JP2700434B2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JP2700434B2 JP35169892A JP35169892A JP2700434B2 JP 2700434 B2 JP2700434 B2 JP 2700434B2 JP 35169892 A JP35169892 A JP 35169892A JP 35169892 A JP35169892 A JP 35169892A JP 2700434 B2 JP2700434 B2 JP 2700434B2
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    • H01L2224/48245Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、Cu系合金、Ni系合
金等のリードフレーム用金属条材から形成された積層型
リードフレームを用いた半導体装置に係り、さらに詳し
くは、電源又は接地用の何れか一方の共通リードを兼ね
る枠形の平坦部を外側に設けた、別体の導電プレートを
内部リードの上面に接合した積層型リードフレームを用
いた半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般的に、この種の半導体装置は、金属
条材からプレス加工又はエッチング加工法を用いて素子
搭載部、内部リード部、外部リード部などの所要の形状
を成形する加工を行い、部材の加工履歴で滞有した内部
残留応力を除去する熱処理を行った後、外部材の所要領
域を金属めっきで被覆して形成されたリードフレームを
用い、該リードフレームの素子搭載部の底部の上面に半
導体回路素子を搭載し、次いで内部リードと半導体素子
の電極端子をワイヤによって接続して電気的導通回路を
形成した後、半導体素子及びその搭載部を樹脂モールド
されて外部リードだけが露出するように半導体装置パッ
ケージが形成される。次に、外部リードの先端を切断分
離し、U型、J型などの形状にフォミングを行って形成
されている。前記ワイヤの接続は、前記リードフレーム
の内部リードのワイヤボンディング部と素子上に形成さ
れた集積回路の電極端子とを1対1で接合して電気導通
回路を構成している。しかも、前記内部リードの信号リ
ード、電源リード及び接地リードの数と並列位置は、前
記集積回路素子上の信号端子、電源端子、接地端子等の
電極端子の数とその位置に基づいて設定されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
半導体装置では、多数の接続を素子の電極端子から信号
リード、電源リード、接地リードに対して行うことがで
きるが、ワイヤが交差すると共にこの素子上の電極端子
の数及び位置決めを制約する問題があった。さらに、近
来、半導体装置の高集積化に伴い素子のサイズが大きく
なり、同一パッケージに収納すると内部リードの先端と
パッケージの端部との距離が短くなり、外部リードのフ
ォミングの際に、内部リードが引っ張られてワイヤにス
トレスが生じたり、樹脂との接着性が低下し、外部の汚
染源が侵入し、長期的信頼性を低下させるなどの問題が
あった。さらに、半導体素子の電気回路の高集積化に伴
う発熱による素子の破損や樹脂との接着性が低下し、外
部の汚染源が侵入し、長期的信頼性を低下させるなどの
問題があった。さらに、半導体装置の組立工程における
加熱で、リードフレームの加工履歴で滞有した残留応力
が解放されワイヤボンディング位置が不安定となり、半
導体装置の信頼性を劣化させるため、リードフレームの
形状加工後に残留応力を除去する熱処理を必要としてい
た、この熱処理のための設備や作業工程を要し、半導体
装置のコストを増加させる問題があった。
【0004】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、半導体素子から発熱した熱の拡散効率の向上
を図ると共に、内部リードと半導体素子の電極端子とを
接続するワイヤ間の短絡を防止し、且つ、電源又は接地
用リードと素子の電極端子の接続を簡素化することので
