JPS60210845A - 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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JPS60210845A
JPS60210845A JP59066622A JP6662284A JPS60210845A JP S60210845 A JPS60210845 A JP S60210845A JP 59066622 A JP59066622 A JP 59066622A JP 6662284 A JP6662284 A JP 6662284A JP S60210845 A JPS60210845 A JP S60210845A
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JP
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semiconductor device
resin
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connection
leads
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Yoshimasa Kudo
工藤　好正
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Original Assignee
Toshiba Corp
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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】 ［発明の技術分野］ この発明【よ樹脂封止型半導体装置に関し、特に半導体
素子上の電極と接続リードとを接続するボンディングワ
イヤにたわみや横流れ等が発生する恐れのない、改良さ
れた樹脂封止型半導体装置に関するものである。
［発明の技術的背景］ 樹脂封止型半導体装置は、他の封止型式の半導体装置に
くらべて低コストで多量生産できるうえ、その弱１点と
して考えられていた耐湿性に関しても改善されてぎてい
るため、今後も増加することが予想されＣいるが、最近
の半導体装置の高集積化及び高機能化による多ビン化に
伴って以下に述べるようなボンディングワイヤに基因す
る素子゛−特性の低下や不良発生が増加りる傾向にあり
、問題となっている。
［前傾技術の問題点］ 以下に第１図及び第２図を参照して、樹脂封止型半導体
装置におけるボンディングワイヤに基因する問題点につ
いて説明する。
第１図及び第２図において、１は半導体素子、２は該半
導体素子１が接着されたリードフレームのベッドすなわ
ち支持基板、３はリードフレームの接続リード、４は半
導体素子１上の電極と該接続リード３どを接続づるボン
ディングワイヤすなわち金属細線、５は半導体素子１を
接着している半田層である。
よく知られているように金属細線４はその直径が数十ミ
クロン以下と非常に細いためわずかな外力で変形しやす
く、従ってワイヤボンディング工程で第２図に点線で示
すように正常の状態にボンディングされていても、その
後の工程において半導体ウェファに対して振動が加わっ
たり、或いは半導体ウェファが他の物体等と接触したり
すると、金属細線４が第２図に実線で示すように下向き
にたわんで（すなわち、アンダーループを生じて）半導
体素子１や支持基板２に接触したり、或いは横方向にた
わんで（すなわち、ワイヤ流れを生じて）隣りの金属細
線に接触する等の事故を生ずる恐れがあるが、特に樹脂
封止型半導体装置では樹脂封止工程において半導体素子
の周囲に高圧で樹脂が注入されるため、この樹脂の圧力
により該金属細線４にアンダーループやワイヤ流れを生
ずる危険が大きかった。　金属細線４にアンダーループ
が生じて素子支持基板２と接触したり或いはワイヤ流れ
が生じて隣の金属細線や接続リードに接触したりすると
、このような状態の半導体装置は不良品となるので歩留
り低下をもたらし、また、金属Ｉｏ線が隣の金属細線と
たとえ接触しなくても接近した状態になれば、電気的漏
洩が生じたり、電気的特性が不安定になったりして半導
体装置の信頼性を低下させることになる。
前記のごとき危険性は金属細線の長さが長い程大きくな
