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発明の名称 ダブルバランス形ショットキ半導体素子
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平6−216368
公開日 平成6年(1994)8月5日
出願番号 特願平5−5489
出願日 平成5年(1993)1月18日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】筒井 大和
発明者 中込 英明 / 望月 勝
要約 目的
樹脂をパッケージ材料に用いながら優れた高周波特性を得ることができるようにする。

構成
ショットキ接合部を形成した4個の半導体チップ6,7,8,9をリードフレーム2,3,4,5の各々に取り付け、前記各半導体チップの電気的接続をリング状にする構造を有するダブルバランス形ショットキ半導体素子であって、半導体チップ6〜9の各々をパッケージのアウターリードが引き出されない方向の中心線CLに対して同一距離でかつ前記中心線に平行な方向に対して等間隔になるように配設し、さらにパッケージ材料に樹脂を用いる。
特許請求の範囲
【請求項1】 ショットキ接合部を形成した4個の半導体チップをリードフレームの各々に取り付け、前記各半導体チップの電気的接続をボンディングワイヤで行い、さらにパッケージを施したダブルバランス形ショットキ半導体素子であって、前記半導体チップの各々を前記パッケージのアウターリード部が引き出されない方向の中心線に対して同一距離でかつ前記中心線に平行な方向に対して等間隔になるように配設し、さらに前記パッケージに樹脂を用いることを特徴とするダブルバランス形ショットキ半導体素子。
【請求項2】 前記リードフレームの各々は、その長さ及び面積が同一であることを特徴とする請求項1記載のダブルバランス形ショットキ半導体素子。
【請求項3】 前記中心線を挟んで対向する前記リードフレームの一方のインナーリード部の一部をカットすることを特徴とする請求項2記載のダブルバランス形ショットキ半導体素子。
【請求項4】 前記半導体チップの各々に接続されるボンディングワイヤを同一長さにすることを特徴とする請求項1記載のダブルバランス形ショットキ半導体素子。
【請求項5】 前記半導体チップは、ガリウム砒素を用いたものであること特徴とする請求項1記載のダブルバランス形ショットキ半導体素子。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はダブルバランス形ショットキ半導体素子の配置技術、特に、高周波帯域に用いられ、かつ外装を樹脂で封止するために用いて効果のある技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、高周波帯用のダブルバランス形ショットキ半導体素子の代表的なものに、シリコンまたはガリウム砒素を用いたショットキダイオードがある。そして、ショットキダイオードのパッケージ材料としては、静電容量及び誘電体損失の少ないセラミックが一般に使用されている。
【0003】その構成は、半導体チップを角形のセラミックパッケージに取り付け、さらにボンディングワイヤ(例えば、金線)でボンディングした後、エポキシ樹脂などの液状レジンを充填した封止構造がとられている。
【0004】しかし、封止材料にセラミックパッケージを用いると、セラミックが高価であるために半導体素子の低価格化に限度が生じる。そこで、パッケージを樹脂封止にすることが考えられる。ところが、樹脂材は誘電率が大きいことから、電極間やワイヤ間に無視できない静電容量が形成され、高周波特性を劣化させるという不具合がある。
【0005】すなわち、ダブルバランス形ショットキダイオードの場合、4個の半導体チップ(ダイオード)を外部との接続のために同一平面上に配設された4個のリードフレームの各々の内側端に固定接続し、ボンディングワイヤによって隣接の半導体チップとリード間を接続した構成がとられている。
【0006】このようなダブルバランス形ショットキダイオードにおいては、4素子間のL(主としてボンディングワイヤの長さに左右される),C(パッケージの厚み、素材などによって決まる)成分及び誘電体損失にバランスを持たせることが重要であり、4素子間のL,C成分及び誘電体損失にばらつきが大きいと、高周波特性は大幅に劣化する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明者の検討によれば、樹脂を封止材料に用いた従来のダブルバランス形ショットキ半導体技術は、4素子間におけるL,C成分及び誘電体損失のバランスを取ることが難しく、高周波特性を確保することが難しいという問題がある。
【0008】そこで、本発明の目的は、樹脂をパッケージに用いながら優れた高周波特性を得ることのできる技術を提供することにある。
【0009】本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【0010】
【課題を解決するための手段】本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下の通りである。
【0011】すなわち、ショットキ接合部を形成した4個の半導体チップをリードフレームの各々に取り付け、前記各半導体チップの電気的接続をボンディングワイヤで行い、さらにパッケージを施したダブルバランス形ショットキ半導体素子であって、前記半導体チップの各々を前記パッケージのアウターリード部が引き出されない方向の中心線に対して同一距離でかつ前記中心線に平行な方向に対して等間隔になるように配設し、さらに前記パッケージに樹脂を用いるようにしている。
【0012】
【作用】上記した手段によれば、各半導体チップがパッケージの中心線に対して距離が同一になるように配設され、かつ前記中心線に平行な方向に対し等間隔になるように配設され、これらに対するパッケージは樹脂材を用いて行われる。これにより、半導体チップの各々におけるL,C成分のバランスをとることが可能になり、半導体チップの特性ばらつきを低減することができる。
