JP2781783B2 - 半導体装置用パッケージ - Google Patents

半導体装置用パッケージ

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置用パッケ
ージに関し、特に高周波トランジスタ用の樹脂モールド
型の半導体装置用パッケージに関する。
【０００２】
【従来の技術】ＢＳコンバータや携帯電話機あるいはレ
ーダ装置などの高周波機器に用いられているＧａＡｓＦ
ＥＴ等の半導体装置は、高周波領域の寄生容量や寄生イ
ンダクタンス等に起因する損失を抑制して所望の特性を
得るため、一般にセラミック製のいわゆるセラミックパ
ッケージが広く用いられてきた。しかし、この種のセラ
ミックパッケージはセラミックのコストが高いため、半
導体装置自体のコストを上昇させてしまうという問題点
がある。
【０００３】そこで、この種の半導体装置の低コスト化
のため、例えば、特開平２−１７６６４号公報（文献
１）に記載されたような樹脂モールド材を用いたパッケ
ージが開発されている。
【０００４】この種のパッケージの高周波領域の特性向
上法として、従来よりコレクタリードとベースリードと
の間にエミッタリードを配置する方法が採用されてきて
いる。
【０００５】パッケージを含むマイクロ波領域の高周波
トランジスタの等価回路を示す図７を参照すると、コレ
クタＣ，ベースＢの各電極相互間に寄生容量Ｃｂｃｏ，
Ｃｃ２が存在し、コレクタリードとベースリードとの間
にエミッタリードを配置することにより、これら寄生容
量Ｃｂｃｏ，Ｃｃ２をキャンセルできるので、高周波特
性を向上させることができる。
【０００６】この種の従来の第１の半導体装置用パッケ
ージの部品配置の一例を模式平面図で示す図８を参照す
ると、この従来の第１の半導体装置用パッケージは、日
本電子機械工業会規格（ＥＩＡＪ）規定のＳＣ−５６ミ
ニモールドトランジスタパッケージ（以下ＳＣ−５６パ
ッケージ）であり、ほぼ中央部から右上部を占めるコレ
クタリード１１上に搭載した半導体素子４と、左下に配
置されたベースリード１２と、これらコレクタリード１
１とベースリード１２との間を通して配置され右下およ
び左上にアウタリードを有するエミッタリード１３と、
半導体素子４の電極パッドからベースリード１２とエミ
ッタリード１３とを電気接続するボンデングワイヤ５と
を備える。
【０００７】このＳＣ−５６パッケージは、外形が２．
９×１．５ｍｍと小型であり、高周波特性も優れてい
る。しかし、コレクタ電極の熱容量が小さいので小電力
用のトランジスタにしか適用できない。
【０００８】小型でかつ放熱性を改善しコレクタ電極の
熱容量を向上した従来の第２の半導体装置用パッケージ
であるＥＩＡＪ規定のＳＯＴ−８９パッケージの外観を
平面図および側面図で示す図９（Ａ），（Ｂ）および一
般的なトランジスタに適用した場合の内部部品配置の一
例を模式平面図で示す図９（Ｃ）を参照すると、中央部
に半導体素子４を搭載するとともに放熱器を兼ねた大面
積のコレクタリード１１を配置し、左側にベースリード
１２を右側にエミッタリード１３をそれぞれ配置しモー
ルド樹脂７で封止する構造である。このＳＯＴ−８９パ
ッケージの外形寸法は４．５×２．５ｍｍ、リード１
１，１２，１３の厚さは０．４ｍｍである。したがって
このままでは、上述したように高周波特性改善のためコ
レクタリードとベースリードとの間にエミッタリードを
通すことは極めて困難である。無理にこのような構造を
適用した場合の部品配置の想定模式平面図である図９
（Ｄ）を参照すると、リードのエッチングやプレス加工
などの一般的な加工限度のため、各リード間の間隙をリ
ード厚さの０．４ｍｍ以上確保する必要があるため、図
示のようにコレクタ電極を極端に縮小せざるを得ずこれ
ではトランジスタとして成立しない。
【０００９】従来、リード間隙をリード厚さ以下の加工
