JPS6184854A - 半導体装置の製造方法および半導体パツケージ - Google Patents
半導体装置の製造方法および半導体パツケージInfo
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- JPS6184854A JPS6184854A JP60214435A JP21443585A JPS6184854A JP S6184854 A JPS6184854 A JP S6184854A JP 60214435 A JP60214435 A JP 60214435A JP 21443585 A JP21443585 A JP 21443585A JP S6184854 A JPS6184854 A JP S6184854A
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- H10W74/10—Encapsulations, e.g. protective coatings characterised by their shape or disposition
- H10W74/111—Encapsulations, e.g. protective coatings characterised by their shape or disposition the semiconductor body being completely enclosed
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
- Y10T29/49169—Assembling electrical component directly to terminal or elongated conductor
-
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- Y10T29/49172—Assembling electrical component directly to terminal or elongated conductor with encapsulating by molding of insulating material
Landscapes
- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Ladders (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の分野
この発明は半導体装置のバラ9−ジに関する。
より詳細には、この発明は集積回路ダイスに、クイス層
と直角に、直接ボンドされる平行リードの配列を有する
半導体装Uに関する。
と直角に、直接ボンドされる平行リードの配列を有する
半導体装Uに関する。
発明の青票
集積回路ダイス等の半導体装置のためのすI!型的な先
1テ技術によるリード パッケージは、いわゆるデュア
ル・イン・ライン型のパッケージt c5み、そこでダ
イスはマウン[・パッドに面を上に向けてボンドし、ダ
イスとマウントパッドの面に平行に位置する周囲のリー
ドは、デリンジr−等の米田待訂第4,173,768
円に示されるように、ダイスの両側の端にあるコンタク
トバラl−に1a続される。装置はそれからプラスチッ
クのカプセルに収納され、リード端は装置に垂直に曲げ
られる。
1テ技術によるリード パッケージは、いわゆるデュア
ル・イン・ライン型のパッケージt c5み、そこでダ
イスはマウン[・パッドに面を上に向けてボンドし、ダ
イスとマウントパッドの面に平行に位置する周囲のリー
ドは、デリンジr−等の米田待訂第4,173,768
円に示されるように、ダイスの両側の端にあるコンタク
トバラl−に1a続される。装置はそれからプラスチッ
クのカプセルに収納され、リード端は装置に垂直に曲げ
られる。
デュフエク等の米国特許第3.947,867号はこの
ような装置を例示している。
ような装置を例示している。
このようなリード パッケージは、さらに多くのリード
接続が必要な場合には、ダイスの4つの端丈ぺでにリー
ドの設置を念んでもよい。この種の凹型的り−1−パッ
ケージはハVカワ等の米国1うム′[第’1.280.
132号、バーンズの米国特許第4.330.790号
、ブラウンの米国特許第11.400,714号、グラ
ベの米国特許第4゜408.2°18号及びチバ等の米
国特許第4,415.917号に例示されている。
接続が必要な場合には、ダイスの4つの端丈ぺでにリー
ドの設置を念んでもよい。この種の凹型的り−1−パッ
ケージはハVカワ等の米国1うム′[第’1.280.
132号、バーンズの米国特許第4.330.790号
、ブラウンの米国特許第11.400,714号、グラ
ベの米国特許第4゜408.2°18号及びチバ等の米
国特許第4,415.917号に例示されている。
この型のリード接続の変形しあり、ジエン等の米国特許
第4.236.171号ではワイヤは直接パワー トラ
ンジスタのパッドにボンドされ、77ナザワ等の米国特
許第4,340.901号では、ダイスとリードの間に
より強いは緘的ボンドタ与えるt;め、リードが直角に
曲げられてダイスに垂直にしっかりと留めることが可能
になっている。
第4.236.171号ではワイヤは直接パワー トラ
ンジスタのパッドにボンドされ、77ナザワ等の米国特
許第4,340.901号では、ダイスとリードの間に
より強いは緘的ボンドタ与えるt;め、リードが直角に
曲げられてダイスに垂直にしっかりと留めることが可能
になっている。
別のパッケージ技術は、いわゆる°゛フリツプチップ″
方式を含み、ここでは、ハンタッシュの米国特許第4,
288.808号d3よひテストの米国特許第4.42
3.435号に示され4るように、ダイスは面を下に向
けて絶縁性のサブス、1−レーi〜にボンドされる。こ
の方式は、ダイスの裏側に適用されたばね9荷を与えら
れた冷却ピストンの用法に関連して、プロジェットによ
り奢ナイエンティフィックアメリカン誌第249ff
<1983年7月)の86頁から89頁の゛′マイクロ
エレクトロニック・パッケージング内に述べられている
。この論文中で筆者は、モジコールと呼ばれるパッケー
ジについて述べているが、これは33個の導゛心性の層
を含むサブストレートに゛フリップ・チップ法によって
ボンドされた、100がら133の高速チップを有し、
前記の導電性の唐は経路のグリッドとともに、ダイスを
相互に接続するようになっている。ピンまたはリードの
グリッドは、モジュールと池の電子装置の相互接続を提
U1、するため、サブストレートの反対の面に垂直にろ
う付けされる。
方式を含み、ここでは、ハンタッシュの米国特許第4,
288.808号d3よひテストの米国特許第4.42
