JPH03220761A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH03220761A
JPH03220761A JP2015560A JP1556090A JPH03220761A JP H03220761 A JPH03220761 A JP H03220761A JP 2015560 A JP2015560 A JP 2015560A JP 1556090 A JP1556090 A JP 1556090A JP H03220761 A JPH03220761 A JP H03220761A
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JP
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wiring
lead frame
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Takatoshi Takigawa
貴稔 瀧川
Seisaku Yamanaka
山中 正策
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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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、プラスチックモールド型であってパッケージ
内部に配線基板を有し入出力端子数の多い半導体素子を
搭載するための半導体装置に関するものである。
【従来の技術】
半導体集積回路素子を収容するパッケージは大別すると
3種類ある。 ■樹脂封止型パッケージ ■ガラスーセラミック封止型パッケージ■多層セラミッ
ク積層パッケージ ■はセラミック基板の上にセラミック枠板を何枚も積層
したものである。セラミック板の上にメタライズ配線が
設けられ、この配線の外端にリードフレームをろうづけ
する。気密性、放熱性に優れる。しかし高価である。■
はセラミック基板とセラミック蓋の間に低融点ガラスで
リードフレームをはさんで固着したものである。これも
なお高価である。 ■は全体をプラスチックで封止するもので最も安価で最
も広く用いられている。本発明は■のカテゴリーに属す
る改良である。特に入出力のピン数の多い半導体素子の
パッケージに関する。 従来の技術として例えば日経エレクトロニクス(198
9年8月21日号(P、177 ’) )に示されるよ
うなものがある。 これは封止プラスチックとリードフレームを有するマル
チチップモジュールである。配線基板としてフレキシブ
ルプリント基板やセラミックシートの基板を用いる。リ
ードフレームとしては中央に矩形平板(アイランドとい
う)を有するものを用いる。配線基板をリードフレーム
の中央部アイランドに接着剤にて貼り付ける。そして配
線基板上に半導体チップや受動素子を搭載し、半導体チ
ップや受動素子の電極部と配線基板の配線パターンの電
極部をワイヤで接続する。その後、配線基板の外縁部の
電極部とリードフレームの内端とを金或はAIワイヤで
結線する。 これは樹脂封止型のパッケージであるが複数の素子を搭
載できる。内部に配線基板がありこれによって複数の素
子を物理的に支持し、相互の配線によって結び付けるこ
とができる。 もっとも簡単な樹脂封止型のパッケージは支持部材の上
に半導体チップが載っておりチップの外縁の電極部とリ
ードフレームの内端をワイヤで接続するものである。上
記のものはこれに比べると、半導体チップなどの電極と
配線基板の電極部を接続する工程が増える。 このようにワイヤボンディングを多用するものはなおリ
ードフレームと半導体素子の電極を接続するものとして
主流をなしている。 しかしピン数が多くなってくるとTAB方式が有利だと
されている。これはフィルムキャリアを用いており接着
