JP3506341B2 - Semiconductor device - Google Patents
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- JP3506341B2 JP3506341B2 JP14612194A JP14612194A JP3506341B2 JP 3506341 B2 JP3506341 B2 JP 3506341B2 JP 14612194 A JP14612194 A JP 14612194A JP 14612194 A JP14612194 A JP 14612194A JP 3506341 B2 JP3506341 B2 JP 3506341B2
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
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
に関し、特に、超多ピン（例えばリード数が２００ピン
以上）で高消費電力型（例えば最大出力が１Ｗ以上）の
樹脂封止型半導体装置及びそのリードのファインピッチ
化に適用して有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】樹脂封止型半導体装置の小型・薄型化に
ともなって、その製造において用いられるリードフレー
ムは、薄型化及びリードのファインピッチ化が図られ、
現在では、その厚みが０．１２５mm〜０．２５mmである
ものが一般的となっている。このような肉薄のリードフ
レームは、通常、Ｃｕ系合金またはＦｅ-Ｎｉ系合金
（例えば、４２alloy）からなる金属薄板をエッチング
またはプレスすることによって成形加工されるが、この
製法で量産する場合、その厚みを０．１mmまで薄くする
ことが可能であると言われている。
【０００３】一方、リードフレームを用いた樹脂封止型
半導体装置は、リードフレームに対して半導体チップの
位置を固定する工程、該半導体チップの電極とリードフ
レームのリードとを電気的に接続する工程、前記半導体
チップと前記リードのインナーリード部を樹脂で封止す
る工程、前記リードフレームのフレーム等の不要部分を
切断除去する工程、リードのアウターリード部を成形す
る工程等を経て組み立てられる。
【０００４】また、樹脂封止型半導体装置において半導
体チップを封止している樹脂封止体は、半導体チップを
外気から保護するとともに、半導体チップで発生した熱
を外部に放散させる役割をも果たしている。特に、近年
は、半導体装置の高集積・高速化にともなう消費電力の
増大化により半導体チップの発熱量が著しく増大したた
め、樹脂封止体には放熱性の良いものが求められるよう
になってきた。そこで、樹脂封止体の材料には、このよ
うな放熱性の点をも考慮したうえで、エポキシ系樹脂を
主成分としたものが従来から多用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者は前記従来技術を検討した結果、次の問題点があるこ
とを見出した。
【０００６】すなわち、樹脂封止型半導体装置の製造に
用いられるリードフレームは現段階において既に非常に
肉薄となっているので、このような肉薄のリードフレー
ムを用いて樹脂封止型半導体装置を組み立てると、組立
て動作時（特に、樹脂封止工程前の段階）または搬送時
に加えられる外力によってリードフレームに変形が生
じ、組立て不良を引き起こすという問題があった。
【０００７】特に、リードフレームの厚みが製造上の限
界値である０．１mm近くになると、搬送時に加えられる
僅かな外力でさえリードフレームを変形させる大きな要
因となる。このため、リードフレームは、その製造上の
点からは厚みを０．１mmまで薄くすることが可能である
にもかかわらず、実際は、前述した半導体装置組立て上
の問題点のため厚みを０．１２５mm以上に留めているの
が現状であり、リードの厚さによってリードピッチが制
約を受けるため、この厚みではリードピッチを０．２１
mmより狭くすることはできなかった。したがって、前記
問題点は、樹脂封止型半導体装置のリードのファインピ
ッチ化を妨げるものでもあった。
【０００８】また、従来の樹脂封止型半導体装置は、そ
の構造上、半導体チップから装置表面までの熱伝導及び
装置表面から外気への熱伝達を主として樹脂封止体で行
っているため、半導体チップから外気までの熱抵抗を低
減させて放熱性を向上させる点で限界があるという問題
があった。特に、近年は、リードの微細化及び多ピン化
によって熱抵抗が増大したため、前記問題点はいっそう
深刻となっている。このため、種々の技術が考えられて
おり、例えば、特開昭５６‐２９３５２号公報には、
「樹脂封止時のリードフレームの変形を防ぐため、熱伝
導性の良い絶縁体基板をリードフレームの例えば裏面に
密着させ」「熱抵抗を大幅に改善する」技術が開示さ
れ、特開昭６３‐３１８７６３号公報には、「水分が侵
入する隙間」を減らすために「リードに、絶縁体を介し
て、（熱伝導性の良い）ステージを担持させる」技術が
開示され、特開昭６４‐６４２４５号公報には、リード
部とアイランド部とで熱伝導率の異なる材料を用いて熱
放散性と耐湿性とを両立させる技術が開示され、特開平
３‐８９５３９号公報には、インナーリードの先端接続
部を「導体パターンを備えた絶縁性フィルム」とする構
成で「インナーリードの長さを通常より短く設計し」変
形を防止する技術が開示され、特開平３‐２８０４５３
号公報には、「絶縁処理を施した（放熱板に）複数の貫
通孔を設け」樹脂充填不良を防ぎ耐湿性と放熱性を向上
させる技術が開示され、特開平４‐１１５５４０号公報
には、放熱板上の絶縁被膜の上面に接着剤層を形成し
「リードを接着剤内層に埋没させて」放熱効率を改善す
る技術が開示され、特開平６‐５３３９０号公報には、
ボンディングワイヤの変形防止或いはワイヤボンディン
グの安定に放熱ブロックを利用する技術が開示されてい
る。
【０００９】本発明の目的は、樹脂封止型半導体装置の
製造工程におけるリードフレームの変形及びこれに起因
する組立て不良を防止又は低減することが可能な技術を
提供することにある。
【００１０】本発明の他の目的は、樹脂封止型半導体装
置のリードをファインピッチ化することが可能な技術を
提供することにある。
【００１１】本発明の他の目的は、樹脂封止型半導体装
置の放熱性を向上させることが可能な技術を提供するこ
とにある。
【００１２】本発明の前記並びにその他の目的及び新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記
の通りである。
【００１４】 （１）半導体チップと、該半導体チップ
にボンディングワイヤを介して電気的に接続され先端が
前記半導体チップを囲むように配置された複数のインナ
ーリードと、前記半導体チップと前記複数のインナーリ
ードとに接続された補強部材と、前記半導体チップ、前
記ボンディングワイヤ、前記複数のインナーリード及び
