(57)【要約】【課題】　外部端子が下方に突出したＱＦＮ構造を有し、かつ良好な放熱性を維持しつつチップサイズの選択の自由度の高いパワーＱＦＮとして機能する樹脂封止型半導体装置を提供する。【解決手段】　パワーＱＦＮは、信号用リード１と、ダイパッド２と、吊りリード３と、ダイボンド用のＤＢペースト７とを備えており、これらは封止樹脂６内に封止されている。信号用リード１の下部は封止樹脂６よりも下方に突出して外部電極９として機能している。吊りリード３には２カ所の曲げ部１３，１４が設けられていて吊りリード３が変形吸収機能を付与されている。ダイパッド２に半切断部１１が形成されて中央部２ａが周辺部２ｂよりもアップセットされていることにより、吊りリード３との干渉を招くことなく半導体チップ４のサイズを自由に選択することが可能になるとともに、耐湿性も向上する。【選択図】　　　　図１
2004146853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　半導体チップと、上記半導体チップを支持するダイパッドと、上記半導体チップを上記ダイパッド上に接着する接着部材と、上記ダイパッドを支持するための複数の吊りリードと、上記ダイパッドに向かって延びている複数の信号用リードと、上記半導体チップと上記信号用リードとを互いに電気的に接続する接続部材と、上記半導体チップ，ダイパッド，接着部材，接続部材，吊りリード及び信号用リードを封止する封止樹脂とを備えた樹脂封止型半導体装置であって、
　上記信号用リードの一部は上記封止樹脂の下面よりも下方に突出して外部端子として機能しており、
　上記各吊りリードには、他の部分よりも高くなった立ち上がり部が形成されており、
　上記半導体チップは、上記吊りリードの立ち上がり部によって支持されていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【請求項２】
　請求項１記載の樹脂封止型半導体装置において、
　上記ダイパッドの周辺部の下面には閉ループの溝が形成されていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、半導体チップ及びリードフレームを封止樹脂により封止してなる樹脂封止型半導体装置に係り、特に、パワー素子からの発熱を放散するためにダイパッド下面を露出させたものの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
　近年、電子機器の小型化に対応するために、電子機器に搭載される半導体部品を高密度に実装することが要求され、それにともなって、半導体チップ及びリードフレームを封止樹脂により封止した樹脂封止型半導体装置などの半導体部品の小型、薄型化が進んでいる。このような目的を達成する樹脂封止型半導体装置の１種として、パッケージの側方に突出していたアウターリードをなくし、下面側に母基板との電気的接続を行なうための外部電極を設けたいわゆるＱＦＮ（Ｑuad Ｆlatpack Ｎon-leaded package ）型のパッケージが知られている。
【０００３】
　ここで、特に、半導体チップ内にパワー素子を内蔵する場合には、放熱性を考慮しながら小型化や薄型化を図る必要がある。そこで、従来より、パワー素子用のＱＦＮ（以下、パワーＱＦＮ）として、半導体チップを搭載したダイパッドの下面は封止樹脂で覆わずに露出させた下面露出型構造が採用されている。以下、従来のパワー素子用のＱＦＮの構造及び製造方法について説明する。
【０００４】
　図１７（ａ）は従来のパワーＱＦＮの斜視図であり、図１７（ｂ）は図１７（ａ）のXVIIb−XVIIb線における断面図であり、図１７（ｃ）は従来のパワーＱＦＮの裏面図である。
【０００５】
　図１７（ａ）〜（ｃ）に示すように、従来のパワーＱＦＮは、信号用リード１０１と、ダイパッド１０２と、そのダイパッド１０２を支持する吊りリード１０３とよりなるリードフレームを備えている。そして、ダイパッド１０２上に、パワー素子を内蔵する半導体チップ１０４が接着剤１０８により接合されており、半導体チップ１０４の電極パッド（図示せず）と信号用リード１０１とは、金属細線１０５により電気的に接続されている。そして、ダイパッド１０２の下面を除く部分と、半導体チップ１０４と、信号用リード１０１と、吊りリード１０３と、金属細線１０５とは封止樹脂１０６により封止されている。この構造では、信号用リード１０１の裏面側には封止樹脂１０６は存在せず、信号用リード１０１の裏面側は露出されており、この露出面を含む信号用リード１０１の下部が外部電極１０１ａとなっている。
【０００６】
　そして、ダイパッド１０２の下面１０２ａは封止樹脂１０６に覆われずに露出して放熱板として機能しており、おり、このダイパッド１０２を母基板の放熱部に接触させることにより、消費電力の高いパワー素子から出る熱量を外部に放出させて、パッケージ内の温度上昇を抑制するようにしている。
【０００７】
　また、従来においては、プリント基板等の実装基板上にパワーＱＦＮを実装する場合、信号用リード１０１の下部である外部電極１０１ａと実装基板の電極との接合において必要な封止樹脂１０６裏面からのスタンドオフ高さを確保するために、外部電極１０１ａ上に半田からなるボール電極を設け、ボール電極によりスタンドオフ高さを確保して、実装基板上に実装していた。
【０００８】
　このようなパワーＱＦＮは、例えば以下のような工程により形成される。まず、信号用リード１０１、ダイパッド１０２，吊りリード１０３などを有するリードフレームを用意する。なお、このリードフレームには、樹脂封止の際、封止樹脂の流出を止めるためのダムバーが設けられていることが多い。次に、用意したリードフレームのダイパッド１０２の上に半導体チップ１０４を接着剤１０８により接合する。この工程は、いわゆるダイボンド工程である。そして、ダイパッド１０２上に接合された半導体チップ１０４と信号用リード１０１とを金属細線１０５により電気的に接続する。この工程は、いわゆるワイヤーボンド工程である。金属細線１０５には、アルミニウム細線、金（Ａｕ）線などが適宜用いられる。
【０００９】
