JPH0685139A - リードフレームおよびそれを用いた半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】半導体集積回路の実装を容易に行うことがで
き、かつ使用の際の放熱性を著しく向上させることによ
り前記集積回路のクラック等の発生を防止することが可
能な、信頼性が極めて高いリードフレームおよびそれを
用いた半導体装置を提供する。 【構成】ガラス基板の表面に所定パターン状に形成され
た導電体膜からなる中継電極を有する構成のアイランド
と、インナーリードとが、所定の対応関係に基づき電気
的接続を施すよう、電気めっきにより接続されてなるリ
ードフレーム。前記リードフレームのアイランド上に、
半導体集積回路の端子と前記中継電極とが、所定の対応
関係に基づき電気的接続を施すよう、バンプにより接続
し、搭載されてなる半導体装置。 【効果】半導体集積回路の実装が容易で、電気的接続も
良品質で、また放熱性能にも優れており、多ピン化・狭
ピッチ化・高精細化への対応が可能であり、信頼性も高
い半導体装置を提供することができた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リードフレームのアイ
ランド上に、ＩＣ・ＬＳＩ等の半導体集積回路を実装し
てなる半導体装置に係わり、特に、多ピン化・高精細化
されたリードフレームおよびそれを用いた半導体装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＩＣ・ＬＳＩ等の半導体集積回
路は、リードフレームの中心部に形成されたアイランド
上に載置され、その周囲のインナーリード先端部と前記
集積回路の端子とが、ワイヤボンディングによって電気
的接続を施された上、樹脂封止され、パッケージの状態
で半導体装置とされる。

【０００３】昨今、ＩＣ・ＬＳＩ等の半導体集積回路
が、急速に多機能化・高密度化する中で、半導体装置に
おいては、要求されるリードフレームのピン数が急速に
増加し、さらには、高精細化しリードピッチが狭まって
くることに伴い、半導体集積回路の実装や、前述した電
気的接続が困難となってきている。

【０００４】また、一般的にリードフレームの材料とし
て多く使用されている、鉄−ニッケル系合金（Ｎｉ：４
２〜５０．５ｗｔ％程度、通称「４２合金」材が代表
的）や銅系合金では、これらの材料と実装される半導体
集積回路との間の熱膨張係数が異なるため、半導体装置
の使用中の（半導体集積回路の）発熱に伴い、半導体集
積回路にクラックが発生する等の問題があった。

【０００５】前述した、半導体集積回路の発熱について
は、リードフレームのアイランド部に起因する要因も多
く、対策として、放熱に十分な面積とすることや、従来
の金属材料よりも放熱特性の高い材料のアイランドとす
ること等が講じられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な問題を解決するために成されたもので、その目的は、
多ピン化・狭ピッチ化・高精細化されたリードフレーム
への、半導体集積回路の実装を容易に行うことができ、
かつ放熱性を著しく向上させることにより半導体集積回
路のクラック等の発生を防止することが可能な、信頼性
が極めて高いリードフレームおよびそれを用いた半導体
装置を提供することにある。

【０００７】

【問題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明のリードフレームは、ガラス基板の
表面に、半導体集積回路の端子との間で所定の対応関係
に基づき電気的接続を施すよう所定パターン状に形成さ
れた導電体膜からなる中継電極を有する構成のアイラン
ドと、前記中継電極との間で所定の対応関係に基づき電
気的接続を施すインナーリード、およびアウターリード
とを有し、前記中継電極および前記インナーリードと
が、所定の対応関係に基づき電気的接続を施すよう、電
気めっきにより接続されてなることを特徴とする。

【０００８】また、請求項２の発明は、前記中継電極
が、金属膜からなることを特徴とする。

【０００９】また、請求項３の発明は、前記中継電極
が、透明導電膜からなることを特徴とする。

【００１０】さらに、請求項４の発明は、前記中継電極
が、透明導電膜および金属膜が、ガラス基板側からこの
順序に形成されてなることを特徴とする。

【００１１】さらに、請求項５の発明の半導体装置で
は、請求項１〜請求項４の何れかに記載のリードフレー
ムのアイランド上に、半導体集積回路の端子と前記中継
電極とが、所定の対応関係に基づき電気的接続を施すよ
う、バンプにより接続し、搭載されてなることを特徴と
する。

