JP2012104709A - Lead frame and semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、リードフレーム及び半導体装置に関する。 The present invention relates to a lead frame and a semiconductor device.
従来の半導体装置には、例えば図8に示すように、半導体チップ102をはんだ104によりダイパッド103に接合して構成されるものがある(特許文献1参照)。この半導体装置の製造に際して半導体チップ102をダイパッド103に接合する場合には、はじめに、スクリーン印刷等によりはんだ104(はんだペースト)をダイパッド103の上面103aに塗布した上で、半導体チップ102をダイパッド103上に配置する。その後、リフローによりはんだ104を溶融することで、半導体チップ102がダイパッド103に接合される。
この種の半導体装置では、その信頼性を確保できるように、ダイパッド103と半導体チップ102との間に介在するはんだ104の厚みを十分に確保することが必要とされている。
As shown in FIG. 8, for example, a conventional semiconductor device includes a
In this type of semiconductor device, it is necessary to ensure a sufficient thickness of the
ところで、はんだ104の厚みを確保するためには、ダイパッド103の上面103aに十分な量のはんだ104を塗布しなければならないが、図9に示すように、リフロー時には溶融したはんだ104がダイパッド103の上面103aに濡れ広がって所望のはんだ104厚さを確保できない場合があり、半導体装置の信頼性を確保できない、という問題がある。
また、リフロー時にはんだ104が濡れ広がってもはんだ104の厚さを確保できるように、ダイパッド103の上面103aに塗布するはんだ104の量をさらに増やすと、濡れ広がったはんだ104がダイパッド103の側面103bに到達する場合がある(図9参照)。この場合には、半導体チップ102及びダイパッド103を封止するモールド樹脂とダイパッド103との密着性が低下する等、半導体装置の信頼性低下を招く虞がある。
なお、特許文献1では、半導体チップ102の配置領域の周囲に、ダイパッド103の上面103aから突出する平面視矩形枠状のダム部を設けることが考えられている。しかしながら、このような構成であっても、ダイパッド103の上面103a上にはんだ104及び半導体チップ102が順次積層されてしまうため、半導体装置の小型化・薄型化が阻害されてしまう、という問題が残る。
Incidentally, in order to ensure the thickness of the
Further, when the amount of the
In Patent Document 1, it is considered that a dam portion having a rectangular frame shape in plan view protruding from the
本発明は、上述した事情に鑑みたものであって、信頼性の向上を図ると共に小型化・薄型化も図ることが可能な半導体装置、及び、この製造に用いるリードフレームを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of improving reliability and miniaturizing / thinning, and a lead frame used for manufacturing the semiconductor device. And
この課題を解決するために、本発明のリードフレームは、はんだにより半導体チップを接合する板状のダイパッドを備え、当該ダイパッドの平坦な上面のうち前記半導体チップの配置領域に、前記上面から窪んで前記はんだを収容する凹部が形成されていることを特徴とする。 In order to solve this problem, a lead frame according to the present invention includes a plate-like die pad for joining semiconductor chips with solder, and is recessed from the upper surface in a region where the semiconductor chip is arranged in a flat upper surface of the die pad. A recess for receiving the solder is formed.
上記構成のリードフレームを用いて半導体装置を製造する場合には、ペースト状のはんだを凹部内に収容するように塗布し、次いで、半導体チップをはんだ上に配置すればよい。その後、リフローによりはんだを溶融するが、はんだは凹部内に収容されているため、従来のように濡れ広がることが無い。したがって、半導体チップをダイパッドに接合した状態においては、ダイパッドと半導体チップとの間に介在するはんだの厚みを十分に確保することができる。すなわち、半導体装置の信頼性向上を図ることができる。
また、はんだがダイパッドの凹部内に収容されていることで、ダイパッド上に半導体チップを重ねた構成の厚さ寸法を小さく抑えることができ、半導体装置の小型化・薄型化を図ることもできる。
When a semiconductor device is manufactured using the lead frame having the above-described configuration, paste solder is applied so as to be accommodated in the recess, and then the semiconductor chip is disposed on the solder. Thereafter, the solder is melted by reflow. However, since the solder is accommodated in the recess, the solder does not spread out as in the conventional case. Therefore, when the semiconductor chip is bonded to the die pad, the thickness of the solder interposed between the die pad and the semiconductor chip can be sufficiently ensured. That is, the reliability of the semiconductor device can be improved.
