JPH0461148A - 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］ 本発明は集積回路を搭載するレジンモールド半導体装置
に関する。

［従来の技術］ 従来のレジンモールド半導体装置について、内部の導体
接合部材にＴＡＢ　（ＴＡＰＥ　　ＡＵＴＯＭＡＴＥＤ
　　ＢＯＮＤＩＮＧ）を用いた構造を例として説明する
。

第９図は従来例を示す平面図、第９図は第１０図の断面
図を示す。

窓枠形状をなすポリイミドフィルム６上に形成された複
数の独立したパターン４は、ポリイミドフィルム６の内
側方向に突出して延在するインブーパターン部３と、ポ
リイミドフィルム６の外側に突出して延在するアウター
パターン部５によつて構成されている。

それぞれの前記インナーパターン部３は、ポリイミドフ
ィルム６の内側中央に配置される集積回路チップ１上に
形成された電極バンブ２の配置に対応して設けられてお
り、かさね合された後インナーパターン部３上部から接
合用押圧ツール（図示せず）によって加熱加圧され、電
極バンブと金属接合がなされる。

また、他端となるアウターリード部５においては、外部
へ導出される外部リード部７とがかさね合された後、金
属接合がなされる。

その後、外部リード部７の一部および前記各部はレジン
を用いて封止され、モールド部８を形成する。

さらに、外部リード部７′の一部であって、モールド部
８外に位置する外部リードをフォーミング加工され、諸
定のレジンモールド半導体装置が製造されている。

［発明が解決しようとする課題］ 近年、半導体装置の機能増大にともない、集積回路の入
出力端子数の増加に対する要求が急激に高まってきてお
り、２００ビンを越える半導体装置については、前記従
来例のようにＴＡＢを用いてこれに答えたレジンモール
ド半導体装置が多用されるようになった。

しかし、集積回路の多機能化にともない、集積回路チッ
プの大型化がはかられるとともに各部位のさらなる微細
化が進められている。こうしたことにより、従来の半導
体装置構造において、次のような問題が生ずるようにな
った。

１）レジンを用いた封止は、トランスファ成形機にてお
こなわれることが一般的であり、レジンの注入を第１０
図に示すモールド部°８の下部側面に位置するＡ部−ケ
所より金型内へ注入される。

このとき、集積回路チップおよびパターン４を含むポリ
イミドフィルム６部は、注入されるレジンの注入圧力に
より、モールド部８の上部方向へ押し上げられ、最悪の
場合は、第１０図のＢ部を拡大図示した第１１図、第１
２図に示すように、インナーパターン部３先端における
、電極バンブ２とインナーパターン部３との破断や、集
積回路チップ１のエッチ部におけるインナーパターン部
３とのショートが発生し、集積回路が機能しない状態に
陥いることがおこった。

これは、集積回路チップ１の大きさに相関し。

レジン注入による圧力を受ける面の増加にともなって、
その発生率が増大するとともに、微細化によりインナー
リード３か細くなり、強度不足から生じていた。

２）集積回路の多機能化とともに、集積回路の動作周波
数は高まり、消費電力が増大してきている。

このため、半導体装置に対して放熱性の改善が強く求め
られており、従来の集積回路の全周なレジンで被う構造
では消費電力１．５Ｗまでの集積回路しか搭載できず、
放熱特性に対する限界が生じてきていた。

［目　的］ この発明は以上のような点に鑑みなされたものであり、
レジン封止による内部の各接合部位の変形を押え、各接
合部位の不良率低減と高い信頼性を実現し、加えて集積
回路から発生する熱を効率よく外部へ放出することがで
きるレジンモールド半導体装置を提供することを目的と
する。

