JPH10242368A - 半導体装置およびその製造方法ならびに半導体モジュールおよびicカード - Google Patents

半導体装置およびその製造方法ならびに半導体モジュールおよびicカード

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JPH10242368A
JPH10242368A JP9041263A JP4126397A JPH10242368A JP H10242368 A JPH10242368 A JP H10242368A JP 9041263 A JP9041263 A JP 9041263A JP 4126397 A JP4126397 A JP 4126397A JP H10242368 A JPH10242368 A JP H10242368A
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JP
Japan
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lead portion
semiconductor device
semiconductor chip
semiconductor
main surface
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JP9041263A
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English (en)
Inventor
Masachika Masuda
正親 増田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Priority to US09/030,255 priority patent/US6201297B1/en
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 LOC構造のLSIパッケージの薄型化を推
進する。 【解決手段】 パッケージ本体1の内部に封止された半
導体チップ2の周辺には、TSOJの外部接続端子を構
成する複数本のリード5のインナーリード部5Aが配置
されており、半導体チップ2の主面上にはリード5のサ
ポートリード部5Cが配置されている。このサポートリ
ード部5Cと半導体チップ2は、ベースフィルムを有す
る絶縁テープを介さずに、非導電性の接着剤6のみによ
って接着されている。非導電性の接着剤6の一部は、半
導体チップ2の主面の端部に被着され、サポートリード
部5Cと半導体チップ2との短絡を防いでいる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に関
し、特に、パッケージ本体に封止された半導体チップの
主面上にリードのインナーリード部を配置したリード・
オン・チップ(LeadOn Chip; 以下、LOCという)構
造のパッケージを有する半導体装置に適用して有効な技
術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】表面実装型LSIパッケージの一つにL
OC構造のパッケージがある。このパッケージは、モー
ルド樹脂に封止された半導体チップの主面(素子形成
面)上に絶縁テープを介してリードのインナーリード部
を配置し、このインナーリード部と半導体チップのボン
ディングパッドをAuワイヤで電気的に接続する構造に
なっている。上記絶縁テープは、ポリイミドのような耐
熱性樹脂で構成されたベースフィルムと、その両面に形
成された接着剤とで構成されている。この種のLOC構
造を有するパッケージについては、特開昭61−218
139号公報や特開昭61−236130号公報などに
記載がある。
【0003】他方、近年のエンジニアリングワークステ
ーションやパーソナルコンピュータは、小型で、かつ大
量のデータを高速で処理するために大容量のメモリ(R
AM;Random Access Memory)を必要としていることか
ら、メモリモジュールの積層化技術が検討されている。
【0004】積層型メモリモジュールの具体例として
は、TSOP(Thin Small Outline Package)、TSO
J(Thin Small Outline J-lead package )などの薄型
LSIパッケージを何個か積み重ね、上下のパッケージ
のリード同士を半田などで接続、固定したものが知られ
ている。例えば特開平5−175406号公報には、T
SOJのリードの途中を上方に折り曲げ、さらにその一
部を水平方向に延在させた形状とすることによって、上
下のパッケージのリード同士の重ね合わせを容易にした
技術が記載されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前述したLOC構造の
パッケージは、半導体チップとインナーリード部との間
に介在している絶縁テープのベースフィルムが厚さ50
μm程度の膜厚を有しているため、これがパッケージの
薄型化を妨げる一因となっている。
【0006】また、このLOC構造のパッケージを使っ
て積層型メモリモジュールを製造する場合にも、上記ベ
ースフィルムがモジュールを薄型化する際の妨げとな
る。
【0007】さらに、上記ベースフィルムは、パッケー
ジ中に占める面積が比較的大きいため、このベースフィ
ルムが吸湿することによってモールド樹脂にリフローク
ラックが発生する虞れがある。
【0008】また、半導体装置の価格低減が望まれてい
るが、前記絶縁テープは一般に高価であり、半導体装置
の価格を上昇させる要因ともなっている。
【0009】本発明の目的は、LOC構造のパッケージ
の薄型化を推進する技術を提供することにある。
【0010】本発明の他の目的は、LOC構造のパッケ
ージの製造コストを低減する技術を提供することにあ
る。
【0011】本発明の他の目的は、LOC構造のパッケ
ージの信頼性および製造歩留まりを向上させる技術を提
供することにある。
【0012】本発明の他の目的は、LOC構造のパッケ
ージを用いた積層型メモリモジュールの薄型化を推進す
る技術を提供することにある。
【0013】本発明の他の目的は、ICカードにLOC
構造のパッケージを用いた半導体装置を適用する技術を
提供することにある。
【0014】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0015】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。
【0016】(1)本発明の半導体装置は、その主面に
ボンディングパッドが形成された半導体チップと、イン