【0013】
【実施例1】図1は本発明によるダブルバランス形ショットキ半導体素子の一実施例を示す平面図である。
【0014】パッケージ部分1内に位置させて端部(インナーリード部)がL字形に加工されたリードフレーム2,3,4,5が配設されている。リードフレーム2とリードフレーム5は同一形状を成し、同様にリードフレーム3とリードフレーム4が同一形状を成し、互いに対角位置に来るように配設されている。各リードフレームは、銅合金、鉄とニッケルの合金などが用いられ、アウターリード部はパッケージ部分1の外に出る長さにとられている。
【0015】リードフレーム2〜5の各々の端部上には、半導体チップ6,7,8,9が接続(下面に設けられた電極がリードフレームに接続)されている。半導体チップ6及び半導体チップ9はリードフレームの先端より位置をずらして配設され、また、半導体チップ7及び半導体チップ8はリードフレームの先端に位置合わせした状態で配設される。
【0016】さらに、時計方向にリードフレームと隣接の半導体チップとの間にボンディングワイヤ10,11,12,13の各々が接続されている。ここでは、ボンディングワイヤに金(Au)ワイヤを用いている。
【0017】ここで、リードフレーム2〜5は、各々のインナーリード部の寸法において、リードフレーム間の距離とリードフレーム長さ及び幅などの寸法が同一にとられ、また、各インナーリード部の面積が同一にとられている。
【0018】半導体チップ6〜9は、例えばシリコンを用いた半導体基板に素子が形成されている。各々の半導体チップは、パッケージ部分1のX軸(ここではリードフレーム2〜5が引き出されていない方向にとっている)上に中心線CL(X)に対して距離が同一であり、また、X軸上に等間隔(a=b=c)な位置にレイアウトされている。さらに、ボンディングワイヤ10,13は、その長さが同一になるように配線される。
【0019】図2はダブルバランス形ショットキダイオードの回路構成を示す回路図である。図のように、4個のダイオード14a,14b,14c,14dを同一方向に直列かつエンドレスに接続し、ダイオードの相互の接続点(d,e,f,gの4箇所)がリードフレーム2,3,4,5の各々のインナーリード部に接続される部分である。
【0020】次に、本発明にかかるダブルバランス形ショットキダイオードの製造方法について説明する。
【0021】まず、Ag(銀)ペーストなどの接着剤を用いてリードフレーム2〜5のインナーリード部に各々の半導体チップ6〜9を取り付ける。この場合、パッケージ部分1のX軸上の中心線に対して距離が同一にとられ、また、X軸上に等間隔な位置にレイアウトすることにより、4素子間のL,C成分を合わせ込むことができる。
【0022】ついで、半導体チップ6〜9とその各々に向かい合う他方のL字形状のインナーリード部との間にボンディングワイヤ10,11,12,13をボンディングする。このとき、ボンディングワイヤ10〜13は各々を同一長さにし、L,C成分が同一になるようにする。
【0023】こののち、トランスファーモールド法により、エポキシ樹脂によるパッケージをパッケージ部分1に施す。最後にリードフレーム2〜5の各々のアウターリード部を所定の長さに切断してリード成形を施すことにより、ダブルバランス形ショットキ半導体素子が完成する。
【0024】以上のように、パッケージ部分1のX軸上の中心線CL(X)に対して4個の半導体チップ6〜9が同一距離にとられ、さらにインナーリード部の寸法においてリードフレーム間の距離とリードフレーム長さ、及びリードフレーム面積を同一にし、かつボンディングワイヤ10〜13の長さを同一にしている。これにより、高周波帯に用いた際、4素子間のL,C成分及び誘電体損失のばらつきを最小限に抑えることができる。この結果、セルラー、通信機器などへの利用が可能になる。
【0025】また、従来構成のセラミックパッケージ構造と比較した場合、パッケージ材料に安価な樹脂材料を用いることができるため、製造原価を大幅に低減することができる。
【0026】
【実施例2】図3は本発明によるダブルバランス形ショットキ半導体素子の他の実施例を示す平面図である。なお、図3においては図1と同一であるものには同一引用数字を用いたので、以下においては重複する説明を省略する。
【0027】本実施例は、図1の実施例におけるリードフレームの内、リードフレーム3,4のインナーリード部のL字形の外角部をカットしてJ字形にし、リードフレーム間に発生する浮遊容量を低減させたところに特徴がある。このように一部をカットすることで、リードフレーム間の距離が長くなり、前記実施例に比べて更にパッケージの浮遊容量の低減を図ることができる。また、高周波特性の改善も可能になる。
【0028】以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【0029】例えば、上記実施例においてはショットキダイオードを例にしたが、これに限定されるものではなく、また、他の周波数帯、さらには他の半導体素子についても本発明を適用することができる。
【0030】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
【0031】すなわち、ショットキ接合部を形成した4個の半導体チップをリードフレームの各々に取り付け、前記各半導体チップの電気的接続をボンディングワイヤで行い、さらにパッケージを施したダブルバランス形ショットキ半導体素子であって、前記半導体チップの各々を前記パッケージのアウターリード部が引き出されない方向の中心線に対して同一距離でかつ前記中心線に平行な方向に対して等間隔になるように配設し、さらに前記パッケージに樹脂を用いるようにしたので、半導体チップの各々におけるL,C成分のバランスをとることが可能になり、半導体チップの特性ばらつきを低減することができる。




 

 


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