(57)【要約】【課題】従来の半導体装置では、特に、ＱＦＮ型のパッケージではリードの露出面のみで実装面積が小さく、アイランドを露出させ、実装面積の向上を図るため、それぞれの露出面積の差異よりリードが実装されないという問題があった。【解決手段】本発明の半導体装置では、樹脂パッケージ２２の裏面２６からリード２３、四角状のアイランドの一部２７及び丸状のアイランドの一部２８を露出させている。つまり、樹脂パッケージ２２の裏面からアイランドの一部２７、２８を露出させ、実装強度の向上を図る一方で、それらの露出面積のバランスを保ち、リード２３及びアイランドの一部２７、２８下部の半田の偏りを防止する。そのことで、本発明の半導体装置では、所望のリードと導電パターンとの実装を確実に行っている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも導電性材料から成るアイランド及び該アイランド近傍から外側へと延在する複数のリードと、
前記アイランドの一主表面上には半導体素子が固着され、該半導体素子と前記リードの一端とは導電部材により電気的に接続され、少なくとも前記アイランド、前記リード及び前記半導体素子とを封止する樹脂封止体とを有し、
前記アイランドの他の主表面及び前記リードの他端の実装面は前記樹脂封止体の裏面とほぼ同一面で露出し、且つ前記アイランドの他の主表面は少なくとも２つの露出領域以上に区分され、前記樹脂封止体の裏面に露出していることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記アイランドは他の主表面側より選択的にエッチングされることで区分されるが、前記アイランドの一主表面は一体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】
前記アイランドの露出領域は前記樹脂封止体の裏面から露出する前記リードの実装面積とほぼ同等の面積であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記露出領域は前記アイランドと前記アイランドを支持する吊りリードが交わる領域またはその近傍領域に形成されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項５】
前記アイランドの他の主表面は４つの前記露出領域に区分され、前記露出領域はそれぞれ前記樹脂封止体のコーナー部に配置され、且つ前記露出領域の１つはその露出形状を異にすることを特徴とする請求項４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、実装リードを樹脂封止体裏面に有する小型パッケージの半導体装置において、樹脂封止体裏面に露出するアイランド領域を分割し、実装強度を向上させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置は、年々大容量化されており、これに伴って各種信号線となるリード端子数も増加の傾向にある。そして、この傾向に伴ってリード端子が４方向より導出されるＱＦＰ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｐａｃｋａｇｅ）型の半導体装置およびＱＦＮ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ  Ｐａｃｋａｇｅ）型の半導体装置が使用されるようになってきている。その一方で、半導体装置では、携帯電話、携帯用のコンピューター等に採用されるため、小型化、薄型化、軽量化が求められている。そのため、実装面積の低減を求められる半導体装置では、樹脂封止体裏面からリードを露出させ、その実装面積をチップサイズと同等あるいはわずかに大きくするＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）型のパッケージが利用されている。
【０００３】
従来の半導体装置では、半導体素子を固着したアイランドの裏面を実装面となる樹脂パッケージの裏面から露出させていた。そして、そのアイランドの露出面を実装領域として用いることで、実装面積を増大させ、実装強度の向上を実現していた（例えば、特許文献１。）。
【０００４】
