半導体装置およびその製造方法
【課題】ダイパッド等の半導体チップ搭載部の表面に塗布したダイボンド材を、その上に載せて押圧する半導体チップの下面の端部まで万遍なく濡れ広がらせ、かつ、半導体チップ搭載部からはみ出したり、半導体チップ上面へ這い上がることを防止する。
【解決手段】ダイパッド２等の半導体チップ搭載部上における半導体チップ１の搭載領域を画する各辺に対応する少なくとも外側領域に、半導体チップ１の搭載領域の中央部に向かう方向に凸状をなす突起部11を設ける。半導体チップ１下のダイボンド材４は、半導体チップ１の辺中心部から外側へはみ出す傾向にあるが、突起部１１により半導体チップ１の端部側へ案内され、濡れ性が改善される。
【解決手段】ダイパッド２等の半導体チップ搭載部上における半導体チップ１の搭載領域を画する各辺に対応する少なくとも外側領域に、半導体チップ１の搭載領域の中央部に向かう方向に凸状をなす突起部11を設ける。半導体チップ１下のダイボンド材４は、半導体チップ１の辺中心部から外側へはみ出す傾向にあるが、突起部１１により半導体チップ１の端部側へ案内され、濡れ性が改善される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置およびその製造方法に関し、特に半導体チップを固着するダイボンド材の濡れ広がり性を改善した半導体装置およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ウェハーからダイシングにより個片化された半導体チップは、リードフレームのダイパッド部や回路基板のアイランド部に固着されており、そのダイボンドの際には作業性やコストの面からペースト状のダイボンド材が最も一般的に使用されている。
【０００３】
図１７（ａ）（ｂ）は従来の半導体装置の平面図および断面図である。半導体チップ１をダイパッド２上にダイボンド材４を介して固着し、半導体チップ１の上面の電極パッド１ａを金属細線５によりリード６に接続し、半導体チップ１（およびダイパッド２）と金属細線５とリード６の接続領域とを封止樹脂８で封止している。
【０００４】
図１８はダイボンドの際のダイボンド材４の濡れ広がりを示す。
図１８(ａ)はダイボンド材４の塗布量が少なめの時の平面図である。ダイボンド材４上に載せた半導体チップ１の下面の各辺の中央部では、図１８(a′)にもａ−ａ′断面を示すように、ダイボンド材４の濡れ広がりを確保でき、一部が半導体チップ１の外側へのはみ出し４ａとなる。一方、半導体チップ１のコーナー部では、図１８(a″)にもｂ−ｂ′断面を示すように、ダイボンド材４の濡れ不足領域４ｂが発生する。
【０００５】
この場合、半導体チップ１のワイヤーボンド時に、はみ出し４ａ部分のダイボンド材４の付着が発生したり、樹脂封止後に、濡れ不足領域４ｂ部分に空間ができ、水分などの進入で剥離が進行し、ハンダ実装の際に耐熱できなくなったり、後工程（パッケージダイシングや、検査工程）での物理的衝撃強度で、パッケージクラックの起点になる可能性がでてくる等の問題がある。
【０００６】
図１８(ｂ)はダイボンド材４の塗布量が多めの時の平面図である。図１８(ｂ′)にもａ−ａ′断面を示すように、ダイボンド材４のチップ上面への這い上がり４ｃ，ダイパッド裏面への垂れ４ｄが発生する。
【０００７】
この場合、這い上がり４ｃ部分のダイボンド材４が、半導体チップ１のワイヤーボンド時に用いるコレットに付着したり、半導体チップ１上面の電極パッド（図１７参照）に付着し、ワイヤーボンディング不良等の問題が発生する。ダイパッド２裏面への垂れ４ｄ部分により、ダイボンダー設備のダイボンドプレートの汚れが生じ、後続する他の製品も不良にしてしまう恐れもある。ダイボンド材４の塗布量が多過ぎなくとも、半導体チップ１とダイパッド２との大きさがほぼ同じである場合には、ダイボンド材４がダイパッド２からはみ出し、同様の問題が起こる。
【０００８】
このため、図１９に示すように、ダイパッド２の周縁部に半導体チップ１の端辺に沿う方向の直線状の突起部９を配置することで、ダイボンド材４のはみ出しを防止し、塗布量のバラツキに対応するものもある。突起部９に代えて溝を配置したものもある（特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開平３−８５７３５公報
【特許文献２】特開平２−２８３０４１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、図１９に示すようにダイパッド２上に直線状の突起部９を配置した場合も、ダイボンド材４の供給量を増加したときには、半導体チップ１上面への這い上がり、コレットや電極パッドへの付着が起こり、依然として、ワイヤーボンディング不良等の原因となっていた。
【００１０】
一方、半導体装置の高信頼性の要求に伴い、従来は問題視されていなかった僅かな濡れ不足が問題視されるようになってきた。
本発明は、上記の問題に鑑み、ダイパッド等の半導体チップ搭載部の表面に塗布したダイボンド材を、その上に載せて押圧する半導体チップの下面の端部まで万遍なく濡れ広がらせ、かつ、半導体チップ搭載部からはみ出したり、半導体チップ上面へ這い上がることを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の半導体装置は、半導体チップ搭載部上にその中央部に向かう方向に凸状をなす突起部を設けることで、ダイボンド材の濡れ性を改善するようにしたものである。
【００１２】
すなわち、本発明の半導体装置は、半導体チップと、前記半導体チップを搭載するための半導体チップ搭載部と、前記半導体チップを半導体チップ搭載部上に固着したダイボンド材と、前記半導体チップ搭載部の外側に内部端子が配置された導体と、前記半導体チップと前記導体の内部端子とを電気的に接続した金属細線と、前記半導体チップと前記金属細線と前記導体の接続領域とを覆った封止樹脂とを有した半導体装置において、前記半導体チップ搭載部上における半導体チップ搭載領域を画する各辺に対応する少なくとも外側領域に、前記半導体チップ搭載領域の中央部に向かう方向に凸状をなす前記半導体チップよりも低い突起部が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
（１）半導体チップ搭載領域の外側領域（周辺）に、半導体チップ側に向いた凸形部を有する突起部を設ける。たとえば、半導体チップ側に向いた外形円弧状の凸形部を有する突起部を設ける。あるいは、半導体チップ側に１つの角部が向いた断面三角形の凸形部を有する突起部を設ける。
ダイボンドの際に、半導体チップ搭載部の半導体チップ搭載領域上にペースト状のダイボンド材を塗布し、その上に半導体チップを載せて押圧すると、半導体チップ下のダイボンド材は半導体チップの各辺の中央部に先に到達し、そこから外側に濡れ広がる傾向にある。
【００１４】
上記のような半導体チップ側に向いた凸形部を有する突起部を設けておくと、半導体チップの各辺の中央部から外側に濡れ広がったダイボンド材は、凸形部の先端に接触し、続いて凸形部の両側へと流れることになり、半導体チップ下のダイボンド材は各辺の端部側へ案内される。このため、半導体チップの裏面全体にダイボンド材が濡れ広がる。
【００１５】
（２）半導体チップ搭載領域とその外側領域とにわたる突起部を放射状に設ける。
上述したように、ダイボンドの際には、半導体チップ下のダイボンド材は半導体チップの各辺の中央部に先に到達し、そこから外側に濡れ広がる傾向にある。
上記のような放射状の突起部を設けておくと、半導体チップの中央領域から各辺の中央部に向かう経路が狭まり、移動量が制限されるため、半導体チップ下のダイボンド材は各辺の端部側へと案内される。このため、半導体チップの裏面全体にダイボンド材が濡れ広がる。
【００１６】
ダイボンド材がこのように半導体チップの裏面全体に濡れ広がるため、半導体チップの外側への濡れ広がりを抑えること、つまり塗布量を従来よりも抑えることが可能になり、ダイボンド材の半導体チップ上面への這い上がりや半導体チップ搭載部からのはみ出しが防止されることとなる。
【００１７】
最終的には、ペースト状態で塗布され硬化されたダイボンド材は、半導体チップの外側まで濡れ広がり、前記半導体チップの各辺の中央よりも端部寄りの位置での前記ダイボンド材の濡れ広がり距離が大きいものとなる。
【００１８】
チップ搭載部は金属板よりなり、導体として、前記チップ搭載部に内部端子が対向する複数本のリードが設けられているものであってよい。いわゆるリードフレームから構成されるものである。
【００１９】
チップ搭載部は樹脂あるいはセラミックスを基材とする基板の表面に設けられており、前記導体として、前記チップ搭載部の外側の基板表面に内部端子を有する配線が形成されているものであってよい。いわゆる回路基板から構成されるものである。
【００２０】
半導体チップが平面視で長方形であり、前記半導体チップ側に向いた突起部の凸形部が外形円弧状あるいは断面三角形であるときには、前記半導体チップの短辺に対向する凸形部の頂部が長辺に対向する凸形部の頂部よりも極率あるいは角度が小さいことが好ましい。
【００２１】
放射状の突起部は、半導体チップの各辺に対応して一対ずつ形成することができる。半導体チップが平面視で長方形であるときに、半導体チップの短辺に対応する各一対の突起部間の角度が長辺に対応する各一対の突起部間の角度よりも小さいことが好ましい。各一対の突起部は、各々の長手方向の端部に、先端に近づくにしたがって幅狭まるように傾斜部が設けられており、その傾斜方向は、先端に近づくにしたがって双方の傾斜部が互いに接近する方向であることが好ましい。
突起部は各々、半導体チップ搭載領域内に位置する一端に向かって徐々に薄くなる楔状に形成されていてもよいし、厚みが均一であってもよい。
【００２２】
上記の半導体装置を製造する際には、突起部を有する半導体チップ搭載部とその外側に内部端子が配置された導体とを有した半導体チップ支持体を準備する工程と、前記半導体チップ搭載部上にペースト状のダイボンド材を塗布する工程と、半導体チップを前記ダイボンド材上に載せ、押圧して、前記ダイボンド材を前記突起部により案内して前記半導体チップと前記半導体チップ搭載部との間で濡れ広げる工程と、前記ダイボンド材を硬化させて当該ダイボンド材を介して前記半導体チップを半導体チップ搭載部上に固着する工程と、前記半導体チップに形成された電極部と前記導体の内部端子とを金属細線により電気的に接続させる工程と、前記半導体チップと前記金属細線と前記導体の接続部分とを封止樹脂で覆って封止する工程とを少なくとも行うことを特徴とする。
【００２３】
半導体チップ支持体を準備する工程において、半導体チップ搭載部を金属板で構成するときには、その所定箇所にプレス加工により突起部を形成することができる。また、半導体チップ搭載部上の所定箇所にマスクを用いて樹脂を塗布することで突起部を形成することができる。また、半導体チップ搭載部上の所定箇所に別途に個片として形成した突起部を接着することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、半導体チップ搭載部上にその中央部に向かう方向に凸状をなす突起部を設けることにより、ダイボンド材の濡れ性を改善して、半導体チップの裏面全体に濡れ広げながら、半導体チップ搭載部からのはみ出し、半導体チップ上面へ這い上がり、それによる電極パッド等への付着を防止することができ、高信頼性、耐湿性を確保した半導体装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の第１実施形態にかかる半導体装置の構成を示す。図１（ａ）は同半導体装置の平面図、図１（ｂ）は同半導体装置の一部拡大斜視図、図１（ｃ）は同半導体装置の図１（ａ）におけるａ−ａ’ラインでの断面図である。
