JP2577916B2 - 高周波用半導体装置と該装置用リ−ドフレ−ム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、高速で作動させる高周波用半導体装置と該
装置用リードフレームに関する。

［従来の技術］ 近時、情報処理装置の高速化に伴い、該処理装置に用
いられる半導体装置の高周波化が一段と進み、高周波用
の半導体素子を収納した高周波特性に優れた半導体装置
の需要が高まりつつある。

この高周波用半導体装置には、従来、高周波用の半導
体素子を収納するパッケージに、セラミックの絶縁体内
部やその表面に、入出力用の信号線路と平行に、グラン
ドプレーンを構成するメタライズ層等の導体層を備えた
セラミックパッケージを用いたものと、入出力用の信号
線路を備えたセラミック端子取着部材周囲を金属部材が
囲んだり、信号線路をガラス部材を介して金属部材が囲
むメタルパッケージを用いたものとがある。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上述のセラミックパッケージを用いた
装置は、その製造に際して、セラミックの絶縁体の内部
やその表面に、グランドプレーンを構成するメタライズ
層等の導体層を備えるのに多大な手数と時間がかかり、
高価で汎用性がなかった。

また、上述のメタルパッケージを用いた装置も、その
製造に際して、信号線路を備えた端子取着部材周囲等を
囲む金属部材の切削成形作業等に多大な時間と手数がか
かり、高価で汎用性がなかった。

本発明は、かかる問題点を解決するためのもので、そ
の目的は、製造容易で安価な汎用性のある高周波用半導
体装置と該装置用リードフレームを提供することにあ
る。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の高周波用半導体
装置は、樹脂等の絶縁体内部に、高周波用の光導体素子
を固着したダイパッドと、前記半導体素子と電気的に導
通させた内部リード部とを封止した半導体装置におい
て、前記内部リード部の上方またはその下方またはその
上方及びその下方に、前記ダイパッドに、前記内部リー
ド部から離隔させて備えたタイバーを介して、電気的に
導通させたグランドプレーンを配設して、該グランドプ
レーンで前記内部リード部の上方またはその下方または
その上方及びその下方を覆ったことを特徴としている。

また、本発明の高周波用半導体装置用リードフレーム
は、半導体素子を固着するダイパッドと、前記半導体素
子と電気的に導通させる内部リード部とを備えたリード
フレームにおいて、前記ダイパッドに、前記内部リード
部から離隔させて備えたタイバーを介して、一連に備え
たグランドプレーンであって、前記タイバーを折曲させ
ることにより、前記グランドプレーンを、前記内部リー
ド部の上方またはその下方またはその上方及びその下方
に配設して、前記グランドプレーンで内部リード部の上
方またはその下方またはその上方及びその下方を覆うこ
との可能なグランドプレーンを備えたことを特徴として
いる。

［作用］ 本発明の高周波用半導体装置においては、ダイパッド
にタイバーを介して電気的に導通させたグランドプレー
ンであって、内部リード部の上方またはその下方または
その上方及びその下方を覆うグランドプレーンにより、
内部リード部を伝わる電気信号が、内部リード部の外部
に漏れたり、隣合う内部リード部に混入したりするのを
防ぐことができる。

また、ダイパッドと該パッドにタイバーを介して電気
的に導通させたグランドプレーンとの電位を同一電位に
保持できる。そして、ダイパッドに固着した半導体素子
の背面電位とグランドプレーンの電位とを同一グランド
電位に保持できる。そして、内部リード部にノイズが混
入するのをグランドプレーンで効果的に防いだり、内部
リード部の高周波特性をグランドプレーンにより効果的
に向上させたりできる。

また、グランドプレーンをダイパッドに電気的に導通
させるためのタイバーを、内部リード部から離隔させて
備えているため、タイバーに、内部リード部を伝わる電
気信号がノイズとなって混入するのを防ぐことができ
る。そして、そのノイズが、タイバーに一連に備えたグ
ランドプレーンに伝わるのを防ぐことができる。そし
て、そのノイズで、グランドプレーンのシールド特性が
低下したり、そのグランドプレーンに伝わったノイズ
が、タイバーを通して、内部リード部に再びノイズとな
って混入したりするのを防ぐことができる。

本発明の高周波用半導体装置用リードフレームにおい
ては、タイバーをＵ字状等に折曲させて、ダイパッドに
タイバーを介して一連に備えたグランドプレーンを、内
部リード部の上方またはその下方またはその上方及びそ
の下方に配設できる。そして、そのグランドプレーン
で、内部リード部の上方またはその下方またはその上方
及びその下方を覆うことができる。

