JP3789633B2 - Semiconductor device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路装置に関し、特に、大規模集積回路のLOC(Lead On Chip)構造を有する樹脂封止型LSIパッケージ(TSOP)に適応して有効な技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年の情報化時代においては、情報・通信機器に対する需要は年々増大している。情報・通信機器の中でも特に需要の増大が著しい、カメラ一体型VTRやPHS(Personal Handyphone System)、ノート型パソコンなどの携帯情報機器は、持ち運びの便利さから機器本体が小型化・薄型化される傾向にある。従って、これら機器内部に搭載されるLSIパッケージも当然小型化・薄型化が要求される。
【0003】
この一方で、半導体素子の大規模集積化が進むにつれて、チップ面積が次第に増大するようになってきており、リードフレームのアイランドにチップをダイボンドするパッケージ方法では要求される寸法のパッケージ内に半導体素子を収納することが困難になってきている。
【0004】
そこで、この点に対処するものとして特開平4−291950号公報などに示されるようなLOC構造のTSOPが提案され、実用化されている。
【0005】
図14は、代表的なLOC構造のTSOPの樹脂封止前の状態を示す平面図であり、図15は、樹脂封止後の図14のD−D’線での断面図である。このTSOPは以下のように組み立てられる。まず、インナーリード2、アウターリード12、タイバー13を備えるリードフレーム10のインナーリード部2に絶縁テープ3を接着する。次に、中央部にボンディングパッド1の形成された半導体チップ4の表面の所定位置に、リードフレーム10の接着された絶縁テープ3を接着する。そして、半導体チップ4上のボンディングパッド1とインナーリード2間をボンディングワイヤ5にて電気的に接続する。続いてトランスファモールド法により封止樹脂7にて半導体チップ全面を封止し、リードフレーム10のタイバー13及びベース部14を切断し、リードを所望の形状に成形してTSOPの製造を完了する。
【0006】
このようにして形成されたTSOPでは、半導体チップの外側にインナーリードを位置させてワイヤボンディングを行うパッケージ方法に比較して特に横方向の寸法を縮小することができるため、小型化が可能である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
今後、ICカードなどの普及により厚さ1mm以下の薄型且つ信頼性の高いTSOPが要求されることが予想される。上述したような従来のLOC構造をもつTSOPでは、▲1▼ボンディングワイヤの低ループ化(半導体チップ表面からのボンディングワイヤの軌跡を低く抑えること)、▲2▼半導体チップ厚の低減、▲3▼フレーム厚の低減、▲4▼絶縁テープの薄型化、▲5▼封止樹脂厚の薄型化のいずれかの手法により薄型化が可能である。
【0008】
しかしながら、上述した手法により薄型化をした場合、従来のLOC構造のTSOPでは以下のような問題点が生じてしまう。すなわち、▲1▼ボンディングワイヤの低ループ化で薄型化を図る場合、ループ高さのばらつきによりワイヤがインナーリードまたはバスバーへ接触し、不良デバイスを作る可能性が高くなる。
【0009】
また、▲2▼半導体チップ厚の低減により薄型化を図る場合、半導体ウェハからチップを切り出す前のバックグラインド工程で、ウェハ裏面の研磨量を増やすことが必要となる。しかし、今後、生産性の向上を目的として更にウェハ径が大きくなることは必至であり、大径化すればするほど半導体回路の製造工程で堆積させる各種膜の応力に起因するウェハの反りが大きくなってしまう。そのままの状態で研磨をすると、ウェハの中央部と周辺部とで半導体チップ厚が異なってしまうために、真空吸引などにより強制的にウェハ裏面を平坦にしてから研磨する必要があるのだが、これはウェハの破損につながるため、好ましくない。また、半導体チップを切り出してからバックグラインドを行うのは製造工程期間の延長につながり好ましくない。
【0010】
また、▲3▼フレーム厚の低減により薄型化を図る場合、リードフレーム材の強度低下を招き、アウターリードを所望の形状に加工する際や電子機器内部に組み込む際にフレームが折れる可能性が高くなり、信頼性が低下してしまう。
【0011】
また、▲4▼絶縁テープの薄型化により薄型化を図る場合、リードフレームと半導体チップとの間の静電容量が大きくなりすぎたり、半導体チップヘの外部からの応力に対する抵抗力が小さくなって、最悪の場合には半導体チップにクラックが発生するという問題が生じるので、やはり電気的な特性や信頼性が低下する。
【0012】
また、▲5▼封止樹脂厚の薄型化により薄型化を図る場合、半導体チップの上面はボンディングワイヤが通過する領域を確保する必要があるために、ある程度の封止樹脂膜厚が必要となるため、薄型化には限度がある。よって、チップの下面(裏面)の封止樹脂膜厚を減らすしかない。一方、パッケージの反りは、半導体チップを境とした封止樹脂の収縮力(率)の差により生じ、収縮力の差は封止樹脂の体積比率に依存する。よって、チップ下面に封止樹脂膜厚を薄型化した場合、チップの上面より下面のほうが封止樹脂体積が小さくなるためにパッケージが反ってしまうという問題がある。
【0013】
そこで、本発明の目的は、LOC構造を有する半導体装置において、信頼性を損なうことなく樹脂封止型LSIパッケージ(TSOP)の薄型化を実現することである。
【0014】
また、本発明の別の目的は、LOC構造を有する半導体装置において、信頼性を損なうことなく樹脂封止型LSIパッケージ(TSOP)の厚みを小さくする事にある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の半導体装置は、インナーリードが絶縁テープを介して半導体チップの回路形成面上に接着され、前記インナーリードと前記半導体チップに形成されたボンディングパッドとがボンディングワイヤによって電気的に接続され、前記半導体チップ全体を樹脂によって封止した樹脂封止型半導体装置であって、前記インナーリードの先端部の下面が一部切除されて切り欠き部が形成されており、前記絶縁テープの一方の面が少なくとも前記切り欠き部に接着され、他方の面が前記半導体チップの上面に接着されており、前記インナーリードの前記切り欠き部が形成されている部分の上面に前記ボンディングワイヤが圧着される部分が形成されている。
【0016】
ここで、前記インナーリードは複数のインナーリードからなり、任意の2つのインナーリードによって支持され他のインナーリードの先端に沿って配置されているバスバーを有し、少なくとも前記バスバーのうち前記絶縁テープに接している固定部の厚みが、前記インナーリードの前記切り欠き部の厚みと等しいことが好ましい。
【0017】
ここで、前記バスバーの前記固定部の上方を通過する前記ボンディングワイヤによって、前記インナーリードと前記ボンディングパッドとが接続されていることが好ましい。
【0018】
本発明の別の半導体装置は、インナーリードが絶縁テープを介して半導体チップの回路形成面上に接着され、前記インナーリードと前記半導体チップに形成されたボンディングパッドとがボンディングワイヤによって電気的に接続され、前記半導体チップ全体を樹脂によって封止した樹脂封止型半導体装置であって、前記インナーリードの下面が一部切除されて凹部が形成されており、前記絶縁テープの一方の面が少なくとも前記凹部の内面に接着され、他方の面が前記半導体チップの上面に接着されており、前記凹部が形成されている前記インナーリードの上面に前記ボンディングワイヤが圧着される部分が形成されている。
【0019】
本発明の別の半導体装置は、インナーリードが絶縁テープを介して半導体チップの回路形成面上に接着され、前記インナーリードと前記半導体チップに形成されたボンディングパッドとがボンディングワイヤによって電気的に接続され、前記半導体チップ全体を樹脂によって封止した樹脂封止型半導体装置であって、前記インナーリードの先端部の下面が一部切除されて切り欠き部が形成されるとともに、前記インナーリードの前記切り欠き部が形成されている部分が前記アウターリードから延在する側より下方にオフセットされており、前記絶縁テープの一方の面が少なくとも前記切り欠き部に接着され、他方の面が前記半導体チップの上面に接着されており、前記ボンディングワイヤが圧着される部分が、前記切り欠き部の上面に形成されている。
【0020】
ここで、前記インナーリードは複数のインナーリードからなり、任意の2つのインナーリードによって支持され他のインナーリードの先端に沿って配置されているバスバーを有し、少なくとも前記バスバーのうち前記絶縁テープに接している固定部の厚みが、前記インナーリードの前記切り欠き部の厚みと等しいことが好ましい。
【0021】
ここで、前記バスバーの前記固定部の上方を通過する前記ボンディングワイヤによって、前記インナーリードと前記ボンディングパッドとが接続されていることが好ましい。
【0022】
本発明の別の半導体装置は、インナーリードが絶縁テープを介して半導体チップの回路形成面上に接着され、前記インナーリードと前記半導体チップに形成されたボンディングパッドとがボンディングワイヤによって電気的に接続され、前記半導体チップ全体を樹脂によって封止した樹脂封止型半導体装置であって、前記インナーリードの下面が一部切除されて凹部が形成されるとともに、前記インナーリードの前記凹部が形成されている部分が前記アウターリードから延在する側より下方にオフセットされており、前記絶縁テープの一方の面が少なくとも前記凹部の内面に接着され、他方の面が前記半導体チップの上面に接着されており、前記凹部が形成されている前記インナーリードの上面に前記ボンディングワイヤが圧着される部分が形成されている。
【0027】
【作用】
本発明においては、保護膜、絶縁テープを介して半導体チップと接着されているインナーリードの先端部及びバスバーの下面が予め一定肉厚切除されている。即ちこの場合、信頼性に大いに影響を及ぼすアウターリードや絶縁テープ、封止樹脂及び半導体チップそのものの膜厚や、ボンディングワイヤのループ高さを減ずることがないため、信頼性の低下を招くことなく、また、薄型化の工程を追加するだけでパッケージの薄型化が実現できる。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のいくつかの実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【0029】
(第1の実施の形態)
先ず、第1の実施の形態について説明する。初めに、この半導体装置の概略構成について説明する。図1は、この半導体装置の樹脂封止前の状態を模式的に示す平面図であり、図2は、図1のインナーリードの一部を拡大した平面図である。図3(a)は、樹脂封止後の図1におけるA−A’線での断面図である。また、図3(b)は、図3(a)における絶縁テープ近傍を拡大した断面図である。
【0030】
図1に示す第1の実施の形態の半導体装置は、半導体素子(ここでは、DRAMを例示する。)が形成された半導体チップ4と、この半導体チップ4に固定されるリードフレーム10とから構成されている。
【0031】
半導体チップ4には、少なくとも1つのトランジスタ及びキャパシタが形成されてなる複数のメモリセル(メモリセル領域)がマトリクス状に形成されており、メモリセルの周辺には、メモリセルに対する複数の周辺回路(周辺回路領域)等が形成されている。この半導体チップ4の表面には、メモリセル領域や周辺領域を覆うように、これらの回路をα線から保護するための保護膜8が形成されている。そして、この保護膜8には半導体チップ4の表面の一部を露出させる複数の開孔9が形成されており、開孔9内には図3(a)に示すように導電材からなり半導体チップ4の所定部位と導通するボンディングパッド1が形成されている。
【0032】
42alloyからなるリードフレーム10には、略中央部位に矩形状にデバイスホール11が開口形成されている。このデバイスホール11部においてリードフレーム10には周縁部の対向する両端からそれぞれデバイスホール11へ突出するように略対称に形成された複数のインナーリード2と、各インナーリード2と接続されてなるアウターリード12と、インナーリード2とアウターリード12との境界部位を横断するように設けられたダイバー13と、デバイスホール11の周縁部の対向する各端に配列するインナーリード2のうち最端に配されたインナーリード2同士を連接すると共に他のインナーリード2の先端に沿って設けられたバスバー6と、ダイバー13を支持するベース部14と、このベース部14に一定間隔をもって形成されたスプロケットホール15とが形成されている。尚、このリードフレーム10は、複数の半導体チップ4に対応して用いることができるように、複数個が連続して形成されており、図1では半導体チップ1個に対応する1個分のリードフレーム10が示されている。また、リードフレーム10の厚さは通常0.125mm程度である。
【0033】
そして、図3(a)に示すように、対向するバスバー6間の部位からボンディングパッド1が臨むように、保護膜8が形成された半導体チップ4の上面にリードフレーム10の下面が位置合わせされ、インナーリード2の先端部位及びバスバー6の下面が厚さ0.08mm程度の絶縁テープ3を介して当該保護膜8に接着固定されている。
【0034】
ここで、図2においてハッチ部分として示されているインナーリード2の先端部位及びバスバー6のうち絶縁テープ3と接触する部位は、図3(b)に示すようにその下面が矩形状に切り欠かれてインナーリード2はその先端部位に切り欠き部17を有しており、アウターリード12やインナーリード2の他の部位より薄く形成されている。この切り欠き部17はボンディングワイヤの圧着領域として用いられるため、0.3〜0.4mm程度の長さがあることが好ましい。この切り欠き部17及びバスバー6の厚さは加工限界まで薄型化することが可能である。尚、本実施の形態ではリードフレーム10と半導体チップ4とが接着される際に、フレームが曲がったりや折れたりすることを防止するために該当部分の厚みを0.07mmとしている。また、切り欠き部17とバスバー6の厚さは等しくなされている。これにより、保護膜8上面からインナーリード2上面までの高さが従来の半導体装置では0.205mm程度であるのに比べ、本実施の形態の半導体装置では0.150mm程度と切り欠き部17を形成するためにインナーリード2の先端部位から切除された部分の厚さに相当する0.055mm分だけ低減されることになる。よって、パッケージ厚の薄型化が実現される。
