JPH08316361A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH08316361A
JPH08316361A JP12488995A JP12488995A JPH08316361A JP H08316361 A JPH08316361 A JP H08316361A JP 12488995 A JP12488995 A JP 12488995A JP 12488995 A JP12488995 A JP 12488995A JP H08316361 A JPH08316361 A JP H08316361A
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JP
Japan
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inner lead
resin
semiconductor chip
semiconductor device
chip
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JP12488995A
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English (en)
Inventor
Tomoko Tamatoshi
朋子 玉利
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NEC Kyushu Ltd
Original Assignee
NEC Kyushu Ltd
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Publication date
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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
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • 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
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265Layer and wire connectors

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  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】モールドパッケージ形態でボール・グリッド・
アレイ構造の半導体装置において、パッケージの反りを
減らしコプラナリティを向上させる。 【構成】半導体チップ3と、長尺薄板状金属製のインナ
ーリード1と、封止外装用樹脂7と、樹脂7の半導体チ
ップの平面と平行な面に設けられた外部接続用のはんだ
バンプ6とから成る。インナーリード1は、長手方向の
一端面が、封止外装用樹脂7のはんだバンプ6形成面を
面位置として樹脂7表面に露出し、はんだバンプ6が、
インナーリード1の樹脂7からの露出部上に直接形成さ
れている。チップ3の固定および外部接続用はんだバン
プ6迄の内部配線を、従来用いられていたプリント配線
基板によらず、薄板状金属製インナーリード1のみで行
うので、樹脂7と金属製インナーリード1との熱膨張率
差が従来の半導体装置におけるよりも小さくなり、コプ
ラナリティが向上する。

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に関し、特
に、リードフレームを用いたモールドパッケージ形でB
GA(ボール・グリッド・アレイ:Ball Grid
Array)構造の半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の従来の半導体装置の一例の断面
図を図5に示す。この図に示す半導体装置は、特開昭5
7ー79652号公報に開示されたものである。図5を
参照して、この半導体装置では、例えばエポキシ樹脂含
浸のガラス布基板(ガラスエポキシ基板)製のプリント
配線基板12の上面に、チップ搭載用の導電面が形成さ
れている。その導電面には、半導体チップ3が搭載され
ている。そして、プリント配線基板12上の電気配線層
13とチップ3上の接続用電極部(図示せず)とが、ボ
ンディングワイヤ8により電気的に接続されている。フ
リント配線基板上の配線13の一方の端部は、プリント
配線基板12を上下に貫通しているスルーホール14内
壁の導電体を通して、基板裏面に設けられた突起状の外
部端子6に引出されている。プリント配線基板12の表
面側(チップ3搭載側の面)は、チップ1を包み保護す
る封止外装用樹脂7により覆われている。樹脂7として
は、通常、エポキシ樹脂が用いられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の半導体
装置は、プリント配線基板を用い、その基板の片面だけ
を樹脂封止する構造となっている。ところが、プリント
配線基板の熱膨張率と封止外装用樹脂の熱膨張率とが大
きく違っていることからパッケージの反りが大きく、コ
プラナリティが十分ではない、甚だしいときは配線が切
れてしまうという問題が起り易い。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
モールドパッケージ形態でボール・グリッド・アレイ構
