JP2000188371A - リードフレーム及び半導体装置 - Google Patents

リードフレーム及び半導体装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 リードフレーム上に搭載されたトランジスタ
チップと制御回路とを有し、モールド成形により樹脂封
止された半導体装置に於いて、接続経路用リードに於け
るワイヤボンド不良を減少させて安定したアセンブリ性
を確保する。 【解決手段】 パワートランジスタチップ10のゲート
電極部から制御回路9へのワイヤー5を介した接続経路
用リード6の一端部を、当該制御回路9とワイヤー5を
介して接続される外部接続用リード4の一つ41のイン
ナーリード部4Bの一部分に接続する。そして、接続経
路用リード6の支持点6S付近に樹脂穴7を設けた上で
リードフレーム1の上面1US側を一次モールド成形に
よって樹脂封止し、その後、樹脂穴7を利用して接続経
路用リード6の支持点6S付近の不要部分を切断し、更
に二次樹脂によって半導体装置を封止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、モールド成形に
よって樹脂封止される半導体装置及びそのためのリード
フレームの構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図6は、従来の半導体装置のトランスフ
ァーモールド前の構造を示す上面図の例(但し、右端の
表示は側面図)である。図6中、符号10,11は、リ
ードフレーム1のトランジスタチップ搭載部用リード2
上にダイボンドされたパワーチップ及びダイオードをそ
れぞれ示し、符号9は制御回路搭載部用リード3上にダ
イボンドされた保護駆動用ICを示し、符号5は上記部
品それぞれの電気的接続を行うワイヤーであり、符号4
はその他の外部突出したリードであって、符号4A及び
4Bはそれぞれリード4のアウターリード部及びインナ
ーリード部を示し、符号8はリードフレーム1のタイバ
ー部分を示し、符号14はダミーリードであり、符号2
0はモールド成形前のモールドの外形を示している。
【0003】又、図7は、ワイヤボンディング後に第1
モールド成形及びそれに引続き行われる第2モールド成
形によって樹脂封止され、且つ、上記タイバー部分の切
断処理及び各リード2〜4の外部突出部分の折り曲げ処
理を行った後の、半導体装置の輪郭を表す平面図であ
る。
【0004】図6の従来の半導体装置では、パワーチッ
プ10のゲート部から保護駆動用IC9への電気接続
は、リードフレーム1のタイバー部分8よりインナーリ
ード部側へ延在形成されたダミーリード14上に一旦ワ
イヤボンディングされて行われる。そして、ダミーリー
ド14と外部との電気的接続は不要であるため、ダミー
リード14のアウターリード部は、モールド成形後に、
樹脂の外形より突出したダミーリード14の支持点をカ
ットすることで除去され、これにより、樹脂内に残留す
るダミーリード14と他のリード4との電気的接続が絶
たれる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置は以
上のように構成されているために、外部突出不要のダミ
ーリードの支持点がモールド外部にあって、ワイヤボン
ディング位置から離れるため、ダミーリードのバタツキ
が大きいという問題点がある。このため、図6の例で
は、パワーチップ10のゲート部にその一端がボンディ
ングされたワイヤー5の他端をダミーリード14上へボ
ンディングする際及び上記IC9の端子にその一端がボ
ンディングされたワイヤー5の他端を上記リード14へ
ボンディングする際に、ダミーリード14の押さえ不足
に起因したワイヤボンド不良が発生し易いという問題点
が生じる。
【0006】また、図6に示すように、ダミーリード1
4はタイバー部分8よりインナーリード部側へ延長形成
されているため、モールド成形前のリードフレーム1の
外形自体のみならず、モールド成形後の製品外形の内部
に残るダミーリード14の占有面積が必然的に大きくな
り、完成されたデバイスの大型化が避けられないという
問題点をも顕在化させている。
【0007】このような問題点は、トランジスタチップ
として非パワーチップを用いるデバイスにも妥当するも
のである。
【0008】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたものであり、安定したアセンブリ性を
確保して、品質向上を図った半導体装置及びそのための
リードフレームの構成を提案することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
