(57)【要約】【課題】熱放散性や製造容易性に優れ、かつ水分等の異物の侵入を抑えたＣＳＰ構造の半導体装置、並びにその半導体装置を構成するリードフレームを形成するための異形断面条及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明の一態様において、突起３が形成された部分であるアウターリードとしての２つの厚肉部２Ａ、及び２つの厚肉部２Ａの間のインナーリードとしての薄肉部２Ｂを有するリードフレーム５Ａと、ボンディングワイヤ１２を介して薄肉部２Ｂに電気的に接続される半導体チップ１１と、リードフレーム５Ａ及び半導体チップ１１を封止する樹脂パッケージ１４と、を含み、リードフレーム５Ａの上面及び下面の樹脂パッケージ１４に接触する部分に、突起３に平行な線状の微小溝４Ａ、４Ｂが形成され、微小溝４Ａ、４Ｂの深さは前記突起の高さよりも小さく、２つの厚肉部２Ａの一部が樹脂パッケージ１４の底面及び側面に露出する半導体装置を提供する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターニングされた、第１の面に２本の平行な線状の突起を有する異形断面条からなり、前記突起が形成された部分であるアウターリードとしての２つの厚肉部、及び前記２つの厚肉部の間のインナーリードとしての薄肉部を有するリードフレームと、
ボンディングワイヤを介して前記第１の面の前記薄肉部に電気的に接続される半導体チップと、
前記リードフレーム及び前記半導体チップを封止する樹脂パッケージと、
を含み、
前記リードフレームの前記第１の面及び前記第１の面の反対側の第２の面の少なくともいずれか一方の、前記樹脂パッケージに接触する部分に、前記突起に平行な線状の微小溝又は微小突起が形成され、
前記微小溝の深さは前記突起の高さよりも小さく、
前記微小突起の高さは前記突起の高さよりも小さく、
前記２つの厚肉部の一部が前記樹脂パッケージの底面及び側面に露出する、
半導体装置。
【請求項２】
前記微小溝又は微小突起は、前記第２の面の前記２つの厚肉部にそれぞれ形成される、
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記微小溝又は微小突起は、前記第１の面の前記薄肉部の前記ボンディングワイヤが接続された領域以外の領域に形成される、
請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
リードフレーム用の第１の面に２本の平行な線状の突起を有する異形断面条であって、
前記突起が形成された部分である２つの厚肉部と、
前記２つの厚肉部の間の薄肉部と、
を含み、
前記第１の面の第１の領域、及び前記第１の面と反対側の第２の面の第２の領域の少なくともいずれか一方に、前記突起に平行な線状の微小溝又は微小突起が形成され、
前記第１の領域は、前記薄肉部の前記２つの厚肉部の近傍の領域であり、
前記第２の領域は、前記２つの厚肉部上の領域、又は前記薄肉部の前記２つの厚肉部の近傍の領域であり、
前記微小溝の深さは前記突起の高さよりも小さく、
前記微小突起の高さは前記突起の高さよりも小さい、
異形断面条。
【請求項５】
請求項４に記載の異形断面条の製造方法であって、
平条を平ロール及び異形ロールで挟み込み、圧延する工程を含み、
前記異形ロールは、前記平条に前記突起を形成するための、前記突起の形状に対応した形状の溝部を有し、
前記平ロール及び前記異形ロールの少なくともいずれか一方は、前記平条に前記微小溝又は微小突起を形成するための、前記微小溝又は微小突起の形状に対応した形状の微小突起部又は微小溝部を有する、
異形断面条の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置、並びに異形断面条及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
大容量のＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）では、高密度実装の要求に対応して、比較的小さなパッケージに大形化した半導体チップを収納できるＬＯＣ（Lead On Chip）構造が採用されているが、容量の増加により更にチップサイズレベルにまで小形化されたパッケージが要求されるようになってきた。また、電子機器用の半導体パッケージも、パソコン、ファックス、携帯電話機、ＩＣカード等のサイズの縮小に伴って、より小形化することが要求されている。しかも、この小形化は、単にパッケージの専有する面積にのみ求められるのではなく、パッケージの厚さ方向にも求められている。
