JPH11297868A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH11297868A
JPH11297868A JP9573698A JP9573698A JPH11297868A JP H11297868 A JPH11297868 A JP H11297868A JP 9573698 A JP9573698 A JP 9573698A JP 9573698 A JP9573698 A JP 9573698A JP H11297868 A JPH11297868 A JP H11297868A
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JP
Japan
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package
lead
semiconductor device
die pad
semiconductor chip
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Application number
JP9573698A
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English (en)
Inventor
Makoto Terui
誠 照井
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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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
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    • HELECTRICITY
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    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • HELECTRICITY
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    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151Die mounting substrate
    • H01L2924/153Connection portion
    • H01L2924/1532Connection portion the connection portion being formed on the die mounting surface of the substrate

Landscapes

  • Wire Bonding (AREA)
  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 信号リード間の容量成分を低減し、入力信号
の伝搬遅延および隣接する信号リード間のクロストーク
を低減した半導体装置を提供する。 【解決手段】 1対のキャップを用いて半導体チップを
搭載したリードフレームを挟持して封止することによ
り、信号リードのインナ部の少なくとも一部がパッケー
ジの中空部に露出した状態となっている。

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、特に半
導体チップをパッケージングした半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の一般的な半導体パッケージの構造
として、プラスチック・クワッド・フラット・パッケー
ジ(以下P-QFPと称す)やサークワッド・パッケージ
(以下Cer-Quadと称す)などがある。従来のP-QFPは、例
えば厚みが0.1〜0.2mmの金属板をエッチングや金型抜
きにより形成したリードフレームのダイパッドに導電性
ペースト等のダイスボンド材を介して半導体チップを固
着し、この半導体チップの電極とリードフレーム内のイ
ンナリードをボンディングワイヤにて接続し、その後、
ダイパッド、半導体チップ、ボンディングワイヤ及びイ
ンナリードの一部を、エポキシ樹脂等の封止樹脂にて封
止し、封止樹脂の周辺に突出したアウターリードを所定
の形状に折り曲げた構造となっている。
【0003】また、従来のCer-Quadは、例えばアルミナ
や窒化アルミ等のセラミック基板の中央部に金メタライ
ズ層を形成して、その上に半導体チップをAu-Si共晶合
金などの高融点ダイスボンド材により固着し、この半導
体チップの電極をボンディングワイヤを介してセラミッ
ク基板上に低融点ガラスを介して固着されたリードフレ
ームと接続し、その後、上記セラミック基板と同じ材質
のセラミックキャップを低融点ガラスを介してセラミッ
ク基板に接着する事により封止した構造となっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の半導体装置では、パッケージ内部のインナリー
ドが、3.5〜10.0の比誘電率を持つ封止樹脂や低融点ガ
ラス等の誘電体に覆われている為リード間に無視できな
