(57)【要約】  ダイの接地又は他の外部コンタクトへのワイヤボンディングの信頼性を改善する、種々の半導体パッケージ配置及び方法を説明する。１つの側面において、ダイ上の選択された接地パッドが、リードフレームのタイバー部上に位置するボンディング領域にワイヤボンディングされる。タイバーは、タイバーのボンディング領域からダウンセットされる露出されたダイ取り付けパッドに接続される。幾つかの実施例において、ボンディング領域及びリードは、ダイ及びダイ取り付けパッドより上で、実質的に同一の高さである。ダイと、ボンディングワイヤと、リードフレームの少なくとも一部とがプラスチック封止材材料で封止される一方で、ダイ取り付けパッドのコンタクト面を露出させておき、ダイ取り付けパッドの外部デバイスへの電気的結合を円滑化することができる。
2013508974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集積回路パッケージであって、
ダイ取り付けパッドと、前記ダイ取り付けパッドから物理的及び電気的に隔離される複数のリードと、前記ダイ取り付けパッドと一体的に形成され、前記ダイ取り付けパッドに機械的及び電気的に結合され、第１のボンディング領域を含む、第１のタイバーとを含むリードフレームであって、前記ダイ取り付けパッドが、前記第１のボンディング領域に対してダウンセットされるダイ搭載面を有する、前記リードフレーム、
前記ダイ取り付けパッドの前記ダイ搭載面上に搭載されるダイであって、多数のＩ／Ｏパッドを有する前記ダイ、
ボンディングワイヤの第１のセットであって、前記ボンディングワイヤの第１のセットの各ボンディングワイヤが、関連するＩ／Ｏパッドに取り付けられる第１の端部と、関連するリードに取り付けられる第２の端部とを有し、それにより、前記関連するＩ／Ｏパッドを前記関連するリードに電気的に結合する、前記ボンディングワイヤの第１のセット、及び、
ボンディングワイヤの第２のセットであって、前記ボンディングワイヤの第２のセット内に少なくとも１本のボンディングワイヤがあり、前記ボンディングワイヤの第２のセットの各ボンディングワイヤが、前記ダイ上の関連するＩ／Ｏパッドに取り付けられる第１の端部と前記第１のタイバー上の前記第１のボンディング領域に取り付けられる第２の端部とを有し、それにより、前記第１のボンディングワイヤの前記第１のボンディング領域への取り付け地点が、前記ダイ搭載面を囲む面に対してオフセットされる、前記ボンディングワイヤの第２のセット、
を含む、集積回路パッケージ。
【請求項２】
請求項１に記載の集積回路パッケージであって、前記ダイ取り付けパッドが接地に電気的に結合され、前記ボンディングワイヤの第２のセット内のボンディングワイヤに取り付けられる各Ｉ／Ｏパッドが接地Ｉ／Ｏパッドである、集積回路パッケージ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の集積回路パッケージであって、前記第１のボンディング領域の幅が、前記第１のタイバーの他の部分の幅より実質的に大きい、集積回路パッケージ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の集積回路パッケージであって、
前記ダイと、前記ボンディングワイヤと、前記リードフレームの少なくとも一部とを封止する一方で、前記ダイ取り付けパッドの底面を露出させておき、電気的コンタクトとして機能するようにするプラスチック封止材、
を更に含む、集積回路パッケージ。
【請求項５】
電子デバイスであって、
接地パッドを有する基板、及び
前記基板上に取り付けられた請求項４に記載の集積回路パッケージを含み、
前記ボンディングワイヤの第２のセット内のボンディングワイヤに取り付けられた各Ｉ／Ｏパッドが接地Ｉ／Ｏパッドであり、前記ダイ取り付けパッドの底面が、前記基板の接地パッドに電気的及び機械的に結合され、それにより、前記ボンディングワイヤ、前記第１のタイバー、及び前記ダイ取り付けパッドを介して前記接地Ｉ／Ｏパッドを接地に電気的に接続するための、
電子デバイス。
【請求項６】
請求項５に記載の集積回路パッケージであって、前記パッケージが、前記パッケージの対向する側部に２列のリードを有し、前記パッケージの対向する端部から延びるリードを有さない、デュアルインラインパッケージであり、前記第１のタイバーが前記パッケージのリードを有さない端部に向かって延びる、集積回路パッケージ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の集積回路パッケージであって、前記ボンディングワイヤの第２のセットが、各々が前記第１のボンディング領域に結合される複数のボンディングワイヤを含む、集積回路パッケージ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の集積回路パッケージであって、
前記ダイ取り付けパッドと一体的に形成され、第２のボンディング領域を有する第２のタイバーであって、少なくとも１本の付加的なボンディングワイヤが第２の拡大されたボンディング領域に取り付けられる、前記第２のタイバー、
