(57)【要約】【課題】小型であり且つワイヤボンディング時のリードの変形が防止された半導体装置を提供すること。【解決手段】半導体装置１０Ａは、アイランド１１と、アイランド１１の下面に実装された半導体素子１３と、アイランド１１に接近して設けられたリード２０Ｃ、２０Ｆと、これらの構成要素を一体的に封止する封止樹脂３８とを具備している。更に、本発明の半導体装置１０Ａでは、半導体素子１３の電極１９Ａ等は、アイランド１１から連続するリード２０Ｂ等が設けられない側辺に隣接されたリードに接続される。【選択図】図１
2008270302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子と、前記半導体素子と電気的に接続されると共に外部に露出する露出部を有する導電部材とを備え、
前記導電部材は、前記露出部と、前記半導体素子が実装されると共に前記露出部とは異なる平面上に位置する接続部と、前記接続部と前記露出部とを連続させる連続部とを含み、
前記半導体素子の主面に設けられた電極は、前記連続部が近接する前記半導体素子の側辺とは異なる他の側辺に接近して配置された他の前記導電部材に、接続手段を経由して接続されることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
積層して配置される複数の半導体素子と、前記半導体素子と電気に接続されて外部に一部が露出するリードとを備え、
前記リードは、外部に露出する露出部と、前記半導体素子と電気的に接続されると共に前記露出部とは異なる平面上に位置する接続部と、前記接続部と前記露出部とを連続させる連続部とを含む半導体装置であり、
第１主面および第２主面を有する第１アイランドと、前記第１アイランドの前記第１主面に実装された第１半導体素子と、前記第１アイランドから連続して外部に露出する第１リードと、
前記第１アイランドとは相反する第１主面および第２主面を有する第２アイランドと、前記第２アイランドの前記第１主面に実装された第２半導体素子と、前記第２アイランドから連続して外部に露出する第２リードと、
前記第１リードおよび前記第２リードが導出される前記半導体素子の側辺とは異なる他の側辺に接近して、前記第１半導体素子または前記第２半導体素子と接続手段を経由して接続される第３リードとを具備することを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
前記接続手段は、金属細線であることを特徴とする請求項２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第１半導体素子または前記第２半導体素子は、実装される一主面に第１主電極を有し、他主面に第２主電極および制御電極を備えたトランジスタであり、
２つの前記第３リードが設けられ、
前記第２主電極と接続される前記第３リードの前記接続部は、前記制御電極と接続される第３リードの接続部よりも長く形成され、
前記第２主電極と前記第３リードとを接続する前記接続手段の数は、前記制御電極と前記第３リードとを接続させる前記接続手段の数よりも多いことを特徴とする請求項２記載の半導体装置。
【請求項５】
積層して配置される複数の半導体素子と、前記半導体素子と電気に接続されて外部に一部が露出するリードとを備え、
前記リードは、外部に露出する露出部と、前記半導体素子と電気的に接続されると共に前記露出部とは異なる平面上に位置する接続部と、前記接続部と前記露出部とを連続させる連続部とを含む半導体装置であり、
第１主面および第２主面を有する第１アイランドと、前記第１アイランドの前記第１主面に実装された第１半導体素子と、前記第１アイランドから連続して外部に露出する第１リードと、
前記第１アイランドとは相反する第１主面および第２主面を有する第２アイランドと、前記第２アイランドの前記第１主面に実装された第２半導体素子と、前記第２アイランドから連続して外部に露出する第２リードと、
前記第１半導体素子の電極と接続手段を経由して接続されると共に、前記第１アイランドと同一平面上に接続部を有する第３のリードと、
前記第２半導体素子の電極と接続手段を経由して接続されると共に、前記第２アイランドと同一平面上に接続部を有する第４のリードと、
を具備し、
前記第１半導体素子と前記第３のリードとを接続する前記接続手段は、前記第１リードが導出される前記第１半導体素子の側辺とは異なる側辺から側方に導出され、
前記第２半導体素子と前記第４のリードとを接続する前記接続手段は、前記第２リードが導出される前記第２半導体素子の側辺とは異なる側辺から側方に導出される、
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】
本発明は半導体装置に関し、特に、厚み方向に曲折するリードを備えた半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、リードフレームを用いた半導体装置は、アイランドと、アイランドの周囲にその一端が設けられたリードが複数本配置される。そして、このアイランドの上面には、半導体素子が固着され、この半導体素子のボンディングパッドとリードとが金属細線にて接続される（例えば、特許文献１）。更には、リードの端部が露出するように、アイランド、リード、半導体素子および金属細線が絶縁性樹脂により封止される。ここで、リードに於いて、絶縁性樹脂に封止された部分はインナーリードと称され、絶縁性樹脂から露出された部分はアウターリードと称されている。そして、このアウターリードが必要により折り曲げられて、前記リードの他端は、半田等により、プリント基板等に実装される。
【０００３】
またアイランドに複数のチップを積層して成るスタック型の半導体装置も実現されている。これは、親チップの上に、親チップよりもサイズの小さい子チップが積層されるものであり、親チップも子チップも金属細線にて電気的に接続される。
【０００４】
図１１を参照して、従来型の半導体装置１００の構成等を具体的に説明する。図１１（Ａ）は半導体装置１００を上方から見た断面図であり、図１１（Ｂ）は図１（Ａ）に示された半導体装置１００をＢ−Ｂ’線から見た断面図であり、図１１（Ｃ）はワイヤボンディングの工程を示す断面図である。