以下に、図５を参照として、従来の半導体装置の構造に関し簡単に説明する。図５（Ａ）は従来の半導体装置を表面側から見た斜視図であり、図５（Ｂ）は従来の半導体装置の実装面を説明するための平面図である。
【０００５】
図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、従来の半導体装置１は、主に、樹脂パッケージ２、アウタリード３、吊りリード４、アイランド５、半導体素子７（図６参照）及び金属細線８（図６参照）から構成されている。そして、例えば、樹脂パッケージ２の表面には鏡面６が樹脂モールド時に形成され、実装時の位置認識マークとして用いられる。また、樹脂パッケージの裏面である実装面からは、アウタリード３、吊りリード４及びアイランド５が露出し、それらは樹脂パッケージ２の実装面でほぼ同一面を形成している。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２２２９１０号公報（第２−３頁、第３−９図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図６は従来の半導体装置を実装基板の導電パターン上に実装する図を示しているが、上述したように、従来のＱＦＮ型の半導体装置１では、実装面となる樹脂パッケージ２の裏面からアウタリード３を露出させ、そのアウタリード３の露出面と実装基板９の導電パターン１０とを半田１１、１２を介して実装していた。図示の如く、樹脂パッケージ２の裏面にはアウタリード３の露出面は多数存在するが、その個々の露出面積は小さく、実装強度が得られ難かった。そのため、半導体素子７が固着されるアイランド５の裏面を樹脂パッケージ２の裏面から露出させ、実装領域として用いていた。
【０００８】
しかしながら、従来の半導体装置１のアイランド５領域は、個々のアウタリード３の露出面積と比較すると、その露出領域が大きい。そのため、半導体装置１を実装基板９の導電パターン１０上に実装すると、紙面に対して左側のアウタリード３のように、アイランド５領域下部の半田１１の量がアウタリード３下部の半田１２の量より多く偏り、アウタリード３が所望の導電パターン１０と実装されず、浮いてしまうという問題があった。一方、従来の半導体装置１では、紙面に対して右側のアウタリード３のように、アウターリード３と導電パターン１０とは半田１２を介して接続するが、その一部の領域でのみ接続する場合もある。この場合には、アウターリード３と導電パターン１０との間で硬化した半田１２は、機械的強度に弱い構造となってしまい、信頼性が得られないという問題があった。
【０００９】
更に、従来の半導体装置１では、露出するアイランド５領域がアウタリード３の露出領域に対して大きいため、微細パッケージであるが、半田１１、１２の表面張力を利用したアライメント性が向上しないという問題があった。
【００１０】
更に、従来の半導体装置１では、例えば、樹脂パッケージ２の表面には鏡面６が形成され、実装時の位置認識マークとして用いられていた。このとき、微細なパッケージの場合には、半導体装置が収納されたトレーから吸着コレットでその表面を吸着すると、鏡面６が隠れてしまい位置認識を行えず、一度、位置認識を行ってから実装を行なわなければならず、作業工程を短縮できないという問題があった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記した各事情に鑑みて成されたものであり、本発明の半導体装置で、少なくとも導電性材料から成るアイランド及び該アイランド近傍から外側へと延在する複数のリードと、前記アイランドの一主表面上には半導体素子が固着され、該半導体素子と前記リードの一端とは導電部材により電気的に接続され、少なくとも前記アイランド、前記リード及び前記半導体素子とを封止する樹脂封止体とを有し、前記アイランドの他の主表面及び前記リードの他端の実装面は前記樹脂封止体の裏面とほぼ同一面で露出し、且つ前記アイランドの他の主表面は少なくとも２つの露出領域以上に区分され、前記樹脂封止体の裏面に露出していることを特徴とする。従って、本発明の半導体装置では、実装面となる樹脂封止体の裏面からリードの実装面と共に、アイランドの他の主表面の一部を露出させている。そして、アイランド領域を区分し、区分された個々のアイランドの露出面積とリードの実装面との露出面積を調整し、半田の偏りを無くし、実装強度の向上を実現する。
