(57)【要約】  リードフレームの１つのサイドからその反対側のサイドへと伸びる電気的リードを備え、リードフレームの第２サイドにおいて半導体ダイとの電気的接続が確立される半導体パッケージのためのリードフレームを開示する。半導体ダイは、リードフレーム上にまたがって伸長するリードによって支持される。パッケージは、パッケージの封止プロセスにおいて半導体のパッケージを強化し、かつ、電気的リードの露出を防ぐために、電気的リードに固着されたスペーサ層をさらに備えていてもよい。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１サイドと、第１サイドとは反対側の第２サイドとを備えるリードフレームであり、半導体ダイは、そのリードフレームの第１及び第２サイドの間に配設することが可能であり、その半導体ダイは、第１エッジに沿ってボンドパッドを備えており、
半導体ダイがリードフレームに接続されたときに、１つ又は複数のダイボンドパッドをリードフレームの第１サイドに形成される１つ又は複数の外部コネクションに接続する１つ又は複数の電気的リードを備え、前記１つ又は複数のダイボンドパッドは、半導体ダイがリードフレームに接続されたときに、リードフレームの第２サイドと隣り合って位置する
半導体パッケージのためのリードフレーム。
【請求項２】
前記１つ又は複数の電気的リードは、リードフレームの第１サイドから伸長するとともに、リードフレームの第２サイドに近接して終端する、請求項１に記載のリードフレーム。
【請求項３】
リードフレームの第１サイドから伸長する１つ又は複数の前記電気的リードは、さらに、半導体ダイを支持するために配置されている、請求項２に記載のリードフレーム。
【請求項４】
前記半導体ダイは、半導体ダイがリードフレームによって支持されたときにリードフレームの第１サイドと隣り合って配置される第１エッジと、半導体ダイがリードフレームによって支持されたときにリードフレームの第２サイドと隣り合って配置される第２エッジとを備え、リードフレームの第１サイドから伸長する１つ又は複数の前記電気的リードは、１つ又は複数の半導体ダイがその上に支持されたときに半導体ダイの第２エッジの下方側から突出するための長さを有する、請求項３に記載のリードフレーム。
【請求項５】
第１サイドと、第１サイドとは反対側の第２サイドとを備えるリードフレームであり、１つ又は複数の半導体ダイは、そのリードフレームの第１及び第２サイドの間に配設することが可能であり、１つ又は複数の前記半導体ダイは、その１つ又は複数の半導体ダイがリードフレームによって支持されたときにリードフレームの第１サイドと隣り合って配置される第１エッジと、その１つ又は複数の半導体ダイがリードフレームによって支持されたときにリードフレームの第２サイドと隣り合って配置される第２エッジとを備えており、
リードフレームの第１サイドから伸長し、リードフレームの第２サイドに近接して終端する電気的リード群であって、１つ又は複数の半導体ダイを支持可能であり、１つ又は複数の半導体ダイの第２エッジに沿って設けられているダイボンドパッドに電気的に接続する第１グループの電気的リード
を備える半導体パッケージのためのリードフレーム。
【請求項６】
リードフレームの第２サイドから伸長し、１つ又は複数の半導体ダイの第２エッジに沿って設けられているダイボンドパッドに電気的に接続する第２グループの電気的リードをさらに備える、請求項５に記載のリードフレーム。
【請求項７】
前記第２グループの電気的リードは、リードフレームの第２サイドから伸長するとともに、リードフレームの第２サイドに近い位置で終端し、第１サイドから伸長する第１グループの電気的リードの末端と近接している、請求項６に記載のリードフレーム。
【請求項８】
１つ又は複数の半導体ダイを備える半導体パッケージのためのリードフレームであり、
複数の電気的リードの少なくとも一部の第１略水平面に１つ又は複数の半導体ダイがマウントされる複数の電気的リードと、
前記電気的リードの第１の略水平面とは反対側の面である第２略水平面にマウントされるレイヤーであり、半導体パッケージの封止プロセスにおいてリードフレームを補強するスペーサ層
を備えるリードフレーム。
【請求項９】
１つ又は複数の半導体ダイをその間に配設することが可能な第１エッジと第１エッジとは反対側の第２エッジと、
リードフレームの第１サイドから伸長する複数の電気的リードに含まれる１つ又は複数の電気的リードであり、リードフレームの第２サイドに近接して終端する１つ又は複数の電気的リード
をさらに備える請求項８に記載のリードフレーム。
【請求項１０】
前記スペーサ層は、誘電性材料によって形成される、請求項８に記載のリードフレーム。
【請求項１１】
第１エッジと、第１エッジとは反対側の第２エッジを備える半導体ダイと、
半導体ダイを支持するためのリードフレームを備え、
前記リードフレームは、
半導体ダイの第１エッジと隣接する第１サイドと、第１サイドとは反対側のサイドであり、半導体ダイの第２エッジと隣接する第２サイドと、
リードフレームの第１サイドからパッケージの外部の電気的コネクションへと接続される第１末端と、第１末端とは反対側にあり、半導体ダイの第１エッジにおいて半導体ダイと接続される第２末端とを備える第１グループの電気的リードと、
