(57)【要約】【課題】樹脂パッケージのワイヤボンディング接続と実装基板接続の接続信頼性を高め、小型薄型高放熱型・低コスト化に対応した樹脂封止型半導体装置、及びその製造方法を提供する。【解決手段】ダイパッドと外部接続リードの底面が封止体の底面から露出している樹脂封止型半導体装置において、ボンディングワイヤが接続される半導体素子の第一の面と、他方が接続される外部接続リード内側のインナーリード上面の第二の面と、封止体の厚み方向の略中央とする第三の面とが略同一面であり、外部接続リードは、垂直形状の屈曲部が形成され、封止体から露出する前記外部接続リードの全面がメッキ層を有している。【選択図】図２
2012059782.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子と、
前記半導体素子を支持するダイパッドと、
前記半導体素子と前記ダイパッドを接着する接着剤と、
先端にインナーリードを有する複数の外部接続リードと、
前記半導体素子と前記インナーリードとを接続するボンディングワイヤと、
封止樹脂材で封止する封止体と、
を備え、前記ダイパッドと前記外部接続リードの底面は前記封止体の底面から露出している樹脂封止型半導体装置であって、
前記ボンディングワイヤが接続される前記半導体素子の第一の面と、前記ボンディングワイヤの他方が接続される前記インナーリード上面の第二の面と、前記封止体の厚み方向の略中央とする第三の面とが略同一面であり、
前記インナーリード上面部と前記外部接続リードの上面部の間と、前記インナーリード裏面部と前記外部接続リード底面部の間には屈曲部を有し、
前記屈曲部には前記外部接続リード底面に対して垂直形状部が形成され、
前記封止体から露出する前記外部接続リードの全面がメッキ層を有し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】
前記第一の面と、前記第二の面と、前記第三の面の範囲は、±３０μｍ以下であ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】
前記ダイパッド及び前記外部接続リードの厚さは５０μｍから８０μｍであ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】
前記樹脂封止型半導体装置の厚さは、０．１５ｍｍから０．４ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうち何れか１項に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項５】
前記ダイパッドの側面部は、前記ダイパッド載置面にほぼ平行に薄肉部が設けられ、前記インナーリードは、前記外部接続リード幅方向に対して一方が突出形状部を有し、他方側に傾斜垂直形状部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のうち何れか１項に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項６】
前記インナーリードの前記傾斜垂直形状部配置の方向は、前記封止体の内側に向かう方向であることを特徴とする請求項５に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項７】
前記インナーリードは、前記外部接続リード幅方向に対して前記封止体の外側の方向に突出形状部を有していることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項８】
前記屈曲部の前記垂直形状部の面は、前記封止体の辺に対し平行であり、前記外部接続リード幅方向内側に前記傾斜垂直面の形状は、前記ダイパッドの辺と対向して平行であることを特徴とする請求項５乃至請求項７のうち何れか１項に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項９】
前記インナーリードは、前記外部接続リード幅方向内側に前記傾斜垂直面の形状のある側に、前記屈曲部と前記外部接続リードにかけて切り欠き部を設けていることを特徴とする請求項５乃至請求項８のうち何れか１項に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項１０】
前記インナーリードの平坦上面部長さは、前記インナーリードの平坦裏面部長さより長いことを特徴とする請求項５乃至請求項９のうち何れか１項に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項１１】
前記外部接続リードの平坦裏面部長さは、前記外部接続リードの平坦上面部長さより長いことを特徴とする請求項５乃至請求項１０のうち何れか１項に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項１２】
前記ダイパッドの前記薄肉先端部の辺と、前記インナーリードの前記傾斜垂直面形状部との距離は、前記ダイパッドの厚みより小さいことを特徴とする請求項５乃至請求項１１のうち何れか１項に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項１３】
前記ダイパッドは、前記ダイパッドの各辺の頂点部から少なくとも一対の吊ピン形状が設けられて前記ダイパッドと同じ厚みをもって前記封止体の辺まで延在していることを特徴とする請求項５乃至請求項１２のうち何れか１項に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項１４】
前記インナーリードは、請求項１３の距離をおいて、前記ダイパッドの各辺の略中央部にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項５乃至請求項１３のうち何れか１項に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項１５】
前記インナーリードは、前記ダイパッドの各辺の頂点部に設けられた少なくとも一対の前記吊ピン形状を互いに挟むように配置されていることを特徴とする請求項５乃至請求項１４のうち何れか１項に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項１６】
前記ダイパッドの側面部は、前記ダイパッド載置面にほぼ平行に薄肉部が設けられ、前記ダイパッドの側面部の２辺に繋がる１対の薄肉部であることを特徴とする請求項５乃至請求項１５のうち何れか１項に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項１７】
前記樹脂封止型半導体装置の各辺の大きさは０．５ｍｍから１．０ｍｍであることを特徴とする請求項５乃至請求項１６のうち何れか一項に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項１８】
ダイパッドと屈曲部を有する複数の外部接続リードを形成し、ボンディングワイヤが接続される半導体素子の第一の面とインナーリード部の上面の第二の面とを略同一面に設ける工程とを含むリードフレームを用意する工程と、
前記リードフレーム上に前記半導体素子を搭載する工程と、
前記半導体素子の第一の面と前記インナーリード上面の第二の面とを前記略同一面で互いにワイヤボンドで電気的に接続する工程と、
前記第一の面と前記第二の面とは前記封止体の厚み方向の略中央とする第三の面と略同一面とするように、封止樹脂を用いて前記半導体素子と前記ダイパッドと前記接着剤と前記ボンディングワイヤと前記インナーリードを含む前記外部接続リードとを封止する工程と、
前記外部接続リードの切断後に前記リードフレーム本体にメッキ層を形成する工程と、
前記吊ピンを切断して前記リードフレーム本体から樹脂封止型半導体装置を分離する工程と、
を備え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１９】
前記外部接続リード底面に対して垂直形状部を前記屈曲部に形成する工程をさらに備えることを特徴とする請求項１８に記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。
【請求項２０】
前記外部接続リード幅方向に対して一方に突出形状部、他方に前記外部接続リード幅方向内側に傾斜垂直面の形状部を前記インナーリードに形成する工程をさらに備えることを特徴とする請求項１８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、半導体装置及びその製造方法に関する。特に、屈曲部を有するインナーリードを封止樹脂体内に設け、ダイパッドと外部接続リードを樹脂封止体の底面から露出する薄型の樹脂封止型半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置におけるパッケージ技術は、高集積化、実装面積の縮小化等、電子機器の小型化、高機能化等に合わせた時代要請に応えるべく小型化・薄型化・高放熱型の技術革新がなされているが、常に問題とされるのは、接続の信頼性である。かかる接続信頼性に関しては、半導体装置の動作における、実装に際して供される実装側の基板と、パッケージングされた構成の半導体装置側との熱膨張率の差異・機械的ストレスが大きく影響することが知られており、かかる点を如何に対処するか種々提案がなされている。
【０００３】
従来の樹脂封止型半導体装置では、リードとダイパッドが同一平面にあるリードフレームを用い、半導体素子とボンディングワイヤにより電気的に接続されているリードの裏面を、半導体装置の外部との電気的接続部分として機能する外部接続リードとしている。（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
外部接続面との剥離現象の課題には、外部接続リードに種々の溝や傾斜断面などを形成して外部接続リードに抜け防止機能を保有させる、また、加熱・冷却時における接続部位周りの樹脂移動を抑え、アンカー効果を維持して応力の作用を低減させるなどの提案がなされている。（例えば、特許文献２および３を参照）。
【０００５】
また従来は、メッキ処理後に外部接続リード部を切断して分離させ半導体装置を得ていることから、外部接続リード部端面にはメッキ層が存在しないため、半田濡れ性が少なく実装強度が弱くなり、実装基板から半導体装置が剥がれるとの課題がある。これに対しては、ハーフカット面にメッキ処理を施し、ハンダ濡れ性、実装強度を向上させ、可視化を可能とする提案がなされている。（例えば、特許文献４参照）。
【０００６】
一方で、信頼性試験規格には、半導体デバイスの環境及び耐久性試験として、熱的環境試験である熱衝撃試験、温度サイクル試験のほか、機械的強度試験である限界曲げ強度試験、繰返し曲げ強度試験がある。
【０００７】
小型薄形化においても信頼性試験で一般的に行われている評価をクリアしていなければならない。そこで、ＱＦＮ構造の樹脂封止型半導体装置における小型薄形化の信頼性課題を解明するために、一般的な評価をクリアし、限界曲げ強度を一定規格満足したものを繰返し曲げ強度試験まで行ってみた。その結果、繰返しサイクル数が数１００回位では発見できず、５×１０2〜数１０3回後にボンディングワイヤの接続面との剥離現象、外部接続リード５の脱落が現れ始めた。（図２０参照）外部接続リード５が封止体７から分離脱落してボンディングワイヤ６と接続不可となった。このことにより、繰返し曲げ強度試験をクリアするための方策が必要であることが課題となった。
【０００８】
繰返し曲げ強度試験の結果を受けて、ボンディングワイヤ６の接続面との剥離現象を把握するためシミュレーションで応力解析を試みた。
【０００９】
図２１は、曲げ試験応力解析モデルの断面図である。図２２は、たわみ量分布を求める対照４分の１モデルの解析例を示す。図２３は、解析モデルの外部接続リード５が接触する封止体７の応力分布と応力集中の解析結果の例を示す。図２２のたわみ量分布から、図２３に示す封止体７の応力分布を解析してみると、封止体７の材料強度の全体としてはミーゼス相当応力が降伏応力内にあることが分った。外部接続リード５の形状によっては特異な形状部において降伏応力に近づいていることも分った。
