JPH03233960A - 樹脂封止型半導体装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は樹脂封止型半導体装置に係り、特に、リードの
変形を防止するとともに、大型半導体素子を高信頼性封
止するのに好適な樹脂封止型半導体装置に関する。

〔従来の技術〕

樹脂封止型半導体装置では、輸送あるいは基板への実装
時にリードの変形が生じやすいため、す−ドの変形を防
止するための種々の対策が実施されている。このような
リード変形防止策の−っとして、米国特許第４４９５３
７６号に記載されているように、樹脂封止型半導体装置
底面、にリード本数に対応したくぼみ部を設け、装置側
面から引き出した個々のリードの先端を、対応するくぼ
み内まで延在させる方法が知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、内部の半導体素子が小さく、底部のく
ぼみ部が半導体素子から離れている場合には、特に問題
を生じない。しかし、第７図に示すように、樹脂ｌ内部
における半導体素子２の寸法が大きくなり、リード３先
端を収容するためのくぼみ４を設けた領域にまで半導体
素子２の投影面積が及ぶようになると、くぼみ４の端部
には樹脂１と内部の半導体素子２などとの間の線膨張係
数差に起因する高い熱応力が発生し、温度サイクル試験
などの条件下で図示のように樹脂クラック５を引き起こ
すという問題があった。なお、第７図は、ＳＯＪ　（ス
モール・アウトライン・Ｊベン− ド）型樹脂封止型半導体装置底面の外観を示す平面図で
あり、内部の半導体素子２の輪郭に相当する位置を破線
で表示した。

本発明の目的は、大型の半導体素子を搭載した樹脂封止
型半導体装置において、リートの変形を防止すると同時
に、樹脂クラックの発生を防止することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、樹脂底部のくぼみを、特に変形を生しやす
い特定のリードに対して限定して設けることにより遠戚
される。

〔作用〕

樹脂封止型半導体装置の二方向あるいは四方向などの側
面に配列された複数のリードでは、通常、各リード列の
端部に近いリードはど、治工具２人手などの他の物体と
接触して変形を生じやすい。

一方、半導体素子は通常、樹脂外形の中央部付近に配ぼ
されるので、樹脂底部周辺にくぼみの列を設けた場合、
辺の中央寄りのくぼみ部分はど高い熱応力が発生するこ
とになる。

４− 従って、くぼみを設ける際、樹脂の熱応力が高い部分は
避けて一部の、特に、変形しやすいリードに対してのみ
限定して設ければ、大部分の条件下でリードの変形を防
止できるとともに、樹脂クラックの発生も防ぐことがで
きる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面によって説明する。

第１図は、本発明の一実施例である樹脂封止型半導体装
置の底部を示す平面図である。リード３は、樹脂１によ
って封止された半導体装置本体の四側面から外部に引き
出され、各リード３の先端３ａは樹脂１の底面、すなわ
ち、図示されている面の方まで回り込んでいる。各辺の
リード３の列の両端付近、すなわち、半導体装置本体の
四隅付近に位置するり一部３の先端３８部分では、樹脂
１の底面にくぼみ４が設けられており、リ−１へ先端３
ａはくぼみ４の内部まで到達している。

くぼみ４を設けた部分、すなわち、第１図のＡ−Ａ部に
おける断面構造を第２図に示す。半導体素子２は、樹脂
上向でリード３と同一の金属材料からなるタブ６に固定
されている。リード３は、金属細線７によって半導体素
子２表面の電極と電気接続されている。樹脂１の側面か
ら外部に引き出されたリード３は、下方に折り曲げられ
、さらの５字形に折り曲げられて樹脂上の底面まで回り
込んでいる。樹脂１底面の外周部の近傍には、リード３
の先端３ａを収容するためのくぼみ４が設けられており
、リード３の先端３ａは樹脂ｌとの間にわずかな隙間を
保った状態でくぼみ４内に達している。

一方、くぼみ４を設けていない部分、すなわち。

第１図のＢ−Ｂ部における断面構造を第３図に示す。樹
脂１内部の構造は第２図と同様であり、この部分でもリ
ード３は５字形に折り曲げられて、樹脂１の底面まで回
り込んでいる。ただし、樹脂１の底面のり一部３の先端
部３ａ付近には、第２図に示したようなくぼみ４はなく
、平坦になっている。リード３のうちで最も低い位置に
ある点３ｂの高さは、くぼみ４の有無に関係なく同一と
なるように成形されており、これらの部分が同時にプリ
ント基板に接するような形ではんだ付は実装が行われる
。

第１図に示した樹脂封止型半導体装置を運搬。

落下したり、あるいは、人手、工具などで取り扱う場合
、各辺の両端近傍に位置するり一部３が幾何学上量も強
い力を受けやすい。ところが、これら両端部近傍のリー
ド３の先端３ａは、くぼみ４の壁面によって囲まれてい
るので、リード３に弾性変形範囲を越えるような過度の
力が加わった場合には、リードの先端３ａが周囲の樹脂
１に接触して、それ以上の変形を防止することができる
。

