(57)【要約】【課題】薄型の半導体装置を製造可能なリードフレームを提供すること。【解決手段】本発明の一態様に係るリードフレームは、樹脂封止型の半導体装置に用いられるリードフレーム３０であって、枠体部とリード部を有する第１リードフレーム１０及び第２リードフレーム２０を具備する。そして、第１リードフレーム１０の枠体部１２と、第２リードフレーム２０の枠体部２２を重ね合わせた際に、第１リードフレーム１０のリード部１１と、第２リードフレーム２０のリード部２１とが接触せず、かつ、第１リードフレーム１０のリード部１１を構成するインナーリード部１３と、第２リードフレーム２０のリード部２１を構成するインナーリード部２３とを同一面内に配置する。【選択図】図４
2009064854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂封止型の半導体装置に用いられるリードフレームであって、
枠体部とリード部を具備する第１リードフレーム及び第２リードフレームを備え、
前記第１リードフレームの枠体部と、前記第２リードフレームの枠体部を重ね合わせた際に、
前記第１リードフレームのリード部と、前記第２リードフレームのリード部とが接触せず、かつ
前記第１リードフレームのリード部に形成されたインナーリード部と、前記第２リードフレームのリード部に形成されたインナーリード部が略同一面内に配置されるリードフレーム。
【請求項２】
前記第１リードフレームのインナーリード部先端から枠体部までの平面視上の距離と、前記第２リードフレームのインナーリード部先端から枠体部までの平面視上の距離が略同一であることを特徴とする請求項１に記載のリードフレーム。
【請求項３】
前記第１リードフレームのインナーリード部先端から枠体部までの平面視上の距離と、前記第２リードフレームのインナーリード部先端から枠体部までの平面視上の距離が異なることを特徴とする請求項１に記載のリードフレーム。
【請求項４】
請求項１、２，又は３に記載のリードフレームを用いて製造された半導体装置であって、
前記第１リードフレームのインナーリード部と上段側半導体チップが電気的に接続され、
前記第２リードフレームのインナーリード部と下段側半導体チップが電気的に接続され、
前記上段側半導体チップと前記下段側半導体チップとが前記第１リードフレームのインナーリード部及び前記第２リードフレームのインナーリード部を介して上下方向に配置されている半導体装置。
【請求項５】
請求項１、２，又は３に記載のリードフレームを利用した半導体装置の製造方法であって、
前記第１リードフレームのインナーリード部の表面に上段側半導体チップを固設し、前記第２リードフレームのインナーリード部の裏面に下段側半導体チップを固設し、
前記第１リードフレームと前記第２リードフレームの枠体部の少なくとも一部を互いに重ね合わせ、
前記上段側半導体チップ、前記下段側半導体チップ、前記第１リードフレームのインナーリード部、及び前記第２リードフレームのインナーリード部を包含するようにモールド樹脂により封止し、
前記第１リードフレームの枠体部と前記第２リードフレームの枠体部をカットして個片分離する半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記第１インナーリード部に上段側半導体チップを、前記第２インナーリード部に下段側半導体チップをフリップチップマウントすることを特徴とする請求項５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、樹脂封止型の半導体装置に用いられるリードフレーム、及びこのリードフレームを利用した半導体装置とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
メモリー、ＣＰＵ(中央演算装置)などの複数の半導体チップを一つのパッケージに混載したＳｉＰ（System in Package）技術が注目を集めている。
【０００３】
図７に、従来例１に係るＳｉＰ構造の半導体装置（特許文献１）の側面図を示す。従来例１に係る半導体装置１００は、同図に示すように、１枚のリードフレーム１３０に形成された複数のインナーリード部１３３の表面に上段側半導体チップ１０１が、同裏面に下段側半導体チップ１０２がフリップチップマウントされ、上段側半導体チップ１０１と下段側半導体チップが互いに対向配置されている。上段側半導体チップ１０１と下段側半導体チップ１０２間の電気的絶縁を保つために、上段側半導体チップ１０１と電気的に接続するインナーリード部、下段側半導体チップ１０２と電気的に接続するインナーリード部を別個に分け、共用しない構造としている。特許文献１には、この他、２つの半導体チップの電極面を図７の例とは逆に背中合わせとして対向配置させ、ワイヤーボンディングによりリードフレームと電気的に接続する構造も開示されている。