その際には、グランドプレーンを、タイバーを介し
て、ダイパッドに電気的に導通させて、グランドプレー
ンの電位を、ダイパッドと同じグランド電位に保持でき
る。そして、内部リード部にノイズが混入するのをグラ
ンドプレーンで効果的に防いだり、内部リード部の高周
波特性をグランドプレーンにより効果的に向上させたり
できる。

また、タイバーを内部リード部から離隔させて備えて
いるため、タイバーに、内部リード部を伝わる電気信号
がノイズとなって混入するのを防ぐことができる。そし
て、そのノイズが、タイバーに一連に備えたグランドプ
レーンに伝わるのを防ぐことができる。そして、そのノ
イズで、グランドプレーンのシールド特性が低下した
り、そのグランドプレーンに伝わったノイズが、タイバ
ーを通して、内部リード部に再びノイズとなって混入し
たりするのを防ぐことができる。

［実施例］ 次に、本発明の実施例を図面に従い説明する。第１図
および第２図は本発明の高周波用半導体装置の好適な実
施例を示し、第１図は該装置の一部破断平面図、第２図
は第１図の装置のＡ−Ａ断面図を示す。以下、上記図中
の実施例を説明する。図において、４はその中央に他の
部分に比べて一段窪んだ方形板状のダイパッド６を持
ち、該ダイパッド左右にその外方に向けて複数本のリー
ド５を持ったリードフレームである。このリードフレー
ム４のダイパッド６上面に半導体素子２を固着するとと
もに、該素子の各電極３とリードフレームの各内部リー
ド部5a先端をワイヤ９でそれぞれ接続する。また、上記
半導体素子２を固着したダイパッド６の上方とその下方
に、平板状のグランドプレーン７をそれぞれ配設して、
リードフレームの各内部リード部5aと離隔した各内部リ
ード部5aの上方とその下方を、上記平板状のグランドプ
レーン７でそれぞれ覆う。上記各グランドプレーン７の
一部周縁と、半導体素子２を固着したダイパッド６の一
部周縁とは、Ｕ字状をなす細帯状のタイバー8aであっ
て、内部リード部5aから離隔させて備えたタイバー8aで
一体に連結する。そして、各グランドプレーン７をダイ
パッド６に電気的に導通させる。さらに、上記上下の各
グランドプレーン７とその内側のリードフレーム４との
間の空隙10部分および半導体素子２を含む該素子周囲の
リードフレーム４部分を、樹脂等の絶縁体１で封止す
る。第１図および第２図に示した高周波用半導体装置は
以上の構成からなる。

次に、その作用を説明する。絶縁体１外部に突出した
リードフレームの各リード５に電気信号を流すと、該信
号が各リード５とワイヤ９で接続した半導体素子の各電
極３に伝わり、該信号が樹脂等の絶縁体１内部に収納し
た半導体素子２を作動させる。そしてその際に、絶縁体
１表面に備えた、タイバー8aを介してダイパッド６に電
気的に導通する各グランドプレーン７が、各リード５を
流れる信号が、各リード５外部に漏れたり、隣合う各リ
ード５に混入したりするのを的確に防止する。

また、第３図および第４図は本発明の半導体装置用リ
ードフレームの好適な実施例を示し、第３図は該リード
フレームの平面図、第４図は半導体素子を固着して折曲
した該リードフレームの断面図である。以下、上記図中
のリードフレームを説明する。リードフレーム４に、半
導体素子２を固着する方形板状をしたダイパッド６と離
隔させて、ダイパッド６とタイバー8aで一体に連結した
グランドプレーン７を備える。タイバー8aは、内部リー
ド部5aから離隔させて備える。詳しくは、リードフレー
ムの上下のガイドレール11間に、その中央に半導体素子
２を固着する方形板状のダイパッド６を備えるととも
に、該ダイパッド上下の周縁中央からその外方に向けて
細帯状のタイバー8aを延出させて、各タイバー8a先端
に、該タイバー8aを折曲した際にダイパッド６とその周
囲の各内部リード部5aの上方とその下方を覆う方形板状
のグランドプレーン７をタイバー8aに一体に連結させて
それぞれ備える。また、上記ダイパッド６左右に、ダイ
パッド６外方に向けて複数本のリード５をそれぞれ備え
る。そして、上記ダイパッド６左右の各リード５中途部
間を、上下のガイドレール11にタイバー8bを介して一体
に連なるダムバー12aで相互に連結して、各リード５を
ガイドレール11間に支持させる。また、上記ダムバー12
a端部から、ダイパッド６とグランドプレーン７を一体
に連結するタイバー8a方向に向けて、ダイパッド６上下
を囲むダムバー12bをそれぞれ延出させる。さらに、ガ
イドレール11間にタイバー8bを介してグランドプレーン
７を支持させるとともに、該タイバー8bを除去した際
に、リードフレーム４からダイパッド６がグランドプレ
ーン７と共に脱落しないように、ダムバー12b近くのタ
イバー8aとダムバー12a間を、ダイパッドサポートバー1
4で相互に連結する。第３図および第４図に示したリー
ドフレームは以上の構成からなる。

