JPH08510092A - プラスチック封止の集積回路パッケージ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本明細書で、集積回路パッケージ（10'）を製作する方法が、パッケージ自体と共に開示されており、そのパッケージは、パッケージの形成時に、所定方向に流せしめられるプラスチックにより封止される。パッケージ自体には、チップ出力／入力端子のアレーを有するＩＣチップ（11）、及び導電リード（16'）のアレーを含むチップを支持する手段が含まれ、導電リードの全ては、ＩＣチップ（11）の出力／入力端子との接続のために設けられる。更に、全体のパッケージには、チップ出力／入力端子（12）をリード（16'）のそれぞれと接続する、ボンディングワイヤ（18'）が含まれ、その結果各ボンディングワイヤ（18'）は、ＩＣチップ（11）、支持手段（14'）、及びボンディングワイヤ（18'）を封止するために使用されるプラスチック材料の所定流れ方向に対して、４５°よりも小さい鋭角を規定する方向に延伸する。好適な実施例において、ボンディングワイヤの少なくとも一部、及び最も好適には、その全てが、プラスチック材料の所定流れ方向と実質的に平行である。

Description

【発明の詳細な説明】 プラスチック封止の集積回路パッケージ及びその製造方法 本発明は、一般に、集積回路パッケージに関し、更に詳細には、特定のプラス チック封止の集積回路パッケージを製作する特定の方法、及びパッケージ自体に 関する。 通常のプラスチック封止の集積回路パッケージは、（１）チップ出力／入力端 子のアレーを含むＩＣチップ、（２）その全てが、ＩＣチップの出力／入力端子 との接続のために設けられる、導電リードのアレーを含み、例えば、リードフレ ームか、又は基板である、チップを支持する手段、（３）チップ出力／入力端子 をリードのそれぞれの出力／入力端子と接続するボンディングワイヤ、及び（４ ）ＩＣチップ、支持手段、及びボンディングワイヤを封止するプラスチック材料 からなる。この全体の集積回路パッケージは通常、支持手段の部分を形成するリ ードのそれぞれの出力／入力端子と、チップの出力／入力端子を接続するボンデ ィングワイヤを備えた１つのユニットとして、その支持手段上でＩＣチップを初 期に支持することにより、製造される。その後、このユニットは、協働する型枠 内に配置され、プラスチック材料が、ＩＣチップ、支持手段、及びボンディング ワイヤを封止するために、協働するゲートを介し、所定の流れ方向でゲート内へ と流し込みせしめられる。 現行のリードフレーム、及び基板は、全体のプラスチック封止の集積回路パッ ケージ内におそらく取り込み可能である、Ｉ／Ｏの数を最小限にするために、放 射状か、又は非放射状であるが一般に対 称的なパターンで、通常初期にいわゆるＣＡＤツールの支援で設計される。放射 状パターンは、チップすなわちダイの中心を使用して、普通言われるように、リ ードフィンガーをレイアウトし、その結果として、通常は一様に分離されないボ ンディングパッド、及び異なる長さのワイヤボンディングとなる。他方で、非放 射状のパターン設計において、ボンディングパッドは、スティッチボンディング での急角度でなく、一様なピッチでリードフィンガーのファンアウトをもたらす ために、互いから等距離に配置される。両方の型式の設計の性質は、その協働す るゲートから型枠内へ噴射する流体プラスチックの溶融前面に対する角度が、ワ イヤ走査にとって有害となる可能性があり、すなわちボンディングワイヤを望ま しくない抗力にさらし、それによりボンディングワイヤを切断、さもなければ損 傷させる可能性があるというものである。このことは、すぐ以下で説明する図１ 、及び図２に最もよく示されている。 図１は、一般に符号１０で表される、プラスチック封止の集積回路パッケージ の形成の中間段階を概略的に示す。