(57)【要約】単位PCボード表面積当たりの機能をより向上させることができる、超小型電子装置の空間効率的な実装を提供する。ある態様（630）では、逆ガル・ウィング形状（632）のリードを有するパッケージは、リードによって占有される周辺のフットプリント面積を小さくし、それによりパッケージ本体（634）および密閉されたダイにパッケージ・フットプリントにおける最大空間を割り当てるのを可能にする。本発明によるパッケージの態様はまた、リード・フット端部（632a）を受け入れるくぼみ（636）を備えることによってパッケージの鉛直プロファイル（Zプロファイル）を小さくし、それによってパッケージ底部とPCボードとの間のすきまを小さくする。パッケージの下方に位置し、PCボードに対してわずかに傾けられた直線状のリード・フットを設けると、J字形リードの曲率半径に関連する追加的なすきまが無くなることによって鉛直パッケージ・プロファイルはさらに小さくなる。
2004534392.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
小フットプリント半導体装置パッケージであって、
ダイを密閉し、複数の側面によって底部に結合された頂部を含む、プラスチック・パッケージ本体、および
パッケージ本体によって密閉された部分を含む、ダイと電気的に導通するリードであって、リードの露出された部分はパッケージ本体の側面から延び、パッケージの側面に沿ってパッケージの底部の方へ第1の角度に折り返され、パッケージ底部の中心の方へ折り返されてリード・フットを形成し、ここでリードのパッケージの側面に沿った部分とリードのパッケージの底部に沿った部分とは互いに対して90°未満の角度を形成し、このリードフットが下方の平面PCボードに対して第2の角度に傾いているためはんだの濡れが容易になるリードを含むパッケージ。
【請求項２】
ダイはパワー装置、ディスクリート装置、および集積回路のうちの1つである、請求項1記載のパッケージ。
【請求項３】
リードが逆ガル・ウィング形状を形成する、請求項1記載のパッケージ。
【請求項４】
パッケージは、リードを含むパッケージ・プロファイルが小さくされている、請求項1記載のパッケージ。
【請求項５】
リード・フットは下方の平面PCボードに対して1°から7°の間の第2の角度に傾いている、請求項1記載のパッケージ。
【請求項６】
パッケージ本体は、リード・フットの一部を受け入れるように構成されたノッチをさらに含み、それによって、パッケージの高さを低くするようにリード・フットをパッケージ本体内で部分的にくぼませるのを可能にする、請求項1記載のパッケージ。
【請求項７】
ノッチは、リードの厚さの約3分の2の深さを含む、請求項1記載のパッケージ。
【請求項８】
小フットプリント半導体装置パッケージであって、
ある面積を有するダイを密閉するパッケージ本体、および
パッケージ本体によって密閉された部分を含む、ダイと電気的に導通するリードであって、リードの露出された部分は、パッケージ本体の側面から延び、パッケージの側面に沿ってパッケージの底部の方へ折り返され、パッケージ底部の中心の方へ折り返されてリード・フットを形成し、パッケージ本体と露出されたリード部分の組み合わされた幅および長さが、ダイ面積がフットプリント面積の約40%以上を占有するように横方向のフットプリント面積を形成するリードを含むパッケージ。
【請求項９】
リードの露出された部分は、リード・フットの曲率半径によって形成される下方のPCボードからのすきまを有する丸いリード・フットを形成するようにパッケージの底部の中心の方へ折られている、請求項8記載のパッケージ。
【請求項１０】
リードの露出された部分は、下方のPCボードに対して第2の角度に傾けられた直線状のリード・フットを形成するようにパッケージの底部の中心の方へ折られている、請求項8記載のパッケージ。
【請求項１１】
パッケージ本体はパッケージの鉛直プロファイルの90%以上に相当する厚さを有する、請求項10記載のパッケージ。
【請求項１２】
小フットプリント半導体装置パッケージであって、
ある面積を有するダイを密閉するパッケージ本体、ならびに
パッケージ本体によって密閉され、ダイを支持するダイ・パッドと一体化した、ダイと電気的に導通する密閉部分、および
パッケージ本体の側面から延び、パッケージの側面に沿ってパッケージの底部の方へ折り返され、パッケージ底部の中心の方へ折り返されてリード・フットを形成し、パッケージ本体と露出されたリード部分の組み合わされた幅および長さが、横方向のフットプリント面積を形成するリードの露出された部分
を含むリードを含み、
ダイ面積はフットプリント面積の約40%以上を占有し、密閉されたリード部分は、熱を動作中のダイから引き出して、露出されたリード部分に伝え、露出されたリード部分により熱を放散させるパッケージ。
【請求項１３】
小フットプリント半導体装置パッケージであって、
ある厚さを有するダイを密閉し、複数の側面によって底部に結合された頂部を含むプラスチック・パッケージ本体、
パッケージ本体によって密閉された部分を含み、ダイと電気的に導通するリードであって、リードの露出された部分はパッケージ本体の側面から延び、パッケージの側面に沿ってパッケージの底部の方へパッケージの平面に対して第1の角度に折り返され、パッケージ底部の中心の方へ折り返されて下方のPCボードに対して第2の角度に傾けられた直線状のリード・フットを形成するリード、および
パッケージ本体の側面に形成され、リード・フットの端部を受け入れるくぼみを含むパッケージ。
【請求項１４】
小フットプリント半導体装置パッケージであって、
ある厚さを有するダイを密閉し、複数の側面によって底部に結合された頂部を含むプラスチック・パッケージ本体、および
パッケージ本体の側面から延び、パッケージの側面に沿ってパッケージの底部の方へパッケージの平面に対して第1の角度に折り返され、パッケージ底部の中心の方へ折り返されて、下方のPCボード上のトレースに対して第2の角度に傾けられた実質的に直線状のリード・フットを形成するリードの露出部分を含むリードを含むパッケージであり、はんだに対するリード・フットの付着は第2の角度によって強化されるパッケージ。
【請求項１５】
小フットプリント半導体装置パッケージであって、
ダイを密閉し、複数の側面によって底部に結合された頂部を含む、プラスチック・パッケージ本体、および
パッケージ本体によって密閉された部分を含む、ダイと電気的に導通するリードであって、リードの露出された部分はパッケージ本体の平面に平行なパッケージ本体の側面から延び、パッケージの側面に沿ってパッケージの底部の方へパッケージの平面に対して90°よりも大きな第1の角度に折り返され、パッケージ底部の中心の方へ折り返されて下方のPCボードに対して第2の角度に傾けられた直線状のリード・フットを形成し、ここでリード・フットが下方の平面PCボードに対して第2の角度に傾けられているためにはんだの濡れが容易になるリードを含むパッケージ。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
関連出願の相互参照
本特許非仮出願は、2001年5月15日に出願された、「Improved Surface Mount Package」という名称の米国特許仮出願第60/291,212号に対する優先権を主張するものである。この仮出願は参照として本明細書に組み入れられる。
【０００２】
発明の背景
本発明は、概して電子装置に関する。特に、本発明は、改良されたパッケージ、実装システム、および電子装置を実装する方法を提供する。本発明は、単に一例として、システム構成素子およびサブシステム構成素子、ならびにDC/DC変換における切替え構成素子の電源オン／オフ制御のための電子制御式スイッチのような、様々なデジタル用途、アナログ用途、小信号デイスクリート用途、および電力用途に用いられ、特に、携帯電話、ポータブル・コンピュータおよびノート型コンピュータ、パーソナル・デジタル・アシスタント（PDA）、デジタル・カメラ、その他のコンピューティング用途などの移動用途および電池駆動用途と、セットトップ・ボックス、フラット・パネル・モニタ、マザーボード、デスクトップ、サーバ、およびメイン・フレーム・コンピュータなどの非移動用途、自動車電子機器、携帯電話基地局、ファイバ・データ通信網に用いられることの多い集積回路装置およびデイスクリート装置用の「小フットプリント・サイズ・パッケージ」を製造するのに用いることができる。
【０００３】
ある種のパッケージは、「小フットプリント・サイズ」の低ピン・カウント・パッケージである。このようなパッケージで密閉された超小型電子回路は、低ピン・カウントを用いる低・中集積度装置に存在する。このようなパッケージは、、非常に高いピン・カウントを使用し、かつダイ・サイズが極端に大きくなることの多いコンピュータ、マイクロプロセッサ（たとえば、Intel（商標） Pentium）などの従来のDSP（デジタル信号プロセッサ）、ASIC（特定用途向け集積回路）、メモリ装置（たとえば、Flash、DRAM、ROM）用の古い集積回路装置パッケージ（たとえば、BGA、PLCC、QFP、PGA）と比べて非常に小型であることが多い。このような従来の集積回路装置パッケージとは異なり、小フットプリント・サイズの少ピン・パッケージは、フットプリント・サイズを最小限に抑えると共に、所与の種類の製品のピン・カウントを必要最小限に抑えることを試みている。絶えず性能の向上が求められているため、電子機器の新しい用途では、このようにパッケージを小型化すると共に、PCボードの単位面積当たり性能単位のパッケージ効率を高めることが必要になることが多い。このような効率の向上は、所与の性能レベルに対するパッケージ・フットプリントの縮小、または既存のフットプリントに対する性能の向上の形をとってよい。ポータブル・コンピュータ製品およびノート型コンピュータ、携帯通信製品、ならびにハンドヘルド・ゲーム、MP-3プレーヤ、デジタル・カメラ（DSC、カムコーダ）などの携帯娯楽製品に用いられ、リチウム・イオン・電池パック保護電子機器などに用いられる電子機器を含む、デイスクリート、パワー、および小信号MOSFET回路、ならびにパワー制御回路、電力管理IC、パワーIC、およびアナログICに関して、このように空間効率に対する要件が増大している。
【０００４】
従来の装置用のパッケージ構造については開発が進んでいるが、現在まで、特に電力用途向けの小型・少ピン・低集積度装置用のパッケージの構造の改良はほとんど注目されていない。多くの従来の小フットプリント・パッケージは依然として効率および性能が不十分である。たとえば、従来のパッケージは、PCボードの占有される単位面積当たり性能を高めるようには構成されていない。多くの従来のパッケージでは、アクティブ半導体装置によって占有されるのは、PCボード上の利用可能な総パッケージ・フットプリント面積の10%以下に過ぎない。この不十分な面積効率は、特に、利用可能なボード空間が携帯電話などの最終製品の最大許容サイズおよび三次元形状因子によって決定されるとき、半導体構成素子の用途における機能または性能を制限する。この場合、性能が不十分であるため半導体において所望の機能が得られない可能性があり（機能が得られないのは限られた量のシリコン面積しか利用できないからである）、抵抗の大きな装置、トランジスタ、パワーMOSFET、または他の切替え素子の場合、電力損失が増えると共に自己加熱が起こり、自己加熱の結果として抵抗がさらに大きくなる。このような電力損失の増大は、潜在的な熱の問題と、効率および電池の寿命の低下との両方とみなすことができる。
【０００５】
さらに、このような小型・低ピン・カウント・パッケージは通常、半導体ダイから熱を除去し、その熱をパッケージからPCボード内および大気中へ導く能力が不十分である。パッケージが熱を除去できないという耐高熱性は、たとえ数秒に過ぎなくても、半導体ダイが電力を放散させられる用途（および製品）におけるこのような従来型の小型パッケージの有用性を制限する。高電力放散条件では、電力放散が制限されないかぎり、半導体ダイが誤作動するかまたは損傷する恐れがあり、それ自体のパッケージ、および場合によってはPCボード上の近傍の他の構成素子も損傷する恐れがある。
【０００６】
このような従来のパッケージの他の制限として、任意の所与のパッケージ上の可能なピンの数を多くするのに用いられる方法は、実際には、パッケージに合わせることのできる最大サイズを小さくし、その際電力損失をさらに多くし、効率を低下させる。
【０００７】
従来のパッケージ内のリード・フレーム構造をダイ・サイズを最大にするように調整すると、実際には、不適切な数のピンによってICまたはダイが接続され、適切または最適なワイヤ・ボンディングを容易にするのが困難または不可能になるようなピンおよびボンドの位置になる可能性も認めることができる。
【０００８】
同様に、最適なボンディングが得られるようにピンの数を調整すると、ダイが小さくなってシリコン性能が不十分になり、たとえば、電力抵抗器における抵抗が大きくなる可能性があり、他の場合には、熱をシリコンから導き出しプリント回路板（PCB）に導く従来の手段がないためにパッケージ内の熱抵抗が大きくなる可能性を認めることができる。このため、ピンの数とパッケージの熱抵抗および電力取扱い機能との兼ね合せが望ましくないものになることがある。
【０００９】
したがって、従来型のパッケージには、ダイのサイズ、ピンの数、ダイに対するピンの位置、任意の所与のピンから結合できるボンディング・ワイヤの数、結果的に得られるボンド長およびボンディング角度、熱を金属または1本もしくは複数本のリードを通してPCBに直接導く手段のような因子間の固有の兼ね合せがある。これらの因子のすべてによって多くのIC装置およびディスクリート装置、特に電力用途に関わる装置または大電流を伝える装置の最適な性能を実現するのが困難になることがある。
【００１０】
単なる例として、従来のパッケージおよびその制限のいくつかの例を以下に示した。本発明では、用語「リード・フレーム」は、パッケージのピンとダイ・パッドの両方を含む。というのは、これらの素子は通常、実装プロセスにおける、プラスチックを射出することによってリードおよびダイ・パッドを固定するようなときまで、相互に接続された単一の部材またはフレームにまとめられており、固定後、リードおよびダイ・パッドを所定の位置に保持しているフレームを切断するかまたは切り離すことができるからである。用語「ダイ・パッド」は、リード・フレームの、半導体ダイに物理的に接触する部分を指す。通常、半導体ダイは、ダイとダイ・パッドとの間に挿入されたはんだ材料または接着剤材料によってダイ・パッドに取り付けられる。
【００１１】
図1A〜1Fを参照すると、従来の6リード・パッケージの図が示されている。図1Aは、パッケージ本体102と露出されたリード104とを含む従来の6リード・パッケージ100の簡略化された斜視図である。図1Bは、図1Aの従来の6リード・パッケージ100の簡略化された平面図である。図1Cは、図1Aの従来の6リード・パッケージ100の簡略化された平面図である。図1Cは、ダイ・パッド106とリード104の内部104aとを含むリード・フレーム110のような内部構成素子を示している。図1Dは、追加的にダイ108およびボンド・ワイヤ110を示す図1Aの従来の6リード・パッケージの簡略化された平面図である。ボンド・ワイヤ110は、ダイ108とリード104との間の電気的な導通を可能にする。パッケージは、6本の独立したリード104を有するので、電気的には6ピン・パッケージである。このパッケージは、ダイに直接接続されたピンがなく、したがって、ダイからPCボードに熱を流す直接的な経路がないので、熱的には「零」ピン・パッケージである。
【００１２】
各図に示されているように、ダイ・パッドは、リードの外部を含め、パッケージの全面積の非常に小さな領域を占有している。従来のパッケージの、PCボードの全パッケージ・フットプリントに対する占有率は10%未満であり、これは、現代の高性能用途には望ましくない。従来のパッケージはまた、ある種の電力集積回路およびディスクリート電力装置で放散または蓄積する可能性のある熱エネルギーを効率的に引き出すようには構成されていない。したがって、従来の6リード・パッケージは多数の制限を有する。
【００１３】
図1Eは、パッケージの熱抵抗を（いくらか）小さくするように修正されたリード・フレームを有する図1Dに示されているような従来の6リード・パッケージの構成の簡略化された平面図である。具体的には、図1Eのパッケージ120は、ボンド・ワイヤ126によってダイ124に接続された5本のリード122と、ダイ・パッド130と一体の6本目のリード128とを示している。内部リード128は、ダイ・パッド130との接触面積が比較的大きいので、比較的多い量の熱エネルギーをダイ・パッド130を通して動作中のダイ124から引き出し、次いで外部環境内に放散させるのを可能にする。熱抵抗の改善は、（熱が流れる必要のある）単一のパッケージ・リードの断面積が限られており、リードの、それがPCボードに接触する接触面積および表面積が限られているため、いくらか軽減される。ボードと単一のリードとの間の接触面積が限られていることは、熱がPCボードの、熱「点源」のような小さな領域に進入することを意味する。点源からボード内に広がった熱は、より大きなリード、またはより良い方法として複数のリードが、熱をダイからPCボードに伝える場合よりも非効率的に、PCボードの表面を横切って再分散される。したがって、ダイ・パッドに直接接続された、128のような単一のリードは、熱抵抗を改善するが、予想されるほどの改善ではなく、PCボード・レイアウトに対する依存度が高い。より大きなピン（または複数のピン）が熱を伝えると、結果として得られる熱抵抗に対するボード・レイアウトの影響は少なくなるが、このような構造は従来のパッケージにはないかまたは従来のパッケージでは考えられていない。この6リード・パッケージ構成の他の欠点は、依然としてパッケージ空間を効率的に使用する能力が不十分であることである。具体的には、ダイ124によって占有されるのは利用可能なフットプリント面積の10%に過ぎない。フットプリント面積の残りの部分は、特に、機械的に関連するすべての構成規則を満たすように、他の非性能関連要件に割り当てられる。
【００１４】
図1Fは、図1F-1F'に沿った図1Dの従来の6リード・パッケージ100の簡略化された断面図である。図1Fの断面図は、ダイ・パッド106および半導体ダイ108を密閉するパッケージ本体102を示している。パッケージ本体102から突き出るリード104は、パッケージのプラスチック成形物がリード104を所定の位置にしっかりと保持するのに十分なものになるように、ある最小限の寸法を必要とする距離だけパッケージ本体102の内側に位置する部分104aを含んでいる。リード部104bは、成型されたプラスチック・パッケージに亀裂やその他の損傷を与えることなしにリードを曲げるのを容易にするのに必要な、ある最小限の距離を必要とする寸法だけ、パッケージ本体102の外側に位置している。リード104のフットプリント104cは、下方のPCボード114のトレース112に接触しており、フットとPCボードの導電トレースとの間に、ある最小限の接触面積が確保されている。リードの曲げられた部分を含むリード104と最小限のサイズを有するフットの形成および湾曲は、半導体の実装で一般的に用いられる業界標準機械の使用に適合する高速の製造スループット・レートで反復可能な結果をもたらす規則として選択された、機械関係の構成規則によって決定される。
【００１５】
