JPH04199668A - リードフレーム、このリードフレームを用いた半導体装置およびこの半導体装置の組立方法 - Google Patents

リードフレーム、このリードフレームを用いた半導体装置およびこの半導体装置の組立方法

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JPH04199668A
JPH04199668A JP2331593A JP33159390A JPH04199668A JP H04199668 A JPH04199668 A JP H04199668A JP 2331593 A JP2331593 A JP 2331593A JP 33159390 A JP33159390 A JP 33159390A JP H04199668 A JPH04199668 A JP H04199668A
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JP
Japan
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lead frame
heat dissipation
die pad
semiconductor element
bonded
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Pending
Application number
JP2331593A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideji Sagara
秀次 相楽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Dai Nippon Printing Co Ltd filed Critical Dai Nippon Printing Co Ltd
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Publication of JPH04199668A publication Critical patent/JPH04199668A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/701Tape-automated bond [TAB] connectors

Landscapes

  • Wire Bonding (AREA)
  • Lead Frames For Integrated Circuits (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。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は、半導体素子を搭載するためのリードフレーム
に関し、特に、多ビン化 微細化及びパッケージにされ
たときの高放熱化の要求に対応することのできるリード
フレーム、 このリードフレームを用いた半導体装置お
よびこの半導体装置の組立方法に関するものである。
【従来の技術】
近毛 ゲートアレイ、スタンダードセル等に代表される
A S I C(Application 5peci
fic Integrated C1rcuit)チッ
プは、LSIの微細加工技術の連層に伴いゲート密度が
ますます増大し続けている。これに伴い、ASICチッ
プに用いられるリードフレームも多ピン化の傾向にあり
、200ビン以上のものが実用に供されるようになって
きている。 このようなリードフレームの多ビン化のための対応策の
一つとして、絶縁フィルム上に張り付けた金属箔をエツ
チングにより加工することにより、微細なパターンのイ
ンナーリードを形成し、この微細パターンに形成された
インナーリードとアウターリードのみを有するリードフ
レームとを接合させることにより、複合型リードフレー
ムを組立るという技術が、例えば特開昭62−2329
48号公転 特開平2−22850号公報等において開
示されている。 一方、ASICチップにおいては 集積度の向上が図り
易いという理由により、従来のバイポーラECL技術か
らCMO3技術にシフトすることにより、より一層の高
集積化を図ろうとする傾向にある。そして、このような
チップの高集積化に付随して、クロック周波数が上昇す
る傾向にある。 その場合、ECLゲートアレイにおいてはクロック周波
数が上昇しても消費電力はほとんど変化しないのに対し
て、CMOSゲートアレイにおいてはクロック周波数が
