JP2664232B2

JP2664232B2 - 樹脂封止型半導体装置

Info

Publication number: JP2664232B2
Application number: JP1004925A
Authority: JP
Inventors: 朝雄西村; 末男河合; 誠北野; 英生三浦; 昭弘矢口; 村上　　元; 敏治安原
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-01-22
Filing date: 1989-01-13
Publication date: 1997-10-15
Anticipated expiration: 2012-10-15
Also published as: JPH01280343A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は樹脂封止型半導体装置，リードフレーム及び
樹脂封止型半導体装置の製造方法に係り、特に大型半導
体素子の高信頼性封止に好適な樹脂封止型半導体装置，
リードフレーム及び樹脂封止型半導体装置の製造方法に
関する。

〔従来の技術〕

従来、樹脂封止型半導体装置においては、第10図にそ
の断面を示すように、半導体素子１をタブ２の上に固定
するとともにのタブ２の周囲に複数のリード３を配設
し、半導体素子１上の端子とリード３を金属細線４によ
つて電気的に接続して、その周囲を樹脂５でモールドす
る構造が採用されている。近年、半導体素子の高集積化
によつて、素子寸法が大型化する傾向にあり、その反
面、半導体装置の外形寸法は、高密度実装上の要求から
自由に拡大できないか、あるいは逆に小型化される傾向
にある。第10図の構造においては、外形寸法一定のまま
で半導体素子１の寸法を大型化していくと、リード３を
樹脂５に固定する部分の長さ６が不足し、リード３の十
分な固定強度が得られなくなる。

このような問題を回避する方法としては、リード３を
半導体素子１の直下部まで延長させ、その上に半導体素
子１を搭載する方法が、特開昭57−114261号公報，同61
−218139号公報などにより知られている。

また従来のレジンモールドパツケージの樹脂封止型半
導体装置においては、上記第11図の通り半導体チツプは
タブ上に搭載されているが、この方式で例えば４メガビ
ツト乃至16メガビツト或いはそれ以上のダイナミツク・
ランダム・アクセス・メモリ（DRAM）のような大きなチ
ツプを300ミリ［ml］パツケージに収納することは、き
わめて困難であつた。

そこで、タブレスリードフレームのインナーリード部
の半導体チツプ搭載部に半導体チツプ搭載用絶縁性フイ
ルムを接着し、その上に半導体チツプを搭載することが
提案されている。

また、従来の樹脂封止型半導体装置は、例えば特開昭
58−215061号公報に記載されるように、リードに切欠き
を設けて、リード変形時のリード肉厚の低減、曲げ応力
の低減、パツケージとリードとの間隙の低減をはかつて
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術においては、リード上に直接、あるいは
絶縁材などを介して間接的に、半導体素子が搭載される
ので、半導体素子が搭載されていない部分のリード上面
は半導体素子と樹脂との線膨張係数差に起因した熱応力
を受ける。樹脂の線膨張係数は通常、半導体素子に比べ
て大きいので、半導体素子の周囲のリード部分には、樹
脂モールド温度からの冷却によつて、第11図に７で示す
ような引張り応力が作用し、その応力は半導体素子１の
下端部近傍において特に大きくなる。

リード３と樹脂５の接着界面は、引張応力に対して
は、ごく弱い接着強度しか有していないので、半導体素
子１の周囲のリード３上面では樹脂５が容易にはく離
し、この部分は引張応力を負担することができなくな
る。このため、隣接するリード３間では、引張応力が第
12図に８で示すようにリード３の上端部に集中し、温度
サイクル試験などの過酷な温度環境下では、第13図に示
すように、リード間に樹脂クラツク９が発生するという
問題があつた。ここで、第12図及び第13図は、第11図の
Ａ−Ａ断面図である。

また、前述した従来の樹脂封止型半導体装置（特開昭
58−215061号公報）では、リードに切欠きを設けて、リ
ード変形時のリード肉厚の低減や、曲げ応力の低減、パ
ツケージとリードとの隙間の低減をはかつているが、本
質的にインナーリード部とレジン等の樹脂封止材の接着
強度を向上させるものではないので、インナーリード部
とレジン等の樹脂封止材との境界面に隙間が発生するこ
とがわかつた。

