(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のパターンに配列された複数個の入出力パッドを有する集積回路ダイと、
前記集積回路ダイの前記入出力パッド上を除く表面を覆う第１保護膜と、
前記第１保護膜上に形成され、ＳｉＮ、ＳｉＯ、またはＳｉＣからなる第２保護膜と、
前記集積回路ダイの各入出力パッド上に設けられた複数個の接触ポストと、
前記各接触ポスト上に設けられ、接触ポストより大きく、前記第２保護膜上に広がって、該第２保護膜と接触する複数個の接触パッドと、
複数個のリードを有し、この複数個のリードは一つずつ接触ポイントを有し、この接触ポイントが所定パターンに配列され、この接触ポイントが前記接触パッドに接続される第２リードフレームと
を具備することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
第１リードフレームが更に設けられ、この第１リードフレームのアイランド上に前記集積回路ダイが取着されることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記複数個の接触ポストは金属からなることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項４】
前記金属は、金、金メッキのＣｒＣｕ、金メッキのＴｉＷ、金メッキのＴｉＰｄ、金メッキのＴｉＰｔのうちいずれか一つであることを特徴とする請求項３記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第１保護膜はベンゾシクロブタン（ＢＣＢ）ポリマフィルムであることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項６】
前記接触パッドは金属からなり、該金属は、金または、チタニウムを有する金属からなることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項７】
前記接触パッドは前記リードの接触ポイントにスポット溶接されることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項８】
前記集積回路ダイおよびリードはプラスチックで覆われることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置およびその製造方法に係り、詳しくはパッケージのリードを集積回路ダイの入出力パッドに接続する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近来、集積回路の速度及び複雑性がますます増加するのに従い新しく改良されたパッケージング技術が必要である。一部製品に対しては通常のパッケージング技術が適当でない。新しい設備及び新しい製造技術を使用すると高価な費用が所要されるため、製造業者は主要製造工程を変更させない状態で技術を改善することを望んでいる。
【０００３】
パッケージング技術には、集積回路の入出力パッドを集積回路パッケージのリードに接続する方法がある。このような接続の一般的な方法としてはワイヤボンディングが上げられる。ワイヤボンディングは個々のワイヤで入出力パッド及びリード間を接続する技術である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなワイヤボンディング技術は広範囲に用いられているが、幾つかの短所がある。これら短所は、製造原価、パッケージの大きさ、及びワイヤボンドされたパッケージが熱に弱いという点である。又、入出力パッド及びパッケージピン間に位置したワイヤが装置の特性を変化させるという短所を有する。例えば、ワイヤは電気経路のインダクタンスを増加させる。
【０００５】
一部の応用においてこれらインダクタンスの増加現象は好ましいものではない。例えば、インダクタンスが増加すると、多くの集積回路からなる装置が高スイッチング速度で動作しない。集積回路が動作するのに必要される周波数は次第に増加する。過去にはワイヤのインダクタンスは重要な要素ではなかったが、速度が増加するのに伴い重要な要素となっている。
【０００６】
このような高動作周波数のためガリウム砒素集積回路の使用頻度が産業界で徐々に増加している。ガリウム砒素集積回路は多くの無線通信分野や、テレビ、VTR 、及びその他の類似の電子製品で見ることができる。通常のシリコン集積回路はガリウム砒素の高周波数に勝つことができない。シリコンはほぼ2.5MHzでその動作がピークに至る。しかし、ガリウム砒素集積回路は30GHz に近接した周波数でも動作できる。そのような高速周波数においては、比較的高いインダクタンスを有する通常のワイヤボンディングは実際的なパッケージング技術ではない。
【０００７】
他のパッケージング技術としてはＴＡＢ（Tape Automated Bonding) が知られている。しかし、ＴＡＢは幾つかの短所のため広く使用されていない。例えば、ＴＡＢは特別の組立設備を必要とする。これはＴＡＢプロセッシングシステムに変えるときに、高価な費用が必要となる。また、信頼性の問題が度々ＴＡＢパッケージング技術で発生する。例えば、湿度はＴＡＢ製造工程に使用されたテープがラミネートされないようにする要因になる。更にＴＡＢ技法は集積回路ダイが処理工程を通じて露出されているため、製造工程の間、集積回路に対する保護が不十分となる。
【０００８】
このような問題点により集積回路をパッケージングするための新しい技術が必要される。本発明は、ワイヤボンディングを使用せずに通常の組立工程を用いてリード接続が可能で、信頼性も確保できる半導体装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し上記目的を達成するために、本発明では、集積回路ダイの所定パターンに配列された複数個の入出力パッド上に接触ポストを設ける。また、複数個のリードフィンガを有し、この複数個のリードフィンガは一つずつ接触ポイントを有し、この接触ポイントが所定パターンに配列された第２リードフレームを設ける。この第２リードフレームの複数のリードフィンガの接触ポイントを前記接触ポストを介して前記集積回路ダイの入出力パッドに接続する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の半導体装置の実施の形態を示す断面図である。この実施の形態の半導体装置は集積回路ダイ１００を備える。この集積回路ダイ１００は、他の装置と信号の授受ができるように表面に複数の入出力パッド１０２を所定パターンに配列して有する。この集積回路ダイ１００は、一般的な集積回路技術を用いて組み立てられる。該組立技術は当業界でよく知られている。一具体例としては、集積回路ダイ１５０はガリウム砒素を用いて製造される。又、集積回路ダイ１００はシリコンを用いて製造することもできる。
