JPH07249708A

JPH07249708A - 半導体装置及びその実装構造

Info

Publication number: JPH07249708A
Application number: JP3857094A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Yoneda; 義之米田; Kazuto Tsuji; 和人辻; Eiji Sakota; 英治迫田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1994-03-09
Filing date: 1994-03-09
Publication date: 1995-09-26

Abstract

(57)【要約】【目的】電気的な特性、主として絶縁特性を改善を図
り、且つ厚さを著しく減少することのできる半導体装置
及びそれを基板へ実装する構造を得ることを目的とす
る。【構成】チップ１２を搭載するためのリードフレーム
１０のダイパッド１１に、チップ１２より大きい開口部
１３を設け、耐熱性絶縁フィルム１４をダイパッド１１
の裏面に張り付け、絶縁フィルム１４上にチップ１２を
搭載する。ダイパッド１１と重なる絶縁フィルム１４の
部分に複数の小孔２１があり、パッケージを基板２３上
に実装する際、これらの小孔２１を介して半田２２によ
りダイパッド１１と基板２３上の導体部とが接合され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置及びそれを基
板上へ実装する構造に関し、更に詳しくは、電気的特性
に優れた樹脂モールド封止型の薄型表面実装パッケージ
及びその製造方法に関する。近年、電子機器のシステム
の高密度化、高速化に伴い、電気的特性の優れた半導体
装置が要求されるようになってきた。

【０００２】

【従来の技術】従来、電気的特性、特に電気的絶縁特性
を改善するために半導体チップを含む構成部分を樹脂で
気密に封止した表面実装型パッケージが多数発表されて
いるが、半導体チップを搭載するためのリードフレーム
の製造について、工程の増大等の問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明で
は、従来のリードフレームの製造設備をそのまま使用
し、電気的な諸問題を解決し、更にこれまで、電源用又
は接地用として使用していた多数のリードをパッケージ
面から基板へ逃がすことにより集約化が可能となり、全
体としてきピン数を減少することの可能な半導体装置及
びその実装構造を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１によれば、半導
体チップを搭載するためのリードフレームのダイパッド
に、該半導体チップより大きい開口部を設け、該開口部
を覆うように耐熱性絶縁フィルムをダイパッドの裏面に
張り付け、該開口部の絶縁フィルム上に前記半導体チッ
プを搭載した成ることを特徴とする半導体装置が提供さ
れる。

【０００５】請求項２によれば、リードフレームは、複
数のインナーリード及び各インナーリードに連結された
アウターリードを有し、半導体チップと少なくともイン
ナーリードとの間がワイヤにより接続され、前記半導体
チップ、前記インナーリード及び前記ワイヤを含む領域
を樹脂モールドにより一体的に封止して半導体パッケー
ジを構成し、前記絶縁フィルムは該パッケージの表面に
露出していることを特徴とする請求項１に記載の半導体
装置が提供される。

【０００６】請求項３によれば、複数のインナーリード
の中の電源又は接地用として使用されるインナーリード
とダイパッドとの間、該ダイパッドと半導体チップの電
源又は接地用パッドとの間、及び信号用として使用され
る他のインナーリードと半導体チップの信号用パッドと
の間がそれぞれワイヤを介して電気的に接続されている
ことを特徴とする請求項２に記載の半導体装置が提供さ
れる。

【０００７】請求項４によれば、ダイパッドは相互に電
気的に絶縁された状態で複数に分割され、分割された一
方のダイパッド部は電源用プレーンとして、他方のダイ
パッド部は接地用プレーンとして使用され、電源用プレ
ーンは電源用のインナーリード及び半導体チップの電源
用パッドに、接地用プレーンは接地用のインナーリード
及び半導体チップの接地用パッドにそれぞれ電気的に接
続されていることを特徴とする請求項２に記載の半導体
装置が提供される。

【０００８】請求項５によれば、電源用又は接地用のプ
レーンと半導体チップのパッドとの間の接続はワイヤ
で、電源用又は接地用のプレーンとインナーリードとの
間はワイヤ又は一体的な直結により接続されていること
を特徴とする請求項４に記載の半導体装置が提供され
る。請求項６によれば、ダイパッドと重なる絶縁フィル
ムの部分に複数の小孔を設けて、ダイパッドが該小孔を
介してパッケージ表面に露出するように構成し、該パッ
ケージを基板上に実装する際、前記小孔を介して半田に
よりダイパッド部と基板上の導体部との間を接合したこ
とを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の実装構造
が提供される。

