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JP2836602B2 - モールド型半導体装置 - Google Patents

モールド型半導体装置

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JP2836602B2
JP2836602B2 JP8252732A JP25273296A JP2836602B2 JP 2836602 B2 JP2836602 B2 JP 2836602B2 JP 8252732 A JP8252732 A JP 8252732A JP 25273296 A JP25273296 A JP 25273296A JP 2836602 B2 JP2836602 B2 JP 2836602B2
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JP
Japan
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semiconductor device
semiconductor chip
lead frame
molded
lead
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和義 上村
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NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はモールド型半導体装
置に関し、特に高周波領域での安定動作を改善するモー
ルド型半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、このような回路動作の安定化を図
るためのモールド型半導体装置は、例えば特開平３−７
８２４８号公報および特開平６−２１３２０号公報など
で知られている。
【０００３】図８はかかる従来の一例を示すモールド型
半導体装置の平面図である。図８に示すように、このモ
ールド型半導体装置４０は、前者の文献に記載されてい
る例であり、リードフレーム４１上に半導体チップ４２
を搭載している。この場合、雑音を発生する回路の電源
用ボンディングパッド４５と、接地用ボンディングパッ
ド４６とは、それぞれ二股に分かれたリードフレーム部
４８および４９の片側端にボンディングワイヤ４７によ
り接続されている。また、上述の回路とは別の回路の電
源用ボンディングパッド４３と、接地用ボンディングパ
ッド４４とは、リードフレーム部４８および４９の他端
にボンディングワイヤ４７によりそれぞれ接続されてい
る。
【０００４】かかる半導体チップ４２内部の雑音を発生
する回路から発生された雑音は、ボンディングパッド４
５および４６からそれぞれ二股に分かれたリードフレー
ム部４８および４９の一方から他方を通り、ボンディン
グパッド４３および４４へ伝播されるが、これら二股リ
ードフレーム部４８，４９のインダクタンスによって、
伝わる雑音の大きさは低減される。
【０００５】上述した前者の例においては、リードフレ
ーム４１の隅と二股リードフレーム部４８の一端との間
にチップコンデンサ５０を搭載し、発生した雑音の他の
回路への影響をさらに低減している。
【０００６】図９は従来の他の例を示すモールド型半導
体装置の平面図である。図９に示すように、このモール
ド型半導体装置５０は、後者の文献に記載されている例
であり、半導体チップとリードフレームをリード・オン
・チップ（ＬＯＣ）構造に実装させている。このモール
ド型半導体装置５０の中央部には、出力バッファ配線領
域７２が形成され、その外側には電源供給用リードフレ
ーム（バスバー）６８，６９および入力回路用のリード
６６，６７が配置される。また、この出力バッファ配線
領域７２においては、中央には各種接続用のボンディン
グパッド５４〜５９およびボンディングパッド７０，７
１とが形成され、その外側には入力回路用の電源供給線
５２，５３と内部回路用の電源供給線６２，６３および
出力回路用の電源供給線６４，６５とが設けられてい
る。これらパッドと電源供給線とは、配線６０で接続し
たり、あるいはリードフレーム６８，６９およびリード
６６，６７との間に、ボンディングワイヤ６１で接続さ
れる。
【０００７】かかる半導体装置において、雑音の回り込
みを防止するために、入力回路用リード６６，６７は、
他のリードフレーム６８，６９とは分離された構造を採
用している。このリードの分離構造により、雑音信号が
リードフレーム６８，６９を通して直接リード６６，６
７に伝わるのを防止している。
【０００８】さらに、上述した２つの周知技術とは別
に、半導体チップを実装する支持基体を複数に分割する
技術も考えられている。しかし、この支持基体の分割技
術は、半導体チップと支持基体の熱膨張係数の違いによ