一方、樹脂１の線膨張係数は、通常、半導体素子２やタ
ブ６の線膨張係数と異なっているので半導体装置の樹脂
封止温度からの冷却時や、温度サイクル試験時などでは
、半導体素子、あるいは、タブ６上下部の樹脂１には、
高い熱応力が作用する。

第２図に示すように、くぼみ４が半導体素子２、又は、
タブ６の上下にかかつている場合、くぼみ４は応力集中
源となって、この部分にはさらに高い応力が発生し、樹
脂クラックの原因となる。第７− １図に示すように、リード３が樹脂２の各辺に沿って一
列に並んでいる場合、くぼみ４部の応力は、半導体素子
２の辺の中央部で高くなり５両端部に行くにつれて低く
なるが、本実施例では、半導体素子２の辺の中央部近傍
のり一部３にくぼみ４を設けていないので、樹脂クラッ
クに対する信頼性が高くなる。

くぼみ４を設けるリード３の本数は、樹脂クラックを防
止できる範囲内で、できるだけ多くすることが望ましい
が、最低限、各リード列の両端それぞれ一本ずつのり−
ド３に対してくぼみ４を設ければ、両端のリード３の剛
性によって、中間部のリード３と他の物体との接触を緩
和することができるので、リード列全体の変形防止効果
を得ることができる。第工図のように樹脂１の四方向か
らリード３を引き出す場合、最低限のくぼみ４を設ける
べきリード３の本数は、各辺二本、計へ本となる。

くぼみ４の平面形状は、第１図のような角穴状だけでな
く、リード先端３ａの移動を防止できる一 構造であれば、丸穴状や直線と曲線を組合わせた任意の
輪郭を有する形状であって良い。また、変形防止効果の
点ではくぼみ４は個々のり一部３ごとに独立して設ける
ことが望ましいが、樹脂成形上の理由などにより、複数
のり一部３にまたがって連続した形状のくぼみ４を設け
ても良い。同様に、くぼみ４内部の断面形状も、第２図
に示すような平坦な底部をもつ形状だけでなく、傾斜面
のみの組合わせや、曲面状であっても良い。

くぼみ４を設けた部分のり一部３の折り曲げ形状は、必
ずしも３字形に限定するものではなく、樹脂１の下端部
を回り込んでくぼみ４内に到達する形状であれば、任意
の直線２曲線、又はこれらの組合わせであって良い。ま
た、くぼみ４を設けない部分のリード３の折り曲げ形状
は、リード３と他の物体との接触を防止する観点からは
、できるだけ、くぼみ４を設けた部分のり一部３と同一
であることが望ましい。ただしこの場合、くぼみ４を設
けた部分に比べて、先端３ａ部の長さを短くするか、あ
るいは、先端３ａ部近傍のみ、くぼみ４を設けた部分と
形状を変化させることが必要となる。また、変形防止効
果は、若干、低下するか、くぼみ４を設けていない部分
だけ、リード３の樹脂１の下端部への回り込みをなくし
、例えば、真直ぐ下方に延ばすなど、リード３間の形状
に差異を設けることももちろん可能である。ただし、こ
の場合でも、リード３のうち最も低くなる点３ｂの高さ
は、すべてのり一部３について同一とすることが必要で
ある。

リート３の先端３ａを収容するためのくぼみ４以外の樹
脂１底面には、過度の応力集中源となる他のくぼみや突
起は設けないことが望ましい。ただし本発明は、樹脂工
の底面に、リード変形防止用のくぼみ４以外のすべての
凹凸の存在を否定するものではなく、樹脂クラックの発
生を防止できる範囲内であれば、例えば、米国特許第４
４９５３７６号に記載されているように、リード３の形
状に沿って樹脂ｌ下端部に突起を設けたり、あるいは、
特開昭６１−２５３８４０号公報に記載されているよう
に、樹脂封止構造全体の力学的バランスをとるための凹
部を設けたりしても良い。

樹脂１によって封止された半導体装置本体内部の構造は
、必ずしも第２図及び第３図に示したものに限定するわ
けではなく、本発明は、種々の内部構造を持つ樹脂封止
型半導体装置に適用することができる。例えば、樹脂ｌ
内部で半導体素子２の表面が上、下いずれを向いていて
も良いし、また特開昭５７−１１４２６１号公報、同６
１−２１８１３９号公報などに記載されているようにタ
ブ６を廃して、リード３に直接半導体素子２を固定する
構造や、金属以外の材料よりなるタブ６を使用する構造
であっても良い。

第４図は本発明の他の実施例である樹脂封止型半導体装
置の底部を示す平面図である。この場合、樹脂１の内部
に封止されている半導体素子２の形状は、図中に破線で
示されているように一方向についてのみ長くなっており
、この方向についてのみリード３の先端３ａの付近まで
半導体素子２が延びている。このような場合は、半導体
素子２が近接している方向の、対向する二辺のリード列
に１１一 ついてのみ、くぼみ４を設けるリード３の数を限定し、
半導体素子２から離れた他の二辺のリード列については
、すべてのり−ド３に対応してくぼみ４を設けた方が、
高い変形防止効果を得ることができる。