3.435号に示され4るように、ダイスは面を下に向
けて絶縁性のサブス、1−レーi〜にボンドされる。こ
の方式は、ダイスの裏側に適用されたばね9荷を与えら
れた冷却ピストンの用法に関連して、プロジェットによ
り奢ナイエンティフィックアメリカン誌第249ff
<1983年7月)の86頁から89頁の゛′マイクロ
エレクトロニック・パッケージング内に述べられている
。この論文中で筆者は、モジコールと呼ばれるパッケー
ジについて述べているが、これは33個の導゛心性の層
を含むサブストレートに゛フリップ・チップ法によって
ボンドされた、100がら133の高速チップを有し、
前記の導電性の唐は経路のグリッドとともに、ダイスを
相互に接続するようになっている。ピンまたはリードの
グリッドは、モジュールと池の電子装置の相互接続を提
U1、するため、サブストレートの反対の面に垂直にろ
う付けされる。
しかしながら、ダイスに電気的接続を提供するのに用い
られる先行技術方法の型にががねりなく。
られる先行技術方法の型にががねりなく。
デツプ上により多くの様能が統合されるにつれ、ピンj
音続の数または゛ピンーアウト′°の故が!缶入する。
音続の数または゛ピンーアウト′°の故が!缶入する。
同時に、チップ上のゲートや各装置によって・ピ・要と
される面積は減少する。したがって産業界(」、次のよ
うな点、すなわち、ダイスの大きさをさらに縮小するこ
とは、リソグラフィの拘束に」ン)でで(工なく、むし
ろダイスの周囲に沿って置くことのできるワイヤ ボン
ド パッドの数によ・)で制限されるところまで近づい
ている。不運なことに、ボンドのピッチや間隔を減少さ
せると。
される面積は減少する。したがって産業界(」、次のよ
うな点、すなわち、ダイスの大きさをさらに縮小するこ
とは、リソグラフィの拘束に」ン)でで(工なく、むし
ろダイスの周囲に沿って置くことのできるワイヤ ボン
ド パッドの数によ・)で制限されるところまで近づい
ている。不運なことに、ボンドのピッチや間隔を減少さ
せると。
tfl立歩留りが減少り′る。さらに、スイッチの速さ
をより速くしたいというj缶入する要求は、信号がダイ
スの周囲からワイヤ ボンド パッドを通って、リード
のフィンが八、至り、さらにパッケージの外へ出てリー
ドを下がり、PC坂の回路痕跡にjヱ1−るような、現
ωのリード設置のためのパッケージ実務とは両立しない
。
をより速くしたいというj缶入する要求は、信号がダイ
スの周囲からワイヤ ボンド パッドを通って、リード
のフィンが八、至り、さらにパッケージの外へ出てリー
ドを下がり、PC坂の回路痕跡にjヱ1−るような、現
ωのリード設置のためのパッケージ実務とは両立しない
。
これらのf;京から、ダイスに至るより多くのリードを
有し、しかしリードの間隔を混雑させることのないよう
な形のよりよいパッケージを提供する必要が則大するこ
ととなる。
有し、しかしリードの間隔を混雑させることのないよう
な形のよりよいパッケージを提供する必要が則大するこ
ととなる。
発明の要約
したがってこの発明の目的は、1% ’Cr回路ダイス
と、リードを含むマウントパッケージとを念む改良され
た半導体パッケージと、その装逍乃2人を提供すること
である。
と、リードを含むマウントパッケージとを念む改良され
た半導体パッケージと、その装逍乃2人を提供すること
である。
この発明のもう1つの目的は、集積回路ダイスと、ダイ
スの面に垂直にマウントされるリードの配クリを含むマ
ウントパッケージとを含む、改良された半導体パッケー
ジを提供することである。さらにこの発明のもう1つの
目的は、集積回路ダイスと、ダイスの面に!I!直にマ
ウントされ、ダイスに直接ボンドされるリードの配列を
含むマウントパッケージとを含む、改良された半導体パ
ッケージを提供することである。
スの面に垂直にマウントされるリードの配クリを含むマ
ウントパッケージとを含む、改良された半導体パッケー
ジを提供することである。さらにこの発明のもう1つの
目的は、集積回路ダイスと、ダイスの面に!I!直にマ
ウントされ、ダイスに直接ボンドされるリードの配列を
含むマウントパッケージとを含む、改良された半導体パ
ッケージを提供することである。
この発明のさらにもう1つの目的は、半導体パッケージ
上に、高密度に収納されたリードの配列を提供すること
である。
上に、高密度に収納されたリードの配列を提供すること
である。
発明のこれらと他の目的は説明と添f寸の図面によ−)
て明らかになるであろう。
て明らかになるであろう。
この発明に従って、改良された半導体装置は、ダイスに
重直な平行リードの直交配列がその上のコンタクトに直
接マウントされた集積回路ダイスを含む。ダイスとリー
ドは、ダイスを保護すると同時にリード配列の整列を維
持する助力とするために、パッケージ材料中にマウント
される。好ましい実施例では、平行り−1−′の配列は
、より高いリード密度を提供するよう、直角でなく六角
形の間隔で配置されている。
重直な平行リードの直交配列がその上のコンタクトに直
接マウントされた集積回路ダイスを含む。ダイスとリー
ドは、ダイスを保護すると同時にリード配列の整列を維
持する助力とするために、パッケージ材料中にマウント
される。好ましい実施例では、平行り−1−′の配列は
、より高いリード密度を提供するよう、直角でなく六角
形の間隔で配置されている。
好ましい実施例の説明
第1図を参照すると、この発明の改良された半ifl
Kパッケージは2に総括的に図示されている。
Kパッケージは2に総括的に図示されている。
パッケージは、パッケージ材料12内の集積回路クイズ
(示されていない)に、直接垂直にボンドされたり一ド
14の、平行な等間隔の配列を有する。
(示されていない)に、直接垂直にボンドされたり一ド
14の、平行な等間隔の配列を有する。
この発明のパッケージ溝道の利点は、組立の観点から見
ると、次のもの、ずなわら、基板面積の行動利用を最大
にする、リードの高密度配置と、組立を処理するのに現
在のチソブキトリノ7の掴みおよび載置工具を用いる、
PC基板上に完成したパッケ一ジを組立てる容易さと、
同じ工具を用いて異なったリードカランを−のためにリ
ードとダイスを組立て、これは結果的に工作費用の低減
、すなわら各リードカウント・へり−ドフレームの工具
を用いないことを含む。
ると、次のもの、ずなわら、基板面積の行動利用を最大
にする、リードの高密度配置と、組立を処理するのに現
在のチソブキトリノ7の掴みおよび載置工具を用いる、
PC基板上に完成したパッケ一ジを組立てる容易さと、
同じ工具を用いて異なったリードカランを−のためにリ
ードとダイスを組立て、これは結果的に工作費用の低減
、すなわら各リードカウント・へり−ドフレームの工具
を用いないことを含む。
電気的な観点から見ると、この発明のパッケージの利点