【００１２】
また、本発明の半導体装置では、前記アイランドの他の主表面は４つの前記露出領域に区分され、前記露出領域はそれぞれ前記樹脂封止体のコーナー部に配置され、且つ前記露出領域の１つはその露出形状を異にすることを特徴とする。従って、本発明の半導体装置では、リードの実装面が密集していない領域にその露出領域が区分されたアイランドを露出させ、実装面積を増大している。そして、前記アイランドを４つのコーナー部に設け、そのうちの１つのアイランドの露出形状を変えることで、実装時のパターン認識に用いている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明における半導体装置において、図１〜図４を参照として説明する。
【００１４】
そして、図１〜図４を用いて、本発明の一実施の形態であるＱＦＮ型の半導体装置について説明する。図１（Ａ）は本発明の半導体装置の斜視図であり、図１（Ｂ）は本発明の半導体装置裏面の斜視図であり、図２は本発明の半導体装置に用いるリードフレームの平面図であり、図３（Ａ）は図１（Ａ）に示した本発明の半導体装置のＸ−Ｘ線方向の断面図であり、図３（Ｂ）は図１（Ｂ）に示した本発明の半導体装置のＹ−Ｙ線方向の断面図であり、図３（Ｃ）は図１（Ｂ）に示した本発明の半導体装置のＺ−Ｚ線方向の断面図であり、図４は本発明の半導体装置を実装基板上に固着した状態を説明する図である。
【００１５】
先ず、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、本実施の形態における半導体装置２１では、絶縁性樹脂からなる樹脂パッケージ２２の側面及び裏面からリード２３が露出している。本実施の形態では、樹脂パッケージ２２の側面２４から露出するリード２３の露出面２３１は、その側面２２とほぼ同一面を形成している。そして、少なくともリード２３の露出面２３１の一部は、その露出する樹脂パッケージ２２の側面の１側辺２５まで露出し、その側辺２５を介して樹脂パッケージ２２の裏面２６に露出するリード２３の露出面２３２と連続している。尚、本実施の形態では、樹脂パッケージ２２の裏面２６に露出するリード２３の露出面２３２も、その裏面２６とほぼ同一面を形成している。そして、例えば、図示の如く、樹脂パッケージ２２の側面２４から露出するリード２３の露出面２３１は、側辺２５と交わる領域の両端部を少し欠き、Ｔ字型に露出している。
【００１６】
尚、樹脂パッケージ２２の側面２４に露出するリード２３の露出面２３１は本実施の形状に限定する必要は無い。例えば、ダイシングブレードの消耗を抑制するため、露出面２３１がＴ字型に露出しても良いし、樹脂パッケージ２２の側面２４から露出する露出面２３１が側辺２５から離間した位置でも良い。
【００１７】
次に、図２に示すように、本実施の形態に用いるリードフレーム３１は、例えば、厚さが約１００〜２５０μｍ程度の銅を主材料とするフレームから成る。しかし、Ｆｅ―Ｎｉを主材料としても良いし、他の金属材料でも良い。そして、リードフレーム３１上には一点鎖線で示した１個の半導体装置に対応するユニットを示す搭載部３２が複数個形成されている。尚、図２では、１つの搭載部３２を図示しているが、例えば、この搭載部３２が４つ集まることで１つの集合ブロックを形成し、この集合ブロック毎に一体の樹脂モールドされる。そして、リードフレーム３１上には、この集合ブロックが複数形成される。
【００１８】
具体的には、搭載部３２は、主に、アイランド３３とアイランド３３を支持する吊りリード３４と、アイランド３３の４側辺の近傍に位置し、この４側辺を囲み隣接する搭載部３２の共通のタイバー３５へと延在される複数のリード２３とから構成されている。そして、吊りリード３４はアイランド３３の４つのコーナー部から延在し、それぞれの方向のリード２３を支持するタイバー３５の交差する支持領域３６と連結する。支持領域３６はリードフレーム３１と一体となっており、この構造により、アイランド３３がリードフレーム３１に支持されている。
【００１９】
