JPH02231748A - 応力減少パッケージ及び方法 - Google Patents
応力減少パッケージ及び方法Info
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- JPH02231748A JPH02231748A JP2001627A JP162790A JPH02231748A JP H02231748 A JPH02231748 A JP H02231748A JP 2001627 A JP2001627 A JP 2001627A JP 162790 A JP162790 A JP 162790A JP H02231748 A JPH02231748 A JP H02231748A
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Landscapes
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、大略、高温で製造されたプラスチック封止パ
ッケージが室温へ冷却された場合に熱膨張係数の不一致
に起因して半導体ダイヘ与えられる機械的応力を減少さ
せるパッケージ及び方法に関するものである。更に詳細
には、本発明は、プラスチック封止用物質によって半導
体ダイへ付与される機械的応力を減少させるパッケージ
及び方法に関するものである。
ッケージが室温へ冷却された場合に熱膨張係数の不一致
に起因して半導体ダイヘ与えられる機械的応力を減少さ
せるパッケージ及び方法に関するものである。更に詳細
には、本発明は、プラスチック封止用物質によって半導
体ダイへ付与される機械的応力を減少させるパッケージ
及び方法に関するものである。
従来技術
異なった物質の間にそれらの物質の一方の熱膨張係数と
一致する熱膨張係数を有する第三の物質からなる応力減
少層を介在させることによって、高温で一体化され次い
で室温へ冷却される異なった物質の間の機械的応力を減
少させることは種々の適応場面において知られている。
一致する熱膨張係数を有する第三の物質からなる応力減
少層を介在させることによって、高温で一体化され次い
で室温へ冷却される異なった物質の間の機械的応力を減
少させることは種々の適応場面において知られている。
特に、Hynes et ag,に対して1982
年3月16日に発行された米国特許第4,320,41
2号は、パワートランジスタダイとリードフレームとの
間の熱膨張係数の不一致を解消するためにシリコンダイ
に対する受器を具備する銅リードフレームとシリコンパ
ワートランジスタダイとの間の中・間層として鉄−ニツ
ケルーコバルトKovar合金を使用することを開示し
ている。その場合、シリコンと比較して銅の膨張におけ
る差異は、熱サイクル動作期間中に十分な応力を発生し
てパワートランジスタダイを破壊する場合がある。
年3月16日に発行された米国特許第4,320,41
2号は、パワートランジスタダイとリードフレームとの
間の熱膨張係数の不一致を解消するためにシリコンダイ
に対する受器を具備する銅リードフレームとシリコンパ
ワートランジスタダイとの間の中・間層として鉄−ニツ
ケルーコバルトKovar合金を使用することを開示し
ている。その場合、シリコンと比較して銅の膨張におけ
る差異は、熱サイクル動作期間中に十分な応力を発生し
てパワートランジスタダイを破壊する場合がある。
この様な中間層は、シリコンと銅との間の熱膨張係数の
不一致を解消するものではあるが、従来パッケージ化さ
れているプラスチック封止型半導体集積回路ダイに関す
るより顕著な機械的応力の発生源は、エポキシ又はその
他のプラスチック封止用物質が高温で硬化され且つ室温
へ冷却される場合にその物質が収縮することから発生す
る。実際に、以下に更に詳細に説明する如く、この応力
発生源から発生する半導体集積回路ダイ上の機械的応力
は、シリコンと銅との間の熱膨張係数差から発生する機
械的応力を相殺し且つシリコンと銅との熱膨張差によっ
て誘発されるものと反対の一層大きな機械的応力を誘発
させるのに十分な大きさである。プラスチックの封止用
物質を使用することがないセラミックパッケージの場合
、銅ボンディングパッドと半導体集積回路ダイとの間の
熱膨張係数差によって誘発される機械的応力は、十分に
低いものであって、ほとんどの典型的な集積回路は、セ
ラミックパッケージにおけるこれらの応力を減少させる
ためには中間層又はその他の特別な構成を必要とするこ
とはない。しかしながら、プラスチック封止型集積回路
パッケージの場合においては、封止用物質と集積回路ダ
イとの相互作用から発生するより大きな機械的応力のた
めに、所定の性能及び条件を充足することのない多数の
パッケージ化した集積回路が発生する。
不一致を解消するものではあるが、従来パッケージ化さ
れているプラスチック封止型半導体集積回路ダイに関す
るより顕著な機械的応力の発生源は、エポキシ又はその
他のプラスチック封止用物質が高温で硬化され且つ室温
へ冷却される場合にその物質が収縮することから発生す
