(57)【要約】【課題】半導体チップの損傷を抑制することが可能な樹脂封止型半導体装置を提供する。【解決手段】この樹脂封止型半導体装置１００は、シリコン基板を含む半導体チップ１と、半導体チップ１が、第１ハンダ層２を介して固定されたダイパッド１０と、半導体チップ１を封止する樹脂封止層３０と、半導体チップ１と電気的に接続され、インナーリード部２１ｂが樹脂封止層３０によって覆われている複数のリード端子２１とを備えている。また、リード端子２１は、銅、または、銅合金から構成されており、ダイパッド１０は、４２Ａｌｌｏｙ合金、または、コバール合金から構成されている。また、ダイパッド１０は、リード端子２１の厚み（約０．１５ｍｍ）以下の厚み（約０．１２５ｍｍ）に構成されている【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン基板を含む半導体チップと、
前記半導体チップが、ハンダ層を介して固定されたダイパッドと、
前記半導体チップを封止する樹脂封止層と、
前記半導体チップと電気的に接続され、一方端部が前記樹脂封止層によって覆われている複数のリード端子とを備え、
前記リード端子は、銅、または、銅合金から構成されており、
前記ダイパッドは、４２Ａｌｌｏｙ合金、または、コバール合金から構成されているとともに、前記リード端子の厚み以下の厚みに構成されていることを特徴とする、樹脂封止型半導体装置。
【請求項２】
シリコン基板を含む半導体チップと、
前記半導体チップが、ハンダ層を介して固定されたダイパッドと、
前記半導体チップを封止する樹脂封止層と、
前記半導体チップと電気的に接続され、一方端部が前記樹脂封止層によって覆われている複数のリード端子とを備え、
前記ダイパッドおよび前記リード端子は、銅または銅合金から構成されているとともに、前記ダイパッドは、前記リード端子の厚みよりも大きい０．２５ｍｍ以上の厚みに構成されていることを特徴とする、樹脂封止型半導体装置。
【請求項３】
前記ダイパッドは、前記リード端子の厚みよりも大きい０．５ｍｍ以上の厚みに構成されていることを特徴とする、請求項２に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項４】
前記半導体チップは、前記ダイパッドの一方主面上に固定されており、
前記ダイパッドは、一方主面と反対側の他方主面が、前記樹脂封止層から露出するように配置されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項５】
前記ダイパッドには、他方主面と側面とによって構成される角部に、切り欠き部が設けられていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項６】
前記ダイパッドは、平面的に見て、四角形状を有しており、
前記切り欠き部は、前記ダイパッドの他方主面と前記ダイパッドの側面とによって構成される４つの角部にそれぞれ設けられていることを特徴とする、請求項５に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項７】
前記ダイパッドは、前記半導体チップの平面積よりも大きい平面積を有しており、
前記ダイパッドには、前記半導体チップが固定される領域以外の所定領域に、一方主面側から他方主面側に貫通する開口部が設けられていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項８】
前記開口部は、平面的に見て、前記半導体チップの周囲を囲むように複数設けられていることを特徴とする、請求項７に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項９】
リード端子を含むリードフレームを形成する工程と、
前記リードフレームとは別体でダイパッドを形成する工程と、
前記ダイパッドの一方主面上に、ハンダ層を介して、シリコン基板を含む半導体チップを固定する工程と、
少なくとも、前記半導体チップを樹脂封止層によって樹脂封止する工程とを備え、
前記リードフレームを形成する工程は、前記リードフレームを、銅、または、銅合金から構成する工程を含み、
前記ダイパッドを形成する工程は、前記ダイパッドを、４２Ａｌｌｏｙ合金、または、コバール合金から構成する工程と、前記ダイパッドを、前記リードフレームの厚み以下の厚みに構成する工程とを含むことを特徴とする、樹脂封止型半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
リード端子を含むリードフレームを形成する工程と、
前記リードフレームとは別体でダイパッドを形成する工程と、
前記ダイパッドの一方主面上に、ハンダ層を介して、シリコン基板を含む半導体チップを固定する工程と、
少なくとも、前記半導体チップを樹脂封止層によって樹脂封止する工程とを備え、
前記リードフレームを形成する工程は、前記リードフレームを、銅、または、銅合金から構成する工程を含み、
前記ダイパッドを形成する工程は、前記ダイパッドを、銅、または、銅合金から構成する工程と、前記ダイパッドを、前記リードフレームの厚みよりも大きい０．２５ｍｍ以上の厚みに構成する工程とを含むことを特徴とする、樹脂封止型半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記ダイパッドを形成する工程は、前記ダイパッドを、前記リードフレームの厚みよりも大きい０．５ｍｍ以上の厚みに構成する工程を含むことを特徴とする、請求項１０に記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記半導体チップを前記ダイパッド上に固定する工程の後に、
超音波接合により、前記半導体チップが固定された前記ダイパッドを、前記リードフレームの所定の位置に接合する工程をさらに備えることを特徴とする、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、樹脂封止型半導体装置およびその製造方法に関し、特に、半導体チップが固定されるダイパッドを備えた樹脂封止型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、半導体チップが固定されるダイパッドを備えた樹脂封止型半導体装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、半導体チップが固定されたダイパッドと、半導体チップを封止するパッケージ（樹脂封止層）と、半導体チップと電気的に接続されたリード端子とを備えた樹脂封止型半導体装置が記載されている。このような従来の樹脂封止型半導体装置では、一般的に、半導体チップは、ハンダ層を介して、ダイパッド上に固定される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３０２９６３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、上記した従来の樹脂封止型半導体装置では、半導体チップを、ハンダ層を介してダイパッド上に固定することによって、半導体チップとダイパッドとの熱膨張係数の差に起因して、半導体チップに大きな応力が加わるという不都合があった。このため、半導体チップに大きな応力が加わることによって、半導体チップに、クラックなどの損傷が発生するという問題点があった。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、半導体チップの損傷を抑制することが可能な樹脂封止型半導体装置を提供することである。
【０００７】
