(57)【要約】【課題】            基板実装時にごみや異物を半導体装置と基板との間に挟み込んでも、基板と半導体装置との確実な接続ができる半導体装置を提供する。【解決手段】        半導体素子２と、半導体素子２を搭載するダイパッド１と、前記半導体素子２と電気的に接続する複数の電極端子５と、前記半導体素子２と前記ダイパッド１と前記電極端子５とを樹脂封止する樹脂封止体７とを有する半導体装置であって、前記電極端子５の一部が外部端子として樹脂封止体７から露出し、前記外部端子の実装対象の基板１６に対向する一部が凸型に突起して凸型突起部６ｃをなす。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子と、半導体素子を搭載するダイパッドと、前記半導体素子と電気的に接続する複数の電極端子と、前記半導体素子と前記ダイパッドと前記電極端子とを樹脂封止する樹脂封止体とを有する半導体装置であって、前記電極端子の一部が外部端子として樹脂封止体から露出し、前記外部端子の実装対象の基板に対向する一部が凸型に突起して凸型突起部をなすことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
外部端子の凸型突起部が平面視で円形に形成されていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
外部端子の凸型突起部が２段の階段状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の半導体装置。
【請求項４】
外部端子の凸型突起部が半球形に形成されていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項５】
ダイパッドの半導体素子を搭載する搭載面に対向する対向面が樹脂封止体から露出する露出面をなし、前記ダイパッドの露出面の一部が凸型に突起して凸部突起部をなすことを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項６】
ダイパッドの凸部突起が２段の階段状に形成されていることを特徴とする請求項５記載の半導体装置。
【請求項７】
ダイパッドの凸型突起部が半球形に形成されていることを特徴とする請求項５記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置に関するものであり、高密度実装が可能な小型で薄型の面実装用樹脂封止型半導体装置の技術に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化、高密度化に対応するために、半導体装置の小型、薄型化が進んでいる。小型、薄型の樹脂封止型半導体装置として実質的に片面封止されたＱＦＮ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｎｏｎ―ｌｅａｄｅｄ  Ｐａｃｋａｇｅ）やＳＯＮ（Ｓｍａｌｌ  Ｏｕｔｌｉｎｅ  Ｎｏｎ―ｌｅａｄｅｄ  Ｐａｃｋａｇｅ）と称される半導体装置が開発されている。
【０００３】
また、その製造方法は、組立コストを低減するため複数の半導体装置を一括して樹脂封止し、ダイシング加工によって個々の半導体装置に分割する工法が主流になりつつある。
以下に従来の半導体装置、例えば特許文献１（特開２０００―２４３８９１号公報）で提案されているものを図９を用いて説明する。図９は従来のＱＦＮ型の樹脂封止型半導体装置を示す図であり、図９（ａ）は概略的な構成を示す平面図であり、図９（ｂ）は概略的な構成を示す断面図であり、図９（ｃ）は概略的な構成を示す背面図である。
【０００４】
図９に示すように、従来型の半導体装置は、サポートリード１３によって支持されるダイパッド１に接着剤３を塗布して、その上に半導体素子２を固着している。ダイパッド１の中央付近はアップセットされている。サポートリード１３は曲げ加工することで、その中央部を封止樹脂体７に埋没している。半導体素子２には金属細線４が接続され、ダイパッド１の周辺にある複数の電極端子５とそれぞれ電気的に接続されている。
