(57)【要約】ほぼ長方形の形状をした半導体装置パッケージ（１０）であって、頂面および底面を有するダイ取付パッド（１２）と、パッケージの長方形形状に対応する少なくとも４列にして設けた複数個の接点パッドであり、各接点パッドは頂面および底面を有する該複数個の接点パッド（２６１-２６ｎ）と、パッケージの製造中、パッケージの切り分けまで前記ダイ取付パッドを支持する少なくとも２個のタイバーであり、このタイバーは頂面および底面を有して、ダイ取付パッドからパッケージのコーナーに向けて延びている該タイバー（１８）と、前記ダイ取付パッド（１２）の前記頂面に取り付け、かつこの頂面に形成したボンディングパッド（４４）を有する半導体ダイ（２０）と、前記ボンディングパッドのうち選択したボンディングパッド（４４）と前記接点パッドのうち対応する接点パッド（２６１-２６ｎ）との間を接続する複数の電気的接続部（２２、２４）と、前記半導体ダイ（２０）、前記ダイ取付パッド（１２）の前記頂面、前記電気的接続部、前記タイバー（１８）の前記頂面および前記接点パッド（２６１-２６ｎ）の前記頂面をカプセル封入し、前記ダイ取付パッドの前記底面および前記接点パッドの底面を露出させたままにするカプセル封入体と、を備える該半導体装置パッケージにおいて、頂面および底面を有する少なくとも１個の細条部（３０）を、前記ダイ取付パッド（１２）と接点パッドの対応する列との間に配置し、この細条部は、前記列における少なくとも１個の接点パッドに接続する少なくとも１個の側方部分（３６）を有し、電気的接続部を、前記細条部と、細条部に隣接する前記半導体ダイ（２０）上の選択したボンディングパッド（４４）との間に設けたことを特徴とする半導体装置パッケージ。
2008532277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ほぼ長方形の形状をした半導体装置パッケージであって、
‐頂面および底面を有するダイ取付パッドと、
‐パッケージの長方形形状に対応する少なくとも４列にして設けた複数個の接点パッドであり、各接点パッドは頂面および底面を有する該複数個の接点パッドと、
‐パッケージの製造中、パッケージの切り分けまで前記ダイ取付パッドを支持する少なくとも２個のタイバーであり、このタイバーは頂面および底面を有して、ダイ取付パッドからパッケージのコーナーに向けて延びている該タイバーと、
‐前記ダイ取付パッドの前記頂面に取り付け、かつこの頂面に形成したボンディングパッドを有する半導体ダイと、
‐前記ボンディングパッドのうち選択したボンディングパッドと前記接点パッドのうち対応する接点パッドとの間を接続する複数の電気的接続部と、
‐前記半導体ダイ、前記ダイ取付パッドの前記頂面、前記電気的接続部、前記タイバーの前記頂面および前記接点パッドの前記頂面をカプセル封入し、前記ダイ取付パッドの前記底面および前記接点パッドの底面を露出させたままにするカプセル封入体と
を備える該半導体装置パッケージにおいて、
‐頂面および底面を有する少なくとも１個の細条部を、前記ダイ取付パッドと接点パッドの対応する列との間に配置し、この細条部は、前記列における少なくとも１個の接点パッドに接続する少なくとも１個の側方部分を有し、電気的接続部を、前記細条部と、細条部に隣接する前記半導体ダイ上の選択したボンディングパッドとの間に設けたことを特徴とする半導体装置パッケージ。
【請求項２】
２個の細条部を、前記ダイ取付パッドと接点パッドの対応する列との間に配置したことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置パッケージ。
【請求項３】
前記細条部を、前記ダイ取付パッドの互いに対向する側面に隣接して配置したことを特徴とする請求項２に記載の半導体装置パッケージ。
【請求項４】
細条部に電気的に接続した前記半導体ダイ上の前記ボンディングパッドを、電力供給信号、または基準電圧信号もしくは接地信号のような低オーム接続を必要とする信号のために使用することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置パッケージ。
【請求項５】
前記細条部は、対応する列の２個の接点パッドに接続する側方部分を有する構成とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置パッケージ。
【請求項６】
前記細条部の前記底面を露出させたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体装置パッケージ（１０）。
【請求項７】
