(57)【要約】      （修正有）【課題】ダイパッド形状を変更するのみにより、熱ストレスが加わることに起因する封止樹脂材料からのダイパッドの剥離を抑制し、また、剥離が発生しても剥離領域の進行を抑制することを可能とする。【解決手段】ダイパッド１５と、ダイパッドを保持する複数本の吊りリード１６ａ〜１６ｄと、ダイパッドの周辺部に配列され、ダイパッド上に搭載される半導体素子の電極パッドと電気的に接続される複数本のインナーリード１２と、複数本のインナーリードを横方向に接続して形成されたダムバー１４と、複数本のインナーリードにそれぞれ対応して外部との電気接続のために設けられたアウターリード１３とを備え、それらの各要素がフレーム内に支持される。各吊りリードの間に位置するダイパッドの各周縁は、中央部で窪んだ湾曲形状を有する。【選択図】図２Ａ
2005079181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子を搭載するためのダイパッドと、前記ダイパッドを保持する複数本の吊りリードと、前記ダイパッドの周辺部に配列され、前記ダイパッド上に搭載される前記半導体素子の電極パッドと電気的に接続される複数本のインナーリードと、前記複数本のインナーリードを横方向に接続して形成されたダムバーと、前記複数本のインナーリードにそれぞれ対応して外部との電気接続のために設けられたアウターリードとを備え、以上の要素がフレーム内に支持されたリードフレームにおいて、
前記各吊りリードの間に位置する前記ダイパッドの各周縁は、中央部で窪んだ湾曲形状を有することを特徴とするリードフレーム。
【請求項２】
前記ダイパットの周縁が、放物線状の曲線を形成し、隣り合う吊りリードの側縁と滑らかにつながっている請求項１に記載のリードフレーム。
【請求項３】
半導体素子を搭載するためのダイパッドと、前記ダイパッドを保持する複数本の吊りリードと、前記ダイパッドの周辺部に配列され、前記ダイパッド上に搭載される前記半導体素子の電極パッドと電気的に接続される複数本のインナーリードと、前記複数本のインナーリードを横方向に接続して形成されたダムバーと、前記複数本のインナーリードにそれぞれ対応して外部との電気接続のために設けられたアウターリードとを備え、以上の要素がフレーム内に支持されたリードフレームにおいて、
前記吊りリードは４本設けられ、前記各吊りリードの間に位置する前記ダイパッドの４辺の各周縁は、中央部で窪んだ鈍角なＶ字形状を有し、そのＶ字形状の頂点は実質的に各周縁の中央に位置することを特徴とするリードフレーム。
【請求項４】
前記ダイパッドの各周縁のＶ字形状における頂点部は、なめらかな曲線状に形成されている請求項３に記載のリードフレーム。
【請求項５】
半導体素子を搭載するためのダイパッドと、前記ダイパッドを保持する複数本の吊りリードと、前記ダイパッドの周辺部に配列され、前記ダイパッド上に搭載される前記半導体素子の電極パッドと電気的に接続される複数本のインナーリードと、前記複数本のインナーリードを横方向に接続して形成されたダムバーと、前記複数本のインナーリードにそれぞれ対応して外部との電気接続のために設けられたアウターリードとを備え、以上の要素がフレーム内に支持されたリードフレームにおいて、
前記吊りリードは４本設けられ、前記各吊りリードの間に位置する前記ダイパッドの各周縁は、前記吊りリードとの隣接部分に四角形の各辺に対応する直線部を有し、前記直線部の間では窪んだ形状を有することを特徴とするリードフレーム。
【請求項６】
前記ダイパッドの各周縁は、前記直線部の間ではＶ字形状を有することを特徴とする請求項５に記載のリードフレーム。
【請求項７】
前記ダイパッドの各周縁は、前記直線部の間では円弧状に形成され、前記円弧状の中央部と前記直線部とは、なめらかな曲線により接続されている請求項５に記載のリードフレーム。
【請求項８】
前記直線部の長さは、前記ダイパットの１辺の周縁部の長さの２０％から４０％の範囲内に設定された請求項５に記載のリードフレーム。
【請求項９】
ダイパッドと、前記ダイパッドを保持する吊り複数本のリードと、前記ダイパッド上に搭載された前記ダイパッドよりも大きい半導体素子と、前記ダイパッドの周辺部に配列され、前記半導体素子の電極パッドと電気的に接続された複数本のインナーリードと、前記複数本のインナーリードにそれぞれ対応して外部との電気接続のために設けられたアウターリードと、前記アウターリードを露出させて他の要素を封止した封止樹脂とを備えた樹脂封止型半導体装置において、
