JPH06105721B2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH06105721B2
JPH06105721B2 JP5840785A JP5840785A JPH06105721B2 JP H06105721 B2 JPH06105721 B2 JP H06105721B2 JP 5840785 A JP5840785 A JP 5840785A JP 5840785 A JP5840785 A JP 5840785A JP H06105721 B2 JPH06105721 B2 JP H06105721B2
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lead
leads
insulating sheet
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隆幸 沖永
宏 舘
弘 尾崎
寛治 大塚
道明 古川
康行 山崎
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Hitachi Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、樹脂封止型半導体装置におけるペレットの電
気的接続に適用して有効な技術に関する。
〔背景技術〕
いわゆる樹脂封止型半導体装置においては、ペレットの
大型化に伴い、パッケージ側端とペレット取付部である
タブとの間の寸法が一段と狭くなる傾向にある。これ
は、ペレットが大きくなっているのに、これを収納する
パッケージのサイズが規格化されているため大きくする
ことができないことに起因する。
その結果、外部端子であるリードのうち、パッケージを
形成する樹脂に埋設される長さがその構造上短い、いわ
ゆる短リードにおいてはその接着強度が一段と小さくな
るため、パッケージから抜け易く、またリード折曲成形
時にリードと樹脂との間の剥がれが生じ易くなると考え
られる。
そのため、電気的導通不良または耐湿性低下等の半導体
装置の信頼性低下を来し易くなることが本発明者による
見い出された。
なお、樹脂封止型半導体装置については、1980年１月15
日、株式会社工業調査会発行、日本マイクロエレクトロ
ニクス協会編「IC化実装技術」P149〜P150に説明されて
いる。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、樹脂封止型半導体装置、特に大型ペレ
ットを搭載する半導体装置であっても、そのパッケージ
の樹脂とリードとの接着強度を大巾に増大することがで
きる技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろ
う。
〔発明の概要〕
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。
すなわち、樹脂封止型半導体装置について、搭載される
ペレットの回路形成面もしくはその面の近傍にリードを
延在せしめることにより、内部リードを延長することが
でき、該内部リードとパッケージを形成する樹脂との接
着力の向上を達成するものである。
〔参考例１〕 第１図は、本発明の参考例１である半導体装置を示す、
第２図におけるＩ−Ｉ断面図であり、第２図は参考例１
の半導体装置におけるペレットとリードとの関係を示す
平面図である。
参考例１の半導体装置、いわゆる樹脂封止型半導体装置
である。すなわち、搭載される半導体ペレット１が、外
部端子であるリード２の一部である内部リードとともに
エポキシ樹脂等のパッケージ３を形成する樹脂（以下、
パッケージ樹脂ともいう。）４内に埋設され、該リード
２のパッケージ外の外部リードはパッケージ３の側端近
傍において下方に折り曲げられてなるものである。
ところで、通常樹脂封止型半導体装置においては、ペレ
ットは該ペレットと同程度の大きさの取付基板であるタ
ブに取り付けられ、そのペレットの電極であるボンディ
ングパッドは、該タブの周囲に配列されているリード内
端部とワイヤを介して電気的に接続されている。
ところが、参考例１の半導体装置では、ペレット１が該
ペレット１の裏面すなわち半導体集積回路を形成してい
ない面である非回路形成主面に沿って延在されたリード
に接着されているポリイミド樹脂からなる絶縁シート５
に、接着剤６を介して取り付けられており、ペレット取
付部としてのタブは存在しないものである。
そして、前記ペレット１とリード２との位置関係は第２
図に示すように、ボンディングパッドが配列形成されて
いないペレット辺（以下、ボンディングパッド非形成辺
ともいう。）の側方に外部リードが配列されているリー
ド2aの内部リードが、ペレット１の非回路形成主面に沿
って延在され、その先端部2bがボンディングパッド７の
配列形成されているペレット辺を越えた位置まで延長さ