この発明のもう１つの目的は、半導体チップの損傷を抑制することが可能な樹脂封止型半導体装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による樹脂封止型半導体装置は、シリコン基板を含む半導体チップと、半導体チップが、ハンダ層を介して固定されたダイパッドと、半導体チップを封止する樹脂封止層と、半導体チップと電気的に接続され、一方端部が樹脂封止層によって覆われている複数のリード端子とを備えている。そして、リード端子は、銅、または、銅合金から構成されており、ダイパッドは、４２Ａｌｌｏｙ合金、または、コバール合金から構成されている。また、ダイパッドは、リード端子の厚み以下の厚みに構成されている。なお、本発明の４２Ａｌｌｏｙ合金とは、鉄にニッケルを約４２％含有する合金であり、本発明のコバール（Ｋｏｖａｒ）合金とは、鉄にニッケル、コバルトを配合した合金である。
【０００９】
この第１の局面による樹脂封止型半導体装置では、上記のように、ダイパッドを、４２Ａｌｌｏｙ合金、または、コバール合金から構成することによって、ダイパッドを、銅合金などから構成した場合に比べて、ダイパッドの熱膨張係数と半導体チップの熱膨張係数との差を小さくすることができるので、半導体チップを、ハンダ層を介してダイパッド上に固定した場合でも、ダイパッドの反りと半導体チップの反りとの差を小さくすることができる。具体的には、４２Ａｌｌｏｙ合金およびコバール合金の熱膨張係数は、それぞれ、４〜８ｐｐｍ／Ｋ程度、および、５〜７ｐｐｍ／Ｋ程度であり、いずれも、銅合金の熱膨張係数（１７ｐｐｍ／Ｋ程度）に比べて、半導体チップ（シリコン基板）の熱膨張係数（３〜４ｐｐｍ／Ｋ程度）に近いので、ハンダ接合時における半導体チップの熱膨張量とダイパッドの熱膨張量との差を小さくすることができる。このため、半導体チップを、ハンダ層を介してダイパッド上に固定した際に、温度低下によって生じるダイパッドの反りと半導体チップの反りとの差を小さくすることができるので、半導体チップに加わる応力を低減することができる。これにより、半導体チップに、クラックなどの損傷が発生するのを抑制することができる。また、ダイパッドを、リード端子の厚み以下の厚みに構成することによって、ダイパッドを４２Ａｌｌｏｙ合金、または、コバール合金から構成したとしても、ダイパッドを容易に形成することができるので、容易に、半導体チップとダイパッドとの熱膨張係数の差が小さい樹脂封止型半導体装置を得ることができる。また、ダイパッドを、リード端子の厚み以下の厚みに構成することによって、樹脂封止型半導体装置の薄型化を図ることができる。
【００１０】
また、第１の局面では、リード端子を、ダイパッドを構成する４２Ａｌｌｏｙ合金、または、コバール合金とは異なる材料である銅または銅合金から構成することによって、リード端子を、ダイパッドを構成する材料である４２Ａｌｌｏｙ合金、または、コバール合金から構成した場合と異なり、リード端子の熱膨張係数（１７ｐｐｍ／Ｋ程度）を、ガラスエポキシなどからなる実装基板の熱膨張係数（たとえば、１７ｐｐｍ／Ｋ程度）と略同じにすることができる。このため、樹脂封止型半導体装置を実装基板上に表面実装した際に、樹脂封止型半導体装置および実装基板などに温度変化サイクルが加わった場合でも、リード端子と実装基板とを電気的に接続するハンダ接合部に加わる熱応力を低減することができる。これにより、ダイパッドを４２Ａｌｌｏｙ合金、または、コバール合金から構成した場合でも、ハンダ接合部に亀裂が生じるのを抑制することができるので、ハンダ接合部に亀裂が生じることに起因して、リード端子と実装基板との電気的な接続が分離されるという不都合が生じるのを抑制することができる。その結果、半導体チップの損傷を抑制しながら、樹脂封止型半導体装置の実装信頼性が低下するのを抑制することができる。
【００１１】
この発明の第２の局面による樹脂封止型半導体装置は、シリコン基板を含む半導体チップと、半導体チップが、ハンダ層を介して固定されたダイパッドと、半導体チップを封止する樹脂封止層と、半導体チップと電気的に接続され、一方端部が樹脂封止層によって覆われている複数のリード端子とを備えている。そして、ダイパッドおよびリード端子は、銅または銅合金から構成されているとともに、ダイパッドは、リード端子の厚みよりも大きい０．２５ｍｍ以上の厚みに構成されている。
【００１２】
この第２の局面による樹脂封止型半導体装置では、上記のように、ダイパッドを、リード端子の厚みよりも大きい０．２５ｍｍ以上の厚みに構成することによって、ダイパッドに十分な強度を持たせることができるので、ダイパッドを銅または銅合金から構成した場合でも、半導体チップを、ハンダ層を介してダイパッド上に固定した際に、ダイパッドの反りが大きくなるのを抑制することができる。これにより、半導体チップに加わる応力を低減することができるので、半導体チップに、クラックなどの損傷が発生するのを抑制することができる。また、ダイパッドの厚みとリード端子の厚みとを異なる大きさに構成することによって、ダイパッドの厚みを大きくした場合でも、リード端子の厚みが大きくなるのを抑制することができるので、リード端子の形成およびリード端子の曲げ加工などを容易に行うことができる。これにより、半導体チップの損傷を抑制しながら、樹脂封止型半導体装置の製造効率を向上させることができる。
【００１３】
また、第２の局面では、リード端子を、銅または銅合金から構成することによって、リード端子の熱膨張係数（１７ｐｐｍ／Ｋ程度）を、ガラスエポキシなどからなる実装基板の熱膨張係数（たとえば、１７ｐｐｍ／Ｋ程度）と略同じにすることができる。このため、樹脂封止型半導体装置を実装基板上に表面実装した際に、樹脂封止型半導体装置および実装基板などに温度変化サイクルが加わった場合でも、リード端子と実装基板とを電気的に接続するハンダ接合部に加わる熱応力を低減することができる。これにより、ハンダ接合部に亀裂が生じるのを抑制することができるので、ハンダ接合部に亀裂が生じることに起因して、リード端子と実装基板との電気的な接続が分離されるという不都合が生じるのを抑制することができる。その結果、半導体チップの損傷を抑制しながら、樹脂封止型半導体装置の実装信頼性が低下するのを抑制することができる。
【００１４】
この場合において、好ましくは、ダイパッドは、リード端子の厚みよりも大きい０．５ｍｍ以上の厚みに構成されている。このように構成すれば、ダイパッドに、より十分な強度を持たせることができるので、ダイパッドを銅または銅合金から構成した場合でも、半導体チップを、ハンダ層を介してダイパッド上に固定した際に、容易に、ダイパッドの反りが大きくなるのを抑制することができる。これにより、容易に、半導体チップに加わる応力を低減することができるので、容易に、半導体チップに、クラックなどの損傷が発生するのを抑制することができる。
【００１５】
上記第１および第２の局面による樹脂封止型半導体装置において、好ましくは、半導体チップは、ダイパッドの一方主面上に固定されており、ダイパッドは、一方主面と反対側の他方主面が、樹脂封止層から露出するように配置されている。このように構成すれば、樹脂封止層から露出されたダイパッドの他方主面を実装基板の実装面に対して熱接触させることができるので、半導体チップの動作時に生じた熱を、ダイパッドを介して、実装基板に伝達させることができる。これにより、半導体チップの損傷を抑制しながら、放熱性を向上させることができる。
【００１６】
上記第１および第２の局面による樹脂封止型半導体装置において、好ましくは、ダイパッドには、他方主面と側面とによって構成される角部に、切り欠き部が設けられている。このように構成すれば、ダイパッドと樹脂封止層との界面から水分などが侵入した場合でも、半導体チップまでの侵入経路を長くすることができるので、水分などが半導体チップまで達し難くすることができる。このため、半導体チップまで達した水分などが膨張することに起因して、半導体チップが損傷するという不都合が生じるのを抑制することができるとともに、水分などが半導体チップにまで侵入することに起因する信頼性の低下を抑制することができる。
