(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置において、
ダイパッドと、ダイパッドの周囲に配置された複数のリード部とを含むリードフレームと、
リードフレームのダイパッド上に載置された半導体素子と、
リードフレームのリード部と半導体素子とを電気的に接続する導電部と、
リードフレーム、半導体素子および導電部を封止する封止樹脂部とを備え、
各リード部は、封止樹脂部の外方に露出する外部端子を有し、
各リード部の外部端子は、ダイパッドの周囲において平面から見て少なくとも１つの円周上に配置され、
ダイパッドには、追加の外部端子を有する吊りリードが連結されており
追加の外部端子は、封止樹脂部の角部側から各リード部の外部端子が配置された円周上まで延びていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
半導体装置において、
ダイパッドと、ダイパッドの周囲に配置された複数のリード部とを含むリードフレームと、
リードフレームのダイパッド上に載置された半導体素子と、
リードフレームのリード部と半導体素子とを電気的に接続する導電部と、
リードフレーム、半導体素子および導電部を封止する封止樹脂部とを備え、
各リード部は、封止樹脂部の外方に露出する外部端子を有し、
前記複数のリード部の外部端子は、ダイパッドの周囲において平面から見て互いに同心円の関係にある複数の円周上に千鳥状に配置されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
各リード部は、導電部が接続される内部端子を有し、
前記複数のリード部の内部端子は、ダイパッドの周囲において平面から見て互いに同心円の関係にある複数の円周上に千鳥状に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
各リード部の内部端子の配置されている円周と、各リード部の外部端子の配置されている円周とは、平面からから見て互いに同一の円からなっていることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
ダイパッドの裏面全体が、封止樹脂部の外方に露出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載の半導体装置。
【請求項６】
封止樹脂部は、直方体形状を有していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項記載の半導体装置。
【請求項７】
封止樹脂部は、円柱形状を有していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項記載の半導体装置。
【請求項８】
封止樹脂部のうちリードフレームの表面より上方に位置する部分の断面形状は、台形形状を有していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項記載の半導体装置
【請求項９】
各リード部の裏面において、封止樹脂部の外方に露出する露出面が封止樹脂部の周縁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１０】
ダイパッドは、表面側から薄肉化されていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項１１】
少なくとも１つのリード部の上面に、他の半導体装置の裏面に接続可能な外部突出端子が形成されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項記載の半導体装置。
【請求項１２】
半導体装置の製造方法において、
金属基板を準備する工程と、
金属基板の表裏にエッチングを施すことにより、金属基板に、ダイパッドと、ダイパッドの周囲に設けられた複数のリード部とを含むリードフレームとを作製する工程と、
リードフレームのダイパッド上に半導体素子を載置する工程と、
リードフレームのリード部と半導体素子とを導電部により電気的に接続する工程と、
リードフレーム、半導体素子および導電部を封止樹脂部により封止する工程とを備え、
各リード部は、封止樹脂部の外方に露出する外部端子を有し、
各リード部の外部端子は、ダイパッドの周囲において平面から見て少なくとも１つの円周上に配置され、
ダイパッドには、追加の外部端子を有する吊りリードが連結されており
追加の外部端子は、封止樹脂部の角部側から各リード部の外部端子が配置された円周上まで延びていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
半導体装置の製造方法において、
金属基板を準備する工程と、
金属基板の表裏にエッチングを施すことにより、金属基板に、ダイパッドと、ダイパッドの周囲に設けられた複数のリード部とを含むリードフレームとを作製する工程と、
リードフレームのダイパッド上に半導体素子を載置する工程と、
リードフレームのリード部と半導体素子とを導電部により電気的に接続する工程と、
リードフレーム、半導体素子および導電部を封止樹脂部により封止する工程とを備え、
各リード部は、封止樹脂部の外方に露出する外部端子を有し、
