(57)【要約】【課題】半導体素子をモールド樹脂により封止する構成にあって、ボイドの発生を抑制することができるとともにモールド樹脂の剥離を防止することができる信頼性に優れた半導体装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】半導体素子１２がマウントされるダイパッド１５に、その平坦面１５ａを窪ませる溝部２０が半導体素子１２を外側で囲うように延設される。溝部２０は、深くなるに従い半導体素子１２の周縁１２ａから遠ざかるように平坦面１５ａに対して傾斜した第１溝２１を有する。第１溝２１の一対の側壁のうち内側側壁２１ａと平坦面１５ａとが当該第１溝２１の縁２１Ｅａにてなす溝角度が鈍角に設定されるとともに、内側側壁２１ａと対向する外側側壁２１ｂが当該第１溝２１の縁２１Ｅｂにて庇状をなす。【選択図】図１
2017079229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイパッド（１５）と、
前記ダイパッド（１５）の一面（１５ａ）側にマウントされた半導体素子（１２）と、
前記半導体素子（１２）を前記ダイパッド（１５）の一面（１５ａ）側から封止するモールド樹脂（１４）と、
を備え、前記ダイパッド（１５）の他面（１５ｂ）側が前記モールド樹脂（１４）から露出した構成の半導体装置（１１）であって、
前記ダイパッド（１５）の一面（１５ａ）側には、その平坦面（１５ａ）を窪ませる溝部（２０）が平面視にて前記半導体素子（１２）を外側で囲うように延設され、
前記溝部（２０）は、深くなるに従い前記半導体素子（１２）の周縁（１２ａ）から遠ざかるように、その深さ方向が前記平坦面（１５ａ）に対して傾斜した第１溝（２１）を有し、当該第１溝（２１）の幅方向に沿った断面で見て、前記第１溝（２１）の一対の側壁（２１ａ，２１ｂ）のうち前記半導体素子（１２）に近い側の内側側壁（２１ａ）と前記平坦面（１５ａ）とが当該第１溝（２１）の縁（２１Ｅａ）にてなす溝角度が鈍角に設定されるとともに、前記一対の側壁（２１ａ，２１ｂ）のうち前記内側側壁（２１ａ）と対向する外側側壁（２１ｂ）が当該第１溝（２１）の縁（２１Ｅｂ）にて当該第１溝（２１）の底（２１ｃ）に対し庇状をなすように形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記第１溝（２１）は、前記ダイパッド（１５）の一面（１５ａ）側の複数箇所に設けられていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記内側側壁（２１ａ）は、前記鈍角の縁（２１Ｅａ）から前記底（２１ｃ）までの間に、なだらかに湾曲する湾曲面（４１ａ）を有する構成としたことを特徴とする請求項１または２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記外側側壁（２１ｂ）は、前記庇状の縁（２１Ｅｂ）から前記底（２１ｃ）までの間に、なだらかに湾曲する湾曲面（４１ｂ）を有する構成としたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記庇状の縁（２１Ｅｂ）は、前記平坦面（１５ａ）と直交する方向に所定の厚みを有する庇（４３）として、前記半導体素子（１２）側へ突出するように形成したことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第１溝（２１）は、前記ダイパッド（１５）の一面（１５ａ）側に多重に設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記溝部（２０）は、前記第１溝（２１）における前記庇状の縁（２１Ｅｂ）の部分を前記鈍角の縁（２１Ｅａ）よりも段落ちするように窪ませた第２溝（２２）を含み、それら第１溝（２１）と第２溝（２２）とで段付き状をなすことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項８】
ダイパッド（１５）の一面（１５ａ）側に半導体素子（１２）をマウントし、前記ダイパッド（１５）の他面（１５ｂ）側を露出させた状態で、トップゲート方式の樹脂モールド成形によりパッケージ（１４）を構成してなる半導体装置（１１）を製造する方法であって、
前記ダイパッド（１５）の一面（１５ａ）側には、その平坦面（１５ａ）を窪ませる溝部（２０）が平面視にて前記半導体素子（１２）を外側で囲うように延設され、