本発明の目的は、リード上に半導体素子を搭載する構
造の樹脂封止型半導体装置において、リード間の樹脂ク
ラツク発生を防止することにある。

また、本発明の目的は、タブレスリードフレームのイ
ンナーリード部の半導体チツプ搭載部に絶縁層を介して
半導体チツプを搭載し、インナーリード部と半導体チツ
プとをボンデイングワイヤで電気的に接続し、樹脂封止
材で封止した樹脂封止型半導体装置であつて、温度サイ
クル等の熱応力によりレジン等の樹脂封止材にクラツク
を生じるのを低減することができる技術を提供すること
にある。

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によつて明らかになるであ
ろう。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、半導体素子下端部の直下において、リー
ドを幅方向に複数本に分割し、相互に間隔をあけること
によつて達成される。

尚、以下の明細書中において半導体素子下面とリード
上面間との間の介在物たる絶縁物は封止樹脂そのもので
も差し支えない。またリード自体その表面を被覆絶縁す
る等工夫すれば特に上記の如き絶縁性介在物は必要な
い。

また半導体素子は、組立工程或いは使用状態において
種々の姿勢をとることが考えらえるが、リードフレーム
上に半導体素子を搭載した状態を基準として考えれば、
半導体素子のリードフレーム側に対向する面が本願明細
書で述べるところの下面に相当する。

本願発明の樹脂封止型半導体装置は、半導体素子と、
この半導体素子にワイヤボンディングされるリードと、
このリードと前記半導体素子との間に介在する電気絶縁
物と、前記半導体素子を封止する樹脂とを備えた樹脂封
止型半導体装置において次の構成を有することを特徴と
する。

（ａ）前記リードは前記半導体素子外縁部直下にて前記
リードの幅方向に複数本に分岐されていること。

（ｂ）前記リードには前記半導体素子外縁部直下にて貫
通孔が形成されていること。

以上の各発明において、絶縁物（絶縁フイルム）は、
熱硬化性ポリイミド系樹脂等の絶縁性物質からなつてい
ることが好ましい。

また、以上の各発明においては更に、前記インナーリ
ード部と半導体チツプとの接着は、インナーリード部側
から順に熱可塑性の接着剤，熱硬化性ポリイミド系樹脂
接着剤，絶縁フイルム，ペレツト付用熱硬化性接着剤を
積層した多層接着層で接着されていることが好ましい。

尚、本発明の適用対象物の代表例は、４メガ又は16メ
ガビツトのダイナミツク・ランダム・アクセス・メモリ
である。

〔作用〕

半導体素子下端部の直下部近傍では、各リードの上面
がはく離して、引張り応力場の中に、き裂状のすき間が
周期的に並んだような状態となつている。引張り応力場
にき裂が周期的に並んだ場合のき裂端の応力は、き裂長
さが短かいほど、またき裂長さとき裂間隔の比が小さい
ほど小さくなる。この周期き裂のモデルにおけるき裂長
さは、樹脂封止型半導体装置の場合の個々のリード幅
に、またき裂間隔はリード間隔に対応している。したが
つて、半導体素子下端部直下のリード幅を狭くすれば、
隣接するリード間の樹脂のリード端における応力を低減
させることができる。しかし、従来構造のままでリード
幅を狭くすると、リードの強度及び樹脂によるリードの
固定強度が不足するので、十分にリード幅を狭くするこ
とはできない。

リードを幅方向に複数本に分割する前記解決手段によ
れば、リード上面にはく離が生じても個々のき裂状すき
間を幅を狭くすることができるので、リードの強度及び
リードの固定強度を低下させることなくリード端の応力
を低減させることができる。

更に本発明の上記構成によれば、タブレスリードフレ
ーム上に絶縁フイルムを介して半導体チツプを接着する
ので、半導体素子の下面にリードの引き回しを自由にす
ることができ、かつ大きな半導体素子の搭載を可能にす
ることができる。また、パツドの配置も従来より大幅に
自由度を増すことができる。

また、インナーリード部に長穴（貫通穴）を設け、リ
ードの実効面積を減少し、レジン等の樹脂封止材の割合
を増やすことにより、リードとレジン等の樹脂封止材と
の接着強度を上げることができ、温度サイクル等の熱応
力によるクラツクの発生を低減することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面によつて説明する。

