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JP3461720B2 - 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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JP3461720B2
JP3461720B2 JP10919798A JP10919798A JP3461720B2 JP 3461720 B2 JP3461720 B2 JP 3461720B2 JP 10919798 A JP10919798 A JP 10919798A JP 10919798 A JP10919798 A JP 10919798A JP 3461720 B2 JP3461720 B2 JP 3461720B2
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JP
Japan
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resin
lead
semiconductor device
signal connecting
sealing
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Panasonic Holdings Corp
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Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
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    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
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    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item

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  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップ及び
信号接続用リードを封止樹脂により封止した樹脂封止型
半導体装置に係り、特に薄型化したものに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電子機器の小型化に対応するため
に、電子機器に搭載される半導体部品を高密度に実装す
ることが要求され、それにともなって、半導体部品の小
型、薄型化が進んでいる。
【0003】以下、従来の樹脂封止型半導体装置につい
て説明する。
【0004】図20は、従来の樹脂封止型半導体装置の
断面図である。図20に示すように、従来の樹脂封止型
半導体装置は、裏面側に外部電極を有するタイプの樹脂
封止型半導体装置である。
【0005】従来の樹脂封止型半導体装置は、インナー
リード101と、ダイパッド102と、そのダイパッド
102を支持する吊りリード(図示せず)とからなるリ
ードフレームとを備えている。そして、ダイパッド10
2上に半導体チップ104が接着剤により接合されてお
り、半導体チップ104の電極パッド(図示せず)とイ
ンナーリード101とは、金属細線105により電気的
に接続されている。そして、ダイパッド102,半導体
チップ104,インナーリード101の一部,吊りリー
ド及び金属細線105は封止樹脂106により封止され
ている。この構造では、インナーリード101の裏面側
には封止樹脂106は存在せず、インナーリード101
の裏面側は露出されており、この露出面を含むインナー
リード101の下部が外部電極107となっている。な
お、封止樹脂106との密着性を確保するために、イン
ナーリード101やダイパッド102の側面を表裏の面
に対して直交するのではなく、上方に向かって拡大する
テーパ状にしている。
【0006】このような樹脂封止型半導体装置において
は、封止樹脂106の裏面とダイパッド102の裏面と
は共通の面上にある。すなわち、リードフレームの裏面
側は実質的に封止されていないので、薄型の樹脂封止型
半導体装置が実現する。
【0007】図20に示す構造を有する樹脂封止型半導
体装置の製造工程においては、まず、インナーリード1
01、ダイパッド102を有するリードフレームを用意
し、機械的又は化学的加工を行なって、リードフレーム
の側面をテーパ状にする。次に、用意したリードフレー
ムのダイパッド102の上に半導体チップ104を接着
剤により接合した後、半導体チップ104とインナーリ
ード101とを金属細線105により電気的に接続す
る。金属細線105には、アルミニウム細線、金(A
u)線などが適宜用いられる。次に、ダイパッド10
2,半導体チップ104,インナーリード101,吊り
リード及び金属細線105を封止樹脂106により封止
する。この場合、半導体チップ104が接合されたリー
ドフレームが封止金型内に収納されて、トランスファー
モールドされるが、特にリードフレームの裏面が封止金
型の上金型又は下金型に接触した状態で、樹脂封止が行
なわれる。最後に、樹脂封止後に封止樹脂106から外
方に突出しているアウターリードを切断して、樹脂封止
型半導体装置が完成する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の樹脂封止型半導体装置においては、ある程度の薄型
化は実現するものの、その薄型化には限界があった。加