【００１２】さらに、請求項６の発明は、半導体集積回
路の端子と前記中継電極とが、異方性導電樹脂により接
続されてなることを特徴とする。

【００１３】さらに、請求項７の発明は、前記バンプ
が、半田バンプまたは金バンプであることを特徴とす
る。

【００１４】さらに、請求項８の発明は、バンプによる
接続に換えて、ワイヤボンディングにより接続されてな
ることを特徴とする。

【００１５】上記したように、前記中継電極の形成方法
としては概ね三通りに分けられる。すなわち、（イ）金
属膜からなる場合、（ロ）透明導電膜および金属膜が、
ガラス基板側からこの順序に形成されてなる場合、そし
て（ハ）透明導電膜からなる場合、である。

【００１６】まず、（イ）の場合には、例えば、公知の
気相成長法等によりガラス基板上の全面に金属薄膜を形
成した後に、フォトリソグラフィー法により所望する中
継電極のパターンを得て、場合によってはさらに電気め
っき法を用いて所望する厚さと材質を有する構成の中継
電極を形成する。あるいは、あらかじめ所望する中継電
極のパターンを有するマスクを介して、公知の気相成長
法等により中継電極を得た後、場合によっては、前記の
如くさらに電気めっき法によって所望する厚さと材質を
有する構成の中継電極を形成する。

【００１７】また、（ロ）の場合には、例えば、ガラス
基板に、公知の気相成長法等により透明導電膜を全面に
形成した後に、前記の如くフォトリソグラフィー法や電
気めっき法を用いて所望する中継電極を形成する。ある
いは、ガラス基板に、公知の気相成長法等により、マス
クを介して選択的に透明導電膜パターンを形成した後
に、前記の如くフォトリソグラフィー法や電気めっき法
あるいは無電解めっき法を用いて、前記透明導電膜パタ
ーン上に金属膜が形成されてなる所望の中継電極を得
る。

【００１８】そして、（ハ）の場合には、例えば前記
（ロ）中で使用したそれぞれの方法を途中まで行ない、
透明導電膜からなる前記中継電極を形成する。

【００１９】

【作用】本発明のリードフレームおよび半導体装置にお
いては、アイランド部を構成する材質がガラス基板であ
り、全体的に従来より広面積のアイランド部であること
により、半導体集積回路の放熱特性が向上する。

【００２０】材質がガラス基板であることによる前記特
性は、半導体集積回路（シリコン等を基材としている）
との熱膨張係数が同等であり、このため、半導体装置の
使用時の発熱により発生する、集積回路へかかる余分な
応力を緩和することができるということに依存する。

【００２１】また、中継電極として、所定パターン化し
た導電膜を用いていることにより、従来の、中継電極を
採用せず、金属板を所定パターン化したインナーリード
に比較して、パターンの高精細化等が容易となる。

【００２２】加えて、前記中継電極と前記インナーリー
ドの電気的接続に電気めっきを用いているため、前記各
中継電極と前記各インナーリードとの接続が一括で行
え、製造効率を上げることが出来る。また、めっきの種
類によっては、前記中継電極と前記インナーリード部の
電気的特性を向上させることができる。さらに、バンプ
やワイヤーボンディング等と異なり、接続面積が大きく
取れることから、集積回路から発生する熱を効率よく外
部に伝えることが可能となる。

【００２３】さらに、前記中継電極と前記集積回路との
間の電気的接続に、バンプや異方性導電樹脂を使用する
ことが容易となる。このとき特に、使用しているガラス
基板の透明性を利用できることから、裏面側からの位置
合わせが容易となる。また、多ピン化・狭ピッチ化・お
よび高精細化の程度によっては、技術が円熟期にさしか
かっているワイヤボンディングもまだ利用することがで
きることから、柔軟性に富んだ製造方法への対応も容易
となる。

【００２４】そして、めっきの種類によっては、前記中
継電極と前記集積回路との間の電気的接続に用いられる
バンプやワイヤーボンディングを容易とする事が可能と
なり、半導体装置をプリント基板等に実装する際の半田
リフロー等を容易にすることもできる。

【００２５】

【実施例】以下、図面を参照して本発明をさらに詳細に
説明する。

【００２６】＜実施例１＞図１は、本発明に係わる半導
体装置の一実施例を示す断面説明図である。中央部分に
は、透明導電膜部（中継電極）２とその上に同じパター
ンとして形成された金属膜部（中継電極）３からなる中
継電極を有するガラス基板４を介して、ＩＣ・ＬＳＩ等
の半導体集積回路５が実装され、さらに金属膜部（中継
電極）３とリードフレーム１のインナーリードとを電気
めっきによるめっき被膜７により接続すると共に、前記
被膜７と集積回路５とを、バンプ６により接続する構成
としている。

