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JP2002118222A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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Publication number
JP2002118222A
JP2002118222A JP2000308925A JP2000308925A JP2002118222A JP 2002118222 A JP2002118222 A JP 2002118222A JP 2000308925 A JP2000308925 A JP 2000308925A JP 2000308925 A JP2000308925 A JP 2000308925A JP 2002118222 A JP2002118222 A JP 2002118222A
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JP
Japan
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connection portion
internal connection
semiconductor device
sealing resin
lead terminal
Prior art date
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Pending
Application number
JP2000308925A
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Inventor
Kazutaka Shibata
和孝 柴田
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Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
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Publication date
Application filed by Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
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Priority to US09/970,193 priority patent/US6700189B2/en
Publication of JP2002118222A publication Critical patent/JP2002118222A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】外部から侵入した水分が半導体素子まで伝わり
難く、良好な耐湿性を有する半導体装置を提供する。 【解決手段】リードフレーム１２は、中央部に配された
支持部１３およびその周囲に配されたリード端子部１４
を有している。支持部１３の上には半導体素子１５が搭
載されている。リード端子部１４は、半導体装置１１中
央部側の内部接続部１４Ａと周縁部側の外部接続部１４
Ｂとからなる。金属細線１６は、半導体素子１５の上面
１５ａに形成された電極と、内部接続部１４Ａの上面１
４Ａａとを接続している。内部接続部１４Ａの下面１４
Ａｂと外部接続部１４Ｂの下面１４Ｂｂとの間には段差
が形成されており、内部接続部１４Ａの下面１４Ａｂが
上方にオフセットされている。この内部接続部１４Ａの
下方は、内部接続部封止空間１７Ａを形成しており、封
止樹脂１７はこの空間に回り込んで存在している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体素子とリ
ードフレームの一部とを樹脂で封止した樹脂封止型の半
導体装置のうち、主としてリードフレームの半導体素子
搭載面を樹脂で封止した片面封止タイプの半導体装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子およびリードフレームの必要
部分を樹脂で封止した樹脂封止型の半導体装置が広く用
いられている。近年の薄型機器の普及に伴い、これらの
機器に搭載される部品についても薄型化が要求されるよ
うになってきている。従来、樹脂封止型の半導体装置
は、半導体素子およびその近傍のリードフレームを上下
