JP2004228167A

JP2004228167A - Lead frame and semiconductor device using it

Info

Publication number: JP2004228167A
Application number: JP2003011648A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Take; 俊之武; Tetsuya Fukushima; 哲也福島
Original assignee: Kanto Sanyo Semiconductors Co Ltd; Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Kanto Sanyo Semiconductors Co Ltd; Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2003-01-20
Filing date: 2003-01-20
Publication date: 2004-08-12

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem of a semiconductor device wherein gas is generated in a resin package by heat generated from a semiconductor element and the resin package is cracked by expanded gas and broken. <P>SOLUTION: The semiconductor device is provided with a hole 28 in an island 27 made of a copper material, for example, through which gas generated in the resin package 22 cannot pass. Although a discharge passage of gas being generated in the central region of the resin package 22 is long, it can be shortened through the hole 28 in the island 27. Since gas generated in the resin package 22 of the semiconductor device is discharged surely to the outside, the resin package 22 is protected against cracking due to gas. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、実装リードを樹脂封止体裏面に有する小型パッケージの半導体装置において、特に、半導体素子の熱により樹脂封止体内に発生するガスを排出し、樹脂封止体の破損を防止する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置は、年々大容量化されており、これに伴って各種信号線となるリード端子数も増加の傾向にある。そして、この傾向に伴ってリード端子が４方向より導出されるＱＦＰ（ＱｕａｄＦｌａｔＰａｃｋａｇｅ）型の半導体装置およびＱＦＮ（ＱｕａｄＦｌａｔＮｏｎ−ｌｅａｄｅｄＰａｃｋａｇｅ）型の半導体装置が使用されるようになってきている。その一方で、半導体装置では、携帯電話、携帯用のコンピューター等に採用されるため、小型化、薄型化、軽量化が求められている。そのため、実装面積の低減を求められる半導体装置では、樹脂封止体裏面からリードを露出させ、その実装面積をチップサイズと同等あるいはわずかに大きくするＣＳＰ（ＣｈｉｐＳｉｚｅＰａｃｋａｇｅ）型のパッケージが利用されている。
【０００３】
従来の半導体装置では、半導体素子を固着したアイランドの裏面を実装面となる樹脂パッケージの裏面から露出させていた。そして、そのアイランドの露出面を実装領域として用いることで、実装面積を増大させ、実装強度の向上を実現していた（例えば、特許文献１。）。
【０００４】
以下に、図７を参照として、従来の半導体装置の構造に関し簡単に説明する。図７（Ａ）は従来の半導体装置を表面側から見た斜視図であり、図７（Ｂ）は従来の半導体装置の実装面を説明するための平面図である。
【０００５】
図７（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、従来の半導体装置１は、主に、樹脂パッケージ２、アウタリード３、吊りリード４、アイランド５、半導体素子７（図８参照）及び金属細線８（図８参照）から構成されている。そして、例えば、樹脂パッケージ２の表面には鏡面６が樹脂モールド時に形成され、実装時の位置認識マークとして用いられる。また、樹脂パッケージの裏面である実装面からは、アウタリード３、吊りリード４及びアイランド５が露出し、それらは樹脂パッケージ２の実装面でほぼ同一面を形成している。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２２２９１０号公報（第２−３頁、第３−９図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図８（Ａ）は従来の半導体装置を実装基板の導電パターン上に実装する図であり、図８（Ｂ）は従来の半導体装置の内部を説明するための図である。上述したように、従来のＱＦＮ型の半導体装置１では、実装面となる樹脂パッケージ２の裏面からアウタリード３を露出させ、そのアウタリード３の露出面と実装基板９の導電パターン１０とを半田１１を介して実装していた。そして、半導体素子７を駆動させ、電気回路の一部として利用していた。このとき、樹脂パッケージ２は空気中の水分を樹脂パッケージ２内に含んでおり、半導体素子７が駆動する際に発生する熱により膨張し、気化しガスとなる。ここで、例えば、樹脂パッケージ２の端部に発生するガスは樹脂パッケージ２から容易に排出される。
【０００８】
しかしながら、点線の丸印１２で示したように、樹脂パッケージ２の中央部に発生するガスは、樹脂パッケージ２の表面、側面または裏面から排出されるが、特に、樹脂パッケージ２の側面または裏面から排出される場合は、そのガスの排出経路が長い。そのため、従来の半導体装置１では、特に、ガスの排出経路が長い場合には、樹脂パッケージ２内で発生したガスの膨張により、樹脂パッケージ２にクラックを生じさせ、樹脂パッケージを破損させるという問題があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記した各事情に鑑みて成されたものであり、本発明のリードフレームでは、少なくとも１つのアイランドと、前記アイランドの周囲に配置された支持領域及びタイバーと、前記タイバーから前記アイランド近傍へ延在された複数のリードとを有し、前記アイランドは半導体素子を固着する一主表面とその反対面に他の主表面とを有し、前記アイランドには前記一主表面と前記他の主表面とを貫通する孔が少なくとも１つ形成され、且つ少なくとも前記孔が形成された前記他の主表面の近傍領域は前記リードの実装面とほぼ同一面を成すことを特徴とする。従って、本発明のリードフレームでは、アイランドの一主面と他の主面とを貫通する孔を配置することで、通常、樹脂パッケージの中央領域に配置されるアイランドで樹脂パッケージ内に発生するガスの移動を可能とする。そして、特に、そのガスの排出経路が長い樹脂パッケージの中央領域において、その排出経路の短縮化を実現できる。
【００１０】
