JPH02246125A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JPH02246125A
JPH02246125A JP1065844A JP6584489A JPH02246125A JP H02246125 A JPH02246125 A JP H02246125A JP 1065844 A JP1065844 A JP 1065844A JP 6584489 A JP6584489 A JP 6584489A JP H02246125 A JPH02246125 A JP H02246125A
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昌弘 一谷
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Asao Nishimura
西村 朝雄
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Masaji Ogata
正次 尾形
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州志 江口
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Masanori Segawa
正則 瀬川
Hiroyuki Hozoji
裕之 宝蔵寺
Takashi Yokoyama
隆 横山
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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、半導体装置に関し、特に、高集積度の大規模
集積回路のパッケージに適用して有効な技術に関するも
のである。
〔従来技術〕
従来、半導体チップを保護するために樹脂で半導体チッ
プをモールドして封止している。この封止を行う前に、
半導体チップ上にリードを位置決めし、取り付けるため
に、いくつかの方法が用いられている。
例えば、中央にタブを有するリード・フレームを用いる
もので、半導体チップを封入前に取付けて使用する。こ
の従来技術では、半導体チップの周囲近くにある電極パ
ッドを、それに対応するインナーリードにボンディング
ワイヤで接続する方法が知られている。
従来技術による半導体パッケージに共通の問題は、金属
リード・フレームのリード線の出口となる金型のパーテ
ィング・ラインに沿って、亀裂を生じることであった。
また、他の問題は、外部から半導体チップへ、金属リー
ド線に沿って環境中の汚染源が侵入する径路が比較的短
かいことである。
さらに、他の問題は、インナーリードを半導体チップの
電極パッドに接続するために必要なボンディングワイヤ
が比較的長いため、かつ交互に入出力端子を割当てるた
めに、ボンディングワイヤを交差させることができない
ことであった。
そこで、前記問題を解消するために、半導体チップの回
路形成面上に、複数のインナーリードが、前記半導体チ
ップと絶縁フィルムを介在させて接着剤で接着され、該
インナーリードと半導体チップとがボンディングワイヤ
で電気的に接続され、モールド樹脂で封止された半導体
装置において、前記半導体チップの回路形成面の長平方
向の中心線の近傍に共用インナーリード(パスパーイン
ナーリード)が設けられた半導体装置が提案された(特
開昭61−241959号公報)。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら1本発明者は、前述の従来の半導体装置を
検討した結果、以下の問題点を見い出した。
すなわち、従来の半導体装置では、(1)半導体チップ
の回路形成面上に、複数のインナーリードが、前記半導
体チップと絶縁フィルムを介在させて接着剤で接着され
ているが、前記インナーリードと半導体チップとの間の
浮遊容量が大きくなるため、信号伝送速度がその浮遊容
量の太きくなった分だけ遅くなると共に電気ノイズも大
きくなるという問題があった。
(2)前記絶縁フィルムの面積が大きいため、吸湿水分
量が多くなり、リフロー時にその吸湿された水分がパッ
ケージの中で気化膨張してパッケージクラックが発生す
るという問題があった。
(3)前記絶縁フィルムの材料にポリイミド系の樹脂を
使用しているため、吸湿水分量が多くなり、リフロー時
にその吸湿された水分がパッケージの中で気化膨張して
パッケージクラックが発生するという問題があった。
(4)前記接着剤の材料にアクリル系の樹脂を使用して
いるため、プレッシャフッカテスト等で接着剤が劣化し
、リード間の電気的リーク及びアルミニウム電極腐食等
の問題で信頼性が劣下するという問題があった。
(5)アルファ(α)線対策用のポリイミド系の樹脂コ
ートを半導体チップの回路形成面全体にコートしていな
いので、アルファ(α)線によるエラーが発生するとい
う問題があった。
(6)共用インナーリード(パスパーインナリード)を
放熱板としているが、発熱部の大きい素子部上にインナ
ーリードが全面に覆われていないので、1ワット以上の
素子においては放熱が不充分であるという問題があった
(7)前記ポリイミド系の樹脂からなる絶縁フィルムの
面積が大きいため、温度サイクルに弱いという問題があ
った。
(8)前記共用インナーリード(バスパーインナーリー
ド)を越えてワイヤボンディングするので。
生産性が悪いという問題があった。
(9)前記接着層が軟らかいためワイヤボンディング条
件の設定が困難であるので、生産性が悪いという問題が
あった。
(10)前記絶縁フィルムを半導体チップに取り付るた
めの作業性が悪いので、生産性が悪いという問題があっ
た。
(11)前記半導体チップはインナーリードの一部によ
って固定されているのみであるため、半導体チップの固
定が不充分である。このために、樹脂封止(モールド)
時に半導体チップが移動するので、生産性が悪いという
問題があった。
本発明の目的は、半導体装置の信頼性を向上することが
できる技術を提供する二とにある。
本発明の目的は、半導体装置において、半導体チップと
リード間の浮遊容量による信号伝送速度の向上及び電気
ノイズの低減を図ることができる技術を提供することに
ある。
本発明の他の目的は、半導体装置において、発熱された
熱の放熱効率の向上を図ることができる技術を提供する
ことにある。
本発明の他の目的は、半導体装置において、リフロー時
の熱の影響を低減することができる技術を提供すること
にある。
本発明の他の目的は、半導体装置において、温度サイク
ルにおける熱の影響を低減することができる技術を提供
することにある。
本発明の他の目的は、半導体装置において、成形欠陥の
発生を防止することができる技術を提供することにある
本発明の他の目的は、半導体装置において、生産性の向
上を図ることができる技術を提供することにある。
本発明の他の目的は、半導体装置において、耐湿性の向
上を図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1本
明細書の記述及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1代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
1、半導体チップの主面のX方向又はX方向の中心線の
近傍に共用インナーリードが前記半導体チップと電気的
に絶縁する絶縁体を介在して接着され、かつ前記半導体
チップの主面上に、複数の信号用インナーリードが、前
記半導体チップと電気的に絶縁する絶縁体を介在して接
着され、該インナーリード及び共用インナーリードと半
導体チップとが夫々ボンディングワイヤで電気的に接続
され、モールド樹脂で封止される半導体装置であって、
前記インナーリードは、前記絶縁体と接合する部分より
アウターリード側の前記半導体チップとインナーリード
との間隔が、前記絶縁体と接合する部分の間隔より広く
なっている半導体装置である。
2、前記1項の絶縁体の占める面積は半導体チップ面積
に対して少なくとも1/2以下である。
3、前記1項の絶縁体と半導体チップの主面とを接合す
る面積が製造上可能な最小限の値となっている。
4、前記1項乃至3項の各項の絶縁体は前記インナーリ
ードの一部を含む樹脂成形体からなっている。
5、前記1項乃至4の各項の絶縁体の材料は、下記の複
数条件のうち少なくとも2条件を満足するものである。
(1)飽和吸湿率が封止レジンと同程度もしくはそれ以
下であること、 (2)103Hz、常温乃至2oO℃ニオイテ誘電率が
4.0以下であること、 (3)温度200℃でのバ:コル硬度(G Y ZJ9
34−1)が20以上であること、(4)ウラン、トリ
ウム含有量がI PPb以下で120℃、100時間抽
出した場合の可溶性ハロゲン元素量10ppm以下であ
ること、(5)半導体チップ及びインナーリードとの接
着性が良好であること。
(6)熱膨張係数が20 x 10−’//℃以下であ
ること。
(7)熱可塑性樹脂の場合には、そのガラス転移温度が
220℃以上であること。
6、半導体チップの主面上に、複数のインナーリードの
全部が半導体チップの主面から浮いた状態で配設され、
前記複数のインナーリードのうち通電しないインナーリ
ードの部分で前記半導体チップが接着固定され、当該イ
ンナーリード以外のインナーリードと半導体チップとを
ボンディングワイヤで電気的に接続し、モールド樹脂で
封止された半導体装置である。
7、半導体チップの主面上に、複数のインナーリードが
半導体チップの主面から浮いた状態に配設され、前記半
導体チップの主面と反対側の面が航記インナーリードの
一部で絶縁体を介して接着固定され、前記インナーリー
ドと半導体チップとがボンディングワイヤで電気的に接
続され、モールド樹脂で封止された半導体装置である。
8、半導体チップの主面上に、複数のインナーリードが
、前記半導体チップと電気的に絶縁する絶縁体を介在し
て接着され、該インナーリードと半導体チップとがボン
ディングワイヤで電気的に接続され、モールド樹脂で封
止された半導体装置において、パッケージの長手方向の
側面の中央部の半導体チップの主面上に、電気的に前記
半導体チップと絶縁された放熱用リードの一端が設けら
れ、該放熱用リードの他端が半導体チップの主面のパッ
ケージ外部の上部まで延長されている半導体装置である
9、前記8項の放熱用リードの他端が、半導体チップの
主面と反対側の面のパッケージ外部の下部まで延長され
ている。
10、前記8項又は9項の放熱用リードの一端が、半導
体チップの主面の発熱部分の上部まで延長されている。
11、半導体チップの主面上に、複数のインナーリード
が、前記半導体チップと電気的に絶縁する絶縁体を介在
して接着され、該インナーリードと半導体チップとがボ
ンディングワイヤで電気的に接続され、モールド樹脂で
封止された半導体装置において5パツケージの長手方向
の側面の中央部の半導体チップの主面と反対側の面上に
、電気的に前記半導体チップと絶縁された放熱用リード
の一端が設けられ、該放熱用リードの他端が半導体チッ
プの主面のパッケージ外部の上部又は半導体チップの主
面と反対側の面のパッケージ外部の下部まで延長されて
いる半導体装置である。
12、前記8項乃至11項の各項において、放熱用リー
ドの外部位置に放熱板が設けられている。
13、前記6項乃至12項の各項において、半導体チッ
プの主面のX方向又はY方向の中心線の近傍に共用イン
ナーリードを配設したものである。
14、前記1項乃至12項の各項において、ボンディン
グワイヤに絶縁材被覆したものである。
15、前記1項乃至6項の各項又は13項の半導体チッ
プの主面に、その主面上に配線されるボンディングワイ
ヤと共用インナーリードと交差することのないボンディ
ングパッドを配設したものである。
16、前記1項乃至15項の各項のモールド樹脂材料は
、熱硬化性樹脂に1粒度分布0.1〜100μm、平均
粒径が5〜20μm、最大充填密度が0.8以上の実質
的に球形の無機フィシを70重量百分率(wt%)以上
配合した樹脂組成物である。
17、前記16項のモールド樹脂材料は、前記熱硬化性
樹脂として、フェノール硬化型エポキシ樹脂、レゾール
型フェノール樹脂、ビスマレイミド樹脂のうち少なくと
も一種を主成分として用いた樹脂組成物である。
18、前記16項又は17項のモールド樹脂材料は、前
記熱硬化性樹脂として、レゾール型フェノール樹脂ある
いはビスマレイミド樹脂のいずれかを主成分とし、かつ
、その成形品は215℃の曲げ強度が3 kgf/m♂
以上である。
19、前記16項乃至18の各項のモールド樹脂材料は
、無機フィシとして粒度分布0.1〜100μm、平均
粒径が5〜20μm、最大充填密度が0.8以上の実質
的に球形の溶融シリカである。
20、前記16項乃至19項の各項のモールド樹脂材料
は、無機フィシとして粒度分布0.1〜100μm、平
均粒径が5〜20μm、最大充填密度が0.8以上の実
質的に球形の溶融シリカを組成物全体に対して67.5
体積百分率(vol%)以上配合され、成形品は線膨張
係数が1.4X10−’//℃以下である。
21、前記16項乃至20項の各項のモールド樹脂材料
は、10倍量のイオン交換水と混合し、120℃で10
0時間抽出した場合に抽出液のPHが3〜7.電気型導
度が200 p S / a m以下、ハロゲンイオン
、アンモニアイオン並びに金属イオンの抽出量が10p
p−以下である。
22、半導体チップの主面上に、複数のインナーリード
が、前記半導体チップと電気的に絶縁する絶縁体を介在
して接着剤で接着され、該インナーリードと半導体チッ
プとがボンディングワイヤで電気的に接続され、モール
ド樹脂で封止された半導体装置において、前記接着剤に
フィシとして無機又は接着温度よりも高い軟化点を有す
る熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂から選ばれる粒径
が一定の球形の微粒子が配合されている。
23、前記1項乃至22項の各項に半導体チップの主面
上に、複数のインナーリードが、前記半導体チップと電
気的に絶縁する絶縁体を介在して接着剤で接着され、又
は半導体チップの主面から浮いた状態で配設され、該イ
ンナーリードと半導体チップとがボンディングワイヤで
電気的に接続され、モールド樹脂で封止された半導体装
置において、前記半導体チップのボンディングパッド以
外の回路形成領域全域にα線遮蔽用ポリイミド膜が被覆
され、半導体チップ上に少なくともインナーリードの先
端又は及び吊りリードとが接着される箇所に絶縁膜が形
成されている。
24、前記23項の絶縁体は、印刷の可能な無機フィシ
を含有する熱硬化性樹脂である。
25、前記絶縁体の占める面積がチップ面積に対して少
なくとも1/2以下であることを特徴とする請求項23
又は24の各項に記載の半導体装置。
26、前記23項乃至25項の各項の半導体チップの主
面と反対側の面にポリイミド膜が形成されている。
27、前記23項乃至26項の各項において、少なくと
も、半導体ウェハに溶剤剥離形ドライフィルムを張り付
け、通常の露光、現像工程を経たのち、ペースト状の絶
縁体を塗布しスキージにより埋込み、加熱してキュアし
、フィルムを剥離する工程を含むウェーハプロセスによ
り前記絶縁体が高精度に形成される工程を備えたもので
ある。
28、前記26項の絶縁体が、ソルダレジスト用ドライ
フィルムの露光、現像により形成される工程を備えたも
のである。
29、半導体チップの主面上に、複数のインナーリード
が、前記半導体チップと電気的に絶縁する絶縁体を介在
して接着剤で接着され、該インナーリードと半導体チッ
プとがボンディングワイヤで電気的に接続され、モール
ド樹脂で封止された半導体装置において、前記インナー
リードの半導体チップ対向面のチップ最近接面の全面又
は一部に絶縁フィルムが配設されたものである。
30、半導体チップの主面上に、複数のインナーリード
が、前記半導体チップと電気的に絶縁する絶縁体を介在
して接着剤で接着され、該インナーリードと半導体チッ
プとがボンディングワイヤで電気的に接続され、モール
ド樹脂で封止された半導体装置において、半導体チップ
の主面の一部あるいは全面をモールド樹脂よりも可撓性
あるいは流動性のある物質で覆ってその物質がボンディ
ングワイヤの一部分あるいは全体を覆うようにせしめ、
その外側が樹脂で封止されたものである。
31、半導体チップの主面上に、複数のインナーリード
が、前記半導体チップと電気的に絶縁する絶縁体を介在
して接着剤で接着され、該インナーリードと半導体チッ
プとがボンディングワイヤで電気的に接続され、モール
ド樹脂で封止された半導体装置において、前記半導体チ
ップの主面の一部あるいは全面をポツティング樹脂で覆
ってその樹脂がボンディングワイヤの一部分あるいは全
体を覆うようにせしめ、その外側がモールド樹脂で封止
されたものである。
32、前記半導体チップの非主面側を覆うモールド樹脂
外表面の一部に凹部が設けられ、半導体チップの一部を
実質上露出させることを特徴とする請求項31に記載の
半導体装置。
33、前記30項乃至32項の各項において、半導体チ
ップの主面のX方向又はY方向の中心線の近傍に共用イ
ンナーリードが設けられたものである。
34、半導体チップの主面上に、複数のインナーリード
が、前記半導体チップと電気的に絶縁する絶縁体を介在
して接着剤で接着され、該インナーリードと半導体チッ
プとがボンディングワイヤで電気的に接続され、モール
ド樹脂で封止された半導体装置において、前記半導体チ
