(57)【要約】【課題】インナーリードの加工限界の制約の下で、電流が多く流れる電源供給用のパッド１３等と、対応する１本のインナーリードとの間を複数本の金属細線でワイヤーボンドして電流容量を確保する。【解決手段】リードフレーム本体から延びた４本の吊りリード１０によって、１つのアイランド１１の４つの角部が支持されており、このアイランド１１に向けて複数本のインナーリード１２ａ、１２ｂが延在している。複数本のインナーリード１２ａ、１２ｂの中でインナーリード１２ａを両隣のインナーリード１２ｂよりアイランド１１に近い位置まで延在させ、且つ其の先端部の面積をインナーリード１２ｂの先端部の面積より大きく形成する。アイランド１１に固着された半導体チップ１４上の電流が多く流れる電源供給用のパッド１３等と対応するインナーリード１２ａの先端部とを複数の金属細線でワイヤーボンドする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吊りリードに支持され、その主面上に半導体チップが固着されるアイランドと、前記アイランドに向けて延在した複数のインナーリードと、を備え、
前記複数のインナーリードの中の一部のインナーリードが前記アイランドに近い位置まで延在され且つ該インナーリードの先端部の面積が延在されていない前記インナーリードの先端部の面積に比べて大きいことを特徴とするリードフレーム。
【請求項２】
前記アイランドに近い位置まで延在されるインナーリードの両隣は延在されていないインナーリードであることを特徴とする請求項１に記載のリードフレーム。
【請求項３】
前記アイランドに近い位置まで延在される前記インナーリードが任意の隣り合う２本の前記インナーリードである場合を含むことを特徴とする請求項１に記載のリードフレーム。
【請求項４】
前記隣り合う２本の前記インナーリードのそれぞれの先端部が互いに反対側に延在することを特徴とする請求項３に記載のリードフレーム。
【請求項５】
前記アイランドに近い位置まで延在される前記インナーリードの先端部が階段状であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のリードフレーム。
【請求項６】
前記複数のインナーリードの先端部が１本おきに前記アイランドに近い位置まで延在されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のリードフレーム。
【請求項７】
吊りリードに支持されたアイランドと、
前記アイランドの主面上に固着され、複数のパッドを有する半導体チップと、
前記アイランドに向けて延在した複数のインナーリードと、
前記パッドと対応する前記インナーリードとを接続する金属細線と、
前記半導体チップを封止する樹脂パッケージと、を備え、前記複数のインナーリードの中の一部のインナーリードが前記アイランドに近い位置まで延在され且つ該インナーリードの先端部の面積が延在されていない前記インナーリードの先端部の面積に比べて大きく、該先端部に複数本の前記金属細線がワイヤーボンドされていることを特徴とする樹脂封止半導体装置。
【請求項８】
前記アイランドに近い位置まで延在されるインナーリードの両隣は延在されていないインナーリードであることを特徴とする請求項７に記載の樹脂封止半導体装置。
【請求項９】
前記アイランドに近い位置まで延在される前記インナーリードが任意の隣り合う２本の前記インナーリードである場合を含むことを特徴とする請求項７に記載の樹脂封止半導体装置。
【請求項１０】
前記アイランドに近い位置まで延在される前記インナーリードの先端部が階段状であることを特徴とする請求項７乃至請求項９のいずれかに記載の樹脂封止半導体装置。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リードフレーム及びそれを用いた樹脂封止半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体チップに内蔵される集積回路の大規模化と高集積化に伴い、半導体チップ上に設けられる入出力端子であるパッドの数が増加している。これに伴って、半導体チップを樹脂パッケージで封止した樹脂封止半導体装置において、リード端子数も増加している。そのため、樹脂パッケージの４方向からリード端子を取り出したＱＦＰ（Quad Flat Package）が使用されている。
【０００３】
図５（Ａ）は、複数本のリード端子を有するＱＦＰの構造を示す平面図であり、リードフレームのアイランド５１周辺を図示したものである。リードフレーム本体から延びた４本の吊りリード５０によって、１つのアイランド５１が支持されており、このアイランド５１に向けて複数本のインナーリード５２が延在している。
