JPS61184854A - 樹脂封止形半導体装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） この発明は樹脂封止形半導体装置に関し、詳しくは、り
がンリードフレームの素子搭載部に半導体チップが載置
され、周囲を成形樹脂によって封止した半導体装置に関
するものである。

（従来の技術） 電子機器の高密度実装に伴いプリント配線基板へ搭載さ
れる半導体装置のパッケージ形状は、小形で薄形なフラ
ット・プラスチック・ノクツケージ、スモール・アウト
ライン・ツク、ケージ或はフラ。

ト・ディラグ・パッケージなどと呼称される。いわゆる
面実装に適したものが少なくない。又プリント配線基板
への半田付による面実装も、個々に実装する方式から複
数個同時に実装する方式へと変遷しつつあるが、赤外線
加熱などによる同時加熱方式に伴う新たな問題がクロー
ズアップして来た。即ち多機能化に伴い半導体チップの
サイズが大形化する割にはパッケージ厚さはさほど厚く
ならないことから、パッケージにクラックが入ることで
ある。このクラックの発生する原因やクラックが多く発
生する個所、そしてその対策としての先行技術は、例え
ば昭和５９年度電子通信学会通信部門全国大会予稿集第
１−５０頁及び昭和５９年５月の第１４回日科技連信頼
性・保全性シンポジウム報第３０３〜第３０６頁に記載
されている。

即ち前者は、クラックの原因が、保管中だ半導体Ａ？ッ
ケージに吸着した湿気・（水分）が赤外線加熱などのり
フロ一時の比較的高い温度による急激な水蒸気圧の増加
によるものとし、その対策として実装置前に完成された
半導体デバイスをクラックを生じない温度で乾燥し、脱
水することが述べられている。

一方後者も、クラックの原因は、・ぐッケーゾ全体から
発生するガスを分析すると９５係以上が水分であるから
、パッケージクラックが発生する直前のタブ（素子搭載
部）とレジン界面の隙間に発生する高圧の水蒸気てよる
ものとし、その対策として、赤外線熱源に面したパッケ
ージ表面に白色系金属の反射板を設け、完成デバイスの
ノやツケージ温度を高めないようにすることが述べられ
ている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら前者の文献に記述された対策は、実装する
直前に乾燥し脱水する時間的な制約があシ又、実装置前
に乾燥・脱水を行わない場合は、乾燥・脱水作業後、装
置を再吸湿防止容器に格納する必要がある。加えてこの
乾燥温度が低温であるため処理時間が長時間となる。一
方後者の文献に記述された対策は、加熱実装方式が、赤
外線加熱方式に限定され、ペーノクーフエイズ方式及び
熱風方式には適合しない。即ちこれらの方式は、実装体
、例えばプリント配線板と半導体装置間のすき間から・
ぞッケーノ裏面へ廻り込んだ熱により、パッケージが高
温に曝される為である。

さて、この様にノや、ケージが吸湿した水分の膨張によ
るクラックの発生個所は、既に挙例した二つの先行技術
文献にも示されている通りチップ搭載部の周縁部に現わ
れる。正確には第３図及び第４図にてクラックの発生個
所を説明する。第３図は従来の樹脂封止形半導体装置の
外部導出リードを省略した裏面図であシ、第４図は第３
図のＸ−Ｘ線断面図であるが、この第４図に於ては外部
導出リードを一部についてのみ描いであるので注意され
たい。エポキシ樹脂などの絶縁性樹脂ｌの内部に生じた
クラック２はノｆッケージ裏面に迄及んでいることがこ
れらの図で理解できよう。特に第４図では、ぐッケージ
表面に及んでいるクラックを実線で示しである。又この
クラック２は水蒸気圧力によって生じたパッケージ裏面
側に位置している樹脂１ａとリードフレーム３のチップ
搭載部３ａとの間に生じたフクレ４によシ発生し、矩形
を成すチップ搭載部３ａの短辺ｔ１では現れないが長辺
ｔ２の中央部で多く見受けられる。更に良くこのクラッ
ク２を観察するとその発端はチップ搭載部３ａの側面下
端部Ａである。クラック２が辺の中央、特に長辺ｔ２の
中央部で多く発生することについては次の説明で理解で
きよう。即ち短辺Ｚ１＋長辺ｔ２　、厚さｔをもつチッ
プ搭載部は、成形樹脂により、その周辺が固定されてい
る。この時チップ搭載部平坦面に等分布荷重、つまり水
蒸気圧を受けた場合（例えば２４０’Ｃの温度では３３
気圧程度）曲げモーメントは辺中央部に集中し、長辺ｔ
２の中央部で最大となるからである。