る。実際に、以下に更に詳細に説明する如く、この応力
発生源から発生する半導体集積回路ダイ上の機械的応力
は、シリコンと銅との間の熱膨張係数差から発生する機
械的応力を相殺し且つシリコンと銅との熱膨張差によっ
て誘発されるものと反対の一層大きな機械的応力を誘発
させるのに十分な大きさである。プラスチックの封止用
物質を使用することがないセラミックパッケージの場合
、銅ボンディングパッドと半導体集積回路ダイとの間の
熱膨張係数差によって誘発される機械的応力は、十分に
低いものであって、ほとんどの典型的な集積回路は、セ
ラミックパッケージにおけるこれらの応力を減少させる
ためには中間層又はその他の特別な構成を必要とするこ
とはない。しかしながら、プラスチック封止型集積回路
パッケージの場合においては、封止用物質と集積回路ダ
イとの相互作用から発生するより大きな機械的応力のた
めに、所定の性能及び条件を充足することのない多数の
パッケージ化した集積回路が発生する。
目 的
本発明は、以上の点に鑑みなされたものであって、上述
した如き従来技術の欠点を解消し、封止用プラスチック
物質の収縮によって半導体集積回路ダイヘ付与される機
械的応力を減少させるためのパッケージ及び方法を提供
することを目的とする。本発明の別の目的とするところ
は、半導体集積回路ダイと例えばダイ取付けパッドなど
のような支持基板との間の熱膨張係数差に対する補償に
゛よって得られるよりも一層大きな機械的応力における
減少を与えることの可能なパッケージ及び方法を提供す
ることである。本発明の更に別の目的とするところは、
所定の性能及び条件を充足することのないプラスチック
封止型集積回路の発生数を著しく減少させたパッケージ
及び方法を提供することである。
した如き従来技術の欠点を解消し、封止用プラスチック
物質の収縮によって半導体集積回路ダイヘ付与される機
械的応力を減少させるためのパッケージ及び方法を提供
することを目的とする。本発明の別の目的とするところ
は、半導体集積回路ダイと例えばダイ取付けパッドなど
のような支持基板との間の熱膨張係数差に対する補償に
゛よって得られるよりも一層大きな機械的応力における
減少を与えることの可能なパッケージ及び方法を提供す
ることである。本発明の更に別の目的とするところは、
所定の性能及び条件を充足することのないプラスチック
封止型集積回路の発生数を著しく減少させたパッケージ
及び方法を提供することである。
構成
本発明に基づく応力減少パッケージは、ダイ取付けパッ
ド及び該ダイ取付けパッドに取付けた応力減少パッドを
有している。該応力減少パッドは、シリコンの熱膨張係
数と等しいか又はそれとほぼ一致する熱膨張係数を持っ
ている。シリコン集積回路ダイが、該ダイ取付けパッド
から離れて面する応力減少パッドの表面に取付けられて
いる。本発明の一側面においては、該表面は、集積回路
ダイの各側部を超えて延在する部分を持っている。
ド及び該ダイ取付けパッドに取付けた応力減少パッドを
有している。該応力減少パッドは、シリコンの熱膨張係
数と等しいか又はそれとほぼ一致する熱膨張係数を持っ
ている。シリコン集積回路ダイが、該ダイ取付けパッド
から離れて面する応力減少パッドの表面に取付けられて
いる。本発明の一側面においては、該表面は、集積回路
ダイの各側部を超えて延在する部分を持っている。
熱硬化性樹脂からなる封止用本体は、ダイ取付けパッド
と、応力減少パッドと、集積回路ダイとを封止する。熱
硬化性樹脂が、該表面部分に接着し、向上した応力減少
を発生する。本発明の別の側面においては、該応力減少
パッドは、集積回路ダイの垂直端部に近い垂直端部を持
っている。該応力減少パッドのこれらの垂直端部は、集
積回路ダイの垂直端部及び応力減少パッドの垂直端部へ
該熱硬化性樹脂によって付与される力に対向する。
と、応力減少パッドと、集積回路ダイとを封止する。熱
硬化性樹脂が、該表面部分に接着し、向上した応力減少
を発生する。本発明の別の側面においては、該応力減少
パッドは、集積回路ダイの垂直端部に近い垂直端部を持
っている。該応力減少パッドのこれらの垂直端部は、集
積回路ダイの垂直端部及び応力減少パッドの垂直端部へ
該熱硬化性樹脂によって付与される力に対向する。
実施例
以下、添付の図面を参考に、本発明の具体的実施の態様
について詳細に説明する。
について詳細に説明する。
第1図は、本発明に基づいて構成された集積回路パッケ
ージ10を概略断面図で示している。パッケージ10は
、集積回路ダイ12を有しており、集積回路ダイ12は
、その上表面16に概略14で示した複数個の拡散抵抗
を持っている。ダイ12は、その上表面16に形成した
例えばトランジスタ及びダイオード(不図示)などのよ
うなその他の回路部品を有している。半導体ダイ12上
の機械的応力は、拡散抵抗14の抵抗値をシフトさせる
。この様な抵抗値のシフトは、例えば精密なリニア集積
回路などのある種の集積回路において・筒題を発生する
。特に、この様なシフトが異なった拡散抵抗l4に対し
て異なる場合、この様な抵抗値のシフトは集積回路の性
能特性を変化させる場合がある。従来のパッケージにお
