JPS5834934A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は半導体装置に関し、更に詳細には設計変更が
容易で種々の性能のものが得られる半導体装置に関する
ものである。

現在、半導体装置のパッケージ方式の主流となっている
のは、低コストで、自動化多量生産の可能な樹脂モール
ド型ＤＩＰタイプパッケージ方式であるが、このパッケ
ージ方式及び該パッケージ方式で生産される半導体装置
には次のような問題点があった。以下に第１図乃至第７
図を参照して従来の樹脂モールド型ＤＩＰタイプパッケ
ージ方式による半導体装置の製造方法及びそれに関する
問題点について説明する。

従来、樹脂モールド型ＤＩＰタイプパッケージの半導体
装置は、次のような素材及び加工方法によって製造され
ていた。まず、第１図に示す如きリードフレーム１をプ
レス加工等で金属製薄板から製作する。このリードフレ
ーム１は半導体チップを固定するためのベッド部分２を
具備するとともに該ベッド部分２の周囲に配置されたリ
ード部分６を有している。またベッド部分２はベッド支
持棒４によってリードフレーム１の外縁から支持されて
いる。

半導体装置の封止工程に於ては、ベッド部分２上にトラ
ンジスタ等の能動素子の半導体チップ５をマウントした
後、リード部分６と半導体チップ５とをボンディングワ
イヤ６で接続しく第２図及び第３図参照）、更に第３図
の二点鎖線で囲んだ部分７を第５図に示すように上下の
金型８，９のキャビティに入れて樹脂モールドを行う。

このようにして樹脂モールド部１０が形成された後、リ
ードフレーム１からベッド支持棒４を切断するとともに
リード部分３をリードフレーム１から切離して第６図に
示す如き樹脂モールド型ＤＩＰタイプパッケージの半導
体装置が得られる。なお、半導体チップ５が発熱量の大
なるものである場合には、第４図に示すようにワイヤボ
ンディング工程前に半導体チップ５のベッド部を兼ねた
ヒートシンク１１をビン１２等を介してリード又はベッ
ド支持棒４にかしめ固定しておく。

前記の如き公知の半導体装置及びその製造工程に於ては
下記の如き問題点があった。（ｉ）従来のリードフレー
ムに於ては、ベッド部分２がベッド支持棒４を介してリ
ードフレーム１と一体に固定されているので、樹脂モー
ルド時にはベッド部分２とベッド支持棒４との熱膨張差
によって両部会の連結部分に熱応力が生じ、そのため、
ベッド部分が熱歪みにより傾いてボンディングワイヤ６
が外れるなどの問題が生じやすかった。特に、ヒートシ
ンク１１を要する比較的大出力の半導体チップをパッケ
ージする場合には、ヒートシンク１１に対して第４図に
示すようにベッド支持棒４をピン１２でかしめて固定す
るようにしていたので、樹脂モールド時にヒートシンク
１１とベッド支持棒４との連結部に生じる熱歪みにより
第７図に示すようにベッド支持棒４やリード部分３に対
してヒートシンク１１及び半導体チップ５が傾き、その
結果、ボンディングワイヤ６が外れてワイヤオーブン１
６を起したり、或いはボンディングワイヤ６の中間部が
折り曲げられてヒートシンク１１に接触するワイヤタッ
チ１４を起す、等の事故を生じやすかった。

このため、これらの事故が半導体装置の実装工程におけ
る歩留り向上を阻害する要因となっていた。

（Ｌｌ）従来のリードフレームではベッド部分２とリー
ド部分３とが同一の素材ブランクから一体に打抜き成形
されているので唯１品種の半導体装置のみを多量生産す
るには適しているが、多品種少量生産には適していない
。半導体装置の用途は急速に拡大しているので同一パタ
ーンのリードフレームから種々の性能の半導体装置の製
造を、素材部品の設計変更をすることなく行いうること
か望ましい。

（ｉｉｉ）ベッド部分２にマウントする半導体チップの
集積度が増大するにつれてリードフレームの多ビン化が
必要となってきているが、従来のリードフレームでは現
在以上の多ピン化が不可能になっている。従来のリード
フレームにおいてもベッド支持棒の代りにリード部分を
設ければ、現在以上の多ピン化が可能となる。

従って、この発明は前記（ｉ）〜（ｉｊｉ）の如き問題
点を解決して、（ａ）半導体装置のパッケージ工程にお
ける歩留りが向上し、（ｂ）同一パターンのリードフレ
ームから種々の性能の半導体装置が得られ、（Ｃ）ビン
数を従来のＤＩＰタイプパッケージよりも多くすること
のできる、半導体装置を提供することを目的とする。

