(57)【要約】【課題】リードまたはダイパッドが封止体の絶縁性樹脂と良好な密着強度を有するリードレス型の半導体パッケージを用いた半導体装置を提供する。【解決手段】パッド２ａ上端部から薄肉のパッドツバ部１１、リード部２ｂ上端部から薄肉のリードツバ部１２が張り出している。パッドツバ部およびリードツバ部の先端は、封止体５の内部方向、すなわち、ダイパッドやリードの裏面と反対方向へ曲げられており、ダイパッドやリードに及ぼす熱ストレスをパッドツバ部やリードツバ部からパッケージ内部の封止体５に開放できる構造を有する。【選択図】図１
2018129442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイパッド上に載置された半導体チップと、
前記ダイパッドの周囲に離間して配置されたリードと、
前記ダイパッドと前記半導体チップと前記リードとを封止した封止体と、
からなり、
前記ダイパッドおよび前記リードの裏面が前記封止体から露出しており、
前記リードには、厚さが前記リードよりも薄い、前記裏面と反対方向である封止体方向に曲げられたリードツバ部が、前記ダイパッドと対向する前記リードの面の上端部である辺に沿って設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記リードツバ部は、前記リードの周縁部に設けられていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記リードツバ部は、リードオーバーハング部とリード突起部とからなり、前記リードオーバーハング部が前記裏面と反対方向である封止体方向に所定の仰角を有していることを特徴とする請求項１または請求項２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記リード突起部には切り欠きまたは貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項３記載の半導体装置。
【請求項５】
前記リードと対向する前記ダイパッドの上端部に、前記裏面と反対方向である封止体方向に曲げられた、前記ダイパッドの厚さよりも薄いパッドツバ部が、前記リードと対向する前記ダイパッドの面の上端部である辺に沿って、前記リードツバ部に対向する領域に設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の半導体装置。
【請求項６】
前記パッドツバ部は、パッドオーバーハング部とパッド突起部とからなり、前記パッドオーバーハング部が前記裏面と反対方向である封止体方向に所定の仰角を有していることを特徴とする請求項５記載の半導体装置。
【請求項７】
前記パッド突起部には切り欠きまたは貫通孔が設けら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】
前記所定の仰角が前記裏面に対し、０度乃至３５度であることを特徴とする請求項３または請求項６記載の半導体装置。
【請求項９】
ダイパッド上に載置された半導体チップと、前記ダイパッドの周囲に離間して配置されたリードと、前記ダイパッドと前記半導体チップと前記リードとを封止した封止体と、からなり、前記ダイパッドおよび前記リードの裏面が前記封止体から露出している半導体装置の製造方法であって、
リードフレームに前記ダイパッドと前記リードを形成するとともに、前記リード上端部に、前記リードフレーム表面から突出した、厚さが前記リードよりも薄いリードツバ部を形成する工程と、
前記ダイパッド上に前記半導体チップを接着剤で固着する工程と、
前記ダイパッドと前記半導体チップと前記リードとを絶縁性樹脂で封止して封止体を形成する工程と、
前記封止体周囲のリードフレーム枠を切断して個片化する工程と、
からなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記リードツバ部を形成する工程に加えて、前記ダイパッド上端部に、前記リードフレーム表面から突出した、前記ダイパッドの厚さよりも薄いパッドツバ部を形成する工程を含むことを特徴とする請求項９記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記リードツバ部または前記パッドツバ部を形成する工程が、
前記リードと前記ダイパッドとの間に薄肉部を形成する第一プレス工程と、
前記薄肉部を切断して前記リード上端部の第１薄肉部と前記パッド上端部の第２薄肉部を形成する第二プレス工程と、
前記第一薄肉部および第二薄肉部を前記リードフレーム表面から突出させる第三プレス工程と、