【００１７】
この場合において、好ましくは、ダイパッドは、平面的に見て、四角形状を有しており、切り欠き部は、ダイパッドの他方主面とダイパッドの側面とによって構成される４つの角部にそれぞれ設けられている。このように構成すれば、ダイパッドと樹脂封止層との界面から水分などが侵入した場合でも、容易に、水分などが半導体チップまで達し難くすることができるので、容易に、半導体チップまで達した水分などが膨張することに起因して、半導体チップが損傷するという不都合が生じるのを抑制することができるとともに、容易に、水分などが半導体チップにまで侵入することに起因する信頼性の低下を抑制することができる。
【００１８】
上記第１および第２の局面による樹脂封止型半導体装置において、好ましくは、ダイパッドは、半導体チップの平面積よりも大きい平面積を有しており、ダイパッドには、半導体チップが固定される領域以外の所定領域に、一方主面側から他方主面側に貫通する開口部が設けられている。このように構成すれば、ダイパッドと樹脂封止層との界面から侵入した水分などが、半導体チップが固定されているダイパッドの一方主面側まで達したとしても、開口部を介して、ダイパッドの他方主面側に取り除くことができるので、半導体チップの近傍に水分などが溜まるのを抑制することができる。このため、半導体チップまで達した水分などが膨張することに起因して、半導体チップが損傷するという不都合が生じるのを、より容易に抑制することができる。
【００１９】
この場合において、好ましくは、開口部は、平面的に見て、半導体チップの周囲を囲むように複数設けられている。このように構成すれば、ダイパッドの一方主面側に達した水分などを、複数の開口部を介して、ダイパッドの他方主面側に容易に取り除くことができるので、容易に、半導体チップの近傍に水分などが溜まるのを抑制することができる。このため、半導体チップまで達した水分などが膨張することに起因して、半導体チップが損傷するという不都合が生じるのを、さらに容易に抑制することができる。
【００２０】
この発明の第３の局面による樹脂封止型半導体装置の製造方法は、リード端子を含むリードフレームを形成する工程と、リードフレームとは別体でダイパッドを形成する工程と、ダイパッドの一方主面上に、ハンダ層を介して、シリコン基板を含む半導体チップを固定する工程と、少なくとも、半導体チップを樹脂封止層によって樹脂封止する工程とを備えている。そして、リードフレームを形成する工程は、リードフレームを、銅、または、銅合金から構成する工程を含み、ダイパッドを形成する工程は、ダイパッドを、４２Ａｌｌｏｙ合金、または、コバール合金から構成する工程と、ダイパッドを、リードフレームの厚み以下の厚みに構成する工程とを含む。なお、本発明の４２Ａｌｌｏｙ合金とは、鉄にニッケルを約４２％含有する合金であり、本発明のコバール（Ｋｏｖａｒ）合金とは、鉄にニッケル、コバルトを配合した合金である。
【００２１】
この第３の局面による樹脂封止型半導体装置の製造方法では、上記のように、ダイパッドを、４２Ａｌｌｏｙ合金、または、コバール合金から構成することによって、ダイパッドを、銅合金などから構成した場合に比べて、ダイパッドの熱膨張係数と半導体チップの熱膨張係数との差を小さくすることができるので、半導体チップを、ハンダ層を介してダイパッド上に固定した場合でも、ダイパッドの反りと半導体チップの反りとの差を小さくすることができる。具体的には、４２Ａｌｌｏｙ合金およびコバール合金の熱膨張係数は、それぞれ、４〜８ｐｐｍ／Ｋ程度、および、５〜７ｐｐｍ／Ｋ程度であり、いずれも、銅合金の熱膨張係数（１７ｐｐｍ／Ｋ程度）に比べて半導体チップ（シリコン基板）の熱膨張係数（３〜４ｐｐｍ／Ｋ程度）に近いので、ハンダ接合時における半導体チップの熱膨張量とダイパッドの熱膨張量との差を小さくすることができる。このため、半導体チップを、ハンダ層を介してダイパッド上に固定した際に、温度低下によって生じるダイパッドの反りと半導体チップの反りとの差を小さくすることができるので、半導体チップに加わる応力を低減することができる。これにより、半導体チップに、クラックなどの損傷が発生するのを抑制することができる。また、ダイパッドを、リードフレームの厚み以下の厚みに構成することによって、ダイパッドを４２Ａｌｌｏｙ合金、または、コバール合金から構成したとしても、ダイパッドを容易に形成することができるので、容易に、半導体チップとダイパッドとの熱膨張係数の差が小さい樹脂封止型半導体装置を製造することができる。また、ダイパッドを、リードフレームの厚み以下の厚みに構成することによって、樹脂封止型半導体装置の薄型化を図ることができる。
【００２２】
また、第３の局面では、リードフレームを、銅または銅合金から構成することによって、４２Ａｌｌｏｙ合金、または、コバール合金を用いてダイパッドと一体的にリードフレームを形成した場合と異なり、リードフレームの熱膨張係数（１７ｐｐｍ／Ｋ程度）を、ガラスエポキシなどからなる実装基板の熱膨張係数（たとえば、１７ｐｐｍ／Ｋ程度）と略同じにすることができる。このため、製造された樹脂封止型半導体装置を実装基板上に表面実装した際に、樹脂封止型半導体装置および実装基板などに温度変化サイクルが加わった場合でも、リード端子と実装基板とを電気的に接続するハンダ接合部に加わる熱応力を低減することができる。これにより、ダイパッドを４２Ａｌｌｏｙ合金、または、コバール合金から構成した場合でも、ハンダ接合部に亀裂が生じるのを抑制することができるので、ハンダ接合部に亀裂が生じることに起因して、リード端子と実装基板との電気的な接続が分離されるという不都合が生じるのを抑制することができる。その結果、半導体チップの損傷を抑制しながら、樹脂封止型半導体装置の実装信頼性が低下するのを抑制することができる。
【００２３】
この発明の第４の局面による樹脂封止型半導体装置の製造方法は、リード端子を含むリードフレームを形成する工程と、リードフレームとは別体でダイパッドを形成する工程と、ダイパッドの一方主面上に、ハンダ層を介して、シリコン基板を含む半導体チップを固定する工程と、少なくとも、半導体チップを樹脂封止層によって樹脂封止する工程とを備えている。そして、リードフレームを形成する工程は、リードフレームを、銅、または、銅合金から構成する工程を含み、ダイパッドを形成する工程は、ダイパッドを、銅、または、銅合金から構成する工程と、ダイパッドを、リードフレームの厚みよりも大きい０．２５ｍｍ以上の厚みに構成する工程とを含む。
【００２４】
この第４の局面による樹脂封止型半導体装置の製造方法では、上記のように、ダイパッドを、リードフレームの厚みよりも大きい０．２５ｍｍ以上の厚みに構成することによって、ダイパッドに十分な強度を持たせることができるので、ダイパッドを銅または銅合金から構成した場合でも、半導体チップを、ハンダ層を介してダイパッド上に固定した際に、ダイパッドの反りが大きくなるのを抑制することができる。これにより、半導体チップに加わる応力を低減することができるので、半導体チップに、クラックなどの損傷が発生するのを抑制することができる。また、ダイパッドの厚みとリードフレームの厚みとを異なる大きさに構成することによって、ダイパッドの厚みを大きくした場合でも、リードフレームの厚みが大きくなるのを抑制することができるので、リードフレームの形成およびリード端子の曲げ加工などを容易に行うことができる。これにより、半導体チップの損傷を抑制しながら、樹脂封止型半導体装置の製造効率を向上させることができる。
【００２５】