ナーリード部、アウターリード部およびサポートリード
部からなるリードと、半導体チップ、インナーリード部
およびサポートリード部が封止されたパッケージ本体と
を有し、インナーリード部が半導体チップの外周に配置
されるとともにワイヤを介してボンディングパッドに接
続され、アウターリード部がパッケージ本体の側面から
外方に延在されている半導体装置であって、サポートリ
ード部は、パッケージ本体に封止されるとともに、その
一部が、ベースフィルムを含まない非導電性接着剤を介
して半導体チップの主面上に配置されているものであ
る。
【0017】このような半導体装置によれば、半導体チ
ップがサポートリード部に被着された構造となっている
ため、タブあるいはアイランド等の半導体チップをマウ
ントするための基体を廃止することができ、このような
基体に占有されていた厚さ分を省略して半導体装置のパ
ッケージを薄型化することができる。
【0018】また、ベースフィルムを含まない非導電性
接着剤により半導体チップがサポートリード部に被着さ
れている構造となっているため、ベースフィルム分の厚
さを省略し、半導体装置のパッケージを薄型化すること
ができるとともに、ベースフィルムに起因する吸湿を抑
制し、モールド樹脂の耐リフロー性を向上して半導体装
置の信頼性を向上することができる。
【0019】さらに、高価なベースフィルムを使用しな
いことにより半導体装置の価格を低減することができ
る。
【0020】また、本発明の半導体装置は、半導体チッ
プの主面側におけるサポートリード部の高さが、ワイヤ
の最大高さを越えないものである。
【0021】このような半導体装置によれば、半導体チ
ップの主面側のモールド樹脂の必要厚さがワイヤの最大
高さのみで決定されることとなり、サポートリード部の
厚さを考慮する必要がない。
【0022】さらに、本発明の半導体装置は、インナー
リード部の表面におけるワイヤの接続点が、半導体チッ
プの厚さ方向における半導体チップの主面の高さを越え
ないもの、または少なくとも、ワイヤが接続されるべき
インナーリード部の下面が、半導体チップの主面より下
側に配置されるものである。
【0023】このような半導体装置によれば、インナー
リード部の表面におけるワイヤの接続点が、半導体チッ
プの厚さ方向における半導体チップの主面の高さを越え
ないため、または、半導体チップの厚さとインナーリー
ド部の厚さの合計よりも低い位置に設定されるため、ワ
イヤの高さを低くすることができる。前記したとおり、
本発明の半導体装置はワイヤの最大高さにより半導体チ
ップ主面側のモールド樹脂の必要厚さが規定されるた
め、ワイヤの高さを低減することにより結局半導体装置
の薄型化を図ることが可能となる。
【0024】なお、このような構造とすることができる
のは、インナーリード部を半導体チップの周辺に配置す
ることにより実現できるものである。
【0025】(2)本発明の半導体装置は、その主面に
ボンディングパッドが形成された半導体チップと、イン
ナーリード部、アウターリード部およびサポートリード
部からなるリードと、半導体チップ、インナーリード部
およびサポートリード部が封止されたパッケージ本体と
を有し、インナーリード部が半導体チップの主面上に配
置されるとともにボンディングパッドに接続され、アウ
ターリード部がパッケージ本体の側面から外方に延在さ
れている半導体装置であって、サポートリード部は、パ
ッケージ本体に封止されるとともに、その一部が、ベー
スフィルムを含まない非導電性接着剤を介して半導体チ
ップの主面上に配置されているものである。
【0026】このような半導体装置は、インナーリード
部が半導体チップの周辺ではなく、主面上に配置されて
いる点で前記(1)記載の半導体装置と異なり、インナ
ーリード部の厚さ分だけ、半導体装置の薄型化には不利
であるが、ボンディングパッドが半導体チップの中央部
に配置されているような場合にも対応が可能となる。
【0027】また、半導体チップがサポートリード部に
被着された構造となっているため、タブあるいはアイラ
ンド等の半導体チップをマウントするための基体を廃止
することができ、このような基体に占有されていた厚さ
分を省略して半導体装置のパッケージを薄型化すること
ができること、ベースフィルムを含まない非導電性接着
剤により半導体チップがサポートリード部に被着されて
いる構造となっているため、ベースフィルム分の厚さを
省略し、半導体装置のパッケージを薄型化することがで
きるとともに、ベースフィルムに起因する吸湿を抑制
し、モールド樹脂の耐リフロー性を向上して半導体装置
の信頼性を向上することができること、高価なベースフ
ィルムを使用しないことにより半導体装置の価格を低減
することができることは、前記(1)記載の半導体装置
と同様である。
【0028】なお、本発明の半導体装置では、インナー
リード部とボンディングパッドとは、ワイヤまたはバン
プ電極を介して接続することができる。
【0029】(3)本発明の半導体装置は、前記(1)
または(2)記載の半導体装置であって、サポートリー
ド部の少なくとも1つは、インナーリード部と電気的に
接続されていない独立のリード部であるもの、あるい
は、サポートリード部の少なくとも1つは、パッケージ
本体内においてインナーリード部から分岐したリード部
であるものである。
【0030】サポートリード部をインナーリード部と電
気的に接続されていない独立のリード部とする場合に
は、電気的な信号を伝送するインナーリード部をサポー
トリード部から独立させることができるため、そのイン
ナーリード部の浮遊容量を低減することができ、高速な
信号の伝送に使用することが可能となる。また、サポー
トリード部をインナーリード部から分岐したリード部と
する場合には、任意の位置にサポートリード部を設ける
ことができ、リード設計の自由度を増すことができる。
【0031】(4)本発明の半導体装置は、前記(1)
〜(3)記載の半導体装置であって、非導電性接着剤
は、少なくともその一部が半導体チップの主面の端部に
形成されているものである。
【0032】このような半導体装置によれば、非導電性
接着剤が半導体チップの主面の端部に形成されているた
め、半導体チップ端部における半導体基板とリードとの
ショート不良を防止することができる。すなわち、半導
体チップの表面には通常パッシベーション等の絶縁性保
護膜が形成されているが、その端部ではスクライブ工程
における半導体チップへの分断時に絶縁性保護膜が損傷
されることを防止するために、絶縁性保護膜が設けられ
ていない。本発明の半導体装置では、サポートリード部
と半導体チップとの間をベースフィルムを有さない絶縁
性接着剤で接合したためその間隔が非常に狭くなってい
るが、このような場合でも半導体チップの主面の端部に
