JPH1154685A - 半導体装置およびそれに使用されるリードフレーム - Google Patents
半導体装置およびそれに使用されるリードフレームInfo
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Abstract
脂封止体の反りを防止する。 【解決手段】 LOCで表面実装形樹脂封止パッケージ
の半導体装置42において、樹脂封止体40のチップ2
4の脇部分に樹脂封止体40の反りを防止する反り防止
用リード20がチップ24と平行に配線されている。樹
脂封止体は熱硬化する際に中心に向かって収縮するた
め、樹脂厚さの上下比や樹脂封止体内部の上下構造の相
違等を起因として、樹脂封止体は反りを発生する。しか
し、反り防止用リード20がチップ24の脇の部分に配
設されていると、樹脂封止体40のチップ24の脇の部
分は体積が上下に分割されるため、樹脂封止体40のそ
の部分で上側が拡大し下側が縮む反りの発生は防止され
る。 【効果】 樹脂封止体の反りによる表面実装時のアウタ
リードのランドからの剥離を防止できる。
Description
に、樹脂封止体における反りの発生防止技術に関し、例
えば、リードレス・オン・チップパッケージ(以下、L
OCという。)を備えている半導体集積回路装置(以
下、ICという。)に利用して有効な技術に関する。
モリー(DRAM)のためのパッケージとして、内部構
造的にはLOCが、外部構造的には表面実装形樹脂封止
パッケージが広く使用されている。LOCは半導体チッ
プ(以下、チップという。)の上に絶縁層を介してイン
ナリードが複数本貼着されており、各インナリードがチ
ップにワイヤによって電気的に接続されているパッケー
ジである。表面実装形樹脂封止パッケージは、絶縁性を
有する樹脂が使用されて平盤形状に成形された樹脂封止
体の側面からアウタリード群が整列されて突出され、こ
れらアウタリードがガル・ウイング形状やJリード形状
等の表面実装可能な形状に屈曲されているパッケージで
ある。
る例としては、日経BP社1993年5月31日発行
「実践VLSIパッケージング技術(下)」P158、
がある。
ケージにおいては、樹脂封止体におけるチップの上の樹
脂厚さとチップの下の樹脂厚さとの比(以下、上下比と
いう。)が「1」に近づけば、樹脂封止体に反りは発生
しないが、「1」から離れると、樹脂封止体に反りが発
生することが知られている。表面実装形樹脂封止パッケ
ージにおいて、樹脂封止体の反りが発生すると、表面実
装に際して、プリント配線基板のランドからのアウタリ
ードの剥離が発生する。そこで、従来の一般的な表面実
装形樹脂封止パッケージにおいては、所謂タブ下げを行
って樹脂厚さの上下比が「1」に近づけられている。
ケージにおいては、チップの上の樹脂厚さとチップの下
の樹脂厚さとを等しくしただけでは樹脂封止体に反りが
発生する場合があるということが、本発明者によって明
らかにされた。
封止パッケージであっても樹脂封止体における反りの発
生を防止することができる半導体装置を提供することに
ある。
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。
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、次の通り
である。
チップに電気的に接続された複数本のインナリードが樹
脂封止体によって樹脂封止されている半導体装置におい
て、前記樹脂封止体の前記半導体チップの脇部分に前記
樹脂封止体の反りを防止する反り防止用リードが、前記
半導体チップと平行に配線されていることを特徴とす
る。
て収縮するため、樹脂厚さの上下比や樹脂封止体内部の
上下構造の相違等を起因として、樹脂封止体は反りを発
生する。反り防止用リードがチップの脇に配設されてい
ない場合には、樹脂封止体におけるチップの脇に体積の
大きい部分が形成されることにより、樹脂封止体のその
部分において上側が拡大し下側が縮む反りが発生してし
まう。しかし、前記した手段においては、反り防止用リ
ードがチップの脇の部分に配設されていることにより、