また、第４の局面では、リードフレームを、銅または銅合金から構成することによって、リードフレームの熱膨張係数（１７ｐｐｍ／Ｋ程度）を、ガラスエポキシなどからなる実装基板の熱膨張係数（たとえば、１７ｐｐｍ／Ｋ程度）と略同じにすることができる。このため、樹脂封止型半導体装置を実装基板上に表面実装した際に、樹脂封止型半導体装置および実装基板などに温度変化サイクルが加わった場合でも、リードフレームのリード端子と実装基板とを電気的に接続するハンダ接合部に加わる熱応力を低減することができる。これにより、ハンダ接合部に亀裂が生じるのを抑制することができるので、ハンダ接合部に亀裂が生じることに起因して、リード端子と実装基板との電気的な接続が分離されるという不都合が生じるのを抑制することができる。その結果、半導体チップの損傷を抑制しながら、樹脂封止型半導体装置の実装信頼性が低下するのを抑制することができる。
【００２６】
この場合において、好ましくは、ダイパッドを形成する工程は、ダイパッドを、リードフレームの厚みよりも大きい０．５ｍｍ以上の厚みに構成する工程を含む。このように構成すれば、ダイパッドに、より十分な強度を持たせることができるので、ダイパッドを銅または銅合金から構成した場合でも、半導体チップを、ハンダ層を介してダイパッド上に固定した際に、容易に、ダイパッドの反りが大きくなるのを抑制することができる。これにより、容易に、半導体チップに加わる応力を低減することができるので、容易に、半導体チップに、クラックなどの損傷が発生するのを抑制することができる。
【００２７】
上記第３および第４の局面による樹脂封止型半導体装置の製造方法において、好ましくは、半導体チップをダイパッド上に固定する工程の後に、超音波接合により、半導体チップが固定されたダイパッドを、リードフレームの所定の位置に接合する工程をさらに備えている。このように構成すれば、ダイパッドを、リードフレームとは別体で形成した場合でも、容易に、ダイパッドをリードフレームの所定の位置に接合することができるので、容易に、半導体チップの損傷を抑制することが可能な樹脂封止型半導体装置を製造することができる。また、超音波接合によりダイパッドをリードフレームに接合することによって、超音波接合以外のかしめ接合やスポット溶接によりダイパッドをリードフレームに接合する場合に生じる種々の不都合を抑制することができる。具体的には、かしめ接合によりダイパッドをリードフレームに接合する場合には、かしめ接合を行うためのピンや金型などが必要になるので、部品点数および製造設備が増加するという不都合がある。また、スポット溶接によりダイパッドをリードフレームに接合する場合には、溶接時の熱によって、ダイパッドに固定した半導体チップが熱損傷を受けるという不都合がある。このため、超音波接合によりダイパッドをリードフレームに接合することによって、部品点数および製造設備の増加を抑制することができるとともに、半導体チップに熱損傷が加わるという不都合が生じるのを抑制することができる。
【発明の効果】
【００２８】
以上のように、本発明によれば、半導体チップの損傷を抑制することが可能な樹脂封止型半導体装置を得ることができる。
【００２９】
また、本発明によれば、半導体チップの損傷を抑制することが可能な樹脂封止型半導体装置の製造方法を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。なお、第１および第２実施形態では、樹脂封止型半導体装置の一例であるＱＦＰ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｐａｃｋａｇｅ）型の樹脂封止型半導体装置に本発明を適用した場合について説明する。
【００３１】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による樹脂封止型半導体装置の樹脂封止層の一部を取り除いた状態を示す全体斜視図であり、図２は、図１に示した本発明の第１実施形態による樹脂封止型半導体装置の樹脂封止層の一部を取り除いた状態を示す平面図である。図３は、図２の３００−３００線に沿った断面図である。図４〜図６は、図１に示した本発明の第１実施形態による樹脂封止型半導体装置のダイパッドの構造を説明するための図である。まず、図１〜図６を参照して、本発明の第１実施形態による樹脂封止型半導体装置１００の構造について説明する。
【００３２】
第１実施形態による樹脂封止型半導体装置１００は、図１〜図３に示すように、半導体チップ１と、半導体チップ１が固定されるダイパッド１０と、複数のリード端子２１と、樹脂封止層３０とを備えている。
【００３３】
半導体チップ１は、シリコン基板（図示せず）上に半導体層（図示せず）が形成された構成を有しており、約３００μｍの厚みに形成されている。この半導体チップ１は、高融点ハンダ（Ｐｂ−５％Ｓｎ）などから構成される第１ハンダ層２（図１および図３参照）を介して、ダイパッド１０の上面（一方主面）１０ａ上に固定されている。すなわち、半導体チップ１は、ダイパッド１０の上面１０ａ上に、ハンダを用いて接合されている。なお、第１ハンダ層２は、本発明の「ハンダ層」の一例である。
【００３４】
また、ダイパッド１０は、図２および図５に示すように、平面的に見て、実質的に四角形状に形成されているとともに、一体的に連結された４つの吊りリード１１を含んでいる。
【００３５】
ここで、第１実施形態では、ダイパッド１０は、４２Ａｌｌｏｙ合金（Ｆｅ−４２Ｎｉ合金）、または、コバール（Ｋｏｖａｒ）合金から構成されている。また、ダイパッド１０は、後述するリード端子２１の厚み（約０．１５ｍｍ）以下の厚みに構成されている。具体的には、ダイパッド１０は、約０．１２５ｍｍの厚みに構成されている。また、ダイパッド１０の下面（他方主面）１０ｂとダイパッド１０の側面とによって構成される角部には、図６に示すように、切欠部１２が設けられている。この切欠部１２は、ダイパッド１０の下面１０ｂとダイパッド１０の側面とによって構成される４つの角部のそれぞれに設けられている。
【００３６】
また、第１実施形態では、図２に示すように、ダイパッド１０は、半導体チップ１の平面積よりも大きい平面積を有するように構成されており、ダイパッド１０の上面１０ａの所定領域には、図４および図５に示すように、半導体チップ１を固定するためのチップ固定領域１３が設けられている。また、ダイパッド１０のチップ固定領域１３以外の所定領域には、図４〜図６に示すように、ダイパッド１０の上面１０ａ側から下面１０ｂ側に貫通する開口部１４が形成されている。この開口部１４は、チップ固定領域１３（半導体チップ１）の周囲を囲むように複数設けられている。これにより、半導体チップ１の近傍に水分などが溜まった場合でも、その水分などが、開口部１４を介して、ダイパッド１０の下面１０ｂ側に取り除かれる。
【００３７】
また、４つの吊りリード１１は、ダイパッド１０の４つの角部の各々に、１つずつ配置されており、平面的に見て、放射状に広がるように形成されている。この４つの吊りリード１１は、後述するリードフレーム２０にダイパッド１０を保持するために設けられている。また、４つの吊りリード１１は、それぞれ、ダイパッド１０がダウンセットされるように折り曲げられている。したがって、第１実施形態のダイパッド１０は、図３に示すように、後述するインナーリード部２１ｂよりも下方側に配置された状態となっている。また、ダイパッド１０は、その下面１０ｂが樹脂封止層３０の下面から露出するように配置されている。なお、露出されたダイパッド１０の下面１０ｂは、第２ハンダ層３を介して、実装基板４０の実装面に熱接触されている。
【００３８】