によってピンと配線を接続する。 多ピン化に対してTAB方式は有利な面もあるが、巨額
の設備投資が必要だという難点がある。 ワイヤボンディング方式の方がコスト、運用面でなお有
利ということも少なくない。
【発明が解決しようとする課題】
従来のこの種の装置は、第2図に示すような構造を持っ
ている。これはパッケージ内部の配線基板に複数素子を
搭載できるので高密度の機能化が比較的簡単に図れる。 第2図においてリードフレーム1は中央に矩形状のアイ
ランド部21を有する。リード部とアイランド部21と
はもともと一体であるが、封止用プラスチック2に固定
した後吊りリード部を切り両者を切り離す。 アイランド部21の上には接着剤17によって配線基板
3が接着されている。この上にひとつまたは複数の半導
体チップ4や受動素子5が実装される。 配線基板の配線部の電極と半導体チップや受動素子の電
極とは金、AIなどの結線ワイヤ6で接続される。配線
基板の配線の外端部とリードフレームの内端とは同じく
結線ワイヤ26で接続されている。 これは通常の樹脂封止型パッケージに比べると単一の半
導体素子が、配線基板によって置換されたような構造に
なっている。 高密度化に好適な構造である。設計の自由度も高く柔軟
性に富んでいる。しかし反面、ワイヤボ5− ンデイングを多用するので時間が掛かり製造コストが高
くなる。とくに実装すべき素子の数や入出力端子数が多
いとワイヤボンディングの回数がふえてコストの上昇が
甚だしくなる。 樹脂封止型パッケージであって、配線基板の上に半導体
素子を搭載し配線の終端部を異方性プラスチックによっ
てリードフレームと接着したものは既に本発明者によっ
て創案されている(特願平1−222343 Hl、8
.29)。これは配線とリードフレームをワイヤボンデ
ィングする必要がなく工程を削減できる。しかし異方性
プラスチックを使うので隣接するリードフレーム間での
干渉や短絡を避けるために注意しなければならない。し
かもリードフレームと配線の間の抵抗が大きくなること
もありどのような場合にも適用できるというわけではな
い。 上記の難点を克服し、樹脂封止型であって入出力端子数
が多いか或は多数の素子を搭載するためリードフレーム
の数が多くしかも接続をワイヤボンディングで行うパッ
ケージの製造コストを低減6− することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体装置は、 複数本のリードフレームと、単一又は複数の半導体素子
或は半導体素子と単一または複数の受動素子を搭載しこ
れらの素子の電極間および外部のリードフレームとを電
気的に接続するための金属配線を」二面に設けた薄膜積
層配線と、前記薄膜積層配線を支持するための配線基板
と、前記の素子と配線基板とリードフレームの一部を被
覆する封止用プラスチックと、各半導体素子或は受動素
子と金属配線とを接続するボンイデイングワイヤとを含
み、金属配線の外部弓山部電極部とリードフレームの内
端部とが直接熱圧着あるいはハンダを介して圧着されて
いる事を特徴とするものである。 つまりリードフレームの内端と配線の終端部がワイヤボ
ンディングされているのではなく、直接に或はハンダを
介して接続されたところが特徴点である。 前記の特願平1−222343に比べて異方性プラスチ
ックを使わずに接続するところが違う。 図面によって説明する。 第1図は本発明の具体例を示す断面図である。 1は多数のピン部よりなるリードフレームである。この
リードフレームは中央のアイランド部を欠いている。 中央下方の配線基板11はもともと矩形状の孤立した金
属板を利用しても良い。また別のリードフレームのアイ
ランド部を利用しても良い。またセラミック板でもよい
。材質は任意である。 配線基板11は薄膜積層配線13を支持するものである
。 2は封止用プラスチックである。 13はPVD法やCVD法で気相成長、堆積された薄膜
積層配線である。薄膜積層配線13は、配線基板11の
上の絶縁層14と配線パターン15よりなる。薄膜積層
