JPH03120748A - Lead frame - Google Patents

Lead frame

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JPH03120748A
JPH03120748A JP25809389A JP25809389A JPH03120748A JP H03120748 A JPH03120748 A JP H03120748A JP 25809389 A JP25809389 A JP 25809389A JP 25809389 A JP25809389 A JP 25809389A JP H03120748 A JPH03120748 A JP H03120748A
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JP
Japan
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plane
lead frame
ground
power
dielectric constant
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JP25809389A
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Inventor
Hideji Sagara
秀次 相楽
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Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
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Publication date
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
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    • HELECTRICITY
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    • H01L2924/30107Inductance

Landscapes

  • Wire Bonding (AREA)
  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce inductances of a power source connection part and ground part and to provide a lead frame in which the waveform of a high speed signal is not deteriorated by forming the connection part and the ground part as power source and ground planes, and arranging on the surface of a die pad and/or inner leads. CONSTITUTION:The power source plans 1 of a film pattern is formed by adhering a conductor foil 11 to the surface of a low dielectric constant resin film 12, and a land 13 made of a slit hole for connecting a ground plane 2 to a ground pin is formed at one end. A lead frame 3 has a die pad 31 and inner leads 32, the plane 2 is arranged on the pad 31 and the leads 32, and the plane 1 is arranged thereon. In this case, lands 23, 13 are brought into coincidence with ground pins 32c, lands 24, 14 are brought into coincidence with ground pin 32b, and slits 25, 15 are brought into coincidence with many signal pins 32a, 32a,....

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、半導体素子を搭載するためのリードフレーム
に関し、特に、半導体素子が組み付けられるグイパッド
を有するデュアルインラインパッケージタイプの半導体
デバイスに用いられるリードフレームに関するものであ
る。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a lead frame for mounting a semiconductor element, and in particular to a lead used in a dual in-line package type semiconductor device having a guide pad on which a semiconductor element is assembled. It's about frames.

[従来の技術] 高周波にて動作するC−MOS等の高速デバイスのよう
な半導体を組み立てるためにリードフレームが従来から
用いられている。このリードフレームに半導体ペレット
を組み付けた状態でパッケージングすることにより半導
体デバイスが形成されている。
[Prior Art] Lead frames have conventionally been used to assemble semiconductors such as high-speed devices such as C-MOS that operate at high frequencies. A semiconductor device is formed by packaging a semiconductor pellet assembled with this lead frame.

従来の高速デバイス用パッケージとしては、第9図に示
すように外部回路に接続されるアウターリード(不図示
)と半導体ペレット01に接続されるインナーリード0
2とが形成されているリードフレームを用いたものがあ
る。同図に示すように、このパッケージは、アルミナセ
ラミックスからなるベース03を備えており、このベー
ス03に半導体ペレッ;・01がAu−3i合金04に
より接合されると共に、ベース03の周縁にインナーリ
ード02の端部が配設され、半導体ペレット01とイン
ナーリード02とをA1等からなるワイヤ05によりボ
ンディングし、この状態でアルミナセラミックスからな
るキャップ06をベース03に低融点ガラス07を用い
て封止するようにしたものであり、D I P (Du
al In−Line Package)タイプの一つ
であるハーメチックタイプのパッケージである。
As shown in FIG. 9, a conventional high-speed device package includes an outer lead (not shown) connected to an external circuit and an inner lead 0 connected to a semiconductor pellet 01.
There is one that uses a lead frame in which 2 is formed. As shown in the figure, this package is equipped with a base 03 made of alumina ceramics, a semiconductor pellet; The semiconductor pellet 01 and the inner lead 02 are bonded with a wire 05 made of A1 or the like, and in this state, a cap 06 made of alumina ceramics is sealed on the base 03 using a low melting point glass 07. DIP (Du
This is a hermetic type package, which is one of the types (In-Line Package).

また、他のパッケージとしては、アウターリードのみが
形成されているリードフレームを用い、インナーリード
はセラミックス上にファインライン導体を用いて印刷に
より形成したセラミックパッケージのサーデイツプ(C
er−DIP)タイプがある。
In addition, as another package, a lead frame is used in which only the outer leads are formed, and the inner leads are printed on ceramics using a fine line conductor.
er-DIP) type.

更に、インナーリード及びアウターリードが共に形成さ
れたリードフレームを用いて、プラスチックにて樹脂封
止を行ったタイプのパッケージもある。
Furthermore, there is also a type of package that uses a lead frame on which both inner leads and outer leads are formed and is sealed with plastic.

最近では、LSIの多ピン化にともなって、前述のDI
Pタイプのセラミックパッケージで最高1、00ピン程
度までの多ピン構造のパンケージングがなされており、
またサーデイツプタイプのパッケージで42ピン程度の
多ピン構造のパッケージングがなされている。
Recently, with the increase in the number of pins on LSIs, the above-mentioned DI
The P-type ceramic package has a multi-pin structure with a maximum of about 1,000 pins and is pancaged.
Also, a third-deep type package has a multi-pin structure of about 42 pins.

[発明が解決しようとする課題] ところで、C−MOS等の高速デバイスの接続・実装上
の問題を考えると、バイポーラトランジスタを用いる従
来の実装技術では、パッケージ内の配線の特性インピー
ダンスが不十分なものとなり、このため、信号の伝送帯
域が狭くなってしまう。この結果、立ち」二がりの速い
パルスは、波形歪や減衰が生じてしまい、雑音)・ラブ
ルを生じるという問題がある。
[Problem to be solved by the invention] By the way, when considering problems in connection and mounting of high-speed devices such as C-MOS, conventional mounting technology using bipolar transistors has problems due to insufficient characteristic impedance of wiring within the package. As a result, the signal transmission band becomes narrower. As a result, pulses with a fast rise and fall are subject to waveform distortion and attenuation, resulting in problems such as noise and trouble.

