(57)【要約】      （修正有）【課題】ＩＣ素子と回路基板とのハンダによる接合状態の検査精度を向上させる手段を提供する。【解決手段】樹脂封止型半導体装置１０は、ランド３０を有する回路基板１２と、ランド３０とハンダ３２により接合されたヒートシンク部２８を有し、回路基板１２に実装されたＩＣ素子１８と、回路基板１２が表面に配置されると共に、平面視にて少なくともヒートシンク部２８の全面と重なるように貫通孔４６が形成されたリードフレーム１４と、回路基板１２、ＩＣ素子１８、及び、リードフレーム１４を封止するモールド樹脂１６とを備えている。この構成によれば、平面視にて少なくともヒートシンク部２８の全面と重なるように貫通孔４６が形成されることにより、ヒートシンク部２８を透過するＸ線の透過量にムラが生じることを抑制することができるので、検査精度を向上させることができる。【選択図】図３
2011061022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接合部を有する回路基板と、
前記接合部とハンダにより接合された被接合部を有し、前記回路基板に実装されたＩＣ素子と、
前記回路基板が表面に配置されると共に、平面視にて少なくとも前記被接合部の全面と重なるように貫通孔又は重複部が形成された金属製のリードフレームと、
前記回路基板、前記ＩＣ素子、及び、前記リードフレームを封止するモールド樹脂と、
を備えた樹脂封止型半導体装置。
【請求項２】
前記リードフレームには、平面視にて少なくとも前記被接合部の全面と重なるように前記重複部が形成され、
前記重複部は、前記ＩＣ素子と前記回路基板との接合方向と垂直な方向に沿う平面状に形成されている、
請求項１に記載の樹脂封止型半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂封止型半導体装置に係り、特にＩＣ素子が実装された回路基板の裏面側にリードフレームを備えた樹脂封止型半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電子部品が実装されたプリント基板にＸ線を透過させると共にこの透過したＸ線を検出することで、電子部品のリードとプリント基板のランドとのハンダによる接合状態を検査する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２１３５５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ＩＣ素子が実装された回路基板の裏面側にリードフレームを備えた樹脂封止型半導体装置に対して特許文献１に記載の検査方法を適用した場合、リードフレームにおける平面視にてＩＣ素子と重なる部分に例えばスリットや凹凸等が形成されていた場合には、これらによってＸ線の透過量にムラが生じ、検査精度が低下する虞がある。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ＩＣ素子と回路基板とのハンダによる接合状態の検査精度を向上させることができる樹脂封止型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】
【０００６】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の樹脂封止型半導体装置は、接合部を有する回路基板と、前記接合部とハンダにより接合された被接合部を有し、前記回路基板に実装されたＩＣ素子と、前記回路基板が表面に配置されると共に、平面視にて少なくとも前記被接合部の全面と重なるように貫通孔又は重複部が形成された金属製のリードフレームと、前記回路基板、前記ＩＣ素子、及び、前記リードフレームを封止するモールド樹脂と、を備えている。
【０００７】
この樹脂封止型半導体装置によれば、リードフレームには、平面視にて少なくとも被接合部の全面と重なるように貫通孔又は重複部が形成されている。従って、Ｘ線を用いてＩＣ素子の被接合部と回路基板の接合部とのハンダによる接合状態を検査する場合でも、例えば平面視にて被接合部とスリットとが重なる場合に比して、Ｘ線の透過量にムラが生じることを抑制することができるので、検査精度を向上させることができる。
【０００８】