きる半導体装置を提供することを目的とする。さらに、
リードと相互インダクタンスの減少を図り電気特性を向
上することのできる半導体装置を提供することを目的と
する。他の目的は、前記パッケージサイズを変えること
なく、半導体素子のサイズの拡大に伴う対応が図れる半
導体装置を提供することを目的とする。
【0005】
【問題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項1
記載の半導体装置は、多数本のリードの上面側にあっ
て、内部リードのワイヤボンディング部を残して所定巾
で一括して連結した絶縁性接着材からなる枠形の接合部
を備えたリードフレーム本体に、少なくとも2本の吊り
リードを形成する貫通孔が設けられた外縁部を、前記接
合部に熱圧着される電源又は接地用リードの何れか一方
を兼ねる共通リードとなる枠形の平坦部を外側に設け
て、段差状に屈曲(ダウンセット)させて形成した半導
体素子搭載部を有する別体に成形した導電プレートを接
合して構成された積層型リードフレームが使用されてお
り、前記積層型リードフレームの素子搭載部の上面に半
導体素子が搭載されると共に、該素子の電極端子に一端
を接続されたワイヤの他端がリード先端のワイヤボンデ
ィング部又は平坦部の共通リードのそれぞれに接続して
電気的導通回路を形成した後、前記半導体素子、導電プ
レート、内部リード、及びワイヤが樹脂封止した後、樹
脂封止部より延長した外部リードを所定の形状にフォミ
ングして構成したことを特徴とするものである。
【0006】
【作用】本発明は、上記のように構成されているので、
請求項1記載の半導体装置においては、多数本のリード
の上面側にこれを一括接合した、別体に形成された導電
プレートの電源又は接地用リードの何れか一方の共通リ
ードを兼ねる枠形の平坦部を備えているので、素子の端
子数の増設が可能となり、素子の電源端子又は接地端子
の数及びその配置の設計自由度が向上すると共に、ワイ
ヤボンディングの簡素化が図れる。さらに、導電プレー
トの平坦部をリードの上面に接合しているので、半導体
素子搭載部のダウンセット量の調整によってパッケージ
の上部、下部の厚みが略均等になり、封止樹脂の流れを
スムーズにし、気泡の発生を防ぐと共に樹脂の冷却速度
を均一にすることができる。さらに、導電プレートの平
坦部をリード上面に接合しているから、リードの平坦度
及び位置精度を向上させることができると共に、吊りリ
ードを形成する貫通孔がアンカーホールとなり、外部リ
ードのフォミングの際に生じる内部リードの動きがなく
なると共にパッケージのクラックの発生を防止すること
ができる。さらに、別体に成形された導電プレートの平
坦部がリードの上面側に接合しているから、導電プレー
トの部材の材質の選定、表面被覆の選定の自由度が増
し、半導体素子から発熱した熱の拡散効率を向上させる
と共にリードとの相互インダクタンスの減少を図り、電
気的特性を向上させることができる。さらに、前記パッ
ケージを変えることなく、半導体素子のサイズの拡大に
伴う対応が図ることができる。
【0007】
【実施例】続いて、添付した図面に基づき、本発明を具
体化した一実施例につき説明する。ここに、図1は本発
明の一実施例に係る半導体装置の構成を示す断面図、図
2は本発明の一実施例に用いたリードフレーム本体の概
要を示す平面図、図3は本発明の実施に用いた積層型リ
ードフレームの概要を示す平面図、図4は発明の一実施
例に係るワイヤの接続状態を示す部分斜視図、図5は本
発明の実施例に係る他の実施例を示す部分断面図であ
る。
【0008】まず、本発明の一実施例に係る半導体装置
の構成を説明する。図1〜図5に示すように、本発明の
一実施例に係る半導体装置10は、別体に成形された導
電性プレート23をリードフレーム本体(基体)14の
上面に接合して構成された積層型リードフレーム11が
用いられている。
【0009】前記積層型リードフレーム11は、図2、
図3に示すようにCu系合金のリードフレーム用金属条
材からプレス加工又はエッチング加工などの加工法を用
いて、素子搭載空間部12と内部リード部13a、外部
リード13bを有する多数本のリード13を前記素子搭