　次に、ダイパッド１０２，半導体チップ１０４の下面を除く部分，信号用リード１０１，吊りリード１０３及び金属細線１０５を、エポキシからなる封止樹脂１０６により封止する。この場合、半導体チップ１０４が接合されたリードフレームが封止金型内に収納されて、トランスファーモールドされるが、特に、信号用リード１０１の裏面が封止金型の上金型又は下金型に接触した状態で、樹脂封止が行なわれる。最後に、樹脂封止後に封止樹脂１０６から外方に突出している信号用リード１０１の先端部を切断する。この切断工程により、切断後の信号用リード１０１の先端面と封止樹脂１０６の側面とがほぼ同じ面上にあるようになる。つまり、従来外部端子として機能していたアウターリードのない構造であり、信号用リード１０１の下部で封止樹脂に覆われずに露出している外部電極１０１ａの下方に半田からなるボール電極が外部端子として形成される。また、半田ボールのかわりに半田メッキ層を形成する場合もあった。
【００１０】
　さらに、下記特許文献１，２に開示されている構造の樹脂封止型半導体装置も、従来より公知である。
【特許文献１】特開平１０−１２７９３号公報（要約書）
【特許文献２】特開平０３−１４９８６号公報（要約書）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
　しかしながら、上記図１７（ａ）〜（ｃ）に示す従来のパワーＱＦＮにおいては、以下のような問題があった。半導体装置の裏面において、外部電極１０１ａの下面と封止樹脂１０６との面がほぼ同じ面上にあるので、封止樹脂１０６からのスタンドオフ高さが得られない。そのために、半田等からなるボール電極を設けて、実装基板上に実装しなければならず、効率的な実装を行なうことができないという不具合があった。
【００１２】
　また、従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法の樹脂封止工程においては、半導体チップが接合されたリードフレームを封止金型内に収納し、下金型の面に信号用リードを押圧して密着させて、樹脂封止しているが、それでも封止樹脂が信号用リードの裏面側にまわり込んで、外部電極の表面に樹脂バリ（樹脂のはみ出し分）が発生するという不具合もあった。
【００１３】
　そこで、例えば樹脂封止工程において、封止テープを外枠や信号用リードの下面と封止金型の金型面との間に介在させ、封止テープに信号用リードの下端部を食い込ませた状態で樹脂封止を行なうことにより、信号用リードの下端部を封止樹脂の下方に突出されるような工夫も行なわれている。その場合、主として外枠及び外枠に隣接する信号用リードに加わる型締め力によって外枠が変形すると、その変形が吊りリードを経てダイパッドにまで及び、ダイパッドの変形や位置の変動などをきたすことがある。この不具合を回避するためには、吊りリードをなくすことも考えられるが、ダイパッドを確実に支持できないと信頼性を損なうおそれがある。
【００１４】
　上述のような諸点を考慮すると、吊りリードの一部に曲げ部を設けて他の部分よりも高くなった立ち上がり部を形成することにより変形吸収機能（バネ的な機能）を持たせ、これによりリードフレームの外枠に加わる型締め力に起因するダイパッドの変形などの不具合を回避することが好ましい。
【００１５】
　しかるに、吊りリードに立ち上がり部を設けて変形吸収機能を持たせた場合、小サイズの半導体チップに対してはともかく、大サイズの半導体チップを搭載しようとすると半導体チップと信号用リードの立ち上がり部とが干渉する，つまりチップサイズに対する適応性に乏しいという不具合があった。
【００１６】
　本発明の目的は、半導体チップのサイズの広い範囲に亘って適応しうる樹脂封止型半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
　本発明の樹脂封止型半導体装置は、半導体チップと、上記半導体チップを支持するダイパッドと、上記半導体チップを上記ダイパッド上に接着する接着部材と、上記ダイパッドを支持するための複数の吊りリードと、上記ダイパッドに向かって延びている複数の信号用リードと、上記半導体チップと上記信号用リードとを互いに電気的に接続する接続部材と、上記半導体チップ，ダイパッド，接着部材，接続部材，吊りリード及び信号用リードを封止する封止樹脂とを備えた樹脂封止型半導体装置であって、上記信号用リードの一部は上記封止樹脂の下面よりも下方に突出して外部端子として機能しており、上記各吊りリードには、他の部分よりも高くなった立ち上がり部が形成されており、上記半導体チップは、上記吊りリードの立ち上がり部によって支持されている。
【００１８】
　これにより、吊りリードに立ち上がり部が設けられているので、吊りリードが変形吸収機能を有しており、このリードフレームを用い、信号用リードの下部を封止樹脂から突出させるために封止テープを用いて樹脂封止を行なう際に、リードフレームの外枠に加わる型締め力に起因する吊りリードの変形によってダイパッドの位置の変化や変形が生じるのを防止することができる。さらに、ダイパッドの中央部がその周辺部からアップセットされているので、半導体チップのサイズが大きい場合にも半導体チップと吊りリードとの干渉を招くことがない。つまり、リードフレームに搭載可能な半導体チップのサイズの選択性を向上させることができる。また、ダイパッドの中央部だけに半導体チップが搭載されるので、ダイパッドの周辺部と半導体チップとの間にも封止樹脂が存在する結果、半導体チップが封止樹脂によって確実に保持され、耐湿性の高い樹脂封止型半導体装置の形成が可能になる。
【００１９】
　上記ダイパッドの周辺部の下面には閉ループの溝が形成されていることにより、周辺部の下面に封止樹脂のまわり込みのない樹脂封止型半導体装置を得ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
　本発明の樹脂封止型半導体装置によると、信号用リードの一部を封止樹脂の下面よりも下方に突出して外部端子として機能させ、吊りリードに他の部分よりも高くなった立ち上がり部を設けるとともに、半導体チップを吊りリードの立ち上がり部によって支持する構造としたので、耐湿性の向上と吊りリードによる半導体チップの支持の安定性の向上とを図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
