JP2751896B2 - 樹脂封止型半導体装置 - Google Patents

樹脂封止型半導体装置

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JP2751896B2 JP7312386A JP31238695A JP2751896B2 JP 2751896 B2 JP2751896 B2 JP 2751896B2 JP 7312386 A JP7312386 A JP 7312386A JP 31238695 A JP31238695 A JP 31238695A JP 2751896 B2 JP2751896 B2 JP 2751896B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は樹脂封止型半導体装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に樹脂封止型半導体装置は、図５の
断面図に示すようにリードフレーム１のアイランド１１
上に半導体チップ２がＡｇペースト等の接着剤で搭載固
着され、アイランド１１の周囲に配置されている内部リ
ード１２と半導体チップ２の電極パッドとが金属ワイヤ
３で接続され、これらアイランド１１、半導体チップ
２、ワイヤ３及び内部リード１２等が封止樹脂部４で封
止され、内部リード１２の他端が外部リード１３として
樹脂封止部４の周囲から露出し、所望の形状に切断、成
形された構造を有している。このような樹脂封止型半導
体装置としては、用途や目的により幾つかの形態がある
が、多数リード用としては、外部リードが四角形の樹脂
封止部の四辺から導出し、かつ外部リード形状がガルウ
ィング形状であるＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃ
ｋａｇｅ）が一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このＱＦＰ
における多数リード化は、封止樹脂部サイズの拡大と外
部リードピッチの縮小で実施されるが、封止樹脂部サイ
ズの拡大は、実装面積の増大となるために４０ｍｍ□が
一般的な限度である。また、封止樹脂部サイズの拡大に
伴って封止樹脂上の困難さが生じ、特に樹脂が空気を巻
き込むことによって起こるボイドが封止樹脂部の耐湿性
を劣化させ、半導体装置の信頼性を低下させるという問
題が生じる。
【０００４】一方、外部リードピッチの縮小による多数
リード化では、半導体装置の製造上の問題もさることな
がら、特に半導体装置をプリント基板に実装する時、外
部リードピッチが狭いための半田ブリッジやこれを防ぐ
ため半田量を減らすことによりオープン不良等が発生す
るという実装上の問題があった。一般には現時点で外部
リードピッチ０．４ｍｍ又は０．５ｍｍが実用上の限界
であり、実装能力により外部リードピッチの使い分けが
行われていた。また、このことは、半導体装置として
は、半導体チップは同一であっても外部リードピッチの
異なる幾つかの半導体装置を製造しなくてはならないと
いう問題につながることになる。
【０００５】さらに、リードピッチの縮小とともにリー
ド幅の縮小も必要となり、リード強度の劣化によるリー
ド変形の問題があった。このリード変形に対しては、図
６（ａ）に示すように、外部リード１３に補強枠５を貼
り付けたもの、あるいは図６（ｂ）に示すように、外部
リード１３に樹脂からなる補強枠６を取り付けた形態が
ある。後者は、基板に実装する直前にリードを切断成形
し、半導体装置の輸送も含めたリード変形を防止するも
のである。いずれの場合も、外部リード１３の補強を目
的に補強枠５，６を取り付けるが、実装時にこれらの枠
を除去しなければならないため、作業性が悪いものとな
る。
【０００６】本発明の目的は、多数リード化を可能とす
る一方で、実装上の問題を解消し、かつ外部リードピッ
チの相違に対応でき、しかも信頼性を改善することが可
能な樹脂封止型半導体装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、リードフレー
ムに半導体チップが搭載され、かつこの半導体チップと
リードフレームとが電気接続され、リードフレームの内
部リードと半導体チップとが樹脂封止され、リードフレ
ームの外部リードが樹脂封止部から突出されてなる樹脂
封止型半導体装置において、樹脂封止部には内部リード
の外部リード寄りの一部を露呈するスリットが前記樹脂
封止部の４つの角部を三角形状に区画するように外形辺
に対して傾斜された方向に設けられ、このスリットに露
呈された内部リードの一部を内側外部リードとし、この
内側外部リードのピッチ寸法と前記外部リードのピッチ
寸法を相違させたことを特徴とする。
【０００８】また、本発明は、樹脂封止部は複数のスリ
ットで画成される内部に存在する内側樹脂部と、外部に
存在する外側樹脂部とが各スリットの両端部において連
結され、この連結部において外側樹脂部を内側樹脂部か
