特開 2023-157835 半導体装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023157835

(43)【公開日】2023-10-26

(54)【発明の名称】半導体装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/48 20060101AFI20231019BHJP

   H01L 25/07 20060101ALI20231019BHJP

【ＦＩ】

H01L23/48 R

H01L25/04 C

H01L23/48 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023008112

(22)【出願日】2023-01-23

(31)【優先権主張番号】P 2022067528

(32)【優先日】2022-04-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000005234

【氏名又は名称】富士電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121083

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 宏義

(74)【代理人】

【識別番号】100138391

【弁理士】

【氏名又は名称】天田 昌行

(74)【代理人】

【識別番号】100132067

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 喜雅

(72)【発明者】

【氏名】中村 賢平

(57)【要約】      （修正有）

【課題】外部端子を回路基板に接合するための半田の使用量を抑えながら、温度変化に対する信頼性向上を図る半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体装置は、半導体チップと、リードフレームと、を備える。リードフレームは、半導体チップが表面に搭載されるダイパッドと、半導体体チップに電気的に接続される外部端子２２と、を有する。外部端子２２は、外部端子２２の裏面に設けられた端子穴２２ａを有する。端子穴２２ａは、少なくとも１つの凸部２２ａ－１を有し、凸部２２ａ－１は、端子穴２２ａの断面積が凸部２２ａ－１において凸部２２ａ－１よりも内部と比較して小さくなるように設けられている。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体チップと、
前記半導体チップが表面に搭載されるダイパッドと、前記半導体チップに電気的に接続される外部端子とを有するリードフレームとを備え、
前記外部端子は、当該外部端子の裏面に設けられた端子穴を有し、
前記端子穴は、少なくとも１つの凸部を有し、
前記凸部は、前記端子穴の断面積が前記凸部において当該凸部よりも内部と比較して小さくなるように設けられていることを特徴とする半導体装置。

【請求項2】

前記端子穴は、前記外部端子の裏面の周縁まで延びる溝である
ことを特徴とする請求項１記載の半導体装置。

【請求項3】

前記溝は、前記外部端子の裏面の周縁のうち前記半導体チップとは反対側の端部まで延びることを特徴とする請求項２記載の半導体装置。

【請求項4】

前記端子穴の前記凸部は、前記外部端子の裏面における前記端子穴の開口部分に位置することを特徴とする請求項１記載の半導体装置。

【請求項5】

前記端子穴の前記凸部は、前記端子穴がプレス成形された際に裏面側に突出する飛び出し部分をプレスすることによって形成されている
ことを特徴とする請求項４記載の半導体装置。

【請求項6】

前記端子穴は、前記凸部よりも内部において断面積が裏面側にかけて大きくなる
ことを特徴とする請求項４記載の半導体装置。

【請求項7】

前記リードフレームの裏面に半田を介して接合される回路基板を更に備える
ことを特徴とする請求項１記載の半導体装置。

【請求項8】

前記外部端子は、当該外部端子の側面に設けられた側面端子穴を更に有し、
前記外部端子の前記側面端子穴の少なくとも一部は、前記外部端子の前記側面のうち前記裏面側よりも窪んでいる
ことを特徴とする請求項１記載の半導体装置。

【請求項9】

半導体チップと、
前記半導体チップが表面に搭載されるダイパッドと、前記半導体チップに電気的に接続される外部端子とを有するリードフレームとを備え、
前記外部端子は、当該外部端子の側面に設けられた側面端子穴を有し、
前記側面端子穴の少なくとも一部は、当該側面端子穴が設けられた前記側面のうち前記裏面側よりも窪んでいる
ことを特徴とする半導体装置。

【請求項10】

前記外部端子は、当該外部端子の互いに対向する２つの前記側面のそれぞれに前記側面端子穴を有する
ことを特徴とする請求項８又は９記載の半導体装置。

【請求項11】

前記外部端子は、当該外部端子の裏面に直交する厚さ方向に並んで位置する複数の前記側面端子穴を有する
ことを特徴とする請求項８又は９記載の半導体装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体装置には、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）、ＦＷＤ（Free Wheeling Diode）等の半導体チップが搭載されている（例えば、特許文献１～７参照）。

【0003】

また、半導体装置の小型化及びインテリジェント化を目的として、インテリジェントパワースイッチ等の半導体装置が用いられている。このインテリジェントパワースイッチには、縦型パワー半導体素子を含むトランジスタ部と、この縦型パワー半導体素子の制御及び保護用の回路を構成する横型半導体素子を含む制御回路部とが設けられた半導体チップが搭載されている。

【0004】

ところで、半導体装置において、ＩＣチップ等を密封状態に収容するパッケージ本体と、このパッケージ本体から平行に突出する複数の外部端子とを備え、外部端子が、この外部端子の突出方向に延びる溝部と、外部端子を上下に貫通し、溝部に連通する孔とを有する半導体装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００２－３５９３３６号公報