を行うことにより低減することによりリード配置密度を
向上させる技術として、特開平４−３１３２６号公報
（文献２）記載のリードフレームの製造方法は、ダムバ
ーおよびタイバーを有するＩＣ用リードフレームのこれ
らダムバーおよびタイバーに伸縮部を形成しエッチング
やプレス加工などの一般加工の後横方向から圧力を加え
て縮小させる。この方法は上記縮小のための加工工程を
追加する必要があり、また、リード側面形状は、リード
面に対し垂直であるとは限らないので高精度で縮小させ
ることは困難である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の第１の
半導体装置用パッケージは、コレクタ電極の熱容量が小
さいので小電力用のトランジスタにしか適用できないと
いう欠点があった。
【００１１】より大電力のトランジスタに適用可能とす
るため放熱容量を向上した従来の第２の半導体装置用パ
ッケージは、高周波特性向上のためコレクタリードとベ
ースリードとの間にエミッタリードを通すことは極めて
困難であり、高周波特性が良くないという欠点があっ
た。
【００１２】本発明の目的は、小型で放熱性が良いＥＩ
ＡＪ規格ＳＯＴ−８９パッケージと同等寸法でかつ高高
周波特性の優れた半導体装置用パッケージを提供するこ
とにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置用パ
ッケージは、高周波トランジスタである半導体素子をモ
ールド樹脂で封止しインナリードのエミッタリードをコ
レクタリードとベースリードとの間に配置した小型の矩
形の樹脂封止型の半導体装置用パッケージにおいて、前
記エミッタリードと前記コレクタリードとの間および前
記エミッタリードと前記ベースリードとの間の各々の間
隙を前記インナリードの板厚の８０％以下に形成したリ
ードフレームを有することを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態の半導
体パッケージの部品配置を図８と共通の構成要素には共
通の文字／数字を用いて模式平面図で示す図１を参照す
ると、この図に示す本実施の形態の半導体装置用パッケ
ージは、パッケージの外形寸法は従来の第２の半導体パ
ッケージ（ＥＩＡＪ規定のＳＯＴ−８９パッケージ）と
同一寸法であり、この外形に成形されたモールド樹脂７
と、従来と共通の半導体素子４と、半導体素子４を搭載
するリードフレーム１とを備える。
【００１５】リードフレーム１は、モールド樹脂７の上
半の横幅一杯に配置した吊りリード２と、吊りリード２
上に固定されモールド樹脂７の上側中央部にアウタリー
ドを有するコレクタリード１１Ａと、このコレクタリー
ド１１Ａにダイボンデングによって搭載した半導体素子
４と、下半の中央部に配置しモールド樹脂の下側中央部
にアウタリードを有するベースリード１２Ａと、吊りリ
ード２（コレクタリード１１Ａ）とベースリード１２Ａ
との間に配置しモールド樹脂７の下側左右両端部にアウ
タリードを有するエミッタリード１３Ａと、半導体素子
４の電極パッドからベースリード１２とエミッタリード
１３とを電気接続するボンデングワイヤ５とを備える。
【００１６】上述したような高周波特性の良い、すなわ
ち、コレクタリードとベースリードとの間にエミッタリ
ードを配置するというリード配置を実現するため各リー
ドの板圧を０．２５ｍｍと従来の０．４ｍｍに比較して
薄くしている。
【００１７】これによる強度低下を補い半導体素子の保
持確保のため吊りリード２を用いる。この吊りリード２
は、熱ストレス等の外部ストレスを緩和しパッケージ内
部に伝達しないようにするためと、モールド樹脂７との
接触面積増加のため加工可能な範囲で細いものとし、ア
ンカーホール６および上部の切断部にはノッチ加工部３
を有する。
【００１８】リードフレーム１を平面図，Ａ−Ａ，Ｂ−
