(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の端子板の各長手方向の一端部を半導体チップに電気接続した上で、前記一対の端子板の一端部及び前記半導体チップをモールド樹脂により封止し、前記一対の端子板の他端部を前記モールド樹脂から互いに逆向きに突出させてなる半導体装置の製造に用いるフレーム組立体であって、
導電性板材に、一対の前記一端部が間隔をあけて隣り合うように前記長手方向に配列された前記一対の端子板、及び、一対の前記他端部に接続されて前記一対の端子板を一体に連結する枠体部、を形成してなるリードフレームと、前記端子板の前記一端部のうち前記端子板の厚さ方向に面するいずれか一方の端面に接合されて、前記一対の端子板と前記半導体チップとを電気接続する導電性の内部接続板と、を備え、
前記内部接続板は、前記一方の端面に重なる積層板部と、前記一方の端面の周縁から外側に延びる延出板部とを有し、
一対の前記一端部には、別個の前記内部接続板が接合され、
一対の前記内部接続板の前記延出板部は、互いに近づく方向に延びると共に、一対の前記端子板の配列方向に間隔をあけて配されていることを特徴とするフレーム組立体。
【請求項２】
前記一対の端子板が、その幅方向に互いに間隔をあけて複数組配列され、
前記幅方向に隣り合う前記端子板同士が、同一の前記内部接続板によって電気接続されていることを特徴とする請求項１に記載のフレーム組立体。
【請求項３】
一方の前記端子板に接合された前記内部接続板が、記半導体チップを搭載する搭載板であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のフレーム組立体。
【請求項４】
前記搭載板が、前記端子板よりも薄い板状に形成されていることを特徴とする請求項３に記載のフレーム組立体。
【請求項５】
前記積層板部と前記一端部とが、かしめによって接合されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のフレーム組立体。
【請求項６】
前記積層板部と前記端子板とをかしめ接合するかしめ部が、前記積層板部及び前記端子板に複数形成されていることを特徴とする請求項５に記載のフレーム組立体。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のリードフレーム及び内部接続板を用いて半導体装置を製造する方法であって、
前記一端部の前記一方の端面に前記内部接続板の前記積層板部を配した後に、前記内部接続板のうち前記一方の端面と同じ方向に面する搭載面に前記半導体チップを配置することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のフレーム組立体を用いて製造される半導体装置であって、
前記一対の端子板と、各端子板に接合された一対の前記内部接続板と、一方の端子板に接合された前記内部接続板に搭載された半導体チップと、当該半導体チップと他方の端子板の一端部とを電気接続する接続子と、前記一対の端子板の一端部、前記内部接続板、前記半導体チップ及び前記接続子を封止するモールド樹脂と、を備えることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体装置、その製造に使用するフレーム組立体、及び、半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置には、例えば特許文献１のように、一対の端子板の各長手方向の一端部（インナーリード部）を半導体チップに電気接続した上で、これら一対のインナーリード部及び半導体チップをモールド樹脂により封止し、さらに、一対の端子板の他端部（アウターリード部）をモールド樹脂から互いに逆向きに突出させたものがある。すなわち、この半導体装置では、一対の端子板がその長手方向に配列されている。なお、この半導体装置では、通電時に半導体チップにおいて生じた熱を効率よく外方に逃がすことができるように、各端子板に折り曲げ加工を施して、インナーリード部をアウターリード部よりも低く位置させている。
また、この種の半導体装置では、例えば図１３に示すように、第一端子板２０１のインナーリード部２１１自体に半導体チップ２０３を搭載した上で、導電性を有するボンディングワイヤや接続板等の接続子２０４により半導体チップ２０３と第二端子板２０２のインナーリード部２２１とを電気接続したものも考えられている。なお、図１３において、符号２０５はモールド樹脂を示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２３８８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このような半導体装置は、その製造に際して一対の端子板２０１，２０２の相対的な位置決め精度が要求されるため、図１４（ａ）に示すように、導電性板材に一対の端子板２０１，２０２を一体に形成したリードフレームを用いて製造することが考えられる。
しかしながら、上述した構成の半導体装置では、一対の端子板２０１，２０２がその長手方向に配列されていることから、リードフレームの状態において各端子板２０１，２０２のインナーリード部２１１，２２１をアウターリード部２１２，２２２よりも低く位置させるように各端子板２０１，２０２に折り曲げ加工を施した場合にはリードフレームの性質上、図１４（ｂ）に示すように、一対のインナーリード部２１１，２２１間の距離（ピッチ）Ｐ２が長くなってしまう。