前記電気的接続部は、前記ボンディングパッドと前記接点パッドまたは前記細条部との間を結合するワイヤを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体装置パッケージ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の半導体装置パッケージの製造に使用するリードフレーム。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の半導体装置パッケージを接続する、プリント回路基板のような電子キャリアを有する電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１前段に示すような集積回路パッケージ装置に関する。
【０００２】
さらに、本発明は、集積回路装置パッケージの製造に使用するリードフレームに関する。
【０００３】
さらにまた、本発明は、半導体装置パッケージを接続する、プリント回路基板のような電子キャリアを備える電子装置に関する。
【背景技術】
【０００４】
第１段落に記載するようなパッケージは、例えば米国特許第６，２２９，２００号明細書（特許文献１）から既知であり、この特許文献１は、リードフレームのマトリクスから形成し、可撓性の構造を有する無鉛プラスチックチップキャリアを開示している。リードフレームマトリックスは、複数個の接点パッドおよびダイ取付パッドを集積するものであり、長い縦列状態にして大量生産するのに適用する。
【０００５】
従来技術のパッケージの問題は、その比較的大きな外形寸法にある。より小さなパッケージに対するニーズは増え続ける一方であり、というのも、そのほうが安価に製造できるとともに、電子装置の所定体積の範囲内により多くの機能を付与することを可能にするからである。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６，２２９，２００号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、請求項１前段のような集積回路装置パッケージにおいて、より小さな寸法を有し、従って従来技術のパッケージと比較してより安価なパッケージを提供できる集積回路装置パッケージを得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によると、この目的は請求項１の特徴部分に記載の技術的手法によって達成される。
【発明の効果】
【０００９】
少なくとも１個の細条部をダイ取付パッドと接点パッドの列との間に配置することにより、低オーム接続を必要とするボンディングパッドの細条部に対する接続が可能になる。ボンディングパッドは半導体ダイの種々の位置に配置し、接続部は細条部の側方部分のみを介して１個の接点パッドに対して直接な結合される。これにより、接点パッドの必要数を減少し、従ってパッケージサイズおよびコストを削減する。パッケージサイズは、主に、パッケージにおける接点パッドの各列における接点パッド（場合によっては接点ピンとも称される）の個数によって決まる。
【００１０】
細条部がない場合、５６個の接点パッドを７×７ｍｍのＱＦＮパッケージに収容できることが知られている。２個の細条部を適用することによって、同一の半導体ダイ、すなわち同様の機能を備えるダイにパッケージを提供するのに、４８個の接点パッドで充分であることが分かった。４８個の接点パッドを有するパッケージは、６×６ｍｍのＱＦＮパッケージに収容できる。同様の原理は、より多くの接点パッドを有するパッケージ（例えば９×９ｍｍのパッケージ）またはより少ない接点パッドを有するパッケージ（例えば５×５ｍｍのパッケージ）にも当てはまる。
【００１１】
本発明の他の利点は、外界との接続を改良する点である。半導体ダイにおける種々の位置に設けた多数のボンディングパッドは、外界における対応する電気信号（類似する電位を有する）に対する低オーム接続を必要とする。例えば電力供給信号に関連するボンディングパッドは、バッテリの効率的なエネルギー利用のために、このような接続を必要とする。このことは、とくに、携帯電話、デジタルカメラまたはプレイステーション等、バッテリによって駆動する携帯装置の場合に必要になる。従来技術では、低オーム接続を必要とするボンディングパッドは、パッケージの種々の位置に分散した異なる接点パッドを介して外界と接続されるが、これには比較的長いボンディングワイヤが必要である。本発明によると、外界に対する接続の電気抵抗およびインダクタンスを減少でき、この理由は、ダイにおけるボンディングパッドと細条部との距離が、ボンディングパッドと接点パッドとの距離に比較するとより小さいため、より短いボンディングワイヤを使用することができるからであり、また、リードフレームの単位長さあたりの電気抵抗は、ボンディングワイヤの単位長さあたりの電気抵抗よりも小さいからである。
【００１２】