リードフレームの第２サイドからパッケージの外部の電気的コネクションへと接続される第１末端と、第１末端とは反対側にあり、半導体ダイの第１エッジにおいて半導体ダイと接続される第２末端とを備える第２グループの電気的リードを備える
半導体パッケージ。
【請求項１２】
前記第２グループの電気的リードは、リードフレームの第２サイドから伸長するとともに、半導体ダイの第１エッジに接近して終端する、請求項１１に記載の半導体パッケージ。
【請求項１３】
前記半導体ダイは第２グループの電気的リードにマウントされている、請求項１１に記載の半導体パッケージ。
【請求項１４】
前記第２グループの電気的リードの第２末端は、半導体ダイの第１エッジを越えて伸長する、請求項１３に記載の半導体パッケージ。
【請求項１５】
第２グループの電気的リードの下方においてパッケージ内にマウントされ、リードフレームを支持するスペーサ層をさらに備える、請求項１１に記載の半導体パッケージ。
【請求項１６】
半導体ダイと第２グループの電気的リードの間において、半導体ダイの第１エッジに１つ又は複数の第１グループのワイヤボンドをさらに備える、請求項１１に記載の半導体パッケージ。
【請求項１７】
半導体ダイと第１グループの電気的リードの間において、半導体ダイの第１エッジに１つ又は複数の第２グループのワイヤボンドをさらに備える、請求項１６に記載の半導体パッケージ。
【請求項１８】
前記半導体パッケージはフラッシュメモリパッケージである、請求項１１に記載の半導体パッケージ。
【請求項１９】
第１サイドと第２サイドを備える半導体パッケージであり、パッケージの第２サイドに隣り合う１辺のエッジに沿ってダイボンドパッドを有する半導体ダイのための半導体パッケージのための標準的なピンアウト構造を提供する方法であって、
電気的リードピンをパッケージの第１サイドから半導体ダイにまたがって伸長させ、パッケージの第２サイドに隣り合って位置するダイボンドパッドに接続させる工程
を備える方法。
【請求項２０】
電気的リードに半導体ダイを支持させる工程をさらに備える、請求項１９に記載の半導体パッケージのための標準的なピンアウト構造を提供する方法。
【請求項２１】
電気的リードに固着されたスペーサ層を形成することにより、半導体パッケージを補強する工程をさらに備える、請求項１９に記載の半導体パッケージのための標準的なピンアウト構造を提供する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、現在係属中の「スタックされた集積回路を備える集積回路パッケージとそのための方法：ＩＮＴＥＧＲＡＴＥＤ  ＣＩＲＣＵＩＴ  ＰＡＣＫＡＧＥ  ＨＡＶＩＮＧ  ＳＴＡＣＫＥＤ  ＩＮＴＥＧＲＡＴＥＤ  ＣＩＲＣＵＩＴＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＴＨＥＲＥＦＯＲ」と題する米国特許出願第１１／１４０６０８号に関連し、この出願の全部は、参照により本明細書に援用される。
【０００２】
（技術分野）
本発明は、半導体パッケージに関する方法と、その方法により形成された半導体パッケージに関する。
【背景技術】
【０００３】
電子機器のサイズが小型化するにつれて、それらを動作させる半導体パッケージは、より小さい形状と、より少ない動力と、より高い機能性を有するように設計されている。近年では、半導体形成のサブミクロン特性によって、より多くのリードカウント、リードピッチの縮小、最小のフットプリント領域、全体的な容量の大幅な縮小等に対する厳しい要求がパッケージ技術に対して課されている。
【０００４】
半導体パッケージングの一分野では、リードフレームが用いられる。リードフレームは、１つ又は複数の半導体のダイがマウントされる薄板状の金属である。リードフレームは、１つ又は複数の半導体からの電気信号を、プリント回路基板もしくはその他の外部の電子デバイスに伝達するための電気的リードを備える。リードフレームを用いた一般的なパッケージとして、ｐｌａｓｔｉｃ  ｓｍａｌｌ  ｏｕｔｌｉｎｅｄ  ｐａｃｋａｇｅｓ（ＰＳＯＰ）、ｔｈｉｎ  ｓｍａｌｌ  ｏｕｔｌｉｎｅｄ  ｐａｃｋａｇｅｓ（ＴＳＯＰ）、ｓｈｒｉｎｋ  ｓｍａｌｌ  ｏｕｔｌｉｎｅｄ  ｐａｃｋａｇｅｓ（ＳＳＯＰ）等がある。図１と図２に、従来のリードフレームパッケージの構成を示す。図示されている構成は、例えば、標準的に３２リード型、４０リード型、５６リード型のパッケージが存在するＴＳＯＰパッケージに用いられていてもよい（説明を明確にするために、図には上記より少ない数のリードが示されている）。
【０００５】
図１は、半導体ダイ２２を取り付ける前のリードフレーム２０を示す。一般的なリードフレーム２０は、半導体のダイ２２に取り付けるための第１末端２４ａと、プリント回路基板もしくはその他の電子部品に固定するための第２末端（図示せず）を有する複数のリード２４を備えていてもよい。リードフレーム２０は、リードフレーム２０上で半導体ダイ２２を構造上支持するためのダイ取り付けパッド２６をさらに備えていてもよい。ダイ取り付けパッド２６はグランド電位へのパスとして用いられてもよいが、従来においては、半導体ダイ２２の電気信号の伝達には用いられていなかった。あるリードフレーム構造においては、ダイ取り付けパッド２６を省略して、半導体ダイをリードフレームに直接取り付けるチップ・オン・リード（ＣＯＬ）構造が知られている。
【０００６】
