JP2000068430A - ヒートシンクを備えた樹脂封止型半導体装置 - Google Patents
ヒートシンクを備えた樹脂封止型半導体装置Info
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- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73265—Layer and wire connectors
Abstract
(57)【要約】
【課題】リードフレームとヒートシンクとの間の新しい
電気絶縁手段を提供し、ヒートシンクと封止物質との間
のシール性及びヒートシンクの外側表面とモールドキャ
ビティーの面とのシール性を改善し、これらによって半
導体装置の信頼性の向上とコストの低減を図る。 【解決手段】樹脂封止型半導体装置１のヒートシンク４
の表面に、エポキシ樹脂系塗料を電着、焼付け塗装して
成る絶縁層７を形成する。この絶縁層７は、比較的安価
に形成でき、ヒートシンク４の基材との密着性が高いの
で、封止物質１０から露出しても外装半田メッキ工程で
破壊されない。絶縁層７により、ヒートシンク４と半導
体ダイ２、導電性リード５との間への電気絶縁性接着テ
ープの介在を省略でき、それの欠点が改善される。ヒー
トシンク４と封止樹脂１０との間のシール性が向上して
装置の信頼性が高まり、ヒートシンク４とモールドキャ
ビティーと接合面のシール性が向上して樹脂バリの発生
を減少させる。
電気絶縁手段を提供し、ヒートシンクと封止物質との間
のシール性及びヒートシンクの外側表面とモールドキャ
ビティーの面とのシール性を改善し、これらによって半
導体装置の信頼性の向上とコストの低減を図る。 【解決手段】樹脂封止型半導体装置１のヒートシンク４
の表面に、エポキシ樹脂系塗料を電着、焼付け塗装して
成る絶縁層７を形成する。この絶縁層７は、比較的安価
に形成でき、ヒートシンク４の基材との密着性が高いの
で、封止物質１０から露出しても外装半田メッキ工程で
破壊されない。絶縁層７により、ヒートシンク４と半導
体ダイ２、導電性リード５との間への電気絶縁性接着テ
ープの介在を省略でき、それの欠点が改善される。ヒー
トシンク４と封止樹脂１０との間のシール性が向上して
装置の信頼性が高まり、ヒートシンク４とモールドキャ
ビティーと接合面のシール性が向上して樹脂バリの発生
を減少させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、樹脂封止型半導
体装置、特に半導体ダイが発生する熱を外部に効率的に
放散するためのヒートシンクを含む半導体装置の構造に
関するものである。
体装置、特に半導体ダイが発生する熱を外部に効率的に
放散するためのヒートシンクを含む半導体装置の構造に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】集積回路を備えた半導体ダイをプラスチ
ックパッケージの中に封入する形式の半導体装置におい
ては、半導体ダイからの効率的な熱放出を図るために、
パッケージ内に金属製のヒートシンクを組み込むことが
行われている。特開平６−５７４６号の公報には、ヒー
トシンクの表面の一部をプラスチックパッケージの外側
へ露出させた半導体装置が記載されている。ヒートシン
クは、第１の面上に半導体ダイをプラスチックパッケー
ジの外面から十分離れた位置で支持し、第１の面と反対
側の第２の面をプラスチックパッケージの外へ露出させ
ている。リードは、ヒートシンクの第１の面の周辺部上
に支持され、ヒートシンクとリードとの間は、電気絶縁
性の接着テープによって結合されている。ヒートシンク
は、半導体装置の製造過程において、相互に結合されて
いるリードフレームの複数のリードに電気絶縁性の接着
テープで接着される。このようにリードフレームに支持
された状態のヒートシンクの上に半導体ダイが取り付け
られ、次いでこの半導体ダイのコンタクトパッドとリー
ドフレームのリードとの間が導電性ボンドワイヤで接続
された後、プラスチックパッケージのモールディングが
行われる。ヒートシンクの周りには、シールリングが設
けられる。シールリングは、金属製のヒートシンクと合
成樹脂製の封止物質との間の不十分なシール性を改善
し、ヒートシンクと封止物質との界面からパッケージ内
部への汚染物質の進入を減少させる。リードには屈曲部
が形成される。この屈曲部は、モールドの閉塞中に、ヒ
ートシンクの外側表面をモールドキャビティーの面に圧
接させるスプリング力を誘起する。これにより、ヒート
シンクの露出表面への封止物質のバリの形成を防止す
る。
ックパッケージの中に封入する形式の半導体装置におい
ては、半導体ダイからの効率的な熱放出を図るために、
パッケージ内に金属製のヒートシンクを組み込むことが
行われている。特開平６−５７４６号の公報には、ヒー
トシンクの表面の一部をプラスチックパッケージの外側
へ露出させた半導体装置が記載されている。ヒートシン
クは、第１の面上に半導体ダイをプラスチックパッケー
ジの外面から十分離れた位置で支持し、第１の面と反対
側の第２の面をプラスチックパッケージの外へ露出させ
ている。リードは、ヒートシンクの第１の面の周辺部上
に支持され、ヒートシンクとリードとの間は、電気絶縁
性の接着テープによって結合されている。ヒートシンク
は、半導体装置の製造過程において、相互に結合されて
いるリードフレームの複数のリードに電気絶縁性の接着
テープで接着される。このようにリードフレームに支持
された状態のヒートシンクの上に半導体ダイが取り付け
られ、次いでこの半導体ダイのコンタクトパッドとリー
ドフレームのリードとの間が導電性ボンドワイヤで接続
された後、プラスチックパッケージのモールディングが
行われる。ヒートシンクの周りには、シールリングが設
けられる。シールリングは、金属製のヒートシンクと合