　　（第１の実施形態）
　以下の実施形態においては、樹脂封止型半導体装置としてパワー素子を内蔵するパワーＱＦＮに本発明を適用した場合の構造を例にとって説明する。
【００２２】
　−パワーＱＦＮの構造−
　図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係るパワーＱＦＮの構造を拡大して示す断面図であって、図１（ｂ）に示すIa−Ia線における断面図である。また、図１（ｂ）は、本実施形態のパワーＱＦＮの平面図である。ただし、図１（a）においては、構造の理解を容易にするために断面の縦方向における寸法拡大率を横方向における寸法拡大率よりも高くしている。また、図１（ｂ）においては封止樹脂６を透明体として扱っている。
【００２３】
　図２は、本実施形態のパワーＱＦＮの裏面図であって、図２においては封止樹脂を不透明体として扱っている。
【００２４】
　図１（ａ），（ｂ）及び図２に示すように、本実施形態のパワーＱＦＮは、リードフレームから分離された以下の部材を備えている。すなわち、電源や接地を含む電気信号を伝えるための信号用リード１と、半導体チップ４を搭載するためのダイパッド２と、そのダイパッド２を支持するための吊りリード３とが設けられている。
【００２５】
　ここで、本実施形態の特徴は、ダイパッド２において円形の半切断部１１により中央部２ａが周辺部２ｂよりもアップセットされていることと、吊りリード３には２カ所の曲げ部１３，１４が設けられていて吊りリード３が変形吸収機能を付与されていることである。そして、ダイパッド２の中央部２ａの上に半導体チップ４がＤＢ（ダイボンド）ペースト７により接合されており、半導体チップ４の電極パッド（図示せず）と信号用リード１とは、金属細線５によって互いに電気的に接続されている。
【００２６】
　円形の半切断部１１は、ダイパッド２を構成している金属板に対して、プレスによる打ち抜き加工を途中で停止し、円形に打ち抜く手前の半切断状態で円形部分が金属板に接続されている部分である。この半切断部１１は、その突出した方向への押圧力により円形の半切断部分が破断する構造を有する。
【００２７】
　なお、ダイパッド２の半切断部１１の代わりにハーフエッチにより中央部２ａを周辺部からアップセットさせることも可能である。
【００２８】
　そして、信号用リード１，ダイパッド２，吊りリード３，半導体チップ４及び金属細線５は、封止樹脂６内に封止されている。ただし、信号用リード１の下部と吊りリード３の外方側端部の下部とは封止樹脂６の下面よりも下方に突出している。この信号用リード１の下部が、母基板との電気的接続を行なうための外部電極９（外部端子）として機能している。また、外部電極９の下面には、樹脂封止工程における封止樹脂のはみ出し部分（樹脂バリ）が存在していない。このような樹脂バリの存在しないかつ下方に突出した外部電極９の構造は、後述する製造方法によって容易に実現できる。
【００２９】
　一方、ダイパッド２の周辺部２ｂの下面は、封止樹脂６の下面とほぼ共通の平面内にあって、封止樹脂６に覆われることなく露出している。その結果、ダイパッド２の周辺部２ｂの下面は、信号用リード１や吊りリード３の外方側端部の下面よりも上方に位置しており、吊りリード３は外方に向かうほど高さ位置が低くなるように傾斜している。また、ダイパッド２の周辺部２ｂの下面において、１コーナー部のみが１番ピン表示のために面取りされたほぼ正方形の平面形状を有する細溝１２が形成されている。
【００３０】
　以下、本実施形態のパワーＱＦＮの構造による機能，作用効果について説明する。
【００３１】
　まず、信号用リード１の側方にはアウターリードが存在せず、信号用リード１の下部が外部電極９となっているので、半導体チップのサイズを維持しつつパワーＱＦＮの小型化を図ることができる。しかも、外部電極９の下面には樹脂バリが存在していないので、実装基板側の電極との接合の信頼性が向上する。また、外部電極９が封止樹脂６の下面よりも突出して形成されているため、実装基板に樹脂封止型半導体装置を実装する際の外部電極と実装基板の電極との接合において、外部電極９のスタンドオフ高さが予め確保されていることになる。したがって、外部電極９をそのまま外部端子として用いることができ、従来のように、実装基板への実装のために外部電極９に半田ボールを付設する必要はなく、製造工数、製造コスト的に有利となる。なお、後述するように、細溝１２が設けられていることにより、樹脂バリの形成防止効果がより顕著になる。
【００３２】
　そして、吊りリード３の中間部分（立ち上がり部）が２カ所の曲げ部１３，１４によって上方に持ち上げられた断面形状を有しているので、吊りリード３が変形吸収機能を有しており、信号用リード１の下部つまり外部電極９を封止樹脂６から突出させるために封止テープを用いて樹脂封止を行なう際に、リードフレームの外枠に加わる型締め力に起因する吊りリード３の変形によってダイパッド２の位置の変化や変形が生じるのを防止することができる。
【００３３】
　さらに、ダイパッド２の中央部２ａが半切断部１１によって上方に持ち上げられているので、半導体チップ４が吊りリード３の曲げ部１３よりも外方にはみ出るほど半導体チップ４のサイズが大きい場合にも、中央部２ａの上に搭載される半導体チップ４の下面を吊りリード３の最上面よりも上方に位置させることが可能になり、半導体チップ４と吊りリード３の立ち上がり部との干渉を招くことはない。言い換えると、吊りリード３の一部に立ち上がり部を設けて変形吸収機能を持たせつつ、半導体チップ４のサイズの選択性を向上させることができる。
【００３４】