図２に示すように、半導体リード２４は、ダイ取り付け化合物を用いてダイ取り付けパッド２６ににマウントされてもよい。従来では、半導体ダイ２２は、半導体ダイの表面の第１エッジとその反対側の第２エッジのそれぞれに複数のダイボンドパッド２８を備えている。半導体ダイがリードフレームにマウントされると、ワイヤボンドプロセスが実施され、各ボンドパッド２８は、それぞれが対応する電気的リード２４に繊細なワイヤ３０を用いて電気的に接続される。どの電気的リード２４にいずれのボンドパッド２８が接続されるかは、工業規格における仕様によって決定される。図２では、説明を明確にするために、全てのボンドパッド２８の数に対して少ない数のボンドパッドがリード２４にワイヤ接続されている。しかしながら、従来の設計においては、各ボンドパッドはそれぞれが対応する電気的リードにワイヤ接続されていてもよい。また、図２に示したように、全部のボンドパッドよりも少ない数のボンドパッドが電気的リードに接続されている構成も、周知である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図３は、ワイヤボンドプロセス後のリードフレーム２０と半導体ダイ２２の側面断面図を示す。ワイヤボンディングが完了されると、それらの部品を封止材料３４によって封止する封止プロセスが実施され、完成品のパッケージが形成される。このとき、封止材料がダイとリードフレームの周囲に流れ込むにつれて、その封止材料によって半導体ダイにかけられる力と半導体ダイとの均衡をとるために、図３に示すように半導体ダイをリードフレームの枠内において陥没もしくは「ダウンセット」させることが知られている。半導体ダイが不均衡な状態にあると、封止材料の流動による応力がかけられたときに、半導体ダイが過度に移動してしまう。このため、封止プロセスにおいて半導体ダイのバランスが保たれることは重要である。このような半導体ダイの移動は、１つ又は複数のワイヤボンド２８を損傷もしくはショートさせてしまうことがあり、この結果として、半導体パッケージの損傷もしくは完全なフェールが生じてしまうおそれがある。パッケージには５０個もしくはそれ以上の数のボンドが存在することがあるが、仮に、封止プロセスにおいて半導体ダイが適切なバランスを保つことができない場合、これが深刻な問題を引き起こすことがある。
【０００８】
また、ダウンセットパッケージ構造の場合、その封止プロセスにおいて、半導体ダイの上部により高い密度の封止材料が流れ込むことが知られている。この結果、半導体ダイの上面に対する下方向の応力が発生する。ダイ取り付けパッド２６もしくはその他の適切な構造上のサポートがなければ、上記のダイとリードフレームは下方向に押され続け、ダイに取り付けられている１つ又は複数の電気的リードがパッケージの底面から外部に露出してしまうことがある。これもまた、パッケージの破損もしくはフェールの原因となる。
【０００９】
図２及び図３に示したように、一般的に、半導体ダイの第１サイドとその反対側の第２サイドに、各々が対応するリードと電気的に接続されるボンドパッド２８が設けられている。工業規格と設計の簡易化のために、半導体ダイの第１エッジ側のボンドパッドは第１エッジと隣り合うピンにそれぞれ接続され、これとともに、半導体ダイの第２エッジ側のボンドパッドは第２エッジと隣り合うピンにそれぞれ接続される。半導体ダイの構成要素を少なくするという試みによって、現在では、図４に示すように、半導体ダイの片側のエッジにのみボンドパッドを配設することが知られている。仮に、工業規格に従って電気的接続を行い、適切なピンアウト接続を維持しようとする場合、そのシステムにおいては、半導体ダイの片側一辺に沿って配設されたボンドパッドに、リードフレームの両サイドに配置されている電気的リードを接続しなければならない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、概して、半導体パッケージのためのリードフレームを形成する方法と、その方法によって形成されたリードフレームに関する。本発明の実施形態におけるリードフレームは、半導体ダイの１つのエッジに配置されているダイボンドパッドと、リードフレームの第１サイド及びその反対側の第２サイドとを電気的に接続するために用いられてもよい。ダイ大のボンドパッドエッジと隣り合うリードフレームの第１サイドは、その第１サイドから短い距離において終端する複数の電気的リードを備えている。この１つ又は複数の電気的リードによって、隣接するボンドパッドと接続する。リードフレームの第１サイドとは反対側の第２サイドは、複数の伸長された電気的リードを備えている。これらの電気的リードは、第２サイドからリードフレームの内側部分にわたって長く伸びており、リードフレームの第１サイドから伸びる電気的リードの末端近傍において終端する。
【００１１】
１つ又は複数の半導体ダイは、上記の伸長された電気的リードにマウントされることよって、リードフレームによって支持されていてもよい。すなわち、伸長された電気的リードは、半導体ダイによって通信される電気信号を伝達することに加えて、半導体ダイをリードフレーム上で物理的に支持するという、２つの役割を果たしている。１つ又は複数の半導体ダイがリードフレームに取り付けられると、そのダイの一辺のエッジ沿いに配置されるダイボンドパッドは、リードフレームの第１サイドからの電気的リードと、リードフレームの第２サイドから伸びている伸長された電気的リードの両方とワイヤボンディングにより接続されてもよい。伸長された電気的リードは、上記で用いられている半導体ダイによって工業規格のピンアウト構造が形成されることを許容してもよい。