図１に示すように、このパッケージには、チ ップ出力／入力端子、すなわちパッド１２のアレーを含むダイ（ＩＣチップ）１ １が含まれる。このチップは、例えば標準のリードフレーム、又は誘電体基板で ありえる、適切な支持部材１４上で支持される。支持部材には、導電リード１６ のアレーが含まれ、その全ては、ＩＣチップ１１の出力／入力端子との接続のた めに設けられる。支持部材がリードフレームである場合、導電リードは、またリ ードフレームの一部を形成するチップ支持部 分から外へ延伸して、そのチップ支持部分と一体に形成される。支持部材が基板 である場合、リード１６は、ＩＣチップを支持するその同じ表面上に印刷される 。これらいずれの場合でも、支持部材は、図１に示すように、そのリードが、ダ イの回りの対称パターンでダイ１１から外へ延伸するように、これまでに通常設 計されており、最近ではＣＡＤツールの手段により設計される。図１で分かるよ うに、リードの第１のグループは左へと水平に、第２のグループは右へと水平に 、第３のグループは上方へと垂直に、及び第４のグループは下方へと垂直に延伸 する。幾つかの従来技術の構成によれば、リードは、図１で空いたままの範囲を 埋め尽くすために、更に放射状のパターンで設けられる。これら全ての場合、各 種のリード１６が、大体それぞれのリードと一列に延伸するボンディングワイヤ １８の手段により、ダイ１１のそれぞれの出力／入力端子１２に接続される。 ダイ１１、その支持体１４、リード１６、及びボンディングワイヤ１８を含む 、全体のプラスチック封止の集積回路パッケージ１０を製造する際に、これらダ イ１１、その支持体１４、リード１６、及びボンディングワイヤ１８の構成要素 は、図１に示すようにして相互接続されて、全体のユニットが形成される。この ユニットは、一般に符号２０で表され、ダイ、ボンディングワイヤ、及び外部供 給源からのリードの末端区画の構成要素を封止するように、これら構成要素にわ たって、及び型枠内に適切な圧力下で、プラスチック材料２３の流れを適応する ためのゲート又は開口２２を含む、慣用 の密閉された型枠内に置かれる。図１に示す特定の配列において、プラスチック 材料の流路は、矢印２４で表すように、ゲート２２での上左手角部から下右手角 部に向かって対角線となることに留意されたい。図１から明白であるように、リ ード１６の全てが、４５°に等しい又はそれより大きい、流路２４との鋭角を規 定する方向に延伸する。実際、点線１６’で例示するように、リードが、上右手 角部、及び下左手角部から対角的に延伸するそれら放射状パターンにおいて、流 路２４とそれらリード間の進入角θは９０°と同じ位になる。これら全ての場合 、プラスチックは、矢印２４の方向にゲート２２を介して、型枠２０内に流れる ので、ボンディングワイヤ１８を横切って走査して、進入角θに依存する程度に これらワイヤを横切る抗力を生成する。θが４５°（大部分のボンディングワイ ヤ１８の場合）から９０°（リード１６’に関連したボンディングワイヤの場合 ）へと増大する場合、流れるプラスチックによる、それらワイヤを横切る抗力も 又増大することになる。これは、図２に最もよく示され、プラスチック材料が型 枠２０に入る場合、ボンディングワイヤが、プラスチック材料の流れ方向に対し て、３つの位置、すなわち１８ａ、１８ｂ、及び１８ｃで概略的に示される。位 置１８ａに示すボンディングワイヤは、プラスチックの流路と９０°の進入角θ を規定し、位置１８ｂは、より小さい鋭い進入角θを規定して、位置１８ｃは、 ゼロの進入角を規定、すなわちボンディングワイヤは流れ方向に平行である。図 ２から明白であるように、位置１８ａの場合、ボンディングワイヤの抗力は最大 であり、ボン ディングワイヤの抗力は、位置１８ｂでは減少し、位置１８ｃでは無視し得る。 