えて、以下のような問題があった。
【0009】ダイパッドの上面及び側面には封止樹脂が
存在するものの、ダイパッドの裏面側には、封止樹脂が
存在しない。そのために、ダイパッド及び半導体チップ
に対する封止樹脂の保持力が低下して、信頼性が悪化す
るという問題があった。また、実質的にリードフレーム
の上面のみを樹脂封止している構造上、熱膨張率の差な
どによって封止樹脂の応力および実装後の応力により半
導体チップが悪影響を受けたり、封止樹脂にパッケージ
クラックが発生するという問題もあった。一方、ダイパ
ッドをアップセットした構造もあるが、樹脂が両側に入
り込むのでその分厚みがさらに増すという問題があっ
た。
【0010】さらに、インナーリードと半導体チップと
を金属細線により接続し、樹脂封止を行なう際に、封止
樹脂からの応力により、金属細線で接続されたインナー
リードに応力による負荷が加わり、接続部分が破壊され
て接続不良が発生したり、プリント基板等のマザーボー
ドへの実装後も種々の応力が加わると接続不良などの不
良が発生するという問題があった。
【0011】本発明は上記問題に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、極めて薄型化されながら高い信頼性
を発揮しうる樹脂封止型半導体装置及びその製造方法を
提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記各目的を達成するた
めに、本発明の第1の樹脂封止型半導体装置は、電極パ
ッドを有する半導体チップと、信号接続用リードと、上
記半導体チップの電極パッドと上記信号接続用リードと
を電気的に接続する接続部材と、イパッド,上記半導
体チップ,上記信号接続用リード及び上記接続部材を封
止する封止樹脂とを備え、上記信号接続用リードの上面
及び下面は、上記封止樹脂から露出し、上記信号接続用
リードの上面及び下面には溝が設けられている
【0013】これにより、樹脂封止型半導体装置の厚み
が信号接続用リードの厚みに等しくなる。したがって、
従来の樹脂封止型半導体装置のように信号接続用リード
の厚みとその上又は上下の封止樹脂の厚みとを加算した
厚みを有する構造に比べると、極めて薄い樹脂封止型半
導体装置を得ることができ、小型化,薄型化による実装
密度の向上を図ることができる。また、信号接続用リー
ドの上面及び下面に溝が設けられていることにより、信
号接続用リードに対する封止樹脂の保持力を高めること
ができ、樹脂封止型半導体装置の信頼性の向上を図るこ
とができる。
【0014】本発明の第2の樹脂封止型半導体装置は、
電極パッドを有する半導体チップと、側面に溝が設けら
れた信号接続用リードと、上記半導体チップの電極パッ
ドと上記信号接続用リードとを電気的に接続する接続部
材と、ダイパッド,上記半導体チップ,上記信号接続用
リード及び上記接続部材を封止する封止樹脂とを備え、
上記信号接続用リードの上面及び下面は、上記封止樹脂
から露出している。
【0015】これにより、樹脂封止型半導体装置の厚み
が信号接続用リードの厚みに等しくなる。したがって、
従来の樹脂封止型半導体装置のように信号接続用リード
の厚みとその上又は上下の封止樹脂の厚みとを加算した
厚みを有する構造に比べると、極めて薄い樹脂封止型半
導体装置を得ることができ、小型化,薄型化による実装
密度の向上を図ることができる。
【0016】上記信号接続用リードの溝が複数個設けら
れている場合には、両側面で互いに千鳥状に配置されて
いることが好ましい。これにより、信号接続用リードの
幅が極端に狭くなる部分がなくなるので、強度の低下を
抑制することができ、信頼性の低下を防止することがで
きる。
【0017】本発明の第3の樹脂封止型半導体装置は、
電極パッドを有する半導体チップと、上面側の少なくと
も一部には側方に突出したフランジ部が設けられている
信号接続用リードと、上記半導体チップの電極パッドと
上記信号接続用リードとを電気的に接続する接続部材
と、ダイパッド,上記半導体チップ,上記信号接続用リ
ード及び上記接続部材を封止する封止樹脂とを備え、上
記信号接続用リードの上面及び下面は、上記封止樹脂か
ら露出している。
【0018】これにより、樹脂封止型半導体装置の厚み
が信号接続用リードの厚みに等しく なる。したがって、
従来の樹脂封止型半導体装置のように信号接続用リード
の厚みとその上又は上下の封止樹脂の厚みとを加算した
厚みを有する構造に比べると、極めて薄い樹脂封止型半
導体装置を得ることができ、小型化,薄型化による実装
密度の向上を図ることができる。また、フリンジ部が設
けられていることにより、信号接続用リードに対する封
止樹脂の保持力を高めることができるとともに、半導体
チップとの電気的接続を行なう面を広く確保することも
可能となる。
【0019】
【発明の実施の形態】本発明の樹脂封止型半導体装置
は、ダイパッドの上面及び下面を封止樹脂から露出させ
た共通の構成を有しており、以下、その中の各種の実施
形態について説明する。
【0020】(第1の実施形態) 図1及び図2は、それぞれ第1の実施形態に係る樹脂封
止型半導体装置の断面図及び斜視図である。ただし、図
1においては封止樹脂17を透明体として扱い、吊りリ
ードの図示は省略している。
【0021】図1及び図2に示すように、本実施形態の
樹脂封止型半導体装置は、信号接続用リード12と、半
導体チップを支持するためのダイパッド13と、そのダ
イパッド13を支持するための吊りリード(図示せず)
とからなるリードフレームを備えている。ここで、信号
接続用リード12の上面側には、信号接続用リード12
の内方部12aが薄くなるように段差が設けられてい
る。また、ダイパッド13及び吊りリードは、信号接続
用リード12の内方部12aと同じ厚みを有するように
