JPH0478161A - 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、半導体装置に関し、特に、配線基板の実装面
上に複数個の半導体チップを実装し、これらを封止体で
封止する半導体装置に適用して有効な技術に関するもの
である。

〔従来の技術〕

配線基板の実装面上に複数個の半導体チップを実装し、
これらを例えば樹脂パッケージで封止した樹脂封止型半
導体装置が開発されている。この樹脂封止型半導体装置
は、例えばＤ　Ｉ　Ｐ　（ＤｕａｌＩ　ｎ−１ｉｎｅ　
Ｐ　ａｅｋａｇｅ）型のパッケージで構成されている。

前記樹脂封止半導体装置はタブ吊りリードで支持された
タブ上に配線基板を搭載している。

前記半導体チップは、例えば平面が方形状の単結晶珪素
基板で構成されている。この半導体チップの主面上には
、方形状の各辺に沿って複数の外部端子（ポンディング
パッド）が配置されている。

前記配線基板は、例えば平面が長方形状で形成された絶
縁性の耐熱ガラスポリイミド系樹脂基板の表面に配線が
施され、この樹脂基板を複数枚積み重ねた多層配線構造
のプリント配線基板で構成されている。このプリント配
線基板の表面上には前２半導体チップの外部端子の夫々
と対向した位置に複数の接続端子（内部端子）が配置さ
れている。

また、このプリント配線基板の表面上には、長方形状の
対向する長辺に沿って複数の接続端子（外部端子）が配
置されている。

前記半導体チップの外部端子は、ボンディングワイヤを
介してプリント配線基板の接続端子と電気的に接続され
ている。前記プリント配線基板の接続端子は、ボンディ
ングワイヤを介してインナーリートと電気的に接続され
ている。つまり、前記半導体チップは、ボンディングワ
イヤ、プリント配線基板の配線、ボンディングワイヤの
夫々を介してインナーリードと電気的に接続されている
。

前記タブ、プリント配線基板、半導体チップ、ボンディ
ングワイヤ、インナーリード等は、例えば絶縁性のエポ
キシ系樹脂で形成された樹脂パッケージで封止されてい
る。

前記半導体チップは、例えばＩ　Ｍ　［ｂｉｔ］　Ｘ　
１　［ｂｉｔ］の容量のマスクＲＯＭ　（Ｒｅａｄ　０
ｎｌｙ　ＭｅＩｌｏｒｙ）を搭載している。この半導体
チップは、前記プリント配線基板の主面上に絶縁性接着
剤で固定されている。

前記プ「ｆント配線基板は、タブ上に例えばエポキシ系
の熱硬化性接着剤を介在して固着されている５このプリ
ント配線基板は、タブ上に搭載後、例えば１６０℃程度
の熱処理を施し、熱硬化性接着剤を硬化させてタブ上に
固定されている。

この種の樹脂封止型半導体装置はメモリモジュールとし
て、例えばメモリポート、ＣＰＵボート等の実装基板に
複数個実装される。この樹脂封止型半導体装置は、複数
個の半導体チップを個々に樹脂パッケージで封止した樹
脂封止型半導体装置を複数個実装する場合に比へて、複
数個の半導体チップを１つの樹脂パッケージで封止し、
複数個の半導体チップを封止する樹脂パッケージの共用
領域を除去したので、実装基板上での単位面積当りの半
導体チップの搭載個数を増加し、実装密度を高めること
ができる特徴がある。

なお、プリント配線基板の実装面上に複数個の半導体チ
ップを実装し、これらを樹脂で封止した樹脂封止型半導
体装置については１例えば１日経マイクロデバイス、１
９８９年１２月号、第３２頁乃至第４０頁に記載されて
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記樹脂封止型半導体装置は、タブ上に熱硬化性接着剤
を介在してプリント配線基板を搭載した後、熱処理を施
して熱硬化性接着剤を硬化させているが、この熱処理時
において、熱硬化性接着剤が硬化する前に配線基板の端
部が熱により浮き上がり（変形し）、プリント配線基板
に反りが生じる。