【００１０】
繰返し曲げ強度試験の規格としてＪＥＩＴＡ  ＥＴ−７４０９／１０５がある。実装した評価基板を固定し、一定の押付け量と曲げ速度で、初期抵抗値に対する曲げ時の抵抗値の変化を測定し、繰返しサイクル数を確認する。繰返し曲げ強度試験の繰返しサイクル数は５×１０3回以上を目安としている。繰り返し曲げ試験条件は、曲げ速度が例えば３０回／ｍｉｎ相当であり、かなり穏やかな速度で繰返し与圧が実施されている。
【００１１】
封止体７は、二酸化珪素のフィラーとエポキシ材の混合した熱可塑性構造体であり、脆性材に近い性質を持ち脆性材の場合には弾性体とは異なり少し疲労破壊現象が異なってくる。封止体７の材料強度の全体としては、ミーゼス相当応力が降伏応力内に収まっていることを材料強度解析で確認してはいるものの、図２０に示すような、ボンディングワイヤ６の接続面との剥離現象、外部接続リード５脱落が発生した。
【００１２】
たわみの生じてくる形状面の応力集中係数の高い形状部に、降伏応力を越えた応力が局所的に発生した場合には、局所的な疲労破壊の繰り返しから、極微少の接触している面が疲労破壊の面を越えて拡大し、極微少のスキマとして成長して破壊現象が現れてくるのは知られている。繰返し数５×１０2〜数１０3回後によるボンディングワイヤの接続面との剥離現象が発生してきたことから、１０4回以下とする低サイクル疲労現象からくるものであることが分かってきた。
【００１３】
繰返し動作によって局所的な極微少の隙間が増幅し、ミクロンのオーダーに近づいてくるとボンディングワイヤの接続面との界面の剥離現象が発生して、回路の断線へと導かれたことが明らかになった。その結果、接続面との剥離現象から回路の断線となり基板実装におけるボンディングワイヤ接続の信頼性が低下することにつながり、課題が明らかになってきた。
【００１４】
これらから第１に、例えば、特許文献２や、特許文献３は一定の強度を満たす対策にはなってはいるものの、これからの更なる小型薄形化における長期信頼性に応えていくには、疲労破壊現象に備えた対策も加え、接続の信頼性を高めていく必要がある。実装基板と外部接続用端子との熱膨張率の差異による加熱・冷却時に大きな負荷影響を受け、ファインピッチ化のため接合材の量が極力抑えられている中で、発生する内部応力で実装強度が弱くなり、実装基板から半導体装置が剥がれるといった基板接続の信頼性課題も同時に解決していく必要がある。
【００１５】
第２に、こうした接続の信頼性を高めていく中で、ダイパッド占有面積比を高め半導体装置の基板実装における実装効率（チップ面積／パッケージ占有面積）を上げて高い半導体素子の搭載率にしつつ薄型高放熱型に対応した小型化の要請に応えていく必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開平５−１２９４７３号公報
【特許文献２】特開２００２−２６１１８７号公報
【特許文献３】特開２００１−２１７３７１号公報
【特許文献４】特開２００５−０３８９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
樹脂パッケージのワイヤボンディング接続と実装基板接続の接続信頼性を高め、小型薄型高放熱型を図るための課題を具体的に以下に記す。
【００１８】
第１の課題は、小型薄型高放熱型化における（イ）半導体素子とボンディングワイヤとの接続面、（ロ）インナーリードとボンディングワイヤとの接続面、（ハ）外部接続リードと実装基板との接続面における剥離現象への対処である。
【００１９】
ＱＦＮ型半導体装置の小型化（平面サイズの縮小）は、半導体素子の側面と樹脂封止体の側面との間の距離を短くすることによって行うことができる。しかしながら、半導体素子の側面と樹脂封止体の側面との間の距離を短くするためには、リードの長さを短くする必要があるため、リードの外部接続用端子部（半田付け部）の長さも短くなってしまう。リードの外部接続用端子部の長さが短くなると、配線基板に半導体装置を半田付け実装する時、リードと半田材との接合面積が小さくなり、配線基板の電極パターン（ランド、フットプリント）と半導体装置のリードとの接合強度が小さくなるため、配線基板から半導体装置が剥がれるといった実装不良が発生する可能性が高くなる。
【００２０】
一方、ＱＦＮ型半導体装置の製造では、一般的に、樹脂封止体を形成した後にメッキ処理を施し、メッキ処理の後にリードを切断しているため、リードの樹脂封止体側面から突出する先端面（チップ側の先端面と反対側の先端面）にはメッキ層が形成されていない。このため、リード先端面における半田の濡れ上がりが悪く、小型化に伴うリードを短くする要請とともに信頼性低下を回避する必要がある。
【００２１】
これら、実装基板と外部接続リードとの熱膨張率差異による応力負荷や機械的ストレスからのボンディングワイヤ接続の対応策に加え、小型ファインピッチ化のため短リード化・接合材抑制化からの外部接続リード実装強度に対処した長期信頼性を確保していかなければならないという課題がある。
【００２２】
第２の課題は、樹脂パッケージにおける小型薄型化高放熱型の追求において現れる。
小型化していくにつれて、ダイパッド底面端部と外部接続用端子端部との間隔が接近してくることから、基板実装時の基板実装配線パターン間ショート回避のために、ダイパッド底面端部と外部接続用端子端部との間に一定間隔の距離を確保する必要がある。この一定間隔の距離確保が小型化には大きな障害となっている。
【００２３】
ＱＦＮのパッケージの例では、エッチングの腐食除去や等方性の制約からリード間幅を小さくできず、ダイパッド底面端部と外部接続用端子端部との間隔を大きくとることになってしまう。また電鋳を使用したパッケージの例では、メッキとの制約関係で張り出しは大きくとれず、小さいリード形成は封止樹脂からの剥離防止に強度不足となってしまい、小さいリード形成の障害となっていた。ＱＦＮのパッケージや電鋳を使用したパッケージの例では、このような制約関係で樹脂パッケージの大型化へつながり、小型化の障害になる欠点があった。
【００２４】
また、インナーリードとワイヤループとを配置する必要スペースを縮小すると同時に、ダイパッド占有面積比３０％以上の半導体装置基板実装への実装効率（チップ面積／パッケージ占有面積）を上げることは更に困難なことであった。樹脂パッケージの縦横いずれも０．８ｍｍ以下の小型化と、ダイパッド占有面積比３０％以上の半導体装置基板実装への実装効率（チップ面積／パッケージ占有面積）を上げるかの課題にあって、インナーリード極小化と共にダイパッド占有面積を最大にしなければならない。
【００２５】
インナーリードを小型化せずにそれぞれの必要機能を従来の面積同等で樹脂パッケージの小型化を図ればダイパッドの載置面積縮小に至り、必要長さと幅でダイパッド載置面の拡大がそのままパッケージ占有面積拡大に直結してしまい、半導体装置基板実装への実装効率（チップ面積／パッケージ占有面積）を損ねてしまう。
【００２６】
また、高機能化と小型化が進んで行く半導体素子からの放熱効率を高めていかなければならず、これも課題である。
【００２７】
従来の半導体装置は、半導体素子から発生する熱が、アップセットされたダイパッドの場合外部接続用端子のみを介して実装基板の実装パターンに伝導するため、半導体素子から封止樹脂の外部へ放熱する放熱部を兼ねた実装基板の実装パターンまでの熱伝導の距離が長く、且つ外部接続用端子と実装パターンとの接地面積を確保するのが困難であるため、半導体素子から発生する熱を効率よく放熱することができない。このため半導体素子から発生する熱が十分に放熱されないことから半導体素子が熱暴走して破損してしまい、信頼性が著しく低下するという問題を有している。また、底面から露出しているダイパッドの半導体装置においても、ダイパッドに熱伝導率の低い材質で構成されている場合には同様の問題を有している。
【００２８】
本発明は、上記課題に鑑み成されたもので、ワイヤボンディング接続と実装基板接続の接続信頼性を同時に高くした小型化・薄型化・高放熱型の樹脂封止型半導体装置を提供することにある。また、その製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
上記課題は下記に記した手段により解決することができ、上記の目的を達成することが可能となる。
【００３０】
１．本発明による樹脂封止型半導体装置では、半導体素子と、前記半導体素子を支持するダイパッドと、前記半導体素子と前記ダイパッドを接着する接着剤と、先端にインナーリードを有する複数の外部接続リードと、前記半導体素子と前記インナーリードとを接続するボンディングワイヤと、前記封止樹脂材で封止する封止体とを備え、前記ダイパッドと前記外部接続リードの底面は前記封止体の底面から露出している樹脂封止型半導体装置において、前記ボンディングワイヤが接続される前記半導体素子の第一の面と、前記ボンディングワイヤの他方が接続される前記インナーリード上面の第二の面と、前記封止体の厚み方向の略中央とする第三の面とが略同一面であり、前記インナーリード上面部と前記外部接続リードの上面部の間と、前記インナーリード裏面部と前記外部接続リード底面部の間には前記屈曲部を有し、前記屈曲部は前記外部接続リード底面に対して前記垂直形状部が形成され、前記封止体から露出する前記外部接続リードの全面がメッキ層を有していることを特徴とするものである。
【００３１】
（イ）第一、第二、第三の面による作用
ボンディングワイヤが接続される第一の面、ボンディングワイヤの他方が接続されるインナーリード上面の第二の面、封止体の厚み方向の略中央とする第三の面とが略同一面であることにより、半導体装置が外力荷重を受けた場合には、接続面上での引張り圧縮荷重の方向と大きさが同一であり、相互接続面の相対づれは生じない。そして、第三の面が封止体の厚み方向の略中央とすることにより、半導体装置が曲げ荷重を受けて変形された場合には、略中央が中立面として、曲げ荷重による引張圧縮応力がゼロでありひずみは生じない面であるため、ボンディングワイヤの接続面との接触部の乖離応力は抑えられ剥離現象は発生しない配置とすることができる。
【００３２】
（ロ）屈曲部の作用
外部接続リードは、屈曲部を有し、封止樹脂におけるインナーリードの裏面側の領域に、封止樹脂材が充填されている。インナーリードは、封止体の略中央の中立面で封止樹脂材に囲われ、相互接続面の相対づれ影響を受けにくい位置に配置されている。実装基板と外部接続用端子との加熱・冷却時における熱膨張率の差異、又機械的ストレスによって、外部接続リードは、接続面方向と厚み方向の引張り圧縮荷重を受け、実装基板に倣って変形されることになる。この実装基板に倣う変形荷重は、屈曲部を設けていることにより、インナーリードまでの変形影響が屈曲部で緩和され、接触部の乖離応力を低減させ局所的な疲労破壊進行をくい止めることができる。
【００３３】
第一、第二、第三の面と中立面への配置と屈曲部とによって、半導体装置が変形されて生ずるひずみ大きさが最少化され、局所的な疲労破壊が進行しないレベルの応力へと低減され、ボンディングワイヤが接続される半導体素子の位置と、ボンディングワイヤの他方が接続されるインナーリードの上面位置との相互接続面の相対づれを極小化することができる。このように、実装基板接続部が実装基板の変形に倣って追従しても、インナーリードへの塑性歪み・主応力の集中を低減することができ、ボンディングワイヤの接続面との剥離現象を回避することができる。
【００３４】
また、屈曲部が設けられていることにより、インナーリード裏面部と外部接続リード底面部とは離れていることからダイパッドとの間隔をとることができるため、外部接続リードを接続する実装配線パターン間のショート回避距離を確保してインナーリードとダイパッドの間隔を最少に接近させることができ、小型化の形状形成に好適である。
【００３５】
（ハ）垂直形状部の作用