前記補強部材を封止する樹脂封止体と、前記複数のイン
ナーリードそれぞれに連続し前記樹脂封止体から突出す
る複数のアウターリードとを有する半導体装置におい
て、前記補強部材の材質は、前記樹脂封止体よりも熱伝
導性の高い材質であり、前記補強部材は前記半導体チッ
プの下面と前記複数のインナーリードの下面それぞれに
絶縁性の接着剤で接続され、また、前記複数のインナー
リード及び前記複数のアウターリードそれぞれは前記イ
ンナーリードから前記アウターリードまで均一の厚さで
かつ０．１ｍｍ以上０．１２５ｍｍ未満の厚さであり、
さらに、前記補強部材は、前記半導体チップ下面から前
記インナーリード下面まで連続して延在し前記アウター
リード手前で終端していることを特徴とする。
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【作用】前記手段によれば、半導体チップから樹脂封止
型半導体装置表面までの熱伝導経路の一部が樹脂封止体
よりも熱伝導性の高い部材となるため半導体チップから
装置表面までの熱抵抗が低減するので、樹脂封止型半導
体装置の放熱性を従来よりも向上させることができる。
【００１９】また、前記部材にリードが固定されている
ため、外力に対するリードの耐性が増すので、リードの
変形及びこれに起因する組立て不良を防止または低減す
ることができるのでリードフレームの厚みをその製造上
の限界値まで薄くすることができる。前記各公報開示の
技術では、リードの厚みについては言及されていないこ
とから通常の厚さ０．１２５ｍｍ以上を前提としている
ものであり、本発明の如く従来の範囲を越えてリードを
薄くする着想はない。
【００２０】更に、リードの厚みをその製造上の限界値
まで薄くすることができるのでリードをファインピッチ
化することができる。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。なお、実施例を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは同一名称及び同一符号を付
与し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２２】（実施例１）図１は本発明による実施例１
の樹脂封止型半導体装置の構成を示す図であり、（ａ）
図は部分透視平面図、（ｂ）図は（ａ）図中の位置Ａ−
Ａにおける断面図である。図１において、１は樹脂封止
体、２は半導体チップ、３はボンディングワイヤ、４ａ
はリード、４ａ1はリード４ａのインナーリード部、４
ａ2はリード４ａのアウターリード部、４ｂはタブ、４
ｃはタブ吊りリード、５は絶縁性接着剤、６は補強兼放
熱板、７は接着剤である。
【００２３】本実施例１の樹脂封止型半導体装置は、図
１に示すように、その外形が平面正方形状の樹脂封止体
１の４辺から夫れ夫れ９本ずつ各辺に対して垂直にリー
ド４ａが突き出た形状であり、前記樹脂封止体１の内部
に半導体チップ２とタブ４ｂと補強兼放熱板６とが埋め
込まれた構造である。
【００２４】前記樹脂封止体１の内部においては、その
中央部に平面正方形状のタブ４ｂがあり、このタブ４ｂ
の４角からは樹脂封止体１の４角に向かってタブ吊りリ
ード４ｃが延在している。タブ４ｂの上面には接着剤７
を介して平面正方形状の半導体チップ２が接着されてい
る。この半導体チップ２は、その主面側の電極に導電性
のある材料（例えば、金線）からなるボンディングワイ
ヤ３の一端がボンディングされており、このボンディン
グワイヤ３の他端はリード４ａのインナーリード部４ａ
1に接続されている。したがって、半導体チップ２はボ
ンディングワイヤ３を介してリード４ａと電気的に接続
されたものとなっている。また、タブ４ｂの下面には絶
縁性接着剤５（例えば、ポリイミド系樹脂）を介して補
強兼放熱板６が貼り合わされている。
【００２５】前記リード４ａは樹脂封止体１の内外に亘
って延在しており、そのうち樹脂封止体１の外部に位置
するアウターリード部４ａ2は半導体チップ２に関して
補強兼放熱板６の反対側で基板に実装できるように成形
されたガルウイング形状となっている。一方、樹脂封止
体１の内部に位置するインナーリード部４ａ1は、その
先端がタブ４ｂの４辺に対向しており、この先端に向か
うにつれて幅が狭くなるとともに、その途中から先端に
亘って肉薄となっている。そして、この肉薄な部分にボ
ンディングワイヤ３がボンディングされている。また、
この肉薄な部分の下面には絶縁性接着剤５を介して補強
兼放熱板６が貼り合わされている。
【００２６】前記補強兼放熱板６は、図１に示す通り、
平面正方形の板形状であり、インナーリード部４ｂの肉
薄な部分の下面と半導体チップ２の下部にあるタブ４ｂ
の下全面とを含む領域（以下、所定領域と称する）をカ
バーできる広さを有している。また、補強兼放熱板６
は、例えばＣｕ，Ｆｅ，Ａｌ，Ｎｉまたはこれらを組み
合わせた材料からなり、樹脂封止体１（エポキシ系樹脂
を主成分としたもの）よりも熱伝導性が高くなってい
る。
【００２７】本実施例１の樹脂封止型半導体装置の特徴
は、前記所定領域に、絶縁性接着剤７を介して、樹脂封
止体１よりも熱伝導性の高い材料からなる補強兼放熱板
６を貼り合わせたことにある。
【００２８】以下、本実施例１の樹脂封止型半導体装置
の製造方法を説明する。
【００２９】図２及び図３は、本実施例１の樹脂封止型
半導体装置の製造方法を説明するための図である。図２
は樹脂封止工程を経た段階における部分透視平面図であ
り、４はリードフレーム、４ｄはダムバー、４ｅはフレ
ームである。図３は、各製造工程を示す断面図であり、
図２中のリードフレーム４の位置Ｂ−Ｂに対応する位置
における断面図である。
【００３０】初めに、図３（ａ）に示すように、リード
フレーム４の前記所定領域に補強兼放熱板６の上面を位
置合わせし、絶縁性接着剤５を介して補強兼放熱板６と
リードフレーム４を貼りあわせる。次に、図３（ｂ）に
示すように、リードフレーム４のタブ４ｂ上部に半導体
チップ２を位置決めし、接着剤７を介して補強兼放熱板
６の上部に位置するタブ４ｂの上面に半導体チップ２を
接着する。次に、図３（ｃ）に示すように、半導体チッ
プ２の電極とインナーリード部４ａ1の肉薄になってい
る部分の上面とをボンディングワイヤ３で電気的に接続
する。次に、図３（ｄ）及び図２に示すように、半導体
チップ２とボンディングワイヤ３とインナーリード部４
ａ1と補強兼放熱板６とを例えばトランスファモールド
法により樹脂で封止して樹脂封止体６を形成する。次
に、リードフレーム４からダムバー４ｄ及びフレーム４
ｅ等の不要な部分を切断除去する。最後に、アウターリ
ード部４ａ2を折り曲げ成形して、樹脂封止型半導体装
置が完成する。
【００３１】前記リードフレーム４は、タブ４ｂ及びイ
ンナーリード部４ａ1の肉薄になっている部分が量産製
造上の限界値０．１ｍｍまで薄くなっており、その他の
部分は０．１２５ｍｍ以上の厚さになっている。リード
フレーム４は、Ｃｕ系合金またはＦｅ-Ｎｉ系合金（例
