JPH0661408A - 表面実装型半導体装置 - Google Patents

表面実装型半導体装置

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JPH0661408A
JPH0661408A JP4235261A JP23526192A JPH0661408A JP H0661408 A JPH0661408 A JP H0661408A JP 4235261 A JP4235261 A JP 4235261A JP 23526192 A JP23526192 A JP 23526192A JP H0661408 A JPH0661408 A JP H0661408A
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JP
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cup
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shaped die
semiconductor element
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Masahiko Tsumori
昌彦 津守
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Rohm Co Ltd
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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】 パーケージの熱抵抗を下げることができ、し
かも、外部からの水分の侵入に対してリークパスを長く
した、信頼性の高い表面実装型半導体装置を提供する。 【構成】 半導体素子1がダイボンディングされるカッ
プ状ダイパッド22の下面22aをパッケージ本体23
の下面に露出させるとともに、屈曲形成されたリード端
子24の下面をカップ状ダイパッド22の下面22aと
略同一面内に位置させることにより、半導体素子1で発
生した熱を効率よくプリント配線基板6へ逃がす。ま
た、半導体素子1をカップ状ダイパッド22の側壁22
bで囲むことにより、カップ状ダイパッド22の下面2
2aとパッケージ本体23の界面から侵入した水分の経
路(リークパス)Lを長くして、耐湿性を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プリント配線基板等へ
の表面実装に用いられる半導体装置に係り、特に、モー
タドライバー、音声増幅用パワーIC、高速動作論理素
子等のように比較的発熱量の大きな半導体素子を封止す
るのに適したパッケージ構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の表面実装型半導体装置の
構造を、図7および図8を参照して説明する。図7は従
来装置の内部構造を示した斜視図、図8は図7のA−A
矢視断面図である。
【0003】半導体素子1は、幅広帯状のダイパッド2
の中央部分にダイボンディングされている。ダイパッド
2の両端部は、エポキシ樹脂等で形成されたパッケージ
本体3の両側面からそれぞれ外部へ導出され、略『L』
の字形状に折り曲げられている。以下では、ダイパッド
2の両端部を放熱フィン2aと呼ぶ。ダイパッド2の中
央部近くには、複数本のリード端子4の一端が配置され
ており、各々のリード端子4と半導体素子1の各電極パ
ッドとが、金属細線5でワイヤーボンディングされてい
る。各リード端子4の他端は、ダイパッド2と同様に、
パッケージ本体3の両側面からそれぞれ外部へ導出さ
れ、略『L』の字形状に折り曲げられている。
【0004】図8に示すように、上述した半導体装置を
プリント配線基板6に実装するにあたり、リード端子4
の折り曲げ端部とともに、放熱フィン2aをそれぞれ所
定のプリント配線に半田付け接続することにより、回路
動作中に半導体素子1で発生した熱を放熱フィン2aを
介してプリント配線基板6へ逃がし、半導体素子1が必
要以上に温度上昇しないようにしている。
【0005】しかし、図7,図8に示した半導体装置の
場合、半導体素子1がダイボンディングされているダイ
パッド2の中央部から放熱フィン2aまでの距離が相当
あるので、熱抵抗を充分小さくすることが困難であり、
いわゆるパッケージパワーを余り大きくすることができ
ないという問題点がある。
【0006】そこで、より大きなパッケージパワーを得
るために、図9および図10に示すような半導体装置も
提案されている。この半導体装置は、ダイパッド12お
よびリード端子14の下面が、パッケージ本体13の下
面から露出した状態で、各々パッケージ本体13の両側
面から水平に導出されている。このような半導体装置
は、図10に示すように、プリント配線基板6に実装す
ると、半導体素子1で発生した熱の多くは、ダイパッド
2の中央部から直接、その下部のプリント配線基板6へ
逃げるので、熱抵抗を充分小さくすることができ、した
がって、大きなパッケージパワーを得ることができると
いう利点がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図9,
図10に示した半導体装置によれば、次のような別異の
問題が生じる。すなわち、ダイパッド12とリード端子
14は、それぞれの上面(片側)でのみパッケージ本体
13に接触して保持されている関係上、小さな外部応力
が加わっただけでも、ダイパッド12やリード端子14
がパッケージ本体13から剥離するという問題点があ
る。
【0008】また、半導体素子1がダイボンディングさ