樹脂封止体におけるチップの脇の部分は体積が上下に分
割されるため、樹脂封止体のその部分において、上側が
拡大し下側が縮む反りの発生は防止される。
半導体装置を示しており、(a)は一部切断平面図、
(b)は(a)のb−b線に沿う一部省略側面断面図で
ある。図2以降はその製造方法および作用を説明するた
めの図である。
装置は、内部構造的にはLOCを、外部構造的には表面
実装形樹脂封止パッケージを備えているDRAMとして
図1(a)、(b)に示されているように構成されてい
る。半導体集積回路装置(IC)の一例であるDRAM
(以下、半導体装置という。)のLOCは、DRAM回
路が作り込まれた半導体チップ(以下、チップとい
う。)24の上に絶縁層としての絶縁テープ27を介し
てインナリード17が複数本貼着されており、各インナ
リード17がチップ24にワイヤ28によって電気的に
接続されている。表面実装形樹脂封止パッケージは、樹
脂封止形TSOP(Thin SmallOutlin
e Package。以下、TSOPという。)として
構成されている。
よびインナリード17群を樹脂封止する樹脂封止体40
が平面視が長方形の平盤形状に形成されており、各イン
ナリード17にそれぞれ連結されているアウタリード1
8が長辺側の一対の側面からそれぞれ突出されて、ガル
・ウイング形状に屈曲されている。樹脂封止体40にお
けるチップ24の短辺側の両脇部分には樹脂封止体40
の反りを防止するための反り防止用リード20が複数
本、チップ24と平行に敷設されており、樹脂封止体4
0のチップ24の脇部分は反り防止用リード20群によ
って厚さ方向に実質的に二等分されている。各反り防止
用リード20には中間部をクランク形状に屈曲されて下
がり部20aが形成されている。また、反り防止用リー
ド20群は樹脂封止体40の樹脂流通線に対して左右両
側に分配されているとともに、対向する反り防止用リー
ド20、20の先端間の隙間21が迷路を構成するよう
に敷設されている。
置の製造方法を説明する。この説明により、半導体装置
についての前記した構成の詳細が共に明らかにされる。
3(a)、(b)、(c)に示されている多連リードフ
レーム11が使用されており、多連リードフレーム11
は多連リードフレーム成形工程において製作される。図
3(a)は図2のa−a線に沿う側面断面図、図3
(b)は図2のb−b線に沿う正面断面図、図3(c)
は図2のc−c線に沿う正面断面図である。多連リード
フレーム11は鉄−ニッケル合金や燐青銅等の比較的大
きい機械的強度を有するばね材料からなる薄板が用いら
れて、打ち抜きプレス加工またはエッチング加工により
一体成形されている。多連リードフレーム11の表面に
は銀(Ag)等を用いためっき被膜(図示せず)が、後
述するワイヤボンディングが適正に実施されるように部
分的または全体的に施されている。多連リードフレーム
11は複数の単位リードフレーム12が横方向に一列に
並設されている。但し、便宜上、一単位のみが図示され
ている。
aが開設されている外枠13を一対備えており、両外枠
13、13は所定の間隔で平行になるように配されて一
連にそれぞれ延設されている。隣り合う単位リードフレ
ーム12、12間には一対のセクション枠14が両外枠
13、13間に互いに平行に配されて一体的に架設され
ており、これら外枠とセクション枠により形成された長
方形の枠体(フレーム)内に単位リードフレーム12が
構成されている。そして、単位リードフレーム12の中
央部にはチップを配置するためのチップ配置部15が、
後記するチップに対応する平面視が長方形に設定されて
いる。
6、16が、両セクション枠14、14の内側において
平行にそれぞれ架設されている。両ダム部材16、16
の内側端辺にはインナリード17が複数本ずつ、長手方
向に等間隔に配されてダム部材16と直交するようにそ
れぞれ一体的に突設されており、両インナリード17群
のそれぞれはチップ配置部15の長辺に平行に並べられ
て、内側端部がチップ配置部15の真上で揃えられてい
る。各インナリード17におけるチップ配置部15の真
