JPH0422162A - リードフレームおよびそれを用いた半導体集積回路装置 - 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、リードフレームおよびそれを用□、）だ半導
体集積回路装置技術に関し、特に、半導体集積回路装置
を構成する樹脂モールド形パンケージのクラック抑制技
術に関するものである。

〔従来の技術二 樹脂モールド形パッケージにクラックが発生する工程に
は、例えば次の二つの工程がある。一つは、温度サイク
ル試験や熱衝撃試験等の試験工程、もう一つは、組立の
完了した半導体集積回路装置を配線基板等に実装する半
田実装工程である。

温度サイクル試験や熱衝撃試験等は、低温（例えば−６
５℃）から高温（例えば１５０℃）、高温から低温の繰
り返し温度変化に対する半導体集積回路装置の耐性評価
試験である。これら試験工程の際に発生するパッケージ
クラックは、主として使用材料（半導体チップ、リード
フレーム、モールド樹脂等）の熱特性値（熱膨張係数、
熱伝導率等）の違いに起因して発生すると想定される。

すなわち、例えばそれら試験工程における低温冷却時に
、ダイパッドの下面側のモールド樹脂が使用材料の熱特
性値の違いに起因して収縮すると、ダイパッドに大きな
圧縮ストレスが加わり、その反作用としてダイパッドか
らその下面側のモールド樹脂にストレスが加わる。これ
らストレスによって、ストレスが最も加わるダイパッド
の端部等を起点としてモールド樹脂にクランクが入ると
想定される。この対策として従来は、例えば第７図（ａ
）、（ｂ）に示すように、ダイパッド５０の下面側に未
貫通状態の凹部５１を複数形成することによって、グイ
バッド５０下面とその下面側のモールド樹脂とを機械的
に接合し、低温冷却時におけるグイバッド５０下面側の
モールド樹脂の収縮等を抑止していた。なお、第７図（
ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ線の断面図である。

一方、半田実装工程の際に発生するパッケージクラック
は、主としてダイパッドの下面とモールド樹脂との界面
に存在する水分に起因すると想定される。すなわち、ダ
イパッドの下面とモールド樹脂との界面に水分があると
、その水分が半田実装の際の熱により急激に気化膨張し
、その膨張によってモールド樹脂への圧力が急増するこ
とによると想定される。この対策としては、例えば特願
昭６２−５６５９０号に記載があり、第８図に示すよう
に、ダイパッド５０のチップ搭載領域５２内にダイパッ
ド５０の上下面を貫通する十字状の孔５３を穿孔するこ
とによって、ダイパッド５０を四分割し、半田実装の際
に発生するグイバッド５０下面側の水分の気化膨張に起
因する応力を小さくしていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記従来の技術においては、以下の問題があ
ることを本発明者は見出した。

すなわち、ダイパッドの下面に未貫通状態の凹部を複数
形成した上記従来技術においては、温度サイクル試験や
熱衝撃試験等の際に発生するパッケージクラックを抑制
する点については効果が得られるが、半田実装の際に発
生するパッケージクラックを抑制するたぬの充分な効果
が得られていない。これは、ダイパッドが分割されてい
ないので、半田実装の際の水分の気化膨張゛＝起因する
応力を充分小さくできないためと想定される。

一方、ダイパッドに十字状の貫通孔を形成した上記従来
技術においては、半田実装の際に発生するパッケージク
ラックを抑制する点については効果が得られるが、温度
サイクル試験や熱衝撃試験等の際に発生するパッケージ
クラックを抑制するための充分な効果が得られていない
。これは、十字状の貫通孔では、例えば低温冷却時にお
けるグイパッド下面側の樹脂の収縮等を充分抑止できな
いためと想定される。

本発明は上記課題に着目してなされたものであり、その
目的は、温度サイクル試験や熱衝撃試験等の試験工程お
よび半田実装工程における樹脂モールド形パッケージの
クラックを抑制することのできる技術を提供することに
ある。

本発明の前言己ならびにその他の目的と新規な特徴は、
明細書の記述およ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、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。

すなわち、第１の発明は、ダイパッドの部品搭載領域に
搭載された半導体チップを所定の樹脂によって封止した
半導体集積回路装置であって、前記ダイパッドにその外
周辺から中心方向に延在する切込み部を形成し、前記ダ
イパッドを前記切込み部によって分割した半導体集積回
路装置構造とするものである。

第２の発明は、ダイパッドの部品搭載領域に搭載された
半導体チップを所定の樹脂によって封止した半導体集積
回路装置であって、前記ダイパッドにその外周辺から中
心方向に延在する切込み部を形成し、かつ、前記部品搭
載領域内にダイパッドの上下面を貫通する孔を形成し、
前記グイパッドを前記切込み部または前記孔によって分
割した半導体集積回路装置構造とするものである。

〔作用〕

上記した発胡によれば、ダイパッドの外周辺に形成され
た切込み部分を通じてダイパッドの上下面両側のモール
ド樹脂が接合され、その接合部分によって、例えば低温
冷却時におけるグイパッド下面側の樹脂の収縮が抑止さ
れる。

