JP2010062365A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体装置の放熱特性を向上させる。
【解決手段】上面（第１主面）１ａを有するダイパッド（チップ搭載部）１と、ダイパッド１の周囲に配置された複数のリード２と、主面（第２主面）３ａ、裏面（第２裏面）３ｂ、および主面３ａに形成された複数のパッドを有し、裏面３ｂがダイパッド１の上面１ａと対向接触するように固着される半導体チップ３と、半導体チップ３の複数のパッド３ｄと複数のリード２とをそれぞれ電気的に接続する複数のワイヤ５と、半導体チップ３および複数のワイヤ５を封止する封止体６と、を有している。また、ダイパッド１の上面１ａには、半導体チップ３の裏面３ｂと対向するチップ搭載領域（第１領域）１ｅに複数の溝部（第１の溝部）１ｄが形成され、複数の溝部１ｄ内には、半導体チップ３をダイパッド１の上面１ａ上に固着させる接着材９が埋め込まれている。
【選択図】図３

Description

本発明は半導体装置およびその製造技術に関し、特にリードフレームが有するダイパッド上に半導体チップを搭載し、該半導体チップを封止体で封止した樹脂封止型半導体装置に適用して有効な技術に関する。

半導体装置のパッケージ構造として、樹脂封止型の半導体装置がある。例えば、特開２００２−２６１１８７号公報（特許文献１）には、半導体素子（半導体チップ）を、半導体素子よりも大きいリードフレームのタブ（チップ搭載部）に搭載し、半導体素子の電極とタブの周囲に配置されるリードとをワイヤを介して電気的に接続し、半導体素子およびワイヤを樹脂封止した構造の半導体装置が記載されている。

特許文献１において、半導体素子はＡｇペーストを介してタブの半導体素子固定領域に固定されている。また、半導体素子固定領域の周囲には、半導体素子固定領域を囲むような無端状の長い溝が形成され、該溝よりも外周側のタブ表面にワイヤ接続領域が設けられている。このワイヤ接続領域には、半導体素子の電極と電気的に接続されるワイヤが接続されている。

特許文献１によれば、半導体素子固定領域を囲むような無端状の長い溝を形成することにより、Ａｇペーストに含まれる液状成分の染みだし（ブリード現象）によるワイヤ接続領域の汚染を防止することができるとしている。

また、特許文献１によれば、溝の存在によって、タブとレジン（封止樹脂）との接着面積（密着面積）が増大し、タブの溝にレジンが食い込む構造となることもあってタブがレジンから剥離し難くなるとしている。
特開２００２−２６１１８７号公報

半導体装置の性能指標として、放熱特性がある。半導体装置が有する半導体チップが駆動すると、熱を生じる。この熱により半導体チップ自身の温度が上昇すると、半導体チップの誤作動の原因となる。したがって、半導体装置には、半導体チップから発生する熱を外部に放熱する放熱特性の向上が要求される。

特に近年、微細加工技術の進歩に伴って、半導体装置は小型化、多機能化する傾向がある。このような小型、多機能の半導体装置においては、小さい半導体装置内により多くの電力を供給することとなる。したがって、半導体装置の信頼性を向上させる観点から、放熱特性は特に重要な性能指標の一つとなっている。

半導体装置の放熱特性を向上させるためには、熱源である半導体チップで発生した熱を半導体装置の外部に効率的に伝達する放熱パス（放熱経路）を確保することが重要である。上記したような樹脂封止型の半導体装置においては、金属と比較して熱伝導率が低い樹脂材料で半導体チップの周囲を封止するので、半導体チップのパッドに接合されるワイヤ、および該ワイヤの他端部が接合されるリードを通じて外部に伝達される経路が主たる放熱パスとしての役割を担っている。

しかしながら、ワイヤおよびリードは、半導体装置の小型化、多機能化に伴って細小化される傾向があり、ワイヤを介しての放熱パスだけでは十分に放熱しきれない場合がある。

かかる状況下、半導体チップが搭載されるチップ搭載部を放熱パスとして活用する取組がなされている。例えば、前記特許文献１で説明したように半導体チップをチップ搭載部に固定する接着材として用いられるＡｇペーストは、エポキシ樹脂などの樹脂に熱伝導率の高いＡｇ（銀）の微細な粒子を含有させたペーストであって、これを接着材として用いれば、Ａｇ粒子を添加しない樹脂接着材を用いた場合よりは熱伝導率を向上させることができる。

しかし、Ａｇペーストは接着材としての機能を果たす必要があるため、ペースト中に含有させるＡｇ粒子の量を極端に多くすることはできず、この結果、樹脂中に含有されたＡｇ粒子を経由する放熱パスが樹脂により分断されることとなるので、十分な放熱特性の向上を得るまでには至っていない。

ところで、前記特許文献１では、チップ搭載部の表面（半導体素子固定領域の周囲）に溝を形成する技術が記載されているが、これは、ブリード現象によるワイヤ接続領域の汚染を防止する観点、あるいは、封止樹脂とチップ搭載部との剥離防止の観点から設けている溝であって、半導体装置の放熱特性の観点については何ら記載されていない。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、半導体装置の放熱特性を向上させることができる技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

すなわち、本発明の一つの実施の形態における半導体装置は、第１主面、および前記第１主面と反対側に位置する第１裏面を有するチップ搭載部と、前記チップ搭載部を支持する複数の吊りリードと、前記チップ搭載部の周囲に配置された複数のリードと、第２主面、前記第２主面と反対側に位置する第２裏面、および前記第２主面に形成された複数のパッドを有し、前記第２裏面が前記チップ搭載部の前記第１主面と対向接触するように前記第１主面上に固着される半導体チップと、前記半導体チップの前記複数のパッドと前記複数のリードとをそれぞれ電気的に接続する複数のワイヤと、前記半導体チップおよび前記複数のワイヤを封止する封止体と、を有している。また、前記チップ搭載部の前記第１主面には、前記半導体チップの前記第２裏面と対向する領域に複数の第１の溝部が形成され、前記複数の第１の溝部内には、前記半導体チップを前記チップ搭載部の前記第１主面上に固着させる接着材が埋め込まれているものである。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

すなわち、半導体装置の放熱特性を向上させることができる。

以下の実施の形態では、本実施の形態を説明するための全図において同一機能を有するものは同一の符号を付すようにし、その繰り返しの説明は原則として省略する。また、本実施の形態を説明するための全図においては、各部材の構成をわかりやすくするために、平面図であってもハッチングや模様を付す場合がある。以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（実施の形態１）
＜半導体装置の構造＞
まず、図１〜図５を用いて、本実施の形態１の半導体装置の構造を説明する。図１は本実施の形態１の半導体装置の上面側を示す平面図、図２は図１に示す半導体装置の下面側を示す平面図、図３は図１に示すＡ−Ａ線に沿った断面図である。また、図４は、図１に示す半導体装置の封止体内部における平面構造を示す平面図、図５は図４に示すダイパッド周辺を拡大して示す拡大平面図である。なお、図４および図５では、内部の構成が分かるように、封止体を透過して内部構造を示す平面図としている。

本実施の形態１の半導体装置は、リードフレームのチップ搭載部であるダイパッド上に半導体チップが搭載されたリードフレームタイプの半導体パッケージであり、本実施の形態１ではその一例として、図１に示すようなリードフレームタイプの半導体装置であるＱＦＰ（Quad Flat Package）１０を取り上げて説明する。

図１〜図５において、本実施の形態１のＱＦＰ１０は、ダイパッド（チップ搭載部）１と、ダイパッド１の周囲に配置された複数のリード２と、ダイパッド１を支持する吊りリード８と、ダイパッド１の上面（第１主面）１ａに搭載された半導体チップ３と、半導体チップ３および複数のリード２をそれぞれ電気的に接続する複数のワイヤ５と、半導体チップ３および複数のワイヤ５を封止する封止体６とを有している。ＱＦＰ１０は、厚さ方向と交差する面の平面形状が四角形であり、四角形の各辺から、複数のリード２が導出されている。

