DE102005036996A1 - Halbleitervorrichtung - Google Patents

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Abstract

Eine Halbleitervorrichtung ist aufgebaut aus einer Wärmesenke (10), einem IC-Chip (20), der auf einer bestimmten Oberfläche (11) der Wärmesenke (10) angeordnet und befestigt ist, einem Leiterrahmen (40), der elektrisch mit dem IC-Chip (20) verbunden ist, und einer versiegelnden Gießharzpackung (60). Eine oder mehrere Flächen der Wärmesenke (10) haben einen spezifischen Oberflächenbereich.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleitervorrichtung des Giessharzpackungstyps, bei welchem ein Halbleiterchip, Leitungen und eine Wärmesenke in einer versiegelnden Giessharzpackung oder in ein Giessharzgehäuse eingeschlossen sind.
  • 28 der beigefügten Zeichnung zeigt schematisch einen Querschnitt durch eine bekannte Halbleitervorrichtung des Giessharzpackungstyps.
  • Auf einer bestimmten Fläche 11 einer Wärmesenke 10 ist unter Zwischenschaltung eines Klebers 30, der aus einem Kunstharz oder Kunststoff ist, um zusammen mit der Fläche 11 als Leiter zu dienen, ein IC-Chip 20 angeordnet. Der IC-Chip 20 ist mit den jeweiligen Leitern eines Leiterrahmens 40 über Leitungen 50 verbunden. Die Wärmesenke 10, der IC-Chip 20 und der Leiterrahmen 40 sind in einem Giessharzgehäuse oder einer Giessharzpackung 60 eingeschlossen oder eingesiegelt, welche die Wärmesenke 10, den IC-Chip 20 und den Leiterrahmen 40 umschliesst.
  • Die Wärmesenke 10 hat die oben erwähnte bestimmte Fläche 11, eine weitere Fläche 12 und zwischen der bestimmten Fläche 11 und der weiteren Fläche 12 eine Seitenfläche 13. Die Seitenfläche 13 weist einen Vorsprung (Ausprägung) 14 auf. Indem sich der Vorsprung 14 in die Giessharzpackung 60 eingräbt, kann die Halte- oder Adhäsionsfestigkeit zwischen der Giessharzpackung 60 und der Wärmesenke 10 erhöht werden.
  • Bei der Halbleitervorrichtung dieses Giessharzpackungstyps wird die Wärmesenke 10 aus einem Material wie beispielsweise Kupfer (Cu) gemacht, um eine Wärmeent wicklung in der Halbleitervorrichtung möglichst gut zu vermeiden.
  • Bei der Halbleitervorrichtung eines derartigen Giessharzpackungstyps bewirken jedoch thermische Belastungen aufgrund von Abkühlungs-/Erwärmungszyklen durch Lot-Reflow zum Zusammenlötzeitpunkt etc., dass die Wärmesenke 10 und die Giessharzpackung 60 oder die Wärmesenke 10 und der Harzkleber 30 sich voneinander lösen. Dies deshalb, als es einen grossen Unterschied im thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen der Wärmesenke 10 aus Metall oder dergleichen und den Harzen oder Kunststoffen gibt, das heisst der Giessharzpackung 60 und dem Harzkleber 30.
  • Beim Auftritt einer derartigen Ablösung entsteht das Problem einer Leistungsverschlechterung, unter anderem dadurch, dass sich in der Giessharzpackung 60 aufgrund eines thermischen Schocks relativ früh Risse bilden können und aufgrund der Tatsache, dass thermische und elektrische Widerstände zwischen dem IC-Chip 20 und der Wärmesenke 10 zunehmen.
  • Weiterhin ist ein Lötmaterial frei von Blei (Pb) wünschenswert, die Schmelztemperatur eines derartigen Lotmaterials ist jedoch hoch. Wenn somit die oben beschriebene Halbleitervorrichtung durch ein Lötmaterial mit einem externen Substrat verbunden wird, steigt die Temperatur von Lot-Rückfluss ("re-flow") von 225°C eines üblichen Lotmaterials mit Pb auf einen höheren Temperaturbereich zwischen 240°C bis 260°C. Im Ergebnis werden die oben beschriebenen Probleme noch gravierender.
  • Angesichts hiervon ist es damit Aufgabe, eine Wärmesenke und eine Giessharzpackung wirksam an einem Lösen von einander in einer Halbleitervorrichtung zu schützen, welche aufgebaut ist aus einem Halbleiterchip, einem Lei terrahmen und der genannten Wärmesenke, welche in der Giessharzpackung zum Versiegeln des Halbleiterchips, des Leiterrahmens und der Wärmesenke eingeschlossen sind.
  • Gemäss einem ersten Aspekt ist eine Halbleitervorrichtung aufgebaut aus einer Wärmesenke; einem IC-Chip, der auf einer bestimmten Fläche der Wärmesenke angeordnet und dort befestigt ist; einem Leiterrahmen, der an Stellen um den IC-Chip herum angeordnet und elektrisch mit dem IC-Chip verbunden ist; und einer Giessharzpackung zum Einschliessen von Wärmesenke, IC-Chip und Leiterrahmen, wobei: die Wärmesenke die bestimmte Fläche, eine weitere Fläche und eine Seitenfläche zwischen der bestimmten Fläche und der weiteren Fläche hat und die spezifischen Oberflächenbereiche der bestimmten Fläche und der Seitenfläche jeweils 1,35 oder eine Zahl grösser als 1,35 betragen.
  • Die vorliegende Erfindung wurde im Verlauf von Experimenten gemacht. Ergebnisse der Experimente haben dann verifiziert, dass durch Festlegen der spezifischen Oberflächenbereiche der bestimmten Fläche und der Seitenfläche auf 1,35 oder eine Zahl grösser als 1,35, wobei die bestimmte Fläche bzw. die Seitenfläche eine Fläche bzw. Seitenfläche der Wärmesenke und die Seitenfläche eine Seitenfläche zwischen der bestimmten Fläche und der anderen Fläche ist, welche eine andere Fläche der Wärmesenke ist, die Haltefestigkeit zwischen der Giessharzpackung und der Wärmesenke erhöht werden kann, so dass die Giessharzpackung und die Wärmesenke wirksam daran gehindert werden, sich von einander zu lösen und Risse im Giessharz vermeidbar sind.
  • Somit können bei einer Halbleitervorrichtung bestehend aus einem IC-Chip, einem Leiterrahmen und einer Wärmesenke, welche in einer Giessharzpackung eingeschlossen sind, um den IC-Chip, den Leiterrahmen und die Wärmesenke zu versiegeln, die Giessharzpackung und die Wärmesenke wirksam daran gehindert werden, sich von einander zu lösen.
  • Weiterhin ist gemäss einem zweiten Aspekt die Halbleitervorrichtung gemäss dem ersten Aspekt weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmesenke einen Vorsprung an der Seitenfläche der Wärmesenke hat, der von dieser Seitenfläche vorsteht; und ein Bauteil, das an der Seitenfläche der Wärmesenke an einer Stelle zwischen dem Vorsprung und einer Grenze zwischen der bestimmten Fläche und der Seitenfläche vorhanden ist, einen spezifischen Oberflächenbereich von 1,35 oder einer Zahl grösser als 1,35 hat.
  • Mit dem Vorsprung an der Seitenfläche der Wärmesenke wie oben beschrieben ist es wünschenswert, den spezifischen Oberflächenbereich eines Bauteils an der Seitenfläche der Wärmesenke, das an einer Stelle zwischen dem Vorsprung und einer Grenze zwischen der bestimmten Fläche und der Seitenfläche liegt, auf 1,35 oder eine Zahl grösser als 1,35 zu setzen.
  • Gemäss einem dritten Aspekt ist die Halbleitervorrichtung aufgebaut aus einer Wärmesenke; einem IC-Chip, der an einer bestimmten Fläche der Wärmesenke angeordnet und daran befestigt ist; einem Leiterrahmen, der an Stellen um den IC-Chip herum angeordnet und elektrisch mit IC-Chip verbunden ist; und einer Giessharzpackung zum Einschliessen von Wärmesenke, IC-Chip und Leiterrahmen, wobei der spezifische Oberflächenbereich zumindest der bestimmten Fläche der Wärmesenke 1,35 oder eine Zahl grösser als 1,35 beträgt.
  • Die vorliegende Erfindung hat sich im Verlauf von Experimenten ergeben. Experimentelle Ergebnisse haben verifiziert, dass durch Festsetzen des spezifischen Oberflächenbereichs zumindest der bestimmten Fläche der Wärmesenke auf 1,35 oder auf eine Zahl grösser als 1,35 die Haltefestigkeit zwischen der Giessharzpackung und der Wärmesenke erhöht werden kann, so dass die Giessharzpackung und die Wärmesenke wirksam daran gehindert werden können, sich von einander zu lösen und Risse in dem Giessharz können vermieden werden.
  • Die bestimmte Fläche der Wärmesenke ist eine Fläche, welche den Grossteil eines Bereichs der Anheftung oder Adhäsion bildet, welche zwischen der Giessharzpackung und der Wärmesenke vorliegt. Durch Festlegen des spezifischen Oberflächenbereiches zumindest der bestimmten Fläche der Wärmesenke auf 1,35 oder eine Zahl grösser als 1,35 kann die Haltefestigkeit zwischen der Giessharzpackung und der Wärmesenke erhöht werden, so dass die Giessharzpackung und die Wärmesenke wirksam daran gehindert werden können, sich von einander zu lösen und Risse im Harz lassen sich vermeiden. Das heisst, der Abschnitt, dessen spezifischer Oberflächenbereich auf 1,35 oder eine Zahl grösser als 1,35 gesetzt werden soll, ist nur die bestimmte Fläche der Wärmesenke.
  • Somit können bei einer Halbleitervorrichtung bestehend aus einem IC-Chip, einem Leiterrahmen und einer Wärmesenke, welche in einer Giessharzpackung zum Versiegeln von IC-Chip, Leiterrahmen und Wärmesenke eingeschlossen sind, die Giessharzpackung und die Wärmesenke wirksam daran gehindert werden, sich von einander zu lösen.
  • Gemäss einem vierten Aspekt ist eine Halbleitervorrichtung nach einem der ersten bis dritten Aspekte dadurch gekennzeichnet, dass der IC-Chip auf der bestimmten Fläche der Wärmesenke mittels eines Klebers aus einem Harz angeordnet und befestigt ist, wodurch der Kleber unter Zuhilfenahme der bestimmten Fläche eingeschlossen wird.
  • Da der IC-Chip an der bestimmten Fläche der Wärmesenke durch den Kleber aus einem Harz angeordnet und befestigt wird, wird der Kleber unter Zuhilfenahme der bestimmten Fläche eingeschlossen und die Wärmesenke und der Kleber aus Harz können wirksam daran gehindert werden, sich von einander zu lösen.
  • Bei einer Halbleitervorrichtung gemäss einem fünften oder sechsten Aspekt werden die Giessharzpackung und der Kleber beide aus einem Harz aus einer Epoxy-Gruppe gewählt.
  • Gemäss einem siebten Aspekt ist eine Halbleitervorrichtung aufgebaut aus: einer Wärmesenke; einem IC-Chip, der an einer bestimmten Fläche der Senke angeordnet und befestigt ist; einem Leiterrahmen, der an Stellen um den IC-Chip herum angeordnet und elektrisch mit dem IC-Chip verbunden ist; und einer versiegelnden Giessharzpackung zum Einschliessen von Wärmesenke, IC-Chip und Leiterrahmen. Ein Teil der Wärmesenke steht zur Aussenseite der Giessharzpackung vor und ein Teil des Leiterrahmens steht in Form von äusseren Leitern von der Giessharzpackung vor. Der spezifische Oberflächenbereich einer Oberfläche der Wärmesenke wird auf einem Wert im Bereich von 1,13 bis 1,32 gesetzt. Der spezifische Oberflächenbereich von Oberflächen der äusseren Leiter wird auf einem Wert im Bereich von 1,05 bis 1,20 gesetzt.
  • Eine derartige Halbleitervorrichtung wird typischerweise auf einem externen Substrat durch Anbringen der äusseren Leiter, die von der Giessharzpackung als äussere Leiter des Leiterrahmens vorstehen, auf Kontaktstellen des externen Substrates durch Anwenden einer Löttechnik angebracht, wie in den beigefügten 4 und 5 gezeigt.
    •
  • Bei einem Vorgang der Anordnung der Halbleitervorrichtung an dem externen Substrat können die äusseren Leiter von ihren korrekten Lötpositionen aufgrund einer Verbiegung der äusseren Leiter oder aus anderen Gründen verschoben werden.
  • Zur Lösung dieses Problems wird im Fall der Halbleitervorrichtung gemäss dieser Ausführungsform ein Laserstrahl auf die äusseren Leiter und das externe Substrat von einer Position oberhalb des externen Substrates aus gerichtet, um die äusseren Leiter zu erkennen und um ihre Lageverschiebungen auf der Grundlage von Differenzen in der Stärke des reflektierten Lichts zu erkennen.
  • Die Oberflächen der äusseren Leiter können als glänzende Fläche mit einem geringem Rauhigkeitsgrad ausgebildet werden, so dass durch Erhöhen der Lichtreflexionsmenge der äusseren Leiter die Erkennbarkeit der Leiter verbessert werden kann. Jedoch werden die innen liegenden Leiter des Leiterrahmens mit dem gleichem Herstellungsprozess wie die äusseren Leiter erzeugt und der niedrige Rauhigkeitsgrad der inneren Leiter oder innen liegenden Leiter führt zu einer schlechten Anhaftung zwischen den inneren Leitern und der Giessharzpackung.
  • Anders gesagt, um die Haltefestigkeit zwischen den inneren Leitern und der Giessharzpackung sicherzustellen, muss die Rauhigkeit der inneren Leiter und damit die Rauhigkeit der äusseren Leiter erhöht werden, um einen spezifischen Oberflächenbereich zu erhalten. Auf diese Weise ist es möglich, eine Haltefestigkeit zwischen der inneren Leiter und der Giessharzpackung sicherzustellen, jedoch nimmt das Lichtreflexionsvermögen der äusseren Leiter aufgrund des erhöhten Rauhigkeitsgrades in nachteiliger Weise ab. In Folge dessen wird die Erkennbarkeit der äusseren Leitern unzureichend.
  • Ausgehend von diesem Sachverhalt wurden weitere Untersuchungen durchgeführt, um eine Oberflächenrauhigkeit zu ermitteln, welche sowohl eine Erkennbarkeit der Leiter (äussere Leiter) als auch eine Haltefestigkeit zwischen den inneren Leitern und der Giessharzpackung sicherstellt. Die Haltefestigkeit oder Anhaftung zwischen den inneren Leitern und der Giessharzpackung muss natürlich aus Gründen der Vermeidung einer Ablösung von Wärmesenke und Giessharzpackung voneinander sichergestellt werden. Zusätzlich wurde die Oberflächenrauhigkeit der Wärmesenke untersucht, wobei die folgenden Punkte berücksichtigt wurden.
  • Bei einer Halbleitervorrichtung des in Frage stehenden Typs liegt ein Teil der Wärmesenke ausserhalb der Giessharzpackung und bildet eine Anordnung, welche eine Wärmeabstrahlung von der Wärmesenke sicherstellt. Bei dem Herstellungsvorgang der Giessharzpackung einer solchen Halbleitervorrichtung haften jedoch Harzgrate an dem freiliegenden Abschnitt der Wärmesenke an, was zu dem Problem führen kann, dass die Wärmeabstrahlung behindert wird.
