JPH05198722A - 半導体装置 - Google Patents
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- JPH05198722A JPH05198722A JP4008310A JP831092A JPH05198722A JP H05198722 A JPH05198722 A JP H05198722A JP 4008310 A JP4008310 A JP 4008310A JP 831092 A JP831092 A JP 831092A JP H05198722 A JPH05198722 A JP H05198722A
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- H10W90/00—Package configurations
- H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
- H10W90/751—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires
- H10W90/756—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires between a chip and a stacked lead frame, conducting package substrate or heat sink
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- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、はんだ接合部に生じる熱応力及び
変位を低減して、はんだにクラックが発生するのを防止
し、これにより信頼性を向上させることを目的とするも
のである。 【構成】 実装基板からの高さが封止樹脂6の中央より
高い位置からリード11を封止樹脂6外に突出させ、装置
全体の高さ寸法を大きくすることなく、外部リードの高
さ寸法を大きくした。
変位を低減して、はんだにクラックが発生するのを防止
し、これにより信頼性を向上させることを目的とするも
のである。 【構成】 実装基板からの高さが封止樹脂6の中央より
高い位置からリード11を封止樹脂6外に突出させ、装置
全体の高さ寸法を大きくすることなく、外部リードの高
さ寸法を大きくした。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、表面実装形の半導体
装置に関し、特にそのリードの改善に関するものであ
る。
装置に関し、特にそのリードの改善に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図29は従来の表面実装形の半導体装置
(Small Outline Package)の一
例の実装状態を示す断面図、図30は図29の半導体装
置の側面図である。図において、ダイパッド1上には、
ダイボンド材2を介して半導体素子3が搭載されてい
る。この半導体素子3の電極には、それぞれ金線4を介
してガルウイング形のリード5が電気的に接続されてい
る。
(Small Outline Package)の一
例の実装状態を示す断面図、図30は図29の半導体装
置の側面図である。図において、ダイパッド1上には、
ダイボンド材2を介して半導体素子3が搭載されてい
る。この半導体素子3の電極には、それぞれ金線4を介
してガルウイング形のリード5が電気的に接続されてい
る。
【0003】これらダイパッド1,半導体素子3,金線
4及びリード5の一部は、封止樹脂6により樹脂封止さ
れている。リード5は、封止樹脂内に位置する内部リー
ドと、封止樹脂外の外部リードとからなっており、外部
リードの先端部には、はんだ付部5aが設けられてい
る。この半導体装置は、はんだ付部5aをはんだ7によ
り実装基板8にボールボンド接合することによって、実
装基板8上に実装されている。
4及びリード5の一部は、封止樹脂6により樹脂封止さ
れている。リード5は、封止樹脂内に位置する内部リー
ドと、封止樹脂外の外部リードとからなっており、外部
リードの先端部には、はんだ付部5aが設けられてい
る。この半導体装置は、はんだ付部5aをはんだ7によ
り実装基板8にボールボンド接合することによって、実
装基板8上に実装されている。
【0004】上記のような従来の半導体装置において
は、全体の高さ寸法Hと、リード5が封止樹脂(外装モ
ールド)6から突出する位置の高さ、即ち外部リードの
高さ寸法hとの関係が、H>(H1+H2+H3)>hと
なっている。また、半導体素子3の上下の封止樹脂6の
厚さであるH1とH3の差が大きいとパッケージ本体(樹
脂封止部分)に変形(反り)が生じるため、必然的にH
1≒H3とされている。さらに、ダイパッド沈め寸法H4
を調整することにより、h≒(H1+H2+H3)/2と
されている。
は、全体の高さ寸法Hと、リード5が封止樹脂(外装モ
ールド)6から突出する位置の高さ、即ち外部リードの
高さ寸法hとの関係が、H>(H1+H2+H3)>hと
なっている。また、半導体素子3の上下の封止樹脂6の
厚さであるH1とH3の差が大きいとパッケージ本体(樹
脂封止部分)に変形(反り)が生じるため、必然的にH
1≒H3とされている。さらに、ダイパッド沈め寸法H4
を調整することにより、h≒(H1+H2+H3)/2と
されている。
【0005】次に、図31は従来の半導体装置の他の例
(Small Outline Package wi
th I Lead)を示す側面図、図32はさらに他
の例(Small Outline Package
with J Lead)を示す側面図であり、それぞ
れI形,J形のリード9,10を有している。そして、各
リード9,10の先端部には、はんだ付部9a,10aが設
けられている。
(Small Outline Package wi
th I Lead)を示す側面図、図32はさらに他
の例(Small Outline Package
with J Lead)を示す側面図であり、それぞ
れI形,J形のリード9,10を有している。そして、各
リード9,10の先端部には、はんだ付部9a,10aが設
けられている。
【0006】ところで、半導体装置の多様化によりパッ
ケージ本体寸法が増大すると、パッケージ本体の熱膨張
係数も変化して、実装基板8の熱膨張係数との差が大き
