JP6261055B2 - 集積回路モジュール - Google Patents

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Description

集積回路(IC)パッケージは典型的にICダイを含み、ICダイは、ICダイ上のコンタクトが回路外に取り付けられることを可能にするリードフレームに取り付けられる。ダイ、及びリードフレームの一部は、大抵、エポキシの被覆、又はダイ及びリードフレームを保護するその他の材料の被覆に封止される。だんだんとICダイが一層小さくなってゆくにつれて、ダイ上のコンタクトの数及び密度が増大されてゆく。その結果、ICパッケージ内の信号配路、及びICパッケージからの熱放散が課題となってきている。1つの最近の開発はデュアルリードフレームICパッケージであり、このパッケージでは、信号配路オプションを増大するために単一パッケージに2つ以上のリードフレームが提供される。しかし、デュアルリードフレームパッケージは大抵、2つのリードフレームが互いとの所望とされない電気的コンタクトを成す傾向など、それら自体の付加的な課題を有する。このようなコンタクトは短絡回路やパッケージ欠陥となり得る。
頂部リードフレームストリップ及びフリップチップダイの底部斜視図である。
フリップチップが各リードフレーム上に搭載された、図1のリードフレームストリップの底部斜視図である。
取り付け前の頂部リードフレームストリップ及び底部リードフレームストリップの頂部斜視図である。
取り付けられた頂部及び底部リードフレームストリップ、及びそれらの間に取り付けられるフリップチップダイの頂部斜視図であり、更に、1つの頂部リードフレーム上のディスクリート回路構成要素の搭載を示す。
ディスクリート回路構成要素が各頂部リードフレーム上に搭載された、図4の取り付けられた頂部及び底部リードフレームストリップの頂部斜視図である。
図5に示すような3つの封止されたデュアルリードフレームアッセンブリの頂部斜視図である。
モールディングされた図6に示すようなデュアルリードフレームアッセンブリからシンギュレートされた集積回路パッケージの断面側立面図である。
図7に示す集積回路パッケージの底部斜視図である。
図7及び図8に示す集積回路パッケージの頂部斜視図である。
集積回路モジュールをつくる方法の一実施例のフローチャートである。
図1は、一体的に接続される頂部リードフレーム12、14、16、18を有する頂部リードフレームストリップ10を図示する。頂部リードフレームストリップ10は、図3の底部表面22及び頂部表面24を有する。各頂部リードフレーム12、14などは、個別のコンタクトパッド31、32、33、34、36、38などを含む、複数の概して同一平面上にあるコンタクトパッド部30を有する。例えば31、33などのコンタクトパッドの幾つかは、例えば12である各頂部リードフレームの概して矩形のダイ搭載エリア37において搭載される。各リードフレームはまた、複数の周辺リード部50を含み、複数の周辺リード部50は、複数の比較的大きなリード部52、54、56、58、及び複数の比較的小さなリード部53、55、57などを含み得る。1つ又は複数の内部リード部59も、各頂部リードフレーム12などの上に提供され得る。内部リード部59は、後述の底部リードフレーム110のダイ取り付けパッド(DAP)部130に取り付けられ得る。各周辺リード部50は、少なくとも1つのコンタクトパッド部30に取り付けられる基部端60を有し、更に、下方及び外方に延びる末部端62を含む。周辺リード部50の少なくとも幾つかが、コネクタエクステンション64、65を含み、コネクタエクステンション64、65は、隣接する接続されたリードフレームがあるか否かに応じて、概して反転されたU型又は反転されたL型を有し得る。コネクタエクステンション64、65は、図3の頂部リードフレームストリップ10の底部リードフレームストリップ110への取り付けを促進する。コネクタエクステンション64、65は、頂部及び底部リードフレームストリップ10、110間の接続を促進するために適合される他の形状を含み得る。
図1及び図2を参照して、複数のフリップチップ72、74、76、78が、それぞれ、頂部リードフレーム12、14、16、18上に搭載される。各フリップチップは、図7の断面図において最もよくわかるように、第1又は活性側82と、第2又は不活性側84とを有する。活性側82は、矩形のグリッドパターンでその上に形成される、複数のはんだバンプ85、87、89などを有する。はんだバンプの各々は、リフロー過熱の間ダイ搭載領域37において、例えば31、33である、関連するコンタクトパッド部にボンディングされる。頂部リードフレームストリップ10は、図2に示す構成にあるとき、フリップチップ72などを頂部リードフレーム12などにはんだ付けするためリフロー炉(図示せず)に移され得、これは、頂部リードフレームストリップ10の底部リードフレームストリップへの取り付け前である。