【００２６】
図１（ａ）（ｂ）（ｃ）において、半導体装置は、主面に複数の電極パッド１ａを有する半導体チップ１と、半導体チップ１を搭載するためのダイパッド２と、ダイパッド２に内部端子６ａが対向するように且つダイパッド２の周囲を囲むように配列された複数本のリード６と、半導体チップ１をダイパッド２上に固着したダイボンド材４と、半導体チップ１の電極パッド１ａとリード６とを電気的に接続した金属細線５と、半導体チップ１、ダイパッド２、金属細線５、リード６の接続部分を覆った封止樹脂８とで構成されており、封止樹脂８の四方の外側にリード６の外部端子６ｂが突出している。このような形状の半導体装置はＱＦＰ（Quad-Flat-Package）と呼称されている。
【００２７】
なお、図１（ａ）では、内部構成が分かり易いように、封止樹脂８の上部と金属細線５の一部を除去して図示している。実際には、図示した電極パッド１ａは全て金属細線５によりリード６に接続されている。後述する各図について、特に断らなくても同様であることとする。
【００２８】
この半導体装置が、先に図１７、１９を用いて説明した従来の半導体装置と相違するのは、ダイパッド２上における半導体チップ１（平面視で概ね正方形）が搭載される領域（以下、半導体チップ搭載領域という）の外側領域、つまり半導体チップ１の各辺（したがって半導体チップ搭載領域を画する各辺）に対応する四方の領域にそれぞれ、半導体チップ１側に向いた外形円弧状の突出部１１ａを持った突起部１１が設けられている点である。４つの外形円弧状の突出部１１ａ（以下、円弧部１１ａという）は、同一形状、同一寸法であり、各々、半導体チップ１の各辺を２分する上下方向の中線に円弧部１１ａの頂部が対向しており、頂部の両側は対称形である。
【００２９】
ダイパッド２、リード６、吊りリード７は、いわゆるリードフレームの一部であり、ダイパッド２は、既に切り離されているため図示していない外枠部に対して吊りリード７により連結され、リード６は前記外枠部の内周に櫛歯状に配列されていたものである。リードフレームは一般に、Ｃｕ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ａｌ合金などの金属板で作製されている。
【００３０】
ダイボンド材４としては、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂などが用いられ、放熱性が要求される場合には金属粉（例えばＡｇフィラー）入りのものが選択され、放熱性がそれほど重要でない場合には金属粉を含まないものが選択される。金属細線５としては、金（Ａｕ）線やアルミニウム（Ａｌ）線や銅（Ｃｕ）線などが用いられ、封止樹脂８としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂等が用いられる。
【００３１】
図２は、上記の半導体装置（リードフレームを用いたＱＦＰ）の製造方法の第１例を示す断面図である。
図２（ａ）（ｂ）に示すようにして、突起部１１を有するダイパッド２とリード６と外枠部（図示せず）とを有したリードフレーム１４（半導体チップ支持体）を準備する。
【００３２】
詳細には、ダイパッド２とリード６と外枠部（図示せず）とを打ち抜いたリードフレーム１４を、プレス金型の上型１２、下型１３でプレス加工することにより、ダイパッド２とリード６（および外枠部）とに段差をつけるなどの加工を施すと同時に、プレス金型の凹部１２ａ，凸部１３ａによってダイパッド２に突起部１１を形成する。
【００３３】
図２（ｃ）に示すように、ダイパッド２の中央にディスペンサ１５によりダイボンド材４を塗布し、図２（ｄ）（ｅ）に示すように、コレット１６により半導体チップ１をダイボンド材４上に載せ、ボンディング荷重ｗで押圧して、ダイボンド材４を半導体チップ４の下面とダイパッド２との間に塗り広げる。
【００３４】
この際に、ダイボンド材４を半導体チップ１の各辺の端部まで塗り広げることが重要である。このようにすると、ダイボンド材４は、半導体チップ１の裏面全体に十分に濡れ広がり、ダイパッド２からはみ出したり、半導体チップ１上面へ這い上がることはなく、電極パッド１ａへの付着、コレット１６への付着を防止できる。
【００３５】
この状態でダイボンド材４を加熱硬化させることにより、当該ダイボンド材４を介して半導体チップ１をダイパッド２上に固着させる。上記のように半導体チップ１の裏面全体にダイボンド材４が十分に濡れ広がっているので良好にダイボンドできることとなる。
【００３６】
その後に、図２（ｆ）に示すように、半導体チップ１上面の電極パッド（図示せず）とリード６とを金属細線５によって電気的に接続し、図２（ｇ）に示すように、半導体チップ１とダイパッド２と金属細線５とリード６の接続部分とを封止樹脂８で覆って封止する。最後に、図２（ｈ）に示すように、リード６を外枠部（図示せず）から切り離し、外部端子６ｂを所定形状に折り曲げ加工する。
【００３７】
上記のようにして半導体チップ１をダイボンドするときのダイボンド材４の濡れ広がりについて、図３（ａ）〜（ｄ）の平面図、対応する（ａ′）〜（ｄ′）の断面図を参照して詳述する。
【００３８】
図３（ａ）（ａ′）では、ダイパッド２の中央部にダイボンド材４を円形に塗布している。このダイボンド材４上に、コレット１６に吸着した半導体チップ１を、図３（ｂ）（ｂ′）に示すように載せ、ボンディング荷重ｗで押圧する。
【００３９】
このことにより、半導体チップ１下のダイボンド材４は、ほぼ円形のまま濡れ広がり、半導体チップ１の各辺の中央部に先に到達し、そこから外側に濡れ広がる。この時点では、ダイボンド材４は半導体チップ１の各辺の中央部まで濡れ広がっているが、各辺の端部までは濡れ広がっていない。
【００４０】
さらにボンディング荷重ｗを加えると、図３（ｃ）（ｃ′）に示すように、半導体チップ１の各辺の中央部から外側に濡れ広がったダイボンド材４は、突起部１１の円弧部１１ａの頂部に接触し、続いて、図３（ｄ）（ｄ′）に示すように、円弧部１１ａの両側へと流れ、半導体チップ１下のダイボンド材４は半導体チップ１の各辺の端部側へ案内されることとなる。
【００４１】
このため、ダイボンド材４は半導体チップ１の裏面全体に濡れ広がり、最終的には、ダイボンド材４の濡れ広がり形状は、半導体チップ１の各辺の中央部よりもその両側部でのはみ出し距離が大きい、４つ葉のクローバーのような形状となる。
【００４２】
このように、突起部１１の円弧部１１ａを利用してダイボンド材４の濡れ広がりをコントロールすることができ、半導体チップ１の裏面全体、コーナー部まで、ダイボンド材４の十分な濡れ広がりを確保することが可能である。
【００４３】
円弧部１１ａの長さ（半導体チップ１の各辺に沿う方向の長さ）は、半導体チップ１の各辺の長さの１／４〜３／４の範囲で効果があり、好ましくは１／２程度である。円弧部１１ａの厚さは、半導体チップ１の厚さの１／４〜１／１の範囲が効果的であり、好ましくは３／４程度である。円弧部１１ａがこのようなサイズであれば、ダイパッド２からはみ出したり、半導体チップ１上面へ這い上がるのを抑えることができる。
【００４４】
以上のように、円弧部１１ａをもった突起部１１によって、ダイボンド材４の半導体チップ１の裏面全体への十分な濡れ広がりを確保しながら、ダイパッド２からのはみ出しや、半導体チップ１上面への這い上がりを防止することができるので、小型、薄型化に対応した高信頼性、高耐湿性の半導体装置を実現できる。携帯電話、ＤＳＣ（デジタルスチルカメラ）、ＤＶＤやＢＤディスクレコーダー、ＨＤＤレコーダーのような、いわゆるデジタル家電の小型化、薄型化および品質の向上に寄与するものである。
【００４５】
図４は、上記の半導体装置の製造方法の第２例を示す断面図である。
先に図２を用いて説明した製造方法と異なるのは、図４（ａ）〜（ｅ）に示す、突起部１１を有するダイパッド２とリード６と外枠部（図示せず）とを有したリードフレーム１４を準備する工程である。
【００４６】
図４（ａ）に示すように、ダイパッド２とリード６と外枠部（図示せず）とを打ち抜いたリードフレーム１４上にマスク１７を重ね、その上に樹脂１１′を塗布し、しかる後に図４（ｂ）に示すようにマスク１７上の樹脂１１′を取り除くことにより、図４（ｃ）に示すように突起部１１を形成する。
【００４７】
その後に、図４（ｄ）（ｅ）に示すように、プレス金型の上型１２、下型１３でプレス加工することにより、ダイパッド２とリード６（および外枠部）とに段差をつけるなどの加工を施す。このときに、突起部１１を潰さないように、突起部１１に対応する凹部１１ｂを設けたプレス金型を用いる。以下の工程は図２の方法と同様なので説明を省略する。
【００４８】
図５は、上記の半導体装置の製造方法の第３例を示す断面図である。
先に図２を用いて説明した製造方法と異なるのは、図５（ａ）〜（ｄ）に示す、突起部１１を有するダイパッド２とリード６と外枠部（図示せず）とを有したリードフレーム１４を準備する工程である。この工程のみ以下に説明して、他の工程の説明を省略する。
【００４９】
図５（ａ）に示すように、樹脂フィルム１１″を所望の形状およびサイズにカットし（例えば短冊状に剪断したり、所望形状のパンチで打ち抜く）、図５（ｂ）に示すように、ダイパッド２上の所望の位置に貼り付けることで、突起部１１を形成する。
【００５０】
その後に、図５（ｃ）（ｄ）に示すように、プレス金型の上型１２、下型１３でプレス加工することにより、ダイパッド２とリード６（および外枠部）とに段差をつけるなどの加工を施す。このときに、突起部１１を潰さないように、突起部１１に対応する凹部１１ｂを設けたプレス金型を用いる。以下の工程は図２の方法と同様なので説明を省略する。
【００５１】
図６は本発明の第２実施形態にかかる半導体装置の構成を示す。図６（ａ）は同半導体装置の平面図、図６（ｂ）は同半導体装置の一部拡大斜視図、図６（ｃ）は同半導体装置の図６（ａ）におけるａ−ａ’ラインでの断面図である。
【００５２】
この半導体装置が図１の半導体装置と異なるのは、ダイパッド２とリード６とが段差なく配列され、それぞれの下面が封止樹脂８から露出していて、露出したリード６の下面が外部端子６ｂとされている点である。このようにリード６の下面が外部端子６ｂとなる形状の半導体装置はＱＦＮ（Quad-Flat-Nonlead-Package）と呼称されている。またダイパッド２の下面が露出する形態は、ＨＱＦＮ（Heatslag-Quad-Flat-Nonlead-Package、放熱板露出タイプＱＦＮ）と呼称されている。
【００５３】
突起部１１の配置および形状は、図１のものと同様である。このため、突起部１１によって上述したのと同様の効果が得られる。つまり、円弧部１１ａをもった突起部１１によって、ダイボンド材４の半導体チップ１の裏面全体への十分な濡れ広がりを確保しながら、ダイパッド２からのはみ出しや、半導体チップ１上面への這い上がりを防止することができる。
【００５４】
この半導体装置（ＱＦＮ）は、図１に示した半導体装置（ＱＦＰ）に比較すると、外部端子の数が少ない構造（多くできない構造）ではあるが、外部端子６ｂを下面に配置する分、小型化が可能である。かかる半導体装置（ＱＦＮ）の寸法精度の要求は半導体装置（ＱＦＰ）よりも厳しい。このため、上記のように突起部１１によってダイボンド材４のダイパッド２からのはみ出しを防止できることは、より有効となる。
【００５５】
ただし、ダイパッド２が露出していない構造、ＬＧＡのような構造であってもよく、このような構造でも突起部１１による上述の効果が有効であることは言うまでもない。