　また、その結果、半導体チップ４の下面全体がダイパッド２に接しているのではなく、ダイパッド２の中央部２ａのみと接していることになり、耐湿性が向上する。その理由について、以下に説明する。図１７（ａ）〜（ｃ）に示す従来の構造の場合には、半導体チップのサイズが小さいものでは、半導体チップとダイパッドとの間がいわゆるベタ付け状態になっていたので、ダイパッド２と封止樹脂６との間から湿気や水分が侵入すると半導体チップとダイパッドとの密着性が悪くなったり、クラックが生じるなどの耐湿性の悪化を招くおそれがあった。それに対し、本実施形態のごとく、半導体チップ４とダイパッド２とがダイパッド２の中央部２ａでのみ接している場合には、半導体チップ４のサイズがダイパッド２と同程度に小さい場合にも、ダイパッド２の周辺部２ｂと半導体チップ４との間にも封止樹脂６が存在する。その結果、小サイズの半導体チップ４であっても封止樹脂６によって確実に保持されることになり、湿気や水分が裏面側から侵入することを防止できるため、パッケージにクラックが発生することはない。
【００３５】
　なお、図１（ａ）に示す状態では、半導体チップ４と吊りリード３の一部とが接触しているように見えるが、半導体チップ４と吊りリード３とは接触していてもよいし接触していなくてもよい。また、ダイパッド２のアップセット時における中央部２ａの上面が吊りリード３の最上面の上面よりも上方に位置するように形成しておいてもよいし、ダイパッド２のアップセット時における中央部２ａの上面は吊りリード３の最上面の上面よりも下方に位置しているがＤＢペースト７の厚みを見込むと半導体チップ４の下面が吊りリード３の最上面よりも上方に位置するようにしてもよい。半導体チップ４と吊りリード３の一部とが接触している場合には、半導体チップ４を支持する安定性が向上するという利点がある。
【００３６】
　また、図１（ａ）に示すように、本実施形態のパワーＱＦＮによると、半導体チップ４が信号用リード１の上方で信号用リード１とオーバーラップしていても、半導体チップ４と信号用リード１とは干渉しないので、信号用リード１の内方側の長さを充分大きくして、信号用リード１と封止樹脂６との密着性を高めることができる利点もある。
【００３７】
　−製造方法の説明−
　次に、本実施形態のパワーＱＦＮの製造方法について、図面を参照しながら説明する。図３〜図８は、本実施形態におけるパワーＱＦＮの製造工程を示す断面図である。
【００３８】
　まず、図３（ａ）に示す工程で、銅合金板をエッチングによりパターニングして、半導体チップを搭載するための開口部２２が多数設けられたリードフレーム２０を形成する。図３（ａ）には、見やすくするために１つの開口部のみを示すものとする。このリードフレーム２０には、外枠２１から開口２２の内方に向かって延びる信号用リード１と、半導体チップを搭載するためのダイパッド２と、ダイパッド２と外枠２１とを接続してダイパッド２を支持するための吊りリード３とが設けられている。このリードフレーム２０には、樹脂封止の際、封止樹脂の流出を止めるタイバーが設けられていない。
【００３９】
　なお、この状態で、リードフレーム２０にニッケル（Ｎｉ），パラジウム（Ｐｄ），金（Ａｕ）などの金属メッキ層を形成してもよいし、次の図３（ｂ）に示す工程の後に金属メッキ層を形成してもよい。
【００４０】
　次に、図３（ｂ）に示す工程で、プレス加工を行なって、リードフレーム２０のダイパッド２を中央部２ａと周辺部２ｂとに区分けする半切断部１１を形成する。図４（ａ），（ｂ）は、このプレス加工の手順を示す断面図である。まず、円形の開口部を有するダイ３１と、この開口部にほぼ一致する円形の平面形状を有するポンチ３２とからなる打ち抜き用プレス型を準備する。そして、図４（ａ）に示すように、リードフレーム２０のダイパッド２をポンチ３２の上に載置して、上方からダイ３１をダイパッド２の上面に当接させる。次に、図４（ｂ）に示すように、ダイ３１を下降させる。このとき、ダイ３１とポンチ３２とがダイパッド２にその両面から食い込むが、剪断部分の厚みａと、未剪断部分の厚みｂとがほぼ同じ値になる程度になったときに、ダイ３１の下降が停止するように、予めダイ３１の下降量を設定しておく。つまり、打ち抜き用プレス型を用いながら、ダイパッド２の中央部２ａを打ち抜くのではなく、半切断状態で残しておくのである。これにより、周辺部２ｂからアップセットされた中央部２ａが形成される。
【００４１】
　なお、この半切断加工を行なうことにより、一般的な曲げ加工に比較して、ダイパッド２の各部に歪みを生ぜしめることなく広い範囲であるダイパッド２の中央部２ａをアップセットさせることができる利点がある。
【００４２】
　次に、吊りリード３の曲げ部１３，１４を形成するためのプレス加工と、ダイパッドの周辺部２ｂの下面の細溝１２を形成するためのプレス加工を、順次又は同時に行なう。
【００４３】
　以下の図５〜図８においては、図１（ｂ）に示すIa−Ia線断面に相当する断面の構造の変化を示している。また、各図において縦方向における拡大率を横方向における拡大率よりも大きくしている。
【００４４】
　図５に示す工程で、用意したリードフレームのダイパッド２の中央部２ａの上に半導体チップ４を載置して、エポキシ樹脂をバインダーとする銀ペーストからなるＤＢペースト７により両者を互いに接合する。この工程は、いわゆるダイボンド工程である。
【００４５】
　次に、図６に示す工程で、半導体チップ４の電極パッド（図示せず）と信号用リード１とを金属細線５により電気的に接続する。この工程は、いわゆるワイヤーボンド工程である。金属細線５としては、アルミニウム細線、金（Ａｕ）線などを適宜選択して用いることができる。また、半導体チップ４と信号用リード１との電気的な接続は、金属細線５でなくバンプなどにより行なってもよい。
【００４６】
　次に、図７に示す工程で、半導体チップ１５が接合され、封止テープ１５が貼り付けられたリードフレーム２０を封止金型に取り付けた状態で、リードフレーム２０と信号用リード１の裏面側との間に封止テープ１５を介在させる。このとき、後述するように封止テープ１５は、ロールによって供給される。また、本実施形態においては、リードフレームは図７に示す状態とは上下を逆にして封止金型にセットされるが、図７に示す状態でセットされてもよい。図７に示す状態では、まだ型締め力が作用していない。
【００４７】
