JP3198889B2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JP3198889B2 JP24420595A JP24420595A JP3198889B2 JP 3198889 B2 JP3198889 B2 JP 3198889B2 JP 24420595 A JP24420595 A JP 24420595A JP 24420595 A JP24420595 A JP 24420595A JP 3198889 B2 JP3198889 B2 JP 3198889B2
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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に係り、
特に半導体チップ上にリードを載せ、そのリード端を半
導体チップの裏面に折曲げたものに関する。
【0002】
【従来の技術】大容量のDRAM(Dynamic Random Acc
ess Memory)では、高密度実装の要求に対応して、比較
的小さなパッケージに大形化した半導体チップを収納で
きるLOC(Lead On Chip)構造が採用されている。
【0003】従来、このLOC構造の半導体装置は、図
5に示すように、半導体チップ21の表面21aにリー
ド24を両面接着テープ23で貼付ける。リード24の
インナリード24aと、半導体チップ21のボンディン
グパッド22とをボンディングワイヤ26で接続する。
このときインナリード24aはアウタリード24bに対
して段差を設けていないため、ボンディングワイヤ26
のループの最高点は、リード24よりも高くなる。
【0004】ボンディングワイヤ26の接続後、インナ
リード24a、アウタリード24bの一部、ボンディン
グワイヤ26、半導体チップ21全体を含めた領域をモ
ールド樹脂25で封止する。このときアウタリード24
bの大部分はモールド樹脂側面25bから露出させる
が、半導体チップ表面21a側に位置する一部はモール
ド樹脂25内に埋められる。したがって、モールド樹脂
表面5aにアウタリード24bは露出していない。封止
後、モールド樹脂25の側面25bから露出させたアウ
タリード24bを、モールド樹脂25の側面25bから
裏面25cにかけて折曲げてJ字形としたものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の半導体装置には次のような問題点があった。
【0006】(1) ボンディングワイヤはリードより高い
位置にあるので、樹脂封止されていても外部からの衝撃
を直接受けることになる。したがって、わずかな衝撃で
もループが乱れて短絡、断線等の不良が生じるため、取
扱いが難しい。
【0007】(2) 半導体装置の裏面側のアウタリードは
露出しているが、半導体装置の表面側にアウタリードが
露出していないので、半導体装置を段積みして上下のリ
ード間を接続することができない。このため半導体装置
の多段構造化に対応できない。
【0008】本発明の目的は、上述した従来技術の問題
点を解消して、取扱いが容易で、多段構造化に対応した
半導体装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】インナリードとアウタリ
ードとを有するリードを半導体チップの表面に接着剤を
介して貼合わせ、インナリードと半導体チップ表面とを
ボンディングワイヤで接続し、半導体チップ表面とボン
ディングワイヤによる接続部とをモールド樹脂で封止
し、半導体チップ表面から裏面にかけてアウタリードを
折曲げて、このアウタリードをモールド樹脂から露出さ
せた半導体装置を複数個段積みし、下側に位置する半導
体装置の半導体チップ表面側の露出した表面側アウタリ
ード部と、上側に位置する半導体装置の半導体チップ裏
面側の露出した裏面側アウタリード部とを電気的に接続
した多段半導体装置において、半導体チップ表面とボン
ディングワイヤで接続されるインナリードを半導体チッ
プ表面側に位置する表面側アウタリード部より一段低く
凹ませて、半導体チップ表面側に位置する表面側アウタ
リード部をボンディングワイヤの最高点よりも高くし
モールド樹脂の表面側の高さを半導体チップ表面側に位
置する表面側アウタリード部よりも低くし、半導体チッ
プ裏面側がモールド樹脂から露出しており、半導体チッ
