【手続補正書】
【提出日】平成15年10月29日(2003.10.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一主面を有し、この一主面の選択的領域に半導体チップを搭載し、前記半導体チップを囲むように配置されたインナーリードの一部を前記一主面で支持する四角形の支持板と、前記半導体チップ、前記インナーリードを封止する樹脂封止体とを有する樹脂封止型半導体装置であって、
前記インナーリードの一部分は、絶縁層を介して前記支持板に固定され、前記インナーリードは、前記半導体チップの外部端子と電気的に接続され、かつ前記絶縁層の一部は、前記支持板の周縁部から外側に引き出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】
前記絶縁層の一部は、前記支持板の側面を覆うように引き出されていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項３】
前記支持板の周縁部は、なだらかな形状になっていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項４】
前記絶縁層は、熱可塑性樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか１項に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項５】
前記支持板の厚さは、前記インナーリードの厚さに比べて薄いことを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちいずれか１項に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項６】
半導体チップを固定し、更に前記半導体チップの外部端子に電気的に接続されるインナーリードの一部も固定する板状物と、
前記半導体チップ、前記インナーリード、前記板状物の夫々を封止する樹脂封止体とを有し、
更に、前記板状物に貫通孔が形成され、この貫通孔は、前記樹脂封止体により塞が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７】
前記板状物の厚さは、前記インナーリードの厚さに比べて薄いことを特徴とする請求項６に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項８】
熱拡散板と、前記熱拡散板のチップ搭載面に固定された半導体チップと、前記半導体チップの外部端子に電気的に接続されたインナーリードと、前記熱拡散板、前記半導体チップ、前記インナーリードの夫々を封止する樹脂封止体とを有する樹脂封止型半導体装置であって、
前記熱拡散板のチップ搭載面と対向するその裏面が、０．４５［μｍ］以上の算術平均粗さに設定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９】
チップ搭載面が絶縁層で被覆された熱拡散板と、一部分が前記熱拡散板の周辺領域に前記絶縁層を介在して固定され、他部分が前記熱拡散板の周縁部からその外側に引き出されたインナーリードと、前記インナーリードに一体化されたアウターリードとを有し、前記絶縁層の一部が前記熱拡散板の周縁部からその外側に引き出されたリードフレームを準備する工程と、
前記熱拡散板の中央領域に前記絶縁層を介在して半導体チップを固定する工程と、
前記半導体チップの外部端子と前記インナーリードとをワイヤで電気的に接続する工程と、
前記熱拡散板、前記インナーリード、前記半導体チップ、前記ワイヤの夫々を樹脂封止体で封止する工程とを備えたことを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
チップ搭載面が絶縁層で被覆された熱拡散板と、一部分が前記熱拡散板の周辺領域に前記絶縁層を介在して固定され、他部分が前記熱拡散板の周縁部からその外側に引き出されたインナーリードと、前記インナーリードに一体化されたアウターリードとを有するリードフレームであって、
前記絶縁層の一部が前記熱拡散板の周縁部からその外側に引き出されていることを特徴とするリードフレーム。
【請求項１１】
チップ搭載面が絶縁層で被覆された熱拡散板と、一部分が前記熱拡散板の周辺領域に前記絶縁層を介在して固定され、他部分が前記熱拡散板の周縁部からその外側に引き出されたインナーリードと、前記インナーリードに一体化されたアウターリードとを有するリードフレームであって、
前記熱拡散板、前記絶縁層の夫々の領域に貫通孔が形成されていることを特徴とするリードフレーム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
【従来の技術】
樹脂封止型半導体装置は、熱伝導性が低い樹脂封止体で半導体チップを封止しているので、半導体チップから発生した熱を樹脂封止体の外部に放出する放熱性が低い。一方、半導体チップから発生する発熱量は、それに搭載される回路システムの高性能化(高速化及び多機能化)による消費電力の増加によって年々増大している。このため、発熱量が大きい半導体チップを樹脂封止体で封止する樹脂封止型半導体装置においては、如何にして放熱性を高めるかが技術的な課題となっている。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
そこで、熱伝導性が高い金属材からなる熱拡散板を内蔵した樹脂封止型半導体装置が開発されている。この樹脂封止型半導体装置は、熱拡散板のチップ搭載面の中央領域上に半導体チップを搭載し、この半導体チップの外周囲の外側に複数本のインナーリードを配置している。複数本のインナーリードの夫々は、半導体チップの主面(素子形成面)に配置された複数個の外部端子(ボンディングパッド)の夫々にワイヤを介して電気的に接続されている。この複数本のインナーリードの夫々は、一部分が熱拡散板のチップ搭載面の周辺領域に絶縁層を介在して固定され、他部分が熱拡散板の周縁部からその外側に引き出されている。熱拡散板、半導体チップ、インナーリード及びワイヤ等は樹脂封止体で封止され、この樹脂封止体の外周囲の外側には複数本のアウターリードが配置されている。複数本のアウターリードの夫々は、樹脂封止体で封止された複数本のインナーリードの夫々と一体化されている。絶縁層は例えばポリイミド系の熱可塑性樹脂で形成され、樹脂封止体は例えばエポキシ系の熱硬化性樹脂で形成されている。熱拡散板、インナーリード及びアウターリードは、熱伝導性が高い金属材、例えば銅(Ｃｕ)材又は銅系の合金材で形成されている。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
（１）前記樹脂封止型半導体装置において、インナーリードの一部分が熱拡散板のチップ搭載面の周辺領域に絶縁層を介在して固定され、インナーリードの他部分が熱拡散板の周縁部からその外側に引き出され、更に、絶縁層の周縁部が熱拡散板の周縁部上に位置しているので、絶縁層と樹脂封止体の樹脂との界面を介して熱拡散板、インナーリードの夫々を連結するパス経路が熱拡散板とインナーリードとの間に存在する。このようなパス経路が熱拡散板とインナーリードとの間に存在する場合、動作時において、熱拡散板とインナーリードとの間に生じる電界がパス経路に集中し、マイグレーションによるインナーリードの金属原子がパス経路に析出し、熱拡散板とインナーリードとの間で短絡が生じる。この現象は、熱拡散板と他のインナーリードとの間のパス経路においても同様に生じる。このため、インナーリードと他のインナーリードとが熱拡散板を介して短絡する場合があるので、樹脂封止型半導体装置の電気的信頼性が低下する。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
（２）前記樹脂封止型半導体装置において、半導体チップは、熱拡散板のチップ搭載面上に形成された絶縁層の表面に接着層を介在して固定されている。絶縁層は例えば熱可塑性樹脂で形成され、接着層は例えば熱硬化性樹脂で形成されている。このため、絶縁層及び接着層に含まれている水分が絶縁層と接着層との界面に溜り易く、樹脂封止型半導体装置の製品完成後の環境試験である温度サイクル試験時の熱や実装基板の実装面上に樹脂封止型半導体装置を実装する実装時の熱によって溜った水分が気化膨張し、樹脂封止体に亀裂が生じる場合があるので、樹脂封止型半導体装置の熱に対する信頼性が低下する。