ップの非主面に凹部又は凸部が設けられたものである。
35、半導体チップの主面上に、複数のインナーリード
が、前記半導体チップと電気的に絶縁する絶縁体を介在
して接着剤で接着され、該インナーリードと半導体チッ
プとがボンディングワイヤで電気的に接続され、モール
ド樹脂で封止された半導体装置において、前記半導体チ
ップの非主面に複数の溝が設けられたものである。
36、半導体チップの主面上に、複数のインナーリード
が、前記半導体チップと電気的に絶縁する絶縁体を介在
して接着剤で接着され、該インナーリードと半導体チッ
プとがボンディングワイヤで電気的に接続され、モール
ド樹脂で封止された半導体装置において、前記半導体チ
ップの主面と反対側の面に酸化珪素膜を残した状態で、
凹部又は凸部もしくは複数の溝が設けられたものである
37、半導体チップの主面上に、複数のインナーリード
が、前記半導体チップと電気的に絶縁する絶縁体を介在
して接着剤で接着され、該インナーリードと半導体チッ
プとがボンディングワイヤで電気的に接続され、モール
ド樹脂で封止された半導体装置において、前記インナー
リードの半導体チップと接着している部分からパッケー
ジの外壁までの距離が、半導体チップの主面の反対側の
面からパッケージの外壁までの距離より大きいものであ
る。
38、前記1項乃至37項の各項にインナーリードとの
ボンディングパッドが鏡面対称に設けられた2個の半導
体チップと、該2個の半導体チップの主面側でインナー
リードを挟んで該インナーリードと半導体チップのボン
ディングパッドとを電気的に接続し、モールド樹脂で封
止したものである。
39、前記34項乃至38項の各項において、半導体チ
ップの主面のX方向又はY方向の中心線の近傍に共用イ
ンナーリードが配設されたものである。
40、前記1項乃至39項の各項の樹脂封止型半導体装
置において、該樹脂封止型半導体装置の搭載基板に対向
する表面に、少なくとも1本の放熱用溝が設けられ、こ
の放熱用溝の両端が半導体装置の側面において外部に向
けて開口しているものである。
41、前記40項の半導体装置において、前記放熱用溝
が設けられている半導体装置の面と反対側の面に、この
放熱用溝と同じ向きに第2の放熱用溝が設けられ、この
第2の放熱用溝の両端が半導体装置の側面において外部
に向けて開口している。
42、前記41項又は42項の半導体装置において、半
導体装置の搭載基板に対向する表面に設けられた放熱用
溝の底面におけるモールド樹脂の厚さが、0.3mm以
下である。
43、前記40項乃至42項の各項において、半導体チ
ップの主面のX方向又はY方向の中心線の近傍に共用イ
ンナーリードが配設されたものである。
44、前記40項乃至43項の各項に記載の半導体装置
を互いの放熱用溝が連なるように搭載基板に実装したも
のである。
〔作用〕
前記1項の手段によれば、インナーリードは。
絶縁膜と接合する部分よりアウターリード側の半導体チ
ップとインナーリードとの間隔が、前記絶縁膜と接合す
る部分の間隔より広くなるような段差構造にしたので、
半導体チップとリードとの間の浮遊容量が従来のものに
比べて小さくなるので、信号伝送速度の向上及び電気ノ
イズの低減を図ることができる。
前記2項の手段によれば、半導体チップの主面上の絶縁
膜の占める面積がチップ面積に対して少なくとも1/2
以下であるので、絶縁膜による吸湿量を低減するので、
リフロー時における熱の影響及び温度サイクルによる熱
の影響を低減することができる。
また、これにより、半導体チップとリードとの間の浮遊
容量が従来のものに比べて小さくなるので、信号伝送速
度の向上及び電気ノイズの低減を図ることができる。
前記請3項の手段によれば、絶縁膜と半導体チップの主
面とを接合する面積が製造上可能な最小限の値としたこ
とにより、絶縁膜による吸湿量を最小限にするので、リ
フロー時における熱の影響及び温度サイクルによる熱の
影響を低減することができる。また、これにより、半導
体チップとリードとの間の浮遊容量が従来のものに比べ
て小さくなるので、信号伝送速度の向上及び電気ノイズ
の低減を図ることができる。
前記4項の手段によれば、半導体チップの主面上の絶1
1mを前記インナーリードの一部を含む樹脂成形体で半
導体チップとインナーリードとの間の距離を充分大きく
取ることにより、半導体チップとリードとの間の浮遊容
量が従来のものに比べて小さくなるので、信号伝送速度
の向上及び電気ノイズの低減を図ることができる。
また、成形樹脂として封止樹脂(例えば、レジン)と相
性の良い材料を選択するので、成形樹脂と封止樹脂(モ
ールド樹脂)との間の剥離を低減することができる。そ
の結果、インナーリード間におけるリークを低減するこ
とができる。
前記5項の手段によれば、半導体素子によって最適な絶
縁体を選択することができる。
前記6項の手段によれば、複数のインナーリードのうち
通電しないインナーリードの部分で、半導体チップが接
着固定され、他のインナーリードは、半導体チップ主面
上に、それから離れて(電気的に絶縁されて)配設され
ることにより、絶縁膜を使用しないので、耐湿性の向上
を図ることができる。また、絶縁膜を接着する工程が不
要となる。
前記7項の手段によれば、半導体チップの主面上に、複
数のインナーリードが、前記半導体チップ主面上に、そ
れから離れて(電気的に絶縁されて)配設され、前記半
導体チップの主面と反対側の面がインナーリードの一部
で絶縁膜を介して接着固定されることにより、半導体チ
ップの主面上にインナーリードが接着されないので、半
導体チップの主面の破損や傷付けを防止することができ
る。また、半導体チップの主面上に絶縁膜を使用しない
ので、耐湿性の向上を図ることができる。
前記8項の手段によれば、パッケージの長手方向の側面
の中央部に、電気的に前記半導体チップと絶縁された放
熱用リードの一端が設けられ、該放熱用リードの他端が
半導体チップの主面のパッケージ外部の上部まで延長さ
れているので、半導体チップの発熱部の熱の放熱効率を
向上することができる。
前記9項の手段によれば、前記8項の手段における前記
放熱用リードの他端が半導体チップの主面と反対側の面
のパッケージ外部の下部まで延長されているので、半導
体チップの発熱部の熱の放熱効率を向上することができ
る。
前記10項の手段によれば、前記9項の手段における放
熱用リードの一端が、半導体チップの主面の発熱部分の
上部まで延長されているので、半導体チップの発熱部の
熱の放熱効率を向上することができる。
前記11項の手段によれば、前記10項の手段における
放熱用リードの一端が、パッケージの長手方向の側面の
中央部の半導体チップの主面と反対側の面上に設けられ
、該放熱用リードの他端が半導体チップの主面のパッケ
ージ外部の上部又は半導体チップの主面と反対側の面の
パッケージ外部の下部まで延長されているので、半導体
チップの発熱部の熱の放熱効率を向上することができる
前記12項の手段によれば、前記請求項8乃至11の各
項の手段における前記放熱用リードの外部位置に放熱板
が設けられているので、半導体チップの発熱部の熱の放
熱効率をさらに向上することができる。
前記13項の手段によれば、前記1項乃至12項の各項
の手段における前記半導体チップの主面のX方向又はX
方向の中心線の近傍に共通信号線用インナーリード(パ
スパーインナリード)を配設したので、小さな面積内で
、例えば、半導体チップ内の基準電圧(Vss)や半導
体チップ内の電源電圧(Vcc)等のボンディングワイ
ヤをシm =トさせることなく容易に配線することがで
きる。
また、ワイヤボンディングの作業性を向上することがで
きる。
前記14項の手段によれば、前記13項の手段における
ボンディングワイヤに絶縁材を被覆したので、複数の信
号線用インナーリードと半導体チップとを接続するため
のボンディングワイヤと共通信号線用インナーリードの
ショートを防止することができる。
前記15項の手段によれば、前記14項の手段における
半導体チップの主面に、その主面上に配線されるボンデ
ィングワイヤと共用インナーリード(パスパーインナリ
ード)と交差することのないようにボンディングパッド
(外部端子)を配設したので、複数の信号用インナーリ
ードと半導体チップとを接続するためのボンディング配
線用ワイヤと共用インナーリードのショートを防止する
ことができる6 前記16項乃至21の発明によれば、(1)フィラとし
て、粒度分布0.1〜100μm、平均粒径が5〜20
μm、最大充填密度が0.8以上の実質的に球形の溶融
シリカを用いた封止材料は一搬に用いられている角形溶
融シリカを用いた場合に比べて溶融粘度が低く、材料の
流動性が良好なため、モールドに際し、金(Au)ワイ
ヤやリードを変形させたり、半導体チップを押し流すこ
とがない、また、パッケージの狭い隙間にも良く充填さ
せることができる。
(2)前記球形の溶融シリカを用いた封止材料は、その
材料の溶融粘度や流動性に及ぼす影響が少ないために配
合量を増やして材料の低熱膨張化が図れる。そのため、
パッケージは耐クラツク性が良好である。
(3)高純度のレゾール型フェノール樹脂やポリイミド
樹脂を使用すれば良好な信頼性を得ることができる。
(4)高純度のレゾール型フェノール樹脂やポリイミド
樹脂を用いた封止材料は成形品の耐熱性が高く、特に、
高温の機械強度が優れるためにパッケージを吸湿させた
場合の耐リフロー性(パッケージクラック)あるいはり
フロー後の耐湿信頼性や耐熱衝撃性を得ることができる
前記22項の手段によれば、請求項1乃至21の各項の
手段における接着剤にフィシとして、−定の粒径の球形
の微粒子のフィシを配合するので、半導体チップとリー
ドの隙間を一定(フィラ径と同じ)にコントロールする
ことができ、半導体チップとリードとの間の容量のバラ
ツキを小さくすることができる。
前記23項の手段によれば、前記1項乃至21項の各項
の手段における半導体チップのボンディングパッド以外
の回路形成領域全域にα線遮蔽用ポリイミド膜が被覆さ
れ、半導体チップ上に少なくともインナーリードの先端
又、は及び吊りリードとが接着される箇所に絶縁膜が形
成されているので、前記α線遮蔽用ポリイミド膜で回路
形成領域全域へのα線を遮蔽することができ、前記絶縁
膜で半導体チップを接着固定することができる。
また、半導体チップ上に少なくともインナーリードの先
端又は及び吊りリードとが接着される箇所のみに絶縁膜
が形成されるめで、半導体チップとインナーリードとの
間の浮遊容量を低減することができる。
なお、厚膜の絶縁体をウェーハ・プロセスで形成しても
、部分的に形成するのでウェーハは反らない。
前記24項の手段によれば、前記23項の手段における
絶縁膜が、印刷の可能な無機フィラーを含有する熱硬化
性樹脂であるので、ウェハプロセスにおいて、高精度の
絶縁膜層を形成することができる。
前記25項の手段によれば、前記23項又は24項の絶
縁膜の占める面積がチップ面積に対して172以下であ
るので、絶縁膜による吸湿量を低減するので、リフロー
時における熱の影響及び温度及び温度サイクルによる熱
の影響を低減することができる。
また、これにより、半導体チップとリードとの間の浮遊
容量が従来のものに比べて小さくなるので、信号伝送速
度の向上及び電気ノーイズの低減を図ることができる。
前記26項の手段によれば、前記22項乃至24項の各
項の手段における半導体チップの主面と反対側の面にポ
リイミド膜が形成されているので、リフロー時の熱によ
り発生するクラックを防止することができる。
前記27項の手段によれば、前記23項乃至26項の各
項の手段における絶縁膜が、少なくとも。
半導体ウェーハに溶剤剥離形ドライフィルムを張り付け
、通常の露光、現像工程を経たのち、ペースト状の絶縁
体を塗布しスキージにより埋込み。
加熱してキュアし、溶剤剥離形ドライフィルムを剥離す
るととを含むウェー八プロセスにより、絶縁膜が高精度
にバッチ処理で形成されるので、生産性を向上すること
ができる。
前記28項の手段によれば、前記26項の手段における
絶縁膜が、ソルダレジスト用ドライフィルムの露光、現
像により形成されるので、生産性を向上することができ
る。
前記29項の手段によれば、半導体チップの回路形成面
に、インナーリードと半導体チップ対向面のチップ最近
接面の全面又は一部に絶1に膜がリードフレーム状態で
形成されることにより、2項又は3項の手段の半導体チ
ップとインナーリードとの間の絶縁膜を容易に提供する
ことができる。
また、その生産性を向上することができる。
前記30項の手段によれば、半導体チップの回路形成面
の一部あるいは全面を封止樹脂(モールド樹脂)よりも
可撓性あるいは流動性のある物質で覆ってその物質がボ
ンディング配線用ワイヤの一部分あるいは全体を覆うよ
うにせしめ、その外側が樹脂で封止されることにより、
ボンディング配線用ワイヤにモールド樹脂が直接接触し
ないので、温度サイクル時に半導体チップと樹脂の間の
相対的な熱変形によってボンディング配線用ワイヤが繰
返し変形を受け、疲労によって断線するのを防止するこ
とができる。
前記31項の手段によれば、半導体チップの主面の一部
あるいは全面をポツティング樹脂で覆ってその樹脂がボ
ンディング配線用ワイヤの一部分あるいは全体を覆うよ
うにせしめ、その外側がモールド樹脂で封止されること
により、ボンディング配線用ワイヤにモールド樹脂が直
接接触しないので、温度サイクル時に半導体チップと樹
脂の間の相対的な熱変形によってボンディング配線用ワ
イヤが繰返し変形を受け、疲労によって断線するのを防
止することができる。
前記32項の手段によれば、前記31項の手段における
半導体チップの非回路形成面側を覆うモールド樹脂外表
面の一部に凹部が設けられ、半導体チップの一部を実質
上露出させることにより、ボンディングパッド部の耐湿
性不良及び温度サイクル時のワイヤ断線を生じることな
く、リフロー半田付は時の樹脂クラックを防止すること
ができる。
ここで、実質上とは、製造工程で不可避的に半導体チッ
プ表面に生じる樹脂の薄い被膜あるいはパッケージ内部
に蒸気圧が発生した場合に容易に破れる程度の薄い樹脂
層が存在する場合を想定した意味である。
前記33項の手段によれば、前記30項乃至32の各項
の手段における半導体チップの主面のX方向又はX方向
の中心線の近傍に共用インナーリード(パスパーインナ
リード)が設けられていることにより、小さな面積内で
、例えば、半導体チップ内の基準電圧(Vss)や半導
体チップ内の電源電圧(Vcc)等のボンデング配線用
ワイヤをショートさせることなく容易に配線することが
できる。また、ワイヤボンディングの作業性を向上する
ことができる。
前記34項の手段によれば、半導体チップの非回路形成
面に凹部又は凸部が設けられたことにより、モールド樹
脂が半導体チップに拘束され、リフロークラックが生じ
る半導体チップの非回路形成面のコーナ部のモールド樹
脂部に発生する応力を低減することができるので、リフ
ロークラックを防止することができる。
前記35項の手段によれば、半導体チップの非回路形成
面に複数の溝が設けられたことにより、モールド樹脂が
半導体チップに拘束され、リフロークラックが生じる半
導体チップの非回路形成面のコーナ部のモールド樹脂部
に発生する応力を低減することができるので、リフロー
クラック防止することができる。
前記36項の手段によれば、半導体チップの回路形成面
と反対側の面に酸化珪素(SiO□)膜を残した状態で
、凹部又は凸部もしくは複数の溝が設けられたことによ
り、前記酸化珪素(Sin2)膜とモールド樹脂との接
着力が強いので、半導体チップの回路形成面と反対側の
面でのモールド樹脂の剥離を防止することができ、かつ
凹部又は凸部もしくは複数の溝によりモールド樹脂が半
導体チップの非回路形成面コーナ部のモールド樹脂部に
発生する応力を低減することができるので、リフローク
ラック防止することができる。
前記37項の手段によれば、前記インナーリードの半導
体チップと接着している部分からパッケージの外壁まで
の距離が、半導体チップの回路形成面の反対側の面から
パッケージの外壁までの距離より大きくしたことにより
、各流路のレジン平均流速をほぼ等しくすることができ
るので、ボイドの発生、ボンディング配線用ワイヤの曲
り及び充填不足を防止することができる。また、各流路
レジン流動抵抗がほぼ等しくなるので、半導体チップや
リードの変化を防止することができ、高信頼度パッケー
ジの成形を実現することができる。
前記38項の手段によれば、インナーリードとのボンデ
ィングパッドが鏡面対称に形成された2個の半導体チッ
プと、該2個の半導体チップの主面側でリードフレーム
を挟んでインナーリードと半導体チップの電極端子(パ
ッド)とを電気的に接続し、モールド樹脂で封止した半
導体装置であるので、パッケージの外形を変化させずに
容量が2倍の素子を実装することができる。
前記39項の手段によれば、前記34項乃至38項の各
項の手段における半導体チップの主面のX方向又はX方
向の中心線の近傍に共用インナーリード(パスパーイン
ナリード)が設けられていることにより、小さな面積内
で、例えば、半導体チップ内の基準電圧(Vss)や半
導体チップ内の電源電圧(Vcc)等のボンディング配
線用ワイヤをショートさせることなく容易に配線するこ
とができる。また、ワイヤボンディングの作業性を向上
することができる。
前記40項乃至42項の手段によれば、樹脂封止型半導
体装置の伝熱表面積を大きくすることができるので、樹
脂封止型半導体装置の熱抵抗を低減することができる。
前記44項の手段によれば、前記40項乃至請求項43