くなり、はんだ接合部に過大な熱応力が生じる。このよ
うなはんだ接合部の熱応力σ(kgf/mm2)及び変
位は、与える温度差をΔTとすると、パッケージ本体寸
法L1(mm)と、パッケージ本体の熱膨張係数α1(1
/℃)及び実装基板8の熱膨張係数α2の差(α2−
α1)とを変数にとり、L1×(α2−α1)×ΔTに比例
して大きくなる。
ケージ本体寸法が増大すると、パッケージ本体の熱膨張
係数も変化して、実装基板8の熱膨張係数との差が大き
くなり、はんだ接合部に過大な熱応力が生じる。このよ
うなはんだ接合部の熱応力σ(kgf/mm2)及び変
位は、与える温度差をΔTとすると、パッケージ本体寸
法L1(mm)と、パッケージ本体の熱膨張係数α1(1
/℃)及び実装基板8の熱膨張係数α2の差(α2−
α1)とを変数にとり、L1×(α2−α1)×ΔTに比例
して大きくなる。
【0007】また、熱応力σ及び変位は、外部リードの
高さ寸法h,形状I及び弾性係数Eに関係しており、熱
応力σ及び変位を緩和するためには、h3/(E×I)
を小さくする必要がある。
高さ寸法h,形状I及び弾性係数Eに関係しており、熱
応力σ及び変位を緩和するためには、h3/(E×I)
を小さくする必要がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
た従来の半導体装置においては、ダイパッド1の沈め寸
法H4を、リード5,9,10の板厚分又は半導体素子3
の厚さの半分である約0.2〜0.25mmと決めてい
たので、外部リードの高さ寸法hは(H1+H2+H3)
/2でほぼ決まってしまう。従って、寸法hを十分にと
ることができず、パッケージ本体寸法L1が増大する
と、はんだ接合部に生じる熱応力σ及び変位が大きくな
ってしまい、はんだ7にクラックが発生してしまうとい
う問題点があった。また、従来の装置で単に寸法hを大
きくすると、装置全体の高さ寸法Hも大きくなってしま
うという問題点もあった。
た従来の半導体装置においては、ダイパッド1の沈め寸
法H4を、リード5,9,10の板厚分又は半導体素子3
の厚さの半分である約0.2〜0.25mmと決めてい
たので、外部リードの高さ寸法hは(H1+H2+H3)
/2でほぼ決まってしまう。従って、寸法hを十分にと
ることができず、パッケージ本体寸法L1が増大する
と、はんだ接合部に生じる熱応力σ及び変位が大きくな
ってしまい、はんだ7にクラックが発生してしまうとい
う問題点があった。また、従来の装置で単に寸法hを大
きくすると、装置全体の高さ寸法Hも大きくなってしま
うという問題点もあった。
【0009】この発明は、上記のような問題点を解決す
ることを課題としてなされたものであり、装置全体の高
さ寸法を大きくすることなく、外部リードの高さ寸法を
大きくすることにより、はんだ接合部に生じる熱応力及
び変位を低減することができ、はんだにクラックが発生
するのを防止することができ、この結果信頼性を向上さ
せることができる半導体装置を得ることを目的とする。
ることを課題としてなされたものであり、装置全体の高
さ寸法を大きくすることなく、外部リードの高さ寸法を
大きくすることにより、はんだ接合部に生じる熱応力及
び変位を低減することができ、はんだにクラックが発生
するのを防止することができ、この結果信頼性を向上さ
せることができる半導体装置を得ることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る半
導体装置は、実装基板からの高さが封止樹脂の中央より
高い位置からリードを封止樹脂外に突出させたものであ
る。
導体装置は、実装基板からの高さが封止樹脂の中央より
高い位置からリードを封止樹脂外に突出させたものであ
る。
【0011】請求項2の発明に係る半導体装置は、実装
基板からの高さが封止樹脂の中央より高い位置からリー
ドを封止樹脂外に突出させ、かつはんだ付部を封止樹脂
側に折り曲げたものである。
基板からの高さが封止樹脂の中央より高い位置からリー
ドを封止樹脂外に突出させ、かつはんだ付部を封止樹脂
側に折り曲げたものである。
【0012】請求項3の発明に係る半導体装置は、実装
基板からの高さが封止樹脂の中央より低い位置からリー
ドを封止樹脂外に突出させ、突出した外部リードを実装
基板から離れる方向に折り曲げてから実装基板側に折り
曲げ、かつはんだ付部を封止樹脂側に折り曲げたもので
ある。
基板からの高さが封止樹脂の中央より低い位置からリー
ドを封止樹脂外に突出させ、突出した外部リードを実装
基板から離れる方向に折り曲げてから実装基板側に折り
曲げ、かつはんだ付部を封止樹脂側に折り曲げたもので
ある。
【0013】
【作用】請求項1の発明においては、リードを封止樹脂
の高い位置から突出させることにより、外部リードの高
さ寸法を大きくして、はんだ接合部に生じる熱応力を低
減する。
の高い位置から突出させることにより、外部リードの高
さ寸法を大きくして、はんだ接合部に生じる熱応力を低
減する。
【0014】請求項2の発明においては、リードを封止
樹脂の高い位置から突出させることにより、外部リード
の高さ寸法を大きくし、またはんだ付部を封止樹脂側に
折り曲げることにより、はんだ接合部間隔を小さくし、
これらによりはんだ接合部に生じる熱応力を低減する。
樹脂の高い位置から突出させることにより、外部リード
の高さ寸法を大きくし、またはんだ付部を封止樹脂側に
折り曲げることにより、はんだ接合部間隔を小さくし、
これらによりはんだ接合部に生じる熱応力を低減する。
【0015】請求項3の発明においては、リードを実装
基板から離れる方向に折り曲げてから実装基板側に折り
曲げることにより、外部リードの高さ寸法を大きくし、
はんだ付部を封止樹脂側に折り曲げることにより、はん
だ接合部間隔を小さくし、これらによりはんだ接合部に
生じる熱応力を低減する。
基板から離れる方向に折り曲げてから実装基板側に折り
曲げることにより、外部リードの高さ寸法を大きくし、
はんだ付部を封止樹脂側に折り曲げることにより、はん
だ接合部間隔を小さくし、これらによりはんだ接合部に
生じる熱応力を低減する。
【0016】
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。なお、各図中、図29と同一又は相当部分には同一
符号を付し、その説明を省略する。 実施例1.図1は請求項1及び請求項2の発明に係る実
施例1の半導体装置の断面図である。図において、半導
体装置3の電極には、金線4を介してリード11が電気的
に接続されている。リード11は、封止樹脂6内(内部リ