れるダイパッド12の中央部は平坦であり、しかも、そ
の下面がパッケージ本体13から露出しているので、パ
ッケージ本体13とダイパッド12の界面部分から半導
体素子1に至るまでの距離(リークパス)が短い。その
ため、ダイパッド12の中央部側縁とパッケージ本体1
3との界面から侵入した水分が容易に半導体素子1に達
するので、信頼性(特に、耐湿性)に劣るという問題点
もある。
【0009】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、パッケージの熱抵抗を下げることがで
き、しかも、外部からの水分の侵入に対してリークパス
を長くした、信頼性の高い表面実装型半導体装置を提供
することを目的している。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような構成をとる。請求項1
に記載の発明は、パッケージ本体の側面から導出された
各リード端子が略『L』の字形状に屈曲形成された表面
実装型半導体装置において、半導体素子がダイボンディ
ングされるダイパッドがカップ状を呈し、前記カップ状
ダイパッドの下面が前記パッケージ本体の下面から露出
しており、かつ、前記屈曲形成された各リード端子の下
面が、前記パッケージ本体の下面から露出したカップ状
ダイパッドの下面と略同一面内に位置している。
【0011】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の表面実装型半導体装置において、前記カップ状ダイパ
ッドが、絶縁性接着剤を介して、パッケージ本体内の各
リード端子の先端部下面に固着・支持されているもので
ある。
【0012】
【作用】本発明の作用は次のとおりである。すなわち、
請求項1に記載の発明によれば、パッケージ本体の下面
から露出したカップ状ダイパッドの下面と、屈曲形成さ
れたリード端子の下面とが略同一面内に位置しているの
で、この半導体装置をプリント配線基板に実装すると、
ダイパッドの下面とプリント配線基板とが接触する。そ
のため、回路動作中に半導体素子で発生した熱は、半導
体素子の直下のダイパッド底部からプリント配線基板に
効率よく放熱される。また、半導体素子は、カップ状ダ
イパッドの側壁に囲われているので、ダイパッド下面か
ら半導体素子に至るリークパスが長くなり、水分の侵入
が抑えられる。
【0013】また、請求項2に記載の発明によれば、カ
ップ状ダイパッドがリード端子によって支持されている
ので、前記ダイパッドを支持するための特別のサポート
部材が不要になり、このようなサポート部材を介した水
分の侵入経路が無くなる。
【0014】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。 <第1実施例>図1は、本発明に係る表面実装型半導体
装置の第1実施例の内部構造を示した斜視図、図2は図
1のC−C矢視断面図である。
【0015】本実施例の特徴は、半導体素子1がカップ
状ダイパッド22内にダイボンディングされおり、カッ
プ状ダイパッド22の下面22aがパッケージ本体23
の下面から露出していることにある。また、パッケージ
本体23の両側面から導出され、略『L』の字形状に屈
曲形成された各リード端子24の下面が、カップ状ダイ
パッド22の下面22aと略同一面内に位置している。
ここで、『略同一面内』とは、各リード端子24の下面
が、カップ状ダイパッド22の下面22aと同じ高さで
ある場合を含む他、各リード端子24の下面がカップ状
ダイパッド22の下面22aに対して0.2mm程度を
限度として、若干下方に位置している場合をも含む。な
お、半導体素子1の電極パッドと各リード端子24とが
金属細線5でそれぞれワイヤーボンディングされている
のは従来装置と同様である。
【0016】図3は、本実施例の半導体装置に使用され
るリードフレームの一部を示した平面図である。同図に
示すように、カップ状ダイパッド22は、一対のサポー
ト部材22cを介して、リードフレームのサイドレール
25a,25bに支持されている。カップ状ダイパッド
22は、リードフレームのパンチング工程において、当
初は平坦なダイパッドをポンチで絞り加工することによ
り容易に作成することができる。リードフレームは、例
えば、Fe−Ni合金、Cu合金などで形成されるが、
熱抵抗を下げる上では、熱伝導性の高いCu合金が好ま
しい。一方、リードフレームとしてFe−Ni合金を用
いた場合は、半導体素子とリードフレームとの熱膨張係
数の差を小さくすることができるので、熱サイクルに基
づくダイボンディング材料(半田、あるいはAu−Si
等)の疲労が軽減される。
【0017】図2に戻って、上述したような半導体装置
をプリント配線基板6に実装した場合、リード端子24
の下面がカップ状ダイパッド22の下面22aと略同一
面内に位置しているので、カップ状ダイパッド22の下
面22aがプリント配線基板6に接触する。したがっ
て、回路動作中に半導体素子1で発生した熱は、半導体
素子1の直下のカップ状ダイパッド22の底部を介して
プリント配線基板6に逃げる。すなわち、プリント配線
基板6に至るまでの熱伝達経路が極めて短いので、熱抵
抗が小さく、したがって、パッケージパワーを大きくす
ることができる。なお、カップ状ダイパッド22からプ
リント配線基板6への熱放散を良好にするために、カッ
プ状ダイパッド22の下部にあたるプリント配線基板6
の表面に適宜な大きさの銅箔層を残し、カップ状ダイパ
ッド22と前記銅箔層とをハンダペーストや熱伝導性に
優れた接着材等で接続してもよい。
【0018】半導体素子1は、カップ状ダイパッド22
の側壁22bで、その周囲が囲われているので、カップ
状ダイパッド22の下面22aとパッケージ本体23の
界面から侵入した水分が半導体素子1に至るまので経路