このプリント配線基板の反りは、ワイヤボンディング工
程において、予じめ設定されたボンディング位置から半
導体チップの外部端子、プリント配線基板の接続端子の
夫々のボンディング位置にずれを生じるので、外部端子
、接続端子の夫々とボンディングワイヤとの接続不良（
ボンディング不良）が発生するという問題があった６ 本発明の目的は、複数個の半導体チップを実装した配線
基板を封止体で封止する半導体装置において、配線基板
の反り（曲がり）を防止し、ボンディング不良（接続不
良）を低減することが可能な技術を提供することにある
。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は１本
明細書の記述及び添付図面によって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、下記のとおりである。

（１）平面が方形状で形成された配線基板の実装面上に
複数個の半導体チップを実装し、タブ上に熱硬化性接着
剤を介在して前記配線基板を固定し。

これらを封止体で封止する半導体装置において、前記配
線基板の対向する辺又はその近傍に、この配線基板、タ
ブの夫々を機械的に固定する固定手段を設ける。

（２）前記固定手段は、配線基板、タブの夫々に設けら
れた貫通孔と、この夫々の貫通孔内にわたって設けられ
た前記配線基板とタブとを固定するリベット材とで構成
される。

〔作　　用〕

上述した手段によれば、熱硬化性接着剤に熱を加えて硬
化させ、タブ上に配線基板を接着固定する熱処理時に、
配線基板の端部が浮き上がり、配線基板が反るのを防止
できるので、予じめ設定されたボンディング位置から半
導体チップの外部端子、配線基板の接続端子の夫々のボ
ンディング位置がずれるのを防止でき、前記外部端子、
接続端子の夫々とボンディングワイヤとの接続不良（ボ
ンディング不良）を低減できる。

以下、本発明の構成について、ＤＩＰ型の樹脂封止型半
導体装置に本発明を適用した一実施例とともに説明する
。

なお、実施例を説明するための全図において。

同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返し
の説明は省略する。

〔発明の実施例〕

本発明の一実施例である樹脂封止型半導体装置の概略構
成を第１図（樹脂封止の上部を除去した状態の平面図）
、第２図（第１図のｎ−Ｕ線で切った断面図）及び第３
図（第１図のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切った断面図）に示す
。

第１図、第２図及び第３図に示すように、樹脂封止型半
導体装置は、Ｄ　Ｉ　Ｐ（Ｄｕａｌ　Ｉｎ−１ｉｎｅ　
Ｐａｃｋａｇｅ）型のパッケージ１で構成されている。

この樹脂封止型半導体装置は、タブ吊りリードで支持さ
れたタブ５Ｃ上にプリント配線基板（以下、単に配線基
板という）２を介在させて複数個の半導体チップ３を搭
載している。

前記半導体チップ３のうち５例えば１Ｍ［ｂｉｔｌＸｌ
［ｂｉｔコの容量のマスクＲＯＭ（Ｒｅａｄ　０ｎｌｙ
　Ｍｅｍｏｒｙ）で構成された半導体チップ３Ａが２個
搭載されている。前記半導体チップ３のうち、例えば半
導体チップ３Ａの動作を制御するＳＳＩ（Ｓｍａｌｌ　
Ｓ　ｃａｌｅ　Ｉ　ｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃ１ｒｃｕｉ
ｔ　：小規模集積回路装置）で構成された半導体チップ
３Ｂが１個搭載されている。これらの半導体チップ３は
、例えば絶縁性のエポキシ系の接着剤４を介在して配線
基板２上に接着固定されている。

前記半導体チップ３Ａ、３Ｂの夫々は、平面が方形状の
例えば単結晶珪素基板で構成されている。

半導体チップ３Ａ、３Ｂの夫々の主面上には、方形状の
各辺に沿った最外周部に複数の外部端子（ポンディング
パッド）ＢＰが配置されている。この外部端子ＢＰは、
半導体チップ３の内部に形成された半導体素子と電気的
に接続されている。