前記複数のリード部の外部端子は、ダイパッドの周囲において平面から見て互いに同心円の関係にある複数の円周上に千鳥状に配置されていることを特徴とする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、半導体装置および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置は、高集積化や小型化技術の進歩、電子機器の高性能化と軽薄短小化の傾向から、ＬＳＩのＡＳＩＣに代表されるように、ますます高集積化、高機能化が進んできている。このように高集積化、高機能化された半導体装置においては、外部端子（ピン）の総和の増加や更なる多端子（ピン）化が要請されている。
【０００３】
このような半導体装置としては、リードフレームにＩＣチップ、ＬＳＩチップなどの半導体チップが搭載され、絶縁性樹脂で封止された構造をもつ半導体パッケージがある。このような半導体装置としては、ＱＦＮ（Quad Flat Non-leaded package）やＳＯＮ（Small Outline Non-leaded Package）などの薄型で実装面積の小さいタイプのものが知られている。また半田ボールをパッケージの外部端子として備えた表面実装型パッケージであるＢＧＡ（Ball Grid Array）と呼ばれる樹脂封止型の半導体装置が量産されている。さらに、ＢＧＡの半田ボールに代えてマトリックス状の平面電極からなる外部端子が設けられた表面実装型パッケージとして、ＬＧＡ（Land Grid Array）と呼ばれる半導体装置が存在する。
【０００４】
特許文献１には、リードフレーム外形を円形状にすると共にリードを中央部のダイパッドから放射状に拡げた半導体集積回路装置が開示されている。この特許文献１によれば、ガルウイングリードパッケージとしては高い実装信頼性を得られるが、近年求められているパッケージの薄型化や小型化に対応できていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２２７９６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
また近年、例えばリードフレームタイプの小型の半導体装置（ＱＦＮ、ＳＯＮ、ＬＧＡ等）において、とりわけ半導体装置に熱ストレスが加わった際の実装信頼性を向上させることや半導体装置の薄型化が求められている。
【０００７】
ところで一般に、半導体装置の熱膨張係数と実装基板の熱膨張係数とは異なっている。したがって、例えば製造時に熱が加えられたり、または自動車等の高温環境下で使用されたときに、半導体装置に対して熱ストレスが加わる。この場合、半導体装置の熱膨張係数と実装基板の熱膨張係数との相違により熱応力が生じ、この熱応力が特定の箇所に集中すると、その箇所から半導体装置が破損してしまうおそれがある。
【０００８】
例えばＱＦＮパッケージは、特許文献１に示すガルウイング端子をもつＱＦＰパッケージと比べた場合、基板実装時の熱歪みを吸収する量が少ないため、実装信頼性が低くなってしまう。このためＱＦＮパッケージにおいては、基板実装時の熱歪みにより、特にパッケージのコーナー部の外部端子に熱応力が集中しやすく、このことが実装信頼性を低下させる原因となっている。
【０００９】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、半導体装置と実装基板との熱膨張係数の相違により生じる熱応力を半導体装置内で均一に分散させることにより、熱ストレスが加わった際の信頼性を向上させることが可能な半導体装置および半導体装置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】
【００１０】
本発明は、半導体装置において、ダイパッドと、ダイパッドの周囲に配置された複数のリード部とを含むリードフレームと、リードフレームのダイパッド上に載置された半導体素子と、リードフレームのリード部と半導体素子とを電気的に接続する導電部と、リードフレーム、半導体素子および導電部を封止する封止樹脂部とを備え、各リード部は、封止樹脂部の外方に露出する外部端子を有し、各リード部の外部端子は、ダイパッドの周囲において平面から見て少なくとも１つの円周上に配置され、ダイパッドには、追加の外部端子を有する吊りリードが連結されており追加の外部端子は、封止樹脂部の角部側から各リード部の外部端子が配置された円周上まで延びていることを特徴とする半導体装置である。
【００１１】
本発明は、半導体装置において、ダイパッドと、ダイパッドの周囲に配置された複数のリード部とを含むリードフレームと、リードフレームのダイパッド上に載置された半導体素子と、リードフレームのリード部と半導体素子とを電気的に接続する導電部と、リードフレーム、半導体素子および導電部を封止する封止樹脂部とを備え、各リード部は、封止樹脂部の外方に露出する外部端子を有し、前記複数のリード部の外部端子は、ダイパッドの周囲において平面から見て互いに同心円の関係にある複数の円周上に千鳥状に配置されていることを特徴とする半導体装置である。
【００１２】
本発明は、各リード部は、導電部が接続される内部端子を有し、前記複数のリード部の内部端子は、ダイパッドの周囲において平面から見て互いに同心円の関係にある複数の円周上に千鳥状に配置されていることを特徴とする半導体装置である。
【００１３】
本発明は、各リード部の内部端子の配置されている円周と、各リード部の外部端子の配置されている円周とは、平面からから見て互いに同一の円からなっていることを特徴とする半導体装置である。
【００１４】
本発明は、ダイパッドの裏面全体が、封止樹脂部の外方に露出することを特徴とする半導体装置である。
【００１５】