設けられている。そして、ダイパッド13上に半導体チ
ップ15が接着剤により接合されており、半導体チップ
15の電極パッド(図示せず)と信号接続用リード12
の内方部12aの上面とは、金属細線16により互いに
電気的に接続されている。そして、信号接続用リード1
2,ダイパッド13,吊りリード,半導体チップ15及
び金属細線16は、封止樹脂17内に封止されている。
【0022】ここで、本実施形態の特徴は、信号接続用
リード12の上面,端面及び下面が封止樹脂17から露
出しており、この信号接続用リード12の上面又は下面
が実装基板との接続面となる点である。すなわち、信号
接続用リード12の中央部を除く上部又は下部、あるい
はその双方を外部電極として機能させることが可能に構
成されている。
【0023】このように、信号接続用リード12の上面
及び下面の双方を封止樹脂17から露出させることによ
り、樹脂封止型半導体装置全体の厚みがリードフレーム
の厚みに等しくなり、極めて薄型の樹脂封止型半導体装
置を実現することができ、実装密度の向上を図ることが
できる。また、図18に示すように、図1に示す構造を
有するパッケージ体を積層し、各パッケージ体の信号接
続用リード12同士を互いに接触させることにより、立
体的構造を有する半導体装置を構成することもできる。
【0024】また、本実施形態に係る樹脂封止型半導体
装置においては、信号接続用リード12の内方部12a
が薄くなるように信号接続用リード12の上面側に段差
が設けられていることで、半導体チップ15の電極パッ
ドとの間で金属細線16による電気的な接続を図ること
が容易となる。
【0025】また、図1に示す状態で、半導体チップ1
5が信号接続用リード12にバンプなどを介してフリッ
プチップ接続されていてもよい。その場合、ダイパッド
13や吊りリードがなくてもよい。
【0026】さらに、露出している部分の長さが上部よ
りも長い信号接続用リード12の下部を封止樹脂17の
下面から突出させて、この部分を外部電極とするように
構成してもよい。このような構造は、第2の実施形態で
説明する封止テープを使用する樹脂封止工程によって容
易かつ低コストで実現することができる。その場合、実
装基板に樹脂封止型半導体装置を実装する際の外部電極
と実装基板の電極との接合において、外部電極のスタン
ドオフ高さが予め確保されていることになる。したがっ
て、外部電極をそのまま外部端子として用いることがで
き、実装基板への実装のために外部電極にはんだボール
を付設する必要はなく、製造工数、製造コスト的に有利
となる。
【0027】ここで、図1及び図2においては、信号接
続用リード12の細部の構造の図示は省略されている。
この信号接続用リード12の構造の例としては、以下の
各具体例に係る構造がある。
【0028】−第1の具体例− 図3(a)〜(c)は、本具体例に係る信号接続用リー
ド12の平面図,正面図及び側面図である。図3(a)
〜(c)に示すように、本具体例に係る信号接続用リー
ド12の上面には、2つの溝30a,30bが形成され
ている。このように、信号接続用リード12の一部に溝
30a,30bを設けることにより、その表面積が広く
なるだけでなく樹脂封止後にはこの溝30a,30b内
に封止樹脂が入り込むので、信号接続用リード12に対
する封止樹脂17の保持力が向上する。したがって、マ
ザーボードへの実装時や実装後の応力による信号接続用
リード12の抜け落ちなどを防止することができ、樹脂
封止型半導体装置の信頼性の向上を図ることができる。
【0029】なお、信号接続用リード12の溝は複数個
設けられている必要はなく、1つのみでも保持力の向上
効果は発揮しうる。また、本具体例では、信号接続用リ
ード12の上面側に溝30a,30bが設けられている
が、下面側に設けられていてもよい。
【0030】図4は、本具体例の変形例に係る信号接続
用リード12の斜視図である。この例では、信号接続用
リード12の上面及び下面にそれぞれ異なる位置に1つ
ずつの溝30c,30dが設けられている。このよう
に、上面及び下面に溝を設けることにより、信号接続用
リード12の上方,下方のいずれの方向の引っ張り力に
対しても封止樹脂17の保持力の向上効果を発揮するこ
とができる。また、溝30a,30bが互いに異なる位
置に設けられているので、信号接続用リード12の厚み
が極端に薄くなるのを確実に防止することができる。
【0031】−第2の具体例− 図5(a)〜(c)は、本具体例に係る信号接続用リー
ド12の平面図,正面図及び側面図である。図5(a)
〜(c)に示すように、本具体例に係る信号接続用リー
ド12の各側面には、それぞれ2つ合計4つの溝31a
〜31dが形成されている。このように、信号接続用リ
ード12の一部に溝31a〜31dを設けることによ
り、信号接続用リード12に対する封止樹脂17の保持
力が向上する。したがって、マザーボードへの実装時や
実装後の応力による信号接続用リード12の抜け落ちな
どを防止することができ、樹脂封止型半導体装置の信頼
性の向上を図ることができる。
【0032】なお、本具体例においても、信号接続用リ
ード12の溝が1つのみでも保持力の向上効果は発揮し
うる。
【0033】図6は、本具体例の変形例に係る信号接続
用リード12の斜視図である。この例では、信号接続用
リード12の両側の側面にそれぞれ1つずつの溝31
e,31fが設けられている。この変形例の構造によっ
ても、信号接続用リード12に対する封止樹脂17の保
持力の向上効果を発揮することができる。
【0034】−第3の具体例− 図7は、本具体例に係る信号接続用リード12の斜視図
である。図7に示すように、本具体例に係る信号接続用
リード12の一方の側面には2つの溝32a,32bが
設けられ、信号接続用リード12の他方の側面には、上
記2つの溝32a,32bの長さ方向における中間位置