配線13はその上に複数または単数の半導体チップ4、
またはこれらと複数あるいは単数の受動素子5を搭載す
る。 薄膜積層配線13の配線パターン15は、これらの素子
の電極間を接続しさらにこれら素子と外部のリードフレ
ーム1とを接続するためのものである。外部のリードフ
レーム1に接続する部分は矩形状の配線領域の周縁にあ
る。この部分を外部引出電極部16という。 半導体チップ4や受動素子5の電極部と配線パターンの
電極部とはワイヤボンディングによって接続する。この
点は第2図のものと同じである。 リードフレーム1の内端(インナ一部)は、薄膜積層配
線13の外部引出電極部16上に直接熱圧着あるいはハ
ンダを使って接続しである。 本方法により、基板配線−リードフレームのAu線或は
Al線による結線を省略できる。つまり時間のかかるワ
イヤボンディング作業を大幅に削減できる。 また異方性プラスチック等による接着作業も不必要であ
る。また圧着するので接続が完全で接触抵抗も低い。
【作  用】
9− 本発明によれば、半導体装置の組立て時に於いて、外部
引出電極部16とリードフレームの内端とを直接接続す
るので、これ等をワイヤボンディングする必要がない。 リードフレームのピン数分ワイヤボンディングの結線数
を省略し得るので、能率化が図れる。これによりコスト
低減に大きく寄与する。 これは、4方向にリードが伸びたフラットパッケージ等
多ピン構造のもの程効果が大きい。 また従来20〜30μm径の金属細線で結線されていた
ものが、100〜500μ程度の巾を有するリードフレ
ームインナ一部で面圧管されている構造となっているの
で、剛性が大きく、電気的抵抗も小さい。従ってより高
い信頼性が期待できる。
【実 施 例】
実1L例」: パッケージ寸法B、5 X 29.7mm1パッケージ
高さ3.9mm N  リードピッチ2.54mmのプ
ラスチック製24ピンデュアルインラインパッケージ(
D I P)のマルチチップモジュールを作製した。 10− 配線基板に中4.5mm 1長さ18mmの厚膜回路付
きアルミナシートをリードフレーム中央部にポリイミド
接着剤で貼り付けたものを用いた。 この基板にICチップを3個搭載した。配線基板にこれ
らICをφ30μmの金線で結線するのに全部で48本
不要た。 当初第2図の構造(従来例)をとったところリードフレ
ームのインナ一部と配線基板上の外部引出電極部を結線
するのに24本のワイヤを要し、計72本の金線による
結線が必要であった。 同様の回路構成で、リードフレームのインナー部を基板
側に延長し、回路基板上のAu厚厚膜外部出出電極上3
.5%Ag−9B、5%Snのハンダを印刷して、リー
ドフレームのインナ一部を熱圧着した。 この時、上記ハンダの溶融温度は、221′Cであった
。 本発明に従って、この基板上に同じくICチップを搭載
し、金結線したところ基板回路内の48本のみで済んだ
。即ち、金線結線に要する時間は48772〜2/3で
済み、高能率化に寄与した。 こうして作製したマルチチップモジュールを環境温度1
25°Cの長期通電試験を行った所、1000時間後の
各ICの電流−電圧特性に特に異常は見られず、不良率
は0%であった。 菟艶l− パッケージ寸法28mm口、リードフレーム厚0.15
m11  リードピッチ0.5mm 1インナーリード
の先端幅平均0.1Bmm1インナーリード先端平均0
.2mmのプラスチック製208ビン クワドフラット
パッケージ(QFP)のマルチチップモジュールを作製
した。第3図、第4図に示す。 20mm口のリードフレームアイランド21全面にPV
D法にてA1゜03薄膜を10μm厚で形成し、これを
絶縁基板7とした。同じ<PVD法にて5Bm程度のA
I薄膜配線を絶縁基板7の上に形成してチップ−リード
フレーム間の中継配線8とした。 ここで薄膜積層基板を用いたのは、厚さ2mmのパッケ
ージ内に無理なく収容するためである。 A1中継配線8の外部引出電極部16と熱圧着されるリ
ードフレームのインナ一部は、同じ<PVD法にてA!
