(57)【要約】【課題】ブリードによるボンディング工程への悪影響を解消し、信頼性の高い半導体装置を提供する。【解決手段】複数のリード３３およびアイランド部３１を有するリードフレーム３４と、複数の電極パッド３９を有し、リードフレーム３４のアイランド部３１の表面３１ａに対向させて接着剤３５を介して載置される半導体チップ３７と、半導体チップ３７の複数の電極パッド３９と複数のリード３３をそれぞれ接続する複数のワイヤ４３と、半導体チップ３７を封止する封止樹脂４５と、を含む半導体装置１００において、アイランド部３１の裏面３１ｂ上に、均一の高さを有する複数の凸部５１を設け、複数の凸部５１は、アイランド部３１の外周縁部において開口する複数の隙間５３を画成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のリードおよびアイランド部を有するリードフレームと、
複数の電極パッドを有し、前記リードフレームの前記アイランド部の上面に対向させて接着剤を介して載置される半導体チップと、
前記半導体チップの前記複数の電極パッドと前記複数のリードをそれぞれ接続する複数のワイヤと、
前記半導体チップを封止する封止樹脂と、を含む半導体装置において、
前記アイランド部の下面上に、均一の高さを有する凸部を設け、
前記凸部は、前記アイランド部の外周縁部において開口する複数の隙間を画成する半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記アイランド部の前記下面の少なくとも一部に前記凸部の形成を禁止する禁止領域を含む半導体装置。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体装置において、
前記禁止領域は、前記外周縁部から所定距離内側までの領域を含む半導体装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の半導体装置において、
前記禁止領域は、前記アイランド部の前記下面の中央部の領域を含む半導体装置。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれかに記載の半導体装置において、
前記複数の隙間は、中央部から前記外周縁部に向かって放射状に画成される半導体装置。
【請求項６】
請求項１乃至５いずれかに記載の半導体装置において、
前記接着剤は、銀ペーストである半導体装置。
【請求項７】
請求項１乃至６いずれかに記載の半導体装置の製造方法であって、
前記アイランド部を有する前記リードフレームを準備し、
前記アイランド部の前記下面上に、前記外周縁部においてマスク禁止領域を設け、該マスク禁止領域以外のマスク領域にマスクを施し、
前記アイランド部の前記下面の前記マスク領域を残すようにハーフエッチングして前記凸部を形成し、
前記リードフレームの前記アイランド部の前記上面に対向させて前記半導体チップを前記接着剤を用いて加熱して載置し、
前記半導体チップの前記複数の電極パッドと前記複数のリードをそれぞれワイヤボンディングし、
前記半導体チップを前記封止樹脂で封止する半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の半導体装置の製造方法に使用されるリードフレーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置およびその製造方法に関し、特に、リードフレーム上に半導体チップを搭載し、マウントベークして製造される半導体装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置としては、たとえば特許文献１に記載されたものがある。同文献に記載された半導体装置を図１４に示す。この半導体装置１は、アイランド３上に第１のチップ５をマウントし、さらに第１のチップ５上に第２のチップ７をマウントしている。そして、第１のチップ５上の第２のチップ７の搭載領域の外周に、搭載領域を取り囲むように溝９が形成され、溝９の内部に第２のチップ７がマウントされる。これにより、第１のチップ５上にマウントした第２のチップ７をベークした際に、発生したブリードの広がりが溝９で防がれる。これにより、第１のチップ５上にブリードが流れ落ちることを抑制している。
【０００３】
