(57)【要約】【課題】外部から加わる機械的応力に対して反り及び捩じりが生じないような構成とすることにより、光学特性の不具合の発生を防止し、且つ実用上の信頼性を確保することができる半導体装置を提供することにある。【解決手段】樹脂ケース２０の凹部２３の底部に露出して対向配置されたダイパッド１２とワイヤパッド１３の互いに対向する夫々の先端部１２ａ、１３ａに、該先端部１２ａ、１３ａから対向する他先端部１３ａ、１２ａの近傍まで突出する突出部１４、１５を設けた。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹部を有する樹脂ケースと、
前記樹脂ケースの凹部の底部に露出した、半導体素子が載置されるダイボンディングパッド及び前記半導体素子と電気的に接続される電極パッドを有するリードフレームと、
前記ダイボンディングパッド上に載置された半導体素子と、
前記凹部内に充填されて前記半導体素子を樹脂封止する封止樹脂と、
を備えた半導体装置であって、
前記ダイボンディングパッドと前記電極パッドは対向配置されると共に、互いに対向する夫々の先端部には、該先端部から対向する他先端部の近傍まで突出する突出部が設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記ダイボンディングパッドから突出する突出部及び前記電極パッドから突出する突出部は、その先端部が該突出部の延長方向に対して一方の側に折れ曲がった鍵型の形状、あるいは両側に折れ曲がった鍵型の形状を有す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】
前記ダイボンディングパッドから突出する突出部及び前記電極パッドから突出する突出部は、前記ダイボンディングパッド及び前記電極パッドを通る中心線の対称位置に位置することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記ダイボンディングパッドから突出する突出部及び前記電極パッドから突出する突出部は、交互に配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の半導体発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関するものであり、詳しくは、リードフレームが樹脂ケースにインサート成形されたパッケージに、半導体素子が実装されてなる半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の半導体装置としては、特許文献１に開示されたものがある。
【０００３】
開示された半導体装置の構成は、図１０（ａ（平面図）、ｂ（ａのＢ−Ｂ断面図））にあるように、凹部８１を有する反射樹脂（樹脂ケース）８２とダイパッド（ダイボンディングパッド）８３及びリード部（ワイヤボンディングパッド）８４を有するリードフレーム８５とが一体化されてパッケージ８６が形成され、樹脂ケース８２の凹部８１の底部に露出したダイボンディングパッド８３にＬＥＤ素子（半導体素子）８７が載置されて半導体素子８７の下部電極（図示せず）とダイボンディングパッド８３とが電気的に接続されると共に、半導体素子８７の上部電極（図示せず）がボンディングワイヤ８８を介してワイヤボンディングパッド８４に接続されて半導体素子８７の上部電極とワイヤボンディングパッド８４とが電気的に接続されている。更に、樹脂ケース８２の凹部８１内に封止樹脂８９が充填されて半導体素子８７及びボンディングワイヤ８８が樹脂封止されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５１７７３１６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記構成の半導体装置８０は、樹脂ケース８２の凹部８１の底部において、ダイボンディングパッド８３とワイヤボンディングパッド８４との間にリードフレームが存在しない領域（リードフレーム非存在領域）９０を有している。
【０００６】
そのため、リードフレーム非存在領域９０を挟んだ一方の側あるいは両側に外部から該リードフレームの厚み方向あるいは捩じり方向に機械的応力が加わった場合、リードフレーム非存在領域９０において反り変形あるいは捩じり変形を生じ、基板実装時及び基板実装後の実用時の不具合の発生要因となる。
【０００７】
具体的には、基板実装時においては、ハンドリング性に劣るために生産性の低下を招くと共に自動機による自動実装において基板に対して正規の実装状態が確保できない恐れがあり、実装信頼性を損なう可能性がある。
