(57)【要約】【課題】ボンディングワイヤの長さを短くすると共に、隣り合う接続端子及びこれに接続するインナーリード間の間隔を広くすることが可能な半導体装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】樹脂封止されたパッケージ１１内の中央に、素子搭載部１２に搭載された半導体素子１３が設けられ、パッケージ１１の側辺の内側に並べて配置されて裏面から露出する複数の接続端子１５を備え、各接続端子１５と半導体素子１３の各電極部が電気的に接続された半導体装置１０において、各接続端子１５からインナーリード１９を延ばし、インナーリード１９の内側端部２０と対応する半導体素子１３の電極部の中間位置に中継端子２１を設け、電極部と中継端子２１とを第１のボンディングワイヤ２８で、中継端子２１と内側端部２０とを第２のボンディングワイヤ２９でそれぞれ連結した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂封止されたパッケージ内の中央に、素子搭載部に搭載された半導体素子が設けられ、該半導体素子の電極部のそれぞれに電気的に接続されて、該パッケージの裏面から露出する複数の接続端子を備える半導体装置において、
１）前記パッケージは平面視して長方形で、前記接続端子は該パッケージの長辺の内側に並べて設けられていること、２）前記各接続端子に連結されるインナーリードは直線状となって、接続される前記半導体素子の前記電極部に向かって前記各接続端子から斜めに形成されていること、３）前記インナーリードは、接続される前記接続端子と前記半導体素子の距離に応じて長短を有していること、４）前記インナーリードの内側端部と対応する前記電極部との間に中継端子が設けられていること、５）前記電極部と前記中継端子とを第１のボンディングワイヤで、前記中継端子と前記インナーリードの内側端部とを第２のボンディングワイヤでそれぞれ連結したことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置において、平面視して長方形状の前記パッケージの長辺の長さは前記半導体素子の一辺の長さの５〜１０倍となってかつ前記長方形の短辺の長さが前記長辺の長さの０．３〜０．６倍の範囲にあることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の半導体装置において、前記素子搭載部、及び前記中継端子は、前記パッケージの裏面から露出し、しかも前記接続端子の厚みは前記インナーリード、前記中継端子、及び前記素子搭載部の厚みの倍程度となっていることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１に記載の半導体装置において、前記素子搭載部と前記接続端子の一部がサポートリードで連結され、しかも、該サポートリードは前記パッケージの裏面から露出していることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１に記載の半導体装置であって、前記インナーリード及び前記中継端子は、その表面のみめっき処理されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１に記載の半導体装置において、前記接続端子及び前記素子搭載部は、前記パッケージの裏面から突出していることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
パッケージの中央にある素子搭載部の上に搭載された半導体素子と、前記パッケージの側辺の内側に並べて配置され、該パッケージの裏面側に露出している複数の接続端子と、該接続端子から前記半導体素子側に延長して形成されたインナーリードと、該インナーリードの内側端部と前記半導体素子の中間位置に配置される中継端子と、前記半導体素子の各電極部と対応する前記中継端子を連結する第１のボンディングワイヤと、前記中継端子と対応する前記接続端子とを連結する第２のボンディングワイヤと、前記半導体素子及び前記第１、第２のボンディングワイヤを密封する封止樹脂とを有する半導体装置の製造方法であって、
シート状のリードフレーム材の表裏面に、前記接続端子、前記接続端子に連結された前記インナーリード、及び前記中継端子を形成する第１のめっきパターンと、前記中継端子及び前記インナーリードを除く前記接続端子及び前記素子搭載部を形成する第２のめっきパターンを形成する第１、第２のレジスト膜を形成する第１工程と、