ード)でクランク状に折り曲げられており、これにより
実装基板8(図29)からの高さ方向の最も高い位置か
ら封止樹脂6外に突出している。また、リード11の封止
樹脂6外に突出した部分、即ち外部リードの先端部に
は、封止樹脂6側に向けて折り曲げられたはんだ付部11
aが設けられている。
る。なお、各図中、図29と同一又は相当部分には同一
符号を付し、その説明を省略する。 実施例1.図1は請求項1及び請求項2の発明に係る実
施例1の半導体装置の断面図である。図において、半導
体装置3の電極には、金線4を介してリード11が電気的
に接続されている。リード11は、封止樹脂6内(内部リ
ード)でクランク状に折り曲げられており、これにより
実装基板8(図29)からの高さ方向の最も高い位置か
ら封止樹脂6外に突出している。また、リード11の封止
樹脂6外に突出した部分、即ち外部リードの先端部に
は、封止樹脂6側に向けて折り曲げられたはんだ付部11
aが設けられている。
【0017】図2は図1のリード11及び従来例のリード
5に生じる熱応力の違いを説明するための説明図であ
る。図において、従来例の外部リードの高さ寸法を
h1、実施例1の外部リードの高さ寸法をh2とすると、
突出位置の高さの違いによりh1<h2となっている。ま
た、h2は装置全体の高さ寸法H(図29)よりリード1
1の厚さの半分だけ小さくなっている。
5に生じる熱応力の違いを説明するための説明図であ
る。図において、従来例の外部リードの高さ寸法を
h1、実施例1の外部リードの高さ寸法をh2とすると、
突出位置の高さの違いによりh1<h2となっている。ま
た、h2は装置全体の高さ寸法H(図29)よりリード1
1の厚さの半分だけ小さくなっている。
【0018】図2において、熱膨張係数の差によりリー
ド5のa点がL1×(α2−α1)×ΔTの分だけ矢印方
向に変位すると、リード5のb点はδ1だけ変位する。
このとき、荷重P=3EIδ1/h1 3がb点に負荷され
たときと等価の荷重がはんだ接合部cに生じる。
ド5のa点がL1×(α2−α1)×ΔTの分だけ矢印方
向に変位すると、リード5のb点はδ1だけ変位する。
このとき、荷重P=3EIδ1/h1 3がb点に負荷され
たときと等価の荷重がはんだ接合部cに生じる。
【0019】これに対して、実施例1のリード11では、
同じ荷重Pによりd点が矢印方向に変位したとすると、
このときのe点の変位量δ2は、δ2=Ph2 3/3EIで
表され、hの差の3乗に比例してδ1より大きくなる。
逆に、リード5のd点及びリード11のe点をδだけ撓ま
せるためには、荷重P=3EIδ/h3が必要となる。
従って、hが大きくなると、同じδだけ撓ませるために
必要な荷重Pがh3に反比例して小さくなり、荷重Pの
反作用であるはんだ接合部の荷重が小さくなる。
同じ荷重Pによりd点が矢印方向に変位したとすると、
このときのe点の変位量δ2は、δ2=Ph2 3/3EIで
表され、hの差の3乗に比例してδ1より大きくなる。
逆に、リード5のd点及びリード11のe点をδだけ撓ま
せるためには、荷重P=3EIδ/h3が必要となる。
従って、hが大きくなると、同じδだけ撓ませるために
必要な荷重Pがh3に反比例して小さくなり、荷重Pの
反作用であるはんだ接合部の荷重が小さくなる。
【0020】また、図2において、c点で固定された一
端固定梁を第一次近似モデルとして考えると、外力Pに
よるe点の変位量δは、梁の寸法,形状Iと材質Eによ
り、δ=Ph3/3EIで与えられるが、この式はP=
(3EI/h3)δと変形できる。従って、3EI/h3
は、一端固定梁のばね定数を与える。このばね定数は、
h3に反比例して小さくなる。
端固定梁を第一次近似モデルとして考えると、外力Pに
よるe点の変位量δは、梁の寸法,形状Iと材質Eによ
り、δ=Ph3/3EIで与えられるが、この式はP=
(3EI/h3)δと変形できる。従って、3EI/h3
は、一端固定梁のばね定数を与える。このばね定数は、
h3に反比例して小さくなる。
【0021】従来の半導体装置は、装置全体の高さ寸法
Hを小さくするためにhを小さくしていたので、上記の
ばね定数は大きくなるが、請求項1の発明では、図2の
ようにh1<h2としたので、ばね定数が小さくなる。こ
こで、h2≒2h1とすると、改良後のばね定数は、従来
の約1/8にまで小さくすることが可能である。ばね定
数kと変位量δと荷重Pとの関係はP=kδであるた
め、パッケージ本体と実装基板の熱膨張率の差によって
生じる変位量δが同様であるとすれば、ばね定数kが大
きくなるほど荷重Pが小さくなる。そして、はんだ接合
部に生じる荷重Pの反作用も小さくなる。
Hを小さくするためにhを小さくしていたので、上記の
ばね定数は大きくなるが、請求項1の発明では、図2の
ようにh1<h2としたので、ばね定数が小さくなる。こ
こで、h2≒2h1とすると、改良後のばね定数は、従来
の約1/8にまで小さくすることが可能である。ばね定
数kと変位量δと荷重Pとの関係はP=kδであるた
め、パッケージ本体と実装基板の熱膨張率の差によって
生じる変位量δが同様であるとすれば、ばね定数kが大
きくなるほど荷重Pが小さくなる。そして、はんだ接合
部に生じる荷重Pの反作用も小さくなる。
【0022】上記のように、図1の半導体装置では外部
リードの高さ寸法hが従来例のものより大きくなってい
るので、リード11の封止樹脂6からの突出部が変位した
ときにはんだ接合部にかかる荷重が小さくなる。この結
果、はんだ接合部に生じる熱応力及び変位が低減し、は
んだ7(図29)のクラックが防止される。しかも、こ
のような効果を得るためにスタンドオフを高くすると装
置全体の高さ寸法Hが高くなってしまうが、実施例1の
ものでは高さ寸法Hが高くならない。
リードの高さ寸法hが従来例のものより大きくなってい
るので、リード11の封止樹脂6からの突出部が変位した
ときにはんだ接合部にかかる荷重が小さくなる。この結
果、はんだ接合部に生じる熱応力及び変位が低減し、は
んだ7(図29)のクラックが防止される。しかも、こ
のような効果を得るためにスタンドオフを高くすると装
置全体の高さ寸法Hが高くなってしまうが、実施例1の
ものでは高さ寸法Hが高くならない。
【0023】また、実装基板8に実装されたときのパッ
ケージ本体と実装基板8との線膨張係数の差による伸び
量の差は、図29のようにはんだ付部間隔をL2とする
と、L2×(α2−α1)×ΔTに比例する。これに対し
て、上記実施例1の半導体装置は、はんだ付部11aを封
止樹脂6側に折り曲げているので、図29のものよりL
