JP3565114B2

JP3565114B2 - Resin-sealed semiconductor device

Info

Publication number: JP3565114B2
Application number: JP30933099A
Authority: JP
Inventors: 雅彦大広; 匡紀南尾
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-10-29
Filing date: 1999-10-29
Publication date: 2004-09-15
Anticipated expiration: 2019-10-29
Also published as: JP2001127233A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リードフレームを使用する樹脂封止型半導体装置であり、その中でもダイパッドの裏面側が露出する放熱タイプの樹脂封止型半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
まず、図２２、図２３を用いて、従来の樹脂封止型半導体装置の構成について述べる。なお、説明で用いる図は必ずしも実物を等倍に拡大したものではなく、理解を容易にするために高さ方向に一部誇張した描き方をしている。このことは、後述の発明の実施の形態の説明で用いる図についても同様である。
【０００３】
図２２、図２３はそれぞれ従来の樹脂封止型半導体装置の正面断面図、底面図である。図２２は図２３のＡ−Ａ１箇所の断面を示している。図２２、図２３において、１１は樹脂封止型半導体装置全体を表すとする。１２は中央部にあるダイパッドであり、露出する基本部１３とチップ支持部１４から成る。１５は半導体チップ、１６は半導体チップ１５をチップ支持部１４に固着させるためのダイボンド剤である。１７はダイパッド１２を囲むように設けられた端子（リード）、１８は半導体チップ１５の電極パッド（図示せず）と端子１７とを接続するワイヤーである。１９は全体を保護する封止樹脂である。この半導体装置１１は、放熱型のＱＦＮ（ＱｕａｄＦｌａｔＮｏｎ−ｌｅａｄｅｄｐａｃｋａｇｅ）タイプのものであり、ダイパッド１２の底面が露出し、端子１７の上側のみが樹脂封止部となり、また樹脂封止型半導体装置本体部の側面から横に長く出るアウタリード部がなく、端子１７の下面が外部端子としてプリント配線板への実装面となる。
【０００４】
次に図２４を用いて、従来の樹脂封止型半導体装置を構成するリードフレームについて説明する。図２４は従来のリードフレームの基本単位の斜視図である。
【０００５】
図２４において、２０はリードフレーム全体を指すとする。２１は２箇所で曲げられておりダイパッド１２を４方向で支持するダイパッドサポート、２２は封止工程で樹脂止めの役割をするダムバー、２３は製造工程での熱の影響を緩和するスリットである。
【０００６】
このダイパッド１２の詳細について説明する。チップ支持部１４は、リードフレーム２０を元材料として高さ方向に突出するように加工形成されている。チップ支持部１４と基本部１３との間には高さ差があるために、半導体装置１１の完成品の状態では、半導体チップ１５のうちのチップ支持部１４からはずれた片持ち支持部分と基本部１３との間には封止樹脂１９が介在することになる。このことにより、半導体チップ１５の上下を封止樹脂１９が覆うバランスのとれた構造になっている。また、基本部１３と封止樹脂１９との境界は水分浸入経路となる可能性があるが、半導体チップ１５に至るまでの経路は、平面のダイパッドに直接半導体チップ１５を載せた場合に比べてチップ支持部１４を高さ方向に突出させたことにより長くなっており、信頼性の高い構造となっている。
【０００７】
なお、樹脂封止型半導体装置１１の製造工程は、チップ支持部１４にダイボンド剤１６を塗布して、そこに半導体チップ１５を押付けて配置した後、固着させるダイボンド工程、半導体チップ１５の電極パッド（図示せず）と端子１７を金属のワイヤー１８を用いて接続するワイヤーボンド工程、リードフレーム２０を半導体装置１１の外形状をした金型にセットして溶融した封止樹脂１９を流し込み、その後硬化させる封止工程、樹脂封止型半導体装置１１となる部分をリードフレーム２０全体から切取る製品加工工程からなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の構成では半導体チップが大きくなっても、半導体チップの支持はダイパッドの中心部のみでしか行わないので、ダイボンド時に大きな半導体チップに対しては押付ける力のバランスが崩れやすく、わずかに傾斜したとしても半導体チップが大きければ、その端部における傾斜量は大きくなる。このことによる第１の問題としてワイヤーボンド時にボンド高さが異なり均一な接合ができなくなったり、封止時に樹脂の流れがスムーズでなくなるという問題や片持ち支持長が増加することでワイヤーボンド時に大きなモーメントが加わるので、薄い半導体チップでは損傷に至るという問題があった。
【０００９】
また、従来の構成ではチップ支持部をリードフレームを元材料として加工形成したものである。このため第２の問題として、半導体チップの支持位置と支持高さには加工限界からくる制約があり、必ずしも最適な構造とはならないという問題があった。
【００１０】
さらに、従来の構成では半導体チップの支持部は１箇所のみである。このため第３の問題として、複数の半導体チップを搭載しようとしても支持部が１つのため、複数の半導体チップを搭載できないという問題があった。
【００１１】
本発明は前記従来の課題を解決するもので、まずダイパッドに対して半導体チップを複数箇所で安定した支持をして、製造工程での不都合の発生する可能性をなくし、また半導体チップを薄くすることでの半導体装置の薄型化を図ることを第１の目的とする。また、ダイパッドに一体的に固定した別部材で半導体チップを支持することで、より適切な構造とすることを第２の目的とする。さらに、半導体チップの支持部を複数箇所設けることで複数の半導体チップを搭載可能とすること、さらにはより密度の高い搭載を行うことを第３の目的とする。
【００１６】
また第３の目的を達成するための第１の手段として本発明の樹脂封止型半導体装置は、半導体チップを支持したダイパッドと、前記ダイパッドの周囲にその先端が配置された端子と、前記半導体チップと前記端子とを電気的に接続した部材と、前記ダイパッドの底面を露出させて前記半導体チップの外囲を封止した封止樹脂とよりなる樹脂封止型半導体装置であって、前記ダイパッドは封止樹脂の外部に露出する基本部と、前記基本部と一体で形成され、前記基本部とは別の高さの複数の支持部を有し、相互に平面的な重なりがない状態で前記複数の支持部により複数の半導体チップが支持されている樹脂封止型半導体装置である。
【００１７】
これにより、半導体装置に複数の半導体チップを並べて搭載できるので、複数機能をワンパッケージ化して実装面積と重量の削減が図れることになる。
【００１８】
また第３の目的を達成するための第２の手段として本発明の樹脂封止型半導体装置は、半導体チップを支持したダイパッドと、前記ダイパッドの周囲にその先端が配置された端子と、前記半導体チップと前記端子とを電気的に接続した部材と、前記ダイパッドの底面を露出させて前記半導体チップの外囲を封止した封止樹脂とよりなる樹脂封止型半導体装置であって、前記ダイパッドはその底面が前記封止樹脂の外部に露出するとともに、２つ以上の支持部を有する補助部材を別に有し、相互に平面的な重なりがない状態で前記複数の支持部により複数の半導体チップが支持されている樹脂封止型半導体装置である。
【００１９】
これにより、半導体チップの支持位置と支持高さを自由にとって半導体装置に複数の半導体チップを並べて搭載できるので、バランスのよい構造にて複数機能のワンパッケージ化が実現できて、実装面積と重量の削減も図れることになる。
【００２０】
また第３の目的を達成するための第３の手段として本発明の樹脂封止型半導体装置は、半導体チップを支持したダイパッドと、前記ダイパッドの周囲にその先端が配置された端子と、前記半導体チップと前記端子とを電気的に接続した部材と、前記ダイパッドの底面を露出させて前記半導体チップの外囲を封止した封止樹脂とよりなる樹脂封止型半導体装置であって、前記ダイパッドは封止樹脂の外部に露出する基本部と、前記基本部と一体で形成され、前記基本部とは別の高さであって２種類以上の高さの複数の支持部を有し、相互に平面的に重なった状態で前記複数の支持部により複数の半導体チップが支持されている樹脂封止型半導体装置である。
【００２１】
これにより、半導体装置に複数の半導体チップを平面的な重なりがあるように搭載できるので、複数機能を高密度にワンパッケージ化して実装面積と重量の削減が図れることになる。
【００２２】
また第３の目的を達成するための第４の手段として本発明の樹脂封止型半導体装置は、半導体チップを支持したダイパッドと、前記ダイパッドの周囲にその先端が配置された端子と、前記半導体チップと前記端子とを電気的に接続した部材と、前記ダイパッドの底面を露出させて前記半導体チップの外囲を封止した封止樹脂とよりなる樹脂封止型半導体装置であって、前記ダイパッドはその底面が前記封止樹脂の外部に露出するとともに、高さが互いに異なる２つ以上の支持部を有する補助部材を別に有し、相互に平面的に重なった状態で前記複数の支持部により複数の半導体チップが支持されている樹脂封止型半導体装置である。
【００２３】
これにより、半導体チップの支持位置と支持高さを自由にとって半導体装置に複数の半導体チップを平面的な重なりがあるように搭載できるので、バランスのよい構造にて複数機能の高密度なワンパッケージ化が実現できて、実装面積と重量の削減も図れることになる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の樹脂封止型半導体装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２５】
まず本発明の第１の目的に対する第１の実施形態について説明する。図１、図２を用いて、樹脂封止型半導体装置の構成について述べる。
【００２６】
図１、図２はそれぞれ第１の目的に対する第１の実施形態における樹脂封止型半導体装置の正面断面図、底面図である。図１は図２のＢ−Ｂ１箇所の断面を示している。なお、本発明で説明に引用する底面図においては、一部透視した構成を破線で示している。
【００２７】
図において３１は樹脂封止型半導体装置全体を表すとする。３２は中央部にあるダイパッドであり、基本部３３と四つのほぼ同じ高さの一体で形成されたチップ支持部３４から成る。３５は半導体チップ、３６は半導体チップ３５をチップ支持部３４に固着させるためのダイボンド剤である。３７はダイパッド３２を囲むように設けられた端子、３８は半導体チップ３５の電極パッド（図示せず）と端子３７（リード）とを接続するワイヤーである。３９は全体を保護する封止樹脂である。
【００２８】
以上のように本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、外部にその底面が露出した基本部３３と、その基本部３３とは別の高さであって一体で形成された複数の支持部３４を持つダイパッド３２と、複数のチップ支持部３４によりダイボンド剤３６を介して支持された半導体チップ３５と、ダイパッド３２の周囲にその先端が配置された端子３７と、端子３７とダイパッド３２上に搭載した半導体チップ３５とを電気的に接続した金線などのワイヤー３８と、半導体チップ３５の外囲として、ダイパッド３２の底面と、端子３７の一側面および端子の底面を除く領域を封止した封止樹脂３９とよりなるものである。
【００２９】
本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、４つの突出した支持部３４をダイパッド３２面内に一体形成しているので、半導体チップ３５を安定に支持することができ、また半導体チップ３５裏面へも封止樹脂３９を形成できる構造のため信頼性を維持できるものである。
【００３０】