とも樹脂で封止する構造のものであったが、主としてリ
ードフレームの上面（半導体素子搭載面）を樹脂で封止
することにより薄型化を図るいわゆる片面封止タイプの
半導体装置が開発されている。
【０００３】図７は、従来の片面封止タイプの半導体装
置５０の構造を示す図解的な縦断面図である。この半導
体装置５０は、支持部５２およびリード端子部５３を有
するリードフレーム５１と、支持部５２の上に搭載され
た半導体素子５４と、この半導体素子５４の上面５４ａ
に形成された電極とリード端子部５３の上面５３ａとを
電気的に接続する金属細線５５と、半導体素子５４と金
属細線５５とリードフレーム５１の上面の一部とを封止
する封止樹脂５６とで構成されている。
【０００４】リードフレーム５１は、中央部に支持部５
２が配置され、その周囲にリード端子部５３が配置され
た構造を有している。金属細線５５は、リード端子部５
３の上面５３ａに電気的に接続されている。支持部５２
の下面５２ｂおよびリード端子部５３の下面５３ｂは封
止樹脂５６に覆われておらず露出している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
構造の半導体装置５０においては、大気中などに含まれ
る水分は、半導体装置５０底面に露出したリード端子部
５３と封止樹脂５６との界面から、半導体装置５０内部
へと侵入する。侵入した水分は、この界面に沿って上方
に移動する。リード端子部５３と金属細線５５との接続
部下方から侵入した水分は、リード端子部５３と金属細
線５５との接続部に至る。さらにこのような水分は、金
属細線５５と封止樹脂５６との間を移動し、半導体素子
５４の上面５４ａに形成された電極であるＡｌパッドに
至る。このような水分は、Ｃｌ-，Ｆｅ+，Ｎｉ+などの
イオンを含むので、Ａｌとの化学反応により腐食を起こ
したり半導体素子５４に悪影響を与えるという問題があ
った。
【０００６】したがって、本発明の目的は、外部から侵
入した水分が半導体素子まで伝わり難く、良好な耐湿性
を示す半導体装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】上記の
目的を達成するための請求項１記載の発明は、内部接続
部および外部接続部を有するリードフレームと、表面に
電極を有する半導体素子と、この半導体素子の電極と上
記リードフレームの内部接続部とを接続する金属細線
と、上記リードフレームの内部接続部、半導体素子およ
び金属細線を内部に封止するとともに、上記リードフレ
ームの外部接続部を底面において露出させる封止樹脂
と、上記内部接続部の上記封止樹脂の底面側を覆う内部
接続部被覆樹脂とを含むことを特徴とする半導体装置あ
る。
【０００８】この発明によれば、リードフレームは、内
部接続部の下方が内部接続部被覆樹脂で覆われている。
したがって、この部分にはリードフレームと封止樹脂と
の界面は露出していないので、水分はこの部分から半導
体装置内部へと侵入することができない。水分が金属細
線と内部接続部との接続部へ到達するには、より長い距
離を経なければならず、それに応じて半導体素子への到
達距離も長くなる。したがって、このような半導体装置
は耐湿性が良好である。
【０００９】リードフレームは、半導体素子を搭載する
支持部と、金属細線を接続するリード端子部とを含んで
いてもよい。この場合、支持部とリード端子部とは同一
高さに形成されていてもよいし、支持部がリード端子部
より高くアップセット処理されていてもよい。アップセ
ット処理されている場合、支持部の下にも封止樹脂が存
在する構造とすることができ、支持部を強固に封止樹脂
に保持させることができる。
【００１０】リードフレームの支持部の面積は、半導体
素子の底面積と同等以上でもよく、小さくてもよい。リ
ードフレームの支持部が半導体素子よりも小さい場合
は、半導体素子は封止樹脂と直接接する面積が多くな
り、半導体素子と支持部との界面に沿った剥離を軽減す
ることができる。また、リードフレームは、内部接続部
の下方以外の部分で封止樹脂から露出しており外部接続
部をなしている。この外部接続部によって半導体装置を
配線基板等に実装することが可能である。
【００１１】リードフレームの外周側の端面は、封止樹
脂の側面と実質的に同一面に形成されていてもよい。こ
の場合、外部接続部は封止樹脂から突き出してのびない
ので、半導体装置の大きさを小さくすることができ、配
線基板に実装した際の占有面積を小さくすることができ
る。請求項２記載の発明は、上記内部接続部の上面に上
記金属細線が接合されており、上記内部接続部の下面