前記各吊りリードの間に位置する前記ダイパッドの各周縁は、中央部で窪んだ湾曲形状を有することを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【請求項１０】
ダイパッドと、前記ダイパッドを保持する吊り複数本のリードと、前記ダイパッド上に搭載された前記ダイパッドよりも大きい半導体素子と、前記ダイパッドの周辺部に配列され、前記半導体素子の電極パッドと電気的に接続された複数本のインナーリードと、前記複数本のインナーリードにそれぞれ対応して外部との電気接続のために設けられたアウターリードと、前記アウターリードを露出させて他の要素を封止した封止樹脂とを備えた樹脂封止型半導体装置において、
前記吊りリードは４本設けられ、前記各吊りリードの間に位置する前記ダイパッドの４辺の各周縁は、中央部で窪んだ鈍角なＶ字形状を有し、そのＶ字形状の頂点は実質的に各周縁の中央に位置することを特徴とするリードフレーム。
【請求項１１】
ダイパッドと、前記ダイパッドを保持する吊り複数本のリードと、前記ダイパッド上に搭載された前記ダイパッドよりも大きい半導体素子と、前記ダイパッドの周辺部に配列され、前記半導体素子の電極パッドと電気的に接続された複数本のインナーリードと、前記複数本のインナーリードにそれぞれ対応して外部との電気接続のために設けられたアウターリードと、前記アウターリードを露出させて他の要素を封止した封止樹脂とを備えた樹脂封止型半導体装置において、
前記吊りリードは４本設けられ、前記各吊りリードの間に位置する前記ダイパッドの各周縁は、前記吊りリードとの隣接部分に四角形の各辺に対応する直線部を有し、前記直線部の間では窪んだ形状を有することを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【請求項１２】
請求項１から８のいずれか１項に記載のリードフレームを用い、前記リードフレームのダイパッド上に半導体素子を接着剤で固着し、前記半導体素子の電極パッドと前記インナーリードとを電気的に接続し、前記アウターリードを露出させて他の要素を封止樹脂で封止する樹脂封止型半導体装置の製造方法において、
前記半導体素子をダイパッドに接着剤で固着する際に、前記半導体素子と前記ダイパッドの間から、ダイパッドの周辺に接着剤がわずかにはみ出るように前記接着剤の塗布量を調整する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１３】
前記接着剤の厚みは１０μｍから３０μｍで、断面形状において前記ダイパッド上面から前記半導体素子裏面へ吹上がるように固化させる請求項１１に記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子を搭載して樹脂封止された半導体装置を構成するためのリードフレーム、そのリードフレームを用いた樹脂封止型半導体装置、およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の樹脂封止型半導体装置として、リードフレームに半導体素子を搭載して樹脂封止された構造のものが知られている（例えば特許文献１を参照）。図１１Ａに、従来の半導体装置用のリードフレーム１の平面形状を示す。このリードフレーム１は、インナーリード２と、アウターリード３と、ダムバー４と、半導体素子を搭載するダイパッド５と、ダイパッド５を支持する吊りリード６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄとから構成されている。ダイパッド５は四角形に形成され、その四隅が各々、吊りリード６ａ〜６ｄに結合している。
【０００３】
このリードフレーム１に半導体素子が搭載された状態を、図１１Ｂに示す。図１１Ｂは、図１１ＡのＡ−Ａ’線に対応する断面を示す。ダイパッド５の上面に接着剤８が塗布され、半導体素子７が接着されている。ダイパッド５の面積は、半導体素子７の面積よりも小さい。
【０００４】
図１１Ｃは、図１１Ｂの構造体が封止樹脂１０により樹脂封止された状態を示す。ここで、ダイパッド５上に搭載した半導体素子７の表面からパッケージの表面までの樹脂厚ａと、ダイパッド５の裏面からパッケージの裏面までの樹脂厚ｂが概略同じになるように、吊りリード６ａ〜６ｄにディプレス加工を施してディプレス部９を形成し、ダイパッド５をインナーリード２よりも下げている。
【０００５】