トランジスタチップ搭載部用リード、制御回路搭載部用
リード及びトランジスタチップの電極部とワイヤーで接
続されると共に外部と電気的に接続されるために外部突
出した複数の外部接続用リードを備えるリードフレーム
であって、前記トランジスタチップの前記電極部の内の
一つから前記制御回路へのワイヤーを介した接続の経路
用のリードの一端部が、前記複数の外部接続用リードの
一つのインナーリード部の一部分に接続されて支持され
ていることを特徴とする。
【0010】請求項2に係る発明は、請求項1記載の前
記リードフレームを有する半導体装置であって、前記ト
ランジスタチップ搭載部用リード及び前記制御回路搭載
部用リードに前記トランジスタチップ及び前記制御回路
がそれぞれ搭載され、且つ前記電極部の一つ及び前記制
御回路のそれぞれは、前記接続経路用リードの前記一端
部に該当する支持点の付近を除く前記接続経路用リード
の部分に前記ワイヤーを介して接続されていることを特
徴とする。
【0011】請求項3に係る発明は、請求項2記載の半
導体装置であって、前記支持点付近が樹脂封止されない
様に前記支持点付近に樹脂穴を設けた上で、少なくとも
前記リードフレームの上面側の前記トランジスタチッ
プ、前記制御回路及び前記インナーリード部を樹脂封止
し、その後、前記樹脂穴を利用して前記接続経路用リー
ドの内で前記支持点付近の不要部分を切断したことを特
徴とする。
【0012】請求項4に係る発明は、請求項3記載の半
導体装置であって、前記不要部分の切断後に二次樹脂に
よって前記樹脂穴を封止しつつ前記半導体装置の全体を
樹脂封止したことを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】(実施の形態1) (概説)本実施の形態に係る半導体装置は、トランジ
スタチップ搭載部用リード、制御回路搭載部用リード
及び、(i)ワイヤボンディングによって上記トランジ
スタチップの電極部とワイヤーで接続されたインナーリ
ード部と、(ii)外部と電気的に接続されるために外部突
出したアウターリード部とから成る複数の外部接続用リ
ードと、上記リード〜を互いに接続させてリード
〜を支持する(最終的には切断される)タイバー部
分とを有するリードフレームを用いて製造されるもので
あって、且つ、一次及び二次モールド成形により又は一
次モールド成形のみにより樹脂封止されるモジュールな
いしはデバイスに関しており、次の特徴点を有してい
る。
【0014】(1)先ず、本半導体装置では、トランジ
スタチップの上記電極部の内の一つから上記制御回路へ
のワイヤーを介した接続の経路用のリードを、ダミーリ
ードとして、一次モールド成形後には一次樹脂より成る
外形の内部に含まれることになるリードフレームの部分
(インナー部分)に予め配設しておく。即ち、上記ダミ
ーリードは、その一端部が複数の外部接続用リードの一
つのインナーリード部の一部分に接続されることによ
り、当該外部接続用リードの一つのインナーリード部と
一体化されている。
【0015】(2)次に、本半導体装置では、トランジ
スタチップ搭載部用リード及び制御回路搭載部用リード
にトランジスタチップ及び制御回路をそれぞれダイボン
ドにより搭載し、且つトランジスタチップの制御電極部
及び制御電極部に接続されるべき制御回路の端子を、そ
れぞれ、接続経路用リードの上記一端部に該当するダミ
ーリードの支持点の付近を除く接続経路用リードの部分
にワイヤボンディングし、その後、支持点付近が樹脂封
止されない様に支持点付近に樹脂穴を設けた上で、少な
くともリードフレームの上面側を一次モールド成形によ
り樹脂封止する。その後、上記樹脂穴を利用して、一次
樹脂の内部に於いて、上記ダミーリードの内で支持点付
近の不要部分(ワイヤがボンディングされていない部
分)を切断する。
【0016】尚、一次モールド成形のみにより、リード
フレームの上面側及び下面側の両方を樹脂封止しても良
い(特に、後述の変形例に該当)。この場合、樹脂穴は
完成後のデバイスにおいても放置される。
【0017】(3)次に、リードフレームの上面側のみ
を一次モールド成形により樹脂封止した場合の本半導体
装置では、上記不要部分の切断後に、リードフレームの
上面側(一次樹脂上)及び露出した下面側に対して二次
モールド成形を行い、二次樹脂によって上記樹脂穴を封
止しつつ本半導体装置の全体を樹脂封止する。この場
合、二次モールド成形に際して、下面側に放熱板を埋め
込んでも良い。
【0018】上記のトランジスタチップとしては、IG
BTやパワーMOSFETの様なパワートランジスタチ
ップであっても良いし、低消費電力型のMOSFET等
の非パワートランジスタチップであっても良い。
【0019】また、ダミーリードを支持する外部接続用