【０００５】
図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）を参照して、半導体装置１００は、アイランド１０４およびリード１０２Ａ等と、アイランド１０４の下面に固着された半導体素子１０６と、半導体素子１０６とリード１０２Ａ等とを電気的に接続させる金属細線１０８と、これらの構成要素を一体的に封止する封止樹脂１２０とを具備する構成となっている。
【０００６】
図１１（Ａ）を参照して、半導体装置１００の中心部にはアイランド１０４が配置されている。そして、紙面上に於いて、アイランド１０４の上側の側辺からはリード１０２Ｂ（吊りリード）が外部まで突出し、下側の側辺からはリード１０２Ｅが外部に突出している。
【０００７】
リード１０２Ａ、１０２Ｃ、１０２Ｄ、１０２Ｅ、１０２Ｆは、一端がアイランド１０４の近傍に配置され、他端が封止樹脂１２０から外部に突出している。これらのリード１０２Ａ等の一端の下面は、金属細線１０８を経由して、アイランド１０４の下面に固着された半導体素子１０６の電極と接続される。
【０００８】
図１１（Ｂ）を参照して、リード１０２Ｆは、ボンディング部１１８と、露出部１１４と、傾斜部１１６とを含む構成となっている。ボンディング部１１８の下面には金属細線１０８が接続され、露出部１１４の端部は封止樹脂１２０から外部に露出している。そして両者は、傾斜して延在する傾斜部１１６により連結されている。この様な構成は、他のリードに関しても同様である。更に、リード１０２Ｆのボンディング部１１８とアイランド１０４とは、同一平面上に位置している。
【０００９】
上記のようにリード１０２Ｆに傾斜部１１６を設けることにより、アイランド１０４の下方のスペースに半導体素子１０６および金属細線１０８を配置させることが可能となり、装置全体を薄型にすることができる。
【００１０】
図１１（Ｃ）を参照して、金属細線１０８の形成は、キャピラリー１１６を使用して行われる。具体的には、先ず、半導体素子１０６の上面に形成された電極に、キャピラリー１１６を移動させて金属細線１０８を接続させる。次に、キャピラリー１１６をボンディング部１１８の上面に移動させ、金属細線１０８を固着させた後に、金属細線１０８を切断する。
【特許文献１】特開２００７−５５６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、図１１（Ｃ）を参照して、上述した構成のリードのボンディング部１１８に金属細線を接続させようとすると、ワイヤボンディングが困難になる問題があった。具体的には、リード１０２Ｆのボンディング部１１８の上面に金属細線１０８を接続するためには、キャピラリー１１６の下端で金属細線１０８を、ボンディング部１１８の上面に押圧させる必要がある。しかしながら、装置全体を小型化するために、キャピラリー１１６の太さに比較して、ボンディング部１１８の上面の面積は狭くなっている。このことから、キャピラリー１１６をボンディング部１１８に接近させると、キャピラリー１１６の右側の端部が、傾斜部１１６に接触してしまう。そして、キャピラリー１１６が接触する衝撃により、リード１０２Ｆの傾斜部１１６が変形してしまう問題があった。
【００１２】
更に、前述した様な構成の半導体装置は、昨今の軽薄短小の技術により小型化が可能になっている。しかし、子チップの上面は、親チップの上面よりも、アイランドの表面からより高い位置に配置される。従って、子チップの上面に金属細線を接続すると、金属細線の頂部がより高くなり、半導体装置の厚み、つまりパッケージの厚みがより厚くなる問題があった。
【００１３】
そこで、本発明は、小型であり且つワイヤボンディング時のリードの変形が防止された半導体装置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】
【００１４】
本発明の半導体装置は、半導体素子と、前記半導体素子と電気的に接続されると共に外部に露出する露出部を有する導電部材とを備え、前記導電部材は、前記露出部と、前記半導体素子が実装されると共に前記露出部とは異なる平面上に位置する接続部と、前記接続部と前記露出部とを連続させる連続部とを含み、前記半導体素子の主面に設けられた電極は、前記連続部が近接する前記半導体素子の側辺とは異なる他の側辺に接近して配置された他の前記導電部材に、接続手段を経由して接続されることを特徴とする。
【００１５】
本発明の半導体装置は、積層して配置される複数の半導体素子と、前記半導体素子と電気に接続されて外部に一部が露出するリードとを備え、前記リードは、外部に露出する露出部と、前記半導体素子と電気的に接続されると共に前記露出部とは異なる平面上に位置する接続部と、前記接続部と前記露出部とを連続させる連続部とを含む半導体装置であり、第１主面および第２主面を有する第１アイランドと、前記第１アイランドの前記第１主面に実装された第１半導体素子と、前記第１アイランドから連続して外部に露出する第１リードと、前記第１アイランドとは相反する第１主面および第２主面を有する第２アイランドと、前記第２アイランドの前記第１主面に実装された第２半導体素子と、前記第２アイランドから連続して外部に露出する第２リードと、前記第１リードおよび前記第２リードが導出される前記半導体素子の側辺とは異なる他の側辺に接近して、前記第１半導体素子または前記第２半導体素子と接続手段を経由して接続される第３リードとを具備することを特徴とする。
【００１６】
