(57)【要約】【課題】ダイパッドとモールド樹脂との界面における剥離の伸展を抑制できる半導体装置を実現する。【解決手段】ダイパッド１１の一面１１ａのうち半導体チップ３が搭載された部分であるチップ搭載部とワイヤ４が接合された部分であるワイヤ接合部との間に、剥離伸展防止溝１２が形成された構造とする。この剥離伸展防止溝１２は、該一面に対する法線方向における深さＬ１が６０μｍ以上であり、該一面のなす平面上における最小幅が７０μｍ以上であり、該法線方向から見て、ダイパッド１１と半導体チップ３とを接続するワイヤ４に沿ってダイパッド１１を切断したときの断面視にて、剥離伸展防止溝１２のなす側面のうち該ワイヤ接合部側である剥離抑制面１２ａと該法線方向とのなす角度のうち鋭角のものが１０°以下である。これにより、プレス加工により簡便に形成されつつ、ダイパッド１１とモールド樹脂５との界面での剥離伸展を抑制できる半導体装置となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイパッド（１１）とリード（１３）とを有してなるリードフレーム（１）と、
前記ダイパッドの一面（１１ａ）上にダイボンド材（２）を介して搭載された半導体チップ（３）と、
前記半導体チップと前記ダイパッドとを電気的に接続するワイヤ（４）と、
前記リードフレームの一部、前記半導体チップおよび前記ワイヤを覆うモールド樹脂（５）と、を備え、
前記ダイパッドの前記一面のうち前記半導体チップが搭載された部分をチップ搭載部（１１ｃ）とし、前記ワイヤが接合された部分をワイヤ接合部（１１ｄ）として、前記ダイパッドには、前記チップ搭載部と前記ワイヤ接合部とを隔てる剥離伸展防止溝（１２）が形成されており、
前記剥離伸展防止溝は、前記一面に対する法線方向における深さ（Ｌ１）が６０μｍ以上であり、前記一面のなす平面上における最小の開口幅が７０μｍ以上であり、
前記法線方向から見て、前記半導体チップの外郭に対して垂直な方向に沿って前記ダイパッドを切断したときの断面にて、前記剥離伸展防止溝のなす側面のうち前記ワイヤ接合部側の前記側面を剥離抑制面（１２ａ）として、
前記剥離抑制面と前記法線方向とのなす角度のうち鋭角のものは、１０°以下である半導体装置。
【請求項２】
前記側面のうち前記剥離抑制面と向き合う面を対向面（１２ｂ）として、前記断面にて前記対向面と前記法線方向とのなす角度のうち鋭角のものは、５０°〜６０°の範囲内とされている請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記側面のうち前記剥離抑制面と向き合う面を対向面（１２ｂ）として、前記断面にて前記対向面と前記法線方向とのなす角度のうち鋭角のものは、１０°以下とされている請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記法線方向から見たときの前記剥離伸展防止溝の底部となる面を底面（１２ｃ）として、前記底面の最小幅は１０μｍ以上とされている請求項１ないし３のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項５】
前記ダイパッドのうち前記剥離伸展防止溝が形成された部分の前記一面法線方向における厚みは、６０μｍ以上である請求項１ないし４のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項６】
前記剥離伸展防止溝は、前記法線方向から見て、前記半導体チップを連続的または断続的に囲む枠体状とされている請求項１ないし５のいずれか１つに記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リードフレームにモールド樹脂との剥離を抑制する溝が形成された半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、リードフレームと、この上にダイボンド材を介して搭載される半導体チップと、これらを電気的に接続するワイヤと、リードフレームの一部、半導体チップおよびワイヤを覆うモールド樹脂とを備える半導体装置が知られている。
