(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子（１５）と、
前記半導体素子が固定されているダイパッド（２２）、および、外部接続用のリードである外部接続リード（２３１、２３２、２３３）を有するリードフレーム（１６）と、
前記外部接続リードのパッドである外部接続パッド（２４１、２４２、２４３）と前記半導体素子とを接続しているボンディングワイヤ（１７）と、
エポキシ樹脂を主成分とするエポキシ系樹脂からなり、前記半導体素子、前記ダイパッド、前記外部接続パッドおよび前記ボンディングワイヤを封入しているパッケージ（１８）と、
を備え、
前記リードフレームは、前記ダイパッドから延び出して、前記外部接続リードとは異なる位置で前記パッケージから露出している突出部（３１、４１、４２）をさらに有しており、
前記突出部は、前記パッケージのうち前記外部接続リードとは反対側から露出しており、
前記外部接続リードは、前記外部接続パッドと、前記外部接続パッドから延び出しているターミナルとを有しており、
前記ダイパッドのうち前記半導体素子が設けられる表側の表層部、および、前記外部接続パッドのうち前記ボンディングワイヤが接続される表側の表層部は、前記突出部の表層部のうち前記パッケージと接触している部分と、前記ターミナルの表層部のうち前記パッケージと接触している部分との間の全領域において、銀から構成されており、
前記突出部の表層部のうち前記パッケージと接触している部分、および、前記ターミナルの表層部のうち前記パッケージと接触している部分は、銀よりもイオン化傾向の大きい材料から構成されている磁気センサ。
【請求項２】
前記突出部は複数設けられている請求項１に記載の磁気センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣやＬＳＩなどの半導体パッケージは、リードフレームのダイパッドに半導体素子を固定し、半導体素子の電極部とリードフレームの外部接続リードのパッド（以下、外部接続パッド）とをボンディングワイヤで接続し、半導体素子付きのリードフレームを成形型に入れて、その成形型内に樹脂を流して半導体素子を封入することにより作られる。このような半導体パッケージには、例えばホール素子や磁気抵抗素子などを用いた磁気センサがある。
【０００３】
磁気センサを作るとき、樹脂の流れによりリードフレームが型内で動き、半導体素子の位置がずれると、センサ出力が本来のものから変わるという問題が起こる。これに対して、特許文献１では、外部接続リードとは別に、リードフレームに突出部を設け、この突出部を成形型に挟持させている。これにより、リードフレームが成形型内で動くことを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／０１１３２４０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者は、特許文献１の磁気センサを使用していると、樹脂からなるパッケージがリードフレームから剥離するおそれがあることを知見した。特許文献１には、このような課題および解決策について記載がない。
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、パッケージとリードフレームとの間の剥離が抑制された磁気センサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、パッケージの剥離について検討を重ねたところ、リードフレームの突出部から剥離が発生することが分かった。リードフレームの主要部には、外部接続パッドとボンディングワイヤとの接合性を高めるために、銀めっき等が施されるのが一般的である。突出部にも銀めっきが施される場合、エポキシ系樹脂からなるパッケージと突出部との接合性が低くなることが考えられる。本発明者は、この知見に基づき本発明を完成するに至った。
【０００７】
本発明による磁気センサは、半導体素子（１５）と、リードフレーム（１６）と、ボンディングワイヤ（１７）と、パッケージ（１８）とを備える。リードフレームは、半導体素子が固定されているダイパッド（２２）、および、外部接続用のリードである外部接続リード（２３１、２３２、２３３）を有する。ボンディングワイヤは、外部接続リードのパッドである外部接続パッド（２４１、２４２、２４３）と半導体素子とを接続している。パッケージは、エポキシ樹脂を主成分とするエポキシ系樹脂からなり、半導体素子、ダイパッド、外部接続パッドおよびボンディングワイヤを封入している。