前記溝部（２０）は、深くなるに従い前記半導体素子（１２）の周縁（１２ａ）から遠ざかるように、その深さ方向が前記平坦面（１５ａ）に対して傾斜した第１溝（２１）を有し、当該第１溝（２１）の幅方向に沿った断面で見て、前記第１溝（２１）の一対の側壁（２１ａ，２１ｂ）のうち前記半導体素子（１２）に近い側の内側側壁（２１ａ）と前記平坦面（１５ａ）とが当該第１溝（２１）の縁（２１Ｅａ）にてなす溝角度が鈍角に設定されるとともに、前記一対の側壁（２１ａ，２１ｂ）のうち前記内側側壁（２１ａ）と対向する外側側壁（２１ｂ）が当該第１溝（２１）の縁（２１Ｅｂ）にて当該第１溝（２１）の底（２１ｃ）に対し庇状をなすように形成され、
モールド成形型（１９）内に収容された前記ダイパッド（１５）は、前記第１溝（２１）における前記鈍角の縁（２１Ｅａ）を樹脂モールド成形時にゲート（１９ｄ）から流れ込む樹脂の上流側、前記庇状の縁（２１Ｅｂ）を前記樹脂の下流側として樹脂モールド成形を行うことを特徴とする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、ダイパッドにマウントされた半導体素子をモールド樹脂により封止する構成の半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置では、その放熱性を向上させるために、半導体素子がマウントされたダイパッドの下面側を、パッケージ外部（モールド樹脂外部）に露出させた、所謂エクスポーズドタイプと称されるものがある。この種の半導体装置は、例えば四角形をなすダイパッド上面に半導体素子を備え、その半導体素子上面の電極とリードフレームのリード端子とがボンディングワイヤで接続される。そして、半導体素子の周囲を樹脂モールド成形してパッケージを形成し、半導体装置が構成される。このとき、ダイパッドの下面側が露出面とされる。
【０００３】
ところで、半導体装置のダイパッドには、モールド樹脂の剥離防止用の溝を設けるのが一般である。例えば特許文献１では、図１０に拡大断面図で示すように、ダイパッド１の上面に溝２を設けている。溝２の幅は、ダイパッド１表面側よりも内部側の方が広くなっている。これにより、溝２内のモールド樹脂３によるアンカー効果を企図している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３４９３９７号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記構成では、溝２内にモールド樹脂３が完全に充填されずに、ボイド４が生じる虞がある。即ち、ダイパッド１を含むリードフレームは、図示しないトランスファーモールド金型内にセットされ、その金型内に、側方のサイドゲートから溶融樹脂が注入される。このとき、ダイパッド１上面に沿って流れる樹脂（図１０の矢印５参照）が溝２内に流れ込むものとしても、その溝２の内壁に、樹脂の流れに対して死角となる部分２ａ、つまり溝２内が樹脂で満たされずにボイド４が生じ易くなる傾向にある部分２ａが不可避的に生じる。また、基板に実装する際のリフロー工程において、半導体装置の樹脂への吸湿により、ボイドに浸入した水分の気化に起因するポップコーンクラック或いは樹脂の剥離といった不具合が発生する。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、半導体素子をモールド樹脂により封止する構成にあって、ボイドの発生を抑制することができるとともにモールド樹脂の剥離を防止することができる信頼性に優れた半導体装置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】
【０００７】
請求項１の半導体装置は、その半導体素子をダイパッドの一面側から封止し、ダイパッドの他面側をモールド樹脂から露出させた構成にある。また、ダイパッドにおいて半導体素子を囲うように設けられた溝部（第１溝）は、半導体素子に近い側の縁を鈍角とし、他方の縁を当該第１溝の底に対して庇状とする。
【０００８】