れている。これらのリード2aの上には、絶縁シート５が
接着され、該絶縁シート５の上面にペレット１がその非
回路形成主面を下にして取り付けられている。
ところで、前記リード2aが埋設されている場所は、通常
の樹脂封止型半導体装置にあっては、パッケージ樹脂に
埋設されているリード、すなわち内部リードがパッケー
ジ側端からタブ近傍までの極めて限られた長さしか確保
できない、いわゆる短リードが設けられている場所であ
る。
通常短リードは、そのパッケージ樹脂との接着面積が小
さいためその引張強度が弱く、パッケージから抜け易い
という問題がある。これは、昨今のペレットの大型化に
伴い事態は深刻である。
ところが、参考例１の半導体装置では、前記短リードに
相当する場所に設けられているリード2aの内部リードは
極めて長い形状であるため、パッケージ樹脂４との接着
強度は大巾に向上できるものである。そのため、大型ペ
レットを搭載している場合であっても、外部リードの折
曲成形時等に発生するリード界面における剥がれを有効
に防止でき、半導体装置の耐湿性を向上することができ
る。その上、前記リード2aには絶縁シート５が強固に接
着されているため、該リード2aは極めて大きな引張強度
を有している。
また、リード2aが絶縁シート５を介してはいるが、ペレ
ット１の一主面に取り付けられているので、動作時にペ
レットに生じた熱を該リードを通して直接パッケージ外
へ放散させることが可能である。
さらに、ペレット１とリード2aとの電気的接続は、ボン
ディングパッド7aとこれに近いペレット辺近傍に延在さ
れている先端部2bとをワイヤボンディングすることによ
り達成されるため、ワイヤ８を短くすることができる。
それ故、ワイヤショートの発生を防止でき、またワイヤ
８の使用量を削減できるのでコスト低減をも達成でき
る。
なお、参考例１の半導体装置は、所定のリード形状のリ
ードフレームを形成し、その内部リードの所定部に絶縁
シート５を接着し、該絶縁シート５にペレット１を接着
剤を介して取り付け、次いで該ペレット１のボンディン
グパッド７とリードのボンディング部とのワイヤボンデ
ィングを行い、その後通常の樹脂封止型半導体装置と同
様の製造工程を経て容易に完成される。なお、この場
合、絶縁シート５はリードフレームを補強する役割も果
たしている。
ところで、前記リードのボンディング部は、リードの一
部に、たとえば金を部分めっき法で被着することによっ
て形成することができる。
第３図には、絶縁シート５が接着されたリードフレーム
を、そのタイバー９の付近から内側における部分平面図
で示してある。参考例１の半導体装置の場合は、絶縁シ
ート５自体がマスクとして機能するため、第３図に二点
鎖線で示す開口部を有するマスクを用いるだけで、リー
ド２の先端部2bのみに選択的に部分めっきを行うことが
できるため、ボンディング部を容易に形成することがで
きる。
なお、第３図においては、長さ方向にのみ隙間ができる
マスクを示してあるが、タイバー９の方向にも隙間が生
じる開口部のマスクを使用すれば、絶縁シート５の四周
囲のリードに容易に部分めっきをすることができる。こ
のようにすると、ボンディングパッドがその四周囲に形
成されているペレットを搭載する半導体装置をも容易に
製造できる。
〔参考例２〕 第４図は、本発明の参考例２である半導体装置における
ペレットとリードとの関係を示す平面図である。
参考例２の半導体装置は、前記参考例１の半導体装置と
ほぼ同一のものである。しかし、絶縁シート５が用いら
れていないこと、およびペレット１より小さいタブ10が
存在することが異なっている。
すなわち、参考例２の半導体装置は、ペレットのボンデ
ィングパッド非形成辺の側方に外部リードが配列されて
いるリード2aの内部リードおよびタブに、ペレット１が
接着剤を介して取り付けられているものである。
参考例２の場合は、絶縁シート５を間に介在させていな
いため、ペレット１からの放熱が直接的であり、参考例
１に比べて熱抵抗が一段と低く、それだけ信頼性が高い
ものである。
また、タブ10が設けてあるため、ペレット取付強度も確
保されている。
なお、第５図に第４図のＶ−Ｖ切断面におけるペレット
１とリード２の先端部との電気的接続の状態を示す部分
断面図を示すが、リード2aの先端部2bには凹部2cが形成
されている。すなわち、ペレット１を接着剤11で取り付
ける際、該接着剤11が流出してボンディング部12の表面
を汚すために、ペレット１のボンディングパッド７と該
ボンディング部12とをワイヤ８でボンディングできなく
なることがある。前記凹部2cは、このような事態が発生
することを未然に防止するため、流出する接着剤11のダ
ムとして設けたものである。
〔実施例〕
第６図は、本発明による実施例である半導体装置を示す
断面図であり、第７図はその半導体装置におけるペレッ
トとリードとの関係を示す平面図である。