【０００８】
リードフレームは、ダイパッドから延び出して、外部接続リードとは異なる位置でパッケージから露出している突出部（３１、４１、４２）をさらに有する。
突出部は、パッケージのうち外部接続リードとは反対側から露出している。外部接続リードは、外部接続パッドと、外部接続パッドから延び出しているターミナルとを有している。ダイパッドのうち半導体素子が設けられる表側の表層部、および、外部接続パッドのうちボンディングワイヤが接続される表側の表層部は、突出部の表層部のうちパッケージと接触している部分と、ターミナルの表層部のうちパッケージと接触している部分との間の全領域において、銀から構成されている。突出部の表層部のうちパッケージと接触している部分、および、ターミナルの表層部のうちパッケージと接触している部分は、銀よりもイオン化傾向の大きい材料から構成されている。
【０００９】
銀よりもイオン化傾向の大きい材料ということは、銀よりも酸化しやすい材料ということである。パッケージを構成するエポキシ樹脂は、酸素との接合性が良好な材料を用いている。そのため、突出部の表層部のうちパッケージと接触している部分は、銀めっきが施されている場合と比べると、パッケージとの接合性が高い。したがって、本発明によれば、パッケージがリードフレームの突出部から剥離することが抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態による磁気センサの外観図である。
【図２】図１の磁気センサのＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図１の磁気センサのパッケージを一部切り欠いて示す図である。
【図４】図１の磁気センサの製造工程のうち、リードフレーム形成工程を説明する図である。
【図５】図１の磁気センサの製造工程のうち、めっき工程を説明する図である。
【図６】図１の磁気センサの製造工程のうち、ダイボンディング工程を説明する図である。
【図７】図１の磁気センサの製造工程のうち、ワイヤボンディング工程を説明する図である。
【図８】図１の磁気センサの製造工程のうち、封入工程の第１段階を説明する図である。
【図９】図１の磁気センサの製造工程のうち、封入工程の第２段階を説明する図である。
【図１０】本発明の第２実施形態による磁気センサを示す図である。
【図１１】本発明の第１の他の実施形態による磁気センサを示す図である。
【図１２】本発明の第２の他の実施形態による磁気センサを示す図である。
【図１３】本発明の第３の他の実施形態による磁気センサを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づき説明する。複数の実施形態において実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態による磁気センサを図１に示す。磁気センサ１０は、磁界の大きさと方向を計測することを目的としたセンサであり、例えば回転角度を検出する用途に使用される。
【００１２】
先ず、磁気センサ１０の全体的な構成について図１〜図３を参照して説明する。
図１〜図３に示すように、磁気センサ１０は、ホール素子１５、リードフレーム１６、ボンディングワイヤ１７、パッケージ１８を備えている。ホール素子１５は、特許請求の範囲に記載の「半導体素子」に相当する。
ホール素子１５は、ホール効果を利用して磁界を検出する素子である。ホール素子１５の表面には電極部２１が設けられている。
【００１３】
リードフレーム１６は、ホール素子１５が固定されているダイパッド２２と、外部接続用のリードである外部接続リード２３１、２３２、２３３とを有している。外部接続リード２３１は、ダイパッド２２と一体に形成されている。外部接続リード２３２、２３３は、ダイパッド２２とは別体に形成されており、ダイパッド２２から離して配置されている。
【００１４】
外部接続リード２３１は、パッド（以下、外部接続パッド）２４１、および、外部接続パッド２４１から延び出しているターミナル２５１を有している。外部接続パッド２４１は、ダイパッド２２に接続されている。
外部接続リード２３２は、外部接続パッド２４２、および、外部接続パッド２４２から延び出しているターミナル２５２を有している。
外部接続リード２３３は、外部接続パッド２４３、および、外部接続パッド２４３から延び出しているターミナル２５３を有している。
【００１５】