【特許文献2】特開２０２０－５３４２４号公報

【特許文献3】特開２０１７－３８０５１号公報

【特許文献4】特開２０１８－２２７７２号公報

【特許文献5】特開２００２－２６２２２号公報

【特許文献6】特開２００３－２０４０２７号公報

【特許文献7】特開２０１３－２５８３４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

半導体装置が、例えば、自動車のエンジンルーム等の冷熱温度変化が生じる環境で用いられる場合、温度変化に対する高信頼性が要求される。特にハーフモールド構造の半導体装置では、冷熱時に半導体装置の変形がフルモールドタイプよりも大きくなることから、半導体チップに電気的に接続される外部端子と回路基板との半田接合部分における応力も強くなる。高信頼性への要求に対しては、外部端子と回路基板との半田接合部分の厚さを増やすなどの対応がとられている。

【0007】

一方で、上記エンジンルーム等の半導体装置の搭載スペースの高密度化に伴い、半導体装置への小型・薄型化の要求があり、回路基板に接続される外部端子の端子幅や端子ピッチを狭くする必要が生じている。そのため、上述の半田の厚さを増やす対応と相反する対応である半田供給領域の縮小化も求められている。

【0008】

外部端子を狭ピッチ化した場合に半田接合部分の厚さを厚くすると、隣りの外部端子との半田ブリッジが起こりやすく、接続不良が発生するおそれがある。上述の溝部及び孔を有する外部端子では、回路基板との接合用の半田が溝部及び孔を通って外部端子の上面にも行き渡る。そのため、外部端子を狭ピッチ化した場合に半田ブリッジが起こりやすい。

【0009】

本発明の目的は、半導体装置の外部端子を回路基板に接合するための半田の使用量を抑えながら、温度変化に対する信頼性向上を図ることができる半導体装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

１つの態様では、半導体装置は、半導体チップと、リードフレームとを備える。前記リードフレームは、前記半導体チップが表面に搭載されるダイパッドと、前記半導体チップに電気的に接続される外部端子とを有する。前記外部端子は、当該外部端子の裏面に設けられた端子穴を有する。前記端子穴は、少なくとも１つの凸部を有する。前記凸部は、前記端子穴の断面積が前記凸部において当該凸部よりも内部と比較して小さくなるように設けられている。

【発明の効果】

【0011】

前記態様によれば、半導体装置の外部端子を回路基板に接合するための半田の使用量を抑えながら、温度変化に対する信頼性向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】一実施の形態に係る半導体装置の内部構造を示す正面図である。

【図2】一実施の形態に係る半導体装置（回路基板を図示）の内部構造を示す正面図である。

【図3】一実施の形態に係る半導体装置の内部構造を示す左側面図である。

【図4】一実施の形態に係る半導体装置（回路基板を図示）の内部構造を示す左側面図である。

【図5】一実施の形態に係る半導体装置の内部構造を示す平面図である。

【図6】図１のVI部拡大図である。

【図7】一実施の形態における外部端子を示す左側面図である。

【図8】（ａ）～（ｆ）は、一実施の形態における端子穴の形成方法の一例を説明するための図である。

【図9】一実施の形態の第１変形例における外部端子を示す左側面図である。

【図10】一実施の形態の第２変形例における外部端子を示す左側面図である。

【図11】一実施の形態の第３変形例における外部端子を示す正面図である。

【図12】一実施の形態の第４変形例における外部端子を示す左側面図である。

【図13】一実施の形態の第５変形例における外部端子を示す左側面図である。

【図14】一実施の形態の第６変形例における外部端子を示す左側面図である。

【図15】他の実施の形態に係る半導体装置の内部構造を示す左側面図である。

【図16】他の実施の形態における外部端子を示す左側面図である。

【図17】他の実施の形態の変形例における外部端子を示す左側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の一実施の形態及び他の実施の形態に係る半導体装置について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、以下で説明する実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実施することができる。

【0014】

＜一実施の形態＞
図１、図３、及び図５は、一実施の形態に係る半導体装置１の内部構造を示す正面図、左側面図、及び平面図である。

【0015】

図２及び図４は、一実施の形態に係る半導体装置１（回路基板１０１を図示）の内部構造を示す正面図及び左側面図である。

【0016】

なお、図１～図５及び後述する図６～図１４に示す上下、前後、及び左右の各方向は、説明の便宜上の一例にすぎないが、例えば、上下方向は鉛直方向であり、前後方向及び左右方向は水平方向である。

【0017】

図２及び図４に示すように、半導体装置１は、回路基板１０１を備える。一例ではあるが、半導体装置１は、インテリジェントパワースイッチであり、自動車のエンジンルームなどの冷熱温度変化が生じる環境に好適に用いることができる。

【0018】

半導体装置１は、半導体チップ１０と、リードフレーム２０と、封止樹脂４０とを備える。

【0019】

半導体チップ１０としては、例えば、ＩＧＢＴ、パワーＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子、或いは、ＦＷＤ等のダイオードなど、任意のチップを用いることができる。

