JPH06209062A - 半導体装置とその製造方法 - Google Patents

半導体装置とその製造方法

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JPH06209062A
JPH06209062A JP5002217A JP221793A JPH06209062A JP H06209062 A JPH06209062 A JP H06209062A JP 5002217 A JP5002217 A JP 5002217A JP 221793 A JP221793 A JP 221793A JP H06209062 A JPH06209062 A JP H06209062A
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JP
Japan
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semiconductor chip
frame
lead
semiconductor device
protective
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP5002217A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiyuki Yoneda
義之 米田
Junichi Kasai
純一 河西
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH06209062A publication Critical patent/JPH06209062A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • 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
    • H01L2224/50Tape automated bonding [TAB] connectors, i.e. film carriers; Manufacturing methods related thereto
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • 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】 ILB方式により半導体チップとリードフレ
ームを接続し、樹脂封止する半導体装置に関し、半導体
チップの変位と、インナーリードの変形を生じない半導
体装置を得る。 【構成】 半導体チップ1と、前記半導体チップ1のパ
ッド8に接続されたインナーリード3とを上面と下面か
ら保護板7で覆い、樹脂封止する。

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とその製造方
法に関し、特にインナー・リード・ボンディング方式
(ILB方式)で半導体チップのパッドとリードフレー
ムのインナーリードとを接続し、樹脂封止する半導体装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】リードフレームと半導体チップを接続
し、樹脂封止することによりパッケージを形成する半導
体装置において、半導体装置の小型化、薄型化を目的と
して、半導体チップ上のパッドとリードフレームのイン
ナーリードをILB方式により接続する半導体装置があ
る。
【0003】この様な半導体装置を図5に示す。図中1
は半導体チップ、2はリードフレーム、3はインナーリ
ード、4はアウターリード、8はパッド、9はバンプ、
10はパッケージである。この様な半導体装置では、半
導体チップ1とリードフレーム2を接続する為に、半導
体チップ1のパッド8上にはAuボール等のバンプ9が
設けられ、リードフレーム2のインナーリード3にはS
nメッキかAuメッキが施される。
【0004】接続にはボンデイングツールが用いられ、
リードフレーム2のインナーリード3をボンデンィング
ツールによりバンプ9の設けられた半導体チップ1のパ
ッド8に加熱加圧することにより、Au・Snの共晶合
金か、Au・Auの熱圧着により接続される。半導体チ
ップ1を接続したリードフレーム2は、モールド成形用
金型に入れられ、トランスファモールドにより樹脂封止
される。封止樹脂には、エポキシ系樹脂等の熱硬化性樹
脂が用いられる。
【0005】樹脂封止の後、ダムバーカット、アウター
リード4の形成によりリードフレーム2のアウターリー
ド4を回路基板等に搭載できる状態に加工し、半導体装
置とする。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述した様な従来の半
導体装置では、リードフレームのインナーリードの先端
をバンプにより半導体チップのパッドに接続し、半導体
チップをインナーリードで支えただけの状態でトランス
