JP3206716B2 - 半導体装置及びリードフレーム対 - Google Patents
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Description
流信号を取り扱う回路に使用される半導体装置および当
該半導体装置の製造方法の実施に直接使用されるリード
フレーム対に関するものである。
体通信機器の送受信用増幅器においては、800MHz
以上の高周波信号を増幅する際に高利得が実現できるG
aAsMESFETやこれらの集積回路が用いられてい
る。このような高周波信号の送受信段で用いられるME
SFETまたは集積回路の実装体中では、チップとリー
ドフレームとの間は、AuまたはAl等のワイヤを用い
て接続されている。その場合、このような高周波信号が
ワイヤを流れる際のインダクタンスが大きいと、高周波
特性、特に利得を著しく低下させる。そこで、一般的に
は、ワイヤを短く,太くしたり、多数本のワイヤを用い
る等の手段を講ずることで、インダクタンスの低減を図
っていた。
オードにおいても、大電流がワイヤに流れるために、ワ
イヤ抵抗が大きいと電圧降下によりオン抵抗や順方向電
圧の増大を招く。このため、高周波信号を扱う場合と同
様に、ワイヤを短く,太くしたり、さらに多数本のワイ
ヤを用いる等によりワイヤ抵抗を小さくするようにして
いる。
いて図を用いて説明する。
イヤを用いた実装体の平面図及び側面図である。図3
(a),(b)に示すように、例えばNiメッキされた
Cuなどで構成されるリードフレーム50は、外枠を構
成するレール51と、該レール51から櫛状に延びるリ
ード52と、該各リード52間を連結する連結リード5
3と、半導体チップを搭載するためのダイパッド54と
を主要要素として備えている。ただし、この例では、上
記リード52のうちの1つがダイパッド54とレール5
1とを連結する吊りピンとして機能している。上記ダイ
パッド54には、例えばGaAsを用いたMESFET
等の半導体チップ60が搭載され、該半導体チップ60
上には例えばAuメッキなどの金属電極部61が形成さ
れている。そして、例えばAu、Alなどの配線用ワイ
ヤ62を介して、上記リードフレーム50のリード52
先端と半導体チップ60の金属電極部61とが接続され
ている。
を得るための手順について簡単に説明すると、リードフ
レーム50のダイパッド54にAuSn合金などを用い
て半導体チップ60を接着した後、ワイヤボンディング
を行って、半導体チップ60上の金属電極61とリード
フレーム50のリード52先端とをワイヤ62を介して
接続するようにしている。
来のワイヤボンディングを利用した実装方法では、下記
のような問題があった。
タンスやワイヤ抵抗を低減するためにワイヤを短くした
り、ワイヤを太くしようとしても、実装上各種諸条件の
制限があるために、現実には、ワイヤ長を500μm以
下にするのは困難であり、ワイヤの太さを300μm以
上にするのは困難である。また、ワイヤ本数を増加させ
ると半導体チップ上の金属電極部の大きさや数を増大さ
せる必要があるので、半導体チップの面積の増大を招く
憾みがある。
チップにおいては発熱量が大きいので、半導体チップ面
積を低減しようとすると、使用可能な電力を小さくせざ
るを得ず、かつ信頼性も十分確保できない虞れがある。
あり、その目的は、半導体チップを支持する第1のリー
ドフレームとは別に信号の授受を行う第2のリードフレ
ームを設け、第2のリードフレームを半導体チップと直
接接合することにより、半導体チップの面積の増大を招
くことなく、半導体チップとリードフレームとの間の接
合部におけるインダクタンスや抵抗を低減し、かつ半導
体チップの両面からの放熱効果を得て、使用可能な電力
の増大と信頼性の向上とを図ることにある。
は、上面側に電極部を有する半導体チップと、上記半導
体チップを支持するダイパッドを有する第1のリードフ
レームと、上記半導体チップの電極部に電気的に導通す
るように上記電極部に直接接続されたリードを有し、上
記第1のリードフレームと一体に形成された第2のリー
ドフレームとを備え、上記第2のリードフレームは、上
記第1のリードフレームに対して折り返されている。
チップの電極部とが直接接合されるので、ワイヤを介し
