JP3419922B2 - 半導体装置 - Google Patents
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- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73265—Layer and wire connectors
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、リードフレームのイン
ナーリードと半導体チップとが電気的に接続される半導
体装置及びその製造方法及びこれに使用されるリードフ
レームに関する。
ナーリードと半導体チップとが電気的に接続される半導
体装置及びその製造方法及びこれに使用されるリードフ
レームに関する。
【０００２】近年、半導体装置の高機能化の要請から、
ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）等の多
ピン化が進んでいる。これに伴い、使用されるリードフ
レームにおけるインナーリードの厚さが薄くなると共
に、細くなり強度が低下してくる。また、半導体チップ
の発熱量が増大してきている。
ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）等の多
ピン化が進んでいる。これに伴い、使用されるリードフ
レームにおけるインナーリードの厚さが薄くなると共
に、細くなり強度が低下してくる。また、半導体チップ
の発熱量が増大してきている。
【０００３】そのため、リードフレームの強度の向上、
半導体チップの放熱を図る必要がある。
半導体チップの放熱を図る必要がある。
【０００４】
【従来の技術】図１２に、従来の多ピン化半導体装置の
断面構成図を示す。一般に、半導体装置は小型化が常に
要求されて半導体チップが小型化すると共に、高機能化
より多ピン化が進んで半導体チップに形成されるパッド
のピッチが縮小してくる。そして、パッドとワイヤボン
ディングを行うリードフレームのインナーリード先端が
微細になると共に微小ピッチとなる。
断面構成図を示す。一般に、半導体装置は小型化が常に
要求されて半導体チップが小型化すると共に、高機能化
より多ピン化が進んで半導体チップに形成されるパッド
のピッチが縮小してくる。そして、パッドとワイヤボン
ディングを行うリードフレームのインナーリード先端が
微細になると共に微小ピッチとなる。
【０００５】しかし、厚さが例えば０．１５ｍｍのリー
ドフレームを作製するにあたり、インナーリード先端を
微小ピッチにするエッチングに限界があり、半導体チッ
プが位置される部分に対してインナーリード先端を近づ
けることができない。そこで、図１２（Ａ）に示す半導
体装置１１は、リードフレーム１２のインナーリード１
３の先端部１３ａを一旦ハーフエッチングにより厚さを
半分位にした後に、エッチングにより微小ピッチにパタ
ーニングしている。
ドフレームを作製するにあたり、インナーリード先端を
微小ピッチにするエッチングに限界があり、半導体チッ
プが位置される部分に対してインナーリード先端を近づ
けることができない。そこで、図１２（Ａ）に示す半導
体装置１１は、リードフレーム１２のインナーリード１
３の先端部１３ａを一旦ハーフエッチングにより厚さを
半分位にした後に、エッチングにより微小ピッチにパタ
ーニングしている。
【０００６】すなわち、この半導体装置１１は、特開昭
５９−９８５４７号公報に示されているもので、上述の
インナーリード１３（先端部１３ａ）にフィルム１５が
接着され、フィルム１５上の対向するインナーリード１
３間に半導体チップ１６が接着材１７により搭載され
る。インナーリード１３の先端部１３ａと半導体チップ
１６に形成されたパッド間でワイヤ１８によりボンディ
ングが行われ、樹脂モールドによりパッケージ１９が形
成される。
５９−９８５４７号公報に示されているもので、上述の
インナーリード１３（先端部１３ａ）にフィルム１５が
接着され、フィルム１５上の対向するインナーリード１
３間に半導体チップ１６が接着材１７により搭載され
る。インナーリード１３の先端部１３ａと半導体チップ
１６に形成されたパッド間でワイヤ１８によりボンディ
ングが行われ、樹脂モールドによりパッケージ１９が形
成される。
【０００７】そして、パッケージ１９より延出したアウ
タリード１４は、表面実装用にいわゆるガルウイング形
状に折曲加工されたものである。一方、図１２（Ｂ）に
示す半導体装置２１は、特開平４−６８６３号公報に記
載されているもので、リードフレーム２２のインナリー
ド２３の先端部２３ａを搭載する半導体チップ２５より
離隔させることで多ピン化を図っている。この場合、放
熱性を向上させるためにいわゆるヒートスプレッタ２６
が用いられ、このヒートスプレッタ２６にインナリード
２３の先端部２３ａが取り付けられる。
タリード１４は、表面実装用にいわゆるガルウイング形
状に折曲加工されたものである。一方、図１２（Ｂ）に
示す半導体装置２１は、特開平４−６８６３号公報に記
載されているもので、リードフレーム２２のインナリー
ド２３の先端部２３ａを搭載する半導体チップ２５より
離隔させることで多ピン化を図っている。この場合、放
熱性を向上させるためにいわゆるヒートスプレッタ２６
が用いられ、このヒートスプレッタ２６にインナリード
２３の先端部２３ａが取り付けられる。
【０００８】ヒートスプレッタ２６上には接着材２７に
より半導体チップ２５が搭載され、半導体チップ２５に
形成されたパッドとインナーリード２３の先端部２３ａ
間でワイヤ２８によりボンディングが行われる。そし
て、樹脂モールドによりパッケージ２９が形成され、パ
ッケージ２９より延出するアウタリード２４がガルウイ
ング形状に折曲加工されたものである。
より半導体チップ２５が搭載され、半導体チップ２５に
形成されたパッドとインナーリード２３の先端部２３ａ
間でワイヤ２８によりボンディングが行われる。そし
て、樹脂モールドによりパッケージ２９が形成され、パ