この場合、第一端子板２０１のインナーリード部２１１に搭載された半導体チップ２０３と第二端子板２０２のインナーリード部２２１とを接続する接続子２０４の長手寸法が長くなることに伴って接続子２０４の電気抵抗が大きくなり、その結果として、半導体装置を省電力で駆動することが困難となる。
【０００５】
また、リードフレームを用いて半導体装置を製造する場合には、半導体装置の仕様に合わせて、端子板２０１，２０２の形状や大きさ、あるいは、一対の端子板２０１，２０２のインナーリード部２１１，２２１の相対的な位置などを適宜設定した専用のリードフレームを用意する必要があるため、リードフレームの汎用性が低い、という問題もある。
例えば、半導体装置に要する半導体チップ２０３のサイズが大電流ダイオード等のように大型である場合には、大型の半導体チップ２０３に対応するように、第一端子板２０１を大きく設定したり、第一端子板２０１の大きさに伴って一対のアウターリード部２１２，２２２間の距離を大きく設定したりする必要があるため、リードフレーム全体の大きさを変更する必要がある。なお、大型の半導体チップ２０３に対応するリードフレームを用いれば、小型の半導体チップ２０３を備えた半導体装置を製造することも可能であるものの、接続子２０４の長手寸法がさらに長くなってしまうため、前述した半導体装置の省電力駆動がさらに困難となる。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みたものであって、半導体装置の省電力駆動を可能とし、さらに、半導体装置の製造に用いるリードフレームの汎用性向上を図ることが可能なフレーム組立体、これを用いて製造される半導体装置、及び、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】
【０００７】
この課題を解決するために、本発明のフレーム組立体は、一対の端子板の各長手方向の一端部を半導体チップに電気接続した上で、前記一対の端子板の一端部及び前記半導体チップをモールド樹脂により封止し、前記一対の端子板の他端部を前記モールド樹脂から互いに逆向きに突出させてなる半導体装置の製造に用いるものであって、導電性板材に、一対の前記一端部が間隔をあけて隣り合うように前記長手方向に配列された前記一対の端子板、及び、一対の前記他端部に接続されて前記一対の端子板を一体に連結する枠体部、を形成してなるリードフレームと、前記端子板の前記一端部のうち前記端子板の厚さ方向に面するいずれか一方の端面に接合されて、前記一対の端子板と前記半導体チップとを電気接続する導電性の内部接続板と、を備え、前記内部接続板は、前記一方の端面に重なる積層板部と、前記一方の端面の周縁から外側に延びる延出板部とを有し、一対の前記一端部には、別個の前記内部接続板が接合され、一対の前記内部接続板の前記延出板部は、互いに近づく方向に延びると共に、一対の前記端子板の配列方向に間隔をあけて配されていることを特徴とする。
なお、前記フレーム組立体においては、一方の前記端子板に接合された前記内部接続板が、前記半導体チップを搭載する搭載板であってもよい。
【０００８】
これらのフレーム組立体によれば、半導体装置の製造に際して各端子板の一端部が他端部よりも低く位置するように各端子板に折り曲げ加工が施されたとしても、一方の端子板の一端部には、その一方の端面の周縁から外側に延びるように接合された内部接続板が接合されているため、内部接続板を他方の端子板の一端部に近づけて配置することが可能である。すなわち、内部接続板と他方の端子板との距離（ピッチ）を小さく設定することができる。
【０００９】
したがって、搭載板をなす内部接続板の延出板部に半導体チップを搭載すれば、半導体チップと他方の端子板の一端部とを電気接続するワイヤ等の接続子の長さを短く設定することが可能となる。また、半導体チップを他方の端子板の一端部に搭載したとしても、接続子の両端を半導体チップ及び内部接続板の延出板部に接合することで、接続子の長さを短く設定できる。その結果として、接続子の電気抵抗を小さく抑えて、半導体装置を省電力で駆動することが可能となる。
【００１０】
さらに、このフレーム組立体によれば、搭載板をなす内部接続板に半導体チップを直接接合する場合に、様々な形状や大きさの内部接続板を一方の端子板の一端部に接合するだけで、様々な大きさや形状の半導体チップを内部接続板に搭載することが可能となる。また、内部接続板に接続子を直接接合する場合であっても、様々な形状や大きさの内部接続板を一方の端子板の一端部に接合するだけで、接続子の接合位置を自由に変更することができる。
したがって、少なくとも内部接続板を接合する一方の端子板が同一形状とされたリードフレームを用いて、様々な仕様の半導体装置を製造することが可能となる。すなわち、リードフレームの汎用性を向上させることができる。
【００１２】
また、上記したフレーム組立体によれば、一対の端子板に個別に接合される一対の内部接続板の形状や大きさを適宜変更するだけで、様々な大きさや形状の半導体チップを一方の内部接続板に搭載でき、かつ、内部接続板に対する半導体チップや接続子の接合位置も自由に変更することができる。
したがって、一対の端子板が同一形状とされ、かつ、一対の端子板の相対位置も同一とされたリードフレームを用いて、様々な仕様の半導体装置を製造することが可能となる。すなわち、リードフレームの汎用性をさらに向上させることができる。
【００１３】
また、前記フレーム組立体においては、前記一対の端子板を、その幅方向に互いに間隔をあけて複数組配列し、前記幅方向に隣り合う前記端子板同士を、同一の前記内部接続板によって電気接続してもよい。
