JP7022541B2

JP7022541B2 - 半導体装置

Info

Publication number: JP7022541B2
Application number: JP2017173998A
Authority: JP
Inventors: 守山上
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2017-09-11
Filing date: 2017-09-11
Publication date: 2022-02-18
Anticipated expiration: 2037-09-11
Also published as: JP2019050297A

Description

本発明は、いわゆるＦａｎ－Ｏｕｔ型のパッケージ形式である半導体装置に関する。

近年における電子機器の小型化に伴い、当該電子機器に適用される半導体装置の小型化が進められている。こうした動向を受け、いわゆるＦａｎ－Ｏｕｔ型のパッケージ形式である半導体装置が存在する。Ｆａｎ－Ｏｕｔ型は、導電支持体と、導電支持体に搭載された半導体素子と、導電支持体の所定の部位に積層された外部端子とを備えるパッケージ形式である。Ｆａｎ－Ｏｕｔ型では、導電支持体の厚さ方向視において、外部端子の周縁は、半導体素子の周縁よりも外側に位置する部分を含むことが特徴的である。このような構成をとることによって、半導体装置の小型化を図りつつ、外部端子の配置形態を電子機器の配線基板に柔軟に対応させることや、外部端子を半導体素子の電極よりも多く設定できる。このため、Ｆａｎ－Ｏｕｔ型では、半導体素子を配線基板に直接実装する場合（いわゆるＦａｎ－Ｉｎ型）よりも、配線基板に対する実装性を向上させることができる。

特許文献１には、Ｆａｎ－Ｏｕｔ型のパッケージ形式である半導体装置の一例が開示されている。当該半導体装置は、配線パターンが形成されたテープ基板（導電支持体に相当）と、テープ基板に支持された半導体チップと、テープ基板に形成された配線パターンの所定の位置に配置されたバンプ電極（外部端子に相当）とを備える（特許文献１の図２参照）。バンプ電極は、半田ボールから構成される。

特許文献１に開示されている半導体装置は、外部端子が半田ボールから構成されているため、電子機器の配線基板に当該半導体装置を実装する際、半田が不要という利点を有する。ただし、リフローにおいて当該半田ボールが溶融し、テープ基板に形成された配線パターンに対する半田の濡れ性が良好でない場合、配線パターンに十分な半田が付着されず、実装性が低下するというおそれがある。また、溶融した半田の表面張力によって、配線基板に対して当該半導体装置の位置ずれが発生することが懸念される。

特開２００１－８５５６５号公報

本発明は上述の事情に鑑み、小型化を図りつつ、配線基板に対する実装性の低下を回避させることが可能な半導体装置を提供することをその課題とする。

本発明によれば、厚さ方向において互いに反対側を向く支持面および端子面を有する導電支持体と、前記支持面に対向する素子裏面と、前記素子裏面に形成された電極と、を有し、かつ前記電極が前記支持面に接続された半導体素子と、前記端子面と同方向を向く樹脂裏面と、前記樹脂裏面に交差する樹脂側面と、を有し、かつ前記導電支持体の少なくとも一部および前記半導体素子を覆う封止樹脂と、前記端子面に積層され、かつ前記樹脂裏面から露出する外部端子と、を備える半導体装置であって、前記支持面に交差し、かつ外側を向く前記導電支持体の端面は、前記樹脂側面と面一であり、前記外部端子は、Ｐを含有するＮｉ層と、Ａｕ層と、を含み、前記導電支持体の厚さ方向視において、前記外部端子の周縁は、前記半導体素子の周縁よりも外側に位置する部分を含むことを特徴とする半導体装置が提供される。

本発明の実施において好ましくは、前記外部端子は、前記端子面に接する前記Ｎｉ層と、前記Ｎｉ層に接する前記Ａｕ層から構成される。

本発明の実施において好ましくは、前記外部端子は、前記端子面に接する前記Ｎｉ層と、前記Ｎｉ層に接するＰｄ層と、前記Ｐｄ層に接する前記Ａｕ層から構成される。

本発明の実施において好ましくは、前記導電支持体は、リードフレームから構成される。

本発明の実施において好ましくは、前記導電支持体は、Ｃｕを含む。

本発明の実施において好ましくは、前記導電支持体は、その厚さ方向において前記支持面と前記端子面との間に位置する中間面をさらに有し、前記導電支持体には、前記中間面から前記樹脂裏面に向けて突出する突出部が形成され、前記端子面は、前記突出部の先端に位置する。