リードの一つとしては、制御回路搭載部用リード周辺側
のリードを利用するのが、ダミーリードの長さ及び占有
面積を出来る限り低減させる意味では好適と言えるが、
必ずしもこれに限定されるものでは無い。
【0020】以下では、以上の特徴点(1)〜(3)を
より明瞭化させるべく、パワートランジスタチップを有
するパワーモジュールを上記の半導体装置の一例として
取りあげる。
【0021】(一次モールド成形前)図1は、ダイボン
ディングとワイヤボンディングとの工程が既に行われた
後のリードフレーム1の外形を示す平面図と、その側面
図とを示すものである。即ち、同図1は、パワートラン
ジスタチップ10,ダイオード11及び各パワートラン
ジスタチップ10の保護駆動用ICである制御回路9が
それぞれリードフレーム1上の所定箇所にダイボンドさ
れた上で、制御回路9,パワートランジスタチップ1
0,ダイオード11が各リード4,6にワイヤボンディ
ングされた状態を示しており、従って、図1の半導体装
置は、一次樹脂を用いた一次モールド成形(例えばトラ
ンスファーモールド)前の状態にある。但し、図1で
は、一次樹脂の外形を形成するための(一次)モールド
20の外形ないしはその配置位置をも、説明の便宜上、
一点鎖線として示している。又、図2は、図1のリード
フレーム1を用いて形成されるべきパワーモジュールと
しての本半導体装置の回路図を示している。両図1,2
より明らかな通り、本パワーモジュールは、それぞれ6
個の、パワートランジスタチップ101〜106、ダイ
オード111〜116及び制御回路を有している。以
下、図1及び図2の各参照符号を用いて、本リードフレ
ーム(ないしはモールド成形及びタイバー部分8の切断
処理前の本半導体装置装置)の構成について説明する。
【0022】図1、2に於いて、符号1は樹脂封止及び
タイバー部分8の切断前のリードフレーム、1USはリ
ードフレームの上面、1LSはリードフレームの下面、
2はトランジスタチップ搭載部用リード、3は制御回路
搭載部用リードである。4は、外部と電気的に接続す
るためにモールド成形後は外部突出するアウターリード
部4Aと、ワイヤボンディングによってトランジスタ
チップ10の各電極部又はトランジスタチップ10の保
護・駆動ICである制御回路9の各端子とワイヤー5で
接続されたインナーリード部(モールド成形後は樹脂に
よって被覆される部分)4Bとから成る外部接続用リー
ドである。
【0023】6は、一つの制御回路搭載部用リード3の
周辺の外部接続用リード4の内で対応するトランジスタ
チップ10の搭載部分側に位置する最外側の外部接続用
リード41の先端部(それは支持点6Sをなす)に、そ
の一端が接続され、その他端が、対応するトランジスタ
チップ10がダイボンドにより搭載されたトランジスタ
チップ搭載部用リード2の該当部分に対面した、接続経
路用リード(以後、ダミーリードとも称す)である。即
ち、制御回路9の該当端子とトランジスタチップ10の
ゲート電極部とは、二本のワイヤー5と接続経路用リー
ド6とよりなる接続経路によって接続されている。
【0024】又、20は一次モールド成形用のモールド
の外形であり、モールド20の上面には、接続経路用リ
ード6の内でワイヤー5のワイヤボンディング点を除く
支持点6Sの付近の部分が樹脂封止されない様にするた
めの樹脂穴ないしはモールド穴7が設けられる。
【0025】本構造によれば、そもそもダミーリードと
外部との電気的接続が不要であるので、パワートランジ
スタチップ10のゲート電極部から制御回路9の対応端
子への接続の経路となるダミーリード6の支持点6S
は、図6の従来技術のダミーリード14から見れば、そ
の隣の外部接続用リード41のインナーリード部4Bの
一部(先端部分)に存在する。このように、支持点6S
をダミーリード6のワイヤー5のワイヤボンド点の近傍
に設けることによって、ダミーリード6自体の長さが格
段に短くなる結果、ダミーリード6のバタツキが小さく
なり、ワイヤボンド時のダミーリード6の押さえが確実
に行われるため、ワイヤボンド不良を起こしにくくな
る。しかも、モールド20内で占めるダミーリード6の
占有面積を格段に小さくすることができるので、リード
フレーム1及び樹脂封止後の本半導体装置を容易に小型
化することができる。
【0026】(一次モールド成形)一次樹脂によって本
半導体装置の各構成部分9,10,11,4,6の上面
を被覆するように、リードフレーム1の上面1US側の
みに対して、一次モールド成形を行う。そして、本半導
体装置では、一次モールド成形の際に、モールド20に
対してダミーリード6の支持点6S付近(ワイヤボンド
点を除く)に樹脂穴7を設けているので、図3に示す様
に、樹脂穴7を介して露出した支持点6S付近の不要部