【0035】
更に、いわゆるワイヤボンディング法により、インナーリード2の先端部位の上面と、該インナーリード2に対応するボンディングパッド1とが、金(Au)からなるボンディングワイヤ5で接続されている。このボンディングワイヤ5としては、銅(Cu)線や、金属ワイヤの表面に絶縁樹脂を被覆した被覆線を用いてもよい。
【0036】
ここで、インナーリード2と接続され、ダイバー13が切断されて各々独立してなるアウターリード12は、DRAMを構成する各回路に電源電圧を供給する電源端子や、データ信号入力端子、ライトイネーブル端子、ロウアドレスストロープ信号端子、コラムアドレスストローブ信号端子、データ信号出力端子、基準電圧端子、空き端子等として用いられることになる。
【0037】
そして、図1に示す樹脂封止領域16内に図示しない金型を用いて封止樹脂7が封入されており、半導体チップ4の全面がこの封止樹脂7によって覆われている。
【0038】
次に、第1の実施の形態の半導体装置の製造方法について説明する。図4は、本実施の形態における半導体装置の製造方法を工程順に示す概略工程フロー図である。
【0039】
まず、半導体ウェハ上にメモリセル及びその周辺回路等を形成し、当該半導体ウェハに複数の半導体チップ4を形成する(ステップS1)。
【0040】
続いて、各半導体チップ4のプレヒューズテストを経て(ステップS2)、各半導体チップ4の全面にα線保護膜8を形成する(ステップS3)。続いて半導体ウェハに保護膜8をより強固に密着させるために半導体ウェハを加熱した後(ステップS4)、半導体ウェハ全面にレジストを塗布し(ステップS5)、通常のフォトリソグラフィー(ステップS6)及び異方性エッチングにより、下層の半導体チップ4に形成されたボンディングパッド1を露出させるための複数の開孔9を保護膜8に形成する(ステップS7)。灰化処理によりレジストを除去した後(ステップS8)、バックグラインドにより半導体チップ4の厚みを調整し(ステップS9)、レーザーリペアを経て(ステップS10)フルウェハテストを実施する(ステップS11)。
【0041】
次に、ダイシングを行い半導体ウェハから半導体チップ4を切り出す(ステップS12)。このとき、ステップS12の作業と並んで、以下の4工程が行われる。まず、インナーリード2の先端部に切り欠き部を形成する。このとき、バスバー6の下面も切り欠き部と同じ厚みだけ下面を除去する(ステップS13)。切り欠き部の形成及びバスバー6の下面の切除は、切除以外の他の除去方法で行ってもよく、エッチング、研磨、プレス、または圧延などの方法により行うのが好ましい。次に、絶縁テープ3の両面に接着剤を塗布した後(ステップS14)、インナーリード2及びバスバー6の下面に絶縁テープ3の一方の面を接着する(ステップS15)。このとき、絶縁テープ3にはステップS13で形成されたインナーリード2の先端部の切り欠き部17及びバスバー6の下面が削られた部分のみが接するように接着する。最後に絶縁テープ3を所定形状に整形する(ステップS16)。
【0042】
続いて、切り出した各半導体チップ4に形成した保護膜8表面の所定位置に絶縁テープ3を介してインナーリード2を配置し、加圧することで半導体チップ4とインナーリード2とを接着する(ステップS17)、更に加熱することで半導体チップ4とインナーリード2とを強固に接着固定する(ステップS18)。場合によっては、ステップS18の加熱は省略することができる。しかる後、保護膜8に形成された開孔9内のボンディングパッド1とインナーリード2又はバスバー6とをボンディングワイヤ5により接続し(ステップS19)、トランスファモールド法により封止樹脂7にて半導体チップ4全面を封止する(スナッブS20)。次に、リードフレーム10のタイバー13及びベース部14を切断し、リードを所望の形状に成形してパッケージが完成する(ステップS21)。
【0043】
以上説明したように、第1の実施の形態においては、予めインナーリード2の先端部位の下面を矩形状に切り欠いて切り欠き部17を形成しており、また、パスパー6の下面もインナーリード2の先端部位の切り欠き部17と同じ肉厚になるよう切除している。この状態で絶縁テープ3の一方の面とこれらインナーリード2の切り欠き部17とパスバー6の下面を切除した部位とを接着し、更に絶縁テープ3の他方の面と半導体チップ4表面に形成された保護膜8の上面とを接着する。即ちこの場合、保護膜8の上面からインナーリード2の上面までの高さが、切り欠き部17及び切除したバスバー6を形成するためにインナーリード2の先端部位及びバスパー6から切除した部分の肉厚分だけ低減されることになり、パッケージ厚の薄型化が実現される。また、インナーリード2とバスバー6の所定部のみ薄型加工を施すので、アウターリード12の厚みは従来と同様に保つことができる。従って、アウターリード12を所望の形状に加工する際や電子機器内部に組み込む際にフレームが折れることを防止できる。
【0044】
従って、第1の実施の形態によれば、LOC構造を有する半導体装置において、フレーム、半導体チップ、封止樹脂、及び絶縁テープの薄型化やボンディングワイヤの低ループ化によらず、信頼性に優れ、且つパッケージが薄型化されたTSOPを実現できる。
【0045】
(第2の実施の形態)
次に、第2の実施の形態について説明する。初めに、この半導体装置の概略構成は、第1の実施の形態のそれとほぼ同様であるが、インナーリード2の切り欠き部と絶縁テープ3との位置関係が異なる点で相違する。本発明の第2の実施の形態における樹脂封止前の半導体装置の平面図を図1に示す。図5(a)は樹脂封止後の図1におけるA−A’線での断面図である。また、図5(b)は図5(a)における絶縁テープ近傍を拡大した断面図である。
【0046】
尚、構成部材については第1の実施の形態の半導体装置と同様であるので、同符号を用いる。第2の実施の形態の半導体装置において、半導体チップ4の表面構造及びリードフレーム10の構成は第1の実施の形態と同様であるので記載を省略する。第1の実施の形態と異なるインナーリード2と半導体チップ4との接着部分について、以下図面を用いて説明する。
【0047】
第2の実施の形態における半導体装置は、図5(a)に示すように、対向するバスバー6間の部位からボンディングパッド1が臨むように、保護膜8が形成された半導体チップ4の上面にリードフレーム10の下面が位置合わせされ、インナーリード2の先端部位及びバスバー6の下面が厚さ0.08mm程度の絶縁テープ3を介して当該保護膜8の上面に接着固定されている。
【0048】
ここで、図5(b)に示すように、インナーリード2の先端部位及びバスバー6はその下面が矩形状に切り欠かれてインナーリード2はその先端部位に切り欠き部18を有しており、インナーリード2の他の部位より薄く形成されている。本実施の形態では、インナーリード2に形成されている切り欠き部18のうちの一部分が絶縁テープ3と接着されることにより、切り欠き部端面2aが絶縁テープの端面3aと所定距離L離れる点において第1の実施の形態と異なる。切り欠き部端面2aが絶縁テープの端面3aとの間にクリアランスLがあることにより、絶縁テープ3とインナーリード2とが接着される際に位置が多少ずれても、絶縁テープ3がインナーリード2の切り欠き部18以外の部位に接着されてしまうことを防げる。
【0049】
この切り欠き部18及びバスバー6の厚さは加工限界まで薄型化することが可能である。尚、本実施の形態ではリードフレーム10と半導体チップ4とを接着する際に、フレームが曲がったり折れたりすることを防止するために該当部分の厚みを0.07mmとしている。また、インナーリード2の切り欠き部18とバスバー6の厚さは等しく又はほぼ等しくなされている。これにより、保護膜8上面からインナーリード2上面までの高さが従来の半導体装置では0.205mm程度であるのに比べ、本実施の形態の半導体装置では0.150mm程度と切り欠き部18を形成するためにインナーリード2の先端部位から切除した部分の厚さに相当する0.055mm分だけ低減されることになる。よって、パッケージ厚の薄型化が実現される。
【0050】
第2の実施の形態の半導体装置の製造方法は、図4に示した第1の実施の形態における製造方法と同じであるので記載を省略する。
【0051】
以上説明したように、第2の実施の形態においては、予めインナーリード2の先端部位の下面が矩形状に切り欠かれて切り欠き部18が形成されており、また、パスバー6の下面もインナーリード2の先端部位の切り欠き部18と同じ肉厚になるよう切除されている。
【0052】
この状態で絶縁テープ3の一方の面とこれらインナーリード2の切り欠き部18とバスバー6の下面が切除された部位とを接着し、更に絶縁テープ3の他方の面と半導体チップ4に形成した保護膜8の上面とを接着する。即ちこの場合、保護膜8上面からインナーリード2上面までの高さが、切り欠き部18及び切除したバスバー6を形成するためにインナーリード2の先端部位及びバスバー6から切除した部分の肉厚分だけ低減されることになり、パッケージ厚の薄型化が実現される。
【0053】
更に、絶縁テープ3の一方の面をインナーリード2の切り欠き部18の一部分にのみ接着し、切り欠き部18の他の部分には空間が形成されているので、絶縁テープ3とインナーリード2とを接着する際に位置が多少ずれても、絶縁テープ3がインナーリード2の切り欠き部18以外の部位に接着してしまうことを防げる。また、インナーリード2とパスバー6の所定部のみ薄型加工を施すので、アウターリード12の厚みは従来と同様に保つことができる。従って、アウターリード12を所望の形状に加工する際やパッケージを電子機器内部に組み込む際にフレームが折れるのを防止できる。
【0054】
従って、第2の実施の形態によれば、LOC構造を有する半導体装置において、フレーム、半導体チップ、封止樹脂、及び絶縁テープの薄型化やボンディングワイヤの低ループ化によらず、信頼性に優れ、且つパッケージが薄型化されたTSOPを実現できる。
【0055】
(第3の実施の形態)
次に、第3の実施の形態について説明する。初めに、この半導体装置の概略構成は、第1の実施の形態のそれとほぼ同様であるが、インナーリード2の加工形状と絶縁テープ3の加工形状が異なる点で相違する。図6は、本発明の第3の実施の形態を示す半導体装置の樹脂封止前の平面図であり、図7(a)は、樹脂封止後の図6におけるB−B’線での断面図である。また、図7(b)は、図7(a)における絶縁テープ近傍を拡大した断面図である。
【0056】
尚、構成部材については第1の実施の形態の半導体装置と同様であるので、同符号を用いる。第3の実施の形態の半導体装置において、半導体チップ4の表面構造は第1の実施の形態と同様であるので記載を省略する。リードフレーム10の構成は第1の実施の形態に示したリードフレーム10からバスバー6をなくした構成であり、他の部分は第1の実施の形態と同様である。インナーリード2と半導体チップ4との接着部分について、以下図面を用いて説明する。
【0057】
第3の実施の形態における半導体装置は、図7(a)に示すように、対向するインナーリード2の先端部の間の部位からボンディングパッド1が臨むように、保護膜8が形成された半導体チップ4の上面にリードフレーム10の下面が位置合わせされ、インナーリード2の先端部の下面が厚さ0.08mm程度の絶縁テープ3を介して当該保護膜8に接着固定されている。
【0058】
ここで、図7(b)に示すように、インナーリード2の先端部位には下面が切り欠かれて凹部19が形成されている。インナーリード2における凹部19の位置は、その一部または全部がインナーリード2のうち半導体チップ4の上方に位置している範囲内にあればよく、パッケージまたは半導体チップ4の回路の設計などに合わせて自由に設定される。
【0059】
この凹部19の上面はボンディングワイヤが圧着される領域であるので、少なくとも凹部19は0.3〜0.4mm程度の長さがあることが好ましい。凹部19の厚さは加工限界まで薄型化することが可能である。尚、本実施の形態ではリードフレーム10と半導体チップ4とを接着する際に、フレームが曲がったり折れたりすることを防止するために該当部分の厚みを0.07mmとしている。これにより、保護膜8上面からインナーリード2上面までの高さが従来の半導体装置では0.205mm程度であるのに比べ、本実施の形態の半導体装置では0.150mm程度と凹部19を形成するためにインナーリード2の先端部位から切除された部分の厚さに相当する0.055mm分だけ低減されることになる。よって、パッケージ厚の薄型化が実現される。
【0060】
第3の実施の形態の半導体装置の製造方法は、図4に示した第1の実施の形態における製造方法と同じであるので記載を省略する。
【0061】
以上説明したように、第3の実施の形態においては、予めインナーリード2の先端部位の下面が切り欠かれて凹部19が形成されている。この状態で絶縁テープ3の一方の面とこれらインナーリード2の凹部19の下面を接着し、更に絶縁テープ3の他方の面と半導体チップ4に形成した保護膜8の上面とを接着する。即ちこの場合、保護膜8上面からインナーリード2の上面までの高さが、凹部19を形成するためにインナーリード2の先端部位から切除した部分の肉厚分だけ低減されることになり、パッケージ厚の薄型化が実現される。
【0062】
更に、インナーリード2形成される凹部19の位置は、凹部19の一部または全部がインナーリード2のうち半導体チップ4の上方に位置している範囲内にあればよい。よって、インナーリード2と半導体チップ4とを接着する位置はパッケージまたは半導体チップ4の回路の設計などに合わせて自由に設定できる。また、インナーリード2の所定部のみ薄型加工を施すので、アウターリード12を所望の形状に加工する際やパッケージを電子機器内部に組み込む際にフレームが折れるのを防止できる。
【0063】
従って、第3の実施の形態によれば、LOC構造を有する半導体装置において、フレーム、半導体チップ、封止樹脂、及び絶縁テープの薄型化やボンディングワイヤの低ループ化によらず、信頼性に優れ、且つパッケージが薄型化されたTSOPを実現できる。
【0064】
(第4の実施の形態)
