JPH0766370A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH0766370A
JPH0766370A JP21658893A JP21658893A JPH0766370A JP H0766370 A JPH0766370 A JP H0766370A JP 21658893 A JP21658893 A JP 21658893A JP 21658893 A JP21658893 A JP 21658893A JP H0766370 A JPH0766370 A JP H0766370A
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JP
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lead terminals
semiconductor device
package
internal circuit
protection
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Kenta Kato
健太 加藤
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、静電破壊耐量を充分確保しなが
ら、集積度を低下させることのない半導体装置を提供す
ることを目的とする。 【構成】 内部回路80を形成したチップ81がパッケ
ージ82に封止されている。前記パッケージ82の外側
面には複数のリード端子83が列状に配置されている。
前記リード端子83は前記内部回路80を静電破壊から
保護する第1の保護装置84を介してそれぞれ前記内部
回路80に接続されている。列の両端部に配置されたリ
ード端子83aには第1の保護装置より静電破壊耐量の
大きな第2の保護装置84aが接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、静電気による内部回路
の破壊を防止する保護回路を備えた半導体装置に関する
ものである。
【0002】半導体装置を持ち運んだり取り扱う場合、
作業者あるいは半導体装置のパッケージに帯電した帯電
荷により静電気放電が発生し、内部回路を破壊すること
がある。そこで、静電気放電による内部回路の破壊を防
止する保護回路を備えた半導体装置が提案されている。
近年、半導体装置の高集積化が益々進んでおり、前記保
護回路を備えた半導体装置に於ても、充分な静電破壊耐
量を確保しながら、集積度の向上を図ることが要請され
ている。
【0003】
【従来の技術】静電破壊に対する保護回路を備えた従来
の半導体装置の一例を図12〜図14に従って説明す
る。図12に示すように、DIP型のパッケージ51で
封止された半導体装置はそのパッケージ51が合成樹脂
で形成されている。前記パッケージ51の両側部にはそ
れぞれ多数本のリード端子50が配置され、同リード端
子50はすべて同一長さに形成されている。
【0004】図13に示すように、前記パッケージ51
内にはチップ52が封止され、同チップ52内の周囲に
は多数のパッド54が形成されている。前記パッド54
はワイヤ60で前記リード端子50にそれぞれ接続され
ている。
【0005】前記チップ52上には内部回路61が形成
され、前記各パッド54はそれぞれ同一の保護回路55
を介して同内部回路61に接続される。そして、前記各
保護回路55は静電気による内部回路61の破壊を防止
するように動作する。
【0006】前記保護回路55の一例を図14に従って
説明する。前記保護回路55はポリSi抵抗56と、拡
散抵抗57及びNチャネルMOSトランジスタ58,5
9とから構成されている。前記パッド54は直列に接続
されたポリSi抵抗56及び拡散抵抗57を介して内部
回路61に接続されている。
【0007】前記トランジスタ58のドレインは前記抵
抗56,57間に接続され、同トランジスタ58のゲー
ト及びソースは内部回路61の低電位側電源Vssに接
続される。前記トランジスタ59のドレインは前記抵抗
57と内部回路61との間に接続され、同トランジスタ
59のゲート及びソースは内部回路61の低電位側電源
Vssに接続される。そして、トランジスタ58のサイ
ズはトランジスタ59のサイズより大きく設定されてい
る。
【0008】次に、このように構成された保護回路の動
作を説明する。パッケージ51に静電気が帯電して、低
電位側電源Vssの電位が上昇している状態で、リード
端子50が電流容量の大きな低電位の物体に接触する
と、パッド54と電源Vssとの間に大きな電位差が生
じる。
【0009】すると、トランジスタ58,59がオンさ
れ、パッケージ51に帯電した帯電荷は同トランジスタ