いては、半導体ダイ12は、例えば、導電性ポリイミド
をべ一スとした接着剤などで、銅ダイ取付けパッド18
へ直接的に取付けられる。この様な従来のパッケージに
おいては、シリコンダイ12とダイ取付けパッドとの間
の熱膨張係数の不一致及び封止用エポキシ樹脂20の収
縮に起因して、シリコンダイ12の機械的応力及び抵抗
14の抵抗値のシフトが発生する。抵抗値のシフトが問
題となるような集積回路の場合、セラミックパッケージ
においては使用されることがないがエポキシ樹脂から発
生するダイ上の最大の機械的応力を除去するためにセラ
ミックパッケージで集積回路ダイをパッケージすること
が従来の解決方法である。
ージ10を概略断面図で示している。パッケージ10は
、集積回路ダイ12を有しており、集積回路ダイ12は
、その上表面16に概略14で示した複数個の拡散抵抗
を持っている。ダイ12は、その上表面16に形成した
例えばトランジスタ及びダイオード(不図示)などのよ
うなその他の回路部品を有している。半導体ダイ12上
の機械的応力は、拡散抵抗14の抵抗値をシフトさせる
。この様な抵抗値のシフトは、例えば精密なリニア集積
回路などのある種の集積回路において・筒題を発生する
。特に、この様なシフトが異なった拡散抵抗l4に対し
て異なる場合、この様な抵抗値のシフトは集積回路の性
能特性を変化させる場合がある。従来のパッケージにお
いては、半導体ダイ12は、例えば、導電性ポリイミド
をべ一スとした接着剤などで、銅ダイ取付けパッド18
へ直接的に取付けられる。この様な従来のパッケージに
おいては、シリコンダイ12とダイ取付けパッドとの間
の熱膨張係数の不一致及び封止用エポキシ樹脂20の収
縮に起因して、シリコンダイ12の機械的応力及び抵抗
14の抵抗値のシフトが発生する。抵抗値のシフトが問
題となるような集積回路の場合、セラミックパッケージ
においては使用されることがないがエポキシ樹脂から発
生するダイ上の最大の機械的応力を除去するためにセラ
ミックパッケージで集積回路ダイをパッケージすること
が従来の解決方法である。
本発明によれば、パッケージ10において、例えばセラ
ミックなどの、ダイ12のシリコンの熱膨張係数と一致
するシリコン又はその他の物質からなる層22が、銅ダ
イ取付けパッド18とシリコンダイとの間に配置されて
いる。銅は、約16.6 X 1 0’−’c m/
c m/”Cの比較的高い熱膨張係数を持っている。シ
リコンはそれよりもかなり低い熱膨張係数を持っており
、約3.OXIO−’cm / c m / ”Cであ
る。シリコンダイ12の熱膨張係数を一致させることに
加えて、層22に対してシリコン以外の物質を選択する
場合、それはエポキシ封土用樹脂20が接着するような
物質とすべきである。層22は、シリコンダイ12の厚
さの約半分の厚さを有するべきである。ダイ12は、典
型的には、約17ミル(miI)の厚さであるので、層
22に対しては約8ミルの厚さが適当である。層22は
、図示した如く、ダイ12を超えて対称的に延在すべき
である。例えば、シリコンダイがXの幅を持っており且
つダイ取付けパッド18がyの幅を持っている場合、層
22は、(X+y)/2の幅を有するべきである。第2
b図に示した如く、層22が全ての側部においてダイ1
2を超えて同一の量だけ延在することは必要ではない。
ミックなどの、ダイ12のシリコンの熱膨張係数と一致
するシリコン又はその他の物質からなる層22が、銅ダ
イ取付けパッド18とシリコンダイとの間に配置されて
いる。銅は、約16.6 X 1 0’−’c m/
c m/”Cの比較的高い熱膨張係数を持っている。シ
リコンはそれよりもかなり低い熱膨張係数を持っており
、約3.OXIO−’cm / c m / ”Cであ
る。シリコンダイ12の熱膨張係数を一致させることに
加えて、層22に対してシリコン以外の物質を選択する
場合、それはエポキシ封土用樹脂20が接着するような
物質とすべきである。層22は、シリコンダイ12の厚
さの約半分の厚さを有するべきである。ダイ12は、典
型的には、約17ミル(miI)の厚さであるので、層
22に対しては約8ミルの厚さが適当である。層22は
、図示した如く、ダイ12を超えて対称的に延在すべき
である。例えば、シリコンダイがXの幅を持っており且
つダイ取付けパッド18がyの幅を持っている場合、層
22は、(X+y)/2の幅を有するべきである。第2
b図に示した如く、層22が全ての側部においてダイ1
2を超えて同一の量だけ延在することは必要ではない。
ダイ12は、X軸に関し両側に同一の量及び“y軸に関
し両側に同一の量ダイ12を超えて層22が延在するよ
うに層22の上に配置されるべきであるが、X軸の量及
びy軸の量は異なったものとすることが可能である。こ
の様な延長部は、封止用の樹脂20が接着することが可
能な水平表面21をダイ12を超えた部分に提供するた
めに必要である。層22の垂直端部23は、封止用樹脂
20が硬化中に収縮した後に封止用樹脂20からの力に
対向することによりダイ12の応力を防止することを助
ける。樹脂が収縮する際のこの様な樹脂に対する抵抗力
