JPH05109972A - リードフレーム及び集積回路チツプのパツケージ・アセンブリ - Google Patents
リードフレーム及び集積回路チツプのパツケージ・アセンブリInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 改良されたチップとリードフレームのパッケ
ージ・アセンブリ及びその製造方法を提供する。 【構成】 パッケージ・アセンブリは、中央にチップ接
合ペデスタル12と、ペデスタル12を囲む複数の個別
リードを有する金属リードフレーム10とより成る。ペ
デスタル12にはIC(集積回路)半導体チップ20が
装着されている。チップの周囲には複数の結線と接合パ
ッド22が配置される。チップ接合ペデスタル12のエ
プロン15には、チップ位置とリードフレーム内部の個
別リードとの間に、誘電物質層とこれに形成された個別
金属線を持つインタポーザ24が装着される。チップの
接合パッド22とインタポーザの金属線26の間及びリ
ードフレーム10のフィンガ18とリード26の間には
結線が置かれている。
ージ・アセンブリ及びその製造方法を提供する。 【構成】 パッケージ・アセンブリは、中央にチップ接
合ペデスタル12と、ペデスタル12を囲む複数の個別
リードを有する金属リードフレーム10とより成る。ペ
デスタル12にはIC(集積回路)半導体チップ20が
装着されている。チップの周囲には複数の結線と接合パ
ッド22が配置される。チップ接合ペデスタル12のエ
プロン15には、チップ位置とリードフレーム内部の個
別リードとの間に、誘電物質層とこれに形成された個別
金属線を持つインタポーザ24が装着される。チップの
接合パッド22とインタポーザの金属線26の間及びリ
ードフレーム10のフィンガ18とリード26の間には
結線が置かれている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的にはリードフレ
ーム上の半導体チップのパッケージに関し、特にパッケ
ージの伝熱性を高めた、集積回路チップ用プラスチック
・フラット・パッケージ(PFP)及び、チップ上の結
線の機能設計に幅をもたせるためにチップ上の接点パッ
ドの使用率を高める方法に関する。
ーム上の半導体チップのパッケージに関し、特にパッケ
ージの伝熱性を高めた、集積回路チップ用プラスチック
・フラット・パッケージ(PFP)及び、チップ上の結
線の機能設計に幅をもたせるためにチップ上の接点パッ
ドの使用率を高める方法に関する。
【0002】
【従来の技術】集積回路チップの設計・製造工程が改良
されるにつれて、回路と機能の点数が増えている。回路
や機能は、どのようなサイズのチップにも作り込めるた
め、信号入出力(I/O)、電圧、及び接地を目的に、
任意の大きさのチップの周囲で接合パッドを増やす必要
が生じている。パッドの個数が増え、パッドが小さくな
ると、チップ上の回路に供給すべき信号レベル、電圧レ
ベル、グランド・レベル等を得るために、個々のパッド
との結線の信頼性を保つのが次第に困難になる。
されるにつれて、回路と機能の点数が増えている。回路
や機能は、どのようなサイズのチップにも作り込めるた
め、信号入出力(I/O)、電圧、及び接地を目的に、
任意の大きさのチップの周囲で接合パッドを増やす必要
が生じている。パッドの個数が増え、パッドが小さくな
ると、チップ上の回路に供給すべき信号レベル、電圧レ
ベル、グランド・レベル等を得るために、個々のパッド
との結線の信頼性を保つのが次第に困難になる。
【0003】従来のチップ・パッケージは、フィンガが
伸びたリードフレームを用いる。フィンガはリードフレ
ームの中央を取り囲み、その上にチップが装着される。
リードフレームのフィンガはチップ上の接合パッドに直
接接続できるが、その場合、パッド及びチップ上のパッ
ド間スペースが、使用可能な接合パッド数の増加に応じ
て小さくなるため、直接に接続することは難しくなる。
伸びたリードフレームを用いる。フィンガはリードフレ
ームの中央を取り囲み、その上にチップが装着される。
リードフレームのフィンガはチップ上の接合パッドに直
接接続できるが、その場合、パッド及びチップ上のパッ
ド間スペースが、使用可能な接合パッド数の増加に応じ
て小さくなるため、直接に接続することは難しくなる。
【0004】そのため多くの場合、リード・フィンガを
チップから離して終端することによって、フィンガの終
端位置の面積を大きくし、様々なワイヤ・ボンディング
法によりチップ上のパッドに様々なフィンガを接続する
のが通例になっている。このような方法では、チップ上
の一定個数のパッド(電圧レベル)を、それらから直角
に伸びるフィンガに接続して必要な電圧が供給される。
そのため電圧レベルを与えるために、一定個数のフィン
ガを使用しなければならない。同様に、一定個数のパッ
ドをグランド・レベルの電圧に接続する必要があり、そ
のため、一定個数のフィンガを、グランド・レベルに接
続するリードフレーム上に配置しなければならない。従
来、電圧及びグランド・レベルに接続するこれらフィン
ガは、リードフレーム上の他のフィンガの間に重ね合わ
せるか、または突起状にされ、他のフィンガがチップ上
のパッドに必要な入出力信号を供給する。このように従
来の方法では、かなりの数のリードフレーム・フィンガ
を用意して、チップの様々な電圧レベルやグランド・レ
ベルを与えなければならない。
チップから離して終端することによって、フィンガの終
端位置の面積を大きくし、様々なワイヤ・ボンディング
法によりチップ上のパッドに様々なフィンガを接続する
のが通例になっている。このような方法では、チップ上