【０００３】
これらの要請に応えるものとして、リードの一部のみをパッケージの底面に露出させたＣＳＰ（Chip Scale Package）と呼ばれる半導体装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１に記載の半導体装置は、異形断面条を加工することにより形成されるリードフレームを有し、従来のＣＳＰ構造の半導体装置（例えば、特許文献２参照）と比較して、熱放散性や製造容易性に優れる。ここで、異形断面条は、幅方向の断面に段差を有する条である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−５０９２１号公報
【特許文献２】特開平６−１３２４５３公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の半導体装置は、アウターリードの露出部から半導体チップまでの封止面長さ（半導体チップ及びリードフレームを封止する樹脂パッケージとリードフレームとの界面上の距離）が短いため、樹脂パッケージとリードフレームとの密着が悪いと露出部からの水分などの進入により半導体チップが破壊されるおそれがある。
【０００７】
したがって、本発明の目的の一つは、熱放散性や製造容易性に優れ、かつ水分等の異物の侵入を抑えたＣＳＰ構造の半導体装置、並びにその半導体装置を構成するリードフレームを形成するための異形断面条及び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】
【０００８】
本発明の一態様においては、パターニングされた、第１の面に２本の平行な線状の突起を有する異形断面条からなり、前記突起が形成された部分であるアウターリードとしての２つの厚肉部、及び前記２つの厚肉部の間のインナーリードとしての薄肉部を有するリードフレームと、ボンディングワイヤを介して前記第１の面の前記薄肉部に電気的に接続される半導体チップと、前記リードフレーム及び前記半導体チップを封止する樹脂パッケージと、を含み、前記リードフレームの前記第１の面及び前記第１の面の反対側の第２の面の少なくともいずれか一方の、前記樹脂パッケージに接触する部分に、前記突起に平行な線状の微小溝又は微小突起が形成され、前記微小溝の深さは前記突起の高さよりも小さく、前記微小突起の高さは前記突起の高さよりも小さく、前記２つの厚肉部の一部が前記樹脂パッケージの底面及び側面に露出する、半導体装置が提供される。
【０００９】
上記半導体装置においては、前記微小溝又は微小突起は、前記第２の面の前記２つの厚肉部にそれぞれ形成されてもよい。
【００１０】
また、上記半導体装置においては、前記微小溝又は微小突起は、前記第１の面の前記薄肉部の前記ボンディングワイヤが接続された領域以外の領域に形成されてもよい。
【００１１】
本発明の他の態様においては、リードフレーム用の第１の面に２本の平行な線状の突起を有する異形断面条であって、前記突起が形成された部分である２つの厚肉部と、前記２つの厚肉部の間の薄肉部と、を含み、前記第１の面の第１の領域、及び前記第１の面と反対側の第２の面の第２の領域の少なくともいずれか一方に、前記突起に平行な線状の微小溝又は微小突起が形成され、前記第１の領域は、前記薄肉部の前記２つの厚肉部の近傍の領域であり、前記第２の領域は、前記２つの厚肉部上の領域、又は前記薄肉部の前記２つの厚肉部の近傍の領域であり、前記微小溝の深さは前記突起の高さよりも小さく、前記微小突起の高さは前記突起の高さよりも小さい、異形断面条が提供される。
【００１２】
また、本発明の他の態様においては、上記の異形断面条の製造方法であって、平条を平ロール及び異形ロールで挟み込み、圧延する工程を含み、前記異形ロールは、前記平条に前記突起を形成するための、前記突起の形状に対応した形状の溝部を有し、前記平ロール及び前記異形ロールの少なくともいずれか一方は、前記平条に前記微小溝又は微小突起を形成するための、前記微小溝又は微小突起の形状に対応した形状の微小突起部又は微小溝部を有する、異形断面条の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、熱放散性や製造容易性に優れ、かつ水分等の異物の侵入を抑えたＣＳＰ構造の半導体装置、並びにその半導体装置を構成するリードフレームを形