JPH0625959Y2

JPH0625959Y2 - 半導体装置

Info

Publication number: JPH0625959Y2
Application number: JP12679787U
Authority: JP
Inventors: 博智山本
Original assignee: 関西日本電気株式会社
Priority date: 1987-08-19
Filing date: 1987-08-19
Publication date: 1994-07-06
Anticipated expiration: 2002-08-19
Also published as: JPS6430834U

Description

【考案の詳細な説明】産業上の利用分野本考案は、素子をマウントする配線基板と、前記配線基
板の周囲に、複数本平行配置したリードの内端とを、樹
脂にて封止する半導体装置に関し、詳しくは、上記配線
基板と上記リードとを、電気的に接続するワイヤボンデ
ィングに関するものである。

従来の技術従来、この種半導体装置は、絶縁性を有する樹脂製の配
線基板上に、半導体ペレットを含む複数の素子をマウン
トして、配線基板と素子とを、ワイヤボンディング等で
電気的に接続すると共に、上記配線基板の周囲に平行配
置した多数本のリードと上記配線基板とを、ワイヤボン
ディング等で電気的に接続し、これらの主要部を樹脂で
封止した構造が一般的である。

しかし、近年では、小型軽量化、高密度実装化に伴う高
付加価値化を実現容易にするため、リードフレームを使
用したトランスファーモールドタイプのハイブリッドＩ
Ｃが開発されており、このハイブリッドＩＣの具体例を
第３図乃至第７図を参照しながら説明する。

同図において、（１）は、樹脂製の配線基板で、両面に
導電パターン（２）や抵抗を、薄膜状又は厚膜状に形成
してある。（３）、（３）は、半導体ペレット等の能動
素子や抵抗、コンデンサ等の受動素子からなる各種素子
で、導電パターン（２）上の所定位置にマウントし、ワ
イヤボンディング等で、導電パターン（２）とワイヤ
（４）にて電気的に接続してある。（５）はリードフレ
ームで、上記配線基板（２）と同じ大きさのランド部
（5a）と、ランド部（5a）の周囲にランド部（5a）から
隙間をあけて平行に配置された複数本のリード（5b）、
（5b）…とを具備する。複数本の各リード（5b）、（5
a）…とランド部（5a）とは、直交するタイバー（5c）
にて連結一体化してある。また、各リード（5b）の内端
と導電パターン（２）とは、ワイヤボンディングによっ
て、ワイヤ（６）にて電気的に接続する。このワイヤボ
ンディングは、ワイヤ（６）の先端に形成した金属球
を、導電パターン（２）に押付けて超音波振動を加えて
接続した後、ワイヤ（６）を引き延ばして、金属球のな
いワイヤ（６）の他端を、リード（5b）の内端に押付
け、超音波振動を加えて接続する。（７）は、配線基板
（１）とランド部（5a）との間に挟む絶縁板である。ハ
イブリッドＩＣは、これらリードフレーム（５）のラン
ド部（5a）、及び、リード（5b）の内端、絶縁板
（７）、配線基板（１）等を、樹脂にて封止して完成す
る。

次に、この樹脂にて封止する手段を第５図乃至第７図を
参照しながら説明する。

同図において、（８）は、凹部を有する下金型、（９）
は、対応して凹部を有する上金型で、下金型（８）と上
金型（９）の各凹部の衝合部分に、上記リードフレーム
（５）や配線基板（１）等を囲繞するキャビティ（10）
を形成する。キャビティー（10）の一側壁面に、ゲート
（11）を形成し、反対側の壁面に、エアーベント（12）
を形成する。

配線基板（１）等を樹脂にて封止するには、キャビティ
（10）の略中間位置に、配線基板（１）を配置し、エア
ーベント（12）から、キャビティ（10）内のエアーを抜
きながら、ゲート（11）から、高温の溶融樹脂（13）を
注入する。キャビティ（10）内への溶融樹脂（13）の充
填が完了すると、上、下金型（９）、（８）が外され、
リードフレーム（５）のタイバー（5c）、（5c）…が切
断除去される。そして、樹脂パッケージから導出してい
るリード（5b）、（5b）…を、同一方向に折曲成形し、
所望のハイブリッドＩＣを得る。