成樹脂製の封止物質との間の不十分なシール性を改善
し、ヒートシンクと封止物質との界面からパッケージ内
部への汚染物質の進入を減少させる。リードには屈曲部
が形成される。この屈曲部は、モールドの閉塞中に、ヒ
ートシンクの外側表面をモールドキャビティーの面に圧
接させるスプリング力を誘起する。これにより、ヒート
シンクの露出表面への封止物質のバリの形成を防止す
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の半導体装置
においては、リードとヒートシンクとの接続のために電
気絶縁性の接着テープを用いるので、以下のような問題
点がある。その第１は、接着剤が比較的高い吸湿性を有
するので、半導体装置のプラスチックパッケージ内に汚
染物質を浸入させやすく、半導体装置の信頼性を損なう
恐れがあることである。第２は、接着剤の加熱硬化処理
と、リードのボンディングエリアのドライクリーニング
処理という追加的工程を必要とすることである。一般に
は、リードフレームにヒートシンクを取り付けた後で、
電気絶縁性の接着テープの接着剤を加熱硬化させる処理
が行われる。この、加熱硬化処理の工程で、接着剤から
発生するガスが汚染物質となってリードのボンドワイヤ
接続表面に付着する。この汚染物質はボンドワイヤの接
続不良を引き起こす原因となる。このため、必要に応じ
て汚染物質をドライクリーニングにより除去する処理が
行われる。第３は、ボンドワイヤの接続工程において、
熱で接着剤が軟化することがあり、ボンドワイヤの接続
時にリードが接着剤層内に沈み込んで逃げるので、ボン
ドワイヤの接続不良を引き起こす原因となることであ
る。第４は、電気絶縁性の接着テープが比較的高価で、
半導体装置のコストを引き上げる一因になっていること
である。ヒートシンクと封止物質との間のシール性を改
善するためにヒートシンクの周りにシールリングを形成
することは、追加的工程とそのための余分のコストを必
要とする。ヒートシンクの外側表面とモールドキャビテ
ィーの面とのシール性を向上させるためにリードに屈曲
部を形成することも、追加的工程とそのための余分のコ
ストを必要とする。その他に、ヒートシンクの表面に電
気絶縁被膜を形成する方法として、アルミナ溶射による
ものが従来知られているが、これは高価である。またヒ
ートシンクの表面の一部を封止物質から露出させる場合
には、封止物質による封止後に、封止物質から延出して
いる外部リードに半田メッキを行う工程において、ヒー
トシンクの露出部の被膜がメッキ液に侵されて破壊され
るおそれがある。このアルミナ被膜の破壊を防止するた
めに、保護テープを張ったり剥がしたりする追加的な工
程を要する難点がある。従って、この発明は、リードフ
レームとヒートシンクとの間の新しい信頼性の高い電気
絶縁手段の採用により、電気絶縁性の接着テープの使用
を廃することができるようにすること、シールリングの
形成によらずにヒートシンクと封止物質との間のシール
性を改善すること、リードへの屈曲部の形成によらずに
ヒートシンクの外側表面とモールドキャビティーの面と
のシール性を向上させること、そして、これらによって
半導体装置の信頼性の向上を図ること、及びコストの低
減を図ることを課題としている。
においては、リードとヒートシンクとの接続のために電
気絶縁性の接着テープを用いるので、以下のような問題
点がある。その第１は、接着剤が比較的高い吸湿性を有
するので、半導体装置のプラスチックパッケージ内に汚
染物質を浸入させやすく、半導体装置の信頼性を損なう
恐れがあることである。第２は、接着剤の加熱硬化処理
と、リードのボンディングエリアのドライクリーニング
処理という追加的工程を必要とすることである。一般に
は、リードフレームにヒートシンクを取り付けた後で、
電気絶縁性の接着テープの接着剤を加熱硬化させる処理
が行われる。この、加熱硬化処理の工程で、接着剤から
発生するガスが汚染物質となってリードのボンドワイヤ
接続表面に付着する。この汚染物質はボンドワイヤの接
続不良を引き起こす原因となる。このため、必要に応じ
て汚染物質をドライクリーニングにより除去する処理が
行われる。第３は、ボンドワイヤの接続工程において、
熱で接着剤が軟化することがあり、ボンドワイヤの接続
時にリードが接着剤層内に沈み込んで逃げるので、ボン
ドワイヤの接続不良を引き起こす原因となることであ
る。第４は、電気絶縁性の接着テープが比較的高価で、
半導体装置のコストを引き上げる一因になっていること
である。ヒートシンクと封止物質との間のシール性を改
善するためにヒートシンクの周りにシールリングを形成
することは、追加的工程とそのための余分のコストを必
要とする。ヒートシンクの外側表面とモールドキャビテ
ィーの面とのシール性を向上させるためにリードに屈曲
部を形成することも、追加的工程とそのための余分のコ
ストを必要とする。その他に、ヒートシンクの表面に電
気絶縁被膜を形成する方法として、アルミナ溶射による
ものが従来知られているが、これは高価である。またヒ
ートシンクの表面の一部を封止物質から露出させる場合
には、封止物質による封止後に、封止物質から延出して
いる外部リードに半田メッキを行う工程において、ヒー
トシンクの露出部の被膜がメッキ液に侵されて破壊され
るおそれがある。このアルミナ被膜の破壊を防止するた
めに、保護テープを張ったり剥がしたりする追加的な工
程を要する難点がある。従って、この発明は、リードフ
レームとヒートシンクとの間の新しい信頼性の高い電気
絶縁手段の採用により、電気絶縁性の接着テープの使用
を廃することができるようにすること、シールリングの
形成によらずにヒートシンクと封止物質との間のシール
性を改善すること、リードへの屈曲部の形成によらずに
ヒートシンクの外側表面とモールドキャビティーの面と
のシール性を向上させること、そして、これらによって
半導体装置の信頼性の向上を図ること、及びコストの低