また、複数のリード端子２１は、燐青銅や無酸素銅などの銅系（銅または銅合金）材料から構成されており、約０．１５ｍｍの厚みに構成されている。また、複数のリード端子２１は、図１〜図３に示すように、それぞれ、樹脂封止層３０から導出された部分であるアウターリード部２１ａと、半導体チップ１と共に樹脂封止層３０により覆われているインナーリード部（一方端部）２１ｂとを有している。このアウターリード部２１ａは、図３に示すように、リード端子２１がガルウィング形状となるように折り曲げられており、第３ハンダ層４を介して実装基板４０に電気的に接続（表面実装）されている。なお、実装基板４０は、ガラスエポキシなどから構成されている。また、インナーリード部２１ｂは、図１〜図３に示すように、ボンディングワイヤ（たとえば、金線など）５を介して、半導体チップ１に電気的に接続されている。すなわち、半導体チップ１は、実装基板４０に対して電気的に接続されている。
【００３９】
また、複数のリード端子２１は、互いに分離されているとともに、ダイパッド１０を４方向から囲むように配置されている。具体的には、複数のリード端子２１は、図２に示すように、所定数のリード端子２１をそれぞれ含む４つのグループに分けられているとともに、その所定数のリード端子２１をそれぞれ含む４つのグループは、ダイパッド１０を４方向から囲むように配置されている。上記のように複数のリード端子２１を配置することにより、ガルウィング形状の複数のリード端子２１が４方向に所定数ずつ取り出される。
【００４０】
また、樹脂封止層３０は、たとえば、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂によって構成されており、半導体チップ１やボンディングワイヤ５などを樹脂封止することによって、ガスや水分などから半導体チップ１やボンディングワイヤ５などを保護する機能を有している。また、樹脂封止層３０は、図２に示すように、平面的に見て、四角形状に形成されている。すなわち、樹脂封止層３０は、平面的に見て、４つの辺を有している。この四角形状の樹脂封止層３０の４つの辺からは、それぞれ、所定数のリード端子２１（アウターリード部２１ａ）が突出している。
【００４１】
第１実施形態では、上記のように、ダイパッド１０を、４２Ａｌｌｏｙ合金、または、コバール合金から構成することによって、ダイパッド１０を、銅合金などから構成した場合に比べて、ダイパッド１０の熱膨張係数と半導体チップ１の熱膨張係数との差を小さくすることができるので、半導体チップ１を、第１ハンダ層２を介してダイパッド１０上に固定した場合でも、ダイパッド１０の反りと半導体チップ１の反りとの差を小さくすることができる。具体的には、４２Ａｌｌｏｙ合金およびコバール合金の熱膨張係数は、それぞれ、４〜８ｐｐｍ／Ｋ程度、および、５〜７ｐｐｍ／Ｋ程度であり、いずれも、銅合金の熱膨張係数（１７ｐｐｍ／Ｋ程度）に比べて、半導体チップ１（シリコン基板）の熱膨張係数（３〜４ｐｐｍ／Ｋ程度）に近いので、ハンダ接合時における半導体チップ１の熱膨張量とダイパッド１０の熱膨張量との差を小さくすることができる。このため、半導体チップ１を、第１ハンダ層２を介してダイパッド１０上に固定した際に、温度低下によって生じるダイパッド１０の反りと、半導体チップ１の反りとの差を小さくすることができるので、半導体チップ１に加わる応力（半導体チップ１の反り）を低減することができる。これにより、半導体チップ１に、クラックなどの損傷が発生するのを抑制することができる。
【００４２】
また、第１実施形態では、ダイパッド１０を、リード端子２１の厚み（約０．１５ｍｍ）以下の厚みである約０．１２５ｍｍの厚みに構成することによって、ダイパッド１０を４２Ａｌｌｏｙ合金、または、コバール合金から構成したとしても、ダイパッド１０を容易に形成することができるので、容易に、半導体チップ１とダイパッド１０との熱膨張係数の差が小さい樹脂封止型半導体装置１００を得ることができる。
【００４３】
また、第１実施形態では、ダイパッド１０を、リード端子２１の厚み以下の厚みに構成することによって、樹脂封止型半導体装置１００の薄型化を図ることができる。
【００４４】
また、第１実施形態では、リード端子２１を銅または銅合金から構成することによって、リード端子２１の熱膨張係数（１７ｐｐｍ／Ｋ程度）を、ガラスエポキシなどからなる実装基板４０の熱膨張係数（たとえば、１７ｐｐｍ／Ｋ程度）と略同じにすることができるので、樹脂封止型半導体装置１００を実装基板４０上に表面実装した際に、樹脂封止型半導体装置１００および実装基板４０などに温度変化サイクルが加わった場合でも、リード端子２１と実装基板４０とを電気的に接続するハンダ接合部（第３ハンダ層４）に加わる熱応力を低減することができる。これにより、ダイパッド１０を４２Ａｌｌｏｙ合金、または、コバール合金から構成した場合でも、ハンダ接合部（第３ハンダ層４）に亀裂が生じるのを抑制することができるので、ハンダ接合部（第３ハンダ層４）に亀裂が生じることに起因して、リード端子２１と実装基板４０との電気的な接続が分離されるという不都合が生じるのを抑制することができる。その結果、半導体チップ１の損傷を抑制しながら、樹脂封止型半導体装置１００の実装信頼性が低下するのを抑制することができる。
【００４５】
また、第１実施形態では、ダイパッド１０の下面１０ｂを、樹脂封止層３０の下面から露出させるとともに、露出されたダイパッド１０の下面１０ｂを、第２ハンダ層３を介して、実装基板４０の実装面に熱接触させることによって、半導体チップ１の動作時に生じた熱を、ダイパッド１０を介して、実装基板４０に伝達させることができるので、半導体チップ１の損傷を抑制しながら、放熱性を向上させることができる。
【００４６】
また、第１実施形態では、ダイパッド１０の下面１０ｂとダイパッド１０の側面とによって構成される４つの角部に、切欠部１２をそれぞれ設けることによって、ダイパッド１０と樹脂封止層３０との界面から水分などが侵入した場合でも、半導体チップ１までの侵入経路を長くすることができるので、水分などが半導体チップ１まで達し難くすることができる。このため、半導体チップ１まで達した水分などが熱膨張することに起因して、半導体チップ１が損傷するという不都合が生じるのを抑制することができるとともに、水分などが半導体チップ１にまで侵入することに起因する信頼性の低下を抑制することができる。
【００４７】
また、第１実施形態では、ダイパッド１０のチップ固定領域１３以外の所定領域に、上面１０ａ側から下面１０ｂ側に貫通する開口部１４を設けることによって、ダイパッド１０と樹脂封止層３０との界面から侵入した水分などが、半導体チップ１が固定されているダイパッド１０の上面１０ａ側まで達したとしても、開口部１４を介して、ダイパッド１０の下面１０ｂ側に取り除くことができるので、半導体チップ１の近傍に水分などが溜まるのを抑制することができる。このため、半導体チップ１まで達した水分などが熱膨張することに起因して、半導体チップ１が損傷するという不都合が生じるのを、より容易に抑制することができる。
【００４８】
また、第１実施形態では、開口部１４を、平面的に見て、半導体チップ１の周囲を囲むように複数設けることによって、ダイパッド１０の上面１０ａ側に達した水分などを、複数の開口部１４を介して、ダイパッド１０の下面１０ｂ側に容易に取り除くことができるので、容易に、半導体チップ１の近傍に水分などが溜まるのを抑制することができる。
【００４９】
図７〜図１４は、図１に示した本発明の第１実施形態による樹脂封止型半導体装置の製造方法を説明するための図である。次に、図１、図３、図４および図６〜図１４を参照して、本発明の第１実施形態による樹脂封止型半導体装置１００の製造方法について説明する。
【００５０】
まず、図７に示すように、燐青銅や無酸素銅などの銅系（銅または銅合金）材料から構成される約０．１５ｍｍの厚みを有する薄板を、打ち抜きプレス加工またはエッチング加工などを行うことによって、リードフレーム２０を一体的に形成する。この際、リードフレーム２０は、複数のリード端子２１、ダム部材２２、および、位置決め孔２３などを含むように構成する。なお、リードフレーム２０には、ダイパッド１０を含まないように構成する。次に、図８に示すように、リードフレーム２０とは別体で、ダイパッド１０を形成する。