【０００９】

【作用】請求項１又は２によれば、半導体チップを開口
部内の絶縁フィルム上に配置しているので、製造される
半導体装置（パッケージ）の厚さを、ダイパッド下の樹
脂厚分うすくでき、テープではってあるため、絶縁され
ている。請求項３によれば、ダイパッドを電源又は接地
用のプレーンとして使用することができるので、ワイヤ
ボンディング等による電気的配線を容易行うことができ
る。

【００１０】請求項４によれば、ダイパッドが複数に分
割され、分割された一方のダイパッド部は電源用プレー
ンとして、他方のダイパッド部は接地用プレーンとして
使用されるので、ワイヤボンディング等による電気的配
線をより一層容易行うことができる。請求項５におい
て、電源用又は接地用のプレーンとインナーリードとの
間を一体的な直結とすれば、プレス（スタンピング）加
工又はエッチング加工等によりリードフレームを製造す
る際に、電気的な接続構成をとることができ、またこれ
らの間はワイヤボンディング等であらためて接続を行う
必要がないので、配線の取回し及び配線作業をより一層
容易に行うことができる。

【００１１】請求項６によれば、パッケージを基板上に
実装する際、絶縁フィルムに設けた小孔に半田ペースト
又は半田ボールを形成することにより、基板上の導体部
との間で半田接合を容易に行え、このようなダイパッド
と基板との接合と、通常のアウターリードと基板との間
での接合とを併用することにより、基板へのパッケージ
の実装をより確実なものとし、パッケージと基板との間
の電気的な接続を効率良く行なえ、電気的な特性を向上
できると共に、多ピン化を図ることができる。

【００１２】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例に
ついて詳細に説明する。図１（ａ）〜（ｇ）は本発明の
超薄型の半導体装置ないし半導体パッケージを得るため
の製造工程を示す。まず、図１（ａ）において、リード
フレームを平面図で示す。リードフレーム１０のダイパ
ッド部１１に、搭載するべき半導体チップ１２（図１
（ｄ））より大きな矩形状の開口部１３を設ける。この
ような開口部１３は、プレス（スタンピング）加工によ
り又はエッチング加工によりリードフレーム１０を形成
する際に同時に形成することができる。次に、図１
（ｂ）及び（ｃ）において、リードフレーム１０の裏面
に、開口１３を覆うように、ダイパッド部１１と同じ程
度の大きさ・形状を有するポリイミド等から成る耐熱性
の樹脂フィルム１４を張り付ける。なお、図１（ｂ）は
リードフレームを裏面から見た図で、斜線部が樹脂フィ
ルム１４であり、図１（ｃ）は同じ状態を断面図で示し
たものであり、１６はインナーリードである。なお、ダ
イパッド１１の部分は、ダムバーのオフセット部分３０
（図１（ａ）及び（ｃ））にて、リードフレーム１０の
面よりも下方になっている。

【００１３】次に、図１（ｄ）及び（ｅ）に示すよう
に、樹脂フィルム１４上に半導体チップ１２を接着さ
せ、ワイヤボンディング（１５）により半導体チップ１
２とリードフレームのインナーリード１６との間を接続
する。なお、図１（ｄ）をリードフレームを上から見た
平面図であって、斜線部は樹脂フィルム１４を示す。ま
た、図１（ｅ）は同じ状態を断面図で示すものである。
なお、絶縁フィルム１４に接着力がない場合、又は接着
力が十分でない場合は、半導体チップ１２と絶縁フィル
ム１４との間に他の有機接着剤（図示せず）を塗布し、
樹脂フィルム１４上に半導体チップ１２を接触を接着さ
せる。

【００１４】次に、図１（ｆ）及び（ｇ）において、モ
ールド樹脂１８により半導体チップ１２及びワイヤボン
ディング部、インナーリード１６等を含む周囲部を気密
に封止し、半導体装置ないしパッケージを完成する。こ
の場合において、樹脂フィルム１４が半導体装置の表面
に露出するようにする。なお、図１（ｆ）は完成した半
導体装置を示めすもので、斜線部はモールド樹脂１８を
示す。また、図１（ｇ）は同じ状態を裏面から見たもの
であり、破線部はダイパッド部１１を示す。

【００１５】このようにして製造された半導体装置は、
図１（ｆ）に示すように、樹脂フィルム１４を完全にパ
ッケージの外面に露出させているので、装置ないしパッ
ケージの厚さｔを少なくして（例えば、ｔは１ｍｍ以
下）、薄型化を図ることができる。また、半導体チップ
１２とダイパッド１１とは、樹脂フィルム１２により完
全に絶縁されるので、電気的特性の改善された半導体装
置が得られる。

