JPH0832007A - 半導体装置および半導体装置組立体 - Google Patents

半導体装置および半導体装置組立体

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JPH0832007A
JPH0832007A JP6157663A JP15766394A JPH0832007A JP H0832007 A JPH0832007 A JP H0832007A JP 6157663 A JP6157663 A JP 6157663A JP 15766394 A JP15766394 A JP 15766394A JP H0832007 A JPH0832007 A JP H0832007A
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JP
Japan
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lead
lead pins
semiconductor device
heat
heat dissipation
Prior art date
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Pending
Application number
JP6157663A
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English (en)
Inventor
Satoshi Oe
聡 大江
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication of JPH0832007A publication Critical patent/JPH0832007A/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
    • H10W72/50Bond wires
    • H10W72/541Dispositions of bond wires
    • H10W72/5449Dispositions of bond wires not being orthogonal to a side surface of the chip, e.g. fan-out arrangements
    • 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
    • H10W90/00Package configurations
    • H10W90/701Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
    • H10W90/751Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires
    • H10W90/756Package 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

Landscapes

  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ICパッケージの放熱性を高める。 【構成】 放熱用リードピン(12a〜12d)は半導
体チップ(20)がマウントされるダイパッド(11)
と一体であるため、チップ(20)で生じた熱は放熱用
リードピン(12a〜12d)のアウターリード部へ効
率よく伝わる。したがって、放熱用リードピン(12a
〜12d)をヒートシンク(61,62)に接続してお
けば、半導体チップが温度上昇してしまうのを防止でき
る。また、放熱用リードピン(12a〜12d)と電極
用リードピン(13a〜13b)を反対方向に屈曲させ
ると、一方の側の配線基板(7)で信号の入出力や電源
供給を行ないながら他方の側のヒートシンク(61,6
2)で放熱ができる。さらに、ヒートシンク(61,6
2)を導電性の材料で形成すると、放熱用リードピン
(12a〜12d)を介して半導体チップ(20)のグ
ランド強化をなし得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置および半導体
装置組立体に係り、特に詳細には、リードフレームを利
用したSmall Outline Package (SOP)実装法による
ICパッケージに適用される。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ICチ
ップのプラスチック・パッケージングには種々の手法が
あり、例えばSOPは日経BP社による「マイクロエレ
クトロニクス・パッケージング・ハンドブック」(P.
419〜428)に紹介されている。電子機器の高性能