図2Aは、同様に1F-1F'に沿った、図1Dの従来の6リード・パッケージの、寸法を含む簡略化された断面図である。図2Aに示されている寸法は、ダイ108のダイ幅（Wチップ）、プラスチック本体102のパッケージ本体幅（Wボディ）、プラスチック本体102のパッケージ本体厚さ（Zpkg）、パッケージ100の縦型パッケージ・プロファイル（Zプロファイル）、リード104のリード・フット幅（Wフット）、およびパッケージ本体102の底部とPCボード114上に位置する金属トレース112との間のすきま（ギャップ）Z1とを含む。
【００１６】
図2Bは、図1Dの従来の6リード・パッケージ100の、寸法を含む簡略化された平面図である。図2Bに示されている寸法は、前述のパッケージ本体幅（Wpkg）、ダイ幅（Wチップ）、内側リード部104aの長さ（X3）、リード・フット104cの幅（Wフット）、内側リード部104aとダイ・パッド106との間の距離（X2）を含む付加的な構造上の寸法（ピンとダイ・パッドとの間の短絡を防止するのに必要なギャップ）、ダイ・パッド106のエッジからのダイ108のセットバックまたはインセット（X1）（ダイが実質的にダイ・パッドに掛かることもダイ・パッドを越えて延びることもないようにするのに必要な最小寸法）、および（プラスチック成型が行われた後リードの湾曲および形成を容易にするのに必要な）外側リード部104bの幅（X4）を含む。図2Bに示されているパッケージは、（すでに図1Dに示した）パッケージ100の構成を支配する規則をさらに厳密なものにし、したがって、上記で図1Dに関連して説明したのと同じ空間の非効率的な使用の影響を受ける。
【００１７】
図2Cは、PCボード112上のフットプリント110を占有する図1Dの従来の6リード・パッケージ100の、寸法を含む簡略化された平面図である。この図では、パッケージ・リードの各リード104は、頂部に位置し、PCボード導電トレース114の一部内に含まれるフット104c（ここでは、導電トレースの最小可能寸法を表すために矩形として示されている）を含んでいる。実際には、これらのトレースは様々な異なる方向に連続し、PCボード上の他の素子に接続している。しかし、リード・フット104cの周りの最小間隔は単に、寸法X5の境界または「密閉」規則として見積もることができる。この見積もりの趣旨は、PCボードの、パッケージによって占有される（カルテシアン用語では（Wpcb、Vpcb）としての）物理的寸法を、実際の半導体ダイ寸法（Wチップ、Vチップ）に関係付けることである。図2Cに示されている寸法を以下の表1に要約する。
【００１８】
（表1）図2Cに示されている寸法
2004534392.tif 000003
上記の定義から、以下の幾何学的規則が、チップ寸法の関数としてのパッケージの本体寸法を概ね次式のように定義し、
Wボディ = 2*X3 + 2*X2 + 2*X1 + Wチップ
Vボディ = 2*X8 + 2*X1 + Vチップ
かつPCボード上のパッケージ・フットプリントを概ね次式によって与えられるように決定することが分かる。
Wpcb = 2*X5 + 2*Wフット + 2*X4 + Wボディ
Vpcb = Vボディ
図2Cに示されているパッケージは、パッケージの外側の無駄な空間がより明らかであることを除いて、上記で図1Dに関連して説明したのと同じ空間の非効率的な使用を示している。
【００１９】
図3Aは、パッケージ本体301の内部構成素子を示す、従来の6リード・パッケージの他の構成の簡略化された平面図である。パッケージ300は、ダイ・パッド308と一体の3本のリード302、304、および306を含んでいる。リード310、312、および314はそれぞれ、ボンド・ワイヤ318によってダイ316に接続されている。一体的なリード302、304、および306によって与えられる片面における向きおよび表面積は、動作中のダイ316およびパッケージ本体301の外側からの熱流を外部環境に放散させ、それによってパッケージの熱抵抗を改善するのを可能にする。ダイ・パッドに直接接続されたピンを本明細書では「熱ピン」と呼ぶ。なぜならば、これらのピンは熱をダイからPCボード内に伝えるからである。リード302、304、および306は、3本の熱ピンを含むにもかかわらず、これらのリードがすべて単一の電位、すなわちダイ・パッド電位に短絡されるため、単一の電気ピンのみを表すことに留意されたい。
【００２０】
したがって、ダイ・パッドに直接接続されたピンの数を増やすとパッケージの電気熱抵抗が改善されるが、それぞれの異なる電気接続部に利用できるリードの数が少なくなる。さらに、この修正されたリード・フレームを用いた場合でも、図3Aに示されている従来のパッケージ構成では、ダイ316が占有する面積が全利用可能フットプリント面積の約10%から15%に過ぎないため、フットプリント面積が非効率的に利用される。
【００２１】
この従来のパッケージの他の制限は、図示のように、4つの異なる電気接続部、すなわち、3本の個別のピン310、312、および314と第4の接続を構成するダイ・パッド接続ピン302、304、396とを含む電気的に独立したピンの数である。したがって、この修正されたパッケージは4電気ピン、3熱ピン・パッケージである。ディスクリート・トランジスタには4電気ピン・パッケージを適用できることが多いが、多くのICは、様々な制御機能を含めるためにより多くのピンを必要とする。
【００２２】
図3Bは、図3Aに示されているパッケージの、寸法を含む簡略化された平面図である。図3Bに示されている寸法を以下の表2に要約する。
【００２３】
（表2）図3Bに示されている寸法
2004534392.tif 000004
図3Bに示されているパッケージは、上記で図3Aに関連して説明したのと同じ空間の非効率的な使用を示している。
【００２４】
図3Cは、従来の6リード・パッケージの他の構成の簡略化された平面図である。図3Aに示されているパッケージ態様と同様に、パッケージ350は、ダイ・パッド358と一体的な同じパッケージ側面上に位置する3本のリード352、354、および356を含んでいる。残りのリードのうちの2本360および362は他の1本と一体的であり、ボンド・ワイヤ366によってダイ364に接続されている。第6のリード368はボンド・ワイヤ369によってダイ364に接続されている。上記で、図3Aに示されている態様に関連して説明したように、3本のリード352、354、および356は、ダイ364によって生成された熱を一方向に流し、かつその放散を改善するという利点をもたらす。リード360および362を単一の金属片から形成すると、追加的な第3のボンド・ワイヤによってリード360および362をダイ364に接続するための空間が形成される。結果として得られるパッケージは3本の電気ピンと3本の熱ピンとを有している。
【００２５】
追加的なボンド・ワイヤによって、ダイ364との電気的接触の抵抗が小さくなる。しかし、図3Cに示されているパッケージは、ダイ364が全利用可能フットプリント面積の10%から15%しか占有しないという点で、上記で図3Bに関連して説明したのと同じ空間の非効率的な使用を示す。
【００２６】
図3Dは、パッケージ本体371の内部構成素子を示す、従来の6リード・パッケージの他の構成の簡略化された平面図である。パッケージ370は、ダイ・パッド380と一体的な4本のリード372、374、376、および378を含んでいる。残りのリードのうちの1本382は、ボンド・ワイヤ384によってダイ385に接続されている。他の残りのリード384は、複数のボンド・ワイヤ387によってダイ385に接続された細長い内側部分384aを含んでいる。上記で、図3Aに示されているパッケージ態様に関連して説明したように、ダイ・パッド380と一体的なリード372、374、376、および378は、ダイ385からの熱の放散を改善するという利点をもたらす。細長いリード384は、ボンド・ワイヤ接続が複数になり、抵抗が小さくなるという利点をもたらす。しかし、図3Dに示されているパッケージは、ダイ385が全利用可能フットプリント面積の10%から15%しか占有しないという点で、上記で説明したのと同じ空間の非効率的な使用を示す。結果として得られるパッケージは4本の熱ピンを有するが電気ピンは3本だけである。
【００２７】
図3Eは、パッケージ本体391の内部構成素子を示す、従来の6リード・パッケージの他の構成の簡略化された平面図である。パッケージ390は、ダイ・パッド396と一体的な4本のリード392、393、394、および395を含んでいる。残りの2本のリード397aおよび397bは、複数のボンド・ワイヤ398によってダイ399に接続された単一の金属片の互いに向かい合う端部を含んでいる。すでに例示した同様の態様とは異なり、図3Eのパッケージ390は、ダイオードのような簡素な装置の機能を実行できるダイ399との2つの接点のみを含んでいる。したがって、パッケージ390は、4本の熱ピンを有するが電気ピンは2本だけである6リード・パッケージである。さらに、図3Eに示されているパッケージは、ダイ399が全利用可能フットプリント面積の10%から15%しか占有しないという点で、上記で説明したのと同じ空間の非効率的な使用を示す。
【００２８】
上述の従来のパッケージは6本のリードを利用しているが、他の種類の従来のパッケージは異なる数のリードを利用してよい。たとえば、図4Aはより大きなフットプリントを有する従来の8リード・パッケージの簡略化された斜視図である。パッケージ400は、パッケージ本体402と露出されたリード404とを含んでいる。前述の6リード・パッケージと同様に、このパッケージ・タイプのリードは、PCボードを、実質的に同一平面上に位置する各リードのフットに接続する場合に曲げなければならない。
【００２９】
図4Bは、パッケージ本体402の内部構成素子を示す、図4Aの8リード・パッケージの簡略化された平面図である。具体的には、パッケージ400は、第1のダイ・パッド408上に位置する第1のダイ406と、第2のダイ・パッド412上に位置する第2のダイ410とを含んでいる。第1のダイ406はボンド・ワイヤ411によってリード404a〜404dに接続され、第2のダイ410はボンド・ワイヤ415によってリード404e〜404hに接続されている。したがって、パッケージ400は、合計で8本の電気ピンを有するが熱ピンを有さない（零）デュアル・ダイ8リード・パッケージである。上述の従来の6リード・パッケージと同様に、従来の8リード・パッケージ400も、ダイ406および408によって占有されるのが全パッケージ・フットプリントの10%未満であるという点で、利用可能なフットプリント面積の使用が非効率的である。
【００３０】
図4Cは、パッケージ本体421の内部構成素子を示す、従来の8リード二重パッケージの他の構成の簡略化された平面図である。パッケージ420は、第1のダイ・パッド423上に位置する第1のダイ422と、第2のダイ・パッド428上に位置する第2のダイ426とを含んでいる。第1のダイ422はボンド・ワイヤ425によってリード404a〜404cに接続されており、リード404dは第1のダイ・パッド423と一体である。第2のダイ426はボンド・ワイヤ429によってリード404e〜404gに接続されており、リード404hは第2のダイ・パッド428と一体である。したがって、パッケージ420は、合計で8本の電気ピンを有するが熱ピンが2本だけである（各ダイ当たりに1本）デュアル・ダイ8リード・パッケージである。一体的なリード404dおよび404hはそれぞれ、ダイ422および426からの熱放散をある程度改善するという利点をもたらすが、パッケージ420は、図4Bのパッケージと同様にフットプリント面積の割当てが非効率的である。
【００３１】
図4Dは、パッケージ本体431の内部構成素子を示す、8リード二重パッケージの他の構成の簡略化された平面図である。パッケージ430は、第1のダイ・パッド432上に位置する第1のダイ433と、第2のダイ・パッド436上に位置する第2のダイ435とを含んでいる。第1のダイ433はボンド・ワイヤ437によってリード434c〜434dに接続されており、リード404a〜404bは第1のダイ・パッド432と一体である。第2のダイ435はボンド・ワイヤ439によってリード404g〜404hに接続されており、リード434d〜434eは第2のダイ・パッド436と一体である。一体的なリード434a〜434bはそれぞれ、ダイ433および435からの熱放散（PCボードへの伝導）を改善するという利点をもたらす。したがって、パッケージ430は、合計で6本の電気ピンを有するが4本の熱ピンを有する（ダイ・パッド当たり2本）デュアル・ダイ8リード・パッケージである。しかし、ダイ433および435は図4Cのダイよりも面積がいくらか大きく示されているが、パッケージ430は、図4Cのパッケージと同様にフットプリント面積の割当てが非効率的である。
【００３２】
図4Eは、パッケージ本体441の内部構成素子を示す、単一のダイを密閉する8リード・パッケージの構成の簡略化された平面図である。パッケージ440は、ダイ・パッド446上に位置し、ボンド・ワイヤ448によって各リード444a〜444hと導通する細長いダイ442を含んでいる。上述のすべての従来のパッケージと同様に、パッケージ440は、フットプリント面積の割当てが非効率的である。具体的には、ダイ442は、パッケージが利用できる全フットプリント面積の10%未満しか占有しない。さらに、このパッケージに合う最大可能ダイ・サイズのアスペクト比（長さと幅の比）は極端に高くなることがある（寸法比が3対1を超える）。アスペクト比が高いダイは、ダイの取付けが不十分になり、ダイのひび割れおよび応力に関する故障の発生率が高くなる可能性がある。パッケージ440は、合計で8本の電気ピンを有するが熱ピンを有さない（零）シングル・ダイ8リード・パッケージである。したがって、熱ピンの数は、電気ピンの数を多くするように兼ね合わされる。
【００３３】
図4Fは、パッケージ本体451の内部構成素子を示す、単一のダイを密閉する8リード・パッケージの他の構成の簡略化された平面図である。パッケージ450は、リード454a〜454dと一体のダイ・パッド456上に位置する細長いダイ452を含んでいる。残りのリードのうちの3本454e〜454gは、複数のボンド・ワイヤ457によってダイ452に接続された単一の金属片で形成されている。残りのリード454hはボンド・ワイヤ459によってダイ452に接続されている。上述のように、4本の一体的なリード404a〜404dは、熱放散（PCボードへの伝導）を改善するという利点をもたらす。リード404e〜404fを単一の金属片から形成すると、電気抵抗のより小さな複数のボンド・ワイヤ接続が得られるという利点がもたらされる。したがって、パッケージ450は、合計で3本の電気ピンを有し、4本の熱ピンを有するシングル・ダイ8リード・パッケージである。しかし、これらの利点にかかわらず、パッケージ450は、図4Eに示されている従来のパッケージと同様にフットプリント面積の利用度が比較的不十分であり、かつダイの長さと幅のアスペクト比が高い。
【００３４】
従来のパッケージの上記の態様は機能的であるが、それぞれ、パッケージ・フットプリントによって空間の利用が非効率的であるという欠点を有する。具体的には、表3は、5つの標準タイプの従来のシングル・ダイ・パッケージのダイ面積とフットプリント面積との関係を示している。
【００３５】
（表3）
2004534392.tif 000005
【００３６】
表3は、最大のパッケージでも、密閉されたダイは全フットプリント面積の35%未満しか占有しないことを示している。2つのより小さなパッケージでは、ダイはパッケージ・フットプリントの全利用可能面積の8%しか占有しない。したがって、パッケージの空間効率を最大にするには、ダイにできるだけ大きな空間を割り当てるようにパッケージを再構成するのが望ましい。同様に、利用可能なそれぞれの異なる電気ピンの数を犠牲にせずに熱抵抗をできるだけ小さくし、かつダイ・パッドに接続された熱ピンの数を最大にするようにパッケージを再構成するのが望ましい。任意の所与のダイ面積のアスペクト比を最大にし、利用可能なボンド・ワイヤの数を最大にするようにパッケージを再構成するのも望ましい。最後に、ワイヤ・ボンドの、融通性が最高の最適なボンディングを行えるようパッケージを再構成し、所与のピンが大電流を伝える場合にそのピンのボンド・ワイヤの数を最大にできることが望ましい。したがって、改良された実装システムおよび方法が必要である。
【００３７】
発明の概要
本発明によれば、電子装置を実装する技術が提供される。特に、本発明は、電子装置用の改良された実装システムおよび方法を提供する。単に一例として、本発明は、システム構成素子およびサブシステム構成素子、ならびにDC/DC変換における切替え構成素子の電源オン／オフ制御のための電子制御式スイッチのような、電力用途および電力管理用途に用いられ、主として、携帯電話、ポータブル・コンピュータ、パーソナル・デジタル・アシスタント（PDA）、デジタル・カメラ、その他のコンピューティング用途などの電池駆動用途に用いられることの多い集積回路装置およびデイスクリート装置用の「小フットプリント・サイズ・パッケージ」を実装するのに用いることができる。
【００３８】
ある態様では、逆ガル・ウィング形状または湾曲J字リード形状のリードを有するパッケージは、実装されるダイにパッケージ・フットプリント内のより大きな空間を割り当てる。このような逆ガル・ウィング状またはJ字形のリードを用いると、パッケージ本体幅の部分（すなわち、PCボードの横方向に平行な部分）が最大になり、フレーム・サイズが大きくなり、より大きなダイ・サイズに対処することができる（本明細書では、ワイド・ボディ・パッケージと呼ぶ）。本発明は、寸法が7mm未満であることが多くかつ一般的であり、コンピュータ用のメモリ・チップ、マイクロプロセッサ集積回路などと一緒に用いられることの多い非常に大きくかつ非常に高ピン・カウントのパッケージと混同してはならない、小フットプリント・パッケージに適用される。より一般的には、本発明では、基本的に、最大サイズ・パッケージを決定する特定のパッケージ・サイズはない。なぜならば、本明細書で用いられる方法は比較的大きなダイに適用できるからである。しかし、空間の効率における利点は、7mmよりも大きなパッケージでは小さくなる。
【００３９】
特定の態様では、本発明は、小フットプリント半導体装置パッケージを提供する。このパッケージは、ダイを密閉するプラスチック・パッケージ本体を有している。プラスチック・パッケージ本体は、ダイを収納する複数の側面によって底部に結合された頂部を有している。パッケージは、パッケージ本体によって部分的に密閉された部分を含み、ダイと電気的に導通するリードも有している。リードの露出された部分もまた含まれている。露出された部分は、パッケージ本体の側面から延びている。露出された部分はまた、パッケージの側面に沿ってパッケージの底部の方へ折り返され、底部の中心の方へ折り返されている。リードのパッケージの側面に沿った部分と、リードのパッケージの底部に沿った部分とは、互いに対して90°未満の角度を形成しており、リード・フットは下方の平面PCボードに対して傾いている。この傾いた表面は、はんだの濡れを容易にすることなどの利点を有する。
【００４０】
