JP3454192B2 - リードフレームとそれを用いた樹脂封止型半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
リードフレームとそれを用いた樹脂封止型半導体装置およびその製造方法Info
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Description
ことができる半導体装置用のリードフレームとそれを用
いた樹脂封止型半導体装置およびその製造方法に関する
ものであり、特にパッケージクラックを防止して信頼性
を向上させることができるリードフレームとそれを用い
た樹脂封止型半導体装置およびその製造方法に関するも
のである。
に、樹脂封止型半導体装置などの半導体部品の高密度実
装が要求され、それにともなって、半導体部品の小型、
薄型化が進んでいる。また小型で薄型でありながら、多
ピン化が進み、高密度の小型、薄型の樹脂封止型半導体
装置が要望されている。
するリードフレームについて説明する。
示す平面図である。図16は従来のリードフレームの構
成を示す断面図であり、図15のA−A1箇所の断面を
示している。
ドフレームは、フレーム枠101と、そのフレーム枠1
01内に、半導体素子が載置される矩形状のダイパッド
部102と、ダイパッド部102を支持する吊りリード
部103と、半導体素子を載置した場合、その載置した
半導体素子と金属細線等の接続手段により電気的接続す
るビーム状のインナーリード部104と、そのインナー
リード部104と連続して設けられ、外部端子との接続
のためのアウターリード部105と、アウターリード部
105どうしを連結固定し、樹脂封止の際の樹脂止めと
なるタイバー部106とより構成されていた。またダイ
パッド部102はディプレス加工により、インナーリー
ド部104の上面よりも下方に配置されているものであ
る。
構成よりなるパターンが1つではなく、複数個、左右、
上下に連続して配列されたものである。
リードフレームを用いた樹脂封止型半導体装置について
説明する。図17は従来の樹脂封止型半導体装置を示す
断面図である。
イパッド部102上に半導体素子107が搭載され、そ
の半導体素子107とインナーリード部104とが金属
細線108により電気的に接続されている。そしてダイ
パッド部102上の半導体素子107、インナーリード
部104の外囲は封止樹脂109により封止されてい
る。封止樹脂109の側面からはアウターリード部10
5が突出して設けられ、先端部はベンディングされてい
る。
法について説明する。図18〜図22は、リードフレー
ムを用いた従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法を示
す工程ごとの断面図である。
そのフレーム枠内に、半導体素子が載置される矩形状の
ダイパッド部102と、ダイパッド部102を支持する
吊りリード部と、半導体素子を載置した場合、その載置
した半導体素子と金属細線等の接続手段により電気的接
続するビーム状のインナーリード部104と、そのイン
ナーリード部104と連続して設けられ、外部端子との
接続のためのアウターリード部と、アウターリード部ど
うしを連結固定し、樹脂封止の際の樹脂止めとなるタイ
バー部とを有したリードフレームを用意する。
のダイパッド部102上に半導体素子107を銀ペース
ト等の接着剤により接合する(ダイボンド工程)。
02上に搭載した半導体素子107の表面の電極パッド
(図示せず)と、リードフレームのインナーリード部1
04の先端部とを金属細線108により接続する(ワイ
ヤーボンド工程)。
107の外囲を封止樹脂により封止するが、封止領域は
リードフレームのタイバー部で包囲された領域内を封止
樹脂109により封止し、アウターリード部105を外
部に突出させて封止する(樹脂封止工程)。
部分で封止樹脂109の境界部をリードカットし、各ア
ウターリード部105を分離し、フレーム枠を除去する
とともに、アウターリード部105の先端部をベンディ
ングすることにより(タイバーカット・ベンド工程)、
樹脂封止型半導体装置を得るものである。
ードフレームでは、基本的にはダイパッド部は半導体素
