JP2000183279A - 半導体素子のパッケージおよびその製造方法 - Google Patents
半導体素子のパッケージおよびその製造方法Info
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- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
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- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
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- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の成形パッケージの製造方法におけるボ
ンディングワイヤの倒れ、ボイドの発生、成形樹脂の収
縮による反りを改良し、熱放散性を向上した成形パッケ
ージおよびその製造方法の提供。 【解決手段】 成形パッケージの少なくとも一部に液状
の熱硬化性樹脂を用い、絶縁層の厚さを保持する手段ま
たは絶縁層を形成するための隙間を確保する手段を伴っ
て真空射出成形し成形パッケージを形成し、成形パッケ
ージに形成したネジ取り付け穴を通してヒートシンクに
取り付ける。
ンディングワイヤの倒れ、ボイドの発生、成形樹脂の収
縮による反りを改良し、熱放散性を向上した成形パッケ
ージおよびその製造方法の提供。 【解決手段】 成形パッケージの少なくとも一部に液状
の熱硬化性樹脂を用い、絶縁層の厚さを保持する手段ま
たは絶縁層を形成するための隙間を確保する手段を伴っ
て真空射出成形し成形パッケージを形成し、成形パッケ
ージに形成したネジ取り付け穴を通してヒートシンクに
取り付ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップ、特
に電力用半導体チップの成形パッケージに関し、ボンデ
ィングワイヤの倒れを無くし、かつ室温で液状の熱硬化
性樹脂を用い大型パッケージに適用可能な液状真空射出
成形による成形が可能で、さらに、半導体チップの発熱
を有効に熱放散させることが可能な絶縁層構造を持つパ
ッケージに関するものである。
に電力用半導体チップの成形パッケージに関し、ボンデ
ィングワイヤの倒れを無くし、かつ室温で液状の熱硬化
性樹脂を用い大型パッケージに適用可能な液状真空射出
成形による成形が可能で、さらに、半導体チップの発熱
を有効に熱放散させることが可能な絶縁層構造を持つパ
ッケージに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子のパッケージは、半導体素子
を外部環境から保護すること、半導体素子に機械的強度
を持たせた形状にして容易に取り扱えるようにするこ
と、および電気的に外部と接合できる形態にすることを
主な目的とする。
を外部環境から保護すること、半導体素子に機械的強度
を持たせた形状にして容易に取り扱えるようにするこ
と、および電気的に外部と接合できる形態にすることを
主な目的とする。
【０００３】従来、半導体素子を樹脂内に埋設する樹脂
封止型の成形パッケージとしては、金属回路基板または
熱放散用の金属板をセラミック製の絶縁層を介して、半
導体チップを搭載したリードフレームとハンダ接合し一
体にしたものについて、それらの片面のみをトランスフ
ァー成形したもの、またはリードフレーム、半導体チッ
プ、ボンディングワイヤを先にトランスファー成形した
後、絶縁層を再度成形すると同時に金属板と一体に成形
したもの、等が知られている。
封止型の成形パッケージとしては、金属回路基板または
熱放散用の金属板をセラミック製の絶縁層を介して、半
導体チップを搭載したリードフレームとハンダ接合し一
体にしたものについて、それらの片面のみをトランスフ
ァー成形したもの、またはリードフレーム、半導体チッ
プ、ボンディングワイヤを先にトランスファー成形した
後、絶縁層を再度成形すると同時に金属板と一体に成形
したもの、等が知られている。
【０００４】しかしながら、かかる成形パッケージの製
造方法においては、ボンディングワイヤの倒れ、ボイド
の発生、成形樹脂の収縮による反り、等の問題があり、
これらは成形パッケージのみならず半導体素子の性能低
下や故障発生の原因となる。従って、それらの問題点を
できるだけ低減する必要がある。
造方法においては、ボンディングワイヤの倒れ、ボイド
の発生、成形樹脂の収縮による反り、等の問題があり、
これらは成形パッケージのみならず半導体素子の性能低
下や故障発生の原因となる。従って、それらの問題点を
できるだけ低減する必要がある。
【０００５】また、高度な集積回路の普及に伴い、熱放
散性の向上（低熱抵抗化）および反りを低減させた大型
成形パッケージに対応できる技術が望まれている。
散性の向上（低熱抵抗化）および反りを低減させた大型
成形パッケージに対応できる技術が望まれている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の成形
パッケージの製造方法におけるボンディングワイヤの倒
れ、ボイドの発生、成形樹脂の収縮による反り（特に大
型成形パッケージに関する）、等の問題を改良し、かつ
少ない工程数で、絶縁性、耐水性、熱サイクル性、熱放
散性に優れた半導体素子のパッケージおよびその製造方
法を提供することを目的とする。
パッケージの製造方法におけるボンディングワイヤの倒
れ、ボイドの発生、成形樹脂の収縮による反り（特に大
型成形パッケージに関する）、等の問題を改良し、かつ
少ない工程数で、絶縁性、耐水性、熱サイクル性、熱放
散性に優れた半導体素子のパッケージおよびその製造方
法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の半導体素子のパッケージおよびその製造方法は以下の
通りである。すなわち、本発明の第１の態様は、一面が
露出した金属板と、該金属板の他面上に形成された高熱
伝導性で、かつ高電気抵抗性の絶縁層と、該絶縁層上に
設けられた半導体チップが搭載されたリードフレームと
を有し、少なくとも前記半導体チップおよび前記リード
フレームを覆って常温で液体の熱硬化性樹脂の真空射出
成形による熱硬化性樹脂層が形成されている半導体素子
のパッケージに関するものである。
の半導体素子のパッケージおよびその製造方法は以下の
通りである。すなわち、本発明の第１の態様は、一面が
露出した金属板と、該金属板の他面上に形成された高熱
伝導性で、かつ高電気抵抗性の絶縁層と、該絶縁層上に
設けられた半導体チップが搭載されたリードフレームと
を有し、少なくとも前記半導体チップおよび前記リード
