JP2968704B2 - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP2968704B2
JP2968704B2 JP7141967A JP14196795A JP2968704B2 JP 2968704 B2 JP2968704 B2 JP 2968704B2 JP 7141967 A JP7141967 A JP 7141967A JP 14196795 A JP14196795 A JP 14196795A JP 2968704 B2 JP2968704 B2 JP 2968704B2
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Japan
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copper foil
chip
thermal resistance
present
adhesive
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研二 塚本
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Nippon Electric Co Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265Layer and wire connectors

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、TABテープを用い
て、半導体チップを実装するTAB実装構造を有する半
導体装置に関し、特にヒートシンクを用いて冷却する冷
却構造と半導体チップとTABテープとの電気的接続を
行うTAB実装構造を有する半導体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a TAB mounting structure for mounting a semiconductor chip using a TAB tape, and more particularly to a cooling structure for cooling using a heat sink and an electrical connection between the semiconductor chip and the TAB tape. The present invention relates to a semiconductor device having a TAB mounting structure for making connections.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来パッケージのインナーリードとIC
チップとの電気的に接続し、樹脂封止する技術の一例が
特開平1−183837号公報に示されている。この公
報には、第6図にも図示されるようにインナーリード部
とアウターリード部とを有するリードがポリイミド製T
ABテープを材料としたフレキシブル基板6に所定のパ
ターンで設けられている。このフレキシブル基板上にマ
ウントされた半導体チップ(ICチップ)とインナーリ
ード部とがボンディングワイヤによりワイヤボンディン
グされ、アウターリード部以外は封止樹脂によってトラ
ンスファーモールドされる技術が示されている。
2. Description of the Related Art Conventional package inner leads and ICs
An example of a technique for electrically connecting to a chip and sealing with a resin is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-13837. In this publication, as shown in FIG. 6, a lead having an inner lead portion and an outer lead portion is made of polyimide T
The flexible substrate 6 made of AB tape is provided in a predetermined pattern. A technique is shown in which a semiconductor chip (IC chip) mounted on this flexible substrate and an inner lead portion are wire-bonded with a bonding wire, and a portion other than the outer lead portion is transfer-molded with a sealing resin.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】この公報記載の従来の
半導体装置では、ヒートシンク等の冷却手段を備えてい
ない。このため、ICチップの発熱時、その熱を外部へ
放出できない。この結果、ICチップが高温になりIC
チップの正常動作は期待できなくなる。また、ICチッ
プとモールド部との間に熱伝導率の低いポリイミドフィ
ルム基板が介在するため、これらの間の熱抵抗が大きく
なる。従って、もしモールド部の上部にヒートシンクを
取り付けても十分な冷却効果は生まれない。
The conventional semiconductor device described in this publication has no cooling means such as a heat sink. For this reason, when the IC chip generates heat, the heat cannot be released to the outside. As a result, the temperature of the IC chip becomes high,
Normal operation of the chip cannot be expected. Further, since a polyimide film substrate having a low thermal conductivity is interposed between the IC chip and the mold portion, the thermal resistance between them becomes large. Therefore, even if a heat sink is attached to the upper part of the molded part, a sufficient cooling effect cannot be obtained.

【0004】本発明の目的は、冷却効率を向上するよう
にしたTAB実装構造を有する半導体装置を提供するこ
とにある。
An object of the present invention is to provide a semiconductor device having a TAB mounting structure for improving the cooling efficiency.

【0005】本発明の他の目的は、半導体チップの集積
層を向上させても十分機能しうる温度に冷却できるよう
にしたTAB実装構造を有する半導体装置を提供するこ
とにある。
Another object of the present invention is to provide a semiconductor device having a TAB mounting structure which can be cooled to a temperature at which it can function sufficiently even if an integrated layer of a semiconductor chip is improved.

【0006】本発明の他の目的は、バンプを形成する必
要のないTAB実装構造を有する半導体装置を提供する
ことにある。
Another object of the present invention is to provide a semiconductor device having a TAB mounting structure that does not require formation of a bump.

【0007】本発明の他の目的は、小型化および軽量化
を実現するようにした半導体装置を提供することにあ
る。
Another object of the present invention is to provide a semiconductor device which can be reduced in size and weight.

【0008】本発明の他の目的は、高集積化を実現する
ようにした半導体装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a semiconductor device realizing high integration.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の半導体装
置は、銅箔部と、この銅箔部の表面に接着剤で接着され
たヒートシンクと、前記銅箔部の裏面に接着剤で接着さ
れた半導体チップとを含む。
A first semiconductor device according to the present invention comprises a copper foil portion, a heat sink bonded to the surface of the copper foil portion with an adhesive, and an adhesive on the back surface of the copper foil portion. Bonded semiconductor chip.