は次のものすなわち、より少イ1い(a弓の負荷、より
速いス・インチ切換、等の結果をもたらす、PC基板上
のより短いトレースと、機能ごとの回路塁+Fi費用の
低減と、リードのインダクタンスおよびキセバシタンス
の低減と、ピンやリードの均一の長さによる、ピンまた
はリード間の電気的パラメータの良い組合わせとを含む
。
は次のものすなわち、より少イ1い(a弓の負荷、より
速いス・インチ切換、等の結果をもたらす、PC基板上
のより短いトレースと、機能ごとの回路塁+Fi費用の
低減と、リードのインダクタンスおよびキセバシタンス
の低減と、ピンやリードの均一の長さによる、ピンまた
はリード間の電気的パラメータの良い組合わせとを含む
。
この発明のパッケージはまた、改良された2!!特性を
有し、リードからPC基板l\の良い熱伝導性を備え、
熱膨張係数の不適合の問題がない。
有し、リードからPC基板l\の良い熱伝導性を備え、
熱膨張係数の不適合の問題がない。
上述のように、この発明の特徴の1つは、改良されたリ
ード密度である。たとえば、第1図に示された配置で2
89のリードカウントを表面にマウン1−可能なパッケ
ージは、25ミルのセンタにマウントされたリードを信
えて、わずか0.3平方インチしか必要としないが、こ
れと同等の、先行技術によるプラスチックのリードを備
えたチップ保持体は、25ミルのセンタのリード間隔で
3゜5平方インチを必要とし、漂準の50ミルのセンタ
の、プラスブーツクのリードを備えたチップ保持体は、
13平方インチを必要とする。これに対して、第1図に
図示されたパッケージ2は、プラスチックでモールドさ
れた後、わずか 0855×0.55X0.1 イン
チの外容積をaするのみである。下で述べられるように
、この発明の一実施例を用いれば、より高密度のリード
間隔さえ可能であるっ この発明のパッケージはまた、改良された熱放散をも+
?j徴とする。パッケージの熱放散は次のように計算さ
れる。
ード密度である。たとえば、第1図に示された配置で2
89のリードカウントを表面にマウン1−可能なパッケ
ージは、25ミルのセンタにマウントされたリードを信
えて、わずか0.3平方インチしか必要としないが、こ
れと同等の、先行技術によるプラスチックのリードを備
えたチップ保持体は、25ミルのセンタのリード間隔で
3゜5平方インチを必要とし、漂準の50ミルのセンタ
の、プラスブーツクのリードを備えたチップ保持体は、
13平方インチを必要とする。これに対して、第1図に
図示されたパッケージ2は、プラスチックでモールドさ
れた後、わずか 0855×0.55X0.1 イン
チの外容積をaするのみである。下で述べられるように
、この発明の一実施例を用いれば、より高密度のリード
間隔さえ可能であるっ この発明のパッケージはまた、改良された熱放散をも+
?j徴とする。パッケージの熱放散は次のように計算さ
れる。
熱放散/′リードカウント−1,/K X L/△
ここで、 K <cu )= 0.00998 W、/m
il 、/℃△−30ゲージのワイヤの面(fi=7
9.01平方ミルL=リードの長さ=60ミル 168リードカウントのパッケージで、すべての熱がリ
ードを通ると仮定すれば、熱放散は045299に等し
くなる。もしも+N置が10ワツトを放散すれば、接合
は、それらが接続しているトレースに比べ4.5”C高
くなる。この熱はPC基板上の銅のトレースに伝達され
る。積居仮と銅のトレースの厚さによって、熱放散は変
化する。
ここで、 K <cu )= 0.00998 W、/m
il 、/℃△−30ゲージのワイヤの面(fi=7
9.01平方ミルL=リードの長さ=60ミル 168リードカウントのパッケージで、すべての熱がリ
ードを通ると仮定すれば、熱放散は045299に等し
くなる。もしも+N置が10ワツトを放散すれば、接合
は、それらが接続しているトレースに比べ4.5”C高
くなる。この熱はPC基板上の銅のトレースに伝達され
る。積居仮と銅のトレースの厚さによって、熱放散は変
化する。
最良の相互接続サブストレートは、アルミニウムの裏打
ちしたたわみ回路である。その揚含熱はおよそ25ミル
の宙合体を通ってアルミニウムのヒートシンクに至る。
ちしたたわみ回路である。その揚含熱はおよそ25ミル
の宙合体を通ってアルミニウムのヒートシンクに至る。
パッケージ2を形成する際に用いられろ工作台またはジ
グ20が、第2図に示される。パッケージ2は、まずリ
ード14をグリッド工作台コ、たはジグ20に据付ける
ことによって相αてられ、工作台またはジグは、リード
の配置」を平行な、笠間隔をあけた配室に、ぞれに■c
<ダイスの装着に(Iiilえて全リードを均一の高さ
で、保持する。
グ20が、第2図に示される。パッケージ2は、まずリ
ード14をグリッド工作台コ、たはジグ20に据付ける
ことによって相αてられ、工作台またはジグは、リード
の配置」を平行な、笠間隔をあけた配室に、ぞれに■c
<ダイスの装着に(Iiilえて全リードを均一の高さ
で、保持する。
゛第2図の図示の実施例では、工作台またはジグ20は
、セラミック層22.24および26を含む3層の(I
′1層装置f)s +うなる。層24およσ26は、各
Eiに、平行(゛笠間隔の孔の正5「な配列を設けるた
め、レーザを用いて正確に孔をありられる。好ましい実
施例では、25ミル間隔の場所に、直径11ミルの孔が
あけられる。セラミックのサブストレートにこのように
孔があけられると結果として第2図に見られる。完全な
円筒形ではなくむいろ円錐形の孔ができる。セラミック
のサブストレート層24および26は好ましくは約25
ミルの厚さで、穴をあけた後、それぞれの孔または穴の
広い方の端28aおよび28 bが相互に向き合うよう
、裏面と裏面を合わせて積重ねられる。穴のあ(′jら
れでいないセラミックの層またはサブストレート22は
、それから一方の側に装着され、この3つの省またはサ
ブストレートは、完全な工作台またはジグ20を形成す
るために、接着剤を用いて積層される。
、セラミック層22.24および26を含む3層の(I
′1層装置f)s +うなる。層24およσ26は、各
Eiに、平行(゛笠間隔の孔の正5「な配列を設けるた
め、レーザを用いて正確に孔をありられる。好ましい実
施例では、25ミル間隔の場所に、直径11ミルの孔が
あけられる。セラミックのサブストレートにこのように
孔があけられると結果として第2図に見られる。完全な
円筒形ではなくむいろ円錐形の孔ができる。セラミック
のサブストレート層24および26は好ましくは約25
ミルの厚さで、穴をあけた後、それぞれの孔または穴の
広い方の端28aおよび28 bが相互に向き合うよう
、裏面と裏面を合わせて積重ねられる。穴のあ(′jら
れでいないセラミックの層またはサブストレート22は
、それから一方の側に装着され、この3つの省またはサ