子を支持する機能を有しているが、半導体素子より発せ
られた熱を外部に放熱する機能は有しておらず、発熱性
の半導体素子を搭載して樹脂封止型半導体装置を構成す
ることはできなかった。また、ダイパッド部の底面を封
止樹脂から露出させ、ダイパッド部自体を放熱板として
機能させ、発熱性の半導体素子を搭載して樹脂封止型半
導体装置を構成することも可能であるが、ダイパッド部
底面を封止樹脂より露出させているため、気密性、およ
び熱応力によるパッケージクラック、または耐湿性の面
で、フルモールドタイプの樹脂封止型半導体装置よりも
劣り、信頼性上、好ましくないという課題があった。
のであり、小型、薄型の放熱機能を備えたフルモールド
タイプの樹脂封止型半導体装置を実現することができる
リードフレームを提供するものであり、またパッケージ
クラック等の信頼性を向上させることができるリードフ
レームとそれを用いた樹脂封止型半導体装置およびその
製造方法を提供することを目的とする。
るために、本発明のリードフレームは、フレーム枠と、
前記フレーム枠内に、半導体素子が載置される放熱部材
と、前記放熱部材の上面に前記半導体素子を載置した場
合、前記半導体素子と接続手段により電気的接続するイ
ンナーリード部と、前記インナーリード部と連続して設
けられ、外部端子との接続のためのアウターリード部と
より構成され、前記放熱部材の前記半導体素子が搭載さ
れる領域に、各コーナー部が丸みを有する菱形の開口部
が設けられ、前記コーナー部は、前記半導体素子が搭載
された際、前記半導体素子の底面の各辺に位置するリー
ドフレームである。
に、半導体素子が載置される放熱部材と、前記放熱部材
の上面に前記半導体素子を載置した場合、前記半導体素
子と接続手段により電気的接続するインナーリード部
と、前記インナーリード部と連続して設けられ、外部端
子との接続のためのアウターリード部とより構成され、
前記放熱部材の前記半導体素子が搭載される領域に、略
八角形の開口部が設けられ、前記略八角形の四辺は、前
記半導体素子が搭載された際、前記半導体素子の底面の
各辺に位置するリードフレームである。
に、半導体素子が載置される放熱部材と、前記放熱部材
の上面に前記半導体素子を載置した場合、前記半導体素
子と接続手段により電気的接続するインナーリード部
と、前記インナーリード部と連続して設けられ、外部端
子との接続のためのアウターリード部とより構成され、
前記放熱部材の前記半導体素子が搭載される領域に、略
十字形の開口部が設けられ、前記略十字形の突出四辺
は、前記半導体素子が搭載された際、前記半導体素子の
底面の各辺に位置するリードフレームである。
ー部が丸みを有した略菱形の開口部を有した放熱部材上
に半導体素子が搭載され、前記半導体素子の電極パッド
とインナーリード部とが金属細線で接続され、前記半導
体素子、放熱部材、インナーリード部、および金属細線
の接続領域の外囲が封止樹脂で樹脂封止され、前記封止
樹脂から前記インナーリード部と接続したアウターリー
ド部が突出した樹脂封止型半導体装置であって、前記放
熱部材の上面は前記インナーリード部の先端部底面と接
着され、前記放熱部材の前記略菱形の開口部の各コーナ
ー部は搭載した前記半導体素子の底面の各辺に位置する
樹脂封止型半導体装置である。
は、フレーム枠と、前記フレーム枠内に、半導体素子が
載置される放熱部材と、前記放熱部材の上面と前記半導
体素子の底面とが接着され、前記半導体素子を載置した
場合、前記半導体素子と金属細線等の接続手段により電
気的接続するインナーリード部と、前記インナーリード
部と連続して設けられ、外部端子との接続のためのアウ
ターリード部とより構成され、前記放熱部材の前記半導
体素子が搭載される領域にコーナー部が丸みを有した略
菱形の開口部が設けられ、前記開口部の各コーナー部
は、前記半導体素子が搭載された際、前記半導体素子の
底面の各辺に位置するリードフレームを用意する工程
と、前記放熱部材上に前記開口部を覆うように前記半導
体素子を接着剤により接合するとともに、前記半導体素
子の底面の各辺に前記開口部のコーナー部を位置させる
工程と、前記半導体素子の電極パッドと前記インナーリ
ード部とを金属細線により接続する工程と、前記半導体
