(57)【要約】【課題】リードフレーム上に接着剤を介して半導体素子が実装された半導体装置において、接着剤のはみだしを防止することにより、ワイヤの断線を防止すること。【解決手段】本発明では、アルミナ基板１１におけるリードフレーム１２に搭載される面の外周部には突起１７（本発明で言う、接着剤はみだし防止手段）が設けられていることを特徴としている。このような構成にしたことにより、リードフレーム１２にアルミナ基板１１を搭載した際に、接着剤１４が突起１７よりも外周部にはみだすことを防止することができるため、接着剤１４がアルミナ基板１１におけるパワーチップ１１ａやチップコンデンサ１１ｂが搭載された面に流れてしまうことを防止することができる。その結果、樹脂封止型半導体装置２０に冷熱サイクルが加わわったとしても、モールド樹脂６の剥離及びワイヤ１５ａ、１５ｂの断線を防止することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子と、
一面側に接着剤を介して前記半導体素子が搭載されたリードフレームと、
前記半導体素子と前記リードフレームとを電気的に接続するワイヤと
を備えた半導体装置において、
前記半導体素子における前記リードフレームと対向する面または前記リードフレームにおける前記半導体素子と対向する面の少なくともどちらか一方には、前記接着剤のはみだしを防止する接着剤はみだし防止手段が設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記接着剤はみだし防止手段として、前記半導体素子における前記リードフレームと対向する面または前記リードフレームにおける前記半導体素子と対向する面の少なくともどちらか一方に突起を設けたことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記接着剤はみだし防止手段として、前記半導体素子における前記リードフレームと対向する面または前記リードフレームにおける前記半導体素子と対向する面の少なくともどちらか一方に溝を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記接着剤はみだし防止手段として、前記半導体素子における前記リードフレームと対向する面または前記リードフレームにおける前記半導体素子と対向する面の少なくともどちらか一方に、前記接着剤が塗布される領域を囲むようにダムを設けたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１つに記載の半導体装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１つに記載の半導体装置は、前記半導体素子、前記リードフレーム及び前記ワイヤがモールド樹脂にて封止してなる封止樹脂型半導体装置であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リードフレーム上に接着剤を介して半導体素子が実装された半導体装置に関し、特にその接着剤のはみだしを防止した構造に関する。
【０００２】
【従来技術】
この種の半導体装置としては、図４に示されるように、半導体素子１を接着剤４を介してリードフレーム２上に搭載し、さらに、この半導体素子１の表面に形成されたアルミニウム電極（図示せず）とリードピン３との間を、ワイヤ５にて電気的に接続した半導体装置をモールド樹脂６にて封止した樹脂封止型半導体装置１０がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−１１４８５３号公報（第１１頁右欄４８行−第１２頁左欄４行、図１）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者等の検討によれば、上記特許文献では、予め接着剤４が塗布されたリードフレーム２上に半導体素子１を搭載する際に、リードフレーム２と半導体素子１との接触面から接着剤４がはみだしてしまう恐れがあることがわかった。
【０００５】
その結果、樹脂封止型半導体装置１０に冷熱サイクルが加わることで、はみだした接着剤４の膨張により熱応力が発生し、この熱応力によりモールド樹脂６が剥離してしまい、この剥離によりワイヤ５に応力が加わり、ワイヤ５が断線してしまうという問題がある。
【０００６】