以降、外部接続リード２３１、２３２、２３３を区別しない場合は単に「外部接続リード２３」と記載する。また、外部接続パッド２４１、２４２、２４３を区別しない場合は単に「外部接続パッド２４」と記載する。また、ターミナル２５１、２５２、２５３を区別しない場合は単に「ターミナル２５」と記載する。
【００１６】
ボンディングワイヤ１７は、例えば金、銅、またはアルミニウム等からなる電線であり、外部接続パッド２４とホール素子１５の電極部２１とを接続している。
パッケージ１８は、エポキシ樹脂を主成分とするエポキシ系樹脂からなり、ホール素子１５、ダイパッド２２、外部接続パッド２４およびボンディングワイヤ１７を封入している。
【００１７】
次に、磁気センサ１０の特徴的な構成について図１〜図９を参照して説明する。
図１〜図３に示すように、リードフレーム１６は、突出部３１をさらに有している。突出部３１は、ダイパッド２２から延び出して、外部接続リード２３とは異なる位置でパッケージ１８から露出している。外部接続リード２３１はダイパッド２２から一方へ延び出しており、突出部３１はダイパッド２２から他方へ延び出している。そして、突出部３１は、パッケージ１８のうち外部接続リード２３とは反対側から突き出して外部に露出している。
【００１８】
ダイパッド２２および外部接続パッド２４の表側の面３２には銀めっきが施されている。これにより、リードフレーム１６とボンディングワイヤ１７との接合性が高められている。
【００１９】
一方、ダイパッド２２および外部接続パッド２４の裏側の面３３と、突出部３１の表面３４およびターミナル２５の表面３５とには、銅めっきが施されている。これにより、突出部３１およびターミナル２５の表層部のうちパッケージ１８と接触している部分は、銀よりもイオン化傾向の大きい材料から構成されている。銀よりもイオン化傾向の大きい材料は、銀よりも酸化しやすい材料である。パッケージ１８を構成しているエポキシ樹脂は、酸素との接合性が良好である。そのため、銅めっきが施されている突出部３１およびターミナル２５は、銀めっきが施されるものと比べると、パッケージ１８との接合性が高められている。
【００２０】
このように構成された磁気センサ１０は、次の（１）〜（６）の手順で作られる。
（１）図４に示すように複数のリードフレーム１６が一体に形成される。複数のリードフレーム１６は、ターミナル２５が突き出す方向と交差する方向に連なるように設けられており、接続部３６により互いにつながっている。接続部３６は、格子状であり、各突出部３１および各ターミナル２５に接続されている。
【００２１】
（２）図５に示すようにリードフレーム１６にめっきが施される。先ずはリードフレーム１６の全体に銅めっきが施され、続いてダイパッド２２および外部接続パッド２４の表側の面３２に銀めっきが施される。銀めっきが施されるとき、複数のリードフレーム１６が連なる方向に沿って直線状にパターニングされる。
【００２２】
（３）図６に示すようにダイパッド２２にホール素子１５が固定される。
（４）図７に示すように外部接続パッド２４とホール素子１５の電極部２１とがボンディングワイヤ１７により接続される。
【００２３】
（５）図８に示すようにホール素子１５付きのリードフレーム１６が成形型３７にセットされ、図９に示すように成形型３７内に樹脂が流されてホール素子１５等が封入される。このとき、突出部３１およびターミナル２５が成形型３７の上型３８と下型３９とに挟持されることによりリードフレーム１６が成形型３７内で固定される。これにより、リードフレーム１６が樹脂の流れにより成形型３７内で動くことが抑制される。
（６）突出部３１およびターミナル２５がカットされ、各磁気センサ１０が互いに分離させられる。
【００２４】
（効果）
以上説明したように、第１実施形態では、パッケージ１８は、エポキシ樹脂を主成分とするエポキシ系樹脂からなる。リードフレーム１６は、ダイパッド２２から延び出して、外部接続リード２３とは異なる位置でパッケージ１８から露出している突出部３１を有する。この突出部３１の表層部のうちパッケージ１８と接触している部分は、銀よりもイオン化傾向の大きい材料、すなわち銅めっき層から構成されている。
【００２５】
銀よりもイオン化傾向の大きい材料ということは、銀よりも酸化しやすい材料ということである。パッケージ１８を構成するエポキシ樹脂は、酸素との接合性が良好である。そのため、突出部３１の表層部のうちパッケージ１８と接触している部分は、銀めっきが施されている場合と比べると、パッケージ１８との接合性が高い。したがって、パッケージ１８がリードフレーム１６の突出部３１から剥離することが抑制される。第１実施形態によれば、パッケージ１８の剥離に起因してホール素子１５にかかる応力が変動することが回避されるので、センサ出力特性の経時的な変化が抑制される。
