JP2567998B2 - 半導体装置 - Google Patents
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- H01L2924/13091—Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、 本発明は、半導体装
置に関し、特に、大規模集積回路のLOC(Lead On
Chip)構造のパッケージに適用して有効な技術に関す
るものである。
置に関し、特に、大規模集積回路のLOC(Lead On
Chip)構造のパッケージに適用して有効な技術に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体チップを保護するために樹
脂で半導体チップをモールドして封止している。この封
止を行う前に、半導体チップ上にリードを位置決めし、
取り付けるために、いくつかの方法が用いられている。
脂で半導体チップをモールドして封止している。この封
止を行う前に、半導体チップ上にリードを位置決めし、
取り付けるために、いくつかの方法が用いられている。
【0003】例えば、中央にタブを有するリード・フレ
ームを用いるもので、半導体チップを封入前に取付けて
使用する。この従来技術では、半導体チップの周囲近く
にある電極パッドを、それに対応するインナーリードに
ボンディングワイヤで接続する方法が知られている。
ームを用いるもので、半導体チップを封入前に取付けて
使用する。この従来技術では、半導体チップの周囲近く
にある電極パッドを、それに対応するインナーリードに
ボンディングワイヤで接続する方法が知られている。
【0004】従来技術による半導体パッケージに共通の
問題は、金属リード・フレームのリード線の出口となる
金型のパーティング・ラインに沿って、亀裂を生じるこ
とであった。
問題は、金属リード・フレームのリード線の出口となる
金型のパーティング・ラインに沿って、亀裂を生じるこ
とであった。
【0005】また、他の問題は、外部から半導体チップ
へ、金属リード線に沿って環境中の汚染源が侵入する径
路が比較的短かいことである。
へ、金属リード線に沿って環境中の汚染源が侵入する径
路が比較的短かいことである。
【0006】さらに、他の問題は、インナーリードを半
導体チップの電極パッドに接続するために必要なボンデ
ィングワイヤを交差させることができないことであっ
た。
導体チップの電極パッドに接続するために必要なボンデ
ィングワイヤを交差させることができないことであっ
た。
【0007】そこで、前記問題を解消するために、半導
体チップの回路形成面上に、複数のインナーリードが、
前記半導体チップと絶縁フィルムを介在させて接着剤で
接着され、該インナーリードと半導体チップとがボンデ
ィングワイヤで電気的に接続され、モールド樹脂で封止
された半導体装置において、前記半導体チップの回路形
成面の長手方向の中心線の近傍に共用インナーリード
(バスバーインナーリード)が設けられた半導体装置が
提案されている(特開平2−246125号公報)。
体チップの回路形成面上に、複数のインナーリードが、
前記半導体チップと絶縁フィルムを介在させて接着剤で
接着され、該インナーリードと半導体チップとがボンデ
ィングワイヤで電気的に接続され、モールド樹脂で封止
された半導体装置において、前記半導体チップの回路形
成面の長手方向の中心線の近傍に共用インナーリード
(バスバーインナーリード)が設けられた半導体装置が
提案されている(特開平2−246125号公報)。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記半
導体装置では、半導体チップの回路形成面上に、複数の
インナーリードが、前記半導体チップと絶縁フィルムを
介在させて接着剤で接着されているが、この絶縁フィル
ムの厚さの寸法が厚すぎると、温度サイクルによる応力
が大きくなり、封止樹脂(例えばレジン)クラックを発
生するという問題があった。また、絶縁フィルムの厚さ
の寸法が薄すぎると、静電容量が大きくなりすぎる。そ
の上、半導体チップへの外部からの応力的な影響が大き
くなり、最悪の場合には半導体チップにクラックを発生
するという問題があった。
導体装置では、半導体チップの回路形成面上に、複数の
インナーリードが、前記半導体チップと絶縁フィルムを
介在させて接着剤で接着されているが、この絶縁フィル
ムの厚さの寸法が厚すぎると、温度サイクルによる応力
が大きくなり、封止樹脂(例えばレジン)クラックを発
生するという問題があった。また、絶縁フィルムの厚さ
の寸法が薄すぎると、静電容量が大きくなりすぎる。そ
の上、半導体チップへの外部からの応力的な影響が大き
くなり、最悪の場合には半導体チップにクラックを発生
するという問題があった。
【0009】本発明の目的は、半導体装置の信頼性を向
上することが可能な技術を提供することにある。
上することが可能な技術を提供することにある。
【0010】本発明の他の目的は、適切な静電容量を得
ることが可能な技術を提供することにある。
ることが可能な技術を提供することにある。
【0011】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかにな
るであろう。
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかにな
るであろう。
【0012】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
【0013】半導体チップの回路形成面上に、複数の信
号用インナーリードが、前記半導体チップとを電気的に
絶縁する絶縁フィルムを介在して接着され、該インナー
リードと半導体チップとがそれぞれボンディングワイヤ
