(57)【要約】【課題】面実装において、接合材のボイドを低減すことができる半導体装置を提供する。【解決手段】本発明の半導体装置は、ダイパッドと端子を有するリードフレームと、ダイパッドの上面に搭載される半導体チップと、半導体チップとダイパッド及び端子の上面を被覆する樹脂封止体とを備え、ダイパッドの下面は前記樹脂封止体の下面と同じ平面に配置され、樹脂封止体の下面に露出しており、ダイパッドの下面及び樹脂封止体の下面が樹脂封止体の中心点を頂点として、樹脂封止体の上面へ向かって、全体が緩やかな湾曲で形成されている。また、ダイパッドが４つ備えられ、それぞれが互いに接する部分に面取り部を備えていることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイパッドと端子を有するリードフレームと、前記ダイパッドの上面に搭載される半導体チップと、前記半導体チップと前記ダイパッド及び前記端子の上面を被覆する樹脂封止体とを備える半導体装置において、
前記ダイパッドの下面は前記樹脂封止体の下面と同じ平面に配置され、前記樹脂封止体の下面に露出しており、前記ダイパッドの下面及び前記樹脂封止体の下面が前記樹脂封止体の中心点を頂点として、前記樹脂封止体の上面へ向かって、全体が緩やかな湾曲で形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記ダイパッドが４つ備えられ、それぞれが互いに接する部分に面取り部を備えていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記ダイパッドの端部の一部が前記樹脂封止体の側面に露出していることを特徴とする請求項1又は請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記リードフレームに前記ダイパッドリードと前記端子と吊り部を形成するリードフレーム製造工程と、
前記ダイパッドの上面に、半導体チップを搭載し、前記半導体チップと前記端子をワイヤ配線するボンディング工程と、
前記ボンディング工程の後に、モールド金型を用いて前記半導体チップを樹脂封止体によって封止工程からなる半導体装置の製造方法において、
前記リードフレーム製造工程は、前記ダイパッドリードの前記吊り部と逆側の端部を裏面側に曲げて形成されており、前記封止工程は、樹脂封止体が上面方向へ湾曲するように形成されることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に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、半導体装置及びその製造方法に関し、特に回路基板等に面実装される半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイパッドを備えるリードフレームと、ダイパッド上に搭載された半導体チップと、半導体チップを封止する樹脂封止体と、を備えた半導体装置において、樹脂封止体はダイパッドの上面と半導体チップを被覆し、ダイパッドの下面を封止体の下面に露出させている。これにより、放熱性を高めることができる。また、ダイパッドの下面は半導体装置を回路基板に面実装する際に、半導体装置と回路基板との間の電気的な接続領域として用いられる。
【０００３】
さらに、複数のステージ（ダイパッド）を備え、裏面を樹脂モールド部（樹脂封止体）の外部に露出させた半導体装置が従来技術として知られている（例えば、特許文献１参照、図１、図２）。これにより、保証温度が相互に異なる半導体チップを複数搭載した面実装型半導体装置とすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１８７１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、半導体装置の裏面を回路基板等へ面実装する場合、はんだ等の接合材を用いて、熱リフロー装置等で加熱しながらはんだを溶融させる。溶融時にはんだの溶剤成分等が気化することでボイドが発生しやすくなる。
【０００６】
しかしながら、従来技術は、複数ダイパッドで複数の半導体チップを搭載することが可能であるが、このダイパッドで面実装を実施する場合、空気逃げがないため、接合材のボイドが発生する懸念があるという課題がある。
【０００７】
従って、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、接合材のボイドを低減すことができる面実装型半導体装置とその製造方法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】