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、貫通孔の面積に相当する分、熱拡散板のチップ搭載面と対向するその裏面と樹脂封止体の樹脂との界面の面積を縮小することができるので、樹脂封止型半導体装置の製品完成後の環境試験である温度サイクル試験時の熱や実装基板の実装面上に樹脂封止型半導体装置を実装する実装時の熱によって熱拡散板と樹脂封止体の樹脂との界面に生じる水分の気化膨張を抑制し、樹脂封止体に生じる亀裂を抑制できる。この結果、熱拡散板を有する樹脂封止型半導体装置の熱に対する信頼性を高めることができる。


【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
図１及び図２に示すように、樹脂封止型半導体装置は、熱拡散板１のチップ搭載面の中央領域上に半導体チップ４を搭載し、この半導体チップ４の外周囲の外側に複数本のリード６を配置している。複数本のリード６の夫々は、インナーリード６Ａ及びこのインナーリード６Ａと一体化されたアウターリード６Ｂで構成されている。


【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
前記半導体チップ４は、例えば平面が方形状で形成された単結晶珪素基板を主体に構成されている。半導体チップ４には、例えば論理回路システム、或は論理回路と記憶回路との混合回路システムが搭載されている。また、半導体チップ４の主面(素子形成面)には複数個の外部端子４Ａが配置されている。複数個の外部端子４Ａの夫々は、半導体チップ４の各辺に沿って配列され、半導体チップ４に搭載された回路システムに電気的に接続されている。


【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
前記複数本のアウターリード６Ｂのうち、動作電位用アウターリード６Ｂには外部から動作電位(例えば５［Ｖ］電位)が印加され、基準電位用アウターリード６Ｂには外部から基準電位(例えば０［Ｖ］電位)が印加され、入力信号用アウターリード６Ｂには外部から入力信号が印加され、出力信号用アウターリード６Ｂには半導体チップ４に搭載された回路システムから出力信号が印加される。


