半導体装置、半導体装置の製造方法およびリードフレーム
【課題】封止性能が向上したダイパッド露出型パッケージの半導体装置を提供する。
【解決手段】この半導体装置１０は、以下の構成を備えている。裏面に、平面視で外縁に沿って、当該外縁よりも内側に設けられた凸部２２２を備えるダイパッド２２０と、ダイパッド２２０の裏面の反対側の一面に搭載された半導体チップ１００と、ダイパッド２２０から間隔を隔てて当該ダイパッドの外縁に沿って当該ダイパッドの周囲に配置された複数のリード端子２４０と、ダイパッド２２０、半導体チップ１００、および複数のリード端子２４０の少なくとも一部を封止した封止樹脂３００と、を備えている。ダイパッド２２０の裏面のうち、凸部２２２および凸部２２２によって囲まれた領域２２４は、封止樹脂３００の下面から露出しており、凸部２２２の頂面は、封止樹脂３００の下面と同一面を形成している。
【解決手段】この半導体装置１０は、以下の構成を備えている。裏面に、平面視で外縁に沿って、当該外縁よりも内側に設けられた凸部２２２を備えるダイパッド２２０と、ダイパッド２２０の裏面の反対側の一面に搭載された半導体チップ１００と、ダイパッド２２０から間隔を隔てて当該ダイパッドの外縁に沿って当該ダイパッドの周囲に配置された複数のリード端子２４０と、ダイパッド２２０、半導体チップ１００、および複数のリード端子２４０の少なくとも一部を封止した封止樹脂３００と、を備えている。ダイパッド２２０の裏面のうち、凸部２２２および凸部２２２によって囲まれた領域２２４は、封止樹脂３００の下面から露出しており、凸部２２２の頂面は、封止樹脂３００の下面と同一面を形成している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置、半導体装置の製造方法およびリードフレームに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、リードフレームのダイパッド（アイランド部）の半導体チップ等を搭載した一面の反対の裏面を露出させた状態で、封止樹脂で電子部品を封止した構成のパッケージ（以下、ダイパッド露出型パッケージ）が開発されている。このようなダイパッド露出型パッケージでは、ダイパッドが放熱板としての機能も有する。このため、特に、高消費電力の半導体装置向けに用いられている。
【０００３】
特許文献１（特表２００７−５０９４８５号公報）には、ダイパッド露出型パッケージのうち、ＱＦＮ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｎｏｎ−Ｌｅａｄｅｄ）の半導体デバイスパッケージが記載されている。
【０００４】
また、特許文献２（特開２００４−１０４１５５号公報）には、以下のような半導体装置が記載されている。ダイパッドの側面には、複数の突起部が設けられている。この突起部は、半導体素子の搭載面側に折り曲げるように加工されている。半導体素子、ダイパッド、突起部およびインナーリードは封止樹脂で封止されている。このとき、ダイパッドの裏面は、封止樹脂から外へ露出している。これにより、封止樹脂の封止圧力が溝に沿って逃がされるとされている。また、樹脂が回り込んだときには、その封止樹脂を溝で止めることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００７−５０９４８５号公報
【特許文献２】特開２００４−１０４１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の中でも、特許文献２に記載されているように、ダイパッド露出型パッケージの半導体装置は、封止工程において、ダイパッドの裏面に封止樹脂のバリ（樹脂バリ）が発生する可能性がある。この樹脂バリが発生すると、露出したダイパッドからの放熱性が悪化してしまう。したがって、ダイパッドから効率よく放熱させるためには、この樹脂バリを除去することが必要となる。
【０００７】
発明者は、樹脂バリを除去するために、電解脱脂を行う際に、以下のような課題が生じることを見出した。この電解脱脂工程において、ダイパッドの端部に電流が集中する。このため、ダイパッドの端部と封止樹脂とを、引き剥がす力が働く。したがって、ダイパッドの外縁と、封止樹脂との界面に剥離が生じてしまう可能性があった。ダイパッドの外縁と、封止樹脂との界面に剥離が生じてしまった半導体装置は、極端に耐湿性が低くなってしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、
裏面に、平面視で外縁に沿って、当該外縁よりも内側に設けられた凸部を備えるダイパッドと、
前記ダイパッドの前記裏面の反対側の一面に搭載された半導体チップと、
前記ダイパッドから間隔を隔てて当該ダイパッドの外縁に沿って当該ダイパッドの周囲に配置された複数のリード端子と、
前記ダイパッド、前記半導体チップ、および前記複数のリード端子の少なくとも一部を封止した封止樹脂と、
を備え、
前記ダイパッドの前記裏面のうち、前記凸部および前記凸部によって囲まれた領域は、前記封止樹脂の下面から露出しており、
前記凸部の頂面は、前記封止樹脂の前記下面と同一面を形成している半導体装置が提供される。
【０００９】
本発明によれば、
裏面に、平面視で外縁に沿って、当該外縁よりも内側に設けられた凸部を備えるダイパッドと、
前記ダイパッドの前記裏面と反対側の一面に搭載された半導体チップと、
前記ダイパッドから間隔を隔てて当該ダイパッドの外縁に沿って当該ダイパッドの周囲に配置された複数のリード端子と、
を備えるリードフレームを準備する工程と、
前記リードフレームを金型内に配置して、前記金型内のキャビティに封止樹脂を充填することにより、前記ダイパッド、前記半導体チップ、および前記複数のリード端子の一部を封止する封止工程と、
を備え、
前記封止工程において、前記ダイパッドの少なくとも前記凸部を、前記金型のうち、下金型の一面と接するように配置する半導体装置の製造方法が提供される。
【００１０】
本発明によれば、
裏面に、平面視で外縁に沿って、当該外縁よりも内側に設けられた凸部を備えるダイパッドと、
前記ダイパッドから間隔を隔てて当該ダイパッドの外縁に沿って当該ダイパッドの周囲に配置された複数のリード端子と、
を備えるリードフレームが提供される。
【００１１】
本発明によれば、ダイパッドの裏面には、平面視で外縁に沿って、当該外縁よりも内側に設けられた凸部が形成されている。また、凸部の頂面は、封止樹脂の下面と同一面を形成している。これにより、封止工程において、この凸部によって、封止樹脂が堰き止められるため、ダイパッドの裏面に樹脂バリが発生しにくい。また、ダイパッドの裏面に樹脂バリが発生しても、樹脂バリを除去するための電解脱脂工程において、印加される電流は、ダイパッドの裏面の凸部に集中する。これにより、ダイパッドの表面側が封止樹脂と剥離することを抑制することができる。したがって、封止性能が向上したダイパッド露出型パッケージの半導体装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、封止性能が向上したダイパッド露出型パッケージの半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態に係る半導体装置の構成を示す図である。
【図２】図１（ａ）のＢ部の拡大図である。
【図３】第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図５】第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図６】第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図７】第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図８】第１の実施形態の効果を説明するための図である。
【図９】第２の実施形態に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１５】
（第１の実施形態）
図１および図２を用い、第１の実施形態に係る半導体装置１０について説明する。この半導体装置１０は、以下の構成を備えている。裏面に、平面視で外縁に沿って、当該外縁よりも内側に設けられた凸部２２２を備えるダイパッド２２０と、ダイパッド２２０の裏面の反対側の一面に搭載された半導体チップ１００と、ダイパッド２２０から間隔を隔てて当該ダイパッドの外縁に沿って当該ダイパッドの周囲に配置された複数のリード端子２４０と、ダイパッド２２０、半導体チップ１００、および複数のリード端子２４０の少なくとも一部を封止した封止樹脂３００と、を備えている。ダイパッド２２０の裏面のうち、凸部２２２および凸部２２２によって囲まれた領域２２４は、封止樹脂３００の下面から露出しており、凸部２２２の頂面は、封止樹脂３００の下面と同一面を形成している。以下、詳細を説明する。
【００１６】
図１は、第１の実施形態に係る半導体装置の構成を示す図である。図１（ａ）は、図１（ｂ）におけるＡ−Ａ'線断面図を示している。また、図１（ｂ）は、半導体装置１０を裏面側から見た図を示している。
【００１７】
図１（ａ）のように、ダイパッド２２０の裏面には、平面視で外縁に沿って、当該外縁よりも内側に設けられた凸部２２２が設けられている。凸部２２２に関しては、詳細を後述する。
【００１８】