更に本発明の半導体装置は、積層して配置される複数の半導体素子と、前記半導体素子と電気に接続されて外部に一部が露出するリードとを備え、前記リードは、外部に露出する露出部と、前記半導体素子と電気的に接続されると共に前記露出部とは異なる平面上に位置する接続部と、前記接続部と前記露出部とを連続させる連続部とを含む半導体装置であり、第１主面および第２主面を有する第１アイランドと、前記第１アイランドの前記第１主面に実装された第１半導体素子と、前記第１アイランドから連続して外部に露出する第１リードと、前記第１アイランドとは相反する第１主面および第２主面を有する第２アイランドと、前記第２アイランドの前記第１主面に実装された第２半導体素子と、前記第２アイランドから連続して外部に露出する第２リードと、前記第１半導体素子の電極と接続手段を経由して接続されると共に、前記第１アイランドと同一平面上に接続部を有する第３のリードと、前記第２半導体素子の電極と接続手段を経由して接続されると共に、前記第２アイランドと同一平面上に接続部を有する第４のリードと、を具備し、前記第１半導体素子と前記第３のリードとを接続する前記接続手段は、前記第１リードが導出される前記第１半導体素子の側辺とは異なる側辺から側方に導出され、前記第２半導体素子と前記第４のリードとを接続する前記接続手段は、前記第２リードが導出される前記第２半導体素子の側辺とは異なる側辺から側方に導出されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ボンディング時にリードが変形しない構成を有する半導体装置が提供される。即ち、図１（Ｂ）を参照して、金属細線２１Ａ等が接続されるボンディング部１７およびボンディング部１５は、リードの傾斜部に接近していない。このことから、ボンディング部１７およびボンディング部１５の主面にワイヤボンディングを行っても、金属細線２１Ａ等が接続される箇所はリードの傾斜部から離間される。従って、ワイヤボンディング時に於いて、キャピラリーがリードへ接触せず、リードの変形や破損が防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１から図６を参照して、本実施の形態の半導体装置の構成を説明する。図１および図２は半導体装置１０Ａを示す図であり、図３および図４は他の構成の半導体装置１０Ｂを示す図であり、図５および図６は他の半導体装置１０Ｂを構成するリードフレームを一部抜き出して示した図である。
【００１９】
先ず、図１および図２を参照して、半導体装置１０Ａの構成を説明する。図１（Ａ）は半導体装置１０Ａの斜視図であり、図１（Ｂ）は半導体装置１０Ａを下方から見た平面図であり、図２（Ａ）は図１（Ａ）におけるＡ−Ａ’線に於ける断面図であり、図２（Ｂ）は図１（Ａ）に於けるＢ−Ｂ’線に於ける断面図である。
【００２０】
図１（Ａ）を参照して、半導体装置１０Ａは、略立方体形状または略直方体形状の外形形状を有し、上面と下面は互いに平行な平坦面であり、側面は上部の方が下部よりも内側に向かって傾斜する傾斜面と成っている。そして、内蔵された半導体素子と電気的に接続されたリードの端部が、全体を一体的に封止する封止樹脂２３の側面の下部から、外部に突出している。また、外部に露出するリードの下面と、封止樹脂２３の下面とは、同一平面上に位置している。半導体装置１０Ａの実装は、露出するリードに付着させた半田クリーム（不図示）を加熱溶融させるリフロー工程で行われる。
【００２１】
図１および図２を参照して、半導体装置１０Ａは、アイランド１１と、アイランド１１の下面に実装された半導体素子１３と、アイランド１１と連続して端部が外部に露出するリード２０Ｂ等（導電部材）と、アイランド１１に接近して設けられたリード２０Ｃ、２０Ｆと、これらの構成要素を一体的に封止する封止樹脂２３とを主要に具備する構成となっている。
【００２２】
図１（Ｂ）を参照して、半導体装置１０Ａの平面的な構成を説明すると、半導体装置１０Ａの中央部付近に、略四角形形状のアイランド１１が配置されている。そして、紙面上に於いてアイランド１１の上側側辺から、２つのリード２０Ａ、２０Ｂが連続して外部に導出されている。更に、アイランド１１の下側側辺からも、２つのリード２０Ｅ、２０Ｄが外部に連続して導出されている。これらの４つのリード２０Ａ等は、半導体素子１３の裏面電極（例えばＭＯＳＦＥＴのドレイン電極）と電気的に接続されたものでも良いし、接続されていないものでも良い。
【００２３】
更に、アイランド１１の左側に接近して２つのリード２０Ｃ、２０Ｆが配置されている。紙面上に於けるリード２０Ｃの下部はボンディング部１７であり、この部分が金属細線２１Ａを経由して半導体素子１３の電極１９Ａと接続されている。また、リード２０Ｆの上部はボンディング部１５であり、この部分が２本の金属細線２１Ｂ、２１Ｃを経由して半導体素子１３の電極１９Ｂ、１９Ｃに接続される。
【００２４】
金属細線２１Ａ等は、上記したように、半導体素子１３の電極１９Ａ等とリード２０Ｃのボンディング部１７等とを電気的に接続する接続手段として機能している。金属細線２１Ａ等は、直径が数十μｍ程度の金またはアルミニウム等の金属材料から成る。ここで、接続手段としては金属細線以外も採用可能であり、例えば一枚の金属板を所定の形状に成形した接続板を接続手段として採用することができる。この場合は、本実施の形態により、接続板がリード２０Ｃ等の傾斜する部分に接触してしまうことを防止することができる。
【００２５】
例えば、半導体素子１３がＭＯＳＦＥＴである場合は、半導体素子１３の上面に設けた１つのゲート電極（制御電極：ここでは電極１９Ａ）が、金属細線２１Ａを経由してリード２０Ｃのボンディング部１７と接続される。更に、ソース電極（主電極）である２つの電極１９Ｂ、１９Ｃは、２つの金属細線２１Ｂ、２１Ｃを経由して、リード２０Ｆのボンディング部１５と接続される。ＭＯＳＦＥＴのソース電極は、比較的大きな電流が通過する主電極であるので、制御電極であるゲート電極よりも多数本の金属細線を使用して接続することにより、金属細線の電気抵抗を引き下げてオン抵抗を小さくすることができる。なお、第１半導体素子１２の裏面は、例えばドレイン電極（主電極）としてアイランド１１の上面に電気的に接続される。更に、リード２０Ｃのボンディング部１７を、リード２０Ｆのボンディング部１５よりも長く（面積を大きく）することにより、上記接続を容易にすることができる。
【００２６】
封止樹脂２３は、各半導体素子およびリードフレームを被覆すると共に、これらを一体的に支持する機能を有する。封止樹脂２３の樹脂材料は、トランスファーモールドにより形成される熱硬化型樹脂（例えばエポキシ樹脂）や、インジェクションモールドにより形成される熱可塑性樹脂（例えばアクリル樹脂）が採用される。また、熱抵抗の低下等を目的として、酸化金属等のフィラーが充填された樹脂材料が、封止樹脂２３として採用されても良い。ここでは、封止樹脂２３は、リード、アイランド、半導体素子および金属細線を一体的に被覆している。更に、各リードの端部は、封止樹脂２３から外部に露出しており、この部分が外部接続用の端子として機能している。
