(57)【要約】【課題】製造時に樹脂漏れやバリの発生がなく、しかも、クロストークノイズの発生が少なく、更には信頼性の高い半導体装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】パッド１１上に設置された半導体素子１２と、半導体素子１２を中央にしてその両側又は周囲に配置され、半導体素子１２の各電極端子と電気的に連結されて同一平面上に配置される複数の端子リード１３と、パッド１１及び端子リード１３の底面を露出させた状態で、パッド１１、半導体素子１２、端子リード１３及びこれらの配線１５を被覆する封止樹脂体１４とを有する半導体装置１０において、端子リード１３とパッド１１との間に段差を設け、端子リード１３をパッド１１より下方に突出させ、かつ端子リード１３を封止樹脂体１４よりも下方に突出させている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッド上に設置された半導体素子と、該半導体素子を中央にしてその両側又は周囲に配置され、該半導体素子の各電極端子と電気的に連結されて同一平面上に配置される複数の端子リードと、前記パッド及び前記端子リードの底面を露出させた状態で、前記パッド、前記半導体素子、前記端子リード及びこれらの配線を被覆する封止樹脂体とを有する半導体装置において、
前記端子リードと前記パッドとの間に段差を設け、前記端子リードを前記パッドより下方に突出させ、かつ該端子リードを前記封止樹脂体よりも下方に突出させたことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置において、前記段差が４０〜１５０μｍであり、更に、前記端子リードの前記封止樹脂体からの突出長は２０〜６０μｍであることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
パッド上に配置された半導体素子と、該半導体素子を中央にしてその両側又は周囲に配置され、該半導体素子の各電極端子と電気的に連結されて同一平面上に配置される複数の端子リードと、前記パッド及び前記端子リードの底面を露出させた状態で全体を被覆する封止樹脂体とを有する半導体装置の製造方法であって、
基材の一面に、電鋳によって、前記パッドと前記複数の端子リードを備えたリードパターンを形成する工程と、
前記基材の前記パッドが形成された領域を前記端子リードが形成された領域より上方に変位させる工程と、
前記パッドに前記半導体素子を搭載すると共に、該半導体素子の電極端子と前記端子リードとの電気的配線を行う工程と、
前記半導体素子が搭載された基材の一面を樹脂封止して前記封止樹脂体を形成する工程と、
前記基材を前記封止樹脂体から除去する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
パッド上に配置された半導体素子と、該半導体素子を中央にしてその両側又は周囲に配置され、該半導体素子の各電極端子と電気的に連結されて同一平面上に配置される複数の端子リードと、前記パッド及び前記端子リードの底面を露出させた状態で全体を被覆する封止樹脂体とを有する半導体装置の製造方法であって、
予め前記パッドの形成領域が上方に変位された基材の一面に、電鋳によって、前記パッドと前記複数の端子リードを有するリードパターンを形成する工程と、
前記パッドに前記半導体素子を搭載すると共に、該半導体素子の電極端子と前記端子リードとの電気的配線を行う工程と、
前記半導体素子が搭載された基材の一面を樹脂封止して前記封止樹脂体を形成する工程と、
前記基材を前記封止樹脂体から除去する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項３及び４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、前記基材の前記端子リードの形成領域には予め凹部が形成されて、最終製品である前記半導体装置の端子リードが前記封止樹脂体の下側より更に下方に突出していることを特徴と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、それぞれの端子リードが下方に突出した半導体装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、樹脂封止型の半導体装置において、小型化の要求を満たすために、リードフレームを使用し、かつ封止樹脂体の側面に端子リードが突出せず、封止樹脂体の底面に端子リードが露出するＳＯＮ（Ｓｍａｌｌ  Ｏｕｔｌｉｎｅ  Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ  ｐａｃｋａｇｅ）やＱＦＮ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ  ｐａｃｋａｇｅ）と呼ばれるタイプの半導体装置が注目されている。そして、このような半導体装置の製造方法やそのリードフレームについては、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２７４３０８号公報（第２頁、図６）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような封止樹脂体の底面から複数の端子リードが露出する半導体装置においては、以下のような問題点があった。