この雑音l・ラブルを引き起こす雑音電圧の一つの要因
は、電源接続部である電源ラインのインダクタンスLが
発生する逆起電圧V emfである。この逆起電圧Ve
mfは、ラインインダクタンスLと電流がオフするとき
の速さ(diet)に比例するので、次式で表される。
One factor of the noise voltage that causes this noise l/rub is the back electromotive voltage V emf generated by the inductance L of the power supply line that is the power supply connection part. This back electromotive force Ve
Since mf is proportional to the line inductance L and the speed (diet) when the current is turned off, it is expressed by the following equation.

すなわち、 Vemf= −(d i / d t )また、C−M
OS等の高速デバイスにおけるスイッチング時間が、バ
イポーラトランジスタのそれに比べて1桁以上速いため
、このような高速デバイスに対してバイポーラトランジ
スタと同じ接続方式によりワイヤリングを行うと、ライ
ンインダクタンスLが発生する逆起電力も1桁以上大き
くなってしまう。
That is, Vemf= −(d i / d t ) and C−M
The switching time of high-speed devices such as OSs is more than an order of magnitude faster than that of bipolar transistors, so if such high-speed devices are wired using the same connection method as bipolar transistors, back electromotive force that generates line inductance L will occur. The power consumption also increases by an order of magnitude or more.

更に、従来のDIPタイプのパッケージの場合、リード
02のピン08数が増えてくると、第10図に示すよう
に電源ピン09及び接地ピン(図示しないが電源ピンと
ほぼ同じ形状)は、半導体ペレットに対して対称的に存
在するため、二点鎖線aで示されているパッケージ内A
での長さが長くなる。このため、電源リードのラインイ
ンダクタンスLがきわめて大きな値となり、スイッチン
グによる誤動作が起きるようになり好ましくない。
Furthermore, in the case of a conventional DIP type package, as the number of pins 08 of the lead 02 increases, the power pin 09 and the ground pin (not shown, but almost the same shape as the power pin) are made of semiconductor pellets, as shown in Figure 10. Because it exists symmetrically with respect to
The length becomes longer. For this reason, the line inductance L of the power supply lead becomes extremely large, which is undesirable because malfunctions due to switching occur.

そこで、スイッチングによる誤動作を防ぐためには、ス
イッチング速度を必要以上に速くしないか、もしくは逆
起電力Vemfを抑制すべく電源ラインの低インダクタ
ンス配線を行う必要がある。
Therefore, in order to prevent malfunctions due to switching, it is necessary to either make the switching speed not faster than necessary or to wire the power supply line with low inductance in order to suppress the back electromotive force Vemf.

しかしながら、機器の高性能化を実現するためには、ス
イッチング速度の高速化は不可欠なことであるので、電
源ラインの低インダクタンス化によって、デバイスの誤
動作防止を行い、高性能化を図ることが最も適切な対策
である。
However, in order to achieve higher performance in devices, higher switching speeds are essential, so the best way to improve performance is to reduce the inductance of the power supply line to prevent device malfunctions. This is an appropriate measure.

現在、このような対策として、 リードフレームの電源
ピンの位置をパッケージの中央に設定することにより、
ラインインダクタンスLの減少を図る等の対策が採られ
ている。しかし、この対策では、パッケージ後、樹脂も
しくはセラミック等で被覆される領域が狭くなってしま
うので、電源ラインからの水分の浸入等が起き易くなり
、LSIの電源用電極パッドの腐食が容易に生じる為対
策としては好ましくない。
Currently, as a countermeasure to this, the position of the power pin of the lead frame is set in the center of the package.
Measures have been taken to reduce the line inductance L. However, with this measure, the area covered with resin or ceramic after packaging becomes narrower, making it easier for moisture to enter from the power supply line, and corrosion of the LSI's power supply electrode pads. This is not recommended as a countermeasure.

一方、一つのデバイスから次のデバイスに高速の信号を
伝送するとき、次段のデバイス入力端には、通常の配線
の特性インピーダンスと同一の抵抗値を有する整合抵抗
を配置して反射を防ぐ等の対策が採られている。しかし
、パッケージの外部に整合抵抗を配置した場合には、パ
ッケージ内のリードの配線及びボンディングワイヤの存
在により、オープンスタブとなり、伝送波形の劣化を弓
き起こしてしまうという問題がある。
On the other hand, when transmitting high-speed signals from one device to the next, a matching resistor with the same resistance value as the characteristic impedance of normal wiring is placed at the input terminal of the next device to prevent reflections. Measures are being taken. However, when a matching resistor is placed outside the package, there is a problem in that the presence of lead wiring and bonding wires inside the package results in an open stub, which causes deterioration of the transmission waveform.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、パッケージ内部の電源接続部及び接地
部のインダクタンスを低減することのできるリードフレ
ームを提供することである。
The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a lead frame that can reduce the inductance of the power supply connection section and the ground section inside the package.

本発明の他の目的は、一つのデバイスから次のデバイス
に伝送される高速信号の波形が劣化することのないリー
ドフレームを提供することである。
Another object of the present invention is to provide a lead frame that does not degrade the waveform of high-speed signals transmitted from one device to the next.