で電気的に接続され、モールド樹脂で封止される半導体
装置であって、前記複数の信号用インナーリードと前記
半導体チップとを電気的に絶縁する絶縁フィルムは、絶
縁テープ基板の両面に同質のポリイミド系樹脂を施した
ものである。絶縁テープ基板としてはポリイミド系樹脂
が好ましく、絶縁テープの厚さは、50μm〜200μ
mより選択される。また、絶縁テープ基板両面の接着用
のポリイミド系樹脂は同質のものを用い、通常ほぼ25
μmである。
号用インナーリードが、前記半導体チップとを電気的に
絶縁する絶縁フィルムを介在して接着され、該インナー
リードと半導体チップとがそれぞれボンディングワイヤ
で電気的に接続され、モールド樹脂で封止される半導体
装置であって、前記複数の信号用インナーリードと前記
半導体チップとを電気的に絶縁する絶縁フィルムは、絶
縁テープ基板の両面に同質のポリイミド系樹脂を施した
ものである。絶縁テープ基板としてはポリイミド系樹脂
が好ましく、絶縁テープの厚さは、50μm〜200μ
mより選択される。また、絶縁テープ基板両面の接着用
のポリイミド系樹脂は同質のものを用い、通常ほぼ25
μmである。
【0014】前述の手段によれば、前記絶縁フィルム
は、ほぼ50μm程度のポリイミド系樹脂からなる基板
の両面に、それぞれ同質のポリイミド系樹脂を用いた接
着剤を施して絶縁テープの厚さを適切な厚さにすること
により、温度サイクルによる応力が吸収し得る程度のも
のとなり、封止樹脂(レジン)及び半導体チップにそれ
ぞれクラックを発生するのを防止することができる。ま
た、静電容量も適切なものにすることができる。
は、ほぼ50μm程度のポリイミド系樹脂からなる基板
の両面に、それぞれ同質のポリイミド系樹脂を用いた接
着剤を施して絶縁テープの厚さを適切な厚さにすること
により、温度サイクルによる応力が吸収し得る程度のも
のとなり、封止樹脂(レジン)及び半導体チップにそれ
ぞれクラックを発生するのを防止することができる。ま
た、静電容量も適切なものにすることができる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて具体
的に説明する。
的に説明する。
【0016】なお、実施例を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。
【0017】本発明の実施例であるDRAMを封止する
樹脂封止型半導体装置を図1(部分断面斜視図)、図2
(平面図)及び図3(図2のイ−イ線で切った断面図)で
示す。
樹脂封止型半導体装置を図1(部分断面斜視図)、図2
(平面図)及び図3(図2のイ−イ線で切った断面図)で
示す。
【0018】図1、図2及び図3に示すように、DRA
M(半導体チップ)1は、SOJ(Small Out-line
J-bend)型の樹脂封止型パッケージ2で封止されてい
る。前記DRAM1は、16〔Mbit〕×1〔bit〕の大
容量で構成され、15.58〔mm〕×8.15〔mm〕
の平面長方形状で構成されている。このDRAM1は、
400〔mil〕の樹脂封止型パッケージ2に封止され
る。
M(半導体チップ)1は、SOJ(Small Out-line
J-bend)型の樹脂封止型パッケージ2で封止されてい
る。前記DRAM1は、16〔Mbit〕×1〔bit〕の大
容量で構成され、15.58〔mm〕×8.15〔mm〕
の平面長方形状で構成されている。このDRAM1は、
400〔mil〕の樹脂封止型パッケージ2に封止され
る。
【0019】前記本実施例のDRAM(半導体チップ)
1の素子レイアウト及びボンディングパッドBPは、図
4(レイアウト平面図)に示すような配置構成になって
いる。すなわち、DRAM1の表面の略全域にメモリセ
ルアレイMAが配置されている。本実施例のDRAM1
は、これに限定されないが、メモリセルアレイは大きく
4個のメモリセルアレイ11A〜11Dに分割されてい
る。同図4中、DRAM1の上側に2個のメモリセルア
レイ11A,11Bが配置され、下側に2個のメモリセ
ルアレイ11C,11Dが配置されている。この4個に
分割されたメモリセルアレイ11A〜11Dのそれぞれ
は、さらに16個のメモリセルアレイMAに細分化され
ている。つまり、DRAM1は、64個のメモリセルア
レイMAを配置する。この64個に細分化された1個の
メモリセルアレイMAは256[Kbit]の容量で構成
されている。
1の素子レイアウト及びボンディングパッドBPは、図
4(レイアウト平面図)に示すような配置構成になって
いる。すなわち、DRAM1の表面の略全域にメモリセ
ルアレイMAが配置されている。本実施例のDRAM1
は、これに限定されないが、メモリセルアレイは大きく
4個のメモリセルアレイ11A〜11Dに分割されてい
る。同図4中、DRAM1の上側に2個のメモリセルア
レイ11A,11Bが配置され、下側に2個のメモリセ
ルアレイ11C,11Dが配置されている。この4個に
分割されたメモリセルアレイ11A〜11Dのそれぞれ
は、さらに16個のメモリセルアレイMAに細分化され
ている。つまり、DRAM1は、64個のメモリセルア
レイMAを配置する。この64個に細分化された1個の
メモリセルアレイMAは256[Kbit]の容量で構成
されている。
【0020】前記DRAM1の64個に細分化されたう
ちの2個のメモリセルアレイMAの間にはそれぞれセン
スアンプ回路SAが配置されている。センスアンプ回路
SAは相補型MOSFET(CMOS)で構成されてい
る。DRAM1の4個に分割されたうちのメモリセルア
レイ11A、11Bのそれぞれの下側の一端にはカラム
アドレスデコ−ダ回路YDECが配置されている。同様
に、メモリセルアレイ11C,11Dのそれぞれの上側
の一端にはカラムアドレスデコ−ダ回路YDECが配置
されている。