本発明は、PCボード上の所与のパッケージ・フットプリントに対して利用可能なシリコン面積またはダイ・サイズを最大にするうえで多くの利点を有する。好ましい態様では、本発明は、プラスチック本体と突き出るリードの組み合わされた幅を含む、パッケージの、その最も広い点での横方向幅が、リードがプラスチック本体から突き出る断面平面において最も広くなるように、プラスチック本体から延びる金属リードを含むパッケージを含む。本発明では、PCボードに平行な任意の断面平面における（リード・フットを含む）リードの最大幅は、リードがプラスチック・パッケージ本体から突き出るかまたは出る平面と実質的に同じサイズであるか、またはずっと小さい寸法を有する。この特定の好ましい態様におけるパッケージおよびリードの幅は、リードがプラスチック・パッケージ本体から出る、PCボードに平行な断面平面において最も広いので、リードがPCボードに接触する平面上では幅寸法は小さくなる。言い換えれば、パッケージ・リードは、それがPCボードに接触する場所の方が小さくなる（または実質的に同じ寸法）。この好ましい態様を実施する1つのそのような手段として逆ガル・ウィング状またはJ字形リード構成が示されている。
【００４１】
他の好ましい態様では、PCボードに接触する断面平面におけるリードの横方向範囲は、PCボードの表面よりも上方の任意の平面内の、他の場所よりも小さい（または実質的にそれ以下である）。このような好ましい態様では、パッケージのリードは、PCボードの表面に実質的に垂直であるか、またはPCボードの表面から外側に離れる方向に傾き、PCボードの表面から離れた位置でより幅が広くなる鉛直部分を有している。
【００４２】
他の態様では、パッケージ本体は、リードがパッケージから突き出る、PCボードに平行な平面（またはリードがPCボードに接触する平面以外のあらゆる平面）であって、パッケージのプラスチック本体がパッケージのリードのフット上を延びる、PCボードに平行な平面において、リードを含むパッケージ幅が最も広くなるように、PCボード空間に対して最大になっている。
【００４３】
他の態様では、パッケージのプラスチック本体は、パッケージのリードのあらゆるリード・フット上を延びている。
【００４４】
他の態様では、半導体パッケージは、リード・フットがプリント回路板（PCBパッド）に接触するPCボード上の導電トレースが、PCBパッドへのダイ・フットの取付けを容易にするある最小寸法、すなわち最小PCBパッドを有するように、各リード・フットがプリント回路板の導電トレースに取り付けられ、かつパッケージのプラスチック本体が横方向に最小PCBパッドの頂部上を延びている、各々がリード・フットを有する導電リードを有している。
【００４５】
本発明を利用して多数の利点を実現することができる。たとえば、本発明の態様による装置は、比較的小さな横方向面積を占有し、したがって、実装超小型電子製品の実装密度を高くするのを可能にするパッケージを製造する。
【００４６】
さらに、本発明による態様では、より小さな鉛直プロファイルを有し、したがってさらに、このような装置を電話やラップトップ・コンピュータなどの携帯用途に典型的な、密閉空間で使用できるようにするパッケージが得られる。いくつかの態様では、本発明は、熱エネルギーを熱の形で放散させる新規の構造も提供する。本発明は、下方のPCボードに対するはんだ付けおよび電気的接触を向上させる新規のリード・フット構造も提供する。他の局面では、利用可能なボンド・ワイヤの数を最大にすること、ボンド・ワイヤの位置、分布、長さ、およびボンディング角度を改善すること、シリコン・ダイ面積を最大にすることを含む、新規のピン構成および実装構造を用いて電気抵抗も小さくなる。さらに、本発明による態様は、様々なダイ・タイプおよびサイズに対して空間効率的なパッケージを柔軟に構成するのを可能にする。本発明は、利用可能なそれぞれの異なる電気接続部の数を犠牲にせずに、（熱抵抗を改善するために）ダイ・パッドに接続されたピンの数を最大にするある新規の方法も含む。態様に応じて、これらの利点の1つまたは複数が存在することができる。
【００４７】
本発明による小フットプリント半導体装置パッケージの態様は、複数の側面によって底部に結合された頂部を有し、1つまたは複数のダイを密閉するプラスチック・パッケージ本体を含む。リードは、パッケージ本体によって部分的に密閉された部分を含み、ダイと電気的に導通している。リードの露出された部分は、パッケージ本体の側面から延び、パッケージの側面に沿ってパッケージの底部の方へ第1の角度に折り返されるか、または鉛直方向にPCボードに実質的に垂直に配置され、かつ底部の中心の方へ折り返され、リード・フットを形成している。リードのパッケージの側面に沿った部分と、リードのパッケージの底部に沿った部分とは、互いに対して90°未満の角度を形成しており、リード・フットは下方の平面PCボードに対して傾いており、はんだの濡れを容易にする。
【００４８】
本発明による小フットプリント半導体装置の態様は、ある面積を有するダイを密閉するパッケージ本体と、パッケージ本体によって密閉された部分を含みダイと電気的に導通するリードとを含む。リードの露出された部分は、パッケージ本体の側面から延び、パッケージの側面に沿ってパッケージの底部の方へ折り返され、かつ底部の中心の方へ折り返され、リード・フットを形成している。パッケージ本体と露出されたリード部分の組み合わされた幅および長さは、ダイ面積がフットプリント面積の約40%以上を占有するように横方向のフットプリント面積を形成する。
【００４９】
本発明による小フットプリント半導体装置パッケージの態様は、ある面積を有するダイを密閉するパッケージ本体と、リードとを含む。リードは、パッケージ本体によって密閉され、ダイを支持するダイ・パッドと一体であり、ダイと電気的に導通する密閉部分を含んでいる。リードは、パッケージ本体の側面から延び、パッケージの側面に沿ってパッケージの底部の方へ折り返されるか、または実質的に鉛直方向にパッケージの側面に沿ってパッケージの底部の方へ配置され、かつ底部の中心の方へ折り返され、リード・フットを形成している。パッケージ本体と露出されたリード部分の組み合わされた幅および長さは、横方向のフットプリント面積を形成する。ダイ面積はフットプリント面積の約40%以上を占有し、密閉されたリード部分は、熱を動作中のダイから引き出して、露出されたリード部分に伝え、露出されたリード部分は熱を放散させる。
【００５０】
本発明による小フットプリント半導体装置パッケージの態様は、ある厚さを有するダイを密閉し、複数の側面によって底部に結合された頂部を含むプラスチック・パッケージ本体を含む。パッケージは、パッケージ本体によって部分的に密閉され、ダイと電気的に導通する密閉部分と、パッケージ本体の側面から延び、パッケージの側面に沿ってパッケージの底部の方へ、パッケージの平面に対して第1の角度に折り返されるか、または実質的に鉛直方向にパッケージの側面に沿ってパッケージの底部の方へ、パッケージの平面に対して第1の角度に配置され、かつ底部の中心の方へ折り返され、下方のPCボードに対して第2の角度に傾けられた実質的に直線状のリード・フットを形成する露出された部分とを含むリードを含んでいる。パッケージ本体の側面に形成されたくぼみは、リード・フットの端部を受け入れる。
【００５１】
本発明による小フットプリント半導体装置パッケージの態様は、ある厚さを有するダイを密閉し、複数の側面によって底部に結合された頂部を含むプラスチック・パッケージ本体を含む。リードは、パッケージ本体の側面から延び、パッケージの側面に沿ってパッケージの底部の方へ、パッケージの平面に対して第1の角度に折り返されるか、または実質的に鉛直方向にパッケージの側面に沿ってパッケージの底部の方へ、パッケージの平面に対して第1の角度に配置され、かつ底部の中心の方へ折り返され、下方のPCボード上のトレースに対して第2の角度に傾けられた実質的に直線状のリード・フットを形成している。はんだに対するリード・フットの付着は、第2の角度によって改善される。
【００５２】
本発明の他の態様は、熱が容易にダイ・パッドからPCボードに流れ込むことができるように、パッケージの、ダイ・パッドに直接接続された一側面上に、すべてのピンを有するリード・フレームを含むJ字型または逆ガル・ウィング状のリードを有する半導体パッケージであって、好ましい態様では、リード・フレームが、高い導電率および熱伝導率を有する他の金属で構成される半導体パッケージを含む。この発明の特定の例には、パッケージの同じ側面上の3本のピンがダイ・パッドに連結される6ピン・パッケージと、パッケージの同じ側面上の4本のピンがダイ・パッドに連結される8ピン・パッケージと、パッケージの同じ側面上の6（7）本のピンがダイ・パッドに直接接続される12（または14）ピン・パッケージが含まれるがこれらに限らない。この発明の好ましい態様では、ダイ・パッド・サイズをプラスチック本体の内側エッジの近くで大きくする（すなわち、ピンがダイ・パッドに接続される側面におけるプラスチック本体によるダイ・パッドの最小密閉寸法を、パッケージの、ピンがダイ・パッドに接続されない反対側の側面におけるプラスチック本体によるダイ・パッドの最小密閉寸法よりも小さくなるようにする）ことができ、それによって、最大可能ダイ・サイズをもたらすより大きなダイ・パッドをパッケージ内に取り付けるのが可能になる。
【００５３】
本発明の他の態様は、熱が容易にダイ・パッドからPCボードに流れ込むことができるように、パッケージの、ダイ・パッドに直接接続された一側面上に、1本のピンを除くすべてのピンを有するリード・フレームを含むJ字型または逆ガル・ウィング状のリードを有する半導体パッケージであって、好ましい態様では、リード・フレームが、高い導電率および熱伝導率を有する他の金属で構成される半導体パッケージを含む。この発明の特定の例には、パッケージの同じ側面上の2本のピンがダイ・パッドに連結され、同じ側面上の1本のピンがダイ・パッドに接続されない6ピン・パッケージと、パッケージの同じ側面上の3本のピンがダイ・パッドに連結され、同じ側面上の1本のピンがダイ・パッドに接続されない8ピン・パッケージと、パッケージの同じ側面上の5（6）本のピンがダイ・パッドに直接接続され、同じ側面上の1本のピンがダイ・パッドに接続されない12（または14）ピン・パッケージが含まれるがこれらに限らない。この発明の好ましい態様では、ダイ・パッド・サイズをプラスチック本体の内側エッジの近くで大きくする（すなわち、ピンがダイ・パッドに接続される側面におけるプラスチック本体によるダイ・パッドの最小密閉寸法を、パッケージの、ピンがダイ・パッドに接続されない反対側の側面におけるプラスチック本体によるダイ・パッドの最小密閉寸法よりも小さくなるようにする）ことができ、それによって、最大可能ダイ・サイズをもたらすより大きなダイ・パッドをパッケージ内に取り付けるのが可能になる。
【００５４】
本発明の他の態様は、熱が容易にダイ・パッドからPCボードに流れ込むことができるように、パッケージの、ダイ・パッドに直接接続された一側面上に、2本のピンを除くすべてのピンを有するリード・フレームを含むJ字型または逆ガル・ウィング状のリードを有する半導体パッケージであって、好ましい態様では、リード・フレームが、高い導電率および熱伝導率を有する他の金属で構成される半導体パッケージを含む。この発明の特定の例には、パッケージの同じ側面上の2本のピンがダイ・パッドに連結され、同じ側面上の2本のピンがダイ・パッドに接続されない8ピン・パッケージと、パッケージの同じ側面上の4本のピンがダイ・パッドに連結され、同じ側面上の2本のピンがダイ・パッドに接続されない12ピン・パッケージと、パッケージの同じ側面上の5本のピンがダイ・パッドに直接接続され、同じ側面上の2本のピンがダイ・パッドに接続されない14ピン・パッケージが含まれるがこれらに限らない。この発明の好ましい態様では、ダイ・パッド・サイズをプラスチック本体の内側エッジの近くで大きくする（すなわち、ピンがダイ・パッドに接続される側面におけるプラスチック本体によるダイ・パッドの最小密閉寸法を、パッケージの、ピンがダイ・パッドに接続されない反対側の側面におけるプラスチック本体によるダイ・パッドの最小密閉寸法よりも小さくなるようにする）ことができ、それによって、最大可能ダイ・サイズをもたらすより大きなダイ・パッドをパッケージ内に取り付けるのが可能になる。
【００５５】
本発明の他の好ましい態様は、他のピンがダイ・パッドに接続される側面に沿ってダイ・パッドに接続されない2本のピンが、ダイ・パッドの各側面上の、パッケージの互いに向かい合う端部の近くに位置していることである。
【００５６】
本発明の他の態様では、熱が容易にダイ・パッドからPCボードに流れ込むことができるように、パッケージの一側面上の（各ダイ・パッドごとの）すべてのピンがダイ・パッドに直接接続されるような2つの分離されたダイ・パッドを有するリード・フレームを含むJ字型または逆ガル・ウィング状のリードを有する半導体パッケージであって、好ましい態様では、リード・フレームが、高い導電率および熱伝導率を有する他の金属で構成される半導体パッケージを含む。この発明の特定の例には、パッケージの同じ側面上の2本のピンが各ダイ・パッドに連結される8ピン・パッケージと、パッケージの同じ側面上の3本のピンが各ダイ・パッドに連結される12ピン・パッケージと、パッケージの同じ側面上の4本のピンが一方のダイ・パッドに直接接続され、一方3本のピンが他方のダイ・パッドに直接接続される14ピン・パッケージが含まれるがこれらに限らない。この発明の好ましい態様では、ダイ・パッド・サイズをプラスチック本体の内側エッジの近くで大きくする（すなわち、ピンがダイ・パッドに接続される側面におけるプラスチック本体によるダイ・パッドの最小密閉寸法を、パッケージの、ピンがダイ・パッドに接続されない反対側の側面におけるプラスチック本体によるダイ・パッドの最小密閉寸法よりも小さくなるようにする）ことができ、それによって、最大可能ダイ・サイズをもたらすより大きなダイ・パッドをパッケージ内に取り付けるのが可能になる。
【００５７】
本発明の他の態様は、どのピンもダイ・パッドに直接接続されず、それによって、他のピンに短絡されない利用可能なボンド・ワイヤおよびパッケージ・ピンの数が最大になる、リード・フレームを含むJ字型または逆ガル・ウィング状のリードを有する半導体パッケージを含む。
【００５８】
本発明の他の態様は、どのピンもダイ・パッドに直接接続されず、それによって、他のピンに短絡されない利用可能なボンド・ワイヤおよびパッケージ・ピンの数が最大になる、2つの別々のダイ・パッドを有するリード・フレームを含むJ字型または逆ガル・ウィング状のリードを有する半導体パッケージを含む。
【００５９】
本発明の他の態様は、ダイ・パッドに直接接続されない数本の互いに隣接するピンが、パッケージの内側で金属ストリップによって一緒に短絡させられ、これらのピンからより多くのボンド・ワイヤを形成するのが容易になる、リード・フレームを含むJ字型または逆ガル・ウィング状のリードを有する半導体パッケージを含む。
【００６０】
本発明の他の態様は、パッケージの内側のリードの幅がパッケージの外側のリードの幅よりも広くなるように、ダイ・パッドに直接接続されない数本のピンが、（平面図で見たときに）T字形を有する、リード・フレームを含むJ字型または逆ガル・ウィング状のリードを有する半導体パッケージを含む。
【００６１】
本発明の他の態様は、半導体がはんだまたは導電接着剤（たとえば、銀充填エポキシ）の導電層を用いてリード・フレーム上に取り付けられ、ダイ・パッドおよびダイ・パッドに取り付けられたあらゆるピンが、半導体ダイまたは基板の裏と実質的に同じ電位を有する、ダイ・パッドを有するリード・フレームを含むJ字型または逆ガル・ウィング状のリードを有する半導体パッケージを含む。ダイ・パッド電位は通常、集積回路における「グランド」であってよく、（平面状の装置であるか、トレンチ・ゲート付き装置であるかにかかわらず）縦型DMOSなどの縦型装置における「ドレーン」電位であってよい。一態様では、ダイの頂面上のボンディング・パッドに取り付けられた（基板またはダイの裏面と実質的に同じ電位に電気的に接続された）ボンド・ワイヤは、ダイ・パッドに結合されるか（すなわち、「ダウン・ボンド」）、またはダイ・パッドに取り付けられた任意のピン上に結合され、それによって、基板の直列抵抗がボンド・ワイヤのより小さい並列抵抗によって短絡する。
【００６２】
本発明の他の態様は、半導体が接着剤（たとえば、銀を充填しないエポキシ）の絶縁層を用いてリード・フレーム上に取り付けられ、ダイ・パッドおよびダイ・パッドに取り付けられたあらゆるピンが、半導体ダイまたは基板の裏と実質的に異なる電位を有する、ダイ・パッドを有するリード・フレームを含むJ字型または逆ガル・ウィング状のリードを有する半導体パッケージを含む。好ましい態様では、ダイの頂面上のボンディング・パッドに取り付けられた（かつ基板電位にも裏面電位にも電気的に接続されない）ボンド・ワイヤは、ダイ・パッドに結合されるか（すなわち、「ダウン・ボンド」）、またはダイ・パッドに取り付けられた任意のピン上に結合されている。
【００６３】
本発明の他の態様は、パッケージの互いに向かい合う側面上のダイ・パッドに接続されない少なくとも2本のリードが、他の導電リード・フレーム材料の連続的な銅片によってパッケージ内で短絡させられる、リード・フレームを含むJ字型または逆ガル・ウィング状のリードを有する半導体パッケージを含む。
【００６４】
本発明の他の態様は、パッケージの同じ側面上のダイ・パッドに接続されない少なくとも2本のリードが、他の導電リード・フレーム材料の連続的な銅片によってパッケージ内で短絡させられる、リード・フレームを含むJ字型または逆ガル・ウィング状のリードを有する半導体パッケージを含む。
【００６５】
本発明の他の態様は、1本のピンのみがいずれかのダイ・パッドに直接接続される、1つまたは2つのダイ・パッドを有するリード・フレームを含むJ字型または逆ガル・ウィング状のリードを有する半導体パッケージを含む。このような例では、ダイ・パッドに連結されたピンは、（ダイ・パッドにピンを連結しない場合と比べて）パッケージの熱抵抗を改善するが、より大きなダイ・パッドまたはダイには対処しない。
【００６６】
本発明の他の態様は、ダイ・パッドがパッケージの互いに向かい合う側面上の少なくとも2本のリードに直接接続される、または2つのダイ・パッドを有するリード・フレームを含むJ字型または逆ガル・ウィング状のリードを有する半導体パッケージを含み、たとえば、ダイ・パッドに連結されたパッケージの互いに向かい合う側面の各々に2本または3本のリードを含んでよい。この態様では、ダイ・パッドは、プラスチック本体によってダイ・パッドの最小可能密閉寸法まで大きくされる。
【００６７】
本発明の他の態様は、PCボードへのパッケージの取付けに関する濡れ品質およびはんだ品質を、パッケージの、リードがPCボードの導電トレースに接触する側面上で、視覚的に検査することができる、従来の表面取付けはんだ技術を用いてPCボードにはんだ付けされたJ字型または逆ガル・ウィング状のリードを有する半導体パッケージを含む。
【００６８】
本発明は、任意の所望のまたは所定のPCボード・フットプリントが与えられた場合に最大可能ダイ・パッド・サイズ（したがって、最大ダイ・サイズ）を生成するアルゴリズムも含む。
【００６９】
本発明のこれらおよびその他の態様と、本発明の利点および特徴について、以下の本文および添付の図に関連して詳しく説明する。
【００７０】
特定の態様の説明
本発明の態様によれば、超小型電子装置を空間効率的に実装する構造のための装置および技術が提供される。本発明の態様によるパッケージは、実装されたダイにパッケージ・フットプリントにおけるより大きな空間を割り当て、より多くのボンド・ワイヤを備え、ボンド・ワイヤ角度および位置を改善し、パッケージの小型鉛直プロファイルを維持しながら単一ダイと多重ダイの両方に対処する。本発明の様々な局面についてより包括的に詳しく論じる。