【００１２】
ワイヤボンドプロセスの後に、半導体ダイとワイヤボンドと電気的リードの一部が封止材料に収容され、半導体ダイパッケージが形成されてもよい。本発明のさらに別の実施形態においては、封止工程の前に、伸長された電気的リードの半導体ダイを支持する表面とは反対側の面に、スペーサ層が設けられてもよい。このスペーサ層は、例えばポリイミドフィルムもしくはテープ、あるいはその他の種々のエポキシ樹脂等の、誘導体材料によって形成されていてもよい。スペーサ層は、少なくとも２つの利益を提供する。１つ目には、スペーサ層は、封止プロセスにおけるリードフレームのバランスを強化及び向上させ、このことにより、半導体ダイの過度の移動及びダイとリードフレーム間のワイヤボンドの損傷を防止する。また、２つ目には、スペーサ層は、伸長された電気的リードを絶縁するとともに、該リードがパッケージの外側に露出してしまうことを防ぐ。
【実施例】
【００１３】
本発明の実施例を、半導体パッケージを形成する方法と、その方法によって形成された半導体パッケージに関連する図５〜１０を参照して以下に説明する。本発明は多様な形態で実施されうるものであり、本明細書に記載する実施形態に限定して解釈されるべきものではない。以下の実施形態は、本明細書における発明の開示を徹底し、かつ完全なものとし、本発明を余すところなく当業者に伝達可能となるように記載されているものである。本発明は、添付されているクレームによって定義される本発明の範囲とその精神に含まれる範囲において、以下の実施形態の代替例、改良例および均等例を含むことを意図するものである。さらに、本発明に関する以下の詳細な説明において、本発明を完全に理解するための多くの具体的な詳細が記載されている。しかしながら、そのような具体的な詳細の記載がなくとも本発明が実施可能であることは、当業者にとって明白である。
【００１４】
本発明の実施例は、特に、図４の従来の半導体ダイのように半導体ダイが一辺のエッジに沿ってダイボンドパッドを備えている標準的なピンアウト構造を有する半導体パッケージに用いられるリードフレームの形成と、それによって形成されたリードフレームに関する。図５には、例えば図４に示したような半導体ダイとリードフレームの両サイドに設けられている電気的リードとの間の電気的接続を確立するためのリードフレーム１００が示されている。リードフレーム１００は、第１サイド１０２とその反対側の第２サイド１０４と、上記のサイド１０２と１０４の間にまたがって延伸する第３サイド１０６とその反対側の第４サイド１０８とを備えている。サイド１０２は、複数の電気的リード１１０を備えている。電気的リード１１０は、半導体のボンドパッドに接続するための第１末端１１０ａと、プリント回路基板等の外部デバイスと接続するための第２末端１１０ｂを備えている（末端１１０ｂは図５においては省略されているが、図８においては図示されている）。
【００１５】
また、リードフレーム１００のサイド１０４は、複数の電気的リードを備えている。それらをリード１１２と称する。リード１１２はサイド１０４からリードフレームの内側部分にわたってサイド１０６及び１０８に略平行な方向に伸長しており、その末端１１２ａは、サイド１０２近傍にある末端１１０ａに接近した位置で終端する。サイド１０２近傍において、リード１１０と１１２の末端は近接しているものの、リード１１０と１１２は離間されており、互いに電気的に独立している。リード１１２は、プリント回路基板等の外部デバイスと接続するために、末端１１２ａとは反対側に末端１１２ｂを備えていてもよい（末端１１０ｂは図５においては省略されているが、図８においては図示されている）。実施形態によっては、リードフレーム１００は、銅、銅合金、もしくはその他のリードフレームを形成するための各種導電性材料によって形成されてもよい。
【００１６】
１つ又は複数のリード１１２は、リードフレーム１００の両サイド１０２，１０４の間に伸長していてもよい。また、例えば、図中で１１２´として示されているリードのように、それらの両サイドに接続されていてもよい。リード１１２´はサイド１０２及び１０４の両サイドに接続されており、半導体ダイからの電気信号は伝達しない。リード１１２´は半導体ダイの電気的接地のために用いられてもよい。また、以下に説明するように、その上にマウントされる半導体ダイを構造的に支持してもよい。両サイドに接続されるリード１１２´を例外的に除いて、リード１１２は、共通してその片側端が固定されて、リードフレーム１００のサイド１０４から伸長していてもよい。本発明のその他の代替実施形態においては、サイド１０２と１０４の両サイドに接続されるリード１１２´を備えていなくてもよい。
【００１７】
図面において示されるリード１１２及び１１０の各種構成は、多く存在する構成の一例に過ぎない。当業者は、上記に基づき、短いリード１１０と、半導体ダイの下方側において伸長する長いリード１１２を備える様々な構成を想到ことができる。片持ち梁状の長い電気的リード１１２は、サイド１０４からサイド１０２の方向へと伸びていると記したが、リード１１０と１１２は、図示した半導体ダイとは反対側のエッジにワイヤボンドパッドを備える半導体ダイに適合するために、それらの位置が逆転されていてもよい。