【0020】

リードフレーム２０は、ダイパッド２１と、例えば８つの外部端子２２とを有する。なお、リードフレーム２０は、これらのダイパッド２１及び８つの外部端子２２を１組とした複数組のリードフレーム２０が一体に設けられた金属板（例えば、銅素材、銅合金系素材、アルミニウム合金系素材、鉄合金系素材）から、後述するように半導体チップ１０がダイパッド２１に搭載され、封止樹脂４０によるトランスファー成形によって樹脂モールドされた後に各組に切断される。上記の金属板は、所定の電気伝導度及び所定の機械的強度を有する。なお、リードフレーム２０の上下方向の厚さは、一例ではあるが、０．２５ｍｍ程度である。

【0021】

ダイパッド２１の表面には、例えば、半田５０を用いた接合によって、半導体チップ１０が搭載されている。なお、以下の説明では、リードフレーム２０（ダイパッド２１及び外部端子２２）の表面は、半導体チップ１０側の面である上面であり、リードフレーム２０の裏面は、半導体チップ１０とは反対側の面である下面である。

【0022】

外部端子２２は、ボンディングワイヤ３０によって半導体チップ１０に電気的に接続される。また、図６及び図７に示すように、外部端子２２は、裏面に設けられた端子穴２２ａと、ダイパッド２１側の端部の上半分から前後方向に張り出す２つの張り出し部２２ｂとを有する。外部端子２２は、２つの張り出し部２２ｂを有することによって、図５に示す平面視においてＴ字形状を呈する。

【0023】

図６及び図７に示すように、端子穴２２ａは、上下方向の深さよりも長い長さで前後左右平面において形成される溝であるとよい。端子穴２２ａの上下方向の深さは、例えば、外部端子２２の上下方向の厚さの半分以下である。端子穴２２ａは、例えば、左右方向に長手方向を有し、裏面の周縁まで延びる溝である。端子穴２２ａは、長手方向にかけて断面形状が一定であるが、長手方向にかけて断面形状が変化してもよい。

【0024】

端子穴２２ａは、外部端子２２の裏面の周縁のうち半導体チップ１０とは反対側の端部（図６における左端）まで延びるとよい。外部端子２２の裏面の周縁のうち半導体チップ１０とは反対側の端部は、外部端子２２の裏面の周縁のうち後述する封止樹脂４０によって封止されない領域である。そのため、換言すると、端子穴２２ａは、外部端子２２の裏面の周縁のうち封止樹脂４０によって封止されない領域まで延びるとよい。また、端子穴２２ａは、後述するボンディングワイヤ３０の超音波接合（接合部分３１）の確実性を高める観点では、接合部分３１の直下とは離隔した位置に設けられているとよい。

【0025】

図７に示すように、端子穴２２ａは、前後１対の凸部２２ａ－１を有する。この凸部２２ａ－１は、端子穴２２ａの断面積（前後左右平面）が凸部２２ａ－１において凸部２２ａ－１よりも内部（上部）と比較して小さくなるように設けられている。

【0026】

凸部２２ａ－１は、外部端子２２の裏面における端子穴２２ａの開口部分に位置するとよい。端子穴２２ａは、凸部２２ａ－１よりも内部において、内部にいくほど断面積が小さくなる。換言すると、端子穴２２ａは、凸部２２ａ－１よりも内部において、断面積が裏面側にかけて大きくなる。

【0027】

図８（ａ）に示すように２つの張り出し部２２ｂが設けられた状態の外部端子２２は、例えば、上述の複数組のリードフレーム２０が一体の金属板の状態で以下の加工が行われる。

【0028】

図８（ｂ）に示す第１パンチ部材Ｐ１の上面は、前後方向中央の上端にかけて、テーパ状を呈する。例えば、第１パンチ部材Ｐ１の上下前後平面の断面形状は左右方向にかけて一定である。すなわち、第１パンチ部材Ｐ１の上端は、左右方向に延びる線状をなす。

【0029】

図８（ｃ）に示すように、外部端子２２の下方に位置する第１パンチ部材Ｐ１は、上方に移動し、外部端子２２をプレス成形する。これにより、図８（ｄ）に示すように、外部端子２２の裏面には、内部にかけて前後方向の幅が狭くなる端子穴２２ａ（溝）が形成される。また、端子穴２２ａの開口部分の周囲には、端子穴２２ａの形成に伴って飛び出し部分２２ａ－３が裏面側に突出する。