図3は、相互接続される底部リードフレーム112、114、116、118を有する底部リードフレームストリップ110を図示する。底部リードフレームストリップ110は、頂部表面122及び底部表面124を有する。ダイ取り付けパッド(DAP)部130が周辺フレーム部132に接続され、周辺フレーム部132は、複数の延長フレーム部材134、136、138、142により形成され得る。各DAP部130は、関連する周辺フレーム部132により周囲を囲まれる。DAP部130は、囲んでいる周辺フレーム部132に複数のタイバー152、154、156、158により接続される。各底部リードフレーム112、114などが延長リードバー160を含み、延長リードバー160は、DAP部130、周辺フレーム部132、及びタイバー部152などが置かれる平面に、平行で、且つ、それより上にある、平面に配置される。第1のリードバーリード部162及び第2のリードバーリード部164が、リードバー160の反対の端部に取り付けられる。リードバーリード部162、164は、それらの末部端と一体的に形成され、それらの末部端において、関連する周辺フレーム部132の延長側部材134に取り付けられる。そのため、各リードバーリード部162、164における末部端168は、DAP部130及び周辺フレーム部132と実質的に同じ平面に置かれる。例えば16、116である頂部及び底部リードフレームが、以下に説明するように接続されるとき、リードバー160は、頂部リードフレームコンタクトパッド部30と実質的に同じ平面に置かれ、コンタクトパッド部30の少なくとも1つの底部表面を連結する。
頂部リードフレームストリップ10は、頂部リードフレームストリップ10にフリップチップ72、74、76、78が取り付けられた後、デュアルリードフレームストリップ170を形成するように底部リードフレームストリップ110に、底部表面22を下に、取り付けられる。これは、一実施例において、はんだペーストを底部リードフレームストリップ110の周辺フレーム部132及びリードバー160上に置くこと、及びその後、関連する周辺フレーム部132に接する頂部リードフレーム周辺リード部50、及び頂部リードフレームコンタクトパッド部130に接する底部リードフレームリードバー160のコネクタエクステンション64、65を位置決めすることにより成される。頂部リードフレームストリップ10は、周辺フレーム部132とのリード部コネクタエクステンション64、65の正の及びロケ―ティング連結を介して、底部リードフレームストリップ110上で「入れ子になる」。頂部リードフレーム周辺リード部50の各々の末部端62及びリードバーリード部162、164は、図4に示すデュアルリードフレームストリップアッセンブリ170において垂直スペーサとして機能する。頂部リードフレーム10、12などの周辺リード部50はまた、適切な横方向及び角度位置決めのため、底部リードフレーム110、112などのリードフレームの周辺フレーム部132と協働する。リード末部端62及びリードバーリード部162、164は、底部リードフレームDAP部130及び周辺フレーム部132より高い所定の高さに頂部リードフレームコンタクトパッド部30を保持する。リード末部端62はまた、各底部リードフレーム112、114、116、118の周辺フレーム部132に対して概して横方向で中央となる関係にコンタクトパッド部30を保持する。
次に、図4で更に図示するように、受動回路構成要素182、184、186であり得る複数のディスクリート構成要素が、各頂部リードフレーム12、14、16、18の頂部表面上に搭載され得る。これはまず、はんだペーストを各頂部リードフレームの関連するコンタクトパッド部30に塗ることにより達成され得る。ディスクリート回路構成要素182、184、186は、その後、デュアルリードフレームストリップ170をリフロー炉に置くことにより、例えば16である関連する頂部リードフレームにはんだ付けされる。1つの方法において、各ディスクリート構成要素182、184、186の下のはんだペーストのリフロー過熱は、周辺フレーム部132などの上のはんだペーストのリフローと同時に成され得る。別の実施例において、底部リードフレーム上のはんだペーストは、ディスクリート部材182、184、186が、例えば16である関連する頂部リードフレーム上に置かれる前に、第1のオペレーションにおいてリフローされる。図5は、各頂部リードフレーム12、14、16、18上のディスクリート構成要素182、184、186の搭載後のデュアルリードフレームストリップ170を図示する。
