JP3066579B2 - 半導体パッケージ - Google Patents

半導体パッケージ

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体パッケージに
関し、より詳しくは、樹脂封止部の外部に延長される外
部リード全体を本体の上面に支持させることにより、外
部リードの長さ及び樹脂封止部体積の最適化を可能にし
てメインボードへの実装時における半導体パッケージの
実装密度の向上を図るとともに、熱放出効率を改善した
薄型で軽量小型の半導体パッケージに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体パッケージは、各種電子
回路及び配線が施された単一素子，集積回路，又はハイ
ブリッド回路等の半導体チップを、埃，湿気，電気的負
荷，機械的衝撃等の有害な外部環境から保護し、半導体
チップの性能を最適化，極大化させるために、メインボ
ードから信号引出端子を引き出して封止した電子デバイ
スである。
【０００３】半導体パッケージング技術は半導体チップ
の製造技術の進展につれて発展してきた。初期には、セ
ラミックス又は金属材質のキャン（Can ）を用いたハー
メティックパッケージング（Hermetic Packaging）が主
として使用されたが、このハーメティックパッケージン
グ方法によっては、半導体チップの高性能化及び半導体
チップ需要の急増に起因する高い生産性への要求に対応
するには限界があり、このため、リードフレームを使用
するとともにエポキシ系モールディング化合物（Epoxy
Molding Compound）を用いて半導体チップ等を封止する
プラスチックパッケージングが一般的になった。
【０００４】リードフレームは半導体チップの入／出力
パッドとメインボードに形成された電気回路とを電気的
に接続する導線（Lead）の役割と、半導体パッケージを
メインボードに固定させるフレームの役割を同時に行な
う部材である。又、エポキシ系モールディング化合物、
具体的には熱硬化性エポキシ樹脂は、セラミックスに比
べて熱安定性又は信頼性の面で相対的に劣るが、価格が
低廉であり生産性も高いことから、現在においては半導
体チップを封止する封止剤として最も多く使用されてい
る。
【０００５】図１７，図１８は、それぞれ、従来におけ
る一般のリードフレームの平面図、及びこれを用いたＱ
ＦＰ（Quad Flat Package ）型半導体パッケージの一部
を切欠いて示した斜視図である。このようなＱＦＰ型の
他にも、ＤＩＰ（Dual Inline Package ），ＳＩＰ（Si
ngle Inline Package ）等多くの形態の半導体パッケー
ジが知られている。これら半導体パッケージは、それぞ
れリードの一端がパッケージの外側面に引出されている
点でその基本構造は類似しており、前述した半導体パッ
ケージとの差は各々のリードの一端が、四側面、対向す
る二側面、又は一側面のみから外部に引出されることに
より区分されるに過ぎないことから、ここではＱＦＰ型
半導体パッケージを中心として説明する。
【０００６】図１７は、従来のリードフレーム１００′
の平面図で、半導体チップ（図示せず）の実装領域であ
る半導体チップ搭載板１４０′と、この半導体チップ搭
載板１４０′を支持する多数のタイバー１１０′と、ダ
ムバー１５０′により支持され、半導体チップ搭載板１
４０′の周辺外郭部に形成される多数の外部リード１２
０′及び内部リード１３０′とから構成される。
【０００７】図１８はこのような従来のリードフレーム
１００′を用いた半導体パッケージ２００′を部分的に
切欠いて示した斜視図であり、各種電気・電子回路素子
及び配線が積層配置されている。また、多数の入／出力
パッド２４０′が、その上面に形成された半導体チップ
２１０′と、半導体チップ２１０′が接着層を介在して
実装される半導体チップ搭載板１４０′と、半導体チッ
プ搭載板１４０′を支持するタイバー１１０′と、半導
体チップ２１０′の入／出力端子である入／出力パッド
２４０′と、導電性ワイヤ２３０′により電気的に接続
される多数の内部リード１３０′（内部リード１３０′
の先端部であるフィンガー部は良好なワイヤボンディン
グのために銀鍍金される）と、半導体チップ２１０′と
導電性ワイヤ２３０′と前記多数の内部リード１３０′
を封止するためにモールディング形成される樹脂封止部
２２０′と、内部リード１３０′と一体に形成され、樹
脂封止部２２０′の側面四方向の外部に延長された外部
連結端子（ピン）としての多数の外部リード１２０′と
から構成されている。又、半導体チップ搭載板１４０′
の底面には半導体チップ２１０′から発生する熱を外部
に放出するための熱伝導性プレート２５０′を包含する
こともできる。
【０００８】前記図１７のダムバー１５０′は、樹脂封
止部２２０′のモールディング形成後にトリミングによ
り切断され、半導体パッケージ２００′をメインボード
（図示せず）に実装する際に、接着力を向上させるた