に1つの溝32cが設けられている。つまり、各溝32
a〜32cは、互いに千鳥状に設けられている。このよ
うに、信号接続用リード12の両側面に溝32a〜32
cを千鳥状に設けることにより、強度の低下を抑制しな
がら信号接続用リード12に対する封止樹脂17の保持
力の向上を図ることができる。したがって、マザーボー
ドへの実装時や実装後の応力による信号接続用リード1
2の抜け落ちなどを防止することができるとともに、信
号接続用リード12の強度を高く維持することができ、
樹脂封止型半導体装置の信頼性の向上を図ることができ
る。
【0035】−第4の具体例− 図8(a)〜(c)は、本具体例に係る信号接続用リー
ド12の平面図,正面図及び側面図である。図8(a)
〜(c)に示すように、本具体例に係る信号接続用リー
ド12のうち上面側の一部にはフランジ部33が設けら
れている。また、本具体例に係る信号接続用リード12
の下面には、それぞれ2つの溝34a,34bが形成さ
れている。このように、信号接続用リード12の上面側
にフランジ部33を設け、それに対向する下面側に溝3
4a,34bを設けることにより、信号接続用リード1
2に対する封止樹脂17の保持力がさらに向上する。し
たがって、マザーボードへの実装時や実装後の応力によ
る信号接続用リード12の抜け落ちなどをより確実に防
止することができ、樹脂封止型半導体装置の信頼性の向
上を図ることができる。
【0036】なお、信号接続用リード12において、フ
ランジ部33が下面側に設けられ、溝34a,34bが
上面側に設けられていてもよい。また、溝は複数個設け
られている必要はない。
【0037】−第5の具体例− 図9は、本具体例に係る信号接続用リード12の斜視図
である。図9に示すように、本具体例に係る信号接続用
リード12のうち上面側の封止樹脂から露出する部分全
体にはフランジ部35が設けられている。また、本具体
例に係る信号接続用リード12の各側面には、それぞれ
2つの溝36a,36bが形成されている(一方の側面
における溝は図示せず)。本具体例においても、信号接
続用リード12の上面側にフランジ部35を設け、側面
に溝36a,36bを設けることにより、信号接続用リ
ード12に対する封止樹脂17の保持力がさらに向上す
る。したがって、マザーボードへの実装時や実装後の応
力による信号接続用リード12の抜け落ちなどをより確
実に防止することができ、樹脂封止型半導体装置の信頼
性の向上を図ることができる。
【0038】なお、信号接続用リード12において、フ
ランジ部35が下面側に設けられていてもよい。また、
溝は各側面に複数個ずつ設けられている必要はない。あ
るいは、両側面において複数の溝が千鳥状に設けられて
いてもよい。
【0039】(第2の実施形態) 図10は、第2の実施形態に係る樹脂封止型半導体装置
の断面図である。ただし、図10においては封止樹脂1
7を透明体として扱い、吊りリードの図示は省略してい
る。
【0040】図10に示すように、本実施形態の樹脂封
止型半導体装置は、信号接続用リード12と、半導体チ
ップを支持するためのダイパッド13と、そのダイパッ
ド13を支持するための吊りリードとからなるリードフ
レームを備えている。ここで、信号接続用リード12の
上面側及び下面側には、信号接続用リード12の内方部
12aが薄くなるように段差が設けられている。また、
ダイパッド13及び吊りリード(図示せず)は、信号接
続用リード12の内方部12aと同じ厚みを有するよう
に設けられている。そして、ダイパッド13上に半導体
チップ15が接着剤により接合されており、半導体チッ
プ15の電極パッド(図示せず)と信号接続用リード1
2の内方部12aの上面とは、金属細線16により互い
に電気的に接続されている。そして、信号接続用リード
12,ダイパッド13,吊りリード,半導体チップ15
及び金属細線16は、封止樹脂17内に封止されてい
る。ただし、信号接続用リード12の内方部12aを除
く部分の下部は、封止樹脂17の下面よりも下方に突出
しており、この部分が外部電極18として機能するよう
に構成されている。
【0041】このように、信号接続用リード12の上面
及び下面の双方を封止樹脂17から露出させることによ
り、極めて薄型の樹脂封止型半導体装置を実現すること
ができ、実装密度の向上を図ることができる。また、図
18に示すように、図10に示す構造を有するパッケー
ジ体を積層し、各パッケージ体の信号接続用リード12
同士を互いに接触させることにより、立体的構造を有す
る半導体装置を構成することもできる。
【0042】また、本実施形態に係る樹脂封止型半導体
装置においては、信号接続用リード12の内方部12a
が薄くなるように信号接続用リード12の上面側及び下
面側に段差が設けられていることで、半導体チップ15
の電極パッドとの間で金属細線16による電気的な接続
を図ることが容易となるとともに、薄くなった内方部1
2aの下方側にも封止樹脂17が存在することになり、
第1の実施形態の構造よりも信号接続用リード12に対
する封止樹脂17の保持力が高くなるという利点があ
る。そして、保持力が増大することで、封止樹脂17と
ダイパッド13との密着性が向上するので、両者の境界
からの水分や湿気の侵入を阻むことができ、耐湿性が向
上する。したがって、樹脂封止型半導体装置の信頼性が
さらに向上する。
【0043】さらに、信号接続用リード12の側方には
外部電極端子となるアウターリードが存在せず、インナ
ーリードに相当する信号接続用リード12の下部が外部
電極18となっているので、半導体装置の小型化を図る
ことができる。また、外部電極18が封止樹脂17の面
より突出して形成されているため、実装基板に樹脂封止
型半導体装置を実装する際の外部電極と実装基板の電極