従って例えば、トップゲート方式の樹脂モールド成形を採用した場合、そのゲートから注入される溶融樹脂の流れは、ダイパッドにおける半導体素子側を上流側とする。このため、第１溝において、鈍角の縁から内側側壁を伝うようにして溶融樹脂を流れ込ませることができる。これにより、第１溝内におけるボイドの発生を防止することができ、モールド樹脂の密着性を高めることができる。また、第１溝において、その深さ方向が平坦面に対して傾斜し且つ庇状の縁が形成されているため、十分なアンカー効果を得ることができ、モールド樹脂の剥離を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態を示すものであり、半導体装置の全体構成を概略的に示す縦断面図（ａ）及びそのＡ部を示す拡大縦断面図（ｂ）
【図２】パッケージを透視して示す半導体装置の平面図
【図３】ダイパッドにおける溝部のプレス成形時の様子を模式的に示す拡大縦断面図（ａ）〜（ｄ）
【図４】樹脂モールド成形時の様子を概略的に示す縦断面図（ａ）及びそのＢ部を示す拡大縦断面図（ｂ）
【図５】本発明の第２実施形態の溝部について、樹脂モールド成形時の様子とともに模式的に示す縦断面図
【図６】本発明の第３実施形態の溝部について、パッケージを透視して示す平面図
【図７】本発明の第４実施形態の溝部を示す拡大縦断面図
【図８】本発明の第５実施形態の溝部を示す拡大縦断面図
【図９】本発明の第６実施形態の溝部を示す拡大縦断面図
【図１０】従来例を示すもので、ダイパッドにおける溝部を説明するための拡大断面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を具体化した複数の実施形態について、図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。また、上記の図１〜図１０のうち半導体装置としての断面図を表す図１、図７〜図９においては、便宜上、パッケージを構成するモールド樹脂に対するハッチングを省略している。
【００１１】
（第１実施形態）
第１実施形態について、図１から図４を参照して説明する。図１及び図２に概略的に示す半導体装置１１は、半導体素子（ＩＣチップ）１２をリードフレーム１３（全体としての図示は省略）に装着し、その半導体素子１２を例えばエポキシ樹脂からなるパッケージ１４により樹脂封止して構成されている。
【００１２】
図２に示すように、リードフレーム１３は、パッケージ１４の外側に配置される図示しないガイドフレームと、半導体素子１２がマウントされるダイパッド１５と、外側端部がガイドフレームに連結された多数本のリード端子１７とを一体的に備える。図示は省略するが、ダイパッド１５は例えば、その４隅に外側へ張出す４つの連結部を有し、ガイドフレームは、ダイパッド１５の各連結部に掛け渡されるように延設された４つの吊りリードを各隅に有する。ダイパッド１５は、各連結部にて各吊りリードを夫々重ねた状態で、かしめにより固定されている。
【００１３】
リードフレーム１３において、ダイパッド１５部分とその余の部分（つまりガイドフレーム、リード端子１７及び吊りリードの部分）とは相互に板厚が異なり、例えばダイパッド１５部分の板厚は１．２ｍｍに設定され、その余の部分の板厚は例えば０．１２５ｍｍに設定されている。
【００１４】
リードフレーム１３は、ダイパッド１５部分とその余の部分に対応する、各金属板材（薄板）をプレス成形により夫々打抜いて形成される。リードフレーム１３を構成する母材の金属材料としては、Ｃｕ系の合金（Ｃ１９４００、ＫＬＦ材等）を採用することができる。或いは、４２アロイ、アルミ系の金属材料でもよい。また、リードフレーム１３にはめっきが施されている。このめっきとしては、ダイボンドやワイヤボンドの接合に好適なものであればよく、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕめっき（いわゆるＰＰＦ）でもよい。或いは、Ａｇめっき、Ｎｉめっき、その他金属めっき、それらの複合めっき等でもよいし、Ｎｉ等が凹凸形状をなしている粗化めっきでもよい。
【００１５】
前記ダイパッド１５は例えば、プレス成型により平面視にて略正方形に形成されており、その角部は円弧状の丸みを付けたＲ形状をなしている。また、ダイパッド１５は、両面が何れも平坦で、そのうちの一面側に溝部２０が形成されるが、詳しくは後述する。半導体素子１２は、ダイパッド１５よりも小さい矩形チップ状をなし、ダイパッド１５の一面側たる上面の中央部にマウントされ、ダイボンド材１８（図１（ｂ）参照）によって固定されている。ダイボンド材１８は、Ａｇペースト系、はんだ系、燃焼Ａｇ系等が用いられ、半導体素子１２とダイパッド１５とを熱的にも接続する。なお、本実施形態及び後述する他の実施形態においては、ダイパッド１５のうち半導体素子１２が載置される一面側を上面１５ａと称し、それとは反対側の、パッケージ１４から露出される他面側を下面１５ｂと称する。