（１）半導体素子が搭載されたパッドの底面を封止樹脂体から外部に露出するため、放熱性などは良好であるが、露出したパッドが実装基板に形成された回路パターンと静電容量的又は電磁的に結合し、クロストークを起こしてしまう場合がある。
（２）露出するリードの接合面（以下、単に「パッド面」という）とパッドの底面が同一平面上にあり、スタンドオフがないので実装時の信頼性が低く、更には、実装時に溶融したはんだが流れ出し、隣接するリードがこのはんだのためにショートしてしまう場合がある。
【０００５】
（３）半導体装置の製造工程における樹脂封止時（モールド時）に、リードやパッドの露出面に封止樹脂が漏れることが多い。
（４）リードフレームを使用した半導体装置において、複数の半導体素子単位を一括して樹脂封止し、その後個別の半導体装置単位に切り分ける方法により製造する場合、各半導体装置単位を連結するタイバーやサポートバーが必須であるが、個別化処理の際に切断したリードフレーム材からバリが発生する。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、製造時に樹脂漏れやバリの発生がなく、しかも、クロストークノイズの発生が少なく、更には信頼性の高い半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う第１の発明に係る半導体装置は、パッド上に設置された半導体素子と、該半導体素子を中央にしてその両側又は周囲に配置され、該半導体素子の各電極端子と電気的に連結されて同一平面上に配置される複数の端子リードと、前記パッド及び前記端子リードの底面（裏面、以下同様）を露出させた状態で、前記パッド、前記半導体素子、前記端子リード及びこれらの配線を被覆する封止樹脂体とを有する半導体装置において、
前記端子リードと前記パッドとの間に段差を設け、前記端子リードを前記パッドより下方に突出させ、かつ該端子リードを前記封止樹脂体よりも下方に突出させている。これによって、パッドと実装基板との間に隙間が形成され、実装基板の配線とパッドの露出部との電気的干渉を防止できる。また、端子リードが封止樹脂体から突出しているので、実装信頼性が向上する。
【０００７】
第２の発明に係る半導体装置は、第１の発明に係る半導体装置において、前記段差が４０〜１５０μｍであり、更に、前記端子リードの前記封止樹脂体からの突出長は２０〜６０μｍである。
【０００８】
そして、第３の発明に係る半導体装置の製造方法は、パッド上に配置された半導体素子と、該半導体素子を中央にしてその両側又は周囲に配置され、該半導体素子の各電極端子と電気的に連結されて同一平面上に配置される複数の端子リードと、前記パッド及び前記端子リードの底面を露出させた状態で全体を被覆する封止樹脂体とを有する半導体装置の製造方法であって、基材の一面に、電鋳によって、前記パッドと前記複数の端子リードを備えたリードパターンを形成する工程と、前記基材の前記パッドが形成された領域を前記端子リードが形成された領域より上方に変位させる工程と、前記パッドに前記半導体素子を搭載すると共に、該半導体素子の電極端子と前記端子リードとの電気的配線を行う工程と、前記半導体素子が搭載された基材の一面を樹脂封止して前記封止樹脂体を形成する工程と、前記基材を前記封止樹脂体から除去する工程とを有している。
【０００９】
また、第４の発明に係る半導体装置の製造方法は、パッド上に配置された半導体素子と、該半導体素子を中央にしてその両側又は周囲に配置され、該半導体素子の各電極端子と電気的に連結されて同一平面上に配置される複数の端子リードと、前記パッド及び前記端子リードの底面を露出させた状態で全体を被覆する封止樹脂体とを有する半導体装置の製造方法であって、予め前記パッドの形成領域が上方に変位された基材の一面に、電鋳によって、前記パッドと前記複数の端子リードを有するリードパターンを形成する工程と、前記パッドに前記半導体素子を搭載すると共に、該半導体素子の電極端子と前記端子リードとの電気的配線を行う工程と、前記半導体素子が搭載された基材の一面を樹脂封止して前記封止樹脂体を形成する工程と、前記基材を前記封止樹脂体から除去する工程とを有している。
【００１０】
第３、第４の発明に係る半導体装置の製造方法においては、パッドが形成される領域の基材が、端子リードが形成される領域の基材よりも上方になっているので、製造された半導体装置のパッド部が、実装基板の表面から離れる。これによって、基板との間の絶縁性が保てるほか、静電的な干渉や磁気的干渉が減少するので、クロストロークノイズが著しく減少する。
【００１１】
第５の発明に係る半導体装置の製造方法は、第３及び第４の発明に係る半導体装置の製造方法において、前記基材の前記端子リードの形成領域には予め凹部が形成されて、最終製品である前記半導体装置の端子リードが前記封止樹脂体の下側より更に下方に突出しているので、実装信頼性が向上する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１は本発明の一実施の形態に係る半導体装置の断面図、図２は同半導体装置の斜視図、図３（Ａ）〜（Ｅ）及び図４（Ｆ）〜（Ｈ）は同半導体装置の製造方法の工程図、図５は同半導体装置の製造方法の一部省略説明図、図６は同半導体装置の製造方法の説明図、図７は本発明の他の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の説明図である。