の各項の手段における半導体装置を互いの放熱用溝が連
なるように搭載基板に実装したことにより、放熱用溝又
は及・・び第2放熱用溝の方向に送風を行うことができ
るので、各半導体装置を効率よく冷却することができる
〔発明の実施例〕
以下1本発明の一実施例を図面を用いて具体的に説明す
る。
なお、実施例を説明するための全回において、同一機能
を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は
省略する。
〔実施例!〕
本発明の実施例IであるDRAMを封止する樹脂封止型
半導体装置を第1図(部分断面斜視図)、第2図(平面
図)及び第3図(第2図のイーイ線で切った新面図)で
示す。
第1図、第2図及び第3図に示すように、DRAM(半
導体チップ)1は、S OJ (Ssall 0ut(
ine J−band)型の樹脂封止型パッケージ2で
封止されている。前記DRAMIは、16 [Mbit
]X 1 [bitlの大容量で構成され、16.48
[mm1X8.54[mmlの平面長方形状で構成され
ている。このDRAMIは、400[m1llの樹脂封
止型パッケージ2に封止される。
前記DRAMIの主面には、主にメモリセルアレイ及び
周辺回路が配置されている。メモリセルアレイは、後に
詳述するが、 1 [bitlの情報を記憶するメモリ
セル(記憶素子)を行列状に複数配置している。前記周
辺回路は、直接周辺回路及び間接周辺回路で構成されて
いる。直接周辺回路は、メモリセルの情報書込み動作や
情報読出し動作を直接制御する回路である。直接周辺回
路は、ロウアドレスデコーダ回路、カラムアドレスデコ
ーダ回路、センスアンプ回路等を含む、間接周辺回路は
、前記直接周辺回路の動作を間接的に制御する回路であ
る。間接周辺回路は、クロック信号発生回路、バッファ
回路等を含む。
前記DRAMIの主面つまり前記メモリセルアレイ及び
周辺回路を配置した表面上には、インナーリード3Aを
配置している。DRAMIとインナーリード3Aとの間
には、絶縁性フィルム4を介在している。絶縁性フィル
ム4は、例えばポリイミド系樹脂膜で形成されている。
この絶縁性フィルム4のDRAMl側、インナーリード
3A側の夫々の表面には、接着層(図示しない)が設け
られている。接着層としては1例えばポリエーテルアミ
ドイミド系樹脂やエポキシ系樹脂を使用する。
この種の樹脂封止型パッケージ2は、DRAMl上にイ
ンナーリード3Aを配置したLOG(LeadOn C
hip)構造を採用している。LOG構造を採用する樹
脂封止型パッケージ2は、DRAMlの形状に規制され
ずにインナシリード3Aを自由に引き回せるので、この
引き回しに相当する分、サイズの大きなりRAM1を封
止することができる。つまり、LOG構造を採用する樹
脂封止型パッケージ2は、大容量化に基づきDRAMI
のサイズが大型化しても、封止サイズ(パッケージサイ
ズ)は小さく抑えられるので、実装密度を高めることが
できる。
前記インナーリード3Aはその一端側をアウターリード
3Bと一体に構成している。アウターリード3Bは、標
準規格に基づき、夫々に印加される信号が規定され1番
号が付されている。第1図中、左端手前は1番端子、右
端手前は14番端子である。右端後側(端子番号はイン
ナーリード3Aに示す)は15番端子、左端後側は28
番端子である。つまり、この樹脂封止型パッケージ2は
1〜6番端子、9〜14番端子、15〜20番端子、2
3〜28番端子の合計24端子で構成されている。
前記1番端子は電源電圧Vcc端子である。前記電源電
圧vccは例えば回路の動作電圧5[v]である。2番
端子はデータ入力信号端子(D)、3番端子は空き端子
、4番端子はライトイネーブル信号端子(W)、5番端
子はロウアドレスストローブ信号端子(RE)、6番端
子はアドレス信号端子(A1、)である。
9番端子はアドレス信号端子(A、、)、1o番端子は
アドレス信号端子(Ao)、11番端子はアドレス信号
端子(八〇)、12番端子はアドレス信号端子(A2)
、13番端子はアドレス信号端子(A3)である、14
番端子は電源電圧Vcc端子である。
15番端子は基準電圧Vss端子である。前記基準電圧
Vssは例えば回路の基準電圧0[V]である。
16番端子はアドレス信号端子(A4)、17番端子は
アドレス信号端子(A、)、18番端子はアドレス信号
端子(A、)、19番端子はアドレス信号端子(A7)
、20番端子はアドレス信号端子(A、)である。
23番端子はアドレス信号端子(八つ)、24番端子は
空き端子、25番端子はカラムアドレスストローブ信号
端子(CE)、26番端子は空き端子。
27番端子はデータ出力信号端子である。28番端子は
基準電圧Vss端子である。
前記インナーリード3Aの他端側は、D RAM1の長
方形状の夫々の長辺を横切り、DRAMlの中央側に引
き伸ばされている。インナーリード3Aの他端側の先端
はボンディングワイヤ5を介在させてDRAMIの中央
部分に配列されたボンディングパッド(外部端子)BP
に接続されている。
ボンディングワイヤ5はアルミニウム(Afi)ワイヤ
を使用する。また、ボンディングワイヤ5としては、金
(Au)ワイヤ、銅(Cu)ワイヤ、金属ワイヤの表面
に絶縁性樹脂を被覆した被覆ワイヤ等を使用してもよい
、ボンディングワイヤ5は熱圧着に超音波振動を併用し
たボンディング法によりボンディングされている。
前記インナーリード3Aのうち1番端子、14番端子の
夫々のインナーリード(Vcc) 3 Aは、−体に構
成され、DRAMIの中央部分をその長辺に平行に引き
伸ばされている(このインナーリード(Vcc) 3 
Aは共用インナーリード又はバスパーインナーリードと
言われている)、同様に、15番端子、28番端子の夫
々のインナーリード(Vss)3Aは、一体に構成され
、DRAMIの中央部分をその長辺に平行に引き伸ばさ
れている(このインナーリード(Vss) 3 Aは共
用インナーリード又はバスパーインナーリードと言われ
ている)。
インナーリード(Vcc) 3 A、インナーリード(
Vss)3Aの夫々は、その他のインナーリード3Aの
他端側の先端で規定された領域内において平行に延在さ
せている。このインナーリード(Vcc) 3 A、イ
ンナーリード(Vss) 3 Aの夫々はDRAMIの
主面のどの位置においても電源電圧Vcc、基準電圧V
ssを供給することができるように構成されている。つ
まり、この樹脂封止型半導体装置は、電源ノイズを吸収
し易く構成され、DRAMIの動作速度の高速化を図れ
るように構成されている。
前記DRAMIの長方形状の短辺にはチップ支持用リー
ド3Cが設けられている。
前記インナーリード3A、アウターリード3B、チップ
支持用リード3Cの夫々はリードフレームから切断され
かつ成型されている。リードフレームは例えばFe−N
1(例えばNi含有率42又は50[%])合金、Cu
等で形成されている。
前記DRAMI、ボンディングワイヤ5.インナーリー
ド3A及びチップ支持用リード3Cはモールド樹脂2A
で封止されている。モールド樹脂2Aは、低応力化を図
るために、フェノール系硬化剤、シリコーンゴム及びフ
ィラーが添加されたエポキシ系樹脂を使用している。シ
リコーンゴムはエポキシ系樹脂の弾性率と同時に熱膨張
率を低下させる作用がある。フィラーは球形の酸化珪素
粒で形成されており、同様に熱膨張率を低下させる作用
がある。また、パッケージ2の所定位置にインデックス
ID(第1図及び第2図の左端に設けられた切り込み)
が設けられている。
次に、前記樹脂封止型パッケージ2に封止されたDRA
Mlの概略構成を第4図(チップレイアウド図)に示す
第4図に示すように、DRAMIの表面の略全域にメモ
リセルアレイ(MA)11が配置されている。
本実施例IのDRAMIは、これに限定されないが、メ
モリセルアレイは大きく4個のメモリセルアレイIIA
〜110に分割されている。同第4図中、DRAMlの
上側に2個のメモリセルアレイIIA及びIIBが配置
され、下側に2個のメモリセルアレイIIC及び11D
が配置されている。この4個に分割されたメモリセルア
レイIIA〜11Dの夫々は、さらに16個のメモリセ
ルアレイ(MA)11に細分化されている。つまり、D
RAMIは、64個のメモリセルアレイ11を配置する
。この64個に細分化された1個のメモリセルアレイ1
1は256[Kbitlの容量で構成されている。
前記DRAM1の64個に細分化されたうちの2個のメ
モリセルアレイ11の間には夫々センスアンプ回路(S
A)13が配置されている。センスアンプ回路!3は相
補型MOS F E T(CMOS)で構成されている
。DRAMIの4個に分割されたうちのメモリセルアレ
イIIA、IIBの夫々の下側の一端にはカラムアドレ
スデコーダ回路(Y D E C)12が配置されてい
る。同様に、メモリセルアレイ11C,IIDの夫々の
上側の一端にはカラムアドレスデコーダ回路(Y D 
E C)12が配置されている。
前記DRAMIの4個に分割されたうちのメモリセルア
レイIIA、IICの夫々の右側の一端にはワードドラ
イバ回路(WD)14、ロウアドレスデコーダ回路(X
 D E C)15、単位マット制御回路16の夫々が
左側から右側に向って順次配置されている。
同様に、メモリセルアレイIIB、11Dの夫々の左側
の一端にはワードドライバ回路14、ロウアドレスデコ
ーダ回路15、単位マット制御回路16の夫々が右側か
ら左側に向って順次配置されている。
前記センスアンプ回路13、カラムアドレスデコーダ回
路12.ワードドライバ回路14.ロウアドレスデコー
ダ回路15の夫々はDRAMIの周辺回路のうちの直接
周辺回路を構成する。この直接周辺回路はメモリセルア
レイ11の細分化されたメモリセルアレイ11に配置さ
れたメモリセルを直接制御する回路である。
前記DRAM1の4個に分割されたうちのメモリセルア
レイIIA、IIBの夫々の間、メモリセルアレイII
C,110の夫々の間には、夫々周辺回路17及び外部
端子BPが配置されている0周辺回路17としてはメイ
ンアンプ回路1701.出力バッファ回路1702.基
板電位発生回路(Vl、ジェネレータ回路) 1703
、電源回路1704の夫々を配置している。
メインアンプ回路1701は4個単位に合計16個配置
されている。出力バッファ回路1702は合計4個配置
されている。
前記外部端子BPは、前記樹脂封止型半導体装置2をL
OG構造で構成し、DRAMlの中央部までインナーリ
ード3Aを引き伸ばしているので、DRAMIの中央部
分に配置されている。外部端子1は、メモリセルアレイ
IIA及びlIC1IIB及びIIDの夫々で規定され
た領域内に、DRAMIの上端側から下端側に向って配
置されている。ボンディングパッド(外部端子)BPに
印加される信号は、前述の第4図に示す樹脂封止型半導
体装I!2において説明したので、ここでの説明は省略
する。基本的には、DRAMIの表面上の上端側から下
端側に向って基準電圧(Vss)、電源電圧(Vcc)
の夫々が印加されたインナーリード3Aが延在するので
、DRAMIはその延在方向に沿って基準電圧(Vss
s)用、電源電圧(Vcc)用の夫々の外部端子BPを
複数配置している。つまり、DRAMIは基準電圧(V
 ss) 、電源電圧(Vcc)の夫々の電源の供給が
充分に行えるように構成されている。データ入力信号(
D)、データ出力信号(Q)、アドレス信号(A、〜A
ユ□)、クロック系信号、制御信号の夫々はDRAMI
の中央部分に集中的に配置されている。
前記DRAM1の4個に分割されたうちのメモリセルア
レイIIA、IIGの夫々の間、IIB、IIDの夫々
の間には夫々周辺回路18が配置されている。
周辺回路18のうち左側にはロウアドレスストローブ(
RE)系回路1801、ライトイネーブル(W)系回路
1802、データ入力バッファ回路1803、電源電圧
(Vcc)用リミッタ回路1804、Xアドレスドライ
バ回路(論理段) 1805. X系冗長回路1806
、Xアドレスバッファ回路1807の夫々が配置されて
いる。
周辺回路18のうち右側にはカラムアドレスストローブ
(CE)系回路1808、テスト回路1809、VDL
用リミリミッタ回路1810アドレスト513回路(論
理段)1811.Y系冗長回路1812. Yアドレス
バラフッ回路1813の夫々が配置されている。周辺回
路18のうち中央にはYアドレスト513回路(ドライ
ブ段)1814、Xアドレスドライバ回路(ドライブ段
)1815、マット選択信号回路(ドライブ段)181
6の夫々が配置されている。
前記周辺回路17.18 (16も含む)はDRAMI
の間接周辺回路として使用さ九ている。
次に、リードフレームの詳細について説明する。
本実施例Iのリードフレームは、第1図及び第5図(リ
ードフレーム全体平面図)に示すように、20本の信号
用インナーリード3A工と2本の共用インナーリード3
A、が設けられている。該インナーリード3A(信号用
インナーリード3A。
及び共用インナーリード3A2)は、第3図及び第6図
(要部断面説明図)に示すように、そのインナーリード
3Aの絶縁性フィルム(絶縁体)4と接着する部分より
アウターリード3B側の部分と半導体チップ1との間隔
が、前記絶縁性フィルム(絶縁体)4と接合する部分と
半導体チップ1との間隔より広くなるような段差構造に
なっている。このようにインナーリード3Aを段差構造
にしたことにより、半導体チップとリードとの間の浮遊
容量が従来のものに比べて小さくなるので、信号伝送速
度の向上及び電気ノイズの低減を図ることができる。
また、半導体チップ1の主面と絶縁性フィルム4との接
着、絶縁性フィルム4とインナーリード3Aとの接着は
、第6図に示すように、接着剤7で接着する。また、接
着剤7は、第7図に示すように、半導体チップ1の主面
と絶縁性フィルム4との接着には用いないで、絶縁性フ
ィルム4とインナーリード3Aとの接着にのみ使用して
もよい。
なお、前記インナーリード3Aは、共用インナーリード
3A、が設けられていないパッケージに適用しても前述
の効果を奏する。
また、前記リードフレームの所定位置に、第1図及び第
5図に示すように、前記半導体チップ1の主面を接着固
定するための通電しないチップ支持用リード(吊りリー
ド)3Cが設けられている。
このように通電しない吊りリード3Cによって半導体チ
ップ1の主面を接着固定することにより、半導体チップ
1を強固に固定されるので、半導体装置の信頼性及び耐
湿性の向上を図ることができる。
次に、前記絶縁性フィルム4の詳細について説明する。
半導体チップ1の主面上の絶縁性フィルム4の占める面
積が半導体チップ1の面積に対して少なくとも1/2以
下になっている。このように、絶縁性フィルム4の占め
る面積が半導体チップ1の面積に対して少なくとも17
2以下にすることにより、絶縁性フィルム4による吸湿
量を低減するので、リフロー時における熱の影響及び温
度サイクルによる熱によって発生する蒸気による影響を
防止することができる。つまりパッケージのクラック等
の発生を防止することができるので、半導体装置の信頼
性を向上することができる。
また、これにより、半導体チップ1とリードとの間の浮
遊容量が従来のものに比べて小さくなるので、信号伝送
速度の向上及び電気ノイズの低減を図ることができる。
さらに、前記絶縁性フィルム4と半導体チップ1の主面
とを接合する面積が製造上可能な最小限の値にすること
により、前述の効果をさらに顕著にすることができる。
また、インナーリードの半導体チップと接着する一部分
のみに絶縁膜(絶縁フィルム)を使用するので、リード
間におけるリークを低減することができる。
また、半導体チップ1の主面上の前記絶縁性フィルム4
の代りに、第8図に示すように、前記インナーリード3
Aの一部を含む樹脂成形体6を用いて、半導体チップ1
とインナーリード3Aとの間の距離を充分大きく取り、
半導体チップ1とインナーリード3Aとの間の浮遊容量
を小さくするように構成してもよい。
このようにすることにより、樹脂成形体6とモールド樹
脂(例えじ、レジン)2Aとを相性の良い材料で形成す
るので、剥離界面リード間の剥離を低減することができ
る。
前記樹脂成形体6と半導体チップ1との接着は、第10
図に示すように、接着剤フによって接着してもよい。
絶縁性フィルム4の基材及び樹脂成形体6としては、エ
ポキシ系樹脂、BT(ビスマレイミドトリアジン)樹脂
、フェノール樹脂(レゾール系等)、ポリイミド樹脂(
エーテル結合及びカルボニル結合を含む芳香族ポリイミ
ド又は脂環式ポリイミド等)等から選択された1種又は
複数の樹脂を主成分とし、これに、必要に応じて無機質
ワイヤ又は繊維硬化剤、各種添加剤等を加えて成形され
る。
また、絶縁性フィルム4の基材及び樹脂成形体6の材料
の他の例としては、脂環式ポリイミド、ポリエステル、
ポリスルホン、芳香族ポリエーテルアミド、香芳族ポリ
エステルイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリア
ミドイミド及びその変成物、ポリエーテルエーテルケト
ン、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルアミドイミ
ド等の熱可塑性樹脂を主成分とし、必要に応じてこれに
無機質ワイヤ又は繊維、添加剤を加えて成形される。
また、絶縁性フィルム4又は樹脂成形体6をインナーリ
ード3A及び半導体チップ1に接合するための接着とし
ては、エポキシ系樹脂、BT樹脂。
フェノール樹脂(レゾール系等)ポリイミド系樹脂、イ
ソメラン系樹脂、シリコーン樹脂及びこれらの樹脂の複