本発明の実施において好ましくは、前記導電支持体の厚さ方向視において、前記突出部は、前記電極に対して外側に離間している。

本発明の実施において好ましくは、前記導電支持体の厚さ方向視において、前記突出部は、前記半導体素子よりも外側に位置する。

本発明の実施において好ましくは、前記突出部は、前記樹脂側面から露出する領域を含み、当該領域は、前記導電支持体の前記端面につながっている。

本発明の実施において好ましくは、前記外部端子は、前記樹脂側面から露出する前記突出部の前記領域に積層されている。

本発明の実施において好ましくは、前記端子面は、前記樹脂裏面と面一である。

本発明の実施において好ましくは、前記素子裏面に対向し、かつ前記樹脂裏面から露出する放熱体をさらに備える。

本発明の実施において好ましくは、前記放熱体は、前記素子裏面に対向する基層と、前記基層に接し、かつ前記樹脂裏面から露出する表層と、を有し、前記基層を構成する材料は、前記導電支持体を構成する材料と同一であり、前記表層を構成する材料は、前記外部端子を構成する材料と同一である。

本発明の実施において好ましくは、前記導電支持体の厚さ方向において、前記放熱体における前記基層と前記表層との境界の位置が、前記樹脂裏面の位置に等しい。

本発明の実施において好ましくは、前記樹脂裏面に接して設けられた絶縁膜をさらに備え、前記外部端子は、前記絶縁膜から露出している。

本発明の実施において好ましくは、前記樹脂裏面に接して設けられた絶縁膜をさらに備え、前記外部端子および前記放熱体は、ともに前記絶縁膜から露出している。

本発明の実施において好ましくは、前記支持面と前記電極との間に介在する接合層をさらに備え、前記接合層は、Ｓｎを含有する合金を含む。

本発明の実施において好ましくは、前記半導体素子は、前記素子裏面に接して設けられた素子絶縁膜をさらに有し、前記電極は、前記素子絶縁膜から露出する表面導電層を有し、前記表面導電層は、Ｓｎを含有する合金から構成される。

本発明にかかる半導体装置は、導電支持体の厚さ方向視において、外部端子の周縁は、半導体素子の周縁よりも外側に位置している。このため、当該半導体装置は、小型化と、実装性の向上とを図ったＦａｎ－Ｏｕｔ型のパッケージ形式を構成する。あわせて、外部端子が無電解めっきにより形成されたＮｉ層（Ｐを含有）と、Ａｕ層とを含むため、外部端子に対する半田の濡れ性が改善され、配線基板に対する当該半導体装置の実装性の低下を回避させることができる。したがって、本発明にかかる半導体装置によれば、小型化を図りつつ、配線基板に対する実装性の低下を回避させることが可能となる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面に基づき以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

本発明の第１実施形態にかかる半導体装置の斜視図（封止樹脂および絶縁膜を透過）である。図１に示す半導体装置の平面図（封止樹脂を透過）である。図１に示す半導体装置の平面図（半導体素子および封止樹脂を除く）である。図１の示す半導体装置の底面図である。図１に示す半導体装置の正面図である。図１に示す半導体装置の右側面図である。図２のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿う断面図である。図２のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。図７の部分拡大図である。図１に示す半導体装置において、接合層を省略したときの状態を示す部分拡大断面図である。本発明の第２実施形態にかかる半導体装置の平面図（封止樹脂を透過）である。図１１に示す半導体装置の底面図である。図１１に示す半導体装置の正面図である。図１１に示す半導体装置の右側面図である。図１１のＸＶ－ＸＶ線に沿う断面図である。図１１のＸＶＩ－ＸＶＩ線に沿う断面図である。本発明の第２実施形態の変形例にかかる半導体装置の断面図である。本発明の第２実施形態の変形例にかかる半導体装置の断面図である。本発明の第３実施形態にかかる半導体装置の平面図（封止樹脂を透過）である。図１９に示す半導体装置の平面図（半導体素子および封止樹脂を除く）である。図１９に示す半導体装置の底面図である。図１９のＸＸＩＩ－ＸＸＩＩ線に沿う断面図である。図１９のＸＸＩＩＩ－ＸＸＩＩＩ線に沿う断面図である。図２２の部分拡大図である。

