(57)【要約】【課題】半導体チップ上の電極パッドの配置を、外部接続リードの配列による制約を低減し、自由度を向上させる。【解決手段】半導体チップを保持するダイパッド６と、一方の端部が前記ダイパッド６と接続され、他方の端部がフレーム枠５と接続された吊りリード７と、一方の端部が前記フレーム枠５と接続され、他方の端部が前記ダイパッド６近傍まで延びる外部接続リード１を備えたリードフレーム１００において、少なくとも１本以上の外部接続リード１のインナーリード部２に、金属細線の接続可能な前記半導体チップの対面する端辺と平行な領域が形成されている。【選択図】  図１
2005026520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップを保持するダイパッド部と、
一方の端部が前記ダイパッド部と接続され、他方の端部がフレーム枠部と接続された吊りリード部と、
一方の端部が前記フレーム枠部と接続され、他方の端部が前記ダイパッド部近傍まで延びる外部接続リード部を備えたリードフレームにおいて、
少なくとも１本以上の外部接続リードのインナーリード部に、金属細線の接続可能な前記半導体チップの対面する端辺と平行な領域を有していることを特徴とするリードフレーム。
【請求項２】
半導体装置のコーナー付近に配置される外部接続リードのインナーリード部は、金属細線の接続可能な前記半導体チップの対面する端辺と平行な領域を有する請求項１のリードフレーム。
【請求項３】
半導体チップを保持するダイパッド部と、
一方の端部が前記ダイパッド部と接続され、他方の端部がフレーム枠部と接続された吊りリード部と、
一方の端部が前記フレーム枠部と接続され、他方の端部が前記ダイパッド部近傍まで延びる外部接続リード部を備えた請求項１に記載のリードフレームと、
前記外部接続リード部の上面に保持された半導体チップと、
前記外部接続リード部と前記半導体チップを接合させる接着部と、
前記半導体チップと前記外部接続リード部を電気的に接続する金属細線とを樹脂により一体的に封止した半導体装置。
【請求項４】
半導体チップを保持するダイパッド部と、
一方の端部が前記ダイパッド部と接続され、他方の端部がフレーム枠部と接続された吊りリード部と、
一方の端部が前記フレーム枠部と接続され、他方の端部が前記ダイパッド部近傍まで延びる外部接続リード部を備えた請求項２に記載のリードフレームと、
前記外部接続リード部の上面に保持された半導体チップと、
前記外部接続リード部と前記半導体チップを接合させる接着部と、
前記半導体チップと前記外部接続リード部を電気的に接続する金属細線とを樹脂により一体的に封止した半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リードフレームを備えた封止樹脂型半導体装置に関するものであり、特に半導体チップ上に形成される電極パッドの配置の自由度を向上できるリードフレームおよびそれを用いた樹脂封止型半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７Ａ〜Ｂに、一般的な従来のダイパッドを備えたリードフレーム２００の概略パターンを示す。図７Ａは平面図、図７Ｂは図７ＡのＩＩ−ＩＩ線断面図である。本リードフレーム２００は、ＦｅまたはＣｕを主成分とした合金からなる板を、エッチングもしくはプレス加工によってパターンが形成される。リードフレーム２００は、半導体チップを搭載するダイパッド部と、前記ダイパッド部を支持する吊りリードと、中心部から放射状に外周へ延びた外部接続リード部１とにより構成され、周囲のフレーム枠と一体的に形成されている。２０は封止樹脂領域である。２はアウターリード部、３はインナーリード部、９は金属配線、３１は導電性接合部材、４０は半導体チップである。
【０００３】
図８に前記従来のリードフレーム２００を用い、ダイパッド上に接着固定された半導体チップ上の電極パッドを、外部接続リードと金属細線で結線した状態図を示し、図９にその結線関係を示す。
【０００４】
従来のリードフレーム２００の場合では、半導体チップ４１はダイパッド部６上にはんだもしくはＡｇを含む樹脂ペーストなどの接合部材により固定され、半導体チップ４１上の外周に形成される電極パッド８は金属細線９により、外部接続リード１のインナーリード部３の先端部とが接続される。ここで、電極パッド８は、右上部を起点として時計回りにＰ１〜Ｐ５２までの電極パッドナンバー１０が、また外部接続リード１は、右上部を起点として時計回りにＬ１〜Ｌ５２までの外部接続リードナンバー１１が付与されている。ところで、図９に示す結線関係にあるように、電極バッド８は、結線する外部接続リード１と同じ配列で配置されることにより、図８のように金属細線が整然と配置されることになる。