め、半導体パッケージ２００′の外部リード１２０′
は、ソルダ鍍金（Solder Plating）により、鉛／錫（Ｐ
ｂ／Ｓｎ）等でコーティングされ、鍍金された外部リー
ド１２０′はフォーミング（Forming ）により所望形状
に折曲される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通常、
このような従来の半導体パッケージ２００′において
は、トリミングによりダムバー１５０′を切断すること
により形成される外部リード１２０′が、樹脂封止部２
２０′の各四側面の高さ方向中間部から外部に向かって
延長されるため、メインボード（図示せず）への電気的
接続のためには、外部リード１２０′の一端部が、半導
体パッケージ２００′の上面又は底面と同一平面上に位
置するように、フォーミング（Forming ）により折曲さ
せる必要があり、このため、外部リード１２０′を比較
的長くとる必要があった。従って、このような従来の半
導体パッケージ２００′においては、外部リード１２
０′が樹脂封止部２２０′の外部に突出されて形成され
るので、このような従来の半導体パッケージ２００′を
メインボード上に実装する場合には、実装密度が減少す
ることは勿論、メインボード内に形成される電気的パタ
ーンの設計余裕度（Margin）も低下するという問題点が
ある。
【００１０】又、半導体チップ２１０′を含む周辺領域
を封止する樹脂封止部２２０′の体積が半導体チップ２
１０′の体積に比べて相対的に大きく、熱放出効率が低
下する問題点もある。又、従来の半導体パッケージ２０
０′においては、外部連結端子として機能する多数の外
部リード１２０′が、パッケージ２００′の側面にだけ
引出されるので、その数を増大させることに限界があ
り、このため、半導体チップの回路及び配線の設計等に
多くの制約を受けるという問題点がある。
【００１１】従って、このような従来の半導体パッケー
ジでは、今日における、携帯用電話機やノートブックコ
ンピュータ，ページャー（Pager ）等のような各種電子
製品に対する二通りの相反した要求、つまり、内装半導
体チップの高性能化及び集積度の高密度化の要求と、半
導体パッケージの軽く薄く小さくという要求の相反する
要求に対応しにくい問題がある。本発明は、このような
問題点を解決するために創案されたものであり、その第
１の目的は、外部リードの長さ及び樹脂封止部の体積の
最小化を可能にする薄型で軽量小型の半導体パッケージ
を提供することである。
【００１２】また、第２の目的は、第１の目的に符号す
るとともに、熱放出効率を改善可能な薄型で軽量小型の
半導体パッケージを提供することである。第３の目的
は、外部リードの長さ及び樹脂封止部の体積の小型化を
可能にするとともに、外部リードと一体に形成される内
部リードを半導体チップの底面内側に延長させることで
半導体チップ上の入／出力パッドの位置を任意に設定し
得るようにするとともに、リード数を増大させることを
可能にした薄型で軽量小型の半導体パッケージを提供す
ることである。第４の目的は、第３目的に符合するとと
もに、熱放出効率を改善させた薄型で軽量小型の半導体
パッケージを提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、中央部が四角な凹み平面で少なくとも一
つの傾斜面を介して外郭部上面に接続される形状の伝熱
性の本体と、前記中央部に実装される半導体チップと、
前記外郭部上面から前記凹み平面の前記半導体チップの
実装領域の外縁に渡り絶縁性の両面テープを介して接着
される外部リード及び内部リードと、前記半導体チップ
と前記多数の内部リードとを連結させる接続手段と、前
記半導体チップ、接続手段及び多数の内部リードを封止
する封止樹脂部とを有し、前記外部リード及び内部リー
ドはそれぞれ一体に形成され、前記内部リードのある傾
斜面部が前記封止樹脂部のバリヤーとなり、前記外部リ
ードの外端部上面が少なくとも前記樹脂封止部の上面よ
り高く、かつその外端が前記本体の外周縁と一致してお
り、前記内部リード及び絶縁性の両面テープの内端が、
前記凹み平面の前記半導体チップの実装領域の内部に伸
びるとともにその上に前記半導体チップが実装されるこ
とを特徴とする。また、前記本体が重合樹脂で構成さ
れ、前記凹み平面部が貫通除去されるとともにその底面
に前記本体の外周部と一致する大きさの伝熱性プレート
が接着され、前記半導体チップが前記伝熱性プレートの
中央部に実装されることが好ましい。また、前記半導体
チップが入／出力パッドと、その上に形成したバンプと
を有し、前記接続手段が前記バンプであることが好まし
い。また、前記半導体パッケージをメインボードに実装
する際に、前記メインボード側にも直接に熱放出がなさ
れるよう、前記半導体チップの上部に絶縁層を介して伝
熱性プレートがさらに付着されることが好ましい。ま
た、前記半導体チップの入／出力パッドが所定のパター
