JPH03142862A - リードフレーム - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は半導体装置用リードフレームに関し、特に、レ
ジンモールド型半導体装置に用いて好適なリードフレー
ムに関する。

［従来の技術］ 従来、半導体装置の組立用部材として用いられているリ
ードフレーム１０１は、第５図に示すような平面形状を
有しており、半導体素子１０２を取り付けるためのダイ
パッド１０３と、その周辺に配設され半導体素子１０２
との結線を行うためのインナーリード１０４と、このイ
ンナーリード１０４に連続するアウターリード１０５と
を備えている。

このようなリードフレーム１０１は、通常、例えばコバ
ール、４２合金、銅系合金等の導電性にすぐね　しかも
強度が高い金属板を、フォトエツチング法やスタンピン
グ法などにより、ダイパッド１０３、インナーリード１
０４及びアウターリード１０５を有する形状に加工する
ことにより製ドフレーム１０１は放熱性が悪いばかりで
なく、消費電力が最大０．６Ｗクラスとなっている。

そこで、放熱性をよくするために低熱抵抗面実装形パッ
ケージが開発されている。第６図に示すように、このパ
ッケージに用いられるリードフレーム１０１は、フィン
タイプのヒートシンク１０６を備えた放熱フィンリード
タイプのリードフレームである。このリードフレーム１
０１は消費電力が最大２．ＯＷクラスであり、ＯＡ機器
関係に用いられている。

またこれ以外では、第７図に示すように冷却ヒートシン
ク１０６が取り付けられている埋込ヒートシンクタイプ
のリードフレーム１０１があり、このリードフレーム１
０１は、消費電力が４．　　ＯＷクラスである。更に、
第８図に示すように埋込ヒートシンクタイプのリードフ
レーム１０１において水冷強制冷却をしたものがあり、
このリードフレーム１０１は、消費電力が４．ＯＷクラ
ス以上であり、コンピュータなどに用いられている。

ところで、返電　半導体素子が高集積化され入出力（Ｉ
ｌｏ）端子の数が増加するにともない。

半導体素子のサイズが増大している。その一方で電子機
器の小型化及び軽量化への要求が強く、そのために半導
体用パッケージのより一層の小型化ならびに同一サイズ
内での多ピン化が進行している。このために、リードフ
レームに対しても加工サイズの微細化が求められている
。

しかしながら、エツチング法及びスタンピング法による
加工には限界あり、無制限に微小ピッチの加工ができる
わけではない。現在の技術では板厚の８０％程度の幅が
スリット加工の限界であり、スタンピング法では当該板
厚程度の幅がスリット加工の限界である。

また、半導体装置の組立においては、ワイヤボンディン
グ法による電気的接続が主に行われているが、その場合
、インナーリード１０４へのボンディング時には、その
ワイヤーの長さに制限が存在してしまう。つまり、半導
体装置のパッケージをレジンでモールドして形成する際
に、ワイヤーが長ずざると、ワイヤー流れにより、他の
電極とのショートが発生しやすくなる。このため、ワイ
ヤーの長さは、このようなショートが生じないような長
さに厳格に制限する必要がある。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、前述の放熱フィンリードタイプは放熱フィン
の部分に場所を取られてしまうので、ビンの接地可能１
２数が減少する。また、埋込ヒート実装タイプや、強制
冷却実装タイプにおいては。

加工に費用がかかるばかりでなく、パッケージ後のサイ
ズが大きくなるなどの問題点がある。

一方、インナーリード１０４のピン数を増大させるため
には、前述のようにスリット加工に限界があることから
、インナーリード１０４をダイパッド１０３から所定距
離だけ離して該インナーリード形成領域を拡大する必要
がある。しかしながら、インナーリード形成領域を拡大
することは同時にボンディングワイヤーの長さを長くす
ることになり、前述したショートの問題が不可避的に生
じることとなる。

このように、インナーリード形成領域の大きさは、搭載
する半導体素子１０２及びダイパッド１０３のサイズに
よって制限さ札　従って各々の加工法による加工限界ピ
ッチから、インナーリード１０４に形成され得る最大加
工ビン数も自ずと制限さ札　このため従来のリードフレ
ームにおいては一定限度以上の多ピン化は技術的に困難
と々つている。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、放熱性を向上させることができるよう
にしながら、しかも安価にかつ小型に形成することがで
きると共に、超多ピン化を可能にするリードフレームを
提供することである。

［課題を解決するための手段］ このような課題を解決するために、本発明のリードフレ
ームは、半導体素子を搭載すると共にこの半導体素子か
ら生じる熱を放散させ、樹脂モールド領域よりも若干小
さく形成されたプレートと、アウターリードと、このア
ウターリードから前記プレートに向けて延設さ扼　先端
が前記樹脂モールド領域内に若干位置するように設けら
れた突出リードと、前記プレートに設けられ、　前記半
導体素子の電極と前記突出リードとを電気的に接続する
中間配線接続体とを備えたリードフレームであって、前
記中間配線接続体は、絶縁基材と、この絶縁基材に形成
され前記半導体素子の電極及び前記突出リードを電気的
に接続する複数の導体部材からなる中間配線パターンと
からなり、この導体部材の前記突出リードとの接続端子
が前記絶縁基材から突出していることを特徴としている
。