フレームを覆って常温で液体の熱硬化性樹脂の真空射出
成形による熱硬化性樹脂層が形成されている半導体素子
のパッケージに関するものである。
【０００８】本発明の第２の態様は、一面が露出した高
熱伝導性で、かつ高電気抵抗性の絶縁層と、該絶縁層上
に設けられた半導体チップが搭載されたリードフレーム
とを有し、少なくとも前記半導体チップおよび前記リー
ドフレームを覆って常温で液体の熱硬化性樹脂層の真空
射出成形による熱硬化性樹脂層が形成されている半導体
素子のパッケージに関するものである。
熱伝導性で、かつ高電気抵抗性の絶縁層と、該絶縁層上
に設けられた半導体チップが搭載されたリードフレーム
とを有し、少なくとも前記半導体チップおよび前記リー
ドフレームを覆って常温で液体の熱硬化性樹脂層の真空
射出成形による熱硬化性樹脂層が形成されている半導体
素子のパッケージに関するものである。
【０００９】本発明の第３の態様は、絶縁層がアルミナ
クロスを備える前記のいずれかに記載の半導体素子のパ
ッケージに関するものである。
クロスを備える前記のいずれかに記載の半導体素子のパ
ッケージに関するものである。
【００１０】本発明の第４の態様は、絶縁層がアルミナ
フィラーを含む前記のいずれかに記載の半導体素子のパ
ッケージに関するものである。
フィラーを含む前記のいずれかに記載の半導体素子のパ
ッケージに関するものである。
【００１１】本発明の第５の態様は、絶縁層は熱伝導率
が３．２〜３．６Ｗ／ｍ・ｋである高熱伝導性樹脂から
形成されている前記のいずれかに記載の半導体素子のパ
ッケージに関するものである。
が３．２〜３．６Ｗ／ｍ・ｋである高熱伝導性樹脂から
形成されている前記のいずれかに記載の半導体素子のパ
ッケージに関するものである。
【００１２】本発明の第６の態様は、半導体素子のパッ
ケージが、熱硬化性樹脂層の周囲に硬質樹脂の成形部材
を備える前記のいずれかに記載の半導体素子のパッケー
ジに関するものである。
ケージが、熱硬化性樹脂層の周囲に硬質樹脂の成形部材
を備える前記のいずれかに記載の半導体素子のパッケー
ジに関するものである。
【００１３】本発明の第７の態様は、前記半導体素子の
パッケージが、取り付けネジ用の穴を備える前記のいず
れかに記載の半導体素子のパッケージに関するものであ
る。
パッケージが、取り付けネジ用の穴を備える前記のいず
れかに記載の半導体素子のパッケージに関するものであ
る。
【００１４】本発明の第８の態様は、絶縁層の寸法を維
持する手段を伴って、金属板上に絶縁層を形成する工程
と、前記絶縁層を介し前記金属板と半導体チップを搭載
させたリードフレームとを真空接着させた後、加圧し絶
縁層の寸法を調整する工程と、前記絶縁層を介して一体
化された前記リードフレームと金属板とを成形金型に挿
入する工程と、前記成形金型に熱硬化性樹脂を室温で真
空射出成形し硬化させる工程とを備える半導体素子のパ
ッケージの製造方法に関するものである。
持する手段を伴って、金属板上に絶縁層を形成する工程
と、前記絶縁層を介し前記金属板と半導体チップを搭載
させたリードフレームとを真空接着させた後、加圧し絶
縁層の寸法を調整する工程と、前記絶縁層を介して一体
化された前記リードフレームと金属板とを成形金型に挿
入する工程と、前記成形金型に熱硬化性樹脂を室温で真
空射出成形し硬化させる工程とを備える半導体素子のパ
ッケージの製造方法に関するものである。
【００１５】本発明の第９の態様は、絶縁層を形成する
ための隙間を確保する手段を伴って、半導体チップを搭
載したリードフレームを金属板上に載せ、成形金型に挿
入する工程と、該成形金型に熱硬化性樹脂を真空射出成
形しキャビティ内をフル充填する工程と、さらに加圧し
ながら前記絶縁層を形成するための隙間に前記熱硬化性
樹脂を侵入させ、硬化させる工程とを具える半導体素子
のパッケージの製造方法に関するものである。
ための隙間を確保する手段を伴って、半導体チップを搭
載したリードフレームを金属板上に載せ、成形金型に挿
入する工程と、該成形金型に熱硬化性樹脂を真空射出成
形しキャビティ内をフル充填する工程と、さらに加圧し
ながら前記絶縁層を形成するための隙間に前記熱硬化性
樹脂を侵入させ、硬化させる工程とを具える半導体素子
のパッケージの製造方法に関するものである。
【００１６】本発明の第１０の態様は、絶縁層を形成す
るための隙間を確保する手段を伴って、半導体チップを
搭載したリードフレームを成形金型に直接挿入する工程
と、該成形金型に熱硬化性樹脂を真空射出成形しキャビ
ティ内をフル充填する工程と、さらに加圧しながら前記
絶縁層を形成するための隙間に前記熱硬化性樹脂を侵入
させ、硬化させる工程とを具える半導体素子のパッケー
ジの製造方法に関するものである。
るための隙間を確保する手段を伴って、半導体チップを
搭載したリードフレームを成形金型に直接挿入する工程
と、該成形金型に熱硬化性樹脂を真空射出成形しキャビ
ティ内をフル充填する工程と、さらに加圧しながら前記
絶縁層を形成するための隙間に前記熱硬化性樹脂を侵入
させ、硬化させる工程とを具える半導体素子のパッケー
ジの製造方法に関するものである。
【００１７】本発明の第１１の態様は、前記絶縁層の寸
法を維持する手段として、前記絶縁層を形成する高熱伝
導性樹脂に該絶縁層の所望の厚さと等しくなるように粒
度管理したガラスビーズを加える前記に記載の半導体素
子のパッケージの製造方法に関するものである。
法を維持する手段として、前記絶縁層を形成する高熱伝
導性樹脂に該絶縁層の所望の厚さと等しくなるように粒
度管理したガラスビーズを加える前記に記載の半導体素
子のパッケージの製造方法に関するものである。
【００１８】本発明の第１２の態様は、前記絶縁層の寸
法を維持する手段または前記絶縁層を形成するための隙
間を確保する手段として、前記金属板と前記半導体チッ
プを搭載したリードフレームとの間にアルミナクロスを
使用する前記に記載の半導体素子のパッケージの製造方
法に関するものである。
法を維持する手段または前記絶縁層を形成するための隙
間を確保する手段として、前記金属板と前記半導体チッ
プを搭載したリードフレームとの間にアルミナクロスを
使用する前記に記載の半導体素子のパッケージの製造方
法に関するものである。
【００１９】本発明の第１３の態様は、前記絶縁層の寸
法を維持する手段または前記絶縁層を形成するための隙
間を確保する手段として、前記リードフレームに先端を
錐にして尖らせ、絶縁層の所望の厚さと等しくなるよう
に錐の高さを調節した成形樹脂ピンを取り付ける前記の
いずれかに記載の半導体素子のパッケージの製造方法に
関するものである。
法を維持する手段または前記絶縁層を形成するための隙
間を確保する手段として、前記リードフレームに先端を
錐にして尖らせ、絶縁層の所望の厚さと等しくなるよう