減を図ることを課題としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明においては、樹脂
封止型半導体装置のヒートシンクの表面に、エポキシ樹
脂系塗料を電着、焼付け塗装して成る絶縁層を形成す
る。この絶縁層は、従来のアルミナ溶射による絶縁層な
どよりも安価に形成することができ、ヒートシンクの基
材の表面との密着性が高いので、封止物質から露出して
いても外装半田メッキ工程で破壊されるおそれがない。
絶縁層の形成により、ヒートシンクの表面上に半導体ダ
イや導電性リードを支持する形式の半導体装置におい
て、ヒートシンクと半導体ダイや導電性リードとの間に
高価な電気絶縁性の接着テープや電気絶縁性のシートを
介在させる必要がない。従って、電気絶縁性の接着テー
プや電気絶縁性のシートの欠点が改善される。接着テー
プを用いる場合にも、電気絶縁性に配慮する必要がな
い。この絶縁層は、一般に用いられる封止樹脂と同じエ
ポキシ樹脂系である。このため、ヒートシンクと封止樹
脂との間のシール性が改善されるから、ヒートシンクへ
のシールリングの形成を省略しても半導体装置の信頼性
が損なわれない。ヒートシンクの表面の一部を封止樹脂
の外部へ露出させる形式の半導体装置におけるように、
ヒートシンクの外側表面とモールドキャビティーの面と
の接合を必要とする場合に、金属製のモールドの表面が
ヒートシンクの絶縁層に弾性的に食い込むので、両者間
のシール性が向上し、バリの発生が防止される。
封止型半導体装置のヒートシンクの表面に、エポキシ樹
脂系塗料を電着、焼付け塗装して成る絶縁層を形成す
る。この絶縁層は、従来のアルミナ溶射による絶縁層な
どよりも安価に形成することができ、ヒートシンクの基
材の表面との密着性が高いので、封止物質から露出して
いても外装半田メッキ工程で破壊されるおそれがない。
絶縁層の形成により、ヒートシンクの表面上に半導体ダ
イや導電性リードを支持する形式の半導体装置におい
て、ヒートシンクと半導体ダイや導電性リードとの間に
高価な電気絶縁性の接着テープや電気絶縁性のシートを
介在させる必要がない。従って、電気絶縁性の接着テー
プや電気絶縁性のシートの欠点が改善される。接着テー
プを用いる場合にも、電気絶縁性に配慮する必要がな
い。この絶縁層は、一般に用いられる封止樹脂と同じエ
ポキシ樹脂系である。このため、ヒートシンクと封止樹
脂との間のシール性が改善されるから、ヒートシンクへ
のシールリングの形成を省略しても半導体装置の信頼性
が損なわれない。ヒートシンクの表面の一部を封止樹脂
の外部へ露出させる形式の半導体装置におけるように、
ヒートシンクの外側表面とモールドキャビティーの面と
の接合を必要とする場合に、金属製のモールドの表面が
ヒートシンクの絶縁層に弾性的に食い込むので、両者間
のシール性が向上し、バリの発生が防止される。
【０００５】
【発明の実施の形態】図面を参照して本発明の実施の形
態を説明する。図１は本発明に基づく半導体装置１を示
す一部を切り欠いた斜視図、図２はその断面図である。
半導体ダイ２が、適宜の熱伝導性接着剤３によりヒート
シンク４の上に装着されている。複数のリード５とサポ
ートバー６とが、ヒートシンク４の周辺に大略半径方向
に配置されている。図には、４つの全ての側部にリード
５を有する半導体装置を示したが、本発明は、４つより
少ない側部にリード５を有する半導体装置にも適用可能
である。リード５とサポートバー６は、ヒートシンク４
上に支持されている。ヒートシンク４の基材は、ヒート
シンクを構成するために従来よく知られている銅、銅合
金、アルミニウム、アルミニウム合金等の各種の金属か
ら選択される。ヒートシンク４の表面には、絶縁層７が
形成されている。この絶縁層７は、エポキシ樹脂系の塗
料を電着塗装し、加熱して焼付けることによって形成さ
れる。電着塗装は膜厚の制御が容易で、薄く緻密で均一
な塗膜が得られる。そして、焼付けにより強固な絶縁層
７が得られる。絶縁層７の厚さは、コストと信頼性の観
点から、１０ηｍ〜２０ηｍが適当である。図示の例に
おいては、サポートバー６は、４隅に配置され、内側部
分において突起２３でヒートシンク４上に結合されてい
る。ボンドワイヤ８が、リード５の各々の内側端部を半
導体ダイ２上の選択されたコンタクトパッド９へ接続し
ている。エポキシ樹脂系の封止物質１０が、ヒートシン
ク４、半導体ダイ２、ボンドワイヤ８、リード５の内側
部分、サポートバー６を取り囲んでいる。ヒートシンク
４の半導体ダイ２が取り付けられていない側の側面の一
部は封止物質１０の外部に露出している。
態を説明する。図１は本発明に基づく半導体装置１を示
す一部を切り欠いた斜視図、図２はその断面図である。
半導体ダイ２が、適宜の熱伝導性接着剤３によりヒート
シンク４の上に装着されている。複数のリード５とサポ
ートバー６とが、ヒートシンク４の周辺に大略半径方向
に配置されている。図には、４つの全ての側部にリード
５を有する半導体装置を示したが、本発明は、４つより
少ない側部にリード５を有する半導体装置にも適用可能
である。リード５とサポートバー６は、ヒートシンク４
上に支持されている。ヒートシンク４の基材は、ヒート
シンクを構成するために従来よく知られている銅、銅合
金、アルミニウム、アルミニウム合金等の各種の金属か
ら選択される。ヒートシンク４の表面には、絶縁層７が
形成されている。この絶縁層７は、エポキシ樹脂系の塗
料を電着塗装し、加熱して焼付けることによって形成さ
れる。電着塗装は膜厚の制御が容易で、薄く緻密で均一
な塗膜が得られる。そして、焼付けにより強固な絶縁層
７が得られる。絶縁層７の厚さは、コストと信頼性の観
点から、１０ηｍ〜２０ηｍが適当である。図示の例に
おいては、サポートバー６は、４隅に配置され、内側部
分において突起２３でヒートシンク４上に結合されてい
る。ボンドワイヤ８が、リード５の各々の内側端部を半