また、本発明の半導体装置では、少なくとも導電性材料から成るアイランド及び該アイランド近傍から外側へと延在する複数のリードと、前記アイランドの一主表面上には半導体素子が固着され、該半導体素子と前記リードの一端とは導電部材により電気的に接続され、少なくとも前記アイランド、前記リード及び前記半導体素子とを封止する樹脂封止体とを有し、前記アイランドの他の主表面は前記樹脂封止体から露出し、露出する前記アイランドにはその前記一主表面と前記他の主表面とを貫通する孔が少なくとも１つ配置されることを特徴とする。従って、本発明の半導体装置では、樹脂封止体内で発生するガスの中で、特に、樹脂封止体の中央領域に発生するガスの排出経路を短縮し、樹脂封止体内で発生するガスにより、樹脂封止体にクラック等を発生させ、樹脂封止体の破損を防ぐことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、図１〜図６を参照として、本発明のリードフレーム及びそれを用いた半導体装置について詳細に説明する。
【００１２】
先ず、図１〜図３を参照として、本発明のリードフレーム及び半導体装置の第１の実施に形態について説明する。図１（Ａ）は本発明の半導体装置の斜視図であり、図１（Ｂ）は本発明の半導体装置裏面の斜視図であり、図２（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の半導体装置に用いるリードフレームの平面図であり、図３（Ａ）は図１（Ｂ）に示した本発明の半導体装置のＸ−Ｘ線方向の断面図であり、図３（Ｂ）は図１（Ｂ）に示した本発明の半導体装置のＹ−Ｙ線方向の断面図でる。
【００１３】
先ず、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、本実施の形態における半導体装置２１では、絶縁性樹脂からなる樹脂パッケージ２２の側面２４及び裏面２６からリード２３が露出している。本実施の形態では、樹脂パッケージ２２の側面２４から露出するリード２３の露出面２３１は、その側面２２とほぼ同一面を形成している。そして、少なくともリード２３の露出面２３１の一部は、その露出する樹脂パッケージ２２の側面の１側辺２５まで露出し、その側辺２５を介して樹脂パッケージ２２の裏面２６に露出するリード２３の露出面２３２と連続している。また、本実施の形態では、樹脂パッケージ２２の裏面２６に露出するリード２３の露出面２３２も、その裏面２６とほぼ同一面を形成している。
【００１４】
一方、本実施の形態では、図１（Ｂ）に示すように、樹脂パッケージ２２の裏面２６のリード２３が露出する外周領域の内側には、少なくともアイランド２７の一部が露出している。尚、本実施の形態では、アイランド２７は、ほぼ全面が樹脂パッケージ２２の裏面２６から露出している。そして、アイランド２７の露出面もリードの露出面２３２と同様に、樹脂パッケージ２２の裏面２６とほぼ同一面を形成している。また、図示の如く、本実施の形態では、樹脂パッケージ２２の裏面２６から露出するアイランド２７に、アイランド２７を貫通する孔２８がその中央領域に１箇所形成されている。詳細は後述するが、固着された半導体素子４１（図３参照）近傍領域に存在する樹脂パッケージ２２内に発生するガスは、この孔２８を介してアイランド２７の露出面から外部へと排出される。つまり、特に、樹脂パッケージ２２内の中央領域に発生するガスにとって、従来の構造では外部への排出経路が長かったが、本実施の形態では、アイランド２７に設けられた孔２８を介して、その排出経路を短縮することができる。
【００１５】
尚、樹脂パッケージ２２の側面２４に露出するリード２３の露出面２３１は本実施の形状に限定する必要は無い。例えば、ダイシングブレードの消耗を抑制するため、露出面２３１がＴ字型に露出しても良いし、樹脂パッケージ２２の側面２４から露出する露出面２３１が側辺２５から離間した位置でも良い。
【００１６】
次に、図２（Ａ）に示すように、本実施の形態に用いるリードフレーム３１は、例えば、厚さが約１００〜２５０μｍ程度の銅を主材料とするフレームから成る。しかし、Ｆｅ―Ｎｉを主材料としても良いし、他の金属材料でも良い。そして、リードフレーム３１上には一点鎖線で示した１個の半導体装置に対応するユニットを示す搭載部３２が複数個形成されている。尚、図２では、１つの搭載部３２を図示しているが、例えば、この搭載部３２が４つ集まることで１つの集合ブロックを形成し、この集合ブロック毎に一体の樹脂モールドされる。そして、リードフレーム３１上には、この集合ブロックが複数形成される。
【００１７】
具体的には、搭載部３２は、主に、アイランド２７とアイランド２７を支持する吊りリード３４と、アイランド２７の４側辺の近傍に位置し、この４側辺を囲み隣接する搭載部３２の共通のタイバー３５へと延在される複数のリード２３とから構成されている。そして、吊りリード３４はアイランド２７の４つのコーナー部から延在し、それぞれの方向のリード２３を支持するタイバー３５の交差する支持領域３６と連結する。支持領域３６はリードフレーム３１と一体となっており、この構造により、アイランド２７がリードフレーム３１に支持されている。
【００１８】
そして、本実施の形態では、リードフレーム３１の吊りリード３４でハッチング３７で示す領域は、リードフレーム３１の裏面からエッチングされ、例えば、０．０５〜０．１５μｍ程度、リードフレーム３１の裏面から窪んでいる。一方、ハッチング３３で示すアイランド２７はエッチングされず、リードフレーム３１の裏面とほぼ同一面に位置している。そして、このリードフレーム３１の形状により、図１（Ｂ）に示すように、吊りリード３４裏面には樹脂が充填され、樹脂パッケージ２２裏面からはリード２３及びアイランド２７が露出する構造となる。
【００１９】
また、リード２３でハッチング３８で示す領域は、リードフレーム３１の表面からエッチングされ、例えば、０．０５〜０．１８μｍ程度、リードフレーム３１の表面から窪んでいる。そのため、本実施の形態では、半導体装置の製造方法の説明は省略するが、個々の樹脂パッケージ２２に分割する際に、ダイシングブレードとリードフレーム３１との接触面積、接触時間を低減することができ、ダイシングブレードの摩耗を抑制することができる。
【００２０】
一方、図２（Ｂ）に示すように、本実施の形態では、アイランド２７に孔２８を１箇所設ける場合に限定する必要はなく、アイランド２７の複数箇所に孔２８を配置することも可能である。例えば、図示の如く、アイランド２７に９箇所の孔２８をバランスを考慮して配置することで、上述の如く、アイランド２７の近傍領域の樹脂パッケージ２２に発生するガスをアイランド２７の孔２８を介して、外部に排出することができる。
【００２１】
次に、図３（Ａ）に示すように、図１（Ｂ）に示す半導体装置２１のＸ−Ｘ線方向の断面構造では、アイランド２７上には、例えば、Ａｇペースト等の導電ペースト４２を介して半導体素子４１が固着されている。そして、半導体素子４１の電極パッド部（図示せず）とリード２３とは金属細線４３を介して電気的に接続している。
【００２２】
上述の如く、本実施の形態では、リードフレーム３１は、例えば、厚さが約１００〜２５０μｍの銅を主材料とするフレームから成る。そのリードフレーム３１には、アイランド２７及びその周囲に配置されるリード２３から成る搭載部３２が複数形成されている。図示の如く、本実施の形態では、アイランド２７は裏面からエッチングされず、アイランド２７の裏面は、樹脂パッケージ２２の裏面２６からほぼ全ての領域を露出させている。そして、アイランド２７には、アイランド２７を貫通する孔２８がその中央部に１箇所形成されており、孔２８は樹脂パッケージ２２の裏面から露出している。この構造を有することで、以下に説明する効果を実現できる。
【００２３】
本実施の半導体装置２１は、実装基板（図示せず）の所望の導電パターン（図示せず）上に、例えば、半田を介して実装され、電気回路の一部としてその役割を担う。このとき、半導体装置２１の半導体素子４１が駆動するが、その際に半導体素子４１から熱を発生し、その熱により樹脂パッケージ２２自体も高温な状態となる。そして、樹脂パッケージ２２は外部の水分を吸収しており、その水分が半導体素子４１から発生する熱により膨張し、最終的には気化しガスとなる。例えば、樹脂パッケージ２２の端部領域に発生するガスは樹脂パッケージ２２を介して容易に排出される。しかし、半導体素子４１近傍の樹脂パッケージ２２の中央領域に発生するガスや導電ペースト４２のボイド内の水分が気化するガスは、樹脂パッケージ２２の側面２４まではその経路が長く、膨張したガスにより樹脂パッケージ２２にクラックを発生させ、樹脂パッケージ２２を破損してしまう。また、樹脂パッケージ２２の裏面２６へは、アイランド２７が存在することで、アイランド２７の外周辺から回り込む経路となり、この場合も上述の如く、膨張したガスにより樹脂パッケージ２２にクラックを発生させ、樹脂パッケージ２２を破損してしまう。