本発明は、封止樹脂部は、直方体形状を有していることを特徴とする半導体装置である。
【００１６】
本発明は、封止樹脂部は、円柱形状を有していることを特徴とする半導体装置である。
【００１７】
本発明は、封止樹脂部のうちリードフレームの表面より上方に位置する部分の断面形状は、台形形状を有していることを特徴とする半導体装置である。
【００１８】
本発明は、各リード部の裏面において、封止樹脂部の外方に露出する露出面が封止樹脂部の周縁に設けられていることを特徴とする半導体装置である。
【００１９】
本発明は、ダイパッドは、表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。
【００２０】
本発明は、少なくとも１つのリード部の上面に、他の半導体装置の裏面に接続可能な外部突出端子が形成されていることを特徴とする半導体装置である。
【００２１】
本発明は、半導体装置の製造方法において、金属基板を準備する工程と、金属基板の表裏にエッチングを施すことにより、金属基板に、ダイパッドと、ダイパッドの周囲に設けられた複数のリード部とを含むリードフレームとを作製する工程と、リードフレームのダイパッド上に半導体素子を載置する工程と、リードフレームのリード部と半導体素子とを導電部により電気的に接続する工程と、リードフレーム、半導体素子および導電部を封止樹脂部により封止する工程とを備え、各リード部は、封止樹脂部の外方に露出する外部端子を有し、各リード部の外部端子は、ダイパッドの周囲において平面から見て少なくとも１つの円周上に配置され、ダイパッドには、追加の外部端子を有する吊りリードが連結されており追加の外部端子は、封止樹脂部の角部側から各リード部の外部端子が配置された円周上まで延びていることを特徴とする半導体装置の製造方法である。
本発明は、半導体装置の製造方法において、金属基板を準備する工程と、金属基板の表裏にエッチングを施すことにより、金属基板に、ダイパッドと、ダイパッドの周囲に設けられた複数のリード部とを含むリードフレームとを作製する工程と、リードフレームのダイパッド上に半導体素子を載置する工程と、リードフレームのリード部と半導体素子とを導電部により電気的に接続する工程と、リードフレーム、半導体素子および導電部を封止樹脂部により封止する工程とを備え、各リード部は、封止樹脂部の外方に露出する外部端子を有し、前記複数のリード部の外部端子は、ダイパッドの周囲において平面から見て互いに同心円の関係にある複数の円周上に千鳥状に配置されていることを特徴とする半導体装置の製造方法である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、各リード部の外部端子は、ダイパッドの周囲において平面から見て少なくとも１つの円周上に配置されている。このことにより、半導体装置と実装基板との熱膨張の相違により生じる熱応力は、各外部端子に設けられたはんだ部に対して均等に加わり、特定のはんだ部が破損することを防止することができる。この結果、半導体装置を実装する際、あるいは半導体装置を実装した後、半導体装置に熱が加わった場合における、半導体装置の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施の形態による半導体装置を示す斜視図。
【図２】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１のII−II線断面図）。
【図３】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４】本発明の一実施の形態による半導体装置を示す裏面（底面）図。
【図５】リードフレームの製造方法を示す断面図。
【図６】半導体装置の製造方法を示す断面図。
【図７】本発明の一実施の形態による半導体装置が実装基板上に実装されている状態を示す断面図。
【図８】本発明の変形例（変形例１）による半導体装置を示す断面図。
【図９】本発明の変形例（変形例１）による半導体装置を示す平面図。
【図１０】本発明の変形例（変形例１）による半導体装置を示す裏面（底面）図。
【図１１】本発明の変形例（変形例２）による半導体装置を示す断面図。
【図１２】本発明の変形例（変形例２）による半導体装置を示す平面図。
【図１３】本発明の変形例（変形例２）による半導体装置を示す裏面（底面）図。
【図１４】本発明の変形例（変形例３）による半導体装置を示す断面図。
【図１５】本発明の変形例（変形例３）による半導体装置を示す平面図。
【図１６】本発明の変形例（変形例３）による半導体装置を示す裏面（底面）図。
【図１７】本発明の変形例（変形例４）による半導体装置を示す断面図。
【図１８】本発明の変形例（変形例４）による半導体装置を示す平面図。
【図１９】本発明の変形例（変形例４）による半導体装置を示す裏面（底面）図。
【図２０】本発明の変形例（変形例５）による半導体装置を示す断面図。
【図２１】本発明の変形例（変形例５）による半導体装置を示す平面図。
【図２２】本発明の変形例（変形例５）による半導体装置を示す裏面（底面）図。
【図２３】本発明の変形例（変形例６）による半導体装置を示す断面図。
【図２４】本発明の変形例（変形例６）による半導体装置を示す平面図。
【図２５】本発明の変形例（変形例６）による半導体装置を示す裏面（底面）図。
【図２６】本発明の変形例（変形例７）による半導体装置を示す断面図。
【図２７】本発明の変形例（変形例８）による半導体装置を示す断面図。
【図２８】本発明の変形例（変形例９）による半導体装置を示す裏面（底面）図。
