(57)【要約】【課題】信頼性が高く、薄型化された半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器を提供することにある。【解決手段】半導体装置は、インナーリード３０と、ダイパッド１４と、電極１２が形成された面がダイパッド１４と対向するようにダイパッド１４にボンディングされてなる半導体チップ１０と、インナーリード３０と電極１２とを電気的に接続するワイヤ１６と、インナーリード３０、ダイパッド１４、半導体チップ１０及びワイヤ１６を封止する封止部１８と、封止部１８の外側に延びたアウターリード４０とを含む。インナーリード３０におけるワイヤ１６がボンディングされた面が、半導体チップ１０における電極１２が形成された面とは反対側の面よりも、半導体チップ１０における電極１２が形成された面が向いている方向の側に配置されてなる。【選択図】　　　　図１
2004119700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インナーリードと、
ダイパッドと、
複数の電極を有し、前記電極が形成された面が前記ダイパッドと対向するように前記ダイパッドにボンディングされてなる半導体チップと、
前記インナーリードと前記電極とを電気的に接続するワイヤと、
前記インナーリード、前記ダイパッド、前記半導体チップ及び前記ワイヤを封止する封止部と、
前記封止部の外側に延びたアウターリードと、
を含み、
前記インナーリードにおける前記ワイヤがボンディングされた面が、前記半導体チップにおける前記電極が形成された面とは反対側の面よりも、前記半導体チップにおける前記電極が形成された面が向いている方向の側に配置されてなる半導体装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置において、
前記ダイパッドは、前記インナーリードとほぼ同じ高さに配置されてなる半導体装置。
【請求項３】
請求項１記載の半導体装置において、
前記ダイパッドは、前記インナーリードよりも、前記半導体チップにボンディングされた面が向いている方向にシフトしてなる半導体装置。
【請求項４】
請求項１記載の半導体装置において、
前記ダイパッドは、前記インナーリードよりも、前記半導体チップにボンディングされた面が向いている方向とは反対方向にシフトしてなる半導体装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の半導体装置において、
前記ダイパッドの外側に前記電極が形成されてなる半導体装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の半導体装置が実装されてなる回路基板。
【請求項７】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の半導体装置を有する電子機器。
【請求項８】
ダイパッドに、複数の電極を有する半導体チップを、前記電極が形成された面と前記ダイパッドとが対向するようにボンディングすること、
前記電極とインナーリードとをワイヤによって電気的に接続すること、及び、
前記インナーリードにおける前記ワイヤがボンディングされた面を、前記半導体チップにおける前記電極が形成された面とは反対側の面よりも、前記半導体チップにおける前記電極が形成された面が向いている方向の側に配置して、前記ダイパッド、前記半導体チップ、前記インナーリード及び前記ワイヤを封止することを含む半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項８記載の半導体装置の製造方法において、
前記ダイパッドを、前記インナーリードとほぼ同じ高さに配置する半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項８記載の半導体装置の製造方法において、
前記ダイパッドを、前記インナーリードよりも、前記半導体チップにボンディングされた面が向いている方向にシフトさせることをさらに含む半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項８記載の半導体装置の製造方法において、
前記ダイパッドを、前記インナーリードよりも、前記半導体チップにボンディングされた面が向いている方向とは反対の方向にシフトさせることをさらに含む半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項８から請求項１１のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
前記ダイパッドの外側に前記電極を形成する半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器に関する。
【０００２】
【発明の背景】
半導体装置のパッケージ形態として、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ　Ｆｌａｔ　Ｐａｃｋａｇｅ）のように、リードフレームのダイパッドに半導体チップを搭載し、半導体チップ及びインナーリードを樹脂などで封止したものが知られている。そして、これらの半導体装置については、信頼性を維持しつつ薄型化することが要求されている。
【０００３】
本発明の目的は、信頼性が高く、薄型化された半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明に係る半導体装置は、
インナーリードと、
ダイパッドと、
