説明

半導体装置

【課題】半導体素子のチップサイズを小さくすることなく小型化することができる半導体装置を提供する。
【解決手段】略矩形形状の半導体素子2の端子2bとワイヤ5で接続する外部電極3bを略矩形形状の半導体装置1の隅に設けた。そして、半導体装置1の辺1aと半導体素子2の辺2aとのなす角度が45°になるように半導体素子2を傾けて配置した。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体素子の端子と外部電極とをワイヤまたはリードで接続した半導体装置に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体素子上の端子と外部電極とをワイヤで接続した半導体装置が従来技術として知られている(たとえば、特許文献1)。この半導体装置では、矩形形状の半導体装置の辺と矩形形状の半導体素子の辺とが平行になるように半導体素子を配置する。そして、半導体装置の対向する2辺と、半導体素子の対向する2辺との各々の間に外部電極を設ける。
【特許文献1】特開2002−16181号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
上記特許文献1に記載されているような従来の半導体装置では、半導体装置の辺と半導体素子の辺との間に無駄なスペースが発生してしまう。このため、半導体素子のチップサイズを小さくすることなく半導体装置を小型化することが難しかった。
【課題を解決するための手段】
【0004】
(1)請求項1の発明の半導体装置は、略矩形形状の半導体素子と、半導体素子とワイヤまたはリードにより電気的に接続される外部電極とを備えた略矩形形状の半導体装置において、外部電極は半導体装置の4隅の少なくとも2箇所に形成され、半導体素子は半導体装置の辺に対して傾けて配置されることを特徴とする。
(2)請求項2の発明は、請求項1に記載の半導体装置において、半導体素子は、半導体素子の辺と半導体装置の辺とのなす角が30°以上、60°以下になるように配置されることを特徴とする。
(3)請求項3の発明は、請求項2に記載の半導体装置において、半導体素子は、半導体素子の辺と半導体装置の辺とのなす角が45°になるように配置されることを特徴とする。
(4)請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の半導体装置において、半導体素子の端子数は3以上、8以下であることを特徴とする。
(5)請求項5の発明は、請求項4に記載の半導体装置において、半導体素子の端子数は4であることを特徴とする。
(6)請求項6の発明は、請求項5に記載の半導体装置において、外部電極は半導体装置の4隅にそれぞれ1つずつ設けられていることを特徴とする。
(7)請求項7の発明は、請求項5に記載の半導体装置において、外部電極は、半導体装置の4隅の2箇所であって、半導体素子の対向する2辺とそれぞれ対峙する2箇所に2つずつ設けられていることを特徴とする。
(8)請求項8の発明は、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の半導体装置において、外部電極の形状は略三角形であることを特徴とする。
(9)請求項9の発明は、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の半導体装置において、外部電極は電鋳から成ることを特徴とする。
(10)請求項10の発明の半導体装置の製造方法は、パターニングされた金属層を可撓性平板状の金属板に電鋳によって形成する金属層形成工程と、金属層に複数の半導体素子を隣接して搭載する半導体素子搭載工程と、半導体素子と金属層とをワイヤボンディングによって電気的に接続するワイヤボンディング工程と、半導体素子を樹脂封止する樹脂封止工程と、金属板を剥離して樹脂封止体を得る金属板剥離工程と、樹脂封止体を切断して、個々の半導体装置に分割する分割工程とを有し、金属層形成工程では、金属層を半導体装置の4隅の少なくとも2箇所に相当する箇所に形成し、半導体素子搭載工程では、半導体素子を半導体装置の辺に対して傾くように搭載することを特徴とする。
(11)請求項11の発明は、請求項10に記載の半導体装置の製造方法において、半導体素子搭載工程では、半導体素子を、半導体素子の辺と半導体装置の辺とのなす角が30°以上、60°以下になるように搭載することを特徴とする。
【発明の効果】
【0005】
本発明によれば、略矩形形状の半導体素子の端子とワイヤで接続する外部電極を略矩形形状の半導体装置の4隅の少なくとも2箇所に設け、半導体装置の辺に対して半導体素子を傾けて配置した。したがって、半導体装置を小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0006】
本発明の実施形態の半導体装置について図1を参照して説明する。図1(a)は半導体装置1の裏面図であり、図1(b)は図1(a)のA−A線断面図、図1(c)は図1(a)のB−B線断面図である。