導体ダイ２上の選択されたコンタクトパッド９へ接続し
ている。エポキシ樹脂系の封止物質１０が、ヒートシン
ク４、半導体ダイ２、ボンドワイヤ８、リード５の内側
部分、サポートバー６を取り囲んでいる。ヒートシンク
４の半導体ダイ２が取り付けられていない側の側面の一
部は封止物質１０の外部に露出している。
【０００６】図１、図２に示した半導体装置１は、大略
以下に説明する方法で製造される。図３は、複数のリー
ド５とサポートバー６と有するリードフレーム１１と、
ヒートシンク４とを示す斜視図である。リード５とサポ
ートバー６は、外部環１２により所定位置に保持されて
いる。サポートバー６の内側部分には孔１３が形成され
ている。リードフレーム１１は、リードを構成するため
に従来よく知られている各種の金属から製作される。リ
ードフレーム１１は、平であって、所望の金属板から打
ち抜き又はエッチングによって製作される。図示の外部
環１２と開口部１４の形状はほぼ正方形であるが、どの
ような形状及び大きさも任意であり、その形状又は大き
さは、内部に置かれる半導体ダイの形状又は大きさによ
って決定される。
以下に説明する方法で製造される。図３は、複数のリー
ド５とサポートバー６と有するリードフレーム１１と、
ヒートシンク４とを示す斜視図である。リード５とサポ
ートバー６は、外部環１２により所定位置に保持されて
いる。サポートバー６の内側部分には孔１３が形成され
ている。リードフレーム１１は、リードを構成するため
に従来よく知られている各種の金属から製作される。リ
ードフレーム１１は、平であって、所望の金属板から打
ち抜き又はエッチングによって製作される。図示の外部
環１２と開口部１４の形状はほぼ正方形であるが、どの
ような形状及び大きさも任意であり、その形状又は大き
さは、内部に置かれる半導体ダイの形状又は大きさによ
って決定される。
【０００７】ヒートシンク４は、アルミニウム等の熱伝
導性の良好な金属板をプレス成形して製作される。ヒー
トシンク４は、ほぼ正方形で、第１の表面１７とその反
対側の第２の表面１８とを有する。第１表面１７の周辺
部にはリード支持面１９を、またリード支持面１９に囲
まれたその内側には、ダイ取付け面２０を有する。第２
表面１８の周辺部には、リード支持面１９の反対側の周
辺面２１を、また周辺面２１に囲まれたその内側には、
周辺面２１に対して平行に隆起したダイ取付け面２０の
反対側の露出面２２を有する。露出面２２は、封止物質
１０の外部に露出して、半導体ダイ２に発生する熱を外
部に放散させるのに貢献する。リード支持面１９上に
は、ヒートシンク４の４隅部に位置して、突起２３が形
成されている。突起２３は、リードフレーム１１のサポ
ートバー６の孔１３に合致するように配置されている。
導性の良好な金属板をプレス成形して製作される。ヒー
トシンク４は、ほぼ正方形で、第１の表面１７とその反
対側の第２の表面１８とを有する。第１表面１７の周辺
部にはリード支持面１９を、またリード支持面１９に囲
まれたその内側には、ダイ取付け面２０を有する。第２
表面１８の周辺部には、リード支持面１９の反対側の周
辺面２１を、また周辺面２１に囲まれたその内側には、
周辺面２１に対して平行に隆起したダイ取付け面２０の
反対側の露出面２２を有する。露出面２２は、封止物質
１０の外部に露出して、半導体ダイ２に発生する熱を外
部に放散させるのに貢献する。リード支持面１９上に
は、ヒートシンク４の４隅部に位置して、突起２３が形
成されている。突起２３は、リードフレーム１１のサポ
ートバー６の孔１３に合致するように配置されている。
【０００８】図４は、リードフレーム１１とヒートシン
ク４とを一体化してリードフレーム組立体２４を構成し
た状態を示す。リードフレーム１１のリード５の内方部
分とサポートバー６の内方部分は、ヒートシンク４のリ
ード支持面１９の上に置かれ、サポートバー６の孔１３
にヒートシンク４の突起２３が挿入される。そして、突
起２３の頂部がパンチで押しつぶされ、リードフレーム
１１とヒートシンク４が一体化してリードフレーム組立
体２４が形成される。ヒートシンク４は、４つのサポー
トバー６によってリードフレーム１１上に支持される。
ヒートシンク４の表面には、絶縁層７が形成されている
ので、リード５とヒートシンク４との間に電気絶縁性の
接着テープ等を介在させる必要がない。絶縁層７による
絶縁は、ヒートシンク４上に部分的に貼着される電気絶
縁性の接着テープによるものより確実であり、一部のリ
ード５がヒートシンク４との間で短絡するような不都合
が回避される。
ク４とを一体化してリードフレーム組立体２４を構成し
た状態を示す。リードフレーム１１のリード５の内方部
分とサポートバー６の内方部分は、ヒートシンク４のリ
ード支持面１９の上に置かれ、サポートバー６の孔１３
にヒートシンク４の突起２３が挿入される。そして、突
起２３の頂部がパンチで押しつぶされ、リードフレーム
１１とヒートシンク４が一体化してリードフレーム組立
体２４が形成される。ヒートシンク４は、４つのサポー
トバー６によってリードフレーム１１上に支持される。
ヒートシンク４の表面には、絶縁層７が形成されている
ので、リード５とヒートシンク４との間に電気絶縁性の
接着テープ等を介在させる必要がない。絶縁層７による
絶縁は、ヒートシンク４上に部分的に貼着される電気絶
縁性の接着テープによるものより確実であり、一部のリ
ード５がヒートシンク４との間で短絡するような不都合
が回避される。
【０００９】次に図５を参照する。リードフレーム組立
体２４におけるヒートシンク４のダイ取付け面２０上に
半導体ダイ２が載せられる。半導体ダイ２は、第１表面
２５とその反対側の第２表面２６とを有する。第１表面
２５の上には、複数のコンタクトパッド９が設けられて
いる。第２表面２６が、熱伝導性接着剤３により、ヒー
トシンク４のダイ取付け面２０上に接着される。導電性