【０００４】
図８（ａ）に、従来例２に係るＳｉＰ構造の半導体装置（特許文献２）の側面図を、図８（ｂ）に、同半導体装置に用いるリードフレームの部分拡大斜視図を示す。従来例２に係る半導体装置２００は、図８（ａ）に示すように、別個の２枚のリードフレームを用いて構成されている。具体的には、上段側半導体チップ１０１が第１リードフレーム１１０に、下段側半導体チップ１０２が第２リードフレーム１２０に、それぞれフリップチップマウントされている。第１リードフレーム１１０に形成された第１インナーリード部１１３と、第２リードフレーム１２０に形成された第２インナーリード部１２３は、図８（ｂ）に示すように積層構造となっている。そして、電気的な絶縁を保つために、第１インナーリード部１１３と第２インナーリード部１２３の間には、絶縁層１３１が挿入されている。
【０００５】
図９（ａ）に、従来例３に係るＳｉＰ構造の半導体装置（特許文献３）の上面図、図９（ｂ）に、図９（ａ）のＩＸｂ−ＩＸｂ切断部断面図を示す。従来例３に係る半導体装置３００は、図９に示すように、段差高さの異なる３枚のリードフレーム１３０（第１リードフレーム１１０、第２リードフレーム１２０、第３リードフレーム１４０）を用い、上段側半導体チップ１０１と下段側半導体チップ１０２が、フリップチップマウントにより搭載されている。
【特許文献１】特開平０６−１８８２８０号公報  図１，３
【特許文献２】特開平１１−３３０３４７号公報  図７，８
【特許文献３】特開２００４−３４２８８０号公報  図２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来例１に係る半導体装置１００においては、前述したとおり、１枚のリードフレームを用いて２つの半導体チップをフリップチップマウントしている。このため、上段側半導体チップ１０１のフリップチップマウントは、従来技術で対応できる。一方、下段側半導体チップ１０２のフリップチップマウントは、上段側半導体チップ１０１を搭載した後に、リードフレーム１３０の方向を上下反転させた状態で行う必要がある。この際、上段側半導体チップ１０１がストレスを受けたりステージに干渉したりする虞がある。ワイヤボンディング接続とした場合にも、上段側半導体チップや上段側半導体チップとリードフレームに接続されたワイヤにおいて同様の問題が生じ得る。
【０００７】
従来例２に係る半導体装置２００においては、図８（ｂ）に示すように、２枚のリードフレームを垂直方向に積み上げる構造を採用しており、さらに、これらの間隙に絶縁層１３１を挿入している。このため、パッケージの厚み（図８（ａ）中のＺ方向）が大きくなってしまうという問題がある。
【０００８】
従来例３に係る半導体装置３００においては、第１リードフレーム１１０、第２リードフレーム１２０、第３リードフレーム１４０の曲げ段差を変えているため、パッケージの厚み（図９（ｂ）中のＺ方向）が大きくなってしまうという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るリードフレームは、樹脂封止型の半導体装置に用いられるリードフレームであって、枠体部とリード部を具備する第１リードフレーム及び第２リードフレームを備え、前記第１リードフレームの枠体部と、前記第２リードフレームの枠体部を重ね合わせた際に、前記第１リードフレームのリード部と、前記第２リードフレームのリード部とが接触せず、かつ前記第１リードフレームのリード部に形成されたインナーリード部と、前記第２リードフレームのリード部に形成されたインナーリード部が略同一面内に配置されるものである。
【００１０】
本発明に係る半導体装置は、上記形態のリードフレームを用いて製造された半導体装置であって、前記第１リードフレームのインナーリード部と上段側半導体チップが電気的に接続され、前記第２リードフレームのインナーリード部と下段側半導体チップが電気的に接続され、前記上段側半導体チップと前記下段側半導体チップとが前記第１リードフレームのインナーリード部及び前記第２リードフレームのインナーリード部を介して上下方向に配置されているものである。
【００１１】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、上記形態のリードフレームを利用した半導体装置の製造方法であって、前記第１リードフレームのインナーリード部の表面に上段側半導体チップ１を固設し、前記第２リードフレームのインナーリード部の裏面に下段側半導体チップ２を固設し、前記第１リードフレームと前記第２リードフレームの枠体部の少なくとも一部を互いに重ね合わせ、前記上段側半導体チップ、前記下段側半導体チップ、前記第１リードフレームのインナーリード部、及び前記第２リードフレームのインナーリード部を包含するようにモールド樹脂により封止し、前記第１リードフレームの枠体部と前記第２リードフレームの枠体部をカットして個片分離するものである。