【0007】
図1において、符号1は平面視略矩形形状の半導体装置を示し、2は平面視略矩形形状の半導体素子を示す。この半導体素子2は、不図示のダイボンディング材によりダイパッド4bの上面に実装されている。半導体素子2には4つの端子2bが設けられている。図1(a)に示すように、半導体装置1の辺1aと半導体素子の辺2aとのなす角θが45°になるように、半導体装置1上に半導体素子2が配置されている。半導体素子2と同様に、平面視略矩形形状のダイパッド4bの辺も半導体装置1の辺と45°の角度をなす。半導体装置1の4隅には外部電極3bが配設されている。外部電極3bの各々の形状は、半導体装置1の4隅の領域を有効に利用できるようにするため、略三角形とする。
【0008】
外部電極3bおよびダイパッド4bの各上面にはAg層3a,4aが形成されている。外部電極3bおよびダイパッド4bの各下面にはAu層3c,4cが形成されている。図1(a)には、外部電極3bおよびダイパッド4bに形成された全てのAu層3c,4cが示されている。以下、本発明の実施形態による半導体装置1を詳細に説明する。
【0009】
外部電極3bおよびダイパッド4bはニッケル電鋳(Ni電鋳)から成り、半導体装置1の底面に設けられている。したがって、この半導体装置1はいわゆるリードフレームレスタイプである。ここで、外部電極3bとは、半導体素子2の電極2bと、半導体装置1を実装する回路基板との間で電気的接続をとるための電極である。ダイパッド4bは半導体素子2を搭載するための電極である。外部電極3bおよびダイパッド4bの上面側には、Ag層3a,4aが形成される。外部電極3bの上面側のAg層3aはワイヤボインディングの接続性改善のために設けられる。ダイパッド4bの上面側のAg層4aは、外部電極3bの上面側にAg層3aを形成する際に一緒に設けられるものである。一方、外部電極3bおよびダイパッド4bの下面側には、Au層3c,4cが形成される。Au層3c,4cは半田濡れ性改善のために設けられる。
【0010】
図1(c)に示すように、半導体素子2と外部電極3bとはAuのワイヤ5によって電気的に接続している。半導体素子2、ワイヤ5、外部電極3bおよびダイパッド4bは、エポキシ樹脂などからなる樹脂6によって封止される。このような半導体装置1は、その底面を半田ペーストが塗布された回路基板上に配設し、リフロー炉で熱処理することにより、回路基板上に接合して実装される。
【0011】
次に、上述した半導体装置1の製造方法について、図2〜図4を参照して説明する。この製造方法は、金属層形成工程と、半導体素子実装工程と、樹脂封止工程と、金属板剥離工程と、分割工程とを含み、1つの金属板上に複数の半導体装置1を縦横並列配置し、同時に作製する。以下、各工程を工程順に説明する。
【0012】
(イ)金属層形成工程
金属層形成工程について、図2(a)〜(d)を参照して説明する。図2は、図1のA−A線断面図である。
図2(a)に示すように、可撓性を有する金属板21の両面にレジスト22を塗布またはラミネートする。金属板21は、厚さ約0.1mmの平板状のJIS規格のSUSステンレス鋼板またはCu板などの金属薄板からなる。次に、アクリルフィルムベースのパターンマスクフィルムを密着させ、紫外線により露光する。そして、現像し、図2(b)に示すように、外部電極3bおよびダイパッド4bを形成する部分のレジスト22Rを除去する。金属板21の一方の面(図2(a)の下面)には金属層を形成しないので、レジスト22によって全面が覆われる。
【0013】
次に、金属板21をAuメッキ溶液に浸漬して金属板21に電力を供給して電鋳を行い、金属板21上にAu層23を形成する。次にAu層23を形成した金属板21をNiめっき溶液に浸漬して電鋳を行い、Ni層24を形成する。さらに、Agめっき溶液に金属板21を浸漬して金属板21に電力を供給することにより、Ni層24の上にAg層25を形成する。このようにして、図2(c)に示すように、金属板21に金属層として、パターニングされたAu層23とNi層24とAg層25とを形成する。金属層を形成後、図2(d)に示すように、レジスト22を金属板21から剥離する。
【0014】
(ロ)半導体素子実装工程
半導体素子実装工程について、図2(e)を参照して説明する。
ダイパッド4bのAg層4aに相当するAg層25に不図示のダイボンディング材を塗布し、図2(e)に示すように半導体素子2をAg層25上に搭載して固着する。ワイヤボンディングによって、半導体素子2の端子2bと、外部電極3bのAg層3aに相当するAg層25とをワイヤ5によって接続する。
【0015】
(ハ)樹脂封止工程
樹脂封止工程について、図3(a)を参照して説明する。
樹脂封止工程では、図3(a)に示すように半導体素子2、ワイヤ5、Au層23、Ni層24およびAg層25を樹脂6によって封止する。
【0016】
(ニ)金属板剥離工程
金属板剥離工程について、図3(b)を参照して説明する。