【００２４】
そこで、本実施の形態では、特に、ガスが排出される為には長い経路を必要とする樹脂パッケージ２２の中央領域において、アイランド２７にアイランド２７を貫通する孔２８を設け、ガスの排出経路の短縮を実現している。つまり、半導体素子４１近傍の樹脂パッケージ２２の中央領域に発生するガスを樹脂パッケージ２２の表面から、または孔２８を介して樹脂パッケージ２２の裏面２６から排出することを実現する。そのことで、本実施の形態の半導体装置では、上述した膨張したガスにより樹脂パッケージ２２にクラックを発生させ、樹脂パッケージ２２を破損してしまう問題を解決することができる。
【００２５】
また、図２（Ｂ）に示したように、アイランド２７には複数の孔２８を設けることも可能であり、半導体素子４１の熱により発生するガスをより短い排出経路で樹脂パッケージ２２の外部に排出することができる。
【００２６】
次に、図３（Ｂ）に示すように、図１（Ｂ）に示す半導体装置２１のＹ−Ｙ線方向の断面構造では、アイランド２７のコーナー部から樹脂パッケージ２２の４つのコーナー部へと吊りリード３４を配置し、アイランド２７をリードフレーム３１へと支持している。そして、上述したように、吊りリード３４は裏面側から、例えば、０．０５〜０．１８μｍ程度エッチングされている。そのことで、半導体装置２１のＹ−Ｙ線方向の断面では、アイランド２７と吊りリード３４とが一体となり、断面全体にリードフレーム３１が配置されている。図３（Ｂ）に示す断面構造では、アイランド２７が樹脂パッケージ２２の裏面２６から露出している。
【００２７】
次に、図４〜図６を参照として、本発明のリードフレーム及び半導体装置の第２の実施に形態について説明する。図４（Ａ）は本発明の半導体装置の斜視図であり、図４（Ｂ）は本発明の半導体装置裏面の斜視図であり、図５（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の半導体装置に用いるリードフレームの平面図であり、図６（Ａ）は図４（Ｂ）に示した本発明の半導体装置のＭ−Ｍ線方向の断面図であり、図６（Ｂ）は図４（Ｂ）に示した本発明の半導体装置のＮ−Ｎ線方向の断面図でる。
【００２８】
先ず、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、本実施の形態における半導体装置５１では、絶縁性樹脂からなる樹脂パッケージ５２の側面５４及び裏面５６からリード５３が露出している。本実施の形態では、樹脂パッケージ５２の側面５４から露出するリード５３の露出面５３１は、その側面５４とほぼ同一面を形成している。そして、少なくともリード５３の露出面５３１の一部は、その露出する樹脂パッケージ５２の側面５４の１側辺５５まで露出し、その側辺５５を介して樹脂パッケージ５２の裏面５６に露出するリード５３の露出面５３２と連続している。また、本実施の形態では、樹脂パッケージ５２の裏面５６に露出するリード５３の露出面５３２も、その裏面５６とほぼ同一面を形成している。
【００２９】
一方、本実施の形態では、図４（Ｂ）に示すように、樹脂パッケージ５２の裏面のリード５３が露出する外周領域の内側には、少なくともアイランドの一部５７が露出している。尚、本実施の形態では、丸状のアイランドの一部５７が複数個、リード５３の露出する外周面の内側にほぼ均一の間隔で配置されている。そして、アイランド５７の露出面もリードの露出面５３２と同様に、樹脂パッケージ５２の裏面５６とほぼ同一面を形成している。また、樹脂パッケージ５２の側面５４に露出するリード５３の露出面５３１は本実施の形状に限定する必要は無い。例えば、ダイシングブレードの消耗を抑制するため、露出面５３１がＴ字型に露出しても良いし、樹脂パッケージ５２の側面５４から露出する露出面５３１が側辺５５から離間した位置でも良い。
【００３０】
次に、図５（Ａ）に示すように、本実施の形態に用いるリードフレーム６１は、例えば、厚さが約１００〜２５０μｍ程度の銅を主材料とするフレームから成る。しかし、Ｆｅ―Ｎｉを主材料としても良いし、他の金属材料でも良い。そして、リードフレーム６１上には一点鎖線で示した１個の半導体装置に対応するユニットを示す搭載部６２が複数個形成されている。尚、図５では、１つの搭載部６２を図示しているが、例えば、この搭載部６２が４つ集まることで１つの集合ブロックを形成し、この集合ブロック毎に一体の樹脂モールドされる。そして、リードフレーム６１上には、この集合ブロックが複数形成される。
【００３１】
具体的には、搭載部６２は、主に、アイランド６３とアイランド６３を支持する吊りリード６４と、アイランド６３の４側辺の近傍に位置し、この４側辺を囲み隣接する搭載部６２の共通のタイバー６５へと延在される複数のリード６３とから構成されている。そして、吊りリード６４はアイランド６３の４つのコーナー部から延在し、それぞれの方向のリード６３を支持するタイバー６５の交差する支持領域６６と連結する。支持領域６６はリードフレーム６１と一体となっており、この構造により、アイランド６３がリードフレーム６１に支持されている。
【００３２】
そして、本実施の形態では、アイランド６３の中央領域に紙面と同じ色で示す領域は、アイランド６３を貫通する孔６９であり、半導体素子７１（図６参照）は孔６９の周囲のアイランド６３で固着される。また、リードフレーム６１のアイランドの一部５７及び吊りリード６４でハッチング６７で示す領域は、リードフレーム６１の裏面からエッチングされ、例えば、０．０５〜０．１５μｍ程度、リードフレーム６１の裏面から窪んでいる。一方、ハッチング７０で示すアイランド６３はエッチングされず、リードフレーム６１の裏面とほぼ同一面に位置している。そして、このリードフレーム６１の形状により、図４（Ｂ）に示すように、孔６９内部には、アイランドの一部５７間のエッチングした領域から樹脂が流入し、アイランド６３、吊りリード６４裏面には樹脂が充填される。その結果、樹脂パッケージ６２裏面からはリード６３及びアイランドの一部５７が露出する構造となる。
【００３３】
一方、リード６３でハッチング６８で示す領域は、リードフレーム６１の表面からエッチングされ、例えば、０．０５〜０．１８μｍ程度、リードフレーム６１の表面から窪んでいる。そのため、本実施の形態では、半導体装置の製造方法の説明は省略するが、個々の樹脂パッケージ６２に分割する際に、ダイシングブレードとリードフレーム６１との接触面積、接触時間を低減することができ、ダイシングブレードの摩耗を抑制することができる。
【００３４】
図５（Ｂ）に示すように、本実施の形態では、アイランド６３の中央部に孔６９を１箇所設ける場合に限定する必要はなく、アイランド６３の複数箇所に孔６９を配置することも可能である。例えば、図示の如く、アイランド６３を４つの領域７０に分割し、その４つの領域上に半導体素子７１を固着する場合でも良い。更に、図５（Ｂ）で、紙面と同じ色で示す分割した領域を裏面側からエッチングし、その一部の領域に孔を設ける場合でも良い。その他、任意の設計変更は可能であり、このような構造を有することで、上述の如く、樹脂パッケージ５２の中央領域に発生するガスはアイランド６３の孔６９等により、その排出経路を短絡し、外部に排出されることが可能となる。
【００３５】
次に、図６（Ａ）に示すように、図４（Ｂ）に示す半導体装置５１のＭ−Ｍ線方向の断面構造では、アイランド６３上には、例えば、Ａｇペースト等の導電ペースト７２を介して半導体素子７１が固着されている。そして、半導体素子７１の電極パッド部（図示せず）とリード５３とは金属細線７３を介して電気的に接続している。
【００３６】
