CN101449371B - 树脂密封型半导体器件以及用该半导体器件的电子装置 - Google Patents

树脂密封型半导体器件以及用该半导体器件的电子装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种树脂密封型半导体器件以及用该半导体器件的电子装置,该树脂密封型半导体器件(2)具有把包括多个芯片安装板、安装于各芯片安装板的表面的半导体芯片以及对各芯片安装板设置的多条引线在内的构成要素的待密封部埋设于总体呈板状地成形的树脂模制部(41、42)内,从这些树脂模制部的宽度方向的一端侧的侧面排成一列地将多条引线(16、17)的外引线部引出,把各芯片安装板的背面作为裸露面(11u1~11w1和12u1~12w1)配置于树脂模制部(41、42)的一面的结构,其中,在树脂模制部(41、42)的一面侧设置有多个定位突起(50),定位突起的突出高度被设定成,在使这些定位突起(50)碰到散热板之际,在各芯片安装板的裸露面的各部分与散热板之间形成填充绝缘性的树脂用的间隙。

Description

树脂密封型半导体器件以及用该半导体器件的电子装置
技术领域
本发明涉及适于构成功率电路的树脂密封型半导体器件以及用该半导体器件的电子装置。
背景技术
构成功率电路的树脂密封型半导体器件,如在专利文献1或专利文献2中所示,由金属制的芯片安装板、多条引线、安装于芯片安装板的表面的半导体芯片、连接半导体芯片的电极与内引线部之间的连接线,以及覆盖半导体芯片、连接线、引线的内引线部和芯片安装板的树脂模制部来构成。在半导体芯片的芯片的一面上形成电极的情况下,该芯片的一面上的电极往往焊接于芯片安装板上。在这种半导体器件中,为了高效地进行其制造,用具有将多个芯片安装板与对应于各芯片安装板的引线相互连接的结构的引线框。在引线框中,各芯片安装板的部分称为岛状物。树脂模制部有以覆盖芯片安装板(岛状物)的整体的状态设置的情况,与以使芯片安装板的一部分在该树脂模制部的一面上裸露的状态设置的情况。
像构成整流电源电路的半导体器件那样,在构成备有流过大电流的半导体芯片的功率电路的半导体器件中,因为来自半导体芯片的发热很多,故如在专利文献3中所示,在芯片安装板的裸露面上安装散热板。虽然在半导体器件上安装散热板一般来说是通过焊接或螺钉固定来进行,但是在把电连接了半导体芯片的芯片安装板的背面(固定半导体芯片的面的相反侧的面)裸露的树脂密封型半导体器件安装于散热板的情况下,如在专利文献3中所示,为了使芯片安装板与散热板之间电气上绝缘,芯片安装板的裸露面经由环氧树脂类粘接剂等绝缘性的树脂结合于散热板。
专利文献1:日本专利公开平7-169891号公报
专利文献2:日本专利公开2002-334811号公报
专利文献3:日本专利公开平5-304232号公报
发明内容
(发明所要解决的问题)
在树脂密封型半导体器件的芯片安装板的裸露面与散热板之间夹着绝缘性的树脂的情况下,有必要把芯片安装板的裸露面与散热板之间的间隙做成可以控制的大小。如果芯片安装板的裸露面与散热板之间的间隙过窄则耐电压性能降低,如果过宽则树脂层的厚度变得过厚,散热性能降低。特别是在备有流过大电流的半导体芯片的半导体器件中,如果夹在安装了发热多的半导体芯片的芯片安装板的裸露面与散热板之间的绝缘树脂层的厚度变厚,则在该部分局部地产生温度上升,半导体器件内的各部分的温度平衡恶化,特定的部分的温度异常上升,产生器件损坏的危险。此外即使在未达到元件损坏的情况下,也因为特定的元件的温度变得高于其他元件的温度,元件的特性产生差异,故根据半导体器件的电路结构不同而产生器件误动作的危险。
此外,在安装了发热元件的芯片安装板在树脂模制部内并列配置了多个的情况下,有时不是使夹在散热板与芯片安装板的裸露面之间的树脂层的厚度均匀的情况,而是使夹在配置于温度容易上升的位置(例如在两侧配置着其他芯片安装板的位置)的芯片安装板与散热板之间的树脂层的厚度薄于夹在其他芯片安装板与散热板之间的树脂层的厚度的情况可以实现温度平衡。
如上所述,为了消除半导体器件损坏或误动作的危险,提高半导体器件的可靠性,有必要考虑夹在芯片安装板与散热板之间的树脂层的厚度。在该情况下,无论是使夹在芯片安装板与散热板之间的树脂层的厚度均匀,还是在各部分变更该树脂层的厚度,都有必要在把半导体器件安装于散热板之际,严格地进行芯片安装板的裸露面与散热板之间的间隙的控制。
但是,在现有的半导体器件中,因为未进行使芯片安装板的裸露面与散热板之间的间隙的控制变得容易的考虑,故在把半导体器件安装于散热板之际,如果考虑芯片安装板与散热板之间的树脂层的厚度,则难免需要费力地进行控制芯片安装板的裸露面与散热板之间的间隙的作业,使用安装有半导体器件的电子装置的制造成本提高。
本发明的目的在于,提供一种在安装于散热板之际,使芯片安装板(岛状物)的裸露面与散热板之间的间隙的控制容易进行,可以容易地把夹在芯片安装板与散热板之间的绝缘树脂层的厚度做成想要的厚度的树脂密封型半导体器件。
本发明的另一个目的在于,在把具有半导体芯片安装于芯片安装板(岛状物)的一面、以芯片安装板的另一面的至少一部分作为裸露面、用树脂模塑半导体芯片与芯片安装板的结构的树脂密封型半导体器件安装于散热板而得到的电子装置中,使芯片安装板的裸露面与散热板之间的间隙的控制容易进行,可以把两者之间的间隙始终保持于要控制的大小。
(解决问题所用的方法)
本发明适用于具有这样的结构的树脂密封型半导体器件,该结构为:把包括表面成为芯片安装面而背面的至少一部分成为裸露面的至少一个芯片安装板、装设于各芯片安装板的表面的半导体芯片、以及通过连接线连接于对各芯片安装板设置且与内引线部对应的芯片安装板上的半导体芯片的电极的多条引线在内的构成要素的待密封部埋设于总体呈板状地成形的树脂模制部内,从该树脂模制部的宽度方向的一侧的侧面排成一列地将上述多条引线的外引线部引出,并且把各芯片安装板的裸露面配置于树脂模制部的一面。
在本发明中,在树脂模制部的一面侧与该树脂模制部一体地设置多个定位突起,定位突起的突出高度被设定成,在使这些定位突起碰到散热板之际,在各芯片安装板的裸露面的各部分与散热板之间形成填充绝缘性的树脂用的间隙。
如果如上所述,在树脂模制部的一面侧设置有多个定位突起,定位突起的突出高度被设定成,在使这些定位突起碰到散热板之际,在各芯片安装板的裸露面的各部分与散热板之间形成填充绝缘性的树脂用的间隙,则因为在为了使散热板结合于各芯片安装板的裸露面而使半导体器件碰到散热板之际,定位突起碰到散热板而在芯片安装板的裸露面与散热板之间形成确定大小的间隙,故可以容易地进行芯片安装板与散热板之间的间隙的控制,可以使填充于两者间的间隙的绝缘性树脂的各部分的厚度成为所设定的大小。因而,可以不招致耐电压性能的降低或散热性能的降低,而简单地把散热板安装于树脂密封型半导体器件。
在本发明的优选的实施方式中,设有一对半导体器件构成块体,这些块体通过机械地联结构成树脂密封型半导体器件。也就是说,树脂密封型半导体器件分割成两个半导体器件构成块体,构成半导体器件的零件配置于各个块体内。
各半导体器件构成块体具有以下结构:把包括表面成为芯片安装面而背面的至少一部分成为散热板安装用的裸露面的至少一个芯片安装板、安装于各芯片安装板的表面的半导体芯片、以及通过连接线连接于对各芯片安装板设置的内引线部的电极的多条引线在内的构成要素的待密封部(需要用树脂密封的部分)埋设于总体呈板状地成形的树脂模制部内,从该树脂模制部的宽度方向的一侧的侧面排成一列地将多条引线的外引线部引出,并且把各芯片安装板的裸露面配置于树脂模制部的一面。
一对半导体器件构成块体以各自的树脂模制部的引出外引线的侧面相互面对的状态通过联结部相互机械地联结。从一对块体分别引出的外引线部通过在一对块体之间所形成的间隙向外部引出。
这样一来,在树脂密封型半导体器件构成为分割式的情况下,在各块体的树脂模制部的一面侧与该树脂模制部一体地设置有多个定位突起,定位突起的突出高度被设定成,在使定位突起碰到散热板之际,在各块体的芯片安装板的裸露面的各部分与散热板之间形成填充具有绝缘性的树脂用的间隙。
在适用于分割式的树脂密封型半导体器件的本发明的另一种优选的实施方式中,把各半导体器件构成块体做成以下结构:把包括表面成为芯片安装面而背面的至少一部分成为散热板安装用的裸露面在同一平面上排成一列配置的多个芯片安装板、安装于各芯片安装板的表面的半导体芯片、以及通过连接线连接于对各芯片安装板设置的内引线部对应的芯片安装板上的半导体芯片的电极的多条引线在内的构成要素的待密封部埋设于总体呈横长的板状地成形的树脂模制部内,从该树脂模制部的宽度方向的一端侧的侧面在树脂模制部的长边方向上排成一列地将多条引线的外引线部引出,并且把各芯片安装板的裸露面配置于树脂模制部的一面。在该情况下也是,一对半导体器件构成块体以各自的树脂模制部的引出外引线的侧面相互面对的状态通过联结部相互机械地联结,从一对块体分别引出的外引线部通过在一对块体之间所形成的间隙向外部引出。
在树脂密封型半导体器件中,因为在树脂模制部的热膨胀系数与埋设于其内部的零件的热膨胀系数之间存在着差异,特别是,在芯片安装板在树脂模制部的一面裸露的情况下,在半导体器件构成块体的一面侧与另一面侧处的热膨胀系数产生显著的差异,故无法避免在半导体器件构成块体上产生不可忽视的翘曲。特别是,因为在半导体器件构成块体内并排设置多个芯片安装板,故在半导体器件构成块体呈横长的板状(典型的例子中为矩形板状)的情况下显著地产生块体中的翘曲。如果在半导体器件构成块体中产生翘曲,则因为芯片安装板的裸露面弯曲,故在该裸露面上经由绝缘树脂层安装散热板之际产生障碍。
因此,在本发明的优选的实施方式中,由于在预测了半导体器件构成块体中产生翘曲,即使是产生了翘曲的状态,也可以在各芯片安装板的裸露面与散热板之间形成规定的间隙。
为了即使在半导体器件构成块体上产生翘曲的状态下,也可以在各芯片安装板的裸露面与散热板之间形成规定的间隙,有必要把半导体器件构成块体翘曲的方向做成一定的。因此,在本发明中,各块体构成为,利用树脂模制部的一面侧(配置芯片安装板的裸露面的一侧)处的热膨胀系数与各块体的树脂模制部的另一面侧处的热膨胀系数的差异,在把各块体的芯片安装板的裸露面安装于散热板之际的温度环境下,在各块体上产生使各块体的树脂模制部的一面成为凸面的翘曲。此外从各块体的树脂模制部的一面突出的定位突起至少在各块体的树脂模制部的一面的长边方向上延伸的两边的各自的两端部附近与该树脂模制部一体地设置。各定位突起设成在维持各块体的翘曲不变的状态下碰到散热板,各定位突起的突出高度被设定成,在使定位突起碰到散热板之际,在各块体的芯片安装板的裸露面的各部分与散热板之间形成填充具有绝缘性的树脂用的间隙。