また、ダイパッド２２０の一面の上には、半導体チップ１００が搭載されている。半導体チップ１００は、接着剤（不図示）を介してダイパッド２２０上に固着されている。これに用いられる接着剤は、熱伝導性の高いものが好ましい。
【００１９】
また、ダイパッド２２０および半導体チップ１００は、矩形状をしているが、この形状に限定されるものではない。また、ダイパッド２２０の面積は、半導体チップ１００よりも広い。これにより、放熱性を向上させることができる。
【００２０】
この半導体チップ１００の基板は、たとえばシリコン基板である。この半導体チップ１００には、たとえば、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などの半導体素子（不図示）が形成されている。また、半導体チップ１００上には、多層配線層（不図示）が形成されている。多層配線層の最上層には、電極パッドが設けられている。この電極パッドは、多層配線層に設けられた複数のビアおよび配線を介して、上記した半導体素子に接続している。
【００２１】
また、リード端子２４０は、ダイパッド２２０から間隔を隔てて、当該ダイパッドの外縁に沿って当該ダイパッドの周囲に設けられている。ダイパッド２２０は、このリード端子２４０よりも低い位置に設けられている。これにより、封止樹脂３００から露出されるように形成されている。
【００２２】
半導体チップ１００の電極パッドは、ボンディングワイヤ４００を介して、リード端子２４０と接続している。ボンディングワイヤ４００は、たとえば、Ａｕ、またはＣｕである。
【００２３】
また、この半導体装置１０は、封止樹脂３００によって封止されている。封止樹脂３００は、ダイパッド２２０、半導体チップ１００、ボンディングワイヤ４００、および複数のリード端子２４０の少なくとも一部を封止している。
【００２４】
ここで、ダイパッド２２０の裏面のうち、凸部２２２および凸部によって囲まれた領域２２４は、封止樹脂３００の下面から露出している。これにより、半導体チップ１００からの熱を放出することができる。
【００２５】
また、凸部２２２の頂面は、封止樹脂３００の下面と同一面を形成している。これにより、樹脂バリを電解脱脂で除去する工程において、ダイパッド２２０の裏面に設けられた凸部２２２に、電流が集中する。仮にダイパッド２２０の凸部２２２と封止樹脂３００との間に剥離が発生しても、封止樹脂３００で封止されたダイパッド２２０の表面側に達することはない。したがって、ダイパッド２２０の外縁の側面と封止樹脂３００とが剥離することを抑制することができる。なお、第１の実施形態の効果については、詳細を後述する。
【００２６】
図１（ｂ）のように、封止樹脂３００の外縁から、リード端子２４０の一部が露出している。この露出したリード端子２４０の端部は、はんだを介して回路基板（不図示）等の端子に接続される。なお、このリード端子２４０の表面には、はんだの濡れ性を良くするために、ＳｎまたはＳｎ合金がめっきされている。
【００２７】
また、ダイパッド２２０の裏面のうち、ダイパッド２２０の凸部２２２および凸部２２２によって囲まれた領域２２４は、封止樹脂３００の下面から露出している。回路基板に実装する際には、このダイパッド２２０の裏面は、はんだを介して回路基板に接続される。これにより、さらに放熱性を向上させることが出来る。
【００２８】
次に、図２を用いて、ダイパッド２２０の断面形状について説明する。図２は、図１（ａ）のＢ部の拡大図である。
【００２９】
図２のように、ダイパッド２２０の端部の側面から凸部２２２の側面までの距離ａは、たとえば、５０μｍ以上１ｍｍ以下である。さらには、距離ａは、１００μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。距離ａが上記範囲内であることにより、樹脂バリを電解脱脂で除去する工程において、封止樹脂３００とダイパッド２２０の凸部２２２の側面との間に剥離が生じても、ダイパッド２２０の端部の側面から凸部２２２の側面までの接着力によって剥離が拡大することを防ぐことができる。
【００３０】
また、凸部２２２の幅ｂは、たとえば、１００μｍ以上１ｍｍ以下である。さらには、凸部２２２の幅ｂは、４００μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。凸部２２２の幅ｂが上記範囲内であることにより、封止工程において、樹脂バリが凸部２２２によって囲まれた領域２２４に侵入することがない。
【００３１】
また、凸部２２２の高さｃは、ダイパッド２２０の外縁の裏面から、たとえば、１０μｍ以上５０μｍ以下である。さらには、凸部２２２の高さｃは、２０μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。凸部２２２の高さｃが上記範囲内であることにより、樹脂バリを電解脱脂で除去する工程において、封止樹脂３００とダイパッド２２０の凸部２２２の側面との間に剥離が生じても、当該側面で剥離を止めることができる。また、凸部２２２の高さが２０μｍ以上であることにより、電解脱脂工程において、凸部２２２に電流を集中させることができる。一方、凸部２２２の高さが３０μｍ以下であることにより、実装工程において、半導体装置１０の取り付け高さを一定以上とするために、ダイパッド２２０の裏面に形成するはんだペーストの厚さを過度に厚くする必要が無い。
【００３２】
また、ダイパッド２２０の裏面の凸部２２２は、たとえば、エッチング加工により形成されている。これにより、リードフレーム２００の裏面側をハーフエッチングすることにより、容易に、上記した凸部２２２の所望の形状を得ることができる。
【００３３】
一方、ダイパッド２２０裏面の凸部２２２は、たとえば、プレス加工により形成されていてもよい。これにより、凸部２２２のための金型を用いることにより、容易に大量生産が可能となる。
【００３４】
次に、図３〜図６を用い、第１の実施形態に係る半導体装置１０の製造方法について説明する。第１の実施形態に係る半導体装置１０の製造方法は、以下の工程を備えている。裏面に、平面視で外縁に沿って、当該外縁よりも内側に設けられた凸部２２２を備えるダイパッド２２０と、ダイパッド２２０の裏面と反対側の一面に搭載された半導体チップ１００と、ダイパッド２２０から間隔を隔てて当該ダイパッド２２０の外縁に沿って当該ダイパッド２２０の周囲に配置された複数のリード端子２４０と、を備えるリードフレーム２００を準備する（Ｓ１１０）。次いで、リードフレーム２００を金型５００内に配置して、金型５００内のキャビティに封止樹脂３００を充填することにより、ダイパッド２２０、半導体チップ１００、および複数のリード端子２４０の一部を封止する（封止工程：Ｓ１２０）。この封止工程において、ダイパッド２２０の少なくとも凸部２２２を、金型５００のうち、下金型５４０の一面と接するように配置する。以下、詳細を説明する。
【００３５】
図３は、第１の実施形態に係る半導体装置１０の製造方法を説明するためのフローチャートである。図３のように、まず、リードフレーム準備工程を行う（Ｓ１１０）。
【００３６】
まず、下記のように、半導体チップ１００を準備する。はじめに、たとえば、シリコン基板に、ＦＥＴなどの半導体素子を形成する。次いで、多層配線層を形成する層間絶縁層に、ビアおよび配線を形成する。次いで、多層配線層の最上層に、電極パッドを形成する。次いで、ダイシングを行う。以上により、半導体チップ１００を形成する。
【００３７】
図４は、第１の実施形態に係る半導体装置１０の製造方法を説明するための図である。なお、図４は、リードフレーム準備工程を示している。図４（ａ）は、図４（ｂ）のＡ−Ａ'線断面図である。また、図４（ｂ）は、リードフレーム２００を裏面側から見た図である。ただし、図４（ｂ）においては、ボンディングワイヤ４００を省略している。以降の図５（ｂ）および図６（ｂ）についても同様とする。
【００３８】
図４（ａ）のように、裏面に凸部２２２を備えたダイパッド２２０と、ダイパッド２２０から間隔を隔てて配置されたリード端子２４０を備えるリードフレーム２００を準備する。ここでは、たとえば、凸部２２２を、エッチング加工により形成する。なお、凸部２２２を、プレス加工により形成してもよい。このような加工法を用いることにより、容易に凸部２２２を形成することができる。
【００３９】
次いで、ダイパッド２２０がリード端子２４０よりも所定の間隔だけ下方に位置するように、リードフレーム２００の吊りリード２６０を屈曲させる。
【００４０】
次いで、ダイパッド２２０の裏面と反対側の一面に、半導体チップ１００を接着剤（不図示）で固定する。次いで、ボンディングワイヤ４００により、半導体チップ１００の電極パッド（不図示）と、リード端子２４０の端部上面とを接続する。
【００４１】
なお、上記した半導体チップ１００を搭載する工程の後に、吊りリード２６０を屈曲させてもよい。
【００４２】
また、図４（ｂ）のように、上述のように、ダイパッド２２０の裏面には、平面視で外縁に沿って、当該外縁よりも内側に設けられた凸部２２２を備えている。
【００４３】
また、複数のリード端子２４０は、ダイパッド２２０から間隔を隔てて、当該ダイパッド２２０の外縁に沿って当該ダイパッド２２０の周囲に配置されている。
【００４４】
また、ダイパッド２２０は、吊りリード２６０によって、リードフレーム２００の支持フレーム（符号不図示）に接続されている。この吊りリード２６０によって、封止工程までの間、ダイパッド２２０はリードフレーム２００に固定される（以上、リードフレーム準備工程：Ｓ１１０）。
【００４５】