【０００８】
また、実用時においては、半導体素子と樹脂ケースの凹部内側面（光反射面）との位置関係が変わるために凹部内側面による反射光の反射方向が変わり、指向特性が変化することになる。更に、封止樹脂と基板及び封止樹脂と半導体素子との界面に加わる応力によって半導体素子が基板から剥離する可能性及びボンディングワイヤが破損、切断する可能性がある。
【０００９】
そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、外部から加わる機械的応力（曲げ応力あるいは捩じり応力）に対して反りあるいは捩じりが生じないような構成とすることにより、光学特性の不具合の発生を防止し、且つ実用上の信頼性を確保することができる半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、凹部を有する樹脂ケースと、前記樹脂ケースの凹部の底部に露出した、半導体素子が載置されるダイボンディングパッド及び前記半導体素子と電気的に接続される電極パッドを有するリードフレームと、前記ダイボンディングパッド上に載置された半導体素子と、前記凹部内に充填されて前記半導体素子を樹脂封止する封止樹脂と、を備えた半導体装置であって、前記ダイボンディングパッドと前記電極パッドは対向配置されると共に、互いに対向する夫々の先端部には、該先端部から対向する他先端部の近傍まで突出する突出部が設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記ダイボンディングパッドから突出する突出部及び前記電極パッドから突出する突出部は、その先端部が該突出部の延長方向に対して一方の側に折れ曲がった鍵型の形状、あるいは両側に折れ曲がった鍵型の形状を有することを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１又は請求項２において、前記ダイボンディングパッドから突出する突出部及び前記電極パッドから突出する突出部は、前記ダイボンディングパッド及び前記電極パッドを通る中心線の対称位置に位置することを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項４に記載された発明は、請求項１〜請求項３のいずれかにおいて、  前記ダイボンディングパッドから突出する突出部及び前記電極パッドから突出する突出部は、交互に配置されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、外部から加わる機械的応力に対して反り及び捩じりが生じないような構成とすることにより、光学特性の不具合の発生を防止し、且つ実用上の信頼性を確保することができる半導体装置を提供することが可能となる
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態の半導体装置の製造工程に係る説明図である。
【図２】同じく、実施形態の半導体装置の製造工程に係る説明図である。
【図３】同じく、実施形態の半導体装置の製造工程に係る説明図である。
【図４】同じく、実施形態の半導体装置の製造工程に係る説明図である。
【図５】実施形態の半導体装置の平面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ断面矢視図である。
【図７】他の実施形態の半導体装置である。
【図８】同じく、他の実施形態の半導体装置である。
【図９】同じく、他の実施形態の半導体装置である。
【図１０】従来例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図９を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。
【００１７】
本発明の半導体装置は、リードフレームを成形樹脂でインサート成形することによりリードフレームが樹脂ケースに埋設されてなるパッケージが形成され、樹脂ケースに設けられた凹部内に半導体素子を実装して封止樹脂で樹脂封止した構成を有する。
【００１８】
以下に、半導体装置の製造工程について、図１〜図６を参照して説明する。
【００１９】
まず、例えば、Ｃｕ合金からなる金属板材にＮｉ、Ｐｄ、Ａｕ、Ａｇ等のメッキ処理を施すことによって表面処理を行った後、板金加工（打ち抜き加工）やエッチング加工等の加工を施すことにより不要な部分を取り除いて所望の形状の多数個取り用リードフレーム１０を形成する。
【００２０】