在块体以使树脂模制部的一面成为凸面地翘曲的情况下,在把芯片安装板的裸露面粘接于散热板之际,在芯片安装板的裸露面的各部分与散热板之间形成填充绝缘性的树脂的间隙特别困难,在不设定位突起的情况下,成为芯片安装板的裸露面的一部分直接接触于散热板的状态,有时无法谋求芯片安装板与散热板之间的绝缘。
与此相对照,在本发明中考虑了块体的翘曲,即使在块体上有翘曲的情况下,也由于在块体的各部分处设置定位突起以便在芯片安装板的裸露面与散热板之间形成间隙,所以可以防止成为芯片安装板的裸露面直接接触于散热板的状态。
如上所述,在设置在将散热板粘接于各块体的芯片安装板的裸露面之际维持各块体的翘曲不变的状态下碰到散热板,在各块体的芯片安装板的裸露面与散热板之间形成填充绝缘性的树脂用的间隙的定位突起的情况下,如果沿着各块体的长边方向看各块体的芯片安装板的裸露面与散热板之间所形成的间隙,则在各块体的长边方向的中央部附近处间隙变得最小,间隙从各块体的长边方向的中央部向两端部慢慢变宽。
这样一来,在各半导体器件构成块体上产生翘曲的情况下,各块体的芯片安装板的裸露面与散热板之间的间隙虽然不均匀,但是只要把各块体的芯片安装板的裸露面与散热板之间所形成的间隙的最窄部分的大小设定成谋求芯片安装板与散热板之间的绝缘所需的最小限度的大小就不产生任何问题。
在本发明中,积极地利用半导体器件构成块体上产生的翘曲,使树脂密封型半导体器件的温度平衡良好。也就是说,利用半导体器件构成块体上产生的翘曲,构成为使在芯片安装板的裸露面与散热板之间所形成的间隙在各块体的长边方向的中央部附近处成为最小,从各块体的长边方向的中央部向两端部慢慢变大,从而得到以下说明的效果。
在横长地形成的块体的中央部附近处,从半导体芯片发生的热量容易滞留于树脂模制部内,此外存在较多邻接于各半导体芯片的其他半导体芯片,因为各半导体芯片被来自邻接的其他半导体芯片的发热所加热,故块体的温度容易局部地升高。如果块体的温度局部地升高,则在其内部的半导体芯片上产生热冲击而存在着该半导体芯片损坏的危险。为了不发生这样的情况,有必要使半导体器件构成块体的各部分的温度平衡达到良好以便不产生局部的温度上升。
像本发明这样,设置定位突起以便可以在将散热板粘接于各块体的芯片安装板的裸露面之际在维持各块体的翘曲不变的状态下碰到散热板而在各芯片安装板的裸露面与散热板之间形成填充绝缘性的树脂用的间隙。在这样的情况下,在各块体的长边方向的中央部附近处减小芯片安装板的裸露面与散热板之间的间隙,可以使间隙向各块体的长边方向的两端部慢慢变大。如果像这样构成,则因为在块体的长边方向的中央部附近处减薄粘接剂层的厚度而可以良好地进行从芯片安装板向散热板的温度的传递,故可以防止块体的中央部附近的温度局部地上升。
在各块体的长边方向的两端部附近处,芯片安装板的裸露面与散热板之间的间隙变大(绝缘树脂层的厚度变厚),虽然从芯片安装板向散热板的温度的传递受抑制,但是在块体的两端部附近处,热量不滞留于树脂模制部内,此外因为邻接于内部的半导体芯片的其他半导体芯片的数量少,故即使芯片安装板的裸露面与散热板之间的间隙大到某种程度也没有问题。
这样一来,因为如果做成在各半导体器件构成块体的芯片安装板的裸露面与散热板之间所形成的间隙在各块体的长边方向的中央部附近处成为最小,从各块体的长边方向的中央部向两端部慢慢变大,则在内部的半导体芯片的温度容易上升的块体的长边方向的中央部附近处向散热板的热量的传递变得良好,在内部的半导体芯片的温度上升变缓的块体的两端部附近处,从块体向散热板的热量的传递受到抑制,故可以使整个块体的温度平衡达到良好,可以防止在块体内产生局部的温度上升,防止内部的元件的热冲击。
块体的翘曲量随周围温度而变化。在块体的翘曲量变化的情况下,定位突起的突出尺寸的最优值也变化。因此,在实施本发明之际,在确定定位突起的突出尺寸的最优值时,有必要做成可以预测块体的翘曲量。一般来说因为如果周围温度恒定,则半导体器件构成块体的翘曲量恒定,故如果控制成把半导体器件安装于散热板之际的温度保持恒定(在将温度控制成恒定的室内进行把半导体器件粘接于散热板的作业),则可以把各定位突起的突出尺寸的最优值始终保持恒定,可以防止半导体器件的批量生产性受损。
在本发明的优选的实施方式中,设置一对半导体器件构成块体,这一对块体在以各自的树脂模制部的引出外引线的侧面相互面对的状态通过联结部相互机械地联结,从而构成树脂密封型半导体器件。上述半导体器件构成块体构成为:把包括表面成为芯片安装面而背面的至少一部分成为裸露面并在同一平面上排成一列配置的三个芯片安装板、分别安装于该三个芯片安装板的表面的用于三相的半导体芯片、以及通过连接线连接于对各芯片安装板设置的内引线部对应的芯片安装板上的半导体芯片的电极的多条引线在内的构成要素的待密封部埋设于总体呈横长的板状地成形的树脂模制部内,从该树脂模制部的宽度方向的一侧的侧面沿着树脂模制部的长边方向排成一列地将多条引线的外引线部引出,并且把各芯片安装板的裸露面配置于树脂模制部的一面。从一对块体分别引出的外引线部通过在一对块体之间形成的间隙向外部引出,一对块体被连接成使设在一对块体的各个块体上的用于三相的半导体芯片构成三相整流电路或倒相电路等三相桥式电路。
再者,在本发明中,各块体构成为,利用各块体的树脂模制部的一面侧处的热膨胀系数与各块体的树脂模制部的另一面侧处的热膨胀系数的差异,在把各块体的芯片安装板的裸露面安装于散热板之际的温度环境下,在各块体上产生使各块体的树脂模制部的一面成为凸面的翘曲。此外至少在各块体的树脂模制部的一面的长边方向上延伸的两边的各自的两端部附近与该树脂模制部一体地设置从各块体的树脂模制部的一面突出的定位突起。各定位突起被设成,以维持各块体的翘曲不变的状态碰到散热板,各定位突起的突出高度被设定成在使定位突起碰到散热板之际,在各块体的芯片安装板的裸露面的各部分与散热板之间形成填充绝缘性的树脂用的间隙。
如上所述,在安装用于三相的半导体芯片的芯片安装板在横向上并排配置的情况下,因为中央的相的半导体芯片被来自两侧的相的半导体芯片的发热所加热,故中央的相的半导体芯片的温度容易上升,块体的长边方向的中央部附近的温度变得容易上升。如果利用本发明,则因为在块体的长边方向的中央部处良好地进行从芯片安装板向散热板的热传递,可以抑制中央的相的半导体芯片的温度上升,故可以防止在块体的长边方向的中央部附近处局部的温度上升,可以使块体的各部分的温度分布几乎均匀。
在本发明的另一种优选的实施方式中,设置有一对半导体器件构成块体,这一对块体以各自的树脂模制部的引出外引线的侧面相互面对的状态通过联结部相互机械地联结,从而构成树脂密封型半导体器件。上述半导体器件构成块体构成为把包括表面成为芯片安装面而背面的至少一部分成为散热用的裸露面在同一平面上排成一列配置的多个芯片安装板、安装于各芯片安装板的表面的半导体芯片、以及通过连接线连接于对各芯片安装板设置的内引线部对应的芯片安装板上的半导体芯片的电极的多条引线在内的构成要素的待密封部埋设于总体呈横长的板状地成形的树脂模制部内,从该树脂模制部的宽度方向的一端侧的侧面在树脂模制部的长边方向上排成一列地将多条引线的外引线部引出,并且把各芯片安装板的裸露面配置于树脂模制部的一面。此外,从一对块体分别引出的外引线部通过在一对块体之间形成的间隙向外部引出。
在本发明中,在各块体的树脂模制部的一面的宽度方向的两端设有沿着该树脂模制部的长边方向平行地延伸的一对凸缘(rib)状的定位突起,把定位突起的高度设定成在定位突起碰到散热板之际,在各芯片安装板的裸露面与散热板之间形成填充具有绝缘性的树脂用的间隙。
如果如上所述地将定位突起预先形成为凸缘状,则因为树脂模制部的刚性提高,各块体不容易翘曲,故可以使芯片安装板的裸露面与散热板之间的间隙几乎均匀。因而,本发明在希望夹在芯片安装板与散热板之间的绝缘层的厚度几乎均匀的情况下是有用的。
此外,本发明适用于备有树脂密封型半导体器件和与设在该半导体器件上的芯片安装板的裸露面传热地(以在相互间进行热传递的状态)结合而促进从半导体器件的散热的散热板的电子装置。
在将本发明作为对象的电子装置中用的树脂密封型半导体器件具有这样的结构:把包括表面成为芯片安装面而背面的至少一部分成为散热板安装用的裸露面的至少一个芯片安装板、安装于各芯片安装板的表面的半导体芯片、以及通过连接线连接于对各芯片安装板设置而内引线部对应的芯片安装板上的半导体芯片的电极的多条引线在内的构成要素的待密封部埋设于总体呈板状地成形的树脂模制部内,从该树脂模制部的宽度方向的一端侧的侧面排成一列地将多条引线的外引线部引出,并且把各芯片安装板的裸露面配置于树脂模制部的一面。各芯片安装板的裸露面传热地结合于散热板。
在本发明的电子装置中,在树脂密封型半导体器件的树脂模制部的一面上设有多个定位突起,通过使该定位突起碰到散热板,在各芯片安装板的裸露面与散热板之间形成间隙,在各芯片安装板的裸露面与散热板之间的间隙中填充有具有绝缘性和粘接性的树脂,从而各芯片安装板的裸露面被粘接于散热板。
在本发明的电子装置的优选的实施方式中,作为树脂密封型半导体器件,使用具有把器件分割成两个半导体器件构成块体并且机械地联结两个块体的结构的分割式的半导体器件。在该实施方式中所用的树脂密封型半导体器件的各半导体器件构成块体具有以下结构:把包括表面成为芯片安装面而背面的至少一部分成为散热板安装用的裸露面的至少一个芯片安装板、安装于各芯片安装板的表面的半导体芯片、以及通过连接线连接于对各芯片安装板设置而内引线部对应的芯片安装板上的半导体芯片的电极的多条引线在内的构成要素的待密封部埋设于总体呈板状地成形的树脂模制部内,从该树脂模制部的宽度方向的一端侧的侧面排成一列地将多条引线的外引线部引出,并且把各芯片安装板的裸露面配置于树脂模制部的一面。一对半导体器件构成块体以各自的树脂模制部的引出外引线的侧面相互面对的状态通过联结部相互机械地联结,从一对块体分别引出的外引线部通过在一对块体之间所形成的间隙向外部引出。
在本发明中,如上所述通过在所构成的树脂密封型半导体器件的各块体的树脂模制部的一面上设置多个定位突起,通过使该定位突起碰到散热板,在各块体的芯片安装板的裸露面与散热板之间形成间隙,通过将具有绝缘性和粘接性的树脂填充于各块体的芯片安装板的裸露面与散热板之间的间隙来将各块体的芯片安装板的裸露面粘接于散热板。