上述の如く、本実施の形態では、リードフレーム６１は、例えば、厚さが約１００〜２５０μｍの銅を主材料とするフレームから成る。そのリードフレーム６１には、アイランド６３及びその周囲に配置されるリード５３から成る搭載部６２が複数形成されている。図示の如く、本実施の形態では、アイランド６３はその中央領域に孔６９が設けられていることで、孔６９が配置される領域では、半導体素子７１裏面まで樹脂が充填されている。そのため、半導体素子７１裏面は、直接、樹脂パッケージ５２を構成する樹脂と当接している。そして、本実施の形態では、この構造を有することで、以下に説明する効果を実現できる。
【００３７】
本実施の半導体装置５１は、実装基板（図示せず）の所望の導電パターン（図示せず）上に、例えば、半田を介して実装され、電気回路の一部としてその役割を担う。このとき、半導体装置５１の半導体素子７１が駆動するが、その際に半導体素子７１から熱を発生し、その熱により樹脂パッケージ５２自体も高温な状態となる。そして、樹脂パッケージ５２は外部の水分を吸収しており、その水分が半導体素子７１から発生する熱により膨張し、気化しガスとなる。例えば、樹脂パッケージ５２の端部領域で気化したガスは樹脂パッケージ５２を介して容易に排出される。しかし、半導体素子７１近傍の樹脂パッケージ５２の中央領域に存在するガスは、樹脂パッケージ５２の側面５４まではその経路が長く、膨張したガスにより樹脂パッケージ５２にクラックを発生させ、樹脂パッケージ５２を破損してしまう。また、樹脂パッケージ５２の裏面５６へは、アイランド６３が存在することで、アイランド６３外周辺から回り込む経路となり、この場合も上述の如く、膨張したガスにより樹脂パッケージ５２にクラックを発生させ、樹脂パッケージ５２を破損してしまう。
【００３８】
そこで、本実施の形態では、特に、ガスが排出される為には長い経路を有する樹脂パッケージ５２の中央領域において、アイランド６３を貫通する孔６９を設け、ガスの排出経路の短縮を実現している。つまり、半導体素子７１近傍の樹脂パッケージ５２の中央領域に存在するガスを樹脂パッケージ５２の表面から、または孔６９を介して樹脂パッケージ５２の裏面５６から排出することを実現する。そのことで、本実施の形態の半導体装置では、上述した膨張したガスにより樹脂パッケージ５２にクラックを発生させ、樹脂パッケージ５２を破損してしまう問題を解決することができる。
【００３９】
そして、第２の実施の形態における第１の実装形態とは異なる構造は、アイランド６３に設けた孔６９を樹脂パッケージ５２内に配置していることである。つまり、第２の実施の形態の半導体装置５１では、樹脂パッケージ５２の外周面からはアイランド６３に設けられた孔６９は露出せず、外観上は孔６９の存在を確認することは出来ない。しかしながら、第２の実施の形態の半導体装置５１では、樹脂パッケージ５２の中央領域では、孔６９を介して樹脂パッケージ５２の表面側と裏面側との間のガスの移動が可能となっている。そのことで、第２の実施の形態においても、上述したように、第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。
【００４０】
更に、本実施の形態では、孔６９の周囲を囲むように存在するアイランド６３は裏面側から、例えば、０．０５〜０．１８μｍ程度エッチングされ、丸状のアイランドの一部５７が形成されている。そして、丸状のアイランドの一部５７はその裏面を樹脂パッケージ５２の裏面５６とほぼ同一面とし、露出されている。そのことで、本実施の形態の半導体装置５１を実装基板の導電パターン上に実装する際に、丸状のアイランドの一部５７も実装領域として活用することができ、実装強度の向上を実現できる。
【００４１】
次に、図６（Ｂ）に示すように、図４（Ｂ）に示す半導体装置５１のＮ−Ｎ線方向の断面構造では、アイランド６３のコーナー部から樹脂パッケージ５２の４つのコーナー部へと吊りリード６４を配置し、アイランド６３をリードフレーム６１へと支持している。そして、上述したように、吊りリード６４は裏面側から、例えば、０．０５〜０．１８μｍ程度エッチングされている。そのことで、半導体装置５１のＮ−Ｎ線方向の断面では、アイランド６３と吊りリード６４とが一体となる。そして、図６（Ｂ）に示す断面構造においても、丸状のアイランドの一部５７が形成されており、丸状のアイランドの一部５７が樹脂パッケージ５２の裏面５６から露出している。そして、丸状のアイランドの一部５７も実装領域として活用し、実装強度の向上を実現している。
【００４２】
尚、本実施の形態では、ＱＦＮ型のパッケージについて説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、複数の搭載部を共通モールドしないＱＦＮ型のパッケージにおいても、また、ＱＦＰ型のパッケージにおいてもアイランドにガスの排出経路を短縮する孔を設けることで同様な効果を得ることができる。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【００４３】
【発明の効果】
上述したように、第１に、本発明の半導体装置では、半導体素子を固着するアイランドにアイランドを貫通する孔を少なくとの１箇所設け、半導体素子の熱により発生する樹脂パッケージ内のガスを排出する経路とする。つまり、本発明の半導体装置では、特に、その排出経路の長い樹脂パッケージの中央領域では、膨張したガスにより樹脂パッケージの破損を抑制し、発生したガスをアイランドの孔を通過させ、排出経路の短縮を実現している。
【００４４】
第２に、本発明の半導体装置では、樹脂パッケージ裏面から多数のリードを露出させ、且つ半導体素子を固着したアイランド裏面を区分し、少なくとも１箇所以上露出させている。そのことで、裏面実装型のパッケージのように、実装面積を確保し難い半導体装置では、アイランドの一部も実装面積として活用することができ、実装強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の半導体装置の概観状況を説明するための（Ａ）斜視図、（Ｂ）斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の半導体装置に用いるリードフレームを説明するための（Ａ）平面図、（Ｂ）平面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の半導体装置の断面構造を説明するための（Ａ）断面図、（Ｂ）断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の半導体装置の概観状況を説明するための（Ａ）斜視図、（Ｂ）斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の半導体装置に用いるリードフレームを説明するための（Ａ）平面図、（Ｂ）平面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態の半導体装置の断面構造を説明するための（Ａ）断面図、（Ｂ）断面図である。
【図７】従来の半導体装置の外観状況を説明するための（Ａ）斜視図、（Ｂ）平面図である。
【図８】従来の半導体装置を説明するための（Ａ）断面図、（Ｂ）平面図である。
【符号の説明】
２１半導体装置
２２樹脂パッケージ
２３リード
２４側面
２５側辺
２６裏面
２７アイランド
２８孔
３１リードフレーム
３２搭載部
３４吊りリード
３５タイバー
３６支持領域
４１半導体素子
４２導電ペースト
４３金属細線[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor device of a small package having a mounting lead on the back surface of a resin sealing body, in particular, a technique for discharging gas generated in the resin sealing body due to heat of a semiconductor element to prevent breakage of the resin sealing body. About.