ちの2個のメモリセルアレイMAの間にはそれぞれセン
スアンプ回路SAが配置されている。センスアンプ回路
SAは相補型MOSFET(CMOS)で構成されてい
る。DRAM1の4個に分割されたうちのメモリセルア
レイ11A、11Bのそれぞれの下側の一端にはカラム
アドレスデコ−ダ回路YDECが配置されている。同様
に、メモリセルアレイ11C,11Dのそれぞれの上側
の一端にはカラムアドレスデコ−ダ回路YDECが配置
されている。
【0021】前記DRAM1の4個に分割されたうちの
メモリセルアレイ11Aと11Bの間、メモリセルアレ
イ11Cと11Dの間には、それぞれ周辺回路12及び
外部端子(ボンディングパッド)BPが配置されてい
る。また、メモリセルアレイ11A,11Bのそれぞれ
の下側と、メモリセルアレイ11C,11Dのそれぞれ
の上側の領域に、周辺回路13が設けられている。
メモリセルアレイ11Aと11Bの間、メモリセルアレ
イ11Cと11Dの間には、それぞれ周辺回路12及び
外部端子(ボンディングパッド)BPが配置されてい
る。また、メモリセルアレイ11A,11Bのそれぞれ
の下側と、メモリセルアレイ11C,11Dのそれぞれ
の上側の領域に、周辺回路13が設けられている。
【0022】周辺回路12としては、主にメインアンプ
回路、出力バッファ回路、基板電位発生回路(VBB:ジ
ェネレ−タ回路)、電源回路等がある。
回路、出力バッファ回路、基板電位発生回路(VBB:ジ
ェネレ−タ回路)、電源回路等がある。
【0023】前記周辺回路13としては、主にロウアド
レスストロ−ブ(RE)系回路、ライトイネ−ブル(W)系
回路、デ−タ入力バッファ回路、Vcc用リミッタ回路、
Xアドレスドライバ回路(論理段)、X系冗長回路、X
アドレスバッファ回路、カラムアドレスストロ−ブ(C
E)系回路、テスト回路、VDL用リミッタ回路、Yア
ドレスドライバ回路(論理段)、Y系冗長回路、Yアドレ
スバッファ回路、Yアドレスドライバ回路(ドライブ
段)、Xアドレスドライバ回路(ドライブ段)、マット選
択信号回路(ドライブ段)がある。
レスストロ−ブ(RE)系回路、ライトイネ−ブル(W)系
回路、デ−タ入力バッファ回路、Vcc用リミッタ回路、
Xアドレスドライバ回路(論理段)、X系冗長回路、X
アドレスバッファ回路、カラムアドレスストロ−ブ(C
E)系回路、テスト回路、VDL用リミッタ回路、Yア
ドレスドライバ回路(論理段)、Y系冗長回路、Yアドレ
スバッファ回路、Yアドレスドライバ回路(ドライブ
段)、Xアドレスドライバ回路(ドライブ段)、マット選
択信号回路(ドライブ段)がある。
【0024】前記樹脂封止型半導体装置2は、LOC構
造で構成され、DRAM1の主面のほぼ中心線部分近傍
までインナ−リ−ド3Aを引き伸しているので、前記外
部端子BPは、DRAM1の主面上のほぼ中心線上に、
つまり、メモリセルアレイ11A,11B,11C及び
11Dのそれぞれで規定された領域内に、DRAM1の
中心線部の上端側から下端側に向って一列に配置されて
いる。そして、それぞれの外部端子BPは前記半導体チ
ップ1の主面上に配置されているインナ−リ−ド3Aと
ボンディングワイヤ5で電気的に接続される。
造で構成され、DRAM1の主面のほぼ中心線部分近傍
までインナ−リ−ド3Aを引き伸しているので、前記外
部端子BPは、DRAM1の主面上のほぼ中心線上に、
つまり、メモリセルアレイ11A,11B,11C及び
11Dのそれぞれで規定された領域内に、DRAM1の
中心線部の上端側から下端側に向って一列に配置されて
いる。そして、それぞれの外部端子BPは前記半導体チ
ップ1の主面上に配置されているインナ−リ−ド3Aと
ボンディングワイヤ5で電気的に接続される。
【0025】外部端子BPに印加される信号は、前述の
図1に示す樹脂封止型半導体装置2において説明したの
で、ここでの説明は省略する。
図1に示す樹脂封止型半導体装置2において説明したの
で、ここでの説明は省略する。
【0026】基本的には、DRAM1の表面上の上端側
から下端側に向って基準電圧(Vss)、電源電圧(Vcc)の
それぞれが印加されたインナ−リ−ド3Aが延在するの
で、DRAM1はその延在方向に沿って基準電圧(Vss)
用、電源電圧(Vcc)用のそれぞれの外部端子BPを複数
配置している。つまり、DRAM1は基準電圧(Vss)、
電源電圧(Vcc)のそれぞれの電源の供給が充分に行える
ように構成されている。
から下端側に向って基準電圧(Vss)、電源電圧(Vcc)の
それぞれが印加されたインナ−リ−ド3Aが延在するの
で、DRAM1はその延在方向に沿って基準電圧(Vss)
用、電源電圧(Vcc)用のそれぞれの外部端子BPを複数
配置している。つまり、DRAM1は基準電圧(Vss)、
電源電圧(Vcc)のそれぞれの電源の供給が充分に行える
ように構成されている。
【0027】前記DRAM1の主面、つまり前記メモリ
セルアレイ及び周辺回路を配置した表面上には、インナ
ーリード3Aを配置している。DRAM1とインナーリ
ード3Aとの間には、絶縁テープ(フィルム)4を介在
している。絶縁テープ4は、例えば熱硬化性ポリイミド
系樹脂膜で形成されている(詳細については後で説明す
る)。この絶縁テープ4のDRAM1側、インナーリー
ド3A側のそれぞれの表面には、接着層(図示しない)
が設けられている。接着層としては、例えばポリイミド
樹脂を使用する。
セルアレイ及び周辺回路を配置した表面上には、インナ
ーリード3Aを配置している。DRAM1とインナーリ
ード3Aとの間には、絶縁テープ(フィルム)4を介在
している。絶縁テープ4は、例えば熱硬化性ポリイミド
系樹脂膜で形成されている(詳細については後で説明す
る)。この絶縁テープ4のDRAM1側、インナーリー
ド3A側のそれぞれの表面には、接着層(図示しない)