インナーリード上面部と外部接続リードの上面部の間と、インナーリード裏面部と外部接続リード底面部の間の屈曲部には、外部接続リード底面に対して垂直形状部が形成されている。
【００３６】
ここで、垂直形状部は外部接続用端子に対して８０°〜９０°の角度を含む。
この構成にした場合には、外部接続リード底面に対して垂直形状部が形成されていることにより、引張り圧縮荷重の双方向に対して、インナーリードまでの変形影響が屈曲部で緩和され、到達を抑制させることができる。実装基板接続部が実装基板の変形に追従した場合でも、第一、第二、第三の面と、垂直形状部の屈曲部とによって、実装基板接続部への塑性歪み・主応力の集中を最も効果的に低減することができ、またボンディングワイヤの接続面との剥離現象を回避することができる。
【００３７】
また、外部接続リードの接続用平坦部の直下に垂直形状部が形成され、垂直形状部すぐ上でのワイヤボンディング接続が可能となり、特別な下方からの受け部を不要にして小スペースでの、接続時のワイヤボンディング加重及び超音波振動が有効に伝わり良好なワイヤボンディング性が得られ、信頼性を高められる。
【００３８】
（ニ）メッキ層の作用
封止体から露出する外部接続リードの全面がメッキ層を有していることにより、樹脂封止型半導体装置を実装基板に接合した際、外部接続リードの露出している全面にハンダフィレットが形成されるためコンタクト性が向上し、実装後の接合部の外観検査時の認識精度を向上させ、また実装強度を向上させ、実装信頼性を向上できるとともに、半導体装置の小型化を図ることができるものである。
【００３９】
このように、第一、第二、第三の面を略同一面化の作用と、封止体の厚み方向の略中央としてひずみが生じない中立面への配置化の作用と、引張り圧縮荷重の双方向に対して垂直形状部の屈曲部による変形影響の到達緩和の作用と、露出全面のメッキ層化の作用とにより、ワイヤボンディング接続と実装基板接続との接続の信頼性を高め確実なものとすることができる。
【００４０】
２．また、本発明の構成においては、前記ボンディングワイヤが接続される前記半導体素子の接続する前記第一の面と、前記ボンディングワイヤの他方が接続される前記インナーリード上面の前記第二の面と、前記封止体の厚み方向の略中央面とする前記第三の面の範囲は、±３０μｍ以下であることが好ましい。
【００４１】
半導体装置が数ミリ角の大きさで、限界曲げ強度試験条件と同等時の場合には変位が数ミクロンの変位を生じることから、この変位を数十分の１以下に抑え、接触部の乖離応力を低減させて局所的な疲労破壊進行を止める必要がある。この構成にした場合には、ひずみ大きさを構成する材料と製造工程における寸法のバラツキを考慮して±３０μｍ以下であることが好ましく、ボンディングワイヤの接続面との剥離現象を回避した半導体装置とすることができる。
【００４２】
また、±３０μｍ以下であることから、外部荷重から半導体装置が変形されて生ずるたわみ量と、たわみ量から生ずるミーゼス相当応力が降伏応力内の疲労強度の数分の一に収まっていることになり、疲労破壊現象が進行することを抑制することができる。
【００４３】
３．また、本発明の構成においては、前記ダイパッド及び前記外部接続リードの厚さは５０μｍから８０μｍにするのが好ましい。
【００４４】
５０μｍ以下ではリードフレームの強度が弱くなる。これにより、極めて薄い小型なインナーリードの折り曲げ断面形状とすることができる。また、これによる曲げ塑性変形を従来よりも半減させることと、クラック発生のない樹脂封止型半導体装置を実現することができる。
【００４５】
４．また、本発明の構成においては、前記樹脂封止型半導体装置の厚さは、０．１５ｍｍから０．４ｍｍ以下にするのが好ましい。
【００４６】
５．また、本発明の構成においては、前記ダイパッドの側面部は、前記ダイパッド載置面にほぼ平行に薄肉部が設けられ、前記インナーリードは、前記外部接続リード幅方向に対して一方が突出形状部を有し、他方側に傾斜垂直形状部を有することを特徴とするものである。
【００４７】
この構成にした場合には、一方に突出形状を、他方に外部接続リード方向内側へ傾斜垂直形状部を有し、垂直な屈曲部をもつ、極めて小型なインナーリードの形状とすることができる。
【００４８】
前記インナーリードは、前記外部接続リード幅方向に対して一方が突出形状部を有し、他方側に傾斜垂直形状部を有することにより、一方の突出形状がボンディングエリアの確保とアンカー役割を果たし、他方の傾斜垂直形状部がインナーリードとダイパッドの間隔を最少に接近させる役割を果たし、最小限にして極めて小型のインナーリードを実現することができる。一方の突出形状部は、実装曲げ強度テストの外部接続リード引き抜き強度テストに必要なシェア強度を確保し、他方の傾斜垂直形状部は、インナーリードの前記封止体内に配置するレイアウトの自由度を拡大させる役割をすることができる。
【００４９】
前記ダイパッドの側面部にほぼ平行に設けられている前記薄肉部の張り出し長さは、ダイパッド本体の底面から薄肉部の底面までの距離と同程度か２倍程度までの距離であることが望ましい。このようにすると、ダイパッドが封止樹脂から剥離することを確実に防止できると共に、ダイパッドの載置面が広がるため、該載置面の周縁部に位置するボンディング部にワイヤを接続するパッドを確実に設けることができる。また、薄肉部の張り出し長さを長くすることによってダイパッド底面端部と薄肉部の張り出し端部との間隔をとることができることから、ダイパッド底面端部と外部接続リード端部との間隔を長くとることができるため、外部接続リードを接続する実装配線パターン間のショート回避距離を確保し、またインナーリードとダイパッドの間隔を最少に接近させることができる。
【００５０】
ダイパッドの底面の少なくとも一部が封止樹脂の底面から露出している露出部を有し、且つ、ダイパッドの露出部と外部接続リードの露出部とがほぼ同一面上に位置しているため、実装基板に封止樹脂の底面側を実装する際に該ダイパッドが基板面に直接接するので、半導体素子から発生する熱がダイパッドから実装基板に直接伝導されるようになり、その結果、半導体素子から実装基板までの熱伝導の距離が短縮される。
【００５１】
６．および７．また、本発明の構成においては、前記インナーリードの前記傾斜垂直面の形状部配置の方向は、前記封止体の内側に向かう方向であり、前記インナーリードは、前記外部接続リード幅方向に対して前記封止体の外側の方向に突出形状部を有していることが好ましい。
【００５２】
この構成にした場合には、前記インナーリードの一方側の前記突出形状部配置の方向は、前記封止体の外側に向かう方向であり、他方側の前記インナーリードの傾斜前記垂直面の形状部配置の方向は、前記封止体の内側に向かう方向であることにより、一方の突出形状がボンディングエリアの確保と、実装曲げ強度テストのリード引き抜き強度を満たすアンカー役割を果たすことと、他方の傾斜する垂直面の形状がダイパッドとの距離を最小限の寸法まで接近させることとを同時に機能すると共に、前記封止体内レイアウトを効率的に図る小型なインナーリードとすることができる。
【００５３】
８．また、本発明の構成においては、前記屈曲部の垂直形状部の面は、前記封止体の辺に対し平行であり、該外部接続リード幅方向内側に前記傾斜垂直面の形状部は、前記ダイパッドの辺と対向して平行であることが好ましい。
【００５４】
この構成にした場合には、前記屈曲部の垂直形状部の面を前記封止体の辺に対し平行にすることにより、屈曲部を安定的に形成しやすくなる。外部接続リード下面部を接続する実装配線パターン形状と外部接続リードとを平行となることから、基板実装に対して実装効率が上がる。外部接続リード幅方向内側に前記傾斜する垂直面の形状部は、前記ダイパッドの辺と対向して平行であることにより、インナーリードとダイパッドとの距離を最も接近させる効果を奏する。
【００５５】
９．また、本発明の構成においては、前記インナーリードは、前記外部接続リード幅方向内側に前記傾斜垂直面の形状のある側に、前記屈曲部と前記外部接続リードにかけて切り欠き部を設けていることが好ましい。
【００５６】
この構成にした場合には、前記屈曲部と前記外部接続リードにかけて切り欠き部を設けていることにより、ダイパッド露出部との間隔の距離を前記切り欠き部の大きさを増やして離すことができ、基板実装配線パターン間ショートを回避することができる。また、外部接続リードの幅を狭めることなく、実装基板への接地面積を拡大できることにより、実装基板への半田付け時の実装強度を増すことができる。
【００５７】
１０．および１１．また、本発明の構成においては、前記インナーリードの平坦上面部長さは、前記インナーリードの平坦裏面部長さより長く、前記外部接続リードの平坦裏面部長さは、前記外部接続リードの平坦上面部長さより長くするが好ましい。
【００５８】
この構成にした場合には、ワイヤボンド接続領域部としての前記インナーリードの平坦上面部長さと、外部接続リード上面部の封止体を形成するための平坦長さと、外部接続リード裏面部の平坦長さとの必要長さ維持を図ると共に、前記ダイパッド両側に配置している、前記インナーリード上面部平坦長さ増加分と、外部接続リード裏面部平坦長さ増加分だけインナーリード自身小さくできるため、更により小型のインナーリードを実現することができる。
【００５９】
１２．また、本発明の構成においては、前記ダイパッドの薄肉先端部の辺と、前記アップセットされたインナーリードの傾斜垂直面形状部との距離は、前記ダイパッドの厚みより小さくするのが好ましい。ここで、ダイパッドの辺と傾斜する垂直面形状との距離は３０〜８０μｍ以下が好ましい。
【００６０】
この構成にした場合には、インナーリードを前記ダイパッドの薄肉先端部の辺に対して接近できるので、必然的にボンディングワイヤのループ長さを小さくできる。従って小型化と装置外形の高さを薄くすることができる。
【００６１】
１３．また、本発明の構成においては、前記ダイパッドは、前記ダイパッドの各辺の頂点部から少なくとも一対の吊ピン形状が設けられて前記ダイパッドと同じ厚みをもって前記封止体の辺まで延在していることが好ましい。
【００６２】
この構成にした場合には、ダイパッドの薄肉部を圧延により形成しているため、ダイパッドを折り曲げることなく容易に且つ確実に薄肉部を形成でき、載置面の広がりと平坦性とを確実に得ることができる。
【００６３】
１４．また、本発明の構成においては、前記インナーリードは、請求項１３の距離をおいて、前記ダイパッドの各辺の略中央部にそれぞれ配置されていることが好ましい。
【００６４】
この構成にした場合には、前記屈曲部の垂直形状部の面は、前記封止体の辺に対し平行であり、該外部接続リード幅方向内側に前記傾斜垂直面の形状部は、前記ダイパッドの辺と対向して平行であることから、前記ダイパッドの各辺には、前記封止体の４隅のスペースが配置されるため、前記インナーリードの前記封止体内に高効率的に配置され、前記封止体を小型にすることができる。
【００６５】
前記半導体素子と前記インナーリード間ワイヤループ形状を最短の長さで最適に形成することができる。前記封止体の４隅のスペースの封止樹脂材を最大限に活用して、インナーリードの裏面側の領域に封止樹脂材を充填されるのでインナーリードの保持力が大きくなる。
【００６６】
１５．また、本発明の構成においては、前記インナーリードは、前記ダイパッドの各辺の頂点部に設けられた少なくとも一対の前記吊ピン形状を互いに挟むように配置されていることが好ましい。
【００６７】
この構成にした場合には、前記インナーリードは、前記ダイパッドの各辺の頂点部に設けられた少なくとも一対の前記吊ピン形状を互いに挟むように配置されていることにより、ダイパッド薄肉部の底面とインナーリードの裏面の領域に封止樹脂材が効率良く充填される。
【００６８】
１６．また、本発明の構成においては、前記ダイパッドの側面部に前記ダイパッド載置面とほぼ平行の前記薄肉部は、前記ダイパッドの側面部の２辺に繋がる１対の薄肉部であることが好ましい。
【００６９】
