JPH06132444A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 表面実装型樹脂封止型半導体装置における実
装時信頼度向上。 【構成】 タブ４と、このタブ４上にのみ固定される半
導体チップ５と、この半導体チップ５の周囲に内端を臨
ませるリード３と、前記リード３の外端を除く全体をモ
ールド樹脂１からなるパッケージ２で被ってなる表面実
装型の樹脂封止型半導体装置であって、前記タブ４は半
導体チップ５よりも遙かに小さく形成され、半導体チッ
プ５とタブ４との接着面積の低減によって、半導体チッ
プ５とタブ４との間の水分に起因する実装時の水分の急
激な気化，膨張（水蒸気爆発）によるタブ４と半導体チ
ップ５との剥離，樹脂クラックの発生を抑止する。

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、特に表面実
装型樹脂封止型半導体装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子機器は、機能面から高密度実装化
が、実装面から軽量化，小型化，薄型化が要請されてい
る。このため、電子機器に組み込まれる電子部品の多く
は、表面実装が可能な構造に移行してきている。表面実
装型集積回路（ＩＣ）パッケージについては、たとえ
ば、工業調査会発行「電子材料」１９８４年９月号、昭
和５９年９月１日発行、Ｐ５５〜Ｐ６４に記載されてい
る。この文献には、「チップを搭載するＩＣパッケージ
は、小型化，多ピン化が進み、従来のＤＩＰ（デュアル
インラインパッケージ）からミニフラット（ＳＯＰとも
呼ばれている。スモールアウトラインパッケージ），Ｑ
ＦＰ（クワッドフラットパッケージ），フイルムキャリ
ヤ，ＬＣＣ（リードレスチップキャリヤ，セラミック基
板使用）などへ変わってきている。さらに最近はＰＬＣ
Ｃ（プラスチックリーディッドチップキャリヤ）も市場
に現れてきている。」旨記載されている。また、同文献
には、一般のフラットパッケージにおける端子形状の種
類としては、（ａ）Ｊ型リード（Ｒｏｌｌｅｄ−ｕｎｄ
ｅｒ），（ｂ）ガルウイング（Ｇｕｌｌ−ｗｉｎｇ，
（ｃ）, バットリード（Ｂｕｔｔ−ｌｅａｄ），（ｄ）
フラットリード（Ｆｌａｔ−ｌｅａｄ）がある旨記載さ
れている。

【０００３】一方、日経ＢＰ社発行「日経エレクトロニ
クス」１９８８年６月１３日号、Ｐ１１４〜Ｐ１１８に
は、表面実装型プラスチック・パッケージ封止ＬＳＩ
（表面実装型樹脂封止型半導体装置）において、吸湿管
理が必要である旨記載されている。この文献には、吸湿
管理が重要なのは、「表面実装型パッケージは吸湿する
とハンダ付けで割れることがある」からであり、このこ
とはメーカーとユーザともに広く認識されてきた旨記載
されている。また、この文献には、実装時のリフロー・
ハンダ付け（約２４０℃の赤外線リフロー，約２１５℃
の蒸気相リフロー）において、チップ（半導体チップ）
周辺にすり鉢状にクラックが発生した状態や、チップ表
面とモールド樹脂およびダイ・パッドとモールド樹脂の
間で剥離が生じた状態が示されている。また、クラック
はチップの上縁から樹脂内に延びている状態も記載され
ている。

【０００４】他方、特開昭６０−１７１７３３号公報に
は、タブを従来のものより小さくし、かつインナーリー
ド部分を長くして半導体ペレットをタブおよびインナー
リードの先端部分にマウントすることにより、機械的強
度を低減させることなく、大型の半導体ペレット（半導
体チップ）の実装を可能にした技術が開示されている。
また、特開昭６３−２２４２４５号公報には、半導体チ
ップとタブが同じ大きさとなっている例が開示されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】表面実装型樹脂封止型
半導体装置は、図７に示すように、モールド樹脂１から
なるパッケージ２の周囲からリード３を突出させる外観
形状となっている。また、パッケージ２内においては、
タブ４の上面に半導体チップ５が固定されている。そし
て、前記半導体チップ５の図示しない電極と前記リード
３の内端が導電性のワイヤ６で電気的に接続されてい
る。このような半導体装置において、前記モールド樹脂
１内に吸湿されかつタブ３とモールド樹脂１の間に溜ま
った水分は、半導体装置の実装時の熱によって気化しか
つ急激に膨張する（水蒸気爆発）。この結果、同図のよ
うにモールド樹脂１がタブ４から剥離（剥離による空隙
７）したり、タブ４の端や半導体チップ５の端からクラ
ック９が延びてしまう。また、極端な場合には、パッケ
ージ２（モールド樹脂１）が割れてしまう。

