JPH0645496A - 半導体装置及び実装方法 - Google Patents

半導体装置及び実装方法

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JPH0645496A
JPH0645496A JP4198635A JP19863592A JPH0645496A JP H0645496 A JPH0645496 A JP H0645496A JP 4198635 A JP4198635 A JP 4198635A JP 19863592 A JP19863592 A JP 19863592A JP H0645496 A JPH0645496 A JP H0645496A
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JP
Japan
Prior art keywords
stage
support bar
semiconductor device
frame
wide
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4198635A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiyuki Yoneda
義之 米田
Kazuto Tsuji
和人 辻
Yukio Saigo
幸生 西郷
Toshisane Kawahara
登志実 川原
Koji Watanabe
浩二 渡辺
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.)
Kyushu Fujitsu Electronics Ltd
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Kyushu Fujitsu Electronics Ltd
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0645496A publication Critical patent/JPH0645496A/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
    • H10W72/851Dispositions of multiple connectors or interconnections
    • H10W72/874On different surfaces
    • H10W72/884Die-attach connectors and bond wires
    • 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
    • H10W74/00Encapsulations, e.g. protective coatings

Landscapes

  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は半導体素子を樹脂封止する構造の半
導体装置に関し、パッケージ割れの発生を防止すること
を目的とする。 【構成】 半導体チップ14が搭載されるステージ12
を支持するサポートバー15は、ステージ12への接続
部分が幅広の幅広部15aが一体的に形成される。この
幅広部15aは、ステージ12部分の幅広部分から、外
側方向の途中部分にかける幅細となるように形成され、
その先端以降が同一幅細で形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子を樹脂封止
する構造の半導体装置に関する。
【0002】近年の半導体装置は小型化、薄型化が図ら
れており、これに伴い樹脂性パッケージに肉厚は薄くな
る傾向にある。これに伴い、パッケージの機能的強度は
低下し、実装時において熱印加時に発生する水蒸気によ
りパッケージに割れが発生するおそれがある。
【0003】そこで、熱ストレスに強く、熱加熱時にお
いてもパッケージ割れが発生しない半導体装置が望まれ
ている。
【0004】
【従来の技術】一般に樹脂封止型の半導体装置として、
半導体素子をリードフレームのステージ上にダイ付け
し、半導体素子のパッドとリードとをワイヤボンディン
グした後、樹脂モールドすることによりパッケージを形
成した構造のものが知られている。
【0005】この樹脂封止型の半導体装置では、室温に
放置しているとパッケージ自体が水分を吸収する。この
水分は半導体装置の基板実装時に行なわれる加熱処理に
より水蒸気となる。この水蒸気は非常に大きな圧力であ
り、この水蒸気圧が直接ダイス付け層やステージ裏面に
加わると、ダイス付け層やステージ裏面に剥離が発生
し、その部分を起因とするパッケージ割れが生じてしま
う。
【0006】従来このダイス付け層の剥離およびその部
分を起因とするパッケージ割れを防止する手段として
は、サポートリードやインナリードの形状を直線的でな