プ裏面側に折曲げた裏面側アウタリード部と半導体チッ
プ裏面との間に電気絶縁性の接着剤を介在させたことを
特徴とする多段半導体装置である。 本発明は、衝撃に
弱いボンディングワイヤがアウタリード部よりも低い部
分に来るので、外部からの衝撃は表面側アウタリード部
により緩和されるため、ボンディングワイヤが乱れるこ
とがなく、短絡、断線等の不良を有効に防止することが
できる。
【0010】また、本発明は、半導体チップ表面側から
裏面にかけて折曲げたアウタリードをモールド樹脂から
露出させている。したがってモールド樹脂から露出して
いるアウタリード部の表面に、外部回路を直接かつ容易
に接続することができる。
【0011】また、本発明は、半導体チップの裏面がモ
ールド樹脂から露出しており、半導体チップ裏面側に折
曲げた裏面側アウタリード部と半導体チップ裏面との間
に電気絶縁性の接着剤を介在させている。したがって半
導体チップ裏面にモールド樹脂が回り込まないため、半
導体装置の厚さを薄くすることができる。また、半導体
チップの裏面に曲げ込んだアウタリード部と半導体チッ
プの裏面との間に電気絶縁性の接着剤を介在させたの
で、アウタリードと半導体チップ間を電気的に絶縁する
ことができる。
【0012】また、本発明は、インナリードとアウタリ
ードとを有するリードを半導体チップの表面に接着剤を
介して貼合わせ、インナリードと半導体チップ表面とを
ボンディングワイヤで接続し、半導体チップ表面から裏
面にかけてアウタリードを折曲げて露出させた半導体装
置において、半導体チップ表面とボンディングワイヤで
接続されるインナリードを半導体チップ表面側に位置す
るアウタリード部より一段低く凹ませて、半導体チップ
表面側に位置するアウタリード部をボンディングワイヤ
の最高点よりも高くし、半導体チップ表面上のワイヤボ
ンディング部を含む領域のみに封止樹脂をポッティング
して、ポッティングされた封止樹脂の表面側の高さを半
導体チップ表面側に位置する表面側アウタリード部より
も低くしている。このように樹脂封止は液状樹脂を滴下
して加熱硬化させるポッティング方式であるため、成形
用金型を使って樹脂モールドする方法のように、成形用
金型に樹脂が付着しないように離型材を混入させる必要
がなくなり、リードやチップとの密着力が強く、水の侵
入を有効に防止することができる。
【0013】また、本発明は、半導体装置を複数個段積
みし、下側に位置する半導体装置の半導体チップ表面側
の露出した表面側アウタリード部と、上側に位置する半
導体装置の半導体チップ裏面側の露出した裏面側アウタ
リード部とを電気的に接続している。このように半導体
装置の表面側および裏面側の両方にアウタリードの露出
部を作ってあるので、複数の半導体素子を容易に多段構
造とすることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
を用いて詳細に説明する。図1は本実施の形態の半導体
装置の断面図である。
【0015】リード4は、半導体チップ1と接続される
インナリード10と、外部端子となって外部回路等と接
続されるアウタリード11とを有する。インナリード1
0は、アウタリード11より一段低く凹ませるために、
ダウンセット加工が施されている。このリード4は、半
導体チップ1のボンディングパッド2の形成された表面
1aに、インナリード10が電気絶縁性の両面接着テー
プ3を介して貼合わされる。
【0016】一段低く凹まされたインナリード10と半
導体チップ表面1aのボンディングパッド2とはボンデ
ィングワイヤ6で接続される。このとき、ボンディング
ワイヤ6のループの最高点よりも、半導体チップ1の表
面1a側に位置する表面側アウタリード部11aが高い
位置に来るように、ループの高さを抑えてボンディング
する。
【0017】ボンディング後、半導体チップ1およびア
ウタリード11の一部を除いたリード4を含めた領域を
モールド樹脂5で封止する。この封止により半導体チッ
プ1、ボンディングワイヤ6、およびインナリード10
の全体をモールド樹脂5内に埋め込む。しかし、アウタ
リード11については、後に折曲げる裏面側アウタリー
ド部11bの全体をモールド樹脂5から露出させ、かつ
半導体チップ表面1a上に位置する表面側アウタリード
部11aの表面12を、外部端子として直接使用できる
ようにモールド樹脂表面5aに露出させる。
【0018】樹脂封止後、リード4を図示しないダムバ