【0010】本発明の第2の半導体装置は、前記第1の
半導体装置であって前記銅箔部と同じ平面上の外側にリ
ードの少なくとも一部が配置されたことを特徴とする。
[0010] A second semiconductor device according to the present invention is the first semiconductor device, wherein at least a part of the lead is arranged outside the same plane as the copper foil portion.

【0011】本発明の第3の半導体装置は、前記第2の
半導体装置であって前記銅箔部と前記リードとをテープ
ベースで接続することを特徴とする。
A third semiconductor device according to the present invention is the second semiconductor device, wherein the copper foil portion and the lead are connected on a tape basis.

【0012】本発明の第4の半導体装置は、前記第1の
半導体装置における前記半導体チップが集積回路チップ
であることを特徴とする。
A fourth semiconductor device according to the present invention is characterized in that the semiconductor chip in the first semiconductor device is an integrated circuit chip.

【0013】本発明の第5の半導体装置は、前記第2の
半導体装置であって前記銅箔部と隣接していない前記リ
ードの端部を電気的に接続するとともに前記銅箔部、前
記ヒートシンクおよび前記半導体チップの組合せを搭載
するプリント板とを含む。
A fifth semiconductor device according to the present invention is the second semiconductor device, wherein an end of the lead not adjacent to the copper foil portion is electrically connected, and the copper foil portion and the heat sink are connected. And a printed board on which the combination of the semiconductor chips is mounted.

【0014】[0014]

【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0015】図1および図2を参照すると、本発明の第
1の実施例は表面に接着剤2でヒートシンク1を接着
し、裏面に接着剤4でICチップ7を接着する銅箔3接
着部分と、この銅箔3接着部分の周辺の表面にパターン
化されたテープベース6aを有する、望ましくは約1m
mの厚さを有するテープ6と;このテープ6の表面のテ
ープベース6aに対応する裏面の位置に、ワイヤボンデ
ィングを行いやすくするためのメッキ10と;このメッ
キ10を介してICチップ7とリード5とを電気的に接
着するボンディングワイヤ8と;接着剤4、ICチップ
7、ボンディングワイヤ8およびメッキ10を封止する
封止樹脂10を含む。なお、テープベース6aはポリイ
ミド等を材料とする。
Referring to FIG. 1 and FIG. 2, a first embodiment of the present invention is a copper foil 3 bonding portion in which a heat sink 1 is bonded to the front surface with an adhesive 2 and an IC chip 7 is bonded to the back surface with an adhesive 4. And a tape base 6a patterned on the surface around the copper foil 3 bonding portion, preferably about 1 m.
a tape 6 having a thickness of m; a plating 10 on the front surface of the tape 6 corresponding to the tape base 6a for facilitating wire bonding; and an IC chip 7 and a lead via the plating 10. And a sealing resin 10 for sealing the adhesive 4, the IC chip 7, the bonding wire 8, and the plating 10. The tape base 6a is made of polyimide or the like.

【0016】次に本発明の第1の実施例について図面を
参照して詳細に説明する。
Next, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0017】図1および図2を参照すると、ポリイミド
等を材料とするベース6aに銅箔3を接着された厚さ1
ミリ(mm)のテープの銅箔3部分がフォトエッチング
技術で所定のパターンにエッチングされる。
Referring to FIGS. 1 and 2, a copper foil 3 is adhered to a base 6a made of polyimide or the like.
A portion of the copper foil 3 of the millimeter (mm) tape is etched into a predetermined pattern by a photo etching technique.

【0018】このエッチングにより所定のピッチおよび
幅のリード5が形成される。次に、所定のパターンでエ
ッチングされた銅箔3の上に接着剤4を用いてICチッ
プ7が搭載される。
By this etching, the leads 5 having a predetermined pitch and width are formed. Next, an IC chip 7 is mounted on the copper foil 3 etched in a predetermined pattern using an adhesive 4.

【0019】銅箔3に対して反対側のヒートシンク1を
接着するエリアはポリイミドのベース部分6aはなく、
ヒートシンク1が銅箔3に接着できるよう形成する。
The area for bonding the heat sink 1 on the opposite side to the copper foil 3 does not have the polyimide base portion 6a.
The heat sink 1 is formed so that it can adhere to the copper foil 3.

【0020】リード5の内側の銅箔3に近い先端にはメ
ッキ10が施される。これはワイヤボンディングを行い
やすくする。
A plating 10 is applied to the tip inside the lead 5 near the copper foil 3. This facilitates wire bonding.