2が小さくなっている。従って、はんだ接合部の熱応力
及び変位がさらに低減されている。
ケージ本体と実装基板8との線膨張係数の差による伸び
量の差は、図29のようにはんだ付部間隔をL2とする
と、L2×(α2−α1)×ΔTに比例する。これに対し
て、上記実施例1の半導体装置は、はんだ付部11aを封
止樹脂6側に折り曲げているので、図29のものよりL
2が小さくなっている。従って、はんだ接合部の熱応力
及び変位がさらに低減されている。
【0024】実施例2.図3は請求項1及び請求項2の
発明に係る実施例2の半導体装置の断面図である。この
図のように、ダイパッド沈めを行ったリードフレームを
用いた場合も実施例1と同様の効果が得られる。
発明に係る実施例2の半導体装置の断面図である。この
図のように、ダイパッド沈めを行ったリードフレームを
用いた場合も実施例1と同様の効果が得られる。
【0025】実施例3.図4は請求項1の発明に係る実
施例3の半導体装置の断面図であり、リード11の先端部
は、必ずしも封止樹脂6側に折り曲げなくてもよい。図
4に示すように、実装基板8に直角に伸びるI形のはん
だ付部11bであっても、封止樹脂6の側面の高い位置か
らリード11を突出させることにより、はんだ接合部の熱
応力や変形は十分に低減できる。
施例3の半導体装置の断面図であり、リード11の先端部
は、必ずしも封止樹脂6側に折り曲げなくてもよい。図
4に示すように、実装基板8に直角に伸びるI形のはん
だ付部11bであっても、封止樹脂6の側面の高い位置か
らリード11を突出させることにより、はんだ接合部の熱
応力や変形は十分に低減できる。
【0026】実施例4.図5は請求項1及び請求項2の
発明に係る実施例4の半導体装置の断面図である。この
図のように、リード11の先端部に、J形を変形したはん
だ付部11cを設けてもよい。
発明に係る実施例4の半導体装置の断面図である。この
図のように、リード11の先端部に、J形を変形したはん
だ付部11cを設けてもよい。
【0027】実施例5.図6は請求項1及び請求項2の
発明に係る実施例5の半導体装置の断面図であり、リー
ド11の先端部に、封止樹脂6の下方にまで達するJ形の
はんだ付部11dを設けてもよい。これら実施例4及び実
施例5のように、リード11をJ形にすることにより、図
1のものより装置全体の高さ寸法はある程度大きくなる
が、はんだ接合部の熱応力は従来のJ形のものよりかな
り低減できる。
発明に係る実施例5の半導体装置の断面図であり、リー
ド11の先端部に、封止樹脂6の下方にまで達するJ形の
はんだ付部11dを設けてもよい。これら実施例4及び実
施例5のように、リード11をJ形にすることにより、図
1のものより装置全体の高さ寸法はある程度大きくなる
が、はんだ接合部の熱応力は従来のJ形のものよりかな
り低減できる。
【0028】実施例6.図7は請求項1及び請求項2の
発明に係る実施例6の半導体装置の断面図である。図の
ように、ダイパッド1及びリード11の一端部を封止樹脂
6の底面近傍に位置させるようにモールドしたものであ
ってもよく、装置全体の高さ寸法を低減できる。
発明に係る実施例6の半導体装置の断面図である。図の
ように、ダイパッド1及びリード11の一端部を封止樹脂
6の底面近傍に位置させるようにモールドしたものであ
ってもよく、装置全体の高さ寸法を低減できる。
【0029】実施例7.図8は請求項1及び請求項2の
発明に係る実施例7の半導体装置の断面図である。この
図の装置は、リード11の内部リードを封止樹脂6の底面
近傍及び側面近傍に位置させるようにモールドしたもの
であり、装置全体の高さ寸法だけでなく、長さ寸法も低
減できる。
発明に係る実施例7の半導体装置の断面図である。この
図の装置は、リード11の内部リードを封止樹脂6の底面
近傍及び側面近傍に位置させるようにモールドしたもの
であり、装置全体の高さ寸法だけでなく、長さ寸法も低
減できる。
【0030】実施例8.図9は請求項1の発明に係る実
施例8の半導体装置の断面図である。図において、リー
ド12は、従来例とほぼ同様のガルウイング形のものであ
り、内部リードに折曲部を有していない。しかし、この
リード12は、ダイパッド1の沈み量H4を大きくするこ
とにより、封止樹脂6の側面の高い位置から封止樹脂6
外に突出している。リード12の一端部は封止樹脂6内で
金線4を介して半導体阻止3の電極に接続されており、
リード12の他端部にははんだ付部12aが設けられてい
る。
施例8の半導体装置の断面図である。図において、リー
ド12は、従来例とほぼ同様のガルウイング形のものであ
り、内部リードに折曲部を有していない。しかし、この
リード12は、ダイパッド1の沈み量H4を大きくするこ
とにより、封止樹脂6の側面の高い位置から封止樹脂6
外に突出している。リード12の一端部は封止樹脂6内で
金線4を介して半導体阻止3の電極に接続されており、
リード12の他端部にははんだ付部12aが設けられてい
る。
【0031】このような半導体装置においても、外部リ
ードの高さ寸法が図29のものに比べて大きくなってい
るので、はんだ接合部の熱応力及び変位が低減され、は
んだ7にクラックが生じるのが防止される。
ードの高さ寸法が図29のものに比べて大きくなってい
るので、はんだ接合部の熱応力及び変位が低減され、は
んだ7にクラックが生じるのが防止される。
【0032】実施例9.図10は請求項1及び請求項2
の発明に係る実施例9の半導体装置の断面図である。こ
の図のように、リード12の他端部を封止樹脂6側に折り
曲げてはんだ付部12bを形成してもよく、上述したよう
に、はんだ接合部の応力がさらに低減される。
の発明に係る実施例9の半導体装置の断面図である。こ
の図のように、リード12の他端部を封止樹脂6側に折り
曲げてはんだ付部12bを形成してもよく、上述したよう
に、はんだ接合部の応力がさらに低減される。
【0033】実施例10.図11は請求項1の発明に係
る実施例10の半導体装置の断面図であり、図9と同様
に内部リードが直線状であるリード12に、図4と同様に
I形のはんだ付部12cを設けてもよい。
る実施例10の半導体装置の断面図であり、図9と同様
に内部リードが直線状であるリード12に、図4と同様に
I形のはんだ付部12cを設けてもよい。
【0034】実施例11.図12は請求項1及び請求項
2の発明に係る実施例11の半導体装置の断面図であ
り、内部リードが直線状であるリード12に、図5と同様
のJ形を変形したはんだ付部12dを設けてもよい。
2の発明に係る実施例11の半導体装置の断面図であ