【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
前記熱拡散板１のチップ搭載面は、これに限定されないが、図３（図２の要部断面図）に示すように、絶縁層２で被覆されている。絶縁層２は例えばポリイミド系の熱硬化性樹脂で形成されている。


【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
前記熱拡散板１、絶縁層２の夫々の中央領域には貫通孔３が形成され、この貫通孔３を塞ぐように、絶縁層２の表面に接着層５を介在して半導体チップ４が接着固定されている。接着層５は例えばエポキシ系の熱硬化性樹脂で形成されている。貫通孔３は、図４(熱拡散板の平面図)に示すように、半導体チップ４の平面サイズ４Ｂよりも小さい平面サイズで形成され、その平面形状は例えば円形状で形成されている。このように、熱拡散板１、絶縁層２の夫々に貫通孔３を形成し、この貫通孔３を塞ぐように、絶縁層２の表面に接着層５を介在して半導体チップ４を接着固定することにより、貫通孔３の面積に相当する分、絶縁層２と接着層５との界面の面積を縮小することができる。また、貫通孔３の面積に相当する分、熱拡散板１のチップ搭載面１Ａと対向するその裏面１Ｂと樹脂封止体８の樹脂との界面の面積を縮小することができる。


【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
前記複数本のインナーリード６Ａの夫々は、図５(図２の要部拡大断面図)に示すように、一部分が熱拡散板１のチップ搭載面１Ａの周辺領域に絶縁層２を介在して固定され、他部分が熱拡散板１の周縁部１Ｃからその外側に引き出されている。つまり、インナーリード６Ａは、半導体チップ４と同一の平面上に位置している。


【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
図７(図６に示すＢ−Ｂ線の位置で切った要部断面図)に示すように、前記熱拡散板１のチップ搭載面１Ａは、これに限定されないが、例えばポリイミド系の熱可塑性樹脂からなる絶縁層２で被覆されている。熱拡散板１、絶縁層２の夫々の中央領域、即ち半導体チップ４が固定される領域には貫通孔３が形成されている。貫通孔３は、半導体チップ４の平面サイズよりも小さい平面サイズで形成され、その平面形状は例えば円形状で形成されている。


【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
前記複数本のインナーリード６Ａの夫々は、一部分が熱拡散板１のチップ搭載面１Ａの周辺領域に絶縁層２を介在して固定され、他部分が熱拡散板１の周縁部１Ｃからその外側に引き出されている。絶縁層２の一部２Ａは、熱拡散板１の周縁部１Ｃからその外側に引き出され、熱拡散板１の周縁部１Ｃは、なだらかな形状になっている。本実施形態の絶縁層２の一部２Ａは、熱拡散板１の側面を覆うように引き出されている。


【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
前記熱拡散板１は、チップ搭載面が絶縁層２で被覆された金属板にプレス加工を施すことにより形成される。このプレス加工時に貫通孔３も同時に形成される。また、プレス加工の速度を調整することにより、熱拡散板１の側面を覆うように、熱拡散板１の周縁部１Ｃからその外側に絶縁層２の一部２Ａを引き出すことができ、更に、熱拡散板１の周縁部１Ｃをなだらかな形状にすることができる。


【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
図１０及び図１１に示すように、樹脂封止型半導体装置は、熱拡散板１のチップ搭載面の中央領域上に半導体チップ４を搭載し、この半導体チップ４の外周囲の外側に複数本のリード６を配置している。複数本のリード６の夫々は、インナーリード６Ａ及びこのインナーリード６Ａと一体化されたアウターリード６Ｂで構成されている。


【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
前記熱拡散板１のチップ搭載面は、これに限定されないが、絶縁層２で被覆されている。絶縁層２は例えばポリイミド系の熱硬化性樹脂で形成されている。


【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
前記半導体チップ４は、熱拡散板１のチップ搭載面の中央領域上の絶縁層２の表面に接着層５を介在して接着固定されている。接着層５は例えばエポキシ系の熱硬化性樹脂で形成されている。本実施形態は、熱拡散板１、接着層２の夫々に貫通孔３が形成されていない。


【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
なお、本実施形態においては、熱拡散板１の裏面１Ｂについて説明したが、同様に、熱拡散板１のチップ搭載面１Ａを０．４５［μｍ］以上の算術平均粗さに設定してもよい。この場合、熱拡散板１のチップ搭載面１Ａと絶縁層２との密着力を高めることができる。