次に、その使用例を説明する。上述リードフレームに
おいて、ダイパッド６をリード５部分に比べて一段窪ま
せて、その窪ませたダイパッド６上面に半導体素子２を
固着するとともに、該素子の各電極３と各内部リード部
5a先端を金線等のワイヤ９でそれぞれ接続する。次に、
ダイパッド６を直接支持するタイバー8bを切断、除去し
て、第４図に示したように、ダイパッド６とグランドプ
レーン７を一体に連結する各タイバー8aを断面ほぼＵ字
状に互いに逆方向に折曲させ、半導体素子２を固着した
ダイパッド６の上方とその下方にダイパッド６にタイバ
ー8aを介して一体に連結した各グランドプレーン７をそ
れぞれ配設して、リードフレームの内部リード部5aと離
隔した内部リード部5aの上方とその下方を、ダイパッド
６と電気的に導通する上記上下の各グランドプレーン７
を覆う。その後、上記上下の各グランドプレーン７とそ
の内側のリードフレーム４との間の空隙10部分および半
導体素子２を含む該素子周囲のダムバー12a,12bより内
側のリードフレーム４部分を、樹脂等の絶縁体１で封止
する。そして、上記絶縁体１外部に突出したリードフレ
ームの各リード５から、該各リード５を一体に連結する
ダムバー12a,12bやガイドレール11等を除去して、各リ
ード５を独立させ、第１図等に示したような本発明の半
導体装置を製造する。

また、第５図は本発明の半導体装置用リードフレーム
の他の好適な実施例を示し、詳しくは該リードフレーム
の平面図を示す。以下、上記図中の実施例を説明する。
図中において、既述の第３図および第４図に示したリー
ドフレームと同一部材には、同一符号を付して、その説
明を省略する。リードフレーム４の上下のガイドレール
11間の中央に備えた半導体素子２を固着する方形板状の
ダイパッド６の四方周囲に複数本のリード５をダイパッ
ド６外方に向けてそれぞれ備える。また、ダイパッド６
周囲の斜め上下のガイドレール11間に、ダイパッド６と
その四方周囲の複数本の各内部リード部5aの上方とその
下方を覆う方形板状のグランドプレーン７をそれぞれ備
える。そして、上記ダイパッド６の対角線上に位置する
２隅部とダイパッド周囲の斜め上下の各グランドプレー
ン７内側隅部とを、内部リード部5aから離隔させて備え
た細帯状のタイバー8aでそれぞれ一体に連結する。第５
図に示したリードフレームは以上の構成からなる。

次に、その使用例を説明する。上述リードフレームに
おいて、既述の第３図および第４図に示したリードフレ
ームと同様にして、リードフレーム４の一段窪ませたダ
イパッド６に半導体素子２を固着して、該素子の各電極
３とリードフレームの各内部リード部5a先端をワイヤ９
でそれぞれ接続した後、ダイパッド６と各グランドプレ
ーン７を一体に連結する各タイバー8aを断面ほぼＵ字状
に折曲させて、半導体素子２を固着したダイパッド６の
上方とその下方にグランドプレーン７をそれぞれ配設
し、リードフレームの内部リード部5aの上方とその下方
をグランドプレーン７でそれぞれ覆うとともに、上記各
グランドプレーン７とその内側のリードフレーム４との
間の空隙10部分および半導体素子２を含む該素子周囲の
リードフレーム４部分を、樹脂等の絶縁体１で封止する
等して、第１図等に示したような本発明の半導体装置を
製造する。

なお、上述各実施例の半導体装置と該装置用リードフ
レームにおいて、リードフレーム４に、第６図に示した
ような、ダイパッド６周囲のリード５間に、ダイパッド
６周縁からその外方に向けてコプレナー伝送路を構成す
るダイパッド６に電気的に導通する中間リード13をそれ
ぞれ一体に延出させたリードフレーム４を用いて、本発
明の半導体装置のリード５とグランドプレーン７からな
るストリップ伝送路の絶縁度を高めるようにしても良
い。また、その場合、コプレナー伝送路は、各リード５
間にダイパッド６と別体の中間リード13をそれぞれ備え
て、該各中間リード13とダイパッド６をワイヤでそれぞ
れ接続して形成しても良い。

