(57)【要約】      （修正有）【課題】高ピン・カウントを有し、ワイア・ボンド技法を使用してパッケージされた高性能デジタルＩＣデバイスを目的とするリード・フレームを提供する。【解決手段】パドル１２の構成は新しい寸法をリード・フレーム・デザインに付加するために変更される。好ましい一実施態様では、１つまたは複数のスロット２１がパドル１２内に形成されて、選択されたワイア・ボンド１５の長さを削減することが可能となる。これは、寄生キャパシタンスに対するこれら選択されたリード線の感受性を減少させる。一般に、選択されたリード線は、極めて高速な信号を運ぶリード線である。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ．長さＬ、幅Ｗの四角形を有し、４つの縁部を有するパドルを有するリード・フレームと、
ｂ．少なくとも２つの縁部に沿って前記パドルから延びる、複数のリード線フィンガＰ＋Ｐ’であって、ただしＰ’はＰよりも小さいリード線フィンガと、
ｃ．前記パドルに取り付けられ、長さＬ’、幅Ｗ’、および４つの縁部を有する四角形を有し、ただしＬ’がＬよりも小さく、かつＷ’がＷよりも小さく、前記パドルの前記縁部に沿った少なくとも１つの露出された領域を除いて前記パドルを実質的に覆うＩＣチップとを含む集積回路パッケージデバイスであって、
前記露出された領域に形成された少なくとも１つのスロット、および前記スロット内に延びた前記複数Ｐ’本のリード線フィンガを特徴とする、パッケージデバイス。
【請求項２】
前記複数のリード線フィンガＰに取り付けられた長さＸのワイア・ボンドおよび前記複数のリード線フィンガＰ’に取り付けられた長さＸ’のワイア・ボンドをさらに含み、Ｘ’は実質的にＸよりも小さい、請求項１に記載のパッケージデバイス。
【請求項３】
Ｘ’がＸの５０％よりも小さい、請求項２に記載のパッケージデバイス。
【請求項４】
前記ＩＣチップがデジタルＩＣチップであり、前記複数のリード線Ｐ’が選択された高速デジタルＩ／Ｏリード線である、請求項２に記載のパッケージデバイス。
【請求項５】
前記スロットが０．２５Ｌよりも短い長さを有する、請求項２に記載のデバイス。
【請求項６】
前記スロットが（Ｗ−Ｗ’）の少なくとも０．５０倍の幅を有する、請求項５に記載のパッケージデバイス。
【請求項７】
ＬとＷが実質的に等しい、請求項２に記載のパッケージデバイス。
【請求項８】
前記リード線フィンガＰがピッチｐを有し、前記リード線フィンガＰ’がピッチｐ’を有し、ｐ’はｐよりも大きい、請求項２に記載のパッケージデバイス。
【請求項９】
集積回路を作製する方法であって、集積回路チップ上のボンド・パッドと、前記集積回路が取り付けられるパドル・サポートのスロット内へ延びない、前記チップに隣接するリード線フィンガの遠位端との間に比較的長いワイア・ボンドを形成すること、および前記集積回路チップ上のボンド・パッドと、前記集積回路が取り付けられる前記パドル・サポートのスロット内へ延びない、前記チップに隣接するリード線フィンガの遠位端との間に比較的短いワイア・ボンドを形成することを含み、前記短いワイア・ボンドが前記長いワイア・ボンドの長さの半分よりも短いことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野は集積回路（ＩＣ）パッケージであり、より詳細にはオーバーモールドのワイア・ボンドＩＣパッケージ用のリード・フレームの設計である。
【背景技術】
【０００２】
集積回路パッケージ用のワイア・ボンド技法は、ＩＣ生産の中心であり続けている。細かいピッチを有する高ピン・カウント・デバイスの場合、フリップチップ半田バンプ技法では整合するのが困難な精密な要素を可能にする。典型的な高ピン・カウント・パッケージ、たとえば薄型正方形平面状パックＴＱＦＰパッケージは正方形あるいは矩形のパドルを有し、その上にはＩＣパッケージがボンディングされ、リード線が４辺から延びている。リード線は、典型的には、ＩＣチップの極めて細かいピッチからワイア・ボンド・サイトのより広いピッチへ、さらには相互接続サイト、即ちリード線端部のさらに広いピッチへとリード線ピッチが遷移するように展開している。高速デジタル・デバイスの現在の状態において、ワイア・ボンドおよびワイア・ボンドが取り付けられるリード・フレーム・フィンガの長さおよび構成は、回路要素に最適性能のために制御される必要性を加えている。各種のリード・フレーム設計が、これらの問題に対処するために開発されてきたが、改善は継続的に求められている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明者らは、高ピン・カウントを有し、ワイア・ボンド技法を使用してパッケージングされた高性能デジタルＩＣデバイスを目的とする新規のリード・フレーム、およびＩＣパッケージを設計した。本発明によれば、パドルの構成は、リード・フレーム設計に新しい寸法を付加するために変更される。好ましい一実施態様では、１つまたは複数のスロットがパドル内に形成されて、選択されたワイア・ボンドの長さを削減することが可能となる。これは、寄生抵抗／インダクタンスに対するこれら選択されたリード線のワイア・ボンドの感受性を最小にする。一般に、選択されたリード線は、極めて高速なデジタル信号を運ぶリード線である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００４】