ボンドワイヤ８の一端が半導体ダイ２上のコンタクトパ
ッド９の何れか１つに接続され、他端がリードフレーム
１１上のリード５の何れか１つに接続される。リード５
は、ヒートシンク４のリード支持面上１９に、接着剤等
を介在させることなく、直接支持されているから、ボン
ドワイヤ８の接続時に、移動しにくく、従って確実な接
続が得られる。
体２４におけるヒートシンク４のダイ取付け面２０上に
半導体ダイ２が載せられる。半導体ダイ２は、第１表面
２５とその反対側の第２表面２６とを有する。第１表面
２５の上には、複数のコンタクトパッド９が設けられて
いる。第２表面２６が、熱伝導性接着剤３により、ヒー
トシンク４のダイ取付け面２０上に接着される。導電性
ボンドワイヤ８の一端が半導体ダイ２上のコンタクトパ
ッド９の何れか１つに接続され、他端がリードフレーム
１１上のリード５の何れか１つに接続される。リード５
は、ヒートシンク４のリード支持面上１９に、接着剤等
を介在させることなく、直接支持されているから、ボン
ドワイヤ８の接続時に、移動しにくく、従って確実な接
続が得られる。
【００１０】次に図６を参照する。半導体ダイ２を搭載
したリードフレーム組立体２４を、２つの半部２７，２
８を有するモールド組立体２９のモールドキャビティ３
０内に配置し、２つの半部２７，２８を閉じ、モールド
キャビティ３０内に封止物質１０を充填する。２つの半
部２７，２８を閉じたとき、ヒートシンク４の露出面２
２は、モールドキャビティ３０の内面に圧接される。こ
のときヒートシンク４の絶縁層７がモールドキャビティ
３０の内面と良好に噛み合い、両者間の高いシール性が
得られる。封止物質１０の充填により、ヒートシンク４
と、半導体ダイ２と、導電性リード５の内方部分と、ボ
ンドワイヤ８とを封止し、ヒートシンク４の露出面２２
と、導電性リード５の外方部分と、サポートバー６の外
方部分とを外部に露出させる。封止物質１０が冷えて、
固化したら、モールド組立体２９を開放し、半導体装置
１を取り出す。その後、リードフレーム１１の外部環１
２が切除され、各リード５とサポートバー６が独立し、
半導体装置１の個々のリード５を形成する。サポートバ
ー６は封止物質１０の外側へ延出していない。必要に応
じて、封止物質１０の外側へ延出したリード５の外方部
分を屈曲させることができる。
したリードフレーム組立体２４を、２つの半部２７，２
８を有するモールド組立体２９のモールドキャビティ３
０内に配置し、２つの半部２７，２８を閉じ、モールド
キャビティ３０内に封止物質１０を充填する。２つの半
部２７，２８を閉じたとき、ヒートシンク４の露出面２
２は、モールドキャビティ３０の内面に圧接される。こ
のときヒートシンク４の絶縁層７がモールドキャビティ
３０の内面と良好に噛み合い、両者間の高いシール性が
得られる。封止物質１０の充填により、ヒートシンク４
と、半導体ダイ２と、導電性リード５の内方部分と、ボ
ンドワイヤ８とを封止し、ヒートシンク４の露出面２２
と、導電性リード５の外方部分と、サポートバー６の外
方部分とを外部に露出させる。封止物質１０が冷えて、
固化したら、モールド組立体２９を開放し、半導体装置
１を取り出す。その後、リードフレーム１１の外部環１
２が切除され、各リード５とサポートバー６が独立し、
半導体装置１の個々のリード５を形成する。サポートバ
ー６は封止物質１０の外側へ延出していない。必要に応
じて、封止物質１０の外側へ延出したリード５の外方部
分を屈曲させることができる。
【００１１】図７には、リードフレーム１１とヒートシ
ンク４とが一体化してリードフレーム組立体２４を形成
する他の方法を示す。この実施形態においては、ヒート
シンク４に突起を形成する代わりに孔３１を形成する。
そして、この孔３１とサポートバー６の孔１３にスタッ
ド３２を挿入して、スタッド３２の先端をパンチでつぶ
すことによりリードフレーム１１とヒートシンク４を一
体化する。
ンク４とが一体化してリードフレーム組立体２４を形成
する他の方法を示す。この実施形態においては、ヒート
シンク４に突起を形成する代わりに孔３１を形成する。
そして、この孔３１とサポートバー６の孔１３にスタッ
ド３２を挿入して、スタッド３２の先端をパンチでつぶ
すことによりリードフレーム１１とヒートシンク４を一
体化する。
【００１２】図８に示す他の実施形態においては、ヒー
トシンク４の全体が封止物質１０の中に封止され、外部
に露出していない。その他の構造は先の実施形態のもの
と実質的に同一である。
トシンク４の全体が封止物質１０の中に封止され、外部
に露出していない。その他の構造は先の実施形態のもの
と実質的に同一である。
【００１３】図９ないし図１１に示す本発明の他の実施
形態においては、絶縁層７を有するヒートシンク４のリ
ード支持面１９とリード５との間に接着物質３３が介設
されている。接着物質３３としては、両面接着テープを
用いることができる。この場合、ヒートシンク４とリー
ドフレーム１１とは接着物質３３で結合されるから、先
の実施形態におけるリードフレーム１１のサポートバー
６やヒートシンク４の突起２３は不要である。接着物質
３３の材質及び形状は、ヒートシンク４とリード５との
間の電気絶縁性を考慮して選択する必要がない。
形態においては、絶縁層７を有するヒートシンク４のリ
ード支持面１９とリード５との間に接着物質３３が介設
されている。接着物質３３としては、両面接着テープを
用いることができる。この場合、ヒートシンク４とリー
ドフレーム１１とは接着物質３３で結合されるから、先
の実施形態におけるリードフレーム１１のサポートバー
６やヒートシンク４の突起２３は不要である。接着物質
３３の材質及び形状は、ヒートシンク４とリード５との
間の電気絶縁性を考慮して選択する必要がない。
【００１４】図１２に示す他の実施形態においては、ヒ
ートシンク４の全体が封止物質１０の中に封止され、外