前記第１、第２のレジスト膜が形成さた前記リードフレーム材に、下地めっきと貴金属めっきによる表側金属めっき層と裏側金属めっき層を形成する第２工程と、
前記第１、第２のレジスト膜を除去し、前記リードフレーム材の裏面側にはカバーテープを貼着し、前記表側金属めっき層をレジスト材として前記リードフレーム材の表側をハーフエッチングする第３工程と、
前記リードフレーム材の表側に前記半導体素子を搭載し、前記第１、第２のボンディングワイヤによるワイヤボンディングを行う第４工程と、
前記リードフレーム材の表側を樹脂封止する第５工程と、
予め前記カバーテープが除去され、前記第５工程の処理が終了した前記リードフレーム材を裏側からハーフエッチングする第６工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項７記載の半導体装置の製造方法において、前記カバーシートを除去する処理は、前記第３工程と前記第４工程の間で行われることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は裏面に接続端子が露出し、半導体素子に比較してパッケージの大きさが大きい半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、銅又は銅合金によるリードフレーム材を使用し、エッチング処理によってエリアアレイ状の端子を備えた半導体装置の製造方法が、例えば特許文献１において知られている。しかしながら、半導体素子のサイズとパッケージのサイズが大きく異なる場合や平面視して矩形の長方形パッケージの場合は以下の問題が発生する。
【０００３】
（１）図５（Ａ）に示すように、接続端子７２がパッケージ７０の長手方向に列をなして形成される場合、パッケージ７０の中央に配置された半導体素子７１と接続端子７２との距離が長くなると、高価な金属線７３が長くなり、コスト高となると共に、隣り合う金属線７３がショートし易い。
（２）図５（Ｂ）に示すように、接続端子７５を４方向から出すことで、上記した問題は解決するが、接続端子７５に接続されるインナーリード７６の長さが長いと、パッケージの中央程隣り合うインナーリード７６間の隙間が小さくなるので、腐食し易いだけでなく、接続端子７５と金属線７３の接続不良が生じ易い。
（３）接続端子７５及びこれに連結されるインナーリード７６の長さが短くなれば、この問題は解決するが、接続端子の幅とピッチが狭い場合はソケット実装ができないという問題がある。
【０００４】
このような問題を解決するために、特許文献２に記載のような接続端子と半導体素子の中間部に中継端子を用いるものも提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２４１３５号公報
【特許文献２】特開２０１０−１６１３２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２記載の技術においても、接続端子と半導体素子との間が長くなる場合は、長いボンディングワイヤを使用する必要があり、ボンディングワイヤに金線を用いる場合はコスト高となり、更に、樹脂封止時の樹脂流れによってボンディングワイヤが押されショートを起こす恐れがあるという問題があった。
【０００７】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、ボンディングワイヤの長さを短くすると共に、インナーリードの長さを短くし、隣り合う接続端子及びこれに接続するインナーリード間の間隔を広くすることが可能な半導体装置及びその製造方法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】
【０００８】