【００１８】
本発明の実施形態において、各電気的リード１１２は、各電気的リード１１２に対して横断する方向に延びる補強部材１１６によって一体に固定されていてもよい。補強部材１１６は、概して、電気的リード１１２の支持構造を改善するために、電気的リード１１２をまとめて支持することが可能な程度の硬度を有する材料であれば、どのような誘電性材料で形成されていてもよい。１つの実施形態においては、補強部材は、電気的リード１１２の表面及び／又は裏面に貼り付けられたポリイミド接着テープであってもよい。また、ある実施形態においては、電気的リードは、そのようなポリイミドテープを受け入れるための一組の溝を備えていてもよい。上記の代替実施形態においては、補強部材１１６は、上記のノッチに配置され、電気的リード１１２に接着されるエポキシ樹脂（ＦＲ‐４、ＦＲ‐５）又はビスマレイミドトリアジン（ＢＴ）樹脂等を含むその他の絶縁材料によって形成されていてもよい。また、代替実施形態においては、２個以上もしくはそれ以下の数の補強部材１１６がフィンガー１１２に対して配置されていてもよい。さらに別の実施形態では、補強部材１１６は全く省略されていてもよい。
【００１９】
図６は、リードフレーム１００にマウントされる従来の半導体ダイ２２の分解組立斜視図を示す。上記したように、半導体ダイ２２は、ダイが取り付けられた際に、リードフレームのサイド１０２に隣接する側の半導体ダイのサイドに沿って、複数のダイボンドパッド２８を備えていてもよい。半導体２２は、半導体ダイのその他の位置にダイボンドパッドを備えていてもよい。本発明に基づくリードフレーム１００は、半導体ダイの片側のエッジに沿って設けられているダイポンドパッドをリードフレームの両サイドのそれぞれと電気的に接続しようとする何時如何なる場合においても用いることができる。リードフレーム１００は、さらに、半導体ダイ２２がその第１サイドとその反対側の第２サイドとにダイボンドパッドを備えている場合に、それらのダイボンドパッドと接続するためのリードを、サイド１０４に追加的に備えていてもよい。
【００２０】
半導体ダイ２２は、リードフレーム１００のフィンガー１１２に誘電性のダイ取り付け材料を用いてボンディングされてもよい。このとき、電気的リード１１２は、半導体ダイ２２によって通信される電気信号を伝達することに加えて、半導体２２をリードフレーム１００上で物理的に支持するという、２つの役割を果たしている。リード１１２は電気的信号を伝達するという事実に基づき、半導体ダイ２２は、誘電性のダイボンド材料を用いてリード１１２に接続されるべきである。実施形態によっては、半導体ダイ２２とリード１１２の間に、ダイ取り付け材料に加えて絶縁フィルムもしくは絶縁層が設けられてもよい。
【００２１】
本発明の実施形態では、リード１１２がダイ２２の下部側において伸長しているが、その他の代替実施形態においては、リード１１２はダイ２２の上部側において伸長し、ダイ２２の片側のエッジのダイボンドパッドと接続してもよい。このような実施形態では、ダイは、ダイ取り付けパッドと、スペーサ層（以下で説明する）若しくはその他の支持部材とによってリードフレーム上に支持されてもよい。
【００２２】
図７は、リードフレーム１００のリード１１２に固定されたダイ２２を示す。ダイ２２が取り付けられると、それぞれのダイボンドパッド２８は、周知のワイヤボンドプロセスによって、電気的リード１１０又は１１２にワイヤボンディングされる。工業規格又は慣用的な規格において規定されるように、一部のワイヤボンドパッド２８は、図示されるようなワイヤボンド１２０によって電気的リード１１０に接続され、これとともに、その他のワイヤボンドパッド２８は、図示されるようなワイヤボンド１２２によって電気的リード１１２に接続されてもよい。また、実施形態によっては、一部のダイボンドパッド２８はリード１１０と１１２のいずれにも接続されていなくてもよい。また、各ダイボンドパッド２８は、電気的リード１１０，１１２のいずれかにワイヤボンディングされていてもよい。リードフレーム１００のリード１１２は、半導体ダイ２２が工業規格のピンアウト構造に用いられることを許容してもよい。
【００２３】
図８は、電気的リード１１２にマウントされ、上記したようにリード１１０及び１１２にワイヤボンディングされた半導体ダイ２２を示す。電気的リード１１２は、ダウンセット構造を供するために、角度を有して形成されていてもよい。上記したワイヤボンドプロセスの後に、半導体ダイ２２と、ワイヤボンド１２０，１２２と、リード１１０と１１２の一部は、周知のプロセスによって封止材料１３０に収容され、半導体ダイパッケージ１３４が形成されてもよい。必須ではないが、本発明の上記した実施形態におけるリードフレーム１００は、２つのエッジにダイパッドを有する半導体ダイの場合と同じピンアウトの割り振りを維持してもよい。半導体ダイパッケージ１３４の形成が完了し、パッケージが試験されると、パッケージ１３４は周知の表面実装プロセスによってプリント回路基板等の電子部品に表面実装される。
【００２４】