を更に含む、集積回路パッケージ。
【請求項９】
請求項８に記載の集積回路パッケージであって、前記第１及び第２のボンディング領域の上面が、前記リードの上面と実質的に同一平面上にある、集積回路パッケージ。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の集積回路パッケージであって、前記第１のボンディング領域の形状が、前記ダイに向かって内側に延びる少なくとも１つのフィンガー部を有する、ヒューズド（fused）リード形状である、集積回路パッケージ。
【請求項１１】
集積回路パッケージであって、
ダイ取り付けパッド及び複数のリードを有するリードフレーム、
前記ダイ取り付けパッド上に取り付けられ、複数のＩ／Ｏパッドを含む、ダイ、
前記ダイ取り付けパッド上に形成される少なくとも１つのワイヤボンディングバンプ、及び、
各ボンディングワイヤが関連するＩ／Ｏパッドに電気的に接続されている多数のボンディングワイヤを含み、
前記ボンディングワイヤの第１のセットの各々が、関連するＩ／Ｏパッドを関連するリードに電気的に接続し、前記ボンディングワイヤの少なくとも１本が、前記ダイ取り付けパッドに間接的に固定されるダウンボンディングワイヤであり、各ダウンボンディングワイヤが、関連するワイヤボンディングバンプにステッチボンディングされて前記ダウンボンディングワイヤを前記ダイ取り付けパッドに電気的に接続する、
集積回路パッケージ。
【請求項１２】
集積回路パッケージであって、
複数のリード、ダイ取り付けパッド、及び前記ダイ取り付けパッドに接続される少なくとも１つのタイバーを含み、ワイヤボンディング着地領域を含むリードフレームであって、前記ダイ取り付けパッドと前記リードの各々とが前記パッケージの電気的コンタクトとして機能し、前記タイバーが前記パッケージの電気的コンタクトとして機能せず、前記ダイの支持面が前記ワイヤボンディング着地領域に対してダウンセットされている、前記リードフレーム、
前記ダイ取り付けパッド上に取り付けられ、少なくとも１つの接地Ｉ／Ｏパッドを含む複数のＩ／Ｏパッドを含むダイ、
各ボンディングワイヤが関連するＩ／Ｏパッドに電気的に接続される多数のボンディングワイヤであって、前記ボンディングワイヤの第１のセットの各々が、関連するＩ／Ｏパッドを関連するリードに電気的に接続し、前記ボンディングワイヤの少なくとも１本が、関連する接地Ｉ／Ｏパッドを前記タイバーの前記ワイヤボンディング着地領域に接続する接地ボンディングワイヤであり、それにより、前記接地ボンディングワイヤを前記ダイ取り付けパッドに間接的に電気的に接続するためのものであり、それにより、前記接地ボンディングワイヤの前記ワイヤボンディング着地領域への取り付け地点が、前記ダイ搭載面を囲む面に対して垂直にオフセットされる、前記多数のボンディングワイヤ、及び、
前記ダイと、前記ボンディングワイヤと、前記リードフレームの少なくとも一部とを封止する封止材であって、前記ダイ取り付けパッド底面が前記パッケージの底面で露出されて、前記ダイ取り付けパッドの電気的接地への電気的結合を円滑化し、それにより、前記接地Ｉ／Ｏパッドを前記接地ボンディングワイヤ、前記タイバー、及び前記ダイ取り付けパッドを介して接地に電気的に接続するための、前記封止材、
を含む、集積回路パッケージ。
【請求項１３】
請求項１に記載の集積回路パッケージであって、前記第１のボンディング領域の幅が前記第１のタイバーの他の部分の幅より実質的に大きい、集積回路パッケージ。
【請求項１４】
請求項１に記載の集積回路パッケージであって、
前記ダイと、前記ボンディングワイヤと、前記リードフレームの少なくとも一部とを封止する一方で、前記ダイ取り付けパッドの底面を露出させておき、電気的コンタクトとして機能するようにするプラスチック封止材を更に含む、集積回路パッケージ。
【請求項１５】
電子デバイスであって、
接地パッドを有する基板、及び、
前記基板上に取り付けられた請求項１４に記載の集積回路パッケージを含み、前記ボンディングワイヤの第２のセット内のボンディングワイヤに取り付けられた各Ｉ／Ｏパッドが、接地Ｉ／Ｏパッドであり、前記ダイ取り付けパッドの底面が、前記基板の接地パッドに電気的及び機械的に結合され、それにより、前記接地Ｉ／Ｏパッドを前記ボンディングワイヤ、前記第１のタイバー、及び前記ダイ取り付けパッドを介して接地に電気的に接続するための、
電子デバイス。
【請求項１６】
請求項１５に記載の集積回路パッケージであって、前記パッケージが、前記パッケージの対向する側部に２列のリードを有し、前記パッケージの対向する端部から延びるリードを有さない、デュアルインラインパッケージであり、前記第１のタイバーが前記パッケージのリードを有さない端部に向かって延びる、集積回路パッケージ。
【請求項１７】
請求項１に記載の集積回路パッケージであって、前記ボンディングワイヤの第２のセットが、各々が前記第１のボンディング領域に結合される複数のボンディングワイヤを含む、集積回路パッケージ。
【請求項１８】
請求項１に記載の集積回路パッケージであって、