次に、従来のリードフレームを用いた樹脂封止型半導体装置の製造方法について、図１１Ａ〜８Ｃを参照しながら説明する。まず、リードフレーム１のダイパッド５上に半導体素子７を、銀（Ａｇ）ペースト等の接着剤８により接合し熱硬化して固着する。次に、搭載した半導体素子７の電極パッド（図示せず）とリードフレーム１のインナーリード２とを、金属細線（図示せず）で電気的に接続する。その後、半導体素子７の外囲、金属細線、ダイパッド５、およびインナーリード２の領域を封止樹脂１０で封止して、樹脂封止型半導体装置のボディ部を形成する。その後、樹脂止めの役割をしていたリードフレーム１のダムバー４をカットすることにより、アウターリード３を電気的に分離独立して、樹脂封止型半導体装置を完成する。
【特許文献１】特開平１０−４１７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記構成の樹脂封止型半導体装置において、基板実装する際の熱的ストレスや、実動作状態での繰返し熱ストレスに起因するパッケージクラックが大きな問題となっている。この問題の原因として、リードフレーム１の材料と封止樹脂１０の材料の膨張係数の違いによって、ダイパッド５の角部分と封止樹脂１０との間に剥離が引き起こされることが挙げられる。この剥離が熱ストレスの印加により進行し、隣り合った角部分での剥離が相互に近接し、もしくはつながった時に、内在している残存応力がパッケージ外部へ逃げようとするため、パッケージクラックが発生する。
【０００７】
また半導体素子７に対してダイパッド５のサイズが相当に小さい場合、次のような問題が発生する。図１２は、従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法における課題を示す断面図である。このように、半導体素子７に対してダイパッド５のサイズが相当に小さい場合、ダイパッド５による半導体素子７の保持に十分な強度を得難い。そのため、キャピラリ３１により金属細線３０を半導体素子７上の電極パッド７ａにワイヤーボンディングする際に、電極パッド７ａをキャピラリ３１が押圧することにより半導体素子７がたわみ４２を生じる。その結果、最悪の場合、金属細線３０の接続不良が発生し、また、半導体素子７にマイクロクラック４３が発生する場合もある。
【０００８】
これに対して、従来は、リードフレーム材料と封止樹脂材料を剥がれ難くするために、ダイパッドにスリット加工やディンプル加工を施し、ダイパッドと封止樹脂の接合面積を増加させたり、ダイパッドと封止樹脂の接合強度を増やすために、リードフレームの表面に密着強化材を塗布するなどの特殊加工を施していた。
【０００９】
本発明は、ダイパッドやリードフレームに特殊加工を施すことなく、ダイパッドの形状を変更することのみにより、熱ストレスが加わることに起因する封止樹脂材料からのダイパッドの剥離を抑制し、また、剥離が発生しても剥離領域の進行を抑制することを可能とするリードフレーム、およびそれを用いた樹脂封止型半導体装置を提供することを目的とする。
【００１０】
また、ダイパッドによる半導体素子の保持に十分な強度を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の構成のリードフレームは、半導体素子を搭載するためのダイパッドと、前記ダイパッドを保持する複数本の吊りリードと、前記ダイパッドの周辺部に配列され、前記ダイパッド上に搭載される前記半導体素子の電極パッドと電気的に接続される複数本のインナーリードと、前記複数本のインナーリードを横方向に接続して形成されたダムバーと、前記複数本のインナーリードにそれぞれ対応して外部との電気接続のために設けられたアウターリードとを備え、以上の要素がフレーム内に支持された基本構造を有する。前記各吊りリードの間に位置する前記ダイパッドの各周縁は、中央部で窪んだ湾曲形状を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の第２の構成のリードフレームは、基本構造は上記と同様であり、前記吊りリードは４本設けられ、前記各吊りリードの間に位置する前記ダイパッドの４辺の各周縁は、中央部で窪んだ鈍角なＶ字形状を有し、そのＶ字形状の頂点は実質的に各周縁の中央に位置することを特徴とする。
【００１３】
本発明の第３の構成のリードフレームは、基本構造は上記と同様であり、前記吊りリードは４本設けられ、前記各吊りリードの間に位置する前記ダイパッドの各周縁は、前記吊りリードとの隣接部分に四角形の各辺に対応する直線部を有し、前記直線部の間では窪んだ形状を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明の樹脂封止型半導体装置は、ダイパッドと、前記ダイパッドを保持する吊り複数本のリードと、前記ダイパッド上に搭載された前記ダイパッドよりも大きい半導体素子と、前記ダイパッドの周辺部に配列され、前記半導体素子の電極パッドと電気的に接続された複数本のインナーリードと、前記複数本のインナーリードにそれぞれ対応して外部との電気接続のために設けられたアウターリードと、前記アウターリードを露出させて他の要素を封止した封止樹脂とを備える。そして、前記ダイパッドは、上記第１〜第３のいずれかの構成のリードフレームにおけるダイパッドと同様の構成を有する。