プロトタイプとして、露出型パドル薄型正方形平面状パックＩＣパッケージ（ｅＴＱＦＰ）を使用して、本発明を示しかつ記載する。しかし、本発明がそのように限定されないことを理解すべきである。これは、様々なタイプのワイア・ボンデングＩＣデバイスに適用できる。典型的には、これらは本明細書に示されるようなオーバーモールド型プラスチック・パッケージであるか、またはプラスチック・キャビテイ・パッケージ、またはあらゆる他のタイプの高ピン・カウント・パッケージである。また、パドル構成がデバイスの電気的性能の他の側面に影響を及ぼすように改変されているＩＣまたは電気部品パッケージも、本発明の範囲内であると考えられるべきである。このパッケージは、ハイブリッドＩＣまたは集積受動デバイス（ＩＰＤ）チップを含むことができる。これはデジタル・チップと共にパッケージングされるＭＥＭＳデバイスのような光サブ組立体を含むことができる。
【０００５】
図１を参照すると、半導体チップ１１がリード・フレームにボンディングされて示されている。リード・フレームは、チップをパドルにボンディングするための媒体として半田、または導電性接着剤１３を有するパドル１２を備える。このパッケージ・デザインにおいて、パドルはパッケージの底部に露出されて、その露出されたパドルへ直接的に地面Ｉ／Ｏ接続が行われるのを可能にする。パドルは、パッケージの辺から延びるリード線フィンガ１４も備える。半導体デバイス・パッケージのこの形態は、ＩＣチップ上のボンド・パッド１６とリード線１４の間にボンディングされたワイア・ボンド１５を特徴とする。図１は、通常のプラスチックのカプセル化材料１７も示す。
【０００６】
図２は、パドル１２から延びるリード線フィンガ１４の構成を略図的に示す図１のリード・フレームの平面図である。このデザインのリード線は、上記の理由のために展開している。展開されたアレイは、ほぼ等しいワイア・ボンド長さも提供する。パドル１２は、通常は正方形であり、図示のように４つの縁部を有する。通常の場合では、パドルは長さＬ、幅Ｗ、および４つの縁部を有する四角形である。図２において、複数のリード線フィンガは４側面に沿ってパドルから延びている。他のデザインも可能であるが、リード線フィンガは、通常少なくとも２つの縁部から延びている。
【０００７】
図３は、ＩＣチップ・ダイがパドル１２へボンディングされている、図２のリード・フレームを示している。このデザインのＩＣチップは正方形を有するが、このデザインも通常の場合では、ＩＣチップは長さＬ’、幅Ｗ’、ただしＬ’が（パドルの）Ｌよりも小さく、Ｗ’がＷよりも小さい四角形であり、ＩＣチップは、パドルの縁部に沿った露出された領域を除きパドルをほぼ覆う（露出された領域は、結果的にそれぞれＬおよびＷよりも小さいＬ’およびＷ’となる）。図３は、ＩＣチップとリード線１４の間のワイア・ボンド１５も示している。上記のようなリード線フィンガの展開およびリード線フィンガのアレイの弯曲構成により、アレイの全てのワイア・ボンドの長さはほぼ等しい。
【０００８】
図４は本発明の一実施態様を示している。パドル１２には、１つまたは複数のスロット２１が設けられる。図４は、パドル１２の各辺あたり１つが対称的に配置された４つのスロット２１を示す。しかし、任意数のスロットがあることができ、パドル縁部の任意の場所にそれらを配置することができる。スロットの形状が延長リード線フィンガのアレイ形状に本質的に合致しているために、中央位置が好ましい。スロットは、典型的には、パドルの長さＬ（または幅）に沿って測定すると、幅ＳＬを有し、これは実質的にＬよりも小さく、通常は０．２５Ｌよりも小さい。スロットＳＷの幅は、Ｗ−Ｗ’の差によって許容される空間の殆ど、たとえばＷ−Ｗ’の少なくとも５０％、好ましくは７５％を好ましくは占めている。
【０００９】
スロット２１は、図４に示すようなスロット内へ延びている２つ以上のリード線フィンガ２２の選択されたグループを収容する。これにより、ＩＣチップからリード線フィンガの選択されたグループへのワイア・ボンドは、実質的に減少した長さを有するようになる。