【００７１】
本発明の態様は、通常携帯用途で利用される低ピン・カウント小フットプリント電子装置用の空間効率的なパッケージ構造を提供する。本発明による一態様では、本発明は、パッケージの露出されたリード・フットがパッケージの下部に折り返され、それによって、より広い幅を持つ実装されたダイが、従来の（一般に「ガル・ウィング」と呼ばれる）パッケージの横方向に延びるリード・フットによって消費される、周方向のフットプリント面積を占有するのを可能にする空間効率的な実装構造を提供する。パッケージ本体の外側表面のくぼみは、リード・フットの端部を受け入れることができ、それによって縦型パッケージ・プロファイルを小さくするのを可能にする。本発明は、寸法が7mmよりも小さいことが多く、通常、コンピュータに用いられるメモリ・チップ、マイクロプロセッサ集積回路などと一緒に使用されることが多いより大きな高ピン・カウント・パッケージと混同してはならない小フットプリント・パッケージに適用される。このようなパッケージは、100本よりも多くのピンを含んでよい。多くのアナログ・パッケージおよび電力パッケージのピンは24本よりも少なく、一般に3本から8本の間である。本発明のこれらおよびその他の詳細は、明細書全体にわたって示され、特に以下に示されている。
【００７２】
本明細書において、これらの特徴について詳しく説明するために多数の図面および説明を提供する。特定の態様では、パッケージ構造は、所与のPCボードフットプリント用のより大きなパッケージ本体を実現し、それによってより大きな半導体ダイに対処し、かつ多数の移動コンピューティング用途に望ましいより小さなプロファイルも有している。
【００７３】
図示のように、図5Aは、従来のパッケージ500と本発明の一態様によるパッケージ502の、横方向および鉛直方向の寸法を含む断面図である。パッケージ502は、射出成型された化合物で形成されたパッケージ本体512を含んでいる。パッケージ502を形成するのに有用な適切な射出成型化合物の種類は、住友化学によって製造されている6600CR材料や6300H材料のようなエポキシ・ベースの化合物が含まれる。どの特定の射出成型材料を選択するかは、特定の実装用途の特定の要件に応じて異なる。
【００７４】
ダイ513はダイ・パッド515に物理的に接触している。ダイ・パッド515は通常、パッケージ本体512の側面から外側に延びている導電リード514を含むパターン化されたリード・フレームの一部である。リードは、ボンド・ワイヤによってまたはダイ・パッド515と一体的にダイ513に電気的に接触している。リード・フレームは、展性、高導電率、高熱伝導率のような望ましい物理的性質を示す様々な種類および厚さの材料で形成することができる。リード・フレームの適切なリード材料には金属および合金が含まれる。リード・フレームを形成するのに用いることのできる金属は銅である。リード・フレームを形成するのに用いることのできる合金は合金42である。リード・フレーム用にどの特定の材料を選択するかは、特定のパッケージ用途の要件によって決まる。リード・フレームおよびリードは通常、厚さが5ミル（125マイクロメートル）であり、高集積度高ピン・カウント装置を密閉するパッケージのリードよりもずっと薄い。
【００７５】
パッケージ502の空間効率的な構造によって、比較的大きなサイズのダイ513および比較的大きなサイズのパッケージ本体512は、従来のパッケージ500と同じサイズのフットプリントを占有することができる。具体的には、図5Aに示されているパッケージ構造502は、従来のパッケージ本体500の幅（WボディA）よりも約1.6倍広い幅（WボディB）のパッケージ本体512を備えている。パッケージ本体のこの広い幅によって、従来のパッケージ500のダイ501の幅（Wチップ）よりも約1.8倍広い幅（WチップB）のダイ503が密閉されている。
【００７６】
このパッケージ構造は、他の望ましい特徴も有している。たとえば、本体の幅に対するチップの幅の比は、約60%よりも大きく、好ましくは約75%よりも大きい。さらに、パッケージの幅（WボディB）とパッケージ・フットプリントの幅（Wpcb）の比は約90%よりも大きい。
【００７７】
本発明の態様によるパッケージの寸法比率を従来のパッケージの寸法比率と対比する。具体的には、図5Aに示されている従来のパッケージは、パッケージ本体幅と密閉されたダイ幅との比（WボディA:Wチップ）の比が約30%であり、フットプリント幅とパッケージ本体幅との比（Wpcb:WボディA）が約50%である。もちろん、パッケージの特定の長さおよび幅と、各横方向パッケージ寸法のそれぞれの比とは、用途に依存する。
【００７８】
図5Aは、従来のパッケージおよび新規のパッケージの鉛直寸法も示している。具体的には、従来のパッケージ500は、パッケージ本体厚さ（Zpkg）、ダイ厚さ（Zchip）、および全体的な鉛直プロファイル（ZプロファイルA）を有している。本発明の態様によるパッケージ502は、従来のパッケージと同じパッケージ本体厚さ（Zpkg）、同じダイ厚さ（Zchip）、および同じ鉛直プロファイル（ZプロファイルB）を有しており、したがって、上述の空間効率の向上は、縦型パッケージ・プロファイルを高くしても実現されない。
【００７９】
従来の小フットプリント・パッケージと本発明によるパッケージの態様との他の重要な違いが図5Aに示されている。たとえば、リード514の外側部分514aは、パッケージ本体512から突き出て、次いで下向きに第1の角度A、好ましくはパッケージ本体の平面に対して90°よりも大きな角度に鋭く曲がっている。角度Aはある範囲にわたって実現され、しかもダイ領域からPCボードまでのフットプリントを改善することができ、たとえば、750よりも大きな任意の角度であってよいが、角度Aが少なくとも90°（すなわち、ボードに垂直）、好ましくは90°よりも大きいときに最大の利点が得られる。約90°から100°の間の角度で領域利用度が改善される。この範囲よりも大きな鈍角の場合、リード514を曲げる（形成する）のがより困難になり、ずっと大きな角度ではプラスチック本体サイズWボディBが小さくなり、ダイ面積の利点が相殺される。
【００８０】
図では、リード・フット514bがパッケージ本体の下部に折り返され、真っ直ぐに延び、下方のPCボードの平面に対して約1°から80の間、好ましくは6±2°の第2の角度Bに傾いている。この構成の結果、リード514の外側部分514aは、リード・フット514bに対して90°よりも小さい角度に向けられる。
【００８１】
これに対して、従来のパッケージでは、リード504の外側部分504aはパッケージ本体503から突き出て、次いで下向きにパッケージ本体の平面に対して90°よりも小さい第1の角度Aに曲がっている。したがって、リード・フット504bは外側に実質的な距離にわたって延び、少なくともパッケージ・フットプリントの周囲部分の長さWフットを占有している。周囲の寸法が大きくなると、全体的な無駄な領域に影響が及ぶ。というのは、矩形、円形、方形のようなあらゆる規則的な幾何学的対象は、その周囲に最大の領域を有するからである。これに対して、開示されたパッケージ502の発明は、従来のパッケージ500に対する2つの顕著な違いを有している。
【００８２】
まず、従来のパッケージのリードは外側に曲がっている（すなわち、90°よりも小さい角度、通常70°から800ほどの小さい角度）ので、リードが曲がっている領域によってパッケージの周囲領域が大きくなる。第2に、従来のパッケージ500のリード・フット504bは（開示されたパッケージ502のリード・フット514bと同様に）内側ではなく外側を向いているので、パッケージの周囲に寸法Wフットを追加する。改良されたパッケージ502では、リードはパッケージの方へ折り畳まれ、したがって、パッケージの周囲領域を大きくしない。
【００８３】
これに対して、内側に曲げられたリード・フットによって節約される周囲領域は、鈍角Aの構成を変更する場合よりも大きい。これらの特性は全体として、同じPCボード寸法Wpcbについて従来のパッケージWボディAのパッケージ本体幅に対してパッケージ本体幅WボディBを実質的に改善する。
【００８４】
図5Aは、リード・フット514の端部514cがパッケージ本体512の側面のノッチ516内に配置されることも示している。ノッチ516はリード厚さ（Zlead）の約3分の2の深さを有してよく、これは従来のパッケージの場合も本発明の態様によるパッケージの場合も同様である。したがって、パッケージ502のノッチ516はパッケージ本体512とPCボードとの間のすきまZ2を従来のパッケージ本体とPCボードとの間の鉛直すきまZ1よりも小さくするのを可能にする。これによって、本発明の態様によるパッケージの鉛直プロファイルがさらに小さくなる。ノッチはパッケージの高さZプロファイルBをさらに低くすることができるが、ノッチの重要な特徴は、プロファイル高さをZプロファイルA、すなわち従来のパッケージの高さよりも高くすることなしにリード・フットを内側に曲げるのを可能にすることである。ノッチ516はさらに、リード・フット514bをPCボードに対して上向きに傾かせるのを可能にし、ボード組立て時のはんだの濡れを向上させる。完全に平坦なリード・フット514bは、PCボードのウェーブはんだ付け時にパッケージが融解したはんだ上を「浮遊する」可能性があるので望ましくない。
【００８５】
図5Bは、本発明によるパッケージの態様の拡大図である。8リード・パッケージ502および503を定規550と比較すると、パッケージ502および503のサイズが小さく、mmオーダーの寸法を有していることが分かる。これを、cmオーダーの寸法を有するマイクロプロセッサやメモリ・チップのような高集積度・高ピン・カウント装置を密閉するより大きなサイズのパッケージと比較する。
【００８６】
図5Cは、パッケージ502内を通る熱エネルギー流の概略図である。具体的には、ダイ513が動作すると、2つの経路のうちの一方によってパッケージから放散される熱が発生する。発生した熱の10%未満が第1の熱流路520に沿ってダイ513から直接、周囲の射出成型されたプラスチック・パッケージ材料522に流れ込み、熱はそこから環境内に放射される。動作中のダイ513から発生した熱の残り90%は、第2の熱流路524に沿ってダイ・パッド515まで流れる。この伝達された熱は次いで、ダイ・パッド515からリード514まで流れる。リード514は熱を外部環境と、トレース517および下方のPCボード519まで引き出し、そこで熱を放散させることができる。
【００８７】
この熱伝達プロセスの各段階で、各パッケージ素子（すなわち、半導体ダイ、射出成型されたプラスチック・パッケージ材料、ダイ・パッド、およびリード）に関連する熱の流れに対する（熱）抵抗は、エネルギーを動作中のダイから離れる方向に導くうえでの全体的な効率を決定する。ダイ・パッドと一体のリードを備えるリード・フレームは、ダイから離れる方向への熱の流れを実質的に改善する。これは、熱がより熱抵抗の大きなプラスチック・パッケージ本体材料を通って流れる必要がないからである。
【００８８】
図6Aは、本発明の態様による6リード・パッケージの一態様の簡略化された斜視図である。パッケージ600はパッケージ本体602と、露出されたリード部分604とを含んでいる。図6Bは、図6Aに示されているパッケージの簡略化された平面図である。図６Cは、露出されたリード部分604の丸いJ字型を示す、図6Bに示されているパッケージの簡略化された端面図である。図６Dは、図6Aに示されている6リード・パッケージの簡略化された側面図である。
【００８９】
図６Eは、図6Aのパッケージの鉛直寸法を示す端面図である。図6Eのパッケージ600は、パッケージ本体602の下部に、曲率半径Rを示す丸いプロファイルとして折り返されるJ字形リード・フット604aを備えている。したがって、図6Eのパッケージは、従来リード・フットによって占有されていたパッケージ・フットプリントの周囲領域をより広い幅を有するパッケージ・ダイによって占有されるように解放することによって、空間効率的な構成を実現する。
【００９０】
図6A〜6Eは、一様な曲率半径を示すJ字形のリード・フットを有するパッケージに関連する本発明の説明し図示する態様を示している。このリード形状は、パッケージに最大空間効率を割り当てるうえで有用であるが、パッケージの鉛直プロファイルをわずかに上昇させる働きをする。J字形リードをパッケージのノッチと組み合わせてパッケージ・プロファイルの高さに対する影響を軽減することができるが、一般に半円形の湾曲部の湾曲（したがって、高さ）を調節するのは、大量生産においてリード形成（湾曲）装置を用いて、図5Aに示されているように簡単なL字形湾曲部を形成するよりも困難である。リードの鉛直部分は、90°よりも小さい角度Aを有しており、これではダイ・ボード間領域利用度は向上しない。
【００９１】
したがって、図６Fは、本発明による6リード・パッケージの他の態様の簡略化された端面図であり、この場合、パッケージ本体624から突き出るリード622は、逆ガル・ウィング形状を有しており、したがって、リード・フット622aは、パッケージ本体624の下部で、PCボード628のトレース626に対して約40から80の傾斜角度に折り曲げられている。リード・フットの丸い形状ではなく傾いた形状によって、図6Fのパッケージ620は、丸いJ字形リード・フット（図6EのZプロファイル）を用いた同等の本体厚さを有するパッケージよりも短い鉛直プロファイル（Zプロファイル）を示している。
【００９２】
図６Gは、パッケージの鉛直プロファイルをさらに小さくする本発明による6リード・パッケージの他の態様の、簡略化された断面図である。図6Fのパッケージと同様に、図6Gのパッケージ630は、パッケージ本体634から突き出て、パッケージ本体634の下部に逆ガル・ウィング形状に折り返されたリード632を含んでいる。しかし、パッケージ630のパッケージ本体634は、リード・フット632の端部632aを受け入れるように構成されたノッチ636をさらに含んでいる。リード・フット632の端部632aを受け入れるくぼみ636を設けることによって、実際上パッケージの底部とPCボードとの間のすきまが下がり、したがって、パッケージ630による鉛直プロファイル（Zプロファイル）が、場合によっては図6Fのパッケージの鉛直プロファイル（Zプロファイル）と比べて小さくなる。本発明の一態様では、ノッチは、リードの厚さの3分の2に等しい長さのリード・フット端部を収容することができる。
【００９３】
図6Gに示されているノッチ付き逆ガル・ウィング状リード・パッケージ実現態様は、図6Fのノッチレス・パッケージまたは図6Cの真J字形リードの実現態様よりも一般的に好ましい。すべての3つのパッケージ6C、6F、および6Gは、本発明による一群のパッケージの変形態様である。パッケージ本体がそのリードのリード・フットと重なり合い、かつ主リード湾曲部が実質的に直角または鈍角Aであるため、本発明の態様によるパッケージは、「ワイドボディ」プロファイルを示すものとみなすべきであり、「JW」型パッケージとみなすことができる。
【００９４】
このパッケージ構造は他の望ましい特徴も有している。たとえば、全体的な鉛直プロファイル（Zpkg:ZプロファイルB）に対するパッケージ本体の厚さの比は、約90%よりも大きく、好ましくは従来のパッケージ高さに匹敵する約95%よりも大きく、J字形リードおよび逆ガル・ウィング状リードを利用した本発明の態様による空間効率的なパッケージの態様の比よりも大きい。
【００９５】
図6Hは、一例としてパッケージ本体602の内部構成素子を示す、図6Aの6リード・パッケージの、簡略化された平面図である。パッケージ600は、ダイ・パッド606と一体の4本のリード604a〜604dを含んでいる。リード604a〜604dはダイ・パッドに連結され、すなわち、電気的に短絡されているので、1本の電気ピンであると共に4本の熱ピンとみなすことができる。残りの1本のリード604eはボンド・ワイヤ610によってダイ608に接続されている。他の残りのリード604fは、ボンド・ワイヤ612によってダイ608に接続された細長い内側部分を備えている。4本の短絡されたリードと2本の独立したリードは一緒に、3電気ピン・4熱ピン・パッケージを構成している。図6Hに示されているパッケージおよびリード・フレームは、いくつかの重要な利点をもたらす。
【００９６】
パッケージ600の1つの利点は、利用可能なフットプリント面積が効率的に利用され、したがってダイ608がフットプリントの40%を占有することである。この数字は、図3Dに示されている従来のパッケージに関連する13%のフットプリント利用度と比べてかなりの向上である。ダイ・サイズが大きくなり面積効率が向上する1つの理由は、基本的な「JW型パッケージ概念」の結果であり、すなわち、J字形リードまたは逆ガル・ウィング状リードを幅の広いプラスチック成形物と組み合わせると、所与のボード空間に対して使用可能な面積が増大する。
【００９７】
ダイ面積が大きくなる他の理由は、ダイ・パッド606をプラスチック本体602のエッジの距離605内で大きくできるからである。距離605は、プラスチック本体エッジ102からダイ・パッド106までの密閉寸法距離がX2とX3の和である図2Cの従来技術のパッケージよりも著しく小さい寸法である。従来技術の寸法X2+X3は、最小許容密閉寸法605の値の2倍から3倍になることがある。リード604a〜604dの一体性によって物理的強度が高くなり、それによっリードがて移動に対して安定するため、図6Hのパッケージでは寸法605が小さくなっている。リード604a〜604dは、ダイ・パッド606との一体構造によってパッケージに固定されているので、リードが偶然にずれるのを防止するためにカプセル化パッケージ本体材料の厚さを小さくする必要があり、ダイ・パッドをパッケージのエッジ内で比較的短い距離だけ後退させ、ダイ・パッドおよびダイにより大きな面積を割り当てることができる。
【００９８】
一体的なリードにるダイ・パッド面積増加の利点は、図6Hに示されているパッケージ／リード・フレーム構成では2倍となる。具体的には、パッケージの両方の側面に一体的なリードが存在する（一方の側面にリード604a〜604b、反対側の側面にリード604c〜604d）。ダイ・パッドも、パッケージ長に沿って、リード604eおよび604fの内側部分の最小許容寸法内で延ばされる。
【００９９】
ダイ・パッド606と一体のリード604a〜604dは、ダイ608からの熱放散を改善する利点ももたらす。具体的には、ダイ・パッド606および一体的なリード604a〜604dとの間のリード接触表面積が大きいので、これらのリードは、首尾よく、大量の熱をダイ・パッドを通して動作中のダイから導き出し、さらにパッケージから導き出すことができる。一体的なリードの外側部分は次いで、余分な熱を環境内に放散させることができ、特にプリント回路板内に導き、そこで熱をより広い面積にわたって拡散させ、その後大気中に放射させるか、対流によって大気中に引き込ませることができる。
【０１００】
図6Hに示されているパッケージの他の利点は、ダイに接続されるボンド・ワイヤ612の数が多く、かつこれらのボンド・ワイヤをダイ608の長さに沿って分散させ、ダイ表面内でおよびダイ表面に沿ってより一様な電流を導くことができるために、細長いリード604fとダイ608との間の電気的接触の抵抗が小さくなることである。
【０１０１】