ら分割可能とし、かつ分割したときに内側外部リードを
外部リードとして構成するようにしてもよい。さらに、
連結部はその一部において樹脂が削除されており、この
連結部では隣接する外側樹脂部がリードフレームの一部
で連結され、かつ封止樹脂部を樹脂成形する際のゲート
がこの連結部において前記内側樹脂部に接続配置される
ようにしてもよい。また、スリットにより露出した内側
外部リードの一部が切断成形され、この内側外部リード
と、切断されない他の内側外部リードにつながる外部リ
ードの一部とが半導体装置の外部導出用リードとして構
成するようにしてもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明の第１の実施形態の半
導体装置の平面図であり、Ａ−Ａ線に沿ってその一部を
破断した図である。また、図２は図１のＢ−Ｂ線断面図
である。リードフレーム１のアイランド１１上に半導体
チップ２がＡｇペースト等により搭載され、半導体チッ
プ２上の電極と、アイランド１１の周囲に配置された内
部リード１２とが金属ワイヤ３で接続される。そして、
前記アイランド１１、半導体チップ２、金属ワイヤ３、
内部リード１２は平面外形がほぼ正方形をした偏平な封
止樹脂部４で封止されている。そして、前記リードフレ
ーム１の外部リード１３は、前記封止樹脂部４の４つの
周面から突出され、ガルウイング構造に曲げ形成されて
いる。
【００１０】前記内部リード１２は矩形をした封止樹脂
部４に対してその対角線の方向に延長されており、かつ
封止樹脂部４には前記内部リード１２の延長方向と直交
する方向、すなわち前記４つの辺に対して４５度の角度
方向に向けられた４つの開口溝からなるスリット４１が
設けられており、このスリット４１により封止樹脂部４
は辺寸法が短い矩形の内側樹脂部４２と、その外側に配
置される４つの三角形をした外側樹脂部４３とが区画さ
れる。そして、前記内部リード１２と外部リード１３と
の中間部、ここでは内側外部リード１４と称する部分は
前記スリット４１において露出されている。そして、こ
の内側外部リード１４のリードピッチは、外部リード１
３のリードピッチよりも縮小した構成とされている。
【００１１】この樹脂封止型半導体装置は、従来とほぼ
同様に製造することができる。即ち、内側外部リード１
４として露出される内部リード１２の一部を直線状に形
成し、かつアイランド１１を平面方向に４５°傾けた他
は従来とほぼ同様に構成されたリードフレーム１を準備
し、アイランド１１上に半導体チップ２をＡｇペースト
等の接着剤で固着し、半導体チップ２の電極と内部リー
ド１２とを金属ワイヤ３で結線後、内側外部リード１４
をスリット４１内で露出するための凸部をキャビティ内
に有する樹脂封止金型（図示せず）にセットし、図１の
鎖線で示す位置に設けられたゲートＧを通してキャビテ
ィ内に樹脂を注入することで全体を樹脂封止する。次い
で、内側外部リード１４と外部リード１３との間に流出
した樹脂バリを切断金型等で切断除去し、かつ外部リー
ド１３を所望の形状に切断成形することで完成する。
【００１２】なお、スリット４１は封止樹脂部４の各辺
に対し４５°傾けて設けているが、特にこの角度に限定
されるものではない。但し、一般に、アイランド１１の
周囲に配置した内部リード１２のピッチ寸法は外部リー
ド１３のピッチ寸法よりも小さいため、内部リード１２
内に幾つかの屈曲点を設けながら扇状にピッチ拡大して
外部リード１３に結ぶため、４５°に傾けておくこと
で、内側外部リード１４の直線部をより容易に設けるこ
とができる。
【００１３】この実施形態の樹脂封止半導体装置によれ
ば、例えば、外部リード１３のピッチを０．５ｍｍ、内
側外部リード１４のピッチを０．４ｍｍとした場合、外
部リード１３をそのまま利用して実装を行えば、外部導
出用のリードのピッチが０．５ｍｍのＱＦＰとして使用
することができる。また、各スリット４１の両端部にお
いて、内側樹脂部４２と外側樹脂部４３を連結している
連結部４４を切断し、さらに内側外部リード１４を所望
の形状に切断成形してこれを外部導出用のリードとして
使用することで、０．４ｍｍピッチのＱＦＰとして使用
することが可能となる。すなわち、この半導体装置は二
種類のリードピッチを有するＱＦＰとして利用すること
が可能となる。この場合、切断除去される連結部４４
は、切断を容易とするため他の樹脂封止部より厚さを薄
くしておくことが好ましい。
【００１４】また、この実施形態の半導体装置は、樹脂
封止時に、金型のキャビティ内に設けた凸部で、内部リ
ードの中間部である内側外部リード１４を挟持するた
め、樹脂封入時の樹脂注入による内部リードの変形やシ
フト等を防止し、安定した樹脂封止を行うことも可能と
なる。
【００１５】また、図３に示すように、スリット４１に
おいて露出されている内側外部リード１４の一部、例え
ば、１本置きの内側外部リード１４ａを切断し、この切
断端部をガルウイング状に曲げ形成し、これを外部リー