絶縁性接着剤が形成されているため、半導体基板とサポ
ートリード部とがショートすることはない。
【0033】(5)本発明の半導体装置は、前記(1)
〜(4)記載の半導体装置であって、非導電性接着剤
は、半導体チップの主面とサポートリード部との間の領
域に、所定の間隔を置いて複数形成されているものであ
る。
【0034】このような半導体装置によれば、非導電性
接着剤が半導体チップの主面とサポートリード部との間
の領域に一面に一様に形成されているわけではなく、所
定の間隔を置いて複数形成されているため、非導電性接
着剤の使用量を低減し、また、非導電性接着剤の塗布工
程において、工程時間を短縮して工程を合理化すること
ができる。塗布量の低減および塗布時間の合理化は、半
導体装置の製造コストを低減するのみならず、塗布量の
低減による非導電性接着剤の吸湿量の低減を図り、半導
体装置の耐リフロー性および信頼性を向上することがで
きる。
【0035】(6)本発明の半導体装置は、前記(1)
〜(5)記載の半導体装置であって、アウターリード部
が、面実装可能に折り曲げられており、かつ、その一部
にパッケージ本体の上面または底面と水平な方向に向か
って延在する延長部、または、その一部にパッケージ本
体の斜め上方に向かって延在する延長部を含むものであ
る。
【0036】また、本発明の半導体装置は、アウターリ
ード部の幅方向の両側面に、パッケージ本体の上面方向
に延在する一対のストッパが設けられているものであ
り、また、アウターリード部の下端部の幅が、斜め上方
に向かって延在する延長部の幅よりも狭いものであり、
さらに、一対のストッパは、リードフレームのアウター
リード部同士を連結するダムを折り曲げて形成されたも
のであるものである。
【0037】このような半導体装置によれば、アウター
リード部が面実装可能に折り曲げられているため、面実
装できるとともに、半導体装置を積層化してモジュール
を構成することも可能となり、本発明の半導体装置を搭
載した電子回路装置の小形化を図ることができる。
【0038】また、アウターリード部が折り曲げられて
形成され、その一部に水平方向の延在部あるいは斜め方
向の延在部が設けられているため、アウターリード部の
長さが結果として長くすることができる。そのため、は
んだ付けによる実装後の熱膨張係数の相違による熱スト
レスを延在部を含むアウターリード部の全体で吸収し、
はんだ付け部にかかる応力を低減することができる。そ
の結果、実装後のはんだ付けの寿命を向上し、本発明の
半導体装置を搭載した電子回路装置の信頼性を向上する
ことができる。
【0039】さらに、アウターリード部の延長部がパッ
ケージ本体の斜め上方に向かって延在しており、また、
アウターリード部の幅方向の両側面にパッケージ本体の
上面方向に延在する一対のストッパが設けられ、さら
に、アウターリード部の下端部の幅が、斜め上方に向か
って延在する延長部の幅よりも狭いため、半導体装置を
積層してモジュールを構成する際に、その組立てをし易
くすることができる。なお、一対のストッパは、リード
フレームのアウターリード部同士を連結するダムを折り
曲げて形成されたものであるため、その製造を簡便に行
うことが可能となる。
【0040】(7)本発明の半導体モジュールは、前記
した半導体装置をプリント配線基板の上下方向に複数個
積層して実装したマルチチップ・モジュール構造を有す
るものである。
【0041】このような半導体モジュールによれば、薄
型化された半導体装置を積層して構成するため、モジュ
ール全体を薄型化することができ、半導体モジュールを
搭載する電子回路装置の実装密度を向上することができ
る。
【0042】(8)本発明のICカードは、プリント配
線基板と枠体とバックフィルムとを有し、プリント配線
基板とバックフィルムとの間の実装空間の厚さが0.56
mm以下のICカードであって、実装空間に前記した半
導体装置を実装するものである。
【0043】このようなICカードによれば、前記した
半導体装置を用いるため、ICカードの実装空間にこれ
を搭載することができる。半導体装置は、ベアチップ等
モールドされていないものでなく、パッケージによりモ
ールドされたものであるため、汚染の防止、耐α線性に
優れたICカードとすることができる。
【0044】(9)本発明の半導体装置の製造方法は、
前記(2)記載の半導体装置の製造方法であって、イン
ナーリード部を治具を用いて半導体チップの主面上に押
さえつけ、インナーリード部とボンディングパッドとを
ワイヤボンディングにより接続し、その後治具を取り除
くことによってインナーリード部のワイヤ接続部を浮上
させるもの、あるいは、半導体チップをチップサポート
台を用いて押し上げることにより、半導体チップの主面
とインナーリード部の底面とを接触または近接させ、イ
ンナーリード部とボンディングパッドとをワイヤボンデ
ィングにより接続し、その後チップサポート台を取り除
くことによってインナーリード部の底面と半導体チップ
の主面とを離間させるものである。
【0045】このような半導体装置の製造方法によれ
ば、インナーリード部を治具を用いて半導体チップの主
面上に押さえつけ、ワイヤを接続した後、治具を取り除
くことによってインナーリード部のワイヤ接続部を浮上
させるため、あるいは、チップサポート台を用いて半導
体チップを押し上げ、ワイヤを接続した後、チップサポ
ート台を取り除くことによってインナーリード部と半導
体チップとを離間させるため、ワイヤの最高点を低くし
て、半導体装置の薄型化を図ることができる。
【0046】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
【0047】(実施の形態1)図1は、本実施の形態1
の半導体装置の平面図、図2(a)は、図1のIIa −II
a 線に沿った断面図、図2(b)は、図1のIIb −IIb
線に沿った断面図である。なお、図1は、パッケージの
内部構造を見易くするために、パッケージ本体の一部の
図示を省略してある。
【0048】本実施の形態の半導体装置は、表面実装型
LSIパッケージの一種のTSOJ(Thin Small Outli
ne J-lead package )である。
【0049】トランスファ・モールド法より成形された
エポキシ系樹脂からなるパッケージ本体1の内部には、
DRAM(Dynamic Random Access Memory)などのメモ
リLSIを形成した単結晶シリコンの半導体チップ2が
封止されている。半導体チップ2の周辺には、TSOJ
の外部接続端子を構成する複数本のリード5のインナー
リード部5Aが配置されており、Auワイヤ7を介して
半導体チップ2の主面の周辺部に形成されたボンディン
グパッド8と電気的に接続されている。また、半導体チ