図面では、たとえば、リードをパワーMOSFETとのゲート接続などの小電流手段に用いる場合に、リード604eが604fの長さと比べて短くなるように示されている。ワイヤ・ボンドをリード604eおよびリード604fの両方からより均等に分散させる必要がある場合、リードは、ボンド・ワイヤの長さと位置の兼ね合せを最適化するように同等の長さを有してよい。
【０１０２】
長いリード604fの内側部分は、プラスチック成型が行われるまでおよび行われる間リード・フレームに接続されたままになるタイ・リード609によって製造時に安定させられる。成型後、リード604a〜604fをリード・フレームから切断する際、タイリード609が、実質的インパッケージのプラスチック本体から突き出さないように最小可能寸法にトリミングされる。
【０１０３】
図6Iは、パッケージ本体651の内部構成素子を示す、本発明による6リード・パッケージの他の態様の簡略化された平面図である。パッケージ650は、ダイ・パッド658と、本体651内の内側部分654aおよび本体651から突き出る外側部分654bを含むリード654とを含むリード・フレーム659を含んでいる。パッケージ650の空間効率的なレイアウトによって、ダイ・パッド650は、図1Cに示されている従来のパッケージのダイ・パッドよりもかなり広い幅を占有する。具体的には、このパッケージとリード・フレームの組合せのより大きなダイ・サイズおよび改善された面積効率は、基本的な「JW型パッケージ概念」によるものであり、すなわち、J字形リードまたは逆ガル・ウィング状リードを幅の広いプラスチック成形物と組み合わせると、所与のボード空間に対して使用可能な面積が増大する。
【０１０４】
具体的には、パッケージ650は、ダイ・パッドに接続されたリードによってダイ・サイズを大きくするものではない。このパッケージでは、どのリードもダイ・パッドに接続されない。したがって、パッケージ650は6電気ピン・零熱ピン・パッケージとみなすことができる。したがって、パッケージ650はその最大ダイ・サイズにおいて従来技術のパッケージに勝る利点をもたらすが、それぞれの異なる信号または電位を有する6つの異なる電気接続部を形成する、パッケージ用の小熱抵抗解決策は実現しない。このリード・フレーム構造では、任意の1本または場合によっては2本のリードをダイ・パッドに接続し、異なる電気接続部の数を減らすことを犠牲にしてパッケージの熱抵抗を改善する。しかし、ダイ・パッド面積は、その最も狭い部分によって決定される幅で一定であり、使用可能なダイ・パッド面積を変更することも改善することもなしに図6Iのダイ・パッド・サイズを修正することができる。変形態様には、6本の電気ピンおよび零本の熱ピンを有するパッケージ（図6I）、6本の電気ピンおよび1本の熱ピンを有するパッケージ（図6J）、ならびに5本の電気ピンおよび2本の熱ピンを有するパッケージ（図6K）が含まれる。
【０１０５】
より多くの熱ピン、すなわち、ダイ・パッドと一体のリードを有するパッケージは、熱抵抗を改善するが、ワイヤ・ボンディング角度および構成の融通性を低下させる。このようなパッケージにおけるある種のリードは、ダイ・パッドに対して電気的に短絡させ、場合によっては互いに電気的に短絡させることができる。
【０１０６】
図6Jは、パッケージ本体671の内部構成素子を示す、本発明による6リード・パッケージの他の態様の、簡略化された平面図である。パッケージ670は、ダイ・パッド678と、電気的に独立したリード674a〜674eおよびダイ・パッドに接続されたリード674fを含むリード674a〜674fとを含むリード・フレーム670を含んでいる。ダイ・パッドに接続されたリードは、パッケージの伝熱能力を向上させ、それによってその熱抵抗を小さくする。パッケージ670の空間効率的なレイアウトのため、ダイ・パッド678は、図1Cに示されている従来のパッケージのダイ・パッドよりもかなり広い幅を占有するが、使用可能なダイ・パッド面積は図6Iのパッケージ650以下である。具体的には、パッケージ670は、ダイ・パッドに接続されたリードによってダイ・サイズを大きくするものではない。このパッケージのより大きなダイ・サイズおよび改善された面積効率は、基本的な「JW型パッケージ概念」によるものであり、すなわち、J字形リードまたは逆ガル・ウィング状リードを幅の広いプラスチック成形物と組み合わせると、所与のボード空間に対して使用可能な面積が増大する。
【０１０７】
図6Kは、パッケージ本体681の内部構成素子を示す、本発明による6リード・パッケージの他の態様の、簡略化された平面図である。パッケージ680は、ダイ・パッド688と、電気的に独立したリード684a〜684dおよびダイ・パッドに接続されたリード684e〜684fを含むリード684a〜684fとを含むリード・フレーム689を含んでいる。ダイ・パッドに接続されたリードは、パッケージの伝熱能力を向上させ、それによってその熱抵抗を小さくする。パッケージ680の空間効率的なレイアウトによって、ダイ・パッド688は、図1Cに示されている従来のパッケージのダイ・パッドよりもかなり広い幅を占有するが、使用可能なダイ・パッド面積は図6Iのパッケージ650以下である。具体的には、パッケージ680は、ダイ・パッドに接続されたリードによってダイ・サイズを大きくするものではない。このパッケージのより大きなダイ・サイズおよび改善された面積効率は、基本的な「JW型パッケージ概念」によるものであり、すなわち、J字形リードまたは逆ガル・ウィング状リードを幅の広いプラスチック成形物と組み合わせると、所与のボード空間に対して使用可能な面積が増大する。6ピン・パッケージにおいて4本の電気ピンを有するパッケージの場合、図6Lに示されている例のような他のリード・フレーム構成が有利である。
【０１０８】
図6Lは、パッケージ本体661の内部構成素子を共有する、本発明による6リード・パッケージの他の態様の、簡略化された平面図である。パッケージ660は、ダイ・パッド668と一体のリード664a〜664bを含むリード・フレーム669を含んでいる。リード664c〜664fはダイ・パッド668と一体ではなく、すなわち、リード・フレームによって電気的に短絡されていない。一体的なリード664a〜664bは、ダイ・パッド668からPCボードおよび大気に放散し伝導する熱の量を増やし、一方、空間効率的な構造は、ダイ・パッド668を実質的に広くし、ただし横方向の範囲（すなわち、パッケージの長さに沿って）では、一方の端部においてリード664c〜664dの内側部分から最小許容間隔の範囲内、パッケージの他方の端部においてはリード664e〜664fの内側部分から最小間隔の範囲内でのみ広くするのを可能にする。
【０１０９】
パッケージ660は、ダイ・パッドのすべての4つのコーナーにリードが存在するため、優れたボンディング位置および角度を実現する。単一のダイにとって有利にダイおよびダイ・パッドの面積をさらに大きくするには、6リード・パッケージでは少なくとも3本のピンをダイ・パッドに接続しなければならない。
【０１１０】
図6Mは、一例としてパッケージ本体692の内部構成素子を示す、図6Aの6リード・パッケージの簡略化された平面図である。パッケージ690は、ダイ・パッド696と一体の3本のリード694a〜694cを含んでいる。リード694a〜694cはダイ・パッドに連結され、すなわち、電気的に短絡されているので、1本の電気ピンであると共に4本の熱ピンとみなすことができる。残りの3本のリード694d〜694fはボンド・ワイヤ696によってダイ698に接続されている。3本の短絡されたリードと2本の独立したリードは一緒に、4電気ピン・3熱ピン・パッケージを構成している。図6Mに示されているパッケージおよびリード・フレームは、いくつかの重要な利点をもたらす。
【０１１１】
パッケージ690の1つの利点は、利用可能なフットプリント面積が効率的に利用され、したがってダイ698がフットプリントの40%を占有することである。この数字は、図3Dに示されている従来のパッケージに関連する13%のフットプリント利用度と比べてかなりの向上である。ダイ・サイズが大きくなり面積効率が向上する1つの理由は、基本的な「JW型パッケージ概念」の結果であり、すなわち、J字形リードまたは逆ガル・ウィング状リードを幅の広いプラスチック成形物と組み合わせると、所与のボード空間に対して使用可能な面積が増大する。
【０１１２】
ダイ面積が大きくなる他の理由は、ダイ・パッド696をプラスチック本体692の距離695（プラスチック本体エッジ102からダイ・パッド106までの密閉寸法距離がX2とX3の和である図2Cの従来技術のパッケージよりも著しく小さい寸法）内で大きくできるからである。従来技術の寸法X2+X3は、最小許容密閉寸法695の値の2倍から3倍になることがある。ピン694a〜694cが、ダイ・パッド696に固定されることによって動かないように安定化され、製造、取扱い、またはPCボード組立て時にプラスチック本体から偶然に引き抜かれる恐れがないので、寸法695は上記より小さくてもよい。
【０１１３】
ダイ・パッド696と一体のリード694a〜694cは、ダイ698からの熱放散を改善する利点ももたらす。具体的には、ダイ・パッド696および一体的なリード694a〜694cとの間のリード接触表面積が大きいので、これらのリードは、首尾よく、大量の熱をダイ・パッドを通して動作中のダイから導き出し、さらにパッケージから導き出すことができる。一体的なリードの外側部分は次いで、余分な熱を環境内に放散させることができ、特にプリント回路板内に導き、そこで熱をより広い面積にわたって拡散させ、その後大気中に放射するか、対流によって大気中に引き込むことができる。
【０１１４】
図6Mに示されているパッケージの他の利点は、ダイおよびリード694d〜694eに接続されるボンド・ワイヤ696の数が多く、かつこれらのボンド・ワイヤをダイ698の長さに沿って分散させ、ダイ表面内でおよびダイ表面に沿ってより一様な電流を導くことができるために、電気的接触の抵抗が小さくなることである。パッケージ本体692の内側でリード幅を広げる（1本または複数のT字形リードを形成する）か、または2本のリードを金属ストラップに接続し、それによって2本（または3本）の独立したリードを短絡させることによって、これらのリードにワイヤを結合するのに用いることのできる面積をさらに改善することができる。以下の表4は、図6H〜6Mに示されているパッケージのいくつかの属性を比較した表である。
【０１１５】
（表4）
パッケージ・フットプリント: SC70
種類: JW（逆ガル・ウィング、ワイドボディ）
ダイの数: 1
外側リードの数：6
2004534392.tif 000006
【０１１６】
本発明について、6本のリードを有するパッケージに関連して説明し図示したが、本発明は、この数のリードを有するパッケージに限らない。したがって、図7Aは、本発明による8リード・パッケージの態様の、簡略化された斜視図である。
【０１１７】
パッケージを大きくするか、またはリードのピッチを小さくすると共に幅を狭くすることによって、パッケージ上により多くのリードを設けることが可能である。たとえば、従来技術における一般的なリード・ピッチは1mmであるが、現在、PCボード・アセンブリの大量生産においては0.65mmおよび0.5mmの製造が可能である。リード・ピッチとパッケージ・サイズと対応するリード数の他のいくつかの組合せを一例として以下の表5に示す。この表では、用語「パッケージ本体長」は、パッケージの、各リードが位置する側面上の、プラスチック・パッケージの本体の長さである。
【０１１８】
（表5）
2004534392.tif 000007
パッケージ700は、パッケージ本体702から突き出てノッチ701に入る、逆ガル・ウィング状リード704を含んでいる。パッケージ702の反対側の側面から突き出ている4本のリードは、図7Aでは見えない。しかし、他の態様では、リード704はJ字形であってよく、プラスチック本体702はノッチ701を含んでも含まなくてもよい。
【０１１９】
図7Bは、パッケージ本体702の内部構成素子を示す、図7Aのパッケージの簡略化された平面図である。パッケージ700は、ダイ・パッド708上に位置し、ボンド・ワイヤ710によって各リード704a〜704hと導通するダイ706を含んでいる。パッケージ本体702の下部に折り返されているリード704a〜704hのフットの向きによって、ダイ・パッド708は、従来のパッケージ構造のリード・フットによって占有されていたフットプリント領域に入ることができ、それによってダイ706の幅を広くすることができる。
【０１２０】
具体的には、パッケージ700は、ダイ・パッドに接続されたリードによってダイ・サイズを大きくするものではない。このパッケージでは、どのリードもダイ・パッドに接続されない。したがって、パッケージ700は8電気ピン・零熱ピン・パッケージとみなすことができる。したがって、パッケージ700は（JWパッケージ概念を用いるため）その最大ダイ・サイズにおいて従来技術のパッケージに勝る利点をもたらすが、それぞれの異なる信号または電位を有する8つの異なる電気接続部を形成する、パッケージ用の小熱抵抗解決策は実現しない。このリード・フレーム構造では、任意の1本、2本、または3本ものリードをダイ・パッドに接続し、（異なる電気接続部の数を犠牲にし、すなわち、減らして）パッケージの熱抵抗を改善することができるが、ダイ・パッド面積は、その最も狭い部分によって決定される幅で一定である。
【０１２１】
図7Cは、同様にパッケージ本体722の内部構成素子を示す、本発明による8リード・パッケージの他の態様の、簡略化された平面図である。具体的には、パッケージ720は、単一のダイ・パッド725上に位置する第1のダイ723および第2のダイ727を密閉している。第1のダイ723は、ボンド・ワイヤ721によってリード724a〜724dに接続され、第2のダイ727は、ボンド・ワイヤ729によってリード724e〜724hに接続されている。上記で図7Bに関して説明したように、ダイ723および727は、パッケージの空間効率的な構造によってパッケージ本体のより広い幅を占有することができる。ダイ723とダイ727は、ボンド・ワイヤ721および729が合理的な長さおよびボンディング長を有するかぎり、必ずも同じ寸法でなくてよく、また同じ構成または種類でなくてよい。
【０１２２】
2つのダイ723および727は、はんだや銀充填エポキシなどの導電取付け層を用いて共通のダイ・パッド725に取り付けることができ、この場合、両方のダイの基板は同じ電位を共有する。または、電気絶縁層（銀を充填しないエポキシなど）を用いて一方または両方のダイをダイ・パッド上に取り付けることができ、その場合、2つのダイをそれぞれの異なる基板電位にバイアスすることができる。
【０１２３】
具体的には、パッケージ720は、ダイ・パッドに接続されたリードによってダイ・サイズを大きくするものではない。このパッケージでは、どのリードもダイ・パッドに接続されない。したがって、パッケージ720は8電気ピン・零熱ピン・パッケージとみなすことができる。この態様では、パッケージ720は、単一のダイ・パッド725を共有するにもかかわらずデュアル・ダイ723および727を含んでいる。したがって、パッケージ720はその最大ダイ・サイズにおいて従来技術のパッケージに勝る利点をもたらすが、それぞれの異なる信号または電位を有する8つの異なる電気接続部を形成する、パッケージ用の小熱抵抗解決策は実現しない。このリード・フレーム構造では、任意の1本、2本、または3本ものリードをダイ・パッドに接続し、（異なる電気接続部の数を犠牲にし、すなわち、減らして）パッケージの熱抵抗を改善することができるが、ダイ・パッド面積は、その最も狭い部分によって決定される幅で一定である。図7Eは、1本のリードがダイ・パッドと一体であるが、ダイ・パッドに接続された一体的なリードを含めることによってダイ・パッド・サイズが大きくされるわけではない例である。
【０１２４】
2つのダイを同じダイ・パッド上でできるだけ近くに置くことによって、追加の領域を利用していずれかのダイ723および／または727のダイ・サイズを大きくすることもできる。ダイ間の間隔の最小寸法は通常、0.1mm以上である（約4ミル）。
【０１２５】
図7Dは、同様にパッケージ本体743の内部構成素子を示す、本発明による8リード・パッケージの他の態様の、簡略化された平面図である。図7Dの態様は、各ダイ742および746が別々のダイ・パッド上に位置することを除いて、図7Cのパッケージと同様である。具体的には、パッケージ740は、第1のダイ・パッド741上に位置する第1のダイ742と、第2のダイ・パッド747上に位置する第2のダイ746を含んでいる。第1のダイ742は、ボンド・ワイヤ745によってリード744a〜744dに接続され、第2のダイ746は、ボンド・ワイヤ749によってリード744e〜744hに接続されている。この場合も、空間効率的なパッケージ構造は、密閉された各ダイが、従来の空間非効率的なパッケージ構造によって対処できるよりも広いパッケージの幅を占有することができる。
【０１２６】
具体的には、パッケージ740は、ダイ・パッドに接続されたリードによってダイ・サイズを大きくするものではない。このパッケージでは、どのリードもダイ・パッドに接続されない。したがって、パッケージ740は8電気ピン・零熱ピン・デュアル・ダイ・パッケージとみなすことができる。この態様では、パッケージ740は、別々の異なるダイ・パッド上に取り付けられたデュアル・ダイ742および746を含んでいる。したがって、パッケージ740は（JWパッケージ概念を用いるため）その最大ダイ・サイズにおいて従来技術のパッケージに勝る利点をもたらすが、それぞれの異なる信号または電位を有する8つの異なる電気接続部を形成する、パッケージ用の小熱抵抗解決策は実現しない。このリード・フレーム構造では、ダイあたり任意の1本、2本、または3本ものリードをダイ・パッドに接続し、（異なる電気接続部の数を犠牲にし、すなわち、減らして）パッケージの熱抵抗を改善することができるが、ダイ・パッド面積は、その最も狭い部分によって決定される幅で一定である。
【０１２７】
図7Eは、パッケージ本体751の内部構成素子を示す、本発明による8リード・パッケージの他の態様の、簡略化された平面図である。パッケージ750は、リード754dがダイ・パッド756と一体であり、上述の有利な熱管理特性を実現されることを除いて、図7Bのパッケージ700と同様である。さらに、一体的なリード754dがボンド・ワイヤ757によってダイ758の端子に個別に接続されている。このような構成は、ダイ基板とダイの他の端子が同じ電圧レベルに連結され、たとえば、MOSFETソースおよび基板が接地される場合に有用である可能性がある。
【０１２８】
図7Fは、本発明による8リード・パッケージの態様の、寸法を含む簡略化された断面平面図である。パッケージ760は、ダイ・パッド766上に取り付けられたダイ762を含んでいる。リード764は、ボンド・ワイヤ（図示せず）を用いて接続する場合を除いてリード・フレーム・ダイ・パッド766と電気的に導通していない。パッケージ本体761はダイ762およびリード764の内側部分764aを密閉している。リード764のフット764bははんだ772によってPCボード769のトレース770に結合されており、したがって、パッケージ760はフットプリント773を占有している。図7Fに示されているパッケージ寸法を以下の表6に要約する。
【０１２９】
（表6）図7Fに示されている寸法
2004534392.tif 000008
上記で引用した寸法を最適化すると、所与のサイズのフットプリントに対する最大空間効率を有するパッケージが得られる。