複数の電極を有し、前記電極が形成された面が前記ダイパッドと対向するように前記ダイパッドにボンディングされてなる半導体チップと、
前記インナーリードと前記電極とを電気的に接続するワイヤと、
前記インナーリード、前記ダイパッド、前記半導体チップ及び前記ワイヤを封止する封止部と、
前記封止部の外側に延びたアウターリードと、
を含み、
前記インナーリードにおける前記ワイヤがボンディングされた面が、前記半導体チップにおける前記電極が形成された面とは反対側の面よりも、前記半導体チップにおける前記電極が形成された面が向いている方向の側に配置されてなる。
【０００５】
本発明によれば、半導体装置の封止部を薄くすることができる。そのため、薄型化された半導体装置を提供することができる。
【０００６】
（２）この半導体装置において、
前記ダイパッドは、前記インナーリードとほぼ同じ高さに配置されてもよい。
【０００７】
（３）この半導体装置において、
前記ダイパッドは、前記インナーリードよりも、前記半導体チップにボンディングされた面が向いている方向にシフトしてもよい。
【０００８】
（４）この半導体装置において、
前記ダイパッドは、前記インナーリードよりも、前記半導体チップにボンディングされた面が向いている方向とは反対方向にシフトしてもよい。
【０００９】
（５）この半導体装置において、
前記ダイパッドの外側に前記電極が形成されてもよい。
【００１０】
（６）本発明に係る回路基板には、上記半導体装置が実装されてなる。
【００１１】
（７）本発明に係る電子機器は、上記半導体装置を有する。
【００１２】
（８）本発明に係る半導体装置の製造方法は、
ダイパッドに、複数の電極を有する半導体チップを、前記電極が形成された面と前記ダイパッドとが対向するようにボンディングすること、
前記電極とインナーリードとをワイヤによって電気的に接続すること、及び、前記インナーリードにおける前記ワイヤがボンディングされた面を、前記半導体チップにおける前記電極が形成された面とは反対側の面よりも、前記半導体チップにおける前記電極が形成された面が向いている方向の側に配置して、前記ダイパッド、前記半導体チップ、前記インナーリード及び前記ワイヤを封止することを含む。
【００１３】
本発明によれば、半導体装置の封止部を薄くすることができる。そのため、薄型化された半導体装置を製造することができる。
【００１４】
（９）この半導体装置の製造方法において、
前記ダイパッドを、前記インナーリードとほぼ同じ高さに配置してもよい。
【００１５】
（１０）この半導体装置の製造方法において、
前記ダイパッドを、前記インナーリードよりも、前記半導体チップにボンディングされた面が向いている方向にシフトさせることをさらに含んでもよい。
【００１６】
（１１）この半導体装置の製造方法において、
前記ダイパッドを、前記インナーリードよりも、前記半導体チップにボンディングされた面が向いている方向とは反対の方向にシフトさせることをさらに含んでもよい。
【００１７】
（１２）この半導体装置の製造方法において、
前記ダイパッドの外側に前記電極を形成してもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。ただし、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００１９】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置の断面図である。本実施の形態に係る半導体装置は、半導体チップ１０を有する。半導体チップ１０の平面形状は、多くの場合矩形（正方形又は長方形）をなす。
【００２０】
半導体チップ１０の一方の面（能動面）には、複数の電極１２が形成されている。電極１２は、例えばアルミニウム又は銅等で、半導体チップ１０に薄く平らに形成されてもよい。電極１２の平面形状は、矩形又は円形であってもよく、その形状は限定されない。あるいは、パッドにバンプを形成して電極１２としてもよい。この場合、バンプは無電解メッキで形成してもよいし、ワイヤボンディングによって形成するボールバンプであってもよい。また、パッドとバンプとの間にバンプ金属の拡散防止層として、ニッケル、クロム、チタン等を付加してもよい。電極１２は、半導体チップ１０の能動面の少なくとも１辺（多くの場合、平行な２辺又は４辺）に沿って並んでいてもよい。また、電極１２を、半導体チップ１０の能動面の中央部を避けて、端部にのみ形成してもよい。さらに、半導体チップ１０の能動面の角部を避けて、電極１２を形成してもよい。
【００２１】
半導体チップ１０の能動面には、電極１２の少なくとも一部を避けて、パッシベーション膜（図示せず）が形成されてもよい。パッシベーション膜は例えばＳｉＯ２、ＳｉＮ、ポリイミド樹脂等で形成することができる。
【００２２】
本実施の形態に係る半導体装置は、ダイパッド１４を有する。ダイパッド１４は矩形であってもよい。また、ダイパッド１４はインナーリード３０とほぼ同じ高さに配置されてもよい。
【００２３】
半導体チップ１０は、ダイパッド１４にボンディングされてもよい。図１に示すように、半導体チップ１０は、半導体チップ１０の能動面とダイパッド１４とが対向するように、ダイパッド１４にボンディングされてもよい。半導体チップ１０を、能動面とダイパッド１４とが対向するようにボンディングすることで、封止部１８を薄くすることができ、薄型の半導体装置を製造することができる。なお、半導体チップ１０の能動面におけるダイパッド１４と対向する部分には、図示しない絶縁膜が形成されてもよい。
【００２４】
