JPH0382148A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置の製造技術、特に、リードの配線
技術の改良に係り、例えば、デュアル・イン・ライン形
の樹脂封止パッケージを備えている半導体集積回路装置
（以下、ＤＩＰ−ＩＣ１または、単にＩＣということが
ある。）の製造に利用して有効な技術に関する。

〔従来の技術〕

従来から、メモリー系の半導体集積回路装置においては
、３００ｍ１１　　（７，６２ｍ５）の折り曲げ幅を有
するデュアル・イン・ライン形の樹脂封止パッケージが
使用されている。

最近、メモリー系の半導体集積回路装置は集積度の高ま
りに伴って、その半導体ペレットが長手方向に大きくな
ってきている。また、メモリー系の半導体集積回路装置
においては、半導体ペレットにおけるポンディングパッ
ドが、細長く形成された半導体ペレットにおける両方の
短辺に偏って配置されているという特徴がある。

そのため、メモリー系の半導体集積回路装置においてそ
の集積度がさらに高まった場合、デュアル・イン・ライ
ン形の樹脂封止パッケージにおいて３ＱＱｍｉｌの折り
曲げ幅を維持するのは、きわめて困難になるという問題
点がある。すなわち、横幅が制限されているデュアル・
イン・ライン形の樹脂封止パッケージにおいて、長大化
され、かつ、ポンディングパッドが短辺に偏って配置さ
れている半導体ペレットを収めようとした場合、パッケ
ージ内におけるインナリードについての配線スペースが
不足してしまうためである。

そこで、長大化され、かつ、ポンディングパッドが短辺
に偏って配置されている半導体ペレットを封止する場合
であっても、インナリードの配線スペースを充分に確保
することができる樹脂封止パッケージを備えている半導
体装置を提供することが要望される。

このような要望に応するために、次のような半導体装置
が提案されている。

すなわち、半導体ペレットと、互いに電気的に独立され
て外部端子を構成している複数本のリードと、各リード
と前記半導１体ペレットとの間にそれぞれ橋絡されてい
るボンディングワイヤと、これら半導体ペレット、リー
ドおよびボンディングワイヤ群を樹脂封止するパッケー
ジとを備えている半導体装置であって、前記リード群の
うち少なくとも一部のリードにおけるインナ部Ｃ以下、
インナリードということがある。）を前記パッケージ内
において前記半導体ペレットの下方に配線し、このイン
ナリードと半導体ペレットとの間に絶縁層を介設したも
のである。

この半導体装置によれば、リード群のうち少なくとも一
部のインナリードが、その一部を樹脂封止パッケージ内
において半導体ペレットの下方に配線されているため、
当該インナリードについての配線スペースを充分に確保
することができる。

したがって、例えば、横幅が制限されているデュアル・
イン・ライン形の樹脂封止パッケージにおいて、長大化
され、かつ、ポンディングパッドがその短辺に偏って配
置されている半導体ペレットを収めようとした場合であ
っても、パッケージ内においてインナリードを充分に配
線することができる。

また、前記半導体ペレットの下方に配線されたインナリ
ードと、半導体ペレットとの間に絶縁層が介設されてい
るため、半導体ペレットとリード群との絶縁は良好に保
たれるとともに、半導体ペレットを樹脂封止パッケージ
内において強固に固定することができる。

なお、このような半導体装置を述べである例としては、
日本国特許庁公開特許公報、特開昭５７−１１４２６１
号、特開昭６１−２１８１３９号、および、特開昭６１
−２５８４５８号、がある。

〔発明が解決しようとするＲ題〕

しかし、前述したような半導体装置においてｔＬ半導体
ペレットからリードのインナ部への伝熱経路について充
分な配慮がなされていないため、多ピンのもの程、バフ
ケージの熱抵抗が増大化してしまうという問題点がある
ことが、本発明者によって明らかにされた。