ダイパッド１は、上面（第１主面）１ａ、および上面１ａの反対側の下面（第１裏面）１ｂを有している。ダイパッド１の下面１ｂは、封止体６の下面６ｂ側から露出しており、その表面には外装めっき層（金属層）７が形成されている。なお、図１および図２では、ダイパッド１およびリード２の位置を示すために、ダイパッド１やリード２などの符合を付しているが、ダイパッド１およびリード２の封止体６から露出する部分の表面は外装めっき層７で覆われている。この外装めっき層７は、例えば、ＱＦＰ１０を実装基板に搭載する際の接合特性を向上させるために形成される。したがって、半導体装置を実装基板に搭載する際に用いられる接合材料、例えば、半田などの金属材料で構成される。

また、ダイパッド１の平面形状（厚さ方向と交差する面の平面形状）は、本実施の形態１では四角形からなる。また、ダイパッド１の上面１ａの面積は搭載される半導体チップ３の第２裏面３ｂの面積よりも大きく、半導体チップ３の裏面３ｂは、ダイパッド１の上面１ａに覆われている。

また、ダイパッド１の周囲には、複数の吊りリード８が配置され、ダイパッド１はこの複数の吊りリード８に支持されている。詳しくは、吊りリード８はＱＦＰ１０の製造工程において、ダイパッド１とリードフレームの支持枠とを連結して支持する部材である。

吊りリード８はダイパッド１と一体に形成され、一方の端部がダイパッド１の外周縁に（図４ではダイパッド１が有する４つの辺のうち、対向する２辺に各２本ずつ）接続され、ＱＦＰ１０の外縁方向（図４ではＱＦＰ１０が有する４つの角部の方向）に向かって延在している。また、吊りリード８は途中に屈曲部を有し、ダイパッド１が最も低い位置となるようにオフセット（ダウンセット）されている。このため、本実施の形態１では、吊りリード８はＱＦＰ１０の下面（封止体６の下面６ｂ）側には露出せず、封止体６に封止されている。

ダイパッド１の周囲に配置される複数のリード２は、それぞれＱＦＰ１０の外部接続端子であり、それぞれ、封止体６の内部に封止されるインナリード２ｂと封止体６から導出されるアウタリード２ａとが一体に形成されている。ＱＦＰ１０では、ダイパッド１の外周縁を構成する各辺に沿って、４方向にそれぞれ複数のリード２が配置されている。本実施の形態１では、各辺に沿ってそれぞれ２５本のリード２が配置された１００ピンタイプの例を示している。

アウタリード２ａは、封止体６の側面６ｃ側から露出しており、その表面には外装めっき層７が形成されている。一方、インナリード２ｂの上面はワイヤ５をボンディングするためのボンディング面であり、ワイヤ５とリード２との接合強度を向上させるため、あるいはワイヤ５とリード２との接合面での電気抵抗を低減させるため、単層あるいは複数の金属層が積層されためっき層（図示は省略）が形成されている。

前記したダイパッド１、吊りリード８および複数のリード２はＱＦＰ１０の製造段階で用いるリードフレームの一部を構成する。つまり、ＱＦＰ１０はリードフレームのチップ搭載部であるダイパッド１に半導体チップ３を搭載するリードフレームタイプの半導体装置である。このため、ダイパッド１、吊りリード８および複数のリード２はそれぞれ同じ金属材料で構成される。例えば、本実施の形態１では、ダイパッド１、吊りリード８および複数のリード２は、Ｃｕ（銅）からなる。

ダイパッド１の上面１ａ上には、半導体チップ３が固着されている。半導体チップ３は、主面（第２主面）３ａ、主面３ａの反対側に位置する裏面（第２裏面）３ｂ、および主面３ａと裏面３ｂとの間に位置する側面３ｃとを有し、裏面３ｂがダイパッド１の上面１ａと対向接触するように配置されている。

ダイパッド１の上面１ａには、複数の溝部（第１の溝部）１ｄが形成され、複数の溝部１ｄ内には半導体チップ３を固着させる接着材９が埋め込まれている。半導体チップ３はこの接着材９の接着力によりダイパッド１の上面１ａ上に固着されているが、この詳細は後述する。

半導体チップ３は、主面（第２主面）３ａおよび裏面（第２裏面）３ｂを有し、厚さ方向と交差する面である主面３ａおよび裏面３ｂの平面形状が四角形から成っている。また、半導体チップ３は、例えば、シリコン（Ｓｉ）などの半導体材料を基材として構成されている。

半導体チップ３の主面３ａには、例えば、ダイオードやトランジスタなどの半導体素子が複数形成され、これらの半導体素子を電気的に接続する集積回路が形成されている。また、主面３ａには、半導体素子や集積回路と電気的に接続される半導体チップ３の外部端子であるパッド（チップ端子）３ｄが形成されている。パッド３ｄは、半導体チップ３の主面３ａの外周に沿って、各辺に複数配置されている。

また、パッド３ｄは一部がインナリード２ｂと例えば金線などの金属細線であるワイヤ５を介して電気的に接続され、別の一部は、ワイヤ５を介して、ダイパッド１の上面１ａに形成されたワイヤボンディング部１ｃに電気的に接続されている。ＱＦＰ１０はダイパッド１の上面１ａに形成されたワイヤボンディング部１ｃとパッド３ｄとを電気的に接続することにより、ダイパッド１を基準電位、あるいは電源電位を供給するための外部接続端子として活用している。

また、半導体チップ３および複数のワイヤ５は封止体６により封止されている。封止体６で半導体チップ３および複数のワイヤ５を封止することにより、半導体チップ３および複数のワイヤ５を保護することができる。本実施の形態１では、封止体６の材料として、例えば、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を基材として、フィラー、硬化剤、着色剤などの添加剤を添加した封止用樹脂を用いている。

＜半導体装置の放熱特性の検討＞
ここで、ＱＦＰ１０の放熱特性について説明する。ＱＦＰ１０において、半導体チップ３を正常に動作させるためには、半導体チップ３を駆動させる際に発生する熱をＱＦＰ１０の外部に放出する必要がある。熱を外部に放出するためには、半導体チップ３からＱＦＰ１０の外部に繋がる放熱経路が必要となるが、放熱を効率的に行うためには、放熱経路には、熱伝導率が封止体６よりも高い材料を用いて構成することが好ましい。

半導体チップ３のパッド３ｄから、ワイヤ５、インナリード２ｂ、アウタリード２ａ、外装めっき層７を経由してＱＦＰ１０の外部に導出される経路は、いずれも封止体を構成する例えばエポキシ系の樹脂材料よりも高い熱伝導率を有する金属材料で接続されている。したがって、当該経路は、ＱＦＰ１０の第１の放熱経路を構成する。

また、パッド３ｄは前記の通り、ワイヤ５を介してダイパッド１にも接続され、ダイパッド１は封止体６の下面６ｂ側から露出している。また、パッド３ｄから、ワイヤ５、ダイパッド１、外装めっき層７を経由してＱＦＰ１０の外部に導出される経路は、いずれも封止体を構成する例えばエポキシ系の樹脂材料よりも高い熱伝導率を有する金属材料で接続されている。したがって、当該経路は、ＱＦＰ１０の第２の放熱経路を構成する。

ところが、近年、微細加工技術の進歩に伴って、ＱＦＰ１０のような半導体装置には、小型化および多機能化が要求されている。このため、ＱＦＰ１０に供給される電力の上昇に伴い、より高い放熱特性が要求されるため、第１および第２の放熱経路のみでは、十分に放熱しきれない場合がある。詳しく説明すると、第１および第２の放熱経路においては、金属細線であるワイヤ５が介在している。しかし、放熱効率は伝熱面積に比例して向上するため、ワイヤ５を介した放熱経路のみでは、限界がある。

そこで、ＱＦＰ１０では、図３に示すように半導体チップ３の裏面３ｂとダイパッド１の上面１ａとを接触させることにより、ＱＦＰ１０は半導体チップの裏面３ｂから、ダイパッド１、外装めっき層７を経由してＱＦＰ１０の外部に導出される第３の放熱経路を有する構造とした。詳しくは、半導体チップ３の裏面３ｂは、ダイパッド１の上面１ａにおいて、チップ搭載領域１ｅに配置される接触部１ｋと接触している。