この場合、半導体装置では、前記幅方向に配列された複数の端子板が同一の役割を持つ外部端子として機能することになる。すなわち、一対の端子板をその幅方向に複数組配列しておけば、幅方向に隣り合う端子板同士を同一の内部接続板によって電気接続する等して、様々な種類の回路構成を有する半導体装置を製造することが可能となる。したがって、リードフレームの汎用性をさらに向上させることができる。
【００１４】
さらに、前記一方に接合された前記内部接続板を前記搭載板とした前記フレーム組立体においては、前記搭載板が、前記端子板よりも薄い板状に形成されているとよい。
この構成によれば、半導体チップが端子板よりも厚さの薄い搭載板に接合されることで、通電による半導体チップの熱や半導体装置外部からの熱などに基づいて半導体装置が加熱冷却されたとしても、半導体チップを端子板に接合する場合と比較して、半導体チップにかかる応力を緩和することができる。
【００１５】
本発明の構成によって半導体チップにかかる応力を緩和できる理由としては、搭載板が端子板よりも薄く形成されていることで、半導体装置の加熱冷却に基づいて搭載板がその端面に沿う方向に伸縮しようとする力が、端子板がその端面に沿う方向に伸縮しようとする力よりも小さくなっていることが考えられる。また、搭載板を端子板と別個に形成していることで、端子板が伸縮しようとする力が、端子板と重ならない搭載板の延出板部、及び、これに接合される半導体チップに伝わり難くなっていることが考えられる。
【００１６】
また、前記フレーム組立体においては、前記積層板部と前記一端部とが、かしめによって接合されていることが好ましい。
さらに、前記積層板部と前記端子板とをかしめ接合するかしめ部は、前記積層板部及び前記端子板に複数形成されているとより好ましい。
なお、前記かしめ部は、内部接続板及び端子板のいずれか一方に形成される突起部と、他方に形成されて前記突起部を挿通する挿通孔とによって構成されるものであり、かしめ接合は、前述した突起部を挿通孔に挿通させた上で突起部の先端部分を潰すことにより、内部接続板と端子板とを接合することを意味している。
【００１７】
これらの構成では、端子板に対する内部接続板の位置決め精度が向上し、半導体装置の品質向上を図ることができる。また、端子板に対する内部接続板の位置決めが容易となるため、半導体装置の製造効率を向上させることができる。
特に、前記かしめ部が複数形成されていれば、端子板に対する内部接続板の向きも容易かつ高精度に設定できるため、半導体装置の品質向上及び製造効率の向上をさらに図ることができる。
【００１８】
そして、前記リードフレーム及び前記内部接続板を用いた本発明の半導体装置の製造方法は、前記一端部の前記一方の端面に前記内部接続板の前記積層板部を配した後に、前記内部接続板のうち前記一方の端面と同じ方向に面する搭載面に前記半導体チップを配置することを特徴とする。
この製造方法では、この製造方法では、リードフレームの向きを途中で変更することなく、リードフレーム上に、内部接続板及び半導体チップを順番に配置することができるため、半導体装置の製造効率向上を図ることができる。
【００１９】
そして、前記フレーム組立体を用いて製造される本発明の半導体装置は、前記一対の端子板と、各端子板に接合された一対の前記内部接続板と、一方の端子板に接合された前記内部接続板に搭載された半導体チップと、当該半導体チップと他方の端子板の一端部とを電気接続する接続子と、前記一対の端子板の一端部、前記内部接続板、前記半導体チップ及び前記接続子を封止するモールド樹脂と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、複数の端子板を一体に形成したリードフレームを用いて半導体装置を製造しても、半導体装置を省電力で駆動することができる。
また、半導体装置の製造に用いるリードフレームの汎用性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係るフレーム組立体を示す上面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】図１，２のフレーム組立体により半導体装置を製造する工程の一例を示す斜視図である。
【図４】図１，２のフレーム組立体を用いて製造される半導体装置を示す上面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図６】図１，２のフレーム組立体の一変形例を示す上面図である。
【図７】図１，２のフレーム組立体の他の変形例を示す上面図である。
【図８】図１，２のフレーム組立体の他の変形例を示す上面図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係るフレーム組立体の要部を示す拡大上面図である。
【図１０】本発明の他の実施形態に係るフレーム組立体を示す断面図である。
【図１１】本発明の他の実施形態に係るフレーム組立体を示す断面図である。
【図１２】本発明の他の実施形態に係るフレーム組立体を示す断面図である。
【図１３】従来の半導体装置の一例を示す概略断面図である。
【図１４】図１３の半導体装置の製造に用いるリードフレームの一例を示す上面図であり、（ａ）は折り曲げ加工前の状態、（ｂ）は折り曲げ加工後の状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図１〜５を参照して本発明の一実施形態について説明する。
この実施形態に係るフレーム組立体は、図４，５に示すように、ヒートシンク８、複数の端子板５，６、半導体チップ９及びボンディングワイヤ（接続子）１０をモールド樹脂１１で封止した構成の半導体装置１００の製造に使用するものである。図１，２に示すように、フレーム組立体１は、リードフレーム２及び複数（図示例では四つ）の内部接続板３，４によって構成されている。