ドとして構成してもよい。このようにすることで、内側
外部リード１４と外部リード１３のそれぞれの周位置で
実装が行われるため、従来のＱＦＰと比べて実装面積は
同一でも、外部リードピッチを実質的に約２倍にでき、
ＱＦＰの実装が容易となる。例えば、外部リードピッチ
が０．５ｍｍ、内側外部リードピッチが０．４ｍｍの
時、この半導体装置では、内側外部リードピッチは０．
８ｍｍ、外部リードピッチは１．０ｍｍとなり、従来の
０．５ｍｍピッチＱＦＰとほぼ同等の実装面積とリード
数を維持しながら、実装するリードピッチは０．８ｍｍ
〜１．０ｍｍとほぼ２倍にできる。
【００１６】この半導体装置の製造方法は、外部リード
１３と内側外部リード１４とを選択的に切断成形するこ
と以外は、前記した方法と同様に製造することができ
る。また、内側外部リード１４は外部リード１３よりピ
ッチが小さいためリード幅が細くなっているが、スリッ
ト４１内に存在しているためリード変形を防止する上で
有利となる。
【００１７】図４は本発明の第２の実施形態の半導体装
置の平面図であり、図１と等価な部分には同一符号を付
してある。この実施形態の半導体装置では、特に、スリ
ット４１の両端部において内側樹脂部４２と外側樹脂部
４３を連結する４つの連結部４４のうち、一か所の連結
部４４ａでは樹脂は削除されており、この削除された部
分ではリードフレーム１１の一部で形成される連結リー
ド１５が露呈された構成とされている。そして、封止樹
脂部４を成形するためのキャビティに設けられるゲート
Ｇは、同図に鎖線で示すように、この連結リード１５が
設けられた封止樹脂部４のうち内側樹脂部４２に臨んで
配置されている。
【００１８】この構造とすることで、樹脂成形時にキャ
ビティに注入される樹脂は、ゲートＧから最初に内側樹
脂部４２に充填され、その上で連結部４４を通って外側
樹脂部４３に充填されることになる。一般に、加熱溶融
した樹脂をキャビティ内に注入した時、樹脂内及びキャ
ビティ内に存在している空気を樹脂が巻き込んで空気の
泡となり、この泡が樹脂硬化後においてボイドとなって
封止樹脂部４の内部に存在される。また、キャビティ内
に注入される樹脂が、リードやアイランドの上面と下面
とでその流動速度が異なる時に、先行した樹脂が反対面
に進み、エアベントを塞いでしまい、比較的大きなボイ
ドを残すことが生じる。このようなボイドは、注入され
る樹脂の先頭部に生じることが多いが、この実施形態の
場合には、空気の巻き込み量の多い部分は連結部４４を
通じて外側樹脂部４３へ押し出されることになる。
【００１９】また、リードやアイランドの上面と下面で
樹脂の流速が異なった場合においても、反対面に逆流す
ることなく連結部４４を通じて外側樹脂部４３へ押し出
されることになる。したがって、外側樹脂部４３ではボ
イドの量が若干多くなる可能性があるが、この外側樹脂
部４３はリードのみが存在し、ボイドが生じても特に問
題は無く、半導体チップ２のある内側樹脂部４２におい
て、従来よりもボイドの少ない信頼性の高い封止樹脂部
４を形成することが可能となる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、半導体装
置の封止樹脂部の一部に樹脂封止部の４つの角部を三角
形状に区画するように外形辺に対して傾斜された方向に
スリットを設け、このスリットに内部リードの一部を露
出させて内側外部リードとして構成することにより、露
出した内側外部リードを利用して実装を行えば、本来の
外部リードとはリードピッチの異なる別の半導体装置を
得ることができる。また、露出した内側外部リードと外
部リードとを選択的に切断成形してそれぞれを外部リー
ドとして使用することにより、リード数と実装面積を維
持したまま実質上外部リードピッチを拡大した実装が可
能とされる。さらに、スリット端部における封止樹脂部
の一部を削除し、ここに内側樹脂部につながる樹脂注入
用のゲートを配置することにより、半導体チップの存在
するスリット内の内側樹脂部でのボイドの発生が抑制で
き、信頼性の高い半導体装置を得ることができる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、半導体装
置の封止樹脂部の一部にスリットを設け、このスリット
に内部リードの一部を露出させて内側外部リードとして
構成することにより、露出した内側外部リードを利用し
て実装を行えば、本来の外部リードとはリードピッチの
異なる別の半導体装置を得ることができる。また、露出
した内側外部リードと外部リードとを選択的に切断成形
してそれぞれを外部リードとして使用することにより、
リード数と実装面積を維持したまま実質上外部リードピ
ッチを拡大した実装が可能とされる。さらに、スリット
端部における封止樹脂部の一部を削除し、ここに内側樹
脂部につながる樹脂注入用のゲートを配置することによ
り、半導体チップの存在するスリット内の内側樹脂部で
のボイドの発生が抑制でき、信頼性の高い半導体装置を
