(57)【要約】【課題】反りの発生を抑制することができる半導体装置を提供する。【解決手段】半導体素子２と、第１の上面部４と第２の上面部５を有し、第１の上面部の厚さが半導体素子の厚さよりも大きなリード３と、半導体素子と第２の上面部とを接続するボンディングワイヤ６と、半導体素子及びボンディングワイヤを封止する封止樹脂７とを備える半導体装置において、封止樹脂の半導体素子の上方部に凹部８を設けた。【選択図】　　図１
2004146706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子と、
該半導体素子の側方に近接して配設されると共に、その上面は第１の上面部と該第１の上面部よりその高さが小さな第２の上面部を有し、前記第１の上面部の厚さが前記半導体素子の厚さよりも大きなリードと、
前記半導体素子と前記第２の上面部とを接続するボンディングワイヤと、
前記半導体素子の裏面、前記第１の上面部及び前記リードの下面が露出する様に半導体素子及びボンディングワイヤを封止する封止樹脂とを備える半導体装置において、
前記封止樹脂の前記半導体素子の上方部には凹部が設けられている
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記リードを形成する材料と前記封止樹脂を形成する材料の膨張係数が略同一である
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】
積層接続部を介して積層した
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置に関する。詳しくは、アウターリードの突出が無い表面実装型パッケージの半導体装置に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の小型化、高機能化の要求に対応するために半導体装置の小型化・薄型化が継続的に強く求められており、実装面積が小さい表面実装型のパッケージが種々開発されている。
【０００３】
以下、図面を用いて従来の表面実装型パッケージの半導体装置について説明する。
図５は従来の半導体装置を説明するための模式的な断面図であり、ここで示す表面実装型パッケージの半導体装置１０１は、半導体素子１０２の対向する２辺の側方に近接して多数のリード１０３が配設されており、各リードの上面側は段差を有し、上面上段部１０４と上面下段部１０５から成っている。ここで、リードの上面上段部の厚さは半導体素子の厚さより大きく、ボンディングワイヤ１０６によってリードの上面下段部は半導体素子表面の電極パッド（図示せず）とボンディングされており、ボンディングワイヤのループの頂点はリードの上面上段部よりも低く形成されている。
また、半導体素子とボンディングワイヤを封止する封止樹脂１０７は、その表面がリードの上面上段部と同一平面をなし、その裏面が半導体素子の裏面及びリードの下面と同一平面をなす様に形成されている。即ち、リードの上面上段部、半導体素子の裏面及びリードの下面が露出する様に形成されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１７７００５号公報（第２−３頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の様に構成された従来の半導体装置では、各リードの上下面とも封止樹脂から露出しているために、多段化による３Ｄモジュール化が容易であるものの、半導体素子と比較して封止樹脂の膨張係数が大きいために、図５中符号Ａで示す部分において温度変化に伴い半導体素子と封止樹脂の膨張係数の差により生じる応力によって半導体装置の反りが発生してしまうという不都合がある。
【０００６】
即ち、例えば、熱硬化性の封止樹脂を成形する高温、例えば１７５℃から常温へ冷却した場合に温度変化に伴い収縮が生じ、半導体素子と封止樹脂の膨張係数の差によって図６で示す様に半導体装置の反りが発生してしまい基板への半田付けの作業性が悪いという不都合や、半導体装置を駆動する際に生じる熱によって半導体装置の反りの発生及び緩和という状態を繰り返すために基板に半田付けを行った際の半田付け部の温度サイクルに対する劣化が早いという不都合がある。
【０００７】
なお、リードと封止樹脂の膨張係数の差によって図５中符号Ｂで示す部分においても応力が発生し得るが、半導体素子と封止樹脂の膨張係数の差に基づいて発生する応力と比較すると、その影響は極めて少ないと考え得る。
【０００８】
本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであって、反りの発生を抑制することができる半導体装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る半導体装置は、半導体素子と、該半導体素子の側方に近接して配設されると共に、その上面は第１の上面部と該第１の上面部よりその高さが小さな第２の上面部を有し、前記第１の上面部の厚さが前記半導体素子の厚さよりも大きなリードと、前記半導体素子と前記第２の上面部とを接続するボンディングワイヤと、前記半導体素子の裏面、前記第１の上面部及び前記リードの下面が露出する様に半導体素子及びボンディングワイヤを封止する封止樹脂とを備える半導体装置において、前記封止樹脂の前記半導体素子の上方部に凹部を設けた。
【００１０】
ここで、封止樹脂は、半導体素子の上方部に凹部を設けることによって半導体素子と封止樹脂の膨張係数の差により生じる応力を緩和することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
【００１２】
図１は本発明を適用した半導体装置の一例を説明するための模式的な断面図及び斜視図であり、ここで示す半導体装置１は、上記した従来の半導体装置と同様に、半導体素子２の対向する２辺の側方に近接して多数の銅製のリード３が配設されており、各リードの上面側は段差を有し、上面上段部４と上面下段部５から成っている。ここで、リードの上面上段部の厚さは半導体素子の厚さより大きく、ボンディングワイヤ６によってリードの上面下段部は半導体素子表面の電極パッド（図示せず）とボンディングされており、ボンディングワイヤのループの頂点はリードの上面上段部よりも低く形成されている。