上昇すると、消費電力が著しく増大するものとなってい
る。
【発明が解決しようとする課題】
ところで、今後ますます激しくなる半導体チップの高集
積・多ビン化の要求に対応するために、上述のような複
合型リードフレームを用いて、CMOSゲートアレイを
形成することが考えられる。 その場合、CMOSゲートアレイが高クロック周波数で
大消費電力であることからチップの発熱量が大きく、こ
のため放熱対策を講じる必要がある。 しかしながら、上述の複合型のリードフレームにおいて
曇上  微細パターンに形成されたインナーリードとア
ウターリードのみを有するリードフレームとを単に接合
しているだけであるので、十分な放熱特性を有するもの
とはなっていない。 そこで、クロック周波数の高いCMOSゲートアレイ等
の半導体装置を形成するには、A1等の金属により形成
された放熱フィンをチップ裏面と熱的に接続させた状態
で封止樹脂をトランスファーモールドすることが考えら
れるが、このように放熱フィンをチップ裏面と熱的に接
続させた状態で樹脂封止を行うことは、アセンブリ工程
において作業工数が増加して手間がかかるばかりでなく
、TABテープ(Tape Automated Bo
ndiogの略:絶縁性フィルム上に金属箔の微細パタ
ーンのインナーリードが形成されているテープ)のリー
ドとリードフレーム(L/F)のリードとの接続性を維
持しつつ、放熱フィンを半導体チップ裏面に接続するこ
とは困難であり、その結果製造コストが上昇するという
問題がある。 本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、より一層多くのピン数の多ビン化が可
能であり、しかも放熱特性の優れたリードフレームおよ
びこのリードフレームを用いた半導体装置を提供するこ
とである。 本発明の他の目的は、アセンブリ工程における作業工数
を削減することができるとともに、コストを低減するこ
とのできる半導体装置の組立方法を提供することである
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために 本発明のリードフレーム
は、半導体素子との一層ボンディングを可能にするフィ
ンガー部を有するインナーリードが絶縁性フィルム上に
所定のパターンに形成されてなるTABテープと、この
TABテープを搭載支持するダイパッドおよびインナー
リードと接合されるアウターリードを有する金属材料か
らなるリードフレーム部材と、少なくともダイパッドに
接合される放熱基材とからなることを特徴としている。 また1本発明の半導体装置は、 リードフレームに半導
体素子を搭載し、該半導体素子の電極が上記インナーリ
ードのフィンガー部に接合されているとともに上記イン
ナーリードと上記アウターリードとが接合された状態で
、樹脂封止によりパッケージングされてなる半導体装置
であって、該半導体素子は上記ダイパッドに形成された
孔内を貫通して上記放熱基材に接合されるか、または該
半導体素子は上記ダイパッドに搭載支持されていること
を特徴としている。 更に、本発明の半導体装置の組立方法は、上記インナー
リードのフィンガー部に上記半導体素子の電極を接合し
てデイバイスフィルムを形成するとともに、上記放熱基
材を前記ダイパッドのTABテープ搭載支持面と反対側
の面に接合して放熱基材付リードフレームを形成し、更
にデイバイスフィルムにおける絶縁性フィルムを放熱基
材付リードフレームにおけるダイパッドに接合するとと
もにインナーリードをアウターリードに接合し、その後
樹脂封止によりパンケージングすることを特徴としてい
る。
【作用】
本発明に係るリードフレームおよび半導体装置によれば
、TABテープと放熱基材とを用いているので、より一
層多くのピン数の多ビン化が可能となるばかりでなく、
放熱特性が良好なものとなる。 また、本発明に係る半導体装置の組立方法によれば、単
に放熱基材をダイパッドに予め接合しておくだけである
ので、アセンブリ工程における作業工数が増加して手間
がかかることはなく、製造コストもほとんど上昇するこ
とはない。
【実施例】
以下・ 図面を用いて本発明の実施例について説明する
。 図1は本発明のリードフレームの一実施例を示す分解斜
視図、図2はこの実施例のリードフレームに半導体素子
が実装された半導体装置部材の斜視図、図3は図2にお
ける■−■線に沿う断面図である。 図1に示すように、この実施例におけるリードフレーム
1は、大きくはリードフレーム部材A、TABテープB
および放熱ブロックCから構成される装置 リードフレーム部材Aは、例えば42アロイ、銅合金等