前記配線基板２は１例えば平面が長方形状で形成された
絶縁性の耐熱ガラスポリイミド系樹脂基板の表面に配線
が施され、この樹脂基板を複数枚積み重ねた多層配線構
造（又は単層配線構造でもよい）で構成されている。こ
の配線基板２の実装面上には、長方形状の長辺に沿った
最外周部分に形成された複数の接続端子（外部端子）２
ｂと、前記半導体チップ３Ａ、３Ｂの夫々に配置された
外部端子ＢＰに沿ってその周囲に形成された複数の接続
端子（内部端子）２ａとが配置されている。前記接続端
子２ａと接続端子２ｂとは、配線基板２に形成された多
層配線構造の配線で電気的に接続されている。

前記接続端子２ａはボンディングワイヤ７を介して半導
体チップ３Ａ、３Ｂの夫々の外部端子ＢＰと電気的に接
続されている。前記接続端子２ｂはボンディングワイヤ
８を介してインナーリード５Ａと電気的に接続されてい
る。このインナーリード５Ａはアウターリード５Ｂと一
体化され電気的に接続されている。ボンディングワイヤ
７．８の夫々は例えば金（Ａｕ）ワイヤを使用する。ま
た、ボンディングワイヤ７．８の夫々はアルミニウム（
ＡΩ）ワイヤ、銅（Ｃｕ）ワイヤの夫々を使用してもよ
い。このボンディングワイヤ７．８の夫々は例えば熱圧
着に超音波振動を併用したボンディング法によりボンデ
ィングされる。

前記タブ５Ｃ、インナーリート５Ａ、半導体チップ３等
は、低応力化を図るために例えばフェノール系硬化剤、
シリコーンゴム及びフィラーが添加された絶縁性のエポ
キシ系樹脂ＩＡ（封止体）で封止されている。この封止
はトランスファーモールド法で行なわれる。

前記インナーリード５Ａ、アウターリード５Ｂ。

タブ５Ｃの夫々は、同一リードフレーム（図示せず）か
ら切断及び成型され構成されている。り一トフレームは
、前述の樹脂ＩＡで封止された後に切断及び成型がなさ
れる。このリードフレームは、例えばＦｅ−Ｎ１（例え
ばＮｉ含有率４２又は５０〔％コ〕合金、Ｃｕ系合金等
で形成される。

前記配線基板２は、第４図（第２回の要部拡大断面図）
に示すように、熱硬化性接着剤６でタブ５Ｃ上に接着固
定されている。この種の樹脂封止型半導体装置は、タブ
５Ｃ上に配線基板２を搭載した後、約１６０℃程度の熱
処理（ベーク処理）を施し、前記熱硬化性接着剤６を硬
化させてタブ５Ｃ１配線基板２の夫々を接着固定してい
る。熱硬化性接着剤６としては、例えばエポキシ系樹脂
接着剤を使用する。

前記配線基板２、タブ５Ｃの夫々には、第１図、第２図
及び第４＠に示すように、配線基板２の長方形状の対向
する辺の近傍（第２図において、配線基板２の左右の短
辺の両端部）の位置に貫通孔９が形成されている。この
夫々の貫通孔９には。

貫通したリベット材１０が設けられ、このリベット材１
０で配線基板２とタブ５Ｃとを挟み込んで（機械的に）
固定している。リベット材ｌＯは前述のタブ５Ｃと同等
の例えばＦｅ−Ｎｉ合金、Ｃｕ系合金等で形成される。

前記リベット材ｌＯによる配線基板２とタブ５Ｃとの固
定は、一方が前記貫通孔９の径より大きく形成された（
断面がＴ字型に形成された）リベット材９をタブ５Ｃの
貫通孔９に挿入し、タブ５Ｃの搭載面上に突起を形成し
て、このタブ５Ｃ上に配線基板２を搭載した後（前記突
起に配線基板２の貫通孔９をはめ込んだ後）、第４図に
示すように。

リベット材１０の他方を圧着変形することにより行う。

このように構成された樹脂封止型半導体装置は、熱硬化
性接着剤６に熱を加えて硬化させる熱処理時に、配線基
板２の端部が熱により浮き上がり、配線基＠２が反るの
をリベット材１０で防止でき、ワイヤボンディング工程
において、予じめ設定されたボンディング位置から半導
体チップ３の外部端子ＢＰ、配線基板２の接続端子２ａ
、２ｂの夫々のボンディング位置がずれるのを防止する
ことができるので、外部端子ＢＰ、接続端子２ａ、接続
端子２ｂの夫々とボンディングワイヤ７．８の夫々との
接続不良（ボンディング不良）を低減できる。

