(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートシンク（１０）と、
前記ヒートシンクの一面（１１）上に搭載された半導体チップ（２０）と、
前記ヒートシンクの周囲から前記ヒートシンクの一面上に延設されたリード部（３１）を有するリードフレーム（３０）と、
前記リード部と前記半導体チップとを電気的に接続し、ワイヤボンディングにより形成されたワイヤ（４０）とを備える半導体装置の製造方法であって、
前記リード部として、その先端側が折り曲げられた折り曲げ部（３２）を有するものを用い、
前記折り曲げ部を前記ヒートシンクの一面と交差する位置関係とし、前記リード部の折り曲げ部におけるボンディング面とは反対側の面を治具（１１０）により支持し、前記折り曲げ部がボンディングツールにより前記ヒートシンクの一面に正対する方向とはならない方向に押されるようにして前記ワイヤボンディングを行うことにより前記折り曲げ部に前記ワイヤを接続することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
ヒートシンク（１０）と、
前記ヒートシンクの一面（１１）上に搭載された半導体チップ（２０）と、
前記ヒートシンクの周囲から前記ヒートシンクの一面上に延設されたリード部（３１）を有するリードフレーム（３０）とを備える半導体装置であって、
前記リード部は、その先端側が折り曲げられた折り曲げ部（３２）を有し、この折り曲げ部は、前記ヒートシンクの一面とは反対側へ折り曲げられることにより、前記ヒートシンクの一面と交差する位置関係となっており、前記リード部における前記ヒートシンクの一面側の面における前記折り曲げ部が、前記リード部と前記半導体チップとをワイヤ（４０）にて電気的に接続するワイヤボンディングを行う際のボンディング面になっていることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
前記ヒートシンク（１０）は矩形板形状を有し、
前記リード部（３１）は、前記ヒートシンクの矩形をなす４辺のうち３辺以下の周囲に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒートシンクの一面上に搭載された半導体チップを、ヒートシンクの周囲に設けられたリードフレームにワイヤボンディングしてなる半導体装置の製造方法および半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の半導体装置としては、特開２００１−１４４２４２２号公報に記載のものが提案されている。そのような半導体装置の一般的な構成を図７に示す。
【０００３】
ヒートシンク１０の一面（上面）１１上に半導体チップ２０が搭載され、ヒートシンク１０の周囲にはリードフレーム３０のリード部（インナーリード）３１が設けられ、リード部３１と半導体チップ２０とは、ワイヤボンディングにより形成されたワイヤ４０により接続されている。
【０００４】
そして、これら半導体チップ２０、リード部３１、ヒートシンク１０およびワイヤ４０は、ヒートシンク１０の他面（下面）１２を露出した状態で樹脂５０により包み込まれるようにモールドされている。このような半導体装置においては、半導体チップ２０の熱をヒートシンク１０から放熱できるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の半導体装置においては、放熱性を向上させるために、上記図７中の破線で示すように、ヒートシンク１０を大型化したいという要望がある。このように、ヒートシンク１０を大型化すると、ヒートシンク１０とリードフレーム３０のリード部３１とが重なる。すると、次に述べるような問題が生じる。
【０００６】
図８は、従来の半導体装置におけるワイヤボンディング工程を説明する説明図であり、（ａ）はヒートシンク１０とリード部３１とが重なっていない状態、（ｂ）はヒートシンク１０を大型化してヒートシンク１０とリード部３１とが重なった状態を示す。
【０００７】
図８（ａ）に示すように、半導体チップ２０に接続されたワイヤ４０は、ボンディングツール１００によりリード部３１の上まで引き回されて接続される。このとき、リード部３１には、ボンディングツール１００が押し付けられるために、リード部３１の下側に治具１１０をあてがって支えている。
【０００８】
一方、ヒートシンク１０とリード部３１とが重なった状態では、図８（ｂ）に示すように、ヒートシンク１０の周囲からヒートシンク１０の一面１１上に延設されたリード部３１とヒートシンク１０の一面１１との間に、さらに、支持具１２０を介在させる必要が生じる。