【００２６】
また、第１実施形態では、突出部３１は、パッケージ１８のうち外部接続リード２３とは反対側から露出している。そのため、図５に示すように、ターミナル２５が突き出す方向と交差する方向に複数のリードフレーム１６が連なるように設けたものに対して、ダイパッド２２および外部接続パッド２４の表側の面３２に銀めっきを施すとき、複数のリードフレーム１６が連なる方向に沿って直線状にパターニングすることが可能となる。つまり、複数のリードフレーム１６が連なる方向に沿って直線状にパターニングしても、突出部３１には銀めっきが施されずに済む。そのため、銀めっきが容易である。
【００２７】
また、第１実施形態では、外部接続リード２３は、外部接続パッド２４と、外部接続パッド２４から延び出しているターミナル２５とを有している。ターミナル２５の表層部のうちパッケージ１８と接触している部分は、銀よりもイオン化傾向の大きい材料、すなわち銅めっき層から構成されている。そのため、パッケージ１８がリードフレーム１６のターミナル２５から剥離することが抑制される。
【００２８】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態では、図１０に示すように、突出部３１は２つ設けられている。突出部３１は、パッケージ１８のうち外部接続リード２３とは反対側から露出している。したがって、第１実施形態と同様にパッケージ１８がリードフレーム１６の突出部３１から剥離することが抑制される。さらに、パッケージ１８の形成時に２つの突出部３１を成形型３７に挟持させることによって、リードフレーム１６を一層安定的に固定することができる。
【００２９】
［他の実施形態］
本発明の他の実施形態では、図１０および図１１に示すように、リードフレーム１６の突出部４１、４２は、ターミナル２５が突き出す方向と交差する方向の片側へ突き出すように設けられてもよい。また、図１２に示すように、両方の突出部４１、４２が設けられてもよい。
本発明の他の実施形態では、突出部の数は３つ以上であってもよい。
本発明の他の実施形態では、突出部およびターミナルに施されるめっきは、銅めっきに限らず、例えばアルミニウム、ニッケル、スズ等、銀よりもイオン化傾向の大きい材料のめっきであればよい。
【００３０】
本発明の他の実施形態では、突出部およびターミナルの表層部は、内部と同一材料から構成されてもよい。例えば、銅からなるリードフレームの一部に銀めっきが施されることで、突出部およびターミナルの表層部は銅から構成されるようにしてもよい。要するに、突出部およびターミナルの表層部のうちパッケージと接触している部分が、銀よりもイオン化傾向の大きい材料から構成されていればよい。
本発明の他の実施形態では、外部接続リードの数は１つ、２つ、または４つ以上であってもよい。
【００３１】
また、本発明の他の実施形態では、突出部およびターミナルのうち、突出部の表層部のみが銀よりもイオン化傾向の大きい材料から構成されていても良い。
さらには、突出部の表層部に用いられる材料とターミナルの表層部に用いられる材料とを異なる材料で構成しても良く、例えば突出部の表層部に銅めっきを施し、ターミナルの表層部のうち、パッケージと接触している部分にアルミめっきを施す構成であっても良い。
またさらに、本発明の他の実施形態では、ホール素子に限らず、磁気抵抗素子等の他の半導体素子が用いられてもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１０・・・磁気センサ
１５・・・ホール素子（半導体素子）
１６・・・リードフレーム
１７・・・ボンディングワイヤ
１８・・・パッケージ
２１・・・電極部
２２・・・ダイパッド
２３、２３１、２３２、２３３・・・外部接続リード
２４、２４１、２４２、２４３・・・外部接続パッド
３１、４１、４２・・・突出部
【図１】
0006759738.tif 000002
【図２】
0006759738.tif 000003
【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】
0006759738.tif 000009
【図９】
0006759738.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
0006759738.tif 000012
【図１２】
0006759738.tif 000013
【図１３】
0006759738.tif 000014