上に配置された内側端部は、図3(a)、(b)、
(c)に示されているように、チップ配置部15の方向
(以下、下側とする。)にクランク形状に屈曲され、こ
の端部には所謂タブ下げ部に相当するチップ下げ部17
aがそれぞれ形成されている。
リード17と同数本のアウタリード18が、各インナリ
ード17と対向するように配されてインナリード17と
一直線状になるように一体的に突設されている。各アウ
タリード18の外側端部はセクション枠14にそれぞれ
連結されている。ダム部材16における隣り合うアウタ
リード18、18間の部分は、後述する樹脂封止体成形
時にレジンの流れをせき止めるダム16aを実質的に構
成している。
部には吊りリード19が複数本ずつ、それぞれ直角方向
(以下、前後方向とする。)に突設されており、各外枠
13側で対向する一対の吊りリード19、19の中間部
には反り防止用リード20が3本ずつ、互いに対向する
ように敷設されてそれぞれ直角方向(以下、左右方向と
する。)に突設されている。互いに対向する左右の反り
防止用リード20、20の先端間には適度な隙間21が
それぞれ形成されており、前後方向に並んだこれら3個
の隙間21、21、21は迷路を構成するように千鳥状
に配置されている。また、図3(a)、(b)、(c)
に示されているように、各反り防止用リード20の先端
部は下がり部20aが下側にクランク形状に屈曲されて
形成されており、下がり部20aの高さはチップ配置部
15におけるチップの高さと略等しくなるように設定さ
れている。
15の短辺の近傍に配置されることにより、外側インナ
リード部22をそれぞれ形成している。また、各吊りリ
ード19は前後方向の最も外側にそれぞれ位置するイン
ナリード17に連結部23によってそれぞれ連結されて
いる。したがって、各外側インナリード部22はそれら
インナリード17にそれぞれ電気的に接続される状態に
なっている。
には図4(a)、(b)、(c)に示されているチップ
24が、チップ・ボンディング工程において、図5およ
び図6(a)、(b)、(c)に示されているようにチ
ップ・ボンディングされ、続いて、ワイヤ・ボンディン
グ工程においてワイヤ・ボンディングされる。チップ・
ボンディング作業およびワイヤ・ボンディング作業は多
連リードフレームが横方向にピッチ送りされることによ
り、各単位リードフレーム毎に順次実施される。
るチップ24は、半導体装置の製造工程における所謂前
工程においてDRAM素子を含む集積回路が作り込まれ
た半導体集積回路構造物であり、図4(a)に示されて
いるように長方形の平盤形状に形成されている。図4
(b)、(c)に示されているようにチップ24のアク
ティブ・エリア側の主面(以下、上面という。)には保
護膜25が被着されており、保護膜25にはアクティブ
・エリアに電気的に接続されたボンディングパッド(以
下、パッドという。)26が多数個、図4の(a)に示
されているように長辺と平行の中心線に沿って各インナ
リード17とそれぞれ対向するように配列されて露出さ
れている。保護膜25の上面におけるパッド26群列の
両脇には絶縁層としての絶縁テープ27が複数枚、イン
ナリード17のチップ下げ部17aの群列と対応するよ
うに配されて被着されている。なお、絶縁テープ27は
インナリード17側に被着してもよい。
リードフレーム12のチップ配置部15に図5に示され
ているように配置されて、絶縁テープ27によってイン
ナリード17のチップ下げ部17aの下面に図6
(a)、(b)、(c)に示されているように接着され
る。チップ24はチップ下げ部17aの下面に接着され
るため、チップ24の上面はインナリード17すなわち
単位リードフレーム12の下面よりも下げられた状態に
なっている。また、各反り防止用リード20の下がり部
20aはチップ24の高さと略等しくなっている。
て、チップ24の各パッド26と各インナリード17お
よび外側インナリード部22との間にはボンディングワ
イヤ28が、超音波熱圧着式ワイヤボンディング装置等
のワイヤボンディング装置(図示せず)が使用されるこ
とにより、その両端部をそれぞれボンディングされて橋