ーから切断し、モールド樹脂5より露出している裏面側
アウタリード部11bを、半導体チップ表面1aに対応
するモールド樹脂表面5aから半導体チップ側面1bに
対応するモールド樹脂側面5bに回して、半導体チップ
裏面1cに対応するモールド樹脂裏面5c側に折曲げて
J字形とする。このとき、半導体チップ表面1aから側
面1bを経て裏面1cにかけてモールド樹脂5が介在し
ているから、折曲げた裏面側アウタリード部11bと半
導体チップ1との電気的絶縁は確保できる。
【0019】このようにしてボンディングワイヤ6をリ
ード4よりも低く位置させるため、モールド樹脂封止後
に、外部から衝撃が加わっても、その衝撃を表面側アウ
タリード部11aが緩和するため、ワイヤループが乱れ
ることがなく、取扱いが容易となる。したがって、特に
外部衝撃が加わりやすいオートハンドラを使用してもボ
ンディングワイヤ6に短絡や断線等の不良が生じない。
また、表面側アウタリード部11aの表面12を半導体
チップ表面1a側で露出させるとともに、裏面側アウタ
リード部11bを半導体チップ1の裏面1c側で露出さ
せているため、半導体装置の上下に外部回路を直接接続
することができる。
【0020】半導体装置の上下に外部回路を接続できる
ため、図2に示すように半導体装置を多段構造化するこ
とができる。すなわち、半導体装置13を複数個段積み
し、下側に位置する半導体装置13の半導体チップ表面
1a側の露出した表面側アウタリード部11aと、上側
に位置する半導体装置13の半導体チップ裏面1c側の
露出した裏面側アウタリード部11bと接触させ、これ
らを半田7などで電気的に接続した構造とすることがで
きる。これによれば、半導体装置の機能、容量、回路規
模を増大できるとともに、単位投影面積当たりの実装密
度を増大して実装効率を向上できる。
【0021】ところで、図1の実施の形態では、モール
ド樹脂5が半導体チップ1の裏面1cまで回り込んでい
るため、その回り込んでいる分、半導体装置は厚くなっ
てしまうが、小形化のためには薄いほどよい。このた
め、図3に示すように、モールド樹脂封止時に、モール
ド樹脂5が半導体チップ1の裏面1cに回り込まないよ
うにすることによって、半導体装置の薄型化を図ること
ができる。半導体チップ裏面1cにモールド樹脂5が回
り込まないようにするには、モールド金型の大きさと、
リードフレームに設ける樹脂ダムバーの位置とを略半導
体チップ1の大きさに合わせればよい。なお、モールド
樹脂5が裏面1cに回りこまないために半導体チップ裏
面1cが露出するようになると、折曲げた裏面側アウタ
リード部11bが半導体チップ裏面1cに直接触れるた
め、これを回避する必要がある。そのためには、折曲げ
た裏面側アウタリード部11bが半導体チップ1の裏面
1cにくる部分に、あらかじめ半導体チップ1にリード
4を貼合わせたときと同じ電気絶縁性の両面接着テープ
3を貼っておけば、接触を回避して電気的絶縁を取るこ
とができる。
【0022】図1、図3に示す半導体装置においては、
モールド樹脂成形を行なっているため、少なくともモー
ルド樹脂5中に成形用金型に樹脂5が付着しないように
離型材を混入させる必要がある。このためリード4や半
導体チップ1との密着力が弱く、水の侵入を許し、半導
体チップ表面1aまで水が容易に到達して腐食を発生さ
せ、信頼性が低くなる。したがって、離型材を混入させ
ないで樹脂封止することが好ましい。そのためには図4
に示すように、ポッティング方式を採用するとよい。す
なわち、半導体チップ表面1a上のインナリード10、
ボンディングワイヤ6を含むワイヤボンディング領域の
みに封止樹脂8をポッティングする。ポッティングした
封止樹脂8の表面8aが、露出した半導体チップ表面側
に位置する表面側アウタリード部11aよりも低い位置
に来るようにする。樹脂の形成の仕方が、ポッティング
方式であり、離型材を混入する必要がないため、半導体
チップ1やリード4の表面と樹脂8との密着力が著しく
向上し、外部より水の侵入があっても水分子が半導体チ
ップ1やリード表面に接触することができない。したが
って、腐食が発生せず信頼性が高い。
【0023】以上述べてきた実施の形態において、使用
したリード4の厚さは0.10mm、ダウンセット加工の
深さは0.10mm、両面接着テープ3の厚さは0.08
mmであり、半導体チップ表面1aからのボンディングワ
イヤ6のループ高さを0.26mm以下に抑えてワイヤボ