リードフレーム２は、銅板をはじめとする導電性板材に、複数（図示例では四つ）の端子板５，６、及び、複数の端子板５，６を一体に連結する板状の枠体部７を形成して大略構成されている。このリードフレーム２は、導電性板材にプレス加工やエッチング加工等を施すことで得られる。
【００２３】
なお、図示例のリードフレーム２には、一つの半導体装置１００の製造に要する端子板５，６のユニットが一つだけ形成されているが、例えば、枠体部７を介して複数のユニットが連ねて形成されていてもよい。すなわち、リードフレーム２は、複数の半導体装置１００を同時に製造できるように構成されていてもよい。
枠体部７は、平面視矩形状の内縁を有する外枠部７１、及び、外枠部７１の内縁と複数の端子板５，６とを接続する複数のタイバー７２を備えて構成されている。
【００２４】
各端子板５，６は、平面視した外枠部７１の内縁から内側に延びるように形成されており、タイバー７２に接続される平板状の基端板部（他端部）５１，６１と、基端板部５１，６１に対して外枠部７１内縁の内側に突出した先端板部（一端部）５２，６２とを備えている。また、各端子板５，６は、折り曲げ加工を施すことで、先端板部５２，６２を基端板部５１，６１や枠体部７に対してリードフレーム２の板厚方向にずらして低く位置させる段差板部５３，６３を有している。
【００２５】
各端子板５，６の先端板部５２，６２及び段差板部５３，６３は、半導体装置１００において、半導体チップ９に電気接続されると共にモールド樹脂１１によって封止されるインナーリード部となる部分である。一方、基端板部５１，６１は、モールド樹脂１１から外側に突出して半導体チップ９を外部に電気接続するためのアウターリード部となる部分である。なお、枠体部７のタイバー７２は、この基端板部５１，６１の幅方向（導電性板材の面方向に沿って端子板５，６の長手方向に直交する方向）の両側端に接続されており、これによって、各端子板５，６が外枠部７１に連結されている。
そして、基端板部５１，６１側に向く各端子板５，６の先端板部５２，６２の上面（一方の端面）には、後述する内部接続板３，４をかしめによって接合するための突起部５５，６５が形成されている。
【００２６】
このように各々形成される複数の端子板５，６は、全て同一形状・大きさに形成され、一対の端子板５，６がタイバー７２側から互いに近づく方向に延びるように配されている。すなわち、一対の端子板５，６は、その先端板部５２，６２が間隔をあけて隣り合うように端子板５，６の長手方向に配列されている。また、このリードフレーム２では、一対の端子板５，６が、その幅方向に互いに間隔をあけて複数組（図示例では二組）配列されている。
【００２７】
各内部接続板３，４は、銅材等の導電性板材を平面視短冊状に形成して大略構成され、端子板５，６を含むリードフレーム２よりも厚さの薄い板状とされている。なお、各内部接続板３，４の板厚は、少なくとも端子板５，６の板厚未満であればよいが、内部接続板３，４が半導体装置１００の電気配線として機能することを考慮すれば、半導体装置１００としての電気的特性を確保できる程度の厚みを有していることがより好ましく、具体的には、例えば端子板５，６の板厚の１／４以上とすることが好ましい。
【００２８】
各内部接続板３，４は、その長手方向の一端をなして端子板５，６の先端板部５２，６２の上面に重ねて配される積層板部３１，４１と、先端板部５２，６２の上面の周縁から外側に延びる延出板部３２，４２とを有している。また、積層板部３１，４１と延出板部３２，４２との間には、折り曲げ加工を施すことで延出板部３２，４２を積層板部３１，４１よりも各内部接続板３，４の板厚方向にずらして低く位置させる段差折曲部３３，４３が形成されている。なお、積層板部３１，４１を端子板５，６の先端板部５２，６２の上面に配した図２の状態では、段差折曲部３３，４３によって、延出板部３２，４２の下面が先端板部５２，６２の下面よりも下方に位置しているが、例えば先端板部５２，６２の下面と同等の高さ、あるいは、先端板部５２，６２の下面よりも上方に位置していてもよい。
【００２９】
積層板部３１，４１には、その厚さ方向に貫通する挿通孔３５，４５が形成されている。この挿通孔３５，４５は、前述した端子板５，６の突起部５５，６５と共に、端子板５，６の先端板部５２，６２と内部接続板３，４の積層板部３１，４１とをかしめ接合するかしめ部２１，２２を構成している。すなわち、積層板部３１，４１と先端板部５２，６２とは、突起部５５，６５を挿通孔３５，４５に挿通した上で積層板部３１，４１を先端板部５２，６２の上面に配し、この状態において突起部５５，６５の先端部分を潰すことで、かしめ接合されている。
【００３０】
複数の内部接続板３，４は、各端子板５，６にそれぞれ接合されている。そして、一対の端子板５，６にそれぞれ接合される一対の内部接続板３，４は、その延出板部３２，４２が互いに近づく方向に延びるように配置されている。なお、一対の内部接続板３，４の延出板部３２，４２は、互いに間隔をあけて配されている。
そして、一対の端子板５，６の一方（第一端子板５）に接合される一方の内部接続板３（第一内部接続板３）は、半導体チップ９を搭載する搭載板をなしている。なお、本実施形態において、半導体チップ９は、第一端子板５の先端板部５２の上面と同じ方向に面する第一内部接続板３の延出板部３２の上面（搭載面）に接合されるようになっている。
【００３１】
一方、他方の端子板６（第二端子板６）に接合される他方の内部接続板４（第二内部接続板４）は、第二端子板６と半導体チップ９とを電気接続するためのボンディングワイヤ１０の一端を接合する接合部をなしている（図５参照）。