ブストレートは、完全な工作台またはジグ20を形成す
るために、接着剤を用いて積層される。
各はラミック層にあけられた孔または穴の円錐形の形状
と、(れに加えて穴28の中央に、穴の広い方の部分2
8aおよび28bを位置つける、2つのサブストレート
のボンディングどは、リード配列が下で述べるような装
置を形成するようボンドされた後、ジグまたは工作台か
ら取外されるときに、リードに過度の摩擦や牽引を勺え
ることなく、ジグまたは工作台20が各リードを正17
mに垂直に保持することを可能にする。
と、(れに加えて穴28の中央に、穴の広い方の部分2
8aおよび28bを位置つける、2つのサブストレート
のボンディングどは、リード配列が下で述べるような装
置を形成するようボンドされた後、ジグまたは工作台か
ら取外されるときに、リードに過度の摩擦や牽引を勺え
ることなく、ジグまたは工作台20が各リードを正17
mに垂直に保持することを可能にする。
工作台2Qを用いてリード配JIJを形成するため、各
リードは工作台20内の孔または穴28内に位置付けら
れ、工作台20の表面から正確に10ミル上方で、レー
ザによって切取られる。リードは10ミルの直径の銅線
をスプール711 +ら巻戻すことで形成され、一方工
作台はXYテーブルの上に設定されているので、次の配
列位置を指示されることもでき、工作台20をリード1
4で、正確に、しかし自動的に、埋めることができる。
リードは工作台20内の孔または穴28内に位置付けら
れ、工作台20の表面から正確に10ミル上方で、レー
ザによって切取られる。リードは10ミルの直径の銅線
をスプール711 +ら巻戻すことで形成され、一方工
作台はXYテーブルの上に設定されているので、次の配
列位置を指示されることもでき、工作台20をリード1
4で、正確に、しかし自動的に、埋めることができる。
工作台20のすべての孔または穴28がリード14て埋
められた後、ダイス1oは、ワイヤ上に表面を下にして
位置付けることにより、配列に装4される。ダイス10
は、好ましくは、接続に先立って、リード配列と11η
つだ各コンタクトパッドに、高温のはんだを有する“フ
リップチップ゛′または゛バンプチップ″と同様の、グ
リッド配列のL部金属化層が設けられる。これに代わり
、リードの配列は、それらがグリッド工作台20内に促
1+5されている間にリードの先端を通過する、高温の
はんだペーストを持っIζローラを用いて、前もっては
んた′付けされてもよい。それからダイス10は、工作
台20の縁と、ダイス10の縁とを正確に1列にするこ
とにより、リード配列上に置かれ、あるいは位置決めさ
れ、また、はんだは、リードをダイスに装着するため、
高温のはんだを溶かす、高温窒素または形成ガスで再流
される。
められた後、ダイス1oは、ワイヤ上に表面を下にして
位置付けることにより、配列に装4される。ダイス10
は、好ましくは、接続に先立って、リード配列と11η
つだ各コンタクトパッドに、高温のはんだを有する“フ
リップチップ゛′または゛バンプチップ″と同様の、グ
リッド配列のL部金属化層が設けられる。これに代わり
、リードの配列は、それらがグリッド工作台20内に促
1+5されている間にリードの先端を通過する、高温の
はんだペーストを持っIζローラを用いて、前もっては
んた′付けされてもよい。それからダイス10は、工作
台20の縁と、ダイス10の縁とを正確に1列にするこ
とにより、リード配列上に置かれ、あるいは位置決めさ
れ、また、はんだは、リードをダイスに装着するため、
高温のはんだを溶かす、高温窒素または形成ガスで再流
される。
それから、この組立品は工作台20から取外され、型内
に置かれ、第3図に示されるパッケージ2を形成するた
め、ダイスとそれに装着されたリード配列のまわりに、
プラスチックが注入される。
に置かれ、第3図に示されるパッケージ2を形成するた
め、ダイスとそれに装着されたリード配列のまわりに、
プラスチックが注入される。
成形の後、ばりはリードの底を軽<I+7!nすること
で除去される。しかしながら、リードのぼり取りおよび
成形の動作がないので、費用は低減され信頼性は改善さ
れる、なぎなら、リードのぼり取りおよび成形はプラス
チック5/リード枠のインターフェイスに沿って裂は目
を生じさせるからである。
で除去される。しかしながら、リードのぼり取りおよび
成形の動作がないので、費用は低減され信頼性は改善さ
れる、なぎなら、リードのぼり取りおよび成形はプラス
チック5/リード枠のインターフェイスに沿って裂は目
を生じさせるからである。
結果として形成されたパッケージ2は、ダイス10およ
びリード4を取巻くプラスチック索材12を含む。
びリード4を取巻くプラスチック索材12を含む。
パッケージ2はまた、パッケージ2の底から約15ミル
突出する足34を備える。パッケージ2の4つの角に置
かれてもよい足34は、前もって決定された断面を有し
、これは次にパッケージ2が最終的に装着されるPC基
板の銅のトレース上にある、組になる型にロックされる
。これはり−ド14と、P CW lN上のコンタク1
−パットとの間の良好な整列を確実にする。PC基板上
のトレースは通常、基底の積層より3ミル高く位置し、
再流するはんだによって埋められる2ミルの間隙を残す
。足34はすべて同じ断面を有してもよく、あるいは、
PC基板上へのパッケージ2の不適当な接続を防ぐため
に、パッケージ2がPC基板に、成る方法で装着または
配向されることを確実にするため、異なった断面を有し
てもよい。
突出する足34を備える。パッケージ2の4つの角に置
かれてもよい足34は、前もって決定された断面を有し
、これは次にパッケージ2が最終的に装着されるPC基
板の銅のトレース上にある、組になる型にロックされる
。これはり−ド14と、P CW lN上のコンタク1
−パットとの間の良好な整列を確実にする。PC基板上
のトレースは通常、基底の積層より3ミル高く位置し、
再流するはんだによって埋められる2ミルの間隙を残す
。足34はすべて同じ断面を有してもよく、あるいは、
PC基板上へのパッケージ2の不適当な接続を防ぐため
に、パッケージ2がPC基板に、成る方法で装着または
配向されることを確実にするため、異なった断面を有し
てもよい。
この発明に従った平行リードの配51J k:垂直の2
1クンデイングを可能にするよう、従来のチップに金属
ポンディングパッドの配列を提供するため、付jJrI
的な導電層がダイス上に置かれる。ダイスはまずポリイ
ミド等の重合体誘電体でパターン化でき。
1クンデイングを可能にするよう、従来のチップに金属
ポンディングパッドの配列を提供するため、付jJrI
的な導電層がダイス上に置かれる。ダイスはまずポリイ
ミド等の重合体誘電体でパターン化でき。
金属が跡を辿って、ダイスの周辺上にあるボンドパッド
