JPH0883870A - 樹脂封止型半導体装置 - Google Patents

樹脂封止型半導体装置

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JPH0883870A
JPH0883870A JP6217064A JP21706494A JPH0883870A JP H0883870 A JPH0883870 A JP H0883870A JP 6217064 A JP6217064 A JP 6217064A JP 21706494 A JP21706494 A JP 21706494A JP H0883870 A JPH0883870 A JP H0883870A
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semiconductor element
semiconductor device
lead
sealed
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JP6217064A
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Hironobu Agari
裕信 上里
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来技術で用いられた設備、部材をそのまま
使用し、半導体素子の放熱効率を向上させ、基板実装時
の品質の高い、高密度実装が可能でかつ加工工数の少な
い樹脂封止型半導体装置を提供する。 【構成】 リードフレームのアイランド５に固定された
半導体素子４とリード１０とにおいてアイランド５の半
導体素子固定側方向のみを樹脂封止した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、リードフレームのアイ
ランドに搭載した半導体素子を樹脂封止してなる樹脂封
止型半導体装置に関し、詳しくは上記アイランドの裏面
を外部に露出させた樹脂封止型半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来における一般的な樹脂封止型半導体
装置の構造は、図８及び図９に示す通りである。即ち、
リードフレームのアイランド５に接着剤にて接着された
半導体素子４の電極とリードフレームのリード３とが金
線等のボンディングワイヤ２にて電気的に接続された
後、アイランド５の表裏面側及びリード３とボンディン
グワイヤ２との接続部付近を覆うようにしてトランスフ
ァーモールド法によりエポキシ等の樹脂１にて半導体素
子４が樹脂封止される。その後、樹脂１の外部へ引き出
したリード３は切断及び成形し、外部基板へ実装可能な
リード形状にする。
【０００３】又、樹脂封止は、半導体素子４が接着され
たアイランド５の表側のみについて行いアイランドの裏
面側は樹脂封止を行わないタイプの半導体装置も存在す
る。このような半導体装置として、モトローラ社が開発
したＢＧＡ（Ball Grid Array）や特開平５−５５４０
９号公報に開示されるものがある。上記ＢＧＡは、図１
０に示すように、両面プリント配線基板６に半導体素子
４が接着され、半導体素子４の電極と基板配線７とはボ
ンディングワイヤ２にて接続される。半導体素子４が接
着された両面プリント配線基板６の表側は半導体素子４
等が樹脂１にて封止される。両面プリント配線基板６の
表側の配線と裏側の配線とはスルーホール７ａを介して
電気的に接続され、裏側の配線には端子であるハンダボ
ール８が電気的に接続されている。
【０００４】特開平５−５５４０９号公報には、図１１
に示す半導体装置が開示されている。即ち、半導体素子
搭載部１０２には、半導体素子１０５が固着されるとと
もに、両面に接着剤を有するフィルム１０４を介してイ
ンナーリード１０１が接着され、半導体素子搭載部１０
２上でかつ半導体素子１０５が固着されている側を樹脂
１０８にて封止し、半導体素子搭載部１０２の裏面を全
面にわたって外部に露出した半導体装置が開示されてい
る。
【０００５】又、半導体素子は表裏面側とも樹脂封止さ
れるが、リードの一部をパッケージの外面とほぼ同一面
とした半導体装置が特開昭６０−１６１６４３号公報及
び特開昭６２−２９８１４６号公報に開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図８及び図