数を用いて変成した熱硬化性樹脂又は芳香族ポリエーテ
ルアミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン
、芳香族ポリエステルイミド、ポリエステル、脂環式ポ
リイミド等の熱可塑性樹脂の中から選択することができ
る。
また、SOJ等の面実装型集積回路ではプリント基板(
PCB)へ半田実装する場合に、ペーパーフェーズリフ
ローソルダー法又は赤外線リフローソルダー法が用いら
れるが、この場合パッケージ内の吸湿水分がリフロー温
度(215〜260℃)で気化膨張し、チップ界面の接
着を剥し、剥離面の内圧が上昇して封止レジンがクラッ
クする場合がある。
LOG構造では、インナーリード3Aと半導体チップ1
を絶縁フィルム4又は樹脂成形体6で接合する構造であ
るため、絶縁フィルム4又は樹脂成形体6自身の吸湿に
よって、前述の現象を加速する。従って、これを低減す
るためには、絶縁フィルム4の体積を小さくし、吸湿量
を低減することが有効となる。
接合面積の下限は、ワイヤボンディング及び樹脂(レジ
ン)モールド(封止)の工程で受ける外力に耐えられる
面積である。
ここで、前記絶縁性フィルム4又は樹脂成形体6の絶縁
体の材料物性について検討する。
LOG構造の半導体装置又はCOL (ΩhipΩn 
Lead)構造の半導体装置におけるインナーリード3
Aと半導体チップ1との間の接合絶縁材料として下記7
項目の条件の内2個以上の条件を満たす材料を使用する
(1)、飽和吸湿率が封止レジンと同程度もしくはそれ
以下であること。
これは、ベイパー・フェース・ソルダー(vPS)時の
レジンクラック防止に有効である。
(2)、誘電率が4.0 (at 10”七、常温〜2
゜0℃)以下であること。
これは、インナーリードと半導体チップとの間の浮遊容
量を低減する。
(3)、200℃でのパーフル硬度20以上であること
これは、ワイヤボンド性を良好にする。
(4)、U、Thの含有量がI PPb以下、120℃
、100時間抽出した場合の可溶性ハロゲン元素量10
ppm以下である。
これは、ソフトエラーの防止、耐湿性の向上に有効であ
る。
(5)、半導体チップ及びインナーリードとの接着性が
良好であること。
これは、ワイヤボンド性の確保、耐湿性の向上、インナ
ーリード間の電流リークの防止等が図れる。
(6)、線熱膨張係数が20 X 10”’//℃以下
であること。
これは、インナーリード3Aに絶縁材料を接合した場合
の反りを低減し、次工程の半導体チップへの接合作業性
の改善が図れる。
(7)、熱可塑樹脂の場合は、ガラス転移温度Tgが2
20℃以上であること。
これは、リフローソルダー時の高温(215℃)におい
て、ガラス転移温度Tgが220℃末端の材料では熱変
形し、パッケージクランクが発生し易くなるが、前記条
件はこれを防止する効果がある。
前記7項目の条件の内、少くとも2条件を満たす材料の
実施例について説明する。
例えば、カプトン(デュポン社製ポリイミドフィルム)
500H又はユーピレックスS(宇部興産社のポリイミ
ドフィルム)の両面を粗面化し、この両面にガラス転移
温度Tgが220以上のポリエーテルアイミドを25μ
lコーテイングしたフィルムでは、前記項目の内(1)
項を除いて、その条件を満たす材料である。
また、高純度石英繊維又はアラミド繊維を補強材とした
ビスマレイミドフィルムあるいはエポキシフィルムもし
くはエポキシ変形ポリイミドフィルム125μIの両面
に、エポキシ樹脂、レゾール樹脂、イソメラミン樹脂、
フェノール変成エポキシ樹脂、エポキシ変成ポリイミド
樹脂の内から選ばれた接着剤を10〜25μlv!布・
乾燥したフィルムでは、前記項目の内(1)〜(6)項
を満たす材料である。
また、テフロンPFA(デュポン社製の4フッ化エチレ
ン−パーフロロアルコキシ共重合体)。
あるいはテフロンEFI’(デュポン社製の4フッ化エ
チレン−パー6フツ化プロピレン共重合体)。
もしくはカプトンフィルム(東し・デュポン社製、カプ
トンフィルムの両面にテフロンFEPを薄くコーティン
グした材料)フィルムの両面を、プラズマ処理等の方法
で接着性を改善し、この両面にエポキシ樹脂、レゾール
樹脂、芳香族ポリエーテルアミド樹脂、ポリイミド前駆
体等から選ばれた接着剤をコーティングしたフィルムで
は、前記項目をいずれも満足すると共に、特に吸湿率及
び誘電率が小さいという特徴がある。
次に、リードフレーム3に絶縁性ファルム4を介在させ
て接着剤を用いて半導体チップ1を接着固定する方法に
ついて説明する。
第11図(リードフレーム3と絶縁性フィルム4と半導
体チップ1との関係を示す展開図)に示すように、半導
体チップ1の主面の信号用インナーリード3A、共用イ
ンナーリード3A2.吊りリード3Cのそれぞれに対向
する位置の上に、絶縁性フィルム4を分割して接着剤7
(第1図及び第6図)により貼り付ける。次に、前記第
6図に示すように、リードフレーム3の信号用インナー
リード3A1.共用インナーリード3A2.吊りリード
3Cを接着剤フにより接着固定する。
前記モールド樹脂材料(レジン)の実施例を次に示す。
(1)熱硬化性樹脂に、粒度分布0.1〜100μm、
平均粒径が5〜20μm、最大充填密度が0.8以上の
実質的に球形の無機フィラーを70重量百分率(wt%
)以上配合した樹脂組成物を用いる。
この場合の樹脂成分は、エポキシ、レゾール、ポリイミ
ドのいずれであってもよい。
このように、前記球形の無機フィラー(例えば。
溶融シリカ)を用いたモールド樹脂材料は、第12図(
充填剤の充填密度と流動性の関係を示す回)に示すよう
に、その材料の溶融粘度や流動性に及ぼす影響が少ない
ために配合量を増やして材料の低熱膨張化が図れる。ま
た、第13図(フィラ配合量と成形品の物性との関係を
示す図)及び第14図(フィラ配合量と熱応力との関係
を示す図)フィラを増量して成形品の熱応力を低減させ
ることができる。そのため、パッケージは耐クラツク性
が良好となる。
特に、LOG構造のような繊細な構造を有する半導体装
置をモールドする場合の装置の変形や損傷を防止するこ
とができる。
(2)高純度のフェノール硬化型エポキシ樹脂、レゾー
ル型フェノール樹脂、ビスマレイミド樹脂のうち少なく
とも一種を主成分とした樹脂組成物を用いる。
未精製レゾール樹脂を用いた場合の硬化物特性は、第1
表(末尾の頁にあり)に示すように、精製品との大きな
違いは、体積抵抗率が特に140℃で3桁以上異なる。
また、イオン性不純物が多いため抽出液の電気的伝導度
にも大きな差がみられる。
精製レゾール樹脂の製造法は1例えば、フラスコにフェ
ノール500g、30%のホルマリン550g、硬化剤
として酢酸亜鉛5gを加え、攪拌しながら徐々に加熱し
、環流しながら90℃で60分間加熱する。その後、フ
ラスコ内を20閣Hgに減圧し、縮合水並びに未反応成
分を除去した。
次に、この反応生成物に300gのアセトンを加えて反
応生成物を溶解し、さらに純水を加え、50℃で30分
間激しく攪拌する。冷却後上部の水層を除去し、再び反
応生成物を300gのアセトンに溶解し、さらに純水を
加え50℃で30分間激しく攪拌し、冷却後上部の水層
を除去する。この洗浄操作を5回繰り返す。各洗浄を行
う毎に反応生成物の一部を取り出し夫々減圧しながら4
0℃で48時間乾燥し、精製度合いが異なる6種類のレ
ゾール型フェノール樹脂を得る。
こうして得られたレゾール型フェノール樹脂の精製回数
と樹脂の融点、硬化特性並びにこれらのレゾール型フェ
ノール樹脂5gに純水50gを加え120℃で120時
間加熱した後の抽出水の水素イオン濃度(pH)、電気
伝導度並びに抽出されたイオン性不純物濃度の分析結果
を第2表(末尾の頁にあり)にまとめて示す。
第2表から明らかなように、前記洗浄の操作を5回繰り
返したレゾール型樹脂フェノール樹脂は、イオン不純物
が極めて少ないことが分かる(特願昭83−14175
0号参照)。
このように、精製による効果としては、前記特性上の違
いからモールド品の耐湿信頼性やAu/Al接合部の高
温寿命、素子特性の向上等が図れる。
(3)高純度のレゾール型フェノール樹脂あるいはビス
マレイミド樹脂のいずれかを主成分とし、かつ、その成
形品は215℃の曲げ強度が3 kgf/12以上であ
るもの、例えば、第1表の実施例2゜3のものを用いる
このように、高純度のレゾール型フェノール樹脂やポリ
イミド樹脂を用いた封止材料は成形品の耐熱性が高く、
215℃の曲げ強度が3 kgf/am”以上であるの
で、パッケージを吸湿させた場合の耐リフロー性(パッ
ケージクラック)あるいはりフロー後の耐湿信頼性や耐
熱衝撃性が極めて良好となる。
(4)前記(2)又は(3)項のベース樹脂に配合され
る無機フィシとして、粒度分布0.1〜100μm、平
均粒径が5〜20μm、最大充填密度が0.8以上の実
質的に球形の溶融シリカであるものであり、例えば、第
1表の実施例1,2゜3のいずれかのものを用いる。
このように、前記球形の溶融シリカを用いた封止材料は
、その材料の溶融粘度や流動性に及ぼす影響が少ないた
めに配合量を増やして材料の低熱膨張化が図れる。その
ため、パッケージは、前記(2)又は(3)項の効果の
上に耐クラツク性が良好となる。(5)前記樹脂封止材
料が、無機フィシとして粒度分布0.1〜100μm、
平均粒径が5〜20μm、最大充填密度が0.8以上の
実質的に球形の溶融シリカを組成物全体に対して67.
5体積百分率(vol%)以上配合され、成形品は線膨
張係数が1.4 X 10”’//℃以下であるもので
あり1例えば、第1表の実施例1,2.3のいずれかの
ものを用いる。
このようにすることにより、前記球形の溶融シリカの効
果を更に有効にすることができる。
(6)前記樹脂封止材料が、10倍量のイオン交換水と
混合し、120℃で100時間抽出した場合に抽出液の
PHが3〜7、電気電導度が200μS / c m以
下、ハロゲンイオン、アンモニアイオン並びに金属イオ
ンの抽出量が10ppm以下であるもの、例えば、第1
表の実施例1,2.3のいずれかのものを用いる。
次に、前記樹脂封止材料の実施例(1)乃至(6)の−
実験例について述べる。
第1表に示すように、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂
(従来例)、レゾール型フェノール樹脂(実施例1)及
びビスマレイミド樹脂(実施例2)をベース樹脂として
用い、これにフィラとして粒度分布0.1〜100μm
、平均粒径が5〜20μ閣、最大充填密度が0.90の
実質的に球形の溶融シリカ、さらに、各種添加剤を加え
、当該混合物を約80℃に加熱した二軸ロールで10分
間溶融加熱し、冷却後粉砕し3種類の樹脂封止材料を作
製した。
次いで、各樹脂封止材料を用い、トランスファ成形機で
第1図に示すLOG構造を有する半導体装置、すなわち
、16MDRAMをモールドした。
モールドは金型温度180℃、トランスファ圧カフ 0
 kgf/■” 、成形時間90秒で行った。
前記実験例によれば、次のような効果を得ることができ
た。
(1)フィラーとして粒度分布0.1〜100μm、平
均粒径が5〜20μm、最大充填密度が0.8以上の実
質的に球形の溶融シリカを用いた封止材料は、一般に用
いられている角形溶融シリカを用いた場合と比べて溶融
粘度が低く、材料の流動性が良好なため、モールドに際
し、Au等のボンデングワイヤ5やリードフレーム3を
変形させたり。
半導体チップ1を押し流すことがなり、シかも、パッケ
ージの狭い隙間にも良く充填した。
(2)前記球形溶融シリカは、材料の溶融粘度や流動性
に及ぼす影響が少ないために、配合量を増やして材料の
低熱膨張化が図れる。そのため、パッケージは、耐クラ
ツク性が良好であった。
(3)従来の半導体封止材料しては、エポキシ樹脂が使
用され、フェノール樹脂やポリイミド樹脂は、イオン性
不純物が多いために電気特性や耐湿信頼性が劣り実用化
されなかった。しかし、高純度のレゾール型フェノール
樹脂やポリイミド樹脂を使用すれば、良好な信頼性を得
ることができた。
(4)高純度のレゾール型フェノール型樹脂やポリイミ
ド樹脂を用いた封止材料は、成形品の耐熱性が高く、特
に高温の機械強度が優れるためにパッケージを吸湿させ
た場合の耐リフロー性(パッケージクラック)あるいは
、リフロー後の耐湿信頼性や耐熱衝撃性が極めて良好で
あった。
次に、樹脂封止材料を金型に注入する際に、ボイドの発
生、ボンディングワイヤの曲り、充填不足等を防止する
ための手段について説明する。
前記第1図に示すように、半導体チップ1の主面上に、
複数のインナーリード3Aが、前記半導体チップ1と電
気的に絶縁する絶縁性フィルム4を介在して接着剤7で
接着され、該インナーリード3Aと半導体チップ1とが
ボンディングワイヤ5で電気的に接続され、樹脂で封止
された16MDRAMにおいて、第15図(第1図の要
部断面図)に示すように、前記インナーリード3Aの半
導体チップ1と接着している部分からパッケージ2の外
壁までの距離H1が、半導体チップの回路形成面の反対
側の面からパッケージの外壁までの距離H2より大きく
なるようなパッケージ構造にする。
このようなパッケージ構造にすることにより、第16図
(第15図をモデル化した断面図)、第17図(第16
図のハーバ断面図)、第18図(第16図の二−二断面
図)に示すように、インナーリード3Aの上部の流路の
深さh3□とh3K、インナーリード3Aと半導体チッ
プ1との中間部の深さh2及び半導体チップ1の下部の
流路の深さhlの関係が夫々次式で表わされる。
hs□= hc   2 hxorz   i    
jch zx = h xorz + t ここで、 hc:キャビテイ深さ to:チップ厚さ tt:リードフレーム厚さ Wc:キャビティ幅 Wt:チップから浮かせたリードフレーム長さである。
前記各式の夫々関係をグラフにすると、第19図のよう
になる。
このように、パッケージ2のレジン流路をインナーリー
ド3Aの上部流路、インナーリード3Aと半導体チップ
1の中間部流路及び半導体チップ1の下部流路の3つに
分割し、各流路のレジン平均流速が等しくなるように、
各流路の深さ及びレジン流路構造を設定することにより
、第17図に示す各流路■、■、■のレジン平均流速が
等しくなるので、ボイド発生、ボンディングワイヤ(金
線)5の曲り、充填不足等を防止することができる。
また、前記各流路■、■、■のレジン平均流速が等しく
なるので、半導体チップ1及びインナーリード3Aの変
形が防止することができ、高信頼性のパッケージを得る
ことができる。
(実施例■〕 本発明の実施例■の半導体集積回路装置は、第20図、
第21A図、第21B図、第22A図及び第22B図に
示すように、前記実施例■の半導体チップ1の主面上に
貼り付けられた絶縁性フィルム4を信号用インナーリー
ド3A、及び共用インナーリード3A、の半導体チップ
1との対向面のチップ最近接面の全面又は一部に絶縁性
フィルム4Aが配設されたものである。
すなわち、前記絶縁性フィルム4Aは1例えば。
第20図に示すように、リードフレーム3の状態で、信
号用インナーリード3A、及び共用インナーリード3A
、の半導体チップ1の主面と対向する面の半導体チップ
に最近接する面の全面に、絶縁性フィルム4Aをあらか
じめ配設しておき、組み立て時に前記絶縁性フィルム4
Aと半導体チップ1を接着剤で接着固定する。
前記絶縁性フィルム4A付リードフレーム3は、例えば
、1枚のインナーリード用薄板の半導体チップ1の主面
と対向する面の半導体チップ1に最近接する面全面に、
絶縁性フィルム4を貼り付けて、プレス等で成形切断し
、信号用インナーリード3A、及び共用インナーリード
3A、と絶縁性フィルム4Aとが一度に作製される。
このようにすることにより、絶縁性フィルム4Aの面積
を低減することができる。また、信号用インナーリード
3A、及び共用インナーリード3A、と絶縁性フィルム
4Aとの位置合せも良好に行うこともできる。また、信
号用インナーリード3A□と共用リード3A2との間に
絶縁性フィルム4が存在しないので両者間のリークを防
止することができる。
なお、前記絶縁性フィルム4は、複数枚に分割して、例
えば4分割して貼り付ける方が、1枚の絶縁性フィルム
4の場合より熱による応力の影響を低減することができ
る。
また、第21A図に示すように、前記半導体チップ1の
主面と対向する面の半導体チップ1に最近接する面(裏
面)の全面のうち、信号用インナーリード3A工と共用
リード3A、のボンディング部に対応する部分のみに絶
縁性フィルム4Bを配設し、半導体チップ1に対する絶
縁性フィルム4Bの占める面積を最小にすることができ
る。
このような半導体チップ1に対する絶縁性フィルム4B
の占める面積が最小となる絶縁性フィルム4B付リード
フレーム3は、例えば、第21B図に示すように、信号
用インナーリード3A、と共用リード3A、の半導体チ
ップ1の主面と対向する面の半導体チップ1に最近接す
る面全面に、所定位置に孔aが設けられた4枚の絶縁性
フィルム4を貼り付けて、プレス等で成形切断し、信号
用インナーリード3A、と共用リード3A2のボンデン
グ部に対応する位置のみに絶縁性フィルム4Bを貼り付
けたものが作製される。
このようにすることにより、第20図に示す実施例に比
べて、さらに、絶縁性フィルム量を減じることができる
ので、さらに、吸湿量を低減することができる。また、
このようにすることにより、吊りリードを合せると、半
導体チップ1を固定しやすい。
なお、第21A図に示す実施例においては、ボンディン
グ部に対応する部分のみに絶縁性フィルム4Aを配設し