から、それぞれのリード配JIJ位置へ信号をもたらす
。それからもう1つの誘電体層が経路をN加され、最後
のリード装着パッドが上面に金属化される。この構造で
は、リードの短さ等の、この発明のいくつかの電気的熱
的利点のいくつかが実現されないが、これはダイスのレ
イアウトの完全’、: M KQ計なしで従来のダイス
の中間的な使用を可能にする。新しいダイスのレイアウ
トは、当然、この発明の実施で可能になる、リードの直
接接続を最大限に利用するよう設計される。
から、それぞれのリード配JIJ位置へ信号をもたらす
。それからもう1つの誘電体層が経路をN加され、最後
のリード装着パッドが上面に金属化される。この構造で
は、リードの短さ等の、この発明のいくつかの電気的熱
的利点のいくつかが実現されないが、これはダイスのレ
イアウトの完全’、: M KQ計なしで従来のダイス
の中間的な使用を可能にする。新しいダイスのレイアウ
トは、当然、この発明の実施で可能になる、リードの直
接接続を最大限に利用するよう設計される。
第4図では、ダイス10の装着に先立って、リード配列
がまずパッケージ材料12′で取巻かれる、代替の実施
例が示される。前もって成形された保持物は後ろをエポ
キシで満される。ハーメチック・シールのため、前もっ
て成形された区持物は、ドリルであけられた孔を通る各
リードの周囲にガラスの絶縁体を備えて、金属で作るこ
ともてきる。どららの場合にも、ダイス10をリード1
4に装着した後は、このパッケージは当業者には周知の
、ハーメチックまたは非ハーメチックパッケージの従来
の技術を用いて完成することができる。
がまずパッケージ材料12′で取巻かれる、代替の実施
例が示される。前もって成形された保持物は後ろをエポ
キシで満される。ハーメチック・シールのため、前もっ
て成形された区持物は、ドリルであけられた孔を通る各
リードの周囲にガラスの絶縁体を備えて、金属で作るこ
ともてきる。どららの場合にも、ダイス10をリード1
4に装着した後は、このパッケージは当業者には周知の
、ハーメチックまたは非ハーメチックパッケージの従来
の技術を用いて完成することができる。
第5図ないし第7図を参照すると、リード14に装着さ
れたダイス10を有する一部組立てられたパッケージが
、なぺ型容器(potting 5hell )5o内
に置かれた、好ましい実施例が示されている。下に述べ
られる目的のためダイス10をなべ型容器50の底から
離しておくよう、足となる半球状のこぶまたはスペーサ
52が、なべ型容器50の底壁の内側に設けられている
。ダイス10の適切な位置決めを確実にするため、半円
筒状のガイド54がなべ型容器の側壁に置かれている。
れたダイス10を有する一部組立てられたパッケージが
、なぺ型容器(potting 5hell )5o内
に置かれた、好ましい実施例が示されている。下に述べ
られる目的のためダイス10をなべ型容器50の底から
離しておくよう、足となる半球状のこぶまたはスペーサ
52が、なべ型容器50の底壁の内側に設けられている
。ダイス10の適切な位置決めを確実にするため、半円
筒状のガイド54がなべ型容器の側壁に置かれている。
それからなべ型容器50は一部弾性シリコンのダイスゲ
ル42で満される。ダイス10はそれから、なべ型容器
50内に置かれ、底と側壁から、それぞれ半球状の足5
2と、半円筒状のガイド54によもて位置決めされる。
ル42で満される。ダイス10はそれから、なべ型容器
50内に置かれ、底と側壁から、それぞれ半球状の足5
2と、半円筒状のガイド54によもて位置決めされる。
その後なべ型容器50はより多くのゲルによって1(ろ
を満され、硬化され、ボッティング溶剤44によって仕
上げられる。これは、なべ型容器50内のダイス10が
、低い緊張状態で“浮かぶ″ことを可能にする。この型
の配置は、5!!なった大きさのダイスの使用を可能に
する、¥4なった大きさのガイドと足をなべ型容器内に
備えることで、なべ型容器の外容積を漂準化することが
てきる。
を満され、硬化され、ボッティング溶剤44によって仕
上げられる。これは、なべ型容器50内のダイス10が
、低い緊張状態で“浮かぶ″ことを可能にする。この型
の配置は、5!!なった大きさのダイスの使用を可能に
する、¥4なった大きさのガイドと足をなべ型容器内に
備えることで、なべ型容器の外容積を漂準化することが
てきる。
第8図および第9図を参照すると、第8図のパッケージ
2は、列をなしたリードの配置を図示しているが、ここ
では等間隔をあけた列または柱が、リードを、第1図に
関連して先に論じられた、正方形あるいは゛直交の″配
置に形づける。このリードの配置は、現在櫻準的なパッ
ケージで用いられている、パッケージの2つもしくは4
つの端のまわりにリードが置かれるものに比べ、はるか
に高いリード密度を提供するが、第9図に示される、パ
ッケージ2′内のり−ド14の配置は、リードを二角形
もしくは六角形の間隔で配置することによって、さらに
高い密度を提1バする。
2は、列をなしたリードの配置を図示しているが、ここ
では等間隔をあけた列または柱が、リードを、第1図に
関連して先に論じられた、正方形あるいは゛直交の″配
置に形づける。このリードの配置は、現在櫻準的なパッ
ケージで用いられている、パッケージの2つもしくは4
つの端のまわりにリードが置かれるものに比べ、はるか
に高いリード密度を提供するが、第9図に示される、パ
ッケージ2′内のり−ド14の配置は、リードを二角形
もしくは六角形の間隔で配置することによって、さらに
高い密度を提1バする。
第8図に示された配置では、289のリードカウントの
表面をマウント可能なパッケージは25ミルのセンタに
設置されたリードを[eえて0.3平方インチを必反と
する。しかしながら、第9図に示された発明の好ましい
実施例に従って、リード配91を、直交ではなくより高
密度にム占められた六角形の配置に置くことにより、同
じ直交配41に要する面積の約87%で、同数のリード
を置くことができる。この数はほぼ60度の正弦である
。
表面をマウント可能なパッケージは25ミルのセンタに
設置されたリードを[eえて0.3平方インチを必反と
する。しかしながら、第9図に示された発明の好ましい
実施例に従って、リード配91を、直交ではなくより高
密度にム占められた六角形の配置に置くことにより、同
じ直交配41に要する面積の約87%で、同数のリード
を置くことができる。この数はほぼ60度の正弦である
。
このより小さい間隔は、同じ大ささのパッケージで直交
の配置を用いて28つのところを、320の接続を有す
ることを可能にする。
の配置を用いて28つのところを、320の接続を有す
ることを可能にする。
320のり−1〜に相当する大きさの、先1テ技術によ
るチップ保I′S物で25ミル間隔の隊細なごツヂを有