ンで配置されるとともに前記多数の内部リードが相互に
相違した長さを有する多数のグループに分けられ、前記
半導体チップが実装される領域の前記入／出力パッドの
対応した位置に延長されることが好ましい。さらに、前
記半導体チップの入／出力パッドと相互に相違する長さ
を有する多数のグループに分けられる前記多数の内部リ
ードとの前記接続手段が異方性伝導 フィルムであること
が好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る薄型で小型軽
量の半導体パッケージの好ましい実施の形態につき図面
を参照して説明する。図１〜図９は、第１の実施の形態
を示し、前記本発明の第１の目的を達成するためのもの
である。すなわち、その基本構成は、本体２０と、本体
２０の中央部に実装される半導体チップ１０と、本体２
０の上面に絶縁層２６を介在して支持される外部リード
２３Ａ及び内部リード２３Ｂと、半導体チップ１０の入
／出力パッド１１と内部リード２３Ｂとを電気的に接続
する導電性ワイヤ７０と、半導体チップ１０と導電性ワ
イヤ７０と内部リード２３Ｂとを封止する樹脂封止部４
０とからなり、外部リード及び内部リード２３Ａ，２３
Ｂの境界部（つまり、傾斜面２２上のリード）が、樹脂
封止部４０に対するバリヤー（Barrier ）として機能し
得るよう、外部リード２３Ａの一端部が半導体チップ１
０の底面に対して所定高さに形成され、外部リード２３
Ａの他端部が本体２０の外周縁と一致させる。
【００１５】図１及び図２は、本発明の典型例としての
半導体パッケージ１の断面図及びその平面図である。図
において、半導体パッケージ１は、中央に半導体チップ
１０を実装するための凹部２１が形成され、凹部２１か
ら一定距離だけ隔てて傾斜面２２が形成された本体２０
と、凹部２１を除く本体２０の表面形状に沿って絶縁層
２６を介在させて支持される外部リード及び内部リード
２３Ａ，２３Ｂと、凹部２１内に実装される半導体チッ
プ１０と、この半導体チップ１０と外部リード及び内部
リード２３Ａ，２３Ｂとを電気的に接続する導電性ワイ
ヤ７０と、傾斜面２２により限定される領域内に形成さ
れる樹脂封止部４０とから構成される。
【００１６】本体２０は、その中央部に半導体チップ１
０が実装可能なように、半導体チップ１０の面積より少
し大きく凹部２１が形成され、凹部２１の周縁から一定
距離だけ隔てて傾斜面２２が形成され、ついで平滑な水
平面となる。従って、本体２０の厚さは中央の凹部２
１、この凹部２１と傾斜面２２との間、傾斜面２２、傾
斜面２２の外郭部の順に増加する。一方、凹部２１の側
壁は、本体２０の底面に対して垂直に形成される。本体
２０の素材は、放熱効率を高めるため、熱伝導性（伝熱
性）の良好なアルミニウム，銅，銅合金等のような金属
類で成形されることが好ましい。
【００１７】各種電子素子及び配線が積層されるととも
に表面には入／出力パッド１１が形成された半導体チッ
プ１０は、本体２０の中央の凹部２１内に接着手段によ
り実装される。この半導体チップ１０の上面の高さ位置
は、傾斜面２２の高さの範囲内の位置となる。一方、凹
部２１を除く本体２０の上面には、絶縁層２６を介在し
て外部リード及び内部リード２３Ａ，２３Ｂが、本体２
０の上面形状に沿って外部に向かって形成される。絶縁
層２６の形成方法としては、電気的絶縁物質のコーティ
ング又は電気的絶縁テープの付着等を用いることができ
るが、電気的な絶縁性を有する両面テープを使用するこ
とが工程効率上好ましい。絶縁層２６として絶縁テープ
を使用する場合には、柔軟性の良好なものを使用するこ
とにより、外部リード及び内部リード２３Ａ，２３Ｂを
本体２０の上面形状と正確に一致するように形成するこ
とができる。本明細書において、一体に形成される外部
リード及び内部リード２３Ａ，２３Ｂ間の区別は、樹脂
封止部４０の表面を基準として、その外部は外部リード
２３Ａと、その内部は内部リード２３Ｂと定義して使用
することとする。
【００１８】半導体チップ１０に隣接した内部リード２
３Ｂの端部は、半導体チップ１０の入／出力パッド１１
と導電性ワイヤ７０により電気的に連結されている。前
記内部リード２３Ｂの端部は、ボンディングを容易にす
るために銀鍍金される。又、通常、導電性ワイヤ７０は
ボンディング部位の接触抵抗を最小とするために、金線
（Au Wire ）が使用される。
【００１９】半導体チップ１０と導電性ワイヤ７０及び
内部リード２３Ｂは、エポキシモールディング化合物を
用いてモールディング形成される樹脂封止部４０により
外部環境から保護される。一方、樹脂封止部４０の外部
に露出されて本体２０の上面に支持されるとともに、半
導体パッケージ１の入／出力手段として使用される外部
リード２３Ａは、メインボード９０への実装を容易にし
電気的導通性を高めるためにソルダ鍍金することが好ま
しい。本発明において注目すべき点は、メインボード９
０への実装密度を高めるために、外部リード２３Ａの一
端を本体２０の外周縁に一致させて、本体２０の最外側