[課題を解決するための手段] 前述の課題を解決するために、本発明は、半導体ペレッ
トを搭載するグイパッドとインナーリードとを少なくと
も備えたリードフレームを用いると共に、電源接続部及
び接地部をプレーン構造の部材により電源プレーン及び
接地プレーンとじて形成し、これら電源プレーン及び接
地プレーンを前記グイパッドの表面及び/または前記イ
ンナーリードに配設したことを特徴としている。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above-mentioned problems, the present invention uses a lead frame that includes at least an inner lead and a Gui pad on which a semiconductor pellet is mounted, and also has a power supply connection part and a ground part made of a plane. The present invention is characterized in that a power plane and a ground plane are formed together by structural members, and the power plane and the ground plane are disposed on the surface of the guide pad and/or the inner lead.

また、本発明は、前記電源プレーン及び接地プレーンを
積層構造に形成し、これらの電源プレーン及び接地プレ
ーンを、電源接続部及び接地部となる導体箔と、低誘電
率樹脂フィルムとからなる二層または多層フィルムによ
り形成すると共に、これらの二層または多層フィルムに
より構成される接地プレーンとインナーリードとにより
マイクロストリップ路線を形成したことを特徴としてい
る。
Moreover, the present invention forms the power plane and the ground plane in a laminated structure, and the power plane and the ground plane are made of two layers consisting of a conductive foil serving as a power connection part and a ground part, and a low dielectric constant resin film. Alternatively, it is characterized in that it is formed of a multilayer film, and a microstrip line is formed by a ground plane and an inner lead formed of these two or multilayer films.

[作用] このような構成をした本発明に係るリードフレームにお
いては、電源接続部及び接地部がプレーン構造の電源プ
レーン及び接地プレーンとして形成しているので、電源
接続部のインダクタンスを小さくできると同時にデカッ
プリング構造により電源電圧のバウンスを抑制できる。
[Function] In the lead frame according to the present invention having such a configuration, the power connection portion and the ground portion are formed as a power plane and a ground plane with a plane structure, so that the inductance of the power connection portion can be reduced and at the same time. The decoupling structure can suppress the bounce of the power supply voltage.

また前記接地プレーンとインナーリードの信号ピンとに
より、マイクロストリップ路線を形成しているので、パ
ッケージ内部に整合抵抗が設けられることになる。これ
により、パッケージ内部の特性インピーダンス制御可能
となり、伝送波形の劣化が防止されるようになる。
Further, since the ground plane and the signal pin of the inner lead form a microstrip line, a matching resistor is provided inside the package. This makes it possible to control the characteristic impedance inside the package and prevent deterioration of the transmission waveform.

[実施例] 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。[Example] Hereinafter, the present invention will be explained in detail using the drawings.

第1図は本発明に係るリードフレームに配設されるフィ
ルムパターンを示し、 (a)はそのフィルムパターン
の、電源プレーンを形成する上層プレーンの平面図、 
(b)は(a)におけるIBrB線に沿う断面図、 (
c)はそのフィルムパターンの、接地プレーンを形成す
る下層プレーンの平面図、 (d)は(c)におけるI
D−ID線に沿う断面図である。図中、 1は電源プレ
ーン、 2は接地プレーン、 11.21は導体箔、 
12,22は低誘電率樹脂フィルム、  13.23は
接地プレーン2とリードフレームの接地ピンとを接続す
るためのランド部、 14.24は電源プレーン1とリ
ードフレームの電源ピンとを接続するための1 ランド侃 15,25はワイヤボンディング用スリット
である。
FIG. 1 shows a film pattern disposed on a lead frame according to the present invention, and (a) is a plan view of an upper layer plane forming a power supply plane of the film pattern;
(b) is a cross-sectional view along the IBrB line in (a), (
c) is a top view of the lower plane forming the ground plane of the film pattern; (d) is the I in (c);
It is a sectional view along the D-ID line. In the figure, 1 is a power plane, 2 is a ground plane, 11.21 is a conductor foil,
12 and 22 are low dielectric constant resin films, 13.23 is a land portion for connecting the ground plane 2 and the ground pin of the lead frame, and 14.24 is 1 for connecting the power plane 1 and the power pin of the lead frame. The lands 15 and 25 are slits for wire bonding.

第1図(a)、  (b)に示すように、フィルムパタ
ーンの電源プレーン1は低誘電率樹脂フィルム12の表
面に導体箔11が接合されて形成されている。これらの
導体箔11と導電率樹脂フィルム12との一方の端部に
は、接地プレーン2とリードフレームとの接地ピンとを
接続するためのスリン)・孔からなるランド部13が形
成されている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, a film pattern power plane 1 is formed by bonding a conductive foil 11 to the surface of a low dielectric constant resin film 12. As shown in FIGS. At one end of the conductive foil 11 and the conductive resin film 12, a land portion 13 consisting of a hole for connecting the ground plane 2 and the ground pin of the lead frame is formed.

また、これらの導体箔11と低誘電率樹脂フィルム12
との他方の端部には、電源プレーン1とリードフレーム
との電源ピンとを接続するためのスリット孔からなるラ
ンド部14が形成されている。
In addition, these conductor foils 11 and low dielectric constant resin films 12
A land portion 14 consisting of a slit hole for connecting the power plane 1 and the power pin of the lead frame is formed at the other end of the lead frame.

これらのランド部13.14の配設位置は特に限定され
るものではなく、フィルムパターンの任意の位置に1個
以」二設けられるようになっている。
The positions of these land portions 13 and 14 are not particularly limited, and one or more land portions 13 and 14 may be provided at any desired position of the film pattern.