また、特許文献２に記載された半導体装置を図１５に示す。この半導体装置１０は、アイランド１１上面に中心から放射状に延びた複数の溝１３を形成している。これにより、ペーストの熱硬化中の発泡に起因するチップの位置ずれを防止している。
【０００４】
また、特許文献３に記載された半導体装置を図１６に示す。この半導体装置２０は、アイランド電極２１の裏面２１ａに堀状の溝２３を設けることで、外部接続電極を形成するはんだ２５の流れを防止している。
【特許文献１】特開２００６−６６６７０号公報
【特許文献２】特開昭６２−１７１１３１号公報
【特許文献３】特開２００３−１８８３３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記文献記載の従来技術は、以下の点で改善の余地を有していた。
特許文献１に記載の半導体装置１では、第１のチップ５上に第２のチップ７をマウントする際に用いる銀ペーストから、ベーク後発生するブリードの広がりを防ぐことができる。しかしながら、アイランド３上に第１のチップ５をマウントする際に用いる銀ペーストから、ベーク後ブリードが発生すると、アイランド３と第１のチップ５との間の隙間が小さい場合は、発生したブリードがアイランド裏面へと周り込む可能性が高くなる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、複数のリードおよびアイランド部を有するリードフレームと、
複数の電極パッドを有し、前記リードフレームの前記アイランド部の上面に対向させて接着剤を介して載置される半導体チップと、
前記半導体チップの前記複数の電極パッドと前記複数のリードをそれぞれ接続する複数のワイヤと、
前記半導体チップを封止する封止樹脂と、を含む半導体装置において、
前記アイランド部の下面上に、均一の高さを有する複数の凸部を設け、
前記複数の凸部は、前記アイランド部の外周縁部において開口する複数の隙間を画成する半導体装置が提供される。
【０００７】
この発明によれば、半導体チップをマウントベークする際に発生する接着剤のブリードがアイランド部側面から下面側に回り込んだ時に、アイランド部の下面の外周縁部から隙間を通って中央部に向かってブリードが流れ込むため、ボンディング治工具にブリードが接触しないので、ブリードによるボンディング治工具の汚染を防ぐことができる。さらに、次のボンディング工程において、ボンディング治工具にブリードが付着すると、ボンディング治工具上に載置されるリードフレームの位置に歪みが生じ、ワイヤのリードおよび電極パッドとの接合部における接合不良などを引き起こす可能性があるが、この発明によれば、ブリードによるこれらの悪影響を回避できるので、製造時の不具合を解消でき、半導体装置の信頼性が向上する。
【０００８】
以上、本発明の構成について説明したが、本発明は、これに限られず様々な態様を含む。たとえば、本発明によれば、上記半導体装置の製造方法であって、
前記アイランド部を有する前記リードフレームを準備し、
前記アイランド部の前記下面上に、前記外周縁部においてマスク禁止領域を設け、該マスク禁止領域以外のマスク領域にマスクを施し、
前記アイランド部の前記下面の前記マスク領域を残すようにハーフエッチングして前記凸部を形成し、
前記リードフレームの前記アイランド部の前記上面に対向させて前記半導体チップを前記接着剤を用いて加熱して載置し、
前記半導体チップの前記複数の電極パッドと前記複数のリードをそれぞれワイヤボンディングし、
前記半導体チップを前記封止樹脂で封止する半導体装置の製造方法が提供される。
【０００９】
また、本発明によれば、上記半導体装置の製造方法に使用されるリードフレームが提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ブリードによるボンディング工程への悪影響を解消し、信頼性の高い半導体装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施の形態に係る半導体装置の断面図である。図２は、図１の半導体装置のリードフレームのアイランド部の裏面斜視図である。図３は、図１の半導体装置のリードフレームの平面図である。以下、図１乃至図３を用いて説明する。
【００１３】