【0030】

図８（ｅ）に示す第２パンチ部材Ｐ２は、飛び出し部分２２ａ－３を端子穴２２ａに押し込むために、上面に設けられた１対の１対の傾斜面Ｐ２ａによって前後方向中央にかけて窪んでいる。端子穴２２ａの下方に位置する第２パンチ部材Ｐ２が上方に移動してプレス成形すると、１対の傾斜面Ｐ２ａが飛び出し部分２２ａ－３を端子穴２２ａに押し込み、図８（ｆ）に示すように、端子穴２２ａの開口部分の前後両端に凸部２２ａ－１が形成される。なお、第２パンチ部材Ｐ２の１対の傾斜面Ｐ２ａが飛び出し部分２２ａ－３を押し込む際に、端子穴２２ａの前方及び後方には凹部２２ａ－４が形成される。

【0031】

図６に示すように、端子穴２２ａの右端には、開口部分にかけて広がる傾斜部分２２ａ－２が形成されている。この傾斜部分２２ａ－２を形成するためには、上述の図８に示す第１パンチ部材Ｐ１の右端が前端及び後端と同様に上部にかけてテーパ形状になっているとよい。

【0032】

図１及び図６に示すように、ボンディングワイヤ３０は、半導体チップ１０と外部端子２２とを電気的に接続する配線部材の一例である。ボンディングワイヤ３０は、少なくとも外部端子２２に対しては、超音波により接合されている。これにより、外部端子２２上には、接合部分３１が形成される。

【0033】

ボンディングワイヤ３０は、導電性のワイヤである。ボンディングワイヤ３０の材料としては、例えば、金、銅、アルミニウム、金合金、銅合金、アルミニウム合金のいずれか１つ又はそれらの組み合わせを用いることができる。また、配線部材としてボンディングワイヤ３０以外の部材を用いることも可能である。例えば、配線部材としてリボンを用いることができる。

【0034】

図１及び図３に示すように、封止樹脂４０は、例えばトランスファー成形により成形され、半導体チップ１０、ボンディングワイヤ３０等を封止する。封止樹脂４０の下端は、リードフレーム２０（ダイパッド２１及び外部端子２２）の下面と同じ位置である。そして、封止樹脂４０は、ダイパッド２１の全体と、外部端子２２のうちダイパッド２１とは反対側を除く一部分との上面を覆う。封止樹脂４０は、例えば熱硬化性の樹脂により構成されてよい。封止樹脂４０は、エポキシ、シリコーン、ウレタン、ポリイミド、ポリアミド、及びポリアミドイミドのいずれかを含むことが好ましい。封止樹脂４０には、例えば、フィラーを混入したエポキシ樹脂が、絶縁性、耐熱性及び放熱性の点から好適である。

【0035】

上述の半導体装置１の製造順序は、例えば、以下の順序である。

【0036】

まず、ダイパッド２１と８つの外部端子２２とを有するリードフレーム２０が複数組一体となった金属板において、各組のリードフレーム２０には、ダイパッド２１上に半田５０が供給される。次に、ダイパッド２１上（半田５０上）に半導体チップ１０が搭載され、半田５０により接合される。その後、半導体チップ１０と外部端子２２とがボンディングワイヤ３０の超音波接合によって電気的に接続され、封止樹脂４０のトランスファー成形が行われる。そして、上述の１組のリードフレーム２０ごとにリードフレーム２０の切断が行われる。

【0037】

そして、切り出された１つずつのユニットは、ダイパッド２１が半田１０２によって、各外部端子２２が半田１０３によって、回路基板１０１に接合される。これにより、切り出されたユニットは、半導体装置１の一部として機能する。

【0038】

図９～図１４は、本実施の形態の第１～第６変形例における外部端子を示す左側面図又は正面図である。

【0039】

第１～第６変形例における外部端子２１２，２２２，２３２，２４２，２５２，２６２のそれぞれは、図６及び図７に示す外部端子２２の２つの張り出し部２２ｂと同一の張り出し部２１２ｂ，２２２ｂ，２３２ｂ，２４２ｂ，２５２ｂ，２６２ｂを有し、外部端子２２と異なるのは、端子穴２１２ａ，２２２ａ，２３２ａ，２４２ａ，２５２ａ，２６２ａである。そのため、端子穴２１２ａ，２２２ａ，２３２ａ，２４２ａ，２５２ａ，２６２ａを中心に説明する。

【0040】

図９に示す第１変形例における外部端子２１２の端子穴２１２ａは、左右方向にかけて断面積が一定の溝である。端子穴２１２ａは、左側面視において、円の下端が切り取られた形状を呈する。そして、端子穴２１２ａの開口部分の断面積が小さくなる２つの部分が凸部２１２ａ－１として機能する。このように、外部端子２１２の端子穴２１２ａの内部形状は、端子穴２１２ａの断面積が凸部２１２ａ－１において凸部２１２ａ－１よりも内部と比較して小さくなっていれば、適宜変更可能である。