本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という。）について、添付図面に基づいて説明する。

〔第１実施形態〕
図１～図１０に基づき、本発明の第１実施形態にかかる半導体装置Ａ１０について説明する。半導体装置Ａ１０は、導電支持体１０、半導体素子２０、接合層２９、封止樹脂３０、外部端子４０および絶縁膜５０を備える。ここで、図１は、理解の便宜上、封止樹脂３０および絶縁膜５０を透過している。図２は、理解の便宜上、封止樹脂３０を透過している。図８は、図２のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線（図２に示す一点鎖線）に沿う断面図である。図１０の図示範囲は、図９の図示範囲と同一である。なお、図１において透過した封止樹脂３０および絶縁膜５０の外形を想像線（二点鎖線）で示している。

これらの図に示す半導体装置Ａ１０は、様々な電子機器の配線基板に表面実装される樹脂パッケージである。図２に示すように、導電支持体１０の厚さ方向ｚ視（以下「平面視」という。）において、外部端子４０の周縁は、半導体素子２０の周縁よりも外側に位置する部分を含む。このようなパッケージ形式は、Ｆａｎ－Ｏｕｔ型と呼ばれる。図１および図２に示すように、平面視における半導体装置Ａ１０は、矩形状である。ここで、説明の便宜上、導電支持体１０の厚さ方向ｚに対して直交する半導体装置Ａ１０の長手方向を第１方向ｘと呼ぶ。また、導電支持体１０の厚さ方向ｚおよび第１方向ｘの双方に対して直交する半導体装置Ａ１０の短手方向を第２方向ｙと呼ぶ。なお、以下の説明では、導電支持体１０の厚さ方向ｚは、単に「厚さ方向ｚ」と呼ぶ。

導電支持体１０は、リードフレームから構成される導電部材である。導電支持体１０は、Ｃｕ（銅）を含む。図１～図８に示すように、導電支持体１０は、支持面１１、端子面１２、中間面１３および端面１４を有する。支持面１１は、厚さ方向ｚを向く。支持面１１には、半導体素子２０が接続されている。端子面１２は、厚さ方向ｚを向き、かつ支持面１１とは反対側を向く。図４に示すように、端子面１２は、平面視において互いに離間した複数の領域（本実施形態では１０個の領域）を有する。本実施形態では、端子面１２の各々の当該領域は、矩形状である。端子面１２には、外部端子４０が積層されている。端子面１２は、封止樹脂３０の樹脂裏面３２（詳細は後述）と面一である。

図７および図８に示すように、中間面１３は、厚さ方向ｚにおいて支持面１１と端子面１２との間に位置する。導電支持体１０には、中間面１３から封止樹脂３０の樹脂裏面３２に向けて突出する突出部１５が複数形成されている。端子面１２は、突出部１５の先端に位置する。図１、図３および図５～図８に示すように、端面１４は、支持面１１に交差し、かつ半導体装置Ａ１０の外側を向く。端面１４は、封止樹脂３０の樹脂側面３３（詳細は後述）と面一である。端面１４は、第１方向ｘおよび第２方向ｙのいずれかを向く複数の領域（本実施形態では１０個の領域）を有する。本実施形態では、端面１４の各々の当該領域は、矩形状である。図７および図８に示すように、支持面１１および中間面１３は、封止樹脂３０に覆われている。端子面１２および端面１４は、封止樹脂３０から露出している。このため、封止樹脂３０は、導電支持体１０の少なくとも一部を覆っている。

半導体素子２０は、半導体装置Ａ１０の機能中枢となる素子である。半導体素子２０は、たとえばＬＳＩ（Large Scale Integration）などの集積回路（ＩＣ）である。また、半導体素子２０は、ＬＤＯ（Low Drop Out）などの電圧制御用素子や、オペアンプなどの増幅用素子であってもよい。図７および図８に示すように、半導体素子２０は、素子主面２１、素子裏面２２および素子絶縁膜２３を有する。素子主面２１は、厚さ方向ｚを向き、かつ導電支持体１０の支持面１１と同方向を向く。素子裏面２２は、厚さ方向ｚを向き、かつ素子主面２１とは反対側を向く。素子裏面２２は、支持面１１に対向する。素子絶縁膜２３は、素子裏面２２に接して設けられている。素子絶縁膜２３は、たとえば互いに積層されたＳｉ₃Ｎ₄（窒化膜）とポリイミドから構成される。図２、図７および図８に示すように、電極２４は、素子裏面２２に複数形成されている。図９に示すように、各々の電極２４は、素子絶縁膜２３に形成された開口２３１から露出している。このため、開口２３１の位置は、電極２４の位置に対応している。電極２４は、たとえばＡｌ（アルミニウム）から構成される。半導体素子２０においては、フリップチップボンディングにより電極２４が支持面１１に接続されている。