【００１５】
本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法は、上記いずれかの構成のリードフレームを用い、前記リードフレームのダイパッド上に半導体素子を接着剤で固着し、前記半導体素子の電極パッドと前記インナーリードとを電気的に接続し、前記アウターリードを露出させて他の要素を封止樹脂で封止する製造方法である。そして、前記半導体素子をダイパッドに接着剤で固着する際に、前記半導体素子と前記ダイパッドの間から、ダイパッドの周辺に接着剤がわずかにはみ出るように前記接着剤の塗布量を調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
上記構成のリードフレームを用いて構成した樹脂封止型半導体装置においては、ダイパッドが、樹脂封止後の熱ストレスによる膨張と収縮に起因する応力を緩和できる形状である。そのため、ダイパッドやリードフレームに特殊加工を施すことなく、熱ストレスが加わることによって発生するダイパッドの剥離を抑制し、また、剥離が発生しても剥離領域の進行を抑制させる効果が得られる。
【００１７】
また、上記構成の樹脂封止型半導体装置の製造方法によれば、上記構成のリードフレームと、半導体素子を固定するための接着剤の塗布量調整とを組み合わせることにより、半導体素子を固定するのに必要な接着剤の広がりと強度を確保でき、パッケージクラックの発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の第１の構成のリードフレームにおいて好ましくは、ダイパットの周縁が、放物線状の曲線を形成し隣り合う吊りリードの側縁と滑らかにつながっている。
【００１９】
本発明の第２の構成のリードフレームにおいて好ましくは、ダイパッドの各周縁のＶ字形状における頂点部は、なめらかな曲線状に形成されている。
【００２０】
本発明の第３の構成のリードフレームにおいて好ましくは、ダイパッドの各周縁は、直線部の間ではＶ字形状を有する。また好ましくは、ダイパッドの各周縁は、直線部の間では円弧状に形成され、円弧状の中央部と直線部とは、なめらかな曲線により接続されている。また好ましくは、直線部の長さは、ダイパットの１辺の周縁部の長さの２０％から４０％の範囲内に設定される。
【００２１】
本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法において、好ましくは、接着剤の厚みは１０μｍから３０μｍで、断面形状においてダイパッド上面から半導体素子裏面へ吹上がるように固化させる。
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるリードフレーム１１を示す平面図である。このリードフレーム１１には、ダイパッド１５の周囲を囲むインナーリード１２と、アウターリード１３とを有する１つの半導体装置を構成するための単位構造が、縦横に複数配列されている。図中の半導体装置周囲の丸穴１１ａは、樹脂封止する際の樹脂通り道となるランナー部を樹脂封止後落とすための部分であり、リードフレーム１１の上下に存在する丸穴１１ｂや長穴１１ｃは、リードフレーム１１の搬送や位置決めに利用される。このリードフレーム１１における単位構造を、図２Ａに拡大して示す。
【００２４】
図２Ａは、リードフレーム１１の単位構造を示す平面図である。この単位構造は、インナーリード１２と、アウターリード１３と、ダムバー１４と、ダイパッド１５と、ダイパッド１５を支持する吊りリード１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄとから構成されている。ダイパッド１５は、搭載する半導体素子の大きさと同等、または小型のサイズである。ダイパット１５の周縁は、中央部で窪んだ放物線状の湾曲形状を有し、隣り合う各吊りリード１６ａ〜１６ｄの側縁と滑らかにつながっている。ダイパット１５の周縁形状は、放物線状に限られず、他の湾曲形状を採用してもよい。
【００２５】