［課題を解決するための手段］ 本発明の半導体装置は、一方の面の略外周に少なくとも
低位・高位からなる２つの高さを有する複数の柱部が設
けられ、同面の略中央部には集積回路チップが固着され
ている載置ブロックと１、その一端を前記載置ブロック
の周縁方向に臨ませ、他端を外方へ延在させた複数の外
部リードと、前記外部リードの前記一端近傍と前記集積
回路チップの電極とを電気的に接続した導体接合部材と
、前記載置ブロックの低位なる柱部上面に固着され外方
へ延在した載置ブロック支持リードからなり、前記載置
ブロック、前記導体接合部材、前記外部リード、および
前記載置ブロック支持リードがレジンでモールドするこ
とにより形成したモールド部にて被われ、少なくとも前
記載置ブロックの高位なる柱部上面および柱部が構成さ
れる面の他の面および外部り〜ドの一部がモールド部の
外周面より露出されていることを特徴とする半導体装置
。

〔実　施　例１ 以下、本発明を図面に示す実施例にしたがって説明する
。

面、各図は本発明を容易に理解するため、リード本数等
を少なく表わし、簡略化して示している。

まず、本発明に用いるリードフレームの一実施例につい
て、第３図に平面図、第４図に断面図として示す。

このリードフレーム１９は、０．１５ｍｍの厚さの金属
板を打抜き加工やエツチング加工によって作られる。そ
して、その形状は部分的には幅の異なる箇所はあるが、
全体として矩形枠を形作る枠部２０と、その先端（内端
）は前記枠部２０の中央へ四方向から向かう複数の外部
リード７が延びている。また、外部リード７の後端は、
それぞれ枠部２０の内側に連結されている。

また、レジンモールド時に溶けたレジ〕／の流出を阻止
すべく、各外部リード間および外部リードと枠部２０間
に延びるダムバー２】が、枠部２０中央部を取り囲むよ
うに配設されている。

また、各ダムバー２１を枠形に結び付Ｕるダムバ一連接
部２２の略中夫にあって、一端を枠部２０の中央部に向
けて臨む載置ブロック支持リード２３が、ダムバー２１
およびダムバ一連接部２２によって囲まれる対角の四隅
に設けられている。

さらに、枠部２０の両側縁に沿って、定間隔にガイド孔
２４が設けられ、リードフレームを用いての組立、搬送
用の位置決め孔や引掛移送孔として用いられる。

次に、以上の構造をもつリードフレームとともに、導体
接合部材となるＴＡＢ部品が用意される。

ＴＡＢ部品は、窓枠状に構成されたポリイミドフィルム
６が用意され、その上面に銅箔を主体とする複数のパタ
ーン４が形成されている。それぞれのパターンは、その
一端を窓枠状のポリイミドフィルム６内側に突出して延
在するインブーパターン部３と、外側に突出して延在す
るアウターパターン部５が設けられている。

インづ−パターン部３の配置は後に導体接合される集積
回路チップの電極バンブピッチと一致しており、アウタ
ーパターン部５の配置は前配り一ドフレームの外部リー
ド７先端部における配宜ビッヂと同じくして設けられて
いる。

用意されたリードフレームとＴＡＢ部品は、前記外部リ
ード７と前記アウターパターン部５門こおいて位置合せ
がなされた後、ハンダ、金等の金属結合部材を用いて結
合し、一体化され、本発明に用いるリードフレームが完
成する。

第８図は、本発明に用いる載置ブロックの一実施例を斜
視図として示す。

載置ブロック１０は、平面形状が略正方形に形成されて
おり、一方の面の四隅に柱部１１が設けられている。ま
た、柱部１１が設けられた面の略中夫には、金属結合部
材や接着剤等の固着部材１３を用いて電極バンブ２側を
上にして集積回路デツプ１が固着配置されている。

また、柱部１１は低位なる高さにある柱部低位面１１Ａ
と、柱部低位面１．１Ａをはさむ形に柱部低位面１１Ａ
よりさらに高位な高さにある柱部高位面１１Ｂによって
形成されている。

尚、載置ブロックｌＯは、半導体装置として完成後、載
置ブロック１０の他方の面がモールド部表面に露出し、
集積回路チップ１から発する熱を放出する役割をもたせ
ているため、その材質を銅および銅合金等の熱伝導性の
優れる材質が用いられている。