　この封止テープ１５は、樹脂封止工程において信号用リード１の裏面側に封止樹脂がまわり込まないようにするマスク的な役割を果たさせるためのものであり、この封止テープ１５の存在によって、信号用リード１の裏面に樹脂バリが形成されるのを防止することができる。この封止テープ１５は、ポリエチレンテレフタレート，ポリイミド，ポリカーボネートなどを主成分とする樹脂をベースとしたテープであり、樹脂封止後は容易に剥がすことができ、また樹脂封止時における高温環境に耐性があるものであればよい。ここでは、ポリエチレンテレフタレートを主成分としたテープを用い、厚みは５０［μｍ］とした。
【００４８】
　なお、ここでは、この封止テープ１５は、リードフレーム２０の外枠２１，信号用リード１，吊りリード３の立ち上がり部を除く部分，ダイパッド２の周辺部２ｂの各下面に密着している。
【００４９】
　次に、図８に示す工程で、封止金型内にエポキシ樹脂からなる封止樹脂６を流し込んで樹脂封止を行う。この際、信号用リード１の裏面側に封止樹脂６がまわり込まないように、金型の型締め力をリードフレーム２０の外枠及び封止テープ１５に加えた状態で樹脂封止する。つまり、外枠に隣接している信号用リード１の裏面側の封止テープ１５面を金型面側に押圧して樹脂封止を行う。従って、ダイパッド２には直接型締め力が加わらないので、ダイパッド２は上方に持ち上がった状態になり、吊りリード３は外方に向かうほど高さ位置が低くなるように傾斜する。
【００５０】
　最後に、信号用リード１の裏面に貼付した封止テープ１５をピールオフにより除去すると、封止樹脂６の裏面より突出した外部電極９が形成されている。そして、信号用リード１の先端部を、信号用リード１の先端面と封止樹脂６の側面とがほぼ同一面になるように切り離すことにより、、図１（ａ）に示すようなパワーＱＦＮが完成される。
【００５１】
　本実施形態の製造方法によると、樹脂封止工程の前に予め信号用リード１の裏面と封止金型との間に封止テープ１５を介在させているので、封止樹脂６が信号用リード１の下面にまわり込むことがなく、外部電極となる信号用リード１の裏面には樹脂バリの発生はない。したがって、信号用リードの下面を露出させる従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法のごとく、信号用リード上に形成された樹脂バリをウォータージェットなどによって除去する必要はない。すなわち、この樹脂バリを除去するための面倒な工程の削除によって、樹脂封止型半導体装置（パワーＱＦＮ）の量産工程における工程の簡略化が可能となる。また、従来、ウォータージェットなどによる樹脂バリ除去工程において生じるおそれのあったリードフレームのニッケル（Ｎｉ），パラジウム（Ｐｄ），金（Ａｕ）などの金属メッキ層の剥がれは解消できる。そのため、樹脂封止工程前における各金属層のプリメッキが可能となる。
【００５２】
　加えて、以上の製造方法によって形成された外部電極９は、封止樹脂６の下面から下方に突出しているので、従来のように半田ボールを付設することなく、外部電極９をそのまま外部端子として用いることができる。
【００５３】
　なお、図８に示すように、樹脂封止工程においては、溶融している封止樹脂６の熱によって封止テープ１５が軟化するとともに熱収縮するので、信号用リード１が封止テープ１５に大きく食い込み、信号用リード１の裏面と封止樹脂６の裏面との間には段差が形成される。したがって、信号用リード１の裏面は封止樹脂６の裏面から突出した構造となり、信号用リード１の下部である外部電極９のスタンドオフ高さを確保できる。そのため、この突出した外部電極９をそのまま外部端子として用いることができることになる。
【００５４】
　また、信号用リード１の裏面と封止樹脂６の裏面との間の段差の大きさは、封止工程前に貼付した封止テープ１５の厚みによりコントロールすることができる。本発明では、５０［μｍ］の封止テープ１５を用いているので、段差の大きさつまり外部電極９の突出量は、一般的にはその半分程度であり最大５０［μｍ］である。すなわち、封止テープ１５が信号用リード１の裏面よりも上方に入り込む量が封止テープ１５の厚さ分で定まることから、外部電極９の突出量を封止テープ１５の厚みによりセルフコントロールでき、製造の容易化を図ることができる。この外部電極９の突出量を管理するためには、量産工程で封止テープ１５の厚みを管理するだけでよく、別工程を設ける必要がないので、本発明の製造方法は、工程管理のコスト上きわめて有利な方法である。なお、介在させる封止テープ１５については、所望とする段差の大きさに合わせて、材質の硬度、厚み、および熱による軟化性を決定することができる。
【００５５】
　また、ダイパッド２の周辺部２ｂの下面に細溝１２が設けられているので、樹脂封止の際に溶融した封止樹脂６の注入圧力によってダイパッドの周辺部２ｂが下方に押圧され、封止テープ１５がこの細溝１２の縁部にかみ込まれることにより、封止樹脂６のまわり込みがより効果的に阻止される。
【００５６】
　−樹脂封止工程の詳細−
　次に、本実施形態における樹脂封止工程の詳細について説明する。
【００５７】
　図９（ａ）は、本実施形態において用いた封止用金型（下金型）の平面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）の中央線における樹脂封止の状態を示す断面図である。また、図１０（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態における封止テープの供給装置を付設した樹脂封止装置および樹脂封止の手順を概略的に説明するための斜視図である。図１１は、樹脂封止時における封止金型内の状態を示す断面図である。
【００５８】
　図９（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態で用いた封止金型５１は、上金型５１ａと下金型１５ｂとからなっている。そして、上金型５１ａには、４カ所の真空引き穴５３及び各真空引き穴５３間を連通させるための真空引き溝５２が設けられている。また、図１０（ａ）に示すように、封止金型５１の下金型５１ｂには、２つの半導体製品成型部６０（リードフレーム２０に登載される半導体チップ４の数に対応した数のダイキャビティが形成されている部分）と、各半導体製品成型部６０に封止樹脂を供給するための封止樹脂流通路６１とが設けられている。