本実施形態に係る半導体装置１００は、複数のリード３３およびアイランド部３１を有するリードフレーム３４と、複数の電極パッド３９を有し、リードフレーム３４のアイランド部３１の上面（表面３１ａ）に対向させて接着剤３５を介して載置される半導体チップ３７と、半導体チップ３７の複数の電極パッド３９と複数のリード３３をそれぞれ接続する複数のワイヤ４３と、半導体チップ３７を封止する封止樹脂４５と、を含む半導体装置１００において、アイランド部３１の下面（裏面３１ｂ）上に、均一の高さを有する複数の凸部５１を設け、複数の凸部５１は、アイランド部３１の外周縁部において開口する複数の隙間５３を画成する。
なお、図１において、本発明の本質に関わらない部分の構成については省略してある。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態に係る半導体装置１００は、複数のリード３３およびアイランド部３１を有するリードフレーム３４と、リードフレーム３４のアイランド部３１の表面３１ａに接着剤３５を介して載置され、その上面に複数の電極パッド３９を有する半導体チップ３７と、複数の電極パッド３９にバンプ４１を介してリードフレーム３４の複数のリード３３をそれぞれ接続する金線などの複数のワイヤ４３と、を含む。
【００１５】
図２に示すように、リードフレーム３４のアイランド部３１は、接着剤３５を介して半導体チップ３７が載置される表面３１ａと、その反対側の裏面３１ｂと、を有する。アイランド部３１は、その裏面３１ｂ上に、均一の高さを有する凸部５１を有する。本実施形態において、凸部５１は、直方体の形状を有するが、特にこれに限定されない。他の形状については、後述する。
【００１６】
複数の凸部５１の複数の平面５１ａは、面一に形成される。複数の平面５１ａは、ワイヤボンディング工程において、ボンディング治工具との接触面となる。従って、複数の凸部５１の平面５１ａは、ボンディング治工具と接触する面が面一となるよう形成されればよい。なお、全ての複数の凸部５１の平面５１ａが面一となる必要はなく、少なくともボンディング治工具上でリードフレーム３４がガタツキ無く安定して載置されるように構成されればよい。たとえば、アイランド部３１の裏面３１ｂにおいて、少なくとも対角線上に位置する凸部５１が同じ高さを有すればよく、他の凸部５１はその高さよりも低くすることもできる。
【００１７】
複数の凸部５１は、互いに中央部から外周縁部に向かう複数の隙間５３を画成する。複数の隙間５３は、中央部から外周縁部に向かって放射状に画成されるのがより好ましい。各凸部５１は、アイランド部３１の外周縁部から所定距離内側に離隔して形成され、アイランド部３１の外周縁部から各凸部５１側面との間に外周縁隙間５５を形成する。
【００１８】
アイランド部３１の凸部５１の形成方法について、以下に説明する。
【００１９】
まず、図３に示すように、アイランド部３１の裏面３１ｂに形成したい凸部５１の平面５１ａの形状、ここでは矩形のマスク領域４７（図中、破線で示す）にマスクを施す。本実施形態において、複数のマスク領域４７は、アイランド部３１の中心から所定の距離、離隔させるとともに、アイランド部３１の外周縁部から所定の距離、離隔させる。アイランド部３１の外周縁部と各マスク領域４７の間には、隙間４９が画成される。
【００２０】
複数のマスク領域４７は、互いに接触しないようにアイランド部３１の中心から放射状に等間隔で配置するのが好ましい。複数のマスク領域４７は、ハーフエッチング後に形成された複数の凸部５１を有するリードフレーム３４が、ワイヤボンディング工程時に、ボンディング治工具６１上に安定して載置されるように配置されるのが好ましい。本実施形態において、アイランド部３１の中央部にマスク領域４７は設けられていないが、中央部に円または多角形などの任意の形状のマスク領域をマスク領域４７から所定の距離、離隔させてもよい。これにより、ハーフエッチング後のアイランド部３１の中央部の強度を強化させることができる。
【００２１】
次に、アイランド部３１の裏面３１ｂにおいて、マスク領域４７を残すようにハーフエッチングを施し、複数の凸部５１を形成する。上述したように、複数の凸部５１は、均一の高さを有し、面一に形成される。ハーフエッチング後、マスクを除去する。このようにして、図２に示すように、複数の凸部５１がアイランド部３１の裏面３１ｂに形成される。
【００２２】
次に、本実施形態のリードフレーム３４を使用した半導体装置１００の製造方法について、図４〜図７を用いて以下に説明する。図４〜図７は、本実施形態の半導体装置１００の各製造工程における断面図である。
【００２３】
