JPH0411761A - 樹脂封止型半導体装置 - 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） 本発明は樹脂封止型半導体装置に関するものである。

（従来の技術） 第１２図は従来−船釣に知られている樹脂封止型半導体
装置であるＳＯＪ型の半導体装置用のリードフレームを
示す平面図、第１３図は第１２図のリードフレームに半
導体素子を搭載した様子を示す平面図、第１４図は第１
３図におけるＡ−Ａ′断面図である。

このようなリードフレームの中央部にはベッド２が設け
られ、その周囲には外部との信号および電位を授受する
ためのリード３が配設されている。

なお、以下に示すリードフレームの図面においては外枠
の外形は省略しである。

リード３には後述するようにワイヤでボンディングがな
されるが、このボンディング特性を向上させるため、ボ
ンディングが行われる可能性のあるリード先端部３ａに
は接続の信頼性を向上させるため、銀めっき、金めつき
などが施されている。

また、電源供給などに使用されるコーナ部のリードの先
端部は配線容量を増加させるために他の信号リードの先
端よりも大きくなっている。

第１３図および第１４図を参照すると、上述したベッド
２の上に半導体素子１がダイマウント材４により固着さ
れて搭載され、この半導体素子１表面のポンディングパ
ッド９とリード先端部３ａとは金やアルミニウムなどの
導電性の高い金属細線５により接続されている。そして
、このようなワイヤボンディング終了後、半導体素子を
外部環境から保護し、外部から加わる力や衝撃から保護
するため、全体は樹脂封止され、樹脂封止体８が形成さ
れている。前述したリードのうち、この樹脂封止体内に
あるものをインナリード６、樹脂封止体外にあるものを
アウタリード７と称する。

第１４図に示すように、アウタリード７は切断されてリ
ードフレームの外枠から離され、続いて断面Ｊ型にする
ような曲げ加工か行われる。

近年、半導体装置の高機能化により、半導体素子の大き
さは拡大傾向にあり、大形化した半導体素子を指定され
た大きさのパッケージに組み込むことが困難となりつつ
ある。

このため、半導体素子自体の大きさを縮小することか望
まれ、このために設計ルール自体が縮小化されつつある
。

しかしながら、このような縮小された設計ルールにおい
ては半導体素子内での配線が細くなり、配線抵抗が増加
する。特に、電源関係の配線で配線抵抗か増加した場合
、外部ノイズを拾って、信号にノイズかのりやすい。こ
のことを考慮するとノイズの影響を受けないように、動
作速度を増加させることが困難となる。一般に電源関係
の配線は半導体素子の面積のうちかなりの部分を占めて
いるため、電源関係の配線面積の縮小は上記問題の存在
にもかかわらず、必要になっている。

このため、次のような半導体装置が従来提案されている
。

その１つは第１５図に示されるようなもので、電位を供
給するポンディングパッドとして半導体素子１１上の両
端の２点（２０，２１）を設けることにより、配線容量
を増加させている。これにより、配線抵抗が減少し、こ
れに伴ってノイズが減少し、動作速度を増大することが
可能となる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、この半導体装置では配線の引き回しとい
う新たな問題が発生する。これを図を用いて説明する。

第１５図およびこれを模式化した第１６図において、電
位供給源Ｘ（例えばグランド電位ＯＶ）か左上に設けら
れているものとすれば、ボンデインクパッド２０は距離
か近いため、第１５図に示すように電源供給リード３０
とのボンディングワイヤ配線は容易であるか、ポンディ
ングパッド２１については距離が非常に離れているため
、半導体素子１１のまわりを半周程度迂回して配線する
必要かある。しかし、このような配線は第１５図のよう
な構成では不可能である。

これを解決するため、３次元的な配線が必要であり、こ
の様子を第１７図およびそのＢ−Ｂ’断面図である第１
８図に示す。

この構造ではダイマウント材として絶縁性接着剤２２を
用いて半導体素子１１をベッド１２に固着し、電位供給
リード３１をタイバー３２に接続し、ポンディングパッ
ド２１の近傍のベッド上にもポンディングパッド２３を
設けてこれらをボンディングワイヤ５で接続するように
する。したがって、ベッド部１２は配線の一部として用
いられることになり、第１８図の断面図および第１９図
の模式図に示されるように配線か立体的となって電流供
給量か増大する。