ッケージ２９より延出するアウタリード２４がガルウイ
ング形状に折曲加工されたものである。
【０００９】また、図１２（Ｃ）に示す半導体装置２１
は、図１２（Ｂ）に示すヒートスプレッタ２６上にイン
ナーリード２３と対応して接続されるパターン２６ａが
それぞれ形成され、搭載された半導体チップ２５のパッ
ドとパターン間でワイヤ２８ａによりボンディングされ
たものである。これは、図１２（Ｂ）に示すワイヤ２８
よりワイヤ長の短いワイヤ２８ａでよく、ワイヤコスト
等を低減させることができる。
は、図１２（Ｂ）に示すヒートスプレッタ２６上にイン
ナーリード２３と対応して接続されるパターン２６ａが
それぞれ形成され、搭載された半導体チップ２５のパッ
ドとパターン間でワイヤ２８ａによりボンディングされ
たものである。これは、図１２（Ｂ）に示すワイヤ２８
よりワイヤ長の短いワイヤ２８ａでよく、ワイヤコスト
等を低減させることができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図１２（Ａ）
に示す半導体装置１１は、インナーリード１３の薄い先
端部１３ａをフィルム１５で補強がなされているが十分
ではなく、リードフレーム１２の搬送や、パッケージン
グにおけるモールド樹脂の注入圧力等で変形を生じ易
く、歩留りが低下するという問題がある。
に示す半導体装置１１は、インナーリード１３の薄い先
端部１３ａをフィルム１５で補強がなされているが十分
ではなく、リードフレーム１２の搬送や、パッケージン
グにおけるモールド樹脂の注入圧力等で変形を生じ易
く、歩留りが低下するという問題がある。
【００１１】また、図１２（Ｂ）に示す半導体装置２１
は、インナーリード２３を薄くせずに多ピン化を図るこ
とができるが、先端を半導体チップ２５に近づけること
ができずワイヤ２８が長くなる。そのため、ワイヤコス
トが高くなると共に、高速化の妨げになるという問題が
ある。
は、インナーリード２３を薄くせずに多ピン化を図るこ
とができるが、先端を半導体チップ２５に近づけること
ができずワイヤ２８が長くなる。そのため、ワイヤコス
トが高くなると共に、高速化の妨げになるという問題が
ある。
【００１２】さらに、図１２（Ｃ）に示す半導体装置２
１は、ワイヤ２８ａが短いが、ヒートスプレッタ２６上
にパターン２６ａを形成することがコストの増大を招く
という問題がある。そこで、本発明は上記課題に鑑みな
されたもので、多ピン化によるリードフレームの強度を
向上させると共に、チップの小型化による放熱性の向上
を図る半導体装置及びその製造方法及びこれに使用され
るリードフレームを提供することを目的とする。
１は、ワイヤ２８ａが短いが、ヒートスプレッタ２６上
にパターン２６ａを形成することがコストの増大を招く
という問題がある。そこで、本発明は上記課題に鑑みな
されたもので、多ピン化によるリードフレームの強度を
向上させると共に、チップの小型化による放熱性の向上
を図る半導体装置及びその製造方法及びこれに使用され
るリードフレームを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１では、所定数のリード端子が配列され、前
記リード端子におけるインナーリードとなる端子部分の
所定部分の厚さを他の部分より薄い薄板部が形成された
リードフレームと、半導体チップを搭載して熱放散を行
うものであって、前記半導体チップの近傍に前記インナ
ーリードの薄板部を配置させ、該インナーリードの該薄
板部を含む先端部分が接着部材により固着される板状の
熱放散部材と、前記半導体チップ及び前記インナーリー
ドの薄板部間で電気的接続が行われた前記熱放散部材を
覆い、前記リード端子のアウタリードとなる端子部分を
延出させた封止部とを有し、かつ、前記熱放散部材に、
前記半導体チップと前記インナーリードの該薄板部を含
む先端部分とをそれぞれ直接的に固着することにより半
導体装置が構成される。
に、請求項１では、所定数のリード端子が配列され、前
記リード端子におけるインナーリードとなる端子部分の
所定部分の厚さを他の部分より薄い薄板部が形成された
リードフレームと、半導体チップを搭載して熱放散を行
うものであって、前記半導体チップの近傍に前記インナ
ーリードの薄板部を配置させ、該インナーリードの該薄
板部を含む先端部分が接着部材により固着される板状の
熱放散部材と、前記半導体チップ及び前記インナーリー
ドの薄板部間で電気的接続が行われた前記熱放散部材を
覆い、前記リード端子のアウタリードとなる端子部分を
延出させた封止部とを有し、かつ、前記熱放散部材に、
前記半導体チップと前記インナーリードの該薄板部を含
む先端部分とをそれぞれ直接的に固着することにより半
導体装置が構成される。
【００１４】請求項２では、請求項１において、前記熱
放散部材は、前記封止部より高熱伝導率の部材で形成さ
れる。請求項３では、請求項１又は２において、前記熱
放散部材の前記半導体チップ搭載面の反対面を少くとも
前記封止部より露出させる。
放散部材は、前記封止部より高熱伝導率の部材で形成さ
れる。請求項３では、請求項１又は２において、前記熱
放散部材の前記半導体チップ搭載面の反対面を少くとも
前記封止部より露出させる。
【００１５】請求項４では、請求項１〜３の何れか一項
において、前記封止部は前記熱放散部材の前記半導体チ
ップ搭載面の反対面を表出させる開口部が形成され、前
記開口部に前記熱放散部材と接触して露出される放熱部
材が設けられる。請求項５では、請求項４において、前
記放熱部材は、前記熱放散部材から露出面にかけて所定
数の貫通穴が形成される。
において、前記封止部は前記熱放散部材の前記半導体チ
ップ搭載面の反対面を表出させる開口部が形成され、前
記開口部に前記熱放散部材と接触して露出される放熱部
材が設けられる。請求項５では、請求項４において、前
記放熱部材は、前記熱放散部材から露出面にかけて所定
数の貫通穴が形成される。
【００１６】請求項６では、請求項５において、前記貫