部に露出していない。その他の構造は図９ないし図１１
に示す実施形態のものと実質的に同一である。
ートシンク４の全体が封止物質１０の中に封止され、外
部に露出していない。その他の構造は図９ないし図１１
に示す実施形態のものと実質的に同一である。
【００１５】図１３ないし図１５に示す本発明の他の実
施形態においては、リードフレーム１１に、タイバー３
４に支持されたダイアタッチパドル３５が設けられてい
る。ダイアタッチパドル３５上に接着物質３６を介して
半導体ダイ２が搭載され、ダイアタッチパドル３５の下
にヒートシンク４が設けられている。このヒートシンク
４は絶縁層７をし、露出面２２を封止物質１０から外部
へ露出させている。図では、リード５の先端部とヒート
シンク４の第１表面１７との間に間隔が設けられている
が、リード５の先端部が、ヒートシンク４の第１表面１
７に接触していてもよい。
施形態においては、リードフレーム１１に、タイバー３
４に支持されたダイアタッチパドル３５が設けられてい
る。ダイアタッチパドル３５上に接着物質３６を介して
半導体ダイ２が搭載され、ダイアタッチパドル３５の下
にヒートシンク４が設けられている。このヒートシンク
４は絶縁層７をし、露出面２２を封止物質１０から外部
へ露出させている。図では、リード５の先端部とヒート
シンク４の第１表面１７との間に間隔が設けられている
が、リード５の先端部が、ヒートシンク４の第１表面１
７に接触していてもよい。
【００１６】図１６に示す他の実施形態においては、ヒ
ートシンク４の全体が封止物質１０の中に封止され、外
部に露出していない。その他の構造は図１３ないし図１
５に示す実施形態のものと実質的に同一である。
ートシンク４の全体が封止物質１０の中に封止され、外
部に露出していない。その他の構造は図１３ないし図１
５に示す実施形態のものと実質的に同一である。
【００１７】
【発明の効果】以上のように、本発明においては、エポ
キシ樹脂系塗料を電着、焼付け塗装して成る絶縁層を備
えたヒートシンクを用いることにより、種々の問題を持
つ電気絶縁性の接着テープの使用を廃することができ
る。接着テープを用いる場合にも、電気絶縁性に配慮す
る必要がない。ヒートシンクの一部が封止物質から露出
している場合に、メッキ液に浸漬されても露出部の絶縁
層７が破壊されることがない。絶縁層７は、モールドと
のシール性が良好で封止物質のモールディング時にバリ
が発生しにくい。また絶縁層は、同じエポキシ樹脂系の
封止物質との結合が強固であるから、界面からの汚染物
質の進入を減少させることができる。
キシ樹脂系塗料を電着、焼付け塗装して成る絶縁層を備
えたヒートシンクを用いることにより、種々の問題を持
つ電気絶縁性の接着テープの使用を廃することができ
る。接着テープを用いる場合にも、電気絶縁性に配慮す
る必要がない。ヒートシンクの一部が封止物質から露出
している場合に、メッキ液に浸漬されても露出部の絶縁
層７が破壊されることがない。絶縁層７は、モールドと
のシール性が良好で封止物質のモールディング時にバリ
が発生しにくい。また絶縁層は、同じエポキシ樹脂系の
封止物質との結合が強固であるから、界面からの汚染物
質の進入を減少させることができる。
【図１】本発明に基づく半導体装置を示す一部を切り欠
いた斜視図である。
いた斜視図である。
【図２】本発明に基づく半導体装置の概略的断面図であ
る。
る。
【図３】リードフレームとヒートシンクを示す斜視図で
ある。
ある。
【図４】リードフレーム組立体の断面図である。
【図５】リードフレーム組立体に半導体ダイを搭載し、
ボンドワイヤを接続した状態の断面図である。
ボンドワイヤを接続した状態の断面図である。
【図６】封止物質の鋳型工程を示す断面図である。
【図７】リードフレーム組立体の他の形成方法を示す一
部の拡大断面図である。
部の拡大断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態の半導体装置の概略的断
面図である。
面図である。
【図９】本発明のさらに他の実施形態の半導体装置の一
部を切り欠いた斜視図である。
部を切り欠いた斜視図である。
【図１０】図９に示す実施形態の半導体装置の概略的断
面図である。
面図である。
【図１１】図９に示す実施形態の半導体装置のリードフ
レームとヒートシンクを示す斜視図である。
レームとヒートシンクを示す斜視図である。
【図１２】本発明の他の実施形態の半導体装置の概略的
断面図である。
断面図である。
【図１３】本発明のさらに他の実施形態の半導体装置の
一部を切り欠いた斜視図である。
一部を切り欠いた斜視図である。
【図１４】図１３に示す実施形態の半導体装置の概略的
断面図である。
断面図である。
【図１５】図１３に示す実施形態の半導体装置のリード
フレームとヒートシンクを示す斜視図である。
フレームとヒートシンクを示す斜視図である。
【図１６】本発明の他の実施形態の半導体装置の概略的
断面図である。
断面図である。
１ 半導体装置 ２ 半導体ダイ ３ 熱伝導性接着剤 ４ ヒートシンク ５ リード ６ サポートバー ７ 絶縁層 ８ ボンドワイヤ ９ コンタクトパッド １０ 封止物質 １１ リードフレーム １２ 外部環 １３ 孔 １４ 開口部 １７ 第１表面 １８ 第２表面 １９ リード支持面 ２０ ダイ取付け面 ２１ 周辺面 ２２ 露出面 ２３ 突起 ２４ リードフレーム組立体 ２５ 第１表面 ２６ 第２表面 ２７ 半部 ２８ 半部 ２９ モールド組立体 ３０ モールドキャビテイ
Claims (11)
- 【請求項１】 第１表面と、この第１表面の反対側の第
２表面を有するヒートシンクと、 複数のコンタクトパッドを有し、前記ヒートシンクの第
１表面上に配置された半導体ダイと、 この半導体ダイの周辺に夫々内方端を向けて配置された
複数の導電性リードと、 夫々前記コンタクトパッドの何れか１つを前記リードの
何れか１つの内方端へ接続する複数の導電性ボンドワイ