[0002]
[Prior art]
Semiconductor devices have been increasing in capacity year by year, and accordingly, the number of lead terminals serving as various signal lines has been increasing. With this tendency, a QFP (Quad Flat Package) type semiconductor device and a QFN (Quad Flat Non-leaded Package) type semiconductor device in which the lead terminals are led out from four directions have been used. . On the other hand, since semiconductor devices are used in mobile phones, portable computers, and the like, miniaturization, thinning, and weight reduction are required. Therefore, in a semiconductor device that requires a reduction in mounting area, a CSP (Chip Size Package) type package is used in which leads are exposed from the back surface of the resin sealing body and the mounting area is equal to or slightly larger than the chip size. I have.
[0003]
In the conventional semiconductor device, the back surface of the island to which the semiconductor element is fixed is exposed from the back surface of the resin package serving as the mounting surface. Then, by using the exposed surface of the island as a mounting region, the mounting area is increased and the mounting strength is improved (for example, Patent Document 1).
[0004]
The structure of a conventional semiconductor device will be briefly described below with reference to FIG. FIG. 7A is a perspective view of a conventional semiconductor device as viewed from the front side, and FIG. 7B is a plan view for explaining a mounting surface of the conventional semiconductor device.
[0005]
As shown in FIGS. 7A and 7B, the conventional semiconductor device 1 mainly includes a resin package 2, outer leads 3, suspension leads 4, islands 5, semiconductor elements 7 (see FIG. 8), and thin metal wires 8. (See FIG. 8). For example, a mirror surface 6 is formed on the surface of the resin package 2 at the time of resin molding, and is used as a position recognition mark at the time of mounting. In addition, the outer leads 3, the suspension leads 4, and the islands 5 are exposed from the mounting surface, which is the back surface of the resin package, and they form substantially the same surface as the mounting surface of the resin package 2.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-222910 (page 2-3, FIG. 3-9)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
FIG. 8A is a diagram in which a conventional semiconductor device is mounted on a conductive pattern of a mounting substrate, and FIG. 8B is a diagram for explaining the inside of the conventional semiconductor device. As described above, in the conventional QFN type semiconductor device 1, the outer leads 3 are exposed from the back surface of the resin package 2 serving as the mounting surface, and the exposed surface of the outer leads 3 and the conductive pattern 10 of the mounting substrate 9 are soldered. Was implemented through. Then, the semiconductor element 7 is driven and used as a part of an electric circuit. At this time, the resin package 2 contains moisture in the air in the resin package 2, and expands due to heat generated when the semiconductor element 7 is driven, and becomes a gas. Here, for example, gas generated at the end of the resin package 2 is easily discharged from the resin package 2.
[0008]
However, as indicated by the dotted circle 12, gas generated at the center of the resin package 2 is discharged from the front, side, or back surface of the resin package 2, and particularly, from the side or back surface of the resin package 2. When the gas is discharged, the discharge path of the gas is long. For this reason, in the conventional semiconductor device 1, particularly when the gas discharge path is long, the gas generated in the resin package 2 expands, causing a crack in the resin package 2 and causing a problem of damaging the resin package. there were.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In the lead frame of the present invention, at least one island, a support region and a tie bar arranged around the island, and a tie bar extending from the tie bar to the vicinity of the island are provided. A plurality of leads, the island has one main surface for fixing a semiconductor element and another main surface on the opposite surface, and the island has one main surface and the other main surface. At least one hole penetrating the lead is formed, and at least a region near the other main surface where the hole is formed forms substantially the same plane as the mounting surface of the lead. Therefore, in the lead frame of the present invention, by arranging the hole penetrating one main surface of the island and the other main surface, the gas generated in the resin package in the island usually arranged in the central region of the resin package is provided. To move. In particular, in the central region of the resin package having a long gas discharge path, the discharge path can be shortened.
[0010]
In the semiconductor device of the present invention, at least an island made of a conductive material and a plurality of leads extending outward from the vicinity of the island, and a semiconductor element is fixed on one main surface of the island. And one end of the lead are electrically connected by a conductive member, and have at least the island, a resin sealing body for sealing the lead and the semiconductor element, and the other main surface of the island is the resin At least one hole penetrating the one main surface and the other main surface of the island that is exposed from the sealing body and is exposed is characterized in that the island is exposed. Therefore, in the semiconductor device of the present invention, among the gases generated in the resin-sealed body, the discharge path of the gas generated in the central region of the resin-sealed body is particularly shortened, and the gas generated in the resin-sealed body is reduced. In addition, a crack or the like is generated in the resin sealing body, and damage to the resin sealing body can be prevented.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a lead frame of the present invention and a semiconductor device using the same will be described in detail with reference to FIGS.
[0012]
First, a first embodiment of a lead frame and a semiconductor device of the present invention will be described with reference to FIGS. 1A is a perspective view of a semiconductor device of the present invention, FIG. 1B is a perspective view of the back surface of the semiconductor device of the present invention, and FIGS. 2A and 2B are semiconductor devices of the present invention. FIG. 3A is a cross-sectional view of the semiconductor device of the present invention shown in FIG. 1B in the XX line direction, and FIG. 3B is a cross-sectional view of FIG. FIG. 4B is a cross-sectional view of the semiconductor device of the present invention shown in FIG.
[0013]
First, as shown in FIGS. 1A and 1B, in a semiconductor device 21 according to the present embodiment, leads 23 are exposed from side surfaces 24 and a back surface 26 of a resin package 22 made of an insulating resin. In the present embodiment, the exposed surface 231 of the lead 23 exposed from the side surface 24 of the resin package 22 is substantially the same as the side surface 22. Then, at least a part of the exposed surface 231 of the lead 23 is exposed to one side 25 of the exposed side surface of the resin package 22, and the lead 23 exposed to the back surface 26 of the resin package 22 through the side 25. It is continuous with the exposed surface 232. Further, in the present embodiment, the exposed surface 232 of the lead 23 exposed on the back surface 26 of the resin package 22 also forms substantially the same surface as the back surface 26.
[0014]
On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 1B, at least a part of the island 27 is exposed inside the outer peripheral region of the back surface 26 of the resin package 22 where the leads 23 are exposed. In the present embodiment, almost the entire surface of the island 27 is exposed from the back surface 26 of the resin package 22. The exposed surface of the island 27 is also substantially the same as the back surface 26 of the resin package 22, similarly to the exposed surface 232 of the lead. Further, as shown in the figure, in the present embodiment, a hole 28 penetrating the island 27 is formed at one location in the center region of the island 27 exposed from the back surface 26 of the resin package 22. Although details will be described later, gas generated in the resin package 22 existing in the vicinity of the fixed semiconductor element 41 (see FIG. 3) is discharged from the exposed surface of the island 27 to the outside through the hole 28. . In other words, the gas generated in the central area in the resin package 22 has a long discharge path to the outside in the conventional structure, but in the present embodiment, the gas is generated through the hole 28 provided in the island 27. The discharge route can be shortened.