えば、４２alloy）からなる金属薄板をエッチングまた
はプレスまたはエッチングとプレスを組合せた方法によ
って成形加工される。
【００３２】以上の説明からわかるように、本実施例１
の樹脂封止型半導体装置によれば、半導体チップ２から
樹脂封止型半導体装置表面までの熱伝導経路の一部が樹
脂封止体１よりも熱伝導性の高い補強兼放熱板６に代わ
った分だけ半導体チップ２から装置表面までの熱抵抗が
低減するので、樹脂封止型半導体装置の放熱性を従来よ
りも向上させることができる。
【００３３】また、本実施例１の樹脂封止型半導体装置
の製造方法によれば、リードフレーム４と補強兼放熱板
６とが貼り合わされた後の製造工程において、組立て動
作時及び搬送時に加えられる外力に対するリードフレー
ム４の耐性が増すので、例えば、ワイヤボンディング時
のインナーリード４ａ1の変形及びボンディング位置づ
れ、フレーム等切断除去時のリード４ａの変形、リード
成形時のリード４ａの変形等のリードフレーム４の変形
及びこれに起因する組立て不良を防止または低減するこ
とができる。
【００３４】また、リードフレーム４のうちインナリー
ド４ａ1の厚みを製造上の限界値である０．１mmまで薄
くしてあるので、インナーリード４ａ1をファインピッ
チ化することができる。
【００３５】（実施例２）図４は、本発明による実施例
２の樹脂封止型半導体装置の構成を示す断面図である。
図４と図１（ａ）とを比較すればわかるように、本実施
例２の樹脂封止型半導体装置は、前記実施例１とは異な
り、リード４ａが均一な厚さであり、補強兼放熱板６の
貼り合わされている領域がタブ４ｂ下面とインナーリー
ド４ａ1下面であり、補強兼放熱板６が装置の外表面に
露出している。これらの点を除けば、本実施例２の樹脂
封止型半導体装置は、前記実施例１の樹脂止型半導体装
置と同じ構成である。
【００３６】また、本実施例２の樹脂封止型半導体装置
の製造方法は、概ね前記実施例１と同じである。但し、
本実施例２の製造方法においては、補強兼放熱板６とリ
ードフレームを貼りあわせる時に補強兼放熱板６の上面
が位置合わせされ貼り合わされるリードフレームの領域
がタブ４ｂ下全面とインナーリード４ａ1下全面であ
り、半導体チップ２及びボンディングワイヤ３とインナ
ーリード４ａ1を樹脂で封止する時に補強兼放熱板６を
樹脂封止しない。これらの点を除けば、本実施例２の製
造方法は、前記実施例１と全く同じである。
【００３７】また、本実施例２の樹脂封止型半導体装置
の製造において用いられるリードフレームは、その厚さ
が均一で０．１mmとなっている。この点を除けば、本実
施例２で用いられるリードフレームは前記実施例１と全
く同じである。
【００３８】本実施例２の樹脂封止型半導体装置によれ
ば、前記実施例１と同様の理由から、樹脂封止型半導体
装置の放熱性を従来よりも向上させることができる。
【００３９】また、本実施例２の樹脂封止型半導体装置
は、パッケージ全体に占める補強兼放熱板６の割合が高
いうえに熱伝導性の高い補強兼放熱板６が装置の外表面
に広く露出しているため、補強兼放熱板６外表面の温度
は樹脂封止体１外表面よりも高くなり、補強兼放熱板６
側の外気は樹脂封止体１側の外気より高温になりがちで
ある。しかし、本実施例２では、アウターリード４ａ2
を半導体チップ２に関し補強兼放熱板６の反対側すなわ
ち樹脂封止体１側に基板実装できるように成形したこと
により、アウターリード４ａ2を反対側すなわち補強兼
放熱板６側に実装できるように成形した場合に比べ、実
装基板と樹脂封止型半導体装置との間の領域にある外気
に熱がこもるのを緩和させることができる。
【００４０】また、本実施例２のような補強兼放熱板６
が装置の外表面に露出している場合には、この露出面に
熱伝達性を高める手段、例えば、小さい凹凸を多数設け
てその表面積を大きくする、微視的なレベルで視た場合
の表面積が大きい膜を被着させる等の手段を施せば、放
熱性をいっそう向上させることができる。
【００４１】本実施例２の樹脂封止型半導体装置の製造
方法によれば、前記実施例１と同様の理由から、樹脂封
止型半導体装置の製造工程において、リードフレームの
変形及びこれに起因する組立て不良を防止または低減す
ることができる。
【００４２】また、リードフレームの厚みを製造上の限
界値である０．１mmまで薄くしてあるので、樹脂封止型
半導体装置のリード４をファインピッチ化することがで
きる。
【００４３】（実施例３）図５は、本発明による実施例
３の樹脂封止型半導体装置の構成を示す断面図である。
図５と図４とを比較すればわかるように、本実施例３の
樹脂封止型半導体装置は、前記実施例２とは異なり、タ
ブ４ｂがなく、半導体チップ２と補強兼放熱板６は絶縁
性接着剤５だけを介して貼り合わされている。この点を
除けば、本実施例３の樹脂封止型半導体装置は、前記実
施例２の樹脂止型半導体装置と同じ構成である。
【００４４】以下、本実施例３の樹脂封止型半導体装置
の製造方法を説明する。初めに、補強兼放熱板６の上面
をリードフレームのインナーリード４ａ1下全面に位置
合わせし、絶縁性接着剤５を介して補強兼放熱板６とリ
ードフレームとを貼り合わせる。次に、リードフレーム
に対して半導体チップ２を位置決めし、補強兼放熱板６
の上面に絶縁性接着剤５を介して半導体チップ２を接着
する。ここまでは前記実施例１及び２と異なる。以後
は、前記実施例２と全く同様であり、樹脂で封止して樹
脂封止体６を形成し、リードフレームの不要な部分を切
断除去し、リード４ａを成形して、樹脂封止型半導体装
置が完成する。
【００４５】また、本実施例３の樹脂封止型半導体装置
の製造において用いるリードフレームは、タブ４ｂ及び
タブ吊りリード４ｃが設けられていない点を除けば、前
記実施例２と全く同じである。
【００４６】本実施例３によれば、前記実施例２と同様
の理由から、樹脂封止型半導体装置の放熱性を従来より
も向上させることができる。
【００４７】また、前記実施例２と同様の理由から、樹
脂封止型半導体装置の製造工程において、リードフレー
ムの変形及びこれに起因する組立て不良を防止または低
減することができる。
【００４８】また、前記実施例２と同様の理由から、樹
脂封止型半導体装置のリード４をファインピッチ化する
ことができる。
【００４９】特に、本実施例３の樹脂封止型半導体装置
は、前記実施例１及び２と異なり、タブ４ｃが設けられ
ていないので、その分だけ、装置全体の厚みを薄くする
ことができる。
【００５０】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
の通りである。
【００５１】（１） 樹脂封止型半導体装置の放熱性を
従来よりも向上させることができる。
【００５２】（２） 樹脂封止型半導体装置の製造工程
において、リードフレームの変形及びこれに起因する組
立て不良を防止または低減することができる。
【００５３】（３） 樹脂封止型半導体装置のリードを
