(57)【要約】【課題】基板と半導体パッケージとの間に塗布されるはんだの厚さ（スタンドオフ高さ）を一定な半導体装置を提供する。【解決手段】図１に示すように、リードフレーム２０、リードフレーム２０上に搭載された半導体チップ５０、そしてリードフレーム２０および半導体チップ５０を封止している封止樹脂３０を有している半導体パッケージ２００と、半導体パッケージ２００を実装している基板１と、半導体パッケージ２００および基板１を互いに接合しているはんだ６０と、を備え、半導体パッケージ２００の基板１側の面には、少なくとも３つ以上の凸部７０を有しており、凸部７０と基板１が接触している。【選択図】図１
2013008891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードフレーム、前記リードフレーム上に搭載された半導体チップ、そして前記リードフレームおよび前記半導体チップを封止している封止樹脂を有している半導体パッケージと、
前記半導体パッケージを実装している基板と、
前記半導体パッケージおよび前記基板を互いに接合しているはんだと、
を備え、
前記半導体パッケージの前記基板側の面には、少なくとも３つ以上の凸部を有しており、前記凸部と前記基板が接触している半導体装置。
【請求項２】
前記凸部は、平面視で前記半導体チップよりも外側に設けられている請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
少なくとも２つの前記凸部は前記半導体パッケージの対角線上に設けられている請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記封止樹脂の側面からリード端子の端面が露出している請求項１乃至３のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記封止樹脂の側面からリード端子の端面が露出していない請求項１乃至３のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項６】
リードフレームと、
前記リードフレーム上に搭載された半導体チップと、
前記リードフレームと前記半導体チップとを封止している封止樹脂と、
を備え、
前記封止樹脂により、少なくとも３つ以上の凸部が形成されている半導体パッケージ。
【請求項７】
前記凸部は、前記半導体チップよりも外側に設けられている請求項６に記載の半導体パッケージ。
【請求項８】
少なくとも２つの前記凸部は前記半導体パッケージの対角線上に設けられている請求項６または７に記載の半導体パッケージ。
【請求項９】
前記封止樹脂の側面からリード端子の端面が露出している請求項６乃至８のいずれか一項に記載の半導体パッケージ。
【請求項１０】
前記封止樹脂の側面からリード端子の端面が露出していない請求項６乃至８のいずれか一項に記載の半導体パッケージ。
【請求項１１】
リードフレーム、前記リードフレーム上に搭載された半導体チップ、そして前記リードフレームおよび前記半導体チップを封止している封止樹脂を有している半導体パッケージを形成するとともに、前記半導体パッケージに少なくとも３つ以上の凸部を形成する突起形成工程と、
前記半導体パッケージと基板とをはんだにより、互いに接合する接合工程と、
を有し、
前記半導体パッケージに設けた前記凸部と前記基板が接触している半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記突起形成工程では、凸部を形成する箇所に当たる部分の金型に窪みを、かつフィルムに開口を設けている請求項１１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記突起形成工程では、凸部を形成する箇所に当たる部分のテープに開口を、かつ金型に窪みを設けている請求項１１に記載の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、半導体パッケージ、および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボードアセンブリにおけるはんだ付け性検査のため、実装基板Ｃｕパッドの先端を、半導体パッケージ外形よりも拡張し、リードレスパッケージのリード端子の端面へはんだをぬれ上がらせる必要がある。
【０００３】
リードレスパッケージ型の半導体装置の製造では、めっき加工されたリードフレームを樹脂封止、あるいは樹脂封止後のめっき処理の後にリードを切断している。このため、下面にはめっき加工が施されているが、リードの切断面にはめっき加工が施されていない。
【０００４】
特許文献１−４には、リードレスパッケージを用いた半導体装置の製造方法が開示されている。特許文献１では、リード端子部のはんだ高さがダイパッドのはんだ高さに影響しないよう、モールド樹脂をダイパッドの下面より下方に突出させた突出部を形成している。特許文献２では、半導体パッケージにおけるダイパッドの下面にはリードの一面より窪んだ部分が設けられ、はんだ高さを極力低くし、基板側に沈み込みやすくしている。特許文献３では、リードのはんだ付け面であり、かつその先端面を窪ませ、めっき面を施している。特許文献４では、リード端子の端面が酸化されないように保護部材を付着させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１５００４５号公報