【図２９】本発明の変形例（変形例１０）による半導体装置を示す平面図。
【図３０】本発明の変形例（変形例１０）による半導体装置を示す裏面（底面）図。
【図３１】本発明の変形例（変形例１１）による半導体装置を示す平面図。
【図３２】本発明の変形例（変形例１１）による半導体装置を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施の形態について、図１乃至図７を参照して説明する。
【００２５】
半導体装置の構成
まず、図１乃至図４により、本発明の一実施の形態による半導体装置の構成について説明する。図１乃至図４は、本発明の一実施の形態による半導体装置（ＱＦＮパッケージ）を示す図である。
【００２６】
図１乃至図４に示すように、半導体装置２０は、ダイパッド１５と、ダイパッド１５の周囲に配置された複数のリード部１６とを有するリードフレーム１０を備えている。
【００２７】
リードフレーム１０のダイパッド１５上には、半導体素子２１が載置されている。リードフレーム１０の各リード部１６と、半導体素子２１の各端子部２１ａとは、それぞれボンディングワイヤ（導電部）２２によって電気的に接続されている。
【００２８】
また、リードフレーム１０、半導体素子２１、およびボンディングワイヤ２２は、封止樹脂部２３によって樹脂封止されている。
【００２９】
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）等の金属材料からなっている。リードフレーム１０のダイパッド１５およびリード部１６は、上述した金属材料からなる１枚の金属基板を用いて、例えばエッチング加工により各々形成されたものである。
【００３０】
ダイパッド１５は、表面側から見て円形状となるとともに（図３）、裏面側から見ても円形状となっている（図４）。また、図２および図４に示すように、ダイパッド１５の裏面１５ｂは、その全体が封止樹脂部２３の外方に露出している。一方、ダイパッド１５の表面１５ａは、半導体素子２１の載置面となっており、封止樹脂部２３内に完全に覆われている。
【００３１】
また、各リード部１６は、ダイパッド１５から外方へ向けて放射状に延びる帯形状を有しており、隣接するリード部１６同士は互いに電気的に絶縁されている。
【００３２】
各リード部１６は、ボンディングワイヤ２２が接続される内部端子１７と、内部端子１７の裏面側に設けられ、裏面外方へ露出する外部端子１８とを有している。さらに、各リード部１６は、封止樹脂部２３の側面に露出する側面端子２６を有している。
【００３３】
図４に示すように、各外部端子１８は、それぞれ平面長方形形状を有している。このほか、各外部端子１８の形状としては、多角形、台形、円形、楕円形等であってもよい。
【００３４】
さらに、複数の内部端子１７は、平面から見て同一の円周上に配置され、複数の外部端子１８は、平面から見て同一の円周上に配置されている。
【００３５】
すなわち図３に示すように、各内部端子１７は、ダイパッド１５の周囲において、円周Ｃ１上に配置されている。また、図４に示すように、各外部端子１８は、ダイパッド１５の周囲において、円周Ｃ２上に配置されている。この場合、円周Ｃ１およびＣ２は、互いに同一の円からなっている（すなわち中心および径がともに同一となっている）。なお、外部端子１８（内部端子１７）が円周上に配置されているとは、外部端子１８（内部端子１７）の中心が円周上に配置されていることをいう。
【００３６】
一方、図１および図３に示すように、ダイパッド１５には、外部端子２９を有する吊りリード１９が連結されている。この吊りリード１９は、ダイパッド１５の四隅にそれぞれ設けられており、ダイパッド１５から放射状に延びている。
【００３７】
各外部端子２９は、半導体装置２０の裏面側に露出しており、それぞれ外部端子１８と同一形状からなる長方形形状を有している。なお、このような外部端子２９は、例えばグランド（ＧＮＤ）端子として用いることができる。このように構成することにより、吊りリード１９および外部端子２９を有効に利用することができる。なお、吊りリード１９の本数は４本に限られるものではなく、４本以外の数、例えば２本であっても良い。
【００３８】
また図１および図２において、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。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端子部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により、ダイパッド１５の表面１５ａに固定されている。
【００３９】
各ボンディングワイヤ２２は、例えば金等の導電性の良い材料からなり、それぞれその一端が半導体素子２１の端子部２１ａに接続されるとともに、その他端がリード部１６の内部端子１７に接続されている。
【００４０】
封止樹脂部２３は、直方体形状を有している。封止樹脂部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。なお、図１および図３において、便宜上、封止樹脂部２３を透明なものとして表示しているが、黒色等の不透明なものが用いられても良い。
【００４１】
半導体装置の製造方法
次に、図１乃至図４に示す半導体装置２０の製造方法について、図５（ａ）−（ｄ）および図６（ａ）−（ｆ）を用いて説明する。なお、以下においては、１枚の金属基板１１から複数の半導体装置２０を製造する工程について説明するが、これに限らず、１枚の金属基板１１から１つの半導体装置２０を製造することも可能である。