  • Wenn der freiliegende Abschnitt der Wärmesenke aufgerauht wird, um zu verhindern, dass sich die Wärmesenke von der Giessharzpackung löst, wird insbesondere die Menge an erzeugten Harzgraten in nachteiliger Weise maximiert und die Haltefestigkeit der Harzgrate an dem freiliegenden Abschnitt der Wärmesenke nimmt ebenfalls zu, so dass es schwierig wird, diese Harzgrate zu entfernen.
  • Durch Festsetzen des spezifischen Oberflächenbereichs der Wärmesenke bei einer Halbleitervorrichtung gemäss einem siebten Aspekt auf einen Wert im Bereich von 1,13 bis 1, 32 gemäss den in der beigefügten 27 gezeigten Daten (Ergebnis der Studie, welche von den Erfindern der vorliegenden Anmeldung durchgeführt wurde), ist es möglich, eine Haltefestigkeit sicherzustellen, welche gross genug ist, dass ein Ablösen der Giessharzpackung und der Wärmesenke voneinander verhindert wird, wobei weiterhin die Ausbildung von Harzgraten an dem freiliegenden Abschnitt der Wärmesenke hinlänglich vermieden ist.
  • Wenn der spezifische Oberflächenbereich der Wärmesenke auf einem Wert kleiner als 1,13 gesetzt wird, ist die Halte- oder Anhaftfestigkeit nicht gross genug, um ein Lösen der Giessharzpackung und der Wärmesenke voneinander zu vermeiden, so dass die Giessharzpackung und die Wärmesenke sich ohne weiteres voneinander lösen können. Wenn der spezifische Oberflächenbereich der Wärmesenke auf einen Wert grösser als 1,32 gesetzt wird, wird andererseits die Haltefestigkeit zu hoch, was bewirkt, dass Harzgrate an dem freiliegenden Abschnitt der Wärmesenke auftreten und insbesondere schwierig von dort zu entfernen sind.
  • Zusätzlich ist es durch Festlegen des spezifischen Oberflächenbereichs der äusseren Leiter bei einer Halbleitervorrichtung gemäss einem siebten Aspekt auf einen Wert in Bereich von 1,05 bis 1,20 gemäss den in 27 gezeigten Daten möglich, sowohl eine ausreichende Leitererkennbarkeit der äusseren Leiter als auch eine ausreichende Haltefestigkeit zwischen den inneren Leitern und der Giessharzpackung sicherzustellen, da der spezifische Oberflächenbereich der inneren Leiter ungefähr der gleiche ist wie der spezifische Oberflächenbereich der äusseren Leiter.
  • Wenn der spezifische Oberflächenbereich der äusseren Leiter auf einen Wert kleiner als 1,05 gesetzt wird, wird der spezifische Oberflächenbereich der inneren Leiter ebenfalls auf einen Wert kleiner als 1,05 gesetzt, so dass die Halbleiterfestigkeit zwischen den inneren Leitern und der Giessharzpackung nicht gross genug ist, um ein Ablösen der Giessharzpackung und der inneren Leiter voneinander zu verhindern. Im Ergebnis können sich die Giessharzpackung und die inneren Leitern ohne weiteres voneinander lösen.
  • Durch Festsetzen des spezifischen Oberflächenbereichs der äusseren Leiter bei einer Halbleitervorrichtung gemäss dem siebten Aspekt auf einen Wert im Bereich von 1,05 bis 1,20 kann andererseits die Haltefestigkeit zwischen den inneren Leitern und der Giessharzpackung bei einem spezifischen Oberflächenbereich kleiner als der spezifische Oberflächenbereich zur Sicherstellung der Anhaftung der Wärmesenke und der Giessharzpackung sichergestellt werden.
  • Wenn der spezifische Oberflächenbereich der äusseren Leiter auf einem Wert grösser als 1,20 gesetzt wird, ist jedoch das Lichtreflexionsvermögen durch die äussere Leitern nicht ausreichend, so dass die Leitererkennbarkeit der äusseren Leitern nicht sichergestellt werden kann.
  • Gemäss dem siebten Aspekt wird bei der Halbleitervorrichtung mit der Wärmesenke, dem IC-Chip, dem Leiterrahmen und der versiegelnden Giessharzpackung zum Einschliessen von Wärmesenke, IC-Chip und Leiterrahmen der spezifische Oberflächenbereich der Oberfläche der Wärmesenke auf einen Wert im Bereich von 1,13 bis 1,32 gesetzt und der spezifische Oberflächenbereich der Oberflächen der äusseren Leitern wird auf einen Wert im Bereich von 1,05 bis 1,20 gesetzt, so dass die Halbleitervorrichtung in der Lage ist, eine ausreichende Haltefestigkeit sicherzustellen, die gross genug ist, ein Ablösen der Wärmesenke und der Giessharzpackung voneinander zu verhindern, wobei auf ausreichende Weise verhindert wird, dass Harzgrate an der freiliegenden äusseren Fläche der Wärmesenke anhaften und wobei sowohl eine Erkennbarkeit der äusseren Leiter als auch eine Haltefestigkeit zwischen den inneren Leitern und der Giessharzpackung erreicht wird.
  • Gemäss einem achten Aspekt kann die Halbleitervorrichtung gemäss dem siebten Aspekt eine Ausgestaltung haben, bei der die Wärmesenke einen Vorsprung hat, der von einer Oberfläche der Wärmesenke vorsteht, wobei sich der Vorsprung in die Giessharzpackung eingräbt. Die Halte- oder Haftfestigkeit zwischen der Giessharzpackung und der Wärmesenke kann damit weiter erhöht werden.
  • Gemäss einem neunten Aspekt kann die Halbleitervorrichtung gemäss dem siebten oder achten Aspekt eine Ausgestaltung haben, bei der der IC-Chip an der Wärmesenke mittels eines Klebers aus Harz angebracht und befestigt ist, wobei der Kleber in Zusammenwirkung mit der Wärmesenke eingeschlossen wird.
  • Gemäss einem zehnten Aspekt kann die Halbleitervorrichtung gemäss dem neunten Aspekt eine Ausgestaltung haben, bei der der Kleber aus dem Harz aus einer Epoxy-Gruppe ist.
  • Gemäss einem elften Aspekt kann die Halbleitervorrichtung der siebten bis zehnten Aspekte eine Ausgestaltung haben, bei der die Giessharzpackung aus einem Harz aus einer Epoxy-Gruppe ist.
  • Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich besser aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen anhand der Zeichnung.
    •
  • Es zeigt:
  • 1A eine schematische Schnittdarstellung durch eine Halbleitervorrichtung des Giessharzpackungstyps gemäss einer ersten Ausführungsform und 1B eine vergrösserte Darstellung des Abschnittes A in 1A;
  • 2A und 2B jeweils schematische Schnittdarstellungen einer Wärmesenke in der ersten Ausführungsform mit direkt aufgerauhten Materialien der Wärmesenke;
  • 3 eine schematische Schnittdarstellung einer anderen Wärmesenke der ersten Ausführungsform;
  • 4 eine schematische Schnittdarstellung, bei der die Halbleitervorrichtung von 1A an einem externen Substrat angeordnet ist;
  • 5 eine andere schematische Schnittdarstellung, bei der die Halbleitervorrichtung von 1A an einem externen Substrat angeordnet ist;
  • 6 ein Modell der Oberfläche einer aufgerauhten Wärmesenke;
  • 7 in einer graphischen Darstellung experimentelle Ergebnisse von Beziehungen zwischen dem spezifischen Oberflächenbereich einer Wärmesenke und der Haft- oder Haltefestigkeit zwischen der Wärmesenke und der Giessharzpackung, welche die Wärmesenke einschliesst;
  • 8 eine graphische Darstellung von experimentellen Ergebnissen, welche eine Beziehung zwischen dem spezifischen Oberflächenbereich der Wärmesenke und einer Ablöserate der Wärmesenke von der Giessharzpackung darstellen, welche die Wärmesenke einschliesst;
  • 9 eine Graphik von experimentellen Ergebnissen, welche eine Beziehung zwischen dem spezifischen Oberflächenbereich einer Wärmesenke und einer Ablöserate der Wärmesenke von einem Kleber zeigen, der auf die Wärmesenke aufgebracht ist;
  • 10 eine graphische Darstellung von experimentellen Ergebnissen, welche eine Beziehung zwischen dem spezifischen Oberflächenbereich einer Wärmesenke und einer Erzeugungsrate von Harzrissen in einer Giessharzpackung darstellen, welche die Wärmesenke einschliesst;
  • 11 eine schematische Schnittdarstellung der Halbleitervorrichtung mit einer QFN-Struktur unter Verwendung eines Leiterrahmens in Form einer modifizierten Abwandlung der ersten Ausführungsform;
  • 12 eine schematische Schnittdarstellung durch die Halbleitervorrichtung, die gemäss einer abgewandelten Version der ersten Ausführungsform als Leistungsmodul verwendet wird;
  • 13 eine schematische Schnittdarstellung einer Halbleitervorrichtung gemäss einer zweiten Ausführungsform;
  • 14 schematisch ein Verfahren zur Herstellung von Ni-, Pd- und Au-Platten oder -platierungen gemäss der zweiten Ausführungsform;
  • 15 schematisch ein Verfahren zur Herstellung einer teilweise aufgerauhten Ni-Platte oder -platierung für die Wärmesenke gemäss der zweiten Ausführungsform;
  • 16a–16e jeweils Darstellungen von Details des Herstellungsverfahrens von 15 zur Herstellung einer aufgerauhten Ni-Platte oder -platierung;
  • 17a–17e jeweils Darstellungen eines Herstellungsverfahrens zur Erzeugung einzelner Teile der Wärmesenke;
  • 18 eine schematische Schnittdarstellung durch eine Wärmesenke gemäss einer ersten Abwandlung der zweiten Ausführungsform;
  • 19 eine schematische Schnittdarstellung durch eine Wärmesenke gemäss einer zweiten Abwandlung der zweiten Ausführungsform;
  • 20 eine schematische Schnittdarstellung durch eine Wärmesenke gemäss einer dritten Abwandlung der zweiten Ausführungsform;
  • 21 eine schematische Schnittdarstellung einer Wärmesenke gemäss einer vierten Abwandlung der zweiten Ausführungsform;
  • 22 eine schematische Schnittdarstellung einer Wärmesenke gemäss einer fünften Abwandlung der zweiten Ausführungsform;
  • 23 eine schematische Schnittdarstellung einer Wärmesenke gemäss einer sechsten Abwandlung der zweiten Ausführungsform;
  • 24 eine schematische Schnittdarstellung einer Wärmesenke gemäss einer siebten Abwandlung der zweiten Ausführungsform;
  • 25 eine schematische Schnittdarstellung einer Halbleitervorrichtung des Giessharzpackungstyps gemäss einer dritten Ausführungsform;
  • 26 eine schematische Schnittdarstellung durch die Anordnung von Wärmesenke und Leiterrahmen bei der Halbleitervorrichtung von 25;
  • 27 eine graphische Darstellung der Beziehungen zwischen dem spezifischen Oberflächenbereich und der Scherfestigkeit, sowie zwischen dem spezifischen Oberflächenbereich und einer Grösse von reflektiertem Licht; und
  • 28 eine schematische Schnittdarstellung durch eine Halbleitervorrichtung des Giessharzpackungstyps nach dem Stand der Technik.
  • Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Es versteht sich, dass in der nachfolgenden Beschreibung identische oder äquivalente Bauteile in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, um die Beschreibung zu vereinfachen.
  • <Erste Ausführungsform>
  • 1a zeigt in einer schematischen Schnittdarstellung eine Halbleitervorrichtung 100 des Giessharzpackungstyps gemäss einer ersten Ausführungsform. 1B ist eine vergrösserte Darstellung des Ausschnitts A (Kreis) in 1A. Die Halbleitervorrichtung 100 kann beispielsweise bei einer QFP (Quad Flat Package) oder einer SOP (Small Outline Package) angewendet werden.
  • Eine Wärmesenke 10 ist aus einem Material mit ausgezeichneter Wärmeabstrahlungseigenschaft gebildet. Ein Beispiel für ein derartiges Material ist Metall, beispielsweise Cu, Fe, Mo, die 42 Legierung und Kovar. Typischerweise hat die Wärmesenke 10 die Form einer rechteckförmigen Platte. In dieser Ausführungsform ist die Wärmesenke eine Platte aus Cu.
  • Weiterhin hat gemäss 1A die Wärmesenke 10 eine bestimmte Fläche 11, eine andere Fläche 12 und eine Seitenfläche 13 zwischen der bestimmten Fläche 11 und der anderen Fläche 12. Die Seitenfläche 13 weist einen Vorsprung (Prägung) 14 zur Erhöhung der Haltekraft zwischen einer Giessharzpackung 60 und der Wärmesenke 10 auf. Die Wärmesenke 10 mit einem derartigen Vorsprung 14 kann in einem Pressen-Herstellungsschritt oder dergleichen gebildet werden.
  • Ein IC-Chip 20, der als Halbleiterchip dient, ist auf der bestimmten Fläche 11 der Wärmesenke 10 angeordnet. Der IC-Chip 20 ist aus einem Siliziumsubstrat. In dem IC-Chip 20 sind Bauelemente wie Transistoren durch Anwendung einer Halbleiterbearbeitungstechnologie gebildet.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der IC-Chip 20 an der bestimmten Fläche 11 der Wärmesenke 10 durch einen Kleber 30 aus einem Harz fest angebracht, wobei der Harzkleber 30 von der bestimmten Fläche 11 und dem IC-Chip 20 eingeschlossen wird.
  • Der Kleber 30 ist aus einem Harz mit ausgezeichneter thermischer Leitfähigkeit. Beispiele eines Harzes mit ausgezeichneter thermischer-Leitfähigkeit sind Harze aus der Epoxy-Gruppe, ein Polyimid-Harz oder ein Harz aus der Silikon-Gruppe. Genauer gesagt, der Kleber 30 ist auch ein elektrisch leitfähiger Kleber. In dieser Ausführungsform ist der Kleber 30 aus einer Silberpaste, gebildet aus einem Ag-Füllstoff, der in ein Harz der Epoxy-Gruppe gemischt ist.
  • An Stellen um die Wärmesenke 10 herum ist ein Leiterrahmen 40 angeordnet, der Leiter aus Metall, beispielsweise Cu oder einem Metallverbund aufweist, der 42 Legierung genannt wird. Der IC-Chip 20 und der Leiterrahmen 40 sind miteinander zusammengefügt und elektrisch über Drähte 50 miteinander in Verbindung, welche aus Metall sind, beispielsweise Gold oder Aluminium.
  • Die Giessharzpackung 60 umschliesst die Wärmesenke 10, den IC-Chip 20, den Leiterrahmen 40 und die Drähte 50, so dass die Wärmesenke 10, der IC-Chip 20, der Leiterrahmen 40 und die Drähte 50 versiegelt sind. Die andere Fläche 12 der Wärmesenke 10 steht von der Aussenseite der Giessharzpackung 60 vor, um die Wärmeabstrahlung von der Wärmesenke 10 zu verbessern.
  • Die Giessharzpackung 60 ist aus einem üblichen Gussmaterial, beispielsweise einem Harz der Epoxy-Gruppe. In dieser Ausführungsform ist die Giessharzpackung 60 aus einem Harz der Epoxy-Gruppe mit einem Füllstoff, beispielsweise Silica, mit dem typischerweise der thermische Ausdehnungskoeffizient eingestellt wird.