化、高密度化はICの高集積化をもたらし、したがって
発熱による温度上昇を放熱により阻止することが重要で
ある。特に、SOPは熱抵抗の高いパッケージ形態であ
るため、何らかの工夫をしないと、発熱密度の高いIC
チップのパッケージングには使えない。
【0003】また、SOPなどのプラスチック・パッケ
ージでは、例えば1GHZ を越える高周波用ICチップ
は、電源のグランド強化のための工夫をしないと出力の
一部が電源と結合したり、雑音が高レベルとなる問題が
あった。
【0004】本発明は、このような従来技術に鑑みてな
されたもので、半導体装置における放熱性を向上させる
ことを目的とし、あわせて、グランドの強化とノイズの
低減を図ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、リードフレー
ムのダイパッドに半導体チップをマウントし、複数のリ
ードピンのアウターリード部を外方に突出させてモール
ド成型されることによって矩形の樹脂部材により一体化
した半導体装置において、上記複数のリードピンは、イ
ンナーリード部がボンディングワイヤを介して半導体チ
ップと接続された複数の電極用リードピンと、インナー
リード部がダイパッドと一体に成型された複数の放熱用
リードピンとを含み、複数の放熱用リードピンは、複数
の電極用リードピンが突出する矩形の樹脂部材の側面と
直交する側面から外方に突出していることを特徴とす
る。
【0006】ここで、複数の放熱用リードピンと複数の
電極用リードピンはそれぞれのアウターリード部が互い
に反対方向に屈曲され、複数の放熱用リードピンの先端
はヒートシンクに接続されていてもよく、放熱用リード
ピンのインナーリード部は半導体チップのグランド用電
極パッドと接続され、ヒートシンクは導電性材料で形成
されていてもよい。
【0007】また、本発明の半導体装置組立体は、上記
の如き半導体装置と、表面に配線パターンが形成され、
アウターリード部で屈曲された複数の電極用リードピン
の先端が当該配線パターンに接続される配線基板と、ア
ウターリード部が複数の電極用リードピンとは反対方向
に屈曲された複数の放熱用リードピンの先端に接続され
るヒートシンクと、ヒートシンクを配線基板に固定する
固定部材とを備えることを特徴とする。ここで、放熱用
リードピンのインナーリード部は半導体チップのグラン
ド用電極パッドに接続され、ヒートシンクおよび固定部
材は導電性材料で形成され、固定部材は配線基板のグラ
ンド用配線パターンに接続されていてもよい。
【0008】
【作用】本発明の構成によれば、放熱用リードピンは半
導体チップがマウントされるダイパッドと一体であるた
め、チップで生じた熱は放熱用リードピンのアウターリ
ード部へ効率よく伝わる。したがって、放熱用リードピ
ンをヒートシンクに接続しておけば、半導体チップが温
度上昇してしまうのを防止できる。また、放熱用リード
ピンと電極用リードピンを反対方向に屈曲させると、一
方の側の配線基板で信号の入出力や電源供給を行ないな
がら他方の側のヒートシンクで放熱ができる。さらに、
ヒートシンクを導電性の材料で形成すると、放熱用リー
ドピンを介して半導体チップのグランド強化をなし得
る。
【0009】本発明の半導体装置組立体によれば、上記
の半導体装置は電極用リートピンによって配線基板に接
続され、放熱用リードピンにはヒートシンクが接続され
る。そして、ヒートシンクは固定部材により配線基板に
固定されるので、放熱用の構造を安定に保持し得る。ま
た、ヒートシンクと固定部材を導電性材料で形成し、こ
れをグランドパターンに接続すれば、放熱構造とグラン
ド強化および電磁シールド構造を同時に達成できる。
【0010】
【実施例】以下、添付図面により実施例を説明するが、
同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略
する。
【0011】図1は、実施例に係る半導体装置(ICパ
ッケージ)に用いられるリードフレームと、半導体チッ
プおよびモールド樹脂の相互関係を平面図で示してい
る。図1の通り、矩形のダイパッド11からは上下方向
に2本づつの放熱用リードピン12a〜12dが延び、
先端は上下のフレーム本体10a,10bで支持されて
いる。ダイパッド11の左右には4本づつの電極用リー
ドピン13a〜13hが延びて放熱用リードピン12a
〜12dと直交する方向に配列され、タイバー14a,
14bによって4本づつフレーム本体10a,10bに
支持されている。なお、上記のリードフレームの各要素
は1枚の金属板を型抜き加工することで作製される。
【0012】半導体チップに回路素子を集積化させたI
Cチップ20はダイパッド11にダイボンディングさ
れ、このダイパッド11の電極パッドと電極用リードピ
ン13a〜13hのインナーリード部は、ボンディング
