JPH03256353A - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、マルチチップタイプの半導体装置に係り、と
くに、多ピンのＱ　Ｆ　Ｐ　（Ｑｕａｄ　ＦｌａｔＰａ
ｃｋａｇｅ）に用いる半導体素子（以下、チップという
。）を載置したリードフレームの構造に関するものであ
る。

（従来の技術） 集積回路の高密度化、高機能化が進むにつれて、従来の
ワンチップパッケージ方式では十分対応できなくなって
きており、その対策として複数の半導体素子を１つのパ
ッケージに収めたマルチチップパッケージ方式が開発さ
れるようになってきた。

このマルチチップパッケージによって高密度実装が実現
可能になり、新しい集積回路を開発するにも、既存のチ
ップを組合せて１パツケージに組込むためにリードフレ
ームの設計だけでよ−く、開期間が短縮できる。また、
５ｉＩＣとＧａＡｓ素子、バイポーラとＣ−ＭＩＳＩＣ
などのいままで１チツプ化が困難だったデバイスも１チ
ツプ化が可能になるなど高機能化に役立ち、さらに、ト
ランスファーモールドで樹脂封止を行うために、従来の
樹脂封止型半導体装置と同等の信頼性が得られるなどこ
のタイプのパッケージの有用性には高いものかある。

ＩＣやＬＳＩなどの半導体装置の樹脂封止タイプは、低
価格化の目的や外形構造の複雑化にともなって最近急速
に増加してきている。このタイプをマルチチップ化する
には、複数のチップをリードフレームに載置して、この
複数のチップをモールド樹脂で一体化してなる。第５図
は、チップを２つ塔載した例である。リードフレーム１
中心の半導体素塔載部（以下、アイランドという。）２
は、方形のチップを載せるために方形であり、かつ、そ
の任意の一辺は、リードフレーム１の辺とは平行になっ
ている。このアイランド２は、吊りピン３によっても支
持されており、リードは、ダムバー４によって支持され
ている。チップ２を塔載機に、チップ、吊りピン３、リ
ードは、たとえば、エポキシ樹脂のようなモールド樹脂
によって被覆される。リードについては、ダムバー４か
らのアウターリードは、露出しているが、チップとリー
ドを電気的に接続するボンディングワイヤとリードとの
接続部であるインナーリード部とアウターリードとイン
ナーリードの中間の中間リード部５は、モールド樹脂に
よって被覆される。モールド樹脂の形成法としては、注
型法、トランスファモールド法、浸漬法などが知られて
いるが、トランスファモールド法が最も多く利用されて
いる。

ところが、マルチチップパッケージは、電子機器の高密
度化・高機能化という目的に沿って多ピン化が年々進ん
でいる。ところが、第５図のようにピンのそれ程多くな
い場合は問題ないが、多ピン化の進んだ、たとえば、第
６図に示すようなパッケージ６に２個のチップを収納し
ようとすると、２個のチップに挟まれた部分の中間リー
トの引きまわしのために大きな空間が必要となり、必然
的にパッケージは細長いものとなって既存のパッケージ
に収めることが不可能になる。また、無理に既存のパッ
ケージに適用すると、中間リード５は、従来よりも細長
くしなければならず、その上、大きくまわり込むように
しなければならないので、リードの強度が弱くなってワ
イヤボンディング工程後の搬送時におけるショックによ
るワイヤ切れや樹脂モールド時にリード変形が起き易く
なるなど組立性、信頼性の面で問題が生ずることになる
。

さらに、マルチチップパッケージは多くの場合既存の半
導体チップを組合せるために、チップ上の複数の電極、
即ち、ポンディングパッドはパッケージ内で不均一に配
列される場合がある。とくに、バイポーラＩＣなどのチ
ップは、その回路の性質からこのポンディングパッドが
不均等に配列されている例が多い。このように、ポンデ
ィングパッドがパッケージ内で不均一に配列している場
合には、第７図に示すように無駄な空間と空きリードな
ど無駄なリードが生じてしまう。

（発明が解決しようとする課題） 前述のように、従来のパッケージでは、現在の多ピン化
したチップや不規則に配列したポンディングパッドを有
するチップを有効に配置することは難しく、パッケージ
の大型化など問題が多かったー 本発明は、上記事情によってなされたもので、組立性に
すぐれ、多ピン型のマルチチップパッケージに適した新
規なリードフレームを有する半導体装置を提供すること
を目的としている。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、少くとも２個以上のチップをリードフレーム
のアイランドに設置した半導体装置に関するものであり
、このチップを、チップの任意の一辺の延長線とこの辺
と直接対向するり−トフレームの一辺もしくはこのリー
ドフレームの辺の延長線とが交点を結ぶように、すなわ
ち、両辺が平行にならないようにこのリードフレームの
アイランドに設置することを特徴としている。

（作　用） 本発明は、上記のように、リードフレームに対してチッ
プが斜めになるように配置する如く、アイランドを形成
することによってチップ間の中間リードを短く、また屈
曲を少なく設計できるので、チップのリード数が多くな
ってもパッケージを長くする必要はなく、また、リード
の幅を極端に狭くする必要もない。

また、チップが不規則に配列したポンディングパッドを
有する場合は、前記のようなアイランドの構成に加えて
、ポンディングパッドの配置密度が疎である部分をチッ
プ間の空間に向くようにチップを配置すればその空間を
有効に利用することができる。

（実施例１） 以下１本発明の一実施例を第１図により説明する。図は
、モールド樹脂からなるパッケージ６のリードフレーム
のある部分の断面図である。このリードフレームに載置
する２つのチップは正方形であるので、これを支持する
リードフレームのアイランド２の形状も正方形である。