く変形させ、樹脂とリードフレームの界面から侵入する
水分の経路を長くして侵入防止を図っていたが、樹脂の
性能向上により密着力が増してこのような構造とするこ
とが不要となってきた。
【0007】そして、SOP(Small Outline Packag
e)、SOJ(Small Outline J-Lead Package) 、TS
OP(Thin Small Outline Package) 型等のパッケージ
では、リードフレームのインナリード中に、不要のリー
ドを含ませてステージに接続させたり、インナリード間
に新たにサポートリードを設けることで実装時のパッケ
ージ割れの防止を図っている。
【0008】これは、実装時に内部に生じた水蒸気を外
部に排出することでパッケージ割れが防止されるもので
ある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、リードピッ
チ0.65mm以下のQFP(Quad Flat Package)型の
パッケージでは、パッケージ四辺にアウタリードが配置
され、しかもリードピッチが細いことから、リード間に
水抜き経路を設けることはできない。また、インナリー
ド中に不要のリードを含ませることはリードフレームの
汎用性に欠けることになる。
【0010】ここで、図4に、従来のQFP型パッケー
ジに使用されるリードフレームの概略図を示す。図4に
示すリードフレーム1は、半導体素子を搭載するステー
ジ2が四隅より幅細のサポートバー3を介してフレーム
4a,4bに一体に支持されている。そして、ステージ
2の四辺にはインナリード5aとアウタリード5bで構
成されるリード部材5が配置(三辺は省略)される。
【0011】このため、QFP型においては、半導体素
子を搭載するステージ2の四隅より、該ステージ2を支
持するサポートバー3が形成されていることを利用し
て、サポートバー3を水蒸気の排出経路としている。し
かし、QFP型のサポートバー3の幅が細く、またパッ
ケージ外へのパスが長いことから、実装時に内部に発生
した水蒸気を排出することができず、リフロークラック
を生じるという問題がある。
【0012】そこで、本発明は上記課題に鑑みなされた
もので、リフロークラックによるパッケージ割れを防止
する半導体装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記課題は、半導体素子
を搭載するステージがフレームに所定数のサポートバー
により一体に支持され、該ステージの周辺に配置される
リード部材から構成される金属導体を、モールド樹脂に
よりパッケージングして該フレームが除去される半導体
装置において、前記サポートバーは、少なくとも前記ス
テージへの接続部分が幅広に形成されると共に、前記フ
レームへの接続部分が幅細に形成されることにより解決
される。
【0014】
【作用】上述のように、サポートバーを、ステージ部分
で幅広に形成し、フレーム部分で幅細に形成する。これ
により、実装時の熱によりモールド樹脂と金属導体との
熱膨張率の違いから、ステージ及びサポートバーの幅広
から幅細にかけて剥離が生じる。この剥離部分から、パ
ッケージ内に存在する水分が排出される。
【0015】すなわち、水分による応力がサポートバー
の幅広部分に分散され、実装時のパッケージ割れを防止
することが可能となるものである。
【0016】
【実施例】図1に、本発明の一実施例の構成図を示す。
図1(A)は側面図であり、図1(B)は平面断面図で
ある。
【0017】図1(A)において、半導体装置11は、
QFP型のリードフレーム(図示せず)のステージ12
上に接着剤13により半導体チップ14が搭載される。
ステージ12は、リードフレーム単体時には外枠(フレ
ーム、図4参照)にサポートバー15により四隅で支持
され、一体に成形される。なお、外枠(フレーム)は樹
脂モールド後切断されて除去されるものである。
【0018】ステージ12の四辺部分にはリード部材1
6を構成するインナリード16aが接近して配置され、
半導体チップ14上の電極パッドとワイヤボンディング
17によりボンディングが行われる。
【0019】そして、モールド樹脂によりパッケージン
グを行い、パッケージ18が形成される。この場合、パ
ッケージ18より四方に延出するリード部材16がアウ
タリード16bであり、表面実装用に折曲される。すな
わち、この半導体装置11は、表面実装型のQFPパッ
ケージのものである。
【0020】ここで、図1(B)に示すように、ステー
ジ12を支持(切断前外枠に支持)するサポートバー1
5は、ステージ12への接続部分が幅広の幅広部15a
が一体的に形成される。この幅広部15aは、ステージ
12部分の幅広部分から、外側方向(外枠方向)までの
途中部分にかけて幅細となる直線的テーパ形状に形成さ
れる。すなわち、幅広部15aと、この先端より同一幅
細で形成されて、各サポートバー15が形成される。
【0021】なお、サポートバー15の幅広部15aの