在本发明的电子装置的另一种优选的实施方式中,把构成树脂密封型半导体器件的各半导体器件构成块体做成以下结构:把包括表面成为芯片安装面而背面的至少一部分成为散热板安装用的裸露面并排成一列配置于同一平面上的多个芯片安装板、安装于各芯片安装板的表面的半导体芯片、以及通过连接线连接于对各芯片安装板设置而内引线部对应的芯片安装板上的半导体芯片的电极的多条引线在内的构成要素的待密封部埋设于呈横长的板状地成形的树脂模制部内,从该树脂模制部的宽度方向的一端侧的侧面在该树脂模制部的宽度方向上排成一列地将上述多条引线的外引线部引出,并且把各芯片安装板的裸露面配置于上述树脂模制部的一面。在该情况下也是,一对块体以各自的树脂模制部的引出外引线的侧面相互面对的状态通过联结部相互机械地联结,从一对块体分别引出的外引线部通过在一对块体之间形成的间隙向外部引出。
在该情况下,各块体构也是利用各块体的树脂模制部的一面侧处的热膨胀系数与各块体的树脂模制部的另一面侧处的热膨胀系数的差异,在把各块体的芯片安装板的裸露面粘接于上述散热板之际的温度环境下,在各块体上产生使各块体的树脂模制部的上述一面成为凸面的翘曲。此外至少在各块体的树脂模制部的一面的长边方向上延伸的两边的各自的两端部附近设有碰到散热板的定位突起,各定位突起的高度设定成在各块体的芯片安装板的裸露面的各部分与散热板之间产生间隙。在树脂密封型半导体器件的各块体的芯片安装板的裸露面的各部分与散热板之间所形成的间隙中填充有具有绝缘性和粘接性的树脂,因此各块体的芯片安装板的裸露面被粘接于散热板。
在本发明的电子装置的另一种优选的实施方式中,构成树脂密封型半导体器件的各半导体器件构成块体构成为如下结构:把包括表面成为芯片安装面而背面的至少一部分成为散热用的裸露面在同一平面上排成一列配置的三个芯片安装板、分别安装于该三个芯片安装板的表面的用于三相的半导体芯片、以及通过连接线连接于对各芯片安装板设置而内引线部对应的芯片安装板上的半导体芯片的电极的多条引线在内的构成要素的待密封部埋设于在三个芯片安装板的排列方向上长的几乎呈矩形板状地成形的树脂模制部内,从该树脂模制部的宽度方向的一端侧的侧面在该树脂模制部的长边方向上排成一列地将多条引线的外引线部引出,并且把各芯片安装板的裸露面配置于树脂模制部的一面。在该情况下也是,一对块体以各自的树脂模制部的引出外引线的侧面相互面对的状态通过联结部相互机械地联结,从一对块体分别引出的外引线部通过在一对块体的树脂模制部之间所形成的间隙向外部引出。在本例子中,一对块体内的用于三相的半导体芯片连接起来使用以便构成三相桥式电路。
在本发明中也是,上述树脂密封型半导体器件的各块体构成为,利用树脂密封型半导体器件的各块体的树脂模制部的一面侧处的热膨胀系数与各块体的树脂模制部的另一面侧处的热膨胀系数的差异,在把各块体的芯片安装板的裸露面安装于散热板之际的温度环境下,在各块体上产生使各块体的树脂模制部的一面成为凸面的翘曲。
至少在各块体的树脂模制部的一面的长边方向上延伸的两边的各自的两端部附近设置碰到散热板的定位突起,各定位突起的高度被设定成在各块体的芯片安装板的裸露面的各部分与散热板之间产生间隙,在树脂密封型半导体器件的各块体的芯片安装板的裸露面的各部分与散热板之间所形成的间隙中填充有具有绝缘性和粘接性的树脂,从而各块体的芯片安装板的裸露面被粘接于散热板。
在本发明的电子装置的另一种优选的实施方式中,至少在各块体的树脂模制部的一面的长边方向上延伸的两边的各自的两端部附近设置碰到散热板的定位突起,各定位突起的高度设成在各块体的芯片安装板的裸露面的各部分与上述散热板之间产生间隙。此外在树脂密封型半导体器件的一系列外引线向散热板的对面侧引出,焊接于搭载在树脂密封型半导体器件的两个块体之上的电路基板。该电路基板利用螺钉紧固于散热板,树脂密封型半导体器件以被该电路基板压靠的状态固定于散热板。在该情况下,用绝缘片代替粘接剂插入树脂密封型半导体器件的各块体的芯片安装板的裸露面与散热板之间的间隙,利用绝缘片使树脂密封型半导体器件的各块体的芯片安装板的裸露面与散热板之间绝缘。
在本发明的电子装置的又一种优选的实施方式中,在树脂密封型半导体器件的两个块体的各自的散热板的对面侧的面上配置着两个压板,这两个压板利用螺钉紧固于散热板,从而树脂密封型半导体器件的两个块体以被压靠的状态固定于散热板。在该情况下也是,用绝缘片代替粘接剂插入树脂密封型半导体器件的各块体的芯片安装板的裸露面与散热板之间的间隙,利用绝缘片使树脂密封型半导体器件的各块体的芯片安装板的裸露面与散热板之间绝缘。
在本发明的电子装置的又一种优选的实施方式中,散热板在面对树脂密封型半导体器件的各块体的树脂模制部的成为凸面的一面的区域上具有以与相对的凸面几乎相同的曲率弯曲的凹面,在树脂密封型半导体器件的各块体的芯片安装板的裸露面与设在上述散热板上的凹面之间,形成跨越各块体的芯片安装板的裸露面的整个区域具有几乎均匀的大小的间隙,各块体的芯片安装板的裸露面通过填充于该间隙的具有绝缘性和粘接性的树脂粘接于散热板。
(发明的效果)
像以上这样,如果用本发明,则由于在树脂模制部的一面侧与该树脂模制部一体地设置了在将散热板安装于各芯片安装板的裸露面之际碰到该散热板而在各芯片安装板的裸露面与散热板之间形成填充具有绝缘性的树脂用的间隙的定位突起,所以在为了把散热板安装于各芯片安装板的裸露面而在使半导体器件碰到散热板之际,可以使定位突起碰到散热板而在芯片安装板的裸露面与散热板之间形成预定大小的间隙。因而,可以容易地进行芯片安装板与散热板之间的间隙的控制,可以把填充于两者间的间隙的树脂的各部分的厚度做成容易地设定了的大小。因而,可以不招致耐电压性能的降低或散热性能的降低,而简单地把散热板安装于树脂密封型半导体器件。
此外,在本发明中,在通过联结一对半导体器件构成块体来构成树脂密封型半导体器件的情况下,利用在各半导体器件构成块体上不可避免地产生的翘曲,使在各半导体器件构成块体的芯片安装板的裸露面与散热板之间所形成的间隙在各块体的长边方向的中央部附近处最小,并从各块体的长边方向的中央部附近向两端部慢慢变大的情况下,因为在内部的半导体芯片的温度容易上升的块体的长边方向的中央部附近处良好地进行向散热板的热量的传递,在内部的半导体芯片的温度上升变缓的块体的两端部附近处抑制从块体向散热板的热量的传递,可以使整个块体的温度平衡良好,故可以防止在块体内产生局部的温度上升,可以防止内部的元件热冲击,可以提高树脂密封型半导体器件的可靠性。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的树脂密封型半导体器件的电路结构的一例的电路图。
图2是表示本发明的实施方式中用的引线框的构成的俯视图。
图3是表示把半导体芯片安装于图2中所示的引线框并用连接线连接半导体芯片与引线之间的状态的俯视图。
图4是表示通过在如图3所示在安装了半导体芯片的引线框上形成树脂模制部得到的半加工品的俯视图。
图5是表示通过从图4中所示的半加工品切掉引线框的外框部分形成引线的外引线部得到的成品的俯视图。
图6是图5中所示的成品的仰视图。
图7是图5中所示的成品的右视图。
图8是把本发明的树脂密封型半导体器件安装于散热板构成的电子装置的俯视图。
图9是表示把本发明的树脂密封型半导体器件安装于散热板的状态的侧视图。
图10是用来说明在图9中所示的树脂密封型半导体器件的半导体器件构成块体上产生翘曲的情况的问题的侧视图。
图11是用来说明在图9中所示的树脂密封型半导体器件的半导体器件构成块体上产生翘曲的情况的另一个问题的侧视图。
图12是表示解决图10和图11中所示的问题的本发明的另一种实施方式的侧视图。
图13是表示本发明的又一种实施方式的把树脂密封型半导体器件安装于散热板的状态的主视图。
图14是本发明的又一种实施方式的树脂密封型半导体器件的俯视图。
图15是图14中所示的树脂密封型半导体器件的仰视图。
图16是图14中所示的树脂密封型半导体器件的右视图。
图17是本发明的又一种实施方式的树脂密封型半导体器件的半加工状态下的俯视图。
图18是图17中所示的树脂密封型半导体器件的仰视图。
图19是图17中所示的树脂密封型半导体器件的右视图。
图20(A)和图20(B)分别是本发明的另一种实施方式的树脂密封型半导体器件的俯视图和主视图。
图21(A)和图21(B)分别是本发明的又一种实施方式的树脂密封型半导体器件的俯视图和主视图。
图22是本发明的又一种实施方式的树脂密封型半导体器件的主视图。
(符号说明)
1    永磁式交流发电机
2    树脂密封型半导体器件
3    电池
10   引线框
11u至11w和11u′至11w′ 第1组的芯片安装板
12u至12w和12u′至12w′ 第2组的芯片安装板
11u1至11w1和12u1至12w1 芯片安装板的裸露面
13至18  引线
41  第1树脂模制部
42  第2树脂模制部
BL1  第1半导体器件构成块体
BL2  第2半导体器件构成块体
50、51 定位突起
52  散热板
具体实施方式
以下参照附图详细说明本发明的优选的实施方式。
本发明对于运用于构成流过大电流的功率电路的半导体器件是优选的,在本实施方式中,以构成控制成把从由发动机等原动机驱动的三相永磁式交流发电机供给到直流负载的电压保持于设定范围的短路式的电压调整器用的树脂密封型半导体器件为例。
在图1中,1是由原动机驱动的三相永磁式交流发电机,该发电机由安装于原动机的旋转轴的永久磁铁转子(未图示)和包括三相的电枢绕组1u至1w的定子组成。6是由运用了本发明的树脂密封型半导体器件构成的短路式电压调整电路。
图示的短路式电压调整电路由二极管桥式三相全波整流电路、以及发电机输出短路用的第1至第3晶闸管Thx至Thz来构成。该二极管桥式三相全波整流电路由第1至第3二极管Du、Dv和Dw,和阳极共同地连接并且阴极连接于二极管Du至Dw的阳极的第4至第6二极管Dx至Dz组成。该第1至第3晶闸管Thx至Thz分别反向并联连接于构成该整流电路的桥的下边的第4至第6二极管Dx至Dz的两端。
从第1至第3二极管Du至Dw的阴极的共同连接点和第4至第6二极管Dx至Dz的阳极的共同连接点分别引出半导体器件的正侧输出端子2a和负侧输出端子2b。在这些输出端子间,连接着电池3和负载4。第1至第3二极管Du至Dw的阳极与第4至第6二极管Dx至Dz的阴极的连接点分别成为三相的交流输入端子2u、2v和2w,发电机的三相的输出端子连接于这些输入端子2u、2v和2w。