り、内部リードが直線状であるリード12に、図5と同様
のJ形を変形したはんだ付部12dを設けてもよい。
【0035】実施例12.図13は請求項1及び請求項
2の発明に係る実施例12の半導体装置の断面図であ
り、内部リードが直線状であるリード12に、図6と同様
に、封止樹脂6の下方に回り込むJ形のはんだ付部12e
を設けてもよい。
2の発明に係る実施例12の半導体装置の断面図であ
り、内部リードが直線状であるリード12に、図6と同様
に、封止樹脂6の下方に回り込むJ形のはんだ付部12e
を設けてもよい。
【0036】実施例13.図14は請求項1及び請求項
2の発明に係る実施例13の半導体装置の断面図であ
る。この実施例13では、リード12は図10のものと同
様に配置されているが、ダイパッド1及び半導体素子3
が上下逆に配置されている。このような半導体装置で
も、外部リードの高さ寸法が従来例より大きく、はんだ
付部12bが封止樹脂6側に曲げられているので、はんだ
接合部の熱応力が低減される。
2の発明に係る実施例13の半導体装置の断面図であ
る。この実施例13では、リード12は図10のものと同
様に配置されているが、ダイパッド1及び半導体素子3
が上下逆に配置されている。このような半導体装置で
も、外部リードの高さ寸法が従来例より大きく、はんだ
付部12bが封止樹脂6側に曲げられているので、はんだ
接合部の熱応力が低減される。
【0037】実施例14.図15は請求項1及び請求項
2の発明に係る実施例14の半導体装置の断面図であ
る。この装置は、外部リードの高さ寸法をさらに大きく
するために、ダイパッド1及びリード12を封止樹脂6の
最上部に配置したものであり、図14のものよりも熱応
力を低減できる。
2の発明に係る実施例14の半導体装置の断面図であ
る。この装置は、外部リードの高さ寸法をさらに大きく
するために、ダイパッド1及びリード12を封止樹脂6の
最上部に配置したものであり、図14のものよりも熱応
力を低減できる。
【0038】実施例15.図16は請求項1の発明に係
る実施例15の半導体装置の断面図である。図のよう
に、ダイパッド1,半導体素子3及びリード12の配置を
図14と同様にして、リード12に図11と同様のI形の
はんだ付部12cを設けてもよい。
る実施例15の半導体装置の断面図である。図のよう
に、ダイパッド1,半導体素子3及びリード12の配置を
図14と同様にして、リード12に図11と同様のI形の
はんだ付部12cを設けてもよい。
【0039】実施例16.図17は請求項1の発明に係
る実施例16の半導体装置の断面図である。図のよう
に、ダイパッド1,半導体素子3及びリード12の配置を
図15と同様にして、リード12に図11と同様のI形の
はんだ付部12cを設けてもよい。
る実施例16の半導体装置の断面図である。図のよう
に、ダイパッド1,半導体素子3及びリード12の配置を
図15と同様にして、リード12に図11と同様のI形の
はんだ付部12cを設けてもよい。
【0040】実施例17.図18は請求項1及び請求項
2の発明に係る実施例17の半導体装置の断面図であ
り、図14の配置で図13と同様のJ形のはんだ付部12
eとしてもよい。
2の発明に係る実施例17の半導体装置の断面図であ
り、図14の配置で図13と同様のJ形のはんだ付部12
eとしてもよい。
【0041】実施例18.図19は請求項1及び請求項
2の発明に係る実施例18の半導体装置の断面図であ
り、図15の配置で図13と同様のJ形のはんだ付部12
eとしてもよい。
2の発明に係る実施例18の半導体装置の断面図であ
り、図15の配置で図13と同様のJ形のはんだ付部12
eとしてもよい。
【0042】実施例19.図20は請求項1及び請求項
2の発明に係る実施例19の半導体装置の断面図であ
り、図14の配置で図12と同様のJ形を変形したはん
だ付部12dとしてもよい。
2の発明に係る実施例19の半導体装置の断面図であ
り、図14の配置で図12と同様のJ形を変形したはん
だ付部12dとしてもよい。
【0043】実施例20.図21は請求項1及び請求項
2の発明に係る実施例20の半導体装置の断面図であ
り、図15の配置で図12と同様のJ形を変形したはん
だ付部12dとしてもよい。
2の発明に係る実施例20の半導体装置の断面図であ
り、図15の配置で図12と同様のJ形を変形したはん
だ付部12dとしてもよい。
【0044】実施例21.図22は請求項1及び請求項
2の発明に係る実施例21の半導体装置の断面図であ
る。上記各実施例では半導体素子3とリード11,12とを
金線4を用いて熱圧着や超音波熱圧着で電気的に接続す
るものを示したが、図22に示すように、TABリード
13を用いたTAB方式により接続してもよい。
2の発明に係る実施例21の半導体装置の断面図であ
る。上記各実施例では半導体素子3とリード11,12とを
金線4を用いて熱圧着や超音波熱圧着で電気的に接続す
るものを示したが、図22に示すように、TABリード
13を用いたTAB方式により接続してもよい。
【0045】実施例22.図23は請求項1の発明に係
る実施例22の半導体装置の断面図である。TAB方式
を用いた場合、この図に示すように、内部リードを折り
曲げて封止樹脂6の高い位置から封止樹脂6外に突出し
たリード14を用いてもよい。
る実施例22の半導体装置の断面図である。TAB方式
を用いた場合、この図に示すように、内部リードを折り
曲げて封止樹脂6の高い位置から封止樹脂6外に突出し
たリード14を用いてもよい。
【0046】なお、図22では封止樹脂6側に折り曲げ
られたはんだ付部12aを、図23ではガルウイング形の
はんだ付部14aをそれぞれ示したが、TAB方式の場合
もはんだ付部の形状は限定されず、I形やJ形などにし
てもよい。
られたはんだ付部12aを、図23ではガルウイング形の
はんだ付部14aをそれぞれ示したが、TAB方式の場合
もはんだ付部の形状は限定されず、I形やJ形などにし
てもよい。
【0047】実施例23.図24は請求項1及び請求項
2の発明に係る実施例23の半導体装置の断面図であ
る。この図のように、リード12の内部リードの端部を、
ボールボンド接合15により半導体素子3の電極(接続パ
ッド部)に接続するものでもよく、リード12が封止樹脂
6から突出する位置を高くできれば同様の効果が得られ
る。
2の発明に係る実施例23の半導体装置の断面図であ
る。この図のように、リード12の内部リードの端部を、
ボールボンド接合15により半導体素子3の電極(接続パ