【０１３０】
図7Gは、本発明による8リード・パッケージの他の態様の、寸法を含む簡略化された断面平面図である。パッケージ780は、ダイ・パッド786上に取り付けられたダイ782を含んでいる。パッケージ780の一側面上のリード784a〜784dはダイ・パッド786と一体であり、パッケージ780の反対側の側面上のリード784e〜784hはダイ・パッド786と一体ではない（すなわち、ダイ・パッド786に取り付けられていない）。パッケージ本体781は、ダイ782およびリード784の内側部分785を密閉している。リード784のフット787ははんだ792によってPCボード790のトレース789に結合されており、したがって、パッケージ780はフットプリント793を占有している。図7Gに示されているパッケージ寸法を以下の表7に要約する。
【０１３１】
（表7）図7Gに示されている寸法
2004534392.tif 000009
【０１３２】
図7Gに示されているパッケージは、図7Fに示されているパッケージの態様の空間効率的な構造を保持し、一方、一体的なリードによる密閉されたダイからの熱の実質的な伝導および放散を可能にする。この場合も、上記で引用した寸法を最適な値に設定すると、所与のフットプリント・サイズに対して最大空間効率を有するパッケージを得ることができる。パッケージの一側面上のリードがダイ・パッド786と一体であるため、ダイ・パッド786の面積を図7Fのダイ・パッド766の寸法よりも大きな寸法に拡張することができる。
【０１３３】
図8Aは、パッケージ本体781の内部構成素子を示す、図7Gに示されている8リード・パッケージの、簡略化された平面図である。パッケージ780は、ダイ・パッド786と一体の4本のリード784a〜784dと、ボンド・ワイヤ809によってダイ782に接続された4本のリード784e〜784hとを含んでいる。一体的なリード784a〜784dの片面における向きおよび表面積によって、熱エネルギーをダイ782から引き出して外部環境に放散させることができ、かつダイ・パッド786の面積を図7Bのダイ・パッド708の寸法よりも実質的に大きな寸法に拡張することができる。
【０１３４】
リード784a〜784dはダイ・パッドに連結され、すなわち、電気的に短絡されているので、1本の電気ピンであると共に4本の熱ピンとみなすことができる。残りの4本のリード784e〜784hはボンド・ワイヤ809によってダイ782に接続されている。4本の短絡されたリードと4本の独立したリードは一緒に、5電気ピン・4熱ピン・パッケージを構成している。
【０１３５】
図8Bは、パッケージ本体821の内部構成素子を示す、本発明による8リード・パッケージの他の態様の、簡略化された平面図である。パッケージ820は、リード824e〜824gが単一の金属片から形成され、それによって複数のボンド・ワイヤ829を用いてダイ826との小抵抗接触部および相互接続部を形成することができ、かつボンド・ワイヤをダイ826の長さに沿ってより一様に配置するのが可能になることを除いて、図8Aに示されているパッケージ800と同様である。
【０１３６】
図8Cは、パッケージ本体1011の内部構成素子を示す、本発明による8リード・パッケージの他の態様の、簡略化された平面図である。パッケージ1010は、ダイ・パッド1012と非一体的なリード1014a〜1014eが単一の金属片1017から形成され、それによって複数のボンド・ワイヤ1015を用いてダイ1013との小抵抗接触部および相互接続部を形成することができ、かつ多数のボンド・ワイヤ1015をダイ1013に接続するのが可能になることを除いて、図8Aに示されているパッケージ800と同様である。リード1014eは、別個のボンド・ワイヤ1016によってダイ1013に接続されており、残りのリード1014f〜1014hはダイ・パッド1012と一体である。
【０１３７】
図8Dは、パッケージ本体841の内部構成素子を示す、本発明による8リード・パッケージの他の態様の、簡略化された平面図である。パッケージ840は、ダイ・パッド846と一体のリード844a〜844cを含み、すべての一体的なリードはダイ・パッド846の同じ側面上に位置している。リード844a〜844cとダイ842との間の電子的な導通は、ボンド・ワイヤ847によって行われる。パッケージ840の残りの5本の非一体的なリードのうち、リード844d〜844gは、パッケージの、リード844a〜844cと反対側の側面上に位置しており、ボンド・ワイヤ849によってダイ842上の端子と電気的に導通している。8番目の非一体的なリード844hは、パッケージの、一体的なリード844cと同じ側面上にあり、ボンド・ワイヤ850によってダイ842上の別個の端子に接続されている。
【０１３８】
844gに接続されたリードの内側部分は一態様では、好都合なボンディング位置および製造可能なボンディング角度が得られるようにより長くなっており、すなわち、リード・フレーム846の近くを延びている。844gの内側に延びる部分は、プラスチック成型が完了し、ダイとリード・フレームが固定され保持された後、外側部分が切り取られて除去されるタイ・リード851によって製造時に安定化される。
【０１３９】
図8Dのリード・フレームおよびパッケージはいくつかの利点をもたらす。たとえば、リード・フレームに対するリードの向きによって、パワーICデバイスであってもMOSFETであってもよいダイ842との合計で6つの独立した接点を作ることができる。同時に、一体的なリード844a〜844cの片面における向きおよび表面積によって、熱エネルギーをダイ842から効率的に引き出して外部環境に放散させることができる。さらに、パッケージ840の空間効率的な構造は、上記で他の新規のパッケージ構造に関連して詳しく説明したように、実質的な量の利用可能なフットプリント面積をダイ842によって占有するのを可能にする。リード844hは、ダイ・パッド846の長さ寸法をさらに大きくするのを可能にするノッチ854も含んでいる。リード・フレーム素子851は、プラスチック射出成型よりも前の製造およびワイヤ・ボンディング時にリード844gの細長い内側部分を安定化する。パッケージ840およびそのリード・フレームは様々なボンド・ワイヤ長および角度を可能にし、ダイ842のボンディングを非常に融通に富んだものにする。リード844dの一部としての853などの（平面図における）L字形リード、またはリード844fのT字形リード・フィーチャ852を含む可能なボンド・ワイヤの数を増やすように、リード844の、プラスチック本体841の内側の幅を広くすることができる。
【０１４０】
具体的には、ダイ・パッド846と一体的なリード646a〜646cとの間のリード接触表面積が大きいため、これらのリードは、首尾よく、大量の熱をダイ・パッドを通して動作中のダイから導き出し、さらにパッケージから導き出すことができる。一体的なリードの外側部分は次いで、余分な熱を環境内に放散させることができ、特にプリント回路板内に導き、そこで熱をより広い面積にわたって拡散させ、その後大気中に放射するか、対流によって大気中に引き込むことができる。
【０１４１】
図8Dに示されているパッケージの他の利点は、ダイおよびリード844d〜844hに接続されたボンド・ワイヤ849の数が多く、かつこれらのボンド・ワイヤをダイ842の長さに沿って分散させ、場合によってはダイ842の側面に沿って分散させて、ダイ表面内でおよびダイ表面に沿ってより一様に電流を導くことができるため、電気的接触の抵抗が小さいことである。このようなリード・フレームは、過度に長いワイヤを使用せずに、ダイの中心の近くにワイヤ・ボンドを設けるのも容易にする。これは、リードがダイの2つの側面に沿って位置しているからである。
【０１４２】
リード844e〜844fの内側部分のような1本または複数のT字形リードを形成するなど、パッケージ本体841の内側のリード幅を広げるか、またはリード844dの内側部分のようなL字形リードを用いることによって、これらのリードにワイヤを結合するのに用いることのできる面積をさらに大きくすることができる。
【０１４３】
2本またはそれ以上のリードを金属ストラップに接続し、それによって2本（または3本）の独立したリードを単一の電気接続部として短絡させることによって、各リードの、ボンディングに利用できる使用可能部分を大きくすることができる。ボンディングのためのこのようなリード・ストラップは一例として図8Eに示されており、この場合、リード864e〜864fはストラップ872によって短絡され、それによって前の図のパッケージ840よりも多くのボンド・ワイヤ869が設けられている。他の点では、図8Eと図8Dのリード・フレームは類似している。3本のリード864a〜864cは、単一の電気接続部を形成し、ダイ・パッド866と一体の3本の熱ピンとして働く。リード864dおよび864g〜864hは互いに独立した電気接続部である。パッケージ869は全体として、5電気ピン・3熱ピン・パッケージを形成し、熱抵抗を小さくし、ダイの面積を大きくし、電気接続部の数を多くし、最小長のワイヤ・ボンドの数を多くするか、または小抵抗パッケージの位置を最適化するという利点をもたらす。ダイの表面からリード・フレームまでのダウン・ボンド867も、表面パッド接続部をダイ・パッドに接続する手段として図示されている。
【０１４４】
図8Fは、パッケージ本体881の内部構成素子を示す、本発明による8リード・パッケージの他の態様の、簡略化された平面図である。パッケージ880は、ダイ・パッド886と一体のリード884b〜884cを含み、すべての一体的なリードはダイ・パッド886の同じ側面上に位置している。リード884b〜884cとダイ882との間の電子的な導通は、直接チップの裏面ダイ取付けによって行われ、かつ／またはダイの表面接続部からダイ・パッドにダウン・ボンディングされたボンド・ワイヤ887によって行われる。パッケージ880の残りの6本の非一体的的なリードのうち、リード884d〜884gは、パッケージの、リード884b〜884cと反対側の側面上に位置しており、ボンド・ワイヤ889および890によってダイ882上の端子と電気的に導通している。残りの2本の非一体的なリード884aおよび884hは、パッケージの、一体的なリード884b〜884cと同じ側面上にあり、ボンド・ワイヤ888によってダイ882に接続されている。したがって、パッケージは6電気ピン・2熱ピン・パッケージを構成している。リード884eおよび884fが短絡されない場合（図示せず）、このパッケージは7電気ピン・2熱ピン・パッケージになる。
【０１４５】
844gに接続されたリードの内側部分は一態様では、好都合なボンディング位置および製造可能なボンディング角度が得られるようにより長くなっており、すなわち、リード・フレーム886の近くを延びている。長いリード884dおよび844gの内側に延びる部分は、プラスチック成型が完了し、ダイとリード・フレームが固定され保持された後、外側部分が切り取られて除去されるタイ・リード891によって製造時に安定化される。
【０１４６】
図8Fのリード・フレームおよびパッケージはいくつかの利点をもたらす。たとえば、実質的に対称的なリード・フレームに対するリードの向きによって、パワーICデバイスであってもMOSFETであってもよいダイ882との合計で6つの独立した接点を作ることができる。同時に、一体的なリード884b〜884cの片面における向きおよび表面積によって、熱エネルギーをダイ882から効率的に引き出して外部環境に放散させることができる。さらに、パッケージ880の空間効率的な構造は、上記で他の新規のパッケージ構造に関連して詳しく説明したように、実質的な量の利用可能なフットプリント面積をダイ882によって占有するのを可能にする。リード884aおよび884hは、ダイ・パッド886の長さ寸法をさらに大きくするのを可能にするノッチ894も含んでいる。
【０１４７】
リード・フレーム素子891は、プラスチック射出成型よりも前の製造およびワイヤ・ボンディング時にリード844aおよび884gの長い内側部分を安定化する。パッケージ880およびそのリード・フレームは様々なボンド・ワイヤ長および角度を可能にし、ダイ882のボンディングを融通に富んだものにする。892などの（平面図における）Π字形リードを含む可能なボンド・ワイヤの数を増やすように、リード884e〜884fは本体841の内側でストラップによって固定されている。一体的なリードは、ダイ・パッド886によって固定されているので、取扱い中にパッケージから引き抜かれる恐れがなく、プラスチック本体881の内側のリード・フレームのインセット895を最小限に抑えることができる。ストラップで固定されたリード884e〜884f上のインセット896も、Π状リードを形成するストラップ892によって最小限に抑えることができる。
【０１４８】
具体的には、ダイ・パッド886と一体的なリード846b〜846cとの間のリード接触表面積が大きいため、これらのリードは、首尾よく、大量の熱をダイ・パッドを通して動作中のダイから導き出し、さらにパッケージから導き出すことができる。一体的なリードの外側部分は次いで、余分な熱を環境内に放散させることができ、特にプリント回路板内に導き、そこで熱をより広い面積にわたって拡散させ、その後大気中に放射するか、対流によって大気中に引き込むことができる。
【０１４９】
図8Fに示されているパッケージの他の利点は、ダイおよびリード884e〜884hならびに884a、884d、884g、および884hに接続されたボンド・ワイヤ889の数が多く、かつこれらのボンド・ワイヤがダイ882の長さに沿って分散され、場合によってはダイ882の側面に沿って分散されて、ダイ表面内でおよびダイ表面に沿ってより一様に電流を導くことができるか、またはより独立した接続部が得られるため、電気的接触の抵抗が小さいことである。このようなリード・フレームは、過度に長いワイヤを使用せずに、ダイの中心の近くにワイヤ・ボンドを設けるのも容易にする。これは、ダイの3つの側面に沿って非一体的なリードが位置しているからである。
【０１５０】
図9は、パッケージ本体901の内部構成素子を示す、本発明による8リード・パッケージの他の態様の、簡略化された平面図である。パッケージ900は、ダイ・パッド906と一体の6本のリード904a〜904fを含んでいる。1本の残りのリード904gはボンド・ワイヤ907によってダイ908に接続されている。他の残りのリード904hは、ボンド・ワイヤ903によってダイ908に接続された細長い内側部分910と、組立てプロセス中に細長いリードを安定化するのに用いられるリード・フレーム素子909とを備えている。
【０１５１】
上記で図8Bに示されているパッケージ態様に関連して説明したように、ダイ・パッド906と一体のリード904a〜904fはダイ908からの熱放散を改善する利点をもたらし、したがって、6本の一体的なダイ・パッド・リードによって熱抵抗が非常に小さくなる。パッケージの両方の側面上のダイ・パッドに接続されたピンは、一体的なリードを組み込んでいないダイ・パッドよりも大きなダイ・サイズを実現する。細長いリード904hは、ダイ908との接触の抵抗を小さくする複数のボンド・ワイヤ用の空間を設けるという利点をもたらす。パッケージ900は、空間効率的な構造の従来のパッケージと比べて、利用可能なフットプリント面積の利用度を（JW型パッケージ・フィーチャの属性）をさらに改善する。したがって、パッケージ900は3電気ピン・6熱ピン・パッケージを構成する。
【０１５２】
図10は、パッケージ本体1001の内部構成素子を示す、本発明による8リード・パッケージの他の態様の、簡略化された平面図である。パッケージ1000は、非一体的なリード1004a〜1004bが複数のボンド・ワイヤ1005を支持する単一の金属片から形成されていることを除いて、図9のパッケージ900と同様である。したがって、パッケージ1000は、図9のパッケージ900の空間効率と改善された熱管理特性を保持し、かつダイ1006との接触における電気抵抗が小さい。したがって、パッケージ1000は2熱ピン・6電気ピン・パッケージを構成する。
【０１５３】
図11は、パッケージ本体1101の内部構成素子を示す、本発明による8リード・パッケージの他の態様の、簡略化された平面図である。パッケージ1100は、ダイ1108に接触するダイ・パッド1106と一体のリード1104a〜1104dを含んでいる。非一体的なリード1104e〜1104hは、ボンド・ワイヤ1107によってダイ1108に接続されている。さらに、このパッケージは、空間効率的な構造と、より大きなダイ・サイズとを有し、パッケージの一体的なリード1104a〜1104dは望ましい熱管理特性を示す。したがって、パッケージは4熱ピン・5電気ピンを構成する。
【０１５４】
図12Aは、パッケージ本体1201の内部構成素子を示す、本発明による8リード・パッケージの他の態様の、簡略化された平面図である。パッケージ1200は、第1のダイ・パッド1203上に位置する第1のダイ1202と、第2のダイ・パッド1207上に位置する第2のダイ1206を含んでいる。第1のダイ1202は、ボンド・ワイヤ1205によってリード1204a〜1204dに接続され、第2のダイ1206は、ボンド・ワイヤ1209によってリード1204e〜1204hに接続されている。この場合も、空間効率的なパッケージ構造は、密閉された各ダイが、従来の空間非効率的なパッケージ構造によって対処できるよりも広いパッケージの幅を占有することができる。
【０１５５】
図12Bは、パッケージ本体1222の内部構成素子を示す、本発明による8リード・パッケージの他の態様の、簡略化された平面図である。パッケージ1220は、ダイ・パッド1225および1227がそれぞれ一体的なリード1224aおよび1224bを含んでいることを除いて、図7Dのパッケージ740と同様である。一体的なリード1224aおよび1224bはそれぞれ、ダイ1226および1228からの熱放散を改善する利点をもたらす。
【０１５６】
図13Aは、パッケージ本体1302の内部構成素子を示す、本発明による8リード・パッケージの他の態様の、簡略化された平面図である。パッケージ1300は、幅の広い第1のダイ1307を支持する第1のダイ・パッド1306と一体のリード1304a〜1304bを含んでいる。非一体的なリード1304c〜1304dは、ボンド・ワイヤ1310によって第1のダイ1307に接触している。リード1304e〜1304fは、幅の広い第2のダイ1309に接触する第2のダイ・パッド1308と一体である。非一体的なリード1304g〜1304hは、ボンド・ワイヤ1312によって第2のダイ1309に接触している。上記で他のパッケージ態様に関連して説明したように、一体的なリード1304a〜1304bおよび1304e〜1304fはそれぞれ、ダイ1307および1309からの熱エネルギーの放散を助け、一方、パッケージは利用可能なフットプリント面積の利用度を最大にし、細長い幅を有するダイ1307および1309の密閉を可能にする。
【０１５７】
図13Bは、パッケージ本体1322の内部構成素子を示す、本発明による8リード・パッケージの他の態様の、簡略化された平面図である。パッケージ1320は、第1のダイ・パッド1327上に位置する第1の細長いダイ1326と、第2のダイ・パッド1329上に位置する第2の細長いダイ1328を含んでいる。第1のダイ1326は、ボンド・ワイヤ1325によってリード1324b〜1324dに接続され、リード1324aは第1のダイ・パッド1327と一体である。第2のダイ1328は、ボンド・ワイヤ1330によってリード1324f〜1324hに接続され、リード1324fは第2のダイ・パッド1329と一体である。一体的なリード1324aおよび1324eはそれぞれ、ダイ1326および1328からの熱放散を改善する利点をもたらし、一方、細長いダイをパッケージ内に受け入れるのを可能にする。