【０００５】
ダイパッド１、半導体素子２、接着剤３、金属細線４及び電極端子５は封止樹脂体７で封止されており、封止樹脂体７は四辺形の平板状に形成されている。電極端子５は金属細線４と接続されている面に対向する対向面が封止樹脂体７の底面より露出している。さらに電極端子５の一部は封止樹脂体７の底面に露出する電極端子５から連続的に封止樹脂体７の側面にも露出している。
【０００６】
次に、他の従来の半導体装置で、組立コストを低減するために複数の半導体装置を一括して樹脂封止し、ダイシング加工によって個々の半導体装置に分割する工法を用いたものを図８を用いて説明する。
【０００７】
図８は従来のＱＦＮ型樹脂封止型半導体装置を示す図であり、図８（ａ）は概略的な構成を示す平面図であり、図８（ｂ）は概略的な構成を示す断面図であり、図８（ｃ）は概略的な構成を示す背面図である。
【０００８】
図８に示すように、従来型の半導体装置は、サポートリード１３によって支持されるダイパッド１に接着剤３を塗布して、その上に半導体素子２を固着している。ダイパッド１の中央付近はアップセットされている。サポートリード１３は、その裏面をハーフエッチングすることで封止樹脂体７に埋没している。半導体素子２には金属細線４が接続され、ダイパッド１の周辺にある複数の電極端子５とそれぞれ電気的に接続されている。
【０００９】
ダイパッド１、半導体素子２、接着剤３、金属細線４及び電極端子５は封止樹脂体７で封止されており、封止樹脂体７は四辺形の平板状に形成されている。電極端子５は金属細線４と接続されている面に対向する対向面が封止樹脂体７の底面より露出している。さらに電極端子５の一部は、封止樹脂体７の底面に露出する電極端子５と不連続的に封止樹脂体７の側面にも露出している。
【００１０】
これらＱＦＮ型（ＳＯＮ型）の半導体装置は、樹脂封止体７の底面から電極端子５を露出させるよう片面封止することで小型、薄型化を可能としている。また、高放熱化を目的としてダイパッド１を封止樹脂体７より露出させつつ、ダイパッド１の中央付近を持ち上げることで、半導体素子２の大きさが周囲の電極端子５にオーバーラップしても接触しない構造を有する半導体装置である。
【特許文献１】特開２０００―２４３８９１号公報
【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、従来の半導体装置の構造では、半導体装置の底面と、封止樹脂体７から露出する電極端子部５とがほぼ平坦である。このため、図８（ｄ）および図９（ｄ）に示すように、基板１６上に接続ランド１５を形成し、電極端子５と接続ランド１５を接合剤１４で固着して半導体装置を基板１６に実装する際に、ごみや異物１７を半導体装置と基板１６との間に挟み込んだ場合には、基板１６と半導体装置との確実な接続ができず、電極端子５と接続ランド１５のコンタクト不良や実装強度低下などの実装不良の原因となる。
【００１２】
本発明は従来の上記問題点を解決するもので、基板実装時にごみや異物を半導体装置と基板との間に挟み込んでも、基板と半導体装置との確実な接続ができる半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記した課題を解決するために、本発明の請求項１に係る半導体装置は、半導体素子と、半導体素子を搭載するダイパッドと、前記半導体素子と電気的に接続する複数の電極端子と、前記半導体素子と前記ダイパッドと前記電極端子とを樹脂封止する樹脂封止体とを有する半導体装置であって、前記電極端子の一部が外部端子として樹脂封止体から露出し、前記外部端子の実装対象の基板に対向する一部が凸型に突起して凸型突起部をなすものである。
【００１４】