半導体チップ１０の一部（詳しくは、半導体チップ１０の能動面の一部）は、ダイパッド１４から露出してもよい。例えば、ダイパッドの中央部に貫通穴を設けて、半導体チップ１０の能動面の一部をダイパッドから露出させてもよい。半導体チップ１０の能動面におけるダイパッド１４から露出した領域に、電極１２が形成されてもよい。これによって、電極１２とインナーリード３０との電気的な接合が容易となり、信頼性の高い半導体装置を製造することができる。図１に示す例では、半導体チップ１０の能動面の端部がダイパッド１４から露出しており、半導体チップ１０の能動面の端部に、電極１２が形成されている。言い換えると、ダイパッド１４の外側に電極１２が形成されている。この場合、半導体チップ１０は、ダイパッド１４よりも大きくてもよい。
【００２５】
本実施の形態に係る半導体装置は、複数のリード２０を有する。リード２０は、インナーリード３０とアウターリード４０とを含む。インナーリード３０は、半導体装置において、封止部１８で封止される部分である。また、アウターリード４０は、封止部１８から外側に延びた部分であって外部との電気的な接続に使用される部分である。
【００２６】
本実施の形態に係る半導体装置は、電極１２とインナーリード３０とを電気的に接続するためのワイヤ１６を有する。ワイヤ１６は金などで形成されてもよい。なお、インナーリード３０におけるワイヤ１６がボンディングされた面が、半導体チップ１０の能動面とは反対側の面よりも、半導体チップ１０の能動面が向いている方向の側に配置されてもよい。
【００２７】
本実施の形態に係る半導体装置は、封止部１８を有する。封止部１８によって、インナーリード３０、ダイパッド１４、半導体チップ１０及びワイヤ１６を封止してもよい。
【００２８】
本実施の形態に係る半導体装置１のダイパッド１４は、インナーリード３０とほぼ同じ高さに形成されてなる。また、半導体チップ１０は、電極１２が形成された面がダイパッド１４と対向するように、ダイパッド１４にボンディングされてなる。そのため封止部１８を薄く形成することができ、薄型の半導体装置を製造することができる。
【００２９】
本実施の形態に係る半導体装置は上述のように構成されており、以下その製造方法について説明する。
【００３０】
はじめに、リードフレーム５０を用意する（図２参照）。リードフレーム５０は、銅系又は鉄系の板材を加工して形成してもよい。その加工方法には、化学的なエッチングや、機械的なうち抜きを適用できる。
【００３１】
リードフレーム５０は、外枠５２を有する。外枠５２は、長方形をなしていることが多く、外枠５２がリードフレーム５０の外形となる。
【００３２】
リードフレーム５０は、タブ吊りリード５４を有する。タブ吊りリード５４はダイパッド１４を支持する役割を果たすもので、ダイパッド１４の角部に接続されてもよい。
【００３３】
リードフレーム５０は、複数のリード２０を有する。リード２０は、外枠５２からダイパッド１４に向けて延びて設けられている。リード２０はインナーリード３０及びアウターリード４０を含む。
【００３４】
リードフレーム５０は、ダイパッド１４を有する。ダイパッド１４は半導体チップ等の電子部品を搭載する部分であり、矩形をなすことが多い。ダイパッド１４は、インナーリード３０とほぼ同じ高さに形成されてもよい。すなわち、ダイパッド１４をダウンセットすることなく、半導体装置を製造してもよい。
【００３５】
次に、ダイパッド１４に、複数の電極１２を有する半導体チップ１０をボンディングする。半導体チップ１０は、例えば接着剤（図示せず）によってダイパッド１４に固定してもよい。半導体チップ１０の電極１２が形成された面（能動面）がダイパッド１４と対向するように、半導体チップ１０をダイパッド１４にボンディングしてもよい。
【００３６】
半導体チップ１０の能動面の一部がダイパッド１４から露出するように、半導体チップ１０をダイパッド１４にボンディングしてもよい。半導体チップ１０の能動面の電極１２が形成された領域を、ダイパッド１４から露出させてもよい。図２に示すように、半導体チップ１０の能動面の端部に電極１２を形成し、電極１２をダイパッド１４から露出させてもよい。言い換えると、ダイパッド１４の外側に電極１２を形成してもよい。この場合、半導体チップ１０は、ダイパッド１４よりも大きくてもよい。
【００３７】
次に、ワイヤ１６によって、インナーリード３０と電極１２とを電気的に接続する。ワイヤ１６は、公知のボンディングツールを利用して形成してもよい。
【００３８】
次に、モールディング工程を行う。詳しくは、図３に示すように、モールド用の型（例えば金型）７０に、半導体チップが搭載されたリードフレーム５０をセットする。そして、ダイパッド１４、半導体チップ１０、インナーリード３０及びワイヤ１６を封止材（モールド樹脂）１９で封止して封止部１８を形成する。封止材１９として、熱硬化性樹脂を用いることが多いが、これに限定されるものではない。なお、インナーリード３０におけるワイヤ１６がボンディングされた面を、半導体チップ１０の能動面とは反対側の面よりも、半導体チップ１０の能動面が向いている方向の側に配置してから、モールディング工程を行ってもよい。
【００３９】
次に、第１のトリミング工程を行う。すなわち、リード２０を連結しているダムバー５６を切断する。あらかじめダムバー５６を切断しておくことで、次の電解メッキ工程で、ダムバー５６の切断面にもメッキを施すことができる。本実施の形態では、この時点では、タブ吊りリード５４を切断しない。
【００４０】
そして、電解メッキ工程を行う。すなわち、リードフレーム５０の封止部１８から露出した部分に、ロウ材（例えばハンダ）やスズ等の金属皮膜を形成する。例えば、複数のアウターリード４０は、外枠５２と連結されており、外枠５２を介して電気的に接続されているので電解メッキが可能である。また、ダイパッド１４は、タブ吊りリード５４によって外枠５２と連結されており、タブ吊りリード５４を介して電気的に接続されるので、電解メッキが可能である。こうして金属皮膜を形成することで、耐食性が向上する。