次に、図5のデュアルリードフレームアッセンブリ170は、図6のサポートフレーム194上に置かれ、トランスファモールドステーションなどの封止ステーションに移され、そこで、封止されたデュアルリードフレームストリップ190を提供するためにモールド化合物がデュアルリードフレームストリップアッセンブリ170に塗られる。頂部及び底部リードフレームストリップ10、110の少なくともの一部、及びフリップチップ72、74など及び受動回路構成要素182、184、186が、硬い保護被覆を提供するために硬化する従来のモールド化合物などの封止材料200で覆われる。このように形成された封止されたデュアルリードフレームストリップ190は、初期的に共に取り付けられた頂部及び底部リードフレーム10、110のサイズ及び長さに応じて種々のサイズ及び長さであり得る。図6に図示する封止されたデュアルリードフレームストリップ190は、封止材料200で覆われた3つの2×2デュアルリードフレームアッセンブリ170を有する。封止されたデュアルリードフレームストリップ190は、概して平坦な頂部表面192及び平坦な底部(図示せず)及び側面195を有する。196で示される破線は、3つの4×4封止デュアルリードフレームストリップ190の境界を表す。各4×4封止リードフレームアッセンブリ190はその後、例えば12、112である各個別の取り付けられた頂部及び底部リードフレームアッセンブリの周りのソーストリート100、101、102、103(図1〜図5)に沿ってシンギュレートされる。
図7、図8、及び図9において最もよく示されるように、封止されたデュアルリードフレームストリップ190のシンギュレーションは、各々、平坦な頂部面212と平坦な底部面214と複数の平坦な側面216とを有する、複数の個別の集積回路(IC)パッケージ210を提供する。DAP部130の底部表面131が、各ICパッケージの底部面214において露出される。また、小さなリード部53、55など及び大きなリード部52、54などを含む頂部リードフレームリード部50の底部表面部66及び端子端部表面部68が、底部面214及び側面216上で露出される。また、底部リードフレームリード部162、164の表面部も露出される。DAP部130の露出された底部表面131は、封止層200の底部面214と実質的に同平面にあり得る。頂部リードフレーム周辺リード50の切断された末部端62の、及び各リードバーリード部162、164の切断された末部端168の、露出された表面は、封止層200の底部面214及び側面216と実質的に同平面にあり得る。
例えば12である各頂部リードフレームの、例えば112である各底部リードフレームへの取り付け、及び後続のシンギュレーション、及び周辺リード部50及び取り付けられた周辺フレーム部132の外側端の除去の記載された方法の結果、図7のかなりのギャップ92が、DAP部130と最も近い外方に延びる周辺リード部50との間に提供される。そのため、頂部リードフレームリードの共通デュアルリードフレームが、底部リードフレームと所望とされない接触をし底部リードフレーム上で短絡するという問題が避けられる。記載される底部リードフレームリードバー構造又は同様の構造を提供することにより付加的な信号配路オプションがパッケージ設計者に提供されることも理解されたい。具体的に説明した実施例においてリードバーは1つのみであるが、2つの付加的なリードが提供され、付加的なリード、そのため、付加的な信号配路オプションが提供され得ることを理解されたい。
図10は、集積回路パッケージをつくる方法を図示する。図10に示すように、この方法は、ブロック231で示すように、一体的に接続される複数の頂部リードフレーム12、14などを含む頂部リードフレームストリップ10を提供することを含む。この方法はまた、232で示すように、頂部リードフレームストリップ10上に複数のフリップチップダイ72、74などを搭載することを含み、各フリップチップダイのはんだバンプ85、87などが、頂部リードフレーム12、14などの各々の上の所定のコンタクトパッド部30にボンディングされる。この方法は更に、233で示すように、各々中央ダイ取り付けパッド(DAP)部130と周辺フレーム部132とを有する、一体的に接続される複数の底部リードフレーム112、114などを含む底部リードフレームストリップ110を提供することを含む。この方法はまた、ブロック234で示すように、頂部リードフレームストリップ10を底部リードフレームストリップ110に取り付けることを含み、各フリップチップダイ72などの裏面84が、各底部リードフレーム112、114などのDAP部130に接し、各頂部リードフレーム12、14などの周辺リード部50が、各底部リードフレーム112、114などの周辺フレーム部132に取り付けられる。