図７は本発明の第３実施形態にかかる半導体装置の構成を示す。図７（ａ）は同半導体装置の平面図、図７（ｂ）は同半導体装置の一部拡大斜視図、図７（ｃ）は同半導体装置の図７（ａ）におけるａ−ａ’ラインでの断面図である。
【００５６】
この半導体装置は、図１の半導体装置と同じくＱＦＰ（Quad-Flat-Package）である。この半導体装置が図１の半導体装置と異なるのは、図１の突起部１１とは形状が異なる突起部２１、つまり、半導体チップ１側に向いた断面三角形の突出部２１ａ（以下、三角部２１ａという）を持った突起部２１が形成されている点である。
【００５７】
４つの突起部２１は、同一形状、同一寸法であり、各々、半導体チップ１の各辺を２分する上下方向の中線に三角部２１ａの頂部が対向しており、頂部の両側は対称形である。突起部２１の配置は図１の突起部１１と同様である。
【００５８】
このため、突起部１１によって、ダイボンド材４の半導体チップ１の裏面全体への十分な濡れ広がりを確保しながら、ダイパッド２からのはみ出しや、半導体チップ１上面への這い上がりを防止することができる。
【００５９】
三角部２１ａの長さは、半導体チップ１の各辺の長さの１／４〜３／４の範囲で効果があり、好ましくは１／２程度である。三角部２１ａの厚さは、半導体チップの厚さの１／４〜１／１の範囲が効果的であり、好ましくは３／４程度である。半導体チップ１に対向する頂部に、丸みをもたせてもよい。半導体チップ１のサイズなどが変化すると、ダイボンド材４の濡れ広がり性が変化するため、半導体チップ１に対向している三角部２１ａの頂部の角度、その両側の辺の長さを変化させることで対応する。
【００６０】
図８は本発明の第４実施形態にかかる半導体装置の構成を示す。図８（ａ）は同半導体装置の平面図、図８（ｂ）は同半導体装置の一部拡大斜視図、図８（ｃ）は同半導体装置の図８（ａ）におけるａ−ａ’ラインでの断面図である。
【００６１】
この半導体装置は、図７の半導体装置と同じくＱＦＰ（Quad-Flat-Package）である。この半導体装置が図７の半導体装置と異なるのは、半導体チップ１が平面視で長方形であり、半導体チップ１の長辺側と短辺側とで突起部２１の形状がやや異なる点である。
【００６２】
つまり、半導体チップ１の長辺側に、半導体チップ１に向いた断面三角形の突出部２１Ａａ（以下、三角部２１Ａａという）を持った突起部２１Ａが形成され、半導体チップ１の短辺側に、半導体チップ１に向いた断面三角形の突出部２１Ｂａ（以下、三角部２１Ｂａという）を持った突起部２１Ｂが形成されている。
【００６３】
突起部２１Ａの三角部２１Ａａの頂部の角度は、突起部２１Ｂの三角部２１Ｂａの頂部の角度よりも大きい。突起部２１Ａ，２１Ｂは、半導体チップ１の長辺または短辺と直交する方向の寸法は同一であり、したがって三角部２１Ａａ，２１Ｂａの互いに対応する２辺の長さは異なっている。各１対の突起部２１Ａ，２１Ｂは各々、同一形状、同一寸法であり、半導体チップ１の各辺を２分する上下方向の中線に三角部２１Ａａ，２１Ｂａの頂部が対向しており、頂部の両側は対称形である。
【００６４】
これは、上記のように半導体チップ１が長方形であるときには、半導体チップ１の外側にはみ出るダイボンド材４は長辺からの量が短辺からの量よりも多いので、三角部２１Ａａ，２１Ｂａの頂角や大きさを変えることで対処したものである。
【００６５】
この突起部２１（２１Ａ，２１Ｂ）によっても、ダイボンド材４の半導体チップ１の裏面全体への十分な濡れ広がりを確保しながら、ダイパッド２からのはみ出しや、半導体チップ１上面への這い上がりを防止することができる。
【００６６】
図９は本発明の第５実施形態にかかる半導体装置の構成を示す。図９（ａ）は同半導体装置の平面図、図９（ｂ）は同半導体装置の一部拡大斜視図、図９（ｃ）は同半導体装置の図９（ａ）におけるａ−ａ’ラインでの断面図である。
【００６７】
この半導体装置は、上述してきたようなリードフレームを用いるのでなく、回路基板３０を用いて構成されている。回路基板３０は、樹脂（セラミックス等でもよい）を基材として構成され、半導体チップ１を搭載する領域であるアイランド３１が上面に設けられ、その周囲に内部端子３２ａを有する配線３２が形成され、下面に外部端子（図示せず）が格子状に配置され、内部端子３２ａおよび外部端子以外の配線３２は保護膜３３で覆われている。格子状配置の外部端子上にはボール電極３４が搭載されている。
【００６８】
すなわち、この半導体装置は、主面に複数の電極パッド１ａを有する半導体チップ１と、アイランド３１および配線３２を有する回路基板３０と、半導体チップ１をアイランド３１上に固着したダイボンド材４と、半導体チップ１の電極パッド１ａと配線３２の内部端子３２ａとを電気的に接続した金属細線５と、半導体チップ１、アイランド３１、金属細線５、配線３２を含む回路基板３０上面を覆った封止樹脂８と、上述の格子状配置の外部端子上に搭載したボール電極３４とで構成されている。このような形状の半導体装置はＢＧＡ（Ball-Grid-Arrey-Package）と呼称されている。
【００６９】
そして、回路基板３０のアイランド３１上に、図１と同様の配置、形状の突起部１１が形成されている。つまり、アイランド３１上における半導体チップ搭載領域の外側領域、半導体チップ１の各辺に対応する四方の領域にそれぞれ、半導体チップ１側に向いた円弧部１１ａを持った突起部１１が設けられている。４つの突起部１１は、同一形状、同一寸法であり、各々、半導体チップ１の各辺を２分する上下方向の中線に円弧部１１ａの頂部が対向しており、頂部の両側は対称形である。
【００７０】
この半導体装置でも、突起部１１によって、ダイボンド材４の半導体チップ１の裏面全体への十分な濡れ広がりを確保しながら、ダイパッド２からのはみ出しや、半導体チップ１上面への這い上がりを防止することができる。
【００７１】
なお、回路基板３０は、両面基板や複数層構造に形成される。配線３２は、基材が樹脂であれば、Ｃｕを用いて形成され、表面に露出している部分がＮｉ−Ａｕで被覆されることが多く、また基材がセラミックであれば、一般にタングステンなどを用いて形成され、表面に露出している部分がＡｕなどで被覆されることが多い。ボール電極３４としては、はんだやＣｕなどの金属ボールが搭載されるが、ボール電極３４に代えて突起電極を設けてもよいし、ボール電極３４を設けないＬＧＡ（Land-Grid-Arrey-Package）として構成してもよい。
【００７２】
図１０は、上記の半導体装置（回路基板を用いたＢＧＡ）の製造方法の第１例を示す断面図である。
図１０（ａ）（ｂ）に示すように、突起部１１を有するアイランド３１と配線３２とを有した回路基板３０（半導体チップ支持体）を準備する。
【００７３】
詳細には、図１０（ａ）に示すように、アイランド３１と配線３２とを有した回路基板３０上にマスク１７を重ねておき、その上に樹脂（レジスト）１１′を塗布し、しかる後に図１０（ｂ）に示すようにマスク１７上の樹脂１１′を取り除くことにより、図１０（ｃ）に示すように突起部１１を形成する。
【００７４】
この後は先に図２を用いて説明した方法とほぼ同様なので説明を省略する。ボール電極３４は最後に搭載する。保護膜の図示は省略している。
図１１は、上記の半導体装置の製造方法の第２例を示す断面図である。
【００７５】
図１１（ａ）（ｂ）に示すように、突起部１１を有するアイランド３１と配線３２とを有した回路基板３０を準備する。
詳細には、図１１（ａ）に示すように、樹脂フィルム１１″を所望の形状およびサイズにカットし（例えば短冊状に剪断したり、所望形状のパンチで打ち抜く）、図１１（ｂ）に示すように、ダイパッド２上の所望の位置に貼り付けることで、突起部１１を形成する。
【００７６】
この後は先に図２を用いて説明した方法とほぼ同様なので説明を省略する。ボール電極３４は最後に搭載する。保護膜の図示は省略している。
図１２は本発明の第６実施形態にかかる半導体装置の構成を示す。図１２（ａ）は同半導体装置の平面図、図１２（ｂ）は同半導体装置の一部拡大斜視図、図１２（ｃ）は同半導体装置の図１２（ａ）におけるａ−ａ’ラインでの断面図である。
【００７７】
この半導体装置は、図１の半導体装置と同じくリードフレームを用いたＱＦＰ（Quad-Flat-Package）である。この半導体装置が図１の半導体装置と異なるのは、ダイパッド２上に、半導体チップ搭載領域の外側だけでなく領域内にも入り込むかたちの突起部４１（４１Ａ，４１Ｂ）が放射状に形成されている点である。突起部４１Ａ，４１Ｂは一対をなすもので、半導体チップ１の各辺に対応して一対ずつ形成されている。
【００７８】
なお図１２（ａ）において、突起部４１Ａ，４１Ｂは断面では表われないが、理解しやすいように斜線を付している。後述する各図について、特に断らなくても同様であることとする。
【００７９】
各一対の突起部４１Ａ，４１Ｂは、各々の長手方向の端部に、先端に近づくにしたがって幅狭まるように傾斜部４１Ａ′，４１Ｂ′が設けられており、その傾斜方向は、先端に近づくにしたがって双方の傾斜部４１Ａ′，４１Ｂ′が互いに接近する方向である。言い換えると、各一対の突起部４１Ａ，４１Ｂは平面視で各々台形であり、より長い底辺どうしが対向し、傾斜部４１Ａ′，４１Ｂ′は互いに背反している。このため、突起部４１（４１Ａ，４１Ｂ）が周方向に等間隔で配置されていても、一対の突起部４１Ａ，４１Ｂの先端どうしの間隔は、隣り合う一方の対の突起部４１Ａともう一方の対の突起部４１Ｂとの先端どうしの間隔よりも狭い。
【００８０】
また、各突起部４１Ａ，４１Ｂは、半導体チップ搭載領域内に位置する内端に向かって徐々に薄くなる楔状に形成されている。このため、楔状の突起部４１Ａ，４１Ｂ上に半導体チップ１の下面のエッジが支持されている。半導体チップ１の外側へはみ出たダイボンド材４の外端部の厚みは、突起部４１Ａ，４１Ｂの外端部の厚みより小さい。
【００８１】
上記のダイパッド２上に半導体チップ１をダイボンドするときのダイボンド材４の濡れ広がりについて、図１３（ａ）〜（ｃ）の平面図、対応する（ａ′）〜（ｃ′）の断面図を参照して説明する。
【００８２】
図１３（ａ）（ａ′）では、ダイパッド２の中央にダイボンド材４を円形に塗布している。このダイボンド材４上に、コレット１６に吸着した半導体チップ１を、図１３（ｂ）（ｂ′）に示すように載せ、ボンディング荷重ｗで押圧する。
【００８３】
このことにより、半導体チップ１下のダイボンド材４は、放射状の突起部４１（４１Ａ，４１Ｂ）の間に濡れ広がる。この際に、上述のように、一対の突起部４１Ａ，４１Ｂの先端どうしの間隔は、隣り合う一方の対の突起部４１Ａともう一方の対の突起部４１Ｂとの先端どうしの間隔よりも狭いため、半導体チップ１の各辺の中央部に向かう方向よりも対角線方向に多めにダイボンド材４が濡れ広がっていく。
【００８４】
さらにボンディング荷重ｗを加えると、図１３（ｃ）（ｃ′）に示すように、半導体チップ１の下面の各辺（エッジ）が楔状の突起部４１（４１Ａ，４１Ｂ）の上面（傾斜面）に当接する。
【００８５】
このときまでダイボンド材４は半導体チップ１の裏面全体、半導体チップ１の各辺の中央部および端部まで濡れ広がり、半導体チップ１下には突起部４１（４１Ａ，４１Ｂ）の当接点の高さ（楔形状に依存する）で規定される適量が保持される。
【００８６】
最終的には、ダイボンド材４の濡れ広がり形状は、半導体チップ１の各辺の中央部よりもその両側部分のはみ出し距離が大きい、４つ葉のクローバーのような形状となる。
このように、突起部４１の放射状の配置と形状とを利用して、ダイボンド材４の濡れ広がりをコントロールすることができ、半導体チップ１の裏面全体、コーナー部まで、ダイボンド材４の十分な濡れ広がりを確保することが可能である。
【００８７】