本発明の目的は、ペレットからリードへの伝熱経路を充
分に確保することができ、パフケージの熱抵抗を低減化
することができる半導体装置を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔課題を解決するための手段ゴ 本ＩＩＩにおいて開示される発明のうち代表的なものの
概要を説明すれば、次の通りである。

すなわち、半導体ペレットと、互いに電気的に独立され
て外部端子をそれぞれｆＩＩ威している複数本のリード
と、各リードのインナ部と前記半導体ペレットとの間に
それぞれ橋絡されているボンディングワイヤと、これら
半導体ペレット、リードのインナ部およびボンディング
ワイヤを樹脂封止するパフケージとを備えている半導体
装置において、前記各リードのインナ部が前記半導体ペ
レットの少なくとも近傍に位置されており、このインナ
部群上にｔｌＡ縁層が形成されているとともに、この絶
縁層上に金属層が形成されており、この金属層上に前記
半導体ペレットがボンディングされていることを特徴と
する。

〔作用〕

前記した手段によれば、半導体ペレットとリードのイン
ナ部群との間には絶縁層が介設されているが、絶縁層に
は金属層が全面に形成されているため、半導体ペレット
の発熱はこの金属層に伝導した後、この金属層の全面に
よりリード全体に伝導されて行く、このため、熱伝導効
率がきわめて高くなり、半導体ペレットからリードの熱
抵抗が低減されることにより、半導体装置全体としての
放熱性能が高められる。

〔実施例１〕 第１図は本発明の一実施例であるＤＩＰ−ＩＣを示す一
部切断斜視図、第２図はその側面図中央縦断面図、第３
図はその正面図中央縦断面図である。第４図〜第６図は
その製造方法を説明する各説明図である。

本実施例において、本発明に係る半導体装置はＤＩＰ・
ＩＣｌ３として構成されており、半導体ペレット１４と
、互いに電気的に独立されて外部端子を構成しており、
後記する樹脂封止パッケージの外部に引き出されている
アウタ部（以下、アウタリードという、）７、およびパ
ッケージの内部に配線されているインナ部（以下、イン
ナリードという、）８から成る複数本のり一部６と、各
インナリードと前記半導体ペレットとの間にそれぞれ橋
絡されているボンディングワイヤ１６と、これら半導体
ペレット、インナリードおよびボンディングワイヤ群を
樹脂封止するパッケージ１７とを備えている。そして、
前記インナリード８群のうち少なくとも一部のインナリ
ード８Ｂが、その一部を前記パッケージ内において前記
半導体ペレットの下方に配線されており、半導体ペレッ
トの下方に配線されたインナリード８Ｂ群の一部の上に
、絶縁層としての絶縁シー）１１が固着されているとと
もに、この絶縁シー）１１上に金属層としての金属箔１
３が固着され、この金属箔１３上に半導体ペレットがボ
ンディングされている。

また、パッケージの外部において、アウタリード群は下
向きに屈曲成形されており、対向するリードの折り曲げ
幅は３００ｍ１ｌに設定されている。このように構成さ
れているＤＩＰ・ＩＣは、次のような製造方法により製
造されている。

以下、本発明の一実施例であるこのＤＩＰ−ＩＣの製造
方法が説明される。この説明により、前記［）ＩＰ−Ｉ
Ｃについての構成の詳細が明らかにされる。

本実施例において、ＤＩＰ−ＩＣの製造方法には、第４
図に示されている多連リードフレーム１が使用されてい
る。この多連リードフレームは４２７０イやコバール等
のような鉄系（鉄またはその合金）材料、または、燐青
銅や無酸素銅等のような銅系（ＩＲまたはその合金）材
料からなる薄い（例えば、肉厚が０−０−２５ａ板材を
用いられて、打ち抜きプレス加工、またはエツチング加
工等のような適当な手段により一体成形されている。こ
の多連リードフレームｌには複数の単位リードフレーム
２が一方向に１列に並設されている。