このリードフレーム１１に半導体素子が搭載された状態を、図２Ｂに示す。図２Ｂは、図２ＡのＢ−Ｂ’線に対応する位置での断面図である。図示されるように、ダイパッド１５上に、半導体素子１７が銀（Ａｇ）ペースト等の接着材１８により固着される。搭載された半導体素子１７の電極パッド（図示せず）とインナーリード１２（図２Ａ参照）とは、金属細線で電気的に接続される。
【００２６】
図２Ｃは、図２Ｂの構造体が封止樹脂２０により樹脂封止された状態を示す。樹脂封止に際して、ダムバー１４（図２Ａ参照）は、ダムバー１４より内側に配置された、半導体素子１７の外囲、金属細線、ダイパッド１５、およびインナーリード１２の領域に限定して樹脂封止型半導体装置のボディ部を形成するための、樹脂止めの役割を持つ。
【００２７】
吊りリード１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄには、ディプレス加工によりディプレス部１９が形成されている。ディプレス部１９は、ダイパッド１５に位置をインナーリード１２よりも下げて、ダイパッド１５上に搭載した半導体素子１７の表面からパッケージの表面までの樹脂厚（量）と、ダイパッド１５の裏面からパッケージ裏面までの樹脂厚（量）を概略同等にする機能を有する。
【００２８】
ディプレス部１９による変位量、すなわちディプレス量は、単純に考えると半導体素子１７の厚みの半分の量で丁度良い計算となる。ところが、実際には金属細線の結線数やダイパッド１５に搭載する半導体素子１７のサイズによって、封止樹脂２０の流動性が変化することも考慮に入れなければならない。ディプレス量の設定が適正でない場合、チップ位置が樹脂の流れによって変動して、その結果、金属細線の露出や、樹脂ボイド（巣、未充填部）が発生する。実験結果などから、本実施の形態のリードフレーム１１を使用する場合、ボディ厚みが１．００ｍｍのＴＱＦＰ（Thin Qaud Flat Package）では、半導体素子１７の厚み程度のディプレス量が必要なことが判明している。
【００２９】
リードフレーム１１の表面には、例えば、ニッケル（Ｎｉ）めっき層、パラジウム（Ｐｄ）めっき層、および金（Ａｕ）めっき層からなる３層のめっき層を形成したり、あるいは、錫−銀（Ｓｎ−Ａｇ）、錫−ビスマス（Ｓｎ−Ｂｉ）等のはんだめっきが部分的に施される。めっきの厚みは、Ａｕめっき、Ｐｄめっきの場合は１μｍ以下、Ａｇめっきの場合は数μｍ以下である。
【００３０】
次に、上記構成のリードフレーム１１を用いた樹脂封止型半導体装置の製造方法について、図３−１および図３−２を参照して説明する。図３−１（ａ）および（ｂ）は樹脂封止型半導体装置の製造方法の工程を示す平面図、図３−１（ｃ）、図３−２（ｄ）〜（ｆ）は、図３−１（ｂ）におけるＣ−Ｃ’線に対応する位置での断面図である。
【００３１】
まず、図示しないが前工程として、半導体素子１７が複数個形成された半導体ウエハーを個々の半導体素子１７に分割するダイシング工程において、半導体ウエハーを粘着シートに貼り付けてダイシングする。分離された各半導体素子１７の裏面に残存した粘着シートの粘着剤を紫外線（ＵＶ）洗浄して、半導体素子１７の裏面を清浄な状態にしておく。紫外線（ＵＶ）洗浄は、半導体素子１７の裏面に対して紫外線を照射することにより行うものであるが、ダイシング時の粘着シートに紫外線硬化型の粘着剤を用いている場合に有効である。他の粘着剤を用いている場合は、適宜、対応した洗浄を行う。
【００３２】
また、図３−１（ａ）に示すように、図１および図２Ａに示したものと同様のリードフレーム１１を用意する。そして図３−１（ｂ）および（ｃ）に示すように、ダイボンド工程により、リードフレーム１１のダイパッド１５上に、前工程により裏面を清浄にした半導体素子１７を、銀（Ａｇ）ペースト等の接着剤１８により仮接合し、１００から２５０℃で熱硬化して完全固着する。ダイパッド１５に対する接着剤１８の塗布量は、半導体素子１７とダイパッド１５の間から、接着剤がダイパッド１５の周辺部にわずかにはみ出るように調整する。また、接着剤１８の厚みは１０μｍから３０μｍであって、断面形状が、ダイパッド１５の上面から半導体素子１７の裏面へ吹上がった形状になるように固化されている。
【００３３】
次に、搭載した半導体素子１７の電極パッドとリードフレーム１１のインナーリード１２とを、金属細線３０で電気的に接続（ワイヤーボンディング）する。金属細線３０としては、例えば、純度９９．９９％以上の金（Ａｕ）からなる、直径１５〜３０μｍの範囲のワイヤーを用い、ワイヤーボンダーによる超音波・熱圧着方法で接合する。超音波・熱圧着方法の工程では、図示していないが、リードフレーム１１を１５０℃から２５０℃のヒータープレート上で熱しながら、キャピラリーツールに金属細線３０を通しておく。超音波振動と荷重を付加して、半導体素子１７の電極パッド側に予め形成した金属ボールを押しつけ接合し、次にインナーリード１２側まで移動し、キャピラリーツールで金属細線を押しつけてちぎる。このとき金属細線３０が任意のループ形状（ループ高さ）となるように、キャピラリーツールの動きをワイヤーボンダー側でコントロールする。