からなることを特徴とする請求項１０記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップを樹脂にて封止したリードレス型の半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォン、タブレットパソコン、腕時計型のウエアラブル端末の著しい普及により、これらの機器に搭載される電子部品の樹脂封止型の半導体パッケージに収められた半導体装置についても小型、薄型、低コストが求められている。
【０００３】
それらの端末製品には、非常に小型な樹脂封止型の半導体パッケージの要求が高く、その中でもリードレスタイプの小型・薄型の半導体パッケージの需要が高まってきており、半導体パッケージ総厚の削減に留まらず、半導体パッケージに使用されるリードフレーム自体の厚さまでも薄くなる傾向がある。そのリードフレーム厚は、以前は２００マイクロメートル厚であったものが、現在では８０マイクロメートルから１２５マイクロメートル厚が主流となっている。
【０００４】
リードレスタイプの小型半導体パッケージとしては、ＳＯＮ（Ｓｍａｌｌ  Ｏｕｔｌｉｎｅ  Ｎｏｎ−Ｌｅａｄｅｄ  Ｐａｃｋａｇｅ）があり、これはパッケージの側面からリードを突出させることなく実装面となるパッケージ下面側にリードとなる金属面を露出させる半導体パッケージである。
【０００５】
図１２は、リードレスタイプの樹脂封止型の半導体パッケージを用いた半導体装置１の斜視図である。
リードレスタイプの半導体パッケージは、リードフレームのダイパッドまたはタブと呼ばれる部位２ａ（以後、ダイパッドと呼ぶ）に半導体チップ４を搭載し、半導体チップ４の上面に複数のパッドが配置されており、半導体パッケージの側面に複数配置されているリード２ｂへ導電ワイヤ３で接続された後、半導体チップ４、導電ワイヤ３及びその接続部を絶縁性樹脂からなる封止体５で被覆している。
【０００６】
半導体パッケージは、個々のリード２ｂが封止体５に接触している面は４面しかなくその形状は、略長方体の単純な形状であって、その断面構造は、四角形である。そのため、リード２ｂは、半導体パッケージを端末用基板へ実装した際、熱膨張係数の差によるリードへの熱ストレスのためにリード２ｂと封止体５との密着面で界面剥離が生じてリード２ｂが脱落するという問題が発生していた。同様に、ダイパッド２ａにおいても封止体５から脱落するという問題が発生していた。
【０００７】
特許文献１には、熱ストレスの影響を回避するための半導体パッケージの製造方法が紹介されている。
図１３は、特許文献１に記載されているリードレスパッケージであるＱｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｎｏｎ−Ｌｅａｄｅｄ  Ｐａｃｋａｇｅ  （以後、ＱＦＮと呼ぶ。）の側面斜視図（ａ）とパッケージ下面から見た裏面図（ｂ）を再掲したものである。さらに、図１３におけるＡ部を図１４（ａ）にリード１１２ｂのリード断面形状の拡大図として図示し、Ｂ部の拡大図を図１４（ｂ）に示してある。リード１１２ｂは、長辺の２辺にくぼみ１１６を配置することで絶縁性樹脂との接着面積を増加させ密着力を向上させる形状となっている。図１４（ａ）のリード断面の下面側２辺にはプレスによるテーパー１１７が施され、これによって絶縁性樹脂１１５がパッケージ下面に露出したリード１１２ｂのテーパー１１７に流れ込み、リード１１２ｂを巻き込むような形状にすることでパッケージ下面方向へのリードの脱落を防止している。図１４（ａ）と図１４（ｂ）を併用したリードは、図１４（ｃ）に示す斜視図のような形状であり、リード１１２ｂと封止体１１５の絶縁性樹脂との密着面積が増加していることが明らかである。
【０００８】
図１５は、同じく文献1に記載されているパッケージ下面からのリード脱落防止のためにプレス加工によるリード形状の他の例を示している。図１３におけるＡ部を図１５（ａ）にリード１１２ｂのリード断面形状の拡大図として図示し、Ｂ部の拡大図を図１５（ｂ）に示してある。図１５（ａ）に示すようにリード断面をＴ字形にした例である。封止体１１５の絶縁性樹脂がパッケージ下面で露出したリード１１２ｂの段差部であるツバ部１１９の下に流れ込み、リード１１２ｂを巻き込むような形状にすることでパッケージ下面からのリード脱落を防止している。図１５（ａ）と図１５（ｂ）を併用したリードは、図１５（ｃ）に示す斜視図のような形状であり、リード１１２ｂと封止体１１５の絶縁性樹脂との密着面積が増加していることが明らかである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−２４３２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、さらに小型で薄型な半導体パッケージでは、リードピッチの狭小化がさらに進んだことにより熱ストレスなどの応力によってリード、ダイパッドが封止体から脱落し易くなっていることが判明した。