た接合に比べて接合部におけるインダクタンスや抵抗が
極めて小さくなる。しかも、半導体チップの両面にリー
ドフレームが接続され半導体チップの両面から放熱され
る構造となっているので、半導体チップの温度上昇を可
及的に抑制できる。すなわち、使用可能な電力の増大と
信頼性の向上とを図ることができる。
ましい態様を採用することができる。
体チップの電極部に嵌合する凸状の電極を形成しておく
ことができる。
上記電極部に接続される領域を含む部分が上記半導体チ
ップの表面と平行になるように、上記リードが折り返さ
れていることが好ましい。
が互いに平行でかつ加圧方向に垂直となるので、接合部
の信頼性が向上する。
チップを支持するためのダイパッドを有する第1のリー
ドフレームと、上記半導体チップの上面側に形成された
電極部に電気的に導通するように直接接続され、上記第
1のリードフレームと一体に形成された第2のリードフ
レームと、上記半導体チップの上面側に形成された電極
部に電気的に導通するように直接接続され、上記第1の
リードフレームと一体に形成された第2のリードフレー
ムとを備え、上記第2のリードフレームは、上記第1の
リードフレームに対して折り返されている。
製造方法に使用するのに適したリードフレームを提供す
ることができる。
ードフレームとの境界部に形成された直線状の溝をさら
に備えていることができる。
て図1および図2を用いて説明する。
ける半導体装置の製造工程を示す平面図及び側面図であ
る。
iメッキされたCuなどで構成され半導体チップを搭載
するための第1のリードフレーム10と第2のリードフ
レーム20とからなるリードフレーム対を準備する。
するレール11と、半導体チップを搭載するためのダイ
パッド14と、該ダイパッド14とレール11とを連結
する吊りピン16と、該吊りピンと交差して延びる連結
リード13とを主要要素として備えている。そして、上
記ダイパッド14には、例えばGaAsを用いたMES
FET等の半導体チップ60がAn・Sn合金等を用い
た接着により搭載されている。該半導体チップ60上に
は例えばAuメッキなどの金属電極部61が設けられて
おり、この金属電極部61は、半導体チップ60内の半
導体素子と電気的に接続されて外部機器との間で信号を
授受を行うためのものである。
を構成するレール21と、該レール21から櫛状に延び
るリード22と、該各リード22間を連結する連結リー
ド23とを主要要素として備えている。ただし、ダイパ
ッドや吊りピンは設けられていない。上記リード22の
先端には、Au,Sn等の電極22aが形成されてい
る。ただし、半導体チップ60の金属電極部61にA
u,Sn等の電極が形成されていれば、リード22には
必ずしも電極を形成する必要はない。
0,20の各レール11,21の相対応する位置には、
それぞれ2つの位置合わせ穴15,25が設けられてい
る。また、第1,第2のリードフレーム10,20の各
レール11,21の寸法は同じであり、各連結リード1
3,23の寸法も同じである。
ードフレーム10の上方に第2のリードフレーム20を
位置させた後下降させて両者を位置合わせする。このと
き、各リードフレーム10,20のレール11,21同
士、連結リード13,23同士及び位置合わせ穴15,
25同士の位置を一致させる。また、次に、図1
(c),(d)に示すように、第1のリードフレーム1
0と第2のリードフレーム20を重ね合わせる。ただ
し、図1(c),(d)は、それぞれ両者を重ね合わせ
た状態を示す平面図及び断面図である。
置合わせ穴15,25をピンなどによって固定すること
により、各リードフレーム10,20を精度良く重ね合
わせることができる。そして、半導体チップ60上の金
属電極部61と第2のリードフレーム20のリード22
先端の電極22aとの間を加熱し、かつ加重及び超音波
を印加して、両者を接合する。
g/チップ、温度は200ー400℃程度が好ましく、
さらに温度は半導体チップ60をダイパッド14に接着
する際の温度よりも低温であることが好ましい。なお、
Au・Sn合金を用いた接合においては、上記半導体チ
ップ60の裏面と第1のリードフレーム10のダイパッ
ド14との間、第2のリードフレーム20のリード22