【０００８】
上述の課題を解決するために、本発明は、以下に掲げる構成とした。
本発明の半導体装置は、ダイパッドと端子を有するリードフレームと、ダイパッドの上面に搭載される半導体チップと、半導体チップとダイパッド及び端子の上面を被覆する樹脂封止体とを備え、ダイパッドの下面は前記樹脂封止体の下面と同じ平面に配置され、樹脂封止体の下面に露出しており、ダイパッドの下面及び樹脂封止体の下面が樹脂封止体の中心点を頂点として、樹脂封止体の上面へ向かって、全体が緩やかな湾曲で形成されているものである。
また、ダイパッドが４つ備えられ、それぞれが互いに接する部分に面取り部を備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、樹脂封止体を上面へ向かって、全体が緩やかな湾曲で形成されているので、接合材のボイドを低減すことができる面実装型半導体装置を提供することができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例１に係る半導体装置の平面透視図である。
【図２】本発明の実施例１に係る半導体装置の断面側面図である。
【図３】本発明の実施例１に係る半導体装置の面実装のようすを示した説明図である。
【図４】本発明の変形例１に係る半導体装置の裏面図である。
【図５】本発明の変形例２に係る半導体装置のダイパッドの状態図である。
【図６】本発明の変形例３に係る半導体装置の端子の状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について、図を参照して詳細に説明する。ただし、本発明は以下の記載に何ら限定されるものではない。
【実施例１】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施例１に係る半導体装置を説明する。図１は、本発明の実施例１に係る半導体装置１の平面透視図である。図２は、その断面側面図である。
【００１３】
図１に示すように、半導体装置１は、リードフレーム２（ダイパッド３、端子４）と、半導体チップ５と、ワイヤ６と、樹脂封止体７とで構成されている。
【００１４】
リードフレーム２は、ダイパッド３、端子４を有している。ダイパッド３の上面には接合材を介して半導体チップ５が搭載される。端子４は半導体チップ５から配線されたワイヤ６の一端が接続される内部端子であり、樹脂封止体の外部へ導出し、半導体装置１の外部端子となる。
さらに、ダイパッド３の下面は樹脂封止体７の下面と同じ平面に配置され、樹脂封止体７の下面に露出しており、半導体装置１を回路基板上に面実装する際に、半導体装置１と回路基板との間の電気的接続や放熱接続として用いられる。
【００１５】
また、リードフレーム２は、熱伝導率の高い銅又は銅合金で構成され、例えばその厚さは０．２ｍｍ程度である。
【００１６】
半導体チップ５は、上面に電極（図示せず）を有している。半導体チップ５は、トランジスタであり、例えば高温動作可能な化合物半導体素子の炭化珪素（ＳｉＣ）である。
【００１７】
ワイヤ６は、銅または銅合金からなる細線で、半導体チップ５の電極とリードフレーム２の端子４の上面（ボンディング面）に接続される。例えば細線の直径は２８ミクロンの銅線である。材質は金または金合金でも可能である。
【００１８】
また、端子４は、ボンディング面を樹脂封止体の下面（裏面）より上方に曲げ上げている。これにより、ボンディング裏面が樹脂封止体の裏面に露出しないので、端子４の樹脂封止体内における固定化や、水分の浸入抑制、樹脂封止体の裏面におけるダイパッド３と端子４の絶縁距離が確保できる。
【００１９】
樹脂封止体７は、リードフレーム２のダイパッド３上面、端子４の上面、半導体チップ５、ワイヤ６を覆い、半導体装置１の外形形状を構成する。例えば半導体チップ５の動作温度に対する充分な耐熱性や絶縁性をもつ樹脂材料であるエポキシ樹脂をトランスファーモールド金型により成形される。
【００２０】
また、樹脂封止体７の下面には、ダイパッド３の下面が露出しており、ダイパッドの下面及び樹脂封止体の下面が樹脂封止体の中心点を頂点として、樹脂封止体の上面へ向かって、全体が緩やかな湾曲で形成されている。（図３参照）
【００２１】
次に、半導体装置１の製造方法について説明する。
【００２２】
リードフレーム２にダイパッドリード３と端子４と吊り部９を形成する。吊り部９はリードフレーム枠体に固定し接続される部分である。また、ダイパッド３の吊り部９と逆側の端部（図５のＢ）を裏面側（半導体チップ搭載面に対向する面）へ曲げて形成する。（リードフレーム製造工程）