(リークパス:図2で符号Lで示す)を充分確保するこ
とができ、したがって、半導体装置の信頼性(特に、耐
湿性)を向上することができる。なお、カップ状ダイパ
ッド22の側壁22b部に、水分の侵入経路に直交する
多数の溝加工を施せば、さらに水分の侵入を抑制するこ
とも可能である。
【0019】<第2実施例>第1実施例では、図3に示
したように、帯状金属板のパンチングによってリード端
子24等ともに、カップ状ダイパッド22を形成した
が、カップ状ダイパッドを個別に形成し、これをリード
フレームのサイドレール25a,25bに連結するよう
にしてもよい。このようにすれば、図4に示すように、
カップ状ダイパッド32の形状を、第1実施例の場合に
比べて、大きくすることができ、それだけ大きな半導体
素子1を封止することができる。
【0020】<第3実施例>また、第1実施例では、カ
ップ状ダイパッド22がサポート部材22cで支持され
たリードフレームを用いたものを例に採って説明した
が、本発明はこれに限定されない。例えば、図5,図6
(図5のD−D矢視断面図)に示すように、サポート部
材で支持されていないカップ状ダイパッド42にフラン
ジ43を設け、このフランジ43の上面に絶縁性接着剤
44を介して、各リード端子24の先端部下面を固着し
て、カップ状ダイパッド42を支持するようにしてもよ
い。このように構成すれば、サポート部材22cを介し
た水分の侵入経路が無くなるので、半導体装置の耐湿性
を一層向上することができる。
【0021】上述した第2実施例や第3実施例のよう
に、カップ状ダイパッドをリード端子部とは個別に形成
した場合、カップ状ダイパッドの板厚をリード部の板厚
よりも薄くすることにより、カップ状ダイパッドの加工
を容易にすることができるとともに、この種の半導体装
置を基板に実装した場合の熱抵抗を低減することができ
る。
【0022】なお、上述した各実施例では、パッケージ
本体23の対向する両側面からリード端子24が導出さ
れたフラットパッケージを例に採って説明したが、本発
明はこれに限らず、例えば、パッケージ本体の4つの側
面からリード端子が導出された、いわゆるQFP(Quad
Flat Package)にも適用することができる。
【0023】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
1に記載の発明によれば、パッケージ本体の下面から露
出したカップ状ダイパッドの下面と、屈曲形成されたリ
ード端子の下面とが略同一面内に位置しているので、こ
の半導体装置をプリント配線基板に実装した場合、ダイ
パッドの下面とプリント配線基板とが接触し、回路動作
中に半導体素子で発生した熱が、半導体素子の直下のダ
イパッド底部からプリント配線基板に効率よく放熱され
るので、パッケージの熱抵抗を下げることができる。
【0024】また、半導体素子は、カップ状ダイパッド
の側壁に囲われているので、ダイパッド下面から半導体
素子に至るリークパスが長くなり、水分の侵入が抑えら
れ、信頼性、特に耐湿性の優れた表面実装型半導体装置
を実現することができる。
【0025】また、請求項2に記載の発明によれば、カ
ップ状ダイパッドがリード端子によって支持されている
ので、前記ダイパッドを支持するための特別のサポート
部材が不要になり、このようなサポート部材を介した水
分の侵入経路が無くなるので、半導体装置の耐湿性を一
層向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る表面実装型半導体装置の第1実施
例の内部構造を示した斜視図である。
【図2】図1のC−C矢視断面図である。
【図3】第1実施例装置に使用されるリードフレームの
一部を示した平面図てある。
【図4】第2実施例装置の内部構造を示した断面図であ
る。
【図5】第3実施例装置の内部構造を示した斜視図であ
る。
【図6】図5のD−D矢視断面図である。
【図7】従来装置の内部構造を示した斜視図である。
【図8】図7のA−A矢視断面図である。
【図9】その他の従来装置の内部構造を示した斜視図で
ある。
【図10】図9のB−B矢視断面図である。
【符号の説明】
1…半導体素子 5…金属細線 22,32,42…カップ状ダイパッド 22a…カップ状ダイパッドの下面 22b…カップ状ダイパッドの側壁 23…パッケージ本体 24…リード端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 23/28 Z 8617−4M

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パッケージ本体の側面から導出された各
    リード端子が略『L』の字形状に屈曲形成された表面実
    装型半導体装置において、 半導体素子がダイボンディングされるダイパッドがカッ
    プ状を呈し、前記カップ状ダイパッドの下面が前記パッ
    ケージ本体の下面から露出しており、かつ、前記屈曲形
    成された各リード端子の下面が、前記パッケージ本体の
    下面から露出したカップ状ダイパッドの下面と略同一面
    内に位置していることを特徴とする表面実装型半導体装
    置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の表面実装型半導体装置
    において、 前記カップ状ダイパッドは、絶縁性接着剤を介して、パ
    ッケージ本体内の各リード端子の先端部下面に固着・支
    持されている表面実装型半導体装置。
JP4235261A 1992-08-10 1992-08-10 表面実装型半導体装置 Pending JPH0661408A (ja)

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