【００５１】
ここで、第１実施形態では、ダイパッド１０は、４２Ａｌｌｏｙ合金、または、コバール合金から構成される約０．１２５ｍｍの厚みを有する薄板を、打ち抜きプレス加工またはエッチング加工などを行うことによって形成する。この際、ダイパッド１０は、平面的に見て、四角形状に形成するとともに、図６に示したように、ダイパッド１０の下面１０ｂとダイパッド１０の側面とによって構成される４つの角部に、切欠部１２をそれぞれ形成する。また、図８に示すように、ダイパッド１０の４つ角部に、平面的に見て、放射状に広がる吊りリード１１をそれぞれ一体的に形成する。
【００５２】
また、第１実施形態では、ダイパッド１０は、半導体チップ１の平面積よりも大きい平面積を有するように形成するとともに、半導体チップ１が固定されるチップ固定領域１３の周囲を囲むように、上面１０ａ側から下面１０ｂ側に貫通する複数の開口部１４（図４および図６参照）を形成する。
【００５３】
次に、図９に示すように、ダイパッド１０のチップ固定領域１３（図８参照）に、第１ハンダ層２を介して、半導体チップ１を固定する。具体的には、ダイパッド１０のチップ固定領域１３に高融点ハンダなどからなるハンダペースト（図示せず）を塗布した後、このハンダペースト上に半導体チップ１を載置する。次に、半導体チップ１が載置されたダイパッド１０を、リフロー炉内に投入し、ハンダペーストを溶融する。なお、リフロー温度は、たとえば、約３５０℃とする。そして、溶融したハンダペーストを冷却することにより、第１ハンダ層２を形成する。これにより、半導体チップ１が、第１ハンダ層２を介してダイパッド１０の上面１０ａ上に固定される。
【００５４】
続いて、図１０および図１１に示すように、４つの吊りリード１１を折り曲げるとともに、吊りリード１１の先端部を、リードフレーム２０の所定位置にそれぞれ接続する。これにより、図１１に示すように、ダイパッド１０がインナーリード部２１ｂよりも下方側に配置された状態で、リードフレーム２０に接続される。この際、図１２に示すように、リードフレーム２０と吊りリード１１との接合（接続）は、超音波接合により行う。
【００５５】
次に、図１３に示すように、半導体チップ１の電極パッドとインナーリード部２１ｂとを、ボンディングワイヤ５を介して、電気的に接続する。そして、図１４に示すように、トランスファ成型装置などを用いて、樹脂封止層３０により、リード端子２１のインナーリード部２１ｂ、半導体チップ１、ボンディングワイヤ５、および、ダイパッド１０を樹脂封止する。なお、ダイパッド１０の下面１０ｂは、図３に示したように、樹脂封止層３０の下面から露出するように構成する。
【００５６】
次に、吊りリード１１の樹脂封止層３０からの突出部、リード端子２１（アウターリード部２１ａ）、および、ダム部材２２をそれぞれ切断する。最後に、アウターリード部２１ａを樹脂封止層３０の外部でガルウィング形状に折り曲げる。このようにして、図１に示した、本発明の第１実施形態による樹脂封止型半導体装置１００が製造される。
【００５７】
第１実施形態による樹脂封止型半導体装置１００の製造方法では、上記にように、超音波接合により、ダイパッド１０の吊りリード１１を、それぞれ、リードフレーム２０の所定の位置に接合することによって、ダイパッド１０を、リードフレーム２０とは別体で形成した場合でも、容易に、ダイパッド１０をリードフレーム２０の所定の位置に接合することができるので、容易に、半導体チップ１の損傷を抑制することが可能な樹脂封止型半導体装置１００を製造することができる。
【００５８】
また、第１実施形態では、超音波接合によりダイパッド１０をリードフレーム２０に接合することによって、超音波接合以外のかしめ接合やスポット溶接によりダイパッド１０をリードフレーム２０に接合する場合に生じる種々の不都合を抑制することができる。具体的には、かしめ接合によりダイパッド１０をリードフレーム２０に接合する場合には、かしめ接合を行うためのピンや金型などが必要になるので、部品点数および製造設備が増加するという不都合がある。また、スポット溶接によりダイパッド１０をリードフレーム２０に接合する場合には、溶接時の熱によって、ダイパッド１０に固定した半導体チップ１が熱損傷を受けるという不都合がある。このため、超音波接合によりダイパッド１０をリードフレーム２０に接合することによって、部品点数および製造設備の増加を抑制することができるとともに、半導体チップ１に熱損傷が加わるという不都合が生じるのを抑制することができる。
【００５９】
次に、上記第１実施形態の効果を確認するために行った実験について説明する。この実験では、半導体チップのクラック発生率に及ぼすダイパッドの材質の影響を確認するために、ダイパッドの材質を変えた場合の半導体チップの反り量および半導体チップのクラック発生率を測定した。具体的には、上記製造方法と同様の方法を用いて、ダイパッド上にハンダ層（第１ハンダ層）を介して半導体チップを固定し、これにより、実施例１および比較例の試料を作製した。なお、４２Ａｌｌｏｙ合金からなるダイパッド上に半導体チップを固定した試料を実施例１とし、銅系（銅または銅合金）材料からなるダイパッド上に半導体チップを固定した試料を比較例とした。また、ダイパッド上に固定する半導体チップのチップサイズは、実施例１および比較例のいずれも、一辺の長さが７ｍｍの正方形形状である７ｍｍ□の半導体チップ、および、一辺の長さが５ｍｍの正方形形状である５ｍｍ□の半導体チップの２種類とした。また、実施例１の試料数および比較例の試料数は、チップサイズ毎に各１０個とした。また、ダイパッドの厚みは、実施例１および比較例のいずれも、約０．１２５ｍｍとした。
【００６０】
図１５は、ダイパッド上に固定された半導体チップの反り量の測定方法を示す概略図である。図１５を参照して、半導体チップの反り量ａは、半導体チップ１の中央の高さ位置と、半導体チップ１の端部の高さ位置との差により求めた。また、半導体チップ１の反り量ａは、キーエンス社製の赤外線非接触変位計（ＬＴ−８０１０）を用いて測定した。そして、各１０個の測定結果の平均値をもって半導体チップ１の平均反り量とした。また、半導体チップ１のクラック発生率は、目視観察によってクラックの有無を確認した後、クラックの存在する半導体チップ１の個数を全体の個数（１０個）で除することにより算出した。これらの結果を表１に示す。
【００６１】
【表１】
2008187009.tif 000003
上記表１に示すように、実施例１と比較例とを比べた結果、半導体チップの平均反り量は、実施例１の方が、比較例よりも非常に小さくなることが判明した。具体的には、７ｍｍ□の半導体チップが固定された試料については、銅および銅合金からなるダイパッドを用いた比較例では、半導体チップの平均反り量は７０μｍであったのに対し、４２Ａｌｌｏｙ合金からなるダイパッドを用いた実施例１では、半導体チップの平均反り量は７．６μｍと比較例の約１／９の値であった。また、５ｍｍ□の半導体チップが固定された試料については、比較例では、半導体チップの平均反り量は２５μｍであったのに対し、実施例１では、半導体チップの平均反り量は３．６μｍと比較例の約１／７の値であった。また、半導体チップのクラック発生率は、比較例では、いずれも１００％であったのに対し、実施例１では、いずれも０％であった。
【００６２】