Further, since the solder is accommodated in the concave portion of the die pad, the thickness dimension of the configuration in which the semiconductor chip is stacked on the die pad can be reduced, and the semiconductor device can be reduced in size and thickness.
そして、前記リードフレームにおいては、前記凹部が、前記ダイパッドの上面よりも低く位置して当該上面に平行する平坦な底面と、当該底面の周縁から前記ダイパッドの上面に向かうにしたがって前記配置領域から離れるように延びる傾斜面とによって構成されていることが好ましい。 In the lead frame, the concave portion is positioned lower than the top surface of the die pad and is parallel to the top surface, and away from the placement region from the periphery of the bottom surface toward the top surface of the die pad. It is preferable that it is comprised by the inclined surface extended like this.
リフローにより半導体チップをダイパッドに接合する際には、凹部内のはんだが膨張収縮するが、はんだが収縮する際には凹部内のはんだに応力が生じることがある。また、凹部を有するリードフレームによって製造された半導体装置に対し、熱サイクル試験や熱疲労試験を実施する等して、半導体装置を加熱冷却した際には、リードフレームとはんだとの材質の違いに基づく両者間の熱膨張係数の差によって、凹部に収容されたはんだに応力が生じることがある。 When the semiconductor chip is joined to the die pad by reflow, the solder in the recess expands and contracts, but when the solder contracts, stress may be generated in the solder in the recess. Also, when the semiconductor device is heated and cooled by conducting a thermal cycle test or thermal fatigue test on a semiconductor device manufactured with a lead frame having a recess, the difference in the material between the lead frame and the solder Due to the difference in thermal expansion coefficient between the two, stress may be generated in the solder accommodated in the recess.
このことに対し、上記構成のように凹部に傾斜面を形成しておくことにより、リフロー時あるいは半導体装置の加熱冷却時に凹部内のはんだにかかる応力を緩和して、凹部内のはんだにクラックが生じることを防止できる。また、凹部内のはんだに生じる応力が半導体チップに伝わって半導体チップにクラックが生じることも防止できる。
さらに、後述するように凹部の平面視形状が半導体チップの配置領域よりも大きく形成されている場合には、リフロー時に半導体チップが溶融したはんだ上に浮上するため、平面視した凹部の周縁に接触することがある。ここで、凹部に傾斜面が形成されていれば、リフロー時に半導体チップが凹部周縁に接触した際に半導体チップにかかる応力を緩和することもできる。
以上のことから、半導体装置の信頼性をさらに向上させることができる。
On the other hand, by forming an inclined surface in the recess as in the above configuration, the stress applied to the solder in the recess during the reflow or heating / cooling of the semiconductor device is reduced, and the solder in the recess is cracked. It can be prevented from occurring. Further, it is possible to prevent the stress generated in the solder in the recess from being transmitted to the semiconductor chip and causing cracks in the semiconductor chip.
Further, as will be described later, when the shape of the recess in plan view is larger than the semiconductor chip placement region, the semiconductor chip floats on the molten solder during reflow, and therefore contacts the periphery of the recess in plan view. There are things to do. Here, if the inclined surface is formed in the recess, the stress applied to the semiconductor chip when the semiconductor chip comes into contact with the periphery of the recess during reflow can be reduced.
From the above, the reliability of the semiconductor device can be further improved.
さらに、前記リードフレームにおいては、前記傾斜面が前記凹部の内側に膨出するように湾曲して、前記傾斜面と前記ダイパッドの上面とが滑らかに連なっていることがさらに好ましい。
この構成では、凹部内のはんだのうち凹部の傾斜面とダイパッドの上面との角部近傍に位置する部分に生じる応力を特に緩和でき、その結果として、角部近傍に位置するはんだにクラックが生じることを特に防止することができる。
Furthermore, in the lead frame, it is further preferable that the inclined surface is curved so as to bulge inside the recess, and the inclined surface and the upper surface of the die pad are smoothly connected.
In this configuration, the stress generated in the portion located near the corner between the inclined surface of the recess and the upper surface of the die pad among the solder in the recess can be particularly relieved, and as a result, the solder located near the corner is cracked. This can be particularly prevented.