樹脂6による封止が完了した後は、図3(b)に示すように、Ni層24や樹脂6から金属板21を剥離する。金属板21は可撓性を有するので、容易に剥離することができる。この金属板21を剥離したものを以下、樹脂封止体30と呼ぶ。図4に示すように、樹脂封止体30には、半導体装置1が複数配置されている。
【0017】
(ホ)分割工程
分割工程について、図3(b),(c)および図4を参照して説明する。
図3(b)および図4の一点鎖線31に沿って、ダイヤモンドブレード・ダイシング法で樹脂封止体30をダイシングする。そして、図3(c)に示すように、一つの樹脂封止体30が分割され、半導体装置1が完成する。
【0018】
以上の本発明の実施形態による半導体装置1は次のような作用効果を奏する。
(1)略矩形形状の半導体素子2の端子2bとワイヤ5で接続する外部電極3bを略矩形形状の半導体装置1の隅に設けた。そして、半導体装置1の辺に対して半導体素子2を傾けて配置した。したがって、半導体装置1を小型化することができる。図5(a)に従来の、半導体装置1Aの辺に対して傾けないで半導体素子2を配置した半導体装置1Aを示す。従来の半導体装置1Aでは、半導体装置1Aの辺1aと半導体素子2の辺2aとの間にスペース41a,41bが生じる。また、外部電極3b間にもスペース41c,41dが生じる。一方、本発明の実施形態の半導体装置1では、図5(b)に示すように、それらのスペースが生じないので、半導体装置1を小型化することができる。本発明の実施形態の半導体装置1では、従来の半導体装置1Aに比べてパッケージサイズを77%の大きさに縮小することができた。
【0019】
(2)半導体装置1の辺1aに対して半導体素子2の辺2aとのなす角度が45°になるように半導体素子2を傾けて配置した。したがって、半導体装置1を小型化しても、略矩形形状の半導体装置1の隅に設けた外部電極3bを大きくすることができる。
【0020】
(3)半導体装置1の隅に配設されている外部電極3bの形状を略三角形とした。したがって、半導体装置1の隅を有効に利用でき、外部電極3bの面積を大きくすることができる。
【0021】
(4)外部電極を電鋳により形成することにより、半導体装置を小型化することができるが、本発明により、さらに小型化が可能となる。
【0022】
以上の実施の形態の半導体装置1を次のように変形することができる。
(1)半導体装置1の辺1aと半導体素子2の辺2aとのなす角度を45°とするのが最も好ましい。しかし、半導体装置1の辺1aと半導体素子2の辺2aとのなす角度は30°以上、60°以下の範囲内であれば特に45°に限定されない。この範囲内であれば、半導体装置1の隅に外部電極3bを設けることによって、半導体装置1を小型化することができる。一方、半導体装置1の辺1aと半導体素子2の辺2aとのなす角度が上記範囲から外れると、以下のような問題が生じる。つまり、図6に示すように、半導体装置1の隅に形成する外部電極3bの形状が細長くなったり、外部電極3bの面積が小さくなったりし、ワイヤボンディングが難しくなる。ここで、図6の半導体装置1の辺1aと半導体素子2の辺2aとのなす角度は20°である。
【0023】
(2)半導体素子2の端子2bの数は、半導体装置1の隅の数が4であるので4つであることが最も好ましい。しかし、半導体素子2の端子数は、3以上、8以下の範囲内であれば限定されない。たとえば、図7に示すように6つでもよい。半導体素子2の電極の数が2以下になると、半導体装置1の隅の無駄なスペースが大きくなり、9以上になると、コーナに外部電極3bを設けるのが困難となる。
【0024】
(3)半導体装置1の4隅全てに外部電極3bを設けているが、図8に示すように、半導体装置1の4隅のうちの2隅に外部電極3bを設けるようにしてもよい。また、3隅に外部電極3bを設けるようにしてもよい。半導体装置1の4隅のうちの1隅または2隅に外部電極3bが形成されていないスペースが生ずるものの、それでも半導体装置1の小型化が可能となる。
【0025】
(4)半導体素子2の形状は特に限定されないが、半導体装置1の形状が略正方形の場合は、半導体素子2の形状は略正方形であることが好ましい。半導体装置1を小型化しても略直角二等辺三角形で、面積の大きい外部電極を形成することができ、ワイヤボンディングが行いやすい。
【0026】
(5)本発明は、ワイヤによって半導体素子の端子と外部電極とを接続する半導体装置のほかに、リードによって半導体素子の端子と外部電極とを接続する半導体装置に適用できる。この場合も、半導体装置を小型化することができる。
【0027】
(6)本発明は、ワイヤまたはリードによって半導体素子の端子と外部電極とを接続するものであれば実施例に限定されない。たとえば、基板に半導体素子を搭載した半導体装置や、リードフレームに半導体素子を搭載した半導体装置にも適用できる。また、小タブ構造の半導体装置やチップ・オン・リード(COL)構造の半導体装置にも適用できる。これらの半導体装置についても小型化することができる。
【0028】
本発明は、その特徴的構成を有していれば、以上説明した実施の形態になんら限定されない。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】本発明の一実施形態における半導体装置の構造を示す図である。