るが、最近の半導体装置では素子の高集積化と高機能化
が進められているため以下のごとき理由により金属細線
の長さも従来の半導体装置よりも長くなる傾向にあり、
従って金属細線のたわみに基因する前記の危険性も増大
している。
すなわち、半導体素子の集積度が大きくなると該半導体
素子上の電極数も増大し、これに対応して接続リード数
も増大するが、接続リード数が増大すると接続リードの
端部を半導体素子の近くに配置することが寸法的に困難
になるため、やむを得ず半導体素子と接続リードの端部
との間の距離を大きくし、これに伴っで金属細線を長く
４るという設計方法をとらざるを得ないからである。
それ故、金属細線に生じたアンダーループによって金属
細線と半導体装置の支持基板とが接触しないようにする
ために、第３図に示すように支持基板２の位置を接続リ
ード３の位置よりも低（した、いわゆるディプレスベッ
ド型のリードフレームを用いて構成された半導体装置が
提案されている。
しかしながら、第３図の半導体装置では金属細線のアン
ダーループそのものを防止することはできず、またワイ
ヤ流れを防止することはできないため、断線やワイヤオ
ープンの危険性が大きいという欠点があった。
本発明者は第３図の半導体装置の前記欠点に注目し、金
属細線にアンダーループやワイヤ流れを生じる恐れがな
く、且つ断線やワイヤオープンの危険性がない第４図の
ごとぎ構造の半導体装置を発明し、これについて既に特
許出願を行った。
この先行発明の半導体装置における特徴は、半導体素子
１を支持するベッドすなわち支持基板２上にその周縁部
に沿って壁状のワイヤ架設台６を接着層７を介して接着
し、該ワイヤ架設台６上に樹脂等によってボンディング
ワイヤすなわち金属細線４の中間部を接着固定させたこ
とである。
この第４図に示した構造の半導体装置によれば、アンダ
ーループやワイヤ流れが生じる恐れは全くなく且つ断線
やワイヤオープンの危険性も第３図の装置に比して著し
く小さいが、第４図の半導体装置ではベッドすなわち支
持基板２の面積が大きくなる上、ワイＡ７架設台６があ
るため支持基板２の各部における放熱特性が不均一とな
り、その結果、熱防撃テストや温度サイクルテスト等を
実施した時に支持基板２の下面を覆う樹脂層に亀裂が生
じたり、或いは半導体素子１に亀裂を生じやすくなる等
の危険性があった。
［発明の目的］ この発明の目的は前記のごとき公知の半導体装置に存す
る欠点を有しない、改良された樹脂封止型半導体装置を
提供することｅあり、更に詳細には、ボンディングワイ
Ａ７のたわみや変形が発生する恐れが全くなく、また熱
衝撃テストや温度サイクルテストを施した時に半導体素
子やその周囲の樹脂層に亀裂等を生じる恐れもなく、且
つ高歩留りで製造することのできる信頼性の高い樹脂封
止型半導体装置を提供することである。
［発明の概要〕 この発明による半導体装置における構造上の特徴は、半
導体素子が搭載される支持基板と接続リードの１Ｍ部と
の間にボンディングワイヤの中間部分を支持するための
支持部材が設けられていることである。　該支持部材は
該支持基板と該接続リードとの双方に対して熱的悪影響
を与えぬように分離して設けられているため、本発明の
半導体装置においては第４図に示した従来装置における
問題点は解決され、また第１図及び第３図に示した従来
装置に存する欠点も存しない。　すなわち、本発明によ
れば、ボンディングワイヤのたわみに基因する各種の障
害を生じる恐れがなく、また熱衝撃テストや４度サイク
ルテストにおいて熱的損傷を生じる恐れのない、高信頼
性の樹脂封止型半導体装置が得られる。
［発明の実施例］ 以下に第５図乃至第１３図を参照して本発明の実施例に
ついて説明する。　なお、第５図乃至第１３図において
第１図乃至第４図と同一符号で表示された部分は従来装
置と同一部分を示す。
第５図及び第６図は本発明の第一実施例の半導体装置を
、その封止樹脂を除去して示した該略図である。　この
実施例の半導体装置においては、支持基板２の外側にそ
れを囲むように枠形の支持部材８が設けられ、該支持部
材８上には第６図に示すように絶縁性の接着剤（たとえ
ば、ビニル系。
シリコン系、エポキシ系の樹脂）の層９を介して半導体
素子１上の電極と各接続リード３とを結ぶボンディング
ワイＡ７すなわち金属細線４が支持されている。
該支持部材８はその上面が接続リード３の上面と同−ｉ
Ｑすになるように形成されており、該支持部材８は接続
リード３の間に設けられた一対の支持棒１０及び１１に