【００２３】
リードフレーム２のダイパッド３の上面に接合材であるはんだ等（図示せず）を介して、半導体チップ５を搭載し固着する。
【００２４】
さらに、ワイヤボンディング装置を用いて、半導体チップ５の電極の上面とリードフレーム２の端子４の上面間をワイヤ６で電気的機械的に配線接続する。（ボンディング工程）
【００２５】
次に、モールド金型を用いて、モールド樹脂でリードフレーム２のダイパッド３の上面、端子４の上面、半導体チップ５、ワイヤ６を覆い、樹脂封止し、樹脂封止体７を成形する。（封止工程）この際に、リードフレーム２のダイパッド３は下面方向へ曲げられているので、リードフレーム２はモールド金型の空間の配置され、ダイパッド３はモールド金型の底面に押しつけられる状態で樹脂封止される。
また、樹脂封止後、樹脂封止体７が上面方向へ湾曲するように形成される。
【００２６】
以上により、半導体装置１が完成する。
【００２７】
次に、上述の実施例１に係る半導体装置１及びその製造方法の効果を説明する。
【００２８】
本発明の実施例１に係る半導体装置１は、ダイパッドの下面は樹脂封止体の下面と同じ平面に配置され、樹脂封止体の下面に露出しており、ダイパッドの下面及び樹脂封止体の下面が樹脂封止体の中心点を頂点として、樹脂封止体の上面へ向かって、全体が緩やかな湾曲で形成されている。
これにより、はんだ等の接合材を用いて、熱リフロー装置等で加熱しながらはんだを溶融させる面実装において、溶融時にはんだの溶剤成分等が気化するが、半導体装置１の下面に沿って、ガス化した溶剤の気泡は外側に向かって排気され（図３のＡ）、接合材のボイドを低減することが可能である。
【００２９】
また、樹脂封止時には、ダイパッドが金型に押さえつけられているので、金型から浮き上がってしまう応力が加わらず、ダイパッドと金型との間に隙間が発生しない。これにより、その隙間に封止が入り込むバリが発生しないことが可能である。
【００３０】
上述のように、本発明を実施するための形態を記載したが、この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例が可能であることが明らかになるはずである。
【００３１】
上述の図１の例では、ダイパッド３を４箇所としたが、その場合、それぞれが互いに接する部分に面取り部８を備えてもよい。これにより、電界集中を防止することができる。（図４参照）
【００３２】
また、ダイパッドの周囲に段差を付けることができる。段差は端子の板厚の半分以下（０．１ｍｍ程度）とするとよい。これにより、ダイパッド表面の実装面積を確保し、ダイパッド裏面間の絶縁距離も確保することができる。また、面実装時のはんだブリッジを防止し、ダイパッドと樹脂封止体からダイパッドが剥がれることを防止し、水分が浸入を抑制する効果がある。
【００３３】
また、端子４は曲げ上げた形状としたが、端子４の先端側に少し傾斜を付けることができる。傾斜寸法は端子の板厚の半分以下（０．１ｍｍ程度）とするとよい。ワイヤーボンディング時端子の押え性の向上ができる。（図６参照）
【００３４】
また、モールド樹脂をエポキシ樹脂としたが、ブロム（Ｂｒ）非含有のハロゲンフリー樹脂としてもよい。これにより、環境性能を向上することができる。
【００３５】
また、リードフレームを銅又は銅合金としたが、アルミニウム又はアルミニウム合金であってもよい。これにより、材料費を低減することができる。ただし、その表面には、接合材料やワイヤが接合可能なように、各種めっき処理が施されていることが好ましい。
【００３６】
また、半導体チップをＳｉＣで構成されたものとしたが、例えば窒化ガリウム（ＧａＮ）、シリコン（Ｓｉ）等で構成することもできる。これにより、上述の構成や効果が変わることはない。
【００３７】
また、上述の例では、単一の半導体チップとしたが、リードフレームの上に複数の半導体チップが搭載される場合、ＳｉＣとＧａＮ等との組み合わせでもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１、半導体装置
２、リードフレーム
３、ダイパッド
４、端子
５、半導体チップ
６、ワイヤ
７、樹脂封止体
８、面取り部
９、吊り部
１０、段差部
１１、端子先端部
１２、回路基板
１３、接合材
【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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