(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体、前記半導体を封止する封止部、及び前記半導体に電気的に接続される端子を有する半導体パッケージと、前記端子に対向するランドを有する基板と、を備えた半導体アセンブリであって、
前記端子は、
基板に対向する前記封止部の面と同一面上に配置される第１部材と、
前記基板に対向する前記第１部材の面から前記基板に向かって伸び、弾性を有する第２部材と、を有し、
前記第２部材と前記ランドは導電性接合部材で接続され、
前記導電性接合部材は、
前記第２部材に対向する前記ランドから前記第２部材の先端まで形成される
ことを特徴とする半導体アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体パッケージ及び半導体アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化に対応するために、電子機器に搭載される半導体装置を基板に高密度に実装することが要求され、それに伴って半導体装置の高機能化、小型化が進んでいる。上述の要求を満たすべく提案されている半導体装置パッケージの一つが、リードレスパッケージと呼ばれているものである（例えば、特許文献１参照）。特許文献１のパッケージは、パッケージ本体の周辺部に沿ってパッケージの下部に位置する金属端子を備えている。同時にこれらの金属端子はパッケージ本体の表面の下部と同一面上である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第4872683号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方で、特許文献１に開示されるようなリードレスパッケージを基板に実装して使用する際に、パッケージと基板とのはんだ接続部に加わる熱的、機械的な変形応力が、はんだ接続寿命信頼性を低下させるという問題がある。
【０００５】
ここで、パッケージ外周部から外側へガルウィング形状に延びている金属端子を有するＱＦＰ等の従来パッケージにおいては、金属端子が変形することではんだ接続部に加わる変形応力が緩和されるため、はんだ接続寿命信頼性への影響を小さくすることが出来た。しかし、リードレスパッケージでは、金属端子はパッケージ表面と同一平面に、端子表面を露出しているのみであり、変形応力を緩和することは出来ない。
【０００６】
そこで本発明は、リードレスパッケージにおける、はんだ接続寿命信頼性を向上することができる半導体パッケージ及び半導体アセンブリを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の一例である半導体アセンブリは、半導体、前記半導体を封止する封止部、及び前記半導体に電気的に接続される端子を有する半導体パッケージと、前記端子に対向するランドを有する基板と、を備えた半導体アセンブリであって、前記端子は、基板に対向する前記封止部の面と同一面上に配置される第１部材と、前記基板に対向する前記第１部材の面から前記基板に向かって伸び、弾性を有する第２部材と、を有し、前記第２部材と前記ランドは導電性接合部材で接続され、前記導電性接合部材は、前記第２部材に対向する前記ランドから前記第２部材の先端まで形成される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、リードレスパッケージにおける、はんだ接続寿命信頼性を向上することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態のパッケージの断面を示した図である。
【図２】本発明の第１の実施形態のパッケージを下面側から示した図である。
【図３】本発明の第２の実施形態のパッケージの断面を示した図である。
【図４】本発明の第３の実施形態のパッケージの断面を示した図である。
【図５】本発明の第４の実施形態のパッケージの断面を示した図である。
【図６】本発明の第５の実施形態のパッケージの断面を示した図である。
【図７】本発明の第６の実施形態のパッケージの断面を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を用いて、本発明の第１〜第６の実施形態による半導体パッケージ（以後パッケージと呼ぶ）の構成及び作用効果について説明する。なお、各図において、同一符号は同一部分を示す。