接合層２９は、図３および図７～図９に示すように、導電支持体１０の支持面１１と、半導体素子２０の電極２４との間に介在する導電部材である。本実施形態では、電極２４は、接合層２９を介して支持面１１に接続されている。接合層２９は、Ｎｉ（ニッケル）と、Ｓｎ（錫）を含有する合金とを含む。接合層２９は、たとえば電解めっきにより支持面１１に接して形成することができる。半導体素子２０は、接合層２９により導電支持体１０に固着されている。

また、図１０に示すように、半導体素子２０の電極２４は、互いに積層された基部導電層２４１および表面導電層２４２を有する構成をとってもよい。この場合では、接合層２９を省略することができる。したがって、電極２４は、支持面１１に直接的に接続されている。基部導電層２４１は、Ａｌ、Ｔｉ（チタン）およびＮｉを含む。表面導電層２４２は、基部導電層２４１に接し、かつＳｎを含有する合金から構成される。表面導電層２４２は、素子絶縁膜２３に形成された開口２３１から露出している。この場合では、半導体素子２０は、基部導電層２４１により導電支持体１０に固着されている。

図２に示すように、平面視において、導電支持体１０に形成された突出部１５は、半導体素子２０の電極２４に対して外側に離間している。また、平面視において、突出部１５は、半導体素子２０よりも外側に位置している。このため、本実施形態では、平面視において、外部端子４０の周縁の全部が、半導体素子２０の周縁よりも外側に位置する。

封止樹脂３０は、図１、図７および図８に示すように、導電支持体１０の少なくとも一部および半導体素子２０を覆う電気絶縁部材である。封止樹脂３０は、たとえば黒色のエポキシ樹脂から構成される。封止樹脂３０は、たとえばコンプレッション成形により形成することができる。図５～図８に示すように、封止樹脂３０は、樹脂主面３１、樹脂裏面３２および樹脂側面３３を有する。樹脂主面３１は、厚さ方向ｚを向き、かつ導電支持体１０の支持面１１と同方向を向く。樹脂裏面３２は、厚さ方向ｚを向き、かつ樹脂主面３１とは反対側を向く。半導体装置Ａ１０を配線基板に実装したとき、樹脂裏面３２は、当該配線基板に対向する。樹脂側面３３は、樹脂主面３１および樹脂裏面３２の双方に交差する。本実施形態では、樹脂側面３３は、第１方向ｘにおいて互いに離間する一対の第１領域３３１と、第２方向ｙにおいて互いに離間する一対の第２領域３３２とを有する。図６に示すように、各々の第１領域３３１から、第１方向ｘかつ半導体装置Ａ１０の外側を向く導電支持体１０の端面１４の領域（本実施形態では１個の領域）が露出している。また、図５に示すように、各々の第２領域３３２から、第２方向ｙかつ半導体装置Ａ１０の外側を向く端面１４の領域（本実施形態では４個の領域）が露出している。

外部端子４０は、図１、図４および図７～図９に示すように、導電支持体１０の端子面１２に積層され、かつ封止樹脂３０の樹脂裏面３２から露出する導電部材である。半導体装置Ａ１０を配線基板に実装する際、外部端子４０に半田が付着する。なお、端子面１２は、樹脂裏面３２から露出しているものの、外部端子４０に覆われているため、半導体装置Ａ１０の外部から視認されない。外部端子４０は、Ｎｉ層およびＡｕ（金）層を含む。外部端子４０は、無電解めっきにより形成される。このため、当該Ｎｉ層は、Ｐ（リン）を含有する。外部端子４０は、端子面１２に接するＮｉ層と、当該Ｎｉ層に接するＡｕ層から構成される。また、外部端子４０は、端子面１２に接するＮｉ層と、当該Ｎｉ層に接するＰｄ（パラジウム）層と、当該Ｐｄ層に接するＡｕ層から構成されてもよい。本実施形態では、外部端子４０は、端子面１２の複数の領域にそれぞれ積層されている。