ンディングをした。なお、上記実施の形態ではリード4
と半導体チップ1との貼合わせに両面接着テープ3を使
用したが、単層の接着剤を使用してもよい。また、イン
ナリード10をアウタリード11より一段低く凹ませる
には、ダウンセット加工の他に、インナリード10をコ
イニングしたりハーフエッチングしたりしてアウタリー
ド11よりも薄くするようにしてもよい。また、アウタ
リード11が表裏に露出している図3及び図4の半導体
装置も図1と同様に多段構造化することができることは
勿論である。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、半導体チップ表面とボ
ンディングワイヤで接続されるインナリードを半導体チ
ップ表面側に位置する表面側アウタリード部より一段低
く凹ませて、半導体チップ表面側に位置する表面側アウ
タリード部をボンディングワイヤの最高点よりも高く
し、モールド樹脂の表面側の高さを半導体チップ表面側
に位置する表面側アウタリード部よりも低くしたため、
ボンディングワイヤを外部の衝撃から有効に保護するこ
とができるので、取扱いが容易になる。また、半導体装
置を多段構造化できるため、半導体装置を高密度実装す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の半導体装置を示す断面図
である。
【図2】本実施の形態の半導体装置を使って多段構造化
した多段半導体装置の断面図である。
【図3】他の実施の形態の半導体チップの裏面を露出し
た半導体装置を示す断面図である。
【図4】他の実施の形態のポッティング方式を採用した
半導体装置を示す断面図である。
【図5】従来例の半導体装置を示す断面図である。
【符号の説明】
1 半導体チップ 1a 半導体チップ表面 1c 半導体チップ裏面 3 両面接着テープ 4 リード 5 モールド樹脂 5a モールド樹脂表面 6 ボンディングワイヤ 11 アウタリード 11a 表面側アウタリード部 11b 裏面側アウタリード部 12 表面側アウタリード部の表面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉岡 修 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電 線株式会社システムマテリアル研究所内 (72)発明者 村上 元 茨城県日立市助川町3丁目1番1号 日 立電線株式会社電線工場内 (56)参考文献 特開 平4−85837(JP,A) 特開 平6−132453(JP,A) 特開 平8−8389(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 23/50 H01L 23/52

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】インナリードとアウタリードとを有するリ
    ードを半導体チップの表面に接着剤を介して貼合わせ、
    インナリードと半導体チップ表面とをボンディングワイ
    ヤで接続し、半導体チップ表面とボンディングワイヤに
    よる接続部とをモールド樹脂で封止し、半導体チップ表
    面から裏面にかけてアウタリードを折曲げて、このアウ
    タリードをモールド樹脂から露出させた半導体装置を複
    数個段積みし、下側に位置する半導体装置の半導体チッ
    プ表面側の露出した表面側アウタリード部と、上側に位
    置する半導体装置の半導体チップ裏面側の露出した裏面
    側アウタリード部とを電気的に接続した多段半導体装置
    において、半導体チップ表面とボンディングワイヤで接
    続されるインナリードを半導体チップ表面側に位置する
    表面側アウタリード部より一段低く凹ませて、半導体チ
    ップ表面側に位置する表面側アウタリード部をボンディ
    ングワイヤの最高点よりも高くし、モールド樹脂の表面
    側の高さを半導体チップ表面側に位置する表面側アウタ
    リード部よりも低くし、半導体チップ裏面側がモールド
    樹脂から露出しており、半導体チップ裏面側に折曲げた
    裏面側アウタリード部と半導体チップ裏面との間に電気
    絶縁性の接着剤を介在させたことを特徴とする多段半導
    体装置。
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