【０００３】
この種の半導体装置は、半導体チップとモールド樹脂の界面、およびダイボンド材とモールド樹脂の界面の密着性が低いため、これらの界面を起点とした剥離が発生し、その剥離がリードフレームとモールド樹脂との界面に沿って進行することがある。このような剥離が進行すると、リードフレームのうちワイヤが接合された部分に応力が集中し、ワイヤが断線するなどの不具合が生じる。
【０００４】
このようなモールド樹脂とリードフレームとの界面における剥離を抑制できる構造として、例えば特許文献１に記載の半導体装置が挙げられる。この半導体装置は、リードフレームのうち半導体チップが搭載された部分とワイヤが接合された部分との間に剥離抑制のための溝（以下「剥離抑制溝」）が形成された構造とされている。半導体チップもしくはダイボンド材とモールド樹脂との界面を起点とした剥離が発生し、リードフレームとモールド樹脂との界面における剥離が半導体チップ付近生じた場合に、剥離抑制溝が形成された構造とされることでその剥離の伸展が抑制される。
【０００５】
具体的には、モールド樹脂の剥離による力が剥離抑制溝の表面とモールド樹脂との間における圧縮応力を生じさせため、剥離抑制溝の表面とモールド樹脂との間での剥離が抑制される。その結果、剥離抑制溝が形成された部分において、リードフレームとモールド樹脂との界面における剥離の伸展が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−３１１３６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この剥離抑制溝は、リードフレームのうち半導体チップが搭載される一面に対する法線方向における深さが深いほど、モールド樹脂による圧縮応力が大きくなるため、剥離の伸展防止に効果的である。しかしながら、この剥離抑制溝がドライエッチングなどのエッチング工法で形成される場合には、溝を形成する時間が長く、半導体装置の製造コストが高くなってしまう。
【０００８】
そこで、短時間で溝を形成するためにプレス工法によりリードフレームに剥離抑制溝を形成することが検討されているが、この場合、エッチング工法で形成される場合に比べ、深い溝を形成することができず、剥離の伸展防止の効果が得られにくくなる。
【０００９】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、従来よりも短時間で形成されつつも、モールド樹脂との剥離が生じにくい形状とされた溝が設けられたリードフレームを有してなり、剥離の伸展が抑制される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】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の半導体装置は、ダイパッド（１１）とリード（１３）とを有してなるリードフレーム（１）と、ダイパッドの一面（１１ａ）上に搭載された半導体チップ（３）と、半導体チップとダイパッドとを電気的に接続するワイヤ（４）と、リードフレームの一部、半導体チップおよびワイヤを覆うモールド樹脂（５）と、を備える。このような構成において、ダイパッドの一面のうち半導体チップが搭載された部分をチップ搭載部（１１ｃ）とし、ワイヤが接合された部分をワイヤ接合部（１１ｄ）として、ダイパッドには、チップ搭載部とワイヤ接合部とを隔てる剥離伸展防止溝（１２）が形成されており、剥離伸展防止溝は、一面に対する法線方向における深さ（Ｌ１）が６０μｍ以上であり、一面のなす平面上における最小の開口幅が７０μｍ以上であり、法線方向から見て、半導体チップの外郭に対して垂直な方向に沿ってダイパッドを切断したときの断面にて、剥離伸展防止溝のなす側面のうちワイヤ接合部側の側面を剥離抑制面（１２ａ）として、剥離抑制面と法線方向とのなす角度のうち鋭角のものは、１０°以下である。