この第３の放熱経路は、半導体チップ３の裏面３ｂとダイパッド１の上面１ａとを接触させて形成するため、経路中に接着材などが介在しない。つまり、熱伝導率が樹脂材料よりも高い金属材料で構成される放熱経路である。また、半導体チップ３の裏面３ｂとダイパッド１の上面１ａとは対向接触させているため、ワイヤ５を経由する前記第１および第２の放熱経路と比較して非常に大きい伝熱面積を確保することができる。このため、第１および第２の放熱経路のみで放熱する半導体装置と比較して放熱特性を大幅に向上させることができる。

また、ＱＦＰ１０は、第３の放熱経路に加えて前記した第１および第２の放熱経路も有している。これにより、第３の放熱経路のみで放熱する場合と比較してさらに放熱特性を向上させることができる。

なお、ＱＦＰ１０の変形例として、ダイパッド１の下面１ｂを封止体６の下面６ｂ側に露出させない、すなわち、ダイパッド１を封止体６で封止する構造とすることもできる。この場合であっても、半導体チップ３の裏面３ｂとダイパッド１の上面１ａとを対向接触させることにより、半導体チップ３の裏面３ｂから、ダイパッド１、吊りリード８を経由してＱＦＰ１０の外部に導出される第４の放熱経路を有することとなるので、半導体チップ３がダイパッド１と接触しない構造と比較すると放熱特性が向上する。ただし、ＱＦＰ１０のようにダイパッド１の下面１ｂを封止体６の下面６ｂ側に露出させると、前記したように非常に大きい伝熱面積を確保することができるので、放熱特性向上の観点からダイパッド１の下面１ｂを封止体６の下面６ｂ側に露出させることが特に好ましい。

また、ＱＦＰ１０の別の変形例として、ダイパッド１の上面１ａの面積が半導体チップ３の裏面３ｂの面積よりも小さい構造とすることもできる。しかし、放熱特性向上の観点から、ダイパッド１の上面１ａと半導体チップ３の裏面３ｂとの接触面積をできる限り広くとることが好ましいので、ダイパッド１の上面１ａの面積は、半導体チップ３の裏面３ｂの面積以上とすることが特に好ましい。

＜半導体チップを固着する接着強度の検討＞
本実施の形態１のＱＦＰ１０は、半導体チップ３の裏面３ｂとダイパッド１の上面１ａとを対向接触させることにより、放熱特性を大幅に向上させるものであるが、この対向接触を実現するためには、新たな課題が生じる。すなわち、ダイパッド１の上面１ａ上に半導体チップ３を固着させるために必要な接着強度を確保する必要がある。図６は、図５に示す半導体チップおよびワイヤを取り除いた状態で示す要部拡大平面図、図７は図５に示すＢ−Ｂ線に沿った拡大断面図である。

そこで、本実施の形態１では、ダイパッド１の上面１ａにおいて、半導体チップ３の裏面３ｂと対向するチップ搭載領域（第１領域）１ｅに複数の溝部（第１の溝部）１ｄを形成し、複数の溝部１ｄ内に、半導体チップ３を固着させる接着材９を埋め込む構造とした。これにより、溝部１ｄ内に埋め込まれた接着材９によって、半導体チップ３をダイパッド１上に固着しつつ、かつ、半導体チップ３の裏面３ｂとダイパッド１の上面１ａとを対向接触させることができる。詳しくは、半導体チップ３の裏面３ｂは、ダイパッド１の上面１ａにおいて、チップ搭載領域１ｅに配置される接触部１ｋと接触している。

図６では、溝部１ｄの配置例として、行方向、列方向にそれぞれ５本ずつの溝部１ｄが格子状に交差するように形成された例を示しているが、溝部１ｄの配置や本数、あるいは形状はこれに限定されない。ただし、放熱特性向上の観点からは、半導体チップ３の裏面３ｂとダイパッド１の上面１ａとの接触面積をできる限り広くとることが好ましいので、溝部１ｄが形成される領域の面積は、必要な接着強度が確保可能な範囲内で極力小さくすることが好ましい。

また、溝部１ｄへの埋め込みを容易にするため、接着材９は、ペースト状の接着材を埋め込んだ後、硬化させて固着する方法が好ましい。材料としては、半導体チップのダイボンディングに一般に用いられる樹脂接着材材料を用いることができる。例えば、本実施の形態１では、エポキシ樹脂などに硬化剤などの添加剤を添加した熱硬化性樹脂を用いている。また、熱硬化性樹脂にＡｇ（銀）などの金属フィラー（金属粒子）を含有させた所謂Ａｇペーストと呼ばれる導電性接着材を用いることもできる。ただし、本実施の形態１のＱＦＰ１０においては、接着材９には導電性あるいは熱伝導性の向上を目的とした金属フィラーを含めないことが好ましい。ＱＦＰ１０は、半導体チップ３とダイパッド１とを対向接触させるため、ダイボンディング工程において半導体チップ３をダイパッド１側に押し込むこととなる（詳細は後述する）。この際、Ａｇなどの金属フィラー粒子が溝部１ｄ以外の領域に残留している場合、金属フィラー粒子が半導体チップ３とダイパッド１との対向接触を阻害する原因となり得るからである。また、本実施の形態１によれば、接着材９にＡｇなどの高価な貴金属を混合しなくても放熱特性を向上させることができるので、ＱＦＰ１０の製造コストを低減することができる。

また、ＱＦＰ１０は、半導体チップ３の裏面３ｂとダイパッド１の上面１ａとの接触面積を広くとりつつ、かつ、接着強度を向上させる観点から、以下の構造としている。

すなわち、ダイパッド１の上面１ａの面積は、半導体チップ３の裏面３ｂの面積よりも大きく、ダイパッド１は、図６に示すチップ搭載領域１ｅの周囲にチップ周辺領域（第２領域）１ｆを有している。チップ周辺領域１ｆはチップ搭載領域１ｅの周囲を囲むように配置されている。そして、溝部１ｄは、ダイパッド１の上面１ａにおいて、チップ搭載領域１ｅからチップ周辺領域１ｆまで延在して形成されている。

溝部１ｄをチップ搭載領域１ｅからチップ周辺領域１ｆまで延在して形成することにより、図７に示すように溝部１ｄは半導体チップ３と対向しない領域まで連通して形成されることとなる。このため、溝部１ｄ内に接着材９を埋め込む際には、チップ搭載領域１ｅの任意の位置にペースト状の接着材９を配置しても、半導体チップ３をダイパッド１側に押し込むことにより余剰の接着材９は、チップ搭載領域１ｅからチップ周辺領域１ｆ側に押し出されることとなる。この結果、ダイパッド１の上面１ａと半導体チップ３の裏面３ｂとを容易に対向接触させることができる。また、余剰の接着材９をチップ周辺領域１ｆ側に押し出し易くするという観点からは、図６に示すように各溝部１ｄを帯状に形成し、その両端がそれぞれチップ周辺領域１ｆ内に配置されるようにすることが好ましい。

また、ダイボンディング工程において、溝部１ｄ内の総体積よりも塗布するペースト状の接着材９の体積が大きい場合、余剰の接着材９をチップ搭載領域１ｅからチップ周辺領域１ｆ側に押し出すと、図７に示すように接着材９の一部が溝部１ｄの両端からはみ出る。溝部１ｄの両端からはみ出た接着材９は、図７に示すように半導体チップ３の側面３ｃにも接着されることとなる。つまり、接着材９は、半導体チップ３の裏面３ｂ、および側面３ｃの両方に接着することとなる。言い換えれば、半導体チップ３は、交差する複数の面（裏面３ｂおよび側面３ｃ）が接着材９に接着されて固着されることとなる。

