JPH0693469B2 - 樹脂封止型半導体装置 - Google Patents

樹脂封止型半導体装置

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JPH0693469B2
JPH0693469B2 JP1306606A JP30660689A JPH0693469B2 JP H0693469 B2 JPH0693469 B2 JP H0693469B2 JP 1306606 A JP1306606 A JP 1306606A JP 30660689 A JP30660689 A JP 30660689A JP H0693469 B2 JPH0693469 B2 JP H0693469B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、樹脂封止型半導体装置に係り、特に、そのリ
ードと半導体素子との接続構造に関するものである。
（従来の技術） IC、LSIなどの半導体装置における封止は、素子を塵
埃、薬品、ガス、湿気などの半導体に悪影響を及ぼす汚
染源および機械的な破壊から保護する為になされる。そ
の方法には、気密封止と樹脂封止とがある。この封止に
使用する樹脂は素子表面に密着し、完全に被覆する。こ
の樹脂によって保護されているものは樹脂封止型半導体
装置という。
この種半導体装置としては、リードピンが２直列並行に
配置されているDIPタイプ、単列直線上にリードピンを
有するSILタイプなどが知られているが、図を参照しな
がら、一例としてDIPタイプについて従来の技術を説明
する。
表面が平滑なリードフレームの中央部の素子載置部に搭
載された半導体素子と素子載置部を取り囲むように配設
された複数のリードの先端部とをボンディングワイヤで
接続し、その後、たとえば上型および下型の合せ面に形
成された空所の中央部に半導体素子が位置するように、
リードフレームを上型と下型とで挾持した状態で空所内
に樹脂を圧送して充填することにより、素子載置部に搭
載された半導体素子、ボンディングワイヤおよびリード
の内端部などが所定の形状に形成された樹脂の中に埋設
されて封止される。この場合、上型と下型との合せ面に
形成される空所の周辺部において、隣合う複数のリード
の隙間に充填される樹脂は、空所の外縁部を所定の間隔
で取り囲んで複数のリードを連結するダムによってせき
止めるようにしたのが一般的である。半導体素子は、半
田、金、樹脂などの導電性接着材料で素子載置部に接合
される。樹脂が充填されたあとは、リードフレームを形
成し、ダムを含めて不要部を切断除去して第２図に示す
ようなDIP（Dual Inline Package）タイプの樹脂封止型
半導体装置を形成する。半導体素子載置部２の上に半導
体素子１が導電性接着材料６で固着されている。この素
子１は、外部回路接続用のリード３を有している。この
リード３は、前記のリードフレームから形成されたもの
である。ここにはボンディング部９があり、ここと前記
半導体素子１の電極パッド（以下、ボンディングパッド
という）４は金などのボンディングワイヤ５により接続
されている。半導体素子１、半導体素子載置部２、ボン
ディングワイヤ５及びリード３の一部は、モールド樹脂
７で覆われている。
近年、半導体素子の高密度集積化に伴い半導体素子は大
型化する傾向にあるが、これに対して、半導体装置は、
樹脂封止型に限らず他の型のものも他の電子部品と同様
に小型化の要求が強く、したがって、外囲器サイズも現
状を維持するか、さらに可能なかぎり小さくしなければ
ならない。この結果、この外囲器のサイズは半導体素子
と極めて近くなり、リード３のイシナーリード部（リー
ドの素子に近い先端部分を指し、普通モールド樹脂に被
覆されている。）がモールド樹脂内に十分な封止長さを
取ることができず、したがって、強度を上げることがで
きないので、モールド成形後の後工程中にリードが引き
抜けるという事故が多く発生する。
そこで、この事故の発生を少くするという問題を解決す
るために考えられたのが、第３図に示す例である。第２
図の従来例では、前記インナーリード部は素子１と同じ