更に、導体箔11及び低誘電率樹脂フィルム12の中央
部には、半導体ペレット上の電極パッドとリードフレー
ムの信号ピンとを金属ワイヤにより接続するために、多
数のワイヤボンディング用2− スリン1−15.15.  ・・・が打ち抜きにより形
成されている。これらのスリット15,15.  ・・
・はリードフレームの各信号ピン毎に個別に設けられて
いる。なお、スリット孔15は信号ピンの存在する一連
の領域に連ねて大きな形状にして、いくつかの信号ピン
に対して一つのスリット孔15が対応するように形成し
てもよい。
Further, in the center of the conductor foil 11 and the low dielectric constant resin film 12, a large number of wire bonding wires 1-15 are provided in order to connect the electrode pads on the semiconductor pellet and the signal pins of the lead frame with metal wires. .15. ... is formed by punching. These slits 15, 15.・・・
・ is provided individually for each signal pin of the lead frame. Note that the slit holes 15 may be formed in a large shape so as to be connected to a series of regions where signal pins are present, so that one slit hole 15 corresponds to several signal pins.

同様に、同図(c)、  (d)に示すように、フィル
ムパターンの接地プレーン2は低誘電率樹脂フィルム2
2の表面に導体箔21が接合されて形成されている。こ
れらの導体箔21及び低誘電率樹脂フィルム22には、
前述の電源プレーン1とほぼ同じようなランド部23.
24及びスリット25が同じ位置に設けられている。
Similarly, as shown in Figures (c) and (d), the ground plane 2 of the film pattern is a low dielectric constant resin film 2.
A conductive foil 21 is bonded to the surface of 2. These conductor foil 21 and low dielectric constant resin film 22 include
A land portion 23 similar to the power plane 1 described above.
24 and slit 25 are provided at the same position.

第2図は電源プレーン1及び接地プレーン2の積層フィ
ルムをダイパッド付リードフレームに配設することによ
り形成される高速素子用リードフレームの部分分解斜視
図である。図中、3はリードフレーム、 31はダイパ
ッド、 32はインナーリード、 32aはインナーリ
ード32における信号ピン、 32bはインナーリード
32における電源ピン、 32cはインナーリード32
における接地ピンである。
FIG. 2 is a partially exploded perspective view of a lead frame for a high-speed device formed by disposing a laminated film of a power plane 1 and a ground plane 2 on a lead frame with a die pad. In the figure, 3 is a lead frame, 31 is a die pad, 32 is an inner lead, 32a is a signal pin in the inner lead 32, 32b is a power pin in the inner lead 32, 32c is an inner lead 32
This is the ground pin.

第2図に示すように、 リードフレーム3はダイパッド
31及びインナーリード32備えている。
As shown in FIG. 2, the lead frame 3 includes a die pad 31 and inner leads 32.

このリードフレーム3のダイパッド31の表面及びイン
ナーリード32の表面上に、接地プレーン2配設すると
共に、その接地プレーン2の」二に電源プレーン1を配
設する。その場合、ランド部23.13が接地ピン32
cに、またランド部24゜14が電源ピン32bに、更
にスリン1−25.15が多数の信号ピン32 a、 
 32 a、  ・・・に、それぞれ合致するようにす
る。
A ground plane 2 is provided on the surface of the die pad 31 and the surface of the inner leads 32 of this lead frame 3, and a power plane 1 is provided on the second side of the ground plane 2. In that case, the land portion 23.13 is connected to the ground pin 32.
In addition, the land portion 24°14 is connected to the power pin 32b, and the Surin 1-25.15 is connected to the numerous signal pins 32a,
32 a, . . . match each other.

次にこのように構成された電源プレーン1及び接地プレ
ーン2とリードフレーム3の@源ピン32b及び接地ピ
ン32cとの接続方法について説明する。
Next, a method of connecting the power plane 1 and the ground plane 2 configured in this way to the @source pin 32b and the ground pin 32c of the lead frame 3 will be described.

第3図は電源プレーン1及び接地プレーン2の各ランド
部13,23,14.24の斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view of each land portion 13, 23, 14, 24 of the power plane 1 and the ground plane 2.

第3図(a)に示すように、電源プレーン1とリードフ
レーム3の電源ピン32bとの接続方法としては、前述
のように電源プレーン1の導体箔11及び低誘電率樹脂
フィルム12のランド部14にこれらを貫通するスリッ
ト孔を設ける。また接地プレーン2のランド部24にも
スリット孔を設けるが、その場合このスリット孔は、導
体箔21に形成される部分がランド部14のスリット孔
よりも大径のスリット孔24aとし、低誘電率樹脂フィ
ルム22のランド部24には、スリット孔14とほぼ同
径のスリット孔24bをスリット孔24aと同軸上に設
ける。そして、両プレーン1゜20ランド部14.24
を合致させて段差構造にし、半田等によりリードフレー
ム3のインナーリード32における電源ピン32bとの
接続を行う。
As shown in FIG. 3(a), the connection method for connecting the power plane 1 and the power pin 32b of the lead frame 3 is as follows: 14 are provided with slit holes passing through them. A slit hole is also provided in the land portion 24 of the ground plane 2, but in this case, the slit hole 24a is formed in the conductor foil 21 and has a larger diameter than the slit hole in the land portion 14, and has a low dielectric potential. A slit hole 24b having approximately the same diameter as the slit hole 14 is provided in the land portion 24 of the resin film 22 on the same axis as the slit hole 24a. And both planes 1°20 land part 14.24
are matched to form a stepped structure, and connected to the power supply pin 32b of the inner lead 32 of the lead frame 3 by soldering or the like.