［作用］ このように構成された本発明のリードフレームにおいて
は、中間配線接続体の中間配線パターンを形成する導体
部材の厚さは突出リードとの接合強度を確保する程度の
厚さでよいようになる。このため、ファインパターンを
形成することができるようになるので、超多ビン化が可
能になるばかりでなく、半導体素子の近傍に中間配線パ
ターンの一端を形成することができるようになる。した
がって、ワイヤー長を短くすることができ、ワイヤーの
他の電極とショートする危険性がなくなる。

さらにリードのピン数が同じでかつ同一パッケージであ
れば、中間配線接続体を新たに準備するだけでリードフ
レーム本体も半導体素子のサイズに関係なく同一のもの
を使用できるようになる。

しかも、中間配線接続体を使用することにより、中間配
線パターンの絶縁基材から突出する端子と突出リードと
の接続部分をレジンモールドの外形近傍に位置すること
ができるようになる。したがって、プレートの面積を拡
大することができ、放熱効果をあげることができる。

［実施例］ 以下、図面を用いて本発明の実施例について説明する。

第１図は、本発明の半導体素子組立用リードフレームの
平面図である。図中、　１はリードフレーム、２は放熱
兼半導体素子搭載用プレート、３はアウターリード、４
は突出リードである。

第１図に示すように、　リードフレーム本体１は、放熱
兼半導体素子搭載用プレート２と、アウターリード３と
、突出リード４とを備えており、放熱兼半導体素子搭載
用プレート２には半導体素子５が搭載されると共に、比
較的大きな面積を有していて半導体素子５から発生する
熱を効果的に放散するようになっている。また、突出リ
ード４はアウターリード３から放熱兼半導体素子搭載用
プレート２方向に　樹脂封止部ａにわずかに入り込む位
置まで若干量突出して設けられている。リードフレーム
本体１は、４２合金、銅合金などの導電性の高い一連の
金属を用いて、スタンピング法もしくはフォトエツチン
グ法などの成形方法によりこれら放熱兼半導体素子搭載
用プレート２、アウターリード３及び突出リード４を一
体にして形成されている。

また、放熱兼半導体素子搭載用プレート２には第２図に
示すような中間配線接続体６が貼着されるようになって
いる。この中間配線接続体６は絶縁フィルム７を有し、
この絶縁フィルム７の中央部には貫通孔であるデバイス
ホール８が穿設されている。また、絶縁フィルム７の上
面には、このデバイスホール８の周辺から絶縁性フィル
ム７の外周部へ向けて金属箔の多数の導体部材９ａ、９
ａ、・・・からなる中間配線パターン９が形成されてい
る。更に、絶縁性フィルム７の周縁部近傍にはボンディ
ング窓１０が形成されており、このボンディング窓１０
領域は絶縁性フィルムが存在しないので、中間配線パタ
ーン９の導体部材９ａが露出するようになっている。

また、この中間配線接続体６は、　リードフレーム本体
１へ貼着する際、ボンディング窓１０にかかる切断ライ
ン１１で切断されるようになっており、中間配線パター
ン９の導体部材９ａが第３図に示すように絶縁性フィル
ム７より突出した形に１２９、この突出した導体部材９
ａの裏面と突出リード４の表面とが互いに接合されるよ
うになっている。

中間配線接続体６は、例えば以下の製造方法を用いて形
成される。まず、絶縁性フィルム７を接着剤コート済の
７５μｍポリイミドフィルムにより形成し、このポリイ
ミドフィルムにデバイスホール８やボンディング窓１０
等の孔を金型により穿設する。次に、３５μｍの導箔を
前述のポリイミドフィルムにラミネートした後、製版・
フォトエツチングにより中間配線パターン９を形成する
。

このような製造方法により、ボンディング窓１０にはポ
リイミド樹脂層が存在しないので、中間配線パターン９
の各導体部材９ａ、９ａ、　　・・・は窓１０部に露出
（オーバーハング）した状態になる。

次に中間配線パターン９に４〜５μｍの電解ニッケルめ
っきを施した後、更にその上に約１μｍの厚さで金めつ
きを施す。次に、絶縁性フィルム７と中間配線パターン
９とを第２図に示すように切断ライン１１で切断するこ
とにより不要部を取り除き、第２図に示すような中間配
線接続体６を形成する。このようにして形成された中間
配線接続体６は、第４図に示すようにプレート２に耐熱
性接着剤を用いて貼り合わされる。

一方、リードフレーム本体１の突出リード４の接合先端
部に電解すずめつきを１μｍの厚さで形成する。めっき
の施された中間配線パターン９と突出リード４との接合
部位を係合させて所定の条件でサーモコンドロールウエ
ルダー法により熱圧着させて両者を一体に接合する。