【００４２】
まず図５（ａ）に示すように、リードフレーム１０を構成する金属基板１１を準備する。この金属基板１１としては、上述のように銅、銅合金、４２合金（Ｎｉ４２％のＦｅ合金）等からなる基板を使用することができる。なお金属基板１１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。
【００４３】
次に、金属基板１１の表裏に感光性レジストを塗布、乾燥し、これを所望のフォトマスクを介して露光した後、現像してエッチング用レジスト層３２、３３を形成する（図５（ｂ））。なお感光性レジストとしては、従来公知のものを使用することができる。
【００４４】
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１１に腐蝕液でエッチングを施す（図５（ｃ））。腐蝕液は、使用する金属基板１１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１１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１１の両面からスプレーエッチングにて行うことができる。
【００４５】
次いで、エッチング用レジスト層３２、３３を剥離して除去する。このようにして、ダイパッド１５と、ダイパッド１５周囲に配置された複数のリード部１６とを有するリードフレーム１０が得られる（図５（ｄ））。この場合、各リード部１６の裏面は、外部端子１８を除いてハーフエッチングにより薄肉化されている。また外部端子１８は、平面から見て１つの円周Ｃ２上に配置されている（図４参照）。
【００４６】
このようにして得られたリードフレーム１０は、複数のダイパッド１５と複数のリード部１６とを有する多面付リードフレームからなっている（図６（ａ））。
【００４７】
次に、リードフレーム１０のダイパッド１５の表面１５ａ上に、半導体素子２１を搭載する。この場合、ダイボンディングペーストを用いて、半導体素子２１をダイパッド１５の表面１５ａ上に載置して固定する（ダイアタッチ工程）（図６（ｂ））。
【００４８】
次に、半導体素子２１の各端子部２１ａと、各リード部１６の内部端子１７とを、ボンディングワイヤ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６（ｃ））。
【００４９】
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、封止樹脂部２３を形成する（図６（ｄ））。これにより、リードフレーム１０、半導体素子２１、およびボンディングワイヤ２２を封止する。このとき、ダイパッド１５の裏面１５ｂ全体が封止樹脂部２３の外方に露出する。また各外部端子１８も封止樹脂部２３の裏面から外方に露出する。
【００５０】
次に、各半導体素子２１間の封止樹脂部２３をダイシングすることにより、リードフレーム１０を各半導体素子２１毎に分離する（図６（ｅ））。この際、まずリードフレーム１０をダイシングテープ３７上に載置して固定し、その後、例えばダイヤモンド砥石からなるブレード３８を回転させながら、各半導体素子２１間のリードフレーム１０および封止樹脂部２３を切断する。
【００５１】
このようにして、図１乃至図４に示す半導体装置２０が得られる（図６（ｆ））。
【００５２】
本実施の形態の作用効果
次にこのような構成からなる本実施の形態の作用について、図７を用いて説明する。図７は、本実施の形態による半導体装置が実装基板上に実装されている状態を示す断面図である。
【００５３】
すなわち図７に示すように、本実施の形態による半導体装置２０は、実装基板４５上に配置して実装される。この場合、半導体装置２０は、リード部１６の外部端子１８に設けられたはんだ部４１と、ダイパッド１５の裏面１５ｂに設けられたはんだ部４２とにより、実装基板４５に対して固定実装される。なお、実装基板４５は、主としてガラスエポキシ樹脂からなっている。
【００５４】
ところで、半導体装置２０には、実装基板４５にはんだにより実装する際、あるいは実装基板４５に実装された後の使用環境により、様々な熱が加わることが考えられる。この場合、半導体装置２０全体の熱膨張係数が実装基板４５の熱膨張係数と異なると、半導体装置２０と実装基板４５との熱膨張率の違いによって熱応力が生じる。この結果、とりわけ半導体装置２０と実装基板４５との間に位置するはんだ部４１およびはんだ部４２が破損あるいは界面剥離を起こしてしまうおそれがある。
【００５５】
一般に、リードフレーム１０の熱膨張係数は、実装基板４５の熱膨張係数に比較的近い。これに対して封止樹脂部２３の熱膨張係数は、リードフレーム１０の熱膨張係数より小さい。一例として、（これに限定されるものではないが）、銅からなるリードフレーム１０、主としてガラスエポキシ樹脂からなる実装基板４５、エポキシ樹脂からなる封止樹脂部２３の熱膨張係数は、それぞれ約１７×１０−６（／Ｋ）、約１６×１０−６（／Ｋ）、約１０×１０−６（／Ｋ）である。またＳｉからなる半導体素子２１の熱膨張係数は、約３．５×１０−６（／Ｋ）である。
【００５６】
したがって、半導体装置２０のうち、相対的に大きな割合を占める封止樹脂部２３の影響により、半導体装置２０全体の熱膨張係数は、実装基板４５の熱膨張係数から乖離する傾向がある。
【００５７】