5是由混合集成电路组成的控制电路,检测输出端子2a、2b间的电压,在检测到的电压超过设定值时同时向第1至第3晶闸管Thx至Thz提供触发信号,在输出端子2a、2b间的电压不足设定值时停止向晶闸管Thx至Thz供给触发信号。备有整流功能的短路式电压调整器6由半导体器件2与控制电路5来构成。
在图1中所示的电压调整器中,在输出端子2a、2b间的电压小于设定值时晶闸管Thx至Thz处于断路状态,发电机1的整流输出加在电池3和负载4上。如果输出端子2a、2b间的电压超过设定值,则因为控制电路5向晶闸管Thx至Thz提供触发信号,故这些晶闸管当中,在阳极阴极间施加了正向电压者成为接通状态,发电机1的输出通过由成为接通状态的晶闸管与构成整流电路的桥的下边的二极管Dx至Dz中的某一个所构成的短路电路被短路。从而发电机的输出电压降低到小于设定值。因为如果因发电机的输出电压的降低使输出端子2a、2b间的电压成为小于设定值,则触发信号不能被供给到晶闸管Thx至Thz,故各晶闸管在其阳极电流成为保持电流以下的时刻成为断路状态。从而发电机的输出电压上升。通过重复这些动作,输出端子2a、2b间的电压保持于设定值附近。
在图1中所示的电压调整电路中,因为虽然在构成桥的上边的二极管Du至Dw中,在输出的非短路时仅各相电流的正半周期中电流流动,但是在构成桥的下边的二极管Dx至Dz中,在输出的非短路时也好短路时也好,各相电流的负半周期中电流流动,故构成桥的下边的二极管Dx、Dy和Dz中产生的发热的量变得比构成桥的上边的二极管Du、Dv和Dw中产生的发热的量要多。
图2示出用来构成图1中所示的半导体器件2的引线框10的优选的构成例。该引线框是通过冲切由铜等具有良导电性的导电材料制成的比较厚的板而整体呈矩形地构成的引线框,在宽度方向(Y方向)和长边方向(X方向)上分别有规定的尺寸W和L。
图示的引线框10备有两个半导体器件的芯片安装板(岛状物)和引线。在占据图示的引线框的左侧半部的第1半部10A上,位于同一平面上地设有第1组A的第1至第3芯片安装板11u至11w,第2组B的第1至第3芯片安装板12u至12w,以及包括对这些芯片安装板设置的引线13至18在内的引线组,这些用来构成一个半导体器件。
此外在占据图示的引线框的右侧半部的第2半部10B上,位于同一平面上地设有第1组A的第1至第3芯片安装板11u′至11w′,第2组B的第1至第3芯片安装板12u′至12w′,以及包括对这些芯片安装板设置的引线13至18在内的引线组,这些用来构成另一个半导体器件。
各芯片安装板,其表面用作芯片安装面而背面成为散热板安装用的裸露面。各芯片安装板的裸露面在后述的树脂模制部被形成之际,不被该模制部所覆盖,而被做成裸露在外部的状态。在图示的例子中,各芯片安装板形成为矩形,属于第1组A的芯片安装板11u至11w和11u′至11w′被设置成分别与属于第2组B的芯片安装板12u至12w和12u′至12w′成对。在本例子中,因为在各芯片安装板的表面(芯片安装面)上安装着产生发热的功率用半导体芯片,故为了在各芯片安装板上保持作为散热器的功能,各芯片安装板形成为具有比较厚的壁厚。
设在引线框的第1半部10A上的属于第1组A的第1至第3芯片安装板11u至11w和设在第2半部10B上的第1至第3芯片安装板11u′至11w′,被设置在引线框10的宽度方向的一端侧,且在该引线框的长边方向上排成一列地配置。
此外,设在引线框10的第1半部10A上的第2组B的第1至第3芯片安装板12u至12w和设在第2半部10B上的第2组B的第1至第3芯片安装板12u′至12w′被设置在引线框的宽度方向的另一端侧,且与第1组的芯片安装板同样地在引线框的长边方向上排列地配置。
成对的芯片安装板(11u、12u)、(11v、12v)和(11w、12w)彼此在引线框的宽度方向上隔着间隔地相对配置,与各成对的芯片安装板分别对应地设置的多个引线13至18配置在框的宽度方向的中央部所形成的各成对的芯片安装板相互间的空间中。各引线形成为具有比芯片安装板更薄的厚度。
配置于各成对的芯片安装板(例如11u、12u)之间的引线13至18当中的引线13和14以后端部连接于属于第1组A的芯片安装板11u的状态设置,引线18以后端部连接于属于第2组B的芯片安装板12u的状态配置。
引线13、14和18沿着引线框10的宽度方向延伸,引线13的前端在靠近属于第2组B的芯片安装板12u的位置处终止,引线14的前端在引线13的前端的跟前的位置处终止。此外引线18的前端延伸到靠近属于第1组A的芯片安装板11u的位置,从该引线18的前端部向引线14侧折曲而使在第2组的芯片安装板侧延伸的引线16的后端部连接于在横切成对的芯片安装板的相对方向的方向上延伸的交叉引线18a。
引线16配置于引线14与引线18之间的几乎中间部分,其前端在离开属于第2组B的芯片安装板12u的位置处终止。引线14与引线16之间,引线16与引线18之间,分别配置着沿着引线框的宽度方向延伸的引线15和引线17。
引线15和引线17把各自的后端部配置于靠近成对的芯片安装板当中的属于第2组B的芯片安装板12u的位置,设定成使前端在离开属于第1组A的芯片安装板11u的位置处终止的状态。配置于各成对的芯片安装板之间的一系列引线13至18经由沿着框的长边方向延伸的能够切掉的连接引线19和20相互连接。
此外为了划分引线框10的第1半部10A与第2半部10B之间,在第1半部10A与第2半部10B之间形成在框的宽度方向上延伸的比较宽的缝隙21。在本例子中,由各成对的芯片安装板与配置于其间的引线13至18构成一个单位引线框,引线框的第1和第2半部10A和10B的各个上构成合计3个单位引线框。
此外,在引线框10的半部10A、10B的各个上形成在框的宽度方向上延伸的窄的缝隙22以便将所构成的三个单位引线框相互间隔开,用于电连接属于第1组的芯片安装板11u至11w的联结部23设成分断缝隙22。
在属于第1组A的各芯片安装板与框的宽度方向的一端之间,以及属于第2组B的各芯片安装板与框的宽度方向的另一端之间分别形成在框的长边方向上延伸的矩形的缝隙25和26,在引线框的宽度方向的一端和另一端侧的端部所留出的带状的部分上形成把引线框定位于夹具之际用来嵌合定位销的定位孔27。
如上所述,在本实施方式中,引线框10备有在其宽度方向的一端侧沿该引线框的长边方向上排列配置的第1组的第1至第3芯片安装板11u至11w、与第1组的第1至第3芯片安装板11u至11w分别成对地设在引线框的宽度方向的另一端侧的第2组的第1至第3芯片安装板12u至12w,第1组和第2组的成对的芯片安装板彼此在引线框的宽度方向上隔着间隔相对地配置,在第1组和第2组的各成对的芯片安装板之间所形成的空位上配置着对应于各成对的芯片安装板的多条引线13至18。
图3示出在上述引线框10上安装构成图1中所示的半导体器件2的半导体芯片并布线的状态。在本发明的半导体器件中,多个半导体芯片分成第1组的半导体芯片和第2组的半导体芯片,两组的半导体芯片以在引线框的宽度方向上隔着间隔的状态分别安装于引线框的宽度方向的一端侧和另一端侧。
此外,作为树脂密封部,设置有覆盖包括第1组的芯片安装板与引线与半导体芯片以及连接线在内的构成要素的待密封部(除了芯片安装板的裸露面和引线的外引线部以外的部分)的第1树脂模制部41,和覆盖包括第2组的芯片安装板与引线与半导体芯片以及连接线在内的构成要素的待密封部的第2树脂模制部42。树脂模制部41和42成形为在芯片安装板11u至11w和12u至12w的排列方向上呈长的横长的板状(在图示的例子中为矩形板状),从树脂模制部41和42的各自的宽度方向的一端侧的侧面以在各自的树脂模制部的长边方向上排成一列的状态将一系列的引线的外引线部引出。
利用第1树脂模制部41和埋设于其内部的零件构成第1半导体器件构成块体BL1,利用第2树脂模制部42和埋设于其内部的零件构成第2半导体器件构成块体BL2。这些块体BL1和BL2以各自的树脂模制部的引出引线的侧面面对的状态配置,两块体的树脂模制部之间通过联结部机械地联结。在第1块体BL1与第2块体BL2之间形成间隙,连接于第1块体BL1内的电路的多条引线的外引线部和连接于第2块体BL2内的电路的多条引线的外引线部作为引线端子通过第1块体BL1与第2块体BL2之间的间隙向外部引出。
更详细地说明,在本实施方式中,为了构成图1中所示的短路式电压调整电路,设置第1至第3二极管Du至Dw、阳极共同连接而且阴极分别连接于第1至第3二极管Du至Dw的阳极而与第1至第3二极管Du至Dw一起构成二极管桥式三相全波整流电路的第4至第6二极管Dx至Dz、以及分别反向并联连接于第4至第6二极管Dx至Dz且为了调整整流电路的输出电压而在使该整流电路的输入端子间(发电机1的输出端子间)短路之际同时被触发的第1至第3晶闸管Thx至Thz,构成这些半导体芯片的芯片安装于引线框10。在本实施方式中,第4至第6二极管Dx至Dz的芯片是第1组的半导体芯片,第1至第3二极管Du至Dw的芯片和晶闸管Thx至Thz的芯片是第2组的半导体芯片。第1至第3二极管Du至Dw的阴极在本实施方式的将半导体器件安装于电路基板之际通过设在该电路基板上的布线图案共同连接而连接于正侧输出端子。
在图3中所示的例子中,把分别构成桥的下边的二极管Dx至Dz的芯片安装于引线框10的第1组的芯片安装板11u至11w。作为这些二极管,使用在芯片的一面和另一面上分别有阳极和阴极的二极管,把各自的阳极直接焊接于芯片安装板11u至11w。同样,把二极管Dx至Dz也安装于芯片安装板11u′至11w′。
此外,分别把晶闸管Thx至Thz的芯片,和二极管Du至Dw的芯片安装于第2组的芯片安装板12u至12w。作为晶闸管Thx至Thz的芯片,用在一个面上有阳极而在另一个面上有阴极和栅极的晶闸管,把各自的阳极焊接于芯片安装板12u至12w。此外把二极管Du至Dw的阳极直接焊接于芯片安装板12u至12w。同样,分别把二极管Du至Dw的芯片和晶闸管Thx至Thz的芯片安装于第2组的芯片安装板12u′至12w′。
通过多条(在图示的例子中为两条)连接线(良导电性的电线)30把安装于第1组的芯片安装板的二极管Dx至Dz的阴极连接于对应的交叉引线18a,通过多条连接线31把二极管Du至Dw的阴极连接于对应的引线17的后端部。此外通过多条连接线32把晶闸管Thx至Thz的阴极连接于对应的引线13的前端,通过连接线把晶闸管Thx至Thz的栅极连接于对应的引线15的后端部。在通过连接线连接各半导体芯片的端子与规定的引线之间之际,为了可以缩短连接线的长度,各半导体芯片配置于靠近引线的位置。如果缩短连接各半导体芯片与引线之间的连接线,则不仅可以减少连接线处的发热,而且可以防止成形树脂模制部之际连接线移动而产生断线等问题的发生。