通穴は、前記放熱部材の露出平面上で周辺部分に配置さ
れて形成される。
通穴は、前記放熱部材の露出平面上で周辺部分に配置さ
れて形成される。
【００１７】
【作用】上述のように、請求項１及び２の発明では、封
止部内でリードフレームのインナーリードに薄板部が形
成されてその先端部分が接着部材により板状の熱放射部
材上に固着され、熱放散部材上に半導体チップを搭載し
て薄板部と電気的接続される。これにより、インナーリ
ードに薄板部を形成しても放熱性を向上させる熱放散部
材上に固着されることでリードフレームの強度が向上さ
れて量産性の向上を図ることが可能となると共に、イン
ナーリードの先端部分と熱放散部材とが広いエリアで接
着部材により固着されて封止部形成後の熱収縮によるア
ンマッチングが吸収され、歩留りの向上を図ることが可
能となる。
止部内でリードフレームのインナーリードに薄板部が形
成されてその先端部分が接着部材により板状の熱放射部
材上に固着され、熱放散部材上に半導体チップを搭載し
て薄板部と電気的接続される。これにより、インナーリ
ードに薄板部を形成しても放熱性を向上させる熱放散部
材上に固着されることでリードフレームの強度が向上さ
れて量産性の向上を図ることが可能となると共に、イン
ナーリードの先端部分と熱放散部材とが広いエリアで接
着部材により固着されて封止部形成後の熱収縮によるア
ンマッチングが吸収され、歩留りの向上を図ることが可
能となる。
【００１８】請求項３及び４の発明では、熱放散部材の
半導体チップ搭載反対面を露出させ、又はこの面を表出
させる開口部を封止部に形成して放熱部材を設ける。こ
れにより、半導体チップの小型化に伴う温度上昇に対す
る放熱性をより向上させることが可能となる。
半導体チップ搭載反対面を露出させ、又はこの面を表出
させる開口部を封止部に形成して放熱部材を設ける。こ
れにより、半導体チップの小型化に伴う温度上昇に対す
る放熱性をより向上させることが可能となる。
【００１９】請求項５及び６の発明では、放熱部材の適
宜周辺部分に配置される貫通穴が形成される。これによ
り、封止部形成時の水分が貫通穴より抜け、封止部の破
損がが防止されて歩留りの向上を図ることが可能とな
る。
宜周辺部分に配置される貫通穴が形成される。これによ
り、封止部形成時の水分が貫通穴より抜け、封止部の破
損がが防止されて歩留りの向上を図ることが可能とな
る。
【００２０】
【実施例】図１に、本発明の一実施例の構成図を示す。
図１（Ａ）は縦側断面図、図１（Ｂ）は平面図である。
図１（Ａ），（Ｂ）に示す半導体装置３１Ａは、ＱＦＰ
型のもので、リードフレーム３２がインナーリード３３
及びアウタリード３４で構成されており、インナーリー
ド３３の先端部分に他の部分より厚さが薄い薄板部３３
ａが形成されている（図２において説明する）。
図１（Ａ）は縦側断面図、図１（Ｂ）は平面図である。
図１（Ａ），（Ｂ）に示す半導体装置３１Ａは、ＱＦＰ
型のもので、リードフレーム３２がインナーリード３３
及びアウタリード３４で構成されており、インナーリー
ド３３の先端部分に他の部分より厚さが薄い薄板部３３
ａが形成されている（図２において説明する）。
【００２１】このインナーリード３３は、その薄板部３
３ａ部分を熱放散部材であるヒートスプレッタ３５（図
３において説明する）上に接着材等で固着されている。
また、ヒートスプレッタ３５上であって、インナーリー
ド３３（薄板部３３ａ）間の領域（略中央部分）に小型
化が図られた半導体チップ３６が銀ペースト等の接着材
３７により搭載される。この場合、半導体チップ３６の
周囲にはインナーリード３３の薄板部３３ａが近接配置
された状態となる。
３ａ部分を熱放散部材であるヒートスプレッタ３５（図
３において説明する）上に接着材等で固着されている。
また、ヒートスプレッタ３５上であって、インナーリー
ド３３（薄板部３３ａ）間の領域（略中央部分）に小型
化が図られた半導体チップ３６が銀ペースト等の接着材
３７により搭載される。この場合、半導体チップ３６の
周囲にはインナーリード３３の薄板部３３ａが近接配置
された状態となる。
【００２２】そこで、半導体チップ３６上に形成された
電極パッド（図に表われず）とインナーリード３３の薄
板部３３ａとの間で金等のワイヤ３８によりボンディン
グされて電気的接続が行われている。そして、ヒートス
プレッタ３５を含んで樹脂封止により封止部であるパッ
ケージ３９が形成される。
電極パッド（図に表われず）とインナーリード３３の薄
板部３３ａとの間で金等のワイヤ３８によりボンディン
グされて電気的接続が行われている。そして、ヒートス
プレッタ３５を含んで樹脂封止により封止部であるパッ
ケージ３９が形成される。
【００２３】パッケージ３９の四方からはリードフレー
ム３２のアウタリード３４が延出され、表面実装用にい
わゆるガルウイング形状に折曲加工されている。ここ
で、図２に、図１のリードフレームの構成図を示す。図
２（Ａ）は連設された半導体装置１個分のリードフレー
ム３２の平面図、図２（Ｂ）はインナリード３３の一部
分の平面図、図２（Ｃ）はインナーリード３３の断面図
である。
ム３２のアウタリード３４が延出され、表面実装用にい
わゆるガルウイング形状に折曲加工されている。ここ
で、図２に、図１のリードフレームの構成図を示す。図
２（Ａ）は連設された半導体装置１個分のリードフレー
ム３２の平面図、図２（Ｂ）はインナリード３３の一部
分の平面図、図２（Ｃ）はインナーリード３３の断面図
である。
【００２４】図２（Ａ）に示すリードフレーム３２は、
クレドール４１間にリード端子４２が形成され、各リー
ド端子４２はタイバー４３により連結されている。タイ
バー４３の中央側が略インナーリード３３となり、外側
がアウタリード３４となる。インナーリード３３の中央
側先端は各辺で連結部４４により連結されている。この
連結部４４間に形成される中央部分の空間領域に半導体
チップ３６が位置される。
クレドール４１間にリード端子４２が形成され、各リー
ド端子４２はタイバー４３により連結されている。タイ
