JPH0393257A - 樹脂封止型半導体装置 - Google Patents
樹脂封止型半導体装置Info
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- JPH0393257A JPH0393257A JP1230070A JP23007089A JPH0393257A JP H0393257 A JPH0393257 A JP H0393257A JP 1230070 A JP1230070 A JP 1230070A JP 23007089 A JP23007089 A JP 23007089A JP H0393257 A JPH0393257 A JP H0393257A
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- outer leads
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- resin
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Landscapes
- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
- 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】
〔発明の目的〕
(産業上の利用分野)
本発明は,動作時の電力量や発熱量が多いパワートラン
ジスタ(Power Transistsr)やパワー
IC (Integrate Circuit)が組込
まれたモジュール(Module)製品に係わり,特に
外部引出リードに好適なものである. (従来の技術) 従来、多数の電子部品をプリント(Print)基板な
どにハイブリッド(Hybrid)形式で組込んだ製品
が使用されてきたが、半導体素子を含めた電子部品をリ
ードフレーム(Lead Fra+ms)方式により組
立てたモジュール製品が最近市販されている.この種の
製品では. S I P (Single In Li
ne Package)型リードフレームも利用されて
おり,組立てる電子部品も多岐にわたっている.即ち,
上記のように動作時の電力量や発熱量が多い半導体素子
即ち,パワートランジスタやパワーICが使用されてい
るために、絶縁耐圧を留意する必要がある。
ジスタ(Power Transistsr)やパワー
IC (Integrate Circuit)が組込
まれたモジュール(Module)製品に係わり,特に
外部引出リードに好適なものである. (従来の技術) 従来、多数の電子部品をプリント(Print)基板な
どにハイブリッド(Hybrid)形式で組込んだ製品
が使用されてきたが、半導体素子を含めた電子部品をリ
ードフレーム(Lead Fra+ms)方式により組
立てたモジュール製品が最近市販されている.この種の
製品では. S I P (Single In Li
ne Package)型リードフレームも利用されて
おり,組立てる電子部品も多岐にわたっている.即ち,
上記のように動作時の電力量や発熱量が多い半導体素子
即ち,パワートランジスタやパワーICが使用されてい
るために、絶縁耐圧を留意する必要がある。
ところで.SIP型リードフレームを利用して組立てら
れたモジュール製品は,常法のトランスファーモールド
(Transfer Mold)法により樹脂封止工程
を施してSIP用リードフレームに形成したインナーリ
ード(Inner Lead封止樹脂層外に導出した部
分をアウター(Outer)リードと呼称する)を封止
樹脂層外に導出してアウターリードとして機能させ,こ
れを含む封止樹脂層を以後外囲器と記載する. 絶縁耐圧用対策としては,アウターリード間ピッチ(P
itch以後Pと記載する)を拡げると共に,外囲器内
に組込まれる半導体素子のリードピッチも揃えるのが一
般的であったが,一個所のリード間ピッチだけを拡げた
ものや,3種の異なるリード間ピッチのものもあったが
,これらの具体的な構造を第1図乃至第5図により説明
する.第1図の斜視図に示したものは、封止樹脂層1外
に導出したアウターリード2・・・間のピッチ中一個所
だけが他と違っている例である.即ち,ゼロクロス(Z
ero Cross)動作を行う光結合装置であって封
止樹脂層1の外径は,3.5X22.8mであり、アウ
ターリード2間のピッチは,P.2P及び4Pとなって
いる.また、封止樹脂層1外に導出するアウターリード
2長は,7.5■であり,Pの寸法が2.54閣,2P
が5.08園. 4Pが10.16■である.更に、点
線で囲んでAと表示したところのスタッド・オフ(St
ud Off)は,0.45mである.しかも、アウタ
ーリード2・・・の先端Bを別に表示したように、幅が
0.78■で,厚さは、0.5■に成型されている.第
2図に明らかにしたようにフォトカプラ(PhotoC