ップ2の主面上には複数本のリード5のサポートリード
部5Cが配置されている。リード5は、CuあるいはF
e系合金などからなる。
【0050】サポートリード部5Cは、インナーリード
部5Aから分岐されるもの(5C−1)と、インナーリ
ード部5Aとは独立に設けられるもの(5C−2)とが
ある。インナーリード部5Aから分岐されるサポートリ
ード部5C−1は、インナーリード部5Aの配置に合わ
せて任意の位置に配置できるという設計の自由度がある
が、インナーリード部5Aとは独立に設けられるサポー
トリード部5C−2は大型のリードとすることができ半
導体チップ2の保持特性を良好にすることができる。一
方、インナーリード部5Aから分岐されるサポートリー
ド部5C−1を設けるとサポートリード部5C−1によ
る浮遊容量がインナーリード部5Aに付加されるため、
高速の信号を伝送する端子に設けることは好ましくな
い。インナーリード部5Aとは独立に設けられるサポー
トリード部5C−2にはこのような不利な点はない。な
お、本実施の形態1では、上記サポートリード部5C−
1,5C−2の両方を設けた例を示しているが、何れか
一方のサポートリード部5Cのみを設けたものであって
もよい。サポートリード部5C−1を含む断面図を図2
(a)に、サポートリード部5C−2を含む断面図を図
2(b)にそれぞれ示す。
【0051】図2(a)および(b)に示すように、リ
ード5のサポートリード部5Cと半導体チップ2とは、
非導電性の接着剤6によって接着されている。すなわ
ち、このTSOJは、サポートリード部5Cと半導体チ
ップ2との間にベースフィルムを有するような厚い絶縁
テープを設けずに、接着剤6のみによって両者を接着し
ている。接着剤6は、例えば熱可塑性のポリイミド樹脂
からなる。
【0052】上記リード5のアウターリード部5Bは、
パッケージ本体1の長辺方向の両側面から外方に延在し
ている。図2(a)に示すように、アウターリード部5
Bは、パッケージ本体1の厚さ方向(上下方向)のほぼ
中間部から水平方向に延在する部分(5B−a)と、斜
め上方に向かって延在する延長部(5B−b)と、垂直
方向に延在する部分(5B−c)と、半円状に湾曲した
先端部分(5B−d)とで構成され、全体としていわゆ
るJベンド状に成形されている。従って、アウターリー
ド部5Bは、斜め上方に向かって延在する延長部(5B
−b)を設けた分、通常のTSOJのアウターリード部
に比べて全長が長くなっている。
【0053】上記TSOJの厚さ方向に沿った各部の寸
法の一例を図3(a)に示すと、パッケージ本体1の下
面から半導体チップ2の下面までの樹脂の厚さ(ΔT
a)は0.1mm、半導体チップ2の厚さ(ΔTc)は0.2
mm、半導体チップ2の上面からパッケージ本体1の上面
までの樹脂の厚さ(ΔTb)は0.2mmである。従って、
パッケージ本体1の厚さは0.5mmとなる。また、リード
5の板厚は0.07〜0.125mm、接着剤6の膜厚は0.0
1mm、パッケージ本体1の下面とアウターリード部5B
の下端部とのスペース(Δs)は0.03mmである。
【0054】このようにパッケージ本体1の厚さを0.5
mmと薄くできるのは、サポートリード部5Cの高さは、
Auワイヤ7の最大高さよりも偏差Δd1だけ低くなっ
ているためであり、さらに、インナーリード部5AにA
uワイヤ7が接続されている部分の位置つまりインナー
リード部5Aの上面は、半導体チップ2の主面よりも偏
差Δd2だけ低くなっているためである。つまり、Au
ワイヤ7の最大高さにより半導体チップ2の上面からパ
ッケージ本体1の上面までの樹脂の厚さ(ΔTb)が決
定され、Auワイヤ7の最大高さは、サポートリード部
5Cの高さを半導体チップ2の主面の位置よりも低くす
ることにより、低くできるためである。
【0055】なお、インナーリード部5AへのAuワイ
ヤ7のボンディングはステッチボンディングであるた
め、ボンディング条件を選択することによりAuワイヤ
7の高さを低くできる場合もある。したがって、本実施
の形態1では、インナーリード部5Aの表面を半導体チ
ップ2の主面よりも低く設けた例を示したが、これに拘
束されるわけではなく、図3(b)に示すように、イン
ナーリード部5Aの表面が半導体チップ2の主面よりも
高くなってもよい。
【0056】本実施の形態1のTSOJを組み立てるに
は、まず、図4に示すようなリードフレームLFを用意
する。実際のリードフレームLFは、パッケージ5、6
個分程度の多連構造になっているが、図にはパッケージ
1個分の領域を示す。
【0057】次に、このリードフレームLFのサポート
リード部5Cの裏面にディスペンサなどを使って接着剤
6を塗布する。接着剤6は、図5に示すように、各サポ
ートリード部5Cの裏面の半導体チップ2に接着される
領域の全体に塗布してもよいが、本実施の形態1では、
接着剤6の使用量および塗布時間を削減するために、図
6に示すように、各サポートリード部5Cの2、3箇所
にスポット状に塗布する。また、ディスペンサを使って
接着剤6を塗布する手段に代えて、あらかじめ微細な寸
法に裁断したシート状接着剤をサポートリード部5Cの
上に置くようにしてもよい。
【0058】次に、図7および図8に示すように、半導
体チップ2の主面上にサポートリード部5Cを位置決め
し、接着剤6で両者を接着した後、図9および図10に
示すように、半導体チップ2のボンディングパッド8と
インナーリード部5Aとの間にAuワイヤ7をボンディ
ングして両者を電気的に接続する。
【0059】次に、図11および図12に示すように、
トランスファ・モールド法でパッケージ本体1を成形し
て半導体チップ2を封止する。その後、パッケージ本体
1の外部に露出しているリードフレームLFのアウター
リード部5B以外の部分を切断・除去し、次いでアウタ
ーリード部5Bを成形することにより、前記図1および
図2に示すTSOJが完成する。
【0060】図13は、本実施の形態1のTSOJをプ
リント配線基板9に実装した状態を示す断面図である。
このTSOJをプリント配線基板9に実装するには、あ
らかじめ半田メッキを施したアウターリード部5Bをプ
リント配線基板9の電極10上に位置決めする。電極1
0の表面にはあらかじめ半田ぺーストを印刷しておき、
その粘着力でアウターリード部5Bを電極10上に仮止
めする。あるいは、電極10上にアウターリード部5B
を位置決めした後、予備加熱を行ってアウターリード部
5Bの表面の半田メッキを僅かに溶かすことによって仮
止めを行ってもよい。また、TSOJをプリント配線基
板9の裏面(下面)に実装する場合には、プリント配線
基板9の裏面とTSOJの裏面とに仮止め用樹脂を塗布
し、この仮止め用樹脂をベークすることによってTSO
Jの位置決め、固定を行う。その後、この状態で半田メ