第１図は、本発明の一実施例である樹脂封止型半導体
装置の部分断面斜視図である。第１図において、複数の
リード３は、樹脂封止型半導体装置の２方向（長手面）
から外部に引き出されている。リード３のうち一部のも
のは、樹脂５内部において半導体素子１の直下部を通つ
て向きを変え、半導体素子１のリード３外部引き出し側
とは異なる辺の下を通つて、その先端部3aで半導体素子
１と金属細線４により電気接続が行われている。また半
導体素子１は、リード３の上に、ポリイミドフイルムな
どの絶縁材10を介して接着されている。リード３が、リ
ード３の外部引き出し側において半導体素子１の下端部
直下を通過する部分3bでは、リード３が幅方向に２分割
され、分割された個々の部分3b−１及び3b−２の間の間
隙11には、樹脂５が満たされている。本実施例によれ
ば、リード３の、半導体素子１による高い熱応力を受け
る部分が、幅の狭い複数の部分に分割され、かつ互いに
間隔をあけて離されているので、リード間の樹脂５に作
用する応力が低減され、樹脂クラツクを防止することが
できる。

リード３の材質としては、通常使用されている42アロ
イなどの鉄−ニツケル系合金や各種銅合金などのほか、
鉄系合金，クラツド材など任意の材質でよい。隣接する
リード３間の樹脂５に作用する熱応力は、主として半導
体素子１と樹脂５の線膨張係数差によつて支配されるの
で、本実施例はリード３の材質に関係なく、クラツクを
防止する効果がある。

尚、この装置の作製に当たつては、先ず各リード３の
間隙11が半導体素子１の下面周辺部にかかるように、こ
のリードフレーム上に絶縁材10を介在させて半導体素子
１をリード群上に搭載する。次いて半導体素子１上面の
周辺のパツド（端子）と各リード３とを金属細線４にて
導通接続し、しかる後にこれらを樹脂５で封止し完成さ
せることになる。

リード３の分割は、２分割だけでなく、３本以上に分
割しても良い。ただし分割された複数本間の間隙11の幅
が狭いと、その部分の樹脂の応力が高くなつて、クラツ
クが発生しやすくなる。クラツクを生じないためには、
分割された個々の幅の狭い部分相互の間に、できるだけ
広い間隙を設けることが望ましく、最低でも、リードの
板厚以上の幅の間隙を設けることが必要である。

リード３の分割部3bの形状は、図示したような平行な
直線状のみでなく、途中で屈曲させても、また途中で幅
を変化させても良い。分割部3bの長さは、間隙11の幅と
同程度もしくはそれより若干短かくても良い。

リード３が、金属細線４により電気接続を行う部分3a
の側において半導体素子１の下端部直下を通過する部分
では、リード３の幅をリード固定強度に関係なく、自由
に狭くすることができるので、必ずしも前記のように幅
方向に分割する必要はない。また、リード３の分割は、
すべてのリードについて行う必要はなく、例えば半導体
素子１側辺の中央部直下のリードなど、特に応力条件の
厳しいリードのみに限定して行つても良い。

リード３を樹脂５の外部に引出す方向は、第１図に示
したような２方向に限定するものではなく、１方向、あ
るいは３方向以上であつても良い。また樹脂５の側面か
らだけでなく、樹脂５の上面或いは下面からリード３を
引き出しても良い。更に図ではリード３を樹脂５外部で
下方に折り曲げるデユアル，インライン型を例にとつて
示してあるが、樹脂５外部でのリード３は任意の方向、
形状に降り曲げて良いし、また折り曲げなくとも良い。

樹脂封止型半導体装置の外形と半導体素子端部との間
に寸法的余裕がある場合、あるいは、外形が四辺形の半
導体装置の４方向からリードを引出す場合には、金属細
線接続を第２図に示すように、半導体素子１のリード３
外部引出し側で行つても良い。この場合、リード３への
金属細線４による接続は、第２図に示したように、１本
のリードを複数本に分割した部分3b−1,3b−２のうちの
いずれか１本に対してのみ行つても、また複数本に対し
て重複して行つても、さらに分割していない部分に対し
て行つても良い。

第１図及び第２図ではいずれも、タブ２を廃して、リ
ード３のみによつて半導体素子１を支える構造を示し
た。しかし、上記実施例は、リード３の一部を半導体素
子１の直下部に配設する構造であれば、特開昭61−2181
39号公報記載のような、タブ２を併用した構造の場合に
も有効である。また、半導体素子１をリード３に取付け
る向きは、同、特開昭61−218139号公報に記載されてい
るように、半導体素子１の回路形成面、品回路形成面の
いずれをリード３側に向けても良い。