が設けられている。接着層としては、例えばポリイミド
樹脂を使用する。
【0028】この種の樹脂封止型パッケージ2は、DR
AM1上にインナーリード3Aを配置したLOC構造を
採用している。LOC構造を採用する樹脂封止型パッケ
ージ2は、DRAM1の形状に規制されずにインナーリ
ード3Aを自由に引き回せるので、この引き回しに相当
する分、サイズの大きなDRAM1を封止することがで
きる。つまり、LOC構造を採用する樹脂封止型パッケ
ージ2は、大容量化に基づきDRAM1のサイズが大型
化しても、封止サイズ(パッケージサイズ)は小さく抑
えられるので、実装密度を高めることができる。
AM1上にインナーリード3Aを配置したLOC構造を
採用している。LOC構造を採用する樹脂封止型パッケ
ージ2は、DRAM1の形状に規制されずにインナーリ
ード3Aを自由に引き回せるので、この引き回しに相当
する分、サイズの大きなDRAM1を封止することがで
きる。つまり、LOC構造を採用する樹脂封止型パッケ
ージ2は、大容量化に基づきDRAM1のサイズが大型
化しても、封止サイズ(パッケージサイズ)は小さく抑
えられるので、実装密度を高めることができる。
【0029】前記インナーリード3Aはその一端側をア
ウターリード3Bと一体に構成している。アウターリー
ド3Bは、標準規格に基づき、それぞれに印加される信
号が規定され、番号が付されている。図1中、左端手前
は1番端子、右端手前は14番端子である。右端後側
(端子番号はインナーリード3Aに示す)は15番端
子、左端後側は図示していないが28番端子である。つ
まり、この樹脂封止型パッケージ2は1〜6番端子、9
〜14番端子、15〜20番端子、23〜28番端子の
合計24端子で構成されている。
ウターリード3Bと一体に構成している。アウターリー
ド3Bは、標準規格に基づき、それぞれに印加される信
号が規定され、番号が付されている。図1中、左端手前
は1番端子、右端手前は14番端子である。右端後側
(端子番号はインナーリード3Aに示す)は15番端
子、左端後側は図示していないが28番端子である。つ
まり、この樹脂封止型パッケージ2は1〜6番端子、9
〜14番端子、15〜20番端子、23〜28番端子の
合計24端子で構成されている。
【0030】前記1番端子は電源電圧Vcc端子である。
前記電源電圧Vccは例えば回路の動作電圧5[V]であ
る。2番端子はデータ入力信号端子(D)、3番端子は空
き端子、4番端子はライトイネーブル信号端子(W)、5
番端子はロウアドレスストローブ信号端子(RE)、6番
端子はアドレス信号端子(A11)である。
前記電源電圧Vccは例えば回路の動作電圧5[V]であ
る。2番端子はデータ入力信号端子(D)、3番端子は空
き端子、4番端子はライトイネーブル信号端子(W)、5
番端子はロウアドレスストローブ信号端子(RE)、6番
端子はアドレス信号端子(A11)である。
【0031】9番端子はアドレス信号端子(A10)、10
番端子はアドレス信号端子(A0 )、11番端子はアドレ
ス信号端子(A1 )、12番端子はアドレス信号端子(A2
)、13番端子はアドレス信号端子(A3 )である。14
番端子は電源電圧Vcc端子である。
番端子はアドレス信号端子(A0 )、11番端子はアドレ
ス信号端子(A1 )、12番端子はアドレス信号端子(A2
)、13番端子はアドレス信号端子(A3 )である。14
番端子は電源電圧Vcc端子である。
【0032】15番端子は基準電圧Vss端子である。前
記基準電圧Vssは例えば回路の基準電圧0[V]である。
16番端子はアドレス信号端子(A4 )、17番端子はア
ドレス信号端子(A5 )、18番端子はアドレス信号端子
(A6 )、19番端子はアドレス信号端子(A7)、20番
端子はアドレス信号端子(A8)である。
記基準電圧Vssは例えば回路の基準電圧0[V]である。
16番端子はアドレス信号端子(A4 )、17番端子はア
ドレス信号端子(A5 )、18番端子はアドレス信号端子
(A6 )、19番端子はアドレス信号端子(A7)、20番
端子はアドレス信号端子(A8)である。
【0033】23番端子〜28番端は図示していない
が、23番端子はアドレス信号端子(A9 )、24番端子
は空き端子、25番端子はカラムアドレスストローブ信
号端子(CE)、26番端子は空き端子、27番端子はデ
ータ出力信号端子、28番端子は基準電圧Vss端子であ
る。
が、23番端子はアドレス信号端子(A9 )、24番端子
は空き端子、25番端子はカラムアドレスストローブ信
号端子(CE)、26番端子は空き端子、27番端子はデ
ータ出力信号端子、28番端子は基準電圧Vss端子であ
る。
【0034】前記インナーリード3Aの他端側は、DR
AM1の長方形状のそれぞれの長辺を横切り、DRAM
1の中央側に引き伸ばされている。インナーリード3A
の他端側の先端はボンディングワイヤ5を介在させてD
RAM1の中央部分に配列されたボンディングパッド
(外部端子)BPに接続されている。前記ボンディングワ
イヤ5は金(Au)ワイヤを使用する。また、ボンディン
グワイヤ5としては、銅(Cu)ワイヤ、金属ワイヤの表
面に絶縁性樹脂を被覆した被覆ワイヤ等を使用してもよ
い。ボンディングワイヤ5は熱圧着に超音波振動を併用
したボンディング法によりボンディングされている。
AM1の長方形状のそれぞれの長辺を横切り、DRAM
1の中央側に引き伸ばされている。インナーリード3A
の他端側の先端はボンディングワイヤ5を介在させてD
RAM1の中央部分に配列されたボンディングパッド
(外部端子)BPに接続されている。前記ボンディングワ
イヤ5は金(Au)ワイヤを使用する。また、ボンディン
グワイヤ5としては、銅(Cu)ワイヤ、金属ワイヤの表
面に絶縁性樹脂を被覆した被覆ワイヤ等を使用してもよ