この例ではポンディングパッドは、チップ上に均等に規
則正しく配置されている。したがって、ポンディングパ
ッドの配置の疎密についてとくに考慮する必要はない。

従来例の第６図におけるリードフレームのアイランド２
の配置は、リードフレームに対して平行に置かれている
。すなわち、リードフレームの長軸と二つのアイランド
の中心軸とは一致しているが、この実施例では、リード
フレームの長軸と各アイランドの中心軸とはそれぞれ４
５″の角度をなしている。したがって、２つのアイラン
ド２をつなく吊りピン３は、第６図ではアイランドの各
辺同志を結合しているのに、第１図ではアイランドの角
同志を結合している。対向するアイランド２の各辺は、
第６図では平行に向い合っているが、本実施例の第１図
では９０°の角をなして向い合っている。すなわち、向
い合う両辺が各々反対側に倒れる形になる。したがって
、本実施例の方が、向い合う辺が斜めになっている分だ
け両アイランド間の空間が広くなっているので、その分
リードの占める面積は大きくとれることになる。

その上、両アイランド間の中間リード５はアイランドの
一辺付近から垂直に延びて、ある点で直角に曲らなれば
ならず大きな屈曲部が必要であったが、第１図では、ア
イランドが斜めのために、アイランド２の一辺付近から
延びる中間リード５は、殆んど屈曲せずにリードフレー
ムの縁へ斜めに降りている。このように、本発明では、
中間リードのためのアイランド２間の空間が広くとれる
ので、リードを余り細くする必要がなく、また屈曲部が
少いので、ワイヤボンディング後の搬送時のショックに
よるワイヤ切れや、モールド時のリード変形を有効に防
止することができる。

（実施例２） つぎに、本発明の第２の実施例を第２図および第３図に
よって説明する。

この例では、たとえば、バイポーラＩＣのようにチップ
７上のポンディングパッド１０が不規則に配置されてい
る。ただし、これらパッド１０は、チップの周辺に配置
されており、この点は、規則正しく配置されているチッ
プと変わりはない。チップ間の配線に余裕をもたせるに
は、まず■両者間の有効面積を大きくすること、■中間
リードは、向い合う垂直のアイランドの辺から水平状態
にあるリードフレームの縁まで延びているので、その経
路が直角にならないように、この向い合う垂直の辺を出
来るだけ水平に傾けるこ・と、および■アイランド間に
ある中間リードの数を少なくすることの三点に注目する
必要がある。

このアイランド２の配置角度を決定するには。

上記■〜■の点を考慮しつつ次の設計法を用いる。

まず、第１のチップ７に注目する。チップ７上の各ポン
ディングパッド１０を点と見做す、そして、チップ７の
中心からパッド１０への距離と方向を考慮したベクトル
９を想定し、全ベクトル９の総和を求める。そして、第
２のチップも同様にチップ中心からポンディングパッド
までのベクトルを想定し、その総和を求める。それぞれ
の総和ベクトル１１をリードフレームの長軸上に置き、
互いに反対方向を向き、かつ、リードフレーム中心から
外方へ向くように２つのアイランド２を配置する。

両アイランドはチップのポンディングパッドの配列に対
応した傾きで配置されるが、この傾きの程度は、両者で
相違していても良い。この設計法でアイランドを配置す
ると、リードの屈曲を少くすることができると同時にア
イランド間を広くすることができる。また１両者が対向
する近くにはポンディングパッドの数が少くなるように
チップ７が載置される。

（実施例３） また、製品によっては、パッドの配置およびパッドとリ
ードとの接続関係、いわゆるピンコネクションが、ユー
ザーなどの要請ですでに決定していることもある。第４
図にその例が示されている。この例では、実施例２にお
ける設計法を用いることができないので、可能なかぎり
中間リードが短く、屈曲が少なくなるようにリードフレ
ームの一辺と、その辺と対向するチップの辺の延長線と
が交わる角度をＯ〜４５″の範囲で求める。第４図では
、その角度が１８°であった。その角度で、中間リード
を短く、かつ、その屈曲を小さくすることができた。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明によって、従来よりも短く
、かつ屈曲の小さい中間リードを持つリードフレームが
設計でき、組立性、信頼性の向上を図ることができる。

また、チップ上のポンディングパッドが不規則に配電さ
れていてもチップ間の距離を小さく保つことができるの
でパッケージの小型化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１の実施例のリードフレームとパ
ッケージの断面図、第２図は、本発明の第２の実施例の
リードフレームとパッケージの断面図、第３図は、本発
明の第２の実施例のチップの断面図、第４図は、本発明
の第３の実施例のチップとリードフレームの断面図、第
５図〜第７図は、従来例のリードフレーム、パッケージ
およびチップの断面図である。 １・・・リードフレーム、　　　　２・・・す３・・・
リードフレームの吊りビン、 ４・・・リードフレームのダムバー、 ５・・・リードフレームの中間リード、６・・・パッケ
ージ、　　　　　　７・・・チップ、８・・・空きリー
ド、　　　　　　９・・・ベクトル、１０・・・チップ
上のポンディングパッド、１１・・・総和ベクトル。 ドフレームのアイランド、 （８７３３）　　代理人　弁理士　猪　股　祥　晃（ほ
か１名）第１図 第２図 第３図 第５図 第４図 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも２個以上の半導体素子をリードフレームの半
   導体素子載置部に設置した半導体装置において、前記半
   導体素子を、この半導体素子の任意の一辺の延長線とこ
   の一辺と直接対向するリードフレームの一辺もしくはそ
   の延長線とが交点を結ぶように、前記リードフレームの
   半導体装置部に設置したことを特徴とする半導体装置。