JP2000031371A - リードフレームおよびそれを用いて構成された半導体装置 - Google Patents

リードフレームおよびそれを用いて構成された半導体装置

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勝彦 小口
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Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体素子3をリードフレームのダイパッド1
に接着し、半導体素子3とリード2を金属線4で結線し
モールド樹脂5で成形するタイプの半導体装置パッケー
ジの構造に関する。半導体装置のハンダ付け時の熱スト
レスにより発生するダイパッド1裏面のモールド樹脂5
との剥離、ふくれ、クラックを防止すること。 【解決手段】リードフレームのダイパッド1に多数の網
目状貫通穴12を形成し、その貫通穴12の断面形状は
凹凸をつけたものにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子をリー
ドフレームのダイパッドに接着し、半導体素子とリード
を金属線で結線し、モールド樹脂で成形するタイプの半
導体装置パッケージの構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体素子をプラスチックパッケージに
組立てた状態の半導体装置は、図3に示すように、半導
体素子3をリードフレームのダイパット6に接着し金属
線4で半導体3とリード2を結線し、モールド樹脂5で
成形したものである。
【0003】この構造でダイパッド1の形状で従来知ら
れているものとしては、図4(a)から図4(e)に示
すような例がある。
【0004】図4(a)は特に何もしないで平な板状の
もの、図4(b)は半導体素子を接着する面の反対側に
半球状のメクラ穴8を多数設けたもの、図4(c)は、
十字スリットの貫通穴9を設けたもの、図4(d)は多
数の貫通穴10を設けたもの、図4(e)は貫通穴の径
を表裏で変えたものである。
【0005】この半導体装置を基板実装する時は、実装
基板21のパターン上にハンダクリーム22を塗り、半
導体装置をのせてリフロー炉でハンダ付けを行なう。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の従来技
術の図3で示す半導体装置パッケージの構造では、モ−
ルド樹脂5が吸湿性があるため通常の室内放置でも吸湿
が進行し、基板実装する際のリフロー炉の熱によりモー
ルド樹脂5の中の水分が急激に気化し、ダイパッドとダ
イパッド下面のモールド樹脂5との界面に水蒸気6が発
生して、剥離が発生し、ひどい場合にはモールド樹脂5
にクラックが発生する。
【0007】ダイパッド1とダイパッド下面のモールド
樹脂5の界面の剥離は、クラックに至らないまでもふく
れとなって実装基板21に接触するため、リード2の先
端が浮き上がってハンダ22と隙間23ができるため、
ハンダ付け不良となることがある。この剥離現象はダイ
パッド1のサイズが大きい程発生しやすくダイパッドサ
イズ1のサイズが約5mmを超えると発生しやすくな
る。
【0008】また、この剥離現象は、モールド樹脂5の
厚さが薄い程発生しやすく、モールド樹脂5の厚さが約
1.5mm以下になると発生しやすくなる。
【0009】近年半導体装置パッケージの多リード化、
大型化、薄型化によりこの剥離現象の問題がクローズア
ップされてきている。
【0010】従来この現象の対策として種々のダイパッ
ド形状が提案されている。
【0011】図4(a)は、特に対策をとっていないも
のであり、ダイパッド裏面は平面状になっている。
【0012】図4(b)はダイパッド1の半導体素子を
接着する面の反対側に半球状のメクラ穴8を多数設けた
ものであるが、半球上のメクラ穴のためモールド樹脂5
をホールドする力が弱い。
【0013】図4(c)はダイパッド1に十字スリット
の貫通穴9を設けたものであり、応力が4等分されるこ
とをねらっているがこれでは不充分の場合がある。
【0014】図4(d)はダイパッドに多数の抜き穴1
0を設けたものであるが、抜き穴であるためモールド樹
脂5をホールドする力が弱い。
【0015】図4(e)はダイパッド1に斜めの貫通穴
11を設けたものであるが貫通穴の数、断面形状によっ
ては樹脂5をホールドする力が弱い。
【0016】本発明は、上記の問題を解決するためにな
されたもので、その目的は、ダイパット1に樹脂5をし