【図2】本発明の一実施形態における半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図3】本発明の一実施形態における半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図4】樹脂封止体を説明するための図である。
【図5】本発明の一実施形態における半導体装置の効果を説明するための図である。
【図6】半導体素子を傾ける角度を20°としたときの半導体装置を説明するための図である。
【図7】半導体素子の端子数が6の場合の本発明の一実施形態における半導体装置を説明するための図である。
【図8】4隅のうちの一部の隅に外部電極を設けた半導体装置を説明するための図である。
【符号の説明】
【0030】
1、1A 半導体装置
1a,2a 辺
2 半導体素子
2b 端子
3a,4a,25 Ag層
3b 外部電極
3c,4c,23 Au層
4b ダイパッド
5 ワイヤ
6 樹脂
21 金属板
22 レジスト
24 Ni層
30 樹脂封止体

【特許請求の範囲】
【請求項1】
略矩形形状の半導体素子と、
前記半導体素子とワイヤまたはリードにより電気的に接続される外部電極とを備えた略矩形形状の半導体装置において、
前記外部電極は前記半導体装置の4隅の少なくとも2箇所に形成され、
前記半導体素子は前記半導体装置の辺に対して傾けて配置されることを特徴とする半導体装置。
【請求項2】
請求項1に記載の半導体装置において、
前記半導体素子は、前記半導体素子の辺と前記半導体装置の辺とのなす角が30°以上、60°以下になるように配置されることを特徴とする半導体装置。
【請求項3】
請求項2に記載の半導体装置において、
前記半導体素子は、前記半導体素子の辺と前記半導体装置の辺とのなす角が45°になるように配置されることを特徴とする半導体装置。
【請求項4】
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の半導体装置において、
前記半導体素子の端子数は3以上、8以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項5】
請求項4に記載の半導体装置において、
前記半導体素子の端子数は4であることを特徴とする半導体装置。
【請求項6】
請求項5に記載の半導体装置において、
前記外部電極は前記半導体装置の4隅にそれぞれ1つずつ設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項7】
請求項5に記載の半導体装置において、
前記外部電極は、半導体装置の4隅の2箇所であって、前記半導体素子の対向する2辺とそれぞれ対峙する2箇所に2つずつ設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項8】
請求項1乃至7のいずれか1項に記載の半導体装置において、
前記外部電極の形状は略三角形であることを特徴とする半導体装置。
【請求項9】
請求項1乃至8のいずれか1項に記載の半導体装置において、
前記外部電極は電鋳から成ることを特徴とする半導体装置。
【請求項10】
パターニングされた金属層を可撓性平板状の金属板に電鋳によって形成する金属層形成工程と、
前記金属層に複数の半導体素子を隣接して搭載する半導体素子搭載工程と、
前記半導体素子と前記金属層とをワイヤボンディングによって電気的に接続するワイヤボンディング工程と、
前記半導体素子を樹脂封止する樹脂封止工程と、
前記金属板を剥離して樹脂封止体を得る金属板剥離工程と、
前記樹脂封止体を切断して、個々の半導体装置に分割する分割工程とを有し、
前記金属層形成工程では、前記金属層を前記半導体装置の4隅の少なくとも2箇所に相当する箇所に形成し、
前記半導体素子搭載工程では、前記半導体素子を前記半導体装置の辺に対して傾くように搭載することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項11】
請求項10に記載の半導体装置の製造方法において、
前記半導体素子搭載工程では、前記半導体素子を、前記半導体素子の辺と前記半導体装置の辺とのなす角が30°以上、60°以下になるように搭載することを特徴とする半導体装置の製造方法。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate

【図8】
image rotate


【公開番号】特開2008−103550(P2008−103550A)
【公開日】平成20年5月1日(2008.5.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−285159(P2006−285159)
【出願日】平成18年10月19日(2006.10.19)
【出願人】(390022471)アオイ電子株式会社 (85)