【００２７】
次に、図２の各断面図を参照して、半導体装置１０Ａの断面的な構成を説明する。
【００２８】
図２（Ａ）を参照して、アイランド１１およびボンディング部１５は、封止樹脂２３の内部に於いて上側の同一平面上に位置している。アイランド１１の下面には、半田等の固着剤を介して半導体素子１３が固着される。そして、半導体素子１３の下面の電極は、金属細線２１Ｂを経由してボンディング部１５の下面と接続されている。
【００２９】
図２（Ｂ）を参照して、リード２０Ｃは、第１アイランド１６と連続して外側に向かって下方に傾斜する傾斜部２５Ｃ（連続部）と、封止樹脂２３から外部に露出して且つ下面が封止樹脂２３の下面と同一平面上に位置する露出部２７Ｃとから成る。この構成は、他のリードに関しても同様である。本実施の形態では、導電部材（アイランド１１、ボンディング部１５）に、半導体素子１３が固着される方向（ここでは下方向）に、傾斜部２５Ｃが突出するように形成されている。ここで、傾斜部２５Ｃは、直線的な形状でも良いし、曲線的な形状でも良い。傾斜部２５は、金型を使用した打ち抜き加工により所定形状に成形することができる。
【００３０】
本実施の形態では、図１（Ｂ）を参照して、半導体素子１３の電極１９Ａ等は、アイランド１１から連続するリード２０Ｂ等が設けられない側辺に隣接されたリード２０Ｃ等に接続される。具体的には、アイランド１１から連続して一体的に外部に突出するリードとしては、リード２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｅ、２０Ｄがある。また、半導体素子１３の電極１９Ａ等と金属細線２１Ａ等を経由して接続されるリードとしては、リード２０Ｃ、２０Ｆがある。リード２０Ｃおよびリード２０Ｆのボンディング部は、金属細線２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃを経由して、半導体素子１３の電極と接続されている。そして、これらの金属細線２１Ａ等は、半導体素子１３の左側の側辺の上方を通過している。
【００３１】
即ち、アイランド１１と連続するリード２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｅ、２０Ｄは、半導体素子１３の上下側辺付近に設けられる。一方、金属細線２１Ａ等を経由して接続されるリード２０Ｃ、２０Ｆは、半導体素子１３の左側側辺に設けられる。
【００３２】
上記構成にすることにより、半導体装置１０Ａを平面的に小さくすることが可能になると共に、ワイヤボンディングの際にキャピラリーがリードに接触することが防止される。具体的には、金属細線を使用した半導体素子とリードとの接続は、接続領域となるリードの平坦部が有れば可能となる。例えば、アイランド１１との連続部付近のリード２０Ａの平坦部（図１（Ｂ）に示す領域Ａ１）に、半導体素子に一端が接続された金属細線の他端を接続させることも可能ではある。しかしながら、領域Ａ１の近傍にはリード２０Ａの傾斜部２５Ａが設けられている。このことにより、ワイヤボンディングに使用されるキャピラリーが領域Ａ１に接近すると、キャピラリーが傾斜部２５Ａに接触して、リード２０Ａの変形や破損が発生する。また、このワイヤボンディングを可能とするために、領域Ａ１を広くすると、紙面上に於ける半導体装置の縦方向の長さが長くなり、半導体装置１０Ａの平面的面積が大きくなる問題が発生する。
【００３３】
本実施の形態では、リードの破損を防止するために、アイランド１１と一体のリード２０Ａ等が隣接する半導体素子１３の側辺とは異なる他の側辺に接近して、リード２０Ｃ、２０Ｆを設けている。更に、これらのリード２０Ｃ、２０Ｆに、半導体素子１３との導通に用いられる金属細線を接続している。具体的には、リード２０Ｃのボンディング部１７が、金属細線２１Ａを経由して、半導体素子１３の電極１９Ａと接続される。更に、リード２０Ｆのボンディング部１５が、２本の金属細線２１Ｂ、２１Ｃを経由して、半導体素子１３の電極１９Ｂ、１９Ｃと接続される。
【００３４】
リード２０Ｃのボンディング部１７は、傾斜部２５Ｃから離間した位置に配置されている。従って、ワイヤボンディングを行うキャピラリーが、ボンディング部１７の上面に接近しても、キャピラリーは傾斜部２５Ｃに接触しない。従って、ワイヤボンディング時におけるリード２０Ｃの変形や破損が防止される。
【００３５】
上記事項は、リード２０Ｆのボンディング部１５に関しても同様である。即ち、金属細線２１Ｂ、２１Ｃを形成するためのキャピラリーがボンディング部１５の下面に接近しても、キャピラリーは傾斜部２５Ｆには接触しない。結果的に、ワイヤボンディング時に於けるリード２０Ｆの破損が防止される。
【００３６】
図１を参照すると、リード２０Ｃおよびリード２０Ｆは、アイランド１１（半導体素子１３）の左側に設けられているが、両者の位置関係は他の構成でも良い。即ち、半導体素子の１つの側辺に接近して、アイランド１１と一体化したリードが設けられ、他の側辺（１つ乃至３つ）に接近して、半導体素子１３の電極と接続されるリードが設けられても良い。更には、半導体素子の１つの側辺に接近して、半導体素子１３の電極と接続されるリードが設けられ、他の側辺（１つ乃至３つ）に接近して、アイランド１１と一体化したリードが設けられても良い。
【００３７】
次に、図３から図６を参照して、他の形態の半導体装置１０Ｂの構成を説明する。図３および図４は半導体装置１０Ｂの構成を示す図であり、図５および図６は、半導体装置１０Ｂを構成するリードや半導体素子を部分的に抜き出して示した図である。
【００３８】
これらの図に示す半導体装置１０Ｂの基本的な構成は、上述した半導体装置１０Ａと同一であるので、類似する構成要素の説明は割愛する。ここで説明する半導体装置１０Ｂと上述した半導体装置１０Ａとの相違点は、半導体装置１０Ｂでは２つの半導体素子が内部にて積層される点にある。