と金属電極部61との間をそれぞれ仮接合してからオー
ブン等で熱処理を行ない同時に溶融、接合させても良
い。また、半導体チップ60の金属電極部61と第2の
リードフレーム20のリード22との間の接合は、リー
ド22の先端部及び金属電極部61のうち少なくともい
ずれか一方に、Au,Sn,またはAu・Sn合金から
なる電極を形成しておけば、接合時の相手金属との反応
によってAu・Sn合金を形成することができる。
ードフレーム10,20のうち半導体チップ60に近い
部分を樹脂等でモールドした後、各半導体チップ60間
が分離し、かつ各リード22が分離するように切断する
ことにより、半導体装置が完成する。
ードフレーム20のリード22と半導体チップ60の金
属電極部61とがワイヤを介することなく直接接合され
るので、接合部におけるインダクタンスや抵抗を極めて
小さくすることができる。しかも、半導体チップ60の
裏面だけでなく上面もリード22に直接接続されている
ので、従来のようにワイヤで接続するものに比べて、半
導体チップ60内で発生した熱がリード22を介しても
放散され、放熱量が増大する。すなわち、半導体チップ
60の両面からの放熱により放熱量が増大することで、
使用可能な電力の増大と信頼性の向上とを図ることがで
きるのである。
る半導体装置の製造工程を示す平面図及び側面図であ
る。
ドフレーム10と第2リードフレーム20とを準備す
る。本実施形態においても、第1リードフレーム10と
第2リードフレーム20とは、位置合わせ穴がない点を
除けば、上記第1の実施形態と同じ構造である。ただ
し、本実施形態では、第1リードフレーム10と第2リ
ードフレーム20とは、一体的なリードフレーム対を構
成しており、両者間には折り返し用溝Grvが設けられて
いる。そして、第1,第2リードフレーム10,20の
各レール11,21同士と、各連結リード13,23同
士とは、折り返し用溝Grvに関して互いに対称となる位
置に設けられており、寸法も同じである。そして、第1
のリードフレーム10のダイパッド14には、Au・S
n合金の形成などによって半導体チップ60の裏面が接
着されており、半導体チップ60の上面には、金属電極
部61が設けられている。
第1リードフレーム10に対して第2リードフレーム2
0を折り返し用溝Grvに沿って折り返す。
に、各リードフレーム10,20の各レール11,21
同士及び各連結リード13,23同士を重ね合わせると
ともに、リード22の電極22aと半導体チップ60の
金属電極部61とを重ね合わせて両者を接続する。ただ
し、図2(c),(d)は、それぞれ各リードフレーム
10,20を互いに重ね合わせた状態を示す平面図及び
側面図である。この際の加熱温度,加重,超音波の印加
等の条件は、上記第1の実施形態で説明した条件と同じ
でよい。
第1の実施形態と同様に、接合部におけるインダクタン
スや抵抗の低減と、使用可能な電力の増大及び信頼性の
向上を図ることができる。
レーム10と第2のリードフレーム20とが一体化され
たリードフレーム対を用いているため、各リードフレー
ム10,20間の位置合わせ精度が向上するという利点
がある。
るいは折り返される第2のリードフレーム20におい
て、半導体チップ60の金属電極部61に接続されるリ
ード22の先端部を、半導体チップ60の裏面がボンデ
ィングされている第1のリードフレーム10の面と平行
になるように折り曲げておくことにより、両者間の接続
をより精度よく行うことができる。
部として位置合わせ穴を設けたが、位置合わせマークと
なる例えば十字線等を各リードフレームに描いておいて
もよい。あるいは、エンボス加工により一方のリードフ
レームに凹部を他方のリードフレームに凸部を設けてお
いて、この凹凸部を重ね合わせることで、リードと電極
部との位置合わせを行うようにしてもよい。
体装置によれば、第1のリードフレームに半導体チップ
を搭載する一方、第2リードフレームの抵抗、インダク
タンスの小さいリードを半導体チップの上面側の電極部
に折り返して直接接合するようにしたので、接合部のイ
ンダクタンスや抵抗を大幅に低減できるとともに両面か
らの放熱によって温度上昇を抑制することができ、よっ
て、半導体チップの面積の増大を招くことなく、インダ