たが、それ以外の部分に、必要に応じて部分的に絶縁性
フィルム4Aを配設してもよい。
また、第22A図に示すように、第20図に示す絶縁性
フィルム4Aの部分に、共用インナーリード3A2と信
号用インナーリード3A工の部分を延長して交差させる
ように延長部分にも絶縁性フィルム4Cが配設されたも
のである。
この絶縁性フィルム4C付インナーリード3Aは、例え
ば、第22B図に示すように、信号用インナーリード3
A工に対応する部分のみが残るような孔すを設けた1枚
の絶縁性フィルム4を作製し、この絶縁性フィルム4の
長辺方向の中心線に沿って切断して2分割する。この2
分割された絶縁性フィルム4Cを共用インナーリード3
A、及び信号用インナーリード3A1に貼り付けること
により作製する。
このように予め絶縁性フィルム4を所定のパターンに切
断して絶縁性フィルム4Cを形成し、絶縁性フィルム4
Cを共用インナーリード3A、及び信号用インナーリー
ド3A1に貼り付けるのみでよいので、絶縁性フィルム
4Cの作製の方法が容易である。また、このようにする
ことにより、絶縁性フィルム4Cを共用インナーリード
3A2及び信号用インナーリード3A□に貼り付けるの
で、信号用インナーリード3A、の先端を平担化するこ
とができ、その後の工程の作業が容易になる。
前記絶縁性フィルム4Cと共用インナーリード3A2と
信号用インナーリード3A工との接着は、熱可塑性接着
剤の場合には液熱圧着で行い、熱硬化型接着剤を用いる
場合には仮止め後硬化を行うことで接合される。
なお、第20図、第21A図及び第22A図に示す絶縁
性フィルム4A、4B、4Cは、インナーリードの幅よ
りも、多少広くてもよいし、逆に狭くてもよい。
以上の説明かられかるように、本実施例■によれば、半
導体チップ1と信号用インナーリード3A1と共用リー
ド3A2との間に配設される絶縁性フィルム4の量は、
従来のものに比べて極端に少ないので、湿度の高い環境
中に長時間保持しても、半導体装置内に吸収される水分
量を少なくできる。
これにより、半田リフロー工程中の半導体装置内水蒸気
圧力を小さくできるので、レジンクラックを起こさない
半導体装置を提供することができる。
〔実施例■〕
本発明の実施例■の半導体集積回路装置は、第23図に
示すように、前記実施例Iの半導体チップ1の主面上に
設けられているボンディングパッドBP以外の半導体チ
ップ1の主面領域全域にα線遮蔽用ポリイミド膜8が被
覆され、半導体チップ1の主面上に少なくとも信号用イ
ンナーリード3A□及び共用インナーリード3A2(第
23図には図示していない)の先端とが接着される箇所
に絶縁性フィルム4Dが形成されている。
前記α線遮蔽用ポリイミド膜8の厚さは、2゜0μm〜
10.0μmである。
前記絶縁性フィルム4Dの膜厚は、75μm以上である
。この絶縁性フィルム4Dとしては、印刷の可能な無機
フィラーを含有する熱硬化性樹脂が適している。
絶縁性フィルム4Dの占める面積は、半導体チップ1の
面積に対して少なくとも1/2以下になっている。
また、半導体チップ1の主面と反対側の面にポリイミド
膜9が形成されている。
次に、前記半導体チップ1の主面上に設けられているボ
ンディングパッドBP以外の半導体チップ1の主面領域
全域にα線遮蔽用ポリイミド膜8を被覆し、半導体チッ
プ1の主面上に少なくとも信号用インナーリード3A工
、共用インナーリード3A、の先端とが接着される箇所
に絶縁性フィルム4Dを形成する方法の一実施例につい
て第23図及び第24A図(製造流れ図と各工程の断面
図)を用いて説明する。
まず、第25図(シリコンウェハの主面平面図)に示す
シリコンウェハ10の全領域に、α線遮蔽用ポリイミド
膜8を塗布し半硬化後、ホトエツチングしてボンディン
グパッド(外部端子)BPを露出させる(第24A図の
ステップ101)。
次に、溶剤剥離形ドライフィルムAを張り付ける。
(ステップ102)。この溶剤剥離形ドライフィルムA
に所定のパターンを露光しくステップ1゜3)、現像し
て孔Bをあける(ステップ104)。
次に、ペースト状の絶縁体(印刷ペースト)Cを塗布し
てスキージによる埋め込み(印刷スキージによる埋め込
み)、キュアを行う(ステップ105.106,107
)。次に、溶剤剥離形ドライフィルムAを剥離して絶縁
性フィルム4Dを形成する。その後、第25図に示すシ
リコンウェハ10上の実線に沿ってダイシングして絶縁
性フィルム4D付半導体チップが完成する。
前記α線遮蔽用ポリイミド膜8及び絶縁性フィルム4D
を形成する方法の他の実施例は、第24B図(製造流れ
図と各工程でのチップの断面図)に示すように、シリコ
ンウェハ10の全領域に、α線遮蔽用ポリイミド膜8を
塗布して、ホトエツチングしてボンディングパッド(外
部端子)BPを露出させる(第24B図のステップ20
1)。
次に、ソルダレジスト用ドライフィルムDを張り付ける
(ステップ202)。このソルダレジスト用ドライフィ
ルムDに所定のパターンを露光しくステップ203)、
現像して絶縁性フィルム4D(ステップ204)を形成
する。その後、第25図に示すシリコンウェハ10上の
実線に沿ってダイシングして絶縁性フィルム4D付半導
体チップを完成する。
なお、前記厚膜の絶縁性フィルム4Dをシリコンウェハ
プロセスで形成しても、部分的に形成するのでシリコン
ウェハ10は反らない。
また、第26図乃至第28図は、半導体チップ1の主面
上に少なくとも信号用インナーリード3A1及び共用イ
ンナーリード3A、の先端及び吊りリードとが接着され
る箇所に形成される絶縁性フィルム4Dの種々のパター
ン形状を示す。
以上の説明かられかるように1本実施例■によれば、半
導体チップ1のボンディングパッド(外部端子)BP以
外の主面領域全域にα線遮蔽用ポリイミド膜8が被覆さ
れ、半導体チップlの主面上に少なくとも信号用インナ
ーリード3A、及び共用インナーリード3A、の先端と
が接着される箇所に絶縁性フィルム4Dが形成されてい
るので、前記α線遮蔽用ポリイミド膜8で回路形成領域
全域へのα線を遮蔽することができ、前記絶縁性フィル
ム4Dで半導体チップ1を接着固定することができる。
また、半導体チップ1の主面上に少なくともインナーリ
ード3Aの先端及び吊りリード3Cとが接着される箇所
に絶縁性フィルム4Dが形成されているので、半導体チ
ップ1とインナーリード3Aとの間の浮遊容量を低減す
ることができる。
また、前記絶縁性フィルム4Dが、印刷の可能な無機ワ
イヤを含有する熱硬化性樹脂であるので、ウェハプロセ
スにおいて、高精度の絶縁性フィルム4Dを形成するこ
とができる。
また、半導体チップ1の主面と反対側の面にポリイミド
膜9を形成することにより、半導体チップ1とレジンと
の接着が良好となるので、パッケージクラックを防止す
ることができる。
また、前記絶縁性フィルム4Dが、少なくとも。
シリコンウェハ10に溶剤剥離形ドライフィルムAを張
り付け1通常の露光、現像工程を経たのち、ペースト状
の絶縁体(印刷ペースト)を塗布しスキージにより埋込
み、加熱してキュアし、溶剤剥離形ドライフィルムを剥
離することを含むウェハプロセスにより、絶縁性フィル
ム4Dが高精度にバッチ処理で形成されるので、生′産
性を向上することができる。
また、前記絶縁性フィルム4Dが、ソルダレジスト用ド
ライフィルムDの露光、現像のみにより形成されるので
、さらに生産性を向上することができる。
〔実施例■〕
本発明の実施例■の樹脂封止型導体装置は、第29図(
一部断面斜視図)に示すように、前記実施例Iの半導体
チップ1の主面上に、複数の信号用インナーリード3A
1及び共用インナーリード3Aヨが、前記半導体チップ
1と電気的に絶縁する絶縁性フィルム4を介在して接着
剤で接着され、該複数の信号用インナーリード3A、及
び共用インナーリード3A、と半導体チップ1とがボン
ディングワイヤ5で電気的に接続され、モールド樹脂2
Aで封止された半導体装置において、第30図(第29
図のホーホ線で切った樹脂モールド前の状態を示す断面
図)に示すように、前記半導体チップ1の主面の一部を
モールド樹脂よりも可撓性あるいは流動性のある物質2
0で覆ってその物質20がボンディングワイヤ5の全体
を覆うようにせしめ、その物質20の外側を樹脂2Aで
封止したものである。
すなわち、共用インナーリード3A、をまたぐボンディ
ングワイヤ5の全体を可撓性・流動性物質20が覆われ
るようにダム21を設け、そのダム21に例えば流動状
態のシリコーンゲルからなる可撓性・流動性物質20を
ボンディングワイヤ5の上から滴下させ、硬化させたの
ち、トランスファモールドによって樹脂封止する。
前記ダム21は、例えば粘度高いシリカフイラを入れた
シリコーンゴムを用いる。
また、前記可撓性・流動性物質20は、必ずしも前記の
ようなゲル状物質である必要はなく、内部でボンディン
グワイヤ5が変形できる程度の可撓性あるいは流動性を
有していれば、シリコーングリースやシリコーンゴムな
ど種々の材料を用いてもよい。
このようにすることにより、吸湿したパッケージのりフ
ロー半田付は時に、半導体チップ1の主面が剥離して蒸
気が膨張しても、ボンディングワイヤ5が変形に自由に
追従することができるので。
ボンディングワイヤ5の断線を防止することができる。
また、モールド樹脂2Aのトランスファモールド時に、
ボンディングワイヤ5の変形が拘束されているので、共
用インナーリード3A、をまたぐためにワイヤSが長く
なっていても、モールド時のボンディングワイヤ5の変
形やこれによるボンディングワイヤ5相互のショートあ
るいはボンディングワイヤ5と共用インナーリード3A
、どの接触を防止することができる。
また、ボンディングワイヤ5の変形を防止するだけの目
的であれば、ボンディングワイヤ5を覆う物質は、可撓
性・流動性を有する物質である必要はない、半導体チッ
プ1の主面上のボンディングワイヤ5部分にポツティン
グできる樹脂があれば、その外側のトランスファモール
ドされた樹脂2Aと同程度の弾性率を有するエポキシ樹
脂などであっても良い。
また、可撓性・流動性物質20が流動性を有している場
合、その粘度は樹脂2Aのトランスファモールド時の溶
融粘度よりも高いことが必要である。
また、可撓性・流動性物質20により、ボンディングワ
イヤ5に樹脂2Aが直接接していないので、温度サイク
ル時に半導体チップ1とモールド樹脂2Aの間の相対的
な熱変形によってボンディングワイヤ5が繰返し変形を
受け、疲労によって断線することもない。
また、可撓性・流動性物質20を使用する場合、ボンデ
ィングパッドBPの表面に、熱応力によって隙間が発生
することもなくなるので、ボンディングパッド部のアル
ミニウムが水分によって腐食することもない。
第31図は、可撓性・流動性物質20を使用する場合の
他の実施例の樹脂封止型半導体装置の樹脂モールド前の
状態を示す断面図である。
第31図に示すように、信号用インナーリード3 At
と樹脂2Aの間の界面は、半導体チップ1の主面に比べ
て隙間が発生しにくいので、ボンディングワイヤSの信
号用インナーリード3A工側のボンディング部は、断線
を生じにくい、従って。
この実施例は、断線の生゛じやすい半導体チップ1側の
ボンディング部(ファーストボンディング)近傍のみ、
可撓性・流動性物質20を設けたものである。これによ
り、ボンディングワイヤ5が自由に変形できれば、ある
程度の断線防止効果が得られる。
また、この実施例は、前記第30図のダム21の代りに
共用インナーリード3A2を利用したものである。
ただし、この実施例の場合、ボンディングワイヤ5の全
体が可撓性・流動性物質20で覆われていないので、パ
ッケージに温度サイクルが作用した場合、半導体チップ
1とモールド樹脂2Aとの間の相対的な熱変形によって
ボンディングワイヤ5が繰返し変形を受けるので、第3
0図の実施例に比べて、疲労による断線を生じやすくな
る。
また、樹脂2Aのトランスファモールド時のボンディン
グワイヤ5の変形防止に対しても、ある程度の防止効果
がある。
また、可撓性・流動性物質20の量が少くなり。
高さも低くできるので、リフロー半田付は時の断線防止
、トランスファモールド時のワイヤ変形防止に効果があ
るだけでなく、パッケージ全体の厚さを薄くすることが
でき、実装密度を向上することができる。 第32図は
、可撓性・流動性物質20を使用する場合の他の実施例
の樹脂封止型半導体装置の樹脂モールド前の状態を示す
断面図である。
この実施例は、第32図に示すように、ボンディングワ
イヤ5の全体が覆われるようにして、半導体チップ1の
主面全面を可撓性・流動性物質20で覆ったものである
前記第30図の実施例と同様の効果が得られ、さらに、
半導体チップ1の主面全面を可撓性・流動性物質20で
覆っているので、耐湿性を一層向上するこ、とができる
ただし、可撓性・流動性物質20の表面積が大きくなる
ので、リフロー半田付は時にモールド樹脂2Aとの界面
に隙間が発生し、蒸気圧が作用すると、上部のモールド
樹脂2Aにクラックが発生しやすくなる。
第33図は、可撓性・流動性物質20を使用する場合の
他の実施例の樹脂封止型半導体装置の樹脂モールド前の
状態を示す断面図である。
この実施例は、第33図に示すように、前記半導体チッ
プ1の主面の上に設けられたボンディングワイヤ5の全
体のみをモールド樹脂2Aよりも可撓性あるいは流動性
のある物質20で覆ったのである。
ボンディングワイヤ5を覆う可撓性・流動性物質20は
、半導体チップ1の主面上に盛上った形状となっている
必要はなく、ボンディングワイヤ5の表面にのみ付着し
ていてもよい。
このような被覆を行うためには、まず溶媒で希釈して低
粘度となった可撓性・流動性物質20を半導体チップ1
上にたれ滴下してボンディングワイヤ5に付着させ、そ
の後溶媒を蒸発させて形成する。
この場合、ボンディングワイヤ5の表面の可撓性・流動
性物質20の層は、厚いほど断線の防止及びボンディン
グワイヤ5の変形防止の効果が大きい。
このように構成することによって、第30図に示す実施
例のものと同様の効果を得るための可撓性・流動性物質
20の量を低減することができるので、可撓性・流動性
物質20とモールド樹脂2Aとの間に発生する蒸気圧に
よってパッケージクラックの発生を防止することができ
る。
第34図は、可撓性・流動性物質20を使用する場合の
他の実施例の樹脂封止型半導体装置の樹脂モールド前の
状態を示す断面図である。
この実施例は、第34図に示すように、ボンディングワ
イヤ5を可撓性・流動性物質20で覆うとともに、半導
体チップ1の主面と反対面のモールド樹脂2Aに穴22
をあけ、半導体チップ1の一部を実質的に露出させる。
ここで、実質的とは、製造工程で不可避的に半導体チッ
プ1の主面と反対面のモールド樹脂2Aの薄い被膜ある
いはパッケージ2の内部に蒸気圧が発生した場合に容易
に破れる程度の薄い樹脂層が存在する場合を想定してい
る。
このように可撓性・流動性物質20によって、リフロー
半田付は時、温度サイクル時のボンディングワイヤ5の
断線を生じることなく、ボンディングパッドBP部の耐
湿性を確保できるので、モールド樹脂2Aの一部分に前
記穴22がおいても、耐湿性が低下しない。
また、リフロー半田付は時にパッケージ内部に発生した
蒸気は、前記穴22から外部に放散されるので、圧力が
上昇することがなく、樹脂クラックを生じることがない
また、前記穴22の半導体チップ1の主面と反対面は、
完全に露出していなくても、蒸気圧で容易に貫通できる
程度の厚さであれば、モールド樹脂2Aが存在していて
も良い。
以上の説明かられかるように、前記実施例■によれば、
リフロー半田付は時に、半導体チップ1の主面が剥離し
て蒸気が膨張しても、ボンディングワイヤ5の断線を防
止することができる。
また、トランスファモールド時に、ボンディングワイヤ
5の変形によるワイヤ間のショート、あるいはボンディ
ングワイヤ5と共用インナーリード3A2との接触を防
止することができる。
また、ボンディングパッドBP部の耐湿性不良及び温度
サイクル時のボンディングワイヤ5の断線を生じること
なく、リフロー半田付は時の樹脂クラックを防止するこ
とができる。
〔実施例■〕
本発明の実施例■の樹脂封止型半導体装置は、第35図
(断面図)に示すように、前記実施例1の樹脂封止型半
導体装置において、半導体チップ1の主面と反対面に凹
部又は凸部101、例えば、円形の凹部を設けたもので
ある。
この凹部101により、モールド樹2Aを半導体チップ
1に拘束し、リフロークラックが生じる半導体チップ1
の主面と反対面コーナ部のモールド樹脂部に発生する応
力を低減し、リフロークラックを防止することができる
また、凹部101の加工は、エツチングでも良い。
また、他の方法で良い。
第36A図(第3図の主面と反対側から見た平面図)及
び第36B図(第36A図の横中心線で切った断面図)
は、前記半導体チップ1の主面と反対面に設けられた凹
部101の変形例を示す図であり、この例は前記半導体
チップ1の主面と反対面に環状の凹部101aを設けた
ものである。
第37A図(平面図)及び第37B図(断面図)は、前
記半導体チップ1の主面と反対面に設けられた凹部10
1の他の変形例を示す図であり、この例は前記半導体チ
ップ1の主面と反対面に四角形の凹部101bを設けた
ものである。
第38A図(平面図)及び第38B図(側面図)は、前
記半導体チップ1の主面と反対面に設けられた凸部10
1の変形例を示す図であり、この例は前記半導体チップ
1の主面と反対面に円形の凸部101Gを設けたもので
ある。
第39A図(平面図)及び第39B図(側面図)は、前
記半導体チップ1の主面と反対面に設けられた凸部10