バー４３の中央側が略インナーリード３３となり、外側
がアウタリード３４となる。インナーリード３３の中央
側先端は各辺で連結部４４により連結されている。この
連結部４４間に形成される中央部分の空間領域に半導体
チップ３６が位置される。
【００２５】これらは、例えば厚さ０．１５ｍｍの銅合
金等の金属板よりエッチングにより形成される。この場
合のリード端子４２の部分拡大図が図２（Ｂ）に示され
る。このタイバー４３及び連結部４４は、所定工程中で
切断除去されるものである。
金等の金属板よりエッチングにより形成される。この場
合のリード端子４２の部分拡大図が図２（Ｂ）に示され
る。このタイバー４３及び連結部４４は、所定工程中で
切断除去されるものである。
【００２６】また、インナーリード３３は、図２（Ｃ）
に示すように、先端より所定長の薄板部３３ａが形成さ
れる。この薄板部３３ａは、例えばハーフエッチングに
より例えば厚さ約０．０７５ｍｍで形成される。このよ
うなリードフレーム３２は、インナリード３３の先端部
分に薄板部３３ａが形成されており、その先端を半導体
チップ配置領域まで前進させても微小ピッチでエッチン
グにより形成可能となる。
に示すように、先端より所定長の薄板部３３ａが形成さ
れる。この薄板部３３ａは、例えばハーフエッチングに
より例えば厚さ約０．０７５ｍｍで形成される。このよ
うなリードフレーム３２は、インナリード３３の先端部
分に薄板部３３ａが形成されており、その先端を半導体
チップ配置領域まで前進させても微小ピッチでエッチン
グにより形成可能となる。
【００２７】このことは、多ピン化を図る上で、半導体
チップ３５との電気的接続を行うワイヤ３８の長さを短
縮することができ、ワイヤコストの低減、インピーダン
ス低下による高速化及びワイヤフロー等の減少による歩
留りの向上を図ることができる。
チップ３５との電気的接続を行うワイヤ３８の長さを短
縮することができ、ワイヤコストの低減、インピーダン
ス低下による高速化及びワイヤフロー等の減少による歩
留りの向上を図ることができる。
【００２８】また、上記インナーリード３３の前進は、
搭載する半導体チップ３６の大きさが大より小への何れ
にも対応することが可能となり、歩留りの向上を図るこ
とができる。さらに、インナーリード３３における薄板
部３３ａの先端は、ヒートスプレッタ３５に固着される
までは連結部４４が一体的に形成されていることから、
搬送時等においてリードフレームの強度が向上されて変
形を防止することができ、歩留りを向上させることがで
きる。
搭載する半導体チップ３６の大きさが大より小への何れ
にも対応することが可能となり、歩留りの向上を図るこ
とができる。さらに、インナーリード３３における薄板
部３３ａの先端は、ヒートスプレッタ３５に固着される
までは連結部４４が一体的に形成されていることから、
搬送時等においてリードフレームの強度が向上されて変
形を防止することができ、歩留りを向上させることがで
きる。
【００２９】また、インナーリード３３における連結部
４４の切断除去後は薄板部３３ａの殆どはヒートスプレ
ッタ３５上に固着されており、樹脂モールド時等におい
て変形することがなく、歩留り向上が図られるものであ
る。ヒートスプレッタ３５は、その中央部分に半導体チ
ップ３６が搭載されるもので、その周囲に後述するよう
にインナーリード３３の連結部４４が位置される。ヒー
トスプレッタ３５は、例えば銅タングステン合金材（Ｗ
−Ｃｕ）が使用される。因みに、２０％Ｗ−Ｃｕにおけ
る熱膨張係数は４００℃において５．１×１０-6／℃、
８００℃において７．３〜７．７×１０-6／℃であり、
熱伝導度は０．５８ｃａｌ／ｃｍ ｓｅｃ ℃である。
また、３０％Ｗ−Ｃｕにおける熱膨張係数は４００℃に
おいて１０．６×１０-6／℃、８００℃において１２．
０×１０-6／℃であり、熱伝導度は０．６７ｃａｌ／ｃ
ｍ ｓｅｃ ℃である。
４４の切断除去後は薄板部３３ａの殆どはヒートスプレ
ッタ３５上に固着されており、樹脂モールド時等におい
て変形することがなく、歩留り向上が図られるものであ
る。ヒートスプレッタ３５は、その中央部分に半導体チ
ップ３６が搭載されるもので、その周囲に後述するよう
にインナーリード３３の連結部４４が位置される。ヒー
トスプレッタ３５は、例えば銅タングステン合金材（Ｗ
−Ｃｕ）が使用される。因みに、２０％Ｗ−Ｃｕにおけ
る熱膨張係数は４００℃において５．１×１０-6／℃、
８００℃において７．３〜７．７×１０-6／℃であり、
熱伝導度は０．５８ｃａｌ／ｃｍ ｓｅｃ ℃である。
また、３０％Ｗ−Ｃｕにおける熱膨張係数は４００℃に
おいて１０．６×１０-6／℃、８００℃において１２．
０×１０-6／℃であり、熱伝導度は０．６７ｃａｌ／ｃ
ｍ ｓｅｃ ℃である。
【００３０】すなわち、ヒートスプレッタ３５に銅タン
グステン合金材を使用することで熱伝導度が銅合金
（０．２５〜０．８５ｃａｌ／ｃｍ ｓｅｃ ℃）と比
して同等のもので、熱放散性に優れているものである。
そこで、図３にヒートスプレッタへのインナーリードの
載置状態の部分平面図を示し、図４に本発明の半導体装
置の製造説明図を示す。
グステン合金材を使用することで熱伝導度が銅合金
（０．２５〜０．８５ｃａｌ／ｃｍ ｓｅｃ ℃）と比
して同等のもので、熱放散性に優れているものである。
そこで、図３にヒートスプレッタへのインナーリードの
載置状態の部分平面図を示し、図４に本発明の半導体装
置の製造説明図を示す。
【００３１】まず、図４において、ヒートスプレッタ３
５上にリードフレーム３２におけるインナーリード３３
を接着材（図５において説明する）で固着する（ステッ
プ（Ｓ）１）。このとき、図３に示すように、薄板部３
３ａの先端の連結部４４がヒートスプレッタ３５の周辺
にそれぞれ位置される。なお、インナーリード３３とヒ
ートスプレッタ３５の接触面積を最大限にすることで熱
放散性が向上し、ひいては電気的特性を向上させること
ができると共に、接着性が向上されて後述するパッケー