が、上記封止樹脂の底面に対して当該封止樹脂の内方に
オフセットされており、上記封止樹脂の一部が上記内部
接続部の下方に回り込んで上記内部接続部被覆樹脂を形
成していることを特徴とする請求項１記載の半導体装置
である。
【００１２】この発明によれば、内部接続部被覆樹脂
は、内部接続部の下面が封止樹脂の内方にオフセットさ
れて形成された空間に存在する。したがって、半導体装
置の底面をほぼ平坦な面とすることができる。このよう
な半導体装置は好適に表面実装することができる。ま
た、内部接続部被覆樹脂は封止樹脂が内部接続部下方に
回り込んだものであるので、これらは同一種類のもので
ある。したがって、これらを一括で形成することができ
るので生産性が良好である。
【００１３】内部接続部は上面が平坦で下面のみがオフ
セットされていてもよく、上面と下面とがともにオフセ
ットされていてもよい。請求項３記載の発明は、上記外
部接続部の下面と上記内部接続部の下面との間に段差が
形成されていることを特徴とする請求項２記載の半導体
装置である。請求項４記載の発明は、上記外部接続部の
下面と上記内部接続部の下面との間に、上記封止樹脂の
内方に向かうテーパー面が形成されていることを特徴と
する請求項２記載の半導体装置である。
【００１４】内部接続部のこのような構造は、たとえ
ば、リード端子部の一方の端部の先端を加工するだけで
得られる。したがって、構造が単純であり製造コストを
安価に抑えることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施形態
にかかる半導体装置１１の構造を示す図解的な縦断面図
である。この半導体装置１１は、支持部１３およびリー
ド端子部１４を有するリードフレーム１２と、支持部１
３の上に搭載された半導体素子１５と、この半導体素子
１５の上面１５ａに形成された電極とリード端子部１４
とを電気的に接続する金属細線１６と、半導体素子１
５、金属細線１６、支持部１３およびリード端子部１４
の上面１４Ａａ，１４Ｂａを封止する封止樹脂１７とを
備えている。
【００１６】リードフレーム１２は、中央部に支持部１
３が配置され、その周囲にリード端子部１４が配置され
た構造を有している。リードフレーム１２は、支持部１
３がリード端子部１４よりも高い位置に配置されるよう
にアップセット処理されている。リード端子部１４は、
半導体素子１５側の内部接続部１４Ａと、周縁部側の外
部接続部１４Ｂとを有している。金属細線１６は、内部
接続部１４Ａの上面１４Ａａに接続されている。内部接
続部１４Ａの下面１４Ａｂと外部接続部１４Ｂの下面１
４Ｂｂとの間には段差１４Ｓが形成されており、内部接
続部１４Ａの下面１４Ａｂが上方にオフセットされてい
る。これにより、内部接続部１４Ａの下方には、内部接
続部封止空間１７Ａが形成されている。封止樹脂１７
は、この内部接続部封止空間１７Ａに回り込み、内部接
続部１４Ａの下面を覆う内部接続部被覆樹脂の役割を果
たすことができる。内部接続部１４Ａの上面１４Ａａと
外部接続部１４Ｂの上面１４Ｂａとは同一平面内にあ
る。リード端子部１４のこのような形状は、機械的また
は化学的な処理により形成することが可能である。
【００１７】外部接続部１４Ｂの下面１４Ｂｂは、封止
樹脂１７の下面１７ｂと面一になっており、封止樹脂１
７から露出している。すなわち、この半導体装置１１の
底面は平坦な面をなす。リード端子部１４の周縁部側の
端面は、封止樹脂１７の側面と実質的に同一面に配置さ
れている。図２は、内部接続部１４Ａと金属細線１６と
の接続部近傍を拡大して示す図解的な縦断面図である。
【００１８】金属細線１６は、内部接続部１４Ａの上面
１４Ａａにおいて、外部接続部１４Ｂとの境界（段差１
４Ｓの位置）から距離Ｌ１だけ半導体装置１１の中央部
側（半導体素子１５側）に向かった位置で接続されてい
る。外部接続部１４Ｂの上面１４Ｂａには、リード端子
部１４の長手方向と垂直に、溝１４Ｃが設けられてい
る。溝１４Ｃの内部は封止樹脂１７で満たされている。
このような構造の半導体装置１１の底面において、内部
接続部１４Ａの下方に存在する封止樹脂１７により、水
分は半導体装置１１の内部へと侵入することができな
い。したがって、水分は、内部接続部１４Ａと金属細線
１６との接続部に到達するためには、リード端子部１４
と封止樹脂１７との界面が露出している部分から回り込
んで侵入しなければならない。そのため、従来の構造の
半導体装置５０と比べて、水分は、リード端子部１４の
厚み分に加えて、距離Ｌ１の分だけ長い距離を移動しな
ければならない。したがって、水分の半導体素子１５へ
の到達距離も長くなるので、このような半導体装置１１