は、ダイ12の垂直端部25に対しての収縮する樹脂に
よって付与される力の量をも減少させる。層22の垂直
端部23がこの目的のために効果的であるためには、こ
れらの垂直端部がダイ12の垂直端部25と近いもので
あるべきである。換言すると、層12は、垂直端部23
の応力緩和効果が失われるような大きな範囲に亘ってダ
イを超えて延在すべきではない。ダイ12に近い垂直端
部25及びダイ12を超えて延在すろ水平表面21が存
在することの両方から利点を得るためには、層22は、
水平表面を画定する上述した関係に従ってダイ12を超
えて延在すべきである。その関係は、水平表面21に対
する樹脂の接着と垂直端部23の対向力との間に適宜の
バランスを与えることを可能とする。
し両側に同一の量ダイ12を超えて層22が延在するよ
うに層22の上に配置されるべきであるが、X軸の量及
びy軸の量は異なったものとすることが可能である。こ
の様な延長部は、封止用の樹脂20が接着することが可
能な水平表面21をダイ12を超えた部分に提供するた
めに必要である。層22の垂直端部23は、封止用樹脂
20が硬化中に収縮した後に封止用樹脂20からの力に
対向することによりダイ12の応力を防止することを助
ける。樹脂が収縮する際のこの様な樹脂に対する抵抗力
は、ダイ12の垂直端部25に対しての収縮する樹脂に
よって付与される力の量をも減少させる。層22の垂直
端部23がこの目的のために効果的であるためには、こ
れらの垂直端部がダイ12の垂直端部25と近いもので
あるべきである。換言すると、層12は、垂直端部23
の応力緩和効果が失われるような大きな範囲に亘ってダ
イを超えて延在すべきではない。ダイ12に近い垂直端
部25及びダイ12を超えて延在すろ水平表面21が存
在することの両方から利点を得るためには、層22は、
水平表面を画定する上述した関係に従ってダイ12を超
えて延在すべきである。その関係は、水平表面21に対
する樹脂の接着と垂直端部23の対向力との間に適宜の
バランスを与えることを可能とする。
層22としてシリコンを使用することが好適である。な
ぜならば、それは、ダイ12をダイ取付けパッド18へ
取付けるために使用したのと同一の方法及び装置を使用
して付与することが可能だからである。実際上、シリコ
ン層22とシリコンダイ12の両方は、層24及び26
における導電性ポリイミド樹脂組成を使用してダイ取付
けパッド18へ取付けられる。層22に対してセラミッ
ク物質を使用する場合には、それは、真空蒸着又はスパ
ッタリングプロセスによって付与することが可能である
。このパッケージを完成するためには、封止する前に、
従来の態様で、ワイヤボンド30によって相互接続用リ
ード28をダイ12へ接続させる。
ぜならば、それは、ダイ12をダイ取付けパッド18へ
取付けるために使用したのと同一の方法及び装置を使用
して付与することが可能だからである。実際上、シリコ
ン層22とシリコンダイ12の両方は、層24及び26
における導電性ポリイミド樹脂組成を使用してダイ取付
けパッド18へ取付けられる。層22に対してセラミッ
ク物質を使用する場合には、それは、真空蒸着又はスパ
ッタリングプロセスによって付与することが可能である
。このパッケージを完成するためには、封止する前に、
従来の態様で、ワイヤボンド30によって相互接続用リ
ード28をダイ12へ接続させる。
次に、本発明の特定の具体的実施例について詳細に説明
する。
する。
例I
第2a図及び第2b図は、有限要素解析のために使用さ
れる如く、ブラスコン(Pjpaskon)から市販さ
れている従来の熱硬化性エポキシ封止用樹脂20内に封
止される代表的なダイ取付けパッド18、シリコン応力
緩和層22及びシリコンダイ12構成を示している。コ
ントロール即ち対象は、ダイ取付けパッドに直接取付け
たシリコンダイ12と共にある。理論的応力は、8ミル
St応力減少パッドを有するプラスチック封止パッケー
ジに対し、及び11ミルのセラミック応力減少パッドを
有するプラスチック封止パッケージに対し、該コントロ
ール(対象)に対して市販されているANSYS有限要
素解析プログラムを使用して計算した。ダイ表面16に
おける理論的応力の計算は、以下の表■に示す如き結果
が得られた。
れる如く、ブラスコン(Pjpaskon)から市販さ
れている従来の熱硬化性エポキシ封止用樹脂20内に封
止される代表的なダイ取付けパッド18、シリコン応力
緩和層22及びシリコンダイ12構成を示している。コ
ントロール即ち対象は、ダイ取付けパッドに直接取付け
たシリコンダイ12と共にある。理論的応力は、8ミル
St応力減少パッドを有するプラスチック封止パッケー
ジに対し、及び11ミルのセラミック応力減少パッドを
有するプラスチック封止パッケージに対し、該コントロ
ール(対象)に対して市販されているANSYS有限要
素解析プログラムを使用して計算した。ダイ表面16に
おける理論的応力の計算は、以下の表■に示す如き結果
が得られた。
表I
理論的応力(Rpsi)
脚 部 Jx J
yコ ン ト ロ ー ノレ 25.