そして、本実施の形態では、リードフレーム３１のアイランド３３及び吊りリード３４でハッチング３７で示す領域は、リードフレーム３１の裏面からエッチングされ、例えば、０．０５〜０．１５μｍ程度、リードフレーム３１の裏面から窪んでいる。このとき、本実施の形態では、アイランド３３の裏面側から全ての領域をエッチングしているのではなく、例えば、吊りリード３４が配置される４つのコーナー部近傍領域にエッチングされない領域を設けている。その形状としては、四角状のアイランドの一部２７を１箇所、丸状のアイランドの一部２８を３箇所設けている。そして、このリードフレーム３１の形状により、図１（Ｂ）に示すように、アイランド３３及び吊りリード３４裏面には樹脂が充填され、樹脂パッケージ２２裏面からはリード２３、四角状のアイランドの一部２７及び丸状のアイランド２８の一部が露出する構造となる。
【００２０】
また、リード２３でハッチング３８で示す領域は、リードフレーム３１の表面からエッチングされ、例えば、０．０５〜０．１８μｍ程度、リードフレーム３１の表面から窪んでいる。そのため、本実施の形態では、半導体装置の製造方法の説明は省略するが、個々の樹脂パッケージ２２に分割する際に、ダイシングブレードとリードフレーム３１との接触面積、接触時間を低減することができ、ダイシングブレードの摩耗を抑制することができる。
【００２１】
次に、図３（Ａ）に示すように、図１（Ａ）に示す半導体装置２１のＸ−Ｘ線方向の断面構造では、アイランド３３上には、例えば、Ａｇペースト等の導電ペースト４２を介して半導体素子４１が固着されている。そして、半導体素子４１の電極パッド部（図示せず）とリード２３とは金属細線４３を介して電気的に接続している。
【００２２】
上述の如く、本実施の形態では、リードフレーム３１は、例えば、厚さが約１００〜２５０μｍの銅を主材料とするフレームから成る。そのリードフレーム３１には、アイランド３３及びその周囲に配置されるリード３６から成る搭載部３２が複数形成されている。そして、図示の如く、アイランド３３の裏面は、予め、０．０５〜０．１５μｍ程度エッチングされ、図２に示すように、アイランド３３の４つのコーナー部には、例えば、四角状のアイランドの一部２７を１箇所形成し、丸状のアイランドの一部２８を３箇所形成している。つまり、上述したように、アイランド３３は半導体素子４１を実装する側から見るとその形状はエッチイング後も同形状であるが、裏面側からエッチングすることでほぼ２種類の厚みを有している。そして、図３（Ａ）に示す断面構造では、アイランド３３には、上述の四角状のアイランドの一部２７及び丸状のアイランドの一部２８は形成されず、リード２３のみが樹脂パッケージ２２の裏面から露出する。
【００２３】
次に、図３（Ｂ）に示すように、図１（Ｂ）に示す半導体装置２１のＹ−Ｙ線方向の断面構造では、アイランド３３のコーナー部から樹脂パッケージ２２の４つのコーナー部へと吊りリード３４を配置し、アイランド３３をリードフレーム３１へと支持している。そして、上述したように、吊りリード３４も裏面側から、例えば、０．０５〜０．１８μｍ程度エッチングされている。そのことで、半導体装置２１のＹ−Ｙ線方向の断面では、アイランド３３と吊りリード３４とが一体となり、断面全体にリードフレーム３１が配置されている。しかし、図３（Ｂ）に示す断面構造では、本実施の形態の断面では、四角状のアイランドの一部２７及び丸状のアイランドの一部２８がアイランド３３に形成され、樹脂パッケージ２２の裏面２６から露出している。
【００２４】
次に、図３（Ｃ）に示すように、図１（Ｂ）に示す半導体装置２１のＺ−Ｚ線方向の断面構造では、アイランド３３とリード２３とは樹脂パッケージ２２により離間して配置されている。そして、リード２３は樹脂パッケージ２２の側面２４及び裏面２６から露出しており、実装面としての役割を果たし、例えば、半田を介して実装基板上に実装される。一方、アイランド３３は、上述したように、裏面側から、例えば、０．０５〜０．１８μｍ程度選択的にエッチングされている。そして、図３（Ｃ）に示す断面構造では、エッチングされない四角状のアイランドの一部２７及び丸状のアイランドの一部２８が樹脂パッケージ２２の裏面２６から露出している。
【００２５】