【０００４】
アイランド５１の主面上に複数のパッド５３を有する半導体チップ５４が固着されている。複数のパッド５３は、半導体チップ５４の周端に沿って配置されている。パッド５３と対応するインナーリード５２とは、金属細線５５によってワイヤーボンドされている。半導体チップの５４の高集積化の流れの中で、パッド数の増加と共に該パッドが縮小化されるため、ボンディングワイヤである金属細線５５はより細くなる。その結果、１本の金属細線５５を流せる電流が小さくなる。
【０００５】
この場合、電流が多く流れる電源ライン等に接続されるパッド５３には、電流容量を確保するため複数本の金属細線５５がワイヤーボンドされる。一方で対応するインナーリード５２にも複数本の金属細線５５がワイヤーボンドされる。１例として、同図（Ａ）で１つのパッド５３と１本のインナーリード５２とが、２本の金属細線５５でワイヤーボンドされた場合を図５（Ｂ）に示す。同図はパッド５３、インナーリード５２の部分の拡大図である。
【０００６】
しかし、更にインナーリード５２間の狭ピッチ化を進めていけば、インナーリード５２の先端部の表面のワイヤーボンドされるべき部分の幅が狭くなる。その結果、インナーリード５２の先端部には、複数本のワイヤーのみならず１本のワイヤーもボンディングできなくなる。その程度まで、狭ピッチ化されたインナーリードの先端部のワイヤーボンドされる領域の面積を拡大する発明が、以下の特許文献１、２に開示されている。複数のインナーリードの先端部を千鳥形状等にアイランドに接近させる内容が特許文献３に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０６−２７５７５４号公報
【特許文献２】特開平１１−２６０９８８号公報
【特許文献３】特開平２０１０−７４０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した半導体チップ５４の高集積化は、半導体チップ５４を構成するデバイス素子等の微細加工技術の進展による小型化に加え、その数が増加するパッド５３それぞれのの面積の縮小化により達成される。また、該半導体チップ５４を封止した樹脂封止半導体装置のリード端子数の増加は、各インナーリード５２間の間隔を物理的加工限界に近づける狭ピッチ化により達成される。この場合、各インナーリード５２は出来るだけアイランド５１に接近した位置まで延在させることにより、樹脂封止半導体装置の小型化がはかれる。
【０００９】
しかし、リードフレームの板厚寸法やそれに用いる金属材料（Ａｕ、Ｃｕ等）により、インナーリード５２の加工限界があり、隣接するインナーリード５２間の間隔Ａと、インナーリード５２の幅Ｂとの縮小化には制約があった。（図４を参照）つまり、全てのインナーリード５２の先端部を延ばしてアイランド５１に近づけていくと、インナーリード５２の間隔Ａ、幅Ｂは狭くなっていくが、加工限界に達するとそれ以上はアイランド５１に近づけられなくなる。
【００１０】
従って、狭ピッチ化を進めるとしても、インナーリード５２の先端部の幅Ｂは、加工限界内であって該インナーリード５２の先端部に少なくとも１本の金属細線５５がワイヤーボンド可能となる幅に留めなければならない。この場合、電流容量を確保するため複数の金属細線５５を１本のインナーリード５２にどのようにしてワイヤーボンドするかが課題となる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のリードフレームは、吊りリードに支持され、その主面上に半導体チップが固着されるアイランドと、前記アイランドに向けて延在した複数のインナーリードと、を備え、前記複数のインナーリードの中の一部のインナーリードが前記アイランドに近い位置まで延在され且つ該インナーリードの先端部の面積が延在されていない前記インナーリードの先端部の面積に比べて大きいことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のリードフレームは、前記アイランドに近い位置まで延在されるインナーリードの両隣は延在されていないインナーリードであることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のリードフレームは、前記アイランドに近い位置まで延在される前記インナーリードが任意の隣り合う２本の前記インナーリードである場合を含むことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明のリードフレームは、前記隣り合う２本の前記インナーリードのそれぞれの先端部が互いに反対側に延在することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明のリードフレームは、前記アイランドに近い位置まで延在される前記インナーリードの先端部が階段状であることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明のリードフレームは、前記複数のインナーリードの先端部が１本おきに前記アイランドに近い位置まで延在されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の樹脂封止半導体装置は、吊りリードに支持されたアイランドと、前記アイランドの主面上に固着され、複数のパッドを有する半導体チップと、前記アイランドに向けて延在した複数のインナーリードと、前記パッドと対応する前記インナーリードとを接続する金属細線と、前記半導体チップを封止する樹脂パッケージと、を備え、前記複数のインナーリードの中の一部のインナーリードが前記アイランドに近い位置まで延在され且つ該インナーリードの先端部の面積が延在されていない前記インナーリードの先端部の面積に比べて大きく、該先端部に複数本の前記金属細線がワイヤーボンドされていることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の樹脂封止半導体装置は、前記アイランドに近い位置まで延在されるインナーリードの両隣は延在されていないインナーリードであることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の樹脂封止半導体装置は、前記アイランドに近い位置まで延在される前記インナーリードが任意の隣り合う２本の前記インナーリードである場合を含むことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の樹脂封止半導体装置は、前記アイランドに近い位置まで延在される前記インナーリードの先端部が階段状であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のリードフレーム及び樹脂封止半導体装置によれば、複数のインナーリードの中の一部のインナーリードをアイランドに近接させ、且つその先端部の面積を大きくすることにより、半導体チップの１つのパッドと該インナーリードの先端部間を複数の金属細線でワイヤーボンドし、電流容量を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態によるリードフレーム及び樹脂封止半導体装置のアイランド周辺の構造を示す平面図である。
【図２】本発明の別の実施形態によるリードフレーム及び樹脂封止半導体装置のアイランド周辺の構造を示す平面図である。
【図３】本発明の実施形態によるリードフレーム及び樹脂封止半導体装置のインナーリード、アウターリードの支持構造を示す平面図である。
【図４】本発明の実施形態による樹脂封止半導体装置の部分断面図である。
【図５】従来例のリードフレームのアイランド周辺の構造を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の実施形態によるリードフレーム及び樹脂封止半導体装置について、図１〜図４を参照して以下に説明する。図１、図２のＱＦＰのアイランド周辺の構造に示すように、リードフレーム本体から延びた４本の吊りリード１０によって、１つのアイランド１１の４つの角部が支持されており、このアイランド１１に向けて複数本のインナーリード１２ａ、１２ｂが延在している。
【００２４】
図１の例では、インナーリードの加工限界の制約の下、複数本のインナーリードの中の一部のインナーリード１２ａ、１２ａ１の先端部が、両隣のインナーリード１２ｂの先端部よりアイランド１１に近くなるように延長されている。更に、インナーリード１２ａ、１２ａ１の先端部の面積は、インナーリード１２ｂの先端部の面積より大きく形成される。
【００２５】
インナーリード１２ａ、１２ａ１を両隣のインナーリード１２ｂよりアイランド１１に近づけることにより、インナーリード１２ａ、１２ａ１の先端部の両隣に大きな空間が確保できるからである。図１にはインナーリード１２ａ、１２ａ１はあわせて７本示されるが、その本数は必要に応じ増減される。
【００２６】
通常、インナーリード１２ａの先端部の広い面積は、先端部から左右に広がる矩形状に形成される。しかし、狭ピッチ化が更に進んだとき、インナーリード１２ａの先端部の面積を余裕を持って確保できない場合が考えられる。特に２本のインナーリード１２ａが隣接する場合、問題となる。
