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JPH04258156A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

Info

Publication number
JPH04258156A
JPH04258156A JP3020057A JP2005791A JPH04258156A JP H04258156 A JPH04258156 A JP H04258156A JP 3020057 A JP3020057 A JP 3020057A JP 2005791 A JP2005791 A JP 2005791A JP H04258156 A JPH04258156 A JP H04258156A
Authority
JP
Japan
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die pad
resin
semiconductor element
pad
semiconductor device
Prior art date
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Pending
Application number
JP3020057A
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English (en)
Inventor
Susumu Omi
晋 近江
Kazuya Fujita
和弥 藤田
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Priority to US07/828,670 priority patent/US5182630A/en
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特に面実装方式に適し
た樹脂封止型の半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５に、この種の半導体装置に用いられ
る従来の典型的なリードフレームのダイパッドを示す。
【０００３】図５において、ダイパッド５０に載置され
る半導体素子は、その外形がダイパッド５０と同一であ
るか、又は点線Ｂで示すように一回り小さいものとなっ
ている。図６（ａ）　に、このようなダイパッド５０に
半導体素子を載置し、樹脂封止して形成した半導体装置
の一例を示す。図６（ａ）　において、半導体素子５１
はダイパッド５０に載置され、封止樹脂５２により封止
されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の半導体装置では、図６（ａ）　のように実装工程
前の保管時に樹脂５２が吸収した水分は、図６（ｂ）　
に示すように、接着力が弱く剥離し易いダイパッド５０
と封止樹脂５２との界面に凝集する傾向がある。凝集し
た水分Ｄは、半田実装によって半導体装置が高温となっ
たとき、図６（ｃ）　に示すように水蒸気Ｅとなって膨
張する。そして、そのとき生じる応力によって、図６（
ｄ）　に示すようにパッケージクラックＦが発生する。
【０００５】ところで、図５に示したダイパッドを用い
て半導体装置を形成した場合、ダイパッドの下に凝集し
た水分の気化膨張により生じる曲げ応力は、長方形板を
周辺固定した場合の等分布荷重モデルとして解くと、ダ
イパッド長辺の中央で最大となり、その値は次式により
表される。
【０００６】
【数１】最大曲げ応力＝Ｋ（ａ／ｔ）２　Ｐただし、Ｐ
：水蒸気圧力（Ｋｇ／ｍｍ２　）ａ：ダイパッド短辺の
長さ（ｍｍ） Ｋ：アスペクト比（ｂ／ａ）により与えられる係数（ｂ
／ａの増加につれてＫも増加する） ｂ：ダイパッド長辺の長さ（ｍｍ） ｔ：ダイパッド下の樹脂厚（ｍｍ） この式より明らかなように、ダイパッドの長辺中央に働
く応力は、ダイパッドのサイズが大きいほど、大きくな
る。
【０００７】従って、パッケージクラックは、半導体素
子が大型化し、逆にパッケージが小型化するほど発生し
易くなり、特にスモール・アウトライン・パッケージあ
るいはクワッド・フラット・パッケージなどの面実装型
の樹脂封止型半導体装置で、その早急な対策が強く望ま
れている。
【０００８】このため、クラックの発生を防止する方法
として、載置する半導体素子より小さいダイパッドを用
いる方法（特開昭６３−２０４７５３）が提案されてい
る。しかし、ダイパッドの面積を小さくすると、半導体
素子とダイパッドとの接触面積が小さくなるので、組立
時に半導体素子が剥がれたり、あるいは割れるといった
問題が生じ易くなる。更に、熱抵抗の増加による放熱特
性の劣化が問題となる。また、Ｘ字型のダイパッドを用
いてクラックを防止する方法（特開平２−７４０６５）
が提案されているが、半導体素子の大型化とパッケージ
の小型化が進行している現在、一層効果的なクラック防
止策が必要となってきている本発明は上述した従来の問
題に鑑みなされたものであり、パッケージクラックが発
生する可能性を低減し得る半導体装置を提供することを
課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
半導体素子と、半導体素子が載置されており少なくとも
一対の対辺の中央部が半導体素子の載置面の外形よりも
内側に入り込んだ形状を有するダイパッドを含むリード
フレームと、ダイパッドの半導体素子と反対側の面及び
半導体素子の載置面の露出した部分に被着された樹脂膜
と、半導体素子、ダイパッド及び樹脂膜を封止した樹脂
から構成されたパッケ−ジ本体とを備えており、樹脂膜
は、半導体素子、ダイパッド及びパッケ−ジ本体を構成
する樹脂に対して高接着性を有する樹脂から構成されて
いることを特徴とする。
【００１０】
【作用】本発明の半導体装置においては、ダイパッドは
、少なくとも一対の対辺の中央部が半導体素子の載置面
の外形よりも内側に入り込んだ形状を有する。このため
、前述の如く剥離が最も発生し易いとされているダイパ
ッドの中央部で剥離が発生したとしても、かかる対辺が
内側に入り込んだ度合いに応じて剥離幅を狭くすること
ができる。即ち、半田実装時の高温によって剥離部に凝
集した水分が気化膨張しても発生する応力が小さくなる
。ここで、ダイパッドの半導体素子と反対側の面及び半
導体素子の載置面の露出した部分には、半導体素子、ダ
イパッド及びパッケ−ジ本体を構成する樹脂に対して高
接着性を有する樹脂から構成された樹脂膜が被着されて
いるので、従来例の如く封止用の樹脂を直接ダイパッド
等に接着する場合と比較して、ダイパッドの単位面積当
りの接着力は高められる。従って、上述の構成によりダ