次いで、以下のように、封止工程を行う（Ｓ１２０）。
【００４６】
図５は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための図である。なお、図５は、封止工程において、リードフレーム２００を金型に配置した状態を示している。図５（ａ）は、図５（ｂ）のＡ−Ａ'線断面図である。また、図５（ｂ）は、金型５００に配置したときのリードフレーム２００を裏面側から見た図である。
【００４７】
図５（ａ）のように、リードフレーム２００を金型５００内に配置する。このとき、ダイパッド２２０の少なくとも凸部２２２を、金型５００のうち、下金型５４０の一面と接するように配置する。これにより、封止樹脂３００を、凸部２２２よりも内側に流入させることがない。したがって、ダイパッド２２０の裏面のうち、凸部２２２および凸部２２２によって囲まれた領域２２４を封止樹脂３００の下面から露出させることができる。さらに、凸部２２２の頂面と封止樹脂３００の下面とが同一面となるように形成することができる。
【００４８】
また、図５（ｂ）のように、リードフレーム２００を、リード端子２４０のボンディングワイヤ４００によってボンディングされた部分が金型５００の端部５６０よりも内側に来るように配置する。これにより、封止樹脂３００によって、リード端子２４０のボンディングワイヤ４００によってボンディングされた部分を封止することができる。
【００４９】
次いで、上金型５２０および下金型５４０の間のキャビティ内に、封止樹脂３００を充填する。これにより、ダイパッド２２０、半導体チップ１００、および複数のリード端子２４０の一部を封止する（以上、封止工程：Ｓ１２０）。
【００５０】
図６は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための図である。なお、図６は、封止工程後において、金型５００からリードフレーム２００を取り出した状態を示している。図６（ａ）は、図６（ｂ）のＡ−Ａ'線断面図である。また、図６（ｂ）は、封止されたリードフレーム２００を裏面側から見た図である。
【００５１】
図６（ａ）のように、上述の封止工程（Ｓ１２０）によって、ダイパッド２２０、半導体チップ１００、および複数のリード端子２４０の少なくとも一部を含むリードフレーム２００は、封止樹脂３００によって封止されている。
【００５２】
ここで、本実施形態におけるダイパッド２２０の裏面には、凸部２２２が形成されているため、封止工程（Ｓ１２０）において、封止樹脂３００は、凸部２２２によって堰き止められて、ダイパッド２２０の裏面側に回り込むことが少ない。したがって、本実施形態では、凸部２２２が無い状態よりも樹脂バリ３２０は発生しにくい。
【００５３】
しかし、封止工程（Ｓ１２０）において、ダイパッド２２０の凸部２２２の加工精度の範囲で、凸部２２２が下金型５４０に当接している部分に微細な隙間を生じる場合などがある。このような場合、微小ながらもダイパッド２２０の裏面側に、樹脂バリ３２０が発生することがある。この樹脂バリ３２０が発生すると、ダイパッド２２０の裏面からの放熱性が悪化してしまう。したがって、この樹脂バリ３２０を除去することが必要となる。
【００５４】
よって、以下のように、樹脂バリ除去工程を行う（Ｓ１３０）。
【００５５】
図７は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための図である。なお、図７は、樹脂バリ３２０を除去するための電解脱脂工程を示している。
【００５６】
図７のように、封止されたリードフレーム２００を、ＮａＯＨなどのアルカリ液に浸漬する。また、電解脱脂を行う装置側の電極６００を陽極として、一方、リードフレーム２００を陰極として、電界脱脂工程を行う。このとき、ダイパッド２２０は吊りリード２６０と接続しているため、ダイパッド２２０も陰極として同じ電位となる。
【００５７】
上記した電解脱脂工程により、化学的に樹脂バリ３２０が除去される（以上、電解脱脂工程：Ｓ１３２）。この電解脱脂工程（Ｓ１３２）における本実施形態の効果については、詳細を後述する。
【００５８】
次いで、上記した電解脱脂工程（Ｓ１３２）だけでは不十分な場合があるため、樹脂バリ３２０を物理的に除去するために、ジェットホーニング工程を行う（Ｓ１３４）。この「ジェットホーニング工程」とは、高圧水またはビーズをダイパッド２２０の裏面に噴射する工程のことである。これにより、物理的に、残存した樹脂バリ３２０を除去する。
【００５９】
次いで、リード端子２４０およびダイパッド２２０の裏面に、めっきを行う（Ｓ１４０）。たとえば、めっきする材料としては、たとえば、Ｓｎである。これにより、後工程でのはんだの濡れ性を良くする。
【００６０】
次いで、リードフレーム２００から、吊りリード２６０が封止樹脂３００から露出している部分（符号不図示）、およびリード端子２４０が支持フレームに接続している部分（符号不図示）をカットする（Ｓ１５０）。次いで、リード端子２４０を、適宜、所望の形状に屈曲させる。
【００６１】
以上のようにして、第１の実施形態に係る半導体装置１０を得る。
【００６２】
次に、図８を用い、比較例と対比しながら、第１の実施形態の効果について説明する。
【００６３】
図８は、第１の実施形態の効果を説明するための図である。また、図８は、上記した電解脱脂工程（Ｓ１３２）を示している。
【００６４】
図８（ａ）は、比較例として、ダイパッド２２０の裏面に凸部２２２を有していない場合を示している。この場合では、封止工程（Ｓ１２０）において、ダイパッド２２０の裏面に、樹脂バリ３２０が多く発生する。
【００６５】
電解脱脂工程（Ｓ１３２）において、電流は、陽極である電極６００から、対向する陰極であるダイパッド２２０の裏面に向けて、平行に流れる。このとき、ダイパッド２２０の端部には、エッジ効果によって、電流が集中する。このため、ダイパッド２２０と樹脂を剥がそうとする力が働く。これによって、ダイパッド２２０の外縁から封止樹脂３００の内部へ剥離が進行して、さらにダイパッド２２０の表面側まで進行してしまう（図８（ａ）黒矢印で示す太実線部）。
【００６６】
よって、比較例では、剥離した部分から水分が侵入しやすくなってしまうため、極端に耐湿性が低くなってしまう。
【００６７】
一方、図８（ｂ）は、第１の実施形態として、ダイパッド２２０の裏面に凸部２２２を有している場合を示している。
【００６８】
第１の実施形態では、封止工程（Ｓ１２０）において、封止樹脂３００は凸部２２２によって堰き止められるため、樹脂バリ３２０は発生しにくい。このため、ダイパッド２２０の裏面に樹脂バリ３２０が発生したとしても、微小な量である。したがって、電解脱脂工程（Ｓ１３２）において、電解脱脂の条件を、比較例よりも弱い条件で行うことができる。
【００６９】
電解脱脂工程（Ｓ１３２）では、上記した比較例と同様にして、電流は、陽極である電極６００から、対向するダイパッド２２０の裏面に向けて平行に流れる。このとき、比較例とは異なり、ダイパッド２２０の裏面に設けられた凸部２２２に、電流が集中する。このため、凸部２２２の側面と、封止樹脂３００と接した部分に剥離が生じることがある（図８（ｂ）黒矢印で示す太実線部）。しかし、第１の実施形態では、凸部２２２の側面からダイパッド２２０の外縁までの距離は長い。これにより、仮に上記した剥離が発生しても、封止樹脂３００で封止されたダイパッド２２０の表面側に達することはない。
【００７０】
なお、封止樹脂３００の下面より、凸部２２２の頂面が突出している場合は、比較例と同じように、ダイパッド２２０の外縁から表面側において、封止樹脂３００との界面に剥離が生じてしまう可能性がある。したがって、第１の実施形態のように、凸部２２２の頂面は、封止樹脂３００の下面と同一面を形成していることが好ましい。すなわち、凸部２２２の側面は、封止樹脂３００に覆われていることが好ましい。これにより、上記のように、仮に凸部２２２の側面と封止樹脂３００との間に剥離が生じても、凸部２２２の側面で止めることができる。したがって、封止樹脂３００で封止されたダイパッド２２０の表面側に達することはない。
【００７１】
このようにして、第１の実施形態によれば、ダイパッド２２０の表面側が封止樹脂３００と剥離することを抑制することができる。よって、第１の実施形態によれば、封止性能が向上したダイパッド露出型パッケージの半導体装置１０を提供することができる。
【００７２】
（第２の実施形態）
図９は、第２の実施形態に係る半導体装置の構成を示す断面図である。第２の実施形態は、複数のパッケージ２０が積層されている点を除いて、第１の実施形態と同様である。以下、詳細を説明する。
【００７３】
図９のように、第１の実施形態の封止工程（Ｓ１２０）後のリードフレーム２００が、積層されている。このリードフレーム２００には、封止樹脂３００を有する複数のパッケージ２０が備えられている。ここでいう「パッケージ２０」とは、ダイパッド２２０、半導体チップ１００、および複数のリード端子２４０の少なくとも一部が封止樹脂３００によって封止されている部分をいう。
【００７４】
ここで、第１の実施形態と同様に、ダイパッド２２０の裏面は、凸部２２２および凸部２２２によって囲まれた領域２２４は、封止樹脂３００から露出されている。凸部２２２によって囲まれた領域２２４は、封止樹脂３００の下面よりも窪んでいる。これにより、凸部２２２によって囲まれた領域２２４は、積層時に下側に位置するパッケージ２０の上面と接することがない。
【００７５】