【００１６】図２は更に改良された半導体装置を断面図
で示すもので、ダイパッド部１１とインナーリード１６
（電源又はグランド用のリード）との間を、ワイヤボン
ディング（１９）により又は直結により電気的に接続
し、且つダイパッド部１１と半導体チップの電源又は接
地（グランド）用パッドとの間をワイヤボンディング
（２０）により電気的に接続する。これにより、ダイパ
ッド部１１を電源又はグランド用プレーンとして利用す
ることができる。なお、ダイパッド部１１とインナーリ
ード１６とを直結しておく場合は、スタンピング又はエ
ッチング加工によりリードフレームを形成する際に同時
に両者を連結させておくのが望ましい。

【００１７】図３（ａ）〜（ｅ）は更に別の実施例によ
る半導体装置の製造工程を示したものである。図１の実
施例と相違する点について説明する。図３（ａ）におい
て、耐熱性の樹脂フィルム１４のダイパッド部１１と対
応する位置に比較的小さな複数の孔２１を設ける。そし
て、図１の場合と同様、リードフレーム１０の裏面にこ
の樹脂フィルム１４を張り付ける。なお、図３（ｂ）は
リードフレームの裏面から見た図で、斜線部が樹脂フィ
ルム１４である。次に、図３（ｃ）に示すように、図１
の実施例と同様、樹脂フィルム１４上に半導体チップ１
２を接触を接着させ、ワイヤボンディング（１５）によ
り半導体チップ１２とリードフレームのインナーリード
１６との間を接続する。必要により、図２の実施例と同
様、ダイパッド部１１とインナーリード１６（電源又は
グランド用のリード）との間、及びダイパッド部１１と
半導体チップとの間もワイヤボンディング（２０）によ
り電気的に接続する。なお、図３（ｃ）において、斜線
部は樹脂フィルム１４を示す。次に、図３（ｄ）におい
て、図１の実施例と同様、樹脂フィルム１４が装置の表
面に露出するようにモールド樹脂１８により気密に封止
し、半導体装置ないしパッケージを完成する。樹脂フィ
ルム１４はパッケージの外面に露出しており、従って、
小孔２１を介してダイパッド部１１もパッケージの裏面
に露出している。

【００１８】図３（ｅ）において、このようにして製造
した半導体装置を、基板に実装する状態を断面図で示し
ている。この実施例では、半導体装置の表面に露出して
いる樹脂フィルム１４の小孔２１に半田ボール２２を埋
め込む。そして、これらの半田ボールを基板２３の導体
部２４に合わせ、同時に半導体装置のアウターリード２
５を基板２３上の導体部２６に塗布した半田ペースト２
７に合わせるようにして、半導体装置を基板２３上に載
せ、必要な加熱を施すことにより、半田ボール２２及び
半田ペースト２７を溶融させることにより、半導体装置
を基板２３上に実装し、且つ電気的な接続を行う。特
に、この実施例では、アウターリード２５によって接続
が行われるだけでなく、半田ボール２２を介して基板２
３の導体部２４と半導体装置側のダイパッド部１１とが
相互に結合され且つ電気的に接続される。

【００１９】図４は図１（ｄ）の平面図を、より詳細に
且つより広い範囲で示した平面図であり、図１で説明し
た実施例に対応する。図４において、１０はリードフレ
ームであり、１０ａは支持体、１０ｂはダイパッド１１
を支持しかつ連結するダムバー、１０ｃは多数のインナ
ーリード１６及びアウターリード２５を支持しかつ連結
するダムバー、１０ｄはリードフレームの位置決め用の
孔である。リードフレーム１０は鉄−ニッケル合金、銅
合金、純ニッケル等の金属ストリップ材からなり、板厚
は７０μｍ〜２５０μｍで、ワイヤボンディングを可能
にするために、少なくともインナーリード１６の先端は
銀、金、パラジウム等でめっきされている。リードフレ
ームのダイパッド１１の裏面に張り付けられる耐熱性の
絶縁フィルム１４（図中の斜線部）はポリイミドからな
り、厚さは３０μｍ〜２００μｍ、好ましくは３０μｍ
〜１５０μｍである。３０は、ダイパッド１１に段差を
設けるために、ダムバー１１ｂに設けたオフセット部で
ある。リードフレーム１０の製造方法としては、エッ
チング又はプレス（スタンピング）により形を抜く、
銀めっき、絶縁フィルム１４を貼る、ダイパッドに
対してオフセットをつける、の順である。また、組立・
製造は、リードフレーム１０へのチップ１２の搭載
（有機接着剤を使用。ただし、前述のように絶縁フィル
ム１２に粘着性物質が塗布されている場合は接着剤は不
要）、ワイヤボンディング、樹脂封止（エポキシ樹
脂）、半田めっき、リード整形（ダムバーの切除
等）、の順である。

