JPH0750359A - 支持体から離脱可能なリードを有する半導体パッケージ - Google Patents
支持体から離脱可能なリードを有する半導体パッケージInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 表面実装用半導体パッケージ１０において、
基板とパッケージとの熱膨張率の違いから起こるリード
２６と基板とのハンダ接合の破壊を防ぎ、さらに在来の
手法で問題となるリード位置の不整合の問題を解決す
る。 【構成】 半導体パッケージ１０において半導体ダイ１
２は封止物質内に配置され、封止物質３４から突出した
一部分３２を有するリード２６に電気的に結合される。
封止物質３４から突出した一部分３２は封止物質の外部
に密着し、所定の応力の値がそこにもたらされた際にそ
こから離反する。これによって柔軟性をもつリードが確
実な位置的な整合をもつことを可能にし、かつ半導体パ
ッケージとそれが実装されるプリント基板などとの間の
熱膨張率の違いに起因する応力を適切に減少させる。
基板とパッケージとの熱膨張率の違いから起こるリード
２６と基板とのハンダ接合の破壊を防ぎ、さらに在来の
手法で問題となるリード位置の不整合の問題を解決す
る。 【構成】 半導体パッケージ１０において半導体ダイ１
２は封止物質内に配置され、封止物質３４から突出した
一部分３２を有するリード２６に電気的に結合される。
封止物質３４から突出した一部分３２は封止物質の外部
に密着し、所定の応力の値がそこにもたらされた際にそ
こから離反する。これによって柔軟性をもつリードが確
実な位置的な整合をもつことを可能にし、かつ半導体パ
ッケージとそれが実装されるプリント基板などとの間の
熱膨張率の違いに起因する応力を適切に減少させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般に半導体装置に関
し、さらに詳細には支持体から剥離可能なリードを有す
る半導体装置のパッケージに関する。
し、さらに詳細には支持体から剥離可能なリードを有す
る半導体装置のパッケージに関する。
【０００２】
【従来技術】半導体技術の分野において、プリント基板
等に半導体装置を実装するのに表面実装用パッケージを
用いることは通常に行なわれていることである。一般的
には表面実装用パッケージのリードはプリント基板に直
接ハンダ付けされ、それによって半導体装置と基板とは
電気的に結合される。この場合によく生ずる問題は表面
実装用パッケージとそれが実装されるプリント基板とが
異なった熱膨張率をもつことである。その結果、熱収縮
による応力がパッケージおよび基板の全体において発生
し、とくにそれはリードとハンダ付けの接合箇所におい
て顕著である。応力によってしばしばハンダ接合は破壊
され、半導体パッケージは正しく機能しないことにな
る。
等に半導体装置を実装するのに表面実装用パッケージを
用いることは通常に行なわれていることである。一般的
には表面実装用パッケージのリードはプリント基板に直
接ハンダ付けされ、それによって半導体装置と基板とは
電気的に結合される。この場合によく生ずる問題は表面
実装用パッケージとそれが実装されるプリント基板とが
異なった熱膨張率をもつことである。その結果、熱収縮
による応力がパッケージおよび基板の全体において発生
し、とくにそれはリードとハンダ付けの接合箇所におい
て顕著である。応力によってしばしばハンダ接合は破壊
され、半導体パッケージは正しく機能しないことにな
る。
【０００３】熱収縮応力によって生じる問題を減少させ
る解決法の１つとして、半導体用パッケージに柔軟な薄
い金属製のリードを用いる方法がある。薄いリードは熱
収縮が起こったときにも柔軟に屈曲し、リードとハンダ
接合部とに対する被害を減少させる。しかしながら柔軟
性に富むリードを表面実装用基板に採用することによっ
て、正確な位置整合が難しくなる傾向がある。リードの
不整合は接続されない「空き」のハンダ接合箇所を生
み、表面実装型パッケージの装着に多くの有害な効果を
もたらす。これらの問題は特にたくさんのリードを設け
るため等で非常に薄いリードが必要な際に顕著にあらわ
れる問題である。
る解決法の１つとして、半導体用パッケージに柔軟な薄
い金属製のリードを用いる方法がある。薄いリードは熱
収縮が起こったときにも柔軟に屈曲し、リードとハンダ
接合部とに対する被害を減少させる。しかしながら柔軟
性に富むリードを表面実装用基板に採用することによっ