図２に関して上述したように、凸部２２２の幅ｂは、たとえば、１００μｍ以上１ｍｍ以下である。さらには、凸部２２２の幅ｂは、４００μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。本実施形態において、凸部の幅ｂが上記範囲内であることにより、積層時に下側に位置するパッケージ２０の上面と接する面積を小さくすることができる。
【００７６】
また、凸部２２２の高さｃは、ダイパッド２２０の外縁の裏面から、たとえば、１０μｍ以上５０μｍ以下である。さらには、凸部２２２の高さｃは、２０μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。ここで、封止工程（Ｓ１２０）後の封止樹脂３００の上面に、シリアルナンバー等の印字がなされている場合等がある。その場合、封止樹脂３００の上面には、微小な凹凸が生じている。このため、凸部２２２の高さｃが上記範囲内であることにより、下側に位置するパッケージ２０の上面に、上記した凹凸がある場合であっても、当該上面がダイパッド２２０の裏面によって損傷することを抑制することができる。
【００７７】
また、これらの複数のパッケージ２０は、上下に積層されている。上側のパッケージ２０は、下側のパッケージ２０の上面に接して積層されている。なお、図示されていないが、リードフレーム２００の横方向にも、同一のパッケージ２０が複数備えられており、それらも相互に上下に積層されている。
【００７８】
第２の実施形態では、たとえば、図９に示されているように、一方のパッケージ２０の上面が、他方のパッケージ２０の下面と接するように、積層されている。なお、図９では、上下に二つのリードフレーム２００が積層されている場合を示しているが、図中縦方向に、複数のリードフレーム２００を積層されていてもよい。
【００７９】
これらの積層されたパッケージ２０は、この状態でマガジン（不図示）等に収納される。ここで、「マガジン」とは、上記したパッケージ２０を搬送するために用いられる収納容器のことをいう。
【００８０】
このようにパッケージ２０が積層された状態の半導体装置１０は、後工程に搬送される。または、半導体装置１０は、この状態で、後処理、またはアッセンブリー等を行う別のメーカーに出荷される。
【００８１】
次に、第２の実施形態の製造方法について、説明する。第２の実施形態は、封止工程（Ｓ１２０）後に複数のパッケージ２０を積層する点を除いて、第１の実施形態と同様である。
【００８２】
第１の実施形態と同様の封止工程（Ｓ１２０）により、得られた複数のパッケージ２０を、一方のパッケージ２０の封止樹脂３００の上面と、他方のパッケージ２０の封止樹脂３００の下面とが接するように順次積層する。
【００８３】
次いで、上記した半導体装置１０をマガジン（不図示）に収納する。次いで、マガジンに収納した状態で、後工程に搬送、または別のメーカーに出荷する。すなわち、このパッケージ２０が積層された形態も、半導体装置１０の一実施態様である。
【００８４】
次に、第２の実施形態の効果について、比較例と対比しながら説明する。
【００８５】
第１の比較例として、ダイパッド露出型パッケージにおいて、ダイパッド２２０の裏面に凸部２２２を有していない場合を考える。この第１の比較例のパッケージ２０を積層した場合、ダイパッド２２０の裏面のうち、全面が、下側のパッケージ２０の上面と接してしまう。このようにパッケージ２０が積層された状態の半導体装置１０を搬送する際、金属であるダイパッド２２０が接した状態で搬送される。このため、搬送時の振動などにより、ダイパッド２２０の裏面は、下側に位置するパッケージ２０の上面を損傷してしまう可能性がある。
【００８６】
また、第２の比較例として、封止樹脂３００の下面より、凸部２２２の頂面が露出している場合を考える。この第２の比較例のパッケージ２０を積層した場合、ダイパッド２２０の裏面のうち、凸部２２２の頂面のみによって、下側のパッケージ２０の上面と接してしまう。パッケージ２０が積層された状態の半導体装置１０を搬送する際、小さい面積の凸部２２２の頂面のみによって積層された状態で搬送される。このため、積層した状態が不安定となり、搬送時の振動などにより、下側に位置するパッケージ２０の上面を損傷してしまう可能性がある。
【００８７】
一方、第２の実施形態によれば、ダイパッド２２０の裏面に凸部２２２を有している。さらに、パッケージ２０の下面から露出した凸部２２２の頂面は、封止樹脂３００の下面と同一面を形成している。また、凸部２２２によって囲まれた領域２２４は、封止樹脂３００の下面よりも窪んでいる。これにより、パッケージ２０を積層した際に、封止樹脂３００から露出したダイパッド２２０が、下側に位置するパッケージ２０の上面と接する面積が小さくなる。また、凸部２２２よりも広い面積を有する封止樹脂３００の下面によって、下側に位置するパッケージ２０の上面と接している。これにより、安定的にパッケージ２０を積層することができる。したがって、パッケージ２０を積層した際に、ダイパッド２２０の裏面によって、下側に位置するパッケージ２０の上面が損傷することを抑制することができる。
【００８８】
上記した第２の実施形態では、同一のパッケージ２０を積層した場合を説明したが、この場合に限らず、他の形態のパッケージ（不図示）に積層する場合にも同様の効果を得ることができる。
【００８９】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【００９０】
１０ 半導体装置
２０ パッケージ
１００ 半導体チップ
２００ リードフレーム
２２０ ダイパッド
２２２ 凸部
２２４ 凸部によって囲まれた領域
２４０ リード端子
２６０ 吊りリード
３００ 封止樹脂
３２０ 樹脂バリ
４００ ボンディングワイヤ
５００ 金型
５２０ 上金型
５４０ 下金型
５６０ 金型の端部
６００ 電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置、半導体装置の製造方法およびリードフレームに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、リードフレームのダイパッド（アイランド部）の半導体チップ等を搭載した一面の反対の裏面を露出させた状態で、封止樹脂で電子部品を封止した構成のパッケージ（以下、ダイパッド露出型パッケージ）が開発されている。このようなダイパッド露出型パッケージでは、ダイパッドが放熱板としての機能も有する。このため、特に、高消費電力の半導体装置向けに用いられている。
【０００３】
特許文献１（特表２００７−５０９４８５号公報）には、ダイパッド露出型パッケージのうち、ＱＦＮ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｎｏｎ−Ｌｅａｄｅｄ）の半導体デバイスパッケージが記載されている。
【０００４】
また、特許文献２（特開２００４−１０４１５５号公報）には、以下のような半導体装置が記載されている。ダイパッドの側面には、複数の突起部が設けられている。この突起部は、半導体素子の搭載面側に折り曲げるように加工されている。半導体素子、ダイパッド、突起部およびインナーリードは封止樹脂で封止されている。このとき、ダイパッドの裏面は、封止樹脂から外へ露出している。これにより、封止樹脂の封止圧力が溝に沿って逃がされるとされている。また、樹脂が回り込んだときには、その封止樹脂を溝で止めることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００７−５０９４８５号公報
【特許文献２】特開２００４−１０４１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の中でも、特許文献２に記載されているように、ダイパッド露出型パッケージの半導体装置は、封止工程において、ダイパッドの裏面に封止樹脂のバリ（樹脂バリ）が発生する可能性がある。この樹脂バリが発生すると、露出したダイパッドからの放熱性が悪化してしまう。したがって、ダイパッドから効率よく放熱させるためには、この樹脂バリを除去することが必要となる。
【０００７】
発明者は、樹脂バリを除去するために、電解脱脂を行う際に、以下のような課題が生じることを見出した。この電解脱脂工程において、ダイパッドの端部に電流が集中する。このため、ダイパッドの端部と封止樹脂とを、引き剥がす力が働く。したがって、ダイパッドの外縁と、封止樹脂との界面に剥離が生じてしまう可能性があった。ダイパッドの外縁と、封止樹脂との界面に剥離が生じてしまった半導体装置は、極端に耐湿性が低くなってしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、
裏面に、平面視で外縁に沿って、当該外縁よりも内側に設けられた凸部を備えるダイパッドと、
前記ダイパッドの前記裏面の反対側の一面に搭載された半導体チップと、
前記ダイパッドから間隔を隔てて当該ダイパッドの外縁に沿って当該ダイパッドの周囲に配置された複数のリード端子と、
前記ダイパッド、前記半導体チップ、および前記複数のリード端子の少なくとも一部を封止した封止樹脂と、
を備え、
前記ダイパッドの前記裏面のうち、前記凸部および前記凸部によって囲まれた領域は、前記封止樹脂の下面から露出しており、
前記凸部の頂面は、前記封止樹脂の前記下面と同一面を形成している半導体装置が提供される。
【０００９】
本発明によれば、
裏面に、平面視で外縁に沿って、当該外縁よりも内側に設けられた凸部を備えるダイパッドと、
