JPH05283593A - リードフレーム及びそれを用いた樹脂封止型素子 - Google Patents

リードフレーム及びそれを用いた樹脂封止型素子

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JPH05283593A
JPH05283593A JP4081220A JP8122092A JPH05283593A JP H05283593 A JPH05283593 A JP H05283593A JP 4081220 A JP4081220 A JP 4081220A JP 8122092 A JP8122092 A JP 8122092A JP H05283593 A JPH05283593 A JP H05283593A
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JP
Japan
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resin
die pad
semiconductor chip
partition wall
lead frame
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JP4081220A
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Haruhiko Makino
晴彦 牧野
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Sony Corp
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Sony Corp
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Publication date
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  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】半導体チップの表面および側面を保護すると共
に、その電極とインナーリードとを接続するワイヤも弾
性樹脂で保護することにより、樹脂封止型素子の高信頼
性を計ることを目的する。 【構成】ダイパッド1の周縁に仕切り壁2を四方に形成
し、その仕切り壁2及びダイパッド1の周縁にスリット
8を形成し、それらのスリット8の空間にインナーリー
ド3の内端部4が入り込む構造にリードフレームを成形
し、このダイパッド1に半導体チップSを載置して、そ
の電極と前記内端部4をワイヤ5で接続し、仕切り壁2
内部に弾性材6を充填し、更に、その上を含む全体を封
止樹脂で封止した。 【効果】弾性材で半導体チップ表面及び側面と、ワイヤ
も保護した構造にしたので、封止樹脂の収縮に起因する
応力を分散することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体チップ、ホー
ル素子、表面弾性波素子、その他チップ状の電子部品を
保護し易いリードフレーム及びそれを用いてチップ素子
を樹脂封止した樹脂封止型素子に関するものである。
【0002】
【従来の技術】以下の説明では、半導体チップを挙げて
説明する。近年、半導体チップは、多機能を1個の半導
体チップに取り入れるために、半導体集積回路パターン
の微細化と並行して、大面積化が進んでいる。
【0003】このような大面積半導体チップの樹脂封止
した樹脂封止型素子を得るには、先ず、鉄─ニッケル系
合金(ニッケル42重量パーセント)や銅系合金からな
るリードフレームのダイパッドに、半導体チップを金─
珪素共晶やエポキシ樹脂またはポリミド樹脂中に銀粉末
を混合したペーストで固定し、その半導体チップの電極
の表面に形成したアルミニュームやアルミニュームー珪
素合金の電極用パッドと、銀等の薄いメッキ層で被覆し
たリードフレームのインナーリードの内端部とを、金、
銀、銅、アルミニウム等のワイヤで超音波振動法や熱圧
着法を用いて接続する。
【0004】そして次に、そのような半導体チップを、
表面温度が160℃乃至190℃に維持された成形用金
型のキャビティに載置し、溶融状のノボラック系エポキ
シ樹脂を注入した後、放冷し、半導体チップ、ワイヤ及
びインナーリードの一部とを樹脂で封止し、その後、そ
の樹脂の外部のリードフレームに表面処理を施し、更
に、そのリードフレームの不要部分を切断、分離し、曲
げ加工を施して、樹脂表面へ表示の刻印をすると、樹脂
封止型素子が完成する。
【0005】しかしながら、前記のような構造では、高
温の成形用金型に注入された溶融状の樹脂が硬化する
時、及び常温に戻る時の樹脂の収縮によって、珪素から
なる半導体チップに圧縮、剪断等の応力が加わり、その
結果、硅素単結晶にピエゾ効果が生じ、半導体チップの
表面に形成された各半導体集積回路素子の特性が変動す
る。
【0006】この変動量は、半導体チップの大きさやそ
の半導体チップのダイパッド上の位置、封止樹脂の種
類、封止樹脂の形状等により異なるため、これら要因を