っかりホールドさせる構造にすることにより、半導体装
置を基板実装する際のリフロー炉の熱ストレスにより、
ダイパッド1の下面とモールド樹脂5との剥離、クラッ
クを防止して、製品の信頼性を向上可能とする半導体装
置を提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係るリ
ードフレームは、上記の課題を解決するために、半導体
素子搭載部のダイパッドに網目状に貫通穴を形成し、そ
の貫通穴の断面形状は凹凸をつけたことを特徴としてい
る。
【0018】上記の構造によるリードフレームを請求項
3の発明に係る半導体装置に用いた場合、モールド樹脂
がダイパッドにしっかりホールドされるため剥離、クラ
ックを防止することができる。
【0019】請求項2の発明に係るリードフレームは、
上記の課題を解決するために請求項1に記載のリードフ
レームにおいてダイパッドの大きさが約5mm以上のも
のについて網目状に貫通穴を形成し、その貫通穴の断面
形状は凹凸をつけたことを特徴としている。
【0020】上記構造によるリードフレームを請求項3
の発明に係る半導体装置に用いた場合、ダイパッド裏面
とモールド樹脂の剥離の発生しやすい大きさの領域にお
いて効果的に剥離、クラックを防止することができる。
【0021】請求項3の発明に係る半導体装置は、上記
の課題を解決するために請求項1および請求2記載のリ
ードフレームに半導体素子を接着し、金属線で半導体素
子とリードを結線し、モールド樹脂で成形したことを特
徴としている。
【0022】上記の構造による半導体装置は、モールド
樹脂が、ダイパッドにしっかりホールドされているため
剥離、クラックを防止することができる。
【0023】請求項4の発明に係る半導体装置は請求3
記載の半導体装置においてモールド樹脂厚が約1.5m
m以下のものについて請求項1および請求2記載のリー
ドフレームを適用したことを特徴としている。
【0024】上記構造による半導体装置は、ダイパッド
裏面とモールド樹脂の剥離の発生しやすい厚さの領域に
おいて効果的に剥離、クラックを防止することができ
る。
【0025】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について図
1および図2に基づいて説明すれば以下のとおりであ
る。
【0026】まず本実施の形態で用いる半導体装置の構
成について説明する。
【0027】図1においてダイパッド1とリード2は通
常1枚の金属板から成形されてリードフレームと称す
る。
【0028】リードフレームのダイパッド1に半導体素
子3を接着し、半導体素子3とリード2を金属線で結線
した後、モールド樹脂5で成形する。
【0029】その後、リード2の表面処理、切断、曲げ
成形を行なって半導体装置が完成する。
【0030】この半導体装置を実装する場合には基板2
1にハンダクリーム22を塗り、半導体装置をのせてリ
フロー炉でハンダ付けを行なう。
【0031】次に本発明の特徴であるリードフレームの
形態例について説明する。
【0032】本発明のリードフレームは、図2に示すよ
うにダイパッド1に、多数の貫通穴12を形成して網目
状にし、その貫通穴12の断面形状に凹凸をつけたもの
である。
【0033】貫通穴12の断面形状実施例としては以下
のとおりである。
【0034】図2(b)は、貫通穴12の断面形状を円
弧状にし、厚さ方向の中央部の径を入口部より大きくし
たものである。
【0035】図2(c)は貫通穴12の断面形状を細か
いギザギザをつけたようにしたものである。
【0036】図2(d)は貫通穴12の断面形状をスト
レートであるが厚さ方向の中央部に入口部より大きい径
の穴を設けたものである。
【0037】図2(e)は、貫通穴12の断面形状を斜
めの直線状にし、厚さ方向の中央部の径を入口部より大
きくしたものである。
【0038】図2(f)は、貫通穴12の断面形状をス
トレートではあるが2段穴とし、半導体素子3を接着す
る側の径を大きくしたものである。
【0039】上記貫通穴12の断面形状図2(b)から
図2(f)については、組合わせ方によって他に多数の
形状が考えられる。
【0040】上記貫通穴12を形成したリードフレーム
を用いて、先に述べたように図1のような半導体装置が
構成されるが、この場合モールド成形時に、モールド樹
脂5がダイパッド1の貫通穴12の中に流れ込んで固ま
り、貫通穴12の凹凸によりしっかりとホールドされる
ようになるため、半導体装置の基板21へのハンダ付け
時に加わる熱ストレスによりダイパッド1とダイパッド