【００１６】
前記リード端子１７において、パッケージ１４の側面から外部（前後左右）に導出されている部位はアウターリード１７ａとされ、パッケージ１４で被覆されている部位はインナーリード１７ｂとされている。リード端子１７は、各アウターリード１７ａがパッケージ１４の四辺部から外部に突出するように配置されている。図示は省略するが、半導体素子１２の上面の各電極部と、各インナーリード１７ｂとが、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｇ或いはそれらの合金等からなるボンディグワイヤで接続される。
【００１７】
前記パッケージ１４は、図１に示すように、半導体素子１２の周囲を、ダイパッド１５の下面１５ｂを除いて封止するような矩形状に構成される。パッケージ１４は、後述する樹脂モールド成形の工程において、半導体素子１２が実装されたリードフレーム１３をモールド成形型１９（図４参照）内に収容し、トップゲート方式の樹脂モールド成型を行うことにより得られる。このとき、アウターリード１７ａが、パッケージ１４の側面から外部に導出され、整形される。また、リードフレーム１３のうち前記ガイドフレーム及び吊りリードの外側の一部（パッケージ１４からはみ出た部分）は、樹脂モールド成形後に切断除去される。こうして、半導体装置１１が得られ、当該半導体装置１１におけるダイパッド１５は、その下面１５ｂがパッケージ１４から露出したヒートシンクに相当する。
【００１８】
さて、本実施形態のダイパッド１５の上面１５ａには、図１（ｂ）に示すようにパッケージ１４たるモールド樹脂の剥離防止用の溝部２０が形成されている。溝部２０は、ダイパッド１５において平坦な上面１５ａを窪ませ、且つ図２での平面視にて半導体素子１２を外側で囲うように延設された第１溝２１と第２溝２２で構成されている。
【００１９】
第１溝２１と第２溝２２は、ダイパッド１５における外周１５ｃ寄りの位置に、相互に隣り合うように形成される。また、第１溝２１と第２溝２２は、図２での平面視にて、ダイパッド１５における外周１５ｃ並びに半導体素子１２の周縁（周側面１２ａ）に対して、夫々同心状をなす略正方形に延設されていて、夫々のコーナ部分はダイパッド１５の角部に沿ったＲ形状をなす。以下、第１溝２１と第２溝２２について、各別に詳述する。
【００２０】
第１溝２１は、図１（ｂ）に矢印１００で示す深さ方向がダイパッド１５の上面１５ａに対し傾斜しており、深くなるに従い半導体素子１２の周側面１２ａから遠ざかるように窪んでいる。本実施形態では、第１溝２１における一対の側壁２１ａ，２１ｂのうち、半導体素子１２に近い側（つまりダイパッド１５の中心部Ｏ側）に近い側壁を内側側壁２１ａとし、その内側側壁２１ａに対向する側壁を外側側壁２１ｂとする。第１溝２１の縁は、内側側壁２１ａの上端に相当する縁２１Ｅａと、外側側壁２１ｂの上端に相当する縁２１Ｅｂで表すものとする。
【００２１】
また、第１溝２１は、図１（ｂ）に示す当該溝２１の幅方向（同図で左右方向）に沿った断面で見て、その内側側壁２１ａとダイパッド１５の上面１５ａとが第１溝２１の縁２１Ｅａにてなす溝角度θが鈍角に設定されている。溝角度θは、ダイパッド１５における半導体素子１２のマウント面（上面１５ａ）を基準とした、当該マウント面からの第１溝２１の深さ方向のなす角度でもある。溝角度θは、第１溝２１内において後述する溶融樹脂Ｒ（図４参照）の流れの死角となる部分が生じないよう、上面１５ａたる平坦面に対して、なだらかな内側側壁２１ａとなる縁２１Ｅａの角度をなしている。他方、第１溝２１の外側側壁２１ｂは、その縁２１Ｅｂにて当該第１溝２１の底２１ｃに対し庇状をなす庇２３を形成している。庇２３は、第１溝２１において底２１ｃの上方を覆う方向へ突出しており、言わば「返し」の縁２１Ｅｂとなっている。
【００２２】