第５図は本発明のさらに他の実施例である樹脂封止型半
導体装置の底部を示す平面図である。この図においても
、半導体素子２は特定の方向についてのみ、リード３の
先端３ａの近傍まで述びている。第５図の場合、半導体
素子２が近接している方向の、対向する二辺のリード列
については、くぼみ４が全く設けられていない。従って
、これらの列のリード３については、変形防止効果が得
られていない。しかし、半導体装置輸送時の容器の接触
する方向や、半導体装置を工具等でつかむ場合の方向な
どが限定されている場合には、特定の方向のリード列に
ついて変形防止効果がなくても、実用上問題は少ない。

第６図は本発明のさらに他の実施例である樹脂封止型半
導体装置の底部を示す平面図である。第１２− ６図の場合、リード３は樹脂１の対向する二側面のみか
ら引き出されている。樹脂１内部の半導体素子２は、図
中に破線で示すように、リード列全長のうちの一部分の
みを占めており、樹脂１の底面のくぼみ４は、正射影上
で半導体素子２にかからない範囲にのみ限定して設けら
れている。本実施例によれば、くぼみ４が半導体素子２
による熱応力の影響を受けないので、極めて高い耐樹脂
クラック性を得ることができる。なお、第６図の実施例
では、第３図の断面図に示したように、半導体素子２と
タブ６の寸法がほとんど同一か、もしくは、タブ６を使
用しない構造の樹脂封止型半導体装置について例を示し
たが、もし、半導体素子２と樹脂１底面の間にタブ６が
存在し、かつ、樹脂１底面側から見た正射影上で、タブ
６が半導体素子２の領域をいずれかの方向に越えている
場合には、半導体素子２とタブ６を併せた正射影にくぼ
み４がかからないようにすることが望ましい。

第６図に示すように、樹脂ｌの二方向からり−ド３を引
き出す構造の樹脂封止型半導体装置の場合最低限くぼみ
４を設けるべきリード３の数は、各辺の両端二本、計四
本となる。

以上の実施例では、平面形状が四角形の樹脂封止型半導
体装置本体の二方向又は四方向の側面からり一部３を引
き出す場合について例を示したが、本発明は、他の任意
の平面形状、例えば三角形や各種多角形などの樹脂封止
型半導体装置にも適用することができ、リードの引き出
し方向も、一方向や三方向、その他任意の多数方向であ
って良い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、変形しやすいリードについては、変形
防止用のくぼみを設け、樹脂の応力の高くなる部分につ
いては、応力集中源となるくぼみを廃しているので、リ
ードの変形を防止できるとともに、大型半導体素子に対
しても樹脂クラックを生じることのない、高信頼性の樹
脂封止型半導体装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の樹脂封止型半導体装置の底
部を示す平面図、第２図及び第３図は、第工図のそれぞ
れＡ−Ａ断面及びＢ−Ｂ断面部の構造を示す断面図、第
４図乃至第６図は、それぞれ本発明の他の実施例である
樹脂封止型半導体装置の底部を示す平面図、第７図は、
従来の樹脂封止型半導体装置の底部と、これに発生した
樹脂クラックを示す平面図である。 １・・・樹脂、１２・・・半導体素子、３・・・リード
、３ａ・・リード先端、３ｂ・・・リード最下点、４・
・・くぼみ、特開平３ ２３３９６０　（６） 特開平 ３ ２３３９６０　（７）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体素子を樹脂で封止し、前記半導体素子にそれ
   ぞれ電気接続された複数のリードを前記封止体の側面よ
   り引き出し、リードの封止体外側の先端を、前記封止体
   の底部に設けたくぼみ内まで延在させた構造の樹脂封止
   型半導体装置において、 前記くぼみを一部のリードに対してのみ限定して設けた
   ことを特徴とする樹脂封止型半導体装置。 ２、請求項１において、前記封止体の底部を、前記半導
   体素子の表面に垂直な方向から射影して見た場合、前記
   リードの先端を収容するためのくぼみが半導体素子の正
   射影内にかからない前記リードに対してのみ限定してく
   ぼみを設けた樹脂封止型半導体装置。 ３、請求項１において、前記封止体の側面から引き出さ
   れた複数のリードは、一方向もしくは複数方向の側面に
   沿つて直線状に配列され一直線を形成するリード列内の
   両端近傍のリードに対してのみ、リード先端を収容する
   ためのくぼみを設けた樹脂封止型半導体装置。 ４、請求項１において、前記封止体の側面から引き出さ
   れた複数のリードは、複数方向の側面に沿つて直線状に
   配列され、特定の方向の側面から引き出したリードに対
   しては、すべてその先端を収容するくぼみを廃した樹脂
   封止型半導体装置。