本発明に関連する技術に習熟した者であれば、本発明の特許請求の範囲内で、説明した例示の実施例に変形が成され得ること、及び他の実施例を実装し得ることが分かるであろう。

Claims (20)

  1. 集積回路(IC)装置であって、
    第1の平面に実質的に置かれる概して平坦なダイ取り付けパッド(DAP)
    前記第1の平面より上であり前記第1の平面に平行な第2の平面に実質的に置かれる概して平坦なリードバーであって、前記リードバーから突出し、且つ、前記第1の平面において実質的に終端する、少なくとも1つの下方及び外方に延びるリードバーリードを有する、前記リードバー
    頂部リードフレームであって、前記第2の平面より上であり前記第2の平面に平行な第3の平面に実質的に置かれる複数の概して平坦なコンタクトパッドと、前記コンタクトパッドの部に接続される基部端部を有し、且つ、前記第1の平面において実質的に終端する下方及び外方に延びる末部端を有する、複数のリードとを含む、前記頂部リードフレーム
    前記頂部リードフレームの前記複数のコンタクトパッドの少なくとも幾つかに接続される複数の電気的コンタクトと、前記DAPに取り付けられる表面とを含むICダイ
    前記DAP前記リードバー前記頂部リードフレーム前記ICダイの少なくともの一部を封止する封止材料
    を含む、装置。
  2. 請求項1に記載の装置であって、
    前記ICダイが、前記頂部リードフレームの前記複数のコンタクトパッドの幾つかに動作可能に電気的に接続される、複数のはんだバンプをその上に備え第1の側、前記DAPに接続される前記表面を含む、前記第1の側とは反対の第2の側を有する、フリップチップを含む、装置。
  3. 請求項1に記載の装置であって、
    前記頂部リードフレームが、前記複数のコンタクトパッドの少なくとも1つに接続される基部端と、前記DAPに接続される末部端とを有する少なくともつのリードを含む、装置。
  4. 請求項1に記載の装置であって、
    前記リードバーが前記頂部リードフレームに接続される、装置。
  5. 請求項1に記載の装置であって、
    前記頂部リードフレーム上の前記コンタクトパッドの少なくとも1つに電気的及び物理的に接続される少なくとも1つの受動構成要素を更に含む、装置。
  6. 請求項1に記載の装置であって、
    前記封止材料が、概して平坦な頂部面底部面側面を備え概して矩形の箱形状を有し、前記DAPの底部表面が前記底部面において露出され、前記頂部リードフレームの前記複数のリードの前記末部端と、前記少なくとも1つの下方及び外方に延びるリードバーリードの末部端とが、前記封止材料の前記底部面前記側面において露出される、装置。
  7. 請求項6に記載の装置であって、
    前記DAPの前記露出された底部表面が、前記封止材料の前記底部面と実質的に同一面にあり、前記頂部リードフレームの前記複数のリードの前記末部端前記リードバーリードの前記末部端の前記露出された表面が、前記封止材料の前記底部面前記側面と実質的に同一面にある、装置。
  8. 底部リードフレーム頂部リードフレームを含む集積回路(IC)装置であって
    前記底部リードフレームが、
    第1の平面に実質的に置かれる概して平坦な周辺フレーム部と、
    前記周辺フレーム部により周囲を囲まれ、前記第1の平面に実質的に置かれる、概して平坦なダイ取り付けパッド(DAP)部と、
    前記周辺フレーム部に接続される第1の端部前記周辺フレーム部から上方及び内方に配置される第2の端部を有する、少なくともつの底部リードフレームリード部と、
    を含み、
    前記頂部リードフレームが、
    前記第1の平面に平行であって前記第1の平面上の第2の平面に実質的に置かれる複数の概して平坦なコンタクトパッド部と、
    前記コンタクトパッドに接続される基部端前記底部リードフレームの前記周辺フレーム部に接続される末部端を有する、複数の下方及び外方に延びる頂部リードフレーム周辺リード部と、
    を含み、
    前記底部リードフレームリード部の前記第2の端部が前記頂部リードフレームに接続される、装置。
  9. 請求項8に記載の装置であって、
    前記頂部リードフレーム周辺リード部の前記末部端が、一体的に形成されるコネクタエクステンションを含み、前記周辺フレーム部が、前記コンタクトパッド部から所定の距離で前記頂部リードフレーム周辺リード部の前記コネクタエクステンションに入れ子にされる、装置。