最後に、図４に示すように、本実施の形態における半導体装置は、導電パターン５２が形成された実装基板５１上に、所望の導電パターン５２とリード２３とが、例えば、半田５３を介して固着される。このとき、図１（Ｂ）に示したように、本実施の形態では、樹脂パッケージ２２の裏面２６からは複数のリード２３、四角状のアイランドの一部２７及び丸状のアイランドの一部２８が露出している。そして、半導体装置２１のリード２３は、例えば、半田５３を介して導電パターン５２と固着し、電気的に接続する。更に、本実施の形態では、アイランド３３を裏面側からエッチングし、樹脂パッケージ２２の裏面２６から所望の形状のアイランドの一部２７、２８が露出する。そして、例えば、半導体素子４１としてＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｌｅｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｅｒ）を用いた場合、アイランド３３の一部を外部端子として用いる。このとき、実装基板５１上の導電パターン５５と樹脂パッケージ２２から露出する四角状のアイランドの一部２７及び丸状のアイランドの一部２８とを半田５３を介して固着し、電気的に接続することができる。一方、アイランド３３は電気的に接続する必要が無い場合でも、実装基板５１上のダミーの導電パターンと樹脂パッケージ２２から露出する四角状のアイランドの一部２７及び丸状のアイランドの一部２８とを半田５３を介して固着することで、実装面積を増やし、実装強度を向上させることができる。
【００２６】
更に、本実施の形態における半導体装置は、樹脂パッケージ２２から露出する四角状のアイランドの一部２７及び丸状のアイランドの一部２８の露出面積を、個々のリード２３の露出面積と同等かそれ以上の面積を有し、且つ少なくともアイランド３３の面積よりは小さい面積を有するように構成している。具体的には、本実施の形態では、リード２３が形成されず、実装領域が密集しない樹脂パッケージ２２の４つのコーナー部近傍領域に、個々のリード２３の露出面積の１〜２倍程度の露出面積を有する四角状のアイランドの一部２７及び丸状のアイランドの一部２８を配置している。そして、実装面積が少なく実装強度が弱い領域に実装面積の向上を図ることで、実装強度の向上を実現する。
【００２７】
更に、本実施の形態では、個々のリード２３の露出面積と四角状のアイランドの一部２７及び丸状のアイランドの一部２８の露出面積とに大きな差異を設けない。そのことで、本実施の形態の半導体装置では、実装時及び実装後に、リード２３下部の半田量とアイランドの一部２７、２８下部の半田量の偏りを防止することができる。その結果、リード２３下部において、半田を介して導電パターン４２とリード２３とが確実に固着され、半田の形状も機械的強度に耐えうる構造とすることができる。また、リード２３下部には、適量な半田が存在することで、半田が樹脂パッケージ２２側面に露出するリード２３１まで這い上がるので、更に、実装強度を向上させることができる。
【００２８】
更に、本実施の形態では、上述したように、樹脂パッケージ２２の裏面から露出するリード２３の露出領域とアイランドの一部２７、２８の露出面積とをバランスを保ちながら配置している。そのことで、本実施の形態のように微細なパッケージの場合には、半田の表面張力を利用して半導体装置を実装するが、その際のアライメント性を向上させることができる。
【００２９】
更に、本実施の形態における半導体装置は、樹脂パッケージ２２の裏面からアイランド３３をエッチングし、四角状のアイランドの一部２７を１箇所及び丸状のアイランドの一部２８を３箇所配置している。そのことで、本実施の形態のように、微細パッケージの裏面実装型の半導体装置２１では、樹脂パッケージ２２の裏面に露出した四角状のアイランドの一部２７及び丸状のアイランドの一部２８を位置認識マークとして用いることができる。つまり、本実施の形態のように、微細なパッケージでは樹脂パッケージ２２の表面を吸着コレットで吸引すると、その表面に設けられた認識マークを直接認識出来なくなってしまう。そこで、本実施の形態では、樹脂パッケージ２２の表面を吸引した状態で、樹脂パッケージ２２裏面から位置認識を行うことが出来る。その結果、例えば、半導体装置が収納されたトレイから吸引した後、樹脂パッケージ２２裏面から位置認識を行い、直接、実装基板上の所望の導電パターンに実装することが可能な半導体装置を実現できる。
【００３０】