図１（ｂ）での溝角度θは、上面に対して垂直な垂直壁（＋９０度）を基準とすれば４５度位で表しているが、溶融樹脂Ｒの粘度や流動性、庇２３におけるアンカー強度や成形性等を考慮して、θを適宜変更することができる。即ち、上記したようにリードフレーム１３のうちダイパッド１５部分は、その余の部分に比して板厚が大きく設定されており、溝部２０の設計の自由度も比較的高いといえるが、流れ込む溶融樹脂Ｒの態様（図４（ｂ）参照）や庇２３のアンカー効果等を考慮し、溝角度θは、９０度に近い角度及び１８０度に近い角度を除外した角度であって、前記垂直壁を基準とすれば４５度±２０度の範囲内の角度、或いは４５度±１０度の範囲内の角度に設定する。こうして、第１溝２１の側壁２１ａ，２１ｂは、溶融樹脂Ｒの流れに対応するように上面１５ａに対して傾斜している。なお、第１溝２１の底２１ｃは、ダイパッド１５の上面に対して平行になっている。
【００２３】
他方、第２溝２２は、ダイパッド１５上面１５ａにおける、第１溝２１の外周側の位置に設けられている。第２溝２２は、第１溝２１における庇状の縁２１Ｅｂの部分を鈍角の縁２１Ｅａよりも段落ちするように窪ませた構成にある。図１（ｂ）に示すように、第２溝２２の外側側壁２２ｂは、第１溝２１の外側側壁２１ｂよりも外周側に位置し、且つ上面１５ａに対して略垂直な垂直壁である。第２溝２２の底２２ｃは、第１溝２１の底２１ｃよりも上側に位置し、上面１５ａに対して平行な段差を形成している。
【００２４】
こうして、溝部２０は、第２溝２２と第１溝２１とで、その断面が「フ」字形（図１（ｂ）で逆向きフ字形）をなすようにして窪ませた段付き状をなす。また、溝部２０は、図１（ａ）におけるダイパッド１５中央の一点鎖線Ｏを対称軸として、フ字形或いは対称的な逆向きのフ字形をなすような対称性を有する構成とされている。こうして、溝部２０は、図２に示すダイパッド１５の中心部Ｏを基準として、ダイパッド１５の全周にわたって対称に形成されている。
【００２５】
続いて、半導体装置１１の製造方法について、図３、図４も参照しながら説明する。半導体装置１１の製造にあっては、以下のリードフレーム１３の成形工程〜樹脂モールド成形工程が順次実行される。
即ち先ず、リードフレーム１３の成形工程では、リードフレーム１３のうちダイパッド１５部分を成形するための金属板材と、その余の部分を形成するための金属板材とについて夫々プレス成形による打抜き加工を行う。このプレス成形の際には、ダイパッド１５の上面１５ａ側に溝部２０が形成される。
【００２６】
具体的には溝部２０は、図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、プレス装置における２回のプレス成形を経て形成される。１回目のプレス成形で用いられる図３（ａ）の第１上金型２５（成形ポンチ）は、第１溝２１の形状に対応する傾斜面２５ａと平坦面２５ｃを備えている。この第１上金型２５を下降させることにより、図３（ｂ）に示すように第１溝２１の内側側壁２１ａと底２１ｃを加圧成形する。
【００２７】
２回目のプレス成形で用いられる図３（ｃ）の第２上金型２６（成形ポンチ）は、第２溝２２の形状に対応する垂直面２６ａと平坦面２６ｃを備えている。この第２上金型２６により、第１上金型２５の下降量（押込み量）に比して少ない下降量で、第１溝２１の縁２１Ｅｂの部分を加圧成形する。これにより、図３（ｄ）に示すように第２溝２２の外側側壁２２ｂと底２２ｃを形成するとともに、第１溝２１の縁２１Ｅｂの部分が内側へ隆起するように逃げた庇２３と外側側壁２１ｂを形成し、以って、溝部２０が得られる。
【００２８】
上記プレス成形の加工後、ダイパッド１５の前記連結部と前記ガイドフレーム側の吊りリードとを重ね合わせた部分を、かしめて固定するかしめ工程が行われることで、リードフレーム１３が製造される。
その後、リードフレーム１３のダイパッド１５の上面１５ａに、半導体素子１２を接着するマウント工程と、ダイパッド１５上にマウントされた半導体素子１２の表面の各電極部と、リードフレーム１３の各インナーリード１７ｂとを接続するワイヤボンディングの工程とが行われる。
【００２９】
そして、半導体素子１２がマウントされたリードフレーム１３に対する樹脂モールド成形の工程が行われる。図４（ａ）に示すように、樹脂モールド成形に用いられるモールド成形型１９は、パッケージ１４の外形に対応したキャビティ１９ｃを形作る上型１９ａ及び下型１９ｂを備える。モールド成形型１９ではトップゲート方式が採用されており、上型１９ａの中央部には、ダイパッド１５の中心部Ｏに対向する樹脂注入用のゲート１９ｄが設けられている。
【００３０】