本実施例の半導体装置は、前記参考例１または２と異な
り、内部リードがペレットの回路形成面に沿って延在さ
れているものである。
すなわち、第６図に示すように、内部リードの裏面に接
着されたポリイミド樹脂からなる絶縁シート５に、ペレ
ット１をその回路形成面において接着剤６を介して取り
付けたものである。
第７図では、ペレット１の回路形成面に、ボンディング
パッドに被らない大きさの絶縁シート５が接着され、該
絶縁シート上面にはペレットのボンディングパッド非形
成辺（この例では第１、第２の側辺に該当する）の側方
に外部リードを有するリード2aの内部リードが延在され
ている。このリード2aの内部リードは、その先端部をボ
ンディングパッドの手前に位置させて、前記絶縁シート
5aに接着されている。すなわち、前記ペレット１の第
１、第２の側辺を横切り、複数のボンディングパッドが
延在する方向と同一方向に延びる辺（この例では第３、
第４の側辺に該当する）に向かって延在するリード2aが
前記ペレット１の回路形成面上の絶縁シート5aに接着さ
れている。
本実施例の半導体装置では、内部リードがペレット１の
回路形成面側に接着されているため、参考例１の場合に
比べより放熱性に優れている。
また、絶縁シート５が耐α線性能に優れたポリイミド樹
脂であり、それが回路形成面を覆っているため、α線に
対する信頼性向上も達成されている。
なお、本実施例の場合は、リード2aの先端部がボンディ
ングパッド７の内側に配置されているため、前記参考例
１の場合とその位置関係が反対であり、ボンディング方
向も逆になっている。しかし、ボンディング距離はほぼ
同一である。
〔効果〕
（１）．樹脂封止型半導体装置について、搭載されるペ
レットの回路形成面もしくはその面の近傍に、内部リー
ドを延在せしめることにより、該内部リードとパッケー
ジ形成樹脂との接着力を大巾に向上させるとができるの
で、大型ペレットを搭載する場合であっても、パッケー
ジ形成樹脂からのリード抜けを防止できる。
（２）．前記（１）と同様の理由ににより、外部リード
の折曲成形時に、該リードとパッケージ形成樹脂との接
着面に剥がれが発生することを防止できる。
（３）．前記（１）および（２）により、小型パッケー
ジに大型ペレットを搭載してなる半導体装置であって
も、耐湿性に優れた信頼性の高い半導体装置を提供でき
る。
（４）．内部リードをペレットの回路形成面に取り付け
ることにより、動作時に回路に発生した熱をリードを通
して、より直接的にかつ効率的に外部へ放散させること
ができる。
（５）．前記（４）において、ペレットと内部リードと
の間に絶縁シートを介在させることにより、ペレットの
取付強度を向上させることができる。
（６）．絶縁（４）の構造は、所定部に絶縁シートを接
着したリードフレームを用意し、該絶縁シートにペレッ
トを取り付けることにより容易に形成できる。
（７）．リードフレームの所定部に絶縁シートを接着す
ることにより、リードを補強することができるので、多
数の細いリードを備えたリードフレームであっても容易
に取り扱うことができる。
（８）．所定部に絶縁シートを接着したリードフレーム
にすることにより、該絶縁シートの周囲の全体または一
部に隙間ができる大きさの開口部を有するマスクを組み
合わせることにより、絶縁シートがマスクとしても機能
するため、前記隙間に位置するリード部に容易に部分め
っきをすることができる。
（９）．内部リードとペレットの回路形成面との間に耐
α線性能の高い絶縁シートを介在させることにより、回
路をα線から保護することができるので、α線に対する
信頼性をも向上させることができる。
（10）．ペレットの回路形成面に取り付けられているリ
ードについて、そのペレット取付部に近接する位置に凹
部または凸部を設けることにより、ペレットまたはペレ
ット取付用の絶縁シートを取り付けるための接着剤が流
出し、ボンディング部表面を汚すことを防止できるの
で、ワイヤボンディング不良の発生を防止できる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。
たとえば、実施例では全てペレット主面に直接または間
接に内部リードを取り付けたものを示したが、これに限
るものでなく、全部または一部の内部リードを回路形成
面近傍に延在させたものであってもよい。
それに、実施例ではいわゆる短リードの位置に相当する
ペレット側方のリードのみを延在させたものを示した
が、これに限らず通常の半導体装置において内部リード
が長いリードについても延在させたものであってもよ
い。また、絶縁シートはポリイミドに限るものでなく、
シリコーンゴムであってもよく、放熱性を高めるため接
着剤または絶縁シートにシリコンカーバイド（SiC）粉
末等の熱伝導性フィラーを含有させることも当然にでき
る。
さらに、実施例では絶縁シートを必ずしも使用しなくと
もよい。