次に図３を用いて、リードフレームについて説明する。図３は第１の目的に対する第１の実施形態におけるリードフレームの基本単位の斜視図である。図において４０はリードフレーム全体を指すとする。４１は２箇所で曲げられておりダイパッド３２を４方向で支持するダイパッドサポート、４２は封止工程で樹脂止めの役割をするダムバー、４３は製造工程での熱の影響を緩和するスリットである。
【００３１】
ダイパッド３２に設けられた４つのチップ支持部３４は、リードフレーム４０を元材料として高さ方向に突出するように加工形成されている。これにより半導体チップ３５の支持箇所が４箇所となり、しかも支持箇所が半導体チップ３５の端部に近付いている。チップ支持部３４の形成には、打ち抜きを途中でやめる加工（半切断プレス）をしてもよいし、形状に対応した金型を用意して形状がそれにならうようなプレス加工をしてもよい。
【００３２】
図３のようにダイパッド３２の複数箇所でチップ支持部３４を突出させることは、ダイパッドを部分的にハーフエッチングすることでも実現できる。ただし、その場合は半導体チップ３５の支持高さが低くなるので、ダイパッドサポート４１の高さ方向の寸法を変更する必要が生じる。また、ダイパッドの裏面は凹凸のない同一面のままとなる。
【００３３】
次に、第１の目的に対する第２の実施形態の樹脂封止型半導体装置について説明する。なお、ダイパッドの形状以外は第１の実施形態と同様であるため、ダイパッドの形状のみについて説明する。図４は第１の目的に対する第２の実施形態におけるダイパッドの斜視図である。図において、４６はダイパッドであり、基本部４７と四つのほぼ同じ高さのチップ支持部４８から成る。４９はスリットであり、チップ支持部４８を加工可能とするためにその両側に設けられている。チップ支持部４８は、リードフレームを元材料として高さ方向に突出するように加工形成されている。このためには、まずスリット４９の部分をリードフレームから除去し、その後チップ支持部４８が用意した金型にならうようにプレス加工をすればよい。
【００３４】
次に、第１の目的に対する第３の実施形態の樹脂封止型半導体装置について説明する。ここでもダイパッドの形状のみについて説明する。図５は第１の目的に対する第３の実施形態におけるダイパッドを示す斜視図である。図において、５１はダイパッドであり、基本部５２と４つのほぼ同じ高さのチップ支持部５３から成る。５４は切り欠き部であり、チップ支持部５３を加工可能とするためにその両側に設けられている。チップ支持部５３は、リードフレームを元材料として高さ方向に突出するように加工形成されている。このためには、まず切り欠き部５４をリードフレームから除去し、その後チップ支持部５３が用意した金型にならうようにプレス加工をすればよい。なお、半導体チップを複数箇所で支持しても、図のように基本部５２からチップ支持部５３に至る傾斜部５５の方向をダイパッド５１の中心から放射する方向とすれば、半導体装置の構成材料の熱膨張率の違いに起因して封止工程後に生じるダイパッド５１の反りが、チップ支持部５３の位置が変化可能となり緩和できる。また図５に示す構造では、チップ支持部５３自体は弾性を有するものであり、半導体チップを支持した際、チップ反り等を吸収した搭載が可能となり、信頼性の高い樹脂封止型半導体装置を得ることができる。
【００３５】
以上、第１の目的に対する第１〜第３の実施形態では、いずれもチップ支持部を対称的な４箇所としたが、対称的でなくてもよいし、２箇所以上ならいくらでもよい。ただしチップ支持バランスとその熱的影響を考慮して配置する。また、チップ支持部の形状は実施形態で示した以外にも、リードフレームを元材料として形成可能なもので種々変形可能である。要点はリードフレームを元材料として、裏面側が露出するダイパッドに設けたほぼ同じ高さの複数のチップ支持部により半導体チップを支持するということである。
【００３６】
本発明の第２の目的に対する第１の実施形態について説明する。まず、図６、図７を用いて、本実施形態の樹脂封止型半導体装置の構成について述べる。図６、図７はそれぞれ第２の目的に対する第１の実施形態における樹脂封止型半導体装置の正面断面図、底面図である。図６は図７のＣ−Ｃ１箇所の断面を示している。図において、６１は樹脂封止型半導体装置全体を表すとする。６２は中央部にあって裏面側が露出したダイパッド、６３はダイパッド６２に一体的に固定した補助部材であり、４つのチップ支持部６４を有する。６５は半導体チップ、６６は半導体チップ６５をチップ支持部６４に固着させるためのダイボンド剤である。６７はダイパッド６２を囲むように設けられた端子、６８は半導体チップ６５の電極パッド（図示せず）と端子６７とを接続するワイヤーである。６９は全体を保護する封止樹脂である。
【００３７】
以上のように本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、外部にその底面が露出したダイパッド６２と、そのダイパッド６２とは別の高さであってそのダイパッド６２に固定されて複数のチップ支持部６４を有する補助部材６３と、補助部材６３の複数の支持部６４によりダイボンド剤６６を介して支持された半導体チップ６５と、ダイパッド６２の周囲にその先端が配置された端子６７と、端子６７とダイパッド６２上に搭載した半導体チップ６５とを電気的に接続した金線などのワイヤー６８と、半導体チップ６５の外囲として、ダイパッド６２の底面と、端子の一側面および端子の底面を除く領域を封止した封止樹脂６９とよりなるものである。
【００３８】
次に図８を用いて、補助部材６３を固定したリードフレームについて説明する。図８は第２の目的に対する第１の実施形態における補助部材を固定したリードフレームの基本単位の斜視図である。図において、７０はリードフレーム全体を指すとする。７１は２箇所で曲げられておりダイパッド６２を支持するダイパッドサポート、７２は封止工程で樹脂止めの役割をするダムバー、７３は熱の影響を緩和するスリットである。
【００３９】
ダイパッド６２に一体的に固定した補助部材６３は、円形の板金をエッチングして４箇所のチップ支持部６４を形成したものである。補助部材６３の元材料は、リードフレーム７０とは別なので、形状や寸法に制約がない。ここでは、チップ支持部６４をダイパッド６２からはみ出すように設けて、半導体チップ６５の端部近くを支持している。支持高さも自由に設定でき、ここでは第１の目的に対する第１の実施形態よりも高くしている。また、補助部材６３により、樹脂封止型半導体装置６１中の封止樹脂６９の体積やその形状が大きく変化している。補助部材６３をダイパッド６２に一体的に固定する方法には、レーザ溶接、はんだ接合、接着等あるが、部材間での伝熱性がよいものが望ましい。
【００４０】
次に、第２の目的に対する第２の実施形態について説明する。なお、補助部材の形状以外は第１の実施形態と同様であるため、補助部材を固定したダイパッド部のみについて説明する。図９は第２の目的に対する第２の実施形態における補助部材を固定したダイパッド部の斜視図である。ダイパッド７４に一体的に固定した補助部材７５は、十字形の板金を曲げ加工して４箇所のチップ支持部７６を形成したものである。ここでは、チップ支持部７６をダイパッド７４から大きくはみ出すように設けて、半導体チップが大きくてもその端部を支持できるようにしている。
【００４１】
以上、第２の目的に対する第１、第２の実施形態では、いずれもチップ支持部を対称的な４箇所としたが、対称的でなくてもよいし、何箇所にしてもよい。チップ支持部を１箇所としても、元材料はリードフレームとは別なので、支持部のサイズは自由に設定できる。また、ダイパッドに固定した補助部材を１個としたが、複数個としてもよい。また、補助部材は実施形態で示した以外にも種々の材料と加工方法により形成される種々の形状に変形可能であり、チップ支持位置、チップ支持高さも種々変形可能である。要点は裏面側が露出するダイパッドに一体的に固定した補助部材により半導体チップを支持するということである。
【００４２】
本発明の第３の目的に対する第１の実施形態について説明する。まず、図１０、図１１を用いて、樹脂封止型半導体装置の構成について述べる。図１０、図１１はそれぞれ第３の目的に対する第１の実施形態における樹脂封止型半導体装置の正面断面図、底面図である。図１０は図１１のＤ−Ｄ１箇所の断面を示している。図において、８１は樹脂封止型半導体装置全体を表すとする。８２は中央部にあるダイパッドであり、基本部８３と２つのチップ支持部８４，８５から成る。８６は半導体チップ８７，８８をそれぞれチップ支持部８４，８５に固着させるためのダイボンド剤である。８９はダイパッド８２を囲むように設けられた端子、９０は半導体チップ８７，８８の電極パッド（図示せず）と端子８９とを接続するワイヤーである。９１は全体を保護する封止樹脂である。
【００４３】
以上のように本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、外部にその底面が露出した基本部８３と、その基本部８３とは別の高さであって一体で形成された複数のチップ支持部８４，８５を持つダイパッド８２と、複数のチップ支持部８４，８５によりダイボンド剤８６を介して支持された複数の半導体チップ８７，８８と、ダイパッド８２の周囲にその先端が配置された端子８９と、端子８９とダイパッド８２上に搭載した各半導体チップ８７，８８とを電気的に接続した金線などのワイヤー９０と、半導体チップ８７，８８の外囲として、ダイパッド８２の底面と、端子８９の一側面および端子の底面を除く領域を封止した封止樹脂９１とよりなるものである。
【００４４】
次に図１２を用いて、本実施形態の樹脂封止型半導体装置で用いたリードフレームについて説明する。図１２は第３の目的に対する第１の実施の形態におけるリードフレームの基本単位を示す斜視図である。９２はリードフレーム全体を指すとする。９３は２箇所で曲げられておりダイパッド８２を支持するダイパッドサポート、９４は封止工程で樹脂止めの役割をするダムバー、９５は熱の影響を緩和するスリットである。
【００４５】
ダイパッド８２に設けられたチップ支持部８４，８５は、リードフレーム９２を元材料として高さ方向に突出するように加工形成されている。半導体チップ８７，８８はともにその中央部をそれぞれチップ支持部８４，８５により支持されている。チップ支持部８４，８５の形成には、打ち抜きを途中でやめる加工をしてもよいし、形状に対応した金型を用意して形状がそれにならうようなプレス加工をしてもよい。
【００４６】
以上、第３の目的に対する第１の実施形態では、半導体チップの中央部を１箇所で支持したが、中央部でなくてもよいし、搭載する半導体チップの大きさに応じて支持が安定するように複数箇所で支持してもよい。また、チップ支持部８４，８５をダイパッド８２の辺に平行方向に設けたが、対角方向でもよいし、その他にも種々の設け方が可能である。また、チップ支持部８４，８５の形状は実施形態で示した円形以外にも、矩形，多角形等のリードフレームを元材料として形成可能なもので種々変形可能である。さらに、樹脂封止型半導体装置に搭載する半導体チップを２個としたが、チップ支持部の数をふやして３個以上としてもよい。要点はリードフレームを元材料として、裏面側が露出するダイパッドの一部に複数箇所のチップ支持部を設けて、樹脂封止型半導体装置に複数個の半導体チップを並べて搭載するということである。なお、搭載した半導体チップ間のワイヤーによる電気的接続は必要に応じて行えばよい。
【００４７】
本発明の第３の目的に対する第２の実施形態について説明する。まず、図１３、１４を用いて、半導体装置の構成について述べる。図１３、図１４はそれぞれ第３の目的に対する第２の実施形態における半導体装置の正面断面図、底面図である。図１３は図１４のＥ−Ｅ１箇所の断面を示している。図において、１０１は樹脂封止型半導体装置全体を表すとする。１０２は中央部にあって裏面側が露出したダイパッド、１０３はダイパッド１０２に一体的に固定した補助部材であり、二つのチップ支持部１０４，１０５を有する。１０６は半導体チップ１０７，１０８をそれぞれチップ支持部１０４，１０５に固着させるためのダイボンド剤である。１０９はダイパッド１０２を囲むように設けられた端子、１１０は半導体チップ１０７，１０８の電極パッド（図示せず）と端子１０９とを接続するワイヤーである。１１１は全体を保護する封止樹脂である。