背景技術の説明において記載したように、封止プロセスにおける封止材料の流動により、半導体ダイには応力が作用する。仮に、半導体ダイがリードフレーム上で適切なバランスを保っていないか、あるいは、適切に支持されていない場合、上記の応力により、半導体ダイが過度に移動してしまうことがある。不均衡あるいは支持不十分である場合、１つ又は複数のワイヤボンドが破損またはショートすることがある。さらに、リードフレームの下面が下方に押され、完成されたパッケージの底面を突き破って露出してしまうことがある。リード１１２が露出されると、リード１１２は半導体ダイからの信号を伝達するために、このことが本発明のパッケージにとって障害となる。
【００２５】
このため、図９に示す本発明のさらに別の実施形態では、半導体ダイ２２側とは反対側の電気的リード１１２の面であって、リード１１２の略水平な面に、スペーサ層１４０が備えられていてもよい。実施形態においては、スペーサ層１４０は、例えばポリイミドフィルム又はテープ、エポキシ樹脂（ＦＲ‐４、ＦＲ‐５）、又はビスマレイミドトリアジン（ＢＴ）樹脂等の絶縁材料で形成されていてもよく、周知の接着材料によって電気的リード１１２に固着されていてもよい。スペーサ層１４０の厚みは、パッケージ１３４における大きさの要求に応じて様々であってもよい。
【００２６】
封止プロセス及びパッケージ１３４を完成するために必要な各種プロセスを実施した後に、スペーサ層はパッケージ１３４内に完全に収容されていてもよいし、または、スペーサ層の底面は、パッケージ１３４の動作に影響しない態様において、パッケージ１３４の外部環境に露出していてもよい。スペーサ層１４０は、少なくとも２つの利点を提供する。１つ目の利点として、スペーサ層１４０は、封止プロセスにおけるリードフレームのバランスを強化及び向上させ、このことにより、半導体ダイの過度の移動及びダイとリードフレームとの間のワイヤボンドの損傷を防止することができる。２つ目の利点として、スペーサ層１４０は、電気的リード１１２を絶縁するとともに、電気的リード１１２がパッケージの外側に露出してしまうことを防ぐことができる。本発明の実施形態においては、スペーサ層１４０は絶縁材料によって形成されているが、これに代えて、例えば、シリコンのような半導電性材料で形成されていてもよいし、導電性材料によって形成されていてもよい。また、スペーサ層は、誘電性のダイ取り付け材料によって電気的リード１１２に固着されていてもよい。
【００２７】
上記した実施形態において、スペーサ層は、封止プロセスにおいて片持ち梁状の電気的リード１１２を安定させるのに役立つ。また、このことにより、ワイヤボンドの損傷とリード１１２の露出を防ぐ。なお、スペーサ層１４０は、上記と同様の目的のために、従来のリードフレームダイパッケージにおいて用いられてもよい。すなわち、スペーサ層は、半導体ダイが２辺のエッジに沿ってそれぞれボンドパッドを備えており、リードフレームが従来の電気的リードを備えているようなリードフレーム構造において用いられてもよい。このような実施形態においては、半導体ダイは、チップ・オン・リード（ＣＯＬ）構造によってリードフレームに直接取り付けられてもよい。また、スペーサ層は、ダイ取り付けパッドに加えて、追加的に用いられてもよい。
【００２８】
上記した本発明の実施形態では、単一の半導体ダイ２２を備えている。しかしながら、代替実施形態においては、１つ以上の半導体ダイがパッケージ１３４に備えられていてもよい。図１０に示す実施形態では、３個の半導体ダイ２２ａ、２２ｂ、２２ｃが備えられている。本発明のその他の実施形態においては、２個もしくは３個以上の半導体ダイが用いられていてもよい。各ダイは、一辺のエッジに沿ってボンドパッドを備えていてもよく、また、図１０に示すように、電気的リード１１０と１１２に同じエッジ側からボンディングするために、各ダイはオフセットされていてもよい。図８及び図９の単一の半導体ダイと図１０の複数の半導体ダイは、好ましくは、スペーサ層１４０を用いて動作する。なお、図８から図１０に示した実施形態は、スペーサ層１４０を用いずに動作してもよい。
【００２９】
図１０の実施形態では、各半導体ダイ２２ａ、２２ｂ、２２ｃは共通する同じ側のエッジにボンドパッドを備えている。さらに別の実施形態においては、少なくとも１つのダイが１辺のエッジに沿ってダイボンドパッドを備えており、これとともに、少なくとも１つのその他のダイが２辺の相反するエッジに沿ってワイヤボンドパッドを備えていてもよい。このような実施形態においては、半導体パッケージ１３４は、図１０に示すように、半導体ダイの第１エッジに隣接する位置に電気的リード１１０と１１２を備えていてもよい。パッケージ１３４は、さらに、リードフレーム１００のサイド１０４から伸びており、半導体ダイの第２エッジに隣接する追加的な電気的リード（図示せず）を備えていてもよい。これらの追加的な電気的リードは、そのエッジ沿いに設けられているダイボンドパッドに電気的に接続されていてもよい。
【００３０】
さらに別の実施形態においては、第１エッジに沿ってのみダイボンドパッドを有する第１半導体ダイと、第１エッジと反対側の第２エッジに沿ってのみダイボンドパッドを有する第２半導体ダイとを備えていてもよい。このような実施形態においては、リードフレームの第１サイドは、（例えばリード１１０のような）短い電気的リードと、（例えばリード１１２のような）半導体ダイの下方側を伸びる長い電気的リードの両方を備えている。これと同様に、リードフレームの第２サイドは、短い電気的リードと、半導体ダイの下方側を伸びる長い電気的リードの両方を備えている。このような実施形態では、半導体ダイはそれぞれの長い電気的リード群と物理的に接続されてもよく、それらの長い電気的リードは、互いに接触することなく織り合っていてもよい。すなわち、そのような実施形態におけるリードフレーム１００は、ダイの第１エッジ沿いのダイボンドパッドをリードフレームの両サイドに接続することができ、かつ、リードフレーム１００は、上記と反対側の第２エッジにおけるダイボンドパッドをも、リードフレームの両サイドに接続することができる。