【００１３】
図１、図２に示すように、本発明の一実施の形態に係る半導体装置１０は、パッド１１上に設置された半導体素子１２と、半導体素子１２を中央にして周囲に配置された複数の端子リード１３と、パッド１１及び端子リード１３の底面を露出させた状態でこれらを被覆する封止樹脂体１４とを有している。以下、これらについて詳しく説明する。
【００１４】
前記パッド１１及び端子リード１３は、この実施の形態においては電鋳処理によって形成された所定厚み（例えば、５０〜１００μｍ）の銅材又は銅合金材からなって、パッド１１の周囲に複数の端子リード１３が配置されている。パッド１１は、端子リード１３に対して例えば実用上４０〜１５０μｍ上側位置に段差を有して設けられ、パッド１１の上には、半導体素子１２が搭載され、半導体素子１２の各電極端子と端子リード１３の表面側は、ボンディングワイヤ（配線の一例）１５によってそれぞれ連結されている。半導体素子１２、ボンディングワイヤ１５、底面を除くパッド１１、底面及び下部側面を除く端子リード１３は、封止樹脂体１４によって樹脂封止されている。
【００１５】
従って、各端子リード１３の底面は同一平面上にあるが、各端子リード１３の底面は、封止樹脂体１４の最下被覆部から、例えば実用上２０〜６０μｍ突出している。従って、この半導体装置１０においては、図２に示すように半導体素子１２が載っているパッド１１が、周囲の端子リード１３の底面より上位置にあることになり、この半導体装置１０をプリント基板上に実装した場合、パッド１１がプリント基板の上から離れることになる。これによって、パッド１１が直接基板上の回路パターンに触れることを防止すると共に、静電的又は電磁的誘導を減少させて、クロストーク等のノイズを防止できる。
また、端子リード１３の底面が封止樹脂体１４より突出しているので、実装信頼性が向上する。
【００１６】
続いて、図３、図４を参照しながら、本発明の一実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。
まず、図３（Ａ）に示すように、導電性基材（以下、単に「基材」という）１６の表面にエッチングにより５０μｍ程度の深さの凹部１７を形成する。この凹部１７は、製造しようとする半導体装置１０のそれぞれの端子リード１３の位置、及び平面的形状に正確に一致させておく。なお、この実施の形態では基材１６として、例えば厚みが０．２ｍｍ程度又はそれ以上のステンレス板を使用しているが、他の導電性素材であってもよい。
【００１７】
次に、基材１６のリードパターン（パッド１１及びその周囲に配置される端子リード１３を含む）の形成面に、感光性のレジストを塗布あるいは貼着し、これを露光及び現像して、図３（Ｂ）に示すように、レジストパターン１８を形成する。なお、この実施の形態においては、複数の半導体装置１０単位のリードパターンがマトリックス状（図６参照）に形成されるようにレジストパターン１８が形成される。
【００１８】
レジストパターン１８の開口部１９、２０に、電鋳により銅、金、ニッケル、パラジウムなどの金属又はこれらの合金を付着させる。なお本実施の形態においては銅を使用し、前記開口部１９、２０に、電鋳により７０μｍの厚さで付着させた。なお、このように電鋳させる金属として銅を使用した場合、ワイヤボンディング性やチップ搭載時の接着剤のぬれ性を向上させるために、同じく電鋳により、銅からなる金属層の表面に銀又は金などの金属層を更に形成してもよい。そして、その後レジストパターン１８を除去することにより、端子リード１３及びパッド１１を有するリードパターン２１が図３（Ｃ）に示すように形成される。
【００１９】
パッド１１が形成されている領域の基材１６を、図３（Ｄ）に示すように、底面側からプレス加工などによりリードパターン２１が形成されている表面側に突出させ、周囲の端子リード１３に対してパッド１１を上方に、例えば４０〜１５０μｍ程度変位させる。
【００２０】
パッド１１の表面に半導体素子１２を銀ペースト等の接着剤により固着し、図３（Ｅ）に示すように、半導体素子１２の電極端子と対応する端子リード１３とをボンディングワイヤ１５などにより電気的に接続する。
【００２１】
基材１６の表面を、半導体素子１２、ボンディングワイヤ１５、下部を除く端子リード１３、及び底面を除くパッド１１を含む各半導体装置単位を複数一括してエポキシなどの樹脂によって樹脂封止する。この様子を図５（各半導体素子の概略配置を示している）、図４（Ｆ）に示すが、例えば、９個の半導体装置単位が封止樹脂体１４によって樹脂封止されている。
【００２２】
そして、図４（Ｇ）に示すように、基材１６と、複数の半導体装置１０が樹脂封止されたリードパターンを含む半導体装置ブロック２２とを分離する。この分離は、基材１６上に電鋳処理によって形成されたパッド１１及び端子リード１３は、強固に基材１６に接合しているわけではないので、一定の荷重をかけることによって、剥離が行える。この場合、本実施の形態においては基材１６はステンレスであり電鋳金属は銅であるので、半導体装置１０を破壊しない温度に加熱すると、相互の金属の熱伝導率の差によってより剥離が生じ、より効率的に剥離が行える。