【００４８】
以上のように本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、外部にその底面が露出したダイパッド１０２と、そのダイパッド１０２とは別の高さであってそのダイパッド１０２に固定されて複数のチップ支持部１０４，１０５を有する補助部材１０３と、補助部材１０３の複数のチップ支持部１０４，１０５によりダイボンド剤１０６を介して支持された半導体チップ１０７，１０８と、ダイパッド１０２の周囲にその先端が配置された端子１０９と、端子１０９とダイパッド１０２上に搭載した半導体チップ１０７，１０８とを電気的に接続した金線などのワイヤー１０８と、半導体チップ１０７，１０８の外囲として、ダイパッド１０２の底面と、端子１０９の一側面および端子の底面を除く領域を封止した封止樹脂１１１とよりなるものである。
【００４９】
次に図１５を用いて、本実施形態の樹脂封止型半導体装置で用いた補助部材を固定したリードフレームについて説明する。図１５は第３の目的に対する第２の実施形態における補助部材を固定したリードフレームの基本単位を示す斜視図である。図において、１１２はリードフレーム全体を指すとする。１１３は２箇所で曲げられておりダイパッド１０２を支持するダイパッドサポート、１１４は封止工程で樹脂止めの役割をするダムバー、１１５は熱の影響を緩和するスリットである。
【００５０】
ダイパッド１０２に一体的に固定した補助部材１０３は、長方形の板金を曲げ加工して２箇所のチップ支持部１０４，１０５を形成したものである。半導体チップ１０７，１０８はともにその中央部をそれぞれチップ支持部１０４，１０５により支持されている。補助部材１０３の元材料は、リードフレーム１１２とは別なので、形状や寸法に制約がない。ここでは、チップ支持部１０４，１０５をダイパッド１０２からはみ出すように設けて、半導体チップ１０７，１０８の中心間距離を大きくとっている。半導体チップ１０７，１０８の支持高さも自由に設定できるので、ここでは第３の目的に対する第１の実施の形態よりも高くしている。また、補助部材１０３により、半導体装置１０１中の封止樹脂１１１の体積やその形状が大きく変化している。補助部材１０３をダイパッド１０２に一体的に固定する方法には、レーザ溶接、はんだ接合、接着等あるが、部材間での伝熱性がよいものが望ましい。
【００５１】
以上、第３の目的に対する第２の実施形態では、半導体チップの中央部を１箇所で支持したが、中央部でなくてもよいし、搭載する半導体チップの大きさに応じて支持が安定するように複数箇所で支持してもよい。チップ支持部を１箇所としても、元材料はリードフレームとは別なので、支持部のサイズは自由に設定できる。また、ダイパッドに固定した補助部材を１個としたが、複数個としてもよい。また、チップ支持部をダイパッドの辺に平行方向に設けたが、対角方向でもよいし、その他にも種々の設け方が可能である。また、補助部材は実施の形態で示した以外にも種々の材料と加工方法により形成される種々の形状に変形可能であり、チップ支持位置、チップ支持高さも種々変形可能である。さらに、半導体装置に搭載する半導体チップは２個としたが、チップ支持部をふやすことで３個以上としてもよい。要点は裏面側が露出するダイパッドに補助部材を一体的に固定して、半導体装置に複数の半導体チップを並べて搭載するということである。なお、搭載した半導体チップ間のワイヤーによる電気的接続は必要に応じて行えばよい。
【００５２】
本発明の第３の目的に対する第３の実施形態について説明する。まず、図１６、図１７を用いて、樹脂封止型半導体装置の構成について述べる。図１６、図１７はそれぞれ第３の目的に対する第３の実施形態における樹脂封止型半導体装置の正面断面図、底面図である。図１６は図１７のＦ−Ｆ１箇所による断面を示している。図において、１２１は樹脂封止型半導体装置全体を表すとする。１２２は中央部にあるダイパッドであり、基本部１２３と二つのチップ支持部１２４，１２５から成る。１２６は半導体チップ１２７，１２８をそれぞれチップ支持部１２４，１２５に固着させるためのダイボンド剤である。１２９はダイパッド１２２を囲むように設けられた端子、１３０は半導体チップ１２７，１２８の電極パッド（図示せず）と端子１２９とを接続するワイヤーである。１３１は全体を保護する封止樹脂である。
【００５３】
以上のように本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、外部にその底面が露出した基本部１２３と、その基本部１２３とは別の高さであってその基本部１２３と一体で形成され、基本部１２３とは別の２種類以上の高さのチップ支持部１２４，１２５を有するダイパッド１２２と、互いに平面的な重なりがあるようにチップ支持部１２４，１２５によりダイボンド剤１２６を介して支持された半導体チップ１２７，１２８と、ダイパッド１２２の周囲にその先端が配置された端子１２９と、端子１２９とダイパッド１２２上に搭載した半導体チップ１２７，１２８とを電気的に接続した金線などのワイヤー１３０と、半導体チップ１２７，１２８の外囲として、ダイパッド１２２の底面と、端子１２９の一側面および端子の底面を除く領域を封止した封止樹脂１３１とよりなるものである。
【００５４】
次に図１８を用いて、本実施形態の樹脂封止型半導体装置で用いたリードフレームについて説明する。図１８は第３の目的に対する第３の実施形態におけるリードフレームの基本単位を示す斜視図である。図において、１３２はリードフレーム全体を指すとする。１３３は２箇所で曲げられておりダイパッド１２２を支持するダイパッドサポート、１３４は封止工程で樹脂止めの役割をするダムバー、１３５は熱の影響を緩和するスリットである。
【００５５】
ダイパッド１２２に設けられたチップ支持部１２４，１２５は、リードフレーム１３２を元材料として異なる高さに形成されている。半導体チップ１２７，１２８はともにその中央部をそれぞれチップ支持部１２４，１２５により支持されて平面的な重なりがあるように半導体装置１２１に搭載されている。この場合はチップ支持部１２４，１２５の配置に制約があるために、下側のチップサイズはあまり大きくできないし、搭載できるチップサイズの組合せも少ない。チップ支持部１２４，１２５の形成には、形状に対応した金型を用意して形状がそれにならうようなプレス加工をしてもよいし、打ち抜きを途中でやめる加工をしてもよい。ただし、打ち抜きを途中でやめる加工では形成できる高さに限界があるので、この加工のみでは二つのチップ支持部間の高さ差を半導体チップの厚さ以上にすることはできない。
【００５６】
以上、第３の目的に対する第３の実施形態では、半導体チップの中央部を１箇所で支持したが、中央部でなくてもよいし、半導体チップの大きさに応じて支持が安定するように複数箇所で支持してもよい。また、チップ支持部をダイパッドの辺に平行方向に設けたが、対角方向でもよいし、その他にも種々の設け方が可能である。また、チップ支持部の形状は実施の形態で示した以外にも、リードフレームを元材料として形成可能なもので種々変形可能である。さらに、半導体装置に搭載する半導体チップは２個としたが、チップ支持部をふやすことで３個以上としてもよい。要点はリードフレームを元材料として、裏面側が露出するダイパッドの一部に複数箇所のチップ支持部を設けて、半導体装置に複数個の半導体チップを平面的な重なりがあるように搭載するということである。なお、搭載した半導体チップ間のワイヤーによる電気的接続は、下側の半導体チップが上側の半導体チップに対して平面的に完全に隠れない限りは可能であり、必要に応じて行えばよい。
【００５７】
本発明の第３の目的に対する第４の実施形態について説明する。まず、図１９、図２０を用いて、樹脂封止型半導体装置の構成について述べる。図１９、図２０はそれぞれ第３の目的に対する第４の実施形態における半導体装置の正面断面図、底面図である。図１９は図２０のＧ−Ｇ１箇所の断面を示している。図において、１４１は樹脂封止型半導体装置全体を表すとする。１４２は中央部にあって裏面側が露出したダイパッド、１４３はダイパッド１４２に一体的に固定した補助部材であり、二つのチップ支持部１４４，１４５を有する。１４６は半導体チップ１４７，１４８をそれぞれチップ支持部１４４，１４５に固着させるためのダイボンド剤である。１４９はダイパッド１４２を囲むように設けられた端子、１５０は半導体チップ１４７，１４８の電極パッド（図示せず）と端子１４９とを接続するワイヤーである。１５１は全体を保護する封止樹脂である。
【００５８】
以上のように本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、外部にその底面が露出したダイパッド１４２と、そのダイパッド１４２とは別の高さであってそのダイパッド１４２に固定されて複数の段違いのチップ支持部１４４，１４５を有する補助部材１４３と、平面的な重なりがあるように補助部材１４３の複数のチップ支持部１４４，１４５によりダイボンド剤１４６を介して支持された半導体チップ１４７，１４８と、ダイパッド１４２の周囲にその先端が配置された端子１４９と、端子１４９とダイパッド１４２上に搭載した半導体チップ１４７，１４８とを電気的に接続した金線などのワイヤー１５０と、半導体チップ１４７，１４８の外囲として、ダイパッド１４２の底面と、端子１４９の一側面および端子の底面を除く領域を封止した封止樹脂１５１とよりなるものである。
【００５９】
次に図２１を用いて、本実施形態の補助部材を固定したリードフレームについて説明する。図２１は第３の目的に対する第４の実施形態における補助部材を固定したリードフレームの基本単位を示す斜視図である。図において、１５２はリードフレーム全体を指すとする。１５３は２箇所で曲げられておりダイパッド１４２を支持するダイパッドサポート、１５４は封止工程で樹脂止めの役割をするダムバー、１５５は熱の影響を緩和するスリットである。
【００６０】
ダイパッド１４２に一体的に固定した補助部材１４３は、長方形の板金を曲げ加工して２箇所のチップ支持部１４４，１４５を形成したものである。半導体チップ１４７，１４８はともにその中央部をそれぞれチップ支持部１４４，１４５により支持されている。補助部材１４３の元材料は、リードフレーム１５２とは別なので、形状や寸法に制約がない。ここでは、チップ支持部１４５をダイパッドからはみ出すように設けて、半導体チップ１４７，１４８が平面的な重なりがあるように半導体装置１４１に搭載している。この場合はチップ支持部１４４，１４５の配置に制約がないために、下側のチップサイズを大きくできるし、搭載できるチップサイズの組合せも多い。半導体チップ１４７，１４８の支持高さも自由に設定できるので、ここでは第３の目的に対する第３の実施形態よりも高くしている。補助部材１４３をダイパッド１４２に一体的に固定する方法には、レーザ溶接、はんだ接合、接着等あるが、部材間での伝熱性がよいものが望ましい。
【００６１】
以上、第３の目的に対する第４の実施形態では、半導体チップの中央部を１箇所で支持したが、中央部でなくてもよいし、半導体チップの大きさに応じて支持が安定するように複数箇所で支持してもよい。チップ支持部を１箇所としても、元材料はリードフレームとは別なので、支持部のサイズは自由に設定できる。また、チップ支持部をダイパッドの辺に平行方向に設けたが、対角方向でもよいし、その他にも種々の設け方が可能である。また、ダイパッドに固定した補助部材を１個としたが、複数個としてもよい。また、補助部材は実施の形態で示した以外にも種々の材料と加工方法により形成される種々の形状に変形可能であり、チップ支持位置、チップ支持高さも種々変形可能である。さらに、半導体装置に搭載する半導体チップは２個としたが、チップ支持部をふやすことで３個以上としてもよい。要点は裏面側が露出するダイパッドに補助部材を一体的に固定して、半導体装置に複数の半導体チップを平面的な重なりがあるように搭載するということである。なお、搭載した半導体チップ間のワイヤーによる電気的接続は、下側の半導体チップが上側の半導体チップに対して平面的に完全に隠れない限りは可能であり、必要に応じて行えばよい。