また、膨張係数が銅と同程度である封止樹脂７は、半導体素子の裏面、上面上段部及びリードの下面が露出する様に半導体素子とボンディングワイヤを封止すると共に、半導体素子の上方部に凹部８が形成され、ボンディングワイヤの上方部に凸部９が形成されている。
【００１３】
ここで、封止樹脂に形成された凹部は半導体素子と封止樹脂の膨張係数の差により生じる応力を緩和するために形成されたものであり、応力の緩和を図ることができるのであれば必ずしも図１に表す様に図１中符号ａで示す半導体装置の第１の側面から第１の側面に対向する図１中符号ｂで示す第２の側面まで一様に形成された凹部形状である必要は無く、例えば図２（ａ）に示す様に、半導体素子の上方部のみに凹部を形成したり、図２（ｂ）に示す様に、半導体素子の上方部のうち一部分のみに凹部を形成したりする等、いかなる形状であっても構わない。
【００１４】
同様に、凹部は半導体素子と封止樹脂の膨張係数の差により生じる応力を緩和することができれば充分であって、必ずしも凹部が形成された個所の厚さがリードの厚さよりも小さくなる様に形成される必要は無く、例えば図３に示す様に、半導体素子の上方部に凹部が形成されることなくボンディングワイヤの上方部に凹部が形成され、半導体素子の上方部に相対的に凹部が形成されたとしても構わない。
【００１５】
また、半導体素子の上方部に凹部が形成されることによって半導体素子と封止樹脂との膨張係数の差により生じる応力を緩和することができるために、半導体素子の上方部に凹部が形成された場合には必ずしもボンディングワイヤの上方部に凸部が形成される必要は無いが、ボンディングワイヤが封止樹脂表面から露出してしまう危険性を下げると共に、半導体装置の機械的強度の向上を図るべくボンディングワイヤの上方部には凸部が形成された方が好ましい。なお、図１中符号ｃで示す凸部の高さは、図４で示す様に半導体装置を積層して基板に搭載する場合を考慮すると、積層接続部１０の高さよりも大きくならない様に形成される必要がある。
【００１６】
また、上記した様に、半導体素子の周辺部におけるリードと封止樹脂の膨張係数の差により生じる応力は半導体素子と封止樹脂の膨張係数の差により生じる応力と比較すると小さく、半導体装置の反りに及ぼす影響は極めて小さいために封止樹脂に形成された凹部により半導体素子と封止樹脂の膨張係数の差に基づいて生じる応力を緩和することによって半導体装置の反りを抑制することが可能であるために、必ずしもリードの素材である銅と膨張係数が同程度である封止樹脂で封止を行う必要は無いが、リードと封止樹脂の膨張係数の差により生じる応力をも緩和することによって、より一層半導体装置の反りを抑制すべく銅と膨張係数が同程度の封止樹脂で封止を行う方が好ましい。
【００１７】
更に、リードの上面側に段差が形成されているのは、上面下段部をボンディングし上面上段部を封止樹脂から露出させるためであり、リードの上面側が段差を有し上面上段部を封止樹脂から露出させることができるのであれば、リードの上面側に形成された段差の段数は必ずしも２段である必要は無い。
【００１８】
本発明を適用した半導体装置では、半導体素子の上方部の封止樹脂量が少なくなり、封止樹脂の収縮応力が小さくなることによって、半導体素子と封止樹脂の膨張係数の差により生じる応力を緩和することができ、半導体装置の反りの発生を抑制することが可能であると共に、半田付け作業性の向上及び半田付け部の温度サイクルに対する信頼性の向上を図ることができる。
即ち、１０ｍｍ×２０ｍｍ×０．２ｍｍの寸法である半導体装置を、封止樹脂を成形する１７５℃の温度から常温（２５℃）に冷却した場合に、従来の半導体装置、即ち、半導体素子の上方部に凹部が形成されていない場合には図６中符号ｄで示す実装基板からの半導体装置の取付高さが４１８．９μｍであるのに対して、本発明を適用した半導体装置、即ち、半導体素子の上方部に凹部が形成された場合には実装基板からの半導体装置の取付高さが３４０．０μｍと小さく、半導体素子の上方部に凹部が形成されたことによって半導体装置の反りの発生が抑制されている。
【００１９】
また、ボンディングワイヤの上方部に凸部が形成されたことによって、ボンディングワイヤの露出による歩留りの低下や断線不良を抑制することができると共に、半導体装置の機械的強度の向上を図ることが可能である。
【００２０】
更に、リードの上下面が共に封止樹脂から露出しているために、図４で示す様に、積層接続部を介して積層することができ、厚みがかさばることなく半導体装置を積層することが可能である。
【００２１】
【発明の効果】
以上述べてきた如く、本発明の半導体装置によれば、反りの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した半導体装置の一例を説明するための模式的な断面図及び斜視図である。
【図２】凹部形状の変形例を説明するための模式的な斜視図である。
【図３】本発明を適用した半導体装置の他の一例を説明するための模式的な断面図及び斜視図である。
【図４】半導体装置を積層して基板に搭載した状態を説明するための模式的な断面図である。
【図５】従来の半導体装置を説明するための模式的な断面図である。
【図６】半導体装置の反りの発生を説明するための模式的な断面図である。
【符号の説明】
１　　半導体装置
２　　半導体素子
３　　リード
４　　上面上段部
５　　上面下段部
６　　ボンディングワイヤ
７　　封止樹脂
８　　凹部
９　　凸部
１０　　積層接続部
【図１】
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【図２】
2004146706.tif 000004
【図３】
2004146706.tif 000005
【図４】
2004146706.tif 000006
【図５】
2004146706.tif 000007
【図６】
2004146706.tif 000008