ような高さに、少し素子１から離れて素子と平行に配置
されているが、この第３図の比較例では、このリード３
のインナーリード部は、素子１より上に素子と平行に配
置され、しかも、素子の方へ延在している。すなわち、
リードは半導体素子上方に延びている部分が存在する。
リードをこのように配置すると、モールド樹脂で被覆す
る部分が長くなる。言い換えれば、インナーリードがモ
ールジ樹脂内に十分な封止長さを取ることができるの
で、リードの樹脂からの引き抜けを防止することが容易
になった。しかし、この例では、リード３と素子１とを
つなぐボンディングワイヤ５は、第２図の例と同様に、
ボンディングパッド４とリード３のインナーリード部の
先端のボンディングし易いように円形にした部分に接続
される。ところが、インナーリード部は、この場合素子
の上に位置するので、少し力を加えても容易に素子の表
面の方へ動かされる。ボンディング工程ではリードのイ
ンナーリード部は半導体素子にボンディング時に押しつ
けられる。そのときに樹脂素子上にゴミ等の異物が存在
すると、異物は半導体素子とインナーリード部にはさま
れるため半導体素子にキズをつけることになる。実際に
考えられる異物としては、たとえば、半導体素子の基板
がシリコンの場合はシリコン粒子などが考えられる。
（発明が解決しようとする課題） 前述のとおり、半導体素子の高集積化に伴って半導体素
子の大きさは大型化する傾向にあるが、これに対して外
囲器を含めた半導体装置の大きさは、これらを組み込む
機器を小型化しようとするユーザーの要請に対応して、
現状を維持するか、さらにもって小さくする必要があ
る。そのために外囲器の大きさは、半導体装置の大きさ
と極めて近くなり、外囲器がモールド樹脂である場合、
インナーリードがモールド樹脂内に十分な封止長さを取
ることができず、モールド成形後の後工程中にリードの
引き抜けが発生する。そこで、インナーリードを半導体
素子の上へ延ばしてインナーリードがモールド樹脂内に
十分な封止長さを取る事ができるようにしても、また次
のような問題が発生する。すなわち、インナーリードが
半導体素子の上まで延びているので、そのボンディング
部も当然半導体素子の上方にある。したがって、ボンデ
ィングワイヤをこのインナーリードのボンディング部に
ボンディングする時は、インナーリードは半導体素子の
方へ押し付けられてしまう。その時素子の上にゴミなど
の異物があると、この異物は半導体素子とインナーリー
ドの間にはさまれ、その異物によってこの半導体素子は
損傷し、その特性は損われる。
本発明は、上記事情によってなされたもので、半導体素
子の大きさが、その外囲器に極めて近くてもインナーリ
ードがモールド樹脂内に十分な封止長さが取れてリード
の引き抜けを防止でき、さらに、ボンディング時にイン
ナーリードと半導体素子間に異物がはさまれることによ
って発生する半導体素子のダメージを無くした樹脂封止
型半導体装置を提供することを目的としている。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の樹脂封止型半導体装置は、半導体素子と、前記
半導体素子の外側に離れて配置しており、一端部は前記
半導体素子の上まで延在しているリードと、前記半導体
素子と前記リードとを接続するボンディングワイヤと、
前記半導体素子、前記リードの一部及び前記ボンディン
グワイヤを樹脂封止する樹脂封止体とを備え、前記リー
ドは、前記半導体素子の外側に位置する箇所にボンディ
ング部を設け、かつ前記リードと前記半導体素子とは前
記樹脂封止体によって隔てられていることを特徴として
いる。
（作 用） 本発明による樹脂封止型半導体装置は、半導体素子と外
囲器の大きさが極めて近い場合であってもリードがモー
ルド樹脂内に十分な封止長さをとることができるのでリ
ードの引き抜けがなくなり、さらに、前記リードのボン
ディング部が前記延在部以外の部分、すなわち、半導体
素子上方から離れてボンディング部が形成されているの
で、ボンディング時にリードと半導体素子間に異物がは
さまれることによりこの素子が受けるダメージを無くす