また、前記リードフレームにおいては、前記ダイパッドの上面側から見た前記凹部の平面視形状が、前記半導体チップの配置領域全体を含むように、前記配置領域よりも大きく形成されていることが好ましい。
この構成では、凹部に収容されたはんだの一部が外方に露出するため、前述したリフロー時に、はんだ内部や、はんだと半導体チップとの間に介在する空気(ボイド)を、容易に外方に逃がすことができる。
In the lead frame, it is preferable that the shape of the concave portion viewed from the upper surface side of the die pad is larger than the arrangement area so as to include the entire arrangement area of the semiconductor chip.
In this configuration, part of the solder contained in the recess is exposed to the outside, so that the air (void) interposed between the solder and between the solder and the semiconductor chip can be easily removed outward during the reflow described above. Can escape.
さらに、前記リードフレームにおいては、前記凹部の平面視形状が、前記半導体チップの平面視形状に相似しているとよい。
この場合、前記リードフレームにおいては、前記半導体チップ及び前記凹部が、平面視多角形状に形成され、平面視した前記凹部の内接円が前記半導体チップの外接円よりも小さいことがより好ましい。
この構成では、リフローの際に、溶融したはんだ上に浮上する半導体チップが回転してしまうことを抑制できる。すなわち、はんだの溶融に伴って半導体チップの向きがずれてしまうことを抑制できる。
Further, in the lead frame, it is preferable that the shape of the recess in plan view is similar to the shape of the semiconductor chip in plan view.
In this case, in the lead frame, it is more preferable that the semiconductor chip and the recess are formed in a polygonal shape in plan view, and an inscribed circle of the recess in plan view is smaller than a circumscribed circle of the semiconductor chip.
With this configuration, it is possible to prevent the semiconductor chip that floats on the molten solder from rotating during reflow. That is, it can suppress that the direction of a semiconductor chip shifts with melting of solder.
さらに、前記リードフレームにおいては、平面視した前記凹部の角部が丸みを帯びているとよい。
この構成では、リフローの際に溶融したはんだ上に浮上する半導体チップが移動して、平面視した半導体チップの角部が凹部の角部に当接した際に、半導体チップの角部にかかる応力を緩和することができる。したがって、半導体チップの角部にクラックが発生することを防止できる。
Furthermore, in the lead frame, it is preferable that the corners of the recesses in plan view are rounded.
In this configuration, when the semiconductor chip that floats on the solder melted during reflow moves and the corner of the semiconductor chip in plan view comes into contact with the corner of the recess, the stress applied to the corner of the semiconductor chip Can be relaxed. Therefore, it is possible to prevent cracks from occurring at the corners of the semiconductor chip.
また、前記リードフレームにおいては、平面視した前記凹部の角部に、当該凹部の内側面から前記ダイパッドの上面に沿う方向に窪むと共に、前記ダイパッドの上面から外方に露出する逃がし溝が形成されていることがより好ましい。
この構成では、リフローの際に溶融したはんだ上に浮上する半導体チップが凹部の角部に向けて移動しても、平面視した半導体チップの角部は逃がし溝内に入り込むことができるため、凹部の角部に当接すること自体を防止できる。したがって、半導体チップの角部にクラックが発生することを確実に防止できる。
Further, in the lead frame, a relief groove that is recessed from the inner side surface of the concave portion in a direction along the upper surface of the die pad and is exposed outward from the upper surface of the die pad is formed in a corner portion of the concave portion in plan view. More preferably.
In this configuration, even if the semiconductor chip that floats on the solder melted during reflow moves toward the corner of the recess, the corner of the semiconductor chip in plan view can enter the escape groove. It can be prevented that it abuts against the corner of itself. Therefore, it is possible to reliably prevent cracks from occurring at the corners of the semiconductor chip.
なお、前記リードフレームにおいては、前記凹部がコイニング加工によって形成されているとよい。 In the lead frame, the recess may be formed by coining.
そして、本発明の半導体装置は、前記リードフレームを用いて製造されるものであって、半導体チップが、前記ダイパッドの凹部に収容されたはんだを介して、前記ダイパッドの上面側に接合されていることを特徴とする。 The semiconductor device of the present invention is manufactured using the lead frame, and the semiconductor chip is bonded to the upper surface side of the die pad via the solder accommodated in the recess of the die pad. It is characterized by that.