[0015]
The exposed surface 231 of the lead 23 exposed on the side surface 24 of the resin package 22 does not need to be limited to this embodiment. For example, in order to suppress the consumption of the dicing blade, the exposed surface 231 may be exposed in a T-shape, or the exposed surface 231 exposed from the side surface 24 of the resin package 22 may be located away from the side 25.
[0016]
Next, as shown in FIG. 2A, the lead frame 31 used in the present embodiment is made of, for example, a frame whose main material is copper having a thickness of about 100 to 250 μm. However, Fe—Ni may be used as a main material or another metal material. On the lead frame 31, a plurality of mounting portions 32 each indicating a unit corresponding to one semiconductor device indicated by a dashed line are formed. Although FIG. 2 shows one mounting portion 32, for example, one mounting block is formed by gathering four of the mounting portions 32, and an integrated resin molding is performed for each of the collecting blocks. Then, a plurality of the collective blocks are formed on the lead frame 31.
[0017]
Specifically, the mounting portion 32 is mainly located at the vicinity of the island 27, the suspension leads 34 supporting the island 27, and the four sides of the island 27, and surrounds the four sides and is adjacent to the mounting portion 32. And a plurality of leads 23 extending to a common tie bar 35. The suspension leads 34 extend from the four corners of the island 27 and are connected to the intersecting support areas 36 of the tie bars 35 that support the leads 23 in the respective directions. The support region 36 is integrated with the lead frame 31, and the island 27 is supported by the lead frame 31 by this structure.
[0018]
In the present embodiment, the region indicated by hatching 37 in the suspension lead 34 of the lead frame 31 is etched from the back surface of the lead frame 31 to be, for example, about 0.05 to 0.15 μm from the back surface of the lead frame 31. It is. On the other hand, the island 27 indicated by hatching 33 is not etched, and is located substantially on the same surface as the back surface of the lead frame 31. Then, due to the shape of the lead frame 31, as shown in FIG. 1B, the back surface of the suspension lead 34 is filled with resin, and the lead 23 and the island 27 are exposed from the back surface of the resin package 22.
[0019]
A region indicated by hatching 38 in the lead 23 is etched from the surface of the lead frame 31 and is recessed from the surface of the lead frame 31 by, for example, about 0.05 to 0.18 μm. Therefore, in the present embodiment, although the description of the method of manufacturing the semiconductor device is omitted, the contact area and the contact time between the dicing blade and the lead frame 31 can be reduced when dividing into the individual resin packages 22. In addition, wear of the dicing blade can be suppressed.
[0020]
On the other hand, as shown in FIG. 2B, in the present embodiment, it is not necessary to limit to the case where one hole 28 is provided in the island 27, and it is also possible to arrange the holes 28 in a plurality of places of the island 27. is there. For example, as shown in the figure, by arranging nine holes 28 in the island 27 in consideration of balance, gas generated in the resin package 22 in a region near the island 27 can pass through the holes 28 in the island 27 as described above. And can be discharged outside.
[0021]
Next, as shown in FIG. 3A, in the cross-sectional structure in the XX line direction of the semiconductor device 21 shown in FIG. 1B, a conductive paste 42 such as an Ag paste is The semiconductor element 41 is fixed via the semiconductor element 41. The electrode pads (not shown) of the semiconductor element 41 and the leads 23 are electrically connected via the thin metal wires 43.
[0022]
As described above, in the present embodiment, the lead frame 31 is made of, for example, a frame whose main material is copper having a thickness of about 100 to 250 μm. The lead frame 31 is provided with a plurality of mounting portions 32 including the islands 27 and the leads 23 arranged around the islands 27. As illustrated, in the present embodiment, the island 27 is not etched from the back surface, and the back surface of the island 27 exposes almost all the region from the back surface 26 of the resin package 22. In the island 27, a hole 28 penetrating the island 27 is formed at one place in the center thereof, and the hole 28 is exposed from the back surface of the resin package 22. With this structure, the effects described below can be realized.
[0023]
The semiconductor device 21 of the present embodiment is mounted on a desired conductive pattern (not shown) of a mounting board (not shown) via, for example, solder, and plays a role as a part of an electric circuit. At this time, the semiconductor element 41 of the semiconductor device 21 is driven. At that time, heat is generated from the semiconductor element 41, and the heat causes the resin package 22 itself to be in a high temperature state. The resin package 22 absorbs external moisture, and the moisture expands due to the heat generated from the semiconductor element 41, and eventually becomes a gas. For example, gas generated in the end region of the resin package 22 is easily discharged through the resin package 22. However, the gas generated in the central region of the resin package 22 near the semiconductor element 41 or the gas that evaporates moisture in the voids of the conductive paste 42 has a long path to the side surface 24 of the resin package 22, and the expanded gas causes the resin to expand. A crack is generated in the package 22 and the resin package 22 is damaged. In addition, the presence of the island 27 on the back surface 26 of the resin package 22 provides a path that wraps around the outer periphery of the island 27. In this case, as described above, cracks are generated in the resin package 22 by the expanded gas, The package 22 is damaged.
[0024]
Therefore, in the present embodiment, a hole 28 penetrating through the island 27 is provided in the island 27, particularly in the central region of the resin package 22 which requires a long path to discharge the gas, and Shortening is realized. That is, the gas generated in the central region of the resin package 22 near the semiconductor element 41 is discharged from the front surface of the resin package 22 or from the back surface 26 of the resin package 22 through the hole 28. Thus, in the semiconductor device of the present embodiment, it is possible to solve the problem that the resin package 22 is cracked by the above-described expanded gas and the resin package 22 is damaged.
[0025]
Further, as shown in FIG. 2B, a plurality of holes 28 can be provided in the island 27, and the gas generated by the heat of the semiconductor element 41 can be discharged to the outside of the resin package 22 through a shorter discharge path. Can be discharged.
[0026]
Next, as shown in FIG. 3B, in the cross-sectional structure along the line YY of the semiconductor device 21 shown in FIG. 1B, the corners of the island 27 are changed to four corners of the resin package 22. The suspension leads 34 are arranged to support the island 27 on the lead frame 31. As described above, the suspension leads 34 are etched from the rear surface side, for example, by about 0.05 to 0.18 μm. Thus, in the cross section of the semiconductor device 21 in the YY line direction, the island 27 and the suspension lead 34 are integrated, and the lead frame 31 is disposed over the entire cross section. In the sectional structure shown in FIG. 3B, the island 27 is exposed from the back surface 26 of the resin package 22.