請求項２に記載の樹脂封止型半導体装置は、請求項１に記載の樹脂封止型半導体装置において、前記リードフレームに、平面視にて少なくとも前記被接合部の全面と重なるように前記重複部が形成され、前記重複部が、前記ＩＣ素子と前記回路基板との接合方向と垂直な方向に沿う平面状に形成された構成とされている。
【０００９】
この樹脂封止型半導体装置によれば、重複部は、ＩＣ素子と回路基板との接合方向と垂直な方向に沿う平面状に形成されているので、重複部に例えば凹凸等が形成されている場合に比して、Ｘ線の透過量にムラが生じることを抑制でき、検査精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第一実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の平面図である。
【図２】図１に示される樹脂封止型半導体装置の底面図である。
【図３】図２の３−３線断面図であって、樹脂封止型半導体装置に対してＸ線検査装置を用いて検査を行っている状態を示す図である。
【図４】図１に示されるＩＣ素子の底面図である。
【図５】図１に示される樹脂封止型半導体装置を撮影したＸ線画像の一部である。
【図６】本発明の第一実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の変形例を示す図である。
【図７】本発明の第二実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の平面図である。
【図８】図７に示される樹脂封止型半導体装置の底面図である。
【図９】図８の９−９線断面図であって、樹脂封止型半導体装置に対してＸ線検査装置を用いて検査を行っている状態を示す図である。
【図１０】図７に示される樹脂封止型半導体装置を撮影したＸ線画像の一部である。
【図１１】比較例に係る樹脂封止型半導体装置の平面図である。
【図１２】図１１に示される樹脂封止型半導体装置の底面図である。
【図１３】図１１に示される樹脂封止型半導体装置を撮影したＸ線画像の一部である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［第一実施形態］
はじめに、本発明の第一実施形態について説明する。
【００１２】
図１〜図３に示される本発明の第一実施形態に係る樹脂封止型半導体装置１０は、例えば、自動車に搭載されたモータを駆動するために該モータに一体的に取り付けられる制御回路用の装置である。この樹脂封止型半導体装置１０は、図１に示されるように、回路基板１２と、リードフレーム１４と、モールド樹脂１６とを備えている。
【００１３】
回路基板１２は、リードフレーム１４の表面に配置されると共に、このリードフレーム１４の表面に接着剤により固定されている。回路基板１２の表面には、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）素子１８やその他の電子部品２０がハンダ付けにより実装されている。
【００１４】
ＩＣ素子１８及び電子部品２０は、回路基板１２の表面に形成された図示しない配線パターンと接続されている。この配線パターンは、回路基板１２の表面に形成された導電部２２と接続されており、この導電部２２は、例えばアルミ製のボンディングワイヤ２４によりリードフレーム１４の接続端子３４と電気的に接続されている。
【００１５】
ＩＣ素子１８は、図４に示されるように、例えば、面実装タイプとされており、複数の端子部２６と、被接合部としてのヒートシンク部２８とを有して構成されている。ヒートシンク部２８は、ＩＣ素子１８の外形よりも小さく形成されている。このヒートシンク部２８は、図３に示されるように、より具体的には、上述の複数のランドのうち接合部としてのランド３０とハンダ３２により接合されている。
【００１６】
リードフレーム１４は、例えば銅などの金属製とされており、図１〜図３に示されるように、図示しない外部装置と電気的に接続される接続端子３４，３６と、平面視長方形の本体部３８とを有している。本体部３８の表面には、例えばＦＥＴチップ等のパワー素子４０がハンダ付けにより直接実装されており、パワー素子４０は、例えばアルミ製のボンディングワイヤ４２により接続端子３６と電気的に接続されている。
【００１７】
本体部３８の長手方向両側には、図２に示されるように、長手方向に沿って一対のスリット４４Ａ，４４Ｂが形成されている。このスリット４４Ａ，４４Ｂは、ＩＣ素子１８に対する両側に形成されており、平面視にてＩＣ素子１８と重ならないようになっている。