【００２０】図５は図２（ｂ）と同様、リードフレーム
を裏面から見た図で、より詳細に且つより広い範囲で示
したものである。図２（ないし図５）の実施例は、前述
のように、絶縁フィルム１４に小孔２１を設けた以外
は、図１（ないし図４）の実施例と同様である。即ち、
リードフレーム１０のダイパッドに対応する領域に複数
の小孔２１が形成されている絶縁フィルム１４を使用す
る。また、組立・製造にあたっては、絶縁フィルム１
４の小孔２１に半田ボールを形成、絶縁フィルムが下
を向くようにリード整形、を行う。

【００２１】図６〜図９は、ダイパッド１１を複数に分
割した以外は、図２（図５）の実施例と同様の実施例を
示す。図６は図４に対応する平面図であり、図４と相違
する点は、リードフレーム１０のダイパッド１１を、大
きい領域を占めるダイパッド部分１１ａと、小さい幾つ
かのダイパッド部分１１ｂとに電気的に絶縁されるよう
に分割させた点である。

【００２２】図７は図６のＶＩＩの部分を拡大して示す
図である。図７では、大きいダイパッド部分１１ａと、
小さいダイパッド部分１１ｂとを溝によって分割し、且
つ小さいダイパッド部分１１ｂを所定のインナーリード
１１ｂと一体に形成している。この場合、大きいダイパ
ッド部分１１ａを接地用とし、小さいダイパッド部分１
１ｂを電源用としている。これにより、それぞれのダイ
パッド部分１１ａ，１１ｂを接地プレーン及び電気プレ
ーンとして使用することができる。そして、チップ１２
の信号用のパッド１２ａと信号用のインナーリード１６
ａとの間をワイヤ１５で、チップ１２の接地用のパッド
１２ｂと大ダイパッド１１ａとをワイヤ１９ａで、大ダ
イパッド１１ａと接地用のインナーリード１６ｃとをワ
イヤ２０ａで、更にチップ１２の電源用のパッド１２ｃ
と小ダイパッド１１ｂとをワイヤ１９ｂで、それぞれボ
ンディングにより接続する。これにより、ダイパッド１
１ａ，１１ｂを介してチップ１２とインナーリード１６
との間の電気的接続が可能になる。

【００２３】図８は図７と同じ部分を裏面から見た図で
あり、絶縁フィルム１２には、大ダイパッド１１ａ及び
小ダイパッド１１ｂに対応する部分に、それぞれ小孔２
１ａ、２１ｂが形成されている。図９は図７に対応する
拡大平面図である。図７と異なる点は、小ダイパッド１
１ｂをインナーリードとを直結ではなく、分離した形態
に形成したものである。この場合は、図７のワイヤ配線
に加えて、直結部分の代わりにワイヤ２０ｂにより小ダ
イパッド１１ｂと電源用のインナーリード１６ｂとを結
ぶ。

【００２４】図１０（ａ）〜（ｃ）は、図６〜図８の実
施例のように、リードフレーム１０のダイパッド１１
を、大ダイパッド１１ａと小ダイパッド１１ｂに分割し
た実施例の製造工程を示したものである。図１１（ａ）
はリードフレームを完成させた状態で、小ダイパッド１
１ｂは電源用インナーリード１１ｂに直結されている。
１４は絶縁フィルムで、２１は小孔である。図１１
（ｂ）はリードフレームにチップ１２を搭載し、ワイヤ
ボンディングによる接続を行った状態である。絶縁フィ
ルム１４には、大ダイパッド対応する小孔２１ａ及び小
ダイパッド１１ｂに対応する小孔２１ｂがある。これら
の小孔２１ａ、２１ｂは、図１０（ｂ）ではチップ１２
から隔たる方向に配置されているが、図８のように、横
方向に並べて配置させてもよい。図１１（ｃ）はモール
ド樹脂１８によって封止した後、基板２３に実装する状
態を示したもので、絶縁フィルム１４の小孔２１ａ、小
孔２１ｂに半田ボール２２を形成した後、基板２３上に
実装される。その際、アウターリード２５及び大ダイパ
ッド１１ａ、小ダイパッド１１ｂは各半田部分介して基
板２３の対応する導体部に電気的に接続される。