次に第８図乃至第１４図を参照して、この発明の実施例
について説明するが、以下の図に於て第１図乃至第７図
と同一部分については同一符号で表示する。

この発明の半導体装置に於ては、前記（ｉ）〜（ｉｉｉ
）の問題点を考慮して第８図に示す如きベッドレスリー
ドフレーム１５を使用するとともに該ベッドレスリード
フレーム１５の下面に接着した絶縁性フィルム１６．１
７　（第９図及び第１０図）に、半導体チツブ５を直接
にもしく°は間接に接着して、該１７−ドフレーム１５
と半導体チップ５とを該絶縁性フィルム１６．１７を介
して連結したことを特徴とする。

このベッドレスリードフレーム１５には半導体チップを
支持するためのベッド部分がなく、また、ベッド支持棒
もない。従来のリードフレームに於てベッド支持棒が設
けられていた場所にはリード部分１８が設けられており
、またベッド部分が設けられていた場所はスルーホール
１９として打抜かれている。

この発明の第一実施例では、スルーホール１９の周囲の
リード部分る。１８の下面に第９図に示す如き孔なしの
絶縁性フィルム１６を接着して該スルーホール１９を第
１１図に示すように該ベッドレスリードフレーム１５の
下側から、ふさぎ更に該スルーホール１９内の絶縁性フ
ィルム１６上に半導体チップ５を接着した後、ワイヤポ
ンディング及び樹脂モールド工程を経て最終的に第１２
図に示す如き半導体装置２０を得ることを特徴としてい
る。この実施例の半導体チップでは、樹脂モールド前に
リード部３と半導体チップ５とが金属材を介して剛性的
に連結されていないため、ワイヤボンディング後の樹脂
モールド時に於ても両者に熱歪みが発生する恐れがなく
、従ってワイヤオープンやワイヤタッチなどの事故を生
じることがない。また、リードフレームにベッド部分が
設けられていないため、任意の半導体チップを選ぶこと
によって種々の性能の半導体装置を同一のリードフレー
ムを用いて製作するととができる。更に、従来のリード
フレームのベッド支持棒に相当する場所にもリード部分
が設けられているため、従来の樹脂モールド型ＤＩＰタ
イプパッケージよりもビン数を増加させることができ、
従って半導体チップの高集積化に対応した半導体装置を
提供できる。

第１３図に示す第二実施例の半導体装置２１は第一実施
例の半導体装置よりも高出力のものであり、従って半導
体チップ５の下面にはベッド部を兼ねるヒートシンク１
１が固定されている。この半導体装置２１もまた、第一
実施例の装置と同一のベッドレスリードフレーム１５を
用いてたとえば、以下の如き工程で製作される。即ち、
ベッドレスリードフレーム１５のリード部分６，１８の
下面に第１０図の如き中心孔ｔ７ａ付きの絶縁性フィル
ム１７を接着する一方、予め半導体チップ５をマウント
しておいたヒートシンク１１を第１４図のように絶縁性
フィルム１７の下面に接着することにより最終的にヒー
トシンク１１とリード部分３とを絶縁性フィルム１７を
介して結合した構造の半導体装置２１が得られる。

この実施例の半導体装置も第一実施例の半導体装置と同
じ利点を有している。即ち、樹脂モールド前にリード部
分６及び１８とヒートシンク１１（即ちベッド部分）と
が剛性的に結合されていないのでワイヤボンディング後
の樹脂モールド工程に於てもリード部分とヒートシンク
とに熱歪みが発生することがなく、従ってワイヤオープ
ンやワイヤタッチなどの事故を生じることがない。また
、ぺ。

ド部を兼ねるヒートシンク１１とリードフレーム１５と
を別々の素材で製作することができるため、両者の組合
せによって種々の性能及び用途の半導体装置を容易に設
計及び製造することができ、開発経費を非常に少くする
ことができる。例えば、リード部のインピーダンスによ
って特性が左右され或は大出力で発熱の大きな半導体チ
ップ（例えばパワートランジスタ）を用いて本発明の半
導体装置を構成する場合、リードフレーム材料として鉄
を用い、またベッド部を兼ねるヒートシンクとして銅を
用いるようにすれば、全体の材料コストが安くなり、ま
た合理的な設計となる。

更に、本発明の、半導体装置に於ては、従来のリードフ
レームに於てベッド支持棒が設けられていた部分に附加
的なリード部分を設けるようにしたので、ピン数が増加
し、従って半導体チップの高集積化に対応したパッケー
ジとすることができる。