するものは、4.6平方インチを必要とする。超(LJ
(18ミル リードセンク)の先行技術によるパッケー
ジでさえ、この発明の0,3平方、インチに対比して依
然として2.5平方インチを要づる。よって、168リ
ードのダイスは、第9図の六角形の配置を用いると33
0ミル平方となり、これに伴なうパッケージはキー10
.45インチ平方であう。これは約0.2平方インチを
使うことになるが、ここで先行技術による、同数のリー
ドを宵する、ピンとグリッドの配列(ま3.5平方イン
チを使うであろう。
るチップ保I′S物で25ミル間隔の隊細なごツヂを有
するものは、4.6平方インチを必要とする。超(LJ
(18ミル リードセンク)の先行技術によるパッケー
ジでさえ、この発明の0,3平方、インチに対比して依
然として2.5平方インチを要づる。よって、168リ
ードのダイスは、第9図の六角形の配置を用いると33
0ミル平方となり、これに伴なうパッケージはキー10
.45インチ平方であう。これは約0.2平方インチを
使うことになるが、ここで先行技術による、同数のリー
ドを宵する、ピンとグリッドの配列(ま3.5平方イン
チを使うであろう。
この発明に従った、好ましい六角形の間隔はまた、与え
られたリード間隔の与えられた面積内で用いることので
きるリードの数を増大させるとともに、パッケージの電
気的特性をも改良する。六角形の間隔を用いると、リー
ドの軸は面上で120度離れる。正の方向と同様負の方
向にも進めるので、信号の経路は、単一の接点で、90
度の間隔をあけた4方向ではなく、60度の間隔をあけ
た6方向から選択することができろ。これ(よ結末とし
て、最悪の場合の経路の状況を、6方向のうらの2つか
ら30度隔たったしのとして計幹することになる。この
結果経路は、直線の経路よりもC丁7丁倍長くなるが、
これに比へてU交のシステムでは直線の経路よりAr7
f8 fiい。システムの速度はその最悪の事例によっ
て決定されるので、六角形のシステムは20%速い。
られたリード間隔の与えられた面積内で用いることので
きるリードの数を増大させるとともに、パッケージの電
気的特性をも改良する。六角形の間隔を用いると、リー
ドの軸は面上で120度離れる。正の方向と同様負の方
向にも進めるので、信号の経路は、単一の接点で、90
度の間隔をあけた4方向ではなく、60度の間隔をあけ
た6方向から選択することができろ。これ(よ結末とし
て、最悪の場合の経路の状況を、6方向のうらの2つか
ら30度隔たったしのとして計幹することになる。この
結果経路は、直線の経路よりもC丁7丁倍長くなるが、
これに比へてU交のシステムでは直線の経路よりAr7
f8 fiい。システムの速度はその最悪の事例によっ
て決定されるので、六角形のシステムは20%速い。
よって、この発明は、改良された半導体パッケージであ
って、ダイスの而に垂直に、ダイスに直接マウントされ
るような、平行で等間隔のリード配列に、前ちって選択
された京度のリードを提供することにより、パッケージ
全体の大きさを増大させることなく、集積回路ダイスに
装着されるリード数が急瀧に増加するような、パッケー
ジを提供する。
って、ダイスの而に垂直に、ダイスに直接マウントされ
るような、平行で等間隔のリード配列に、前ちって選択
された京度のリードを提供することにより、パッケージ
全体の大きさを増大させることなく、集積回路ダイスに
装着されるリード数が急瀧に増加するような、パッケー
ジを提供する。
第1図は、この発明の半導体パンケージの一実施例の等
角図で必る。 第2図は、リードの配列を形成するのに用いられるジグ
の側面断面図である。 第3図は、この発明の一実施利の側面断面図である。 第4図は、代替の製造方法を図示した、側面断面の分割
図である。 第5図は、この発明で用いられるなべ型容器の側面断面
図である。 第6図は第5図のなべ型容器の上面図である。 第7図は第5図および第6図に示されたなべ型容器を用
いる、この発明に従って作られた半導体パッケージの側
面断面図である。 第8図はこの発明の一実施例のリード配置の上面図であ
る。 第9図はこの発明の別の実施例のリード配置の上面図で
ある。 図に25いて、2は半導体パッケージ、10はダイス、
12はパッケージ材料、14はリード、20はジグ、2
2,24および26はセラミック層、28は穴、28a
および28bは穴の広い方の端、34は足、42はゲル
、44は溶剤、50はなべ型容器、52は半球状の足、
54(ユ刀イトである。 特許出願人 アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・
インコーボレーテッド
角図で必る。 第2図は、リードの配列を形成するのに用いられるジグ
の側面断面図である。 第3図は、この発明の一実施利の側面断面図である。 第4図は、代替の製造方法を図示した、側面断面の分割
図である。 第5図は、この発明で用いられるなべ型容器の側面断面
図である。 第6図は第5図のなべ型容器の上面図である。 第7図は第5図および第6図に示されたなべ型容器を用
いる、この発明に従って作られた半導体パッケージの側
面断面図である。 第8図はこの発明の一実施例のリード配置の上面図であ
る。 第9図はこの発明の別の実施例のリード配置の上面図で
ある。 図に25いて、2は半導体パッケージ、10はダイス、
12はパッケージ材料、14はリード、20はジグ、2
2,24および26はセラミック層、28は穴、28a
および28bは穴の広い方の端、34は足、42はゲル
、44は溶剤、50はなべ型容器、52は半球状の足、
54(ユ刀イトである。 特許出願人 アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・
インコーボレーテッド
Claims (17)
- (1)集積回路ダイスと、ダイスを外部電気部品に相互
接続するリードを含むマウントパツケージを含む、半導
体装置の製造方法であって、 a)平行な、間隔をあけられた、導体ピンの配列を形成
する工程と、 b)前記ダイスを、前記平行ピンと垂直な面へ保持しな
がら、平行導体ピン配列を、集積回路ダイスへ直接にボ
ンドする工程と、 c)前記ダイスを保護可能なパッケージ材料により前記
ダイスを包囲する工程とを含む方法。 - (2)前記平行ピンの配列が、複数個の等しい長さのピ
ンを、片面に複数個の、間隔をあけた、平行の、等しい
深さの孔を有する軸におかれることによつて形成される
、特許請求の範囲第1項に記載の方法。 - (3)前記ピンの、露出端がはんだで覆われ、前記のは
んだを熱して前記ピンを前記ダイスに垂直にボンドさせ
る間、前記ダイスが前記はんだで覆われたピンに対して
おかれる特許請求の範囲第2項に記載の方法。 - (4)垂直にボンドされた前記ピンを有する前記ダイス
が、プラスチックのカプセルに収納されて、高密度の導