単位リードフレーム２は位置決め孔３ａが開設されてい
る外枠３を一対備えており、両外枠３．３は所定の間隔
で平行で、かつ、一連にそれぞれ延設されている。ｌａ
り合う単位リードフレーム２．２間には一対のセクショ
ン枠４が両外枠３．３間に互いに平行に配されて一体的
に架設されており、これら外枠、セクション枠により形
成される略長方形の枠体内に単位リードフレーム２が構
成されている。

各単位リードフレーム２において、両外枠３．３には一
対のダム部材５が両セクション枠４．４の内側位置にお
いて互いに平行に、かつ略対称形れている０両ダム部材
５．５には複数本のリード６が長手方向に等間隔に配さ
れて、互いに平行で、ダム部材５と直交するように一体
的に突設されている。ダム部材５における隣り合うリー
ド６．６間の部分は後述するパッケージ成形特に後記す
るレジンの流れをせき止めるダム５ａを実質的に構成す
るようになっている。

各リード６の外側部分は後述するように樹脂封止パッケ
ージの外部に突出されるため、アウタリード７をそれぞ
れ構成するようになっており、各アウタリード７ばその
先端部がセクション枠４に機械的にそれぞれ接続される
ことにより、それに保持された状態になっている。

他方、各リード６の内側部分は後述するように樹脂封止
パッケージの内部に封入されるため、インナリード８を
それぞれ構成するようになっている。そして、各インナ
リード８の自由端部である内側端部は、単位リードフレ
ーム２の空所内における両短辺側の所定位置を通る一直
線上に整列すリード８の端部は後記する半導体ペレット
のポンディングパッドに対向されることにより、ワイヤ
ボンディング部９をそれぞれ実質的に構成するようにな
っている。

本実施例において、このインナリード８群は２１１類に
大別することができる。すなわち、一方は通常のＤＩＰ
−ＩＣにおけるインナリードと同様、単位リードフレー
ム２の空所内の周辺部における空スペースを利用して配
線されるインナリード（以下、周辺部インナリード８Ａ
という、）の−群であり、他方は、通常のＤＩＰ−ＩＣ
におけるインナリードと全く異なり、単位リードフレー
ム２の空所内の中央部における空スペースを利用して配
線されるインナリードＣ以下、中央部インナリード８Ｂ
という、）の−群である。Ｉｉ１辺部インナリード８Ａ
はそのワイヤボンディング部９Ａが周辺部側から中央部
に向けて延設されており、中央部インナリード８Ｂはそ
のワイヤボンディング部９Ｂが中央部倒から周辺部に向
けて延設されている。但し、周辺部および中央部いずれ
のインナリード８Ａ、８Ｂにおけるワイヤボンディング
部９Ａ、９Ｂも所定の位置で一直線上に整列されている
。そして、中央部インナリード８Ｂ群は後記する半導体
ペレットの下方に配線されることになる。

このようにして、本実施例に係る単位リードフレーム２
においては、中央部インナリード８Ｂ群が単位リードフ
レーム２の空所内における中央部領域に配線されている
ため、当該空所全体をきわめて有効に使用することがで
き、その結果、単位リードフレーム２の空所が細長く設
定されている場合であっても、インナリード８群の全て
を、互いに接触し合うことなく、適正かつ安全に配線す
ることができる。

このようにＩ戒されているリードフレームＬには各単位
リードフレーム２毎に金ｉ箔付き！！縁シート・ボンデ
ィング作業、ペレット・ボンディング作業、続いて、ワ
イヤ・ボンディング作業が実施される。これらのボンデ
ィング作業はリードフレーム１が直列方向にピンチ送り
されることにより、各単位リードフレーム２毎に順次実
施される。

そして、これらのボンディング作業により、第５図およ
び第６図に示されている中間製品が製造される。

まず、絶縁シート・ボンディング作業により、金属箔付
き絶縁シー）１１が単位リードフレーム２における中央
部インナリード８Ｂ群上に、接着剤からなるポンディン
グ層１２を介設されて接着される。