【００１２】
本発明に係るリードフレームによれば、第１リードフレームのリード部と、第２リードフレームのリード部とが接触せず、かつ、第１リードフレームのリード部に形成されたインナーリード部と、第２リードフレームのリード部に形成されたインナーリード部が略同一面内に配置されているので、第１リードフレームと第２リードフレームの枠体部を重ね合わせた際に、リード部において、あたかも１枚のリードフレームにより構成されたかのような構造とすることができる。第１リードフレームと第２リードフレームの枠体部は、後工程で個片分離されるため、本発明に係るリードフレームを用いて製造した半導体装置は、リードフレームに起因してパッケージの厚みが大きくなることを防止できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、半導体装置のパッケージの厚みが大きくなることを防止可能なリードフレームを提供することができるという優れた効果を有する。また、リードフレームに起因してパッケージの厚みが大きくなることを防止できる半導体装置、及びその製造方法を提供することができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を適用した実施形態の一例について説明する。なお、本発明の趣旨に合致する限り、他の実施形態も本発明の範疇に属し得ることは言うまでもない。また、図中の各要素のサイズは説明の便宜上のものであり、実際のものとは異なるものである。
【００１５】
［実施形態１］
図１に、本実施形態１に係る半導体装置５１を示す。図１（ａ）は、半導体装置５１の平面図であり、図１（ｂ）は、図１(ａ)のＩｂ−Ｉｂ切断部断面図である。半導体装置５１は、図１に示すように、上段側半導体チップ１、下段側半導体チップ２、第１リードフレーム１０、第２リードフレーム２０等を備えている。なお、図１（ａ）において、説明の便宜上、モールド樹脂３の形成位置を点線で示し、上段側半導体チップ１の下の構造を説明するために、上段側半導体チップ１を透明であるかのように図示した。
【００１６】
本実施形態１に係る半導体装置５１は、略同一サイズ及び略同一形状の上段側半導体チップ１と下段側半導体チップ２が、リードフレームのインナーリード部を介して対向配置する構造となっている。上段側半導体チップ１及び下段側半導体チップ２には、マイコン、メモリー等の異なる種類の、若しくは同種の半導体チップを用いることができる。上段側半導体チップ１及び下段側半導体チップ２にメモリーを搭載した場合には、容量を２倍にすることができる。
【００１７】
上記従来例１においては、前述したように、上段側半導体チップ１０１と下段側半導体チップ１０２が、１枚のリードフレーム１３０に搭載されていた。一方、本実施形態１に係る半導体装置５１は、上段側半導体チップ１と下段側半導体チップ２が、それぞれ別のリードフレーム（第１リードフレーム１０、第２リードフレーム２０）に搭載されている。
【００１８】
図２（ａ）は第１リードフレーム１０の平面図、図２（ｂ）は第２リードフレーム２０の平面図、図２（ｃ）は、第１リードフレーム１０と第２リードフレーム２０を一体的に重ね合わせた積層型のリードフレーム３０の平面図である。第１リードフレーム１０は、図２（ａ）に示すように、第１リード部１１、第１枠体部１２、第１位置合わせ部１６、８つの矩形状の空間部等を備える。第１枠体部１２は、後述する後工程において、カットされて最終製品には残らない部分である。第１枠体部１２の外周枠の一辺近傍には、第１位置合わせ部１６が一列に複数形成されている。
【００１９】
第１リードフレーム１０の８つの空間部には、それぞれ平面視において櫛形状に突出する５本の第１リード部１１が形成されている。５本の第１リード部１１のうちの２本は、空間部を構成する辺のうちの第１位置合わせ部１６が形成されている側の辺Ｓａ側に形成され、残りの３本は、辺Ｓａと対向する辺Ｓｂ側に形成されている。
【００２０】
第２リードフレーム２０は、図２（ｂ）に示すように、第２リード部２１、第２枠体部２２、第２位置合わせ部２６、８つの矩形状の空間部等を備える。第２枠体部２２は、後述する後工程において、カットされて最終製品には残らない部分である。第２枠体部２２の外周枠の一辺近傍には、第２位置合わせ部２６が一列に複数形成されている。第２リードフレーム２０の８つの空間部には、それぞれ平面視において櫛形状に突出する５本の第２リード部２１が形成されている。５本の第２リード部２１のうちの３本は、空間部を構成する辺のうち、第２位置合わせ部２６が形成されている側の辺Ｓｃ側に形成され、残りの２本は、辺Ｓｃと対向する辺Ｓｄ側に形成されている。
【００２１】