またダイボンド材４がこのように半導体チップ１の裏面全体に濡れ広がるため、半導体チップ１の外側への濡れ広がりを抑えること、つまり塗布量を従来よりも抑えることが可能になり、ダイボンド材４の半導体チップ１上面への這い上がりやダイパッド２からのはみ出しが防止されることとなる。
【００８８】
図１４は本発明の第７実施形態にかかる半導体装置の構成を示す。図１４（ａ）は同半導体装置の平面図、図１４（ｂ）は同半導体装置の一部拡大斜視図、図１４（ｃ）は同半導体装置の図１４（ａ）におけるａ−ａ’ラインでの断面図である。
【００８９】
この半導体装置は、図１２の半導体装置と同じくＱＦＰ（Quad-Flat-Package）である。この半導体装置が図１３の半導体装置と異なるのは、半導体チップ１が平面視で長方形であり、放射状に配置された突起部５１の形状が半導体チップ１の長辺側と短辺側とでやや異なる点である。
【００９０】
つまり、半導体チップ１の長辺側に各一対の突起部５１Ａ，５１Ｂが角度θ１をなすように形成され、半導体チップ１の短辺側に各一対の突起部５１Ｃ，５１Ｄが角度θ２（＜θ１）をなすように形成されている。長辺と直交する方向の突起部５１Ａ，５１Ｂの寸法と、短辺と直交する方向の突起部５１Ｃ，５１Ｄの寸法とは同等である。
【００９１】
各一対の突起部５１Ａ，５１Ｂ，突起部５１Ｃ，５１Ｄが、各々の長手方向の端部に、傾斜部５１Ａ′，５１Ｂ′，傾斜部５１Ｃ′，５１Ｄ′を有すること、および、各突起部５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄが楔状に形成されていることは、図１３の半導体装置と同様である。
【００９２】
これは、上記のように半導体チップ１が長方形であるときには、半導体チップ１の外側にはみ出るダイボンド材４は長辺からの量が短辺からの量よりも多いので、突起部５１Ａ，５１Ｂ，突起部５１Ｃ，５１Ｄの挟角や大きさを変えることで対処したものである。
【００９３】
この突起部５１（５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄ）によっても、ダイボンド材４の半導体チップ１の裏面全体への十分な濡れ広がりを確保しながら、ダイパッド２からのはみ出しや、半導体チップ１上面への這い上がりを防止することができる。
【００９４】
なおここでは、図示したように、短辺に対応するθ２を鋭角とし、長辺に対応するθ１を鈍角としているが、それぞれの角度は半導体チップ１の長辺、短辺の長さの比率によって決めればよい。
【００９５】
図１５は本発明の第８実施形態にかかる半導体装置の構成を示す。図１５（ａ）は同半導体装置の平面図、図１５（ｂ）は同半導体装置の一部拡大斜視図、図１５（ｃ）は同半導体装置の図１５（ａ）におけるａ−ａ’ラインでの断面図である。
【００９６】
この半導体装置は、図１２の半導体装置と同じくリードフレームを用いたＱＦＰ（Quad-Flat-Package）である。この半導体装置が図１２の半導体装置と異なるのは、突起部６１が、内端から外端まで均一な厚みに形成されている点である。
【００９７】
各一対の突起部６１Ａ，６１Ｂは、図１２の突起部４１Ａ，４１Ｂと同様の放射状の配置、ほぼ同様の形状を有しており、各々の長手方向の端部に、傾斜部６１Ａ′，６１Ｂ′を有している。
【００９８】
この突起部６１（６１Ａ，６１Ｂ）によっても、ダイボンド材４の半導体チップ１の裏面全体への十分な濡れ広がりを確保しながら、ダイパッド２からのはみ出しや、半導体チップ１上面への這い上がりを防止することができる。
【００９９】
この構造の利点は、楔状の突起部４１を設けている場合には必要である半導体チップ１の微妙な傾き調整が不要であることである。したがってこの構造は、特に半導体チップ１の傾きを抑制する必要がある、センサー、光学チップ、特にＭＥＭＳやイメージセンサーなどに有用である。かかるセンサー等として構成する場合、半導体チップ１（光学チップ）の上面は樹脂封止せずに光が入射できるようにする。
【０１００】
図１６は本発明の第９実施形態にかかる半導体装置の構成を示す。図１６（ａ）は同半導体装置の平面図、図１６（ｂ）は同半導体装置の一部拡大斜視図、図１６（ｃ）は同半導体装置の図１６（ａ）におけるａ−ａ’ラインでの断面図である。
【０１０１】
この半導体装置は、上述してきたようなリードフレームを用いるのでなく、図９の半導体装置と同様の回路基板３０を用いて構成されたＢＧＡ（Ball-Grid-Arrey-Package）である。回路基板３０上に、図１２と同様の放射状の配置、形状（楔状）の突起部４１が形成されている。
【０１０２】
この半導体装置でも、突起部４１（４１Ａ，４１Ｂ）によって、ダイボンド材４の半導体チップ１の裏面全体への十分な濡れ広がりを確保しながら、ダイパッド２からのはみ出しや、半導体チップ１上面への這い上がりを防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明によれば、半導体チップ搭載部上にダイボンドする際に、ダイボンド材の半導体チップの裏面全体への十分な濡れ広がりを確保しながら、半導体チップ搭載部からのはみ出しや半導体チップ上面への這い上がりを防止することができるので、小型、薄型化に対応した高信頼性、高耐湿性の半導体装置を実現できる。したがって、携帯電話等の電子機器の小型化、薄型化および品質の向上に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる半導体装置の構成図
【図２】図１の半導体装置の製造方法の第１例を示す断面図
【図３】図２の半導体装置の製造方法における一工程の説明図
【図４】図１の半導体装置の製造方法の第２例を示す断面図
【図５】図１の半導体装置の製造方法の第３例を示す断面図
【図６】本発明の第２実施形態にかかる半導体装置の構成図
【図７】本発明の第３実施形態にかかる半導体装置の構成図
【図８】本発明の第４実施形態にかかる半導体装置の構成図
【図９】本発明の第５実施形態にかかる半導体装置の構成図
【図１０】図９の半導体装置の製造方法の第１例を示す断面図
【図１１】図９の半導体装置の製造方法の第２例を示す断面図
【図１２】本発明の第６実施形態にかかる半導体装置の構成図
【図１３】図１２の半導体装置の製造方法における一工程の説明図
【図１４】本発明の第７実施形態にかかる半導体装置の構成図
【図１５】本発明の第８実施形態にかかる半導体装置の構成図
【図１６】本発明の第９実施形態にかかる半導体装置の構成図
【図１７】従来の半導体装置の構成図
【図１８】図１７の半導体装置の製造方法における一工程の説明図
【図１９】従来の他の半導体装置の構成図
【符号の説明】
【０１０５】
１ 半導体チップ
1a 電極パッド
２ ダイパッド
４ ダイボンド材
５ 金属細線
６ リード
6a 内部端子
6b 外部端子
８ 封止樹脂
11 突起部
11a 円弧部
11′ 樹脂
11″ 樹脂フィルム
14 リードフレーム
17 マスク
21 突起部
21A，21B 突起部
30 回路基板
31 アイランド
32 配線
34 ボール電極
41,41A,41B 突起部
41A′,41B′ 傾斜部
51,51A,51B,51C,51D 突起部
51A′,51B′,51C′,51D′傾斜部
61,61A,61B 突起部
61A′,61B′ 傾斜部
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置およびその製造方法に関し、特に半導体チップを固着するダイボンド材の濡れ広がり性を改善した半導体装置およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ウェハーからダイシングにより個片化された半導体チップは、リードフレームのダイパッド部や回路基板のアイランド部に固着されており、そのダイボンドの際には作業性やコストの面からペースト状のダイボンド材が最も一般的に使用されている。
【０００３】
図１７（ａ）（ｂ）は従来の半導体装置の平面図および断面図である。半導体チップ１をダイパッド２上にダイボンド材４を介して固着し、半導体チップ１の上面の電極パッド１ａを金属細線５によりリード６に接続し、半導体チップ１（およびダイパッド２）と金属細線５とリード６の接続領域とを封止樹脂８で封止している。
【０００４】
図１８はダイボンドの際のダイボンド材４の濡れ広がりを示す。
図１８(ａ)はダイボンド材４の塗布量が少なめの時の平面図である。ダイボンド材４上に載せた半導体チップ１の下面の各辺の中央部では、図１８(a′)にもａ−ａ′断面を示すように、ダイボンド材４の濡れ広がりを確保でき、一部が半導体チップ１の外側へのはみ出し４ａとなる。一方、半導体チップ１のコーナー部では、図１８(a″)にもｂ−ｂ′断面を示すように、ダイボンド材４の濡れ不足領域４ｂが発生する。
【０００５】
この場合、半導体チップ１のワイヤーボンド時に、はみ出し４ａ部分のダイボンド材４の付着が発生したり、樹脂封止後に、濡れ不足領域４ｂ部分に空間ができ、水分などの進入で剥離が進行し、ハンダ実装の際に耐熱できなくなったり、後工程（パッケージダイシングや、検査工程）での物理的衝撃強度で、パッケージクラックの起点になる可能性がでてくる等の問題がある。
【０００６】
図１８(ｂ)はダイボンド材４の塗布量が多めの時の平面図である。図１８(ｂ′)にもａ−ａ′断面を示すように、ダイボンド材４のチップ上面への這い上がり４ｃ，ダイパッド裏面への垂れ４ｄが発生する。
【０００７】
この場合、這い上がり４ｃ部分のダイボンド材４が、半導体チップ１のワイヤーボンド時に用いるコレットに付着したり、半導体チップ１上面の電極パッド（図１７参照）に付着し、ワイヤーボンディング不良等の問題が発生する。ダイパッド２裏面への垂れ４ｄ部分により、ダイボンダー設備のダイボンドプレートの汚れが生じ、後続する他の製品も不良にしてしまう恐れもある。ダイボンド材４の塗布量が多過ぎなくとも、半導体チップ１とダイパッド２との大きさがほぼ同じである場合には、ダイボンド材４がダイパッド２からはみ出し、同様の問題が起こる。
【０００８】
このため、図１９に示すように、ダイパッド２の周縁部に半導体チップ１の端辺に沿う方向の直線状の突起部９を配置することで、ダイボンド材４のはみ出しを防止し、塗布量のバラツキに対応するものもある。突起部９に代えて溝を配置したものもある（特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開平３−８５７３５公報
【特許文献２】特開平２−２８３０４１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、図１９に示すようにダイパッド２上に直線状の突起部９を配置した場合も、ダイボンド材４の供給量を増加したときには、半導体チップ１上面への這い上がり、コレットや電極パッドへの付着が起こり、依然として、ワイヤーボンディング不良等の原因となっていた。
【００１０】
一方、半導体装置の高信頼性の要求に伴い、従来は問題視されていなかった僅かな濡れ不足が問題視されるようになってきた。
本発明は、上記の問題に鑑み、ダイパッド等の半導体チップ搭載部の表面に塗布したダイボンド材を、その上に載せて押圧する半導体チップの下面の端部まで万遍なく濡れ広がらせ、かつ、半導体チップ搭載部からはみ出したり、半導体チップ上面へ這い上がることを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の半導体装置は、半導体チップ搭載部上にその中央部に向かう方向に凸状をなす突起部を設けることで、ダイボンド材の濡れ性を改善するようにしたものである。
【００１２】