【０００６】一方、半導体チップをタブおよびリード
（インナーリード）の内端に固定する構造においては、
リフロー実装時の熱による熱応力がタブとインナーリー
ド内端間に集中し、樹脂クラックの発生を招き、ワイヤ
断線や耐湿性の低下を誘発し易いことが判明した。

【０００７】本発明の目的は、実装時水蒸気爆発の起き
難い表面実装型樹脂封止型半導体装置を提供することに
ある。本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特
徴は、本明細書の記述および添付図面からあきらかにな
るであろう。

【０００８】

【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。すなわち、本発明の表面実装型樹脂
封止型半導体装置にあっては、半導体チップを固定する
タブが半導体チップよりも小さく形成されている。ま
た、タブの角は直角とならずに丸みを帯びるように形成
されている。

【０００９】また、本発明の他の実施例としては、タブ
が半導体チップよりも小さく形成されているとともに、
タブは円形となっている。

【００１０】また、本発明の他の実施例としては、タブ
が半導体チップよりも小さく形成されているとともに、
タブには透孔としてのスリットがそれぞれ四方向に沿う
ように設けられている。

【００１１】また、本発明の他の実施例としては、タブ
が半導体チップよりも小さく形成されているとともに、
タブは枠体となっている。

【００１２】

【作用】上記のように半導体チップよりもタブの大きさ
を小さくした本発明の半導体装置は、半導体チップとタ
ブの接触面積が小さくなることから、タブと半導体チッ
プとの間の水分は少なくなり、半導体装置の実装時の熱
による水分の気化および膨張による熱応力は小さなもの
となるため、半導体チップからのモールド樹脂の剥離や
クラック発生が防止できる。

【００１３】また、タブが半導体チップよりも小さく形
成されかつタブが円形となっている本発明の半導体装置
は、半導体チップとタブとの接触面積の縮小化による実
装時の熱応力の低減化とともに、タブが円形となってい
ることによってタブの周辺での応力が分散されるためク
ラックの発生を抑えることができる。

【００１４】また、タブが半導体チップよりも小さく形
成されているとともに、タブには透孔としてのスリット
がそれぞれ四方向に沿うように設けられている本発明の
半導体装置は、半導体チップとタブとの接触面積の縮小
化による実装時の熱応力の低減化とともに、タブに透孔
が設けられていることから半導体チップとモールド樹脂
との接触面積増大によって接着力が大きくなり、タブと
モールド樹脂との剥離やクラックの発生を抑えることが
できる。

【００１５】また、タブ４を枠体とした本発明の半導体
装置は、半導体チップとタブとの接触面積の縮小化によ
る実装時の熱応力の低減化とともに、タブにおける透孔
を大きくしてタブを枠体としているため、半導体チップ
とタブの接触面積をさらに小さくできる。また、半導体
チップとモールド樹脂との接触面積は、タブが枠体とな
り、透孔が大きくなったことによって広くなり、タブと
モールド樹脂との剥離やクラックの発生を抑えることが
できる。

【００１６】

【実施例】以下図面を参照して本発明の一実施例につい
て説明する。図１は本発明の一実施例による半導体装置
の断面図、図２は同じく半導体チップおよびタブならび
にリード内端を示す平面図である。本発明による半導体
装置、すなわち表面実装型樹脂封止型半導体装置は図１
に示すように、外観的にはモールド樹脂１によって形成
されたパッケージ２と、このパッケージ２の周囲から突
出する複数のリード３とからなっている。リード３の端
子形状は特に限定はされないが、ガルウイング型表面実
装形状となっている。また、前記モールド樹脂１の中心
部分には、タブ４が配置されるとともに、このタブ４上
には半導体チップ５が図示しない接着材を介して固定さ
れている。また、前記半導体チップ５の電極１０と、パ
ッケージ２内に位置するリード３部分、すなわちインナ
ーリード１１の内端は、図２にも示すように導電性のワ
イヤ６で接続されている。