【０１５８】
本明細書で説明する実施例および態様は例示のためのみのものである。様々な修正および変更が当業者に示唆され、このような修正および変更は、本出願の趣旨および添付の特許請求の範囲内に含まれるものである。
【０１５９】
したがって、上記では本発明を特定のパッケージ・タイプの構造に関連して説明し図示したが、本発明は特定のパッケージ・タイプの構造に限らない。多数の代替態様、変形態様、および修正態様があってよい。上記の素子のうちのある素子またはすべてを分離するかまたは組み合わせることができる。
【０１６０】
たとえば、図14は、本発明の態様による空間効率的な構造を備えてよいいくつかの公知のパッケージ・タイプの簡略化された斜視図である。以下の表6は、図14に示されているこれらのパッケージ・タイプのいくつかを従来のパッケージ構造と比較したものであり、本発明によって例示されたいくつかのパッケージ・タイプを構成することによって空間効率が高くなることを示している。
【０１６１】
（表8）
（JWは、逆ガル・ウィング・リード形状を備えたパッケージを示している）
2004534392.tif 000010
【０１６２】
表8の最初の4列（リード間幅、パッケージ本体長、フットプリント面積、およびダイ長）については、従来のパッケージと本発明の態様によるパッケージは同じである。しかし、パッケージ本体の幅、したがって密閉されたダイの幅を広くするのを可能にすることによって、空間の利用度が高まる。具体的には、本発明の態様による空間効率的なパッケージは、利用可能なフットプリント面積の67%から35%を占有するダイを密閉する。これに対して、同じ種類の従来構成のパッケージは、利用可能なパッケージ・フットプリントの34%から8%しか占有しないダイを密閉していた。
【０１６３】
本発明の態様による空間効率的なパッケージ構造は、表8に示されている特定のパッケージ・タイプに限らない。空間効率的な構造に好適なパッケージ・タイプの非排他的なリストを以下の表9に示す。
【０１６４】
（表9）
2004534392.tif 000011
【０１６５】
上記の例は、空間効率を最適化する様々なパッケージ構成素子の向きおよび配置に注目しているが、本発明の態様による構造および方法はこの手法に限らない。
【０１６６】
たとえば、本発明の極めて小さいパッケージの熱を放散させる能力を向上させるために、従来のリード・フレーム金属合金材料を銅で置き換えることができる。銅のより高い導電率は、熱をパッケージから外部環境に伝えるのを容易にする。
【０１６７】
これらのパッケージの多くは、パッケージ当たりダイ1個で最適化されているが、本発明を用いて、単一の（共通の）ダイ・パッド上に取り付けられた同一サイズのダイ、単一の（共通の）ダイ・パッド上に取り付けられたそれぞれの異なるサイズのダイ、別々のダイ・パッド上に取り付けられた同一サイズのダイ、または別々のダイ・パッド上に取り付けられたそれぞれの異なるサイズのダイを含む複数のダイを単一のパッケージ内に組み込むことができる。
【０１６８】
図15は、パッケージ本体1502の内部構成素子を示す、本発明による6リード・パッケージの態様の、簡略化された平面図である。パッケージ1500は、第1のダイ1507を支持する第1のダイ・パッド1506と一体のリード1504aを含んでいる。非一体的なリード1504bおよび1504dは、ボンド・ワイヤ1511によって第1のダイ1507に接触している。リード1504fは、第2のダイ1509に接触する第2のダイ・パッド1508と一体である。非一体的なリード1504eおよび1504cは、ボンド・ワイヤ1511によって第2のダイ1509に接触している。上記で他のパッケージ態様に関連して説明したように、一体的なリード1304aおよび1304fはそれぞれ、ダイ1507および1509からの熱エネルギーの放散を助け、一方、パッケージは利用可能なフットプリント面積の利用度を最大にし、細長い幅を有するダイ1307および1309の密閉を可能にする。パッケージの鏡対称性のために、特に、パッケージの中心に配置され、利用可能なボンディング角度を大きくし利用可能なワイヤ・ボンド数を最大にするように細長くなっているリード1504bおよび1504eによって、パッケージ構造のボンディング角度が大きくなる。
【０１６９】
図16Aは、パッケージ本体1602の内部構成素子を示す、本発明による8リード・パッケージの非対称マルチチップ態様の、簡略化された平面図である。パッケージ1600は、幅の広い第1のダイ1607を支持する第1のダイ・パッド1606と一体のリード1604a〜1604bを含んでいる。非一体的なリード1604e〜1604fは、ボンド・ワイヤ1612および1613によって第1のダイ1607に接触している。リード1604hは、より小さなダイ1609に接触する第2のダイ・パッド1608と一体である。非一体的なリード1604c〜1604dは、ボンド・ワイヤ1610およびダウン・ボンド1611によって第2のダイ1609に接触している。上記で他のパッケージ態様に関連して説明したように、一体的なリード1304a〜1304bおよび1304hは、ダイ1607（およびある程度ダイ6309）からの熱エネルギーの放散を助け、一方、パッケージは利用可能なフットプリント面積の利用度を最大にし、細長い幅を有するダイ1607および多数の配線を有する1609の密閉を可能にする。
【０１７０】
パッケージ1600の一態様は、ダイ1607とダイ1609との間の電気配線を間接的に、すなわち、チップ間ボンドを必要とせずに支持する、パッケージの能力である。たとえば、ワイヤ・ボンド1614は、ダイ1607にも接続されるリード1604fにダイ1607を接続している。ワイヤ・ボンド1612は、ダイ1609にも接続されるリード1604cにダイ1607を接続している。これによって、ダイ1607とダイ1609との間の2つの配線が、チップ間ボンドの必要なしに実現される。
【０１７１】
パッケージ16Aでは、ダイ1607がダイ1609よりも大きくなり、かつダイ・パッド1606の、ダイ・パッド1608よりも多くの一体的なリード1604a〜1604bによって、ダイ・パッド1606にダイ・パッド1608よりも効率的に熱を導かせるように、パッケージの非対称性が最適化されている。ダイ・パッド1608は、より多くの配線、すなわち全部で5本のリードに対処するようになっており、すなわち、1本のダウン・ボンド（リード1604h）、2本の独立したリード（1604gおよび1604d）、およびダイ1607にも結合できる2本のリード（リード1604cおよび1604g）に対処するようになっている。
【０１７２】
好ましい一態様では、パッケージ1600は、ダイ1609が集積回路であり、ダイ1607がディスクリート・トランジスタ、たとえば鉛直パワーMOSFETである2つのダイを含んでいる。ボンド・ワイヤ1614（ピン1604fに接続）は、ある場合には、ダイ1609からパワーMOSFET1607の入力またはゲートへの制御信号出力であってよい。ボンド1612は、ダイ1607からIC1609上の入力への電流または温度検知信号であってよい。
【０１７３】
図16Bはパッケージ1620を示し、ピン1624gおよびピン1624cが互いに独立しており、チップ間ワイヤ・ボンド1632が含められており、したがって、ダイ1629が全部で7つの配線を有することを除いてパッケージ1600と同様である。
【０１７４】
本発明では、JW型パッケージに含まれるダイは、デジタル集積回路、アナログ集積回路、または混合信号集積回路、ダイオード、ディスクリートMOSFET、バイポーラ・トランジスタなど、またはそれらの組合せを制限なしに含んでよい。各ダイは導電エポキシもしくは絶縁エポキシまたは任意の他の導電ダイ取付け方法もしくは非導電ダイ取付け方法によってダイ・パッドに取り付けることができる。
【０１７５】
図17は、パッケージ本体1702の内部構成素子を示す、本発明によるパッケージの態様の、簡略化された断面図である。パッケージ1700は、ダイ1706を支持するダイ・パッド1703を含むと共に、図示されていないリードが取り付けられている。非一体的なリード1704および図示されていない他のリードは、ボンド・ワイヤ1708によって第1のダイ1607に接触している。上記で他のパッケージ態様に関連して説明したように、ダイ・パッド1703に接続された一体的なリードは、ダイ1706からの熱エネルギーの放散を助け、利用可能なフットプリント面積の利用度を最大にし、比較的大きなダイ1706の密閉を可能にする。
【０１７６】
図17では、ボンド・ワイヤ1707がダイ1706の表面からダイ・パッド1703へのダウン・ボンドとして含められている。はんだ、導電エポキシ、非導電エポキシ、または任意の他の材料で作られた取付け層1705がダイ1706とダイ・パッド1703との間に存在している。層1705が導電性である場合、ダイ1706の基板電位は、ダイ1706の裏面と実質的に同じ電位であると仮定することができる。この場合、ダウン・ボンド1707は、ダイ1706上のパッドとダイの表面を、実質的に同じ電位になるように接続するのを容易にする。他の態様では、ダイ1706の裏面が熱伝導性導電層1705によってダイ・パッド1703から絶縁され、この場合、ダイ・パッド1703の電位はボンド・ワイヤ1707およびボンド・ワイヤ1707が取り付けられたボンド・パッドの電位に実質的に等しくなる。
【０１７７】
図18Aは、パッケージ本体を示さずにサブアセンブリ1800の内部構造を示す、図17に示されているパケットとダイの組合せの可能な一態様の、簡略化された斜視図である。サブアセンブリ1800では、縦型パワーMOSFET1801が導電ダイ取付け材料1806によってリード・フレーム1805bに取り付けられており、ダイ1801の裏面は縦型MOSFETのドレーンになっている。縦型パワーMOSFET1801の表面は、ボンド・ワイヤ1804によってリード1805aに結合された頂面ソース金属1803と、ゲート・パッド1802（ゲートへ接続するワイヤ・ボンドは図示されていない）とを含んでいる。
【０１７８】
ワイヤ・ボンド1804は単一のワイヤ・ボンド以上のものを表すものであり、ソース金属1803の頂面を電圧「A」の等電位に保持するようにワイヤ・ボンドがソース金属1803の表面全体にわたって分散している。一様な電流を用いた場合、（ダイ取付け層1806に隣接する）ダイ1801の裏面も概ね等電位「B」になる。
【０１７９】
実現態様1800では、パワーMOSFETおよびそのパッケージの等価直列抵抗は、図18Bに示されている等価回路によって近似することができ、総オン状態ドレーン抵抗は、MOSFET（シリコン）、ボンディング・ワイヤと、それよりも少ない程度の、リード構成素子、ダイ取付け構成素子、およびダイ・パッド構成素子との和である。点Aおよび点Bの電位は基準として示されており、図18Aに示されている同じ点に対応する。ディスクリート縦型パワーMOSFETにはダウン・ボンドは必要とされない。
【０１８０】
図19Aは、パッケージ本体を示さずにサブアセンブリ1900の内部構造を示す、図17に示されているパケットとダイの組合せの他の可能な態様の、簡略化された斜視図である。サブアセンブリ1900では、横型パワーMOSFET1901またはパワー一体化回路が導電ダイ取付け材料1906によってリード・フレーム1905bに取り付けられており、ダイ1901の裏面は横型MOSFETの本体またはパワーICのグランドになっている。横型パワーMOSFET1901のダイ表面1903は、ボンド・ワイヤ1904によってリード1905aに結合された頂面ソース金属1902と、ボンド・ワイヤ1907によってダイ・パッド1905bにダウン・ボンディングされたドレーン・パッド1808とを含んでいる。
【０１８１】
ワイヤ・ボンド1904は単一のワイヤ・ボンド以上のものを表すものであり、このワイヤ・ボンドは金属1902の表面全体にわたって分散し、この金属バスの頂面を電圧「A」の等電位に保持する。ワイヤ・ボンド1907は単一のワイヤ・ボンド以上のものを表すものであり、このワイヤ・ボンドは金属1908の表面全体にわたって分散し、この金属バスの頂面を電圧「B」の等電位に保持する。ダイ取付け層1906が電気的に絶縁されているかぎり、「C」で示されているダイ1901の基板電位は、ダイ・パッド1905bの電位「D」とは異なる電位にバイアスすることができる。
【０１８２】
一態様では、たとえば、金属1902はソース（またはICの正Vcc）であってよく、金属1908は、ボンド・ワイヤ1907によってダイ・パッド1905bに連結されたドレーンであってよい。このような場合、ダイ・パッド1905bは、非導電ダイ取付け層、たとえばエポキシを介在させることによってダイ1901から絶縁しなければならない。
【０１８３】
実現態様1900では、パワーMOSFETおよびそのパッケージの等価直列抵抗は、図19Bに示されている等価回路によって近似することができ、総オン状態ドレーン抵抗は、MOSFET（シリコン）、2本のボンディング・ワイヤ、およびダイ・パッド構成素子との和である。点Aおよび点Bの電位は基準として示されており、図18Aに示されている同じ点に対応する。ダウン・ボンド1907のために、点Bおよび点Dは、ダウン・ボンド1907の両端間の電圧降下を除いて基本的に同じ電位である。19Bの等価回路はこれらの代表的な抵抗素子を示している。ダウン・ボンド・パッケージ1900の利点は、それがソース端子とドレーン端子の両方に利用できるワイヤ・ボンドの数を最大にしてパッケージの直列抵抗を最小限に抑えることである。
【０１８４】
さらに、6リード・パッケージおよび8リード・パッケージについて空間節約が実証されているが、より高いピン・カウントのパッケージについても可能である。図20Aは、6リードTSOP型パッケージを示している。図20Bは、8リードTSOP型パッケージを示している。図20Cは、12リードTSOP型パッケージを示している。図20Dは、プラスチック・パッケージ本体の長さをTSOP本体の通常の長さよりも長くしなければならない事を除いて、14リードTSOP型パッケージを示している。
【０１８５】
図20Eは、どのリードもダイ・パッドに連結されない12リード・シングル・ダイ・リード・フレームを示す図20Cのパッケージの、簡略化された平面図である（12電気ピン・零熱ピン・パッケージ）。図20Fは、6本のリードがダイ・パッドに連結された12リード・シングル・ダイ・リード・フレームを示す図20Cのパッケージの簡略化された平面図である（7電気ピン・6熱ピン・パッケージ）。図20Gは、3本のリードが各ダイ・パッドに連結された12リード・デュアル・ダイ・リード・フレームを示す図20Cのパッケージの簡略化された平面図である（8電気ピン・デュアル・ダイ3熱ピン・パッケージ）。
【０１８６】
図20Hは、4本のリードが一方のダイ・パッドに連結され、2本のリードが他方のダイ・パッドに連結され（8電気ピン・4熱ピン・ダイ／2熱ピン・パッケージ）、2つのダイが互いに異なるサイズを有する、12リード・デュアル・ダイ・リード・フレームを示す図20Cのパッケージの、簡略化された平面図である。図20Iは、3本のリードが一方のダイ・パッドに連結され、1本のリードのみが他方のダイ・パッドに連結され（10電気ピン・3熱ピン／1熱ピン・パッケージ）、2つのダイが互いに異なるサイズを有する、12リード・デュアル・ダイ・リード・フレームを示す図20Cのパッケージの、簡略化された平面図である。
【０１８７】
図20Jは、4本のリードが一方のダイ・パッドに連結され、1本のリードのみが他方のダイ・パッドに連結され（9電気ピン・4熱ピン／1熱ピン・パッケージ）、2つのダイが互いに異なるサイズを有する、12リード・デュアル・ダイ・リード・フレームを示す図20Cのパッケージの、簡略化された平面図である。
【０１８８】
図20Kは、2本のリードが各ダイ・パッドに連結され（トリプル・ダイ・ダイ・パッド当たり9電気ピン・2熱ピン・パッケージ）、3つのダイが同じサイズを有する、12リード・トリプル・ダイ・リード・フレームを示す図20Cのパッケージの簡略化された平面図である。
【０１８９】
図20Lは、3本のリードが一方のダイ・パッドに連結され、1本のリードのみが他方のダイ・パッドに連結され（10電気ピン・3熱ピン／1熱ピン・パッケージ）、2つのダイが互いに異なるサイズを有する、12リード・デュアル・ダイ・リード・フレームを示す図20Cのパッケージの簡略化された平面図である。
【０１９０】
図20Mは、2本のリードが2つのダイ・パッドの各々に連結され、1本のリードのみが他のダイ・パッドに連結され（10電気ピン・2熱ピン／1熱ピン・パッケージ）、3つのダイが互いに異なるサイズを有する、12リード・トリプル・ダイ・リード・フレームを示す図20Cのパッケージの、簡略化された平面図である。
【０１９１】
図20Nは、2本のリードが一方のダイ・パッドに連結され、1本のリードのみが他方のダイ・パッドに連結され（11電気ピン・2熱ピン／零熱ピン・パッケージ）、3つのダイが互いに異なるサイズを有する、12リード・トリプル・ダイ・リード・フレームを示す図20Cのパッケージの、簡略化された平面図である。
【０１９２】
図20Ｏは、2本のリードが一方のダイ・パッドに連結され、1本のリードのみが他方のダイ・パッドに連結され（8電気ピン・2熱ピン／1熱ピン・パッケージ）、2つのダイが互いに異なるサイズを有する、12リード・デュアル・ダイ・リード・フレームを示す図20Cのパッケージの、簡略化された平面図である。
【０１９３】
図21Aは8リードMSOP型パッケージを示している。図21Bは12リードMSOP型パッケージを示している。
【０１９４】
図22Aは8リードSOP型パッケージを示している。図22Bは12リードSOP型パッケージを示している。
【０１９５】
上記に特定の態様について詳しく説明したが、様々な修正態様、代替構成、および同等物を使用することができる。したがって、上記の説明および図示は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲を制限するとみなすべきではない。
【図面の簡単な説明】
【０１９６】
【図１Ａ】従来の6リード・パッケージの、簡略化された斜視図である。
【図１Ｂ】図1Aの従来の6リード・パッケージの、簡略化された平面図である。
【図１Ｃ】パッケージ本体内のリード・フレームを示す、図1Aの従来の6リード・パッケージの、簡略化された平面図である。
【図１Ｄ】パッケージ本体内のリード・フレーム、ダイ、およびボンド・ワイヤを示す、図1Aの従来の6リード・パッケージの、簡略化された平面図である。
【図１Ｅ】従来の6リード・パッケージの他の構成の、簡略化された平面図である。
【図１Ｆ】図1Aの6リード・パッケージの、簡略化された断面図である。
【図２Ａ】PCボード上に位置する図1Aの従来の6リード・パッケージの、寸法を含む簡略化された断面図である。
【図２Ｂ】図1Aの従来の6リード・パッケージの、寸法を含む簡略化された断面図である。
【図２Ｃ】PCボード上に位置する図1Aの従来の6リード・パッケージの、寸法を含む簡略化された断面図である。
【図３Ａ】従来の6リード・パッケージの他の構成の、簡略化された平面図である。