パッケージ寸法は、少なくともパッケージ用途の大部分において、主に接点パッドの個数および接点パッド相互間の距離によって決定される。同じく少なくともパッケージ用途の大部分において、パッケージのダイおよび対応するダイ取付パッドはパッケージの全体寸法と比較して比較的小さいので、上述のような細条部を１個以上設ける余地が十分存在する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明のある好適な実施形態では、２個の細条部を、ダイ取付パッドと接点パッドの対応する列との間に配置する。これによって、ダイにおける２個の異なる領域であって、それぞれ対応する細条部の近傍に位置する領域に、本発明の概念（コンセプト）を適用できる。この実施形態では、双方の細条部をダイ取付パッドの互いに対向する側面に隣接して配置することが特に好ましく、これは、本発明による半導体装置パッケージの製造に使用されるリードフレームマトリクスが対称設計である場合に有益である。
【００１４】
本発明の他の有利な実施形態では、細条部に電気的に接続した半導体ダイの上のボンディングパッドを、電力供給信号、または基準電圧信号もしくは接地信号のような低オーム接続を必要とする信号のために使用する。リードフレームの単位長さあたりの電気抵抗は、ボンディングワイヤの単位長さあたりの電気抵抗よりも小さいので、この種のボンディングパッドは、細条部までの電気的な接続が短いことから恩恵の大部分を受ける。電力供給、アナログおよびデジタル接地ならびに基準電圧は、通常チップ上の種々の位置に必要とされ、従って対応するボンディングパッドは細条部の位置が近いことから恩恵を受ける。
【００１５】
本発明のさらに他の有利な実施形態では、細条部に、対応する列の２個の接点パッドに接続する側方部分を設ける。これによって、対応するリードフレームに対する接続に関して、細条部の機械的な安定性が改善する。従って、この特徴は、主にカプセル封入を行うまでのパッケージの製造工程の途中で有利である。
【００１６】
本発明によると、細条部の底面を露出させると有利である。細条部の露出とは、細条部とボンディングパッドとの間の電気的接続を行うのに適用されるワイヤボンディング工程中に、例えばリードフレームに取り付けた支持テープによって細条部が支持されることを意味し、このことは以下でさらに詳細に説明する。例えば細条部領域がハーフエッチングされた（従って露出していない）場合のように、細条部が適切に支持されなければ、適切なワイヤボンディングを構築するのが非常に困難になる。このような場合、少なくとも、例えば突起を備える支持部を設けるといった、適切な支持を提供する特別な手段を講じる必要がある。
【００１７】
本発明によると、電気接続部に、ボンディングパッドと接点パッドとの間、および／またはボンディングパッドと細条部との間を結合するワイヤを設けると有利である。ワイヤボンディングは、パッケージにおいて電気的接続を行う、既知であり、信頼できる方法である。
【００１８】
以下では、添付の図面につき本発明をさらに説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は、露出した底面（非ハッチング領域）、カプセル封入材料を充填した部分（右上がりハッチング領域）、および半エッチングした部分（右下がりハッチング領域）をそれぞれ線図的に示す。後者の双方の部分は、通常、底面を覗いても見ることができない（その代わりカプセル封入材料が見える）。図２は、パッケージの左半分の断面のみを示すが、これは、パッケージは線Ａ‐Ａ′に関して対称だからである。
【００２０】
図１および２に、ほぼ長方形の形状を有する半導体装置パッケージ１０を示す。パッケージは、頂面１４および露出した底面１６を備えるダイ取付パッド１２と、ダイ取付パッド１２からパッケージの対角線上にあるコーナーに向かって延びる４個のタイバー１８と、ダイ取付パッドと接点パッド２６１〜２６ｎの列との間に配置した細条部３０とを有し、この細条部は、接点パッド列における少なくとも１個の接点パッドに接続する少なくとも１個の側方部分を有し、接点パッドは、パッケージの長方形形状に合わせて少なくとも４列設ける。さらに（図２参照）、パッケージ１０は、ダイ取付パッドの頂面１４に取り付けた半導体ダイ２０を有し、この半導体ダイ２０上にボンディングパッド４４を形成し、またボンディングパッド４４のうち選択されたものと接点パッド２６１〜２６ｎのうち対応するものとの間を接続する複数個の電気的接続部２２，２４を設ける。カプセル封入部２８は、半導体ダイ２０、ダイ取付パッド１２の頂面１４、電気接続部２２，２４、タイバー１８の頂面および接点パッドの頂面をカプセル封入し、ダイ取付パッド１２の底面１６および接点パッドの底面を露出させたままにする。
【００２１】