前記ダイパッドの前記裏面と反対側の一面に搭載された半導体チップと、
前記ダイパッドから間隔を隔てて当該ダイパッドの外縁に沿って当該ダイパッドの周囲に配置された複数のリード端子と、
を備えるリードフレームを準備する工程と、
前記リードフレームを金型内に配置して、前記金型内のキャビティに封止樹脂を充填することにより、前記ダイパッド、前記半導体チップ、および前記複数のリード端子の一部を封止する封止工程と、
を備え、
前記封止工程において、前記ダイパッドの少なくとも前記凸部を、前記金型のうち、下金型の一面と接するように配置する半導体装置の製造方法が提供される。
【００１０】
本発明によれば、
裏面に、平面視で外縁に沿って、当該外縁よりも内側に設けられた凸部を備えるダイパッドと、
前記ダイパッドから間隔を隔てて当該ダイパッドの外縁に沿って当該ダイパッドの周囲に配置された複数のリード端子と、
を備えるリードフレームが提供される。
【００１１】
本発明によれば、ダイパッドの裏面には、平面視で外縁に沿って、当該外縁よりも内側に設けられた凸部が形成されている。また、凸部の頂面は、封止樹脂の下面と同一面を形成している。これにより、封止工程において、この凸部によって、封止樹脂が堰き止められるため、ダイパッドの裏面に樹脂バリが発生しにくい。また、ダイパッドの裏面に樹脂バリが発生しても、樹脂バリを除去するための電解脱脂工程において、印加される電流は、ダイパッドの裏面の凸部に集中する。これにより、ダイパッドの表面側が封止樹脂と剥離することを抑制することができる。したがって、封止性能が向上したダイパッド露出型パッケージの半導体装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、封止性能が向上したダイパッド露出型パッケージの半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態に係る半導体装置の構成を示す図である。
【図２】図１（ａ）のＢ部の拡大図である。
【図３】第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図５】第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図６】第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図７】第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図８】第１の実施形態の効果を説明するための図である。
【図９】第２の実施形態に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１５】
（第１の実施形態）
図１および図２を用い、第１の実施形態に係る半導体装置１０について説明する。この半導体装置１０は、以下の構成を備えている。裏面に、平面視で外縁に沿って、当該外縁よりも内側に設けられた凸部２２２を備えるダイパッド２２０と、ダイパッド２２０の裏面の反対側の一面に搭載された半導体チップ１００と、ダイパッド２２０から間隔を隔てて当該ダイパッドの外縁に沿って当該ダイパッドの周囲に配置された複数のリード端子２４０と、ダイパッド２２０、半導体チップ１００、および複数のリード端子２４０の少なくとも一部を封止した封止樹脂３００と、を備えている。ダイパッド２２０の裏面のうち、凸部２２２および凸部２２２によって囲まれた領域２２４は、封止樹脂３００の下面から露出しており、凸部２２２の頂面は、封止樹脂３００の下面と同一面を形成している。以下、詳細を説明する。
【００１６】
図１は、第１の実施形態に係る半導体装置の構成を示す図である。図１（ａ）は、図１（ｂ）におけるＡ−Ａ'線断面図を示している。また、図１（ｂ）は、半導体装置１０を裏面側から見た図を示している。
【００１７】
図１（ａ）のように、ダイパッド２２０の裏面には、平面視で外縁に沿って、当該外縁よりも内側に設けられた凸部２２２が設けられている。凸部２２２に関しては、詳細を後述する。
【００１８】
また、ダイパッド２２０の一面の上には、半導体チップ１００が搭載されている。半導体チップ１００は、接着剤（不図示）を介してダイパッド２２０上に固着されている。これに用いられる接着剤は、熱伝導性の高いものが好ましい。
【００１９】
また、ダイパッド２２０および半導体チップ１００は、矩形状をしているが、この形状に限定されるものではない。また、ダイパッド２２０の面積は、半導体チップ１００よりも広い。これにより、放熱性を向上させることができる。
【００２０】
この半導体チップ１００の基板は、たとえばシリコン基板である。この半導体チップ１００には、たとえば、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などの半導体素子（不図示）が形成されている。また、半導体チップ１００上には、多層配線層（不図示）が形成されている。多層配線層の最上層には、電極パッドが設けられている。この電極パッドは、多層配線層に設けられた複数のビアおよび配線を介して、上記した半導体素子に接続している。
【００２１】
また、リード端子２４０は、ダイパッド２２０から間隔を隔てて、当該ダイパッドの外縁に沿って当該ダイパッドの周囲に設けられている。ダイパッド２２０は、このリード端子２４０よりも低い位置に設けられている。これにより、封止樹脂３００から露出されるように形成されている。
【００２２】
半導体チップ１００の電極パッドは、ボンディングワイヤ４００を介して、リード端子２４０と接続している。ボンディングワイヤ４００は、たとえば、Ａｕ、またはＣｕである。
【００２３】
また、この半導体装置１０は、封止樹脂３００によって封止されている。封止樹脂３００は、ダイパッド２２０、半導体チップ１００、ボンディングワイヤ４００、および複数のリード端子２４０の少なくとも一部を封止している。
【００２４】
ここで、ダイパッド２２０の裏面のうち、凸部２２２および凸部によって囲まれた領域２２４は、封止樹脂３００の下面から露出している。これにより、半導体チップ１００からの熱を放出することができる。
【００２５】
また、凸部２２２の頂面は、封止樹脂３００の下面と同一面を形成している。これにより、樹脂バリを電解脱脂で除去する工程において、ダイパッド２２０の裏面に設けられた凸部２２２に、電流が集中する。仮にダイパッド２２０の凸部２２２と封止樹脂３００との間に剥離が発生しても、封止樹脂３００で封止されたダイパッド２２０の表面側に達することはない。したがって、ダイパッド２２０の外縁の側面と封止樹脂３００とが剥離することを抑制することができる。なお、第１の実施形態の効果については、詳細を後述する。
【００２６】
図１（ｂ）のように、封止樹脂３００の外縁から、リード端子２４０の一部が露出している。この露出したリード端子２４０の端部は、はんだを介して回路基板（不図示）等の端子に接続される。なお、このリード端子２４０の表面には、はんだの濡れ性を良くするために、ＳｎまたはＳｎ合金がめっきされている。
【００２７】
また、ダイパッド２２０の裏面のうち、ダイパッド２２０の凸部２２２および凸部２２２によって囲まれた領域２２４は、封止樹脂３００の下面から露出している。回路基板に実装する際には、このダイパッド２２０の裏面は、はんだを介して回路基板に接続される。これにより、さらに放熱性を向上させることが出来る。
【００２８】
次に、図２を用いて、ダイパッド２２０の断面形状について説明する。図２は、図１（ａ）のＢ部の拡大図である。
【００２９】
図２のように、ダイパッド２２０の端部の側面から凸部２２２の側面までの距離ａは、たとえば、５０μｍ以上１ｍｍ以下である。さらには、距離ａは、１００μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。距離ａが上記範囲内であることにより、樹脂バリを電解脱脂で除去する工程において、封止樹脂３００とダイパッド２２０の凸部２２２の側面との間に剥離が生じても、ダイパッド２２０の端部の側面から凸部２２２の側面までの接着力によって剥離が拡大することを防ぐことができる。
【００３０】
また、凸部２２２の幅ｂは、たとえば、１００μｍ以上１ｍｍ以下である。さらには、凸部２２２の幅ｂは、４００μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。凸部２２２の幅ｂが上記範囲内であることにより、封止工程において、樹脂バリが凸部２２２によって囲まれた領域２２４に侵入することがない。
【００３１】
また、凸部２２２の高さｃは、ダイパッド２２０の外縁の裏面から、たとえば、１０μｍ以上５０μｍ以下である。さらには、凸部２２２の高さｃは、２０μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。凸部２２２の高さｃが上記範囲内であることにより、樹脂バリを電解脱脂で除去する工程において、封止樹脂３００とダイパッド２２０の凸部２２２の側面との間に剥離が生じても、当該側面で剥離を止めることができる。また、凸部２２２の高さが２０μｍ以上であることにより、電解脱脂工程において、凸部２２２に電流を集中させることができる。一方、凸部２２２の高さが３０μｍ以下であることにより、実装工程において、半導体装置１０の取り付け高さを一定以上とするために、ダイパッド２２０の裏面に形成するはんだペーストの厚さを過度に厚くする必要が無い。
【００３２】