次に、第4の実施の形態について説明する。初めに、この半導体装置の概略構成は、第1の実施の形態のそれとほぼ同様であるが、インナーリード2の加工形状が異なる点で相違する。図8は、本発明の第4の実施の形態の半導体装置の樹脂封止前を示す平面図であり、図9(a)は、樹脂封止後の図8におけるC−C’線での断面図である。また、図9(b)は、図9(a)における絶縁テープ近傍を拡大した断面図である。尚、構成部材については第1の実施の形態の半導体装置と同様であるので、同符号を用いる。第4の実施の形態における半導体装置において、半導体チップ4の表面構造及びリードフレーム10の構成は第1の実施の形態と同様であるので記載を省略する。第1の実施の形態と異なるインナーリード2と半導体チップ4との接着部分について、以下図面を用いて説明する。
【0065】
第4の実施の形態における半導体装置は、図9(a)に示すように、対向するパスバー6間の部位からボンディングパッド1が臨むように、半導体チップ4の保護膜8が形成された上面にリードフレーム2の下面が位置合わせされ、インナーリード2の先端部位及びバスバー6の下面とが厚さ0.08mm程度の絶縁テープ3を介して当該保護膜8の上面に接着固定されている。
【0066】
ここで、図9(b)に示すように、インナーリード2の先端部位及びバスバー6はリードフレーム10に対して下方向にオフセットされており、更に絶縁テープ3と接触する部位はその下面が削られてアウターリード12やインナーリード2の他の部位より薄く形成されている。この切除されたインナーリード2の先端部位及びバスバー6の厚さは加工限界まで薄型化されることが可能である。尚、本実施の形態ではリードフレーム10と半導体チップ4とが接着される際に、フレームが曲がったり折れたりすることを防止するために該当部分の厚みを0.07mmとしている。また、インナーリード2の先端部位とバスバー6の厚さは等しく又はほぼ等しくなされている。これにより、リードの厚さが通常の場合と同様0.125mm程度であるとき、保護膜8上面からオフセットされたインナーリード2上面までの高さが従来の半導体装置では0.205mm程度であるのに比べ、本実施の形態の半導体装置では0.150mm程度と、インナーリード2の先端部位の下面が削り取られた厚さである0.055mm分だけ低減されることになり、パッケージ厚の薄型化が実現される。
【0067】
更に、各インナーリード2のオフセットされた先端部位の上面とこれと対応するボンディングパッド1とが、いわゆるワイヤボンディング法によって金(Au)からなるボンディングワイヤ5により接続されている。このボシディングワイヤ5としては、銅(Cu)線や、金属ワイヤの表面に絶縁樹脂を被覆した被覆線を用いてもよい。
【0068】
尚、図9(a)及び図9(b)ではインナーリード2のオフセットされて薄型加工された部分の全てが絶縁テープ3と接着されているが、この接着されている部分のインナーリード2の長さは少なくとも0.3〜0.4mm程度あればボンディングワイヤの圧着領域として機能しうるので、図10(a)及び図10(b)に示すように、インナーリード2のオフセットされて薄型加工された部分の一部のみが絶縁テープ3と接着されるように配置することも可能である。
【0069】
次に、第4の実施の形態における半導体装置の製造方法について説明する。図11は、本実施の形態における半導体装置の製造方法を工程順に示す概略工程フロー図である。
【0070】
まず、半導体ウェハにメモリセル及びその周辺回路等が形成され、当該半導体ウェハに複数の半導体チップ4が形成される(ステップS31)。
【0071】
続いて、各半導体チップ3のプレヒューズテストを経て(ステップS32)、各半導体チップ4の全面にα線保護膜8が形成される(ステップS33)。続いて半導体ウュハに保護膜8をより強固に接着するために、半導体ウェハを加熱した後(ステップS34)、半導体ウェハ全面にレジストを塗布し(ステップS35)、通常のフォトリソグラフィー(ステップS36)及び異方性エッチングにより、下層の半導体チップのボンディングパッド1を露出させるための複数の開孔9を保護膜8に形成する(ステップS37)。灰化処理によりレジストを除去した後(ステップS38)、バックグラインドにより半導体チップの厚みを調整し(ステップS39)、レーザーリペアを経て(ステップS40)フルウェハテストを実施する(ステップS41)。
【0072】
次に、ダイシングを行い半導体ウェハから半導体チップ4を切り出す(ステップS42)。このとき、ステップS42の作業と並んで、以下の5工程が行われる。まず、リードフレーム10のインナーリード2の先端部及びバスバー6をプレスなどにより下方向にオフセットする(ステップS43)。この場合、オフセット量はボンディングワイヤ5のループ高さと同じくらいにすることが好ましい。次に、オフセットされたインナーリード2の先端部とバスバー6の下面を削り、薄型加工を施す(ステップS44)。この薄型加工切除以外の除去方法により行ってもよく、エッチング、研磨、プレス、または圧延などの方法で行うのが好ましい。次に、絶縁テープ3の両面に接着剤を塗布した後(ステップS45)、インナーリード2及びバスバー6に絶縁テープ3を接着する(ステップS46)。このとき、絶縁テープ3がインナーリード2の先端部及びバスバー6のオフセット部分にのみ接するように接着する。最後に絶縁テープ3を所定形状に整形する(ステップS47)。
【0073】
続いて、切り出された各半導体チップ4の保護膜8表面に絶縁テープ3を介してインナーリード2を配置し、加圧することで半導体チップ4とインナーリード2とを接着する(ステップS48)、更に加熱することで半導体チップ4とインナーリード2とを強固に接着固定する(ステップS49)。場合によっては、ステップS49の加熱は省略することができる。しかる後、保護膜8に形成された開孔9内のボンディングパッド1とインナーリード2又はバスバー6とをボンディングワイヤ5により接続し(ステップS50)、トランスファモールド法により封止樹脂7にて半導体チップ4全面を封止する(ステップS51)。次に、リードフレーム10のタイバー13及びべース部14を切断し、リードを所望の形状に成形してパッケージが完成する(ステップS52)。
【0074】
以上、説明したように、第4の実施の形態においては、予めインナーリード2の先端部とバスバー6をオフセットしてから、そのオフセット部の下面を削り取って薄型加工し、これらインナーリード2とバスバー6のオフセット部にのみ絶縁テープ3を接触させ、半導体チップ4とインナーリード2とを絶縁テープ3を介して接着する。即ちこの場合、保護膜8上面からインナーリード2上面までの高さがインナーリード2の先端部位及びパスバー6の下面を削り取られた肉厚分だけ低減されることになり、パッケージ厚の薄型化が実現される。また、インナーリード2とバスパー6の所定部のみ薄型加工を施すので、アウターリード12の厚みは従来と同様に保つことができる。よって、アウターリード12を所望の形状に加工する際やパッケージを電子機器内部に組み込む際にフレームが折れることを防止できる。
【0075】
従って、第4の実施の形態によれば、LOC構造を有する半導体装置において、フレーム、半導体チップ、封止樹脂、及び絶縁テープの薄型化やボンディングワイヤの低ループ化によらず、信頼性に優れ、且つパッケージが薄型化されたTSOPを実現できる。
【0076】
(第5の実施の形態)
次に、第5の実施の形態について説明する。初めに、この半導体装置の概略構成は、第4の実施の形態のそれとほぼ同様であるが、インナーリード2の薄型化された部分と絶縁テープ3との位置関係が異なる点で相違する。本発明の第6の実施の形態における樹脂封止前の半導体装置の平面図は図8と全く同じであるので図示を省略する。図12(a)は樹脂封止後の図8におけるC−C’線での断面図である。また、図12(b)は図12(a)における絶縁テープ近傍を拡大した断面図である。
【0077】
尚、構成部材については第4の実施の形態の半導体装置と同様であるので、同符号を用いる。第5の実施の形態における半導体装置において、半導体チップ4の表面構造及びリードフレーム10の構成は第4の実施の形態と同様であるので記載を省略する。第4の実施の形態と異なるインナーリード2と半導体チップ4との接着部分について、以下図面を用いて説明する。
【0078】
第5の実施の形態における半導体装置は、図12(a)に示すように、対向するバスバー6間の部位からボンディングパッド1が臨むように、保護膜8が形成された半導体チップ4の上面にリードフレーム10の下面が位置合わせされ、インナーリード2の先端部位及びバスバー6の下面とが厚さ0.08mm程度の絶縁テープ3を介して当該保護膜8の上面に接着固定されている。
【0079】
ここで、図12(b)に示すように、インナーリード2の先端部位及びバスバー6はリードフレーム10に対して下方向にオフセットされており、更に絶縁テープ3と接触する部位はその下面に切り欠き部20が形成されている。この切り欠き部20及びバスバー6の厚さは加工限界まで薄型化されることが可能である。尚、本実施の形態ではリードフレーム10と半導体チップ4とが接着される際に、フレームが曲がったり折れたりすることを防止するために該当部分の厚みを0.07mmとしている。また、インナーリード2の切り欠き部20とバスバー6の厚さは等しく又はほぼ等しくなされている。
【0080】
これにより、リードの厚さが通常の場合と同様0.125mm程度であるとき、保護膜8上面からオフセットされたインナーリード2上面までの高さが従来の半導体装置では0.205mm程度であるのに比べ、本実施の形態の半導体装置では0.150mm程度と、切り欠き部20を形成するためにインナーリード2の先端部位が削り取られ厚さである0.055mm分だけ低減されることになり、パッケージ厚の薄型化が実現される。
【0081】
第5の実施の形態の半導体装置の製造方法は、図11に示した第4の実施の形態における製造方法と同じであるので記載を省略する。
【0082】
以上、説明したように、第5の実施の形態においては、予めインナーリード2の先端部とバスバー6をオフセットしてから、そのオフセット部の先端部に切り欠き部20を形成し、これらインナーリード2の切り欠き部20とバスバー6の下面が切除された部分にのみ絶縁テープ3の一方の面を接着し、絶縁テープ3の他方の面と半導体チップ4に形成された保護膜8の上面とを接着する。即ちこの場合、保護膜8上面からインナーリード2上面までの高さが、切り欠き部20及び切除されたパスバー6を形成するためにインナーリード2の先端部位及びバスバー6の下面を削り取った肉厚分だけ低減されることになり、パッケージ厚の薄型化が実現される。
【0083】
また、インナーリード2とバスバー6の所定部のみ薄型加工を施すので、アウターリード12の厚みは従来と同様に保つことができる。よって、アウターリード12を所望の形状に加工する際やパッケージを電子機器内部に組み込む際にフレームが折れることを防止できる。
【0084】
従って、第5の実施の形態によれば、LOC構造を有する半導体装置において、フレーム、半導体チップ、封止樹脂、及び絶縁テープの薄型化やボンディングワイヤの低ループ化によらず、信頼性に優れ、且つパッケージが薄型化されたTSOPを実現できる。
【0085】
(第6の実施の形態)
次に、第6の実施の形態について説明する。初めに、この半導体装置の概略構成は、第3の実施の形態のそれとほぼ同様であるが、インナーリード2の加工形状が異なる点で相違する。本発明の第6の実施の形態における樹脂封止前の半導体装置の平面図は図6と全く同じであるので図示を省略する。図13(a)は樹脂封止後の図6におけるB−B’線での断面図である。また、図13(b)は図13(a)における絶縁テープ近傍を拡大した断面図である。
【0086】
尚、構成部材については第3の実施の形態の半導体装置と同様であるので、同符号を用いる。第6の実施の形態における半導体装置において、半導体チップ4の表面構造及びリードフレーム10の構成は第1の実施の形態と同様であるので記載を省略する。第4の実施の形態と異なるインナーリード2と半導体チップ4との接着部分について、以下図面を用いて説明する。
【0087】
第6の実施の形態における半導体装置は、図12(a)に示すように、対向するインナーリード2の先端部の間の部位からボンディングパッド1が臨むように、保護膜8が形成された半導体チップ4の上面にリードフレーム10の下面を位置合わせされ、インナーリード2の先端部が厚さ0.08mm程度の絶縁テープ3を介して当該保護膜8に接着固定されている。
【0088】
ここで、図12(b)に示すように、インナーリード2の先端部位はリードフレーム10に対して下方向にオフセットされており、更に絶縁テープ3と接触する部位はその下面が切り欠かれて凹部21が形成されている。インナーリード2における凹部21の位置は、その一部または全部がインナーリード2のうち半導体チップ4の上方に位置している範囲内にあればよく、パッケージまたは半導体チップ4の回路の設計などに合わせて自由に設定される。
【0089】
この凹部21の上面はボンディングワイヤが圧着される領域であるので、少なくとも凹部21は0.3〜0.4mm程度の長さがあることが好ましい。凹部21の厚さは加工限界まで薄型化されることが可能である。尚、本実施の形態ではリードフレーム10と半導体チップ4とが接着される際に、フレームが曲がったりや折れたりすることを防止するために該当部分の厚みを0.07mmとしている。これにより、保護膜8上面からインナーリード2上面までの高さが従来の半導体装置では0.205mm程度であるのに比べ、本実施の形態の半導体装置では0.150mm程度と凹部21を形成するためにインナーリード2の先端部位から切除された部分の厚さに相当する0.055mm分だけ低減されることになる。よって、パッケージ厚の薄型化が実現される。
【0090】
第6の実施の形態の半導体装置の製造方法は、図11に示した第4の実施の形態における製造方法と同じであるので記載を省略する。
【0091】
以上説明したように、第6の実施の形態においては、予めインナーリード2の先端部をオフセットしてから、そのオフセット部の先端部の下面に凹部21を形成している。この状態で絶縁テープ3の一方の面にこれらインナーリード2の凹部21を接着し、更に絶縁テープ3の他方の面と半導体チップ4とを接着する。即ちこの場合、保護膜8上面からインナーリード2の上面までの高さが、凹部21を形成するためにインナーリード2の先端部位から切除した部分の肉厚分だけ低減されることになり、パッケージ厚の薄型化が実現される。
【0092】