【００１８】
また、本体部３８には、この一対のスリット４４Ａ，４４Ｂの間に一対の切欠部４６Ａ，４６Ｂが形成されている。そして、本体部３８は、このスリット４４Ａ，４４Ｂ及び切欠部４６Ａ，４６Ｂにより、第一本体部３８Ａ及び第二本体部３８Ｂに分割されている。なお、この第一本体部３８Ａ及び第二本体部３８Ｂは、接続端子３４，３６が外部装置と電気的に接続された場合に互いに異なる電位に設定される。
【００１９】
また、一対の切欠部４６Ａ，４６Ｂは、それぞれ平面視にてコの字状に形成されると共に、コの字形の開口部が互いに向き合うように形成されている。そして、第一本体部３８Ａ及び第二本体部３８Ｂに切欠部４６Ａ，４６Ｂがそれぞれ形成されることにより、本体部３８には、平面視にてＩＣ素子１８の全面と重なるように、貫通孔４６が形成されている。つまり、この貫通孔４６は、一対の切欠部４６Ａ，４６Ｂによって構成されている。また、この貫通孔４６は、ＩＣ素子１８の体格より大きく形成されている。
【００２０】
モールド樹脂１６は、後述する如くモールド成形されることにより形成され、回路基板１２、ＩＣ素子１８、電子部品２０、及び、本体部３８等を一体に封止している。
【００２１】
次に、上記構成からなる樹脂封止型半導体装置１０の製造方法及び製造後の検査方法について説明する。
【００２２】
（実装工程）
先ず、回路基板１２の表面に上述のＩＣ素子１８やその他の電子部品２０を所定の位置にハンダ付けにより実装する。
【００２３】
（リードフレーム加工工程）
また、上述の部品実装工程と並行して、板状のリードフレーム１４にスリット４４Ａ，４４Ｂ及び切欠部４６Ａ，４６Ｂを形成して本体部３８を第一本体部３８Ａと第二本体部３８Ｂとに分割すると共に、第一本体部３８Ａ及び第二本体部３８Ｂに切欠部４６Ａ，４６Ｂを形成することによって貫通孔４６を本体部３８に形成する。
【００２４】
（基板配置工程）
続いて、平面視にて貫通孔４６とＩＣ素子１８が重なるように、ＩＣ素子１８が実装された回路基板１２を本体部３８の表面に配置する。また、本体部３８の表面にパワー素子４０を実装する。そして、回路基板１２の導電部２２をボンディングワイヤ２４により接続端子３４と電気的に接続すると共に、パワー素子４０をボンディングワイヤ４２により接続端子３６と電気的に接続する。
【００２５】
（樹脂封止工程）
そして、回路基板１２及び本体部３８を金型にセットし、これらをモールド樹脂１６で一体に封止するモールド成形を行う。以上の要領で、樹脂封止型半導体装置１０は製造される。
【００２６】
（検査工程）
続いて、検査工程に移行し、樹脂封止型半導体装置１０をＸ線検査装置５０にセットする。Ｘ線検査装置５０は、Ｘ線照射部５２とＸ線検出部５４とを有して構成されている。そして、樹脂封止型半導体装置１０のうちＩＣ素子１８が位置する部分にＸ線を透過させると共にこの透過したＸ線を検出することで、ＩＣ素子１８のヒートシンク部２８と回路基板１２のランド３０とのハンダ３２による接合状態を検査する。
【００２７】
ここで、図５には、Ｘ線検査装置５０により樹脂封止型半導体装置１０を撮影したＸ線画像の一部が示されている。このように、通常、ハンダ３２には、ボイド３３（空洞部）が形成される。そして、Ｘ線検出部５４により検出されたデータに基づいて、このハンダ３２の全面積におけるボイド３３の占める割合を測定し、この割合が予め設定された閾値よりも小さければ良品と判定し、この割合が予め設定された閾値よりも大きければ不良品と判定する。
【００２８】
次に、本発明の第一実施形態の作用及び効果について説明する。
【００２９】
先ず、本発明の第一実施形態の作用及び効果を明確にするために、比較例について説明する。
【００３０】
図１１，図１２には、比較例に係る樹脂封止型半導体装置１１０が示されている。この樹脂封止型半導体装置１１０は、上述の本発明の第一実施形態に係る樹脂封止型半導体装置１０に対し、リードフレーム１４の代わりにリードフレーム１１４を備えている。
【００３１】
なお、この樹脂封止型半導体装置１１０において、リードフレーム１１４以外の構成は、樹脂封止型半導体装置１０と同一であり、この同一の構成については樹脂封止型半導体装置１０と同一の符号を用いてある。
【００３２】