【００３１】
上記した半導体ダイとリードフレームは、４８ピン型のＴＳＯＰ構造を形成するのに用いられてもよい。なお、本発明の代替実施形態においては、ピンの数およびリードフレームパッケージの種類は多様であってもよい。使用されるダイの種類は、本発明の特徴的な点ではないが、パッケージ１３４に用いられる半導体ダイは、フラッシュメモリチップ（ＮＯＲ／ＮＡＮＤ）、ＳＲＡＭ、もしくはＤＤＴ、及び／又はＡＳＩＣのようなコントローラチップであってもよい。その他の機能を有するその他の集積回路ダイが用いられていてもよい。
【００３２】
本発明に関する前述の詳細な説明は、例証と説明を目的として提示されたものである。この説明は、本発明を上記において開示された形態にのみ制限することを意図するものではない。上記の教示に照らし合わせて、多様な改良や変更が可能である。上記において説明した実施形態は、本発明の原理とその実用的な応用例を最もよく説明するために選ばれたものであり、上記の記載に基づいて、本発明が他の当業者の意図する特定の用途に適するように、様々な実施形態及び改良された形態で利用可能となるようにしたものである。本発明の範囲は、本明細書に添付される請求項によって定義される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】従来のリードフレームと半導体ダイの分解組立斜視図である。
【図２】従来のリードフレームにワイヤボンディングされた従来の半導体ダイの斜視図である。
【図３】封止材料に収容された半導体ダイとリードフレームを備える従来の半導体パッケージの側面断面図である。
【図４】片側のエッジに半導体ボンドパッドを備える半導体ダイの従来図である。
【図５】本発明の一実施形態に基づくリードフレームの斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態に基づくリードフレームと一辺のエッジに沿ってボンドパッドを備える半導体ダイの分解組立斜視図である。
【図７】本発明の一実施形態に基づくリードフレームにワイヤボンディングされた半導体ダイの斜視図である。
【図８】封止材料に収容された半導体ダイとリードフレームを備える本発明の一実施形態に基づく半導体パッケージの側面断面図である。
【図９】封止材料に収容された半導体ダイとリードフレームとスペーサ層を備える本発明の代替実施形態に基づく半導体ダイの側面断面図である。
【図１０】複数の半導体ダイを備える本発明のさらに別の実施形態に基づく半導体パッケージの側面断面図である。
【図１】
2008545278.tif 000003
【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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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年3月5日(2008.3.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１サイドと、第１サイドとは反対側の第２サイドとを備えるリードフレームであり、半導体ダイは、そのリードフレームの第１及び第２サイドの間に配設することが可能であり、その半導体ダイは、第１エッジに沿ってボンドパッドを備えており、
半導体ダイがリードフレームに接続されたときに、１つ又は複数のダイボンドパッドをリードフレームの第１サイドに形成される１つ又は複数の外部コネクションに接続する１つ又は複数の電気的リードを備え、前記１つ又は複数のダイボンドパッドは、半導体ダイがリードフレームに接続されたときに、リードフレームの第２サイドと隣り合って位置する
半導体パッケージのためのリードフレーム。
【請求項２】
前記１つ又は複数の電気的リードは、リードフレームの第１サイドから伸長するとともに、リードフレームの第２サイドに近接して終端する、請求項１に記載のリードフレーム。
【請求項３】
リードフレームの第１サイドから伸長する１つ又は複数の前記電気的リードは、さらに、半導体ダイを支持するために配置されている、請求項２に記載のリードフレーム。
【請求項４】
前記半導体ダイは、半導体ダイがリードフレームによって支持されたときにリードフレームの第１サイドと隣り合って配置される第２エッジを備え、前記第１エッジは半導体ダイがリードフレームによって支持されたときにリードフレームの第２サイドと隣り合って配置され、リードフレームの第１サイドから伸長する１つ又は複数の前記電気的リードは、１つ又は複数の半導体ダイがその上に支持されたときに半導体ダイの前記第１エッジの下方側から突出するための長さを有する、請求項３に記載のリードフレーム。
【請求項５】