O 35. 38ミルStパッド 17. 8
26. 811ミルセラミックパッド 15.6
23.9121X122ミルの寸法を持っており且つ応
カセンサとしてイオン注入した抵抗を持っているピエゾ
抵抗テストシリコンダイを、導電性ポリイミド接着剤を
使用して、且つ8ミルの厚さのシリコン応力減少中間層
と共に、銅ダイボンディングパッドへ直接取付けた。該
ダイ及びシリコン応力減少層の両方は、直接ダイ取付け
サンプルと同一の態様で導電性ポリイミド接着剤で取付
けている。
yコ ン ト ロ ー ノレ 25.
O 35. 38ミルStパッド 17. 8
26. 811ミルセラミックパッド 15.6
23.9121X122ミルの寸法を持っており且つ応
カセンサとしてイオン注入した抵抗を持っているピエゾ
抵抗テストシリコンダイを、導電性ポリイミド接着剤を
使用して、且つ8ミルの厚さのシリコン応力減少中間層
と共に、銅ダイボンディングパッドへ直接取付けた。該
ダイ及びシリコン応力減少層の両方は、直接ダイ取付け
サンプルと同一の態様で導電性ポリイミド接着剤で取付
けている。
次いで、これらのサンプルを、プラスコンがら得られる
熱硬化性エポキシ樹脂を175℃の温度カ該取付けたダ
イ及びボンディングパッドの周りにモールドすることに
より封止した。注入形成した抵抗の抵抗値のシフトを、
ダイ取付けの後及びエホキシモールトノ後ニ、HP41
41B DC電源及びHP3852Aデータ採取装置
からなるヒューレットパッカードシステムを使用して、
室温゜゜において測定した。各タイプの50個のサンプ
ル寸法を使用した。その結果を表■に示してある。
熱硬化性エポキシ樹脂を175℃の温度カ該取付けたダ
イ及びボンディングパッドの周りにモールドすることに
より封止した。注入形成した抵抗の抵抗値のシフトを、
ダイ取付けの後及びエホキシモールトノ後ニ、HP41
41B DC電源及びHP3852Aデータ採取装置
からなるヒューレットパッカードシステムを使用して、
室温゜゜において測定した。各タイプの50個のサンプ
ル寸法を使用した。その結果を表■に示してある。
表■
平均抵抗シフト(%)
サ ン プ ル ダイ取付後 モールド後コントロール
+2. 90 −5. 93Si応力減少層 +1
. 44 −3. 37一般的に、約3%と4%の
間の抵抗値のシフトは、製品明細を充足することのない
部品の増加を発生し始める。ダイ取付け後及びモールド
前の結果は、大量生産のためのセラミックパッケージを
使用する場合に得られる結果と一致する。これらのパッ
ケージの場合、ダイのシフトに起因する歩留りの損失は
観察されない。しかしながら、応力減少層を設けずに製
造されたプラスチック封止集積回路(表■におけるコン
トロールに対応)は、ウエハレベルでテストした場合に
、それらの回路は性能条件を充足するものではあったが
、ダイ応力に起因して性能条件を欠落するために約35
%の歩留り損失を発生している。上述した如き応力減少
層と共に製造した対応するプラスチック封止集積回路は
、ダイ応力に起因して性能条件を充足することを欠落す
る歩留り損失は約−4′%に過ぎない。
+2. 90 −5. 93Si応力減少層 +1
. 44 −3. 37一般的に、約3%と4%の
間の抵抗値のシフトは、製品明細を充足することのない
部品の増加を発生し始める。ダイ取付け後及びモールド
前の結果は、大量生産のためのセラミックパッケージを
使用する場合に得られる結果と一致する。これらのパッ
ケージの場合、ダイのシフトに起因する歩留りの損失は
観察されない。しかしながら、応力減少層を設けずに製
造されたプラスチック封止集積回路(表■におけるコン
トロールに対応)は、ウエハレベルでテストした場合に
、それらの回路は性能条件を充足するものではあったが
、ダイ応力に起因して性能条件を欠落するために約35
%の歩留り損失を発生している。上述した如き応力減少
層と共に製造した対応するプラスチック封止集積回路は
、ダイ応力に起因して性能条件を充足することを欠落す
る歩留り損失は約−4′%に過ぎない。
モールド後の抵抗値シフトにおける減少として測定する
と、応力減少層を使用することにより、43%の改良が
得られた。有限要素解析によって理論的応力において約
24%と29%の間の減少が予測された。
と、応力減少層を使用することにより、43%の改良が
得られた。有限要素解析によって理論的応力において約
24%と29%の間の減少が予測された。
例■
比較のために、LF356 BI−FETオペアンプ
集積回路を、応力減少パッドなしで及び例Iにおけるの
と同一の態様で集積回路ダイとその銅ボンディングパッ
ドとの間に8ミルの厚さのシリコン応力減少パッドと共
にプラスチック封止でパッケージした。各々、応力減少
パッドなし及び応力減少パッド付きの1000個の量製
造した。
集積回路を、応力減少パッドなしで及び例Iにおけるの
と同一の態様で集積回路ダイとその銅ボンディングパッ
ドとの間に8ミルの厚さのシリコン応力減少パッドと共
にプラスチック封止でパッケージした。各々、応力減少
パッドなし及び応力減少パッド付きの1000個の量製
造した。
オフセット電圧V。.における変化の形態でのパラメー
タシフトの測定を行ない、その結果を、平均値+2σ(
ボルト)として表■に示してある。
タシフトの測定を行ない、その結果を、平均値+2σ(
ボルト)として表■に示してある。
表■