は良好な耐湿性を有する。
【００１９】また、このような半導体装置１１は、周縁
部からリード端子部1４が張り出しておらず、配線基板
に実装した場合、実装面積を小さくすることができる。
その際、外部接続部部１４Ｂの下面１４Ｂｂの少なくと
も一部を外部端子として、クリームはんだなどを用い
て、配線基板の接続パッドに実装することができる。ま
た、このような半導体装置１１では、リードフレーム１
２がアップセット処理されていることにより、支持部１
３の下部にも封止樹脂１７が存在する。加えて、内部接
続部１４Ａにおいて封止樹脂１７が下方に回り込んで存
在していることにより、リードフレーム１２が封止樹脂
１７から剥離しにくい構造となっている。さらに、溝１
４Ｃにより、リード端子部１４は、周縁部側（半導体装
置１１の側方方向）に抜けにくい構造となっている。
【００２０】図３は、リード端子部１４を見下ろす平面
図である。リード端子部１４の側辺には段差が設けられ
ており、リード端子部１４の幅はわずかに広い部分とわ
ずかに狭い部分とが存在する。このような形状によって
も、リード端子部１４は周縁部側に抜けにくくなってい
る。図４は、図３のＣ−Ｃ切断線断面図、およびＤ−Ｄ
切断線断面図である。リード端子部１４の幅の広い部分
の断面であるＣ−Ｃ切断線断面は、上底の長さがｔ１、
下底の長さがｔ２（ｔ１＞ｔ２）である逆台形の形状を
示す（図４（ａ））。リード端子部１４の幅の狭い部分
の断面であるＤ−Ｄ切断線断面は、幅がｔ２である長方
形の形状を示す（図４（ｂ））。すなわち、リード端子
部５は、上面では幅がｔ１の部分とｔ２の部分が存在す
るが、底面では幅はｔ２で一定している。
【００２１】Ｃ−Ｃ切断線断面（図３（ａ））の形状を
有する部分では、リード端子部１４は、封止樹脂１７内
部の方が幅が広く、封止樹脂１７の下面１７ｂ側に対向
するテーパー面を有しているいので、このような構造に
よっても、リード端子部１４は封止樹脂１７から剥離し
にくくなっている。図５は、本発明の第２の実施形態に
かかる半導体装置２１の構造を示す図解的な縦断面図で
ある。
【００２２】この半導体装置２１は、支持部２３および
リード端子部２４を有するリードフレーム２２と、支持
部２３の上に搭載された半導体素子２５と、この半導体
素子２５の上面２５ａに形成された電極とリード端子部
２４とを電気的に接続する金属細線２６と、半導体素子
２５と金属細線２６と支持部２３の上面２３ａとリード
端子部２４の上面２４Ａａ，２４Ｂａとを封止する封止
樹脂２７とで構成されている。
【００２３】リードフレーム２２は、中央部に支持部２
３が配置され、その周囲にリード端子部２４が配置され
た構造を有している。支持部２３とリード端子部２４と
は同じ高さにある。リード端子部２４は、半導体素子２
５側の内部接続部２４Ａと、周縁部側の外部接続部２４
Ｂとを有している。金属細線２６は、内部接続部２４Ａ
の上面２４Ａａに接続されている。外部接続部２４Ｂの
下面２４Ｂｂと内部接続部２４Ａの下面２４Ａｂとの間
にはテーパー面２４Ｔが形成されており、内部接続部２
４Ａの下面２４Ａｂは上方にオフセットされている。こ
れにより、内部接続部２４Ａの下方には、内部接続部封
止空間２７Ａが形成されている。この実施形態では、下
面２４Ｂｂはテーパー面２４Ｔに連続するテーパー面に
なっている。
【００２４】封止樹脂２７は、この内部接続部封止空間
２７Ａに回り込んでいる。内部接続部２４Ａの上面２４
Ａａと外部接続部２４Ｂの上面２４Ｂａとは同一平面内
にある。リード端子部２４のこのような形状は、機械
的、または化学的な処理により形成することが可能であ
る。外部接続部２４Ｂの下面２４Ｂｂは、封止樹脂２７
の下面２７ｂと面一になっており、封止樹脂２７から露
出している。すなわち、この半導体２１の底面は平坦な
面をなす。リード端子部２４の周縁部側の端面は封止樹
脂２７と実質的に同一面に配置されている。
【００２５】図６は、内部接続部２４Ａと金属細線２６
との接続部近傍を拡大して示す図解的な縦断面図であ
る。金属細線２６は、内部接続部２４Ａの上面２４Ａａ
において、外部接続部２４Ｂとの境界から距離Ｌ２だけ
半導体装置２１中央部側（半導体素子２５側）に向かっ
た位置で接続されている。このような構造の半導体装置
２１において、外部の水分が金属細線２６と内部接続部
２４との接続部に到達するためには、従来の構造の半導
体装置５０と比べて、距離Ｌ２がある分、長い距離を移
動しなければならない。したがって、このような半導体
装置２１は良好な耐湿性を有する。
【００２６】このような半導体装置２１は、外部接続部