９に示す半導体装置では、アイランド５の表裏側とも樹
脂封止するためパッケージ厚が厚く、モールド樹脂成形
部より外部へ引き出したリードにより基板へ実装するた
め、実装面積、体積が大きくなると同時に、該リードの
変形による実装時の不具合が発生するという問題点があ
る。又、半導体素子４の周囲が樹脂１にて覆われている
ため半導体素子４の放熱効率が悪いという問題点もあ
る。ＢＧＡについては、半導体素子の放熱性は改善され
るが、半導体素子４を塔載する部材が多層配線板であり
耐湿性に問題がある。又、基板への実装にハンダボール
８を用いるため、ハンダのバンプ形成工程が必要とな
り、新規設備が必要となるという問題点がある。
【０００７】又、上述した、特開平５−５５４０９号公
報に開示される樹脂封止型半導体装置においては、両面
に接着剤を有するフィルムを介して半導体素子搭載部と
インナーリードとを接着しているので、樹脂封止型半導
体装置の放熱性が悪い。又、接着剤付フィルム上でイン
ナーリードをボンディングするため、上記フィルムが緩
衝材となりボンディング性が良くないという問題点もあ
る。さらに又、上記フィルムと上記インナーリードとの
熱膨張係数の差によりボンディングワイヤが断線する危
険性もある。
【０００８】特開昭６０−１６１６４３号公報及び特開
昭６２−２９８１４６号公報に開示される半導体装置で
は、特殊形状のリードフレームを使用するため取り扱い
上問題があり、又、半導体素子は表裏面とも樹脂封止さ
れているので放熱効率が悪いという問題点がある。本発
明はこのような問題点を解決するためになされたもの
で、図８及び図９に示される従来技術で用いられた設
備、部材をそのまま使用し、半導体素子の放熱効率を向
上させ、基板実装時の品質の高い、高密度実装可能でか
つ加工工数の少ない樹脂封止型半導体装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体素子が
固定される半導体素子固定用ベースと、上記半導体素子
固定用ベースとは分離して上記半導体素子固定用ベース
の周囲に対して放射状に延在し上記半導体素子固定用ベ
ースに固定された半導体素子の電極とボンディングワイ
ヤにて電気的に接続されるリードと、を備え、上記半導
体素子固定用ベースにおいて上記半導体素子固定側であ
る上記半導体素子固定用ベースの表側と、上記ボンディ
ングワイヤと、上記リードにおいて上記ボンディングワ
イヤ接続側である上記リードの表側の少なくとも一部と
を樹脂封止したことを特徴とする。
【００１０】
【作用】このように構成することで、リードの裏側及び
半導体素子固定用ベースの裏側は樹脂封止されておらず
外部に露出しており放熱効率が良くなるように作用す
る。又、リードは裏面全面を外部に露出させているので
基板へのハンダ付けがリード裏面のいずれの場所でもで
きリード長さを短くでき、かつリードの裏面側及び半導
体素子固定用ベースの裏面側は樹脂封止しないことで従
来のパッケージよりも薄型化でき、上述の構成をとるこ
とは実装密度を高くするように作用する。又、上述の構
成をとることは例えばハンダバンプ等を形成する必要は
なく加工工数も少なくなるように作用する。
【００１１】尚、半導体素子固定用ベースは実施例に記
載するリードフレームの「アイランド」に相当する。
【００１２】
【実施例】本発明の樹脂封止型半導体装置の実施例につ
いて図を参照しながら以下に説明する。尚、図１から図
７について、図８及び図９に示す部品、部材と同じ部
品、部材については同じ符号を付し、その説明を省略す
る。又、図１から図７においても同じ部品、部材につい
ては同じ符号を付している。図１に示すように、又、図
８にて説明したように、半導体素子４をリードフレーム
のアイランド５に接着剤等にて固定する。一方、図２に
示すようにアイランド５の周囲には、アイランド５に対
して放射状にリード１０が延在し、かつリード１０はア
イランド５と同一平面上にて延在する。尚、アイランド
５とリード１０とは図１に示すように分離している。ア
イランド５に固定された半導体素子４における電極とリ
ード１０とは、金線であるボンディングワイヤ２にて電
気的に接続される。
【００１３】アイランド５に固定された半導体素子４等
は以下のようにして樹脂封止される。即ち、アイランド
５において半導体素子固定側であるアイランド５の表側