の一定個数のパッド(電圧レベル)を、それらから直角
に伸びるフィンガに接続して必要な電圧が供給される。
そのため電圧レベルを与えるために、一定個数のフィン
ガを使用しなければならない。同様に、一定個数のパッ
ドをグランド・レベルの電圧に接続する必要があり、そ
のため、一定個数のフィンガを、グランド・レベルに接
続するリードフレーム上に配置しなければならない。従
来、電圧及びグランド・レベルに接続するこれらフィン
ガは、リードフレーム上の他のフィンガの間に重ね合わ
せるか、または突起状にされ、他のフィンガがチップ上
のパッドに必要な入出力信号を供給する。このように従
来の方法では、かなりの数のリードフレーム・フィンガ
を用意して、チップの様々な電圧レベルやグランド・レ
ベルを与えなければならない。
【0005】I/O信号専用のフィンガ数を減らすほか
に、電圧と信号を与えるために突起状にしたフィンガを
使用すれば、信号線に不要な電流が生じ、信号誤りが生
じることがある。さらに、フィンガの端部をチップ端か
ら離したとしても、所要個数の接点フィンガを準備する
のは難しい。チップ間及びフィンガ間の結線の距離に限
度があり、よってフィンガ端は、結線の効果を得るため
には、チップ端から離し過ぎると終端できないからであ
る。この点は、フィンガの幅と離隔距離を最小限にしな
ければならないという点とともに、様々なチップ上のパ
ッドすべてに充分な結線を準備するという問題を大きく
している。
に、電圧と信号を与えるために突起状にしたフィンガを
使用すれば、信号線に不要な電流が生じ、信号誤りが生
じることがある。さらに、フィンガの端部をチップ端か
ら離したとしても、所要個数の接点フィンガを準備する
のは難しい。チップ間及びフィンガ間の結線の距離に限
度があり、よってフィンガ端は、結線の効果を得るため
には、チップ端から離し過ぎると終端できないからであ
る。この点は、フィンガの幅と離隔距離を最小限にしな
ければならないという点とともに、様々なチップ上のパ
ッドすべてに充分な結線を準備するという問題を大きく
している。
【0006】パッケージやチップの設計に伴うもう1つ
の問題は、たとえ充分な個数のフィンガが、チップから
適正距離の範囲内に準備できるとしても、一般には各フ
ィンガをフィンガから直角の方向にあるチップ接合部に
接続する必要がある。すなわち、ワイヤを交差させなけ
ればならないために大きな問題が生じることから、パッ
ド及び、パッドと正反対の位置には置かれないフィンガ
との結線を準備するのは難しい。
の問題は、たとえ充分な個数のフィンガが、チップから
適正距離の範囲内に準備できるとしても、一般には各フ
ィンガをフィンガから直角の方向にあるチップ接合部に
接続する必要がある。すなわち、ワイヤを交差させなけ
ればならないために大きな問題が生じることから、パッ
ド及び、パッドと正反対の位置には置かれないフィンガ
との結線を準備するのは難しい。
【0007】チップ設計者は、電圧やグランドのリード
配置が固定された所定のPFPリードの配置を工夫しな
ければならない。リード配置はほとんど、電圧グランド
をプログラムできず(すなわち、グランドや電圧の結線
を選択できない)、チップを設計し直す必要がある。し
かしMallikらによる米国特許出願第4835120号
は、マルチレベル・テープを使用し、このテープが、チ
ップを装着する金属プレートに接合される。これには絶
縁体で分離した3つの金属プレートが必要である。
配置が固定された所定のPFPリードの配置を工夫しな
ければならない。リード配置はほとんど、電圧グランド
をプログラムできず(すなわち、グランドや電圧の結線
を選択できない)、チップを設計し直す必要がある。し
かしMallikらによる米国特許出願第4835120号
は、マルチレベル・テープを使用し、このテープが、チ
ップを装着する金属プレートに接合される。これには絶
縁体で分離した3つの金属プレートが必要である。
【0008】特開昭第56−76864号は、配線パタ
ーンを形成したセラミックに固定された標準リードフレ
ームを示している。これによってフィンガがセラミック
でまとめられ、フィンガの破損が防止される。
ーンを形成したセラミックに固定された標準リードフレ
ームを示している。これによってフィンガがセラミック
でまとめられ、フィンガの破損が防止される。
【0009】米国特許出願第4916506号は、従来
のDIPによるチップとリードフレームのワイヤ・ボン
ディングを示している。チップ上のパッドは各々リード
フレーム上のフィンガに接続される。
のDIPによるチップとリードフレームのワイヤ・ボン
ディングを示している。チップ上のパッドは各々リード
フレーム上のフィンガに接続される。
【0010】特開昭第55−164559号は、チップ
・パッドとリードフレーム上のフィンガのワイヤ・ボン
ディングを示している。ワイヤの形状を良くするために
チップが45°傾けられている。
・パッドとリードフレーム上のフィンガのワイヤ・ボン
ディングを示している。ワイヤの形状を良くするために
チップが45°傾けられている。
【0011】特開昭第62−123750号は、標準D
IPパッケージを示し、サルベージの削除に言及してい
る。
IPパッケージを示し、サルベージの削除に言及してい
る。
【0012】特開昭第1−102945号は、素子装着
部分のメッキ方法を示している。
部分のメッキ方法を示している。
【0013】特開昭第59−191360号は、2段D
IPパッケージを示している。
IPパッケージを示している。
【0014】Birglechner らによる米国特許出願第39