半導体チップ３をダイパッド１に固着する接着強度の観点からは、接着材９を半導体チップ３の１つの面に接着するよりも、交差する複数の面に接着させた方が接着強度が向上する。すなわち、ＱＦＰ１０は、接着材９によって、半導体チップ３の裏面３ｂ、および側面３ｃの両方に接着することにより半導体チップ３をダイパッド１に固着する接着強度を向上させることができる。このように側面３ｃに接着材９を接着させることにより、接着強度を向上させることができるので、単に裏面３ｂのみに接着させる場合と比較して、チップ搭載領域１ｅにおける半導体チップ３の裏面３ｄとダイパッド１の上面１ａとの接触面積をさらに拡大することができる。

＜チップ周辺領域に形成された第２の溝の説明＞
図６および図７において、ダイパッド１の上面１ａにはワイヤボンディング部１ｃの周囲を囲むように形成された無端状の溝部（第２の溝部）１ｇ、およびダイパッド１の外縁の辺に沿ってチップ周辺領域１ｆに延在して形成される帯状の溝部（第２の溝部）１ｈが形成されている。

これらの溝部１ｇ、１ｈは、第１には、ダイパッド１上のワイヤボンディング部１ｃを接着材９に含まれる液状成分の染みだし（ブリード現象）から保護する目的で形成させる。また、第２には、溝部１ｇ、１ｈに封止体６を埋め込むことにより封止体６を食い込ませ、ダイパッド１と封止体６との剥離を防止する目的で形成される。このため、溝部１ｇ、１ｈは、前記した第１の溝部１ｄとは分離して形成され、チップ周辺領域１ｆにのみ形成される。

この溝部１ｇ、１ｈおよび溝部１ｄはいずれもエッチングにより形成される。したがって、溝部１ｄ、１ｇ、１ｈを同時に形成することができるので、特に製造工程を追加することなく、溝部１ｄを形成することができる。

なお、溝部１ｇ、１ｈの形状には種々の変形例があるが、前記特開２００２−２６１１８７号公報（特許文献１）に、詳細に説明されているので、本実施の形態１では説明を省略する。

また、ＱＦＰ１０の変形例として、図６および図７に示す溝部１ｇ、１ｈを有しないダイパッド１を用いても良いことは言うまでもない。例えば、＜半導体装置の放熱特性の検討＞の項において、ＱＦＰ１０の別の変形例として、説明したダイパッド１の上面１ａの面積が半導体チップ３の裏面３ｂの面積よりも小さい構造とした場合には、溝部１ｇ、１ｈを有しないダイパッド１を用いることとなる。この場合、溝部１ｇ、１ｈを形成するスペースを省くことができるので、さらに小型化することができる。

ただし、ダイパッド１の上面１ａの面積が半導体チップ３の裏面３ｂの面積よりも小さい構造とする場合には、ＱＦＰ１０のように、溝部１ｄをチップ搭載領域１ｅからチップ周辺領域１ｆまで延在して形成することが難しいので、溝部１ｄはダイパッド１の側面まで連通して形成することが好ましい。これにより、ダイボンディング工程において、余剰の接着材９がダイパッド１の側面側に押し出されることとなるので、ダイパッド１の上面１ａと半導体チップ３の裏面３ｂと対向接触させ易くすることができる。

＜半導体装置の製造方法＞
次に図１〜図７に示すＱＦＰ１０の製造方法について説明する。

（ａ）まず、図８および図９に示すリードフレーム１５を準備する（リードフレーム準備工程）。図８は本実施の形態１の半導体装置の製造に用いるリードフレームの半導体装置１個分に対応する部分を拡大して示す拡大平面図、図９は図８に示すＣ−Ｃ線に沿った断面図であって、ダイパッド周辺を拡大して示す拡大断面図である。

本工程で用意するリードフレーム１５は、図８に示す半導体装置１個分に対応する単位リードフレームが、リードフレーム１５の支持枠（枠体；図示は省略）によって、平面的に複数個連結されたものを用いることができる。また、リードフレーム１５に形成されたダイパッド１、複数のリード２、複数の吊りリード８はリードフレームの支持枠やタイバー１５ａなどを介してそれぞれ連結されている。

図８および図９に示すリードフレーム１５は例えば、以下のようにして得られる。まず、鉄系（例えば鉄−ニッケル合金など）、あるいは銅系（例えば、銅、あるいは銅の表面にニッケルなどのめっき層を形成したもの）の薄板を用意してエッチング加工、あるいはプレス加工により所定のパターンでダイパッド１、複数のリード２、複数の吊りリード８、タイバー１５ａなどを形成する。

つぎに溝部形成工程として、エッチング加工により、ダイパッド１の上面１ａ側に溝部１ｄ、１ｇ、１ｈを一括して形成する。本工程では、ハーフエッチング加工技術と呼ばれる技術を用いて、ダイパッド１ａの上面１ａ側から略半分程度の深さまでエッチング処理を行い溝部１ｄ、１ｇ、１ｈを形成する。

次に、オフセット工程としてダイパッド１の平面位置からオフセット（本実施の形態１ではダウンセット）させる。このオフセット工程では、例えば、ポンチとダイを用いて吊りリード８の所定箇所に曲げ加工を施すことにより行う。

オフセット工程が終わると、図８および図９に示すように、ダイパッド１、ダイパッド１を支持する複数の吊りリード８、ダイパッド１の周囲に配置された複数のリード２、および複数の吊りリード８および複数のリード２と一体に形成された支持枠を備えたリードフレーム１５が得られる。

（ｂ）次に半導体チップ３を準備して、それぞれダイパッド１の上面１ａ上に搭載する（ダイボンディング工程）。本工程には、以下の工程が含まれる。

（ｂ１）まず、図１０および図１１に示すようにダイパッド１の上面１ａに接着材９を塗布する（接着材塗布工程）。図１０は、図８に示すリードフレームに半導体チップを固着するための接着材を塗布した状態を示す平面図であって、ダイパッド周辺をさらに拡大して示す拡大平面図、図１１は図１０に示すＣ−Ｃ線に沿った拡大断面図である。

本工程では、リードフレーム１５の各ダイパッド１の上面１ａに、半導体チップ３とダイパッド１とを固定するための接着材９を配置する。ここで、本実施の形態１で使用する接着材９は、ペースト状の熱硬化性樹脂から成る。このため、リードフレーム１５の上面１ａ上（詳しくはチップ搭載領域１ｅ）にペースト状の接着材９を塗布することにより配置する。また、後述する半導体チップ押圧工程で、接着材９の形状が変形するので、本工程の段階では、接着材９はチップ搭載領域１ｅに略均等に配置すればよく、高い配置精度は要求されないため、塗布方法としては、一般にペースト状の接着材の塗布に用いられる方法（例えばディスペンス法）などを用いることができる。

ここで、前記した通り、溝部１ｄ内の総体積よりも塗布するペースト状の接着材９の体積が大きい場合、図７に示すように接着材９を半導体チップ３の側面３ｃにも接着させることができるので、本工程では、溝部１ｄ内の総体積よりも多くの量の接着材９を予め塗布しておくことが好ましい。

（ｂ２）次に、図１２および図１３に示すように半導体チップ３を準備して接着材９が塗布されたダイパッド１のチップ搭載領域１ｅ上に配置する（半導体チップ配置工程）。図１２は、図１０に示すダイパッド上に半導体チップを配置した状態を示す拡大平面図、図１３は図１２に示すＣ−Ｃ線に沿った拡大断面図である。

本工程では、吸着冶具であるコレット１６を用いて半導体チップ３をチップ搭載領域１ｅの上側に搬送し、配置する。図１２および図１３では、コレット１６の一例として角錐コレットと呼ばれるものを示している。コレット１６は、略中央部に吸気孔１６ａが形成され、コレット１６の下面に形成された窪みと半導体チップ３の主面３ａとで形成される空間内の空気を吸気孔１６ａから吸気して半導体チップ３を保持するものである。