また同様にして、接地プレーン2とリードフレーム3の
接地ピン32cとの接続は、電源プレーン1の導体箔1
1のランド部13に比較的径の大きなスリット孔13a
を形成すると共に、低誘電率フィルム120ランド部1
3には、このスリツー!5− ト孔13aよりも径の小さなスリット孔13bをスリッ
ト孔13aと同軸上に形成する。−力、接地プレーン2
の導体箔21及び低誘電率樹脂フィルム22には、これ
らを貫通する、スリット孔13bと同径のスリット孔を
形成する。そして、前述と同様に、両プレーン1,2の
ランド部13゜23を合致させて半田等により、両プレ
ーン1゜2とリードフレーム3の接地ピン32cとの接
続を行う。
Similarly, the ground plane 2 and the ground pin 32c of the lead frame 3 are connected to the conductor foil 1 of the power plane 1.
A slit hole 13a with a relatively large diameter is formed in the land portion 13 of 1.
At the same time, a low dielectric constant film 120 land portion 1 is formed.
For 3, this suritsu! 5- A slit hole 13b having a smaller diameter than the slit hole 13a is formed coaxially with the slit hole 13a. -force, ground plane 2
A slit hole having the same diameter as the slit hole 13b is formed through the conductor foil 21 and the low dielectric constant resin film 22. Then, in the same manner as described above, the land portions 13.23 of both planes 1 and 2 are aligned, and connection between both planes 1.2 and the ground pin 32c of the lead frame 3 is made by soldering or the like.

第4図はこのようにして形成されたリードフレーム3の
信号ピン32a近傍の斜視図である。なお簡略にするた
めに、電源プレーン1は省略しである。
FIG. 4 is a perspective view of the vicinity of the signal pin 32a of the lead frame 3 formed in this manner. Note that the power supply plane 1 is omitted for the sake of simplicity.

第4図に示すように、リードフレーム3の信号ピン32
 a、  32 a、  ・・・と導体箔21及び低誘
電率樹脂フィルム22とが重合する領域のうち、領域B
は半導体ペレット上の信号ピン接続用電極パッド(図示
せず)とリードフレーム3の信号ピン32a接続用ボン
デイングポスト328′との接続領域 すなわちスリッ
ト孔25が形成されてい16− る領域であり、領域Bより外側に存在する領域Cは、接
地プレーン2とリードフレーム3の信号ピン32aとに
より構成されるマイクロストリップ路線部4が形成され
ている領域Cとなっている。
As shown in FIG. 4, the signal pin 32 of the lead frame 3
Of the regions where a, 32 a, ... and the conductor foil 21 and the low dielectric constant resin film 22 overlap, region B
is the connection area between the signal pin connection electrode pad (not shown) on the semiconductor pellet and the signal pin connection bonding post 328' of the lead frame 3, that is, the area where the slit hole 25 is formed; A region C existing outside B is a region C in which a microstrip line portion 4 constituted by the ground plane 2 and the signal pin 32a of the lead frame 3 is formed.

第5図は、導体箔11及び低誘電率フィルム12からな
る電源プレーン1と、導体箔21及び低誘電率フィルム
22・からなる接地プレーン2と、リードフレーム3の
信号ピン32aとの積層構造の断面図である。
FIG. 5 shows a laminated structure of a power plane 1 made of a conductive foil 11 and a low dielectric constant film 12, a ground plane 2 made of a conductive foil 21 and a low dielectric constant film 22, and a signal pin 32a of a lead frame 3. FIG.

第5図において、電源プレーン1との結合は近似的に無
視されるので、マイクロストリップ路線部4は前述のよ
うに接地プレーン2とインナーリード32とにより形成
される。一方、接地プレーン2を構成する導体箔21と
電源プレーン1を構成する導体箔11及び低誘電率樹脂
フィルム12とにより、電源系ラインに生じるインダク
タンスに基づく電源電圧のバウンスを抑えるデカップリ
ング・コンデンサ5が形成される。このデカップリング
・コンデンサ5は半導体チップのゲートに対して第6図
に示すような電気的接続がされる。
In FIG. 5, since the coupling with the power plane 1 is approximately ignored, the microstrip line section 4 is formed by the ground plane 2 and the inner lead 32 as described above. On the other hand, the conductor foil 21 constituting the ground plane 2 and the conductor foil 11 and low dielectric constant resin film 12 constituting the power supply plane 1 form a decoupling capacitor 5 that suppresses the bounce of the power supply voltage due to inductance generated in the power supply line. is formed. This decoupling capacitor 5 is electrically connected to the gate of the semiconductor chip as shown in FIG.

なお、Lはインナーリード32のインダクタンスである
Note that L is the inductance of the inner lead 32.

マイクロストリップ路線部4の特性インピーダンスZl
lは、低誘電率樹脂フィルム22の比誘電率をE、イン
ナーリード32の信号ピン32aの幅をWとすると、次
式で表される。すなわち、ここで、 W−=W+a  ・ △W である。
Characteristic impedance Zl of microstrip line section 4
l is expressed by the following equation, where E is the relative dielectric constant of the low dielectric constant resin film 22, and W is the width of the signal pin 32a of the inner lead 32. That is, here, W-=W+a.ΔW.

この式から明らかなように、周波数が高く、インナーリ
ード3における信号ピン32aの平坦幅Wが比較的大き
いDIPパッケージ等においては、電源プレーン1また
は接地プレーン2を構成する低誘電率樹脂フィルム12
.22の比誘電率Eの小さい材料により、これら電源プ
レーン1または接地プレーン2を構成する必要がある。
As is clear from this equation, in a DIP package or the like where the frequency is high and the flat width W of the signal pin 32a in the inner lead 3 is relatively large, the low dielectric constant resin film 12 constituting the power plane 1 or the ground plane 2
.. The power plane 1 or the ground plane 2 must be made of a material having a small dielectric constant E of 22.