上記した構成により、封止樹脂体は四辺形の平板状に形成されているとともに、外部端子が封止樹脂体の底面より露出しており、外部端子は半導体装置底面の周縁に配置される。外部端子の露出面に部分的に凸型の突起に形成された凸型突起部は半導体装置底面と段差を有している。これにより、半導体装置を基板実装する際に、ごみや異物を半導体装置と基板との間に挟み込んでも、基板との確実な接続ができる。
【００１５】
本発明の請求項２に係る半導体装置は、外部端子の凸型突起部が平面視で円形に形成されているものである。
本発明の請求項３に係る半導体装置は、外部端子の凸型突起部が２段の階段状に形成されているものである。
【００１６】
本発明の請求項４に係る半導体装置は、外部端子の凸型突起部が半球形に形成されているものである。
本発明の請求項５に係る半導体装置は、ダイパッドの半導体素子を搭載する搭載面に対向する対向面が樹脂封止体から露出する露出面をなし、前記ダイパッドの露出面の一部が凸型に突起して凸部突起部をなすものである。
【００１７】
本発明の請求項６に係る半導体装置は、ダイパッドの凸部突起が２段の階段状に形成されているものである。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明の半導体装置によれば、半導体装置底面の外部端子の露出面、ダイパッドの露出面に、半導体装置底面と段差を有する凸型の突起を形成することにより、半導体装置を基板実装する際に、ごみや異物を半導体装置と基板との間に挟み込んでも基板との確実な接続ができ、安定した組立実装が可能となり、高品質な半導体装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の半導体装置の実施形態について説明する。図１は本発明の第１の実施形態の半導体装置を示す図であり、図１（ａ）は概略的な構成を示す平面図であり、図１（ｂ）は概略的な構成を示す断面図であり、図１（ｃ）は概略的な構成を示す背面図であり、図１（ｄ）は半導体装置と基板実装時の概略的な構成を示す断面図である。
【００２０】
図１（ａ）〜（ｄ）に示すように、第１の実施形態による半導体装置は、サポートリード１３で支持されるダイパッド１に接着剤３を塗布して、その上に半導体素子２を固着しており、ダイパッド１は中央部を周辺部よりもアップセットしている。半導体素子２は金属細線４を介してダイパッド１の周辺にある複数の電極端子５のそれぞれと電気的に接続されている。
【００２１】
ダイパッド１、半導体素子２、接着剤３、金属細線４及び電極端子５は封止樹脂体７で封止されており、封止樹脂体７は４辺形の平板状に形成されている。サポートリード１３は裏面にハーフエッチング加工を施して封止樹脂体７に埋没させている。
【００２２】
電極端子５は金属細線４を接続している接続面（表面）６ａと対向する対向面（背面）６ｂにおいて封止樹脂体７の底面より外部端子として露出しており、電極端子５の一部は封止樹脂体７の底面に露出する部位とは不連続的に封止樹脂体７の側面にも露出している。
【００２３】
封止樹脂体７の底面より外部端子として露出する電極端子５は、実装対象の基板１６に対向する一部が凸型に突起して凸型突起部６ｃに形成されている。ここでは、凸型突起部６ｃが平面視で円形に形成されて凸型丸形状で突起している。
【００２４】
図１（ｄ）に示すように、接続側の基板１６上には接続ランド１５を形成しており、半導体装置の電極端子５の凸型突起部６ｃと基板１６の接続ランド１５とを接合剤１４で接合して半導体装置を基板１６に実装している。
【００２５】
この構成により、基板実装時に半導体装置の底面と基板１６との間に異物１７が挟み込んでも、電極端子５に半導体装置の底面よりも突出する凸型突起部６ｃが存在することで、基板１６の接続ランド１５と電極端子５および凸型突起部６ｃとを接合剤１４によって確実に接続できる。
【００２６】
図２は本発明の第２実施形態の半導体装置を示す図であり、図２（ａ）は概略的な構成を示す平面図であり、図２（ｂ）は概略的な構成を示す断面図であり、図２（ｃ）は概略的な構成を示す背面図である。