本実施形態１に係る半導体装置５１の製造工程において、第１リードフレーム１０と第２リードフレーム２０とは、図２（ｃ）に示すように、重ね合わせられ、一体的な一つのリードフレーム３０（積層型のリードフレーム３０）として機能する。第１リードフレーム１０の第１枠体部１２と第２リードフレーム２０の第２枠体部２２は、少なくとも一部が重なり合う構造とする。本実施形態１においては、枠体部の全領域を略同一形状とし、かつ全領域において重なりあうように構成した。本実施形態１においては、貫通孔たる第１位置合わせ部１６及び貫通孔たる第２位置合わせ部２６により位置合わせを行う。
【００２２】
第１リードフレーム１０と第２リードフレーム２０を重ね合わせた際に、第１リードフレーム１０の第１リード部１１と、第２リードフレーム２０の第２リード部２１とは、図２（ｃ）に示すように、接触しないように構成されている。また、第１インナーリード部１３と第２インナーリード部２３とが、略同一面内に配置されている。前述したとおり、第１枠体部１２と第２枠体部２２は、後述する後工程においてカットされて最終製品には残らないので、第１リード部１１と第２リード部２１のみが最終製品として残ることになる。このため、最終製品においては、あたかも１枚のリードフレームで製造されたかのように構成される。
【００２３】
第１リードフレーム１０に形成された第１リード部１１は、第１インナーリード部１３、第１アウターリード部１４、第１立ち上がり部１５等を備える。第１インナーリード部１３は、上段側半導体チップ１を載置する個所であり、モールド樹脂により封止される領域である。第１アウターリード部１４は、第１枠体部１２と連結され、モールド樹脂による封止領域から少なくとも一部が突出されている。第１立ち上がり部１５は、第１インナーリード部１３と第１アウターリード部１４を連結する個所であり、第１アウターリード部１４から第1インナーリード部１３に向けて段差を形成する部分である。インナーリード部は、半導体チップ上の電極端子と結線する役割を担い、アウターリード部は、プリント基板等と接続するための外部端子としての役割を担う。
【００２４】
第２リードフレーム２０に形成された第２リード部２１は、第２インナーリード部２３、第２アウターリード部２４、第２立ち上がり部２５等を備える。第２インナーリード部２３は、下段側半導体チップ２を載置する個所であり、モールド樹脂により封止される領域である。第２アウターリード部２４は、第２枠体部２２と連結され、モールド樹脂による封止領域から少なくとも一部が突出されている。第２立ち上がり部２５は、第２インナーリード部２３と第２アウターリード部２４を連結する個所であり、第２アウターリード部２４から第2インナーリード部２３に向けて段差を形成する部分である。
【００２５】
本実施形態１においては、第１インナーリード部１３先端から第１枠体部１２までの平面視上の距離Ｄａ（図２（ａ）参照）と、第２インナーリード部２３先端から第２枠体部２２までの平面視上の距離Ｄｂ（図２（ｂ）参照）は、略同一とする。なお、本実施形態１においては、第１立ち上がり部１５、及び第２立ち上がり部２５をモールド樹脂により封止する構造としたが、これに限定されるものではなく、モールド樹脂による封止領域から突出する構造としてもよい。
【００２６】
第１立ち上がり部１５の立ち上がり高さ、すなわち、第１インナーリード部１３と第１アウターリード部１４との図１（ｂ）中のＺ方向の段差の高さＨａは、第１リードフレーム１０内の第１リード部１１において同一とする。また、第２立ち上がり部２５の立ち上がり高さ、すなわち、第２インナーリード部２３と第２アウターリード部２４との図１（ｂ）中のＺ方向の段差の高さＨｂは、第２リードフレーム２０内の第２リード部２１において同一とする。また、第１立ち上がり部の段差の高さＨａと第２立ち上がり部の段差の高さＨｂとは、同一となるようにする。
【００２７】
第1リードフレーム１０の第１枠体部１２と第2リードフレーム２０の第２枠体部２２を重ね合わせた際に、第1インナーリード部１３と第２インナーリード部２３、及び第1アウターリード部１４と第２アウターリード部２４がそれぞれ同一面内に配置されるように、第1枠体部１２、又は／及び第２枠体部２２の高さを調整する。例えば、図４（ｃ）に示すように、第１枠体部１２と第１アウターリード部１４とは同一高さに形成し、かつ、第１リードフレーム１０と第２リードフレーム２０を重ね合わせた際に、第１アウターリード部１４と第２アウターリード部２４が略同一面上に形成されるようにする。そして、第２枠体部２２は、第１リードフレームと第２リードフレーム２０を重ね合わせた際に、第１枠体部１２と重なり合うように、第２アウターリード部２４に対して段差構造を形成するように構成する。
【００２８】