【００１０】
図５および図６はより詳細にこれを示している。図５は、ＩＣチップ１１が取り付けられ、ワイア・ボンド１５がＩＣチップとリード線フィンガ１４の間にボンディングされている、図４のリード・フレームを示している。リード線フィンガ２２の選択されたグループは、図示のようにスロット２１内へ延びている。ワイア・ボンド１５’は、従来のリード線フィンガへのワイア・ボンド１５、即ちスロットに延びないワイア・ボンドよりも実質的に短い長さを有する。好ましい実施態様では、ワイア・ボンド１５’の長さはワイア・ボンド１５の長さの半分よりも短い。ある場合では、矩形スロットを使用せず、むしろリード線フィンガがスロット内に延びる領域内の延長されたリード線フィンガのアレイ形状に整合させるために、１つあるいは複数のスロットの側壁を傾斜させるのが都合がよいことがある。
【００１１】
上記の説明および図４〜図６から、リード線フィンガ２２の選択されたグループがパッケージ内の全リード線フィンガ数よりも実質的に少ないことは明らかである。図４に示すように、パッケージには合計１６０本のリード線フィンガがあり、その内２８本、即ち１７．５％は、本発明の教示に従って延びている。明らかに、その割合を大きくも小さくもできる。典型的には、これは約３〜３０％の範囲に属する。
【００１２】
図５および図６の説明において、フィンガの外端、即ちファン・アレイの外縁における全フィンガのピッチがほぼ等しい場合、スロット中へ延びるリード線フィンガの部分（これらフィンガの内端）は、延びていないリード線フィンガの内端におけるピッチよりも小さなピッチを有することが当業者には思い浮かぶであろう。これは、全リード線フィンガが集中し、スロット内へ延びるリード線フィンガの方がより長いからである。従って、延長されたリード線フィンガの間隔を、短いリード線フィンガのピッチと異なるピッチへと調節することが有利であることがある。これの一実施態様は図７に示されており、そこでは、延長されたリード線フィンガ７２、即ちスロット内へ延びるリード線フィンガは、短いリード線フィンガ１４の外端におけるピッチよりも大きいピッチをその外端で有する。これにより、延長されたリード線フィンガがスロット中へ延びると、延長されたリード線フィンガのピッチに、短いフィンガ１４の内端におけるピッチとほぼ等しいピッチがもたらされる。この方策は、全リード線フィンガの内端におけるピッチが最小デザインルールに合致する場合に必要なことがある。
【００１３】
他の代替デザインを図８に示す。この場合、延長されたリード線フィンガ８２の何本かは、アレイ中の他のリード線フィンガ１４の内端のピッチに合致するピッチで、それらのリード線フィンガの内端のピッチを保つようにして曲げられる。
【００１４】
選択されたリード線フィンガの長さを延長することによって、これらフィンガのインピーダンスが変化することが当業者には思い浮かぶであろう。これに対処するために、本発明により、リード線フィンガの形状は変えられる。この例は図９に示されており、そこでは、延長されたリード線フィンガ９２は、延長されたリード線フィンガのインピーダンスを調節するためにテーパーが付けられている。
上記の方策のあらゆるものは、単独でも使用でき、任意の適切な組み合わせでも使用できることことに留意されたい。
【００１５】
本発明の各種の付加的変更が当業者には思い浮かぶであろう。当技術を進歩させてきた原理および等価物に基本的に依存している本明細書の特定の教示からの逸脱はすべて、記載および特許請求されている本発明の範囲内であると適正に考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来のＴＱＦＰ  ＩＣパッケージの断面図である。
【図２】図１のデバイス用の典型的なリード・フレーム・デザインの略平面図である。
【図３】ＩＣチップにダイ・ボンデングおよびワイア・ボンデングした後の図２のリード・フレームを示す平面図である。
【図４】本発明の一実施態様を示す変更パドル形状を有するリード・フレームの略平面図である。
【図５】ＩＣチップにダイ・ボンデングおよびワイア・ボンデングした後の図４のリード・フレームを示す平面図である。
【図６】図５のスロット部の詳細図である。
【図７】スロット中へ延びる選択されたリード線構成の様々な実施形態を示す図である。
【図８】スロット中へ延びる選択されたリード線構成の様々な実施形態を示す図である。
【図９】スロット中へ延びる選択されたリード線構成の様々な実施形態を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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