[0027]
Next, a second embodiment of the lead frame and the semiconductor device of the present invention will be described with reference to FIGS. 4A is a perspective view of the semiconductor device of the present invention, FIG. 4B is a perspective view of the back surface of the semiconductor device of the present invention, and FIGS. 5A and 5B are semiconductor devices of the present invention. 6A is a cross-sectional view of the semiconductor device of the present invention shown in FIG. 4B along the line MM, and FIG. 6B is a cross-sectional view of FIG. FIG. 3B is a cross-sectional view of the semiconductor device of the present invention shown in FIG.
[0028]
First, as shown in FIGS. 4A and 4B, in a semiconductor device 51 according to the present embodiment, leads 53 are exposed from side surfaces 54 and a back surface 56 of a resin package 52 made of an insulating resin. In the present embodiment, the exposed surface 531 of the lead 53 exposed from the side surface 54 of the resin package 52 is substantially the same as the side surface 54. Then, at least a part of the exposed surface 531 of the lead 53 is exposed to one side 55 of the side surface 54 of the exposed resin package 52, and the lead 53 is exposed to the back surface 56 of the resin package 52 via the side 55. Is continuous with the exposed surface 532. In the present embodiment, the exposed surface 532 of the lead 53 exposed on the back surface 56 of the resin package 52 is also substantially the same as the back surface 56.
[0029]
On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 4B, at least a part 57 of the island is exposed inside the outer peripheral region where the lead 53 is exposed on the back surface of the resin package 52. In the present embodiment, a plurality of round island portions 57 are arranged at substantially uniform intervals inside the outer peripheral surface where the leads 53 are exposed. The exposed surface of the island 57 is substantially the same as the back surface 56 of the resin package 52, similarly to the exposed surface 532 of the lead. Further, the exposed surface 531 of the lead 53 exposed on the side surface 54 of the resin package 52 does not need to be limited to this embodiment. For example, in order to suppress the consumption of the dicing blade, the exposed surface 531 may be exposed in a T-shape, or the exposed surface 531 exposed from the side surface 54 of the resin package 52 may be located away from the side 55.
[0030]
Next, as shown in FIG. 5A, the lead frame 61 used in the present embodiment is made of, for example, a frame whose main material is copper having a thickness of about 100 to 250 μm. However, Fe—Ni may be used as a main material or another metal material. On the lead frame 61, a plurality of mounting portions 62 each indicating a unit corresponding to one semiconductor device indicated by a chain line are formed. Although FIG. 5 illustrates one mounting portion 62, for example, one mounting block is formed by gathering four of the mounting portions 62, and an integrated resin molding is performed for each of the collecting blocks. Then, a plurality of these aggregate blocks are formed on the lead frame 61.
[0031]
Specifically, the mounting portion 62 is mainly located near the island 63, the suspension leads 64 supporting the island 63, and the four sides of the island 63, and surrounds the four sides and is adjacent to the mounting portion 62. And a plurality of leads 63 extending to a common tie bar 65. The suspension leads 64 extend from the four corners of the island 63 and are connected to the intersecting support regions 66 of the tie bars 65 that support the leads 63 in the respective directions. The support region 66 is integrated with the lead frame 61, and the island 63 is supported by the lead frame 61 by this structure.
[0032]
In the present embodiment, the region indicated by the same color as the paper surface in the central region of the island 63 is the hole 69 penetrating the island 63, and the semiconductor element 71 (see FIG. 6) is the island 63 around the hole 69. It is fixed. Further, a region indicated by hatching 67 with a part 57 of the island of the lead frame 61 and the suspension lead 64 is etched from the back surface of the lead frame 61, and is, for example, about 0.05 to 0.15 μm indented from the back surface of the lead frame 61. It is. On the other hand, the island 63 indicated by hatching 70 is not etched, and is located on substantially the same surface as the back surface of the lead frame 61. Then, due to the shape of the lead frame 61, as shown in FIG. 4B, the resin flows into the hole 69 from the etched region between the part 57 of the island, and the resin flows into the back surface of the island 63 and the suspension lead 64. Is filled with resin. As a result, the structure is such that the leads 63 and a part 57 of the island are exposed from the back surface of the resin package 62.
[0033]
On the other hand, a region indicated by hatching 68 in the lead 63 is etched from the surface of the lead frame 61 and is recessed from the surface of the lead frame 61 by, for example, about 0.05 to 0.18 μm. Therefore, in the present embodiment, the description of the method of manufacturing the semiconductor device is omitted, but the contact area and contact time between the dicing blade and the lead frame 61 can be reduced when the semiconductor device is divided into individual resin packages 62. In addition, wear of the dicing blade can be suppressed.
[0034]
As shown in FIG. 5B, in the present embodiment, it is not necessary to limit the case where one hole 69 is provided at the center of the island 63, and the holes 69 can be arranged at a plurality of places of the island 63. It is. For example, as shown, the island 63 may be divided into four regions 70, and the semiconductor element 71 may be fixed on the four regions. Further, in FIG. 5B, a divided region indicated by the same color as the paper surface may be etched from the back surface side, and a hole may be provided in a part of the region. In addition, any design change is possible, and by having such a structure, as described above, the gas generated in the central region of the resin package 52 short-circuits its discharge path by the hole 69 of the island 63, and the like. It can be discharged outside.
[0035]
Next, as shown in FIG. 6A, in the cross-sectional structure along the line MM of the semiconductor device 51 shown in FIG. 4B, a conductive paste 72 such as an Ag paste is The semiconductor element 71 is fixed through the intermediary. The electrode pad (not shown) of the semiconductor element 71 and the lead 53 are electrically connected via the thin metal wire 73.
[0036]
As described above, in the present embodiment, the lead frame 61 is made of, for example, a frame whose main material is copper having a thickness of about 100 to 250 μm. The lead frame 61 is provided with a plurality of mounting portions 62 each including an island 63 and a lead 53 arranged around the island 63. As shown in the figure, in the present embodiment, the island 63 is provided with a hole 69 in the central region thereof, so that in the region where the hole 69 is arranged, the back surface of the semiconductor element 71 is filled with resin. Therefore, the back surface of the semiconductor element 71 is in direct contact with the resin forming the resin package 52. In the present embodiment, the following effects can be realized by having this structure.
[0037]
The semiconductor device 51 of this embodiment is mounted on a desired conductive pattern (not shown) of a mounting board (not shown) via, for example, solder, and plays a role as a part of an electric circuit. At this time, the semiconductor element 71 of the semiconductor device 51 is driven. At that time, heat is generated from the semiconductor element 71, and the heat causes the resin package 52 itself to be in a high temperature state. The resin package 52 absorbs external moisture, and the moisture expands due to heat generated from the semiconductor element 71 and becomes a gas. For example, gas vaporized in the end region of the resin package 52 is easily discharged through the resin package 52. However, the gas present in the central region of the resin package 52 in the vicinity of the semiconductor element 71 has a long path to the side surface 54 of the resin package 52, causing cracks in the resin package 52 by the expanded gas and damaging the resin package 52. Resulting in. In addition, the presence of the island 63 on the back surface 56 of the resin package 52 provides a route that wraps around the periphery of the island 63. In this case, as described above, the resin package 52 is also cracked by the inflated gas, 52 will be damaged.