第３図及び第４図は、半導体素子１の回路形成面をリ
ード３側に向けた場合の金属細線接続法を示す部分断面
斜視図である。第３図及び第４図において、リード３は
絶縁材10を介して半導体素子１の回路形成面上に接着さ
れている。絶縁材10及びリード３は半導体素子１の回路
形成面上に端子を覆うことがないように、配置されてお
り、リード３と金属細線４との電気接着は半導体素子１
の上部で行われている。リード３の半導体素子１上端部
直上を通過する部分3bでは、リード３が幅方向に複数本
に分割されている。このように金属細線接続を半導体素
子１の投影面積内のみで行うことによつて、半導体素子
１の周囲にリード３と金属細線４の接続のための領域を
設ける必要がなくなるので、半導体装置の限られた外形
寸法内に、より大型の半導体素子１を搭載することが可
能となる。

第３図及び第４図の場合、リード３は樹脂５内部にお
いて半導体素子１の上方に位置しており、樹脂５外部で
は下方に折り曲げられている。しかし、リード３を折り
曲げる向きは上下いずれであつても良いので、半導体素
子１とリード３の上下関係は絶対的なものではない。樹
脂５内部の半導体素子１側を上方、リード３側を下方と
して考えれば、第３図及び第４図のリード分割部分3b
は、第１図及び第２図における半導体素子１の下面側に
相当する。

半導体素子１とリード３の間の電気絶縁は、第１図乃
至第４図に示したフイルム状の絶縁材10によるほか、リ
ード３の上面あるいは半導体素子１の下面に酸化被膜を
形成させたり、電気絶縁性のコーテイングを施してもよ
い。接着剤として絶縁性接着剤を使用することを有効で
ある。また、絶縁を施す範囲も、半導体素子１下面の全
面である必要はなく、半導体素子１とリード３が接触す
る部分のみに限定しても、また部分的に絶縁材10を挿入
して、半導体素子１下面とリード３上面の間にすき間を
設けても良い。

第１図に斜視図でに示したデユアル・インライン型パ
ツケージの４メガビツト・ダイナミツク・ランダム・ア
クセス・メモリ（4MDRAM）に適用した実施例の樹脂封止
型半導体装置のパツケージ内部の構造を説明するための
一部欠き平面図を第５図に示す。尚、第６図は第５図に
示す4MDRAMのII−II切断線で切つた断面図、第７図は第
５図に示す4MDRAMのIII−III切断線で切つた断面図、第
８図は第５図に示す4MDRAMの要部を説明するための一部
欠き斜視図、第９図は第５図に示すタブレスリードフレ
ームの平面図である。

第３図に斜視図で示したようにインナーリードの下方
に半導体チツプが位置するような構造の場合は第５図の
裏面図（但し金属細線はチツプの裏面でなく表面に配線
される）となる。また第９図は第３図の例でも同じに示
される。

本実施例の4MDRAMの半導体チツプを搭載した樹脂封止
型半導体装置は、第５図乃至第８図に示すように、タブ
レスリードフレーム12のインナーリード部15の上に絶縁
材10を接着剤13で接着し、絶縁材10の上に4MDRAMの半導
体素子１を搭載し、インナーリード部15と半導体素子１
とをボンディングワイヤ（金属細線４）で電気的に接続
し、レジン等の樹脂封止材５で封止したものである。

前記タブレスリードフレーム12は、第９図に示すよう
に、１枚の薄い（例えば0.25mmの厚さ）銅合金あるいは
鉄ニツケル合金（例えば50％Ni−Fe）からなつている。
そして、タブレスリードフレーム12は、平行な２枚の外
枠14と、これらに直交して延び、かつ両側の外枠14を連
結する内枠16と、外枠14と内枠16で形成される枠の中央
に向つて延在しタイバー17に連結されているアウターリ
ード部18と、外枠14とタイバー17で形成される枠の中央
に向つて延在し、鎖線で示す半導体素子１の下を通るイ
ンナーリード部15とからなつている。