前記ダイ取り付けパッドと一体的に形成され、第２のボンディング領域を有する第２のタイバーであって、少なくとも１本の付加的なボンディングワイヤが第２の拡大されたボンディング領域に取り付けられる、前記第２のタイバー、
を更に含む、集積回路パッケージ。
【請求項１９】
請求項１８に記載の集積回路パッケージであって、前記第１及び第２のボンディング領域の上面が、前記リードの上面と実質的に同一平面上にある、集積回路パッケージ。
【請求項２０】
請求項１に記載の集積回路パッケージであって、前記第１のボンディング領域の形状が、前記ダイに向かって内側に延びる少なくとも１つのフィンガー部を有する、ヒューズドリード形状である、集積回路パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的に、半導体パッケージに基づくリードフレームに関連する。更に特定して言えば、ダイとパッケージのコンタクトとして機能するダイ取り付けパッドとの間の電気的接続の信頼性を向上させる配置を説明する。
【背景技術】
【０００２】
多くの半導体パッケージは、金属リードフレームを用いて集積回路ダイと外部構成要素との間の電気的相互接続を提供する。ダイ上のＩ／Ｏパッド（しばしば「ボンド・パッド」と呼ばれる）を、リードフレーム内の対応するリード／コンタクトに電気的に接続するために、「ボンディングワイヤ」と呼ばれる非常に小さな電気的配線がしばしば用いられる。典型的に、ダイと、ボンディングワイヤと、リードフレームの一部とが保護のためプラスチックに封止される一方、リードフレームの一部が露出されたままにされて外部デバイスへの電気的接続を円滑化する。
【０００３】
リードフレームの多くは、パッケージのアッセンブリの間ダイを支持するダイ取り付けパッド（ＤＡＰ）を含む。幾つかのこのようなパッケージにおいて、ダイ取り付けパッドは、パッケージの表面（典型的に、底面）上で露出される。露出されたダイ取り付けパッドは、パッケージの熱管理に役立てることができる。というのも、ダイ取り付けパッドは、ダイが生成する過剰な熱を放散するための良好な熱伝導路を提供するからである。露出されたＤＡＰパッケージの幾つかにおいて、ダイ取り付けパッドはそのパッケージのための電気的コンタクトとしても用いられる。最も一般的には、ダイ取り付けパッドは接地パッドとして用いられる。ただし、幾つかのパッケージでは、これを電力パッドとして用いることができ、理論的には、信号パッドとして用いることも可能である。
【０００４】
ダイ取り付けパッドが電気的コンタクトとして用いられるとき、ボンディングワイヤは、しばしば、ダイ上の一つ又はそれ以上の接地Ｉ／Ｏパッドをダイ取り付けパッドに電気的に接続するために用いられる（しばしば「ダウンボンディング」と呼ばれるプロセス）。最も一般的には、非常に微細な金又は銅配線がボンディングワイヤとして用いられ、リードフレームは銅又は銅ベースの合金から形成される。金は銅にはあまりよく接着しないため、ダイ取り付けパッドの上面（及びリードフレームの他の関連する部分）は、銅よりも一層良好に金ボンディングワイヤに接着する、銀の薄膜でめっきされるのが典型的である。時折生じる問題は、そのデバイスの使用中にダイがダイ取り付けパッドから時折剥離することである。剥離は、ダイ取り付けパッドとダイを封止するモールディング化合物との間にも生じ得る。剥離が生じると、ダイ取り付けパッドに相対的なダイの動きが、ダウンボンディングワイヤをダイ取り付けパッドから離したり、或いはダウンボンディングワイヤを破断させたりする恐れがある。
【０００５】
同様の剥離の問題はリードでも生じ得る。例えば、剥離は、モールディング材料とリード・フィンガーとの間、特に、リードフレームの銀めっきされた領域で、生じることがある。モールディング材料とリードとの間の剥離もまた、ボンディングワイヤを損傷させる恐れがある。
【０００６】
露出されたダイ取り付けパッドを有するパッケージに用いるのに適する典型的なリードフレームの概略を図１Ａ及び図１Ｂに示す。図１Ａは、リードフレーム１００の平面図であり、リードフレーム１００に取り付けられ、電気的に接続されたダイと共に示す。図１Ｂは、図１Ａの破断線Ａ−Ａによる切断側面図である。ダイ１０２は、接地されたダイ取り付けパッド１０４に接地ボンディングワイヤ１０６を用いてワイヤボンディングされる。接地ボンディングワイヤ１０６の一端は、ダイ１０２上の接地Ｉ／Ｏパッド１１０に接着し、他方の端部は、ダイ取り付けパッド１０４に直に接着する。金接地ボンディングワイヤ１０６を用いる設計では、接地されたダイ取り付けパッド１０４は、ボンディングの質を向上させるために銀でめっきされることがよくある。また、集積回路設計において所望とされるようにダイを電気的に接続するため、ボンディングワイヤ１０８が、ダイ１０２のＩ／Ｏパッド１１６をリードフレーム１２４の関連するリード１１２に接続する。例えば、ボンディングワイヤ１０８は、ダイ１０２を、電源、信号線、又は任意の他の適切な電気的接続に接続するために用いることができる。ダイ取り付けパッド１０４はタイバー１１８によって支持される。
【０００７】
