JPH04206654A - リードフレームおよび半導体装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、リードフレームおよび半導体装置に関し、
さらに詳しくいうと、高出力、高周波の半導体素子の組
立のためのリードフレームおよびこれを適用した半導体
装置に関するものである。

［従来の技術］ 第５図は、１９８９ジヤパンエしクトロニックマニファ
クチュアリングテクノロシイ　シンポジラム（１９８９
Ｊａｏａｎ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｍａｎｕｆａｃｔ
ｕｎｉｇ　Ｔｅ−ｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｓｙｎｐｏｓｉｕ
ｍ）、講演番号Ｂ４−２．＾ｐｒ　、１９８９”マルチ
−レイヤモルデッドプラスチ・ンクノ＜ラゲージ゛’　
（Ｍｕｌｔｉ−Ｌａｙｅｒ　Ｍｏ１ｄｅｃｌ　Ｐｌａｓ
ｔｉｃ　Ｐａｃｋａｇｅ）に開示された従来のリードフ
レームを示し、図において、（２）はインナーリード、
（３１）は電源プレート、＜３２）はグランドプレート
である。（４）はポリイミドフィルムで、電源プレート
（３１）をインナーリード（２）に、またグランドプレ
ー）　（３２）を電源プレート（３１）に接着させる。

第６図は、同じく上記リードフレームで組立てた半導体
装置であり、図において、（８）は半導体素子、（８１
）は電源電位をもつ電源パッド、（８２）はグランド電
位をもつグランドバッド、（８３）は信号系の電極パッ
ドである。

電源バッド（８１）は電源プレート（３１）に＾Ｕワイ
ヤ（９）で結線されている。グランドパッド（８２）は
グランドプレート（３２）に＾Ｕワイヤ（９）で結線さ
れている。

信号系の電極バッド（８３）はインナーリード（２）に
＾Ｕワイヤ（９）で結線されている。

次に、製造方法について説明する。まず、リードフレー
ムの本体は、Ｃｕ合金１枚板から、金型ノくンチらしく
は、化学薬品による工・・ノチンクにより要求するパタ
ーンを形成する。とりわけ、イシ＋−リー１〜（２）の
先端は、フし−ム中心に向か−〉て細・くなり、近年ピ
ン数の増加に伴い、加工限界に来ている。その後、イン
ナーリード（２）の下面から接着剤層を有するポリイミ
ドフィルムを介して、Ｃｕ合金で製造された電源プレー
トとり°ランドプレートを接着させ、電源プレー＋１３
１）の端子（３１ａ）とインナーリード（２）出端子（
２ｂ）を電気溶接し、また、グランドプレート（３２）
の端子（３２ａ）とインナーリード（２）の端子（２ａ
）を電気溶接することで、電位を取出せる構造にしてい
る。次に半導体素子（８）をグランドプレート（３１）
上に半日または樹脂などのダイボンド材を介して接合し
、ワイヤボンドにより結線を行う。通常、リードフレー
ム全体が３００℃程度に加熱された状態で＾Ｕワイヤの
先端を溶融してＡｕボールを形成し、これを電極パッド
（８３）に加圧するとともに、超音波振動を印加するこ
とにより、Ａｕボールと電極パソＦ（８３）の＾１合金
を生成して接合を完了する。その後、＾Ｕワイヤを繰り
出し、ワイヤ自体をインナーリーＦ（２）上に同じく、
加圧するとともに、超音波振動を印加する二とにより、
＾ＵワイヤとインナーリーＦ（２）上のメツキ（ΔＵ、
八ＢへＣｕ）との合金を生成して接合を完了する。これ
を超音波熱圧着によるワイヤホントと呼んている。この
方法で、電源バ／トと電源プレート、グランドパッドと
グランドプレー１・、そして信号系の電極パッドとイン
ナーリードをワイヤボンドする。その後、全体をエポキ
シ系樹脂で封止し、外形リードのフォーミンク加工を施
して、半導体装置として完成する。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のリードフレームおよび半導体装置は以上のように
構成されているので、電源プレートとインナーリードま
たはグランドプレートとインナーリードを電気溶接する
ため、リードフレーム自体の反りが発生した安定した品
質を確保てきす、高い製造コストが必要であった。また
、通常のり−トフレームの下に電源プレートとグランド
プレートを接着するため、モールド樹脂との密着力を低
下させてパラゲージクラ・・／りなとを生し、信頼性を
低下させるなどの問題点かあった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たちのて、第一の発明は、信号系と電源をクランドのイ
ンダクタンスを低下させたままで、安定ヒな品質と安価
な製造コストのり−トフレームを得ることを目的とする
。

