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JPH09186288A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

Info

Publication number
JPH09186288A
JPH09186288A JP7352993A JP35299395A JPH09186288A JP H09186288 A JPH09186288 A JP H09186288A JP 7352993 A JP7352993 A JP 7352993A JP 35299395 A JP35299395 A JP 35299395A JP H09186288 A JPH09186288 A JP H09186288A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chip
relay
bonding
semiconductor
component
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP7352993A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Furusato
広治 古里
Yoshio Yokota
芳夫 横田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
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 Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Priority to JP7352993A priority Critical patent/JPH09186288A/en
Publication of JPH09186288A publication Critical patent/JPH09186288A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/02Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L24/06Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of a plurality of bonding areas
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    • H01L2224/45138Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
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    • H01L2924/1304Transistor
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    • H01L2924/13091Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
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  • Power Engineering (AREA)
  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device in which semiconductor chip components disposed at separate positions can be connected without using an insulating board. SOLUTION: When semiconductor chip components 61 to 64 are provided on a plurality of lead frames 81 to 819 electrically insulated from each other without insulating board and the frames 81 to 819 are contained in a package 7 to constitute a multi-chip module 2, a repeating chip component 3 is provided on a lead frame 510 without insulating board, wire bonding with the component 3 as a second bonding side is conducted, and the components 61 to 64 are connected to the chip 3 via the component 3 and repeating wires 41 to 45 . The second bonding is facilitated, and the chips of the separate positions can be electrically connected. When a semiconductor board is used for the chip component, the bondability of the wires 41 to 45 is further improved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は絶縁基板を用いない
半導体装置の技術分野にかかり、特に、複数の半導体チ
ップ部品を有するマルチチップモジュールに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the technical field of semiconductor devices that do not use an insulating substrate, and more particularly to a multi-chip module having a plurality of semiconductor chip components.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年では、電子装置の小型・高密度化が
増々進んでおり、従来は個別部品で使用されていたパワ
ーデバイスも、駆動回路や保護回路をと共に1つのパッ
ケージ内にチップ部品の形で組み込まれたマルチチップ
モジュールが多用されるようになってきた。
2. Description of the Related Art In recent years, the size and density of electronic devices have been increasing, and even power devices, which were conventionally used as individual parts, have chip parts in one package together with drive circuits and protection circuits. Shape-embedded multi-chip modules have become popular.

【0003】マルチチップモジュール内にパワーデバイ
スチップを納めたい場合には、従来技術では、金属で構
成されたリードフレーム上にパワーデバイスチップを設
け、リードフレーム上に配置したアルミナ基板の表面に
ICチップを乗せ、パワーチップとICチップとを絶縁
させながら、アルミナ基板上のボンディングパッドを利
用して各チップの所定のボンディングパッドに金線ワイ
ヤーをボンディングし、チップ同士やチップと内蔵電子
部品とを接続したハイブリッドIC(半導体装置)が用い
られていた。
When it is desired to store a power device chip in a multi-chip module, in the prior art, a power device chip is provided on a lead frame made of metal, and an IC chip is provided on the surface of an alumina substrate arranged on the lead frame. While bonding the power chip and the IC chip together, bond the gold wire to the predetermined bonding pad of each chip by using the bonding pad on the alumina substrate to connect the chips to each other or to the chip and the built-in electronic component. A hybrid IC (semiconductor device) was used.

【0004】そのような従来技術のハイブリッドIC
を、図4(a)〜(c)の符号102に示して具体的に説明
すると、このハイブリッドIC102は、エポキシ樹脂
がトランスファーモールドで成形されて成るパッケージ
107を有しており、その側面120から6個の端子1
081〜1086が導出されている。そのうちの一本の端
子1083には、平板状に成形された金属基板105が
電気的、機械的に接続され、パッケージ107内に位置
するようにされている。
Such prior art hybrid IC
4 will be described specifically with reference numeral 102 in FIGS. 4A to 4C, this hybrid IC 102 has a package 107 formed by transfer molding of epoxy resin, and from a side surface 120 thereof. 6 terminals 1
08 1-108 6 is derived. A metal substrate 105 formed in a flat plate shape is electrically and mechanically connected to one of the terminals 108 3 so as to be located in the package 107.

【0005】この金属基板105表面のうち、各端子1
081〜1086から離れた上方位置には、パワーデバイ
スチップ106の底面が半田付けで固定されており、前
記各端子1081〜1086に近い下方位置には絶縁基板
109がエポキシ樹脂によって固定されている。
Each terminal 1 on the surface of the metal substrate 105
08 1 upward position away from to 108 6, the bottom surface of the power semiconductor chip 106 is fixed by soldering, fixing said downward position close to the terminals 108 1 -108 6 are insulating substrate 109 by epoxy resin Has been done.