の金属合金のフープ材をフォトリソエツチング法により
所定パターンに形成されたアウターリード2および中央
部に半導体素子が貫通して配設される矩形状の孔3aを
有するダイパッド3を備えている。アウターリード2の
先端部には、下地5μm’のニッケルめっきを行った後
、 2μmtの金めつき処理が施されている。 またTABテープBはボンディング冥装用フィルムキャ
リアであり、例えばポリイミド樹脂フィルム等の絶縁性
フィルム4上に銅箔等の金属箔5を張合わせて構成され
た材料からなり、その金属箔5をフォトリンエツチング
法により所定パターンに形成された所定本数のインナー
リード6を備えている。絶縁性フィルム4はダイパッド
3と同じ大きさで同じ形状を有している。したがって、
絶縁性フィルム4の中央部にも半導体素子が貫通して配
設される矩形状の孔4aが形成されている。 そして、各インナーリード6は、その内側フィンガー部
6aが絶縁性フィルム4の内周端より突出し、かつ外側
フィンガー部6bが絶縁性フィルム4の外周端より突出
して、オーバーハング状に設けられている。 更に放熱ブロックCは、窒化アルミ、酸化アルミ等の無
機化合物より構成されたセラミックス系の放熱性の高い
材料から形成された矩形状のブロックである。 図2および図3に示すように、この実施例のリードフレ
ーム1に半導体素子7が実装された半導体装置部材Sは
、TABテープBの絶縁性フィルム4の孔4aおよびダ
イパッド3の孔3aを貫通して半導体素子7が配設され
ており、その半導体素子7の各電極7aがインナーリー
ド6の内側フィンガー部6aに接合されている。また、
絶縁性フィルム4がリードフレーム部材Aのダイパッド
3上に接合されているとともに、各インナーリード6の
外側フィンガー部6bが対応するアウターリード2の内
側端に接合されている。更に、ダイパッド3の下面及び
半導体素子7の下面に放熱ブロックCが接合されている
。 その場合、一般には半導体素子7の厚さが絶縁性フィル
ム4の厚さよりも大きく設定されているので、半導体装
置部材Sを組み立てる際に厚さ方向に差異を生じるが、
この厚さ方向の差異はリードフレーム部材Bのダイパッ
ド3によって吸収されるようになっている。したがって
、アウターリード2、絶縁性フィルム4および半導体素
子7の電極7aの各上面はほぼ面一となり、インナーリ
ード6は撓んだり、折れ曲がったりすることなく接合さ
れる。また同様に ダイパッド3および半導体素子7の
各下面もほぼ面一となり、放熱ブロックCが安定かつ確
実に接合される。 次をこ このように構成された半導体装置部材Sの組立
方法について説明する。図4は、半導体装置部材Sの組
立方法を説明する図である。 図4(a)に示すように、まず、厚さ75μmtのポリ
イミド樹脂からなる絶縁性フィルム4(例えば、商品名
:カブトンVなど)上に厚さ20μm’のエポキシ系接
着剤を介して厚さ27μm’の銅箔5をラミネートして
構成されるTAB用フィルムキャリア材りを用意する。 このTAB用フィルムキャリア材りの銅箔5をフォトリ
ソエツチング法により所定パターンにエツチング加工す
ることにより、ピッチ130μmのインナーリード6と
ピッチ300μmのインナーリード6との計300本の
リードが形成されたTABテープBを形成する。そして
、厚さ04μm’−0.6μmtの無電解錫めっきをイ
ンナーリード6の全導体部に施す。 また、同図(a)に示すようにボンデインダステージ8
に半導体素子である、高さ30μm、エリア70μmに
形成したストレートバンプ7a付LSIチツプ7を搭載
し、LSIチップ7が絶縁性フィルム4の孔4a内の所
定位置となるように位置決めする。 次に、同図(b)に示すように、孔4aへ突出したイン
ナーリード6の内側フィンガー部6aとLSIチップ7
のストレートバンブ7aとのデバイスボンディングを、
コンスタントパルスヒート9によるギヤングボンディン
グにて一層ボンディングを行う。 次に 同図(c)に示すようにデバイスボンディングの
完了したフィルムキャリアのアウターリード2を支持す
るサポートパー10を切断することによりデバイスフィ
ルム11を形成する。 また、放熱ブロックCの上面に、例えばエポキシ系銀ペ
ーストを0.5mm前後塗布した後、同図(d)に示す
ように放熱ブロックCをリードフレーム部材Aのダイパ
ッド3裏面に150℃前後の熱硬化処理により接合して
、放熱ブロック付リードフレーム12を形成する。 次に、このようにして形成されたデバイスフィルム11
と放熱ブロック付リードフレーム12とを、同図(e)
に示すように抵抗加熱方式のリードボンディングツール