【００１１】
接触ポスト１３０は各入出力パッド１０２上に設けられる。接触ポスト１３０はフリップチップ技術に使用されるバンピング工程により組み立てられる。接触ポスト１３０は、例えば金属バンプを入出力パッド１０２上に設けて構成される。金属バンプの金属としては、例えば金、金メッキのCrCu、金メッキのTiW 、金メッキのTiPd、金メッキのTiPtが上げられる。勿論、他の導電性物質も接触ポスト１３０を形成するのに使用できる。そのような接触ポスト１３０の形成は当業界の通常の技術者によく知られている。
【００１２】
集積回路ダイ１００の表面は、入出力パッド１０２上を除いて第１保護膜１１０で覆われる。第１保護膜１１０は誘電体物質、例えばベンゾシクロブタン(BCB) ポリマフィルム又はその他の膜で形成される。この実施の形態においては、この第１保護膜１１０上に更に第２保護膜１１２が形成される。第２保護膜１１２は例えばSiN 、SiO 、若しくはSiC で形成される。
【００１３】
接触パッド１３２が各接触ポスト１３０上に設けられる。この接触パッド１３２は接触ポスト１３０よりも大きい。これは、後述するリードフィンガとの接続時により多い表面積を提供し、リードフィンガに対する良好な結合状態を得るのに役立つ。接触パッド１３２は保護膜１１０, １１２上に広がる。接触パッド１３２は金属或いは他の導電性物質からなる。一具体例においては接触パッド１３２は金からなる。他の具体例として接触パッド１３２はチタニウムからなる。チタニウムを使用すると第２保護膜１１２に対する接触パッド１３２の接着度を向上させ得る。
【００１４】
集積回路ダイ１００はダイパドル１４０上に取着される。図２はダイパドル１４０を具体的に示す平面図である。ダイパドル１４０はダイパドルリードフレーム２００に形成される。ダイパドルリードフレーム２００は第１リードフレームとも言える。ダイパドル１４０はプラスチックパッケージの中枢的な機能を行う。それは集積回路ダイ１００に対する支持度を増加させる。ダイパドルリードフレーム２００は製造工程においてダイを搬送するのに必要な運送手段を提供する。それは例えばストリップ金属シートで製造される。ダイパドル１４０はダイパドルリードフレーム２００の金属シートに形成される。ダイパドル１４０は集積回路ダイ１００とほぼ同様な大きさを有する。集積回路ダイ１００は高精密度の位置合わせを提供する通常のダイ取着工程を用いてダイパドルリードフレーム２００のダイパドル１４０上に取着される。この工程は当業界ではよく知られている。
【００１５】
図１に示すように、複数個のリードフィンガ１５０が更に設けられる。このリードフィンガ１５０は、接触パッド１３２及び接触ポスト１３０を通じて入出力パッド１０２に対する電気的な接触を提供する。これらのリードフィンガ１５０は、入出力パッド１０２を有する集積回路ダイ１００の表面上に配置される。
【００１６】
図３はリードフィンガ１５０の詳細平面図である。この図に示すように、リードフィンガ１５０はリードフレーム３００で製造される。リードフレーム３００は第２リードフレームと言うことができる。リードフィンガ１５０はリードフレーム３００の支持部から延在して形成される。それらのリードフィンガ１５０は、接触ポイントが集積回路ダイ１００の入出力パッド１０２の所定パターンに対応するパターンに配列されるように形成される。接触ポイントはリードフィンガ１５０の先端部である。
【００１７】
リードフレーム３００のリードフィンガ１５０は、図１に示すように集積回路ダイ１００の入出力パッド１０２上に配列される。該配列はダイパドルリードフレーム２００或いは集積回路ダイ１００の配列マークにより達成される。リードフィンガ１５０の接触ポイントは接触パッド１３２に接続される。具体的には、リードフィンガ１５０の先端接触ポイントは接触パッド１３２にレーザスポット溶接される。接触パッド１３２及びリードフィンガ１５０は簡単に物理的に接続されるように構成される。リードフィンガ１５０は安定な接続を補償するように粒子内部接続構造或いは他のマイクロ構造を有する表面特徴を有することができる。接続法としては、当業界に存在する他の技術も利用できる。例えば、ソルダリフロを利用することができる。ただし、一部製品においてレーザスポット溶接は劣悪な環境で確実な接続を補償するのに好ましい方法であるといえる。
【００１８】
集積回路ダイ１００及びリードフィンガ１５０はプラスチックモールド内にカプセル化させることができる。その際、リードフィング１５０の後端側は他回路との接続のためにモールド外に導出される。このようなカプセル化は装置を保護できるし、接触パッド１３２とリードフィンガ１５０間の物理的接触を良好に維持するのに役立つ。
【００１９】
その後、例えば、ディフラッシュ、マーキング、リードプレーティング、リードトリム、及びリードフォームなどの組立工程が通常の製造技法により適用される。
【００２０】
以上のような本発明の実施の形態によれば、ワイヤボンディングを使用せずに通常の組立工程を用いてリード接続が可能である。したがって、ワイヤボンディング使用時の問題点を解決できるともに、主要製造工程を変更させないで技術改善が可能となる。さらに、プラスチックモールドによるカプセル化が可能であるから、信頼性低下の問題も発生しない。
【００２１】
以上本発明を具体的な実施の形態により説明したが、本発明はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲内で種々の変更が可能である。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ワイヤボンディング使用時の問題点を解決できるともに、主要製造工程を変更させないで技術改善が可能となり、さらに信頼性も確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体装置の実施の形態を示す断面図。
【図２】ダイパドルリードフレームを示す平面図。
【図３】リードフィンガを具備したリードフレームを示す平面図。
【符号の説明】
１００  集積回路ダイ
１０２  入出力パッド
１１０  第１保護膜
１１２  第２保護膜
１３０  接触ポスト
１３２  接触パッド
１４０  ダイパドル
１５０  リードフレーム
【図１】
0003724945.tif 000002
【図２】
0003724945.tif 000003
【図３】
0003724945.tif 000004