【００１１】
（第１の実施形態）
図1および図２に本発明の第１の実施形態によるパッケージ１００を示す。なお、図１は図２におけるＡ−Ａ断面図である。図２は本発明を適用したパッケージ１００の下面図である。
【００１２】
パッケージ１００は、半導体チップ１３０を腐食から保護することを目的として設定（成形）したモールド樹脂１１０と、半導体チップ１３０の電気信号をパッケージ１００の外部と接続する金属端子１２０と、半導体チップ１３０と金属端子１２０の間を電気的に接続するワイヤ１５０と、半導体チップ１３０で生じる熱をパッケージ１００の外部に放熱するヒートスプレッダ１４０から成る。
【００１３】
金属端子１２０の下面１２１およびヒートスプレッダ１４０の下面１４１はパッケージ１００の下面１０１と同一平面に位置しており、リードレス構造のパッケージとなっている。金属端子１２０の側面１２２はパッケージ１００の側面１０２と同一平面に位置している。
【００１４】
また、金属端子１２０は下面１２１からパッケージ１００に対し垂直方向（図１の上下方向）に延びる端子延長部１９０と、結節部１９１で接続している。半導体チップ１３０はヒートスプレッダ１４０上に装着されている。パッケージ１００は端子延長部１９０およびヒートスプレッダ１４０において導電性接合部材１６０および１６１を介してプリント基板１７０上に設けられたランド１８０および１８１において電気的および機械的に接合されている。
【００１５】
換言すれば、パッケージ１００（半導体パッケージ）は、図１に示すように、半導体チップ１３０（半導体）と、半導体チップ１３０を封止するモールド樹脂１１０（封止部）と、半導体チップ１３０に電気的に接続される端子（金属端子１２０、端子延長部１９０）と、を備える。
【００１６】
詳細には、端子は、プリント基板１７０（基板）に対向するモールド樹脂１１０の面（下面１０１）と同一面上に配置される金属端子１２０（第１部材）と、プリント基板１７０に対向する金属端子１２０の面（下面１２１）からプリント基板１７０に向かって伸び、弾性を有する端子延長部１９０（第２部材）と、を有する。端子延長部１９０は、プリント基板１７０に対向する金属端子１２０の面（下面１２１）に垂直である。
【００１７】
本実施形態によれば、パッケージ１００の線膨張係数とプリント基板１７０の線膨張係数の差分に起因する変形応力が導電性接合部材１６０に印可された場合、端子延長部１９０は結節部１９１を基点として、端子下面１２１に対し水平方向に弾性変形が可能であるため、導電性接合部材１６０への変形応力を緩和することが可能である。前記効果により、はんだ接続寿命信頼性に優れたパッケージを実現することができる。
【００１８】
なお、図１および図２で示した、４つの辺に端子を具備する半導体パッケージ（集積回路パッケージ）は例示的なものであり、且つ本発明の方法は半導体パッケージの任意の数の辺（即ち、１つ、２つ、３つまたは４つ）に対して適用することが可能である。また、図1および図２において金属端子一列で例示しているが、本発明の方法は任意の金属端子列に対しても拡張可能である。本拡張の考え方は、以下図３〜７にも適用できる。
【００１９】
（第２の実施形態）
図３は本発明の第２の実施形態によるパッケージ１００Ａを示している。本実施形態では、導電性接合部材１６０Ａが金属端子１２０の下面１２１まで形成されている点が第１の実施形態と異なる。
【００２０】
本実施形態では、パッケージ１００Ａは金属端子１２０の下面１２１、端子延長部１９０およびヒートスプレッダ１４０において導電性接合部材１６０Ａおよび１６１を介してプリント基板１７０上に設けられたランド１８０および１８１において電気的および機械的に接合される。
【００２１】
ここで、パッケージ１００Ａ（半導体パッケージ）及びプリント基板１７０（基板）は半導体アセンブリ１０を構成する。ランド１８０は、端子（金属端子１２０、端子延長部１９０）に対向する。端子延長部１９０（第２部材）とランド１８０は導電性接合部材１６０Ａで接続される。詳細には、導電性接合部材１６０Ａは、図３に示すように、端子延長部１９０に対向するランド１８０から金属端子１２０（第１部材）まで形成される。
【００２２】