パ ッ ド無 Si応力緩和パッド 改 良5.661
V 4.230V 25%オフセット電圧にお
ける変化は、パッケージ前及びパッケージ後に測定した
集積回路におけるマッチさせた抵抗における差の大きさ
である。この変化は、ダイ応力に関係している。シリコ
ン応力緩和パッドを有する下側の値は、応力がかなり減
少されていることを表わしているが、この応力減少は、
オフセット電圧変化における減少と同一の割合ではない
。オフセット電圧における変化を減少すると、パッケー
ジ後の性能条件を充足することを欠落するために歩留り
損失の減少を発生させる。
V 4.230V 25%オフセット電圧にお
ける変化は、パッケージ前及びパッケージ後に測定した
集積回路におけるマッチさせた抵抗における差の大きさ
である。この変化は、ダイ応力に関係している。シリコ
ン応力緩和パッドを有する下側の値は、応力がかなり減
少されていることを表わしているが、この応力減少は、
オフセット電圧変化における減少と同一の割合ではない
。オフセット電圧における変化を減少すると、パッケー
ジ後の性能条件を充足することを欠落するために歩留り
損失の減少を発生させる。
以上、詳細に説明した如く、本発明の初期の目的を達成
することが可能な新規な応力減少パッケージ及び方法が
提供されることを理解することが可能である。本発明の
パッケージ及び方法は、封止用プラスチック物質の収縮
によって発生される応力を著しく減少させることを可能
とする。この応力減少は、シリコンダイ及び銅ダイボン
ディングパッドの熱膨張係数における差に基づいて予』
1されるよりも著しく大きなものである。本発明のパッ
ケージ及び方法は、性能明細及び条件を充足することが
ないようなプラスチック封止集積回路が発生する割合を
減少させる。
することが可能な新規な応力減少パッケージ及び方法が
提供されることを理解することが可能である。本発明の
パッケージ及び方法は、封止用プラスチック物質の収縮
によって発生される応力を著しく減少させることを可能
とする。この応力減少は、シリコンダイ及び銅ダイボン
ディングパッドの熱膨張係数における差に基づいて予』
1されるよりも著しく大きなものである。本発明のパッ
ケージ及び方法は、性能明細及び条件を充足することが
ないようなプラスチック封止集積回路が発生する割合を
減少させる。
以上、本発明の具体的実施の態様について詳細に説明し
たが、本発明はこれら具体例にのみ限定されるべきもの
ではなく、本発明の技術的範囲を逸脱することなしに種
々の変形が可能であることは勿論である。
たが、本発明はこれら具体例にのみ限定されるべきもの
ではなく、本発明の技術的範囲を逸脱することなしに種
々の変形が可能であることは勿論である。
第1図は、本発明に基づいて構成された応力減少パッケ
ージを示した概略断面図、第2a図及び第2b図は第1
図に示したパッケージの一部の断面及び平面有限要素解
析ダイヤグラムを示した各説明図、である。 10: 12: 14 : 16: 18: 20: 22: 23: 28: 30 : (符号の説明) 集積回路パッケージ 集積回路ダイ 拡散抵抗 上表面 ダイ取付けパッド 封止用エポキシ樹脂 シリコン層 垂直端部 リード ワイヤボンド
ージを示した概略断面図、第2a図及び第2b図は第1
図に示したパッケージの一部の断面及び平面有限要素解
析ダイヤグラムを示した各説明図、である。 10: 12: 14 : 16: 18: 20: 22: 23: 28: 30 : (符号の説明) 集積回路パッケージ 集積回路ダイ 拡散抵抗 上表面 ダイ取付けパッド 封止用エポキシ樹脂 シリコン層 垂直端部 リード ワイヤボンド
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、集積回路パッケージにおいて、ダイ取付けパッド、
前記ダイ取付けパッドに取付けた応力減少パッドを有し
ており、前記応力減少パッドは、シリコンの熱膨張係数
と等しいか又はほぼ一致する熱膨張係数を持っており、
前記ダイ取付けパッドから離れて面する前記応力減少パ
ッドの表面に取付けられたシリコン集積回路ダイを有し
ており、前記表面は前記集積回路ダイの各側部を超えて
延在する部分を持っており、前記ダイ取付けパッドと前
記応力減少パッドと前記集積回路ダイの周りに設けられ
た熱硬化性樹脂からなる封止用本体を有しており、前記
熱硬化性樹脂が前記表面部分に接着して向上した応力減
少を発生させていることを特徴とする集積回路パッケー
ジ。 2、特許請求の範囲第1項において、前記応力減少パッ
ドがシリコンパッドであることを特徴とする集積回路パ
ッケージ。 3、特許請求の範囲第1項において、前記熱硬化性樹脂
がエポキシ樹脂であることを特徴とする集積回路パッケ
ージ。 4、特許請求の範囲第1項において、前記ダイ取付けパ
ッドが銅パッドであることを特徴とする集積回路パッケ
ージ。 5、特許請求の範囲第1項において、前記集積回路ダイ
が、前記応力減少パッド上に対称的に配置されており、
且つ前記応力減少パッドが約(x+y)/2の幅を持っ
ており、xは前記集積回路ダイの幅であり且つyは前記
ダイ取付けパッドの幅であることを特徴とする集積回路
パッケージ。 6、特許請求の範囲第1項において、前記ダイ取付けパ
ッドが銅パッドであり且つ前記応力減少パッドがシリコ
ンパッドであることを特徴とする集積回路パッケージ。 7、特許請求の範囲第6項において、前記応力減少パッ
