JP2006319108A - Lead frame for semiconductor package - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体素子を接合して封止するための半導体パッケージのリードフレームに関する。 The present invention relates to a lead frame of a semiconductor package for bonding and sealing semiconductor elements.
半導体パッケージは、金属板を加工したリードフレームに半導体素子を搭載接合し、樹脂等により封止したものである。この半導体パッケージに用いられるリードフレームは、Cu合金やFe−Ni42合金(42アロイ)等からなり、半導体素子を搭載接合するダイパッド、半導体素子と電気的接続を行なうインナーリード、外部基板等との接続を行なうアウターリードから構成される。 In the semiconductor package, a semiconductor element is mounted and bonded to a lead frame obtained by processing a metal plate and sealed with a resin or the like. The lead frame used in this semiconductor package is made of Cu alloy, Fe-Ni42 alloy (42 alloy) or the like, and is connected to a die pad for mounting and bonding a semiconductor element, an inner lead for electrical connection with the semiconductor element, and an external substrate. It consists of an outer lead that performs.
この半導体パッケージのリードフレームにあっては、雰囲気(周囲環境)中に含まれる湿気が、様々な弊害をもたらしてきた。その具体的な事例としては、例えば、湿気による半導体パッケージの封止部のクラックや、半導体パッケージのリードフレームの酸化による接触不良(インナーリードと半導体素子、アウターリードと外部接続部などの接触不良)などを挙げることができる。このことから半導体パッケージは、雰囲気中の湿気により、誤動作、故障、低寿命の原因となるので、今日まで、このような半導体パッケージの湿気対策(吸湿)には様々な工夫がなされてきた。 In the lead frame of this semiconductor package, moisture contained in the atmosphere (ambient environment) has caused various harmful effects. Specific examples include, for example, cracks in the sealed portion of the semiconductor package due to moisture and poor contact due to oxidation of the lead frame of the semiconductor package (contact failure between the inner lead and the semiconductor element, outer lead and the external connection portion, etc.). And so on. For this reason, semiconductor packages cause malfunctions, failures, and low lifetimes due to moisture in the atmosphere. To date, various measures have been taken for moisture countermeasures (moisture absorption) of such semiconductor packages.
このような湿気対策の具体的な事例として、半導体パッケージの内部に乾燥剤を封入することにより、吸湿効果を持たせて、リードフレームの酸化や、パッケージクラックを防ぐ対策が実施されている。また、リードフレームの出荷輸送時、及び半導体パッケージ工程でのリードフレームの保存に際しても、乾燥剤を添付するか、若しくはリードフレーム収納ケースについての湿気対策が実施されている。 As a specific example of such moisture countermeasures, measures are taken to prevent lead frame oxidation and package cracking by providing a moisture absorption effect by sealing a desiccant inside the semiconductor package. In addition, a desiccant is attached to the lead frame storage case when the lead frame is shipped and transported and when the lead frame is stored in the semiconductor package process.
以下、従来の半導体パッケージの湿気対策について、先願特許の公報を参照して、さらに詳細に説明する。 Hereinafter, the moisture countermeasure of the conventional semiconductor package will be described in more detail with reference to the gazette of the prior patent application.
まず、半導体パッケージ内部の半導体素子の主面を除いた箇所に、シリカゲル等の乾燥剤と暗色顔料を充填したシリコーン製のゲル状吸湿性樹脂を滴下塗布することで、半導体パッケージ内部の結露を取り除き吸湿を行う技術が開示されている(特許文献1参照)。 First, a silicone gel-like hygroscopic resin filled with a desiccant such as silica gel and a dark pigment is dropped onto the part other than the main surface of the semiconductor element inside the semiconductor package to remove condensation inside the semiconductor package. A technique for absorbing moisture is disclosed (see Patent Document 1).
次に、半導体パッケージ内部に半導体素子とリードフレームをダイボンドする際、ダイボンド剤に乾燥剤を混合することで半導体パッケージ内部の結露を取り除き、吸湿を行う技術が開示されている(特許文献2参照)。 Next, a technique is disclosed in which, when a semiconductor element and a lead frame are die-bonded inside the semiconductor package, moisture is absorbed by removing condensation inside the semiconductor package by mixing a desiccant with the die-bonding agent (see Patent Document 2). .