67366号は、サーマル・フィンに接続したリードフ
レームを示している。サーマル・フィンはリードフレー
ムの一部を成し、チップ上面の第1リードフレームに重
ねられた第2リードフレームを使用する。
67366号は、サーマル・フィンに接続したリードフ
レームを示している。サーマル・フィンはリードフレー
ムの一部を成し、チップ上面の第1リードフレームに重
ねられた第2リードフレームを使用する。
【0015】米国特許出願第4800419号は、ダイ
・ペデスタルに装着されたリードフレームを示してい
る。
・ペデスタルに装着されたリードフレームを示してい
る。
【0016】Aghazadehらによる記事"Thermal Characte
ristics Of Single and Multi-layer High Performance
PQFP Packages"(第6回IEEE:THERMシンポジウム)
は、単層高性能パッケージと多層高性能パッケージの熱
特性を示している。
ristics Of Single and Multi-layer High Performance
PQFP Packages"(第6回IEEE:THERMシンポジウム)
は、単層高性能パッケージと多層高性能パッケージの熱
特性を示している。
【0017】Mallik らによる記事"High Performance P
QFP"(IEEE)は様々なリード配置を示している。こ
れは米国特許出願第4835120号の付加金属面を用
いることによって、電気特性と熱特性を改良しようとす
るものであるが、チップの小型化とワイヤ・ボンディン
グのピッチの微細化の問題は解決していない。
QFP"(IEEE)は様々なリード配置を示している。こ
れは米国特許出願第4835120号の付加金属面を用
いることによって、電気特性と熱特性を改良しようとす
るものであるが、チップの小型化とワイヤ・ボンディン
グのピッチの微細化の問題は解決していない。
【0018】このように、従来の技術は、チップの小型
化とワイヤ・ボンディング・ピッチの微細化の問題を解
決しようとする分野と、熱特性、電気特性を改良しよう
とする分野のあることを示しているが、このような問題
点を技術的に、経済的に解決するまでには至っていな
い。
化とワイヤ・ボンディング・ピッチの微細化の問題を解
決しようとする分野と、熱特性、電気特性を改良しよう
とする分野のあることを示しているが、このような問題
点を技術的に、経済的に解決するまでには至っていな
い。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、これらの問
題を解決する方法を提供するとともに、サイズと信頼性
に関して、リードフレーム技術のメリットをさらに大き
くするものである。
題を解決する方法を提供するとともに、サイズと信頼性
に関して、リードフレーム技術のメリットをさらに大き
くするものである。
【0020】
【課題を解決するための手段】本発明により、改良され
たチップ/リードフレーム・パッケージ・アセンブリと
その製造方法が得られる。パッケージ・アセンブリは、
中央にチップ接合ペデスタルを持つ金属リードフレーム
と、ペデスタルを取り囲む複数のリードより成る。IC
(集積回路)半導体チップはペデスタルに装着され、複
数の接合パッドを持つチップは、ペデスタルの周囲に置
かれる。チップ位置と、リードフレームの内側の個別リ
ードとの間のチップ接合ペデスタルのエプロンには、誘
電物質層の上に個別金属線の形成されたインタポーザが
装着される。結線は、チップ上の接合パッドとインタポ
ーザ上の各線の間に、またフィンガとリードフレームの
各線の間に設けられる。またインタポーザには、少なく
とも1本の電圧バス線を加え、その一部はチップの少な
くとも一端に隣接させて、チップ接合パッドを接続でき
るようにするのが望ましい。さらにペデスタルには、電
気グランド結線と放熱路を設けるのに適した、放射状に
伸びる導電アームを加えるのがよい。
たチップ/リードフレーム・パッケージ・アセンブリと
その製造方法が得られる。パッケージ・アセンブリは、
中央にチップ接合ペデスタルを持つ金属リードフレーム
と、ペデスタルを取り囲む複数のリードより成る。IC
(集積回路)半導体チップはペデスタルに装着され、複
数の接合パッドを持つチップは、ペデスタルの周囲に置
かれる。チップ位置と、リードフレームの内側の個別リ
ードとの間のチップ接合ペデスタルのエプロンには、誘
電物質層の上に個別金属線の形成されたインタポーザが
装着される。結線は、チップ上の接合パッドとインタポ
ーザ上の各線の間に、またフィンガとリードフレームの
各線の間に設けられる。またインタポーザには、少なく
とも1本の電圧バス線を加え、その一部はチップの少な
くとも一端に隣接させて、チップ接合パッドを接続でき
るようにするのが望ましい。さらにペデスタルには、電
気グランド結線と放熱路を設けるのに適した、放射状に
伸びる導電アームを加えるのがよい。
【0021】
【実施例】各図(特に図1ないし図4)を参照する。こ
れらは、インタポーザを使用してIC(集積回路)半導
体チップをリードフレームに装着するアセンブリ例を示
す。リードフレーム10は、銅や銅合金等の導電物質で
形成される。形成方法は、スタンピング、サブトラクテ
ィブ・エッチング等、従来の方法である。リードフレー
ム10の中央にはチップまたはダイ接合ペデスタル12
が置かれる。ペデスタル12は、隆起したエプロン15
に囲まれた中央のチップ装着部を持つ。エプロンの4隅
から、端部に曲げフィート17(図9)のあるレグ16
が伸びる。フィート17は、レグ16、エプロン15、