ッキをリフローする。なお、本実施の形態のTSOJ
は、図14に示すように、アウターリード部5Bの形状
を変えなくとも、パッケージ本体1の上下面を反転させ
て実装することが可能である。
【0061】本実施の形態1のTSOJによれば、リー
ド5のサポートリード部5Cと半導体チップ2との間に
ベーステープを介さず、接着剤6のみによって両者を接
着しているので、ベーステープの膜厚に相当する分、パ
ッケージ本体1を薄型化することができる。また、パッ
ケージ本体1の薄型化は、サポートリード部5Cの高さ
をAuワイヤ7の最大高さを超えないようにすることに
よっても、あるいは、インナーリード部5Aの表面を半
導体チップ2の主面より低くすることによっても実現す
ることができる。
【0062】本実施の形態のTSOJによれば、絶縁テ
ープを使用したTSOJに比べて部品点数が少なくなる
ため、製造コストを低減することができる。
【0063】本実施の形態のTSOJによれば、絶縁テ
ープを使用したTSOJのように、パッケージ本体1の
内部に比較的吸湿性の高いベースフィルムを封止しない
ので、TSOJをプリント配線基板に実装する際などの
熱によるリフロークラックが生じ難い。また、前記図6
に示すように、接着剤6をスポット状に塗布した場合に
は、接着剤6による吸湿量も低減できるため、リフロー
クラック耐性がさらに向上する。
【0064】本実施の形態のTSOJによれば、アウタ
ーリード部5Bに斜め上方に向かって延在する延長部を
設けてその全長を長くしたことにより、アウターリード
部5Bに弾力性を持たせることができる。これにより、
アウターリード部5Bの弾力性によって基板実装時の半
田付けなどの温度サイクルによる応力が吸収されるの
で、プリント配線基板9の電極10とアウターリード部
5Bとの接続部に半田クラックなどが発生する不具合を
防止することができる。
【0065】(実施の形態2)図15は、本実施の形態
2の半導体装置の断面図、図16は、図15の一部を拡
大して示す断面図である。
【0066】本実施の形態2のTSOJは、リード5の
サポートリード部5Cと半導体チップ2とを接着する前
記接着剤6の一部を半導体チップ2の主面の端部に配置
している。
【0067】図16に拡大して示すように、半導体チッ
プ2の主面は、通常、集積回路を保護するファイナルパ
ッシベーション膜11やポリイミド膜12で覆われてい
るが、ウエハプロセス完了後にウエハをダイシングして
半導体チップ2を形成する際に窒化シリコン膜などで構
成されたファイナルパッシベーション膜11やα線遮蔽
用のポリイミド膜12にクラックが生じるのを防ぐため
に、半導体チップ2の主面の端部にはこれらの膜は形成
されない。
【0068】そのため、接着剤6の膜厚を薄くすると、
サポートリード部5Cの下面と半導体チップ2の主面の
端部とが接触して短絡不良を引き起こす虞れがある。ま
た、半導体チップ2の側面にはSi基板面が露出してい
るため、サポートリード部5Cの変形やパッケージ内の
導電性異物の存在によって、サポートリード部5Cと半
導体チップ2とが短絡不良を引き起こす虞れもある。
【0069】そこで、本実施の形態のように、半導体チ
ップ2の主面の端部を非導電性の接着剤6で覆っておく
ことにより、接着剤6の膜厚を薄くした場合でもサポー
トリード部5Cと半導体チップ2とが短絡する不良を確
実に防止することが可能となる。
【0070】(実施の形態3)図17は、本実施の形態
3の半導体装置の斜視図、図18は、この半導体装置の
断面図である。
【0071】本実施の形態のTSOJは、リード5のア
ウターリード部5Bの斜め上方に向かって延在する延長
部に、アウターリード部5Bの幅方向の両側面から上方
に向かって延在する一対のストッパ3、3を設けてい
る。このストッパ3は、リード5とは別の材料で構成す
ることもできるが、本実施の形態ではリード5と同一の
材料で構成している。具体的には、図19(a)に示す
ように、パッケージ本体1をモールドした後のリードフ
レームの切断工程で、アウターリード部5B同士を連結
しているダム3Aを図示のような形状に切断し、次に同
図(b)に示すように、これを上方に折り曲げてストッ
パ3を形成する。
【0072】図20は、例えば2段に積層した本実施の
形態のTSOJをプリント配線基板9上に2列に並べて
実装した積層型メモリモジュールの斜視図である。
【0073】この積層型メモリモジュールを組み立てる
には、図21に示すように、前記実施の形態1で説明し
たプロセスに従って、プリント配線基板9の電極10上
に第1のTSOJを実装した後、その上に第2のTSO
Jを重ね合わせ、第2のTSOJのアウターリード部5
Bの下端を第1のTSOJのアウターリード部5Bの上
に位置決めする。このとき、あらかじめ第2のTSOJ
のアウターリード部5Bの下端に半田ぺーストを塗布し
ておき、その粘着力で上下のアウターリード部5B同士
を仮付けしてもよい。
【0074】本実施の形態3のTSOJは、アウターリ
ード部5Bの幅方向の両側面に前述した一対のストッパ
3、3が設けてあるので、このストッパ3、3をガイド
として利用することにより、第2のTSOJのアウター
リード部5Bの下端を第1のTSOJのアウターリード
部5Bの上に正確、かつ速やかに位置決めすることがで
きる。このとき、図22に示すように、各アウターリー
ド部5Bの下端すなわち半円状に湾曲した部分の幅(W
d)を、斜め上方に向かって延在する部分の幅(Wb)
よりも狭く(Wd<Wb)加工しておくことにより、ア
ウターリード部5Bが多少変形しているような場合で
も、ストッパ3、3の間にアウターリード部5Bの下端
を速やかに挿入することができる。
【0075】その後、プリント配線基板9をトレイに乗
せてリフロー炉に搬送し、TSOJのアウターリード部
5Bの表面に被着した半田メッキを溶融させることによ
り、プリント配線基板9の電極10と第1のTSOJの
アウターリード部5B、および上下のTSOJのアウタ
ーリード部5B同士をそれぞれ接続、固定する。
【0076】上記第2のTSOJの各アウターリード部
5Bは、第1のTSOJのアウターリード部5Bに設け
られたストッパ3、3の間に挿入されるので、プリント
配線基板9を乗せたトレイをリフロー炉に搬送する途中
の振動などによって、アウターリード部5Bがその幅方
向(パッケージ本体1の長辺方向)に沿ってずれること
はない。また、第2のTSOJのアウターリード部5B
の下端は、第1のTSOJのアウターリード部5Bの斜
め上方に向かって延在する部分の上に位置しているた
め、アウターリード部5Bが延在する方向(パッケージ
本体1の短辺方向)に沿ったずれも防止される。なお、
ストッパ3は、パッケージ本体1から外方に延在する全
てのアウターリード部5Bに設ける必要はなく、一部の