ジ３９形成後の熱収縮のアンマッチングを吸収させるこ
とができる。
５上にリードフレーム３２におけるインナーリード３３
を接着材（図５において説明する）で固着する（ステッ
プ（Ｓ）１）。このとき、図３に示すように、薄板部３
３ａの先端の連結部４４がヒートスプレッタ３５の周辺
にそれぞれ位置される。なお、インナーリード３３とヒ
ートスプレッタ３５の接触面積を最大限にすることで熱
放散性が向上し、ひいては電気的特性を向上させること
ができると共に、接着性が向上されて後述するパッケー
ジ３９形成後の熱収縮のアンマッチングを吸収させるこ
とができる。
【００３２】そして、ヒートスプレッタ３５上で、例え
ばレーザ光によりインナーリード３３の連結部４４を切
断除去する（Ｓ２）。続いて、ヒートスプレッタ３５の
中央部分に、半導体チップ３６が接着材３７により搭載
される（Ｓ３）。そこで、半導体チップ３６上の電極パ
ッド（図示せず）とインナーリード３２の薄板部３３ａ
（ヒートスプレッタ３５上の部分）との間でワイヤ３８
によりボンディングが行われる（Ｓ４）。
ばレーザ光によりインナーリード３３の連結部４４を切
断除去する（Ｓ２）。続いて、ヒートスプレッタ３５の
中央部分に、半導体チップ３６が接着材３７により搭載
される（Ｓ３）。そこで、半導体チップ３６上の電極パ
ッド（図示せず）とインナーリード３２の薄板部３３ａ
（ヒートスプレッタ３５上の部分）との間でワイヤ３８
によりボンディングが行われる（Ｓ４）。
【００３３】そして、モールド金型内に位置されてモー
ルド樹脂（例えばエポキシ樹脂）によりパッケージ３９
が形成されるものである（Ｓ５）。このように、ヒート
スプレッタ３５にインナーリード３３を固着するまでは
薄板部３３ａの先端が連結部４４で一体となっており、
強度が向上されて搬送時等でのリード変形を防止するこ
とができる。また、パッケージング時には、薄板部３３
ａはヒートスプレッタ３５上に固着されており、モール
ド時の圧力によるリード変形を防止することができるも
のである。
ルド樹脂（例えばエポキシ樹脂）によりパッケージ３９
が形成されるものである（Ｓ５）。このように、ヒート
スプレッタ３５にインナーリード３３を固着するまでは
薄板部３３ａの先端が連結部４４で一体となっており、
強度が向上されて搬送時等でのリード変形を防止するこ
とができる。また、パッケージング時には、薄板部３３
ａはヒートスプレッタ３５上に固着されており、モール
ド時の圧力によるリード変形を防止することができるも
のである。
【００３４】次に、図５〜図８に、第１実施例の他の構
成の縦側断面図を示す。図５に示す半導体装置３１Ａ
は、図１に示す半導体装置３１Ａにおいて、リードフレ
ーム３２における薄板部３３ａを含むインナーリード３
３の先端部分の広いエリアを、接着部材であるＰＩ（ポ
リイミド）などのテープ、エポキシ系などの接着剤等の
接着材３５ａによりヒートスプレッタ３５上に固着した
もので、他の構成は図１と同様である。
成の縦側断面図を示す。図５に示す半導体装置３１Ａ
は、図１に示す半導体装置３１Ａにおいて、リードフレ
ーム３２における薄板部３３ａを含むインナーリード３
３の先端部分の広いエリアを、接着部材であるＰＩ（ポ
リイミド）などのテープ、エポキシ系などの接着剤等の
接着材３５ａによりヒートスプレッタ３５上に固着した
もので、他の構成は図１と同様である。
【００３５】すなわち、インナーリード３３の先端部分
をヒートスプレッタ３５上に広いエリアで接着性を高く
して固着させることにより、上述のようにパッケージ３
９の形成後の熱収縮によるアンマッチングが吸収され、
ワイヤ３８の切断等が防止されることとなり、歩留りの
向上を図ることができるものである。
をヒートスプレッタ３５上に広いエリアで接着性を高く
して固着させることにより、上述のようにパッケージ３
９の形成後の熱収縮によるアンマッチングが吸収され、
ワイヤ３８の切断等が防止されることとなり、歩留りの
向上を図ることができるものである。
【００３６】図６に示す半導体装置３１Ｂは、図１に示
す半導体装置３１Ａのパッケージ３９ａの下方に、ヒー
トスプレッタ３５の半導体チップ搭載面の反対面を表出
させる開口部５０を形成してパッケージングされ、この
開口部５０に、少くとも一面を露出させて放熱部材であ
る放熱板５１を、ヒートスプレッタ３５に接触させて埋
設したものである。
す半導体装置３１Ａのパッケージ３９ａの下方に、ヒー
トスプレッタ３５の半導体チップ搭載面の反対面を表出
させる開口部５０を形成してパッケージングされ、この
開口部５０に、少くとも一面を露出させて放熱部材であ
る放熱板５１を、ヒートスプレッタ３５に接触させて埋
設したものである。
【００３７】開口部５０は、パッケージング時のモール
ド金型に開口部５０を形成するための突起部を形成させ
てヒートスプレッタ３５に当接させてモールディングす
ることにより形成することができる。これによれば、ヒ
ートスプレッタ３５の熱放散性と放熱板５１の放熱性に
より、半導体チップ３６の小型化に伴って増大する発熱
に対して、より放熱効果を向上させることができる。
ド金型に開口部５０を形成するための突起部を形成させ
てヒートスプレッタ３５に当接させてモールディングす
ることにより形成することができる。これによれば、ヒ
ートスプレッタ３５の熱放散性と放熱板５１の放熱性に
より、半導体チップ３６の小型化に伴って増大する発熱
に対して、より放熱効果を向上させることができる。
【００３８】図７（Ａ）に示す半導体装置３１Ｂは、図
６に示す放熱板５１のヒートスプレッタ３５側から露出
面にかけて所定数の貫通穴５１ａが形成されたものであ
る。この場合、貫通穴５１ａは、図７（Ｂ）に示すよう
に放熱板５１の露出平面上で周辺部分に配置されるよう
に形成される。すなわち、半導体チップ３６の搭載部分
から離れたエリアに貫通穴５１ａが形成される。
６に示す放熱板５１のヒートスプレッタ３５側から露出
面にかけて所定数の貫通穴５１ａが形成されたものであ
る。この場合、貫通穴５１ａは、図７（Ｂ）に示すよう
