の接着剤２４を用いて、半導体素子２１をダイパッド１１上に載置して固定する（ダイアタッチ工程）（図９（ｂ））。
【００６３】
次に、半導体素子２１の各電極２１ａと、各第１リード部１２Ａ及び第２リード部１２Ｂのボンディング領域１５並びにグランドリング４１のボンディング領域４４とを、それぞれボンディングワイヤ（接続部材）２２によって互いに電気的に接続する（ワイヤボンディング工程）（図９（ｃ））。
【００６４】
次に、リードフレーム１０に対して熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を射出成形またはトランスファ成形することにより、封止樹脂２３を形成する（図９（ｄ））。このようにして、リードフレーム１０、第１リード部１２Ａ、第２リード部１２Ｂ、吊りリード１４、半導体素子２１、ボンディングワイヤ２２およびグランドリング４１を封止する。
【００６５】
次に、各半導体素子２１間の封止樹脂２３をダイシングすることにより、リードフレーム１０を各半導体装置２０毎に分離する。この際、例えばダイヤモンド砥石からなるブレード（図示せず）を回転させながら、各半導体装置２０間のリードフレーム１０および封止樹脂２３を切断しても良い。
【００６６】
このようにして、図５乃至図７に示す半導体装置２０が得られる（図９（ｅ））。
【００６７】
このように、本実施の形態によれば、垂直断面において、ダイパッド１１の側面は、表面側に位置する表面側テーパー部１１ｅと、裏面側に位置する裏面側テーパー部１１ｆと、表面側テーパー部１１ｅと裏面側テーパー部１１ｆとの間に位置する延伸部１１ｇとを含んでいる。これにより、ボンディングワイヤ２２を第１リード部１２Ａ、第２リード部１２Ｂ、半導体素子２１およびグランドリング４１に取り付ける際、または、封止樹脂２３によってリードフレーム１０、第１リード部１２Ａ、第２リード部１２Ｂ、吊りリード１４、半導体素子２１、ボンディングワイヤ２２およびグランドリング４１を封止する際に、ダイパッド１１および封止樹脂２３の熱膨張係数の相違により封止樹脂２３に発生する熱応力を緩和することができる。このため、ダイパッド１１と封止樹脂２３との間、とりわけ、ダイパッド１１の裏面と封止樹脂２３との間において、デラミネーション（層間剥離）が発生することを抑制することができる。なお、このようにダイパッド１１と封止樹脂２３との熱膨張係数の違いにより、封止樹脂２３に発生する熱応力を緩和することができることは、後述する実施例によって説明する。
【００６８】
また、ダイパッド１１に裏面側テーパー部１１ｆを設けたことにより、ボンディングワイヤ２２を第１リード部１２Ａ等に取り付ける際に用いられるヒーターブロック（図示せず）が、ダイパッド１１と干渉することを回避することができる。さらに、ダイパッド１１に裏面側テーパー部１１ｆを設けたことにより、ダイパッド１１が封止樹脂２３から脱落しやすくなる不具合を防止することができる。
【００６９】
また、本実施の形態によれば、グランドリング４１が裏面側から薄肉化されているため、グランドリング４１と封止樹脂２３との密着性を高めることができる。このため、グランドリング４１が封止樹脂２３から離脱しにくくすることができる。
【００７０】
また、本実施の形態によれば、垂直断面において、グランドリング４１の両側面は、それぞれテーパー状に形成されている。すなわち、グランドリング４１の一方の側面は、第１テーパー部４１ａを含み、他方の側面は、第２テーパー部４１ｂを含んでいる。これにより、ダイパッド１１と封止樹脂２３との間に発生する熱応力を、グランドリング４１側に逃がすことができる。このため、ダイパッド１１と封止樹脂２３との間において、デラミネーションが発生することを抑制することができる。
【００７１】
さらに、本実施の形態によれば、延伸部１１ｇと表面側テーパー部１１ｅとがなす角度α１と、延伸部１１ｇと裏面側テーパー部１１ｆとがなす角度α２とが、互いに略同一となっているため、ダイパッド１１と封止樹脂２３との間に発生する熱応力を効果的に緩和することができる。
【実施例】
【００７２】
次に、図７、図１０乃至図１２を用いて、上述した本実施の形態の作用について、具体的に説明する。なお、図７および図１１において、ボンディングワイヤ２２および封止樹脂２３の図示を省略している。
【００７３】
（実施例）