この構成にした場合には、前記ダイパッドの側面部に前記ダイパッド載置面とほぼ平行の前記薄肉部は、前記ダイパッドの側面部の２辺に繋がる１対の薄肉部であることにより、ダイパッドの薄肉部を圧延により平行する辺を対としてまた辺を同一の長さとして形成しているため、ダイパッドを折り曲げることなく容易に且つ確実に薄肉部を形成でき、載置面の広がりと平坦性とを確実に得ることができる。また、前記薄肉部底面の封止樹脂材充填の領域を更に広げられる。
【００７０】
薄肉部の厚さは、ダイパッド本体の厚さの２０％程度から９０％程度であることが望ましい。従って、ダイパッド本体における底面から薄肉部の底面までの高さは、ダイパッド本体の厚さの１０％程度から８０％程度となる。
【００７１】
封止樹脂におけるダイパッドの薄肉部の底面側の領域に封止樹脂材が充填されているため、ダイパッドの底面及び外部接続用端子の底面が露出していても、該ダイパッド及び外部接続用端子が剥離しにくくなる。薄肉部の張り出し長さは、ダイパッドの底面から薄肉部の底面までの距離と同程度か２倍程度までの距離であることが好ましい。
【００７２】
１７．また、本発明の構成においては、前記樹脂封止型半導体装置の各辺の大きさは０．５ｍｍから１．０ｍｍであることが好ましい。
【００７３】
この構成にした場合には、樹脂パッケージ大きさにおけるダイパッド面積の比率をこの範囲で効率最大にして極めて小型の樹脂封止型半導体装置を提供することができ、半導体装置基板実装への前記半導体素子実装効率を高めることに貢献できる。１．０ｍｍ以上では従来例（特許文献１）の方のダイパッド面積比率が勝り、０．５ｍｍ以下では、ダイパッド面積比率が低下して搭載できる前記半導体素子が小さくなりすぎて実用的ではなくなる。
【００７４】
１８．また、本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法においては、ダイパッドと屈曲部を有する複数の外部接続リードを形成し、ボンディングワイヤが接続される半導体素子の第一の面とインナーリード部の上面の第二の面とを略同一面に設ける工程とを含むリードフレームを用意する工程と、前記リードフレーム上に前記半導体素子を搭載する工程と、前記半導体素子の第一の面と前記インナーリード上面の第二の面とを前記略同一面で互いにワイヤボンドで電気的に接続する工程と、前記第一の面と前記第二の面とは前記封止体の厚み方向の略中央とする第三の面と略同一面とするように、封止樹脂を用いて前記半導体素子と前記ダイパッドと前記接着剤と前記ボンディングワイヤと前記インナーリードを含む前記外部接続リードとを封止する工程と、前記外部接続リードの切断後に前記リードフレーム本体にメッキ層を形成する工程と、前記吊ピンを切断して前記リードフレーム本体から樹脂封止型半導体装置を分離する工程とを備えている。
【００７５】
この構成にした場合には、第一、第二、第三の面を略同一面化の作用と、封止体の厚み方向の略中央としてひずみが生じない中立面への配置化の作用と、引張り圧縮荷重の双方向に対して垂直形状部の屈曲部による変形影響の到達緩和の作用と、露出全面のメッキ層化の作用とによる、ワイヤボンディング接続と実装基板接続との接続の信頼性を高めた樹脂封止型半導体装置の製造方法とすることができる。また、最小限形状で極めて小型のインナーリードによる高い半導体素子搭載率にして、かつ半導体素子から実装基板までの熱伝導の距離が短縮されて半導体の熱暴走による破損・信頼性低下を回避でき、半導体装置基板実装への高実装効率な極めて薄い小型な封止型半導体装置を低コストに製造することができる。
【００７６】
１９．また、本発明の請求項１９に関わる樹脂封止型半導体装置の製造方法においては、前記屈曲部は、前記外部接続リード底面に対して垂直形状部を形成する工程を備えている。
【００７７】
２０．また、本発明の請求項１９に関わる樹脂封止型半導体装置の製造方法においては、前記インナーリードは、前記外部接続リード幅方向に対して一方が突出形状部を有し、他方が前記外部接続リード幅方向内側に傾斜垂直面の形状部を形成する工程を備えている。
【発明の効果】
【００７８】
上述の如く本発明によれば、下記のような種々の効果を実現できる。
ワイヤボンディング接続と実装基板接続の（イ）接続信頼性を高め、（ロ）小型薄型高放熱型を満たした樹脂封止型半導体装置を提供することができる。また、その製造方法を提供することができる。
【００７９】
第１に、第一、第二、第三の面を略同一面であり、封止体の厚み方向の略中央として、露出する外部接続リードの全面がメッキ層を有することにより、ボンディングワイヤとの接続、実装基板との接続の長期的信頼性を高め確実とする樹脂封止型半導体装置を提供することができる。
【００８０】
即ち、第一、第二、第三の面を略同一面とすることにより、相互接続面の相対づれは生じない。封止体の中立面として、曲げ荷重による引張圧縮応力がゼロでありひずみは生じない面とする配置から、接触部の乖離応力は抑えられ剥離現象は発生しなくすることができる。また、外部接続リード底面に対して垂直形状部が形成されていることにより、引張り圧縮荷重の双方向に対して、インナーリードまでの変形影響が屈曲部で緩和され、到達を抑制させることができる。そして、外部接続リードの露出する全面がメッキ層を有していることにより、良好なハンダフィレットが形成され実装強度を向上させ、ワイヤボンディング接続と実装基板接続との接続信頼性を高めることができる。
【００８１】
第２に、接続の信頼性を高めた小型薄型高放熱型の樹脂封止型半導体装置を提供することができる。樹脂封止型半導体装置の小さい中での封止体内空間と表面を最大限に活用して、接続の信頼性を高めた小型化薄型化高放熱化を図ることができる。
【００８２】
（イ）極小スペースで最大機能するインナーリードの小型化と、ワイヤボンディングのワイヤループ形成からくる高さとスペース拡大の抑制を図り、基板実装配線パターン間ショートを回避して、インナーリードとダイパッドの間隔を最少に接近させた極めて小型の樹脂封止型半導体装置を提供することができる。即ち、ボンディングエリアの確保とアンカー役割を果たし、ダイパッドとの距離を最小とするインナーリードにして小型化を図ることができる。
【００８３】
５０μｍから８０μｍの厚みの外部接続リードを用い、インナーリード裏面部と外部接続用端子下面部の間に垂直形状部を形成し、インナーリードの平坦上面部長さは平坦裏面部長さより長く、外部接続用端子の平坦裏面部長さは平坦上面部長さより長くすると共に、外部接続リード幅方向に対して一方が突出する形状を有し、他方が外部接続リード幅方向内側に傾斜垂直面の形状を有することにより、一方の突出形状がボンディングエリアの確保とアンカー役割を果たし、インナーリードの省スペースと小型化を図ることができる。
【００８４】
（ロ）基板実装配線パターン間距離であるダイパッド底面端部と外部接続リード端部との間隔を確保して、外部接続リードを接続する基板実装配線パターン間ショートを回避することができる。
インナーリードには屈曲部が設けられているため、インナーリードの裏面側の領域に封止樹脂材が充填されるので、封止樹脂の底面に露出していても、外部接続リードが封止樹脂から剥離することなく、インナーリードをダイパッドに接近させてもダイパッド底面端部と外部接続リード端部との間隔をとることができる。また、薄肉部の張り出し長さを、ダイパッド本体の底面から薄肉部の底面までの距離と同程度か２倍程度までの距離にし、ダイパッドが封止樹脂から剥離することを確実に防止でき、ダイパッドの載置面が広がる。更に、屈曲部と外部接続リードにかけて切り欠き部を設けていることにより、外部接続リードの幅を大きくしながらにして一定間隔の距離を切り欠き部の大きさで離すことができることから、基板実装配線パターン間距離を確保できる小型化の形状形成に好適である。
【００８５】
（ハ）ダイパッド占有面積比３０％以上の半導体装置基板実装への実装効率（チップ面積／パッケージ占有面積）を上げた小型の樹脂封止型半導体装置を提供することができる。即ち、
一対の吊ピン形状と２辺に繋がる１対の薄肉部とするダイパッド構成により、載置面の平坦性、封止樹脂材の効率良い充填、封止樹脂からの剥離回避、実装配線パターン間のショート回避、実装基板への直接熱伝導、の機能を満たしての載置面最大のダイパッドとすることができる。
【００８６】
一対の吊ピン形状を互いに挟むように略中央配置により、封止体の４隅のスペースの封止樹脂材を最大限に活用して、封止樹脂材充填されるインナーリードの保持力を高めると共に、薄肉部の張り出し２倍の長さをもちながら、ダイパッドとの距離を最小限の寸法まで接近させることができることから、ダイパッド載置面を最大化することができる。
【００８７】
（ニ）半導体素子からの放熱の課題を解決した信頼性の高い樹脂封止型半導体装置を提供することができる。即ち、実装基板に実装する際にダイパッド露出部が基板面に直接熱伝導される熱伝導距離短縮と、熱伝導率の良いリードフレームと、載置面最大のダイパッド占有面積比３０％以上のダイパッドとによって、半導体の熱暴走による破損・信頼性低下を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の第１の実施例である樹脂封止型半導体装置の一例を説明するための図であり、（ａ）は概略構成を示した断面図であり、（ｂ）は底面図である。
【図２】本発明の第１の実施例である第一、第二、第三の面を略同一面とする接続面を説明するための図であり、（ａ）は第三の面の下からの斜視図であり、（ｂ）は第三の面が変形された状態の例を説明するための図である。
【図３】本発明の第１の実施例であるインナーリード形状の一例を説明するための断面図である。
【図４】本発明の第１の実施例である外部接続リードの全面がメッキ層を有している一例を説明するための図であり、（ａ）はメッキ処理後を示した断面図であり、（ｂ）は半導体装置を実装基板に接合した際、全面にハンダフィレットが形成された状態を示した断面図である。
【図５】本発明の第２の実施例である樹脂封止型半導体装置の一例を説明するための図であり、（ａ）は封止体を透視して概略構成を示した斜視図であり、（ｂ）は側面図である。
【図６】本発明の第２の実施例であるインナーリードの一例を説明するための図であり、（ａ）は側面図を示し、（ｂ）は平面図を示し、（ｃ）は斜視図である。
【図７】本発明の第２の実施例であるダイパッドの一例を説明するための側面断面図である。
【図８】本発明の第２の実施例であるダイパッドの一例を説明するための底面図である。
【図９】本発明の第２の実施例であるインナーリードとダイパッドの配置の一例を説明するための平面図である。
【図１０】本発明の第２の実施例である樹脂封止型半導体装置の基板実装における配線パターンの一例を説明するための図であり、基板実装の配線パターンのみと、樹脂封止型半導体装置の基板実装面との位置関係を説明するための底面図である。
【図１１】本発明の第３の実施例であるインナーリードとダイパッドの配置例を説明するための平面図である。
【図１２】本発明の第１の実施例であるリードフレームの一例を説明するための平面図である。
【図１３】本発明の第１の実施例である樹脂封止型半導体装置の製造方法の一例を説明するための図であり、リードフレームを用意する工程のインナーリードとダイパッド形状を形成する金型断面図である。（ａ）は、折り曲げ形成上金型、折り曲げ形成下金型、リードフレームの配置図を示し、（ｂ）は、折り曲げ形成上金型と折り曲げ形成下金型で屈曲部が形成されるプレス形態を示し、（ｃ）は、垂直形状部を形成するための折り曲げ形成上金型と折り曲げ形成下金型で垂直形状部が形成されるプレス形態を示し、（ｄ）は、ダイパッドの薄肉部を形成するための薄肉形成上金型と薄肉形成上金型で薄肉部が形成されるプレス形態を示す。
【図１４】本発明の第１の実施例である樹脂封止型半導体装置の製造方法の一例を説明するための断面拡大図である。
【図１５】本発明の第１の実施例である樹脂封止型半導体装置の一例の封止する工程の製造方法を説明するための平面図である。
【図１６】本発明の第１の実施例である樹脂封止型半導体装置の一例のリード切断後にメッキ層を形成する工程の製造方法の一例を説明するための図であり、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は、斜視図である。