すなわち、本発明の半導体装置は、半導体チップと、前記半導体チップを搭載するための半導体チップ搭載部と、前記半導体チップを半導体チップ搭載部上に固着したダイボンド材と、前記半導体チップ搭載部の外側に内部端子が配置された導体と、前記半導体チップと前記導体の内部端子とを電気的に接続した金属細線と、前記半導体チップと前記金属細線と前記導体の接続領域とを覆った封止樹脂とを有した半導体装置において、前記半導体チップ搭載部上における半導体チップ搭載領域を画する各辺に対応する少なくとも外側領域に、前記半導体チップ搭載領域の中央部に向かう方向に凸状をなす前記半導体チップよりも低い突起部が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
（１）半導体チップ搭載領域の外側領域（周辺）に、半導体チップ側に向いた凸形部を有する突起部を設ける。たとえば、半導体チップ側に向いた外形円弧状の凸形部を有する突起部を設ける。あるいは、半導体チップ側に１つの角部が向いた断面三角形の凸形部を有する突起部を設ける。
ダイボンドの際に、半導体チップ搭載部の半導体チップ搭載領域上にペースト状のダイボンド材を塗布し、その上に半導体チップを載せて押圧すると、半導体チップ下のダイボンド材は半導体チップの各辺の中央部に先に到達し、そこから外側に濡れ広がる傾向にある。
【００１４】
上記のような半導体チップ側に向いた凸形部を有する突起部を設けておくと、半導体チップの各辺の中央部から外側に濡れ広がったダイボンド材は、凸形部の先端に接触し、続いて凸形部の両側へと流れることになり、半導体チップ下のダイボンド材は各辺の端部側へ案内される。このため、半導体チップの裏面全体にダイボンド材が濡れ広がる。
【００１５】
（２）半導体チップ搭載領域とその外側領域とにわたる突起部を放射状に設ける。
上述したように、ダイボンドの際には、半導体チップ下のダイボンド材は半導体チップの各辺の中央部に先に到達し、そこから外側に濡れ広がる傾向にある。
上記のような放射状の突起部を設けておくと、半導体チップの中央領域から各辺の中央部に向かう経路が狭まり、移動量が制限されるため、半導体チップ下のダイボンド材は各辺の端部側へと案内される。このため、半導体チップの裏面全体にダイボンド材が濡れ広がる。
【００１６】
ダイボンド材がこのように半導体チップの裏面全体に濡れ広がるため、半導体チップの外側への濡れ広がりを抑えること、つまり塗布量を従来よりも抑えることが可能になり、ダイボンド材の半導体チップ上面への這い上がりや半導体チップ搭載部からのはみ出しが防止されることとなる。
【００１７】
最終的には、ペースト状態で塗布され硬化されたダイボンド材は、半導体チップの外側まで濡れ広がり、前記半導体チップの各辺の中央よりも端部寄りの位置での前記ダイボンド材の濡れ広がり距離が大きいものとなる。
【００１８】
チップ搭載部は金属板よりなり、導体として、前記チップ搭載部に内部端子が対向する複数本のリードが設けられているものであってよい。いわゆるリードフレームから構成されるものである。
【００１９】
チップ搭載部は樹脂あるいはセラミックスを基材とする基板の表面に設けられており、前記導体として、前記チップ搭載部の外側の基板表面に内部端子を有する配線が形成されているものであってよい。いわゆる回路基板から構成されるものである。
【００２０】
半導体チップが平面視で長方形であり、前記半導体チップ側に向いた突起部の凸形部が外形円弧状あるいは断面三角形であるときには、前記半導体チップの短辺に対向する凸形部の頂部が長辺に対向する凸形部の頂部よりも極率あるいは角度が小さいことが好ましい。
【００２１】
放射状の突起部は、半導体チップの各辺に対応して一対ずつ形成することができる。半導体チップが平面視で長方形であるときに、半導体チップの短辺に対応する各一対の突起部間の角度が長辺に対応する各一対の突起部間の角度よりも小さいことが好ましい。各一対の突起部は、各々の長手方向の端部に、先端に近づくにしたがって幅狭まるように傾斜部が設けられており、その傾斜方向は、先端に近づくにしたがって双方の傾斜部が互いに接近する方向であることが好ましい。
突起部は各々、半導体チップ搭載領域内に位置する一端に向かって徐々に薄くなる楔状に形成されていてもよいし、厚みが均一であってもよい。
【００２２】
上記の半導体装置を製造する際には、突起部を有する半導体チップ搭載部とその外側に内部端子が配置された導体とを有した半導体チップ支持体を準備する工程と、前記半導体チップ搭載部上にペースト状のダイボンド材を塗布する工程と、半導体チップを前記ダイボンド材上に載せ、押圧して、前記ダイボンド材を前記突起部により案内して前記半導体チップと前記半導体チップ搭載部との間で濡れ広げる工程と、前記ダイボンド材を硬化させて当該ダイボンド材を介して前記半導体チップを半導体チップ搭載部上に固着する工程と、前記半導体チップに形成された電極部と前記導体の内部端子とを金属細線により電気的に接続させる工程と、前記半導体チップと前記金属細線と前記導体の接続部分とを封止樹脂で覆って封止する工程とを少なくとも行うことを特徴とする。
【００２３】
半導体チップ支持体を準備する工程において、半導体チップ搭載部を金属板で構成するときには、その所定箇所にプレス加工により突起部を形成することができる。また、半導体チップ搭載部上の所定箇所にマスクを用いて樹脂を塗布することで突起部を形成することができる。また、半導体チップ搭載部上の所定箇所に別途に個片として形成した突起部を接着することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、半導体チップ搭載部上にその中央部に向かう方向に凸状をなす突起部を設けることにより、ダイボンド材の濡れ性を改善して、半導体チップの裏面全体に濡れ広げながら、半導体チップ搭載部からのはみ出し、半導体チップ上面へ這い上がり、それによる電極パッド等への付着を防止することができ、高信頼性、耐湿性を確保した半導体装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の第１実施形態にかかる半導体装置の構成を示す。図１（ａ）は同半導体装置の平面図、図１（ｂ）は同半導体装置の一部拡大斜視図、図１（ｃ）は同半導体装置の図１（ａ）におけるａ−ａ’ラインでの断面図である。
【００２６】
図１（ａ）（ｂ）（ｃ）において、半導体装置は、主面に複数の電極パッド１ａを有する半導体チップ１と、半導体チップ１を搭載するためのダイパッド２と、ダイパッド２に内部端子６ａが対向するように且つダイパッド２の周囲を囲むように配列された複数本のリード６と、半導体チップ１をダイパッド２上に固着したダイボンド材４と、半導体チップ１の電極パッド１ａとリード６とを電気的に接続した金属細線５と、半導体チップ１、ダイパッド２、金属細線５、リード６の接続部分を覆った封止樹脂８とで構成されており、封止樹脂８の四方の外側にリード６の外部端子６ｂが突出している。このような形状の半導体装置はＱＦＰ（Quad-Flat-Package）と呼称されている。
【００２７】
なお、図１（ａ）では、内部構成が分かり易いように、封止樹脂８の上部と金属細線５の一部を除去して図示している。実際には、図示した電極パッド１ａは全て金属細線５によりリード６に接続されている。後述する各図について、特に断らなくても同様であることとする。
【００２８】
この半導体装置が、先に図１７、１９を用いて説明した従来の半導体装置と相違するのは、ダイパッド２上における半導体チップ１（平面視で概ね正方形）が搭載される領域（以下、半導体チップ搭載領域という）の外側領域、つまり半導体チップ１の各辺（したがって半導体チップ搭載領域を画する各辺）に対応する四方の領域にそれぞれ、半導体チップ１側に向いた外形円弧状の突出部１１ａを持った突起部１１が設けられている点である。４つの外形円弧状の突出部１１ａ（以下、円弧部１１ａという）は、同一形状、同一寸法であり、各々、半導体チップ１の各辺を２分する上下方向の中線に円弧部１１ａの頂部が対向しており、頂部の両側は対称形である。
【００２９】
ダイパッド２、リード６、吊りリード７は、いわゆるリードフレームの一部であり、ダイパッド２は、既に切り離されているため図示していない外枠部に対して吊りリード７により連結され、リード６は前記外枠部の内周に櫛歯状に配列されていたものである。リードフレームは一般に、Ｃｕ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ａｌ合金などの金属板で作製されている。
【００３０】
ダイボンド材４としては、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂などが用いられ、放熱性が要求される場合には金属粉（例えばＡｇフィラー）入りのものが選択され、放熱性がそれほど重要でない場合には金属粉を含まないものが選択される。金属細線５としては、金（Ａｕ）線やアルミニウム（Ａｌ）線や銅（Ｃｕ）線などが用いられ、封止樹脂８としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂等が用いられる。
【００３１】
図２は、上記の半導体装置（リードフレームを用いたＱＦＰ）の製造方法の第１例を示す断面図である。
図２（ａ）（ｂ）に示すようにして、突起部１１を有するダイパッド２とリード６と外枠部（図示せず）とを有したリードフレーム１４（半導体チップ支持体）を準備する。
【００３２】
詳細には、ダイパッド２とリード６と外枠部（図示せず）とを打ち抜いたリードフレーム１４を、プレス金型の上型１２、下型１３でプレス加工することにより、ダイパッド２とリード６（および外枠部）とに段差をつけるなどの加工を施すと同時に、プレス金型の凹部１２ａ，凸部１３ａによってダイパッド２に突起部１１を形成する。
【００３３】
図２（ｃ）に示すように、ダイパッド２の中央にディスペンサ１５によりダイボンド材４を塗布し、図２（ｄ）（ｅ）に示すように、コレット１６により半導体チップ１をダイボンド材４上に載せ、ボンディング荷重ｗで押圧して、ダイボンド材４を半導体チップ４の下面とダイパッド２との間に塗り広げる。
【００３４】
この際に、ダイボンド材４を半導体チップ１の各辺の端部まで塗り広げることが重要である。このようにすると、ダイボンド材４は、半導体チップ１の裏面全体に十分に濡れ広がり、ダイパッド２からはみ出したり、半導体チップ１上面へ這い上がることはなく、電極パッド１ａへの付着、コレット１６への付着を防止できる。
【００３５】
この状態でダイボンド材４を加熱硬化させることにより、当該ダイボンド材４を介して半導体チップ１をダイパッド２上に固着させる。上記のように半導体チップ１の裏面全体にダイボンド材４が十分に濡れ広がっているので良好にダイボンドできることとなる。
【００３６】
その後に、図２（ｆ）に示すように、半導体チップ１上面の電極パッド（図示せず）とリード６とを金属細線５によって電気的に接続し、図２（ｇ）に示すように、半導体チップ１とダイパッド２と金属細線５とリード６の接続部分とを封止樹脂８で覆って封止する。最後に、図２（ｈ）に示すように、リード６を外枠部（図示せず）から切り離し、外部端子６ｂを所定形状に折り曲げ加工する。
【００３７】
上記のようにして半導体チップ１をダイボンドするときのダイボンド材４の濡れ広がりについて、図３（ａ）〜（ｄ）の平面図、対応する（ａ′）〜（ｄ′）の断面図を参照して詳述する。
【００３８】
図３（ａ）（ａ′）では、ダイパッド２の中央部にダイボンド材４を円形に塗布している。このダイボンド材４上に、コレット１６に吸着した半導体チップ１を、図３（ｂ）（ｂ′）に示すように載せ、ボンディング荷重ｗで押圧する。
【００３９】