【0006】絶縁基板109上には、ICチップ103
を含む電子回路が設けられており、該電子回路内にボン
ディングパッド121が設けられ、パワーデバイス10
6表面のボンディングパッドと前記ボンディングパッド
121とが金線ワイヤー116で接続され、また、電子
回路内の他のボンディング116と端子1081、10
2、1083〜1085とが金線ワイヤー116によっ
て接続され、各端子1081〜1086をプリント基板に
挿入してこのハイブリッドIC102を外部回路に接続
すると、パワーデバイスチップ106を制御できるよう
に構成されている。
The IC chip 103 is formed on the insulating substrate 109.
An electronic circuit including a bonding pad 121 is provided in the electronic circuit.
Bonding pads on the surface 6 and the bonding pads 121 are connected by a gold wire 116, and other bondings 116 and terminals 108 1 , 10 in the electronic circuit are connected.
8 2 and 108 3 to 108 5 are connected by a gold wire 116, and when the terminals 108 1 to 108 6 are inserted into a printed board and the hybrid IC 102 is connected to an external circuit, the power device chip 106 can be controlled. Is configured.

【0007】このようなハイブリッドIC102では、
金属基板105上にパワーデバイスチップ106が配置
されていることから、パッケージ107の熱分布が均一
となり、また、パワーデバイスチップ106とICチッ
プ103との熱結合性が良好なことから、大電流を扱
い、発熱量が大きい回路に広く使用されている。
In such a hybrid IC 102,
Since the power device chip 106 is arranged on the metal substrate 105, the heat distribution of the package 107 becomes uniform, and the thermal coupling between the power device chip 106 and the IC chip 103 is good, so that a large current can be generated. Widely used in circuits that handle and generate a large amount of heat.

【0008】しかしながら、シリコン単結晶等の半導体
基板で構成されるICチップ103と、アルミナ等で構
成される絶縁基板109とでは構成物質が相違し、熱膨
張係数も相違してしまう。その場合、ハイブリッドIC
102に印加される熱サイクルの状態によっては、IC
チップ103自体や、ICチップ103と絶縁基板10
9との接続部分にクラックが生じ、ハイブリッドIC1
02が故障する原因となってしまうという問題があっ
た。
However, the IC chip 103 made of a semiconductor substrate made of silicon single crystal or the like and the insulating substrate 109 made of alumina or the like have different constituent materials and different thermal expansion coefficients. In that case, hybrid IC
Depending on the state of the thermal cycle applied to 102, the IC
Chip 103 itself, IC chip 103 and insulating substrate 10
A crack is generated in the connection part with 9 and hybrid IC1
There was a problem that 02 would cause a breakdown.

【0009】また、図4(c)に示すように、金属基板1
05からのICチップ103表面の高さは、そのチップ
の厚みに絶縁基板109の厚みが加算されるため、端子
1081〜1086との段差が大きくなり、ワイヤーボン
ディング性が悪化し、歩留まりが低下する。また、ハイ
ブリッドIC102が厚くなるという問題があった。
Further, as shown in FIG. 4 (c), the metal substrate 1
As for the height of the surface of the IC chip 103 from 05, the thickness of the insulating substrate 109 is added to the thickness of the chip, so that the step difference with the terminals 108 1 to 108 6 becomes large, the wire bonding property deteriorates, and the yield increases. descend. There is also a problem that the hybrid IC 102 becomes thick.

