JP2001110929A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JP2001110929A
JP2001110929A JP28461299A JP28461299A JP2001110929A JP 2001110929 A JP2001110929 A JP 2001110929A JP 28461299 A JP28461299 A JP 28461299A JP 28461299 A JP28461299 A JP 28461299A JP 2001110929 A JP2001110929 A JP 2001110929A
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JP
Japan
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semiconductor chip
semiconductor device
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lead
package
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JP28461299A
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English (en)
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Masamichi Ishihara
政道 石原
Hisashi Yasunaga
尚志 安永
Keiji Takai
啓次 高井
Atsushi Sugimoto
淳 杉本
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Mitsui High Tec Inc
Original Assignee
Mitsui High Tec Inc
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の課題は、製造に関わるコストの低
減、外観の可及的な小型化、および優れた実装性を達成
することのできる半導体装置の提供にある。 【解決手段】 本発明に関わる半導体装置1は、半導体
チップ4の下面に絶縁性接着材を介して複数のリード1
1を設け、半導体チップ4とリード11とをボンディン
グワイヤ5により接続し、半導体チップ4とリード11
とボンディングワイヤ5とをパッケージ2により樹脂封
止して成り、リード11を半導体チップ4の下面に沿っ
て延びる平板状とし、半導体チップ4の外縁から突出し
かつ該外縁に近接した部位をボンディングエリア11A
とするとともに、パッケージ2の実装面2aに形成した
開口2hを介してリード11に外部接続端子としてのハ
ンダボール3を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置に関し、
詳しくはリードフレームを用いて製造されるBGA(ボ
ール・グリッド・アレイ)タイプの半導体装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】昨今の半導体装置は、プリント回路基板
への高密度実装化に伴って、外観の可及的な小型化が図
られている。
【0003】図6に示す半導体装置Aは、配線パターン
の形成されたガラス・エポキシ樹脂等から成る配線基板
Aaに半導体チップAbを搭載し、配線基板Aaの配線
パターンと半導体チップAbとを電気的に接続してお
り、さらに上記半導体チップAbをモールド樹脂Acに
よって封止しているとともに、配線基板Aaに外部接続
端子としてのハンダボールAdを設けている。
【0004】一方、図7に示す半導体装置Bは、リード
フレームを用いて製造される半導体装置であり、リード
フレームにおける各リードBaの中間部を下方に曲げ形
成して、先端部の上面に半導体チップBbを搭載すると
ともに、先端部の下面を外部接続端子としており、さら
にリードBaにおける基端の水平部をボンディングエリ
アとし、リードBaと半導体チップBbとをボンディン
グワイヤBcによって接続するとともに、これらをモー
ルド樹脂Bdによって樹脂封止している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図6に示し
た従来の半導体装置Aによれば、外観の可及的な小型化
を達成し得るものの、配線基板Aaを必須の構成部品と
する上記半導体装置Aはコストの増大を招く不都合があ
った。さらに、上述した半導体装置Aでは、半導体チッ