い大きさの容量成分が存在してしまう。この容量成分の
ため、高速クロック動作の信号が入力した際、伝搬遅延
が発生したり、隣接するリード間のクロストークにより
波形歪みが発生するという問題点がある。特に,多ピン
化の傾向にあるP-QFPやCer-Quad等のフラット系パッケ
ージでは、リード長が長く、またリードピッチも狭くな
ってきているため、リード間の容量成分が増加傾向にあ
り、LSIの動作に大きな問題となってきている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ダイパ
ッド、ダイパッドを支持する支持リード、インナ部及び
アウタ部を有する信号リードとからなるリードフレーム
と、ダイパッド上に載置された半導体チップと、半導体
チップ、ダイパッド、支持リード及び信号リードのイン
ナ部を封入するパッケージと、からなる半導体装置であ
って、パッケージが中空部と中空部を包含する外郭部と
からなり、信号リードのインナ部の少なくとも一部が中
空部に露出している。
【0006】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面を参
照しつつ詳細に説明する。図1に、本発明の第1の実施
例である半導体装置を示す。この半導体装置において
は、リードフレーム1は支持リード2によって支持され
たダイパッド3を中央部に有する。ダイパッド3の上に
は、例えば導電性ペーストなどのダイスボンド材4によ
り半導体チップ5が固着されている。また、半導体チッ
プ5はボンディングワイヤ6によってリードフレーム1
の信号リード7のインナ部7aと結線されている。半導
体チップ5を固着し結線を施したリードフレーム1は、
セラミックまたは有機材料などの絶縁材からなる、例え
ば2〜5mm程度の厚みの、矩形または正方形などの環
状形状のリング12がエポキシ樹脂等のシール材13を
介して上下から貼り付られている。また、ダイパッド3
を支持している支持リード2も同時にリング12に挟み
込まれている。図1(c)の詳細断面図に示すように、シ
ール材13を介して金属または有機材料基板からなるキ
ャップ16を、既にリードフレーム1に貼り付けたリン
グ12の上面および下面に固着して内部を封止してパッ
ケージを形成している。次に、インナ部7aの延長であ
るアウタ部7bを所定の形状に折り曲げて最終的な形状
としている。
【0007】本発明による半導体装置は上述した如く形
成されており、リード7のインナ部7aがパッケージの
中空部に露出した状態で保持されている。従って、樹脂
によってインナ部を包埋した従来の半導体装置に比べ
て、パッケージ内部のリード間の容量成分が小さくな
る。従って、リード間の容量成分に起因する入力信号の
伝搬遅延やクロストークなどを低減した、高性能な半導
体装置を実現することができる。なお、図示した実施例
においては、リング12の内側でインナ部7aの全体が
パッケージの中空部に露出した状態となっているが、イ
ンナ部7aの少なくとも一部が中空部に露出した状態と
なっていればリード間の容量の低減効果が期待できる。
【0008】図2は、本発明の第2の実施例である半導
体装置を示している。本実施例における第1の実施例と
同一の点については説明を省略し、以下に第1の実施例
と異なる点について説明する。まず、第1の実施例にお
いて用いているリング12に固着するダイパッド3側の
キャップ16の代わりに、本実施例ではダイパッド3の
直下に対応する部分をその頂面が平面の凸型に突出させ
たキャップ16aを用い、キャップ16aをリング12に
固着する際に凸部の頂面とダイパッド3を高熱伝導性接
着剤17を介して接着している。また、リング12の外
側に突出したアウタ部7bは、第1の実施例の場合とは
逆に、半導体チップ5が下向きになるような方向に曲げ
加工されている。尚、本実施例の場合、キャップ16a
の材料としては熱伝導率の良い材料、例えばアルミニウ
ムや銅などの金属が望ましい。
【0009】以上のように、本実施例においては第1の
実施例と同様に、信号リード7のインナ部7aがパッケ
ージの中空部に露出した状態となっており、インナ部7
aを樹脂に包埋した従来の半導体装置に比べてリード間
の容量成分が小さくなっていると共に、キャップ16a
を凸型に突出させダイパッド3に接着することにより、
半導体チップ5からの放熱性が向上するので、パッケー
ジの熱抵抗の低減が可能となる。
【0010】図3は本発明の第3の実施例である半導体
装置を示している。本実施例の第1の実施例と異なる点
について以下に説明する。本実施例においては、リード
フレーム1は信号リード7の他に接地リード7Gを含ん
でいる(特に図3(b)参照)。そして、図3(c)及び(d)
の断面図から明らかなように、本実施例ではリードフレ
ーム1を挟持するリング12の頂面及び底面に銅箔また
は金メタライズ等の導体層18を設けている。また、リ
ング12の接地リード7Gに対応する部分に貫通孔19
を設け、更に貫通孔19にも導体層18を導入すること
により頂面及び底面導体層18を電気的に接続してい
る。そして、貫通孔19に対応する位置において、接地
リード7Gに接する異方性導電膜20を設けて、接地リ
ード7Gを導体層18に電気的に接続している。次に導
電体、例えば金属製のキャップ16をリング12の頂面
に設けた導体層18にソルダ等の導電性シール材21を