及びペデスタル12のチップ装着部とともに、放熱器ま
たは導体となり、電気グランドともなる。リードフレー
ム10にはこのほか、突起状になった複数のフィンガ1
8が含まれる。フィンガ18も端部で曲げられ、回路カ
ード(図示なし)上の入出力信号パッドと電圧パッドに
接続するフィート19を成す。
れらは、インタポーザを使用してIC(集積回路)半導
体チップをリードフレームに装着するアセンブリ例を示
す。リードフレーム10は、銅や銅合金等の導電物質で
形成される。形成方法は、スタンピング、サブトラクテ
ィブ・エッチング等、従来の方法である。リードフレー
ム10の中央にはチップまたはダイ接合ペデスタル12
が置かれる。ペデスタル12は、隆起したエプロン15
に囲まれた中央のチップ装着部を持つ。エプロンの4隅
から、端部に曲げフィート17(図9)のあるレグ16
が伸びる。フィート17は、レグ16、エプロン15、
及びペデスタル12のチップ装着部とともに、放熱器ま
たは導体となり、電気グランドともなる。リードフレー
ム10にはこのほか、突起状になった複数のフィンガ1
8が含まれる。フィンガ18も端部で曲げられ、回路カ
ード(図示なし)上の入出力信号パッドと電圧パッドに
接続するフィート19を成す。
【0022】集積回路チップ(ICチップ)またはダイ
20(図3、図4)は、ペデスタル12のチップ装着部
14に装着される。これは従来の伝導接合剤21で装着
するのが望ましい。接合剤としては通常(重量比70な
いし80%の)銀を加えたエポキシ・ペーストまたはポ
リイミド・ペーストが良い。
20(図3、図4)は、ペデスタル12のチップ装着部
14に装着される。これは従来の伝導接合剤21で装着
するのが望ましい。接合剤としては通常(重量比70な
いし80%の)銀を加えたエポキシ・ペーストまたはポ
リイミド・ペーストが良い。
【0023】ICチップは、外周にワイヤ接続パッド2
2を備える。このパッドは従来のタイプで、図1、図3
に示すように1列または複数の列にすることができる。
何れにしてもこのパッドは、パッド上のデバイスへの入
出力接点となり、チップを駆動するための電圧レベル、
及び必要な場合はグランド接点も与える。このようにチ
ップ上の様々なパッドにより、最終的にカードやボード
につながる各種の接点が得られる。
2を備える。このパッドは従来のタイプで、図1、図3
に示すように1列または複数の列にすることができる。
何れにしてもこのパッドは、パッド上のデバイスへの入
出力接点となり、チップを駆動するための電圧レベル、
及び必要な場合はグランド接点も与える。このようにチ
ップ上の様々なパッドにより、最終的にカードやボード
につながる各種の接点が得られる。
【0024】先述したように、標準サイズのPFPには
様々な種類がある。28mm平方、32mm平方、36
mm平方、40mm平方等である。もちろん他のサイズ
も可能であるが、これらは従来から用いられており入手
し易い。また上述の通り、チップを設計する際には、異
なる接続パッドを信号パッド、電圧パッド、グランド・
パッド等と指定することができる。そしてこれは、各種
のパッドと接続するようにリードフレーム上のフィンガ
を突起状とするための慣例となっている。また、これら
のフィンガのうち"専用"または"指定"のものを通常のP
FPの信号線、電圧線、グランド線とするのも従来の方
法である。リードフレーム内のフィンガと直接には整合
していないパッドからクロスオーバ配線を行なうのは有
用だが、従来の技術ではこれができない。そのためリー
ドフレームの設計で特定のパッドをグランド・パッドや
電圧線とするためには、チップ上のパッドのいくつかを
電圧線やグランド線として整合させる必要がある。その
場合、どのようなサイズのチップでも、その設計自由度
がさらに制限される。この種のリードフレームのパッケ
ージ化をさらに制約するのが、所要電圧レベルがたとえ
数少ないのか、1レベルだけだとしても、このような電
圧レベルやグランド・レベルの必要なチップ上のパッド
各々に接続フィンガが必要になり、よって、リードフレ
ームに設けられたフィンガの多くが同一レベルの電圧を
供給するか、または配置上の理由からグランドに固定さ
れるということである。そのためI/O信号に使用でき
るフィンガの個数が少なくなる。
様々な種類がある。28mm平方、32mm平方、36
mm平方、40mm平方等である。もちろん他のサイズ
も可能であるが、これらは従来から用いられており入手
し易い。また上述の通り、チップを設計する際には、異
なる接続パッドを信号パッド、電圧パッド、グランド・
パッド等と指定することができる。そしてこれは、各種
のパッドと接続するようにリードフレーム上のフィンガ
を突起状とするための慣例となっている。また、これら
のフィンガのうち"専用"または"指定"のものを通常のP
FPの信号線、電圧線、グランド線とするのも従来の方
法である。リードフレーム内のフィンガと直接には整合
していないパッドからクロスオーバ配線を行なうのは有
用だが、従来の技術ではこれができない。そのためリー
ドフレームの設計で特定のパッドをグランド・パッドや
電圧線とするためには、チップ上のパッドのいくつかを
電圧線やグランド線として整合させる必要がある。その
場合、どのようなサイズのチップでも、その設計自由度
がさらに制限される。この種のリードフレームのパッケ
ージ化をさらに制約するのが、所要電圧レベルがたとえ
数少ないのか、1レベルだけだとしても、このような電
圧レベルやグランド・レベルの必要なチップ上のパッド
各々に接続フィンガが必要になり、よって、リードフレ