表面及び裏面の少なくとも何れか一方で、パッケージ1
8におけるモールド樹脂との剥離を容易にするために、
Agメッキ又は鏡面仕上げ等が施されてる。
【0022】上述の半導体装置11は、プリント基板上
に半田リフロー等で実装される場合に、リフロー時の熱
により、パッケージ18内に存在する水分が水蒸気とな
ってサポートバー15を通ってパッケージ18外に排出
される。
【0023】ここで、図2に、図1の水蒸気排出を説明
するための図を示す。図2(A),(B)は、共にサポ
ートバー15の幅広部15aの部分を示したものであ
る。
【0024】半導体装置11を上述のように半田リフロ
ーにより実装する場合、図2(A)において、リフロー
時の熱(実装ストレス)により、リードフレームとモー
ルド樹脂18との熱膨張率の違いから、ステージ12裏
面周囲及びサポートバー15の幅広部15a(斜線部
分)に剪断応力が集中して剥離が生じ、剥離部19が形
成される。
【0025】そして、図2(B)において、ステージ裏
面やダイス層(接着剤13)の水蒸気が剥離部19に到
達する。これにより、水蒸気圧力でサポートバー15の
同一幅細部分にまで剥離が進展する。
【0026】そして、ステージ12辺中央部の応力集中
部が樹脂破断強度に達する前に、サポートバー15で剥
離がパッケージ18外に到達する。
【0027】これにより、水蒸気が排出され、パッケー
ジ割れ(クラック)を防止することができるものであ
る。
【0028】なお、実装終了後、温度が低下すると、モ
ールド樹脂がステージ12及びサポートバー15との間
の隙間が狭まった状態に戻る。すなわち、実装前におい
ても密着状態であり、パッケージ18内へのサポートバ
ー15からの水分の侵入が防止され、実装時にはパッケ
ージ18内の水分を排出し、実装後においても水分の侵
入が防止されるものである。
【0029】そこで、表1に、従来のサポートバー(全
部が同一幅細)を有する半導体装置と本発明の半導体装
置のパッケージ割れの比較を示す。
【0030】
【表1】
【0031】表1において、Aが従来の半導体装置であ
り、Bが本発明の半導体装置の場合である。共に、14
mm□のQFBパッケージの半導体装置であり、ベーキ
ング後3日、5日、7日間室温放置したものである。
【0032】表1に示すように、従来の半導体装置で
は、5日間放置で40個中21個のクラックが生じ、7
日間放置で40個中40個のクラックが生じた。一方、
本発明の半導体装置では何れかの場合においてもクラッ
クは生じなかった。
【0033】次に、図3に、本発明のサポートバーの他
の形状の構成図を示す。
【0034】図3(A)は、図1におけるサポートバー
15の幅広部15aの形状を、膨らみを有する円弧形状
の幅広部15bとしたものである。すなわち、リードフ
レーム全体のうち、当該箇所が最も剥離し易いものであ
り、この部分を円弧形状の幅広部15bとすることで、
応力分散を行うことができ、よりパッケージ割れを防止
することができるものである。
【0035】また、図3(B)に示すように、サポート
バー15をステージ12への接続部分より先端部分(リ
ードフレーム切断前の外枠への接続部分)まで、幅広か
ら直線的テーパ形状で幅細とした幅広部15cを形成し
たもので、図1と同様の作用効果を有するものである。
【0036】なお、図3(B)の破線で示したように幅
広部15cを円弧形状としてもよいのは図3(A)と同
様である。
【0037】このように、サポートバー15に幅広部1
5a〜15cのようなアウトラインを形成することで、
実装時にモールド樹脂の剥離が発生し易く、また剥離が
発生した部分でパッケージ割れが発生しにくくなり、安
全に水蒸気の排出路を形成することができるものであ
る。
【0038】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、サポート
バーをステージ部分で幅広に形成し、フレーム部分で幅
細に形成することにより、実装時に剥離を生じさせて水
蒸気を排出することができ、パッケージ割れを防止する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成図である。
【図2】図1の水蒸気排出を説明するための図である。
【図3】本発明のサポートバーの他の形状の構成図であ
る。
【図4】従来のQFP型パッケージに使用されるリード
フレームの概略図である。
【符号の説明】
11 半導体装置 12 ステージ 13 接着剤 14 半導体チップ 15 サポートバー 15a〜15c 幅広部 16 リード部材 16a インナリード 16b アウタリード 17 ワイヤ 18 パッケージ 19 剥離部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西郷 幸生 鹿児島県薩摩郡入来町副田5950番地 株式 会社九州富士通エレクトロニクス内 (72)発明者 川原 登志実 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 渡辺 浩二 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体素子(14)を搭載するステージ