に放熱板５１の露出平面上で周辺部分に配置されるよう
に形成される。すなわち、半導体チップ３６の搭載部分
から離れたエリアに貫通穴５１ａが形成される。
【００３９】これによれば、パッケージ３９の形成に際
して、注入されるモールド樹脂に含まれる水分が、硬化
時にヒートスプレッタと放熱板５１の境界部分より該放
熱板５１の貫通穴５１ａを介して抜き出される。この場
合、モールド金型における放熱板５１の貫通穴５１ａに
対応する位置に、水抜き穴が形成されているものであ
る。
して、注入されるモールド樹脂に含まれる水分が、硬化
時にヒートスプレッタと放熱板５１の境界部分より該放
熱板５１の貫通穴５１ａを介して抜き出される。この場
合、モールド金型における放熱板５１の貫通穴５１ａに
対応する位置に、水抜き穴が形成されているものであ
る。
【００４０】従って、パッケージ３９のクラックが防止
され、実装性が改善されるものである。すなわち、パッ
ケージ３９のクラックを防止するために、強度の高いモ
ールド樹脂を使用する必要がなく、放熱板５１に貫通穴
５１ａを設けることにより、通常強度のモールド樹脂の
使用が可能となって、コストの増加を防止することがで
きるものである。
され、実装性が改善されるものである。すなわち、パッ
ケージ３９のクラックを防止するために、強度の高いモ
ールド樹脂を使用する必要がなく、放熱板５１に貫通穴
５１ａを設けることにより、通常強度のモールド樹脂の
使用が可能となって、コストの増加を防止することがで
きるものである。
【００４１】また、図８に示す半導体装置３１Ｃは、パ
ッケージ３９ｂを形成するにあたり、下方でヒートスプ
レッタ３５の半導体チップ搭載面の反対面を露出させて
形成したものである。これは、例えばモールド金型にお
ける下金型のキャビティの底面にヒートスプレッタ３５
を当接させてモールディングすることにより形成するこ
とができる。これによれば、ヒートスプレッタ３５の裏
面が露出さていることから、放熱性をより向上させるこ
とができると共に、装置の薄型化を図ることができる。
ッケージ３９ｂを形成するにあたり、下方でヒートスプ
レッタ３５の半導体チップ搭載面の反対面を露出させて
形成したものである。これは、例えばモールド金型にお
ける下金型のキャビティの底面にヒートスプレッタ３５
を当接させてモールディングすることにより形成するこ
とができる。これによれば、ヒートスプレッタ３５の裏
面が露出さていることから、放熱性をより向上させるこ
とができると共に、装置の薄型化を図ることができる。
【００４２】なお、図５〜図８に示すものは各個別の構
成例を示したものであるが、適宜組み合わせて構成（例
えば、図５と図６及び図７、図５と図８）することがで
きるものである。また、後述する第２実施例も同様であ
る。続いて、図９及び図１０に、第１実施例の他の薄板
部形成の説明図を示す。
成例を示したものであるが、適宜組み合わせて構成（例
えば、図５と図６及び図７、図５と図８）することがで
きるものである。また、後述する第２実施例も同様であ
る。続いて、図９及び図１０に、第１実施例の他の薄板
部形成の説明図を示す。
【００４３】図９（Ａ）は、リードフレーム３２（リー
ド端子４２）が薄い金属板部材３２ａ1 〜３２ａ3 を貼
り合わされて形成された場合のインナリード３３の先端
部分を示している。例えば金属板部材３３ａ1 ，３３ａ
3 を鉄系部材とし、金属板部材３３ａ2 を銅系部材とす
る。
ド端子４２）が薄い金属板部材３２ａ1 〜３２ａ3 を貼
り合わされて形成された場合のインナリード３３の先端
部分を示している。例えば金属板部材３３ａ1 ，３３ａ
3 を鉄系部材とし、金属板部材３３ａ2 を銅系部材とす
る。
【００４４】そこで、図９（Ｂ）に示すように、インナ
リード３３の先端部分の一方面を選択的にハーフエッチ
ングして薄板部３３ａを形成するものである。また、図
１０は薄い金属板部材３２ａ1 〜３２ａ3 を貼り合わせ
てリードフレーム３２（リード端子４２）を形成した場
合を示しており、そのインナリード３３の先端部分にお
いて、図１０（Ａ）に示す金属板部材３２ａ1 上に、図
１０（Ｂ）に示す金属板部材３２ａ2 が重ね合わされ
る。
リード３３の先端部分の一方面を選択的にハーフエッチ
ングして薄板部３３ａを形成するものである。また、図
１０は薄い金属板部材３２ａ1 〜３２ａ3 を貼り合わせ
てリードフレーム３２（リード端子４２）を形成した場
合を示しており、そのインナリード３３の先端部分にお
いて、図１０（Ａ）に示す金属板部材３２ａ1 上に、図
１０（Ｂ）に示す金属板部材３２ａ2 が重ね合わされ
る。
【００４５】そして、金属板部材３２ａ2 上に、図１０
（Ｃ）に示すように、予め薄板部３３ａとなる部分が切
断された金属板部材３２ａ3 が重ね合わされたものであ
る。これによれば、図９に示すようにエッチングをする
ことなく薄板部３３ａを形成することができる。
（Ｃ）に示すように、予め薄板部３３ａとなる部分が切
断された金属板部材３２ａ3 が重ね合わされたものであ
る。これによれば、図９に示すようにエッチングをする
ことなく薄板部３３ａを形成することができる。
【００４６】この場合、金属板部材３２ａ1 〜３２ａ3
は図９（Ａ）で説明したように鉄系部材と銅系部材で形
成してもよく、また総て同一の銅系部材等で形成しても
よい。このように、リードフレーム３２（リード端子４
２）が薄い金属板部材３２ａ1 〜３２ａ3 で形成される
場合であっても容易に薄板部３３ａを形成することがで
きるものである。
は図９（Ａ）で説明したように鉄系部材と銅系部材で形
成してもよく、また総て同一の銅系部材等で形成しても
よい。このように、リードフレーム３２（リード端子４
２）が薄い金属板部材３２ａ1 〜３２ａ3 で形成される
場合であっても容易に薄板部３３ａを形成することがで
きるものである。
【００４７】次に、図１１に、本発明の第２実施例の構
成図を示す。図１１（Ａ）は半導体装置３１D の縦側断
面図、図１１（Ｂ）はリードフレーム３２A におけるリ