【００６２】
なお、説明はＱＦＮタイプのものについて行ったが、この発明はリードフレームを使用する樹脂封止型半導体装置のすべてのタイプに適用可能である。
【００６３】
【発明の効果】
このように本発明の第１の目的を達成する樹脂封止型半導体装置によれば、外部に露出する基本部とその基本部とは別のほぼ同じ高さの複数の支持部を持つダイパッドと、複数の支持部により支持される半導体チップとを有することにより、半導体チップをその面積に応じて支持ができるので、半導体チップの搭載姿勢が安定し、製造工程での不都合が発生する可能性がなくなる。また、支持点が増えることで半導体チップに求められる剛性は小さくなるので、半導体チップを薄くしてもよく、半導体装置の薄型化が図れることになる。このとき、半導体チップの支持点を半導体チップの端部に近付けることができて安定した支持が可能で、しかも構造の特徴であるダイパッドの露出部から半導体チップに至る封止樹脂との境界経路が長く信頼性が高いという特徴は維持される。
【００６４】
また本発明の第２の目的を達成する樹脂封止型半導体装置によれば、外部に露出するダイパッドと、前記ダイパッドに固定されて支持部をもつ補助部材と、前記支持部に支持される半導体チップとを有することにより、半導体チップをその面積に応じて支持できるのは勿論のこと、半導体チップの支持位置と支持高さを自由にとれるので、バランスのよい構造が実現できて温湿度変化に対する形状維持性、つまりは信頼性の向上が図れることになる。このとき、半導体チップの支持点を半導体チップの端部として最も安定した支持ができるし、同じサイズの半導体装置に対して端部を支持しながら搭載できる半導体チップのサイズ範囲が広い。
【００６５】
また本発明の第３の目的を達成する第１の樹脂封止型半導体装置によれば、外部に露出する基本部と前記基本部とは別の高さの複数の支持部を持つダイパッドと、相互には平面的な重なりがないように前記複数の支持部により支持される複数の半導体チップとを有することにより、半導体装置に複数の半導体チップを並べて搭載できるので、複数機能をワンパッケージ化してプリント配線板への実装面積と重量の削減が図れることになる。つまり、複数の半導体チップをそれぞれ別の半導体装置に搭載するのに比べて省スペース化が実現できる。
【００６６】
また本発明の第３の目的を達成する第２の樹脂封止型半導体装置によれば、外部に露出するダイパッドと、前記ダイパッドに固定されて合計では２個以上の支持部を有する１個以上の補助部材と、相互には平面的な重なりがないように前記支持部に支持される複数の半導体チップとを有することにより、半導体チップの支持位置と支持高さを自由にとって半導体装置に複数の半導体チップを並べて搭載できるので、バランスのよい構造にて複数機能のワンパッケージ化が実現できて、実装面積と重量の削減が図れることになる。このとき、半導体チップの支持部の配置に制約がなく、同じサイズの半導体装置に並べて搭載できる半導体チップサイズの組合せが多く効果が大きい。
【００６７】
また本発明の第３の目的を達成する第３の樹脂封止型半導体装置によれば、外部に露出する基本部と前記基本部とは別の２種類以上の高さの支持部を持つダイパッドと、平面的な重なりがあるように前記複数の支持部により支持される複数の半導体チップとを有することにより、半導体装置に複数の半導体チップが平面的な重なりがあるように搭載できるので、複数機能を高密度にワンパッケージ化して実装面積と重量の削減が図れることになる。つまり、複数の半導体チップを並べて搭載するのに比べて省スペース化が実現できる。
【００６８】
さらに本発明の第３の目的を達成する第４の樹脂封止型半導体装置によれば、外部に露出するダイパッドと、前記ダイパッドに固定されて合計では２種類以上の高さの支持部を有する１個以上の補助部材と、平面的な重なりがあるように前記支持部により支持される複数の半導体チップとを有することにより、半導体チップの支持位置と支持高さを自由にとって半導体装置に複数の半導体チップを平面的な重なりがあるように搭載できるので、バランスのよい構造にて複数機能の高密度なワンパッケージ化が実現できて、実装面積と重量の削減も図れることになる。このとき、半導体チップの支持部の配置に制約がなく、同じサイズの半導体装置に平面的な重なりがあるように搭載できる半導体チップサイズの組合せが多く効果が大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の目的に対する第１の実施形態における樹脂封止型半導体装置を示す断面図
【図２】本発明の第１の目的に対する第１の実施形態における樹脂封止型半導体装置を示す底面図
【図３】本発明の第１の目的に対する第１の実施形態におけるリードフレームを示す斜視図
【図４】本発明の第１の目的に対する第２の実施形態におけるリードフレームのダイパッドを示す斜視図
【図５】本発明の第１の目的に対する第３の実施形態におけるリードフレームのダイパッドを示す斜視図
【図６】本発明の第２の目的に対する第１の実施形態における樹脂封止型半導体装置を示す断面図
【図７】本発明の第２の目的に対する第１の実施形態における樹脂封止型半導体装置を示す底面図
【図８】本発明の第２の目的に対する第１の実施形態における補助部材を固定したリードフレームを示す斜視図
【図９】本発明の第２の目的に対する第２の実施形態における補助部材を固定したリードフレームのダイパッドを示す斜視図
【図１０】本発明の第３の目的に対する第１の実施形態における樹脂封止型半導体装置を示す断面図
【図１１】本発明の第３の目的に対する第１の実施形態における樹脂封止型半導体装置を示す底面図
【図１２】本発明の第３の目的に対する第１の実施形態におけるリードフレームを示す斜視図
【図１３】本発明の第３の目的に対する第２の実施形態における樹脂封止型半導体装置を示す断面図
【図１４】本発明の第３の目的に対する第２の実施形態における樹脂封止型半導体装置を示す底面図
【図１５】本発明の第３の目的に対する第２の実施形態における補助部材を固定したリードフレームを示す斜視図
【図１６】本発明の第３の目的に対する第３の実施形態における樹脂封止型半導体装置を示す断面図
【図１７】本発明の第３の目的に対する第３の実施形態における樹脂封止型半導体装置を示す底面図
【図１８】本発明の第３の目的に対する第３の実施形態におけるリードフレームを示す斜視図
【図１９】本発明の第３の目的に対する第４の実施形態における樹脂封止型半導体装置を示す断面図
【図２０】本発明の第３の目的に対する第４の実施形態における樹脂封止型半導体装置を示す底面図
【図２１】本発明の第３の目的に対する第４の実施形態における補助部材を固定したリードフレームを示す斜視図
【図２２】従来の樹脂封止型半導体装置を示す断面図
【図２３】従来の樹脂封止型半導体装置を示す底面図
【図２４】従来の樹脂封止型半導体装置のリードフレームを示す斜視図
【符号の説明】
１１，３１，６１，８１，１０１，１２１，１４１樹脂封止型半導体装置
１２，３２，４６，５１，６２，７４，８２，１０２，１２２，１４２ダイパッド
１３，３３，４７，８３，１２３基本部
１４，３４，４８，５３，６４，７６，８４，８５，１０４，１０５，１２４，１２５，１４４，１４５チップ支持部
１５，３５，６５，８７，８８，１０７，１０８，１２７，１２８，１４７，１４８半導体チップ
１６，３６，６６，８６，１０６，１２６，１４６ダイボンド剤
１７，３７，６７，８９，１０９，１２９，１４９端子
１８，３８，６８，９０，１１０，１３０，１５０ワイヤー
１９，３９，６９，９１，１１１，１３１，１５１封止樹脂[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a resin-sealed semiconductor device using a lead frame, and more particularly to a heat-dissipating resin-sealed semiconductor device in which the rear surface of a die pad is exposed.
[0002]
[Prior art]
First, the configuration of a conventional resin-encapsulated semiconductor device will be described with reference to FIGS. Note that the drawings used in the description are not necessarily to magnify the actual thing to the same size, and are drawn in a partially exaggerated manner in the height direction for easy understanding. This is the same for the drawings used in the description of the embodiments of the invention described later.
[0003]
22 and 23 are a front sectional view and a bottom view, respectively, of a conventional resin-encapsulated semiconductor device. FIG. 22 shows a cross section taken along the line AA1 in FIG. 22 and 23, reference numeral 11 denotes the entire resin-sealed semiconductor device. Reference numeral 12 denotes a die pad at the center, which is composed of an exposed basic portion 13 and a chip supporting portion 14. Reference numeral 15 denotes a semiconductor chip, and 16 denotes a die bonding agent for fixing the semiconductor chip 15 to the chip supporting portion 14. Reference numeral 17 denotes a terminal (lead) provided so as to surround the die pad 12, and reference numeral 18 denotes a wire for connecting an electrode pad (not shown) of the semiconductor chip 15 to the terminal 17. 19 is a sealing resin for protecting the whole. The semiconductor device 11 is of a heat-dissipating type QFN (Quad Flat Non-leaded package) type, the bottom surface of the die pad 12 is exposed, only the upper side of the terminal 17 becomes a resin sealing portion, and a resin sealing type semiconductor. There is no outer lead portion extending laterally from the side surface of the device main body, and the lower surface of the terminal 17 is a mounting surface on a printed wiring board as an external terminal.
