JPS63216365A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置に関するもので、特にダイパッドを
排除した特定の形状のリードフレームと、これに固定し
半導体ペレットを塔載するための特定の構造のダイパッ
ドテープを用いた半導体装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の半導体装置は第１図および第２図に示すようなダ
イパッドｌ、リード２およびサポートパー３から構成さ
れるリードフレームのダイパッドの上に第２図に示すよ
うにダイボンディング接着層５を介して半導体ペレット
４を載置し、該ペレット上に形成された電極７とリード
とを接続したボンディングワイヤー６と共に封止樹脂８
により一体化した構成を有する。

この場合、リードフレームを構成するダイパッドは、多
種多様をきわめる半導体ペレットの大きさ、形状に対応
すべくその寸法、形状を変更する必要があり、これに付
随してリードの寸法、形状にも変更を余儀なくされる。

このように多種多様の半導体ペレットに合わせてリード
フレームの設計変更をすることは、リードフレームの金
型を何種類も作製しなければならず金型の費用、ひいて
はリードフレームの費用が高価となって問題が多い。

又、グイバンドの背面は封止樹脂との接着封止性が悪い
ために、リードと封止樹脂との界面から侵入した外部か
らの水分が溜まり易く、半導体装置をサーキット板に面
実装する際のハンダ付は工程の加熱処理の際これがもと
で水蒸気爆発を生じ易く、さらに又、半導体ペレットと
ダイパッドとの間の熱膨張率の差が大きく、両者の熱膨
張率の差によって生ずる応力により半導体ペレットにク
ラックが生ずるなどの問題を有する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上記の実情に鑑みてなされたものであり、同一
リード数へ半導体装置のリードフレームの統一化をはか
り、各種の大きさ、形状を有する半導体ペレットに対応
すべく半導体装置を組立てる際の煩雑さを解消すると同
時に信頼性に優れた半導体装置を提供することを目的と
するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の概要はダイパッドの排除されたリードフレーム
および該リードフレームのリード先端を含んで覆う大き
さのダイパッドテープに半導体ペレットを塔載し、封止
してなる半導体装置であって、前記リードフレームを構
成するリードのうち、所望の本数のリードがダイパッド
空隙部に向かって突出し、リードの先端部が他のリード
に比べて広い面積にて構成され、かつ前記ダイパッドテ
ープが耐熱性支持体と該支持体をリードに固定するため
の接着層とからなる半導体装置を第１の発明とし、前記
したダイパッドテープに改良を加えダイパッドテープの
支持体に対しダイボンディング接着剤側に熱硬化樹脂等
の樹脂層を設けたものとした半導体装置を第２の発明と
し、ダイパッドテープの支持体に対しダイボンディング
接着剤側に表面処理層を設けたものとした半導体装置を
第３の発明とする。

次に本発明を図面により説明する。

本発明の半導体装置の一例は第３図（イ）、（ロ）に示
す断面図のとおりで、ダイパッドテープとしては第５図
（イ）のように支持体１０の下面に支持体をリードに固
定するための接着層１２を設けたものを用いた場合を第
３図（イ）に、又、第５図（ロ）のように支持体の上部
側に樹脂層１１−１を設けたもの、又は同図（ハ）のよ
うに支持体の上部側に表面処理層１１−２を設けた場合
は第３図（ロ）に示しである。（第３図（ロ）で１１は
前記１１−１および１１−２を綜合した表示である。） 第３図（イ）は第１の発明に関し、ダイパッドテープの
支持体ｌＯの下面の接着層１２はリードフレームのり一
ド２の上に接着され、その表面側ではダイボンディング
接着剤５により半導体ペレット４が固着され、電極７と
リード２とを接続したボンディングワイヤー６と共に封
止樹脂８により一体化した構成をなしている。なお本発
明の半導体装置は樹脂による封止に限定されるものでは
なく、例えばサーディツプタイプあるいはサーバツクタ
イプによる封止であってもよい。第３図（ロ）は第２の
発明および第３の発明に関し、第３図（イ）と同一部分
には同一符号を付しである。