【００５９】
　図９（ａ），（ｂ）には、見やすくするために１つのダイキャビティにおける構造やセット状態しか示されていないが、他のダイキャビティにおいてもこれと同じ構造やセット状態となっている。まず、１つのダイキャビティ内における樹脂封止の状態について、図９（ｂ）を参照しながら説明する。
【００６０】
　まず、下金型５１ｂの各ダイキャビティー内に各半導体チップ４が収納されるように、リードフレーム２０を下金型５１ｂ上にセットする。このとき、上金型５１ａの下面と封止テープ１５の上面とが互いに接触した状態となる。そして、上金型５１ａを押圧するとともに、真空引き装置（図示せず）により、上金型５１ａに形成された４ケ所の真空引き穴５３を介して封止テープ１５を封止金型内で４方向に真空引きし、均一に延ばした状態を維持する。この状態で樹脂封止工程を行なうことにより、樹脂封止時の熱収縮による封止テープ１５のシワ発生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の樹脂の裏面が平坦に形成される。
【００６１】
　以下、上述の封止テープのシワがなくなるメカニズムについて、さらに詳細に説明する。樹脂封止の際、封止テープ１５が熱収縮を起こし、縮まろうとする作用に対して、真空引き穴５３から真空引きを行なうことで、封止テープ１５が各真空引き穴５３の方向に引っ張られる。このように、封止テープ１５に延張状態を与えることにより、封止テープ１５の収縮が抑制されて、シワの発生が防止される。したがって、形成された樹脂封止型半導体装置の裏面において、封止テープ１５と接していた封止樹脂６の面が平坦になっている。
【００６２】
　上金型５１ａの真空引き穴５３につながる真空引き溝５２は、封止テープ１５の伸び率を考慮して、その深さや幅が形成されていることが望ましい。
【００６３】
　ただし、真空引き溝を設けずに、各真空引き穴から個別に封止テープを引っ張ることによっても、封止テープのシワの発生を防止する効果を発揮することができる。
【００６４】
　なお、真空引き溝の形状や数は図９（ａ）に示す形状や数に限定されるものではない。例えば、真空引き溝を複数列設けることも可能である。
【００６５】
　また、図９（ｂ）に示す構造に加えて、上金型５１ａの上面のうち信号用リード１の上方に位置する領域に、彫り込み部を設けて、樹脂封止の際、封止テープ１５の一部をその彫り込み部に逃げ込ませることにより、各信号用リード１間に形成されやすい深い溝を浅く抑制するようにしてもよい。
【００６６】
　また、封止テープ１５のしわを防止する方法としては、真空引き溝を設ける方法に限定されるものではなく、互いに係合する凹部と凸部とを上金型，下金型にそれぞれ形成しておいて、上金型と下金型との間に型締め力を加えたときに凹部と凸部とが係合することによって封止テープに張力を与えることも可能である。さらに、封止金型にクランパを設け、クランパによって封止テープに張力を与えることも可能である。
【００６７】
　次に、封止テープ１５の供給方法と、全体的な樹脂封止の手順とについて、図１０（ａ），（ｂ）及び図１１を参照しながら説明する。
【００６８】
　図１０（ａ）に示すように、本実施形態の樹脂封止装置には、巻き出しロール５６ａと巻き取りロール５６ｂとの間で一定の張力を加えながら、連続的に封止テープ１５２の巻き出しと巻き取りとを行なうことが可能に構成された封止テープ供給装置が付設されている。
【００６９】
　そして、図１０（ｂ）に示すように、多数の半導体チップを搭載したリードフレーム２０が下金型５１ｂにセットされると、樹脂タブレット６２が下金型５１ｂの封止樹脂供給部に投入される。
【００７０】
　次に、図１１に示すように、封止金型５１の上金型５１ａと下金型５１ｂとが型締めされ、ピストン５８により下方から溶融した封止樹脂が各半導体製品成型部６０に供給されて、各ダイキャビティ毎に樹脂封止型半導体装置５５（パワーＱＦＮ）が射出成形される。そして、射出成形が終了すると、下金型５１ｂが開く。
【００７１】
　この時、下金型５１ｂが開くと同時に、図１０（ｃ）に示す樹脂カル６３と樹脂封止型半導体装置５５から封止テープ１５が引き離される。また、封止テープ１５のうち、この樹脂封止工程で使用された部分は巻き取りロールー５６ｂに巻き取られ、次の樹脂封止工程で使用する部分は巻き出しロール５６ａから供給される。その間に、樹脂カル６３と樹脂封止型半導体装置５５とは、下金型５１ｂから取り出される。
【００７２】
　本実施形態によると、巻き出しロール５６ａと巻き取りロール５６ｂとの間で、連続的に封止テープ１５を供給することにより、封止テープを用いた樹脂封止工程を迅速に行なうことができ、生産効率の向上を図ることができる。また、巻き出しロール５６ａと巻き取りロール５６ｂとに回転力を加えることによっても、封止テープ１５に適正な張力を与えることができ、樹脂封止工程における封止テープ１５のシワの発生をより効果的に抑制することができる。
【００７３】
　なお、本実施形態においては、リードフレーム２０を金型に装着した状態で、封止テープ１５を封止金型に供給してリードフレーム２０上に密着させるようにしたが、このようなロール供給法ではなく、樹脂封止工程前に予め封止テープ１５をリードフレームの信号用リード１の下面に貼付してもよい。
【００７４】
　　（第２の実施形態）
　次に、本発明の第２の実施形態について説明する。上述の第１の実施形態においては、図２に示すように、ダイパッド２の中央部（チップ支持部）をアップセットした構造において中央部２ａの下方には封止樹脂６が存在しておらずに単に凹部となっていたが、本実施形態においては、ダイパッドの中央部（チップ支持部）の下方をも封止樹脂で埋めるようにする。
【００７５】
　図１２（ａ），（ｂ）は、本実施形態のパワーＱＦＮを形成するためのリードフレームの平面図及び樹脂封止後におけるパワーＱＦＮの裏面図である。
【００７６】