【００１１】
これにより、半導体チップとモールド樹脂との界面で剥離が生じたとしても、リードフレームに剥離伸展防止溝が形成され、ダイパッドとワイヤとの接合部分にこの剥離が伸展することが防止される半導体装置となる。
具体的には、剥離伸展防止溝は、ダイパッドの一面に対する法線方向から見てダイパッドと接合されたワイヤに沿って切断したときの断面視にて、側面のうちダイパッドとワイヤとの接合部側の剥離抑制面と該法線方向とのなす角度のうち鋭角のものが１０°以下である。また、剥離伸展防止溝は、該法線方向における深さが６０μｍ以上であり、該一面における最小幅が７０μｍ以上とされている。この剥離伸展防止溝は、プレス工法により形成されることができ、入り込むモールド樹脂の体積が所定以上となると共に、剥離抑制面にモールド樹脂による圧縮応力が働くため、ダイパッドとモールド樹脂との剥離伸展を防止できる形状である。
【００１２】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態の半導体装置を示す上面レイアウト図である。
【図２】図１中に示すＩＩ−ＩＩ間の断面を示す断面図である。
【図３】図２中に示す一点鎖線の領域を拡大して示す拡大断面図である。
【図４】図３中に示す一点鎖線の領域を拡大して示す拡大断面図である。
【図５】剥離伸展防止溝の深さおよび剥離抑制面の角度における、剥離抑制面に生じる引張り応力もしくはせん断応力の等高線をシミュレートした結果を示す図である。
【図６】第２実施形態の半導体装置における剥離伸展防止溝の断面を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【００１５】
（第１実施形態）
第１実施形態の半導体装置について、図１〜図５を参照して述べる。本実施形態の半導体装置は、例えば、自動車などの車両に搭載される部品の駆動制御をするための半導体装置などに適用される。
【００１６】
図１では、後述するダイパッド１１の一面１１ａに対する法線方向（以下「一面法線方向」という）から見た上面レイアウトを示しており、構造を分かり易くするため、後述するリード１３およびワイヤ４の数を減らしてデフォルメしたものを示している。また、図１では、後述するモールド樹脂５を一面法線方向から見たときの外郭を二点鎖線で示している。図２では、ダイパッド１１のうち後述するチップ搭載部１１ｃを分かり易くするための補助線を二点鎖線で示すと共に、別断面のワイヤ４を破線で示している。図３では、分かり易くするため、図２中に一点鎖線で示す領域のうちモールド樹脂５を省略したものを示すと共に、図２と同様に、別断面のワイヤ４を破線で示している。
【００１７】
本実施形態の半導体装置は、図１もしくは図２に示すように、ダイパッド１１とリード１３とを有してなるリードフレーム１と、ダイボンド材２と、半導体チップ３と、ワイヤ４と、モールド樹脂５とを備える。
【００１８】
リードフレーム１は、例えばＣｕやＦｅなどの金属材料によりなり、図２に示すように、ダイパッド１１と、リード１３とを有してなる。リードフレーム１は、例えば、１枚の金属板をプレス打ち抜きなどでダイパッド１１およびリード１３となる領域を成形することで形成される。
【００１９】
ダイパッド１１は、例えば、図１に示すように表裏の関係にある一面１１ａと他面１１ｂとを有する四角形板状とされ、一面１１ａ上にダイボンド材２を介して半導体チップ３が搭載されている。ダイパッド１１は、モールド樹脂５による封止前までは、図示しないタイバー等によりリード１３と連結されているが、モールド樹脂５による封止後においては、リードカット等により分離される。ダイパッド１１は、図１に示すように、一面法線方向から見て、半導体チップ３が搭載された部分とワイヤ４が接合された部分との間に剥離伸展防止溝１２が形成されている。