さらに第二の発明は、パッケージクラックと防止すると
ともに電源系の雑音を小さくシ、信号系に対してはクロ
ストークを押えた半導体装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明の第一の発明に係るリードフレームは、材質を
Ｃｕ合金にして電源プレートとグランドプレートをリー
ドフレームとは別層に広げて設けたものである。

第二の発明に係る半導体装置は、信号系のインナーリー
ドを絶縁体層を介して電源プレートとグランドプレート
て侠んた多層構造にしたちのてある。

！作　用二 この発明の第一の発明においては、１，１−１〜フし一
ムの材質であるＣｕ合金は、熱伝導率か高く、非磁性体
であるため、数１００　Ｍ　Ｉｔ　ｚ帯でも低インダク
タンスとなり、放熱性を向上するとともに雑音を低下さ
せる。

また、第二の発明においては、絶縁体層は、信号系に対
してストリップラインとなる。

そして電源電位とグランド電位をイン＋−り一トに伝達
するためにワイヤボンドを行い、信号系インナーリード
を挟んで電源プレートとゲランドブし一トが対面した構
造により、製造も容易で、モールド樹脂の中で応力を発
生することが少なくなる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、（１）はダイスパッド、（７）はこのダイ
スパッドをフレームに吊るための吊リード、（２）はイ
ンナーリードで（２１）は電源リード、（２２）はグラ
ンドリードである。（１０）は吊り−ｌ〜・（７゛とイ
ンナーリー１〜（２）を支持するフレーム、（３１）は
電源プＬ、　−１−１〈３２）はゲランドアし−１−５
＜４１１＝。

（Ｓｌ）は絶縁体層、（４２）　、　（５２）は接着剤
層、（６１八。

（６２）は導電プレートで、電源プレート（３１）とク
ラン１ヘプレート（３２）は絶縁体層（４１）を介して
イ；ナーリーＦ（２）の下に接着されている。導電プレ
ート（６）は絶縁体層（５１）を介してインナーリーＦ
（２４の上に接着されている。

第２図は他の実施例を示し、口において、（１）はグラ
ンドプレートを兼ねるダイスパソｌ’、（３）は電源プ
レートである。

第３図、第４図はそれぞれ第１図、第２図のリードフレ
ームを使って組立な半導体装置である。

次に製造方法について説明する。リードフレームの本体
は従来と同様、Ｃｕ合金１枚板から金型パンチもしくは
エツチングにより、要求するパターン、即ち、ダイスパ
ッド（１）、吊リード（７）、インナーリード（２）、
フレームを形成する。その後、イ〉ナーリード（２）の
下面から接着剤層を有する絶縁体層（４１）を介して、
Ｃｕ合金て製造Ｌ　ｆ、−電源プレート（３１）とグラ
ン１〜プレート（３２）をフレームの１片に対して、１
対ずつ接着させる。以に、インナーリードの上面からも
接着剤層を有する絶縁体層（５１）を介して、ＣＬＩ合
金で製造した導電プし−１（６１）、（６２）を先の電
源プレート（３１）とクランドプレート（３２）と対面
する位置に接着させる。こ二で、ダイスパッド（１）と
グランドプレート（３２）は一体止して、両方を兼用し
たものでも良い。これがリードフレームの製造方法であ
る。