絶縁膜５０は、図５～図９に示すように、封止樹脂３０の樹脂裏面３２に接して設けられている。絶縁膜５０は、電気絶縁性を有し、たとえばポリイミドから構成される。絶縁膜５０には、複数の開口５１が形成されている。各々の開口５１から外部端子４０の各領域が露出している。このため、各々の開口５１の位置は、外部端子４０の各領域に対応している。なお、絶縁膜５０は、省略してもよい。

次に、半導体装置Ａ１０の作用効果について説明する。

半導体装置Ａ１０は、支持面１１および端子面１２を有する導電支持体１０と、支持面１１に接続された半導体素子２０と、端子面１２に積層され、かつ封止樹脂３０の樹脂裏面３２から露出する外部端子４０とを備える。導電支持体１０の端面１４は、封止樹脂３０の樹脂側面３３と面一である。また、平面視において、外部端子４０の周縁は、半導体素子２０の周縁よりも外側に位置している。このような構成をとることによって、半導体装置Ａ１０は、小型化と、実装性の向上とを図ったＦａｎ－Ｏｕｔ型のパッケージ形式をとる。あわせて、外部端子４０が無電解めっきにより形成されたＮｉ層（Ｐを含有）と、Ａｕ層とを含むため、外部端子４０に対する半田の濡れ性が改善され、配線基板に対する半導体装置Ａ１０の実装性の低下を回避させることができる。したがって、半導体装置Ａ１０によれば、小型化を図りつつ、配線基板に対する実装性の低下を回避させることが可能となる。

外部端子４０に含まれるＮｉ層およびＡｕ層は、ともに無電解めっきにより形成されている。このため、Ｎｉ層およびＡｕ層が電解めっきにより形成される場合よりも、各層の厚さ（厚さ方向ｚの長さ）を極力薄くすることができる。このことは、半導体装置Ａ１０のさらなる小型化（低背化）に寄与する。

外部端子４０の構成を、導電支持体１０の端子面１２に接するＮｉ層と、表面に露出するＡｕ層との間に、Ｐｄ層を介在させた場合、外部端子４０に対する半田の濡れ性がさらに改善される。したがって、配線基板に対する半導体装置Ａ１０の実装性の低下を回避し、かつ実装性をさらに向上させることができる。

半導体装置Ａ１０において、導電支持体１０の端面１４は、封止樹脂３０の樹脂側面３３と面一であることは、導電支持体１０がリードフレームから構成されていることに起因している。電解めっきにより導電支持体１０を形成する場合と比較して、リードフレームから構成された導電支持体１０を適用することによって、製造工程を省力化させ、かつ製造効率の向上を図るとともに、半導体装置Ａ１０の製造コストの縮減を図ることができる。

導電支持体１０は、厚さ方向ｚにおいて支持面１１と端子面１２との間に位置する中間面１３を有する。また、導電支持体１０には、中間面１３から封止樹脂３０の樹脂裏面３２に向けて突出する突出部１５が形成されている。この場合において、端子面１２は、突出部１５の先端に位置する。このような構成をとることによって、支持面１１および中間面１３を含む導電支持体１０の部位が、厚さ方向ｚにおける両側から封止樹脂３０に挟まれる形態をとり得る。当該形態をとると、封止樹脂３０から導電支持体１０が脱落することを防止できる。

半導体装置Ａ１０は、封止樹脂３０の樹脂裏面３２に接して設けられた絶縁膜５０を備えることによって、半導体装置Ａ１０を実装する際、外部端子４０に付着する半田に起因したショートの発生を回避することができる。また、半導体装置Ａ１０の使用時に、半導体素子２０からリーク電流が漏えいすることを防止できる。

半導体装置Ａ１０は、導電支持体１０の支持面１１と、半導体素子２０の電極２４との間に介在する接合層２９を備える。接合層２９は、Ｓｎを含有する合金を含む。このような構成をとることによって、フリップチップボンディングにより電極２４を支持面１１に接続させる際、電極２４に半田を別途付着させる必要はなく、かつ精度よく電極２４を支持面１１に接続させることができる。

また、半導体素子２０は、素子裏面２２に接して設けられた素子絶縁膜２３を有する。電極２４は、素子絶縁膜２３の開口２３１から露出している。この場合において、半導体装置Ａ１０は、接合層２９を省略することができる。あわせて、半導体装置Ａ１０の半導体素子２０は、開口２３１から露出する表面導電層２４２を有する電極２４をとることができる。表面導電層２４２は、Ｓｎを含有する合金から構成される。このような構成をとることによって、半導体装置Ａ１０が接合層２９を備える場合と同様の作用効果を奏する。