【0010】他方、近年では、パッケージ内で互いに接
触しないように配置されたリードフレーム上にパワーデ
バイスチップやICチップ等の半導体チップ部品を直接
設けたハイブリッドICも用いられるようになっている
が、絶縁基板上に設けられた回路を有さないために、接
続すべき半導体チップ部品間の距離が大きく、金線ワイ
ヤーによって直接接続すると、サギングによって半導体
チップ表面やリードフレーム表面に接触してしまった
り、トランスファーモールドの際に金線切れが生じる
等、歩留まりを低下させる原因となっていた。また、金
線ワイヤーのセカンドボンディング側では金線ボールが
ないため、広いボンディング面積を必要とするが、パワ
ーデバイスチップやICチップ表面にセカンドボンディ
ングを行おうとすると、広いボンディングパッドの下は
能動素子を配置できない無効領域となり、チップ全体の
面積増、ひいてはコスト増を招いており、解決が望まれ
ていた。
On the other hand, in recent years, a hybrid IC in which a semiconductor chip component such as a power device chip or an IC chip is directly provided on a lead frame arranged so as not to contact each other in a package has been used. Since there is no circuit provided on the insulating substrate, the distance between the semiconductor chip components that should be connected is large, and if the wires are directly connected with gold wires, they may come into contact with the semiconductor chip surface or the lead frame surface due to sagging. However, this has been a cause of lowering the yield such as gold wire breakage during transfer molding. Also, since there is no gold wire ball on the second bonding side of the gold wire, a large bonding area is required. Since it becomes an invalid region that cannot be arranged, the area of the entire chip is increased, and the cost is increased, and a solution is desired.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の不都合を解決するために創作されたもので、その目的
は、絶縁基板を用いずに半導体チップ間を接続できる半
導体装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention was created in order to solve the disadvantages of the prior art described above, and an object thereof is to provide a semiconductor device capable of connecting semiconductor chips without using an insulating substrate. It is in.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1記載の発明は、各々半導体基板を有する中
継チップ部品と複数の半導体チップ部品と、互いに接触
しないように配置され、パッケージ内部に納められた複
数のリードフレームとを有し、前記中継チップ部品と前
記半導体チップ部品とが、各々前記リードフレーム上に
絶縁基板を介さずに設けられた半導体装置であって、前
記半導体チップ部品と前記中継チップ部品との間を電気
的に接続する中継ワイヤーが設けられたことを特徴と
し、請求項2記載の発明は、請求項1記載の半導体装置
であって、前記中継ワイヤー間が、金属薄膜によって電
気的に接続されたことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is arranged such that a relay chip part and a plurality of semiconductor chip parts each having a semiconductor substrate are arranged so as not to come into contact with each other, and are packaged. A semiconductor device having a plurality of lead frames housed inside, wherein the relay chip component and the semiconductor chip component are respectively provided on the lead frame without an insulating substrate, the semiconductor chip A relay wire for electrically connecting a component and the relay chip component is provided, and the invention according to claim 2 is the semiconductor device according to claim 1, wherein the relay wires are connected to each other. , And is electrically connected by a metal thin film.

【0013】このような本発明の構成によれば、各々半
導体基板を有する中継チップ部品と複数の半導体チップ
部品とを、互いに接触しないように配置された複数のリ
ードフレーム上に、絶縁基板を介さないで設け、各リー
ドフレームをパッケージ内に納めて半導体装置を構成す
る際、前記中継チップ部品と前記半導体チップ部品との
間を電気的に接続する中継ワイヤーを設ければ、前記半
導体チップ部品同士を相互に電気的に接続することが可
能となる。中継ワイヤーをボンディングする際には、コ
ストの低い中継チップ部品をセカンドボンディング側に
できるので、セカンドボンディングのためのボンディン
グパッド面積を大きくすることができる。
According to such a configuration of the present invention, the relay chip part and the plurality of semiconductor chip parts each having a semiconductor substrate are provided on the plurality of lead frames arranged so as not to contact each other with the insulating substrate interposed. If a relay wire is provided to electrically connect between the relay chip component and the semiconductor chip component when a lead frame is housed in a package to form a semiconductor device, the semiconductor chip components can be connected to each other. Can be electrically connected to each other. When the relay wire is bonded, the relay chip part, which is low in cost, can be placed on the second bonding side, so that the bonding pad area for the second bonding can be increased.

【0014】また、中継チップ部品と中継ワイヤーとに
よって半導体チップ部品間を接続させるので、1本の中
継ワイヤーの長さを短くでき、離れた位置にある半導体
チップ部品同士も歩留まりを低下させることなく接続す
ることが可能となる。
Further, since the semiconductor chip components are connected by the relay chip component and the relay wire, the length of one relay wire can be shortened, and the yields of the semiconductor chip components at the distant positions do not decrease. It becomes possible to connect.

【0015】その場合、一般にはパッケージ内に納めら
れるリードフレームの高さは互いに等しくなるようにさ
れているので、前記中継チップ部品と半導体チップ部品
との高さが略等しくなるようにしておけば、中継ワイヤ
ーのファーストボンディング面とセカンドボンディング
面の高さを略等しくできる。従って、段差があると位置
決めが困難となるセカンドボンディングが容易となり、
また、セカンドボンディングの面積も小さくすることが
可能となる。なお、中継チップ部品と半導体チップ部品
とが同じ材料の半導体基板で構成されている場合は、銀
ろう等の同じ固着剤でリードフレームに固定することが
できるので、用いられる材料の種類が少なくなり、半導
体装置の耐熱サイクル性が向上する。
In this case, since the heights of the lead frames housed in the package are generally equal to each other, the heights of the relay chip component and the semiconductor chip component should be substantially equal to each other. The heights of the first bonding surface and the second bonding surface of the relay wire can be made substantially equal. Therefore, if there is a step, it becomes easier to perform second bonding, which makes positioning difficult,
In addition, the area of the second bonding can be reduced. If the relay chip component and the semiconductor chip component are composed of semiconductor substrates made of the same material, they can be fixed to the lead frame with the same adhesive such as silver solder, so the types of materials used are reduced. The thermal cycle resistance of the semiconductor device is improved.