上段側半導体チップ１において、第１インナーリード部１３と対向配置する側の主面（表面）には、第１インナーリード部１３と電気的に接続するための第１電極端子４が形成されている。また、下段側半導体チップ２において、第２インナーリード部２３に載置する側の主面（裏面）には、第２インナーリード部２３と電気的に接続するための第２電極端子４が形成されている。これらの電極端子は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、又はＴｉ／Ｎｉ等の下地メッキ膜を含む金メッキ、銀メッキ等のメッキ電極等を用いることができる。そして、これらの電極端子とインナーリード部は、半田や導電性ペースト等を用いてフリップチップ実装され、電気的に接続される。
【００２９】
第１リード部１１と、第２リード部２１は、図１（ａ）及び図２（ｃ）に示すように、辺Ｓａ及び辺Ｓｂにおいてそれぞれ交互に配列されている。また、辺Ｓａと辺Ｓｂとで互いに第１リード部１１と第２リード部２１が対向するように配列されている。すなわち、平面視上、千鳥模様になるように形成されている。このように構成された上段側半導体チップ１、下段側半導体チップ２、第１インナーリード部１３、第２インナーリード部２３等は、モールドにより封止されパッケージングされた構造となっている。なお、第１リード部１１、第２リード部の配列や形状等は一例にすぎず、求められる用途等に応じて適宜変更することができる。
【００３０】
次に、本実施形態１に係る半導体装置５１の製造方法について説明する。図３は、本実施形態１に係る半導体装置５１の製造方法のフローチャート図である。また、図４（ａ）〜（ｃ）は、図１（ａ）のＩＶ−ＩＶ切断部断面図であり、製造工程を説明するための半導体装置５１の主要部の断面図である。
【００３１】
まず、第１リードフレーム１０を作製する（Ｓ１）。第１リードフレーム１０は、例えば、１枚の銅板等を用いて、スタンピング（プレス）方式等の公知の方法により作製する。第１インナーリード部１３、第１アウターリード部１４は、それぞれ平坦に形成する。第１立ち上がり部１５は、第１アウターリード部１４から第１インナーリード部１３に向けて上方に向けて斜めに曲げ加工を施し、第１インナーリード部１２は、第１枠体部１２の主面とほぼ平行になるように曲げ加工を施す。
【００３２】
次いで、上段側半導体チップ１を第１リードフレーム１０のインナーリード部１３の表面にフリップチップマウントする（Ｓ２）（図４（ａ）参照）。例えば、上段側半導体チップ１の第１端子電極４ａと重なり合う位置の第１インナーリード部１３に半田や銀ペースト等の突出電極５を塗布した上で、第１インナーリード部１３に上段側半導体チップ１を載置し、所要の荷重を加えながら必要に応じてベーク等の処理を行い、上段側半導体チップ１と複数の第１インナーリード部１３とを固設する。これにより、第１リードフレーム１０と上段側半導体チップ１が電気的に接続される。
【００３３】
同様にして、第２リードフレーム２０を作製し（Ｓ３）、下段側半導体チップ２を第２リードフレーム２０の第２インナーリード部２３の裏面にフリップチップマウントする（Ｓ４）（図４（ｂ）参照）。これにより、第２リードフレーム２０と下段側半導体チップ２が電気的に接続される。
【００３４】
次いで、第１リードフレーム１０の第１枠体部１２と第２リードフレーム２０の第２枠体部２２を重ね合わせる（Ｓ５）（図２（ｃ）及び図４（ｃ）参照）。具体的には、第２リードフレーム２０を図４（ｂ）の状態から、上下方向を反転させて、その上に第１リードフレーム１０を重ね合わせる。第１リードフレーム１０の第１枠体部１２と第２リードフレーム２０の第２枠体部２２とは、前述したとおり略同一形状のフレーム構造をしている。
【００３５】
第１リードフレーム１０と第２リードフレーム２０を重ねる際に、第１リードフレーム１０の第１枠体部１２と、第２リードフレーム２０の第２枠体部２２にそれぞれ位置合わせ用の目印孔や凹凸を設けておき、これらの目印孔や凹凸を利用して両者の相対的な位置合わせを行うことで、両リードフレームを正確に重ね合わせる。本実施形態１においては、前述したように貫通孔を設けて位置合わせを行っている。
【００３６】
次いで、このようにして形成された構造体を、不図示のモールド金型にセットして型締めを行い、樹脂モールド成形を行う（Ｓ６）。図１（ａ）に示すように、少なくとも上段側半導体チップ１、下段側半導体チップ２、第１インナーリード部、第２インナーリード部、各半導体チップの電極端子部を含む領域を樹脂で封止してパッケージ構造とする。これにより、第1リードフレーム１０と第2リードフレーム２０のインナーリード部を樹脂により略同一面内に配置されるように固定することができる。なお、第１リードフレーム１０と第２リードフレーム２０の固定方法として、樹脂封止による固定方法と併用してカシメ技術、溶接、接着等の公知の方法を用いることもできる。
【００３７】
その後、公知の方法により外装メッキを施し（Ｓ７）、第１リードフレーム１０の第１枠体部１２、及び第２リードフレーム２０の第２枠体部２２を、不図示のプレス装置等において、切断することで個片化された樹脂パッケージ構造の半導体装置を得る（Ｓ８）。
