JP3232697B2 - 樹脂封止型半導体装置 - Google Patents

樹脂封止型半導体装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、樹脂封止型半導体装
置、特に幅を狭くすることができる新規な樹脂封止型半
導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は樹脂封止型半導体装置の従来例を
示す一部切欠斜視図である。図面において、aは半導体
チップ、bはリードで、その先端部分は例えばポリイミ
ドフィルム等の絶縁フィルムcを介して半導体チップa
の表面に接着されている。dはコモンバーで、半導体チ
ップaの幅方向における中央部を長手方向に沿って配置
され、一部のリードaと一体に形成されて外部に導出さ
れている。そして、該コモンバーdも絶縁フィルムcを
介して半導体チップaの表面に接着されている。
【0003】eはリードa先端部あるいはコモンバーd
と、半導体チップaの電極との間を接続する金ワイヤ、
fは封止樹脂である。リードaの封止樹脂fから外部に
突出した部分は封止樹脂fの側面に沿うようにJ字状に
曲折されている。
【0004】図5は本願出願人会社により開発された別
の従来例を示すもので、本樹脂封止型半導体装置は、リ
ードフレームとして銅からなるインナーリードgをアル
ミニウムからなる中間材(エッチングストッパ)hを介
して銅からなるアウターリードiに接続したものを用
い、インナーリードgの先端をそこに形成されたアルミ
ニウムからなるバンプjを介して半導体チップaの電極
にボンディングしたものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図4に示す
従来の樹脂封止型半導体装置には、金ワイヤeをボンデ
ィングする際に400℃程度の高い温度に加熱する必要
があり、その温度に耐えられるような高耐熱性絶縁フィ
ルム、高耐熱性接着剤を使用する必要があるが、そのよ
うな材料は少なく、しかも高価であるという問題があっ
た。また、このような高耐熱性接着層にはイオン性不純
物が含まれ、このイオン性不純物が電極腐食の原因とな
るという問題があり、また、高耐熱性接着剤は高耐熱性
を有するといえども400℃の温度下に置かれれば熱に
よる変質を完全に回避することが少なくとも現状では不
可能であり、高耐熱性接着剤を使用することによって信
頼度が低くなるという問題もあった。
【0006】そして、図4に示す樹脂封止型半導体装置
によれば、金ワイヤeを介してリードbと半導体チップ
aの電極jとを接続するので金ワイヤeによるアーチが
でき、そのアーチによって封止樹脂fの薄型化が制約さ
れるという問題があった。そして、金ワイヤeがリード
bと半導体チップaとの間に介在し、その金ワイヤeは
樹脂封止型半導体装置の多ピン化に伴って細くせざるを
得ない反面、アーチを形成せざるを得ないので長さを短
かくすることが制約される。従って、信号伝送経路、電
源経路の電気抵抗値が高くなり、高速化が制約されると
共に、放熱性も良好にできにくい。
【0007】それに対して、図5に示すところの従来の
樹脂封止型半導体装置によれば、図4に示す樹脂封止型
半導体装置の持つ問題を回避できる。即ち、金ワイヤを
使用しないので、金ワイヤを使用することにより生じる
問題がないのである。具体的には、リードのアルミニウ
ムバンプと半導体チップのアルミニウムパッドとの接合
は室温乃至200℃、例えば120℃の温度で行うこと
ができ、絶縁フィルム、接着剤を使用したとしてもこの
程度の温度に耐えられる程度の耐熱性があれば良い。そ
の点で図5の樹脂封止型半導体装置は優れているといえ
る。
【0008】しかし、図5の樹脂封止型半導体装置には
その幅を狭くすることに限界があった。というのは、イ
ンナーリードgとアウターリードiとの接続部分が半導
体チップaの上方から食み出したところに位置し、その
接続部分が封止樹脂fから食み出さないように樹脂封止
する関係上封止樹脂fの幅は半導体チップaの幅よりも
相当に広くなってしまうからである。
【0009】本発明はこのような問題点を解決すべく為
されたものであり、樹脂封止型半導体装置において、リ
ードを固定する絶縁フィルム、接着剤として高耐熱性の
ものを使用をする必要性をなくし、封止樹脂の薄型化を
図り、信号経路、電源経路の低インピーダンス化を図
り、放熱性を高めつつ封止樹脂の幅を狭くすることを目
的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明樹脂封止型半導体