ここでは既に述べたようにダイパッドテープが第３図（
イ）と異なるものを用い上部側に熱硬化性樹脂層を設け
る（第２の発明）が表面処理層を設ける（第３の発明）
ことにより前記第３図（イ）よりも一層ダイパッドテー
プの支持体と半導体ペレット４との接合力を高め、半導
体装置の組立構造を安定化することにより信頼性を高め
るものである。

なお本発明でいうダイパッドフィルムは第４図（イ）〜
（ニ）に示す如く、従来のダイパッドを排除した構成を
存するリードフレームに適用するもので、その空隙部９
の位置においてリード２の上に半導体ペレットの形状、
大きさに合わせて任意の寸法に作成されて接着載置され
るものである。

この場合ダイパッドテープの寸法はリードフレームのリ
ード１３およびリード２の先端すべてを覆う大きさにて
設定されてもよいし、又リード１３とリード２の一部を
覆う大きさに設定されてもよい。

次に本発明において用いられるダイパッドフィルムを構
成する材料について述べる。

支持体は例えば厚さ１０〜１５０μｍ、好ましくは２５
〜７５μｍのポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリフ
ェニレンサルファイド、ポリエーテル・エーテルケトン
等の耐熱性フィルムなどが本発明において使用される。

本発明を構成するダイボンディング接着剤５は、ダイパ
ッドテープを構成する支持体に十分接着力のあるものを
選択使用することが望ましく、この接着剤を適当に選択
することにより第１の発明すなわちダイパッドテープに
樹脂層もしくは表面処理層を設けることな（目的とする
半導体装置を得られるが、更にダイパッドテープの支持
体とダイボンディング接着剤との接着性を保証するには
ダイパッドテープ表面が改良されていなければならない
ことを見出した。即ち、この接着性向上を達成のために
ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等の
熱硬化性樹脂もしくは約３００℃以上の融点を有する熱
可塑性樹脂からなる樹脂層１１−１を設けたのが第２の
発明であり、通常１〜１０μｍとなるように塗布し、熱
硬化される。

樹脂の種類は前記のダイボンディング接着剤５と親和性
のあるものを選択することにより極めて容易にかつ強力
に接着し半導体ペレットの信頼性を高めることができる
。又、更に、この樹脂層１１−１に代えて砂目室てによ
るマット加工、化学酸化、ガス炎酸化、コロナ放電処理
、エンボス加工、マント艶消し加工等の表面処理１１−
２により、微細な凹凸、極性の付与、酸化皮膜の破壊脆
化等により接着性を向上することができる（第３の発明
）。これによれば厚みや重量を増大させることなく、強
固な接着を実現した半導体装置を提供し得るものである
。

リードフレームのリードの表面に半導体ペレットを載置
したダイパッドテープの下面の接着層には耐熱性エポキ
シ樹脂、ポリイミド樹脂等を５〜５０μｍ、好ましくは
２０〜３０μｍの塗布厚と争 なるように半硬化の状態で塗布して形成される。

このような層構成および材料よりなるダイパッドテープ
は通常例えば原反を幅３〜１０ｍｍ、長さ２００〜３０
０ｍのテープ状に加工され、リールに巻回されて供給す
ることができ、その場合半導体ベレットの寸法に合わせ
て裁断した上で所定のリードフレームに適用され接着さ
れる。このようにして得られたダイパッドテープ／リー
ドフレーム積層体は前記第３図に示した構成に組み込ま
れ、本発明の半導体装置を得ることができる。

本発明で用いられるリードフレームの形状は例えば第４
図（イ）、（ロ）、（ハ）および（ニ）に示すようにダ
イパッド空隙部９に向って延在する複数のリードのうち
ダイパッドテープを裏面から保持するのに必要な本数の
リード１３が他のリード２に比べて突出し、かつ突出し
たリードの先端１４が広い面積を有することを特徴とす
る。この際突出するリードはなるべく隣り合せにならな
いよう、例えば１本おきとか、２本おき等に配置するこ
とが半導体ペレットを塔載したダイパッドテープのバラ
ンスをとる上で好ましい。