端以上に突出しないようにしたことである。
【００２０】図３は図１に示す半導体パッケージ１をメ
インボード９０に実装させた状態の断面図であり、前記
半導体パッケージ１が上下逆位置に図示されている。こ
の場合、半導体パッケージ１の実装面積を最少とするた
めに、逆さまに本体２０の最下端部、つまり樹脂封止部
４０の外側に位置し本体２０により支持された状態のま
まで外部リード２３Ａの水平面の一端部が、直接に、メ
インボード９０に形成された配線に実装される。従っ
て、外部リード２３Ａが本体２０の外部に延長させる必
要がないことからその長さを最小とすることができる。
これにより、メインボード９０への半導体パッケージ１
の実装密度を高めることができるとともに、外部リード
２３Ａが本体２０に堅固に支持されているので、実装時
に十分な機械的強度を得ることができる。又、樹脂封止
部４０の頂部の高さを外部リード２３Ａの高さと一致さ
せることで、メインボード９０への実装時に十分な機械
的強度を得ることができる利点がある。
【００２１】図４は本発明の第２の実施の形態を示す図
であり、半導体パッケージ１の断面図である。この実施
の形態においては、凹部２１の側壁が外側に向かって斜
めに形成され、本体２０の表面形状に沿って支持される
内部リード２３Ｂの一端部が絶縁層２６を介在して凹部
２１の内側に延長され、内部リード２３Ｂの一端部の露
出表面上に絶縁層２６′を介在して半導体チップ１０が
接着される点が異なり、その構成は第１の実施の形態と
同様である。この第２の実施の形態における、絶縁層２
６と２６′は基本的に同一に形成させることができ、必
要によって、絶縁層２６′としては銀充填エポキシ等の
よう熱伝導性の良好な接着樹脂が使用できるが、これは
いずれを選択してもよい。
【００２２】図５は本発明の第３の実施の形態を示す図
であり、半導体パッケージ１の断面図である。この実施
の形態においては、本体２０の中央部に別の半導体チッ
プ１０の実装用凹部を形成することなく、本体２０の表
面形状に沿って支持される内部リード２３Ｂの一端部が
絶縁層２６を介在して半導体チップ１０実装領域付近の
外部の同一高さの平面に形成され、これから傾斜面２２
を経由し、内部リード２３Ｂと一体に形成される外部リ
ード２３Ａが樹脂封止部４０の外部に延長される点を除
き、その構成が前述した実施の形態と本質的に同様であ
るので、それ以上の説明は省略する。
【００２３】図６は本発明の第４の実施の形態を示す図
であり、半導体パッケージ１の断面図である。この実施
の形態においては、前記実施の形態のように、前記凹部
２１及び／又は傾斜面２２を有する本体２０の製作の不
便を解消する目的のために、板状の平滑な本体２０を使
用するとともに、本体２０の外周縁部に絶縁層２６を介
在させて、第１リード２４Ａを一定高さに形成し、次い
で第１リード２４Ａの外周縁部上に導電性ビアホール２
５が形成された絶縁層２６′を介在させて、第２リード
２４Ｂを一定高さに積層させた点を除き、その基本構成
は前述の例と殆ど同様である。
【００２４】この実施の形態による半導体パッケージ１
は、半導体チップ１０と、中央に半導体チップ１０の実
装領域を有し、半導体チップ１０より大きい面積を有す
る平滑な本体２０と、半導体チップ１０実装領域の外部
付近の本体２０の外周縁部に絶縁層２６を介在させて一
定高さに形成される第１リード２４Ａと、第１リード２
４Ａの外周縁上に導電性ビアホール２５が形成された絶
縁層２６，２６′を介在させて一定高さに積層され、第
１リード２４Ａとは導電性ビアホール２５を介して電気
的に接続され、第１リード２４Ａの外側端と一致する一
端を有する第２リード２４Ｂと、第１リード２４Ａと半
導体チップ１０とを電気的に接続させる導電性ワイヤ７
０と、第１リード２４Ａ及び導電性ビアホール２５、半
導体チップ１０、導電性ワイヤ７０を外部環境から保護
するための樹脂封止部４０とから構成される。
【００２５】本体２０の素材としては、前述の実施の形
態と同様に、熱伝導性の良好な金属類，セラミックス又
は重合樹脂が使用できる。前記絶縁層２６，２６′は、
電気的な絶縁物質のコーティング又は電気的絶縁テープ
で形成できるが、電気的な絶縁性能を有する両面テープ
を使用することが工程効率上好ましい。絶縁層２６とし
てこの絶縁テープを使用する場合、水平面に付着される
ことになるので、必ずしも柔軟性のあるものを使用する
必要はない。一方、絶縁層２６より小さい面積の絶縁層
２６′としては第１リード２４Ａと第２リード２４Ｂと
を電気的に連結させるためのビアホール２５が形成され
たものを使用する必要がある。
【００２６】半導体チップ１０に隣接した第１リード２
４Ａの端部は、半導体チップ１０の入／出力パッド１１
と導電性ワイヤ７０により電気的に連結されており、前
記端部は、ボンディングを容易とするために銀鍍金さ
れ、導電性ワイヤ７０としてはボンディング部位の接触
抵抗を最小とするために、金線（Au Wire ）が使用され