以上のように、ダイパッドを、半導体チップ（シリコン基板）の熱膨張係数との差が小さい４２Ａｌｌｏｙ合金から構成することによって、ダイパッドの厚みが約０．１２５ｍｍであっても、ダイパッド上に固定される半導体チップの反り量を低減させることが可能であることが確認された。また、クラック発生率は半導体チップの反り量の影響を強く受けるため、半導体チップの反り量を低減させることによって、クラック発生率も低減させることが可能であることが確認された。また、４２Ａｌｌｏｙ合金からダイパッドを構成することによって、より大きなチップサイズの半導体チップを固定した場合でも、クラックの発生を抑制することが可能であることが確認された。なお、実施例１では、４２Ａｌｌｏｙ合金からなるダイパッドを用いたが、４２Ａｌｌｏｙ合金の熱膨張係数（４〜８ｐｐｍ／Ｋ程度）との差が小さいコバール合金（熱膨張係数：５〜７ｐｐｍ／Ｋ程度）からなるダイパッドを用いた場合でも、上記と同様の結果が得られるものと考えられる。
【００６３】
（第２実施形態）
図１６は、本発明の第２実施形態による樹脂封止型半導体装置の断面図であり、図１７は、図１６に示した本発明の第２実施形態による樹脂封止型半導体装置のダイパッドの平面図である。図１８は、図１７の５００−５００線に沿った断面図である。次に、図１６〜図１８を参照して、第２実施形態による樹脂封止型半導体装置２００の構造について説明する。なお、樹脂封止型半導体装置２００のダイパッド１１０以外の構造については、上記第１実施形態と同様であるためその説明を省略する。
【００６４】
この第２実施形態による樹脂封止型半導体装置２００では、上記第１実施形態と異なり、ダイパッド１１０は、銅または銅合金から構成されている。また、ダイパッド１１０は、図１６に示すように、リード端子２１の厚み（約０．１５ｍｍ）よりも大きい厚みに構成されている。具体的には、ダイパッド１１０は、約０．２５ｍｍの厚み、好ましくは、約０．５ｍｍの厚みに構成されている。なお、ダイパッド１１０のその他の構成は、上記第１実施形態のダイパッド１０（図４〜図６参照）の構成と同様である。すなわち、ダイパッド１１０は、図１７および図１８に示すように、一体的に連結された４つの吊りリード１１１を含んでいる。また、ダイパッド１１０の下面（他方主面）１１０ｂとダイパッド１１０の側面とによって構成される角部には、図１８に示すように、切欠部１１２が設けられている。また、ダイパッド１１０の上面（一方主面）１１０ａには、半導体チップ１が固定されるチップ固定領域１１３が設けられており、そのチップ固定領域１１３の周囲を囲むように、上面１１０ａ側から下面１１０ｂ側に貫通する開口部１１４が設けられている。
【００６５】
第２実施形態では、上記のように、ダイパッド１１０を、リード端子２１の厚みよりも大きい約０．２５ｍｍの厚み、好ましくは、約０．５ｍｍの厚みに構成することによって、ダイパッド１１０に十分な強度を持たせることができるので、ダイパッド１１０を銅または銅合金から構成した場合でも、半導体チップ１を、第１ハンダ層２を介してダイパッド１１０上に固定した際に、ダイパッド１１０の反りが大きくなるのを抑制することができる。これにより、半導体チップ１に加わる応力（半導体チップ１の反り）を低減することができるので、半導体チップ１に、クラックなどの損傷が発生するのを抑制することができる。
【００６６】
また、第２実施形態では、ダイパッド１１０の厚みとリード端子２１の厚みとを異なる大きさに構成することによって、ダイパッド１１０の厚みを大きくした場合でも、リード端子２１の厚みが大きくなるのを抑制することができるので、リード端子２１の形成およびリード端子２１の曲げ加工などを容易に行うことができる。これにより、半導体チップ１の損傷を抑制しながら、樹脂封止型半導体装置の製造効率を向上させることができる。
【００６７】
なお、第２実施形態のその他の効果は、上記した第１実施形態の効果と同様である。
【００６８】
次に、図７および図１６〜図１８を参照して、本発明の第２実施形態による樹脂封止型半導体装置２００の製造方法について説明する。
【００６９】
まず、図７に示したように、上記第１実施形態と同様の方法により上記第１実施形態と同様のリードフレーム２０を形成する。次に、図１７および図１８に示すように、銅または銅合金から構成される約０．２５ｍｍの厚み、好ましくは、約０．５ｍｍの厚みを有する薄板を、打ち抜きプレス加工またはエッチング加工などを行うことによって、ダイパッド１１０を形成する。この際、材質および厚み以外のダイパッド１１０の構成については、上記第１実施形態と同様に構成する。その後、上記した第１実施形態と同様の製造方法を用いて、アウターリード部２１ａの曲げ加工まで行う。これにより、図１６に示した、本発明の第２実施形態による樹脂封止型半導体装置２００が製造される。
【００７０】
続いて、上記第２実施形態の効果を確認するために行った実験について説明する。この実験では、半導体チップのクラック発生率に及ぼすダイパッドの厚みの影響を確認するために、ダイパッドの厚みを変えた場合の半導体チップの反り量および半導体チップのクラック発生率を測定した。具体的には、上記した製造方法と同様の方法を用いて、ダイパッド上にハンダ層（第１ハンダ層）を介して半導体チップを固定し、これにより、実施例２および実施例３の試料を作製した。また、ダイパッドは、いずれも、銅系（銅または銅合金）材料から構成し、その厚みのみを変化させた。すなわち、約０．２５ｍｍの厚みを有する銅系材料からなるダイパッド上に半導体チップを固定した試料を実施例２とし、約０．５ｍｍの厚みを有する銅系材料からなるダイパッド上に半導体チップを固定した試料を実施例３とした。また、ダイパッド上に固定する半導体チップのチップサイズは、上記第１実施形態（実施例１および比較例）と同様、実施例２および実施例３のいずれも、一辺の長さが７ｍｍの正方形形状である７ｍｍ□の半導体チップ、および、一辺の長さが５ｍｍの正方形形状である５ｍｍ□の半導体チップの２種類とした。さらに、実施例２の試料数および実施例３の試料数は、チップサイズ毎に各１０個とした。なお、半導体チップの反り量、および、半導体チップのクラック発生率は、いずれも、上記第１実施形態と同様の方法により測定した。これらの結果を、上記第１実施形態の比較例とともに表２に示す。
【００７１】
【表２】
2008187009.tif 000004
上記表２に示すように、実施例２と比較例とを比べた結果、半導体チップの平均反り量は、実施例２の方が、比較例よりも小さくなることが判明した。具体的には、７ｍｍ□の半導体チップが固定された試料については、約０．１２５ｍｍの厚みを有するダイパッドを用いた比較例では、半導体チップの平均反り量は７０μｍであったのに対し、約０．２５ｍｍの厚みを有するダイパッドを用いた実施例２では、半導体チップの平均反り量は６５μｍであった。また、５ｍｍ□の半導体チップが固定された試料については、比較例では、半導体チップの平均反り量は２５μｍであったのに対し、実施例２では、半導体チップの平均反り量は２２μｍであった。
【００７２】
また、半導体チップのクラック発生率は、７ｍｍ□の半導体チップが固定された試料については、実施例２および比較例のいずれも、１００％であり、比較例に対する実施例２の優位性は認められなかったものの、５ｍｍ□の半導体チップが固定された試料については、比較例では、半導体チップのクラック発生率は１００％であったのに対し、実施例２では、半導体チップのクラック発生率は６０％と、比較例に対する実施例２の優位性が認められた。
【００７３】
また、上記表２に示すように、実施例３と比較例とを比べた結果、半導体チップの平均反り量は、実施例３の方が、比較例よりも小さくなることが判明した。具体的には、７ｍｍ□の半導体チップが固定された試料については、約０．５ｍｍの厚みを有するダイパッドを用いた実施例３では、半導体チップの平均反り量は３４．２μｍであった。また、５ｍｍ□の半導体チップが固定された試料については、半導体チップの平均反り量は１３μｍであった。これらの値は、いずれも、比較例の約１／２と小さいものであった。また、半導体チップのクラック発生率は、実施例３では、いずれも０％であった。
【００７４】