また、ダイパッド２２０の裏面の凸部２２２は、たとえば、エッチング加工により形成されている。これにより、リードフレーム２００の裏面側をハーフエッチングすることにより、容易に、上記した凸部２２２の所望の形状を得ることができる。
【００３３】
一方、ダイパッド２２０裏面の凸部２２２は、たとえば、プレス加工により形成されていてもよい。これにより、凸部２２２のための金型を用いることにより、容易に大量生産が可能となる。
【００３４】
次に、図３〜図６を用い、第１の実施形態に係る半導体装置１０の製造方法について説明する。第１の実施形態に係る半導体装置１０の製造方法は、以下の工程を備えている。裏面に、平面視で外縁に沿って、当該外縁よりも内側に設けられた凸部２２２を備えるダイパッド２２０と、ダイパッド２２０の裏面と反対側の一面に搭載された半導体チップ１００と、ダイパッド２２０から間隔を隔てて当該ダイパッド２２０の外縁に沿って当該ダイパッド２２０の周囲に配置された複数のリード端子２４０と、を備えるリードフレーム２００を準備する（Ｓ１１０）。次いで、リードフレーム２００を金型５００内に配置して、金型５００内のキャビティに封止樹脂３００を充填することにより、ダイパッド２２０、半導体チップ１００、および複数のリード端子２４０の一部を封止する（封止工程：Ｓ１２０）。この封止工程において、ダイパッド２２０の少なくとも凸部２２２を、金型５００のうち、下金型５４０の一面と接するように配置する。以下、詳細を説明する。
【００３５】
図３は、第１の実施形態に係る半導体装置１０の製造方法を説明するためのフローチャートである。図３のように、まず、リードフレーム準備工程を行う（Ｓ１１０）。
【００３６】
まず、下記のように、半導体チップ１００を準備する。はじめに、たとえば、シリコン基板に、ＦＥＴなどの半導体素子を形成する。次いで、多層配線層を形成する層間絶縁層に、ビアおよび配線を形成する。次いで、多層配線層の最上層に、電極パッドを形成する。次いで、ダイシングを行う。以上により、半導体チップ１００を形成する。
【００３７】
図４は、第１の実施形態に係る半導体装置１０の製造方法を説明するための図である。なお、図４は、リードフレーム準備工程を示している。図４（ａ）は、図４（ｂ）のＡ−Ａ'線断面図である。また、図４（ｂ）は、リードフレーム２００を裏面側から見た図である。ただし、図４（ｂ）においては、ボンディングワイヤ４００を省略している。以降の図５（ｂ）および図６（ｂ）についても同様とする。
【００３８】
図４（ａ）のように、裏面に凸部２２２を備えたダイパッド２２０と、ダイパッド２２０から間隔を隔てて配置されたリード端子２４０を備えるリードフレーム２００を準備する。ここでは、たとえば、凸部２２２を、エッチング加工により形成する。なお、凸部２２２を、プレス加工により形成してもよい。このような加工法を用いることにより、容易に凸部２２２を形成することができる。
【００３９】
次いで、ダイパッド２２０がリード端子２４０よりも所定の間隔だけ下方に位置するように、リードフレーム２００の吊りリード２６０を屈曲させる。
【００４０】
次いで、ダイパッド２２０の裏面と反対側の一面に、半導体チップ１００を接着剤（不図示）で固定する。次いで、ボンディングワイヤ４００により、半導体チップ１００の電極パッド（不図示）と、リード端子２４０の端部上面とを接続する。
【００４１】
なお、上記した半導体チップ１００を搭載する工程の後に、吊りリード２６０を屈曲させてもよい。
【００４２】
また、図４（ｂ）のように、上述のように、ダイパッド２２０の裏面には、平面視で外縁に沿って、当該外縁よりも内側に設けられた凸部２２２を備えている。
【００４３】
また、複数のリード端子２４０は、ダイパッド２２０から間隔を隔てて、当該ダイパッド２２０の外縁に沿って当該ダイパッド２２０の周囲に配置されている。
【００４４】
また、ダイパッド２２０は、吊りリード２６０によって、リードフレーム２００の支持フレーム（符号不図示）に接続されている。この吊りリード２６０によって、封止工程までの間、ダイパッド２２０はリードフレーム２００に固定される（以上、リードフレーム準備工程：Ｓ１１０）。
【００４５】
次いで、以下のように、封止工程を行う（Ｓ１２０）。
【００４６】
図５は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための図である。なお、図５は、封止工程において、リードフレーム２００を金型に配置した状態を示している。図５（ａ）は、図５（ｂ）のＡ−Ａ'線断面図である。また、図５（ｂ）は、金型５００に配置したときのリードフレーム２００を裏面側から見た図である。
【００４７】
図５（ａ）のように、リードフレーム２００を金型５００内に配置する。このとき、ダイパッド２２０の少なくとも凸部２２２を、金型５００のうち、下金型５４０の一面と接するように配置する。これにより、封止樹脂３００を、凸部２２２よりも内側に流入させることがない。したがって、ダイパッド２２０の裏面のうち、凸部２２２および凸部２２２によって囲まれた領域２２４を封止樹脂３００の下面から露出させることができる。さらに、凸部２２２の頂面と封止樹脂３００の下面とが同一面となるように形成することができる。
【００４８】
また、図５（ｂ）のように、リードフレーム２００を、リード端子２４０のボンディングワイヤ４００によってボンディングされた部分が金型５００の端部５６０よりも内側に来るように配置する。これにより、封止樹脂３００によって、リード端子２４０のボンディングワイヤ４００によってボンディングされた部分を封止することができる。
【００４９】
次いで、上金型５２０および下金型５４０の間のキャビティ内に、封止樹脂３００を充填する。これにより、ダイパッド２２０、半導体チップ１００、および複数のリード端子２４０の一部を封止する（以上、封止工程：Ｓ１２０）。
【００５０】
図６は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための図である。なお、図６は、封止工程後において、金型５００からリードフレーム２００を取り出した状態を示している。図６（ａ）は、図６（ｂ）のＡ−Ａ'線断面図である。また、図６（ｂ）は、封止されたリードフレーム２００を裏面側から見た図である。
【００５１】
図６（ａ）のように、上述の封止工程（Ｓ１２０）によって、ダイパッド２２０、半導体チップ１００、および複数のリード端子２４０の少なくとも一部を含むリードフレーム２００は、封止樹脂３００によって封止されている。
【００５２】
ここで、本実施形態におけるダイパッド２２０の裏面には、凸部２２２が形成されているため、封止工程（Ｓ１２０）において、封止樹脂３００は、凸部２２２によって堰き止められて、ダイパッド２２０の裏面側に回り込むことが少ない。したがって、本実施形態では、凸部２２２が無い状態よりも樹脂バリ３２０は発生しにくい。
【００５３】
しかし、封止工程（Ｓ１２０）において、ダイパッド２２０の凸部２２２の加工精度の範囲で、凸部２２２が下金型５４０に当接している部分に微細な隙間を生じる場合などがある。このような場合、微小ながらもダイパッド２２０の裏面側に、樹脂バリ３２０が発生することがある。この樹脂バリ３２０が発生すると、ダイパッド２２０の裏面からの放熱性が悪化してしまう。したがって、この樹脂バリ３２０を除去することが必要となる。
【００５４】
よって、以下のように、樹脂バリ除去工程を行う（Ｓ１３０）。
【００５５】
図７は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための図である。なお、図７は、樹脂バリ３２０を除去するための電解脱脂工程を示している。
【００５６】
図７のように、封止されたリードフレーム２００を、ＮａＯＨなどのアルカリ液に浸漬する。また、電解脱脂を行う装置側の電極６００を陽極として、一方、リードフレーム２００を陰極として、電界脱脂工程を行う。このとき、ダイパッド２２０は吊りリード２６０と接続しているため、ダイパッド２２０も陰極として同じ電位となる。
【００５７】
上記した電解脱脂工程により、化学的に樹脂バリ３２０が除去される（以上、電解脱脂工程：Ｓ１３２）。この電解脱脂工程（Ｓ１３２）における本実施形態の効果については、詳細を後述する。
【００５８】
次いで、上記した電解脱脂工程（Ｓ１３２）だけでは不十分な場合があるため、樹脂バリ３２０を物理的に除去するために、ジェットホーニング工程を行う（Ｓ１３４）。この「ジェットホーニング工程」とは、高圧水またはビーズをダイパッド２２０の裏面に噴射する工程のことである。これにより、物理的に、残存した樹脂バリ３２０を除去する。
【００５９】
次いで、リード端子２４０およびダイパッド２２０の裏面に、めっきを行う（Ｓ１４０）。たとえば、めっきする材料としては、たとえば、Ｓｎである。これにより、後工程でのはんだの濡れ性を良くする。
【００６０】
次いで、リードフレーム２００から、吊りリード２６０が封止樹脂３００から露出している部分（符号不図示）、およびリード端子２４０が支持フレームに接続している部分（符号不図示）をカットする（Ｓ１５０）。次いで、リード端子２４０を、適宜、所望の形状に屈曲させる。
【００６１】
以上のようにして、第１の実施形態に係る半導体装置１０を得る。
【００６２】
次に、図８を用い、比較例と対比しながら、第１の実施形態の効果について説明する。
【００６３】
図８は、第１の実施形態の効果を説明するための図である。また、図８は、上記した電解脱脂工程（Ｓ１３２）を示している。