る。半導体チップ１０、導電性ワイヤ７０、第１リード
２４Ａ及び導電性ビアホール２５は、樹脂封止部４０に
より外部環境から保護され、樹脂封止部４０は第２リー
ド２４Ｂを除く絶縁層２６′部分の高さまで形成され
る。従って、第２リード２４Ｂは樹脂封止部４０の外周
縁部に隣接した状態で維持される。第２リード２４Ｂの
露出表面はメインボード９０への実装を容易にし電気的
導通性を高めるためにソルダ鍍金されることが好まし
い。この実施の形態において注目すべき点は、メインボ
ード９０への実装密度を高めるため、第１リード及び第
２リード２４Ａ，２４Ｂの外側端を本体２０の外周縁に
一致させて、本体２０の最外側端以上に突出しないよう
にしたことである。
【００２７】図７は、図６の半導体パッケージ１をメイ
ンボード９０に実装させた状態の断面図であり半導体パ
ッケージ１が上下逆位置となっている図であるが、半導
体パッケージ１の実装面積を最小とするために、逆さま
になって樹脂封止部４０の外周縁付近の上方に露出さ
れ、終局的に本体２０により支持される第２リード２４
Ｂの表面が直接メインボード９０に形成された配線に実
装される。この場合、樹脂封止部４０の頂部の高さを第
２リード２４Ｂの上面高さと一致させることにより、メ
インボード９０への実装時に十分な機械的強度が得られ
るので好ましいが必ずしもこのようにする必要はない。
【００２８】図８は本発明の第５の実施の形態を示す図
であり、半導体パッケージ１の断面図であるが、この実
施の形態は、前記第４の実施の形態と基本的な構成が同
様である。以下これについて説明すると、第１リード及
び第２リード２４Ａ，２４Ｂの面倒な接着過程が必要な
前述の第４の実施の形態とは異なり、当該面倒な接着工
程を省略して工程効率性を向上させる目的で、既存の印
刷回路基板（ＰＣＢ：Printed Circuit Board ）３０を
用いる。即ち、第１導電性トレース，第２導電性トレー
ス３１Ａ，３１Ｂと絶縁層３３′が、相互あるいは交互
に積層されており、第１導電性トレース３１Ａと第２導
電性トレース３１Ｂとが導電性ビアホール３２により電
気的に連結されている印刷回路基板３０が用いられる。
【００２９】この第５の実施の形態による半導体パッケ
ージ１においても、第４の実施の形態と同様に、板状の
平滑な本体２０の周縁部の上面に印刷回路基板３０が絶
縁層３３を介在して接着される。絶縁層３３は、エポキ
シ樹脂をコーティングして形成可能であるが、電気的な
絶縁性を有する両面テープを用いることが工程の単純化
にとって好ましい。印刷回路基板３０の本体２０に対す
る接着形状について言及すると、絶縁層３３及び第１導
電性トレース３１Ａは、半導体チップ１０に隣接した外
部、つまり本体２０の外周縁部上面に接着され、導電性
ビアホール３２が形成された絶縁層３３′及び第２導電
性トレース３１Ｂは、第１導電性トレース３１Ａの長さ
より短く形成され、第１導電性トレース３１Ａと第２導
電性トレース３１Ｂの外側端は相互に一致するように形
成される。第１、第２導電性トレース３１Ａ，３１Ｂは
主として銅で形成されるが、これに限定されるものでは
ない。
【００３０】第１導電性トレース３１Ａの半導体チップ
１０に隣接した部分は、ワイヤボンディングを容易とす
るために銀鍍金されることが好ましく、前記銀鍍金領域
と半導体チップ１０の入／出力パッド１１は、導電性ワ
イヤ７０により電気的に接続される。樹脂封止部４０は
ソルダマスク３４の上面以下の部分まで封止されて、半
導体チップ１０，導電性ワイヤ７０，第１伝導性トレー
ス３１Ａを外部環境から保護する。
【００３１】又、第２導電性トレース３１Ｂの表面にソ
ルダボール８０を用いて入／出力手段として使用する
か、又は単に第２導電性トレース３１Ｂをそのまま入／
出力手段として使用する（この場合には第２導電性トレ
ース３１Ｂの表面にソルダマスク３４を形成しない）こ
ともできる。ソルダボール８０を入／出力手段として使
用する場合には、ソルダボール８０の高さを樹脂封止部
４０の頂部の高さより少なくとも高く形成させることに
より、メインボード（図９参照）への融着時、封止部４
０の頂部の高さと一致させ得るので好ましい。前記事項
以外には第４の実施の形態と本質的に同様であるので、
説明を省略する。図９は図８に示す半導体パッケージ１
がメインボード９０に実装された状態を示す断面図であ
り、メインボード９０に対する半導体パッケージ１の実
装面積が最小となることを示す図である。
【００３２】図１０は本発明に係る第６の実施の形態を
示す図であり、半導体パッケージ１の断面図である。こ
の実施の形態は本発明の第２の目的を達成するためのも
のである。この実施の形態による半導体パッケージ１の
基本構成は熱伝導性プレート６０を含んでいる点を除
き、前記各実施の形態の基本構成と本質的に同様である
ので、その相違点についてのみ説明する。
【００３３】この実施の形態による半導体パッケージ１
は、中央部が貫通した本体２０の底面に、本体２０の外
周縁と一致する大きさの熱伝導性プレート６０が接着さ