その場合、接地プレーンを構成する材料の比誘電率とし
て4.0程度の値を有していれば実際のパッケージに配
置した場合に、厚さ100μm程度でデカップリング機
能を有するコンデンサの形成が可能であること、及びマ
イクロストリップ路線を構成する樹脂においては、4.
 0以上の比誘電率を有する樹脂では遅延が大きくなり
すぎるため、実用上好ましくないことをから、低誘電率
樹脂フィルム12は比誘電率Eがほぼ4.00であり、
低誘電率樹脂フィルム22は比誘電率Eが4゜00より
小さい材料により形成することが望ましい。このように
、低誘電率樹脂フィルム12,22の比誘電率により各
低誘電率樹脂フィルムの容量値C,,C2を制御して、
コンデンサの容量を制御している。
In that case, if the material constituting the ground plane has a dielectric constant of about 4.0, it is possible to form a capacitor with a decoupling function with a thickness of about 100 μm when placed in an actual package. 4. In the resin constituting the microstrip line, 4.
Since a resin having a dielectric constant of 0 or more causes too much delay and is not preferred in practice, the low dielectric constant resin film 12 has a dielectric constant E of approximately 4.00.
It is desirable that the low dielectric constant resin film 22 be formed of a material having a dielectric constant E of less than 4.00. In this way, the capacitance values C, C2 of each low dielectric constant resin film are controlled by the relative permittivity of the low dielectric constant resin films 12 and 22,
Controls the capacity of the capacitor.

+9= また、特性インピーダンスZeは実装するプリント基板
の特性インピーダンスとの整合条件、パッケージ内部の
信号遅延時間、及び雑音等の問題をすべて考慮して設定
される。そこで、例えば第7図に示すプリント基板の特
性インピーダンスと信号の遅延時間との関係から、信号
源の負荷による遅延時間は特性インピーダンスが高いほ
ど抑えられるが、負荷による遅延は特性インピーダンス
が高いほど大きくなるため、特性インピーダンスは40
〜60Ω程度が最適な値となる。一方、第8図に示すプ
リント基板の特性インピーダンスと雑音との関係から、
電流の揺らぎによる△工雑音は特性インピーダンスの設
定値が高いほど小さく抑えることができるが、クロスト
ローク雑音に関しては特性インピーダンスが高くなるほ
ど太き(なるので、特性インピーダンスは40〜60Ω
程度が最適な値となる。そして、通常はプリント基板に
おいて、特性インピーダンスの設定値を50Ωとしてい
るので、パッケージリードとプリント基板との接合部分
で反射を生じないようにするため20− には、パッケージ全域にわたり、特性インピーダンスZ
Bの設定値も50Ωとすることが最適である。
+9= Further, the characteristic impedance Ze is set in consideration of all problems such as matching conditions with the characteristic impedance of the printed circuit board to be mounted, signal delay time inside the package, and noise. For example, from the relationship between the characteristic impedance of the printed circuit board and the signal delay time shown in Figure 7, the delay time due to the load of the signal source is suppressed as the characteristic impedance increases, but the delay due to the load increases as the characteristic impedance increases. Therefore, the characteristic impedance is 40
The optimum value is approximately 60Ω. On the other hand, from the relationship between the characteristic impedance of the printed circuit board and noise shown in Figure 8,
The higher the characteristic impedance setting value, the smaller the △ engineering noise caused by current fluctuations can be suppressed, but the higher the characteristic impedance, the thicker the cross stroke noise (because the characteristic impedance is 40 to 60 Ω).
degree is the optimal value. The characteristic impedance of the printed circuit board is normally set at 50Ω, so in order to prevent reflections from occurring at the junction between the package lead and the printed circuit board, the characteristic impedance Z is set over the entire package.
It is optimal that the setting value of B is also 50Ω.

更に第5図において信号ピン32a内の信号である進行
波の伝送速度Vは1 / iに比例するため、誘電率が
高いと信号の伝送速度に遅延を持たせることとなるので
、誘電率の高い+)f 24は好ましくない。このよう
な高周波動作に適用し得るDIPタイプのパッケージを
構成するための低誘電率樹脂フィルムとしては、例えば
ガラスエポキシ基板(アメリカ1i鍼工業会規格:G−
10)もしくはポリイミド(商品名: カプトンもしく
はコービレックス)等を用いることが可能である。
Furthermore, in FIG. 5, the transmission speed V of the traveling wave, which is the signal in the signal pin 32a, is proportional to 1/i, so if the dielectric constant is high, the signal transmission speed will be delayed, so the dielectric constant High +) f 24 is not preferred. For example, a glass epoxy substrate (American 1i Acupuncture Industry Association standard: G-
10) or polyimide (trade name: Kapton or Corbilex), etc. can be used.

なお、本発明は前述の実施例に限定されるものではなく
、種々の設計変更が6丁能となる。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various design changes can be made.