素子、前記放熱部材、前記インナーリード部および前記
金属細線の接続領域の各外囲を封止樹脂により樹脂封止
する工程とよりなる樹脂封止型半導体装置の製造方法で
ある。
は、放熱部材の半導体素子が搭載される領域に開口部が
設けられ、その開口部の形状は、半導体素子が搭載され
た際、その半導体素子の底面の各辺にその開口部の一部
が位置する形状であるため、封止樹脂との密着性を高め
るとともに、パッケージ(封止樹脂)に対する局所的な
応力を防止し、パッケージクラックを防止して信頼性の
高い樹脂封止型半導体装置を実現できるものである。
とにより、半導体素子を搭載した放熱部材をフルモール
ドしても、インナーリード部を通じて放熱できるので、
放熱性を向上させ、また気密性を高め、耐湿性を向上さ
せた樹脂封止型半導体装置を実現できるものである。
それを用いた樹脂封止型半導体装置およびその製造方法
の主とした実施形態について図面を参照しながら説明す
る。
説明する。
平面図である。図2は本実施形態のリードフレームの底
面図である。また図3は本実施形態のリードフレームの
断面図であり、図1におけるB−B1箇所の断面を示し
ている。
ムは、銅材または、42−アロイ等の通常のリードフレ
ームに用いられている金属板よりなり、フレーム枠1
と、そのフレーム枠1内に、半導体素子が載置され、放
熱機能を有する放熱部材2と、半導体素子を載置した場
合、その載置した半導体素子と金属細線等の接続手段に
より電気的接続し、放熱部材2の周辺に先端部が配置さ
れたビーム状のインナーリード部3と、そのインナーリ
ード部3と連続して設けられ、外部端子との接続のため
のアウターリード部4と、アウターリード部4どうしを
連結固定し、樹脂封止の際の樹脂止めとなるタイバー部
5とより構成されている。なお、放熱部材2はポリイミ
ド樹脂によりインナーリード部3の先端部底面と加熱接
着されているものであり、本実施形態では放熱部材2の
上面全体にポリイミド樹脂を形成し、約300[℃]で
加熱して接着したものである。
ームの放熱部材2には、半導体素子が搭載される領域に
開口部6が設けられている。この開口部6は、半導体素
子を搭載し、外囲を封止樹脂で封止した際、その開口部
6に封止樹脂が回り込み、密着性を向上させるととも
に、応力緩和して、パッケージクラックを防止できるも
のである。さらに放熱部材2はインナーリード部3と接
着されており、搭載した半導体素子から発せられた熱を
外部に放熱する機能を有している。また開口部6は、半
導体素子が搭載された際、半導体素子の底面の各辺にそ
のコーナー部が位置するように設けられ、形状として
は、本実施形態では、コーナー部が丸みを有した菱形を
採用している。図1において、破線で示した領域が、半
導体素子が搭載される領域であって、半導体素子の底面
を示している。
面がメッキ処理されたものであり、必要に応じて例え
ば、ハンダメッキ、またはニッケル(Ni),パラジウ
ム(Pd)および金(Au)などの金属が積層されて適
宜メッキされているものである。また本実施形態のリー
ドフレームは図1,図2に示したようなパターンが1つ
よりなるものではなく、左右・上下に連続して形成でき
るものである。
体素子を搭載し、金属細線で半導体素子と各リードとを
接続し、樹脂封止して樹脂封止型半導体装置を構成した
際、放熱部材2をフルモールドしても、半導体素子から
の熱はインナーリード部3を通じて外部に放熱でき、ま
た放熱部材2には半導体素子の底面の領域からはみ出さ
ない開口部6が設けられているので、封止樹脂を開口部
に回り込ませ、半導体素子の底面とも接触させることが
できるので、密着性を向上させるとともに、応力緩和し
て、パッケージクラックを防止し、信頼性の高い樹脂封
止型半導体装置を実現できるものである。
施形態について図面を参照しながら説明する。図4は本
実施形態に係る樹脂封止型半導体装置を示す断面図であ
る。また本実施形態では図1,図2および図3に示した
リードフレームを例として用いた樹脂封止型半導体装置
である。
型半導体装置は、開口部6を有した放熱部材2上に半導
体素子7が搭載され、半導体素子7の主面の電極パッド
とインナーリード部3とが金属細線8で電気的に接続さ
れ、半導体素子7、放熱部材2、インナーリード部3、