ームに設けられたフィンガの多くが同一レベルの電圧を
供給するか、または配置上の理由からグランドに固定さ
れるということである。そのためI/O信号に使用でき
るフィンガの個数が少なくなる。
【0025】また、スタンピング技術の場合、リード・
フィンガは、チップに充分に近接できるほど小さく、し
かもそれらの間に充分なスペースを設けて形成するのは
非常に困難である。したがって、パッドの各々に接続す
るのに必要な個数のリードフレーム・フィンガを保つに
は、フィンガとチップの距離を比較的長くして終端する
必要があり、チップとリード・フィンガのこの距離を埋
める結線が必要になる。これは、上述のように、ワイヤ
・ボンディングで可能であるが、距離が長ければ、こう
した結線を適宜に用意するのは難しい。
フィンガは、チップに充分に近接できるほど小さく、し
かもそれらの間に充分なスペースを設けて形成するのは
非常に困難である。したがって、パッドの各々に接続す
るのに必要な個数のリードフレーム・フィンガを保つに
は、フィンガとチップの距離を比較的長くして終端する
必要があり、チップとリード・フィンガのこの距離を埋
める結線が必要になる。これは、上述のように、ワイヤ
・ボンディングで可能であるが、距離が長ければ、こう
した結線を適宜に用意するのは難しい。
【0026】そこで本発明では、ペデスタル12のエプ
ロン15上、チップ20とフィンガ18の間にインタポ
ーザ24が装着される。インタポーザは、ポリイミド等
の直線で囲まれた誘電物質25より成り、その上にエッ
チング等で信号線26が形成される。信号線は、銅等の
導電物質より成る。インタポーザ24の中央には窓また
は開口27があり、"窓枠"の形を成す。
ロン15上、チップ20とフィンガ18の間にインタポ
ーザ24が装着される。インタポーザは、ポリイミド等
の直線で囲まれた誘電物質25より成り、その上にエッ
チング等で信号線26が形成される。信号線は、銅等の
導電物質より成る。インタポーザ24の中央には窓また
は開口27があり、"窓枠"の形を成す。
【0027】信号線26は、突起状に形成され、チップ
20上のI/O信号パッドと接続するように配置され
る。これらの信号線は、誘電物質25上にまとめられ、
その内縁と外縁の両方から離隔される。
20上のI/O信号パッドと接続するように配置され
る。これらの信号線は、誘電物質25上にまとめられ、
その内縁と外縁の両方から離隔される。
【0028】誘電物質25上には内部電圧バス28と外
部電圧バス30も形成される。内部電圧バスは、誘電物
質25上に配置され、その内縁と信号リード線26の内
端の間に挟まれた四角形のリングを成す。外部電圧バス
30も四角形で、信号リード線26の内端と誘電物質2
5の外縁の間に挟まれる。誘電物質25の周囲には4つ
のバス・コネクタ32が置かれ、これが内部電圧バス2
8と外部電圧バス30の結線となる。
部電圧バス30も形成される。内部電圧バスは、誘電物
質25上に配置され、その内縁と信号リード線26の内
端の間に挟まれた四角形のリングを成す。外部電圧バス
30も四角形で、信号リード線26の内端と誘電物質2
5の外縁の間に挟まれる。誘電物質25の周囲には4つ
のバス・コネクタ32が置かれ、これが内部電圧バス2
8と外部電圧バス30の結線となる。
【0029】インタポーザ24はエプロン15に固定さ
れる。これは接合剤で固定するのが望ましい。内部と外
部の電圧バスをインタポーザ上でこのように配線する
と、チップ上のどのパッドも内部電圧バス30に直結で
き、よって特定のフィンガを特定の電圧"専用"とする必
要はない。さらに、フィンガ18は何れも外部電圧バス
30に配線でき、特定のフィンガを電圧供給用とする必
要はない。そこでリード線26または関連するフィンガ
18は、信号I/O線として使用でき、電圧を異なるパ
ッドへ供給するという冗長な機能のために必要なものは
無くなる。このような結線を図3、図4に示している。
れる。これは接合剤で固定するのが望ましい。内部と外
部の電圧バスをインタポーザ上でこのように配線する
と、チップ上のどのパッドも内部電圧バス30に直結で
き、よって特定のフィンガを特定の電圧"専用"とする必
要はない。さらに、フィンガ18は何れも外部電圧バス
30に配線でき、特定のフィンガを電圧供給用とする必
要はない。そこでリード線26または関連するフィンガ
18は、信号I/O線として使用でき、電圧を異なるパ
ッドへ供給するという冗長な機能のために必要なものは
無くなる。このような結線を図3、図4に示している。
【0030】ワイヤ34は、図3、図4に示すとおり、
チップ20上の各種の信号パッド22を、対応する信号
リード線26に接続し、内部電圧バス28上で円弧状あ
るいはブリッジになる。電圧パッドとなるICチップ2
0上のワイヤ接続パッドは、ワイヤ35で電圧バス28
に配線される。さらにグランド・レベルにされるチップ
20の接続パッド22は、コネクタ・ワイヤ36によっ
てペデスタルのエプロン15に直結する。ペデスタルは
チップも取り囲み、インタポーザ24の中央の開口27
とチップ20の間に露出する。これにグランドを直結す
ることができる。これに対して外部ワイヤ37は、各フ
ィンガを各信号リード線26に接続し、ワイヤ38は外
部電圧バス30をフィンガ82に接続する。レグ16の
フィート17は、フィート17の位置のカード上で接続
ができるなら、グランドに直結することができる。この
ようなグランドが、フィンガ18のフィート19の位置
でしか使用できない場合、エプロン15の外部をワイヤ
39によって、必要なフィンガに接続するか、またはフ