る実装時の歪を緩和するために、半導体チップを実装す
る支持基板に溝などを形成することにより、歪吸収を行
わせているにすぎない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述した前者のモール
ド型半導体装置は、その半導体装置の構造にマイクロ波
帯で動作する半導体チップを適用したとき、その半導体
チップ裏面の導体部を介して高周波雑音の回り込みが発
生し、回路の安定動作を損われるという不都合を生ず
る。
【００１０】その理由は、リードフレームの持つインダ
クタンスのために、半導体チップ裏面が高周波的には完
全に接地されていないためである。この傾向は扱う周波
数が高くなればなる程、大きくなる。
【００１１】また、後者のモールド型半導体装置は、Ｌ
ＯＣ構造を採用しており、半導体チップの裏面が接地電
位になっていないので、裏面を接地面として用いるマイ
クロストリップ線路を形成するタイプのマイクロ波集積
回路等への適用ができないという欠点がある。
【００１２】本発明の目的は、かかるマイクロ波帯以上
の周波数でも安定動作させられるとともに、汎用性を持
たせたモールド型半導体装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明のモールド型半導
体装置は、複数の独立した接地用端子を備えた半導体チ
ップと、前記半導体チップを搭載する搭載面および外部
回路への電気的接続を行うリードを備えたリードフレー
ムと、前記半導体チップおよび前記リードを接続するボ
ンディングワイヤとを有し、モールド樹脂により、前記
半導体チップ，前記リードフレーム，前記ボンディング
ワイヤを固定してなるモールド型半導体装置において、
前記半導体チップを搭載する前記搭載面を複数に分割し
て形成した複数のリードフレーム部と、前記複数のリー
ドフレーム部からそれぞれ外部回路へ電気的に導出する
複数の接地用リードとを具備して構成される。
【００１４】すなわち、本発明のモールド型半導体装置
は、リードフレームの半導体チップ搭載面が高周波雑音
を発生させる回路と他の回路とを分離するように複数に
分割され、しかも分割されたチップ搭載面からそれぞれ
外部回路へ導出される接地用リードを具備して構成され
る。
【００１５】また、本発明のモールド型半導体装置にお
ける半導体チップは、裏面に分割された複数の導体層を
形成し、前記複数の導体層はそれぞれ前記複数のリード
フレーム部に対応して形成することができる。
【００１６】さらに、本発明のモールド型半導体装置に
おける半導体チップは、表面に複数の接地用端子を形成
し、前記複数の接地用端子をバイアホールにより前記半
導体チップの裏面へ導通させて形成することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態ついて
図面を参照して説明する。
【００１８】図１（ａ），（ｂ）はそれぞれ本発明の第
１の実施の形態を説明するためのモールド型半導体装置
の平面図およびそのＡ−Ａ’線断面図である。図１
（ａ），（ｂ）に示すように、本実施の形態におけるモ
ールド型半導体装置は、２つに分割されたリードフレー
ム部２および３と、これらのリードフレーム部２，３上
に銀ペースト等の接着剤４を用いてマウントされる半導
体チップ１とを備え、リードフレーム部２からは外部回
路へ接続するための接地用リード５および６が導出さ
れ、またリードフレーム部３からは同様に接地用リード
７および８が導出される。
【００１９】一方、搭載される半導体チップ１は、その
表面に形成された接地用パッド９〜１２と、ボンディン
グパッド１７とを形成しており、接地用パッド９〜１２
はそれぞれ接地用リード５〜８に金などのボンディング
ワイヤ１３によって接続される。同様に、ボンディング
パッド１７は外部へ導出されるリード１６にボンディン
グワイヤ１３によって接続される。
【００２０】これら半導体チップ１と、リードフレーム
部２，３と、各種リード５〜８，１６と、ボンディング
ワイヤ１３とは、封止領域１４内に注入されるモールド
樹脂１５によって固定される。なお、このモールド樹脂
１５は外力から半導体チップ１を保護する働きも兼ねて
いる。
【００２１】図２は図１におけるリードフレームの平面
図である。図２に示すように、このリードフレーム１８
は、図１におけるリードフレーム部２，３と、接地用リ
ード５〜８と、リード１６とを切断する前の状態であ
る。このリードフレーム１８は、厚さ０．１５ｍｍ程度
の銅板をプレス加工又はエッチング加工を施した後、銀
メッキなどの処理を行って作成することができる。
【００２２】図３（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ図１のモー
ルド型半導体装置を製造する際の工程順に示す斜視図で
ある。まず、図３（ａ）に示すように、リードフレーム
１８の２分割されたフレーム部に銀ペースとなどの接着