アウターリード部5Bのみに設けてもよい。
【0077】このように、本実施の形態3によれば、プ
リント配線基板9上に複数個のTSOJを積層してメモ
リモジュールを組み立てる際、上下のTSOJのアウタ
ーリード部5B同士を高精度、かつ迅速に接続すること
ができるので、このメモリモジュールの製造歩留りおよ
びスループットを向上させることができる。
【0078】また、本実施の形態3によれば、薄型のT
SOJを使用することにより、積層型メモリモジュール
の薄型化を推進することができる。
【0079】本実施の形態3のTSOJは、3層または
それ以上重ねて実装できることは勿論である。例えば図
23は、プリント配線基板9上に複数個のTSOJを積
層し、その両側面に配置した一対のプリント配線基板1
3でTSOJ同士を電気的に接続した積層型メモリモジ
ュールの一例である。
【0080】(実施の形態4)図24は、本実施の形態
4の半導体装置の平面図、図25は、この半導体装置の
断面図である。
【0081】本実施の形態4のTSOJは、半導体チッ
プ2の主面上にリード5のインナーリード部5Aが配置
され、半導体チップ2の中央部に配置したボンディング
パッド8とAuワイヤ7を介して電気的に接続されてい
る。また、リード5のサポートリード部5Cと半導体チ
ップ2とは、非導電性の接着剤6によって接着されてい
る。
【0082】本実施の形態4のTSOJは、前記実施の
形態1〜3のTSOJと異なりインナーリード部5Aが
半導体チップ2の主面上に配置されているため、パッケ
ージ本体1の厚さを薄くする点においてはやや劣る。し
かし、本実施の形態4では、半導体チップ2の中央部に
ボンディングパッド8が配置された構成のものも対応す
ることが可能である。なお、半導体チップ2の主面とイ
ンナーリード部5Aの底面とのスペースは約0.1mmと
することができる。その他の構成は実施の形態1と同様
である。
【0083】本実施の形態4のTSOJの製造方法は、
実施の形態1におけるリードフレームLFへの半導体チ
ップ2の接着工程(図7、図8)までは同様であるが、
Auワイヤ7のボンディングの際に図26に示すよう
に、治具17aによりインナーリード部5Aを押さえつ
け、この状態で、Auワイヤ7のボンディングを行うこ
とができる。このようにしてボンディングを行うと、イ
ンナーリード部5Aが押さえつけられることにより、図
示するようにその先端が下方に下がり、Auワイヤ7の
行路を短くすることができる。Auワイヤ7のボンディ
ングが行われた後に、治具17aを取り除けば、インナ
ーリード部5Aのスプリングバックによりその先端部は
元の高さに戻り、半導体チップ2の主面から離間した位
置に設置されることとなる。
【0084】このような方法でワイヤボンディングを行
えば、短い行路でAuワイヤ7が架けられるため、スプ
リングバック後のAuワイヤ7の高さを低くすることが
できる。この結果、パッケージ本体1の厚さを低減する
ことが可能となる。
【0085】また、本実施の形態4のTSOJの製造方
法として、以下の方法も例示できる。すなわち、図27
(a)に示すようにチップサポート台17bで半導体チ
ップ2をサポートリード部5Cとともに押し上げ、この
状態でAuワイヤ7のボンディングを行うことができ
る。このときサポートリード部5Cおよびアウターリー
ド部5Bの一部は変形する。このようにしてボンディン
グを行うと、インナーリード部5Aの下面と半導体チッ
プ2の主面とは平行な状態のまま接触あるいは近接し、
半導体チップ2の表面を傷つけることがない。また、A
uワイヤ7の行路が短くなることは前記の方法と同様で
ある。Auワイヤ7のボンディングが行われた後に、チ
ップサポート台17bを下げれば、図27(b)に示す
ようにサポートリード部5Cおよびアウターリード部5
Bの変形は元に戻り、インナーリード部5Aは半導体チ
ップ2の主面から離間した位置に設置されることとな
る。
【0086】このような方法でワイヤボンディングを行
えば、短い行路でAuワイヤ7が架けられるため、Au
ワイヤ7の高さを低くすることができるとともに、半導
体チップ2の表面の損傷を防止することができる。
【0087】これらの場合も、前記実施の形態2のよう
に、半導体チップ2の主面の端部を接着剤6で覆ってお
くことにより、接着剤6の膜厚を薄くした場合でもサポ
ートリード部5Cと半導体チップ2とが短絡する不良を
確実に防止することが可能となる。また、前記実施の形
態3のように、アウターリード部5Bの延長部にストッ
パ3、3を設けることにより、積層型メモリモジュール
の製造歩留りおよびスループットを向上させることがで
きる。
【0088】(実施の形態5)図28は、本実施の形態
5の半導体装置の断面図である。
【0089】本実施の形態のTSOJは、半導体チップ
2の主面上に形成したAuのバンプ電極15上にリード
5のインナーリード部5Aが電気的に接続されている。
また、リード5のサポートリード部5Cと半導体チップ
2とは、非導電性の接着剤6によって接着されている。
【0090】本実施の形態のTSOJは、Auワイヤ
(7)に代えてバンプ電極15を使用したことにより、
半導体チップ2の上面からパッケージ本体1の上面まで
の樹脂の厚さを前記実施の形態4のTSOJに比べて薄
くすることができるので、パッケージ本体1をさらに薄
型化することができる。
【0091】この場合も、前記実施の形態2のように、
半導体チップ2の主面の端部を接着剤6で覆っておくこ
とにより、接着剤6の膜厚を薄くした場合でもサポート
リード部5Cと半導体チップ2とが短絡する不良を確実
に防止することが可能となる。また、前記実施の形態3
のように、アウターリード部5Bの延長部にストッパ
3、3を設けることにより、積層型メモリモジュールの
製造歩留りおよびスループットを向上させることができ
る。
【0092】(実施の形態6)図29は、本実施の形態
6のICカードの断面図である。
【0093】本実施の形態6のICカードは、0.1mm
の厚さを有するプリント配線基板18と、0.1mmの厚
さを有するバックフィルム19との間の実装空間に前記
した実施の形態1〜5のTSOJを実装したものであ
る。プリント配線基板18とバックフィルム19とはP
VCからなる枠体20で支えられている。プリント配線
基板18にはアウターリード部5Bが接続される電極2
1が設けられており、電極21はプリント配線基板18
の裏面の接触電極22につながれている。
【0094】ICカードの実装空間は最大で0.56mm
であることから、従来は、ベアチップを実装してワイヤ
ボンディングを行う手段か、あるいは、テープキャリア
による実装を行う手段を採用せざるを得なかったが、本
実施の形態では、前記したTSOJの厚さが0.5mmで