このことにより、半導体チップ１下のダイボンド材４は、ほぼ円形のまま濡れ広がり、半導体チップ１の各辺の中央部に先に到達し、そこから外側に濡れ広がる。この時点では、ダイボンド材４は半導体チップ１の各辺の中央部まで濡れ広がっているが、各辺の端部までは濡れ広がっていない。
【００４０】
さらにボンディング荷重ｗを加えると、図３（ｃ）（ｃ′）に示すように、半導体チップ１の各辺の中央部から外側に濡れ広がったダイボンド材４は、突起部１１の円弧部１１ａの頂部に接触し、続いて、図３（ｄ）（ｄ′）に示すように、円弧部１１ａの両側へと流れ、半導体チップ１下のダイボンド材４は半導体チップ１の各辺の端部側へ案内されることとなる。
【００４１】
このため、ダイボンド材４は半導体チップ１の裏面全体に濡れ広がり、最終的には、ダイボンド材４の濡れ広がり形状は、半導体チップ１の各辺の中央部よりもその両側部でのはみ出し距離が大きい、４つ葉のクローバーのような形状となる。
【００４２】
このように、突起部１１の円弧部１１ａを利用してダイボンド材４の濡れ広がりをコントロールすることができ、半導体チップ１の裏面全体、コーナー部まで、ダイボンド材４の十分な濡れ広がりを確保することが可能である。
【００４３】
円弧部１１ａの長さ（半導体チップ１の各辺に沿う方向の長さ）は、半導体チップ１の各辺の長さの１／４〜３／４の範囲で効果があり、好ましくは１／２程度である。円弧部１１ａの厚さは、半導体チップ１の厚さの１／４〜１／１の範囲が効果的であり、好ましくは３／４程度である。円弧部１１ａがこのようなサイズであれば、ダイパッド２からはみ出したり、半導体チップ１上面へ這い上がるのを抑えることができる。
【００４４】
以上のように、円弧部１１ａをもった突起部１１によって、ダイボンド材４の半導体チップ１の裏面全体への十分な濡れ広がりを確保しながら、ダイパッド２からのはみ出しや、半導体チップ１上面への這い上がりを防止することができるので、小型、薄型化に対応した高信頼性、高耐湿性の半導体装置を実現できる。携帯電話、ＤＳＣ（デジタルスチルカメラ）、ＤＶＤやＢＤディスクレコーダー、ＨＤＤレコーダーのような、いわゆるデジタル家電の小型化、薄型化および品質の向上に寄与するものである。
【００４５】
図４は、上記の半導体装置の製造方法の第２例を示す断面図である。
先に図２を用いて説明した製造方法と異なるのは、図４（ａ）〜（ｅ）に示す、突起部１１を有するダイパッド２とリード６と外枠部（図示せず）とを有したリードフレーム１４を準備する工程である。
【００４６】
図４（ａ）に示すように、ダイパッド２とリード６と外枠部（図示せず）とを打ち抜いたリードフレーム１４上にマスク１７を重ね、その上に樹脂１１′を塗布し、しかる後に図４（ｂ）に示すようにマスク１７上の樹脂１１′を取り除くことにより、図４（ｃ）に示すように突起部１１を形成する。
【００４７】
その後に、図４（ｄ）（ｅ）に示すように、プレス金型の上型１２、下型１３でプレス加工することにより、ダイパッド２とリード６（および外枠部）とに段差をつけるなどの加工を施す。このときに、突起部１１を潰さないように、突起部１１に対応する凹部１１ｂを設けたプレス金型を用いる。以下の工程は図２の方法と同様なので説明を省略する。
【００４８】
図５は、上記の半導体装置の製造方法の第３例を示す断面図である。
先に図２を用いて説明した製造方法と異なるのは、図５（ａ）〜（ｄ）に示す、突起部１１を有するダイパッド２とリード６と外枠部（図示せず）とを有したリードフレーム１４を準備する工程である。この工程のみ以下に説明して、他の工程の説明を省略する。
【００４９】
図５（ａ）に示すように、樹脂フィルム１１″を所望の形状およびサイズにカットし（例えば短冊状に剪断したり、所望形状のパンチで打ち抜く）、図５（ｂ）に示すように、ダイパッド２上の所望の位置に貼り付けることで、突起部１１を形成する。
【００５０】
その後に、図５（ｃ）（ｄ）に示すように、プレス金型の上型１２、下型１３でプレス加工することにより、ダイパッド２とリード６（および外枠部）とに段差をつけるなどの加工を施す。このときに、突起部１１を潰さないように、突起部１１に対応する凹部１１ｂを設けたプレス金型を用いる。以下の工程は図２の方法と同様なので説明を省略する。
【００５１】
図６は本発明の第２実施形態にかかる半導体装置の構成を示す。図６（ａ）は同半導体装置の平面図、図６（ｂ）は同半導体装置の一部拡大斜視図、図６（ｃ）は同半導体装置の図６（ａ）におけるａ−ａ’ラインでの断面図である。
【００５２】
この半導体装置が図１の半導体装置と異なるのは、ダイパッド２とリード６とが段差なく配列され、それぞれの下面が封止樹脂８から露出していて、露出したリード６の下面が外部端子６ｂとされている点である。このようにリード６の下面が外部端子６ｂとなる形状の半導体装置はＱＦＮ（Quad-Flat-Nonlead-Package）と呼称されている。またダイパッド２の下面が露出する形態は、ＨＱＦＮ（Heatslag-Quad-Flat-Nonlead-Package、放熱板露出タイプＱＦＮ）と呼称されている。
【００５３】
突起部１１の配置および形状は、図１のものと同様である。このため、突起部１１によって上述したのと同様の効果が得られる。つまり、円弧部１１ａをもった突起部１１によって、ダイボンド材４の半導体チップ１の裏面全体への十分な濡れ広がりを確保しながら、ダイパッド２からのはみ出しや、半導体チップ１上面への這い上がりを防止することができる。
【００５４】
この半導体装置（ＱＦＮ）は、図１に示した半導体装置（ＱＦＰ）に比較すると、外部端子の数が少ない構造（多くできない構造）ではあるが、外部端子６ｂを下面に配置する分、小型化が可能である。かかる半導体装置（ＱＦＮ）の寸法精度の要求は半導体装置（ＱＦＰ）よりも厳しい。このため、上記のように突起部１１によってダイボンド材４のダイパッド２からのはみ出しを防止できることは、より有効となる。
【００５５】
ただし、ダイパッド２が露出していない構造、ＬＧＡのような構造であってもよく、このような構造でも突起部１１による上述の効果が有効であることは言うまでもない。
図７は本発明の第３実施形態にかかる半導体装置の構成を示す。図７（ａ）は同半導体装置の平面図、図７（ｂ）は同半導体装置の一部拡大斜視図、図７（ｃ）は同半導体装置の図７（ａ）におけるａ−ａ’ラインでの断面図である。
【００５６】
この半導体装置は、図１の半導体装置と同じくＱＦＰ（Quad-Flat-Package）である。この半導体装置が図１の半導体装置と異なるのは、図１の突起部１１とは形状が異なる突起部２１、つまり、半導体チップ１側に向いた断面三角形の突出部２１ａ（以下、三角部２１ａという）を持った突起部２１が形成されている点である。
【００５７】
４つの突起部２１は、同一形状、同一寸法であり、各々、半導体チップ１の各辺を２分する上下方向の中線に三角部２１ａの頂部が対向しており、頂部の両側は対称形である。突起部２１の配置は図１の突起部１１と同様である。
【００５８】
このため、突起部１１によって、ダイボンド材４の半導体チップ１の裏面全体への十分な濡れ広がりを確保しながら、ダイパッド２からのはみ出しや、半導体チップ１上面への這い上がりを防止することができる。
【００５９】
三角部２１ａの長さは、半導体チップ１の各辺の長さの１／４〜３／４の範囲で効果があり、好ましくは１／２程度である。三角部２１ａの厚さは、半導体チップの厚さの１／４〜１／１の範囲が効果的であり、好ましくは３／４程度である。半導体チップ１に対向する頂部に、丸みをもたせてもよい。半導体チップ１のサイズなどが変化すると、ダイボンド材４の濡れ広がり性が変化するため、半導体チップ１に対向している三角部２１ａの頂部の角度、その両側の辺の長さを変化させることで対応する。
【００６０】
図８は本発明の第４実施形態にかかる半導体装置の構成を示す。図８（ａ）は同半導体装置の平面図、図８（ｂ）は同半導体装置の一部拡大斜視図、図８（ｃ）は同半導体装置の図８（ａ）におけるａ−ａ’ラインでの断面図である。
【００６１】
この半導体装置は、図７の半導体装置と同じくＱＦＰ（Quad-Flat-Package）である。この半導体装置が図７の半導体装置と異なるのは、半導体チップ１が平面視で長方形であり、半導体チップ１の長辺側と短辺側とで突起部２１の形状がやや異なる点である。
【００６２】
つまり、半導体チップ１の長辺側に、半導体チップ１に向いた断面三角形の突出部２１Ａａ（以下、三角部２１Ａａという）を持った突起部２１Ａが形成され、半導体チップ１の短辺側に、半導体チップ１に向いた断面三角形の突出部２１Ｂａ（以下、三角部２１Ｂａという）を持った突起部２１Ｂが形成されている。
【００６３】
突起部２１Ａの三角部２１Ａａの頂部の角度は、突起部２１Ｂの三角部２１Ｂａの頂部の角度よりも大きい。突起部２１Ａ，２１Ｂは、半導体チップ１の長辺または短辺と直交する方向の寸法は同一であり、したがって三角部２１Ａａ，２１Ｂａの互いに対応する２辺の長さは異なっている。各１対の突起部２１Ａ，２１Ｂは各々、同一形状、同一寸法であり、半導体チップ１の各辺を２分する上下方向の中線に三角部２１Ａａ，２１Ｂａの頂部が対向しており、頂部の両側は対称形である。
【００６４】
これは、上記のように半導体チップ１が長方形であるときには、半導体チップ１の外側にはみ出るダイボンド材４は長辺からの量が短辺からの量よりも多いので、三角部２１Ａａ，２１Ｂａの頂角や大きさを変えることで対処したものである。
【００６５】
この突起部２１（２１Ａ，２１Ｂ）によっても、ダイボンド材４の半導体チップ１の裏面全体への十分な濡れ広がりを確保しながら、ダイパッド２からのはみ出しや、半導体チップ１上面への這い上がりを防止することができる。
【００６６】
図９は本発明の第５実施形態にかかる半導体装置の構成を示す。図９（ａ）は同半導体装置の平面図、図９（ｂ）は同半導体装置の一部拡大斜視図、図９（ｃ）は同半導体装置の図９（ａ）におけるａ−ａ’ラインでの断面図である。
【００６７】
この半導体装置は、上述してきたようなリードフレームを用いるのでなく、回路基板３０を用いて構成されている。回路基板３０は、樹脂（セラミックス等でもよい）を基材として構成され、半導体チップ１を搭載する領域であるアイランド３１が上面に設けられ、その周囲に内部端子３２ａを有する配線３２が形成され、下面に外部端子（図示せず）が格子状に配置され、内部端子３２ａおよび外部端子以外の配線３２は保護膜３３で覆われている。格子状配置の外部端子上にはボール電極３４が搭載されている。
【００６８】
すなわち、この半導体装置は、主面に複数の電極パッド１ａを有する半導体チップ１と、アイランド３１および配線３２を有する回路基板３０と、半導体チップ１をアイランド３１上に固着したダイボンド材４と、半導体チップ１の電極パッド１ａと配線３２の内部端子３２ａとを電気的に接続した金属細線５と、半導体チップ１、アイランド３１、金属細線５、配線３２を含む回路基板３０上面を覆った封止樹脂８と、上述の格子状配置の外部端子上に搭載したボール電極３４とで構成されている。このような形状の半導体装置はＢＧＡ（Ball-Grid-Arrey-Package）と呼称されている。
【００６９】
そして、回路基板３０のアイランド３１上に、図１と同様の配置、形状の突起部１１が形成されている。つまり、アイランド３１上における半導体チップ搭載領域の外側領域、半導体チップ１の各辺に対応する四方の領域にそれぞれ、半導体チップ１側に向いた円弧部１１ａを持った突起部１１が設けられている。４つの突起部１１は、同一形状、同一寸法であり、各々、半導体チップ１の各辺を２分する上下方向の中線に円弧部１１ａの頂部が対向しており、頂部の両側は対称形である。
【００７０】
この半導体装置でも、突起部１１によって、ダイボンド材４の半導体チップ１の裏面全体への十分な濡れ広がりを確保しながら、ダイパッド２からのはみ出しや、半導体チップ１上面への這い上がりを防止することができる。