【0041】

図１０に示す第２変形例における外部端子２２２は、図７に示す外部端子２２の端子穴２２ａと同一形状で、それぞれに２つの凸部２２２ａ－１が設けられた端子穴２２２ａ（溝）を２つ有する。この２つの端子穴２２２ａは、長手方向（左右方向）が平行となるように互いに間隔を隔てて設けられている。図１１に示す第３変形例における外部端子２３２は、左右方向に離隔して位置する２つの端子穴２３２ａを有する。この２つの端子穴２３２ａは、例えば、図７に示す外部端子２２の端子穴２２ａと同様の２つの凸部を有するとよいが、端子穴２２ａとは異なり、外部端子２３２の裏面の周縁まで延びる溝ではない。図１０及び図１１に示す第２及び第３変形例のように、外部端子２２２，２３２の端子穴２２２ａ，２３２ａの数は、複数であってもよい。

【0042】

図１２に示す第４変形例における外部端子２４２の端子穴２４２ａは、外部端子２４２を上下に貫通する。端子穴２４２ａは、例えば、エッチング又は図８に示す第１パンチ部材Ｐ１及び第２パンチ部材Ｐ２を用いて、下端に凸部２４２ａ－１が設けられた形状に形成されている。このように、端子穴２４２ａは、外部端子２４２を上下に貫通していてもよい。

【0043】

図１３に示す第５変形例における外部端子２５２の端子穴２５２ａは、図１２に示す端子穴２４２ａと同様に、外部端子２５２を上下に貫通する。端子穴２５２ａは、例えば、エッチングにより形成され、下端にかけて断面積が小さくなっている。この場合、端子穴２５２ａの下部の周囲自体が凸部２５２ａ－１として機能する。このように、端子穴２５２ａは、下端にかけて断面積が小さくなっていることで、端子穴２５２ａの下部の周囲自体が凸部２５２ａ－１として機能してもよい。

【0044】

図１４に示す第６変形例における外部端子２６２の端子穴２６２ａは、図１２及び図１３に示す端子穴２４２ａ，２５２ａと同様に、外部端子２６２を上下に貫通する。端子穴２６２ａは、例えば、上下方向中央の凸部２６２ａ－１を除いて断面積が一定となっている。端子穴２６２ａの凸部２６２ａ－１は、図８に示す第１パンチ部材Ｐ１のような部材を用いて上下からプレス成形することによって、又は、エッチングによって、設けられる。このように、端子穴２６２ａの凸部２６２ａ－１は、外部端子２６２の裏面における端子穴２６２ａの開口部分とは異なる位置に設けられていてもよい。

【0045】

以上説明した本実施の形態では、半導体装置１は、半導体チップ１０と、リードフレーム２０とを備える。このリードフレーム２０は、半導体チップ１０が表面に搭載されるダイパッド２１と、半導体チップ１０に電気的に接続される外部端子２２とを有する。外部端子２２は、この外部端子２２の裏面に設けられた端子穴２２ａを有し、この端子穴２２ａは、少なくとも１つの凸部２２ａ－１を有し、凸部２２ａ－１は、端子穴２２ａの断面積が凸部２２ａ－１において凸部２２ａ－１よりも内部と比較して小さくなるように設けられている。例えば、半導体装置１は、リードフレーム２０の裏面に半田１０２を介して接合される回路基板１０１を更に備える。

【0046】

ところで、特にハーフモールド構造の半導体装置１においては、半導体装置１の変形がフルモールドタイプの半導体装置と比較して大きくなるため、温度変化に対する信頼性向上を図るためには、外部端子２２と回路基板１０１とを接合する半田１０３（及びダイパッド２１と回路基板１０１とを接合する半田１０２）の使用量を増やして半田１０３の厚さを厚くすることが求められる。しかしながら、エンジンルーム等の半導体装置１の搭載スペースの高密度化に伴い、半導体装置１への小型・薄型化の要求に応じるために、外部端子２２の端子幅や端子ピッチを狭くする必要が生じている。そのため、半田１０３を厚くすると半田１０３の供給エリアが拡大して周囲の外部端子２２との半田ブリッジが起こりやすく、接続不良が発生するおそれがある。この点、本実施の形態では、外部端子２２と回路基板１０１とを接合するための半田１０３が外部端子２２の端子穴２２ａ内の凸部２２ａ－１より上部まで進入すれば、凸部２２ａ－１を用いたアンカー効果によって、冷熱温度変化に対する耐量を上げることができる。また、半田１０３は、端子穴２２ａの凸部２２ａ－１よりも上部まで進入することでアンカー効果を得ることができるため、半田１０３の使用量を増やさずに、半田１０３の供給エリアの拡大を抑制しながら、冷熱温度変化に対する耐量を上げることができる。よって、本実施の形態によれば、半導体装置１の外部端子２２を回路基板１０１に接合するための半田１０３の使用量を抑えながら、温度変化に対する信頼性向上を図ることができる。

【0047】

また、本実施の形態では、端子穴２２ａは、外部端子２２の裏面の周縁まで延びる溝である。これにより、外部端子２２と回路基板１０１とを接合する半田１０３が端子穴２２ａに進入する際に端子穴２２ａ内の空気が抜けるため、端子穴２２ａの全体に半田１０３が進入する。したがって、より一層、温度変化に対する信頼性向上を図ることができる。

