(57)【要約】【課題】部品点数及び製造工数を削減しつつ、半導体チップに対する衝撃を低減することができる半導体装置を提供する。【解決手段】第１樹脂部３００は直方体状に成形されている。リードフレーム１００は、第１樹脂部３００の第１側面３１０から延びる第１支持部１５０と、第１側面３１０とは反対側の第２側面３２０から第１支持部１５０とは反対側に延びる第２支持部１６０と、を有している。第１樹脂部３００は各支持部１５０、１６０の一端部１５１、１６１をモールドしている。第２樹脂部４００は各支持部１５０、１６０の他端部１５２、１６２の一部が露出するように当該他端部１５２、１６２をモールドしている。そして、各支持部１５０、１６０のうちの第１樹脂部３００及び第２樹脂部４００から露出した露出部１０１が、第１樹脂部３００と第２樹脂部４００とを相対的に変位させるバネ機能を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１枚の金属板がプレス加工されたことで構成されていると共に、アイランド部（１１０）及び支持部（１５０〜１９３）を有するリードフレーム（１００）と、
前記リードフレーム（１００）の前記アイランド部（１１０）に実装された半導体チップ（２００）と、
前記アイランド部（１１０）、前記半導体チップ（２００）、及び前記支持部（１５０〜１９３）の一端部（１５１、１６１）をモールドした第１樹脂部（３００）と、
前記第１樹脂部（３００）とは分離されており、前記リードフレーム（１００）のうちの前記支持部（１５０〜１９３）の他端部（１５２、１６２）の一部が露出するように当該他端部（１５２、１６２）をモールドした第２樹脂部（４００）と、
を備え、
前記支持部（１５０〜１９３）のうちの前記第１樹脂部（３００）及び前記第２樹脂部（４００）から露出した露出部（１０１）が、前記第１樹脂部（３００）と前記第２樹脂部（４００）とを相対的に変位させるバネ機能を有していることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記第１樹脂部（３００）は、直方体状に成形されており、
前記支持部は、前記第１樹脂部（３００）の第１側面（３１０）から延びる第１支持部（１５０）と、前記第１側面（３１０）とは反対側の第２側面（３２０）から前記第１支持部（１５０）とは反対側に延びる第２支持部（１６０）と、を有していることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第１樹脂部（３００）は、直方体状に成形されており、
前記支持部は、前記第１樹脂部（３００）の第１側面（３１０）から延びる第１支持部（１５０）と、前記第１側面（３１０）とは反対側の第２側面（３２０）から前記第１支持部（１５０）とは反対側に延びる第２支持部（１６０）と、前記第１側面（３１０）及び前記第２側面（３２０）に隣接する第３側面（３３０）から延びる第３支持部（１７０）と、前記第３側面（３３０）とは反対側の第４側面（３４０）から前記第３支持部（１７０）とは反対側に延びる第４支持部（１８０）と、を有していることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第１樹脂部（３００）は、前記支持部（１５０〜１９３）によって前記第２樹脂部（４００）に片持ち支持されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第１樹脂部（３００）は、直方体状に成形されており、
前記支持部は、前記第１樹脂部（３００）の一側面（３２０）と前記一側面（３２０）に隣接する他側面（３３０）とで構成される第１角部（３５０）から前記第１樹脂部（３００）を中心として放射状に延びる第１対角部（１９０）と、前記他側面（３３０）とは反対側の反対側面（３４０）と前記一側面（３２０）とで構成される第２角部（３６０）から前記第１樹脂部（３００）を中心として放射状に延びる第２対角部（１９１）と、を有していることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リードフレームに実装された半導体チップを備えた半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体チップが封止材に封止された半導体パッケージを備えた半導体装置が、例えば特許文献１で提案されている。半導体パッケージは、バネピンを介して実装基板に実装されている。これにより、実装基板から半導体パッケージに伝わる衝撃や振動がバネピンで減衰されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２７３２８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の技術では、バネピンは半導体パッケージ及び実装基板とは別部品として用意しなければならないので、半導体装置の部品点数が増加してしまうという問題がある。