て、正確な位置整合が難しくなる傾向がある。リードの
不整合は接続されない「空き」のハンダ接合箇所を生
み、表面実装型パッケージの装着に多くの有害な効果を
もたらす。これらの問題は特にたくさんのリードを設け
るため等で非常に薄いリードが必要な際に顕著にあらわ
れる問題である。
【０００４】
【解決しようとする課題】したがって、位置の不整合の
問題を生ぜずにかつパッケージとプリント基板との熱膨
張率の違いに起因する応力の問題に十分に対処できる表
面実装の応用に用いることが可能な半導体用パッケージ
が求められている。
問題を生ぜずにかつパッケージとプリント基板との熱膨
張率の違いに起因する応力の問題に十分に対処できる表
面実装の応用に用いることが可能な半導体用パッケージ
が求められている。
【０００５】したがって本発明の目的は表面実装の応用
において使用することの可能な改良された半導体用パッ
ケージをもたらすことにある。さらに本発明の目的は、
半導体用バッケージ自体とそれが実装される基板との熱
膨張率の差に起因する応力の効果を減少させる改良され
た半導体用パッケージを提供することにある。さらに本
発明の目的は、リードの位置不整合の問題を減少させた
改良された半導体パッケージを提供することにある。
において使用することの可能な改良された半導体用パッ
ケージをもたらすことにある。さらに本発明の目的は、
半導体用バッケージ自体とそれが実装される基板との熱
膨張率の差に起因する応力の効果を減少させる改良され
た半導体用パッケージを提供することにある。さらに本
発明の目的は、リードの位置不整合の問題を減少させた
改良された半導体パッケージを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記のおよびその他の目
的、および効果は応力緩衝用フレームが配置された半導
体ダイを含む本発明の一実施例の一部として実現され
る。リードテープが、好適には金属リードが配置された
高分子フィルムを有するリードテープが、半導体ダイの
少なくとも１つの面および応力緩衝フレームに密着して
いる。金属リードの第１部分は半導体ダイに電気的に結
合され、金属リードの第２部分は半導体ダイおよび応力
緩衝フレームおよびリードテープの周囲に配置された封
止用材料（パッケージ用材料）から外部ヘと伸長してい
る。金属リードの第２部分は封止用材料の外側に軽く接
しており、応力が発生したときにはそこから離反する。
的、および効果は応力緩衝用フレームが配置された半導
体ダイを含む本発明の一実施例の一部として実現され
る。リードテープが、好適には金属リードが配置された
高分子フィルムを有するリードテープが、半導体ダイの
少なくとも１つの面および応力緩衝フレームに密着して
いる。金属リードの第１部分は半導体ダイに電気的に結
合され、金属リードの第２部分は半導体ダイおよび応力
緩衝フレームおよびリードテープの周囲に配置された封
止用材料（パッケージ用材料）から外部ヘと伸長してい
る。金属リードの第２部分は封止用材料の外側に軽く接
しており、応力が発生したときにはそこから離反する。
【０００７】
【実施例】図１は一部を切り欠いた半導体パッケージ１
０の拡大した部分図であり、図２は半導体パッケージ１
０の拡大された断面図である。半導体パッケージ１０は
半導体ダイ１２を含んでいる。半導体ダイ１２は従来技
術としてよく知られる多くの種類の半導体ダイのうちの
１つである。図１に示されるように、半導体ダイ１２は
接合パッド１４を含むが、ここで接合パッドは半導体ダ
イ１２の内部金属構造に対する外部接点をもたらしてい
る。
０の拡大した部分図であり、図２は半導体パッケージ１
０の拡大された断面図である。半導体パッケージ１０は
半導体ダイ１２を含んでいる。半導体ダイ１２は従来技
術としてよく知られる多くの種類の半導体ダイのうちの
１つである。図１に示されるように、半導体ダイ１２は
接合パッド１４を含むが、ここで接合パッドは半導体ダ
イ１２の内部金属構造に対する外部接点をもたらしてい
る。
【０００８】応力緩衝フレーム１６が半導体ダイ１２の
周囲に配置されている。本実施例においては、応力緩衝
フレーム１６は半導体ダイ１２とほぼ同じ厚さを有する
内側の縁部１８を有する。応力緩衝フレーム１６の縁部
１８は半導体ダイ１２を保護する。応力緩衝フレーム１
６はまた穴部２０を有し、穴部２０は応力緩衝フレーム
１６を柔軟にし、封止材料内の応力の集中を減少させ