ファモールドを行っている。そのため、トランスファモ
ールドの際の樹脂の流れによる圧力でインナーリードが
変形し、半導体チップのモールドされる位置が大きく変
位して半導体チップの封止が不完全になるという問題が
生じる。
【0007】また、樹脂の圧力によりインナーリード同
士が接触して短絡したり、インナーリード先端と半導体
チップのパッドの剥離が生じ、半導体チップとインナー
リードの接続が不完全になったりしてしまう。この様な
半導体装置は、半導体チップを樹脂で封止した構造をし
ているので、半導体チップの発生する熱を効率良くパッ
ケージ外部に発散できないという問題もある。
【0008】本発明では、上述の様な問題点を解決する
ために、半導体チップの変位やインナーリードの変形を
防止した、放熱性の良好なILB方式による樹脂封止型
の半導体装置を得ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置にお
いては、半導体チップ1のパッド8に接続されたインナ
ーリード3と、前記インナーリード3と前記半導体チッ
プ1とを前記半導体チップ1の上面側及び下面側から覆
うように設けられた保護板7と、前記半導体チップ1と
インナーリード3と保護板7を樹脂封止するパッケージ
10とを有することを特徴とする。
【0010】また、前記保護板7に凹部11と凸部12
が形成されており、前記凸部12により前記半導体チッ
プ1の上面と下面が絶縁物16を介して挟み込まれ、固
定されていることを特徴とする。さらに、前記保護板7
の少なくとも一方の凹部11が、前記パッケージ10表
面に露出していることを特徴とする。
【0011】また、電源に接続されているインナーリー
ド3の先端が、前記保護板7に接続されていることを特
徴とする。本発明の半導体装置の製造方法においては、
半導体チップ1のパッド8にリードフレーム2のインナ
ーリード3を接続する工程と、前記リードフレーム2を
上面と下面から上部保護フレーム5と下部保護フレーム
6により挟み込み、前記上部保護フレーム5と下部保護
フレーム6の前記半導体チップ1を挟み込む部分に形成
された保護板7により、前記リードフレーム2のインナ
ーリード3と前記半導体チップ1を覆う工程と、前記リ
ードフレーム2と前記上部保護フレーム5と下部保護フ
レーム6を樹脂封止する工程とを有することを特徴とす
る。
【0012】また、前記リードフレーム2の電源に接続
されているインナーリード3の先端を、前記下部保護フ
レーム6の保護板7に接続する工程を有することを特徴
とする。
【0013】
【作用】本発明による半導体装置では、半導体チップを
接続したリードフレームを上部保護フレーム、下部保護
フレームで挟み込み、上部保護フレーム、下部保護フレ
ームの保護板で半導体チップとインナーリードを覆う構
造をしている。そのため、トランスファモールドの際の
樹脂の流れによる圧力が、半導体チップと半導体チップ
に接続されたリードフレームに直接かかることがなく、
インナーリードの変形や短絡、インナーリードと半導体
チップのパッドの接続部分の剥離、半導体チップの変位
を防ぐことができる。
【0014】また、保護板に凹凸部を設け、凸部分で半
導体チップを挟み込み固定することにより、モールド時
の半導体チップ変位を防ぐことができる。保護板の凸部
で半導体チップを挟み込む場合、保護板の凹部の半導体
チップとインナーリードを覆う面の裏面をパッケージ表
面に露出させることができるので、半導体チップの発生
する熱を保護板によりパッケージ外部に伝導し発散させ
ることができ、半導体装置の放熱性を向上することがで
きる。
【0015】半導体チップ下面を覆う下部保護フレーム
の保護板は、リードフレームの電源、グランド用のイン
ナーリードと接続して、半導体チップの電源層、又はグ
ランド層として用いることができ、半導体チップに対す
る電気的な雑音を防止することと、電源を安定させるこ
とができる。
【0016】
【実施例】図1から図4に、本発明による半導体装置の
実施例を示す。図中1は半導体チップ、2はリードフレ
ーム、3はインナーリード、4はアウターリード、5は
上部保護フレーム、6は下部保護フレーム、7は保護
板、8はパッド、9はバンプ、10はパッケージ、11
は凹部、12は凸部である。
【0017】図1(a)に本発明による半導体装置の第
1の実施例、図2に本発明の半導体装置に用いるリード
フレームを示す。本発明の第1の実施例による半導体装
置は、図1(a)に示す様にリードフレーム2のインナ
ーリード3を半導体チップ1に接続し、この半導体チッ
プ1を接続したリードフレーム2を上部保護フレーム
5、下部保護フレーム6で覆い、樹脂封止した構造をし
ている。
【0018】半導体チップ1を接続するリードフレーム
2は、図2(a)に示す形状のものであり、30μm程
の板厚を持つFe−Ni系合金やCu合金等で成ってお
り、インナーリード3、アウターリード4、ダムバー1
3、ピン穴15を有している。このリードフレーム2の
インナーリード3には、SnメッキかPbSnメッキ,
又はAuメッキ等を施す。