ファインピッチ化することができる。BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] Field of the Invention The present invention is a resin-sealed semiconductor equipment
In respect, in particular, ultra high pin (for example, the number of leads 200 pins <br/> more) fine pitch resin-encapsulated semiconductor device and a lead of the high-power (for example the maximum output is 1W or more) It relates to technology that is effective when applied to 2. Description of the Related Art With the miniaturization and thinning of resin-encapsulated semiconductor devices, lead frames used in their manufacture have been made thinner and finer in pitch.
At present, the thickness is generally 0.125 mm to 0.25 mm. Such a thin lead frame is usually formed by etching or pressing a thin metal plate made of a Cu-based alloy or an Fe-Ni-based alloy (for example, 42alloy). It is said that the thickness can be reduced to 0.1 mm. On the other hand, in a resin-sealed semiconductor device using a lead frame, a step of fixing a position of a semiconductor chip with respect to a lead frame and a step of electrically connecting electrodes of the semiconductor chip to leads of the lead frame. The semiconductor chip and the inner lead portion of the lead are sealed with a resin, the unnecessary portion of the lead frame such as a frame is cut and removed, and the outer lead portion of the lead is formed. In a resin-encapsulated semiconductor device, a resin encapsulant encapsulating a semiconductor chip not only protects the semiconductor chip from the outside air but also dissipates heat generated in the semiconductor chip to the outside. I have. In particular, in recent years, the amount of heat generated by the semiconductor chip has been significantly increased due to the increase in power consumption accompanying the high integration and high speed of the semiconductor device. . Therefore, in view of such heat dissipation, a material containing an epoxy resin as a main component has been widely used as a material of the resin sealing body. However, as a result of studying the above prior art, the present inventor has found that there are the following problems. That is, since the lead frame used for manufacturing the resin-encapsulated semiconductor device is already very thin at this stage, the resin-encapsulated semiconductor device is assembled using such a thin lead frame. Thus, there is a problem that the lead frame is deformed by an external force applied during an assembling operation (particularly, a stage before the resin sealing step) or at the time of transportation, thereby causing a defective assembly. [0007] In particular, when the thickness of the lead frame is close to the limit of 0.1 mm, which is a manufacturing limit value, even a slight external force applied during transportation is a major factor in deforming the lead frame. For this reason, although the lead frame can be reduced in thickness to 0.1 mm from the point of manufacture, it is actually 0.125 mm thick due to the above-described problem in assembling the semiconductor device. At present, the lead pitch is controlled by the lead thickness.