58,59を介して外部に放電される。従って、パッケ
ージ51に帯電した帯電荷は保護回路55を介して外部
へ放電されるので、内部回路61の破壊が未然に防止さ
れる。
【0010】このとき、前記帯電荷は各保護回路55に
おいて、大部分がトランジスタ58を介して外部へ放電
され、トランジスタ59は内部回路近傍の電源Vssレ
ベルを速やかに低下させるように動作する。
【0011】また、内部回路61の通常の使用状態で
は、パッド54の電位は電源Vssの電位と同一、もし
くはそれ以上となるため、前記トランジスタ58,59
はオフ状態に維持される。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記半導体
装置を取り扱う場合、パッケージ51の4隅近傍に位置
するリード端子が他のリード端子に先立って、人体ある
いは作業台等の低電位物体に接触することが多い。
【0013】すると、パッケージ51に帯電された帯電
荷は4隅近傍のリード端子に接続された保護回路55を
介して集中的に放電されることになる。この結果、当該
保護回路55において大きな放電電流によりトランジス
タ58が破壊され、さらに内部回路61からパッド54
に放電電流が流れる状態となって、内部回路61が破壊
されることがある。
【0014】そこで、このような保護回路55及び内部
回路61の破壊を防止するためには、各保護回路55の
静電破壊耐量を引き上げればよい。すなわち、前記保護
回路55のトランジスタ58,59のサイズを増大させ
ることにより、静電破壊耐量を引き上げることができ
る。
【0015】しかし、各保護回路のトランジスタのサイ
ズを増大させると、チップ上において保護回路の専有面
積が増大するため、内部回路の集積度が低下するという
問題がある。
【0016】本発明の目的は、静電破壊耐量を充分確保
しながら、集積度を低下させることのない半導体装置を
提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理説明
図である。すなわち、内部回路80を形成したチップ8
1がパッケージ82に封止されている。前記パッケージ
82の外側面には複数のリード端子83が列状に配置さ
れている。前記リード端子83は前記内部回路80を静
電破壊から保護する第1の保護装置84を介してそれぞ
れ前記内部回路80に接続されている。列の両端部に配
置されたリード端子83aには第1の保護装置84より
静電破壊耐量の大きな第2の保護装置84aが接続され
ていることをその要旨としている。
【0018】図5及び図11に示すように、前記保護装
置はポリSi抵抗9、拡散抵抗10及び1対のNチャネ
ルMOSトランジスタ11,12,70,70a,71
aとからなる保護回路をリード端子に接続して構成され
ていることをその要旨としている。
【0019】図6に示すように、前記保護装置は内部回
路7に対し開放したリード端子20で構成されているこ
とをその要旨としている。図2,及び図7〜図10に示
すように、前記リード端子2a,30a,40a,4
3,44,45は他のリード端子より長く形成されてい
ることをその要旨としている。
【0020】
【作用】図1に示す構成により、パッケージ82に静電
気が帯電している状態で、列の両端部のリード端子83
aが電流容量の大きな低電位の物体に接触すると、リー
ド端子83aと内部回路80との間に大きな電位差が生
じる。この電位差によりパッケージ82に帯電した帯電
荷は外部に放電される。列の両端部のリード端子83a
に対応する第2の保護装置84aは充分に大きな静電破
壊耐量を有するため、内部回路80はもとより第2の保
護装置84a自体の破壊も未然に防止される。また、列
の両端のリード端子83aに対応する第2の保護装置8
4aだけで静電破壊耐量増加させたので、保護装置全体
での面積はわずかである。
【0021】さらに、図2,及び図7〜図10に示す構
成により、前記リード端子2a,30a,40a,4
3,44,45は他のリード端子より長く形成されてお
り、低電位の物体に接触する機会は列の両端部のリード
端子2a,30a,40a,43,44,45に集中す
る。
【0022】
【実施例】図2〜図4は本発明を具体化した半導体装置
の一実施例を示す。図2及び図3に示すように、表面実
装型の半導体装置はパッケージ1で封止され、そのパッ
ケージ1は合成樹脂で形成されている。前記パッケージ
1の両側部にはそれぞれ多数本のリード端子2が配置さ
れている。
【0023】同リード端子2はパッケージ1の底面より
若干下方(図中)で水平方向に折り曲げられ、この折り
曲げ部3が基板(図示しない)の導体部にハンダ付けさ
れる。このため、半導体装置は基板表面に直接装着が可
能である。
【0024】パッケージ1の4隅に配置されたリード端