載空間部12の周辺に並列したQFP(クワット・フラ
ット・パッケージ)をその一例とするリードフレーム基
体14を有している。
【0010】前記リードフレーム基体14(図2参照)
には、そのリード13の表面の所定領域にPd、Au等
の金属めっき層13cが形成されており、該リード13
の上面側の所定領域には、内部リード13aの先端のワ
イヤボンディング部15を残して一括して連結した熱塑
性の絶縁性接着材を両面に備えた絶縁テープをその一例
とする所定巾の枠形の接合部16を備えている。これに
よって、内部リード13aの位置精度を維持した状態
で、この先端部の端面を形成することができる。
【0011】図3によれば、前記枠形の接合部16の上
面には、半導体素子25が搭載される下方にダウンセッ
トされた半導体素子搭載部29を有する導電性プレート
23が、該導電性プレート23の外縁部20の外側に設
けられた平坦部21を介して熱圧着されている。これに
よって、前記リード13の配列位置の精度を保持する強
度が著しく向上すると共に、外部リード13bのフォミ
ングの際に、生じる内部リード13aの動きを防止し、
且つ半導体装置10の電気特性を著しく向上させること
ができる。また、前記熱可塑性の絶縁接着材27の間に
誘電性材28をサンドウィッチした接合部を設けたもの
であってもよい。これによってさらに、電気特性を向上
させることができる。
【0012】前記導電性プレート23には、図4によれ
ば前記半導体素子搭載部29の外縁部20に、前記半導
体素子搭載部29の四隅を支持する吊りリード22を形
成する貫通孔30が穿孔されており、また貫通孔30が
配列した前記外縁部20の外側に電源又は接地用リード
の何れか一方の共通リードを兼ねる枠形の平坦部21
と、前記貫通孔で形成された吊りリード22を介して段
差状にダウンセットした前記半導体素子搭載部29とを
備えている。この共通リードを兼ねる枠形の平坦部21
によって、素子25の電極端子と内部リードとの電気的
導通回路の形成が簡素化されると共に半導体素子の電極
端子数に増設及び配列位置の自由度を向上させることが
できる。この半導体素子搭載部29のダウンセットの量
は、半導体素子25を素子搭載部29に搭載した際に、
樹脂部24の上部の厚みAと下部の厚みBとが略均等と
なるように設定されている。(図1参照)
【0013】上記のように構成された積層型リードフレ
ーム11を用いたQFP(クワッド・フラット・パッケ
ージ)型の一例として半導体装置10は、図1によれ
ば、前記積層型リードフレーム11の導電性プレート2
3の素子搭載部29の上面に接着材を介して素子25が
搭載されている。また、前記内部リードの先端部のワイ
ヤボンディング部15と半導体素子25の電極端子と
は、両端子間を直接接続するワイヤ26と、導電性プレ
ート23の共通リードとなる平坦部21と内部リード1
3aの電源リード17とを接続するワイヤ26aと、前
記平坦部21を介して間接的に接続するワイヤ26bと
により接続(図4参照)して電気的回路を形成してい
る。また、前記半導体素子25、導電プレート23、内
部リード13a及びワイヤ26、26a、26bが樹脂
封止されて外部リード13bだけが露出するように樹脂
パッケージ19が形成される。次に、露出した外部リー
ド13bの先端を切断分離してU型、J型などの形状に
フォミングされて構成されてている。
【0014】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明はこの実施例に限定されているものではなく、要旨を
逸脱しないかぎり、本発明に含まれる。例えば、本実施
例では、導電性プレート23の共通リードとなる平坦部
21と内部リード13aの電源リード17との接続を、
ワイヤによる間接接続で説明したが平坦部21と内部リ
ード13aの電源リード17との間に間接的、直接的に
電気的導通回路を形成するもの(溶接、スルフォール、
圧着など)であればよい。また、本実施例では導電性プ
レート23をリードフレーム本体14に接続したのち素
子を搭載したが、導電性プレートに素子を搭載した後、
導電性プレートをリードフレーム本体に接合したもので