および金属細線8の接続領域の外囲が封止樹脂9でフル
モールドされ、封止樹脂9からインナーリード部3と接
続したアウターリード部4が突出した樹脂封止型半導体
装置であって、放熱部材2の上面はインナーリード部3
の先端部底面と接着され、放熱部材2の開口部6は搭載
した半導体素子7の底面の各辺にそのコーナー部が位置
した樹脂封止型半導体装置である。
導体装置は、放熱部材2がフルモールドされても、半導
体素子7からの熱はインナーリード部3を通じて外部に
放熱でき、また放熱部材2には半導体素子7の底面の領
域からはみ出さない開口部6が設けられているので、封
止樹脂9を開口部6に回り込ませ、半導体素子7の底面
とも接触させることができるので、半導体素子7からの
熱を効率よく放熱部材2を通して放散でき、さらに密着
性を向上させるとともに、応力緩和してパッケージクラ
ックを防止し、信頼性の高い樹脂封止型半導体装置であ
る。
方法の一実施形態について図面を参照しながら説明す
る。図5〜図10は本実施形態の樹脂封止型半導体装置
の製造方法を示す工程ごとの断面図と平面図である。な
お、本実施形態では、図1,図2および図3に示したよ
うなリードフレームを用いて樹脂封止型半導体装置を製
造する形態を説明する。
して銅材または、42−アロイ等の通常のリードフレー
ムに用いられている金属板よりなり、フレーム枠と、そ
のフレーム枠内に、半導体素子が載置され、放熱機能を
有する放熱部材2と、半導体素子を載置した場合、その
載置した半導体素子と金属細線等の接続手段により電気
的接続するビーム状のインナーリード部3と、そのイン
ナーリード部3と連続して設けられ、外部端子との接続
のためのアウターリード部と、アウターリード部どうし
を連結固定し、樹脂封止の際の樹脂止めとなるタイバー
部とより構成され、放熱部材2がインナーリード部3と
その放熱部材2上面全体に設けられた樹脂により接着さ
れ、放熱部材2の半導体素子が搭載される領域に開口部
6が設けられたリードフレームを用意する。
レームの放熱部材2上に半導体素子7を銀ペースト等の
接着剤、または絶縁性接着剤により接合する。ここでは
放熱部材2の開口部6を除く領域にポイントサポート的
に接着剤を介して半導体素子7を接合するものである。
搭載した状態を示している。図7に示すように、半導体
素子7は放熱部材2上の開口部6(破線で示した構成)
を覆い、その開口部6は、搭載された半導体素子7の底
面の各辺にそのコーナー部が位置し、またそのコーナー
部が丸みを有した菱形である。
した半導体素子7の主面上の電極パッドと、インナーリ
ード部3の各上面とを金属細線8により電気的に接続す
る。ここでは、インナーリード部3の先端底面は放熱部
材2上面と接着されているので、インナーリード部3の
ガタつき、位置ズレを防止してワイヤーボンドできるも
のである。
熱部材2、インナーリード部3および金属細線8の接続
領域の外囲を封止樹脂9によりフルモールドして樹脂封
止する。この時、放熱部材2の開口部6にも封止樹脂9
が充填され、半導体素子7の底面も封止される。通常は
この樹脂封止は、上下封止金型を用いたトランスファー
モールドにより行う。また放熱部材2の上面全体にはイ
ンナーリード部3の接着のためのポリイミド樹脂が形成
されているため、封止樹脂9と放熱部材2との密着性を
向上させることができる。
リードフレームのフレーム枠から形成した樹脂封止型半
導体装置をタイバーカットして分離するとともに、封止
樹脂9の側面から突出したアウターリード部4をベンデ
ィングすることにより、開口部6を有した放熱部材2上
に半導体素子7が搭載され、半導体素子7の主面の電極
パッドとインナーリード部3とが金属細線8で電気的に
接続され、半導体素子7、放熱部材2、インナーリード
部3、および金属細線8の接続領域の外囲が封止樹脂9
でフルモールドされ、封止樹脂9からインナーリード部
3と接続したアウターリード部4が突出した樹脂封止型
半導体装置であって、放熱部材2の上面はインナーリー
ド部3の先端部底面と接着され、放熱部材2の開口部6
は搭載した半導体素子7の底面の各辺にそのコーナー部
が位置した樹脂封止型半導体装置を得る。
の製造方法により、放熱性を有するとともに、耐湿性を