い。ボンディングワイヤ5は熱圧着に超音波振動を併用
したボンディング法によりボンディングされている。
【0035】前記インナーリード3Aのうち1番端子、
14番端子のそれぞれのインナーリード(Vcc)3Aは、
一体に構成され、DRAM1の中央部分をその長辺に平
行に引き伸ばされている(このインナーリード(Vcc)3
Aは共用インナーリード又はバスバーインナーリードと
言われている)。同様に、15番端子、28番端子のそ
れぞれのインナーリード(Vss)3Aは、一体に構成さ
れ、DRAM1の中央部分をその長辺に平行に引き伸ば
されている(このインナーリード(Vss)3Aは共用イン
ナーリード又はバスバーインナーリードと言われてい
る)。インナーリード(Vcc)3A、インナーリード(Vs
s)3Aのそれぞれは、その他のインナーリード3A(信
号用インナ−リ−ド3A1 )の他端側の先端で規定され
た領域内において平行に延在させている。このインナー
リード(Vcc)3A、インナーリード(Vss)3Aのそれぞ
れはDRAM1の主面のどの位置においても電源電圧V
cc、基準電圧Vssを供給することができるように構成さ
れている。つまり、この樹脂封止型半導体装置は、電源
ノイズを吸収し易く構成され、DRAM1の動作速度の
高速化を図れるように構成されている。
14番端子のそれぞれのインナーリード(Vcc)3Aは、
一体に構成され、DRAM1の中央部分をその長辺に平
行に引き伸ばされている(このインナーリード(Vcc)3
Aは共用インナーリード又はバスバーインナーリードと
言われている)。同様に、15番端子、28番端子のそ
れぞれのインナーリード(Vss)3Aは、一体に構成さ
れ、DRAM1の中央部分をその長辺に平行に引き伸ば
されている(このインナーリード(Vss)3Aは共用イン
ナーリード又はバスバーインナーリードと言われてい
る)。インナーリード(Vcc)3A、インナーリード(Vs
s)3Aのそれぞれは、その他のインナーリード3A(信
号用インナ−リ−ド3A1 )の他端側の先端で規定され
た領域内において平行に延在させている。このインナー
リード(Vcc)3A、インナーリード(Vss)3Aのそれぞ
れはDRAM1の主面のどの位置においても電源電圧V
cc、基準電圧Vssを供給することができるように構成さ
れている。つまり、この樹脂封止型半導体装置は、電源
ノイズを吸収し易く構成され、DRAM1の動作速度の
高速化を図れるように構成されている。
【0036】前記DRAM1の長方形状の短辺側は、リ
ードの切断成形時、樹脂封止型パッケージ自体が落降し
ないように支持する封止樹脂部支持用リード3A21が設
けられている。
ードの切断成形時、樹脂封止型パッケージ自体が落降し
ないように支持する封止樹脂部支持用リード3A21が設
けられている。
【0037】また、前記DRAM1の長方形状の長辺側
の中央部には信号引き出し用でないダミーリード3Cが
設けられている。
の中央部には信号引き出し用でないダミーリード3Cが
設けられている。
【0038】前記アウターリード3B、封止樹脂部支持
用リード3A21のそれぞれはリードフレームから切断さ
れ又は成型されている。リードフレームは例えばFe−
Ni(例えばNi含有率42又は50[%])合金、Cu
等で形成されている。
用リード3A21のそれぞれはリードフレームから切断さ
れ又は成型されている。リードフレームは例えばFe−
Ni(例えばNi含有率42又は50[%])合金、Cu
等で形成されている。
【0039】前記DRAM1、ボンディングワイヤ5、
インナーリード3A、封止樹脂部支持用リード3A21及
びダミーリード3Cはモールド樹脂2Aで封止されてい
る。モールド樹脂2Aは、低応力化を図るために、フェ
ノール系硬化剤、シリコーンゴム及びフィラーが添加さ
れたエポキシ系樹脂を使用している。シリコーンゴムは
エポキシ系樹脂の弾性率を低下させる作用がある。フィ
ラーは球形の酸化珪素粒で形成されており、同様に熱膨
張率を低下させる作用がある。また、パッケージ2の所
定位置にインデックスID(図1及び図2の左端に設け
られた切り込み)が設けられている。
インナーリード3A、封止樹脂部支持用リード3A21及
びダミーリード3Cはモールド樹脂2Aで封止されてい
る。モールド樹脂2Aは、低応力化を図るために、フェ
ノール系硬化剤、シリコーンゴム及びフィラーが添加さ
れたエポキシ系樹脂を使用している。シリコーンゴムは
エポキシ系樹脂の弾性率を低下させる作用がある。フィ
ラーは球形の酸化珪素粒で形成されており、同様に熱膨
張率を低下させる作用がある。また、パッケージ2の所
定位置にインデックスID(図1及び図2の左端に設け
られた切り込み)が設けられている。
【0040】次に、リードフレームの詳細について説明
する。
する。
【0041】本実施例のリードフレームは、図1及び図
5(リードフレーム全体平面図)に示すように、20本
の信号用インナーリード3A1 と2本の共用インナーリ
ード3A2が設けられている。
5(リードフレーム全体平面図)に示すように、20本
の信号用インナーリード3A1 と2本の共用インナーリ
ード3A2が設けられている。
【0042】前記共用インナーリード3A2 の前記DR
AM1の長方形状の長辺側の中央部に相当する位置には
信号引き出し用でないダミーリード3Cが設けられてい
る。
AM1の長方形状の長辺側の中央部に相当する位置には
信号引き出し用でないダミーリード3Cが設けられてい
る。
【0043】また、信号用インナーリード3A1 、共用
インナーリード3A2 及びダミーリード3Cは、それぞ
れ等間隔に配置されている。
インナーリード3A2 及びダミーリード3Cは、それぞ
れ等間隔に配置されている。
【0044】このようにインナーリード3Aを等間隔に