【００３８】
得られた半導体装置は、テスティングを行い（Ｓ９）、半導体装置の良否を判定する。このようにして製造された半導体装置は、プリント配線板等に搭載されることになる。製品として出荷する場合には、第１インナーリード部１３及び第２インナーリード部２３にテーピングを施し、梱包してから出荷する。
【００３９】
本実施形態１に係るリードフレーム３０によれば、第１リードフレーム１０の第１リード部１１と、第２リードフレーム２０の第２リード部２１とが接触せず、かつ、第１リード部１１に形成された第１インナーリード部１３と、第２リード部２１に形成された第２インナーリード部１４とを同一面内に配置しているので、第１枠体部１２と第２枠体部２２を重ね合わせた際に、各リード部において、あたかも１枚のリードフレームにより構成されたかのような構造とすることができる。第１枠体部１２と第２枠体部２２は、後工程で個片分離されるため、本実施形態１に係るリードフレーム３０を用いて製造した半導体装置５１は、リードフレームに起因してパッケージの厚みが大きくなることを防止できる。
【００４０】
また、第１リード部１１に形成された第１アウターリード部１４と第１インナーリード部１３との段差高さＨａと、第２リード部２１に形成された第２アウターリード部２４と第２インナーリード部１４との段差高さＨｂを同一としているので、アウターリード部においてプリント配線板等との接続を簡便に行うことができる。
【００４１】
従来例１に係る半導体装置１００においては、前述したとおり、１枚のリードフレームの裏面に半導体チップをフリップチップマウントする際にストレス等が発生する虞があった。本実施形態１によれば、上段側半導体チップを第１リードフレームに、下段側半導体チップを第２リードフレームに載置した後に、第１リードフレームと第２リードフレームを重ね合わせて積層型の一体的なリードフレーム３０とすることにより、上記問題を解決することができる。
【００４２】
本実施形態１においては、上段側半導体チップ１と下段側半導体チップ２を同一の形状としているので、半導体装置のパッケージ構造に対して半導体チップのサイズを最大限に取ることができる。また、２枚のリードフレームのそれぞれに搭載する半導体チップを自由に選択して組み合わせることが可能であり、製造上の設計自由度が高い。なお、上段側半導体チップ１と下段側半導体チップ２のサイズや形状においても、自由に組み合わせることが可能である。
【００４３】
また、２枚のリードフレームは、貫通孔等の位置合わせ手段により重ね合わせを行い、樹脂封止工程による型締めを利用しているので、特別な装置や工程は不要である。なお、第１リードフレーム１０は、第1段差部１５を、第２リードフレームは第２段差部２５と第２枠体部２２の第1枠体部１２との重ね合わせ部分を曲げ加工する必要がある。第1リードフレーム１０と第2リードフレーム２０をそれぞれ別個の曲げ加工金型により曲げ加工を施す方法の他、第1段差部１５と第２段差部２５を同一の曲げ加工金型により曲げ加工を行い、その後に第２枠体部２２の重ね合わせ部分を別の曲げ加工金型により曲げ加工を行ってもよい。
【００４４】
[実施形態２]
次に、上記実施形態１とは異なる構造の半導体装置の一例について説明する。なお、以降の説明において、上記実施形態１と同一の要素部材には同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。図５（ａ）は、本実施形態２に係る半導体装置５２の構成を示す平面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＶｂ−Ｖｂ切断部断面図である。図５（ａ）において、説明の便宜上、モールド樹脂３の形成位置を点線で示し、上段側半導体チップ１ａの下の構造を説明するために、上段側半導体チップ１ａを透明であるかのように図示した。
【００４５】
本実施形態２に係る半導体装置５２は、以下の点を除く基本的な構造は、上記実施形態１に係る半導体装置５１と同じである。すなわち、上記実施形態１においては、第１リード部１１と第２リード部２１とが平面視において重ならないように構成されていたのに対し、本実施形態２においては、第1リード部１１ａ及び第２リード部２１ａの一部において平面視上重なる部分がある点で相違する。但し、図５(ａ)に示すように、第１インナーリード部１３ａ及び第２インナーリード部２３ａにおいては、平面視において重ならないように構成されている点、すなわち、第１インナーリード部と第２インナーリード部は略同一面内に形成されている点は上記実施形態１と同じである。
【００４６】