本実施例において、このＩｌ！縁シー）１１はポリイミ
ド系樹脂フィルムのように絶縁性が良好な材料を用いら
れて形成されている。＠緑シート１１は後記する半導体
ペレットの平面形状よりも大きい長方形形状に形成され
ている。絶縁性維持と、機械的強度との相関関係から、
絶縁シート１は厚さが１２５μｍ程度であることが望ま
しい、ポンディング１ｉ１２を形成する接着剤としては
、ポリエーテルアミドイミド等のような熱可塑性のもの
、または、エポキシ等のような熱硬化性のものが使用さ
れている。

そして、この絶縁シートｌｌ上には金属箔１３が予め被
着されている。この金属箔１３は銅系（ｗ４合金）材料
のような熱伝導性の良好な金属材料を用いられて形成さ
れており、溶着や蒸着等のような適当な手段により、絶
縁シー１−１１の全面に均一に被着されている。この金
属箔１３は半導体ペレットの発熱を効果的に拡散させる
ために充分な厚さに形成されている。

次に、前工程において４ＭＤＲＡＭの集積回路が作り込
まれた半導体ペレット（以下、ペレットという、）１４
が各単位リードフレーム２における絶縁シート１１に被
着された金属箔１３上に、Ａｇペースト等から成るボン
ディング層１５を介設されてボンディングされる。この
とき、ペレット１４は金属７６１３に対して略同心的に
配設される。ペレット１４を金属箔１３に固着するボン
ディング層１５を形成するための接着剤としては、可及
的に熱伝導性の良好な材質のものを使用することが望ま
しい。

シートｌＩ上の金属箔１３にボンディングされたペレッ
ト１４の電極パッドと、単位リードフレーム２における
インナリード８のワイヤボンディング部９との間に、ワ
イヤ１６がその両端部をそれぞれボンディングされて橋
絡される。これにより、ペレット１４に作り込まれてい
る集積回路は電極パッド、ワイヤ１６、インナリード８
およびアウタリード７を介して電気的に外部に引き出さ
れることになる。

このようにしてペレットおよびワイヤ・ボンディングさ
れた多遮り一部フレームには、各単位リードフレーム毎
に樹脂封止パッケージ１７がトランスファ成形装置（図
示せず）を使用されて成形される。そして、樹脂封止成
形されたパッケージ１７の内部には、ペレット１４、金
属箔１３付き絶縁シート１１．インナリード８およびボ
ンディングワイヤ１６が樹脂封止されることになる。

その後、多連リードフレームはリード切断成形工程にお
いて各単位リードフレーム毎に、外枠およびダムを切り
落とされるとともに、アウタリードを下向きに屈曲成形
される。

次に作用を説明する。

このＤＩＰ−ＩＣが実装された後、または、出荷前のＶ
、験中等々において、ペレット１４が発熱した場合、ペ
レット１４の発熱はペレット１４が固着されている金属
箔１３に伝達され、当該金属箔１３において全体的に拡
散される。この金属箔１３においてきわめて広い範囲に
拡散された熱ｉＬベレント１４の表面積に比べてきわめ
て大きな表面積をもって樹脂封止パッケージ１７に放熱
されるとともに、金属ｆＭ１３が被着された絶縁シート
１１を越えて、その真下に位置する中央部インナリード
８Ｂ群に伝達される。中央部インナリード８Ｂ群に伝達
された熱は、中央部インナリード８Ｂに一体となったア
ウタリード７群にそれぞれ伝達され、アウタリード７群
を通して配線基板および大気中に放熱される。このよう
にして、ペレッ［−１４からアウタリード７群の伝熱経
路中に熱抵抗の低い金属箔１３が介在されているため、
べ・レット１４の発熱を外部へ効果的に放熱することが
できる。