[0004]
Next, a lead frame constituting a conventional resin-encapsulated semiconductor device will be described with reference to FIG. FIG. 24 is a perspective view of a basic unit of a conventional lead frame.
[0005]
In FIG. 24, 20 indicates the entire lead frame. Reference numeral 21 denotes a die pad support that is bent at two locations and supports the die pad 12 in four directions, 22 denotes a dam bar that serves as a resin stopper in a sealing process, and 23 denotes a slit that reduces the influence of heat in the manufacturing process.
[0006]
The details of the die pad 12 will be described. The chip supporting portion 14 is formed using the lead frame 20 as an original material so as to protrude in the height direction. Since there is a height difference between the chip supporting portion 14 and the basic portion 13, in the state of the completed semiconductor device 11, the cantilevered supporting portion of the semiconductor chip 15 which is disengaged from the chip supporting portion 14. The sealing resin 19 is interposed between the portion 13. As a result, a balanced structure is obtained in which the sealing resin 19 covers the upper and lower portions of the semiconductor chip 15. Further, the boundary between the basic portion 13 and the sealing resin 19 may be a water infiltration path, but the path to the semiconductor chip 15 is smaller than that when the semiconductor chip 15 is directly mounted on a flat die pad. The length is increased by protruding the chip supporting portion 14 in the height direction, and the structure is highly reliable.
[0007]
The manufacturing process of the resin-encapsulated semiconductor device 11 includes a die bonding process in which a die bonding agent 16 is applied to the chip supporting portion 14, the semiconductor chip 15 is pressed and arranged thereon, and then fixed. (Not shown) and the terminal 17 are connected by using a metal wire 18 in a wire bonding step. The lead frame 20 is set in a mold having an outer shape of the semiconductor device 11 and the molten sealing resin 19 is poured. It includes a sealing step of hardening and a product processing step of cutting a portion to be the resin-sealed semiconductor device 11 from the entire lead frame 20.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional configuration, even if the semiconductor chip becomes large, the support of the semiconductor chip is performed only at the central portion of the die pad. Even if the semiconductor chip is slightly inclined, if the semiconductor chip is large, the amount of inclination at the end becomes large. As a first problem due to this, there is a problem that a uniform bonding cannot be performed due to a difference in bond height at the time of wire bonding, a resin flow is not smooth at the time of sealing, and a large cantilever supporting length increases at the time of wire bonding. Since a moment is applied, there is a problem that a thin semiconductor chip is damaged.
[0009]
Further, in the conventional configuration, the chip supporting portion is formed by processing the lead frame as a raw material. For this reason, as a second problem, there is a problem in that the support position and the support height of the semiconductor chip are limited due to the processing limit, and the structure is not always optimal.
[0010]
Further, in the conventional configuration, there is only one support portion for the semiconductor chip. For this reason, as a third problem, there is a problem that even if an attempt is made to mount a plurality of semiconductor chips, a plurality of semiconductor chips cannot be mounted due to a single support portion.
[0011]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned conventional problems. First, the semiconductor chip is stably supported at a plurality of locations with respect to a die pad to eliminate the possibility of inconvenience in the manufacturing process and to reduce the thickness of the semiconductor chip. The first object is to reduce the thickness of the semiconductor device. A second object is to provide a more appropriate structure by supporting the semiconductor chip with another member integrally fixed to the die pad. Further, a third object is to enable mounting of a plurality of semiconductor chips by providing a plurality of support portions of the semiconductor chips, and to perform mounting with higher density.
[0016]
Further, as a first means for achieving the third object, a resin-encapsulated semiconductor device of the present invention comprises a die pad supporting a semiconductor chip, a terminal having a tip disposed around the die pad, and A resin-encapsulated semiconductor device comprising: a member that electrically connects a chip and the terminal; and a sealing resin that exposes a bottom surface of the die pad and seals an outer periphery of the semiconductor chip. The base portion exposed to the outside of the sealing resin, and formed integrally with the base portion, having a plurality of support portions at different heights from the base portion, in a state where there is no planar overlap with each other. A resin-encapsulated semiconductor device in which a plurality of semiconductor chips are supported by the plurality of support portions.
[0017]
As a result, a plurality of semiconductor chips can be mounted side by side on the semiconductor device, so that a plurality of functions can be integrated into one package to reduce the mounting area and weight.
[0018]
As a second means for achieving the third object, a resin-encapsulated semiconductor device according to the present invention includes a die pad supporting a semiconductor chip, a terminal having a tip disposed around the die pad, and a semiconductor device. A resin-encapsulated semiconductor device comprising: a member that electrically connects a chip and the terminal; and a sealing resin that exposes a bottom surface of the die pad and seals an outer periphery of the semiconductor chip. Has a bottom surface that is exposed to the outside of the sealing resin, has an auxiliary member having two or more support portions, and has a plurality of semiconductor chips formed by the plurality of support portions in a state where they are not planarly overlapped with each other. Is a resin-encapsulated semiconductor device supported.
[0019]
As a result, a plurality of semiconductor chips can be mounted side by side on a semiconductor device by freely setting a supporting position and a supporting height of the semiconductor chip, so that one package of a plurality of functions can be realized with a well-balanced structure, and the mounting area and the weight can be reduced. The reduction can also be achieved.
[0020]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a resin-encapsulated semiconductor device according to a third aspect of the present invention, comprising: a die pad supporting a semiconductor chip; a terminal having a tip disposed around the die pad; A resin-encapsulated semiconductor device comprising: a member that electrically connects a chip and the terminal; and a sealing resin that exposes a bottom surface of the die pad and seals an outer periphery of the semiconductor chip. Has a basic portion exposed to the outside of the sealing resin, and a plurality of support portions formed integrally with the basic portion and having different heights from the basic portion and two or more heights. A resin-sealed semiconductor device in which a plurality of semiconductor chips are supported by the plurality of support portions in a state where the plurality of semiconductor chips are overlapped in a plane.
[0021]
As a result, a plurality of semiconductor chips can be mounted on the semiconductor device so as to have a two-dimensional overlap, so that a plurality of functions can be packaged at a high density to reduce the mounting area and weight.
[0022]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a resin-encapsulated semiconductor device according to a fourth aspect of the present invention, comprising: a die pad supporting a semiconductor chip; a terminal having a tip disposed around the die pad; A resin-encapsulated semiconductor device comprising: a member that electrically connects a chip and the terminal; and a sealing resin that exposes a bottom surface of the die pad and seals an outer periphery of the semiconductor chip. The bottom surface is exposed to the outside of the sealing resin, and has a separate auxiliary member having two or more support portions having different heights, and the plurality of support portions overlap each other in a planar manner. This is a resin-encapsulated semiconductor device in which a plurality of semiconductor chips are supported.
[0023]
As a result, a plurality of semiconductor chips can be mounted on the semiconductor device so that the semiconductor chip can be freely placed at a supporting position and a supporting height so that the semiconductor chips have a planar overlap. Can be realized, and the mounting area and weight can be reduced.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a resin-sealed semiconductor device of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0025]
First, a first embodiment for the first object of the present invention will be described. The configuration of the resin-encapsulated semiconductor device will be described with reference to FIGS.
[0026]
1 and 2 are a front sectional view and a bottom view, respectively, of a resin-sealed semiconductor device according to the first embodiment for the first purpose. FIG. 1 shows a cross section taken along a line B-B1 in FIG. Note that, in the bottom view cited in the description of the present invention, a partially transparent configuration is shown by a broken line.
[0027]
In the figure, reference numeral 31 denotes the entire resin-sealed semiconductor device. Reference numeral 32 denotes a die pad at a central portion, which is composed of a basic portion 33 and four integrally formed chip support portions 34 having substantially the same height. Reference numeral 35 denotes a semiconductor chip, and 36 denotes a die bonding agent for fixing the semiconductor chip 35 to the chip supporting portion 34. Reference numeral 37 denotes a terminal provided to surround the die pad 32, and reference numeral 38 denotes a wire connecting an electrode pad (not shown) of the semiconductor chip 35 and the terminal 37 (lead). 39 is a sealing resin for protecting the whole.
[0028]
As described above, the resin-encapsulated semiconductor device according to the present embodiment includes a basic portion 33 whose bottom surface is exposed to the outside, and a plurality of support portions integrally formed at a different height from the basic portion 33. A semiconductor chip 35 supported by a plurality of chip support portions 34 via a die bonding agent 36, a terminal 37 having its tip disposed around the die pad 32, and a terminal 37 and the die pad 32. A wire 38 such as a gold wire electrically connected to the mounted semiconductor chip 35 and a region except the bottom surface of the die pad 32 and one side surface of the terminal 37 and the bottom surface of the terminal are sealed as the outer periphery of the semiconductor chip 35. It consists of a sealing resin 39.
[0029]
In the resin-encapsulated semiconductor device of the present embodiment, since the four protruding support portions 34 are integrally formed in the surface of the die pad 32, the semiconductor chip 35 can be stably supported, and Also, since the structure can form the sealing resin 39, the reliability can be maintained.
[0030]
Next, the lead frame will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a perspective view of a basic unit of the lead frame in the first embodiment for the first object. In the figure, 40 indicates the entire lead frame. Reference numeral 41 denotes a die pad support that is bent at two places and supports the die pad 32 in four directions, reference numeral 42 denotes a dam bar that serves as a resin stopper in a sealing process, and reference numeral 43 denotes a slit that reduces the influence of heat in the manufacturing process.
[0031]
The four chip support portions 34 provided on the die pad 32 are formed using the lead frame 40 as an original material so as to protrude in the height direction. As a result, the number of support points of the semiconductor chip 35 becomes four, and the support point approaches the end of the semiconductor chip 35. In forming the chip support portion 34, a process of stopping punching (a half-cut press) may be performed, or a die corresponding to the shape may be prepared and subjected to a press process that conforms to the shape. Good.
[0032]
Protruding the chip supporting portions 34 at a plurality of locations on the die pad 32 as shown in FIG. 3 can also be realized by partially half-etching the die pad. However, in this case, since the support height of the semiconductor chip 35 is reduced, it is necessary to change the dimension of the die pad support 41 in the height direction. Also, the rear surface of the die pad remains the same surface without any irregularities.