多くのアプリケーションにおいて従来の接地ボンディング方法が良好に機能しているが、接地ボンドの信頼性を改善する取り組みが成されている。
【発明の概要】
【０００８】
本発明の上述の及び他の目的を達成するため、ダイ上の一つ又はそれ以上の選択されたＩ／Ｏパッド（例えば、接地Ｉ／Ｏパッド）が、ダイ取り付けパッドを担持するタイバーの一部、又はこのようなタイバーに接続される構造に電気的に結合される。ボンディング領域はダイ取り付けパッドより高くなっている。ダイをダイ取り付けパッドに電気的に接続するボンディングワイヤは異なる面でダイ取り付けパッドにボンディングされるため、たとえダイがダイ取り付けパッドから剥離した場合でも、これらのボンドが破損したり、損傷されたりしにくい。ダイ取り付けパッドをボンディング領域からダウンセットすることにより、剥離の事象の際の更なる相関する動きが可能となり、その結果、電気的信頼性が向上した接地ボンドとなる。幾つかの好ましい実施例において、ボンディング領域は、関連するタイバーの他の部分よりも幅広い。このような配置により、ダイ取り付けパッドに多数の接地Ｉ／Ｏパッドを電気的に結合させることが可能となる。
【０００９】
幾つかの実施例は矩形の拡大されたボンディング領域を有し得、また、他の実施例はヒューズド（fused）リード形状を有し得る。このヒューズドされたリード形状は、タイバーからダイ取り付けパッドに向かって内側に延びる少なくとも１つのフィンガー部を含む。拡大されたボンディング領域の増加した表面領域により、タイバー上の多数の接地ボンド位置が可能となる。また、幾つかの設計において、リードフレームは、多数のタイバー及び拡大されたボンディング領域を有し得、これらは、ダイの対向する側部又は他の適切な位置に配置され得る。
【００１０】
半導体パッケージは、関連するいかなるデバイスをも保護するため、さらに、プラスチック封止材に封止され得る。ダイ取り付けパッドの裏面は、外部デバイスへの電気的接続を円滑化するため、たいてい露出されている。
【００１１】
本発明の他の装置、方法、特徴、及び利点は、以下の図面及び発明の詳細な説明を参照することにより、当業者には明らかであるか或いは明らかとなり得る。このような付加的なシステム、方法、特徴、及び利点のすべては、この記載内に包含され、本発明の範囲内にあり、さらに、添付の特許請求の範囲により保護されることが意図されている。
【００１２】
以下の図面において、同様の参照符号を同様の構造的要素を示すために用いる場合がある。これらの図面における表現は概略的なものであり、一定の縮尺で描いてはいないことも理解されたい。本発明及び本発明の利点は、添付の図面を考慮に入れて、下記説明を参照することによって最もよく理解され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】図１Ａは、ダイ上の接地ボンドパッドが、接地されたダイ取り付けパッドにダウンボンディングされた、先行技術の集積回路パッケージの平面図を示す。
【００１４】
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａに示すパッケージの破断線Ａ−Ａによる断面図を示す。
【００１５】
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の一実施例に従ったタイバー上に拡大されたボンディング領域を備えたリードフレームデバイスエリアの平面図を示す。
【００１６】
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａのリードフレームデバイスエリアに取り付けられ、本発明の一実施例に従ってタイバーの拡大されたボンディング領域に電気的に結合されるダイを備えた、集積回路パッケージの平面図を示す。
【００１７】
【図２Ｃ】図２Ｃは、図２Ｂの実施例の破断線Ｂ−Ｂによる断面図を示し、本発明の一実施例に従って接地ボンディングワイヤがタイバーの高くなったボンディング領域に電気的に結合されることを示す。
【００１８】
【図２Ｄ】図２Ｄは、図２Ｂの実施例の破断線Ｃ−Ｃによる断面図を示し、本発明の一実施例に従ってボンディングワイヤがリードに電気的に結合されることを示す。
【００１９】
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の別の実施例に従ったタイバー上に拡大されたボンディング領域を有するリードフレームデバイスエリアの平面図を示す。
【００２０】
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａのリードフレームデバイスエリアに取り付けられ、本発明の別の実施例に従ってタイバーの拡大された接地された領域に電気的に結合されるダイを備えた、集積回路パッケージの平面図を示す。
【００２１】
【図３Ｃ】図３Ｃは、図３Ｂの集積回路パッケージの破断線Ｆ−Ｆによる断面図を示し、この図において、本発明の一実施例に従って接地Ｉ／Ｏパッドがタイバーの拡大されたボンディング領域に結合される。
【００２２】