よって支持されている。
一方、半導体素子１が搭載されている支持基板２は支持
部材８及び接続リード３よりも低い位置に設各プられて
おり（いわゆるディプレス型となっており）、該支持部
材８の内周側に突設された斜め下向きの一対の連結部材
１２及び１３によって支持されている。　この実施例で
は支持基板２の下面と支持部材８の下面との間の高低差
ｄが０．３〜０．４＋＋ｕｇとなっている。
第５図及び第６図の実施例に示される半導体装置のワイ
ヤボンディング工程では、第６図に示すように支持部材
８の真上に設けられたポンチＰによって金属細線４の中
間部分を該支持部材８上の接着樹脂層９に接着する。
第５図及び第６図に示された実施例の半導体装置では半
導体素子１上の電極と各接続リード３とを結ぶ金属細線
４がその中間部分において支持部材８上に固着されでい
るので樹脂封止工程でモールド樹脂の圧力に遭遇しても
ワイヤ流れやアンダーループを生ずることはなく、従っ
て、信頼性の高い半導体装置を高い歩留りで得ることが
できる。
第７図は第５図及び第６図の実施例の一変形実施例であ
り、この実施例では、第６図のように金属細線４を支持
部材８上にポンチＰで圧着することなく、絶縁性の樹脂
１４（ビニル系、シリコン系、エポキシ系、ポリイミド
系等の樹脂）でエンキャップして該支持部材上に接着し
ている。
第８図乃至第１．０図に示す実施例は、半導体素子１を
搭載する支持基板２と接続リード３とが同一高さ位置に
形成される一方、支持部材８が該支持基板２と接続リー
ド３よりも高位置になるように形成された例である。　
この実施例では、支持基板２が斜め下向きの一対の連結
部材１２及び１３によって支持部材８に連結され、また
支持部材８は接続リード３間に設けられた一対の支持棒
１０及び１１によって支持されている。
第９図及び第１０図に示す実施例は、それぞれ第６図及
び第７図の実施例と同じように絶縁性の樹脂９．１４（
たとえば、ビニル、シリコン、エポキシ、ポリイミド等
の樹脂）で支持部材８上に接着したものである。　支持
部材８の下面と接続リード３の下面との高低差ｄは前記
実施例と同じ＜　０．３〜０．４ｍｍである。
これらの実施例でも前記実施例と同じように滲属ｍ線４
の中間部分が支持基板２及び接続り−１・４よりも高位
置にある支持部材８上に固定されているのでワイヤ流れ
やアンダーループを生ずる恐れは全くなく、信頼性の高
い半導体装置を高歩留りで生産することができる。
第１１図に示す実施例では半導体素子１の支持基板２と
接続リード３及び支持部材８とが同一水平面上に形成さ
れるとともに該支持部材８上には第１２図及び第１３図
に示すように互いに平行な導体パターン１６を表面に有
した絶縁体１５が接着されており、各導体パターン１６
には支持部材８と接続リード３間を結ぶ金属軸１４ｂと
支持部４４８と半導体素子１間を結ぶ金属細線４ａとが
ボンディングされている。　すなわち、この実施例では
半導体素子１上の電極と接続リード３とを結ぶ金属細線
は二つの部分４ａ及び４ｂから成っており、画部分４ａ
、４ｂは導体パターン１６を介して一対となっている。
絶縁体１５はたとえばセラミック、ガラス基材エポキシ
樹脂、フェノール樹脂等の材料で形成されており、導体
パターン１６は該絶縁体１５上に形成した銅箔や金属薄
膜を選択的にエツチングすることによって形成される。
　たとえば、銅箔をエツチングした後、金、銀等を蒸着
もしくはめつきする。
この実施例においても前記各実施例と同様に半導体素子
１上の電極と接続リード３とを結ぶ金属細線が支持部材
８上にて固定されているのでワイヤ流れやアンダールー
プを生ずる恐れがなく、高い信頼性の半導体装置を得る
ことができる。　この実施例における特徴は支持部材８
上に金属細線４ａ、４ｂを固定する際に接着剤等を使用
せずにワイヤボンディングのみで金属細線の固定を行う
ことができるため、前記他の実施例にくらべて作業速度
が高く、且つ不良品発生の率が低くなることである。
［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、アンダーループＡ５ワ
イヤ流れの発生を完全に防止することができる高歩留り
且つ高信頼性の樹脂封止型半導体装置が提供される。
以下に本発明による効果を列挙すれば次の通りである。
（ｉ）　半導体素子上の電極と接続リードと蓄結ぶ金属
細線がその中間部分において支持部材８上に固着されて