本実施形態によれば、金属端子１２０と導電性接合部材１６０Ａとの接続長が第１の実施形態の場合よりも長くすることができるため、はんだ接続寿命を更に長寿命化することが可能である。
【００２３】
（第３の実施形態）
図４は本発明の第３の実施形態によるパッケージ１００Ｂを示している。本実施形態では、導電性接合部材１６０Ｂが端子延長部１９０の下面１９２まで形成されている点が第１の実施形態と異なる。
【００２４】
本実施形態では、パッケージ１００Ｂは端子延長部１９０の下面１９２およびヒートスプレッダ１４０において導電性接合部材１６０Ｂおよび１６１を介してプリント基板１７０上に設けられたランド１８０および１８１において電気的および機械的に接合される。
【００２５】
換言すれば、導電性接合部材１６０Ｂは、図４に示すように、端子延長部１９０（第２部材）に対向するランド１８０から端子延長部１９０の先端まで形成される。端子延長部１９０の根元から先端までの部分が、導電性接合部材１６０Ｂで覆われていないため、弾性変形しやすい。
【００２６】
本実施形態によれば、導電性接合部材１６０Ｂにパッケージ１００Ｂの線膨張係数とプリント基板１７０の線膨張係数の差分に起因する変形応力が印可された場合、端子延長部１９０は金属端子１２０と端子延長部１９０との結節部１９１を基点として、端子下面１２１に対し水平方向に弾性変形が可能であるため、導電性接合部材１６０Ｂへの応力集中を緩和することが可能である。
【００２７】
（第４の実施形態）
図５は本発明の第４の実施形態によるパッケージ１００Ｃを示している。本実施形態では、端子延長部１９０Ｃの位置が第１の実施形態と異なる。
【００２８】
本実施形態では、金属端子１２０は金属端子の側面１２２と同一の平面に一辺を接し、かつ下面１２１からパッケージ１００Ｃに対し垂直方向に延びる端子延長部１９０Ｃと、結節部１９１で接続している。
【００２９】
換言すれば、端子延長部１９０Ｃ（第２部材）は、図５に示すように、半導体チップ１３０（半導体）と反対側の金属端子１２０（第１部材）の端に配置される。これにより、端子延長部１９０Ｃの成形が容易となる。
【００３０】
パッケージ１００Ｃは端子延長部１９０Ｃおよびヒートスプレッダ１４０において導電性接合部材１６０および１６１を介してプリント基板１７０上に設けられたランド１８０および１８１において電気的および機械的に接合される。
【００３１】
本実施形態によれば、パッケージ１００Ｃの線膨張係数とプリント基板１７０の線膨張係数の差分に起因する変形応力が導電性接合部材１６０に印可された場合、端子延長部１９０Ｃは結節部１９１を基点として、端子下面１２１に対し水平方向に弾性変形が可能であるため、導電性接合部材１６０への変形応力を緩和することが可能である。
【００３２】
（第５の実施形態）
図６は本発明の第５の実施形態によるパッケージ１００Ｄを示している。本実施形態では、端子延長部１９０Ｄの位置が第１の実施形態と異なる。
【００３３】
本実施形態では、金属端子１２０は金属端子１２０のヒートスプレッダ１４０側の側面１２３と同一の平面に一辺を接し、かつ下面１２１からパッケージ１００Ｄに対し垂直方向に延びる端子延長部１９０Ｄと、結節部１９１で接続している。
【００３４】
換言すれば、端子延長部１９０Ｄ（第２部材）は、図６に示すように、半導体チップ１３０側（半導体側）の金属端子１２０（第１部材）の端に配置される。これにより、端子延長部１９０Ｄの成形が容易となる。また、パッケージ１００Ｄをプリント基板１７０へ実装するのに必要な面積が小さくなる。
【００３５】
パッケージ１００Ｄは端子延長部１９０Ｄおよびヒートスプレッダ１４０において導電性接合部材１６０および１６１を介してプリント基板１７０上に設けられたランド１８０および１８１において電気的および機械的に接合される。
【００３６】
本実施形態によれば、パッケージ１００Ｄの線膨張係数とプリント基板１７０の線膨張係数の差分に起因する変形応力が導電性接合部材１６０に印可された場合、端子延長部１９０Ｄは結節部１９１を基点として、端子下面１２１に対し水平方向に弾性変形が可能であるため、導電性接合部材１６０への変形応力を緩和することが可能である。
【００３７】
（第６の実施形態）