剤４を塗布し、その上から半導体チップ１をマウントし
固定する。
【００２３】ついで、図３（ｂ）に示すように、金ワイ
ヤ等のボンディングワイヤ１３により、半導体チップ１
のパッドと各リード部とを配線する。
【００２４】さらに、図３（ｃ）に示すように、金型
（図示省略）を用い、半導体チップ１，リードフレーム
１８をエポキシ樹脂などのモールド樹脂１５で封止し固
定する。
【００２５】最後に、図３（ｄ）に示すように、不要な
リードフレーム部分を切断し、しかも残された各リード
５〜８および１６に対して成形することにより、モール
ド型半導体装置２０が完成される。
【００２６】図４は図１におけるモールド型半導体装置
を搭載したプリント基板の平面図である。図４に示すよ
うに、前述したモールド型半導体装置２０をプリント基
板２１に実装するときは、プリント基板２１に銅などの
導体層２２によってＶＤＤ端子，ＶＧＧ端子およびＰＩ
Ｎ端子，ＰＯＵＴ端子に接続される回路パターンや接地
用パターン２５，２６を形成しておき、その上に半田等
のロー材２４を用いて搭載する。また、接地用パターン
２５，２６はスルーホール２３を介して図示していない
裏面の接地面に接続される。
【００２７】図５は図４におけるプリント基板に搭載し
たモールド型半導体装置の等価回路図である。図５に示
すように、この半導体装置の等価回路は、半導体チップ
に含まれ且つ入力端子ＲＩＮ，出力端子ＰＯＵＴ間に接
続される内部整合回路２７Ａ〜２７Ｃと、２段の増幅器
を形成するＦＥＴＱ１，Ｑ２と、ボンディングワイヤ１
３によるインダクタンス部２８と、リードフレーム部
２，３に相当する接続部２９Ａ，２９Ｂと、接地用リー
ド５，６によるインダクタンス（Ｌ６）３０Ａおよび接
地用リード７，８によるインダクタンス（Ｌ７）３０Ｂ
と、その他の抵抗素子などとから構成され、プリント基
板（図４の２１）の接地パターン３１に接続される。ま
た、インダクタンス部２８は、複数のインダクタンスＬ
１〜Ｌ５からなり、Ｌ１は接地用パッド９と接地用リー
ド５を接続するボンディングワイヤ１３のインダクタン
ス、Ｌ２は接地用パッド１０と接地用リード６を接続す
るボンディングワイヤ１３のインダクタンス、Ｌ３は図
示省略した他のボンディングワイヤ１３によるインダク
タンスであり、同様にＬ４は接地用パッド１１と接地用
リード７を接続するボンディングワイヤ１３のインダク
タンス、Ｌ５は接地用パッド１２と接地用リード８を接
続するボンディングワイヤ１３のインダクタンスであ
る。
【００２８】かかるＦＥＴＱ１，Ｑ２で形成された２段
の増幅器は、ＦＥＴＱ１を中心とする前段回路部の接地
配線と、ＦＥＴＱ２を中心とする後段回路部の接地配線
とをリードフレーム部２，３により分割してモールド領
域の外部に導出しており、プリント配線に実装すること
により、接地パターンを介して接続される。
【００２９】この回路構成において、例えば後段回路部
（Ｑ２側）で発生した高周波雑音αは、ボンディングイ
ンダクタンスＬ４，Ｌ２およびリードインダクタンス
（Ｌ７）３０Ｂ，（Ｌ６）３０Ａを介して、前段回路部
（Ｑ１側）に伝達されるが、リードフレーム部２，３が
分離されており且つリード５，６およびリード７，８が
別個に設けられているため、雑音振幅は大きく減衰す
る。これは前段回路部（Ｑ１側）への雑音の影響も大き
く軽減することができることを意味している。すなわ
ち、半導体チップ搭載面のリードフレームが分割されて
いるため、後段回路部から前段回路部へ回り込む雑音信
号は、半導体チップ裏面の導体部を通過するので、大き
く低減させることができる。
【００３０】また、かかる構成のモールド型半導体装置
は、半導体チップの裏面に接地面を形成できるので、マ
イクロ波ストリップ線路を用いるマイクロ波集積回路等
への適用も可能になる。
【００３１】図６（ａ），（ｂ）はそれぞれ本発明の第
２の実施の形態を説明するためのモールド型半導体装置
の平面図およびそのＡ−Ａ’線断面図である。図６
（ａ），（ｂ）に示すように、本実施の形態におけるモ
ールド型半導体装置は、前述した図１（ａ），（ｂ）の
リードフレーム部２，３の分割構造および接地用リード
５〜８と同様の構造を有する。本実施の形態が前述した
実施の形態と比較して異なのは、半導体チップ１の裏面
に導体層３２，３３を形成するとともに、半導体チップ
１をリードフレーム部２，３にマウントする際、金錫等
のロー材３４を用いたことにある。この場合、半導体チ
ップ１の裏面にあらかじめ導体層３２，３３を形成して
いるが、これらの導体層３２，３３は分割したリードフ
レーム部２，３に合わせて分割形成される。
【００３２】図７は本発明の第３の実施の形態を説明す
るためのモールド型半導体装置の平面図である。図７に
示すように、本実施の形態におけるモールド型半導体装
置は、ボンディングワイヤ１３の一部をバイアホール３
５〜３８で置換したものである。すなわち、半導体チッ
