JP2756597B2 - モールド型半導体パッケージ - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、一般的にはモールド型半導体パッケージに
関し、更に具体的にはダイボンディングパッドを含まな
いリードフレームを具備するモールド型半導体パッケー
ジに関する。
関し、更に具体的にはダイボンディングパッドを含まな
いリードフレームを具備するモールド型半導体パッケー
ジに関する。
モールド型半導体パッケージは、一般的には、金属リ
ードフレームのダイボンディングパッド上に実装された
半導体ダイを含み、半導体ダイはワイヤボンディングに
よって金属リードフレームのリードに電気的に結合され
ている。リードを除いて、半導体ダイ、ワイヤボンド及
びリードフレームは、その後、プラスチックでカプセル
封入される。このタイプのパッケージには本質的に数多
くの問題点が存在する。これらの問題点はパッケージが
相対的に厚く、非対称であり、材料との接触数が最大数
を有するということを含んでいる。非対称型のパッケー
ジでは、ダイ上で働くボンディングストレスが増加する
という問題点が発生し、一方、材料との接触数が最大数
を有するという点に関しては、モールド型半導体パッケ
ージを、気相雰囲気、ソルダーディップ、赤外線及び高
ストレステスト中において故障しやすい状態に置いてい
るという問題点が発生する。
ードフレームのダイボンディングパッド上に実装された
半導体ダイを含み、半導体ダイはワイヤボンディングに
よって金属リードフレームのリードに電気的に結合され
ている。リードを除いて、半導体ダイ、ワイヤボンド及
びリードフレームは、その後、プラスチックでカプセル
封入される。このタイプのパッケージには本質的に数多
くの問題点が存在する。これらの問題点はパッケージが
相対的に厚く、非対称であり、材料との接触数が最大数
を有するということを含んでいる。非対称型のパッケー
ジでは、ダイ上で働くボンディングストレスが増加する
という問題点が発生し、一方、材料との接触数が最大数
を有するという点に関しては、モールド型半導体パッケ
ージを、気相雰囲気、ソルダーディップ、赤外線及び高
ストレステスト中において故障しやすい状態に置いてい
るという問題点が発生する。
モールド型半導体パッケージのテスト方法は、半導体
パッケージを湿気或いは水蒸気で飽和状態に置くことで
あり、その後ハンダ付けの温度もしくはそれ以上で、気
相溶媒か或いは液体ハンダ中に短時間浸漬することであ
る。いくつかの現在用いられているプラスチックモール
ド型パッケージにおける水分吸収率は測定結果では重量
利得として0.4％であると得られている。急激な加熱に
よって、この水分は気相化し、急激に圧力を上昇させ
る。この結果として、パッケージ内にはクラックを生じ
させ、極端な場合には、文字通り完全に２つに分壊され
ることもありうる。もしも、材料との接触において一般
的に生ずるパッケージボイド内に水が凝縮されているよ
うな場合には、このテスト方法は特に、破壊検査とな
る。たとえモールディングが完全であったとしても、モ
ールディングコンパウンド、即ち実装用ダイボンディン
グパッドとシリコンダイとの間の熱膨張係数の差による
パッケージ内における機械的なストレスの結果として、
ボイドはなおも発生する。
パッケージを湿気或いは水蒸気で飽和状態に置くことで
あり、その後ハンダ付けの温度もしくはそれ以上で、気
相溶媒か或いは液体ハンダ中に短時間浸漬することであ
る。いくつかの現在用いられているプラスチックモール
ド型パッケージにおける水分吸収率は測定結果では重量
利得として0.4％であると得られている。急激な加熱に
よって、この水分は気相化し、急激に圧力を上昇させ
る。この結果として、パッケージ内にはクラックを生じ
させ、極端な場合には、文字通り完全に２つに分壊され
ることもありうる。もしも、材料との接触において一般
的に生ずるパッケージボイド内に水が凝縮されているよ
うな場合には、このテスト方法は特に、破壊検査とな
る。たとえモールディングが完全であったとしても、モ
ールディングコンパウンド、即ち実装用ダイボンディン
グパッドとシリコンダイとの間の熱膨張係数の差による
パッケージ内における機械的なストレスの結果として、
ボイドはなおも発生する。
モールディングコンパウンドにおけるクラックは、ダ
イとダイボンディングパッドの間、ダイとモールディン
グコンパウンドの間、及びダイボンディングパッドとモ
ールディングコンパウンドの間に発生した。ボイドがダ
イボンド領域において発生するということもまたよくあ
ることである。モールド型半導体パッケージにおけるク
ラック及び分断は特に、それらがダイはもちろんのこ
と、ワイヤボンドにもダメージを与えるという点で著し
く損傷を与えるものである。大きな力のストレスが半導
体ダイ上に働いて、特に側面とコーナーに働いて、クラ
ックがプラスチックモールディングコンパウンド内を通
して伝搬するようになるということはよくあることであ
る。通常、ダイの残りの部分から被覆層を分離すること
は、結果として半導体ダイの金属配線回路に対して損傷
を与えることになる。もちろん、これによって結果とし
て、半導体デバイスの故障をもたらす。従って、薄く
て、対称型で、様々なボンディングストレスを除去し、
しかもその中に含まれるボイドの数を減少させるべく材
料との接触数を最少数とするモールド型半導体パッケー
ジを具えることが強く望まれる。
イとダイボンディングパッドの間、ダイとモールディン
グコンパウンドの間、及びダイボンディングパッドとモ
ールディングコンパウンドの間に発生した。ボイドがダ
イボンド領域において発生するということもまたよくあ
ることである。モールド型半導体パッケージにおけるク
ラック及び分断は特に、それらがダイはもちろんのこ
と、ワイヤボンドにもダメージを与えるという点で著し
く損傷を与えるものである。大きな力のストレスが半導
体ダイ上に働いて、特に側面とコーナーに働いて、クラ
ックがプラスチックモールディングコンパウンド内を通
して伝搬するようになるということはよくあることであ
る。通常、ダイの残りの部分から被覆層を分離すること
は、結果として半導体ダイの金属配線回路に対して損傷
を与えることになる。もちろん、これによって結果とし
て、半導体デバイスの故障をもたらす。従って、薄く
て、対称型で、様々なボンディングストレスを除去し、
しかもその中に含まれるボイドの数を減少させるべく材
料との接触数を最少数とするモールド型半導体パッケー
ジを具えることが強く望まれる。
モールド型半導体パッケージを用いる上でよく遭遇す
る別の問題点は、放熱の問題である。熱はパッケージか
ら金属リードを通して放熱されることが望ましい。なぜ
ならば、極めて少量の熱だけしかプラスチックカプセル
そのものを通して実際には放熱されないからである。熱
は、ダイからリードへ流れることは難しく、本質的に
は、プラスチックパッケージ内にトラップされることに
なる。この熱によってデバイスの性能が抑制されること
はもちろんのこと、様々な材料の熱膨張係数の不整合に
よる温度サイクリングダメージを与えることも免れえな
い。従って、改善された放熱経路を有することもまた強
く望まれる。
る別の問題点は、放熱の問題である。熱はパッケージか
ら金属リードを通して放熱されることが望ましい。なぜ
ならば、極めて少量の熱だけしかプラスチックカプセル
そのものを通して実際には放熱されないからである。熱
は、ダイからリードへ流れることは難しく、本質的に
は、プラスチックパッケージ内にトラップされることに
なる。この熱によってデバイスの性能が抑制されること
はもちろんのこと、様々な材料の熱膨張係数の不整合に
よる温度サイクリングダメージを与えることも免れえな
い。従って、改善された放熱経路を有することもまた強
く望まれる。
従って、本発明の目的の１つは、ウェーハを薄くする
必要がなく、薄いパッケージを与え、ダイボンディング
パッドを含まないリードフレームを具備するモールド型
半導体パッケージを提供することにある。
必要がなく、薄いパッケージを与え、ダイボンディング
パッドを含まないリードフレームを具備するモールド型
半導体パッケージを提供することにある。
本発明の別の目的の１つは、対称型のダイボンディン
グパッドを含まないリードフレームを具備するモールド
型半導体パッケージを提供することにある。
グパッドを含まないリードフレームを具備するモールド
型半導体パッケージを提供することにある。
更に本発明の目的の１つは、材料との接触数を最少数
とするダイボンディングパッドを含まないリードフレー
ムを具備するモールド型半導体パッケージを提供するこ
とにある。
とするダイボンディングパッドを含まないリードフレー
ムを具備するモールド型半導体パッケージを提供するこ
とにある。
更に本発明の別の目的の１つは、湿度飽和による故障
率の減少した、ダイボンディングパッドを含まないリー
ドフレームを具備するモールド型半導体パッケージを提
供することにある。
率の減少した、ダイボンディングパッドを含まないリー
ドフレームを具備するモールド型半導体パッケージを提
供することにある。
更にまた本発明の目的の１つは、熱的サイクルによる
ストレス損傷による影響を受けにくい、ダイボンディン
グパッドを含まないリードフレームを具備するモールド
型半導体パッケージを提供することにある。
ストレス損傷による影響を受けにくい、ダイボンディン
グパッドを含まないリードフレームを具備するモールド
型半導体パッケージを提供することにある。
前述の及び他の目的と利点は、本発明において、その
一部分として、ダイボンディングパッドを含まないリー
ドフレームを利用する１つの実施例によって達成されて
いる。半導体ダイは、リードフレームのダイ開口部内
で、しかも本質的にそれと同一平面内か或いは、リード
フレームそれ自体上で直接的にダイ開口部上かのいずれ
かにおいて実装されている。このことによって、材料と
の接触数が最少数であり、より薄く、より対称型のパッ
ケージが提供される。リードへの熱の放散を促進するた
めに熱放散器はもちろんのこと、半導体ダイの保護のた
めのガードリングを含むことも可能である。
一部分として、ダイボンディングパッドを含まないリー
ドフレームを利用する１つの実施例によって達成されて
いる。半導体ダイは、リードフレームのダイ開口部内
で、しかも本質的にそれと同一平面内か或いは、リード
フレームそれ自体上で直接的にダイ開口部上かのいずれ
かにおいて実装されている。このことによって、材料と
の接触数が最少数であり、より薄く、より対称型のパッ
ケージが提供される。リードへの熱の放散を促進するた
めに熱放散器はもちろんのこと、半導体ダイの保護のた
めのガードリングを含むことも可能である。
従って、本発明の構成は以下に示す通りである。即
ち、ダイボンディングパッドを含まないリードフレーム
（22a,22b,22c,22d）を具備するモールド型半導体パッ
ケージであって、 第１の表面（12a）、第２の表面（14a,14b）、側面
（16a,16c,16d）及びコーナー（18a,18c,18d）を有する
半導体ダイ（10,10a,10b,10c,10d）と、 前記リードフレーム（22a,22b,22c,22d）はリード（2
4a,28a,28c）を含み、前記リード（24a,28a,28c）の内
の一部のリード（24a）のみが、前記半導体ダイ（10,10
a,10b,10c,10d）を物理的に支持するコーナー（18a,18
c,18d）において前記半導体ダイ（10,10a,10b,10c,10
d）の周辺部に対して電気的に絶縁された材料によって
接着結合され、前記リード（24a,28a,28c）の内の他の
リード（28a,28c）は前記半導体ダイ（10,10a,10b,10c,
10d）から空間的に離隔されて前記半導体ダイ（10,10a,
10b,10c,10d）に対して電気的に結合され、 前記半導体ダイ（10,10a,10b,10c,10d）と前記リード
フレーム（22a,22b,22c,22d）の一部の周りに配置され
たカプセル（30,30a,30c）とから構成されることを特徴
とするモールド型半導体パッケージとしての構成を有す
る。
ち、ダイボンディングパッドを含まないリードフレーム
（22a,22b,22c,22d）を具備するモールド型半導体パッ
ケージであって、 第１の表面（12a）、第２の表面（14a,14b）、側面
（16a,16c,16d）及びコーナー（18a,18c,18d）を有する
半導体ダイ（10,10a,10b,10c,10d）と、 前記リードフレーム（22a,22b,22c,22d）はリード（2
4a,28a,28c）を含み、前記リード（24a,28a,28c）の内
の一部のリード（24a）のみが、前記半導体ダイ（10,10
a,10b,10c,10d）を物理的に支持するコーナー（18a,18
c,18d）において前記半導体ダイ（10,10a,10b,10c,10
d）の周辺部に対して電気的に絶縁された材料によって
接着結合され、前記リード（24a,28a,28c）の内の他の
リード（28a,28c）は前記半導体ダイ（10,10a,10b,10c,
10d）から空間的に離隔されて前記半導体ダイ（10,10a,
10b,10c,10d）に対して電気的に結合され、 前記半導体ダイ（10,10a,10b,10c,10d）と前記リード
フレーム（22a,22b,22c,22d）の一部の周りに配置され
たカプセル（30,30a,30c）とから構成されることを特徴
とするモールド型半導体パッケージとしての構成を有す
る。
或いはまた、前記リード（24a,28a,28c）の内の前記
一部をリード（24a）は延長して前記半導体ダイ（10,10
a,10b,10c,10d）を覆い、かつ前記半導体ダイ（10b）の
前記第２の表面（14b）に結合されることを特徴とする
モールド型半導体パッケージとしての構成を有する。
一部をリード（24a）は延長して前記半導体ダイ（10,10
a,10b,10c,10d）を覆い、かつ前記半導体ダイ（10b）の
前記第２の表面（14b）に結合されることを特徴とする
モールド型半導体パッケージとしての構成を有する。
或いはまた、前記リード（24a,28a,28c）の内の前記
他のリード（28a,28c）は延長して前記半導体ダイ（10,
10a,10b,10c,10d）に隣接し、前記リードフレーム（22
a,22b,22c,22d）は本質的に前記半導体ダイ（10,10a,10
b,10c,10d）と同一平面上に配列されることを特徴とす
るモールド型半導体パッケージとしての構成を有する。
他のリード（28a,28c）は延長して前記半導体ダイ（10,
10a,10b,10c,10d）に隣接し、前記リードフレーム（22
a,22b,22c,22d）は本質的に前記半導体ダイ（10,10a,10
b,10c,10d）と同一平面上に配列されることを特徴とす
るモールド型半導体パッケージとしての構成を有する。
或いはまた、ダイボンディングパッドを含まないリー
ドフレーム（22a,22b,22c,22d）を具備するモールド型
半導体パッケージであって、 第１の表面（12a）、第２の表面（14a,14b）、側面
（16a,16c,16d）及びコーナー（18a,18c,18d）を具備す
る半導体ダイ（10,10a,10b,10c,10d）と、 前記リードフレーム（22a,22b,22c,22d）はリード（2
4a,28a,28c）を含み、前記リード（24a,28a,28c）の内
の一部のリード（24a）が、前記半導体ダイ（10,10a,10
b,10c,10d）を物理的に支持する前記半導体ダイ（10,10
a,10b,10c,10d）の第２の表面（14a,14b）に対して電気
的に絶縁された材料によって接着結合され、前記リード
（24a,28a,28c）の内の他のリード（28a,28c）は前記半
導体ダイ（10,10a,10b,10c,10d）から空間的に離隔され
て前記半導体ダイ（10,10a,10b,10c,10d）に対して電気
的に結合され、 つき出している前記リード（24a,28a,28c）を除いて
前記半導体ダイ（10,10a,10b,10c,10d）と前記リードフ
レーム（22a,22b,22c,22d）の周りに配置されたカプセ
ル（30,30a,30c）とから構成されることを特徴とするモ
ールド型半導体パッケージとしての構成を有する。
ドフレーム（22a,22b,22c,22d）を具備するモールド型
半導体パッケージであって、 第１の表面（12a）、第２の表面（14a,14b）、側面
（16a,16c,16d）及びコーナー（18a,18c,18d）を具備す
る半導体ダイ（10,10a,10b,10c,10d）と、 前記リードフレーム（22a,22b,22c,22d）はリード（2
4a,28a,28c）を含み、前記リード（24a,28a,28c）の内
の一部のリード（24a）が、前記半導体ダイ（10,10a,10
b,10c,10d）を物理的に支持する前記半導体ダイ（10,10
a,10b,10c,10d）の第２の表面（14a,14b）に対して電気
的に絶縁された材料によって接着結合され、前記リード
（24a,28a,28c）の内の他のリード（28a,28c）は前記半
導体ダイ（10,10a,10b,10c,10d）から空間的に離隔され
て前記半導体ダイ（10,10a,10b,10c,10d）に対して電気
的に結合され、 つき出している前記リード（24a,28a,28c）を除いて
前記半導体ダイ（10,10a,10b,10c,10d）と前記リードフ
レーム（22a,22b,22c,22d）の周りに配置されたカプセ
ル（30,30a,30c）とから構成されることを特徴とするモ
ールド型半導体パッケージとしての構成を有する。
ダイボンディングパッドを含まないリードフレームを
具備するモールド型半導体パッケージであって、その中
では半導体ダイはリードフレームのダイ開口部の中か或
いは上において配置されている。このことによって、薄
く、対称型のパッケージで、しかも製造上の材料との接
触数が最少数であるパッケージが提供された。なぜなら
ば、ダイボンディングパッドを含まないリードフレーム
であり、かつ最少数のダイボンド材料しか用いられてい
ないからである。本発明には更に、ダメージから半導体
ダイの高ストレス領域を保護するためのガードリングが
含まれており、しかも半導体ダイによって消費される熱
をより有効に放散するための熱放散器も含まれている。
具備するモールド型半導体パッケージであって、その中
では半導体ダイはリードフレームのダイ開口部の中か或
いは上において配置されている。このことによって、薄
く、対称型のパッケージで、しかも製造上の材料との接
触数が最少数であるパッケージが提供された。なぜなら
ば、ダイボンディングパッドを含まないリードフレーム
であり、かつ最少数のダイボンド材料しか用いられてい
ないからである。本発明には更に、ダメージから半導体
ダイの高ストレス領域を保護するためのガードリングが
含まれており、しかも半導体ダイによって消費される熱
をより有効に放散するための熱放散器も含まれている。
第１図は、本発明の第１の実施例としてのモールド型
半導体パッケージの一部分の拡大された上面図であっ
て、ダイボンディングパッドを含まないリードフレーム
22aを具備するモールド型半導体パッケージの上面図に
相当する。第２図は、第１図の２−２線に沿って切断さ
れた面における拡大された断面構造図である。半導体ダ
イ10aは、第１の表面12a、第２の表面14a、側面16a及び
コーナー18aを含む。半導体ダイ10aは、第１の実施例に
おける半導体ダイ10aの周囲よりも大きなダイボンディ
ングパッドを含まないリードフレーム22aのダイ開口部2
0a内に配置されている。ダイボンディングパッドを含ま
ないリードフレーム22aは、更に半導体ダイ10aをダイボ
ンディングパッドを含まないリードフレーム22aへ結合
するコーナーリード24aと半導体パッケージへの電気的
コンタクトを行う電気的ボンディングリード28aとを含
む。第１の実施例において、有機接着材料26aは、コー
ナー18aにおいてダイボンディング用のコーナーリード2
4aを半導体ダイ10aへ結合するために用いられる。当然
無機接着材料を用いることもできる。コーナーリード24
a以外のリードも半導体ダイ10aをダイボンディングパッ
ドを含まないリードフレーム22aへ結合するために用い
られる。例えば、ある特定の電気的ボンディングリード
28aは、半導体ダイ10aに側面16a上においてボンディン
グ結合することが可能であり、その場合には、コーナー
リード24aは、電気的な接触を実現するために用いるこ
とができる。電気的ボンディングリード28aは電気的コ
ンタクトを形成するために半導体ダイ10aへ選択的にワ
イヤボンディングされる。当業技術者であれば、使用さ
れる電気的ボンディングリード28aは、熱放散を促進す
るために、ダイボンディングパッドを含まないリードフ
レーム22a内に含まれてもよいといことを容認するであ
ろう。
半導体パッケージの一部分の拡大された上面図であっ
て、ダイボンディングパッドを含まないリードフレーム
22aを具備するモールド型半導体パッケージの上面図に
相当する。第２図は、第１図の２−２線に沿って切断さ
れた面における拡大された断面構造図である。半導体ダ
イ10aは、第１の表面12a、第２の表面14a、側面16a及び
コーナー18aを含む。半導体ダイ10aは、第１の実施例に
おける半導体ダイ10aの周囲よりも大きなダイボンディ
ングパッドを含まないリードフレーム22aのダイ開口部2
0a内に配置されている。ダイボンディングパッドを含ま
ないリードフレーム22aは、更に半導体ダイ10aをダイボ
ンディングパッドを含まないリードフレーム22aへ結合
するコーナーリード24aと半導体パッケージへの電気的
コンタクトを行う電気的ボンディングリード28aとを含
む。第１の実施例において、有機接着材料26aは、コー
ナー18aにおいてダイボンディング用のコーナーリード2
4aを半導体ダイ10aへ結合するために用いられる。当然
無機接着材料を用いることもできる。コーナーリード24
a以外のリードも半導体ダイ10aをダイボンディングパッ
ドを含まないリードフレーム22aへ結合するために用い
られる。例えば、ある特定の電気的ボンディングリード
28aは、半導体ダイ10aに側面16a上においてボンディン
グ結合することが可能であり、その場合には、コーナー
リード24aは、電気的な接触を実現するために用いるこ
とができる。電気的ボンディングリード28aは電気的コ
ンタクトを形成するために半導体ダイ10aへ選択的にワ
イヤボンディングされる。当業技術者であれば、使用さ
れる電気的ボンディングリード28aは、熱放散を促進す
るために、ダイボンディングパッドを含まないリードフ
レーム22a内に含まれてもよいといことを容認するであ
ろう。
カプセル30aはコーナーリード24a及び電気的ボンディ
ングリード28aの一部分とともに半導体ダイ10aの周囲に
配置されて図示されている。当業技術者には、ワイヤボ
ンド（図示されていない）またはカプセル30aによって
カプセル封止されていてもよいということが理解できる
であろう。電気的ボンディングリード28aは、モールド
型パッケージへの外部コンタクトとして役立つように、
カプセル30aからつき出して延ばされているということ
に注意を払われるべきである。カプセル30aは、第１の
実施例においては、モールド型プラスチックから構成さ
れているが、当然のことながら数多くのよく知られたカ
プセル封止用材料を用いてもよいことは明らかである。
ングリード28aの一部分とともに半導体ダイ10aの周囲に
配置されて図示されている。当業技術者には、ワイヤボ
ンド（図示されていない）またはカプセル30aによって
カプセル封止されていてもよいということが理解できる
であろう。電気的ボンディングリード28aは、モールド
型パッケージへの外部コンタクトとして役立つように、
カプセル30aからつき出して延ばされているということ
に注意を払われるべきである。カプセル30aは、第１の
実施例においては、モールド型プラスチックから構成さ
れているが、当然のことながら数多くのよく知られたカ
プセル封止用材料を用いてもよいことは明らかである。
第１図及び第２図において図示される半導体パッケー
ジは実質的に対称型であるということに注意されるべき
である。コーナーリード24a及び電気的ボンディングリ
ード28aが本質的に半導体ダイ10aに対して同一平面上に
あるからである。半導体パッケージが対称型であるか
ら、ある程度のストレスが減少され、半導体ダイ10a
は、より少ない量のストレスにしかさらされなくなる。
更に、ダイボンディングパッドを含まないリードフレー
ム22aにおけるフラグが存在しないということは、結果
として、より薄い半導体パッケージを提供することにな
り、常にスペースを節約することが望ましいパッケージ
の薄層化を与えることになる。更に加えて、半導体ダイ
10aをボンディングするのにダイボンディングパッドも
なく、ダイボンド材料もないから、限定された数の材料
との接触しか存在しない。
ジは実質的に対称型であるということに注意されるべき
である。コーナーリード24a及び電気的ボンディングリ
ード28aが本質的に半導体ダイ10aに対して同一平面上に
あるからである。半導体パッケージが対称型であるか
ら、ある程度のストレスが減少され、半導体ダイ10a
は、より少ない量のストレスにしかさらされなくなる。
更に、ダイボンディングパッドを含まないリードフレー
ム22aにおけるフラグが存在しないということは、結果
として、より薄い半導体パッケージを提供することにな
り、常にスペースを節約することが望ましいパッケージ
の薄層化を与えることになる。更に加えて、半導体ダイ
10aをボンディングするのにダイボンディングパッドも
なく、ダイボンド材料もないから、限定された数の材料
との接触しか存在しない。
第３図は、本発明の第２の実施例としてのモールド型
半導体パッケージの一部分の拡大された上面図である。
第４図は、第３図の４−４線に沿って切断された面にお
ける本発明の第２の実施例としてのモールド型半導体パ
ッケージの一部分の拡大された上面図であり、ダイボン
ディングパッドを含まないリードフレーム22bを具備す
るモールド型半導体パッケージの断面構造図に相当す
る。第２の実施例において、半導体ダイ10bの周囲は、
点線32で図示されるダイ開口部20bよりも大きい。半導
体ダイ10bの第２の表面14bは、ダイ開口部20b上のダイ
ボンディングパッドを含まないリードフレーム22bへ結
合される。更にまた、半導体ダイ10bは、有機接着材料2
6bによって、ダイボンディングパッドを含まないリード
フレーム22bへ結合される。もっとも他の接着材料を用
いてもよいことはもちろんである。第３図及び第４図に
おいて図示された第２の実施例は対称型ではないが、ダ
イボンディングパッドを含まず、しかもダイボンド材料
の層を全く具備していないから、減少された数の材料と
の接触しか含まない。材料との接触の数が減少するとい
うことは、半導体パッケージ内に発生するボイドの数を
より少なくするとともに、半導体パッケージを湿度飽和
の状態にさらすことがその分だけ少なくなるということ
である。
半導体パッケージの一部分の拡大された上面図である。
第４図は、第３図の４−４線に沿って切断された面にお
ける本発明の第２の実施例としてのモールド型半導体パ
ッケージの一部分の拡大された上面図であり、ダイボン
ディングパッドを含まないリードフレーム22bを具備す
るモールド型半導体パッケージの断面構造図に相当す
る。第２の実施例において、半導体ダイ10bの周囲は、
点線32で図示されるダイ開口部20bよりも大きい。半導
体ダイ10bの第２の表面14bは、ダイ開口部20b上のダイ
ボンディングパッドを含まないリードフレーム22bへ結
合される。更にまた、半導体ダイ10bは、有機接着材料2
6bによって、ダイボンディングパッドを含まないリード
フレーム22bへ結合される。もっとも他の接着材料を用
いてもよいことはもちろんである。第３図及び第４図に
おいて図示された第２の実施例は対称型ではないが、ダ
イボンディングパッドを含まず、しかもダイボンド材料
の層を全く具備していないから、減少された数の材料と
の接触しか含まない。材料との接触の数が減少するとい
うことは、半導体パッケージ内に発生するボイドの数を
より少なくするとともに、半導体パッケージを湿度飽和
の状態にさらすことがその分だけ少なくなるということ
である。
第５図は、本発明の第３の実施例としてのモールド型
半導体パッケージの一部分の拡大された上面図である。
第６図は、第５図の６−６線に沿って切断された本発明
の第３の実施例としてのモールド型半導体パッケージの
一部分の拡大された断面構造図であって、ダイボンディ
ングパッドを含まないリードフレーム22cを具備するモ
ールド型半導体パッケージの断面構造図に相当する。第
３の実施例は、更にガードリング34を含む。ガードリン
グ34は、第３の実施例におけるダイボンディングパッド
を含まないリードフレーム22cの一部分であり、かつダ
イボンディングパッドを含まないリードフレーム22cと
同じ材料から構成されている。ガードリング34は、ダイ
ボンディングパッドを含まないリードフレーム22cのサ
ポートリード36を支持するために実装されている。ガー
ドリング34は、電気的ボンディングリード28cには物理
的には結合されていない。従って、半導体パッケージ内
における電気的な接続を妨害することはない。
半導体パッケージの一部分の拡大された上面図である。
第６図は、第５図の６−６線に沿って切断された本発明
の第３の実施例としてのモールド型半導体パッケージの
一部分の拡大された断面構造図であって、ダイボンディ
ングパッドを含まないリードフレーム22cを具備するモ
ールド型半導体パッケージの断面構造図に相当する。第
３の実施例は、更にガードリング34を含む。ガードリン
グ34は、第３の実施例におけるダイボンディングパッド
を含まないリードフレーム22cの一部分であり、かつダ
イボンディングパッドを含まないリードフレーム22cと
同じ材料から構成されている。ガードリング34は、ダイ
ボンディングパッドを含まないリードフレーム22cのサ
ポートリード36を支持するために実装されている。ガー
ドリング34は、電気的ボンディングリード28cには物理
的には結合されていない。従って、半導体パッケージ内
における電気的な接続を妨害することはない。
ガードリング34は、ダイ開口部20cの周囲を規定して
いる。半導体ダイ10cは、ダイ開口部20c内に配置され、
コーナー18cにおいて、有機接着材料26cによって結合さ
れる。更にまた、半導体ダイ10cは、側面16cにおいて、
有機接着材料26c或いは別の接着材料によってダイボン
ディングパッドを含まないリードフレーム22cのガード
リング34へ結合されていてもよい。ガードリング34は、
半導体ダイ10cの高いストレスを受ける側面16c及びコー
ナー18cを保護することから、ストレスによって即座に
半導体ダイ10cが損傷を受けることはなく、半導体パッ
ケージの寿命は増大される。更にまた、対称型のパッケ
ージが製造されたということに注意して下さい。この点
は以前に議論した理由から、非常に重要な利点である。
いる。半導体ダイ10cは、ダイ開口部20c内に配置され、
コーナー18cにおいて、有機接着材料26cによって結合さ
れる。更にまた、半導体ダイ10cは、側面16cにおいて、
有機接着材料26c或いは別の接着材料によってダイボン
ディングパッドを含まないリードフレーム22cのガード
リング34へ結合されていてもよい。ガードリング34は、
半導体ダイ10cの高いストレスを受ける側面16c及びコー
ナー18cを保護することから、ストレスによって即座に
半導体ダイ10cが損傷を受けることはなく、半導体パッ
ケージの寿命は増大される。更にまた、対称型のパッケ
ージが製造されたということに注意して下さい。この点
は以前に議論した理由から、非常に重要な利点である。
第７図は、本発明の第４の実施例としてのモールド型
半導体パッケージの一部分の拡大された上面図である。
第８図は、第７図の８−８線に沿って切断された面にお
ける本発明の第４の実施例としてのモールド型半導体パ
ッケージの一部分の拡大された断面構造図であって、ダ
イボンディングパッドを含まないリードフレーム22dを
具備するモールド型半導体パッケージの断面構造図に相
当する。第４の実施例は、ダイボンディングパッドを含
まないリードフレーム22dの一部分とは結合されていな
い、ガードリング38を含む。ガードリング38は、金属、
プラスチック、シリコン、セラミック或いはダイボンデ
ィングパッドを含まないリードフレーム22dの材料と同
等の熱膨張係数を有する数多くの他の材料の内の１つか
ら構成されていてもよい。ガードリング38は、ダイボン
ディングパッドを含まないリードフレーム22dとは別の
材料から構成されていてもよいということは明らかであ
る。ガードリング38は、半導体ダイ10dの周囲に配置さ
れ、しかも有機接着材料26dによって結合される。更に
また、半導体ダイ10dはコーナー18dにおいて、ガードリ
ング38へ結合されるが、ボンディングは側面16dにおい
て行われてもよいということは明らかである。ガードリ
ング38は、またダイボンディングパッドを含まないリー
ドフレーム22dのボンディングリード42へ結合されてい
る。第４の実施例においては、有機接着材料40はボンデ
ィングリード42を、ガードリング38へ接着するために用
いられるが、数多くの他の接着材料を用いてもよいこと
は明らかである。ガードリング38は、前述の議論におけ
るガードリング34と同様に、半導体ダイ10dの高ストレ
ス領域を保護するのに役立つ。更にまた、結果として形
成される半導体パッケージは相対的に薄く、実質的に対
称型で、しかもリードフレームのダイボンディングパッ
ドを除去することによって、材料との接触数を最少数と
している。
半導体パッケージの一部分の拡大された上面図である。
第８図は、第７図の８−８線に沿って切断された面にお
ける本発明の第４の実施例としてのモールド型半導体パ
ッケージの一部分の拡大された断面構造図であって、ダ
イボンディングパッドを含まないリードフレーム22dを
具備するモールド型半導体パッケージの断面構造図に相
当する。第４の実施例は、ダイボンディングパッドを含
まないリードフレーム22dの一部分とは結合されていな
い、ガードリング38を含む。ガードリング38は、金属、
プラスチック、シリコン、セラミック或いはダイボンデ
ィングパッドを含まないリードフレーム22dの材料と同
等の熱膨張係数を有する数多くの他の材料の内の１つか
ら構成されていてもよい。ガードリング38は、ダイボン
ディングパッドを含まないリードフレーム22dとは別の
材料から構成されていてもよいということは明らかであ
る。ガードリング38は、半導体ダイ10dの周囲に配置さ
れ、しかも有機接着材料26dによって結合される。更に
また、半導体ダイ10dはコーナー18dにおいて、ガードリ
ング38へ結合されるが、ボンディングは側面16dにおい
て行われてもよいということは明らかである。ガードリ
ング38は、またダイボンディングパッドを含まないリー
ドフレーム22dのボンディングリード42へ結合されてい
る。第４の実施例においては、有機接着材料40はボンデ
ィングリード42を、ガードリング38へ接着するために用
いられるが、数多くの他の接着材料を用いてもよいこと
は明らかである。ガードリング38は、前述の議論におけ
るガードリング34と同様に、半導体ダイ10dの高ストレ
ス領域を保護するのに役立つ。更にまた、結果として形
成される半導体パッケージは相対的に薄く、実質的に対
称型で、しかもリードフレームのダイボンディングパッ
ドを除去することによって、材料との接触数を最少数と
している。
第９図乃至第11図はボンディングパッドを含まないリ
ードフレームを具備するモールド型半導体パッケージの
一部分の拡大された断面構造図であって、具体的に、第
９図は、熱放散器を含む本発明の一実施例としてのモー
ルド型半導体パッケージの一部分の拡大された断面構造
図、第10図は、熱放散器を含む本発明の別の一実施例と
してのモールド型半導体パッケージの一部分の拡大され
た断面構造図、第11図は、露出された熱放散経路を有す
る熱放散器を含む本発明の一実施例としてのモールド型
半導体パッケージの一部分の拡大された断面構造図であ
る。このタイプの半導体パッケージにおいて共通に遭遇
する問題点は、半導体ダイ10によって放散される熱の消
費である。一般的には、熱放散の大部分は半導体パッケ
ージから金属リード44を通して行われ、一方極くわずか
の熱しかプラスチックパッケージのカプセル30を通して
放散されない。熱放散器46は熱を半導体ダイ10から金属
リード44へ伝達する役割を行う。熱放散器46は、この実
施例においては銅製であるが、数多くの他の熱伝導性の
良好な材料を用いてもよいということは明らかである。
ードフレームを具備するモールド型半導体パッケージの
一部分の拡大された断面構造図であって、具体的に、第
９図は、熱放散器を含む本発明の一実施例としてのモー
ルド型半導体パッケージの一部分の拡大された断面構造
図、第10図は、熱放散器を含む本発明の別の一実施例と
してのモールド型半導体パッケージの一部分の拡大され
た断面構造図、第11図は、露出された熱放散経路を有す
る熱放散器を含む本発明の一実施例としてのモールド型
半導体パッケージの一部分の拡大された断面構造図であ
る。このタイプの半導体パッケージにおいて共通に遭遇
する問題点は、半導体ダイ10によって放散される熱の消
費である。一般的には、熱放散の大部分は半導体パッケ
ージから金属リード44を通して行われ、一方極くわずか
の熱しかプラスチックパッケージのカプセル30を通して
放散されない。熱放散器46は熱を半導体ダイ10から金属
リード44へ伝達する役割を行う。熱放散器46は、この実
施例においては銅製であるが、数多くの他の熱伝導性の
良好な材料を用いてもよいということは明らかである。
第９図には、熱放散器46と半導体ダイ10との間に配置
された絶縁性接着材料48が図示されている。絶縁性接着
材料48は、例えば、ポリイミドのような材料から構成さ
れていてもよいが、他の数多くの電気的絶縁性材料を用
いてもよいことは明らかである。絶縁性接着材料48が薄
層である故に、熱は容易に半導体ダイ10から絶縁性接着
材料48を通して熱放散器46へと放散される。一度熱が熱
放散器46へ放散されると、熱は伝搬して熱放散器46の端
50へと伝わり、その後プラスチックカプセル30を通して
金属リード44へと放散される。第10図は、以下の点を除
いて、第９図と非常に類似している。即ち、絶縁性接着
材料48は更に、所定の位置において、金属リード44、熱
放散器46及び半導体ダイ10の間に配置され、他のいかな
る接着材料も必要ないという点である。
された絶縁性接着材料48が図示されている。絶縁性接着
材料48は、例えば、ポリイミドのような材料から構成さ
れていてもよいが、他の数多くの電気的絶縁性材料を用
いてもよいことは明らかである。絶縁性接着材料48が薄
層である故に、熱は容易に半導体ダイ10から絶縁性接着
材料48を通して熱放散器46へと放散される。一度熱が熱
放散器46へ放散されると、熱は伝搬して熱放散器46の端
50へと伝わり、その後プラスチックカプセル30を通して
金属リード44へと放散される。第10図は、以下の点を除
いて、第９図と非常に類似している。即ち、絶縁性接着
材料48は更に、所定の位置において、金属リード44、熱
放散器46及び半導体ダイ10の間に配置され、他のいかな
る接着材料も必要ないという点である。
第11図は、半導体ダイ10からの熱の放散を促進するた
めの多少異なった方法を図示している。絶縁性接着材料
48は、熱放散器46の長さ方向に沿って延長し、従って、
熱放散器46とともに金属リード44に接触している。ここ
で、絶縁性接着材料48は、また短絡を防止している。第
10図及び第11図においては、熱は金属リード44に到達す
るためにプラスチックカプセル30を通して放散される必
要は全くない。第11図には、熱放散器46を露出するため
のプラスチックカプセル30内における凹み52が図示され
ている。結果として、熱は、プラスチックカプセル30或
いは金属リード44を通して放散される必要はなく、半導
体パッケージから直接的に熱放散器46を通して放散され
る。
めの多少異なった方法を図示している。絶縁性接着材料
48は、熱放散器46の長さ方向に沿って延長し、従って、
熱放散器46とともに金属リード44に接触している。ここ
で、絶縁性接着材料48は、また短絡を防止している。第
10図及び第11図においては、熱は金属リード44に到達す
るためにプラスチックカプセル30を通して放散される必
要は全くない。第11図には、熱放散器46を露出するため
のプラスチックカプセル30内における凹み52が図示され
ている。結果として、熱は、プラスチックカプセル30或
いは金属リード44を通して放散される必要はなく、半導
体パッケージから直接的に熱放散器46を通して放散され
る。
本発明のモールド型半導体パッケージによれば、ウェ
ーハを薄くする必要がなく、また、対称型で薄いパッケ
ージを提供することができ、材料との接触数が最少であ
ることによって、湿度飽和による故障率が減少し、また
熱的サイクルによるストレス損傷による影響を受けにく
い。
ーハを薄くする必要がなく、また、対称型で薄いパッケ
ージを提供することができ、材料との接触数が最少であ
ることによって、湿度飽和による故障率が減少し、また
熱的サイクルによるストレス損傷による影響を受けにく
い。
第１図は、本発明の第１の実施例としてのモールド型半
導体パッケージの一部分の拡大された上面図である。 第２図は、第１図の２−２線に沿って切断された面にお
ける本発明の第１の実施例としてのモールド型半導体パ
ッケージの一部分の拡大された断面構造図である。 第３図は、本発明の第２の実施例としてのモールド型半
導体パッケージの一部分の拡大された上面図である。 第４図は、第３図の４−４線に沿って切断された面にお
ける本発明の第２の実施例としてのモールド型半導体パ
ッケージの一部分の拡大された断面構造図である。 第５図は、本発明の第３の実施例としてのモールド型半
導体パッケージの一部分の拡大された上面図である。 第６図は、第５図の６−６線に沿って切断された本発明
の第３の実施例としてのモールド型半導体パッケージの
一部分の拡大された断面構造図である。 第７図は、本発明の第４の実施例としてのモールド型半
導体パッケージの一部分の拡大された上面図である。 第８図は、第７図の８−８線に沿って切断された面にお
ける本発明の第４の実施例としてのモールド型半導体パ
ッケージの一部分の拡大された断面構造図である。 第９図は、熱放散器を含む本発明の一実施例としてのモ
ールド型半導体パッケージの一部分の拡大された断面構
造図である。 第10図は、熱放散器を含む本発明の別の一実施例として
のモールド型半導体パッケージの一部分の拡大された断
面構造図である。 第11図は、露出された熱放散経路を有する熱放散器を含
む本発明の一実施例としてのモールド型半導体パッケー