【図４Ａ】図４Ａは、集積回路パッケージの断面図を示し、この図において、ボンディングワイヤがボール上のウェッジステッチを備えたボールボンド（ＢＳＯＢ：ball bond with wedge stitched on ball）を介してダイ取り付けパッドに直に結合される。
【００２３】
【図４Ｂ】図４Ｂは、集積回路パッケージの断面図を示し、この図において、ボンディングワイヤがリバースのボール上のステッチを備えたボール（ＲＢＳＯＢ（reverse ball stitched on ball）を介してダイ取り付けパッドに直に結合される。
【００２４】
【図５】図５Ａ〜５Ｃは、本発明の一実施例に従った多数のデバイスエリア５１４を含むリードフレームストリップ５２４を平面図で示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明は、全般的に、ダイ上の選択されたＩ／Ｏパッド（例えば接地パッド）をリードフレームベースの集積回路パッケージ内のダイ取り付けパッドに電気的に接続するための改善された設計及び手法に関する。
【００２６】
下記の詳細な説明において、本発明がよりよく理解されるように多数の特定の詳細を説明している。しかし、本発明は、これらの特定の詳細の幾つか或いはすべてがなくても実施され得ることを理解されたい。他の例では、本発明を不用意に曖昧にすること避けるため、周知のプロセスオペレーションは詳細には示していない。
【００２７】
背景技術のところで述べたように、リードフレームベースの集積回路パッケージには、リードフレームの接地されたダイ取り付けパッド部に直接ダイをワイヤボンディングすることによって、そのダイが接地に電気的に接続されるように設計されるものがある。このプロセスは、しばしば「ダウンボンディング」と呼ばれる。ダウンボンディングされたパッケージにおいて時折生じる問題は、そのダイがダイ取り付けパッドから剥離することがあり、それにより、ダイとダイ取り付けパッドとの間に相対的な動きを生じさせる可能性があることである。このような動きが生じると、ダウンボンディングされたボンディングワイヤが、ダイ取り付けパッドから裂けるか又はその他の損傷を受けるか又は破壊される恐れがあり、それにより電気的信頼性が劣ることがある。
【００２８】
この問題に対処するため、本発明は、ダイ上の選択された接地Ｉ／Ｏパッドが、ボンディングワイヤを用いてタイバーのワイヤボンディング着地領域に電気的に結合される、集積回路パッケージを説明する。リードフレームの一部であるタイバーは、ダイ取り付けパッドに直に接続され、パッケージングの間ダイ取り付けパッドを機械的に支持するが、そのパッケージの電気的コンタクトとして用いることは一般的に意図されていない。先行技術からの多くの設計において、タイバーはダイ取り付けパッドを支持するためだけに用いられる金属の薄片である。本願は、このタイバーを更に、その集積回路パッケージのための接地面の一部として用いることも企図している。ダイ取り付けパッドのダイ搭載面は、タイバーのワイヤボンディング着地領域に対してダウンセットされる。幾つかの実施例において、ワイヤボンディング着地領域は、パッケージ内でリードと同じ高さである。ここで説明する実施例では、ダイ取り付けパッドを接地コンタクトとして用いることを企図しているが、ダイ取り付けパッドは、電源又は信号端子などその他の機能のためのコンタクトとして用いることができることを理解されたい。
【００２９】
まず図２Ａ〜図２Ｄを参照すると、本発明の第１の実施例が示されている。図２Ａは、リード２１２、タイバー２１８、及びダイ取り付けパッド２０４を含むリードフレームパネル２２４の１つのデバイスエリア２１４の平面図を示す。これらの構成要素のほかに、拡大されたボンディング領域２２０が、タイバー２１８と一体的に形成される。ダイ取り付けパッド２０４は、タイバー２１８により担持され、そのためタイバー２１８に電気的及び機械的に結合されており、タイバー２１８は、リードフレームパネル２２４内の支持バー２２３に取り付けられる。複数のリード２１２も、リードフレーム２２４に機械的に取り付けられ、ダイ取り付けパッド２０４に向かって内側に延びている。ボンディング領域２２０は、タイバー２１８を介して、接地されたダイ取り付けパッド２０４に電気的に接続することにより接地され得る。リードフレームが銅又は銅合金から形成される場合、ボンディング領域２２０を銀フィルムでめっきして金ボンディングワイヤの接着を高めることが一般的に望ましい。
【００３０】
この第１の実施例において、ボンディング領域２２０は、事実上タイバー２１８の一部である矩形エリアとして形成される。しかし、ボンディング領域２２０は、タイバー上の他の適切な位置に形成され得、任意の他の適切な形状及び寸法を取り得ることを理解されたい。ボンディング領域２２０は、典型的に、それが関連するタイバー２１８の他の部分より幅広い。より大きな領域は、多数のワイヤをボンディングするための一層大きな表面領域を提供するなど種々の理由で有益となり得る。また、この実施例では２つのタイバーと拡大されたボンディング領域とが示されているが、各デバイスエリア２１４は、そのダイの設計により要求されるように、１つのみのタイバー及びボンディング領域、或いは、代替として、２つ以上のタイバー及びボンディング領域を有していてもよい。図２Ａは、２つのタイバー２１８を、ダイ取り付けパッド２０４の対向する側部でダイ取り付けパッド２０４に機械的に接続することを図示するが、タイバー２１８は、任意の（又は全ての）ダイ取り付けパッドコーナーに取り付けられてもよい。