【００１７】一方、これが本発明の特徴の一つである
が、前記半導体チップ５が固定されるタブ４は、図２に
も示すように半導体チップ５よりも小さく形成されてい
る。これは、半導体チップ５とタブ４との接着面積をで
きるだけ小さくすることによって、半導体チップ５とタ
ブ４との界面に溜まる水分に起因する実装リフロー時の
水分の急激な気化膨張（水蒸気爆発）による半導体チッ
プ５とタブ４との剥離，モールド樹脂１内でのクラック
発生を抑止するものである。また、半導体チップ５はタ
ブ４にしか固定されず、リード３の内端には接触しな
い。これは半導体チップ５がタブ４とリード３の内端部
に固定されると、実装リフロー時の熱によって、熱応力
が作用してリード内端とタブ間のモールド樹脂部分にク
ラックが発生すること、およびワイヤの断線を嫌うこと
による。

【００１８】前記タブ４は、半導体チップ５にワイヤを
ボンディングするに際して、ボンディング不良を起こさ
せない範囲でできるだけ小さいことが望ましい。また、
タブ４の角部とモールド樹脂１との間で、熱応力が作用
した場合、両者間に大きな応力が作用しないように、前
記タブ４の角部は丸み１２を帯びるように形成されてい
る。これにより、タブ４の角部に対応するモールド樹脂
部分に応力が集中するようなことがなくなり、クラック
発生が防止できる。なお、前記タブ４は両端をそれぞれ
タブ吊りリード１３で支持されている。ここで、一実施
例による各部の寸法のあらましを述べる。前記半導体チ
ップ５は０．４ｍｍとなり、０．１５ｍｍの厚さのタブ
４上に載る。リード３の厚さは、前記タブ４と同様に厚
さが０．１５ｍｍとなる。リード３の内端と半導体チッ
プ５の周縁との間隔は、０．２〜０．８ｍｍとなる。そ
して、これらを封止するパッケージ２の厚さは２．２ｍ
ｍとなる。前記半導体チップ５上のモールド樹脂１の厚
さと、前記タブ４の下のモールド樹脂１の厚さは略同一
寸法となり、０．７７５ｍｍとなっている。タブ４の一
辺の長さは、たとえば半導体チップ５の一辺の長さの半
分となっている。

【００１９】

【発明の効果】（１）本発明の表面実装型樹脂封止型半
導体装置は、半導体チップとタブとの接着面積が小さい
ことから、半導体チップとタブ間に溜まった水分に起因
する実装時の水蒸気爆発が起き難くなり、パッケージの
タブ側であるパッケージ下面側の樹脂クラックの発生を
防止できるという効果が得られる。

【００２０】（２）本発明の表面実装型樹脂封止型半導
体装置は、半導体チップよりもタブを小さくし、かつタ
ブの周縁が半導体チップの周縁よりも内側に位置してい
るため、タブ端からパッケージの半導体チップ側である
パッケージ上面側の樹脂クラックの発生を抑止できると
いう効果が得られる。

【００２１】（３）本発明の表面実装型樹脂封止型半導
体装置は、半導体チップよりもタブを小さくし、かつタ
ブの周縁が半導体チップの周縁よりも内側に位置してい
るため、タブ端からインナーリード先端（内端）間の距
離が長くなり、タブとインナーリード間の樹脂クラック
の発生を抑止できるという効果が得られる。

【００２２】（４）本発明の表面実装型樹脂封止型半導
体装置は、半導体チップよりもタブを小さくしてあるこ
とと、タブは半導体チップよりも遙かに小さいことか
ら、タブには小さな半導体チップから大きな半導体チッ
プまでの搭載が可能となり、リードやタブ等で構成され
るリードフレームの共用化が可能となるという効果が得
られる。

【００２３】（５）本発明の表面実装型樹脂封止型半導
体装置は、タブの角部が丸みが付けられて応力が分散さ
れる構造となっていることから、タブの角部におけるモ
ールド樹脂において実装時大きな熱応力が加わらなくな
り、樹脂クラックが発生し難くなり、耐湿性向上が図れ
るという効果が得られる。

【００２４】（６）上記（１）〜（５）により、本発明
によれば、実装時水蒸気爆発等が起き難い信頼度の高い
表面実装型樹脂封止型半導体装置を提供することができ
る。

【００２５】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、本発明は上記実施例に
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。たとえば、
図３は前記タブ４を円形状にした例を示すものである。
このタブ４の場合、タブの周縁（周辺）での応力が、矩
形の角部に比較して分散されるため、樹脂クラックの発
生が抑止できるという効果が得られる。また、タブは円
形状以外に楕円形状等タブ周縁が曲面のものも同様に樹
脂クラックの発生を抑止できる。