本実施形態の半導体装置１００の製造方法は、アイランド部３１を有するリードフレーム３４を準備し、アイランド部３１の下面（裏面３１ｂ）上に、外周縁部においてマスク禁止領域を設け、該マスク禁止領域以外のマスク領域（図３のマスク領域４７）にマスクを施し、アイランド部３１の下面（裏面３１ｂ）のマスク領域４７を残すようにハーフエッチングして凸部５１を形成し、リードフレーム３４のアイランド部３１の上面（表面３１ａ）に対向させて半導体チップ３７を、接着剤３５を用いて加熱して載置し、半導体チップ３７の複数の電極パッド３９と複数のリード３３をそれぞれワイヤボンディングし、半導体チップ３７を封止樹脂４５で封止する。
【００２４】
具体的には、図４に示すように、図３のリードフレーム３４を準備し、リードフレーム３４のアイランド部３１の表面３１ａに接着剤３５を塗布する。本実施例において、接着剤３５は、銀ペーストである。リードフレーム３４のアイランド部３１の表面３１ａ上に接着剤３５を介して半導体チップ３７を載置し、ベークし、銀ペーストを焼き固める（チップマウント工程）。半導体チップ３７は、その外周縁部に複数の電極パッド３９を有する。アイランド部３１の裏面３１ｂには、複数の凸部５１が設けられている。
【００２５】
次に、図５に示すように、アイランド部３１の裏面３１ｂをボンディング治工具６１の上面６１ａに対向させて載置する。半導体チップ３７の複数の電極パッド３９上にバンプ４１を形成し、リードフレーム３４の複数のリード３３とそれぞれ複数のワイヤ４３でワイヤボンディングする（ワイヤボンディング工程）。
【００２６】
次に、図６に示すように、アイランド部３１、リード３３、半導体チップ３７およびワイヤ４３を樹脂４５で封止する（樹脂封止工程）。そして、図７に示すようにリード３３を成形し、半導体装置１００の組立が完成する（リード成形工程）。
【００２７】
図８に示すように、従来の手法を用いて半導体装置を製造した場合、チップマウント工程において、ボンディング治工具６１上に載置されたアイランド部３１では、ベーク後に発生するブリード６３がアイランド部３１の表面３１ａから側面を通って裏面３１ｂまで回り込む。そして、ブリード６３はさらに裏面３１ｂの裏面３１ｂとボンディング治工具６１の上面６１ａとの間に漏れ広がってしまう。ブリードによってボンディング治工具６１の上面６１ａが汚染されてしまうと、ブリードの厚みにより、ボンディング治工具上に載置されるリードフレームの位置に歪みが生じ、ワイヤのリードおよび電極パッドとの接合部における接合不良などを引き起こす可能性があり、半導体装置の信頼性が低下する。
【００２８】
一方、本実施形態の半導体装置１００によれば、上述のチップマウント工程において、ボンディング治工具６１上に載置されたアイランド部３１において、ベーク後に発生するブリード６３は、アイランド部３１の表面３１ａから側面を通って裏面３１ｂまで回り込むが、図９および図１０に示すように、アイランド部３１の裏面３１ｂの外周縁隙間５５および凸部５１間の隙間５３に流れ込む。これにより、ボンディング治工具６１の上面６１ａと凸部５１の平面５１ａの間にブリード６３が回り込むことを防ぐことができる。
【００２９】
以上説明したように、本発明の一実施の形態の半導体装置１００によれば、半導体チップ３７をマウントベークする際に発生する接着剤３５のブリード６３がアイランド部３１側面から裏面３１ｂ側に回り込んだ時に、アイランド部３１の裏面３１ｂの外周縁部から隙間５３を通って中央部に向かってブリード６３が流れ込む。これにより、ボンディング治工具６１にブリード６３が接触しないので、ブリードによるボンディング治工具の汚染を防ぐことができる。さらに、次のボンディング工程において、ボンディング治工具６１にブリードが付着すると、その厚みにより、ボンディング治工具６１上に載置されるリードフレームの位置に歪みが生じ、ワイヤのリードおよび電極パッドとの接合部における接合不良などを引き起こす可能性があるが、本実施形態の半導体装置１００によれば、ブリードによるこれらの悪影響を回避できるので、製造時の不具合を解消でき、半導体装置１００の信頼性が向上する。
【００３０】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【００３１】
たとえば、図１１に示すように、本発明の他の実施形態の半導体装置のアイランド部１０１は、その裏面１０１ｂに、均一の高さを有する複数の凸部１０３を設け、その複数の凸部１０３の間にそれぞれ複数の隙間１０５を画成することもできる。複数の隙間１０５は、中央部１０９から外周縁部に向かって放射状にほぼ等間隔に設けるのが好ましい。中央部１０９には、中央凸部１１１をさらに形成することもできる。