本発明によれば、半導体装置の信頼性向上を図ることができると共に、半導体装置の小型化・薄型化も図ることも可能となる。 According to the present invention, the reliability of a semiconductor device can be improved, and the semiconductor device can be reduced in size and thickness.
〔第一実施形態〕
以下、図1,2を参照して本発明の第一実施形態について説明する。
図1,2に示すように、この実施形態に係る半導体装置は、半導体チップ2を搭載する板状のダイパッド3を備えるリードフレームによって製造されるものであり、はんだ4によりダイパッド3の上面3a側に半導体チップ2を接合して構成されている。
なお、リードフレームは、導電性を有する板材にプレス加工やエッチング加工等を施すことで、ダイパッド3の他に、ボンディングワイヤ等の接続子によって半導体チップ2に電気接続される周知のリード等を備え得るものであるが、本実施形態では、ダイパッド3を除くリードフレームの他の構成の記載を省略する。また、半導体装置は、半導体チップ2、ダイパッド3及びはんだ4の他に、例えば、前述した周知のリード及び接続子や、これら半導体チップ2、ダイパッド3、リード、接続子を封止する周知のモールド樹脂等を備えていてもよいが、本実施形態では、半導体チップ2、ダイパッド3及びはんだ4を除く半導体装置の他の構成の記載を省略する。
[First embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 1 and 2, the semiconductor device according to this embodiment is manufactured by a lead frame including a plate-
Note that the lead frame includes a known lead or the like that is electrically connected to the
本実施形態の半導体チップ2は、平面視矩形の板状に形成されている。なお、この半導体チップ2は、大電流トランジスタ等のように上面及び下面の両方に電極パッドを形成したものであってもよいし、上面のみに複数の電極パッドを設けた構成であってもよい。
そして、本実施形態のリードフレームをなすダイパッド3には、その平坦な上面3aから窪む凹部11が形成されている。この凹部11は、ダイパッド3の上面3aのうち半導体チップ2を配置する領域(配置領域)に形成されており、この凹部11内に半導体チップ2接合用のはんだ4が収容されるようになっている。
The
The
ダイパッド3の上面3a側から見た凹部11の平面視形状は、半導体チップ2の平面視形状に相似する矩形状に形成されている。そして、平面視した凹部11の大きさは、半導体チップ2の配置領域全体を含むように、配置領域よりも大きく形成されている。また、平面視した凹部11の大きさは、平面視した凹部11の内接円C1が半導体チップ2の(配置領域の)外接円C2よりも小さくなるように設定されている。
さらに、本実施形態の凹部11は、ダイパッド3の上面3aよりも低く位置して当該上面3aに平行する平坦な底面11aと、底面11aの周縁からダイパッド3の上面3aに向けて垂直に立ち上がる内側面11bとによって画成されている。すなわち、本実施形態の凹部11は、ダイパッド3の上面3aに開口する凹部11の開口部面積と底面11aの面積とが等しい断面視矩形状に形成されている。
The planar view shape of the
Furthermore, the
本実施形態の凹部11は、コイニング加工やエッチング加工によって形成することが可能である。なお、コイニング加工によって凹部11を形成する場合には、ダイパッド3のうち凹部11の形成部分を圧縮し、凹部11の形成部分の厚みをダイパッド3の他の部分の厚みよりも薄く形成すればよい。この凹部11の形成は、導電性の板材にダイパッド3やリード等を形成する前後、あるいは、同時に行うことが可能である。
The
このように構成されたリードフレームを用いて半導体装置を製造する場合には、ペースト状のはんだ4を凹部11内に収容するように塗布し、次いで、半導体チップ2をはんだ4上に配置すればよい。その後、リフローによりはんだ4を溶融するが、はんだ4は凹部11内に収容されているため、従来のように濡れ広がることが無い。
したがって、本実施形態のリードフレームによれば、半導体チップ2をダイパッド3に接合した状態において、ダイパッド3と半導体チップ2との間に介在するはんだ4の厚みを十分に確保することができる。すなわち、半導体装置の信頼性向上を図ることができる。
また、はんだ4がダイパッド3の凹部11内に収容されていることで、ダイパッド3上に半導体チップ2を重ねた構成の厚さ寸法を小さく抑えることができ、半導体装置の小型化・薄型化を図ることもできる。
When a semiconductor device is manufactured using the lead frame configured as described above, paste solder 4 is applied so as to be accommodated in the
Therefore, according to the lead frame of the present embodiment, the thickness of the solder 4 interposed between the