次に、半導体パッケージ内部で、半導体素子を設置するリードフレームのワイヤーボンディングされる箇所の下部に、乾燥剤を封入することで、半導体パッケージ内部の結露を取り除き、吸湿を行う技術が開示されている(特許文献3参照)。 Next, a technique is disclosed in which a desiccant is sealed under a portion of a lead frame where a semiconductor element is installed inside a semiconductor package to remove condensation within the semiconductor package and absorb moisture. (See Patent Document 3).
次に、半導体パッケージの製造に使用されるリードフレームの経時安定性を維持するために、リードフレームを、酸素並びに水分を取り去ったガスバリア性容器内に密封することで、リードフレームの保存を行う技術が開示されている(特許文献4参照)。 Next, in order to maintain the stability over time of the lead frame used in the manufacture of semiconductor packages, the lead frame is sealed by sealing the lead frame in a gas barrier container from which oxygen and moisture have been removed. Is disclosed (see Patent Document 4).
また、包装用樹脂フィルムを製袋した袋内半導体封止用エポキシ樹脂成形材料を用いた半導体パッケージを包装すると共に、乾燥剤も同一袋に包装して封緘することを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂成形材料の梱包方法が開示されている(特許文献5参照)。
しかしながら、上記背景技術で述べた従来の半導体パッケージにあっては、例えば、前述の特許文献1及び特許文献3で開示された技術の場合、乾燥剤が半導体パッケージを覆う箇所が少なく、吸湿が完全ではないという問題点があった。
However, in the conventional semiconductor package described in the above background art, for example, in the case of the techniques disclosed in
また、前述の特許文献2で開示された技術の場合、ダイボンド剤に乾燥剤を混合することにより、吸湿効果が低下する可能性が生じるという問題点があった。
Further, in the case of the technique disclosed in the above-mentioned
また、前述の特許文献4で開示された技術の場合、リードフレームの保存に際し、容器分の大きさが要求されるため、保管スペースを取り、また、リードフレームを、保存中のガスバリア性容器から取り出し、半導体パッケージに格納すると、吸湿効果が無くなってしまうという問題点があった。 Further, in the case of the technique disclosed in the above-mentioned Patent Document 4, since the size of the container is required when storing the lead frame, storage space is taken, and the lead frame is removed from the gas barrier container being stored. When taken out and stored in a semiconductor package, there is a problem that the moisture absorption effect is lost.
また、前述の特許文献5で開示された技術の場合は、梱包開封後には、吸湿効果を維持することが困難であり、さらに、半導体パッケージにリードフレームを格納すると、吸湿効果が無くなってしまうという問題点があった。 In the case of the technique disclosed in Patent Document 5 described above, it is difficult to maintain the moisture absorption effect after opening the package, and further, if the lead frame is stored in the semiconductor package, the moisture absorption effect is lost. There was a problem.
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、乾燥剤を必要とせず、小スペースで保管、出荷を可能とするとともに、酸化や、半導体パッケージのクラックを防ぐことができる半導体パッケージのリードフレームを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and does not require a desiccant, enables storage and shipping in a small space, and can prevent oxidation and cracking of a semiconductor package. The object is to provide a lead frame for a semiconductor package.
本発明は、半導体素子を搭載接合する半導体パッケージのリードフレームにおいて、前記半導体素子を接合するダイパッドの内部を中空とし、該中空内に吸湿剤が封入されていることを特徴とする。 The present invention is characterized in that, in a lead frame of a semiconductor package on which a semiconductor element is mounted and bonded, the inside of a die pad for bonding the semiconductor element is made hollow, and a hygroscopic agent is sealed in the hollow.
また、本発明は、前記半導体素子を接合するダイパッドの接合面に、吸湿剤をコーティングすることを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that a hygroscopic agent is coated on a bonding surface of a die pad for bonding the semiconductor element.
また、本発明は、前記半導体素子を接合するダイパッドの接合裏面に、吸湿剤をコーティングすることを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that a hygroscopic agent is coated on a bonding back surface of a die pad for bonding the semiconductor element.
前記吸湿剤は、シリカアルミナゲルを主成分とする素材であるのが望ましい。例えば、シリカアルミナゲルを主成分とする天然の粘土物質を塗布して自然乾燥させるか、若しくは前記粘度物質を焼成工程にて硬化させたものを接合する。 The hygroscopic agent is preferably a material mainly composed of silica alumina gel. For example, a natural clay material mainly composed of silica-alumina gel is applied and naturally dried, or a material obtained by curing the viscosity material in a baking process is joined.