进行所有的安装于芯片安装板的半导体芯片与规定的引线之间的布线后,用树脂覆盖将属于第1组A的第1至第3芯片安装板11u至11w的除了裸露面以外的部分与安装于第1至第3芯片安装板的各个的半导体芯片电连接的引线13、16、18的内引线部(引线的根部附近的部分),安装于属于第1组A的芯片安装板11u至11w的半导体芯片,以及把该半导体芯片连接于引线18的连接线30,构成呈扁平的横长的板状的第1树脂模制部41,利用该第1树脂模制部41和埋设于其内部的零件来构成第1半导体器件构成块体BL1。
此外将属于第2组B的第1至第3芯片安装板12u至12w的除了裸露面以外的部分与安装于第1至第3芯片安装板的各个的半导体芯片电连接的引线13、15、17和18的内引线部,安装于属于第2组B的第1至第3芯片安装板12u至12w的半导体芯片,以及把该半导体芯片连接于各引线的连接线被树脂所覆盖,构成呈扁平的横长的板状的第2树脂模制部42,利用该第2树脂模制部42和埋设于其内部的零件来构成第2半导体器件构成块体BL2。第1和第2树脂模制部41和42通过传递模塑法(transfer molding)来形成。
图4示出像这样形成第1树脂模制部41与第2树脂模制部42,以构成第1和第2半导体器件构成块体BL1和BL2的状态。在第1块体BL1与第2块体BL2之间形成了间隙。在本例子中,成为引线框的一部分的多条引线13、18成为机械地联结第1树脂模制部41与第2树脂模制部42之间的联结部,构成这些联结部的引线的各自的两端埋设于第1树脂模制部41内和第2树脂模制部42内。
如上所述构成第1和第2半导体器件构成块体BL1和BL2后,切开引线框的两个半部10A和10B,进而切掉连接引线等引线框的不需要部分。然后,通过进行用于把引线14至17的外引线部(从树脂模制部向外部引出的部分)向一方侧折曲的成形,如图5至图7中所示,把引线14至17的外引线部作为引线端子从树脂模制部41和42之间的间隙向外部引出而完成半导体器件2。
在该半导体器件中,多条引线13至18当中配置于各芯片安装板的两端的一部分引线13和18的两端埋设于第1树脂模制部41内和第2树脂模制部42内,第1树脂模制部41与第2树脂模制部42之间经由两端埋设于第1树脂模制部内和第2树脂模制部内的引线13和18机械地联结。
如图6中所示,在第1和第2块体BL1和BL2的树脂模制部41和42的一面(在图示的例子中为背面)上分别配置着芯片安装板11u至11w的裸露面11u1至11w1以及芯片安装板12u至12w的裸露面12u1至12w1。
在本发明中,如图6中所示,至少在块体BL1和BL2的各自的树脂模制部的一面的长边方向(图6的X方向)上延伸的平行的两边a1、a2和b1、b2的各自的两端部附近(在树脂模制部41、42形成为矩形板状的情况下,为各树脂模制部的一面的四角)设置在把各块体的芯片安装板的裸露面粘接于散热板之际碰到该散热板而在各芯片安装板的裸露面与散热板之间形成填充粘接剂用的间隙的定位突起50,来自芯片安装板的裸露面的各定位突起50的突出高度被设定成,在块体BL1和BL2的各自的芯片安装板的裸露面的各部分与散热板52之间产生规定的间隙。
在图6中所示的例子中,在各块体的树脂模制部的一面的长边方向上延伸的两边的各自的中间部上也设置定位突起51。因此,在各树脂模制部的一面上设有合计六个定位突起。
如上所述地得到的半导体器件2在芯片安装板11u至11w和12u至12w的各自的裸露面11u1至11w1和12u1至12w1上涂敷粘接剂,或者在散热板52的粘接于裸露面11u1至11w1和12u1至12w1的区域上涂敷粘接剂后,如图8和图9中所示,将树脂模制部41和42的一面面对散热板52的状态放在散热板52之上。此时,通过定位突起50和51与散热板52的相碰,在芯片安装板11u至11w和12u至12w的各自的裸露面11u1至11w1和12u1至12w1与散热板52之间形成固定的间隙,以具有绝缘性和粘接性的树脂55填充于该间隙的状态将芯片安装板11u至11w和12u至12w的裸露面11u1至11w1和12u1至12w1粘接于散热板52。
此外,安装了构成图1中所示的控制电路5的零件的电路基板(未图示)配置于半导体器件2的块体BL1和BL2之上,半导体器件2的引线14至17插入设置在电路基板上的通孔,焊接于设置在电路基板上的导电图案。利用树脂密封型半导体器件2与散热板52以及未图示的电路基板来构成电子装置。
如上所述,如果在树脂模制部41和42的一面侧(配置了芯片安装板的裸露面的一侧)上与该树脂模制部一体地设置在将各芯片安装板的裸露面安装于散热板52之际碰到散热板52而在各芯片安装板的裸露面与散热板之间形成填充绝缘性树脂用的间隙的定位突起50、51,则因为在为了把散热板52安装于各芯片安装板的裸露面而使半导体器件2碰到散热板之际,定位突起50、51碰到散热板52而在芯片安装板的裸露面与散热板之间形成规定大小的间隙,故可以把填充于芯片安装板与散热板之间的间隙的树脂55的各部分的厚度做成所设定的大小,可以不招致耐电压性能的降低或散热性能的降低,而简单地把散热板安装于树脂密封型半导体器件。
在上述实施方式中,假定在半导体器件构成块体BL1和BL2上不产生翘曲。因此,定位突起50、51的突出高度全都设定为相等,通过定位突起50、51碰到散热板52,在芯片安装板11u至11w和12u至12w的各自的裸露面11u1至11w1和12u1至12w1与散热板52之间形成固定的间隙。
可是,在树脂密封型半导体器件中,由于半导体器件构成块体BL1和BL2的表面侧和背面侧的热膨胀系数的差,半导体器件构成块体BL1和BL2上往往产生翘曲。现在,假定在半导体器件构成块体BL1和BL2上,沿着各自的宽度方向产生使树脂模制部41和42的一面成为凸面的翘曲。在这种情况下,如果使定位突起50、51的突出高度全都相等,则因为例如如图10中所示,半导体器件的宽度方向的两端从散热板52抬起,在配置于半导体器件的宽度方向的两端的定位突起50、50与散热板52之间形成间隙G1,故划定芯片安装板的裸露面与散热板之间的间隙变难。因为块体BL1和BL2的翘曲也沿着其长边方向产生,故在块体BL1和BL2的长边方向的两端处也同样成为定位突起从散热板抬起的状态。
如图10中所示,在半导体器件2的块体BL1和BL2上产生如上所述的翘曲的情况下,如果使分别设在一方的半导体器件构成块体BL1的宽度方向的两端的定位突起50如图11中所示强行碰到散热板52,则另一个块体BL2进一步从散热板抬起,块体BL2的外侧的定位突起50与散热板52之间的间隙从G1扩大成G2。如果产生这样的状态,则在块体BL2侧处划定芯片安装板的裸露面与散热板52之间的间隙变得更难。
因此在本发明中,各定位突起的突出高度被设定成,即使在半导体器件构成块体BL1和BL2上产生了翘曲的状态下,也能在把散热板粘接于各芯片安装板的裸露面之际,使各定位突起碰到散热板,并在各芯片安装板的裸露面与散热板之间形成适当大小的间隙。
如上所述,为了即使在把半导体器件构成块体BL1和BL2的芯片安装板的裸露面粘接于散热板52之际,在半导体器件构成块体上产生翘曲的情况下也能够使各定位突起碰到散热板,并在芯片安装板的裸露面与散热板之间划定间隙,有必要做成在进行把块体BL1和BL2的芯片安装板的裸露面粘接于散热板的作业之际,能够预测在块体BL1和BL2上产生的翘曲的状态。
因此,在本发明中,各块体构成为,利用在块体BL1和BL2的各自的树脂模制部41和42的一面侧(配置了芯片安装板的裸露面的一侧)处的热膨胀系数与BL1和BL2的各自的树脂模制部41和42的另一面侧处的热膨胀系数的差异,在进行把块体BL1和BL2的芯片安装板的裸露面安装于散热板52的作业之际的温度环境(例如20℃)下,在各块体上产生使块体BL1和BL2的树脂模制部的一面成为凸面的翘曲。
至少在各块体的树脂模制部的一面的长边方向上延伸的两边的各自的两端部附近设置定位突起50。各定位突起具有突出长度,以便在把散热板52安装于块体BL1和BL2的各自的芯片安装板11u至11w和12u至12w的裸露面之际,以维持块体BL1和BL2的翘曲不变的状态碰到散热板,而在各芯片安装板的裸露面与散热板之间可以形成填充树脂用的间隙。各定位突起的高度被设定成,可以在各块体的芯片安装板的的裸露面的各部分与散热板之间形成填充树脂用的间隙。
例如在块体BL1和BL2上产生如图10和图11中所示的翘曲的情况下,如图12中所示,把设在块体BL1和BL2的宽度方向的两端当中的,相互离开的一侧的端部的定位突起50的突出高度g1被设置为比设置于两个块体BL1和BL2的邻接的宽度方向端部侧的定位突起50、50的突出高度g2要高,做成即使在块体BL1和BL2上沿着各自的宽度方向产生翘曲的状态下所有的定位突起50也都能碰到散热板52。
如上所述,在各块体翘曲以便树脂模制部的一面成为凸面的情况下,在把各块体的芯片安装板的裸露面结合于散热板52之际,在不设置定位突起的情况下,芯片安装板的裸露面的一部分成为直接接触于散热板的状态,就不能谋求芯片安装板与散热板之间的绝缘。与此相对照,如果像本发明这样,考虑到块体BL1和BL2的翘曲,定位突起被设置成在块体BL1和BL2的各自的各部分处在芯片安装板的裸露面与散热板之间形成间隙,则可以防止成为芯片安装板的裸露面直接接触于散热板的状态。
如上所述,在树脂模制部41、42的一面上设置能够在将散热板52结合于块体BL1和BL2的各自的芯片安装板11u至11w和12u至12w的裸露面之际、以维持块体BL1和BL2的翘曲不变的状态碰到散热板的定位突起50,以便在各芯片安装板的裸露面与散热板之间形成填充树脂的间隙的情况下,如果沿着各块体的长边方向看块体BL1和BL2的各自的芯片安装板的裸露面与散热板52之间所形成的间隙,则如图13中所示,在芯片安装板的裸露面与散热板52之间所形成的间隙在各块体的长边方向的中央部附近处成为最小,从各块体的长边方向的中央部向两端部慢慢变大。
这样一来,在半导体器件构成块体BL1和BL2上产生翘曲的情况下,虽然各块体的芯片安装板的裸露面与散热板之间的间隙变得不均匀,但是只要把在各块体的长边方向的中央部附近处在芯片安装板的裸露面与散热板之间所形成的间隙设定成谋求芯片安装板与散热板之间的绝缘所需的最小限度的大小就不产生任何问题。在各块体的长边方向的中央部附近处在芯片安装板的裸露面与散热板之间所形成的间隙的大小(绝缘树脂层的最薄部分的厚度)可以通过设在各块体的树脂模制部的一面的长边方向上延伸的两边的各自的中央部的定位突起51的高度来适当地设定。