前記実施例によれば次の効果が得られる。

（１）　　インナリード群上に固着された絶縁層上の金
属層上にペレットをボンディングすることにより、ペレ
ットからアウタリード群への伝熱経路中に熱抵抗の低い
金属層が介在されるため、ペレットからアウタリード群
までの熱抵抗を低減させることができ、半導体装置の放
熱性能を高めることができる。

（ツ　インナリード群のうち少なくとも一部のインナリ
ードを樹脂封止パッケージ内において半導体ペレットの
下方に配線することにより、インナリード群についての
配線スペースを充分に確保することができるため、高集
積化されたメモリー系の半導体集積回路装置の場合のよ
うに、デュアル・イン・ライン形の樹脂封止パッケージ
において、長大化され、かつ、ポンディングパッドがそ
の短辺に偏って配置されている半導体ペレットを収めよ
うとした場合であっても、樹脂封止バッヶージできる。

（３）前記（１）により、４ＭＤＲＡＭのように高集積
化されたペレットが搭載されるＤＩＰ・ＩＣにおいても
、折り曲げ間隔につき３００　ｍ　ｔ　ｌの規格を維持
することができるため、メモリー系の半導体集積回路装
置において、所望の汎用性ないし互換性を維持すること
ができる。

〔実施例２〕 第７図は本発明の実施例２であるＱＦＩ−１ｃを示す縦
断面図、第８図はその樹脂封止パッケージの成形前を示
す一部省略平面図である。

本実施例２において、本発明に係る半導体装置はクワッ
ド・フラット・Ｉリード・パフケージを備えているＩＣ
として構成されている。このＱＦ【・ＩＣＡＯは、半導
体ペレット２１と、互いに電気的に独立されて外部端子
を構成しており、後記する樹脂封止パッケージの４（！
ｌ！１面から外部にそれぞれ引き出されているアウタ部
Ｃ以下、アウタリードという、）２３、およびパッケー
ジの内部において放射状に配線されているインナ部〔以
下、インナリードという、）２４から戒る複数本のり一
部２２と、各インナリードの中間部と前記半導体ペレッ
トとの間にそれぞれ橋絡されているボンディングワイヤ
２５と、これら半導体ペレット、インナリードおよびボ
ンディングワイヤ群を樹脂封止するパッケージ２６とを
備えている。そして、前記インナリード２４群の先端は
前記パフケージ内において前記半導体ペレットの外周辺
の略真下に配線されており、半導体ペレットの近傍に配
線されたインナリード２４群の先端部上に、絶縁層とし
ての絶縁シート２７がボンディング層２９を介して固着
されているとともに、この絶縁シート２７上に金属層と
しての金属ｆｉ２Ｂが固着され、この金属９Ｍ２８上に
半導体ペレット２１がボンディング層３０を介してボン
ディングされている。

本実施例２が前記実施例１と異なる点は、インナリード
２４Ｍ＃の先端部が半導体ペレット２１の真下位置まで
達しておらず、半導体ペレット２１の近傍に位置されて
おり、その結果、ワイヤ２５イングされている点にある
。つまり、絶縁シート２７および金属箔２８がインナリ
ード２４の一部と重合されている点は、前記実施例１と
共通である。

したがって、本実施例２においても、前記実施例１と同
様、半導体ペレット２１の発熱は絶縁シート２７上の金
属箔２８により広く範囲に拡散されるとともに、アウタ
リード２３群に効果的に熱伝達されるため、半導体装置
全体としての放熱性能が高められる。

本実施例２によれば、前記実施例１の効果に加えてイン
ナリード２４群が半導体ペレット２１に対して放射状に
配設されている場合においても、絶縁シート２７および
金属箔２８を介設することができるという効果が得られ
る。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもな例えば、ｍ縁層は、ｖ！！、
縁性の樹脂から成る絶縁シートを用いて構成するに限ら
ず、セラミンク基板等のような絶縁性材料から戒る板材
を使用して＃ｊＩ或してもよいし、また、金属層として
の金属板の奥面に絶縁性の樹脂をスクリーン印刷法やス
プレー塗装等のような適当な厚膜形成技術により形成し
て構成してもよい。