この役割の違いにより、一対の端子板５，６の長手方向に沿う第二内部接続板４の延出板部４２の長手寸法は、第一内部接続板３の延出板部３２よりも小さく設定されている。
【００３２】
次に、上述したフレーム組立体１をなすリードフレーム２及び内部接続板３，４を用いて半導体装置１００を製造する方法の一例について説明する。
半導体装置１００を製造する際には、予め、平板状の導電性板材にプレス加工やエッチング加工等を施すことで、上記構成のリードフレーム２を用意しておく（フレーム準備工程）。なお、このフレーム準備工程では、各端子板５，６の長手方向の中途部分に折り曲げ加工を施すことで、図２に示すように、各端子板５，６の先端板部５２，６２を基端板部５１，６１よりも低く位置させておけばよい（折曲工程）。
【００３３】
次いで、図１，２に示すように、各端子板５，６の先端板部５２，６２の上面（一方の端面）に、内部接続板３，４の積層板部３１，４１を接合し（接合工程）、フレーム組立体１を構成する。この接合工程においては、突起部５５，６５を挿通孔３５，４５に挿通した上で積層板部３１，４１を先端板部５２，６２の上面に配した後に、突起部５５，６５の先端部分を潰すことで、積層板部３１，４１と先端板部５２，６２とかしめ接合すればよい。
【００３４】
その後、図３に示すように、半田によって半導体チップ９を第一内部接続板３の延出板部３２の上面（搭載面）に接合する（搭載工程）。ここで、本実施形態の半導体チップ９は、例えばダイオードやトランジスタ等の電子部品であり、平面視矩形の板状に形成されてその上面及び下面の両方に電極パッドを有して構成されている。したがって、この搭載工程後の状態においては、第一端子板５と半導体チップ９とが第一内部接続板３を介して電気接続されている。
さらに、半導体チップ９の上面と第二内部接続板４の延出板部４２の上面との間にボンディングワイヤ１０を配する（接続工程）。この工程後の状態においては、第二端子板６と半導体チップ９とが第二内部接続板４及びボンディングワイヤ１０を介して電気接続されている。
【００３５】
次いで、図４，５に示すように、このフレーム組立体１をヒートシンク８の上面８ａ上に間隔をあけて配した状態で、ヒートシンク８の上面８ａ及び側面８ｃ、複数の端子板５，６の先端板部５２，６２及び段差板部５３，６３、内部接続板３，４、半導体チップ９、並びに、ボンディングワイヤ１０をモールド樹脂１１により封止する（樹脂封止工程）。なお、ヒートシンク８は、主に半導体チップ９において生じた熱を効率よく放熱する役割を果たすものである。このヒートシンク８は、少なくとも銅（Ｃｕ）、タングステン、モリブデン等の放熱性の高い材料によって形成されていればよいが、例えばこれに加えてＮｉメッキを施したものでもよい。
【００３６】
この樹脂封止工程後の状態においては、リードフレーム２のうち複数の端子板５，６の基端板部５１，６１及び枠体部７（図３，４参照）が、モールド樹脂１１の外側に位置している。また、ヒートシンク８の下面８ｂが、モールド樹脂１１によって封止されずに外方に露出している。
最後に、枠体部７を端子板５，６の基端板部５１，６１から切り落とす（切断工程）ことで、図４，５に示す半導体装置１００の製造が完了する。この切断工程を実施することで、複数の端子板５，６が互いに電気的に分離されることになる。
【００３７】
以上のようにして製造される半導体装置１００は、図４，５に示すように、ヒートシンク８と、一対複数組（図示例では二組）の端子板５，６と、各端子板５，６に個別に接合された複数の内部接続板３，４と、第一内部接続板３の延出板部３２に搭載された半導体チップ９と、第二内部接続板４を介して半導体チップ９と第二端子板６の先端板部６２とを電気接続するボンディングワイヤ１０と、これらヒートシンク８、各端子板５，６の一部、複数の内部接続板３，４、半導体チップ９、及び、ボンディングワイヤ１０を封止するモールド樹脂１１と、を備えている。
【００３８】
この半導体装置１００において、端子板５，６及び内部接続板３，４は、これらの下面がヒートシンク８の上面８ａに対向するように、ヒートシンク８の上面８ａ上に間隔をあけて配されている。また、アウターリード部をなす一対の端子板５，６の基端板部５１，６１が、モールド樹脂１１から互いに逆向きに突出している。
また、半導体装置１００においては、モールド樹脂１１がヒートシンク８と端子板５，６及び内部接続板３，４との間に介在することで、ヒートシンク８と端子板５，６及び内部接続板３，４とが電気的に絶縁されている。さらに、モールド樹脂１１は一対の端子板５，６にそれぞれ接合される一対の内部接続板３，４の間にも介在しており、これによって、一対の内部接続板３，４間の電気的な絶縁が図られている。
【００３９】
そして、この半導体装置１００では、一対の端子板５，６が、一つの半導体チップ９の二つの電極をそれぞれ外部に引き出す外部端子として機能している。そして、この半導体装置１００は、このような機能を持つ一対の端子板５，６を二組有しているため、四つの端子板５，６にそれぞれ別個の役割を持たせた回路構成を有している。言い換えれば、図４，５に示す半導体装置１００は、四つの外部端子を有している。
【００４０】
本実施形態のフレーム組立体１によれば、リードフレーム２による半導体装置１００の製造に際して、一対の端子板５，６の先端板部５２，６２が基端板部５１，６１よりも低く位置するように一対の端子板５，６に折り曲げ加工を施すことで、一対の端子板５，６の先端板部５２，６２同士の距離（ピッチ）が長くなってしまっても、一対の端子板５，６には内部接続板３，４がそれぞれ接合されているため、一対の端子板５，６間の実質的な距離を、一対の内部接続板３，４間の距離（ピッチ）として、小さく設定することができる。