【００２７】
この第２実施形態による半導体装置において、先に図１において説明した半導体装置と異なる部分は、図２（ｂ）に示すように、電極端子５の凸型突起部６ｃが２段の階段状に形成されていることである。この構成により、接合剤１４と凸型突起部６ｃとの接合がより確実となる。
【００２８】
図３は本発明の第３実施形態の半導体装置を示す図であり、図３（ａ）は概略的な構成を示す平面図であり、図３（ｂ）は概略的な構成を示す断面図であり、図３（ｃ）は概略的な構成を示す背面図である。
【００２９】
この第３実施形態による半導体装置において、先に図１において説明した半導体装置と異なる部分は、図３（ｂ）に示すように、ダイパッド１の半導体素子２を搭載する搭載面（表面）１ａと対向する対向面（背面）１ｂが封止樹脂体７から露出し、ダイパッド１の露出面の一部が凸型に突起して凸型突起部１ｃとして形成されている。この場合に、ダイパッド１の凸型突起部１ｃを２段の階段状に形成することも可能であり、ダイパッド１の凸型突起部１ｃによっても半導体装置と基板１６との接合力を高める機能を果たすことが可能である。
【００３０】
図４は本発明の第４実施形態の半導体装置を示す図であり、図４（ａ）は概略的な構成を示す平面図であり、図４（ｂ）は概略的な構成を示す断面図であり、図４（ｃ）は概略的な構成を示す背面図である。
【００３１】
この第４実施形態による半導体装置において、先に図１において説明した半導体装置と異なる部分は、図４（ｂ）に示すように、電極端子５の凸型突起部６ｃの形状が半球形をしていることである。このように、電極端子５の凸型突起部６ｃを半球形に形成することで、後述する半導体装置の製造時の樹脂封止工程で使用するテープと電極端子５との当接が良好となり、樹脂封止工程でパッケージ底面の電極端子５の露出面へ樹脂モレが発生することを低減できる。また、ダイパッド１の凸型突起部１ｃも半球形に形成することが可能である。
【００３２】
次に、図５、６を用いて本発明の半導体装置に用いられるリードフレームとその製造方法について説明する。図５は本発明の半導体装置に用いられるリードフレームを示す平面図である。図６は本発明の半導体装置に用いられるリードフレームの製造方法を説明する工程断面図であり、図６（ａ）はリードフレーム素材を示す図であり、図６（ｂ）はリードフレームのエッチング、Ｐｄめっき工程を示す図であり、図６（ｃ）はリードフレームのダイパッド部アップセット工程を示す図であり、図（ｄ）はリードフレーム裏面にテープを貼り付ける工程を示す図である。
【００３３】
まず、本発明に用いられるリードフレームの一実施形態について、図５を用いて説明する。図５に示すように、リードフレームは、ダイパッド１、電極端子５、外枠１０、内枠１１、穴１２及びサポートリード１３で構成され、１枚のリードフレームに複数個分の半導体装置が配置される。
【００３４】
また、図示しないがＰｄなどのめっきが施されており、リードフレーム裏面には樹脂封止する際に電極端子５の露出面への樹脂モレ防止用のテープが貼り付けられている。
次に、本発明に用いられるリードフレーム製造方法の一実施形態について、図６を用いて説明する。図６（ａ）に示すように、リードフレーム素材としては、０．１〜０．２ｍｍ程度の厚みで、比較的熱伝導の良好で、かつ強度の高いＣｕ合金を使用する。熱伝導の良好な素材を使用することによって高い放熱性を備えた半導体装置を提供できる。
【００３５】
次に、図６（ｂ）に示すように、エッチング加工によってダイパッド１、電極端子５などを形成した後に、リードフレーム全体にＰｄめっき（図示せず）を施す。電極端子５の表面にはハーフエッチング加工による溝（図示せず）を形成することで、基板実時などに発生する応力により発生する電極端子５と封止樹脂体７との剥離を止めて、これによる断線を防止することができる。
【００３６】