このような特定の形状のリードフレームを使用すること
によりダイパッドテープを載せるための良好な平坦性が
得られ、かつテープのたるみを防止することができる。

〔実施例〕

実施例１゜ 厚さ５０μｍのポリイミド樹脂フィルム（「ユーピレッ
クスＳ」宇部興産社製）からなる支持体の片面に接着層
として超耐熱性ポリイミド樹脂（ｒ　（ＬＡＲＣ−ＴＰ
　ＩＪ三井東圧化学社製）のＮ。

Ｎ−ジメチルアセトアミド２０重量％溶液を半硬化（Ｂ
ステージ）になるように、かつ１５０℃３分間の加熱条
件で乾燥後の塗布厚が２５μｍとなるように塗布し、ダ
イパッドテープを作成した。

得られたダイパッドテープを所望の大きさに切断して第
４図（イ）に示す形状の、銅系の金属板例えばコパール
板を引抜き切断してなるリードフレームに接着層により
加熱接着した後、第３図（イ）に示すような半導体装置
を組立てた。

得られた半導体装置について、実装試験による信頼性を
見たところ、接着層の電流のリークは見られず、安定し
た接着性が確認された。又、ワイヤーボンダビリティ−
も良好で樹脂封止したときワイヤー流れもなく信頼性の
ある半導体装置を構成することができ、又８５℃、８５
％ＲＨの雰囲気にて２４時間放置後２６０℃のはんだ浴
に３秒間浸漬したのちＰＣＴにて２５０時間試験したが
全く異常がなかった。

実施例２゜ 厚さ５０μｍのポリイミド樹脂フィルム（「カプトン２
００ＶＪ東しジュポン社！！りからなる支持体の片面に
、接着層としてポリウレタン系樹脂（「チッソレックス
３７２」チッソ社製）のジメチルホルムアミド／メチル
エチルケトン＝２／１の４３％溶液７０重量部とフェノ
ール・ノボラック・エポキシ樹脂（ｒＥＰＰＮ−２０１
Ｊ　、日本化薬社製）のメチルエチルケト７２０％溶液
３０重量部との混合液を半硬化の状態になるよう１２０
℃５分間の加熱条件で乾燥後の塗布厚が４０μｍとなる
ように塗布し、ダイパッドテープを作成した。

得られたダイパッドテープを所望の大きさに切断後第４
図（ロ）に示すリードフレームに接着層により加熱接着
した後、第３図（イ）に示す半導体装置を組立てた。

得られた半導体装置について、実装試験による信頼性を
見たところ、接着層の電流のリークは見られず、安定し
た接着性が確認された。又、ワイヤーボンダビリティ−
も良好で信頼性のある半導体装置を構成することができ
た。又８５℃、８５％ＲＨの雰囲気にて２４時間放置後
２６０℃のはんだ浴に３秒間浸漬したのちＰＣＴにて２
５０時間試験したが全く異常がなかった。

実施例３ 実施例２における接着層としてポリアミドとエポキシ樹
脂との混合組成物（ｒＯＸ−０３５Ｊ東レハイソ一ル社
製）のトリクレン／メタノール＝１／２の３０重量％溶
液を使用した以外は実施例２と同様にして本発明の半導
体装置を作成した。

得られた半導体装置について実装試験による信頼性を見
たところ、接着層の電流リークは見られず、安定した接
着が確認された。又、ワイヤーボンダビリティ−も良好
で信頼性のある半導体装置を構成することができた。又
８５℃、８５％ＲＨの雰囲気にて２４時間放置後２６０
℃のはんだ浴に３秒間浸漬したのちＰＣＴにて２５０時
間試験したが、全く異常がなかった。