【0016】中継チップ部品の有する半導体基板上に直
接金属薄膜(アルミニウム薄膜等)を成膜し、その表面に
中継ワイヤーをボンディングすることも可能であるが、
その場合にはボンディングする中継ワイヤー同士を絶縁
することができないので、中継チップ部品が有する半導
体基板上に絶縁膜を成膜し、この絶縁膜上に金属薄膜を
設け、次いでエッチング成形して互いに絶縁されたボン
ディングパッドを形成し、それらボンディングパッド上
に中継ワイヤーをボンディングさせるようにすれば、中
継ワイヤーを何本でも使用することが可能となる。
It is possible to directly form a metal thin film (such as an aluminum thin film) on the semiconductor substrate of the relay chip part and bond the relay wire to the surface thereof.
In that case, the relay wires to be bonded cannot be insulated from each other, so an insulating film is formed on the semiconductor substrate of the relay chip component, a metal thin film is provided on this insulating film, and then etching molding is performed to insulate each other. It is possible to use any number of relay wires by forming the bonded bonding pads and bonding the relay wires on the bonding pads.

【0017】その場合、中継チップ部品上で離れた位置
にあるボンディングパッド同士を、エッチング成形の際
に形成した金属薄膜の配線で電気的に接続するようにし
ておけば、離れた位置にある中継ワイヤー同士を接続す
ることが可能となる。そのときは、中継ワイヤー同士を
接続した配線薄膜の長さの分だけ中継ワイヤーを短くで
きるので、一層ワイヤーボンディングの歩留まりが向上
して好ましい。
In that case, if the bonding pads located at distant positions on the relay chip part are electrically connected by the wiring of the metal thin film formed at the time of the etching molding, the relays located at the distant positions are connected. It is possible to connect wires. In that case, the relay wire can be shortened by the length of the wiring thin film connecting the relay wires, which is preferable because the yield of wire bonding is further improved.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を用い
て説明する。図1を参照し、符号2は本発明の一実施の
形態の半導体装置であり、一般にはマルチチップモジュ
ールと呼ばれるものである。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Referring to FIG. 1, reference numeral 2 is a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, which is generally called a multi-chip module.

【0019】このマルチチップモジュール2は、エポキ
シ樹脂がトランスファーモールドによって成形されて成
るパッケージ7を有している。該パッケージ7は、厚み
約4mm、平面は約50mm×20mmの長方形形状に
なるようにされており、その内部にリードフレーム51
〜519が納められている。このリードフレーム51〜5
19の一端は、パッケージ7の一側面に並べられ、棒状に
成形された端子81〜819が電気的・機械的に接続さ
れ、各端子81〜819がパッケージ7長辺の一側面から
導出されており、後工程でZIP(ジグザグインライン
パッケージ)型の端子配列に成形できるようにされてい
る。
The multichip module 2 has a package 7 formed by transfer molding of epoxy resin. The package 7 has a thickness of about 4 mm, are to plane a rectangle shape of about 50 mm × 20 mm, the lead frame 5 1 therein
~ 5 19 have been paid. The lead frame 5 1 to 5
One end of 19 is arranged on one side surface of the package 7, terminals 8 1 to 8 19 formed in a rod shape are electrically and mechanically connected, and each terminal 8 1 to 8 19 is on one side surface of the long side of the package 7. And can be formed into a ZIP (zigzag inline package) type terminal array in a later step.

【0020】各リードフレーム51〜519は予め互いに
分離するように成形されており、トランスファーモール
ドの際には各端子81〜819を連設するタイバーによっ
て一体に取り扱えるようにされているが、パッケージ7
の形成後、前記タイバーが切断されて各端子81〜819
が分離されると、各リードフレーム51〜519の電気的
短絡状態が解消されるように構成されている。
The lead frames 5 1 to 5 19 are formed in advance so as to be separated from each other, and can be integrally handled by a tie bar that connects the terminals 8 1 to 8 19 in series during transfer molding. But package 7
After the formation of the tie bar, the tie bar is cut to disconnect the terminals 8 1 to 8 19
Is separated, the electrical short-circuit state of each of the lead frames 5 1 to 5 19 is eliminated.