樹脂モールド成形の工程では、先ず下型１９ｂの型面上に、リードフレーム１３のダイパッド１５が位置合せ状態に載置され、図４（ａ）に示すように上型１９ａの型合せがなされる。この場合、リードフレーム１３は、そのリード端子１７や前記吊りリードの中間部分が、上型１９ａと下型１９ｂとの間に挟まれるように配置され、ダイパッド１５の下面１５ｂが下型１９ｂの型面（上面）に密接する。
【００３１】
続いて、キャビティ１９ｃ内に、ゲート１９ｄから溶融樹脂Ｒが下向きに射出され、図４（ａ）に示すように、溶融樹脂Ｒがダイパッド１５（半導体素子１２）の上面に向けて中心部Ｏから外側へ同心円状に拡がるように注入されていく。このとき、注入される溶融樹脂Ｒの流れは、半導体素子１２における上面中心部Ｏが上流となり、従って、ダイパッド１５の第１溝２１においては、図４（ｂ）に示す鈍角の縁２１Ｅａが上流側、庇状の縁２１Ｅｂが下流側となる。このため、第１溝２１では、鈍角の縁２１Ｅａから内側側壁２１ａを伝うようにして溶融樹脂Ｒが流れ込み、当該第１溝２１内を完全に樹脂Ｒで充填することができる。図１０に示す従来構成の溝２と異なり、溶融樹脂Ｒの流れに対して第１溝２１内に死角となる部分が生じないからである。また、溶融樹脂Ｒは、第２溝２２にも流れ込んで溝部２０全体に充填されることとなり、溝部２０内に残留ボイドが一切無い状態を得ることができる。
【００３２】
この後、キャビティ１９ｃ内全体に注入された溶融樹脂Ｒが硬化されることにより、半導体素子１２、ダイパッド１５の上面１５ａ部分、前記ボンディングワイヤ部分等を一体に樹脂モールドしたパッケージ１４（以下、モールド樹脂１４とも称す）が形成される。離型後、前述したリードフレーム１３におけるガイドフレーム等の切除や各アウターリード１７ａの整形等が行われ、半導体装置１１が得られる。
【００３３】
本実施形態の溝部２０と異なり、一般的な溝の形状では、熱応力によってダイパッドとモールド樹脂との間に剥離が生じる虞がある。これは、金属材料からなるダイパッドとモールド樹脂との夫々の熱膨張係数の差が大きいためである。発明者は、一般的な溝に関してＦＥＭ（有限要素法）による応力解析を行った。一般的な溝について図示は省略するが、溝の幅方向に沿った断面で見て、一対の側壁がＶ字形をなすもの等である。このＶ字形の溝では、その側壁からモールド樹脂が離間する方向へ引張り応力が作用することを確認した。このように、Ｖ字形の溝において、モールド樹脂内に発生する応力の方向が当該モールド樹脂の表面から内部に向かうことにより剥離が生じ、或いは実装時のリフロー等で生じる熱応力によってポップコーンクラックが発生することがある。この他、図１０に示す従来構成の溝２でも残留ボイド４が起点となって、剥離やクラックが発生するばかりか、モールド樹脂３によるアンカー効果も減殺される。
【００３４】
これに対し、本実施形態の溝部２０にあっては、特には第１溝２１の縁２１Ｅｂから底２１ｃにわたる外側側壁２１ｂに、モールド樹脂１４の圧縮応力が作用する。つまり、第１溝２１において、モールド樹脂１４内に発生する応力の方向は、第１溝２１の外側側壁２１ｂとモールド樹脂１４との剥離の発生を抑制する方向を指向する。また、第１溝２１の庇２３による、モールド樹脂１４の良好なアンカー効果と相俟って、総じて信頼性の高い構成とすることができる。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態の半導体装置１１は、パッケージ１４からダイパッド１５を露出させるように樹脂モールド成形を行う構成のものにおいて、溝部２０は、第１溝２１の一対の側壁２１ａ，２１ｂのうち半導体素子１２に近い側の内側側壁２１ａと平坦面１５ａとが当該第１溝２１の縁２１Ｅａにてなす溝角度θが鈍角に設定されるとともに、一対の側壁２１ａ，２１ｂのうち内側側壁２１ａと対向する外側側壁２１ｂが当該第１溝２１の縁２１Ｅｂにて当該第１溝２１の底２１ｃに対し庇状をなすように形成されている。
【００３６】
従って、本実施形態の製造方法の如く、トップゲート方式の樹脂モールド成形を採用した場合、そのゲートから注入される溶融樹脂Ｒの流れは、ダイパッド１５において半導体素子１２側を上流側とする。この場合、溶融樹脂Ｒは、第１溝２１において鈍角の縁２１Ｅａから内側側壁２１ａを伝うようにして充填される。このため、ボイドの発生を防止することができるとともにダイパッド１５に対するモールド樹脂１４の密着性を高めることができる。また、第１溝２１において、その深さ方向が平坦面１５ａに対して傾斜し、且つ庇状の縁２１Ｅｂが形成されているため、十分なアンカー効果を得ることができ、モールド樹脂１４の剥離を防止することができる。