図７は本発明の第６の実施形態によるパッケージ１００Ｅを示している。本実施形態では、パッケージ１００Ｅは、ヒートスプレッダ延長部１９５をさらに備え、ヒートスプレッダ延長部１９５とランド１８１は、導電性接合部材１６０を介して接合される点が第１の実施形態と異なる。
【００３８】
本実施形態では、ヒートスプレッダ１４０は下面１４１からパッケージ１００Ｅに対し垂直方向に延びるヒートスプレッダ延長部１９５と、結節部１９６で接続している。
【００３９】
パッケージ１００Ｅは端子延長部１９０およびヒートスプレッダ延長部１９５において導電性接合部材１６０および１６１Ｅを介してプリント基板１７０上に設けられたランド１８０および１８１において電気的および機械的に接合されている。
【００４０】
換言すれば、パッケージ１００Ｅ（半導体パッケージ）は、図７に示すように、半導体チップ１３０（半導体）を搭載するヒートスプレッダ（ヒートスプレッダ１４０、ヒートスプレッダ延長部１９５）を備える。詳細には、ヒートスプレッダは、プリント基板１７０（基板）に対向するモールド樹脂１１０（封止部）の面（下面１０１）と同一面上に配置されるヒートスプレッダ１４０（第３部材）と、プリント基板１７０に対向するヒートスプレッダ１４０の面（１４１）からプリント基板１７０に向かって伸び、弾性を有するヒートスプレッダ延長部１９５（第４部材）と、を有する。
【００４１】
本実施形態によれば、パッケージ１００Ｅの線膨張係数とプリント基板１７０の線膨張係数の差分に起因する変形応力が導電性接合部材１６０および１６１Ｅに印可された場合、端子延長部１９０は結節部１９１を基点として、また同時にヒートスプレッダ延長部１９５は結節部１９６を基点として、端子下面１２１に対し水平方向に弾性変形が可能であるため、導電性接合部材１６０および導電性接合部材１６１Ｅへの変形応力を緩和することが可能である。
【００４２】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００４３】
上記実施形態において、金属端子１２０（第１部材）と端子延長部１９０（第２部材）は、例えば、一体に構成されるが、別体で構成されるようにしてもよい。この場合、金属端子１２０（第１部材）と端子延長部１９０（第２部材）は、互いに異なる部材で構成されるようにしてもよい。
【００４４】
上記実施形態において、端子延長部１９０（第２部材）の形状は、例えば、棒状、板状等の柱状であるが、任意の形状であってもよい。
【００４５】
本発明の実施形態は、以下の態様であってもよい。
【００４６】
（１）半導体チップと、前記半導体チップの電気信号を外部に接続する金属端子１と、前記半導体チップで生じる熱を外部に放熱するヒートスプレッダと、を持ち、前記金属端子１の一面と前期ヒートスプレッダの一面はパッケージの一面と同一面上に位置するモールドパッケージにおいて、前記金属端子１から前記一面に対し垂直方向に延びる金属端子２を有することを特徴とするモールドパッケージ。
【００４７】
（２）（１）のモールドパッケージにおいて、前記垂直方向に延びる金属端子２は前記金属端子１上に有することを特徴とするモールドパッケージ。
【００４８】
（３）（１）のモールドパッケージにおいて、前記垂直方向に延びる金属端子２は前記ヒートスプレッダ上に有することを特徴とするモールドパッケージ。
【符号の説明】
【００４９】
１０…半導体アセンブリ
１００…半導体パッケージ（集積回路パッケージ）
１０１…半導体パッケージの下面
１０２…半導体パッケージの側面
１１０…モールド樹脂
１２０…金属端子
１２１…金属端子の下面
１２２…金属端子の側面
１３０…半導体チップ
１４０…ヒートスプレッダ
１４１…ヒートスプレッダの下面
１５０…ワイヤ
１６０…金属端子と接合する導電性接合部材
１６１…ヒートスプレッダと接合する導電性接合部材
１７０…基板
１８０…金属端子側のランド
１８１…ヒートスプレッダ側のランド
１９０…端子延長部
１９１…結節部
【図１】
0006621321.tif 000002
【図２】
0006621321.tif 000003
【図３】
0006621321.tif 000004
【図４】
0006621321.tif 000005
【図５】
0006621321.tif 000006
【図６】
0006621321.tif 000007
【図７】
0006621321.tif 000008