Further, since the solder 4 is accommodated in the
さらに、凹部11の平面視形状が半導体チップ2の配置領域よりも大きく形成されていることで、半導体チップ2をはんだ4上に配置してもはんだ4の一部が外方に露出するため、リフロー時には、はんだ4内部や、はんだ4と半導体チップ2との間に介在する空気(ボイド)を、容易に外方に逃がすことができる。
また、凹部11の平面視形状が半導体チップ2の配置領域よりも大きく形成されていることで、リフロー時には、半導体チップ2が溶融したはんだ4上に浮上することになる。これに対し、本実施形態のリードフレームでは、凹部11の平面視形状が、半導体チップ2の平面視形状に相似する多角形状に形成されると共に、平面視した凹部11の内接円C1が半導体チップ2の外接円C2よりも小さく設定されているため、半導体チップ2が溶融したはんだ4上に浮上しても、はんだ4上において回転してしまうことを抑制できる。すなわち、はんだ4の溶融に伴って半導体チップ2の向きがずれてしまうことを抑制できる。なお、半導体チップ2の回転を抑制できることは、半導体チップ2をダイパッド3に接合した後に、半導体チップ2の上面に形成された複数の電極パッドに対して、ボンディングワイヤ等の接続子を個別に接合する構成に対して特に有効である。
Furthermore, since the planar view shape of the
Further, since the shape of the
〔第二実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態について図3を参照して説明する。なお、ここでは、第一実施形態との相違点のみについて説明し、第一実施形態のリードフレーム及び半導体装置と同一の構成要素や製造方法については同一符号を付す等して、その説明を省略する。
図3に示すように、この実施形態に係るリードフレームをなすダイパッド3の凹部12は、第一実施形態と同様に、ダイパッド3の上面3aから窪んで形成されている。この凹部12は、ダイパッド3の上面3aよりも低く位置して当該上面3aに平行する平坦な底面12aと、底面12aの周縁からダイパッド3の上面3aに向かうにしたがって半導体チップ2の配置領域から離れるように延びる平らな傾斜面(内側面)12bとによって構成されている。すなわち、本実施形態の凹部12は、ダイパッド3の上面3aに開口する凹部12の開口部面積が底面12aの面積よりも大きい断面視台形状に形成されている。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, only differences from the first embodiment will be described, and the same components and manufacturing methods as those of the lead frame and semiconductor device of the first embodiment will be denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. To do.
As shown in FIG. 3, the
そして、この凹部12の平面視形状は、第一実施形態と同様に、半導体チップ2の平面視形状に相似する矩形状に形成されている。すなわち、凹部12の開口部及び底面12aは、共に平面視矩形状に形成されている。
また、平面視した凹部12の大きさも、第一実施形態と同様に、半導体チップ2の配置領域全体を含むように、配置領域よりも大きく形成されている。具体的に説明すれば、平面視した凹部12の開口部及び底面12aの大きさは、共に半導体チップ2の配置領域よりも大きく設定されている。
さらに、平面視した凹部12の開口部の大きさは、第一実施形態と同様に、平面視した凹部12の開口部の内接円C1が半導体チップ2の外接円C2よりも小さくなるように設定されている。なお、平面視した凹部12の底面12aの大きさは、開口部の場合と同様に、平面視した凹部12の底面12aの内接円C1が半導体チップ2の外接円C2よりも小さくなるように設定されていてもよいが、これに限ることは無い。
And the planar view shape of this recessed
Also, the size of the
Further, the size of the opening of the
この実施形態に係るリードフレームでは、第一実施形態と同様の効果を奏する。
また、このリードフレームによれば、凹部12に収容されたはんだ4にかかる応力を緩和することができる。詳細に説明すれば、リフローにより半導体チップ2をダイパッド3に接合する際には、凹部12内のはんだ4が膨張収縮するが、はんだ4が収縮する際には凹部12内のはんだ4に応力が生じることがある。また、凹部12を有するリードフレームによって製造された半導体装置に対し、熱サイクル試験や熱疲労試験を実施する等して、半導体装置を加熱冷却した際には、リードフレームとはんだ4との材質の違いに基づく両者間の熱膨張係数の差によって、凹部12内のはんだ4に応力が生じることがある。
The lead frame according to this embodiment has the same effects as the first embodiment.