加工後の多数個取り用リードフレーム１０は、図１（平面説明図）にあるように多数個取りの構成とされ、半導体素子をダイボンディングするダイボンディングパッド（以下、「ダイパッド」と略称する）１２とボンディングワイヤをワイヤボンディングするワイヤボンディングパッド（以下、「ワイヤパッド」と略称する）１３とからなる一対のボンディングパッド１１が、タイバー１８に連結支持されて所定の間隔で縦横に複数対配列されている。
【００２１】
一対のボンディングパッド１１を構成するダイパッド１２とワイヤパッド１３は対向配置され、互いに対向する夫々の先端部１２ａ、１３ａには、該先端部１２ａ、１３ａから対向する他先端部１３ａ、１２ａの近傍まで突出する夫々１つの直線状の突出部１４、１５が設けられている。なお、突出部１４、１５の夫々は、ダイパッド１２及びワイヤパッド１３を通る中心線Ｘの対称位置に配設することも可能である。また、ダイパッド１２及びワイヤパッド１３の夫々からは、後述する半導体装置の外部リードとなるリード部１６、１７が延設されている。
【００２２】
上記形状に加工された多数個取り用リードフレーム１０は、図２（平面説明図）にあるように、成形樹脂でインサート成形されて成形品（多数個取り用パッケージ）３が形成される。成形樹脂は例えば、エポキシ樹脂に、例えばＺｎＯ等の無機反射粒子を混入した樹脂を用いる。成形品の多数個取り用パッケージ３は、成形樹脂で形成された多数個取り用樹脂ケース２１が複数列並設され、各一対のボンディングパッド１１に対応する位置に凹部２３が設けられると共に凹部２３の底部に一対のボンディングパッド１１を構成するダイパッド１２及びワイヤパッド１３が露出している。
【００２３】
そして、図３（平面説明図）にあるように、凹部２３の底部に露出したダイパッド１２上に導電接合部材（図示せず）を介して半導体素子３０をダイボンディングし、半導体素子３０の下部電極（図示せず）とダイパッド１２との電気的な接続が図られる。また、ボンディングワイヤ３１の一端部を半導体素子３０の上部電極（図示せず）にワイヤボンディングすると共に他端部を凹部２３の底部に露出したワイヤパッド１３上にワイヤボンディングすることにより、ボンディングワイヤ３１を介して半導体素子３０の上部電極とワイヤパッド１３との電気的な接続が図られる。
【００２４】
その後、図４（平面説明図）にあるように、夫々の凹部２３内に、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の透光性樹脂からなる封止樹脂３２を充填することにより、半導体素子３０及びボンディングワイヤ３１が封止樹脂３２で樹脂封止されてなる多数個取り半導体装置２が形成される。
【００２５】
なお、半導体素子３０が発光素子で且つ青色光を発光する素子(青色発光素子)の場合、透光性樹脂に、青色光に励起されて青色の補色となる黄色光に波長変換する蛍光体（黄色蛍光体）を分散してなる蛍光体分散樹脂を封止樹脂３２に用いることにより、青色発光素子から出射された青色光の一部が黄色蛍光体を励起することによって波長変換された黄色光と、青色発光素子から出射された青色光の一部との加法混色によって白色光に近い色相の光を得ることができる。
【００２６】
あるいは、蛍光体に、青色光に励起されて赤色光及び緑色光にそれぞれ波長変換する赤色蛍光体及び緑色蛍光体の２種類の蛍光体を混合したもの（２種混合蛍光体）を用いることにより、青色発光素子から出射された青色光の一部が２種混合蛍光体を励起することによって波長変換された赤色光及び緑色光と、青色発光素子から出射された青色光の一部との加法混色によって白色光を得ることができる。
【００２７】
また、発光素子が紫外光を発光する素子（紫外発光素子）の場合、透光性樹脂に、紫外光に励起されて赤色光、緑色光及び青色光にそれぞれ波長変換する赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体の３種類の蛍光体を混合したもの（３種混合蛍光体）を用いることにより、紫外発光素子から出射された紫外光が３種混合蛍光体を励起することによって波長変換された赤色光、緑色光及び青色光の加法混色によって白色光を得ることができる。
【００２８】
更に、発光素子から出射される光の色相（発光波長）と蛍光体の種類を適宜に組み合わせることにより、上述の白色光或いは白色光に近い色相の光を含め、発光素子の発光光とは異なる種々の色相の光を得ることができる。
【００２９】
製造工程の最後に、多数個取り用樹脂ケース２１の夫々の凹部２３内に実装された半導体素子３０が封止樹脂３２で樹脂封止されてなる多数個取り半導体装置２を、ダイシング加工により縦横所定の間隔でマトリックス状に切断して分割し、図５（平面図）及び図６（図５のＡ−Ａ断面矢視図）に示すような個々の半導体装置１に個片化する。
【００３０】