【００２７】
この場合、先端部の広い面積同士が接触しないように、図１の破線内のインナーリード１２ａ１に示すように、先端部の形状を隣接するインナーリード１２ａと反対側の片側だけに広がる、ひしゃく形状に形成するのが有効である。また、先端部の形状は矩形状に限られず、必要に応じ、丸、楕円その他の形状にすることができる。
【００２８】
図３（Ａ）に図１の破線で囲んだ領域の拡大図を示す。同図によれば、インナーリード１２ｂの先端部には１本の金属細線１５がワイヤーボンドされている。一方で、大きな面積のインナーリード１２ａ、１２ａ１の先端部には２本の金属細線１５がワイヤーボンドされる。金属細線１５の本数は必要に応じ増加される。
【００２９】
もちろん、図１に示すインナーリード１２ｂに関しても、インナーリード１２ａの両隣のインナーリード１２ｂを除いて、１本おきにアイランド１１に近くなるように延在させても良い。金属細線１５の使用量を減らすことができるし、樹脂封止半導体装置全体の小型化に寄与するからである。
【００３０】
この場合、延長されたインナーリード１２ｂをインナーリード１２ｃと表示すると、インナーリード１２ｃは、図３（Ｂ）に示されるように、両隣のインナーリード１２ｂよりアイランド１１に近接した構成になる。
【００３１】
また、図１に示すように、複数個のパッド１３を有する半導体チップ１４が、アイランド１１の主面上にＡｇペースト等の導電性ペーストを介して固着されている。複数個のパッド１３は、半導体チップ１４の周端に沿って配置されている。流れる電流が多いパッド１３と対応するインナーリード１２ａ、１２ａ１、及び流れる電流の少ないパッド１３と対応するインナーリード１２ｂとは、それぞれ金属細線１５によってワイヤーボンドされる。
【００３２】
この場合、インナーリードの加工限界により定まる図５（Ａ）に示す間隔Ａ、幅Ｂの制約の下で、インナーリード１２ｂの先端部の面積より拡張された、広い面積を有するインナーリード１２ａ、１２ａ１それぞれの先端部に対して、電流容量を確保するため複数本の金属細線１５のワイヤーボンドが可能になる。
【００３３】
延長前のインナーリード１２ａ、１２ｂの先端部位置がインナーリード１２ａ、１２ｂの間隔Ａによって決まっている場合には、インナーリード１２ａを延長しても問題はなく、延長した領域でインナーリード１２ａの先端の幅Ｂを広く形成できる。また、延長前のインナーリード１２ａ、１２ｂの先端部位置がインナーリード１２ａ、１２ｂの幅Ｂによって決まっている場合には、インナーリード１２ａの幅Ｂを最小限界以上に維持しながら先端部を延長し、延長した領域でインナーリード１２ａの先端の幅Ｂを広く形成できる。
【００３４】
一方、図２の例では、加工限界より余裕のある寸法でインナーリード１２ｂの加工がされているが、その幅が複数本の金属細線１５をワイヤーボンドするには狭すぎる場合の例を示している。この場合も、図１の例と同様に、複数本の金属細線１５をワイヤーボンドする必要があるインナーリード１２ａを、両隣のインナーリード１２ｂよりアイランドに接近させて広い面積で形成することができる。
【００３５】
図１の例と異なるのは、インナーリード１２ｂが加工限界に対して余裕のある寸法で加工されているため、図２の破線内に示されるように、必要に応じて隣り合うインナーリード１２ａ同士を並列にアイランドに接近させることができることである。この場合、両インナーリード１２ａの先端部は、それぞれ反対側に広がるひしゃく形状に形成することにより、両インナーリード１２ａの先端同士が接触するのを回避することができる。
【００３６】
不図示ではあるが、隣接する３本のインナーリード１２ａを並列にアイランドに接近させることもできる。この場合は、左右のインナーリード１２ａの先端部は、前述の２本のインナーリード１２ａを並列にアイランドに接近させる場合と同様に、それぞれ反対側に広がるひしゃく形状に形成する。間に挟まれたインナーリード１２ａの先端部は、左右のインナーリード１２ａの先端よりアイランドに接近させ面積を確保する。  
【００３７】
本実施形態によれば、金属細線１５の長さを短縮することができるので金属材料の使用量の低減にも寄与する。また、金属細線１５の長さが短縮されれば、それが有するインピーダンスやインダクタンスも低減され、ノイズの影響の低減、信号遅延の低減などを図ることができ、その結果半導体チップ１４の動作特性にも良い影響を与えることが期待できる。
【００３８】