【００２３】
この後、図４（Ｈ）に示すように、ダイシングソー２３などの切削工具により封止樹脂体１４を所定位置で切断して、各半導体装置１０単位に切り分ける。この場合の、切断位置（ダイシングライン）Ｃを図６に示すが、端子リード１３の部分は切断しないので、従来の一体型のリードフレームを切断する場合に比較すると、金属切断時のバリの発生がない。従って、バリ取り等の後作業の必要がない。
【００２４】
以上の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を適用した最終製品である半導体装置１０によれば、端子リード１３の底面、即ち接合面が封止樹脂体１４の下側から５０μｍ（あらかじめ基材１６に形成した凹部１７の深さ分）突出するように形成されるので、実装信頼性が向上する。
【００２５】
前記実施の形態においては、図３（Ｄ）に示すように、製造工程の途中で、基材１６におけるパッド１１の形成位置の押上加工を行っているが、最初からパッド１１の形成領域の押上加工を行った基材１６を使用することもできる。この場合、端子リード１３が形成される領域に凹部１７も合わせて形成したものを使用すると、この基材１６を繰り返し使用することもできる。
この場合は、予め、基材１６がプレス加工されているので、図３（Ｄ）に示す工程は省略され、基材１６上にレジストパターン１８を形成し、電鋳処理を行って、レジストパターン１８を除去した後、図３（Ｅ）、図４（Ｆ）〜（Ｈ）の工程を経て、半導体装置１０が製造される。
【００２６】
なお、本実施の形態においては、図６に示すように、隣接するリードパターンの端子リード１３は離間するように形成したが、本発明のように電鋳でリードパターンを形成する場合、端子リードの厚みが７０μｍ程度と非常に薄く形成することが可能となり、切断時のバリの発生は極力押さえられるので、図７に示すように、隣接するリードパターンの端子リード１３を連接して形成し、最終工程で切断する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
【００２７】
また、前記実施の形態に係る半導体装置の製造方法においては、各半導体装置単位をマトリックス状に形成し、その後切り分けるようにしたが、個別の半導体装置単位毎に製造し、個別に樹脂封止しても良い（図１参照）。
また、製造過程において基材を成形する代わりに、あらかじめパッド部がリードパターン形成面側に突出するよう成形された基材を使用しても良い。
更には、前記半導体装置の製造方法の実施の形態においては、基材１６を剥離した後に、半導体装置１０の個別化を行ったが、基材１６を接合した状態で、半導体装置１０の個別化を行い、この後に各半導体装置１０から底部の基材１６（正確には個別化された基材）を剥離してもよい。
そして、前記実施の形態においては、基材と半導体装置を物理的に引き剥がすことにより分離させたが、これに限定されず、基材を化学的に溶かして除去しても良いし、基材を切削、研削などの機械的方法により除去するようにしても良い。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の半導体装置及びその製造方法においては、以下の効果が得られる。
（１）パッドの底面が半導体装置の底部より上方に変位されており、端子リードのみが実装基板と接合するため、実装基板の配線とパッドの露出部との電気的接触（直接、静電的、電磁的を含む）を防止でき、これによって、クロストークノイズ等が減少し、半導体装置の動作が安定する。
（２）端子リードの底面が封止樹脂体から突出しているため、実装基板との接合時にこの部分に半田が吸い上がり、実装信頼性が高い。
（３）その製造方法においては、端子リードとパッドはその実装面側（即ち底面側）が、基材に密着した状態で樹脂封止を行うので、端子やパッドの実装面への樹脂漏れを防止できる。
（４）各半導体装置単位を連結するタイバーやパッドを支持するサポートバーが不要なため、ダイシングソーによって各半導体装置を個別分離する場合に、金属バリの発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る半導体装置の断面図である。
【図２】同半導体装置の斜視図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｅ）は同半導体装置の製造方法の工程図である。
【図４】（Ｆ）〜（Ｈ）は同半導体装置の製造方法の工程図である。
【図５】同半導体装置の製造方法の一部省略説明図である。
【図６】同半導体装置の製造方法の説明図である。
【図７】本発明の他の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の説明図である。
【符号の説明】
１０：半導体装置、１１：パッド、１２：半導体素子、１３：端子リード、１４：封止樹脂体、１５：ボンデングワイヤ、１６：基材、１７：凹部、１８：レジストパターン、１９、２０：開口部、２１：リードパターン、２２：半導体装置ブロック、２３：ダイシングソー
【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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