【００３７】
また、本実施形態の溝部２０は、第１溝２１における庇状の縁２１Ｅｂの部分を鈍角の縁２１Ｅｂよりも段落ちするように窪ませた第２溝２２を含み、それら第１溝２１と第２溝２２とで段付き状をなす。これによれば、リードフレーム１３のプレス成形の際、第１溝２１の縁２１Ｅｂの部分を窪ませることで、第１溝２１と第２溝２２を簡単に形成することができるとともに、第１溝２１の縁２１Ｅｂを所期の庇状に容易に形成することができる。
【００３８】
（その他の実施形態）
図５〜図９は、本発明の第２〜第６実施形態を示すものであり、リードフレームのダイパッド乃至溝部の構造が上記第１実施形態と異なっている。以下では、既述した実施形態と実質的に異なる点について述べることとする。
【００３９】
図５に示す第２実施形態のダイパッド３１は、第１実施形態のダイパッド１５に比して大きな寸法形状（例えば略正方形）に形成されている。ダイパッド３１の上面３１ａには溝部２０が設けられるとともに、溝部２０の外周側に位置させて溝部３２が設けられている。外周側の溝部３２は、内周側の溝部２０と同様、第１溝２１と第２溝２２からなり、平面視でダイパッド３１の全周にわたって半導体素子１２を外側で囲うように略正方形に延設されて、溝部２０と同心状をなす。
【００４０】
ダイパッド３１に係る樹脂モールド成形の工程において、キャビティ１９ｃ内に、ゲート１９ｄから溶融樹脂Ｒが射出されると、図５に示すように、溶融樹脂Ｒがダイパッド３１上面３１ａにおいて同心円状に拡がるように注入されていく。それ故、溝部２０，３２の順に、夫々の内部へ溶融樹脂Ｒが自然に流れ込んで、溝部２０，３２全体に充填されることとなり、溝部２０，３２内に残留ボイドが一切無い状態を得ることができる。
【００４１】
以上のように第２実施形態では、ダイパッド３１上面３１ａの複数箇所に溝部２０，３２を設けるとともに、それら内側の溝部２０（第１溝２１）と外側の溝部３２（第１溝２１）とで二重に形成した構成にある。このため、複数の第１溝２１，２１でより強固なアンカー効果を得ることができるとともに、ダイパッド３１に対するモールド樹脂１４の密着性を一層高めることができる。このように、溝部は、ダイパットの寸法に応じて、二重、三重といった多重に設けることができる。
【００４２】
図６に示す第３実施形態のダイパッド３５は、その上面３５ａに複数の溝部３３１，３３２，３３３，３３４，３３５，３３６を備える。これら第３実施形態の溝部３３１〜３３６の夫々は、第１実施形態の溝部２０と同様、第１溝２１と第２溝２２からなる。
【００４３】
個々の溝部３３１〜３３６は、図６に示す平面視にて、夫々独立して直線状に延びる一方、夫々ダイパッド３５上で半導体素子１２の外側を囲うように延設されている。また、溝部３３１〜３３６は、半導体素子１２の周側面１２ａに対して斜めに延びる溝部３３５が含まれるが、第１実施形態の溝部２０と同様、ダイパッド３５上で溶融樹脂Ｒの上流側と下流側に対応する第１溝２１の溝角度θと庇２３がなす、所定の角度と位置の関係が維持されている。換言すれば、溝部３３１〜３３６相互間において、ダイパッド３５の中心部Ｏからの距離や、延設方向及び延設長さが揃わなくても、夫々の第１溝２１における鈍角の縁２１Ｅａを溶融樹脂Ｒの上流側、庇状の縁２１Ｅｂを溶融樹脂Ｒの下流側とする。それ故、樹脂モールド成形の工程では、溝部３３１〜３３６の夫々の内部へ溶融樹脂Ｒが自然に流れ込んで、個々の溝部３３１〜３３６に充填されることから、溝部３３１〜３３６内に残留ボイドが一切無い状態を得ることができる。
【００４４】
以上説明した第３実施形態の溝部３３１〜３３６のように、ダイパッド３５上面３５ａ側の複数箇所に、ダイパッド３５中心部Ｏを基準とした対称性をもたせることなく配設することができ、それら溝部３３１〜３３６や半導体素子１２のレイアウトを含む設計の自由度を高めることができる。また、内側の溝部３３２と外側の溝部３３３との間において、図６で左右方向に二重になるオーバラップ部分があるため、アンカー効果を一層高めることができる等、第２実施形態と同様の効果を奏する。
【００４５】
図７に示す第４実施形態の溝部４１は、第１実施形態の溝部２０と次の点で相違する。即ち、溝部４１の第１溝２１において、その庇状の縁２１Ｅｂから底２１ｃにわたる外側側壁２１ｂに、なだらかに湾曲する湾曲面４１ｂを有する。湾曲面４１ｂは主として、図７の断面で見てモールド樹脂１４側（同図で左下側）へ凸となる円弧状をなし、特には前述した圧縮応力が作用する。