Ｂ，Ｃ−Ｃ，Ｄ−Ｄ各断面図で示す図２を参照すると、
図２（Ｂ）に示すＡ−Ａ断面は後述する潰し曲げ（圧
延）加工を実施し、図２（Ｃ），（Ｄ）に示すＢ−Ｂ，
Ｃ−Ｃ各断面は非潰し曲げ（折曲げ）加工を実施するこ
とを示す。これらの加工によりリード間間隙は板厚０．
２５より狭い０．２を実現している。
【００１９】上記曲げ加工の方法を模式的に示す図３を
参照すると、曲げ部に潰しすなはち加工後板厚＝ｔｃｏ
ｓθ（ｔは原板厚，θは曲げ角度）を入れた潰し曲げ加
工では平面寸法の変化はない。一方、曲げ部に潰し入れ
ない非潰し曲げ加工では、平面寸法が小さくなり、また
曲げの深さが大きい程平面寸法が小さくなる。これらの
曲げ加工は、通常のディプレス加工工程における順送型
で特別な工程ラインを設けることなく実施可能であり、
したがって、低コストかつ高精度で加工できる。
【００２０】これら両方の曲げ加工法を組合わせること
により、リード間間隙の縮小が可能となる。これによ
り、コレクタリード１１Ａの寸法を拡大でき、半導体素
子４の発生熱の放熱性を向上できる。さらに、半導体素
子４の搭載位置がベース，エミッタ各リードに近接する
ため、ボンデングワイヤ５の長さを短縮でき、そのイン
ダクタンスが低減するため、高周波特性をさらに改善で
きる。
【００２１】図２のリードフレームの曲げ加工前のプレ
ス加工の形状を模式平面図で示す図４を参照すると、こ
の図のハッチングで示すプレス抜きパンチはリード間間
隙に対応する。図示のように上記リード間間隙は０．２
８ｍｍおよび０．３２ｍｍとリード板厚対応の加工限界
値である０．２５ｍｍよりも大きく十分加工可能である
ことを示す。
【００２２】また、上記曲げ加工法はスペースを余りと
らない加工法であるので、リードフレームの外形を小さ
くすることができ材料の利用効率が良い。さらに、従来
のＳＯＴ−８９パッケージ用のリードフレームと同一寸
法として組立予備の共用化を図ることが可能である。
【００２３】従来の第２の半導体パッケージと本実施の
形態の半導体パッケージとに同一特性の半導体素子４を
搭載した場合の高周波特性の比較の一例として周波数１
ＧＨｚの場合の利得特性を示す図５を参照すると、曲線
Ａに示す本実施の形態のパッケージの方が従来より約２
ｄＢ利得が向上していることが判る。
【００２４】次に、本発明の第２の実施の形態を図３と
共通の構成要素には共通の文字／数字を用いて模式平面
図で示す図６を参照して説明すると、この図に示す本実
施の形態の第１の実施の形態との相違点は、半導体素子
４の代りにエミッタ電極Ｅが２つ有する４アウタリード
型の半導体素子４Ａを備え、これに対応して２分割され
たエミッタリード１１Ｂ，１１Ｃを有することである。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体装
置用パッケージは、エミッタリードとコレクタリードと
の間および上記エミッタリードとベースリードとの間の
各々の間隙をインナリードの板厚の８０％以下に形成し
たリードフレームを有することにより、従来の第２の半
導体パッケージ（ＥＩＡＪ規格ＳＯＴ−８９パッケー
ジ）と同等の寸法で高周波特性を向上した小型かつ高電
力用トランジスタの樹脂モールドパッケージを実現でき
るという効果がある。
【００２６】また、吊りリードおよび潰し曲げ加工と非
潰し曲げ加工との組合わせを採用することにより、従来
の第２の半導体パッケージと同一外形の寸法のリードフ
レームを実現でき、同一設備を使用して生産可能である
ことにより低コスト化できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体装置用パッケージの第１の実施
の形態を示す模式平面図である。
【図２】本実施の形態の半導体装置用パッケージのリー
ドフレームの平面図とＡ−Ａ，Ｂ−Ｂ，Ｃ−Ｃ各断面図
および側面図である。