以下で分かるように、本出願人は、型枠２０への流動プラスチックの進入角と、 ボンディングワイヤ１８の位置との間の関係を認識することで、ボンディングワ イヤに結果として生じる抗力を最小限にする、及び好適には実質的に完全に削除 するために、本発明による集積回路パッケージを設計した。 以下で更に詳細に説明するように、本明細書には集積回路パッケージ、及びそ の製造方法が開示されており、そのパッケージは、パッケージの形成時に、所定 の流れ方向にパッケージにわたって流れせしめられるプラスチックにより封止さ れる。パッケージ自体は、チップ出力／入力端子のアレーを含むＩＣチップ、及 びＩＣチップを支持し、その全てが、ＩＣチップの入力／出力端子との接続のた めに設けられる導電リードのアレーを含む、例えばリードフレーム又は基板であ る支持部材からなる。本発明によれば、各ボンディングワイヤが、プラスチック 材料の所定の流れ方向に対して、４５°よりも小さい鋭角を規定する方向に延伸 するように、集積回路パッケージには又、チップ出力／入力端子を導電リードの それぞれと接続する、ボンディングワイヤが含まれる。好適な実施例において、 ボンディングワイヤの少なくとも一部が、プラスチック材料の所定の流れ方向と 実質的に平行であり、最も好適な実施例において、実質的にボンディングワイヤ の全てが、所定の流れ方向と平行、又はほぼ平行である。 図面と関連して、本発明を以下で更に詳細に説明する。図面にお いて、 図１は、従来技術に従って製造される、プラスチック封止の集積回路パッケー ジの形成における中間段階を概略的に示す。 図２は、図１のパッケージの一部を形成するボンディングワイヤが、図１のパ ッケージの形成時に、プラスチック封止材料の流れにより生じる抗力に如何にさ らされるかを概略的に示す。 図３は、パッケージの形成時に、そのボンディングワイヤの抗力を最小限にす るために、本発明に従って設計される、プラスチック封止の集積回路パッケージ の形成における中間段階を概略的に示す。 図４は、本発明の更なる実施例に従って設計される、プラスチック封止の集積 回路パッケージの形成における中間段階を概略的に示す。 図１及び図２について前述したので、図３に直ちに注目すると、上記のように 、図３には、本発明に従って設計され、一般に参照番号１０’で表される、プラ スチック封止の集積回路パッケージの形成における中間段階が概略的に示されて いる。図１に示すパッケージ１０に類似したパッケージ１０’には、チップ出力 ／入力端子１２のアレーを有し、その全てが、それぞれのボンディングワイヤ１ ８’の手段による、ダイ１１の出力／入力端子との接続のために設けられる導電 リード１６’のアレーを含む、リードフレーム、基板、又は他の適切な支持手段 １４’上に支持される、ダイ、すなわちＩＣチップ１１が含まれる。パッケージ １０’は、パッケージ１０と同じ状態、すなわち、プラスチック材料２３が、矢 印２４で表され る流れ方向にゲート２２を介して型枠内に流れる際に、型枠２０内でプラスチッ ク材料２３の受入を待機している状態で示されている。 本発明によれば、導電リード１６’の各々は、所定の流れ方向２４に対して、 ４５°よりも小さい進入角を規定する方向に延伸する。実際、これらリードの全 ては、図３に表すように、流れ方向２４に実質的に平行である。結果として、各 種のボンディングワイヤ１８’が、実質的に対応する方向に延伸する。従って、 プラスチック材料の流入に起因した、これらボンディングワイヤの各々及び全て に関する抗力が最小限にされる。支持部材１４’が基板であり、リード１６’が その表面上に印刷される場合、（当然）問題となるリード数に関係なく、例示の 平行関係にリードを設けることは比較的容易である。他方で、実際問題として、 支持部材がリードフレームである場合、多いピン数のリードフレーム、すなわち ６０個又はそれより多くのリードのリードフレームに対して、所望の平行関係を 与えることは困難である。