介して固着し、最終的に接地リード7Gとキャップ16
を電気的に接続している。
【0011】また上記した例では、貫通孔が設けられて
いるが、貫通孔の代わりに、図3(e)に示すようにリン
グ12に側面金属層22を設けて底面導体層18を頂面
導体層18に接続することとしても良い。以上のよう
に、本実施例においては、信号リード7及び7Gのイン
ナ部がパッケージの中空部に露出した状態となってい
て、従来の半導体装置に比べてリード間の容量成分が小
さくなっており、導電体キャップ16と接地リード7G
とを電気的に接続することにより、パッケージ全体がグ
ランド電位に覆われた状態(シールドされた状態)とな
るため、半導体チップ5からの電磁波の放射や外部から
の電磁波の侵入を回避することが可能となる。
【0012】図4は、本発明の第4の実施例である半導
体装置を示している。本実施例の第1の実施例と異なる
点について以下に説明する。第1の実施例ではリング1
2及びキャップ16を用いて半導体チップ5の封止空間
を形成しているが、本実施例では周縁立ち上り部25a
a,25bbを有する1対の皿状キャップ25a,25bに
よってリードフレーム1の信号リード7を挟持して半導
体チップ5の封止空間を形成している。図4に示すよう
に、半導体チップ5を固着しボンディングワイヤ6にて
結線を施したリードフレーム1に、セラミックや金属ま
たは有機材料基板からなる中央部が1対のキャップ25
a,25bを上下から低融点ガラスまたはエポキシ樹脂等
のシール材13を介して貼り付けてリードフレーム1を
挟持する。この場合、リードフレーム1にキャップ25
a,25bを接合する部分の幅は極力小さく、例えば2〜
5mm程度とするのが望ましい。
【0013】以上のように、本実施例によれば、1対の
皿状キャップ25a,25bを用いることにより第1の実
施例よりも簡単な構成で容易に、信号リード7のインナ
部7aをパッケージの中空部に露出した状態としつつ半
導体チップ5を封止するパッケージを形成することがで
きる。図5は、本発明の第5の実施例である半導体装置
を示している。本実施例の第4の実施例と同一の点につ
いては説明を省略し、以下に第4の実施例と異なる点に
ついて説明する。第4の実施例では1対の皿状キャップ
25a,25bを用いて半導体チップ5の封止空間を形成
しているが、本実施例では皿状キャップ25aの代わり
に、内壁中央部にダイパッド3に向かって突出した頂面
が平面の凸型を有する皿状キャップ25cを用いてい
る。半導体チップ5を固着し結線を施したリードフレー
ム1に、キャップ25b,25cを上下からシール材13
を介して固着してリードフレーム1を挟持すると共に、
キャップ25cの凸部の平面頂部は高熱伝導性接着剤1
7を介してダイパッド3に接着されている。キャップ2
5b,25cの外側に突出したアウタ部7bは、第4の実
施例の場合とは逆に、半導体チップ5の存在方向に曲げ
加工されている。また、本実施例の場合、キャップ25
cの材料としては、セラミックや金属等の熱伝導率の良
い材料が望ましい。
【0014】以上のように、本実施例によれば、1対の
皿状キャップ25b,25cを用いることにより簡単な構
成で容易に、信号リード7のインナ部7aをパッケージ
の中空部に露出した状態としつつ半導体チップ5を封止
するパッケージを形成することができるうえ、キャップ
25cの内側の凸部をダイパッド3に接着することによ
り、半導体チップ5からの放熱性が向上するので、パッ
ケージの熱抵抗の低減が可能となる。
【0015】図6は本発明の第6の実施例である半導体
装置を示している。本実施例の第4の実施例と同一の点
については説明を省略し、以下に第4の実施例と異なる
点について説明する。本実施例では、第4の実施例の1
対の皿状キャップ25a,25bの代わりに、セラミッ
ク、金属または有機材料などからなり、内面及び周縁立
ち上り部25dd,25eeの頂面に金メタライズ等の導体
層26を設けた1対の皿状キャップ25d,25eを用い
ている。また、接地リード7Gの上下に接地リード7G
に接する異方性導電膜20を設けて、接地リード7Gを
導体層26に電気的に接続している。また、異方性導電
膜20は接地リード7Gの部分のみに設けられ、その他
のリードとキャップ25d,25eはエポキシ樹脂等のシ
ール材13により接着されている。
【0016】以上のように、本実施例によれば、導体層
26を設けた1対の皿状キャップ25d,25eを用いる
ことにより、簡単な構成で容易に信号リード7のインナ
部7aをパッケージの中空部に露出した状態としつつ半
導体チップ5を封止するパッケージを形成することがで
きるうえ、導体層26を接地リード7Gと電気的に接続
することにより、パッケージ全体がシールドされた状態
になり、半導体チップ5からの電磁波の放射やパッケー
ジ外部から内部への電磁波の侵入を回避することが可能
となる。
【0017】図7は本発明の第7の実施例である半導体
装置を示している。本実施例の第4の実施例と同一の点
については説明を省略し、以下に第4の実施例と異なる
点について説明する。本実施例では、1対の皿状キャッ
プ25f,25gの周縁立ち上り部25ff,25ggによっ
てエポキシ樹脂等のシール材13を介してリードフレー
ム1を挟持している。そして、皿状キャップ25fの周
縁立ち上り部25ffにはインナ部7aが受容されるよう