薄膜を形成しである。熱圧着時にはハンダを用いず、5
00°C120kg/am2程度で直接圧着した。 これに7mll1口の大きさで、電極パッドが90μm
口それらの間のスペースが40μmである高110IC
を搭載した。ICの電極パッドと中継配線8とはワイヤ
ボンディングによって接続する。 第2図の構造であれば金結線(ワイヤボンディング)数
は41Bである。本発明の構造であれば208である。 本発明により、この高110半導体チップのモジュール
において、金線結線に要する時間は208/418〜1
/2に減少する。 この例のように直接熱圧着すればハンダ塗付の位置合わ
せ作業が不要になる。 また実施例Iと同じ長期高温通電試験をした所特に問題
はなかった。
【発明の効果】
本発明によれば、基板配線上電極とリードフレームイン
ナ一部との金属細線による結線が不要で13− あるから特に複数IC搭載、多ピンのマルチチップモジ
ュールなどの分野で利用すれば能率的でコスト低減が可
能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一例を示す半導体装置の断面図。 第2図は従来例に係る半導体装置の断面図。 第3図は本発明の実施例にかかる半導体装置の平面図。 第4図は第3図の半導体装置の縦断面図。 1 ・ ・ ・ ・ 2 ・ ・ ・ ・ 3 ・ ・ ・ ・ 4 ・ ・ ・ ・ 5 ・ ・ ・ ・ 6 ・ ・ ・ ・ 7 ・ ・ ・ ・ 8 ・ ・ ・ ・ ・リードフレーム ・封止用プラスチック ・配線基板 ・半導体チップ ・受動素子 ・結線ワイヤ ・絶縁薄膜 ・中継配線 14− 11・・・・配線基板 14・・・・絶縁層 15・・・・配線パターン 16・・・・外部引出電極部 17・・・・接着剤 21・・・・アイランド部 26・・・・結線ワイヤ 発明者 瀧  Jl 山  中 15− 特開平3−220761(6)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)複数本のリードフレームと、単一又は複数の半導
    体素子或は半導体素子と単一または複数の受動素子を搭
    載しこれらの素子の電極間および外部のリードフレーム
    とを電気的に接続するための金属配線を上面に設けた薄
    膜積層配線と、前記薄膜積層配線を支持するための配線
    基板と、前記の素子と配線基板とリードフレームの一部
    を被覆する封止用プラスチックと、各半導体素子或は受
    動素子と金属配線とを接続するボンディングワイヤとを
    含み、金属配線の外部引出電極部とリードフレームの内
    端部とが直接熱圧着あるいはハンダを介して圧着されて
    いる事を特徴とする半導体装置。
JP2015560A 1990-01-25 1990-01-25 半導体装置 Pending JPH03220761A (ja)

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JP2015560A JPH03220761A (ja) 1990-01-25 1990-01-25 半導体装置

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ID=11892142

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JP2015560A Pending JPH03220761A (ja) 1990-01-25 1990-01-25 半導体装置

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5365409A (en) * 1993-02-20 1994-11-15 Vlsi Technology, Inc. Integrated circuit package design having an intermediate die-attach substrate bonded to a leadframe
US5420758A (en) * 1992-09-10 1995-05-30 Vlsi Technology, Inc. Integrated circuit package using a multi-layer PCB in a plastic package
US6137299A (en) * 1997-06-27 2000-10-24 International Business Machines Corporation Method and apparatus for testing integrated circuit chips
JP2002110892A (ja) * 2000-09-27 2002-04-12 Rohm Co Ltd マルチチップ半導体装置
EP1852910A1 (en) * 2006-03-30 2007-11-07 Eudyna Devices Inc. Mounting substrate and manufacturing method thereof

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5420758A (en) * 1992-09-10 1995-05-30 Vlsi Technology, Inc. Integrated circuit package using a multi-layer PCB in a plastic package
US5365409A (en) * 1993-02-20 1994-11-15 Vlsi Technology, Inc. Integrated circuit package design having an intermediate die-attach substrate bonded to a leadframe
US6137299A (en) * 1997-06-27 2000-10-24 International Business Machines Corporation Method and apparatus for testing integrated circuit chips
JP2002110892A (ja) * 2000-09-27 2002-04-12 Rohm Co Ltd マルチチップ半導体装置
JP4502489B2 (ja) * 2000-09-27 2010-07-14 ローム株式会社 マルチチップ半導体装置
EP1852910A1 (en) * 2006-03-30 2007-11-07 Eudyna Devices Inc. Mounting substrate and manufacturing method thereof

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