【００１１】
特許文献１に記載されるリード１１２ｂに設けられたリード側面のくぼみ１１６のために、半導体パッケージの封止体１１５の絶縁性樹脂とリードとの密着力は向上するが、端末用基板との実装接続面積が少ないため実装後の接続力の低下を招き、さらに接続信頼性の低下へ繋がる恐れがあった。リードの断面形状がＴ字型の場合、絶縁性樹脂からの脱落防止のための段差１１９を形成するため、図１５の側面図の段差の形成側Ｘ寸法とリード１１２ｂの露出幅Ｙ寸法は、Ｙ＜Ｘの関係であり、従来の接続リード幅よりも狭いリード幅であるため、端末用基板への実装接続面積が小さくなり実装後の接続力が低下し、接続信頼性の低下を招く恐れがあった。
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、半導体パッケージのさらなる小型化、薄型化が図られた場合でもリード、又は、ダイパッドが封止体の絶縁性樹脂と良好な密着強度を有する半導体パッケージを用いた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】
【００１３】
上記課題を解決するために本発明では以下の手段を用いた。
まず、ダイパッド上に載置された半導体チップと、
前記ダイパッドの周囲に離間して配置されたリードと、
前記ダイパッドと前記半導体チップと前記リードとを封止した封止体と、
からなり、
前記ダイパッドおよび前記リードの裏面が前記封止体から露出しており、
前記リードには、厚さが前記リードよりも薄い、前記裏面と反対方向である封止体方向に曲げられたリードツバ部が、前記ダイパッドと対向する前記リードの面の上端部である辺に沿って設けられていることを特徴とする半導体装置とした。
【００１４】
また、ダイパッド上に載置された半導体チップと、前記ダイパッドの周囲に離間して配置されたリードと、前記ダイパッドと前記半導体チップと前記リードとを封止した封止体と、からなり、前記ダイパッドおよび前記リードの裏面が前記封止体から露出している半導体装置の製造方法であって、
リードフレームに前記ダイパッドと前記リードを形成するとともに、前記リード上端部に、前記リードフレーム表面から突出した、厚さが前記リードよりも薄いリードツバ部を形成する工程と、
前記ダイパッド上に前記半導体チップを接着剤で固着する工程と、
前記ダイパッドと前記半導体チップと前記リードとを絶縁性樹脂で封止して封止体を形成する工程と、
前記封止体周囲のリードフレーム枠を切断して個片化する工程と、
からなることを特徴とする半導体装置の製造方法とした。
【発明の効果】
【００１５】
上記手段を用いることで、半導体装置のさらなる小型化、薄型化が図られた場合でもリードやダイパッドが封止体の絶縁性樹脂と良好な密着強度を有し、実装後の端末用基板との高品質な接続信頼性を維持することが可能な半導体パッケージを用いた半導体装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例となる半導体パッケージの側面透視図および上面透視図である。
【図２】本発明の実施例となる半導体パッケージのツバ部近傍の拡大図である。
【図３】本発明の実施例となる半導体パッケージのツバ部の先端形状を示す図である。
【図４】本発明の実施例となる半導体パッケージのツバ部のリードオーバーハング部とリード突起部の形状を示す図である。
【図５】本発明の実施例となる半導体パッケージのツバ部の突起部形状を示す図である。
【図６】本発明の実施例となる半導体パッケージの突起部に切り欠き、貫通孔を設けた図である。
【図７】本発明の実施例となる半導体パッケージの製造工程を示す図である。
【図８】本発明の実施例となる半導体パッケージの製造工程の途中図である。
【図９】本発明の実施例となる半導体パッケージの製造工程の途中図である。
【図１０】本発明の実施例となる半導体パッケージのリードフレームの形成方法を示す図である。
【図１１】本発明の実施例となる半導体パッケージのリードフレームの形成方法を示す図である。
【図１２】従来の樹脂封止型半導体パッケージの斜視図である。
【図１３】Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｎｏｎ−Ｌｅａｄｅｄ  Ｐａｃｋａｇｅの側面図と下面図である。
【図１４】図１３に示したＡ部、Ｂ部の拡大図である。