  • Bei der Halbleitervorrichtung 100 dieser Ausführungsform hat, um eine Anhaft- oder Adhäsionsfestigkeit zwischen der Wärmesenke 10 und der Giessharzpackung 60 sicherzustellen und um eine Anhaft- oder Adhäsionsfestigkeit zwischen der Wärmesenke 10 und dem Kleber 30, der ebenfalls aus Harz ist, sicherzustellen, die bestimmte Fläche 11 und die Seitenfläche 13 zwischen der bestimmten Fläche 11 und der anderen Fläche 12 einen spezifischen Oberflächenbereich von 1,35 oder einer Zahl grösser als 1,35, wobei die bestimmte Fläche 11, die andere Fläche 12 und die Seitenfläche 13 Flächen der Wärmesenke 10 sind.
  • Genauer gesagt, in dieser Ausführungsform hat gemäss 1A die Wärmesenke 10 den Vorsprung 14 an der Seitenfläche 13, der von der Seitenfläche 13 vorsteht. Ein an der Seitenfläche 13 der Wärmesenke 10 an einer Stelle zwischen der Spitze des Vorsprungs 14 und einer Grenze zwischen der bestimmten Fläche 11 und der Seitenfläche 13 vorhandenes Bauteil hat einen spezifischen Oberflächenbereich von 1,35 oder einer Zahl grösser als 1,35.
  • Ein zu der Wärmesenke 10 gehörendes Bauteil als Bauteil mit einem spezifischen Oberflächenbereich von 1,35 oder einer Zahl grösser als 1,35 ist als ein Teil in 1A dargestellt, das durch die gestrichelte Linie H1 hervorgehoben ist. Bei der Wärmesenke 10 hat bevorzugt zumindest die Oberfläche des Bauteils H1 eine Oberfläche mit einem spezifischen Oberflächenbereich von 1,35 oder einer Zahl grösser als 1,35.
  • Genauer gesagt, um einen spezifischen Oberflächenbereich von 1,35 oder einer Zahl grösser als 1,35 an der Wärmesenke 10 zu erhalten, muss die Oberfläche der Wärmesenke 10 aufgerauht werden.
  • Bei dieser Ausführungsform wird gemäss 1B die Oberfläche der Wärmesenke 10 einem Platierungsprozess unterworfen. Auf ein Basismaterial 10a der Wärmesenke 10 werden aufeinanderfolgend eine aufgerauhte Ni-Platte (Ni-Platierung), eine dünne Pd-Platte 10c (Pd-Platierung) und eine dünne Au-Platte 10d (Au-Platierung) ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform ist das Basismaterial 10a aus Cu.
  • Die Oberflächenform der aufgerauhten Ni-Platte 10b wird mit aufeinanderfolgenden Filmen der dünnen Pd-Platte 10c und der dünnen Au-Platte 10d bedeckt, welche über der Wärmesenke 10 so angeordnet werden, dass die oberste Oberfläche der Platierungsfilme (d.h. die Oberfläche der Wärmesenke 10) eine grobe oder rauhe Form hat.
  • Eine derartige Wärmesenke 10 kann durch Anwendung eines Pressfabrikationsvorgangs an dem Basismaterial 10a zur Ausbildung der Form der Wärmesenke 10 und dann durch Anwenden eines Platierungsprozesses an der Oberfläche des Basismaterials 10a Stück für Stück oder kontinuierlich für eine Anzahl von aufeinanderfolgenden Teilen der Wärmesenke 10 erzeugt werden.
  • Ein Verfahren zur Aufrauhung der Platierungsfilme 10b, 10c und 10d ist allgemein bekannt. Bei einem Vorgang zur Herstellung des Films der aufgerauhten Ni-Platte 10b wird beispielsweise als Teil eines elektrolytischen Platierungsvorganges oder nichtelektrolytischen Platierungsvorganges die Oberfläche der Ni-Platte 10b durch Einstellen einer Stromdichte oder der Zusammensetzung einer Reaktionslösung, die in dem Prozess verwendet wird, aufgerauht.
  • Wie oben beschrieben, verwendet ein Verfahren zur Aufrauhung der Oberfläche der Platte ein Verfahren, bei dem die Platierungsbedingungen, beispielsweise Stromdichte bzw. Zusammensetzung einer Platierungsflüssigkeit bei dem elektrolytischen Platierungsvorgang bzw. dem nichtelektrolytischen Platierungsvorgang eingestellt werden. Anstelle dieses Verfahrens kann die Oberfläche der Platte jedoch auch durch Ätz- und/oder Sandstrahlvorgänge nach einem Platierungsprozess aufgerauht werden.
  • Es sei festzuhalten, dass das Verfahren zum Aufrauhen der Wärmesenke 10 bei dieser Ausführungsform ein anderes Verfahren als dasjenige sein kann, welches soeben als Verfahren zum Aufrauhen der Oberfläche der Platte beschrieben wurde. Andere Verfahren zum Aufrauhen der Wärmesenke 10 werden nachfolgend unter Bezug auf die 2A und 28 beschrieben.
  • Die Oberflächenaufrauhungsverfahren der 2A und 2B sind jeweils ein Verfahren zum direkten Aufrauhen des Materials der Wärmesenke 10. Genauer gesagtt, 2A ist eine Darstellung eines typischen Oberflächenaufrauhungsverfahrens, bei dem die Oberfläche des Basismaterials 10a aufgerauht und an der Wärmesenke 10 kein Platierungsprozess vorgenommen wird. Andererseits ist 2B eine Darstellung eines typischen Oberflächenaufrauhungsverfahrens, bei dem die Oberfläche des Basismaterials 10a aufgerauht wird und dann die Platierungen oder Schichten 10b, 10c und 10d auf dem Basismaterial 10a abgelegt werden, um die Wärmesenke 10 zu bilden.
  • Konkrete Oberflächenaufrauhungsverfahren zum direkten Aufrauhen des Materials der Wärmesenke umfassen ein mechanisches Herstellungsverfahren, beispielsweise eine aufrauhende Abtragtechnik oder eine Sandstrahltechnik, ein Ätzverfahren unter Verwendung von Chemikalien und ein Erhitzungsverfahren unter Verwendung eines Laserstrahls oder dergleichen.
  • Ein auf der Oberfläche des Basismaterials 10a der Wärmesenke 10 erzeugter Film kann ein von einer Platte abweichender Film sein. Beispiele eines auf der Oberfläche des Basismaterials 10a der Wärmesenke 10 erzeugten Films sind ein Verdampfungsfilm, ein CVD-Film und ein Film, der durch Verwenden eines Druckverfahrens gebildet wird.
  • Bei dem in 1B gezeigten Beispiel sind die die Oberfläche der Wärmesenke 10 bildenden Platten drei Schichten, d.h. die aufgerauhte Ni-Platte 10b, die dünne Pd-Platte 10c und die dünne Au-Platte 10d. Wie jedoch in 3 gezeigt, kann eine Schicht einer aufgerauhten Ni-Platte 10b alleine ohne Ausbildung der dünnen Pd-Platte 10c und der dünnen Au-Platte 10d ausgebildet werden.
  • Wie später unter Bezug auf 4 beschrieben wird, sind die dünne Pd-Platte 10c und die dünne Au-Platte 10d Platten, welche zum Sicherstellen einer Lötcharakteristik erzeugt werden, falls die Wärmesenke 10 in der Halbleitervorrichtung 100 durch Anwendung eines Lötprozesses angeordnet wird.
  • Das heisst, die Ausgestaltung der Oberfläche der Wärmesenke 10 kann abhängig von der Anwendung der Packung gewählt werden. Wenn beispielsweise ein Lötprozess notwendig ist, werden lötbare Platten, beispielsweise die Au-, Ag- und Pd-Platten erzeugt.
  • Wie später unter Bezug auf 5 beschrieben, kann andererseits, wenn es nicht notwendig ist, einen funktionellen Film auf der Oberfläche der Wärmesenke 10 zu erzeugen, nur die eine Schicht der aufgerauhten Ni-Platte 10b ohne Ausbildung der dünnen Pd-Platte 10c und der dünnen Au-Platte 10d erzeugt werden, wie in 3 gezeigt. Weiterhin kann es in diesem Fall als Alternative möglich sein, das Basismaterial 10a der Wärmesenke 10 aufzurauhen, wie in 2A gezeigt.
  • Nachdem die Wärmesenke 10 mit der aufgerauhten Oberfläche und der Leiterrahmen 40 entsprechend bearbeitet worden sind (crimpen, schweissen und bondieren), um einen einzelnen Körper in der Halbleitervorrichtung 100 zu bil den, wird der IC-Chip 20 auf der Wärmesenke 10 mittels des Klebers 30 aus einem Harz angeordnet, wobei der Harzkleber 30 zwischen der Wärmesenke 10 und dem Chip 20 eingeschlossen wird und ein Drahtbondierungsprozess wird durchgeführt, um den IC-Chip 20 mit dem Leiterrahmen 40 zu verbinden. Dann wird ein Harzgiessvorgang durchgeführt und der Leiterrahmen 40 wird durch einen Schneidvorgang und andere Bearbeitungen endbearbeitet, um schliesslich die Halbleitervorrichtung 100 zu erhalten.
  • Sodann wird gemäss 4 die Halbleitervorrichtung 100 auf einem externen Substrat 200 angeordnet und hier befestigt. Das externe Substrat 200 ist typischerweise ein bedrucktes Keramiksubstrat. Der Leiterrahmen 40 wird auf Kontaktflächen 210 des externen Substrates 200 angeordnet.
  • Teile des Leiterrahmens 40 sind aus der Gussharzpackung 60 der Halbleitervorrichtung 100 herausgeführt. Die herausgeführten Abschnitte werden als Aussenleiter oder äussere Leiter bezeichnet und sind mit den jeweiligen Kontaktflächen 210 des externen Substrates 200 durch Lötpunkte 220 verbunden, welche sich zwischen einem äusseren Leiter und einer Kontaktfläche 210 befinden.
  • Die andere Fläche 12 der Wärmesenke 10 ist ebenfalls mit einem Kontaktkissen 10 über eine Lötstelle 220 verbunden, welche zwischen der anderen Fläche 12 und der Kontaktfläche 210 liegt. Somit wird bei der Anordnungsstruktur von 4 Wärme von der anderen Fläche 12 der Wärmesenke 10 an das externe Substrat 200 abgestrahlt.
  • Bei dieser Ausführungsform sind die Lötpunkte 220 jeweils bleifreies Lotmaterial, welches im wesentlichen kein Pb enthält. Infolgedessen steigt eine Reflow-Temperatur des Lots von 225°C eines herkömmlichen Lotmaterials mit Pb auf eine höhere Temperatur im Bereich von 240 bis 260°C an.
  • Als bleifreies Lotmaterial wird beispielsweise ein Lotmaterial aus der Sn-Ag (Ag 3,5)-Gruppe oder ein Lotmaterial der Sn-Ag-Cu-Gruppe verwendet. Als Lotmaterial der Sn-Ag-Cu-Gruppe kann Material mit Ag im Bereich von 1 bis 4 und Cu im Bereich von 0 bis 1 verwendet werden. Genauer gesagtt, ein Material von 3Ag-0,5Cu oder 3,5Ag-0,7Cu kann beispielsweise als Lotmaterial der Sn-Ag-Cu-Gruppe verwendet werden.
  • Weiterhin kann gemäss 5 die Halbleitervorrichtung 100 an dem externen Substrat 200 in einer auf dem Kopf stehenden Weise angeordnet und befestigt werden. Bei dieser auf dem Kopf stehenden Ausrichtung der Halbleitervorrichtung 100 werden die äusseren Leiter in eine Richtung entgegengesetzt zur Biegeseite von 1 und 4 gebogen. Auch in diesem Fall werden die äusseren Leiter mit ihren jeweiligen Kontaktflächen 210 an dem externen Substrat 200 durch Lötpunkte 220 verbunden, die jeweils zwischen einem äusseren Leiter und einer Kontaktfläche 210 liegen.
  • Andererseits ist die andere Fläche 12 der Wärmesenke 10 mit einem Gehäuse 300 auf der gegenüberliegenden Seite des externen Substrates 200 durch ein Klebermaterial 310 verbunden, das zwischen der anderen Fläche 12 und dem Gehäuse 300 liegt. Mit der Befestigungsstruktur von 5 wird somit Wärme von der anderen Fläche 12 der Wärmesenke 10 auf das Gehäuse 300 abgeführt.
  • Wie oben beschrieben, hat in dieser Ausführungsform das Bauteil H1 von 1A als Bauteil der Halbleitervorrichtung 100 einen spezifischen Oberflächenbereich von 1,35 oder einer Zahl grösser als 1,35. Das Bauteil H1 weist die bestimmte Fläche 11 und die Seitenfläche 13 der Wärmesenke 10 auf. Ein Grund zum Festlegen des spezifischen Oberflächenbereiches auf 1,35 oder auf eine Zahl grösser als 1,35 wird nachfolgend beschrieben.
  • Zunächst wurden Untersuchungen durchgeführt, um ein Bauteil der Wärmesenke 10 als ein Bauteil zu identifizieren, bei dem eine Ablösung von Harz vermieden werden kann. Die Erzeugungshäufigkeit eines Harzrisses wird erheblich durch Ausmasse der Ablösungen der Wärmesenke 10 und den Harzen voneinander beeinflusst. In diesem Fall sind die Harze die Giessharzpackung 60 und der aus einem Harz gefertigte Kleber 30. Aus diesem Grund wurde eine FEM-Analyse durchgeführt, um zu untersuchen, wieweit sich Belastungen aufgrund der Länge einer Ablösung zwischen der Wärmesenke 10 und der Giessharzpackung 60 ändern, sowie aufgrund der Ablösungslänge zwischen der Wärmesenke 10 und dem Harzkleber 30.
  • Ergebnisse der Untersuchungen und die Analyse zeigen, dass, wenn die Ablösungen der Harze durchgängig in einem Bereich vermieden werden können, der von der bestimmten Fläche 11 der Wärmesenke 10 zu der Seitenfläche 13 reicht, dann die Grösse einer Belastung, die im unteren Abschnitt des Vorsprunges 14 erzeugt wird, wesentlich verringert werden kann. Das heisst, im Fall dieser Ausführungsform kann, wenn die Ablösungen der Harze durchgängig in einem Bereich vermieden werden können, der von der bestimmten Fläche 11 der Wärmesenke 10 zum oberen Abschnitt des Vorsprungs 14 reicht, dann die Grösse der Belastung wesentlich verringert werden kann. Die Verhinderung von Harzablösungen muss somit nur für den Bereich des Bauteils H1 von 1A durchgeführt werden. Mit anderen Worten, die Oberfläche der Wärmesenke 10 in diesem Bereich muss aufgerauht werden.
  • Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben dann Aufmerksamkeit auf den spezifischen Oberflächenbereich der Wärmesenke 10 als Indikator gerichtet, der verwendet wird, den Aufrauhungsgrad der Oberfläche der Wärmesenke 10 anzugeben.
  • Dieser spezifische Oberflächenbereich kann unter Verwendung eines AFM (Atomkraftmikroskop) gemessen werden. 6 ist ein Diagramm, welches ein Modell der Form der Oberfläche der Wärmesenke 10 zeigt, welche durch Anwendung eines der oben beschriebenen Verfahren aufgerauht wurde. Dieses Diagramm ist eine Darstellung, die durch Modellierung eines Bildes erhalten wird, die aus einer Beobachtung unter Verwendung eines Elektronenabtastmikroskops erhalten wird.
  • Gemäss 6 wird die Oberfläche der Wärmesenke 10, die durch Anwendung eines der obigen Verfahren aufgerauht wird, eine unebene Form bestehend aus spitzen dreieckförmigen Pyramiden, welche nach oben vorstehen. Der spezifische Oberflächenbereich ist als ein Verhältnis der tatsächlichen Fläche oder des tatsächlichen Bereichs der unebenen Oberfläche zu der Fläche oder dem Bereich einer flachen Oberfläche der Wärmesenke 10 definiert.