　図１２（ａ）に示すように、ダイパッド２の周辺部２ｂを除く部分は、アップセットされた正方形の中央部２ａと、中央部２ａと周辺部２ｂとを互いに連結する４本の連結部２ｃと、打ち抜かれた打ち抜き部２ｄとに区分けされる。そして、連結部２ｃの２カ所に曲げ部３５，３６を形成することによって、中央部２ａを周辺部２ｂからアップセットさせている。
【００７７】
　ただし、連結部２ｃの１カ所において上記第１の実施形態と同様の半切断加工を行なうことにより中央部２ａをアップセットしてもかまわない。
【００７８】
　また、上記第１の実施形態においてはダイパッド２の周辺部２ｂの下面には１本の細溝１２しか形成していないが、本実施形態においては、周辺部２ｂの下面上で閉ループを描く複数の細溝１２ａ，１２ｂが設けられている。これは、ダイパッド２の周辺部２ｂの外方側だけでなく内方側からも封止樹脂がまわり込むおそれがあるためである。
【００７９】
　本実施形態における製造工程の説明は省略するが、ダイパッド上に半導体チップの登載するためにダイボンド工程，金属細線を張るためのワイヤボンド工程だけでなく、樹脂封止工程における封止テープをリードフレームと封止金型との間に介在させるための方法や、封止テープのしわをなくすためのロールによる封止テープの供給など、基本的には上述の第１の実施形態における製造工程をほぼそのまま適用することができる。
【００８０】
　図１２（ｂ）に示すように、本実施形態のリードフレームを用い、周辺部２ｂの下面と封止金型との間に封止テープを介在させて樹脂封止を行なった結果得られるパワーＱＦＮの裏面においては、ダイパッド２の中央部２ａの下方にも封止樹脂６がまわり込んでいる。
【００８１】
　本実施形態のパワーＱＦＮによると、このような打ち抜き部２ｄを設けることによって、樹脂封止工程でダイパッド２の周囲から打ち抜き部２ｄを通って封止樹脂６が中央部２ａの下方に流れ込むことになる。従って、ダイパッド２の中央部２ａの下方にも封止樹脂６を埋め込むことができるので、封止樹脂６とダイパッド２との密着性が向上し、耐湿性の向上を含めてパワーＱＦＮ全体の信頼性の向上を図ることができる。
【００８２】
　　（第３の実施形態）
　次に、本発明の第３の実施形態である樹脂封止型半導体装置（パワーＱＦＮ）について説明する。図１３（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本実施形態のパワーＱＦＮに用いられるリードフレームの平面図、XIIIb−XIIIb線における断面図、XIIIc−XIIIc線における断面図である。また、図１４は、本実施形態のリードフレームの斜視図である。
【００８３】
　図１３（ａ）〜（ｃ）及び図１４に示すように、本実施形態のリードフレームのダイパッド４０は、正方形の中央部４１（チップ支持部）と、４つのコーナー部に設けられた円形のコーナー部４２と、コーナー部４２に直接つながる４つの辺部４３と、中央部４１と各辺部４３と互いに連結する４つの連結部４４と、打ち抜かれた４カ所の打ち抜き部４５とに区分けされる。そして、中央部４１と辺部４３と連結部４４とが４つのコーナー部４２からアップセットされた形状となっている。吊りリード３が、２つの曲がり部１３，１４によって途中で立ち上げられた断面形状を有する点は、第１の実施形態におけるリードフレームの構造と同様である。
【００８４】
　本実施形態における製造工程の説明は省略するが、ダイパッド上に半導体チップの登載するためにダイボンド工程，金属細線を張るためのワイヤボンド工程だけでなく、樹脂封止工程における封止テープをリードフレームと封止金型との間に介在させるための方法や、封止テープのしわをなくすためのロールによる封止テープの供給など、基本的には上述の第１の実施形態における製造工程をほぼそのまま適用することができる。
【００８５】
　なお、本実施形態では、封止テープと接するコーナー部４２の面積が小さいので、上記第１，第２の実施形態のごとく細溝を設けなくても封止樹脂がコーナー部４２の下面にまわり込むのを確実に防止することができる。
【００８６】
　図１５は、本実施形態のリードフレームを用い、コーナー部４２の下面と封止金型との間に封止テープを介在させて樹脂封止を行なった結果得られるパワーＱＦＮの裏面図である。同図に示すように、本実施形態のパワーＱＦＮの裏面においては、外部電極９と、吊りリード３の外方側端部と、ダイパッド４０のコーナー部４２のみが封止樹脂６に覆われることなく露出している。すなわち、ダイパッド４０の中央部４１の下方にも封止樹脂６が埋め込まれている。また、本実施形態のパワーＱＦＮの製造工程においては、半導体チップをダイパッド上に登載するダイボンド工程において、半導体チップがダイパッドの中央部４１のみで支持される。つまり、打ち抜き部４５によってＤＢペーストの広がりが阻止されるからである。そして、打ち抜き部４５の下方に存在する封止樹脂によって半導体チップが強く保持されている。このようにダイパッド４０と半導体チップとの接触面積が小さいことにより、上述のように樹脂封止型半導体装置の耐湿性の悪化を抑制することができる。
【００８７】
　本実施形態のパワーＱＦＮによると、ダイパッド４０の一部に打ち抜き部４５を設けることにより、樹脂封止時に封止樹脂６が打ち抜き部４５を通って中央部４１（チップ支持部）の下方に流れ込むので、中央部４１の下方に封止樹脂を埋め込むことができ、上記第２の実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００８８】
　　（第４の実施形態）
　次に、本発明の第４の実施形態である樹脂封止型半導体装置（パワーＱＦＮ）について説明する。図１６は、本実施形態のパワーＱＦＮの断面図であって、図１（ｂ）のIa-Ia線に相当する断面における形状を表している。
【００８９】
　本実施形態のパワーＱＦＮに用いられるリードフレームにおいて、ダイパッド２には半切断部は形成されておらず、ダイパッド２全体がフラットに形成されている。従って、ダイパッド２にはアップセットされた部分は存在しない。そして、吊りリード３には２カ所の曲げ部１３，１４が設けられ、吊りリード３の中間部分が端部よりも高くなった立ち上がり部となっている。そして、半導体チップ４は吊りリード３の立ち上がり部において吊りリード３に支持されている。また、半導体チップ４とダイパッド２とを接合するＤＢペースト７を厚く設けることによって、半導体チップ４とダイパッド２とを固着している。その他の部分の構造は、上記第１の実施形態のパワーＱＦＮにおける各部の構造と同じである。