[0033]
Next, a resin-sealed semiconductor device according to a second embodiment for the first object will be described. Since the configuration is the same as that of the first embodiment except for the shape of the die pad, only the shape of the die pad will be described. FIG. 4 is a perspective view of the die pad according to the second embodiment for the first purpose. In the figure, reference numeral 46 denotes a die pad, which comprises a basic portion 47 and four chip support portions 48 having substantially the same height. Reference numeral 49 denotes a slit, which is provided on both sides of the chip supporting portion 48 so that the chip supporting portion 48 can be processed. The chip supporting portion 48 is formed using a lead frame as a raw material so as to protrude in the height direction. For this purpose, the slit 49 is first removed from the lead frame, and then the chip supporting portion 48 is pressed to conform to the prepared mold.
[0034]
Next, a resin-sealed semiconductor device according to a third embodiment for the first object will be described. Here, only the shape of the die pad will be described. FIG. 5 is a perspective view showing a die pad according to the third embodiment for the first purpose. In the figure, reference numeral 51 denotes a die pad, which comprises a basic portion 52 and four chip support portions 53 having substantially the same height. Reference numeral 54 denotes a notch, which is provided on both sides of the chip support 53 so that the chip support 53 can be processed. The chip supporting portion 53 is formed using a lead frame as a raw material so as to protrude in the height direction. For this purpose, the notch 54 is first removed from the lead frame, and then the chip support 53 is pressed to conform to the prepared die. Even if the semiconductor chip is supported at a plurality of locations, if the direction of the inclined portion 55 from the basic portion 52 to the chip supporting portion 53 is the direction radiating from the center of the die pad 51 as shown in the figure, the constituent material of the semiconductor device The warpage of the die pad 51 caused after the sealing step due to the difference in the coefficient of thermal expansion can be reduced because the position of the chip supporting portion 53 can be changed. Further, in the structure shown in FIG. 5, the chip supporting portion 53 itself has elasticity, and when the semiconductor chip is supported, the chip supporting portion 53 can be mounted by absorbing a chip warp or the like. Obtainable.
[0035]
As described above, in each of the first to third embodiments for the first object, the chip support portions are all symmetrical at four locations, but may not be symmetrical, and may be at any two or more locations. However, it is arranged in consideration of the chip support balance and its thermal effect. The shape of the chip supporting portion can be variously modified in addition to the shape shown in the embodiment, and can be formed using a lead frame as a raw material. The point is that a semiconductor chip is supported by a plurality of chip supporting portions of substantially the same height provided on a die pad whose back surface is exposed, using a lead frame as a base material.
[0036]
A first embodiment for the second object of the present invention will be described. First, the configuration of the resin-encapsulated semiconductor device of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 6 and 7 are a front sectional view and a bottom view, respectively, of the resin-sealed semiconductor device according to the first embodiment for the second purpose. FIG. 6 shows a cross section taken along the line CC of FIG. In the figure, 61 indicates the entire resin-sealed semiconductor device. A die pad 62 is located at the center and the back side is exposed, and 63 is an auxiliary member integrally fixed to the die pad 62 and has four chip support portions 64. Reference numeral 65 denotes a semiconductor chip, and 66 denotes a die bonding agent for fixing the semiconductor chip 65 to the chip supporting portion 64. Reference numeral 67 denotes a terminal provided to surround the die pad 62, and reference numeral 68 denotes a wire for connecting an electrode pad (not shown) of the semiconductor chip 65 to the terminal 67. 69 is a sealing resin for protecting the whole.
[0037]
As described above, the resin-encapsulated semiconductor device according to the present embodiment includes a die pad 62 whose bottom surface is exposed to the outside, and a plurality of chip supports that are fixed at a different height from the die pad 62 and are fixed to the die pad 62. An auxiliary member 63 having a portion 64, a semiconductor chip 65 supported by a plurality of support portions 64 of the auxiliary member 63 via a die bonding agent 66, a terminal 67 whose tip is arranged around the die pad 62, and a terminal 67. And a wire 68 such as a gold wire electrically connecting the semiconductor chip 65 mounted on the die pad 62 to the semiconductor chip 65, and a region excluding the bottom surface of the die pad 62, one side surface of the terminal and the bottom surface of the terminal as an outer periphery of the semiconductor chip 65. And a sealing resin 69 sealing the sealing resin.
[0038]
Next, a lead frame to which the auxiliary member 63 is fixed will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a perspective view of a basic unit of the lead frame to which the auxiliary member is fixed in the first embodiment for the second object. In the drawing, 70 indicates the entire lead frame. Reference numeral 71 denotes a die pad support that is bent at two places and supports the die pad 62, 72 denotes a dam bar that serves as a resin stopper in a sealing process, and 73 denotes a slit that reduces the influence of heat.
[0039]
The auxiliary member 63 integrally fixed to the die pad 62 is formed by etching a circular sheet metal to form four chip support portions 64. Since the base material of the auxiliary member 63 is different from the lead frame 70, there is no restriction on the shape and dimensions. Here, the chip supporting portion 64 is provided so as to protrude from the die pad 62 to support the vicinity of the end of the semiconductor chip 65. The supporting height can also be set freely, and is set higher here than in the first embodiment for the first purpose. Further, the volume and the shape of the sealing resin 69 in the resin-sealed semiconductor device 61 are greatly changed by the auxiliary member 63. As a method of integrally fixing the auxiliary member 63 to the die pad 62, there are laser welding, solder bonding, adhesion, and the like, but a method having good heat conductivity between the members is desirable.
[0040]
Next, a second embodiment for the second purpose will be described. Since the configuration is the same as that of the first embodiment except for the shape of the auxiliary member, only the die pad portion to which the auxiliary member is fixed will be described. FIG. 9 is a perspective view of the die pad portion to which the auxiliary member according to the second embodiment is fixed for the second purpose. The auxiliary member 75 integrally fixed to the die pad 74 is formed by bending a cross-shaped sheet metal to form four chip supporting portions 76. Here, the chip supporting portion 76 is provided so as to protrude largely from the die pad 74, so that even if the semiconductor chip is large, the end portion thereof can be supported.
[0041]
As described above, in each of the first and second embodiments for the second object, the chip support portion has four symmetrical portions. However, the chip support portion may not be symmetrical, and may be any number. Even if the chip supporting portion is provided at one position, the original material is different from the lead frame, and thus the size of the supporting portion can be freely set. Although one auxiliary member is fixed to the die pad, a plurality of auxiliary members may be used. In addition, the auxiliary member can be deformed into various shapes formed by various materials and processing methods other than those shown in the embodiments, and the chip supporting position and the chip supporting height can also be variously modified. The point is that the semiconductor chip is supported by an auxiliary member integrally fixed to the die pad whose back side is exposed.
[0042]
A first embodiment for the third object of the present invention will be described. First, the configuration of the resin-encapsulated semiconductor device will be described with reference to FIGS. 10 and 11 are a front sectional view and a bottom view, respectively, of the resin-sealed semiconductor device according to the first embodiment for the third purpose. FIG. 10 shows a cross section taken along a line DD1 in FIG. In the figure, it is assumed that reference numeral 81 represents the entire resin-sealed semiconductor device. Reference numeral 82 denotes a die pad at the center, which comprises a basic portion 83 and two chip supporting portions 84 and 85. Reference numeral 86 denotes a die bonding agent for fixing the semiconductor chips 87 and 88 to the chip supporting portions 84 and 85, respectively. Reference numeral 89 denotes a terminal provided to surround the die pad 82, and reference numeral 90 denotes a wire connecting the electrode 89 (not shown) of the semiconductor chips 87 and 88 to the terminal 89. Reference numeral 91 denotes a sealing resin for protecting the whole.
[0043]
As described above, the resin-encapsulated semiconductor device according to the present embodiment includes a basic portion 83 whose bottom surface is exposed to the outside, and a plurality of chip supports integrally formed at a different height from the basic portion 83. A die pad 82 having portions 84 and 85, a plurality of semiconductor chips 87 and 88 supported by a plurality of chip supporting portions 84 and 85 via a die bonding agent 86, and a terminal 89 having a tip disposed around the die pad 82. A wire 90 such as a gold wire for electrically connecting the terminal 89 to each of the semiconductor chips 87 and 88 mounted on the die pad 82; a bottom surface of the die pad 82 to surround the semiconductor chips 87 and 88; And a sealing resin 91 that seals a region excluding one side surface and the bottom surface of the terminal.
[0044]
Next, a lead frame used in the resin-encapsulated semiconductor device of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a perspective view showing a basic unit of the lead frame in the first embodiment for the third purpose. Reference numeral 92 indicates the entire lead frame. Reference numeral 93 denotes a die pad support that is bent at two places and supports the die pad 82, 94 denotes a dam bar that serves as a resin stopper in a sealing process, and 95 denotes a slit that reduces the influence of heat.
[0045]
The chip supporting portions 84 and 85 provided on the die pad 82 are formed using the lead frame 92 as a raw material so as to protrude in the height direction. The semiconductor chips 87 and 88 are both supported at their central portions by chip support portions 84 and 85, respectively. In forming the chip support portions 84 and 85, the punching may be stopped in the middle, or a die corresponding to the shape may be prepared and the pressing may be performed to conform to the shape.
[0046]
As described above, in the first embodiment for the third object, the central part of the semiconductor chip is supported at one place, but the central part may not be supported, and the support is stabilized according to the size of the semiconductor chip to be mounted. As described above, it may be supported at a plurality of places. Further, although the chip supporting portions 84 and 85 are provided in a direction parallel to the side of the die pad 82, they may be provided in a diagonal direction, and various other methods are also possible. The shape of the chip supporting portions 84 and 85 is not limited to the circular shape described in the embodiment, but may be variously deformable, such as a rectangular or polygonal lead frame, which can be formed as a raw material. Further, although two semiconductor chips are mounted on the resin-encapsulated semiconductor device, the number of chip supporting portions may be increased to three or more. The point is that a plurality of chip supports are provided on a part of a die pad whose back surface is exposed using a lead frame as a base material, and a plurality of semiconductor chips are arranged and mounted on a resin-encapsulated semiconductor device. The electrical connection between the mounted semiconductor chips by wires may be made as needed.
[0047]
A second embodiment for the third object of the present invention will be described. First, the configuration of the semiconductor device will be described with reference to FIGS. 13 and 14 are a front sectional view and a bottom view, respectively, of the semiconductor device according to the second embodiment for the third purpose. FIG. 13 shows a cross section taken along the line E-E1 in FIG. In the figure, reference numeral 101 denotes the entire resin-sealed semiconductor device. A die pad 102 is located at the center and the back side is exposed, and 103 is an auxiliary member integrally fixed to the die pad 102, and has two chip supporting portions 104 and 105. Reference numeral 106 denotes a die bonding agent for fixing the semiconductor chips 107 and 108 to the chip supporting portions 104 and 105, respectively. Reference numeral 109 denotes a terminal provided to surround the die pad 102, and 110 denotes a wire connecting the electrode pad (not shown) of the semiconductor chips 107 and 108 to the terminal 109. 111 is a sealing resin for protecting the whole.