前記目的に沿う第１の発明に係る半導体装置は、樹脂封止されたパッケージ内の中央に、素子搭載部に搭載された半導体素子が設けられ、該半導体素子の電極部のそれぞれに電気的に接続されて、該パッケージの裏面から露出する複数の接続端子を備える半導体装置において、１）前記パッケージは平面視して長方形で、前記接続端子は該パッケージの長辺の内側に並べて設けられていること、２）前記各接続端子に連結されるインナーリードは直線状となって、接続される前記半導体素子の前記電極部に向かって前記各接続端子から斜めに形成されていること、３）前記インナーリードは、接続される前記接続端子と前記半導体素子の距離に応じて長短を有していること、４）前記インナーリードの内側端部と対応する前記電極部との間に中継端子が設けられていること、５）前記電極部と前記中継端子とを第１のボンディングワイヤで、前記中継端子と前記インナーリードの内側端部とを第２のボンディングワイヤでそれぞれ連結したことを特徴としている。
これによって、第１、第２のボンディングワイヤの全長が短くなる。また、インナーリードの内側端部は半導体素子にまで近接させる必要がないので、インナーリード間の隙間を大きくすることができる。
【０００９】
第１の発明に係る半導体装置において、平面視して長方形状の前記パッケージの長辺の長さは前記半導体素子の一辺の長さの５〜１０倍となってかつ前記長方形の短辺の長さが前記長辺の長さの０．３〜０．６倍の範囲にあるのが好ましい。
【００１０】
第１の発明に係る半導体装置において、前記素子搭載部、及び前記中継端子は、前記パッケージの裏面から露出し、しかも前記接続端子の厚みは前記インナーリード、前記中継端子、及び前記素子搭載部の厚みの倍程度（即ち、１．８〜２．２倍）となっているのが好ましい。
第１の発明に係る半導体装置において、前記素子搭載部と前記接続端子の一部がサポートリードで連結され、しかも、該サポートリードは前記パッケージの裏面から露出させてもよい。
第１の発明に係る半導体装置において、前記インナーリード及び前記中継端子はその表面のみめっき処理することも可能である。
第１の発明に係る半導体装置において、前記接続端子及び前記素子搭載部は、前記パッケージの裏面から突出することも可能である。
【００１１】
また、第２の発明に係る半導体装置の製造方法は、パッケージの中央にある素子搭載部の上に搭載された半導体素子と、前記パッケージの側辺の内側に並べて配置され、該パッケージの裏面側に露出している複数の接続端子と、該接続端子から前記半導体素子側に延長して形成されたインナーリードと、該インナーリードの内側端部と前記半導体素子の中間位置に配置される中継端子と、前記半導体素子の各電極部と対応する前記中継端子を連結する第１のボンディングワイヤと、前記中継端子と対応する前記接続端子とを連結する第２のボンディングワイヤと、前記半導体素子及び前記第１、第２のボンディングワイヤを密封する封止樹脂とを有する半導体装置の製造方法であって、
シート状のリードフレーム材の表裏面に、前記接続端子、前記接続端子に連結された前記インナーリード、及び前記中継端子を形成する第１のめっきパターンと、前記中継端子及び前記インナーリードを除く前記接続端子及び前記素子搭載部を形成する第２のめっきパターンを形成する第１、第２のレジスト膜を形成する第１工程と、
前記第１、第２のレジスト膜が形成さた前記リードフレーム材に、下地めっきと貴金属めっきによる表側金属めっき層と裏側金属めっき層を形成する第２工程と、
前記第１、第２のレジスト膜を除去し、前記リードフレーム材の裏面側にはカバーテープを貼着し、前記表側金属めっき層をレジスト材として前記リードフレーム材の表側をハーフエッチングする第３工程と、
前記リードフレーム材の表側に前記半導体素子を搭載し、前記第１、第２のボンディングワイヤによるワイヤボンディングを行う第４工程と、
前記リードフレーム材の表側を樹脂封止する第５工程と、
予め前記カバーテープが除去され、前記第５工程の処理が終了した前記リードフレーム材を裏側からハーフエッチングする第６工程とを有する。
【００１２】
そして、第２の発明に係る半導体装置の製造方法において、前記カバーシートを除去する処理は、前記第３工程と前記第４工程の間で行われるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る半導体装置及びその製造方法は以下のような効果を有する。
（１）接続端子にインナーリードを連接し、中継端子を設けることで、ボンディングワイヤの弛みが無くなり、隣接するボンディングワイヤ間のショートを防止できる。
（２）接続端子にインナーリードを連接し、中継端子を設けることで、モールド（樹脂封止）時のボンディングワイヤの流れを防止できる。
（３）接続端子にインナーリードを連接し、中継端子を設けることで、ワイヤ長を短くすることができ、コスト低減に繋がる。