ワイヤ5a〜5hにより電気的に接続される。そしてダ
イパッド11およびICチップ20の全部と、放熱用リ
ードピン12a〜12dおよび電極用リードピン13a
〜13hのインナーリード部は、矩形のモールド樹脂3
0により一体化される。
【0013】図2は、樹脂モールド成型の後に、リード
フレームの不要部分(フレーム本体10a,10bおよ
びタイバー14a,14b)を切断して除去した後の平
面図である。なお、モールド樹脂30の内部は点線にて
示してある。図示の通り、モールド樹脂30は矩形状を
なし、縦方向の両側面からは電極用リードピン13a〜
13hが4本づつ、左右の方向に突出している。また、
横方向の両側面からは放熱用リードピン12a〜12d
が2本づつ、上下の方向に突出している。放熱用リード
ピン12a〜12dはダイパッド11と一体に成形さ
れ、ICチップ20はダイパッド11にダイボンディン
グされているので、ICチップ20の熱は放熱用リード
ピン12a〜12dに良好に伝達することがわかる。ま
た、電極用リードピン13a〜13hはそのインナーリ
ード部がICチップ20にワイヤボンディングされてい
るので、電源の供給や信号の入出力を好適に行なえるこ
とがわかる。
【0014】そこで、図3に示すように、放熱用リード
ピン12a〜12dと電極用リードピン13a〜13h
を、アウターリード部の基部でそれぞれ反対方向に屈曲
させる。同図は平面図、正面図および右側面図である。
図示のように、放熱用リードピン12a〜12dはアウ
ターリードの基部で上方に屈曲され、その先端は反対方
向に屈曲されて外方に突出される。電極用リードピン1
3a〜13hはアウターリードの基部で下方に屈曲さ
れ、その先端は反対方向に屈曲されて外方に突出され
る。そして、放熱用リードピン12a〜12dと電極用
リードピン13a〜13hの先端部は、それぞれ同一の
平面上において、全てリードフレームの面方向と平行に
なっている。
【0015】図4は、図3のICパッケージを用いた半
導体装置組立体の構造を示す。4本の放熱用リードピン
12a〜12dの先端部には、放熱板61が半田などで
固定されている。放熱板61の上面には3本の放熱フィ
ン62a〜62cを有し、これらによってヒートシンク
が構成される。8本の電極用リードピン13a〜13h
の先端部には、配線パターン(図示せず)を有する配線
基板7が半田などで固定されている。そして、配線基板
7と放熱板61の間には、図中で二点鎖線により説明す
るように、樹脂8が封入されて固化されている。この封
入樹脂8は熱伝導性の良好なものが望ましく、これによ
り、放熱フィン62は配線基板7に緊密に固定される。
【0016】図5は、放熱板61が4本の支持棒9a〜
9dで配線基板7に固定されている点で、図4と異なっ
ている。なお、図中では支持棒9a〜9dは「ボルト」
として描いてあるが、固定のための部材であれば、ピ
ン、棒体等の種々の態様が可能である。この例では、放
熱板61が支持棒9a〜9dで強固に固定できる効果が
あるが、更に、図4と同様に樹脂8を注入して固化させ
てもよい。図中では、樹脂8は二点鎖線で示してある。
【0017】図6は、本発明の別の実施例のICパッケ
ージを示している。そして、図3と異なる点は、ICチ
ップ20のグランド用電極パッドとダイパッド11と
が、2本のボンディングワイヤ4i,4jにより電気的
に接続されていることである。この場合には、放熱用リ
ードピン12a〜12dはグランド端子としての役割を
持つ。したがって、放熱板61と支持棒9a〜9dを導
電性の金属などで形成し、支持棒9a〜9dのいずれか
を配線基板7上の図示しない配線パターン(メタライズ
されたパターン)と接続すれば、グランド強化と電磁シ
ールドのための構造が、放熱のための構造と共に達成さ
れる。
【0018】上記の実施例については、種々の態様での
具体化が可能である。例えば、ICチップ20はSiチ
ップでもGaAsチップでもよく、搭載される電子回路
の種類も問題にならない。リードフレームはCu(銅)
あるいは4.2アロイ製など、熱伝導製の良好な材料製
であれば、各種のものを用い得る。またボンディングワ
イヤもAu(金)、Al(アルミニウム)などを用いる
ことができ、放熱板61および放熱フィン62からなる
ヒートシンクについては、Alなどの他、下面にNi/
Cr/Auメッキを施した真ちゅう製のものが利用でき
る。
【0019】配線基板7にICパッケージとヒートシン
クを実装する際には、例えば次のようにすればよい。す
なわち、まず、配線基板7の表面のパッド部(13a〜
13hの接続部)以外を、ポリイミドなどの絶縁性樹脂
でコーティングしておく。次に、半田などを用いてIC
パッケージを配線基板7に実装し、更に半田などで放熱
板61を実装する。その後、例えばAg(銀)フィラー
入りのエポキシ樹脂の如き熱伝導性の高い樹脂を導入