考案が解決しようとする問題点キャビティ（10）内へ、溶融樹脂（13）を充填するに際
して、次のような問題点があった。

即ち、ゲート（11）から注入された溶融樹脂（13）は、
第６図に示すように、配線基板（１）、リードフレーム
（５）の上下に分かれて、キャビティ（10）内を流れ
る。溶融樹脂（13）は、高温であるから、配線基板
（１）及びリードフレーム（５）の中央に位置するラン
ド部（5a）を膨張させる。しかし、配線基板（１）の膨
張係数は小さく、ランド部（5a）の膨張係数は大きいこ
とから、ランド部（5a）が相対的に大きく膨張し、結果
的にランド部（5a）の周辺が、配線基板（１）の周辺と
ともに、上に反り返る。また、上下に分かれた溶融樹脂
（13）は、同じ注入圧で押されるが、キャビティ（10）
の上部空間（10a）には、配線基板（１）上に素子
（３）がマウントされ、溶融樹脂（13）の進行を阻止す
るとともに、上部空間（10a）と下部空間（10b）の断面
積が異なることにより、第７図に示すように、下部空間
（10b）を流れる溶融樹脂（13）が、上部空間（10a）を
流れる溶融樹脂（13）よりも相対的に速く進む。従っ
て、樹脂注入が終りに近づく後期注入になると、第８図
に示すように、下部空間（10b）を流れた溶融樹脂（1
3）が、配線基板（１）の上へと盛り上がる。このよう
に、ランド部（5a）及び配線基板（１）の周辺の反り上
がりと、溶融樹脂（13）の上への盛り上がりによって、
リード（5b）の内端と配線基板（１）上の導電パターン
とを、ワイヤボンディングしたワイヤ（６）が、上方へ
押上げられる。ワイヤボンディングは、従来の技術にお
いて説明したように、金属球（6a）を形成して、超音波
振動を加える導電パターン側と、金属球（6a）を形成し
ないで超音波振動を加えるリード（5b）側とがある。金
属球（6a）を形成していないリード（5b）側のワイヤ
（６）に、第８図に示すように、図中右上方向に（Ｆ）
の力が加わったとする。力（Ｆ）は、ワイヤ（６）の長
さ方向（以下「長さ方向」という）の力（F_x）と、ワイ
ヤ（６）の長さ方向と直角な方向（以下「直角方向」と
いう）の力（F_y）とに分解することができる。しかし
て、金属球（6a）を形成していない接続点の接続力は、
ワイヤ（６）の長さ方向の力に強く、ワイヤ（６）の直
角方向の力に弱い。しかし、金属球（6a）を形成してい
ない接続点の力は、第８図で明らかなように、ワイヤ
（６）の長さ方向の力（F_x）が小さく、ワイヤ（６）と
直角方向の力（F_y）が大きい。従って、この接続点に
は、接続力が弱い方向に大きな力（F_y）が加わってお
り、この接続点でワイヤボンディングが外れやすかっ
た。

このことは、特に、配線基板（１）が長細いハイブリッ
ドＩＣにおいて、その傾向が強い。

尚、金属球（6a）によって、ワイヤボンディングされて
いる個所は接続力が強いため、ワイヤボンディングが外
れるということはない。

問題点を解決するための手段本考案は、上記問題点を解決するため素子をマウントし
た配線基板と、前記配線基板の周囲に複数本平行配置し
たリードの内端とを、一方のみ金属球を形成してワイヤ
ボンディングし、上記素子とリード内端とを含む主要部
を樹脂にて封止した半導体装置において、上記金属球を
一部又は全部をリード側に配置して、ワイヤボンディン
グしたものである。

作用上記解決手段としたことにより、金属球を形成していな
いワイヤを、配線基板にワイヤボンディングした箇所に
おいて、配線基板がリードフレームのランド部と共に反
り上がり、そして溶融樹脂がワイヤを押し上げても、ワ
イヤに加わる力は、接続力が強い長さ方向に大きく作用
するので、ワイヤボンディングが外れ難くなる。

実施例本考案に係る一実施例を、第１図及び第２図を参照しな
がら説明する。但し、従来の技術において説明した部品
と同一部品は、同一符号を付して、その説明を省略す
る。