oupler)では、封止樹脂層1外に導出するアウタ
ーリード2・・・間がPと2Pに形成されており、また
アウターリード2・・・は、同一径でなく途中から小さ
く成型されている点が第1図及び後述する第3図乃至第
51!lに示す樹脂封止型半導体装置と違っており,各
図のアウターリード2・・・もP〜3Pに形成されてい
る. (発明が解決しようとする課題) 樹脂封止型半導体装置にあっては,外囲器内に組込まれ
るパワー素子に要求される絶縁耐圧(法規上の制約)か
らアウターリードの間隔を拡げなければならず,このパ
ワー素子用制御部を構成する他の半導体素子のアウター
リードのPも合わせる必要がある.しかも,半導体素子
などをモジュール製品に必要な電子部品をSIP型リー
ドフレームを利用して組込むと、アウターリードが外囲
器の単一方向から導出されることになる.従って,限ら
れた寸法の外囲器内でリード数及びアウターリードのP
を拡げるのに限界があり、ひいては、樹脂封止型半導体
装置の多機能化が促進できない問題があった. このためにマウント(Mount) L/た半導体素子
をインナーリードだけで支えなければならないSIP型
リードフレームでは、半導体素子を支持するアウターリ
ードの強度が弱いと組立工程中変形する問題も起こった
. 本発明は、このような事情により成されたもので,特に
、限られた寸法の外囲器に多ピン即ち多機能のモジュー
ル製品を提供可能とすることを目的とするものである。
れたモジュール製品は,常法のトランスファーモールド
(Transfer Mold)法により樹脂封止工程
を施してSIP用リードフレームに形成したインナーリ
ード(Inner Lead封止樹脂層外に導出した部
分をアウター(Outer)リードと呼称する)を封止
樹脂層外に導出してアウターリードとして機能させ,こ
れを含む封止樹脂層を以後外囲器と記載する. 絶縁耐圧用対策としては,アウターリード間ピッチ(P
itch以後Pと記載する)を拡げると共に,外囲器内
に組込まれる半導体素子のリードピッチも揃えるのが一
般的であったが,一個所のリード間ピッチだけを拡げた
ものや,3種の異なるリード間ピッチのものもあったが
,これらの具体的な構造を第1図乃至第5図により説明
する.第1図の斜視図に示したものは、封止樹脂層1外
に導出したアウターリード2・・・間のピッチ中一個所
だけが他と違っている例である.即ち,ゼロクロス(Z
ero Cross)動作を行う光結合装置であって封
止樹脂層1の外径は,3.5X22.8mであり、アウ
ターリード2間のピッチは,P.2P及び4Pとなって
いる.また、封止樹脂層1外に導出するアウターリード
2長は,7.5■であり,Pの寸法が2.54閣,2P
が5.08園. 4Pが10.16■である.更に、点
線で囲んでAと表示したところのスタッド・オフ(St
ud Off)は,0.45mである.しかも、アウタ
ーリード2・・・の先端Bを別に表示したように、幅が
0.78■で,厚さは、0.5■に成型されている.第
2図に明らかにしたようにフォトカプラ(PhotoC
oupler)では、封止樹脂層1外に導出するアウタ
ーリード2・・・間がPと2Pに形成されており、また
アウターリード2・・・は、同一径でなく途中から小さ
く成型されている点が第1図及び後述する第3図乃至第
51!lに示す樹脂封止型半導体装置と違っており,各
図のアウターリード2・・・もP〜3Pに形成されてい
る. (発明が解決しようとする課題) 樹脂封止型半導体装置にあっては,外囲器内に組込まれ
るパワー素子に要求される絶縁耐圧(法規上の制約)か
らアウターリードの間隔を拡げなければならず,このパ
ワー素子用制御部を構成する他の半導体素子のアウター
リードのPも合わせる必要がある.しかも,半導体素子
などをモジュール製品に必要な電子部品をSIP型リー
ドフレームを利用して組込むと、アウターリードが外囲
器の単一方向から導出されることになる.従って,限ら
れた寸法の外囲器内でリード数及びアウターリードのP
を拡げるのに限界があり、ひいては、樹脂封止型半導体
装置の多機能化が促進できない問題があった. このためにマウント(Mount) L/た半導体素子
をインナーリードだけで支えなければならないSIP型
リードフレームでは、半導体素子を支持するアウターリ
ードの強度が弱いと組立工程中変形する問題も起こった
. 本発明は、このような事情により成されたもので,特に
、限られた寸法の外囲器に多ピン即ち多機能のモジュー
ル製品を提供可能とすることを目的とするものである。
(課題を解決するための手段)
半導体素子に形成する電極及びリード間を接続する金属
細線と,これを被覆する封止樹脂層と、この封止樹脂層
から単一方向に導出する複数のアウターリードを具備し
,アウターリード間のピッチを2種類以上の異なるピッ
チで形成しかつ、夫々のピッチを2つ以上設ける点に本