特に、上述のように、電流が多く流れる電源供給用のパッド１３等に対応する、金属細線１５が複数本ワイヤーボンドされるインナーリード１２ａの先端部を、アイランドにより近い位置まで延長することで金属細線１５を短くすることができる。その結果、金属細線１５に伴う電源ノイズの影響を低減し、電源電圧降下を小さくするなどの効果を期待することができる。
【００３９】
図１においては省略されているが、インナーリード、アウターリードの支持構造について図３（Ａ）を参照して説明する。上述したように、図３（Ａ）は図１の破線で囲んだ部分の詳細構造を示したものであるが、図１のリードフレーム全体が同様の構造を有している。
【００４０】
図３（Ａ）示すように、インナーリード１２ａ、１２ａ１、１２ｂは、外側の対応するアウターリード１６に連結されており、各アウターリード１６の端がリードフレーム本体の支持部１７に連結されることで支持される。また、通常、インナーリード１２ａ、１２ａ１、１２ｂは、その間に連結されたタイバー１８によっても支持されている。この場合、タイバー１８は、インナーリード１２ａ、１２ａ１、１２ｂとアウターリード１６の境界部に形成される。
【００４１】
リードフレームにおいて、金属細線１５がワイヤーボンディング工程により形成された後に、トランスファモールド工程において、絶縁性樹脂からなる樹脂パッケージ１９により半導体チップ１４が封止される。樹脂パッケージ１９は、タイバー１８より内側の領域に形成される。樹脂パッケージ１９の形成後、タイバー１８は刃物により切断され、さらにアウターリード１６も支持部１７から切り離される。そして、切り離されたアウターリード１６は所定の形状に折り曲げられ、樹脂封止半導体装置が完成する。
【００４２】
図４は、樹脂封止半導体装置の断面図であり、図４（Ａ）は延長されたインナーリード１２ａを含む断面図、図４（ｂ）は延長されていないインナーリード１２ｂを含む断面図である。図示のように、延長されたインナーリード１２ａは延長されていないインナーリード１２ｂに比べて、アイランド１１の主面上の半導体チップ１４により近接している。
【００４３】
そして、延長されたインナーリード１２ａとパッド１３を結ぶ金属細線１５は、延長されていないインナーリード１２ｂとパッドを結ぶ金属細線１５に比べて短縮される。また、延長されていないインナーリード１２ｂとパッド１３を結ぶ金属細線１５（図４（Ｂ））は、延長されたインナーリード１２ａとパッド１３を結ぶ金属細線１５（図４（Ａ））に比べて、高い空中配線の軌道を描いており両者の軌道が異なっていることから、インナーリード１２ａを延長しても、隣接したインナーリード１２ａ、１２ｂの間で金属細線１５同士でショートが生じるおそれはない。
【００４４】
なお、図４（Ｃ）に示すように、延長され広い面積を有するインナーリード１２ａの先端部に階段状に段差２０を設けてもよい。この場合、半導体チップ１４の電流が多く流れる電源供給用のパッド１３等にワイヤーボンドされた複数の金属細線１５の一部を、インナーリード１２ａの先端部の段差２０の上段領域２１ｂと下段領域２１ａに振り分けてワイヤーボンドできる。  
【００４５】
この際、上段領域２１ｂと下段領域２１ａに向かう空中配線同士は軌道を異にしており、金属細線１５同士で干渉が生じるおそれはない。従って、同一インナーリード１２ａに対するワイヤーボンド数を増やすことができ、多数の金属細線１５でパッド１３とインナーリード１２ａ間を接続することができる。
【００４６】
尚、上記実施形態はＱＦＰを例として説明したが、本発明はこれに限られず、他のタイプ、例えば、ＱＩＰ（Quad In-line Package）、ＳＩＰ（Single In-line Package）等にも適用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１０  吊りリード      １１  アイランド      
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ  インナーリード    １３  パッド      １４  半導体チップ      １５  金属細線    １６  アウターリード      １７  支持部      １８  タイバー
１９  樹脂パッケージ    ２０  段差    ２１ａ  下段領域    ２１ｂ  上段領域
５０  吊りリード    ５１  アイランド    ５２  インナーリード    ５３  パッド
５４  半導体チップ    ５５  金属細線      
【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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