【0019】半導体チップ1のパッド8にはAuボール
等のバンプ9が形成され、リードフレーム2のインナー
リード3をボンデンィングツールによりバンプ9の設け
られた半導体チップ1のパッド8に加熱加圧することに
より、Au・Snの共晶合金か、Au・Auの熱圧着に
より接続される。半導体チップ1を接続したリードフレ
ーム2は、上部保護フレーム5と下部保護フレーム6に
より挟まれ、レーザ溶接等で固定される。この時、半導
体チップ1とインナーリード3は、上部保護フレーム5
と下部保護フレーム6の保護板7で覆われる状態とな
る。
【0020】半導体チップ1と保護板7とが接触する恐
れがある場合は、半導体チップ1表面の保護や、半導体
チップ1と保護板7との電気的絶縁のため、保護板7の
半導体チップ1に対向する面にポリイミド等の絶縁テー
プを貼っておく。上部保護フレーム5、下部保護フレー
ム6は図2(b)に示す形状の物であり、リードフレー
ム2のインナーリード3と半導体チップ1を覆うことが
できるように支持リード14に支持され、段差をつけら
れた保護板7を有している。この段差の方向は上部保護
フレーム5と下部保護フレーム6で互いに反対方向であ
る。
【0021】この上部保護フレーム5、下部保護フレー
ム6の板厚は、チップ変位の防止やパッケージの熱的、
電気的改善を得るため、少なくともリードフレーム2の
板厚よりは厚い方が望ましい。上部保護フレーム5、下
部保護フレーム6で挟まれた半導体チップ1を接続した
リードフレーム2は、モールド成形用金型に入れられト
ランスファモールドにより樹脂封止される。封止樹脂に
は、エポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂が用いられる。
【0022】樹脂封止の後、アウターリード4の形成、
ダムバー13と支持リード14の切断によりリードフレ
ーム2のアウターリード4を回路基板等に搭載できる状
態に加工し、半導体装置とする。図1(b)に本発明に
よる半導体装置の第2の実施例を示す。この実施例では
図3に示す様な、保護板7に凹部11と凸部12を設け
た上部保護フレーム5、下部保護フレーム6により、半
導体チップ1を接続したリードフレーム2を絶縁物16
を介して挟み込み樹脂封止する。
【0023】図3に示す様に、上部保護フレーム5、下
部保護フレーム6は支持リード14部分で2段階の段差
がつけられ、保護板7の中央に凸部12、その周囲に凹
部11を形成されている。この上部保護フレーム5、下
部保護フレーム6の凸部12によりリードフレーム2に
接続された半導体チップ1の表面と裏面を挟み込み、固
定して樹脂封止することにより半導体チップ1の変位を
防ぐ。
【0024】半導体チップ1と接触する凸部12表面に
は、半導体チップ1表面の保護と、半導体チップ1と上
部保護フレーム5、下部保護フレーム6との絶縁のた
め、絶縁物16を貼っておく。この絶縁物16には、ポ
リイミド等の絶縁性の耐熱樹脂を用いる。図1(c)に
本発明による半導体装置の第3の実施例を示す。
【0025】図1(c)に示す第3の実施例の半導体装
置は、図1(b)に示す第2の実施例の半導体装置と同
一の上部保護フレーム5、下部保護フレーム6を使用し
て半導体チップ1を固定して樹脂封止しているが、上部
保護フレーム5、下部保護フレーム6の保護板7の凹部
11の、半導体チップ1とインナーリード3を覆う面の
裏面がパッケージ10の表面に露出する構造をしてい
る。
【0026】この構造により、半導体チップ1を固定し
た上部保護フレーム5、下部保護フレーム6の凸部12
により半導体チップ1の発生する熱を拾い、パッケージ
1表面に露出した凹部11によりパッケージ1外部に放
出することができる。図1(d)に本発明による半導体
装置の第4の実施例を示す。この実施例では、下部保護
フレーム6の保護板7に電源又はグランド用として用い
られているインナーリード3を接続している。
【0027】図4に保護板7とインナーリード3の接続
形状を示す。図中、Aは半導体チップ1のみに接続され
るインナーリード、Bは半導体チップ1と保護板7の両
方に接続されるインナーリード、Cは保護板7のみに接
続されるインナーリードを示す。尚、図4(a)中で斜
線で示されているインナーリード3は電源又はグランド
用として用いられているもの、他は信号用に用いられて
いるものを示す。
【0028】図示されているように、半導体チップ1に
インナーリード3を接続できる様に、保護板7のインナ
ーリード3接続部分にはAl蒸着等が施され、Auボー
ル等のバンプ9を形成できるようになっている。インナ
ーリード3と保護板7に共にAuメッキが施されている
場合はAu・Auの熱圧着により接続できるので、バン
プ9は不要である。
【0029】保護板7に接続するインナーリード3は、
Bの様に半導体チップ1と保護板7の両方に接続するも
の、Cの様に保護板7のみに接続されるものがあり、B
のインナーリードは半導体チップ1の電源又はグランド
用のインナーリードとしての機能を果たしつつ、保護板
