CN1200567A - 一种半导体器件 - Google Patents

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Abstract

一种带有安装于其散热片上的片状器件半导体器件。该散热片的形状为其中央部分比两端部分位置高。一个片状器件安装于散热片中央部分的下表面上,而该散热片的中央部分的上表面从树脂部分中暴露出来。由于散热片的中央部分下表面安装着片状器件,而其上表面从树脂部分中暴露出来,则由片状器件产生的热量可以有效地散发出去。

Description

一种半导体器件
本发明涉及一种半导体器件，特别是一种带有安装于散热片上的片状器件的半导体器件，以及一种制造该半导体器件的方法。
一般来说，如LSI(大规模集成电路)和晶体管芯片这样的半导体器件通常被用于各种电子装置上。在上述装置中，通常有一个包含半导体电路的片状器件被封装于树脂外壳中，以及在树脂部分的相对两侧设置的由细长的导电片制成的大量引线端头。
由于这些引线端连接到位于树脂部分内部的片状器件的连接垫上，如果该半导体器件安装于电路板上且引线端连接到信号线上，则各种信号可以从该片状器件输出或输入。
但是，当该片状器件输入或输出信号时上述的半导体器件不可避免地需产生热量。例如，在一种用于移动电话发射电波的半导体器件中，由于该器件耗电量大，所以会产生大量热量。因此，需要有效地散热。
在《日本特许公开案》第No.209054/94中公开的半导体器件中，散热片的中央部分从树脂部分的底部中暴露出来，这样从片状器件中产生的热量可以从该散热片的中央部位散发出去。
然而，由于散热片的中心部分无法通过焊剂与电路板的导电板图形相连，因此在该处的热扩散效果还无法预测。
另一方面，在《日本特许公开案》第224326/94中公开的另一种半导体器件中，散热片的中央部位从树脂部分的底部中暴露出来，散热片的四个角从树脂部分的顶部上暴露出来，这样从片状器件产生的热量可以从该散热片的中央及四个角上散发出去。
但是，由于从树脂顶部中暴露出来的散热片的四角部位不能通过焊锡连接到电路板的导电图形上，所以对散热没有多大的贡献。
另外，在《日本特许公开案》第63142/90号中公开的另一种半导体器件中，散热片的中央部位和端头部位从树脂部分的底部中暴露出来，因此从片状器件中产生的热量可以从该散热片的中央部位及端头部分中散发出去。
既然该从树脂部分底部暴露出来的散热片端头部位可被焊接到电路板的导电图形上，则该散热片对散热有所帮助，但不足以充分散发由片状器产生的热量。
本发明的目的之一是提供一种能够有效地散发从片状器中产生的热量的半导体器件。在使用本发明的常规的半导体器件中，一个包括带有多个连接垫的半导体电路的片状器被安装在散热片上，由细长导电片制成的多个引线端头从片状器件的外部暴露出来。该引线端头与连接垫之间通过接合线一一对应地连接，并且至少散热片一部分、片状器件、接合线和引线端头的内部部分被封装于树脂部分中。
在本发明具有上述结构的半导体器件中，该散热片的中央部位比端头部位高，而且其中央部位的上表面从树脂部分的顶部暴露出来，而片状器件则安装于该散热片中央部位的下表面上。
相应地，既然散热片的中央部位从树脂部分的上表面中暴露出来，且比其端头部位高；片状器件安装在散热片的中央部分的下表面上，且散热片的上表面从树脂件中暴露出来，则从片状器件中产生的热量可以有效地从散热片的中央部分散发出去。
请注意，在本发明中，半导体器件安装于电路板的方向为向上方向，而垂直于该方向的为横向方向。但是，这些方向的标定只是为了说明的方便，在实际生产及应用中不受任何方向标定的限制。
另外，本发明中散热片表示一个在其上安装片状器件并把片状器件中产生的热量散发出去的部件，它可以是一个由金属制成的岛状物。
在本发明的半导体器件中，散热片的两端头部位可以从树脂部分的两端头部位的下表面中暴露出来。
相应地，散热片的两端头可以直接焊接到电路板的导电图形上。在本例中，即然从片状器件中产生的热量可以从散热片的两端头部位及中央部位散发出去，则其散热性能可以进一步提高。另外，由于可以确定地进行与电路板之间的焊接，则由非均匀焊接所造成的热阻耗散可以降低。