個片化された半導体装置１は、同一平面上に位置するダイパッド１２及びワイヤパッド１３からなる一対のボンディングパッド１１が樹脂ケース２０内に埋設され、樹脂ケース２０に設けられた凹部２３の底部に、一対のボンディングパッド１１を構成するダイパッド１２及びワイヤパッド１３が露出している。
【００３１】
ダイパッド１２とワイヤパッド１３は対向配置され、互いに対向する夫々の先端部１２ａ、１３ａには、該先端部１２ａ、１３ａから対向する他先端部１３ａ、１２ａの近傍まで突出する夫々１つの直線状の突出部１４、１５が設けられている。なお、突出部１４、１５の夫々は、ダイパッド１２及びワイヤパッド１３を通る中心線Ｘの対称位置に配設することも可能である。また、ダイパッド１２及びワイヤパッド１３の夫々からは、半導体装置１の外部リードとなるリード部１６、１７が延設されており、フォーミング処理によって折り曲げられている。
【００３２】
凹部２３の底部に露出したダイパッド１２上には導電接合部材（図示せず）を介して半導体素子３０がダイボンドされて半導体素子３０の下部電極（図示せず）とダイパッド１２とが電気的に接続され、半導体素子３０の上部電極（図示）とワイヤパッド１３とがボンディングワイヤ３１でワイヤボンドされて半導体素子３０の上部電極とワイヤパッド１３とがボンディングワイヤ３１を介して電気的に接続されている。
【００３３】
凹部２３内には透光性樹脂からなる封止樹脂３２が充填されて半導体素子３０及びボンディングワイヤ３１が樹脂封止されている。
【００３４】
封止樹脂３２は、半導体素子３０を水分、塵埃及びガス等の外部環境から保護し、且つボンディングワイヤ３１を振動及び衝撃等の機械的応力から保護する。また、半導体素子３０が発光素子の場合、封止樹脂３２は発光素子３０の光出射面３０ａとで界面を形成しており、発光素子３０の発光光を発光素子３０の光出射面３０ａから封止樹脂３２内に効率良く出射させる機能も有している。
【００３５】
封止樹脂３２は、透光性樹脂に限らず、透光性樹脂に蛍光体を分散した蛍光体分散樹脂を用いることもある。その場合は、例えば、半導体素子３０に青色光を発光する素子(青色発光素子)を用い、透光性樹脂に、青色光に励起されて青色の補色となる黄色光に波長変換する蛍光体（黄色蛍光体）を分散してなる蛍光体分散樹脂を封止樹脂３２に用いることにより、青色発光素子から出射された青色光の一部が黄色蛍光体を励起することによって波長変換された黄色光と、青色発光素子から出射された青色光の一部との加法混色によって白色光に近い色相の光を得ることができる。
【００３６】
あるいは、蛍光体に、青色光に励起されて赤色光及び緑色光にそれぞれ波長変換する赤色蛍光体及び緑色蛍光体の２種類の蛍光体を混合したもの（２種混合蛍光体）を用いることにより、青色発光素子から出射された青色光の一部が２種混合蛍光体を励起することによって波長変換された赤色光及び緑色光と、青色発光素子から出射された青色光の一部との加法混色によって白色光を得ることができる。
【００３７】
また、発光素子３０に紫外光を発光する素子（紫外発光素子）を用い、透光性樹脂に、紫外光に励起されて赤色光、緑色光及び青色光にそれぞれ波長変換する赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体の３種類の蛍光体を混合したもの（３種混合蛍光体）を用いることにより、紫外発光素子から出射された紫外光が３種混合蛍光体を励起することによって波長変換された赤色光、緑色光及び青色光の加法混色によって白色光を得ることができる。
【００３８】
更に、発光素子から出射される光の色相（発光波長）と蛍光体の種類を適宜に組み合わせることにより、上述の白色光或いは白色光に近い色相の光を含め、発光素子の発光光とは異なる種々の色相の光を得ることができる。
【００３９】
ところで、上述したように、ダイパッド１２及びダイパッド１２から突出する突出部１４と、ワイヤパッド１３及びワイヤパッド１３から突出する突出部１５とは、側方から見ると同一平面上に位置すると共に、連続的に配置されていて切れ目がない。
【００４０】
そのため、樹脂ケース２０に埋設された、ダイパッド１２及びダイパッド１２から突出する突出部１４と、ワイヤパッド１３及びワイヤパッド１３から突出する突出部１５とを総称してリードフレーム１９とすると、半導体装置１にダイパッド１２側及びワイヤパッド１３側のいずれか一方又は両方からリードフレーム１９の厚み方向に外部からの機械的応力が加わったとしても、連続配置されたリードフレーム１９によって該リードフレーム１９の厚み方向に加わる応力（曲げ応力）に対する強度が補強されているため、半導体装置１の全体に亘って反り変形の発生が抑制される。