以上に説明したように、この発明によれば、製造工程に
於てワイヤオープンやワイヤタッチなどの事故を生ずる
恐れがなく、従って製造歩留りの高い半導体装置が提供
できると同時に、種々の性能及び用途の半導体装置を安
価な開発経費で開発及び製造することができ、また半導
体チップの高集積化に対応した多ピン化パ、ケージを提
供することができる。

なお、本発明装置に使用する絶縁性フィルムは例えばポ
リイミドフィルムであり、その厚みは１００μ〜２００
μ程度が好ましく、また、該絶縁性フィルムの面に塗着
する接着剤は熱圧着法が用いられる場合、３５０′Ｃ程
度の温度に充分耐え、且つ、熱圧着時に煙を発生しない
性質のものが好ましい。

また、前記実施例では、本発明の半導体装置のパッケー
ジ方式を樹脂モールド型ＤＩＰタイプとして説明したが
、これ以外のパッケージ方式による半導体装置にも本発
明が適用できることは明らかでおる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の樹脂モールド型ＤＩＰタイプ半導体装置
のリードフレームの平面図、第２図は第１図の■−■矢
視断面図、第６図は第１図のリードフレームを用いた半
導体装置の樹脂モールド前の平面図、第４図は第１図の
リードフレームを用いた高出力用の半導体装置のヒート
シンク取付状態を示した図で第６図のＩＶ　？　ＩＶ線
に沿った矢視断面図、第５図は従来のＤＩＰタイプ半導
体装置の樹脂モールド工程の概略図、第６図は従来のＩ
Ｊ−ドフレームを用いたＤＩＰタイプ半導体装置の平面
図、第７図は従来のＤＩＰタイプ半導体装置の製造工程
に鋺て生じていた断線事故等の説明図、第８図はこの発
明の半導体装置に使用する新規なリードフレームの平面
図、第９図及び第１０図はこの発明の半導体装置に用い
る絶縁性フィルムの平面図、第１１図はこの発明の第一
実施例の半導体装置の主要部縦断面図、第１２図は第一
実施例の半導体装置の樹脂モールド後の縦断面図、第１
６図はこの発明の第二実施例の同じく縦断面図、第１４
図は第二実施例の半導体装置の製造過程の一例を示す図
である。 １・・・リードフレーム、２・・・ベラ）”ｍ分、３．
１８・・・リード部分、４・・・ベッド支持棒、５・・
・半導体チップ、６・・・ポンディングワイヤ、８，９
・・・金型、１０・・・樹脂モールド部、１１・・・ヒ
ートシンク、１５・・・ベッドレスリー、ドフレーム、
１６，１７・・・絶縁性フィルム、１７ａ−・・中心孔
、２０．２１・・・半導体装置。 第１図 第２図 第３図 第５図 １１ 第６図 第７図 １ 第８図 第９図　　　　　　　　第１０図 鬼 第１１図 ６ 第１２図 ＋６　　　　　　３ 第１３図 第１４図 手続補正書 昭和５７年２月２４日 特許庁長官　島　１）春　樹　殿 １、事件の表示 昭和５６年特許願第１３２８１５号 ２、発明の名称 半導体装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所　神奈川県用崎市幸区堀用町７２番地名称　　（３
０７）東京芝浦電気株式会社代表者　佐　波　正　− ４、代理人 ８、補正の内容 （１）願書の用紙の右上の余白部分に「（特許法第３８
条ただし書の規定による特許出願）」を加入する。 （２）２から６までを１項ずつ繰り下げる。 （３）２項として「２、特許請求の範囲に記載された発
明の数　２」を加入する０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　半導体チップの設置場所であるベッド部分がスルー
   ホールと成っているベッドレスリードフレームを、絶縁
   性フィルム上に接着し、前記スルーホール内に露出した
   前記絶縁性フィルム上に、半導体チップを接着して、前
   記半導体チップと前記ベッドレスリードフレームとを、
   前記絶縁性フィルムを介して一体化したことを特徴とす
   る半導体装置。 ２　半導体チップの設置場所であるベッド部分がスルー
   ホールと成っているベッドレスリードフレームを、中心
   孔付きの絶縁性フィルム上に接着するとともに、前記ベ
   ッドレスリードフレームとは別体に製作したヒートシン
   クを、前記絶縁性フィルムの下面に接着し、前記ヒート
   シンク上に固定した半導体チップを、前記絶縁性フィル
   ムの前記中心孔を通って前記ベッドレスリードフレーム
   のスルーホール部分に突出させ、前記ベッドレスリード
   フレームと前記ヒートシンクとを、前記絶縁性フィルム
   を介して一体化させたことを特徴とする半導体装置。