ことができる。
（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図（ａ），（ｂ）を用い
て説明する。
第１図（ａ）は、DIPタイプの樹脂封止型半導体装置の
平面図および第１図（ｂ）はそのＡ−Ａ′断面図を示
す。
この例は、リードと半導体素子の配置が前述した第３図
と同じである。すなわち、リード３のインナーリード部
は、半導体素子１より上に、この素子と平行に配置され
ている。つまり、リード３は、半導体素子に沿って、そ
の上方に延在しているのである。リードをこのように配
置すると、リードのモールド樹脂で被覆する部分が長く
なる。
第２図の従来例では半導体素子１はリードフレームに固
定して後工程を処理したが、本実施例では、リードフレ
ームの他にもう一つ素子を載置するフレーム（以下、ベ
ッドフレームという。）を用いる。まず、たとえば、LS
Iのような半導体素子１が、ベッドフレームの素子載置
部２に載置され、導電性接着材料６によって固着され
る。接着材料としては、たとえばエポキシ樹脂などが用
いられるが、他の半田、金なども用いられる。このベッ
ドフレームは素子１のある側を表にしてリードフレーム
と対向させる。このまま両フレームを保持し、固定する
と、リードフレームのリード３のインナーリード部は半
導体素子１の上部に、この素子と対向するように配置さ
れることになる。この素子１とリード３とは、たとえば
金線などのボンディングワイヤ５で電気的に接続され
る。ボンディングワイヤ５は、半導体素子１のボンディ
ングパッド４及びリード３のボンディング部９にそれぞ
れ接続される。
接続手段としては、荷重と超音波エネルギーを加えて行
うワイヤボンディング方法（これは主としてボンディン
グワイヤがアルミ線の場合に用いられ、常温で行うのが
通常である。）ワイヤボンディングを圧力と熱を利用し
て行う熱圧着方法（主として金線に用いられる。）、お
よび圧力、熱、超音波振動とを利用する超音波併用熱圧
着ボンディング方法などがあり適宜に手段を選ぶことが
できる。
いずれの方法を選ぶにしても、リード３のボンディング
部４は、半導体素子１の上方から外れているので、ボン
ディング時に、たとえ、このボンデ１ィング４が下方へ
押し付けられても、半導体素子とは離れているので、こ
の素子に悪影響が出るほど接近することはない。また、
素子上方のリードの延在部もさほど素子に接近すること
はない。
ワイヤボンディング工程が完了した後は、半導体素子を
樹脂封止する工程に移る。
樹脂封止には、ポッティング法、トランスファーモール
ド法、キャスティング法などがあり、任意の方法を選択
できるが、本実施例では低コストで量産性に優れている
トランスファーモールド法を用いている。この方法は、
設備に多額の初期投資を必要とするが樹脂を金型に注入
する速度を低速で行えばワイヤ、フレームそして半導体
素子の特性を損なわずに一定品質のものが量産できる。
具体的には、粉末またはタブレット状の樹脂を温度と圧
力をかけて溶融させ、金型に注入して固化させる方法で
ある。樹脂材料としては、たとえばエポキシ系が用いら
れ、硬化剤には酸無水物系、アミン系、フェノール系な
どを用いる。成形条件としては、温度約160〜180℃、約
圧力49〜98MPa、成形時間約60〜120秒であり、この後約
150〜180℃で数時間ポストキュアを行って樹脂封止が完
了する。
樹脂封止の工程が終了後、この工程の際に生じたリード
フレームなどに生じた樹脂バリを適宜の手段で取り去、
リードフレームに半田メッキなどの処理を行い、リード
加工などを行なってDIPタイプの樹脂封止型半導体装置
を完成する。
実施例ではDIPタイプの樹脂封止型半導体装置について
説明したが、これに限定されるものではなく、SILタイ
プのものなど、どのような種類の半導体装置にも適用が
可能である。
なお、特開平２−137250号公報、特にその第１図には、
半導体素子と、前記半導体素子の外側に離れて配置して
おり、一端部は前記半導体素子の上まで延在しているリ
ードと、前記半導体素子と前記リードとを接続するボン
ディングワイヤと、前記半導体素子、前記リードの一部