発明に係わる樹脂封止型半導体装置の特徴がある. (作 用) 絶縁耐圧が必要なパワー素子を含む電子部品をリードフ
レームにマウントした樹脂封止型半導体装置をプリント
基板に表面実装してモジュール製品が得られるが,プリ
ント基板の大きさは、使用機器により規定されるので一
定の面積を想定しなければならない.従って,樹脂封止
型半導体装置の組立てに利用するリードフレームは、一
定の面積のプリント基板における実装密度を考慮して選
定することも必要となり、本発明に係わる樹脂封止型半
導体装置では、封止樹脂層から単一方向にアウターリー
ドを導出するSIP型リードフレームを採用する.と言
うのは、表面実装されるアウターリ・−ドは,プリント
基板にライン状に形成される透孔内に挿入されるので,
D I P (Dual InLine Packag
e)型リードフレームを利用したものより平面的な面積
が縮小できる.しかも,制御用ICの外にパワー素子な
どがマウントできるように工夫した. 即ち,制御用ICなどのように比較的低電流がながれる
半導体素子用のアウターリードのPを最小とし、パワー
素子用のそれは,最小Pの整数倍を繰返して設け更に,
半導体素子をマウントするベッド(Bed )部を支え
るリード幅を他のリードより大きくして組立工程におれ
る変形を防止すると共に放熱性を改良した. (実施例) 第6図乃至第8図を参照して本発明に係わる実施例を説
明する.即ち、本発明に係わる樹脂封止型半導体装置は
、絶縁耐圧が必要なパワー素子を含んだ電子回路をリー
ドフレームを利用する組立工程により構成しており,封
止樹脂から成る外囲器外に導出・成型したアウターリー
ドを利用してプリント基板に取付ける実装方式によりモ
ジュール製品を得ている.また、組立工程には、いわゆ
るSIP型リードフレームを利用しており、これについ
て先ず説明する.銅または銅合金からなる板体にプレス
(Press)工程を施して特定のパターンを形成した
リードフレームを形成するのが一般的であるが、プレス
工程は必須なものでなく、例えばエッチング(Etch
ing)手段でも良い.SIP型リードフレームでは,
複数のインナーリードを枠体に交差して設け、その一部
の先端部分にベッドが形成される. 第5図に示したように金属製枠体10に設置する透孔1
lには,リードフレームの搬送時に位置決めビン(図示
せず)などを挿入するために形成されており,また,イ
ンナーリードの中には,比較的幅広に形成して機械的強
度を増すと共に電流容量や放熱性も改善したもの15も
あり(第6WI〜第8図参照)、面積が比較的大きいベ
ッド部13に連結し,ここにパワー素子例えばダーリン
トン(Darg−ington) トランジスタをマウ
ントする.更に,例えば制御用ICをマウントするベッ
ド部l3より小面積のベッド14付近には、一番細いイ
ンナーリードl5・・・の終端を集めかつ遊端としてい
る.このような各ベッド部に所定の半導体素子をマウン
ト後,金、Affi及び銅(銅合金も可)からなる群か
ら選定した一種の金属細線(図示せず)により半導体素
子に形成した電極とインナーリードl5・・・を電気的
に接続する.その手段には、公知のワイヤーボールボン
ディング(vire Baj!ffi Bonding
)法または超音波ポールボンディング法により一定の軌
跡を描きかつ一定の高さのループ(Loop)を形成し
た金属細線により両者間が接続される.この工程では、
半導体素子に形成した電極に金属細線の先端に形成され
たボールを熱圧着後、一定のループを形成した金属細線
終端がインナーリードにウエッジ(Wedge)ボンデ
ィングされて両者間が電気的に接続する。
細線と,これを被覆する封止樹脂層と、この封止樹脂層
から単一方向に導出する複数のアウターリードを具備し
,アウターリード間のピッチを2種類以上の異なるピッ
チで形成しかつ、夫々のピッチを2つ以上設ける点に本
発明に係わる樹脂封止型半導体装置の特徴がある. (作 用) 絶縁耐圧が必要なパワー素子を含む電子部品をリードフ
レームにマウントした樹脂封止型半導体装置をプリント
基板に表面実装してモジュール製品が得られるが,プリ
ント基板の大きさは、使用機器により規定されるので一
定の面積を想定しなければならない.従って,樹脂封止
型半導体装置の組立てに利用するリードフレームは、一
定の面積のプリント基板における実装密度を考慮して選
定することも必要となり、本発明に係わる樹脂封止型半
導体装置では、封止樹脂層から単一方向にアウターリー
ドを導出するSIP型リードフレームを採用する.と言
うのは、表面実装されるアウターリ・−ドは,プリント
基板にライン状に形成される透孔内に挿入されるので,
D I P (Dual InLine Packag
e)型リードフレームを利用したものより平面的な面積
が縮小できる.しかも,制御用ICの外にパワー素子な
どがマウントできるように工夫した. 即ち,制御用ICなどのように比較的低電流がながれる
半導体素子用のアウターリードのPを最小とし、パワー