【0021】これらの工程での処理が終了したあと、通
常のワイヤボンディング技術によりICチップ7とリー
ド5のメッキ10部分とがワイヤボンディングされる。
After the processing in these steps is completed, the IC chip 7 and the plating 10 of the lead 5 are wire-bonded by a normal wire bonding technique.

【0022】次に、封止樹脂9によりICチップ7とボ
ンディングワイヤ8部分とが封止される。
Next, the IC chip 7 and the bonding wires 8 are sealed with the sealing resin 9.

【0023】さらに、銅箔3に対しICチップ7の反対
側にヒートシンク1が接着剤2により接着される。これ
らの工程の処理によりテープ・オートメイテッド・ボン
ディング(TAB)実装構造が形成される。
Further, a heat sink 1 is bonded to the copper foil 3 on the side opposite to the IC chip 7 by an adhesive 2. By performing these steps, a tape automated bonding (TAB) mounting structure is formed.

【0024】次に本発明の第2の実施例について図面を
参照して詳細に説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0025】図3を参照すると、図1および図2に示さ
れた本発明の第1の実施例のうちリード5の外側に付け
られたテープベース6aが除かれた第1の実施例の変形
例を1つの要素として本発明の第2の実施例が構成され
ている。
Referring to FIG. 3, a modification of the first embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 except that the tape base 6a attached to the outside of the lead 5 is omitted. The second embodiment of the present invention is constituted by using the example as one element.

【0026】本発明の第2の実施例は、上述の第1の実
施例の変形例の封止樹脂9部がプリント板11に直接接
着され、該変形例の下方に折り曲げられたリード5の該
端部がプリント板11上のパッド12に位置合わせされ
接着されている。
In the second embodiment of the present invention, the sealing resin 9 of the modification of the above-described first embodiment is directly adhered to the printed board 11 and the lead 5 is bent downward in the modification. The end is aligned with and adhered to the pad 12 on the printed board 11.

【0027】次に本発明の第2の実施例の組立てについ
て図面を参照して詳細に説明する。
Next, the assembly of the second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0028】図2を参照すると本発明の第1の実施例の
リード5の外端部に接着されたテープベース6aが除去
される。
Referring to FIG. 2, the tape base 6a adhered to the outer end of the lead 5 according to the first embodiment of the present invention is removed.

【0029】次にリード5がテープベース6aの外周辺
部から下方に折り曲げられる。
Next, the lead 5 is bent downward from the outer periphery of the tape base 6a.

【0030】図1のB−B′断面を示す図3を参照する
と、上述の工程で形成された本発明の第1の実施例の変
形例のリード5の外端部がプリント板11上のパッド1
2に位置合わせされる。
Referring to FIG. 3 showing a cross section taken along the line BB 'of FIG. 1, the outer end of the lead 5 of the modified example of the first embodiment of the present invention formed in the above-described process is formed on the printed board 11. Pad 1
Aligned to 2.

【0031】この位置合わせ後、リード5の外端部がプ
リント板11のパッド12にはんだ付けされる。これと
ともに必要に応じて封止樹脂9がプリント板11に接着
される。
After this alignment, the outer ends of the leads 5 are soldered to the pads 12 of the printed board 11. At the same time, the sealing resin 9 is bonded to the printed board 11 as necessary.

【0032】本発明の第1の実施例、その変形例および
第2の実施例においてヒートシンク1とICチップ7と
の間に接着剤4および熱伝導率が大きく薄い形状の銅箔
3のみが介在しているという特徴がある。すなわち、上
述の実施例および変形例は熱抵抗が小さい構造であると
いう共通点がある。
In the first embodiment, its modifications and the second embodiment of the present invention, only the adhesive 4 and the thin copper foil 3 having a large thermal conductivity are interposed between the heat sink 1 and the IC chip 7. There is a feature that. That is, the above-described embodiment and the modification have a common feature that the structure has a small thermal resistance.

【0033】これら実施例の熱抵抗が特開平1−183
837号公報の図6に示された例における熱抵抗と比較
して、どれだけ小さくなるかについて以下詳細に説明す
る。
The thermal resistance of each of these embodiments is described in JP-A-1-183.
The following describes in detail how the thermal resistance is smaller than the thermal resistance in the example shown in FIG.

【0034】まず、熱抵抗の式はFirst, the equation of the thermal resistance is

【0035】 [0035]

【0036】で表される。Is represented by

【0037】R(K/W)は、熱抵抗を示し、λ(W/
(m・k))は、熱伝導率を示す。
R (K / W) indicates thermal resistance, and λ (W /
(M · k)) indicates thermal conductivity.