このようにしてリードフレーム本体１に中間配線接続体
６が組み込まンリードフレームが完成される。

半導体装置の組立に際しては、上述のように中間配線接
続体６を備えたリードフレームを形成した後、従来と同
様に半導体素子５上の電極パッドと中間配線接続体６上
の中間配線パターン９の導体部材９ａ先端部との間でワ
イヤボンディングを行うことにより電気的接続を゛行う
。具体的には、第４図に示すように中間配線パターン９
の各導体部材９ａ先端部と半導体素子５上の電極パッド
との間でＡｕワイヤ１２によるポールボンディングを実
施することによって電気的接続が行われる。

その後、半導体素子５の保護の目的でエポキシ樹脂等で
レジンモールドすることにより、半導体装置が組み立て
られる。

このように構成されたリードフレームにおいては、中間
配線接続体６の中間配線パターン９を形成する導体箔９
ａの厚さは突出リード４との接合強度を維持する程度の
厚さでよいようになる。このため、ファインパターンを
形成することができるようになり、超多ピン化が可能と
なると共に、半導体素子５の近傍に中間配線パターン９
の一端を形成することができる。したがって、ボンディ
ングワイヤのワイヤー長を短くすることができ、ワイヤ
ーの他の電極とショートする危険性がほとんどなくなる
。

更に、ビン数が同じでかつ同一パッケージであれば、中
間配線接続体６を新たに準備するだけでリードフレーム
本体１も半導体素子５のサイズに関係Ｉｔ　＜同一のも
のを使用できるようになる。

更に、中間配線接続体６を使用することにより、前述の
中間配線パターン９の絶縁性フィルム７から突出した端
子と突出リード４の接続部分をレジンモールドの外形近
傍に位置することができるようになる。したがって、プ
レート２の面積を拡大することができ、放熱効果を更に
一層大きく得るするだけであるので、リードフレーム自
体は大きくなることがないと共に、安価に形成すること
ができる。

なお、本発明は前述の実施例に限定されるものでなく、
種々の設計変更が可能である。

例えば、絶縁性フィルム７にはポリイミド樹脂を用いる
代わりに、この樹脂と同等またはそれ以上の耐熱性を有
する樹脂を用いることもできる。

また、前述の実施例では３層タイプのフィルムを用いて
いるが、本発明は、この他に接着剤を用いない蒸着やめ
っきにて絶縁性フィルム７上に導体箔層を形成した２層
フィルムを用いることができる。この場合は、所定の中
間配線パターン９の形成を行った後１例えば絶縁性フィ
ルム７がポリイミド系樹脂の場合には、ヒドラジンを使
用してケミカルエッチを行い、ボンディング窓１０等を
所定の形状に形成することができる。このボンディング
窓１０においては、前述と同様に絶縁性フィルム７の層
は存在しないので、中間配線パター更に、中間配線パタ
ーン９のめつきはすすの電解めっきでもよいし、あるい
は金の電解もしくは無電解めっきを用いてもよい。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明のリードフレー
ムにおいては、放熱兼半導体素子搭載用プレートを設け
ると共に、アウターリードから放熱兼半導体素子搭載用
プレートに向けて突出リードを延設すると共に、この突
出リードと半導体素子とを接続する中間配線パターンが
形成された中間配線接続体を前記プレート上に配設する
ようにしているので、超多ビン化が可能となる。これに
より、高集積化に確実に対応することができる。

また、中間配線接続体のみを変えることにより、半導体
素子のサイズに関係なく同一サイズのリードフレームを
使用することができる。

更に、中間配線接続体の使用にともない、ワイヤー流れ
などの危険性が低減し、しかも放熱性の優れた半導体素
子用リードフレームを得ることができるようになる。そ
の場合、中間配線接続体が接合されるプレートが大きく
なるだけであるので、リードフレーム自体が大きくなる
ことはなく、安価にリードフレームを形成することがで
きるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るリードフレームの一実施例に使用
されるリードフレーム本体の平面図、第２図は中間配線
接続体の平面図、第３図は中間配線接続体と突出リード
との接合状態を示す部分拡大斜視図、第４図は本発明の
半導体装置を組み立てた状態を部分的に示す断面図であ
り、第５図は従来のリードフレームの平面図、第６図は
従来の放熱フィンリードタイプのリードフレームの平面
図、第７図は従来の埋め込みヒートシンクタイプで冷却
ヒートシンクを取り付けたものの斜視図、第８図は従来
の埋め込みヒートシンクタイプで水冷強制冷却タイプの
斜視図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体素子を搭載すると共にこの半導体素子から
   生じる熱を放散させ、樹脂モールド領域よりも若干小さ
   く形成されたプレートと、アウターリードと、このアウ
   ターリードから前記プレートに向けて延設され、先端が
   前記樹脂モールド領域内に若干位置するように設けられ
   た突出リードと、前記プレートに設けられ、前記半導体
   素子の電極と前記突出リードとを電気的に接続する中間
   配線接続体とを備えたリードフレームであって、前記中
   間配線接続体は、絶縁基材と、この絶縁基材に形成され
   前記半導体素子の電極及び前記突出リードを電気的に接
   続する複数の導体部材からなる中間配線パターンとから
   なり、この導体部材の前記突出リードとの接続端子が前
   記絶縁基材から突出していることを特徴とするリードフ
   レーム。