ィンガ18をエプロン15に直結することができる。
チップ20上の各種の信号パッド22を、対応する信号
リード線26に接続し、内部電圧バス28上で円弧状あ
るいはブリッジになる。電圧パッドとなるICチップ2
0上のワイヤ接続パッドは、ワイヤ35で電圧バス28
に配線される。さらにグランド・レベルにされるチップ
20の接続パッド22は、コネクタ・ワイヤ36によっ
てペデスタルのエプロン15に直結する。ペデスタルは
チップも取り囲み、インタポーザ24の中央の開口27
とチップ20の間に露出する。これにグランドを直結す
ることができる。これに対して外部ワイヤ37は、各フ
ィンガを各信号リード線26に接続し、ワイヤ38は外
部電圧バス30をフィンガ82に接続する。レグ16の
フィート17は、フィート17の位置のカード上で接続
ができるなら、グランドに直結することができる。この
ようなグランドが、フィンガ18のフィート19の位置
でしか使用できない場合、エプロン15の外部をワイヤ
39によって、必要なフィンガに接続するか、またはフ
ィンガ18をエプロン15に直結することができる。
【0031】次にパッケージ全体が、エポキシ40等の
プラスチックで従来の方法により封止される。封止には
従来の成形機を使用できる。例えば、FICO社の成形
機140、280、480(特に100)等が使用で
き、適切なモールドを選べば所望の製品が得られる。本
発明に適用できるトランスファ成形法についてはASM
電子材料ハンドブック第1巻(1989年発行)472
頁、473頁を参照されたい。上述のようにワイヤ長が
短いため、成形プラスチックによる"ワイヤ・ウォッシ
ュ"または "ワイヤ・スイープ"が大きな問題になること
はない。封止後の最終製品を図9に示している。
プラスチックで従来の方法により封止される。封止には
従来の成形機を使用できる。例えば、FICO社の成形
機140、280、480(特に100)等が使用で
き、適切なモールドを選べば所望の製品が得られる。本
発明に適用できるトランスファ成形法についてはASM
電子材料ハンドブック第1巻(1989年発行)472
頁、473頁を参照されたい。上述のようにワイヤ長が
短いため、成形プラスチックによる"ワイヤ・ウォッシ
ュ"または "ワイヤ・スイープ"が大きな問題になること
はない。封止後の最終製品を図9に示している。
【0032】プロファイルを浅くするためには、レグ1
6、フィンガ18、及び封止方法に変更を加えればよ
い。これは図8(AないしF)に示した。インタポーザ
は、図8Aに示すとおりリードフレームのエプロンに接
続される。リードフレームと各種フィンガとの間のワイ
ヤ37、38の接合は、図8Bのようになる。この配置
では、レグ16のフィート17とフィンガ18のフィー
ト19は図1、図4のように反対方向に曲げられ、チッ
プが"逆さま"の状態になる。このワイヤ接合部分は次
に、図8Cに示すように封止物質42で封止される。こ
の後チップ20はペデスタル12に接続され(図8
D)、異なるワイヤ34、35、36がチップ・パッド
22から信号線26に接続される(図8E)。次に、"
グロップ・トッピング" と呼ばれる方法で、チップ・ペ
デスタル12の上面、ICチップ20、及びチップをリ
ード線26に接合するワイヤ34、35、36が、プラ
スチック44で封止される。この"グロップ・トッピン
グ"は、テープ・ボンディング(TAB)に用いられる
低粘度エポキシ、シリカ・エポキシ、及びシリコンを様
々な整合膜とすることによって可能である。
6、フィンガ18、及び封止方法に変更を加えればよ
い。これは図8(AないしF)に示した。インタポーザ
は、図8Aに示すとおりリードフレームのエプロンに接
続される。リードフレームと各種フィンガとの間のワイ
ヤ37、38の接合は、図8Bのようになる。この配置
では、レグ16のフィート17とフィンガ18のフィー
ト19は図1、図4のように反対方向に曲げられ、チッ
プが"逆さま"の状態になる。このワイヤ接合部分は次
に、図8Cに示すように封止物質42で封止される。こ
の後チップ20はペデスタル12に接続され(図8
D)、異なるワイヤ34、35、36がチップ・パッド
22から信号線26に接続される(図8E)。次に、"
グロップ・トッピング" と呼ばれる方法で、チップ・ペ
デスタル12の上面、ICチップ20、及びチップをリ
ード線26に接合するワイヤ34、35、36が、プラ
スチック44で封止される。この"グロップ・トッピン
グ"は、テープ・ボンディング(TAB)に用いられる
低粘度エポキシ、シリカ・エポキシ、及びシリコンを様
々な整合膜とすることによって可能である。
【0033】"グロップ・トッピング"は特に、最終パッ
ケージ・アセンブリを浅くするためだけでなく、放熱度
を上げるヒート・シンクを設けるうえでも有効である。
また、プラスチックとシリコン・チップの熱膨張率を合
わせることが疲労割れを防ぐ第1の要件である射出成形
のように信頼性を損なうことなく、パッケージ本体を大
きくできるというメリットもある。整合膜には、ワイヤ
・ウォッシュが最小限度になるというメリットもある。
ケージ・アセンブリを浅くするためだけでなく、放熱度
を上げるヒート・シンクを設けるうえでも有効である。
また、プラスチックとシリコン・チップの熱膨張率を合
わせることが疲労割れを防ぐ第1の要件である射出成形
のように信頼性を損なうことなく、パッケージ本体を大
きくできるというメリットもある。整合膜には、ワイヤ
・ウォッシュが最小限度になるというメリットもある。
【0034】上述のようにエプロン15からのレグ16
は、カードまたはボードに接続されると放熱手段とな