しかしながら、このような構造では絶縁性接着剤２２に
よって半導体素子１１とベッド１２とを絶縁しているた
め、絶縁性接着剤の膜厚管理が重要となる。すなわち、
絶縁性接着剤の膜厚が極端に薄い場合には半導体素子１
１とベッド１２とが直接短絡する虞れがあり、またその
膜厚が薄い場合にはそこに空気の巣が存在し外部から水
分が進入することにより半導体素子１１とベッド１２と
の間に電流リークが生じて歩留りおよび信頼性を著しく
損なうという問題がある。このため、確実な絶縁性を確
保するためには一定以上の膜厚が必要であるが、そのた
めの工程管理は煩雑かつ困難である。

したがって、本発明は煩雑な工程管理などが不要で、か
つ配線抵抗が小さい、縮小化された半導体装置を提供す
ることを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明によれば、金属薄板から形成されたベッドにより
半導体素子を支持し、この半導体素子の周囲に配設され
たリードと前記半導体素子上の電極とをワイヤにより接
続した状態で樹脂封止してなる樹脂封止型半導体装置に
おいて、前記ベッドが支持部と、これらと所定の間隙を
有するとともに前記半導体素子と絶縁状態で設けられた
素子上配線部とを備え、この素子上配線部により電源関
係リードとこれから離れた半導体素子上の電極との接続
を行うようにした樹脂封止型半導体装置が提供される。

素子上配線部と半導体素子との間に絶縁体が介装される
とよい。

素子上配線部か支持部よりも大、きくデプレスされてい
るとよい。

素子上配線部の厚さが支持部よりも薄く形成され、両部
の底面が同一平面をなすようにすると良い。

（作　用） 本発明による半導体装置においては従来のベッドが分割
されており、分割された一部は半導体素子を支持し、残
りの一部は電位供給源から離れた半導体素子の部分へ電
位を供給する為の配線部材として使用される。このため
、立体的な引き回し配線が容易にできる。このような構
造を実現するにあたっては、素子上配線部には接着剤を
塗布しないようにするだけで良く、煩雑な工程管理を必
要としない。

素子上配線部と半導体素子との間に絶縁体か介装され、
あるいは素子上配線部か支持部よりも大きくデプレスさ
れていると絶縁体である封止樹脂か侵入して両者の絶縁
を確実化することができる。

また、素子上配線部を支持部よりも薄く形成し両部の底
面が同一平面をなすようにすると、デプレスを大きくす
ることなしに樹脂を素子上配線部と半導体素子との間に
充填させることができ、半導体装置の厚さを減少させる
ことができる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例のいくつかを詳細
に説明する。

第１図（ａ）から第１図（Ｃ）までは本発明にかかる半
導体装置の断面図であって、Ｓ　ＯＪ　（ＳＩＩｌａｌ
　１０ｕｔｌｉｎｅ　Ｊ−１ｅａｄ　Ｐａｃｋａｇｅ）
型の樹脂封止型半導体装置を示している。これらは後述
する第６図におけるｃ−ｃ’断面図であって、それぞれ
異なる実施例を示している。

この半導体装置ではベッドは３つの部分に分かれており
、２つの支持部１０１とこれらの間に所定の間隙をもっ
て配設された素子下リード１０２が設けられている。支
持部１０１上には半導体素子１００がダイマウント材１
０３により固着され、支持されている。支持部１０１の
周囲にはリード１０６か配設されており、ここには半導
体素子１００の上面にあるポンディングパッド１０４と
の間でホンディングワイヤ１０５を用いた接続が行われ
ている。そして、全体は樹脂１０８により成型され、水
分や衝撃からの保護を図っている。

また、アウタリード１０７は従来と同様に、断面Ｊ型に
切断および曲げ加工か行われている。

第１図（ａ）においては、素子下り一部１０２の上面に
はダイマウント材１０３が塗布されてぃない。このため
、素子下リード１０２の上面と半導体素子１００の下面
とはダイマウント材の厚みだけ離れ、樹脂封止によって
絶縁体である封止樹脂が侵入し絶縁されている。

第１図（ｂ）においては、素子下リード１０２の上面と
半導体素子１００の下面との絶縁を積極的に図るため、
素子下り−ド１０２の上面には絶縁性樹脂が塗布され、
絶縁材が介装された状態となっている。

第１図（Ｃ）においては、素子下り一部１０２は支持部
１０１よりも大きくデプレスされている。

すなわち、半導体素子の上面とインナリードの高さをほ
ぼ一致させてワイヤボンディングの信頼性を向上させる
ため、支持部はほぼ半導体素子の厚さ分だけデプレスか
行われているか、この実施例では素子下リード１０２の
上面と半導体素子１００の下面との距離を増加させて絶
縁特性を向上させるため、素子下り−ド１０２を支持部
１０１よりもさらに大きくデプレスしたものである。