〔第２実施形態〕
図１１～図１６に基づき、本発明の第２実施形態にかかる半導体装置Ａ２０について説明する。これらの図において、先述した半導体装置Ａ１０と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。ここで、図１１は、理解の便宜上、封止樹脂３０を透過している。図１６は、図１１のＸＶＩ－ＸＶＩ線（図１１に示す一点鎖線）に沿う断面図である。

半導体装置Ａ２０は、導電支持体１０の構成が、先述した半導体装置Ａ１０と異なる。なお、図１１に示すように、平面視における半導体装置Ａ２０は、矩形状である。

図１１～図１６に示すように、導電支持体１０に形成された突出部１５は、封止樹脂３０の樹脂側面３３から露出する領域を含む。当該領域は、導電支持体１０の端面１４につながるとともに、樹脂側面３３と面一である。また、図１３および図１４に示すように、樹脂側面３３から露出する端面１４の領域には、半導体装置Ａ１０と異なり、第１方向ｘおよび第２方向ｙに延びる帯状の部分が現れている。

〔第２実施形態の変形例〕
図１７および図１８に基づき、半導体装置Ａ２０の変形例である半導体装置Ａ２１について説明する。図１７の断面位置は、図１５と同一である。図１８の断面位置は、図１６と同一である。

図１６および図１７に示すように、本変形例では、外部端子４０が、導電支持体１０の端子面１２のみならず、樹脂側面３３（第１領域３３１および第２領域３３２）から露出する突出部１５の領域にも積層されている。外部端子４０は、樹脂裏面３２のみならず、樹脂側面３３からも露出している。このような導電支持体１０および外部端子４０の構成は、外部端子４０を形成する前に導電支持体１０の端子面１２から凹む溝をハーフスクライブで形成することによって得ることができる。

次に、半導体装置Ａ２０の作用効果について説明する。

半導体装置Ａ２０は、先述した半導体装置Ａ１０と同じく、Ｆａｎ－Ｏｕｔ型のパッケージ形式をとる。あわせて、半導体装置Ａ２０は、無電解めっきにより形成されたＮｉ層と、Ａｕ層とを含む外部端子４０を備える。したがって、半導体装置Ａ２０によっても、小型化を図りつつ、配線基板に対する実装性の低下を回避させることが可能となる。

導電支持体１０に形成された突出部１５は、封止樹脂３０の樹脂側面３３から露出する領域を含み、当該領域は、導電支持体１０の端面１４につながっている。このような構成をとることによって、半田が外部端子４０以外に当該領域にも付着し得るため、半導体装置Ａ２０における半田の付着面積が増加する。したがって、配線基板に対する半導体装置Ａ２０の実装強度をより向上させることができる。

半導体装置Ａ２１では、導電支持体１０の端子面１２のみならず、外部端子４０が樹脂側面３３から露出する突出部１５の領域にも積層されている。このような構成をとることによって、半導体装置Ａ２１を配線基板に実装したとき、突出部１５の当該領域に積層された外部端子４０の表面に半田フィレットの形成が促進される。したがって、配線基板に対する半導体装置Ａ２１の実装強度を、半導体装置Ａ２０よりもさらに向上させることができる。

〔第３実施形態〕
図１９～図２４に基づき、本発明の第３実施形態にかかる半導体装置Ａ３０について説明する。これらの図において、先述した半導体装置Ａ１０と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。ここで、図１９は、理解の便宜上、封止樹脂３０を透過している。図２３は、図１９のＸＸＩＩＩ－ＸＸＩＩＩ線（図１９に示す一点鎖線）に沿う断面図である。