In this thickness, the lead pitch is 0.21
It could not be smaller than mm. Therefore, the above-mentioned problem also hinders the fine pitch of the leads of the resin-encapsulated semiconductor device. Further, in the conventional resin-encapsulated semiconductor device, heat conduction from the semiconductor chip to the device surface and heat transfer from the device surface to the outside air are mainly performed by the resin-encapsulated body because of its structure. There is a problem that there is a limit in reducing the thermal resistance from the chip to the outside air and improving the heat radiation. In particular, in recent years, the problem has become more serious because the thermal resistance has increased due to the miniaturization of leads and the increase in the number of pins. For this reason, various technologies have been considered.
For example, JP-A-56-29352 discloses that
“To prevent deformation of the lead frame during resin sealing,
Place an insulating substrate with good conductivity on the lead frame
Technologies to "adhere" and "improve thermal resistance significantly" are disclosed
Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-318763 discloses that "moisture
In order to reduce the gap,
To support a stage (with good thermal conductivity)
Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-64245 discloses
Heat using materials with different thermal conductivity between the
A technique for achieving both heat dissipation and moisture resistance has been disclosed.
Japanese Patent Publication No. 3-89539 discloses the connection of the tip of the inner lead.
The part shall be “insulating film with conductor pattern”.
`` Design inner lead length shorter than usual ''
A technique for preventing shape is disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 3-280453.
In the official gazette, "Insulation treatment (radiator plate)
Through holes are provided to prevent poor resin filling and improve moisture resistance and heat dissipation
Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-115540
To form an adhesive layer on top of the insulating coating on the heat sink.
Improve heat dissipation efficiency by immersing leads in the inner layer of adhesive
Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-53390 discloses
Prevention of deformation of bonding wire or wire bonding
Technology that uses heat dissipation blocks to stabilize
You. An object of the present invention is to provide a technique capable of preventing or reducing deformation of a lead frame in a manufacturing process of a resin-sealed semiconductor device and defective assembly caused by the deformation. Another object of the present invention is to provide a technique capable of forming fine leads of leads of a resin-encapsulated semiconductor device. Another object of the present invention is to provide a technique capable of improving the heat dissipation of a resin-encapsulated semiconductor device. The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings. [0013] The following is a brief description of an outline of typical inventions disclosed in the present application. (1) A semiconductor chip, a plurality of inner leads which are electrically connected to the semiconductor chip via bonding wires and whose distal ends are arranged so as to surround the semiconductor chip, the semiconductor chip and the plurality of inner leads A reinforcing member connected to a lead, a resin sealing body for sealing the semiconductor chip, the bonding wire, the plurality of inner leads and the reinforcing member, and the resin sealing continuous with each of the plurality of inner leads. In a semiconductor device having a plurality of outer leads protruding from a body, a material of the reinforcing member is a material having higher thermal conductivity than the resin sealing body, and the reinforcing member is provided on a lower surface of the semiconductor chip and the plurality of outer leads. the inner leads on the lower surface, respectively are connected by insulating adhesive, the plurality of inner leads and the plurality Each outer lead has a uniform thickness from the inner lead to the outer lead and a thickness of 0.1 mm or more and less than 0.125 mm ,
Further, the reinforcing member may be located in front of the lower surface of the semiconductor chip.
The outer cable extends continuously to the lower surface of the inner lead.
It is characterized by terminating just before the lead . [0015] [0016] [0017] [0018] [action] According to the hand stage, part of thermal conductivity than the resin sealing body of the heat conduction path from the semiconductor chip to the resin-sealed semiconductor device surface As a result, the heat resistance from the semiconductor chip to the device surface is reduced, so that the heat dissipation of the resin-encapsulated semiconductor device can be improved as compared with the conventional case. Also, a lead is fixed to the member.
Therefore, since the resistance of the lead is increased with respect to an external force, lead the <br/> deformation and its manufacture the thickness of the lead frame can be prevented or reduced assembly defects caused by this
Up to the limit value. Of each of the above publications
The technology does not mention lead thickness.
It is assumed that the normal thickness is 0.125 mm or more from
And leads beyond the conventional range as in the present invention.
There is no idea of thinning. Furthermore, it is possible to fine pitch leads it is possible to reduce the thickness of the lead to the limit values of the production of it. Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In all the drawings for explaining the embodiments, parts having the same functions are given the same names and the same reference numerals, and their repeated explanation is omitted. (Embodiment 1) FIG. 1 shows Embodiment 1 according to the present invention.
2A is a diagram showing a configuration of a resin-sealed semiconductor device of FIG.
The figure is a partial perspective plan view, and the figure (b) is a position A- in the figure (a).