に錐の高さを調節した成形樹脂ピンを取り付ける前記の
いずれかに記載の半導体素子のパッケージの製造方法に
関するものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明は、ボンディングワイヤの
倒れ、ボイドの発生、成形樹脂の収縮による反り（特に
大型成形パッケージに関する）を改良した成形パッケー
ジ構造体を１回の成形で製造することを可能にするもの
である。かかる製造では、成形パッケージ構造体におい
て、少なくとも半導体チップおよびボンディングワイヤ
の部分にはボンディングワイヤが倒れないような粘度、
すなわち、成形温度１００℃〜１５０℃において２００
〜５００ポイズの粘度、を持つ室温で液状の熱硬化性樹
脂を用い、ボイドの発生をなくすために真空射出成形を
用いる。
倒れ、ボイドの発生、成形樹脂の収縮による反り（特に
大型成形パッケージに関する）を改良した成形パッケー
ジ構造体を１回の成形で製造することを可能にするもの
である。かかる製造では、成形パッケージ構造体におい
て、少なくとも半導体チップおよびボンディングワイヤ
の部分にはボンディングワイヤが倒れないような粘度、
すなわち、成形温度１００℃〜１５０℃において２００
〜５００ポイズの粘度、を持つ室温で液状の熱硬化性樹
脂を用い、ボイドの発生をなくすために真空射出成形を
用いる。
【００２１】本発明に係わる半導体素子のパッケージに
は、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂といった、通
常、封止に使用される熱硬化性樹脂を用いることがで
き、必要に応じて、該熱硬化性樹脂に、可撓化剤、硬化
剤、硬化促進剤、充填剤、難燃剤、カップリング剤、離
型剤、着色剤、改質剤、等の添加剤を加えても良い。例
えば、応力に関する問題を改善するためには、熱硬化性
樹脂としてエポキシ系樹脂を選択し、該エポキシ系樹脂
にシリカフィラー等の無機フィラーを添加したものを使
用するか、または該エポキシ系樹脂に可撓化剤を添加し
て可撓性樹脂としたものを使用することで熱膨張係数お
よび機械的強度を改善することができる。
は、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂といった、通
常、封止に使用される熱硬化性樹脂を用いることがで
き、必要に応じて、該熱硬化性樹脂に、可撓化剤、硬化
剤、硬化促進剤、充填剤、難燃剤、カップリング剤、離
型剤、着色剤、改質剤、等の添加剤を加えても良い。例
えば、応力に関する問題を改善するためには、熱硬化性
樹脂としてエポキシ系樹脂を選択し、該エポキシ系樹脂
にシリカフィラー等の無機フィラーを添加したものを使
用するか、または該エポキシ系樹脂に可撓化剤を添加し
て可撓性樹脂としたものを使用することで熱膨張係数お
よび機械的強度を改善することができる。
【００２２】また、成形パッケージを形成するための真
空射出成形と同時に、高熱伝導性で、かつ高電気抵抗性
の絶縁層を形成する場合を考慮して、高熱伝導率である
物質を前記熱硬化性樹脂に添加し、熱伝導率を少なくと
も３．２〜３．６Ｗ／ｍ・ｋの範囲に高くすることが望
ましい。ここでは、高熱伝導率であるアルミナフィラー
を添加した熱硬化性樹脂を以下、高熱伝導性樹脂とい
い、熱伝導率が３．６Ｗ／ｍ・ｋの高熱伝導性樹脂が最
も好ましい。本発明の一実施態様例では、アルミナフィ
ラーをエポキシ系樹脂に添加したものを使用する。高熱
伝導性樹脂の充分な流動性を確保するためには、粒度分
布が１０〜８０μｍであるアルミナフィラーを使用する
ことが好ましい。また、熱伝導率を向上させるために
は、できるだけ多くのアルミナフィラーを添加すること
が望ましいが、絶縁層の形状を充分維持するために８５
〜８９重量％（アルミナフィラー＋樹脂＋各種添加剤の
重量基準）の割合で添加することが好ましい。
空射出成形と同時に、高熱伝導性で、かつ高電気抵抗性
の絶縁層を形成する場合を考慮して、高熱伝導率である
物質を前記熱硬化性樹脂に添加し、熱伝導率を少なくと
も３．２〜３．６Ｗ／ｍ・ｋの範囲に高くすることが望
ましい。ここでは、高熱伝導率であるアルミナフィラー
を添加した熱硬化性樹脂を以下、高熱伝導性樹脂とい
い、熱伝導率が３．６Ｗ／ｍ・ｋの高熱伝導性樹脂が最
も好ましい。本発明の一実施態様例では、アルミナフィ
ラーをエポキシ系樹脂に添加したものを使用する。高熱
伝導性樹脂の充分な流動性を確保するためには、粒度分
布が１０〜８０μｍであるアルミナフィラーを使用する
ことが好ましい。また、熱伝導率を向上させるために
は、できるだけ多くのアルミナフィラーを添加すること
が望ましいが、絶縁層の形状を充分維持するために８５
〜８９重量％（アルミナフィラー＋樹脂＋各種添加剤の
重量基準）の割合で添加することが好ましい。
【００２３】本発明の成形パッケージの製造において実
施される液状熱硬化性樹脂の真空射出成形は、真空下で
液状熱硬化性樹脂を射出成形することによりボイドの発
生をなくす手段である。その際、狭い隙間に樹脂を侵入
させ、かつ成形サイクルを上げるために、かかる液状熱
硬化性樹脂は速硬化する必要がある。しかしながら、速
硬化すると樹脂の含浸距離が短くなるため、侵入速度を
上げなければならない。そのため、キャビティ内に樹脂
が入るまではボンディングワイヤの倒れを考慮して低圧
で射出し、キャビティ内がフル充填された後は、加圧力
を上げることにより狭い隙間の侵入速度を上げ細密充填
する。その結果、樹脂の硬化における収縮を低減し、ボ
イドの発生をなくすことが可能となる。
施される液状熱硬化性樹脂の真空射出成形は、真空下で
液状熱硬化性樹脂を射出成形することによりボイドの発
生をなくす手段である。その際、狭い隙間に樹脂を侵入
させ、かつ成形サイクルを上げるために、かかる液状熱
硬化性樹脂は速硬化する必要がある。しかしながら、速
硬化すると樹脂の含浸距離が短くなるため、侵入速度を
上げなければならない。そのため、キャビティ内に樹脂
が入るまではボンディングワイヤの倒れを考慮して低圧
で射出し、キャビティ内がフル充填された後は、加圧力
を上げることにより狭い隙間の侵入速度を上げ細密充填
する。その結果、樹脂の硬化における収縮を低減し、ボ
イドの発生をなくすことが可能となる。
【００２４】また、成形樹脂の収縮による反りを低減す
るために、成形パッケージにヒートシンクへの取り付け
用ネジ穴を設け、これらをネジ止めして固定する。一般
的に半導体素子のパッケージは、その構造においてバイ
メタルとなるため、大型の成形パッケージは特に反りが
生じやすい。したがって、パッケージ構造体の一部に硬
質樹脂の成形部材を用い、この硬質部材でリードフレー
ムを支持して反りを低減する。そのために硬質成形部材