【００２０】
以下の説明において、図３に示すように、ダイパッド１１のうち半導体チップ３が搭載された部分を「チップ搭載部１１ｃ」と称し、ワイヤ４が接合された部分を「ワイヤ接合部１１ｄ」と称する。
【００２１】
剥離伸展防止溝１２は、図３に示すように、ダイパッド１１の一面１１ａ側であって、チップ搭載部１１ｃとワイヤ接合部１１ｄとの間に形成された溝である。剥離伸展防止溝１２は、ダイボンド材２もしくは半導体チップ３とモールド樹脂５との界面で剥離が生じた場合に、その剥離がワイヤ接合部１１ｄ側に伸展することを防止する役割を果たす。
【００２２】
剥離伸展防止溝１２は、例えば、図１に示すように、一面法線方向から見て、半導体チップ３を囲む枠体状とされているが、チップ搭載部１１ｃとワイヤ接合部１１ｄとを隔てるように配置されればよく、連続的な溝とされてもよいし、断続的な溝とされてもよい。また、剥離伸展防止溝１２は、図１では、上面視にて四角形の枠体状とされているが、該四角形の四隅にＲが設けられた形状とされたり、半導体チップ３の外郭の形状に応じた形状とされたりするなど、その形状が適宜変更されてもよい。
【００２３】
剥離伸展防止溝１２は、本実施形態では、図３に示すように、一面法線方向から見て半導体チップ３の外郭に対して垂直な方向に沿って切断したときの断面（以下「外郭垂直断面」という）にて、非対称な形状とされている。剥離伸展防止溝１２は、図４に示すように、ワイヤ接合部１１ｄ側の側面である剥離抑制面１２ａにおいて、モールド樹脂５による圧縮応力が作用するように、剥離抑制面１２ａが急傾斜とされている。剥離伸展防止溝１２の詳細な形状およびこれによる効果については、後ほど詳しく説明する。
【００２４】
リード１３は、例えば、ダイパッド１１と同じ材料で構成され、図１もしくは図２に示すように、半導体チップ３とワイヤ４を介して電気的に接続されると共に、ワイヤ４と接合された部分を含む一部がモールド樹脂５に覆われている。リード１３は、図示しない外部の電源もしくはこれに接続された外部配線と接続されることで、半導体チップ３を駆動できる構成とされている。リード１３は、その数については適宜変更される。
【００２５】
ダイボンド材２は、半導体チップ３とダイパッド１１とを電気的または熱的に接続するものであり、例えば、はんだやＡｇペースト、導電性接着剤等よりなる。
【００２６】
半導体チップ３は、通常の半導体プロセスにより形成されたシリコン半導体等よりなり、例えばICチップ、MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistorの略）やIGBT（Insulated Gate Bipolar Transistorの略）等のパワー素子等である。半導体チップ３は、例えば、図１に示すように四角形板状とされるが、他の形状とされてもよい。
【００２７】
ワイヤ４は、図１に示すように、半導体チップ３に形成された図示しない電極パッドとダイパッド１１もしくはリード１３とを電気的に接続するものであり、例えば、Ａｌ（アルミニウム）、Ａｕ（金）、Ｃｕ（銅）等よりなる。ワイヤ４は、例えば、通常のワイヤボンディングにより複数本設けられ、その数については適宜変更される。
【００２８】
モールド樹脂５は、本実施形態では、図２に示すように、ダイパッド１１のうち他面１１ｂと異なる部分、リード１３の一部、ダイボンド材２、半導体チップ３およびワイヤ４を覆う封止部材であり、例えばエポキシ樹脂などの樹脂材料により構成される。
【００２９】
以上が、本実施形態の半導体装置の基本的な構成である。なお、本実施形態では、ダイパッド１１の他面１１ｂがモールド樹脂５から露出した、いわゆるハーフモールド構造とされた例について説明したが、ダイパッド１１がすべてモールド樹脂５に覆われた、いわゆるフルモールド構造とされていてもよい。
【００３０】