  • Genauer gesagtt, der spezifische Oberflächenbereich wird wie folgt definiert: es sei angenommen, dass die Längen der Seiten eines rechteckförmigen Bereichs von 6a und b sind. In diesem Fall beträgt die Fläche oder der Bereich der flachen Oberfläche mit solchen Seiten a × b. Der spezifische Oberflächenbereich ist als ein Quotient definiert, der erhalten wird als Ergebnis einer Division des tatsächlichen Bereichs der unebenen Oberfläche durch den Bereich von a × b ("Bereich" und "Fläche" seien in der vorliegenden Beschreibung als äquivalent betrachtet). Ein solcher spezifischer Oberflächenbereich kann ermittelt werden, indem eine Bildverarbeitung unter Verwendung eines Atomkraftmikroskops durchgeführt wird. Der Effekt des spezifischen Oberflächenbereichs der Wärmesenke 10 auf die Anhaft- oder Halteeigenschaften mit den Harzen wurde untersucht. Die 7, 8, 9 und 10 sind jeweils grafische Darstellungen, welche Ergebnisse dieser Untersuchungen zeigen. Bei der Untersuchung wurde als Basismaterial Cu verwendet und die Wärmesenke 10 wurde durch die Platten oder Platierungen gemäss 1B aufgerauht und war das Untersuchungsobjekt. Eine Ag-Paste, welche als Harzkleber 30 diente und die Giessharzpackung 60 waren beide ein Harz aus der Epoxy-Gruppe.
  • 7 ist eine grafische Darstellung, welche Ergebnisse einer Untersuchung zeigt, welche durchgeführt wurde, um eine Beziehung zwischen dem spezifischen Oberflächenbereich der Wärmesenke 10 und der Haltefestigkeit zwischen der Wärmesenke 10 und der Giessharzpackung 60 zu untersuchen. Die Halte- oder Haftfestigkeit gibt experimentelle Ergebnisse wieder, welche bei normaler Temperatur und bei einer Temperatur von 260°C durchgeführt wurden.
  • In diesem Fall wurde eine Purinbecher-Festigkeit (purine-cup strength) mit MPa-Einheiten als Messeinheiten als Haltefestigkeit für den spezifischen Oberflächenbereich verwendet. Die Purinbecher-Festigkeit ist eine Scherfestigkeit in einem Zustand, bei dem die Giessharzpackung 60 eine an einen Purinbecher erinnernde Form hat und durch Kohäsion an der Oberfläche der Wärmesenke 10 angebracht ist.
  • Gemäss 7 erhöht sich sowohl bei einer normalen Temperatur als auch bei einer Temperatur von 62°C die Haftfestigkeit erheblich bei spezifischen Oberflächenbe reichen mit Werten grösser als 1,35 als spezifischen Oberflächenbereich der Wärmesenke 10.
  • 8 ist eine grafische Darstellung, welche Ergebnisse einer Untersuchung zeigt, die durchgeführt wurde, um eine Beziehung zwischen der Ablöserate und dem spezifischen Oberflächenbereich der Wärmesenke 10 zu untersuchen. Die Ablöserate ist die Rate der Ablösung der Wärmesenke (WS) 10 und der Giessharzpackung 60 voneinander. Eine derartige Ablöserate kann auch als Harz/WS-Ablöserate bezeichnet werden. 9 zeigt dagegen das Ergebnis einer Untersuchung, welche durchgeführt wurde, um eine Beziehung zwischen der Ablöserate und dem spezifischen Oberflächenbereich der Wärmesenke 10 zu untersuchen. In diesem Fall ist jedoch die Ablöserate die Rate der Ablösung der Wärmesenke 10 und des Harzklebers 30 voneinander. Diese Ablöserate kann auch als Ag-Pasten/WS-Ablöserate bezeichnet werden.
  • Die Untersuchungsergebnisse der 8 und 9 wurden in Experimenten ermittelt, bei welchen die Halbleitervorrichtung 100 nachdem sie einem Feuchtigkeitsabsorbtionsprozess bei einer Temperatur von 30°C und einer Feuchtigkeit von 70% für eine Zeitdauer von 264 Stunden unterworfen wurde, einer Temperatur von 263°C entsprechend einer Reflow-Temperatur ausgesetzt wurde. Der Ablösungszustand wurde dann unter Verwendung einer SAT (Ultraschall-Schadensuchvorrichtung) untersucht.
  • Die Untersuchungsergebnisse gemäss den 8 und 9 verifizieren, dass im Fall einer Wärmesenke 10 mit einem spezifischen Oberflächenbereich grösser als 1,35 die Ablösung der Giessharzpackung 60 und der Wärmesenke 10 voneinander, sowie die Ablösung des Harzklebers 30 und der Wärmesenke 10 voneinander wirksam vermieden werden kann.
  • 10 ist eine Darstellung, welche das Ergebnis einer Untersuchung zeigt, die durchgeführt wurde, um eine Beziehung zwischen dem spezifischen Oberflächenbereich der Wärmesenke 10 und der Harzrisserzeugungsrate der Giessharzpackung 60 zu untersuchen. Das Ergebnis der Untersuchung von 10 wurde in einem Experiment ermittelt, bei welchem die Halbleitervorrichtung 100, nachdem die Halbleitervorrichtung 100 einem Feuchtigkeitsabsorbtionsprozess bei einer Temperatur von 30°C und einer Feuchtigkeit von 70% für eine Dauer von 264 Stunden unterworfen wurde, einer Temperatur von 263°C entsprechend der Reflow-Temperatur ausgesetzt wurde, wonach sie 1000 Erwärmungs- und Abkühlzyklen bei Temperaturen von –65 und 150°C unterworfen wurde. Der Zustand der Harzrisserzeugung wurde dann unter Verwendung einer SAT (Ultraschall-Schadensuchvorrichtung) untersucht.
  • Gemäss 10 beträgt die Rate der Harzrisserzeugung Null (0) bei spezifischen Oberflächenbereichen grösser als 1,35. Durch Festsetzen des spezifischen Oberflächenbereichs des Bauteils H1 an der Wärmesenke 10 auf 1,35 oder eine Zahl grösser als 1,35 wie oben beschrieben, können Harzablösungen und Harzrisse vermieden werden.
  • Auf der Grundlage dieser experimentellen Ergebnisse verwendet somit diese Ausführungsform eine Halbleitervorrichtung 100, welche sich dadurch auszeichnet, dass sie aufweist:
    eine Wärmesenke 10;
    einen IC-Chip 20, der als Halbleiterchip dient und an einer bestimmten Fläche 11 der Wärmesenke 10 angeordnet und befestigt ist;
    einen Leiterrahmen 40 mit Leitungen, welche an Stellen den IC-Chip umgebend angeordnet und mit dem IC-Chip 20 verbunden sind; und
    eine versiegelnde Giessharzpackung 60 zum Einschliessen der Wärmesenke 10, des IC-Chips 20 und des Leiterrahmens 40, wobei
    spezifische Oberflächenbereiche der bestimmten Fläche 11 und einer Seitenfläche 13 der Wärmesenke 10 jeweils 1,35 oder eine Zahl grösser als 1,35 sind.
  • Bei der Halbleitervorrichtung 100 mit den oben beschriebenen Eigenschaften sind die spezifischen Oberflächenbereiche der bestimmten Fläche 11 und der Seitenfläche 13 der Wärmesenke 10 1,35 oder eine Zahl grösser als 1,35, um die Haltefestigkeit zwischen der Wärmesenke 10 und der Giessharzpackung 60 und die Haltefestigkeit zwischen der Wärmesenke 10 und dem Harzkleber 30 zu erhöhen, so dass Harzablösungen vermieden werden können und Risse im Harz unterdrückt werden können.
  • Gemäss der Ausführungsform kann somit bei der Halbleitervorrichtung 100 mit der Wärmesenke 10, dem IC-Chip 20, dem Leiterrahmen 40 und der versiegelnden Giessharzpackung 60, welche die Wärmesenke 10, den IC-Chip 20 und den Leiterrahmen 40 einschliesst, ein Ablösen der Wärmesenke 10 und der Giessharzpackung 60 voneinander, sowie ein Ablösen der Wärmesenke 10 und des Harzklebers 30 voneinander wirksam vermieden werden.
  • Insbesondere hat die Halbleitervorrichtung 100 gemäss der Ausführungsform und wie in 1A gezeigt, die Wärmesenke 10 mit dem Vorsprung 14, der von der Seitenfläche 13 der Wärmesenke 10 aus vorsteht. Zusätzlich beträgt der spezifische Oberflächenbereich des Bauteils, welches an der Seitenfläche 13 der Wärmesenke 10 zwischen dem Vorsprung 14 und der Grenze zwischen der Seitenfläche 13 und der bestimmten Fläche 11 vorhanden ist, 1,35 oder eine Zahl grösser als 1,35.
  • <Modifikationen>
  • Es sei festzuhalten, dass bei der Halbleitervorrichtung 100 von 1A der IC-Chip 20, der als Halbleiterchip dient, an der bestimmten Fläche 11 der Wärmesenke 10 über den Kleber 30 aus einem Harz angeordnet und befestigt ist, so dass der Harzkleber 30 zwischen der bestimmten Fläche 11 und der Wärmesenke 10 eingeschlossen wird und eine Ablösung der Wärmesenke 10 und des Harzklebers 30 voneinander wirksam vermieden sind.
  • Anstelle der Anordnung des IC-Chips 20 an der bestimmten Fläche 11 der Wärmesenke 10 mittels des Klebers 30 aus einem Harz, wobei der Harzkleber 30 zwischen Wärmesenke 10 und spezifischer Fläche 11 eingeschlossen ist, kann der IC-Chip 20 auch durch einen Lötvorgang an der bestimmten Fläche 11 angebracht werden.
  • In diesem Fall kann ein Problem, verursacht durch eine Ablösung der Wärmesenke 10 und des Klebers 30 aus Harz voneinander, gelöst werden, wobei die Halbleitervorrichtung 100 nachwievor den Effekt zeigt, dass eine Ablösung der Wärmesenke 10 und der Giessharzpackung 60 voneinander wirksam verhindert ist.
  • Zusätzlich ist die Halbleitervorrichtung 100 gemäss 1A in einer Ausgestaltung vorhanden, welche beispielsweise bei einer QFP oder einer SOP anwendbar ist. Die Halbleitervorrichtungen, bei denen die Wärmesenke 10 gemäss der Ausführungsform eingesetzt werden kann, sind jedoch nicht auf bestimmte Packungsformen und Packungsgrössen beschränkt.
  • 11 ist eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer Halbleitervorrichtung mit einer QFN-Packung (Quad Flat Non-Leaded), die einen Leiterrahmen ver wendet und die als Halbleitervorrichtung 100 dient, bei der die Wärmesenke 10 gemäss der Ausführungsform eingesetzt werden kann.
  • In diesem Fall hat der Leiterrahmen 40 keine äusseren Leiter. Anstelle hiervon hat jeder Leiter des Leiterrahmens 40 eine halbeingegossene Struktur, bei der die Bodenfläche des inneren Abschnitts jedes Leiters zur Aussenseite der Giessharzpackung 60 vorsteht.
  • 12 ist eine. schematische Darstellung, die einen Querschnitt durch ein Leistungsmodul zeigt, das als Halbleitervorrichtung dient, bei welchem die Wärmesenke 10 gemäss der Ausführungsform eingesetzt werden kann.
  • In diesem Fall ist zusätzlich zum IC-Chip 20, der auf der bestimmten Fläche 11 der Wärmesenke 10 durch den Harzkleber 30 angeordnet ist, wobei der Harzkleber 30 zwischen Wärmesenke 10 und spezifischer Fläche 11 eingeschlossen ist, ein Substrat 70 auf der bestimmten Fläche 11 der Wärmesenke 10 durch den Harzkleber 30 angeordnet, der zwischen der bestimmten Fläche 11 und dem Substrat 70 eingeschlossen ist, wobei das Substrat 70 zur Anordnung eines IC-Chips 71 und von Chipkomponenten 72 dient.
  • Auch im Fall der Halbleiter der 11 und 12 betragen die spezifischen Oberflächenbereiche der bestimmten Fläche 11 und der Seitenfläche 13 der Wärmesenke 10 jeweils 1,35 oder eine Zahl grösser als 1,35, so dass eine Ablösung der Wärmesenke 10 und der Giessharzpackung 60 voneinander, sowie eine Ablösung der Wärmesenke 10 und des Harzklebers 30 voneinander wirksam vermieden wird.
  • <Zweite Ausführungsform>
  • Im Fall der ersten Ausführungsform betragen gemäss obiger Beschreibung die spezifischen Oberflächenbereiche der bestimmten Fläche 11 und der Seitenfläche 13 der Wärmesenke 10 jeweils 1,35 oder eine Zahl grösser als 1,35.
  • Durch Festlegen der spezifischen Oberflächenbereiche der bestimmten Fläche 11 und der Seitenfläche 13 der Wärmesenke 10 auf 1,35 oder eine Zahl grösser als 1,35, um die bestimmte Fläche 11 und die Seitenfläche 13 aufzurauhen, kann eine Ablösung der Wärmesenke 10 und der Giessharzpackung 60 voneinander, sowie eine Ablösung der Wärmesenke 10 und des Harzklebers 30 voneinander wirksam vermieden werden, wie sich durch Durchführung der Experimente und gemäss den 7, 8 und 9 ergeben hat, wo die Beziehungen zwischen dem spezifischen Oberflächenbereich, der Haltefestigkeit und der Ablöserate dargestellt sind.
  • Die bestimmte Fläche 11 der Wärmesenke 10 ist eine Fläche, welche den Grossteil des Halte- oder Anheftbereichs bildet, der in Berührung mit der Giessharzpackung 60 ist, sowie den Adhäsions- oder Haltebereich bildet, der dem Harzkleber 30 ausgesetzt ist. Es ist somit möglich, festzuhalten, dass durch Festsetzen des spezifischen Oberflächenbereichs alleine der bestimmten Fläche 11 der Wärmesenke 10 auf 1,35 oder eine Zahl grösser als 1,35 der Effekt der Vermeidung der Ablösung der Wärmesenke 10 möglich ist.
  • Auf der Grundlage der obigen Erläuterung wird gemäss einer zweiten Ausführungsform eine Halbleitervorrichtung geschaffen, welche sich dadurch auszeichnet, dass die Halbleitervorrichtung aufweist:
    eine Wärmesenke 10;
    einen IC-Chip 20, der als Halbleiterchip dient und auf einer bestimmten Fläche 11 der Wärmesenke 10 angeordnet und dort befestigt ist;
    einen Leiterrahmen 40 mit Leitern, die an Stellen um den IC-Chip 20 herum angeordnet und elektrisch mit dem IC-Chip 20 verbunden sind; und
    eine versiegelnde Giessharzpackung 60 zum Einschliessen der Wärmesenke 10, des IC-Chips 20 und des Leiterrahmens 40, wobei
    der spezifische Oberflächenbereich alleine der bestimmten Fläche 11 der Wärmesenke 10 1,35 oder eine Zahl grösser als 1,35 beträgt.
  • Es ist somit möglich, die Tatsache zu verifizieren, dass durch Festlegen des spezifischen Oberflächenbereichs alleine der bestimmten Fläche 11 der Wärmesenke 10 auf 1,35 oder eine Zahl grösser als 1,35 gemäss dieser Ausführungsform die Haltefestigkeit zwischen der Wärmesenke 10 und der Giessharzpackung 60 erhöht werden kann, so dass eine Ablösung der Wärmesenke 10 von der Giessharzpackung 60 wirksam vermieden werden kann und Risse im Harz unterdrückt werden können.