以上のように、ダイパッドの厚みを大きくすることによって、ダイパッドを銅系材料から構成した場合でも、ダイパッド上に固定される半導体チップの反り量を小さくすることが可能であることが確認された。また、半導体チップの反り量を小さくすることによって、半導体チップのクラック発生率を低減させることが可能であることが確認された。なお、実施例２では、半導体チップのチップサイズが比較的小さい範囲内において、半導体チップのクラック発生率を低減させる効果が大きいことが確認された。また、実施例３では、半導体チップのチップサイズが大きくなった場合でも、半導体チップのクラック発生率を低減させる効果が大きいことが確認された。
【００７５】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００７６】
たとえば、上記第１および第２実施形態では、ＱＦＰ型の樹脂封止型半導体装置に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、ダイパッドを備えた樹脂封止型半導体装置であれば、ＱＦＰ型以外の樹脂封止型半導体装置に本発明を適用してもよい。ＱＦＰ型以外の樹脂封止型半導体装置としては、たとえば、ＱＦＮ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｎｏｎ−Ｌｅａｄｅｄ  Ｐａｃｋａｇｅ）型、ＱＦＪ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｊ−ｌｅａｄ  Ｐａｃｋａｇｅ）型、ＳＯＰ（Ｓｍａｌｌ  Ｏｕｔｌｉｎｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）型、および、ＳＯＪ（Ｓｍａｌｌ  Ｏｕｔｌｉｎｅ  Ｊ−ｌｅａｄ  Ｐａｃｋａｇｅ）型などの樹脂封止型半導体装置が考えられる。
【００７７】
また、上記第１および第２実施形態では、ダイパッドの底面が樹脂封止層の底面から露出するように樹脂封止型半導体装置を構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、ダイパッドの底面が樹脂封止層に覆われるように、樹脂封止型半導体装置を構成してもよい。
【００７８】
また、上記第１および第２実施形態では、ダイパッドの下面とダイパッドの側面とによって構成される４つの角部に切欠部をそれぞれ設けた例を示したが、本発明はこれに限らず、ダイパッドの下面とダイパッドの側面とによって構成される角部の一部に切欠部を設けるようにしてもよい。また、ダイパッドに切欠部を設けないようにしてもよい。
【００７９】
また、上記第１および第２実施形態では、ダイパッドに、上面側から下面側に貫通する開口部を複数設けた例を示したが、本発明はこれに限らず、ダイパッドに、上面側から下面側に貫通する開口部を１つだけ設けるようにしてもよい。また、ダイパッドに、開口部を設けないように構成してもよい。
【００８０】
また、上記第１および第２実施形態では、樹脂封止型半導体装置の製造工程において、超音波接合によりダイパッドの吊りリードとリードフレームとを接合（接続）した例を示したが、本発明はこれに限らず、超音波接合以外の接合方法により、ダイパッドの吊りリードとリードフレームとを接続してもよい。たとえば、かしめ接合やスポット溶接により、ダイパッドの吊りリードとリードフレームとを接続してもよい。また、ＱＦＮ型の樹脂封止型半導体装置などに本発明を適用する場合には、ダイパッドとリードフレームとを接続せずに樹脂封止型半導体装置を製造してもよい。
【００８１】
また、上記第１および第２実施形態では、ダイパッド上に半導体チップを固定した後に、半導体チップが固定されたダイパッドをリードフレームに接続する例を示したが、本発明は、これに限らず、ダイパッドをリードフレームに接続した後に、リードフレームのダイパッド上に半導体チップを固定するようにしてもよい。
【００８２】
また、上記第１実施形態では、ダイパッドの厚みを、リード端子の厚みよりも小さい厚みに構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、ダイパッドの厚みを、リード端子の厚みと同じ厚みに構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の第１実施形態による樹脂封止型半導体装置の樹脂封止層の一部を取り除いた状態を示す全体斜視図である。
【図２】図１に示した本発明の第１実施形態による樹脂封止型半導体装置の樹脂封止層の一部を取り除いた状態を示す平面図である。
【図３】図２の３００−３００線に沿った断面図である。
【図４】図１に示した本発明の第１実施形態による樹脂封止型半導体装置のダイパッドの全体斜視図である。
【図５】図１に示した本発明の第１実施形態による樹脂封止型半導体装置のダイパッドの平面図である。
【図６】図５の４００−４００線に沿った断面図である。
【図７】図１に示した本発明の第１実施形態による樹脂封止型半導体装置の製造方法を説明するための平面図である。
【図８】図１に示した本発明の第１実施形態による樹脂封止型半導体装置の製造方法を説明するための平面図である。
【図９】図１に示した本発明の第１実施形態による樹脂封止型半導体装置の製造方法を説明するための斜視図である。
【図１０】図１に示した本発明の第１実施形態による樹脂封止型半導体装置の製造方法を説明するための平面図である。
【図１１】図１に示した本発明の第１実施形態による樹脂封止型半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図１２】図１に示した本発明の第１実施形態による樹脂封止型半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図１３】図１に示した本発明の第１実施形態による樹脂封止型半導体装置の製造方法を説明するための平面図である。
【図１４】図１に示した本発明の第１実施形態による樹脂封止型半導体装置の製造方法を説明するための平面図である。
【図１５】ダイパッド上に固定された半導体チップの反り量の測定方法を示す概略図である。
【図１６】本発明の第２実施形態による樹脂封止型半導体装置の断面図である。
【図１７】図１６に示した本発明の第２実施形態による樹脂封止型半導体装置のダイパッドの平面図である。
【図１８】図１７の５００−５００線に沿った断面図である。
【符号の説明】
【００８４】
１                    半導体チップ
２                    第１ハンダ層（ハンダ層）
３                    第２ハンダ層
４                    第３ハンダ層
５                    ボンディングワイヤ
１０、１１０          ダイパッド
１０ａ、１１０ａ      上面（一方主面）
１０ｂ、１１０ｂ      下面（他方主面）
１１、１１１          吊りリード
１２、１１２          切欠部
１３、１１３          チップ固定領域
１４、１１４          開口部
２０                  リードフレーム
２１                  リード端子
２１ａ                アウターリード部
２１ｂ                インナーリード部（一方端部）
２２                  ダム部材
３０                  樹脂封止層
４０                  実装基板
１００、２００        樹脂封止型半導体装置
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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