【図１５】図１３に示したＡ部、Ｂ部の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図を用いて本発明を実施するための形態となる半導体パッケージおよびその製造方法を説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本発明の実施例である半導体パッケージの側面透視図および上面透視図である。図１（ｂ）は半導体パッケージの上面から封止体を透過した上面透視図で、図１（ａ）は、図１（ｂ）のＡ−Ａ方向からの側面透視図である。図１（ｂ）に示すように、薄い金属板からなるリードフレームにはダイパッド２ａ、そのダイパッドをリードフレーム枠に接続する吊りリード２ｃ、ダイパッドの周囲近傍にはダイパッド２ａと離間してリード２ｂが設けられている。ダイパッド２ａ上には銀ペーストなどの導電性ペーストからなる接着剤を介して半導体チップ４が搭載され、半導体チップ４上の複数の電極パッドが導電ワイヤ３を介してリード２ｂの内部リード部７と電気的に接続され、さらに、半導体チップと導電ワイヤとリードとダイパッドとを絶縁性樹脂にて被覆するように封止体５が形成されているが、ダイパッドとリードの裏面（下面）は封止体５から露出している。
【００１９】
図１（ａ）は、図１（ｂ）のＡ−Ａ方向からの側面透視図である。リード２ｂとダイパッド２ａとの間に潰し空間部１０が設けられ、その上部には、ダイパッド２ａと半導体チップ４との接合部よりも上方に突出するようにダイパッド２ａのリード２ｂに対向する面の上端部となる辺に沿ってパッドツバ部１１が張り出している。また、リード２ｂと導電ワイヤとの接合部よりも上方に突出するようにリード２ｂの内部リード部７のダイパッド２ａに対向する面の上端部となる辺に沿ってリードツバ部１２が張り出している。本実施例ではパッドツバ部１１はリードツバ部１２に対向する領域にのみ設けている。
【００２０】
パッドツバ部１１とリードツバ部１２は薄肉でダイパッド２ａの厚さやリード２ｂの厚さよりも薄く形成されている。パッドツバ部の先端部は、封止体５の内部方向、すなわち、ダイパッドやリードの裏面と反対方向へ曲げられておりダイパッド２ａに及ぼす熱ストレスをパッドツバ部１１からパッケージ内部の封止体５に開放するような構造となっている。また、リードツバ部１２もパッドツバ部１１と同様にリード２ｂからの熱ストレスをリードツバ部１２からパッケージ内部の封止体５に逃がすような構造とした。
【００２１】
なお、図１（ｂ）ではリードツバ部１２をダイパッド２ａと対向するリード２ｂの先端にのみ配置した構造を示したが、封止体５に埋設する周縁部にリードツバ部を設けても良い。図示した半導体パッケージでは平面視的に３面が封止体５に埋没しており、この３面にリードツバ部を設けることで絶縁性樹脂との密着性がさらに高まる。
【００２２】
図２は、本発明の実施例である半導体パッケージのツバ部近傍の拡大図である。
パッドツバ部１１は、パッドオーバーハング部１１ａとパッド突起部１１ｂとで構成されており、パッドオーバーハング部１１ａの下部には封止体５の絶縁性樹脂がスムーズに流れ込むようになっているため、絶縁性樹脂がパッドツバ部を巻込むように硬化形成されることにより絶縁性樹脂から脱落し難い構造になっている。
【００２３】
熱ストレスなどによる応力は、断面形状が変化する箇所、又は、外形線が変化する部位に大きな応力が発生することは周知である。そこで、パッド突起部１１ｂをパッドオーバーハング部１１ａの先端に配置してパッド突起部１１ｂの先端が絶縁性樹脂の内部方向に向いているため、ダイパット２ａからの熱ストレスは個々のダイパッドからパッドオーバーハング部１１ａに流れ、更にパッドオーバーハング部１１ａからパッド突起部１１ｂへ流れ、先端部位で最大の応力値が発生することになる。そして、その応力は部封止体５の樹脂内部へ開放されることになるので熱ストレスの緩和を促すことになり絶縁性樹脂とダイパッド２ａとの接触面での界面剥離を解消することできる。
【００２４】
また、リード側に存在するリードツバ部１２は、リードオーバーハング部１２ａとリード突起部１２ｂとで構成されており、リードオーバーハング部１２ａの下部には封止体５の絶縁性樹脂が流れ込むようになっているため、絶縁性樹脂がリードツバ部を巻込むように硬化形成されることにより絶縁性樹脂から脱落し難い構造になっている。
【００２５】
熱ストレスなどによる応力は、断面形状が変化する箇所、又は、外形線が変化する部位に大きな応力が発生することは周知である。そこで、リード突起部１２ｂをリードオーバーハング部１２ａの先端に配置してリード突起部１２ｂの先端が絶縁性樹脂の内部方向に向いているため、リード２ｂからの熱ストレスはリードからリードオーバーハング部１２ａに流れ、更にリードオーバーハング部１２ａからリード突起部１２ｂへ流れ、先端部位で最大の応力値が発生することになる。そして、その応力は封止体５の樹脂内部へ開放されることになるので熱ストレスの緩和を促すことになり絶縁性樹脂とリード２ｂとの接着部の界面剥離が解消できる。
【００２６】