在本发明的半导体器件中，可以通过接合线把位于片状器件下表面的连接垫与引线端头的内部的下表面彼此连接起来。
从而，尽管该片状器件置于传统位置相倒置的状态，但是连接垫顺着引线端头的方向连接。特别是，位于片状器件下表面的连接垫可以很容易地通过接合线从顺着引线的方向接到引线端头上。
在本发明的半导体器件中，其引线端头的形状是这样的，其中引线的外部部分与树脂部分的下表面齐平，引线的内部部分的位置比其外部部分的位置高。
从而，既然连接接合线的引线端头的内部部分的下表面位于比树脂部分底部高的位置，则连接到引线端头内部部分下表面的接合线根本不会从树脂部分的底部暴露出来。
在本发明的半导体器件中，可以在从树脂部分暴露出来的散热片中央部位上表面上安装一个散热装置。
从而，尽管从树脂部分顶部暴露出来的散热片中央部位没有连接到电路板的导电图形上，但它可以通过该散热装置有效地散热。因此，散热片中央部位的散热性能可以通过该散热装置得到提高。
在应用本发明的通常一半导体器件生产方法中，形成一单一的引线框架，其中多条引线端头及单个散热片之间通过连杆及/或导板连成一个整体。一个包括带有多个连接垫的半导体电路的片状器件安装到引线框架的散热片上，该片状器件的多个连接垫与引线框架的多个引线端头分别一一对应地由接合线连接起来。
在其上整体安装有片状器件和接合线的引线框架被置于至少一对可以互相移动的金属模子的腔体内，这样引线端头的外部分被支承于金属模子之间，再把熔化的树脂注入金属模子的腔体内。
在树脂固化之后，就形成了树脂部分，在树脂部分中封装了至少部分散热片、片状器件、接合线以及引线端头的内部部分，而引线端头的外部部分向外伸出并暴露出来。这时把引线框架的连杆及导板除去，使散热片及多条引线端头之间相互独立分开。
根据上述本发明的制造半导体器件的方法，在形成引线框架时，散热片的中央部分比两端部分高，而引线端的内部比外部要高。
当片状器件安装到引线框架上时，它被安装于散热片的下表面，连接垫面向下设置。当片状器件与引线端头被连接线连接起来时，位于片状器下表面的连接垫与引线端头内部部分的下表面之间被一一对应地连接起来。
当引线框架置于金属模子的内部，散热片的两端部位与引线端头的外部部分被这对金属模子所支承并位于其间，散热片的中央部位的上表面与金属模子的内表面相接触。
相应地，在应用本发明的方法制造的半导体器件中，散热片上比两端头高的中央部分从树脂部分的上部暴露出来。由于片状器件安装于其上表面从树脂部分中暴露出来的散热片中央部分的下表面上，则从片状器件中产生的热量可以有效地从散热片的中央部分散发出去。
简而言之，通过采用本发明的方法，很容易实现这种具有片状器件安装于上表面从树脂部分中暴露出来的散热片中央部分的下表面上的结构的半导体器件。另外，既然散热片和多条引线端头同时由一个引线框架形成，则其生产率比另一种散热片与引线端头单独生产的生产方法高。
从下面参照展示本发明实施例的附图的说明中，上述的以及其他关于本发明的目的、特点、优点将变得更加明朗。
图1a为展示一种半导体器件外观的俯视图；
图1b为展示该半导体器件外观的侧视图；
图1c为展示该半导体器件外观的正视图；
图2为展示其上安装散热片的半导体器件的侧视图；
图3a为展示引线框架基本部件的平面图；
图3b为展示引线框架基本部件的侧视图；
图4a为展示安装片状器件的引线框架的平面图；
图4b为上面安装有片状器件的引线框架的侧视图；
图5a为展示通过接合线连接引线端头与片状器件的平面图；
图5b展示通过接合线连接引线端头与片状器件的侧视图；
图5c为展示图5a的A-A线所取重直截面的正视图；
图6a为展示处于模制成型状态的树脂部分的平面图；
图6b为展示处于一模制成型状态的树脂部分的侧视图。
如图1a-1c所示，本发明一个实施例的集成电路器件1中包括由半导体电路形成的集成电路片状器件2。该片状器件2安装于由某金属制成的岛状散热片3上。
片状器件2中包括多个连接垫4。在散热片3的两相对边分布着多条引线端头5。