【0048】

また、本実施の形態では、溝である端子穴２２ａは、外部端子２２の裏面の周縁のうち半導体チップ１０とは反対側の端部まで延びる。これにより、半田１０３が端子穴２２ａに進入するのよりも前に封止樹脂４０が端子穴２２ａに進入するのを防止しながら、上述のように、半田１０３が端子穴２２ａに進入する際に端子穴２２ａ内の空気を抜くことができる。

【0049】

また、本実施の形態では、端子穴２２ａの凸部２２ａ－１は、外部端子２２の裏面における端子穴２２ａの開口部分に位置する。これにより、半田１０３が端子穴２２ａの全体に進入する量よりも少なかったとしても、半田１０３が凸部２２ａ－１の上部に進入しやすくなる。したがって、外部端子２２を回路基板１０１に接合するための半田１０３の使用量を、より一層抑えることができる。

【0050】

また、本実施の形態では、端子穴２２ａの凸部２２ａ－１は、端子穴２２ａがプレス成形された際に裏面側に突出する飛び出し部分２２ａ－３をプレスすることによって形成されている。これにより、端子穴２２ａを形成する際に生じる飛び出し部分２２ａ－３を用いて凸部２２ａ－１を形成することができるため、凸部２２ａ－１を簡単に形成することができる。

【0051】

また、本実施の形態では、端子穴２２ａは、凸部２２ａ－１よりも内部において断面積が裏面側にかけて大きくなる。そのため、図８（ｂ）に示す第１パンチ部材Ｐ１などを用いたプレス成形によって、凸部２２ａ－１を簡単に形成することができる。

【0052】

＜他の実施の形態＞
本実施の形態の半導体装置２は、端子穴２２ａを有する外部端子２２に代えて、端子穴（裏面端子穴）７２ａ及び側面端子穴７２ｂを有する外部端子７２を用いることを除いて、上述の半導体装置１と同様にすることができる。そのため、詳細な説明は省略する。

【0053】

図１５は、他の実施の形態に係る半導体装置２の内部構造を示す左側面図である。

【0054】

図１６は、半導体装置２の外部端子７２を示す左側面図である。

【0055】

なお、図１５及び図１６並びに後述する図１７に示す上下、前後、及び左右の各方向は、上述の図１～図１４に示す上下、前後、及び左右の各方向と同様に、説明の便宜上の一例にすぎないが、例えば、上下方向は鉛直方向であり、前後方向及び左右方向は水平方向である。

【0056】

図１５に示すように、ダイパッド７１を有するリードフレーム７０の外部端子７２は、裏面に設けられた端子穴７２ａと、前後左右の側面のうち前面及び後面にそれぞれ２つ設けられた側面端子穴７２ｂとを有する。このように、側面端子穴７２ｂは、外部端子７２の互いに対向する２つの側面（前面及び後面）のそれぞれに設けられているとよい。

【0057】

凸部７２ａ－１を有する端子穴７２ａは、上述の端子穴（裏面端子穴）２２ａ，２１２ａ，２２２ａ，２３２ａ，２４２ａ，２５２ａ，２６２ａと同様にすることができるため、説明を省略する。なお、外部端子７２は、上述の図７に示す２つの張り出し部２２ｂを更に有してもよい。

【0058】

側面端子穴７２ｂのそれぞれは、上下方向（外部端子７２の裏面に直交する厚さ方向）の端部から中央に近づくほど前後方向の深さが深くなるように左側面視において半円形状に設けられている。そのため、図１６に示すように下側の側面端子穴７２ｂが外部端子７２の側面の下端に設けられている場合であっても、外部端子７２の側面と裏面との角がカット面となっている態様（比較例）のカット面の穴とは異なり、側面端子穴７２ｂの少なくとも一部（例えば、側面端子穴７２ｂにおける上下方向の中央部分）は、側面端子穴７２ｂが設けられた外部端子７２の側面のうち裏面側（例えば、側面端子穴７２ｂにおける下部）よりも窪んでいるといえる。なお、側面端子穴７２ｂの形状は、任意であり、図１６の例では、側面端子穴７２ｂは、内部にいくほど上下方向の幅が狭まっているため加工を容易にすることができるが、内部にかけて上下方向の幅が一定であってもよい。また、側面端子穴７２ｂは、上下方向の高さよりも短い長さの深さで設けられているが、これに限られない。

【0059】

側面端子穴７２ｂは、各側面に１つのみ設けられていてもよいが、外部端子７２の上下方向に並んで複数設けられているとよい。一例ではあるが、外部端子７２の前面の２つの側面端子穴７２ｂは、外部端子７２の上下方向の上半分の全体と下半分の全体とのそれぞれに設けられている。同様に、外部端子７２の後面の２つの側面端子穴７２ｂは、外部端子７２の上下方向の上半分の全体と下半分の全体とのそれぞれに設けられている。