此外,在半导体器件构成块体BL1和BL2上产生使树脂模制部41、42的一面成为凸面的翘曲的情况下,通过积极地利用该翘曲,可以使树脂密封型半导体器件2的温度平衡良好。也就是说,利用半导体器件构成块体BL1和BL2上产生的翘曲,通过构成为使在芯片安装板的裸露面与散热板之间所形成的间隙在块体BL1和BL2的各自的长边方向的中央部附近处成为最小,从块体BL1和BL2的各自的长边方向的中央部向两端部慢慢变大,可以得到以下说明的这种结果。
在横长地形成的块体BL1和BL2的长边方向的中央部附近处,从半导体芯片发生的热量容易滞留于树脂模制部41、42内,此外邻接于各半导体芯片的其他半导体芯片存在较多,因为被来自其他半导体芯片的发热所加热,故块体BL1和BL2的温度容易局部地升高。如果块体BL1和BL2的温度局部地升高,则在各自的内部的半导体芯片处产生热冲击而存在着该半导体芯片损坏的危险。
因此,如果像本发明这样,在块体BL1和BL2的长边方向的中央部附近处把芯片安装板的裸露面与散热板之间的间隙做成得到绝缘耐力所需最小限度的大小,则因为可以在块体BL1和BL2的长边方向的中央部附近处良好地进行从芯片安装板向散热板的温度的传递,故可以防止块体BL1和BL2的各自的中央部附近的温度局部地上升。
在块体BL1和BL2的各自的长边方向的两端部附近处,虽然芯片安装板的裸露面与散热板之间的间隙变大(粘接剂层的厚度变厚),从芯片安装板向散热板的温度的传递受抑制,但是因为在块体BL1和BL2的两端部附近处,热量几乎不滞留于树脂模制部内,此外邻接于内部的半导体芯片的其他半导体芯片的数量少,故即使芯片安装板的裸露面与散热板之间的间隙一定程度上变大也不产生局部的温度上升。
如上所述,因为如果使在半导体器件构成块体BL1和BL2的各自的芯片安装板的裸露面与散热板52之间所形成的间隙在块体BL1和BL2的长边方向的中央部附近处成为最小,从块体BL1和BL2的长边方向的中央部向两端部慢慢变大,则在内部的半导体芯片的温度容易上升的块体BL1和BL2的长边方向的中央部附近处向散热板52的热量的传递变得良好,在内部的半导体芯片的温度上升变缓的块体BL1和BL2的两端部附近处,从块体BL1和BL2向散热板的热量的传递受抑制,故可以良好地进行整个块体的温度平衡,可以防止在块体内产生局部的温度上升,防止内部的元件热冲击。
在实施本发明之际,为了确定定位突起50、51的最优值,有必要做成可以预测块体BL1和BL2的翘曲量。一般来说如果周围温度恒定,则因为半导体器件构成块体的翘曲量恒定,故只要控制成把半导体器件粘接于散热板之际的温度保持恒定(在温度控制成恒定的室内进行把半导体器件粘接于散热板的作业),就可以使各定位突起的突出尺寸的最优值始终为恒定,可以防止半导体器件的批量生产性受损。
如果像上述实施方式那样,把芯片安装板分成第1组A和第2组B,分别利用第1树脂模制部41和第2树脂模制部42个别地密封安装于第1组的芯片安装板的半导体芯片和安装于第2组的芯片安装板的半导体芯片,则因为比起利用一个树脂模制部来密封整体的情况,可以减少配置于一个树脂模制部内的发热元件的数量,故可以提高从芯片安装板的散热性能,可以抑制半导体器件的温度上升。
此外如果像上述实施方式那样,在引线框10的第1组的芯片安装板11u至11w上仅安装发热多的第4至第6二极管Dx至Dz,在第2组的芯片安装板12u至12w上安装发热少的第1至第3二极管Du至Dw和第1至第3晶闸管Thx至Thz,则因为可以使发热源分散,故可以防止半导体器件的温度上升。
图14至图16示出本发明的另一种实施方式,在该实施方式中,在半导体器件构成块体BL1和BL2的各自的树脂模制部41和42的一面的宽度方向的两端,设置沿着树脂模制部41和42的各自的长边方向平行地延伸的一对凸缘状的定位突起60、60,构成为在将散热板粘接于块体BL1和BL2的各自的芯片安装板的裸露面之际,一对定位突起60、60碰到散热板而在各芯片安装板的裸露面与散热板之间形成填充具有绝缘性和粘接性的树脂用的间隙。其他方面与图2~图7中所示的实施方式同样地构成。
如果如上所述,在各块体的树脂模制部的一面的宽度方向的两端上设置一对凸缘状的定位突起60、60,则因为各树脂模制部被加固而不容易翘曲,故可以使各块体的芯片安装板的裸露面与散热板之间的间隙几乎均匀,可以使夹在芯片安装板与散热板之间的绝缘层的厚度几乎均匀。
在上述各实施方式中,虽然第1树脂模制部41与第2树脂模制部42经由引线13和18联结,不经由树脂联结,但是如图17至图19中所示,最好是用与构成第1树脂模制部41和第2树脂模制部42的树脂相同的树脂跨越两个树脂模制部地形成分别覆盖构成联结部的多条引线13、18的联结用树脂模制部43,也由该联结用树脂模制部43机械地联结第1树脂模制部41与第2树脂模制部42之间。再者图17至图19示出切掉连接引线19、20前的状态。
在本实施方式中也是,如图18中所示,在块体BL1和BL2的各自的树脂模制部的一面的长边方向上延伸的平行的两边的各自的两端部附近上,设置在把各块体的芯片安装板的裸露面粘接于散热板之际碰到该散热板而在各芯片安装板的裸露面与散热板之间形成填充粘接剂用的间隙的定位突起50,各定位突起50从芯片安装板的裸露面突出的突出高度被设定成在块体BL1和BL2的各自的芯片安装板的裸露面的各部分与散热板52之间产生规定的间隙。此外在图示的例子中,在各块体的树脂模制部的一面的长边方向上延伸的两边的各自的中间部上设有定位突起51。
在仅利用引线来构成连接第1树脂模制部41与第2树脂模制部42之间的联结部的情况下,在从相对引线框的板面成直角方向对各树脂模制部施加外力的情况下,存在着构成联结部的引线弯曲的危险。与此相对照,如上所述,只要以覆盖构成联结部的引线的方式设置联结用树脂模制部,就可以提高联结两树脂模制部的联结部的机械强度。
此外在仅利用引线连接第1树脂模制部41与第2树脂模制部42之间的情况下,因为在成形第1树脂模制部41和第2树脂模制部42之际,有必要在为了成形第1树脂模制部41而在传递模塑用金属模具上设置的型腔与成形第2树脂模制部42之际用的传递模塑用金属模具上设置的型腔这两者上设置树脂的注入口,故金属模具的结构变得复杂,无法避免金属模具的价格提高。
与此相对照,在设置了联结用树脂模制部43的情况下,在用传递模塑用的金属模具成形第1树脂模制部41和第2树脂模制部42之际,因为可以通过成形联结用树脂模制部的型腔连通成形第1树脂模制部的型腔与成形第2树脂模制部的型腔之间,故可以从成形第1树脂模制部的型腔和成形第2树脂模制部的型腔中的某一方的一侧向成形两树脂模制部的型腔注入树脂。因而,可以把成形第1树脂模制部41和第2树脂模制部42的金属模具的结构,做成仅在成形第1树脂模制部的型腔和成形第2树脂模制部的型腔中的某一方的一侧具有树脂注入口的结构,可以简化金属模具的结构,可以谋求金属模具的成本降低。
此外,在无法设置联结第1树脂模制部与第2树脂模制部之间的引线的情况下,也可以代替在如上所述覆盖引线的状态下设置连接用树脂模制部43,通过跨越第1树脂模制部41与第2树脂模制部42之间设置一端与第1树脂模制部41成一体且另一端与第2树脂模制部42成一体的树脂制的联结部,联结第1树脂模制部与第2树脂模制部之间。
图20(A)和(B)示出本发明的电子装置的另一种实施方式,在本例子中,树脂密封型半导体器件的一系列外引线在与散热板52对面侧引出。此外在树脂密封型半导体器件的两个块体BL1和BL2之上配置安装了控制电路5的构成零件的电路基板70,树脂密封型半导体器件的一系列外引线被插入在电路基板70上所形成的通孔70t,焊接于电路基板70上的导电图案。电路基板70利用螺钉71紧固于散热板52,将树脂密封型半导体器件2以被电路基板70推压的状态固定于散热板52。在本例子中,绝缘片72代替粘接剂被插入树脂密封型半导体器件的各块体的芯片安装板的裸露面与散热板之间的间隙,利用该绝缘片谋求树脂密封型半导体器件的各块体的芯片安装板的裸露面与散热板之间的绝缘。作为绝缘片,用热传导率高且具有弹力性以便能够以受压缩的状态(以紧贴各块体的芯片安装板的裸露面和散热板的状态)被插入树脂密封型半导体器件的各块体的芯片安装板的裸露面与散热板之间的间隙的材料组成的绝缘片。
图21(A)和(B)示出本发明的电子装置的又一种实施方式,在本例子中也是,树脂密封型半导体器件的一系列外引线在散热板52的对面侧引出。在树脂密封型半导体器件2的两个块体BL1和BL2的各自的散热板52的对侧的面之上分别配置两个压板80、80,绝缘片72被插入在各块体的芯片安装板的裸露面的各部分与散热板之间所形成的间隙。两个压板80、80利用螺钉81紧固于散热板52,树脂密封型半导体器件的两个块体BL1和BL2以被压板80、80压靠的状态固定于散热板52。
在上述实施方式中,在树脂密封型半导体器件的块体BL1和BL2上产生翘曲的情况下,虽然各块体的芯片安装板的裸露面与散热板之间的间隙并不恒定,但是通过在散热板侧形成面对芯片安装板的裸露面的凹面,也可以使各块体的芯片安装板的裸露面与散热板之间的间隙均匀。也就是说,如图22中所示,也可以在散热板52的产生翘曲而成为凸面的树脂密封型半导体器件2的各块体的面对树脂密封部的一面的区域上形成以与相对的凸面几乎相同的曲率弯曲的凹面52a,并在树脂密封型半导体器件的各块体的芯片安装板的裸露面与设在散热板52上的凹面52a之间,可以形成跨越各块体的芯片安装板的裸露面的整个区域具有几乎均匀的大小的间隙。
如果像这样构成,则可以使夹在各块体的芯片安装板的裸露面与散热板之间的粘接剂层的厚度均匀。
在上述说明中,虽然以图1中所示的三相短路式电压调整器中用的半导体器件为例,但是本发明也可以运用于构成倒相电路等其他功率电路等的半导体器件。
虽然以上就本发明的优选的实施方式进行了说明,但是设在半导体器件构成块体BL1和BL2内的芯片安装板的数量、引线的数量及其排列图案不限定于上述的例子,可以根据半导体器件内的电路的构成适当地变更。此外本发明,像上述各实施方式那样,不限定于用功率用的半导体芯片的情况,本发明当然也可以运用于用通电电流比较小的半导体芯片来构成的半导体器件。