ドが前記ダイ取付けパッドと前記応力減少パッドとの間
の導電性ポリイミド樹脂からなる第一層によって前記ダ
イ取付けパッドへ取付けられていることを特徴とする集
積回路パッケージ。 8、特許請求の範囲第7項において、前記シリコン集積
回路が、前記応力減少パッドと前記シリコン集積回路と
の間の導電性ポリイミド樹脂からなる第二層によって前
記応力減少パッドへ取付けられていることを特徴とする
集積回路パッケージ。 9、特許請求の範囲第1項において、前記応力減少パッ
ドが、前記集積回路ダイの厚さの約半分の厚さを持って
いることを特徴とする集積回路パッケージ。 10、特許請求の範囲第1項において、前記応力減少パ
ッドが、前記集積回路ダイの垂直端部に近い垂直端部を
持っており、前記応力減少パッドの垂直端部は、前記集
積回路ダイへ前記熱硬化性樹脂によって付与される応力
を減少するために前記集積回路ダイへ及び前記応力減少
パッドの前記垂直端部に対し前記熱硬化性樹脂によって
付与される力に対向することを特徴とする集積回路パッ
ケージ。 11、集積回路パッケージにおいて、ダイ取付けパッド
及び前記ダイ取付けパッドに取付けられた応力減少パッ
ドが設けられており、前記応力減少パッドはシリコンの
熱膨張係数に等しいか又はそれとほぼ一致する熱膨張係
数を持っており、前記ダイ取付けパッドから離れる方向
に面する前記応力減少パッドの表面に取付けてシリコン
集積回路が設けられており、且つ前記ダイ取付けパッド
と前記応力減少パッドと前記集積回路ダイの周りに熱硬
化性樹脂からなる封止用本体が設けられており、前記応
力減少パッドは前記集積回路ダイの垂直端部に近い垂直
端部を持っており、前記応力減少パッドの垂直端部は前
記集積回路ダイへ前記熱硬化性樹脂によって付与される
応力を減少するために前記集積回路ダイへ及び前記応力
減少パッドの前記垂直端部へ前記熱硬化性樹脂によって
付与される力に対向することを特徴とする集積回路パッ
ケージ。 12、特許請求の範囲第11項において、前記応力減少
パッドがシリコンパッドであることを特徴とする集積回
路パッケージ。 13、特許請求の範囲第11項において、前記熱硬化性
樹脂がエポキシ樹脂であることを特徴とする集積回路パ
ッケージ。 14、特許請求の範囲第11項において、前記ダイ取付
けパッドが銅パッドであることを特徴とする集積回路パ
ッケージ。 15、特許請求の範囲第11項において、前記ダイ取付
けパッドが銅パッドであり且つ前記応力減少パッドがシ
リコンパッドであることを特徴とする集積回路パッケー
ジ。 16、特許請求の範囲第15項において、前記応力減少
パッドが前記ダイ取付けパッドと前記応力減少パッドと
の間の導電性ポリイミド樹脂からなる第一層によって前
記ダイ取付けパッドへ取付けられていることを特徴とす
る集積回路パッケージ。 17、特許請求の範囲第16項において、前記シリコン
集積回路が前記応力減少パッドと前記シリコン集積回路
との間の導電性ポリイミド樹脂からなる第二層によって
前記応力減少パッドへ取付けられていることを特徴とす
る集積回路パッケージ。 18、特許請求の範囲第11項において、前記応力減少
パッドが前記集積回路ダイの厚さの約半分の厚さを持っ
ていることを特徴とする集積回路パッケージ。 19、封止したシリコン集積回路ダイにおいて機械的応
力を減少させる方法において、ダイ取付けパッド上にシ
リコンの熱膨張係数と等しいか又はほぼ一致する熱膨張
係数を持った物質からなる応力減少パッドを取付け、集
積回路ダイを前記応力減少パッド上に取付け、前記応力
減少パッドは前記集積回路ダイの各側部を超えて延在す
る集積回路ダイに面する表面を持っており、前記集積回
路ダイと応力減少パッドとダイ取付けパッドとを前記応
力減少パッドの表面へ接着するような高温で熱硬化性樹
脂で封止し、且つ前記熱硬化性樹脂を冷却させることを
特徴とする方法。 20、特許請求の範囲第19項において、前記応力減少
パッドがシリコンパッドであることを特徴とする方法。 21、特許請求の範囲第19項において、前記熱硬化性
樹脂がエポキシ樹脂であることを特徴とする方法。 22、特許請求の範囲第19項において、前記ダイ取付
けパッドが銅パッドであることを特徴とする方法。 23、特許請求の範囲第19項において、前記集積回路
ダイが前記応力減少パッド上に対称的に配置されており
、且つ前記応力減少パッドが約(x+y)/2の幅を持
っており、xは前記集積回路ダイの幅であり且つyは前
記ダイ取付けパッドの幅であることを特徴とする方法。 24、特許請求の範囲第19項において、前記ダイ取付
けパッドが銅パッドであり且つ前記応力減少パッドがシ
リコンパッドであることを特徴とする方法。 25、特許請求の範囲第24項において、前記応力減少
パッドが、前記ダイ取付けパッドと前記応力減少パッド
との間の導電性ポリイミド樹脂からなる第一層と共に、
前記ダイ取付けパッドへ取付けられていることを特徴と
する方法。 26、特許請求の範囲第25項において、前記集積回路
が、前記応力減少パッドと前記シリコン集積回路との間
の導電性ポリイミド樹脂の第二層と共に、前記応力減少
パッドへ取付けられていることを特徴とする方法。 27、封止したシリコン集積回路ダイにおいて機械的応
力を減少させる方法において、ダイ取付けパッド上にシ
リコンの熱膨張係数と等しいか又はほぼ一致する熱膨張