る。もしプラスチックの封止材料が用いられるならば、
よりいっそうこれらを密着させるために穴部２０はプラ
スチックで充填され、プラスチックの封止材料は応力緩
衝フレーム１６に機械的に固定される。
周囲に配置されている。本実施例においては、応力緩衝
フレーム１６は半導体ダイ１２とほぼ同じ厚さを有する
内側の縁部１８を有する。応力緩衝フレーム１６の縁部
１８は半導体ダイ１２を保護する。応力緩衝フレーム１
６はまた穴部２０を有し、穴部２０は応力緩衝フレーム
１６を柔軟にし、封止材料内の応力の集中を減少させ
る。もしプラスチックの封止材料が用いられるならば、
よりいっそうこれらを密着させるために穴部２０はプラ
スチックで充填され、プラスチックの封止材料は応力緩
衝フレーム１６に機械的に固定される。
【０００９】応力緩衝フレーム１６は半導体ダイ１２と
おおよそ同じ熱膨張係数をもつことが望ましく、これに
よってこれら２つの熱収縮は本質的に等しくなる。例え
ば、もし半導体ダイ１２がシリコンからできていれば、
応力緩衝フレーム１６は「合金４２」のようなニッケル
・鉄合金からなる。「合金４２」はプラスチックによっ
て封止されたパッケージ内で特に応力緩衝フレーム１６
の目的にかなった働きをする。リードテープ２２が半導
体ダイ１２の表面および応力緩衝フレーム１６に密着す
る。リードテープ２２は本実施例においてはポリイミド
からなる粘着性フィルム２４を含んでいるが、当業者に
おいてはフィルム２４はその他のポリマーおよびよく知
られたフィルムからも生成可能なことが理解されうるだ
ろう。金属リード２６がフィルム２４の上に配置され、
ここでフィルム２４は本質的にはリード２６を半導体ダ
イ１２の一部から絶縁するために働く。金属リード２６
はフィルム２４上に金属を堆積し、その後それをエッチ
ングすることによって形成される。リード２６は半導体
ダイ１２に電気的に結合した第１部分２８を有する。第
１部分２８は半導体ダイ１２の接合パッド１４にワイヤ
ボンド３０によって電気的に結合される。ここでリード
テープ２２が開示されているにもかかわらず、異なった
方法で形成されたリードテープやその他の電気的結合手
段も採用可能なことは理解されうるだろう。
おおよそ同じ熱膨張係数をもつことが望ましく、これに
よってこれら２つの熱収縮は本質的に等しくなる。例え
ば、もし半導体ダイ１２がシリコンからできていれば、
応力緩衝フレーム１６は「合金４２」のようなニッケル
・鉄合金からなる。「合金４２」はプラスチックによっ
て封止されたパッケージ内で特に応力緩衝フレーム１６
の目的にかなった働きをする。リードテープ２２が半導
体ダイ１２の表面および応力緩衝フレーム１６に密着す
る。リードテープ２２は本実施例においてはポリイミド
からなる粘着性フィルム２４を含んでいるが、当業者に
おいてはフィルム２４はその他のポリマーおよびよく知
られたフィルムからも生成可能なことが理解されうるだ
ろう。金属リード２６がフィルム２４の上に配置され、
ここでフィルム２４は本質的にはリード２６を半導体ダ
イ１２の一部から絶縁するために働く。金属リード２６
はフィルム２４上に金属を堆積し、その後それをエッチ
ングすることによって形成される。リード２６は半導体
ダイ１２に電気的に結合した第１部分２８を有する。第
１部分２８は半導体ダイ１２の接合パッド１４にワイヤ
ボンド３０によって電気的に結合される。ここでリード
テープ２２が開示されているにもかかわらず、異なった
方法で形成されたリードテープやその他の電気的結合手
段も採用可能なことは理解されうるだろう。
【００１０】図示されるように、リードテープ２２のリ
ード２６はチップの境界の内側（２６Ａ）および応力緩
衝フレーム１６上のチップの境界の外側（２６Ｂ）の両
方に配置される。チップの境界の内側および外側、つま
り境界の両側にリード２６を位置することによって、所
定の大きさのリード２６を単位領域内により多く配置す
ることができる。このことによって接合パッドおよびリ
ードの配置間隔によりおおきな柔軟性をもたせることが
できる。
ード２６はチップの境界の内側（２６Ａ）および応力緩
衝フレーム１６上のチップの境界の外側（２６Ｂ）の両
方に配置される。チップの境界の内側および外側、つま
り境界の両側にリード２６を位置することによって、所
定の大きさのリード２６を単位領域内により多く配置す
ることができる。このことによって接合パッドおよびリ
ードの配置間隔によりおおきな柔軟性をもたせることが