図１に明示するように、２個の細条部３０は、ダイ取付パッドと接点パッドの対応する列との間に配置する。各細条部３０は、列における接点パッドのうち少なくとも１個（図１におけるパッド２６１および２６n）に接続する少なくとも１個の側方部分３６を有する。細条部は、半導体ダイ２０（図１で点線四角によって示す）の様々な位置にある細条部に隣接するボンディングパッド４４を、例えばワイヤによって細条部に接続することを可能にする。側方部分３６を介して、これら接続部は直接対応する接点パッド（図１におけるパッド２６１および２６n）に結合する。このことは、半導体ダイ２０の様々な位置にあるボンディングパッド４４は、１個の接点パッドのみに直接接続することを意味し、そうでなければ、ボンディングパッド４４は対応する列におけるいくつかの接点パッドに接続しなければならない。この結果、細条部は接点パッドの数を減少させることを可能にし、したがってパッケージの寸法および費用が節約される。
【００２２】
ダイ取付パッド１２、タイバー１８、細条部３０および接点パッド２６１〜２６ｎは、すべて導電性材料から製造する（以下に記載のリードフレームの典型的な設計フローを参照）。
【００２３】
電気的接続部を形成する前に、接点パッド２６１〜２６ｎは、相互に、およびダイ取付パッド１２から電気的に絶縁する。さらに、まず細条部３０をダイ取付パット１２から電気的に絶縁する。
【００２４】
図１は、ダイ取付パッドの互いに対向する側面に隣接させて配置した２個の細条部３０を示す。しかし、本発明によれば、１個の細条部のみ、または３個もしくは４個の細条部をダイ取付パッドの任意の側面に隣接させて配置することができる。
【００２５】
２個以上の細条部を配置する場合、２個以上の細条部を直接結合することによって、Ｌ字またはＵ字状の細条部を形成すると便利である。例えばワイヤボンディングによって２個の隣接する細条部を相互接続することもできる。
【００２６】
図２は、電気的接続部２２，２４をより詳細に示す。これらは、半導体ダイ２０のボンディングパッド４４とダイ取付パッド１２または細条部３０との間に形成されるワイヤボンディングをそれぞれ有する。図１および２には示さないが、論理的には、ボンディングパッド４４と、通常の接点パッド２６１〜２６ｎとの間にもワイヤボンディングが存在する。
【００２７】
図２は、側方部分３６をより詳細に示す。この側方部分は、半（ハーフ）エッチングしており、関連する接点パッドに直接接続していることが分かるであろう。しかし、直接接続の代わりに、細条部と関連する接点パッドとの間にワイヤボンディングを適用することも考えられる。さらに、電子キャリアまたはプリント回路基板を介して間接的に接続することができる。
【００２８】
図２は、同様に、カプセル封入した頂面３２および細条部３０の露出した底面３４を示す。露出した底面３４は、ワイヤボンディングする際に、細条部を例えば支持テープによって支持する必要がある場合に有益である（カプセル封入材料はワイヤボンディング中にはまだ存在しないことに点に留意されたい）。
【００２９】
図１および２には示さないが、細条部は対応する列の２個の接点パッドに接続した１個以上の側方部分を有する構成にすることができる。好適には、これらの側方部分および対応する接点パッドは細条部の外方端部の近傍に配置して細条部の機械的な安定性を改善するようにし、このことは、パッケージの製造中にとくに重要である（以下に記載のリードフレームの典型的な設計フローを参照）。
【実施例２】
【００３０】
図３は、本発明の他の実施例による半導体装置パッケージの底面の線図的説明図である。図１および２のような２個の細条部３０および他のコンポーネント（構成部分）に加えて、２個の接点パッド６０を示し、この接点パッド６０は、２個のタイバーをこのような追加の接点パッドに代えることによって形成する（４個のタイバーを有する通常のパッケージと比較して）。図１に示す好適な実施例では、２個のタイバー１８が存在し、パッケージの製造中にダイ取付パッドのための必要な支持を行う。本発明によれば、３個の付加的な接点パッドを設け、１個のタイバーのみを残すようにすることもできる。代案として、１個のタイバーのみを追加の接点パッドに置き換え、従って最大で３個のタイバーを残すことができる。
【００３１】
付加的な接点パッド６０によって、各列の接点パッドの個数を減らすことができる。パッケージの寸法は、主に、各列における接点パッドの個数で決まるので、付加的な接点パッド６０によってより小さい寸法、したがって、より安価なパッケージが可能になる。
【００３２】
図３に示す実施例によれば、５０個の接点パッドを設けた６×６mmのパッケージを使用できることが分かったのに対し、通常は５６個の接点パッドを設けた７×７ｍｍのパッケージが同一の半導体ダイに必要であった。５０個の接点パッドという数は、通常４×１２＝４８個の接点パッドを含むパッケージの２つのコーナーに、２個の付加的な接点パッドを配置することより得ることができる。
【００３３】