係数を持った物質からなる応力減少パッドを取付け、前
記応力減少パッドは集積回路ダイの垂直端部に近い垂直
端部を持っており、前記集積回路ダイを前記応力減少パ
ッド上に取付け、前記集積回路ダイと応力減少パッドと
ダイ取付けパッドとを高温状態で熱硬化性樹脂で封止し
、且つ前記熱硬化性樹脂を冷却させ、前記応力減少パッ
ドの垂直端部が前記集積回路ダイへ前記熱硬化性樹脂に
よって付与される応力を減少するために前記集積回路ダ
イに対し及び前記応力減少パッドの垂直端部に対し前記
熱硬化性樹脂によって付与される力に対向することを特
徴とする方法。 28、特許請求の範囲第27項において、前記応力減少
パッドがシリコンパッドであることを特徴とする方法。 29、特許請求の範囲第27項において、前記熱硬化性
樹脂がエポキシ樹脂であることを特徴とする方法。 30、特許請求の範囲第27項において、前記ダイ取付
けパッドが銅パッドであることを特徴とする方法。 31、特許請求の範囲第27項において、前記ダイ取付
けパッドが銅パッドであり且つ前記応力減少パッドがシ
リコンパッドであることを特徴とする方法。 32、特許請求の範囲第31項において、前記応力減少
パッドが、前記ダイ取付けパッドと前記応力減少パッド
との間の導電性ポリイミド樹脂からなる第一層と共に、
前記ダイ取付けパッドに取付けられていることを特徴と
する方法。 33、特許請求の範囲第31項において、前記集積回路
が、前記応力減少パッドと前記シリコン集積回路との間
において導電性ポリイミド樹脂からなる第二層と共に、
前記応力減少パッドへ取付けられていることを特徴とす
る方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US295,595 | 1989-01-10 | ||
| US07/295,595 US5049976A (en) | 1989-01-10 | 1989-01-10 | Stress reduction package and process |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02231748A true JPH02231748A (ja) | 1990-09-13 |
Family
ID=23138391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001627A Pending JPH02231748A (ja) | 1989-01-10 | 1990-01-10 | 応力減少パッケージ及び方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5049976A (ja) |
| JP (1) | JPH02231748A (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH0590452A (ja) * | 1991-09-25 | 1993-04-09 | Sony Corp | 樹脂封止型半導体装置 |
| KR970008355B1 (ko) * | 1992-09-29 | 1997-05-23 | 가부시키가이샤 도시바 | 수지밀봉형 반도체장치 |
| US5291061A (en) * | 1993-04-06 | 1994-03-01 | Micron Semiconductor, Inc. | Multi-chip stacked devices |
| USRE40061E1 (en) | 1993-04-06 | 2008-02-12 | Micron Technology, Inc. | Multi-chip stacked devices |
| US6159764A (en) * | 1997-07-02 | 2000-12-12 | Micron Technology, Inc. | Varied-thickness heat sink for integrated circuit (IC) packages and method of fabricating IC packages |
| DE19808193B4 (de) | 1998-02-27 | 2007-11-08 | Robert Bosch Gmbh | Leadframevorrichtung und entsprechendes Herstellungsverfahren |
| KR100343454B1 (ko) * | 1999-11-09 | 2002-07-11 | 박종섭 | 웨이퍼 레벨 패키지 |
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-
1989
- 1989-01-10 US US07/295,595 patent/US5049976A/en not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-01-10 JP JP2001627A patent/JPH02231748A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5049976A (en) | 1991-09-17 |
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