ード端子（インナリード３３1 ，アウタリード３４）の
部分平面図、図１１（Ｃ）はインナリード３３1 の先端
部分の断面図である。
成図を示す。図１１（Ａ）は半導体装置３１D の縦側断
面図、図１１（Ｂ）はリードフレーム３２A におけるリ
ード端子（インナリード３３1 ，アウタリード３４）の
部分平面図、図１１（Ｃ）はインナリード３３1 の先端
部分の断面図である。
【００４８】図１１（Ａ）に示すように、ヒートプレッ
タ３５上に半導体チップ３６が接着材３７により搭載さ
れており、その周囲にリードフレーム３２A のインナリ
ード３３1 が位置されるように接着材等により固着され
る。リードフレーム３２A は、図１１（Ｂ）に示すよう
に、当所インナリード３３1 の先端が連結部４４で連結
状態であり、ヒートスプレッタ３５上に固着された後
に、例えばレーザ光等により連結部４４が切断されて、
インナリード３３1 がそれぞれ分離される。
タ３５上に半導体チップ３６が接着材３７により搭載さ
れており、その周囲にリードフレーム３２A のインナリ
ード３３1 が位置されるように接着材等により固着され
る。リードフレーム３２A は、図１１（Ｂ）に示すよう
に、当所インナリード３３1 の先端が連結部４４で連結
状態であり、ヒートスプレッタ３５上に固着された後
に、例えばレーザ光等により連結部４４が切断されて、
インナリード３３1 がそれぞれ分離される。
【００４９】ところで、半導体装置のリードがファイン
ピッチであれば第１実施例のように薄板部３３ａを従来
のリードフレームの厚さより薄くする必要があるが、薄
くする必要がなければ図１１（Ｃ）に示すように薄板部
３３ａ1 の厚さＤ1 を従来の厚さ（０．１２５〜０．１
５ｍｍ）とし、他の部分（インナリード３３1 の一部と
アウタリード３４）の厚さＤ2 をこれより厚く（例えば
０．２〜０．２５ｍｍ）設定する。
ピッチであれば第１実施例のように薄板部３３ａを従来
のリードフレームの厚さより薄くする必要があるが、薄
くする必要がなければ図１１（Ｃ）に示すように薄板部
３３ａ1 の厚さＤ1 を従来の厚さ（０．１２５〜０．１
５ｍｍ）とし、他の部分（インナリード３３1 の一部と
アウタリード３４）の厚さＤ2 をこれより厚く（例えば
０．２〜０．２５ｍｍ）設定する。
【００５０】すなわち、特にアウタリード３４の厚さＤ
2 を厚く設定することで熱抵抗が低減されて放熱性が向
上されると共に、アウタリード３４の強度が増して変形
を防止することができ、実装性、搬送性を向上させるこ
とができるものである。図１１（Ａ）に戻って説明する
に、半導体チップ３６（電極パッド）とインナリード３
３1 の薄板部３３1aとの間でワイヤ３８により電気的接
続が行われ、エポキシ樹脂等でパッケージ３９が形成さ
れる。
2 を厚く設定することで熱抵抗が低減されて放熱性が向
上されると共に、アウタリード３４の強度が増して変形
を防止することができ、実装性、搬送性を向上させるこ
とができるものである。図１１（Ａ）に戻って説明する
に、半導体チップ３６（電極パッド）とインナリード３
３1 の薄板部３３1aとの間でワイヤ３８により電気的接
続が行われ、エポキシ樹脂等でパッケージ３９が形成さ
れる。
【００５１】そして、パッケージ３９より延出するアウ
タリード３４がガルウィング形状に折曲加工されるもの
である。
タリード３４がガルウィング形状に折曲加工されるもの
である。
【００５２】
【発明の効果】以上のように、請求項１及び２の発明に
よれば、封止部内でリードフレームのインナーリードに
薄板部が形成されてその先端部分が接着部材により板状
の熱放射部材上に固着され、熱放散部材上に半導体チッ
プを搭載して薄板部と電気的接続されることにより、イ
ンナーリードに薄板部を形成しても放熱性を向上させる
熱放散部材上に固着されることでリードフレームの強度
が向上されて量産性の向上を図ることができると共に、
インナーリードの先端部分と熱放散部材とが広いエリア
で接着部材により固着されて封止部形成後の熱収縮によ
るアンマッチングが吸収され、歩留りの向上を図ること
ができる。
よれば、封止部内でリードフレームのインナーリードに
薄板部が形成されてその先端部分が接着部材により板状
の熱放射部材上に固着され、熱放散部材上に半導体チッ
プを搭載して薄板部と電気的接続されることにより、イ
ンナーリードに薄板部を形成しても放熱性を向上させる
熱放散部材上に固着されることでリードフレームの強度
が向上されて量産性の向上を図ることができると共に、
インナーリードの先端部分と熱放散部材とが広いエリア
で接着部材により固着されて封止部形成後の熱収縮によ
るアンマッチングが吸収され、歩留りの向上を図ること
ができる。
【００５３】請求項３及び４の発明によれば、熱放散部
材の半導体チップ搭載反対面を露出させ、又はこの面を
表出させる開口部を封止部に形成して放熱部材を設ける
ことにより、半導体チップの小型化に伴う温度上昇に対
する放熱性をより向上させることができる。
材の半導体チップ搭載反対面を露出させ、又はこの面を
表出させる開口部を封止部に形成して放熱部材を設ける
ことにより、半導体チップの小型化に伴う温度上昇に対
する放熱性をより向上させることができる。
【００５４】請求項５及び６の発明によれば、放熱部材
の適宜周辺部分に配置される貫通穴が形成されることに
より、封止部形成時の水分が貫通穴より抜け、封止部の
破損が防止されて歩留りの向上を図ることができる。
の適宜周辺部分に配置される貫通穴が形成されることに
より、封止部形成時の水分が貫通穴より抜け、封止部の
破損が防止されて歩留りの向上を図ることができる。
【図１】本発明の第１実施例の構成図である。
【図２】図１のリードフレームの構成図である。
【図３】ヒートスプレッタへのインナーリード載置状態
の部分平面図である。
の部分平面図である。
【図４】本発明の半導体装置の製造説明図である。
【図５】第１実施例の他の構成の縦側断面図（１）であ
る。
る。
【図６】第１実施例の他の構成の縦側断面図（２）であ