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の一部をＡＡ線に沿っ
て破断した平面図である。
【図２】図１のＢＢ線に沿う断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の変形例を示す要部の
側面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の平面図である。
【図５】樹脂封止型半導体装置の一例の断面図である。
【図６】従来のリード変形を防止した各異なる半導体装
置の側面図である。
【符号の説明】
１ リードフレーム ２ 半導体チップ ３ 金属ワイヤ ４ 封止樹脂部 １１ アイランド １２ 内部リード １３ 外部リード １４ 内側外部リード １５ 連結リード ４１ スリット ４２ 内側樹脂部 ４３ 外側樹脂部 ４４ 連結部 Ｇ ゲート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−114671（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−177188（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−249354（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−44646（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 23/28 - 23/31 H01L 23/50

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 リードフレームに半導体チップが搭載さ
    れ、かつこの半導体チップと前記リードフレームとが電
    気接続され、前記リードフレームの内部リードと半導体
    チップとが平面形状が矩形をした樹脂封止部において樹
    脂封止され、前記リードフレームの外部リードが前記樹
    脂封止部から突出されてなる樹脂封止型半導体装置にお
    いて、前記樹脂封止部には、前記内部リードの外部リー
    ド寄りの一部を露呈するスリットが前記樹脂封止部の４
    つの角部を三角形状に区画するように外形辺に対して傾
    斜された方向に設けられ、このスリットに露呈された内
    部リードの一部を内側外部リードとし、この内側外部リ
    ードのピッチ寸法と前記外部リードのピッチ寸法を相違
    させたことを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
  2. 【請求項２】 前記内部リードは前記樹脂封止部の外形
    辺に対してほぼ４５°傾けられた方向に延長され、前記
    スリットは、この内部リードに直交されるように前記外
    形辺に対して逆方向にほぼ４５°傾けられてなる請求項
    １に記載の樹脂封止型半導体装置。
  3. 【請求項３】 前記樹脂封止部は複数のスリットで画成
    される内部領域に存在する内側樹脂部と、外部領域に存
    在する外側樹脂部とが各スリットの両端部において連結
    部により連結され、この連結部において外側樹脂部を内
    側樹脂部から分割可能とし、かつ分割したときに前記内
    側外部リードを外部リードとして構成する請求項２に記
    載の樹脂封止型半導体装置。
  4. 【請求項４】 前記連結部はその一部において樹脂が削
    除されており、この連結部では隣接する外側樹脂部がリ
    ードフレームの一部で連結され、かつ封止樹脂部を樹脂
    成形する際のゲートがこの連結部において前記内側樹脂
    部に接続配置されてなる請求項３に記載の樹脂封止型半
    導体装置。
  5. 【請求項５】 前記樹脂からなる連結部を削除し、平面
    的に開孔部となっている部分に、開孔部を接続する補強
    用のリードを設けている請求項３に記載の樹脂封止型半
    導体装置。
  6. 【請求項６】 前記スリットにより露出した内側外部リ
    ードの一部が切断成形され、この切断成形された内側外
    部リードと、切断されない他の内側外部リードにつなが
    る外部リードの一部とが半導体装置の外部導出用リード
    として構成される請求項１ないし５のいずれかに記載の
    樹脂封止型半導体装置。
  7. 【請求項７】 前記スリットにより露出した内側外部リ
    ードと外部リードとが交互に配置される請求項６に記載
    の樹脂封止型半導体装置。
JP7312386A 1995-11-30 1995-11-30 樹脂封止型半導体装置 Expired - Lifetime JP2751896B2 (ja)

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