プAbを保護しているモールド樹脂Acは、例えば 160
〜200℃ の高温で成形されることから、配線基板Aaと
モールド樹脂Acとの熱膨張率の差によって配線基板A
aが変形し、該配線基板Aaの水平度が劣化することに
より、プリント回路基板に対する実装性に問題を生じる
不都合があった。
【0006】一方、図7に示した従来の半導体装置Bよ
れば、図6の半導体装置Aにおける配線基板Aaを用い
ていないため、不用意なコストの増大を防止し得るもの
の、リードBaにおける基端の水平部をボンディングエ
リアとしていることから、半導体チップBbの大きさに
比して外観が大型化してしまう不都合があった。さら
に、上述した半導体装置Bでは、各々のリードBaの中
間部を下方に曲げるとともに先端部を水平に形成してい
るが、これらリードBaの先端部を同一平面上に位置さ
せることが難しく、外部接続端子としてのリードBaの
先端部の位置がばらつくことにより、プリント回路基板
に対する実装性に問題を生じる不都合があった。
【0007】本発明は上記実状に鑑みて、製造に関わる
コストを低減することができ、また外観を可及的に小型
化することができ、さらに優れた実装性をも得ることの
可能な半導体装置の提供を目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するべ
く、本発明に関わる半導体装置は、半導体チップの下面
に絶縁性接着材を介して複数のリードを設け、半導体チ
ップとリードとをボンディングワイヤにより接続し、半
導体チップとリードとボンディングワイヤとをパッケー
ジにより樹脂封止して成る半導体装置において、リード
を半導体チップの下面に沿って延びる平板状とし、半導
体チップの外縁から突出しかつ該外縁に近接した部位を
ボンディングエリアとするとともに、パッケージの下面
に形成した開口を介してリードに外部接続端子を設けて
いる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、実施例を示す図面に基づい
て、本発明を詳細に説明する。図1に示す如く、本発明
に関わる半導体装置1は、後述するリードフレームを用
いて製造されるBGA(ボール・グリッド・アレイ)タイ
プの半導体装置であって、パッケージ2の実装面(下面)
2aには後述する半導体チップと接続された多数個のハ
ンダボール(外部接続端子)3,3…が設けられている。
【0010】図2および図3に示す如く、本発明に関わ
る半導体装置1は、半導体チップ4の下面に、絶縁性接
着材を介して複数のリード11,11…が接着固定され
ており、上記各リード11,11…は半導体チップ4の
下面における四方の縁部に設けられている。
【0011】また、上記各リード11,11…は、半導
体チップ4下面に沿って延びる平板状を呈しており、半
導体チップ4の外縁から突出するとともに該外縁に近接
した部位をボンディングエリア11Aとしている。
【0012】半導体チップ4と各リード11におけるボ
ンディングエリア11Aは、ボンディングワイヤ5,5
…を介して互いに接続されており、上述した半導体チッ
プ4、リード11,11…、およびボンディングワイヤ
5,5…は、モールド樹脂を型成形して成るパッケージ
2によって樹脂封止されている。
【0013】また、各リード11,11…における先端
部には、外部接続端子としてのハンダボール3,3…が
設けられており、これらハンダボール3,3…は、パッ
ケージ2の実装面(下面)2aに形成した開口2h,2h
…を介して、該パッケージ2の実装面(下面)2aに露呈
している。
【0014】一方、図4に示す如く、上述した半導体装
置1を製造する際に使用されるリードフレーム10は、
一対のサイドレール10S,10Sと、一対のサポート
バー10B,10Bとから、それぞれ複数のリード1
1,11…が中央に向けて延在する態様で形成されてい
る。
【0015】また、上記リードフレーム10は、エッチ
ング加工や打抜き加工によって形成されており、リード
フレーム10における各リード11,11…は、平板状
を呈するとともに同一平面上に延在している。
【0016】ここで、上記リードフレーム10の各リー
ド11,11…において、半導体チップ4の外縁とパッ
ケージ2の外縁とに囲まれた領域が、上述したボンディ
ングエリア11Aであり、これらボンディングエリア1
1A,11A…は、半導体チップ4の外形に沿って設け
られ、該半導体チップ4の外形寸法に近似するように構
成されている。
【0017】なお、この実施例におけるリードフレーム
10は、1個の半導体装置を構成するリード11,11
…を、サイドレール10S,10Sの間において1列の
み形成しているが、リードフレームの形態としては上記
実施例に限らず、1個の半導体装置を構成するリードを