【特許文献２】特開２００８−２４４０４３号公報
【特許文献３】特開２００５−１９１２４０号公報
【特許文献４】特開２００１−２８４４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
リードレスパッケージを基板に実装する際、基板と半導体パッケージとの間に塗布されるはんだの厚さ（スタンドオフ高さ）は、一定にする必要がある。しかしながら、半導体パッケージは、基板に対し傾いた状態ではんだ付けされやすい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、リードフレーム、上記リードフレーム上に搭載された半導体チップ、そして上記リードフレームおよび上記半導体チップを封止している封止樹脂を有している半導体パッケージと、
上記半導体パッケージを実装している基板と、
上記半導体パッケージおよび上記基板を互いに接合しているはんだと、
を備え、
上記半導体パッケージの上記基板側の面には、少なくとも３つ以上の凸部を有しており、上記凸部と上記基板が接触している半導体装置が提供される。
【０００８】
さらに本発明によれば、リードフレームと、
上記リードフレームに搭載された半導体チップと、
上記リードフレームと上記半導体チップとを封止している封止樹脂と、
を備え、
上記封止樹脂により、少なくとも３つ以上の凸部が形成されている半導体パッケージが提供される。
【０００９】
さらに本発明によれば、リードフレーム、上記リードフレーム上に搭載された半導体チップ、そして上記リードフレームおよび上記半導体チップを封止している封止樹脂を有している半導体パッケージを形成するとともに、上記半導体パッケージに少なくとも３つ以上の凸部を形成する突起形成工程と、
上記半導体パッケージと基板とをはんだにより、互いに接合する接合工程と、
を有し、
上記半導体パッケージに設けた上記凸部と上記基板が接触している半導体装置の製造方法が提供される。
【００１０】
本発明によれば、半導体パッケージにおける基板と接合させる面に、少なくとも３つ以上の凸部を設けており、凸部と基板は接触している。これによって、半導体パッケージに含まれるリード端子のスタンドオフ高さを一定に保つことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、基板に半導体パッケージを実装する際、傾いた状態で半導体パッケージがはんだ付けされることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る半導体装置の断面図である。
【図２】図１の変形例に係る半導体装置の断面図である。
【図３】本実施形態に係る半導体パッケージの下面図である。
【図４】本実施形態に係る半導体パッケージの下面図である。
【図５】本実施形態に係る半導体パッケージの上面図である。
【図６】本実施形態に係る半導体装置の製造方法における突起形成工程の一例を説明するための断面図である。
【図７】本実施形態に係る半導体装置の製造方法における突起形成工程の他の例を説明するための断面図である。
【図８】本実施形態に係る半導体装置の製造方法における接合工程を説明するための図である。
【図９】本実施形態に係る半導体装置の製造方法における接合工程を説明するための図である。
【図１０】本実施形態に係る半導体装置の断面図である。
【図１１】本実施形態に係る半導体パッケージの下面図である。
【図１２】本実施形態に係る半導体パッケージの上面図である。
【図１３】本実施形態に係る半導体装置の断面図である。
【図１４】本実施形態に係る半導体パッケージの下面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１４】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係る半導体装置の断面図である。
図１に示すように、リードフレーム２０、リードフレーム２０上に搭載された半導体チップ５０、そしてリードフレーム２０および半導体チップ５０を封止している封止樹脂３０を有している半導体パッケージ２００と、半導体パッケージ２００を実装している基板１と、半導体パッケージ２００および基板１を互いに接合しているはんだ６０と、を備え、半導体パッケージ２００の基板１側の面には、少なくとも３つ以上の凸部７０を有しており、凸部７０と基板１が接触している。
【００１５】
なお、凸部７０は、半導体チップ５０よりも外側に設けられている。そして、少なくとも２つの凸部７０は半導体パッケージ２００の対角線上に設けられていることが好ましい。また、封止樹脂３０の側面からリード端子８０の端面が露出しており、基板１の表面には、保護膜１０が設けられている。
【００１６】
次に、本実施形態に係る半導体装置について具体的に説明する。
【００１７】
本実施形態に係る半導体装置では、半導体パッケージ２００の下面に少なくとも３つ以上の凸部７０を設けている。この凸部７０は、半導体パッケージ２００に備わっている封止樹脂３０によって形成されている。また、凸部７０の形状は、半球状だけでなく円錐、角錐や円柱、角柱といった形状であってもよい。これは、半導体パッケージ２００を基板１に実装する際、凸部７０と基板１が接すればスタンドオフ高さを一定に保つことができるからである。また、凸部７０の高さは、２０〜６０μｍの範囲であることが好ましい。
【００１８】
図２は、図１の変形例に係る半導体装置の断面図である。