次に、剥離伸展防止溝１２の具体的な形状とその効果について、図４を参照して説明する。なお、以下の剥離伸展防止溝１２の形状の説明は、リードフレーム１として板厚が０．１５ｍｍの金属板を用いた場合の例である。
【００３１】
剥離伸展防止溝１２は、図４に示す一面法線方向における深さＬ１（以下、単に「深さＬ１」という）が６０μｍ以上とされ、一面１１ａのなす平面上における幅Ｌ２（以下「開口幅Ｌ２」という）が７０μｍ以上とされている。言い換えると、剥離伸展防止溝１２は、最小深さＬ１が６０μｍとされ、その最小幅、すなわち最小の開口幅Ｌ２が７０μｍとされている。これは、一面１１ａから他面１１ｂ側に凹む剥離伸展防止溝１２のなす空間（以下「溝空間」という）に入り込むモールド樹脂５の量を多くすることで、剥離抑制面１２ａにかかる圧縮応力が相対的に大きくなり、剥離の伸展防止の効果が高まるためである。本発明者らの試作結果によれば、深さＬ１が６０μｍ以上、かつ開口幅Ｌ２が７０μｍ以上とされた場合には、剥離の伸展が防止される傾向が得られた。
【００３２】
剥離伸展防止溝１２は、図４に示すように、外郭垂直断面にて、剥離抑制面１２ａと一面法線方向とのなす角度のうち鋭角のものの角度θ１（以下「第１の角度θ１」という）が１０°以下とされている。これは、モールド樹脂５とダイパッド１１との剥離がチップ搭載部近傍で生じた場合に、その剥離がワイヤ接合部１１ｄへ伸展する途中に配置された剥離抑制面１２ａを図４に示すように急傾斜とすることで、その伸展防止の効果が高まるためである。
【００３３】
具体的には、剥離抑制面１２ａにはモールド樹脂５により押される力、すなわち圧縮応力が生じる場合について検討する。このとき、第１の角度θ１が１０°を超えて大きくなるほど、モールド樹脂５は、剥離抑制面１２ａに沿ってせん断する力が作用し、剥離伸展防止溝１２の外に逃げやすいやすい、すなわち剥離の伸展防止の効果が低い形状となる。
【００３４】
一方、第１の角度θ１が１０°以下とされた場合、剥離抑制面１２ａがこの圧縮応力を正面から受け止めるような形となり、圧縮応力がモールド樹脂５と剥離抑制面１２ａとのせん断を抑制することとなる。そのため、この場合、剥離伸展防止溝１２は、剥離の伸展を防止する効果が高まる形状となる。
【００３５】
なお、第１の角度θ１の値は、図４に示すように、剥離抑制面１２ａのうち底面１２ｃとの交点が一面１１ａとの交点よりも、剥離伸展防止溝１２の側面のうち剥離抑制面１２ａと向き合う対向面１２ｂ側となる状態を正とし、その逆の状態を負としている。
【００３６】
ここで、底面１２ｃとは、図４に示すように、一面法線方向から見て、剥離伸展防止溝１２の底部となる面を指す。また、ここでいう「向き合う」とは、底面１２ｃを挟んで剥離抑制面１２ａの反対側に配置されていることを意味する。
【００３７】
また、第１の角度θ１は、剥離の伸展防止の観点では、０°すなわち一面法線方向と垂直とされることが好ましいが、プレス成形のし易さの観点を鑑みると、０°より大きく１０°以下の範囲とされることがより好ましい。第１の角度θ１を０°にしようとする場合、図示しないプレス成形用の金型で押圧して剥離伸展防止溝１２を形成する際に、ダイパッド１１のうち押圧される部分が逃げにくくなる。この影響により、剥離抑制面１２ａのうち開口部付近がワイヤ接合部１１ｄ側にだれることがあり、その場合には、剥離抑制面１２ａによる剥離の伸展防止効果が低くなるためである。
【００３８】
剥離伸展防止溝１２は、図４に示すように、対向面１２ｂと一面法線方向とのなす角度のうち鋭角のものの角度θ２（以下「第２の角度θ２」という）が５０°〜６０°の範囲内とされている。これは、プレス成形用の図示しない金型で剥離伸展防止溝１２を形成する際に、リードフレーム１のうち剥離伸展防止溝１２が形成される部分、すなわち肉が押圧により一面１１ａ側に逃げる余地を残し、ダイパッド１１の平坦性を確保するためである。
【００３９】