2列、あるいはそれ以上の多列に形成したものであって
も良い。
【0018】以下では、上述した本発明に関わる半導体
装置1の製造工程を、図5を参照しつつ詳細に説明す
る。先ず、図5(a)に示す如く、半導体チップ4をリー
ドフレーム10の各リード11,11…上の所定位置
(図4中に二点鎖線で示した位置)に、図示していない絶
縁性接着材を用いて固定設置する。
【0019】次いで、図5(b)に示す如く、半導体チッ
プ4と各リード11,11…、詳しくは各リード11,
11…におけるボンディングエリア11A,11A…と
を、ボンディングワイヤ5,5…を用いて個々に接続
(ワイヤボンディング)する。
【0020】次いで、図5(c)に示す如く、半導体チッ
プ4、各リード11,11…、および各ボンディングワ
イヤ5,5…を、モールド樹脂を型成形して成るパッケ
ージ2によって樹脂封止する。
【0021】なお、図5(c)および以下に参照する図5
(d)、図5(e)は、リードフレーム10におけるサイド
レール10S,10Sの長手方向に沿って連続して樹脂
封止したパッケージ2を、上記サイドレール10S側か
ら見た断面側面図である。
【0022】次いで、図5(d)に示す如く、パッケージ
2の実装面(下面)2aに、例えばドリル等のツールを用
いた機械加工によって、リードフレーム10における各
リード11,11…の先端部を露呈させる開口2h,2
h…を形成する。
【0023】ここで、各リード11,11…はパッケー
ジ2の内部にモールドされているものの、その位置は一
例としてリードフレーム10の外形を基準とすることで
正確に推定し得るため、NC(数値制御)加工機等を使用
することによってパッケージ2の所定位置に開口2h,
2h…を形成することができる。
【0024】上記パッケージ2に開口2h,2h…を形
成した後、これら開口2h,2h…に溶融ハンダを流し
込んで凝固させることにより、図5(e)に示す如く各リ
ード11,11…の先端部に、開口2h,2h…を介し
てパッケージ2の実装面2aに露呈するハンダボール
(外部接続用端子)3,3…を形成する。
【0025】次いで、リードフレーム10の各リード1
1,11…をパッケージ2との境界部分で切断して、半
導体装置1(図1〜図3参照)をリードフレーム10から
取り出すことにより該半導体装置1の完成となる。
【0026】上述した如く、本発明に関わる半導体装置
1は、リードフレーム10を用いて製造されるために、
配線基板を構成部品としている従来の半導体装置(図6
参照)と比較して、製造に関わるコストを大幅に低減さ
せることが可能である。
【0027】さらに、上述した構成の半導体装置1で
は、各リード11,11…において、半導体チップ4の
外縁から突出しかつ該外縁に近接した部位をボンディン
グエリア11Aとしたことで、中間部を下方に曲げ形成
したリードの水平部をボンディングエリアとしている従
来の半導体装置(図7参照)と比較して、半導体装置1の
外観を半導体チップ4のサイズに近似した極めてコンパ
クトなものとすることが可能となる。
【0028】また、上述した構成の半導体装置1では、
各リード11,11…を半導体チップ4の下面に沿って
延びる平板状としたことで、中間部を下方に曲げるとと
もに水平に形成した先端部の下面を外部接続端子とした
従来の半導体装置(図7参照)と比較して、各リード1
1,11…における上下位置のばらつき、すなわち各リ
ード11に設けられたハンダボール(外部接続端子)の上
下位置のばらつきが抑えられ、もってプリント回路基板
に対する極めて良好な実装性が得られる。
【0029】さらに、上述した構成の半導体装置1にお
いては、パッケージ2によって樹脂封止された半導体チ
ップ4の上部と下部とには、それぞれモールド樹脂が存
在しているために、パッケージ2が高温で成形される
際、モールド樹脂と半導体チップ4との熱膨張率に差が
あっても、半導体チップ4に対してパッケージ2が反り
変形を生じることがなく、もってパッケージ2の水平度
が確保されることによりプリント回路基板に対する極め
て良好な実装性が得られることとなる。
【0030】なお、上述した実施例においては、外部接
続用端子としてのハンダボール3をリード11の先端部
に形成していることにより、リードの長さに無駄を生じ
ないが、上記ハンダボール3の設置位置はリード11上
における任意の位置に設定し得ることは言うまでもな
い。
【0031】また、半導体装置1の製造に際して、パッ
ケージ2に開口2h,2h…を形成する工程、および各
リード11,11…にハンダボール3,3…を設ける工
程は、リードフレーム10からパッケージ2を取り出し
た状態において実施することも可能である。
【0032】また、半導体チップ4の下面に各リード1