【００１４】
（４）接続端子にインナーリードを連接し、中継端子を設けることで、長方形ＰＫＧ（半導体パッケージ）の製造が容易となる他、ＰＫＧデザインの自由度が上がる。
（５）中継端子を設けることで、多列端子化や狭ピッチ化を回避でき、実装不良が改善する。
（６）中継端子を設けることで、インナーリードが短くなり、ハーフエッチング部が最小化されるので、腐食等のリスクを最小化できる。
（７）中継端子を設けることで多列端子化を回避でき、ソケット実装が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（Ａ）は本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の表側から見た透視図、（Ｂ）は同半導体装置の底面図、（Ｃ）は同半導体装置の正面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｉ）は同半導体装置の製造方法を示す工程図である。
【図３】（Ａ）は本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の表側から見た透視図、（Ｂ）は同半導体装置の底面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置の説明図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ従来例に係る半導体装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
続いて、添付した図面を参照しながら、本発明を具体化した実施の形態について説明する。
図１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置１０は、樹脂封止されたパッケージ１１内の中央に、素子搭載部１２に搭載された半導体素子１３が設けられ、パッケージ１１の側辺の内側に並べて配置されて裏面から露出する複数の接続端子１５を備えている。平面視して長方形のパッケージ１１の長辺１６の長さは平面視して正方形の半導体素子１３の一辺の長さの例えば５〜１０倍の範囲にあって、パッケージ１１の短辺１７の長さは長辺１６の長さの例えば０．３〜０．６倍となっている。
【００１７】
各接続端子１５からインナーリード１９が半導体素子１３がある側を内にして、内側斜め方向（約４５〜６０度）に（即ち、半導体素子１３の電極部に向かって）延ばして形成されている。直線状となったインナーリード１９の幅は接続端子１５の幅の０．３〜０．６倍程度となって、インナーリード１９の間の隙間を確保すると共に、各インナーリード１９の幅を確保している。直線状となったインナーリード１９の内側端部２０と対応する（即ち、最終的に電気的に接続される）半導体素子１３の電極部との中間位置に中継端子２１がそれぞれ設けられている。インナーリード１９は、接続される接続端子１５と半導体素子１３の距離に応じて長短を有している。
【００１８】
複数の接続端子１５の表裏面、及び素子搭載部１２の裏面は、下地にニッケルめっき３７、表面（上層）に貴金属めっき（例えば、金、金＋パラジウム、銀、銀＋金）３８が形成された金属めっき層２３、２３ａ、２４がそれぞれ形成されている（図２参照）。素子搭載部１２の表面はハーフエッチングによって形成されめっきはされていない。また、インナーリード１９及び中継端子２１の表面側は、下地にニッケルめっき、表面に貴金属めっき（例えば、金、金＋パラジウム）が形成された金属めっき層２５、２６が形成されているが、これらの裏面側は金属めっき層は形成されていない。なお、インナーリード１９、中継端子２１の裏面には防錆コーティングがなされているのが好ましい。
【００１９】
半導体素子１３の電極部と対応する中継端子２１とは第１のボンディングワイヤ２８で連結され、中継端子２１とインナーリード１９の内側端部２０とは第２のボンディングワイヤ２９で連結されている。接続端子１５に連続するインナーリード１９はパッケージ１１の長辺側から中央に向かって徐々にパッケージ１１の内方に延出し、これに対応する中継端子２１は対応するインナーリード１９の内側端部２０と半導体素子１３の電極部との中間位置にあって、パッケージ１１の長辺１６と平行になるように配列される。なお、接続端子１５と半導体素子１３の電極部との距離が近い長手方向中央部分の配線は、中継端子を用いずダイレクトで配線している。