【００２７】具体的な製造工程としては、まずガラス基
板上に透明導電膜（例えば、ＩＴＯ膜付きガラス基板，
シート抵抗３０オーム：松崎真空株式会社製）によるリ
ード状の透明導電膜部（中継電極）２をフォトリソグラ
フィー法により形成する。

【００２８】次に、前記透明導電膜部（中継電極）２を
有するガラス基板上に、めっき装置（めっき液として
は、例えばメルテックス株式会社製メルプレートプロセ
ス）によって、ニッケル（膜厚は約０．５μｍ）による
金属膜部（中継電極）３を形成する。

【００２９】次に、前記金属膜部（中継電極）３とリー
ドフレーム１のインナーリードとを接続するために電気
めっき（パラジウムや銀、金）によって前記金属膜部
（中継電極）３と前記リードフレーム１とをめっき被膜
７によって覆うことで接続すると共に、前記金属膜部
（中継電極）３と集積回路５との間を半田バンプにより
接続する。

【００３０】その後、これを樹脂封止することによっ
て、半導体装置とした。以上のように製造した半導体装
置においては、リードフレームの中央部分に、前記透明
導電膜部（中継電極）２およびその上に設けられた金属
膜部（中継電極）３を有するガラス基板４を備えること
により、半導体集積回路の実装および半導体装置内の電
気的接続が良品質なものが容易に得られた。

【００３１】また、前記中継電極を有する基板はガラス
基板であることにより、半導体集積回路５との熱膨張係
数が同等であり、半導体装置の使用の際、前記集積回路
５へかかる余分な応力を緩和して、集積回路５のクラッ
クの発生を防止できる。

【００３２】また、前記中継電極と前記インナーリード
の電気的接続に電気めっきを用いているため、前記各中
継電極と前記各インナーリードとの接続が一括で行え、
製造効率を上げることが出来る。

【００３３】また、めっきの種類によっては、前記中継
電極と前記インナーリード部の電気的特性を向上させる
ことができる。

【００３４】さらに、バンプやワイヤーボンディング等
と異なり、接続面積が大きく取れることから、集積回路
から発生する熱を効率よく外部に伝えることが可能とな
る。

【００３５】またさらには、めっきの種類によっては、
前記中継電極と前記集積回路との間の電気的接続に用い
られるバンプやワイヤーボンディングを容易とする事が
可能となり、半導体装置をプリント基板等に実装する際
の半田リフロー等を容易にすることもできる。

【００３６】また、リードフレームのアイランド部分
に、ガラス基板４を介して前記集積回路を実装すること
により、放熱性能を著しく向上できる。

【００３７】以上のように、多ピン化・狭ピッチ化・お
よび高精細化に対応することができる半導体装置を得る
ことができた。

【００３８】以上から、本実施例からは次のような種々
の効果が得られる。

【００３９】（ａ）リードフレームの中央部分に中継電
極を有したガラス基板を介して、半導体集積回路５を実
装するようにしているので、多ピン化されたリードフレ
ームへの前記集積回路５の実装が容易に可能となる。

【００４０】（ｂ）半導体集積回路５の実装にバンプ６
を用いているので、高密度化され、多ピン・高精細のリ
ードフレームを必要とする前記集積回路５の実装が容易
となる。

【００４１】（ｃ）透明導電膜部（中継電極）２を有す
る基板として、ガラス基板４を使用しているので、半導
体装置の使用の際、前記集積回路５へかかる余分な応力
を緩和できると共に、バンプ６の位置合わせや位置ずれ
の確認操作が容易になる。

【００４２】（ｄ）リードフレームの中央部分に、ガラ
ス基板４を介して前記集積回路５を実装しているので、
従来の半導体装置よりも放熱性能を著しく向上させるこ
とが可能となる。

【００４３】（ｅ）透明電極部（中継電極）２とリード
フレーム１のインナーリード部の接続に電気めっきを用
いているため、集積回路実装用のめっきならびにプリン
ト基板への半導体装置実装用のめっきを一括で行える。
また、リードフレームの電気的特性を向上させ、さらに
半導体装置の放熱性能も向上させることができる。