分(非ワイヤボンド点)12を一次モールド成形後に容
易にカットすることが出来る。この切断により、ワイヤ
ー5がボンディングされたダミーリード6の残留部分と
外部接続用リード41との電気的接続が確実に絶たれ
る。
【0027】尚、樹脂穴7は、一次モールド成形時の成
形金型(ダイ)の上下に、ダミーリード6を挟み込むよ
うに図示しない突起を設けることにより、容易に得られ
る。
【0028】(二次モールド成形)図4は、一次モール
ド成形後、リードフレーム1の両面1US,1LS側に
対して二次モールド成形を行った後の本半導体装置の内
部構成を平面図形式及び断面図形式で示す図である。即
ち、一次モールド成形の際にリードフレーム1の下面1
LSを露出させておいた上で、不要部分12をカット
し、その後、更に二次樹脂22によって一次樹脂21の
表面及び下面1LS上を覆うことにより、半導体装置全
体を樹脂封止する。その際、二次樹脂22によってヒー
トシンク13を下面1LS下方に配設することで、放熱
性を高めている。これにより、リードフレーム1の下面
1LS上に形成された二次樹脂22によって外部との絶
縁が実現されると共に、樹脂穴7も二次樹脂21によっ
て埋められる。
【0029】本実施の形態に係るパワーモジュールとし
ての半導体装置においては、通電の際の発熱が大きく、
モールド成形によって形成された二次樹脂22より成る
絶縁層部によって効率的に外部へ熱放散を行う必要があ
る。このために、二次モールド成形の際には、アルミ等
より成る上述のヒートシンク13を設けている。
【0030】尚、リードフレーム1の上面1US,1L
S側を一次モールド成形のみで樹脂封止し、更に一次樹
脂21の表面を覆い且つ樹脂穴7を埋めるように二次モ
ールド成形を行っても良く、その場合に、更に二次モー
ルドの際に図4のヒートシンク13を設けるようにして
も良い。
【0031】以上の通り、二次(モールド)樹脂22に
よって絶縁層が形成される際に、ダミーリード6の不要
部分のカット用の樹脂穴7中にも当該樹脂22が流れ込
むため、この部分7がアンカーホールとなり、両樹脂2
1,22間の密着性が従来技術の場合よりも向上し、本
装置の絶縁性及び放熱性の品質をより安定化させること
が可能となる。
【0032】尚、二次モールド成形後は、不要なタイバ
ー部分8が切断除去された上で、各リード2,3,4の
アウターリード部分が折り曲げ加工される。
【0033】(変形例)図5は、実施の形態1の変形例
に係る、一次樹脂封止前の本半導体装置を、リードフレ
ーム1の平面図形式及び断面図形式として示す図であ
る。同図5では、絶縁性,放熱性を確保するために、パ
ワートランジスタチップ搭載用リード2の搭載部分が放
熱部側に曲げられた構造として、リードフレーム1が形
成されているが、その他の点は実施の形態1の図1の場
合と同様である。外部突出不要のダミーリード6、及び
同リード6の不要部分12をカットするための樹脂穴7
は、制御回路部側に形成される。本変形例では、一次モ
ールド成形のみでリードフレーム1の両面1US,1L
S側が樹脂封止され、従って、樹脂穴7は埋められるこ
となく放置される。
【0034】尚、本変形例において、装置下部に図4の
ヒートシンク13のような放熱フィンを取り付ける場合
には、不要部分12のカット後に樹脂穴7内に突出して
残留するダミーリード6の部分と外部との絶縁は、樹脂
穴7内の上記突出残留ダミーリード部分と上記放熱フィ
ンの上面との間の距離によって確保される。
【0035】(まとめ)本半導体装置は以上のような構
造を有するので、接続経路用リードのバタツキに起因し
て発生する、同リードとトランジスタチップの1つの電
極部間及び同リードと制御回路の端子間の両ワイヤーボ
ンディング時のワイヤボンド不良を格段に減らすことが
出来るばかりでなく、同リードの占有面積を少なくでき
ることから、装置の小型化も可能となり、品質の安定し
た半導体装置が得られる効果がある。
【0036】
【発明の効果】請求項1及び2に係る各発明によれば、
次の効果を奏する。
【0037】(1)接続経路用リードが樹脂封止される
製品外形の内部に当初より配設されているので、接続経
路用リードがリードフレームのタイバー部分に接続され
ている従来技術の場合と比較して、接続経路用リードの
占有面積を格段に低減することが可能となる結果、リー
ドフレーム及び半導体装置の小型化を実現することがで
きる。
【0038】(2)しかも、接続経路用リードの長さを
従来技術の場合と比較して格段に短く設定することがで
きるので、ワイヤボンディング時の接続経路用リードの
バタツキを低減することが可能となり、ワイヤボンド不
良を飛躍的に減少させて安定したアセンブリ性を確保す
ることができる。この点での半導体装置の品質向上は顕