1の他の変形例を示す図であり、この例は前記半導体チ
ップ1の主面と反対面に四角形の凸部101dを設けた
ものである。
第40A図(平面図)及び第40B図(側面図)は、前
記半導体チップ1の主面と反対面に設けられた凹部10
1の他の変形例を示す図であり、この例は前記半導体チ
ップ1の主面と反対面に楕円形の凹部101eを設けた
ものである。
第41A図(平面図)及び第41B図(側面図)は、前
記半導体チップ1の主面と反対面に設けられた凹部又は
凸部101の変形例を示す図であり、この例は前記半導
体チップ1の主面と反対面に複数の溝を形成することに
より凹部及び凸部101fを設けたものである。これは
格子状に溝を設けてもよい。
前述のように半導体チップ1の主面と反対面に。
例えば凹部又は凸部101a〜101fのうちいずれか
一つを設けることにより、半導体チップ1をモールド樹
脂2Aでより強固に拘束することができる。
また、半導体チップ1の主面と反対面のコーナ部による
モールド樹脂2Aに発生する応力を低減することができ
る。
第42図は、この実施例Vに関する本発明の他の実施例
を示す図であり、前記実施例■の半導体チップ1の主面
と反対面に酸化珪素膜102を残した状態で、半導体チ
ップ1の主面と反対面に、例えば前記凹部又は凸部10
1を設けたものである。
このように、半導体チップ1の主面と反対面に酸化珪素
膜102を残した状態であることにより、酸化珪素膜1
02とモールド樹脂2Aとの接着力が強いので、半導体
チップ1の主面と反対面でのモールド樹脂2Aの剥離を
防止することができる。
また、凹部又は凸部101によって、モールド樹脂2A
で半導体チップ1を強固に拘束することができる。
〔実施例■〕
本発明の実施例■の樹脂封止型半導体装置は、第43図
(一部断面斜視図)及び第44図(第43図のへ−へ線
で切った断面図)に示すように、前記実施例1の半導体
チップ1の主面上に、複数の信号用インナーリード3A
1及び共用インナーリード3A、が、前記半導体チップ
1と電気的に絶縁する絶縁性フィルム4を介在して接着
剤で接着され、該信号用インナーリード3A、及び共用
インナーリード3A、と半導体チップ1とがボンディン
グワイヤ5で電気的に接続され、モールド樹脂2Aで封
止された半導体装置において、パッケージ2の長手方向
の側面の中央部に、電気的に前記半導体チップ1と絶縁
された放熱用リード301aが設けられ、その一端は半
導体チップ1の主面の発熱部分の上部まで延長され、該
放熱用り一ド301aの他端はパッケージ2の半導体チ
ップ1の主面と反対側の面の外部下部まで延長されてい
る。
このようにパッケージの長手方向の側面の中央部に、電
気的に半導体チップ1と絶縁された放熱用リード301
aの一端が半導体チップ1の主面の発熱部分の上部まで
延長されて設けられ、該放熱用リード301aの他端が
パッケージ2の半導体チップ1の主面のと反対側の面の
外部下部まで延長されていることにより、半導体チップ
1の発熱部の熱の放熱効率を向上することができる。
第45図(一部断面斜視図)及び第46図(第45図の
トート線で切った断面図)は、前記第43図に示す放熱
用リード301aの変形例を示す図であり、この放熱用
リード301bは、その一端が半導体チップ1の主面の
発熱部分の上部まで延長され、該放熱用リード301b
の他端がパッケージ2の半導体チップ1の主面の外部上
部まで延長されたものである。
そして、放熱用リード301bの延長部は放熱板となっ
ている。
このようにパッケージの長手方向の側面の中央部に、電
気的に半導体チップ1と絶縁された放熱用リード301
bの一端が半導体チップ1の主面の発熱部分の上部まで
延長されて設けられ、該放熱用リード301bの他端が
パッケージ2の半導体チップ1の主面の外部上部まで延
長されていることにより、半導体チップlの発熱部の熱
の放熱効率を向上することができる。
なお、前記放熱用リード301bの他端がパッケージ2
の半導体チップ1の主面の外部上部まで延長されている
部分を、第46図の点線で示すように、折り曲げて占有
体積を小型化にしてもよい。
また、前記放熱用リード301a及゛び301bのリー
ドフレームは、信号用リードフレームと同一リードフレ
ームで作製する。
第47図(一部断面斜視図)及び第48図(第47図の
チーチ線で切った断面図)は、前記第39図に示す実施
例■の変形例を示す図であり、放熱用リード301cの
一端が半導体チップ1の主面の発熱部分と反対側面まで
延長されて設けられ、該放熱用リード301cの他端は
パッケージ2の半導体チップ1の主面のと反対側の面の
外部下部まで延長されている。 このようにパッケージ
の長手方向の側面の中央部に、電気的に半導体チップ1
と絶縁された放熱用リード301Cの一端が半導体チッ
プ1の主面の発熱部分と反対側面まで延長されて設けら
れ、該放熱用リード301Cの他端がパッケージ2の半
導体チップ1の主面のと反対側の面の外部下部まで延長
されていることにより、半導体チップ1の発熱部の熱の
放熱効率を向上することができる。
前記放熱用リード301Cの一端は、半導体チップ1と
は絶縁性フィルムで必ずしも電気的に絶縁する必要はな
い。
なお、この場合、前記放熱用リード301Cのリードフ
レームは、信号用リードフレームとは別に作製する。
〔実施例■〕
本発明の実施例■の樹脂封止型半導体装置は、第49図
(一部断面斜視図)及び第50図(第49図のり−り線
で切った断面図)に示すように。
前記第1図に示す実施例Iの半導体チップ1の主面上に
、複数の信号用インナーリード3A、と共用インナーリ
ード3 A 2が、前記半導体チップ1と電気的に絶縁
する絶縁性フィルム4を介在して接着剤で接着され、該
信号用インナーリード3A、と共用インナーリード3A
4と半導体チップ1とがボンディングワイヤ5で電気的
に接続され、樹脂封止された半導体装置において、前記
半導体チップ1の主面には、その主面上に配線されるボ
ンディングワイヤ5と共用インナーリード3A、と交差
することのないボンディングパッドBPが配設したもの
である。
前記本実施例■の半導体チップ1の素子レイアウト及び
ボンディングパッドBPは、第51図(レイアウト平面
図)に示すようなっている。
すなわち、DRAMIの表面の略全域にメモリセルアレ
イ(MA)が配置されている。本実施例■のDRAMI
は、これに限定されないが、メモリセルアレイは大きく
8個のメモリセルアレイ11A〜IIHに分割されてい
る。同第47図中、DRAMlの上側に4個のメモリセ
ルアレイllA、IIB。
11C及び110が配置され、下側に4個のメモリセル
アレイ11E、IIF、IIG及びIIHが配置されて
いる。この8個に分割されたメモリセルアレイ11A〜
11Hの夫々は、さらに16個のメモリセルアレイ(M
A)11に細分化されている。つまり、DRAMIは、
128個のメモリセルアレイ11Eを配置する。この1
28個に細分化された1個のメモリセルアレイ11は1
28 [Kbit]の容量で構成されている。
前記DRAMIの128個に細分化されたうちの2個の
メモリセルアレイ11の間には夫々センスアンプ回路(
SA)13が配置されている。センスアンプ回路13は
相補型MOS F E T(CMOS)テ構成されてい
る。DRAMIの8個に分割されたうちのメモリセルア
レイ11A、IIB、IIG及び110の夫々の下側の
一端にはカラムアドレスデコーダ回路(Y D E C
)12が配置されている。同様に、メモリセルアレイ1
1E、llF、IIG及びIIHの夫々の上側の一端に
はカラムアドレスデコーダ回路(YDEC)12が配置
されている。
前記DRAMIの8個に分割されたうちのメモリセルア
レイ11Aと11Bの間、メモリセルアレイ11CとI
IDの間、メモリセルアレイIIEと11Fの間、メモ
リセルアレイIIGとIIHの間には、夫々周辺回路1
7及び外部端子BPが配置されている。
また、メモリセルアレイIIA、IIB、11C及び1
1Dの夫々の下側と、メモリセルアレイ11E、11F
11G及びIIHの夫々の上側の領域に、周辺回路17
及び周辺回路18が設けられている0周辺回路17とし
ては、メインアンプ回路、出力バッファ回路、基板電位
発生回路(V a−ジェネレータ回路)、電源回路の夫
々を配置している。
前記周辺回路18としては、ロウアドレスストローブ(
RE)系回路、ライトイネーブル(W)系回路。
データ人カバッファ回路、Vcc用リミッタ回路。
Xアドレスドライバ回路(論理段)、x系冗長回M、X
アドレスバッファ回路、カラムアドレスストローブ(G
E)糸回路、テスト回路、VDL用リミリミッタ回路ア
ドレスドライバ回路(論理段)。
Y系冗長回路、Yアドレスバラフッ回路、Yアドレスド
ライバ回路(ドライブ段)、Xアドレスドライバ回路(
ドライブ段)、マット選択信号回路(ドライブ段)の夫
々が配置されている(第4図及びその説明を参照)。
前記外部端子BPは、前記樹脂封止型半導体装!2をL
OG構造で構成し、DRAMIの中央部までインナーリ
ード3Aを引き伸しているので。
DRAMIの中央部分に配置され、かつ前記半導体チッ
プ1の主面に、その主面上に配線されるボンディングワ
イヤ5と共用インナーリード3A2と交差することのな
いように配設されている。
外部端子1は、メモリセルアレイIIA、IIB、11
C1IID、11E、11F、IIG及びIIHの夫々
で規定された領域内に、DRAMIの上端側から下端側
に向って配置されている。外部端子BPに印加される信
号は、前述の第1図に示す樹脂封止型半導体装!12に
おいて説明したので、ここでの説明は省略する。
基本的には、DRAMIの表面上の上端側から下端側に
向って基準電圧(Vss)、電源電圧(Vcc)の夫々
が印加されたインナーリード3Aが延在するので、DR
AMIはその延在方向に沿って基準電圧(V ss)用
、電源電圧(Vcc)用の夫々の外部端子BPを複数配
置している。つまり、DRAMIは基準電圧(Vss)
、電源電圧(V cc)の夫々の電源の供給が充分に行
えるように構成されている。
前述のように1本実施例■によれば、前記半導体チップ
1の主面には、その主面上に配線されるボンディングワ
イヤ5と共用インナーリード8A1と交差することのな
いボンディングパッドBPが配設されているので、複数
の信号用インナーリード3A1と半導体チップ1とを接
続するためのボンディングワイヤ5と、共用インナーリ
ード3A2のショートを防止することができる。
次に、リードフレームの詳細について説明する。
第52図(リードフレーム全体平面図)に示すように、
本実施例■のリードフレーム3は、20本の信号用イン
ナーリード3A1と2本の共用インナーリード3A、が
設けられている。前記インナーリード3Aユは、前記第
50図(断面図)に示すように、その信号用インナーリ
ードSA、の絶縁性フィルム(絶縁体)4と接着する部
分よりアウターリード3B側の部分と半導体チップ1と
の間隔が、前記絶縁性フィルム(絶縁体)4と接合する
部分と半導体チップ1との間隔より広くなるような段差
構造になっている。このようにインナーリード3Aを段
差構造にしたことにより、半導体チップ1と信号用イン
ナーリード3A、との間の浮遊容量が従来のものに比べ
て小さくなるので、信号伝送速度の向上及び電気ノイズ
の低減を図ることができる。
本実施例■において、前記半導体チップ1の主面上のボ
ンディングパッドBPの配置及びリードフレーム以外の
ものについては、前記実施例Iのものと同じである。
なお、前記実施例■〜■の技術は、本実施例■に適用で
きることは勿論である。
〔実施例■〕
本発明の実施例■の樹脂封止型半導体装置は、第53図
(本実施例■のリードフレームの概略構成を示す平面図
)に示すように、前記実施例Iのリードフレームの変形
例であり、半導体チップ1の主面と反対側面を固定する
ために通電しないインナーリード3C工(吊りリード)
を折り曲げたものである。
そして、第54A図(半導体チップ固定部断面図)及び
第56図(樹脂モールドする前の状態における信号用イ
ンナーリード部及び共用インナーリード部の断面図)に
示すように、複数の信号用インナーリード3A、と共用
インナーリード3A。
が半導体チップ1の主面から浮いた状態で配設される(
第56図)ように、前記吊りリード3C1で前記半導体
チップ1が接着剤7により接着固定される。
前記接着剤フとしては、エポキシ系樹脂、レゾール系樹
脂等の前述した接着剤のいずれであってもよい。
また、前記吊りリード3C工と前記半導体チップ1との
間に絶縁性フィルム4を介在させて接着してもよい。
この場合、前記複数の信号用インナーリード3Ai及び
共用インナーリード3A、の夫々と半導体チップ1のボ
ンディングパッドBPとをボンディングワイヤ5で接続
する時は、信号用インナーリード3A工及び共用インナ
ーリード3A、を半導体チップ1に上から治具により押
え付けて固定し、ワイヤボンディングを行う。このワイ
ヤボンディングが終り前記押え治具をはずすと、前記吊
りリード3C□のスプリングバック効果により、信号用
インナーリード3A、及び共用インナーリード3A、は
、第56図に示す状態となる。
また、第54B図に示すように、例えば、前述した実施
例■に適用したリードフレーム3の吊りリード3Cと前
記半導体チップ1の主面との間に所定厚さの絶縁性フィ
ルム4を介在させて接着剤7で接着固定することにより
前記信号用インナーリード3A1と共用インナーリード
3A、が半導体チップ1の主面から浮いた状態で配設さ
れる(第56図)ようにしてもよい。この場合、前記絶
縁性フィルム4の厚さは、150μ鳳程度が一般的であ
るが、これ以上の厚さにすることも可能である。
また、第55図(樹脂モールドする前の状態を示す断面
図)に示すように、例えば、前記信号用インナーリード
3A工と共用インナーリード3A2と半導体チップ1の
主面との間に絶縁板40が挿入され、前記信号用インナ
ーリード3A□と共用インナーリード3A2と半導体チ
ップ1とをボンディングワイヤ5で電気的に接続し、モ
ールド樹脂で封止されたものにしてもよい。
また、第57図(樹脂モールドする前の状態を示す断面
図)に示すように、前記絶縁板40が前記信号用インナ
ーリード3A工と共用インナーリード3A2の左右のう
ち一方、例えば左側の信号用インナーリード3A工と共
用インナーリード3A。
と半導体チップ1の主面との間のみに挿入され、右側の
信号用インナーリード3A工と共用インナーリード3A
、は半導体チップ1の主面から浮いた状態で前記信号用
インナーリード3A、と共用インナーリード3A2と半
導体チップ1とがボンディングワイヤ5で電気的に接続
され、モールド樹脂で封止されてもよい。
また、例えば、前記複数の信号用インナーリード3A1
と共用インナーリード3A2が半導体チップ1の主面か
ら浮いた状態で配設される(第56図)ようにするため
に、第54C図に示すように。
前記吊りリード3C工を深く折り曲げて吊りリード3C
□を形成し、この吊りリード3C□により前記半導体チ
ップ1の主面と反対側面を接着固定するようにしてもよ
い、このようにすることにより。
信号用インナーリード3A工と共用インナーリード3 
A zが半導体チップ1の主面から浮いた状態に配設さ
れるように、前記吊りリード3C2で前記半導体チップ
1の主面と反対側面が接着固定されるので、絶縁性フィ
ル゛ム4を接着する工程が不要になる。また、半導体チ
ップ1の固定が強固となる。また、メモリセル上にリー
ド線を接着しないので、メモリセルの破損を低減するこ
とができる。
前述のように、本実施例■によれば、絶縁性フィルム4
を不使用又は最小限にすることにより、吸湿が低減する
ことができるので、耐半田リフロー性を有利することが
できる。
なお、前記実施例■において、前記半導体チップ1のボ
ンディングパッド以外の主面領域全域にα線遮蔽用ポリ
イミド膜が塗布されることが好ましい。
〔実施例■〕
本発明の実施例■の樹脂封止型半導体装置は、第58図
及び第59図(半導体チップ上のレイアウト図)に示す
ように、インナーリードと接続されるボンディングパッ
ドBP(半田バンプ5C)が鏡面対称に形成された2個
の半導体チップIAとIBを設ける。
第58図においては、CASO端子(ボンディングパッ
ドBP)とCASI端子(ボンディングパッドBP)と
を分けて、他の端子(ボンディングパッドBP)は共通
となっている。このようなレイアウトにすると、ワード
方向の容量が2倍となる。
第59図においては、Do端子とDi端子とを分けて、
他の端子は共通となついる。このようなレイアウトにす
ることにより、ビット方向の容量が2倍になる。
そして、第60図(パッケージの説明用断面図)に示す
ように、この2個の半導体チップIAとIBの夫々の主
面側でインナーリード3Aを挟んでインナーリード3A
と半導体チップ1のボンディングパッドBPとを半田バ
ンプ5Cにより電気的に接続し、モールド樹脂封止した
ものである。
このようにインナーリード3Aとのボンディングパッド
BPが鏡面対称に形成された2個の半導体チップIAと
IBとで、夫々の主面側でインナーリード3Aを挾んで
インナーリード3Aと半4体チップ1のボンディングパ
ッドBPとを半田バンプ5Cにより電気的に接続し、モ
ールド樹脂封止したので、パッケージ2の外形を変化さ
せずに容量が2倍の素子を実装することができる。
〔実施例X〕
本発明の実施例Xの樹脂封止型半導体装置は、第61図
(実施例Xの樹脂封止型半導体装置の配線基板と対向す
る面側から見た斜視図)及び第62図(第61図のルー
ル線で切った断面図)に示すように、前記実施例1の半