向上させ、またパッケージクラックを防止、信頼性を向
上させた樹脂封止型半導体装置を実現することができ
る。
て説明する。図11〜図14は放熱部材の開口部を示す
平面図であり、各図中、破線で示した領域は、半導体素
子が搭載された際の半導体素子の底面を示している。
に、放熱部材2に設けた開口部6の形状は、菱形とし、
半導体素子の底面の各辺と接する部分、またはその内側
にそのコーナー部が位置するものであり、またそのコー
ナー部(角部)が鋭角ではなく、丸みを有したものであ
る。そのため、半導体素子からの熱を効率よく放熱部材
2を通して放散でき、パッケージ(封止樹脂)に対する
局所的な応力を防止し、パッケージクラックを防止でき
るものである。また、この菱形の形状は、半導体素子の
底面と放熱部材2との接着面積(ボンディング領域)を
確保し、開口面積を高めるとともに、その形状により応
力を緩和できるため、パッケージクラックの発生を防止
し、信頼性の高い樹脂封止型半導体装置を実現できるも
のである。また、本実施形態の菱形の形状において、そ
の菱形の開口部6は、半導体素子の底面の領域(面積)
よりも大きくなると、熱放散が十分に行われず、放熱効
率を下げるため、搭載する半導体素子の底面の領域(面
積)よりも小さくするものである。なお、図中、破線で
示した半導体素子の底面領域において、菱形の開口部6
以外の破線領域内、すなわち菱形の開口部6の各辺と半
導体素子の底面領域との間の略三角領域が半導体素子の
底面と放熱部材2との接着面積(ボンディング領域)と
なる。
形であって、八角形とすることにより、開口部6のコー
ナー部(突出した部分)は鋭角ではなく、平坦面を成し
ているので、パッケージ(封止樹脂)に対する局所的な
応力を防止し、パッケージクラックを防止できるもので
ある。
字形であって、開口部6の半導体素子の底面の各辺と接
する部分(各先端部)は鋭角ではなく、平坦面を成して
いるので、パッケージ(封止樹脂)に対する局所的な応
力を防止し、パッケージクラックを防止できるものであ
る。また十字形を変形させて、X字形としてもよい。
形(楕円形)であって、開口部6の半導体素子の底面の
各辺と接する部分は局面を成しているので、パッケージ
(封止樹脂)に対する局所的な応力を防止し、パッケー
ジクラックを防止できるものである。
フレームの放熱部材は開口部を有し、その開口部の半導
体素子の底面の各辺と接する部分、例えばコーナー部は
局所的な応力、衝撃をパッケージ(封止樹脂)に印加す
ることがないため、パッケージクラックを防止し、信頼
性の高い樹脂封止型半導体装置を実現できるものであ
る。
モールドしても、インナーリード部を通じて放熱できる
ので、放熱性を向上させ、また気密性を高め、耐湿性を
向上させた樹脂封止型半導体装置を実現できるものであ
る。
放熱部材をフルモールドしても、インナーリード部を通
じて放熱できるので、放熱性を向上させ、また気密性を
高め、耐湿性を向上させた樹脂封止型半導体装置を実現
でき、また放熱部材は開口部を有し、その開口部の半導
体素子の底面の各辺と接する部分は局所的な応力、衝撃
をパッケージ(封止樹脂)に印加することがないため、
パッケージクラックを防止し、信頼性の高い樹脂封止型
半導体装置を実現できるものである。
面図
面図
面図
示す断面図
製造方法を示す断面図
製造方法を示す断面図
製造方法を示す平面図
製造方法を示す断面図
製造方法を示す断面図
の製造方法を示す断面図
部材を示す平面図
部材を示す平面図
部材を示す平面図
部材を示す平面図
す断面図
す断面図
す断面図
す断面図
す断面図
Claims (5)
- 【請求項1】 フレーム枠と、前記フレーム枠内に、半
導体素子が載置される放熱部材と、前記放熱部材の上面
に前記半導体素子を載置した場合、前記半導体素子と接
続手段により電気的接続するインナーリード部と、前記
インナーリード部と連続して設けられ、外部端子との接
続のためのアウターリード部とより構成され、前記放熱
部材の前記半導体素子が搭載される領域に、各コーナー
部が丸みを有する菱形の開口部が設けられ、前記コーナ
ー部は、前記半導体素子が搭載された際、前記半導体素
子の底面の各辺に位置することを特徴とするリードフレ