片状器件2的多个连接垫4通过多条接合线7一一对应地连接到多个引线端头5的内部部分6上。片状器件2、散热片3的一部分、接合线7以及引线端头5的内部部分6被封装于树脂部分8内。
在本实施例的集成电路1中，散热片3形成拱形，其两端头部分9比其中央部分10高。散热片3的中央部分10的上表面从树脂部分8的顶部中暴露出来，两端头部分9从树脂部分8的两端部分的底部向外暴露出来。
连接垫4位于片状器件2的下表面。片状器件位于散热片3中央部分10的下表面上。
引线端头5形成为柄状。从树脂部分8向外延伸的引线端头5的外部部分11与树脂部分8的底面平接，引线端头的内部部分6比外部部分11高。接合线7把位于片状器2下表面的连接垫4与引线端头5的内部部分6的下表面相连。
在本实施例中具有上述构造的集成电路器件，安装于电路板(未展示的)上表面上。
在本例中，从树脂部分8的侧面向外伸出的多条引线端头5的外部部分11分别通过焊锡焊接在电路板信号线上。散热片3上两个从树脂部分8前后表面向外伸出的端头9通过焊锡连接到导电图形(如地线)上。
另外，如图2所示，作为分离部件的散热装置12通过接合剂(如银膏或金锡合金)固定在散热片3上从树脂部分8顶部暴露出来的中央部分10上。
请注意，还可以通过另一种方法把集成电路1散热片3的中央部分10固定到另一块比树脂部分8大的散热片(未展示)的中央部分上，并用螺钉把该散热片的两个端头固定到电路板上。
在上文所述的情形中，本实施例的集成半导体器件1能够执行各种信号处理，因片状器件2可以通过引线端头5向电路板的信号线输入及/或输出各种信号。
尽管以这种方式运作的片状器件2不可避免地要产生热量，但这些热量可以通过散热片3有效地散发。
特别地，散热片3的中央部位10上安装着片状器件2，其两端部位9从树脂部分8的下表面暴露出来。既然散热片的两端部位9可以通过焊锡直接连接到导电图形上，则从片状器件2中产生的热量可以有效地从散热片3的两端部位9散发出来。
另外，散热片3上安装片状器件2的中央部位10从树脂部分8的顶部暴露出来。既然散热装置12安装于中央部位10上，则由片状器件2产生的热可以有效地从散热片3散发出去。
请注意，当片状器件2被置于上下倒置的状态，以实现上述的热量从散热片3的中央部位10中散发的散热方式时，既然接合线7把位于片状器件2的下表面的连接垫4与引线端头5的内部部分6彼此连接起来。这样的连接方式是很容易实现的。
另外如上文所述，既然引线端头5上连接到接合线7的内部部分6位于比其外部部分11高的位置，则接合线7不会从树脂部分8中暴露出来。再有，既然引线端头的外部部分11与树脂部分8的下表面平接，这样可以对集成电路器件1进行表面安装。
在此，根据图3a-6b概略地介绍本实施例的集成电路生产方法。
清注意，为了便于说明该生产方法，在图3a-6b中所示的部件，相对于图1a-1c和图2所示的部件上下例置。
首先，通过蚀刻一块非常薄的金属片形成一个引线框架，其中包括通过连接条彼此连成一个整体的多条引线端头5和一块散热片3。
接着，把所述引线框架经过冲压机器进行冲压成形，形成如图3b所示的拱形的散热片3，其中散热片的中央部位10比两端部位9高，每条引线端头5形成曲柄形，使得其内部部分6比其外部部分11高。
请注意，既然如上文所述，图3a-6b中所示的部件上下倒置，则在这些图中散热片3的中央部分10比两端部分9的位置低，引线端头5的内部部分6比外部部分11的位置低。
然后，片状器件2安装于散热片3的中央部分10的下表面上，片状器件上的连接垫面朝下布置(如图4所示)，而且位于片状器件2下表面的连接垫4通过接合线7与引线端头5的内部部分6的下表面彼此相连(如图5a-5c所示)。
在引线框架上按上述方法把片状器件2与引线的内部部分6整体安装后置于一对可相互移动的金属模子的腔体内。
在本例中，把引线框架这样放置，使得引线端头5的外部部分11和散热片3的两端部分9支承于这对金属模子之间，并且散热片3的中央部分10的上表面与金属模子的内表面相接触，这样这些位就可以从树脂部分8中暴露出来。