〔利用分野〕
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である、いわゆるDIP型半
導体装置に適用した場合について説明したが、それに限
定されるものではなく、たとえば、パッケージが樹脂封
止して形成されるものであれば、フラットパッケージ等
種々の形式のパッケージ構造の半導体装置に適用して有
効な技術である。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の参考例１である半導体装置を示す第
２図におけるＩ−Ｉ線断面図、 第２図は、参考例１の半導体装置のペレットとリードと
の関係を示す平面図、 第３図は、参考例１の半導体装置に適用されるリードフ
レームをめっき工程における状態で示す部分平面図、 第４図は、本発明の参考例２である半導体装置における
ペレットとリードとの関係を示す平面図、 第５図は、参考例２の半導体装置の内部構造を示す第４
図におけるＶ−Ｖ線部分断面図、 第６図は、本発明による実施例である半導体装置を示す
第７図におけるVI−VI線断面図、 第７図は、本実施例の半導体装置のペレットとリードと
の関係を示す平面図である。 １……ペレット、2,2a……リード、2b……先端部、2c…
…凹部、３……パッケージ、４……樹脂、５……絶縁シ
ート、６……接着剤、7,7a……ボンディングパッド、８
……ワイヤ、９……タイバー、10……タブ、11……接着
剤、12……ボンディング部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 舘 宏 東京都小平市上水本町1479番地 日立超エ ル・エス・アイエンジニアリング株式会社 内 (72)発明者 尾崎 弘 東京都小平市上水本町1479番地 日立超エ ル・エス・アイエンジニアリング株式会社 内 (72)発明者 大塚 寛治 東京都小平市上水本町1450番地 株式会社 日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 古川 道明 東京都小平市上水本町1450番地 株式会社 日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 山崎 康行 東京都小平市上水本町1450番地 株式会社 日立製作所デバイス開発センタ内 (56)参考文献 特開 昭52−40062（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−171733（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−113456（ＪＰ，Ｕ)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】第１の側辺及びこの第１の側辺に対向する
    第２の側辺と、第３の側辺及びこの第３の側辺に対向す
    る第４の側辺を有する第１の主面を持つ四角形の半導体
    ペレットと、前記第３及び第４の側辺の延在方向と同一
    方向に延びるように前記第１の主面に配置された複数の
    ボンディングパッドと、前記第１の主面上に延びる内部
    リード部と前記第１の主面外に延びる外部リード部とを
    有する複数のリードと、前記第１の主面と前記複数のリ
    ードとの間に介在しこれらと接続する絶縁シートと、前
    記複数のリードそれぞれの内部リード先端部と前記複数
    のボンディングパッドとを接続する複数のボンディング
    ワイヤと、前記半導体ペレット、前記複数のリードそれ
    ぞれの内部リード部、前記絶縁シートを封止するパッケ
    ージ樹脂部とを有し、さらに、前記複数のリードは前記
    第１の側辺又は第２の側辺を横切り前記第３の側辺又は
    第４の側辺に向かって延びるリードを含むことを特徴と
    する半導体装置。
  2. 【請求項２】前記第１の主面は前記半導体ペレットの回
    路形成面であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
    記載の半導体装置。
  3. 【請求項３】前記絶縁シートは、ポリイミド樹脂である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体装
    置。
  4. 【請求項４】前記絶縁シートは、シリコーンゴムである
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体装
    置。
  5. 【請求項５】前記第１及び第２の側辺は、前記第３及び
    第４の側辺よりも長いことを特徴とする特許請求の範囲
    第１項記載の半導体装置。
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