【００７１】
なお、回路基板３０は、両面基板や複数層構造に形成される。配線３２は、基材が樹脂であれば、Ｃｕを用いて形成され、表面に露出している部分がＮｉ−Ａｕで被覆されることが多く、また基材がセラミックであれば、一般にタングステンなどを用いて形成され、表面に露出している部分がＡｕなどで被覆されることが多い。ボール電極３４としては、はんだやＣｕなどの金属ボールが搭載されるが、ボール電極３４に代えて突起電極を設けてもよいし、ボール電極３４を設けないＬＧＡ（Land-Grid-Arrey-Package）として構成してもよい。
【００７２】
図１０は、上記の半導体装置（回路基板を用いたＢＧＡ）の製造方法の第１例を示す断面図である。
図１０（ａ）（ｂ）に示すように、突起部１１を有するアイランド３１と配線３２とを有した回路基板３０（半導体チップ支持体）を準備する。
【００７３】
詳細には、図１０（ａ）に示すように、アイランド３１と配線３２とを有した回路基板３０上にマスク１７を重ねておき、その上に樹脂（レジスト）１１′を塗布し、しかる後に図１０（ｂ）に示すようにマスク１７上の樹脂１１′を取り除くことにより、図１０（ｃ）に示すように突起部１１を形成する。
【００７４】
この後は先に図２を用いて説明した方法とほぼ同様なので説明を省略する。ボール電極３４は最後に搭載する。保護膜の図示は省略している。
図１１は、上記の半導体装置の製造方法の第２例を示す断面図である。
【００７５】
図１１（ａ）（ｂ）に示すように、突起部１１を有するアイランド３１と配線３２とを有した回路基板３０を準備する。
詳細には、図１１（ａ）に示すように、樹脂フィルム１１″を所望の形状およびサイズにカットし（例えば短冊状に剪断したり、所望形状のパンチで打ち抜く）、図１１（ｂ）に示すように、ダイパッド２上の所望の位置に貼り付けることで、突起部１１を形成する。
【００７６】
この後は先に図２を用いて説明した方法とほぼ同様なので説明を省略する。ボール電極３４は最後に搭載する。保護膜の図示は省略している。
図１２は本発明の第６実施形態にかかる半導体装置の構成を示す。図１２（ａ）は同半導体装置の平面図、図１２（ｂ）は同半導体装置の一部拡大斜視図、図１２（ｃ）は同半導体装置の図１２（ａ）におけるａ−ａ’ラインでの断面図である。
【００７７】
この半導体装置は、図１の半導体装置と同じくリードフレームを用いたＱＦＰ（Quad-Flat-Package）である。この半導体装置が図１の半導体装置と異なるのは、ダイパッド２上に、半導体チップ搭載領域の外側だけでなく領域内にも入り込むかたちの突起部４１（４１Ａ，４１Ｂ）が放射状に形成されている点である。突起部４１Ａ，４１Ｂは一対をなすもので、半導体チップ１の各辺に対応して一対ずつ形成されている。
【００７８】
なお図１２（ａ）において、突起部４１Ａ，４１Ｂは断面では表われないが、理解しやすいように斜線を付している。後述する各図について、特に断らなくても同様であることとする。
【００７９】
各一対の突起部４１Ａ，４１Ｂは、各々の長手方向の端部に、先端に近づくにしたがって幅狭まるように傾斜部４１Ａ′，４１Ｂ′が設けられており、その傾斜方向は、先端に近づくにしたがって双方の傾斜部４１Ａ′，４１Ｂ′が互いに接近する方向である。言い換えると、各一対の突起部４１Ａ，４１Ｂは平面視で各々台形であり、より長い底辺どうしが対向し、傾斜部４１Ａ′，４１Ｂ′は互いに背反している。このため、突起部４１（４１Ａ，４１Ｂ）が周方向に等間隔で配置されていても、一対の突起部４１Ａ，４１Ｂの先端どうしの間隔は、隣り合う一方の対の突起部４１Ａともう一方の対の突起部４１Ｂとの先端どうしの間隔よりも狭い。
【００８０】
また、各突起部４１Ａ，４１Ｂは、半導体チップ搭載領域内に位置する内端に向かって徐々に薄くなる楔状に形成されている。このため、楔状の突起部４１Ａ，４１Ｂ上に半導体チップ１の下面のエッジが支持されている。半導体チップ１の外側へはみ出たダイボンド材４の外端部の厚みは、突起部４１Ａ，４１Ｂの外端部の厚みより小さい。
【００８１】
上記のダイパッド２上に半導体チップ１をダイボンドするときのダイボンド材４の濡れ広がりについて、図１３（ａ）〜（ｃ）の平面図、対応する（ａ′）〜（ｃ′）の断面図を参照して説明する。
【００８２】
図１３（ａ）（ａ′）では、ダイパッド２の中央にダイボンド材４を円形に塗布している。このダイボンド材４上に、コレット１６に吸着した半導体チップ１を、図１３（ｂ）（ｂ′）に示すように載せ、ボンディング荷重ｗで押圧する。
【００８３】
このことにより、半導体チップ１下のダイボンド材４は、放射状の突起部４１（４１Ａ，４１Ｂ）の間に濡れ広がる。この際に、上述のように、一対の突起部４１Ａ，４１Ｂの先端どうしの間隔は、隣り合う一方の対の突起部４１Ａともう一方の対の突起部４１Ｂとの先端どうしの間隔よりも狭いため、半導体チップ１の各辺の中央部に向かう方向よりも対角線方向に多めにダイボンド材４が濡れ広がっていく。
【００８４】
さらにボンディング荷重ｗを加えると、図１３（ｃ）（ｃ′）に示すように、半導体チップ１の下面の各辺（エッジ）が楔状の突起部４１（４１Ａ，４１Ｂ）の上面（傾斜面）に当接する。
【００８５】
このときまでダイボンド材４は半導体チップ１の裏面全体、半導体チップ１の各辺の中央部および端部まで濡れ広がり、半導体チップ１下には突起部４１（４１Ａ，４１Ｂ）の当接点の高さ（楔形状に依存する）で規定される適量が保持される。
【００８６】
最終的には、ダイボンド材４の濡れ広がり形状は、半導体チップ１の各辺の中央部よりもその両側部分のはみ出し距離が大きい、４つ葉のクローバーのような形状となる。
このように、突起部４１の放射状の配置と形状とを利用して、ダイボンド材４の濡れ広がりをコントロールすることができ、半導体チップ１の裏面全体、コーナー部まで、ダイボンド材４の十分な濡れ広がりを確保することが可能である。
【００８７】
またダイボンド材４がこのように半導体チップ１の裏面全体に濡れ広がるため、半導体チップ１の外側への濡れ広がりを抑えること、つまり塗布量を従来よりも抑えることが可能になり、ダイボンド材４の半導体チップ１上面への這い上がりやダイパッド２からのはみ出しが防止されることとなる。
【００８８】
図１４は本発明の第７実施形態にかかる半導体装置の構成を示す。図１４（ａ）は同半導体装置の平面図、図１４（ｂ）は同半導体装置の一部拡大斜視図、図１４（ｃ）は同半導体装置の図１４（ａ）におけるａ−ａ’ラインでの断面図である。
【００８９】
この半導体装置は、図１２の半導体装置と同じくＱＦＰ（Quad-Flat-Package）である。この半導体装置が図１３の半導体装置と異なるのは、半導体チップ１が平面視で長方形であり、放射状に配置された突起部５１の形状が半導体チップ１の長辺側と短辺側とでやや異なる点である。
【００９０】
つまり、半導体チップ１の長辺側に各一対の突起部５１Ａ，５１Ｂが角度θ１をなすように形成され、半導体チップ１の短辺側に各一対の突起部５１Ｃ，５１Ｄが角度θ２（＜θ１）をなすように形成されている。長辺と直交する方向の突起部５１Ａ，５１Ｂの寸法と、短辺と直交する方向の突起部５１Ｃ，５１Ｄの寸法とは同等である。
【００９１】
各一対の突起部５１Ａ，５１Ｂ，突起部５１Ｃ，５１Ｄが、各々の長手方向の端部に、傾斜部５１Ａ′，５１Ｂ′，傾斜部５１Ｃ′，５１Ｄ′を有すること、および、各突起部５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄが楔状に形成されていることは、図１３の半導体装置と同様である。
【００９２】
これは、上記のように半導体チップ１が長方形であるときには、半導体チップ１の外側にはみ出るダイボンド材４は長辺からの量が短辺からの量よりも多いので、突起部５１Ａ，５１Ｂ，突起部５１Ｃ，５１Ｄの挟角や大きさを変えることで対処したものである。
【００９３】
この突起部５１（５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄ）によっても、ダイボンド材４の半導体チップ１の裏面全体への十分な濡れ広がりを確保しながら、ダイパッド２からのはみ出しや、半導体チップ１上面への這い上がりを防止することができる。
【００９４】
なおここでは、図示したように、短辺に対応するθ２を鋭角とし、長辺に対応するθ１を鈍角としているが、それぞれの角度は半導体チップ１の長辺、短辺の長さの比率によって決めればよい。
【００９５】
図１５は本発明の第８実施形態にかかる半導体装置の構成を示す。図１５（ａ）は同半導体装置の平面図、図１５（ｂ）は同半導体装置の一部拡大斜視図、図１５（ｃ）は同半導体装置の図１５（ａ）におけるａ−ａ’ラインでの断面図である。
【００９６】
この半導体装置は、図１２の半導体装置と同じくリードフレームを用いたＱＦＰ（Quad-Flat-Package）である。この半導体装置が図１２の半導体装置と異なるのは、突起部６１が、内端から外端まで均一な厚みに形成されている点である。
【００９７】
各一対の突起部６１Ａ，６１Ｂは、図１２の突起部４１Ａ，４１Ｂと同様の放射状の配置、ほぼ同様の形状を有しており、各々の長手方向の端部に、傾斜部６１Ａ′，６１Ｂ′を有している。
【００９８】
この突起部６１（６１Ａ，６１Ｂ）によっても、ダイボンド材４の半導体チップ１の裏面全体への十分な濡れ広がりを確保しながら、ダイパッド２からのはみ出しや、半導体チップ１上面への這い上がりを防止することができる。
【００９９】
この構造の利点は、楔状の突起部４１を設けている場合には必要である半導体チップ１の微妙な傾き調整が不要であることである。したがってこの構造は、特に半導体チップ１の傾きを抑制する必要がある、センサー、光学チップ、特にＭＥＭＳやイメージセンサーなどに有用である。かかるセンサー等として構成する場合、半導体チップ１（光学チップ）の上面は樹脂封止せずに光が入射できるようにする。
【０１００】
図１６は本発明の第９実施形態にかかる半導体装置の構成を示す。図１６（ａ）は同半導体装置の平面図、図１６（ｂ）は同半導体装置の一部拡大斜視図、図１６（ｃ）は同半導体装置の図１６（ａ）におけるａ−ａ’ラインでの断面図である。
【０１０１】
この半導体装置は、上述してきたようなリードフレームを用いるのでなく、図９の半導体装置と同様の回路基板３０を用いて構成されたＢＧＡ（Ball-Grid-Arrey-Package）である。回路基板３０上に、図１２と同様の放射状の配置、形状（楔状）の突起部４１が形成されている。
【０１０２】
この半導体装置でも、突起部４１（４１Ａ，４１Ｂ）によって、ダイボンド材４の半導体チップ１の裏面全体への十分な濡れ広がりを確保しながら、ダイパッド２からのはみ出しや、半導体チップ１上面への這い上がりを防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明によれば、半導体チップ搭載部上にダイボンドする際に、ダイボンド材の半導体チップの裏面全体への十分な濡れ広がりを確保しながら、半導体チップ搭載部からのはみ出しや半導体チップ上面への這い上がりを防止することができるので、小型、薄型化に対応した高信頼性、高耐湿性の半導体装置を実現できる。したがって、携帯電話等の電子機器の小型化、薄型化および品質の向上に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる半導体装置の構成図
【図２】図１の半導体装置の製造方法の第１例を示す断面図
【図３】図２の半導体装置の製造方法における一工程の説明図
【図４】図１の半導体装置の製造方法の第２例を示す断面図