実施例４゜ 厚さ５０μｍポリイミド樹脂フィルム（「ユーピレソク
スＳ」宇部興産社製）からなる支持体の片面に下記配合
の熱硬化性樹脂層を設けた。

エポキシ樹脂（［エピコート１００ＩＪ油化シエルエポ
キシ社製） ８０％メチルエチルケトン溶液　１００重量部反応性ア
クリルニトリル共重合体 （ｒＮＩＰＯＬ　　１０７２Ｊ日本ゼオン社製）２０％
　メチルエチルケトン溶液　４０重量部硬化剤ＤＩＣＹ
／２−エヂル４−メ チルイミダゾール（５／１）　　　　１２重量部溶剤（
メチルエチルケトン）　　　　８０重量部この際塗布厚
は３μｍで、１５０℃３分間の乾燥の後２５０℃、５分
間の条件で完全硬化した。

次ぎに前記樹脂層の反対側の支持体面に接着剤として超
耐熱ポリイミド樹脂（ｒＬＡＲＣ−ＴＰ■」、三井東圧
化学社製）のＮ、Ｎ−ジメチルアセトアミド２０重世％
溶液を半硬化（Ｂステージ）になるよう、かつ１５０℃
、３分間の加熱条件で乾燥後の塗布厚が２５μｍとなる
ように塗布し本発明のグイバッドチーブを作成した。得
られたダイパッドテープを第４図（ロ）に示したリード
フレームに接着層により加熱接着した後、第３図（ロ）
に示す半導体装置を作成した。

得られた半導体装置について、実装試験による信頼性を
見たところ、接着層の電流のリークは見られず、安定し
た接着が確認された。又、ワイヤーボンダビリティ−も
良好で信頼性のある半導体装置を構成することができた
。

実施例５ 実施例４の支持体の片面に下記配合の熱硬化性樹脂層を
設けた。この際の塗布厚は５μｍで、１５０℃、２分間
の乾燥後、２５０℃、５分間の条件で完全に硬化した。

しかる後反対側面に実施例４に使用した接着層を設けて
本発明のダイパッドテープを作成した。

ポリエステル樹脂（「バイロン２００」東洋紡社製）２
０％　メチルエチルケ トン溶液　　　　　　　　　　　　１００重量部インシ
アネート（「コロネートＬ」 日本ポリウレタン社製）　　　　　　　　２重量部溶剤
　トルエン　　　　　　　　　　２０重量部得られたダ
イパッドテープを第４図（ロ）に示したリードフレーム
に接着層により加熱接着した後第３図（ロ）に示す半導
体装置を作成した。

得られた半導体装置について、実装試験による信頼性を
見たところ、接着層の電流のリークは見当らず、安定し
た接着が確認された。又、ワイヤボンダビリティ−も良
好で信頼性のある半導体装置を構成することができた。

実施例６゜ 実施例４の支持体に表面粗さＲａが０．２〜０゜３μｍ
、　Ｒｔｎａｘが１〜２μｍとなるようにマット処理を
施し、表面処理層を設けてダイパッドテープを作成し得
られたダイパッドテープを第４図（ロ）に示したリード
フレームに接着層により加熱接着した後、第３図（ロ）
に示す半導体装置を作成した。

得られた半導体装置について実装試験による信頼性を見
たところ、接着層の電流のリークは見られず、安定した
接着が確認された。又ワイヤーボンダビリティ−も良好
で信頼性のある半導体装置を構成することができた。

実施例７ 実施例１の支持体の表面にコロナ放電処理機（「ピラー
コロナトリーター１２」、東洋ピラー社製）を用いて電
圧３２０　Ｖｏｌｔ、速度５０ｍ／ｍｉｎの条件にてコ
ロナ放電加工を施し表面処理層を設けてダイパッドテー
プを作成した。