例えば前述の実施例においては、DIPタイプのパッケ
ージについてのみ説明しているが、本発明は、例えばS
MD (Surface Mounv Device)
、Q F P (Quad Flat Package
)、TQFP (ThinQuad Flat Pac
kage)等のパッケージに対しても適用することがで
きる。
For example, in the above-mentioned embodiment, only a DIP type package has been described, but the present invention can be applied to, for example, an S
MD (Surface Mount Device)
, Q F P (Quad Flat Package
), TQFP (ThinQuad Flat Pac
It can also be applied to packages such as

また前述の実施例では、電源プレーン1及び接地プレー
ン2をダイパッド31及びインナーリード32の両方に
跨るようにして配設するものとしているが、電源プレー
ン1及び接地プレーン2をダイパッド31またはインナ
ーリー1く32のみに配設するようにすることもできる
Further, in the above embodiment, the power plane 1 and the ground plane 2 are arranged so as to straddle both the die pad 31 and the inner lead 32. It is also possible to arrange it only in 32.

更に電源プレーン1及び接地プレーン2を導体箔と低誘
電率樹脂フィルムとの二層構造のフィルムとしているが
、多層構造のフィルムに形成することもできる。
Further, although the power plane 1 and the ground plane 2 are made of two-layered films consisting of a conductive foil and a low dielectric constant resin film, they can also be formed into multi-layered films.

[発明の効果コ 以上の説明から明らかなように、本発明のリードフレー
ムによれば、電源接続部及び接地部をブレーン構造にし
ているので、l、系インダクタンスを抑え、電源電圧の
バウンスを小さくすることができるようになる。
[Effects of the Invention] As is clear from the above explanation, the lead frame of the present invention has a brane structure for the power supply connection section and the grounding section, which reduces the system inductance and the bounce of the power supply voltage. You will be able to do this.

また、接地プレーンを構成する導体箔及び低誘電率樹脂
フィルムとリードフレームの信号ピンとによりマイクロ
ストリップ路線を構成しているので、パッケージ内部信
号線路の特性インピーダンスを制御することができる。
Furthermore, since the microstrip line is formed by the conductor foil and low dielectric constant resin film forming the ground plane and the signal pins of the lead frame, the characteristic impedance of the signal line inside the package can be controlled.

また、電源プレーン及び接地プレーンに用いる樹脂フィ
ルムの選択が任意であるため、パッケージ自体の遅延を
回避できるようになり、高速デバイスの性能を損なうこ
となく、 「定インピーダンス」でかっ「低ノイズ」の
パッケージが得られるようになる。
In addition, since the resin films used for the power and ground planes can be selected arbitrarily, delays in the package itself can be avoided, and high-speed device performance can be improved without compromising the performance of high-speed devices. You will get the package.

更に電源プレーン及び接地プレーンのプレーン構造によ
り、素子等により発生した熱をダイパッドに効果的に伝
えることができるので、ダイパッドを放熱板として活用
させることができる。特にダイパッドを銅系材料により
形成すれば、放熱効果をきわめて大きくすることができ
る。
Furthermore, the plane structure of the power plane and the ground plane allows heat generated by elements and the like to be effectively transferred to the die pad, so that the die pad can be used as a heat sink. In particular, if the die pad is made of a copper-based material, the heat dissipation effect can be greatly increased.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係るリードフレームに使用される電源
プレーン及び接地プレーンの一実施例を示し、 (a)
は電源プレーンの平面図、 (b)は(a)におけるI
 B −I B線に沿う断面図、 (c)は接地プレー
ンの平面図、 (d)は(C)におけるID−ID線に
沿う断面図、第2図はこのリードフレームの部分分解斜
視図、第3図は電源プレ23− −ン及び接地プレーンを部分的に拡大して示し、(a)
は電源ピンとの接続部の部分拡大図、 (b)は接地ピ
ンとの接続部の部分拡大図、第4図は電源プレーンとリ
ードフレームの信号ピンとの重合部の部分拡大図、第5
図は第4図におけるV−v線に沿う断面図、第6図はデ
カップリング・コンデンサの原理を示す回路図、第7図
は基板の特性インピーダンスと遅延時間との関係を示す
図、第8図は基板の特性インピーダンスと雑音との関係
を示す図、第9図は従来のハーメチックタイプのパッケ
ージの断面図、第10図はデイツプタイプのパッケージ
の印刷導体パターンを部分的に示す配線図である。 1・・・電源プレーン、2・・・接地プレーン、11,
21・・・導体箔、 12.22・・・低誘電率樹脂フ
ィルム、13、 14,23.24・・・ランド雛 1
5,25・・・スリットL3−・・リードフレーム、 
31・・・ダイパッド、32・・・インナーリード、3
2a・・・信号ピン、 32b・・・電源ピン、 32
c・・・接地ピン、 4・・・24− マイクロストリップ路線、 5・・・デカップリング・ コンデンサ
FIG. 1 shows an example of a power plane and a ground plane used in a lead frame according to the present invention, (a)
is a plan view of the power plane, (b) is the I in (a)
(c) is a plan view of the ground plane; (d) is a cross-sectional view taken along the ID-ID line in (C); FIG. 2 is a partially exploded perspective view of this lead frame; Figure 3 shows a partially enlarged view of the power plane 23-- and the ground plane, (a)
(b) is a partial enlarged view of the connection part with the power pin, (b) is a partial enlargement view of the connection part with the ground pin, Figure 4 is a partial enlargement view of the overlapping part between the power plane and the signal pin of the lead frame, and Figure 5
The figure is a cross-sectional view along the V-v line in Figure 4, Figure 6 is a circuit diagram showing the principle of a decoupling capacitor, Figure 7 is a diagram showing the relationship between the characteristic impedance of the board and delay time, and Figure 8 is a diagram showing the relationship between the characteristic impedance of the board and the delay time. 9 is a cross-sectional view of a conventional hermetic type package, and FIG. 10 is a wiring diagram partially showing a printed conductor pattern of a dip type package. 1...Power plane, 2...Ground plane, 11,
21... Conductor foil, 12.22... Low dielectric constant resin film, 13, 14, 23.24... Land chick 1
5, 25...Slit L3-...Lead frame,
31...Die pad, 32...Inner lead, 3
2a...Signal pin, 32b...Power pin, 32
c...Ground pin, 4...24- microstrip line, 5...Decoupling capacitor