更に、インナーリード2に形成される凹部21の位置は、凹部21の一部または全部がインナーリード2のうち半導体チップ4の上方に位置している範囲内にあればよい。よって、インナーリード2と半導体チップ4とを接着する位置はパッケージまたは半導体チップ4の回路の設計などに合わせて自由に設定できる。また、インナーリード2の所定部のみ薄型加工が施されるので、アウターリード12を所望の形状に加工する際やパッケージを電子機器内部に組み込む際にフレームが折れるのを防止できる。
【0093】
従って、第6の実施の形態によれば、LOC構造を有する半導体装置において、フレーム、半導体チップ、封止樹脂、及び絶縁テープの薄型化やボンディングワイヤの低ループ化によらず、信頼性に優れ、且つパッケージが薄型化されたTSOPを実現できる。
【0094】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、LOC構造を有する半導体装置において、フレーム、半導体チップ、封止樹脂、及び絶縁テープの薄型化やボンディングワイヤの低ループ化によらず、インナーリードの先端部の板厚を予め薄型加工することで、信頼性に優れ、且つパッケージが薄型化されたTSOPを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1、第2の実施の形態の樹脂封止型半導体装置の樹脂封止前における概略平面図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態の半導体装置の図1中のインナーリードとバスバーの一部を拡大した概略平面図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態の半導体装置の図1中のA−A’線における樹脂封止後の概略断面図である。
【図4】本発明の第1、第2、第3の実施の形態の樹脂封止型半導体装置の製造工程を工程順に示す概略工程フローチャートである。
【図5】本発明の第2の実施の形態の半導体装置の図1中のA−A’線における樹脂封止後の概略断面図である。
【図6】本発明の第3、第6の実施の形態の樹脂封止型半導体装置の樹脂封止前における概略平面図である。
【図7】本発明の第3の実施の形態の半導体装置の図6中のB−B’線における樹脂封止後の概略断面図である。
【図8】本発明の第4、第5の実施の形態の樹脂封止型半導体装置の樹脂封止前における概略平面図である。
【図9】本発明の第4の実施の形態の半導体装置の図8中のC−C’線における樹脂封止後の概略断面図である。
【図10】本発明の第4の実施の形態の半導体装置の図8中のC−C’線における樹脂封止後の概略断面図である。
【図11】本発明の第4、第5、第6の実施の形態の樹脂封止型半導体装置の製造工程を工程順に示す概略工程フローチャートである。
【図12】本発明の第5の実施の形態の半導体装置の図8中のC−C’線における樹脂封止後の概略断面図である。
【図13】本発明の第6の実施の形態の半導体装置の図6中のB−B’線における樹脂封止後の概略断面図である。
【図14】従来の半導体装置の樹脂封止前の概略平面図である。
【図15】従来の半導体装置の図14中のD−D’線における概略断面図である。
【符号の説明】
1 ボンディングパッド
2 インナーリード
3 絶縁テープ
4 半導体チップ
5 ボンディングワイヤ
6 バスバー
7 封止樹脂
8 保護膜
9 開孔
10 リードフレーム
11 デバイスホール
12 アウターリード
13 ダイバー
14 ベース部
15 スプロケットホール
16 樹脂封止領域
17,18,20 切り欠き部
19,21 凹部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and more particularly to a technology that is effective when applied to a resin-encapsulated LSI package (TSOP) having a LOC (Lead On Chip) structure of a large-scale integrated circuit.
[0002]
[Prior art]
In the information age in recent years, the demand for information / communication equipment is increasing year by year. Among information / communication devices, the demand for the mobile information devices such as a camera-integrated VTR, PHS (Personal Handyphone System), and notebook personal computer is particularly small. There is a tendency. Accordingly, the LSI package mounted inside these devices is naturally required to be smaller and thinner.
[0003]
On the other hand, as large-scale integration of semiconductor elements progresses, the chip area gradually increases, and the package method of die-bonding a chip to a lead frame island has a semiconductor element within a package having a required size. It has become difficult to store.
[0004]
In order to cope with this point, a LOC-structured TSOP as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-291950 has been proposed and put into practical use.
[0005]
14 is a plan view showing a state of a TSOP having a typical LOC structure before resin sealing, and FIG. 15 is a cross-sectional view taken along the line DD ′ of FIG. 14 after resin sealing. This TSOP is assembled as follows. First, the insulating tape 3 is bonded to the inner lead portion 2 of the lead frame 10 including the inner lead 2, the outer lead 12, and the tie bar 13. Next, the insulating tape 3 to which the lead frame 10 is bonded is bonded to a predetermined position on the surface of the semiconductor chip 4 on which the bonding pad 1 is formed at the center. Then, the bonding pads 1 on the semiconductor chip 4 and the inner leads 2 are electrically connected by bonding wires 5. Subsequently, the entire surface of the semiconductor chip is sealed with a sealing resin 7 by a transfer molding method, the tie bar 13 and the base portion 14 of the lead frame 10 are cut, and the leads are formed into a desired shape to complete the manufacture of TSOP.
[0006]
The TSOP formed in this way can be reduced in size because the dimensions in the lateral direction can be particularly reduced as compared with the packaging method in which the inner leads are positioned outside the semiconductor chip and wire bonding is performed. .
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the future, it is expected that a thin and highly reliable TSOP with a thickness of 1 mm or less will be required due to the spread of IC cards and the like. In the TSOP having the conventional LOC structure as described above, (1) a bonding wire with a low loop (to keep the bonding wire trace from the surface of the semiconductor chip low), (2) a semiconductor chip thickness reduction, and (3) Thinning is possible by any of the following methods: reduction of the frame thickness, (4) thinning of the insulating tape, and (5) thinning of the sealing resin thickness.
[0008]
However, when the thickness is reduced by the above-described method, the conventional LOC structure TSOP has the following problems. That is, (1) When the bonding wire is thinned by reducing the loop, the wire comes into contact with the inner lead or the bus bar due to the variation in the loop height, and the possibility of producing a defective device increases.
[0009]
In addition, (2) when reducing the thickness by reducing the thickness of the semiconductor chip, it is necessary to increase the polishing amount on the back surface of the wafer in the back grinding process before cutting the chip from the semiconductor wafer. However, in the future, it is inevitable that the wafer diameter will further increase for the purpose of improving productivity, and the larger the diameter, the greater the warpage of the wafer due to the stress of various films deposited in the semiconductor circuit manufacturing process. turn into. If the wafer is polished as it is, the thickness of the semiconductor chip will be different between the central part and the peripheral part of the wafer. Therefore, it is necessary to polish the wafer back after forcibly flattening it by vacuum suction. Is undesirable because it leads to wafer breakage. Further, it is not preferable to perform back grinding after cutting out the semiconductor chip, which leads to an extension of the manufacturing process period.
[0010]
(3) When the thickness is reduced by reducing the frame thickness, the strength of the lead frame material is reduced, and there is a high possibility that the frame will break when the outer lead is processed into a desired shape or incorporated into an electronic device. Therefore, the reliability is lowered.