５ａと、ボンディングワイヤ２と、リード１０において
ボンディングワイヤ接続側であるリード１０の表側１０
ａの一部分とが樹脂１にて覆われ封止される。このと
き、アイランド５の裏面５ｂと、リード１０の裏面１０
ｂとは同一面上に存在するようにする。このように樹脂
封止を行うことで、パッケージ１１の裏面１１ｂと同一
面にアイランド５の裏面５ｂと、リード１０の裏面１０
ｂとが存在し、アイランド５の裏面５ｂと、リード１０
の裏面１０ｂとはパッケージ１１の裏面１１ｂより露出
することになる。又、上述した樹脂封止を行うには、図
８及び図９に示す従来の樹脂封止型半導体装置を製造す
るときに使用するモールド金型の上型又は下型のみを使
用することにより容易に実現可能である。
【００１４】図１及び図２に示す半導体装置にあって
は、図８及び図９に示す従来の樹脂封止型半導体装置を
製造するときに使用する装置及び部材を使用することが
でき、かつリード１０の裏面１０ｂがパッケージ１１の
外部に露出していることからリード１０の成形工程が不
要となることにより、容易にかつ加工工数の低減が可能
となる。又、リードフレームのリード１０の裏面１０ｂ
とアイランド５の裏面５ｂとをパッケージ１１の裏面１
１ｂから露出させていることにより、半導体素子４の放
熱効率が高くなり、かつパッケージ１１を取り付ける基
板へ半田付けするための外部リードを短くでき、かつア
イランド５の表側５ａ方向のみを樹脂封止したことよ
り、従来のパッケージより薄型化できるため、実装効率
の良い（実装密度の高い）半導体装置を提供することが
できる。
【００１５】又、図３及び図４には、図１及び図２に示
す半導体装置であって、リード１０の表側１０ａのすべ
てについて樹脂封止した半導体装置を示している。図３
及び図４に示す半導体装置を製造する方法として、リー
ド１０の表側１０ａのすべてを樹脂封止するようにして
もよいが、図１及び図２に示す半導体装置のリード１０
においてリード１０がパッケージ１１から突出した部分
を切断するようにしてもよい。このように構成すること
で、リード１０がパッケージ１１の周囲より突出しない
ことより、リード１０の変形を防止することができ、実
装時におけるトラブルの発生の少ない実装品質の高い半
導体装置を提供することができる。
【００１６】又、図５及び図６には、図１及び図２に示
す半導体装置であって、リード１０の裏面１０ｂをアイ
ランド５の裏面５ｂよりもアイランド５の裏側方向へ突
出させ、かつ樹脂封止用の樹脂をアイランド５の裏面５
ｂと同一面まで注入した半導体装置を示す。このように
構成することで、図７に示すように、図５及び図６に示
す半導体装置を基板１２に実装したとき、アイランド５
の裏面５ｂと基板１２の表面１２ａとの間には、「Ａ」
にて示す空気層１３が形成される。この空気層１３は、
各リード１０同士のすき間を介して半導体装置の外部と
通じている。よって半導体素子４の発生熱はアイランド
５を介して空気層１３へ伝達され、各リード１０同士の
すき間を介して半導体装置の外部へ放出されるので、よ
り放熱効率を高くすることができる。又、空気層１３を
設けるようにすることでリード１０を基板１２へ半田付
けする際、溶けた半田が半導体装置を伝わり隣接するリ
ード１０へ流れることを防止することができるので、隣
接するリード１０間における半田ショートの危険性を低
くすることができる。尚、図５及び図６に示す半導体装
置において図３及び図４に示すようにリード１０の表側
１０ａの全面を樹脂封止するようにしてもよい。
【００１７】以上、図１から図７に示した半導体装置に
おいて、アイランド５及びリード１０を構成するリード
フレームの材料は、銅系の材料を使用する。これは、樹
脂とリードフレームとの線膨張係数の差を少なくするこ
とで、樹脂封止の際におけるパッケージのそりを防止す
るためである。尚、従来より使用される一般的なリード
フレーム材料は「４２アロイ（alloy）」と呼ばれるも
ので、その線膨張係数は４．３×１０-6／℃である。こ
れに対し、銅系の材料の代表的な線膨張係数は１７×１
０-6／℃である。一方、樹脂の代表的な線膨張係数は１
５×１０-6／℃である。このようにリードフレーム材料
に銅系材料を使用することでリードフレームと樹脂との
線膨張係数を近接させることができる。尚、リードフレ
ームにおける線膨張係数は１７±２（×１０-6／℃）で
あるのが好ましい。