あってもよい。また、共通リードとなる平坦部21を電
源リード17の共通リードとしたが、接地リード18の
共通リードとして利用することもできる。
【0015】
【発明の効果】請求項1記載の半導体装置は、このよう
に、ワイヤにより内部リード先端部の電極端子と半導体
素子の電極端子とをワイヤリングする際に、隣接するワ
イヤと交差するようなワイヤリングをしなければならな
い場合には、前記導電性プレートの平坦部が電源又は接
地リードの何れか一方の共通端子となるので、従来では
回避できなかった交差状態のワイヤリングが回避でき、
半導体素子に接続されるワイヤ間の短絡を防止できると
共に素子の電極端子の配列を阻害する要素がなくなり、
素子の電極端子の増設や設計が容易になる。さらに、導
電性プレートの平坦部が内部リードを一括接続している
ので、従来に比べて内部リード間の接続強度が著しく堅
固になり、熱応力に対して安定性が向上し、リードの浮
き沈みや寄りがなくなり平坦度及び位置精度の向上がで
きると共に、アウターリードのフォミングによる引っ張
りに対するインナーリード及び素子搭載部の安定性が向
上する。しかも、内部リード13aは、このように絶縁
性テープを介して枠形の平坦部21に堅固に熱圧着され
ているので、リード13の残留応力を取り除く熱処理を
しなくても、残留応力の解放によって生じる変形を防止
でき、これにより熱処理に要する設備コストの削減や作
業時間の短縮化が図れる。さらに、枠形の平坦部21で
内部リードを固定しているので、外部リード136のフ
ォミングの際に生じる内部リードの引っ張りを防止でき
る。さらに、内部リード13aを絶縁性テープを介して
枠形の平坦部を固定しているので、電気特性が著しく向
上し、半導体装置の信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る半導体装置の構成の概
要を示す断面図である。
【図2】本発明の実施に用いたリードフレーム本体の概
要を示す平面図である。
【図3】本発明の実施に用いた積層型リードフレームの
概要を示す平面図である。
【図4】本発明の一実施例に係るワイヤの接続状態を示
す部分斜視図である。
【図5】本発明の一実施例に係る他の実施例を示す部分
断面図である。
【符号の説明】
10 半導体装置 11 積層型リードフレーム 12 半導体素子搭載空間部 13 リード 13a 内部リード 13b 外部リード 13c 金属めっき層 14 リードフレーム本体 15 ワイヤボンディング部 16 枠形の接合部 17 電源リード 18 接地リード 19 樹脂パッケージ 20 外縁部 21 平坦部(共通リード) 22 吊りリード 23 導電プレート 24 樹脂部 25 半導体素子 26 ワイヤ 26a ワイヤ 26b ワイヤ 27 接着材 28 誘電材 29 素子搭載部 30 貫通孔

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多数本のリードの上面側にあって、内部
    リードのワイヤボンディング部を残して所定巾で一括し
    て連結した絶縁性接着材からなる枠形の接合部を備えた
    リードフレーム本体に、少なくとも2本の吊りリードを
    形成する貫通孔が設けられた外縁部を、前記接合部に熱
    圧着される電源又は接地用リードの何れか一方を兼ねる
    共通リードとなる枠形の平坦部を外側に設けて、段差状
    に屈曲(ダウンセット)させて形成した半導体素子搭載
    部を有する別体に成形した導電プレートを接合して構成
    された積層型リードフレームが使用されており、前記積
    層型リードフレームの素子搭載部の上面に半導体素子が
    搭載されると共に、該素子の電極端子に一端を接続され
    たワイヤの他端がリード先端のワイヤボンディング部又
    は平坦部の共通リードのそれぞれに接続して電気的導通
    回路を形成した後、前記半導体素子、導電プレート、内
    部リード、及びワイヤが樹脂封止されてなることを特徴
    とする半導体装置。
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