との接合において、外部電極18のスタンドオフ高さが
予め確保されていることになる。したがって、外部電極
18をそのまま外部端子として用いることができ、実装
基板への実装のために外部電極18にはんだボールを付
設する必要はなく、製造工数、製造コスト的に有利とな
る。しかも、後述する製造方法により、信号接続用リー
ド12の下面つまり外部電極18の下面には樹脂バリが
存在していないので、実装基板の電極との接合の信頼性
が向上する。
【0044】また、本実施形態において、信号接続用リ
ード12の下部は必ずしも封止樹脂17の下面よりも下
方に突出させる必要はない。さらに、信号接続用リード
12の上部を封止樹脂17の上面よりも上方に突出させ
て、外部電極として機能させることも可能である。ある
いは、信号接続用リード12の下部及び上部を封止樹脂
17の下面,上面から突出させて、上部又は下部のいず
れか一方を外部電極として任意に選択可能にしておいて
もよい。
【0045】また、図10に示す状態で、半導体チップ
15が信号接続用リード12にバンプなどを介してフリ
ップチップ接続されていてもよい。その場合、ダイパッ
ド13や吊りリードがなくてもよい。
【0046】ここで、図10においては、信号接続用リ
ード12の細部の構造の図示は省略されているが、この
信号接続用リード12の構造の例として、上記第1の実
施形態の各具体例に係る構造をそのまま採用することが
できる。
【0047】次に、本実施形態の樹脂封止型半導体装置
の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図
11〜図15は、本実施形態の樹脂封止型半導体装置の
製造工程を示す断面図である。
【0048】まず、図11に示す工程で、信号接続用リ
ード12と、半導体チップを支持するためのダイパッド
13とが設けられているリードフレーム20を用意す
る。図中、ダイパッド13は吊りリードによって支持さ
れているが、吊りリードはこの断面には現れないために
図示されていない。また、信号接続用リード12の外方
はリードフレーム20の外枠に接続されている。ここ
で、信号接続用リード12の内方部12a,吊りリード
及びダイパッド13の上面側及び下面側は、両側からハ
ーフエッチされている。その結果、信号接続用リード1
2の上面側及び下面側には段差が形成され、ダイパッド
13に近接する厚みの薄い内方部12aが設けられてい
る。また、ダイパッド13及び吊りリードの厚みは、信
号接続用リード12の内方部12aと同じ厚みとなって
いる。なお、用意するリードフレーム20は、樹脂封止
の際、封止樹脂の流出を止めるタイバーを設けていない
リードフレームである。
【0049】また、本実施形態におけるリードフレーム
20は、銅(Cu)素材のフレームに対して、下地メッ
キとしてニッケル(Ni)層が、その上にパラジウム
(Pd)層が、最上層に薄膜の金(Au)層がそれぞれ
メッキされた3層の金属メッキ済みのリードフレームで
ある。ただし、銅(Cu)素材以外にも42アロイ材等
の素材を使用でき、また、ニッケル(Ni),パラジウ
ム(Pd),金(Au)以外の貴金属メッキが施されて
いてもよく、さらに、かならずしも3層メッキでなくて
もよい。
【0050】次に、図12に示す工程で、用意したリー
ドフレーム20のダイパッド13上に半導体チップ15
を載置して、接着剤により両者を互いに接合する。この
工程は、いわゆるダイボンド工程である。なお、半導体
チップ15を支持する部材としてはリードフレームに限
定されるものではなく、半導体チップを支持できる他の
部材、例えばTABテープ、基板を用いてもよい。
【0051】そして、図13に示す工程で、ダイパッド
13上に接合した半導体チップ15の電極パッド(図示
せず)と信号接続用リード12の内方部12aとを金属
細線16により電気的に接合する。この工程は、いわゆ
るワイヤーボンド工程である。金属細線としては、アル
ミニウム細線、金(Au)線などを適宜選択して用いる
ことができる。また、半導体チップ15と信号接続用リ
ード12との電気的な接続は、金属細線16を介してで
なくバンプなどを介して行なってもよい。
【0052】次に、図14に示す工程で、リードフレー
ムのダイパッド13上に半導体チップ15が接合された
状態で、信号接続用リード12の裏面に封止テープ21
を貼り付ける。
【0053】この封止テープ21は、特に信号接続用リ
ード12の裏面側に樹脂封止時に封止樹脂が回り込まな
いようにするマスク的な役割を果たさせるためのもので
あり、この封止テープ21の存在によって、信号接続用
リード12の裏面に樹脂バリが形成されるのを防止する
ことができる。この封止テープ21は、ポリエチレンテ
レフタレート,ポリイミド,ポリカーボネートなどを主
成分とする樹脂をベースとしたテープであり、樹脂封止
後は容易に剥がすことができ、また樹脂封止時における
高温環境に耐性があるものであればよい。本実施形態で
は、ポリエチレンテレフタレートを主成分としたテープ
を用い、厚みは50[μm]とした。
【0054】次に、図15に示す工程で、半導体チップ
15が接合され、封止テープ21が貼り付けられたリー
ドフレームを金型内に収納し、金型内に封止樹脂17を
流し込んで樹脂封止を行う。あるいは、金型内に封止テ
ープ21を貼り付けることも可能である。この際、信号
接続用リード12の裏面側に封止樹脂17が回り込まな
いように、金型でリードフレームの信号接続用リード1
2の先端側(外枠)を下方に押圧して、樹脂封止する。
【0055】最後に、信号接続用リード12の裏面に貼
付した封止テープ21をピールオフにより除去する。こ
れにより、信号接続用リード12の下部のみが封止樹脂
の裏面よりも下方に突出した構造が得られ、封止樹脂1
7の裏面より突出した外部電極18が形成される。そし
