JPH02180061A - リードフレームおよび半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、リードフレームおよびそれを用いた半導体装
置に関し、特に、樹脂封止形半導体装置の多ピン化に適
用して有効な技術に関するものである。

〔従来の技術〕・ コンピュータを始めとする各種電子機器の多機能化、大
容景化に伴い、半導体ペレットを封止するパッケージの
多ピン化および小形化が急速に進行している。

表面実装形パッケージの一種であるＱ’Ｆ　Ｐ　（ｑｕ
ａｄ　ｆｌａｔ　ｐａｃｋａｇｅ）　　は、多ピン化や
小形化に適したパッケージとして特に注目されており、
例えば入出力端子数２００ピン以上、リード（アウター
リード部）間ピッチ０．５１１１１１１前後のものが実
用化されつつある。

上記ＱＦＰの多ピン化を促進する技術の一つに、ナショ
ナル・セミコンダクク社（Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｓｅｍ１
ｃ。

ｎｄｕｃｔｏｒ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）のテープバ
ック（Ｔａｐｅ　Ｐａｋ）方式がある（１９８８年、同
社発行、「パンケージング・テクノロジー（ＰＡＣＫＡ
ＧＩＮＧ　ＴＢＣＩＩＮＯＬＯＧＹ）　ＪＰ４〜Ｐ６）
。この方式は、Ｔ　Ａ　Ｂ　（Ｔａｐｅ　Ａｕｔｏｍａ
ｊＢｄ　３ｏｎｄｉｎｇ）方式を用いて厚さ７０μｍの
薄いＣｕリードを形成し、このリードの変形を防止する
ために、パッケージをモールドする際、アウタリード部
の外周に枠状の保護リングを同時モールドしたものであ
る。モールド後の電気テストは、この保護リングに設け
られたテスティング用パッドにプローブを当接して行い
、保護リングｊ′！、パッケージを印刷配線板に実装す
る直前の゛工程でアウターリード部から切り離される。

また、Ｃｕリドのインナーリード部には、バンプが一体
に形成されており、ペレットの電極パッド上にリードを
直接ボンディングできるようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、本発明者の検討によれば、上記した従来
のＱＦＰは、リード間ピッチをさらに狭小化するには限
界があるため、例えば３００〜４００ピン以上の超多ピ
ンを備えたパッケージを実現することは極めて困難であ
る。

すなわち、リード間ピッチを０．５　ｍｍ以下にすると
、パッケージを印刷配線板に害装する際、現状の−括り
フロー・半田付は技術では、半田ブリッジによる歩留り
の低下を回避することができないという問題がある。一
方、その対策として、リード間ピッチの狭いパッケージ
だけを他の電子部品とは別に一個ずつ印刷配線板に半田
付けする個別接続方式を採用すると、実装工程のスルー
プットが大幅に低下してしまう。また、リード間ピンチ
が狭くなると、モールド時のレジン流動抵抗によるイン
ナーリード部の逃げ（ロケーンヨン）に起因するリード
間の短絡が深刻な問題となってくる。

本発明は、上記した問題点に着目してなされたものであ
り、その目的は、樹脂封止形半導体装置の多ピン化を促
進することができる技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

すなわち、請求項１記載の発明は、絶縁フィルムを介し
て互いに絶縁された少なくとも２段の多段リードを有す
るリードフレームである。

請求項２記載の発明は、半導体ペレットの電極パッドを
多列化し、この電極パッドと前記リードフレームのイン
ナーリード部とを電気的に接続した樹脂封止形半導体装
置である。

請求項３記載の発明は、前記電極パッドと前記リードフ
レームのインナーリード部とをバンプを介して接続した
樹脂封止形半導体装置である。

〔作用〕

請求項１．２記載の発明によれば、多段化されたリード
と多列化された電極パッドとを電気的に接続するように
したので、リードを同一平面上に配列した従来技術に比
べて大圧力端子数を大幅に増大することができる。

請求項３記載の発明によれば、ワイヤ間の短絡による歩
留り低下を回避することができ、かつ、ボンディング工
数を大幅に削減することができるので、半導体装置の超
多ピン化を低コストで実現することができる。

〔実施例１〕 第１図は、本発明の一実施例であるリードフレームの平
面図、第２図は、第１図の■−■線断面図、第３図は、
このリードフレームを用いて製造した半導体装置を印刷
配線板に実装した状態を示す要部断面図、第４図は、本
実施例で用いる半導体ペレットの平面図である。