成するための異形断面条及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明の第１の実施の形態に係る異形断面条の垂直断面図及び斜視図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の垂直断面図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の斜視図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施の形態に係る異形断面条を形成するために用いられる平ロール及び異形ロールを示す。
【図５】図５（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明の第２の実施の形態に係る異形断面条の垂直断面図及び斜視図である。
【図６】図６は、本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の垂直断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施の形態は、パターニングされた、第１の面に２本の平行な線状の突起を有する異形断面条からなり、前記突起が形成された部分であるアウターリードとしての２つの厚肉部、及び前記２つの厚肉部の間のインナーリードとしての薄肉部を有するリードフレームと、ボンディングワイヤを介して前記第１の面の前記薄肉部に電気的に接続される半導体チップと、前記リードフレーム及び前記半導体チップを封止する樹脂パッケージと、を含む半導体装置であって、前記リードフレームの前記第１の面及び前記第１の面の反対側の第２の面の少なくともいずれか一方の、前記樹脂パッケージに接触する部分に、前記突起に平行な線状の微小溝又は微小突起が形成され、前記微小溝の深さは前記突起の高さよりも小さく、前記微小突起の高さは前記突起の高さよりも小さく、前記２つの厚肉部の一部が前記樹脂パッケージの底面及び側面に露出する半導体装置を提供する。以下に、この半導体装置、及びそのリードフレームを形成するための異形断面条の例を詳細に説明する。
【００１６】
〔第１の実施の形態〕
（異形断面条の構造）
図１（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明の第１の実施の形態に係る異形断面条１Ａの垂直断面図及び斜視図である。異形断面条１Ａは、リードフレーム用の条であり、一方の面（図１の下側の面）に２本の平行な線状の突起３を有する。ここで、突起３が形成された２つの厚い部分を厚肉部２Ａ、２つの厚肉部２Ａの間の薄い部分を薄肉部２Ｂとする。
【００１７】
突起３が形成された面と反対側の面（図１の上側の面）上の２つの厚肉部２Ａ又は薄肉部２Ｂの２つの厚肉部２Ａの近傍に、突起３に平行な線状の微小溝４Ａが形成されている。ここで、薄肉部２Ｂの２つの厚肉部２Ａの近傍とは、例えば、薄肉部２Ｂの幅方向の中心よりも厚肉部２Ａに近い領域をいう。
【００１８】
また、突起３が形成された面の薄肉部２Ｂの２つの厚肉部２Ａの近傍に、突起３に平行な線状の微小溝４Ｂが形成されている。
【００１９】
微小溝４Ａ、４Ｂの深さは突起３の高さよりも小さい。微小溝４Ａ、４Ｂは、いずれか一方のみが形成されてもよい。
【００２０】
異形断面条１Ａは、例えば、無酸素銅や銅合金からなり、特に、熱放散性に優れる無酸素銅にＺｒを添加したＣｕ−Ｚｒ銅合金からなることが好ましい。
【００２１】
（半導体装置の構造）
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置１０Ａの垂直断面図である。図３は、半導体装置１０Ａの斜視図である。図３においては、半導体装置１０Ａの裏側（図２の下側）が上を向いている。
【００２２】
半導体装置１０Ａは、半導体チップ１１と、リードフレーム５Ａと、半導体チップ１１及びリードフレーム５Ａを封止する樹脂パッケージ１４と、を含むＣＳＰ構造の半導体装置である。
【００２３】
リードフレーム５Ａは異形断面条１Ａをパターニングすることにより形成される。パターニングは、スタンピング又はエッチング等により行われる。ここで、厚肉部２Ａはリードフレーム５Ａの複数のアウターリードとして用いられ、薄肉部２Ｂはリードフレーム５Ａの複数のインナーリードとして用いられる。
【００２４】