前記各々のインナーリード部15の半導体素子１が固定
される部分もしくはその近傍には、第８図に示すよう
に、長方形の貫通穴19が設けられている。すなわち、半
導体素子１の下を通るインナーリード部15からアウター
リード部８にわたつて長方形の貫通穴19が設けられてい
る。この貫通穴19は、半導体状態（4MDRAM）の動作時の
温度サイクル時に、樹脂封止材５にクラツクが発生する
のを防止するためのものである。すなわち、温度サイク
ル時におけるインナーリード部15の熱膨張係数（42Ni−
Feのα＝0.4×10^-5/℃,Cuのα＝1.7×10^-5/℃）と樹脂
封止材の熱膨張係数（ケジンのα＝1.0×10^-5/℃）の差
による応力により樹脂封止材５にクラツクを発生する。
そこで、前記インナーリード部15の半導体素子１が固定
される部分及びその近傍に長方形の貫通穴19を設け、イ
ンナーリード部15と樹脂封止材５との割合を従来のもの
に比べて割合を多くすることにより、樹脂封止材５とイ
ンナーリード部15との接着強度を上げることができるの
で、温度サイクル等の熱応力によるクラツクの発生を低
減することができる。また、アウターリード部18の折り
曲げ加工により樹脂封止材５とインナーリード部15との
間に隙間が発生するおそれを低減することができる。

第９図に示すように、前記各インナーリード部15は、
タイバー17に連結され、それぞれのボンデイング用端子
部15Aは両側の外枠14の近傍に所定の間隔でアレイ状に
配列されている。

また、両側の外枠14の所定の位置には、それぞれ組立
用位置合せ穴20及びモールド（封止）用位置決め穴21が
設けられている。

また、レジン等の樹脂封止材５を注入するためのゲー
ト位置22は、タブレスリードフレーム12の中心線Ｏから
少しずれた位置に設けられている。そのゲート幅は、例
えば1.6mm程度に形成されている。モールド手段につい
ては通常の方法を用いるので、ここではその説明は省略
する。

第14図は、本発明の他の実施例である樹脂封止型半導
体装置のリード部分を示す斜視図であり、リードから上
の部分を取除いて示してある。分割されたリード３は、
分割部分の両側で連結されて閉ループを形成する必要は
なく、第14図に示すように分割されたまま半導体素子１
の下部に延ばされていても良い。

第15図は、本発明のさらに他の実施例である樹脂封止
型半導体装置のリード部分を示す斜視図である。リード
３の分割された個々の部分3bの幅の合計の値は、樹脂５
外部でのリード３の最大幅に比べて、必ずしも小さくす
る必要はない。第15図に示すように、リード３の分割部
3bの個個の幅が狭く、かつ互いに十分な間隔をもつて離
れていれば、合計の幅が外部のリード幅より広くなつて
も、クラツクを防止する効果があり、強固なリード強度
及び固定強度を得ることができる。

第16図は、本発明のさらに他の実施例である樹脂封止
型半導体装置のリード部分を示す斜視図である。半導体
素子１の寸法が大型化するにしたがつて、半導体素子１
の端部が樹脂５の側端に接近し、半導体素子１によつて
発生する熱応力は、素子下端部のみでなく、図示側端，
半導体素子端間の領域全体に強く作用するようになる。
特に樹脂側端部では、樹脂モールド後のリード３の切断
・成形によつて、リード３と樹脂５の接着界面がはく離
しやすく、素子下端部の場合同様、隣接するリード間の
樹脂に高い応力集中が生じ易い。第16図の実施例のよう
に半導体素子１下端部直下でのリード３の分割を樹脂５
の外部まで延長すれば、半導体素子１の端部が樹脂５側
端に接近している場合にも、隣接するリード３間の樹脂
クラツクを防止することができる。

第17図は、本発明のさらに他の実施例である樹脂封止
型半導体装置のリード部分を示す斜視図である。半導体
素子１下端と樹脂５側端の間の領域の樹脂５に作用する
応力は、第10図に示したように半導体素子下端部と樹脂
側端部において特に高くなつているので、それら以外の
部分に、分割部分3b同士を互いに連結する部分3cを設
け、リードの幅方向の分割を複数箇所に独立させても良
い。この場合、連結部3cによつて発生する応力集中は、
分割部3bの場合と同様、連結部3cの幅が狭いほど軽減さ
れるので、連結部3cの幅は、分割部3bの幅と同等もしく
はそれ以下とすることが望ましい。ただし、ここで連結
部3cの幅とは、リード３の幅方向と垂直な方向に測つた
幅をいう。