この半導体装置１０のパッケージ１１は表側から、半導体素子１３及び第１、第２のボンディングワイヤ２８、２９を覆った封止樹脂４０によって形成され、接続端子１５、素子搭載部１２、インナーリード１９及び中継端子２１はパッケージ１１の裏側から露出している。
【００２０】
なお、この半導体装置１０においては、中央の素子搭載部１２と接続端子１５の一部がサポートリード３０、３０ａによって連結されている。このサポートリード３０、３０ａは素子搭載部１２の支持を行うと共に、素子搭載部１２をアースに接続するのに使用されている。このサポートリード３０、３０ａはインナーリード１９と同じように、パッケージ１１の裏面から露出する。サポートリード３０、３０ａの裏面は金属めっき層が形成されているが、表側は素子搭載部１２と同様金属めっき層は形成されていない。
このように半導体装置１０を構成することによって、ボンディングワイヤの量を減らし、更にインナーリード１９が腐食等によってショートすることのない、半導体素子１３に対して大型のパッケージ１１を有する半導体装置１０を提供できる。
【００２１】
続いて、この半導体装置１０の製造方法について、図２を参照しながら説明する。
まず、図２（Ａ）に示すように、例えば、銅板又は銅合金板からなるシート状のリードフレーム材３２を用意し、表面に光感光性のシート状のレジスト膜３３、３４を塗布し、このレジスト膜３３、３４を周知の光学的方法によって、第１のめっきパターンと第２のめっきパターンをそれぞれ形成した第１、第２のレジスト膜３５、３６とする（図２（Ｂ）参照、第１工程）。
【００２２】
ここで、第１のめっきパターンを構成する第１のレジスト膜３５には、中央の素子搭載部１２の周囲に形成される中継端子２１、インナーリード１９及びこれに連接する接続端子１５の表面にめっきを行うパターンが形成され、第２のめっきパターンを構成する第２のレジスト膜３６には、中央の素子搭載部１２及び周囲の接続端子１５の裏面にめっきを行うパターンが形成されている。
この状態で、図２（Ｃ）に示すように、下地めっきとしてニッケルめっき３７を、表面層には貴金属めっき３８からなる表側金属めっき層２３、２５、２６、裏側金属めっき層２３ａ、２４を形成する。これらの金属めっき層２３、２３ａ、２４、２５、２６は、耐エッチング膜として作用する（第２工程）。
【００２３】
次に、図２（Ｄ）に示すように、表裏面の第１、第２のレジスト膜３５、３６を完全に除去し、リードフレーム材３２の裏面にカバーテープ３９を貼着し、裏面を完全にシールする。
そして、図２（Ｅ）に示すように、表側金属めっき層２３、２５、２６をレジスト材としてリードフレーム材３２のハーフエッチングを行う。この場合のエッチング液としては、例えば、塩化第II鉄又は塩化テトラミン銅等のアルカリエッチング液を使用する。なお、リードフレーム材３２の裏側はカバーテープ３９で覆われているので、全くエッチングされない（第３工程）。
【００２４】
この後、図２（Ｆ）に示すようにカバーテープ３９を除去する。なお、このカバーテープ３９の除去は、以下の工程で裏面側からハーフエッチングを行う前であればいつでもよい。
そして、図２（Ｇ）に示すように、半導体素子１３を素子搭載部１２に搭載し、半導体素子１３の電極部と対応する中継端子２１とを第１のボンディングワイヤ２８によって電気的に連結し、中継端子２１と対応するインナーリード１９の内側端部２０とを第２のボンディングワイヤ２９で連結する（第４工程）。
【００２５】
図２（Ｈ）に示すように、リードフレーム材３２の表面側の樹脂封止を行う。これによって、半導体素子１３、第１、第２のボンディングワイヤ２８、２９は封止樹脂４０によって覆われる（第５工程）。
次に、図２（Ｉ）に示すように、裏側の金属めっき層２３ａ、２４をレジスト材としてリードフレーム材３２の下側のハーフエッチングを行う。これによって、素子搭載部１２、中継端子２１、インナーリード１９及びこれに連結された接続端子１５は独立したアイランドとなる（第６工程）。これによって、接続端子１５及び素子搭載部１２が裏面から突出した半導体装置１０が完成する。接続端子１５の厚みはインナーリード１９、中継端子２１、素子搭載部１２の厚みの倍程度となっている。
なお、サポートリード３０、３０ａは素子搭載部１２と同様に形成してもよいし、場合によっては省略してもよい。