クタンスや抵抗の低減と、使用可能な電力の増大と、信
頼性の向上とを図ることができる。
れば、半導体チップを搭載する第1のリードフレームと
半導体チップに接続される第2のリードフレームとを設
け、第2リードフレームを折り返された構造としたの
で、上記各半導体装置の製造方法の実施に直接使用する
のに適したリードフレームの提供を図ることができる。
装方法を示す平面図及び側面図である。
装方法を示す平面図,斜視図及び側面図である。
側面図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 上面側に電極部を有する半導体チップ
と、 上記半導体チップを支持するダイパッドを有する第1の
リードフレームと、 上記半導体チップの電極部に電気的に導通するように上
記電極部に直接接続されたリードを有し、上記第1のリ
ードフレームと一体に形成された第2のリードフレーム
とを備え、 上記第2のリードフレームは、上記第1のリードフレー
ムに対して折り返されていることを特徴とする半導体装
置。 - 【請求項2】 請求項1記載の半導体装置において、 上記第2のリードフレームのリードには、上記半導体チ
ップの電極部に嵌合する凸状の電極が形成されているこ
とを特徴とする半導体装置。 - 【請求項3】 請求項1又は2記載の半導体装置におい
て、 上記第2のリードフレームのリードのうち上記電極部に
接続される領域を含む部分が上記半導体チップの表面と
平行になるように、上記リードが折り曲げられているこ
とを特徴とする半導体装置。 - 【請求項4】 半導体チップを支持するためのダイパッ
ドを有する第1のリードフレームと、 上記半導体チップの上面側に形成された電極部に電気的
に導通するように直接接続され、上記第1のリードフレ
ームと一体に形成された第2のリードフレームと、 上記半導体チップの上面側に形成された電極部に電気的
に導通するように直接接続され、上記第1のリードフレ
ームと一体に形成された第2のリードフレームとを備
え、 上記第2のリードフレームは、上記第1のリードフレー
ムに対して折り返されていることを特徴とするリードフ
レーム対。 - 【請求項5】 請求項4記載のリードフレーム対におい
て、 上記第1のリードフレームと上記第2のリードフレーム
との境界部に形成された直線状の溝をさらに備えている
ことを特徴とするリードフレーム対。
Priority Applications (1)
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JP33700895A JP3206716B2 (ja) | 1995-12-25 | 1995-12-25 | 半導体装置及びリードフレーム対 |
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JP33700895A JP3206716B2 (ja) | 1995-12-25 | 1995-12-25 | 半導体装置及びリードフレーム対 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH09181235A JPH09181235A (ja) | 1997-07-11 |
JP3206716B2 true JP3206716B2 (ja) | 2001-09-10 |
Family
ID=18304616
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP5139383B2 (ja) * | 2009-08-25 | 2013-02-06 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
JP5615757B2 (ja) * | 2011-04-06 | 2014-10-29 | 新電元工業株式会社 | 半導体装置、接続子、および、半導体装置の製造方法 |
-
1995
- 1995-12-25 JP JP33700895A patent/JP3206716B2/ja not_active Expired - Fee Related
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