また、本工程で半導体チップ３の配置位置を決定するので、コレット１６は、半導体チップ３を単に接着材９の上に載置するだけでなく、載置後、半導体チップ３をダイパッド１の方向にある程度押し込んで位置決めを行う。ただし、コレット１６は図１６に示すように、半導体チップ３の主面３ａに対して傾斜した面で、主面３ａの外縁を保持しているので、コレット１６を用いて過剰に強く押し込むと、半導体チップ３に割れや欠けなどの欠陥が生じる場合がある。したがって、本工程では、半導体チップ３の裏面３ｂとダイパッド１の上面１ａとが接触しない程度に押し込むことが好ましい。

なお、本実施の形態１では、チップ搭載領域に複数の溝部１ｄを形成することにより、半導体チップ３を押し込む際にペースト状の接着材９が逃げるスペース（すなわち、溝部１ｄ内の空間）があるので、チップ搭載領域１ｅに溝部１ｄを形成しない場合と比較すると、コレット１６で押し込んだ場合であっても、半導体チップ３に割れや欠けなどの欠陥は生じにくい。

（ｂ３）次に、図１４および図１５に示すように押圧治具１７を用いて半導体チップ３の主面３ａ側から押圧力を印加して半導体チップ３の裏面３ｂをダイパッド１の上面１ａの方向に押し込む（半導体チップ押圧工程）。図１４は、図１２に示す半導体チップをダイパッドの方向に押し込んだ状態を示す拡大平面図、図１５は図１４に示すＤ−Ｄ線に沿った拡大断面図である。

図１５に示すように本工程で用いる押圧治具１７は、半導体チップ３の主面３ａと当接させる主面（第３主面）１７ａ、主面１７ａに配置される弾性体１７ｂ、および弾性体１７ｂが有する主面１７ａと反対側に位置する面と対向配置される支持部１７ｃとを有している。

本工程では、押圧治具１７の主面１７ａを半導体チップ３の主面３ａに当接させた状態で図１５に示す下方に押し下げることにより、半導体チップ３の主面３ａ側に押圧力を印加する。

ここで、本工程では、半導体チップ３の裏面３ｂがダイパッド１の上面１ａと対向接触するまで押し込む。詳しくは、半導体チップ３の裏面３ｂが、ダイパッド１の上面１ａにおいて、チップ搭載領域１ｅに配置される接触部１ｋ（図８参照）と接触するまで押し込む。したがって、半導体チップ３の主面３ａにおいて、印加される押圧力が偏ると、強い押圧力が加わる領域に応力が集中して半導体チップ３に割れや欠けなどの欠陥が生じる懸念がある。また。押圧力が偏ることにより、半導体チップ３の位置がチップ搭載領域１ｅからずれてしまう懸念がある。

そこで、本実施の形態１では、押圧治具１７の主面３ａと対向する面側に弾性体１７ｂを配置している。半導体チップ３の主面３ａに押圧力を印加すると、押圧治具１７にはその反力が加わる。押圧治具１７の弾性体１７ｂは、その反力に対応して変形するので、主面１７ａに非弾性体材料を配置する場合と比較して、押圧力の偏りを是正し、主面１７ａと当接する半導体チップ３の主面３ａに印加される押圧力を均一化することができる。したがって、半導体チップ３の裏面３ｂがダイパッド１の上面１ａと対向接触するまで押し込んでも、半導体チップ３に割れや欠けなどの欠陥が生じることを防止ないしは抑制することができる。

また、本実施の形態１では、押圧治具１７の主面１７ａは、半導体チップ３の主面３ａよりも広い面積を有し、押圧治具１７の主面１７ａが半導体チップ３の主面３ａ全体を覆うように当接させている。このため、印加される押圧力を半導体チップ３の主面３ａ全体において略均一化することができる。したがって、押圧治具１７の主面１７ａが半導体チップ３の主面３ａの一部を覆うように当接させる場合と比較して、半導体チップ３に割れや欠けなどの欠陥が生じることをさらに確実に防止ないしは抑制することができる。また、印加される押圧力を半導体チップ３の主面３ａ全体において略均一化することにより、半導体チップ３の位置がチップ搭載領域１ｅからずれてしまうことを防止ないしは抑制することができる。

また、本実施の形態１のリードフレーム１５は、図８に示すようにチップ搭載領域１ｅに複数の溝部１ｄが形成され、溝部１ｄは、ダイパッド１の上面１ａにおいて、チップ搭載領域１ｅ内から、チップ搭載領域１ｅの外縁よりも外側のチップ周辺領域１ｆまで延在して形成されている。このため、半導体チップ３を押し込む際にペースト状の接着材９が逃げるスペース（すなわち、溝部１ｄ内の空間）があるので、半導体チップ３に割れや欠けなどの欠陥が発生することを防止ないしは抑制することができる。

また、溝部１ｄを、ダイパッド１の上面１ａにおいて、チップ搭載領域１ｅ内からチップ周辺領域１ｆまで延在して形成することにより、溝部１ｄ内から溢れた余剰分のペースト状の接着材９が半導体チップ３の側面３ｃに接着することとなるのは既に述べた通りである。

ところで、図１５に示すように押圧治具１７の主面１７ａが半導体チップ３の主面３ａ全体を覆うように当接させた状態で押し込む場合、押圧治具１７の主面１７ａは半導体チップ３の主面３ａに形成された複数のパッド３ｄも覆うこととなる。本工程では半導体チップ３の裏面３ｂをダイパッド１の上面１ａと対向接触させた後、押圧治具１７を半導体チップ３の主面３ａから取り除くことになる。この時、押圧治具１７の主面１７ａと半導体チップ３の主面３ａとの剥離性（特にパッド３ｄの露出した表面との剥離性）が悪いと、主面３ａに異物が残留する懸念がある。この異物がパッド３ｄの表面に付着した状態で、後述するワイヤボンディング工程を行うと、電気的接続不良の原因となる。

したがって、押圧治具１７の主面１７ａに配置される弾性体１７ｂには、高い柔軟性を有しつつ、かつ、半導体チップ３の主面３ａ（特にパッド３ｄの露出した表面）との剥離性が良好な材料を用いることが好ましい。本発明者が検討した所によれば、このような材料として、ウレタンなどの樹脂材料を用いることができる。また、押圧治具１７を半導体チップ３と当接させている間は、半導体チップ３の温度が過剰に高くなると、弾性体１７ｂの一部が溶けて半導体チップ３の主面３ａの主面に付着する懸念があるので、本工程は、接着材９が硬化する温度よりも低い温度で行うことが好ましい。

なお、本工程において、接着材９に含まれる液状成分が染み出してダイパッド１の上面１ａ上に広がる場合があるが、本実施の形態１では、チップ周辺領域１ｆに配置されたワイヤボンディング部１ｃを取り囲むように溝部１ｇを形成しているので、液状成分の広がりは、溝部１ｇにより食い止められ、ワイヤボンディング部１ｃの汚染を防止することができる。

（ｂ４）次に、本実施の形態１で使用する接着材９は熱硬化性の接着材であるため、半導体チップ３をダイパッド１の上面１ａ上に配置した後に熱を加えることで、この接着材９を硬化させ、半導体チップ３を固定する。この時、図１５に示す押圧治具１７が半導体チップ３の主面に当接されていると、弾性体１７ｂの一部が溶けて半導体チップ３の主面３ａの主面に付着する懸念があるので、本工程の前に押圧治具１７は半導体チップ３の主面と剥離させておく。

（ｃ）次に、図１６および図１７に示すように、半導体チップ３の複数のパッド３ｄと複数のリード２とを、複数のワイヤ５を介してそれぞれ電気的に接続する（ワイヤボンディング工程）。図１６は、図１４に示す半導体チップのパッドとリードとワイヤを介して電気的に接続した状態を示す拡大平面図、図１７は図１６に示すＣ−Ｃ線に沿った拡大断面図である。

本工程では、パッド３ｄをワイヤ５を介してリード２（インナリード２ｂ）と電気的に接続する。また、本実施の形態１では、リード２と接続させるパッド３ｄとは別のパッド３ｄを、ワイヤ５を介してダイパッド１の上面１ａに形成されたワイヤボンディング部１ｃと電気的に接続する。ワイヤ５には例えば金線などを用いることができる。