著である。
【0039】請求項3に係る発明によれば、樹脂封止後
に、接続経路用リードを当該リードを支持しているイン
ナーリード部の一つから確実に電気的に分離することが
できる。
【0040】請求項4に係る発明によれば、樹脂穴がア
ンカーホールとなるので、一次樹脂と二次樹脂との間の
密着性を向上させることができ、半導体装置の絶縁性の
品質をより一層安定化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1に係る、一次モールド
成形前の半導体装置を示す図である。
【図2】 実施の形態1に係る半導体装置における回路
構成を示す図である。
【図3】 実施の形態1に係る、一次モールド成形後の
半導体装置の外形構成を示す図である。
【図4】 実施の形態1に係る、二次モールド成形後の
半導体装置の内部構成を断面図と共に示す図である。
【図5】 実施の形態1の変形例に係る半導体装置のモ
ールド成形前の内部構成を、その断面図と共に示す平面
図である。
【図6】 従来例の半導体装置を示す図である。
【図7】 従来例の半導体装置を示す図である。
【符号の説明】
1 リードフレーム、1US 上面、1LS 下面、2
トランジスタチップ搭載部用リード、3 制御回路搭
載部用リード、4 外部接続用リード、4Bインナーリ
ード部、5 ワイヤー、6 接続経路用リード、6S
支持点、7樹脂穴、8 タイバー部分、9 制御回路、
10 パワートランジスタチップ、12 不要部分、1
3 ヒートシンク、20 モールド、21 一次モール
ド成形後の一次樹脂、22 二次モールド成形後の二次
樹脂。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩上 徹 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 山田 眞志 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 岩垣 征樹 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 Fターム(参考) 5F044 AA01 AA12 AA18 AA19 JJ03 JJ05 5F067 AA02 AB10 BA06 BE10 CA05 CB02 DF01 DF09

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トランジスタチップ搭載部用リード、制
    御回路搭載部用リード及びトランジスタチップの電極部
    とワイヤーで接続されると共に外部と電気的に接続され
    るために外部突出した複数の外部接続用リードを備える
    リードフレームであって、 前記トランジスタチップの前記電極部の内の一つから前
    記制御回路へのワイヤーを介した接続の経路用のリード
    の一端部が、前記複数の外部接続用リードの一つのイン
    ナーリード部の一部分に接続されて支持されていること
    を特徴とする、リードフレーム。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の前記リードフレームを有
    する半導体装置であって、 前記トランジスタチップ搭載部用リード及び前記制御回
    路搭載部用リードに前記トランジスタチップ及び前記制
    御回路がそれぞれ搭載され、且つ前記電極部の一つ及び
    前記制御回路のそれぞれは、前記接続経路用リードの前
    記一端部に該当する支持点の付近を除く前記接続経路用
    リードの部分に前記ワイヤーを介して接続されているこ
    とを特徴とする、半導体装置。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の半導体装置であって、 前記支持点付近が樹脂封止されない様に前記支持点付近
    に樹脂穴を設けた上で、少なくとも前記リードフレーム
    の上面側の前記トランジスタチップ、前記制御回路及び
    前記インナーリード部を樹脂封止し、その後、前記樹脂
    穴を利用して前記接続経路用リードの内で前記支持点付
    近の不要部分を切断したことを特徴とする、半導体装
    置。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の半導体装置であって、 前記不要部分の切断後に二次樹脂によって前記樹脂穴を
    封止しつつ前記半導体装置の全体を樹脂封止したことを
    特徴とする、半導体装置。
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