ヤと、 前記ヒートシンクと、半導体ダイと、導電性リードの内
方端と、ボンドワイヤとを封止する封止物質とを有する
半導体装置において、 前記ヒートシンクの表面に、エポキシ樹脂系塗料を電
着、焼付け塗装して成る絶縁層が形成されていることを
特徴とする樹脂封止型半導体装置。 - 【請求項２】 エポキシ樹脂系塗料を電着、焼付け塗装
して成る絶縁層を有する第１表面と、この第１表面の反
対側の同じくエポキシ樹脂系塗料を電着、焼付け塗装し
て成る絶縁層を有する第２表面とを有し、第１表面の周
辺部にはリード支持面を、またリード支持面に囲まれた
その内側にはダイ取付面を有するヒートシンクと、 複数のコンタクトパッドを有し、前記ヒートシンクのダ
イ取付面上に配置された半導体ダイと、 前記半導体ダイを前記ヒートシンクのダイ取付面上に取
り付けるための接着物質と、 夫々内方端において前記ヒートシンクのリード支持面の
上に並べて支持された複数の導電性リードと、 夫々内方端が前記ヒートシンクのリード支持面の上に結
合された複数のサポートバーと、 夫々前記コンタクトパッドの何れか１つを前記リードの
何れか１つの内方端へ接続する複数の導電性ボンドワイ
ヤと、 前記ヒートシンクと、半導体ダイと、導電性リードの内
方端と、サポートバーと、ボンドワイヤとを封止する封
止物質とを有することを特徴とする樹脂封止型半導体装
置。 - 【請求項３】 前記封止物質が、前記ヒートシンクと、
半導体ダイと、導電性リードの内方端と、サポートバー
と、ボンドワイヤとを封止し、ヒートシンクのダイ取付
面の反対側の面を露出させることを特徴とする請求項２
に記載の樹脂封止型半導体装置。 - 【請求項４】 前記前記ヒートシンクのリード支持面の
上に形成された突起が、前記サポートバーに形成された
孔を貫通しており、この突起の潰された頭部によって、
サポートバーがヒートシンクのリード支持面上に結合さ
れていることを特徴とする請求項２に記載の樹脂封止型
半導体装置。 - 【請求項５】 エポキシ樹脂系塗料を電着、焼付け塗装
して成る絶縁層を有する第１表面と、この第１表面の反
対側の同じくエポキシ樹脂系塗料を電着、焼付け塗装し
て成る絶縁層を有する第２表面とを有し、第１表面の周
辺部にはリード支持面を、またリード支持面に囲まれた
その内側にはダイ取付面を有するヒートシンクと、 複数のコンタクトパッドを有し、前記ヒートシンクのダ
イ取付面上に配置された半導体ダイと、 前記半導体ダイを前記ヒートシンクのダイ取付面上に取
り付けるための接着物質と、 夫々内方端において前記ヒートシンクのリード支持面の
上に並べて支持された複数の導電性リードと、 夫々内方端が前記ヒートシンクのリード支持面の上に結
合された複数のサポートバーと、 夫々前記コンタクトパッドの何れか１つを前記リードの
何れか１つの内方端へ接続する複数の導電性ボンドワイ
ヤと、 前記ヒートシンクと、半導体ダイと、導電性リードの内
方端と、サポートバーと、ボンドワイヤとを封止し、ヒ
ートシンクのダイ取付面の反対側の面を露出させる封止
物質とを有し、 前記ヒートシンクのリード支持面の上に形成された突起
が、前記サポートバーに形成された孔を貫通しており、
この突起の潰された頭部によって、サポートバーがヒー
トシンクのリード支持面上に結合されていることを特徴
とする樹脂封止型半導体装置。 - 【請求項６】 前記ヒートシンクのリード支持面の上、
前記サポートバーの上に夫々対応する孔が形成され、こ
れらの孔を貫通して頭部を潰されたスタッドによってサ
ポートバーがヒートシンクのリード支持面に結合されて
いることを特徴とする請求項２に記載の樹脂封止型半導
体装置。 - 【請求項７】 エポキシ樹脂系塗料を電着、焼付け塗装
して成る絶縁層を有する第１表面と、この第１表面の反
対側の同じくエポキシ樹脂系塗料を電着、焼付け塗装し
て成る絶縁層を有する第２表面とを有し、第１表面の周
辺部にはリード支持面を、またリード支持面に囲まれた
その内側にはダイ取付面を有するヒートシンクと、 複数のコンタクトパッドを有し、前記ヒートシンクのダ
イ取付面上に配置された半導体ダイと、 前記半導体ダイを前記ヒートシンクのダイ取付面上に取
り付けるための接着物質と、 夫々内方端において前記ヒートシンクのリード支持面の
上に並べて支持された複数の導電性リードと、 夫々内方端が前記ヒートシンクのリード支持面の上に結
合された複数のサポートバーと、 夫々前記コンタクトパッドの何れか１つを前記リードの
何れか１つの内方端へ接続する複数の導電性ボンドワイ
ヤと、 前記ヒートシンクと、半導体ダイと、導電性リードの内
方端と、サポートバーと、ボンドワイヤとを封止し、ヒ
ートシンクのダイ取付面の反対側の面を露出させる封止
物質とを有し、 前記ヒートシンクのリード支持面の上及び前記サポート
バーの上に夫々対応する孔が形成され、これらの孔を貫
通して頭部を潰されたスタッドによってサポートバーが
ヒートシンクのリード支持面に結合されていることを特
徴とする樹脂封止型半導体装置。 - 【請求項８】 エポキシ樹脂系塗料を電着、焼付け塗装
して成る絶縁層を有する第１表面と、この第１表面の反
対側の同じくエポキシ樹脂系塗料を電着、焼付け塗装し
て成る絶縁層を有する第２表面とを有し、第１表面の周
辺部にはリード支持面を、またリード支持面に囲まれた
その内側にはダイ取付面を有するヒートシンクと、 複数のコンタクトパッドを有し、前記ヒートシンクのダ
イ取付面上に配置された半導体ダイと、 前記半導体ダイを前記ヒートシンクのダイ取付面上に取
り付けるための接着物質と、 夫々内方端において前記ヒートシンクのリード支持面の
上に並べて支持された複数の導電性リードと、 前記導電性リードを前記ヒートシンクのリード支持面の
上に取り付けるための接着物質と、 夫々前記コンタクトパッドの何れか１つを前記リードの
何れか１つの内方端へ接続する複数の導電性ボンドワイ