尚、本実施の形態では、樹脂パッケージ裏面に４箇所のアイランドの一部を露出させる場合について説明したが、この場合に限定する必要はない。例えば、樹脂パッケージ裏面の対角線上に２箇所露出した場合でも良く、また、複数箇所、樹脂パッケージ裏面に露出させても良い。更に、露出形状は、四角状、丸状の他に三角状等の多角形状でも良い。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【００３１】
【発明の効果】
上述したように、第１に、本発明の半導体装置では、樹脂パッケージ裏面から多数のリードを露出させ、且つ半導体素子を固着したアイランド裏面を区分し、少なくとも１箇所以上露出させている。そのことで、裏面実装型のパッケージのように、実装面積を確保し難い半導体装置では、アイランドの一部も実装面積として活用することができ、実装強度を向上させることができる。
【００３２】
第２に、本発明の半導体装置では、樹脂パッケージの裏面から露出する個々のリード露出面積とアイランド裏面の一部の露出面積とを同一またはそれ以上でアイランドの面積以下としている。そのことで、例えば、本発明の半導体装置を実装基板上に実装する際に、リードの下部の半田量とアイランドの一部の下部の半田量とに大きな差異が無くなる。その結果、リードと導電パターンとは、半田により確実に固着され、リードと導電パターンとが半田により電気的に接続されないことが無くなる。
【００３３】
第３に、本発明の半導体装置では、樹脂パッケージの裏面に露出するアイランドの露出領域を区分して露出させ、リードとアイランドとのそれぞれの露出面積に大きな差異を設けないようにする。そのことで、本発明のように微細な樹脂パッケージを実装基板の導電パターン上に実装する際、半田の表面張力を利用して所望のリードと導電パターンとを実装でき、アライメント性を向上させることができる。
【００３４】
第４に、本発明の半導体装置では、樹脂パッケージの裏面に露出するアイランドの露出領域を区分して露出させ、例えば、樹脂パッケージの４つのコーナー部に四角状のマークを１箇所、丸状のマークを３箇所配置している。そのことで、本発明では、樹脂パッケージの表面を吸着コレットで吸引した状態で、裏面からパターン認識をすることができる。つまり、本発明の半導体装置は、樹脂パッケージ裏面から露出させるアイランドを一部を位置認識マークとして用いることで、作業工程の短縮化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体装置の概観状況を説明するための（Ａ）斜視図、（Ｂ）斜視図である。
【図２】本発明の半導体装置に用いるリードフレームを説明するための平面図である。
【図３】本発明の半導体装置の断面構造を説明するための（Ａ）断面図、（Ｂ）断面図、（Ｃ）断面図である。
【図４】本発明の半導体装置を実装基板上に固着した状態を説明するための断面図である。
【図５】従来の半導体装置の外観状況を説明するための（Ａ）斜視図、（Ｂ）平面図である。
【図６】従来の半導体装置を実装基板上に固着した状態を説明するための断面図である。
【符号の説明】
２１            半導体装置
２２            樹脂パッケージ
２３            リード
２４            側面
２５            側辺
２６            裏面
２７            四角状のアイランドの一部
２８            丸状のアイランドの一部
３１            リードフレーム
３２            搭載部
３３            アイランド
３４            吊りリード
３５            タイバー
３６            支持領域
４１            半導体素子
４２            導電ペースト
４３            金属細線
５１            実装基板
５２            導電パターン
５３            半田
【図１】
2004228169.tif 000003
【図２】
2004228169.tif 000004
【図３】
2004228169.tif 000005
【図４】
2004228169.tif 000006
【図５】
2004228169.tif 000007
【図６】
2004228169.tif 000008