半導体素子２１が搭載された半導体装置２０に熱を加えた場合に、半導体装置２０に発生する熱応力をシミュレーションにより算出した。本シミュレーションにおいて、ダイパッド１１の厚みＴ１は１５０μｍ、ダイパッド薄肉部１１ｂの厚みＴ２は７５μｍ、グランドリング４１の厚みＴ３は７０μｍ、半導体素子２１の厚みＴ４は２５６μｍ、接着剤２４の厚みＴ５は２５μｍ、点Ｐにおける接着剤２４の厚みＴ６は１６２μｍに設定した。また、表面側周縁部１１ｃから裏面側周縁部１１ｄまでのＸ方向における距離Ｌ２は１５０μｍ、グランドリング４１の表面の周縁部からダイパッド１１の表面側周縁部１１ｃまでの距離Ｌ３は１３０μｍ、グランドリング４１の表面の幅Ｌ４は２００μｍに設定した（図７参照）。なお、リードフレーム１０、半導体素子２１、封止樹脂２３および接着剤２４の物性値は、これらの材料の一般的な数値を用い、具体的には表１の通りとした。
【００７４】
【表１】
2018093093.tif 000003
【００７５】
２５℃に維持された半導体装置２０に熱を加えて１７５℃まで加熱した場合に、半導体装置２０に発生する熱応力をシミュレーションにより算出した。なお、１７５℃まで加熱した理由は、ボンディングワイヤ２２を半導体素子２１等に取り付ける際、および封止樹脂２３を形成する際に、半導体装置２０が１７５℃前後まで加熱されるためである。この結果を図１０に示す。
【００７６】
（比較例）
図１１に示すように、ダイパッド１１の側面が、延伸部１１ｇを含むことなく、表面側周縁部１１ｃと裏面側周縁部１１ｄとの間を直線状に延びるテーパー部を含んでいること、表面側周縁部１１ｃから裏面側周縁部１１ｄまでのＸ方向における距離Ｌ２を１００μｍに設定したこと、およびグランドリング４１の表面の周縁部からダイパッド１１の表面側周縁部１１ｃまでの距離Ｌ３を１５０μｍに設定したこと、以外は、実施例と同様にして、半導体装置２０に発生する熱応力をシミュレーションにより算出した。この結果を図１２に示す。
【００７７】
この結果、比較例においては、裏面側周縁部１１ｄ近傍において、４５．０ＭＰａ以上、より具体的には約６５．０ＭＰａ程度の熱応力が発生していた。これに対して実施例においては、裏面側周縁部１１ｄ近傍において発生した熱応力が４．５ＭＰａ以下まで低下した。また、比較例においては、表面側周縁部１１ｃ近傍において、最大で７６．６ＭＰａの熱応力が発生していた。これに対して実施例においては、表面側周縁部１１ｃ近傍において発生した最大の熱応力が７０．７ＭＰａまで低下した（表２参照）。
【００７８】
【表２】
2018093093.tif 000004
【００７９】
このように、本実施の形態によれば、半導体装置２０を加熱した際にリードフレーム１０および封止樹脂２３の熱膨張係数の差によってダイパッド１１の周囲に生じる熱応力をグランドリング４１側に逃がすことができる。とりわけ、ダイパッド１１の裏面、すなわち裏面側周縁部１１ｄの周囲に生じる熱応力を大幅に低下させることができる。例えば、上記シミュレーションにおいては、裏面側周縁部１１ｄの周囲に生じる熱応力値を約６５．０ＭＰａから約４．５ＭＰａまで低下させることができた。これにより、リードフレーム１０および封止樹脂２３の熱膨張係数の差によって、ダイパッド１１の裏面側周縁部１１ｄと封止樹脂２３との間において、デラミネーションが発生する不具合を防止することができる。
【００８０】
上記実施の形態に開示されている複数の構成要素を必要に応じて適宜組合せることも可能である。あるいは、上記実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
【符号の説明】
【００８１】
１０        リードフレーム
１１        ダイパッド
１１ｃ      表面側周縁部
１１ｄ      裏面側周縁部
１１ｅ      表面側テーパー部
１１ｆ      裏面側テーパー部
１１ｇ      延伸部
２０        半導体装置
２１        半導体素子
２２        ボンディングワイヤ（接続部材）
２３        封止樹脂
４１        グランドリング
４１ａ      第１テーパー部
４１ｂ      第２テーパー部
【図１】
2018093093.tif 000005
【図２】
2018093093.tif 000006
【図３】
2018093093.tif 000007
【図４】
2018093093.tif 000008
【図５】
2018093093.tif 000009
【図６】
2018093093.tif 000010
【図７】
2018093093.tif 000011
【図８】
2018093093.tif 000012
【図９】
2018093093.tif 000013
【図１０】
2018093093.tif 000014
【図１１】
2018093093.tif 000015
【図１２】
2018093093.tif 000016