したがって、第一内部接続板３に搭載された半導体チップ９と第二内部接続板４との間に配されるボンディングワイヤ１０の長さを短く設定することが可能となる。その結果として、ボンディングワイヤ１０の電気抵抗を小さく抑えて、半導体装置１００を省電力で駆動することが可能となる。
【００４１】
さらに、このフレーム組立体１では、半導体チップ９やボンディングワイヤ１０が、リードフレーム２とは別個の内部接続板３，４に接合されるため、同一形状のリードフレーム２であっても、一対の端子板５，６に個別に接合される一対の内部接続板３，４の形状や大きさを適宜変更するだけで、様々な大きさや形状の半導体チップ９を第一内部接続板３に搭載でき、かつ、各内部接続板３，４に対する半導体チップ９やボンディングワイヤ１０の接合位置も自由に変更することができる。
したがって、一対の端子板５，６が同一形状とされ、かつ、一対の端子板５，６の相対位置も同一とされたリードフレーム２を用いて、様々な仕様の半導体装置を製造することが可能となり、リードフレーム２の汎用性向上を図ることができる。
【００４２】
そして、一対の端子板を複数組配列した本実施形態のリードフレーム２を用いれば、図４，５に示す回路構成の半導体装置１００に限らず、例えば図６，７に示すように、様々な回路構成を有する半導体装置も製造可能である。
例えば図６に示す回路構成では、端子板５，６の幅方向に隣り合う二つの第一端子板５同士が、同一の第一内部接続板３Ａによって電気接続されている。すなわち、この第一内部接続板３Ａは、平面視コ字状に形成され、二つの第一端子板５の先端板部５２に重ねて配置、接合される二つの積層板部３１Ａと、各積層板部３１Ａから各第二端子板６に向けて延びる二つの延出板部３２Ａとを有して構成されている。一方、二つの第二端子板６には、図３，４に示す回路構成と同様の第二内部接続板４がそれぞれ接合されている。
【００４３】
そして、第一内部接続板３Ａの二つの延出板部３２Ａに二つの半導体チップ９をそれぞれ搭載し、さらに、これら二つの半導体チップ９と二つの第二内部接続板４とをボンディングワイヤ１０によって電気接続している。
したがって、図６に示す回路構成では、二つの第一端子板５が同一の役割を持つ外部端子として機能し、二つの第二端子板６が別個の役割を持つ外部端子として機能している。言い換えれば、図６に示す回路構成では、三つの外部端子を有する半導体装置が製造されることになる。
【００４４】
また、図７に例示する回路構成では、端子板５，６の幅方向に隣り合う二つの第二端子板６同士が、同一の第二内部接続板４Ａによって電気接続されている。
すなわち、第二内部接続板４Ａは、二つの第二端子板６の先端板部６２に重ねて配置、接合される二つの積層板部４１Ａと、各積層板部４１Ａから各第一端子板５に向けて延びる二つの延出板部４２Ａとを有して構成されている。図示例の第二内部接続板４Ａは、平面視で端子板５，６の幅方向に延びる短冊板状に形成されているため、二つの延出板部４２Ａが一体に形成されているように見えるが、例えば図６に示す第一内部接続板３Ａと同様に、平面視コ字状に形成して二つの延出板部４２Ａが別個に形成されるようにしてもよい。一方、二つの第一端子板５には、図３〜５に示す回路構成と同様の第一内部接続板３がそれぞれ接合されている。
【００４５】
そして、二つの第一内部接続板３の各延出板部３２に二つの半導体チップ９をそれぞれ搭載し、さらに、これら二つの半導体チップ９と一つの第二内部接続板４Ａとの間にボンディングワイヤ１０を配して電気接続している。
したがって、図７に示す回路構成では、二つの第一端子板５が別個の役割を持つ外部端子として機能し、二つの第二端子板６が同一の役割を持つ外部端子として機能している。言い換えれば、図７に示す回路構成では、三つの外部端子を有する半導体装置が製造されることになる。
【００４６】
また、図３，６，７に示す回路構成のように、半導体チップ９の種類や搭載位置を限定しなければ、一対の端子板５，６を複数組配列した本実施形態のリードフレーム２を用いるだけで、例えば図８に示すように、さらに多くの種類の回路構成を有する半導体装置を製造することが可能となる。
図８に例示する回路構成では、上面及び下面に電極パッドを１つ有する第一半導体チップ９Ａ、及び、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor ＦＥＴ）をはじめとするスイッチング素子のように、上面及び下面の両方に電極パッドを有するものの、上面に複数（図示例では二つ）の電極パッドを有する第二半導体チップ９Ｂを用いている。なお、第一半導体チップ９Ａは、図３，６，７に示す半導体チップ９よりも小さく、第二半導体チップ９Ｂは、図３，６，７に示す半導体チップ９よりも大きい。
【００４７】
さらに、図８に例示する回路構成では、図３に示す回路構成と同様に、一対二組の端子板５，６に対して四つの内部接続板３Ｂ，４Ｂがそれぞれ接合されているが、内部接続板３Ｂ，４Ｂに搭載される二つの半導体チップ９Ａ，９Ｂの大きさに合うように、また、半導体チップ９Ａ，９Ｂと内部接続板３Ｂ，４Ｂとの間に配されるボンディングワイヤ１０の長さが短くなるように、各内部接続板３Ｂ，４Ｂの延出板部３２Ｂ，４２Ｂの形状や大きさが設定されている。
【００４８】
具体的に説明すれば、一対の端子板５，６に接合された一対の内部接続板３Ｂ，４Ｂの延出板部３２Ｂ，４２Ｂ同士が、端子板５，６の幅方向に配列されるように、延出板部３２Ｂ，４２Ｂの幅寸法を積層板部３１Ｂ，４１Ｂの幅寸法よりも小さく設定したり、延出板部３２Ｂ，４２Ｂが積層板部３１Ｂ，４１Ｂに対してその幅方向にずれて位置するように第二内部接続板４Ｂの形状に設定している。また、大きな第二半導体チップ９Ｂを搭載する第二内部接続板４Ｂの延出板部４２Ｂの幅寸法を、積層板部４１Ｂよりも大きくなるように設定している。そして、第一半導体チップ９Ａは、二組ある一対の端子板５，６のうち一方の組の第一端子板５に接合された第一内部接続板３Ｂに搭載されている。一方、第二半導体チップ９Ｂは、他方の組の第二端子板６に接合された第二内部接続板４Ｂに搭載されている。