金属層は銅系材料を用いて形成するに限らず、金やアル
ミニウム等のような熱伝導の良好な金属材料を用いて形
成してもよい。

金属層上にペレットをボンディングする手段としては、
Ａｇペースト等を用いた接着法を使用するに限らず、金
−シリコン共晶法やはんだ付は等のような手段を使用し
てもよい。

ペレットと金属層の相互間、金属層と絶縁層の相互間、
および絶縁層とリードの相互間の接合順序は問わず、予
めペレットを金属層に接合しておき、この金属層の裏面
に絶縁層を形成し、この絶縁層をリード上に接合するよ
うに構成してもよい。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、次の通りである。

インナリード群上に固着された絶縁層上の金属層上にペ
レットをボンディングすることにより、ペレットからア
ウタリード群への伝熱経路中に熱抵抗の低い金属層が介
在されるため、ペレットからアウタリード群までの熱抵
抗を低減させることができ、半導体装置の放熱性能を高
めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるＤ（Ｐ−ＩＣを示す一
部切断斜視図、 第２図はその側面図中央縦断面図、 第３ｒｇＪはその正面図中央縦断面図である。 第４図〜第６図はその製造方法を説明するための各説明
図であり、第４図はそれに使用される多連リードフレー
ムを示す一部省略平面図、第５図は樹脂封止パッケージ
の成形部を示す一部省略平面図、 第６図はその縦断面図である。 第７図は本発明の実施例２であるＱＦＩ・ＩＣを示す縦
断面図、 第８図はその樹脂封止パッケージの成形部を示す一部省
略平面図である。 １・・・多連リードフレーム、２・・・単位リードフレ
ーム、３・・・外枠、４・・・セクション枠、５・・・
ダム部材、５ａ・・・ダム、６・・・リード、７・・・
アウタリード（アウタ部）、８・・・インナリード、８
Ａ・・・周辺部インナリード、８Ｂ・・・中央部インナ
リード、９．９Ａ、９Ｂ・・・ワイヤボンディング部、
１１・・・絶縁シート（絶縁層）、１２．１５・・・ボ
ンディング層、１３・・・金属箔（金属Ｆり、１４・・
・ペレット、１６・−・ボンディングワイヤ、１７・・
・樹脂封止パッケージ、１８・・・ＤＩＰ−ＩＣ（半導
体装置）、２０・−ＱＦＩ・ＩＣ（半導体装置）、２１
・・・半導体ペレット、２２・・・リード、２３・・・
アウタリード、２４・・・インナリード、２５・・・ボ
ンディングワイヤ、２６・・・樹脂封止パッケージ、２
７・・・絶縁シート（絶縁層）、２８・・・金属箔（金
属層）、２９．３０・・−ボンディング層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体ペレットと、互いに電気的に独立されて外部
   端子をそれぞれ構成している複数本のリードと、各リー
   ドのインナ部と前記半導体ペレットとの間にそれぞれ橋
   絡されているボンディングワイヤと、これら半導体ペレ
   ット、リードのインナ部およびボンディングワイヤを樹
   脂封止するパッケージとを備えている半導体装置におい
   て、前記各リードのインナ部が前記半導体ペレットの少
   なくとも近傍に位置されており、このインナ部群上に絶
   縁層が形成されているとともに、この絶縁層上に金属層
   が形成されており、この金属層上に前記半導体ペレット
   がボンディングされていることを特徴とする半導体装置
   。 ２、前記各リードのインナ部が、前記半導体ペレットの
   下方に位置されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の半導体装置。 ３、前記各リードのインナ部が、前記半導体ペレットの
   下方付近に位置されており、前記ボンディングワイヤが
   インナ部における前記絶縁層および金属層の外側近傍に
   ボンディングされていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の半導体装置。