13により熱圧着する。その場合、 リードフレーム部
材Aのアウターリード2の金めつきとデバイスフィルム
11のインナーリード6の錫めっきとの間に金属共晶が
生成さねアウターリード2とインナーリード6とが確実
に接合されるようになる。また、絶縁性フィルム4とダ
イパッド3とがエポキシ系接着剤を介して接合されると
ともに、LSIチップ7がエポキシ系銀ペーストを介し
て接合される。このようにして、図2に示すような半導
体装置部材Sが組み立てられる。 この半導体装置部材Sにおいては、LSIチップ7がダ
イパッド3の孔3aを通して放熱ブロックに直接接続さ
れるようになり、放熱効果がきわめて良好なものとなる
。 また・ ダイパッド3は絶縁性フィルム4の搭載ステー
ジの役目も果たすので、インナーリード6とアウターリ
ード2との接合部に加えられるLSIチップ7の重みに
よるストレスが緩和される。 このようにして組み立てられた半導体装置部材Sは、図
示しないが従来のように封止樹脂によりトランスファモ
ールドされてパッケージングさね半導体装置が形成され
る。 図5は、本発明のリードフレームの他の実施例を示す図
2と同様の図である。なお、前述と同じ構成要素には同
じ符号を付すことにより、その詳細な説明は省略する。 図5に示すようにこの実施例においては、LSIチップ
7を金属性ダイパッド3上に搭載している。またダイパ
ッド3の下面に、放熱ブロックCが接合されている。そ
して、ダイパッド3のLSIチップ7の搭載部をざぐり
等による凹部として形成しており、この凹部によりLS
Iチップ7と絶縁性フィルム4との間の厚さ上の相違を
吸収するようにしている。なお、この実施例においては
LSIチップ7から発生する熱がダイパッド3により放
熱されるので、LSIチップ7の放熱量によっては放熱
ブロックCは省略することができる。 このようにして、前述のいずれの実施例による半導体装
置においても、TABテープBと放熱基材(放熱ブロッ
クおよび/またはダイパッド)とが用いられているので
、より一層多くのビン数の多ビン化が可能となるばかり
でなく、放熱特性が良好なものとなる。
【発明の効果】 以上の説明から明らかなように、本発明に係るリードフ
レームおよび半導体装置によれば、TABテープにて半
導体素子との微細ピッチ接続を行うことができるととも
に樹脂によるトランスファモールドができるようになる
ので、より一層多くのビン数の多ビン化が可能となる。 また、放熱基材を用いているので、良好な放熱特性を得
ることができる。 一方、本発明に係る半導体装置の組立方法によれば、単
に放熱基材をダイパッドに予め接合しておくだけであり
、ヒートシングなどの放熱体を後付けする必要がないの
で、作業工数が削減でき、より一層簡単に半導体装置を
組み立てることができるとともヲへ  製造コストを低
減することができス−
【図1】 本発明のリードフレームの一実施例を示す分解斜視図で
ある。
【図2】 この実施例を用いて組み立てられた半導体装置部材の斜
視図である。
【図3】 図2における■−■線に沿う断面図である。
【図4】 図2における半導体装置の組立を説明する図である。
【図5】 る。
【符号の説明】
1 インナーリード 2 アウターリード 3 ダイパッド 3a孔 4 絶縁性フィルム 4a孔 5 金属箔(銅箔) 6 インナーリード 6a フィンガー部 7 半導体素子 78 半導体素子の電極 10 サポートバー 11 デイバスフィルム 12 放熱ブロック付リードフレーム A リードフレーム部材 B  TABテープ C放熱ブロック S 半導体装置部材 特許出願人    大日本印刷株式会社代理人 弁理士
    青木健二(外7名)図面′の浄書(内容に変更
なし) 図4 図4 (d)       ” 手続補正書1発) 平成 2年12月 4日 2、!!明の名称 3、補正をする者 事件との関係   特許出願人 住  所 東京都新宿区市谷加賀町−丁目1番1号4、
代理人 6、補正の対象 図面(企図)

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体素子との一括ボンディングを可能に
    するフィンガー部を有するインナーリードが絶縁性フィ
    ルム上に所定のパターンに形成されてなるTABテープ
    と、このTABテープを搭載支持するダイパッドおよび
    インナーリードと接合されるアウターリードを有する金
    属材料からなるリードフレーム部材と、少なくともダイ
    パッドに接合される放熱基材とからなることを特徴とす
    るリードフレーム。