にリードフレームを差し込むスリットを設け、ヒートシ
ンクへの固定には硬質成形部材に設けたネジ穴を利用す
る。
るために、成形パッケージにヒートシンクへの取り付け
用ネジ穴を設け、これらをネジ止めして固定する。一般
的に半導体素子のパッケージは、その構造においてバイ
メタルとなるため、大型の成形パッケージは特に反りが
生じやすい。したがって、パッケージ構造体の一部に硬
質樹脂の成形部材を用い、この硬質部材でリードフレー
ムを支持して反りを低減する。そのために硬質成形部材
にリードフレームを差し込むスリットを設け、ヒートシ
ンクへの固定には硬質成形部材に設けたネジ穴を利用す
る。
【００２５】本発明の成形パッケージの熱放散性を向上
させるためには、絶縁層の熱伝導率を上げること、およ
び絶縁層の機械的強度に問題が生じない範囲内において
できるだけ薄型化することにより熱抵抗を小さくする必
要がある。本発明の実施態様においては、薄くて均一な
絶縁層を形成するために、以下のような方法を用いた。
すなわち、第１にアルミナクロスの基材厚さを利用する
方法、第２に成形樹脂中に粒径をそろえたガラスビーズ
を配合する方法、第３にリードフレームに成形樹脂ピン
を取り付ける方法である。
させるためには、絶縁層の熱伝導率を上げること、およ
び絶縁層の機械的強度に問題が生じない範囲内において
できるだけ薄型化することにより熱抵抗を小さくする必
要がある。本発明の実施態様においては、薄くて均一な
絶縁層を形成するために、以下のような方法を用いた。
すなわち、第１にアルミナクロスの基材厚さを利用する
方法、第２に成形樹脂中に粒径をそろえたガラスビーズ
を配合する方法、第３にリードフレームに成形樹脂ピン
を取り付ける方法である。
【００２６】第１の方法では、アルミナクロスが絶縁層
の厚さを保持すること、および熱伝導性を向上させるこ
との双方に作用しており、かかる方法は、アルミナクロ
スをプリプレグにして絶縁層を形成する方法と、金属板
とリードフレームの間にアルミナクロスを挟み、成形樹
脂の真空射出成形と同時に絶縁層を形成する方法とに分
けられる。前者におけるアルミナクロスのプリプレグ
は、アルミナクロスを基材にして、例えば、ビスマレイ
ミドトリアジン樹脂、高耐熱エポキシ樹脂といった耐熱
性樹脂に、必要に応じてアルミナフィラーを添加したも
のを塗工することにより実施される。
の厚さを保持すること、および熱伝導性を向上させるこ
との双方に作用しており、かかる方法は、アルミナクロ
スをプリプレグにして絶縁層を形成する方法と、金属板
とリードフレームの間にアルミナクロスを挟み、成形樹
脂の真空射出成形と同時に絶縁層を形成する方法とに分
けられる。前者におけるアルミナクロスのプリプレグ
は、アルミナクロスを基材にして、例えば、ビスマレイ
ミドトリアジン樹脂、高耐熱エポキシ樹脂といった耐熱
性樹脂に、必要に応じてアルミナフィラーを添加したも
のを塗工することにより実施される。
【００２７】第２の方法では、絶縁層の所望の厚さに応
じてガラスビーズの粒径を変えることができる。ガラス
ビーズは、成形樹脂の３〜５重量％の範囲で配合するこ
とが好ましく、この範囲より低い配合では絶縁層の厚さ
を維持するのに充分でなく、この範囲より高い配合では
熱伝導性を低下させることになる。
じてガラスビーズの粒径を変えることができる。ガラス
ビーズは、成形樹脂の３〜５重量％の範囲で配合するこ
とが好ましく、この範囲より低い配合では絶縁層の厚さ
を維持するのに充分でなく、この範囲より高い配合では
熱伝導性を低下させることになる。
【００２８】第３の方法では、成形樹脂ピンの先端の錐
の高さを変えることにより所望の厚さの絶縁層を形成す
ることができる。成形樹脂ピンの形状の詳細について
は、以降の実施例において説明する。かかる方法を使用
することにより、成形樹脂の真空射出成形と同時に絶縁
層を形成することができる。
の高さを変えることにより所望の厚さの絶縁層を形成す
ることができる。成形樹脂ピンの形状の詳細について
は、以降の実施例において説明する。かかる方法を使用
することにより、成形樹脂の真空射出成形と同時に絶縁
層を形成することができる。
【００２９】
【実施例】以下、本発明に係わる半導体素子の成形パッ
ケージの製造方法を図面に基づいて詳細に説明する。製
造において用いられた成形樹脂および成形条件は、本発
明の一実施態様であり、これらに限定されるものではな
い。
ケージの製造方法を図面に基づいて詳細に説明する。製
造において用いられた成形樹脂および成形条件は、本発
明の一実施態様であり、これらに限定されるものではな
い。
【００３０】（実施例１）図１（ａ）は、真空射出成形
により形成された可撓性樹脂層１および硬質樹脂の成形
部材２を組み合わせた成形パッケージ構造体を示す断面
図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）の成形パッケージ
構造に適用可能な半導体素子の一例を示す平面図であ
る。
により形成された可撓性樹脂層１および硬質樹脂の成形
部材２を組み合わせた成形パッケージ構造体を示す断面
図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）の成形パッケージ
構造に適用可能な半導体素子の一例を示す平面図であ
る。
【００３１】図１（ａ）および図１（ｂ）から分かるよ
うに、成形パッケージ構造に適用可能な半導体素子は、
半導体チップ３を搭載したリードフレーム４が絶縁層５
を介して金属板６と一体化されており、半導体チップ３
とリードフレーム４の上部が可撓性樹脂層１でモールド
されている。その際、半導体チップ３とリードフレーム
４は、８０μｍのＡｌのワイヤ７（以下、ボンディング
ワイヤという）でボンディングされている。そして、そ
のような構造体が硬質樹脂の成形部材２と組み合わされ
ている。
うに、成形パッケージ構造に適用可能な半導体素子は、
半導体チップ３を搭載したリードフレーム４が絶縁層５
を介して金属板６と一体化されており、半導体チップ３
とリードフレーム４の上部が可撓性樹脂層１でモールド
されている。その際、半導体チップ３とリードフレーム
４は、８０μｍのＡｌのワイヤ７（以下、ボンディング
ワイヤという）でボンディングされている。そして、そ
のような構造体が硬質樹脂の成形部材２と組み合わされ
ている。
【００３２】かかる成形パッケージの構造は、大型成形
パッケージにおける反りまたは応力が問題になる場合に
ついて有効である。製造方法は以下の通りである。
パッケージにおける反りまたは応力が問題になる場合に
ついて有効である。製造方法は以下の通りである。
【００３３】全周に切り欠きを付けたＡｌ板６をその長
手方向において、取り付けネジ用穴８およびリードフレ
ーム４の差込スリットを有するＰＰＳ製の硬質プラスチ