イパッドの中央部の接着面積が小さくされたにも拘らず
、かかる中央部における接着力を向上させることができ
、この部分及びその周辺部分における剥離自体の発生可
能性を低めることができ、実装工程前の保管時などにパ
ッケ−ジに吸湿された水分が界面に凝集することを阻止
し得る。また、二つの界面の存在により水分の界面への
凝集の分散も図られるので、従来例の如く一つの界面に
凝集が起こる場合と比較して、剥離の発生可能性をより
低めることができる。従って、また剥離するに至った場
合でも、実装時の高温下で気化膨脹する際の応力を非常
に小さくし得、更に二つの界面の存在により、発生する
応力の分散が図られ、クラック発生の可能性をより低減
し得る。かくして、ダイパッド等との接着部分付近にお
いて、パッケ−ジ本体に極めてクラックが発生し難い状
態を実現することができる。
【００１１】次に示す本発明の実施例から、本発明のこ
のような作用がより明らかにされ、更に本発明の他の作
用が明らかにされよう。
【００１２】
【実施例】次に本発明の実施例について説明する。
【００１３】図２に本発明による半導体装置に用いるリ
ードフレームのダイパッドを示す。図２において、この
ダイパッド１は、その中央部を両側から半円形に切り欠
いた形状となっている。点線Ｂはこのダイパッド１の表
面に載置する半導体素子の形状を示している。ダイパッ
ド１は、このように内側に入り込んだ形状を有し、その
幅が中央部で狭くなっているので、ダイパッド１の表面
に面した半導体素子の載置面は、その狭くなった部分に
おいてダイパッドの裏面の脇から露出することになる。
【００１４】図１にこのダイパッドに半導体素子を載置
し、樹脂で封止して形成した面実装型の半導体装置を示
す。尚、図１は、図２のＡ−Ａ断面図である。
【００１５】図１において、ダイパッド１の表面に半導
体素子２が載置されており、ダイパッド１の裏面と、半
導体素子２の載置面でダイパッド１から露出した部分と
には、高接着性樹脂から構成された樹脂膜３が被着され
ている。そして、これらはパッケ−ジ本体を構成すべく
封止樹脂４により封止され、半導体装置が形成されてい
る。
【００１６】ここで、樹脂膜３を構成する高接着性樹脂
は、ダイパッド１、封止樹脂４、及び半導体素子２の三
者に対して高い接着性を有する樹脂である。より具体的
には、かかる高接着性樹脂としては、封止樹脂４よりも
半導体素子２及びダイパッド１との接着性が高く、且つ
半導体素子２及びダイパッド１よりも封止樹脂４との接
着性が高い樹脂が、これらの各構成要素の材質に応じて
選択されるのが好ましい。
【００１７】ところで、既に述べたようにクラック発生
の原因は、ダイパッドと封止樹脂との剥離部に凝集した
水分が熱によって気化膨張し、応力が発生することにあ
る。従って、剥離部の面積が小さいほど、応力は小さく
なってクラックは発生し難くなり、また、ダイパッドと
封止樹脂との剥離自体が生じないようにすることがクラ
ック防止に有効である。
【００１８】この実施例の半導体装置では、最大応力が
働く中央部で幅が狭くなったダイパッドを用いている。 そのためダイパッド１の中央部では、図３に示すように
ダイパッド１の裏面で樹脂４との剥離Ｃが生じてもその
幅は狭く、さらに剥離が進行したとしても、図４に示す
ように半導体素子２の端部止まりである。従って、この
実施例の半導体装置ではダイパッド１の中央部で剥離が
発生しても、その幅は従来の場合（図６（ｃ）　）より
狭く、その結果、発生する応力が小さく、クラックは発
生し難い。
【００１９】ここで、本実施例の半導体装置では、ダイ
パッドの１の裏面と、半導体素子２の載置面でダイパッ
ド１から露出した部分とには、樹脂膜３が被着されてお
り、この樹脂膜３はダイパッド１、封止樹脂４及び半導
体素子２の三者に対して高い接着性を有している。従っ
て、ダイパッド１の中央部は上述の如く狭く構成されて
いるにも拘らず、この部分での単位面積当りの接着力が
十分高められているので、かかる中央部を含むダイパッ
ド１と封止樹脂４との剥離及び、半導体素子２と封止樹
脂４との剥離は、いずれも生じ難く、その結果、クラッ
ク発生の可能性を低減することができる。
【００２０】表１及び表２に、本実施例、従来例及び参
考例について、クラックの発生率を実験的に調べた結果
を示す。
【００２１】表１は、図５のダイパッドを用いた図６の
如き従来例の場合と、図２のダイパッドを用い且つ上述
の実施例において樹脂膜３を削除した構成とした参考例
の場合との実験結果であり、後者の場合においては、前
者の場合に比べクラックの発生率は低下している。
【００２２】一方、表２は、かかる表１の参考例の場合
と、図２のダイパッドを用い樹脂膜３を含む構成をもつ
本実施例の半導体装置の場合との実験結果であり、本実
施例の場合においては、クラックの発生率が極めて低下
しているのが分かる。
【００２３】これら２つの表に示した実験結果より、本
実施例の如く図２のダイパッド１を用いると共に樹脂膜
３を被着した場合が、クラックの発生率について極めて
良好な結果が得られることが分かる。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】
【００２６】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明の半導
体装置によれば、ダイパッドは、少なくとも一対の対辺
の中央部が半導体素子の載置面の外形よりも内側に入り
込んだ形状を有しており、ダイパッドの半導体素子と反
対側の面及び半導体素子の載置面の露出した部分には、
半導体素子、ダイパッド及びパッケ−ジ本体を構成する
樹脂に対して高接着性を有する樹脂から構成された樹脂
膜が被着されているので、ダイパッドの中央部で剥離が
発生したとしてもその幅を狭くし得、且つこのような剥
離自体を生じ難くし得、クラックの発生可能性を低減す
ることができる。この結果、半導体素子の大型化とパッ
ケージの小型化の要請に沿うと共に特に面実装方式に適
した樹脂封止型の半導体装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である半導体装置を示す断面
図である。
【図２】図１の半導体装置で用いるリードフレームのダ
イパッドを示す平面図である。
【図３】図１の半導体装置で発生する剥離の一状態を示
す断面図である。
【図４】図１の半導体装置で発生する剥離の他の状態を
示す断面図である。
【図５】従来の半導体装置で用いられるリードフレーム
のダイパッドを示す平面図である。
【図６】従来の半導体装置におけるパッケージクラック
の発生を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１　　ダイパッド ２　　半導体素子 ３　　樹脂膜 ４　　封止樹脂