具体的には、リードフレーム１の肉が金型による押圧によりダイパッド１１の他面１１ｂ側に逃げた場合、他面１１ｂに不要な凸部が生じてしまい、その平坦性が低下してしまう。そこで、対向面１２ｂに所定以上の傾斜を設け、リードフレーム１の肉が押圧時に一面１１ａ側に逃げる余地を作ることで、他面１１ｂ側に不要な凸部が形成されることが抑制され、ダイパッド１１の平坦性を確保することができる。このような観点から、第２の角度θ２は、５０°〜６０°の範囲内とされることが好ましい。
【００４０】
なお、第２の角度θ２の値は、対向面１２ｂのうち底面１２ｃとの交点が一面１１ａとの交点よりも剥離抑制面１２ａ側にある状態を正とし、その逆の状態を負としている。つまり、第１の角度θ１および第２の角度θ２がいずれも正の状態では、剥離伸展防止溝１２は、図４に示すように、断面視にて開口部側ほど幅が広くなる順テーパの形状となる。
【００４１】
剥離伸展防止溝１２は、一面法線方向から見たときに底となる底面１２ｃの幅Ｌ３として、幅Ｌ３が１０μｍ以上とされることが好ましい。これは、溝空間を充填するモールド樹脂５の量を多くすることと、第２の角度θ２を５０°〜６０°の範囲内とすることとを両立させるためである。また、ダイパッド１１の平坦性確保の観点から、ダイパッド１１のうち底面１２ｃでの一面法線方向における厚みは、６０μｍ以上とされることが好ましい。
【００４２】
次に、本実施形態の半導体装置における剥離伸展防止溝１２の深さや幅などの設計について、図５を参照して説明する。
【００４３】
図５では、横軸を第１の角度θ１、縦軸を剥離伸展防止溝１２の深さＬ１として、これらのパラメータを変化させた際に、剥離抑制面１２ａに生じる引張応力σおよびせん断応力τが所定の一定値となる場合を連続的にプロットして得られる等高線を示している。
【００４４】
ここでいう引張応力σ（単位：ＭＰａ）とは、モールド樹脂５を剥離抑制面１２ａから引き離す方向に作用する力である。引張応力σの値が大きくなるほどモールド樹脂５が剥離抑制面１２ａから剥離しやすいことを意味し、引張応力σが負の値であるのは、剥離抑制面１２ａに圧縮応力が働くことを意味する。
【００４５】
せん断応力τ（単位：ＭＰａ）は、モールド樹脂５を剥離抑制面１２ａとの界面に沿ってせん断する力である。せん断応力τの値が大きいほどモールド樹脂５が剥離抑制面１２ａとせん断されやすい、すなわち剥離しやすいことを意味する。
【００４６】
なお、図５に示す引張応力σおよびせん断応力τの等高線は、直接測定することが困難であるため、シミュレーションにより導出したものである。
【００４７】
図４についての説明にて述べた剥離伸展防止溝１２の深さＬ１および第１の角度θ１は、図５に示すシミュレーションの結果により設計される。具体的には、剥離伸展防止溝１２を形成する半導体装置が晒されると想定される温度範囲、例えば−６５℃〜１５０℃の範囲において、剥離抑制面１２ａに生じる引張応力σおよびせん断応力τが所定の値以下となる深さＬ１および第１の角度θ１とする。
【００４８】
ここで、引張応力σおよびせん断応力τの所定の値を算出する温度条件は、最もモールド樹脂５が剥離しやすい条件、すなわちワースト条件で設定される。引張応力σは、温度が高いほうが大きくなるため、上記の温度範囲の例では１５０℃の条件で設定され、図５では、１５０℃における引張応力σ１５０をシミュレーションで導出した結果を示している。せん断応力τは、温度が低いほうが大きくなるため、上記の温度範囲の例では−６５℃の条件で設定され、図５では、−６５℃におけるせん断応力τ−６５をシミュレーションで導出した結果を示している。
【００４９】
また、引張応力σおよびせん断応力τの所定の値は、任意の深さＬ１および任意の第１の角度θ１とされた半導体装置を試作し、この試作品について冷熱サイクル試験などを実施した場合において、剥離の伸展が生じなかった条件を元に設定される。
【００５０】