ック成形部材２でホールドする。その際、Ａｌ板６に
は、絶縁層５になる熱伝導率が３．６Ｗ／ｍ・ｋである
高熱伝導性樹脂（アルミナフィラーを８９ｗｔ％、液状
エポキシ樹脂、アミン系硬化剤、減粘剤を１１ｗｔ％含
む）を２５０μｍの厚さに印刷し、真空度０．４ｔｏｒ
ｒにおいて前処理し印刷時の巻き込み気泡を抜いた。
手方向において、取り付けネジ用穴８およびリードフレ
ーム４の差込スリットを有するＰＰＳ製の硬質プラスチ
ック成形部材２でホールドする。その際、Ａｌ板６に
は、絶縁層５になる熱伝導率が３．６Ｗ／ｍ・ｋである
高熱伝導性樹脂（アルミナフィラーを８９ｗｔ％、液状
エポキシ樹脂、アミン系硬化剤、減粘剤を１１ｗｔ％含
む）を２５０μｍの厚さに印刷し、真空度０．４ｔｏｒ
ｒにおいて前処理し印刷時の巻き込み気泡を抜いた。
【００３４】次に、半導体チップ３を搭載したリードフ
レーム４を硬質プラスチック成形部材２でホールドしな
がら、０．３ｔｏｒｒの真空中、１５０℃においてＡｌ
板６と組み合わせ、ボイドなしで接着させた。その際、
硬質プラスチック成形部材２のＡｌ板６との接触部分に
１液性加熱硬化型シリコーン接着剤を塗布しておき、上
述の真空接着の際に一緒に接着させた。
レーム４を硬質プラスチック成形部材２でホールドしな
がら、０．３ｔｏｒｒの真空中、１５０℃においてＡｌ
板６と組み合わせ、ボイドなしで接着させた。その際、
硬質プラスチック成形部材２のＡｌ板６との接触部分に
１液性加熱硬化型シリコーン接着剤を塗布しておき、上
述の真空接着の際に一緒に接着させた。
【００３５】絶縁層５と接着剤を硬化させた後、成形金
型に挿入して、可撓性樹脂である東芝シリコーン社製の
TSE 3232（商品名）を用いて室温で液状真空射出成形す
ることにより可撓性樹脂層１を形成し、硬化させること
で成形パッケージを製造した。かかる方法に従って製造
された半導体素子の成形パッケージは、モジュールの特
性を満足し、反りが小さく、成形収縮によって半導体チ
ップにかかる応力を低減でき、半導体チップのコートも
兼用した。また、成形パッケージのヒートシンク９など
への締め付け時や熱衝撃試験による外部応力および熱応
力を低減することで、絶縁層にかかる応力も低減でき、
信頼性のある半導体素子のパッケージとなった。
型に挿入して、可撓性樹脂である東芝シリコーン社製の
TSE 3232（商品名）を用いて室温で液状真空射出成形す
ることにより可撓性樹脂層１を形成し、硬化させること
で成形パッケージを製造した。かかる方法に従って製造
された半導体素子の成形パッケージは、モジュールの特
性を満足し、反りが小さく、成形収縮によって半導体チ
ップにかかる応力を低減でき、半導体チップのコートも
兼用した。また、成形パッケージのヒートシンク９など
への締め付け時や熱衝撃試験による外部応力および熱応
力を低減することで、絶縁層にかかる応力も低減でき、
信頼性のある半導体素子のパッケージとなった。
【００３６】（実施例２）図２は、真空射出成形により
形成された熱硬化性樹脂層１からなる成形パッケージ構
造体を示す断面図である。すなわち、本実施例の構造は
図１に示した硬質樹脂の成形部材２を用いず、熱硬化性
樹脂層１および金属板６に設けた取り付けネジ用穴８を
用いてヒートシンク９などへ半導体素子の成形パッケー
ジを取り付ける。かかる成形パッケージの構造は、パッ
ケージの成形を１回で完了させる際に薄型化した絶縁層
を形成するのに有効な手段を伴う。かかる手段は、以下
の実施例において記述する。
形成された熱硬化性樹脂層１からなる成形パッケージ構
造体を示す断面図である。すなわち、本実施例の構造は
図１に示した硬質樹脂の成形部材２を用いず、熱硬化性
樹脂層１および金属板６に設けた取り付けネジ用穴８を
用いてヒートシンク９などへ半導体素子の成形パッケー
ジを取り付ける。かかる成形パッケージの構造は、パッ
ケージの成形を１回で完了させる際に薄型化した絶縁層
を形成するのに有効な手段を伴う。かかる手段は、以下
の実施例において記述する。
【００３７】（実施例２−１）図３（ａ）は、プリプレ
グにしたアルミナクロスを絶縁層５に使用した半導体素
子の断面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）における絶縁層
５の断面拡大図である。 半導体素子および該半導体素
子のパッケージの製造方法は、以下の通りである。
グにしたアルミナクロスを絶縁層５に使用した半導体素
子の断面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）における絶縁層
５の断面拡大図である。 半導体素子および該半導体素
子のパッケージの製造方法は、以下の通りである。
【００３８】全周に切り欠きを付けたＡｌ板６と半導体
チップ３を搭載したリードフレーム４の間に、アルミナ
クロス１０を基材にしたプリプレグを挟み、真空プレス
で接着して厚さ１５０μｍの絶縁層５を形成する。高熱
伝導性にするためにアルミナを基材にしたアルミナクロ
ス１０のプリプレグは、アルミナフィラーを６５ｗｔ％
配合したジシアンジアミド系エポキシ樹脂１１を塗工し
たものを用いた。これを真空プレスにより３気圧に加圧
しながら硬化させ、厚さ１５０μｍのボイドのない絶縁
層５にした。この場合の絶縁層の熱伝導率は３．６Ｗ／
ｍ・ｋであった。
チップ３を搭載したリードフレーム４の間に、アルミナ
クロス１０を基材にしたプリプレグを挟み、真空プレス
で接着して厚さ１５０μｍの絶縁層５を形成する。高熱
伝導性にするためにアルミナを基材にしたアルミナクロ
ス１０のプリプレグは、アルミナフィラーを６５ｗｔ％
配合したジシアンジアミド系エポキシ樹脂１１を塗工し
たものを用いた。これを真空プレスにより３気圧に加圧
しながら硬化させ、厚さ１５０μｍのボイドのない絶縁
層５にした。この場合の絶縁層の熱伝導率は３．６Ｗ／
ｍ・ｋであった。
【００３９】引き続き、絶縁層５を介して一体化された
半導体チップ３を搭載したリードフレーム４を成形金型
に挿入して、真空度１ｔｏｒｒにおいて、５ｋｇ／ｃｍ
2 でアミン系硬化剤、シリカフィラーをそれぞれ添加し
た脂環式エポキシ樹脂を室温で真空射出成形し、硬化さ
せ成形パッケージを製造した。
半導体チップ３を搭載したリードフレーム４を成形金型
に挿入して、真空度１ｔｏｒｒにおいて、５ｋｇ／ｃｍ
2 でアミン系硬化剤、シリカフィラーをそれぞれ添加し
た脂環式エポキシ樹脂を室温で真空射出成形し、硬化さ
せ成形パッケージを製造した。
【００４０】（実施例２−２）図４（ａ）および（ｂ）
は、絶縁層の厚さを保持するために粒径を揃えたガラス
ビーズ１２を使用した半導体素子の製造方法を説明する
ための断面図である。半導体素子および該半導体素子の
パッケージの製造方法は、以下の通りである。