また、上記実施形態１においては、第１リード部１１の第１段差部１５と、第２リード部２１の第２段差部２５とが側面視（図１（ｂ）の断面方向から視た場合）において重なる位置に形成されていたのに対し、本実施形態２においては、第１リード部１１ａの第１段差部１５ａと、第２リード部２１ａの第２段差部２５ａとが同側面視において重ならない位置に形成されている点で相違する。また、上記実施形態１においては、第１リードフレームのインナーリード部先端から枠体部までの平面視上の距離と、第２リードフレームのインナーリード部先端から枠体部までの平面視上の距離が同一であったのに対し、本実施形態２においては、両者が異なる点で相違する。
【００４７】
また、上記実施形態１においては、上段側半導体チップ１と下段側半導体チップ２のサイズを略同一としていたのに対し、本実施形態２においては、上段側半導体チップ１ａのサイズが下段側半導体チップ２ａのサイズに比して大きい点で異なる。さらに、上記実施形態１においては、第１リード部１１及び第２リード部２１が略直線形状であったのに対し、本実施形態２においては、インナーリード部において屈曲構造を有するものが混在している点で相違する。
【００４８】
図６（ａ）は本実施形態２に係る第１リードフレーム１０ａの平面図、図６（ｂ）は本実施形態２に係る第２リードフレーム２０ａの平面図、図６（ｃ）は、第１リードフレーム１０ａと第２リードフレーム２０ａを一体的に重ね合わせた積層型のリードフレーム３０ａの平面図である。第１リードフレーム１０ａは、図６（ａ）に示すように、第１リード部１１ａ、第１枠体部１２、第１位置合わせ部１６、８つの矩形状の空間部等を備える。
【００４９】
第１リードフレーム１０ａの８つの空間部には、それぞれ５本の第１リード部１１ａが形成されている。５本の第１リード部１１ａのうちの２本は、空間部を構成する辺のうち、第１位置合わせ部１６側の辺Ｓａ側に形成され、残りの３本は、辺Ｓａと対向する辺Ｓｂに形成されている。本実施形態２においては、図６（ａ）に示すように、平面視上Ｌ字型形状の第１リード部と、直線形状の第１リード部が混在している。
【００５０】
第２リードフレーム２０ａは、図６（ｂ）に示すように、第２リード部２１ａ、第２枠体部２２、第２位置合わせ部２６、８つの矩形状の空間部等を備える。第２リードフレーム２０の８つの空間部には、それぞれ５本の第２リード部２１ａが形成されている。５本の第２リード部２１ａのうちの３本は、空間部を構成する辺のうち、第２位置合わせ部２６側の辺Ｓｃ側に形成され、残りの２本は、辺Ｓｃと対向する辺Ｓｄ側に形成されている。本実施形態２においては、図６（ｂ）に示すように、平面視上Ｌ字型形状の第２リード部と、直線形状の第２リード部が混在している。
【００５１】
本実施形態２においては、第１リードフレーム１０ａの第１リード部１１ａの長軸方向の長さと、第２リードフレーム２０ａの第２リード部２１ａの長軸方向の長さが異なる。すなわち、第１リード部１１ａの第１インナーリード部１３ａ先端から第１枠体部１２までの平面視上の距離Ｄｃ（図６（ａ）参照）と、第２リード部２１ａに形成された第２インナーリード部２３ａ先端から第２枠体部２２までの平面視上の距離Ｄｄ（図６（ｂ）参照）とが異なる。また、図５（ｂ）に示すように、第１リード部１１ａに形成された第１立ち上がり部１５ａ、第２リード部２１ａに形成された第２立ち上がり部２５ａの形成位置が図５（ｂ）に示す側面視において異なる。
【００５２】
第１立ち上がり部１５ａの立ち上がり高さ、すなわち、第１インナーリード部１３ａと第１アウターリード部１４ａとの図５（ｂ）中のＺ方向の段差の高さＨａは、第１リードフレーム１０ａ内の第１リード部１１ａにおいて同一とする。また、第２立ち上がり部２５ａの立ち上がり高さ、すなわち、第２インナーリード部２３ａと第２アウターリード部２４ａとの図１（ｂ）中のＺ方向の段差の高さＨｂは、第２リードフレーム２０ａ内の第２リード部２１ａにおいて同一とする。さらに、第１立ち上がり部１５ａの段差の高さＨａと第２立ち上がり部２５ａの段差の高さＨｂとは、同一となるようにする。
【００５３】
本実施形態２に係る半導体装置５２の製造工程において、第１リードフレーム１０ａと第２リードフレーム２０ａとは、図６（ｃ）に示すように、重ね合わせられ、一体的な一つのリードフレーム（積層型のリードフレーム３０ａ）として機能する。
【００５４】
第１リードフレーム１０ａと第２リードフレーム２０ａを重ね合わせた際に、第１リードフレーム１０ａの第１リード部１１ａと、第２リードフレーム２０ａの第２リード部２１ａとは、図６（ｃ）に示すように平面視上重なる部分がある。しかしながら、前述したように、第１立ち上がり部１５ａと第２立ち上がり部２５ａの形成位置をずらしているので、第１リード部１１ａと第２リード部２１ａが接触しないように構成されている。本実施形態２においても上記実施形態１と同様に第１枠体部１２と第２枠体部２２は、後述する後工程においてカットされて最終製品には残らないので、第１リード部１１と第２リード部２１ａのみが最終製品として残ることになる。