な深さ、例えば0.3〜0.5mm程度の条溝30が形成され
ている。一方、皿状キャップ25gの周縁立ち上り部2
5ggには、条溝30に嵌合する凸条31が形成されてい
る。
【0018】上記した例では、キャップ25f,25gが
各々条溝30及び凸条31を有しているが、例えば図8
に示すように、キャップ25gを凸条を含まない皿状キ
ャップ25hに代えることも可能である。以上のよう
に、第7の実施例によれば、条溝30を有する1対の皿
状キャップ25f,25gを用いることにより、簡単な構
成で信号リード7のインナ部7aをパッケージの中空部
に露出した状態としつつ、信号リード相互間の間隙を均
等に維持しつつ半導体チップ5を封止するパッケージを
形成することができる。
【0019】なお、第7実施例は第4実施例の変形とし
て説明したが、同様にして第5及び第6実施例を変形す
ることも可能である。
【0020】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、信号リードのインナ部の少なくとも一部がパッケ
ージの中空部に露出した状態となっており、信号リード
間の電気容量が低く維持されるので、信号の伝搬遅延や
クロストークなどが低減された高性能な半導体装置が得
られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の断面図である。
【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】本発明の第5の実施例の断面図である。
【図6】本発明の第6の実施例の平面図及び断面図であ
る。
【図7】本発明の第7の実施例の平面図及び断面図であ
る。
【図8】第7の実施例の変形例の断面図である。
【符号の説明】
1 リードフレーム 2 支持リード 3 ダイパッド 4 ダイスボンド材 5 半導体チップ 6 ボンディングワイヤ 7 信号リード 7a インナ部 7b アウタ部 7g 接地リード 12 リング 13 シール材 16,16a キャップ 17 高熱伝導性接着剤 18 導体層 19 貫通孔 20 異方性導電膜 21 導電性シール材 22 側面金属層 25a,25b,25c,25d,25e,25f,25
g,25h 皿型キャップ 26 導体層 30 条溝 31 凸条

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ダイパッド、前記ダイパッドを支持する
    支持リード、インナ部及びアウタ部を有する信号リード
    を含むリードフレームと、前記ダイパッド上に載置され
    た半導体チップと、前記半導体チップ、前記ダイパッ
    ド、前記支持リード及び前記信号リードのインナ部を封
    入するパッケージと、からなる半導体装置であって、 前記パッケージが中空部と前記中空部を包含する外郭部
    とを有し、 前記信号リードのインナ部の少なくとも一部が前記中空
    部に露出していることを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記外郭部が前記信号リードの一部のみ
    を挟持することを特徴とする請求項1記載の半導体装
    置。
  3. 【請求項3】 前記パッケージが前記半導体装置内部に
    突出した凸部を有し、前記凸部の頂面が前記ダイパッド
    の前記半導体チップの載置面と反対側の面と固着してい
    ることを特徴とする請求項1又は2記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】 前記信号リードのうち少なくとも1つが
    接地リードであり、前記パッケージが導電体であり、前
    記接地リードと前記パッケージが電気的に接続されてい
    ることを特徴とする請求項1から3記載の半導体装置。
  5. 【請求項5】 前記信号リードのうち少なくとも1つが
    接地リードであり、前記パッケージの内面が導電体であ
    り、前記接地リードと前記パッケージの内面が電気的に
    接続されていることを特徴とする請求項1から3記載の
    半導体装置。
  6. 【請求項6】 前記パッケージが、前記信号リードを受
    容する条溝を有することを特徴とする請求項1から5記
    載の半導体装置。
JP9573698A 1998-04-08 1998-04-08 半導体装置 Pending JPH11297868A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015175809A (ja) * 2014-03-18 2015-10-05 セイコーエプソン株式会社 電子デバイス、電子機器および移動体
JP2020150049A (ja) * 2019-03-12 2020-09-17 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 半導体装置の製造方法

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JP2015175809A (ja) * 2014-03-18 2015-10-05 セイコーエプソン株式会社 電子デバイス、電子機器および移動体
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