リードフレーム１１４の本体部１３８は、直線状のスリット１４４により第一本体部３８Ａ及び第二本体部３８Ｂに分割されている。また、このスリット１４４は、平面視にてＩＣ素子１８と重なるように形成されている。
【００３３】
しかしながら、この比較例に係る樹脂封止型半導体装置１１０について上述のＸ線検査装置５０（図３参照）を用いて検査を行った場合、リードフレーム１１４における平面視にてＩＣ素子１８と重なる部分にスリット１４４が形成されているので、このスリット１４４によってＸ線の透過量にムラが生じ、検査精度が低下する虞がある。
【００３４】
ここで、図１３には、この樹脂封止型半導体装置１１０についてＸ線検査装置５０で撮影したＸ線画像の一部が示されている。この図に示されるように、比較例の場合、スリット１４４が形成されている部分では、Ｘ線の透過量が多いので、色が薄くなり、スリット１４４が形成されていない部分では、Ｘ線の透過量が少なくなるので、色が濃くなる。そして、このように、Ｘ線画像内にスリット１４４による色の濃淡が発生するので、ハンダ３２の全面積におけるボイド３３の占める割合を正確に測定することが困難となり、誤判定の原因となる虞がある。
【００３５】
これに対し、本発明の第一実施形態に係る樹脂封止型半導体装置１０によれば、リードフレーム１４には、平面視にてＩＣ素子１８の全面と重なるように貫通孔４６が形成されている。従って、上述のＸ線検査装置５０を用いて検査を行う場合でも、上述の比較例の場合に比して、Ｘ線の透過量にムラが生じることを抑制することができるので、検査精度を向上させることができる。
【００３６】
ここで、図５には、この比較例に係る樹脂封止型半導体装置１０についてＸ線検査装置５０で撮影したＸ線画像の一部が示されている。この図に示されるように、本実施形態の場合、上述の如く平面視にてＩＣ素子１８の全面と重なるように貫通孔４６が形成されており、平面視にてＩＣ素子１８と重なる位置にスリット４４Ａ，４４Ｂが形成されていないので、Ｘ線の透過量が均一となる。これにより、ハンダ３２の全面積におけるボイド３３の占める割合を正確に測定することが可能となり、判定の精度、すなわち、検査精度を向上させることができる。
【００３７】
なお、上記実施形態において、ＩＣ素子１８は、ヒートシンク部２８を有して構成されていたが、その他の被接合部を有して構成されていても良い。このことは、後述する本発明の第二実施形態においても同様である。
【００３８】
また、上記実施形態において、貫通孔４６は、スリット４４Ａ，４４Ｂと連通して形成されていたが、図６に示されるように、スリット４４Ａ，４４Ｂとは独立して形成されていても良い。
【００３９】
また、上記実施形態において、貫通孔４６は、ＩＣ素子１８の体格より大きく形成されていたが、平面視にて少なくともヒートシンク部２８の全面と重なるように形成されていれば、ＩＣ素子１８の体格より小さく形成されていても良い。
【００４０】
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について説明する。
【００４１】
図７〜図９に示される本発明の第二実施形態に係る樹脂封止型半導体装置７０は、上述の本発明の第一実施形態に係る樹脂封止型半導体装置１０に対し、リードフレーム１４の代わりにリードフレーム７４を備えている。
【００４２】
なお、この樹脂封止型半導体装置７０において、リードフレーム７４以外の構成は、樹脂封止型半導体装置１０と同一であり、この同一の構成については樹脂封止型半導体装置１０と同一の符号を用いてある。
【００４３】
リードフレーム７４の本体部７８は、スリット８４により第一本体部７８Ａ及び第二本体部７８Ｂに分割されている。このスリット８４は、その長手方向中央部が平面視にてＩＣ素子１８と重ならないように矩形状に形成されている。
【００４４】
また、このようにスリット８４の長手方向中央部が矩形状に形成されることにより、第一本体部７８Ａには、第二本体部７８Ｂ側に突出する突出部８５が形成されている。そして、この第一本体部７８Ａには、突出部８５が形成されることにより、平面視にてＩＣ素子１８の全面と重なるように重複部８６が形成されている。
【００４５】
つまり、ここで言う重複部８６とは、平面視にてＩＣ素子１８の全面と重なる領域のことであり、図８では、理解の容易のために、想像線（二点鎖線）で囲った部分として示してある。
【００４６】