【００３９】
図３を参照して、半導体装置１０Ｂの構成を説明する。図３（Ａ）は半導体装置１０Ｂを示す斜視図であり、図３（Ｂ）は半導体装置１０Ｂを上方から見た平面図であり、図３（Ｃ）は半導体装置１０Ｂを下方から見た平面図である。
【００４０】
図３（Ａ）を参照して、半導体装置１０Ｂは、複数の半導体素子が樹脂封止された樹脂封止型のパッケージである。半導体装置１０Ｂの内部では、先ず、第１半導体素子１２および第２半導体素子１４が重畳して内蔵されている。図３の各図を参照して、第１半導体素子１２は第１アイランド１６の上面に固着され、第２半導体素子１４は第２アイランド１８の下面に固着されている。従って、第１半導体素子１２と第２半導体素子１４とは、半導体装置１０Ｂの厚み方向に於いて載置される方向が逆である。即ち、第１半導体素子１２の電極が形成される面は上方を向いており、第２半導体素子１４の電極が形成される面は下方を向いている。
【００４１】
図３（Ｂ）および図３（Ｃ）を参照して、半導体装置１０Ｂの平面的な構成を説明する。これらの図に於いて、封止樹脂３８の周辺部は点線により示されており、第１半導体素子１２の周辺部は一点鎖線により示されている。更に、この図では、密なハッチングが施されているリードおよびランド（第１リードフレーム）は第１半導体素子１２の実装と接続に寄与する部位である。一方、粗なハッチングが施されているリードおよびランド（第２リードフレーム）は第２半導体素子１４の実装と接続に寄与する部位である。第１リードフレームのボンディング部２４および第１アイランド１６と、第２リードフレームのボンディング部２８および第２アイランド１８とは、異なる平面上に位置している。図４（Ａ）を参照すると、第１リードフレームのボンディング部２４および第１アイランド１６は、第２リードフレームのボンディング部２８おより第２アイランド１８よりも上方に位置している。
【００４２】
図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示した半導体装置１０Ｂを上方から見た平面図である。この図を参照して、第１アイランド１６の上面に固着された第１半導体素子１２は、金属細線３０Ａ等を経由して、リード２０Ｄ等の上面と接続されている。ここでは、３本の金属細線３０を経由して各リードと第１半導体素子１２とが電気的に接続されている。具体的には、金属細線３０Ａを経由して、第１半導体素子１２の電極３２がリード２０Ｄのボンディング部２２の上面に接続される。更に、２本の金属細線３０Ｂ、３０Ｃを経由して、第１半導体素子１２の２つの電極３２が、リード２０Ｈのボンディング部２４の上面に接続される。
【００４３】
図３（Ｃ）は、図３（Ａ）に示した半導体装置１０Ｂを下方から見た平面図である。この図を参照して、第２半導体素子１４は、第２アイランド１８の下面に実装されている。上記した第１半導体素子１２と同じように、第２半導体素子１４の下面に設けられた電極３６は、金属細線を経由して各リードのボンディング部に接続される。第２半導体素子１４は、例えばＭＯＳＦＥＴである。具体的には、第２半導体素子１４の下面に設けた電極３６（ゲート電極）は、金属細線３１Ａを経由して、リード２０Ａのボンディング部２６に接続される。更に、第２半導体素子の他の２つの電極３６（ソース電極）は、２つの金属細線３１Ｂ、３１Ｃを経由して、リード２０Ｅのボンディング部２８の下面に接続される。また、第２半導体素子１４の上面に設けたドレイン電極は、第２アイランド１８の下面に実装される。
【００４４】
上述した構成の両半導体素子は、一方の半導体素子が、他方の半導体素子が実装されるアイランドにまで跨って重畳して配置される。即ち、図３（Ｂ）を参照すると、第１アイランド１６の上面に固着される第１半導体素子１２は、第２アイランド１８の上方まで跨って重畳するように配置される。
【００４５】
図３（Ｂ）および図３（Ｃ）を参照して、第１アイランド１６と第２アイランド１８とは、これらに実装される半導体素子の一側辺に対して平行な方向に重畳して配置されている。ここでは、第１半導体素子１２および第２半導体素子１４の平面的形状は、紙面上にて横方向に長手方向の側辺を有する長方形の形状である。そして、第１アイランド１６および第２アイランド１８は、この長手方向に対して重畳している。係る構成にすることにより、実装される半導体素子よりも面積が狭いアイランドにより、より安定して半導体素子を支持することができる。更に、実装される半導体素子の電極を、半導体素子を支持するアイランドの領域内に位置させることにより、安定してワイヤボンディングを行うことが可能となる。
【００４６】
半導体装置１０Ｂに於いても、アイランドと一体化したリードが接近する半導体素子の側辺と、金属細線が接続されるリードが接近する半導体素子の側辺とは異なる。即ち、図３（Ｃ）を参照すると、第２アイランド１８と一体化したリード２０Ｇ、２０Ｆは、第２半導体素子１４の下側の側辺に接近している。一方、金属細線３１Ａ等と接続されるリード２０Ａ、２０Ｅは、第２半導体素子１４の右側の側辺に接近している。この様に構成することで、リード２０Ａのボンディング部２６に金属細線３１Ａを接続しても、接続に使用するキャピラリーは、リード２０Ａの傾斜部４０Ａに接触しない。従って、ワイヤボンディング時に於けるリード２０Ａの変形が防止されている。同様に、リード２０Ｅのボンディング部２８に金属細線３１Ｂ、３１Ｃを接続しても、キャピラリーは傾斜部４０Ｅには接触しない。
【００４７】
一方、図３に示した、第１半導体素子１２に接続されるリード２０Ｄ等では、リード２０Ｄは、紙面上にて奥行き側に向かって曲折されるので、金属細線３０Ａを形成する際に、キャピラリーがリードの傾斜部に接触する問題は発生しない。
【００４８】
次に、図４を参照して、半導体装置１０Ｂの断面の構成を説明する。図４（Ａ）は図３（Ａ）のＡ−Ａ’線に於ける断面であり、図４（Ｂ）はＢ−Ｂ’線に於ける断面図である。
【００４９】