る。但し、チップ上に形成できるデバイス数が増え、よ
って熱量が増加すると、エプロン15に接続されたレグ
16だけで可能な程度よりも放熱性を高めなければなら
ないことがある。そのためには、ヒート・シンク50
(図5)を接合剤51で最終製品に接合するか、または
図6に示すように、リードフレームのペデスタル部に変
更を加えてそれとヒート・シンクを一体化すればよい。
は、カードまたはボードに接続されると放熱手段とな
る。但し、チップ上に形成できるデバイス数が増え、よ
って熱量が増加すると、エプロン15に接続されたレグ
16だけで可能な程度よりも放熱性を高めなければなら
ないことがある。そのためには、ヒート・シンク50
(図5)を接合剤51で最終製品に接合するか、または
図6に示すように、リードフレームのペデスタル部に変
更を加えてそれとヒート・シンクを一体化すればよい。
【0035】チップへの電圧レベルは2つ以上にするの
が望ましいケースがある。その方法として、例えば、内
部と外部の電圧バス28、30を2つ以上の部分に分け
て、異なる電圧レベルを各部に供給することができる。
したがって、2つの電圧が必要なら、電圧バスの一部分
で1つの電圧レベルをチップの2面に供給し、もう1つ
の部分で別の電圧レベルをチップの他の2面に供給する
ことができる。その場合、チップ設計者は、必要な電圧
パッドを、チップの、その電圧が得られる端部に用意し
なければならず、よって設計自由度が多少とも制限され
る。
が望ましいケースがある。その方法として、例えば、内
部と外部の電圧バス28、30を2つ以上の部分に分け
て、異なる電圧レベルを各部に供給することができる。
したがって、2つの電圧が必要なら、電圧バスの一部分
で1つの電圧レベルをチップの2面に供給し、もう1つ
の部分で別の電圧レベルをチップの他の2面に供給する
ことができる。その場合、チップ設計者は、必要な電圧
パッドを、チップの、その電圧が得られる端部に用意し
なければならず、よって設計自由度が多少とも制限され
る。
【0036】複数の電圧を供給するもう1つの方法を図
7に示した。この例では、インタポーザ54が誘電物質
56の独立層となり、メタライゼーション層を持つ。先
に説明したインタポーザ24上に物質56が接合剤で接
合されると、内部バス28と外部バス30、及び信号線
26の一部は、インタポーザ54を超えて伸び、接合領
域が得られる。これにより電圧をフィンガ18からチッ
プに供給する第2接点が得られる。1つの電圧を要する
パッド22はワイヤ35aによってこのメタライゼーシ
ョン層58に、別の電圧層を要するパッド22はワイヤ
35bによって内部電圧バス28に接続される。もちろ
ん必要な電圧レベルの増加に応じて層を追加することが
できる。同様にメタライゼーション層58は、ある電圧
を対象に、ワイヤ38aによってフィンガまたはフィン
ガ群18に接続され、外部バス30は、別の電圧レベル
を対象にワイヤ38bによって別のフィンガまたはフィ
ンガ群18に接続される。
7に示した。この例では、インタポーザ54が誘電物質
56の独立層となり、メタライゼーション層を持つ。先
に説明したインタポーザ24上に物質56が接合剤で接
合されると、内部バス28と外部バス30、及び信号線
26の一部は、インタポーザ54を超えて伸び、接合領
域が得られる。これにより電圧をフィンガ18からチッ
プに供給する第2接点が得られる。1つの電圧を要する
パッド22はワイヤ35aによってこのメタライゼーシ
ョン層58に、別の電圧層を要するパッド22はワイヤ
35bによって内部電圧バス28に接続される。もちろ
ん必要な電圧レベルの増加に応じて層を追加することが
できる。同様にメタライゼーション層58は、ある電圧
を対象に、ワイヤ38aによってフィンガまたはフィン
ガ群18に接続され、外部バス30は、別の電圧レベル
を対象にワイヤ38bによって別のフィンガまたはフィ
ンガ群18に接続される。
【0037】上記の実施例には変更を加えることができ
る。例えば、ワイヤ・ボンディングをなくそうとする場
合には、フィンガ18を、チップ20、フィンガ18、
またはその両方に伸びる部分を持つインタポーザ上に形
成し、信号線26、パッド22、フィンガ18の間に接
点を直接、設けることができる。
る。例えば、ワイヤ・ボンディングをなくそうとする場
合には、フィンガ18を、チップ20、フィンガ18、
またはその両方に伸びる部分を持つインタポーザ上に形
成し、信号線26、パッド22、フィンガ18の間に接
点を直接、設けることができる。
【0038】
【発明の効果】本発明は、チップの小型化、ワイヤ・ボ
ンディングのピッチの微細化及び熱特性の改良を提供す
ることができる。
ンディングのピッチの微細化及び熱特性の改良を提供す
ることができる。
【図1】本発明に従ったリードフレーム、インタポー
ザ、及びICチップ・パッケージの分解斜視図である。
ザ、及びICチップ・パッケージの分解斜視図である。
【図2】本発明に従ったICチップのパッケージ化に用
いられるリードフレームとインタポーザの平面図であ
る。
いられるリードフレームとインタポーザの平面図であ
る。
【図3】図2に示したリードフレームの一部で、チップ
を装着した状態の拡大平面図である。
を装着した状態の拡大平面図である。
【図4】図3の線4−4に沿った面の断面図である。
【図5】本発明の別の実施例に従った図4と同様の断面
図である。
図である。
【図6】本発明の別の実施例に従った図4と同様の断面
図である。
図である。
【図7】本発明の別の実施例に従った図4と同様の断面
図である。
図である。
【図8A】本発明の実施例を成すステップを示す断面図