  10. 集積回路(IC)装置をつくる方法であって、
    一体的に接続される複数の頂部リードフレームを含む頂部リードフレームストリップを提供すること
    前記頂部リードフレーム上に複数のフリップチップダイを搭載することであって、各フリップチップのはんだバンプが前記頂部リードフレームの各々上の所定のパッド部にボンディングされる、前記搭載すること
    一体的に接続される複数の底部リードフレームを含む底部リードフレームストリップを提供することであって、前記複数の底部リードフレームの各々が中央ダイ取り付けパッド(DAP)部と周辺フレーム部とを有する、前記提供すること
    前記頂部リードフレームストリップを前記底部リードフレームストリップに取り付けることであって、各フリップチップダイの裏面が各底部リードフレームの前記DAP部に接し、各頂部リードフレームのリード部が各底部リードフレームの前記周辺フレーム部に取り付けられる、前記取り付けること
    を含む、方法。
  11. 請求項10に記載の方法であって、
    前記フリップチップダイと、各頂部及び底部リードフレームストリップの少なくとも一部とをモールド化合物に封止することを更に含む方法。
  12. 請求項11に記載の方法であって、
    各底部リードフレームストリップの前記周辺フレーム部、それに取り付けられる前記頂部リードフレームストリップの前記頂部リードフレームの一部を切断して取り除くことを更に含む、方法。
  13. 請求項12に記載の方法であって、
    前記切断して取り除くことが、前記封止されたフリップチップダイ頂部及び底部リードフレームストリップを複数のICパッケージにシンギュレートすることを含み、前記複数のICパッケージの各々が、露出されたダイパッド表面、前記モールド化合物の側面の切断された表面前記モールド化合物の前記底部面と同一面にある複数の露出されたリード表面を有する、方法。
  14. 請求項10に記載の方法であって、
    前記複数の頂部リードフレームの各々の上に少なくとも1つの受動回路構成要素を搭載することを更に含む、方法。
  15. 請求項10に記載の方法であって、
    前記取り付けることが、各頂部リードフレーム上のリードを各底部リードフレーム上のDAPにはんだボンディングすることを含む、前記頂部リードフレームストリップを前記底部リードフレームストリップにはんだボンディングすることを含む、方法。
  16. 請求項15に記載の方法であって、
    前記頂部及び底部リードフレームストリップを複数のICモジュールにシンギュレートすることを更に含み、前記シンギュレートすることが、前記底部リードフレームと一体的に形成された少なくとも1つのリードと前記頂部リードフレームと一体的に形成された少なくとも1つのリードとの断面部を露出させるような方式である、方法。
  17. 請求項10に記載の方法であって、
    底部リードフレームストリップを前記提供することが、一体的に接続される複数の底部リードフレームを提供することを含み、前記複数の底部リードフレームの各々が、中央ダイ取り付けパッド(DAP)と周辺フレームアッセンブリとを有し、前記周辺フレームアッセンブリが、前記DAPの周りにあり、前記DAPと、前記DAPを前記周辺フレームに取り付けるDAPタイ部材と、実質的に同一平面関係にある、概して矩形の構成に配される、方法。
  18. 請求項17に記載の方法であって、
    前記底部リードフレームストリップを提供することが、一体的に接続される複数の底部リードフレームを提供することを含み、前記複数の底部リードフレームの各々が、前記DAP前記周辺フレームの上の平面に実質的に位置する概して平坦なリードバー、そこから突出し、前記周辺フレーム部に取り付けられる、少なくとも1つのリードバーリードを有する、方法。
  19. 請求項10に記載の方法であって、
    前記頂部リードフレームストリップを前記底部リードフレームストリップに取り付けることが、前記底部リードフレームストリップの各底部リードフレーム上の前記周辺フレーム部を、前記頂部リードフレームストリップの各頂部リードフレーム上のリードの端部と、入れ子となるようにはんだにより連結させることを含む、方法。
  20. 請求項19に記載の方法であって、
    入れ子及びはんだ連結の地点の内方に配置されるソーストリートに沿って前記取り付けられた頂部及び底部リードフレームストリップをシンギュレートすることを更に含む、方法。
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