造の半導体装置であって、半導体チップと、その半導体
チップに設けられた接続用電極に導電的に固着されて、
前記半導体チップを機械的に固定すると共にこれに電気
的に接続する、長尺薄板状金属製のインナーリードと、
前記半導体チップ及び前記インナーリードを覆う封止外
装用樹脂と、前記封止外装用樹脂の前記半導体チップの
平面と平行な面に設けられた、前記インナーリードに電
気的に接続する外部接続用のはんだバンプとから成り、
前記インナーリードは、長手方向の一端面が、前記封止
外装用樹脂の前記はんだバンプ形成面を面位置として封
止外装用樹脂表面に露出し、前記はんだバンプが、前記
インナーリードの封止外装用樹脂からの露出部上に直接
形成されている構造であることを特徴とする。
【0005】又、本発明の半導体装置は上記構造の半導
体装置において、前記半導体チップと前記インナーリー
ドとが導電的に固着されているのに替えて、電気絶縁的
に固着されており、前記インナーリードと前記半導体チ
ップの接続用電極とが金属細線で電気的に接続されてい
る構造であることを特徴とする。
【0006】本発明の半導体装置は、又、モールドパッ
ケージ形態でボール・グリッド・アレイ構造の半導体装
置であって、薄板状金属製のダイパッドと、前記ダイパ
ッドに固着された半導体チップと、直尺薄板状の金属板
からなり、前記半導体チップに対して水平方向に延びる
インナーリードと、前記半導体チップに設けられた接続
用電極と前記インナーリードとを電気的に接続する金属
細線と、前記ダイパッド、前記半導体チップ、前記イン
ナーリード及び前記金属細線を覆う封止外装用樹脂と、
前記封止外装用樹脂にその内部のインナーリードに達す
る深さまで開けられた開口中に形成されたはんだパンプ
であって、前記インナーリードに電気的に接合すると共
に前記外装用樹脂表面から突出する構造のはんだバンプ
とからなることを特徴とする。
【0007】
【実施例】次に、本発明の好適な実施例について、図面
を参照して説明する。図1は本発明の第1の実施例によ
る半導体装置を製造工程順に示す図であって、図1
(a)は本実施例の製造に用いるリードフレームの平面
図、図2(b)は本実施例による半導体装置の製造工程
中での断面図、図1(c)は完成後の断面図である。図
1を参照して、本実施例の半導体装置を製造するには、
先ず、図1(a)に示すリードフレーム2を準備する。
このリードフレーム2において、図1(a)中に破線で
囲った部分1が、将来インナーリードになる部分であ
る。この長方形の部分は、図1(b)にその断面を示す
ように、断面L字型に折り曲げ加工されている。L字型
の下辺には、次の工程で半導体チップ3が搭載される。
このリードフレーム2は次のようにして、作製される。
始めに、金属薄板に破線に沿って、切れ込みを入れる。
但し、破線で囲まれた長方形の4つの辺のうち、短い方
の一辺だけは残して置く。残して置く一辺は、チップ3
が搭載される部分となる側の辺とは異る方の辺である。
その後、インナーリード1となるべき部分のチップが搭
載される側の部分を、残された一辺を軸にして下方にプ
レスしてL字型に折り曲げ加工する。
【0008】次に、図1(b)に示すように、上記の工
程により作製したリードフレームのインナーリード1に
チップ3を搭載し、インナーリード1先端とチップ3の
接続用電極(図示せず)とを、バンプ4により電気的、
機械的に固着、接続する。その後、エポキシ樹脂を用い
て、チップ3及びインナーリード1を封止外装する。こ
のとき、封止外装用樹脂7が、リードフレーム2のチッ
プが搭載されていない面が露出するようにしてチップ3
を覆うように、樹脂封止する。
【0009】次いで、リードフレーム2のインナーリー
ド1以外の平坦部(つまり、この前の工程までの間、イ
ンナーリード1の支持体となっていた部分)を剥して、
取り除く。
【0010】最後に、図1(c)に示すように、インナ
ーリード1の封止外装用樹脂7から露出している部分
(つまり、この前の工程までの間、リードフレームの支
持体部分に繋がっていた部分)上に、外部接続用の金属
バンプ6を設けて本実施例の半導体装置を完成する。
【0011】本実施例では、図5に示す従来の半導体装
置とは異って、チップ3の搭載およ外部接続用バンプ6
迄の内部配線を、プリント配線基板を用いず、金属製イ
ンナーリード1だけで行っている。ここで、従来の半導
体装置と本実施例について、それぞれの主要構成部品の
熱膨張係数を比較してみると、それぞれ、 封止外装用樹脂(エポキシ樹脂) :20.0×10-6/℃ プリント配線基板(ガラスエポキシ布):15.5×10-6/℃ リードフレーム(銅) :17.0×10-6/℃ である。
【0012】すなわち、本実施例における封止外装用樹
脂7とインナーリード1との間の熱膨張率の差の方が、
従来の半導体装置における樹脂7とプリント配線基板1
2との間の熱膨張率の差より、小さい。従って、本実施
例は従来の半導体装置に比べてパッケージの反りが小さ
く、コプラナリティも良好である。更には、電気配線の
切断や各接続部での破断などが生じ難く、信頼性が高
い。
【0013】次に、本発明の第2の実施例について説明
する。図2は、本発明の第2の実施例による半導体装置
の断面図である。図2を参照すると、本実施例は、第1
の実施例がCOL(チップ・オン・リード:Chip
on Lead)構造であるのに対して、LOC(リー
ド・オン・チップ:Lead on Chip)構造で
ある点が異っている。LOC構造であることから、第1
の実施例に比べてパッケージをより薄型にできるという
利点がある。
【0014】次に、本発明の第3の実施例について説明