【００３４】
その後、図３−２（ｄ）および（ｅ）に示すように、半導体素子１７の外周、金属細線３０、およびインナーリード１２の領域を封止樹脂２０で封止し、図３−２（ｆ）に示すように、樹脂封止型半導体装置のボディ部を形成する。すなわち、まず図３−２（ｄ）に示すように、樹脂封止型半導体装置のボディを成形するための上封止金型３７と下封止金型３８を用意する。そして、上封止金型３７と下封止金型３８により形成されるキャビティ３９に、半導体素子１７を搭載したリードフレームを装填し挟み込む。また、上封止金型３７と下封止金型３８に隣接するポット３３内に、タブレット形状の熱硬化性の封止樹脂２０（エポキシ樹脂）を投入し、プランジャー３２で押し込む。押し込まれた封止樹脂２０（エポキシ樹脂）は、予め１５０〜２００℃に熱せられたポット３３、プランジャー３２および上下封止金型３７、３８の熱により液状に溶融し、ランナー３４を通って、ゲート３５からキャビティ３９に注入される（図３−２（ｅ）参照）。ゲート３５の反対側には、封止樹脂２０の注入に伴う排気のためにエアベンド３６が設けられている。
【００３５】
最後に、図３−２（ｆ）に示すように、樹脂止めの役割をしていたリードフレーム１１のダムバー１４（図３−１（ａ）参照）を、串歯のような金型でカットする。それにより電気的に分離独立したリードフレーム１１のアウターリード１３を、ガルウィング形状に成型する。図３−２（ｆ）に示すアウターリード１３の２段階段形状をガルウィングと称し、この樹脂封止型半導体装置は、Ｐ−ＱＦＰ（Plastic Qaud Flat Package）などと呼ばれている。
【００３６】
なお、上述のように、半導体素子１７上の封止樹脂厚とダイパッド１５下の封止樹脂厚とを同等の寸法にするためには、ダイパッド１５の大きさや形状に応じて、ディプレス部１９の高さを変化させる必要がある。
【００３７】
以上のように、半導体素子１７と同等もしくは小さい外形のダイパッド１５の周縁を、放物線状の曲線形状とし、隣り合う各吊りリード１６ａ〜１６ｄの側縁と滑らかにつなげることにより、高温における材料の膨張応力、低温における収縮応力が加わっても、吊りリード１６ａ〜１６ｄによるダイパッド１５の保持部分に発生する応力を分散することができる。これにより、熱ストレスが加わることに起因する封止樹脂２０からのダイパッド１５の剥離の発生を抑制し、剥離の進行から発展するパッケージクラックの発生を防止し、信頼性を確保することができる。この効果について、従来例の樹脂封止型半導体装置との比較実験による確認を行った。
【００３８】
図４（ａ）および（ｂ）にそれぞれ、従来例および本発明の実施例である樹脂封止型半導体装置について比較試験を行い、剥離の進行状況を観察した結果を示す。図４（ａ）は、図１１Ａに示した従来例のリードフレーム１を用いた場合、図４（ｂ）は、図２Ａに示した本発明の実施例のリードフレーム１１を用いた場合である。なお、図４には比較実験の最終時点での剥離状態のみを示す。
【００３９】
それぞれ同一条件で試験し、試験方法としては、温度サイクルテストを採用した。条件は−６５℃（５分）〜 １５０℃（５分）を１サイクルとし、このサイクルを繰り返しながら剥離の進行状況を確認した。観察は、ダイパッド裏面の封止樹脂との接合の剥離状況について行い、観察には超音波探査装置（ＳＡＴ）を用いた。
【００４０】
従来例の場合は図４（ａ）に示すように、剥離領域４０がダイパッド５の周縁部全域に亘るまで剥離が進行し、密着領域４１は中央部に残されているのみであった。これに対して本発明の一実施例では図４（ｂ）に示すように、剥離領域４０がダイパッド１５の周縁部の一部領域で止まっている様子が観察できた。
【００４１】
ここで重要な点は、図４（ａ）に示す従来例のように剥離領域４０がダイパッド５の周縁部全域に進行すると、樹脂封止型半導体装置の不良率が顕著になることである。不良モードの一例としては、剥離領域４０が吸湿し、熱が印加された場合、水分が気化蒸発し、パッケージ外部へ逃げようとするためパッケージクラックが発生する場合がある。図４（ｂ）に示す本発明の場合のように、剥離領域４０がダイパッド１５の周縁領域の一部に止っている限り、信頼性に大きな影響は無い。
【００４２】