なお、図８に示す回路構成では、四つの端子板５，６がそれぞれ別個の役割を持っているため、四つの外部端子を有する半導体装置が製造されることになる。
【００４９】
そして、本実施形態のフレーム組立体１及び半導体装置１００によれば、半導体チップ９が端子板５，６よりも厚さの薄い内部接続板３，４に接合されるため、この内部接続板３，４の熱膨張率が半導体チップ９よりも大きくても、通電による半導体チップ９の熱や半導体装置１００外部からの熱などに基づいて半導体装置１００が加熱冷却された際には、従来のように端子板５，６に半導体チップ９を直接接合する場合と比較して、前述した熱膨張率の差に基づいて半導体チップ９にかかる応力を緩和することができる。
【００５０】
なお、半導体チップ９にかかる応力を緩和できる理由としては、内部接続板３，４がこれに接合される端子板５，６よりも薄く形成されていることで、例え端子板５，６及び内部接続板３，４をなす材料が同等の熱膨張係数であっても、半導体装置１００の加熱冷却に基づいて内部接続板３，４がその端面（上面や下面）に沿う方向に伸縮しようとする力は、端子板５，６がその端面（上面や下面）に沿う方向に伸縮しようとする力よりも小さくなっていることが考えられる。また、内部接続板３，４を端子板５，６と別個に形成していることで、端子板５，６が伸縮しようとする力は、端子板５，６と重ならない内部接続板３，４の延出板部３２，４２、及び、これに接合される半導体チップ９に伝わり難くなっていることが考えられる。
【００５１】
さらに、フレーム組立体１及び半導体装置１００によれば、端子板５，６の先端板部５２，６２と内部接続板３，４の積層板部３１とがかしめ接合されているため、端子板５，６に対する内部接続板３，４の位置決め精度が向上し、半導体装置１００の品質向上を図ることができる。さらに、端子板５，６に対する内部接続板３，４の位置決めが容易となることで、半導体装置１００の製造効率を向上させることもできる。
【００５２】
また、フレーム組立体１の構造を利用した半導体装置１００の製造方法では、接合工程及び搭載工程において、端子板５，６の先端板部５２，６２の上面側に、内部接続板３，４と半導体チップ９とを順番に配置するため、リードフレーム２の向きを製造途中で変更することなく、接合工程及び搭載工程を実施することができる。したがって、半導体装置１００の製造効率向上を図ることができる。
【００５３】
以上、上記実施形態により本発明の詳細を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上述した全ての実施形態では、端子板５，６の先端板部５２，６２と内部接続板３，４の積層板部３１，４１とを接合するかしめ部２１，２２が、一つだけ形成されているが、例えば図９に示すように、複数形成されていてもよい。この構成では、端子板５，６に内部接続板３，４を接合する際、端子板５，６に対する内部接続板３，４の向きも容易かつ高精度に設定できるため、半導体装置の品質向上及び製造効率向上をさらに図ることができる。
【００５４】
また、内部接続板３，４の積層板部３１，４１は、端子板５，６の先端板部５２，６２の上面にかしめ接合されるとしたが、例えば図１０に示すように、先端板部５２，６２の下面（一方の端面）にかしめ接合されてもよい。この場合、かしめ部２１，２２をなす端子板５，６の突起部５５，６５は、先端板部５２，６２の下面から突出するように形成されていればよい。
【００５５】
さらに、上記実施形態（のフレーム組立体）では、一対の端子板５，６の両方に内部接続板３，４が接合されているが、少なくとも一対の端子板５，６の一方のみに内部接続板３，４が接合されていればよい。
具体的に説明すれば、例えば図１１に示すように、第一端子板５のみに半導体チップ９を搭載するための第一内部接続板３が接合されてもよい。なお、図示例において、第二端子板６の先端板部６２には、かしめ接合用の突起部が形成されていないが、例えば形成されていても構わない。
この構成においては、第一内部接続板３の延出板部３２に搭載された半導体チップ９と第二端子板６の先端板部６２との間にボンディングワイヤ１０を配することで、上記実施形態と同様の回路構成を形成することができる。
【００５６】
上記構成であっても、第一内部接続板３を第二端子板６の先端板部６２に近づけて配置することができるため、半導体チップ９と第二端子板６の先端板部６２との間に配されるボンディングワイヤ１０の長さを短く設定することができる。したがって、上記実施形態と同様に、ボンディングワイヤ１０の電気抵抗を小さく抑えて、半導体装置を省電力で駆動することが可能となる。
また、第一内部接続板３の形状や大きさを変更するだけで、様々な形状や大きさの半導体チップ９を搭載することができるため、少なくとも第一端子板５が同一形状とされたリードフレームを用いて、様々な仕様の半導体装置を製造することが可能となる。すなわち、リードフレームの汎用性向上を図ることができる。
【００５７】
また、例えば図１２に示すように、第二端子板６のみにボンディングワイヤ１０の一端を接合するための第二内部接続板４を接合し、第一端子板５の先端板部５２に半導体チップ９を直接搭載してもよい。
この構成においては、第一端子板５の先端板部５２に搭載された半導体チップ９と第二内部接続板４の延出板部４２との間にボンディングワイヤ１０を配することで、上記実施形態と同様の回路構成を形成することができる。