【００２６】
続いて、図３（Ａ）、（Ｂ）に示す本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置４２について、半導体装置１０との相違点について説明する。なお、第１の実施の形態に係る半導体装置１０と同一の構成要素については同一の番号を付してその詳しい説明を省略する。
この半導体装置４２は、中継端子４３が２つ（複数）の第１、第２の中継端子４４、４５を有し、半導体素子１２の一部の電極部と対応する第１の中継端子４４が第１のボンディングワイヤ４７で連結され、第１、第２の中継端子４４、４５が第２のボンディングワイヤ４８で連結され、第２の中継端子４５と接続端子１５に繋がるインナーリード１９の内側端部２０が第３のボンディングワイヤ４９で連結されている。
【００２７】
接続端子１５、インナーリード１９、第１、第２の中継端子４４、４５の表面にはニッケル下地の貴金属めっきがなされ、接続端子１５及び素子搭載部１２の裏面側にもニッケル下地の貴金属めっきがなされている。インナーリード１９、第１、第２の中継端子４４、４５の裏面にはめっき処理がなされていない。インナーリード１９、第１、第２の中継端子４４、４５の露出面には、例えば錆止め等の樹脂を塗布することもできる。なお、製造方法については、上記した半導体装置１０の製造方法をそのまま使用できる。
【００２８】
次に、図４に示す本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置５１について説明する。この半導体装置５１は平面視して正方形となって、パッケージ５２の側辺の内側に複数の接続端子５３が設けられている。接続端子５３の内側にはインナーリード５４が中央の素子搭載部５５に向かって延設されている。インナーリード５４の内側端部５６と電気的に接続する半導体素子５７の電極部との間には中継端子５８が設けられている。
【００２９】
半導体素子５７の電極部と対応する中継端子５８は第１のボンディングワイヤ５９で連結され、中継端子５８とインナーリード５４の内側端部５６とは第２のボンディングワイヤ６０で連結されている。接続端子５３、インナーリード５４、中継端子５８の表面にはニッケル下地の貴金属めっきがなされ、接続端子５３及び素子搭載部５５の裏面側にもニッケル下地の貴金属めっきがなされている。インナーリード５４、中継端子５８の裏面にはめっき処理がなされていない。なお、製造方法については、上記した半導体装置１０の製造方法をそのまま適用できる。
【００３０】
なお、以上の実施の形態において、インナーリード及び中継端子の裏面にもニッケル下地の貴金属めっきを行う場合も本発明は適用される。
また、素子搭載部と接続端子を繋ぐリード（例えば、サポートリード）を設ければ、素子搭載部のアースとして使用できる。
本発明は以上の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で半導体装置及びその製造方法にも適用できる。例えば、第１〜第３の実施の形態に係る半導体装置の一部を使用して別の半導体装置を構成することもできる。
【符号の説明】
【００３１】
１０：半導体装置、１１：パッケージ、１２：素子搭載部、１３：半導体素子、１５：接続端子、１６：長辺、１７：短辺、１９：インナーリード、２０：内側端部、２１：中継端子、２３、２３ａ、２４、２５、２６：金属めっき層、２８：第１のボンディングワイヤ、２９：第２のボンディングワイヤ、３０、３０ａ：サポートリード、３２：リードフレーム材、３３、３４：レジスト膜、３５：第１のレジスト膜、３６：第２のレジスト膜、３７：ニッケルめっき、３８：貴金属めっき、３９：カバーテープ、４０：封止樹脂、４２：半導体装置、４３：中継端子、４４：第１の中継端子、４５：第２の中継端子、４７：第１のボンディングワイヤ、４８：第２のボンディングワイヤ、４９：第３のボンディングワイヤ、５１：半導体装置、５２：パッケージ、５３：接続端子、５４：インナーリード、５５：素子搭載部、５６：内側端部、５７：半導体素子、５８：中継端子、５９：第１のボンディングワイヤ、６０：第２のボンディングワイヤ
【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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