素子用のそれは,最小Pの整数倍を繰返して設け更に,
半導体素子をマウントするベッド(Bed )部を支え
るリード幅を他のリードより大きくして組立工程におれ
る変形を防止すると共に放熱性を改良した. (実施例) 第6図乃至第8図を参照して本発明に係わる実施例を説
明する.即ち、本発明に係わる樹脂封止型半導体装置は
、絶縁耐圧が必要なパワー素子を含んだ電子回路をリー
ドフレームを利用する組立工程により構成しており,封
止樹脂から成る外囲器外に導出・成型したアウターリー
ドを利用してプリント基板に取付ける実装方式によりモ
ジュール製品を得ている.また、組立工程には、いわゆ
るSIP型リードフレームを利用しており、これについ
て先ず説明する.銅または銅合金からなる板体にプレス
(Press)工程を施して特定のパターンを形成した
リードフレームを形成するのが一般的であるが、プレス
工程は必須なものでなく、例えばエッチング(Etch
ing)手段でも良い.SIP型リードフレームでは,
複数のインナーリードを枠体に交差して設け、その一部
の先端部分にベッドが形成される. 第5図に示したように金属製枠体10に設置する透孔1
lには,リードフレームの搬送時に位置決めビン(図示
せず)などを挿入するために形成されており,また,イ
ンナーリードの中には,比較的幅広に形成して機械的強
度を増すと共に電流容量や放熱性も改善したもの15も
あり(第6WI〜第8図参照)、面積が比較的大きいベ
ッド部13に連結し,ここにパワー素子例えばダーリン
トン(Darg−ington) トランジスタをマウ
ントする.更に,例えば制御用ICをマウントするベッ
ド部l3より小面積のベッド14付近には、一番細いイ
ンナーリードl5・・・の終端を集めかつ遊端としてい
る.このような各ベッド部に所定の半導体素子をマウン
ト後,金、Affi及び銅(銅合金も可)からなる群か
ら選定した一種の金属細線(図示せず)により半導体素
子に形成した電極とインナーリードl5・・・を電気的
に接続する.その手段には、公知のワイヤーボールボン
ディング(vire Baj!ffi Bonding
)法または超音波ポールボンディング法により一定の軌
跡を描きかつ一定の高さのループ(Loop)を形成し
た金属細線により両者間が接続される.この工程では、
半導体素子に形成した電極に金属細線の先端に形成され
たボールを熱圧着後、一定のループを形成した金属細線
終端がインナーリードにウエッジ(Wedge)ボンデ
ィングされて両者間が電気的に接続する。
このような熱伝導性のよい銅または銅合金製リードフレ
ームは、発熱量が大きくなるパワー素子にとって好適な
ので、板厚0.4一〜0.8閣のものを利用する.この
ようなSIP型リードフレームのアウターリード12は
,第7図及び第8図に明らかにしたように、最小1.2
7wamPで形成する外に2P(2.54m)または3
P(3.18m)とし、更にP、2Pまたは3Pを2個
以上繰返して完成させる.更に、パワー素子をマウント
するベッド部を支えるインナーリード15aは,他のイ
ンナーリードリードの中でPが1.27■のものは、プ
リント基板に形成する透孔への挿入即ち表面実装に備え
て千鳥状のジグザク(ZigZag)に形成する.第7
図aにおけるアウターリード12では、2Pを2個設置
したおり,第8図aにあっては、Pと2Pを2個以上設
置している. このようなマウント工程を終えてからは、公知のトラン
スファーモールド法による樹脂封止工程を行って得られ
る外囲器を第7図a,bと第8図a.bに示した. この両図のaが上面図,bに側面図が明らかにされてお
り、この外囲器は、不要なリードフレーム部分の除去、
アウターリードの成型工程及びリード曲・りのチェック
(Check)工程後の状態が示されており,封止樹脂
層16の側面図に千鳥状に成型したアウターリードl2
が明瞭に明らかにしてある.各図には,封止樹脂層16
から単一方向にアウターリード12を導出した外囲器が
示されており、当然設置してある筈の複数種類のベッド
部は省略しているものの発熱量の大きいパワー素子がマ
ウントされている.しかし、上記のように法規上求めら
れている必要な措置即ち絶縁耐量を満足した樹脂封止型
半導体装置を完成する. 〔発明の効果〕 このような樹脂封止型半導体装置は,パワートランジス
タ+集積回路素子などのようなパワー素子と制御用集積
回路素子を組合わせたものであり、しかも、小面積な半
導体装置としてモジュール製品に応用できる. しかも,実装する際最小ピッチ1.27一のアウターリ
ードが千鳥に曲げられて、プリント基板の挿入ピッチ2
.54mに形成されているリードビン挿入タイプの標準
ピッチと同じなので,実装が容易な樹脂封止型半導体装
置を提供できる. 更に、ベッド部を支えるインナーリード幅を大きくして
変形に強くしているので、製造工程における歩留りを向
上し、更にまた、放熱性に優れた樹脂封止型半導体装置
が得られる.