は、絶縁層の厚さを保持するために粒径を揃えたガラス
ビーズ１２を使用した半導体素子の製造方法を説明する
ための断面図である。半導体素子および該半導体素子の
パッケージの製造方法は、以下の通りである。
【００４１】切り欠きを付けた金属板６上に、図４
（ａ）に示すように、粒径が１５０μｍのガラスビーズ
１２を５ｗｔ％（高熱伝導性樹脂の重量基準）含む実施
例１と同様の高熱伝導性樹脂１１を印刷して、厚さ２５
０μｍの絶縁層を設けた。その際、真空度０．４ｔｏｒ
ｒにおいて前処理し、印刷時の巻き込み気泡を抜いた。
（ａ）に示すように、粒径が１５０μｍのガラスビーズ
１２を５ｗｔ％（高熱伝導性樹脂の重量基準）含む実施
例１と同様の高熱伝導性樹脂１１を印刷して、厚さ２５
０μｍの絶縁層を設けた。その際、真空度０．４ｔｏｒ
ｒにおいて前処理し、印刷時の巻き込み気泡を抜いた。
【００４２】次に、図４（ｂ）に示すように、真空度
０．３ｔｏｒｒにおいて、前処理したＡｌ板６とリード
フレーム４とを絶縁層を介して接着させた。その際、３
００ｇ／ｃｍ2 で加圧しながら硬化させ、スペーサにな
るガラスビーズ１２の直径と同じ寸法である厚さ１５０
μｍの絶縁層を形成した。
０．３ｔｏｒｒにおいて、前処理したＡｌ板６とリード
フレーム４とを絶縁層を介して接着させた。その際、３
００ｇ／ｃｍ2 で加圧しながら硬化させ、スペーサにな
るガラスビーズ１２の直径と同じ寸法である厚さ１５０
μｍの絶縁層を形成した。
【００４３】引き続き、絶縁層を介して一体化された半
導体チップ３を搭載したリードフレーム４を成形金型に
挿入して、真空度１ｔｏｒｒにおいて、５ｋｇ／ｃｍ2
でアミン系硬化剤、シリカフィラーをそれぞれ添加した
脂環式エポキシ樹脂を室温で真空射出し、硬化させ成形
パッケージを製造した。
導体チップ３を搭載したリードフレーム４を成形金型に
挿入して、真空度１ｔｏｒｒにおいて、５ｋｇ／ｃｍ2
でアミン系硬化剤、シリカフィラーをそれぞれ添加した
脂環式エポキシ樹脂を室温で真空射出し、硬化させ成形
パッケージを製造した。
【００４４】（実施例２−３）図５（ａ）〜（ｃ）は、
絶縁層の厚さを保持するために成形樹脂ピン１３を使用
する半導体素子の製造方法を説明するための断面図であ
る。
絶縁層の厚さを保持するために成形樹脂ピン１３を使用
する半導体素子の製造方法を説明するための断面図であ
る。
【００４５】半導体素子および該半導体素子のパッケー
ジの製造方法は、以下の通りである。
ジの製造方法は、以下の通りである。
【００４６】先ず、図５（ａ）に示すように、全周に切
り欠きを付けた金属板６上に実施例１と同様の高熱伝導
性樹脂１１を印刷して、厚さ２５０μｍの絶縁層を設け
た。その際、真空度０．４ｔｏｒｒにおいて前処理し、
印刷時の巻き込み気泡を抜いた。
り欠きを付けた金属板６上に実施例１と同様の高熱伝導
性樹脂１１を印刷して、厚さ２５０μｍの絶縁層を設け
た。その際、真空度０．４ｔｏｒｒにおいて前処理し、
印刷時の巻き込み気泡を抜いた。
【００４７】次に、図５（ｂ）に示すように、絶縁層の
厚さを保持するために成形樹脂ピン１３の錐の高さを１
５０μｍにして、リードフレーム４のランド間に差し込
み９０度まわすことで固定したものと前処理したＡｌ板
６とを、絶縁層を介して真空度０．３ｔｏｒｒにおいて
接着させた。その際、５０ｇ／ピンで加圧しながら硬化
させ、スペーサになる成形樹脂ピン１３の錐の高さと同
じ寸法である厚さ１５０μｍの絶縁層を形成した。
厚さを保持するために成形樹脂ピン１３の錐の高さを１
５０μｍにして、リードフレーム４のランド間に差し込
み９０度まわすことで固定したものと前処理したＡｌ板
６とを、絶縁層を介して真空度０．３ｔｏｒｒにおいて
接着させた。その際、５０ｇ／ピンで加圧しながら硬化
させ、スペーサになる成形樹脂ピン１３の錐の高さと同
じ寸法である厚さ１５０μｍの絶縁層を形成した。
【００４８】図６は、本発明の実施態様において使用す
ることができる成形樹脂ピン１３の形状を示すものであ
り、図６（ａ）は正面図、図６（ｂ）は断面図である。
成形樹脂中のフィラーに成形樹脂ピン１３の先端がのり
絶縁層の寸法１４が大きくならないように、成形樹脂ピ
ンの先端を錐にして尖らせた。また、図６から分かるよ
うに成形樹脂ピン１３の表面には凹凸をつけ、成形樹脂
との接着面積を増やし、かつ界面から水分が侵入し難い
形状とした。さらに、上型寸法１７は、リードフレーム
と一緒に加圧し接着する際、ボンディングワイヤに当た
らない高さであれば問題無い。
ることができる成形樹脂ピン１３の形状を示すものであ
り、図６（ａ）は正面図、図６（ｂ）は断面図である。
成形樹脂中のフィラーに成形樹脂ピン１３の先端がのり
絶縁層の寸法１４が大きくならないように、成形樹脂ピ
ンの先端を錐にして尖らせた。また、図６から分かるよ
うに成形樹脂ピン１３の表面には凹凸をつけ、成形樹脂
との接着面積を増やし、かつ界面から水分が侵入し難い
形状とした。さらに、上型寸法１７は、リードフレーム
と一緒に加圧し接着する際、ボンディングワイヤに当た
らない高さであれば問題無い。
【００４９】最後に、図５（ｃ）に示すように、絶縁層
を介して一体化された半導体チップを搭載したリードフ
レームを成形金型に挿入して、真空度１ｔｏｒｒにおい
て、５ｋｇ／ｃｍ2 で絶縁層と同様の高熱伝導性樹脂を
室温で真空射出成形し、硬化させ成形パッケージを製造
した。
を介して一体化された半導体チップを搭載したリードフ
レームを成形金型に挿入して、真空度１ｔｏｒｒにおい
て、５ｋｇ／ｃｍ2 で絶縁層と同様の高熱伝導性樹脂を
室温で真空射出成形し、硬化させ成形パッケージを製造
した。
【００５０】以上の方法により得られた成形パッケージ
は、安定した絶縁寸法および機械的強度を保持し、かつ
熱抵抗に優れており、さらにパッケージの成形を１回で
完了することが可能である。
は、安定した絶縁寸法および機械的強度を保持し、かつ
熱抵抗に優れており、さらにパッケージの成形を１回で
完了することが可能である。
【００５１】（実施例３）図７および図８は、１回の成
形で絶縁層および成形パッケージを同時成形することが
可能な成形パッケージ構造体の断面図である。より詳細
には、絶縁層を形成する隙間を確保する方法として、図
７ではアルミナクロス１０を使用し、図８では成形樹脂
ピン１３を使用している。それぞれの製造方法は以下の
通りである。
形で絶縁層および成形パッケージを同時成形することが
可能な成形パッケージ構造体の断面図である。より詳細
には、絶縁層を形成する隙間を確保する方法として、図
７ではアルミナクロス１０を使用し、図８では成形樹脂
ピン１３を使用している。それぞれの製造方法は以下の
通りである。
【００５２】（実施例３−１）図７は、絶縁層を形成す
る隙間を確保する方法としてアルミナクロス１０を使用