下面のモールド樹脂5の剥離するのを防止することがで
きる。
【0041】この剥離現象は、ダイパッド1のサイズが
大きい程発生しやすくなる性質があり、ダイパッド1の
サイズが約5mmを超えると発生しやすくなるため、ダ
イパッド1のサイズが約5mm以上のものについて本発
明の貫通穴12を設けてリードフレームを形成すること
により効果が大きい。
【0042】またこの剥離現象はモールド樹脂5の厚さ
が薄い程発生しやすくなる性質があり、モールド樹脂5
の厚さが約1.5mm以下になると発生しやすくなるた
め、モールド樹脂5の厚さが約1.5mm以下の半導体
装置について本発明のリードフレームを適用することに
より効果が大きい。
【0043】
【発明の効果】請求項1の発明に係るリードフレーム
は、以上のようにダイパットに多数の貫通穴を網目状に
形成し、その貫通穴の断面形状は凹凸をつけた形状を有
するものである。
【0044】請求項目3の発明に係る半導体装置は、上
記請求項1のリードフレームに半導体素子を接着し、金
属線で半導体素子とリードを結線し、モールド樹脂で形
成した構成である。
【0045】それゆえ、モールド成形時にモールド樹脂
がダイパッドの貫通穴に流れ込んで固まり、貫通穴の凹
凸によりしっかりとホールドされるようになるため、半
導体装置の基板へのハンダ付け時に加わる熱ストレスに
よりダイパッドとダイパッド下面のモールド樹脂の剥離
するのを防止することができることから、半導体装置の
ふくれ、クラック防止をはかることができ、半導体装置
の耐久性や信頼性の向上を図ることができるという効果
を奏する。
【0046】請求項目2の発明に係るリードフレーム
は、請求項1で記載されたダイパッドの貫通穴をダイパ
ッドサイズが約5mm以上のものに適用したリードフレ
ームである。
【0047】請求項4の発明に係る半導体装置は、上記
請求項3記載の半導体装置において、モールド樹脂厚が
約1.5mm以下のものについて請求項1および請求項
2記載のリードフレームを適用した半導体装置である。
【0048】それゆえ、上記のダイパットとダイパッド
下面のモールド樹脂の剥離が発生しやすい領域であるダ
イパッドサイズが約5mm以上およびモールド樹脂厚が
約1.5mm以下の領域において剥離を防止することが
でき、近年高まっている、半導体装置の多リード化、大
型化、薄型化に対応できるという効果を奏する。
【0049】またこの結果、半導体装置を使用した機器
の実装効率を高めることになり、機器の小型化、薄型化
に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半導体装置の一構成例を示す概略
図である。
【図2】本発明に係るリードフレームの一形状例を示す
もので、同図(a)は上図面であり、同図(b)から同
図(f)は、同図(a)の貫通穴の部分の断面図であ
る。
【図3】従来の半導体装置の一構成例を示す概略図であ
る。
【図4】従来のリードフレームの形状例を示す概略図で
ある。
【符号の説明】
1. ダイパッド 2. リード 3. 半導体素子 4. 金属線 5. モールド樹脂 6. 水蒸気 8. 半球状メクラ穴(ダイパッド裏面) 9. 十字スリット貫通穴(ダイパッド) 10. 貫通穴(ダイパッド) 11. 貫通穴の径を表裏で変えたもの(ダイパッド) 12. 多数の網目状貫通穴(ダイパッド) 21. 実装基板 22. ハンダクリーム 23. 隙間

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体装置用リ−ドフレームにおいて、半
    導体素子搭載部のダイパッドに、多数の貫通穴を網目状
    に形成し、その貫通穴の断面形状は凹凸をつけたことを
    特徴とするリードフレーム。
  2. 【請求項2】請求項1記載のリードフレームにおいて、
    ダイパッドの大きさが約5mm以上のものについて、網
    目状に貫通穴を形成し、その貫通穴の断面形状は凹凸を
    つけたことを特徴とするリードフレーム。
  3. 【請求項3】請求項1および請求項2記載のリードフレ
    ームに半導体素子を接着し金属線で半導体素子とリード
    を結線し、モールド樹脂で成形したことを特徴とする半
    導体装置。
  4. 【請求項4】請求項3記載の半導体装置において、モー
    ルド樹脂厚が約1.5mm以下のものについて、請求項
    1および請求項2記載のリードフレームを適用したこと
    を特徴とする半導体装置。
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