子2aの折り曲げ部3aは残りの端子の折り曲げ部3よ
り長く形成されている。従って、半導体装置を取り扱う
時人体あるいは作業台等の低電位の物体に接触する機会
は4隅に配置されたリード端子2aに集中し、残りの端
子に触れることは極めて少なくなる。
【0025】図4に示すように、前記パッケージ内には
チップ4が封止され、同チップ4内の周囲には多数のパ
ッド5が形成されている。前記パッド5はワイヤ6で前
記リード端子2にそれぞれ接続されている。
【0026】前記チップ4上には内部回路7が形成さ
れ、前記各パッド5はそれぞれ保護回路8を介して同内
部回路7に接続される。前記4隅に配置されたリード端
子2aに対応する保護回路8aの静電破壊耐量は残りの
保護回路8より大きく設定されている。そして、前記各
保護回路8,8aは静電気による内部回路7の破壊を防
止するように作動する。
【0027】前記保護回路8は前記従来例の保護回路5
5と同一構成であるのでその説明を省略する。図5に示
すように、前記保護回路8aはポリSi抵抗9と、拡散
抵抗10及びNMOSトランジスタ11,12とから構
成されている。前記パッド5は直列に接続されたポリS
i抵抗9及び拡散抵抗10を介して内部回路7に接続さ
れている。
【0028】前記トランジスタ11のドレインは前記抵
抗9,10間に接続され、同トランジスタ11のゲート
及びソースは内部回路7の低電位側電源Vssに接続さ
れる。前記トランジスタ12のドレインは前記抵抗10
と内部回路7との間に接続され、同トランジスタ12の
ゲート及びソースは内部回路7の低電位側電源Vssに
接続される。
【0029】そして、トランジスタ11のサイズはトラ
ンジスタ12のサイズより大きく設定されている。ま
た、その他の保護回路8より静電破壊耐量を増大させる
ために、拡散抵抗10の拡散層を深くして、拡散層間の
パンチスルーを防止する構成とし、拡散抵抗を大きくし
たり、さらにポリSi抵抗9の面積を増大させて抵抗値
を増大させ、かつトランジスタのゲート長を増大させて
いる。
【0030】次に、このように構成された保護回路8の
動作を説明する。パッケージ1に静電気が帯電して、低
電位側電源Vssの電位が上昇している状態で、リード
端子2が電流容量の大きな低電位の物体に接触すると、
パッド5と低電位側電源Vssとの間に大きな電位差が
生じる。
【0031】この電位差によりトランジスタ11,12
がオンされ、パッケージ1に帯電した帯電荷は同トラン
ジスタ11,12を介して外部に放電される。前述のよ
うに、低電位の物体に接触する機会は4隅に配置された
リード端子2aに集中するため、電荷は4隅のリード端
子2aからのみ、対応する保護回路8aを通り低電位の
物体に放電される。
【0032】そして、4隅のリード端子2aに対応する
保護回路8aは充分に大きな静電破壊耐量を有するた
め、内部回路7はもとより保護回路8a自体の破壊も未
然に防止される。また、4隅のリード端子2aに対応す
る保護回路8aだけで静電破壊耐量増加させたので、保
護回路8,8a全体での面積はわずかである。従って、
内部回路7の集積度を大きく低下させることはない。
【0033】
【別の実施例】次に、この発明を具体化した別の実施例
を図面に従って説明する。なお、以降の説明においては
前記実施例の構成と同様な構成については図面に同一番
号を記すのみで、説明は省略する。
【0034】図6に別の半導体装置のブロック図を示
す。本実施例の4隅に配置されたリード端子20は内部
回路7には接続されていない。すなわち、この構成は内
部回路7に対して極めて大きな抵抗を持つ保護回路を備
えたことと等価である。従って、4隅のリード端子20
に低電位の物体が接触しても、パッケージ側からのみリ
ード端子20を介して電荷は放電され、チップ4からの
放電は防止される。このため、内部回路7の破壊は防止
される。また、リード端子20に対応する保護回路を設
ける必要がないので、保護回路の占有面積を増大させる
こともない。
【0035】図7にDIP型の半導体装置の別例を示
す。DIP型の半導体装置は基板のスルーホールにその
リード端子30を挿入して装着される。これらのリード
端子30はパッケージ31の両側に設けられ、図中下方
に向かって延びている。4隅に配置されたリード端子3
0aは残りのリード端子より長く形成されている。ま
た、これらのリード端子30aに対応する保護回路の静
電破壊耐量は充分大きく設定されているため、前記実施
例と同じ効果を奏する。
【0036】図8にSIP型の半導体装置の別例を示
す。リード端子40はパッケージ41の下端(図中)に
列状に配置され、基板のスルーホールに挿入されるよう
に形成されている。列の両端に配置されたリード端子4
0aは側方に一旦折り曲げられ、さらに、他の端子に対