なお、この重複部８６を含む本体部７８の全体は、ＩＣ素子１８と回路基板１２との接合方向（Ｚ方向）と垂直な方向（Ｘ方向）に沿う平面状に形成されている。つまり、図９に示されるように、この重複部８６を含む本体部７８全体の表面及び裏面は、均一な平面で形成されている。
【００４７】
次に、本発明の第二実施形態の作用及び効果について説明する。
【００４８】
本発明の第二実施形態に係る樹脂封止型半導体装置７０によれば、リードフレーム７４には、平面視にてＩＣ素子１８の全面と重なるように重複部８６が形成されている。従って、上述のＸ線検査装置５０を用いて検査を行う場合でも、上述の比較例の場合に比して、Ｘ線の透過量にムラが生じることを抑制することができるので、検査精度を向上させることができる。
【００４９】
ここで、図１０には、この樹脂封止型半導体装置７０についてＸ線検査装置５０で撮影したＸ線画像の一部が示されている。この図に示されるように、本実施形態の場合、上述の如く平面視にてＩＣ素子１８の全面と重なるように重複部８６が形成されており、平面視にてＩＣ素子１８と重なる位置にスリット８４が形成されていないので、Ｘ線の透過量が均一となる。これにより、ハンダ３２の全面積におけるボイド３３の占める割合を正確に測定することが可能となり、判定の精度、すなわち、検査精度を向上させることができる。
【００５０】
ちなみに、本実施形態の場合、重複部８６がある分だけ上述の本発明の第一実施形態の場合（貫通孔４６がある場合）に比して、Ｘ線の透過量が減るので、Ｘ線画像の色調は全体的に濃くなっている。
【００５１】
また、この樹脂封止型半導体装置７０によれば、重複部８６は、ＩＣ素子１８と回路基板１２との接合方向（Ｚ方向）と垂直な方向（Ｘ方向）に沿う平面状に形成されているので、重複部８６に例えば凹凸等が形成されている場合に比して、Ｘ線の透過量にムラが生じることを抑制でき、検査精度を向上させることができる。
【００５２】
なお、上記実施形態において、スリット８４は、その長手方向中央部が矩形状に形成されていたが、平面視にてＩＣ素子１８の全面と重なるように重複部８６が形成されていれば、リードフレーム７４の長手方向に延びる直線状に形成されていても良い。
【００５３】
また、上記実施形態において、重複部８６は、平面視にてＩＣ素子１８の全面と重なるように形成されていたが、平面視にて少なくともヒートシンク部２８の全面と重なるように形成されていれば、ＩＣ素子１８の体格より小さく形成されていても良い。
【００５４】
また、上記実施形態において、重複部８６は、例えば、回路基板１２側（表面側）に開口する凹部が形成されることにより、その周辺部よりも肉薄に形成されていても良い。このように形成されていると、Ｘ線の透過量を増加させることができ、Ｘ線画像の色調を薄くすることができる。
【００５５】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００５６】
１０，７０・・・樹脂封止型半導体装置、１２・・・回路基板、１４，７４・・・リードフレーム、１６・・・モールド樹脂、１８・・・ＩＣ素子、２０・・・電子部品、２２・・・導電部、２４，４２・・・ボンディングワイヤ、２６・・・端子部、２８・・・ヒートシンク部（被接合部）、３０・・・ランド（接合部）、３２・・・ハンダ、３３・・・ボイド、３４，３６・・・接続端子、３８，７８・・・本体部、３８Ａ，７８Ａ・・・第一本体部、３８Ｂ，７８Ｂ・・・第二本体部、４０・・・パワー素子、４４Ａ，４４Ｂ，８４・・・スリット、４６・・・貫通孔、４６Ａ，４６Ｂ・・・切欠部、５０・・・Ｘ線検査装置、５２・・・Ｘ線照射部、５４・・・Ｘ線検出部、８５・・・突出部、８６・・・重複部
【図１】
2011061022.tif 000003
【図２】
2011061022.tif 000004
【図３】
2011061022.tif 000005
【図４】
2011061022.tif 000006
【図５】
2011061022.tif 000007
【図６】
2011061022.tif 000008
【図７】
2011061022.tif 000009
【図８】
2011061022.tif 000010
【図９】
2011061022.tif 000011
【図１１】
2011061022.tif 000012
【図１２】
2011061022.tif 000013
【図１０】
2011061022.tif 000014
【図１３】
2011061022.tif 000015