図２に示すように、半導体装置１において、半導体パッケージ２００の凸部７０と重なる部分において、リードフレーム２０とダイパッド９０の間隔は、他の部分と比べて広くてもよい。
【００１９】
図３および図４は、本実施形態に係る半導体パッケージの下面図である。なお、図３におけるＡ−Ａ'断面を表した図が図１である。
図３および図４に示すように、凸部７０はダイパッド９０の外側にあれば良い。また、基板１に半導体パッケージ２００を実装した際、ダイパッド９０に対し、はんだ６０による表面張力が働く。これによって、ダイパッド９０は基板１に引き寄せられる。このため、凸部７０を配する箇所をダイパッド９０から離せば離すほど、はんだ６０は平坦度を得ることができる。
【００２０】
半導体パッケージ２００の下面に形成した少なくとも３つ以上の凸部７０の内、３つの凸部７０を頂点とする三角形を形成した場合、半導体パッケージ２００の下面における対角線の交点は前記三角形の中に含まれる。なぜなら、半導体パッケージ２００を基板１に実装した際、半導体パッケージ２００のバランスは、凸部７０によって形成している三角形内に、半導体パッケージ２００の重心があることで、保たれているからである。このため、凸部７０の内、少なくとも２つの凸部７０は半導体パッケージ２００の対角線上に形成されることが好ましい。さらに、重心を半導体パッケージ２００の出来るだけ中心側に定めるために、残る１つの凸部７０は、３つの凸部７０が形成する三角形における辺の垂直二等分線上にあるとさらに好ましい。
【００２１】
なお、半導体装置の外観検査を行う際、障害とならないように、凸部７０は図３に示すように観察方向と観察対象の間に入らない位置に形成する方が良い。すなわち、ダイパッド９０とリード端子８０との間の領域に３つの凸部７０を形成することで、リード端子８０に形成したはんだ６０のフィレット観察を行う際、高い視認性を得ることができる。
【００２２】
さらに、凸部７０は、半導体パッケージ２００の対角線上、かつ半導体パッケージ２００のコーナ部に寄せて配置するほうが好ましい。これは、上記で述べたように半導体パッケージ２００の重心を出来る限り中心部に定めるためである。これによって、凸部７０からリード端子８０までの距離を大きく取ることができる。このとき、リード端子８０から半導体パッケージ２００の辺までの距離は、凸部７０から半導体パッケージ２００の辺までの距離より小さくなる。
【００２３】
図５および、本実施形態に係る半導体装置の上面図である。
図５に示すように、封止樹脂３０が上部に配されている半導体パッケージ２００を基板１に実装する際用いるはんだ６０が、はみ出している。なお、半導体パッケージ２００の上部には、半導体パッケージ２００の向きを示すための表示１３０がされている。この表示１３０は、樹脂の凹部であってもよいし、捺印されていてもよい。
【００２４】
次に、半導体装置の製造方法について説明する。
【００２５】
本実施形態に係る半導体装置の製造工程では、リードフレーム２０、リードフレーム２０上に搭載された半導体チップ５０、そしてリードフレーム２０および半導体チップ５０を封止している封止樹脂３０を有している半導体パッケージ２００を形成するとともに、半導体パッケージ２００に少なくとも３つ以上の凸部７０を形成する。次に、半導体パッケージ２００と基板１とをはんだにより、互いに接合する。
【００２６】
図６は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法における突起形成工程の一例を説明するための断面図である。
リードフレーム２０上に半導体チップ５０を搭載し、さらにリードフレーム２０と半導体チップ５０をボンディングワイヤ４０で接続する。また、図６に示すように、突起形成工程では、上金型１００および下金型１１０の内どちらに凹部を形成してもよく、例えば上金型１００に凹部を形成し、凹部内にリリースフィルム１２０を入り込ませる。なお、リリースフィルム１２０は、金型に硬化した封止樹脂３０が付着しないようにするため、配されている。
【００２７】
次に、このリリースフィルム１２０を入り込ませた金型に、リードフレーム２０、半導体チップ５０、およびボンディングワイヤ４０を設置する。半導体パッケージ２００の各構成要素を金型内に設置した後、封止樹脂３０を金型内に流し込む。そして、封止樹脂３０が硬化した後、金型から取り出すことによって半導体パッケージ２００を得ることができる。
【００２８】
封止樹脂３０は、金型に形成された凹型状部に沿って拡がる。この時、金型内の凹部において毛細管現象がおこるため、凹部内に封止樹脂３０が浸透し、封止樹脂３０による凸部７０を形成することができる。ただし、封止樹脂３０を金型内に流し込んでいる際、ブリッジパスを形成しないためには、リード端子８０から凸部７０の形成領域まで所定の距離を置いた方が好ましい。なぜなら、設定した所定の距離を凸部７０の高さより大きく設定することによって、フラックスが凸部７０の形成領域まで拡がることを抑制できるからである。さらに、凹部に対するリードフレーム２０の配置は、凹部にリードフレーム２０が重なっていなくてもよい。
【００２９】
図６に示すように半導体パッケージ２００を形成する際、リリースフィルム１２０が近接するリード端子８０を金型の凹部方向に引っ張ってしまう可能性がある。このため、リード端子８０とダイパッド９０の間に凸部を形成する際、凹部はリード端子８０よりダイパッド９０に近い箇所に配置するか、あるいは、少なくとも２つ以上の半導体パッケージ２００を製造できる金型を用いることによって、上記で述べた可能性を抑制できる（図６）。