【０００９】
この支持具１２０を介在させることによって、ツール１００によってワイヤ４０が押し付けられたときに、リード部３１がヒートシンク１０の一面１１側へ曲がり変形することを防止する。ヒートシンク１０およびリード部３１は、両者とも良好な電気伝導体であり、リード部３１とヒートシンク１０とがショートする危険性があるためである。
【００１０】
このように、ヒートシンク１０とリード部３１とが重なった状態では、ワイヤボンディングを行う際に、従来の治具１１０以外に、さらに支持具１２０を用いる必要があり、ワイヤボンディング工程の煩雑化はまぬがれない。
【００１１】
そこで、本発明は上記問題に鑑み、ヒートシンクの一面上に搭載された半導体チップを、ヒートシンクの周囲に設けられたリードフレームにワイヤボンディングしてなる半導体装置において、ヒートシンクとリード部との間を支持する支持具を用いないでワイヤボンディングを可能としつつ、ヒートシンクを適切に大型化できるような構成を実現することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、ヒートシンク（１０）と、ヒートシンクの一面（１１）上に搭載された半導体チップ（２０）と、ヒートシンクの周囲からヒートシンクの一面上に延設されたリード部（３１）を有するリードフレーム（３０）と、リード部と半導体チップとを電気的に接続しワイヤボンディングにより形成されたワイヤ（４０）とを備える半導体装置の製造方法であって、リード部として、その先端側が折り曲げられた折り曲げ部（３２）を有するものを用い、折り曲げ部をヒートシンクの一面と交差する位置関係とし、リード部の折り曲げ部におけるボンディング面とは反対側の面を治具（１１０）により支持し、折り曲げ部がボンディングツールによりヒートシンクの一面に正対する方向とはならない方向に押されるようにしてワイヤボンディングを行うことにより折り曲げ部にワイヤを接続することを特徴とする。
【００１３】
それによれば、ワイヤボンディングのときにはボンディングツールによりリード部（３１）の折り曲げ部（３２）が押されるが、その押される力の方向は、ヒートシンク（１０）の一面（１１）に正対する方向とはならない。
【００１４】
そのため、ワイヤボンディング時には、リード部（３１）の折り曲げ部（３２）におけるツール側の面（ボンディング面）とは反対側の面を治具（１１０）により支持するだけで良く、リード部（３１）とヒートシンク（１０）の一面（１１）との間に、支持具を介在させることが不要となる。
【００１５】
このように、本発明によれば、リード部（３１）をヒートシンク（１０）の周囲からヒートシンクの一面（１１）上に延設して、ヒートシンクとリード部とを重なるようにしても、ヒートシンクとリード部との間を支持する支持具を用いないでワイヤボンディングを可能とすることができ、ヒートシンクを適切に大型化できるような構成を実現することができる。
【００１６】
また、請求項２に記載の発明では、ヒートシンク（１０）と、ヒートシンクの一面（１１）上に搭載された半導体チップ（２０）と、ヒートシンクの周囲からヒートシンクの一面上に延設されたリード部（３１）を有するリードフレーム（３０）とを備える半導体装置であって、リード部は、その先端側が折り曲げられた折り曲げ部（３２）を有し、この折り曲げ部は、ヒートシンクの一面とは反対側へ折り曲げられることにより、ヒートシンクの一面と交差する位置関係となっており、リード部におけるヒートシンクの一面側の面における折り曲げ部が、リード部と半導体チップとをワイヤ（４０）にて電気的に接続するワイヤボンディングを行う際のボンディング面になっていることを特徴とする。請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の実施に用いることのできる半導体装置を提供することができる。また、請求項３に記載の発明では、請求項２の半導体装置において、ヒートシンク（１０）は矩形板形状を有し、リード部（３１）は、ヒートシンクの矩形をなす４辺のうち３辺以下の周囲に配置されていることを特徴とする。
【００１７】
それによれば、限られた装置サイズの中で、ヒートシンク（１０）を大型化するには好ましい構成とすることができる。
【００１８】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。図１は本発明の実施形態に係る半導体装置Ｓ１の概略断面構成を示す図である。
【００２０】