あるため、0.56mmという小さな実装空間であっても
搭載することが可能である。これにより、実装時の半導
体装置の取扱いが著しく容易となり、ICカードの組立
工程を簡略化することができるだけでなく、樹脂モール
ドされた半導体装置を用いることが可能なため、汚染あ
るいはα線に対しても高い信頼性が確保でき、ICカー
ドの信頼性を高めることができる。
【0095】以上、本発明者によってなされた発明を前
記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前
記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸
脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもな
い。
【0096】例えば図30に示すように、パッケージ本
体1の表面にアルミニウム箔16のような光反射層を設
けることにより、パッケージ本体1を超薄型で構成した
場合においても、光によるデータリテンションなどの特
性劣化を防止することができる。また、リード5のアウ
ターリード部5Bは、前記実施の形態1〜5の形状に限
定されるものではなく、例えば図31に示すような形状
など、種々の形状とすることができる。また、図31の
ような場合にストッパ3を設けても良いことはいうまで
もない。
【0097】本発明はTSOJ型のパッケージに限定さ
れるものではなく、LOC構造のパッケージに広く適用
することができる。また、リードのインナーリード部上
に半導体チップを配置するチップ・オン・リード(Chip
On Lead)構造のパッケージにも適用することができ
る。さらに、メモリLSIを封止するパッケージのみな
らず、マイコンやロジックLSIを封止するパッケージ
およびそれを用いた積層型マルチチップ・モジュールに
も適用することができる。
【0098】
【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下の通りである。
【0099】(1)LOC構造のパッケージの薄型化を
推進することができる。
【0100】(2)LOC構造のパッケージの製造コス
トを低減することができる。
【0101】(3)LOC構造のパッケージの信頼性お
よび製造歩留まりを向上することができる。
【0102】(4)LOC構造のパッケージを用いた積
層型メモリモジュールの薄型化を推進することができ
る。
【0103】(5)ICカードにLOC構造のパッケー
ジを用いた半導体装置を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1である半導体装置の一例
を示した平面図である。
【図2】(a)は、図1のIIa −IIa 線に沿った断面
図、(b)は、図1のIIb −IIb線に沿った断面図であ
る。
【図3】(a)は、実施の形態1の半導体装置の寸法を
示す説明図、(b)は、実施の形態1の半導体装置の他
の例を示した説明図である。
【図4】本発明の実施の形態1である半導体装置の製造
方法を示す平面図である。
【図5】本発明の実施の形態1である半導体装置の製造
方法を示す平面図である。
【図6】本発明の実施の形態1である半導体装置の製造
方法を示す平面図である。
【図7】本発明の実施の形態1である半導体装置の製造
方法を示す平面図である。
【図8】本発明の実施の形態1である半導体装置の製造
方法を示す断面図である。
【図9】本発明の実施の形態1である半導体装置の製造
方法を示す平面図である。
【図10】本発明の実施の形態1である半導体装置の製
造方法を示す断面図である。
【図11】本発明の実施の形態1である半導体装置の製
造方法を示す平面図である。
【図12】本発明の実施の形態1である半導体装置の製
造方法を示す断面図である。
【図13】本発明の実施の形態1である半導体装置をプ
リント配線基板に実装した状態を示す断面図である。
【図14】本発明の実施の形態1である半導体装置をプ
リント配線基板に実装した状態を示す断面図である。
【図15】本発明の実施の形態2である半導体装置の断
面図である。
【図16】本発明の実施の形態2である半導体装置の要
部拡大断面図である。
【図17】本発明の実施の形態3である半導体装置の斜
視図である。
【図18】本発明の実施の形態3である半導体装置の断
面図である。
【図19】(a)および(b)は、本発明の実施の形態
3である半導体装置の製造方法を示す平面図である。
【図20】本発明の実施の形態3である半導体装置を用
いた積層型メモリモジュールの一例を示す斜視図であ
る。
【図21】本発明の実施の形態3である半導体装置を用
いた積層型メモリモジュールの製造方法を示す説明図で
ある。
【図22】本発明の実施の形態3である半導体装置を用
いた積層型メモリモジュールの製造方法を示す説明図で
ある。
【図23】本発明の実施の形態3である半導体装置を用
いた積層型メモリモジュールの他の例を示す斜視図であ
る。
【図24】本発明の実施の形態4である半導体装置の平
面図である。
【図25】本発明の実施の形態4である半導体装置の断
面図である。
【図26】本発明の実施の形態4である半導体装置の製
造方法を示す断面図である。
【図27】本発明の実施の形態4である半導体装置の製
造方法の他の例を示す断面図である。
【図28】本発明の実施の形態5である半導体装置の断
面図である。
【図29】本発明の実施の形態5である半導体装置の断
面図である。
【図30】本発明の他の実施の形態である半導体装置の
断面図である。
【図31】本発明の他の実施の形態である半導体装置の
断面図である。
【符号の説明】
1 パッケージ本体 2 半導体チップ 3 ストッパ 3A ダム 5 リード 5A インナーリード部 5B アウターリード部 5C サポートリード部 5C−1 サポートリード部 5C−2 サポートリード部 6 接着剤 7 Auワイヤ 8 ボンディングパッド 9 プリント配線基板 10 電極 11 ファイナルパッシベーション膜 12 ポリイミド膜 13 プリント配線基板 15 バンプ電極 16 アルミニウム箔 17a 治具 17b チップサポート台 18 プリント配線基板 19 バックフィルム 20 枠体 21 電極 22 接触電極 LF リードフレーム

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 その主面にボンディングパッドが形成さ
    れた半導体チップと、インナーリード部、アウターリー
    ド部およびサポートリード部からなるリードと、前記半
    導体チップ、インナーリード部およびサポートリード部
    が封止されたパッケージ本体とを有し、前記インナーリ
    ード部が前記半導体チップの外周に配置されるとともに