また、上記特許文献では、半導体装置をモールド樹脂６にて封止した樹脂封止型半導体装置について説明しているが、モールド樹脂にて封止されていない半導体装置においても、はみだした接着剤がワイヤに接触すると、熱応力によりワイヤが断線してしまうという問題がある。なお、このような問題点は、リードフレーム上に回路基板を搭載し、この回路基板上に複数の半導体素子を搭載した混成集積回路装置においても発生する。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記問題点に鑑み、リードフレーム上に接着剤を介して半導体素子が実装された半導体装置において、接着剤のはみだしを防止することにより、ワイヤの断線を防止することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の半導体装置は、半導体素子と、一面側に接着剤を介して前記半導体素子が搭載されたリードフレームと、前記半導体素子と前記リードフレームとを電気的に接続するワイヤとを備え、前記半導体素子、前記リードフレーム及び前記ワイヤを包み込むように封止してなる半導体装置において、前記半導体素子における前記リードフレームと対向する面または前記リードフレームにおける前記半導体素子と対向する面の少なくともどちらか一方には、前記接着剤のはみだしを防止する接着剤はみだし防止手段が設けられていることを特徴としている。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、半導体素子におけるリードフレームと対向する面またはリードフレームにおける半導体素子と対向する面の少なくともどちらか一方には、接着剤のはみだしを防止する接着剤はみだし防止手段が設けられているため、リードフレームと半導体素子との接触面から接着剤がはみだしてしまうことを防止することができる。
【００１０】
具体的には、請求項２に記載のように突起を設けたり、請求項３に記載のように溝を設けたり、請求項３に記載のようにダムを設けたりすることにより、請求項１に記載の接着剤はみだし防止手段を実現することができる。
【００１１】
また、請求項５に記載のように、半導体素子、リードフレーム及びワイヤがモールド樹脂にて封止してなる封止樹脂型半導体装置において、請求項１乃至４に記載の発明を適用すると、より大きな効果を得ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を具体化した各実施形態を図面に従って説明する。
【００１３】
（第１実施形態）
図１（ａ）に本発明の第１実施形態に係る樹脂封止型半導体装置２０の断面構造を示し、図１（ｂ）に図１（ａ）におけるＡ部拡大図を示す。
【００１４】
まず、図１（ａ）に示されるように、回路基板である一枚のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）基板１１上には、ＩＧＢＴあるいはダイオードチップ等のパワーチップ１１ａとチップコンデンサ１１ｂが搭載され、例えば、これらパワーチップ１１ａ及びチップコンデンサ１１ｂによりランプ駆動回路を構成している。なお、図示しないが、アルミナ基板１１上には、パワーチップ１１ａ及びチップコンデンサ１１ｂの他に、ロジックＩＣやメモリＩＣからなる制御回路が搭載されている。
【００１５】
パワーチップ１１は、アルミナ基板１１上に形成された電極パッド（図示せず）と、ワイヤボンディングによるワイヤ１５ａにて電気的に接続されている。
【００１６】
そして、パワーチップ１１ａやチップコンデンサ１１ｂが搭載されたアルミナ基板１１は、銅（Ｃｕ）からなるリードフレーム１２に、シリコーンゴム等からなる接着剤１４を介して接合されている。
【００１７】
また、アルミナ基板１１におけるパワーチップ１１ａやチップコンデンサ１１ｂが搭載された面には電極パッド（図示せず）が形成されており、この電極パッドとリードピン１３とは、ワイヤボンディングによるワイヤ１５ｂにて電気的に接続されている。
【００１８】
そして、リードフレーム１２及びアルミナ基板１１の全体は、エポキシ系樹脂等からなる硬質の封止樹脂１６によりモールド封止されている。なお、この封止樹脂１７の熱膨張率は、約１０ｐｐｍである。
【００１９】
ここで、本発明では、図１（ａ）におけるＡ部拡大図である図１（ｂ）に示されるように、アルミナ基板１１におけるリードフレーム１２に搭載される面の外周部には突起１７（本発明で言う、接着剤はみだし防止手段）が設けられていることを特徴としている。なお、この突起１７は、アルミナ基板１１におけるリードフレーム１２に搭載される面の外周部に環状に設けられており、例えば、プレス加工等により、リードフレーム１２に搭載される前に予め形成されている。
【００２０】