半導体チップ１１は、リードフレーム５Ａの突起３が形成された面と反対側の面上に半導体チップ接着用テープ１３により固定される。半導体チップ接着用テープ１３は、例えば、ポリイミド基材と、その表面及び裏面上のポリエーテルアミドイミド等の熱可塑性接着剤からなる接着層を有する。
【００２５】
半導体チップ１１は、その回路面をリードフレーム５Ａに向けて固定され、ボンディングワイヤ１２を介してインナーリードとしての薄肉部２Ｂに電気的に接続される。
【００２６】
微小溝４Ａは、リードフレーム５Ａの突起３が形成された面と反対側の面上の樹脂パッケージ１４と接触する部分に位置する。例えば、微小溝４Ａは、図２に示されるように、半導体チップ１１の両側の厚肉部２Ａに位置する。
【００２７】
微小溝４Ｂは、リードフレーム５Ａの突起３が形成された面の樹脂パッケージ１４に接触する部分に位置する。例えば、微小溝４Ｂは、薄肉部２Ｂのボンディングワイヤ１２が接続された領域以外の領域に位置する。
【００２８】
アウターリードとしての厚肉部２Ａの一部は、樹脂パッケージ１４の底面（図１の下側の面）及び側面に露出し、この露出部分が配線基板に接続される。また、厚肉部２Ａは、樹脂パッケージ１４から露出するため、半導体チップ１１が発生する熱を外部に発散させるヒートシンクとしての機能も有する。
【００２９】
水分等の異物の侵入による半導体装置１０Ａへのダメージを防ぐためには、リードフレーム５Ａと樹脂パッケージ１４との密着性を高めて、異物のリードフレーム５Ａと樹脂パッケージ１４との界面を通る半導体チップ１１への侵入経路を防ぐことが重要である。
【００３０】
半導体装置１０Ａは、リードフレーム５Ａの突起３が形成された面と反対側の面に微小溝４Ａを有する。このため、アンカー効果によりリードフレーム５Ａの突起３が形成された面と反対側の面と樹脂パッケージ１４との密着性が高まり、この封止面からの水分等の異物の侵入を抑えることができる。また、微小溝４Ａの存在により、リードフレーム５Ａの突起３が形成された面と反対側の面と樹脂パッケージ１４との界面における封止面長さが増すため、水分などが半導体チップ１１まで到達しにくくなる。
【００３１】
また、半導体装置１０Ａは、リードフレーム５Ａの突起３が形成された面に微小溝４Ｂを有する。このため、アンカー効果によりリードフレーム５Ａの突起３が形成された面と樹脂パッケージ１４との密着性が高まり、この封止面からの水分等の異物の侵入を抑えることができる。また、微小溝４Ｂの存在により、リードフレーム５Ａの突起３が形成された面と樹脂パッケージ１４との界面における封止面長さが増すため、水分などが半導体チップ１１まで到達しにくくなる。
【００３２】
（異形断面条の製造方法）
以下に、本実施の形態の異形断面条１Ａの製造方法の一例を示す。
【００３３】
図４は、異形断面条１Ａを形成するために用いられる平ロール２０及び異形ロール３０を示す。異形断面条１Ａは、無酸素銅や銅合金等からなる金属板（平条）を平ロール２０及び異形ロール３０で挟み込み、圧延することにより形成される。ここで、平条には、予備成形が施されたものも含まれる。予備成形とは、例えば、金型圧延法等により、予備的に異形に成形することをいう。
【００３４】
平ロール２０は異形断面条１Ａの微小溝４Ａの形状に対応した形状の微小突起部２１を有し、微小突起部２１により平条に微小溝４Ａが形成される。異形ロール３０は異形断面条１Ａの突起３及び微小溝４Ｂの形状にそれぞれ対応した形状の溝部３１及び微小突起部３２を有し、溝部３１及び微小突起部３２により平条に突起３及び微小溝４Ｂがそれぞれ形成される。
【００３５】
なお、異形断面条１Ａを精度よく形成するため、平ロール２０及び異形ロール３０を用いる圧延を行う前に、前述した予備成形を行ってもよい。例えば、突起３に対応した溝を有する金型にロール等で平条を押し当て、突起３を有する異形断面条を形成する。その後、得られた異形断面条を平ロール２０及び異形ロール３０を用いて圧延することにより、精度よく異形断面条１Ａを形成することができる。
【００３６】
〔第２の実施の形態〕
第２の実施の形態は、異形断面条及びリードフレームが微小溝の代わりに微小突起を有する点において、第１の実施の形態と異なる。第１の実施の形態と同様の点については、説明を省略又は簡略化する。
【００３７】
（異形断面条の構造）
図５（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明の第２の実施の形態に係る異形断面条１Ｂの垂直断面図及び斜視図である。
【００３８】