具体的には、剥離の伸展が生じなかった深さＬ１および第１の角度θ１に基づいたシミュレーションで導出される引張応力σおよびせん断応力τの値を所定の値として設定する。このような試作品の信頼性評価に基づくシミュレーションにより基準となる所定の値、すなわち閾値を導出した結果、引張応力σ１５０については−５．５ＭＰａであり、せん断応力τ−６５については８ＭＰａであった。
【００５１】
このようにて導出されるワースト条件における引張応力σおよびせん断応力τが共に閾値以下となる深さＬ１および第１の角度θ１が、剥離の伸展が防止される剥離伸展防止溝１２の好ましい設計範囲となる。引張応力σ１５０が閾値以下となる深さＬ１および第１の角度θ１の範囲は、図５に示すσ１５０＝−５．５の等高線よりも図５の紙面左側の領域となる。せん断応力τ−６５が閾値以下となる深さＬ１および第１の角度θ１の範囲は、図５に示すτ−６５＝８の等高線よりも図５の紙面上側の領域となる。そして、プレス成形による加工のし易さなどの観点から、例えば深さＬ１が６０μｍ以上、かつ第１の角度θ１が１０°以下の条件を加えたものが、図５に斜線で示す領域Ｒとなる。この領域Ｒの範囲内における深さＬ１および第１の角度θ１が、剥離伸展防止溝１２の好ましい設計範囲となる。深さＬ１および第１の角度θ１は、上記した方法により定めた設計範囲内において適宜変更されることができる。
【００５２】
なお、冷熱サイクル試験は、例えば、半導体装置を１５０℃に加熱して５分間保持する加熱した後、該半導体装置を−６５℃に冷却して５分間保持する冷熱工程を任意の回数だけ繰り返すといった具合で行われる。ダイパッド１１とモールド樹脂５と剥離の伸展については、断面観察や外観検査などにより確認することができる。
【００５３】
次に、本実施形態の半導体装置の製造方法の一例について説明するが、剥離伸展防止溝１２をリードフレーム１に形成する点を除き、任意の半導体装置の製造プロセスを適用できるため、ここでは、その特徴部分以外の工程については簡単に説明する。
【００５４】
Ｃｕなどによりなる１枚の金属板をプレス打ち抜き加工をし、ダイパッド１１およびリード１３となる領域を形成する。その後、ダイパッド１１となる部分に、プレス加工により剥離伸展防止溝１２を形成する。例えば、溝空間に相当する凸部を備える図示しない金型を用い、ダイパッド１１をプレスで加圧することで剥離伸展防止溝１２を備えるダイパッド１１を形成することができる。
【００５５】
なお、剥離伸展防止溝１２は、ダイパッド１１およびリード１３の成形と同時に成形されてもよい。また、パッケージの構造がＱＦＰ（Quad Flat Packageの略）の場合には、押し出し加工によりダイパッド１１となる領域を押し出すことでリードフレーム１を作製するが、この際に剥離伸展防止溝１２を形成してもよい。
【００５６】
次いで、任意の製造方法により製造された半導体チップ３を用意し、例えばＡｇペーストによりなるダイボンド材２を介してダイパッド１１の一面１１ａ上に半導体チップ３を搭載する。そして、ワイヤボンディングにより半導体チップ３とダイパッド１１およびリード１３とをＡｌなどによりなるワイヤ４を介して電気的に接続する。このとき、ワイヤ４のうち半導体チップ３とダイパッド１１とを接続するものについては、上面視にて、剥離伸展防止溝１２を横断する配置とする。
【００５７】
続けて、図示しない上型と下型とによりなる金型を用意し、半導体チップ３が搭載され、かつワイヤボンディングがされたリードフレーム１を下型にセットし、上型と下型とを型合わせする。そして、モールド樹脂５となるエポキシ樹脂などの樹脂材料を金型に流し込み、当該樹脂材料を加熱硬化させる。
【００５８】
モールド樹脂５を形成後、金型からワークを取出し、プレス打ち抜きにより不要な部分を切断除去することで、本実施形態の半導体装置を製造することができる。
【００５９】