【０００５】
しかし、半導体製品には、複数のユーザーに販売するものがあり、ユーザーの要望により、電極パッドの配置の変更を求められることも少なくない。このような場合、これまでは、半導体チップ上の電極パッドの配置を要望毎に変更していたが、対応工数の発生や修正に伴う費用の発生などの問題があった。また、製品によっては、設計上の問題により、電極パッド配置の変更が困難な場合もあり、前記のように、電極パッドの配置と外部リードの配置が整然と配置されるとは限らない。
【０００６】
このような場合の事例として、従来のリードフレーム２００に、図１１の結線関係の半導体チップを搭載した場合の結線図を図１０に示す。
【０００７】
図１０に、一般的な従来のリードフレーム２００を用い、図１１の結線関係に基づき、半導体チップ４１上に形成された電極パッド８と、外部接続リード１を金属細線９で接続した状態を示す。ここで、前記のように電極パッド８は電極パッドナンバー１０、外部接続リード１は外部接続リードナンバー１１が付与されている。５０は半導体チップである。図１１に示す結線関係は、図９に示す結線関係とは異なり電極パッドナンバー１０と外部接続リードナンバーが配列順の結線関係とはなっておらず、前記パッドＮｏ．Ｐ２はリードＮｏ．Ｌ３と、パッドＮｏ．Ｐ３はリードＮｏ．Ｌ２と、パッドＮｏ．Ｐ７はリードＮｏ．Ｌ８と、パッドＮｏ．Ｐ８はリードＮｏ．Ｌ９と、パッドＮｏ．Ｐ９はリードＮｏ．Ｌ７と、パッドＮｏ．Ｐ２１はリードＮｏ．Ｌ２２と、パッドＮｏ．Ｐ２２はリードＮｏ．Ｌ２１と、パッドＮｏ．Ｐ３７はリードＮｏ．Ｌ３９と、パッドＮｏ．Ｐ３９はリードＮｏ．Ｌ３７と配列順が部分的に入れ替わる接続となっている。したがって、図１０に示されるように、従来のリードフレーム２００で図３に示す結線関係を実現しようとすると、金属細線９を交差させて接続しなければならず、半導体装置の信頼性の低下を招くことになる。
【０００８】
ところで、最近では下記特許文献１に記載のリードフレームのように、ダイパッドとインナーリードの間に複数の再配線パターンをリードフレーム上に設け、半導体チップ上の電極パッドと再配線パターン間と、再配線パターンと外部接続リード間をそれぞれ金属細線で接続することにより、再配線パターンを経由して、電極パッドと外部接続リード部を接続する方法が考えられている。このような方法を用いると、半導体チップ上に形成される電極パッドの配置の自由度が向上する。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１０−２４０９７２号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来のリードフレームでは、外部接続リードのインナーリード部が、半導体装置の中心部から直線的な放射形状をしていることから、接続する外部接続リードの配列にあわせて、半導体素子上に形成される電極パッドを配列する必要性があった。また、ダイパッドとインナーリード間に再配線パターンを備えたリードフレームにおいては、再配線パターンの経由を必要としない接続の場合、リードフレーム形成時の再配線パターン形成工程の増加や、ワイヤーボンド時の金属細線本数の増加によるコスト及び工数の増加という問題を有している。さらに、再配線パターンの固定方法によっては、その不安定性から再配線パターンのずれにより金属細線が安定して接続されないという問題も有している。
【００１１】
本発明は、前記従来の問題を解決するため、半導体チップ上の電極パッドの配置を、外部接続リードの配列による制約を低減し、自由度を向上したリードフレーム及びそれを用いた半導体装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のリードフレームは、半導体チップを保持するダイパッド部と、一方の端部が前記ダイパッド部と接続され、他方の端部がフレーム枠部と接続された吊りリード部と、一方の端部が前記フレーム枠部と接続され、他方の端部が前記ダイパッド部近傍まで延びる外部接続リード部を備えたリードフレームにおいて、前記外部接続リードのインナーリード部に、前記半導体チップの端辺と平行な領域を有していることを特徴とする。
【００１３】