It is sectional drawing in A. In FIG. 1, 1 is a resin sealing body, 2 is a semiconductor chip, 3 is a bonding wire, 4a
Is the lead, 4a 1 is the inner lead part of the lead 4a, 4a
a 2 is an outer lead portion of the lead 4a, 4b is a tab,
c is a tab suspension lead, 5 is an insulating adhesive, 6 is a reinforcing and heat radiating plate, and 7 is an adhesive. As shown in FIG. 1, the resin-encapsulated semiconductor device according to the first embodiment has nine external sides each having nine sides each of four sides of a resin encapsulant 1 having a planar square shape. The semiconductor chip 2, the tab 4 b, and the reinforcing and heat radiating plate 6 are embedded in the resin sealing body 1. Inside the resin sealing body 1, there is a flat square tab 4b at the center thereof.
The tab suspension leads 4c extend from the four corners toward the four corners of the resin sealing body 1. An adhesive 7 is provided on the upper surface of the tab 4b.
A semiconductor chip 2 having a square planar shape is bonded through the substrate. In the semiconductor chip 2, one end of a bonding wire 3 made of a conductive material (for example, a gold wire) is bonded to an electrode on the main surface side, and the other end of the bonding wire 3 is connected to an inner lead of a lead 4a. Part 4a
Connected to one . Therefore, the semiconductor chip 2 is electrically connected to the lead 4a via the bonding wire 3. Further, a reinforcing and heat radiating plate 6 is bonded to the lower surface of the tab 4b via an insulating adhesive 5 (for example, a polyimide resin). The leads 4a extend inside and outside the resin sealing body 1. Outer lead portions 4a 2 located outside the resin sealing body 1 are used for reinforcing and radiating the heat radiation plate 6 with respect to the semiconductor chip 2. It has a gull wing shape formed so that it can be mounted on the substrate on the opposite side. On the other hand, the tip of the inner lead portion 4a1 located inside the resin sealing body 1 is opposed to the four sides of the tab 4b, and becomes narrower toward the tip, and extends from the middle to the tip. It is thin. The bonding wire 3 is bonded to the thin portion. Also,
A reinforcing and heat radiating plate 6 is bonded to the lower surface of the thin portion via an insulating adhesive 5. As shown in FIG.
It has a planar square plate shape, and includes a lower surface of a thin portion of the inner lead portion 4b and a tab 4b at a lower portion of the semiconductor chip 2.
And an area including the entire lower surface (hereinafter, referred to as a predetermined area). In addition, reinforcement and heat sink 6
Is made of, for example, Cu, Fe, Al, Ni, or a combination thereof, and has a higher thermal conductivity than the resin sealing body 1 (having an epoxy resin as a main component). The resin-encapsulated semiconductor device of the first embodiment is characterized in that the predetermined region is reinforced and dissipated by a material having higher thermal conductivity than the resin-encapsulated body 1 via an insulating adhesive 7. The plates 6 have been pasted together. Hereinafter, a method of manufacturing the resin-encapsulated semiconductor device according to the first embodiment will be described. FIGS. 2 and 3 are views for explaining a method of manufacturing the resin-encapsulated semiconductor device according to the first embodiment. FIG.
Is a partially transparent plan view at a stage after a resin sealing step, 4 is a lead frame, 4d is a dam bar, and 4e is a frame. FIG. 3 is a cross-sectional view showing each manufacturing process.
FIG. 3 is a cross-sectional view at a position corresponding to position BB of the lead frame 4 in FIG. 2. First, as shown in FIG. 3A, the upper surface of the reinforcing and radiating plate 6 is aligned with the predetermined area of the lead frame 4 and the reinforcing and radiating plate 6 is interposed with the insulating adhesive 5. The lead frame 4 is attached. Next, as shown in FIG. 3B, the semiconductor chip 2 is positioned above the tab 4 b of the lead frame 4, and the semiconductor chip 2 is placed on the upper surface of the tab 4 b located above the reinforcing and heat radiating plate 6 via the adhesive 7. The chip 2 is bonded. Next, as shown in FIG. 3 (c), to electrically connect the upper surface of the portion that is a thin-walled electrode and the inner lead portion 4a 1 semiconductor chip 2 by bonding wires 3. Next, as shown in FIGS. 3D and 2, the semiconductor chip 2, the bonding wires 3, and the inner lead portions 4 are formed.
The resin sealing body 6 is formed by sealing a 1 and the reinforcing and heat radiating plate 6 with a resin, for example, by a transfer molding method. Next, from the lead frame 4, the dam bar 4d and the frame 4
Unnecessary portions such as e are cut and removed. Finally, bending and shaping the outer lead portion 4a 2, the resin sealed semiconductor device is completed. [0031] The lead frame 4 is a part that is a thin tab 4b and the inner lead portion 4a 1 thinned to the limit value 0.1mm on mass production, other parts than the thickness 0.125mm It is becoming. The lead frame 4 is formed by etching or pressing a metal thin plate made of a Cu-based alloy or an Fe-Ni-based alloy (for example, 42 alloy) by a method combining etching and pressing. As can be seen from the above description, the present embodiment 1
According to the resin-encapsulated semiconductor device, a part of the heat conduction path from the semiconductor chip 2 to the surface of the resin-encapsulated semiconductor device is replaced with the reinforcing and heat-dissipating plate 6 having higher thermal conductivity than the resin-sealed body 1. Since the thermal resistance from the semiconductor chip 2 to the device surface is reduced by that much, the heat dissipation of the resin-encapsulated semiconductor device can be improved as compared with the related art. Further, according to the method of manufacturing the resin-encapsulated semiconductor device of the first embodiment, in the manufacturing process after the lead frame 4 and the reinforcing and heat radiating plate 6 are bonded together, during the assembly operation and during the transportation, because increases resistance of the lead frame 4 with respect to external force, for example, deformation of the inner lead 4a 1 of the wire bonding and the bonding position Families, deformation of the leads 4a at frame or the like cut off, such as deformation of the leads 4a during lead formation It is possible to prevent or reduce the deformation of the lead frame 4 and the assembly failure caused by the deformation. Further, since are thinned to 0.1mm is the limit value in manufacturing the thickness of the inner lead 4a 1 of the lead frame 4, it is possible to fine pitch inner lead 4a 1. (Embodiment 2) FIG. 4 is a sectional view showing the structure of a resin-sealed semiconductor device according to Embodiment 2 of the present invention.
