JPH05175397A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH05175397A
JPH05175397A JP3344302A JP34430291A JPH05175397A JP H05175397 A JPH05175397 A JP H05175397A JP 3344302 A JP3344302 A JP 3344302A JP 34430291 A JP34430291 A JP 34430291A JP H05175397 A JPH05175397 A JP H05175397A
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JP
Japan
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package
semiconductor device
stage
water vapor
support bars
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Withdrawn
Application number
JP3344302A
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English (en)
Inventor
Koichi Takeshita
康一 竹下
Masanori Yoshimoto
正則 吉本
Mitsutaka Sato
光孝 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyushu Fujitsu Electronics Ltd
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Kyushu Fujitsu Electronics Ltd
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH05175397A publication Critical patent/JPH05175397A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
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    • HELECTRICITY
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    • H01L2224/732Location after the connecting process
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    • H01L2224/73265Layer and wire connectors
    • HELECTRICITY
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    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation

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  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は半導体素子を樹脂封止する構造の半導
体装置に関し、パッケージ割れの発生を防止することを
目的とする。 【構成】半導体素子13を搭載する長方形状のステージ
15と、このステージ15を支持するサポートバー16
a〜16dとにより構成されるステージ部材14を、パ
ッケージ11内に樹脂モールドしてなる半導体装置にお
いて、サポートバー16a,16bを、上記長方形状の
ステージ15の長辺側部位を含む位置に配設した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に係り、特に
半導体素子を樹脂封止する構造の半導体装置に関する。
【0002】近年の半導体装置は小型化,薄型化が図ら
れており、これに伴い樹脂性パッケージの肉圧は薄くな
る傾向にある。これに伴い、パッケージの機械的強度は
低下し、実装時において熱印加時に発生する水蒸気によ
りパッケージに割れが発生するおそれがある。
【0003】そこで、熱ストレスに強く、熱印加時にお
いてもパッケージ割れが発生しないない半導体装置が望
まれている。
【0004】
【従来の技術】図5は一般な樹脂封止タイプの半導体装
置1を示している。この半導体装置1は、半導体素子2
をサポートバー7により支持されたステージ3上にダイ
付けし、半導体素子2のパッドとリード4とをワイヤボ
ンディングした後、樹脂モールドすることによりパッケ
ージ5を形成した構造とされている。
【0005】この樹脂製パッケージ5を有する半導体装
置1では、室温に放置しているとパッケージ5自体が水
を吸収し、この水は図6に示すように、半導体装置1の
実装時に行われる加熱処理により水蒸気6となる。この
水蒸気6は非常に大きな圧力を有しており、水蒸気圧が
直接パッケージ5に印加されると、パッケージ5に割れ
が発生してしまう。このパッケージ5内で発生した水蒸
気6は、リード4やサポートバー7を伝わって外部に逃
げてゆく。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置で
は、実装時に発生する水蒸気の逃げ道が少なかったた
め、パッケージ割れが発生しやすくなっていた。また、
近年のように半導体装置の高度化が進みそのパッケージ
形状が大型化してくると、発生する水蒸気の量も多くな
り、リード4やステージ3の短辺側両側部に一対配設さ