第１サイドと、第１サイドとは反対側の第２サイドとを備えるリードフレームであり、１つ又は複数の半導体ダイは、そのリードフレームの第１及び第２サイドの間に配設することが可能であり、１つ又は複数の前記半導体ダイは、その１つ又は複数の半導体ダイがリードフレームによって支持されたときにリードフレームの第１サイドと隣り合って配置される第１エッジと、その１つ又は複数の半導体ダイがリードフレームによって支持されたときにリードフレームの第２サイドと隣り合って配置される第２エッジとを備えており、
リードフレームの第１サイドから伸長し、リードフレームの第２サイドに近接して終端する電気的リード群であって、１つ又は複数の半導体ダイを支持可能であり、１つ又は複数の半導体ダイの第２エッジに沿って設けられているダイボンドパッドに電気的に接続する第１グループの電気的リード
を備える半導体パッケージのためのリードフレーム。
【請求項６】
リードフレームの第２サイドから伸長し、１つ又は複数の半導体ダイの第２エッジに沿って設けられているダイボンドパッドに電気的に接続する第２グループの電気的リードをさらに備える、請求項５に記載のリードフレーム。
【請求項７】
前記第２グループの電気的リードは、リードフレームの第２サイドから伸長するとともに、リードフレームの第２サイドに近い位置で終端し、第１サイドから伸長する第１グループの電気的リードの末端と近接している、請求項６に記載のリードフレーム。
【請求項８】
１つ又は複数の半導体ダイを備える半導体パッケージのためのリードフレームであり、
複数の電気的リードの少なくとも一部の第１略水平面に１つ又は複数の半導体ダイがマウントされる複数の電気的リードと、
前記電気的リードの第１の略水平面とは反対側の面である第２略水平面にマウントされるレイヤーであり、半導体パッケージの封止プロセスにおいてリードフレームを補強するスペーサ層
を備えるリードフレーム。
【請求項９】
１つ又は複数の半導体ダイをその間に配設することが可能な第１エッジと第１エッジとは反対側の第２エッジと、
リードフレームの第１サイドから伸長する複数の電気的リードに含まれる１つ又は複数の電気的リードであり、リードフレームの第２サイドに近接して終端する１つ又は複数の電気的リード
をさらに備える請求項８に記載のリードフレーム。
【請求項１０】
前記スペーサ層は、誘電性材料によって形成される、請求項８に記載のリードフレーム。
【請求項１１】
第１エッジと、第１エッジとは反対側の第２エッジを備える半導体ダイと、
半導体ダイを支持するためのリードフレームを備え、
前記リードフレームは、
半導体ダイの第１エッジと隣接する第１サイドと、第１サイドとは反対側のサイドであり、半導体ダイの第２エッジと隣接する第２サイドと、
リードフレームの第１サイドからパッケージの外部の電気的コネクションへと接続される第１末端と、第１末端とは反対側にあり、半導体ダイの第１エッジにおいて半導体ダイと接続される第２末端とを備える第１グループの電気的リードと、
リードフレームの第２サイドからパッケージの外部の電気的コネクションへと接続される第１末端と、第１末端とは反対側にあり、半導体ダイの第１エッジにおいて半導体ダイと接続される第２末端とを備える第２グループの電気的リードを備える
半導体パッケージ。
【請求項１２】
前記第２グループの電気的リードは、リードフレームの第２サイドから伸長するとともに、半導体ダイの第１エッジに接近して終端する、請求項１１に記載の半導体パッケージ。
【請求項１３】
前記半導体ダイは第２グループの電気的リードにマウントされている、請求項１１に記載の半導体パッケージ。
【請求項１４】
前記第２グループの電気的リードの第２末端は、半導体ダイの第１エッジを越えて伸長する、請求項１３に記載の半導体パッケージ。
【請求項１５】
第２グループの電気的リードの下方においてパッケージ内にマウントされ、リードフレームを支持するスペーサ層をさらに備える、請求項１１に記載の半導体パッケージ。
【請求項１６】
半導体ダイと第２グループの電気的リードの間において、半導体ダイの第１エッジに１つ又は複数の第１グループのワイヤボンドをさらに備える、請求項１１に記載の半導体パッケージ。
【請求項１７】
半導体ダイと第１グループの電気的リードの間において、半導体ダイの第１エッジに１つ又は複数の第２グループのワイヤボンドをさらに備える、請求項１６に記載の半導体パッケージ。
【請求項１８】
前記半導体パッケージはフラッシュメモリパッケージである、請求項１１に記載の半導体パッケージ。
【請求項１９】
第１サイドと第２サイドを備える半導体パッケージであり、パッケージの第２サイドに隣り合う１辺のエッジに沿ってダイボンドパッドを有する半導体ダイのための半導体パッケージのための標準的なピンアウト構造を提供する方法であって、
電気的リードピンをパッケージの第１サイドから半導体ダイにまたがって伸長させ、パッケージの第２サイドに隣り合って位置するダイボンドパッドに接続させる工程
を備える方法。
【請求項２０】
電気的リードに半導体ダイを支持させる工程をさらに備える、請求項１９に記載の半導体パッケージのための標準的なピンアウト構造を提供する方法。
【請求項２１】
電気的リードに固着されたスペーサ層を形成することにより、半導体パッケージを補強する工程をさらに備える、請求項１９に記載の半導体パッケージのための標準的なピンアウト構造を提供する方法。
【国際調査報告】
2008545278.tif 000013
2008545278.tif 000014