【００３０】
図７は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法における突起形成工程の他の例を説明するための断面図である。
図７に示すように、上金型１００および下金型１１０の内、下金型１１０に凹部を形成し、凹部内にフィルムを入り込ませる。なお、凹部は、上金型１００、下金型１１０のどちらに形成してもよい。
【００３１】
図７では使用する金型が、半導体パッケージ２００単位ごとではなく、少なくとも２つ以上の半導体パッケージ２００を同時に製造できるようになっている。図６に示すようにカット部分に対して、線対称になるように、凸部７０を形成する。封止樹脂３０が硬化した後、カット部分に沿ってダイシングすることで、半導体パッケージ２００単位ごとに分割される。また、４コーナの内、１コーナのみ形成しないことで３つの凸部７０を形成できる。
【００３２】
図８および図９は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法における接合工程を説明するための図である。
図８および図９に示すように、接合工程におけるはんだ６０の供給方法も半導体パッケージ２００を基板１に実装する際、スタンドオフ高さに影響を与える。なぜなら、はんだ６０の供給によってブリッジを形成してしまう可能性があるからである。このため、図７に示すように、リード端子８０の短辺側におけるはんだ６０の供給量を、本実施形態に係らない半導体装置と比べて約９０％程度となるよう少なくする方法や、図８に示すように、短辺側におけるはんだ６０の供給量をさらに少なくし、半導体パッケージ２００の外側まではんだ６０を供給する方法がある。
【００３３】
上記で説明したように、突起形成工程と接合工程を行うことによって、半導体パッケージ２００に形成された少なくとも３つ以上の凸部７０の先端が、基板１に接している状態の半導体装置を得ることができる。
【００３４】
次に、本実施形態による効果について説明する。
【００３５】
半導体パッケージ２００において基板１と接合させる面に、少なくとも３つ以上の凸部７０を設けており、凸部７０と基板１は接触している。これによって、半導体パッケージ２００と基板１を実装した際、半導体パッケージ２００が傾くことが抑制できる。つまり、スタンドオフ高さを一定に保つことができる。すなわち、スタンドオフ高さの安定した構造を有する電子部品を得ることができる。
【００３６】
（第２の実施形態）
図１０は、本実施形態に係る半導体装置の断面図、図１１は、本実施形態に係る半導体パッケージの下面図、図１２は、本実施形態に係る半導体装置の上面図である。なお、図１０は、図１１におけるＡ−Ａ'断面を示した図である。
図１０、図１１、および図１２に示すように、本実施形態の半導体装置は、製造方法を含めて第１の実施形態とリード端子８０の端面が露出していない点以外は同じである。また、図１０および図１２に示すように、本実施形態に係る半導体装置は、第１の実施形態とは異なり、リード端子８０が封止樹脂３０に全て覆われている。なお、本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３７】
（第３の実施形態）
図１３は、本実施形態に係る半導体装置の断面図、図１４は、本実施形態に係る半導体パッケージの下面図である。なお、図１３は、図１４におけるＡ−Ａ'断面を示した図である。
図１３および図１４に示すように、リード端子８０に隣接する半導体パッケージ２００のコーナー部に凸部７０を形成している。また本実施形態に係る半導体装置の上面図は、図５と同じである。ただし、製造方法は、第１の実施形態と同様の方法を用いている。この場合、半導体パッケージ２００を基板１に実装した際、形成したはんだ６０のフィレット外観検査の際、接合部は影とならない。なお、本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３８】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【００３９】
１    基板
１０    保護膜
２０    リードフレーム
３０    封止樹脂
４０    ボンディングワイヤ
５０    半導体チップ
６０    はんだ
７０    凸部
８０    リード端子
９０    ダイパッド
１００    上金型
１１０    下金型
１２０    リリースフィルム
１３０    表示
２００    半導体パッケージ
【図１】
2013008891.tif 000003
【図２】
2013008891.tif 000004
【図３】
2013008891.tif 000005
【図４】
2013008891.tif 000006
【図５】
2013008891.tif 000007
【図６】
2013008891.tif 000008
【図７】
2013008891.tif 000009
【図８】
2013008891.tif 000010
【図９】
2013008891.tif 000011
【図１０】
2013008891.tif 000012
【図１１】
2013008891.tif 000013
【図１２】
2013008891.tif 000014
【図１３】
2013008891.tif 000015
【図１４】
2013008891.tif 000016