As can be seen from a comparison between FIG. 4 and FIG. 1A, the resin-encapsulated semiconductor device of the second embodiment differs from the first embodiment in that the leads 4a have a uniform thickness. bonded together are in which regions of the heat sink 6 is the tab 4b lower surface and the inner lead 4a 1 underside, reinforcing and heat sink 6 is exposed on the outer surface of the device. Except for these points, the resin-encapsulated semiconductor device of the second embodiment has the same configuration as the resin-sealed semiconductor device of the first embodiment. The method of manufacturing the resin-encapsulated semiconductor device of the second embodiment is substantially the same as that of the first embodiment. However,
In the manufacturing method according to the second embodiment, when the reinforcing and heat radiating plate 6 is bonded to the lead frame, the upper surface of the reinforcing and heat radiating plate 6 is aligned and the area of the lead frame to be bonded is the entire surface under the tab 4b and the inner lead 4a 1. a lower whole surface, not the semiconductor chip 2 and the bonding wires 3 and the inner lead 4a 1 and resin sealing the reinforcing and heat radiation plate 6 when sealed with resin. Except for these points, the manufacturing method of the second embodiment is exactly the same as that of the first embodiment. The lead frame used in manufacturing the resin-encapsulated semiconductor device of the second embodiment has a uniform thickness of 0.1 mm. Except for this point, the lead frame used in the second embodiment is exactly the same as that in the first embodiment. According to the resin-sealed semiconductor device of the second embodiment, for the same reason as in the first embodiment, the heat dissipation of the resin-sealed semiconductor device can be improved as compared with the conventional case. In the resin-encapsulated semiconductor device of the second embodiment, the ratio of the reinforcing and radiating plate 6 to the entire package is high, and the reinforcing and radiating plate 6 having high thermal conductivity is widely spread on the outer surface of the device. Since it is exposed, the temperature of the outer surface of the reinforcing and heat radiating plate 6 is higher than that of the outer surface of the resin sealing body 1,
The outside air on the side tends to be hotter than the outside air on the resin sealing body 1 side. However, in the second embodiment, the outer leads 4a 2
Is formed on the opposite side of the semiconductor chip 2 from the reinforcing and heat radiating plate 6, that is, on the resin sealing body 1 side, so that the outer leads 4 a 2 can be mounted on the opposite side, that is, on the reinforcing and heat radiating plate 6 side. As compared with the case of molding, it is possible to alleviate the accumulation of heat in the outside air in the region between the mounting substrate and the resin-encapsulated semiconductor device. Further, the reinforcing and heat radiating plate 6 as in the second embodiment is used.
If is exposed on the outer surface of the device, means to enhance heat transfer on this exposed surface, for example, to provide a large number of small irregularities to increase the surface area, the surface area when viewed on a microscopic level If a means such as depositing a film having a large diameter is applied, the heat radiation property can be further improved. According to the method of manufacturing the resin-encapsulated semiconductor device of the second embodiment, for the same reason as in the first embodiment, the deformation of the lead frame and the Can be prevented or reduced. Further, since the thickness of the lead frame is reduced to 0.1 mm which is the limit value in manufacturing, the leads 4 of the resin-encapsulated semiconductor device can be made fine pitch. (Embodiment 3) FIG. 5 is a sectional view showing the structure of a resin-sealed semiconductor device according to Embodiment 3 of the present invention.
As can be seen by comparing FIGS. 5 and 4, the resin-encapsulated semiconductor device of the third embodiment is different from the second embodiment in that there is no tab 4b, and the semiconductor chip 2 and the reinforcing and heat radiating plate 6 They are bonded only via the insulating adhesive 5. Except for this point, the resin-sealed semiconductor device of the third embodiment has the same configuration as the resin-sealed semiconductor device of the second embodiment. Hereinafter, a method for manufacturing the resin-encapsulated semiconductor device of the third embodiment will be described. First , the upper surface of the reinforcing and heat radiating plate 6 is aligned with the entire surface under the inner lead 4a1 of the lead frame, and the reinforcing and heat radiating plate 6 and the lead frame are bonded via the insulating adhesive 5. Next, the semiconductor chip 2 is positioned with respect to the lead frame, and the reinforcing and heat radiating plate 6 is formed.
The semiconductor chip 2 is bonded to the upper surface of the semiconductor chip via an insulating adhesive 5. Up to this point, the present embodiment is different from the first and second embodiments. Subsequent steps are the same as in the second embodiment, and are sealed with a resin to form a resin-sealed body 6, cut and removed unnecessary portions of the lead frame, and mold the leads 4a to form a resin-sealed mold. The semiconductor device is completed. The lead frame used in manufacturing the resin-encapsulated semiconductor device of the third embodiment is exactly the same as that of the second embodiment except that the tab 4b and the tab suspension lead 4c are not provided. . According to the third embodiment, for the same reason as in the second embodiment, the heat dissipation of the resin-encapsulated semiconductor device can be improved as compared with the prior art. Further, for the same reason as in the second embodiment, it is possible to prevent or reduce the deformation of the lead frame and the assembling failure caused by the deformation in the manufacturing process of the resin-encapsulated semiconductor device. For the same reason as in the second embodiment, the leads 4 of the resin-encapsulated semiconductor device can be formed with a fine pitch. In particular, the resin-sealed semiconductor device of the third embodiment differs from the first and second embodiments in that the tab 4c is not provided, so that the thickness of the entire device can be reduced by that much. . The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. (1) The heat dissipation of the resin-encapsulated semiconductor device can be improved as compared with the prior art. (2) In the manufacturing process of the resin-encapsulated semiconductor device, it is possible to prevent or reduce the deformation of the lead frame and the assembly failure caused by the deformation. (3) The leads of the resin-encapsulated semiconductor device can be finely pitched.