配置することにより、特別に広い空間が形成されないの
で、DRAM1の主面と絶縁テープ4との接着面にボイ
ドの発生を防止することができる。
配置することにより、特別に広い空間が形成されないの
で、DRAM1の主面と絶縁テープ4との接着面にボイ
ドの発生を防止することができる。
【0045】また、本実施例では、図5に示すように、
櫛歯状の絶縁テープ4を用いているため、空間の大きさ
によるボイド発生はなくなる。また、DRAM1の主面
と絶縁性テープ4とインナーリード3Aとの接着は、接
着剤で接着する。また、接着剤は、半導体チップ1の主
面と絶縁テープ4との接着には用いないで、絶縁テープ
4とインナーリード3Aとの接着にのみ使用してもよ
い。
櫛歯状の絶縁テープ4を用いているため、空間の大きさ
によるボイド発生はなくなる。また、DRAM1の主面
と絶縁性テープ4とインナーリード3Aとの接着は、接
着剤で接着する。また、接着剤は、半導体チップ1の主
面と絶縁テープ4との接着には用いないで、絶縁テープ
4とインナーリード3Aとの接着にのみ使用してもよ
い。
【0046】本実施例では、図5に示すように、DRA
M1の主面と絶縁テープ4との接着の前に、櫛歯状の絶
縁テープからなる絶縁テープ4とインナーリード3Aと
はあらかじめ位置合せして接着剤で接着しておく。ある
いは、長方形の絶縁テープ4とインナーリード3Aとは
あらかじめ接着剤で接着し、櫛歯状の絶縁テープ4に切
断してもよい。
M1の主面と絶縁テープ4との接着の前に、櫛歯状の絶
縁テープからなる絶縁テープ4とインナーリード3Aと
はあらかじめ位置合せして接着剤で接着しておく。ある
いは、長方形の絶縁テープ4とインナーリード3Aとは
あらかじめ接着剤で接着し、櫛歯状の絶縁テープ4に切
断してもよい。
【0047】また、前記樹脂封止型パッケージ自体が落
降しないように支持する封止樹脂部支持用リード3A21
は、前記DRAM1の短辺側に位置するようにリードフ
レーム3に設けられている。これを使用することによ
り、DRAM1とインナーリード3Aと接着する際のD
RAM1の位置決めを容易にすることができる。
降しないように支持する封止樹脂部支持用リード3A21
は、前記DRAM1の短辺側に位置するようにリードフ
レーム3に設けられている。これを使用することによ
り、DRAM1とインナーリード3Aと接着する際のD
RAM1の位置決めを容易にすることができる。
【0048】次に、リードフレーム3に絶縁テープ4を
介在させて接着剤を用いて半導体チップ1を接着固定す
る方法について簡単に説明する。
介在させて接着剤を用いて半導体チップ1を接着固定す
る方法について簡単に説明する。
【0049】まず、図5に示すように、インナーリード
3A、共用インナーリード3A2,封止樹脂部支持用リ
ード3A21及びダミーリード3Cのそれぞれに対向する
位置の上に、絶縁テープ4をあらかじめ接着しておき、
それをDRAM1の主面の保護膜20(後で詳細に説明
する)の所定の位置に位置合せして、リードフレームの
絶縁テープ4側を接着剤により接着固定する。
3A、共用インナーリード3A2,封止樹脂部支持用リ
ード3A21及びダミーリード3Cのそれぞれに対向する
位置の上に、絶縁テープ4をあらかじめ接着しておき、
それをDRAM1の主面の保護膜20(後で詳細に説明
する)の所定の位置に位置合せして、リードフレームの
絶縁テープ4側を接着剤により接着固定する。
【0050】前記リードフレーム3には、図6に示すよ
うに、櫛齒状の絶縁テープ4を接着剤により接着されて
いる。この櫛齒状の絶縁テープ4は、共用インナ−リ−
ド3A2及びインナーリード3Aより少しはみ出した寸
法になっている。そのはみ出し寸法は、例えば、200
〜400μmである。好ましい寸法は100μm程度で
ある。このとき、インナーリード3Aの寸法は400μ
m程度である。
うに、櫛齒状の絶縁テープ4を接着剤により接着されて
いる。この櫛齒状の絶縁テープ4は、共用インナ−リ−
ド3A2及びインナーリード3Aより少しはみ出した寸
法になっている。そのはみ出し寸法は、例えば、200
〜400μmである。好ましい寸法は100μm程度で
ある。このとき、インナーリード3Aの寸法は400μ
m程度である。
【0051】櫛齒状の絶縁テープ4の櫛歯方向の寸法
は、図7に示すように、共用インナーリード3A2の外
側に少しはみ出した点Aから信号用インナーリード3A
1とDRAM1との接着端部より少しはみ出した点Bま
での長さである。例えば、図7に示すように、接着剤が
はみ出してもボンディングワイヤ5にショートしない程
度の寸法は、300〜2000μm(好ましい寸法:
700μm)、共用インナーリード3A2側の絶縁テー
プ4のはみ出し寸法は、10〜200μm(好ましい
寸法:100μm)、ワイヤボンディングに必要な寸法
は、200〜600μm(好ましい寸法:400μ
m)、インナーリード間リークの寸法は、100〜5
00μm(好ましい寸法:300μm)、ワイヤボンデ
ィングエリアダウンセット必要寸法は、200〜10
00μm(好ましい寸法:500μm)、信号用インナ
ーリード3A1側の絶縁テープ4のはみ出し寸法は、
10〜200μm(好ましい寸法:100μm)であ
る。この櫛齒状の絶縁テープ4の櫛歯方向の寸法は、半
導体装置の種類によって異なるが、できるだけ小さい
(細い)方が応力を低減できるので好ましい。
は、図7に示すように、共用インナーリード3A2の外
側に少しはみ出した点Aから信号用インナーリード3A
1とDRAM1との接着端部より少しはみ出した点Bま
での長さである。例えば、図7に示すように、接着剤が
はみ出してもボンディングワイヤ5にショートしない程
度の寸法は、300〜2000μm(好ましい寸法:
700μm)、共用インナーリード3A2側の絶縁テー
プ4のはみ出し寸法は、10〜200μm(好ましい