この半導体装置Ｓ１は、ヒートシンク１０と、ヒートシンク１０の一面（上面）１１上に搭載された半導体チップ２０と、ヒートシンク１０の周囲からヒートシンク１０の一面１１上に延設されたリード部（インナーリード）３１を有するリードフレーム３０と、リード部３１と半導体チップ２０とを電気的に接続しワイヤボンディングにより形成されたワイヤ４０とを備えている。
【００２１】
そして、これら各部１０〜４０が、ヒートシンク１０の他面（下面）１２およびリードフレーム３０のアウターリードを露出させた状態で、樹脂５０により包み込まれるようにモールドされており、いわゆる樹脂封止型半導体装置が構成されている。
【００２２】
ヒートシンク１０は、半導体チップ２０の放熱部材として用いられ、例えば銅やアルミ等からなる板材を採用することができる。半導体チップ２０は、例えば、電源やアクチュエータの駆動回路等として機能するパワー素子（パワーＩＣ）等であり、ＭＯＳＦＥＴとバイポーラトランジスタとが組み合わされて形成された単結晶シリコンチップ等からなる。この半導体チップ２０は、Ａｇペーストやはんだ等の接合部材６０を介してヒートシンク２０に接着されている。
【００２３】
リードフレーム３０は、例えば銅または銅合金等からなる板材をエッチングまたはプレス等により所定形状に加工したものであり、ヒートシンク１０に対し図示しない部位にてかしめ等によって取り付けられている。なお、ヒートシンク１０とリードフレーム３０とは、樹脂５０のモールドにより一体化されていれば良く、上記かしめ等による一体化がなされていなくても良い。
【００２４】
リードフレーム３０のリード部３１は、ヒートシンク１０の周囲からヒートシンク１０の一面１１と平行に延びてヒートシンク１０の一面１１上まで配置されている。そして、樹脂５０内に位置するリード部（インナーリード）３１の先端部側が折り曲げられており、この折り曲げ部３２はヒートシンク１０の一面１１と交差する位置関係となっている。
【００２５】
折り曲げ部３２は、リードフレーム３０をエッチングにより成形した後に、プレス等によって折り曲げ加工するか、リードフレーム３０を所定形状にプレス加工するときに同時に折り曲げ加工する等により形成することができる。本例では、折り曲げ部３２は、ヒートシンク１０の一面１１側（図１中の下方側）へ折り曲げられている。
【００２６】
そして、折り曲げ部３２の上面と半導体チップ２０とが、ワイヤ４０により結線され電気的に接続されている。このワイヤ４０は、金やアルミ等のワイヤボンディングを行うことにより形成されている。また、樹脂５０はエポキシ系樹脂等よりなり、型等を用いて成形されている。
【００２７】
このような構成を有する樹脂封止型半導体装置Ｓ１は、例えば、回路基板の上に実装され、リードフレーム３０のアウターリードを介して当該回路基板と電気的、機械的に接続される。
【００２８】
図１に示す半導体装置Ｓ１は、例えば次に示す方法によって製造することができる。まず、ヒートシンク１０とリードフレーム３０とをかしめることにより一体化する。次に、ヒートシンク１０の一面１１に、接合部材６０を介して半導体チップ２０を搭載し接着する。
【００２９】
次に、ワイヤボンディングを行うことにより、リード部３１と半導体チップ２０とをワイヤ４０により接続する。このとき、半導体チップ２０に一次ボンディングされたワイヤ４０は、ボンディングツール（図示せず）によりリード部３１の折り曲げ部３２に引き回され、折り曲げ部３２に二次ボンディングされる。なお、ボンディング順序は上記の逆でも良い。
【００３０】
この折り曲げ部３２へのボンディングの際、折り曲げ部３２は当該ツールによって図１中の矢印Ｙ方向へ押されるが、この折り曲げ部３２が押される力の方向は、ヒートシンク１０の一面１１に正対する方向とはならない。つまり、ワイヤボンディングの際に、リード部３１はヒートシンク１０の一面１１へ曲がり変形することは無くなる。
【００３１】
そのため、図１中の一点鎖線に示すように、リード部３１の折り曲げ部３２におけるボンディング面とは反対側の面を治具１１０により支持するだけで良く、リード部３１とヒートシンク１０の一面１１との間に、さらに支持具を介在させることが不要となる。そして、このように、治具１１０で支持した状態でワイヤボンディングを行い、ワイヤ４０による接続を行う。
【００３２】
次に、このようにしてできたワークを成形型に投入し、樹脂成形を行うことにより、ヒートシンク１０の他面（下面）１２およびリードフレーム３０のアウターリードを露出させた状態で、樹脂５０によって上記部品１０〜４０が封止された半導体装置Ｓ１ができあがる。
【００３３】