第１図は平面図で、配線基板（１）の周囲に、リード
（5b）を複数本平行配置してある。配線基板（１）の両
面には、導電パターン（２）、（２）…を形成し、導電
パターン（２）上の所定位置に、素子（３）、（３）…
をマウントしてある。前記導電パターン（２）と素子
（３）とを、ワイヤボンディングにより電気的に接続
し、又は、導電パターン（２）とリード（5b）の内端と
をワイヤボンディングにより電気的に接続してある。

ワイヤボンディングにおいては、従来の技術において説
明したように、ワイヤ（６）の先端に金属球（6a）を形
成するが、この金属球（6a）は、同図に示すように、配
線基板（１）側とリード（5b）側とに交互に配置する。

ワイヤボンディング終了後、第２図に示すように、配線
基板（１）やリード（5b）等を上下金型（９）、（８）
の衝合部分にあるキャビティ（10）内に収納する。キャ
ビティ（10）内に溶融樹脂（13）を注入すると、従来の
技術において説明したように、第２図に示す如く、配線
基板（１）が、リードフレーム（５）のランド部（5a）
とともに反り上る。さらに、また、ランド部（5a）の下
側を流れる溶融樹脂（13）が、配線基板（１）の上側を
流れる溶融樹脂（13）よりも先行する。これらによりワ
イヤ（６）が、上方へ押し上げられる。

ここで、金属球（6a）を形成した一端を、リード（5b）
側にワイヤボンディングし、金属球（6a）を形成してい
ない一端を、配線基板（１）側にワイヤボンディングし
た個所の力の加わり方を、第２図を参照しながら説明す
る。金属球（6a）が形成されていない配線基板（１）側
においては、ワイヤ（６）が上方へ押し上げられること
により、第２図中、右上方向へ（Ｆ）の力が加わる。こ
の力（Ｆ）は、ワイヤ（６）の長さ方向の力（F_x）と、
ワイヤ（６）の長さ方向と直角な力（F_y）とに分解する
ことができる。図示する如く、（F_x）は（F_y）に比べて
大きな力となっているが、金属球（6a）を形成しないで
接続されている個所は、ワイヤ（６）の長さ方向に対し
ては強い接続力をもって接続されているため、（F_x）が
たとえ大きな力であっても、ワイヤボンディングが外れ
ることはない。従って、ワイヤボンディングが完全なま
ま、樹脂により封止することができる。

以上は、本考案に係る一実施例を説明したもので、本考
案はこの実施例に限定されることなく、本考案の要旨内
において設計変更することができ、例えば、金属球の配
置を、一個所ずつ配線基板側とリード側とに交互に配置
しないで、数本のワイヤを組にして交互に配置すること
や、また、同一の配線基板の接続点と、同一のリードと
を２本のワイヤを一組にして、金属球を配線基板の接続
点とリードとに交互に接続することも可能であり、さら
に、金属球の配置を全部リード側にすることも可能であ
るが、交互にするものよりも、若干接続力が弱くなる。

考案の効果本考案によれば、金属球を一部又は全部をリード側に配
置して、ワイヤボンディングしたことにより、ワイヤボ
ンディングの接続力が相対的に強化され、接続されたワ
イヤが外れ難くなり、半導体装置の品質の向上をもたら
すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案に係る一実施例を示した平面図、第２
図は、同じく部分断面図である。第３図は、ハイブリッドＩＣの組立分解斜視図、第４図
は、同じく組立完了斜視図、第５図乃至第７図は、リー
ドフレーム等を樹脂にて封止する際の各動作状態での部
分断面図、第８図は、樹脂モールドの際に生じる問題点
を図示した部分断面図である。（１）……配線基板、（３）素子、（５）……リードフレーム、（5b）……リード、（６）……ワイヤ、（6a）……金属球、（７）……絶縁板、（13）……溶融樹脂。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】素子をマウントした配線基板の近傍にこの
配線基板から離隔しかつほぼ面一に多数本のリードを配
置し、先端に金属球を形成したワイヤの先端側をリード
に、終端側を配線基板にそれぞれ接続し、素子とリード
の一部を含む主要部分を樹脂にて封止したことを特徴と
する半導体装置。