ッド部)に接続するものでもよく、リード12が封止樹脂
6から突出する位置を高くできれば同様の効果が得られ
る。
【0048】実施例24.図25は請求項1及び請求項
2の発明に係る実施例24の半導体装置の断面図であ
り、半導体素子3及びリード12の位置を図24よりも高
くして、外部リードの高さ寸法をさらに大きくしてもよ
い。
2の発明に係る実施例24の半導体装置の断面図であ
り、半導体素子3及びリード12の位置を図24よりも高
くして、外部リードの高さ寸法をさらに大きくしてもよ
い。
【0049】なお、図24及び図25に示したような装
置の場合も、はんだ付部形状は特に限定されない。
置の場合も、はんだ付部形状は特に限定されない。
【0050】実施例25.図26は請求項3の発明に係
る実施例25の半導体装置の断面図である。図におい
て、リード21は、従来例と同様に封止樹脂6の低い位置
から封止樹脂6外に突出しているが、外部リードが実装
基板8(図29)から離れる方向に折り曲げられてから
実装基板8側に折り曲げられており、かつはんだ付部21
aが封止樹脂6側に折り曲げられている。
る実施例25の半導体装置の断面図である。図におい
て、リード21は、従来例と同様に封止樹脂6の低い位置
から封止樹脂6外に突出しているが、外部リードが実装
基板8(図29)から離れる方向に折り曲げられてから
実装基板8側に折り曲げられており、かつはんだ付部21
aが封止樹脂6側に折り曲げられている。
【0051】このような半導体装置は、外装モールドす
る工程までは従来と同様の方法で製造するが、リード21
の外部リードの長さを長くとっておき、図のような形状
に折り曲げる。これにより、外部リードの高さ寸法を概
ね(h3+h4)に構成したのと同様の効果が得られる。
加えて、はんだ付部21aを封止樹脂6側に折り曲げるこ
とにより、はんだ接合部間隔が小さくなっている。これ
らにより、はんだ接合部の熱応力及び変位が低減され、
はんだ7(図29)にクラックが生じるのが防止され
る。
る工程までは従来と同様の方法で製造するが、リード21
の外部リードの長さを長くとっておき、図のような形状
に折り曲げる。これにより、外部リードの高さ寸法を概
ね(h3+h4)に構成したのと同様の効果が得られる。
加えて、はんだ付部21aを封止樹脂6側に折り曲げるこ
とにより、はんだ接合部間隔が小さくなっている。これ
らにより、はんだ接合部の熱応力及び変位が低減され、
はんだ7(図29)にクラックが生じるのが防止され
る。
【0052】図27は図26のリード21の作用を説明す
るためのモデル化した説明図である。リード21は、図の
ようなコ形ラーメンに近似することができ、変位δはほ
ぼ(Ph3 2/EI)×(2h3/3+2a)となる。ば
ね定数は、ほぼEI/{h3 2(2h3/3+2a)}と
なり、図1のものより小さくすることができる。
るためのモデル化した説明図である。リード21は、図の
ようなコ形ラーメンに近似することができ、変位δはほ
ぼ(Ph3 2/EI)×(2h3/3+2a)となる。ば
ね定数は、ほぼEI/{h3 2(2h3/3+2a)}と
なり、図1のものより小さくすることができる。
【0053】実施例26.図28は請求項3の発明に係
る実施例26の半導体装置の断面図である。この図のよ
うに、図26と同様形状のリード21を用いて、ダイパッ
ド1及びリード21を封止樹脂6内の最下部に配置しても
よい。
る実施例26の半導体装置の断面図である。この図のよ
うに、図26と同様形状のリード21を用いて、ダイパッ
ド1及びリード21を封止樹脂6内の最下部に配置しても
よい。
【0054】なお、ダイパッド沈め量H4を大きくする
場合は、例えば米国特許5021865号の明細書に示
されているようなペアノ曲線ダイパッドとペアノ曲線リ
ードとを有するリードフレームを用いることにより実現
可能である。ペアノ曲線については、例えば『フラクタ
ル』(1987年朝倉書店発行)第8頁,『解析概論
(改訂第三版)』(1969年岩波書店発行)付録II及
び『岩波数学辞典第三版』(1985年岩波書店発行)
第241頁等にも説明が記載されている。
場合は、例えば米国特許5021865号の明細書に示
されているようなペアノ曲線ダイパッドとペアノ曲線リ
ードとを有するリードフレームを用いることにより実現
可能である。ペアノ曲線については、例えば『フラクタ
ル』(1987年朝倉書店発行)第8頁,『解析概論
(改訂第三版)』(1969年岩波書店発行)付録II及
び『岩波数学辞典第三版』(1985年岩波書店発行)
第241頁等にも説明が記載されている。
【0055】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明の
半導体装置は、実装基板からの高さが封止樹脂の中央よ
り高い位置からリードを封止樹脂外に突出させたので、
装置全体の高さ寸法を大きくすることなく、外部リード
の高さ寸法を大きくすることができ、これによりはんだ
接合部に生じる熱応力及び変位を低減することができ、
はんだにクラックが発生するのを防止することができ、
この結果信頼性を向上させることができるという効果を
奏する。
半導体装置は、実装基板からの高さが封止樹脂の中央よ
り高い位置からリードを封止樹脂外に突出させたので、
装置全体の高さ寸法を大きくすることなく、外部リード
の高さ寸法を大きくすることができ、これによりはんだ
接合部に生じる熱応力及び変位を低減することができ、
はんだにクラックが発生するのを防止することができ、
この結果信頼性を向上させることができるという効果を
奏する。
【0056】また、請求項2の発明の半導体装置は、実
装基板からの高さが封止樹脂の中央より高い位置からリ
ードを封止樹脂外に突出させ、かつはんだ付部を封止樹
脂側に折り曲げたので、はんだ接合部に生じる熱応力及
び変位を請求項1の発明よりもさらに低減することがで
き、信頼性をより高くすることができるという効果を奏
する。
装基板からの高さが封止樹脂の中央より高い位置からリ
ードを封止樹脂外に突出させ、かつはんだ付部を封止樹
脂側に折り曲げたので、はんだ接合部に生じる熱応力及
び変位を請求項1の発明よりもさらに低減することがで
き、信頼性をより高くすることができるという効果を奏
する。
【0057】さらに、請求項3の発明の半導体装置は、
実装基板からの高さが封止樹脂の中央より低い位置から
リードを封止樹脂外に突出させ、突出した外部リードを
実装基板から離れる方向に折り曲げてから実装基板側に
折り曲げ、かつはんだ付部を封止樹脂側に折り曲げたの