本実施の形態によれば、複数のリード部１６の外部端子１８は、平面から見て１つの円周Ｃ２上に配置されている。したがって、半導体装置２０と実装基板４５との熱膨張の相違により生じる熱応力は、各外部端子１８に設けられたはんだ部４１に対して均等に加わるようになっており、特定のはんだ部４１が破損することを防止することができる。
【００５８】
また本実施の形態によれば、ダイパッド１５の裏面１５ｂは、封止樹脂部２３の外方に露出しているので、この裏面１５ｂ全体にはんだ部４２を設けて、ダイパッド１５を実装基板４５に取り付けることができる。さらに、半導体素子２１からの熱をダイパッド１５の裏面１５ｂから放熱することができる。
【００５９】
ダイパッド１５の形状は図に示されている以外にも自由に設計することが可能であるが、円形状（円盤状）となっていることが好ましい。半導体装置２０に熱が加わった際、半導体装置２０と実装基板４５との熱膨張係数の相違による熱応力は、周方向均一に分散する。したがって、ダイパッド１５の裏面１５ｂに設けられたはんだ部４２のうち特定の部分に熱応力が集中することがなく、はんだ部４２の破損を防止することができるからである。
【００６０】
またダイパッド１５は、半導体装置２０の中心に設けられており、かつ半導体装置２０全体の面積に占める割合が大きいので、はんだ部４２を用いてダイパッド１５と実装基板４５とをしっかりと連結することができる。このように、半導体装置２０の中心部でダイパッド１５を実装基板４５に対して強固に連結しているので、半導体装置２０に熱応力が加わった場合でも、ダイパッド１５周囲に設けられた外部端子１８に接続されたはんだ部４１に与える熱ストレスの影響を軽減することができる。
【００６１】
さらに本実施の形態によれば、封止樹脂部２３の側面に側面端子２６が露出しているので、側面端子２６を用いて半導体装置２０の試験を行うことができる。
【００６２】
半導体装置の変形例
次に、図８乃至図３２により、本発明による半導体装置の各種変形例について説明する。図８乃至図３２において、図１乃至図７に示す実施の形態と同一部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６３】
（変形例１）
図８乃至図１０は、本実施の形態の一変形例による半導体装置２０Ａを示している。すなわち図８は、半導体装置２０Ａの断面図（図２に対応する図）であり、図９は、半導体装置２０Ａの平面図（図３に対応する図）であり、図１０は、半導体装置２０Ａの裏面図（図４に対応する図）である。
【００６４】
図８乃至図１０に示す半導体装置２０Ａ（変形例１）において、図１乃至図７に示す実施の形態と異なり、各吊りリード１９は、それぞれ平面略卵形状の外部端子７１（追加の外部端子）を有している。各外部端子７１は、半導体装置２０Ａの裏面側に露出している（図１０）。また各外部端子７１は、それぞれ外部端子１８より面積が広く、かつダイパッド１５側に向けて徐々に先細となっている。
【００６５】
このような外部端子７１は、例えばグランド（ＧＮＤ）端子として用いることができる。また、このような比較的大型の外部端子７１を用いることにより、半導体装置２０Ａを実装基板４５に実装する際、はんだ部４１を用いて外部端子７１を実装基板４５に対して強固に連結することができ、半導体装置２０Ａに熱ストレスが加わった際の実装信頼性を更に向上することができる。
【００６６】
また、各外部端子１８は、ダイパッド１５の周囲において、円周Ｃ２上に配置されており（図１０）、各内部端子１７は、ダイパッド１５の周囲において、円周Ｃ２より径の小さい円周Ｃ５上に配置されている（図９）。
【００６７】
（変形例２）
図１１乃至図１３は、本実施の形態の一変形例による半導体装置２０Ｂを示している。すなわち図１１は、半導体装置２０Ｂの断面図（図２に対応する図）であり、図１２は、半導体装置２０Ｂの平面図（図３に対応する図）であり、図１３は、半導体装置２０Ｂの裏面図（図４に対応する図）である。
【００６８】
図１１乃至図１３に示す半導体装置２０Ｂ（変形例２）において、図１乃至図７に示す実施の形態と異なり、封止樹脂部２３は円柱形状を有している。この場合、封止樹脂部２３の外面を構成する円と、円周Ｃ１（Ｃ２）とは、互いに同心円からなっている。
【００６９】
このような半導体装置２０Ｂを製造する場合、封止樹脂部２３を形成する工程（図６（ｄ）参照）において、円柱形状の金型を用い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、このような円柱状の封止樹脂部２３を作製することができる。
【００７０】
この場合、封止樹脂部２３が平面から見て円形状からなっているので、半導体装置２０Ｂに熱が加わった際、半導体装置２０Ｂと実装基板４５との熱膨張係数の相違による熱応力を周方向均一に分散させることができ、半導体装置２０Ｂの実装信頼性を更に向上することができる。
【００７１】
（変形例３）
図１４乃至図１６は、本実施の形態の一変形例による半導体装置２０Ｃを示している。すなわち図１４は、半導体装置２０Ｃの断面図（図２に対応する図）であり、図１５は、半導体装置２０Ｃの平面図（図３に対応する図）であり、図１６は、半導体装置２０Ｃの裏面図（図４に対応する図）である。
【００７２】
図１４乃至図１６に示す半導体装置２０Ｃ（変形例３）において、図１乃至図７に示す実施の形態と異なり、各リード部１６の外部端子１８は、平面から見て複数（２つ）の円周Ｃ２およびＣ４のうちいずれかの円周上に配置されている。
【００７３】