【００２６】図４は本発明の他の実施例によるタブ等を
示す図である。この例では、タブ４は半導体チップ５よ
りも遙かに小さくなるとともに、タブ４の中心からそれ
ぞれ独立して四方向に延びるスリット（透孔）２０を有
している。また、タブ４の角部は応力分散のため丸み１
２が付けられている。この構造によれば、本発明の半導
体装置は、半導体チップ５とタブ４との接触面積の縮小
化による実装時の熱応力の低減化とともに、タブ４に透
孔２０が設けられていることから、この透孔２０内にも
モールド樹脂１が入り込み、モールド樹脂１と半導体チ
ップ５との接触面積増大によって接着力が大きくなり、
タブ４とモールド樹脂１との剥離や樹脂クラックの発生
を抑えることができるという効果が得られる。

【００２７】図５は本発明の他の実施例によるタブ等を
示す図である。この例では、タブ４における透孔２０を
大きくしてタブ４を枠体とした構造となっている。この
タブ構造では、透孔２０を大きくすることにより、半導
体チップ５とタブ４の接着面積をさらに小さくすること
ができ、実装時の水蒸気爆発の発生を抑えることができ
る。また、この例では、タブ４の枠体部分が半導体チッ
プ５の電極１０の下方に位置するように設計すれば、ワ
イヤボンディング時に枠体が電極１０を支えるため、確
実なワイヤボンディングが行なえるという効果が得られ
る。

【００２８】図６は本発明の他の実施例によるタブ等を
示す図である。この例では、交差する二本のタブ吊りリ
ード１３によって半導体チップ５を支持する構造を示
す。本来タブ４は半導体チップ５を支持して、半導体チ
ップ５の電極１０に対するワイヤボンディングやレジン
モールドを確実に行わせればよい。したがって、この例
では一定幅を有する二本の交差するタブ吊りリード１３
で半導体チップ５を支持する。この支持構造では、タブ
吊りリード１３で半導体チップ５を支持するため、支持
面積が小さくなり、実装時の水蒸気爆発が抑止できる。
また、実装時タブ吊りリード１３と半導体チップ５との
界面の水分は、タブ吊りリード１３の表面を通ってパッ
ケージ２外に抜ける。したがって、半導体チップ５とタ
ブ吊りリード１３の剥離および樹脂クラックの発生を抑
えることができる。また、タブ吊りリード１３による半
導体チップ５の支持は、半導体チップ５の対角線部分を
支持する構造となるため、確実な支持が可能となる。な
お、タブ吊りリード１３の両端は細くなり、半導体装置
の製造におけるタブ吊りリード１３の切断が容易にでき
るようになっている。

【００２９】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野である半導体
装置の技術に適用した場合について説明したが、それに
限定されるものではない。本発明は少なくとも樹脂で封
止した物品の製造には適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による半導体装置の断面図で
ある。

【図２】本発明の半導体装置における半導体チップおよ
びタブならびにリード内端を示す平面図である。

【図３】本発明の他の実施例によるタブを円形とした半
導体装置における要部の平面図である。

【図４】本発明の他の実施例によるタブに透孔としての
スリットを設けた半導体装置における要部の平面図であ
る。

【図５】本発明の他の実施例によるタブを枠体とした半
導体装置における要部の平面図である。

【図６】本発明の他の実施例による半導体装置の要部を
示す平面図である。

【図７】従来の半導体装置における不良状態を示す模式
的断面図である。

【符号の説明】

１…モールド樹脂、２…パッケージ、３…リード、４…
タブ、５…半導体チップ、６…ワイヤ、７…空隙、９…
クラック、１０…電極、１１…インナーリード、１２…
丸み、１３…タブ吊りリード、２０…透孔。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タブと、このタブ上にのみに固定される
   半導体チップと、この半導体チップの周囲に内端を臨ま
   せるリードと、前記リードの内端と前記半導体チップの
   電極を接続する導電性のワイヤと、前記リードの外端を
   除く全体をモールド樹脂からなるパッケージで被ってな
   る半導体装置であって、前記タブは半導体チップよりも
   小さくなっていることを特徴とする半導体装置。
2. 【請求項２】 前記タブは円形または楕円形となってい
   ることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
3. 【請求項３】 前記タブは少なくとも１つ以上の透孔が
   設けられていることを特徴とする請求項１記載の半導体
   装置。
4. 【請求項４】 前記タブは枠形状となっていることを特
   徴とする請求項３記載の半導体装置。