  • Zusätzlich beträgt im Fall dieser Ausführungsform der spezifische Oberflächenbereiche alleine der bestimmten Fläche 11 der Wärmesenke 10 1,35 oder eine Zahl grösser als 1,35. Der spezifische Oberflächenbereich der Seitenfläche 13 der Wärmesenke 10 kann selbstverständlich auch auf 1,35 oder eine Zahl grösser als 1,35, wie in der weiter oben beschriebenen ersten Ausführungsform, gemacht werden.
  • Auf der Grundlage der obigen Erläuterungen ist es somit möglich, eine Halbleitervorrichtung bereitzustellen, welche sich dadurch auszeichnet, dass die Halbleitervorrichtung aufweist:
    eine Wärmesenke 10;
    einen IC-Chip 20, der als Halbleiterchip dient und auf einer bestimmten Fläche 11 der Wärmesenke 10 angeordnet und befestigt ist;
    einen Leiterrahmen 40 mit Leitern, die an Stellen um den IC-Chip 20 herum angeordnet und elektrisch mit dem IC-Chip 20 verbunden sind; und
    eine versiegelnde Giessharzpackung 60 zum Einschliessen von Wärmesenke 10, IC-Chip 20 und Leiterrahmen 40, wobei
    der spezifische Oberflächenbereich zumindest der bestimmten Fläche 11 der Wärmesenke 10 1,35 oder eine Zahl grösser als 1,35 beträgt.
  • Durch Festlegen des spezifischen Oberflächenbereichs zumindest der bestimmten Fläche 11 der Wärmesenke 10 auf 1,35 oder eine Zahl grösser als 1,35 kann die Halte- oder Adhäsionsfestigkeit zwischen der Wärmesenke 10 und der Giessharzpackung 60 erhöht werden kann, so dass ein Ablösen der Wärmesenke 10 und der Giessharzpackung 60 voneinander wirksam vermieden werden kann und Risse im Harz unterdrückt werden können.
  • Im Ergebnis kann bei dieser Ausführungsform bei der Halbleitervorrichtung mit der Wärmesenke 10, dem IC-Chip 20, dem Leiterrahmen 40 und der versiegelten Giessharzpackung 60, welche die Wärmesenke 10, den IC-Chip 20 und den Leiterrahmen 40 einschliesst, eine Ablösung der Wärmesenke 10 und der Giessharzpackung 60 voneinander wirksam vermieden werden.
  • Die Wärmesenke 10 wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. 13 ist eine Darstellung, welche einen schematischen Querschnitt durch eine Wärmesenke 10 gemäss der zweiten Ausführungsform zeigt.
  • Im Fall dieser Ausführungsform wird die Wärmesenke 10 von 13 bei einer Halbleitervorrichtung 100 angewendet, welche in den bisherigen Figuren als Halbleitervorrichtung gemäss der ersten Ausführungsform dargestellt ist.
  • Gemäss dieser Ausführungsform ersetzt die Wärmesenke 10 von 13 die Wärmesenke 10 in jeder der Halbleitervorrichtungen der 1, 4, 5, 11 und 12. Aus diesem Grund wird die Wärmesenke 10 gemäss dieser Ausführungsform dadurch beschrieben, dass konkret Bezug genommen wird auf die Unterschiede zwischen der Wärmesenke 10 der vorliegenden Ausführungsform und der Wärmesenke 10 gemäss der anderen Ausführungsform.
  • Gemäss 13 ist bei der Wärmesenke 10 gemäss der vorliegenden Ausführungsform nur die bestimmte Fläche 11 der Wärmesenke 10 aufgerauht, um einen spezifischen Oberflächenbereiche von 1,35 oder eine Zahl grösser als 1,35 zu schaffen, so dass eine Fläche gebildet wird, die zur Anordnung des IC-Chips 20 auf der Wärmesenke 10 durch den Kleber 30 aus Harz dient, wobei der Harzkleber 30 zwischen der bestimmten Fläche 11 und der Wärmesenke 10 eingeschlossen ist.
  • Die Wärmesenke 10 kann ähnlich zu derjenigen der ersten Ausführungsform eine rechteckförmige Plattenform haben. Die Wärmesenke 10 besteht aus einem Basismaterial 10a in rechteckförmiger Plattenform zwischen der bestimmten Fläche 11 und der anderen Fläche 12. Gemäss 13 sind Platten- oder Platierungsschichten 10b, 10c, 10d und 10e auf der Seite der bestimmten Fläche 11 ausgebildet, wohingegen Platten- oder Platierungsschichten 10c, 10d und 10e auf Seiten der anderen Fläche 12 ausgebildet sind.
  • Das Basismaterial 10a ist ein Metall, beispielsweise aus der Cu- oder Fe-Gruppe. Typischerweise kann die Plattendicke auf einen Wert im Bereich von 0,5 mm bis 2 mm gesetzt werden. Die Plattenausbildung des Basismaterials 10a wird nachfolgend erläutert.
  • Auf Seiten der bestimmten Fläche 11 der Wärmesenke 10 werden eine Ni-Platte 10e, eine dünne Pd-Platte 10c, eine dünne Au-Platte 10d und eine aufgerauhte Ni-Platte 10b aufeinanderfolgend auf dem Basismaterial 10a in einem elektrischen Platierungsprozess erzeugt. Die letzte aufgerauhte Ni-Platte 10b wird in einer solchen Form erzeugt, dass der Wert ihres spezifischen Oberflächenbereiches 1,35 oder eine Zahl grösser als 1,35 beträgt.
  • Demgegenüber werden auf Seiten der anderen Fläche 12 eine Ni-Platte 10e, eine dünne Pd-Platte 10c und eine dünne Au-Platte 10d aufeinanderfolgend auf dem Basismaterial 10a in einem elektrischen Platierungsprozess erzeugt.
  • Was die andere Fläche 12 der Wärmesenke 10 betrifft, so beträgt ihr spezifischer Oberflächenbereich weniger als 1,35, was eine relativ glatte Fläche erzeugt. Die andere Fläche 12 der Wärmesenke 10 steht von der Aussenseite der Giessharzpackung 60 vor, wie in 1A gezeigt. Da die andere Fläche 12 der Wärmesenke 10 eine glatte Fläche ist, können Harzgrate der Giessharzpackung 60 kaum an dieser anderen Fläche 12 anhaften, was ausgezeichnete Wärmeabstrahlungs- und Löteigenschaften verleiht.
  • Es sei beispielsweise angenommen, dass die Werte für die Dicken der Ni-Platte 10e, die auf beiden Seiten des Basismaterials 10a gebildet wird, der dünnen Pd-Platte 10c und der dünnen Au-Platte 10d (d. h. der Ni-, Pd- und Au-Platten oder -Platierungen) in den Bereichen von 0,2 Mikron bis 2,5 Mikron bzw. 0,002 Mikron bis 0,02 Mikron bzw. 0,002 Mikron bis 0,02 Mikron bzw. 0,002 Mikron bis 0,02 Mikron liegen. Es sei weiterhin beispielsweise angenommen, dass die Dicke der aufgerauhten Ni-Platte 10b einen Wert im Bereich von 0,2 Mikron bis 2,5 Mikron hat.
  • Der spezifische Oberflächenbereich der Wärmesenke 10 wird unter Verwendung eines AFM (Atomkraftmikroskops) gemessen, beispielsweise eines Nanopics 1000, hergestellt von Seiko Instrument Corporation.
  • Genauer gesagt, der spezifische Oberflächenbereich wird ermittelt, in dem der tatsächliche Oberflächenbereich oder die Grösse einer Oberfläche mit typischen Abmessungen von 10 Mikron × 10 Mikron mit einem Abtastvorgang über die Oberfläche hinweg und dann durch Teilen des durch die Messung erhaltenen tatsächlichen Oberflächenbereiches durch 100 Quadratmikron, was der Bereich oder die Fläche einer flachen Oberfläche ist, der die gleichen Abmessungen von 10 Mikron × 10 Mikron hat.
  • Bezugnehmend auf die 14 bis 17 wird nachfolgend ein typisches Verfahren zur Erzeugung einer Wärmesenke 10 beschrieben, bei der nur die bestimmte Fläche 11 aufgerauht ist und welche gemäss der vorliegenden Ausführungsform ist, wobei die Herstellung mittels einer Platierungstechnik erfolgt.
  • 14 ist eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Erzeugung der Ni-, Pd- und Au-Platten oder -Platierungen. 15 ist eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur teilweise Erzeugung einer aufgerauhten Ni-Platte 10b auf der Wärmesenke 10. Die 16A bis 16E sind jeweils vereinfachte Darstellungen des Verfahrens zur Erzeugung einer aufgerauhten Ni-Platte 10b auf der Wärmesenke 10. Die 17A bis 17E sind je weils Darstellungen zur Erläuterung eines Verfahrens zur Herstellung einzelner Teile der Wärmesenke 10.
  • Bei dieser Ausführungsform wird an einem Wärmesenkematerial, welches noch nicht in die einzelnen Wärmesenkenteile der Wärmesenke 10 zerteilt worden ist, durchgeführt. Zunächst wird ein erstes aufgewickeltes Material 200, welches als Roh- oder Ausgangsmaterial für die Wärmesenken 10 dient, vorbereitet.
  • Dann wird gemäss 14 das erste aufgewickelte Material 200 abgespult und einem Ni-Platierungstank 211, einem Pd-Platierungstank 212 und einem Au-Platierungstank 213 in dieser Reihenfolge zugeführt. Auf der linken Seite der Figur wird das Basismaterial 10a mit abgeschlossenen Platierungsprozessen aus dem Ni-Platierungstank 211, dem Pd-Platierungstank 212 und dem Au-Platierungstank 213 in Form einer Rolle eines zweiten aufgewickelten Materials 201 aufgewickelt.
  • Danach wird gemäss 15 das zweite aufgewickelte Material 201 mit einem Band 220 aus einem Harz, beispielsweise einem Polyimidharz maskiert und in diesem Zustand wird das zweite aufgewickelte Material 201 einem Ni-Platierungstank 214 für aufgerauhtes Ni zugeführt. Das Band 220 wird unter Verwendung eines Schlitzwerkzeuges 230 in Form einer Klinge oder dergleichen gemäss 15 eingeschnitten, so dass nur die notwendigen Abschnitte des Bandes 220 auf dem zweiten aufgewickelten Material 201 als diejenigen Teile verbleiben, welche das Basismaterial 10a maskieren oder abdecken. Die unnötigen Abschnitte des Bandes 220 werden entfernt.
  • Auf den Abschnitten, die von dem Band 220 nicht maskiert sind, wird somit die aufgerauhte Ni-Platte 10b in Streifenform gebildet. Dann wird das Basismaterial 10a mit der hierauf gebildeten aufgerauhten Ni-Platte 10b in einer Spule aufgewickelt, um ein drittes aufgewickeltes Material 202 zu bilden. Weiterhin wird das als Maskierung dienende Band 220 vom Basismaterial 10a abgezogen und ebenfalls aufgespult.
  • Details des Streifenplatierungsprozesses werden nachfolgend unter Bezug auf die 16A bis 16E zusätzlich zur 15 erläutert. Ein auf dem Basismaterial 10a der Wärmesenke 10 vorhandener Abschnitt, der keinem Platierungsprozess unterworfen werden soll, wird mit dem Maskierungsband 220 durch Kleben des Bandes 220 auf diesem Abschnitt abgedeckt. Das Band 220 in Spulenform wird abgewickelt und nur auf diesem Abschnitt des Basismaterials 10a geklebt, in dem ein Teil des Bandes 220 unter Verwendung des Schlitzwerkzeuges 230 gemäss obiger Beschreibung entsprechend passend ausgeschnitten wird.
  • Dann wird das Band 220 entsprechend dem auf dem Basismaterial 10a der Wärmesenke 10 vorhandenen Abschnitt, der einem Platierungsprozess unterworfen werden soll, aufgespult. In 15 ist diese Spule die mittlere Spule des Bandes 220. Dann wird der nicht ausgeschnittene Maskierungsabschnitt des Bandes 220 auf das Basismaterial 10a der Wärmesenke 10 in einem thermischen Crimpvorgang bei einer Temperatur von typischerweise 60 Grad Celsius aufgebracht. Der angeklebte Zustand des verbleibenden Bandes 220 auf dem Basismaterial 10a ist in den 16A und 16B gezeigt.
  • Eine thermische Crimpvorrichtung 240 gemäss 15 ist ein Werkzeug zum Anheften des verbleibenden Bandes 220 an dem Basismaterial 10a durch einen thermischen Crimpvorgang. Als thermische Crimpvorrichtung 240 kann beispielsweise ein Heizer des elektrischen Leitertyps verwendet werden.
  • Dann wird gemäss den 16C und 16D das Basismaterial 10a der Wärmesenke 10 in den Ni-Platierungstank 214 für aufgerauhtes Ni eingetaucht und das Maskierungsband 220 wird aufgewickelt. Im Ergebnis wird die aufgerauhte Ni-Platierung 10b in Streifenform auf das Basismaterial 10a aufgebracht, was zu dem dritten aufgewickelten Material 202 führt.
  • Gemäss 17A wird das Basismaterial 10a mit der gemäss obiger Beschreibung aufgebrachten aufgerauhten Ni-Platierung 10b einem Pressvorgang unterworfen, um die gewünschte Form der Wärmesenke 10 zu erzeugen, so dass die einzelnen Teile der Wärmesenke 10 erzeugt werden.
  • Hierbei sind die 17A bis 17C jeweils Darstellungen einer Draufsicht auf Wärmesenke 10 von der Seite der bestimmten Fläche 11 der Wärmesenke 10 her gesehen. 17D ist eine Seitenansicht der Wärmesenke 10 von der Seite der Seitenfläche 13 der Wärmesenke 13 her gesehen. 17E ist eine Ansicht von unten auf die Wärmesenke 10 von der Seite der anderen Fläche 12 der Wärmesenke 10 her gesehen. Es sei festzuhalten, dass aus Gründen der Übersichtlichkeit die aufgerauhte Ni-Platte oder Ni-Platierung 10b gestrichelt dargestellt ist, um diesen Teil hervorzuheben.
  • Die oben beschriebenen Herstellungsverfahren werden durchgeführt, um die Herstellung der Wärmesenke 10 mit der Plattenform gemäss obiger Erläuterung abzuschliessen. Der Streifenplatierungsprozess der Wärmesenke 10 ist an den Streifenplatierungsprozess bei der Herstellung eines Leiterrahmens aus einem aufgewickelten Ursprungsmaterial angepasst, so dass eine bereits vorhandene Fertigungseinrichtung verwendet werden kann, um zu geringen Kosten den Teilplatierungsprozess durchzuführen.
  • Es sei festzuhalten, dass, obgleich die Prozesse der 14 bis 17 Maskierungsprozesse unter Verwendung eines Bandes sind, auch Maskierungs- und Platierungsverfahren unter Verwendung eines Rollgummis verwendet werden können.
  • Zusätzlich wird bei dieser Ausführungsform die aufgerauhte Ni-Platierung 10b verwendet, um einen spezifischen Oberflächenbereich von 1,35 oder einer Zahl grösser als 1,35 zu realisieren. Es können jedoch auch andere Aufrauhungsverfahren als das Platierungsherstellungsverfahren gemäss obiger Beschreibung verwendet werden, beispielsweise eine Verdampfungstechnik, eine Sputterungstechnik, eine CVD-Technik unter Atmosphärendruck (CVD = Chemical Vapor Deposition) oder eine thermische Sprühtechnik.