第１図、第２図に示すように、本実施例１のリードフレ
ーム１の中央部には、半導体ペレット２を搭載するタブ
（ダイパッド部）３が形成され、タブ３の四隅とリード
フレーム１の枠部４との間には、タブ３を支持するタブ
吊りリード５が架設されている。

タブ３の周囲には、複数本の上段リード６ａがタブ３を
囲むように配設され、そのアウターリード部は、枠部４
により支持されている。各上段リード６ａの裏面側には
、上段リード６ａと幅が等しく、かつ、上段リード６ａ
よりも長さが短い下段リード６ｂが配設されている。こ
の下段リード６ｂのインナーリード部は、上段リード６
ａのインナーリード部よりもタブ３寄りに配置されてい
る。

上段リード６ａと下段リード６ｂとの間には、絶縁フィ
ルム７が介装され、これにより、上段リード６ａと下段
リード６ｂとが互いに絶縁されるようになっている。ま
た、この絶縁フィルム７は、第１図に示すように、タブ
３を囲むように一体形成され、これにより、リード５ａ
、５ｂおよびタブ吊りリード５の変形が防止されるよう
になっている。さらに、タブ３の裏面側にも絶縁フィル
ム７が接合され、これにより、タブ３の変形が防止され
るようになっている。このように、上記絶縁フィルム７
は、リード６ａ、５ｂ間を絶縁する役割と、リード５ａ
、５ｂを補強する役割とを兼ね備えている。

リードフレーム１は、上記した各部によって構成される
単位フレームを複数配設した、例えば７連のものを一体
形成してなり、枠部４の所定箇所には、リードフレーム
１の搬送時や位置決必時のガイドとなるガイド孔８がプ
レスなどによって形成されている。

上記リードフレーム１を製造するには、例えばポリイミ
ド樹脂などからなる厚さ１０μｍ程度の薄い絶縁フィル
ムの両面に、例えば銅（Ｃｕ）などからなる厚さ２０〜
３０μｍ程度の薄い導電フィルムを接着したものを用意
し、まず、表面側の導電フィルムをエツチングしてタブ
３、枠部４、タブ吊りリード５および上段リード６ａを
同時に形成した後、裏面側の導電フィルムをエツチング
して下段リード６ｂを形成すればよい。

次に、このリードフレームを用いて製造した半導体装置
を第３図に示す。

この半導体装置は、例えばＱＦＰであり、パンケージ９
は、例えばシリコーン変性エポキン樹脂にソリ力などの
フィラーを充填してその熱膨張係数をシリコンの熱膨張
係数に近づけた樹脂をトランスファモールドしたもので
ある。

パッケージ９の内部には、ンリコン単結晶からなる半導
体ペレット２が封止されている。このペレット２は、例
えば銀（Ａｇ）ペーストなどの接着剤１０を介してタブ
３上に接合されている。ペレット２は、その上面が集積
回路形成面をなし、この集積回路形成面には、例えばゲ
ートアレイなどの論理ＬＳＩ（図示せず）が形成されて
いる。

このペレット２の集積回路形成面の周縁部には、第４図
に示すように、ペレット２の外周に沿って二側の電極バ
ンド１１が所定の間隔を置いて配設されている。この電
極パッド１１とパッケージ９内に埋設されたリード［３
ａ、６ｂのインナーリード部とは、例えば金（Ａｕ）や
アルミニウム（Ａβ）からなるワイヤ１２を介して電気
的に接続されている。

パッケージ９の側面から外方に延在されたリード５ａ、
５ｂのアウターリード部は、ガルウィング状に折り曲げ
られ、例えば−括りフロー・半田付は方式により、印刷
配線板１３の電極パッド１４上に半田付けされている。

上記した構成からなる本実施例１によれば、次のような
効果を得ることができる。

（１）、上下に多段化されたリード５ａ、５ｂと、二側
に配設された電極パッド１１とを電気的に接続するよう
にしたので、リードを同一平面内で配列した従来技術に
比べて入出力端子数を大幅に増大することができる。

（２）、　　ＩＪ−ド５ａ、５ｂを絶縁フィルム７で補
強するようにしたので、リード５ａ、６ｂの板厚を極め
て薄くすることができ、これにより、リード間ピッチの
狭小化を促進することができる。