図５に、本発明の一実施形態における樹脂封止型半導体装置の試験における剥離進行のメカニズムを示す。図５（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、比較実験の途中の状態、および最終時点での状態を示す。図５（ｃ）は、図５（ｂ）におけるＤ−Ｄ’線に沿った断面における、封止樹脂２０からのダイパッド１５の剥離箇所を示す。温度サイクルテストの経過とともに、図５（ａ）に示すように、樹脂封止型半導体装置に温度差による応力が作用して、吊りリード１６ａ〜１６ｄの裏面より剥離領域４０が形成される。しかしながら図５（ｂ）に示すように、剥離の進行は、ダイパッド１５の周縁部の吊りリード１６ａ〜１６ｄによる保持部分の近傍で止まる。これはダイパット１５の周縁の曲線形状が剥離進行を止める役割をしているものと考えられる。
【００４３】
また、本実施の形態によれば、ダイパッド１５のサイズが半導体素子１７のサイズに比べ相当に小さい場合であっても、曲線形状の周縁を有するダイパッド１５の形状により、ダイパッド１５による半導体素子１７の保持が安定する。
【００４４】
（実施の形態２）
実施の形態２におけるリードフレームについて、図６〜図９を参照して説明する。図６〜図９はそれぞれ、図１に示したリードフレーム１１のダイパッド１５とは異なる形状のダイパッドを有するリードフレームの例を示す平面図である。他の部分の構成は図１に示したものと同様である。図１に示すリードフレームのダイパッド形状１５のように曲線で構成された形状に加工することが困難な場合や、搭載する半導体素子が大きい場合に図６〜図９に示すような形状を採用する。それにより、図１で示した形状の場合に近い効果を得ることができる。
【００４５】
図６に示すリードフレーム２１ａは、吊りリード１６ａと１６ｂ間、吊りリード１６ｂと１６ｃ間、吊りリード１６ｃと１６ｄ間、および吊りリード１６ｄと１６ａ間に形成されるダイパッド２２ａの周縁を、直線的に形成したものである。すなわち、図２Ａに示した放物線状の湾曲形状を、直線により代替して、ダイパット２２ａの中央部で窪んだＶ字形状とする。Ｖ字形状の頂点は、実質的に中央に位置させる。
【００４６】
図７に示すリードフレーム２１ｂも、各吊りリード１６ａ〜１６ｄの相互間に形成されるダイパッド２２ｂの周縁を、直線的に形成したものである。すなわち、吊りリード１６ａ〜１６ｄに隣接する四隅の部分は、四角形の各辺に対応する直線により形成される。四隅に繋がる間の部分も直線状で、中央部で窪んだＶ字形状である。
【００４７】
図８に示すリードフレーム２１ｃは、ダイパッド２２ｂの周縁における吊りリード１６ａ〜１６ｄに隣接する四隅の部分を、図７の場合と同様、四角形の各辺に対応する直線により形成したものである。四隅に繋がる間の部分は円弧状に形成され、四隅の直線部とは、なめらかな曲線により接続されている。
【００４８】
図９に示すリードフレーム２１ｄは、ダイパッド２２ｂの周縁における吊りリード１６ａ〜１６ｄに隣接する四隅の部分を、図７の場合と同様、四角形の各辺に対応する直線により形成したものである。四隅に繋がる間の部分も直線状で、台形状に窪んでいる。
【００４９】
上記の構成において、四隅の直線部の長さは、ダイパットの１辺の周縁部の長さの２０％から４０％の範囲内に設定される。
【００５０】
（実施の形態３）
図１０を参照して、実施の形態３における樹脂封止型半導体装置について説明する。本実施の形態は、Ｐ−ＱＦＮ（Plastic Qaud Flat Non-leaded Package）と呼ばれる樹脂封止型半導体装置に、本発明を適用した例である。
【００５１】
図１０（ａ）は、本実施の形態におけるリードフレーム２３を示す平面図である。このリードフレーム２３は、フレーム２４がダムバーの役割を兼ねること、およびリード２５がインナーリードとアウターリードを兼ねることが、上述の実施の形態におけるリードフレームの構造と相違する。また、吊りリード２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄには、プレス加工によりアップセット部２７が形成されている。他の部分は同様であるので、同一の参照番号を付して、説明の重複を省略する。ダイパッド１５は、上述の実施の形態と同様、半導体素子よりも小さく設定される。
【００５２】
図１０（ｃ）に示すように、ダイパッド１５の周縁に配置されたリード２５は、その上面であるインナーリード部２５ａが、半導体素子１７と金属細線３０により電気的に接続される。リード２５の下面は、外部との電気接続のためのアウターリード部２５ｂとして使用される。
【００５３】