次に、本発明による半導体装置の組立について一実施例
を説明する。

第３図は、レジンモールド加工前まで加工された状態を
示す平面図、同じ第３図は第４図の一部断面図、第３図
は第５図の一部拡大斜視図であ杭 まず、接合部となるリードフレーム１９上に構成された
インナーパターン部３先端部と載置ブロック１０上に載
置された集積回路チップｌ上の電極バンブ２との平面的
な位置合せがなされた後、インナーパターン部３の上部
側から、加熱された接合押圧ツール（図示せず）により
押圧され、インナーパターン部３と電極バンブ２との間
が、それぞれ事前に施された金属どうしにおいて合金が
形成し、固着導体接合がなされる。

次に、載置ブロック１０の四隅に設けられた柱部１１の
柱部低位面１１Ａにおいて、対向するリードフレーム１
９に構成された四ケ所の載置ブロック支持リード２３と
重ね合わせ、それぞれの部材に事前に施された金属結合
部材もしくは接着剤もしくはスポット溶接等によって固
着し、載置ブロックはリードフレームと一体化し保持さ
れる。

尚、このような加工をおこなう上で、第８図の柱部低位
面１１Ａ図中寸法りは、集積回路チップ１〜外部リード
７間の接合後、各接合部、各部材に対して機械的ストレ
スを加わることな（柱部低位面と載置ブロック支持リー
ド面の高さを一致するよう実験ならびに計算がなされ決
定されているのである。

以上の接合加工の後、ダムバー２１の内側をレジンで封
止し、レジンからなるモールド部８で、集積回路チップ
１、載置ブロック１０の一部、ポリイミドフィルム６お
よびパターン４による導体接合部、外部リード７の一部
が被われる。

第１図は、以上の加工の後、外部リード間を連接するダ
ムバー、外部リードの枠部と連接する部分、およびモー
ルド部側面において載置ブロック支持リードを切断除去
され、リードフレーム枠部から分離した後、外部リード
をその途中から折り曲げ、ガルウィングタイプの諸定の
形状にした本発明による一実施例を示す半導体装置の断
面図である。また、第２図は第１図のＰ祖国を示す。

第１図では載置ブロック１０の柱部高位面１１Ｂの各面
および柱部が構成される面の他方の面がモールド部８の
平面と一致する面に露出するように加工されており、さ
らにその露出面１４上には放熱特性をさらに向上させる
目的で、放熱器１５を固着している。

面、こうした構造を形成するため、従来例を示した第１
Ｏ図と異なり、集積回路チップ１の裏面側に放熱器１５
が設けられるよう外部リードの）オーミンク方向に対し
て集積回路チップが逆になるように構成されている。

このような実施例においては、レジンの注入が第１図Ａ
部からおこなわれるため、載置ブロック１０を上面方向
へ押し上げる力が働く。

しかし、柱部高位面１１Ｂからの載置ブロック１０の総
厚（第８図を寸法）が、モールド成型金型（図示せず）
のモールド部形成面間距離に等しく設計されており、載
置ブロックはモール成形金型にクランプされ、レジン注
入による載置ブロックの移動等はまったく発生しない。

したがって強度的に弱いインナーパターン部３先端部へ
の機械的ストレスが加わらなくなるのである。

〔発明の効果１ １）以上のように本発明によれば、載置プロ・ンクがそ
の四隅において載置ブロック支持リードによって強固に
保持されるため、リードフレーム面に対する集積回路チ
ップの面およびポリイミドフィルム等導体接合部材が動
くことがなく、極めて安定して保持される。

さらに、載置ブロックの総厚をモールド金型内寸法と一
致させることにより、レジンモールド時に載置ブロック
を完全にクランプされ、レジンの注入圧力によって載ブ
ロックはもとより内部に構成される各部の移動変形を少
なくおさえることができる。