従って、リードフレームの場合、図３に示す構成は、 少ないピン数のリードフレームに最も適用可能である。 本発明を、ボンディングワイヤの全てが、プラスチック材料の流れ方向２４と 実質的に平行に延伸する、基板又はリードフレーム上の単一ＩＣチップに関連し て説明してきたが、本発明は、この特定の配列に限定されないことを理解された い。第１に、本発明は、図１に示す従来技術の構成とは対照的に、全てのボンデ ィングワイヤが、必ずしもプラスチック流れ方向に平行である必要はなくて、少 なくとも流れ方向と４５°よりも小さい鋭角を規定する、配列を意 図するものである。同時に、本発明は、図４に示すように、２つ以上のダイを意 図する。図４で分かるように、３つのダイ３０、３２、及び３４が、基板３６上 に支持されて示され、次いで基板３６が、リードフレーム３８上に支持されて示 される。この全体のパッケージは、流れ方向４２にパッケージにわたって流れる 、プラスチック封止配合材４０を受容して示される。基板（不図示）上でダイを 協働するリードに相互接続するボンディングワイヤの幾つかは、流れ方向４２に 平行な方向に延伸し、その残りは、流れ方向４２に対して、４５°よりも小さい 鋭角を規定する方向に延伸する、ことに特に特に留意されたい。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．パッケージの形成時に、所定の流れ方向にパッケージにわたって流された プラスチックにより封止される、集積回路パッケージにおいて、 （a）出力／入力端子のアレーを含むＩＣチップと、 （b）前記チップを支持する手段であり、該支持手段が導電リードのアレー を含み、その導電リードの全てが、前記ＩＣチップの出力／入力端子との接続の ために設けられ、前記所定の流れ方向に対して、４５°よりも小さい鋭角を規定 する方向に延伸する、支持手段と、 （c）前記チップ出力／入力端子を前記リードのそれぞれと接続し、その結 果各ボンディングワイヤが、その接続されたリードと実質的に同じ方向に延伸し 、それにより前記ボンディングワイヤの全てが、前記所定の流れ方向に対して、 ４５°よりも小さい鋭角を規定する、ボンディングワイヤと、 （d）前記ＩＣチップ、支持手段、及びボンディングワイヤを封止するプラ スチック材料と、 からなる集積回路パッケージ。 ２．前記リード、及び接続されたボンディングワイヤの少なくとも一部が、前 記所定の流れ方向と実質的に平行である、請求項１に記載の集積回路パッケージ 。 ３．前記リード、及び接続されたボンディングワイヤの実質的に全てが、前記 所定の流れ方向と実質的に平行である、請求項２ に記載の集積回路パッケージ。 ４．前記支持手段には、その表面上に印刷された前記導電リードを有する誘電 体基板が含まれる、請求項１に記載の集積回路パッケージ。 ５．前記支持手段には、チップ支持部分、及び該チップ支持部分と一体に形成 される前記導電リードを含む、リードフレームが含まれる、請求項１に記載の集 積回路パッケージ。 ６．前記リードフレームには、６０個より少ない前記一体化リードが含まれる 、請求項５に記載の集積回路パッケージ。 ７．パッケージの形成時に、所定の流れ方向にパッケージにわたって流された プラスチックにより封止される、集積回路パッケージにおいて、 （a）出力／入力端子のアレーを含むＩＣチップと、 （b）前記チップを支持する手段であり、該支持手段が導電リードのアレー を含み、その導電リードの全てが、前記ＩＣチップの出力／入力端子との接続の ために設けられる、支持手段と、 （c）前記チップ出力／入力端子を前記リードのそれぞれと接続し、その結 果各ボンディングワイヤが、前記所定の流れ方向に対して、４５°よりも小さい 鋭角を規定する、ボンディングワイヤと、 （d）前記ＩＣチップ、支持手段、及びボンディングワイヤを封止するプラ スチック材料と、 からなる集積回路パッケージ。 ８．前記リード、及び接続されたボンディングワイヤの少なくとも一部が、前 記所定の流れ方向と実質的に平行である、請求項７に記載の集積回路パッケージ 。 ９．前記リード、及び接続されたボンディングワイヤの実質的に全てが、前記 所定の流れ方向と実質的に平行である、請求項８に記載の集積回路パッケージ。 １０．内部に出力／入力端子のアレーを有するＩＣチップを支持し、パッケージ の形成時に、所定の流れ方向にパッケージにわたって流されたプラスチックによ り封止される、集積回路パッケージの一部を形成する誘電体基板において、 （a）前記チップを支持するための一部分を含む、その一つの表面を有する 本体と、 （b）その全てが、ＩＣチップの入力／出力端子との接続のために設けられ 、前記所定の流れ方向に対して、４５°よりも小さい鋭角を規定する方向に延伸 する、導電リードのアレーと、 からなる誘電体基板。 １１．前記リードの少なくとも一部が、前記所定の流れ方向と実質的に平行であ り、従って互いに平行である、請求項１０に記載の誘電体基板。 １２．前記リードの実質的に全てが、前記所定の流れ方向と実質的に平行であり 、従って互いに平行である、請求項１１に記載の誘電体基板。 １３．内部に出力／入力端子のアレーを有するＩＣチップを支持し、パッケージ の形成時に、所定の流れ方向にパッケージにわたって流されたプラスチックによ り封止される、集積回路パッケージの一部を形成するリードフレームにおいて、 （a）前記チップを支持するための一部分を含む、その一つの表面を有する 本体と、 （b）その全てが、ＩＣチップの入力／出力端子との接続のために設けられ 、前記本体の前記一つの表面と一体に形成され、前記所定の流れ方向に対して、 ４５°よりも小さい鋭角を規定する方向に、前記本体の前記一つの表面から延伸 する、導電リードのアレーと、 からなるリードフレーム。 １４．前記リードの少なくとも一部が、前記所定の流れ方向と実質的に平行であ り、従って互いに平行である、請求項１３に記載のリードフレーム。 １５．前記リードの実質的に全てが、前記所定の流れ方向と実質的に平行であり 、従って互いに平行である、請求項１３に記載の集積回路パッケージ。 １６．パッケージの形成時に、所定の流れ方向にパッケージにわたって流された プラスチックにより封止される、集積回路パッケージを製作する方法において、 （a）支持部材上にチップ出力／入力端子のアレーを含むＩＣチップを支持 するステップであり、前記支持部材が導電リード のアレーを含み、前記導電リードの全てが、前記ＩＣチップの出力／入力端子と の接続のために設けられ、前記所定の流れ方向に対して、４５°よりも小さい鋭 角を規定する方向に延伸する、ステップと、 （b）前記チップ出力／入力端子を前記リードのそれぞれと接続するボンデ ィングワイヤを使用するステップであり、その結果各ボンディングワイヤは、そ の接続されたリードと実質的に同じ方向に延伸し、それにより前記ボンディング ワイヤの全てが、前記所定の流れ方向に対して、４５°よりも小さい鋭角を規定 する、ステップと、 （c）前記所定の流れ方向に、ＩＣチップ、支持部材、及びボンディングワ イヤにわたって、前記プラスチック材料を流せしめることにより、プラスチック 材料で前記ＩＣチップ、支持部材、及びボンディングワイヤを封止するステップ と、 を含む方法。 １７．前記リード、及び接続されたボンディングワイヤの少なくとも一部が、前 記所定の流れ方向と実質的に平行である、請求項１６に記載の集積回路パッケー ジ。 １８．前記リード、及び接続されたボンディングワイヤの実質的に全てが、前記 所定の流れ方向と実質的に平行である、請求項１７に記載の集積回路パッケージ 。