以上のように、ダイパッド及びリードの上端部にツバ部を形成することで、半導体パッケージの外形寸法を大きく変更することなく、熱ストレスに対する耐接続強度が向上した高品質な接続信頼性を維持した半導体パッケージを実現することができる。なお、本発明で用いたリードフレームはプレス加工によって形成可能であるため、高生産性で安価な半導体パッケージとなっている。
【００２７】
図３は、本発明の実施例である半導体パッケージのパッドツバ部およびリードツバ部の先端、すなわちパッド突起部１１ｂ、リード突起部１２ｂの形状を示す図である。
図３（ａ）は、突起部を半導体パッケージの上方に向けた形状である。
【００２８】
潰し空間部の寸法１３ａはプレス加工寸法において決定されるが、絶対量としてリードフレーム２の使用厚さによって左右される。すなわち、今回使用したリードフレーム厚１００マイクロメートルの潰し量を５０%としたが、実際の１３ａの寸法値は、４５マイクロメールであった。
【００２９】
図３（ｂ）は、突起部を半導体パッケージの下方に向けた形状であり、比較例である。パッド突起部１１ｂ、リード突起部１２ｂを半導体パッケージ下部側に向けた場合、突起部の下部寸法１３ｂは、４５マイクロメートル以下となり実装時における熱膨張による応力、リードフレームからプレス加工でパッケージ形成を行う際、衝撃や機械的応力を受けるだけでもクラックが発生し、リード２ｂの脱落に繋がる危険性を生じた。また、両突起間の開口寸法１４ａ、１４ｂは、略同寸法であったため樹脂との密着力、硬化状態は良好であったが、図３（ｂ）の両突起のバリが封止体５から露出しており、衝撃や機械的応力を受けるだけでもクラックが発生し、リード２ｂの脱落に繋がる危険性が生じた。
【００３０】
図３（ｃ）は、ダイパッド側並びにリード側の両オーバーハング部を封止体内部（半導体パッケージ上部）方向へ所定の角度（仰角）で曲げた形状である。図３（ｃ）のオーバーハング部は、仰角１５度にて形成すると１３ｃの寸法値は、約１３０マイクロメートル前後となり、図３（ａ）における潰し空間部の空間寸法と同レベルとなったため十分な強度を得られた。
【００３１】
図３（ｄ）は、ダイパッド側並びにリード側の両オーバーハング部を封止体外部（半導体パッケージ下部）方向へ所定の角度（伏角）で曲げた形状であり、比較例である。図３（ｄ）は、オーバーハング部の伏角の角度を１５度にて形成した例である。オーバーハング部の先端が共に半導体パッケージ下部へ向かっており、オーバーハング部の一部が封止体５の絶縁性樹脂から露出し、半導体パッケージ下部へ両方のオーバーハング部の応力が集中し、応力集中部で樹脂クラックが発生した。
【００３２】
以上説明したように、図３（ａ）、（ｃ）のように両ツバ部の先端を半導体パッケージの封止体５の内部方向に向けることで良好な結果が得られた。
【実施例２】
【００３３】
図４は、本発明の実施例である半導体パッケージのツバ部のリードオーバーハング部とリード突起部の形状を示す図である。ここでは、パッドオーバーハング部１１ａ及びリードオーバーハング部１２ａの半導体パッケージの封止体５の内部に向けた両ツバ部のオーバーハング部の角度について説明する。尚、ダイパッド２ａのパッドツバ部１１、リード２ｂのリードツバ部１２の熱膨張による応力集中回避は、同様な原理であるのでリードツバ部のみの説明とする。
【００３４】
熱により封止体５の絶縁性樹脂は左側のパッケージ外側、すなわち、リード側方向に膨張する。本発明におけるリードフレームは、銅合金を用いており、その熱膨張係数は１６．７×１０-6/℃であり、封止体５の絶縁性樹脂は、エポキシ系の樹脂でありその熱膨張係数は４５〜６５×１０-6/℃であるため、その関係は、
リードフレーム膨張係数＜絶縁性樹脂膨張係数
の関係となるのでリード２ｂの表面と絶縁性樹脂との界面において両物質の膨張差によるひずみが生じ界面剥離を起こし易くなる。
【００３５】
したがって、図４のようにリードオーバーハング部１２ａへと続くリード２ｂから立ち上がる変極点Ｐには、右側の半導体チップ搭載された封止体５の内部から樹脂膨張が始まり、封止体５の内部からリード側の左側に向けて熱膨張が発生するのでエリア１６に関しては、応力値は小さい。
【００３６】
また、リードツバ部１２は、装置上部に向けてＰ点からＲ点に向かって膨張するため、エリア１７には絶縁性樹脂の膨張によって圧縮応力が発生すると考えられるが、リード突起部１２ｂがパッケージ上部方向へと膨張するためリードツバ部１２の応力は変極点Ｒから封止体５の上部へとリード突起部１２ｂの先端へと移動する。よって、変極点Ｐと変極点Ｒとのオーバーハング部１２ａが最も大きな応力が発生することがわかる。
【００３７】