本発明のリードフレームにおいては、半導体装置のコーナー付近に配置される外部接続リードにのみ、前記半導体チップの端辺と平行な領域を有していることが好ましい。この構成において、インナーリードに設けた半導体チップの端辺と平行な領域を金属細線の接続領域とすることにより、半導体チップ上に形成される電極パッドの配置の自由度を向上させる。また、金属細線が交差することなく整然と配置されることから、製品の信頼性を確保できる。
【００１４】
また、再配線パターンを別途設けることがなく、外部接続リードと電極パッドを直接接続することから、コスト及び工数の増加が生じることはない。さらに、再配線パターンを別途設けることがないことから、再配線パターンの固定の不安定性から生じる問題を防止できる。さらに、元来半導体チップ上の電極パッドの配置において、半導体チップのコーナー部付近は、チップ端辺の中心付近と比べて、対応する外部接続リードの位置関係から、チップ端から配置範囲が制約をうけるが、本発明の構成にすることにより、コーナー付近での電極パッドの配置制約が緩和される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について、以下、図面を参照しながら、説明する。図１に、本発明の第１の実施形態に係るリードフレームの平面図を示す。図１に示すリードフレーム１００は、ＦｅもしくはＣｕを主成分とした合金を、圧延により０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度の厚みまで薄くした金属板を用いて、エッチングもしくはプレス加工により、パターンが形成される。リードフレーム１００は、ダイパッド６と、そのダイパッド６を支持する吊りリード７と、外部接続リード１と、フレーム枠５により構成され、また外部接続リード１は、アウターリード部２と、半導体チップ端辺並行領域４を備えたインナーリード部３とにより、構成される。このリードフレーム１００は、一般的な従来のリードフレーム２００を示した図５に対し、インナーリード部３にダイパッド６に搭載される半導体チップ４０の端辺と平行な領域を設けており、この半導体チップ端辺並行領域４には、銀めっきが施される。近年は、鉛フリー化がすすみ、Ｐｄなどの材料を用いためっきが施されることも増えてきている。２１は封止樹脂領域である（以下の図においても同じ。）。
【００１６】
次に、図２に本発明の第１の実施形態に係るリードフレームを用いた配線例を示し、図３にその結線関係を示す。図３は図１１と同一である。この結線関係は、電極パッド配列ナンバー１０と外部接続リードナンバー１１の順序が一致していないため、図１０に示すように、前記の従来のリードフレーム２００では、金属細線９が交差しており、接続に安定性がなく、信頼性の低い状態にあるが、図２のリードフレーム１００では、金属細線９は交差することなく、整然と配置される。
【００１７】
次に、図４に本発明の第１の実施形態に係るリードフレームを用いた半導体装置を示しており、図４Ａは、外形の上面図、図４Ｂは、Ｉ−Ｉ線断面図である。以下に、本発明の第１の実施形態に係るリードフレームを用いた半導体装置について説明する。図４Ｂに示すように、ダイパッド６の上面には、たとえばスズと鉛とを含む半田もしくは銀を含む樹脂ペーストの導電性接合部材３０により、半導体集積回路を有する半導体チップ４０が保持されており、半導体チップ４０の複数の電極パッド８は、一般的に金からなる直径２０μｍ〜４０μｍ程度の金属細線９を介して、インナーリード部３と接続されている。このとき、電極パッド８と外部接続リード１の接続関係によって、インナーリード部３に設けた半導体チップ端辺平行領域４を活用することにより、半導体チップ４０上に形成される電極パッドの配置の自由度を向上させ、かつ金属細線９が交差することのない信頼性の高い結線ができる。さらに、インナーリード部３、ダイパッド６、吊りリード７、接合部材３０、半導体チップ４０及び金属細線９は、熱硬化性のエポキシ系樹脂からなる封止用樹脂材料により一体に封止されて封止樹脂２０が形成される。このあと、フレーム枠５からリードフレーム１００を切り離すと同時に、不要部分を切り取り、個片化され半導体装置となる。
【００１８】
なお、半導体チップ４０をダイパッド６に保持するための接合材料は、銀を含む熱硬化性樹脂ペーストには限られず、鉛フリーはんだなどを用いてもよい。また、金属細線９を構成する材料は、金に限らず、銅やアルミニウム等の導電性材料であればよい。
【００１９】
（第２の実施形態）