できる。
【００１１】さらに理解されなければならないことは、
リードテープ２２は半導体ダイ１２および応力緩衝フレ
ーム１６の片方の面に配置しても、または両方の面に配
置しても、どちらでも可能であるということである。例
えば、半導体ダイ１２の第１面に配置されるリード２６
はそこに対する電気接続手段として用いることが可能で
あり、半導体ダイ１２の第２面に配置されているリード
２６は放熱器等に接続することによって熱伝導手段とし
て利用することが可能である。
リードテープ２２は半導体ダイ１２および応力緩衝フレ
ーム１６の片方の面に配置しても、または両方の面に配
置しても、どちらでも可能であるということである。例
えば、半導体ダイ１２の第１面に配置されるリード２６
はそこに対する電気接続手段として用いることが可能で
あり、半導体ダイ１２の第２面に配置されているリード
２６は放熱器等に接続することによって熱伝導手段とし
て利用することが可能である。
【００１２】リード２６は、リードテープ２２のフィル
ム２４および半導体ダイ１２から離れる方向に曲った第
２部分３２を有する。リード２６の第２部分３２は半導
体パッケージ１０が外部と結合することを可能にする。
表面実装パッケージ等では、リード２６の第２部分３２
は一般にプリント基板、放熱器およびそれらに類似した
手段にハンダ付けされる。
ム２４および半導体ダイ１２から離れる方向に曲った第
２部分３２を有する。リード２６の第２部分３２は半導
体パッケージ１０が外部と結合することを可能にする。
表面実装パッケージ等では、リード２６の第２部分３２
は一般にプリント基板、放熱器およびそれらに類似した
手段にハンダ付けされる。
【００１３】プラスチックの封止体３４は半導体ダイ１
２、応力緩衝フレーム１６、フィルム２４を含むリード
テープ２２およびリード２６第１部分２８の周囲に配置
される。本実施例においては封止体３４はエポキシプラ
スチックからなるが、よく知られる封止材料、つまりポ
リマーやセラミックスも使用可能なことは理解されよ
う。図３および図４は本発明を実施した半導体バッケー
ジ１０のリード２６の一部の拡大された断面図である。
リード２６は封止材料または封止体３４から外部へと伸
長し、外部接点を設けるために用いられる。図示される
ように、リード２６の第２部分３２は回路基板３６にハ
ンダ付けされる。最初のうちはリード２６の第２部分３
２は封止体３４から突出した隆起部３８に接触してい
る。隆起部３８は封止体３４と同じ材料からなり、標準
モールドプロセスを用いて封止体３４と同時に形成され
る。本明細書において、第２部分３２の隆起部３８への
接触とは第２部分３２が部分的に隆起部３８に埋め込ま
れることも意味している。
２、応力緩衝フレーム１６、フィルム２４を含むリード
テープ２２およびリード２６第１部分２８の周囲に配置
される。本実施例においては封止体３４はエポキシプラ
スチックからなるが、よく知られる封止材料、つまりポ
リマーやセラミックスも使用可能なことは理解されよ
う。図３および図４は本発明を実施した半導体バッケー
ジ１０のリード２６の一部の拡大された断面図である。
リード２６は封止材料または封止体３４から外部へと伸
長し、外部接点を設けるために用いられる。図示される
ように、リード２６の第２部分３２は回路基板３６にハ
ンダ付けされる。最初のうちはリード２６の第２部分３
２は封止体３４から突出した隆起部３８に接触してい
る。隆起部３８は封止体３４と同じ材料からなり、標準
モールドプロセスを用いて封止体３４と同時に形成され
る。本明細書において、第２部分３２の隆起部３８への
接触とは第２部分３２が部分的に隆起部３８に埋め込ま
れることも意味している。
【００１４】隆起部３８に接触することによって、リー
ド２６の第２部分３２は相対的に確かな整合が保たれ、
よって半導体パッケージ１０は適切に回路基板３６にハ
ンダ付け接合される。リード２６の第２部分３２が回路
基板３６に対してハンダ付け接続されると、半導体パッ
ケージ１０と回路基板３６との熱膨張係数の違いによっ
て起こり、これら２つの間に働く応力は、図４に示され
るようにリード２６を隆起部３８から離脱させる。これ
によってリード２６を有する半導体パッケージ１０と回
路基板３６とにおける熱による応力の効果を減少させ
る。リード２６の表面処理および組成と、封止材料また
は封止体３４および隆起部３８の粘着特性は、リード２
６が所定の応力で隆起部３８から剥離するように適合す