導体装置のパッケージ2の基板と対向する面に、外部に
向けて開口している放熱用溝50が設けられている。こ
の場合。
放熱用溝50の底面50Aと半導体チップ1との距離、
すなわち半導体チップ1の下部のモールド樹脂2Aの厚
さ寸法は0 、3 mm以下にされている。
このように、放熱用溝50を設けることにより、第68
図及び第69図(実施例Xの樹脂封止型半導体装置を配
線基板に実装した状態を示す断面図)に示すように、基
板51A又は51Bと放熱用溝50の底面50Aとの隙
間51Dが大きくなり、紙面垂直方向に送風して冷却を
行えば、この隙間510にも空気が流れるため、放熱用
溝50の底面50Aからも放熱が行われ、半導体装置の
熱抵抗が低減する。
なお、本実施例の構造では、半導体チップ1下のモール
ド樹脂2Aの厚さが薄くなり、樹脂モールド時に工夫が
必要であるが、モールド時の溶融粘度が低いモールド樹
脂2Aを用いれば、第61図のように、パッケージ2を
形成することができる。
次に、前記実施例Xの樹脂封止型半導体装置の変形例を
第63図(断面図)に示す。
この変形例の半導体装置は、第63図に示すように、前
記第61図に示すパッケージ2の上面にも、開口する放
熱用溝53を設けたものである。放熱用溝50の底面5
0A及び放熱用溝53の底面53Aと半導体チップ1と
の夫々の距離、すなわち、半導体チップ1の下部及び上
部のモールド樹脂の夫々の厚さ寸法は0.31−以下に
している。
このようにパッケージ2の半導体チップ1の上部のモー
ルド樹脂2Aを薄くすることにより、伝熱面が増加し、
半導体装置の熱抵抗が低減するので、全体の熱抵抗はそ
の分だけ低減することができる。また、第69図に示す
ように、半導体装置を基板51A及び第51B上に並べ
る際の間隔を溝の深さ寸法の2倍だけ短かくすることが
できるので、実装密度を大きくすることができる(詳細
は後で述べる)。
前記実施例Xの半導体装置の他の変形例を第64図又は
第65図に示す。
この変形例の半導体装置は、第64図又は第65図に示
すように、前記第62図又は第63図に示すパッケージ
2の半導体チップ1の下部モールド樹脂2Aを除去して
半導体チップ1の主面と反対側の面を露出したものであ
る。
このようにパッケージ2の半導体チップ1の下部モール
ド樹脂2Aを除去して半導体チップ1の主面と反対側の
面を露出したことにより、さらに半導体装置の熱抵抗が
低減するので、全体の熱抵抗はその分だけ低減すること
ができる。
これにより、半導体チップ1のコーナ部からの温度サイ
クルによるクラックの発生を防止することができる。
前記実施例Xの半導体装置の他の変形例を第66図又は
第67図に示す。
この変形例の半導体装置は、第66図又は第67図に示
すように、前記第62図及び第64図に示すパッケージ
2の半導体チップ1の下部モールド樹脂2Aを除去して
半導体チップ1の主面と反対側の面を露出したものにお
いて、半導体チップ1とアウターリード3Bとの関係を
逆にしたものである。
このようにすることにより、実装基板51に対して上面
の冷却が支配的な場合に冷却効率を向上することができ
る。
なお、前記第66図又は第67図に示す変形例において
、パッケージ2の基板51側にも放熱用溝を設けてもよ
い。
次に、本発明の前記第61図乃至第67図に示す樹脂封
止型半導体装置の基板の実装方法の一実施例について説
明する。
前記第61図乃至第67図に示す樹脂封止型半導体装置
の基板ま実装方法の一実施例は、第68図に示すように
、例えば、第61図に示す樹脂封止型半導体装置60A
乃至60Hを基板51A及び51Bのそれぞれの両面に
半田61により面実装される。
このように樹脂封止型半導体装置60A乃至60Hを基
板51A及び5rBに実装することにより、半導体装置
の実装密度を向上することができると共に、パッケージ
2の基板51A及び51B側からも放熱が可能となる。
すなわち、樹脂封止型半導体装置60A乃至60Hの放
熱は、それぞれのパッケージ2とこれらが実装される基
板51A又は51Bとの隙間51Dによって行うので、
送風の抵抗を低減して放熱効率を向上することができる
また、第69図に示すように1例えば、前記第63図に
示す実施例の樹脂封止型半導体装置のパッケージ2の上
部の放熱用溝53と凸部54を合せて2枚の基板51A
、51Bの間に実装する。
このように樹脂封止型半導体装置を実装することにより
、半導体装置の実装密度をさらに向上することができる
。パッケージ2の基板51A又は基板51B側からも放
熱が可能となる。すなわち、基板51A又は基板51B
の上に樹脂封止型半導体装置を並べる際の間隔を溝の深
さ寸法の2倍だけ短かくすることができるので、実装密
度を大きくすることができる(第64図の例の1.5倍
である)。
また、樹脂封止型半導体装置の放熱は、そのパッケージ
2とこれらが実装される基板51A又は基板51Bとの
隙間510によって行うので、送風の抵抗を低減して放
熱効率を向上することができる。
〔実施例X〕
本発明の実施例■であるDRAMを封止する樹脂封止型
半導体装置を第70図(全体外観斜視図)及び第71図
(第70図の一部断面斜視図)に示す。
第70図及び第71図に示すように、DRAM(半導体
チップ)1は、Z、I P(Zigzag In−1i
ne P akage)型の樹脂封止型パッケージ2で
封止されている。前記DRAM1は、16 [Mbit
] X 1[bitコの大容量で構成され、16.48
[mm]X8゜54 [m m]の平面長方形状で構成
されている。このDRAMIは、450[mil]の樹
脂封止型パッケージ2に封止される。
前記DRAMIの主面には、第71図に示すように、主
にメモリセルアレイ及び周辺回路が配置されている。メ
モリセルアレイは、後に詳述するが、1[bitlの情
報を記憶するメモリセル(記憶素子)を行列状に複数配
置している。前記周辺回路は、直接周辺回路及び間接周
辺回路で配置されている。直接周辺回路は、メモリセル
の情報書込み動作や情報読出し動作を直接制御する回路
である。
直接周辺回路は、ロウアドレスデコーダ回路、カラムア
ドレスデコーダ回路、センスアンプ回路等を含む。間接
周辺回路は、前記直接周辺回路の動作を間接的に制御す
る回路である。間接周辺回路は、クロック信号発生回路
、バッファ回路等を含む。
前記DRAMIの主面つまり前記メモリセルアレイ及び
周辺回路を配置した表面上には、インナーリード3Aを
配置している。DRAMIとインナーリード3Aとの間
には、絶縁性フィルム4を介在している。絶縁性フィル
ム4は、例えばポリイミド系樹脂膜で形成されている。
この絶縁性フィルム4のDRAMl側、インナーリード
3A側の夫々の表面には、接着層(図示しない)が設け
られている。接着層としては、例えばポリエーテルアミ
ドイミド系樹脂やエポキシ系樹脂を使用する。
この種のパッケージ2は、DRAMl上にインナーリー
ド3Aを配置したL OG (Lead On Chi
p)構造を採用している。LOG構造を採用するパッケ
ージ2は、DRAMIの形状に規制されずにインナーリ
ード3Aを自由に引き回せるので、この引き回しに相当
する分、サイズの大きなりRAM1を封止することがで
きる。つまり、LOG構造を採用するパッケージ2は、
大容量化に基づきDRAMlのサイズが大型化しても、
封止サイズ(パッケージサイズ)は小さく抑えられるの
で、実装密度を高めることができる。
前記インナーリード3Aはその一端側をアウターリード
3Bと一体に構成している。アウターリード3Bは、標
準規格に基づき、夫々に印加される信号が規定され、番
号が付されている。第70図及び第71図中、上段の左
端から1番端子、3番端子、5番端子、・・・21番端
子、23番端子と奇数番端子が順次設けられ、下段の左
端から2番端子、4番端子、6番端子、・・・22番端
子、24番端子と偶数番端子が順次設けられている、つ
まり、このパッケージ2は上段に12個の端子、下段に
12個の端子の合計24端子で構成されている。
前記1番端子はアドレス信号端子(A、)、 2番端子
は空き端子、3番端子はカラムアドレスストローブ信号
端子(6丁)、4番端子は空き端子、5番端子はデータ
出力信号端子、6番端子は基準電圧Vss端子である。
前記基準電圧Vssは例えば回路の動作電圧0 [V]
である。7番端子は電源電圧Vcc端子である。前記電
源電圧Vccは例えば回路の動作電圧5[v]である。
8番端子はデータ入力信号端子(D)、9番端子は空き
端子、10番端子はライトイネーブル信号端子(W)、
11番端子はロウアドレスストローブ信号端子(RE)
、12番端子はアドレス信号端子(A□、)、13番端
子はアドレス信号端子(A、。)である、14番端子は
アドレス信号端子(All)、 15番端子はアドレス
信号端子(A工)、16番端子はアドレス信号端子(A
、)、17番端子はアドレス信号端子(A、)、18番
端子は電源電圧Vcc端子である。前記電源電圧Vcc
は例えば回路の動作電圧5[Vコである。
19番端子は基準電圧Vss端子であり、該基準電圧V
ssは例えば回路の動作電圧OEV]である。
20番端子はアドレス信号端子(A4)、21番端子は
アドレス信号端子(A5)、22番端子はアドレス信号
端子(A、)、23番端子はアドレス信号端子(A7)
、24番端子はアドレス信号端子(A、)である 前記インナーリード3Aの他端側は、DRAMlの長方
形状の夫々の長辺を横切り、DRAMIの中央側に引き
伸ばされている。インナーリード3Aの他端側の先端は
ボンディングワイヤ5を介在させてD″RAM1の中央
部分に配列された外部端子(ボンディングパッド)BP
に接続されている。
ボンディングワイヤ5はアルミニウム(AQ)ワイヤを
使用する。また、ボンディングワイヤ5としては、金(
Au)ワイヤ、銅(Cu)ワイヤ、金属ワイヤの表面に
絶縁性樹脂を被覆した被覆ワイヤ等を使用してもよい、
ボンディングワイヤ5は熱圧着に超音波振動を併用した
ボンディング法によりボンディングされている。
前記インナーリード3Aのうち7番端子、18番端子の
夫々のインナーリード(Vcc) 3 Aは、−体に構
成され、DRAMlの中央部分をその長辺に平行に引き
伸ばされている・(このインナーリード(Vcc) 3
 Aは共用インナーリード又はバスパーインナーリード
と言われている)、同様に、6番端子、19番端子の夫
々のインナーリード(V 5s)3Aは、一体に構成さ
れ、DRAMIの中央部分をその長辺に平行に引き伸ば
されている(このインナーリード(Vss)3Aは共用
インナーリード又はバスパーインナーリードと言われて
いる)、インナーリード(Vcc)3A、インナーリー
ド(V as)3Aの夫々は、その他のインナーリード
3Aの他端側の先端で規定された領域内において平行に
延在させている。このインナーリード(Vcc)3A、
インナーリード(Vss)3Aの夫々はDRAMIの主
面のどの位置においても電源電圧Vcc、基準電圧Vs
sを供給することができるように構成されている。つま
り、このパッケージ2は、電源ノイズを吸収し易く構成
され、DRAMIの動作速度の高速化を図れるように構
成されている。
前記DRAM1の長方形状の短辺にはチップ支持用リー
ド3Cが設けられている。
前記インナーリード3A、アウターリード3B、チップ
支持用リード3Cの夫々はリードフレームから切断され
かつ成型されている。リードフレームは例えばFa−N
i(例えばNi含有率42又は50[%])合金、Cu
等で形成されている。
前記DRAMI、ボンディングワイヤ5、インナーリー
ド3A及びチップ支持用リード3Cは樹脂封止部6で封
止されている。樹脂封止部6は。
低応力化を図るために、フェノール系硬化剤、シリコー
ンゴム及びフィラーが添加されたエポキシ系樹脂を使用
している。シリコーンゴムはエポキシ系樹脂の弾性率と
同時に熱膨張率を低下させる作用がある。フィラーは球
形の酸化珪素粒で形成されており、同様に熱膨張率を低
下させる作用がある。
以上の説明かられかるように5本実施例Mによれば、Z
IP型のパッケージの16MDRAM1を縦型実装方式
で基板に実装するので、その実装密度を向上することが
できる。
以上、本発明を実施例にもとづき具体的に説明したが、
本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であること
は言うまでもない。
〔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、下記のとおりであ
る。
(1)、半導体装置の信頼性を向上することができる。
(2)、半導体装置において、半導体チップとリード間
の浮遊容量による信号伝送速度の向上及び電気ノイズの
低減を図ることができる。
(3)半導体装置において、発熱された熱の放熱効率の
向上を図ることができる。
(4)、半導体装置において、リフロー時の熱の影響を
低減することができる。
(5)、半導体装置において、温度サイクルにおける熱
の影響を低減することができる。
(6)、半導体装置において、成形欠陥の発生を防止す
ることができる。
(7)、半導体装置において、生産性の向上を図ること
ができる。
(8)、半導体装置において、耐湿性の向上を図ること
ができる。
以下、余白
【図面の簡単な説明】 第1図は1本発明の実施例■であるDRAMを封止する
樹脂封止型半導体装置の部分断面斜視図。 第2図は、第1図の平面図 第3図は、第2図のイーイ線で切った断面図、第4図は
、第1図に示すDRAMの概略構成を示すレイアウト図
、 第5図は、第1図に示すリードフレームの全体平面図。 第6図及び第7図は、第1図に示すインナーリードと半
導体チップとの関係を示す要部断面図、第8図は、第1
図に示す絶縁体の他の実施例である樹脂成型体部の概略
構成を示す断面図、第9図は、第8図のローロ線で切っ
た断面図。 第10図は、第8図の樹脂成型体と半導体チップとの接
着部を示す図。 第11図は、第1図に示す半導体チップ、絶縁体、リー
ドフレームの関係を示す組立展開図。 第12図、第13図及び第14図は、モールド樹脂材料
の特性を説明するための図、 第15図乃至第19図は、第1図に示す樹脂封止型半導
体装置のモールド樹脂を金型に注入するのに最適なパッ
ケージを説明するための図、第20図、第21A図、第
21B図、第22A図及び第22B図は1本発明の実施
例■の樹脂封止型半導体装置の概略構成及びその製造方
法を説明するための図、 第23図乃至第28図は1本発明の実施例■の樹脂封止
型半導体装置の概略構成及びその製造方法を説明するた
めの図、 第29図は、本発明の実施例■の樹脂封止型半導体装置
の概略構成を示す一部断面斜視図、第30図は、第29
図のホーホ線で切った樹脂モールド前の状態を示す断面
図。 第31図は、第29図の可撓性・流動性物質を使用する
場合の他の実施例の樹脂封止型半導体装置の樹脂モール
ド前の状態を示す断面図。 第32図、第33図は、可撓性・流動性物質を使用する
場合の他の実施例の樹脂封止型半導体装置の樹脂モール
ド前の状態を示す断面図、第34図は、可撓性・流動性
物質を使用する場合の他の実施例の樹脂封止型半導体装
置の樹脂モールド前の状態を示す断面図。 第35図は、本発明の実施例■の樹脂封止型半導体装置
の概略構成を示す断面図、 第36A図、第37A図、第38A図、第39A図、第
40A図、第41A図は、第35図の半導体チップの変
形の主面と反対側から見た平面図、第36B図、第37
B図、第38B図、第39B図、第40B図及び第41
B図は、それぞれ第36A図、第37A図、第38A図
、第39A図。 第40A図及び第41A図の横中心線で切った断面図。 第42図は、この実施例Vに関する本発明の他の実施例
を示す図、 第43図は、本発明の実施例■の樹脂封止型半導体装置
の概略構成を示す一部断面斜視図、第44図は、第43
図のへ−へ線で切った断面図、 第45図は、本発明の実施例■の変形例の樹脂封止型半
導体装置の概略構成を示す一部断面斜視図。 第46図は、第45図のトート線で切った断面図。 第47図は、本発明の実施例■の変形例の樹脂封止型半
導体装置の概略構成を示す一部断面斜視図、 第48図は、第47図のチーチ線で切った断面図、 第49図は、本発明の実施例■の樹脂封止型半導体装置
の概略構成を示す一部断面斜視図第50図は、第49図
のり−り線で切った断面図。 第51図は、前記実施例■の半導体チップの素子レイア
ウト及びボンディングパッドBPのレイアウト平面図、 第52図は、前記実施例■のリードフレーム全体平面図
、 第53図は、本発明の実施例■の樹脂封止型半導体装置
のリードフレームの概略構成を示す平面図、 第54A図、第54B図及び第54C図は、夫々本発明
の実施例■の樹脂封止型半導体装置の半導体チップ固定
部断面図、 第55図、第56図及び第57図は、本発明の実施例■
の樹脂封止型半導体装置の変形例の樹脂モールドする前
の状態を示す断面図、 第58図及び第59図は1本発明の実施例■の樹脂封止
型半導体装置の半導体チップ上のレイアウト図) 第60図は、本発明の実施例■の樹脂封止型半導体装置
のパッケージの説明用断面図、第61図は、実施例Xの
樹脂封止型半導体装置の配線基板と対向する面側から見
た斜視図。 第62図は、第61図のルール線で切った断面図、 第63図は、前記実施例Xの樹脂封止型半導体装置の変
形例の断面図。 第64図、第65図、第66図及び第67図は、前記実
施例Xの半導体装置の他の変形例の断面図、第68図及
び第69図は、前記実施例Xの樹脂封止型半導体装置を
配線基板に実装した状態を示す断面図。 第70図は、本発明の実施例■であるDRAMを封止す