また、ＰｄめっきはＮｉ、Ｐｄ、Ａｕの３層で構成する。最外層にＡｕフラッシュを施すことで、樹脂封止体との良好な密着性を得ることができる。ここでは、Ｐｄめっきを１実施形態としたが、代わりに電極端子５の電気的に接続する部分へＡｇめっきを施しても良い。この場合、半導体装置の組立工程途中で、封止樹脂体７より露出するダイパッド１及び電極端子５に半田めっきなどを施す必要がある。
【００３７】
次に、図６（ｃ）に示すように、プレス加工を途中で止める半切断加工によって、ダイパッド１の中央部を周辺部よりもアップセットし、電極端子５の下面に凸型突起部６ｃを形成して電極下面に段差を儲ける。
【００３８】
次に、図６（ｄ）に示すように、リードフレームの裏面に熱可塑性などの接着剤との２層構造をなすポリイミドテープ９を貼り付ける。このテープ９は樹脂封止する際に凸型突起部６ａを形成した電極端子５の裏面へ封止樹脂がモレないようにするためのものである。
【００３９】
以上のようにして、本発明の半導体装置に用いるリードフレームを完成することができる。
次に、本発明半導体装置の製造方法の１実施形態について、図７を用いて説明する。図７は、本発明の半導体装置を製造する工程を説明する工程断面図であり、図７（ａ）は接着剤を塗布する工程を説明する図であり、図７（ｂ）は半導体素子を搭載する工程を説明する図であり、図７（ｃ）は金属細線の接続する工程を説明する図であり、図７（ｄ）は樹脂封止する工程を説明する図であり、図７（ｅ）はリードフレーム裏面のテープを剥離する工程を説明する図であり、図７（ｆ）は半導体装置を個別に分割する工程を説明する図である。
【００４０】
まず、図７（ａ）に示すように、ダイパッド１の搭載面１ａの上にディスペンサ（図示せず）などを用いて接着剤３を塗布する。接着剤３は一例として熱硬化性のエポキシ樹脂にＡｇ粉を混合させた銀ペーストからなる。
【００４１】
次に、図７（ｂ）に示すように、接着剤３を塗布したダイパッド１の搭載面１ａの上にコレット（図示せず）などを用いて半導体素子２を搭載した後に、ヒートステージ（図示せず）上で加熱して接着剤３を硬化させる。一例として、半導体素子２は０．１〜０．２ｍｍ程度の厚みのシリコン単結晶である。また、接着剤３の硬化条件は２００〜２５０℃、３０〜６０秒程度である。
【００４２】
次に、図７（ｃ）に示すように、ダイパッド１の搭載面１ａの上に固着された半導体素子２のボンディングパッドと電極端子５とを金属細線４を用いて電気的に接続する。
ワイヤーボンド装置のヒートステージ（図示せず）には真空孔が開いており、リードフレーム裏面のテープ９を吸引固定し、また、リードフレームの外周部を押さえ治具（図示せず）によりリードフレームのボンディングエリア外周部を固定した状態で、ワイヤーボンディングを実施する。一例として、金属細線は、直径２０〜２５μｍのＡｕワイヤーを用いる。
【００４３】
次に、図７（ｄ）に示すように、シリンダにより型締めされる１８０℃程度に加熱した封止金型（図示せず）を搭載したトランスファー装置により、複数の半導体装置を一括して樹脂封止する。
【００４４】
リードフレームの裏面には樹脂封止の際に電極端子５の裏面に封止樹脂がモレないようにテープ９が貼り付けてある。封止樹脂が硬化して樹脂封止体７が形成された後、型開きされると共にトランスファー装置より脱装される。そして、オモリなどで加圧しながら硬化炉などで封止樹脂の本硬化を実施する。一例として加圧力は１ｇ／ｍｍ２程度である。
【００４５】
次に、図７（ｅ）に示すように、封止成型体に２００℃程度の熱を加えながらテープ９を剥離する。テープ９を剥離する場合、封止成型体７に対してできるだけ小さな角度でテープを剥離することで、テープ剥離時の応力を抑制して半導体装置へのダメージを最小限にすることができる。
【００４６】