本発明の半導体パッケージのリードフレームによれば、吸湿性を有しているので、湿気の侵入によるリードフレーム酸化を抑制することが可能となる効果がある。こうして、保管においても乾燥剤を必要とせず、小スペースでの保管が可能となる。また、リードフレームの湿気を除去するので、このリードフレームを使用した半導体パッケージの湿気によるパッケージクラックを防止すると共に、半導体パッケージ内の結露の除去を行うことが可能となる効果がある。 According to the lead frame of the semiconductor package of the present invention, since it has a hygroscopic property, there is an effect that it is possible to suppress lead frame oxidation due to intrusion of moisture. Thus, a desiccant is not required for storage, and storage in a small space is possible. Further, since the moisture of the lead frame is removed, it is possible to prevent package cracking due to moisture of the semiconductor package using the lead frame and to remove condensation in the semiconductor package.
また、吸湿剤として、シリカアルミナゲルを主成分とする天然素材を用いることができるので、使用後の廃棄に対しても無公害での処分が可能となる効果がある。 Moreover, since the natural raw material which has a silica alumina gel as a main component can be used as a hygroscopic agent, it has the effect that disposal without pollution is also possible for the disposal after use.
以下、本発明の実施形態について、〔第1の実施形態〕〜〔第3の実施形態〕の順に図面を参照して詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail in the order of [First Embodiment] to [Third Embodiment] with reference to the drawings.
〔第1の実施形態〕
図1は、本発明の第1の実施形態に係る半導体パッケージのリードフレームの構造を示す側面図である。
同図において、本実施形態の半導体パッケージのリードフレーム1は、半導体素子を載置し接合する接合箇所(ダイパッド)2、半導体素子5と電気的接続を行なうインナーリード3、外部基板等との接続を行なうアウターリード4から構成される。リードフレーム1の材質は、Cu合金やFe−Ni42合金(42アロイ)等が主に用いられている。Cu合金は、熱伝動性が高く放熱性に優れ、42アロイは強度があり、熱膨張率が半導体素子を形成するSiに近いという特性があり、用途に応じて使い分けられている。リードフレーム1は、エッチング加工やスタンピング加工により、製作される。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a side view showing the structure of the lead frame of the semiconductor package according to the first embodiment of the present invention.
In the figure, a
接合箇所(ダイパッド)2の内部は、中空部となっており、そこに吸湿性を有する粘度物質(吸湿剤)6を封入する。吸湿剤6の構成素材は、シリカアルミナゲルを主成分とする天然の粘度物質である。吸湿剤6は、このまま自然硬化とするか、焼成工程にて硬化させる。
The inside of the joining part (die pad) 2 is a hollow part, and a viscous substance (hygroscopic agent) 6 having hygroscopicity is enclosed therein. The constituent material of the
〔第2の実施形態〕
図2は、本発明の第2の実施形態に係る半導体パッケージのリードフレームの構造を示す側面図である。
同図において、本実施形態の半導体パッケージのリードフレーム11は、半導体素子を載置し接合する接合箇所(ダイパッド)12、半導体素子15と電気的接続を行なうインナーリード13、外部基板等との接続を行なうアウターリード14から構成される。接合箇所12の上面(半導体素子15のダイボンディング側表面)に吸湿性を有する粘度物質16(吸湿剤)をコーティングしている。吸湿剤16の構成素材は、シリカアルミナゲルを主成分とする天然の粘度物質である。吸湿剤16は塗布され、自然硬化または焼成工程にて硬化させる。
[Second Embodiment]
FIG. 2 is a side view showing the structure of the lead frame of the semiconductor package according to the second embodiment of the present invention.
In the figure, a
〔第3の実施形態〕
図3は、本発明の第3の実施形態に係る半導体パッケージのリードフレームの構造を示す側面図である。
同図において、本実施形態の半導体パッケージのリードフレーム21は、半導体素子を載置し接合する接合箇所(ダイパッド)22、半導体素子25と電気的接続を行なうインナーリード23、外部基板等との接続を行なうアウターリード24から構成される。接合箇所22の上面(半導体素子25のダイボンディング側表面)に吸湿性を有する粘度物質26(吸湿剤)をコーティングしている。吸湿剤26の構成素材は、シリカアルミナゲルを主成分とする天然の粘度物質である。吸湿剤26は塗布され、自然硬化または焼成工程にて硬化させる。
[Third Embodiment]
FIG. 3 is a side view showing the structure of the lead frame of the semiconductor package according to the third embodiment of the present invention.