7を電源又はグランド層とすることができる。電源又は
グランド用として用いられているインナーリード3を保
護板7に接続することにより、保護板7を半導体チップ
1の電源層やグランド層として用いることができ、半導
体チップ1をパッケージ10外部からの電気的な雑音か
ら保護することができるし、インピーダンスを安定させ
ることができる。
【0030】なお、本発明の保護フレームは、半導体チ
ップとリードフレームをボンディングワイヤで接続する
タイプの半導体装置に用いても、封止樹脂の圧力による
ボンディングワイヤの変形や切断、インナーリードの変
形等を防止することができる。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、樹脂封止時にインナー
リードの変形や短絡、半導体チップの変位等を生じず、
パッケージの放熱性の良好な、電気的に安定したILB
方式による樹脂封止型の半導体装置を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例による半導体装置を示す図で
ある。
【図2】 本発明の半導体装置に用いるリードフレーム
と保護フレームを示す図である。
【図3】 本発明の半導体装置に用いる保護フレームを
示す図である。
【図4】 保護板とインナーリードの接続形状を示す図
である。
【図5】 従来の半導体装置を示す図である。
【符合の説明】
1・・・半導体チップ 2・・・リードフレーム 3・・・インナーリード 4・・・アウターリード 5・・・上部保護フレーム 6・・・下部保護フレーム 7・・・保護板 8・・・パッド 9・・・バンプ 10・・・パッケージ 11・・・凹部 12・・・凸部 13・・・ダムバー 14・・・支持リード 15・・・ピン穴 16・・・絶縁物

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体チップ(1)のパッド(8)に接
    続されたインナーリード(3)と、 前記インナーリード(3)と前記半導体チップ(1)と
    を前記半導体チップ(1)の上面側及び下面側から覆う
    ように設けられた保護板(7)と、 前記半導体チップ(1)とインナーリード(3)と保護
    板(7)を樹脂封止するパッケージ(10)とを有する
    ことを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記保護板(7)に凹部(11)と凸部
    (12)が形成されており、 前記凸部(12)により前記半導体チップ(1)の上面
    と下面が絶縁物(16)を介して挟み込まれ、固定され
    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】 前記保護板(7)の少なくとも一方の凹
    部(11)が、前記パッケージ(10)表面に露出して
    いることを特徴とする請求項2記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】 電源に接続されているインナーリード
    (3)の先端が、前記保護板(7)に接続されているこ
    とを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
  5. 【請求項5】 半導体チップ(1)のパッド(8)にリ
    ードフレーム(2)のインナーリード(3)を接続する
    工程と、 前記リードフレーム(2)を上面と下面から上部保護フ
    レーム(5)と下部保護フレーム(6)により挟み込
    み、前記上部保護フレーム(5)と下部保護フレーム
    (6)の前記半導体チップ(1)を挟み込む部分に形成
    された保護板(7)により、前記リードフレーム(2)
    のインナーリード(3)と前記半導体チップ(1)を覆
    う工程と、 前記リードフレーム(2)と前記上部保護フレーム
    (5)と下部保護フレーム(6)を樹脂封止する工程と
    を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  6. 【請求項6】 前記リードフレーム(2)の電源に接続
    されているインナーリード(3)の先端を、前記下部保
    護フレーム(6)の保護板(7)に接続する工程を有す
    ることを特徴とする請求項5記載の半導体装置の製造方
    法。
JP5002217A 1993-01-11 1993-01-11 半導体装置とその製造方法 Withdrawn JPH06209062A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007095996A (ja) * 2005-09-29 2007-04-12 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体装置
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