プ１上に形成された接地用パッド９〜１２は、ボンディ
ングワイヤ１３により接地用リード５〜８に接続するの
ではなく、バイアホール３５〜３８により直接チップ裏
面へ接続するものである。その他は、前述した第１，第
２の実施の形態と同様である。
【００３３】本実施の形態によれば、ボンディングワイ
ヤ１３によるインダクタンスがバイアホール３５〜３８
によるインダクタンスに変わるため、すなわちインダク
タンスが小さくなるため、雑音阻止能力は前述した第
１，第２の実施の形態よりも劣るものの、ボンディング
数が減るため、製造上の各種の利点が生ずる。
【００３４】要するに、これらの実施の形態によれば、
半導体チップの裏面導体部は、雑音を発生する回路部
と、他の回路部とから分離されているため、この裏面導
体部を介する高周波雑音の伝達を大幅に軽減し、その高
周波雑音の回り込みによる回路動作の不安定さを改善す
ることができる。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のモールド
型半導体装置は、雑音を発生する回路を備えていても、
接地配線を介して周辺回路に及ぼす雑音の影響を低減で
きるという効果がある。
【００３６】その理由は、雑音を発生する回路の接地配
線とその他の回路の接地配線とを、リードフレームを分
割することにより装置内で分離することができ、雑音の
回り込みに際しては、ボンディングインダクタンスとリ
ードインダクタンスを利用して減衰させるからである。
【００３７】また、本発明のモールド型半導体装置は、
リードフレームの分割個所を半導体チップ搭載面に設け
ることにより、半導体チップ裏面から回り込む高周波雑
音信号を十分に低減させることができるので、マイクロ
波帯以上の高周波数帯を扱う半導体チップに対しても雑
音の低減を実現でき、汎用性を高められるという効果も
ある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を説明するためのモール
ド型半導体装置の平面およびそのＡ−Ａ’線断面を表わ
す図である。
【図２】図１におけるリードフレームの平面図である。
【図３】図１のモールド型半導体装置を製造する際の工
程順に示した斜視図である。
【図４】図１に示すモールド型半導体装置を搭載したプ
リント基板の平面図である。
【図５】図４におけるプリント基板に搭載したモールド
型半導体装置の等価回路図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態を説明するためのモ
ールド型半導体装置の平面およびそのＡ−Ａ’線断面を
表わす図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態を説明するためのモ
ールド型半導体装置の平面図である。
【図８】従来の一例を示すモールド型半導体装置の平面
図である。
【図９】従来の他の例を示すモールド型半導体装置の平
面図である。
【符号の説明】
１ 半導体チップ ２，３ リードフレーム部 ４ 接着剤 ５〜８ 接地用リード ９〜１２ 接地用パッド １３ ボンディングワイヤ １４ 封止領域 １５ モールド樹脂 １６ リード １８ リードフレーム ２０ モールド半導体装置 ２１ プリント基板 ２２ 導体層（導体パターン） ２３ スルーホール ２４，３４ ロー材 ２５，２６ 接地用パターン ３２，３３ 導体層 ３５〜３８ バイアホール

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の独立した接地用端子を備えた半導
    体チップと、前記半導体チップを搭載する搭載面および
    外部回路への電気的接続を行うリードを備えたリードフ
    レームと、前記半導体チップおよび前記リードを接続す
    るボンディングワイヤとを有し、モールド樹脂により、
    前記半導体チップ，前記リードフレーム，前記ボンディ
    ングワイヤを固定してなるモールド型半導体装置におい
    て、前記半導体チップを搭載する前記搭載面を複数に分
    割して形成した複数のリードフレーム部と、前記複数の
    リードフレーム部からそれぞれ外部回路へ電気的に導出
    する複数の接地用リードとを具備することを特徴とする
    モールド型半導体装置。
  2. 【請求項２】 前記半導体チップは、裏面に分割された
    複数の導体層を形成し、前記複数の導体層はそれぞれ前
    記複数のリードフレーム部に対応している請求項１記載
    のモールド型半導体装置。
  3. 【請求項３】 前記半導体チップは、表面に複数の接地
    用端子を形成し、前記複数の接地用端子をバイアホール
    により前記半導体チップの裏面へ導通させる請求項１記
    載のモールド型半導体装置。
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