装置は、表面に電極が形成された半導体チップを樹脂に
より封止したものであって、前記電極に接続されたイン
ナーリードと、前記表面から上方に離間した位置におい
て前記インナーリードに接続されたアウターリードと、
前記表面と前記アウターリードとの間に挿設されたスペ
ーサとを備え、インナーリードの先端を半導体チップの
電極に直接的に、即ちワイヤを介することなくボンディ
ングしたことを特徴とする。
【0011】
【作用】本発明樹脂封止型半導体装置によれば、インナ
ーリードの先端を半導体チップの電極に直接的に、即ち
ワイヤを介することなくボンディングしたもので、ワイ
ヤのアーチによる封止樹脂の薄型化に対する制約から開
放される。そして、ワイヤを使用することによって生じ
た信号経路、電源経路のインピーダンスの低減化への制
約もなくなる。
【0012】また、リードと電極のボンディング時に必
要な加熱温度がワイヤボンディングの場合のそれよりも
相当に低くできるので接着剤を使用したとしても信頼度
を高くできる。そして、アウターリードとインナーリー
ドとの接続部を半導体チップ上方にそれと離間して配置
して樹脂封止するので樹脂封止の幅を狭くできる。ま
た、半導体チップとアウターリードとの間にスペーサを
挿設したので、半導体チップのエッヂにおけるアウター
リードとのショートを防止することができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明樹脂封止型半導体装置を図示実
施例に従って詳細に説明する。図1(A)、(B)は本
発明樹脂封止型半導体装置の一つの実施例を示すもの
で、(A)は一部切欠斜視図、(B)は(A)のB−B
線視斜視図である。
【0014】図面において、1は半導体チップ、2は該
半導体チップ1の表面に形成された電極、3は銅からな
る比較的厚い(例えば100〜200μm)のアウター
リード4にアルミニウムからなる中間材(エッチングス
トッパ)5を介して薄い(例えば10〜70μmの)イ
ンナーリード6を形成してなるもので、例えば特願平1
−288173号、特願平3−306669号、特願平
3−274843号等により提案された製造方法で製造
することができる。
【0015】尚、7は各インナーリード6の内端部下面
に形成されたアルミニウムからなるバンプで、上記中間
材5と同時に形成される。8はインナーリード3の一部
を成し、アウターリード4と同時に形成された厚肉の共
通電極(バスバー)であり、銅からなる。尚、この共通
電極8は不可欠ではない。
【0016】リードフレーム3の各アウターリード4と
インナーリード6との中間材5を介しての接続部は、半
導体チップ2の上方にそれと適宜離間して位置されてい
る。尚、リードフレーム3の裏面には図2に示すように
それと半導体チップ1との絶縁のために絶縁シート(図
示しない)がコーティングされている。
【0017】コーティング材料としては、エポキシ系、
ポリイミド系、アクリル系等の材料を用いることがで
き、使用可能な材料の種類が多い。というのは、インナ
ーリード6のバンプ7と半導体チップ1の電極2とは室
温ないし200℃の比較的低い温度で行うことのできる
シングルポイントボンディングによりボンディングする
ことができ、必要な耐熱温度が低いからである。
【0018】リードフレーム3の各インナーリード6は
適宜曲折せしめられてその先端部下面のバンプ7が半導
体チップ1表面の電極2上に位置され該バンプ7と電極
(アルミニウムからなる)2とがそのシングルポイント
ボンディングされている。9は封止樹脂である。この封
止樹脂9は図5に示す従来の樹脂封止型半導体装置に比
較して幅を狭くすることができる。
【0019】というのは、従来の樹脂封止型半導体装置
においてはインナーリードとアウターリードとの接続部
が半導体チップの外側に位置されていたのに対して、本
樹脂封止型半導体装置においてはそれが半導体チップの
上方に位置せしめられているからである。尚、アウター
リード4の封止樹脂9から露出した部分は、樹脂封止
後、J字状に延びるようにして先端が封止樹脂9底面に
て内側にフォーミングされるが、必ずしもそのようにす
ることはなく、図5に示すようにアウターリード4の先
端が封止樹脂9の側面にて外側に延びるようにフォーミ
ングしても良い。
【0020】尚、同程度のピン数の樹脂封止型半導体装
置を図1に示すように構成した場合と図5の従来例のよ
うに構成した場合とのボンディング部における寄生抵抗
を比較すると本樹脂封止型半導体装置の方が約1/5.