  • Bei der Halbleitervorrichtung mit der Wärmesenke 10 gemäss der Ausführungsform wird auf jeden Fall die bestimmte Fläche 11 der Wärmesenke 10 aufgerauht, um einen spezifischen Oberflächenbereich von 1,35 oder einer Zahl grösser als 1,35 zu erhalten. Damit wird die Haltefestigkeit zwischen der Wärmesenke 10 und der Giessharzpackung 60, sowie die Haltefestigkeit zwischen der Wärmesenke 10 und dem Harzkleber 30 erhöht, so dass eine Ablösung zwischen der Wärmesenke 10 und der Giessharzpackung 60 und eine Ablösung zwischen der Wärmesenke 10 und dem Harzkleber 30 wirksam vermieden ist und Risse in dem Harzkleber 30 und der Giessharzpackung 60 unterbunden sind.
  • Weiterhin hat bei dieser Ausführungsform die Wärmesenke 10 die andere Fläche 12, welche von der Aussenseite der Giessharzpackung 60 vorsteht, jedoch nicht aufgerauht ist, so dass Harzgrate nur schwer bei dem Gussvorgang erzeugt werden können. Selbst wenn irgendwelche Harzgrate erzeugt werden, ist ihre Anhaftkraft gering, so dass sie problemlos in einem späteren Prozessschritt beispielsweise unter Verwendung einer Wasserdüse entfernt werden können. Somit liegen keine Harzgrate, welche als Hindernisse bei einem Lötvorgang wirken können, an der freiliegenden Fläche 12 der Wärmesenke 10 vor. Im Ergebnis kann die freiliegende Fläche 12 an einer externen Oberfläche oder dergleichen mittels eines Lötprozesses angebracht werden und damit ist die freiliegende Fläche 12 in der Lage, eine gute Wärmeabstrahleigenschaft der Wärmesenke 10 sicherzustellen.
  • Es sei festzuhalten, dass bei dieser Ausführungsform der Platierungsprozess der Wärmesenke 10 als sogenannter Vorplatierungsprozess durchgeführt wird, wo jede Maskierungsplatierung oder Maskierungsplatte auf eine Wärmesenkenwicklung von einer Maskierungsplattenwelle ebenfalls in Form einer Wicklung aufgebracht wird, so dass die Maskierungsplatte flach angebracht werden kann, um einen ausreichenden Maskierungseffekt zu erzeugen und Probleme wie beispielsweise Maskierungsfehler vermieden werden. Weiterhin wird der Platierungsprozess kontinuierlich für jede Wärmesenkenspule automatisch von Spule zu Spule zu Spule oder von Wicklung zu Wicklung durchgeführt. Somit kann der Vorgang zu sehr geringen Kosten im Vergleich zu einem Prozess durchgeführt werden, der individuell stückweise von einem Wärmesenkenstück zu einem anderen durchgeführt wird.
  • <Modifikationen>
  • Die Wärmesenke 10 gemäss der Ausführungsform hat nur die bestimmte Fläche 11 aufgerauht, um einen spezifischen Oberflächenbereich von 1,35 oder einer Zahl grösser von 1,35 zu erreichen; es gibt eine Anzahl von Modifikationen, welche nachfolgend beschrieben werden.
  • Im Fall der typischen Ausführungsform von 13 werden die Ni-Platte 10e, die Pd-Platte 10c, die Au-Platte 10d und die aufgerauhte Ni-Platte 10b ("Platte" ist äquivalent zu "Platierung") auf dem Basismaterial 10a sequentiell nacheinander auf Seiten der bestimmten Fläche 11 der Wärmesenke 10 ausgebildet, wohingegen die Ni-Platte 10e, die Pd-Platte 10c und die Au-Platte 10d auf dem Basismaterial 10a sequentiell nacheinander auf Seiten der anderen Fläche 12 der Wärmesenke 10 ausgebildet werden.
  • Im Fall der ersten Abwandlung von 18 werden eine Ni-Platte 10e, eine Pd-Platte 10c, eine Au-Platte 10d, eine aufgerauhte Ni-Platte 10b, eine dünne Pd-Platte 10f und eine Au-Platte 10g auf dem Basismaterial 10a sequentiell nacheinander auf Seiten der bestimmten Fläche 11 der Wärmesenke 10 ausgebildet, wohingegen eine Ni-Platte 10e, eine Pd-Platte 10c und eine Au-Platte 10d auf dem Basismaterial 10a sequentiell nacheinander auf Seiten der glatten äusseren Fläche 12 der Wärmesenke 10 erzeugt werden, um die gleiche Platten- oder Platierungsfilmformgebung wie in der Ausführungsform von 13 zu bilden.
  • Bei der ersten Abwandlung sind die dünne Pd-Platte 10f und die Au-Platte 10g, die in der Lage sind, die Rauhigkeit von Ni beizubehalten, auf der aufgerauhten Ni-Platte 10b sequentiell übereinander ausgebildet. Somit kann an der bestimmten Fläche 11 der Wärmesenke 10 beispielsweise für ein auf Masse legen oder zu einem anderen Zweck mittels eines Drahtbondierungprozesses durchgeführt werden.
  • Bei der zweiten Abwandlung von 19 ist auf Seiten der bestimmten Fläche 11 der Wärmesenke 10 nur die aufgerauhte Ni-Platte 10b auf dem Basismaterial 10a ausgebildet. Auf Seiten der anderen Fläche 12 der Wärmesenke 10 sind andererseits die Ni-Platte 10e, die Pd-Platte 10c und die Au-Platte 10d auf dem Basismaterial 10a sequentiell übereinander ausgebildet, um die gleiche Platten- oder Platierungsfilmformgebung wie in der Ausführungsform von 13 zu erhalten.
  • Ein Verfahren zum Bilden der Platierungsfilmformgebung der zweiten Abwandlung kann verwendet werden, wenn die gleichen Maskierungsprozesse mit dem gleichen Verfahren wie in 15 bei den Abläufen zur Erzeugung der Ni-Pd- und Au-Platten von 14 angewendet werden. Auf diese Art können die Mengen der teuren Metalle, beispielsweise Pd und Au verringert werden.
  • Im Fall der dritten Abwandlung von 20 ist auf Seiten der bestimmten Fläche 11 der Wärmesenke 10 nur die aufgerauhte Ni-Platte 10b auf dem Basismaterial 10a gebildet. Auf Seiten der anderen Fläche 12 der Wärmesenke 10 sind die aufgerauhte Ni-Platte 10b, die Ni-Platte 10e, die Pd-Platte 10c und die Au-Platte 10d sequentiell nacheinander auf dem Basismaterial 10a ausgebildet.
  • Die dritte Abwandlung verwendet ein Konzept entgegengesetzt zu demjenigen der Ausführungsform von 13. Im Fall der dritten Abwandlung wird zunächst die aufgerauhte Ni-Platte 10b auf der gesamten Fläche des Basismaterials 10a der Wärmesenke 10 unter Verwendung des Verfahrens von 15 erzeugt.
  • Später wird ein Markierungsprozess durch Verwendung des Verfahrens von 14 angewendet, um die andere Fläche 12 der Wärmesenke 10 zu öffnen und dann werden die dicken Platten erzeugt, um die Rauhigkeit in der Öffnung zu beseitigen.
  • Im Fall der dritten Abwandlung von 20 ist auf Seiten der anderen Fläche 12 der Wärmesenke 10 die Ni- Platte 10e, die Pd-Platte 10c und die Au-Platte 10d auf der aufgerauhten Ni-Platte 10b sequentiell nacheinander ausgebildet, so dass die Rauhigkeit der Grundschicht beseitigt wird.
  • Bei der vierten Abwandlung von 21 wird das gleiche Konzept wie bei der dritten Abwandlung verwendet. Im Fall der vierten Abwandlung sind auf Seiten der anderen Fläche 12 der Wärmesenke 10 die Pd-Platte 10c und die Au-Platte 10d auf der aufgerauhten Ni-Platte 10b sequentiell nacheinander ausgebildet, so dass die Rauhigkeit der Grundschicht beseitigt ist.
  • Eine fünfte Abwandlung gemäss 22 und eine sechste Abwandlung gemäss 23 haben jeweils das gleiche Konzept wie die dritte Abwandlung. Im Fall der fünften und sechsten Abwandlungen sind auf Seiten der anderen Fläche 12 der Wärmesenke 10 die Pd-Platte 10c und die Au-Platte 10d auf der aufgerauhten Ni-Platte 10b sequentiell aufeinander ausgebildet, so dass die Rauhigkeit der Grundschicht beseitigt ist.
  • Eine siebte Abwandlung gemäss 24 verwendet das gleiche Konzept wie die dritte Abwandlung. In der siebten Abwandlung ist auf Seiten der anderen Fläche 12 der Wärmesenke 10 eine dicke Platierungsschicht 10h auf der aufgerauhten Ni-Platte 10b erzeugt, so dass die Rauhigkeit der Grundschicht beseitigt ist.
  • In der Abwandlung wird als dicke Platierungsschicht 10h eine Sn-Platierung, eine Lotplatierung, eine Sn-Bi-Platierung, eine Sn-Ag-Platierung oder eine Sn-Cu-Platierung erzeugt. Es ist nicht notwendig, eine bestimmte Kombination von zusammengesetzten Materialien zu verwenden. Das heisst, jegliche Kombination aus zusammengesetzten Materialen kann verwendet werden, so lange die Kombina tion in der Lage ist, gleichzeitig zwei Zwecke zu erfüllen, nämlich den Zweck die Rauhigkeit der freiliegenden anderen Fläche 12 der Wärmesenke 10 zu beseitigen und den Zweck, einen Lötprozess möglich zu machen.
  • <Dritte Ausführungsform>
  • 25 zeigt in einer schematischen Querschnittsdarstellung eine Halbleitervorrichtung 300 des Giessharzpackungstyps gemäss einer dritten Ausführungsform. 26 ist eine schematische Darstellung eines Zustands, bei dem eine Wärmesenke 10 und ein Leiterrahmen 40 in der Halbleitervorrichtung 300 zusammengebaut sind. Es sei festzuhalten, dass die gestrichelte Linie in 26 mit der Rechteckform der Aussenumfang einer Giessharzpackung 60 ist.
  • Die Halbleitervorrichtung 300 ist beispielsweise bei einer QFP (Quad Flat Package) oder einer SOP (Small Outline Package) anwendbar.
  • Die Wärmesenke 10 ist aus einem Material mit sehr guter Wärmeabstrahleigenschaft. Ein Beispiel eines solchen Materials ist ein Metall, beispielsweise Cu, Fe, Mo, die 42-Legierung und Kovar. In dieser Ausführungsform ist die Wärmesenke 10 eine Platte aus Cu und typischerweise hat der Leiterrahmen 40 die Form einer rechteckförmigen Platte, wie in 26 gezeigt.
  • Zusätzlich hat gemäss 25 die Wärmesenke 10 wieder die bestimmte Fläche 11, die andere Fläche 12 und die Seitenfläche 13 zwischen der bestimmten Fläche 11 und der anderen Fläche 12. Auf ihrer Oberseite hat die Seitenfläche 13 den Vorsprung (die Prägung) 14 zur Vergrösserung der Haltefestigkeit zwischen der Giessharzpackung 60 und der Wärmesenke 10. Die Wärmesenke 10 mit dem Vorsprung 14 kann in einem Pressherstellungsschritt oder dergleichen erzeugt werden.
  • Ein IC-Chip 20, der als Halbleiterchip dient, ist auf der bestimmten Fläche 11 der Wärmesenke 10 angeordnet. Der IC-Chip 20 ist ein Siliziumsubstrat. Auf dem IC-Chip 20 sind Vorrichtungen, beispielsweise Transistoren oder dergleichen unter Verwendung einer Halbleiterherstellungstechnologie gebildet.
  • Bei dieser Ausführungsform ist der IC-Chip 20 an der bestimmten Fläche 11 der Wärmesenke 10 mittels eines Klebers 30 fest angebracht, der aus einem Harz ist, wobei der Harzkleber 30 zwischen der bestimmten Fläche 11 und dem IC-Chip 20 eingeschlossen ist. Der Kleber 30 ist aus einem Harz mit sehr guter thermischer Leitfähigkeit. Beispiele eines Harzes mit sehr guter thermischer Leitfähigkeit sind ein Harz aus der Epoxy-Gruppe, ein Polyimidharz oder ein Harz aus der Silikon-Gruppe. Weiterhin hat der Harzkleber 30 elektrische Leitfähigkeit. In dieser Ausführungsform ist der Harzkleber 30 aus einer Silberpaste bestehend aus einem Ag-Füllstoff, der in ein Harz der Epoxy-Gruppe gemischt ist.
  • Der Leiterrahmen 40 ist die Wärmesenke 10 umgebend angeordnet und der Leiterrahmen 40 weist Leiter auf, welche aus Metall gebildet sind, beispielsweise Cu oder aus einer Metallverbindung, 42-Legierung genannt. Der IC-Chip 20 und der Leiterrahmen 40 werden zusammengefügt, wobei eine elektrische Verbindung untereinander durch Drähte 50 erfolgt, welche aus Gold oder Aluminium sind.
  • Gemäss 26 werden die Wärmesenke 10 und der Leiterrahmen 40 zusammengefügt, indem ein Einbauabschnitt 10a der Wärmesenke 10 und eine Einbauabschnitt 40a des Leiterrahmens 40 übereinander gelegt und miteinander verbunden werden.
  • Genauer gesagtt, ein Vorsprung am Einbauabschnitt 10a der Wärmesenke 10 gelangt in Eingriff mit einer Öffnung am Einbauabschnitt 40a des Leiterrahmens 40. Durch Crimpen des Vorsprungs und durch Schieben des Vorsprungs in die Öffnung, um den Vorsprung mit der Öffnung zu verbinden, ergibt sich ein gecrimpter Befestigungsübergang 40b. Der gecrimpte Befestigungsübergang 40b ist ein Übergang zwischen den Einbauabschnitten 10a und 40a und hält die Wärmesenke 10 und den Leiterrahmen 40 in einer quasi einstückigen Weise zusammen. Es sei festzuhalten, dass die Wärmesenke 10 und der Leiterrahmen 40 auch durch Schweissen, einen thermischen Sprühvorgang etc. miteinander verbunden werden können.
  • Dann umschliesst die Giessharzpackung 60 die Wärmesenke 10, den IC-Chip 20, die inneren Leiter 41 des Leiterrahmens 40 und die Drähte 50, so dass die Wärmesenke 10, der IC-Chip 20, die inneren Leiter des Leiterrahmens 40 und die Drähte 50 versiegelt werden. Die andere bestimmte Fläche 12 der Wärmesenke 10 steht von der Aussenseite der Giessharzpackung 60 vor, um die Wärmeabstrahlung von der Wärmesenke 10 zu verbessern. Die Giessharzpackung 60 ist aus einem üblichen Giessmaterial, beispielsweise aus einem Harz der Epoxy-Gruppe. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Giessharzpackung 60 aus der Epoxyharz-Gruppe mit einem Füllstoff wie Silica versehen, typischerweise zum Zweck der Einstellung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten.
  • Bei dieser Ausführungsform liegt die andere Fläche 12 der Wärmesenke 10 zur Aussenseite der Giessharzpackung 60 vor, um die Wärmeabstrahlungseigenschaften zu verbessern. Zusätzlich stehen die äusseren Leiter 42 des Leiterrah mens 40 von der Giessharzpackung 60 vor, was erlaubt, dass die Halbleitervorrichtung 300 mit einem externen Substrat verbunden wird.