【図１７】本発明の第２の実施例であるリードフレームの一例を説明するための平面図である。
【図１８】本発明の第２の実施例であるダイパッド薄肉部形成の一例を説明するためのダイパッドのサイズ比較平面図であり、（ａ）はダイパッド薄肉部形成の前の平面図であり、（ｂ）は形成後の平面図である。
【図１９】本発明の第２の実施例である樹脂封止型半導体装置の一例のリード切断と、メッキ層を形成する製造方法の一例を説明するための図であり、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は、斜視図である。
【図２０】従来のリード脱落を説明するための断面図である。
【図２１】従来の曲げ試験応力解析モデルを説明するための断面図である。
【図２２】従来のたわみ量分布を求める対照４分の１モデルの解析例を説明するための断面図である。
【図２３】従来の封止体の応力分布解析を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００８９】
以下、本実施例の樹脂封止型半導体装置について図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１の実施例である樹脂封止型半導体装置の一例を説明するための図であり、（ａ）は概略構成を示した断面図であり、（ｂ）は底面図である。図２は、第一、第二、第三の面を略同一面とする接続面を説明するための図であり、（ａ）は第三の面の下からの斜視図であり、（ｂ）は第三の面が変形された状態の例を説明するための図である。図３は、インナーリード形状の一例を説明するための断面図である。図４は、外部接続リードの全面がメッキ層を有している一例を説明するための図であり、（ａ）はメッキ処理後を示した断面図であり、（ｂ）は半導体装置を実装基板に接合した際、全面にハンダフィレットが形成された状態を示した断面図である。
【００９０】
図１（ａ）に示すように、本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、半導体素子１ａと、半導体素子１ａを支持するダイパッド２ａと、半導体素子１ａとダイパッド２ａを接着する接着剤３ａと、先端にインナーリード４ａを有する複数の外部接続リード５ａと、半導体素子１ａとインナーリード４ａとを接続するボンディングワイヤ６ａと、封止樹脂材で封止する封止体７ａとより構成されている。ボンディングワイヤ６ａが接続される半導体素子１ａの第一の面８ａと、ボンディングワイヤ６ａの他方が接続されるインナーリード４ａ上面の第二の面９ａと、封止体７ａの厚み方向の略中央とする第三の面１０ａとは略同一面である。半導体素子１ａ側の第一の面８ａの高さＨ１と、インナーリード４ａ上面側の第二の面９ａの高さＨ１は等しく、また、高さＨ１から封止体７ａの上面までの高さＨ２も等しい。高さＨ１は第三の面１０ａとも等しい。図１（ｂ）に示すように、ダイパッド２ａと外部接続リード５ａの底面は、封止体７ａの底面から露出している。
【００９１】
図２（ａ）に示すように、ボンディングワイヤ６ａの半導体素子１ａ側の第一の面８ａと、インナーリード４ａ上面側の第二の面９ａとは、封止体７ａの厚み方向の略中央とする第三の面１０ａ上に配置されている。図２（ｂ）は、第三の面１０ａが変形された状態の例を示し、第三の面１０ａが変形されても、ボンディングワイヤ６ａの第一の面８ａと、第二の面９ａとは略同一面であり、接続面の相対づれは生じない。
【００９２】
図３に示すように、インナーリード４ａの上面部４ａａと外部接続リード５ａの上面部５ａａの間と、インナーリード４ａの裏面部４＿ａａと外部接続リード５ａの底面部５＿ａａの間には屈曲部１１ａを有し、屈曲部１１ａは外部接続リード５ａ底面に対して垂直形状部１２ａが形成されている。
【００９３】
図４（ａ）に示すように、封止体７ａから露出する外部接続リード５ａの全面がメッキ層１３ａを有している。また、図４（ｂ）に示すように、半導体装置を実装基板の基板パターンＰに接合した際には、封止体７ａから露出している外部接続リード５ａの全面にハンダフィレットが形成されている。図は説明のため、もとのメッキ層１３ａの外形を破線形状として表わしている。
【００９４】
ここで本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、封止体７ａの厚みが０．３ｍｍとして、封止体７ａの厚み方向の略中央とする第三の面１０ａは、厚み方向に０．１５ｍｍとする薄型の樹脂封止型半導体装置である。半導体素子１ａの厚さは０．０６ｍｍ、ダイパッド２ａの厚さは０．０８ｍｍ、接着剤３ａの厚さは約０．０１ｍｍであり、半導体素子１ａ側の第一の面８ａはよって０．１５ｍｍとなり、半導体素子１ａの上方の封止樹脂の厚さは、０．１５ｍｍである。また、インナーリード４ａ上面側の第二の面９ａも、厚み方向に０．１５ｍｍである。
【００９５】
（イ）第一、第二、第三の面の関係とその作用について次に説明する。
図２（ａ）に示すように、ボンディングワイヤ６ａが接続される第一の面８ａ、ボンディングワイヤ６ａの他方が接続されるインナーリード４ａ上面の第二の面９ａ、封止体７ａの厚み方向の略中央とする第三の面１０ａとが略同一面であることにより、半導体装置が外力荷重を受けた場合には、ボンディングワイヤ６ａ接続面上の第三の面１０ａにおいて、引張り圧縮荷重の方向と大きさが同一であり、相互接続面の相対づれは生じない。そして、図２（ｂ）に示すように、第三の面１０ａを封止体７ａの厚み方向の略中央とすることにより、半導体装置が外力荷重を受けて変形された場合には、略中央が中立面となり、曲げ荷重による引張圧縮応力がゼロでありひずみは生じない面となるため、ボンディングワイヤ６ａの接続面との接触部の乖離応力は抑えられ剥離現象は発生しない配置とすることができる。
【００９６】
また、本構成においては、前記ボンディングワイヤが接続される前記半導体素子の接続する前記第一の面と、前記ボンディングワイヤの他方が接続される前記インナーリード上面の前記第二の面と、前記封止体の厚み方向の略中央面とする前記第三の面の範囲は、±３０μｍ以下であることが好ましい。
【００９７】
半導体装置が数ミリ角の大きさで、限界曲げ強度試験条件と同等時の場合には変位が数ミクロンの変位を生じることから、この変位を数十分の１以下に抑え、接触部の乖離応力を低減させて局所的な疲労破壊進行を止める必要がある。この構成にした場合には、ひずみ大きさを構成する材料と製造工程における寸法のバラツキを考慮して±３０μｍ以下であることが好ましく、ボンディングワイヤの接続面との剥離現象を回避した半導体装置とすることができる。
【００９８】
また、±３０μｍ以下であることから、外部荷重から半導体装置が変形されて生ずるたわみ量と、たわみ量から生ずるミーゼス相当応力が降伏応力内の疲労強度の数分の一に収まっていることになり、疲労破壊現象が進行することを抑制することができる。
【００９９】
（ロ）屈曲部１１ａの作用について次に説明する。
図３に示すように、外部接続リード５ａは、屈曲部１１ａを有して、封止体７ａにおけるインナーリード４ａの裏面側４＿ａａの領域に封止樹脂材が充填されている。インナーリード４ａの上面４ａａは、封止体７ａの略中央の中立面で封止樹脂材に囲われ、相互接続面の相対づれは生じにくい位置に配置されている。実装基板と外部接続リード５ａとの加熱・冷却時における熱膨張率の差異、又機械的ストレスによって、外部接続リード５ａは、接続平面方向と厚み方向の引張り圧縮荷重を受け、実装基板に倣って変形されることになるが、屈曲部１１ａを設けていることにより、インナーリード４ａまでの変形影響が屈曲部１１ａで緩和され、接触部の乖離応力が低減して局所的な疲労破壊進行をくい止めることができる。第一、第二、第三の面の中立面への配置と屈曲部１１ａとによって、半導体装置が変形されて生ずるひずみ大きさが最少化され、局所的な疲労破壊が進行しないレベルの応力へと低減され、ボンディングワイヤ６ａが接続される半導体素子１ａの位置と、ボンディングワイヤ６ａの他方が接続されるインナーリード４ａの上面位置との相互接続面の相対づれを最少化することができる。このように、実装基板接続部が実装基板の変形に追従しても、実装基板接続部への塑性歪み・主応力の集中を低減することができ、ボンディングワイヤ６ａの接続面との剥離現象を回避することができる。
【０１００】
また、屈曲部１１ａが設けられているために、インナーリード４ａ裏面部と外部接続リード５ａ底面部とは離れていることからダイパッド２ａとの間隔をとることができるため、外部接続リード５ａを接続する実装配線パターン間のショート回避距離を確保してインナーリード４ａとダイパッド２ａの間隔を最少に接近させることができ、小型化の形状形成に好適である。
【０１０１】
（ハ）垂直形状部１２ａの作用について次に説明する。
図３に示すように、インナーリード４ａ上面部４ａａと外部接続リード５ａの上面部５ａａの間と、インナーリード４ａ裏面部４＿ａａと外部接続リード５ａ底面部５＿ａａの間の屈曲部１１ａには、外部接続リード５ａ底面に対して垂直形状部１２ａが形成されている。
【０１０２】
ここで、垂直形状部１２ａは外部接続リード５ａに対して８０°〜９０°の角度を含む。
【０１０３】
この構成にした場合には、外部接続リード５ａ底面に対して垂直形状部１２ａが形成されていることにより、引張り圧縮荷重の双方向に対して、インナーリード４ａまでの変形影響が垂直形状部１２ａの屈曲部１１ａで最も効率的に緩和され、到達しにくくさせることができる。第一、第二、第三の面と、垂直形状部１２ａの屈曲部１１ａとによって、実装基板接続部が実装基板の変形に追従しても、実装基板接続部への塑性歪み・主応力の集中を効果的に低減することができ、またボンディングワイヤ６ａの接続面との剥離現象を回避することができる。
【０１０４】
また、インナーリード４ａの接続用平坦部としての上面部４ａａの直下に垂直形状部１２ａが形成され、垂直形状部１２ａすぐ上でのワイヤボンディング接続が可能となり、下方からの特別な受け部を不要にして、省スペースを図り、接続時のワイヤボンディング加重及び超音波振動が有効に伝わり良好なワイヤボンディング性が得られ、信頼性を高められる。
【０１０５】
また、図３に示すように、インナーリード４ａの平坦なインナーリード４ａ上面部長さＬ１ａは、インナーリード４ａの平坦なインナーリード４ａ裏面部長さＬ２ａより長くしている。これによりインナーリード４ａの平坦上面部の面積を拡大することができる。外部接続リード５ａの平坦な外部接続リード５ａ露出部長さＬ３ａは、外部接続リード５ａの平坦な外部接続リード５ａ上面部長さＬ４ａより長くしている。これにより外部接続リード５ａの平坦裏面部の面積を拡大することができる。ワイヤボンド接続領域部としてのインナーリード４ａの平坦必要面積と、外部接続リード５ａ裏面部の平坦必要面積との維持を図ると共に、ダイパッド２ａ両側に配置している、インナーリード４ａの平坦なインナーリード４ａ上面部長さＬ１ａ増加分と、外部接続リード５ａの平坦な外部接続リード５ａ露出部長さＬ３ａ増加分が、インナーリード４ａ自身を小さくできるため、更により小型のインナーリード４ａを実現することができる。
【０１０６】
ダイパッド２ａ及び外部接続リード５ａの厚さは５０μｍから８０μｍにするのが好ましい。
【０１０７】
５０μｍ以下ではリードフレームの強度が弱くなる。これにより、極めて薄い小型なインナーリード４ａの折り曲げ断面形状とすることができる。また、これによる曲げ塑性変形を従来よりも半減させることと、クラック発生のない樹脂封止型半導体装置を実現することができる。
【０１０８】
（ニ）メッキ層１３ａの作用について次に説明する。
図４（ａ）および（ｂ）に示すように、封止体７ａから露出する外部接続リード５ａの全面がメッキ層１３ａを有していることにより、樹脂封止型半導体装置を実装基板に接合した際、外部接続リード５ａの露出している全面にハンダフィレットが形成されるためコンタクト性が向上し、実装後の接合部の外観検査時の認識精度を向上させ、また実装強度を向上させ、実装信頼性を向上できるとともに、半導体装置の小型化を図ることができるものである。