【００３１】
図２Ｂは、集積回路パッケージ２００の平面図を示す。図２Ｂにおいて、ダイ２０２が、ダイ取り付けパッド２０４のダイ搭載面２２６に機械的に貼り付けられる。このダイは、ダイ２０２のアクティブ面上に複数のＩ／Ｏパッド（ボンド・パッド）を含む。Ｉ／Ｏパッド２１６の第１のセットの各Ｉ／Ｏパッドは、ダイ２０２をリードフレーム２２４の関連するリード２１２に接続するように設計される。Ｉ／Ｏパッド２１６は、ダイ２０２を電源、信号線、接地面、又は他の適切な機能に接続することを含む、種々の目的のために用いることができる。図２Ｂに図示するように、Ｉ／Ｏパッド２１６は、ボンディングワイヤ２０８を用いてリード２１２に電気的に接続される。好ましい実施例において、ボンディングワイヤ２０８は金でつくられるが、銅など他の適切な材料を用いることもできる。また、ボンディングワイヤは、サーモソニック・ボンディングされて、Ｉ／Ｏパッド２１６で金のボールボンドに、及び対応するリード２１２でスティッチ・ボンドになることが好ましい。
【００３２】
Ｉ／Ｏパッド２１０（「接地Ｉ／Ｏパッド」）の第２のセットの各Ｉ／Ｏパッドは、ダイ２０２を接地面に電気的に接続するように設計され、この場合の接地面は、拡大されたボンディング領域２２０である。図２Ａ〜図２Ｄの実施例において、接地Ｉ／Ｏパッド２１０は、接地ボンディングワイヤ２０６を介してタイバー２１８の拡大されたボンディング領域２２０にボンディングされる。接地ボンディングワイヤは金で作られ、これらのボンドは超音波でつくられ、その結果、Ｉ／Ｏパッド２１０で金のボールボンドに、及び対応する拡大されたボンディング領域２２０でスティッチ・ボンドになることが好ましい。図２Ｂでは２本の接地ボンディングワイヤ２０６が各ボンディング領域２２０に連結しているが、幾つかの実施例において、１本のみが、或いは、代替として、２本より多い接地ボンディングワイヤが単一のボンディング領域に連結することが有益となり得る。集積回路パッケージ２００は封止材も含み得るが、これは図２Ｂには図示していない。
【００３３】
図２Ｃは、図２Ｂに示したパッケージ２００の破断線Ｂ−Ｂによる断面図を示す。図２Ｃに示すように、ダイ取り付けパッド２０４のダイ搭載面２２６は、タイバー２１８の拡大されたボンディング領域２２０から距離ｈ１だけダウンセットされることが好ましい。接地ボンディングワイヤ２０６を、高まった、拡大されたボンディング領域２２０に結合することは、接地ボンドの電気的信頼性を改善する。この接続はダイ剥離による損傷の影響を受けにくい。これは、接地ボンディングワイヤによってつくられるループにより、図１Ａ、Ｂに示すものなどの先行技術の設計よりも一層相対的な動きが可能となるためである。従って、ダイとダイ取り付けパッドとの間の相対的な動きが接地ボンディングワイヤ２０６に対する損傷となる可能性が低くなる。
【００３４】
図２Ｄは、図２Ｂに示したパッケージ２００の破断線Ｃ−Ｃによる側面図である。リード２１２はダイ２０２に向かって内側に延びている。リード２１２は、図２Ｄではダイ２０２に直接重ならないが、リード２１２はこの図とは異なるように配置されてもよいことが当業者であれば分かるだろう。ダイ取り付けパッド２０４のダイ搭載面２２６は、リード２１２から距離ｈ２だけダウンセットされる。この距離ｈ２は、図２Ｃに示した距離ｈ１より大きくても小さくてもよい。しかし、好ましい実施例において、拡大されたボンディング領域２２０とリード２１２とが、ダイ搭載面２２６より上で、ほぼ同じ高さに配置されるように、距離ｈ１及びｈ２は実質的に同等となっている。
【００３５】
ダイ２０２、ダイ取り付けパッド２０４、リード２１２、Ｉ／Ｏパッド２１６、接地Ｉ／Ｏパッド２１０、ボンディングワイヤ２０８、接地ボンディングワイヤ２０６、及びタイバー２１８の部分は、封止材又はモールディング材料２２２内に封止され得る。モールディング化合物は、一般に、非導電性のプラスチック又は樹脂である。図２Ｃ及び図２Ｄに示す実施例において、リード２１２の外側部分は、封止されたパッケージ２００の側部から延びて、適切な基板との電気的接続を円滑化する。
【００３６】
ダイ取り付けパッド２０４の底面は封止材２２２を介して露出されて、ダイ取り付けパッド２０４の電気的接地面への電気的結合を円滑化する。ダイ取り付けパッド２０４がタイバー２１８のボンディング領域２２０に電気的に接続されるため、これは、接地Ｉ／Ｏパッドを接地に電気的に接続する一つの方法を提供する。
【００３７】