【図５】図１の半導体装置の製造方法の第３例を示す断面図
【図６】本発明の第２実施形態にかかる半導体装置の構成図
【図７】本発明の第３実施形態にかかる半導体装置の構成図
【図８】本発明の第４実施形態にかかる半導体装置の構成図
【図９】本発明の第５実施形態にかかる半導体装置の構成図
【図１０】図９の半導体装置の製造方法の第１例を示す断面図
【図１１】図９の半導体装置の製造方法の第２例を示す断面図
【図１２】本発明の第６実施形態にかかる半導体装置の構成図
【図１３】図１２の半導体装置の製造方法における一工程の説明図
【図１４】本発明の第７実施形態にかかる半導体装置の構成図
【図１５】本発明の第８実施形態にかかる半導体装置の構成図
【図１６】本発明の第９実施形態にかかる半導体装置の構成図
【図１７】従来の半導体装置の構成図
【図１８】図１７の半導体装置の製造方法における一工程の説明図
【図１９】従来の他の半導体装置の構成図
【符号の説明】
【０１０５】
１ 半導体チップ
1a 電極パッド
２ ダイパッド
４ ダイボンド材
５ 金属細線
６ リード
6a 内部端子
6b 外部端子
８ 封止樹脂
11 突起部
11a 円弧部
11′ 樹脂
11″ 樹脂フィルム
14 リードフレーム
17 マスク
21 突起部
21A，21B 突起部
30 回路基板
31 アイランド
32 配線
34 ボール電極
41,41A,41B 突起部
41A′,41B′ 傾斜部
51,51A,51B,51C,51D 突起部
51A′,51B′,51C′,51D′傾斜部
61,61A,61B 突起部
61A′,61B′ 傾斜部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップと、前記半導体チップを搭載するための半導体チップ搭載部と、前記半導体チップを半導体チップ搭載部上に固着したダイボンド材と、前記半導体チップ搭載部の外側に内部端子が配置された導体と、前記半導体チップと前記導体の内部端子とを電気的に接続した金属細線と、前記半導体チップと前記金属細線と前記導体の接続領域とを覆った封止樹脂とを有した半導体装置において、
前記半導体チップ搭載部上における半導体チップ搭載領域を画する各辺に対応する少なくとも外側領域に、前記半導体チップ搭載領域の中央部に向かう方向に凸状をなす前記半導体チップよりも低い突起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】
チップ搭載部は金属板よりなり、導体として、前記チップ搭載部に内部端子が対向する複数本のリードが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】
チップ搭載部は樹脂あるいはセラミックスを基材とする基板の表面に設けられており、前記導体として、前記チップ搭載部の外側の基板表面に内部端子を有する配線が形成さ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４】
突起部は、半導体チップ搭載領域の外側領域に形成されていて、半導体チップ側に向いた凸形部を有し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５】
半導体チップが平面視で長方形であり、前記半導体チップ側に向いた突起部の凸形部が外形円弧状あるいは断面三角形であるときには、前記半導体チップの短辺に対向する凸形部の頂部が長辺に対向する凸形部の頂部よりも極率あるいは角度が小さいことを特徴とする請求項４記載の半導体装置。
【請求項６】
半導体チップ搭載領域とその外側領域とにわたる突起部が放射状に形成さ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７】
突起部は、半導体チップの各辺に対応して一対ずつ形成されていることを特徴とする請求項６記載の半導体装置。
【請求項８】
半導体チップが平面視で長方形であるときに、半導体チップの短辺に対応する各一対の突起部間の角度が長辺に対応する各一対の突起部間の角度よりも小さいことを特徴とする請求項７記載の半導体装置。
【請求項９】
各一対の突起部は、各々の長手方向の端部に、先端に近づくにしたがって幅狭まるように傾斜部が設けられており、その傾斜方向は、先端に近づくにしたがって双方の突起部の傾斜部が互いに接近する方向であることを特徴とする請求項７記載の半導体装置。
【請求項１０】
突起部は各々、半導体チップ搭載領域内に位置する一端に向かって徐々に薄くなる楔状に形成されていることを特徴とする請求項６記載の半導体装置。
【請求項１１】
突起部は各々、厚みが均一であることを特徴とする請求項６記載の半導体装置。
【請求項１２】
請求項１記載の半導体装置の製造方法であって、
突起部を有する半導体チップ搭載部とその外側に内部端子が配置された導体とを有した半導体チップ支持体を準備する工程と、前記半導体チップ搭載部上にペースト状のダイボンド材を塗布する工程と、半導体チップを前記ダイボンド材上に載せ、押圧して、前記ダイボンド材を前記突起部により案内して前記半導体チップと前記半導体チップ搭載部との間で濡れ広げる工程と、前記ダイボンド材を硬化させて当該ダイボンド材を介して前記半導体チップを半導体チップ搭載部上に固着する工程と、前記半導体チップに形成された電極部と前記導体の内部端子とを金属細線により電気的に接続させる工程と、前記半導体チップと前記金属細線と前記導体の接続部分とを封止樹脂で覆って封止する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
半導体チップ支持体を準備する工程において、半導体チップ搭載部を金属板で構成するときには、その所定箇所にプレス加工により突起部を形成することを特徴とする請求項１２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
半導体チップ支持体を準備する工程において、半導体チップ搭載部上の所定箇所にマスクを用いて樹脂を塗布することで突起部を形成することを特徴とする請求項１２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
半導体チップ支持体を準備する工程において、半導体チップ搭載部上の所定箇所に別途に個片として形成した突起部を接着することを特徴とする請求項１２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１】
半導体チップと、前記半導体チップを搭載するための半導体チップ搭載部と、前記半導体チップを半導体チップ搭載部上に固着したダイボンド材と、前記半導体チップ搭載部の外側に内部端子が配置された導体と、前記半導体チップと前記導体の内部端子とを電気的に接続した金属細線と、前記半導体チップと前記金属細線と前記導体の接続領域とを覆った封止樹脂とを有した半導体装置において、
前記半導体チップ搭載部上における半導体チップ搭載領域を画する各辺に対応する少なくとも外側領域に、前記半導体チップ搭載領域の中央部に向かう方向に凸状をなす前記半導体チップよりも低い突起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】
チップ搭載部は金属板よりなり、導体として、前記チップ搭載部に内部端子が対向する複数本のリードが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】
チップ搭載部は樹脂あるいはセラミックスを基材とする基板の表面に設けられており、前記導体として、前記チップ搭載部の外側の基板表面に内部端子を有する配線が形成さ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４】
突起部は、半導体チップ搭載領域の外側領域に形成されていて、半導体チップ側に向いた凸形部を有し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５】
半導体チップが平面視で長方形であり、前記半導体チップ側に向いた突起部の凸形部が外形円弧状あるいは断面三角形であるときには、前記半導体チップの短辺に対向する凸形部の頂部が長辺に対向する凸形部の頂部よりも極率あるいは角度が小さいことを特徴とする請求項４記載の半導体装置。
【請求項６】
半導体チップ搭載領域とその外側領域とにわたる突起部が放射状に形成さ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７】
突起部は、半導体チップの各辺に対応して一対ずつ形成されていることを特徴とする請求項６記載の半導体装置。
【請求項８】
半導体チップが平面視で長方形であるときに、半導体チップの短辺に対応する各一対の突起部間の角度が長辺に対応する各一対の突起部間の角度よりも小さいことを特徴とする請求項７記載の半導体装置。
【請求項９】
各一対の突起部は、各々の長手方向の端部に、先端に近づくにしたがって幅狭まるように傾斜部が設けられており、その傾斜方向は、先端に近づくにしたがって双方の突起部の傾斜部が互いに接近する方向であることを特徴とする請求項７記載の半導体装置。
【請求項１０】
突起部は各々、半導体チップ搭載領域内に位置する一端に向かって徐々に薄くなる楔状に形成されていることを特徴とする請求項６記載の半導体装置。
【請求項１１】
突起部は各々、厚みが均一であることを特徴とする請求項６記載の半導体装置。
【請求項１２】
請求項１記載の半導体装置の製造方法であって、
突起部を有する半導体チップ搭載部とその外側に内部端子が配置された導体とを有した半導体チップ支持体を準備する工程と、前記半導体チップ搭載部上にペースト状のダイボンド材を塗布する工程と、半導体チップを前記ダイボンド材上に載せ、押圧して、前記ダイボンド材を前記突起部により案内して前記半導体チップと前記半導体チップ搭載部との間で濡れ広げる工程と、前記ダイボンド材を硬化させて当該ダイボンド材を介して前記半導体チップを半導体チップ搭載部上に固着する工程と、前記半導体チップに形成された電極部と前記導体の内部端子とを金属細線により電気的に接続させる工程と、前記半導体チップと前記金属細線と前記導体の接続部分とを封止樹脂で覆って封止する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
半導体チップ支持体を準備する工程において、半導体チップ搭載部を金属板で構成するときには、その所定箇所にプレス加工により突起部を形成することを特徴とする請求項１２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
半導体チップ支持体を準備する工程において、半導体チップ搭載部上の所定箇所にマスクを用いて樹脂を塗布することで突起部を形成することを特徴とする請求項１２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
半導体チップ支持体を準備する工程において、半導体チップ搭載部上の所定箇所に別途に個片として形成した突起部を接着することを特徴とする請求項１２記載の半導体装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２００８−１９２６６０（Ｐ２００８−１９２６６０Ａ）
【公開日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２２５２８（Ｐ２００７−２２５２８）
【出願日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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