【００４１】
更に、突出部１４、１５の夫々をダイパッド１２及びワイヤパッド１３を通る中心線Ｘの対称位置に配設することにより、半導体装置１にダイパッド１２側及びワイヤパッド１３側のいずれか一方又は両方から捩じり方向に加わる応力（捩り応力）に対する強度も補強され、半導体装置１にダイパッド１２側及びワイヤパッド１３側のいずれか一方又は両方から捩じり方向に応力が加わったとしても、捩り応力が中心軸Ｘの両側に均等に分散されると共に均等に分散され捩り応力による捩じり変形の発生を防止することができる。
【００４２】
なお、対向配置されたダイパッド１２とワイヤパッド１３の互いに対向する夫々の先端部１２ａ、１３ａから対向する他先端部１３ａ、１２ａの近傍まで突出する夫々の突出部１４、１５の形状を変えることにより、上記曲げ応力に対する強度補強及び捩り応力に対する強度補強と同時にダイパッド１２及びワイヤパッド１３の夫々の延長方向に加わる応力（引張応力）に対する強度を補強することができる。
【００４３】
具体的には、図７にあるように、突出部１４、１５の夫々の先端部１４ａ、１５ａが一方の側に折れ曲がった鍵型の形状、あるいは図８にあるように、突出部１４、１５の夫々の先端部１４ａ、１５ａが両側に折れ曲がった鍵型の形状とすることにより、外部からダイパッド１２及びワイヤパッド１３の夫々に延長方向に向かう応力（引張応力）が加わったとしても、封止樹脂に対して強固に保持される。
【００４４】
更に、図９に示すように、ダイパッド１２の先端部１２ａ及びワイヤパッド１３の先端部１３ａの夫々に、突出部１４及び突出部１５を複数個ずつ設けることも可能である。これにより、突出部１４及び突出部１５が１個ずつ設けられた場合よりも、リードフレーム１９の厚み方向に加わる応力（曲げ応力）に対して更に強度が補強され、半導体装置１の全体に亘って反り変形の発生がより抑制される。
【００４５】
また、複数個の突出部１４及び複数個の突出部１５の配置を、ダイパッド１２及びワイヤパッド１３を通る中心線Ｘの対称位置に必ず一対の突出部１４及び突出部１５を位置させる配置とすることにより、捩じり方向に加わる応力（捩り応力）に対しても更に強度が補強され、半導体装置１に対する捩り応力による捩じり変形の発生をより確実に防止することができる。
【００４６】
その上、複数個の突出部１４及び複数個の突出部１５の夫々を交互に配置することにより、捩り応力が中心軸Ｘの両側に均等に分散されることになり、且つ分散された捩り応力による捩じり変形の発生をより確実に防止することができる。
【００４７】
なお、突出部１４、１５の夫々の先端部１４ａ、１５ａの形状を、図７にあるように一方の側に折れ曲がった鍵型の形状、あるいは図８にあるように両側に折れ曲がった鍵型の形状とすることにより、曲げ応力及び捩り応力に対する強度補強と共に引張応力の強度補強の更なる補強効果も図ることができる。
【００４８】
なお、ワイヤパッド１３は、半導体素子３０の電極との電気的接続をボンディングワイヤ３１を介して行うときのボンディングワイヤ３１の接合用パッドであるが、半導体素子３０との電気的な接続は必ずしもボンディングワイヤを介して行われるとは限らない。例えば、フリップチップタイプの半導体素子においてはバンプの接合用パッドとして用いられる。したがって、上述のワイヤパッド１３はボンディングワイヤの接合用パッドに限らずバンプの接合用パッドにもなり得ることから、ワイヤパッドの代わりに電極パッドと呼称することもできる。
【符号の説明】
【００４９】
１…  半導体装置
２…  多数個取り半導体装置
３…  多数個取り用パッケージ
１０…  多数個取り用リードフレーム
１１…  ボンディングパッド
１２…  ダイボンディングパッド（ダイパッド）
１２ａ…  先端部
１３…  ワイヤボンディングパッド（ワイヤパッド）
１３ａ…  先端部
１４…  突出部
１４ａ…  先端部
１５…  突出部
１５ａ…  先端部
１６…  リード部
１７…  リード部
１８…  タイバー
１９…  リードフレーム
２０…  樹脂ケース
２１…  多数個取り用樹脂ケース
２３…  凹部
３０…  半導体素子
３０ａ…  光出射面
３１…  ボンディングワイヤ
３２…  封止樹脂
【図１】
2016115772.tif 000003
【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】
2016115772.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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