次に図３Ａ〜図３Ｃを参照して本発明に従った別の実施例を説明する。この実施例における多くの特徴は、図２Ａ〜図２Ｄの特徴に実質的に類似するが、幾つかの違いをここに示す。図３Ａは、タイバー３１８上の拡大されたボンディング領域３２０を有し、ダイ取り付けパッド３０４に向かって内側に延びる多数のリード３１２を有する、リードフレームデバイスエリア３１４を示す。ヒューズドリード形状である、図３Ａの拡大されたボンディング領域３２０の形状は、タイバー３１８からダイ取り付けパッド３０４に向かって内側に延びる少なくとも１つのフィンガー部３３０を含む。ボンディング領域３２０の大きな表面領域のため、単一タイバー３１８上の多数の接地ボンド位置が可能となる。これらのボンディング領域３２０は、タイバー３１８を介してダイ取り付けパッド３０４に電気的に接続される。
【００３８】
図３Ｂは、ダイ取り付けパッド３０４に取り付けられたダイ３０２を備えた集積回路パッケージ３００の上面図を示す。図２Ｂの実施例のように、ボンディングワイヤ３０８が、選択されたＩ／Ｏパッド３１６をダイ３０２からリード３１２へ電気的に接続する。Ｉ／Ｏパッド３１６は、ダイ３０２を電源、信号線、接地面、又は他の適切な機能に接続することを含む、種々の目的のために用いることができる。好ましい実施例において、ボンディングワイヤ３０８は金で作られる。また、ボンディングワイヤ３０８は、超音波によりボンディングされ、その結果、Ｉ／Ｏパッド３１６で金のボールボンドに、及び対応するリード３１２でスティッチ・ボンドになることが好ましい。
【００３９】
Ｉ／Ｏパッド３１０の第２のセットが、ダイ３０２を接地面に電気的に接続するように設計される。本実施例において、接地Ｉ／Ｏパッド３１０は、タイバー３１８の拡大されたボンディング領域３２０に接地ボンディングワイヤ３０６を介してボンディングされる。好ましくは、接地ボンディングワイヤ３０６は金で作られ、これらのボンドは超音波でつくられ、その結果、Ｉ／Ｏパッド３１０で金のボールボンドに、及び対応する拡大されたボンディング領域３２０でスティッチ・ボンドとなる。
【００４０】
図３Ｂに示す実施例の破断線Ｄ−Ｄ及びＥ−Ｅによる側面図は、適切に縮尺を変えた場合、それぞれ図２Ｃ及び図２Ｄの実施例で図示したものに実質的に類似し得る。これらの実施例間の注目すべき違いの１つとして、図３Ｃは、図３Ｂの破断線Ｆ−Ｆによる集積回路パッケージ３００の断面図を示す。接地ボンディングワイヤ３０６は、接地Ｉ／Ｏパッド３１０をタイバー３１８拡大されたボンディング領域３２０に電気的に接続する。図３Ｃの図において、接地ボンディングワイヤ３０６は、ダイに向かって内側に延びるボンディング領域３２０のフィンガー部３３０に超音波ボンディングされる。
【００４１】
図２Ａ〜図２Ｄに示した実施例と同様、ダイ取り付けパッド３０４のダイ搭載面３２６は、拡大されたボンディング領域３２０から距離ｈ１だけダウンセットされ、リード３１２から距離ｈ２だけダウンセットされる。これらの距離は等しい必要はないが、ボンディング領域３２０とリード３１２とは、ダイ取り付けパッド３０４のダイ搭載面３２６より上で、実質的に同一の高さであり得る。拡大されたボンディング領域３２０の高まった位置決めは、接地ボンディングワイヤ３０６にかかる関連する応力を低減することによって接地ボンドの信頼性を改善する。
【００４２】
上述の実施例に類似して、集積回路パッケージ３００は封止材又はモールディング材料３２２内に封入されることが好ましい。上述で詳細に開示したように、ダイ取り付けパッド３０４の裏面は、接地面に接続するため、封止材３２２を介して露出される。
【００４３】
図４Ａ及び図４Ｂは、集積回路パッケージの接地ボンド信頼性を改善することに対する更に別のアプローチを示す。図４Ａ及び図４Ｂに示す実施例において、ダイ４０２上の接地Ｉ／Ｏパッド４１０の幾つかは、ボール上のウェッジステッチを備えたボールボンド（ＢＳＯＢ）手法を用いて、接地されたダイ取り付けパッド４０４に直に結合される。図４Ａで分かるように、まず、接地されたダイ取り付けパッド４０４のダイ搭載面４２６上にワイヤボンディングバンプ４３２がつくられる。バンプ４３２は、接地されたダイ取り付けパッド４０４上にボールボンドを超音波により載置する標準的なワイヤボンディング・キャピラリを用いることによってつくられる。このキャピラリは、このワイヤの押し出しを続けるのではなく、ボールボンド・バンプ４３２の頂部近辺でワイヤ上部を切って、ワイヤボンディング「ボール」又は「バンプ」４３２のみがダイ取り付けパッド４０４頂部に残るようにする。バンプ４３２は、ワイヤボンディングに通常用いられるより強い力を用いてつくることができ、これにはバンプを平らにする効果があり、それにより、そのボンディング表面領域を増加させ、その結果生じるバンプの強度を増大させる。
【００４４】