（３）上記（１）、（２）により、ＱＦＰの超多ピン化
を実現することができる。

（４）、ＱＦＰを印刷配線板に実装する際、−括りフロ
ー・半田付は方式を採用することができるので、実装工
程のスループットが低下することもない。

〔実施例２〕 第５図は、本発明の他の実施例である半導体装置を印刷
配線板に実装した状態を示す部分断面図である。

本実施例２の半導体装置は、例えばＴＡＢ方式により製
造されたものであり、第５図に示すように、半導体ペレ
ット２は、例えばその上面および側面が樹脂で封止され
ている。ペレット２は、その上面が集積回路形成面をな
し、この集積回路形底面には、例えばゲートアレイなど
の論理ＬＳＩ（図示せず）が形成されている。このペレ
ット２の集積回路形成面の周縁部には、ペレット２の外
周に沿って二側の電極パッド１１が配設され、各電極パ
ッド１１上には、例えば金（’Ａｕ）からなるバンプ（
突起電極）　１５が蒸着法などを用いて形成されている
。

リードは、前記実施例１と同じく上下に多段化されたリ
ード６ａ、６ｂとこれらを絶縁する絶縁フィルム７とで
構成され、リード６ａ、（ｉｂのインナーリード部とバ
ンプ１５とは、図示しないインナーリードボンダを用い
て電気的に接続されている。また、リード６ａ、５ｂの
アウターリード部は、ガルウィング状に折り曲げられ、
例えば−括りフロー・半田付は方式により、印刷配線板
１３の電極パッド１４上に半田付けされている。

上記した構成からなる本実施例２によれば、前記実施例
１と同様の効果を得ることができ、併せて、リード１３
ａ、６ｂとペレット２の電極１１とをバンプ１５を介し
て接続するようにしたので、ワイヤ間の短絡による歩留
り低下を回避することができ、かつ、ボンディング工数
を大幅に削減することができるという効果が得られ、こ
れにより、半導体装置の超多ピン化を低コストで実現す
ることができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、本発明は前記実施例１．２に限定
されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々
変更可能であることはいうまでもない。

パッケージ形態は、ＱＦＰ　（実施例１〉やＴＡＢ方式
（実施例２）に限定されるものではなく、表面実装方式
やピン挿入方式の各種樹脂パッケージに広く適用するこ
とができる。すなわち、例えば第６図に示すようなＺ　
Ｉ　Ｐ（２ｉｇｚａｇ−ｉｎｌｉｎｅ−Ｐａｃｋａｇｅ
）　　のリードを二段化したリード５ａ、５ｂとこれら
を絶縁する絶縁フィルム７とで構成し、そのアウターリ
ード部を印刷配線板１３に埋設されたソケット１６の端
子１７に挿入する実装方式を採用することもできる。

また、リードは、２段に限定されるものではなく、リー
ドと絶縁フィルムとを交互に積層することにより、さら
に多段化することが可能である。

〔発明の効果〕

本願において、開示される発明のうち代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りであ
る。

すなわち、絶縁フィルムを介して互いに絶縁された多段
リードを有するリードフレームのリードと、半導体ペレ
ットの電極パッドとを電気的に接続することにより、リ
ードを同一平面上に配列した従来技術に比べて入出力端
子数を大幅に増大することができるので、半導体装置の
超多ピン化を実現することができる。

また、上記リードフレームのインナーリード部と上記電
極パッドとをバンプを介して接続することにより、半導
体装置の超多ピン化を低コストで実現することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例であるリードフレ一人の平
面図、 第２図は、第１図の■−■線断面図、 第３図は、このリードフレームを用いて製造した半導体
装置を印刷配線板に実装した状態を示す要部断面図、 第４図は、本実施例で用いる半導体ペレットの平面図、 第５図は、本発明の他の実施例である半導体装置を印刷
配線板に実装した状態を示す部分断面図、第６図は、本
発明のさらに他の実施例である半導体装置を印刷配線板
に実装した状態を示す部分断面図である。 １・・・リードフレーム、２・・・半導体ペレット、３
・・・タブ、４・・・枠部、５・・・タブ吊りリード、
６ａ・・・上段リード、６ｂ・・・下段リード、７・・
・絶縁フィルム、８・・・ガイド孔、９・・・パッケー
ジ、１０・・・接着剤、１１．１４・・・電極パッド、
１２・・・ワイヤ、１３・・・印刷配線板、１５・・・
バンプ、１６・・・ソケット、１７・・・端子。 手続補正書 （自発）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、絶縁フィルムを介して互いに絶縁された多段リード
   を有するリードフレーム。 ２、半導体ペレットの電極パッドを多列化し、前記電極
   パッドと請求項１記載のリードフレームのインナーリー
   ド部とを電気的に接続してなる樹脂封止形の半導体装置
   。 ３、前記電極パッドと前記リードフレームのインナーリ
   ード部とが、バンプを介して接続されてなる請求項２記
   載の半導体装置。