絡される。これにより、チップ24に作り込まれている
集積回路はパッド26、ボンディングワイヤ28、イン
ナリード17およびアウタリード18を介して電気的に
外部に引き出されることになる。
よびワイヤ・ボンディングされた図5および図6に示さ
れている組立体29には樹脂封止体が、図7(a)、
(b)、(c)に示されているトランスファ成形装置3
0が使用されて単位リードフレーム12群について同時
に成形される。
るトランスファ成形装置30は、シリンダ装置等(図示
せず)によって互いに型締めされる一対の上型31と下
型32とを備えており、上型31と下型32との合わせ
面には上型キャビティー凹部33aと下型キャビティー
凹部33bとが、互いに協働して長方形平盤形状のキャ
ビティー33を形成するようにそれぞれ複数組宛没設さ
れている。すなわち、上型キャビティー凹部33aと下
型キャビティー凹部33bは平面から見て略長方形の底
の浅い穴形状に形成されている。本実施形態において、
キャビティー33の全高はTSOPに対応するために、
1mm以下に設定されている。
されており、ポット34にはシリンダ装置(図示せず)
により進退されるプランジャ35が成形材料としての樹
脂(以下、レジンという。)を送給し得るように挿入さ
れている。下型32の合わせ面にはカル36がポット3
4との対向位置に配されて没設されているとともに、複
数条のランナ37がカル36にそれぞれ接続するように
放射状に配されて没設されている。各ランナ37の他端
部は下側キャビティー凹部33bにおける一方の短辺に
それぞれ接続されており、その接続部にはゲート38が
レジンをキャビティー33内に注入し得るように形成さ
れている。
かる組立体29は各単位リードフレーム12におけるチ
ップ24が各キャビティー33内にそれぞれ収容される
ように配されてセットされる。
されているように型締めされ、ポット34からプランジ
ャ35によりレジン39がランナ37およびゲート38
を通じて各キャビティー33に送給されて圧入される。
ゲート38からキャビティー33に流入したレジン39
は、図7(a)に示されているように、ゲート38の付
近に位置する反り防止用リード20群の整流板作用によ
ってキャビティー33の上下に振り分けられるため、キ
ャビティー33の上部空間および下部空間に均等にそれ
ぞれ流通して行く。
0とが形成する3個の隙間21が直線上に整列している
と、反り防止用リード20群に至ったレジン39が直線
上に整列した3個の隙間21を一直線に通過してしまう
ため、反り防止用リード20群の整流板作用は効果的に
実施されない。しかし、本実施形態においては、3個の
隙間21が迷路を構成するように千鳥に配列されている
ため、図7(c)に示されているように、反り防止用リ
ード20群に至ったレジン39は一直線に通過すること
なく迷路を流通する状態になり、反り防止用リード20
群の整流板作用は効果的に実施される状態になる。
40が成形されると、上型31および下型32は型開き
されるとともに、エジェクタ・ピン(図示せず)により
樹脂封止体40群が離型される。このようにして、図8
および図9に示されているように、樹脂封止体40群が
成形された成形品41はトランスファ成形装置30から
脱装される。そして、このように樹脂成形された樹脂封
止体40の内部には、インナリード17、反り防止用リ
ード20、チップ24、絶縁テープ27およびボンディ
ングワイヤ28が樹脂封止された状態になる。本実施形
態において、反り防止用リード20は下がり部20aが
樹脂封止体40の内部にあってチップ24の上面と略一
致した状態になっている。図8は樹脂封止後の成形品4
1の一部省略一部切断平面図である。また、図9(a)
は図8のa−a線に沿う側面断面図である。図9(b)
は図8のb−b線に沿う正面断面図、図9(c)は図8
のc−c線に沿う正面断面図である。
に中心に向かって収縮するため、樹脂厚さの上下比や樹
脂封止体40内部の上下構造の相違等を起因として、樹
脂封止体40は反りを発生する。図10(a)に示され
ているように、反り防止用リードがチップ24の脇の部