【０００５】
また、半導体チップを実装基板に直接実装するのではなく、半導体パッケージと実装基板との間にバネピンを実装しなければならないので、バネピンに対する専用の製造工程が必要である。したがって、半導体装置の製造工数が増加してしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は上記点に鑑み、部品点数及び製造工数を削減しつつ、半導体チップに対する衝撃や振動を低減することができる半導体装置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】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、１枚の金属板がプレス加工されたことで構成されていると共に、アイランド部（１１０）及び支持部（１５０〜１９３）を有するリードフレーム（１００）と、リードフレーム（１００）のアイランド部（１１０）に実装された半導体チップ（２００）と、アイランド部（１１０）、半導体チップ（２００）、及び支持部（１５０〜１９３）の一端部（１５１、１６１）をモールドした第１樹脂部（３００）と、を備えている。
【０００８】
また、第１樹脂部（３００）とは分離されており、リードフレーム（１００）のうちの支持部（１５０〜１９３）の他端部（１５２、１６２）の一部が露出するように当該他端部（１５２、１６２）をモールドした第２樹脂部（４００）を備えている。
【０００９】
そして、支持部（１５０〜１９３）のうちの第１樹脂部（３００）及び第２樹脂部（４００）から露出した露出部（１０１）が、第１樹脂部（３００）と第２樹脂部（４００）とを相対的に変位させるバネ機能を有していることを特徴とする。
【００１０】
これによると、第１樹脂部（３００）が第２樹脂部（４００）に対して支持部（１５０〜１９３）を介して支持された状態になる。このため、第２樹脂部（４００）が受けた衝撃や振動をリードフレーム（１００）の一部である支持部（１５０〜１９３）の露出部（１０１）で減衰させることができる。
【００１１】
また、リードフレーム（１００）の一部である支持部（１５０〜１９３）にバネ機能を持たせているので、別部品が不要である。さらに、別部品が不要になるので、別部品を組み付けるための専用の製造工程も不要である。したがって、部品点数及び製造工数を削減しつつ、半導体チップ（２００）に対する衝撃を低減することができる。
【００１２】
なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した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ものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る半導体装置の平面図である。
【図２】図１のII−II断面図である。
【図３】図１のIII−III断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る半導体装置の平面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る半導体装置の平面図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係る半導体装置の平面図である。
【図７】本発明の第５実施形態に係る半導体装置の平面図である。
【図８】本発明の第６実施形態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】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００１５】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。本実施形態に係る半導体装置は、例えば加速度等の物理量を検出するためのセンサ装置として構成されている。図１〜図３に示されるように、半導体装置は、リードフレーム１００、半導体チップ２００、第１樹脂部３００、及び第２樹脂部４００を備えて構成されている。
【００１６】
リードフレーム１００は、図示しない１枚の金属板が所定の形状に打ち抜き加工（プレス加工）されて形成されたものである。金属板はＣｕ等の金属材料で形成されたものである。このようなリードフレーム１００は、アイランド部１１０、複数のリード１２０〜１４０、第１支持部１５０、及び第２支持部１６０を有している。
【００１７】