異形断面条１Ｂは、第１の実施の形態の異形断面条１Ａの微小溝４Ａ、４Ｂと同じ位置に、それぞれ微小突起８Ａ、８Ｂを有する。微小突起８Ａ、８Ｂは、突起３に平行な線状の突起である。
【００３９】
微小突起８Ａ、８Ｂの高さは突起３の高さよりも小さい。微小突起８Ａ、８Ｂは、いずれか一方のみが形成されてもよい。
【００４０】
（半導体装置の構造）
図６は、本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置１０Ｂの垂直断面図である。
【００４１】
半導体装置１０Ｂは、半導体チップ１１と、リードフレーム５Ｂと、半導体チップ１１及びリードフレーム５Ｂを封止する樹脂パッケージ１４と、を含む。
【００４２】
リードフレーム５Ｂは異形断面条１Ｂをパターニングすることにより形成される。パターニングは、スタンピング又はエッチング等により行われる。ここで、厚肉部２Ａはリードフレーム５Ｂの複数のアウターリードとして用いられ、薄肉部２Ｂはリードフレーム５Ｂの複数のインナーリードとして用いられる。
【００４３】
微小突起８Ａは、リードフレーム５Ｂの突起３が形成された面と反対側の面上の樹脂パッケージ１４と接触する部分に位置する。例えば、微小突起８Ａは、図６に示されるように、半導体チップ１１の両側の厚肉部２Ａに位置する。
【００４４】
微小突起８Ｂは、リードフレーム５Ｂの突起３が形成された面の樹脂パッケージ１４に接触する部分に位置する。例えば、微小突起８Ｂは、薄肉部２Ｂのボンディングワイヤ１２が接続された領域以外の領域に位置する。
【００４５】
半導体装置１０Ｂは、リードフレーム５Ｂの突起３が形成された面と反対側の面に微小突起８Ａを有する。このため、アンカー効果によりリードフレーム５Ｂの突起３が形成された面と反対側の面と樹脂パッケージ１４との密着性が高まり、この封止面からの水分などの侵入を抑えることができる。また、微小突起８Ａの存在により、リードフレーム５Ｂの突起３が形成された面と反対側の面と樹脂パッケージ１４との界面における封止面長さが増すため、水分などが半導体チップ１１まで到達しにくくなる。
【００４６】
また、半導体装置１０Ｂは、リードフレーム５Ｂの突起３が形成された面に微小突起８Ｂを有する。このため、アンカー効果によりリードフレーム５Ｂの突起３が形成された面と樹脂パッケージ１４との密着性が高まり、この封止面からの水分などの侵入を抑えることができる。また、微小突起８Ｂの存在により、リードフレーム５Ｂの突起３が形成された面と樹脂パッケージ１４との界面における封止面長さが増すため、水分などが半導体チップ１１まで到達しにくくなる。
【００４７】
（異形断面条の製造方法）
異形断面条１Ｂは、第１の実施の形態の異形断面条１Ａと同様に、平条を平ロール及び異形ロールで挟み込み、圧延することにより形成される。
【００４８】
異形断面条１Ｂを形成するための平ロールとしては、第１の実施の形態の平ロール２０の微小突起部２１の代わりに微小溝部を有するものが用いられる。この微小溝部の形状は、異形断面条１Ｂの微小突起８Ａの形状に対応する。
【００４９】
異形断面条１Ｂを形成するための異形ロールとしては、第１の実施の形態の異形ロール３０の微小突起部３２の代わりに微小溝部を有するものが用いられる。この微小溝部の形状は、異形断面条１Ｂの微小突起８Ｂの形状に対応する。
【００５０】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。また、発明の主旨を逸脱しない範囲内において上記実施の形態の構成要素を任意に組み合わせることができる。
【００５１】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【００５２】
１Ａ、１Ｂ  異形断面条
２Ａ  厚肉部
２Ｂ  薄肉部
３  突起
４Ａ、４Ｂ  微小溝
５Ａ、５Ｂ  リードフレーム
１０Ａ、１０Ｂ  半導体装置
１１  半導体チップ
１２  ボンディングワイヤ
１４  樹脂パッケージ
２０  平ロール
２１  微小突起部
３０  異形ロール
３１  溝部
３２  微小突起部
【図１】
2013058685.tif 000003
【図２】
2013058685.tif 000004
【図３】
2013058685.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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