【００４４】以上により、集積回路の多機能化、高集積
化、高精細化、および高速処理化という、市場動向に伴
う要求に十分対応することができる。

【００４５】次に、本発明の他の実施例について説明す
る。

【００４６】＜実施例２＞図２は、本発明による半導体
装置の他の実施例を示す断面説明図であり、図１と同一
要素には同一符号を付して示してある。すなわち、本実
施例の半導体装置は、図２に示すように、リードフレー
ムの中央部分に備えられた、透明導電膜部（中継電極）
２およびその上に設けられた金属膜部（中継電極）３を
有するガラス基板４を介することにより、ＩＣ・ＬＳＩ
等の半導体集積回路５を実装し、さらに金属膜部（中継
電極）３とインナーリード１との間を、電気めっきによ
るめっき被膜７により接続すると共に、前記被膜７と前
記集積回路５との間を、ワイヤーボンディング９により
接続する構成としている。

【００４７】本実施例の半導体装置においても、図１に
示す実施例１と同様の効果を得ることができる。

【００４８】また、本発明は前述した各実施例に限定さ
れるものではなく、以下のような実施例によっても同様
の効果が得られる。

【００４９】＜実施例３＞前述した各実施例では、金属
膜３と集積回路５とを、バンプ６あるいはワイヤーボン
ディング９により接続を行っていたが、これに限らず異
方性導電樹脂を用いて接続しても、前述の場合と同様の
効果が得らるものである。

【００５０】＜実施例４＞また、前述した各実施例で
は、金属膜部（中継電極）３としてニッケルからなるめ
っき膜を形成する場合について説明したが、これに限ら
ず金属膜３として銅などの他の金属を形成することも好
適である。

【００５１】＜実施例４＞さらに、前述した各実施例で
は、金属膜部（中継電極）３と集積回路５との間を、半
田バンプにより接続する場合について説明したが、これ
に限らず金属膜部（中継電極）３と集積回路５との間
を、金バンプにより接続しても、やはり前記同様の効果
が得られるものである。

【００５２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、リードフレームの中央部分に、透明導電膜部また
は金属膜部からなる中継電極を有するガラス基板を介し
て、ＩＣ・ＬＳＩ等の半導体集積回路を実装し、かつ前
記中継電極とインナーリードとを電気めっきで接続し、
また前記中継電極と集積回路との間を、バンプまたは異
方性導電樹脂により、あるいはワイヤボンディングによ
り電気的接続することにより、集積回路の実装が容易
で、電気的接続も良品質で、また放熱性能にも優れお
り、多ピン化・狭ピッチ化・高精細化への対応が可能で
あり、信頼性も高い半導体装置を提供することができ
た。

【００５３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面説明図である。

【図２】本発明の他の実施例を示す断面説明図である。

【図３】図１を上方から見た平面を示す説明図である。

【図４】図２を上方から見た平面を示す説明図である。

【符号の説明】

１…リードフレーム ２…透明導電膜部（中継電極） ３…金属膜部（中継電極） ４…ガラス基板 ５…集積回路 ６…バンプによる接続部 ７…電気めっきによる接続部 ８…リードフレーム固定用両面テープ ９…ワイヤーボンディング接続

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガラス基板の表面に、半導体集積回路の端
   子との間で所定の対応関係に基づき電気的接続を施すよ
   う所定パターン状に形成された導電体膜からなる中継電
   極を有する構成のアイランドと、 前記中継電極との間で所定の対応関係に基づき電気的接
   続を施すインナーリード、およびアウターリードとを有
   し、 前記中継電極および前記インナーリードとが、所定の対
   応関係に基づき電気的接続を施すよう、電気めっきによ
   り接続されてなるリードフレーム。
2. 【請求項２】前記中継電極が、金属膜からなる請求項１
   に記載のリードフレーム。
3. 【請求項３】前記中継電極が、透明導電膜からなる請求
   項１に記載のリードフレーム。
4. 【請求項４】前記中継電極が、透明導電膜および金属膜
   が、ガラス基板側からこの順序に形成されてなる請求項
   １に記載のリードフレーム。
5. 【請求項５】請求項１〜請求項４の何れかに記載のリー
   ドフレームのアイランド上に、半導体集積回路の端子と
   前記中継電極とが、所定の対応関係に基づき電気的接続
   を施すよう、バンプにより接続し、搭載されてなる半導
   体装置。
6. 【請求項６】半導体集積回路の端子と前記中継電極と
   が、異方性導電樹脂により接続されてなる請求項５に記
   載の半導体装置。
7. 【請求項７】前記バンプが、半田バンプまたは金バンプ
   であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載
   の半導体装置。
8. 【請求項８】バンプによる接続に換えて、ワイヤボンデ
   ィングにより接続されてなる請求項５に記載の半導体装
   置。