【００４１】
次に、第２のトリミング工程を行う。すなわち、アウターリード４０を外枠５２から切断し、タブ吊りリード５４を除去する。続いて、フォーミング工程を行う。すなわち、アウターリード４０を回路基板に実装しやすい形態に屈曲させてアウターリード４０を形成する。第２のトリミング工程及びフォーミング工程は同時に行ってもよい。
【００４２】
そして、必要があればマーキング工程、検査工程などを経て、半導体装置１を製造することができる。
【００４３】
図４には、本実施の形態に係る半導体装置１を実装した回路基板１０００が示されている。また、半導体装置１を有する電子機器として、図５にはノート型パーソナルコンピュータ２０００が示され、図６には携帯電話３０００が示されている。
【００４４】
（第２の実施の形態）
図７は、本発明を適用した第２の実施の形態に係る半導体装置の断面図である。なお、本実施の形態でも、第１の実施の形態で説明した内容を可能な限り適用することができる。
【００４５】
本実施の形態に係る半導体装置はダイパッド８０を有する。ダイパッド８０は、インナーリード３０よりも、半導体チップ１０にボンディングされた面が向いている方向にシフトしていてもよい（図７参照）。その他の構成については、第１の実施の形態で説明した内容を適用することができる。
【００４６】
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法についても、ダイパッド８０をシフトさせる工程を除き、第１の実施の形態で説明した内容を適用することができる。ダイパッド８０を、インナーリード３０よりも、半導体チップ１０にボンディングされた面が向いている方向にシフトさせて、本実施の形態に係る半導体装置２を製造してもよい。なお、ダイパッド８０をシフトさせる工程は、ダイパッド８０に半導体チップ１０をボンディングする工程の前後のいずれに行ってもよい。
【００４７】
（第３の実施の形態）
図８は、本発明を適用した第３の実施の形態に係る半導体装置の断面図である。なお、本実施の形態でも、第１の実施の形態で説明した内容を可能な限り適用することができる。
【００４８】
本実施の形態に係る半導体装置はダイパッド９０を有する。ダイパッド９０は、インナーリード３０よりも、半導体チップ１０にボンディングされた面が向いている方向とは反対方向にシフトしていてもよい（図８参照）。また、インナーリード３０におけるワイヤ１６がボンディングされた面が、半導体チップ１０の能動面とは反対側の面よりも、半導体チップ１０の能動面が向いている方向の側に配置されてもよい。その他の構成については、第１の実施の形態で説明した内容を適用することができる。
【００４９】
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法についても、ダイパッド９０をシフトさせる工程を除き、第１の実施の形態で説明した内容を適用することができる。ダイパッド９０を、インナーリード３０よりも、半導体チップ１０にボンディングされた面が向いている方向とは反対の方向にシフトさせて、本実施の形態に係る半導体装置３を製造してもよい。なお、インナーリード３０におけるワイヤ１６がボンディングされた面が、半導体チップ１０の能動面とは反対側の面よりも、半導体チップ１０の能動面が向いている方向の側に配置されるように、ダイパッド１４をシフトさせてもよい。
【００５０】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。
【図２】図２は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図３】図３は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図４】図４は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置が実装された回路基板を示す図である。
【図５】図５は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置を有する電子機器を示す図である。
【図６】図６は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置を有する電子機器を示す図である。
【図７】図７は、本発明を適用した第２の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。
【図８】図８は、本発明を適用した第３の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。
【符号の説明】
１０　半導体チップ、　１２　電極、　１４　ダイパッド、　１６　ワイヤ、　１８　封止部、　３０　インナーリード、　４０　アウターリード
【図１】
2004119700.tif 000003
【図２】
2004119700.tif 000004
【図３】
2004119700.tif 000005
【図４】
2004119700.tif 000006
【図５】
2004119700.tif 000007
【図６】
2004119700.tif 000008
【図７】
2004119700.tif 000009
【図８】
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