半導体装置Ａ３０は、放熱体６０をさらに備える点が、先述した半導体装置Ａ１０と異なる。なお、図１９に示すように、平面視における半導体装置Ａ３０は、矩形状である。

図１９～図２４に示すように、放熱体６０は、半導体素子２０の素子裏面２２に対向し、かつ封止樹脂３０の樹脂裏面３２から露出している。平面視において、放熱体６０は、外部端子４０の複数の領域によって取り囲まれている。放熱体６０は、基層６１および表層６２を有する。基層６１は、素子裏面２２に対向している。基層６１を構成する材料は、導電支持体１０を構成する材料と同一である。すなわち、基層６１は、Ｃｕを含むリードフレームから構成される。基層６１の厚さ（厚さ方向ｚにおける長さ）は、導電支持体１０の支持面１１から端子面１２までの距離に等しい。基層６１は、支持面１１と同方向を向く頂面６１１を有する。厚さ方向ｚにおいて、頂面６１１の位置は、支持面１１の位置に等しい。図２４に示すように、本実施形態では、頂面６１１と半導体素子２０の素子絶縁膜２３との間に、接着層６３が介在している。接着層６３は、たとえばポリイミドから構成される。なお、接着層６３を省略し、頂面６１１と素子絶縁膜２３との間に封止樹脂３０が介在する場合をとってもよい。また、図２４に示すように、本実施形態では、半導体素子２０の電極２４は、互いに積層された基部導電層２４１および表面導電層２４２を有する構成をとっている。このため、図２０～図２４（図２１を除く）に示すように、本実施形態では、接合層２９が省略されている。

図２１～図２４に示すように、表層６２は、基層６１に接し、かつ封止樹脂３０の樹脂裏面３２から露出している。表層６２を構成する材料は、外部端子４０を構成する材料と同一である。すなわち、表層６２は、Ｐを含有するＮｉ層と、Ａｕ層とを含む。あわせて、表層６２は、その構成が外部端子４０の構成に対応し、その厚さ（厚さ方向ｚにおける長さ）が外部端子４０の厚さに等しい。また、図２４に示すように、厚さ方向ｚにおいて、放熱体６０における基層６１および表層６２の境界の位置は、樹脂裏面３２の位置に等しい。

図２１～図２４に示すように、半導体装置Ａ３０では、絶縁膜５０が封止樹脂３０の樹脂裏面３２に接して設けられている。絶縁膜５０を構成する材料は、半導体装置Ａ１０の絶縁膜５０を構成する材料と同一である。絶縁膜５０には、複数の開口５１が形成されている。各々の開口５１から外部端子４０の各領域に加え、表層６２が露出している。したがって、半導体装置Ａ３０では、外部端子４０および放熱体６０は、ともに絶縁膜５０から露出する構成となっている。なお、絶縁膜５０は、省略してもよい。

次に、半導体装置Ａ３０の作用効果について説明する。

半導体装置Ａ３０は、先述した半導体装置Ａ１０と同じく、Ｆａｎ－Ｏｕｔ型のパッケージ形式をとる。あわせて、半導体装置Ａ３０は、無電解めっきにより形成されたＮｉ層と、Ａｕ層とを含む外部端子４０を備える。したがって、半導体装置Ａ３０によっても、小型化を図りつつ、配線基板に対する実装性の低下を回避させることが可能となる。

半導体装置Ａ３０は、半導体素子２０の素子裏面２２に対向し、かつ封止樹脂３０の樹脂裏面３２から露出する放熱体６０をさらに備える。このような構成をとることによって、半導体装置Ａ３０の使用の際に半導体素子２０から発生する熱を、効率よく半導体装置Ａ３０の外部に放出することができる。また、放熱体６０は、基層６１および表層６２を有する。基層６１は、導電支持体１０と同じくリードフレームから構成されるため、導電支持体１０と同時に形成される。表層６２は、外部端子４０の構成に対応しているため、外部端子４０と同時に無電解めっきにより形成される。したがって、半導体装置Ａ３０の製造において、放熱体６０は、導電支持体１０および外部端子４０の形成過程において効率よく形成することができる。

本発明は、先述した実施形態に限定されるものではない。本発明の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

Ａ１０，Ａ２０，Ａ２１，Ａ３０：半導体装置
１０：導電支持体
１１：支持面
１２：端子面
１３：中間面
１４：端面
１５：突出部
２０：半導体素子
２１：素子主面
２２：素子裏面
２３：素子絶縁膜
２３１：開口
２４：電極
２４１：基部導電層
２４２：表面導電層
２９：接合層
３０：封止樹脂
３１：樹脂主面
３２：樹脂裏面
３３：樹脂側面
３３１：第１領域
３３２：第２領域
４０：外部端子
５０：絶縁膜
５１：開口
６０：放熱体
６１：基層
６１１：頂面
６２：表層
６３：接着層
ｘ：第１方向
ｙ：第２方向
ｚ：厚さ方向