【００９０】
　本実施形態における製造工程の説明は省略するが、ダイパッド上に半導体チップの登載するためにダイボンド工程，金属細線を張るためのワイヤボンド工程だけでなく、樹脂封止工程における封止テープをリードフレームと封止金型との間に介在させるための方法や、封止テープのしわをなくすためのロールによる封止テープの供給など、基本的には上述の第１の実施形態における製造工程をほぼそのまま適用することができる。
【００９１】
　本実施形態のパワーＱＦＮによると、ダイボンド工程において、ＤＢペースト７には半導体チップ４の重力が加わらないので、ＤＢペースト７の表面張力によってＤＢペースト７がダイパッド２上でほとんど広がらない。従って、ＤＢペースト７を挟んで半導体チップ４とダイパッド２とが接触する領域の面積を小さくすることができ、上述の作用効果により、パワーＱＦＮの耐湿性を良好に保持することができる。また、吊りリード３により半導体チップ４を支持することにより、チップ支持の安定性も高く維持される。
【００９２】
　　（その他の実施形態）
　上記各実施形態においては、パワー素子を内蔵した半導体チップ４を収納する樹脂封止型半導体装置（パワーＱＦＮ）に本発明を適用したが、上記各実施形態は、あまり発熱量の大きくない素子を内蔵した半導体チップを収納した樹脂封止型半導体装置についても適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
　本発明の樹脂封止型半導体装置は、パワー素子などを内蔵した半導体チップや、各種ＬＳＩを内蔵したチップの実装に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るパワーＱＦＮのIa−Ia線における断面図、及びパワーＱＦＮの平面図である。
【図２】第１の実施形態に係るパワーＱＦＮの裏面図である。
【図３】第１の実施形態の製造工程のうちリードフレームを準備する工程であって、銅合金板からリードフレームのパターニングを行なったときの状態、リードフレームにプレス加工を施した後の状態をそれぞれ示す平面図である。
【図４】第１の実施形態の製造工程のうちリードフレームのダイパッドに半切断加工を施すときの断面形状の変化を示す断面図である。
【図５】第１の実施形態の製造工程におけるダイパッド上に半導体チップを接合する工程を示す断面図である。
【図６】第１の実施形態の製造工程における金属細線を形成する工程を示す断面図である。
【図７】第１の実施形態の製造工程における封止テープをリードフレームと封止金型との間に介在させる工程を示す断面図である。
【図８】第１の実施形態の製造工程における樹脂封止工程を示す断面図である。
【図９】第１の実施形態において用いた下金型の平面図、及び樹脂封止の状態を示す断面図である。
【図１０】第１の実施形態における封止テープの供給装置を付設した樹脂封止装置および樹脂封止の手順を概略的に説明するための斜視図である。
【図１１】第１の実施形態の製造工程のうち樹脂封止時における封止金型内の状態を示す断面図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態のパワーＱＦＮを形成するためのリードフレームの平面図、及び樹脂封止後におけるパワーＱＦＮの裏面図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態のパワーＱＦＮに用いられるリードフレームの平面図、XIIIb−XIIIb線における断面図、XIIIc−XIIIc線における断面図である。
【図１４】第３の実施形態のリードフレームの斜視図である。
【図１５】第３の実施形態のリードフレームを用いて得られるパワーＱＦＮの裏面図である。
【図１６】本発明の第４の実施形態のパワーＱＦＮの断面図である。
【図１７】それぞれ順に、従来のパワーＱＦＮの斜視図、図１７（ａ）のXVIIb−XVIIb線における断面図、及び従来のパワーＱＦＮの裏面図である。
【符号の説明】
【００９５】
　１　　信号用リード
　２　　ダイパッド
　３　　吊りリード
　４　　半導体チップ
　５　　金属細線
　６　　封止樹脂
　７　　ＤＢペースト
　９　　外部電極
　１１　半切断部
　１２　細溝
　１３　曲げ部
　１４　曲げ部
　１５　封止テープ
　２０　リードフレーム
　２１　外枠
　３１　ダイ
　３２　ポンチ
　５１　封止金型
　５１ａ　上金型
　５１ｂ　下金型
　５２　真空引き溝
　５３　真空引き穴
　５５　　樹脂封止型半導体装置
　５６ａ　巻き出しロール
　５６ｂ　巻き取りロール
　５８　　ピストン
　６０　　半導体製品成形部
　６１　　封止樹脂流通路
　６２　樹脂タブレット
　６３　樹脂カル
【図１】
2004146853.tif 000003
【図２】
2004146853.tif 000004
【図３】
2004146853.tif 000005
【図４】
2004146853.tif 000006
【図５】
2004146853.tif 000007
【図６】
2004146853.tif 000008
【図７】
2004146853.tif 000009
【図８】
2004146853.tif 000010
【図９】
2004146853.tif 000011
【図１０】
2004146853.tif 000012
【図１１】
2004146853.tif 000013
【図１２】
2004146853.tif 000014
【図１３】
2004146853.tif 000015
【図１４】
2004146853.tif 000016
【図１５】
2004146853.tif 000017
【図１６】
2004146853.tif 000018
【図１７】
2004146853.tif 000019