分に配設されていない場合には、たとえ、チップ24が
上下の中央部に配置されていたとしても、樹脂封止体4
0におけるチップ24の脇の部分に体積の大きい部分が
形成されることにより、図10(a)に破線矢印に示さ
れているように大きな収縮力が発生するため、樹脂封止
体40のその部分において上側が拡大し下側が縮む反り
が想像線で示されているように発生してしまう。
用リード20群がチップ24の脇の部分に配設されてい
ることにより、樹脂封止体40におけるチップ24の脇
の部分は図10(b)に示されているように体積が上下
に分割されていることにより、図10(b)に破線矢印
で示されているように収縮力が分散されるため、樹脂封
止体40の当該部分において上側が拡大し下側が縮む反
りの発生は防止される。しかも、反り防止用リード20
は下がり部20aがチップ24の上面と略面一になるよ
うに形成されていることにより、樹脂封止体40におけ
るチップ24の脇の部分は上下に二等分された状態にな
っているため、樹脂封止体40のその部分において上側
が拡大し下側が縮む反りの発生はより一層確実に防止さ
れる。つまり、当該部分における樹脂の収縮による反り
は小さくなるため、反りの発生は完全に防止された状態
になる。
ド17にチップ下げ部17aが形成されていることによ
り、チップ24が樹脂封止体40の高さの中央部位に配
置されているため、樹脂封止体40のチップ24が位置
する中央部においても反りの発生が防止された状態にな
る。したがって、樹脂封止体40は全体にわたって反り
が無い平らな状態を維持することになる。
0を成形された半完成品としての成形品41は、リード
切断成形工程(図示せず)において各単位リードフレー
ム毎に外枠13およびダム16aを切り落とされるとと
もに、各アウタリード18をガル・ウイング形状に屈曲
形成される。これにより、図1に示されている半導体装
置42が製造されたことになる。
効果が得られる。 LOCの樹脂封止体の内部におけるチップの両脇の
部分に反り防止用リードを敷設することにより、樹脂封
止体に反りが発生するのを防止することができるため、
樹脂封止体の反りによる外観不良や耐湿性等の性能低下
の発生を未然に防止することができる。
り、TSOPがプリント配線基板される際のアウタリー
ドのランドからの剥離を防止することができる。
用リードはリードフレームに一体成形することができる
ため、製造コストの増加を回避することができる。
り、樹脂封止体成形工程以後の製品の搬送トラブルを低
減することができるため、搬送装置等の稼動率の低下を
防止することができ、ひいては半導体装置の生産性を高
めることができる。
形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形
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。
するに限らず、1もしくは2本または4本以上配線して
もよい。
ず、通常のSOPやSOJ(スモール・アウトライン・
Jリードパッケージ)、TSOJ、SOI(スモール・
アウトライン・Iリードパッケージ)、TSOI等の表
面実装形樹脂封止パッケージ、さらには、挿入形樹脂封
止パッケージに構成してもよい。
なされた発明をその背景となった利用分野であるDRA
Mに適用した場合について主に説明したが、それに限定
されるものではなく、その他のICやトランジスタ・ア
レー等の半導体装置全般に適用することができる。
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次
の通りである。
部分に反り防止用リードを敷設することにより、樹脂封
止体に反りが発生するのを防止することができる。
おり、(a)は一部切断平面図、(b)は(a)のb−
b線に沿う一部省略側面断面図である。
す一部省略平面図である。
(b)は図2のb−b線に沿う正面断面図、(c)は図
2のc−c線に沿う正面断面図である。
は(a)のb−b線に沿う正面断面図、(c)は(a)
のc−c線に沿う側面断面図である。
す一部省略平面図である。