このように、本実施形態によれば、リード部３１をヒートシンク１０の周囲からヒートシンク１０の一面１１上に延設して、ヒートシンク１０とリード部３１とを重なるようにしても、ヒートシンク１０とリード部３１との間を支持する支持具を用いないでワイヤボンディングを可能とすることができ、ヒートシンク１０を適切に大型化できるような構成を実現することができる。
【００３４】
なお、図１に示す例では、折り曲げ部３２は、ヒートシンク１０の一面１１側（図１中の下方側）へ折り曲げられることにより、ヒートシンク１０の一面１１と交差する位置関係となっているが、図２および図３に示すように、折り曲げ部３２は、ヒートシンク１０の一面１１とは反対側へ折り曲げられていても良い。
【００３５】
図２に示す例（本実施形態の第１変形例）および図３に示す例（本実施形態の第２変形例）においても、図２、図３中の一点鎖線に示すように、リード部３１の折り曲げ部３２におけるボンディング面とは反対側の面を治具１１０により支持するだけで良く、上記図１と同様に、さらに支持具を介在させることが不要となる。
【００３６】
また、上記各例では、リード部３１の折り曲げ部３２は、ヒートシンク１０の一面１１と直角（図３参照）か、もしくは上方に向かって半導体チップ２０から離れるように傾斜した配置（図１、図２参照）となっているが、図４（本実施形態の第３変形例）および図５（本実施形態の第４変形例）に示すように、上方に向かって半導体チップ２０に近づくように傾斜した配置となっていても良い。
【００３７】
つまり、図１、図２では、図中の下方に向かって先すぼまりの逆「ハ」の字形状となっているが、図４、図５では、図中の上方に向かって先すぼまり「ハ」の字形状となっている。これら図２〜図５に示す各変形例においても、上記図１の例と同様の作用効果を実現することができる。
【００３８】
また、本実施形態の半導体装置Ｓ１において、ヒートシンク１０が、その一面１１からみたときの形状が矩形形状を有する場合（つまり、ヒートシンク１０が矩形板形状を有する場合）、リード部３１は、ヒートシンク１０の矩形をなす４辺のうち３辺以下の周囲に配置されていることが好ましい。
【００３９】
このことについて、図６を参照して説明する。図６（ａ）〜（ｄ）は、半導体装置Ｓ１を、樹脂５０から露出するヒートシンク１０の他面１２から見た平面構成図である。ヒートシンク１０の矩形をなす４辺のうち、図６（ａ）では３辺の周囲に、図６（ｂ）では２辺の周囲に、図６（ｃ）では１辺の周囲に、図６（ｄ）では４辺の周囲に、リードフレーム３０のリード部３１が配置されている。
【００４０】
図６（ｄ）の場合、あたかも、ヒートシンク１０の全周にリード部３１が配置された形となるが、図６（ａ）〜（ｃ）の場合では、リード部３１の配置されていない部分において、ヒートシンク１０をそれだけ大きくすることができる。
【００４１】
同一サイズの樹脂封止形態を考えた場合、図６において（ｃ）が最もヒートシンク１０を大きくすることができ、次いで（ｂ）、（ａ）、（ｄ）の順にヒートシンク１０を大きくすることができる。つまり、リード部３１を、ヒートシンク１０の矩形をなす４辺のうち３辺以下の周囲に配置することは、限られた装置サイズの中で、ヒートシンク１０を大型化するには好ましい構成となる。
【００４２】
なお、本発明は、ヒートシンクの一面上に搭載された半導体チップを、ヒートシンクの周囲に設けられたリードフレームにワイヤボンディングしてなる半導体装置に適用可能であり、樹脂でモールドされたものでなくても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る半導体装置の概略断面図である。
【図２】上記実施形態の第１変形例としての半導体装置の概略断面図である。
【図３】上記実施形態の第２変形例としての半導体装置の概略断面図である。
【図４】上記実施形態の第３変形例としての半導体装置の概略断面図である。
【図５】上記実施形態の第４変形例としての半導体装置の概略断面図である。
【図６】上記実施形態の半導体装置を、樹脂から露出するヒートシンクの他面から見た平面構成図である。
【図７】従来の半導体装置の一般的な概略断面構成図である。
【図８】従来の半導体装置におけるワイヤボンディング工程を説明する説明図である。
【符号の説明】
１０…ヒートシンク、１１…ヒートシンクの一面、２０…半導体チップ、
３０…リードフレーム、３１…リードフレームのリード部、
３２…リード部の折り曲げ部、４０…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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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