る。
る。
【図７】第１実施例の他の構成の縦側断面図（３）であ
る。
る。
【図８】第１実施例の他の構成の縦側断面図（４）であ
る。
る。
【図９】第１実施例の他の薄板部形成の説明図（１）で
ある。
ある。
【図１０】第１実施例の他の薄板部形成の説明図（２）
である。
である。
【図１１】本発明の第２実施例の構成図である。
【図１２】従来の多ピン化半導体装置の断面構成図であ
る。
る。
３１Ａ〜３１Ｄ 半導体装置
３２，３２A リードフレーム
３３，３３1 インナーリード
３３ａ，３３1a 薄板部
３４ アウタリード
３５ ヒートスプレッタ
３５ａ 接着材
３６ 半導体チップ
３７ 接着材
３８ ワイヤ
３９，３９ａ，３９ｂ パッケージ
４４ 連結部
５１ 放熱板
５１ａ 貫通穴
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 窪田 昭弘
宮城県柴田郡村田町大字村田字西ケ丘１
番地の１ 株式会社富士通宮城エレクト
ロニクス内
(72)発明者 柴崎 浩一
宮城県柴田郡村田町大字村田字西ケ丘１
番地の１ 株式会社富士通宮城エレクト
ロニクス内
(72)発明者 米竹 一浩
宮城県柴田郡村田町大字村田字西ケ丘１
番地の１ 株式会社富士通宮城エレクト
ロニクス内
(72)発明者 青木 強
神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地
富士通株式会社内
(56)参考文献 特開 昭59−98547（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−53390（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−252315（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−94635（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−132441（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−124860（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−209054（ＪＰ，Ａ)
実開 平５−67001（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 23/00 - 23/10
H01L 23/50
Claims (6)
- 【請求項１】 所定数のリード端子が配列され、前記リ
ード端子におけるインナーリードとなる端子部分の所定
部分の厚さを他の部分より薄い薄板部が形成されたリー
ドフレームと、 半導体チップを搭載して熱放散を行うものであって、前
記半導体チップの近傍に前記インナーリードの薄板部を
配置させ、該インナーリードの該薄板部を含む先端部分
が接着部材により固着される板状の熱放散部材と、 前記半導体チップ及び前記インナーリードの薄板部間で
電気的接続が行われた前記熱放散部材を覆い、前記リー
ド端子のアウタリードとなる端子部分を延出させた封止
部とを有し、 かつ、前記熱放散部材に、前記半導体チップと前記イン
ナーリードの該薄板部を含む先端部分とをそれぞれ直接
的に固着した ことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 前記熱放散部材は、前記封止部より高熱
伝導率の部材で形成されることを特徴とする請求項１記
載の半導体装置。 - 【請求項３】 前記熱放散部材の前記半導体チップ搭載
面の反対面を少くとも前記封止部より露出させることを
特徴とする請求項１又は２記載の半導体装置。 - 【請求項４】 前記封止部は前記熱放散部材の前記半導
体チップ搭載面の反対面を表出させる開口部が形成さ
れ、前記開口部に前記熱放散部材と接触して露出される
放熱部材が設けられることを特徴とする請求項１〜３の
何れか一項に記載の半導体装置。 - 【請求項５】 前記放熱部材は、前記熱放散部材から露
出面にかけて所定数の貫通穴が形成されることを特徴と
する請求項４記載の半導体装置。 - 【請求項６】 前記貫通穴は、前記放熱部材の露出平面
上で周辺部分に配置されて形成されることを特徴とする
請求項５記載の半導体装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30395894A JP3419922B2 (ja) | 1994-12-07 | 1994-12-07 | 半導体装置 |
| US08/609,840 US5834831A (en) | 1994-08-16 | 1996-03-01 | Semiconductor device with improved heat dissipation efficiency |
| US08/886,013 US5929513A (en) | 1994-08-16 | 1997-06-30 | Semiconductor device and heat sink used therein |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30395894A JP3419922B2 (ja) | 1994-12-07 | 1994-12-07 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08162558A JPH08162558A (ja) | 1996-06-21 |
| JP3419922B2 true JP3419922B2 (ja) | 2003-06-23 |
Family
ID=17927325
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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