このような構成にしたことにより、リードフレーム１２にアルミナ基板１１を搭載した際に、接着剤１４が突起１７よりも外周部にはみだすことを防止することができるため、接着剤１４がアルミナ基板１１におけるパワーチップ１１ａやチップコンデンサ１１ｂが搭載された面に流れてしまうことを防止することができる。
【００２１】
その結果、樹脂封止型半導体装置２０に冷熱サイクルが加わわったとしても、モールド樹脂６の剥離及びワイヤ１５ａ、１５ｂの断線を防止することができる。
【００２２】
（第２実施形態）
図２（ａ）に本発明の第２実施形態に係る樹脂封止型半導体装置２０の断面構造を示し、図２（ｂ）に図２（ａ）におけるＢ部拡大図を示す。
【００２３】
本実施形態の半導体装置の構成は、上記第１実施形態とほぼ同様であるため、第１実施形態と同等な構成については同様の符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【００２４】
上記第１実施形態では、アルミナ基板１１におけるリードフレーム１２に搭載される面の外周部に突起１７を設けたことを特徴としているが、本実施形態では、図２（ａ）におけるＢ部拡大図である図２（ｂ）に示されるように、アルミナ基板１１におけるリードフレーム１２に搭載される面の外周部に、溝１８（本発明で言う、接着剤はみだし防止手段）を設けたことを特徴としている。なお、この溝１８は、上記突起１７と同様に、アルミナ基板１１におけるリードフレーム１２に搭載される面の外周部に環状に設けられており、例えば、プレス加工等により、リードフレーム１２に搭載される前に予め形成されている。
【００２５】
このような構成にしたことにより、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００２６】
（第３実施形態）
図３（ａ）に本発明の第３実施形態に係る樹脂封止型半導体装置２０の断面構造を示し、図３（ｂ）に図３（ａ）におけるＣ部拡大図を示す。
【００２７】
本実施形態の半導体装置の構成は、上記第１実施形態とほぼ同様であるため、第１実施形態と同等な構成については同様の符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【００２８】
上記第１実施形態では、アルミナ基板１１におけるリードフレーム１２に搭載される面の外周部に突起１７を設けたことを特徴としているが、本実施形態では、図３（ａ）におけるＣ部拡大図である図３（ｂ）に示されるように、リードフレーム１２におけるアルミナ基板１１が搭載される面の外周部に、接着剤４が塗布される領域を囲むようにダム１９ａ（本発明で言う、接着剤はみだし防止手段）を設けたことを特徴としている。なお、このダム１９ａは、リードフレーム１２におけるアルミナ基板１１が搭載される面の外周部に環状に設けられており、例えば、プレス加工等により、アルミナ基板１１が搭載される前に予め形成されている。
【００２９】
このような構成にしたことにより、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、このように接着剤４が塗布される領域を囲むようにダム１９ａを設けた場合、ダム１９ａの内部には、接着剤４の厚みを確保し、アルミナ基板１１とリードフレーム１２との密着力を確保する目的で、突起１９ｂを設けると好ましい。
【００３０】
尚、本発明は、上記各実施形態に限られるものではなく、様々な態様に適用可能である。
【００３１】
例えば、上記第１実施形態では、接着剤４のはみだしを防止する突起１７をアルミナ基板１１におけるリードフレーム１２に搭載される面に設けた構造について説明したが、これに限られるものではなく、接着剤４のはみだしを防止する突起１７を、リードフレーム１２におけるアルミナ基板１１が搭載される面に設けてもよい。
【００３２】
また、上記第２実施形態では、接着剤４のはみだしを防止する溝１８をアルミナ基板１１におけるリードフレーム１２に搭載される面に設けた構造について説明したが、これに限られるものではなく、接着剤４のはみだしを防止する溝１８を、リードフレーム１２におけるアルミナ基板１１が搭載される面に設けてもよい。
【００３３】
また、上記第３実施形態では、接着剤４のはみだしを防止するダム１９ａをリードフレーム１２におけるアルミナ基板１１が搭載される面に設けた構造について説明したが、これに限られるものではなく、接着剤４のはみだしを防止する溝１８を、アルミナ基板１１におけるリードフレーム１２に搭載される面に設けてもよい。
【００３４】
また、上記第３実施形態では、ダム１９ａをリードフレーム１２におけるアルミナ基板１１が搭載される面の外周部に環状に設けているが、これに限られるものではなく、例えば、リードフレーム１２におけるアルミナ基板１１が搭載される面の四隅にダムを設けてもよい。