このリードフレームのダイスパッド（１）の上に半日ま
たは樹脂などのダイホント材を介して半導体素子（８〉
を接合し、半導体素子（８）の電極パッド（８３）とイ
ンナーリード（２）をへＵワイヤにより超音波熱圧着ワ
イヤボンドする。電源パッド（８１）は電源プレー）　
（３１）にワイヤボンド後、電源リード（２１）に再度
ワイヤボンドされる。グランドパッド（８２）はグラン
ドプレー）　（３２）または電源プレート（３）にワイ
ヤボンド後、グランドリード（２２）に再度ワイヤボン
ドされる。その後、電源リード（２１）と導電プし−１
−（６２）をワイヤボンドし、グラン１〜リード（２２
）と導電プレート（６１）をワイヤボンドして、信号系
のインナーリード（２）か絶縁体層を介して、電源プレ
ートとグランドプレートに挟まれた多層構造にし、全体
をエポキシ系樹脂て封止して外形リードのフォーミンク
加工を施して、半導体装置として完成する。

なお、上記実施例では、イ〉ナーリードを挟んて、ゲラ
ンドブし−１・と電源プレー１−が交互に並んだが、イ
ンナーリードの下全体をグランドプレート、インナーリ
ードの上全体を電源プレートとなる構造でも良い。

また、インナーリード上の導電プレートは信号系のイン
ナーリードの特性に応して、ワイヤボンドの方法を変え
て、電位を変えても良い。

［発明の効果］ 以上のように、この発明の第一の発明によれば、Ｃｕ合
金を使って、ダイスパッドとインナーリードを形成し、
このインナーリードの下にＣｕ合金の電源プレー１−と
ゲランドブし一トを広げた多層構造にしたので、従来技
術の延長で、安定した品質で安価に、低インダクタンス
で熱伝導率の高いり一トフレームを得られる効果がある
。

また、第二の発明によれは、ワイヤボ〉トて導電ブし−
１−の電位わ設定し、信号系のインナーリードを絶縁体
層を介して電源プレートとグランドプレートて挟んた構
造にしたのて、クロストークを抑えた半導体装置を得ら
れる効果かある。また同時に、モールド樹脂の中で応力
を発生しにくい構造になり、パッケージクランクを防止
する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は第一の発明の一実施例の正面図（ａ）と断面図
（ｂ）、第２図は他の実施例の正面図（、）と断面図、
／第３図は第二の発明の一実施例の正面図（ａ）と断面
図（ｂ）、第４図は他の実施例の正面図（、）と断面図
（ｂ）、第５図は従来のリードフレームの分解斜視図、
第６図は従来の半導体装置の正面図である。 （１）はダイスパ・／ド、（２）　　　・インナーリー
ド、（３）は電：原ブＬ−−１へ、（３２）は７ラン１
〜フ・シート、（４１）　、　（５１）は絶縁体層、（
６）は導電プレート、（８）は半導体素子、（８１）は
電源パッド、（８２）はクランドパＩト、（８３）は信
号系の電極バ・／ト、（９）は＾Ｕワイヤ。 なお、各図中、同一符号は同一また（ま相当部分を示す
。 代　　理　　人　　　　　曾　　我　　道　　照第１図 （（］） ｂ、導ｌノルート 第２図 （ａ） 第３図 ９：Ａｕ７７ｆ’＃ 第４図 ３１３２　　　ン 手続補正書 平成　３年　９月２６日

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体素子を固定するダイスパッドと、前記半導
   体素子の信号系電極パッドを結線するインナーリードと
   、電源パッドを結線する電源プレートと、グランドパッ
   ドを結線するグランドプレートとを備えたリードフレー
   ムにおいて、前記インナーリードの下に絶縁体層を介し
   て、前記電源プレートと前記グランドプレートを配し、
   かつ、前記インナーリードの上に絶縁体層を介して導電
   プレートを配してなることを特徴とするリードフレーム
   。
2. （２）グランドプレートおよび電源プレートのいずれか
   がダイスパッドと一体構造になっている請求項（１）記
   載のリードフレーム。
3. （３）ダイスパッド、インナーリード、電源プレート、
   グランドプレートおよび導電プレートの材質がＣｕ合金
   である請求項（１）記載のリードフレーム。
4. （４）リードフレームのダイスパッドに固定後、信号系
   電極パッドとインナーリードを金属ワイヤで結線した半
   導体素子と、 電源プレートに結線後、電源リードに結線された電源パ
   ッドと、グランドプレート、グランドリードに結線後、
   電源プレートに対面する導電プレートと前記グランドリ
   ードを結線してなるグランドパッドと、 全体を封止したエポキシ系樹脂と、 を備えてなる半導体装置。