体ピン配列を有する半導体装置を形成し、さらに良い電
気および熱伝導性によつて特徴付けられる、特許請求の
範囲第3項に記載の方法。 - (5)垂直にボンドされた前記ピンを有する前記ダイス
が、前記ダイスを外部環境から守るため、密閉封入容器
に封入されている、特許請求の範囲第3項に記載の方法
。 - (6)ボンドされた前記ピン配列を有する前記ダイスが
、前記ダイスの、接着された前記ピン配列を有する表面
と逆の表面に接する、盛上がった部分を有し、また前記
モールドの側壁に、前記ダイスを中心に置くためのガイ
ド部材を有するようなモールド内に置かれる、特許請求
の範囲第5項に記載の方法。 - (7)前記ダイスのために、衝撃によりマウント支持体
を提供するため、前記ダイスの周囲に前記モールド内に
弾性の材料が置かれる、特許請求の範囲第6項に記載の
方法。 - (8)前記ダイスと弾性材料を前記モールドに封入する
ため、前記ダイスと弾性材料の上で前記モールドに、カ
プセル収納材料が置かれる、特許請求の範囲第7項に記
載の方法。 - (9)前記ダイス内の前記ピンが、前記ジグから取外さ
れて、各ピンの両端が電気的接触のために露出した状態
で、前記ピンを平行な整列状態で保持可能な材料内に、
部分的に収納されている、特許請求の範囲第2項に記載
の方法。 - (10)前記ダイスが、その後電気的に前記ピンと次の
ようにボンドされる、すなわち、前記ピンの一方の端を
はんだで覆い、次に前記ダイスを前記はんだで覆われた
ピンに接触させ、この間にはんだを熱して、前記ピンの
軸に垂直な面で、前記ダイスを前記ピンにボンドさせる
ような、特許請求の範囲第9項に記載の方法。 - (11) a)前記ダイスの周辺の導電パッドから、前記ピンと並
んだコンタクトに導電経路を設けるため、前記ダイスの
一方の表面上へ、1つ以上のパターン化された層を形成
する工程と、 b)前記ダイスとの電気的コンタクトを与えるため、前
記コンタクトへ前記ピンをボンドする工程 とを含む、特許請求の範囲第1項に記載の装置。 - (12)前記平行ピンが中心で25ミルの間隔をあけて
いる、特許請求の範囲第1項に記載の装置。 - (13)前記平行ピンが、より高い間隔密度を与えるた
めに、相互に六角形に等距離に間隔をあけてあるような
、特許請求の範囲第1項に記載の方法。 - (14)増大したリード密度を有する改良された半導体
パッケージであつて、 a)集積回路ダイス b)前記ダイスの一方の表面に、直接、垂直にマウント
された、平行で等間隔をあけたリードの配列、および c)前記ダイスを保護するための、前記ダイスおよび前
記ダイスに近接した前記リードの一部を取巻くパッケー
ジ材料 とを含む半導体パッケージ。 - (15)前記等間隔をあけたリードの配列が、直交の配
列内に複数個のリードを含む、特許請求の範囲第14項
に記載のパッケージ。 - (16)前記等間隔をあけたリードの配列が、六角形の
配列内に複数個のリードを含む、特許請求の範囲第14
項に記載のパッケージ。 - (17)前記リードの配列が次によつて予め形成される
、すなわち、前記リードを、均一の高さで、平行で等間
隔をあけた配置内に保持するため、前記リードをジグ内
に装填し、また前記平行の、等距離の間隔を保持するた
め、前記リード配列を前記ダイスへ接続するに先立つて
、前記各リードの一部分のまわりにパッケージ材料を置
くこと、によって予め形成される、特許請求の範囲第1
4項に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/655,476 US4616406A (en) | 1984-09-27 | 1984-09-27 | Process of making a semiconductor device having parallel leads directly connected perpendicular to integrated circuit layers therein |
| US655476 | 2003-09-04 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6184854A true JPS6184854A (ja) | 1986-04-30 |
Family
ID=24629033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60214435A Pending JPS6184854A (ja) | 1984-09-27 | 1985-09-26 | 半導体装置の製造方法および半導体パツケージ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4616406A (ja) |
| EP (1) | EP0179577B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6184854A (ja) |
| AT (1) | ATE59733T1 (ja) |
| DE (1) | DE3581049D1 (ja) |
Families Citing this family (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4820976A (en) * | 1987-11-24 | 1989-04-11 | Advanced Micro Devices, Inc. | Test fixture capable of electrically testing an integrated circuit die having a planar array of contacts |
| US5260601A (en) * | 1988-03-14 | 1993-11-09 | Texas Instruments Incorporated | Edge-mounted, surface-mount package for semiconductor integrated circuit devices |
| US4975763A (en) * | 1988-03-14 | 1990-12-04 | Texas Instruments Incorporated | Edge-mounted, surface-mount package for semiconductor integrated circuit devices |
| US4916522A (en) * | 1988-04-21 | 1990-04-10 | American Telephone And Telegraph Company , At & T Bell Laboratories | Integrated circuit package using plastic encapsulant |