虽然在上述实施方式中,用把第1组的芯片安装板的数量和第2组的芯片安装板的数量都取为3的引线框,但是,本发明中,一般来说,可以用在框的宽度方向的一端侧设置在框的长边方向上排列的第1组的第1至第n(n为1以上的整数)芯片安装板,在宽度方向的另一端侧设置在框的长边方向上排列的第2组的第1至第m(m为1以上的整数)芯片安装板,可以用把包括对应于各芯片安装板的多条引线在内的引线组设在第1组的芯片安装板与第2组的芯片安装板之间的结构的引线框。上述m和n可以相等,也可以不等。
在上述各实施方式中,虽然以用一次制作两个半导体器件用的引线框的情况为例,但是在用一次制作一个半导体器件或三个以上半导体器件用的引线框的情况下也当然可以运用本发明。
在上述各实施方式中,虽然为了尽可能缩短连接各半导体芯片与规定的引线之间的连接线,把半导体芯片配置于靠近芯片安装板的引线侧的端部的位置,但是本发明不限定于像这样安装半导体芯片的情况,也可以把各半导体芯片安装于芯片安装板的中央部。如果把各半导体芯片安装于芯片安装板的中央部,则虽然连接各半导体芯片与引线之间的连接线变长,但是从半导体芯片的散热性能可以提高。
在上述实施方式中,除了图22中所示的例子外,在各半导体器件构成块体的树脂模制部的一面上设置6个定位突起。虽然为了对散热板稳定地支持各半导体器件构成块体,最好是将至少4个定位突起设置于在各块体的树脂模制部的一面的长边方向上延伸的两边的各自的两端部附近,但是本发明不限定于像这样构成的情况,例如,也可以在各半导体器件构成块体的树脂模制部的一面上设置三个定位突起,通过使这些定位突起碰到散热板,在各块体的芯片安装板的裸露面与散热板之间形成间隙。此外在用与散热板的接触面积大的定位突起作为各定位突起的情况下,例如仅通过在各半导体器件构成块体的树脂模制部的一面上,在各半导体器件构成块体的长边方向隔着间隔设置两个定位突起就可以在各块体的芯片安装板的裸露面与散热板之间维持间隙。也就是说,定位突起只要在各半导体器件构成块体的树脂模制部的一面上设置多个就可以了。
虽然在上述实施方式中,树脂密封型半导体器件分割成一对半导体器件构成块体BL1和BL2,但是本发明也当然可以运用于由单一的块体组成的树脂密封型半导体器件。
虽然在本发明中,只要夹在各芯片安装板的裸露面与散热板之间的树脂是具有绝缘性和粘接性的树脂就可以了,但是为了使芯片安装板与散热板之间的热传导性良好,当然最好是热传导率高的树脂。也就是说,夹在各芯片安装板的裸露面与散热板之间的树脂,最好是除了具有绝缘性和粘接性外,还具有高的热传导率。作为这种树脂,虽然当然可以用一向以来用来把芯片安装板粘接于散热板的粘接剂,但是也可以选择使用虽未在市场上作为粘接剂销售但热传导性、粘接性和绝缘性都优良的树脂。作为热传导性、粘接性和绝缘性优良的树脂,可以用例如信越化学工业有限公司销售的硅酮类树脂(KE1867)。

Claims (14)

1.一种树脂密封型半导体器件,该树脂密封型半导体器件具有以下结构:把包括表面成为芯片安装面而背面的至少一部分成为裸露面的至少一个芯片安装板、安装于各芯片安装板的表面的半导体芯片、以及通过连接线连接于对各芯片安装板设置且与内引线部对应的芯片安装板上的半导体芯片的电极的多条引线在内的构成要素的待密封部埋设于总体呈板状地成形的树脂模制部内,从该树脂模制部的宽度方向的一端侧的侧面排成一列地将上述多条引线的外引线部引出,并且把各芯片安装板的裸露面配置于上述树脂模制部的一面,其中,
在上述树脂模制部的一面侧与该树脂模制部一体地设置有多个定位突起,
上述定位突起的突出高度被设定成,在使上述定位突起碰到散热板之际,在各芯片安装板的裸露面的各部分与散热板之间形成填充具有绝缘性的树脂用的间隙。
2.一种树脂密封型半导体器件,该树脂密封型半导体器件设置有一对半导体器件构成块体,该一对半导体器件构成块体以各自的树脂模制部的引出外引线部的侧面相互面对的状态通过联结部相互机械地联结,分别从上述一对半导体器件构成块体引出的外引线部通过在上述一对半导体器件构成块体之间所形成的间隙向外部引出,上述半导体器件构成块体具有以下结构:把包括表面成为芯片安装面而背面的至少一部分成为裸露面的至少一个芯片安装板、安装于各芯片安装板的表面的半导体芯片、以及通过连接线连接于对各芯片安装板设置且与内引线部对应的芯片安装板上的半导体芯片的电极的多条引线在内的构成要素的待密封部埋设于总体呈板状地成形的树脂模制部内,从该树脂模制部的宽度方向的一侧的侧面排成一列地将上述多条引线的外引线部引出,并且把各芯片安装板的裸露面配置于上述树脂模制部的一面,其中,
多个定位突起与该树脂模制部一体地设置于上述各半导体器件构成块体的树脂模制部的一面侧,
上述定位突起的突出高度被设定成,在使上述定位突起碰到散热板之际,在各半导体器件构成块体的芯片安装板的裸露面的各部分与散热板之间形成填充具有绝缘性的树脂用的间隙。
3.一种树脂密封型半导体器件,该树脂密封型半导体器件设置有一对半导体器件构成块体,该一对半导体器件构成块体以各自的树脂模制部的引出外引线的侧面相互面对的状态通过联结部相互机械地联结,从上述一对半导体器件构成块体分别引出的外引线部通过在上述一对半导体器件构成块体之间所形成的间隙向外部引出的,上述半导体器件构成块体具有以下结构:把包括表面成为芯片安装面而背面的至少一部分成为裸露面而在同一平面上排成一列地配置的多个芯片安装板、安装于各芯片安装板的表面的半导体芯片、以及通过连接线连接于对各芯片安装板设置且与内引线部对应的芯片安装板上的半导体芯片的电极的多条引线在内的构成要素的待密封部埋设于呈横长的板状地成形的树脂模制部内,从该树脂模制部的宽度方向的一端侧的侧面在树脂模制部的长边方向上排成一列地将上述多条引线的外引线部引出,并且把各芯片安装板的裸露面配置于上述树脂模制部的一面,其中,
各半导体器件构成块体构成为,利用上述各半导体器件构成块体的树脂模制部的一面侧处的热膨胀系数与各半导体器件构成块体的树脂模制部的另一面侧处的热膨胀系数的差异,在把半导体器件构成各半导体器件构成块体的芯片安装板的裸露面安装于散热板之际的温度环境下,在各半导体器件构成块体上产生使各半导体器件构成块体的树脂模制部的上述一面成为凸面的翘曲,
至少在上述各半导体器件构成块体的树脂模制部的一面的长边方向上延伸的两边的各自的两端部附近与该树脂模制部一体地设置从上述各半导体器件构成块体的树脂模制部的一面突出的定位突起,
上述定位突起被设置成,在维持各半导体器件构成块体的翘曲不变的状态下碰到上述散热板,上述定位突起的突出高度被设定成,在使上述定位突起碰到散热板之际,在各半导体器件构成块体的芯片安装板的裸露面的各部分与散热板之间形成填充具有绝缘性的树脂用的间隙。
4.一种树脂密封型半导体器件,该树脂密封型半导体器件设置有一对半导体器件构成块体,该一对半导体器件构成块体以各自的树脂模制部的引出外引线的侧面相互面对的状态通过联结部相互机械地联结,从上述一对半导体器件构成块体分别引出的外引线部通过在上述一对半导体器件构成块体之间所形成的间隙向外部引出,上述一对半导体器件构成块体被连接成设在上述一对半导体器件构成块体的各自上的用于三相的半导体芯片构成三相桥式电路,上述半导体器件构成块体具有以下结构:把包括表面成为芯片安装面而背面的至少一部分成为散热板安装用的裸露面而在同一平面上排成一列地配置的三个芯片安装板、分别安装于该三个芯片安装板的表面的用于三相的半导体芯片、以及通过连接线连接于对各芯片安装板设置且与内引线部对应的芯片安装板上的半导体芯片的电极的多条引线在内的构成要素的待密封部埋设于呈横长的板状地成形的树脂模制部内,从该树脂模制部的宽度方向的一端侧的侧面在该树脂模制部的长边方向上排成一列地将上述多条引线的外引线部引出,并且把各芯片安装板的裸露面配置于上述树脂模制部的一面,其中,
各半导体器件构成块体构成为,利用上述各半导体器件构成块体的树脂模制部的一面侧处的热膨胀系数与各半导体器件构成块体的树脂模制部的另一面侧处的热膨胀系数的差异,在把各半导体器件构成块体的芯片安装板的裸露面安装于散热板之际的温度环境下,在各半导体器件构成块体上产生使各半导体器件构成块体的树脂模制部的上述一面成为凸面的翘曲,
至少在上述各半导体器件构成块体的树脂模制部的一面的长边方向上延伸的两边的各自的两端部附近与该树脂模制部一体地设置从上述各半导体器件构成块体的树脂模制部的一面突出的定位突起,
上述定位突起被设置成在维持各半导体器件构成块体的翘曲不变的状态下碰到上述散热板,上述定位突起的突出高度被设定成在使上述定位突起碰到散热板之际,在各半导体器件构成块体的芯片安装板的裸露面的各部分与散热板之间形成填充具有绝缘性的树脂用的间隙。
5.权利要求3或4中所述的树脂密封型半导体器件,其中上述定位突起被设置成,使上述芯片安装板的裸露面与散热板之间的间隙在各半导体器件构成块体的长边方向的中央部附近处变得最小,沿着朝向各半导体器件构成块体的长边方向的两侧部慢慢变大。
6.一种树脂密封型半导体器件,该树脂密封型半导体器件设置有一对半导体器件构成块体,该一对半导体器件构成块体以各自的树脂模制部的引出外引线的侧面相互面对的状态通过联结部相互机械地联结,从上述一对半导体器件构成块体分别引出的外引线部通过在上述一对半导体器件构成块体之间所形成的间隙向外部引出,上述半导体器件构成块体具有以下结构:把包括表面成为芯片安装面而背面的至少一部分成为裸露面而在同一平面上排成一列地配置的多个芯片安装板、安装于各芯片安装板的表面的半导体芯片、以及通过连接线连接于对各芯片安装板设置且与内引线部对应的芯片安装板上的半导体芯片的电极的多条引线在内的构成要素的待密封部埋设于总体呈横长的板状地成形的树脂模制部内,从该树脂模制部的宽度方向的一端侧的侧面在树脂模制部的长边方向上排成一列地将上述多条引线的外引线部引出,并且把各芯片安装板的裸露面配置于上述树脂模制部的一面,其中,
在上述各半导体器件构成块体的树脂模制部的一面的宽度方向的两端设有沿着该树脂模制部的长边方向平行地延伸的一对凸缘状的定位突起,
上述定位突起的高度被设定成,在使上述定位突起碰到散热板之际,在各芯片安装板的裸露面与散热板之间形成填充具有绝缘性的树脂用的间隙。
7.一种电子装置,该电子装置包括:树脂密封型半导体器件;以及与上述树脂密封型半导体器件的芯片安装板的裸露面传热地结合的散热板,上述树脂密封型半导体器件具有以下结构:把包括表面成为芯片安装面而背面的至少一部分成为裸露面的至少一个芯片安装板、安装于各芯片安装板的表面的半导体芯片、以及通过连接线连接于对各芯片安装板设置且内引线部对应的芯片安装板上的半导体芯片的电极的多条引线在内的构成要素的待密封部埋设于总体呈板状地成形的树脂模制部内,从该树脂模制部的宽度方向的一端侧的侧面排成一列地将上述多条引线的外引线部引出,并且把各芯片安装板的裸露面配置于上述树脂模制部的一面,其中,