て、信号接続用リード12の先端側を、信号接続用リー
ド12の先端面と封止樹脂17の側面とがほぼ同一面に
なるように切り離すことにより、図10に示すような樹
脂封止型半導体装置が完成される。
【0056】本実施形態の製造方法によると、信号接続
用リード12の一部のみが封止樹脂17の裏面から突出
し、外部電極18として機能するとともに、ダイパッド
13の下方に封止樹脂17が存在している樹脂封止型半
導体装置を容易に製造することができる。
【0057】しかも、本実施形態の製造方法によると、
樹脂封止工程の前に予め信号接続用リード12の裏面に
封止テープ21を貼付しているので、封止樹脂17が信
号接続用リード12の裏面側に回り込むことがなく、外
部電極18となる信号接続用リード12の裏面には樹脂
バリの発生はない。したがって、信号接続用リードの下
面を露出させる従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法
のごとく、外部電極18上に形成された樹脂バリをウォ
ータージェットなどによって除去する必要はない。すな
わち、この樹脂バリを除去するための面倒な工程の削除
によって、樹脂封止型半導体装置の量産工程における工
程の簡略化が可能となる。また、従来、ウォータージェ
ットなどによる樹脂バリ除去工程において生じるおそれ
のあったリードフレームのニッケル(Ni),パラジウ
ム(Pd),金(Au)などの金属メッキ層の剥がれや
不純物の付着は解消できる。そのため、樹脂封止工程前
における各金属層のプリメッキが可能となる。
【0058】なお、ウォータージェットによる樹脂バリ
除去工程を削除できるかわりに、封止テープを貼付する
工程が新たに必要となるが、封止テープ21を貼付する
工程の方が、ウォータージェット工程よりもコスト的に
安価であり、また工程管理も容易であるため、確実に工
程の簡略化が図れる。なによりも、従来必要であったウ
ォータージェット工程では、リードフレームの金属メッ
キが剥がれる、不純物が付着するという品質上のトラブ
ルが発生するが、本実施形態の方法では、封止テープの
貼付により、ウォータージェットが不要となって、メッ
キ剥がれをなくすことができる点は大きな工程上の利点
となる。また、封止テープの貼付状態などによって樹脂
バリが発生することがあるとしても、極めて薄い樹脂バ
リであるので、低い水圧でウォータージェット処理して
樹脂バリを除去でき、メッキ剥がれを防止できることか
ら金属層のプリメッキ工程は可能である。
【0059】なお、図15に示すように、樹脂封止工程
においては、封止金型の熱によって封止テープ21が軟
化するとともに熱収縮するので、信号接続用リード12
が封止テープ21に大きく食い込み、信号接続用リード
12の裏面と封止樹脂17の裏面との間には段差が形成
される。したがって、信号接続用リード12は封止樹脂
17の裏面から突出した構造となり、信号接続用リード
12の下部である外部電極18の突出量(スタンドオフ
高さ)を確保できる。例えば、本実施形態では、封止テ
ープ21の厚みを50μmとしているので、突出量を例
えば20μm程度にできる。このように、封止テープ2
1の厚みの調整によって外部電極18の封止樹脂からの
突出量を適正量に維持できる。このことは、外部電極1
8のスタンドオフ高さを封止テープ21の厚みの設定の
みでコントロールでき、別途スタンドオフ高さ量をコン
トロールのための手段または工程を設けなくてもよいこ
と意味し、量産工程における工程管理のコスト上、極め
て有利な点である。この封止テープ21の厚みは、10
〜150μm程度であることが好ましい。
【0060】なお、用いる封止テープ21については、
所望する突出量により、所定の硬度,厚みおよび熱によ
る軟化特性を有する材質を選択することができる。
【0061】ただし、上記第1の実施形態において、封
止テープ21に加える圧力の調整によって、外部電極1
8のスタンドオフ高さを調整してもよく、例えば、スタ
ンドオフ高さをほぼ「0」にすることも可能である。
【0062】(第3の実施形態) 次に、第3の実施形態について、図16を参照しながら
説明する。本実施形態における樹脂封止型半導体装置の
基本的な構造は、上記第2の実施形態における図10に
示す構造と同じであるが、ダイパッド13の厚みのみが
異なる。
【0063】図16に示すように、本実施形態の樹脂封
止型半導体装置は、信号接続用リード12と、半導体チ
ップを支持するためのダイパッド13と、そのダイパッ
ド13を支持するための吊りリードとからなるリードフ
レームを備えている。ここで、信号接続用リード12の
上面側及び下面側には、信号接続用リード12の内方部
12aが薄くなるように段差が設けられている。そし
て、ダイパッド13上に半導体チップ15が接着剤によ
り接合されており、半導体チップ15の電極パッド(図
示せず)と信号接続用リード12の内方部12aの上面
とは、金属細線16により互いに電気的に接続されてい
る。そして、信号接続用リード12,ダイパッド13,
吊りリード,半導体チップ15及び金属細線16は、封
止樹脂17内に封止されている。ただし、信号接続用リ
ード12の内方部12aを除く部分の下部は、封止樹脂
17の下面よりも下方に突出しており、この部分が外部
電極18として機能するように構成されている。また、
ダイパッド13の下部も封止樹脂17の下面よりも下方
に突出しており、このダイパッド13の下面をマザーボ
ードの放熱用電極に接合させることで、放熱特性のよい
樹脂封止型半導体装置が得られる構造となっている。
【0064】本実施形態では、ダイパッド13の厚みは
信号接続用リード12の内方部12aの厚みにその下部
の厚みを加算した厚みに等しくなっている。つまり、信
号接続用リード12を両面からハーフエッチする際に、