図１５に示すように、各リード部１６の内部端子１７は長方形形状を有している。各リード部１６のうち内部端子１７以外の部分は、各内部端子１７より幅が狭くなっている。
【００７４】
また、複数の内部端子１７は、２つの円周Ｃ１およびＣ３のうちいずれか一方の円周上に配置されており、かつ千鳥状に配列されている。円周Ｃ１およびＣ３は、互いに同心円の関係にあり、その径は円周Ｃ１の方が大きい。
【００７５】
同様に、図１６に示す半導体装置２０Ｃの裏面において、複数の外部端子１８は、２つの円周Ｃ２およびＣ４のうちいずれか一方の円周上に配置されており、かつ千鳥状に配列されている。また円周Ｃ２およびＣ４は、互いに同心円の関係にあり、その径は円周Ｃ２の方が大きい。
【００７６】
なお、内部端子１７および外部端子１８の配置位置はこれに限られるものでなく、例えば、内部端子１７および外部端子１８を３つ以上の円周上に配置することも考えられる。また、内部端子１７および外部端子１８の面積および形状は、それらが配置されている円周毎に異ならせても良い。
【００７７】
このように外部端子１８を複数の円周Ｃ２およびＣ４上に配置したことにより、半導体装置２０Ｃに熱ストレスが加わった際のはんだ実装信頼性を向上させることができるとともに、半導体装置２０Ｃの裏面において外部端子１８を効率良く配置することができ、半導体素子２１の多ピン化に対応することができる。
【００７８】
（変形例４）
図１７乃至図１９は、本実施の形態の一変形例による半導体装置２０Ｄを示している。すなわち図１７は、半導体装置２０Ｄの断面図（図２に対応する図）であり、図１８は、半導体装置２０Ｄの平面図（図３に対応する図）であり、図１９は、半導体装置２０Ｄの裏面図（図４に対応する図）である。
【００７９】
図１７乃至図１９に示す半導体装置２０Ｄ（変形例４）は、図８乃至図１０に示す変形例１と、図１４乃至図１６に示す変形例３とを組合せたものである。
【００８０】
すなわち、図１７乃至図１９に示す半導体装置２０Ｄにおいて、各吊りリード１９は、それぞれ平面略卵形状の外部端子７１（追加の外部端子）を有している。また、各リード部１６の外部端子１８は、平面から見て２つの円周Ｃ２およびＣ４のうちいずれかの円周上に配置されている。
【００８１】
（変形例５）
図２０乃至図２２は、本実施の形態の一変形例による半導体装置２０Ｅを示している。すなわち図２０は、半導体装置２０Ｅの断面図（図２に対応する図）であり、図２１は、半導体装置２０Ｅの平面図（図３に対応する図）であり、図２２は、半導体装置２０Ｅの裏面図（図４に対応する図）である。
【００８２】
図２０乃至図２２に示す半導体装置２０Ｅ（変形例５）は、図１１乃至図１３に示す変形例２と、図１４乃至図１６に示す変形例３とを組合せたものである。
【００８３】
すなわち、図２０乃至図２２に示す半導体装置２０Ｅにおいて、封止樹脂部２３は、円柱形状を有している。また、各リード部１６の外部端子１８は、平面から見て２つの円周Ｃ２およびＣ４のうちいずれかの円周上に配置されている。
【００８４】
（変形例６）
図２３乃至図２５は、本実施の形態の一変形例による半導体装置２０Ｆを示している。すなわち図２３は、半導体装置２０Ｆの断面図（図２に対応する図）であり、図２４は、半導体装置２０Ｆの平面図（図３に対応する図）であり、図２５は、半導体装置２０Ｆの裏面図（図４に対応する図）である。
【００８５】
図２３乃至図２５に示す半導体装置２０Ｆ（変形例６）において、図１乃至図７に示す実施の形態と異なり、各リード部１６の裏面において、封止樹脂部２３の裏面外方に露出する面（露出面７２）が、封止樹脂部２３の周縁に設けられている。
【００８６】
このように、封止樹脂部２３の周縁に露出面７２を設けたことにより、半導体装置２０Ｆを実装基板４５に実装する際、はんだ部４１（はんだ）が封止樹脂部２３の周縁に形成されるので、はんだの有無を半導体装置２０Ｆの側面から確認することができる。
【００８７】
なお、各外部端子１８は、ダイパッド１５の周囲において、円周Ｃ２上に配置されており（図２５）、各内部端子１７は、ダイパッド１５の周囲において、円周Ｃ２より径の小さい円周Ｃ５上に配置されている（図２４）。
【００８８】
（変形例７）
図２６は、本実施の形態の一変形例による半導体装置２０Ｇを示している。図２６は、半導体装置２０Ｇの断面図（図２に対応する図）である。
【００８９】
図２６に示す半導体装置２０Ｇ（変形例７）において、図１乃至図７に示す実施の形態と異なり、ダイパッド１５は、例えばハーフエッチングにより表面側から薄肉化されている。したがって、ダイパッド１５の表面１５ａは、各リード部１６の内部端子１７より下方（裏面側）に位置している。このようにダイパッド１５を薄肉化したことにより、半導体装置２０Ｇ全体を薄型化することができる。
【００９０】
（変形例８）
図２７は、本実施の形態の一変形例による半導体装置２０Ｈを示している。図２７は、半導体装置２０Ｈの断面図（図２に対応する図）である。
【００９１】
図２７に示す半導体装置２０Ｈ（変形例８）において、図１乃至図７に示す実施の形態と異なり、封止樹脂部２３のうちリードフレーム１０の表面より上方に位置する部分の断面形状は、台形形状を有している。このような半導体装置２０Ｈを製造する場合、封止樹脂部２３を形成する工程（図６（ｄ）参照）において、各半導体装置２０Ｈに対応する個々の金型を用いることにより、このような形状の封止樹脂部２３を作製することができる（個別モールドタイプ）。
【００９２】