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半導体素子を搭載するダイパッドと前記半導体素
子に電気的接続されるインナーリードとを少なくとも備
えたリードフレームにおいて、電源接続部及び接地部を
それぞれプレーン構造の部材により電源プレーン及び接
地プレーンとして形成し、これらの電源プレーン及び接
地プレーンを前記ダイパッドの表面及び/または前記イ
ンナーリードの表面に配設したことを特徴とするリード
フレーム。
(1) In a lead frame that includes at least a die pad on which a semiconductor element is mounted and an inner lead that is electrically connected to the semiconductor element, the power connection part and the ground part are formed as a power plane and a ground plane, respectively, by members having a plane structure. A lead frame characterized in that the power plane and the ground plane are arranged on the surface of the die pad and/or the surface of the inner lead.
(2)半導体ペレットを搭載するダイパッドとインナー
リードとを少なくとも備えたリードフレームにおいて、 電源接続部及び接地部をそれぞれプレーン構造の部材に
より電源プレーン及び接地プレーンとして形成し、これ
らの電源プレーン及び接地プレーンを前記ダイパッドの
表面周縁部に配設したことを特徴とするリードフレーム
(2) In a lead frame equipped with at least a die pad on which a semiconductor pellet is mounted and an inner lead, the power connection part and the ground part are respectively formed as a power plane and a ground plane by members of a plane structure, and these power plane and ground plane A lead frame characterized in that: is arranged on the peripheral edge of the surface of the die pad.
(3)前記電源プレーン及び接地プレーンは、低誘電率
樹脂フィルムを基材とした導体箔フィルムにより積層構
造とされていることを特徴とする請求項1または2記載
のリードフレーム。
(3) The lead frame according to claim 1 or 2, wherein the power plane and the ground plane have a laminated structure of conductive foil films based on a low dielectric constant resin film.
(4)前記積層構造とされた電源プレーン及び接地プレ
ーンは、前記電源接続部及び接地部を構成する導体箔と
低誘電率樹脂フィルムとからなる二層または多層フィル
ムにより形成されていることを特徴とする請求項3記載
のリードフレーム。
(4) The power supply plane and the ground plane having a laminated structure are formed of a two-layer or multilayer film consisting of a conductor foil and a low dielectric constant resin film that constitute the power supply connection part and the ground part. The lead frame according to claim 3.
(5)前記接地プレーンと前記インナーリードとにより
マイクロストリップ路線が形成されていることを特徴と
する請求項3記載のリードフレーム。
(5) The lead frame according to claim 3, wherein a microstrip line is formed by the ground plane and the inner lead.
(6)前記接地プレーンと前記インナーリードとにより
構成されるマイクロストリップ路線による特性インピー
ダンスが40〜60Ωに設定されていることを特徴とす
る請求項5記載のリードフレーム。
(6) The lead frame according to claim 5, wherein a characteristic impedance of a microstrip line constituted by the ground plane and the inner lead is set to 40 to 60 Ω.
(7)前記インナーリードとマイクロストリップ路線を
形成する接地プレーンは、比誘電率が前記電源プレーン
を構成する低誘電率樹脂フィルムの比誘電率と同一の値
またはこの比誘電率より小さい値を有する低誘電率樹脂
フィルムにて形成されていることを特徴とする請求項5
または6記載のリードフレーム。
(7) The ground plane forming the inner lead and the microstrip line has a relative permittivity that is the same as or smaller than the relative permittivity of the low permittivity resin film that constitutes the power supply plane. Claim 5 characterized in that it is formed of a low dielectric constant resin film.
Or the lead frame described in 6.
(8)前記電源プレーンを構成する低誘電率樹脂フィル
ムは、比誘電率がほぼ4.0の材料で形成されると共に
、前記接地プレーンを構成する低誘電率樹脂フィルムは
、比誘電率が4.0より小さい材料で形成されているこ
とを特徴とする請求項7記載のリードフレーム。
(8) The low dielectric constant resin film constituting the power plane is formed of a material with a dielectric constant of approximately 4.0, and the low dielectric constant resin film constituting the ground plane has a dielectric constant of approximately 4.0. 8. The lead frame according to claim 7, wherein the lead frame is made of a material having a diameter smaller than .0.
(9)前記電源プレーン及び接地プレーンに、前記半導
体素子と前記インナーリードの信号ピンとを接続するた
めのスリットが形成されていることを特徴とする請求項
1ないし8のいずれか1記載のリードフレーム。
(9) The lead frame according to any one of claims 1 to 8, wherein a slit for connecting the semiconductor element and a signal pin of the inner lead is formed in the power plane and the ground plane. .
(10)前記電源プレーン及び接地プレーンに、前記電
源接続部及び/または前記接地部と前記インナーリード
の電源ピン及び/または接地ピンとを接続するための孔
が形成されていることを特徴とする請求項1ないし8の
いずれか1記載のリードフレーム。
(10) A claim characterized in that a hole is formed in the power supply plane and the ground plane for connecting the power supply connection part and/or the ground part to the power supply pin and/or ground pin of the inner lead. The lead frame according to any one of Items 1 to 8.
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