第２図は、本発明で使用するリードフレームの形状を示
す平面図、第３図（ａ）　（ｂ）　（ｃ）は第２図のＢ
−Ｂ’断面図であって、第１図（ａ）　（ｂ）　（ｃ）
にそれぞれ対応するリードフレーム構造を示すものであ
る。

第２図かられかるように、従来ベッド部として形成され
ていた部分は半導体素子を支持するための２つの支持部
１０１とこれらの間に間隙をもって形成された素子下り
一部１０２の３つの部分に分割されている。支持部１０
１はタイバー１２１により、素子下リード１０２はタイ
バー１２２によりリードフレームの外枠（図示せず）に
連結されている。

第３図（ａ）においては、支持部１０１と素子下リード
１０２のデプレスの程度が同じであること、第３図（ｂ
）においては、素子下り一部１０２の表面に前述した絶
縁性樹脂が塗布されていること、第３図（Ｃ）において
は、素子下リード１０２が支持部１０１よりもさらに大
きくデプレスされていることを示しており、これらにつ
いては第１図において説明したとおりである。なお、素
子下リード１０２の表面の絶縁化を図るために、ポリイ
ミドシートなどの絶縁材シートを貼着するようにしても
よい。

このようなリードフレームを用いて本発明の半導体装置
を製造する過程を第４図から第６図を用いて説明する。

第４図は支持部１０１の上にダイマウント材を塗布し、
半導体素子１００を搭載する。このとき、素子下リード
１０２の上にはダイマウント材を塗布しない。なお、こ
のダイマウント材としては半導体素子の基板を支持部１
０１と同電位にするときには導電性のものを、そうでな
いときには絶縁性のものを用いる。ダイマウント材とし
てはエポキシ系樹脂、はんだ、シリコーン樹脂などが知
られており、使用される。第５図（ａ）　（ｂ）　（ｃ
）は第４図のｃ−ｃ’断面図であって、それぞれ第１図
（ａ）　（ｂ）　（ｃ）の各実施例に対応している。第
５図（ａ）では素子下リード１０２の上面と半導体素子
１００の下面とはダイマウント材の厚み分だけの間隙を
隔てて絶縁状態か保たれている。このような間隙か存在
することにより、樹脂封止を行うと、この間隙に樹脂が
侵入することによって両者の絶縁はより完全になる。

第５図（ｂ）では素子下り一部１０２の上面に絶縁性樹
脂１０９か塗布されているので、素子下り一部１０２の
高さ位置の変動があっても確実に絶縁を図ることができ
る。第５図（Ｃ）では素子下り一部１０２は支持部１０
１よりもさらにデプレスされているため、作業性良く絶
縁を確実化させることかできる。

第６図は第４図に示した工程の後、ワイヤボンディング
を行う様子を示す平面図である。第１図で説明したよう
に、半導体素子上の電極１０４とリード１０６とはボン
ディングワイヤ１０５で接続されているが、電源電位を
供給するリード１１０はボンディングワイヤ１１１によ
って近くの電極２０と接続されるとともに、素子下リー
ド１０２の一部に設けられたバッド１１３とボンディン
グワイヤ１１２により接続されている。また、素子下リ
ード１０２の延長上に設けられたパッド１１４は半導体
素子上の電極２１とボンディングワイヤ１１５により接
続されている。この様子は第７図において強調されてい
る。また、第８図は半導体素子の下を通って電源電位供
給リードから離れた電極２１に電源電位を供給する様子
を示す模式図であり、半導体素子の下を通るリードを設
けることにより電源電位供給リードから離れた電極に電
源電位を与えることができることがわかる。

この後、従来と同様に樹脂封止、アウタリードの切断お
−よび折り曲げを行なうことにより第１図に示した構造
を得ることができる。

第９図ないし第１１図は本発明のさらに他の実施例を表
わす図面で、第９図はその平面図、第１０図は第９図に
おけるｃ−ｃ　”断面図、第１１図はｃ−ｃ’断面に対
応するリードフレーム部分の断面図である。以下の説明
においては、これらの図面における第１図〜第３図と対
応する部分には同じ参照番号を付してその詳細な説明を
省略する。

二の実施例では第１１図に示されるように、素子下リー
ド１０２の厚さｔ２は支持部１０１の厚さｔｌよりも薄
くなっている。これらの底面は同一平面をなすようにデ
プレスされているので、第１０図に示すように、素子下
リード１０２の上面と半導体素子１００の下面との間に
は間隙が生じ、この部分に樹脂か充填されることにより
十分な絶縁が確保されている。