【００２５】なお、分離される小ダイパッド１１ｂの位
置や形状は、半導体チップ１２の接続用パッドの配列に
よって種々選定することができる。また、半田接続用の
小孔２１ａ、２１ｂの配列や大きさも、対応する基板の
２３の接続部（導体パターン）の位置や形状によって決
められる。以上、本発明の添付図面を参照して実施例に
ついて詳細に説明したが、本発明は上記の実施例に限定
されるものではなく、本発明の精神ないし範囲内におい
て種々の形態、変形、修正等が可能であることに留意す
べきである。

【００２６】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、電気的な特性、例えば絶縁性、あるいは構造的な特
性、例えば配線形態等に優れ、かつ超薄型を達成しうる
半導体装置ないしパッケージを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｇ）は本発明の半導体装置の一実施
例の製造工程を示す。

【図２】本発明の半導体装置の他の実施例の断面図であ
る。

【図３】（ａ）〜（ｅ）は更に他の実施例の半導体装置
の製造工程を示す。

【図４】図１（ｄ）に対応する平面図で、より詳細且つ
より広い範囲で示す。

【図５】図３（ｂ）に対応する図で、リードフレームの
裏面から見た状態をより詳細且つ広い範囲で示す。

【図６】ダイパッドを分割した実施例で、図４に対応す
る平面図である。

【図７】図６のＶＩＩの部分の拡大平面図である。

【図８】図７に示した部分を裏面から見た図である。

【図９】図７に対応する、更に別の実施例を示す平面図
である。

【図１０】（ａ）〜（ｃ）は図６〜８に示した実施例の
半導体装置の製造工程を示す。

【符号の説明】

１０…リードフレーム１１…ダイパッド１２…半導体チップ１３…開口部１４…絶縁フィルム１５、１９、２０…ワイヤ１６…インナーリード１７…オフセット部１８…封止樹脂２１…小孔２２…半田ボール２３…基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 23/50 ＮＨ０１Ｌ 23/12 Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体チップ（１２）を搭載するための
リードフレーム（１０）のダイパッド（１１）に、該半
導体チップより大きい開口部（１３）を設け、該開口部
を覆うように耐熱性絶縁フィルム（１４）をダイパッド
の裏面に張り付け、該開口部の絶縁フィルム上に前記半
導体チップを搭載して成ることを特徴とする半導体装
置。
【請求項２】リードフレーム（１０）は、複数のイン
ナーリード（１６）及び各インナーリードに連結された
アウターリード（２５）を有し、半導体チップ（１２）
と少なくともインナーリード（１６）との間がワイヤ
（１５）により接続され、前記半導体チップ（１２）、
前記インナーリード（１６）及び前記ワイヤ（１５）を
含む領域を樹脂モールド（１８）により一体的に封止し
て半導体パッケージを構成し、前記絶縁フィルム（１
４）は該パッケージの表面に露出していることを特徴と
する請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】複数のインナーリード（１６）の中の電
源又は接地用として使用されるインナーリード（１６
ｂ，１６ｃ）とダイパッド（１１）との間、該ダイパッ
ド（１１）と半導体チップ（１２）の電源又は接地用パ
ッド（１２ｂ，１２ｃ）との間、及び信号用として使用
される他のインナーリード（１６ａ）と半導体チップの
信号用パッド（１２ａ）との間がそれぞれワイヤ（１
５，１９，２０）を介して電気的に接続されていること
を特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】ダイパッド（１１）は相互に電気的に絶
縁された状態で複数に分割され、分割された一方のダイ
パッド部（１１ｂ）は電源用プレーンとして、他方のダ
イパッド部（１１ａ）は接地用プレーンとして使用さ
れ、電源用プレーンは電源用のインナーリード（１６
ｃ）及び半導体チップの電源用パッド（１２ｃ）に、接
地用プレーンは接地用のインナーリード（１６ｂ）及び
半導体チップの接地用パッド（１２ｂ）にそれぞれ電気
的に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の
半導体装置。
【請求項５】電源用又は接地用のプレーン（１１ａ，
１１ｂ）と半導体チップのパッド（１２ｂ，１２ｃ）と
の間の接続はワイヤ（１９ａ，１９ｂ）で、電源用又は
接地用のプレーン（１１ａ，１１ｂ）とインナーリード
（１６）との間はワイヤ又は一体的な直結により接続さ
れていることを特徴とする請求項４に記載の半導体装
置。
【請求項６】ダイパッド（１１）と重なる絶縁フィル
ム（１４）の部分に複数の小孔（２１）を設けて、ダイ
パッドが該小孔を介してパッケージ表面に露出するよう
に構成し、該パッケージを基板（２３）上に実装する
際、前記小孔（２１）を介して半田（２２）によりダイ
パッド部（１１）と基板（２３）上の導体部との間を接
合したことを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の
実装構造。