【００６４】
図８（ａ）は、比較例として、ダイパッド２２０の裏面に凸部２２２を有していない場合を示している。この場合では、封止工程（Ｓ１２０）において、ダイパッド２２０の裏面に、樹脂バリ３２０が多く発生する。
【００６５】
電解脱脂工程（Ｓ１３２）において、電流は、陽極である電極６００から、対向する陰極であるダイパッド２２０の裏面に向けて、平行に流れる。このとき、ダイパッド２２０の端部には、エッジ効果によって、電流が集中する。このため、ダイパッド２２０と樹脂を剥がそうとする力が働く。これによって、ダイパッド２２０の外縁から封止樹脂３００の内部へ剥離が進行して、さらにダイパッド２２０の表面側まで進行してしまう（図８（ａ）黒矢印で示す太実線部）。
【００６６】
よって、比較例では、剥離した部分から水分が侵入しやすくなってしまうため、極端に耐湿性が低くなってしまう。
【００６７】
一方、図８（ｂ）は、第１の実施形態として、ダイパッド２２０の裏面に凸部２２２を有している場合を示している。
【００６８】
第１の実施形態では、封止工程（Ｓ１２０）において、封止樹脂３００は凸部２２２によって堰き止められるため、樹脂バリ３２０は発生しにくい。このため、ダイパッド２２０の裏面に樹脂バリ３２０が発生したとしても、微小な量である。したがって、電解脱脂工程（Ｓ１３２）において、電解脱脂の条件を、比較例よりも弱い条件で行うことができる。
【００６９】
電解脱脂工程（Ｓ１３２）では、上記した比較例と同様にして、電流は、陽極である電極６００から、対向するダイパッド２２０の裏面に向けて平行に流れる。このとき、比較例とは異なり、ダイパッド２２０の裏面に設けられた凸部２２２に、電流が集中する。このため、凸部２２２の側面と、封止樹脂３００と接した部分に剥離が生じることがある（図８（ｂ）黒矢印で示す太実線部）。しかし、第１の実施形態では、凸部２２２の側面からダイパッド２２０の外縁までの距離は長い。これにより、仮に上記した剥離が発生しても、封止樹脂３００で封止されたダイパッド２２０の表面側に達することはない。
【００７０】
なお、封止樹脂３００の下面より、凸部２２２の頂面が突出している場合は、比較例と同じように、ダイパッド２２０の外縁から表面側において、封止樹脂３００との界面に剥離が生じてしまう可能性がある。したがって、第１の実施形態のように、凸部２２２の頂面は、封止樹脂３００の下面と同一面を形成していることが好ましい。すなわち、凸部２２２の側面は、封止樹脂３００に覆われていることが好ましい。これにより、上記のように、仮に凸部２２２の側面と封止樹脂３００との間に剥離が生じても、凸部２２２の側面で止めることができる。したがって、封止樹脂３００で封止されたダイパッド２２０の表面側に達することはない。
【００７１】
このようにして、第１の実施形態によれば、ダイパッド２２０の表面側が封止樹脂３００と剥離することを抑制することができる。よって、第１の実施形態によれば、封止性能が向上したダイパッド露出型パッケージの半導体装置１０を提供することができる。
【００７２】
（第２の実施形態）
図９は、第２の実施形態に係る半導体装置の構成を示す断面図である。第２の実施形態は、複数のパッケージ２０が積層されている点を除いて、第１の実施形態と同様である。以下、詳細を説明する。
【００７３】
図９のように、第１の実施形態の封止工程（Ｓ１２０）後のリードフレーム２００が、積層されている。このリードフレーム２００には、封止樹脂３００を有する複数のパッケージ２０が備えられている。ここでいう「パッケージ２０」とは、ダイパッド２２０、半導体チップ１００、および複数のリード端子２４０の少なくとも一部が封止樹脂３００によって封止されている部分をいう。
【００７４】
ここで、第１の実施形態と同様に、ダイパッド２２０の裏面は、凸部２２２および凸部２２２によって囲まれた領域２２４は、封止樹脂３００から露出されている。凸部２２２によって囲まれた領域２２４は、封止樹脂３００の下面よりも窪んでいる。これにより、凸部２２２によって囲まれた領域２２４は、積層時に下側に位置するパッケージ２０の上面と接することがない。
【００７５】
図２に関して上述したように、凸部２２２の幅ｂは、たとえば、１００μｍ以上１ｍｍ以下である。さらには、凸部２２２の幅ｂは、４００μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。本実施形態において、凸部の幅ｂが上記範囲内であることにより、積層時に下側に位置するパッケージ２０の上面と接する面積を小さくすることができる。
【００７６】
また、凸部２２２の高さｃは、ダイパッド２２０の外縁の裏面から、たとえば、１０μｍ以上５０μｍ以下である。さらには、凸部２２２の高さｃは、２０μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。ここで、封止工程（Ｓ１２０）後の封止樹脂３００の上面に、シリアルナンバー等の印字がなされている場合等がある。その場合、封止樹脂３００の上面には、微小な凹凸が生じている。このため、凸部２２２の高さｃが上記範囲内であることにより、下側に位置するパッケージ２０の上面に、上記した凹凸がある場合であっても、当該上面がダイパッド２２０の裏面によって損傷することを抑制することができる。
【００７７】
また、これらの複数のパッケージ２０は、上下に積層されている。上側のパッケージ２０は、下側のパッケージ２０の上面に接して積層されている。なお、図示されていないが、リードフレーム２００の横方向にも、同一のパッケージ２０が複数備えられており、それらも相互に上下に積層されている。
【００７８】
第２の実施形態では、たとえば、図９に示されているように、一方のパッケージ２０の上面が、他方のパッケージ２０の下面と接するように、積層されている。なお、図９では、上下に二つのリードフレーム２００が積層されている場合を示しているが、図中縦方向に、複数のリードフレーム２００を積層されていてもよい。
【００７９】
これらの積層されたパッケージ２０は、この状態でマガジン（不図示）等に収納される。ここで、「マガジン」とは、上記したパッケージ２０を搬送するために用いられる収納容器のことをいう。
【００８０】
このようにパッケージ２０が積層された状態の半導体装置１０は、後工程に搬送される。または、半導体装置１０は、この状態で、後処理、またはアッセンブリー等を行う別のメーカーに出荷される。
【００８１】
次に、第２の実施形態の製造方法について、説明する。第２の実施形態は、封止工程（Ｓ１２０）後に複数のパッケージ２０を積層する点を除いて、第１の実施形態と同様である。
【００８２】
第１の実施形態と同様の封止工程（Ｓ１２０）により、得られた複数のパッケージ２０を、一方のパッケージ２０の封止樹脂３００の上面と、他方のパッケージ２０の封止樹脂３００の下面とが接するように順次積層する。
【００８３】
次いで、上記した半導体装置１０をマガジン（不図示）に収納する。次いで、マガジンに収納した状態で、後工程に搬送、または別のメーカーに出荷する。すなわち、このパッケージ２０が積層された形態も、半導体装置１０の一実施態様である。
【００８４】
次に、第２の実施形態の効果について、比較例と対比しながら説明する。
【００８５】
第１の比較例として、ダイパッド露出型パッケージにおいて、ダイパッド２２０の裏面に凸部２２２を有していない場合を考える。この第１の比較例のパッケージ２０を積層した場合、ダイパッド２２０の裏面のうち、全面が、下側のパッケージ２０の上面と接してしまう。このようにパッケージ２０が積層された状態の半導体装置１０を搬送する際、金属であるダイパッド２２０が接した状態で搬送される。このため、搬送時の振動などにより、ダイパッド２２０の裏面は、下側に位置するパッケージ２０の上面を損傷してしまう可能性がある。
【００８６】
また、第２の比較例として、封止樹脂３００の下面より、凸部２２２の頂面が露出している場合を考える。この第２の比較例のパッケージ２０を積層した場合、ダイパッド２２０の裏面のうち、凸部２２２の頂面のみによって、下側のパッケージ２０の上面と接してしまう。パッケージ２０が積層された状態の半導体装置１０を搬送する際、小さい面積の凸部２２２の頂面のみによって積層された状態で搬送される。このため、積層した状態が不安定となり、搬送時の振動などにより、下側に位置するパッケージ２０の上面を損傷してしまう可能性がある。
【００８７】
一方、第２の実施形態によれば、ダイパッド２２０の裏面に凸部２２２を有している。さらに、パッケージ２０の下面から露出した凸部２２２の頂面は、封止樹脂３００の下面と同一面を形成している。また、凸部２２２によって囲まれた領域２２４は、封止樹脂３００の下面よりも窪んでいる。これにより、パッケージ２０を積層した際に、封止樹脂３００から露出したダイパッド２２０が、下側に位置するパッケージ２０の上面と接する面積が小さくなる。また、凸部２２２よりも広い面積を有する封止樹脂３００の下面によって、下側に位置するパッケージ２０の上面と接している。これにより、安定的にパッケージ２０を積層することができる。したがって、パッケージ２０を積層した際に、ダイパッド２２０の裏面によって、下側に位置するパッケージ２０の上面が損傷することを抑制することができる。
【００８８】
上記した第２の実施形態では、同一のパッケージ２０を積層した場合を説明したが、この場合に限らず、他の形態のパッケージ（不図示）に積層する場合にも同様の効果を得ることができる。