その後、ボンディングワイヤ４０６を用いて接地Ｉ／Ｏパッド４１０がバンプ４３２にワイヤボンディングされる。ボンディングワイヤ４０６は、金、銅、又は他の適切な導電性材料から形成され得る。このワイヤボンディング・プロセスの間、第２のボールボンドが接地Ｉ／Ｏパッド４１０に形成され、スティッチ・ボンド４３４がバンプ４３２の頂部上に形成され得ることが好ましい。このため、ボンディングワイヤ４０６は、バンプ４３２頂部に位置するスティッチ・ボンド４３４を介して、接地されたダイ取り付けパッド４０４に電気的に連結する。幾つかの実施例において、バンプ４３２は、接地Ｉ／Ｏパッド４１０におけるボールボンドの高さの約３分の１である。ダイ取り付けパッド４０４が銀でめっきされる場合、図４Ａに開示した実施例は、接地ボンドの信頼性を改善する。これは、ボールボンド・バンプ４３２が、銀めっきされたダイ取り付けパッド４０４にスティッチ・ボンドよりも一層良好に接着するためである。このため、バンプ４３２は、ボンディングワイヤ４０６とダイ取り付けパッド４０４のダイ搭載面４２６との間のインタフェースを提供し、それにより、ボンディングワイヤ４０６のせん断応力を低減させ、かつ、信頼性を改善する。
【００４５】
代替のボール上ステッチ手法を図４Ｂで説明する。この実施例において、初期バンプ４４２が、ダイ４０２上の接地Ｉ／Ｏパッド４１０上に形成される。その後、ボンディングワイヤ４０６が用いられて、ダイ取り付けパッド４０４をＩ／Ｏパッド４１０上のバンプ４４２に電気的に接続する。このワイヤボンディング・プロセスの間、ダイ取り付けパッド４０４上に第２のボールボンド４４６が形成される。この場合も、ワイヤボンディング装置は、バンプを平らにする効果を有する、通常より一層強いボンディング力を用い、それにより、ボンディング強度及び表面領域が得られる。
【００４６】
次に図５Ａ〜図５Ｃを参照して、本発明の更に別の実施例を説明する。当業者にはよく知られているように、デバイスエリア５１４のアレイ５２８を支持するリードフレームストリップ５２４を用いて集積回路パッケージを組み立てることが有益であることがよくある。このような構成により集積回路パッケージの大量生産が可能となる。図５Ａ〜図５Ｃは図２Ａ〜図２Ｄに示したものに類似するデバイスエリアを示すが、このリードフレームは、図３Ａ〜図３Ｃ及び図４Ａ、Ｂの実施例だけでなく、任意の他の適切な実施例もサポートし得ることも理解されたい。
【００４７】
図５Ａは、多数のデバイスエリア５１４を有するリードフレームストリップ５２４の一部を示す。典型的に、デバイスエリア５１４は、パネル５２４上の少なくとも一つの２次元アレイ５２８に配列されるが、種々のその他の配置も可能である（例えば１次元アレイ、ノン・リニア配置など）。図示した実施例において、デバイスエリア５１４の５つの二次元アレイ５２８が示されている。しかし、更に多くの又は少ないアレイ５２８も提供され得ることを理解されたい。リードフレームパネル５２４は、典型的に、銅又は銅ベースの合金から形成されるが、種々の代替の実施例において他の適切な材料（例えば、アルミニウム）を用いることもできる。各デバイスエリア５１４は、上述した実施例のいずれかで説明したもののような集積回路パッケージを含み得る。パッケージがリードフレーム５２４上に組み立てられた後、リードフレーム５２４は、任意の所望のアプリケーションに用いることが可能な多数の個別の集積回路パッケージを生成するのに必要なだけ、シンギュレーションされる。このシンギュレーションは、タイバー５１８を放棄する（sacrifice）ように成されてもよく、リード５１２をリードフレーム５２４のダイ取り付けパッド部５０４から電気的に絶縁させ得る。
【００４８】
本発明は、任意の適切な集積回路パッケージング形式において用いることもできる。図２Ａ〜図２Ｄ及び図３Ａ〜図３Ｃの実施例において、例えば、集積回路パッケージ２００は、ダイ２０２の対向する側部に２列のリード２１２を有するデュアルインラインパッケージ（ＤＩＰ）として用いることができる。もちろん、開示したパッケージは、クワッドフラットパッケージ（ＱＦＰ）やＴＳＯＰ（thin small outline packages）など種々のその他のパッケージング形式においても有益であり得る。
【００４９】
本発明の実施例のほんの幾つかを詳細に説明してきたが、本発明は、本発明の趣旨又は範囲から逸脱することなく、多くの他の形式で実施され得ることを理解されたい。例えば、電気的接地面に結合することに加えて、拡大されたボンディング領域を、電源又は信号入力に結合するために用いることもできる。
【００５０】
タイバーの或る領域へのワイヤボンディングを企図する図示した実施例において、ダイ取り付けパッドは、リードとタイバーのワイヤボンディング領域との両方に対してダウンセットされている。しかし、幾つかのパッケージ（例えば、ＱＦＮ又はＬＬＰパッケージ）では、リードの底面が、ダイ取り付けパッドの底面と同一平面上にあるコンタクトとして機能することが望ましい場合がある。そのような実施例では、ダイ取り付けパッドのボンディング領域をアップセットして、リードコンタクトとダイ取り付けパッドとが実質的に同一平面上のままとなるようにすることが望ましい場合がある。従って、これらの実施例は、限定ではなく説明を目的とするものであると考えるべきであり、本発明は、本明細書に記載した詳細に限定されるべきではなく、添付の特許請求の範囲及びその等価物の範囲内で変更され得る。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【国際調査報告】
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