  • Nachdem die Wärmesenke 10 und der Leiterrahmen 40 miteinander zu einem quasi einstückigen Körper in der Halbleitervorrichtung 300 durch einen Vorgang wie Crimpen, Schweissen oder thermischen Sprühen verbunden worden sind, wird der IC-Chip 20 auf der Wärmesenke 10 durch den Kleber 30 aus Harz angeordnet, wobei der Harzkleber 30 zwischen der Wärmesenke 10 und dem IC-Chip 20 eingeschlossen wird. Nachfolgend erfolgt ein Drahtbondierungsvorgang und ein Harzvergiessvorgang. Dann wird der Leiterrahmen 40 geformt und die äusseren Leiter 42 werden bei einem Herstellungsprozess der Halbleitervorrichtung 300 auf die richtige Länge zugeschnitten.
  • Danach werden die von der Giessharzpackung 60 vorstehenden äusseren Leiter 42 beispielsweise bei einem Lötvorgang an dem externen Substrat 200 angebracht, um die Halbleitervorrichtung 300 an dem externen Substrat 200 auf gleiche Weise wie in dem obenbeschriebenen Ausführungsformen anzuordnen.
  • Genauer gesagtt, die Ausbildung zur Verbindung der Halbleitervorrichtung 300 mit dem externen Substrat 200 über die äusseren Leiter 42, d.h. die Anordnung zum Befestigen der Halbleitervorrichtung 300 gemäss dieser Ausführungsform an dem externen Substrat 200 hat die gleiche Ausgestaltung wie die Ausgestaltung zum Anordnen der Halbleitervorrichtung 100 an dem externen Substrat 200 gemäss den 4 und 5.
  • Das heisst, die Halbleitervorrichtung 300 kann an dem externen Substrat 200 durch Anbringen der äusseren Leiter 200 des Leiterrahmens 40 an den jeweiligen Kontaktflächen des externen Substrates 200 in einem Lötprozess erfolgen. In diesem Fall wird als Pb-freies Lötmaterial beispielsweise ein Lötmaterial der Sn-Ag (Ag 3,5)-Gruppe oder ein Lötmaterial der Sn-Ag-Cu-Gruppe im Lötprozess verwendet.
  • Wie oben beschrieben können bei dem Vorgang der Anordnung der Halbleitervorrichtung 300 an dem externen Substrat 200 die äusseren Leiter 42 aus ihren korrekten Lötpositionen aufgrund einer Verbiegung der äusseren Leiter 42 oder aus anderen Gründen verschoben werden. Zur Lösung dieses Problems wird im Fall der Halbleitervorrichtung 300 dieser Ausführungsform ein Laserstrahl auf die äusseren Leiter 42 und das externe Substrat 200 aus einer Position oberhalb des externen Substrates 200 gerichtet, um die äusseren Leiter 42 zu erkennen und um ihre Lageverschiebungen auf der Grundlage von Unterschieden in den reflektierten Lichtmengen oder der reflektierten Lichtstärke abzutasten.
  • Um sicherzustellen, dass ausreichende Lichtmengen von den äusseren Leitern 42 reflektiert werden, d.h. um eine Leitererkennbarkeit der äusseren Leiter 42 sicherzustellen und um eine Haltefestigkeit zwischen den inneren Leitern 41 sicherzustellen, die zur gleichen Zeit wie die äusseren Leiter 42 und die Giessharzpackung 60 gebildet werden, ist es notwendig, den Rauhigkeitsgrad der Oberfläche der äusseren Leiter 42 oder den spezifischen Oberflächenbereich der Oberflächen der äusseren Leiter 42 auf einen Wert innerhalb eines geeigneten Bereichs festzulegen. Dies deshalb, als, wie oben beschrieben, der spezifische Oberflächenbereich eine Grösse eines Kompromisses zwischen der Sicherstellung der Leitererkennbarkeit der äusseren Leiter 42 und der Sicherstellung der Festigkeit einer Anhaftung zwischen den inneren Leitern 41 und der Giessharzpackung 60 ist.
  • Um weiterhin ein Ablösen der Wärmesenke 10 von der Giessharzpackung 60 mit Sicherheit zu vermeiden und um zu verhindern, dass sich die Wärmeabstrahlungseigenschaften der Wärmesenke 10 aufgrund von Harzgraten an der anderen Fläche 12 verschlechtern, welche eine nach aussen hin freiliegenden Fläche der Wärmesenke 10 ist, ist es bei der Erzeugung der Giessharzpackung 60 notwendig, den Rauhigkeitsgrad der anderen Fläche 12 der Wärmesenke 10 oder den spezifischen Oberflächenbereich der anderen Fläche 12 der Wärmesenke 10 auch auf einen Wert innerhalb eines geeigneten Bereichs festzulegen. Dies deshalb, als, wie oben beschrieben, der spezifische Oberflächenbereich die Grösse eines Kompromisses zwischen der Festigkeit zwischen der Wärmesenke 10 und der Giessharzpackung 60 und der Sicherheit vor Rissen im Harz ist.
  • Somit wird bei der Halbleitervorrichtung 300 gemäss dieser Ausführungsform der spezifische Oberflächenbereich der Oberfläche der Wärmesenke 10 auf einen Wert im Bereich von 1,13 bis 1,32 gesetzt, wohingegen der spezifische Oberflächenbereich der Oberflächen der äusseren Leiter 42 auf einen Wert im Bereich von 1,05 bis 1,20 gesetzt wird.
  • Ähnlich wie bei den weiter oben beschriebenen Ausführungsform kann dieser spezifische Oberflächenbereich unter Verwendung eines AFM (Atomkraftmikroskop) gemessen werden. Die Definition des spezifischen Oberflächenbereichs ist die gleiche wie oben unter Bezug auf 6 beschrieben.
  • Das heisst, der spezifische Oberflächenbereich ist wie folgt definiert: es sei angenommen, dass die Längen der Seiten eines Rechtecks gemäss 6a und b sind. In diesem Fall beträgt die Fläche oder der Bereich der flachen Oberfläche mit derartigen Seitenlängen a × b. Der spezifische Oberflächenbereich ist als ein Quotient definiert, der als Ergebnis einer Division des tatsächlichen Bereichs oder der tatsächlichen Fläche der unebenen Oberfläche durch den Bereich oder die Fläche von a × b erhalten wird.
  • Um den spezifischen Oberflächenbereich der Oberfläche der Wärmesenke 10 und den spezifischen Oberflächenbereich der Oberflächen der äusseren Leiter 42 auf Werte festzulegen, die in den obenbeschriebenen Bereichen liegen, ist es angezeigt, die Oberflächen der Wärmesenke 10 und der äusseren Leiter 42 des Leiterrahmens 40 mit den entsprechenden Werten oder Pegeln aufzurauhen.
  • Auch im Fall dieser Ausführungsform werden beispielsweise auf gleiche Weise wie in 1B gezeigt, die Oberflächen der Wärmesenke 10 einem Platierungsprozess unterworfen. Genauer gesagtt, eine aufgerauhte Ni-Platte oder Ni-Platierung 10b, eine dünne Pd-Platte oder Pd-Platierung 10c und eine dünne Au-Platte oder Au-Platierung 10d werden sequentiell nacheinander auf dem Basismaterial 10a ausgebildet, welches aus Cu ist.
  • Bei dem Platierungsprozess kann die aufgerauhte Ni-Platte 10b durch Anwendung eines allgemein bekannten Verfahrens erzeugt werden. Genauer gesagtt, bei einem Vorgang der Erzeugung des Films der aufgerauhten Ni-Platte 10b als Teil einer elektrolytischen Platierung oder einer nichtelektrischen Platierung kann beispielsweise die Oberfläche der aufgerauhten Ni-Platte 10b dadurch aufgerauht werden, dass eine Stromdichte oder die Zusammensetzung einer Behandlungslösung für diesen Prozess entsprechend eingestellt wird.
  • Als Verfahren zur Aufrauhung der Oberfläche einer Platte verwendet der Prozess ein Verfahren, bei dem die Platierungsbedingungen, beispielsweise die Stromdichte und/oder die Zusammensetzung einer Platierungsflüssigkeit in einem Elektrolyse-Platierungsprozess oder einem nichtelektrolytischen Platierungsprozess eingestellt werden. Anstelle dieses Verfahrens kann die Oberfläche einer Platte jedoch auch durch Durchführen eines Ätz- und/oder Sandstrahlprozesses nach dem Platierungsprozess aufgerauht werden.
  • Es sei festzuhalten, dass das Verfahren zum Aufrauhen der Wärmesenke 10 bei dieser Ausführungsform ein anderes Verfahren als dasjenige sein kann, welches oben als Aufrauhungsverfahren der Plattenoberfläche beschrieben wurde. Wie bereits unter Bezugnahme auf die 2A und 2B beschrieben worden ist, kann ein typisches anderes Verfahren ein Verfahren zum direkten Aufrauhen des Wärmesenkenmaterials sein. Beispiele für Verfahren zum direkten Aufrauhen des Wärmesenkenmaterials umfassen ein mechanisches Herstellungsverfahren wie eine aufrauhende Abtragtechnik oder eine Sandstrahltechnik, ein Ätzverfahren unter Verwendung von Chemikalien und ein Erhitzungsverfahren unter Verwendung eines Laserstrahls oder dergleichen.
  • Weiterhin kann auch im Fall der vorliegenden Ausführungsform genau wie bei den früher beschriebenen Ausführungsformen ein auf der Oberfläche des Basismaterials 10a der Wärmesenke 10 erzeugter Film ein von einer Platierung oder dünnen Platte abweichender Film sein. Beispiele des auf der Oberfläche des Basismaterials 10a der Wärmesenke 10 erzeugten Films sind ein Verdampfungsfilm, ein CVD-Film, sowie ein Film, der durch Anwenden eines Druckverfahrens erzeugt worden ist.
  • Insgesamt kann die Oberfläche des Leiterrahmens 40 auf gleiche Weise wie bei der oben beschriebenen Wärmesenke 10 aufgerauht werden.
  • Der Leiterrahmen 40 hat ein Basismaterial aus einem üblichen Basismaterial für Leiterrahmen, beispielsweise Kupfer oder das 42-Legierungs-Verbundmetall. Ein Plattenfilm zum Zweck der Aufrauhung kann auf der Oberfläche des Leiterrahmens 40 erzeugt werden. Dieser Plattenfilm wird in einem Platierungsprozess erzeugt, der nach dem Anwenden von Ätz- und/oder Stanzvorgängen an dem Rohmaterial des Leiterrahmens 40 durchgeführt wird, um die Form des Leiterrahmens 40 zu bilden.
  • Wie bei der Wärmesenke 10 kann der Plattenfilm eine dreilagige Struktur mit der aufgerauhten Ni-Platte, der relativ dünnen Pd-Platte und der relativ dünnen Au-Platte haben, welche sequenziell aufeinander auf der Grundschicht (oder dem Basismaterial) des Leiterrahmens 40 erzeugt werden. Es sei festzuhalten, dass in manchen Fällen der Plattenfilm eine zweilagige Struktur mit ausschliesslich der relativ dünnen Au-Platte als äusserste Schicht haben kann.
  • Auch kann bei einem Prozess, bei dem ein Platierungsfilm zur Aufrauhung der Oberfläche des Leiterrahmens 40 verwendet wird, die Ni-Platte oder Ni-Platierung beispielsweise durch Anwenden eines Verfahrens gebildet werden, bei dem die Platierungsbedingungen und die Zusammensetzung einer Platierungsflüssigkeit bei der Erzeugung des Platierungsfilms entsprechend eingestellt werden.
  • Zusätzlich kann im Fall des Leiterrahmens 40 ein chemischer Aufrauhungsvorgang unter Verwendung von Chemikalien als ein Ätzprozess an dem Basismaterial des Leiterrahmens 40 vor der Platierung oder an dem Material des Leiterrahmens 40 nach der Platierung durchgeführt werden, um die Oberfläche des Leiterrahmens 40 aufzurauhen. Anstelle eines chemischen Aufrauhungsvorgangs kann auch ein mechanischer Aufrauhungsvorgang, beispielsweise ein Sandstrahlvorgang durchgeführt werden, um die Oberfläche des Leiterrahmens 40 aufzurauhen.
  • Die Wärmesenke und der Leiterrahmen 40 mit abgeschlossenen separat durchgeführten Aufrauhungsprozessen, um ihre spezifischen Oberflächenbereiche zu erhalten, werden dann zu einem quasi einstückigen Körper zusammengefügt, in dem typischerweise der beschriebene Crimpvorgang durchgeführt wird, bevor eine Weiterverwendung im Herstellungsprozess gemäss obiger Beschreibung erfolgt, um die Halbleitervorrichtung 300 gemäss der Ausführungsform herzustellen.
  • Wie oben beschrieben zeichnet sich die Halbleitervorrichtung 300 gemäss der vorliegenden Ausführungsform dadurch aus, dass die Halbleitervorrichtung 300 aufweist:
    eine Wärmesenke 10;
    einen IC-Cip 20, der auf der Wärmesenke 10 angeordnet und befestigt ist;
    einen Leiterrahmen 40 an Stellen um den IC-Chip 20 herum und elektrisch in Verbindung mit dem IC-Chip 20; und
    eine versiegelnde Giessharzpackung 60 zum Einschliessen von Wärmesenke 10, IC-Chip 20 und Leiterrahmen 40, wobei:
    ein Teil der Wärmesenke 10 zur Aussenseite der Giessharzpackung 60 vorsteht;
    ein Teil des Leiterrahmens 40 aus der Giessharzpackung 60 in Form von äusseren Leitern 42 vorsteht;
    der spezifische Oberflächenbereich der Oberfläche der Wärmesenke auf einen Wert im Bereich von 1,13 bis 1,32 gesetzt ist; und
    der spezifische Oberflächenbereich der Oberflächen der äusseren Leiter 42 auf einen Wert im Bereich von 1,05 bis 1,20 gesetzt ist.
  • Der spezifische Oberflächenbereich der Oberfläche der Wärmesenke 10 und der spezifische Oberflächenbereich der Oberflächen der äusseren Leiter 42 werden auf Werte in den oben beschriebenen Bereichen auf der Grundlage von Untersuchungsergebnissen gemäss 27 gesetzt, wobei diese Untersuchungen von den Erfindern der vorliegenden Anmeldung durchgeführt wurden, um die spezifischen Oberflächenbereiche zu untersuchen.
  • In 27 stellt die horizontale Achse den Sa-Wert dar, der die spezifischen Oberflächenbereiche der Wärmesenke 10 und des Leiterrahmens 40 ausdrückt. Die linke vertikale Achse gibt eine Scherfestigkeit in der Einheit MPa wieder. Die rechte vertikale Achse gibt eine Grösse von reflektiertem Laserlicht wieder, welche in beliebigen passenden Einheiten ausgedrückt werden kann.
  • Eine Mehrzahl von Scherfestigkeiten wurde für jeden spezifischen Oberflächenbereich ermittelt und ist mit einem weissen Kreis dargestellt. Die unteren weissen Kreise, welche jeweils die kleinste Grösse aus den Scherfestigkeiten darstellen, welche für einen spezifischen Oberflächenbereich erhalten worden sind, sind miteinander verbunden, um eine Kurve in Form einer duchgezogenen Linie zu bilden. Was die Grösse von reflektiertem Laserlicht betrifft, so geben die mit der gestrichelten Linie verbundenen schwarzen Dreiecke jeweils einen –5 σ-Mittelwert wieder.
  • In den obigen Untersuchungsergebnissen gibt die Scherfestigkeit die Halte- oder Haftfestigkeit zwischen der Wärmesenke 10 und der Giessharzpackung 60 wieder. Je grösser die Scherfestigkeit, um so grösser ist die Halte- oder Haftfestigkeit. Weiterhin gibt die Grösse von reflektiertem Laserlicht die Leitererkennbarkeit wieder, welche ein Indikator ist, wie erkennbar die äussere Leiter 42 sind. Je grösser die Grösse von reflektiertem Laserlicht ist, um so besser ist die Leitererkennbarkeit der äusseren Leiter 42.