アイランド部１１０は、半導体チップ２００が実装される部分である。各リード１２０〜１４０は配線として機能する部分である。例えば、リード１２０が電源用として機能し、リード１３０が信号用として機能し、リード１４０がグランド用として機能する。
【００１８】
第１支持部１５０は各リード１２０〜１４０を挟むように第１樹脂部３００から２本延び出ている。第２支持部１６０は、第１樹脂部３００から２本の第１支持部１５０とは反対側に２本延び出ている。そして、各支持部１５０、１６０の一端部１５１、１６１はアイランド部１１０に一体化されている。これにより、アイランド部１１０及び各支持部１５０、１６０はＨ形状を構成している。
【００１９】
半導体チップ２００は、半導体基板に図示しないセンサエレメントやセンサエレメントで検出された信号を処理するための回路部が形成された半導体デバイスである。本実施形態では、センサエレメントは例えば加速度を検出するように構成されている。
【００２０】
また、半導体チップ２００はリードフレーム１００のアイランド部１１０に接着剤で固定されている。そして、半導体チップ２００は図示しないボンディングパットを有し、各リード１２０〜１４０に対してボンディングワイヤ２１０、２２０、２３０を介して電気的に接続されている。
【００２１】
第１樹脂部３００は、アイランド部１１０、半導体チップ２００、各リード１２０〜１４０のうちのアイランド部１１０側の一端部１２１、１３１、１４１、及び各支持部１５０、１６０のうちのアイランド部１１０側の一端部１５１、１６１をモールドしたものである。
【００２２】
なお、本実施形態では、第１樹脂部３００は、アイランド部１１０のうち半導体チップ２００が実装された面とは反対側の面が露出するようにアイランド部１１０をモールドしている。これは第１樹脂部３００の形態の一例であり、第１樹脂部３００がアイランド部１１０の全体をモールドしていても構わない。
【００２３】
本実施形態では、第１樹脂部３００は直方体状に成形されている。したがって、各リード１２０〜１４０及び２本の第１支持部１５０は、第１樹脂部３００の第１側面３１０から延び出ている。一方、２本の第２支持部１６０は、第１側面３１０とは反対側の第２側面３２０から２本の第１支持部１５０とは反対側に延び出ている。
【００２４】
第２樹脂部４００は、第１樹脂部３００とは分離された部分である。すなわち、図１に示されるように、第２樹脂部４００は第１樹脂部３００を一定距離離れた状態で囲むように四角形の枠状に成形されている。つまり、第２樹脂部４００は中空部分を有し、この中空部分に第１樹脂部３００を配置させている。
【００２５】
また、図２及び図３に示されるように、第２樹脂部４００は、各リード１２０〜１４０の他端部１２２、１３２、１４２及び各支持部１５０、１６０の他端部１５２、１６２の一部が露出するように各他端部１２２、１３２、１４２、１５２、１６２をモールドしている。したがって、第１樹脂部３００は、各リード１２０〜１４０及び各支持部１５０、１６０の支持によって第２樹脂部４００の中空部分に浮いた状態になっている。
【００２６】
ここで、第１樹脂部３００のうち第１側面３１０及び第２側面３２０に隣接する第３側面３３０と、この第３側面３３０とは反対側の第４側面３４０と、からは各支持部１５０、１６０が突出していない。しかしながら、第２樹脂部４００はこれら第３側面３３０及び第４側面３４０に対向する位置にも設けられている。これは、第２樹脂部４００のハンドリングを向上させるためである。
【００２７】
なお、本実施形態では、第２樹脂部４００は、各リード１２０〜１４０の他端部１２２、１３２、１４２及び各支持部１５０、１６０の他端部１５２、１６２のうち半導体チップ２００側の面とは反対側の面が露出するようにこれらをモールドしている。これは第１樹脂部３００の形態の一例であり、例えば第２樹脂部４００が各リード１２０〜１４０の他端部１２２、１３２、１４２及び各支持部１５０、１６０の他端部１５２、１６２の先端が露出するようにこれらをモールドしていても構わない。
【００２８】
図２及び図３に示されるように、各リード１２０〜１４０の他端部１２２、１３２、１４２及び各支持部１５０、１６０の他端部１５２、１６２は、はんだ５００によって回路基板５１０の図示しないパッドにはんだ付けされている。これにより、半導体チップ２００は、各リード１２０〜１４０を介して回路基板５１０に設けられた電気回路に電気的に接続されている。なお、回路基板５１０において、各支持部１５０、１６０の他端部１５２、１６２に対応したパッドは例えばダミーのパッドである。
【００２９】
また、回路基板５１０は第２樹脂部４００の中空部分に対応した部分に設けられた貫通孔５１１を有している。貫通孔５１１は、第１樹脂部３００が振動した際に、第１樹脂部３００が回路基板５１０に接触することを防止する役割を果たす。