このことより、熱ストレスが掛かるリードオーバーハング部１２ａは、水平であるよりも封止体５の上部方向へ角度を有することで両物質の接触界面において圧縮と引張りの応力集中を緩和することができ、リードの脱落防止に貢献する。さらに、変極点Ｐを巻込むように硬化した絶縁性樹脂のリード２ｂの下面から変極点Ｐまでの絶縁性樹脂の厚さは、リードオーバーハング部１２ａの先端、すなわち変極点Ｒへ行くほど厚くなるため、絶縁性樹脂とリードオーバーハング部１２ａの密着強度は強固となり、機械的な外部応力の耐力、熱膨張による熱応力に関しても応力緩和に貢献するため、リードやダイパッドの脱落防止対策として有効である。
【００３８】
本実施例で用いたリードフレーム厚さは、１００マイクロメートであり、潰し空間部は４５マイクロメールの窪み深さであった。したがって、オーバーハング１２ａは３００マイクロメートル〜５００マイクロメールほど有しており、オーバーハング１２ａの仰角の角度が１５°であれば、オーバーハング１２aのリード突起部１２ｂとの変化点Ｒまでの寸法１５において７７マイクロメートルの変化量が得られ、潰し空間部１０の窪み深さ１３が４５マイクロメートルのため、合計で略１２０マイクロメートルの厚さとなる。リードオーバーハング部１２ａからリード突起部１２ｂへ繋がる変移点Ｒにも大きなストレスが発生するが、リード突起部１２ｂの先端を封止体５の上部方向へ角度を付けることで両物質の接触界面において圧縮と引張りの応力集中を緩和することが可能となる。
【００３９】
すなわち、リード突起部１２ｂの先端は、封止体５の上部に向けることでエリア１７において絶縁性樹脂の熱膨張応力が圧縮応力として存在するが、エリア１８においては絶縁性樹脂の膨張により引張り応力が存在することとなり同物質である両側の絶縁樹脂とリード突起部１２ｂの接触面に対し応力平衡状態となるため界面剥離の発生を予防できる。
【００４０】
さらに、リード突起部１２ｂへの熱影響から膨張方向は、封止体５の内部、すなわち、図４のエリア１９に熱影響による応力集中が発生するが、リード突起部１２ｂの設定長は、リードオーバーハング部１２ａの設定長の５０％未満の長さであるため熱膨張変化量はリードオーバーハング部１２ａより小さいので熱応力における影響も小さいと判断できる。
【００４１】
図５は本発明の実施例となる半導体パッケージのツバ部の突起部形状を示す図である。本図を用いてリード突起部１１ｂ、１２ｂの好ましい設置方向について説明する。
以上に示したように、リード突起部１２ｂの設置角度は、絶縁性樹脂の熱影響による膨張方向、リード突起部１２ｂに熱影響による膨張方向を考慮すると図５（ａ）に示すように、リード２ｂの封止体５から露出した面の反対方向、すなわち、半導体パッケージの内部へとリード突起部１２ｂを垂直方向に向けた設置が良好であると云える。
【００４２】
好ましくは、図４のリードオーバーハング部１２ａの角度Ｓ+９０度で、図５（ｂ）に示すようにリード突起部１２ｂの先端が半導体パッケージ１の側面へ、また、パッド突起１１ｂがダイパッドへ向くような形状が良い。
【００４３】
そして、ダイパッド２ａのパッドツバ部１１にも同様な構造でパッドオーバーハング１１ａ部を形成し、さらにその先端にパッド突起１１ｂを形成することで同様の熱影響によるダイパッドの封止体５からの脱落を防止することが可能となる。その際、パッド突起１１ｂの先端は、半導体パッケージの上部へ向けるか、半導体チップ４の方向へ向けた図５（ｂ）の形状にすることが好ましい。
【００４４】
図５（ｃ）に比較例を示す。図５（ｃ）のようにダイパッド２ａのパッドツバ部１１の先端のパッド突起１１ｂ及び、リード２ｂのリードツバ部１２の先端のリード突起部１２ｂの両者を半導体パッケージの下部へ向けた場合でも同様の効果を得られるが、図５（ｃ）の潰し空間部寸法１３が小さい場合、両突起の先端のバリ、又は、突起の一部が露出する可能性があり、図３（ｂ）と同じ状態が懸念されるため好ましいとは云えない。
【００４５】
以上より、ダイパッド２ａにおいてパッドオーバーハング１１ａに曲げ加工を施して角度Ｓを付けること、リード２ｂにおいてリードオーバーハング部１２ａに曲げ加工を施して角度Ｓを付けること、さらに両オーバーハング部の先端のパッド突起１１ｂ、並びにリード突起部１２ｂを端部にて角度Ｓ+９０度の曲げ加工を施すことで、外部に露出するリード幅、ダイパッドへの大きな形状変更をせずとも、熱ストレスに対する耐接続強度を向上し、リードやダイパッドの脱落防止可能な高品質な接続信頼性を維持した安価なリードフレームを使用した半導体パッケージを実現することが可能となる。尚、角度Ｓは、半導体パッケージ下面やリード２ｂの露出している下面に対して仰角の角度が０度以上３５度以下であることが望ましい。
【実施例３】
【００４６】
図６は、本発明の実施例である半導体パッケージの突起部に切り欠き、貫通孔を設けた図である。
ダイパッド２ａのパッドツバ部１１の先端に位置するパッド突起１１ｂの先端に貫通孔２１や切り欠き２０を施すことで封止体５の絶縁性樹脂が貫通孔や切り欠きへ流入することにより熱影響、外部からの機械的応力等からリードやダイパッドの脱落を防ぐことか可能となる。