次に、７（ｆ）に示すように、ダイシング装置（図示せず）により半導体装置を個々に分割する。封止成型体７はリングに貼り付けたＵＶシート（図示せず）上に貼り付け固定し、ブレードにより個々の半導体装置に分割する。一例としてブレードは電鋳製で０．２５〜０．３ｍｍ程度の厚みのものである。以上のようにして、本発明の半導体装置を完成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明の半導体装置は、半導体装置底面の外部端子の露出面、ダイパッドの露出面に、半導体装置底面と段差を有する凸型の突起を形成することにより、半導体装置を基板実装する際に、ごみや異物を半導体装置と基板との間に挟み込んでも基板との確実な接続ができ、安定した組立実装が可能となり、高品質な半導体装置の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１実施形態の半導体装置を示す図であり、（ａ）は半導体装置の概略的な構成を示す平面図、（ｂ）は半導体装置の概略的な構成を示す断面図、（ｃ）は半導体装置の概略的な構成を示す背面図、（ｄ）は半導体装置と基板実装時の概略的な構成を示す断面図
【図２】本発明の第２実施形態の半導体装置を示す図であり、（ａ）は半導体装置の概略的な構成を示す平面図、（ｂ）は半導体装置の概略的な構成を示す断面図、（ｃ）は半導体装置の概略的な構成を示す背面図
【図３】本発明の第３実施形態の半導体装置を示す図であり、（ａ）は半導体装置の概略的な構成を示す平面図、（ｂ）は半導体装置の概略的な構成を示す断面図、（ｃ）は半導体装置の概略的な構成を示す背面図
【図４】本発明の第３実施形態の半導体装置を示す図であり、（ａ）は半導体装置の概略的な構成を示す平面図、（ｂ）は半導体装置の概略的な構成を示す断面図、（ｃ）は半導体装置の概略的な構成を示す背面図
【図５】本発明の半導体装置に用いるリードフレームを示す平面図
【図６】本発明の半導体装置に用いるリードフレームの製造方法を説明する工程断面図であり、（ａ）はリードフレーム素材を示す図、（ｂ）はリードフレームのエッチング、Ｐｄめっき工程を示す図、（ｃ）はリードフレームのダイパッド部アップセット工程を示す図、（ｄ）はリードフレーム裏面にテープを貼り付ける工程を示す図
【図７】本発明の半導体装置を製造する工程を説明する工程断面図であり、（ａ）は接着剤を塗布する工程を説明する図、（ｂ）は半導体素子を搭載する工程を説明する図、（ｃ）は金属細線の接続する工程を説明する図、（ｄ）は樹脂封止する工程を説明する図、（ｅ）はリードフレーム裏面のテープを剥離する工程を説明する図、（ｆ）は半導体装置を個別に分割する工程を説明する図
【図８】複数の半導体装置を一括して樹脂封止し、ダイシング加工によって個々の半導体装置に分割する工法を用いた従来の半導体装置を示す図であり、（ａ）は半導体装置の概略的な構成を示す平面図、（ｂ）は半導体装置の概略的な構成を示す断面図、（ｃ）は半導体装置の概略的な構成を示す背面図、（ｄ）は半導体装置の概略的な構成を示す断面図
【図９】従来の半導体装置を示す図であり、（ａ）は半導体装置の概略的な構成を示す平面図、（ｂ）は半導体装置の概略的な構成を示す断面図、（ｃ）は半導体装置の概略的な構成を示す背面図、（ｄ）は半導体装置と基板実装時の概略的な構成を示す断面図
【符号の説明】
【００４９】
１    ダイパッド
１ｃ  凸型突起部
２    半導体素子
３    接着剤
４    金属細線
５    電極端子
６ｃ  凸型突起部
７    樹脂封止体
８    リードフレーム素材
９    テープ
１０  外枠
１１  内枠
１２  孔
１３  サポートリード
１４  接合剤
１５  接続ランド
１６  基板
１７  異物（ごみ）
【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】
2005327946.tif 000009
【図８】
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【図９】
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