図４（Ａ）を参照して、第１アイランド１６の上面には第１半導体素子１２が固着され、第１半導体素子１２の上面の電極は、金属細線３０Ｂを経由して、リードのボンディング部２４に接続されている。そして、第２アイランド１８の下面には、第２半導体素子１４が固着され、第２半導体素子１４の電極は、金属細線３１Ｂを経由してリードのボンディング部２８の下面と接続される。
【００５０】
ここで、第１アイランド１６と第２アイランド１８とは、厚み方向にずれて配置されると共に、厚み方向に対して部分的に重畳するように配置されている。ここでは、第１アイランド１６が、封止樹脂３８の内部に於いて若干上方に寄せて配置されている。そして、第２アイランド１８は、第１アイランド１６よりも下方に寄せて配置されている。ここで、両者は、部分的に重畳されても良いし、全く重畳しなくても良い。
【００５１】
ここでは、一例として、第１アイランド１６および第２アイランド１８の厚みは例えば０．５ｍｍ程度である。更に、両者の重畳する厚みＬ１は、この厚みよりも短く、例えば０．２ｍｍ程度である。また、第１アイランド１６の下面と第２半導体素子１４の上面とが離間する距離Ｌ２は、０．３ｍｍ程度である。更に、第１半導体素子１２の下面と第２アイランド１８の上面とが離間する距離Ｌ３は０．３ｍｍ程度である。
【００５２】
第１アイランド１６と第２アイランド１８とを、厚み方向に部分的に重畳させることにより、半導体装置１０Ｂの厚みを薄くすると共に、アイランドと半導体素子との絶縁を確保することができる。例えば、２つのアイランドの上下主面に２つの半導体素子を実装した場合と比較すると、半導体装置１０Ｂは、アイランド同士の厚み方向に重畳する長さ分（Ｌ１）だけ厚みが薄くなる。
【００５３】
更には、第１アイランド１６の上面には第１半導体素子１２が配置され、裏面および側面は全体を封止する封止樹脂３８により被覆されている。更に、第２アイランド１８の下面には第２半導体素子１４が固着され、上面および側面は封止樹脂３８により被覆されている。更に、第１アイランド１６および第２アイランド１８がずれて配置されることにより、第１アイランド１６と第２半導体素子１４が離間され、第２アイランド１８と第１半導体素子１２とが離間されている。従って、小型の半導体装置１０Ｂに比較的に大型の半導体素子を積層して内蔵させても、半導体素子とアイランドとのショートが防止できる。
【００５４】
更に、本形態では、第１アイランド１６の下面と第２半導体素子１４の上面との間隙、第２アイランド１８の上面と第１半導体素子１２の下面との間隙に、封止樹脂３８が充填されている。ここで、フィラーが含まれる封止樹脂３８をこの間隙に充填させることが困難であれば、樹脂封止の工程に先行して、流動性に優れる樹脂材料（例えばフィラーの混入量が比較的少ない樹脂）をこの間隙に充填させても良い。更に、上記間隙には、エポキシ樹脂等から成る接着剤を充填させても良い。
【００５５】
また、上記半導体素子は、裏面が電流を通過するものであれば、導電性接着材または共晶接合により、各々が実装されるアイランドの主面に固着される。更に、これらの半導体素子の裏面が導通を必要としないものであれば、絶縁性の接着剤を用いて、半導体素子がアイランドに実装されても良い。
【００５６】
図５および図６は、図３に示された半導体装置１０Ｂを部分的に抜き出して示した斜視図である。
【００５７】
図５を参照して、第１半導体素子１２が実装又は接続される第１アイランド１６等の構成を説明する。図５（Ａ）は、第１半導体素子１２および第１アイランド１６等を、図５（Ａ）に示した構成で上方から見た斜視図であり、図５（Ｂ）はそれを下方から見た斜視図である。
【００５８】
図５（Ａ）および図５（Ｂ）を参照して、第１半導体素子１２が実装される第１アイランド１６、第１アイランド１６から外部に導出される２つのリード２０Ｂ、２０Ｃが図示されている。更に、リード２０Ｈと、リード２０Ｄが手前側に示されている。リード２０Ｈのボンディング部２２は、金属細線３０Ａを経由して第１半導体素子１２と接続される。リード２０Ｄのボンディング部２４は、金属細線３０Ｂ、３０Ｃを経由して第１半導体素子１２と接続されている。
【００５９】
これらの図に示す第１アイランド１６およびそこから導出するリード２０Ｈ、２０Ｄは、製造工程に於いては、一体的に結合された一枚のリードフレームの状態で供給される。
【００６０】
図６を参照して、第２半導体素子１４が実装される第２アイランド１８およびリード２０Ｇ等の構成を説明する。図６の両図の視点は、上述した図５と同様である。
【００６１】
図６（Ａ）および図６（Ｂ）を参照して、第２半導体素子１４が実装される第２アイランド１８から、リード２０Ｇ、リード２０Ｆが外部に導出されている。更に、リード２０Ｅのボンディング部２６の下面は、不図示の金属細線３１Ａを経由して第２半導体素子１４の下面に設けられた電極と接続されている。リード２０Ａのボンディング部２８は、金属細線３０Ｃおよび金属細線３０Ｂを経由して、第２半導体素子１４の電極と接続されている。
【００６２】
これらの図に示す第２アイランド１８、リード２０Ｅおよびリード２０Ａは、製造工程に於いては、一体的に連結された一枚のリードフレームの状態で供給される。ここで、製造工程に於いては、図６に示す第２アイランド１８等が含まれるリードフレームは、図５に示された第１アイランド１６を含むリードフレームとは別体で用意されている。
【００６３】
図７から図１０を参照して、次に、上記した構成の半導体装置１０Ｂの製造方法を説明する。本実施の形態では、２つのリードフレーム（図７に示すリードフレーム５０および図８に示すリードフレーム６０）に個別にダイボンディングおよびワイヤボンディングを行い、両者を積層させた後に樹脂封止を行って、半導体装置を製造している。
【００６４】
図７を参照して、リードフレーム５０の構成を説明する。図７（Ａ）はリードフレーム５０を部分的に示す平面図であり、図７（Ｂ）はユニット５２を拡大して示した斜視図である。
【００６５】
図７（Ａ）を参照して、リードフレーム５０は銅などの金属から成り、厚みが０．５ｍｍ程度の一枚の導電箔を加工（エッチング加工やパンチング加工）して所定の形状に成形されたものである。ここでは、リードフレーム５０は、概略的に短冊形形状を有している。リードフレーム５０の四方の側辺には額縁形状に外枠５４が設けられており、この外枠５４の内側に格子状に連結部５８が延在している。