（ｄ）次に、半導体チップ３およびワイヤ５を樹脂で封止し、封止体６（図７参照）を形成する（樹脂封止工程）。本工程では、例えば、半導体装置１個分に対応する単位リードフレーム毎にキャビティが形成された金型（上金型と下金型；図示は省略）とで図１７に示すようにワイヤボンディングが完了したリードフレーム１５を挟み込み、該キャビティ内に封止用樹脂を注入、硬化させる。封止樹脂が硬化した後、金型を取り外すと、半導体装置１個分に相当する単位リードフレーム毎に封止体６（図７参照）が形成され、封止体６の側面からアウタリード２ａ（図１、図２参照）が導出された状態となる。

本工程では、前記した第３の放熱経路を形成する観点、あるいはダイパッド１に基準電位あるいは電源電位を供給する電気的接続経路を確保する観点からダイパッド１の下面（第１裏面）から露出するように封止する。

（ｅ）次に、図３に示すようにダイパッド１およびリード２の表面（封止体６から露出している部分の表面）に外装めっき層６を形成する（金属層形成工程）。なお、本工程においては、複数の単位リードフレームが個片化されておらず、また、アウタリード２ａは未だ図３に示す形状に成形されてはいない（インナリード２ａの位置から平面方向に延在している）が、その他の構造は図３と同様であるため、図３を用いて説明する。

本工程では、複数の単位リードフレームが連結された状態で、例えば電解めっき法により半田などの金属層を形成する。これにより、ダイパッド１およびリード２の封止体６から露出する部分の表面は外装めっき層７で覆われる。

（ｆ）次に、連結されている複数の単位リードフレームをそれぞれ切り離して個片化する（個片化工程）。この際複数のアウタリード２ａ（図１参照）などを連結しているタイバー１５ａ（図８参照）を切断するとともにアウタリード２ａを図３に示す形状に成形することにより、ＱＦＰ１０が得られる。

（実施の形態２）
図１８は本実施の形態２の半導体装置の断面図、図１９は図１８に示すダイパッドと半導体チップの接着部周辺を拡大して示す拡大断面図である。なお、本実施の形態２のＱＦＰ２０は、以下に示す相違点を除き、前記実施の形態１で説明したＱＦＰ１０と同様な構造である。したがって、前記実施の形態１と重複する説明は省略する。

前記実施の形態１で説明したＱＦＰ１０と本実施の形態２のＱＦＰ２０との相違点は以下である。まず、第１に、ＱＦＰ２０はダイパッド１の上面１ａと半導体チップ３の裏面３ｂとが、直接的には接触せず、接着材２１を介して固着されている。第２に接着材２１は、樹脂材料２１ａ、および樹脂材料２１ａ中に含有される複数のＡｇ粒子（金属粒子）２１ｂとからなる。また、第３にＱＦＰ２０が有するダイパッド１はチップ搭載領域１ｅに図３で説明した溝部１ｄが形成されていない。

本実施の形態２のＱＦＰ２０は、ダイパッド１の上面１ａと半導体チップ３の裏面３ｂとが、接着材２１を介して固着されているが、ダイパッド１の上面１ａから半導体チップ３の裏面３ｂまでの距離をＡｇ粒子２１ｂの粒子径以下とすることにより放熱特性を向上させるものである。すなわち、ダイパッド１の上面１ａから半導体チップ３の裏面３ｂまでの距離をＡｇ粒子２１ｂの粒子径以下とすると、各Ａｇ粒子２１ｂは、図１９に示すようにダイパッド１の上面１ａおよび半導体チップ３の裏面３ｂの双方に接触することとなる。この結果、ＱＦＰ２０は半導体チップ３の裏面３ｂから、Ａｇ粒子２１ｂ、ダイパッド１、外装めっき層７を経由してＱＦＰ２０の外部に導出される放熱経路を有することとなる。したがって、前記実施の形態１で説明した第１および第２の放熱経路のみで放熱を行う半導体装置と比較すると、伝熱面積が非常に大きくなるため放熱特性を向上させることができる。

ただし、このＡｇ粒子２１ｂを経由する放熱経路は、前記実施の形態１で説明した第３の放熱経路（すなわち、図３において半導体チップ３の裏面３ｂから、ダイパッド１を経由してＱＦＰ１０の外部に導出される放熱経路）と比較すると、前記第３の放熱経路の方がより放熱特性が高い。これは、本実施の形態２では、個々のＡｇ粒子２１ｂの断面積が小さいため各放熱経路の断面積を広げることに限界があるが、前記第３の放熱経路においては、溝部１ｄの配置によって、各放熱経路の断面積を広くとることができるためだと考えられる。したがって、放熱特性向上の観点からは前記実施の形態１で説明したＱＦＰ１０の方がより好ましい。

ここで、Ａｇ粒子２１ｂの粒子径について説明する。Ａｇ粒子２１ｂの形状および大きさは例えば図１９に示すように必ずしも一定ではない場合もある。本実施の形態２では、各Ａｇ粒子２１ｂをダイパッド１の上面１ａおよび半導体チップ３の裏面３ｂの双方に接触させることによりダイパッド１への放熱経路を確保するものであるから、この観点からダイパッド１の上面１ａから半導体チップ３の裏面３ｂまでの距離は複数のＡｇ粒子２１ｂの粒子径のうち最も大きい粒子径以下である必要がある。また、球状ではなく扁平のＡｇ粒子２１ｂにおいては、最も長い直径以下である必要がある。

さらに言えば、複数のＡｇ粒子２１ｂの粒子径がそれぞれ異なる場合、ダイパッド１の上面１ａから半導体チップ３の裏面３ｂまでの距離は、複数のＡｇ粒子２１ｂの平均粒子径（各Ａｇ粒子２１ｂの最も長い直径の平均値）以下とすることが特に好ましい。Ａｇ粒子２１ｂの形状は、図１９に示すように扁平形状のものが多く、係る形状のＡｇ粒子２１ｂは、半導体チップ３をダイパッド１の方向に押し込むことにより、傾くので、複数のＡｇ粒子２１ｂの平均粒子径以下とすることが可能である。

ただし、特異的に大きい粒子径のＡｇ粒子２１ｂが接着材２１中に混入している場合、特異的に大きい粒子径のＡｇ粒子２１ｂがダイパッド１の上面１ａから半導体チップ３の裏面３ｂまでの距離を近づける上での阻害要因となるので、Ａｇ粒子２１ｂは予め分級し、サイズをある程度揃えておくことが好ましい。この分級処理は、接着材２１のペーストを調製する工程において、Ａｇ粒子２１ｂをペースト状の樹脂材料２１ａに分散させる前に予め行っておくことが好ましい。

分級処理を行うことにより、Ａｇ粒子２１ｂのサイズをある程度均一化することができるので、複数のＡｇ粒子２１ｂのそれぞれをダイパッド１の上面１ａおよび半導体チップ３の裏面３ｂの双方に接触させることができる。

ところで、接着材２１は、複数のＡｇ粒子（金属粒子）２１ｂを樹脂材料２１ａ中に分散させた接着材であるが、所謂Ａｇペーストと呼ばれるダイボンディング用の接着材も、樹脂材料中にＡｇ粒子を含有した材料として知られている。

しかし、一般に、Ａｇペーストを介して半導体チップをダイパッドに固着させる場合、半導体チップの裏面とダイパッドの上面との距離は、約３０μｍ程度である。一方、Ａｇ粒子２１ｂの粒子径は、約５μｍ程度、特に大きいものでも１０μｍ以下である。したがって、本実施の形態２のように、各Ａｇ粒子２１ｂをダイパッド１の上面１ａおよび半導体チップ３の裏面３ｂの双方に接触させることにより、放熱特性を向上させるという取り組みはなされていない。これは、ダイパッド１の上面１ａから半導体チップ３の裏面３ｂまでの距離をＡｇ粒子２１ｂの粒子径以下とするためには、半導体チップ３を強い押圧力で押し込む必要があるが、この際に半導体チップ３の破損が懸念されるため、詳細な検討がなされていなかったためと考えられる。