Further, according to this lead frame, the stress applied to the solder 4 accommodated in the
このことに対し、上記構成のように凹部12に傾斜面12bを形成しておくことにより、リフロー時あるいは半導体装置の加熱冷却時に凹部12内のはんだ4にかかる応力を緩和して、凹部12内のはんだ4にクラックが生じることを防止できる。また、凹部12内のはんだ4に生じる応力が半導体チップ2に伝わって半導体チップ2にクラックが生じることも防止できる。
さらに、本実施形態のリードフレームによれば、リフロー時に溶融したはんだ4上に浮上する半導体チップ2が移動して、平面視した凹部12の周縁に接触したとしても、凹部12の周縁が傾斜面12bとなっていることで、半導体チップ2が凹部12周縁に接触した際に半導体チップ2にかかる応力を緩和することもできる。
以上のことから、本実施形態の構成では、半導体装置の信頼性をさらに向上させることができる。
On the other hand, by forming the
Furthermore, according to the lead frame of this embodiment, even if the
From the above, the configuration of this embodiment can further improve the reliability of the semiconductor device.
〔第三実施形態〕
次に、本発明の第三実施形態について図4を参照して説明する。なお、ここでは、第二実施形態との相違点のみについて説明し、第二実施形態のリードフレーム及び半導体装置と同一の構成要素や製造方法については同一符号を付す等して、その説明を省略する。
図4に示すように、この実施形態に係るリードフレームをなすダイパッド3の凹部13は、第二実施形態と同様に、ダイパッド3の上面3aよりも低く位置して当該上面3aに平行する平坦な底面13aと、底面13aの周縁からダイパッド3の上面3aに向かうにしたがって半導体チップ2の配置領域から離れるように延びる傾斜面(内側面)13bとによって構成されている。なお、この凹部13の開口部及び底面13aの平面視形状及び大きさは、いずれも第二実施形態の凹部12と同様となっている。
そして、本実施形態では、傾斜面13bが凹部13の内側に膨出するように湾曲して、傾斜面13bとダイパッド3の上面3aとが滑らかに連なっている。すなわち、傾斜面13bとダイパッド3の上面3aとの角部が丸みを帯びている。なお、図示例において、傾斜面13bと底面13aとの角部は丸みを帯びていないが、例えば丸みを帯びていてもよい。
[Third embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, only differences from the second embodiment will be described, and the same components and manufacturing methods as those of the lead frame and semiconductor device of the second embodiment will be denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. To do.
As shown in FIG. 4, the
In this embodiment, the
本実施形態のリードフレームによれば、第二実施形態と同様の効果を奏することに加え、凹部13に収容されたはんだ4のうち、凹部13の傾斜面13bとダイパッド3の上面3aとの角部近傍に位置する部分に生じる応力を特に緩和できる。したがって、この角部近傍に位置するはんだ4にクラックが生じることを特に防止することができる。
According to the lead frame of this embodiment, in addition to the same effects as those of the second embodiment, of the solder 4 accommodated in the
〔第四実施形態〕
次に、本発明の第四実施形態について図5を参照して説明する。なお、ここでは、第一〜第三実施形態との相違点のみについて説明し、第一〜第三実施形態のリードフレーム及び半導体装置と同一の構成要素や製造方法については同一符号を付す等して、その説明を省略する。
図5に示すように、この実施形態に係るリードフレームをなすダイパッド3の凹部14は、第一〜第三実施形態と同様に、ダイパッド3の上面3aから窪んで形成されている。なお、この凹部14の断面視形状は、第一実施形態の凹部11のように矩形状に形成されてもよいし、第二、第三実施形態の凹部12,13のように台形状に形成されてもよい。
そして、本実施形態の凹部14では、その平面視形状が、第一〜第三実施形態と同様に半導体チップ2の平面視形状に相似する矩形状に形成されているものの、平面視した凹部14の角部14cが丸みを帯びている。なお、平面視した凹部14の大きさは、第一〜第三実施形態の凹部11〜13と同様である。
[Fourth embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, only differences from the first to third embodiments will be described, and the same components and manufacturing methods as those of the lead frame and semiconductor device of the first to third embodiments will be denoted by the same reference numerals. The description is omitted.