【００６６】
更に、外枠５４を厚み方向に貫通して、ガイドホール５６が設けられている。このガイドホール５６は、各工程に於いて、搬送や位置決めに使用される。また、図７（Ａ）に示すリードフレーム５０に設けたガイドホール５６と、図８（Ａ）に示したリードフレーム６０のガイドホール６６とを重畳させることにより、各リードフレームに含まれるユニットを正確に位置合わせすることができる。
【００６７】
図７（Ｂ）を参照して、連結部５８の内側にユニット５２が設けられている。ユニット５２とは１つの半導体装置を構成する要素単位である。ここでは、１つのユニット５２が、図３（Ｂ）にて密なハッチングが施された部分に対応している。具体的には、紙面上にて奥の方の連結部５８から、３本のリード（リード２０Ｄ、リード２０Ｃ、リード２０Ｂ）が内側に延在している。リード２０Ｃおよびリード２０Ｂは、第１アイランド１６に連続している。また、リード２０Ｄの先端部にはボンディング部２２が設けられている。そして、紙面上にて手前の連結部５８から、先端部にボンディング部２４を有する１つのリード２０Ｈが内部に延在している。更に、各リードは、図７（Ｂ）に示した傾斜部４０および露出部４２を含む。また、各リードのユニット５２の内側の先端部および第１アイランド１６は、リードフレーム５０の他の部位（外枠５４や連結部５８）よりも上方にて同一平面上に位置している。
【００６８】
ここで、上記したように、本形態では、リードフレーム５０とリードフレーム６０（図８参照）とを重ね合わせて１つの半導体装置を構成する。ここで、製造される半導体装置１０Ｂ（図３参照）を見ると、各リードの露出部の下面は同一平面上に位置する。このことから、リードフレーム５０の各リードと連結部５８の接合箇所にて、各リードが上方に（厚み方向に）突出するようにプレス加工が行われても良い。このことにより、リードフレーム５０に含まれるリードの端部と、リードフレーム６０に含まれるリードの端部とを、同一平面上に位置させることができる。この事項は、以下に構造を詳述するリードフレーム６０も同様でよい。
【００６９】
図８を参照して、リードフレーム６０の構成を説明する。図８（Ａ）はリードフレーム６０の平面図であり、図８（Ｂ）はユニット６２を示す斜視図である。ここで、リードフレーム６０は、図３（Ｂ）に示す粗なハッチングが施された部位となる。更に、図７に示されたリードフレーム５０と、ここで図示されたリードフレーム６０とは、ユニット６２の内部構成が異なるのみであり、他の構成は基本的には同一である。
【００７０】
図８（Ａ）を参照して、リードフレーム６０は、外枠６４から内側に格子状に連結部６８が設けられた形状である。そして、連結部６８に囲まれる１つの開口部に２つのユニット６２が配置されている。ここでも、リードフレーム６０の外枠６４を厚み方向に貫通して、ガイドホール６６が設けられている。
【００７１】
図８（Ｂ）を参照して、奥の方の連結部６８から、１つのリード２０Ａが内側に延在しており、先端部が平坦なボンディング部２６と成っている。更に、手前側の連結部６８からは、３つのリード２０Ｇ、２０Ｆ、２０Ｅが内側に延在している。２つのリード２０Ｇ、２０Ｆの先端部が第２アイランド１８に連続している。更に、リード２０Ｅの先端部がボンディング部２８と成っている。
【００７２】
図７（Ｂ）および図８（Ｂ）を参照して、ユニット５２とユニット６２とはアイランドの形状と、リードが厚み方向に突出する向きが異なる。更に、図７（Ｂ）に示すユニット５２では、半導体素子が実装される方向（紙面上では上方向）にリードが突出している。一方、図８（Ｂ）に示すユニット６２では、半導体素子が実装される方向とは逆の方向（紙面上では上方向）に、リードが突出している。また、第１アイランド１６と第２アイランド１８とは、ある点を中心に１８０度回転させると同一形状となる点対称な形状となっている。
【００７３】
図９および図１０を参照して、次に、ダイボンディングおよびワイヤボンディングの工程を説明する。図９は両工程が終了した後のリードフレーム５０のユニット５２を示す斜視図である。図１０（Ａ）は同様な状態のリードフレーム６０のユニット６２を示す斜視図であり、図１０（Ｂ）はワイヤボンディングの工程を示す断面図である。
【００７４】
図９を参照して、リードフレーム５０の第１アイランド１６の上面には第１半導体素子１２が実装されている。そして、第１半導体素子１２の上面に形成された電極は、ボンディング部２２またはボンディング部２４に、金属細線を経由して接続されている。この工程は、リードフレーム５０に含まれる全てのユニット５２に対して一括して行われる。本工程では、リードフレーム６０のリード２０Ｄ等に含まれる傾斜部は、厚み方向に対して上方向に向かって突出している。従って、ワイヤボンディングに使用されるキャピラリーは、このリードの傾斜部に接触しない。
【００７５】
図１０（Ａ）を参照して、リードフレーム６０の第２アイランド１８の下面には、第２半導体素子１４が実装される。更に、第２半導体素子１４の下面に設けられた各電極は、不図示の金属細線を経由して、ボンディング部２６またはボンディング部２８の下面に接続される。実際は、リードフレーム６０を上下反転させた状態で（即ち第２半導体素子１４が実装される面を上面にした状態で）、この工程は行われる。
【００７６】
図１０（Ｂ）を参照して、ワイヤボンディングの工程ではキャピラリー２９を使用して金属細線２１Ｂが形成される。具体的には、先ず、半導体素子１３の上面の電極に金属細線２１Ｂを接続する。次に、キャピラリー２９をボンディング部２８の上面に移動させて、金属細線２１Ｂをボンディング部２８の上面に接続させる。このとき、金属細線２１Ｂとボンディング部２８とが接触する接触部には、ボンディングエネルギー（押圧力、超音波振動、熱エネルギー）が与えられる。更に、キャピラリー２９を上方に移動させて、金属細線２１Ｂを切断する。
【００７７】