れたサポートバー7のみでは十分に水蒸気6をパッケー
ジ5から逃がしてやることができず、水蒸気6がパッケ
ージ5内に残存してしまう。
【0007】この水蒸気圧は全てパッケージ5に印加さ
れることになり、その際の水蒸気圧は、例えば実装時温
度が260℃の場合では46気圧と非常に大きな値とな
る。よって単にリード4やステージ3の短辺側に一対配
設されたサポートバー7からの水蒸気逃げでは十分でな
く、図7に示すようにパッケージ割れが多発してしまう
(パッケージ割れの発生部位を矢印Xで示す)。
【0008】また、各図に示される長方形状のパッケー
ジ5の場合には、短辺側に比べて長辺側においてパッケ
ージ割れが多発する。これは、図7(B)に示されるよ
うに、水蒸気6はステージ3の下部に発生し易く、サポ
ートバー7がステージ3の短辺側両側部に配設されてい
ることによる。
【0009】即ち、リード4はステージ3と接続されて
いないため、ステージ3の下部に発生した水蒸気6は専
らサポートバー7から外部に逃がされることになる。し
かるに、ステージ3の下部中央に発生した水蒸気6は、
サポートバー7までの距離が長く、よって図7に示すよ
うに近い位置であるパッケージ5の長辺側部位を破壊し
て外部に逃げようとする。
【0010】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、パッケージ割れの発生を防止しうる半導体装置を
提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、半導体素子を搭載するし、少なくとも
4つの辺を有するステージと、このステージを支持する
サポートバーとにより構成されるステージ部材を、パッ
ケージ内に樹脂モールドしてなる半導体装置において、
上記サポートバーを、少なくとも上記ステージの各辺に
配設したことを特徴とするものである。
【0012】
【作用】半導体装置を上記構成とすることにより、従来
パッケージ割れが多発したパッケージの長辺側に水蒸気
の逃げ道が形成されるため、パッケージに印加される水
蒸気圧を低減することができ、パッケージ割れの発生を
防止することができる。
【0013】
【実施例】次に本発明の実施例について図面と共に説明
する。図1は本発明の一実施例である半導体装置10を
示しており、(A)は半導体装置10の横断面図を、
(B)は縦断面図である。
【0014】各図に示す半導体装置10は、例えばエポ
キシ樹脂よりなるパッケージ11と、その側部より外部
へ延出する複数のリード12と、パッケージ11に埋設
された半導体素子13と、この半導体素子13を搭載す
るステージ部材14とにより構成されている。また、ス
テージ部材14は、半導体素子13が直接ダイ付けされ
るステージ15と、サポートバー16a〜16dとによ
り構成されている。
【0015】サポートバー16a〜16dの内、サポー
トバー16c,16dは従来と同一の構成とされてお
り、ステージ15の短辺側の部位に配設されている。一
方、サポートバー16a,16bは、本発明の特徴とな
るものであり、ステージ15の長辺側の中央部位に配設
されている。
【0016】サポートバー16a,16bは、上記のよ
うにステージ15の長辺側の部位に配設されるが、この
ステージ15の長辺側の部位はリード12の配設位置で
もある。しかるに、サポートバー16a,16bの配設
位置は、一対のリード12間位置に選定されており、か
つリード12と干渉しない大きさとされているため、サ
ポートバー16a,16bをステージ15の長辺側部位
に設けても不都合は生じない。
【0017】また、各サポートバー16a〜16dは、
その上下面に密着性低下材17(同図(B)中、ハッチ
ングで示す)が配設されている。この密着性低下材17
は、ステージ部材15とパッケージ11を構成するモー
ルド樹脂(本実施例ではエポキシ樹脂)との密着性を低
下させる部材であり、具体的には離型剤,銀(Ag)の
薄膜,ワックス等である。
【0018】上記密着性低下材17は、ステージ部材1
5と、パッケージ11を構成するモールド樹脂との密着
性を低下させる機能を有しているため、半導体装置10
が製造された状態において、サポートバー16a〜16
dとパッケージ11との間には微細な間隙が形成され
る。この間隙は、実装処理時(加熱時)において発生す
る水蒸気をパッケージ11の外部に排出する排出路とし
て機能する。
【0019】次に、上記のようにして製造された半導体
装置10が回路基板等に実装される際、パッケージ11
内で生じる現象について図1に加えて図2及び図3を用
いて説明する。また、以下の説明では、モールドされる
樹脂に水が侵入していた場合を想定して説明する。
【0020】図1に示すように、実装前の状態(加熱前
の状態)では、パッケージ11が水を吸収していても、
その体積は小さいため、特に問題は生じない。しかる
に、この水分を含んだパッケージ11を有する半導体装
置10を回路基板等に実装するため、加熱処理(例え
ば、半田リフロー処理等)を実施すると、図2に示すよ
うに、パッケージ11内に水蒸気18が発生する。
【0021】この水蒸気18は、ステージ15,サポー
トバー16a〜16d,半導体素子13と樹脂との接合
部分に発生し、特にステージ15の下部に多く発生す
る。発生する水蒸気18の圧力は、40気圧以上と高い
圧力であるため、水蒸気18の逃げ道が無いと、この蒸
気圧は直接パッケージ11に印加されてしまいパッケー
ジ割れを生じてしまうことは前記した通りである。
【0022】しかるに、本発明に係る半導体装置10で
は、サポートバー16a,16bが最も水蒸気18が発
生し易く、かつ逃げ難いステージ15の長辺側の部位に
配設されているため、水蒸気18をこのサポートバー1
6a,16bを介して外部に逃がすことができる。これ