【００１８】又、樹脂における線膨張係数は１２〜１６
（×１０-6／℃）であるのが好ましい。又、樹脂として
はエポキシ樹脂が使用でき、線膨張係数が上述した１２
〜１６（×１０-6／℃）となるようにその成分が適宜選
択される。
【００１９】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、半
導体素子固定用ベースに固定された半導体素子とリード
とを樹脂封止する形態をとることから、従来の樹脂封止
型半導体装置を製造するときに使用する装置及び部材を
使用することができ、かつリードの裏面が半導体装置の
外部に露出していることからリードの成形工程が不要と
なり、加工工数の低減が可能となる。又、リードの裏面
と半導体素子固定用ベースの裏面とを半導体装置の裏面
に露出させていることにより、半導体素子からの発生熱
の放熱効率が高くなり、かつ半導体装置を取り付ける基
板へ半田付けするための外部リードを短くでき、又、半
導体素子固定用ベースの表側方向のみを樹脂封止したこ
とより、従来の半導体装置より薄型化できるため、実装
効率の良い半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の樹脂封止型半導体装置の一実施例に
おける断面図である。
【図２】 図１に示す樹脂封止型半導体装置の裏面図で
ある。
【図３】 本発明の樹脂封止型半導体装置の他の実施例
における断面図である。
【図４】 図３に示す樹脂封止型半導体装置の裏面図で
ある。
【図５】 本発明の樹脂封止型半導体装置の他の実施例
における断面図である。
【図６】 図５に示す樹脂封止型半導体装置の裏面図で
ある。
【図７】 図５に示すＩ部の拡大図である。
【図８】 従来の樹脂封止型半導体装置の構造を示す一
部破断部を有する斜視図である。
【図９】 図８に示す樹脂封止型半導体装置の断面図で
ある。
【図１０】 従来の樹脂封止型半導体装置の他の構造を
示す断面図である。
【図１１】 従来の樹脂封止型半導体装置の他の構造を
示す断面図である。
【符号の説明】
１…樹脂、２…ボンディングワイヤ、４…半導体素子、
５…アイランド、５ａ…表側、５ｂ…裏面、１０…リー
ド、１０ａ…表側、１０ｂ…裏面。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体素子が固定される半導体素子固定
    用ベースと、 上記半導体素子固定用ベースとは分離して上記半導体素
    子固定用ベースの周囲に対して放射状に延在し上記半導
    体素子固定用ベースに固定された半導体素子の電極とボ
    ンディングワイヤにて電気的に接続されるリードと、を
    備え、上記半導体素子固定用ベースにおいて上記半導体
    素子固定側である上記半導体素子固定用ベースの表側
    と、上記ボンディングワイヤと、上記リードにおいて上
    記ボンディングワイヤ接続側である上記リードの表側の
    少なくとも一部とを樹脂封止したことを特徴とする樹脂
    封止型半導体装置。
  2. 【請求項２】 上記リードの表側はすべて樹脂封止され
    た、請求項１記載の樹脂封止型半導体装置。
  3. 【請求項３】 上記リードの裏面を上記半導体素子固定
    用ベースの裏面よりも上記半導体素子固定用ベースの裏
    側方向へ突出させ、かつ上記半導体素子固定用ベースの
    裏面と同一面まで上記樹脂封止した、請求項１又は２記
    載の樹脂封止型半導体装置。
  4. 【請求項４】 上記半導体素子固定用ベース及び上記リ
    ードを有するリードフレームにおける線膨張係数は１７
    ±２（×１０-6／℃）である、請求項１ないし３のいず
    れかに記載の樹脂封止型半導体装置。
JP6217064A 1994-09-12 1994-09-12 樹脂封止型半導体装置 Pending JPH0883870A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6104086A (en) * 1997-05-20 2000-08-15 Nec Corporation Semiconductor device having lead terminals bent in J-shape

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