ヤと、 前記ヒートシンクと、半導体ダイと、導電性リードの内
方端と、サポートバーと、ボンドワイヤとを封止する封
止物質とを有することを特徴とする樹脂封止型半導体装
置。 - 【請求項９】 前記封止物質が、前記ヒートシンクと、
半導体ダイと、導電性リードの内方端と、サポートバー
と、ボンドワイヤとを封止し、ヒートシンクのダイ取付
面の反対側の面を露出させることを特徴とする請求項８
に記載の樹脂封止型半導体装置。 - 【請求項１０】 エポキシ樹脂系塗料を電着、焼付け塗
装して成る絶縁層を有する第１表面と、この第１表面の
反対側の同じくエポキシ樹脂系塗料を電着、焼付け塗装
して成る絶縁層を有する第２表面とを有するヒートシン
クと、 前記ヒートシンクの第１表面上に配置されたダイアタッ
チパドルと、 複数のコンタクトパッドを有し、前記ダイアタッチパド
ルの上に配置された半導体ダイと、 前記半導体ダイを前記ダイアタッチパドルの上に取り付
けるための接着物質と、 夫々内方端を前記半導体ダイに向けて配置された複数の
導電性リードと、 夫々前記コンタクトパッドの何れか１つを前記リードの
何れか１つの内方端へ接続する複数の導電性ボンドワイ
ヤと、 前記ヒートシンクと、ダイアタッチパドルと、半導体ダ
イと、導電性リードの内方端と、ボンドワイヤとを封止
する封止物質とを有することを特徴とする樹脂封止型半
導体装置。 - 【請求項１１】 エポキシ樹脂系塗料を電着、焼付け塗
装して成る絶縁層を有する第１表面と、この第１表面の
反対側の同じくエポキシ樹脂系塗料を電着、焼付け塗装
して成る絶縁層を有する第２表面とを有するヒートシン
クと、 前記ヒートシンクの第１表面上に配置されたダイアタッ
チパドルと、 複数のコンタクトパッドを有し、前記ダイアタッチパド
ルの上に配置された半導体ダイと、 前記半導体ダイを前記ダイアタッチパドルの上に取り付
けるための接着物質と、 夫々内方端を前記半導体ダイに向けて配置された複数の
導電性リードと、 夫々前記コンタクトパッドの何れか１つを前記リードの
何れか１つの内方端へ接続する複数の導電性ボンドワイ
ヤと、 前記ヒートシンクと、ダイアタッチパドルと、半導体ダ
イと、導電性リードの内方端と、ボンドワイヤとを封止
し、ヒートシンクの第２表面の少なくとも一部を露出さ
せる封止物質とを有することを特徴とする樹脂封止型半
導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23332698A JP2000068430A (ja) | 1998-08-19 | 1998-08-19 | ヒートシンクを備えた樹脂封止型半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23332698A JP2000068430A (ja) | 1998-08-19 | 1998-08-19 | ヒートシンクを備えた樹脂封止型半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000068430A true JP2000068430A (ja) | 2000-03-03 |
Family
ID=16953397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23332698A Pending JP2000068430A (ja) | 1998-08-19 | 1998-08-19 | ヒートシンクを備えた樹脂封止型半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000068430A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7245004B2 (en) | 2003-05-20 | 2007-07-17 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor device |
| JP2014067823A (ja) * | 2012-09-25 | 2014-04-17 | Toyota Motor Corp | 半導体装置 |
| JP2018032729A (ja) * | 2016-08-24 | 2018-03-01 | トヨタ自動車株式会社 | ヒートシンクの製造方法 |
| KR20230147935A (ko) * | 2022-04-15 | 2023-10-24 | (주)코스텍시스 | 하이브리드 방열 쿼드 플랫 패키지 및 하이브리드 방열 쿼드 플랫 패키지를 제조하기 위한 방법 |
-
1998
- 1998-08-19 JP JP23332698A patent/JP2000068430A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7245004B2 (en) | 2003-05-20 | 2007-07-17 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor device |
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| KR20230147935A (ko) * | 2022-04-15 | 2023-10-24 | (주)코스텍시스 | 하이브리드 방열 쿼드 플랫 패키지 및 하이브리드 방열 쿼드 플랫 패키지를 제조하기 위한 방법 |
| KR102597843B1 (ko) * | 2022-04-15 | 2023-11-03 | (주)코스텍시스 | 하이브리드 방열 쿼드 플랫 패키지 및 하이브리드 방열 쿼드 플랫 패키지를 제조하기 위한 방법 |
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