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施例１の樹脂封止型半導体装置
の構成を示す図であり、（ａ）図は部分透視平面図、
（ｂ）図は（ａ）図中の位置Ａ−Ａにおける断面図であ
る。
【図２】本発明による実施例１の樹脂封止型半導体装置
の製造方法を説明するための図であり、樹脂封止工程を
経た段階における部分透視平面図である。
【図３】本発明による実施例１の樹脂封止型半導体装置
の製造方法を説明するための図であり、各製造工程を示
す断面図である。
【図４】本発明による実施例２の樹脂封止型半導体装置
の構成を示す断面図である。
【図５】本発明による実施例３の樹脂封止型半導体装置
の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１…樹脂封止体、２…半導体チップ、３…ボンディング
ワイヤ、４…リードフレーム、４ａ…リード、４ａ1…
インナーリード部、４ａ2…アウターリード部、４ｂ…
タブ、４ｃ…タブ吊りリード、４ｄ…ダムバー、４ｅ…
フレーム、５…絶縁性接着剤、６…補強兼放熱板、７…
接着剤。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a configuration of a resin-encapsulated semiconductor device according to a first embodiment of the present invention, wherein FIG.
FIG. 2B is a cross-sectional view taken along a position AA in FIG. FIG. 2 is a view for explaining the method for manufacturing the resin-encapsulated semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, and is a partially transparent plan view at a stage after a resin encapsulation step. FIG. 3 is a diagram for explaining the method for manufacturing the resin-encapsulated semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view illustrating each manufacturing process. FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a resin-sealed semiconductor device according to a second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a sectional view showing a configuration of a resin-sealed semiconductor device according to a third embodiment of the present invention. [Description of Signs] 1 ... resin sealing body, 2 ... semiconductor chip, 3 ... bonding wire, 4 ... lead frame, 4a ... lead, 4a 1 ...
Inner lead part, 4a 2 ... Outer lead part, 4b ...
Tab, 4c: Tab suspension lead, 4d: Dam bar, 4e ...
Frame, 5: Insulating adhesive, 6: Reinforcement / radiator plate, 7:
adhesive.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺田 和弘 東京都小平市上水本町５丁目20番１号 株式会社日立製作所 半導体事業部内 (72)発明者 塩月 敏弘 東京都小平市上水本町５丁目20番１号 株式会社日立製作所 半導体事業部内 (56)参考文献 特開 平４−120765（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−263362（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−90468（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−53390（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−26261（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 23/36 H01L 23/50 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kazuhiro Terada 5-2-1, Kamimizu Honcho, Kodaira-shi, Tokyo In the Semiconductor Division, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Toshihiro Shiozuki 5 Kamimihoncho, Kodaira-shi, Tokyo No. 20, No. 1 Semiconductor Division, Hitachi, Ltd. (56) References JP-A-4-120765 (JP, A) JP-A-3-263362 (JP, A) JP-A-5-90468 (JP, A) JP-A-6-53390 (JP, A) JP-A-2-26261 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 23/36 H01L 23/50
Claims (1)
ディングワイヤを介して電気的に接続され先端が前記半
導体チップを囲むように配置された複数のインナーリー
ドと、前記半導体チップと前記複数のインナーリードと
に接続された補強部材と、 前記半導体チップ、前記ボンディングワイヤ、前記複数
のインナーリード及び前記補強部材を封止する樹脂封止
体と、 前記複数のインナーリードそれぞれに連続し前記樹脂封
止体から突出する複数のアウターリードとを有する半導
体装置において、 前記補強部材の材質は、前記樹脂封止体よりも熱伝導性
の高い材質であり、前記補強部材は前記半導体チップの
下面と前記複数のインナーリードの下面それぞれに絶縁
性の接着剤で接続され、また 、前記複数のインナーリード及び前記複数のアウタ
ーリードそれぞれは前記インナーリードから前記アウタ
ーリードまで均一の厚さでかつ０．１ｍｍ以上０．１２
５ｍｍ未満の厚さであり、 さらに、前記補強部材は、前記半導体チップ下面から前
記インナーリード下面まで連続して延在し前記アウター
リード手前で終端している ことを特徴とする半導体装
置。(57) [Claim 1] A semiconductor chip, and a plurality of inner leads electrically connected to the semiconductor chip via bonding wires and arranged so that the tip surrounds the semiconductor chip. A reinforcing member connected to the semiconductor chip and the plurality of inner leads; a resin sealing body for sealing the semiconductor chip, the bonding wires, the plurality of inner leads and the reinforcing member; and the plurality of inner leads In a semiconductor device having a plurality of outer leads that are respectively continuous and protrude from the resin sealing body, a material of the reinforcing member is a material having higher thermal conductivity than the resin sealing body, and the reinforcing member is wherein each lower surface and the lower surface of said plurality of inner leads of the semiconductor chip are connected by insulating adhesive, the plurality of In'nari De and each of the plurality of outer leads and 0.1mm or more in thickness uniformity from the inner lead to the outer lead 0.12
A thickness of less than 5 mm , and wherein the reinforcing member is located
The outer cable extends continuously to the lower surface of the inner lead.
A semiconductor device terminated before a lead .
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