【０１０９】
このように、第一、第二、第三の面を略同一面としたことの作用と、封止体７ａの厚み方向の略中央である中立面へ接続面を配置したことの作用と、垂直形状部１２ａの屈曲部１１ａによる変形影響の到達緩和の作用と、露出全面をメッキ層１３ａとしたことの作用とにより、半導体装置接続の信頼性を高め確実なものとすることができる。
【０１１０】
ダイパッド２ａの底面のダイパッド２ａ露出部は、実装基板に封止樹脂の底面側を実装する際に、実装基板面に直接接するので、半導体素子１ａから発生する熱がダイパッド２ａの底面のダイパッド２ａ露出部から実装基板に直接伝導されるようになり、その結果、半導体素子１ａから実装基板までの熱伝導の距離が短縮される。外部接続リード５ａの露出部も実装基板に直接伝導されるが、半導体素子１ａに近いダイパッド２ａ露出部からの熱伝導の割合の方が圧倒的に多いことから放熱効率は高まる。
【０１１１】
次に、本発明の第２の実施例として小型の樹脂封止型半導体装置に適用した一例を説明する。
【０１１２】
図５は、小型の樹脂封止型半導体装置に適用した一例として、（ａ）は封止体を透視して概略構成を示した斜視図であり、（ｂ）は側面図である。図６は、インナーリードの一例を説明するための図であり、（ａ）は側面図を示し、（ｂ）は平面図を示し、（ｃ）は斜視図である。図７は、ダイパッドの一例を説明するための側面断面図であり、図８は、ダイパッドの底面図である。図９は、インナーリードとダイパッドの配置の一例を説明するための平面図である。図１０は、基板実装における配線パターンの一例を説明するための図であり、基板実装の配線パターンのみと、樹脂封止型半導体装置の基板実装面との位置関係を説明するための底面図である。
【０１１３】
図５（ａ）に示すように、本樹脂封止型半導体装置は、半導体素子１ｂと、半導体素子１ｂを支持するダイパッド２ｂと、半導体素子１ｂとダイパッド２ｂを接着する接着剤３ｂと、先端にインナーリード４ｂを有する複数の外部接続リード５ｂと、半導体素子１ｂとインナーリード４ｂとを接続するボンディングワイヤ６ｂと、半導体素子１ｂ、ダイパッド２ｂ、接着剤３ｂ、ボンディングワイヤ６ｂ、及び外部接続リード５ｂの一部を封止樹脂で封止する封止体７ｂとを備えている。
【０１１４】
図５（ｂ）、図６（ａ）に示すように、ボンディングワイヤ６ｂが接続される半導体素子１ｂの第一の面８ｂと、ボンディングワイヤ６ｂの他方が接続されるインナーリード４ｂ上面部４ｂｂの第二の面９ｂと、封止体７ｂの厚み方向の略中央とする第三の面１０ｂとが略同一面である。半導体素子１ｂ側の第一の面８ｂの高さＨ１と、インナーリード４ｂ上面側の第二の面９ｂの高さＨ１は等しく、また、高さＨ１からの高さＨ２もＨ１に等しい。第三の面１０ｂが変形されても、ボンディングワイヤ６ｂの第一の面８ｂと、第二の面９ｂとは略同一面であり、接続面の相対づれは生じない。高さＨ１を第三の面１０ｂとしている。ダイパッド２ｂと外部接続リード５ｂの底面は、封止体７ｂの底面から露出している。
【０１１５】
インナーリード４ｂ上面部４ｂｂと外部接続リード５ｂの上面部５ｂｂの間と、インナーリード４ｂ裏面部と外部接続リード５ｂ底面部５＿ｂｂの間には屈曲部１１ｂを有し、屈曲部１１ｂは外部接続リード５ｂ底面４＿ｂｂに対して垂直形状部１２ｂが形成されている。ダイパッド２ｂは、ダイパッド２ｂの底面の少なくとも一部が封止体７ｂの底面から露出している。インナーリード４ｂの他端部は、封止体７ｂの底面に外部接続リード５ｂとして一部表面を露出ている外部接続リード５ｂ露出部を有している。封止体７ｂから露出する外部接続リード５ｂの全面がメッキ層１３ｂを有している。
【０１１６】
このように、第１の実施例と同じく、第一、第二、第三の面を略同一面とすることの作用と、封止体７ｂの厚み方向の略中央である中立面へ接続面を配置したことの作用と、垂直形状部１２ｂの屈曲部１１ｂによる変形影響の到達緩和の作用と、露出全面をメッキ層１３ｂとしたことの作用とにより、半導体装置接続の信頼性を高め確実なものとすることができる。
【０１１７】
次に、本発明の第２の実施例である小型なインナーリード４ｂについて図面に基づいて説明する。
【０１１８】
図６（ａ）に示すように、インナーリード４ｂは、ボンディングワイヤ６ｂの半導体素子１ｂ側の第一の面８ｂと略同一面化の高さとする屈曲部１１ｂを有している。これにより、封止樹脂におけるインナーリード４ｂの裏面側４＿ｂｂの領域に封止樹脂材が充填される。そのため、外部接続リード５ｂの底面である外部接続リード５ｂ露出部５＿ｂｂが封止樹脂の底面に露出していても、外部接続リード５ｂが封止樹脂から剥離しにくくなっている。インナーリード４ｂ裏面部４＿ｂｂと外部接続リード５ｂの底面部である外部接続リード５ｂ露出部５＿ｂｂとは、屈曲部１１ｂの間隔で離れていることから、ダイパッド２ｂの底面部であるダイパッド２ｂ露出部とを屈曲部１１ｂとインナーリード４ｂ裏面部４＿ｂｂの間隔で、基板実装する間隔として離れてとることができる。そのため、外部接続リード５ｂを接続する実装配線パターン間のショート回避距離を確保しての、インナーリード４ｂの先端とダイパッド２ｂの載置面先端の間隔を最少に接近させることができ、小型化の形状形成に好適である。また、インナーリード４ｂの上面であるインナーリード４ｂ上面部は４ｂｂ、屈曲部１１ｂによって、ダイパッド２ｂに載置された半導体素子１ｂの上面との位置が近くなるので、半導体素子１ｂの上面に設けられたボンディングパッドとインナーリード４ｂとの距離が短くなり、その結果屈曲部１１ｂはボンディングパッドとインナーリード４ｂとを接続するボンディングワイヤ６ｂの長さを短縮することができる。
【０１１９】
また、図６（ａ）に示すように、インナーリード４ｂ上面部４ｂｂと外部接続リード５ｂの上面部５ｂｂの間と、インナーリード４ｂ裏面部４＿ｂｂと外部接続リード５ｂ露出部５＿ｂｂの間の屈曲部１１ｂには、外部接続リード５ｂ露出部５＿ｂｂに対して垂直形状部１２ｂが形成されている。垂直形状部１２ｂは外部接続リード５ｂに対して８０°〜９０°の角度を含む。
【０１２０】
この構成にした場合には、外部接続リード５ｂ底面に対して垂直形状部１２ｂが形成されていることにより、引張り圧縮荷重の双方向に対して、インナーリード４ｂまでの変形影響が垂直形状部１２ｂの屈曲部１１ｂで最も効率的に緩和され、到達しにくくさせることができる。第一、第二、第三の面と、垂直形状部１２ｂの屈曲部１１ｂとによって、実装基板接続部が実装基板の変形に追従しても、実装基板接続部への塑性歪み・主応力の集中を効果的に低減することができ、またボンディングワイヤ６ｂの接続面との剥離現象を回避することができる。
【０１２１】
インナーリード４ｂのワイヤボンディング接続用平坦部としてのインナーリード４ｂ上面部４ｂｂの直下に垂直形状部１２ｂが形成され、垂直形状部１２ｂすぐ上でのワイヤボンディング接続が可能となる。下方からの特別な受け部を不要にした省スペースでのインナーリード４ｂとなる。ワイヤボンディング荷重及び超音波振動が直下の垂直形状部１２ｂによって有効に伝わり、良好なワイヤボンディング性が得られ、信頼性を高められる小型なインナーリード４ｂとすることができる。
【０１２２】
また、図６（ａ）に示すように、インナーリード４ｂの平坦なインナーリード４ｂ上面部長さＬ１ｂは、インナーリード４ｂの平坦なインナーリード４ｂ裏面部長さＬ２ｂより長くしている。これによりインナーリード４ｂの平坦上面部の面積を拡大することができる。外部接続リード５ｂの平坦な外部接続リード５ｂ露出部長さＬ３ｂは、外部接続リード５ｂの平坦な外部接続リード５ｂ上面部長さＬ４ｂより長くしている。これにより外部接続リード５ｂの平坦裏面部の面積を拡大することができる。ワイヤボンド接続領域部としてのインナーリード４ｂの平坦必要面積と、外部接続リード５ｂ裏面部の平坦必要面積との維持を図ると共に、ダイパッド２ｂ両側に配置している、インナーリード４ｂの平坦なインナーリード４ｂ上面部長さＬ１ｂ増加分と、外部接続リード５ｂの平坦な外部接続リード５ｂ露出部長さＬ３ｂ増加分が、インナーリード４ｂ自身を小さくできるため、更により小型のインナーリード４ｂを実現することができる。
【０１２３】
また、インナーリード４ｂ、ダイパッド２ｂ及び外部接続リード５ｂの厚さは５０μｍから８０μｍにするのが好ましい。このリードフレームの厚みは屈曲部１１ｂをもつインナーリード４ｂの構成をより小型化するのに効果を奏する。
【０１２４】
図６（ｂ）に示すように、インナーリード４ｂは、外部接続リード５ｂ幅方向に対して一方が突出形状部１５を有し、他方が外部接続リード５ｂ幅方向内側に傾斜垂直形状部１６を有している。
【０１２５】
一方の突出形状部１５は、ボンディングエリアを拡大させる効果がある。さらに、突出形状部１５は、実装曲げ強度テストにおける外部接続リード５ｂの引き抜き強度を満たすアンカーの役割を果たし必要なシェア強度を確保することができる。
【０１２６】
他方の傾斜垂直形状部１６は、インナーリード４ｂとダイパッド２ｂの間隔を最少に接近させる役割を果たしている。さらに、傾斜垂直形状部１６は、ダイパッド２ｂの各辺に沿って、インナーリード４ｂの封止体７ｂ内に配置するレイアウトの自由度を拡大させる役割をさせることができる。
【０１２７】
また、図６（ｃ）に示すように、インナーリード４ｂは、外部接続リード５ｂ幅方向内側に傾斜垂直形状部１６のある側に、屈曲部１１ｂと外部接続リード５ｂにかけて切り欠き部１７を設けている。切り欠き部１７は、インナーリード４ｂ上面部よりも外部接続リード５ｂの幅を大きくとることができ、実装基板への接地面積を拡大できることにより、実装基板への半田付け時の実装強度を確保できる。また、ダイパッド２ｂ露出部との距離を切り欠き部１７、インナーリード４ｂ裏面部、屈曲部１１ｂによる大きさで離すことができ、基板実装配線パターン間ショートを回避することができる。このようにインナーリード４ｂは、一方に突出形状部１５を、他方に外部接続リード５ｂ幅方向内側へ傾斜垂直形状部１６を有し、垂直な屈曲部１１ｂをもつ、極めて小型なインナーリード４ｂの形状とすることができる。
【０１２８】
次に、本発明の第２の実施例であるダイパッド２ｂについて図面に基づいて説明する。
図７に示すように、ダイパッド２ｂの側面部２−１は、ダイパッド２ｂ載置面２ｂｂにほぼ平行に薄肉部１４ｂが設けられている。薄肉部１４ｂの張り出し長さＬ５は、ダイパッド２ｂ本体の底面であるダイパッド２ｂ露出部から薄肉部１４ｂの底面までの距離と同程度か２倍程度までの距離であることが望ましい。このようにすると、ダイパッド２ｂ露出部２＿ｂｂ及び外部接続リード５ｂ露出部が露出していても、ダイパッド２ｂが封止樹脂から剥離することを確実に防止できると共に、ダイパッド２ｂの載置面２ｂｂが広がるため、該載置面の周縁部に位置するボンディング部にボンディングワイヤ６ｂを接続するパッドを確実に設けることができる。
【０１２９】
また、薄肉部１４ｂの張り出し長さＬ５を長くすることによってダイパッド２ｂ底面端部と薄肉部１４ｂの張り出し端部との間隔をとることができることから、ダイパッド２ｂ底面端部２−２と外部接続リード５ｂ露出部５＿ｂｂの端部との間隔を長くとることができるため、外部接続リード５露出部５＿ｂｂを接続する実装配線パターン間のショート回避距離を確保し、またインナーリード４ｂとダイパッド２ｂの間隔を最少に接近させることができ、小型化に効果を奏する。
【０１３０】
ダイパッド２ｂの薄肉部１４ｂは圧延により形成しているため、ダイパッド２ｂを折り曲げることなく容易に且つ確実に薄肉部１４ｂを形成でき、載置面の広がりと平坦性とを確実に得ることができる。
【０１３１】
薄肉部１４ｂの厚さは、ダイパッド２ｂ本体の厚さの２０％程度から９０％程度であることが望ましい。従って、ダイパッド２ｂ本体における底面から薄肉部１４ｂの底面までの高さは、ダイパッド２ｂ本体の厚さの１０％程度から８０％程度となる。