接着，把熔化的树脂注入到处于上述状态的金属模子内并固化。这样就形成了把片状器件2、散热片3的一部分、接合线7以及引线端头5的内部部分6封装起来的树脂部分。
然后，把树脂的毛口除去并把引线框架上的连接条切除，这样就制造完成集成电路器件1(如图6a-6b所示)。
通过用上述的方法生产集成电路器件1，可以很容易实现引线端头5的外部部分11和散热片3的两端部分9的外伸出位于树脂部分8的下表面上，以及散热片3的中央部分10的上表面从树脂部分8顶部暴露出来的结构。
请注意，在上述的实施例表明，把散热装置12安装于从树脂部分8中暴露出来的散热片3的中央部分可以提高散热的效果。但是，也可以不采用上述的散热装置12而使热量直接从散热片3的中央部分10的表面散发。
上述关于本发明实施例的说明只是用于解释本发明的目的，应当知道在不脱离权利要求书的精神和范围的情况下还可以作出各种各样的改动。

Claims (13)

1、一种半导体器件，其特征在于包括：
一个含有半导体电路的片状器件，其中的半导体电路上设置有多个连接垫；
多条由细长导电片形成的且分布于所述片状器件外侧上的引线端头；
一块中央部分比两端部分高且所述片状器件安装于其中央部分下表面上的散热片；
多条用于一一对应地连接所述多条引线端头与所述片状器件的多个连接垫的接合线；
一个用于封装所述片状器件，所述接合线及所述引线端头的内部部分，并封装所述散热片使得散热片中央部分的上表面暴露出来的树脂部分。
2、如权利要求1所述的半导体器件，其特征是所述散热片的两端部分从所述树脂部分的两端部分的下表面暴露出来。
3、如权利要求1所述的半导体器件，其特征是所述接合线把所述的位于所述片状器件下表面的所述连接垫与所述引线端头的内部部分的下表面彼此相连。
4、如权利要求2所述的半导体器件，其特征是所述接合线把所述的位于片状器件下表面的连接垫与所述引线端头的内部部分的下表面彼此相连。
5、如权利要求3所述的半导体器件，其特征是所述的引线端头的外部部分与所述树脂部分下表面平接且引线端头内部部分的位置比其外部部分高。
6、如权利要求4所述的半导体器件，其特征是所述的引线端头的外部部分与所述树脂部分下表面平接且引线端头内部部分的位置比其外部部分高。
7、如权利要求1所述的半导体器件，其特征是把一个散热装置置于从树脂部分中暴露出来的所述散热片中央部分的表面上。
8、如权利要求2所述的半导体器件，其特征是把一个散热装置置于从树脂部分中暴露出来的所述散热片中央部分的表面上。
9、如权利要求3所述的半导体器件，其特征是把一个散热装置置于从树脂部分中暴露出来的所述散热片中央部分的表面上。
10、如权利要求4所述的半导体器件，其特征是把一个散热装置置于从树脂部分中暴露出来的所述散热片中央部分的表面上。
11、如权利要求5所述的半导体器件，其特征是把一个散热装置置于从树脂部分中暴露出来的所述散热片中央部分上表面上。
12、如权利要求6所述的半导体器件，其特征是把一个散热装置置于从树脂部分中暴露出来的所述散热片中央部分上表面上。
13、一种生产半导体器件的方法，其特征在于包括以下步骤：
形成一个引线框架，其中中央部分比两端部分高的散热片与内部部分比外部部分高的多条引线端头之间通过支承部件彼此连接为一个整体。
把包含半导体电路且带有多个连接垫的片状器件安装于引线框架的散热片的部分下表面上，使得该连接垫面朝下设置；
把安装在引线框架上的片状器件的多个连接垫与各个引线端的内部部分下表面通过多个接合线彼此相连；
至少把片状器件和接合线置入至少一对可相互移动的金属模子的腔体内，使得引线框架的散热片的两端部及引线端的外部夹在所述金属模子之间，而且散热片中央部分的上表面与所述金属模子内表面相接触；
把熔化的树脂注入到所述金属模子的腔体内；
静置所述金属模子腔体的树脂直到该树脂固化形成树脂部分，其中至少散热片的一部分、片状器件、接合线和引线端头的内部部分被封装于树脂部分中，而引线端头的外部部分从树脂外壳中伸出来；
把引线框架上的支承部分切除，使得散热片与多条引线之间两两分离。
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