寸法:100μm)、ワイヤボンディングに必要な寸法
は、200〜600μm(好ましい寸法:400μ
m)、インナーリード間リークの寸法は、100〜5
00μm(好ましい寸法:300μm)、ワイヤボンデ
ィングエリアダウンセット必要寸法は、200〜10
00μm(好ましい寸法:500μm)、信号用インナ
ーリード3A1側の絶縁テープ4のはみ出し寸法は、
10〜200μm(好ましい寸法:100μm)であ
る。この櫛齒状の絶縁テープ4の櫛歯方向の寸法は、半
導体装置の種類によって異なるが、できるだけ小さい
(細い)方が応力を低減できるので好ましい。
【0052】このように、インナーリード3Aから少し
はみ出すように絶縁テープ4を設けることにより、封止
樹脂(レジン)と接着剤との接着が強力なので、封止樹
脂と他の部材間の剥離の進展を防止することができる。
温度サイクル時のクラック発生を回避することができ
る。また、インナーリード3AとDRAM1との狭い空
間にボイドを発生するのを防止することができるので、
半導体装置の信頼性を向上することができる。
はみ出すように絶縁テープ4を設けることにより、封止
樹脂(レジン)と接着剤との接着が強力なので、封止樹
脂と他の部材間の剥離の進展を防止することができる。
温度サイクル時のクラック発生を回避することができ
る。また、インナーリード3AとDRAM1との狭い空
間にボイドを発生するのを防止することができるので、
半導体装置の信頼性を向上することができる。
【0053】また、図8に示すように、前記DRAM1
の主面上パッシベーション膜(PSiN等)の上にポリ
イミド系樹脂からなる保護膜20が設けられ、その上に
前記絶縁テープ4が設けられている。この保護膜20の
膜厚は10μm程度である。DRAM1のシリコンウエ
ハの熱膨張係数は3×10~6/℃であり、絶縁テープ4
のポリイミド系樹脂の熱膨張係数は10〜70×10~6
/℃である。前記保護膜20の熱膨張係数は、ポリイミ
ド系樹脂を用いているので、10〜70×10~6/℃で
ある。
の主面上パッシベーション膜(PSiN等)の上にポリ
イミド系樹脂からなる保護膜20が設けられ、その上に
前記絶縁テープ4が設けられている。この保護膜20の
膜厚は10μm程度である。DRAM1のシリコンウエ
ハの熱膨張係数は3×10~6/℃であり、絶縁テープ4
のポリイミド系樹脂の熱膨張係数は10〜70×10~6
/℃である。前記保護膜20の熱膨張係数は、ポリイミ
ド系樹脂を用いているので、10〜70×10~6/℃で
ある。
【0054】ここで、前記保護膜20は、DRAM1の
熱膨張係数と、絶縁テープ4の熱膨張係数との間の熱膨
張係数の素材が好ましい。また、前記保護膜は、引張り
強度120MPa以上のものが好ましい。
熱膨張係数と、絶縁テープ4の熱膨張係数との間の熱膨
張係数の素材が好ましい。また、前記保護膜は、引張り
強度120MPa以上のものが好ましい。
【0055】このように構成することにより、次の効果
を得ることができる。
を得ることができる。
【0056】DRAM1と絶縁テープ4との熱膨張係
数差に起因する応力を保護膜20が吸収するので、DR
AM1の表面の破壊を防止することができる。例えば、
この保護膜20が介在していない場合、DRAM1と絶
縁テープ4との熱応力差が絶縁テープ4の端部下のパッ
シベーション膜に引張り応力が作用し、DRAM1上の
集積回路部にクラックが発生するが、この保護膜20が
介在すると、前記パッシベーション膜の表面に圧縮応力
を発生させるため、DRAM1の表面にクラックが発生
するのを防ぐことができる。
数差に起因する応力を保護膜20が吸収するので、DR
AM1の表面の破壊を防止することができる。例えば、
この保護膜20が介在していない場合、DRAM1と絶
縁テープ4との熱応力差が絶縁テープ4の端部下のパッ
シベーション膜に引張り応力が作用し、DRAM1上の
集積回路部にクラックが発生するが、この保護膜20が
介在すると、前記パッシベーション膜の表面に圧縮応力
を発生させるため、DRAM1の表面にクラックが発生
するのを防ぐことができる。
【0057】封止樹脂(レジン)中のフィラーによる
回路の損傷を防止することができる。
回路の損傷を防止することができる。
【0058】外部からのα線を遮へい(ソフトエラー
防止)することができる。
防止)することができる。
【0059】前記絶縁テープ4は、図9に示すように、
ほぼ50μm程度のポリイミド系樹脂からなる基板4A
の両面に、ほぼ25μm程度の接着剤4Bからなってい
る。この絶縁テープ4の厚さが、厚すぎると温度サイク
ルによる応力が大きくなり、封止樹脂(レジン)にクラ
ックを発生する。また、薄いと静電容量が大きくなりす
ぎる。また、DRAM1への影響が大きくなり、最悪の
時はクラック発生する。したがって、絶縁テープ4の厚
さは適切なものとすることが必要である。
ほぼ50μm程度のポリイミド系樹脂からなる基板4A
の両面に、ほぼ25μm程度の接着剤4Bからなってい
る。この絶縁テープ4の厚さが、厚すぎると温度サイク
ルによる応力が大きくなり、封止樹脂(レジン)にクラ
ックを発生する。また、薄いと静電容量が大きくなりす
ぎる。また、DRAM1への影響が大きくなり、最悪の
時はクラック発生する。したがって、絶縁テープ4の厚
さは適切なものとすることが必要である。
【0060】以上の説明からわかるように、本実施例に
よれば、前記絶縁テープ4は、ほぼ50μm程度のポリ
イミド系樹脂からなる基板4Aの両面に、ほぼ25μm
程度の接着剤4Bを施して絶縁テープ4の厚さを適切な
厚さにすることにより、温度サイクルによる応力が吸収
し得る程度のもとなり、封止樹脂(レジン)2A及びD
RAM1にそれぞれクラックを発生するのを防止するこ
とができ、半導体装置の信頼性を向上することができ