【００３０】
なお、第１樹脂部３００が回路基板５１０に接触しなければ良いので、回路基板５１０が完全に貫通していなくても良い。例えば、回路基板５１０のうち第１樹脂部３００に対向する部分に溝部が形成されていても良い。一方、回路基板５１０と各リード１２０〜１４０との間に導電性のスペーサを設けることで回路基板５１０に対する第１樹脂部３００の位置を調整しても良い。これにより、回路基板５１０に貫通孔５１１や溝部が不要になる。
【００３１】
上記のように、リードフレーム１００が第１樹脂部３００と第２樹脂部４００とにモールドされているので、リードフレーム１００は第１樹脂部３００及び第２樹脂部４００から露出した部分である露出部１０１を有している。この露出部１０１は、第１樹脂部３００と第２樹脂部４００とを相対的に変位させるバネ機能を有している。すなわち、露出部１０１は、第１樹脂部３００をリードフレーム１００において半導体チップ２００の設置面に対して垂直な方向に変位させることができる。各露出部１０１のバネ定数は同じになるようにリードフレーム１００が設計されている。つまり、バネ機能はリードフレーム１００の材質に基づいている。
【００３２】
これにより、回路基板５１０や第２樹脂部４００が受けた衝撃や振動を露出部１０１で減衰させることができる。本実施形態では、各支持部１５０、１６０だけでなく、電気配線として機能する各リード１２０〜１４０の露出部１０１によっても振動や衝撃を吸収することができる。したがって、半導体チップ２００に対する衝撃を低減することができる。上述のように、半導体チップ２００は加速度等を測定するセンサとして構成されているので、半導体チップ２００に対する不要な衝撃や振動から半導体チップ２００を保護することができる。
【００３３】
そして、リードフレーム１００の一部が衝撃や振動を減衰させるバネ機能を有しているので、当該バネ機能を有する別部品は不要である。つまり、リードフレーム１００とは異なる別部品を用いずに半導体装置を構成することができる。
【００３４】
さらに、バネ機能を有する別部品が不要であるので、別部品を組み付けるための専用の製造工程も不要である。すなわち、各支持部１５０、１６０はリードフレーム１００の形成時に各リード１２０〜１４０やアイランド部１１０と同時に形成されると共に、各リード１２０〜１４０と共に第１樹脂部３００及び第２樹脂部４００にモールドされる。このため、各支持部１５０、１６０に対する専用の製造工程が不要である。したがって、半導体装置の部品点数及び製造工数を削減しつつ、半導体チップ２００に対する衝撃を低減することができる。
【００３５】
（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について説明する。図４に示されるように、第２樹脂部４００は、各リード１２０〜１４０及び２本の第１支持部１５０をモールドする部分と、２本の第２支持部１６０をモールドする部分とに分離されている。なお、図４では回路基板５１０を省略している。以下の図も同様である。
【００３６】
このように、第２樹脂部４００は、第１樹脂部３００を一周囲むように成形されていなくても良い。すなわち、第２樹脂部４００は、各リード１２０〜１４０及び各支持部１５０、１６０をモールドしていれば、複数に分割されていても良い。
【００３７】
（第３実施形態）
本実施形態では、第１、第２実施形態と異なる部分について説明する。図５に示されるようにリードフレーム１００は、各リード１２０〜１４０、第１支持部１５０、第２支持部１６０の他に、第３支持部１７０及び第４支持部１８０を有している。第３支持部１７０は第１樹脂部３００の第３側面３３０から１本延び出ており、第４支持部１８０は第４側面３４０から第３支持部１７０とは反対側に１本延び出ている。
【００３８】
これにより、第３支持部１７０及び第４支持部１８０によって第１支持部１５０及び第２支持部１６０のねじれを防止することができる。また、第１支持部１５０及び第２支持部１６０によって第３支持部１７０及び第４支持部１８０のねじれを抑制することができる。
【００３９】
（第４実施形態）
本実施形態では、第１〜第３実施形態と異なる部分について説明する。図６に示されるように、リードフレーム１００は各リード１２０〜１４０及び第１支持部１５０を有している。第２支持部１６０等の他の支持部は設けられていない。このため、第１樹脂部３００は、第１支持部１５０によって第２樹脂部４００に片持ち支持されている。
【００４０】
これによると、第２樹脂部４００から第１樹脂部３００への衝撃や振動の伝達経路が制限されるので、回路基板５１０や第２樹脂部４００から第１樹脂部３００への衝撃や振動を遮断しやすくすることができる。また、半導体チップ２００のセンシングの精度を確保することができる。