[0011]
In addition, (4) when the thickness is reduced by reducing the thickness of the insulating tape, the capacitance between the lead frame and the semiconductor chip becomes too large, or the resistance to external stress on the semiconductor chip is reduced, In the worst case, there is a problem that a crack occurs in the semiconductor chip, so that electrical characteristics and reliability are also lowered.
[0012]
In addition, (5) when the thickness is reduced by reducing the thickness of the sealing resin, it is necessary to secure a region through which the bonding wire passes on the upper surface of the semiconductor chip. Therefore, there is a limit to thinning. Therefore, there is no choice but to reduce the thickness of the sealing resin film on the lower surface (back surface) of the chip. On the other hand, the warpage of the package is caused by a difference in shrinkage force (rate) of the sealing resin with the semiconductor chip as a boundary, and the difference in shrinkage force depends on the volume ratio of the sealing resin. Therefore, when the sealing resin film thickness is reduced on the lower surface of the chip, there is a problem that the package is warped because the sealing resin volume is smaller on the lower surface than on the upper surface of the chip.
[0013]
Accordingly, an object of the present invention is to realize a thin resin-encapsulated LSI package (TSOP) in a semiconductor device having a LOC structure without impairing reliability.
[0014]
Another object of the present invention is to reduce the thickness of a resin-encapsulated LSI package (TSOP) in a semiconductor device having a LOC structure without impairing reliability.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, in the semiconductor device of the present invention, an inner lead is bonded onto a circuit forming surface of a semiconductor chip via an insulating tape, and the inner lead and a bonding pad formed on the semiconductor chip are bonded. A resin-encapsulated semiconductor device electrically connected by a wire and encapsulating the entire semiconductor chip with a resin, wherein a lower surface of a tip portion of the inner lead is partially cut away to form a notch The one surface of the insulating tape is bonded to at least the notch, the other surface is bonded to the upper surface of the semiconductor chip, and the upper surface of the portion where the notch of the inner lead is formed. A portion to which the bonding wire is crimped is formed.
[0016]
Here, the inner lead includes a plurality of inner leads, and has a bus bar supported by any two inner leads and arranged along the tip of the other inner lead, and at least the insulating tape of the bus bar is attached to the insulating tape. It is preferable that the thickness of the fixed part in contact is equal to the thickness of the notch of the inner lead.
[0017]
Here, it is preferable that the inner lead and the bonding pad are connected by the bonding wire passing above the fixed portion of the bus bar.
[0018]
In another semiconductor device of the present invention, an inner lead is bonded to a circuit forming surface of a semiconductor chip via an insulating tape, and the inner lead and a bonding pad formed on the semiconductor chip are electrically connected by a bonding wire. A resin-encapsulated semiconductor device in which the entire semiconductor chip is encapsulated with resin, the lower surface of the inner lead being partially cut away to form a recess, and at least one surface of the insulating tape is The inner surface of the recess is bonded, the other surface is bonded to the upper surface of the semiconductor chip, and the bonding wire is bonded to the upper surface of the inner lead where the recess is formed.
[0019]
In another semiconductor device of the present invention, an inner lead is bonded to a circuit forming surface of a semiconductor chip via an insulating tape, and the inner lead and a bonding pad formed on the semiconductor chip are electrically connected by a bonding wire. And a resin-encapsulated semiconductor device in which the entire semiconductor chip is encapsulated with resin, and a lower surface of a tip portion of the inner lead is partially cut away to form a notch, and the inner lead The portion where the notch is formed is offset downward from the side extending from the outer lead, one surface of the insulating tape is bonded to at least the notch, and the other surface is the semiconductor chip A portion to which the bonding wire is bonded is formed on the upper surface of the notch. To have.
[0020]
Here, the inner lead includes a plurality of inner leads, and has a bus bar supported by any two inner leads and arranged along the tip of the other inner lead, and at least the insulating tape of the bus bar is attached to the insulating tape. It is preferable that the thickness of the fixed part in contact is equal to the thickness of the notch of the inner lead.
[0021]
Here, it is preferable that the inner lead and the bonding pad are connected by the bonding wire passing above the fixed portion of the bus bar.
[0022]
In another semiconductor device of the present invention, an inner lead is bonded to a circuit forming surface of a semiconductor chip via an insulating tape, and the inner lead and a bonding pad formed on the semiconductor chip are electrically connected by a bonding wire. A resin-encapsulated semiconductor device in which the entire semiconductor chip is sealed with a resin, wherein a part of the lower surface of the inner lead is cut away to form a recess, and the recess of the inner lead is formed. A portion extending from the outer lead is offset downward, one surface of the insulating tape is bonded to at least the inner surface of the recess, and the other surface is bonded to the upper surface of the semiconductor chip. The portion where the bonding wire is crimped to the upper surface of the inner lead in which the recess is formed It has been made.
[0027]
[Action]
In the present invention, the end portions of the inner leads bonded to the semiconductor chip via the protective film and the insulating tape and the lower surface of the bus bar are cut in advance with a predetermined thickness. That is, in this case, the outer lead, insulating tape, sealing resin and semiconductor chip itself, which greatly affect the reliability, and the bonding wire loop height are not reduced, so that the reliability is not lowered. Moreover, the package can be thinned only by adding a thinning process.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0029]
(First embodiment)
First, the first embodiment will be described. First, a schematic configuration of this semiconductor device will be described. FIG. 1 is a plan view schematically showing a state of the semiconductor device before resin sealing, and FIG. 2 is an enlarged plan view of a part of the inner lead in FIG. Fig.3 (a) is sectional drawing in the AA 'line in FIG. 1 after resin sealing. Moreover, FIG.3 (b) is sectional drawing to which the insulating tape vicinity in FIG.3 (a) was expanded.
[0030]
The semiconductor device according to the first embodiment shown in FIG. 1 includes a semiconductor chip 4 on which a semiconductor element (DRAM is exemplified here) and a lead frame 10 fixed to the semiconductor chip 4. Has been.
[0031]
In the semiconductor chip 4, a plurality of memory cells (memory cell regions) each formed of at least one transistor and a capacitor are formed in a matrix, and a plurality of peripheral circuits for the memory cells ( Peripheral circuit region) and the like are formed. A protective film 8 for protecting these circuits from α rays is formed on the surface of the semiconductor chip 4 so as to cover the memory cell region and the peripheral region. The protective film 8 is formed with a plurality of apertures 9 for exposing a part of the surface of the semiconductor chip 4. The apertures 9 are made of a conductive material as shown in FIG. A bonding pad 1 that is electrically connected to a predetermined portion of the chip 4 is formed.
[0032]
In the lead frame 10 made of 42 alloy, a device hole 11 is formed in a rectangular shape at a substantially central portion. In the device hole 11 portion, the lead frame 10 has a plurality of inner leads 2 that are formed substantially symmetrically so as to protrude from the opposite ends of the peripheral edge to the device hole 11, and an outer member that is connected to each inner lead 2. The lead 12, the diver 13 provided so as to cross the boundary portion between the inner lead 2 and the outer lead 12, and the inner lead 2 arranged at opposite ends of the peripheral portion of the device hole 11 are arranged at the outermost end. The connected inner leads 2 are connected to each other and the bus bar 6 provided along the tip of the other inner lead 2, the base part 14 for supporting the diver 13, and the sprocket hole formed in the base part 14 at a constant interval. 15 is formed. Note that a plurality of lead frames 10 are formed continuously so that they can be used corresponding to a plurality of semiconductor chips 4. In FIG. 1, one lead corresponding to one semiconductor chip is formed. A frame 10 is shown. Further, the thickness of the lead frame 10 is usually about 0.125 mm.
[0033]
As shown in FIG. 3A, the lower surface of the lead frame 10 is aligned with the upper surface of the semiconductor chip 4 on which the protective film 8 is formed so that the bonding pad 1 faces from the portion between the opposing bus bars 6. The tip portion of the inner lead 2 and the lower surface of the bus bar 6 are bonded and fixed to the protective film 8 via an insulating tape 3 having a thickness of about 0.08 mm.
[0034]
Here, the tip portion of the inner lead 2 shown as a hatched portion in FIG. 2 and the portion of the bus bar 6 that contacts the insulating tape 3 are notched in a rectangular shape as shown in FIG. Accordingly, the inner lead 2 has a notch 17 at the tip portion thereof, and is formed thinner than the outer lead 12 and other portions of the inner lead 2. Since this notch part 17 is used as a crimping | compression-bonding area | region of a bonding wire, it is preferable that it has a length of about 0.3-0.4 mm. The thickness of the notch 17 and the bus bar 6 can be reduced to the processing limit. In this embodiment, when the lead frame 10 and the semiconductor chip 4 are bonded, the thickness of the corresponding portion is set to 0.07 mm in order to prevent the frame from being bent or broken. Moreover, the thickness of the notch part 17 and the bus-bar 6 is made equal. Thus, the height from the upper surface of the protective film 8 to the upper surface of the inner lead 2 is about 0.205 mm in the conventional semiconductor device, and is about 0.150 mm in the semiconductor device of the present embodiment. The thickness is reduced by 0.055 mm corresponding to the thickness of the portion removed from the tip portion of the inner lead 2 to form. Therefore, the package thickness can be reduced.
[0035]
Furthermore, the upper surface of the tip portion of the inner lead 2 and the bonding pad 1 corresponding to the inner lead 2 are connected by a so-called wire bonding method with a bonding wire 5 made of gold (Au). As the bonding wire 5, a copper (Cu) wire or a coated wire obtained by coating a metal wire surface with an insulating resin may be used.
[0036]
Here, the outer lead 12 connected to the inner lead 2 and independent of each other by cutting the diver 13 is a power supply terminal for supplying a power supply voltage to each circuit constituting the DRAM, a data signal input terminal, a write enable terminal. , A row address strobe signal terminal, a column address strobe signal terminal, a data signal output terminal, a reference voltage terminal, an empty terminal, and the like.
[0037]
The sealing resin 7 is sealed in the resin sealing region 16 shown in FIG. 1 using a mold (not shown), and the entire surface of the semiconductor chip 4 is covered with the sealing resin 7.
[0038]
Next, a method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment will be described. FIG. 4 is a schematic process flow diagram showing the method of manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment in the order of steps.
[0039]
First, a memory cell and its peripheral circuits are formed on a semiconductor wafer, and a plurality of semiconductor chips 4 are formed on the semiconductor wafer (step S1).
[0040]
Subsequently, through a pre-fuse test of each semiconductor chip 4 (step S2), an α-ray protective film 8 is formed on the entire surface of each semiconductor chip 4 (step S3). Subsequently, in order to make the protective film 8 more firmly adhere to the semiconductor wafer, the semiconductor wafer is heated (step S4), and then a resist is applied to the entire surface of the semiconductor wafer (step S5). A plurality of openings 9 for exposing the bonding pads 1 formed in the lower semiconductor chip 4 are formed in the protective film 8 by isotropic etching (step S7). After removing the resist by ashing (step S8), the thickness of the semiconductor chip 4 is adjusted by back grinding (step S9), and after laser repair (step S10), a full wafer test is performed (step S11).
[0041]
Next, dicing is performed to cut out the semiconductor chip 4 from the semiconductor wafer (step S12). At this time, the following four steps are performed along with the operation of step S12. First, a notch is formed at the tip of the inner lead 2. At this time, the lower surface of the lower surface of the bus bar 6 is also removed by the same thickness as the cutout portion (step S13). The formation of the notch and the excision of the lower surface of the bus bar 6 may be performed by a removal method other than the excision, and is preferably performed by a method such as etching, polishing, pressing, or rolling. Next, after applying an adhesive on both surfaces of the insulating tape 3 (step S14), one surface of the insulating tape 3 is bonded to the lower surfaces of the inner lead 2 and the bus bar 6 (step S15). At this time, the insulating tape 3 is bonded so that only the notched portion 17 at the tip end portion of the inner lead 2 formed in step S13 and the portion where the lower surface of the bus bar 6 is cut off are in contact. Finally, the insulating tape 3 is shaped into a predetermined shape (step S16).