【0038】A(m2 )は、チップ等の面積を示し、L
(m)は、厚みを示す。
A (m 2 ) indicates the area of a chip or the like, and L
(M) indicates the thickness.

【0039】各物質の熱抵抗を以下示す。The thermal resistance of each substance is shown below.

【0040】ポリイミドは、熱伝導導入が、0.12
(W/(m・k))であり、面積Aを0.015×0.
015=255.0×10-6(m2 )とする。
Polyimide has a thermal conductivity of 0.12.
(W / (mk)), and the area A is 0.015 × 0.
015 = 255.0 × 10 −6 (m 2 ).

【0041】さらに、厚みLを0.125(mm)=
0.125×10-3(m)とすると、ポリイミドの熱抵
抗Rは、
Further, the thickness L is set to 0.125 (mm) =
Assuming 0.125 × 10 −3 (m), the thermal resistance R of the polyimide is

【0042】 [0042]

【0043】の式により4.085(K/W)となる。According to the equation, the value is 4.085 (K / W).

【0044】接着剤は、熱伝導導入が1.56(W/
(m・k))であり、面積Aをポリイミドと同じく0.
015×0.015=255.0×10-6(m2 )とす
る。
The adhesive has a heat conduction of 1.56 (W /
(M · k)), and the area A is set to 0.
015 × 0.015 = 255.0 × 10 −6 (m 2 ).

【0045】厚みLを30(μm)=3×10-6(m)
とすると、接着剤の熱抵抗Rは、
The thickness L is 30 (μm) = 3 × 10 −6 (m)
Then, the thermal resistance R of the adhesive is

【0046】 [0046]

【0047】となる。Is as follows.

【0048】銅箔は、熱伝導導入が370.0(W/
(m・k))であり、面積Aをポリイミドや接着剤と同
じく0.015×0.015=225×10-6(m)と
する。
The copper foil has a heat conduction of 370.0 (W /
(M · k)), and the area A is set to 0.015 × 0.015 = 225 × 10 −6 (m) as in the case of the polyimide or the adhesive.

【0049】厚みLを35(μm)=3.5×10
-6(m)とすると、銅箔の熱抵抗Rは、
The thickness L is 35 (μm) = 3.5 × 10
-6 (m), the thermal resistance R of the copper foil is

【0050】 [0050]

【0051】となる。Is as follows.

【0052】特開平1−183837号公報の第6図に
おいて、モールド樹脂の上面にヒートシンクを取り付け
た場合を想定する。
In FIG. 6 of JP-A-1-183837, it is assumed that a heat sink is mounted on the upper surface of the mold resin.

【0053】第6図におけるICチップ12からヒート
シンクまでの熱抵抗は、接着剤の熱抵抗+チップマウン
ト部(銅箔)の熱抵抗+ポリイミド基板の熱抵抗+接着
剤の熱抵抗+モールド樹脂の熱抵抗で求められる。
The thermal resistance from the IC chip 12 to the heat sink in FIG. 6 is the thermal resistance of the adhesive + the thermal resistance of the chip mount (copper foil) + the thermal resistance of the polyimide substrate + the thermal resistance of the adhesive + the thermal resistance of the mold resin. Determined by thermal resistance.

【0054】上述で説明されていないモールド樹脂の熱
抵抗は以下のようにして求められる。
The thermal resistance of the mold resin not described above is determined as follows.

【0055】モールド樹脂の熱伝導導入は、0.36
(kcal/m・h・℃)=0.419(W/(m・
k))であり、面積Aを0.015×0.015=25
5.0×10-8(m2 )とする。
The heat conduction of the molding resin is 0.36.
(Kcal / m · h · ° C.) = 0.419 (W / (m ·
k)), and the area A is 0.015 × 0.015 = 25.
5.0 × 10 −8 (m 2 ).

【0056】厚みLを1(mm)=1×10-3(m)と
すると、モールド樹脂の熱抵抗Rは、
If the thickness L is 1 (mm) = 1 × 10 −3 (m), the thermal resistance R of the mold resin is

【0057】 [0057]

【0058】となる。Is as follows.