表面からのハーフエッチの際にはダイパッド13も同時
にハーフエッチされるようにしておき、裏面からのハー
フエッチの際にはダイパッド13をマスクで覆っておく
ことにより、このような構造が実現する。なお、吊りリ
ードは図示されていないが、吊りリードがダイパッド1
3と同じ厚みを有するようにしてもよいし、吊りリード
が信号接続用リード12の内方部12aと同じ厚みを有
するようにしてもよい。
【0065】このように、信号接続用リード12の上面
及び下面の双方を封止樹脂17から露出させることによ
り、極めて薄型の樹脂封止型半導体装置を実現すること
ができ、実装密度の向上を図ることができる。また、信
号接続用リード12の下面を封止樹脂17よりも下方に
突出させておくことで、上記第2の実施形態で説明した
ような効果を発揮することができる。
【0066】加えて、本実施形態によると、ダイパッド
13の下面を封止樹脂17の下面よりも下方に突出させ
ておくことにより、放熱特性の優れた樹脂封止型半導体
装置を得ることができる。
【0067】また、図18に示すように、図16に示す
構造を有するパッケージ体を立体的に積層し、各パッケ
ージ体の信号接続用リード12同士を互いに接触させる
ことにより、スタック構造を有する半導体装置を構成す
ることもできる。
【0068】なお、本実施形態において、信号接続用リ
ード12の下部は必ずしも封止樹脂17の下面よりも下
方に突出させる必要はない。また、信号接続用リード1
2の上部を封止樹脂17の上面よりも上方に突出させ
て、外部電極として機能させることも可能である。さら
に、信号接続用リード12の下部及び上部を封止樹脂1
7の下面,上面から突出させて、上部又は下部のいずれ
か一方を外部電極として任意に選択可能にしておいても
よい。
【0069】また、図16に示す状態で、半導体チップ
15が信号接続用リード12にバンプなどを介してフリ
ップチップ接続されていてもよい。その場合、ダイパッ
ド13や吊りリードがなくてもよい。
【0070】ここで、図16においては、信号接続用リ
ード12の細部の構造の図示は省略されているが、この
信号接続用リード12の構造の例として、上記第1の実
施形態の各具体例に係る構造をそのまま採用することが
できる。
【0071】本実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造
方法については説明を省略するが、上記第2の実施形態
における製造方法とほぼ同様である。すなわち、図11
におけるリードフレーム20中のダイパッド13の厚み
を厚くし、図14に示す工程で、信号接続用リード12
の下面だけでなくダイパッド13の下面にも封止テープ
21を密着させておけばよい。
【0072】(第4の実施形態) 次に、第4の実施形態について、図17を参照しながら
説明する。図17に示すように、本実施形態の樹脂封止
型半導体装置は、信号接続用リード12と、半導体チッ
プを支持するためのダイパッド13と、そのダイパッド
13を支持するための吊りリードとからなるリードフレ
ームを備えている。ここで、信号接続用リード12の下
面側には、信号接続用リード12の内方部12aが薄く
なるように段差が設けられている。そして、ダイパッド
13上に半導体チップ15が接着剤により接合されてお
り、半導体チップ15の電極パッド(図示せず)と信号
接続用リード12の内方部12aの上面とは、金属細線
16により互いに電気的に接続されている。そして、信
号接続用リード12,ダイパッド13,吊りリード,半
導体チップ15及び金属細線16は、封止樹脂17内に
封止されている。ただし、信号接続用リード12の内方
部12aを除く部分の上面及び下面は、封止樹脂17か
ら露出している。また、本実施形態では、ダイパッド1
3の厚みは信号接続用リード12の内方部12aの厚み
にその上部の厚みを加算した厚みに等しくなっている。
つまり、信号接続用リード12を両面からハーフエッチ
する際に、裏面からのハーフエッチの際にはダイパッド
13も同時にハーフエッチされるようにしておき、表面
からのハーフエッチの際にはダイパッド13をマスクで
覆っておくことにより、このような構造が実現する。な
お、吊りリードは図示されていないが、吊りリードがダ
イパッド13と同じ厚みを有するようにしてもよいし、
吊りリードが信号接続用リード12の内方部12aと同
じ厚みを有するようにしてもよい。
【0073】ここで、本実施形態に係る樹脂封止型半導
体装置の特徴は、封止樹脂17の中央部の上面には信号
接続用リード12の上面よりも上方に突出した凸部17
aが設けられている一方、封止樹脂17の中央部の下面
には、その凸部17aと係合可能な形状の凹部17bが
設けられている点である。
【0074】このような構造を採ることにより、図19
に示すように、各信号接続用リード12同士を接触させ
ながら複数のパッケージ体を積層して、立体的な構造,
すなわちスタック構造を有する半導体装置を得ることが
できる。
【0075】なお、本実施形態において、信号接続用リ
ード12の下部を封止樹脂17の下面よりも下方に突出
させて、外部電極として機能させてもよい。
【0076】また、図17に示す状態で、半導体チップ
15が信号接続用リード12にバンプなどを介してフリ
ップチップ接続されていてもよい。その場合、ダイパッ
ド13や吊りリードがなくてもよい。
【0077】ここで、図17においては、信号接続用リ
ード12の細部の構造の図示は省略されているが、この
信号接続用リード12の構造の例として、上記第1の実
施形態の各具体例に係る構造をそのまま採用することが
できる。
【0078】本実施形態の樹脂封止型半導体装置の製造
方法については詳しい説明は省略するが、樹脂封止工程
で使用する封止金型のダイキャビティにおける金型面の
形状を、封止樹脂17の凸部17a,凹部17bの形状