第18図は、本発明のさらに他の実施例である樹脂封止
型半導体装置のリード部分を示す斜視図である。リード
３の折曲げ部3bが樹脂５の側端に接近している場合、第
16図及び第17図の実施例のように、リード折曲げ部3dの
リード幅が、樹脂５側端部の合計のリード幅より広くな
つていると、リード成形時に幅の広い部分を折曲げるの
に要する大きな力が、幅の狭い樹脂５側端部のリードに
作用するので、リード３と樹脂５の接着界面及びリード
３周辺の樹脂５が損傷を受けやすい。第18図のように、
リード３の分割をリード折曲げ部3dを越える部分までさ
らに延長することによつて、リード成形時のリード，樹
脂接着界面近傍の損傷を防止することができる。

第19図及び第20図は、本発明のさらに他の実施例であ
る樹脂封止型半導体装置のリード部分を示す斜視図であ
る。隣接するリード３間の樹脂５が受ける応力は、樹脂
５側端部よりも、半導体素子１下端部の方が大きくなつ
ている。また、リード強度及びリード固定強度を確保す
るためには、樹脂５側端部近傍のリード幅をできるだけ
広くすることが望ましい。そこで、リード３の分割され
た個々の部分3bの幅を、第19図の例に示すように徐々
に、あるいは第20図の例に示すように段階的に変化さ
せ、樹脂５側端部近傍における幅を、半導体素子１下端
部より広くすることによつて、樹脂クラツク防止効果を
損うことなく、リード強度及びリード固定強度を向上さ
せることができる。この方法は、リード３の分割を、樹
脂５の外部まで延長して行う場合だけでなく、樹脂５内
部において、樹脂５側端近傍まで行う場合にも有効であ
る。

更に第10図に例示するように各リード３の分割部3bは
複数の線材で構成しても良い。要するに封止樹脂がリー
ド分割部内に入り込んでいれば足りる。

この他貫通穴の形状又は大きさを種々変えた変形例を
第22図から第26図に示す。各貫通孔がインナーリード部
において半導体素子１の端部に位置がかかつている限
り、各例はインナーリード部が半導体素子の裏面にある
と表面にあるとを問わず置換できる技術態様である。

前記半導体素子１は、4MDRAMからなつており、第27図
は示すように、その中央部にはメモリマツト35が設けら
れ、そのＸ方向の中央部にはＹ軸に並行にＹデコード36
がメモリマツト35に沿つて設けられ、そのＹ方向の中央
部にはＸ軸に並行にワードドライバ37及びＸデコーダ23
がメモリマツト35に沿つて設けられている。

また、長手方向の一端部には、それぞれRAS系回路24,
CAS系・WE系回路25及びX9,10及びY9,10アドレスバツフ
ア26が設けられ、その内側にメインアンプ27が設けら
れ、隅部にはDoutバツフア28が設けられている。他端に
はRAS系回路24、Ｘアドレスバツフア29、Ｘジエネレー
タ30、X,Yジエネレータ31、Ｙアドレスバツフア32及びS
HR・PCジエネレータ33が設けられている。また、短手方
向の右側端部にはセンスアンプ・コモン入出力・コモン
ソース34が設けられ、左側端部の上端部にはメモリマツ
ト35の上端子35Aが設けられ、下端部にはメモリマツト3
5の下端子35Bが設けられている。

そして、第28図に示すように、前記半導体素子１に設
けられている各素子の電極（パツド）A1〜A18及びP1〜P
3は、半導体素子１の長手方向の両端部に設けられてお
り、電極（パツド）A1〜A18はボンデイング用パツドで
あり、電極（パツド）P1〜P3はプローブテスト用パツド
である。

次に、本実施例の樹脂封止型半導体装置の組立工程に
ついて説明する。

第５図乃至第７図に示すように、まず、第９図に示す
タプレスリードフレーム12のインナーリード部15の上
に、絶縁フイルム10を接着剤13で接着する。絶縁フイル
ム10としては、125μｍの厚さのポリイミド系樹脂フイ
ルムを用いる。接着剤13としては、例えば、第29図に示
すように、インナーリード部15側から順にポリエーテル
アミドイミド等の熱可塑性の接着剤13A,ポリピロメリツ
ト酸イミド，ポリケトンイミド等の熱硬化性ポリイミド
系樹脂接着剤13Bを積層した多層接着剤を用いる。前記
絶縁フイルム10の上にペレツト付用熱硬化性接着剤4Aに
より半導体素子１をペレツト付けする。ペレツト付用熱
硬化性接着剤38としては、例えば、ポリピロメリツト酸
イミド，ポリケトンイミド等の熱硬化性ポリイミド系樹
脂接着剤の上に非導電性のペースト材、例えばシリコー
ンゴム，エポキシゴム，エポキシ系樹脂，ポリイミド系
樹脂等を積層した多層接着剤を用いる。