考慮して樹脂封止を正確に設計することは難しい。更
に、半導体チップの表面と樹脂との界面で生じる剪断応
力により、半導体チップの表面に形成されている金属配
線微細パターンに移動が生じ、同時に表面保護膜を破壊
する。更に、これらはそのパターンくずれや耐湿性低下
等の原因にもなる。
【0007】このような諸問題を解決するため、ダイパ
ッド上に固定された半導体チップの表面および側面を弾
性材で覆い、その上を更に封止樹脂で封止する構造の樹
脂封止型素子が提案されている。
【0008】その従来技術例を図3に示した。リードフ
レームの一部構造要素であるダイパッド1の周縁部に或
る高さの仕切り壁2を形成し、そのダイパッド1に半導
体チップSを搭載、固定すると共に、その周辺に配置さ
れた各インナーリード3の内端部4と半導体チップSの
表面に形成された各電極用パッドとを金やアルミのワイ
ヤ5でボンディングした後、シリコーン樹脂のような弾
性材6を前記仕切り壁2の中に流し込んで比較的厚く覆
い、その上をエポキシ樹脂のような封止樹脂7で封止し
ている。
【0009】前記リードフレームの構成要素を図4に示
した。前記仕切り壁2にワイヤ5が通る複数のスリット
8が形成されており、それらのスリット8の先端はダイ
パッド1の面に達っしないように高く形成し、弾性材6
の厚みを増すことができるように構成されている。
【0010】このような構造を採ることによって、半導
体チップSの表面や側面が封止樹脂7に直接接触せず、
前記弾性材6の介在により、封止樹脂7の硬化及び温度
降下による収縮で、半導体チップSに加えられる応力が
分散することができ、更に、半導体チップSの表面に発
生する剪断応力を大幅に低減することができる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ような構造では、高温の成形用金形に注入された溶融状
のエポキシ樹脂が硬化する時、更に、それが常温に戻る
時、弾性材5との間に収縮の差が生じ、これら2つの異
なる樹脂の間を通るワイヤ5は、前記2つの異なる樹脂
の境界層の間で剪断されるという問題があった。
【0012】
【課題を解決するための手段】それ故、この発明では、
ダイパッドと、このダイパッドの周縁に形成した或る高
さの仕切り壁と、前記ダイパッドの周縁部と該仕切り壁
とにわたってスリットを形成し、前記仕切り壁内で、こ
れらのスリット内に電気的絶縁状態で挿入され、かつ前
記ダイパッドと同一の面内に配置された内端部を有する
インナーリードとを同一材料で一体に成形してリードフ
レームを構成し、そして前記ダイパッド上にチップ素子
を固定し、そのチップ素子の電極と前記インナーリード
の内端部とを前記仕切り壁内でワイヤで接続し、前記チ
ップ素子、前記ワイヤ及びワイヤが接続された前記内端
部を弾性材で覆い、更にその弾性材の表面をも含み、前
記ダイパッド及び前記仕切り壁外のインナーリードをも
含んで封止樹脂で封止するようにした。
【0013】
【作用】半導体チップの表面や側面、並びにワイヤ及び
そのワイヤの一端が接続されたインナーリードの先端部
をシリコーン樹脂のような弾性材のみで覆い、封止樹脂
と直接接触しないように構成したので、その封止樹脂の
硬化及び温度降下による収縮によって半導体チップに加
わる応力を分散させることができ、更に、半導体チップ
の表面に発生する剪断応力を低減させ、そして更に、弾
性材と封止樹脂の境界面でおきるワイヤの断線を防止す
ることができる。
【0014】
【実施例】この発明の樹脂封止型素子のパッケージ構造
の一例として、デュアルインラインパッケージ(DI
P)を例に挙げ、図1及び図2を用いて説明する。な
お、従来技術のリードフレーム及びそれを用いて構成し
た樹脂封止型素子と同一の構成部分には同一の符号を付
した。図1はこの発明のリードフレームの概略図で、同
図Aはその斜視図であり、同図Bは図Aの一部要部拡大
斜視図である。そして図2は図1Aに示したリードフレ
ームのダイパッドにチップ素子を固定し、弾性材と封止
樹脂で封止した状態をA−A線に沿って示したこの発明
の樹脂封止型素子の断面図である。
【0015】図1Aに示したリードフレームは、例え
ば、鉄ニッケル合金(ニッケル42重量パーセント)か
らなる一枚の薄板で構成されている。ダイパッド1と、
このダイパッド1の四辺の周縁に形成した高さ0.2m
m乃至0.5mmの仕切り壁2と、前記ダイパッド1の
周縁部とこの仕切り壁2とに跨がって等間隔で複数のス
リット8を形成し、このスリット8の先端8aがダイパ
ッド1の一部周縁を切り欠いた状態で終わるようにし、
前記仕切り壁2内で、それらスリット8内に電気的絶縁
状態で挿入され、かつ前記ダイパッド1と同一の面内に
配置された内端部4を有するインナーリード3とをプレ
ス成形で形成されている。
【0016】前記仕切り壁2に形成したスリット8の先
端8a、つまりダイパッド1の周縁に形成された形の切
り欠き8aの幅は、インナーリードの内端部4の幅より
広くし、それらの内端部4の両側端及びその内端がそれ
ぞれ切り欠き8aの両側面及び凹部の底面に接触しない
ように構成されている。
【0017】前記リードフレームのダイパッド1及びイ
ンナーリード3の内端部4上面には、1〜3μmの厚み