【００４６】
こうして、湾曲面４１ｂは、第１実施形態で平面とした外側側壁２１ｂに比して、その面積がやや大きくなった分、モールド樹脂１４との密着面積を大きくすることができる。また、第１溝２１の外側側壁２１ｂを湾曲面４１ｂとした場合でも、前述した溶融樹脂Ｒの流れに対する死角となる部分が生じず、溝部４１内に残留ボイドが一切無い状態を得ることができる等、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００４７】
図８に示す第５実施形態の溝部４１´は、第４実施形態の溝部４１と次の点で相違する。即ち、溝部４１´の第１溝２１において、その鈍角の縁２１Ｅａから底２１ｃにわたる内側側壁２１ａに、なだらかに湾曲する湾曲面４１ａを有する。湾曲面４１ａは、図８の断面で見て左下側へ凸となる、湾曲面４１ｂと同様の円弧状をなす。それ故、樹脂モールド成形の工程では、溶融樹脂Ｒは、第１溝２１においてなだらかな湾曲面４１ａを伝うようにして流れ込むことから、対向する一対の湾曲面４１ａ，４１ｂに、溶融樹脂Ｒの流れに対する死角となる部分が生じず、残留ボイドの発生を確実に防止することができる。
【００４８】
図９に示す第６実施形態の溝部４２は、第１実施形態の溝部２０と次の点で相違する。即ち、溝部４２には、第１溝２１における庇状の縁２１Ｅｂが、ダイパッド１５の板厚方向に所定の厚みＴを有する庇４３として形成されている。庇４３は、図９の断面で見て、矩形ブロック状をなして半導体素子１２側（同図で左側）へ突出している。なお、ダイパッド１５の上面１５ａと直交する方向と、ダイパッド１５の板厚方向と、庇４３の厚みＴの方向とは相互に一致する。
【００４９】
庇４３は、ダイパッド１５の板厚や第１溝２１の深さに応じて所期の強度が得られる厚みＴに設定されるものとする。従って、庇４３の構造による、しっかりとしたアンカー効果（アンカー強度）を発揮することから、強度的に優れたものとすることができる。
【００５０】
なお、本発明は上記し且つ図面に示した各実施形態に限定されるものではなく、上記した各実施形態或いは変形例を組み合わせる等、適宜変更して実施し得るものである。
図示は省略するが例えば、第１溝２１の一対の側壁２１ａ，２１ｂのうち、半導体素子１２に近い側の内側側壁２１ａだけを湾曲面４１ａとし、湾曲面４１ｂのない外側側壁２１ｂと組み合わせてもよい。また、図５、図６に示した複数の溝部のうち、少なくとも一つの溝部に、湾曲面４１ａ及び／又は湾曲面４１ｂを設けるようにしてもよい。更に、本発明は、ダイパッド部分の板厚と、その余のリードフレーム部分の板厚とを同じ寸法に設定した半導体装置に適用してもよいし、リード端子をパッケージの二辺部から延出させた構成の半導体装置に適用してもよい。
【００５１】
溝部或いは庇を形成する方法としては、上記した成形ポンチによる複数回のプレス成形に限定するものではなく、エッチング等を採用することも可能である。また、溝部は、第２溝２２を省略し、少なくとも第１溝２１を含む構成としてもよい。
上記した各数値は例示であり、例えばリード端子１７等の板厚を０．２ｍｍに設定してもよい。また例示したダイパッド１５の板厚１．２ｍｍや図面等から把握される溝部の寸法形状に限らず、例えばダイパッドの板厚や、当該板厚に対する相対的な第１溝の深さ及び幅を適宜変更してもよい。
【符号の説明】
【００５２】
図面中、１１は半導体装置、１２は半導体素子、１４はモールド樹脂（パッケージ）、１５，３１，３５はダイパッド、１５ａ，３１ａ，３５ａは一面（平坦面）、１５ｂは他面、１９はモールド成形型、１９ｄはゲート、２０，３２，４１，４１´，４２は溝部、２１は第１溝、２１ａ及び２１ｂは内側側壁及び外側側壁、２１Ｅａ，２１Ｅｂと２１ｃは縁と底、２２は第２溝、２３，４３は庇、４１ａ，４１ｂは湾曲面、３３１〜３３６は溝部を示す。
【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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【図９】
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【図１０】
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