38にできる。というのは、金ワイヤの場合、その直径
は25μm以上にすることは難しく、その断面積は19
62μm2 程度にしかできないのに対して、インナーリ
ード6は厚さ50μm、幅150μm程度に形成でき、
従って、断面積を7500μm2 にすることができる。
【0021】そのうえ、金と銅の比抵抗の比は2.3
5:1.67であり銅の方が比抵抗が小さい。その結
果、(50×150/π(25)2 )×2.35/1.
67=538となり、従来の抵抗より本実施例の抵抗を
1/5.38にできる。このように、インナーリードと
半導体チップとの接続部分の抵抗について従来よりも相
当に小さくできるので、ハイビジョン対応に伴って要求
される高速化にも対応できる。
【0022】図3は本発明樹脂封止型半導体装置の他の
実施例を示す断面図である。本樹脂封止型半導体装置は
半導体チップ1上面両側分とアウターリード4との間に
例えば紫外線熱硬化型エポキシ樹脂あるいは印刷可能な
ポリイミドペーストからなるスペーサ10を設け、半導
体チップ1のエッヂにおけるアウターリード4とのショ
ートを防止するようにしたものである。尚、本樹脂封止
型半導体装置はスペーサ10を設けた点以外では図1に
示した樹脂封止型半導体装置とは異なるところはない。
【0023】
【発明の効果】本発明樹脂封止型半導体装置は、表面に
電極が形成された半導体チップを樹脂により封止したも
のであって、前記電極に接続されたインナーリードと、
前記表面から上方に離間した位置において前記インナー
リードに接続されたアウターリードと、前記表面と前記
アウターリードとの間に挿設されたスペーサとを備え、
インナーリードの先端を半導体チップの電極に直接的に
ボンディングしたことを特徴とするものである。従っ
て、本発明樹脂封止型半導体装置によれば、インナーリ
ードの先端を半導体チップの電極に直接的に、即ちワイ
ヤを介することなくボンディングするので、ワイヤのア
ーチによる封止樹脂の薄型化に対する制約から解放され
る。
【0024】そして、ワイヤを使用することによって生
じた信号経路、電源経路のインピーダンスの低減化への
制約もなくなる。そして、アウターリードとインナーリ
ードとの接続部を半導体チップ上方にそれと離間して配
置して樹脂封止するので封止樹脂の幅を狭くできる。ま
た、半導体チップとアウターリードとの間にスペーサを
挿設したので、半導体チップのエッヂにおけるアウター
リードとのショートを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)、(B)は本発明樹脂封止型半導体装置
の一つの実施例を示すもので、(A)は一部切欠斜視
図、(B)は(A)のB−B線視断面図である。
【図2】図1の実施例のリードを裏返しにして示す斜視
図である。
【図3】本発明樹脂封止型半導体装置の他の実施例を示
す断面図である。
【図4】一つの従来例を示す一部切欠斜視図である。
【図5】他の従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
1 半導体チップ 2 電極 4 アウターリード 6 インナーリード 7 バンプ 9 封止樹脂
フロントページの続き (72)発明者 小島 明 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソ ニー株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−47982(JP,A) 特開 平1−123428(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 23/50 H01L 21/60 321

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面に電極が形成された半導体チップを
    樹脂により封止した樹脂封止型半導体装置であって、 前記電極に接続されたインナーリードと、 前記表面から上方に離間した位置において前記インナー
    リードに接続されたアウターリードと、 前記表面とアウターリードとの間に挿設されたスペーサ
    と、 を備えた ことを特徴とする樹脂封止型半導体装置
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