して長く形成されている。
【0037】図9に表面実装型の半導体装置の別例を示
す。パッケージ1の4隅に配置されたリード端子42は
一旦水平方向に突出して延び、さらに下方に折り曲げら
れている。
【0038】図8及び図9の実施例においても、列の両
端あるいはパッケージ41,1の4隅に配置されたリー
ド端子40a,42に対応する保護回路の静電破壊耐量
を充分大きく設定すれば、前記実施例と同じ効果を奏す
る。
【0039】図10に表面実装型の半導体装置のリード
端子の別例を示す。図10(a)に示すように、4隅の
リード端子43を長く形成するとともに、そのリード端
子43をパッケージ内部で連結するように構成してもよ
い。また、図10(b)に示すように、リード端子44
の先端をパッケージの長手方向に折り曲げて形成しても
よい。さらに、図10(c)に示すように折り曲げた2
つのリード端子45の先端を連結して環状に構成しても
よい。
【0040】なお、この発明は前記実施例の構成に限定
されるものではなく、例えば、保護回路を構成するNチ
ャネルMOSトランジスタ70,70aを図11(a)
に示すように、パッド5の両端に一対設ける構成として
もよく、また図11(b)に示すように、低電位側電源
Vss側のトランジスタ11に加え、PチャネルのMO
Sトランジスタ71aを電源Vcc側に形成してもよ
い。
【0041】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
静電破壊耐量を充分確保しながら、集積度を低下させる
ことのない半導体装置を提供することができるという効
果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】一実施例の半導体装置を示す斜視図である。
【図3】図2の半導体装置の平面図である。
【図4】図2の半導体装置の構成を示すブロック図であ
る。
【図5】図4の保護回路を示す回路図である。
【図6】半導体装置の構成の別例を示すブロック図であ
る。
【図7】DIP型半導体装置の別例を示す斜視図であ
る。
【図8】SIP型半導体装置の別例を示す斜視図であ
る。
【図9】表面実装型半導体装置の別例を示す斜視図であ
る。
【図10】半導体装置のリード端子の別例を示す平面図
である。
【図11】半導体装置の保護回路の別例を示す回路図で
ある。
【図12】DIP型半導体装置の従来例を示す斜視図で
ある。
【図13】図12の従来例の構成を示すブロック図であ
る。
【図14】図13の従来例の保護回路を示す回路図であ
る。
【符号の説明】
80 内部回路 81 チップ 82 パッケージ 83 リード端子 83a 両端部に配置されたリード端子 84 第1の保護装置 84a 第2の保護装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/78 8934−4M H01L 27/06 311 C 7514−4M 29/78 301 K

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部回路(80)を形成したチップ(8
    1)をパッケージ(82)に封止し、 前記パッケージ(82)の外側面には複数のリード端子
    (83)を列状に配置し、 前記リード端子(83)は前記内部回路(80)を静電
    破壊から保護する第1の保護装置(84)を介してそれ
    ぞれ前記内部回路(80)に接続した半導体装置であっ
    て、 列の両端部に配置されたリード端子(83a)には第1
    の保護装置(84)より静電破壊耐量の大きな第2の保
    護装置(84a)を接続したことを特徴とする半導体装
    置。
  2. 【請求項2】 前記保護装置はポリSi抵抗(9)、拡
    散抵抗(10)及び1対のNチャネルMOSトランジス
    タ(11,12,70,70a,71a)とからなる保
    護回路をリード端子(83)に接続して構成した請求項
    1に記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記保護装置は内部回路(7)に対し開
    放したリード端子(20)で構成したことを特徴とする
    請求項1に記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】 前記リード端子(2a,30a,40
    a,43,44,45)は他のリード端子より長くした
    ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載
    の半導体装置。
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