【００５８】
上記構成であっても、第二内部接続板４を第一端子板５の先端板部５２に近づけて配置することができるため、半導体チップ９と第二内部接続板４の延出板部４２との間に配されるボンディングワイヤ１０の長さを短く設定することができる。したがって、上記実施形態と同様に、ボンディングワイヤ１０の電気抵抗を小さく抑えて、半導体装置を省電力で駆動することが可能となる。
また、第二内部接続板４の形状や大きさを変更するだけで、ボンディングワイヤ１０の一端の接合位置を自由に変更することができるため、少なくとも第二端子板６が同一形状とされたリードフレームを用いて、様々な仕様の半導体装置を製造することが可能となる。すなわち、リードフレームの汎用性向上を図ることができる。
【００５９】
さらに、上記実施形態の内部接続板３，４では、段差折曲部３３，４３によって延出板部３２，４２が積層板部３１，４１よりも低く位置しているが、例えば積層板部３１，４１よりも高く位置してもよい。
また、内部接続板３，４は、段差折曲部３３，４３を有して形成されることに限らず、例えば図１０に示すように段差折曲部３３，４３の無い平坦な板状に形成されても構わない。
【００６０】
また、一対の内部接続板３，４は、端子板５，６よりも薄い板状に形成されるとしたが、少なくとも半導体チップ９を搭載する内部接続板３，４のみが端子板５，６よりも薄く形成されていればよく、搭載されない内部接続板３，４の板厚は、例えば端子板５，６の板厚以上に設定されても構わない。また、半導体チップ９の応力緩和を考慮しない場合には、半導体チップ９を搭載する内部接続板３，４の板厚も任意に設定されてよい。
【００６１】
さらに、端子板５，６と内部接続板３，４とは、かしめによって接合されるとしたが、半田による接合等、任意の接合手法によって接合されて構わない。なお、内部接続板３，４に対する半導体チップ９の接合と同様に、端子板５，６に対する内部接続板３，４の接合を半田で行う場合には、例えば、上記実施形態の半導体装置の製造方法において、端子板５，６の先端板部５２，６２の上面に内部接続板３，４の積層板部３１，４１を配置し、さらに、内部接続板３，４の延出板部３２，４２の上面に半導体チップ９を配置した後に、リフローにより半田を溶融、固化させることで、端子板５，６の先端板部５２，６２と内部接続板３，４の積層板部３１，４１との接合、及び、内部接続板３，４の延出板部３２，４２と半導体チップ９との接合を同時に行ってもよい。
【００６２】
また、端子板５，６の形状は、上記実施形態のものに限らず、少なくとも端子板５，６のうち内部接続板３，４に接合する部分が平板状に形成されていればよい。すなわち、端子板５，６は、例えば段差板部５３，６３のない平坦な板状に形成されていてもよい。
さらに、上記実施形態のリードフレーム２には、一対の端子板５，６が二組形成されているが、例えば一組だけ形成されていてもよいし、三組以上形成されていてもよい。また、本願発明の半導体装置は、一組の端子板５，６によって製造されてもよいし、三組以上の端子板によって製造されてよい。
【００６３】
また、内部接続板３，４に搭載される半導体チップ９は、延出板部３２，４２の上面に配されるようになっているが、例えば延出板部３２，４２の下面に配されてもよい。
さらに、半導体チップ９と内部接続板３，４とを電気接続する接続子は、ボンディングワイヤ１０に限らず、例えば導電性を有する帯板状に形成された接続板であってもよい。この場合には、接続工程において、半田等の導電性接合剤を介して、接続板の両端を半導体チップ９の上面及び内部接続板３，４の延出板部３２，４２の上面に接合すればよい。
【００６４】
また、半導体装置１００において、ヒートシンク８と内部接続板３，４とは、モールド樹脂によって電気的に絶縁されることに限らず、例えばヒートシンク８と内部接続板３，４との間に別個の絶縁性板材を挟み込むことで電気的に絶縁されてもよい。
さらに、半導体装置１００は、ヒートシンク８を備えているが、例えば備えていなくても構わない。
【符号の説明】
【００６５】
１  フレーム組立体
２  リードフレーム
３，３Ａ，３Ｂ  第一内部接続板（搭載板）
３１，３１Ａ，３１Ｂ  積層板部
３２，３２Ａ，３２Ｂ  延出板部
４，４Ａ，４Ｂ  第二内部接続板
４１，４１Ａ，４１Ｂ  積層板部
４２，４２Ａ，４２Ｂ  延出板部
５  第一端子板（一方の端子板）
５１  基端板部（他端部）
５２  先端板部（一端部）
６  第二端子板（他方の端子板）
６１  基端板部（他端部）
６２  先端板部（一端部）
７  枠体部
９，９Ａ，９Ｂ  半導体チップ
１０  ボンディングワイヤ（接続子）
１１  モールド樹脂
２１，２２  かしめ部
１００  半導体装置
【図１】
0005703008.tif 000002
【図２】
0005703008.tif 000003
【図３】
0005703008.tif 000004
【図４】
0005703008.tif 000005
【図５】
0005703008.tif 000006
【図６】
0005703008.tif 000007
【図７】
0005703008.tif 000008
【図８】
0005703008.tif 000009
【図９】
0005703008.tif 000010
【図１０】
0005703008.tif 000011
【図１１】
0005703008.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
0005703008.tif 000014
【図１４】
0005703008.tif 000015