1,11…を固定設置させるための絶縁性接着材として
は、絶縁性接着テープが含まれることは言うまでもな
い。
【0033】
【発明の効果】以上、詳述した如く、本発明に関わる半
導体装置は、半導体チップの下面に絶縁性接着材を介し
て複数のリードを設け、半導体チップとリードとをボン
ディングワイヤにより接続し、半導体チップとリードと
ボンディングワイヤとをパッケージにより樹脂封止して
成る半導体装置において、リードを半導体チップの下面
に沿って延びる平板状とし、半導体チップの外縁から突
出しかつ該外縁に近接した部位をボンディングエリアと
するとともに、パッケージの下面に形成した開口を介し
てリードに外部接続端子を設けている。
【0034】上記構成によれば、配線基板を構成部品と
している従来の半導体装置に比べ、製造に関わるコスト
を大幅に低減させることができるとともに、リードにお
いて半導体チップの外縁から突出しかつ該外縁に近接し
た部位をボンディングエリアとしたことにより、中間部
を下方に曲げ形成したリードの水平部をボンディングエ
リアとしている従来の半導体装置と比較して、半導体装
置の外観を半導体チップのサイズに近似した極めてコン
パクトなものとすることができる。
【0035】さらに、上記構成によれば、リードを半導
体チップの下面に沿って延びる平板状としたことによ
り、中間部を下方に曲げるとともに水平に形成した先端
部の下面を外部接続端子としている従来の半導体装置に
比べ、上記リードにおける上下位置のばらつき、すなわ
ち上記リードに設けられた外部接続端子の上下位置のば
らつきが抑えられ、もってプリント回路基板に対する極
めて良好な実装性を得ることができる。
【0036】このように、本発明に関わる半導体装置に
よれば、製造に関わるコストを低減することができ、ま
た外観を可及的に小型化することができ、さらに優れた
実装性をも得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明に関わる半導体装置を示す側面外
観図、(b)は本発明に関わる半導体装置を示す底面外観
図。
【図2】(a)は本発明に関わる半導体装置を示す要部破
断平面図、(b)は(a)のb−b線断面図。
【図3】本発明に関わる半導体装置を示す図2(b)中の
III−III線断面図。
【図4】本発明に関わる半導体装置を製造する際に使用
されるリードフレームの要部平面図。
【図5】(a)〜(d)は本発明に関わる半導体装置を製造
する工程を示す概念的な側面図。
【図6】従来の半導体装置を示す概念的な断面側面図。
【図7】従来の半導体装置を示す概念的な断面側面図。
【符号の説明】
1…半導体装置、 2…パッケージ、 2a…実装面(下面)、 2h…開口、 3…ハンダボール(外部接続端子) 4…半導体チップ、 5…ボンディングワイヤ、 10…リードフレーム、 11…リード、 11A…ボンディングエリア。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高井 啓次 福岡県北九州市八幡西区小嶺2丁目10番1 号 株式会社三井ハイテック内 (72)発明者 杉本 淳 福岡県北九州市八幡西区小嶺2丁目10番1 号 株式会社三井ハイテック内 Fターム(参考) 5F067 AA01 AB04 BE10 CC08

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体チップの下面に絶縁性接着材を
    介して複数のリードを設け、前記半導体チップと前記リ
    ードとをボンディングワイヤにより接続し、前記半導体
    チップと前記リードと前記ボンディングワイヤとをパッ
    ケージにより樹脂封止して成る半導体装置であって、 前記リードを前記半導体チップの下面に沿って延びる平
    板状とし、前記半導体チップの外縁から突出しかつ該外
    縁に近接した部位をボンディングエリアとするととも
    に、前記パッケージの下面に形成した開口を介して前記
    リードに外部接続端子を設けて成ることを特徴とする半
    導体装置。
  2. 【請求項2】 前記外部接続用端子は前記リードの先
    端部に設けられていることを特徴とする請求項1記載の
    半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記リードのボンディングエリアは、
    前記半導体チップの外形に沿って設けられ、前記半導体
    チップの外形寸法に近似するように構成されていること
    を特徴とする請求項1記載の半導体装置。
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