| US4916523A (en) * | 1988-09-19 | 1990-04-10 | Advanced Micro Devices, Inc. | Electrical connections via unidirectional conductive elastomer for pin carrier outside lead bond |
| US5135890A (en) * | 1989-06-16 | 1992-08-04 | General Electric Company | Method of forming a hermetic package having a lead extending through an aperture in the package lid and packaged semiconductor chip |
| US5371654A (en) * | 1992-10-19 | 1994-12-06 | International Business Machines Corporation | Three dimensional high performance interconnection package |
| US20050062492A1 (en) * | 2001-08-03 | 2005-03-24 | Beaman Brian Samuel | High density integrated circuit apparatus, test probe and methods of use thereof |
| US5634821A (en) * | 1992-12-01 | 1997-06-03 | Crane, Jr.; Stanford W. | High-density electrical interconnect system |
| TW238431B (ja) * | 1992-12-01 | 1995-01-11 | Stanford W Crane Jr | |
| US5543586A (en) * | 1994-03-11 | 1996-08-06 | The Panda Project | Apparatus having inner layers supporting surface-mount components |
| EP0977127A2 (en) | 1994-03-11 | 2000-02-02 | The Panda Project | Method for configuring a computer system |
| US6339191B1 (en) * | 1994-03-11 | 2002-01-15 | Silicon Bandwidth Inc. | Prefabricated semiconductor chip carrier |
| US5824950A (en) * | 1994-03-11 | 1998-10-20 | The Panda Project | Low profile semiconductor die carrier |
| US5541449A (en) * | 1994-03-11 | 1996-07-30 | The Panda Project | Semiconductor chip carrier affording a high-density external interface |
| US5821457A (en) * | 1994-03-11 | 1998-10-13 | The Panda Project | Semiconductor die carrier having a dielectric epoxy between adjacent leads |
| US5576931A (en) * | 1994-05-03 | 1996-11-19 | The Panda Project | Computer with two fans and two air circulation areas |
| JPH08236654A (ja) | 1995-02-23 | 1996-09-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | チップキャリアとその製造方法 |
| EP0861503B1 (en) * | 1995-11-13 | 2002-02-27 | Micron Technology, Inc. | Electrostatic discharge protection circuit comprising staggered contacts |
| US5691569A (en) * | 1995-12-20 | 1997-11-25 | Intel Corporation | Integrated circuit package that has a plurality of staggered pins |
| JP3420435B2 (ja) * | 1996-07-09 | 2003-06-23 | 松下電器産業株式会社 | 基板の製造方法、半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
| JP2828057B2 (ja) * | 1996-08-21 | 1998-11-25 | 日本電気株式会社 | チップサイズパッケージ |
| US5937276A (en) * | 1996-12-13 | 1999-08-10 | Tessera, Inc. | Bonding lead structure with enhanced encapsulation |
| US6384477B2 (en) * | 1997-04-26 | 2002-05-07 | Glotech Inc. | Multiple line grid array package |
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| US6141869A (en) | 1998-10-26 | 2000-11-07 | Silicon Bandwidth, Inc. | Apparatus for and method of manufacturing a semiconductor die carrier |
| US6307258B1 (en) | 1998-12-22 | 2001-10-23 | Silicon Bandwidth, Inc. | Open-cavity semiconductor die package |
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