また、リードフレーム４にタイバー8aを介してダイパ
ッド６に一体に連結したグランドプレーンを一つのみ備
えて、該グランドプレーン７で内部リード部5aの上方ま
たはその下方のいずれか一方のみを覆うようにしても良
い。

さらに、本発明の半導体装置に備えたグランドプレー
ン７が、その使用時に、隣合う半導体装置等と電気的に
接触等しないように、グランドプレーン７とその内側の
リードフレーム４との間の空隙10部分を埋める樹脂等の
絶縁体１を、グランドプレーン７外側周囲面に及ばせ
て、絶縁体１内部にグランドプレーン７を封入しても良
い。

また、グランドプレーン７を網状に形成したり、グラ
ンドプレーン７表面に小孔等を散点状に透設して、グラ
ンドプレーン７とその内側のリードフレーム４との間の
空隙10部分等を樹脂等の絶縁体１で封止した場合に、該
樹脂等の絶縁体１がグランドプレーン７に食い込んで容
易に分離しないようにしても良い。

さらに、ダイパッド６を、リード５部分に比べて一段
窪ませずに、平面状のままとして、該ダイパッド６上面
に半導体素子を固着し、本発明の高周波用半導体装置を
形成しても良い。

また、グランドプレーン７とその内側のリードフレー
ム４との間の空隙10部分および半導体素子２を含む該素
子周囲のリードフレーム４部分を封止する樹脂等の絶縁
体１、即ち高周波用の半導体素子２を収納するパッケー
ジに、予めリードフレーム４と一体に樹脂成形した絶縁
基体を形成済みのプリモールド型パッケージを用いても
良い。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明においては、半導体素子
を収納するパッケージを構成する回路パターンや絶縁体
に安価な汎用性のあるリードフレームや樹脂等の絶縁体
を用いて、容易にグランドプレーンを備えた高周波用半
導体装置を形成できるようにした。従って、本発明によ
れば、安価な汎用性のある高周波用半導体装置を提供で
きる。

また、本発明の高周波用半導体装置用リードフレーム
によれば、リードフレームに備えたダイパッドにタイバ
ーを介して一体に連結したグランドプレーンを、タイバ
ーを断面ほぼＵ字状等に折曲させて、半導体素子を固着
したダイパッドの上方またはその下方のいずれか一方ま
たはその両方に配設し、リードフレームの内部リード部
の上方またはその下方のいずれか一方またはその両方を
グランドプレーンで覆うのみで、樹脂等の絶縁体で封止
した高周波特性に優れた半導体装置を容易かつ安価に製
造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の高周波用半導体装置の一部破断平面
図、第２図は第１図の装置のＡ−Ａ断面図、第３図は本
発明の高周波用半導体装置用リードフレームの平面図、
第４図は第３図のリードフレームの使用状態説明図、第
５図はもう一つの本発明の高周波用半導体装置用リード
フレームの平面図、第６図はコプレナー伝送路を持つリ
ードフレームの一部平面図である。 １……絶縁体、２……半導体素子、 ３……電極、４……リードフレーム、 ５……リード、5a……内部リード部、 ６……ダイパッド、７……グランドプレーン、 8a……タイバー。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】樹脂等の絶縁体内部に、高周波用の半導体
   素子を固着したダイパッドと、前記半導体素子と電気的
   に導通させた内部リード部とを封止した半導体装置にお
   いて、前記内部リード部の上方またはその下方またはそ
   の上方及びその下方に、前記ダイパッドに、前記内部リ
   ード部から離隔させて備えたタイバーを介して、電気的
   に導通させたグランドプレーンを配設して、該グランド
   プレーンで前記内部リード部の上方またはその下方また
   はその上方及びその下方を覆ったことを特徴とする高周
   波用半導体装置。
2. 【請求項２】半導体素子を固着するダイパッドと、前記
   半導体素子と電気的に導通させる内部リード部とを備え
   たリードフレームにおいて、前記ダイパッドに、前記内
   部リード部から離隔させて備えたタイバーを介して、一
   連に備えたグランドプレーンであって、前記タイバーを
   折曲させることにより、前記グランドプレーンを、前記
   内部リード部の上方またはその下方またはその上方及び
   その下方に配設して、前記グランドプレーンで内部リー
   ド部の上方またはその下方またはその上方及びその下方
   を覆うことの可能なグランドプレーンを備えたことを特
   徴とする高周波用半導体装置用リードフレーム。