【0059】ICチップからヒートシンクまでの熱抵抗
=接着剤の熱抵抗+チップマウント部(銅箔)の熱抵抗
+ポリイミド基板の熱抵抗+接着剤の熱抵抗+モールド
樹脂の熱抵抗=7.5×10-3+3.71×10-5
4.085+7.5×10-3+9.36≒13.46
(K/W)である。
Thermal resistance from IC chip to heat sink = thermal resistance of adhesive + thermal resistance of chip mount (copper foil) + thermal resistance of polyimide substrate + thermal resistance of adhesive + thermal resistance of mold resin = 7.5 × 10 -3 + 3.71 × 10 -5 +
4.085 + 7.5 × 10 −3 + 9.36 ≒ 13.46
(K / W).

【0060】これに対し本発明の各実施例や変形例にお
けるICチップ7からヒートシンクまでの熱抵抗は以下
のようにして求められる。
On the other hand, the thermal resistance from the IC chip 7 to the heat sink in each embodiment or modification of the present invention is obtained as follows.

【0061】ICチップからヒートシンクまでの熱抵抗
=接着剤の熱抵抗+チップマウント部(銅箔)の熱抵抗
+接着剤の熱抵抗=7.5×10-3+3.71×10-5
+7.5×10-3≒0.015(K/W)この結果、本
発明の各実施例や変形例におけるICチップ7からヒー
トシンクまでの熱抵抗は、上述の特開平1−18383
7号公報の第6図におけるモールド樹脂の上面にヒート
シンクを取り付けた場合のICチップからヒートシンク
BR>までの熱抵抗に比べて 0.015/13.46≒0.0011 すなわち、1/1000程度熱抵抗が小さい。
Thermal resistance from IC chip to heat sink = thermal resistance of adhesive + thermal resistance of chip mount (copper foil) + thermal resistance of adhesive = 7.5 × 10 −3 + 3.71 × 10 −5
+ 7.5 × 10 −3 ≒ 0.015 (K / W) As a result, the thermal resistance from the IC chip 7 to the heat sink in each of the embodiments and the modified examples of the present invention is the same as that of the above-described Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-18383.
Patent No. 7 discloses an IC chip in which a heat sink is mounted on the upper surface of a mold resin in FIG.
0.015 / 13.46 ≒ 0.0011 compared to the thermal resistance up to BR>.

【0062】[0062]

【発明の効果】本発明は、ヒートシンクとICチップと
の間に熱伝導率が大きくてしかも薄い銅箔のみが介在し
ているため、熱抵抗が小さいという特徴がある。このた
め本発明は、ヒートシンクによる効率的な冷却ができる
という効果がある。
According to the present invention, the heat resistance is small because only the thin copper foil has a high thermal conductivity between the heat sink and the IC chip. Therefore, the present invention has an effect that cooling can be efficiently performed by the heat sink.

【0063】本発明は、小型化または軽量化を実現でき
るという効果がある。
The present invention has an effect that a reduction in size or weight can be realized.

【0064】本発明は、効率的な冷却ができるため、さ
らなる集積化を実現できるという効果がある。
According to the present invention, since the cooling can be performed efficiently, there is an effect that further integration can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示される実施例のA−A′断面を示す図
である。
FIG. 2 is a view showing an AA ′ section of the embodiment shown in FIG. 1;

【図3】図1に示される実施例のB−B′断面に相当す
る変形例を示す図である。
FIG. 3 is a view showing a modified example corresponding to a section taken along line BB ′ of the embodiment shown in FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ヒートシンク 2 接着剤 3 銅箔 4 接着剤 5 リード 6 テープ 6a テープベース 7 ICチップ 8 ボンディングワイヤ 9 封止樹脂 10 メッキ 11 プリント板 12 パッド DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat sink 2 Adhesive 3 Copper foil 4 Adhesive 5 Lead 6 Tape 6a Tape base 7 IC chip 8 Bonding wire 9 Sealing resin 10 Plating 11 Printed board 12 Pad

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 銅箔部と、 この銅箔部の表面に接着剤で接着されたヒートシンク
と、 前記銅箔部の裏面に接着剤で接着された半導体チップ
前記銅箔部と同じ平面上の外側に形成されたリードと、 このリードと前記半導体チップとを接続するボンディン
グワイヤと、 前記銅箔部と前記リードとを接続するテープベースと
含むことを特徴とする半導体装置。
1. A copper foil portion, a heat sink bonded to the surface of the copper foil portion with an adhesive, a semiconductor chip bonded to the back surface of the copper foil portion with an adhesive , and the same plane as the copper foil portion. Bondin connecting the leads formed on the outside of the upper, and this leads the semiconductor chip
The semiconductor device which comprises a tape-based connecting the Guwaiya, and the lead and the copper foil portion.
JP7141967A 1995-06-08 1995-06-08 Semiconductor device Expired - Fee Related JP2968704B2 (en)

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