得られたダイパ・７トテープを第４図（ロ）に示したリ
ードフレームに接着層により加熱接着した後、第３図（
ロ）に示す半導体装置を作成した。

得られた半導体装置について、実装試験による信頼性を
見たところ、接着層の電流のリークは見当たらず、安定
した接着が確認された。又、ワイヤーボンダビリティ−
も良好で信頼性のある半導体装置を構成することができ
た。

〔発明の効果〕

本発明は上記の構成よりなるのでダイパッドテープを半
導体ペレットの形状、寸法に合わせて任意に裁断してリ
ードフレームの半導体ベレント塔載部に供給することが
でき、リードフレームの設計製作上効率化とコストダウ
ンに有効である。又、ダイパッドテープを構成する接着
層と封止樹脂との接着性が良好なので、水蒸気爆発の心
配もなく、かつ半導体ペレットとグイバッドテープ間の
熱膨張率の差が小さいので半導体ペレットのクラックの
発生もなく、さらに又、従来のリードフレームにあるよ
うなリードの先端とダイパッドとの間の隙間に相当する
ものがないので、モールド加工時にボンディングワイヤ
ーが流れたり、切れたりすることがない効果も期待でき
極めて信頼性の高い半導体装置を得ることができる。特
に第２、第３の発明では支持体の表面側に熱硬化性樹脂
等の樹脂層又は表面処理層を設けているので、ダイボン
ディング接着剤に特殊なものを用いなくても充分強固な
接着を達成することができるし、第３の発明では第２の
発明に比べ層厚が薄くて済むので半４体素子の軽量小型
化に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の技術によるリードフレームの斜視図、第
２図は従来の半導体装置の断面図、第３図は本発明の半
導体装置の断面図、第４図（イ）〜（ニ）は本発明を構
成するリードフレームの平面図、第５図（イ）、（ロ）
、（ハ）は本発明を構成するダイパッドテープの層構成
を示す断面図である。 ２・・・リード、４・・・半導体ペレット、５・・・ダ
イボンディング接着剤、６・・・ボンディングワイヤー
、７・・・電極、８・・・封止樹脂、９・・・空隙部、
ＩＯ・・・支持体、１１−１樹脂層、１１−２表面処理
層、１２・・・接着層

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ダイパッドが排除されたリードフレームおよび該リ
   ードフレームのリード先端を含んで覆う大きさを有する
   ダイパッドテープに塔載された半導体ペレットを封止し
   てなる半導体装置であって、前記リードフレームを構成
   するリードのうち所望の本数のリードがダイパッド空隙
   部に向かって突出し、又突出したリードの先端部が他の
   リードに比べて広い面積にて構成され、かつ前記ダイパ
   ッドテープが耐熱性支持体と該支持体をリードに固定す
   るための接着層とからなることを特徴とする半導体装置
   。 ２）ダイパッドが排除されたリードフレームおよび該リ
   ードフレームのリード先端を含んで覆う大きさを有する
   ダイパッドテープに塔載された半導体ペレットを封止し
   てなる半導体装置であって、前記リードフレームを構成
   するリードのうち所望の本数のリードがダイパッド空隙
   部に向って突出し、又突出したリードの先端部が他のリ
   ードに比べて広い面積にて構成され、かつ前記ダイパッ
   ドテープが耐熱性支持体と該支持体をリードに固定する
   ための接着層とダイボンディング接着剤側の樹脂層とか
   らなることを特徴とする半導体装置。 ３）ダイパッドが排除されたリードフレームおよび該リ
   ードフレームのリード先端を含んで覆う大きさを有する
   ダイパッドテープに塔載された半導体ペレットを封止し
   てなる半導体装置であって、前記リードフレームを構成
   するリードのうち所望の本数のリードがダイパッド空隙
   部に向って突出し、又突出したリードの先端部が他のリ
   ードに比べて広い面積にて構成され、かつ前記ダイパッ
   ドテープが耐熱性支持体と該支持体をリードに固定する
   ための接着層とダイボンディング接着剤側の表面処理層
   とからなることを特徴とする半導体装置。