また、ダイパッドを分割したことにより、半田実装の際
のグイパッド下面側の水分の気化膨張に起因する応力を
小さくすることが可能となる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例である半導体集積回路装置を
構成する半導体チップが搭載されるダイパッドの拡大平
面図、第２図はその半導体集積回路装置の一部破断斜視
図、第３図は第２図に示した半導体集積回路装置のＩＩ
Ｉ−Ｉ［［線の断面図である。

９Ｊ２図および第３図に示す本実施例の半導体集積回路
装置１は、ＱＦＰ（口ｕａｄ’　Ｆｌａｔ　Ｐａｃｋａ
ｇｅ）形の半導体集積回路装置である。

パッケージ２は、例えばンリコーン変性エポキシ樹脂等
のモールド樹脂にシリカ等のフィラーを充填して構成さ
れている。また、パッケージ２を構成するモールド樹脂
は、モールド時の粘度が、例えばＩＸ’ＩＯ’Ｐ（ポア
ズ）程度となるような低粘度樹脂である。パッケージ２
の四側面からは、ガルウィング状のアウターリード３ａ
が突出されている。アウターリード３ａは、第３図に示
すようにパッケージ２の内部のインナーリード３ｂと一
体的に成形されている。

パッケージ２の内部には、シリコン（Ｓｉ）１１結晶か
らなる半導体チップ４が封止されている。

半導体チップ４のチップサイズは、例えば１０印Ｘ１０
ｍｍ程度であり、その厚さは、例えば４００μｍ程度で
ある。半導体チップ４は、素子形成領域を上に向けた状
態で封止されており、その上面にはポリイミド等からな
る薄膜５が被覆されている。薄膜５は、モールド樹脂中
の水分が素子形成領域内に浸入するのを防止し、かつモ
ールド樹脂中のフィラーが表面保護膜６を傷付けるのを
防止するたとに被覆されている。なお、ポリイミド等か
らなる薄膜を半導体チップ４の裏面側に被着して半導体
チップ４とその裏面側のモールド樹脂との密着性を向上
させ、半導体チップ４裏面とモールド樹脂との界面に水
分が浸入し難い構造としても良い。

半導体チップ４は、例えば銀ペーストからなる薄い接着
部７を介してダイパッド８に接合されている。そして、
本実施例においては、第１図に示すように、ダイパッド
８に、その外周辺から中心方向に延在する切込み部９が
形成されており、その切込み部９によってダイパッド８
が四分割されている。グイパッド８は、例えば４２７０
イからなる。グイパッド８の平面寸法は、例えば１０．
２〜１１．０闘Ｘ　１０．２〜１１．０証程度であり、
その厚さは、例えば１５０μｍ程度である。切込み部９
の輻りは、例えば１虹程度あるいはそれ以上である。第
１図の二点鎖線は、チップ搭載領域（部品搭載領域）１
０を示しており、切込み部９は、その一部がチップ搭載
領域１０の外側にも形成されている。すなわち、本実施
例の半導体集積回路装置１においては、ダイパッド８に
形成された切込み邪９のうち、チップ搭載領域ｌＯの外
側に位置する部分を通じてグイパッド８の上下面両側の
モールド樹脂が接合され、その接合部によってダイパッ
ド８の下面側のモールド樹脂の収縮等が抑止される構造
となってし）る−０また、グイパッド８は、切込み部９
によって四分割されているので、グイパッド８の下面と
モールド樹脂との界面の水分が半導体集積回路装Ｗ１の
半田実装時に気化膨張してもその膨張に起因する応力を
小さくすることが可能になっている。切込み部９は、例
えばリードフレームの製造工程において、アウターリー
ド３ａ、インナーリード３ｂ、グイパッド８等を打ち抜
き加工やエツチング加工等によって形成する際に同時に
形成される。

このように本実施例によれば、以下の効果を得ることが
可能となる。

（１）、グイパッド８にその外周辺から中心方向に延在
する切込み部９を形成したことにより、チップ搭載領域
１０の外側領域における切込み部９を通じてダイパッド
８の上下面両側のモールド樹脂が接合され、その接合に
よってダイパッド８の下面側のモールド樹脂の収縮等が
抑止されるので、温度サイクル試験や熱衝撃試験等の際
の熱応力に起因するパッケージクラックを抑制すること
が可能となる。

（２）、また、ダイパッド８を切込み部９によって分割
したことにより、半導体集積回路装置１を所定の配線基
板等に半田実装する際に、ダイパッド８の下面とモール
ド樹脂との界面の水分が気化膨張しても、その気化膨張
に起因する応力を小さくすることができ、その応力に起
因するパッケージクラックを抑制することが可能となる
。

（３）、上記（１）、　（２）により、半導体集積回路
装置１の信頼性および歩留りを大幅に向上させることが
可能となる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
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で種々変更可
能であることはいうまでもない。