【0060】

側面端子穴７２ｂは、前後方向の深さよりも長い長さで左右方向に延びる溝であるとよい。例えば、側面端子穴７２ｂは、外部端子７２の左端及び右端に亘って設けられている。但し、側面端子穴７２ｂは、外部端子７２の左右方向に間隔を隔てて複数設けられてもよい。この場合、側面端子穴７２ｂに流入する半田１０３による上下方向のアンカー効果のみならず、半田１０３による左右方向のアンカー効果を得ることができる。なお、側面端子穴７２ｂは、長手方向（左右方向）にかけて断面形状が一定であるが、長手方向にかけて断面形状が変化してもよい。

【0061】

側面端子穴７２ｂは、外部端子７２の側面の周縁のうち半導体チップ１０とは反対側の端部（図１５における左端）まで延び、半導体チップ１０側の端部までは延びなくともよい。外部端子７２の側面の周縁のうち半導体チップ１０とは反対側の端部は、外部端子７２の側面の周縁のうち上述の封止樹脂４０によって封止されない領域である。そのため、換言すると、側面端子穴７２ｂは、外部端子７２の側面の周縁のうち封止樹脂４０によって封止されない領域まで延びるとよい。また、側面端子穴７２ｂは、上述のボンディングワイヤ３０の超音波接合（接合部分３１）の確実性を高める観点では、接合部分３１の直下とは離隔した位置に設けられていてもよい。

【0062】

側面端子穴７２ｂは、例えば、外部端子７２が金属板からプレス加工により切り出された後で、かつ、上述のようにプレス成形によって端子穴７２ａが設けられる前に、外部端子７２の表面（上面）及び裏面（下面）がマスクされた状態で、側面の上下からエッチングが行われることにより形成される。この側面端子穴７２ｂの形成時には、外部端子７２の側面の上下から側面に薬品が流入して、外部端子７２の側面の上下に２つ形成される。なお、側面端子穴７２ｂを、外部端子７２の左右両端まで延びる溝ではなく、外部端子７２の左右方向における一部の側面に形成する場合には、側面端子穴７２ｂを形成する領域に外部端子７２の上下のマスクに切り欠きを設けてエッチングが行われるとよい。

【0063】

図１７は、本実施の形態の変形例における外部端子８２を示す左側面図である。

【0064】

図１７に示す外部端子８２は、裏面に図１６に示す端子穴７２ａが設けられないこと以外、外部端子７２と同様にすることができる。

【0065】

以上説明した他の実施の形態では、上述の一実施の形態と同様の事項に関しては、同様の効果、すなわち、外部端子７２の裏面に端子穴７２ａが設けられることによって、半導体装置２の外部端子７２を回路基板１０１に接合するための半田１０３の使用量を抑えながら、温度変化に対する信頼性向上を図ることができるなどの効果を得ることができる。

【0066】

また、本実施の形態では、外部端子７２は、この外部端子７２の側面（例えば、前後左右の側面のうち前面及び後面）に設けられた側面端子穴７２ｂを有し、外部端子７２の側面端子穴７２ｂの少なくとも一部は、外部端子７２の側面のうち裏面側（前記少なくとも一部よりも裏面側）よりも窪んでいる。

【0067】

ところで、半田１０３を厚くすると半田１０３の供給エリアが拡大して周囲の外部端子７２との半田ブリッジが起こりやすく、接続不良が発生するおそれがある。この点、本実施の形態では、外部端子７２と回路基板１０１とを接合するための半田１０３が外部端子７２の側面端子穴７２ｂまで進入すれば、半田１０３と外部端子７２との接合面積の増加や、側面端子穴７２ｂを用いた上下方向のアンカー効果によって、冷熱温度変化に対する耐量を上げることができる。そのため、半田１０３の使用量を増やさずに、半田１０３の供給エリアの拡大を抑制しながら、冷熱温度変化に対する耐量を上げることができる。よって、半導体装置２の外部端子７２を回路基板１０１に接合するための半田１０３の使用量をより一層抑えながら、温度変化に対する信頼性向上をより一層図ることができる。

【0068】

なお、このように外部端子７２に側面端子穴７２ｂを設けることによって、端子穴７２ａ（２２ａ）を設けるのと同様に、半導体装置２の外部端子７２を回路基板１０１に接合するための半田１０３の使用量を抑えながら、温度変化に対する信頼性向上を図ることができる。そのため、図１７に示す変形例のように端子穴（裏面端子穴）７２ａが省略される場合にも、側面端子穴７２ｂ，８２ｂを設けることによって、端子穴７２ａを設けることによる効果と同様の効果を得ることができる。

【0069】

また、本実施の形態では、外部端子７２は、この外部端子７２の互いに対向する２つの側面（例えば、前面及び後面）のそれぞれに側面端子穴７２ｂを有する。これにより、側面端子穴７２ｂが対向する方向（例えば前後方向）においても、冷熱温度変化に対する耐量を上げることができる。