【0021】前記リードフレーム51〜519のうち、図
面左端に位置するリードフレーム51と右端に位置する
リードフレーム519には、平面状のリードフレーム材が
大面積に成形されて成るダイボンディング部131、1
2がそれぞれ設けられており、各ダイボンディング部
131、132の表面には、半導体チップ部品であるパワ
ーMOS-FETチップ61、62が絶縁基板を介さずに
配置され、その底面のドレイン領域が半田付けによって
直接固定されている。その2つのダイボンディング部1
1、132は互いに離間して位置するように配置され、
2つのパワーMOS-FETチップ61、62同士はパッ
ケージ7内で離れたところに位置するようにされ、パワ
ーMOS-FETチップ61、62の発生する熱を、パッ
ケージ7内に均等に分配できるように構成されている。
Of the lead frames 5 1 to 5 19 , the lead frame 5 1 located at the left end of the drawing and the lead frame 5 19 located at the right end of the lead frame 5 1 are die formed by molding a planar lead frame material into a large area. Bonding part 13 1 , 1
3 2 are provided respectively, and power MOS-FET chips 6 1 and 6 2 which are semiconductor chip components are arranged on the surfaces of the die bonding portions 13 1 and 13 2 without an insulating substrate, and the bottom surface thereof is provided. The drain region of is directly fixed by soldering. The two die bonding parts 1
3 1 and 13 2 are arranged so as to be spaced apart from each other,
The two power MOS-FET chips 6 1 and 6 2 are arranged so as to be separated from each other in the package 7, and the heat generated by the power MOS-FET chips 6 1 and 6 2 is evenly distributed in the package 7. It is configured for distribution.

【0022】2つのダイボンディング部131、132
間には、リードフレーム510、519の幅広に形成された
先端部分が位置するようにされ、また、前記リードフレ
ーム510の先端部分と端子510の間には、前記ダイボン
ディング部131、132と同様のダイボンディング部1
3が設けられている。前記リードフレーム510、519
の幅広に形成された先端部表面には、半導体基板を有す
る中継チップ部品3と、半導体チップ部品であるICチ
ップ64とが、それぞれ、絶縁基板を介さずに銀ペース
トによって直接固定されており、また、前記ダイボンデ
ィング部133には、同様に、半導体チップ部品である
ICチップ63が銀ペーストによって固定されている。
このような配置により、このICチップ64は、前記2
つのパワーMOS-FETチップ61、62の間に位置
し、その下方に前記ICチップ63が位置するようにさ
れている。
A wide tip portion of the lead frames 5 10 and 5 19 is located between the two die bonding portions 13 1 and 13 2 , and the tip portion of the lead frame 5 10 is located. And the terminal 5 10 are between the die bonding portion 1 similar to the die bonding portions 13 1 and 13 2.
3 3 are provided. The lead frames 5 10 and 5 19
The wider the formed tip surface of the relay chip component 3 having a semiconductor substrate, and the IC chip 6 4 is a semiconductor chip component, respectively, are fixed directly by the silver paste not through the insulating substrate Similarly, an IC chip 6 3 which is a semiconductor chip component is fixed to the die bonding portion 13 3 with a silver paste.
With this arrangement, the IC chip 6 4 has
It is located between two power MOS-FET chips 6 1 and 6 2 , and the IC chip 6 3 is located therebelow.

【0023】これらのリードフレーム51〜519は電気
導電性を有する銅合金が銀メッキされて構成されてお
り、前記パワーMOS-FETチップ61、62のドレイ
ン領域は、半田とリードフレーム51、519とによって
端子81、819にそれぞれ電気的に接続され、また、前
記ICチップ63、64のサブストレートは銀ペーストと
リードフレーム510、519を介して端子810、819にそ
れぞれ電気的に接続されている。
These lead frames 5 1 to 5 19 are formed by silver-plating a copper alloy having electrical conductivity, and the drain regions of the power MOS-FET chips 6 1 and 6 2 are solder and lead frame. 5 1 and 5 19 are electrically connected to the terminals 8 1 and 8 19 respectively, and the substrates of the IC chips 6 3 and 6 4 are connected to the terminals 8 1 through 5 5 and 5 19 through the silver paste and the lead frames 5 10 and 5 19. It is electrically connected to 10 and 8 19 , respectively.

【0024】パワーMOS-FETチップ61、62のゲ
ート、ソースに設けられたボンディングパッドは、金線
ワイヤー14によって、それぞれリードフレーム52
16、519、517にそれぞれ接続されている。
The bonding pads provided on the gates and the sources of the power MOS-FET chips 6 1 and 6 2 are connected to the lead frames 5 2 and 5 by the gold wire 14 respectively.
5 16 , 5 19 , 5 17 , respectively.

【0025】この金線ワイヤー14は、ボンディングパ
ッドとリードフレーム間をボールボンディングによって
接続する金属細線であり、この金線ワイヤーによって、
ICチップ63表面に設けられた17個のボンディング
パッドのうち、15個のボンディングパッドがリードフ
レーム83〜817にそれぞれ接続され、ICチップ64
面に設けられた5個のボンディングパッドのうち、2個
のボンディングパッドはリードフレーム82、819にそ
れぞれ接続され、また、中継チップ部品3上の6個のボ
ンディングパッドのうち1個のボンディングパッドはリ
ードフレーム518に接続されている。
The gold wire 14 is a thin metal wire that connects the bonding pad and the lead frame by ball bonding.
Of the 17 bonding pads provided on the surface of the IC chip 6 3 , 15 bonding pads are connected to the lead frames 8 3 to 8 17 respectively, and 5 bonding pads of the 5 bonding pads provided on the surface of the IC chip 6 4 are provided. Of these, two bonding pads are connected to the lead frames 8 2 and 8 19 , respectively, and one of the six bonding pads on the relay chip part 3 is connected to the lead frame 5 18 . .