本発明の第１の実施形態の第１変形例について、以下、図面を参照しながら、説明する。図５に、本発明の第１の実施形態に係るリードフレームの平面図を示す。図５に示すリードフレーム１０１は、前記の第１の実施形態同様に、ＦｅもしくはＣｕを主成分とした合金を、圧延により０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度の厚みまで薄くした金属板を用いて、エッチングもしくはプレス加工により、パターンが形成される。リードフレーム１００は、ダイパッド６と、そのダイパッド６を支持する吊りリード７と、外部接続リード１と、フレーム枠５により構成され、また外部接続リード１は、アウターリード部２と、半導体装置のコーナー付近に配置されている外部接続リードにのみ半導体チップ端辺並行領域４を備えたインナーリード部３とにより、構成される。このリードフレーム１０１は、一般的な従来のリードフレーム２００を示した図５に対し、インナーリード部３にダイパッド６に搭載される半導体チップ４０の端辺と平行な領域を設けており、この半導体チップ端辺並行領域４には、銀めっきが施される。近年は、鉛フリー化がすすみ、Ｐｄなどの材料を用いためっきが施されることも増えてきている。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明のとおり、本発明のリードフレームを用い、インナーリードに金属細線を接続可能な半導体素子の端辺と平行な領域を設けることにより、半導体チップ上に形成する電極パッドの配置の自由度を向上させることが可能となり、金属細線が交差することなく整然とした配置が可能であることから、半導体装置の信頼性を向上できる。また、再配線パターンを別途設けることがなく、外部接続リードと電極パッドを直接接続することから、コスト及び工数の増加が生じることはない。さらに、再配線パターンを別途設けることがないことから、再配線パターンの固定の不安定性から生じる問題を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかるリードフレームを示す平面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態にかかるリードフレームを用い、半導体チップと外部接続リードを金属細線で配線した状態を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態にかかるリードフレームを用い、半導体チップと外部接続リードを金属細線で配線した際の電極パッドと外部接続リードの関係を示す表である。
【図４】本発明の第１の実施形態にかかるリードフレームを用いた半導体装置を示し、Ａは平面図、ＢはＩ−Ｉ線断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態にかかるリードフレームを示す平面図である。
【図６】従来例にかかるリードフレームの平面図である。
【図７】従来例にかかるリードフレームを用いた半導体装置を示し、Ａは平面図、ＢはＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図８】従来例にかかるリードフレームを用い、半導体チップと外部接続リードを金属細線で配線した状態を示す図である。
【図９】従来例にかかるリードフレームを用い、半導体チップと外部接続リードを金属細線で配線した際の一般的な電極パッドと外部接続リードの関係を示す表である。
【図１０】従来例のリードフレームを用い、図１１に示す半導体チップと外部接続リードの接続関係に基づき配線した状態を示す図である。
【図１１】従来例のリードフレームを用い、半導体チップと外部接続リードを金属細線で配線した際の電極パッドと外部接続リードの関係を示す別の表である。
【符号の説明】
１  外部接続リード
２  アウターリード部
３  インナーリード部
４  半導体チップ端辺並行領域
５  フレーム枠
６  ダイパッド
７  吊りリード
８  電極パッド
９  金属細線
１０  電極パッド配列ナンバー
１１  外部接続リード配列ナンバー
２０  封止樹脂
２１  封止樹脂領域
３０  導電性接合部材
３１  絶縁性接合部材
４０，４１  半導体チップ
１００，１０１，２００  リードフレーム
【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】
2005026520.tif 000009
【図８】
2005026520.tif 000010
【図９】
2005026520.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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