し、硬化させる。これにより、放熱が良好で電磁シール
ドにも優れ、しかも機械的にも強固な構造を実現でき
る。
【0020】
【発明の効果】以上、詳細に説明した通り本発明では、
電極用リードピンの他に、ダイパッドに一体の放熱用リ
ードピンを設け、これらを互いに直交する方向に突出さ
せたので、一方の面で配線基板に接続されながら、他方
の面にヒートシンクを付設できる。そして、このヒート
シンクを介してICチップのグランドをとることもでき
るので、放熱性に優れ、かつグランドも強化された構造
が実現できる。また、本発明によれば、ワイヤリング設
計の自由度を高め得る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例に係るリードフレームを示す図。
【図2】実施例に係るICパッケージの平面図。
【図3】実施例に係るICパッケージの平面図、正面図
および側面図。
【図4】図3のICパッケージを用いた組立体の平面
図、正面図および側面図。
【図5】図3のICパッケージを用いた組立体の平面
図、正面図および側面図
【図6】別のICパッケージの平面図。
【符号の説明】
10a,10b…フレーム本体、11…ダイパッド、1
2a〜12h…放熱用リードピン、13a〜13d…電
極用リードピン、20…ICチップ、30…モールド樹
脂、5a〜5j…ボンディングワイヤ、61…放熱板、
62a〜62c…放熱フィン、7…配線基板、8…封入
樹脂、9a〜9d…支持棒。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リードフレームのダイパッドに半導体チ
    ップをマウントし、複数のリードピンのアウターリード
    部を外方に突出させてモールド成型されることによって
    矩形の樹脂部材により一体化された半導体装置におい
    て、 前記複数のリードピンは、インナーリード部がボンディ
    ングワイヤを介して前記半導体チップと接続された複数
    の電極用リードピンと、インナーリード部が前記ダイパ
    ッドと一体に成型された複数の放熱用リードピンとを含
    み、 前記複数の放熱用リードピンは、前記複数の電極用リー
    ドピンが突出する前記矩形の樹脂部材の側面と直交する
    側面から外方に突出していることを特徴とする半導体装
    置。
  2. 【請求項2】 前記複数の放熱用リードピンと前記複数
    の電極用リードピンはそれぞれのアウターリード部が互
    いに反対方向に屈曲され、前記複数の放熱用リードピン
    の先端はヒートシンクに接続されている請求項1記載の
    半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記放熱用リードピンのインナーリード
    部は前記半導体チップのグランド用電極パッドと接続さ
    れ、前記ヒートシンクは導電性材料で形成されている請
    求項2記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の半導体装置と、 表面に配線パターンが形成され、アウターリード部で屈
    曲された前記複数の電極用リードピンの先端が当該配線
    パターンに接続される配線基板と、 アウターリード部が前記複数の電極用リードピンとは反
    対方向に屈曲された前記複数の放熱用リードピンの先端
    に接続されるヒートシンクと、 前記ヒートシンクを前記配線基板に固定する固定部材と
    を備えることを特徴とする半導体装置組立体。
  5. 【請求項5】 前記放熱用リードピンのインナーリード
    部は前記半導体チップのグランド用電極パッドに接続さ
    れ、前記ヒートシンクおよび前記固定部材は導電性材料
    で形成され、前記固定部材は前記配線基板のグランド用
    配線パターンに接続されている請求項4記載の半導体装
    置組立体。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6021670A (en) * 1997-04-15 2000-02-08 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor acceleration detecting device with shock absorbing structure
JP2013210375A (ja) * 2006-08-09 2013-10-10 Seiko Epson Corp 慣性センサ装置
CN107131561A (zh) * 2017-06-12 2017-09-05 广东美的暖通设备有限公司 空调器及其的电控板、空调器中电控板的防护工艺

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