ームは、発熱量が大きくなるパワー素子にとって好適な
ので、板厚0.4一〜0.8閣のものを利用する.この
ようなSIP型リードフレームのアウターリード12は
,第7図及び第8図に明らかにしたように、最小1.2
7wamPで形成する外に2P(2.54m)または3
P(3.18m)とし、更にP、2Pまたは3Pを2個
以上繰返して完成させる.更に、パワー素子をマウント
するベッド部を支えるインナーリード15aは,他のイ
ンナーリードリードの中でPが1.27■のものは、プ
リント基板に形成する透孔への挿入即ち表面実装に備え
て千鳥状のジグザク(ZigZag)に形成する.第7
図aにおけるアウターリード12では、2Pを2個設置
したおり,第8図aにあっては、Pと2Pを2個以上設
置している. このようなマウント工程を終えてからは、公知のトラン
スファーモールド法による樹脂封止工程を行って得られ
る外囲器を第7図a,bと第8図a.bに示した. この両図のaが上面図,bに側面図が明らかにされてお
り、この外囲器は、不要なリードフレーム部分の除去、
アウターリードの成型工程及びリード曲・りのチェック
(Check)工程後の状態が示されており,封止樹脂
層16の側面図に千鳥状に成型したアウターリードl2
が明瞭に明らかにしてある.各図には,封止樹脂層16
から単一方向にアウターリード12を導出した外囲器が
示されており、当然設置してある筈の複数種類のベッド
部は省略しているものの発熱量の大きいパワー素子がマ
ウントされている.しかし、上記のように法規上求めら
れている必要な措置即ち絶縁耐量を満足した樹脂封止型
半導体装置を完成する. 〔発明の効果〕 このような樹脂封止型半導体装置は,パワートランジス
タ+集積回路素子などのようなパワー素子と制御用集積
回路素子を組合わせたものであり、しかも、小面積な半
導体装置としてモジュール製品に応用できる. しかも,実装する際最小ピッチ1.27一のアウターリ
ードが千鳥に曲げられて、プリント基板の挿入ピッチ2
.54mに形成されているリードビン挿入タイプの標準
ピッチと同じなので,実装が容易な樹脂封止型半導体装
置を提供できる. 更に、ベッド部を支えるインナーリード幅を大きくして
変形に強くしているので、製造工程における歩留りを向
上し、更にまた、放熱性に優れた樹脂封止型半導体装置
が得られる.
第1図及び第2図は、従来の樹脂封止型半導体装置の要
部を示す斜視図,第3図a,b乃至第5図a,bは、従
来の樹脂封止型半導体装置の正面図及び側面図,第6図
は、本発明実施例に利用するリードフレームパターンを
示す図、第7図a、b及び第8図a,bは,本発明に係
わる樹脂封止型半導体装置の正面図及び側面図である.
1、l6:封止樹脂層, 2.12:アウターリード、 13.14:ベッド部,10:枠 体、11:透 孔、 15、15a:インナーリード.
部を示す斜視図,第3図a,b乃至第5図a,bは、従
来の樹脂封止型半導体装置の正面図及び側面図,第6図
は、本発明実施例に利用するリードフレームパターンを
示す図、第7図a、b及び第8図a,bは,本発明に係
わる樹脂封止型半導体装置の正面図及び側面図である.
1、l6:封止樹脂層, 2.12:アウターリード、 13.14:ベッド部,10:枠 体、11:透 孔、 15、15a:インナーリード.
Claims (1)
- 半導体素子に形成する電極及びリード間を接続する金属
細線と、これらを被覆する封止樹脂層と、この封止樹脂
層から単一方向に導出する複数のアウターリードを具備
し、アウターリード間のピッチを2種類以上の異なるピ
ッチで形成しかつ、夫々のピッチを二つ以上設けること
を特徴とする樹脂封止型半導体装置
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