【0026】その金線ワイヤー14の接続の際、接続容
易なファーストボンディングは面積の狭いチップ表面の
ボンディングパッド上で行われ、接続困難なセカンドボ
ンディングは、ボンディング可能な面積の広いリードフ
レーム52〜518側で行われている。
[0026] At this time the connection gold wires 14, connect easily the first bonding is performed on the bonding pads of the narrow chip surface in area, Connection difficult second bonding is bondable area wide lead frame 5 2 - It is being done on May 18 .

【0027】また、ICチップ63、64のボンディング
パッドと、中継チップ部品3のボンディングパッドと
は、チップ間を接続する金線ワイヤーである中継ワイヤ
ー41〜45によって接続されており、その中継チップ部
品3を図2に示してその構造と接続状態を説明すると、
該中継チップ部品3は、パワーMOS-FETチップ
1、62やICチップ63、64と同様のシリコン単結晶
から成る半導体基板25を有しており、リードフレーム
10への取付に使用される銀ペーストは、ICチップ6
3、64と同じものが使用されている。
Further, the bonding pads of the IC chip 6 3, 6 4, the bonding pads of the relay chip components 3 are connected by the relay wires 41 to 5 is a gold wires for connecting the chips, The relay chip part 3 is shown in FIG. 2 and its structure and connection state will be described.
The relay chip part 3 has a semiconductor substrate 25 made of silicon single crystal similar to the power MOS-FET chips 6 1 and 6 2 and the IC chips 6 3 and 6 4, and is mounted on the lead frame 5 10 . The silver paste used is IC chip 6
The same ones as 3 and 6 4 are used.

【0028】この中継チップ部品3では、パワーMOS
-FET61、62やICチップ63、64と異なって、半
導体基板25内にはトランジスタやダイオード等の電子
部品は設けられておらず、その表面にはシリコン酸化膜
26が直接成膜されている。前記シリコン酸化膜26表
面には、金属薄膜(アルミニウム薄膜)がエッチング成形
されて成るボンディングパッド211〜216が形成され
ており、各ボンディングパッド211〜214は、チップ
表面の一辺近傍に配置され、残りのボンディングパッド
215、216は、その一辺と直交する辺の近傍に配置さ
れている。
In this relay chip part 3, the power MOS
-Unlike the FETs 6 1 and 6 2 and the IC chips 6 3 and 6 4 , no electronic parts such as transistors and diodes are provided in the semiconductor substrate 25, and the silicon oxide film 26 is directly formed on the surface thereof. Has been done. Bonding pads 21 1 to 21 6 formed by etching a metal thin film (aluminum thin film) are formed on the surface of the silicon oxide film 26. Each of the bonding pads 21 1 to 21 4 is located near one side of the chip surface. The remaining bonding pads 21 5 and 21 6 are arranged near the side orthogonal to the one side.

【0029】それらボンディングパッド211〜21
6は、ICチップ63、64に設けられたボンディングパ
ッドよりも面積が大きく形成されており、各ボンディン
グパッド211〜216上には、中継ワイヤー41〜4
5が、ICチップ63、64上のボンディングパッドをフ
ァーストボンディング側とし、中継チップ部品3上の前
記各ボンディングパッド211〜215をセカンドボンデ
ィング側としてそれぞれ接続されている。
The bonding pads 21 1 to 21
6 has a larger area than the bonding pads provided on the IC chips 6 3 and 6 4 , and the relay wires 4 1 to 4 are provided on the bonding pads 21 1 to 21 6.
5 , the bonding pads on the IC chips 6 3 and 6 4 are connected to the first bonding side, and the bonding pads 21 1 to 21 5 on the relay chip component 3 are connected to the second bonding side.

【0030】この中継チップ部品3では、半導体基板の
厚みはパワーMOS-FETチップ61、62やICチッ
プ63、64の厚みと略等しくなるようにされており、中
継ワイヤー41〜45をボンディングする際には、ファー
ストボンディングを行う高さとセンカンドボンディング
を行う高さとが略等しくなるので、各中継ワイヤー41
〜43の接続が容易にできるようにされている。
In this relay chip part 3, the thickness of the semiconductor substrate is made substantially equal to the thickness of the power MOS-FET chips 6 1 , 6 2 and the IC chips 6 3 , 6 4 , and the relay wires 4 1 ... Since the height at which the first bonding is performed and the height at which the second bonding is performed are substantially equal when bonding 4 5 to each other, each relay wire 4 1
To 4 3 of the connection is to be easy.