【００８９】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【００９０】
１０ 半導体装置
２０ パッケージ
１００ 半導体チップ
２００ リードフレーム
２２０ ダイパッド
２２２ 凸部
２２４ 凸部によって囲まれた領域
２４０ リード端子
２６０ 吊りリード
３００ 封止樹脂
３２０ 樹脂バリ
４００ ボンディングワイヤ
５００ 金型
５２０ 上金型
５４０ 下金型
５６０ 金型の端部
６００ 電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
裏面に、平面視で外縁に沿って、当該外縁よりも内側に設けられた凸部を備えるダイパッドと、
前記ダイパッドの前記裏面の反対側の一面に搭載された半導体チップと、
前記ダイパッドから間隔を隔てて当該ダイパッドの外縁に沿って当該ダイパッドの周囲に配置された複数のリード端子と、
前記ダイパッド、前記半導体チップ、および前記複数のリード端子の少なくとも一部を封止した封止樹脂と、
を備え、
前記ダイパッドの前記裏面のうち、前記凸部および前記凸部によって囲まれた領域は、前記封止樹脂の下面から露出しており、
前記凸部の頂面は、前記封止樹脂の前記下面と同一面を形成している半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記凸部の高さは、前記ダイパッドの外縁の前記裏面から１０μｍ以上５０μｍ以下である半導体装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の半導体装置において、
前記凸部の高さは、前記ダイパッドの外縁の前記裏面から２０μｍ以上３０μｍ以下である半導体装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体装置において、
前記凸部の幅は、１００μｍ以上１ｍｍ以下に設けられている半導体装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体装置において、
前記凸部の幅は、４００μｍ以上５００μｍ以下に設けられている半導体装置。
【請求項６】
請求項１〜５に記載の半導体装置において、
前記封止樹脂によって封止された複数のパッケージを備え、
上側の前記パッケージは、下側の前記パッケージの上面に接して積層されている半導体装置。
【請求項７】
裏面に、平面視で外縁に沿って、当該外縁よりも内側に設けられた凸部を備えるダイパッドと、
前記ダイパッドの前記裏面と反対側の一面に搭載された半導体チップと、
前記ダイパッドから間隔を隔てて当該ダイパッドの外縁に沿って当該ダイパッドの周囲に配置された複数のリード端子と、
を備えるリードフレームを準備する工程と、
前記リードフレームを金型内に配置して、前記金型内のキャビティに封止樹脂を充填することにより、前記ダイパッド、前記半導体チップ、および前記複数のリード端子の一部を封止する封止工程と、
を備え、
前記封止工程において、前記ダイパッドの少なくとも前記凸部を、前記金型のうち、下金型の一面と接するように配置する半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の半導体装置の製造方法において、
前記封止工程後に、前記ダイパッドの前記裏面に生じた前記封止樹脂のバリを取るバリ取り工程を備え、
当該バリ取り工程において、前記バリを電界脱脂で除去する工程を含む半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項７または８に記載の半導体装置の製造方法において、
前記封止工程により得られた複数のパッケージを、一方の前記パッケージの前記封止樹脂の上面と、他方の前記パッケージの前記封止樹脂の下面とが接するように順次積層する工程を備える半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記リードフレームを準備する工程において、
前記凸部を、エッチング加工により形成する半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項７〜９のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記リードフレームを準備する工程において、
前記凸部を、プレス加工により形成する半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
裏面に、平面視で外縁に沿って、当該外縁よりも内側に設けられた凸部を備えるダイパッドと、
前記ダイパッドから間隔を隔てて当該ダイパッドの外縁に沿って当該ダイパッドの周囲に配置された複数のリード端子と、
を備えるリードフレーム。
【請求項１】
裏面に、平面視で外縁に沿って、当該外縁よりも内側に設けられた凸部を備えるダイパッドと、
前記ダイパッドの前記裏面の反対側の一面に搭載された半導体チップと、
前記ダイパッドから間隔を隔てて当該ダイパッドの外縁に沿って当該ダイパッドの周囲に配置された複数のリード端子と、
前記ダイパッド、前記半導体チップ、および前記複数のリード端子の少なくとも一部を封止した封止樹脂と、
を備え、
前記ダイパッドの前記裏面のうち、前記凸部および前記凸部によって囲まれた領域は、前記封止樹脂の下面から露出しており、
前記凸部の頂面は、前記封止樹脂の前記下面と同一面を形成している半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記凸部の高さは、前記ダイパッドの外縁の前記裏面から１０μｍ以上５０μｍ以下である半導体装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の半導体装置において、
前記凸部の高さは、前記ダイパッドの外縁の前記裏面から２０μｍ以上３０μｍ以下である半導体装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体装置において、
前記凸部の幅は、１００μｍ以上１ｍｍ以下に設けられている半導体装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体装置において、
前記凸部の幅は、４００μｍ以上５００μｍ以下に設けられている半導体装置。
【請求項６】
請求項１〜５に記載の半導体装置において、
前記封止樹脂によって封止された複数のパッケージを備え、
上側の前記パッケージは、下側の前記パッケージの上面に接して積層されている半導体装置。
【請求項７】
裏面に、平面視で外縁に沿って、当該外縁よりも内側に設けられた凸部を備えるダイパッドと、
前記ダイパッドの前記裏面と反対側の一面に搭載された半導体チップと、
前記ダイパッドから間隔を隔てて当該ダイパッドの外縁に沿って当該ダイパッドの周囲に配置された複数のリード端子と、
を備えるリードフレームを準備する工程と、
前記リードフレームを金型内に配置して、前記金型内のキャビティに封止樹脂を充填することにより、前記ダイパッド、前記半導体チップ、および前記複数のリード端子の一部を封止する封止工程と、
を備え、
前記封止工程において、前記ダイパッドの少なくとも前記凸部を、前記金型のうち、下金型の一面と接するように配置する半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の半導体装置の製造方法において、
前記封止工程後に、前記ダイパッドの前記裏面に生じた前記封止樹脂のバリを取るバリ取り工程を備え、
当該バリ取り工程において、前記バリを電界脱脂で除去する工程を含む半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項７または８に記載の半導体装置の製造方法において、
前記封止工程により得られた複数のパッケージを、一方の前記パッケージの前記封止樹脂の上面と、他方の前記パッケージの前記封止樹脂の下面とが接するように順次積層する工程を備える半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記リードフレームを準備する工程において、
前記凸部を、エッチング加工により形成する半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項７〜９のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記リードフレームを準備する工程において、
前記凸部を、プレス加工により形成する半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
裏面に、平面視で外縁に沿って、当該外縁よりも内側に設けられた凸部を備えるダイパッドと、
前記ダイパッドから間隔を隔てて当該ダイパッドの外縁に沿って当該ダイパッドの周囲に配置された複数のリード端子と、
を備えるリードフレーム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−６９９５５（Ｐ２０１３−６９９５５Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０８４６２（Ｐ２０１１−２０８４６２）
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
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