で、はんだ接合部に生じる熱応力及び変位を請求項2の
発明よりもさらに低減することができ、信頼性をより一
層高くすることができるという効果を奏する。
実装基板からの高さが封止樹脂の中央より低い位置から
リードを封止樹脂外に突出させ、突出した外部リードを
実装基板から離れる方向に折り曲げてから実装基板側に
折り曲げ、かつはんだ付部を封止樹脂側に折り曲げたの
で、はんだ接合部に生じる熱応力及び変位を請求項2の
発明よりもさらに低減することができ、信頼性をより一
層高くすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1及び請求項2の発明に係る実施例1の
半導体装置の断面図である。
半導体装置の断面図である。
【図2】図1及び従来例のリードに生じる熱応力の違い
を説明するための説明図である。
を説明するための説明図である。
【図3】請求項1及び請求項2の発明に係る実施例2の
半導体装置の断面図である。
半導体装置の断面図である。
【図4】請求項1の発明に係る実施例3の半導体装置の
断面図である。
断面図である。
【図5】請求項1及び請求項2の発明に係る実施例4の
半導体装置の断面図である。
半導体装置の断面図である。
【図6】請求項1及び請求項2の発明に係る実施例5の
半導体装置の断面図である。
半導体装置の断面図である。
【図7】請求項1及び請求項2の発明に係る実施例6の
半導体装置の断面図である。
半導体装置の断面図である。
【図8】請求項1及び請求項2の発明に係る実施例7の
半導体装置の断面図である。
半導体装置の断面図である。
【図9】請求項1の発明に係る実施例8の半導体装置の
断面図である。
断面図である。
【図10】請求項1及び請求項2の発明に係る実施例9
の半導体装置の断面図である。
の半導体装置の断面図である。
【図11】請求項1の発明に係る実施例10の半導体装
置の断面図である。
置の断面図である。
【図12】請求項1及び請求項2の発明に係る実施例1
1の半導体装置の断面図である。
1の半導体装置の断面図である。
【図13】請求項1及び請求項2の発明に係る実施例1
2の半導体装置の断面図である。
2の半導体装置の断面図である。
【図14】請求項1及び請求項2の発明に係る実施例1
3の半導体装置の断面図である。
3の半導体装置の断面図である。
【図15】請求項1及び請求項2の発明に係る実施例1
4の半導体装置の断面図である。
4の半導体装置の断面図である。
【図16】請求項1の発明に係る実施例15の半導体装
置の断面図である。
置の断面図である。
【図17】請求項1の発明に係る実施例16の半導体装
置の断面図である。
置の断面図である。
【図18】請求項1及び請求項2の発明に係る実施例1
7の半導体装置の断面図である。
7の半導体装置の断面図である。
【図19】請求項1及び請求項2の発明に係る実施例1
8の半導体装置の断面図である。
8の半導体装置の断面図である。
【図20】請求項1及び請求項2の発明に係る実施例1
9の半導体装置の断面図である。
9の半導体装置の断面図である。
【図21】請求項1及び請求項2の発明に係る実施例2
0の半導体装置の断面図である。
0の半導体装置の断面図である。
【図22】請求項1及び請求項2の発明に係る実施例2
1の半導体装置の断面図である。
1の半導体装置の断面図である。
【図23】請求項1の発明に係る実施例22の半導体装
置の断面図である。
置の断面図である。
【図24】請求項1及び請求項2の発明に係る実施例2
3の半導体装置の断面図である。
3の半導体装置の断面図である。
【図25】請求項1及び請求項2の発明に係る実施例2
4の半導体装置の断面図である。
4の半導体装置の断面図である。
【図26】請求項3の発明に係る実施例25の半導体装
置の断面図である。
置の断面図である。
【図27】図26のリードの作用を説明するためのモデ
ル化した説明図である。
ル化した説明図である。
【図28】請求項3の発明に係る実施例26の半導体装
置の断面図である。
置の断面図である。
【図29】従来の半導体装置の一例の実装状態を示す断
面図である。
面図である。
【図30】図29の装置の側面図である。
【図31】従来の半導体装置の他の例を示す側面図であ
る。
る。
【図32】従来の半導体装置のさらに他の例を示す側面
図である。
図である。
3 半導体素子 6 封止樹脂 8 実装基板 11 リード 11a はんだ付部 11c はんだ付部 11d はんだ付部 12 リード 12b はんだ付部 12d はんだ付部 12e はんだ付部 14 リード 21 リード 21a はんだ付部
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年7月9日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】また、熱応力σ及び変位は、外部リードの
高さ寸法h,断面二次モーメントI(mm4)及び弾性
係数Eに関係しており、熱応力σ及び変位を緩和するた
めには、h3/(E×I)を小さくする必要がある。
高さ寸法h,断面二次モーメントI(mm4)及び弾性
係数Eに関係しており、熱応力σ及び変位を緩和するた
めには、h3/(E×I)を小さくする必要がある。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0020
【補正方法】変更
【補正内容】
【0020】また、図2において、c点で固定された一
端固定梁を第一次近似モデルとして考えると、外力Pに
よるe点の変位量δは、梁の寸法,断面二次モーメント
Iと材質Eにより、δ=Ph3/3EIで与えられる
が、この式はP=(3EI/h3)δと変形できる。従
って、3EI/h3は、一端固定梁のばね定数を与え
る。このばね定数は、h3に反比例して小さくなる。
端固定梁を第一次近似モデルとして考えると、外力Pに
よるe点の変位量δは、梁の寸法,断面二次モーメント
Iと材質Eにより、δ=Ph3/3EIで与えられる
が、この式はP=(3EI/h3)δと変形できる。従
って、3EI/h3は、一端固定梁のばね定数を与え
る。このばね定数は、h3に反比例して小さくなる。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0021
【補正方法】変更
【補正内容】
【0021】従来の半導体装置は、装置全体の高さ寸法
Hを小さくするためにhを小さくしていたので、上記の
ばね定数は大きくなるが、請求項1の発明では、図2の
ようにh1<h2としたので、ばね定数が小さくなる。こ