  • Zusätzlich zeigt 27 eine Anzahl von Grenzen von Werten im praktischen Gebrauch. Beispielsweise ist eine untere Grenze der Wärmesenken-Adhäsionsfestigkeit die untere Grenze der Scherfestigkeit, welche die Haltefestigkeit darstellt, die zwischen der Wärmesenke 10 und der Giessharzpackung 60 vorhanden ist. Weiterhin ist eine untere Grenze der Leitererkennbarkeit die untere Grenze der Grösse an reflektiertem Laserlicht, welche die Leitererkennbarkeit der äusseren Leiter 42 wiedergibt.
  • Die folgenden Grenzen werden für den spezifischen Oberflächenbereich verwendet:
    Eine Harzgrat-Entfernungsgrenze ist ein spezifischer Oberflächenbereichswert entsprechend einem oberen Grenzwert der Scherfestigkeit, wobei Scherfestigkeiten darunter erlauben, dass an der freiliegenden anderen Fläche 12 der Wärmesenke 10 erzeugte Harzgrate entfernt werden können;
    Ein Grenzwert für die Wärmesenkenadhästionsfestigkeit ist ein spezifischer Oberflächenbereichswert entsprechend dem unteren Grenzwert der Wärmesenkenadhäsionsfestigkeit gemäss obiger Beschreibung als untere Grenze der Scherfestigkeit entsprechend der Haltefestigkeit zwischen der Wärmesenke 10 und der Giessharzpackung 60.
    ein unterer Grenzwert der Leiteradhäsionsfestigkeit ist ein spezifischer Oberflächenbereichswert entsprechend dem unteren Grenzwert der Scherfestigkeit, wobei Scherfestigkeiten über diesem Wert ermöglichen, dass eine Ablösung der inneren Leiter 41 und der Giessharzpackung 60 voneinander vermieden ist; und
    ein Grenzwert für die Leitererkennung ist ein spezifischer Oberflächenbereichswert entsprechend einem unteren Grenzwert der Leitererkennbarkeit, der die untere Grenze der Grösse an reflektiertem Laserlicht ist, und der die Leitererkennbarkeit der äusseren Leiter 42 angibt, wie oben beschrieben.
  • Wie in 27 gezeigt, ist bei spezifischen Oberflächenbereichen kleiner als der Grenzwert der Wärmesenkenadhäsionsfestigkeit von 1,13 die Adhäsionsfestigkeit zwischen der Wärmesenke 10 und der Giessharzpackung 60 nicht ausreichend, so dass sich die Wärmesenke 10 und die Giessharzpackung 60 leicht voneinander lösen können.
  • Bei spezifischen Oberflächenbereichen grösser als die Harzgratentfernungsgrenze von 1,32 ist andererseits die Adhäsionsfestigkeit zwischen der Wärmesenke 10 und der Giessharzpackung zu gross, was bewirkt, dass an der freiliegenden anderen Fläche 12 der Wärmesenke 10 Harzgrate erzeugt werden. Im Ergebnis werden an dieser anderen Fläche 12 anhaftende Harzgrate schwierig zu entfernen.
  • Aus den obigen Gründen wird der spezifische Oberflächenbereich der Wärmesenke 10 auf einen Wert im Bereich von 1,13 bis 1,32 gesetzt, so dass es möglich ist, eine ausreichende Adhäsionsfestigkeit sicherzustellen, die gross genug zum effektiven Vermeiden einer Ablösung der Wärmesenke 10 von der Giessharzpackung 60 ist, wobei gleichzeitig ausreichend verhindert wird, dass Harzgrate an der freiliegenden anderen Fläche 12 der Wärmesenke 10 anhaften. Wie ebenfalls in 27 gezeigt ist, ist, wenn der spezifische Oberflächenbereich der äusseren Leiter 42 kleiner als der untere Grenzwert der Leiteradhäsionsfestigkeit von 1,05 ist, die Adhäsionsfestigkeit zwischen den inneren Leitern 41 und der Giessharzpackung 60 nicht ausreichend, so dass die inneren Leiter 41 und die Giessharzpackung 60 leicht voneinander gelöst werden können.
  • Somit kann die zwischen den inneren Leitern 41 und der Giessharzpackung 60 vorhandene Haltekraft oder Adhäsion bei einem kleineren Oberflächenbereich der äusseren Leiter 42 sichergestellt werden als bei dem spezifischen Oberflächenbereich, der für die Wärmesenke 10 als spezifischen Oberflächenbereich nötig ist, um sicher zu stellen, dass eine Adhäsion oder Haltekraft zwischen der Wärmesenke 10 und der Giessharzpackung 60 vorliegt. Wenn der spezifische Oberflächenbereich der äusseren Leiter 42 grösser als die Leitererkennungsgrenze von 1,20 ist, sind andererseits die Grössen der von den anderen Leitern 42 reflektierten Strahlen nicht ausreichend, so dass die Erkennbarkeit der äusseren Leiter 42 nicht sichergestellt werden kann.
  • Aus den oben beschriebenen Gründen wird der spezifische Oberflächenbereich der äusseren Leiter 42 auf einen wert von 1,05 bis 1,20 gesetzt, so dass es möglich ist, die Erkennbarkeit der äusseren Leiter 42 sicherzustellen, wobei gleichzeitig eine Ablösung der inneren Leiter 41 und der Giessharzpackung 60 voneinander vermieden ist, da die inneren Leiter 41 einen spezifischen Obeflächenbereich haben, der annähernd gleich demjenigen der äusseren Leiter 42 ist.
  • Wie oben beschrieben wird bei der Halbleitervorrichtung 300 gemäss dieser Ausführungsform der spezifische Oberflächenbereich der Oberfläche der Wärmesenke 10 auf einen Wert im Bereich von 1,13 bis 1,32 gesetzt und der spezifische Obeflächenbereich der Oberflächen der äusseren Leiter 42 wird auf einen Wert im Bereich von 1,05 bis 1,20 gesetzt, so dass die Halbleitervorrichtung 300 mit der versiegelnden Giessharzpackung 60 zum Einschliessen der Wärmesenke 10, des IC-Chips 20 und des Leiterrahmens 40 in der Lage ist, eine ausreichende Adhäsions- oder Haltefestigkeit sicherzustellen, die gross genug ist, eine Ablösung der Wärmesenke 10 und der Giessharzpackung 60 voneinander wirksam zu vermeiden, wobei weiterhin hinreichend verhindert wird, dass Harzgrate an der freiliegenden anderen Fläche 12 der Wärmesenke 10 anhaften, wobei darüber hinaus sowohl die Erkennbarkeit der äusseren Leiter 42 als auch die Halte- oder Adhäsionsfestigkeit zwischen den inneren Leitern 41 und der Giessharzpackung 60 sichergestellt ist.
  • Zusätzlich können bei der Halbleitervorrichtung 300 gemäss dieser Ausführungsform zu den oben beschriebenen Effekten Lageverschiebungen der äusseren Leitern 42 richtig und präzise bei der Anordnung der Halbleitervorrichtung 300 am externen Substrat 200 erkannt werden, so dass es möglich ist, eine Halbleitervorrichtung 300 zu schaffen, welche keine Harzgrate hat und somit eine ausgezeichnete Wärmeabstrahleigenschaft und eine hohe Zuverlässigkeit hat und darüber hinaus in der Lage ist, eine Ablösung der Wärmesenke 10 und der Giessharzpackung 60 voneinander zu vermeiden und wobei verhindert ist, dass die inneren Leitern 41 und die Giessharzpackung 60 sich voneinander lösen.
  • Gemäss 25 hat als eine Eigenschaft der Halbleitervorrichtung 300 dieser Ausführungsform die Wärmesenke 10 den Vorsprung 14, der von der Seitenfläche 13 der Wärmesenke 10 vorsteht und sich in die Giessharzpackung 60 eingräbt und dort verankert ist. Somit kann die Haltefestigkeit zwischen der Giessharzpackung 60 und der Wärmesenke 10 verbessert werden.
  • Als weitere Eigenschaft der Halbleitervorrichtung 300 gemäss dieser Ausführungsform wird der IC-Chip 20 an der Wärmesenke 10 durch den Kleber 30 aus einem Harz befestigt, wobei der Harzkleber 30 zwischen der Wärmesenke 10 und dem IC-Chip 20 eingeschlossen ist. Als weitere Eigenschaft der Halbleitervorrichtung 300 gemäss dieser Ausführungsform sind der Harzkleber 30 und die Giessharzpackung 60 jeweils aus einem Harz der Epoxygruppe.
  • Zusätzlich kann die Halbleitervorrichtung 300 gemäss dieser Ausführungsform durch Einstellen der spezifischen Oberflächenbereiche der Wärmesenke 10 und des Leiterrahmens 40 auf Werte in den oben beschrieben Bereichen bei den voneinander getrennten Herstellungsvorgängen gefertigt werden, um die Wärmesenke 10 und den Leiterrahmen 40 ohne Durchführung spezieller Prozesse herstellen zu können, um die spezifische Oberflächenbereiche nach dem Herstellungsprozessen zu erhalten. Somit kann die Halbleitervorrichtung 300 gemäss dieser Ausführungsform ohne wesentliche Erhöhung der Herstellungskosten hergestellt werden.
  • <Andere Ausführungsformen>
  • Im Fall der oben beschriebenen Ausführungsformen werden der IC-Chip 20 und der Leiterrahmen 40 miteinander unter Verwendung der Drähte 50 elektrisch verbunden. Es sei jedoch festgehalten, dass auch ein anderes Verfahren hierzu angewendet werden kann.
  • Zusätzlich muss kein Vorsprung (oder keine Prägung) 14 an der Seitenfläche 13 der Wärmesenke 10 erzeugt wer den. weiterhin, wenn dieser Vorsprung 14 an der Seitenfläche 13 der Wärmesenke 10 erzeugt wird, ist die Form des Vorsprungs 14 nicht auf diejenige der Figuren beschränkt. Das heisst, der Vorsprung 14 kann jede beliebige Form haben, solange diese Form die Haltefestigkeit zwischen der Wärmesenke 10 und der Giessharzpackung 60 verbessert.
  • Wenn die Oberfläche der Wärmesenke 10 die Ausgestaltung mit den Parkierungen hat, müssen die Platierungen nicht die oben beschriebene Platierungen oder plattenförmige Bauteile sein. Das heisst, es ist möglich, Platierungen aus einer Vielzahl von Materialien in unterschiedlichen Schichtstapelformgebungen auszubilden.
  • Allgemein gesagt, die vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleitervorrichtung bestehend aus einer Wärmesenke, einem Halbleiterchip, der auf der Wärmesenke angeordnet und befestigt ist, einem Leiterrahmen an Stellen um den Halbleiterchip herum und in elektrischer Verbindung mit dem Halbleiterchip und einer versiegelnden Giessharzpackung zum Einschliessen von Wärmesenke, Halbleiterchip und Leiterrahmen, wobei der spezifische Oberflächenbereich der Oberfläche der Wärmesenke und der spezifischen Oberflächenbereich der Oberfläche des Leiterrahmens jeweils auf einem Wert in den oben beschriebenen Bereichen festgesetzt sind, wobei die übrigen oder verbleibenden Bereiche oder Abschnitte entsprechend gestaltet und/oder abgeändert werden können.

Claims (11)

  1. Eine Halbleitervorrichtung, mit: einer Wärmesenke (10); einem IC-Chip (20), der auf einer bestimmten Fläche (11) der Wärmesenke (10) angeordnet und befestigt ist; einem Leiterrahmen (40) der an Stellen um den IC-Chip (20) herum angeordnet und elektrisch mit dem IC-Chip verbunden ist; und einer versiegelnden Gießharzpackung (60) zum Einschließen von Wärmesenke (10), IC-Chip (20) und Leiterrahmen (40), wobei: die Wärmesenke (10) die bestimmte Fläche (11), eine andere Fläche (12) und eine Seitenfläche (13) zwischen der bestimmten Fläche (11) und der anderen Fläche (12) hat; und spezifische Oberflächenbereiche der bestimmten Fläche (11) und der Seitenfläche (13) jeweils 1,35 oder ein Zahl größer als 1,35 betragen.
  2. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Wärmesenke (10) einen Vorsprung (14) an der Seitenfläche (13) der Wärmesenke (10) aufweist, wobei der Vorsprung von der Seitenfläche (13) aus vorsteht und ein Bauteil, das an der Seitenfläche (13) der Wärmesenke (10) an einer Stelle zwischen dem Vorsprung (14) und einer Grenze zwischen der bestimmten Fläche (11) und der Seitenfläche (13) vorhanden ist, einen spezifischen Oberflächenbereich von 1,35 oder einer Zahl größer als 1,35 hat.
  3. Eine Halbleitervorrichtung, mit: einer Wärmesenke (10); einem IC-Chip (20), der auf einer bestimmten Fläche (11) der Wärmesenke (10) angeordnet und dort befestigt ist; einem Leiterrahmen (40) der an Stellen um den IC-Chip (20) herum angeordnet und elektrisch mit dem IC-Chip verbunden ist; und einer versiegelnden Gießharzpackung (60) zum Einschließen der Wärmesenke (10), des IC-Chips (20) und des Leiterrahmens (40), wobei der spezifische Oberflächenbereich zumindest der bestimmten Fläche (11) der Wärmesenke (10) 1,35 oder eine Zahl größer als 1,35 beträgt.
  4. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der IC-Chip (20) auf der bestimmten Fläche (11) der Wärmesenke (10) durch einen Kleber (30) aus einem Harz angeordnet und befestigt ist, wobei der Kleber (30) zwischen der bestimmten Fläche (11) und dem IC-Chip (20) eingeschlossen ist.
  5. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Kleber (30) aus einem Harz einer Epoxygruppe ist.
  6. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Gießharzpackung (60) aus einem Harz einer Epoxygruppe ist.
  7. Eine Halbleitervorrichtung, mit: einer Wärmesenke (10); einem IC-Chip (20), der auf einer bestimmten Fläche (11) der Wärmesenke (10) angeordnet und befestigt ist; einem Leiterrahmen (40) der an Stellen um den IC-Chip (20) herum angeordnet und elektrisch mit dem IC-Chip verbunden ist; und einer versiegelnden Gießharzpackung (60) zum Einschließen der Wärmesenke (10), des IC-Chips (20) und des Leiterrahmens (40), wobei: ein Teil der Wärmesenke (10) von der Außenseite der Gießharzpackung (60) vorsteht; ein Teil des Leiterrahmens (40) von der Gießharzpackung (80) in Form von äußeren Leitern (42) vorsteht; der spezifische Oberflächenbereich einer Oberfläche der Wärmesenke (10) auf einem Wert im Bereich von 1,13 bis 1,32 gesetzt ist; und der spezifische Oberflächenbereich von Oberflächen der äußeren Leitern (42) auf einen Wert im Bereich von 1,05 bis 1,20 gesetzt ist.
  8. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Wärmesenke (10) einen von einer Oberfläche der Wärmesenke (10) vorstehenden Vorsprung (14) aufweist, wobei sich der Vorsprung (14) in die Gießharzpackung (60) eingräbt.
  9. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei der IC-Chip (20) auf der Wärmesenke (10) durch einen Kleber (30) aus einem Harz angeordnet und befestigt ist, wobei der Kleber (30) zwischen der bestimmten Fläche (11) und dem IC-Chip (20) eingeschlossen ist.
  10. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Kleber (30) aus einem Harz einer Epoxygruppe ist.
  11. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die Gießharzpackung (60) aus einem Harz einer Epoxygruppe ist.
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