ーム。 - 【請求項2】 フレーム枠と、前記フレーム枠内に、半
導体素子が載置される放熱部材と、前記放熱部材の上面
に前記半導体素子を載置した場合、前記半導体素子と接
続手段により電気的接続するインナーリード部と、前記
インナーリード部と連続して設けられ、外部端子との接
続のためのアウターリード部とより構成され、前記放熱
部材の前記半導体素子が搭載される領域に、略八角形の
開口部が設けられ、前記略八角形の四辺は、前記半導体
素子が搭載された際、前記半導体素子の底面の各辺に位
置することを特徴とするリードフレーム。 - 【請求項3】 フレーム枠と、前記フレーム枠内に、半
導体素子が載置される放熱部材と、前記放熱部材の上面
に前記半導体素子を載置した場合、前記半導体素子と接
続手段により電気的接続するインナーリード部と、前記
インナーリード部と連続して設けられ、外部端子との接
続のためのアウターリード部とより構成され、前記放熱
部材の前記半導体素子が搭載される領域に、略十字形の
開口部が設けられ、前記略十字形の突出四辺は、前記半
導体素子が搭載された際、前記半導体素子の底面の各辺
に位置することを特徴とするリードフレーム。 - 【請求項4】 コーナー部が丸みを有した略菱形の開口
部を有した放熱部材上に半導体素子が搭載され、前記半
導体素子の電極パッドとインナーリード部とが金属細線
で接続され、前記半導体素子、放熱部材、インナーリー
ド部、および金属細線の接続領域の外囲が封止樹脂で樹
脂封止され、前記封止樹脂から前記インナーリード部と
接続したアウターリード部が突出した樹脂封止型半導体
装置であって、前記放熱部材の上面は前記インナーリー
ド部の先端部底面と接着され、前記放熱部材の前記略菱
形の開口部の各コーナー部は搭載した前記半導体素子の
底面の各辺に位置することを特徴とする樹脂封止型半導
体装置。 - 【請求項5】 フレーム枠と、前記フレーム枠内に、半
導体素子が載置される放熱部材と、前記放熱部材の上面
と前記半導体素子の底面とが接着され、前記半導体素子
を載置した場合、前記半導体素子と金属細線等の接続手
段により電気的接続するインナーリード部と、前記イン
ナーリード部と連続して設けられ、外部端子との接続の
ためのアウターリード部とより構成され、前記放熱部材
の前記半導体素子が搭載される領域にコーナー部が丸み
を有した略菱形の開口部が設けられ、前記開口部の各コ
ーナー部は、前記半導体素子が搭載された際、前記半導
体素子の底面の各辺に位置するリードフレームを用意す
る工程と、前記放熱部材上に前記開口部を覆うように前
記半導体素子を接着剤により接合するとともに、前記半
導体素子の底面の各辺に前記開口部のコーナー部を位置
させる工程と、前記半導体素子の電極パッドと前記イン
ナーリード部とを金属細線により接続する工程と、前記
半導体素子、前記放熱部材、前記インナーリード部およ
び前記金属細線の接続領域の各外囲を封止樹脂により樹
脂封止する工程とよりなることを特徴とする樹脂封止型
半導体装置の製造方法。
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JP18875899A JP3454192B2 (ja) | 1999-07-02 | 1999-07-02 | リードフレームとそれを用いた樹脂封止型半導体装置およびその製造方法 |
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JP18875899A JP3454192B2 (ja) | 1999-07-02 | 1999-07-02 | リードフレームとそれを用いた樹脂封止型半導体装置およびその製造方法 |
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-
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- 1999-07-02 JP JP18875899A patent/JP3454192B2/ja not_active Expired - Lifetime
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