[0042]
Subsequently, the inner lead 2 is disposed via the insulating tape 3 at a predetermined position on the surface of the protective film 8 formed on each cut-out semiconductor chip 4, and the semiconductor chip 4 and the inner lead 2 are bonded by pressing (step). S17) The semiconductor chip 4 and the inner lead 2 are firmly bonded and fixed by further heating (step S18). In some cases, the heating in step S18 can be omitted. Thereafter, the bonding pad 1 in the opening 9 formed in the protective film 8 and the inner lead 2 or the bus bar 6 are connected by the bonding wire 5 (step S19), and the semiconductor chip is sealed with the sealing resin 7 by the transfer molding method. 4 The entire surface is sealed (snubbing S20). Next, the tie bar 13 and the base portion 14 of the lead frame 10 are cut, and the leads are formed into a desired shape to complete the package (step S21).
[0043]
As described above, in the first embodiment, the lower surface of the tip portion of the inner lead 2 is cut out in a rectangular shape in advance to form the cutout portion 17, and the lower surface of the pass par 6 is also formed on the inner lead. It cuts out so that it may become the same thickness as the notch part 17 of 2 front-end | tip parts. In this state, one surface of the insulating tape 3 is bonded to the notched portion 17 of the inner lead 2 and a portion where the lower surface of the pass bar 6 is cut, and further formed on the other surface of the insulating tape 3 and the surface of the semiconductor chip 4. The upper surface of the protective film 8 is adhered. That is, in this case, the height from the upper surface of the protective film 8 to the upper surface of the inner lead 2 is such that the notch 17 and the cut portion of the inner lead 2 and the cut portion of the bus bar 6 are formed in order to form the cut bus bar 6. As a result, the thickness is reduced, and the package thickness is reduced. In addition, since only a predetermined portion of the inner lead 2 and the bus bar 6 is thinned, the thickness of the outer lead 12 can be maintained as in the conventional case. Therefore, it is possible to prevent the frame from being broken when the outer lead 12 is processed into a desired shape or incorporated into the electronic device.
[0044]
Therefore, according to the first embodiment, in the semiconductor device having the LOC structure, the frame, the semiconductor chip, the sealing resin, and the insulating tape are excellent in reliability regardless of the thinning of the bonding tape and the reduction of the bonding wire loop. In addition, a TSOP with a thin package can be realized.
[0045]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described. First, the schematic configuration of this semiconductor device is almost the same as that of the first embodiment, but is different in that the positional relationship between the notch portion of the inner lead 2 and the insulating tape 3 is different. A plan view of the semiconductor device before resin sealing in the second embodiment of the present invention is shown in FIG. Fig.5 (a) is sectional drawing in the AA 'line in FIG. 1 after resin sealing. FIG. 5B is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the insulating tape in FIG.
[0046]
Since the constituent members are the same as those of the semiconductor device of the first embodiment, the same reference numerals are used. In the semiconductor device according to the second embodiment, the surface structure of the semiconductor chip 4 and the configuration of the lead frame 10 are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted. A bonded portion between the inner lead 2 and the semiconductor chip 4 different from the first embodiment will be described below with reference to the drawings.
[0047]
As shown in FIG. 5A, the semiconductor device according to the second embodiment is formed on the upper surface of the semiconductor chip 4 on which the protective film 8 is formed so that the bonding pad 1 faces from a portion between the bus bars 6 facing each other. The lower surface of the lead frame 10 is aligned, and the tip portion of the inner lead 2 and the lower surface of the bus bar 6 are bonded and fixed to the upper surface of the protective film 8 via an insulating tape 3 having a thickness of about 0.08 mm.
[0048]
Here, as shown in FIG. 5B, the front end portion of the inner lead 2 and the bus bar 6 have a lower surface cut out in a rectangular shape, and the inner lead 2 has a cutout portion 18 in the front end portion. The inner lead 2 is formed thinner than other portions. In the present embodiment, a part of the notch 18 formed in the inner lead 2 is bonded to the insulating tape 3 so that the notch end surface 2a is separated from the end surface 3a of the insulating tape by a predetermined distance L. However, this is different from the first embodiment. The presence of the clearance L between the notch end surface 2a and the end surface 3a of the insulating tape allows the insulating tape 3 to be connected to the inner lead 2 even if the position is slightly shifted when the insulating tape 3 and the inner lead 2 are bonded. It can prevent that it adhere | attaches on parts other than the notch part 18 of this.
[0049]
The thickness of the notch 18 and the bus bar 6 can be reduced to the processing limit. In the present embodiment, when the lead frame 10 and the semiconductor chip 4 are bonded, the thickness of the corresponding portion is set to 0.07 mm in order to prevent the frame from being bent or broken. Further, the thicknesses of the notch 18 of the inner lead 2 and the bus bar 6 are equal or substantially equal. Thus, the height from the upper surface of the protective film 8 to the upper surface of the inner lead 2 is about 0.205 mm in the conventional semiconductor device, and is about 0.150 mm in the semiconductor device of the present embodiment. The thickness is reduced by 0.055 mm corresponding to the thickness of the portion excised from the tip portion of the inner lead 2 to form. Therefore, the package thickness can be reduced.
[0050]
The manufacturing method of the semiconductor device of the second embodiment is the same as the manufacturing method of the first embodiment shown in FIG.
[0051]
As described above, in the second embodiment, the lower surface of the tip portion of the inner lead 2 is cut out in a rectangular shape in advance to form the cutout portion 18, and the lower surface of the path bar 6 is also formed on the inner surface. The lead 2 is cut so as to have the same thickness as the notch 18 at the tip portion.
[0052]
In this state, one surface of the insulating tape 3 is bonded to the notched portion 18 of the inner lead 2 and the portion where the lower surface of the bus bar 6 is cut off, and the other surface of the insulating tape 3 and the semiconductor chip 4 are formed. The upper surface of the protective film 8 is adhered. In other words, in this case, the height from the upper surface of the protective film 8 to the upper surface of the inner lead 2 is equal to the thickness of the tip portion of the inner lead 2 and the portion removed from the bus bar 6 in order to form the cutout portion 18 and the cut bus bar 6. As a result, the package thickness can be reduced.
[0053]
Further, since one surface of the insulating tape 3 is bonded only to a part of the notch 18 of the inner lead 2 and a space is formed in the other part of the notch 18, the insulating tape 3 and the inner lead 2 are formed. Even if the position is slightly shifted when adhering to each other, the insulating tape 3 can be prevented from adhering to a portion other than the notch portion 18 of the inner lead 2. In addition, since only a predetermined portion of the inner lead 2 and the pass bar 6 is thinned, the thickness of the outer lead 12 can be maintained as in the conventional case. Therefore, it is possible to prevent the frame from being broken when the outer lead 12 is processed into a desired shape or when the package is incorporated into the electronic device.
[0054]
Therefore, according to the second embodiment, in the semiconductor device having the LOC structure, the frame, the semiconductor chip, the sealing resin, and the insulating tape are excellent in reliability regardless of the thinning of the bonding tape and the reduction of the bonding wire loop. In addition, a TSOP with a thin package can be realized.
[0055]
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described. First, the schematic configuration of this semiconductor device is substantially the same as that of the first embodiment, but is different in that the processed shape of the inner lead 2 and the processed shape of the insulating tape 3 are different. FIG. 6 is a plan view of the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention before resin sealing, and FIG. 7A is a cross-sectional view taken along line BB ′ in FIG. 6 after resin sealing. It is sectional drawing. Moreover, FIG.7 (b) is sectional drawing to which the insulating tape vicinity in FIG.7 (a) was expanded.
[0056]
Since the constituent members are the same as those of the semiconductor device of the first embodiment, the same reference numerals are used. In the semiconductor device of the third embodiment, the surface structure of the semiconductor chip 4 is the same as that of the first embodiment, so that the description is omitted. The configuration of the lead frame 10 is a configuration in which the bus bar 6 is omitted from the lead frame 10 shown in the first embodiment, and the other parts are the same as those in the first embodiment. A bonded portion between the inner lead 2 and the semiconductor chip 4 will be described below with reference to the drawings.
[0057]
As shown in FIG. 7A, the semiconductor device according to the third embodiment is a semiconductor in which a protective film 8 is formed so that the bonding pad 1 faces from a portion between the tip portions of the opposed inner leads 2. The lower surface of the lead frame 10 is aligned with the upper surface of the chip 4, and the lower surface of the tip portion of the inner lead 2 is bonded and fixed to the protective film 8 with an insulating tape 3 having a thickness of about 0.08 mm.
[0058]
Here, as shown in FIG. 7B, a recess 19 is formed by cutting the lower surface of the tip portion of the inner lead 2. The position of the recess 19 in the inner lead 2 may be within a range in which a part or all of the recess 19 is located above the semiconductor chip 4 in the inner lead 2, and is adapted to the design of the package or the circuit of the semiconductor chip 4. Can be set freely.
[0059]
Since the upper surface of the recess 19 is a region to which the bonding wire is crimped, at least the recess 19 preferably has a length of about 0.3 to 0.4 mm. The thickness of the recess 19 can be reduced to the processing limit. In the present embodiment, when the lead frame 10 and the semiconductor chip 4 are bonded, the thickness of the corresponding portion is set to 0.07 mm in order to prevent the frame from being bent or broken. Thereby, the height from the upper surface of the protective film 8 to the upper surface of the inner lead 2 is about 0.205 mm in the conventional semiconductor device, and the recess 19 is formed to be about 0.150 mm in the semiconductor device of the present embodiment. Therefore, the thickness is reduced by 0.055 mm corresponding to the thickness of the portion cut from the tip portion of the inner lead 2. Therefore, the package thickness can be reduced.
[0060]
The manufacturing method of the semiconductor device of the third embodiment is the same as the manufacturing method of the first embodiment shown in FIG.
[0061]
As described above, in the third embodiment, the lower surface of the tip portion of the inner lead 2 is cut out in advance to form the recess 19. In this state, one surface of the insulating tape 3 and the lower surface of the recess 19 of the inner lead 2 are bonded, and the other surface of the insulating tape 3 and the upper surface of the protective film 8 formed on the semiconductor chip 4 are bonded. That is, in this case, the height from the upper surface of the protective film 8 to the upper surface of the inner lead 2 is reduced by the thickness of the portion cut from the tip portion of the inner lead 2 to form the recess 19. Thinning is realized.
[0062]
Furthermore, the position of the concave portion 19 in which the inner lead 2 is formed may be within a range where a part or all of the concave portion 19 is located above the semiconductor chip 4 in the inner lead 2. Therefore, the position where the inner lead 2 and the semiconductor chip 4 are bonded can be freely set according to the design of the package or the circuit of the semiconductor chip 4. Further, since only a predetermined portion of the inner lead 2 is thinned, it is possible to prevent the frame from being broken when the outer lead 12 is processed into a desired shape or when the package is incorporated into the electronic device.
[0063]
Therefore, according to the third embodiment, in the semiconductor device having the LOC structure, the frame, the semiconductor chip, the sealing resin, and the insulating tape are excellent in reliability regardless of the thinning of the bonding tape and the low loop of the bonding wire. In addition, a TSOP with a thin package can be realized.
[0064]
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment will be described. First, the schematic configuration of this semiconductor device is substantially the same as that of the first embodiment, but differs in that the processed shape of the inner lead 2 is different. FIG. 8 is a plan view showing the semiconductor device of the fourth embodiment of the present invention before resin sealing, and FIG. 9A is a cross-sectional view taken along line CC ′ in FIG. 8 after resin sealing. It is sectional drawing. Moreover, FIG.9 (b) is sectional drawing to which the insulating tape vicinity in FIG.9 (a) was expanded. Since the constituent members are the same as those of the semiconductor device of the first embodiment, the same reference numerals are used. In the semiconductor device according to the fourth embodiment, the surface structure of the semiconductor chip 4 and the configuration of the lead frame 10 are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted. A bonded portion between the inner lead 2 and the semiconductor chip 4 different from the first embodiment will be described below with reference to the drawings.