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　半導体素子と、該半導体素子が載置さ
    れており少なくとも一対の対辺の中央部が前記半導体素
    子の載置面の外形よりも内側に入り込んだ形状を有する
    ダイパッドを含むリードフレームと、前記ダイパッドの
    前記半導体素子と反対側の面及び前記半導体素子の前記
    載置面の露出した部分に被着された樹脂膜と、前記半導
    体素子、前記ダイパッド及び前記樹脂膜を封止した樹脂
    から構成されたパッケ−ジ本体とを備えており、前記樹
    脂膜は、前記半導体素子、前記ダイパッド及び前記パッ
    ケ−ジ本体を構成する樹脂に対して高接着性を有する樹
    脂から構成されていることを特徴とする半導体装置。
JP3020057A 1991-02-13 1991-02-13 半導体装置 Pending JPH04258156A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3020057A JPH04258156A (ja) 1991-02-13 1991-02-13 半導体装置
US07/828,670 US5182630A (en) 1991-02-13 1992-02-07 Semiconductor device having a particular shaped die pad and coated lower surface

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3020057A JPH04258156A (ja) 1991-02-13 1991-02-13 半導体装置

Publications (1)

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JPH04258156A true JPH04258156A (ja) 1992-09-14

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ID=12016454

Family Applications (1)

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JP3020057A Pending JPH04258156A (ja) 1991-02-13 1991-02-13 半導体装置

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JP (1) JPH04258156A (ja)

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