典型的には、本発明によるパッケージのための接点パッドの総数は１０〜１００個の間であり、好適には３０〜７０個の間である。１個の半導体ダイのみを有する場合を説明しているが、本発明によるパッケージは、いわゆるチップ・オン・チップパッケージ（例えば、国際公開第２００４／０５７６６８号に記載のようなパッケージ）に極めて適している。このようなチップ・オン・チップパッケージでは、ダイのボンディングパッドから接点パッドへの接続は、ある実施例では、ボンディングパッドから第２チップへの第１接続、第２チップでの内部接続、およびチップから接点パッドへの第２接続によって構成される。この実施例では、第２チップが、ダイパッド上の半導体ダイよりも大きな表面積を有する。第２チップとしては、集積回路、イメージセンサ、さらには受動チップ、例えば受動コンポーネントのネットワーク、またはボンディングパッドのうち選択した１個と接点パッドのうち対応する１個との間における複数の独立した部分回路、例えばＥＳＤ保護回路を有する周辺チップがある。１個または少数の半導体ダイよりも多くのコンポーネントを有するパッケージ（システム・イン・パッケージ）も本発明の恩恵を受けるであろう。このようなコンポーネントを、同一のダイパッドまたは個々のダイパッドに設けることができる。この細条部は、給電または特定コンポーネントの近傍における厳密に規定した基準電位を提供する。このことは、特定コンポーネントに異なる要求がなされる場合があるとき有利である。さらに、細条部は、特定のコンポーネント、例えば受動コンポーネントまたはフィルタのためのダイパッドとして使用できる。このとき、ワイヤボンディングは、半導体ダイとコンポーネントとの間に形成される。代案として、細条部は、１個以上のコンポーネントに電位または電圧を提供するため、または２個のコンポーネント間における特定の内部接続パッドとして使用できる。
【００３４】
本発明によるパッケージは、電力管理半導体用パッケージ、またはより一般的に言えば、比較的多量の熱を発生する半導体としても応用できる。
【００３５】
典型的には、本発明はいわゆるＱＦＮ（クワッド、フラット、リードなし）パッケージに適している。しばしば、このようなパッケージは、ＨＶＱＦＮ、ＭＬＦ、ＬＰＣＣ、ＤＱＦＮまたはＭＣＰパッケージと称される。しかし、本発明は、いわゆるＱＦＰパッケージにも適用できる。この場合、付加的な接点パッドは、パッケージのコーナーから延びる付加的なリードとなる。
【００３６】
図示しないものの、本発明の実施例におけるリードフレームデザインの典型的な設計フローは、以下のように要約される。まず、適切寸法決めした金属（代表的には銅）の帯状体を設ける。そして、第１の適切にパターン形成したマスクを使用して、帯状体の頂面および底面の双方をエッチングし、タイバー、取付パッドおよび本発明の細条部を含むリードフレームの基本的な画定を行う。第２の適切にパターン形成したマスクを使用して、銅製の帯状体の底面をハーフエッチングする。適切にパターン形成した帯状体を、ニッケルパラジウムＮｉＰｄ保護層でめっきする。つぎに、パターン形成した帯状体、すなわちリードフレームを支持テープに取り付ける。リードフレームを画定および準備した後に、以下の手順で半導体装置パッケージを製造できる。すなわち、半導体ダイをダイ取付パッドに取り付け、適切なワイヤ結合を行い、リードフレームおよび半導体ダイの周囲に適切にカプセル封入体を成形し、最終的に、得られた複数のパッケージ化された半導体装置を、リードルフレームを正確に切断または打ち抜きによって、帯状体から個別に切り分ける。
【００３７】
上述の実施例は、本発明を限定するものではなく説明のためのものであり、当業者であれば、特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲から逸脱することなく、多くの代替的な実施例を設計できることに留意されたい。特許請求の範囲において、カッコ内のいずれの参照符号も、特許請求の範囲を制限するものではない。「有する・備える」という動詞およびその活用形は、特許請求の範囲および明細書全体のいずれかに列挙した要素または工程以外のそれの存在を排除するものではない。要素の単数形による参照は、複数のそのような要素に対する参照を排除するわけではなく、また逆についても同じである。本明細書中に使用する用語「ハーフエッチング」、一般に、厚みの約４０〜８５％、好適には４５％〜５５％を除去するエッチング処理を意味する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の好適な実施例による半導体装置パッケージの底面の線図的説明図である。
【図２】図１のＡ‐Ａ′線上の縦断面図である。
【図３】本発明の別の好適な実施例による半導体装置パッケージの底面の線図的説明図である。
【図１】
2008532277.tif 000003
【図２】
2008532277.tif 000004
【図３】
2008532277.tif 000005
【国際調査報告】
2008532277.tif 000006
2008532277.tif 000007