又チップ搭載部３ａの裏面側に向ってクラック２が生じ
ているのは、パッケージの厚さが半導体チッｆ５の搭載
側より薄い為と考えられる。

（問題点を解決するための手段） この発明は、樹脂封止形半導体装置に於て、半導体チッ
プ搭載部の厚さ方向と直交する面のほぼ中央部に切欠き
部を設けたものである。

（作用） この発明の特徴的な作用は、チップ搭載部の選択された
部分、即ち応力が集中する部分が切欠きにより除かれた
結果、応力の分散が生じ、成形樹脂が吸湿されていても
、所定量以下の吸湿量であれば、クラ、りの発生を制限
するように働くものである。

（実施例） この発明の好ましい実施例を第１図乃至第２図に従って
説明する。第１図はこの発明の第１の実施例を示す樹脂
封止形半導体装置の透視斜視図であり一部を切開して示
しである。さて、実施例装置１０はエポキシ樹脂に代表
される成形用の絶縁性樹脂１１で包囲された半導体チッ
プ１２を含みこの半導体チップ１２はリードフレーム１
３のチップ搭載部１３ａに載置され且つ、パッケージを
成す前記絶縁性樹脂１１より導出された複数の外部導出
リード１３ｂの選ばれたものと、前記樹脂１１内で図示
しない細線、例えば金線で接続されている。ここまでの
構成は従来の樹脂封止形半導体装置と変るところがない
。しかしこの発明装置１０は、前記リードフレーム１３
のチップ搭載部１３ａの選択された部分に切欠きを有し
ていることに注意されたい。即ちリードフレーム１３は
チップ搭載部１３ａの外縁部（周縁部）の一部に切欠き
１４を有している。この切欠き１４の位置及び切欠形状
は第１図では理解しにくいと思われるので第２図に拡大
して示す。即ち第２図はこの発明の要部拡大平面図であ
り、リードフレーム１３の半導体チップ搭載部１３ａ１
アイランドサポートと呼ばれる支持片１３ｃの一部及び
切欠き１４のみを示しである。この実施例のチップ搭載
部１３ｍの実寸は縦６■、横７＋ｍａＯ長方形で、各辺
はぼ中央が縦１．５　ｍｍ横２＋＋＋ｍの長方形に切欠
した切欠き１４を４辺全てに有している。この例に於け
るチップ搭載部１３ａの面積減少率は約３０％であるが
、下表に同一寸法、即ち縦６■、横７箇の長方形を成す
チップ搭載部１３ｍをペースに、面積減少率及び切欠き
形状をＡラメータとして各１０個のサンプルについての
耐クラ、り性の実験結果を示す。面金てのサンプルは同
一エポキシ樹脂で被覆した後、８５℃、８５　％　Ｒ−
Ｈの高温高湿雰囲気下で７２時間放置し、・母、ケージ
を充分吸湿させた後、２６０℃の半田バスに４０秒間浸
漬した後の観察結果である。

実験結果を見る限り、面積の減少率が高い方が明らかに
良好な結果を示す。又切欠きの形状は長方形でも半円形
でも優位差はない様に思われる。

サンプル数は各１０個と少量ではあるがその効果が大き
いことを示した。これらの結果から面積減少率は５％以
上であればかなり効果があシ好ましくは２０係以上が良
さそうである。又切欠部の形状は、さほど神経質になら
なくても良さそうである。

（発明の効果） 以上述べた通りこの発明の樹脂封止形半導体装置は半導
体チップ搭載部の辺中央に応力回避用切欠きを設けた事
により、プリント配線板などへの実装時に加えられる高
温による水分の蒸気圧力が、特定部分に集中せずに分散
するためクラックの発生が極端に制限し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発−〇実施例で樹脂封止形半導体装置の透
視斜視図であり一部を切開して示しである。第２図は第
１図の要部拡大平面図である。第３図は従来の樹脂封止
形半導体装置の裏面図、第４図は第３図Ｘ−Ｘ線切断面
図を示すものである。 １０・・・樹脂封止形半導体装置、１ノ・・・絶縁性樹
脂、１２・・・半導体チップ、１３・・・リードフレー
ム、１３ａ・・・チップ搭載部、１３ｂ・・・外部導出
リード、１３ａ・・・支持片、１４・・・切欠き。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）チップ搭載部を有するリードフレームと、この搭
   載部に載置された半導体チップと、このチップの電極と
   前記リードフレームの外部導出リードとを接続する導電
   細線と、前記半導体チップ及び前記導電細線を包囲しパ
   ッケージを構成する絶縁性樹脂とを含む樹脂封止形半導
   体装置に於て、前記チップ搭載部は、この搭載部の厚さ
   方向と直交する選ばれた面のほぼ中央部に切欠きを有す
   る事を特徴とする樹脂封止形半導体装置。
2. （２）前記切欠きは、前記チップ搭載部の厚さ方向と直
   交する面の全てに設けられた事を特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の樹脂封止形半導体装置。