[0048]
As described above, the resin-encapsulated semiconductor device of the present embodiment includes a die pad 102 whose bottom surface is exposed to the outside, and a plurality of chip supports which are fixed at a different height from the die pad 102 and are fixed to the die pad 102. An auxiliary member 103 having portions 104 and 105, semiconductor chips 107 and 108 supported by a plurality of chip supporting portions 104 and 105 of the auxiliary member 103 via a die bonding agent 106, and a tip thereof is arranged around the die pad 102. A terminal 109, a wire 108 such as a gold wire electrically connecting the terminal 109 and the semiconductor chips 107 and 108 mounted on the die pad 102, a bottom surface of the die pad 102 as an outer periphery of the semiconductor chips 107 and 108, It is made of a sealing resin 111 which seals a region excluding one side surface of the terminal 109 and a bottom surface of the terminal. .
[0049]
Next, a lead frame to which an auxiliary member used in the resin-sealed semiconductor device of the present embodiment is fixed will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a perspective view showing a basic unit of a lead frame to which an auxiliary member is fixed in the second embodiment for the third purpose. In the drawing, 112 indicates the entire lead frame. Reference numeral 113 denotes a die pad support that is bent at two locations and supports the die pad 102, 114 denotes a dam bar that serves as a resin stopper in a sealing process, and 115 denotes a slit that reduces the influence of heat.
[0050]
The auxiliary member 103 integrally fixed to the die pad 102 is formed by bending a rectangular sheet metal to form two chip support portions 104 and 105. The semiconductor chips 107 and 108 are both supported at their central portions by chip supporting portions 104 and 105, respectively. Since the base material of the auxiliary member 103 is different from the lead frame 112, there is no restriction on the shape and dimensions. Here, the chip supporting portions 104 and 105 are provided so as to protrude from the die pad 102, and the distance between the centers of the semiconductor chips 107 and 108 is increased. Since the supporting height of the semiconductor chips 107 and 108 can be set freely, the height is set higher than that of the first embodiment for the third purpose. Further, the volume and the shape of the sealing resin 111 in the semiconductor device 101 are greatly changed by the auxiliary member 103. As a method of integrally fixing the auxiliary member 103 to the die pad 102, there are laser welding, solder bonding, adhesion, and the like, but a method having good heat conductivity between the members is desirable.
[0051]
As described above, in the second embodiment for the third object, the central portion of the semiconductor chip is supported at one place. However, the central portion may not be supported, and the support is stabilized according to the size of the semiconductor chip to be mounted. As described above, it may be supported at a plurality of places. Even if the chip supporting portion is provided at one position, the original material is different from the lead frame, and thus the size of the supporting portion can be freely set. Although one auxiliary member is fixed to the die pad, a plurality of auxiliary members may be used. Further, although the chip supporting portion is provided in a direction parallel to the side of the die pad, the chip supporting portion may be provided in a diagonal direction, and various other methods are possible. The auxiliary member can be deformed into various shapes formed by various materials and processing methods other than those shown in the embodiments, and the chip supporting position and the chip supporting height can also be variously modified. Further, although two semiconductor chips are mounted on the semiconductor device, three or more semiconductor chips may be provided by increasing the chip supporting portion. The point is that the auxiliary member is integrally fixed to the die pad whose back surface is exposed, and a plurality of semiconductor chips are arranged and mounted on the semiconductor device. The electrical connection between the mounted semiconductor chips by wires may be made as needed.
[0052]
A third embodiment for the third object of the present invention will be described. First, the configuration of the resin-encapsulated semiconductor device will be described with reference to FIGS. 16 and 17 are a front sectional view and a bottom view, respectively, of a resin-sealed semiconductor device according to the third embodiment for the third purpose. FIG. 16 shows a cross section taken along a line FF1 in FIG. In the figure, it is assumed that reference numeral 121 represents the entire resin-sealed semiconductor device. Reference numeral 122 denotes a die pad at the center, which comprises a basic portion 123 and two chip supporting portions 124 and 125. Reference numeral 126 denotes a die bonding agent for fixing the semiconductor chips 127 and 128 to the chip supporting portions 124 and 125, respectively. Reference numeral 129 denotes a terminal provided to surround the die pad 122, and reference numeral 130 denotes a wire connecting the electrode pad (not shown) of the semiconductor chips 127 and 128 and the terminal 129. 131 is a sealing resin for protecting the whole.
[0053]
As described above, the resin-encapsulated semiconductor device of the present embodiment is formed integrally with the basic portion 123 whose bottom surface is exposed to the outside, and at a different height from the basic portion 123. And a die pad 122 having chip support portions 124 and 125 having two or more different heights from the base portion 123 and supported by the chip support portions 124 and 125 via the die bonding agent 126 so as to overlap each other in a plane. Semiconductor chips 127 and 128, a terminal 129 whose tip is arranged around the die pad 122, and a wire such as a gold wire that electrically connects the terminal 129 and the semiconductor chips 127 and 128 mounted on the die pad 122. 130, and the area surrounding the bottom surface of the die pad 122, one side surface of the terminal 129 and the bottom surface of the terminal are sealed as the outer periphery of the semiconductor chips 127 and 128. In which more the sealing resin 131.
[0054]
Next, a lead frame used in the resin-sealed semiconductor device of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 18 is a perspective view showing a basic unit of the lead frame in the third embodiment for the third purpose. In the drawing, 132 indicates the entire lead frame. 133 is a die pad support that is bent at two locations and supports the die pad 122, 134 is a dam bar that serves as a resin stopper in the sealing process, and 135 is a slit that reduces the effect of heat.
[0055]
The chip supporting portions 124 and 125 provided on the die pad 122 are formed at different heights using the lead frame 132 as a raw material. The semiconductor chips 127 and 128 are mounted on the semiconductor device 121 such that the central portions thereof are supported by chip support portions 124 and 125, respectively, and have a planar overlap. In this case, since the arrangement of the chip support portions 124 and 125 is restricted, the size of the lower chip cannot be so large, and the combination of chip sizes that can be mounted is small. For the formation of the chip supporting portions 124 and 125, a die corresponding to the shape may be prepared and subjected to press working to conform to the shape, or may be performed to stop punching halfway. However, there is a limit to the height that can be formed by a process in which punching is stopped halfway, so that the height difference between the two chip supporting portions cannot be made larger than the thickness of the semiconductor chip only by this process.
[0056]
As described above, in the third embodiment for the third object, the central portion of the semiconductor chip is supported at one place, but the central portion may not be supported, and the support may be stabilized according to the size of the semiconductor chip. It may be supported at a plurality of locations. Further, although the chip supporting portion is provided in a direction parallel to the side of the die pad, the chip supporting portion may be provided in a diagonal direction, and various other methods are also possible. In addition to the shape shown in the embodiment, the shape of the chip supporting portion can be variously deformed by using a lead frame as a raw material. Further, although two semiconductor chips are mounted on the semiconductor device, three or more semiconductor chips may be provided by increasing the chip supporting portion. The point is that the lead frame is used as the original material, and a plurality of chip support portions are provided on a part of the die pad where the back side is exposed, and a plurality of semiconductor chips are mounted on the semiconductor device so as to have a planar overlap. is there. Note that electrical connection between the mounted semiconductor chips by wires is possible as long as the lower semiconductor chip is not completely hidden in a plane from the upper semiconductor chip, and may be performed as needed.
[0057]
A fourth embodiment for the third object of the present invention will be described. First, the configuration of the resin-encapsulated semiconductor device will be described with reference to FIGS. 19 and 20 are a front sectional view and a bottom view, respectively, of the semiconductor device according to the fourth embodiment for the third purpose. FIG. 19 shows a section taken along a line GG1 in FIG. In the drawing, it is assumed that 141 represents the entire resin-sealed semiconductor device. Reference numeral 142 denotes a die pad at the center and the back side is exposed, and 143 denotes an auxiliary member integrally fixed to the die pad 142, and has two chip support portions 144 and 145. 146 is a die bonding agent for fixing the semiconductor chips 147 and 148 to the chip supporting portions 144 and 145, respectively. 149 is a terminal provided so as to surround the die pad 142, and 150 is a wire connecting the electrode pad (not shown) of the semiconductor chips 147 and 148 to the terminal 149. 151 is a sealing resin for protecting the whole.
[0058]
As described above, the resin-encapsulated semiconductor device of the present embodiment has a die pad 142 whose bottom surface is exposed to the outside, and a plurality of steps having a different height from the die pad 142 and being fixed to the die pad 142. An auxiliary member 143 having chip support portions 144 and 145, and semiconductor chips 147 and 148 supported by a plurality of chip support portions 144 and 145 of the auxiliary member 143 via a die bonding agent 146 so as to have a planar overlap. A terminal 149 having a tip disposed around the die pad 142, a wire 150 such as a gold wire electrically connecting the terminal 149 to the semiconductor chips 147 and 148 mounted on the die pad 142, and a semiconductor chip 147 and 148. As an outer periphery, a region excluding the bottom surface of the die pad 142, one side surface of the terminal 149, and the bottom surface of the terminal is sealed. In which the more the sealing resin 151.
[0059]
Next, a lead frame to which the auxiliary member of the present embodiment is fixed will be described with reference to FIG. FIG. 21 is a perspective view showing a basic unit of a lead frame to which an auxiliary member is fixed in a fourth embodiment for the third purpose. In the drawing, reference numeral 152 indicates the entire lead frame. Reference numeral 153 denotes a die pad support which is bent at two places and supports the die pad 142. Reference numeral 154 denotes a dam bar which serves as a resin stopper in a sealing step. Reference numeral 155 denotes a slit for reducing the influence of heat.
[0060]
The auxiliary member 143 integrally fixed to the die pad 142 is formed by bending a rectangular sheet metal to form two chip support portions 144 and 145. The semiconductor chips 147 and 148 are both supported at their central portions by chip support portions 144 and 145, respectively. Since the base material of the auxiliary member 143 is different from the lead frame 152, there is no restriction on the shape and dimensions. Here, the chip supporting portion 145 is provided so as to protrude from the die pad, and is mounted on the semiconductor device 141 such that the semiconductor chips 147 and 148 have a planar overlap. In this case, since there is no restriction on the arrangement of the chip supporting portions 144 and 145, the size of the lower chip can be increased, and there are many combinations of chip sizes that can be mounted. Since the support height of the semiconductor chips 147 and 148 can be set freely, the height is set higher than that of the third embodiment for the third purpose. As a method of integrally fixing the auxiliary member 143 to the die pad 142, there are laser welding, solder bonding, adhesion, and the like, but a method having good heat transfer between the members is desirable.