このように、封止樹脂部２３のうちリードフレーム１０の表面より上方に位置する部分の断面形状を台形形状にすることにより、熱膨張係数が相対的に低い封止樹脂部２３の体積を減らしている。このことにより、半導体装置２０Ｈ全体の熱膨張係数を実装基板４５（図７参照）の熱膨張係数に近づけることができるので、半導体装置２０Ｈに熱が加わった際の熱応力を軽減し、実装信頼性を向上させることができる。
【００９３】
（変形例９）
図２８は、本実施の形態の一変形例による半導体装置２０Ｉを示している。すなわち図２８は、半導体装置２０Ｉの裏面図（図４に対応する図）である。
【００９４】
図２８に示す半導体装置２０Ｉ（変形例９）は、図８乃至図１０に示す変形例１において、外部端子７１（追加の外部端子）を、封止樹脂部２３の４つの角部側から、各リード部１６の外部端子１８が配置された円周Ｃ２上まで径方向内側に延ばしたものである。
【００９５】
このように、外部端子７１（追加の外部端子）が外部端子１８近傍まで延びていることにより、外部端子１８に対する実装ストレスをさらに緩和することができる。
【００９６】
（変形例１０）
図２９および図３０は、本実施の形態の一変形例による半導体装置２０Ｊを示している。すなわち図２９は、半導体装置２０Ｊの平面図（図３に対応する図）であり、図３０は、半導体装置２０Ｊの裏面図（図４に対応する図）である。
【００９７】
図２９および図３０に示す半導体装置２０Ｊ（変形例１０）は、図１７乃至図１９に示す変形例４において、外部端子７１（追加の外部端子）を、封止樹脂部２３の４つの角部側から、各リード部１６の外部端子１８が配置された円周Ｃ２上まで径方向内側に延ばしたものである。
【００９８】
このように、外部端子７１（追加の外部端子）が外部端子１８近傍まで延びていることにより、外部端子１８に対する実装ストレスをさらに緩和することができる。
【００９９】
（変形例１１）
図３１および図３２は、本実施の形態の一変形例による半導体装置２０Ｋを示している。すなわち図３１は、半導体装置２０Ｋの平面図（図３に対応する図）であり、図３２は、半導体装置２０Ｋの断面図（図２に対応する図）である。
【０１００】
図３１および図３２に示す半導体装置２０Ｋ（変形例１１）において、複数のリード部１６のうち少なくとも１つの上面に、外部突出端子６５が形成されている。外部突出端子６５は、封止樹脂部２３に形成された開口部２３ａから露出し形成され、半導体装置２０Ｋの上面からの接続を可能としている。なお外部突出端子６５には、はんだやＡｇペーストなど一般的な接続材を用いることが可能である。また図３１に示すように、このような外部突出端子６５は、さらに吊りリード１９の上面に設けられていても良い。
【０１０１】
このように、外部突出端子６５がリード部１６の上面に形成されることにより、図３２に示すように、下方の半導体装置２０Ｋの外部突出端子６５を、上方の半導体装置２０Ｋの外部端子１８に接続することができる。これにより、複数の半導体装置２０Ｋを上下に積層することが可能となる。
【０１０２】
上記実施の形態および変形例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み合わせることも可能である。あるいは、上記実施の形態および変形例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】
【０１０３】
１０        リードフレーム
１５        ダイパッド
１６        リード部
１７        内部端子
１８        外部端子
１９        吊りリード
２０、２０Ａ〜２０Ｋ  半導体装置
２１        半導体素子
２２        ボンディングワイヤ（導電部）
２３        封止樹脂部
２９        外部端子
４５        実装基板
【図１】
0005772146.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0005772146.tif 000006
【図６】
0005772146.tif 000007
【図７】
0005772146.tif 000008
【図８】
0005772146.tif 000009
【図９】
0005772146.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0005772146.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
0005772146.tif 000018
【図１８】
0005772146.tif 000019
【図１９】
0005772146.tif 000020
【図２０】
0005772146.tif 000021
【図２１】
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【図２２】
0005772146.tif 000023
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
0005772146.tif 000026
【図２６】
0005772146.tif 000027
【図２７】
0005772146.tif 000028
【図２８】
0005772146.tif 000029
【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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