[0065]
As shown in FIG. 9A, the semiconductor device according to the fourth embodiment is formed on the upper surface of the semiconductor chip 4 on which the protective film 8 is formed so that the bonding pad 1 faces from the portion between the opposing pass bars 6. The lower surface of the lead frame 2 is aligned, and the tip portion of the inner lead 2 and the lower surface of the bus bar 6 are bonded and fixed to the upper surface of the protective film 8 via an insulating tape 3 having a thickness of about 0.08 mm.
[0066]
Here, as shown in FIG. 9B, the front end portion of the inner lead 2 and the bus bar 6 are offset downward with respect to the lead frame 10, and the lower surface of the portion that contacts the insulating tape 3 is shaved. Thus, the outer lead 12 and the inner lead 2 are formed thinner than other portions. The cut end portion of the inner lead 2 and the thickness of the bus bar 6 can be reduced to the processing limit. In this embodiment, when the lead frame 10 and the semiconductor chip 4 are bonded, the thickness of the corresponding portion is set to 0.07 mm in order to prevent the frame from being bent or broken. Further, the tip portion of the inner lead 2 and the thickness of the bus bar 6 are made equal or substantially equal. As a result, when the lead thickness is about 0.125 mm as in the normal case, the height from the upper surface of the protective film 8 to the upper surface of the inner lead 2 offset is about 0.205 mm in the conventional semiconductor device. In comparison with the semiconductor device according to the present embodiment, the thickness of the package is reduced to about 0.150 mm by 0.055 mm, which is the thickness of the lower surface of the tip portion of the inner lead 2, which is cut off. Is realized.
[0067]
Furthermore, the upper surface of the offset tip portion of each inner lead 2 and the corresponding bonding pad 1 are connected by a bonding wire 5 made of gold (Au) by a so-called wire bonding method. As the bossing wire 5, a copper (Cu) wire or a coated wire obtained by coating the surface of a metal wire with an insulating resin may be used.
[0068]
9 (a) and 9 (b), all of the offset and thinned portions of the inner lead 2 are bonded to the insulating tape 3, but the bonded portion of the inner lead 2 is attached. If the length is at least about 0.3 to 0.4 mm, it can function as a bonding region of the bonding wire. Therefore, as shown in FIGS. 10A and 10B, the inner lead 2 is offset and thinned. It is also possible to arrange so that only a part of the formed part is bonded to the insulating tape 3.
[0069]
Next, a method for manufacturing a semiconductor device in the fourth embodiment will be described. FIG. 11 is a schematic process flow diagram illustrating the method of manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment in the order of processes.
[0070]
First, a memory cell and its peripheral circuit are formed on a semiconductor wafer, and a plurality of semiconductor chips 4 are formed on the semiconductor wafer (step S31).
[0071]
Subsequently, through a pre-fuse test of each semiconductor chip 3 (step S32), an α-ray protective film 8 is formed on the entire surface of each semiconductor chip 4 (step S33). Subsequently, in order to bond the protective film 8 to the semiconductor wafer more firmly, after heating the semiconductor wafer (step S34), a resist is applied to the entire surface of the semiconductor wafer (step S35), and normal photolithography (step S36) and A plurality of openings 9 for exposing the bonding pads 1 of the underlying semiconductor chip are formed in the protective film 8 by anisotropic etching (step S37). After removing the resist by ashing (step S38), the thickness of the semiconductor chip is adjusted by back grinding (step S39), and after laser repair (step S40), a full wafer test is performed (step S41).
[0072]
Next, dicing is performed to cut out the semiconductor chip 4 from the semiconductor wafer (step S42). At this time, the following five steps are performed along with the operation of step S42. First, the tip of the inner lead 2 of the lead frame 10 and the bus bar 6 are offset downward by a press or the like (step S43). In this case, it is preferable that the offset amount is approximately the same as the loop height of the bonding wire 5. Next, the tip end portion of the offset inner lead 2 and the lower surface of the bus bar 6 are cut and thinned (step S44). It may be performed by a removal method other than the thin-cut processing, and is preferably performed by a method such as etching, polishing, pressing, or rolling. Next, after applying an adhesive on both surfaces of the insulating tape 3 (step S45), the insulating tape 3 is bonded to the inner lead 2 and the bus bar 6 (step S46). At this time, the insulating tape 3 is bonded so as to contact only the tip of the inner lead 2 and the offset portion of the bus bar 6. Finally, the insulating tape 3 is shaped into a predetermined shape (step S47).
[0073]
Subsequently, the inner lead 2 is disposed on the surface of the protective film 8 of each cut-out semiconductor chip 4 via the insulating tape 3, and the semiconductor chip 4 and the inner lead 2 are bonded by applying pressure (step S48). The semiconductor chip 4 and the inner lead 2 are firmly bonded and fixed by heating (step S49). In some cases, the heating in step S49 can be omitted. Thereafter, the bonding pad 1 in the opening 9 formed in the protective film 8 and the inner lead 2 or the bus bar 6 are connected by the bonding wire 5 (step S50), and the semiconductor chip is sealed with the sealing resin 7 by the transfer molding method. 4 The entire surface is sealed (step S51). Next, the tie bar 13 and the base portion 14 of the lead frame 10 are cut, and the leads are formed into a desired shape to complete the package (step S52).
[0074]
As described above, in the fourth embodiment, the tip end portion of the inner lead 2 and the bus bar 6 are offset in advance, and then the lower surface of the offset portion is scraped to form a thin shape. The insulating tape 3 is brought into contact only with the offset portion 6, and the semiconductor chip 4 and the inner lead 2 are bonded via the insulating tape 3. That is, in this case, the height from the upper surface of the protective film 8 to the upper surface of the inner lead 2 is reduced by the thickness of the tip portion of the inner lead 2 and the lower surface of the pass bar 6, and the package thickness is reduced. Realized. In addition, since only a predetermined portion of the inner lead 2 and the bus bar 6 is thinned, the thickness of the outer lead 12 can be maintained as in the conventional case. Therefore, it is possible to prevent the frame from being broken when the outer lead 12 is processed into a desired shape or when the package is incorporated into the electronic device.
[0075]
Therefore, according to the fourth embodiment, in the semiconductor device having the LOC structure, the frame, the semiconductor chip, the sealing resin, and the insulating tape are excellent in reliability regardless of the thinning of the bonding tape and the reduction of the bonding wire loop. In addition, a TSOP with a thin package can be realized.
[0076]
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment will be described. First, the schematic configuration of this semiconductor device is substantially the same as that of the fourth embodiment, but differs in that the positional relationship between the thinned portion of the inner lead 2 and the insulating tape 3 is different. The plan view of the semiconductor device before resin sealing in the sixth embodiment of the present invention is exactly the same as FIG. FIG. 12A is a cross-sectional view taken along line CC ′ in FIG. 8 after resin sealing. FIG. 12B is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the insulating tape in FIG.
[0077]
In addition, since it is the same as that of the semiconductor device of 4th Embodiment about a structural member, the same code | symbol is used. In the semiconductor device according to the fifth embodiment, the surface structure of the semiconductor chip 4 and the configuration of the lead frame 10 are the same as those in the fourth embodiment, and thus description thereof is omitted. A bonded portion between the inner lead 2 and the semiconductor chip 4 different from the fourth embodiment will be described below with reference to the drawings.
[0078]
As shown in FIG. 12A, the semiconductor device according to the fifth embodiment is formed on the upper surface of the semiconductor chip 4 on which the protective film 8 is formed so that the bonding pad 1 faces from the portion between the bus bars 6 facing each other. The lower surface of the lead frame 10 is aligned, and the tip portion of the inner lead 2 and the lower surface of the bus bar 6 are bonded and fixed to the upper surface of the protective film 8 with an insulating tape 3 having a thickness of about 0.08 mm.
[0079]
Here, as shown in FIG. 12B, the tip portion of the inner lead 2 and the bus bar 6 are offset downward with respect to the lead frame 10, and further, the portion that contacts the insulating tape 3 is cut on the lower surface thereof. A notch 20 is formed. The thickness of the notch 20 and the bus bar 6 can be reduced to the processing limit. In this embodiment, when the lead frame 10 and the semiconductor chip 4 are bonded, the thickness of the corresponding portion is set to 0.07 mm in order to prevent the frame from being bent or broken. Further, the thicknesses of the notch portion 20 of the inner lead 2 and the bus bar 6 are made equal or substantially equal.
[0080]
As a result, when the lead thickness is about 0.125 mm as in the normal case, the height from the upper surface of the protective film 8 to the upper surface of the inner lead 2 offset is about 0.205 mm in the conventional semiconductor device. In contrast, in the semiconductor device of the present embodiment, about 0.150 mm, the tip portion of the inner lead 2 is scraped off to form the cutout portion 20, and the thickness is reduced by 0.055 mm. Thus, the package thickness can be reduced.
[0081]
Since the manufacturing method of the semiconductor device of the fifth embodiment is the same as the manufacturing method of the fourth embodiment shown in FIG.
[0082]
As described above, in the fifth embodiment, after the tip portion of the inner lead 2 and the bus bar 6 are offset in advance, the notch portion 20 is formed at the tip portion of the offset portion. 2, one surface of the insulating tape 3 is bonded only to the portion where the notch 20 and the lower surface of the bus bar 6 are cut off, and the other surface of the insulating tape 3 and the upper surface of the protective film 8 formed on the semiconductor chip 4 Glue. That is, in this case, the height from the upper surface of the protective film 8 to the upper surface of the inner lead 2 is a thickness obtained by scraping the tip portion of the inner lead 2 and the lower surface of the bus bar 6 to form the cutout portion 20 and the cut-off path bar 6. As a result, the package thickness is reduced.
[0083]
In addition, since only a predetermined portion of the inner lead 2 and the bus bar 6 is thinned, the thickness of the outer lead 12 can be maintained as in the conventional case. Therefore, it is possible to prevent the frame from being broken when the outer lead 12 is processed into a desired shape or when the package is incorporated into the electronic device.
[0084]
Therefore, according to the fifth embodiment, in the semiconductor device having the LOC structure, the frame, the semiconductor chip, the sealing resin, and the insulating tape are excellent in reliability irrespective of the thinning of the bonding tape and the reduction of the bonding wire loop. In addition, a TSOP with a thin package can be realized.
[0085]
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment will be described. First, the schematic configuration of this semiconductor device is substantially the same as that of the third embodiment, but is different in that the processed shape of the inner lead 2 is different. The plan view of the semiconductor device before resin sealing in the sixth embodiment of the present invention is exactly the same as FIG. FIG. 13A is a cross-sectional view taken along line BB ′ in FIG. 6 after resin sealing. FIG. 13B is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the insulating tape in FIG.
[0086]
In addition, since it is the same as that of the semiconductor device of 3rd Embodiment about a structural member, the same code | symbol is used. In the semiconductor device according to the sixth embodiment, the surface structure of the semiconductor chip 4 and the configuration of the lead frame 10 are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted. A bonded portion between the inner lead 2 and the semiconductor chip 4 different from the fourth embodiment will be described below with reference to the drawings.
[0087]
As shown in FIG. 12A, the semiconductor device according to the sixth embodiment is a semiconductor in which a protective film 8 is formed so that the bonding pad 1 faces from a portion between the tips of the opposed inner leads 2. The lower surface of the lead frame 10 is aligned with the upper surface of the chip 4, and the tip portion of the inner lead 2 is bonded and fixed to the protective film 8 via an insulating tape 3 having a thickness of about 0.08 mm.
[0088]
Here, as shown in FIG. 12B, the tip portion of the inner lead 2 is offset downward with respect to the lead frame 10, and the lower surface of the portion that contacts the insulating tape 3 is notched. A recess 21 is formed. The position of the recess 21 in the inner lead 2 may be in a range where a part or all of the recess 21 is located above the semiconductor chip 4 in the inner lead 2, and is adapted to the design of the package or the circuit of the semiconductor chip 4. Can be set freely.