る。また、絶縁テープ4に依存する静電容量も適切なも
のにすることができる。
よれば、前記絶縁テープ4は、ほぼ50μm程度のポリ
イミド系樹脂からなる基板4Aの両面に、ほぼ25μm
程度の接着剤4Bを施して絶縁テープ4の厚さを適切な
厚さにすることにより、温度サイクルによる応力が吸収
し得る程度のもとなり、封止樹脂(レジン)2A及びD
RAM1にそれぞれクラックを発生するのを防止するこ
とができ、半導体装置の信頼性を向上することができ
る。また、絶縁テープ4に依存する静電容量も適切なも
のにすることができる。
【0061】以上、本発明を実施例にもとづき具体的に
説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるもので
はなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可
能であることは言うまでもない。
説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるもので
はなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可
能であることは言うまでもない。
【0062】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
【0063】温度サイクルによる応力が吸収し得る程度
のものとなり、封止樹脂及び半導体チップにそれぞれク
ラックを発生するのを防止することができ、半導体装置
の信頼性を向上することができる。また、絶縁テープに
依存する静電容量も適切なものにすることができる。
のものとなり、封止樹脂及び半導体チップにそれぞれク
ラックを発生するのを防止することができ、半導体装置
の信頼性を向上することができる。また、絶縁テープに
依存する静電容量も適切なものにすることができる。
【図1】 本発明の実施例であるDRAMを封止する樹
脂封止型半導体装置の部分断面斜視図、
脂封止型半導体装置の部分断面斜視図、
【図2】 図1の平面図、
【図3】 図2のイ−イ線で切った断面図、
【図4】 本実施例のリ−ドフレ−ムの全体平面図、
【図5】 図1に示す半導体チップ,絶縁テープ,リ−
ドフレ−ムの関係を示す組立展開図、
ドフレ−ムの関係を示す組立展開図、
【図6】 図1に示す絶縁テープとリ−ドフレ−ムの寸
法関係を示す一部平面図、
法関係を示す一部平面図、
【図7】 図1に示すボンディングワイヤ,絶縁テー
プ,リ−ドフレ−ムの位置関係を示す一部断面図、
プ,リ−ドフレ−ムの位置関係を示す一部断面図、
【図8】 図2の一部拡大図、
【図9】 本実施例の半導体チップの主面上に設けられ
た保護膜を説明するための図、
た保護膜を説明するための図、
【図10】 従来技術の問題点を説明するための図、
【図11】 従来技術の問題点を説明するための図、
【図12】 従来技術の問題点を説明するための図、
1…DRAM、2…樹脂封止型パッケージ、2A…封止
樹脂、3…リードフレーム、3A…インナーリード、3
A1…信号用インナーリード、3A2…共用インナーリー
ド、3A21…封止樹脂支持用リード、3B…アウターリ
ード、3C…ダミーリード、4…絶縁テープ、5…ボン
ディングワイヤ、11A、11B、11C、11D…メ
モリセルアレイ。
樹脂、3…リードフレーム、3A…インナーリード、3
A1…信号用インナーリード、3A2…共用インナーリー
ド、3A21…封止樹脂支持用リード、3B…アウターリ
ード、3C…ダミーリード、4…絶縁テープ、5…ボン
ディングワイヤ、11A、11B、11C、11D…メ
モリセルアレイ。
フロントページの続き (72)発明者 有田 順一 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株式会社 日立製作所 半導体設計開発 センタ内 (72)発明者 坪崎 邦宏 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株式会社 日立製作所 半導体設計開発 センタ内 (72)発明者 一谷 昌弘 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株式会社 日立製作所 半導体設計開発 センタ内 (72)発明者 リム・シャム・ベン シンガポール1233,ベンデマーロード 990 テキサス・インスツルメンツ・シ ンガポール内 (72)発明者 チャイ・タイ・チョン シンガポール1233,ベンデマーロード 990 テキサス・インスツルメンツ・シ ンガポール内 (72)発明者 雨海 正純 茨城県稲敷郡美浦村木原2355 日本テキ サス・インスツルメンツ株式会社内
Claims (1)
- 【請求項1】 半導体チップの回路形成面上に、複数の
信号用インナーリードが、前記半導体チップと電気的に
絶縁する絶縁フィルムを介在して接着され、該信号用イ
ンナーリードと半導体チップとがそれぞれボンディング
ワイヤで電気的に接続され、かつそれらが封止体により
封止されて成る半導体装置であって、前記複数の信号用
インナーリードと前記半導体チップとを電気的に絶縁す
る絶縁フィルムは、50μm乃至200μmの厚さから
成る絶縁テープ基板の両面に絶縁テープと同質のポリイ
ミド系樹脂から成る接着剤が施されたことを特徴とする
半導体装置。
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JPH0341743A (ja) * | 1989-07-10 | 1991-02-22 | Tomoegawa Paper Co Ltd | リードフレーム用接着テープ |
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