次に、各インナーリード部15のボンデイング用端子部
15Aと電極（パツド）A1〜A18とをボンデイングワイヤ４
で電気的に接続される。このボンデイングワイヤ４は、
例えば、直径30μｍの金（Au）ワイヤを用いる。ワイヤ
ボンデイングは、例えば、半導体素子１上の各パツドA1
〜A18とボンデイングワイヤ４とはウエツジ・ボールボ
ンデイン法で接続される。同様に、インナーリード部15
のボンデイング用端子部15Aとボンデイングワイヤ４と
は、超音波振動を併用した熱圧着で接続される。インナ
ーリード部15のボンデイングされるボンデイング用端子
部15Aの部分は銀（Ag）メツキされている。そして、半
導体素子１とインナーリード部15をボンデイングワイヤ
４によつて電気的に接続する際に、半導体素子１側のパ
ツドA1〜A18のボンデイング位置（２点）を認識して座
標を決定し、自動的にワイヤボンデイングを行う。

このワイヤボンデイングが終ると、樹脂封止材注入装
置のキヤビテイの注入口とタブレスリードフレーム12の
ゲート位置22との位置合せを行つた後、キヤビテイにレ
ジン（エポキシ系の樹脂）等の樹脂封止材５を注入して
モールドされる。その後アウターリード部18を所定の形
状に加工して樹脂封止型半導体装置が完成する。

また、第30図に示すタブレスリードフレーム12に設け
られている長方形の貫通穴19のアウターリード部18の加
工を施す部分及びその近傍に、リード固定材41を設ける
ことにより、長方形の貫通穴19を設けたことによりリー
ド強度の低下を補強することができる。

なお、第30図において、（Ａ）はリード固定材41を設
ける前の状態を示す斜視図であり、（Ｂ），（Ｃ）はリ
ード固定材41を設けた後の状態を示す斜視図である。

またアウターリード部の折り曲げ方向は（Ｃ）方向で
あるかその逆方向であるかを問わないし、いわゆる面付
け実装タイプのごとく折り曲げてもかまわない。勿論半
導体装置１と貫通孔19,絶縁物10との関係も表裏逆転し
て（つまり第３図，第４図の如くして）もかまわない。

以上の説明からわかるように、本実施例によれば、イ
ンナーリード部15を半導体素子１の下または上に配置す
ることにより、リード引回しが自由になり、大型の半導
体素子１の搭載が可能となる。

また、半導体素子１のパツドの配置も従来より大幅に
自由度を増すことができる。

また、インナーリード部15に貫通穴19を設け、インナ
ーリード部15の実効面積を減少し、レジン等の樹脂封止
材５の割合を増やすことにより、リードとレジン等の樹
脂封止材５との接着強度が上がるので、温度サイクル等
の熱応力によるクラツクの発生を低減することができ
る。

また、アウターリード部18の貫通穴19の加工を施す部
分及びその近傍に、リード固定材41を設けることによ
り、貫通穴19の設けたことによるリード強度の低下を補
強することができる。

次に、前記樹脂封止材としてレジンを用いた場合にお
いて、レジン熱膨張係数αと温度サイクルクラツク１％
発生サイクル数との関係について実験した結果を第31図
に示す。第31図において、（イ）は本実施例のインナー
リード部15に長方形状の貫通穴19を設けた場合の特性曲
線であり、（ロ）は従来のインナーリードの場合の特性
曲線である。

また、第32図は、パツケージ端レジン占有面積率と温
度サイクル数との関係について実験した結果を示す。第
32図において、（イ）はレジン熱膨張係数αが1.0×10
^-5/℃の場合の特性直線であり、（ロ）はレジン熱膨張
係数αが1.7×10^-5/℃の場合の特性曲線である。

また、第33図は、本実施例のリードフレーム硬度と90
゜繰返し曲げリード破断回数との関係について実験した
結果を示す。第33図において、（イ）は本実施例のイン
ナーリード部15に長方形状の貫通穴19を設けた場合の特
性曲線であり、0.5,0.45,0.4,0.25等の数字は、長方形
状の貫通穴19を設けた部分のリード幅である。（ロ）は
従来のインナーリードの場合の特性曲線である。