れ、これにより、前記貫通部が熱伝導性プレート６０に
より閉塞される。従って、前記貫通部の内側壁と熱伝導
性プレート６０の露出する上面により形成される領域
は、前記各実施の形態における凹部２１と同じ形状をな
すことになる。この領域内に半導体チップ１０が実装さ
れる。熱伝導性プレート６０は、アルミニウム，銅，銅
合金等のように熱伝導性の良好な金属類で形成される。
本体２０が熱伝導性の良好な金属類で形成される場合に
はこのような熱伝導性プレート６０が不要であるが、本
体２０が重合樹脂等で形成される場合は有用である。
【００３４】次に第７の実施の形態を図１１〜図１４に
基づいて説明する。この第７の実施の形態は、本発明の
第３の目的を達成するためのものである。以下、説明す
る。この第７の実施の形態における半導体パッケージ１
は、傾斜面２２により限定され、半導体チップ１０が実
装される領域である凹部２１を有する本体２０と、本体
２０の中央部に実装される半導体チップ１０と、本体２
０の上面に絶縁層２６を介在して支持される外部リード
及び内部リード２３Ａ，２３Ｂと、半導体チップ１０の
入／出力パッド１１と、内部リード２３Ｂを電気的に接
続させるバンプ１２と、半導体チップ１０及び内部リー
ド２３Ｂを封止する樹脂封止部４０とからなり、傾斜面
２２が樹脂封止部４０に対するバリヤー（Barrier ）と
して機能し得るよう、その上端部が半導体チップ１０の
上面に対して少なくとも同一高さに形成され、外部端子
として機能する外部リード２３Ａの一端が本体２０の外
周縁と一致するように支持されて露出されている。従っ
て、この実施の形態による半導体パッケージ１は、半導
体チップ１０と内部リード２３Ｂ間の電気的接続が導電
性ワイヤによって行なわれることなく、バンプ１２によ
り直接に接続される点を除き、前記第３の実施の形態に
類似するので、同一構成要件についての説明は省略す
る。
【００３５】この第７の実施の形態による半導体パッケ
ージ１は、半導体チップ１０と内部リード２３Ｂ間の電
気的接続が後述するフリップチップ（Flip Chip ）の実
装によるバンプ１２（金又はソルダを用いて形成したボ
ール）により直接遂行されるので、各々の内部リード２
３Ｂの長さ及び位置は、半導体チップ１０の入／出力パ
ッド１１上に形成されたバンプ１２の位置に依存的であ
り、これに対応するように形成される。従って、半導体
チップ１０の入／出力パッド１１を外郭部に配列する必
要がなく、中央部を含む上面のどんな部位にも任意に設
計、配列し得ることから、超多ピン化が可能となる長所
がある。また、信号伝達経路の短縮及び信号伝達ライン
間の間隔を比較的広く維持し得るので、ノイズ又は干渉
等による悪影響を減少させることができる長所があり、
さらに、ワイヤボンディングが不要であるので半導体パ
ッケージの薄型かつ軽量小型化を図るのに有利である。
【００３６】半導体チップ１０の入／出力パッド１１上
へのバンプ１２の融着は、一般的に熱圧着ボンディング
（Thermocompression Bonding ），超音波ボンディング
（Ultrasonic Bonding），ソルダボンディング（Solder
Bonding）等を用いて実施できる。また、半導体チップ
１０の入／出力パッド１１上のバンプ１２と内部リード
２３Ｂとを電気的及び機械的に連結させるためには公知
のフリップチップ技術を用いる。一般に、前記フリップ
技術としては、半導体チップ１０のバンプ１２と内部リ
ード２３Ｂの位置を正確に整列させた後、ファーネス
（加熱炉）に入れ、一定温度まで昇温させてバンプ１２
を内部リード２３Ｂ上にリフローさせる方法を用いる
か、又は最近に多く使用されている異方性伝導フィルム
５０（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film ）を使用
する接着方法を用いることもできる。
【００３７】ここで、異方性伝導フィルム５０とは、一
般的な絶縁性接着フィルム中に伝導用金属粒子（図示せ
ず）が混在されているフィルムで、前記接着フィルムの
厚さは約５０μｍ程度であり、伝導用金属粒子の直径は
約５μｍ程度である。又、前記各々の伝導用金属粒子の
外表面は、樹脂重合体（Polymer ）で薄膜コーティング
されており、このような異方性伝導フィルム５０の所定
領域に熱及び圧力を加えると、その領域内の伝導用金属
粒子を取囲んでいる樹脂重合体が溶融されて伝導用金属
粒子が導電性を呈する反面、その外の部分は薄膜コーテ
ィングされた樹脂重合体により確実な絶縁性を維持する
特性を有しているので、相互に電気的及び機械的に連結
させようとする物体の位置調節が容易である。従って、
異方性伝導フィルム５０は、現在ＴＡＢ（Tape Automat
ed Bonding）のＯＬＢ（Outer Lead Bonding）用又はＣ
ＯＧ（Chip On Glass ）用として商業化されて広く使用
されている。
【００３８】このような特性を有する異方性伝導フィル