こで、h2≒2h1とすると、改良後のばね定数は、従来
の約1/8にまで小さくすることが可能である。ばね定
数kと変位量δと荷重Pとの関係はP=kδであるた
め、パッケージ本体と実装基板の熱膨張率の差によって
生じる変位量δが同様であるとすれば、ばね定数kが小
さくなるほど荷重Pが小さくなる。そして、はんだ接合
部に生じる荷重Pの反作用も小さくなる。
Hを小さくするためにhを小さくしていたので、上記の
ばね定数は大きくなるが、請求項1の発明では、図2の
ようにh1<h2としたので、ばね定数が小さくなる。こ
こで、h2≒2h1とすると、改良後のばね定数は、従来
の約1/8にまで小さくすることが可能である。ばね定
数kと変位量δと荷重Pとの関係はP=kδであるた
め、パッケージ本体と実装基板の熱膨張率の差によって
生じる変位量δが同様であるとすれば、ばね定数kが小
さくなるほど荷重Pが小さくなる。そして、はんだ接合
部に生じる荷重Pの反作用も小さくなる。
Claims (3)
- 【請求項1】 樹脂封止されている半導体素子と、一端
部が前記半導体素子に電気的に接続され、他端部が封止
樹脂の側部から突出して実装基板上にはんだ付けされる
リードとを備えている表面実装形の半導体装置におい
て、前記リードは、前記実装基板からの高さが前記封止
樹脂の中央より高い位置から前記封止樹脂外に突出して
いることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項2】 樹脂封止されている半導体素子と、一端
部が前記半導体素子に電気的に接続され、他端部が封止
樹脂の側部から突出して実装基板上にはんだ付けされる
リードとを備えている表面実装形の半導体装置におい
て、前記リードは、前記実装基板からの高さが前記封止
樹脂の中央より高い位置から前記封止樹脂外に突出して
おり、かつ前記他端部のはんだ付部が前記封止樹脂側に
折り曲げられていることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項3】 樹脂封止されている半導体素子と、一端
部が前記半導体素子に電気的に接続され、他端部が封止
樹脂の側部から突出して実装基板上にはんだ付けされる
リードとを備えている表面実装形の半導体装置におい
て、前記リードは、前記実装基板からの高さが前記封止
樹脂の中央より低い位置から前記封止樹脂外に突出し、
前記実装基板から離れる方向に折り曲げられてから前記
実装基板側に折り曲げられており、かつ前記他端部のは
んだ付部が前記封止樹脂側に折り曲げられていることを
特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4008310A JPH05198722A (ja) | 1992-01-21 | 1992-01-21 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4008310A JPH05198722A (ja) | 1992-01-21 | 1992-01-21 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05198722A true JPH05198722A (ja) | 1993-08-06 |
Family
ID=11689584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4008310A Pending JPH05198722A (ja) | 1992-01-21 | 1992-01-21 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05198722A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5924191A (en) * | 1996-04-13 | 1999-07-20 | Curamik Electronics Gmbh | Process for producing a ceramic-metal substrate |
| US6114759A (en) * | 1998-04-23 | 2000-09-05 | Nec Corporation | Semiconductor package |
| JP2004319530A (ja) * | 2003-02-28 | 2004-11-11 | Sanyo Electric Co Ltd | 光半導体装置およびその製造方法 |
| WO2013044566A1 (zh) * | 2011-09-29 | 2013-04-04 | 山东华芯半导体有限公司 | 一种芯片的封装方法及其封装结构 |
| JP2016149441A (ja) * | 2015-02-12 | 2016-08-18 | 株式会社デンソー | 半導体装置 |
| CN110931438A (zh) * | 2014-03-13 | 2020-03-27 | 瑞萨电子株式会社 | 电子装置 |
-
1992
- 1992-01-21 JP JP4008310A patent/JPH05198722A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5924191A (en) * | 1996-04-13 | 1999-07-20 | Curamik Electronics Gmbh | Process for producing a ceramic-metal substrate |
| US6114759A (en) * | 1998-04-23 | 2000-09-05 | Nec Corporation | Semiconductor package |
| JP2004319530A (ja) * | 2003-02-28 | 2004-11-11 | Sanyo Electric Co Ltd | 光半導体装置およびその製造方法 |
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| CN110931438A (zh) * | 2014-03-13 | 2020-03-27 | 瑞萨电子株式会社 | 电子装置 |
| JP2016149441A (ja) * | 2015-02-12 | 2016-08-18 | 株式会社デンソー | 半導体装置 |
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