したパッケージの製造方法を説明する断面図である。
る隙間を確保する方法としてアルミナクロス１０を使用
したパッケージの製造方法を説明する断面図である。
【００５３】図７（ａ）に示すように、全周に切り欠き
を付けたＡｌ板６と半導体チップ３を搭載したリードフ
レーム４との間にアルミナクロス１０を挟み、絶縁層５
の厚さが１５０μｍになるようにリードフレーム４を押
さえ込むピン１８を使い成形金型１９で押さえ込む。
を付けたＡｌ板６と半導体チップ３を搭載したリードフ
レーム４との間にアルミナクロス１０を挟み、絶縁層５
の厚さが１５０μｍになるようにリードフレーム４を押
さえ込むピン１８を使い成形金型１９で押さえ込む。
【００５４】尚、図７（ｂ）は、アルミナクロスを挟ん
だ絶縁層の拡大断面図である。この状態で、図７（ｃ）
に示すように、真空度１ｔｏｒｒにおいて、可撓性樹脂
である東芝シリコーン社製のTSE 3232（商品名）を５ｋ
ｇ／ｃｍ2 で射出成形しキャビティ内をフル充填し、さ
らに５０ｋｇ／ｃｍ2 で射出成形し細密充填した後、硬
化させることにより成形パッケージを形成し、同時にア
ルミナクロスに成形樹脂を含浸させたボイドのない絶縁
層を形成した。この場合の絶縁層の熱伝導率は３．２Ｗ
／ｍ・ｋであった。
だ絶縁層の拡大断面図である。この状態で、図７（ｃ）
に示すように、真空度１ｔｏｒｒにおいて、可撓性樹脂
である東芝シリコーン社製のTSE 3232（商品名）を５ｋ
ｇ／ｃｍ2 で射出成形しキャビティ内をフル充填し、さ
らに５０ｋｇ／ｃｍ2 で射出成形し細密充填した後、硬
化させることにより成形パッケージを形成し、同時にア
ルミナクロスに成形樹脂を含浸させたボイドのない絶縁
層を形成した。この場合の絶縁層の熱伝導率は３．２Ｗ
／ｍ・ｋであった。
【００５５】（実施例３−２）図８（ａ）は、絶縁層を
形成する隙間を確保する方法として成形樹脂ピン１３を
使用した成形パッケージの断面図である。
形成する隙間を確保する方法として成形樹脂ピン１３を
使用した成形パッケージの断面図である。
【００５６】図８（ａ）に示すように、絶縁層の厚さを
保持するために錐の高さが１５０μｍである成形樹脂ピ
ンを取り付けたリードフレームを全周に切り欠きを付け
たAl板６の上にのせる。その際、成形樹脂ピン１３の後
ろを成形金型に差し込む。尚、ここで使用する成形樹脂
ピン１３は、実施例２−３で使用したものと同様であ
る。
保持するために錐の高さが１５０μｍである成形樹脂ピ
ンを取り付けたリードフレームを全周に切り欠きを付け
たAl板６の上にのせる。その際、成形樹脂ピン１３の後
ろを成形金型に差し込む。尚、ここで使用する成形樹脂
ピン１３は、実施例２−３で使用したものと同様であ
る。
【００５７】この状態で、真空度１ｔｏｒｒにおいて、
実施例１と同様の高熱伝導性樹脂を５ｋｇ／ｃｍ2 で射
出成形しキャビティ内をフル充填し、さらに５０ｋｇ／
cm2で射出成形し細密充填した後、硬化させることによ
り図８（ｂ）に示すような成形パッケージとボイドのな
い絶縁層が同時に形成された。
実施例１と同様の高熱伝導性樹脂を５ｋｇ／ｃｍ2 で射
出成形しキャビティ内をフル充填し、さらに５０ｋｇ／
cm2で射出成形し細密充填した後、硬化させることによ
り図８（ｂ）に示すような成形パッケージとボイドのな
い絶縁層が同時に形成された。
【００５８】以上の方法により得られた成形パッケージ
は、安定した絶縁寸法および機械的強度を保持し、かつ
熱抵抗に優れており、さらに絶縁層およびパッケージの
成形を１回で完了することが可能である。
は、安定した絶縁寸法および機械的強度を保持し、かつ
熱抵抗に優れており、さらに絶縁層およびパッケージの
成形を１回で完了することが可能である。
【００５９】（実施例４）図９は、半導体チップを搭載
したリードフレームの周囲が全て熱硬化性樹脂層１であ
る成形パッケージ構造体を示す断面図である。かかる成
形パッケージは、絶縁層の厚さを保持するために錐の高
さが１５０μｍである成形樹脂ピンを、半導体チップを
搭載したリードフレームに取り付け、成形金型に挿入し
真空射出成形を行うことを除いて、実施例３−２と同様
に実施することにより製造した。
したリードフレームの周囲が全て熱硬化性樹脂層１であ
る成形パッケージ構造体を示す断面図である。かかる成
形パッケージは、絶縁層の厚さを保持するために錐の高
さが１５０μｍである成形樹脂ピンを、半導体チップを
搭載したリードフレームに取り付け、成形金型に挿入し
真空射出成形を行うことを除いて、実施例３−２と同様
に実施することにより製造した。
【００６０】以上の方法により得られた成形パッケージ
は、安定した絶縁寸法および機械的強度を保持し、かつ
熱抵抗に優れており、さらに絶縁層およびパッケージの
成形を１回で完了することが可能である。
は、安定した絶縁寸法および機械的強度を保持し、かつ
熱抵抗に優れており、さらに絶縁層およびパッケージの
成形を１回で完了することが可能である。
【００６１】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、従来の
成形パッケージの製造方法におけるボンディングワイヤ
の倒れ、ボイドの発生、成形樹脂の収縮による反りを改
良した成形パッケージの提供が可能となり、かつ成形回
数が減少されるため生産効率を向上することが可能とな
った。また、熱放散性の向上を考慮した絶縁層を効率よ
く形成することもできる。
成形パッケージの製造方法におけるボンディングワイヤ
の倒れ、ボイドの発生、成形樹脂の収縮による反りを改
良した成形パッケージの提供が可能となり、かつ成形回
数が減少されるため生産効率を向上することが可能とな
った。また、熱放散性の向上を考慮した絶縁層を効率よ
く形成することもできる。
【図１】本発明に基づく成形パッケージの第１の実施例
を示すものであって、（ａ）は成形パッケージ構造を示
す断面図、（ｂ）は（ａ）の成形パッケージ構造に適用
可能な半導体素子の一例を示す平面図である。
を示すものであって、（ａ）は成形パッケージ構造を示
す断面図、（ｂ）は（ａ）の成形パッケージ構造に適用
可能な半導体素子の一例を示す平面図である。
【図２】本発明に基づく成形パッケージの第２の実施例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図３】図２に示す成形パッケージ構造に適用される半
導体素子の絶縁層を形成する第１の実施態様を説明する
ための半導体素子の断面図である。
導体素子の絶縁層を形成する第１の実施態様を説明する
ための半導体素子の断面図である。
【図４】図２に示す成形パッケージ構造に適用される半
導体素子の絶縁層を形成する第２の実施態様を説明する
ための半導体素子の断面図である。
導体素子の絶縁層を形成する第２の実施態様を説明する