As shown in FIG. 5, the
And in the recessed
したがって、本実施形態のリードフレームによれば、第一〜第三実施形態と同様の効果を奏し得る。
また、このリードフレームによれば、リフローの際に溶融したはんだ4上に浮上する半導体チップ2が移動して、平面視した半導体チップ2の角部が凹部14の角部14cに当接した際に、半導体チップ2の角部にかかる応力を特に緩和することができる。したがって、半導体チップ2の角部にクラックが発生することを防止できる。
Therefore, according to the lead frame of this embodiment, the same effects as those of the first to third embodiments can be obtained.
Also, according to this lead frame, when the
〔第五実施形態〕
次に、本発明の第五実施形態について図6を参照して説明する。なお、ここでは、第一〜第三実施形態との相違点のみについて説明し、第一〜第三実施形態のリードフレーム及び半導体装置と同一の構成要素や製造方法については同一符号を付す等して、その説明を省略する。
図6に示すように、この実施形態に係るリードフレームをなすダイパッド3の凹部15は、第一〜第三実施形態と同様に、ダイパッド3の上面3aから窪んで形成されている。なお、この凹部15の断面視形状は、第一実施形態の凹部11のように矩形状に形成されてもよいし、第二、第三実施形態の凹部12,13のように台形状に形成されてもよい。
そして、本実施形態の凹部15では、その平面視形状が、第一〜第三実施形態と同様に半導体チップ2の平面視形状に相似する矩形状に形成されているものの、平面視した凹部15の角部には、凹部15の内側面15bからダイパッド3の上面3aに沿う方向に窪む逃がし溝21が形成されている。この逃がし溝21は、ダイパッド3の上面3aから外方に露出している。なお、図示例では、逃がし溝21が平面視円形状に形成されているが、例えば多角形状等の任意の平面視形状に形成されていてよい。
以上のように形成された凹部15の平面視での大きさは、第一〜第三実施形態の凹部11〜13と同様である。
[Fifth embodiment]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, only differences from the first to third embodiments will be described, and the same components and manufacturing methods as those of the lead frame and semiconductor device of the first to third embodiments will be denoted by the same reference numerals. The description is omitted.
As shown in FIG. 6, the
And in the recessed
The size of the
したがって、本実施形態のリードフレームによれば、第一〜第三実施形態と同様の効果を奏し得る。
さらに、このリードフレームによれば、リフローの際に溶融したはんだ4上に浮上する半導体チップ2が凹部15の角部に向けて移動しても、平面視した半導体チップ2の角部は逃がし溝21内に入り込むことができるため、凹部15の角部に当接すること自体を防止できる。したがって、半導体チップ2の角部にクラックが発生することを確実に防止できる。
Therefore, according to the lead frame of this embodiment, the same effects as those of the first to third embodiments can be obtained.
Furthermore, according to this lead frame, even if the
以上、本発明のリードフレーム及び半導体装置に係る五つの実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、第二、第三実施形態では、凹部12,13の底面12a,13aの大きさが、半導体チップ2の配置領域よりも大きく設定されるとしたが、例えば配置領域よりも小さく設定されてもよい。すなわち、平面視した半導体チップ2の周縁は、例えば傾斜面12b,13b上に位置していても構わない。
Although the five embodiments according to the lead frame and the semiconductor device of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are made without departing from the spirit of the present invention. It is possible.