[0038]
Therefore, in the present embodiment, in particular, in the central region of the resin package 52 having a long path for discharging gas, a hole 69 penetrating the island 63 is provided to shorten the gas discharging path. I have. That is, the gas existing in the central region of the resin package 52 in the vicinity of the semiconductor element 71 is discharged from the front surface of the resin package 52 or from the back surface 56 of the resin package 52 through the hole 69. Thus, in the semiconductor device of the present embodiment, it is possible to solve the problem that the resin package 52 is cracked by the inflated gas and the resin package 52 is damaged.
[0039]
A structure different from the first embodiment in the second embodiment is that holes 69 provided in the island 63 are arranged in the resin package 52. That is, in the semiconductor device 51 of the second embodiment, the hole 69 provided in the island 63 is not exposed from the outer peripheral surface of the resin package 52, and the presence of the hole 69 cannot be confirmed on the external appearance. However, in the semiconductor device 51 according to the second embodiment, in the central region of the resin package 52, the gas can be moved between the front surface side and the rear surface side of the resin package 52 through the hole 69. Thus, also in the second embodiment, as described above, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
[0040]
Further, in the present embodiment, the island 63 that surrounds the periphery of the hole 69 is etched from the back side by, for example, about 0.05 to 0.18 μm to form a part 57 of a round island. I have. A portion 57 of the round island has its back surface substantially flush with the back surface 56 of the resin package 52 and is exposed. Thus, when the semiconductor device 51 of the present embodiment is mounted on the conductive pattern of the mounting board, a part 57 of the round island can also be used as a mounting area, and the mounting strength can be improved. .
[0041]
Next, as shown in FIG. 6B, in the cross-sectional structure taken along the line NN of the semiconductor device 51 shown in FIG. 4B, the corners of the island 63 extend from the four corners of the resin package 52 to the four corners. The suspension leads 64 are arranged to support the island 63 on the lead frame 61. As described above, the suspension leads 64 are etched from the rear surface side, for example, by about 0.05 to 0.18 μm. Thus, in the cross section of the semiconductor device 51 in the NN line direction, the island 63 and the suspension lead 64 are integrated. In the cross-sectional structure shown in FIG. 6B, a part 57 of the round island is formed, and the part 57 of the round island is exposed from the back surface 56 of the resin package 52. Then, the part 57 of the round island is also used as a mounting area, thereby improving the mounting strength.
[0042]
In this embodiment, the QFN type package has been described, but the present invention is not limited to this case. For example, even in a QFN type package in which a plurality of mounting portions are not commonly molded, or in a QFP type package, the same effect can be obtained by providing a hole for shortening the gas discharge path in the island. In addition, various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, first, in the semiconductor device of the present invention, at least one hole penetrating the island is provided in the island to which the semiconductor element is fixed, and the gas in the resin package generated by the heat of the semiconductor element is discharged. Route. In other words, in the semiconductor device of the present invention, in particular, in the central region of the resin package having a long discharge path, the expanded gas suppresses the damage of the resin package, allows the generated gas to pass through the holes of the island, and shortens the discharge path. Has been realized.
[0044]
Second, in the semiconductor device of the present invention, a large number of leads are exposed from the back surface of the resin package, and the back surface of the island to which the semiconductor element is fixed is divided and at least one portion is exposed. Thus, in a semiconductor device in which it is difficult to secure a mounting area such as a backside mounting type package, a part of the island can be used as the mounting area, and the mounting strength can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are a perspective view and a perspective view, respectively, for explaining an overview of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention;
FIGS. 2A and 2B are a plan view and a plan view illustrating a lead frame used in the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention; FIGS.
FIGS. 3A and 3B are a cross-sectional view and a cross-sectional view illustrating a cross-sectional structure of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention; FIGS.
FIGS. 4A and 4B are a perspective view and a perspective view, respectively, for explaining an overview of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention;
FIGS. 5A and 5B are a plan view and a plan view illustrating a lead frame used in a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention; FIGS.
FIGS. 6A and 6B are a cross-sectional view and a cross-sectional view illustrating a cross-sectional structure of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention;
7A is a perspective view and FIG. 7B is a plan view for explaining the appearance of a conventional semiconductor device.
8A is a cross-sectional view and FIG. 8B is a plan view for explaining a conventional semiconductor device.
[Explanation of symbols]
21 Semiconductor device
22 Resin package
23 Lead
24 sides
25 sides
26 back
27 Island
28 holes
31 Lead frame
32 Mounting section
34 Suspended lead
35 Tie bar
36 Support area
41 Semiconductor element
42 conductive paste
43 Fine metal wire

Claims

At least one island,
A support area and a tie bar arranged around the island;
A plurality of leads extending from the tie bar to the vicinity of the island,
The island has one main surface for fixing a semiconductor element and another main surface on the opposite surface, and the island has at least one hole formed through the one main surface and the other main surface. A lead frame, wherein at least a region near the other main surface where the hole is formed is substantially flush with a mounting surface of the lead.

2. The island according to claim 1, wherein the island is connected to the support region by a suspension lead, and the suspension lead is partially removed from the same plane as another main surface of the island. Lead frame.

At least one island,
A support area and a tie bar arranged around the island;
A plurality of leads extending from the tie bar to the vicinity of the island,
The island has one main surface for fixing a semiconductor element and another main surface on the opposite surface, and the island has at least one hole formed through the one main surface and the other main surface. And the island comprises a thick region and a thin region.

The region where the thickness of the island is small is removed from the other main surface side, and the surface of the region where the thickness of the island is large forms substantially the same surface as the mounting surface of the lead. Item 4. The lead frame according to Item 3.

The said island is connected with the said support area | region by a suspension lead, The said suspension lead is partially removed from the same surface side as the other main surface of the said island, The claim 3 or Claim 4 characterized by the above-mentioned. 5. The lead frame according to 4.

At least an island made of a conductive material and a plurality of leads extending outward from the vicinity of the island;
A semiconductor element is fixed on one main surface of the island, and the semiconductor element and one end of the lead are electrically connected to each other by a conductive member, and a resin for sealing at least the island, the lead, and the semiconductor element is provided. And a sealing body,
The other main surface of the island is exposed from the resin sealing body, and the exposed island has at least one hole penetrating the one main surface and the other main surface. Semiconductor device.

7. The semiconductor device according to claim 6, wherein a mounting surface of the resin sealing body, the other main surface of the exposed island, and a mounting surface of the lead form substantially the same surface.

At least an island made of a conductive material and a plurality of leads extending outward from the vicinity of the island;
A semiconductor element is fixed on one main surface of the island, and the semiconductor element and one end of the lead are electrically connected to each other by a conductive member, and a resin for sealing at least the island, the lead, and the semiconductor element is provided. And a sealing body,
The island has a thick region and a thin region, the thick region is exposed from the mounting surface of the resin sealing body, and the thin region is the resin sealing region. A semiconductor device which is arranged in a body.

The region where the thickness of the island is thin is arranged at least in a central region of the mounting surface of the resin sealing body, and at least one hole penetrating the island is formed in the region where the thickness of the island is thin. The semiconductor device according to claim 8, wherein: