JP2765265B2 - 半導体装置用リードフレーム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラスチック封止体で
封止した半導体装置に用いるリードフレームに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体素子の高集積化が進み、素
子が大形化している。

【０００３】しかし、メモリ系ＩＣを例にとると、高密
度実装のためにパッケージはできる限り小形化すること
が望まれている。

【０００４】そこで、大きな素子を効率良く収納できる
パッケージ構造が提案されている。

【０００５】例えば、特開昭６１−２４１９５９号、特
開昭６０−１６７４５４号がある。

【０００６】これらは、いずれもシリコン素子とリード
フレームのリードとを電気絶縁をとりながら接着するも
のである。

【０００７】一般には、ポリイミド等の樹脂フィルムに
接着剤をあらかじめコートしておき、あるいは組立て時
に塗布し、これにより素子およびリードフレームを接着
している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】電気絶縁を確実にとる
ためには樹脂フィルムを用いることが好ましいが、樹脂
フィルムは吸湿する性質をもっている。

【０００９】一方、ＩＣをプリント基板に装着すると
き、半田付けするために２１５℃の高温を経験するが、
このとき前記吸湿された水分が気化し、プラスチック封
止体（パッケージ）の内部に圧力が発生してパッケージ
クラックを発生するという問題がある。

【００１０】本発明の目的は、前記した従来技術の欠点
を解消し、パッケージクラックを防止することができる
半導体装置用リードフレームを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明によれば、リードフレームのインナーリードの
一部に半導体素子の表裏面側の平面上に延在する素子支
持部を設け、前記素子支持部に樹脂フィルムを貼着し、
前記素子支持部に前記樹脂フィルムを介して半導体素子
を搭載し、プラスチック封止体で封止した半導体装置に
用いられるリードフレームにおいて、前記素子支持部は
分割され、それぞれに貼着された前記樹脂フィルムの各
辺の長さが実質的に５ｍｍ以内であり、かつ、これら貼
着された樹脂フィルムの合計面積が前記プラスチック封
止体の封止投影面積の２０％以内であることを特徴とす
る半導体装置用リードフレームが提供される。

【００１２】

【００１３】前記素子支持部は、前記素子のワイヤボン
ドを行う電極パッドの直下または直上に有するのが好ま
しい。

【００１４】以下に本発明をさらに詳細に説明する。

【００１５】図１は、本発明のリードフレームの１実施
例を示す平面図である。

【００１６】１はインナリード、２はアウタリード、３
は素子支持部である。前記素子支持部３は、複数個に分
割されている（図１は、図面で見て左右の２か所に素子
支持部を有する場合を示している）。

【００１７】シリコン素子４は、図２に示すように２か
所の素子支持部３によって支持される。

【００１８】前記素子支持部３の分割個数は素子が安定
して載置できればよく、特に制限はない。

【００１９】前記素子支持部３には、電気的に絶縁され
る樹脂フィルムが貼着される。

【００２０】前記素子支持部３に貼付けられる樹脂フィ
ルムの各辺の長さは、実質的に５ｍｍ以内とする。

【００２１】この樹脂フィルムの長さは、短かい程ある
いは体積が少ない程フィルムに吸収される水分が減少す
るため、半田付時のパッケージ内圧力の上昇を押えるこ
とができ、パッケージクラックの発生を防止することが
できる。

【００２２】半田付け時に２１５℃に加熱されると、水
蒸気の圧力はほぼ２０kgf/cm² にまで高くなる。今、仮
に１辺が５ｍｍの正方形フィルムが貼り付けられていた
とすると、このフィルムとシリコン素子の間に働く力は
２０×０．５² ＝５kgf である。一方、この力を支える
フィルム周囲の長さは０．５×４＝２ｃｍであり、働く
力は２．５kg/cmとなる。この力はほぼシリコン素子と
封止樹脂の接着力に匹敵している。即ち、これより大き
なフィルムの場合、剥れが進行して、外部に達するクラ
ックに至ると考えられる。

【００２３】前記樹脂フィルムの各辺の長さの下限は設
けないがリードフレーム加工上の制約からインナリード
の幅寸法（ほぼ０．１〜０．３ｍｍ）と同等以上と考え
てよい。