【０１３２】
ダイパッド２ｂの薄肉先端部２−１の辺と、インナーリード４ｂの傾斜垂直形状部１６との距離は、ダイパッド２ｂの厚みより小さい。ここで、ダイパッド２ｂの薄肉先端部２−１の辺と傾斜垂直形状部１６との距離は３０〜８０μｍ以下が好ましい。
【０１３３】
次に、図８のダイパッド２ｂ底面図に示すように、ダイパッド２ｂの側面部にダイパッド載置面とほぼ平行の薄肉部１４ｂは、ダイパッドの側面部の２辺に繋がる１対の薄肉部１４ｂとして形成される。
【０１３４】
ダイパッド２ｂの薄肉部１４ｂを平行する辺を対として、また辺を同一の長さとして形成しているため、圧延によりダイパッド２ｂを折り曲げることなく容易に且つ確実に薄肉部１４ｂを形成でき、載置面の広がりと平坦性とを確実に得ることができる。また、薄肉部１４ｂ底面の封止樹脂材充填の領域を更に広げている。
【０１３５】
次に、本発明の第２の実施例であるインナーリード４ｂとダイパッド２ｂとが小型化構成される最適な配置について説明する。
【０１３６】
図９は、本発明の実施例であるインナーリードとダイパッドの一例の配置を説明するための平面図である。インナーリード４ｂの一方側の突出形状部１５配置の方向は、封止体７ｂの外側に向かう方向に配置されている。他方側のインナーリード４ｂの傾斜垂直形状部１６配置の方向は、封止体７ｂの内側に向かう方向に配置されている。これにより、封止体７ｂ内のレイアウトが自由度をもって効率的に配置できる。
【０１３７】
図９に示すように、屈曲部１１ｂの垂直形状部１２ｂの面は、封止体７ｂの辺に対し平行であるように配置されている。インナーリード４ｂの屈曲部１１ｂを形成する上で安定的にしやすく、外部接続リード５ｂ下面部を接続する実装配線パターン形状と平行にして基板実装に対して効率的である。外部接続リード５ｂ幅方向内側に傾斜垂直形状部１６は、ダイパッド２ｂの辺と対向して平行であるように配置されている。
【０１３８】
屈曲部１１ｂの垂直形状部１２ｂの面は、封止体７ｂの辺に対し平行である配置と、外部接続リード５ｂ幅方向内側に傾斜垂直形状部１６は、ダイパッド２ｂの辺と対向して平行である配置から、ダイパッド２ｂの各辺には、封止体７ｂの４隅のスペースが自由度をもって配置されるため、インナーリード４ｂの封止体７ｂ内に高効率的に配置される。また、インナーリード４ｂとダイパッド２ｂとの距離を最も接近させる効果を奏する。結果的に封止体７ｂを小型にすることができる。
【０１３９】
ダイパッド２ｂは、ダイパッド２ｂの各辺の頂点部から少なくとも一対の吊ピン形状部１８ｂが設けられ、ダイパッド２ｂと同じ厚みをもって封止体７ｂの辺まで延在している。
【０１４０】
インナーリード４ｂは、ダイパッド２ｂの各辺の略中央部にダイパッド２ｂの厚みより小さい距離をおいてそれぞれ配置されている。この配置によって、封止体７ｂの４隅のスペースの封止樹脂材を最大限に活用して、ダイパッド２ｂのサイズを最大化できる。
【０１４１】
インナーリード４ｂは、ダイパッド２の各辺の頂点部に設けられた少なくとも一対の吊ピン形状部１８ｂを互いに挟むように配置されている。インナーリード４ｂは、ダイパッド２ｂの各辺の頂点部に設けられた少なくとも一対の吊ピン形状部１８ｂを互いに挟むように配置されていることにより、ダイパッド２ｂ薄肉部１４ｂの底面とインナーリード４ｂの裏面の領域に封止体７ｂの４隅のスペースの封止樹脂材が効率良く充填される。
【０１４２】
次に、基板実装配線の一例の推奨パッドレイアウトを説明し、基板実装配線パターン間ショートの回避について説明する。
【０１４３】
図１０に示すように、ダイパッド２ｂ底面の基板実装配線パターンＰ１と、外部接続リード５ｂ底面の基板実装配線パターンＰ２とは、Ｌ６の間隔を隔てて設けられている。インナーリード４ｂの傾斜垂直形状部１６とダイパッド２ｂの側面部との間隔Ｌ７より、Ｌ６の間隔を広くとることができている。インナーリード４ｂの傾斜垂直形状部１６とダイパッド２ｂの側面部との間隔Ｌ７から、ダイパッド２ｂの基板実装配線パターンＰ１と外部接続リード５ｂの基板実装配線パターンＰ２との間隔Ｌ６への拡大は、インナーリード４ｂの屈曲部１１ｂ、垂直形状部１２ｂ、傾斜垂直形状部１６、切り欠き部１７、ダイパッド２ｂの薄肉部１４ｂの形状による効果である。
【０１４４】
これにより、基板実装配線パターン間ショートを回避して、半導体装置基板実装への実装効率を高め、インナーリード４ｂとダイパッド２ｂの間隔を最少に接近させた極めて小型の樹脂封止型半導体装置を提供することができる。
【０１４５】
図１１は、本発明の第３の実施例であるインナーリード４ｂとダイパッド２ｂの配置を説明するための平面図である。この例では、外部接続リード５ｂがダイパッド２ｂの各辺の頂点部に設けられた少なくとも一対の吊ピン形状部１８ｂを互いに挟むように配置されている。インナーリード４ｂと外部接続リード５ｂをこのように配置しても、ダイパッド２ｂ薄肉部１４ｂの底面とインナーリード４ｂの裏面の領域に封止体７ｂの４隅のスペースの封止樹脂材が同様に効率良く充填される。
【０１４６】
このような配置から、ダイパッド２ｂ底面の面積も相対的に大きくとれることによって、ダイパッド占有面積比３０％以上の半導体装置基板実装への実装効率（チップ面積／パッケージ占有面積）を上げられると共に、ダイパッド底面の露出部から効率よく放熱させることができる。
【０１４７】
次に、本発明の第１の実施例である樹脂封止型半導体装置のリードフレーム２０ａを用意する工程の製造方法について説明する。
【０１４８】
図１２は、本発明の実施例であるリードフレーム２０ａの一例を説明するための平面図である。図１３は、本発明の第１の実施例である樹脂封止型半導体装置の製造方法の一例を説明するための図であり、リードフレーム２０ａを用意する工程のインナーリード４ａとダイパッド２ａ形状を形成する金型断面図である。（ａ）は、折り曲げ形成上金型、折り曲げ形成下金型、リードフレーム２０ａの配置図を示し、（ｂ）は、折り曲げ形成上金型と折り曲げ形成下金型で屈曲部が形成されるプレス形態を示し、（ｃ）は、垂直形状部１２ａを形成するための折り曲げ形成上金型と折り曲げ形成下金型で垂直形状部１２ａが形成されるプレス形態を示し、（ｄ）は、ダイパッド２ａの薄肉部１４ａを形成するための薄肉形成上金型と薄肉形成上金型で薄肉部１４ａが形成されるプレス形態を示す。
【０１４９】
リードフレーム２０ａは、例えば銅（Ｃｕ）系合金からなる厚さが５０μｍから８０μｍの板状に、半導体素子１ａを搭載しようとする領域に設けられたリードフレーム開口部２１ａへ、リードフレーム開口部２１ａ内に配置された半導体素子１ａを支持するための略四辺形をしたダイパッド２ａが形成されている。リードフレーム開口部２１ａの外周４辺からは、外部接続リード５ａがプレスして形成されている。インナーリード４ａ部、吊ピン形状部１８ａが同時にプレスして形成される。ダイパッド２ａは吊ピン形状部１８ａによって支持されている。
【０１５０】
次に、本発明の製造方法のリードフレーム２０ａを用意する工程としての、屈曲部１１ａを形成する工程とダイパッド２ａの側面部に薄肉部１４ａを設ける工程について、図１３に示す金型断面図の一例をもとに説明する。
【０１５１】
図１３（ａ）は、上部に折り曲げ形成上金型２２、下部に折り曲げ形成下金型２３、中央には図９に示すリードフレーム２０ａが配置された図を示す。図１３（ａ）の工程には、インナーリード４ａ、ダイパッド２ａ、吊ピン形状部１８ａの形成されたリードフレーム２０ａが、折り曲げ形成上金型２２、折り曲げ形成下金型２３の間に準備される。
【０１５２】
図１３（ｂ）は、上部の折り曲げ形成上金型２２と下部の折り曲げ形成下金型２３によって、リードフレーム２０ａに対し折り曲げして概略の屈曲部１１ａの形状を形成するプレスした形態を示す。図１３（ｂ）の工程は、屈曲部１１ａの形状を形成するアップセット工程として設定している。この工程は、外部接続リード５ａの先端部の上面部を折り曲げ形成上金型２２で、裏面部を折り曲げ形成下金型２３でクランプし、インナーリード４ａの平面位置を保持できるクランプ力でアップセットされ、インナーリード４ａと外部接続リード５ａの間で引き伸ばされる。
【０１５３】
図１３（ｃ）は、上部の折り曲げ形成上金型２２と下部の折り曲げ形成下金型２３によって、概略の屈曲部１１ａの形状から屈曲部１１ａを垂直形状部１２ａへと形成するプレスした形態を示す。図１３（ｃ）の工程は、垂直形状部１２ａの形状を形成する工程として設定している。ここで、インナーリード４ａ上面の第二の面９ａは、ボンディングワイヤ６ａが接続される第一の面８ａと、封止体７ａの厚み方向の略中央とする第三の面１０ａと、同一面となるように設定される。垂直形状部１２ａ形成時には、屈曲部１１ａの形状の円弧形状部を形成させる折り曲げ形成上金型２２、折り曲げ形成下金型２３の角部は０に近いＲ部で折り曲げられる。この実施例では曲率半径Ｒは１０μｍ以下である。これは、５０μｍから８０μｍの厚さのリードフレーム２０ａを用い、屈曲部１１ａの形状の円弧形状部の曲率半径が１０μｍ以下にして垂直形状部１２ａを形成する。垂直形状部１２ａの角度は外部接続リード５ａ露出部に対して８５°〜９０°を含む。垂直形状部１２ａの厚みは、インナーリード４ａと外部接続リード５ａの間で、垂直形成時更に引き伸ばされ、この実施例では、リードフレーム２０ａより１０〜５０％薄く形成される。
【０１５４】
また、この図１３（ｃ）の工程では、インナーリード４ａの平坦上面部長さＬ１は、図２に示すように、平坦裏面部長さＬ２より長く、外部接続リード５ａ平坦下面部長さＬ３は、平坦上面部長さＬ４より長く形成される。これにより、ボンディングワイヤ６ａ接続領域部としてのインナーリード４ａの平坦必要長さと、外部接続リード５ａ上面部の封止体７ａを形成するための平坦必要長さと、外部接続リード５ａ裏面部の平坦必要長さが確保される。
【０１５５】
図１３（ｄ）は、上部の薄肉形成上金型２２と下部の薄肉形成上金型２３によって、ダイパッド２ａの薄肉部１４ａを形成するプレスした形態を示す。図１３（ｄ）の工程は、薄肉部１４ａの形状を形成の工程として設定している。ダイパッド２ａの側面部は、薄肉形成上金型２２、薄肉形成下金型２３の圧延によりダイパッド２ａ載置面にほぼ平行に薄肉部１４ａが形成される。薄肉部１４ａはダイパッド２ａの側面部と、ダイパッド２ａ載置面にほぼ平行にして２辺に繋がる１対の薄肉部１４ａとして形成される。ダイパッド２ａの薄肉部１４ａを圧延により平行する辺を対として、また辺を同一の長さとして形成している。
【０１５６】
図１３のリードフレームを用意する工程としての（ｂ）（ｃ）、（ｄ）工程は、１工程で同時に行うことも、それぞれを複数工程で行うことも可能である。
【０１５７】
このようにして、リードフレーム２０ａは、図６（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、インナーリード４ａの形状には、屈曲部１１ａ、垂直形状部１２ａが形成され、ダイパッド２ａには、薄肉部１４ａ、吊ピン形状部１８ａが形成される。
【０１５８】
次に、前述のように構成したリードフレーム２０ａを用いた本発明の第１の実施例である樹脂封止型半導体装置の製造方法について説明する。
【０１５９】
図１４は、本発明の第１の実施例である樹脂封止型半導体装置の製造方法の一例を説明するための断面拡大図である。図１５は、本発明の第１の実施例である樹脂封止型半導体装置の一例の封止する工程の製造方法を説明するための平面図である。図１６は、本発明の第１の実施例である樹脂封止型半導体装置の一例のリード切断後にメッキ層を形成する工程の製造方法の一例を説明するための図であり、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は、斜視図である。
【０１６０】