【0031】中継チップ部品3上のボンディングパッド
のうち、ボンディングパッド213とボンディングパッ
ド214とは一体にされており、また、ボンディングパ
ッド212とボンディングパッド215とは、前記金属薄
膜(アルミニウム薄膜)がエッチング成形されて成る金属
薄膜配線222によって互いに電気的に接続され、中継
ワイヤー43、44と、中継ワイヤー42、45とで、前記
ICチップ63、64の2つのボンディングパッド同士が
接続されている。また、ボンディングパッド211とボ
ンディングパッド216とも金属薄膜配線221によって
互いに電気的に接続されている。
Among the bonding pads on the relay chip part 3, the bonding pad 21 3 and the bonding pad 21 4 are integrated, and the bonding pad 21 2 and the bonding pad 21 5 are the metal thin film (aluminum). (Thin film) is electrically connected to each other by a metal thin film wiring 22 2 formed by etching molding, and the relay wires 4 3 and 4 4 and the relay wires 4 2 and 4 5 connect the IC chips 6 3 and 6 4 to each other. Two bonding pads are connected to each other. Also, the bonding pad 21 1 and the bonding pad 21 6 are electrically connected to each other by the metal thin film wiring 22 1 .

【0032】なお、前記金属薄膜配線表面には、図示し
ない保護膜が成膜され、該保護膜の各ボンディングパッ
ド211〜216表面部分には窓開けが施され、アルミニ
ウム表面が露出するようにされており、その露出部分に
中継ワイヤー41〜45が接続できるので、各中継ワイヤ
ー41〜46の接続性を悪化させることなく、各ボンディ
ングパッド211〜216や金属薄膜配線221、222
腐食やマイグレーションから保護できるように構成され
ている。
A protective film (not shown) is formed on the surface of the metal thin film wiring, and a window is formed on the surface portion of each of the bonding pads 21 1 to 21 6 of the protective film so that the aluminum surface is exposed. Since the relay wires 4 1 to 4 5 can be connected to the exposed portion, the bonding pads 21 1 to 21 6 and the metal thin film wiring can be formed without deteriorating the connectivity of the relay wires 4 1 to 4 6. It is configured to protect 22 1 and 22 2 from corrosion and migration.

【0033】このように、ICチップ63とICチップ
4とは、前記中継チップ3表面のボンディングパッド
211〜215と、パワーMOS-FETチップ41〜45
と、金属薄膜配線222と、中継ワイヤー42〜45とに
よって電気的に接続されており、半導体チップ部品間が
互いに電気的に接続されるように構成されている。従っ
て、各リードフレーム51〜519に接続された端子81
19をプリント基板に半田付けして実装して外部回路と
接続すれば、このマルチチップモジュール2を動作させ
ることが可能となる。
[0033] Thus, the IC chip 6 3 and the IC chip 6 4, the bonding pads 21 1 to 21 5 of the relay chip 3 surface, the power MOS-FET chip 4 1-4 5
, The metal thin film wiring 22 2 and the relay wires 4 2 to 4 5 are electrically connected to each other, and the semiconductor chip components are electrically connected to each other. Therefore, the terminals 8 1 to 8 1 connected to the respective lead frames 5 1 to 5 19
When connected to an external circuit mounted by soldering the 8 19 on the printed circuit board, it is possible to operate the multi-chip module 2.

【0034】以上は、中継チップ部品上に設けたボンデ
ィングパッドと金属薄膜配線とによって中継ワイヤー同
士を電気的に接続させ、それによって半導体チップ部品
同士を電気的に接続させた場合を説明したが、図3に示
すように、中継ワイヤー47をボンディングパッド317
表面にボンディングする際、切断せずに中継ワイヤー4
8又は金線ワイヤー14として引き出すステッチボンデ
ィングによって接続してもよい。
The case has been described above in which the relay wires are electrically connected to each other by the bonding pad and the metal thin film wiring provided on the relay chip component, and thereby the semiconductor chip components are electrically connected to each other. As shown in FIG. 3, the relay wire 4 7 is attached to the bonding pad 31 7
Relay wire 4 without cutting when bonding to the surface
8 or gold wire 14 may be connected by stitch bonding.

【0035】また、前記パワーMOS-FETチップ61
のゲートは、リードフレーム82を介し、金線ワイヤー
14によってICチップ64に接続されているが、前記
中継チップ部品3とは別の中継チップ部品を設け、中継
ワイヤーによってゲートとICチップ64とを接続して
もよい。
Further, the power MOS-FET chip 6 1
The gate is connected to the IC chip 6 4 by the gold wire 14 via the lead frame 8 2 , but a relay chip part different from the relay chip part 3 is provided, and the gate and the IC chip 6 are connected by the relay wire. You may connect 4 and.