する。図3は、本発明の第3の実施例による半導体装置
の断面図である。図3と図2とを比較すると、本実施例
は、インナーリード1とチップ3とが電気絶縁性の接着
テープ9により接着固定されている点と、インナーリー
ド1とチップ3の接続用電極(パッド)10との接続が
ボンディングワイヤー8により行われている点とが、第
2の実施例と異っている。本実施例は、インナーリード
1とチップ側のパッド10との接合用バンプが不要であ
るという利点を有する。
【0015】次に、本発明の第4の実施例について説明
する。図4は、本発明の第4の実施例の断面図である。
図4を参照して、本実施例は、金属製ダイパッド11上
にチップ3が搭載され、金属製インナーリード1とチッ
プ3上のパッド(図示せず)とがボンディングワイヤ8
により、電気的に接続されている。そして、それらチッ
プ3、インナーリード1及びワイヤ8が、樹脂7で封止
外装されている。この封止外装用樹脂7は、インナーリ
ード1やダイパッド11などの金属部分が直接露出しな
いように、全体を覆っている。樹脂7には、裏面側(チ
ップ3が搭載されていない側)から、インナーリード1
に達するスルーホール14が開けられており、そのスル
ーホール14内に、インナーリード1と電気的に接合す
るはんだボール5が形成されている。このはんだボール
5はアウターリードやバンプなどのような、外部接続用
電極としての機能を持つ。尚、スルーホール14は例え
ばドリルなどにより、容易に開けることができる。又、
それぞれのインナーリード1にはんだボール5との接合
用のふくれ構造部分を設けておくと、製造上都合が良
い。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明はモールド
パッケージ形態でボール・グリッド・アレイ構造の半導
体装置であって、チップ搭載と外部接続用はんだバンプ
迄の内部配線とを、従来用いられていたプリント配線基
板によることなく、薄板状金属製部材のみで行ってい
る。その結果、封止外装用樹脂と上記の金属製部材との
熱膨張率差が、従来の半導体装置における封止外装用樹
脂とプリント配線基板との熱膨張率差よりも小さい。
【0017】これにより、本発明によれば、パッケージ
の反りが小さくコプラナリティの良好な、モールドパッ
ケージ形態でボール・グリッド・アレイ構造の半導体装
置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を製造工程順に示す平面
図及び断面図である。
【図2】本発明の第2の実施例の断面図である。
【図3】本発明の第3の実施例の断面図である。
【図4】本発明の第4の実施例の断面図である。
【図5】従来の技術によるモールドパッケージ形態ボー
ル・グリッド・アレイ構造半導体装置の一例の断面図で
ある。
【符号の説明】
1 インナーリード 2 リードフレーム 3 チップ 4 バンプ 5 はんだボール 6 はんだバンプ 7 封止外装用樹脂 8 ボンディングワイヤ 9 接着テープ 10 パッド 11 ダイパッド 12 プリント配線基板 13 電気配線層 14 スルーホール

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体チップと、 その半導体チップに設けられた接続用電極に導電的に固
    着されて、前記半導体チップを機械的に固定すると共に
    これに電気的に接続する、長尺薄板状金属製のインナー
    リードと、 前記半導体チップ及び前記インナーリードを覆う封止外
    装用樹脂と、 前記封止外装用樹脂の前記半導体チップの平面と平行な
    面に設けられた、前記インナーリードに電気的に接続す
    る外部接続用のはんだバンプとから成り、 前記インナーリードは、長手方向の一端面が、前記封止
    外装用樹脂の前記はんだバンプ形成面を面位置として封
    止外装用樹脂表面に露出し、 前記はんだバンプが、前記インナーリードの封止外装用
    樹脂からの露出部上に直接形成されている構造であるこ
    とを特徴とする、モールドパッケージ形態でボール・グ
    リッド・アレイ構造の半導体装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の半導体装置において、 前記半導体チップと前記インナーリードとが導電的に固
    着されているのに替えて、電気絶縁的に固着されてお
    り、前記インナーリードと前記半導体チップの接続用電
    極とが金属細線で電気的に接続されている構造であるこ
    とを特徴とする、モールドパッケージ形態でボール・グ
    リッド・アレイ構造の半導体装置。
  3. 【請求項3】 薄板状金属製のダイパッドと、 前記ダイパッドに固着された半導体チップと、 直尺薄板状の金属板からなり、前記半導体チップに対し
    て水平方向に延びるインナーリードと、 前記半導体チップに設けられた接続用電極と前記インナ
    ーリードとを電気的に接続する金属細線と、 前記ダイパッド、前記半導体チップ、前記インナーリー
    ド及び前記金属細線を覆う封止外装用樹脂と、 前記封止外装用樹脂にその内部のインナーリードに達す
    る深さまで開けられた開口中に形成されたはんだパンプ
    であって、前記インナーリードに電気的に接合すると共
    に前記外装用樹脂表面から突出する構造のはんだバンプ
    とからなる、モールドパッケージ形態でボール・グリッ
    ド・アレイ構造の半導体装置。
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Effective date: 19980303