２４Ｂの下面２４Ｂｂや支持部２３の下面２３ｂの少な
くとも一部を外部端子とすることにより、配線基板の接
続パッドに実装することができる。また、支持部２３の
端部やリード端子部２４の半導体素子２５側の端部で
は、封止樹脂２７が下部に回り込んで存在していること
により、リードフレーム２２が封止樹脂２７から剥離し
にくい構造となっている。
【００２７】以上の実施形態は、内部接続部の下面のみ
を上方にオフセットさせた場合であるが、内部接続部の
上面と下面とをともに上方にオフセットさせた構造であ
ってもよい。すなわち、リード端子部の一方（たとえば
半導体装置中央部側）の端部を、折り曲げ加工などによ
りアップセット処理して内部接続部として、この部分の
上面を金属細線との接続部とすることができる。このよ
うな構造の半導体装置においても、内部接続部の下方に
形成される内部接続部封止空間に封止樹脂を満たすこと
により、半導体装置の耐湿性を向上させることができ
る。
【００２８】また、以上の実施形態は、内部接続部の下
面を封止樹脂の内方にオフセットさせ、半導体装置の底
面をほぼ平坦な面とした場合であるが、内部接続部の下
面をオフセットさせず、半導体装置の底面からわずかに
突出するように内部接続部被覆樹脂によって内部接続部
の下面を覆ってもよい。すなわち、内部接続部と金属細
線との接続部の下方で、リード端子部と封止樹脂との界
面が露出しないように内部接続部被覆樹脂でコートした
構造とすることができる。内部接続部被覆樹脂は封止樹
脂と同種のものであってもよいし、異種のものであって
もよい。このような構造の半導体装置においても、従来
の構造の半導体装置と比べて水分の到達距離は長くなる
ので、耐湿性が向上する。
【００２９】以上は本発明の実施形態の例であり、特許
請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を
施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる片面封止タイ
プの半導体装置の構造を示す図解的な縦断面図である。
【図２】図１のリード端子部と金属細線との接続部近傍
を拡大して示す図解的な縦断面図である。
【図３】図１のリード端子部を見下ろす平面図である。
【図４】図３のＣ−Ｃ切断線断面図、およびＤ−Ｄ切断
線断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態にかかる片面封止タイ
プの半導体装置の構造を示す図解的な縦断面図である。
【図６】図５のリード端子部と金属細線との接続部近傍
を拡大して示す図解的な縦断面図である。
【図７】従来の構造の片面封止タイプの半導体装置の構
造を示す図解的な縦断面図である。
【符号の説明】
１２，２２ リードフレーム １３，２３ 支持部 １４，２４ リード端子部 １４Ａ，２４Ａ 内部接続部 １４Ｂ，２４Ｂ 外部接続部 １５，２５ 半導体素子 １６，２６ 金属細線 １７，２７ 封止樹脂

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】内部接続部および外部接続部を有するリー
    ドフレームと、 表面に電極を有する半導体素子と、 この半導体素子の電極と上記リードフレームの内部接続
    部とを接続する金属細線と、 上記リードフレームの内部接続部、半導体素子および金
    属細線を内部に封止するとともに、上記リードフレーム
    の外部接続部を底面において露出させる封止樹脂と、 上記内部接続部の上記封止樹脂の底面側を覆う内部接続
    部被覆樹脂とを含むことを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項２】上記内部接続部の上面に上記金属細線が接
    合されており、 上記内部接続部の下面が、上記封止樹脂の底面に対して
    当該封止樹脂の内方にオフセットされており、 上記封止樹脂の一部が上記内部接続部の下方に回り込ん
    で上記内部接続部被覆樹脂を形成していることを特徴と
    する請求項１記載の半導体装置。
  3. 【請求項３】上記外部接続部の下面と上記内部接続部の
    下面との間に段差が形成されていることを特徴とする請
    求項２記載の半導体装置。
  4. 【請求項４】上記外部接続部の下面と上記内部接続部の
    下面との間に、上記封止樹脂の内方に向かうテーパー面
    が形成されていることを特徴とする請求項２記載の半導
    体装置。
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