一方、本発明者は、前記実施の形態１で説明したように、前記ダイボンディング工程において前記半導体チップ押圧工程を行うことにより、半導体チップ３の破損を防止しつつ、かつ、半導体チップ３をダイパッド１の方向に強い押圧力で押し付ける技術を見出した。つまり、本実施の形態２では、前記実施の形態１で説明した半導体チップ押圧工程において、ダイパッド１の上面１ａから半導体チップ３の裏面３ｂまでの距離が、複数のＡｇ粒子２１ｂの粒子径以下となるまで押し込むことにより、各Ａｇ粒子２１ｂをダイパッド１の上面１ａおよび半導体チップ３の裏面３ｂの双方に接触させることができる。この結果、ＱＦＰ２０の放熱特性を向上させることができる。

本実施の形態２では、チップ搭載領域１ｅに図３で説明した溝部１ｄが形成されていない構造について説明したが、ＱＦＰ２０の変形例として、ＱＦＰ２０のダイパッド１の上面１ａに前記実施の形態１で説明した溝部１ｄを形成しても良い。この場合、半導体チップ３を押し込む際にペースト状の接着材２１が逃げるスペース（すなわち、溝部１ｄ内の空間）があるので、半導体チップ３の破損をさらに確実に防止することができる。

（実施の形態３）
前記実施の形態１、２では半導体装置としてＱＦＰ１０、２０を例に説明したが、本実施の形態３では、ＱＦＮ（Quad Flat Non-leaded Package）に適用した場合について説明する。図２０、図２１および図２２はそれぞれ本実施の形態３の半導体装置の上面図、下面図、および側面図である。また、図２３および図２４はそれぞれ図２０に示すＥ−Ｅ線に沿った断面図である。

なお、図２４に示すＱＦＮ２３は図２３に示すＱＦＮ２２に対する変形例であるＱＦＮを示し、ＱＦＮ２２、２３における半導体チップ３とダイパッド１との接続構造は、それぞれＱＦＰ１０、２０に対応している。

前記実施の形態１、２で説明したＱＦＰ１０、２０と本実施の形態３のＱＦＮ２２、２３との相違点は以下である。すなわち、ＱＦＮ２２、２３は外部接続端子である複数のリード２が封止体６の下面６ｂ側から露出しており、ＱＦＰ１０、２０のように封止体６の側面から長く延びるアウタリード２ａ（図１参照）が形成されていない。

ＱＦＮ２２、２３は、封止体６の側面から長く延びるアウタリード２ａ（図１参照）を形成せず、複数のリード２を封止体６の下面６ｂ側から露出させることにより、実装基板に搭載する際の実装面積を最小化することができる。

ここで、ＱＦＮ２２、２３は封止体６の側面から長く延びるアウタリード２ａ（図１参照）を有しないので、ＱＦＰと比較してリード２を経由する放熱経路の放熱効率が低い。そこで、ＱＦＮ２２、２３のように、ダイパッド１を経由する第３の放熱経路を形成すると、放熱特性向上の観点から特に有効である。

すなわち、図２３に示すＱＦＮ２２は、前記実施の形態１で説明したＱＦＰ１０と同様に、ダイパッド１の上面１ａのチップ搭載領域に複数の溝部（第１の溝部）１ｄを形成し、溝部１ｄ内に、接着材９を埋め込むことにより、半導体チップ３の裏面３ｂとダイパッド１の上面１ａとを対向接触させることができる。これにより、半導体チップ３の裏面３ｂとダイパッド１の上面１ａとの伝熱面積を大きくすることができるので放熱特性を向上させることができる。

また、図２４に示すＱＦＮ２３は、前記実施の形態２で説明したＱＦＰ２０と同様にダイパッド１の上面１ａと半導体チップ３の裏面３ｂとが、接着材２１を介して固着されているが、ダイパッド１の上面１ａから半導体チップ３の裏面３ｂまでの距離を接着材２１に含まれるＡｇ粒子の粒子径以下とすることにより放熱特性を向上させることができる。

また、ＱＦＮ２２、２３は、図２１に示すように吊りリード８が封止体６の下面６ｂ側から露出している。これにより、半導体装置の外部に露出した金属製部材の面積を増大させることができるので、放熱特性をさらに向上させることができる。

なお、本実施の形態３のＱＦＮ２２、２３においても、前記実施の形態１、２で説明したＱＦＰ１０、２０の変形例などを適用することができるが、重複する説明は省略する。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

例えば、実施の形態１、２、３では、半導体装置としてＱＦＰ１０、２０、ＱＦＮ２２、２３を例に説明したが、半導体装置のパッケージ構造は半導体装置の外周を構成する４辺に沿ってリードが配置されるＱＦＰには限定されない。例えば、半導体装置の下面が有する四角形の４辺のうち、対向する２辺にのみ複数のリードが配置されたＳＯＰ（Small Outline package）やＳＯＮ（Small Outline Non-leaded package）に適用することもできる。

また例えば、実施の形態３において吊りリード８を封止体６の下面６ｂ側から露出させる構造について説明したが、これを実施の形態１、２で説明したＱＦＰ１０、２０に適用することもできる。この場合、放熱特性をさらに向上させることができる。

本発明は、リードフレームが有するダイパッド上に半導体チップを搭載し、該半導体チップを封止体で封止した樹脂封止型半導体装置に利用可能である。

本発明の一実施の形態である半導体装置の上面側を示す平面図である。 図１に示す半導体装置の下面側を示す平面図である。 図１に示すＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図１に示す半導体装置の封止体内部における平面構造を示す平面図である。 図４に示すダイパッド周辺を拡大して示す拡大平面図である。 図５に示す半導体チップおよびワイヤを取り除いた状態で示す要部拡大平面図である。 図５に示すＢ−Ｂ線に沿った拡大断面図である。 本発明の一実施の形態である半導体装置の製造に用いるリードフレームの半導体装置１個分に対応する部分を拡大して示す拡大平面図である。 図８に示すＣ−Ｃ線に沿った断面図であって、ダイパッド周辺を拡大して示す拡大断面図である。 図８に示すリードフレームに半導体チップを固着するための接着材を塗布した状態を示す平面図であって、ダイパッド周辺をさらに拡大して示す拡大平面図である。 図１０に示すＣ−Ｃ線に沿った拡大断面図である。 図１０に示すダイパッド上に半導体チップを配置した状態を示す拡大平面図である。 図１２に示すＣ−Ｃ線に沿った拡大断面図である。 図１２に示す半導体チップをダイパッドの方向に押し込んだ状態を示す拡大平面図である。 図１４に示すＤ−Ｄ線に沿った拡大断面図である。 図１４に示す半導体チップのパッドとリードとワイヤを介して電気的に接続した状態を示す拡大平面図である。 図１６に示すＣ−Ｃ線に沿った拡大断面図である。 本発明の他の実施の形態である半導体装置の断面図である。 図１８に示すダイパッドと半導体チップの接着部周辺を拡大して示す拡大断面図である。 本発明の他の実施の形態である半導体装置の上面側を示す平面図である。 図２０に示す半導体装置の下面側を示す平面図である。 図２０に示す半導体装置の一側面側を示す平面図である。 図２０に示すＥ−Ｅ線に沿った断面図である。 図２３に示す半導体装置の変形例を示し、図２０に示すＥ−Ｅ線に沿った断面図である。