[0089]
Since the upper surface of the recess 21 is a region to which the bonding wire is crimped, at least the recess 21 preferably has a length of about 0.3 to 0.4 mm. The thickness of the recess 21 can be reduced to the processing limit. In this embodiment, when the lead frame 10 and the semiconductor chip 4 are bonded, the thickness of the corresponding portion is set to 0.07 mm in order to prevent the frame from being bent or broken. Thereby, the height from the upper surface of the protective film 8 to the upper surface of the inner lead 2 is about 0.205 mm in the conventional semiconductor device, and the recess 21 is formed to be about 0.150 mm in the semiconductor device of the present embodiment. Therefore, the thickness is reduced by 0.055 mm corresponding to the thickness of the portion cut from the tip portion of the inner lead 2. Therefore, the package thickness can be reduced.
[0090]
Since the manufacturing method of the semiconductor device according to the sixth embodiment is the same as the manufacturing method according to the fourth embodiment shown in FIG.
[0091]
As described above, in the sixth embodiment, after the tip portion of the inner lead 2 is offset in advance, the concave portion 21 is formed on the lower surface of the tip portion of the offset portion. In this state, the concave portion 21 of the inner lead 2 is bonded to one surface of the insulating tape 3, and the other surface of the insulating tape 3 and the semiconductor chip 4 are bonded. That is, in this case, the height from the upper surface of the protective film 8 to the upper surface of the inner lead 2 is reduced by the thickness of the portion cut away from the tip portion of the inner lead 2 to form the recess 21. Thinning is realized.
[0092]
Furthermore, the position of the recess 21 formed in the inner lead 2 may be in a range where a part or all of the recess 21 is positioned above the semiconductor chip 4 in the inner lead 2. Therefore, the position where the inner lead 2 and the semiconductor chip 4 are bonded can be freely set according to the design of the package or the circuit of the semiconductor chip 4. Further, since only a predetermined portion of the inner lead 2 is thinned, it is possible to prevent the frame from being broken when the outer lead 12 is processed into a desired shape or when the package is incorporated into the electronic device.
[0093]
Therefore, according to the sixth embodiment, in the semiconductor device having the LOC structure, the frame, the semiconductor chip, the sealing resin, and the insulating tape are excellent in reliability irrespective of the thinning of the bonding tape and the low loop of the bonding wire. In addition, a TSOP with a thin package can be realized.
[0094]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the semiconductor device having the LOC structure, the tip of the inner lead can be used regardless of the thinning of the frame, the semiconductor chip, the sealing resin, and the insulating tape and the reduction of the bonding wire loop. By thinning the plate thickness of the part in advance, it is possible to realize a TSOP having excellent reliability and a thin package.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view of a resin-encapsulated semiconductor device according to first and second embodiments of the present invention before resin encapsulation.
2 is an enlarged schematic plan view of a part of an inner lead and a bus bar in FIG. 1 of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. FIG.
3 is a schematic cross-sectional view of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention after resin sealing taken along line AA ′ in FIG. 1;
FIG. 4 is a schematic process flowchart showing a manufacturing process of the resin-encapsulated semiconductor device according to the first, second, and third embodiments of the present invention in order of process.
5 is a schematic cross-sectional view of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention after resin sealing along the line AA ′ in FIG. 1; FIG.
FIG. 6 is a schematic plan view of the resin-encapsulated semiconductor device according to the third and sixth embodiments of the present invention before resin encapsulation.
7 is a schematic cross-sectional view of the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention after resin sealing along the line BB ′ in FIG. 6;
FIG. 8 is a schematic plan view of the resin-encapsulated semiconductor device according to the fourth and fifth embodiments of the present invention before resin encapsulation.
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of the semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention after resin sealing along the line CC ′ in FIG. 8;
10 is a schematic cross-sectional view of the semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention after resin sealing along the line CC ′ in FIG. 8;
FIG. 11 is a schematic process flowchart showing the manufacturing process of the resin-encapsulated semiconductor device according to the fourth, fifth and sixth embodiments of the present invention in the order of processes;
12 is a schematic cross-sectional view of the semiconductor device according to the fifth embodiment of the present invention after resin sealing along the line CC ′ in FIG. 8;
13 is a schematic cross-sectional view of the semiconductor device according to the sixth embodiment of the present invention after resin sealing taken along the line BB ′ in FIG. 6;
FIG. 14 is a schematic plan view of a conventional semiconductor device before resin sealing.
15 is a schematic cross-sectional view of the conventional semiconductor device taken along line DD ′ in FIG.
[Explanation of symbols]
1 Bonding pad
2 Inner lead
3 Insulation tape
4 Semiconductor chip
5 Bonding wire
6 Busbar
7 Sealing resin
8 Protective film
9 Opening
10 Lead frame
11 Device Hall
12 Outer lead
13 Diver
14 Base part
15 Sprocket hole
16 Resin sealing area
17, 18, 20 Notch
19, 21 recess

Claims (8)

インナーリードが絶縁テープを介して半導体チップの回路形成面上に接着され、前記インナーリードと前記半導体チップに形成されたボンディングパッドとがボンディングワイヤによって電気的に接続され、前記半導体チップ全体を樹脂によって封止した樹脂封止型半導体装置であって、
前記インナーリードの先端部の下面が一部切除されて切り欠き部が形成されており、
前記絶縁テープの一方の面が少なくとも前記切り欠き部に接着され、他方の面が前記半導体チップの上面に接着されており、
前記インナーリードの前記切り欠き部が形成されている部分の上面に前記ボンディングワイヤが圧着される部分が形成されていることを特徴とする半導体装置。
Inner leads are bonded to the circuit forming surface of the semiconductor chip via an insulating tape, the inner leads and bonding pads formed on the semiconductor chip are electrically connected by bonding wires, and the entire semiconductor chip is made of resin. A sealed resin-encapsulated semiconductor device,
The lower surface of the tip of the inner lead is partly cut to form a notch,
One surface of the insulating tape is bonded to at least the notch, and the other surface is bonded to the upper surface of the semiconductor chip;
2. A semiconductor device according to claim 1, wherein a portion to which the bonding wire is crimped is formed on an upper surface of a portion of the inner lead where the cutout portion is formed.
前記インナーリードは複数のインナーリードからなり、
任意の2つのインナーリードによって支持され他のインナーリードの先端に沿って配置されているバスバーを有し、少なくとも前記バスバーのうち前記絶縁テープに接している固定部の厚みが、前記インナーリードの前記切り欠き部の厚みと等しいことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
The inner lead is composed of a plurality of inner leads,
The bus bar is supported by any two inner leads and arranged along the tip of the other inner lead, and at least the thickness of the fixing portion of the bus bar that is in contact with the insulating tape is the thickness of the inner lead. The semiconductor device according to claim 1, wherein the thickness is equal to the thickness of the notch.
前記バスバーの前記固定部の上方を通過する前記ボンディングワイヤによって、前記インナーリードと前記ボンディングパッドとが接続されていることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。  The semiconductor device according to claim 2, wherein the inner lead and the bonding pad are connected by the bonding wire that passes above the fixing portion of the bus bar. インナーリードが絶縁テープを介して半導体チップの回路形成面上に接着され、前記インナーリードと前記半導体チップに形成されたボンディングパッドとがボンディングワイヤによって電気的に接続され、前記半導体チップ全体を樹脂によって封止した樹脂封止型半導体装置であって、
前記インナーリードの下面が一部切除されて凹部が形成されており、
前記絶縁テープの一方の面が少なくとも前記凹部の内面に接着され、他方の面が前記半導体チップの上面に接着されており、
前記凹部が形成されている前記インナーリードの上面に前記ボンディングワイヤが圧着される部分が形成されていることを特徴とする半導体装置。
Inner leads are bonded to the circuit forming surface of the semiconductor chip via an insulating tape, the inner leads and bonding pads formed on the semiconductor chip are electrically connected by bonding wires, and the entire semiconductor chip is made of resin. A sealed resin-encapsulated semiconductor device,
The lower surface of the inner lead is partly cut to form a recess,
One surface of the insulating tape is bonded to at least the inner surface of the recess, and the other surface is bonded to the upper surface of the semiconductor chip;
A semiconductor device, wherein a portion to which the bonding wire is crimped is formed on an upper surface of the inner lead in which the concave portion is formed.
インナーリードが絶縁テープを介して半導体チップの回路形成面上に接着され、前記インナーリードと前記半導体チップに形成されたボンディングパッドとがボンディングワイヤによって電気的に接続され、前記半導体チップ全体を樹脂によって封止した樹脂封止型半導体装置であって、
前記インナーリードの先端部の下面が一部切除されて切り欠き部が形成されるとともに、前記インナーリードの前記切り欠き部が形成されている部分が前記アウターリードから延在する側より下方にオフセットされており、
前記絶縁テープの一方の面が少なくとも前記切り欠き部に接着され、他方の面が前記半導体チップの上面に接着されており、
前記ボンディングワイヤが圧着される部分が、前記切り欠き部の上面に形成されていることを特徴とする半導体装置。
Inner leads are bonded to the circuit forming surface of the semiconductor chip via an insulating tape, the inner leads and bonding pads formed on the semiconductor chip are electrically connected by bonding wires, and the entire semiconductor chip is made of resin. A sealed resin-encapsulated semiconductor device,
The lower surface of the tip of the inner lead is partly cut to form a notch, and the portion of the inner lead where the notch is formed is offset downward from the side extending from the outer lead. Has been
One surface of the insulating tape is bonded to at least the notch, and the other surface is bonded to the upper surface of the semiconductor chip;
The semiconductor device according to claim 1, wherein a portion to which the bonding wire is crimped is formed on an upper surface of the notch.
前記インナーリードは複数のインナーリードからなり、
任意の2つのインナーリードによって支持され他のインナーリードの先端に沿って配置されているバスバーを有し、
少なくとも前記バスバーのうち前記絶縁テープに接している固定部の厚みが、前記インナーリードの前記切り欠き部の厚みと等しいことを特徴とする請求項5に記載の半導体装置。
The inner lead is composed of a plurality of inner leads,
A bus bar supported by any two inner leads and disposed along the tip of the other inner lead;
6. The semiconductor device according to claim 5, wherein a thickness of at least a fixing portion of the bus bar that is in contact with the insulating tape is equal to a thickness of the notch portion of the inner lead.
前記バスバーの前記固定部の上方を通過する前記ボンディングワイヤによって、前記インナーリードと前記ボンディングパッドとが接続されていることを特徴とする請求項6に記載の半導体装置。  The semiconductor device according to claim 6, wherein the inner lead and the bonding pad are connected by the bonding wire passing above the fixing portion of the bus bar. インナーリードが絶縁テープを介して半導体チップの回路形成面上に接着され、前記インナーリードと前記半導体チップに形成されたボンディングパッドとがボンディングワイヤによって電気的に接続され、前記半導体チップ全体を樹脂によって封止した樹脂封止型半導体装置であって、
前記インナーリードの下面が一部切除されて凹部が形成されるとともに、前記インナーリードの前記凹部が形成されている部分が前記アウターリードから延在する側より下方にオフセットされており、
前記絶縁テープの一方の面が少なくとも前記凹部の内面に接着され、他方の面が前記半導体チップの上面に接着されており、
前記凹部が形成されている前記インナーリードの上面に前記ボンディングワイヤが圧着される部分が形成されていることを特徴とする半導体装置。
Inner leads are bonded to the circuit forming surface of the semiconductor chip via an insulating tape, the inner leads and bonding pads formed on the semiconductor chip are electrically connected by bonding wires, and the entire semiconductor chip is made of resin. A sealed resin-encapsulated semiconductor device,
The lower surface of the inner lead is partially cut away to form a recess, and the portion of the inner lead where the recess is formed is offset downward from the side extending from the outer lead,
One surface of the insulating tape is bonded to at least the inner surface of the recess, and the other surface is bonded to the upper surface of the semiconductor chip;
A semiconductor device, wherein a portion to which the bonding wire is crimped is formed on an upper surface of the inner lead in which the concave portion is formed.
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