でAgやAuをメッキし、そのダイパッド1に半導体チ
ップSをAu─Si共晶法やAgペーストでダイボンド
して固定する。そして、半導体チップSの表面の電極と
仕切り壁2の内側にあるインナーリード3の内端部4と
をAu、Ag、Cu、Alなどの合金からなるワイヤ5
で接続する。
【0018】次に、図2に示したように、硬化後に弾性
を有するシリコーン樹脂のような液状の弾性材6を半導
体チップSの上に、そして仕切り壁7を越えず、しかも
半導体チップS全体及びワイヤ4が埋没するように滴下
し、そして硬化させてゼリー状の弾性樹脂にする。
【0019】このような弾性材6で覆った半導体チップ
S付きリードフレームを成形金型のキャビティに装填
し、その弾性材の表面をも含み、前記ダイパッド及び前
記仕切り壁外のインナーリードをも含んで、溶融したエ
ポキシ樹脂のような封止樹脂7を注入し、そして硬化さ
せると、図2に示したような樹脂封止型素子を得ること
ができる。その後、アウターリード(図示していない)
の切断、折り曲げ加工などを行う。
【0020】以上説明したように、この発明の樹脂封止
型素子は、半導体チップの表面と側面、半導体チップの
電極とインナーリードの内端部を接続するワイヤ及び仕
切り壁の内部に存在するインナーリードの内端部を弾性
樹脂で覆い、それらの各部分に封止樹脂が接触すること
を防ぐ構造に構成することができた。
【0021】
【発明の効果】従って、この発明の樹脂封止型素子は、
弾性材の存在により、封止樹脂の硬化と温度の降下によ
る収縮に起因する応力を分散させることができ、従来技
術の樹脂封止型素子で生じた局部集中応力の発生を防止
し、その半導体チップに形成された半導体集積回路の特
性の変動を大幅に減少することができる。
【0022】また、半導体チップの表面と封止樹脂は直
接接触しないので、前記剪断応力による半導体チップの
表面に成形された金属配線パターンの移動と、それに伴
う表面保護の破壊を防止でき、特性変動も防止できる。
【0023】さらに、ワイヤは弾性材と封止樹脂との間
を通らず、弾性材内のみに存在するため、ワイヤが断線
するという事故がない。
【0024】なお、この発明は前記半導体チップに代え
てホール素子、表面弾性波素子、その他チップ状の電子
部品をリードフレームに搭載した場合にも、前記のよう
な素子特性の安定化、信頼性の向上を計ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のリードフレームの概略図で、同図A
はその斜視図であり、同図Bは図Aの一部要部拡大斜視
図である。
【図2】図1Aに示したリードフレームのダイパッドに
チップ素子を固定し、弾性材と封止樹脂で封止した状態
をA−A線に沿って示したこの発明の樹脂封止型素子の
断面図である。
【図3】従来技術の樹脂封止型素子の断面図である。
【図4】図3に示した従来技術の樹脂封止型素子に使用
されているリードフレームの斜視図である。
【符号の説明】 1 ダイパッド 2 仕切り壁 3 インナーリード 4 内端部 5 ワイヤ 6 弾性材 7 封止樹脂 8 スリット 8a スリットの先端(切り欠き) S 半導体チップ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ダイパッドと、該ダイパッドの周縁に形成
    された或る高さの仕切り壁と、前記ダイパッドの周縁部
    と該仕切り壁とにわたって形成されたスリットと、前記
    仕切り壁内で、該スリット内に電気的絶縁状態で挿入さ
    れ、かつ前記ダイパッドと同一の面内に配置された内端
    部を有するインナーリードとから構成されていることを
    特徴とするリードフレーム。
  2. 【請求項2】請求項1に記載のダイパッド上にチップ素
    子を固定し、該チップ素子の電極と前記インナーリード
    の内端部とを前記仕切り壁内でワイヤで接続し、前記チ
    ップ素子、前記ワイヤ及びワイヤが接続された前記内端
    部を弾性材で覆い、更に該弾性材の表面をも含み、前記
    ダイパッド及び前記仕切り壁外のインナーリードをも含
    んで封止樹脂で封止したことを特徴とする樹脂封止型素
    子。
  3. 【請求項3】ダイパッド、仕切り壁及びインナーリード
    が同一材料から一体で成形されたことを特徴とする請求
    項1に記載のリードフレーム。
JP4081220A 1992-04-03 1992-04-03 リードフレーム及びそれを用いた樹脂封止型素子 Pending JPH05283593A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08186189A (ja) * 1994-12-29 1996-07-16 Toray Dow Corning Silicone Co Ltd 半導体装置およびその製造方法
US5786631A (en) * 1995-10-04 1998-07-28 Lsi Logic Corporation Configurable ball grid array package

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