及び前記ボンディングワイヤを樹脂封止する樹脂封止体
とを備え、前記リードは、前記半導体素子の外側に位置
する箇所にボンディング部を設けていることを特徴とす
る樹脂封止型半導体装置が記載されている。この公報の
発明は、リードが半導体素子の外側に位置する箇所にボ
ンディング部を設けている点で本願発明と似ているが、
リードが半導体基板に接合用樹脂で接着されている点で
構成が異なり、さらにその作用効果に次のような相違が
ある。
前記公報の発明がリードと半導体素子との間に接合
用樹脂を介在させる結果、リードは引用例に示されてい
るように半導体素子表面に強固に接着される。しかし、
リードに引張り力が働くとその応力がこの接合用樹脂を
介して半導体素子へ直接働くので、接合用樹脂が無い場
合より半導体素子が損傷し易すくなる。これに対し、本
願発明のようにリードと半導体素子とが接着されていな
いと引張り応力がそれ程働かないので半導体素子への影
響は少ない。なお、ボンディングワイヤはフレキシビリ
ティが大きいので引張り力を伝える力は弱く無視するこ
とができる。
前記公報の発明において、接合用樹脂が半導体基板
の素子領域が形成されている表面に形成されるので、こ
の接合用樹脂に伝わる応力は、半導体素子表面に形成さ
れたアルミニウム配線などの配線や電極を引張り、素子
内部が破壊され易くなる。
本願発明の半導体素子は、リードが空に浮いた状態
で樹脂封止されるので、リードと半導体素子との間には
接合用樹脂で接合する場合より多量の樹脂封止体を充填
させることが可能になる。したがって、前記公報の発明
と比較してリードと樹脂封止体との接合強度が高いと共
に耐湿性も優れているなどの優れた特性がある。
［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明の樹脂封止型半導体装置に
おいては、リードのインナーリード部が半導体素子上部
にまで延在しているので半導体素子の大きさが、半導体
装置の外囲器、すなわち、モールド樹脂の大きさと極め
て近くてもモールド樹脂内に封止されているリードの長
さを十分に取ることができる。その結果リードの抜けを
防止することができる。また、リードのボンディング部
を半導体素子の上部以外の部分（即ち、素子の外側）に
設けたことにより、ワイヤをボンディングする時に半導
体素子が異物により破損することを効果的に防止するこ
とができ、製品の歩留りが著しく向上する。
【図面の簡単な説明】
第１図（ａ）は、本発明の一実施例の樹脂封止型半導体
装置の平面図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）のＡ−Ａ′
部分の断面図、第２図（ａ）は、従来例の樹脂封止型半
導体装置として知られているDIPタイプの構造を示す断
面図、第２図（ｂ）は、第２図（ａ）のＡ−Ａ′部分の
断面図、第３図（ａ）は、半導体素子上までリードが延
在したタイプの比較例の樹脂封止型半導体装置の構造を
示す平面図、第３図（ｂ）は、第３図（ａ）のＡ−Ａ′
部分の断面図を示す。 １……半導体素子、２……半導体素子載置部、 ３……リード、 ４……ボンディングパッド、 ５……ボンディングワイヤ、 ６……導電性接着剤、 ７……モールド樹脂、 ９……リードのボンディング部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】半導体素子と、前記半導体素子の外側に離
    れて配置しており、一端部は前記半導体素子の上まで延
    在しているリードと、前記半導体素子と前記リードとを
    接続するボンディングワイヤと、前記半導体素子、前記
    リードの一部及び前記ボンディングワイヤを樹脂封止す
    る樹脂封止体とを備え、前記リードは、前記半導体素子
    の外側に位置する箇所にボンディング部を設け、かつ前
    記リードと前記半導体素子とは前記樹脂封止体によって
    隔てられていることを特徴とする樹脂封止型半導体装
    置。
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