ための半導体素子の断面図である。
【図５】図２に示す成形パッケージ構造の製造方法およ
び該成形パッケージに適用される半導体素子の絶縁層を
形成する第３の実施態様を説明するためのものであっ
て、（ａ）〜（ｃ）は、各工程に対応した半導体素子の
断面図である。
び該成形パッケージに適用される半導体素子の絶縁層を
形成する第３の実施態様を説明するためのものであっ
て、（ａ）〜（ｃ）は、各工程に対応した半導体素子の
断面図である。
【図６】本発明の実施態様において使用される成形樹脂
ピンの形状を示す概略図である。
ピンの形状を示す概略図である。
【図７】本発明に基づく成形パッケージ構造の第３の実
施例において、該成形パッケージおよび絶縁層を形成す
る第１の実施態様を説明するための断面図である。
施例において、該成形パッケージおよび絶縁層を形成す
る第１の実施態様を説明するための断面図である。
【図８】本発明に基づく成形パッケージ構造の第３の実
施例において、該成形パッケージおよび絶縁層を形成す
る第２の実施態様を説明するための断面図である。
施例において、該成形パッケージおよび絶縁層を形成す
る第２の実施態様を説明するための断面図である。
【図９】本発明に基づく成形パッケージの第４の実施例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
１ 熱硬化性樹脂層（可撓性樹脂層） ２ 硬質樹脂の成形部材 ３ 半導体チップ ４ リードフレーム ５ 絶縁層 ６ 金属板（Ａｌ板） ７ ボンディングワイヤ ８ 取り付けネジ用穴 ９ ヒートシンク １０ アルミナクロス １１ 高熱伝導性樹脂（アルミナフィラー含有樹脂） １２ ガラスビーズ １３ 成形樹脂ピン １４ 絶縁層寸法 １５ リードフレーム寸法 １６ リードフレームランド間寸法 １７ 上型寸法 １８ リードフレームを押さえ込むピン １９ 成形金型 ２０ 樹脂の流れ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 良成 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 Ｆターム(参考） 4M109 AA01 BA01 CA21 DB02 DB03 GA02 GA05 5F061 AA01 BA01 CA21 DA06 FA02 FA05
Claims (13)
- 【請求項１】 一面が露出した金属板と、 該金属板の他面上に形成された高熱伝導性で、かつ高電
気抵抗性の絶縁層と、 該絶縁層上に設けられた半導体チップが搭載されたリー
ドフレームとを有し、少なくとも前記半導体チップおよ
び前記リードフレームを覆って常温で液体の熱硬化性樹
脂の真空射出成形による熱硬化性樹脂層が形成されてい
ることを特徴とする半導体素子のパッケージ。 - 【請求項２】 一面が露出した高熱伝導性で、かつ高電
気抵抗性の絶縁層と、 該絶縁層上に設けられた半導体チップが搭載されたリー
ドフレームとを有し、少なくとも前記半導体チップおよ
び前記リードフレームを覆って常温で液体の熱硬化性樹
脂層の真空射出成形による熱硬化性樹脂層が形成されて
いることを特徴とする半導体素子のパッケージ。 - 【請求項３】 前記絶縁層は、アルミナクロスを備える
ことを特徴とする請求項１または２に記載の半導体素子
のパッケージ。 - 【請求項４】 前記絶縁層は、アルミナフィラーを含む
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の半
導体素子のパッケージ。 - 【請求項５】 前記絶縁層は、熱伝導率が３．２〜３．
６Ｗ／ｍ・ｋである高熱伝導性樹脂から形成されている
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の半
導体素子のパッケージ。 - 【請求項６】 前記半導体素子のパッケージは、前記熱
硬化性樹脂層の周囲に硬質樹脂の成形部材を備えること
を特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の半導体
素子のパッケージ。 - 【請求項７】 前記半導体素子のパッケージは、取り付
けネジ用の穴を備えることを特徴とする請求項１から６
のいずれかに記載の半導体素子のパッケージ。 - 【請求項８】 絶縁層の寸法を維持する手段を伴って、
金属板上に絶縁層を形成する工程と、 前記絶縁層を介し前記金属板と半導体チップを搭載させ
たリードフレームとを真空接着させた後、加圧し絶縁層
の寸法を調整する工程と、 前記絶縁層を介して一体化された前記リードフレームと
金属板とを成形金型に挿入する工程と、 前記成形金型に熱硬化性樹脂を室温で真空射出成形し硬
化させる工程とを備えることを特徴とする半導体素子の
パッケージの製造方法。 - 【請求項９】 絶縁層を形成するための隙間を確保する
手段を伴って、半導体チップを搭載したリードフレーム
を金属板上に載せ、成形金型に挿入する工程と、 該成形金型に熱硬化性樹脂を真空射出成形しキャビティ
内をフル充填する工程と、 さらに加圧しながら前記絶縁層を形成するための隙間に
前記熱硬化性樹脂を侵入させ、硬化させる工程とを具え
ることを特徴とする半導体素子のパッケージの製造方
法。 - 【請求項１０】 絶縁層を形成するための隙間を確保す
る手段を伴って、半導体チップを搭載したリードフレー
ムを成形金型に直接挿入する工程と、 該成形金型に熱硬化性樹脂を真空射出成形しキャビティ
内をフル充填する工程と、 さらに加圧しながら前記絶縁層を形成するための隙間に
前記熱硬化性樹脂を侵入させ、硬化させる工程とを具え
ることを特徴とする半導体素子のパッケージの製造方
法。 - 【請求項１１】 前記絶縁層の寸法を維持する手段とし
て、前記絶縁層を形成する高熱伝導性樹脂に該絶縁層の
所望の厚さと等しくなるように粒度管理したガラスビー
ズを加えることを特徴とする請求項８に記載の半導体素
子のパッケージの製造方法。 - 【請求項１２】 前記絶縁層の寸法を維持する手段また
は前記絶縁層を形成するための隙間を確保する手段とし
て、前記金属板と前記半導体チップを搭載したリードフ
レームとの間にアルミナクロスを使用することを特徴と
する請求項８または９に記載の半導体素子のパッケージ
の製造方法。 - 【請求項１３】 前記絶縁層の寸法を維持する手段また
は前記絶縁層を形成するための隙間を確保する手段とし
て、前記リードフレームに先端を錐にして尖らせ、絶縁
層の所望の厚さと等しくなるように錐の高さを調節した
成形樹脂ピンを取り付けることを特徴とする請求項８、
９または１０のいずれかに記載の半導体素子のパッケー
ジの製造方法。
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