【００４１】
（第５実施形態）
本実施形態では、第１〜第４実施形態と異なる部分について説明する。図７に示されるように、リードフレーム１００は、各リード１２０〜１４０の他に、支持部として第１対角部１９０及び第２対角部１９１を有している。
【００４２】
第１対角部１９０は、第１樹脂部３００の第２側面３２０と第２側面３２０に隣接する第３側面３３０とで構成される第１角部３５０から第１樹脂部３００を中心として放射状に１本延び出ている。すなわち、第１対角部１９０は第１樹脂部３００の第１角部３５０と第２樹脂部４００のうち第１角部３５０に対向する角部とを繋いでいる。
【００４３】
また、第２対角部１９１は、第３側面３３０とは反対側の第４側面３４０と第２側面３２０とで構成される第２角部３６０から第１樹脂部３００を中心として放射状に１本延び出ている。第２対角部１９１についても同様に、第１樹脂部３００の第２角部３６０と第２樹脂部４００のうち第２角部３６０に対向する角部とを繋いでいる。
【００４４】
そして、第１対角部１９０及び第２対角部１９１のうち第１樹脂部３００及び第２樹脂部４００から露出した露出部１０１がバネ機能を有している。このように、第１樹脂部３００の角部から第１対角部１９０及び第２対角部１９１が延び出ていても良い。
【００４５】
なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、第２側面３２０が特許請求の範囲の「一側面」に対応し、第３側面３３０が特許請求の範囲の「他側面」に対応する。また、第４側面３４０が特許請求の範囲の「反対側面」に対応する。
【００４６】
（第６実施形態）
本実施形態では、第５実施形態と異なる部分について説明する。図８に示されるように、リードフレーム１００は、さらに第３対角部１９２及び第４対角部１９３を有している。
【００４７】
第３対角部１９２は、第１樹脂部３００の第１側面３１０と第３側面３３０とで構成される第３角部３７０から第１樹脂部３００を中心として放射状に１本延び出ている。また、第４対角部１９３は、第１樹脂部３００の第１側面３１０と第４側面３４０とで構成される第４角部３８０から第１樹脂部３００を中心として放射状に１本延び出ている。以上のように、第１樹脂部３００の４つの角部３５０〜３８０に対応して支持部である各対角部１９０〜１９３を設けても良い。
【００４８】
なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、第３対角部１９２及び第４対角部１９３が特許請求の範囲の「支持部」に対応する。
【００４９】
（他の実施形態）
上記各実施形態で示された半導体装置の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、リードフレーム１００にはアイランド部１１０が設けられていなくても良い。また、半導体チップ２００は物理量を検出する素子に限られず、信号処理を行う回路が形成されたＩＣチップでも良い。
【００５０】
各支持部１５０〜１８０はアイランド部１１０に一体化されていなくても良い。各対角部３５０〜３８０についても同じである。また、各支持部１５０〜１８０や各対角部３５０〜３８０の本数についても１本や２本に限られず、３本以上設けられていても良い。一方、各リード１２０〜１４０は支持部として機能させなくても良い。すなわち、各リード１２０〜１４０の他端部１２２、１３２、１４２は第２樹脂部４００にモールドされていなくても良い。
【００５１】
上記各実施形態では、第１樹脂部３００は直方体状に成形されていたが、これは第１樹脂部３００の形態の一例である。したがって、第１樹脂部３００は直方体状に限られず、他の形状に成形されていても良い。第２樹脂部４００の形状についても同じである。
【符号の説明】
【００５２】
１００          リードフレーム
１０１          露出部
１５０、１６０  支持部
１５１、１６１  一端部
１５２、１６２  他端部
２００          半導体チップ
３００          第１樹脂部
４００          第２樹脂部
【図１】
2016207909.tif 000003
【図２】
2016207909.tif 000004
【図３】
2016207909.tif 000005
【図４】
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【図５】
2016207909.tif 000007
【図６】
2016207909.tif 000008
【図７】
2016207909.tif 000009
【図８】
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