    ワイヤを介して前記ボンディングパッドに接続され、前
    記アウターリード部が前記パッケージ本体の側面から外
    方に延在されている半導体装置であって、 前記サポートリード部は、前記パッケージ本体に封止さ
    れるとともに、その一部が、ベースフィルムを含まない
    非導電性接着剤を介して前記半導体チップの主面上に配
    置されていることを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の半導体装置であって、 前記半導体チップの主面側における前記サポートリード
    部の高さは、前記ワイヤの最大高さを越えないことを特
    徴とする半導体装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の半導体装置であ
    って、 前記インナーリード部の表面における前記ワイヤの接続
    点は、前記半導体チップの厚さ方向における前記半導体
    チップの主面の高さを越えないもの、 または、少なくとも前記ワイヤが接続されるべきインナ
    ーリード部の下面は、前記半導体チップの主面より下側
    に配置されるもの、 であることを特徴とする半導体装置。
  4. 【請求項4】 その主面にボンディングパッドが形成さ
    れた半導体チップと、インナーリード部、アウターリー
    ド部およびサポートリード部からなるリードと、前記半
    導体チップ、インナーリード部およびサポートリード部
    が封止されたパッケージ本体とを有し、前記インナーリ
    ード部が前記半導体チップの主面上に配置されるととも
    に前記ボンディングパッドに接続され、前記アウターリ
    ード部が前記パッケージ本体の側面から外方に延在され
    ている半導体装置であって、 前記サポートリード部は、前記パッケージ本体に封止さ
    れるとともに、その一部が、ベースフィルムを含まない
    非導電性接着剤を介して前記半導体チップの主面上に配
    置されていることを特徴とする半導体装置。
  5. 【請求項5】 請求項4記載の半導体装置であって、 前記インナーリード部と前記ボンディングパッドとは、
    ワイヤまたはバンプ電極を介して接続されていることを
    特徴とする半導体装置。
  6. 【請求項6】 請求項1、2、3、4または5記載の半
    導体装置であって、 前記サポートリード部の少なくとも1つは、前記インナ
    ーリード部と電気的に接続されていない独立のリード部
    であることを特徴とする半導体装置。
  7. 【請求項7】 請求項1、2、3、4または5記載の半
    導体装置であって、 前記サポートリード部の少なくとも1つは、前記パッケ
    ージ本体内において前記インナーリード部から分岐した
    リード部であることを特徴とする半導体装置。
  8. 【請求項8】 請求項1、2、3、4、5、6または7
    記載の半導体装置であって、 前記非導電性接着剤は、少なくともその一部が前記半導
    体チップの主面の端部に形成されていることを特徴とす
    る半導体装置。
  9. 【請求項9】 請求項1、2、3、4、5、6または7
    記載の半導体装置であって、 前記非導電性接着剤は、前記半導体チップの主面と前記
    サポートリード部との間の領域に、所定の間隔を置いて
    複数形成されていることを特徴とする半導体装置。
  10. 【請求項10】 請求項1、2、3、4、5、6、7、
    8または9記載の半導体装置であって、 前記アウターリード部は、面実装可能に折り曲げられて
    おり、かつ、その一部に前記パッケージ本体の上面また
    は底面と水平な方向に向かって延在する延長部を含むこ
    とを特徴とする半導体装置。
  11. 【請求項11】 請求項1、2、3、4、5、6、7、
    8または9記載の半導体装置であって、 前記アウターリード部は、面実装可能に折り曲げられて
    おり、かつ、その一部に前記パッケージ本体の斜め上方
    に向かって延在する延長部を含むことを特徴とする半導
    体装置。
  12. 【請求項12】 請求項10または11記載の半導体装
    置であって、 前記アウターリード部の幅方向の両側面には、前記パッ
    ケージ本体の上面方向に延在する一対のストッパが設け
    られていることを特徴とする半導体装置。
  13. 【請求項13】 請求項12記載の半導体装置であっ
    て、 前記アウターリード部の下端部の幅は、前記斜め上方に
    向かって延在する延長部の幅よりも狭いことを特徴とす
    る半導体装置。
  14. 【請求項14】 請求項12または13記載の半導体装
    置であって、 前記一対のストッパは、リードフレームのアウターリー
    ド部同士を連結するダムを折り曲げて形成されたもので
    あることを特徴とする半導体装置。
  15. 【請求項15】 請求項1〜14記載の半導体装置をプ
    リント配線基板の上下方向に複数個積層して実装したこ
    とを特徴とするマルチチップ・モジュール構造の半導体
    モジュール。
  16. 【請求項16】 プリント配線基板と枠体とバックフィ
    ルムとを有し、前記プリント配線基板と前記バックフィ
    ルムとの間の実装空間の厚さが0.56mm以下のICカ
    ードであって、 前記実装空間に請求項1〜14記載の半導体装置を実装
    したことを特徴とするICカード。
  17. 【請求項17】 請求項4記載の半導体装置の製造方法
    であって、 前記インナーリード部を治具を用いて前記半導体チップ
    の主面上に押さえつけ、前記インナーリード部と前記ボ
    ンディングパッドとをワイヤボンディングにより接続
    し、その後前記治具を取り除くことによって前記インナ
    ーリード部のワイヤ接続部を浮上させることを特徴とす
    る半導体装置の製造方法。
  18. 【請求項18】 請求項4記載の半導体装置の製造方法
    であって、 前記半導体チップをチップサポート台を用いて押し上げ
    ることにより、前記半導体チップの主面と前記インナー
    リード部の底面とを接触または近接させ、前記インナー
    リード部と前記ボンディングパッドとをワイヤボンディ
    ングにより接続し、その後前記チップサポート台を取り
    除くことによって前記インナーリード部の底面と前記半
    導体チップの主面とを離間させることを特徴とする半導
    体装置の製造方法。
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