上記したように、図１０（Ａ）を参照して、リード２０Ｅのボンディング部２８は、リード２０Ｅの傾斜部４０Ｅから離間して配置されている。更に、不図示のキャピラリーの移動方向は紙面上にて横方向であり、ボンディング部２６を含むリード２０Ａの延在方向は紙面上にて縦方向である。即ち両者の方向の関係は平行ではなく、直交している。このことにより、上記のようにワイヤボンディングを行っても、キャピラリー２９は傾斜部４０Ｅへ接触せず、リード２０Ｅの破損が防止されている。
【００７８】
上記工程が終了した後は、リードフレーム５０およびリードフレーム６０を重ね合わせて結合させる。このことにより、結合されたリードフレームの各ユニットは、図３に示す構成となる。更に、リードフレームの各ユニットを、モールド金型に個別に収納させて樹脂封止の工程を行う。具体的には、樹脂封止の工程では、各ユニットの半導体素子、アイランド、金属細線およびリードが封止樹脂により封止される。更に、封止樹脂から露出するリードの表面にメッキ膜を被着させる工程、樹脂封止された各ユニットをリードフレームから個別に分離する工程、各ユニットの良否や電気的特性を測定する工程、捺印工程等を経て、図３に示す構成の半導体装置１０Ｂが完成する。
【００７９】
更に、図１に構造を示した半導体装置１０Ａを製造する場合は、１つのリードフレーム５０のみが用意されて、上述した各工程が行われる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の半導体装置を示す図であり、（Ａ）は斜視図であり、（Ｃ）は平面図である。
【図２】本発明の半導体装置を示す図であり、（Ａ）および（Ｂ）は断面図である。
【図３】本発明の半導体装置を示す図であり、（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）および（Ｃ）は平面図である。
【図４】本発明の半導体装置を示す図であり、（Ａ）および（Ｂ）は断面図である。
【図５】本発明の半導体装置を一部抜き出して示した図であり、（Ａ）および（Ｂ）は斜視図である。
【図６】本発明の半導体装置を一部抜き出して示した図であり、（Ａ）および（Ｂ）は斜視図である。
【図７】本発明の半導体装置の製造方法を示す図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は斜視図である。
【図８】本発明の半導体装置の製造方法を示す図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は斜視図である。
【図９】本発明の半導体装置の製造方法を示す斜視図である。
【図１０】本発明の半導体装置の製造方法を示す図であり、（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）は断面図である。
【図１１】背景技術の半導体装置の製造方法を示す図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は断面図であり、（Ｃ）は断面図である。
【符号の説明】
【００８１】
１０Ａ、１０Ｂ            半導体装置
１１            アイランド
１２            第１半導体素子
１３            半導体素子
１４            第２半導体素子
１５            ボンディング部
１６            第１アイランド
１７            ボンディング部
１８            第２アイランド
１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ            電極
２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅ、２０Ｆ、２０Ｇ、２０Ｈ  リード
２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ            金属細線
２２            ボンディング部
２３            封止樹脂
２４            ボンディング部
２５、２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄ、２５Ｅ、２５Ｆ、２５Ｇ、２５Ｈ  傾斜部
２６            ボンディング部
２７            露出部
２８            ボンディング部
２９            キャピラリー
３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ      金属細線
３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ            金属細線
３２            電極
３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ            金属細線
３６            電極
３８            封止樹脂
４０、４０Ａ、４０Ｅ            傾斜部
４２            露出部
５０            リードフレーム
５２            ユニット
５４            外枠
５６            ガイドホール
５８            連結部
６０            リードフレーム
６２            ユニット
６４            外枠
６６            ガイドホール
６８            連結部
【図１】
2008270302.tif 000003
【図２】
2008270302.tif 000004
【図３】
2008270302.tif 000005
【図４】
2008270302.tif 000006
【図５】
2008270302.tif 000007
【図６】
2008270302.tif 000008
【図７】
2008270302.tif 000009
【図８】
2008270302.tif 000010
【図９】
2008270302.tif 000011
【図１０】
2008270302.tif 000012
【図１１】
2008270302.tif 000013