ジの一部分の拡大された断面構造図である。 ２−2,4−4,6−6,8−８……線 10,10a,10b,10c,10d……半導体ダイ 12a……第１の表面 14a,14b……第２の表面 16a,16c,16d……側面 18a,18c,18d……コーナー 20a,20b,20c……ダイ開口部 22a,22b,22c,22d……リードフレーム 24a……コーナーリード 26a,26b,26c,26d,40……有機接着材料 28a,28c……電気的ボンディングリード 30,30a,30c……（プラスチック）カプセル 32……点線 34,38……ガードリング 36……サポートリード 42……ボンディングリード 44……金属リード 46……熱放散器 48……絶縁性接着材料 50……熱放散器46の端 52……凹み
導体パッケージの一部分の拡大された上面図である。 第２図は、第１図の２−２線に沿って切断された面にお
ける本発明の第１の実施例としてのモールド型半導体パ
ッケージの一部分の拡大された断面構造図である。 第３図は、本発明の第２の実施例としてのモールド型半
導体パッケージの一部分の拡大された上面図である。 第４図は、第３図の４−４線に沿って切断された面にお
ける本発明の第２の実施例としてのモールド型半導体パ
ッケージの一部分の拡大された断面構造図である。 第５図は、本発明の第３の実施例としてのモールド型半
導体パッケージの一部分の拡大された上面図である。 第６図は、第５図の６−６線に沿って切断された本発明
の第３の実施例としてのモールド型半導体パッケージの
一部分の拡大された断面構造図である。 第７図は、本発明の第４の実施例としてのモールド型半
導体パッケージの一部分の拡大された上面図である。 第８図は、第７図の８−８線に沿って切断された面にお
ける本発明の第４の実施例としてのモールド型半導体パ
ッケージの一部分の拡大された断面構造図である。 第９図は、熱放散器を含む本発明の一実施例としてのモ
ールド型半導体パッケージの一部分の拡大された断面構
造図である。 第10図は、熱放散器を含む本発明の別の一実施例として
のモールド型半導体パッケージの一部分の拡大された断
面構造図である。 第11図は、露出された熱放散経路を有する熱放散器を含
む本発明の一実施例としてのモールド型半導体パッケー
ジの一部分の拡大された断面構造図である。 ２−2,4−4,6−6,8−８……線 10,10a,10b,10c,10d……半導体ダイ 12a……第１の表面 14a,14b……第２の表面 16a,16c,16d……側面 18a,18c,18d……コーナー 20a,20b,20c……ダイ開口部 22a,22b,22c,22d……リードフレーム 24a……コーナーリード 26a,26b,26c,26d,40……有機接着材料 28a,28c……電気的ボンディングリード 30,30a,30c……（プラスチック）カプセル 32……点線 34,38……ガードリング 36……サポートリード 42……ボンディングリード 44……金属リード 46……熱放散器 48……絶縁性接着材料 50……熱放散器46の端 52……凹み
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロナルド・イー・トーマス アメリカ合衆国アリゾナ州85282，テン パ，イー・ダンバー・ドライブ，1421番 (72)発明者 ウイリアム・レスリー・ハンター アメリカ合衆国アリゾナ州スコッツデー ル，イー・オレンジブロッサム・レー ン，8625番 (72)発明者 マイケル・ビー・マックシエイン アメリカ合衆国テキサス州78750，オー スチン，スプリット・レイル・コーブ, 12407番 (56)参考文献 特開 昭59−181025（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−240055（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−97652（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−82950（ＪＰ，Ｕ)
Claims (4)
- 【請求項１】ダイボンディングパッドを含まないリード
フレームを具備するモールド型半導体パッケージであっ
て、 第１の表面、第２の表面、側面及びコーナーを有する半
導体ダイと、 前記リードフレームはリードを含み、前記リードの内の
一部のリードのみが、前記半導体ダイを物理的に支持す
るコーナーにおいて前記半導体ダイの周辺部に対して電
気的に絶縁された材料によって接着結合され、前記リー
ドの内の他のリードは前記半導体ダイから空間的に離隔
されて前記半導体ダイに対して電気的に結合され、 前記半導体ダイと前記リードフレームの一部の周りに配
置されたカプセルとから構成されることを特徴とするモ
ールド型半導体パッケージ。 - 【請求項２】前記リードの内の前記一部のリードは延長
して前記半導体ダイを覆い、かつ前記半導体ダイの前記
第２の表面に結合されることを特徴とする請求項１記載
のモールド型半導体パッケージ。 - 【請求項３】前記リードの内の前記他のリードは延長し
て前記半導体ダイに隣接し、前記リードフレームは本質
的に前記半導体ダイと同一平面上に配列されることを特
徴とする請求項１記載のモールド型半導体パッケージ。 - 【請求項４】ダイボンディングパッドを含まないリード
フレームを具備するモールド型半導体パッケージであっ
て、 第１の表面、第２の表面、側面及びコーナーを具備する
半導体ダイと、 前記リードフレームはリードを含み、前記リードの内の
一部のリードが、前記半導体ダイを物理的に支持する前
記半導体ダイの第２の表面に対して電気的に絶縁された
材料によって接着結合され、前記リードの内の他のリー
ドは前記半導体ダイから空間的に離隔されて前記半導体
ダイに対して電気的に結合され、 つき出している前記リードを除いて前記半導体ダイと前
記リードフレームの周りに配置されたカプセルとから構
成されることを特徴とするモールド型半導体パッケー
ジ。
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