【００４７】
図６（ａ）は、オーバーハング部の側面に切り欠き２０を形成した構造である。また、図６（ｂ）は、オーバーハング部の側面に切り欠き２０を形成し、さらに、突起部先端に貫通孔２１を設けた構造である。このようにすることでパッドツバ部やリードツバ部と絶縁性樹脂との接着面積が大きくなり、互いの密着力が向上することになる。
尚、本構造は、リード２ｂ、もしくはダイパッド２ａのいずれかに適用してもよいし、両方に適用しても構わない。
【実施例４】
【００４８】
図７乃至図１１を用いて、本発明の実施例である半導体パッケージの製造方法について説明する。
図７は、本発明の実施例である半導体パッケージの製造工程を示す図である。また、図８および図９は、本発明の実施例である半導体パッケージの製造工程途中図である。また、図１０および図１１は、リードフレームの形成方法を示す図である。
【００４９】
まず、図７に示すように、第１工程では、半導体パッケージ用のリードフレーム材に銅合金、ニッケル合金などのテープ状の薄い金属板を使用し、所望のパターンが形成された金型にて数回のショットによって、リードフレーム２が形成される。本発明においてリードフレーム材の厚さ１００マイクロメートルである。
【００５０】
プレス加工された後のリードフレームを図８に示す。（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。リードフレーム２は、周囲のリードフレーム枠２ｄの内側に、ダイパッド２ａとリード２ｂが形成されている。リード２ｂはダイパッド２ａの近傍に離間して形成され、隣接するリード２ｂどうしはダムバー６で接続されている。また、ダイパッド２ａは吊りリード２ｃによってリードフレーム枠２ｄに接続されている。ダイパッド２ａとリード２ｂの間には潰し空間部１０が設けられ、ダイパッド２ａの上端部には薄肉のパッドツバ部１１、リード２ｂの上端部には薄肉のリードツバ部１２がリードフレーム表面から突出して形成されている。
【００５１】
再び図7に沿って、製造方法を説明する。第２工程では、別工程でウエハ上に形成された半導体チップをダイシング法にて個片化し、その個片化された半導体チップをリードフレーム２のダイパッド２ａ上に導電ペースト等を用いてリードフレーム２のダイパッド２ａに固着させる。
【００５２】
第３工程は、導電ワイヤを半導体チップ４のリードとなる複数の個々の電極パッドにボールボンディングし、他方の複数の内部リード７へステッチボンディングする工程である。ボンディングワイヤである導電ワイヤは、通常直径１５マイクロメートルから２５マイクロメートルであり、本製造方法では２５マイクロメートルを用いた。
【００５３】
第４工程は、半導体チップ、導電ワイヤ、内部リード、ダイパッドを保護するために絶縁性樹脂にて被覆する工程で、通常、所望の形状に形成されたモールド金型内で封止される。
【００５４】
第４工程後の製造工程の途中図を図９に示す。（ａ）は上面透視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ方向からの側面透視図である。所定の形状にプレス加工されたリードフレーム２のダイパッド２ａ上に銀ペーストなどの導電性ペーストからなる接着剤を介して半導体チップが搭載され、半導体チップ上の複数の電極パッドが導電ワイヤ３を介してリード２ｂの内部リード部７と電気的に接続され、さらに、半導体チップと導電ワイヤと内部リード部とダイパッドの上面を絶縁性樹脂にて封止するように封止体５が形成されている。
【００５５】
再び図7に沿って、製造方法を説明する。第５工程は、トリムフォームと呼ばれる工程で、リードフレームから不要金属（リードフレーム枠等）をプレス金型で切断して封止体を個片化する工程である。
以上の工程を経ることで、図１に示すような本発明の実施例である半導体パッケージが完成する。
【００５６】
次に、図１０および図１１を用いて、パッドツバ部とリードツバ部の形成方法について説明する。パッドツバ部とリードツバ部の両方を同時形成する方法は図１０を用い、リードツバ部のみを形成する方法は図１１を用いて説明する。
【００５７】
図１０（ａ）および（ｇ）は、第一プレス工程を示す図である。リードとダイパッドとなる部位が形成された後、ダイパッドの周囲のツバ部形成エリア１０ａを第１の上金型２６と第１の下金型２２を用いてプレス加工して、ダイパッドとリードとの間に薄肉部を形成する。後に、この薄肉部の領域に図８に示すパッドツバ部１１、リードツバ部１２が形成されることになる。
【００５８】