【００３２】
また、図１２（ａ）に示すように、アイランド部１２１の表面１２１ａの一部領域に半導体チップ１２５が設けられている場合、半導体チップ１２５が載置されている領域の裏側にあたる部分のみ、アイランド部１２１の外周縁部に隙間１２７を設けるように、アイランド部１２１の裏面１２１ｂに凸部１２３を設けることもできる（図１２（ｂ））。この例では、凸部１２３は１つとなっているが、上記実施形態のように、複数の凸部を設けてもよい。
【００３３】
このように、アイランド部１２１の表面１２１ａに半導体チップ１２５が搭載されている領域の裏側にあたる部分の周辺において、アイランド部１２１の外周縁部から所定距離内側の領域を凸部１２３形成禁止領域とし、凸部１２３形成禁止領域以外の領域に凸部１２３を形成するのが好ましい。
【００３４】
さらに、図１３に示すように、アイランド部１４１は、任意の形状の平面を有する複数の凸部１４３を設けることもできる。複数の凸部１４３は互いに所定の距離、離隔してほぼ等間隔に形成されるのが好ましい。また、複数の凸部１４３は、アイランド部１４１の外周縁部から所定の距離、離隔して形成されるのが好ましく、外周縁部に隙間１４５を画成する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施の形態に係る半導体装置の断面図である。
【図２】図１の半導体装置のリードフレームのアイランド部の裏面斜視図である。
【図３】図１の半導体装置のリードフレームの平面図である。
【図４】図１の半導体装置のチップマウント工程時の断面図である。
【図５】図１の半導体装置のワイヤボンディング工程時の断面図である。
【図６】図１の半導体装置の樹脂封止工程時の断面図である。
【図７】図１の半導体装置のリード成形工程時の断面図である。
【図８】従来の半導体装置の製造工程におけるブリードの影響を説明するための断面図である。
【図９】図１の半導体装置の製造工程におけるブリードの影響を説明するための断面図である。
【図１０】図１の半導体装置の製造工程におけるブリードの影響を説明するための斜視図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態に係る半導体装置のアイランド部の裏面平面図である。
【図１２】本発明の他の実施の形態に係る半導体装置のアイランド部を説明するための図である。
【図１３】本発明の他の実施の形態に係る半導体装置のアイランド部の裏面平面図である。
【図１４】従来の半導体装置の構造を示す図である。
【図１５】従来の半導体装置の構造を示す図である。
【図１６】従来の半導体装置の断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
３１  アイランド部
３１ａ  表面
３１ｂ  裏面
３３  リード
３４  リードフレーム
３５  接着剤
３７  半導体チップ
３９  電極パッド
４１  バンプ
４３  ワイヤ
４５  封止樹脂
４７  マスク領域
４９  隙間
５１  凸部
５１ａ  平面
５３  隙間
５５  外周縁隙間
６１  ボンディング治工具
６３  ブリード
１００  半導体装置
１０１  アイランド部
１０３  凸部
１０５  隙間
１０９  中央部
１１１  中央凸部
１２１  アイランド部
１２３  凸部
１２５  半導体チップ
１２７  隙間
１４１  アイランド部
１４３  凸部
１４５  隙間
【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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【図７】
2008091758.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2008091758.tif 000012
【図１１】
2008091758.tif 000013
【図１２】
2008091758.tif 000014
【図１３】
2008091758.tif 000015
【図１４】
2008091758.tif 000016
【図１５】
2008091758.tif 000017
【図１６】
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