符号の説明

１ ダイパッド（チップ搭載部）
１ａ 上面（第１主面）
１ｂ 下面（第１裏面）
１ｃ ワイヤボンディング部
１ｄ 溝部（第１の溝部）
１ｅ チップ搭載領域（第１領域）
１ｆ チップ周辺領域（第２領域）
１ｇ、１ｈ 溝部（第２の溝部）
１ｋ 接触部
２ リード
２ａ アウタリード
２ｂ インナリード
３ 半導体チップ
３ａ 主面（第２主面）
３ｂ 裏面（第２裏面）
３ｃ 側面
３ｄ パッド
５ ワイヤ（導電性部材）
６ 封止体
６ａ 上面
６ｂ 下面
６ｃ 側面
７ 外装めっき層（金属層）
８ 吊りリード
９ 接着材
１０、２０ ＱＦＰ（半導体装置）
１５ リードフレーム
１５ａ タイバー
１６ コレット
１６ａ 吸気孔
１７ 押圧治具
１７ａ 主面（第３主面）
１７ｂ 弾性体
１７ｃ 支持部
２１ 接着材
２１ａ 樹脂材料
２１ｂ Ａｇ粒子
２２、２３ ＱＦＮ（半導体装置）

Claims (17)

1. 第１主面、および前記第１主面と反対側に位置する第１裏面を有するチップ搭載部と、
   前記チップ搭載部を支持する複数の吊りリードと、
   前記チップ搭載部の周囲に配置された複数のリードと、
   第２主面、および前記第２主面と反対側に位置する第２裏面、および前記第２主面に形成された複数のパッドを有し、前記第２裏面が前記チップ搭載部の前記第１主面と対向接触するように前記第１主面上に固着される半導体チップと、
   前記半導体チップの前記複数のパッドと前記複数のリードとをそれぞれ電気的に接続する複数のワイヤと、
   前記半導体チップおよび前記複数のワイヤを封止する封止体と、を有し、
   前記チップ搭載部の前記第１主面には、前記半導体チップの前記第２裏面と対向する第１領域に複数の第１の溝部が形成され、
   前記複数の第１の溝部内に、前記半導体チップを前記チップ搭載部の前記第１主面上に固着させる接着材が形成されていることを特徴とする半導体装置。
2. 請求項１に記載の半導体装置において、
   前記チップ搭載部の前記第１裏面は、前記封止体から露出していることを特徴とする半導体装置。
3. 請求項２に記載の半導体装置において、
   前記チップ搭載部の前記第１主面の面積は前記半導体チップの前記第２裏面の面積以上であることを特徴とする半導体装置。
4. 請求項３に記載の半導体装置において、
   前記複数の第１の溝部は、前記チップ搭載部の前記第１主面において、前記半導体チップの前記第２裏面と対向する前記第１領域内から、前記第１領域の外縁よりも外側の第２領域まで延在して形成されていることを特徴とする半導体装置。
5. 請求項４に記載の半導体装置において、
   前記接着材は、前記第１の溝部内から、前記半導体チップの側面まで延在して配置され、前記半導体チップの前記第２裏面、および側面に接着していることを特徴とする半導体装置。
6. 請求項１に記載の半導体装置において、
   前記チップ搭載部の前記第１主面において、前記第１領域の外縁よりも外側に配置される第２領域には、第２の溝部が形成され、前記第２の溝部には、前記封止体が埋め込まれていることを特徴とする半導体装置。
7. 第１主面、および前記第１主面と反対側に位置する第１裏面を有するチップ搭載部と、
   前記チップ搭載部を支持する複数の吊りリードと、
   前記チップ搭載部の周囲に配置された複数のリードと、
   第２主面、および前記第２主面と反対側に位置する第２裏面、および前記第２主面に形成された複数のパッドを有し、前記第２裏面が前記チップ搭載部の前記第１主面と対向するように前記第１主面上に接着材を介して固着される半導体チップと、
   前記半導体チップの前記複数のパッドと前記複数のリードとをそれぞれ電気的に接続する複数のワイヤと、
   前記半導体チップおよび前記複数のワイヤを封止する封止体と、を有し、
   前記接着材は、樹脂材料、および前記樹脂材料中に含有される複数の金属粒子とからなり、
   前記チップ搭載部の前記第１主面から前記半導体チップの前記第２裏面までの距離は、前記複数の金属粒子の粒子径以下であることを特徴とする半導体装置。
8. 請求項１に記載の半導体装置において、
   前記チップ搭載部の前記第１裏面は、前記封止体から露出していることを特徴とする半導体装置。
9. 請求項８に記載の半導体装置において、
   前記チップ搭載部の前記第１主面には、前記半導体チップの前記第２裏面と対向する領域に複数の第１の溝部が形成され、
   前記複数の第１の溝部内に、前記半導体チップを前記チップ搭載部の前記第１主面上に固着させる接着材が形成されていることを特徴とする半導体装置。
10. 請求項９に記載の半導体装置において、
    前記チップ搭載部の前記第１主面の面積は前記半導体チップの前記第２裏面の面積よりも大きく、
    前記複数の第１の溝部は、前記チップ搭載部の前記第１主面において、前記半導体チップの前記第２裏面と対向する第１領域内から、前記第１領域の外縁よりも外側の第２領域まで延在して形成されており、
    前記接着材は、前記第１の溝部内から、前記半導体チップの側面まで延在して配置され、前記半導体チップの側面に接着していることを特徴とする半導体装置。
11. （ａ）第１主面および前記第１主面と反対側の第１裏面を有するチップ搭載部、前記チップ搭載部を支持する複数の吊りリード、前記チップ搭載部の周囲に配置された複数のリード、および前記複数の吊りリードおよび前記複数のリードと一体に形成された枠体とを備えたリードフレームを準備する工程と、
    （ｂ）第２主面、前記第２主面と反対側の第２裏面、および前記第２主面に形成された複数のパッドを有する半導体チップを、前記第２裏面が前記チップ搭載部の前記第１主面と対向するように前記チップ搭載部の前記第１主面上に搭載する工程と、
    （ｃ）前記半導体チップの前記複数のパッドと前記複数のリードとを、複数のワイヤを介してそれぞれ電気的に接続する工程と、
    （ｄ）前記半導体チップ、および前記複数のワイヤを樹脂で封止し、封止体を形成する工程と、を有し、
    前記（ｂ）工程は、
    （ｂ１）前記チップ搭載部に接着材を塗布する工程と、
    （ｂ２）前記半導体チップを前記接着材が塗布された前記チップ搭載部上に配置する工程と、
    （ｂ３）前記半導体チップの前記第２主面と当接させる第３主面を有する押圧治具を用いて前記半導体チップの前記第２主面側から押圧力を印加して前記半導体チップの前記第２裏面を前記チップ搭載部の前記第１主面の方向に押し込む工程と、を有していることを特徴とする半導体装置の製造方法。
12. 請求項１１に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記（ｄ）工程では、前記チップ搭載部の前記第１裏面が、前記樹脂から露出するように封止することを特徴とする半導体装置の製造方法。
13. 請求項１２に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記（ａ）工程で準備する前記リードフレームの前記チップ搭載部の前記第１主面には、前記半導体チップの前記第２裏面と対向する領域に複数の第１の溝部が形成され、
    前記複数の第１の溝部は、前記チップ搭載部の前記第１主面において、前記半導体チップの前記第２裏面と対向する第１領域内から、前記第１領域の外縁よりも外側の第２領域まで延在して形成され、
    前記（ｂ３）工程では、前記半導体チップの前記第２裏面が前記チップ搭載部の前記第１主面と対向接触するまで押し込むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
14. 請求項１３に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記（ａ）工程で準備する前記リードフレームの前記チップ搭載部の前記第２領域には、第２の溝部が形成され、
    前記第１の溝部および前記第２の溝部は、エッチングにより同時に形成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
15. 請求項１１に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記押圧治具の前記第３主面には、弾性体が配置されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
16. 請求項１１に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記押圧治具の前記第３主面は、前記半導体チップの前記第２主面よりも広い面積を有し、
    前記（ｂ３）工程では、前記押圧治具の前記第３主面が前記半導体チップの前記第２主面全体を覆うように当接させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
17. 請求項１１に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記接着材は、樹脂材料、および前記樹脂材料中に含有される複数の金属粒子とからなり、
    前記（ｂ３）工程では、前記チップ搭載部の前記第１主面から前記半導体チップの前記第２裏面までの距離が、前記複数の金属粒子の粒子径以下となるまで押し込むことを特徴とする半導体装置の製造方法。

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