【００３５】
また、上記第１乃至３実施形態では、接着剤はみだし手段としての、突起１７、溝１８及びダム１９ａを１つのみ設けた構造について説明したが、これに限られるものではなく、突起１７、溝１８及びダム１９ａを複数設けてもよい。
【００３６】
また、上記第１乃至３実施形態では、接着剤はみだし手段としての、突起１７、溝１８及びダム１９ａを個々に設けた構造について説明したが、これに限られるものではなく、突起１７、溝１８及びダム１９ａを混同として設けてもよい。
【００３７】
また、上記第１乃至３実施形態では、アルミナ基板１１上に複数の半導体素子が搭載された混成集積回路装置について説明したが、これに限られるものではなく、例えば、アルミナ基板１１上に１つの半導体素子が搭載された構造であってもよく、リードフレーム１２上にアルミナ基板１１を介さずに半導体素子が直接搭載された構造であってもよい。
【００３８】
また、上記第１乃至３実施形態では、アルミナ基板１１の水平方向における長さよりもリードフレーム１２の水平方向における長さが短い構造について説明したが、これに限られるものではなく、アルミナ基板１１の水平方向における長さとリードフレーム１２の水平方向における長さとが同じである構造であってもよく、アルミナ基板１１の水平方向における長さよりもリードフレーム１２の水平方向における長さが短い構造でもよい。
【００３９】
また、上記第１乃至３実施形態では、接着剤はみだし手段としての、突起１７、溝１８及びダム１９ａをプレス加工により形成した構造について説明したが、これに限られるものではなく、例えば、アルミナ基板１１を用意して、樹脂等の別部材を配設することにより、突起１７、溝１８及びダム１９ａを形成してもよい。
【００４０】
また、上記第３実施形態では、リードフレーム１２におけるダム１９ａが形成された部位を除く部位は、アルミナ基板１１と非接触の構造となっているが、これに限られるものではなく、リードフレーム１２におけるダム１９ａが形成された部位を除く部位は、アルミナ基板１１と接触していてもよい。
【００４１】
また、上記第１乃至３実施形態では、リードフレーム１２及びアルミナ基板１１の全体が封止樹脂１６によりモールド封止された樹脂封止型半導体装置について説明したが、これに限られるものではなく、封止樹脂によりモールド封止されていない半導体装置でもよい。この場合、封止樹脂によりモールド封止されていない半導体装置においては、はみだした接着剤がワイヤに接触した場合にのみ、ワイヤの断線という問題が発生する。これに対して、封止樹脂１６によりモールド封止された樹脂封止型半導体装置においては、上述のように、はみだした接着剤１４がワイヤ１５ａ、１５ｂに接触しなくともワイヤ１５ａ、１５ｂの断線という問題が発生する。従って、本発明を樹脂封止型半導体装置に適用すると、より大きな効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の第１実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の断面構造を示す図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ部拡大図を示す図である。
【図２】（ａ）は本発明の第２実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の断面構造を示す図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＢ部拡大図を示す図である。
【図３】（ａ）は本発明の第３実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の断面構造を示す図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＣ部拡大図を示す図である。
【図４】従来の樹脂封止型半導体装置の断面構造を説明する断面図である。
【符号の説明】
１１…アルミナ基板、
１１ａ…パワーチップ、
１１ｂ…チップコンデンサ、
１２…リードフレーム、
１３…リードピン、
１４…接着剤、
１５ａ、１５ｂ…ワイヤ、
１６…封止樹脂、
１７…突起、
１８…溝、
１９ａ…ダム、
１９ｂ…突起、
２０…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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