【図３Ｂ】図3Aに示されている従来の6リード・パッケージの、寸法を含む簡略化された平面図である。
【図３Ｃ】パッケージ本体内のリード・フレーム、ダイ、およびボンド・ワイヤを示す、従来の6リード・パッケージの他の構成の、簡略化された平面図である。
【図３Ｄ】パッケージ本体内のリード・フレーム、ダイ、およびボンド・ワイヤを示す、従来の6リード・パッケージの他の構成の、簡略化された平面図である。
【図３Ｅ】パッケージ本体内のリード・フレーム、ダイ、およびボンド・ワイヤを示す、従来の6リード・パッケージの他の構成の、簡略化された平面図である。
【図４Ａ】従来の8リード・パッケージの、簡略化された斜視図である。
【図４Ｂ】ダイ、リード・フレーム、およびボンド・ワイヤを示す、図4Aの8リードデュアル・ダイ・パッド・パッケージの、簡略化された平面図である。
【図４Ｃ】ダイ、リード・フレーム、およびボンド・ワイヤを示す8リードデュアル・ダイ・パッド・パッケージの他の構成の、簡略化された平面図である。
【図４Ｄ】ダイ、リード・フレーム、およびボンド・ワイヤを示す8リードデュアル・ダイ・パッド・パッケージの他の構成の、簡略化された平面図である。
【図４Ｅ】ダイ、リード・フレーム、およびボンド・ワイヤを示す8リードシングル・ダイ・パッド・パッケージの他の構成の、簡略化された平面図である。
【図４Ｆ】ダイ、リード・フレーム、およびボンド・ワイヤを示す8リードシングル・ダイ・パッド・パッケージの他の構成の、簡略化された平面図である。
【図５Ａ】従来のパッケージと本発明によるパッケージの態様（どちらもPCボード上に取り付けられている）との、寸法を含む断面図である。
【図５Ｂ】本発明によるパッケージの態様の拡大図である。
【図５Ｃ】図5Aに示されているパッケージ内を通る熱エネルギー(熱）の流れの概略図である。
【図６Ａ】本発明の態様による6リード・パッケージの一態様の、簡略化された斜視図である。
【図６Ｂ】図6Aに示されている6リード・パッケージの、簡略化された平面図である。
【図６Ｃ】図6Bに示されている6リード・パッケージの、簡略化された端面図である。
【図６Ｄ】図6Aに示されている6リード・パッケージの、簡略化された側面図である。
【図６Ｅ】本発明による6リード・パッケージの他の態様の、簡略化された断面図である。
【図６Ｆ】本発明による6リード・パッケージの他の態様の、簡略化された端面図である。
【図６Ｇ】本発明による6リード・パッケージの他の態様の、簡略化された平面図である。
【図６Ｈ】ダイ、リード・フレーム、およびボンド・ワイヤを示す、図6Aの6リード・パッケージの、簡略化された平面図である。
【図６Ｉ】本発明による6リード・パッケージの他の態様の、簡略化された平面図である。
【図６Ｊ】本発明による6リード・パッケージの他の態様の、簡略化された平面図である。
【図６Ｋ】本発明による6リード・パッケージの他の態様の、簡略化された平面図である。
【図６Ｌ】本発明による6リード・パッケージの他の態様の、簡略化された平面図である。
【図６Ｍ】本発明による6リード・パッケージの他の態様の、簡略化された平面図である。
【図７Ａ】本発明による8リード・パッケージの態様の、簡略化された斜視図である。
【図７Ｂ】ダイ、リード・フレーム、およびボンド・ワイヤを示す、図7Aのパッケージの、簡略化された平面図である。
【図７Ｃ】2つのダイ、デュアル・ダイ・パッド・リード・フレーム、およびボンド・ワイヤを示す、本発明による8リード・パッケージの他の態様の、簡略化された平面図である。
【図７Ｄ】2つのダイ、デュアル・ダイ・パッド・リード・フレーム、およびボンド・ワイヤを示す、本発明による8リード・パッケージの他の態様の、簡略化された平面図である。
【図７Ｅ】ダイ、リード・フレーム、およびボンド・ワイヤを示す、本発明による8リード・パッケージの他の態様の、簡略化された平面図である。
【図７Ｆ】どのリードもダイ・パッドに接続されていない本発明による8リード・パッケージの態様の、寸法を含む簡略化された断面平面図である。
【図７Ｇ】ダイ・パッドに直接接続されたリードを有する本発明による8リード・パッケージの他の態様の、寸法を含む簡略化された断面平面図である。
【図８Ａ】ダイ、リード・フレーム、およびボンド・ワイヤを示す、本発明による8リード・パッケージの他の態様の、簡略化された平面図である。
【図８Ｂ】ダイ、リード・フレーム、およびボンド・ワイヤを示す、本発明による8リード・パッケージの他の態様の、簡略化された平面図である。
【図８Ｃ】ダイ、リード・フレーム、およびボンド・ワイヤを示す、本発明による8リード・パッケージの他の態様の、簡略化された平面図である。
【図８Ｄ】ダイ、リード・フレーム、およびボンド・ワイヤを示す、本発明による8リード・パッケージの他の態様の、簡略化された平面図である。
【図８Ｅ】ダイ、リード・フレーム、およびボンド・ワイヤを示す、本発明による8リード・パッケージの他の態様の、簡略化された平面図である。
【図８Ｆ】ダイ、リード・フレーム、およびボンド・ワイヤを示す、本発明による8リード・パッケージの他の態様の、簡略化された平面図である。
【図９】ダイ、リード・フレーム、およびボンド・ワイヤを示す、本発明による8リード・パッケージの他の態様の、簡略化された平面図である。
【図１０】ダイ、リード・フレーム、およびボンド・ワイヤを示す、本発明による8リード・パッケージの他の態様の、簡略化された平面図である。
【図１１】ダイ、リード・フレーム、およびボンド・ワイヤを示す、本発明による8リード・パッケージの他の態様の、簡略化された平面図である。
【図１２Ａ】2つのダイ、デュアル・ダイ・パッド・リード・フレーム、およびボンド・ワイヤを示す、本発明による8リード・パッケージの他の態様の、簡略化された平面図である。
【図１２Ｂ】2つのダイ、デュアル・ダイ・パッド・リード・フレーム、およびボンド・ワイヤを示す、本発明による8リード・パッケージの他の態様の、簡略化された平面図である。
【図１３Ａ】2つのダイ、デュアル・ダイ・パッド・リード・フレーム、およびボンド・ワイヤを示す、本発明による8リード・パッケージの他の態様の、簡略化された平面図である。
【図１３Ｂ】2つのダイ、デュアル・ダイ・パッド・リード・フレーム、およびボンド・ワイヤを示す、本発明による8リード・パッケージの他の態様の、簡略化された平面図である。
【図１４】本発明の態様によるいくつかのパッケージ・タイプの、簡略化された斜視図である。
【図１５】本発明による6リード・パッケージの態様の、簡略化された平面図である。
【図１６】図16Aおよび図16Bは、本発明による非対称マルチチップ8リード・パッケージの態様の、簡略化された平面図である。
【図１７】パッケージ本体の内部構成素子を示す、本発明によるパッケージの態様の簡略化された断面図である。
【図１８Ａ】パッケージ本体を示さずに内部構成素子を示す、本発明によるパッケージの他の態様の、簡略化された斜視図である。
【図１８Ｂ】図１８Ａのパッケージによって代表される回路の概略図である。
【図１９Ａ】パッケージ本体を示さずにサブアセンブリ1900の内部構成素子を示す、本発明によるパッケージの他の態様の、簡略化された斜視図である。
【図１９Ｂ】図19Aのパッケージによって代表される回路の概略図である。
【図２０Ａ】本発明の態様による6リードTSOP型パッケージの、簡略化された斜視図である。
【図２０Ｂ】本発明の態様による8リードTSOP型パッケージの簡略化された斜視図である。
【図２０Ｃ】本発明の態様による12リードTSOP型パッケージの、簡略化された斜視図である。
【図２０Ｄ】本発明の態様による14リードTSOP型パッケージの、簡略化された斜視図である。
【図２０Ｅ】図20Cのパッケージ用のリード・フレームの第1の態様の、簡略化された平面図である。
【図２０Ｆ】図20Cのパッケージ用のリード・フレームの第2の態様の、簡略化された平面図である。
【図２０Ｇ】図20Cのパッケージ用のリード・フレームの第3の態様の、簡略化された平面図である。
【図２０Ｈ】図20Cのパッケージ用のリード・フレームの第4の態様の、簡略化された平面図である。
【図２０Ｉ】図20Cのパッケージ用のリード・フレームの第5の態様の、簡略化された平面図である。
【図２０Ｊ】図20Cのパッケージ用のリード・フレームの第6の態様の、簡略化された平面図である。
【図２０Ｋ】図20Cのパッケージ用のリード・フレームの第7の態様の、簡略化された平面図である。
【図２０Ｌ】図20Cのパッケージ用のリード・フレームの第8の態様の、簡略化された平面図である。
【図２０Ｍ】図20Cのパッケージ用のリード・フレームの第9の態様の、簡略化された平面図である。
【図２０Ｎ】図20Cのパッケージ用のリード・フレームの第10の態様の、簡略化された平面図である。
【図２０Ｏ】図20Cのパッケージ用のリード・フレームの第11の態様の、簡略化された平面図である。
【図２１Ａ】本発明の態様による8リードMSOP型パッケージの、簡略化された斜視図である。
【図２１Ｂ】本発明の態様による12リードMSOP型パッケージの、簡略化された斜視図である。
【図２２Ａ】本発明の態様による8リードSOP型パッケージの、簡略化された斜視図である。
【図２２Ｂ】本発明の態様による12リードSOP型パッケージの、簡略化された斜視図である。
【図１Ａ】
2004534392.tif 000012
【図１Ｂ】
2004534392.tif 000013
【図１Ｃ】
2004534392.tif 000014
【図１Ｄ】
2004534392.tif 000015
【図１Ｅ】
2004534392.tif 000016
【図１Ｆ】
2004534392.tif 000017
【図２Ａ】
2004534392.tif 000018
【図２Ｂ】
2004534392.tif 000019
【図２Ｃ】
2004534392.tif 000020
【図３Ａ】
2004534392.tif 000021
【図３Ｂ】
2004534392.tif 000022
【図３Ｃ】
2004534392.tif 000023
【図３Ｄ】
2004534392.tif 000024
【図３Ｅ】
2004534392.tif 000025
【図４Ａ】
2004534392.tif 000026
【図４Ｂ】
2004534392.tif 000027
【図４Ｃ】
2004534392.tif 000028
【図４Ｄ】
2004534392.tif 000029
【図４Ｅ】
2004534392.tif 000030
【図４Ｆ】
2004534392.tif 000031
【図５Ａ】
2004534392.tif 000032
【図５Ｂ】
2004534392.tif 000033
【図５Ｃ】
2004534392.tif 000034
【図６Ａ】
2004534392.tif 000035
【図６Ｂ】
2004534392.tif 000036
【図６Ｃ】
2004534392.tif 000037
【図６Ｄ】
2004534392.tif 000038
【図６Ｅ】
2004534392.tif 000039
【図６Ｆ】
2004534392.tif 000040
【図６Ｇ】
2004534392.tif 000041
【図６Ｈ】
2004534392.tif 000042
【図６Ｉ】
2004534392.tif 000043
【図６Ｊ】
2004534392.tif 000044
【図６Ｋ】
2004534392.tif 000045
【図６Ｌ】
2004534392.tif 000046
【図６Ｍ】
2004534392.tif 000047
【図７Ａ】
2004534392.tif 000048
【図７Ｂ】
2004534392.tif 000049
【図７Ｃ】
2004534392.tif 000050
【図７Ｄ】
2004534392.tif 000051
【図７Ｅ】
2004534392.tif 000052
【図７Ｆ】
2004534392.tif 000053
【図７Ｇ】
2004534392.tif 000054
【図８Ａ】
2004534392.tif 000055
【図８Ｂ】
2004534392.tif 000056
【図８Ｃ】
2004534392.tif 000057
【図８Ｄ】
2004534392.tif 000058
【図８Ｅ】
2004534392.tif 000059
【図８Ｆ】
2004534392.tif 000060
【図９】
2004534392.tif 000061
【図１０】
2004534392.tif 000062
【図１１】
2004534392.tif 000063
【図１２】
2004534392.tif 000064
【図１３】
2004534392.tif 000065
【図１４】
2004534392.tif 000066
【図１５】
2004534392.tif 000067
【図１６】
2004534392.tif 000068
【図１７】
2004534392.tif 000069
【図１８】
2004534392.tif 000070
【図１９】
2004534392.tif 000071
【図２０Ａ】
2004534392.tif 000072
【図２０Ｂ】
2004534392.tif 000073
【図２０Ｃ】
2004534392.tif 000074
【図２０Ｄ】
2004534392.tif 000075
【図２０Ｅ】
2004534392.tif 000076
【図２０Ｆ】
2004534392.tif 000077
【図２０Ｇ】
2004534392.tif 000078
【図２０Ｈ】
2004534392.tif 000079
【図２０Ｉ】
2004534392.tif 000080
【図２０Ｊ】
2004534392.tif 000081
【図２０Ｋ】
2004534392.tif 000082
【図２０Ｌ】
2004534392.tif 000083
【図２０Ｍ】
2004534392.tif 000084
【図２０Ｎ】
2004534392.tif 000085
【図２０Ｏ】
2004534392.tif 000086
【図２１】
2004534392.tif 000087
【図２２】
2004534392.tif 000088
【国際公開パンフレット】
2004534392.tif 000089
2004534392.tif 000090
2004534392.tif 000091
2004534392.tif 000092
2004534392.tif 000093
2004534392.tif 000094
2004534392.tif 000095
2004534392.tif 000096
2004534392.tif 000097
2004534392.tif 000098
2004534392.tif 000099
2004534392.tif 000100
2004534392.tif 000101
2004534392.tif 000102
2004534392.tif 000103
2004534392.tif 000104
2004534392.tif 000105
2004534392.tif 000106
2004534392.tif 000107
2004534392.tif 000108
2004534392.tif 000109
2004534392.tif 000110
2004534392.tif 000111
2004534392.tif 000112
2004534392.tif 000113
2004534392.tif 000114
2004534392.tif 000115
2004534392.tif 000116
2004534392.tif 000117
2004534392.tif 000118
2004534392.tif 000119
2004534392.tif 000120
2004534392.tif 000121
2004534392.tif 000122
2004534392.tif 000123
2004534392.tif 000124
2004534392.tif 000125
2004534392.tif 000126
2004534392.tif 000127
2004534392.tif 000128
2004534392.tif 000129
2004534392.tif 000130
2004534392.tif 000131
2004534392.tif 000132
2004534392.tif 000133
2004534392.tif 000134
2004534392.tif 000135
2004534392.tif 000136
2004534392.tif 000137
2004534392.tif 000138
2004534392.tif 000139
2004534392.tif 000140
2004534392.tif 000141
2004534392.tif 000142
2004534392.tif 000143
2004534392.tif 000144
2004534392.tif 000145
2004534392.tif 000146
2004534392.tif 000147
2004534392.tif 000148
2004534392.tif 000149
2004534392.tif 000150
2004534392.tif 000151
2004534392.tif 000152
2004534392.tif 000153
2004534392.tif 000154
2004534392.tif 000155
2004534392.tif 000156
2004534392.tif 000157
2004534392.tif 000158
2004534392.tif 000159
2004534392.tif 000160
2004534392.tif 000161
2004534392.tif 000162
2004534392.tif 000163
2004534392.tif 000164
2004534392.tif 000165
2004534392.tif 000166
2004534392.tif 000167
2004534392.tif 000168
2004534392.tif 000169
2004534392.tif 000170
2004534392.tif 000171
2004534392.tif 000172
2004534392.tif 000173
2004534392.tif 000174
2004534392.tif 000175
2004534392.tif 000176
2004534392.tif 000177
2004534392.tif 000178
2004534392.tif 000179
2004534392.tif 000180
2004534392.tif 000181
2004534392.tif 000182
2004534392.tif 000183
2004534392.tif 000184
2004534392.tif 000185
2004534392.tif 000186
2004534392.tif 000187
2004534392.tif 000188
2004534392.tif 000189
2004534392.tif 000190
2004534392.tif 000191
2004534392.tif 000192
【国際調査報告】
2004534392.tif 000193
2004534392.tif 000194