【0070】

また、本実施の形態では、外部端子７２は、この外部端子７２の裏面に直交する厚さ方向（上下方向）に並んで位置する複数の側面端子穴７２ｂを有する。これにより、側面端子穴７２ｂを用いた上下方向のアンカー効果を更に高めることができるため、半田１０３の使用量をより一層抑えながら、温度変化に対する信頼性向上をより一層図ることができる。

【0071】

以下、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。

【0072】

＜付記１＞
半導体チップと、
前記半導体チップが表面に搭載されるダイパッドと、前記半導体チップに電気的に接続される外部端子とを有するリードフレームとを備え、
前記外部端子は、当該外部端子の裏面に設けられた端子穴を有し、
前記端子穴は、少なくとも１つの凸部を有し、
前記凸部は、前記端子穴の断面積が前記凸部において当該凸部よりも内部と比較して小さくなるように設けられている
ことを特徴とする半導体装置。

【0073】

＜付記２＞
前記端子穴は、前記外部端子の裏面の周縁まで延びる溝である
ことを特徴とする付記１記載の半導体装置。

【0074】

＜付記３＞
前記溝は、前記外部端子の裏面の周縁のうち前記半導体チップとは反対側の端部まで延びる
ことを特徴とする付記２記載の半導体装置。

【0075】

＜付記４＞
前記端子穴の前記凸部は、前記外部端子の裏面における前記端子穴の開口部分に位置する
ことを特徴とする付記１記載の半導体装置。

【0076】

＜付記５＞
前記端子穴の前記凸部は、前記端子穴がプレス成形された際に裏面側に突出する飛び出し部分をプレスすることによって形成されている
ことを特徴とする付記４記載の半導体装置。

【0077】

＜付記６＞
前記端子穴は、前記凸部よりも内部において断面積が裏面側にかけて大きくなる
ことを特徴とする付記４記載の半導体装置。

【0078】

＜付記７＞
前記リードフレームの裏面に半田を介して接合される回路基板を更に備える
ことを特徴とする付記１記載の半導体装置。

【0079】

＜付記８＞
前記外部端子は、当該外部端子の側面に設けられた側面端子穴を更に有し、
前記外部端子の前記側面端子穴の少なくとも一部は、前記外部端子の前記側面のうち前記裏面側よりも窪んでいる
ことを特徴とする付記１記載の半導体装置。

【0080】

＜付記９＞
半導体チップと、
前記半導体チップが表面に搭載されるダイパッドと、前記半導体チップに電気的に接続される外部端子とを有するリードフレームとを備え、
前記外部端子は、当該外部端子の側面に設けられた側面端子穴を有し、
前記側面端子穴の少なくとも一部は、当該側面端子穴が設けられた前記側面のうち前記裏面側よりも窪んでいる
ことを特徴とする半導体装置。

【0081】

＜付記１０＞
前記外部端子は、当該外部端子の互いに対向する２つの前記側面のそれぞれに前記側面端子穴を有する
ことを特徴とする付記８又は９記載の半導体装置。

【0082】

＜付記１１＞
前記外部端子は、当該外部端子の裏面に直交する厚さ方向に並んで位置する複数の前記側面端子穴を有する
ことを特徴とする付記８又は９記載の半導体装置。

【産業上の利用可能性】

【0083】

以上説明したように、本発明は、半導体装置の外部端子を回路基板に接合するための半田の使用量を抑えながら、温度変化に対する信頼性向上を図ることができるという効果を奏し、特に、産業用又は電装用の半導体装置に有用である。

【符号の説明】

【0084】

１，２ 半導体装置
１０ 半導体チップ
２０ リードフレーム
２１ ダイパッド
２２ 外部端子
２２ａ 端子穴
２２ａ－１ 凸部
２２ａ－２ 傾斜部分
２２ａ－３ 飛び出し部分
２２ａ－４ 凹部
２２ｂ 張り出し部
３０ ボンディングワイヤ
３１ 接合部分
４０ 封止樹脂
５０ 半田
７０ リードフレーム
７１ ダイパッド
７２ 外部端子
７２ａ 端子穴
７２ａ－１ 凸部
７２ｂ 側面端子穴
８２ 外部端子
８２ｂ 側面端子穴
１０１ 回路基板
１０２，１０３ 半田
２１２，２２２，２３２，２４２，２５２，２６２ 外部端子
２１２ａ，２２２ａ，２３２ａ，２４２ａ，２５２ａ，２６２ａ 端子穴
２１２ａ－１，２２２ａ－１，２３２ａ－１，２４２ａ－１，２５２ａ－１，２６２ａ－１ 凸部
２１２ｂ，２２２ｂ，２３２ｂ，２４２ｂ，２５２ｂ，２６２ｂ 張り出し部
Ｐ１ 第１パンチ部材
Ｐ２ 第２パンチ部材
Ｐ２ａ 傾斜面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】