このように本実施例の実験結果からも本発明によれば
前述した効果が得られることがわかる。

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種変更可能である
ことは言うまでもない。

〔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
つて得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りであ
る。

半導体チツプの上又は下面にリードの引き回しを自由
にすることができ、かつ大きな半導体チツプの搭載を可
能にすることができる。

また、リードとレジン等の樹脂封止材との接着強度が
上がるので、温度サイクル等の熱応力によるクラツクの
発生を低減することができる。

〔発明の効果〕

すなわち本発明によれば、リードの全体断面積をあま
り減少させることなく、幅を小さくすることができるの
で、リード強度及び樹脂によるリードの固定強度を低下
させることなく、リード間の応力を低減、すなわち、リ
ード間の樹脂クラツクを防止する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の樹脂封止型半導体装置を示
す部分断面斜視図、第２図は金属細線接着の他の方法を
示す部分断面斜視図、第３図，第４図は夫々本発明の更
に他の実施例装置を示す部分断面斜視図、第５図は本発
明をデユアル・インライン型パツケージの4MDRAMに適用
した実施例の樹脂封止型半導体装置のパツケージ内部の
構造を説明するための一部欠き平面図、第６図は第５図
に示す4MDRAMのII−II切断線で切つた断面図、第７図は
第５図示す4MDRAMののIII−III切断線で切つた断面図、
第８図は第５図に示す4MDRAMのの要部の説明するための
一部欠き斜視図、第９図は第５図に示すタブレスリード
フレームの平面図、第10図は従来の樹脂封止型半導体装
置を示す断面図、第11図は半導体素子の大型化を可能に
した従来の樹脂封止型半導体装置のリード部分に作用す
る応力の分布を示した断面図、第12図は第13図のＡ−Ａ
断面において隣接するリード間に作用する応力の分布を
示す説明図、第13図は第11図のＡ−Ａ断面においてリー
ド間に発生する樹脂クラツクを示す説明図、第14図乃至
第21図は夫々本発明の他の実施例の樹脂封止型半導体装
置のリード部分近傍を示す斜視図、第22図乃至第26図は
夫々第８図及び第９図に示す貫通穴の形状又は大きさを
種々変えた変形例を示す斜視図、第27図は第５図に示す
半導体チツプの回路レイアウトを示す平面図、第28図は
第５図に示す半導体チツプ上のパツドの配置を示す平面
図、第29図第５図に示す半導体チツプをリードフレーム
に搭載するための接着剤を説明するための断面説明図、
第30図は第５図に示す貫通穴を設けたことによる強度の
補強をする例を示す斜視図、第31図乃至第33図は夫々本
発明の一実施例の実験結果を示す特性図である。１……半導体素子、２……タブ、３……リード、3a……
リード先端の金属細線接続部、3b−1,3b−2,3b−３……
リード分割部、3c……リード連結部、3d……リード折曲
げ部、４……金属細線、５……樹脂、６……リード固定
部の長さ、7,8……応力分布、９……樹脂クラツク、10
……絶縁材、11……間隙、12……タブレスリードフレー
ム、13,38……接着剤、14……外枠、15……インナーリ
ード部、16……内枠、17……タイバー、18……アウター
リード部、19……貫通穴、41……リード固定材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三浦英生茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内 (72)発明者矢口昭弘茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内 (72)発明者村上元東京都小平市上水本町５丁目22番１号株式会社日立製作所武蔵工場内 (72)発明者安原敏治東京都小平市上水本町５丁目22番１号株式会社日立製作所武蔵工場内 (56)参考文献特開昭57−114261（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−215061（ＪＰ，Ａ) 実開昭62−17150（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体素子と、この半導体素子にワイヤボ
ンディングされるリードと、このリードと前記半導体素
子との間に介在する電気絶縁物と、前記半導体素子を封
止する樹脂とを備えた樹脂封止型半導体装置において、前記リードは前記半導体素子外縁部直下にて前記リード
の幅方向に複数本に分岐されていることを特徴とする樹
脂封止型半導体装置。
【請求項２】半導体素子と、この半導体素子にワイヤボ
ンディングされるリードと、このリードと前記半導体素
子との間に介在する電気絶縁物と、前記半導体素子を封
止する樹脂とを備えた樹脂封止型半導体装置において、前記リードには前記半導体素子外縁部直下にて貫通孔が
形成されていることを特徴とする樹脂封止型半導体装
置。