この実施例では第５図（Ｃ）に示した実施例のように素
子下リード１０２か支持部１０１よりも下に飛び出すこ
とかないため、近年要求の高い薄型パッケージへの対応
か可能となる。

なお、素子下リード１０２の厚さｔ２を支持部１０１の
厚さｔｌよりも薄くするには、例えば素子下リード１０
２のみをデプレス後にハーフエツチングすれば良い。

以上の実施例においては、半導体素子支持部を２か所、
素子下リードを一本設けるようにしたが、これに限られ
ることなく、同電位のパッドの位置と数により任意の個
数を選択することができる。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、半導体素子の下を通る
リードをリードフレームを分割して素子下配線部として
形成し、これを用いて電源供給リードから離れたパッド
への接続を行うようにしているので、配線ルールが縮小
化された場合にも電源関係の配線抵抗を増加させずに済
み、ノイズを発生することなく高速化を実現できる樹脂
封止型半導体装置を提供することができる。また、厳密
な管理を行なわなくても素子下配線部と半導体素子との
絶縁を安定に図ることができるため、製造工程の安定化
、低いコスト化を図ることができる。

また、素子下配線部と半導体素子との間に絶縁物を介装
させ、あるいは素子下配線部を支持部よりも大きくデプ
レスさせることにより、半導体素子との絶縁をより確実
化させることができる。

さらに、素子下配線部の厚さを支持部よりも薄く形成す
ることにより、支持部よりも下に突出させることなく半
導体素子との確実な絶縁を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）から第１図（Ｃ）までは本発明にかかる半
導体装置の断面図、第２図は本発明にかかる半導体装置
に用いられるリードフレームの外観を示す平面図、第３
図（ａ）から第３図（Ｃ）は第１図（ａ）から第１図（
Ｃ）までの実施例にそれぞれ対応するリードフレームの
構造を示す断面図、第４図は第２図のリードフレームに
半導体素子を搭載した状態を示す平面図、第５図（ａ）
から第５図（ｃ）までは第４図におけるｃ−ｃ’断面を
示す断面図、第６図はワイヤホンディングを行った様子
を示す平面図、第７図は第６図における電源関係の接続
を強調して示す平面図、第８図は第６図の電源関係の接
続の模式的説明図、第９図は本発明の他の実施例にかか
る半導体装置の断面図、第１０図はそのｃ−ｃ’断面を
示す断面図、第１１図はリードフレームの構造を示す断
面図、第１２図は従来−船釣に知られている樹脂封止型
半導体装置であるＳＯＪ型の半導体装置用のリードフレ
ームを示す平面図、第１３図は第１２図のリードフレー
ムに半導体素子を搭載した様子を示す平面図、第１４図
は第１３図におけるＡ−Ａ’断面図、第１５図は電源供
給のための電極を増加させた従来の半導体装置を示す平
面図、第１６図は第１５図における電位供給を示す模式
的説明図、第１７図は３次元的な電源配線を行った例を
示す平面図、第１８図はそのＢ−Ｂ’断面図、第１９図
は第１８図に示された立体配線構造を示す模式的説明図
である。 １０１・・・半導体素子、１０１・・・支持部、１０２
・・・素子下リード、１０３・・・ダイマウント材、１
０３・・・電極、１０５，１１１，１１２，１１５・・
ボンディングワイヤ、１０６・・・インナリード、１０
７・・・アウタリード、１０８・・・樹脂封止体、１０
９・・・絶縁性樹脂、１１３．１１４・・・パッド、１
２１．４２２・・・タイバー 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 第１図 第１０図 第１４図 第１５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属薄板から形成されたベッドにより半導体素子を
   支持し、この半導体素子の周囲に配設されたリードと前
   記半導体素子上の電極とをワイヤにより接続した状態で
   樹脂封止してなる樹脂封止型半導体装置において、 前記ベッドが支持部と、これらと所定の間隙を有すると
   ともに前記半導体素子と絶縁状態で設けられた素子下配
   線部とを備え、この素子下配線部により電源関係リード
   とこれから離れた半導体素子上の電極との接続を行うよ
   うにした樹脂封止型半導体装置。 ２、前記素子下配線部と前記半導体素子との間に絶縁体
   が介装されたことを特徴とする請求項１記載の樹脂封止
   型半導体装置。 ３、前記素子下配線部は前記支持部よりも大きくデプレ
   スされていることを特徴とする請求項１記載の樹脂封止
   型半導体装置。 ４、前記素子下配線部の厚さは前記支持部の厚さよりも
   薄くなっており、前記素子下配線部および前記支持部の
   底面は同一平面をなしていることを特徴とする請求項１
   記載の樹脂封止型半導体装置。