に沿うようにしておくことにより、図17に示す構造を
容易に実現することができる。
【0079】
【発明の効果】本発明の樹脂封止型半導体装置による
と、ダイパッド,半導体チップ,信号接続用リード及び
接続部材を封止樹脂により封止する構造において、信号
接続用リードの上面及び下面を封止樹脂から露出させる
ようにしたので、脂封止型半導体装置の厚みが信号接続
用リードの厚みに等しくなることにより、極めて薄い樹
脂封止型半導体装置を得ることができ、小型化,薄型化
による実装密度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る樹脂封止型半導
体装置の封止樹脂を透過して示す断面図である。
【図2】本発明の第1の実施形態に係る樹脂封止型半導
体装置の斜視図である。
【図3】第1の実施形態の第1の具体例に係る信号接続
用リードの平面図,正面図及び側面図である。
【図4】第1の実施形態の第1の具体例の変形例に係る
信号接続用リードの斜視図である。
【図5】第1の実施形態の第2の具体例に係る信号接続
用リードの平面図,正面図及び側面図である。
【図6】第1の実施形態の第2の具体例の変形例に係る
信号接続用リードの斜視図である。
【図7】第1の実施形態の第3の具体例に係る信号接続
用リードの斜視図である。
【図8】第1の実施形態の第4の具体例に係る信号接続
用リードの平面図,正面図及び側面図である。
【図9】第1の実施形態の第5の具体例に係る信号接続
用リードの斜視図である。
【図10】本発明の第2の実施形態に係る樹脂封止型半
導体装置の封止樹脂を透過して示す断面図である。
【図11】第2の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製
造工程におけるリードフレームを用意する工程を示す断
面図である。
【図12】第2の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製
造工程におけるダイパッド上に半導体チップを接合する
工程を示す断面図である。
【図13】第2の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製
造工程における金属細線を形成する工程を示す断面図で
ある。
【図14】第2の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製
造工程における封止テープをリードフレームの下に敷く
工程を示す断面図である。
【図15】第2の実施形態の樹脂封止型半導体装置の製
造工程における樹脂封止工程を示す断面図である。
【図16】本発明の第3の実施形態に係る樹脂封止型半
導体装置の封止樹脂を透過して示す断面図である。
【図17】本発明の第4の実施形態に係る樹脂封止型半
導体装置の封止樹脂を透過して示す断面図である。
【図18】本発明の第1〜第3の実施形態に係る樹脂封
止型半導体装置を複数個積層した場合の構造を示す斜視
図である。
【図19】本発明の第4の実施形態に係る樹脂封止型半
導体装置を複数個積層した場合の構造を示す斜視図であ
る。
【図20】従来の裏面側に外部電極を有するタイプの樹
脂封止型半導体装置の断面図である。
【符号の説明】
12 信号接続用リード 12a 内方部 13 ダイパッド 15 半導体チップ 16 金属細線 17 封止樹脂 18 外部電極 20 リードフレーム 21 封止テープ 30〜33 溝 33,35 フランジ部 34,36 溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 23/50 H01L 23/12 H01L 25/08 H01L 21/60

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電極パッドを有する半導体チップと、 信号接続用リードと、 上記半導体チップの電極パッドと上記信号接続用リード
    とを電気的に接続する接続部材と、 イパッド,上記半導体チップ,上記信号接続用リード
    及び上記接続部材を封止する封止樹脂とを備え、 上記信号接続用リードの上面及び下面は、上記封止樹脂
    から露出し、上記信号接続用リードの上面及び下面には
    溝が設けられていることを特徴とする樹脂封止型半導体
    装置。
  2. 【請求項2】 電極パッドを有する半導体チップと、 側面に溝が設けられた信号接続用リードと、 上記半導体チップの電極パッドと上記信号接続用リード
    とを電気的に接続する接続部材と、 ダイパッド,上記半導体チップ,上記信号接続用リード
    及び上記接続部材を封止する封止樹脂とを備え、 上記信号接続用リードの上面及び下面は、上記封止樹脂
    から露出していることを特徴とする樹脂封止型半導体装
    置。
  3. 【請求項3】 請求項記載の樹脂封止型半導体装置に
    おいて、 上記溝は、両側面において互いに千鳥状に配置されてい
    ることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
  4. 【請求項4】 電極パッドを有する半導体チップと、 上面側の少なくとも一部には側方に突出したフランジ部
    が設けられている信号接続用リードと、 上記半導体チップの電極パッドと上記信号接続用リード
    とを電気的に接続する接続部材と、 ダイパッド,上記半導体チップ,上記信号接続用リード
    及び上記接続部材を封 止する封止樹脂とを備え、 上記信号接続用リードの上面及び下面は、上記封止樹脂
    から露出していることを特徴とする樹脂封止型半導体装
    置。
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