(b)は図5のb−b線に沿う正面断面図、(c)は図
5のc−c線に沿う正面断面図である。
一部省略側面断面図、(b)は(a)のb−b線に沿う
断面図、(c)は(a)のc−c線に沿う部分平面断面
図である。
切断平面図である。
(b)は図8のb−b線に沿う正面断面図、(c)は図
8のc−c線に沿う正面断面図である。
図であり、(a)は比較例の場合を、(b)は実施形態
の場合をそれぞれ示している。
ム、13…外枠、14…セクション枠、15…チップ配
置部、16…ダム部材、16a…ダム、17…インナリ
ード、17a…チップ下げ部、18…アウタリード、1
9…吊りリード、20…反り防止用リード、20a…下
がり部、21…隙間、22…外側インナリード部、23
…連結部、24…チップ、25…保護膜、26…ボンデ
ィングパッド、27…絶縁テープ(絶縁層)、28…ボ
ンディングワイヤ、29…組立体、30…トランスファ
成形装置、31…上型、32…下型、33…キャビティ
ー、33a…上型キャビティー凹部、33b…下型キャ
ビティー凹部、34…ポット、35…プランジャ、36
…カル、37…ランナ、38…ゲート、39…レジン、
40…樹脂封止体、41…成形品、42…半導体装置。
Claims (10)
- 【請求項1】 半導体チップおよびこの半導体チップに
電気的に接続された複数本のインナリードが樹脂封止体
によって樹脂封止されている半導体装置において、 前記樹脂封止体の前記半導体チップの脇部分に前記樹脂
封止体の反りを防止する反り防止用リードが、前記半導
体チップと平行に敷設されていることを特徴とする半導
体装置。 - 【請求項2】 前記樹脂封止体の半導体チップの脇部分
が、前記反り防止用リードによって厚さ方向に実質的に
二等分されていることを特徴とする請求項1に記載の半
導体装置。 - 【請求項3】 前記反り防止用リードは中間部をクラン
ク形状に屈曲されて下がり部が形成されていることを特
徴とする請求項2に記載の半導体装置。 - 【請求項4】 前記反り防止用リードが複数本、前記樹
脂封止体の樹脂流通線に対して両側に分配されていると
ともに、対向する反り防止用リードの先端間の隙間が迷
路を構成するように敷設されていることを特徴とする請
求項1、2または3に記載の半導体装置。 - 【請求項5】 前記半導体チップの上に絶縁層を介して
前記インナリード群が固着されており、これらインナリ
ードが前記半導体チップにワイヤボンディングによって
電気的に接続されていることを特徴とする請求項1、
2、3または4に記載の半導体装置。 - 【請求項6】 前記各インナリードは中間部をクランク
形状に屈曲されてチップ下げ部が形成されていることを
特徴とする請求項5に記載の半導体装置。 - 【請求項7】 前記反り防止用リードは中間部をクラン
ク形状に屈曲されて下がり部が形成されていることを特
徴とする請求項6に記載の半導体装置。 - 【請求項8】 請求項1に記載の半導体装置に使用され
るリードフレームであって、 前記樹脂封止体の前記半導体チップの脇部分に対応する
位置には前記樹脂封止体の反りを防止する反り防止用リ
ードが、前記半導体チップと平行になるように敷設され
ていることを特徴とするリードフレーム。 - 【請求項9】 前記反り防止用リードは、中間部をクラ
ンク形状に屈曲されて下がり部が形成されていることを
特徴とする請求項8に記載のリードフレーム。 - 【請求項10】 前記反り防止用リードが複数本、前記
樹脂封止体の樹脂流通線に対して両側に分配されている
とともに、対向する反り防止用リードの先端間の隙間が
迷路を構成するように敷設されていることを特徴とする
請求項8または9に記載のリードフレーム。
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-
1997
- 1997-07-29 JP JP21809897A patent/JP3688440B2/ja not_active Expired - Fee Related
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