である。
である。
【図8B】本発明の実施例を成すステップを示す断面図
である。
である。
【図8C】本発明の実施例を成すステップを示す断面図
である。
である。
【図8D】本発明の実施例を成すステップを示す断面図
である。
である。
【図8E】本発明の実施例を成すステップを示す断面図
である。
である。
【図8F】本発明の実施例を成すステップを示す断面図
である。
である。
【図8G】本発明の実施例を成すステップを示す断面図
である。
である。
【図9】本発明に従って形成された封止アセンブリの斜
視図である。
視図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチヤード・ウイリアム・ノス アメリカ合衆国バーモント州、フエアフア ツクス、3052シイー、アールアール 2 (番地なし)
Claims (11)
- 【請求項1】a)周囲のエプロンを含むチップ装着部を
有するペデスタルが中央に位置付けられており、突起状
の複数の導電フィンガが周囲に離隔して配置されている
リードフレームと、 b)周囲に配置された複数の接続パッドを有し、前記チ
ップ装着部に取付けられる集積回路チップと、 c)前記チップ及び前記フィンガの間の前記エプロン上
に取付けられる誘電物質層、及び表面に形成される突起
状の複数の導電線を有するインタポーザと、 d)前記インタポーザ上の各導電線と前記チップ上の前
記パッドを相互接続する第1接続手段と、 e)前記インタポーザ上の各導電線と前記フィンガを接
続する第2接続手段と、 を含む、リードフレーム及び集積回路チップのパッケー
ジ・アセンブリ。 - 【請求項2】さらに前記インタポーザ上に形成され、一
部が該インタポーザ上の導電線に対して直角に伸び、少
なくとも一部は前記チップを囲む電圧バス手段を含むこ
とを特徴とする請求項1記載のパッケージ・アセンブ
リ。 - 【請求項3】前記エプロンがグランド面であり、前記チ
ップ上の前記パッドが、該エプロンに接続されたグラン
ド・パッドを含むことを特徴とする請求項1記載のパッ
ケージ・アセンブリ。 - 【請求項4】前記ペデスタルに関連する放熱手段を含む
ことを特徴とする請求項1記載のパッケージ・アセンブ
リ。 - 【請求項5】前記ペデスタルと動作可能に関連づけられ
たヒート・シンク手段を含むことを特徴とする請求項1
記載のパッケージ・アセンブリ。 - 【請求項6】a)周囲のエプロンを含むチップ装着部を
有するペデスタルが中央に位置付けられており、突起状
の複数の導電フィンガが周囲に離隔して配置されている
リードフレームを形成するステップと、 b)周囲に配置された複数の接続パッドを有する集積回
路チップを前記チップ装着部に取付けるステップと、 c)表面に形成される突起状の複数の導電線及び誘電物
質層を有するインタポーザを形成するステップと、 d)前記チップと前記フィンガの間の前記エプロン上に
前記インタポーザを取付けるステップと、 e)前記インタポーザ上の各導電線と前記チップ上の前
記パッドの間に第1結線を形成するステップと、 f)前記インタポーザ上の各導電線と前記フィンガの間
に第2結線を形成するステップと、 を含む、リードフレーム及び集積回路チップのパッケー
ジ・アセンブリを形成する方法。 - 【請求項7】さらに前記インタポーザ上の導電線に対し
て直角に伸び、少なくとも一部は前記チップを取り囲む
部分を有する電圧バス手段を前記インタポーザ上に形成
することを特徴とする請求項6記載の方法。 - 【請求項8】前記エプロンがグランド面であり、前記チ
ップ上のパッドが、該エプロンに接続されたグランド・
パッドを含むことを特徴とする請求項6記載の方法。 - 【請求項9】前記ペデスタルに関連する放熱手段を設け
ることを特徴とする請求項6記載の方法。 - 【請求項10】前記放熱手段が、前記ペデスタルと動作
可能に関連づけられたヒート・シンク手段を含むことを
特徴とする請求項6記載の方法。 - 【請求項11】前記チップと前記結線を封止することを
特徴とする請求項6記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/711,679 US5138430A (en) | 1991-06-06 | 1991-06-06 | High performance versatile thermally enhanced IC chip mounting |
US711679 | 1991-06-06 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05109972A true JPH05109972A (ja) | 1993-04-30 |
Family
ID=24859064
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9411692A Pending JPH05109972A (ja) | 1991-06-06 | 1992-04-14 | リードフレーム及び集積回路チツプのパツケージ・アセンブリ |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5138430A (ja) |
JP (1) | JPH05109972A (ja) |
Families Citing this family (101)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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