Claims

厚さ方向において互いに反対側を向く支持面および端子面を有する導電支持体と、
前記支持面に対向する素子裏面と、前記素子裏面に形成された電極と、を有し、かつ前記電極が前記支持面に接続された半導体素子と、
前記端子面と同方向を向く樹脂裏面と、前記樹脂裏面に交差する樹脂側面と、を有し、かつ前記導電支持体の少なくとも一部および前記半導体素子を覆う封止樹脂と、
前記端子面に積層され、かつ前記樹脂裏面から露出する外部端子と、を備え、
前記支持面に交差し、かつ外側を向く前記導電支持体の端面は、前記樹脂側面と面一であり、
前記外部端子は、Ｐを含有するＮｉ層と、Ａｕ層と、を含み、
前記厚さ方向に沿って視て、前記外部端子の周縁は、前記半導体素子の周縁よりも外側に位置する部分を含み、
前記導電支持体は、前記厚さ方向に対して直交する第１方向に延びる第１支持体と、前記第１支持体から前記厚さ方向および前記第１方向に対して直交する第２方向に延びる第２支持体と、を含み、
前記電極は、前記第１支持体の前記支持面に接続されており、
前記端子面は、前記第２支持体の一部をなしており、
前記第２支持体の前記第１方向の寸法が、前記第１支持体の前記第２方向の寸法よりも大きい、半導体装置。
前記外部端子は、前記端子面に接する前記Ｎｉ層と、前記Ｎｉ層に接する前記Ａｕ層から構成される、請求項１に記載の半導体装置。
前記外部端子は、前記端子面に接する前記Ｎｉ層と、前記Ｎｉ層に接するＰｄ層と、前記Ｐｄ層に接する前記Ａｕ層から構成される、請求項１に記載の半導体装置。
前記導電支持体は、リードフレームから構成される、請求項１ないし３のいずれかに記載の半導体装置。
前記導電支持体は、Ｃｕを含む、請求項４に記載の半導体装置。
前記導電支持体は、前記厚さ方向において前記支持面と前記端子面との間に位置する中間面をさらに有し、
前記第２支持体には、前記中間面から前記樹脂裏面に向けて突出する突出部が形成され、
前記端子面は、前記突出部の先端に位置する、請求項１ないし５のいずれかに記載の半導体装置。
前記厚さ方向に沿って視て、前記突出部は、前記電極に対して外側に離間している、請求項６に記載の半導体装置。
前記厚さ方向に沿って視て、前記突出部は、前記半導体素子よりも外側に位置する、請求項７に記載の半導体装置。
前記突出部は、前記樹脂側面から露出する領域を含み、
前記領域は、前記端面につながっている、請求項７または８に記載の半導体装置。
前記外部端子は、前記樹脂側面から露出する前記突出部の前記領域に積層されている、請求項９に記載の半導体装置。
前記端子面は、前記樹脂裏面と面一である、請求項１ないし１０のいずれかに記載の半導体装置。
前記素子裏面に対向し、かつ前記樹脂裏面から露出する放熱体をさらに備える、請求項１ないし１１のいずれかに記載の半導体装置。
前記放熱体は、前記素子裏面に対向する基層と、前記基層に接し、かつ前記樹脂裏面から露出する表層と、を有し、
前記基層を構成する材料は、前記導電支持体を構成する材料と同一であり、
前記表層を構成する材料は、前記外部端子を構成する材料と同一である、請求項１２に記載の半導体装置。
前記厚さ方向において、前記放熱体における前記基層と前記表層との境界の位置が、前記樹脂裏面の位置に等しい、請求項１３に記載の半導体装置。
前記樹脂裏面に接して設けられた絶縁膜をさらに備え、
前記外部端子は、前記絶縁膜から露出している、請求項１ないし１１のいずれかに記載の半導体装置。
前記樹脂裏面に接して設けられた絶縁膜をさらに備え、
前記外部端子および前記放熱体は、ともに前記絶縁膜から露出している、請求項１２ないし１４のいずれかに記載の半導体装置。
前記支持面と前記電極との間に介在する接合層をさらに備え、
前記接合層は、Ｓｎを含有する合金を含む、請求項１ないし１６のいずれかに記載の半導体装置。
前記半導体素子は、前記素子裏面に接して設けられた素子絶縁膜をさらに有し、
前記電極は、前記素子絶縁膜から露出する表面導電層を有し、
前記表面導電層は、Ｓｎを含有する合金から構成される、請求項１ないし１６のいずれかに記載の半導体装置。