For example, in the second and third embodiments, the sizes of the bottom surfaces 12a and 13a of the
また、上述した全ての実施形態の凹部11〜15では、その底面11a〜13a全体が平坦面とされているが、これに限ることはない。例えば図7に示すように、ダイパッド3の上面3aから窪む凹部16の底面16aの周縁領域に、当該底面16aから窪む環状溝22が形成されていてもよい。この環状溝22の形状や大きさは、図示例のように平面視で環状溝22が半導体チップ2の周縁に重なるように設定されることが好ましいが、これに限ることはない。
なお、図示例の環状溝22は、断面V字状とされているが、矩形状や円弧状等の任意の断面形状とされてよい。また、図示例の凹部16は、第二実施形態と同様に傾斜面(内側面)16bを有する断面視形状となっているが、例えば第一、第三実施形態と同様の断面視形状となっていてもよい。
Moreover, in the recessed parts 11-15 of all the embodiment mentioned above, although the whole
Note that the
さらに、平面視した凹部11〜16の大きさは、上記実施形態のものに限らない。すなわち、平面視した凹部11〜16の大きさは、例えば、平面視した凹部11〜16の内接円C1が半導体チップ2の外接円C2に対して同等あるいは大きくなるように設定されても構わない。
また、平面視した凹部11〜16の大きさは、半導体チップ2の配置領域よりも大きく設定されることに限らず、少なくとも半導体チップ2が凹部11〜16に収容されたはんだ4と接合できるように設定されればよい。したがって、平面視した凹部11〜16の大きさは、例えば半導体チップ2の配置領域に対して同等あるいは小さく設定されてもよい。
Furthermore, the size of the
Further, the size of the
さらに、凹部11〜16は、その全体が半導体チップ2の配置領域に重なることに限らず、例えば半導体チップ2の一部がダイパッド3の上面3aに配されるように、凹部11〜16の一部のみが半導体チップ2の配置領域と重なってもよい。この場合には、平面視した凹部11〜16の大きさが半導体チップ2の配置領域よりも小さくても、上記実施形態の場合と同様に、半導体チップ2を凹部11〜16上に配した状態で凹部11〜16に収容されたはんだ4の一部が外方に露出するため、リフロー時にはんだ4内部等に存在するボイドを容易に外方に逃がすことが可能となる。
Furthermore, the
また、上述した全ての実施形態では、平面視矩形状の半導体チップ2についてのみ説明したが、本発明は、任意の平面視形状を有する半導体チップに適用することが可能である。すなわち、半導体チップの平面視形状は、例えば円形状や任意の多角形状であってよい。
この場合、ダイパッド3に形成される凹部の平面視形状は、半導体チップの平面視形状とは無関係の任意の形状に設定されてもよいが、半導体チップの平面視形状に相似していることがより好ましい。
In all the embodiments described above, only the
In this case, the shape of the recess formed in the
また、半導体チップが上記実施形態のように平面視多角形状である場合、ダイパッド3に形成される凹部の平面視形状は、上記実施形態と同様に、半導体チップの平面視形状よりも大きい相似形とされることに加え、平面視した凹部の内接円が半導体チップの外接円よりも小さくなるように設定されているとより好ましい。
Further, when the semiconductor chip has a polygonal shape in plan view as in the above embodiment, the shape in plan view of the recess formed in the
2 半導体チップ
3 ダイパッド
3a 上面
4 はんだ
11,12,13,14,15,16 凹部
11a,12a,13a,16a 底面
11b,15b 内側面
12b,13b,16b 傾斜面(内側面)
14c 角部
21 逃がし溝
22 環状溝
C1 内接円
C2 外接円
Claims (10)
当該ダイパッドの平坦な上面のうち前記半導体チップの配置領域に、前記上面から窪んで前記はんだを収容する凹部が形成されていることを特徴とするリードフレーム。 A lead frame having a plate-like die pad for joining semiconductor chips by solder,
A lead frame, wherein a concave portion that is recessed from the upper surface and accommodates the solder is formed in an arrangement region of the semiconductor chip in a flat upper surface of the die pad.
平面視した前記凹部の内接円が前記半導体チップの外接円よりも小さいことを特徴とする請求項4に記載のリードフレーム。 The semiconductor chip and the recess are formed in a polygonal shape in plan view,
The lead frame according to claim 4, wherein an inscribed circle of the concave portion in plan view is smaller than an inscribed circle of the semiconductor chip.
半導体チップが、前記ダイパッドの凹部に収容されたはんだを介して、前記ダイパッドの上面側に接合されていることを特徴とする半導体装置。 A semiconductor device manufactured using the lead frame according to any one of claims 1 to 9,
A semiconductor device, wherein a semiconductor chip is bonded to the upper surface side of the die pad through solder accommodated in a recess of the die pad.
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