る樹脂封止型半導体装置の概略構成を示す全体外観斜視
図、 第71図は、第70図の一部断面斜視図である。 図中、1・・・DRAM、2・・・樹脂封止型パッケー
ジ、3・・・リードフレーム、3A・・・インナーリー
ド、3A1・・・信号用インナーリード、3A2・・・
共用インナーリード、3B・・・アウターリード、3c
、3c・・・支持用リード(吊りリード)、4.4A、
4B、4C14D・・・絶縁性フィルム、5・・・ボン
ディングワイヤ、6・・・樹脂成形体、7・・・接着剤
、8・・・α線遮蔽用ポリイミド膜、9・・・ポリイミ
ド膜、10・・・シリコンウェハ、11.IIA、II
B、lIC1110,11E、IIF、IIG、IIH
・・・メモリセルアレイ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、半導体チップの回路形成面のX方向又はY方向の中
    心線の近傍に共用インナーリードが前記半導体チップと
    電気的に絶縁する絶縁体を介在して接着され、かつ前記
    半導体チップの回路形成面上に、複数の信号用インナー
    リードが、前記半導体チップと電気的に絶縁する絶縁体
    を介在して接着され、該インナーリード及び共用インナ
    ーリードと半導体チップとが夫々ボンディングワイヤで
    電気的に接続され、モールド樹脂で封止される半導体装
    置であって、前記インナーリードは、前記絶縁体と接合
    する部分よりアウターリード側の前記半導体チップとイ
    ンナーリードとの間隔が、前記絶縁体と接合する部分の
    間隔より広くなっていることを特徴とする半導体装置。 2、前記絶縁体の占める面積が半導体チップ面積に対し
    て少なくとも1/2以下であることを特徴とする請求項
    1に記載の半導体装置。 3、前記絶縁体と半導体チップの回路形成面とを接合す
    る面積が製造上可能な最小限の値となっていることを特
    徴とする請求項1に記載の半導体装置。 4、前記絶縁体が前記インナーリードの一部を含む樹脂
    成形体からなっていることを特徴とする請求項1に記載
    の半導体装置。 5、前記絶縁体の材料は、下記の複数条件のうち少なく
    とも2条件を満足するものであることを特徴とする請求
    項1乃至4の各項に記載の半導体装置。 (1)飽和吸湿率が封止レジンと同程度もしくはそれ以
    下であること、 (2)10^3Hz、常温乃至200℃において誘電率
    が4.0以下であること、 (3)温度200℃でのバーコル硬度(GYZJ934
    −1)が20以上であること、 (4)ウラン、トリウム含有量が1ppb以下で120
    ℃、100時間抽出した場合の可溶性 ハロゲン元素量10ppm以下であること、(5)半導
    体チップ及びインナーリードとの接着性が良好であるこ
    と、 (6)熱膨張係数が20×10^−^6/℃以下である
    こと、 (7)熱可塑性樹脂の場合には、そのガラス転移温度が
    220℃以上であること。 6、半導体チップの回路形成面上に、複数のインナーリ
    ードの全部が半導体チップの回路形成面から浮いた状態
    で配設され、前記複数のインナーリードのうち通電しな
    いインナーリードの部分で前記半導体チップが接着固定
    され、当該インナーリード以外のインナーリードと半導
    体チップとをボンディングワイヤで電気的に接続し、モ
    ールド樹脂で封止されたことを特徴とする半導体装置。 7、半導体チップの回路形成面上に、複数のインナーリ
    ードが半導体チップの回路形成面から浮いた状態に配設
    され、前記半導体チップの回路形成面と反対側の面が前
    記インナーリードの一部で絶縁体を介して接着固定され
    、前記インナーリードと半導体チップとがボンディング
    ワイヤで電気的に接続され、モールド樹脂で封止された
    ことを特徴とする半導体装置。 8、半導体チップの回路形成面上に、複数のインナーリ
    ードが、前記半導体チップと電気的に絶縁する絶縁体を
    介在して接着され、該インナーリードと半導体チップと
    がボンディングワイヤで電気的に接続され、モールド樹
    脂で封止された半導体装置において、パッケージの長手
    方向の側面の中央部の半導体チップの回路形成面上に、
    前記半導体チップと電気的に絶縁された放熱用リードの
    一端が設けられ、該放熱用リードの他端が半導体チップ
    の回路形成面のパッケージ外部の上部まで延長されてい
    ることを特徴とする半導体装置。 9、前記放熱用リードの他端が、半導体チップの回路形
    成面と反対側の面のパッケージ外部の下部まで延長され
    ていることを特徴とする請求項8に記載の半導体装置。 10、前記放熱用リードの一端が、半導体チップの回路
    形成面の発熱部分の上部まで延長されていることを特徴
    とする請求項8又は9に記載の半導体装置。 11、半導体チップの回路形成面上に、複数のインナー
    リードが、前記半導体チップと電気的に絶縁する絶縁体
    を介在して接着され、該インナーリードと半導体チップ
    とがボンディングワイヤで電気的に接続され、モールド
    樹脂で封止された半導体装置において、パッケージの長
    手方向の側面の中央部の半導体チップの回路形成面と反
    対側の面上に、電気的に前記半導体チップと絶縁された
    放熱用リードの一端が設けられ、該放熱用リードの他端
    が半導体チップの回路形成面のパッケージ外部の上部又
    は半導体チップの回路形成面と反対側の面のパッケージ
    外部の下部まで延長されていることを特徴とする半導体
    装置。 12、前記放熱用リードの外部位置に放熱板が設けられ
    ていることを特徴とする請求項8乃至11の各項に記載
    の半導体装置。 13、前記半導体チップの回路形成面のX方向又はY方
    向の中心線の近傍に共用インナーリードを配設したこと
    を特徴とする請求項6乃至12の各項に記載の半導体装
    置。 14、ボンディングワイヤに絶縁材被覆したことを特徴
    とする請求項1乃至12の各項に記載の半導体装置。 15、前記半導体チップの回路形成面に、その回路形成
    面上に配線されるボンディングワイヤと共用インナーリ
    ードと交差することのないボンディングパッドを配設し
    たことを特徴とする請求項1乃至6の各項又は請求項1
    3に記載の半導体装置。 16、前記モールド樹脂材料は、熱硬化性樹脂に、粒度
    分布0.1〜100μm、平均粒径が5〜20μm、最
    大充填密度が0.8以上の実質的に球形の無機フィラを
    70重量百分率(wt%)以上配合した樹脂組成物であ
    ることを特徴とする請求項1乃至15の各項に記載の半
    導体装置。 17、前記モールド樹脂材料は、前記熱硬化性樹脂とし
    て、フェノール硬化型エポキシ樹脂、レゾール型フェノ
    ール樹脂、ビスマレイミド樹脂のうち少なくとも一種を
    主成分として用いた樹脂組成物であることを特徴とする
    請求項16に記載の半導体装置。 18、前記モールド樹脂材料は、前記熱硬化性樹脂とし
    て、レゾール型フェノール樹脂あるいはビスマレイミド
    樹脂のいずれかを主成分とし、かつ、その成形品は21
    5℃の曲げ強度が3kgf/mm^2以上であることを
    特徴とする請求項16又は17に記載の半導体装置。 19、前記モールド樹脂材料は、無機フィラとして粒度
    分布0.1〜100μm、平均粒径が5〜20μm、最
    大充填密度が0.8以上の実質的に球形の溶融シリカで
    あることを特徴とする請求項16乃至18の各項に記載
    の半導体装置。 20、前記モールド樹脂材料は、無機フィラとして粒度
    分布0.1〜100μm、平均粒径が5〜20μm、最
    大充填密度が0.8以上の実質的に球形の溶融シリカを
    組成物全体に対して67.5体積百分率(vol%)以
    上配合され、成形品は線膨張係数が1.4×10^−^
    5/℃以下であることを特徴とする請求項16乃至19
    の各項に記載の半導体装置。 21、封止材料は、10倍量のイオン交換水と混合し、
    120℃で100時間抽出した場合に抽出液のpHが3
    〜7、電気電導度が200μS/cm以下、ハロゲンイ
    オン、アンモニアイオン並びに金属イオンの抽出量が1
    0ppm以下であることを特徴とする請求項16乃至2
    0に記載の半導体装置。 22、半導体チップの回路形成面上に、複数のインナー
    リードが、前記半導体チップと電気的に絶縁する絶縁体
    を介在して接着剤で接着され、該インナーリードと半導
    体チップとがボンディングワイヤで電気的に接続され、
    モールド樹脂で封止された半導体装置において、前記接
    着剤にフィラとして無機又は接着温度よりも高い軟化点
    を有する熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂から選ばれ
    る粒径が一定の球形の微粒子が配合されていることを特
    徴とする請求項1乃至21の各項に記載の半導体装置。 23、半導体チップの回路形成面上に、複数のインナー
    リードが、前記半導体チップと電気的に絶縁する絶縁体
    を介在して接着剤で接着され、又は半導体チップの回路
    形成面から浮いた状態で配設され、該インナーリードと
    半導体チップとがボンディングワイヤで電気的に接続さ
    れ、モールド樹脂で封止された半導体装置において、前
    記半導体チップのボンディングパッド以外の回路形成領
    域全域にα線遮蔽用ポリイミド膜が被覆され、半導体チ
    ップ上に少なくともインナーリードの先端又は及び吊り
    リードとが接着される箇所に絶縁膜が形成されているこ
    とを特徴とする請求項1乃至22の各項に記載の半導体
    装置。 24、前記絶縁体は、印刷の可能な無機フィラを含有す
    る熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項23に記
    載の半導体装置。 25、前記絶縁体の占める面積がチップ面積に対して少
    なくとも1/2以下であることを特徴とする請求項23
    又は24の各項に記載の半導体装置。 26、前記半導体チップの回路形成面と反対側の面にポ
    リイミド膜が形成されていることを特徴とする請求項2
    3乃至25の各項に記載の半導体装置。 27、少なくとも、半導体ウェハに溶剤剥離形ドライフ
    ィルムを張り付け、通常の露光、現像工程を経たのち、
    ペースト状の絶縁体を塗布しスキージにより埋込み、加
    熱してキュアし、フィルムを剥離する工程を含むウェー
    ハプロセスにより前記絶縁体が高精度に形成される工程
    を備えたことを特徴とする請求項23乃至26の各項に
    記載の絶縁体の形成方法。 28、前記絶縁体が、ソルダレジスト用ドライフィルム
    の露光、現像により形成される工程を備えたことを特徴
    とする請求項26に記載の絶縁膜の形成方法。 29、半導体チップの回路形成面上に、複数のインナー
    リードが、前記半導体チップと電気的に絶縁する絶縁体
    を介在して接着剤で接着され、該インナーリードと半導
    体チップとがボンディングワイヤで電気的に接続され、
    モールド樹脂で封止された半導体装置において、前記イ
    ンナーリードの半導体チップ対向面のチップ最近接面の
    全面又は一部に絶縁フィルムが配設されたことを特徴と
    する半導体装置。 30、半導体チップの回路形成面上に、複数のインナー
    リードが、前記半導体チップと電気的に絶縁する絶縁体
    を介在して接着剤で接着され、該インナーリードと半導
    体チップとがボンディングワイヤで電気的に接続され、
    モールド樹脂で封止された半導体装置において、半導体
    チップの回路形成面の一部あるいは全面をモールド樹脂
    よりも可撓性あるいは流動性のある物質で覆ってその物
    質がボンディングワイヤの一部分あるいは全体を覆うよ
    うにせしめ、その外側が樹脂で封止されたことを特徴と
    する半導体装置。 31、半導体チップの回路形成面上に、複数のインナー
    リードが、前記半導体チップと電気的に絶縁する絶縁体
    を介在して接着剤で接着され、該インナーリードと半導
    体チップとがボンディングワイヤで電気的に接続され、
    モールド樹脂で封止された半導体装置において、前記半
    導体チップの回路形成面の一部あるいは全面をポッテイ
    ング樹脂で覆ってその樹脂がボンディングワイヤの一部
    分あるいは全体を覆うようにせしめ、その外側がモール
    ド樹脂で封止されたことを特徴とする半導体装置。 32、前記半導体チップの非回路形成面側を覆うモール
    ド樹脂外表面の一部に凹部が設けられ、半導体チップの
    一部を実質上露出させることを特徴とする請求項31に
    記載の半導体装置。 33、前記半導体チップの回路形成面のX方向又はY方
    向の中心線の近傍に共用インナーリードが設けられたこ
    とを特徴とする請求項30乃至32の各項に記載の半導
    体装置。 34、半導体チップの回路形成面上に、複数のインナー
    リードが、前記半導体チップと電気的に絶縁する絶縁体
    を介在して接着剤で接着され、該インナーリードと半導
    体チップとがボンディングワイヤで電気的に接続され、
    モールド樹脂で封止された半導体装置において、前記半
    導体チップの非回路形成面に凹部又は凸部が設けられた
    ことを特徴とする半導体装置。 35、半導体チップの回路形成面上に、複数のインナー
    リードが、前記半導体チップと電気的に絶縁する絶縁体
    を介在して接着剤で接着され、該インナーリードと半導
    体チップとがボンディングワイヤで電気的に接続され、
    モールド樹脂で封止された半導体装置において、前記半
    導体チップの非回路形成面に複数の溝が設けられたこと
    を特徴とする半導体装置。 36、半導体チップの回路形成面上に、複数のインナー
    リードが、前記半導体チップと電気的に絶縁する絶縁体
    を介在して接着剤で接着され、該インナーリードと半導
    体チップとがボンディングワイヤで電気的に接続され、
    モールド樹脂で封止された半導体装置において、前記半
    導体チップの回路形成面と反対側の面に酸化珪素膜を残
    した状態で、凹部又は凸部もしくは複数の溝が設けられ
    たことを特徴とする半導体装置。 37、半導体チップの回路形成面上に、複数のインナー
    リードが、前記半導体チップと電気的に絶縁する絶縁体
    を介在して接着剤で接着され、該インナーリードと半導
    体チップとがボンディングワイヤで電気的に接続され、
    モールド樹脂で封止された半導体装置において、前記イ
    ンナーリードの半導体チップと接着している部分からパ
    ッケージの外壁までの距離が、半導体チップの回路形成
    面の反対側の面からパッケージの外壁までの距離より大
    きいことを特徴とする半導体装置。 38、インナーリードとのボンディングパッドが鏡面対
    称に設けられた2個の半導体チップと、該2個の半導体
    チップの回路形成面側でインナーリードを挟んで該イン
    ナーリードと半導体チップのボンディングパッドとを電
    気的に接続し、モールド樹脂で封止したことを特徴とす
    る請求項1乃至37の各項に記載の半導体装置。 39、前記半導体チップの回路形成面のX方向又はY方
    向の中心線の近傍に共用インナーリードが配設されたこ
    とを特徴とする請求項34乃至38の各項に記載の半導
    体装置。 40、樹脂封止型半導体装置において、該樹脂封止型半
    導体装置の搭載基板に対向する表面に、少なくとも1本
    の放熱用溝が設けられ、この放熱用溝の両端が半導体装
    置の側面において外部に向けて開口していることを特徴
    とする請求項1乃至39の各項に記載の半導体装置。 41、前記半導体装置において、前記放熱用溝が設けら
    れている半導体装置の面と反対側の面に、この放熱用溝
    と同じ向きに第2の放熱用溝が設けられ、この第2の放
    熱用溝の両端が半導体装置の側面において外部に向けて
    開口していることを特徴とする請求項40に記載の半導
    体装置。 42、前記半導体装置において、半導体装置の搭載基板
    に対向する表面に設けられた放熱用溝の底面におけるモ
    ールド樹脂の厚さが、0.3mm以下であることを特徴
    とする請求項41又は請求項42に記載の半導体装置。 43、前記半導体チップの回路形成面のX方向又はY方
    向の中心線の近傍に共用インナーリードが配設されたこ
    とを特徴とする請求項40乃至42の各項に記載の半導
    体装置。 44、請求項40乃至請求項42の各項に記載の半導体
    装置を互いの放熱用溝が連なるように搭載基板に実装し
    たことを特徴とする電子装置。
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