    (12)がフレームに所定数のサポートバー(15)に
    より一体に支持され、該ステージ(12)の周辺に配置
    されるリード部材(16,16a,16b)から構成さ
    れる金属導体を、モールド樹脂によりパッケージングし
    て該フレームが除去される半導体装置において、 前記サポートバー(15)は、少なくとも前記ステージ
    (12)への接続部分が幅広に形成されると共に、前記
    フレームへの接続部分が幅細に形成されることを特徴と
    する半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記サポートバー(15)は、前記ステ
    ージ(12)部分の幅広から前記フレーム部分の幅細に
    かけて直線的テーパ形状又は膨らみを有する円弧形状で
    形成されることを特徴とする請求項1記載の半導体装
    置。
  3. 【請求項3】 前記サポートバー(15)は、前記ステ
    ージ(12)部分の幅広から前記フレームまでの途中部
    分にかけて幅細に形成されると共に、該途中部分より該
    フレーム部分まで同一幅細に形成されることを特徴とす
    る請求項1記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】 前記サポートバー(15)の、前記ステ
    ージ(12)部分の幅広から前記途中部分の幅細までの
    形状を、直線的テーパ形状又は膨らみを有する円弧形状
    に形成することを特徴とする請求項3記載の半導体装
    置。
  5. 【請求項5】 半導体素子(14)を搭載するステージ
    (12)がフレームにサポートバー(15)により一体
    に支持され、該ステージ(12)の周辺に配置されるリ
    ード部材(16,16a,16b)から構成される金属
    導体を、モールド樹脂によりパッケージングして該フレ
    ームが除去される半導体装置の実装方法において、 前記サポートバー(15)は、前記ステージ(12)へ
    の接続部分が幅広に形成され、前記フレームへの接続部
    分が幅細に形成されており、実装時の熱により、該ステ
    ージ(12)及び該サポートバー(15)の幅広から幅
    細にかけて前記モールド樹脂を剥離させる工程と、 該剥離させた部分より、前記パッケージ(18)内に存
    在する水分を外部に排出させる工程と、 実装後の温度低下によって該モールド樹脂と該ステージ
    (12)及びサポートバー(15)との間の隙間が狭ま
    り、該パッケージ(18)内に水分の侵入を排除させる
    工程と、 を含むことを特徴とする半導体装置の実装方法。
JP4198635A 1992-07-24 1992-07-24 半導体装置及び実装方法 Withdrawn JPH0645496A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6972488B2 (en) 2001-07-31 2005-12-06 Nec Compound Semiconductor Devices, Ltd. Semiconductor device in which a semiconductor chip mounted on a printed circuit is sealed with a molded resin
JP2011210893A (ja) * 2010-03-29 2011-10-20 Fujitsu Semiconductor Ltd 半導体装置及びリードフレーム

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6972488B2 (en) 2001-07-31 2005-12-06 Nec Compound Semiconductor Devices, Ltd. Semiconductor device in which a semiconductor chip mounted on a printed circuit is sealed with a molded resin
JP2011210893A (ja) * 2010-03-29 2011-10-20 Fujitsu Semiconductor Ltd 半導体装置及びリードフレーム
US8791555B2 (en) 2010-03-29 2014-07-29 Fujitsu Semiconductor Limited Semiconductor device and lead frame

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19991005