[0061]
As described above, in the fourth embodiment for the third object, the central portion of the semiconductor chip is supported at one place. However, the central portion may not be supported, and the support may be stabilized according to the size of the semiconductor chip. It may be supported at a plurality of locations. Even if the chip supporting portion is provided at one place, the size of the supporting portion can be freely set since the original material is different from the lead frame. Further, although the chip supporting portion is provided in a direction parallel to the side of the die pad, the chip supporting portion may be provided in a diagonal direction, and various other methods are possible. Although one auxiliary member is fixed to the die pad, a plurality of auxiliary members may be used. The auxiliary member can be deformed into various shapes formed by various materials and processing methods other than those shown in the embodiments, and the chip supporting position and the chip supporting height can also be variously modified. Further, although two semiconductor chips are mounted on the semiconductor device, three or more semiconductor chips may be provided by increasing the chip supporting portion. The point is that the auxiliary member is integrally fixed to the die pad whose back surface is exposed, and a plurality of semiconductor chips are mounted on the semiconductor device so as to overlap in a plane. Note that electrical connection between the mounted semiconductor chips by wires is possible as long as the lower semiconductor chip is not completely hidden in a plane from the upper semiconductor chip, and may be performed as needed.
[0062]
Although the description has been given of the QFN type, the present invention is applicable to all types of resin-encapsulated semiconductor devices using a lead frame.
[0063]
【The invention's effect】
As described above, according to the resin-encapsulated semiconductor device which achieves the first object of the present invention, a die pad having a basic portion exposed to the outside and a plurality of support portions having substantially the same height as the basic portion is provided By having the semiconductor chip supported by the plurality of support portions, the semiconductor chip can be supported according to its area, so that the mounting posture of the semiconductor chip is stabilized, and there is a possibility that inconvenience may occur in the manufacturing process. Disappears. In addition, since the rigidity required for the semiconductor chip is reduced by increasing the number of support points, the semiconductor chip may be thinned, and the thickness of the semiconductor device can be reduced. At this time, the support point of the semiconductor chip can be brought close to the edge of the semiconductor chip, and stable support is possible. In addition, the boundary path from the exposed portion of the die pad to the semiconductor chip, which is a feature of the structure, is formed. Long and reliable features are maintained.
[0064]
According to the resin-encapsulated semiconductor device which achieves the second object of the present invention, a die pad exposed to the outside, an auxiliary member fixed to the die pad and having a support portion, and a semiconductor supported by the support portion By having the chip, the semiconductor chip can be supported according to the area thereof, as well as the supporting position and the supporting height of the semiconductor chip can be freely set, so that a well-balanced structure can be realized and the temperature and humidity can be changed. Shape maintenance, that is, reliability can be improved. At this time, the most stable support can be performed with the support point of the semiconductor chip as the end of the semiconductor chip, and the size range of the semiconductor chip that can be mounted on a semiconductor device of the same size while supporting the end is wide.
[0065]
According to the first resin-encapsulated semiconductor device that achieves the third object of the present invention, a die pad having a basic portion exposed to the outside and a plurality of support portions having different heights from the basic portion; By having a plurality of semiconductor chips supported by the plurality of support portions so as not to overlap each other in a plane, a plurality of semiconductor chips can be mounted side by side on a semiconductor device. The mounting area and weight on the printed wiring board can be reduced. That is, space saving can be realized as compared with mounting a plurality of semiconductor chips on different semiconductor devices.
[0066]
According to the second resin-encapsulated semiconductor device that achieves the third object of the present invention, one or more die pads that are exposed to the outside and one or more that are fixed to the die pads and that have a total of two or more support portions are provided. And a plurality of semiconductor chips supported by the support portion so that they do not overlap each other in a planar manner, so that the semiconductor device can have a plurality of semiconductor chip supporting positions and heights freely. Since the semiconductor chips can be mounted side by side, a single package of a plurality of functions can be realized with a well-balanced structure, and the mounting area and weight can be reduced. At this time, there is no restriction on the arrangement of the support portions of the semiconductor chips, and there are many combinations of semiconductor chip sizes that can be mounted side by side on semiconductor devices of the same size, and the effect is large.
[0067]
According to the third resin-encapsulated semiconductor device which achieves the third object of the present invention, a die pad having a basic portion exposed to the outside and a support portion having two or more different heights from the basic portion is provided. And a plurality of semiconductor chips supported by the plurality of supporting portions so as to have a planar overlap, so that a plurality of semiconductor chips can be mounted on the semiconductor device so as to have a planar overlap. The functions can be packaged with high density to reduce the mounting area and weight. That is, space saving can be realized as compared with mounting a plurality of semiconductor chips side by side.
[0068]
Further, according to the fourth resin-encapsulated semiconductor device which achieves the third object of the present invention, it has a die pad exposed to the outside and a support portion fixed to the die pad and having a total of two or more heights. By providing at least one auxiliary member and a plurality of semiconductor chips supported by the supporting portion so as to have a planar overlap, a semiconductor device can be freely provided at a supporting position and a supporting height of the semiconductor chip and a plurality of semiconductor chips can be provided. Since the semiconductor chips can be mounted so that they are overlapped in a plane, a high-density one-package of a plurality of functions can be realized with a well-balanced structure, and the mounting area and weight can be reduced. At this time, there is no restriction on the arrangement of the support portions of the semiconductor chips, and there are many combinations of semiconductor chip sizes that can be mounted so that semiconductor devices of the same size are overlapped in a plane, and the effect is large.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a resin-sealed semiconductor device according to a first embodiment of the present invention for a first object;
FIG. 2 is a bottom view showing the resin-encapsulated semiconductor device according to the first embodiment for the first object of the present invention;
FIG. 3 is a perspective view showing a lead frame according to the first embodiment for the first object of the present invention;
FIG. 4 is a perspective view showing a die pad of a lead frame according to a second embodiment for the first object of the present invention;
FIG. 5 is a perspective view showing a die pad of a lead frame according to a third embodiment for the first object of the present invention;
FIG. 6 is a sectional view showing a resin-sealed semiconductor device according to the first embodiment for the second object of the present invention;
FIG. 7 is a bottom view showing the resin-encapsulated semiconductor device according to the first embodiment for the second object of the present invention;
FIG. 8 is a perspective view showing a lead frame to which an auxiliary member according to the first embodiment is fixed for a second object of the present invention;
FIG. 9 is a perspective view showing a die pad of a lead frame to which an auxiliary member is fixed according to a second embodiment for the second object of the present invention;
FIG. 10 is a sectional view showing a resin-encapsulated semiconductor device according to the first embodiment for the third object of the present invention;
FIG. 11 is a bottom view showing the resin-encapsulated semiconductor device according to the first embodiment for the third object of the present invention;
FIG. 12 is a perspective view showing a lead frame according to the first embodiment for the third object of the present invention;
FIG. 13 is a sectional view showing a resin-encapsulated semiconductor device according to a second embodiment for the third object of the present invention;
FIG. 14 is a bottom view showing the resin-encapsulated semiconductor device according to the second embodiment for the third object of the present invention;
FIG. 15 is a perspective view showing a lead frame to which an auxiliary member is fixed in a second embodiment for the third object of the present invention;
FIG. 16 is a sectional view showing a resin-sealed semiconductor device according to a third embodiment for the third object of the present invention;
FIG. 17 is a bottom view showing a resin-encapsulated semiconductor device according to a third embodiment for the third object of the present invention;
FIG. 18 is a perspective view showing a lead frame according to a third embodiment for the third object of the present invention.
FIG. 19 is a sectional view showing a resin-sealed semiconductor device according to a fourth embodiment for the third object of the present invention;
FIG. 20 is a bottom view showing a resin-encapsulated semiconductor device according to a fourth embodiment for the third object of the present invention;
FIG. 21 is a perspective view showing a lead frame to which an auxiliary member is fixed in a fourth embodiment for the third object of the present invention.
FIG. 22 is a sectional view showing a conventional resin-encapsulated semiconductor device.
FIG. 23 is a bottom view showing a conventional resin-encapsulated semiconductor device.
FIG. 24 is a perspective view showing a lead frame of a conventional resin-encapsulated semiconductor device.
[Explanation of symbols]
11, 31, 61, 81, 101, 121, 141 Resin-sealed semiconductor device
12, 32, 46, 51, 62, 74, 82, 102, 122, 142 die pad
13,33,47,83,123 Basic part
14, 34, 48, 53, 64, 76, 84, 85, 104, 105, 124, 125, 144, 145 Chip support
15, 35, 65, 87, 88, 107, 108, 127, 128, 147, 148 Semiconductor chip
16, 36, 66, 86, 106, 126, 146 Die bond agent
17, 37, 67, 89, 109, 129, 149 terminals
18, 38, 68, 90, 110, 130, 150 wires
19, 39, 69, 91, 111, 131, 151 Sealing resin

Claims

A die pad supporting a semiconductor chip, a terminal having a tip disposed around the die pad, a member electrically connecting the semiconductor chip and the terminal, and a bottom surface of the die pad exposed to expose the bottom surface of the die pad. A resin-encapsulated semiconductor device comprising a sealing resin that seals an outer periphery, wherein the die pad is formed integrally with the basic portion exposed to the outside of the sealing resin and the basic portion, Is a resin-encapsulated semiconductor device having a plurality of support portions having different heights, wherein a plurality of semiconductor chips are supported by the plurality of support portions in a state where the plurality of support portions do not overlap each other. .

A die pad supporting a semiconductor chip, a terminal having a tip disposed around the die pad, a member electrically connecting the semiconductor chip and the terminal, and a bottom surface of the die pad exposed to expose the bottom surface of the die pad. A resin-encapsulated semiconductor device comprising an encapsulation resin encapsulating an outer periphery, wherein the die pad has a bottom surface exposed to the outside of the encapsulation resin and an auxiliary member having two or more support portions. A resin-encapsulated semiconductor device, comprising: a plurality of semiconductor chips separately supported by the plurality of supporting portions in a state where the plurality of semiconductor chips do not overlap each other.

A die pad supporting a semiconductor chip, a terminal having a tip disposed around the die pad, a member electrically connecting the semiconductor chip and the terminal, and a bottom surface of the die pad exposed to expose the bottom surface of the die pad. A resin-encapsulated semiconductor device comprising a sealing resin that seals an outer periphery, wherein the die pad is formed integrally with the basic portion exposed to the outside of the sealing resin and the basic portion, Has a plurality of support portions having different heights and two or more kinds of heights, and a plurality of semiconductor chips are supported by the plurality of support portions in a state where they are overlapped in a plane. Resin-sealed semiconductor device.

A die pad supporting a semiconductor chip, a terminal having a tip disposed around the die pad, a member electrically connecting the semiconductor chip and the terminal, and a bottom surface of the die pad exposed to expose the bottom surface of the die pad. A resin-encapsulated semiconductor device comprising an encapsulating resin encapsulating an outer periphery, wherein the die pad has a bottom surface exposed to the outside of the encapsulating resin and two or more support portions having different heights from each other. And a plurality of semiconductor chips are supported by the plurality of support portions in a state where the plurality of semiconductor chips are overlapped in a plane with each other.