ム５０を用いて半導体チップ１０の入／出力パッド１１
と内部リード２３Ｂを電気的及び機械的に連結させる場
合、先ず内部リード２３Ｂ又は半導体チップ１０上のバ
ンプ１２に異方性伝導フィルム５０を接着させた後、内
部リード２３Ｂとバンプ１２の位置を整列させた状態で
半導体チップ１０と内部リード２３Ｂを熱圧着させる。
【００３９】図１２は図１１の半導体パッケージがメイ
ンボードに実装された状態の断面図であり、樹脂封止部
４０の外部に露出された本体２０の外周縁部上に支持さ
れている外部リード２３Ａの露出表面がメインボード９
０上に電気的に接続されることを示している。従って、
メインボード９０上に半導体パッケージ１が占有する面
積を最小とすることができるので実装密度を極大化させ
ることができる。また、本体２０が空気中にそのまま露
出されており、これにより、半導体チップ１０で発生す
る熱を空気中に容易に放散させることができることか
ら、半導体チップ１０の性能を最大に維持することがで
きるようになる。
【００４０】この実施の形態における外部リード及び内
部リード２３Ａ，２３Ｂの配列をＤＩＰ型及びＱＦＰ型
に分けてそれぞれ図１３及び図１４に示す。図１３は、
図１１の半導体パッケージ１がＤＩＰ（Dual Inline Pa
ckage ）型半導体パッケージ１である場合の内部透視平
面図で、傾斜面２２により限定される凹部（図示せず）
の形成された本体２０の上面に沿って外部リード及び内
部リード２３Ａ，２３Ｂが延長され、内部リード２３Ｂ
はそれぞれ異なる長さを有する多数のグループに分けら
れる。従って、相互に対向する二側面から相違する長さ
を有する多数の内部リード２３Ｂが半導体チップ１０の
実装領域である前記凹部内に延長される。その結果、半
導体チップ１０上の入／出力パッド１１を半導体チップ
設計者が任意に適切な位置に形成させることが可能にな
る。符号４０は樹脂封止部（封止領域）を示す。
【００４１】一方、図１４は図１１の半導体パッケージ
１がＱＦＰ（Quad Flat Package ）型半導体パッケージ
１である場合の内部透視平面図であり、外部リード及び
内部リード２３Ａ，２３Ｂが側面四方向に延長される点
を除き前記図１３の場合と同様であるので、これについ
ての説明は省略する。このようなＱＦＰ型半導体パッケ
ージ１の場合は、ＤＩＰ型より多い端子を収容すること
ができ、設計上の自由度が大きくなり性能も向上する等
の長所がある。この実施の形態による半導体パッケージ
１においては、前述したもの以外の構成要素は、前記第
３の実施の形態と同様であるので、これについての説明
は省略する。
【００４２】図１５及び図１６は本発明の好ましい第８
の実施の形態による半導体パッケージ１及びメインボー
ド９０への実装状態を示す断面図で、本発明の第４の目
的を達成するためのものである。この実施の形態による
半導体パッケージ１の基本構成は熱伝導性プレート６０
を含んでいることを除き第７の実施の形態の半導体パッ
ケージ１の基本構成と本質的に同様であるので、その相
違点についてのみ説明する。
【００４３】この第８の実施の形態による半導体パッケ
ージ１をメインボード９０へ実装する際に、メインボー
ド９０側にも直接半導体チップ１０で発生する熱を放出
し得るように絶縁層２６′を介在して熱放出特性の優秀
な熱伝導性プレート６０が接着される。熱伝導性プレー
ト６０の厚さは、半導体パッケージ１をメインボード９
０に接着する際に、外部端子として機能する外部リード
２３Ａの接続に邪魔とならないよう、外部リード２３Ａ
の高さ以下にする必要がある。又、熱導電性プレート６
０の表面はソルダ鍍金してメインボード９０との接着性
を良好にすることで熱放出効率をさらに改善することが
できる。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による半導
体パッケージは、外部リード長及び樹脂封止部の体積の
最小化を図ることにより、半導体パッケージを薄型で軽
量小型化を行ない、これにより、メインボードへの実装
時の半導体パッケージの実装密度を増大させるとともに
熱放出効率を改善させることができる。これに加えて、
半導体チップ上の入／出力パッドの位置を、選択的かつ
任意に設定し得る設計上の利点も有する等の優れた効果
を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態による半導体パッケージの断
面図である。
【図２】第１の実施の形態による半導体パッケージの内
部透視の平面図である。
【図３】第１の実施の形態による半導体パッケージがメ
インボードに実装された状態を示す断面図である。
【図４】第２の実施の形態による半導体パッケージの断
面図である。
【図５】第３の実施の形態による半導体パッケージの断
面図である。
【図６】第４の実施の形態による半導体パッケージの断
面図である。
【図７】第４の実施の形態による半導体パッケージがメ
インボードに実装された状態を示す断面図である。