図１４に示す、半導体素子１ａは、例えば単結晶珪素からなる半導体基板及びこの半導体基板上に形成された配線層を主体とする構成になっており、その平面形状は方形状で形成されている。半導体素子１ａには、回路システムが搭載されている。この回路システムは半導体基板の主面に形成された半導体素子１ａ及び配線層に形成された配線によって構成されている。半導体素子１ａの回路形成面には、半導体素子１ａの外周囲の各辺に沿って電極が形成されている。この電極の各々は半導体素子１ａの配線層のうちの最上位層の配線層に形成され、回路システムを構成する半導体素子１ａに配線を介して電気的に接続されている。電極は例えばアルミニウム膜又はアルミニウム合金膜で形成されている。
【０１６１】
リードフレーム２０ａ上に半導体素子１ａを搭載する工程において、ダイパッド２ａに、半導体素子１ａ搭載用の接着剤３ａがディスペンサ等により供給される。半導体素子１ａが、例えばコレットにより一面側を真空吸着されることにより保持され、半導体素子１ａを保持した状態で前記コレットは所定の位置まで移動され、半導体素子１ａをダイパッド２ａに供給されることにより、ディスペンサ等によりダイパッド２ａに供給された接着剤３ａがダイパッド２ａ上に押し広げられる。そして接着剤３ａが加熱により硬化されて半導体素子１ａはダイパッド２ａ上に接着固定され搭載される。
【０１６２】
次に、半導体素子１ａとインナーリード４ａとを互いにボンディングワイヤ６ａで電気的に接続する工程において、外部接続リード５ａから形成されたインナーリード４ａの各々は、半導体素子１ａの回路形成面に形成された電極の各々に導電性のボンディングワイヤ６ａを介して電気的に接続される。ボンディングワイヤ６ａとしては、例えば金（Ａｕ）ワイヤを用いている。また、ボンディングワイヤ６ａの接続方法としては、例えば熱圧着に超音波振動を併用したボンディング法を用いている。
【０１６３】
以下に、上述した半導体装置のワイヤボンド工程を詳細に説明する。
図１４を参照して、ボンディングツールである略円筒形のキャピラリ（図示せず）の中心孔に挿通したボンディングワイヤ６ａの先端に前記中心孔より大きな直径５０μｍ程度の金ボールを形成する。キャピラリを移動してその金ボールを第１の半導体素子１ａの第１のボンディングパッド上に所定圧力で押圧し、キャピラリを介して超音波振動と加熱を与えることにより金ボールを第１のボンディングパッド表面に固着する（ファーストボンド）。第１のボンディングパッドの位置でキャピラリを垂直方向に上昇せしめる。キャピラリをインナーリード４ａ側に向かって水平方向に移動し、ボンディングワイヤ６ａは、再結晶領域の部分で折れ曲がる。キャピラリを下降して、インナーリード４ａのボンディングエリアに所定圧力で押圧せしめると共に、超音波振動熱圧着によりボンディングワイヤ６ａをインナーリード４ａ表面にステッチボンドせしめる（セカンドボンド）。クランパによりボンディングワイヤ６ａを挟み固定し、キャピラリを上昇することでボンディングワイヤ６ａを切断する。こうして、外部接続リード５ａのインナーリード４ａの先端部分にボンディングワイヤ６ａの他端側をキャピラリで熱圧着して接続する。半導体素子１ａの上面とインナーリード４ａ上面部との高さが同一高さであることから、インナーリード４ａをダイパッド２ａの薄肉先端部の辺に対して接近できるので、必然的にボンディングワイヤ６ａのループ長さとループ高さを小さくできる。従って半導体素子１ａとインナーリード５ａ間ワイヤループ形状を最短の長さで最適に形成することができ、小型化と装置外形の高さを薄くすることができる。
【０１６４】
その後、封止する工程において、半導体素子１ａ、ダイパッド２ａ、外部接続リード５ａのインナーリード４ａ及びボンディングワイヤ６ａを絶縁性の樹脂からなる封止体７ａで封止する。封止体７ａの平面形状は方形状で形成されている。封止体７ａは、低応力化を図る目的として、例えばフェノール系硬化剤、シリコンゴム及びフィラー等が添加されたビフェニール系の絶縁性樹脂で形成されている。この種の封止方法である大量生産に好適なトランスファーモールディング法は、ポット、ランナー、流入ゲート、及びキャビティ等を備えた成形金型を使用し、ポットからランナー及び流入ゲートを通じてキャビティ内に絶縁性樹脂を加圧注入して封止体７ａを形成する方法である。
【０１６５】
次に、本発明の第１の実施例である樹脂封止型半導体装置の一例の封止する工程の製造方法について説明する。
【０１６６】
図１５に示すように、モールディング成形金型２４の上型と下型とで形成されるキャビティ内に前記半導体素子１ａ、ボンディングワイヤ６ａ、外部接続リード５ａのインナーリード４ａ等が配置されるように、上型と下型との間にリードフレーム２０ａを配置し、その後、上型と下型とでリードフレーム２０ａをクランプする。次に、モールディング成形金型２４のポット２５に樹脂タブレットを投入し、その後、樹脂タブレットをトランスファーモールド装置のプランジャで加圧し、キャビティ内に樹脂を供給して封止体７ａを形成する。半導体素子１ａ、ボンディングワイヤ６ａ、インナーリード４ａ等が封止体７ａで封止される。その後モールディング成形金型２４からリードフレーム２０ａを取り出す。次に、封止体７ａの外部に位置するランナーを除去する。
【０１６７】
次に、本発明の第１の実施例である樹脂封止型半導体装置のリード切断後にメッキ層を形成する工程の製造方法を説明する。
【０１６８】
図１６（ａ）に示すように、前工程である封止する工程により、封止体７ａによって外部接続リード５ａと一体となった図１２のリードフレーム２０ａから、リード切断工程において、リードフレーム開口部２１ａ内に、吊ピン形状部１８ａを残して、破線で示された外部接続リード５ａがリードフレーム２０ａから切断される。封止体７ａは、リードフレーム開口部２１ａ内に吊ピン形状部１８ａのみに支持されている。
【０１６９】
図１６（ｂ）に示すように、外部接続リード５ａの切断面があらわれ、封止体７ａは吊ピン形状部１８ａに支持された状態で、リードフレーム２０ａに半田メッキ処理を施し、結果として、封止体７ａから露出する外部接続リード５ａの全面にメッキ処理が施される。
【０１７０】
その後、リードフレーム２０ａ本体から樹脂封止型半導体装置を分離する工程で、リードフレーム２０から吊ピン形状部１８ａを切断することにより、封止体７ａから露出する外部接続リード５ａの全面にメッキ処理が施された樹脂封止型半導体装置が得られる。
【０１７１】
次に、本発明の第２の実施例である樹脂封止型半導体装置のリードフレーム２０ｂの製造方法について説明する。
【０１７２】
図１７は、本発明の第２の実施例であるリードフレーム２０ｂの一例を説明するための平面図である。図１８は、本発明の第２の実施例であるダイパッド薄肉部形成の一例を説明するためのダイパッドのサイズ比較平面図であり、（ａ）はダイパッド薄肉部形成の前の平面図であり、（ｂ）は形成後の平面図である。
【０１７３】
図１７に示すように、リードフレーム２０ｂは、例えば銅（Ｃｕ）系合金からなる厚さが５０μｍから８０μｍの板状に、半導体素子１ｂを搭載しようとする領域に設けられたリードフレーム開口部２１ｂへ、リードフレーム開口部２１ｂ内に配置された半導体素子１ｂを支持するための略四辺形をしたダイパッド２ｂが形成されている。ダイパッド２ｂの外周４辺には、リードフレーム開口部２１ｂの縁第１辺からダイパッド２ｂの第１、２辺に向かって延びる第１、第２の外部接続リード５ｂと、リードフレーム開口部２１ｂの縁第１辺に対向する第２辺からダイパッド２ｂの対向する第３、４辺に向かって延びる第３、第４の外部接続リード５ｂをプレスして形成されている。インナーリード４ｂとなる外部接続リード５ｂ中央部には、突出形状部１５、傾斜垂直形状部１６、切り欠き部１７、吊ピン形状部１８ｂが同時にプレスして形成される。ダイパッド２ｂは吊ピン形状部１８ｂによって支持されている。
【０１７４】
次に、本発明の製造方法のリードフレーム２０ｂを用意する工程としての、屈曲部１１ｂを形成する工程とダイパッド２ｂの側面部に薄肉部１４ｂを設ける工程については、前図１３（ａ）（ｂ）（ｃ）、（ｄ）工程と同様工程を経るので、詳細説明を省略するが、リードフレーム２０ｂには、リードフレーム開口部２１ｂ内において、ダイパッド２ｂ、吊ピン形状部１８と、第１〜第４の外部接続リード５ｂとを形成し、突出形状部１５、傾斜垂直形状部１６、切り欠き部１７、吊ピン形状部１８の形状とがプレスして形成される。
【０１７５】
図１８に示すように、図１８（ａ）から図１１（ｂ）へ、は、前図１３（ｄ）工程の薄肉形成下金型２３ｂの圧延によって、ダイパッド２のサイズが薄肉部形成後に拡大変化し、ダイパッド２ｂの載置面を広げ、ダイパッド２ｂとインナーリード４ｂの傾斜垂直面形状部１６との距離を図１８（ａ）のＬ８から図１８（ｂ）Ｌ９に狭められている。これはダイパッド２ｂの載置面拡大と共に樹脂封止型半導体装置小型化に効果を奏している。
【０１７６】
次に、前述のように構成したリードフレーム２０ｂを用いた本発明の第２の実施例である樹脂封止型半導体装置の製造方法について説明する。
【０１７７】
リードフレーム２０ｂ上に半導体素子１ｂを搭載する工程、半導体素子１ｂの第一の面とインナーリード上面の第二の面とを略同一面で互いにワイヤボンドで電気的に接続する工程、封止樹脂を用いて半導体素子とダイパッドと接着剤とボンディングワイヤとインナーリードを含む外部接続リードとを封止する工程、その後、封止体７の外部に位置するランナーを除去するまでの工程については、本発明の第１の実施例と同様なので、説明を省略する。
【０１７８】
本発明の第２の実施例である樹脂封止型半導体装置のリード切断と、メッキ層を形成する工程の製造方法を説明する。
【０１７９】
図１９は、リード切断と、メッキ層を形成する工程の製造方法の一例を説明するための図であり、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は、斜視図である。
【０１８０】
図１９（ａ）に示すように、前工程である封止する工程により、封止体７ｂによって外部接続リード５ｂと一体となった図１７のリードフレーム２０ｂから、リード切断工程において、リードフレーム開口部２１ｂ内において、吊ピン形状部１８ｂを残して、破線で示された外部接続リード５ｂがリードフレーム２０ｂから切断される。封止体７ｂは、リードフレーム開口部２１ｂ内に吊ピン形状部１８ｂのみに支持されている。
【０１８１】
図１９（ｂ）に示すように、外部接続リード５ｂの切断面があらわれ、封止体７ｂは吊ピン形状部１８ｂに支持された状態で、リードフレーム２０ｂに半田メッキ処理を施し、結果として、封止体７ｂから露出する外部接続リード５ｂの全面にメッキ処理が施される。
【０１８２】
その後、リードフレーム２０ｂ本体から樹脂封止型半導体装置を分離する工程で、リードフレーム２０ｂから吊ピン形状部１８ｂを切断することにより、封止体７ｂから露出する外部接続リード５ｂの全面にメッキ処理が施された樹脂封止型半導体装置が得られる。
【０１８３】
本実施例の樹脂封止型半導体装置小型化への具体的な実施例を説明すると、樹脂パッケージの各辺の大きさは０．８ｍｍ×０．８ｍｍ、ダイパッド載置面の各辺の大きさは０．４４ｍｍ×０．４４ｍｍのダイパッド占有面積比３０％以上として、厚さ０．３ｍｍにして極めて小型で信頼性の高い樹脂封止型半導体装置を実現することができる。
【符号の説明】
【０１８４】
１ａ、１ｂ  半導体素子
２ａ、２ｂ  ダイパッド
３ａ、３ｂ  接着剤
４ａ、４ｂ  インナーリード
５ａ、５ｂ  外部接続リード
６ａ、６ｂ  ボンディングワイヤ
７ａ、７ｂ  封止体
８ａ、８ｂ  第一の面
９ａ、９ｂ  第二の面
１０ａ、１０ｂ  第三の面
１１ａ、１１ｂ  屈曲部
１２ａ、１２ｂ  垂直形状部
１３ａ、１３ｂ  メッキ層
１４ａ、１４ｂ  薄肉部
１５  突出形状部
１６  傾斜垂直形状部
１７  切り欠き部
１８ａ、１８ｂ  吊ピン形状部
２０ａ、２０ｂ  リードフレーム
２１ａ  ２１ｂ  リードフレーム開口部
２２  折り曲げ形成上金型
２３  折り曲げ形成下金型
２４  モールディング成形金型
２５  ポット
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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