  2. 【請求項2】上記ダイパッドは半導体素子が貫通して配
    置される孔を有していることを特徴とする請求項1記載
    のリードフレーム。
  3. 【請求項3】上記ダイパッドは半導体素子が搭載支持さ
    れる部位が凹部となつていることを特徴とする請求項1
    記載のリードフレーム。
  4. 【請求項4】上記放熱基材は窒化アルミ、酸化アルミ等
    の無機化合物からなることを特徴とする請求項1ないし
    3のいずれか一記載のリードフレーム。
  5. 【請求項5】上記放熱基材はリードフレーム部材の金属
    材料とは異種の金属材料を用いて構成されることを特徴
    とする請求項1ないし4のいずれか一記載のリードフレ
    ーム。
  6. 【請求項6】請求項2記載のリードフレームに半導体素
    子を搭載し、該半導体素子の電極が上記インナーリード
    のフィンガー部に接合されているとともに上記インナー
    リードと上記アウターリードとが接合された状態で、樹
    脂封止によりパッケージングされてなる半導体装置であ
    つて、該半導体素子は上記ダイパッドの孔内に貫通して
    配設されているとともに、該半導体素子が上記放熱基材
    に接合されていることを特徴とする半導体装置
  7. 【請求項7】請求項3記載のリードフレームを用いて半
    導体素子を搭載し、該半導体素子の電極が上記インナー
    リードのフィンガー部に接合されているとともに上記イ
    ンナーリードと上記アウターリードとが接合された状態
    で、樹脂封止によりパッケージングされてなる半導体装
    置であって、該半導体素子は上記ダイパッドの凹部上に
    搭載支持されていることを特徴とする半導体装置。
  8. 【請求項8】請求項6記載の半導体装置の組立方法であ
    って、上記インナーリードのフィンガー部に上記半導体
    素子の電極を接合してディバイスフィルムを形成すると
    ともに上記放熱基材を前記ダイパッドのTABテープ搭
    載支持面と反対側の面に接合して放熱基材付リードフレ
    ームを形成し、更にディバイスフィルムにおける絶縁性
    フィルムを放熱基材付リードフレームにおけるダイパッ
    ドに接合するとともにインナーリードをアウターリード
    に接合し、その後樹脂封止によりパッケージングするこ
    とを特徴とする半導体装置の組立方法。
  9. 【請求項9】請求項7記載の半導体装置の組立方法であ
    って、上記インナーリードのフィンガー部に上記半導体
    素子の電極を接合してディバイスフィルムを形成すると
    ともに、上記放熱基材を前記ダイパッドのTABテープ
    搭載支持面と反対側の面に接合して放熱基材付リードフ
    レームを形成し、更にディバイスフィルムにおける絶縁
    性フィルムを放熱基材付リードフレームにおけるダイパ
    ッドに接合するとともにインナーリードをアウターリー
    ドに接合し、その後樹脂封止によりパッケージングする
    ことを特徴とする半導体装置の組立方法。
JP2331593A 1990-11-29 1990-11-29 リードフレーム、このリードフレームを用いた半導体装置およびこの半導体装置の組立方法 Pending JPH04199668A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999048145A1 (en) * 1998-03-19 1999-09-23 Hitachi, Ltd. Semiconductor device, method for manufacturing the same, and mounting structure of the same
US6538303B1 (en) 1999-06-02 2003-03-25 Sharp Kabushiki Kaisha Lead frame and semiconductor device using the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999048145A1 (en) * 1998-03-19 1999-09-23 Hitachi, Ltd. Semiconductor device, method for manufacturing the same, and mounting structure of the same
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