【図３】図２のリードフレームの曲げ加工法を説明する
説明図である。
【図４】図２のリードフレームの曲げ加工前のプレス加
工の形状を模式平面図で示す説明図である。
【図５】本実施の形態の半導体パッケージと従来の第２
の半導体パッケージとの高周波特性の一例を比較した特
性図である。
【図６】本発明の半導体装置用パッケージの第２の実施
の形態を示す模式平面図である。
【図７】高周波トランジスタの等価回路を示す回路図で
ある。
【図８】従来の第１の半導体装置用パッケージの構造お
よび部品配置の一例を示す模式平面図である。
【図９】従来の第２の半導体装置用パッケージの外観を
示す平面図，側面図およびこのパッケージを用いる一般
用トランジスタおよび高周波用トランジスタを想定した
場合の各部品配置の一例を示す模式平面図である。
【符号の説明】
１ リードフレーム ２ 吊りピン ３ ノッチ加工部 ４ 半導体素子 ５ ボンデングワイヤ ６ アンカーホール ７ モールド樹脂 １１，１１Ａ コレクタリード １２，１２Ａ ベースリード １３，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ エミッタリード

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 高周波トランジスタである半導体素子を
    モールド樹脂で封止しインナリードのエミッタリードを
    コレクタリードとベースリードとの間に配置した小型の
    矩形の樹脂封止型の半導体装置用パッケージにおいて、 前記エミッタリードと前記コレクタリードとの間および
    前記エミッタリードと前記ベースリードとの間の各々の
    間隙を前記インナリードの板厚の８０％以下に形成した
    リードフレームを有することを特徴とする半導体装置用
    パッケージ。
  2. 【請求項２】 前記矩形に形成した前記モールド樹脂の
    第１の辺の長さ方向に配置した吊りリードと、 前記吊りリード上に固定され前記モールド樹脂の前記第
    １の辺の中央部にアウタリードを有する前記コレクタリ
    ードと、 前記コレクタリードに搭載した前記半導体素子と、 前記前記モールド樹脂の第２の辺側のほぼ中央に配置し
    この第２の辺の中央部にアウタリードを有する前記ベー
    スリードと、 前記コレクタリードと前記ベースリードとの間に配置し
    前記第２の辺の両端部近傍にそれぞれアウタリードを有
    する前記エミッタリードとを備えることを特徴とする請
    求項１記載の半導体装置用パッケージ。
  3. 【請求項３】 前記矩形の公称寸法が４．５ｍｍ×２．
    ５ｍｍであり、前記インナリードの板厚が０．２５ｍｍ
    であり、前記間隙が０．２ｍｍ以下であることを特徴と
    する請求項１記載の半導体装置用パッケージ。
  4. 【請求項４】 前記リードフレームが、前記アウタリー
    ドの面に対し前記インナリードの一部に高低差を形成す
    るためのディプレス加工で前記インナリードの間隔を縮
    小したことを特徴とする請求項１記載の半導体装置用パ
    ッケージ。
  5. 【請求項５】 前記ディプレス加工が、折り曲げまたは
    圧延のいずれかまたは両方を含むことを特徴とする請求
    項４記載の半導体装置用パッケージ。
  6. 【請求項６】 金型またはエッチング加工にて所定のパ
    ターン形成後ディプレス加工によりインナリード間隔を
    縮小することを特徴とするリードフレームの製造方法。
  7. 【請求項７】 前記ディプレス加工が、折り曲げまたは
    圧延のいずれかまたは両方を含むことを特徴とする請求
    項６記載のリードフレームの製造方法。
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