るものでなければならない。これらの前記表面処理およ
び前記組成は前記粘着特性と同様に変化させることが可
能であることは理解されうるだろう。
ド２６の第２部分３２は相対的に確かな整合が保たれ、
よって半導体パッケージ１０は適切に回路基板３６にハ
ンダ付け接合される。リード２６の第２部分３２が回路
基板３６に対してハンダ付け接続されると、半導体パッ
ケージ１０と回路基板３６との熱膨張係数の違いによっ
て起こり、これら２つの間に働く応力は、図４に示され
るようにリード２６を隆起部３８から離脱させる。これ
によってリード２６を有する半導体パッケージ１０と回
路基板３６とにおける熱による応力の効果を減少させ
る。リード２６の表面処理および組成と、封止材料また
は封止体３４および隆起部３８の粘着特性は、リード２
６が所定の応力で隆起部３８から剥離するように適合す
るものでなければならない。これらの前記表面処理およ
び前記組成は前記粘着特性と同様に変化させることが可
能であることは理解されうるだろう。
【図１】本発明に従った半導体パッケージ１０の一部を
切り欠いて拡大した斜視図である。
切り欠いて拡大した斜視図である。
【図２】図１の半導体パッケージ１０の拡大断面図であ
る。
る。
【図３】本発明を実施した半導体パッケージリードの一
部分の拡大断面図であり、リードがパッケージ材料に接
触している様子を示している。
部分の拡大断面図であり、リードがパッケージ材料に接
触している様子を示している。
【図４】本発明を実施した半導体パッケージリードの一
部分の拡大断面図であり、リードの一部がパッケージ材
料から剥離している様子を示している。
部分の拡大断面図であり、リードの一部がパッケージ材
料から剥離している様子を示している。
１０ 半導体パッケージ １２ 半導体ダイ ２２ リードテープ ２４ 粘着性フィルム ２６ リード ３２ リード第２部分
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体パッケージであって：半導体デバ
イス；前記半導体デバイスの周囲に配置されたパッケー
ジ材料；および前記半導体デバイスに電気的に結合され
た第１部分を有する複数のリードであって、前記複数の
リードは前記パッケージ材料から伸長し、すくなくとも
前記複数のリードのうちのいくつかは前記パッケージ材
料の外部に接している第２部分を有し、所定の応力に晒
されたときには前記パッケージ材料から前記第２部分が
離れる、ところの複数のリード；を含むことを特徴とす
る半導体パッケージ。 - 【請求項２】 半導体パッケージであって：第１表面お
よび第２表面を有する半導体ダイ；前記半導体ダイの周
囲に配置された保護用フレーム；前記半導体ダイに電気
的に結合された第１部分を有する複数のリードを含むリ
ードテープであって、前記半導体ダイおよび前記保護用
フレームに接触するリードテープ；ならびに前記半導体
ダイ、前記保護用フレームおよび前記第１部分を含む前
記リードテープの周囲に配置されたパッケージ材料であ
って、前記リードテープの前記複数のリードの少なくと
もいくつかは、前記パッケージ材料の外部に接触してお
り所定の応力に晒されたときに前記パッケージ材料から
離れる第２部分を有する、ところのパッケージ材料；を
含むことを特徴とする半導体パッケージ。 - 【請求項３】 半導体パッケージであって：第１表面お
よび第２表面を有する半導体ダイ；前記半導体ダイの周
囲に配置され、前記半導体ダイと実質的に同じ熱膨張係
数を有する応力緩衝フレーム；ポリマーとその上に配置
された金属リードとから成るリードテープであって、前
記金属リードは前記半導体ダイに電気的に結合された第
１部分を有し、当該リードテープは前記半導体ダイおよ
び前記応力緩衝フレームに接触しており、前記金属リー
ドは前記半導体ダイおよび前記応力緩衝フレームから伸
長する、ところのリードテープ；ならびにポリマーまた
はセラミックのいずれかから成り、前記半導体ダイ、前
記応力緩衝フレームおよび前記第１部分を含む前記リー
ドテープの周囲に配置されたパッケージ材料であって、
前記金属リードの少なくともいくつかは前記パッケージ
材料の外部に接触しており所定の応力に晒されたときに
前記パッケージ材料から離れる第２部分を有する、とこ
ろの前記パッケージ材料；を含むことを特徴とする半導
体パッケージ。
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