In the figure, the
こうして、上記第1〜第3の実施形態のリードフレーム1,11,21のダイパッド2,12,22の上に半導体素子5,15,25をダイボンディングする。半導体素子5,15,25の接続パッドとインナーリード3,13,23をワイヤーボンディングにより電気接続を行なう。そして半導体素子とインナーリードを含む領域を樹脂等で封止する。こうして、外側にアウターリード4,14,24が突出した形状の半導体パッケージが形成される。
Thus, the
この実施形態によれば、リードフレーム自体が吸湿性を有するので、出荷及び保管において、湿気を取り除く乾燥剤が不要で場所をとらず、リードフレームの酸化を防ぐことができる。また、半導体パッケージの組み立て後も吸湿性を有して湿気を取り除くので、リードフレームの酸化を防ぐと同時に、パッケージクラックを防止できる。 According to this embodiment, since the lead frame itself has a hygroscopic property, a desiccant that removes moisture is not required in shipping and storage, and it does not take up space, and oxidation of the lead frame can be prevented. In addition, since the moisture is absorbed after the semiconductor package is assembled and moisture is removed, lead frame oxidation can be prevented and package cracking can be prevented.
また、廃棄する場合においても、吸湿剤は、シリカアルミナゲルを主成分とする天然の粘土物質であるので、低コストで無害であり、環境にも配慮した製造が可能となる効果がある。
さらに、使用する吸湿剤は、シリカアルミナゲルを主成分とする天然の粘土物質とは限るものではなく、他の任意の吸湿剤の使用が可能である。
Further, even in the case of disposal, the hygroscopic agent is a natural clay substance mainly composed of silica alumina gel. Therefore, the hygroscopic agent is harmless at low cost and has an effect of enabling production in consideration of the environment.
Furthermore, the hygroscopic agent to be used is not limited to a natural clay material mainly composed of silica-alumina gel, and any other hygroscopic agent can be used.
1,11,21 リードフレーム
2,12,22 半導体素子の接合箇所(ダイパッド)
3,13,23 インナーリード
4,14,24 アウターリード
5,15,25 半導体素子
6,16,26 粘度物質(吸湿剤)
1,11,21
3, 13, 23 Inner leads 4, 14, 24 Outer leads 5, 15, 25
Claims (4)
前記半導体素子を接合するダイパッドの内部を中空とし、該中空内に吸湿剤が封入されていることを特徴とする半導体パッケージのリードフレーム。 In the lead frame of a semiconductor package on which a semiconductor element is mounted and joined,
A lead frame for a semiconductor package, wherein a die pad for joining the semiconductor elements is hollow and a hygroscopic agent is sealed in the hollow.
前記半導体素子を接合するダイパッドの接合面に、吸湿剤をコーティングすることを特徴とする半導体パッケージのリードフレーム。 In the lead frame of a semiconductor package on which a semiconductor element is mounted and joined,
A lead frame for a semiconductor package, wherein a hygroscopic agent is coated on a bonding surface of a die pad for bonding the semiconductor element.
前記半導体素子を接合するダイパッドの接合裏面に、吸湿剤をコーティングすることを特徴とする半導体パッケージのリードフレーム。 In the lead frame of a semiconductor package on which a semiconductor element is mounted and joined,
A lead frame for a semiconductor package, wherein a hygroscopic agent is coated on a bonding back surface of a die pad for bonding the semiconductor element.
4. The lead frame for a semiconductor package according to claim 1, wherein the moisture absorbent is a material mainly composed of silica alumina gel.
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JP2005139776A JP2006319108A (en) | 2005-05-12 | 2005-05-12 | Lead frame for semiconductor package |
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JP2020142954A (en) * | 2019-03-06 | 2020-09-10 | 宇部エクシモ株式会社 | Composite particle |
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2005
- 2005-05-12 JP JP2005139776A patent/JP2006319108A/en active Pending
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JP2020142954A (en) * | 2019-03-06 | 2020-09-10 | 宇部エクシモ株式会社 | Composite particle |
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