図１０（ｂ）は、第二プレス工程を示す図である。薄肉部を形成した後、第２の下金型２４と第２の上金型２３にてツバ部形成エリア１０ａを固定して、次に、せん断刃２５にて薄肉部をダイパッド側及びリード側とに分断する。金型およびせん断刃をリードフレームから退避させた後のリードフレームを図１０（ｃ）（ｈ）に示す。後にツバ部となる薄肉部は、この時点においてリードフレーム内の他の部位となんら変らずに水平に伸びており、薄肉部は薄く加工形成されるため加工硬化によって４５マイクロメートル厚であってもリード曲がり等の不良が多発することなく形成することが出来る。リードツバ部のみを形成する場合に対応するのは図１１（ａ）（ｅ）であり、第二プレス工程からリードツバ部が形成される。
【００５９】
図１１（ｇ）は、図１０（ｈ）におけるＬ部の拡大図である。第二プレス工程にて丸型、波型のせん断刃を用いることで切り欠き２０や貫通孔２１を形成することができる。このような簡易な方法でも実施例３に記載したようなパッド突起部１１ｂおよびリード突起部１２ｂに絶縁性樹脂との接着面積を増加させるための切り欠きや貫通孔を形成することが可能となる。リードツバ部のみを形成する場合は図１１（ｈ）が図１１（ｅ）におけるＭ部の拡大図となる。
【００６０】
図１０（ｄ）第三プレス工程を示す図である。プレス支え下金型２８でダイパッド２ａ及びリード２ｂを支えた後、プレス押さえ上金型２７でオーバーハング部、突起部の上面に所望の形状に形成するように配置した後、押し上げ形成金型２９にて水平に伸びた両側の薄肉部（後にツバ部となる）の下面から押し上げ成形する。対応する図１１（ｂ）は、リードツバ部のみの形成方法であり、パッドツバ部が不要である場合の成形方法である。
【００６１】
次に、図１０（ｅ）のように押し上げ形成金型２９を退避させ、さらにプレス支え下金型２８およびプレス押さえ上金型２７を退避させると、図１０（ｆ）および図１０（ｉ）に示すようにダイパッド２ａの上端部にパッドオーバーハング部１１ａおよびパッド突起部１１ｂ、リード２ｂの上端部にそれぞれリードオーバーハング部１２ａおよびリード突起部１２ｂが形成される。リードツバ部のみを形成する場合は図１１（ｃ）のように押し上げ形成金型２９を退避させ、さらにプレス支え下金型２８およびプレス押さえ上金型２７を退避させると、図１１（ｄ）および（ｆ）に示すように、リード２ｂの上端部にリードオーバーハング部１２ａおよびリード突起部１２ｂが形成されている。
以上のように第一プレス工程から第三プレス工程を経て所望のリードフレームが完成する。
【００６２】
なお、図７の工程図においては便宜上リードフレームのプレス加工工程を含んだ半導体パッケージの製造工程図としたが、本工程前の段階で、絶縁性樹脂との密着性向上のためのエッチング法を用いた微細な穿孔、表面粗化処理をパッドツバ部、又は、リードツバ部に部分的に、または、リードフレーム材表面全体に施したとしても良い。また、図７は、キュア工程、リードメッキ工程などを省略した工程図であって所要な工程のみで構成された図であるが、この工程図のみでリードフレーム、半導体パッケージが製造されることを規定している訳ではない。さらに各工程の製造順番に関しても特に規定するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、半導体チップを樹脂にて封止した小型なリードレス型の半導体パッケージを用いた半導体装置の薄型化に貢献する。
【符号の説明】
【００６４】
１      半導体装置（半導体パッケージ）
２      リードフレーム
２ａ    ダイパッド
２ｂ    リード
２ｃ    ダイパッド吊りリード
２ｄ    リードフレーム枠
３      導電ワイヤ
４      半導体チップ
５      封止体
６      ダムバー
７      内部リード部
１０    潰し空間部
１０ａ  ツバ部形成エリア
１１    パッドツバ部
１１ａ  パッドオーバーハング
１１ｂ  パッド突起部
１２    リードツバ部
１２ａ  リードオーバーハング部
１２ｂ  リード突起部
１３    潰し空間部寸法
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ    突起開口寸法
１５    変化点Ｒまでの寸法
１６、１７、１８、１９    エリア
２０    切り欠き
２１    貫通孔
２２、２４    下金型
２３、２６    上金型
２５    せん断刃
２７    プレス押さえ上金型
２８    プレス支え下金型
２９    押し上げ形成金型
Ｓ      角度
【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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【図１５】
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