よって、インナーパターン部と集積回路チクプの電極バ
ンブの接合部に機械的ストレスが加わらなくなり、安定
した接合品質を維持することができる。

また、ポリイミドフィルムを核としてつくられるインナ
ーパターン部やアウターパターン部の変形、破断をおこ
すことがない。

また、アウターパターン部と外部リード部の接合におい
ても同様に安定した接合品質を維持することができる等
、本発明により、信頼性の高い安定した接合性を確保し
た半導体装置が提供できる。

２）従来は、内部に構成される各部のレジン注入圧力に
よる移動、変形を押えるため、レジン注入力を極力押え
るとともに、条件の設定を慎重１．Ｊおこなわなければ
、品質が本安定であった。

しかし１本発明による構造により、内部各部が強固なも
のとなったため、レジン注入圧力を容易に高めることが
可能どなった。このことにより従来、レジン注入圧力が
弱いことによって、二次的に発生しでいたモールド内部
や表面における気泡の発生も、合せて押えることが可能
となり１組湿性が優ね、外観も損なうことのない製品と
することか実現できた。

３）さらに本発明の実施例にあるように、載置ブロック
を銅および銅合金等の熱伝導性に優れる祠質を用い、集
積回路チップから発生する熱冬レジンを介在さぜること
なく直接外気に開放することか可能となり、熱抵抗４ｒ
ｉ等の半導体装置のａ熱特性の大幅な改善を実現してい
る。

また、−＋：−ルド部に露出した載置ブロック上に各種
放熱孔を設置する。：とにより、より一層の敢熱特刊、
向ｔがはかられる。

４）また、実施例として記載し°Ｃいないが、モールド
面に露出する複数のね部高位面１１１３と、半導体装置
が実装される基板」−のパターン間を、ハンダ等を用い
て導体接続することにより、集積回路チップの裏面から
載置ブロックを経由して直接、Ｗ源電位（例：ＧＮＩ）
）を外部に取ることができ、集積回路に対する電源供給
のより一層の安定化がはかられ、集積回路の高速駆動化
に対応することができる。

以上のように、本発明にかかる従来の問題点を解決する
とともに、レジンモールド半導体の優秀さをより一層大
きく提供せんとするものであり、今後ますます多機能化
、大型化する集積回路に対応した半導体装置として格別
な輛欧を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による半導 ２図は第１図■〕視による一部断面平面図、第３図は本
発明による半導体装置製造途、Ｌの組立平面図、第４図
は第：３図の一部側面視図２第５図は第；３にの一部斜
視図、第６図は本発明に用いるり−・ドフレームの平面
図、第７図は第６図の一部側面視図、第８図は本発明に
用いる載１ブロックに、集積回路チップを搭載した斜視
図、第９図は従来の半導体装置の一部断面平面図、第１
Ｏ図は第９図の断面図、第１１図、第１２図は従来の半
導体装置にて生じていた不具合を説明した側面図。 集積回路チップ 電極（１！極バンブ） 外部リード モールド部 載置ブロック 柱部 載置ブロック支持リード 篤１図 以上 第７図 第９図 １Ａ 箪８図 箪１０り

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　一方の面の略外周に少なくとも低位・高位からなる２
   つの高さを有する複数の柱部が設けられ、同面の略中央
   部には集積回路チップが固着されている載置ブロックと
   、その一端を前記載置ブロックの周縁方向に臨ませ、他
   端を外方へ延在させた複数の外部リードと、前記外部リ
   ードの前記一端近傍と前記集積回路チップの電極とを電
   気的に接続した導体接合部材と、前記載置ブロックの低
   位なる柱部上面に固着され外方へ延在した載置ブロック
   支持リードからなり、前記載置ブロック、前記導体接合
   部材、前記外部リード、および前記載置ブロック支持リ
   ードがレジンでモールドすることにより形成したモール
   ド部にて被われ、少なくとも前記載置ブロックの高位な
   る柱部上面および柱部が構成される面の他の面および外
   部リードの一部がモールド部の外周面より露出されてい
   ることを特徴とする半導体装置。