【００２４】同様の理由で、前記樹脂フィルムの面積
は、プラスチック封止体５の封止投影面積の２０％以内
であるのが好ましい。

【００２５】このように樹脂フィルムが微小化すると素
子４を固着するための接着剤を塗布することが難しくな
るので、素子４を搭載する実装工程ではなく、作業性の
よいリードフレーム作成の段階で接着剤を塗布する方が
製品の精度、歩留り等の点で良好な結果が得られる。接
着剤の塗布は前記樹脂フィルムの少くとも前記素子４と
接触する部分に行う。接着剤としては、アクリル系、エ
ポキシ系、ポリイミド系の熱硬化型を半キュア状態で用
いるか、またはポリエーテルアミドイミド等の熱可塑型
を用いることができる。

【００２６】本発明に用いられるリードフレームの材料
としては、Ｃｕ、Ｃｕ合金およびＦｅ合金等の通常のリ
ードフレーム材として用いられるものであれば何でもよ
い。

【００２７】なお、図１に示すリードフレームのピン数
は一部省略してある。

【００２８】

【実施例】以下に本発明を実施例に基づき具体的に説明
する。

【００２９】（実施例１）リードフレーム材として板厚
０．２５ｍｍの４２％Ｎｉ−Ｆｅ合金を用い、図１に示
すような素子支持部３を２分割したピン数２０ピンのＤ
ＩＰ用リードフレームを作製した。各素子支持部３に
は、接着剤（ポリエーテルアミドイミド、厚さ２５μ
ｍ）をコーティングしたポリイミド樹脂（厚さ１２５μ
ｍ）フィルムが接着されている。

【００３０】この各フィルムの大きさは、３ｍｍ×５ｍ
ｍとし、長辺の長さは５ｍｍ以内とした。

【００３１】このリードフレームを用い、図２に示すよ
うに前記素子支持部３にシリコン素子４を搭載したの
ち、φ２５μｍの金製ボンディングワイヤでインナリー
ド１との間をボンディングし、樹脂封止して１メガビッ
トＤＲＡＭ相当の半導体装置を作製した。

【００３２】封止体５の封止投影面積は約８×２０＝１
６０ｍｍ² であり、これに対するフィルム面積３×５×
２＝３０ｍｍ² は１９％であった。

【００３３】半導体装置は、プリント基板への装着時の
２１５℃の温度上昇に対しても封止体のクラックを生じ
ることがなかった。

【００３４】（比較例）フィルムの大きさのみを６ｍｍ
×５ｍｍに変えたほかは実施例１と同様にしてリードフ
レームを作成した。これに用いたリードフレームの形状
を図３に示す。ここではフィルムの長さは６ｍｍであ
り、フィルムの面積は封止投影面積に対して３８％であ
る。この半導体装置は８５℃、６５％雰囲気中で１６８
時間加湿処理後、プリント基板装着時を想定した２１５
℃、９０秒の加熱を行ったところ、２０サンプル中１８
個に外部にまで達するパッケージクラックを生じた。

【００３５】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、樹脂フィルムの長さあるいは面積が小さい
ため、吸湿が少なく、本発明のリードフレームを用い半
田リフロー実装時に封止体のクラックを防止でき、ワイ
ヤボンディングを確実に行うことができる。また、樹脂
フィルムの使用量が削減できるためコストの低減が図れ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のリードフレームの１実施例を示す平面
図である。

【図２】図１に示すリードフレームを用いた半導体装置
の図１Ａ−Ａ線で見た断面図である。

【図３】従来のリードフレームの平面図である。

【符号の説明】

１ インナリード ２ アウタリード ３ 素子支持部 ４ シリコン素子 ５ プラスチック封止体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−106941（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−114058（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−76741（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−21047（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 23/50

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】リードフレームのインナーリードの一部に
   半導体素子の表裏面側の平面上に延在する素子支持部を
   設け、前記素子支持部に樹脂フィルムを貼着し、前記素
   子支持部に前記樹脂フィルムを介して半導体素子を搭載
   し、プラスチック封止体で封止した半導体装置に用いら
   れるリードフレームにおいて、前記素子支持部は分割さ
   れ、それぞれに貼着された前記樹脂フィルムの各辺の長
   さが実質的に５ｍｍ以内であり、かつ、これら貼着され
   た樹脂フィルムの合計面積が前記プラスチック封止体の
   封止投影面積の２０％以内であることを特徴とする半導
   体装置用リードフレーム。