いるため、該金属細線の可動部分の長さが従来の半導体
装置にくらべて著しく短かい適正長となり、その結果、
ワイヤ流れやアンダーループの発生がほぼ完全に防止で
き、その結果、高信頼性の半導体装置を高い歩留りで製
造することができる。
（ｉｉ）　該金属ｔＩＩＪ線の中間部分を固着するため
の支持部材８が半導体素子の支持基板２とは分離して設
けられているため、支持基板２を半導体素子１よりも著
しく大きくする必要がなく、その結果、支持基板２の各
部における放熱特性を著しく不均一にさせる恐れがない
ため、熱１１ｉ撃テストや温度サイクルテストを施した
時にも半導体素子に亀裂が生じたり或いは該支持基板２
の裏面を覆う樹脂層に亀裂が生じたりする事故が生じな
い。
なお、前記実施例では、支持部材８が支持基板２を囲む
枠体状に形成されているが、該支持部材８を枠体状に形
成しなくてもよいことは当然である。　また、支持部材
８をリードフレームの金属枠体で構成しているが、該支
持部材８を絶縁月料で構成してもよいことは当然である
。　更に該絶縁体１５の代りに絶縁物を支持部材８上に
塗布させてもよい。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来の樹脂封止型半導体装置の封止樹脂を除去
して示した要部斜視図、第２図は第１図の半導体装置に
おける要部断面図、第３図は他の従来形式の半導体装置
の要部断面図、第４図は第２図及び第３図の半導体装置
における欠点を解決するために提案された他の従来形式
の半導体装置の要部断面図、第５図は本発明の第〜実施
例の半導体装置の封止樹脂を除去して示した要部斜視図
、第６図は第５図の要部断面図、第７図は第５図及び第
６図の実施例の一変形実施例の断面図、第８図は本発明
の他の実施例の要部断面図、第９図は第８図の半導体装
置の要部断面図、第１０図は第９図の変形実施例を示す
図、第１１図は本発明の他の実施例の要部断面図、第１
２図は第１１図の半導体装置の一部分の拡大平面図、第
１３図は第１２図のｘｍ−ｘｍ矢視断面図である。 １・・・半導体素子、　２・・・支持基板、　３・・・
接続リード、　４・・・金属細線、５．７・・・半田層
、　６・・・ワイヤ架設台、　８・・・支持部材、　９
・・・接着樹脂、　１０．１１・・・支持棒、　１２，
１３・・・連結部材、　１４・・・樹脂、　１５・・・
絶縁体、　１６・・・導体パターン。 第８［￥１ ２ ′１Ａ１０　図 ′１ｉ１１図 第１２図 軍１３　図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １　半導体素子、リードフレームから分離されるととも
    に該半導体素子が取付けられた支持基板、該半導体素子
    上の電極と該リードフレームから分離された接続リード
    ζを接続した金属細線、及び該接続リードの７一部を樹
    脂封止して成る樹脂封止型半導体装置において、該支持
    基板と該接続リードどの間に該支持基板と一部連結した
    環状の支持部材を設けるとともに、該支持部材上に絶縁
    物を介して該金属ｌｌＩ線の中間部分を固定したことを
    特徴とする樹脂封止型半導体装置。 ２　該支持部材の上面が、該支持基板及び該接続リード
    のそれぞれの上面よりも高位置にある特許請求の範囲第
    １項記載の樹脂封止型半導体装置。 ３　該支持部材の上面と該接続リードの上面とが同一高
    さ位置にあり、該支持基板の上面は該支持部材上面及び
    該接続リード上面よりも下方位置にある特許請求の範囲
    第１項記載の樹脂封止型半導体装置。 ４　該絶縁物が、その上面に互いに絶縁分離された導体
    パターンを有しており、該金属細線の各々が該導体パタ
    ーンの各々に接合されている特許請求の範囲第１項記載
    の樹脂封止型半導体装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS646041U (ja) * 1987-06-30 1989-01-13
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JP2014033093A (ja) * 2012-08-03 2014-02-20 Mitsubishi Electric Corp 電力半導体装置

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