により、水蒸気18を効率的に逃がすことが可能とな
り、ステージ15の長辺側の部位におけるパッケージ割
れの発生を確実に防止することができ、半導体装置10
の信頼性を向上させることができる。尚、サポートバー
16c,16d及びリード12からも従来と同様に水蒸
気18が外部に逃げるのは勿論である。
【0023】また、前記したようにサポートバー16a
〜16dには密着性低下材17が配設されており、サポ
ートバー16a〜16dとパッケージ11との間には微
細な間隙が形成されている。この微細な間隙は水蒸気2
0を外部に逃がす排気路として機能するため、より効率
的に水蒸気18を外部に逃がすことができる。
【0024】図4は、本発明の効果を実証するため、本
発明者が行った実験結果を示している。同図に示す実験
は、従来構成の半導体装置と、本発明に係る半導体装置
10とを比較した実験であり、その実験内容は次の通り
である。
【0025】評価パッケージとしてはTSOP(Tin Sm
all Outline Package)を用い、先ず従来装置及び本発明
装置共に乾燥処理を行った後、温度85℃,湿度85%
の環境で吸水処理を行い、この各半導体装置に対して2
60℃の加熱処理を行った。その後、30℃,湿度85
%の雰囲気中に放置した。
【0026】その結果、同図に示すように、従来構成の
半導体装置では10日目で全部の半導体装置にパッケー
ジ割れが発生したのに対して、本発明に係る半導体装置
10では、60日経過後においてもパッケージ割れは全
く発生しなかった。この実験結果より、本発明に係る半
導体装置10によれば、実装時等の加熱処理時において
パッケージ割れは発生せず、半導体装置10の信頼性を
向上できることが実証された。
【0027】尚、上記した実施例では、本発明の特徴と
なるサポートバー16a,16bをステージ15の長辺
側の中央部位に配設した構成を示したが、サポートバー
の配設位置はステージ15の長辺側であれば他の位置に
配設しても従来に比べて効果を奏することができる。ま
た、サポートバーの数も2本に限定されるものではな
く、多数本配設しても良いことは勿論である。
【0028】また、本発明では排出路の形成位置に水蒸
気が逃げる間隙が形成されることになるが、この間隙は
水蒸気が逃げ得るだけの微細なものであるため、これに
よりパッケージ11の封止性が低下するものではない。
【0029】
【発明の効果】上述の如く本発明によれば、パッケージ
内に水が侵入した状態で加熱処理が行われたとしても、
発生した水蒸気の内、特にパッケージ割れが生じやすい
ステージ下部中央に発生する水蒸気はステージの長辺側
に配設されたサポートバーを介して外部に逃がされるた
め、パッケージに印加される水蒸気圧を低減することが
でき、パッケージ割れの発生を防止することができる等
の特長を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である半導体装置を説明する
ための図である。
【図2】半導体装置実装される際、パッケージ内で生じ
る現象を説明する図である。
【図3】半導体装置実装される際、パッケージ内で生じ
る現象を説明する図である。
【図4】本発明の効果を実証するための図である。
【図5】従来の半導体装置の一例を説明するための図で
ある。
【図6】従来の半導体装置で生じた問題点を説明するた
めの図である。
【図7】従来の半導体装置で生じた問題点を説明するた
めの図である。
【符号の説明】
10 半導体装置 11 パッケージ 12 リード 13 半導体素子 14 ステージ部材 15 ステージ 16a〜16b サポートバー 17 密着性低下材 18 水蒸気
フロントページの続き (72)発明者 佐藤 光孝 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体素子(13)を搭載し少なくとも
    4つの辺を有するステージ(15)と、該ステージ(1
    5)を支持するサポートバー(16a〜16d)とによ
    り構成されるステージ部材(14)を、パッケージ(1
    1)内に樹脂モールドしてなる半導体装置において、 該サポートバー(16a,16b)を、少なくとも上記
    ステージ(15)の各辺に配設したことを特徴とする半
    導体装置。
  2. 【請求項2】 該サポートバー(16a〜16d)に、
    該樹脂との密着性を低下させる密着性低下材(17)を
    配設したことを特徴とする請求項1の半導体装置。
  3. 【請求項3】 該密着性低下材(17)は、ワックス、
    又は離型剤、又は銀(Ag)であることを特徴とする請
    求項2の半導体装置。
JP3344302A 1991-12-26 1991-12-26 半導体装置 Withdrawn JPH05175397A (ja)

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JP3344302A JPH05175397A (ja) 1991-12-26 1991-12-26 半導体装置

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JP3344302A JPH05175397A (ja) 1991-12-26 1991-12-26 半導体装置

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JP3344302A Withdrawn JPH05175397A (ja) 1991-12-26 1991-12-26 半導体装置

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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990311