例えば、前記実施例においては、ダイパッドを切込み部
によって分割した場合について説明したが、これに限定
されるものではなく種々変更可能であり、例えば第４図
に示すように、ダイパッド８の外周辺から中心方向に延
在する切込み部９と、ダイパッド８の中央に形成された
例えば十字状の孔１１とによって、ダイパッド８を分割
しても良い。なお、第４図に示すダイパッド８において
は、例えば切込みＢ９と孔１１との境界からダイパッド
８の中心までの長さＬｌ　　と、その境界からダイパッ
ド８の外周辺までの長さし、とが等しくなるように設計
されている。

また、第５図に示すように、ダイパッド８において、チ
ップ搭載領域１０の外側にダイパッド８の外周辺に沿っ
て延在する孔１２ａを形成するとともに、その孔１２ａ
からダイパッド８の中心方向に例えば幅りの孔１２ｂを
延在させて、その孔１２ｂによってダイパッド８を分割
しても良い。

また、第６図に示すように、ダイパッド８において、チ
ップ搭載領域１０の外側に孔１３を複数形成し、かつチ
ップ搭載領域１０の内側に例えば十字状の孔１４を形成
し、その十字状の孔１４によってダイパッド８を分割し
ても良い。

また、前記実施例においては、ダイパッドを四分割した
場合について説明したが、これに限定されるものではな
く種々変更可能である。

また、前記実施例においては、パッケージをＱＦＰとし
た場合について説明したが、これに限定されるものでは
なく種々変更可能であり、例えばパッケージをＳ　ＯＰ
　（Ｓｍａｌｌ　０ｕｔｌｉｎｅ　Ｐａｃｋａｇｅ）や
Ｓ　ＯＪ　（Ｓｍａｌｌ　０ｕｔｌｉｎｅ　Ｊ−ｒｅａ
ｄ　Ｐａｃｋａｇｅ）あるいはＰ　Ｌ　ＣＣ（Ｐｌａｓ
ｔｉｃ　Ｌｅａｄｅｄ　Ｃｈｉｐ　Ｃａｒｒｉｅｒ）に
しても良い。

〔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。

すなわち、本発明によれば、ダイパッドの外周辺に形成
された切込み部分を通じてダイパッドの上下面両側のモ
ールド樹脂が接合され、その接合部分によって、例えば
低温冷却時におけるグイパッド下面側の樹脂の収縮等が
抑止されるので、温度サイクル試験や熱１＃撃試験等の
原の熱応力に起因するパッケージクラックを抑制するこ
とが可能となる。また、ダイパッドを分割したことによ
り、半田実装の際にダイパッド下面とモールド樹脂との
界面の水分が気化膨張しても、その気化膨張に起因する
応力を小さくすることができるので、その応力に起因す
るパッケージクラックを抑制することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である半導体集積回路装置を
構成する半導体チップが搭載されるダイパッドの拡大平
面図、 第２図はその半導体集積回路装置の一部破断斜視図、 ｆｆ３図は第２図に示した半導体集積回路装置の■−■
線の断面図、 第４図〜第６図は本発明の他の実施例である半導体集積
回路装置を構成する半導体チップが搭載されるグイパッ
ドの拡大平面図、 第７図（ａ）は従来のグイパッドの平面図、第７図ら）
は第７図（ａ）のＢ−Ｂ線の断面図、第８図は従来のグ
イパッドの平面図である。 １・・・半導体集積回路装置、２・・・パッケージ、３
ａ・・・アウターリード、３ｂ・・・インナーリード、
４・・・半導体チップ、５・・・薄膜、６・・・表面保
護膜、７・・・接着部、８・・・グイパッド、９・・・
切込み部、１０・・・チップ搭載領域（部品搭載領域）
１．．１１．１２ａ、１２ｂ、１３．１４−・・孔、Ｄ
・・・幅、Ｌ、、Ｌ、　　・　・・長さ、５０・・・グ
イパッド、５１・・・凹部、５２・・・チップ搭載領域
、５３・・・孔。 代理人　弁理士　筒　井　大　和 第 図 り 第 図 第 図 １１：孔 第 図 ＋２８ １２ｂ：孔 第６ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ダイパッドにその外周辺から中心方向に延在する切
   込み部を形成し、前記ダイパッドを前記切込み部によっ
   て分割したことを特徴とするリードフレーム。 ２、前記ダイパッドの部品搭載領域に搭載された半導体
   チップを所定の樹脂によって封止したことを特徴とする
   請求項１記載のリードフレームを用いた半導体集積回路
   装置。 ３、ダイパッドにその外周辺から中心方向に延在する切
   込み部を形成し、かつ、前記ダイパッドの部品搭載領域
   内にダイパッドの上下面を貫通する孔を形成し、前記ダ
   イパッドを前記切込み部または前記孔によって分割した
   ことを特徴とするリードフレーム。 ４、前記ダイパッドの部品搭載領域に搭載された半導体
   チップを所定の樹脂によって封止したことを特徴とする
   請求項３記載のリードフレームを用いた半導体集積回路
   装置。