なお、本実施例では、熱硬化性接着剤６で配線基板２を
タブ５Ｃに接着固定しているが、リベット材１０で配線
基板２をタブ５ｃに固定することができるので、前記熱
硬化性接着剤６を廃止してもよい。

また、本実施例では、配線基板２の長方形状の対向する
辺の近傍の位置にリベット材１ｏを１個設けているが、
対向する辺の近傍の位置にリベット材１０を＊＊＊設け
てもよい。

また１本実施例では、リベット材１ｏで配線基板２の両
端部をタブ５Ｃに固定しているが、配線基板２の両端部
にクランプ材をはめ込んで固定してもよい。

このように、平面が方形状で形成された配線基板２の実
装面上に複数個の半導体チップ３を実装し、タブ５Ｃ上
に熱硬化性接着Ｍ６を介在して前記配線基板２を固定し
、これらを樹脂ＩＡ（封止体）で封止する樹脂封止型半
導体装置において、前記配線基＠２の対向する辺又はそ
の近傍に、この配線基板２、タブ５Ｃの夫々を機械的に
固定する固定手段を設ける。この固定手段は、配線基板
２、タブ５Ｃの夫々に設けられた貫通孔９と、この夫々
の貫通孔９内にわたって設けられた前記配線基板２とタ
ブ５ｃとを固定するリベット材１ｏとで構成される。こ
の構成により、熱硬化性接着剤６に熱を加えて硬化させ
、タブ５ｃ上に配線基板２を接着固定する熱処理時に、
配線基板２の端部が浮き上がり、配線基板２が反るのを
防止できると共に、予じめ設定されたボンディング位置
から半導体チップ３の外部端子ＢＰ、配線基板２の接続
端子２ａ、２ｂの夫々のボンディング位置がずれるのを
防止でき、前記外部端子ＢＰ、接続端子２ａ、２ｂの夫
々とボンディングワイヤ７．８の夫々との接続不良（ボ
ンディング不良）を低減できる。

また、配線基板２をタブ５Ｃ上にリベット材１０で固定
でき、熱硬化性接着剤６を廃止できるので。

この製造工程に相当する分、樹脂封止型半導体装置の製
造工程数を低減できる。

以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に
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にお
いて種々変更可能であることは勿論である。

〔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。

配線基板の実装面上に複数個の半導体チップを実装し、
タブ上に熱硬化性接着剤を介在して前記配線基板を固定
し、これらを封止体で封止した半導体装置において、前
記配線基板の反りを防止でき、ボンディング不良（接続
不良）を低減できる。

また、前記半導体装置において、熱硬化性接着剤を廃止
することができ、この製造工程に相当する分、製造工程
数を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例である樹脂封止型半導体装
置の樹脂封止の上部を除去した状態の概略構成を示す平
面図。 第２図は、第１図のロー■線で切った断面図、第３図は
、第１図の■−■線で切った断面図、第４図は、第２図
の要部拡大断面図である。 図中、１・・・樹脂パッケージ、ＩＡ・・・樹脂、２配
線基板、３・・・半導体チップ、５Ａ・・・インナーリ
ード、５Ｂ・・・アウターリード、５Ｃ・・・タブ、６
・・熱硬化性接着剤、７，８・・・ボンディングワイヤ
、９・・・リベット材、１０・・貫通孔である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、平面が方形状で形成された配線基板の実装面上に複
   数個の半導体チップを実装し、タブ上に熱硬化性接着剤
   を介在して前記配線基板を固定し、これらを封止体で封
   止する半導体装置において、前記配線基板の対向する辺
   又はその近傍に、この配線基板、タブの夫々を機械的に
   固定する固定手段を設けたことを特徴とする半導体装置
   。 ２、前記固定手段は、配線基板、タブの夫々に設けられ
   た貫通孔と、この夫々の貫通孔内にわたって設けられた
   前記配線基板とタブとを固定するリベット材とで構成さ
   れることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。