次に、図１０（ａ）に示すリードフレーム２３を用いた樹脂封止型半導体装置の製造工程について説明する。
【００５４】
図１０（ｂ）および（ｃ）に示すように、ダイボンド工程では、半導体素子１７を銀（Ａｇ）ペースト等の接着剤１８によりダイパッド１５に仮接合し、１００から２５０℃で熱硬化する。ワイヤボンド工程では、搭載した半導体素子１７の電極パッド（図示せず）とインナーリード部２５ａとを金属細線３０で電気的に接続（ワイヤーボンディング）する。
【００５５】
次に図１０（ｃ）に示すように、ダイパッド１５、半導体素子１７、金属細線３０、リード２５を封止樹脂２０で封止する。このとき、リード２５の下面のアウターリード部２５ｂを、封止樹脂２０の底面に露出させる。封止後に、ダムバーの役割をするフレーム２４をダイシングで分離し、リード２５を電気的に個々に分離独立させる。
【００５６】
このように、本発明の実施の形態におけるダイパッド形状を、図１０に示すＰ−ＱＦＮ（Plastic Qaud Flat Non-leaded Package）に適用した場合でも、上述と同様な効果が得られることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明によれば、ダイパッドやリードフレームに特殊加工を施すことなくダイパッドの形状を変えるだけで、熱ストレスが加わることによって発生するダイパッドの剥離を抑制し、また、剥離が発生しても剥離領域の進行を抑制する効果が得られるので、樹脂封止型半導体装置の製造に効果的に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施の形態１におけるリードフレームを示す平面図
【図２Ａ】同リードフレームの一部を拡大して示す平面図
【図２Ｂ】実施の形態１における樹脂封止型半導体装置の封止前の状態を示す断面図
【図２Ｃ】同封止後の状態を示す断面図
【図３−１】実施の形態１における樹脂封止型半導体装置の製造方法の工程を示し、（ａ）および（ｂ）は平面図、（ｃ）は断面図
【図３−２】図３−１に続く工程を示す断面図
【図４】従来例および実施の形態１における樹脂封止型半導体装置の試験結果を示す観察図
【図５】実施の形態１における樹脂封止型半導体装置の試験における剥離進行のメカニズムを示し、（ａ）および（ｂ）は平面図、（ｃ）は断面図
【図６】実施の形態２におけるリードフレームの一例を示す平面図
【図７】同他の例のリードフレームを示す平面図
【図８】同他の例のリードフレームを示す平面図
【図９】同他の例のリードフレームを示す平面図
【図１０】実施の形態３における樹脂封止型半導体装置を示し、（ａ）はリードフレームの平面図、（ｂ）は同リードフレームに半導体素子を搭載した状態を示す平面図、（ｃ）は樹脂封止型半導体装置の断面図
【図１１Ａ】従来例のリードフレームを示す平面図
【図１１Ｂ】従来例の樹脂封止型半導体装置の封止前の状態を示す断面図
【図１１Ｃ】同封止後の状態を示す断面図
【図１２】従来例の樹脂封止型半導体装置の製造方法における課題を示す断面図
【符号の説明】
【００５９】
１、１１、２１ａ〜２１ｄ、２３  リードフレーム
２、１２  インナーリード
３、１３  アウターリード
４、１４  ダムバー
５、１５、２２ａ〜２２ｄ  ダイパッド
６ａ〜６ｄ、１６ａ〜１６ｄ、２６ａ〜２６ｄ  吊りリード
７、１７  半導体素子
７a  電極パッド
８、１８  接着剤
９、１９  ディプレス部
１０、２０  封止樹脂
１１ａ、１１ｂ  丸孔
１１ｃ  長孔
２４  フレーム
２５  リード
２７  アップセット部
３０  金属細線
３１  キャピラリ
３２  プランジャー
３３  ポット
３４  ランナー
３５  ゲート
３６  エアベンド
３７  上封止金型
３８  下封止金型
３９  キャビティ
４０  剥離領域
４１  密着領域
４２  たわみ量
４３  マイクロクラック
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３−１】
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【図３−２】
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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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２】
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