【図８】第５の実施の形態による半導体パッケージの断
面図である。
【図９】第５の実施の形態による半導体パッケージがメ
インボードに実装された状態を示す断面図である。
【図１０】第６の実施の形態による半導体パッケージの
断面図である。
【図１１】第７の実施の形態による半導体パッケージの
断面図である。
【図１２】第７の実施の形態による半導体パッケージが
メインボードに実装された状態を示す断面図である。
【図１３】図１１に示す半導体パッケージがＤＩＰ（Du
al Inline Package ）型半導体パッケージである場合の
内部透視平面図である。
【図１４】図１１に示す半導体パッケージがＱＦＰ（Qu
ad Flat Package ）型半導体パッケージである場合の内
部透視平面図である。
【図１５】本発明の好ましい第８の実施の形態による半
導体パッケージの断面図である。
【図１６】第８の実施の形態による半導体パッケージが
メインボードに実装された状態を示す断面図である。
【図１７】従来における一般的なリードフレームの平面
図である。
【図１８】図１７に示す従来のリードフレームを用いた
ＱＦＰ（Quad Flat Package ）型半導体パッケージの一
部を切欠いて示した斜視図である。
【符号の説明】
１ 半導体パッケージ １０ 半導体チップ １１ 入／出力パッド １２ バンプ ２０ 本体 ２１ 凹部 ２２ 傾斜面 ２３Ａ 外部リード ２３Ｂ 内部リード ２４Ａ 第１リード ２４Ｂ 第２リード ２５，３２ 伝導性ビアホール ２６，２６′，３３，３３′ 絶縁層 ３０ 印刷回路基盤（ＰＣＢ；Printed Circuit Boar
d ） ３１Ａ 第１導電性トレース ３１Ｂ 第２導電性トレース ４０ 樹脂封止部 ５０ 異方性伝導フィルム ６０ 熱伝導性プレート ７０ 導電性ワイヤ ８０ ソルダボール ９０ メインボード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 23/12 H01L 23/28

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 中央部が四角な凹み平面で少なくとも一
    つの傾斜面を介して外郭部上面に接続される形状の伝熱
    性の本体と、 前記中央部に実装される半導体チップと、 前記外郭部上面から前記凹み平面の前記半導体チップの
    実装領域の外縁に渡り絶縁性の両面テープを介して接着
    される外部リード及び内部リードと、 前記半導体チップと前記多数の内部リードとを連結させ
    る接続手段と、 前記半導体チップ、接続手段及び多数の内部リードを封
    止する封止樹脂部とを有し、 前記外部リード及び内部リードはそれぞれ一体に形成さ
    れ、前記内部リードのある傾斜面部が前記封止樹脂部の
    バリヤーとなり、前記外部リードの外端部上面が少なく
    とも前記樹脂封止部の上面より高く、かつその外端が前
    記本体の外周縁と一致しており、 前記内部リード及び絶縁性の両面テープの内端が、前記
    凹み平面の前記半導体チップの実装領域の内部に伸びる
    とともにその上に前記半導体チップが実装されることを
    特徴とする半導体パッケージ。
  2. 【請求項２】 前記本体が重合樹脂で構成され、前記凹
    み平面部が貫通除去されるとともにその底面に前記本体
    の外周部と一致する大きさの伝熱性プレートが接着さ
    れ、前記半導体チップが前記伝熱性プレートの中央部に
    実装されることを特徴とする請求項１記載の半導体パッ
    ケージ。
  3. 【請求項３】 前記半導体チップが入／出力パッドと、
    その上に形成したバンプとを有し、 前記接続手段が前記バンプであることを特徴とする請求
    項１記載の半導体パッケージ。
  4. 【請求項４】 前記半導体パッケージをメインボードに
    実装する際に、前記メインボード側にも直接に熱放出が
    なされるよう、前記半導体チップの上部に絶縁層を介し
    て伝熱性プレートがさらに付着されることを特徴とする
    請求項２記載の半導体パッケージ。
  5. 【請求項５】 前記半導体チップの入／出力パッドが所
    定のパターンで配置されるとともに前記多数の内部リー
    ドが相互に相違した長さを有する多数のグループに分け
    られ、前記半導体チップが実装される領域の前記入／出
    力パッドの対応した位置に延長されることを特徴とする
    請求項１および３記載の半導体パッケージ。
  6. 【請求項６】 前記半導体チップの入／出力パッドと相
    互に相違する長さを有する多数のグループに分けられる
    前記多数の内部リードとの前記接続手段が異方性伝導フ
    ィルムであることを特徴とする請求項５記載の半導体パ
    ッケージ。
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