【0036】なお、上述の半導体チップ部品は、パワー
MOS-FETチップやICチップに限定されるもので
はなく、パワートランジスタチップやサイリスタチップ
であってもよい。パッケージの材質もエポキシ樹脂に限
定されるものではなく、例えばシリコン樹脂等のマルチ
チップモジュールのパッケージを構成できる材料が広く
含まれる。また、金属薄膜もアルミニウム薄膜に限定さ
れるものではない。
The above semiconductor chip component is not limited to the power MOS-FET chip or the IC chip, but may be a power transistor chip or a thyristor chip. The material of the package is not limited to epoxy resin, and a wide range of materials such as silicon resin that can form a package of a multi-chip module are included. Further, the metal thin film is not limited to the aluminum thin film.

【0037】半導体チップをリードフレームへ固定する
材料については、上述のように、半田や銀ペーストに限
定されるものではない。リードフレームの材質も、電気
伝導性があり、電子部品が搭載できるものであれば銅合
金には限らない。
The material for fixing the semiconductor chip to the lead frame is not limited to solder or silver paste as described above. The material of the lead frame is not limited to copper alloy as long as it has electrical conductivity and can mount electronic parts.

【0038】以上は、パワーMOS-FETチップやI
Cチップ等の半導体チップ同士を相互に電気的に接続す
る場合について説明したが、1個のICチップ中の離れ
た位置にあるボンディングパッド同士を中継チップ部品
と中継ワイヤーとを介して接続することも可能であり、
ICチップのパターン設計の自由度を向上させることが
できる。
The above is the power MOS-FET chip and I
The case where the semiconductor chips such as C chips are electrically connected to each other has been described. However, the bonding pads located at distant positions in one IC chip are connected to each other via the relay chip component and the relay wire. Is also possible,
The degree of freedom in the pattern design of the IC chip can be improved.

【0039】[0039]

【発明の効果】絶縁基板を用いずに離れた位置にある半
導体チップ同士を電気的に接続することが可能となる。
また、熱膨張係数が異なる部品を用いなくても済み、熱
サイクルに対する信頼性が向上する。セカンドボンディ
ングが容易になるので、歩留まりが向上する。
According to the present invention, it is possible to electrically connect semiconductor chips located at distant positions without using an insulating substrate.
Further, it is not necessary to use parts having different thermal expansion coefficients, and the reliability with respect to the thermal cycle is improved. Second bonding is facilitated, which improves the yield.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の一実施の形態のマルチチップモジュ
ールの平面図
FIG. 1 is a plan view of a multi-chip module according to an embodiment of the present invention.

【図2】 中継チップ部品の一例の拡大斜視図FIG. 2 is an enlarged perspective view of an example of a relay chip component.

【図3】 他の中継チップ部品の例FIG. 3 Example of another relay chip component

【図4】 (a):従来技術のハイブリッドICの斜視図 (b):その内部平面図 (c):その内部断面図4A is a perspective view of a conventional hybrid IC, FIG. 4B is an internal plan view thereof, and FIG. 4C is an internal cross-sectional view thereof.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2……マルチチップモジュール 3、33……中継チ
ップ部品 41〜45、47、48……中継ワイヤー 51〜519……リードフレーム 61〜64……半導体
チップ部品 7……パッケージ 211〜216、317……金属薄膜 221、222
…金属薄膜配線 25……半導体基板 26……絶縁膜
2 ...... multichip module 3, 33 ...... relay chip component 41 to 5, 4 7, 4 8 ...... relay wires 5 1 to 5 19 ...... lead frame 61 through 4 ...... semiconductor chip component 7 ... ... Packages 21 1 to 21 6 , 31 7 ... Metal thin films 22 1 , 22 2 ...
… Metal thin film wiring 25 …… Semiconductor substrate 26 …… Insulating film

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 各々半導体基板を有する中継チップ部品
と複数の半導体チップ部品と、 互いに接触しないように配置され、パッケージ内部に納
められた複数のリードフレームとを有し、 前記中継チップ部品と前記半導体チップ部品とが、各々
前記リードフレーム上に絶縁基板を介さずに設けられた
半導体装置であって、 前記半導体チップ部品と前記中継チップ部品との間を電
気的に接続する中継ワイヤーが設けられたことを特徴と
する半導体装置。
1. A relay chip part each having a semiconductor substrate, a plurality of semiconductor chip parts, and a plurality of lead frames arranged so as not to contact each other and housed inside a package. The semiconductor chip component is a semiconductor device provided on the lead frame without an insulating substrate, and a relay wire for electrically connecting the semiconductor chip component and the relay chip component is provided. A semiconductor device characterized by the above.
【請求項2】 前記中継ワイヤー間が、金属薄膜によっ
て電気的に接続されたことを特徴とする請求項1記載の
半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the relay wires are electrically connected by a metal thin film.
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