【００５５】
本実施形態２によれば、第１リードフレーム１０ａの第１インナーリード部１３ａ先端から第１枠体部１２までの距離と、第２リードフレーム２０ａの第２インナーリード部２３ａ先端から第２枠体部２２までの距離を異なるように構成しているので、第１インナーリード部１３と第２インナーリード部２３とが接触しないように簡便に調整することが可能である。本実施形態２に係るリードフレーム３０ａは、上段側半導体チップ１と下段側半導体チップ２のサイズが異なる場合に特に有効であり、チップサイズやチップ形状の組み合わせ自由度が増加する。
【００５６】
なお、上記実施形態１及び２におけるリードフレームの形状や構造は、一例であり、本発明の趣旨に反しない限度において、種々の変更が可能である。リードフレームにおける枠体部の形状、空間部の個数、リード部の本数、形状等は、用途に応じて変更することができる。空間部の個数、リード部の個数が１以上のものから本件発明の適用が可能である。
【００５７】
上記実施形態１及び２においては、半導体装置のインナーリード部の上側に１つの上段側半導体チップを、同じく下側に１つの下段側半導体チップを形成する例について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、インナーリード部の上側、又は／及び下側に２以上の半導体チップを搭載することも可能である。同一のリードフレームに構成された各空間部の形状や、各空間内のリード部の数や形状は、同一である必要はなく、適宜、変更したり、変形したりすることができる。また、リード部の幅が同一である例について説明したが、これに限定されるものではない。
【００５８】
また、リードフレームに公知の方法によりアイランド等を設けてもよい。また、リードフレーム自体の機械的強度を高めるために、枠体部の厚みを厚くしたり、連結部等を備えたりしてもよい。また、枠体部に形成された位置合わせ部の配置や形状、方法等を適宜変更することができる。また、第１リードフレームの段差高さＨａと第２リードフレームの段差高さＨｂについても、用途に応じて変更することも可能である。
【００５９】
フリップチップマウントによる接続方法に代えて、上段側半導体チップの電極面と下段側半導体チップの電極面を背中合わせとし、ワイヤボンディング接続としてもよい。第１リードフレーム、第２リードフレームそれぞれにおいてワイヤ接続を行うことができるので、容易にワイヤボンディング接続を行うことができる。無論、フリップチップ接続とワイヤボンディングとの併用も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】（ａ）は、本実施形態１に係る半導体装置の平面図であり、（ｂ）は、図１（ａ）のＩｂ−Ｉｂ切断部断面図。
【図２】（ａ）は、本実施形態１に係る第１リードフレームの平面図、（ｂ）は本実施形態１に係る第２リードフレームの平面図、（ｃ）は本実施形態１に係る積層型のリードフレームの平面図。
【図３】本実施形態１に係る半導体装置の製造工程のフローチャート図。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態１に係る半導体装置の製造工程を説明するための主要部断面図。
【図５】（ａ）は、本実施形態２に係る半導体装置の平面図であり、（ｂ）は、図１（ａ）のＶｂ−Ｖｂ切断部断面図。
【図６】（ａ）は、本実施形態２に係る第１リードフレームの平面図、（ｂ）は本実施形態２に係る第２リードフレームの平面図、（ｃ）は本実施形態２に係る積層型のリードフレームの平面図。
【図７】従来例１に係る半導体装置の側面図。
【図８】（ａ）は、従来例２に係る半導体装置の断面図、（ｂ）は従来例２に係るリードフレームの主要部の斜視図。
【図９】（ａ）は、従来例３に係る半導体装置の平面図、（ｂ）は従来例３に係る半導体装置の断面図。
【符号の説明】
【００６１】
１      上段側半導体チップ
２      下段側半導体チップ
３      モールド樹脂
４      端子電極
５      突出電極
１０    第１リードフレーム
１１    第１リード部
１２    第１枠体部
１３    第１インナーリード部
１４    第１アウターリード部
１５    第１立ち上がり部
１６    第１位置合わせ部
２０    第２リードフレーム
２１    第２リード部
２２    第２枠体部
２３    第２インナーリード部
２４    第２アウターリード部
２５    第２立ち上がり部
２６    第２位置合わせ部
３０    積層型のリードフレーム
５１    半導体装置
５２    半導体装置
【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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