本実施形態によれば、ダイパッド１１のうちチップ搭載部近傍にてモールド樹脂５の剥離が生じたとしても、その剥離の伸展が剥離伸展防止溝１２に防止され、ワイヤ接合部１１ｄへ伸展することが防止される構造の半導体装置となる。また、剥離伸展防止溝１２がプレス成形により成形されやすい形状とされているため、エッチング工法よりも短時間で形成されつつも、ダイパッド１１とモールド樹脂５との界面における剥離の伸展が防止される半導体装置となる。
【００６０】
さらに、剥離伸展防止溝１２が形成された部分で剥離伸展が妨げられるため、ワイヤ接合部１１ｄへの剥離の伸展のみならず、剥離の伸展に起因するモールド樹脂５内のクラックが発生し、これが外部へと伸展することを防止する効果も期待される構造となる。
【００６１】
（第２実施形態）
第２実施形態の半導体装置について、図６を参照して述べる。図６では、図３で示す上記第１実施形態における一点鎖線の領域に相当する領域を示している。
【００６２】
本実施形態の半導体装置は、図６に示すように、剥離伸展防止溝１２の形状が変更されている点において、上記第１実施形態と相違する。本実施形態では、この相違点について主に説明する。
【００６３】
剥離伸展防止溝１２は、本実施形態では、図６に示すように、外郭垂直断面において、対向面１２ｂと一面法線方向とのなす第２の角度θ２が１０°以下とされている。
【００６４】
第２の角度θ２が１０°以下とされることにより、剥離伸展防止溝１２の溝空間に入り込むモールド樹脂５の量が多くなり、剥離抑制面１２ａにかかるモールド樹脂５による圧縮応力が大きくなる。そのため、剥離伸展防止溝１２は、上記第１実施形態に比べ、より剥離の伸展が抑制される形状となる。一方、剥離伸展防止溝１２を形成する際の肉が上記第１実施形態に比べて一面１１ａ側に逃げにくい形状となるため、この場合において必要があるときは、リードフレーム１の板厚を厚くすることで、他面１１ｂへの肉の逃げによる平坦性の悪化を抑制してもよい。
【００６５】
なお、第２の角度θ２は、１０°以下とされていればよく、負の値とされてもよい。この場合、剥離伸展防止溝１２は、例えば、プレス成形に用いる金型のうち溝空間に相当する凸部による圧力が対向面１２ｂに沿った方向にかかるように押圧し、その逆の方向へ金型を引き抜くことにより形成される。
【００６６】
本実施形態によれば、剥離伸展防止溝１２の溝空間が上記第１実施形態に比べて広くなり、その分だけ溝空間を充填するモールド樹脂５の量が多くなるため、相対的に剥離抑制面１２ａにかかる圧縮応力を大きくし、剥離の伸展が防止される半導体装置となる。
【００６７】
（他の実施形態）
なお、上記した各実施形態に示した半導体装置は、本発明の半導体装置の一例を示したものであり、上記の各実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【００６８】
例えば、上記した各実施形態では、ＱＰＦの構造とされた例について説明したが、剥離伸展防止溝１２が形成されたリードフレーム１を備え、半導体チップ３近傍で剥離が生じた場合にこの剥離の伸展方向に剥離伸展防止溝１２が配置された構造であればよい。具体的には、上記各実施形態の半導体装置は、ＳＯＰ（Small Outline Packageの略）やＱＦＮ（Quad Flat No lead packageの略）などのパッケージ構造とされてもよいし、他のパッケージ構造とされてもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１      リードフレーム
１１    ダイパッド
１１ａ  一面
１１ｃ  チップ搭載部
１１ｄ  ワイヤ接合部
１２    剥離伸展防止溝
１２ａ  剥離抑制面
１２ｂ  対向面
１２ｃ  底面
３      半導体チップ
【図１】
2019114618.tif 000003
【図２】
2019114618.tif 000004
【図３】
2019114618.tif 000005
【図４】
2019114618.tif 000006
【図５】
2019114618.tif 000007
【図６】
2019114618.tif 000008