在上述树脂密封型半导体器件的树脂模制部的一面上设有多个定位突起,通过该定位突起碰到上述散热板而在各芯片安装板的裸露面与散热板之间形成间隙,
在上述各芯片安装板的裸露面与散热板之间的间隙中填充有具有绝缘性和粘接性的树脂,从而各芯片安装板的裸露面被粘接于上述散热板。
8.一种电子装置,该电子装置包括:
树脂密封型半导体器件,该树脂密封型半导体器件设置有一对半导体器件构成块体,该一对半导体器件构成块体以各自的树脂模制部的引出外引线的侧面相互面对的状态通过联结部相互机械地联结,从上述一对半导体器件构成块体分别引出的外引线部通过在上述一对半导体器件构成块体的树脂模制部之间所形成的间隙向外部引出,上述半导体器件构成块体具有以下结构:把包括表面成为芯片安装面而背面的至少一部分成为裸露面的至少一个芯片安装板、安装于各芯片安装板的表面的半导体芯片、以及通过连接线连接于对各芯片安装板设置且与内引线部对应的芯片安装板上的半导体芯片的电极的多条引线在内的构成要素的待密封部埋设于总体呈板状地成形的树脂模制部内,从该树脂模制部的宽度方向的一端侧的侧面排成一列地将上述多条引线的外引线部引出,并且把各芯片安装板的裸露面配置于上述树脂模制部的一面;以及
对上述树脂密封型半导体器件的一对半导体器件构成块体共同设置而传热地结合于两半导体器件构成块体的芯片安装板的裸露面的散热板,
其中,在上述树脂密封型半导体器件的各半导体器件构成块体的树脂模制部的一面上设有多个定位突起,通过该定位突起碰到上述散热板,在各芯片安装板的裸露面与散热板之间形成间隙,
在上述各半导体器件构成块体的芯片安装板的裸露面与散热板之间的间隙中填充有具有绝缘性和粘接性的树脂,从而各芯片安装板的裸露面被粘接于上述散热板。
9.一种电子装置,该电子装置包括:
树脂密封型半导体器件,该树脂密封型半导体器件设置有一对半导体器件构成块体,该一对半导体器件构成块体以各自的树脂模制部的引出外引线的侧面相互面对的状态通过联结部相互机械地联结,从上述一对半导体器件构成块体分别引出的外引线部通过在上述一对半导体器件构成块体的树脂模制部之间所形成的间隙向外部引出,上述半导体器件构成块体具有以下结构:把包括表面成为芯片安装面而背面的至少一部分成为裸露面的至少一个芯片安装板、安装于各芯片安装板的表面的半导体芯片、以及通过连接线连接于对各芯片安装板设置且内引线部对应的芯片安装板上的半导体芯片的电极的多条引线在内的构成要素的待密封部埋设于呈横长的板状地成形的树脂模制部内,从该树脂模制部的宽度方向的一端侧的侧面在树脂模制部的长边方向上排成一列地将上述多条引线的外引线部引出,并且把各芯片安装板的裸露面配置于上述树脂模制部的一面;以及
对上述树脂密封型半导体器件的一对半导体器件构成块体共同设置而传热地结合于两半导体器件构成块体的芯片安装板的裸露面的散热板,
其中,各半导体器件构成块体构成为,利用上述各半导体器件构成块体的树脂模制部的一面侧处的热膨胀系数与各半导体器件构成块体的树脂模制部的另一面侧处的热膨胀系数的差异,在使各半导体器件构成块体的芯片安装板的裸露面粘接于上述散热板之际的温度环境下,在各半导体器件构成块体上产生使各半导体器件构成块体的树脂模制部的上述一面成为凸面的翘曲,
至少在各半导体器件构成块体的树脂模制部的一面的长边方向延伸的两边的各自的两端部附近设置碰到上述散热板的定位突起,各定位突起的高度被设定成,在各半导体器件构成块体的芯片安装板的裸露面的各部分与上述散热板之间形成间隙,
在上述树脂密封型半导体器件的各半导体器件构成块体的芯片安装板的裸露面的各部分与上述散热板之间所形成的间隙中填充有具有绝缘性和粘接性的树脂,从而各半导体器件构成块体的芯片安装板的裸露面被粘接于上述散热板。
10.一种电子装置,该电子装置包括:
树脂密封型半导体器件,该树脂密封型半导体器件设置有一对半导体器件构成块体,该一对半导体器件构成块体在使各自的树脂模制部的引出外引线的侧面相互面对的状态下通过联结部相互机械地联结,从上述一对半导体器件构成块体分别引出的外引线部通过在上述一对半导体器件构成块体的树脂模制部之间所形成的间隙向外部引出,上述一对半导体器件构成块体内的半导体芯片连接成构成三相桥式电路,该半导体器件构成块体具有以下结构:把包括表面成为芯片安装面而背面的至少一部分成为裸露面并在同一平面上排成一列配置的三个芯片安装板、分别安装于该三个芯片安装板的表面的用于三相的半导体芯片、以及通过连接线连接于对各芯片安装板设置而内引线部对应的芯片安装板上的半导体芯片的电极的多条引线在内的构成要素的待密封部埋设于在上述三个芯片安装板的排列方向上长的几乎呈矩形板状地成形的树脂模制部内,从该树脂模制部的宽度方向的一端侧的侧面沿着该树脂模制部的长边方向排成一列地将多条引线的外引线部引出,并且把各芯片安装板的裸露面配置于上述树脂模制部的一面;以及
对上述树脂密封型半导体器件的一对半导体器件构成块体共同设置而传热地结合于两半导体器件构成块体的芯片安装板的裸露面的散热板,
其中,上述树脂密封型半导体器件的各半导体器件构成块体构成为,利用上述树脂密封型半导体器件的各半导体器件构成块体的树脂模制部的一面侧处的热膨胀系数与各半导体器件构成块体的树脂模制部的另一面侧处的热膨胀系数的差异,在把各半导体器件构成块体的芯片安装板的裸露面粘接于上述散热板之际的温度环境下,在各半导体器件构成块体上产生使各半导体器件构成块体的树脂模制部的上述一面成为凸面的翘曲,
至少在各半导体器件构成块体的树脂模制部的一面的长边方向上延伸的两边的各自的两端部附近设置碰到上述散热板的定位突起,各定位突起的高度被设定成在各半导体器件构成块体的芯片安装板的裸露面的各部分与散热板之间产生间隙,
在上述树脂密封型半导体器件的各半导体器件构成块体的芯片安装板的裸露面的各部分与上述散热板之间所形成的间隙中填充有具有绝缘性和粘接性的树脂,从而各半导体器件构成块体的芯片安装板的裸露面被粘接于上述散热板。
11.权利要求9或10中所述的树脂密封型半导体器件,其中上述定位突起被设成,使上述芯片安装板的裸露面与散热板之间的间隙在各半导体器件构成块体的长边方向的中央部处变得最小,上述芯片安装板的裸露面与散热板之间的间隙沿着朝向各半导体器件构成块体的长边方向的两侧部慢慢变大。
12.权利要求9或10中所述的电子装置,其中,上述散热板在与上述树脂密封型半导体器件的产生翘曲而成为凸面的各半导体器件构成块体的树脂模制部的一面相对的区域上,具有以与相对的凸面几乎相同的曲率弯曲的凹面,在上述树脂密封型半导体器件的各半导体器件构成块体的芯片安装板的裸露面与设在上述散热板上的凹面之间,形成跨越各半导体器件构成块体的芯片安装板的裸露面的整个区域具有几乎均匀的大小的间隙。
13.一种电子装置,该电子装置包括:树脂密封型半导体器件,该树脂密封型半导体器件设置有一对半导体器件构成块体,该一对半导体器件构成块体以各自的树脂模制部的引出外引线的侧面相互面对的状态通过联结部相互机械地联结,从上述一对半导体器件构成块体分别引出的外引线部通过在上述一对半导体器件构成块体的树脂模制部之间所形成的间隙向外部引出,上述半导体器件构成块体具有以下结构:把包括表面成为芯片安装面而背面的至少一部分成为裸露面并在同一平面上排成一列配置的多个芯片安装板、安装于各芯片安装板的表面的半导体芯片、以及通过连接线连接于对各芯片安装板设置且与内引线部对应的芯片安装板上的半导体芯片的电极的多条引线在内的构成要素的待密封部埋设于呈横长的板状地成形的树脂模制部内,从该树脂模制部的宽度方向的一端侧的侧面在树脂模制部的长边方向上排成一列地将上述多条引线的外引线部引出,并且把各芯片安装板的裸露面配置于上述树脂模制部的一面;以及
对上述树脂密封型半导体器件的一对半导体器件构成块体共同设置而传热地结合于两半导体器件构成块体的芯片安装板的裸露面的散热板,
其中,至少在各半导体器件构成块体的树脂模制部的一面的长边方向上延伸的两边的各自的两端部附近设置碰到上述散热板的定位突起,各定位突起的高度被设定成在各半导体器件构成块体的芯片安装板的裸露面的各部分与上述散热板之间产生间隙,
上述树脂密封型半导体器件的一系列外引线在上述散热板的对面侧引出,焊接于搭载在上述树脂密封型半导体器件的两个半导体器件构成块体之上的电路基板,
在上述树脂密封型半导体器件的各半导体器件构成块体的芯片安装板的裸露面的各部分与上述散热板之间所形成的间隙中插入有绝缘片,
上述电路基板被紧固于上述散热板,并以利用上述电路基板压靠上述树脂密封型半导体器件的状态固定于上述散热板。
14.一种电子装置,该电子装置包括:
树脂密封型半导体器件,该树脂密封型半导体器件设置有一对的半导体器件构成块体,该一对半导体器件构成块体以各自的树脂模制部的引出外引线的侧面相互面对的状态通过联结部相互机械地联结,从上述一对半导体器件构成块体分别引出的外引线部通过在上述一对半导体器件构成块体之间所形成的间隙向外部引出,上述半导体器件构成块体具有以下结构:把包括表面成为芯片安装面而背面的至少一部分成为裸露面并在同一平面上排成一列配置的多个芯片安装板、安装于各芯片安装板的表面的半导体芯片、以及通过连接线连接于对各芯片安装板设置且内引线部对应的芯片安装板上的半导体芯片的电极的多条引线在内的构成要素的待密封部埋设于呈横长的板状地成形的树脂模制部内,从该树脂模制部的宽度方向的一端侧的侧面在树脂模制部的长边方向上排成一列地将上述多条引线的外引线部引出,并且把各芯片安装板的裸露面配置于上述树脂模制部的一面;以及
对上述树脂密封型半导体器件的一对半导体器件构成块体共同设置而传热地结合于两半导体器件构成块体的芯片安装板的裸露面的散热板,
其中,至少在各半导体器件构成块体的树脂模制部的一面的长边方向上延伸的两边的各自的两端部附近设置碰到上述散热板的定位突起,各定位突起的高度被设定成在各半导体器件构成块体的芯片安装板的裸露面的各部分与上述散热板之间产生间隙,
在上述树脂密封型半导体器件的两个半导体器件构成块体的各自的上述散热板对面侧的面上分别配置着两个压板,
在上述树脂密封型半导体器件的各半导体器件构成块体的芯片安装板的裸露面的各部分与上述散热板之间所形成的间隙中插入有绝缘片,
通过上述两个压板被紧固于上述散热板,上述树脂密封型半导体器件的两个半导体器件构成块体以被压靠于上述散热板的状态固定于散热板。
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