JP2001308254A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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- H01L2924/35—Mechanical effects
- H01L2924/351—Thermal stress
Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体装置の製造に一般的な技術によってヒ
ートシンクを有する半導体装置を製造、更に、施される
金メッキの面積を低減させる。 【解決手段】 ヒートシンクの一方の面に半導体チップ
を搭載し、ヒートシンクの他方の面をタブに固定し、タ
ブとインナーリードとは高さ位置を異ならせる。また、
リードのインナーリードとは高さ位置が異なるタブが設
けられたリードフレームを用い、ヒートシンクに半導体
チップを搭載し、半導体チップを搭載したヒートシンク
をタブに固定する。タブとヒートシンクとの接合面積が
広いので、銀ロウ付けによらずにヒートシンクをタブに
固定することができる。リードフレーム及びヒートシン
クの夫々単体に金メッキを行なうことができるので、比
較的厚い金被膜をヒートシンクに、比較的薄い金被膜を
リードフレームに高精度に形成することができるので、
金剥離処理が容易になる。
ートシンクを有する半導体装置を製造、更に、施される
金メッキの面積を低減させる。 【解決手段】 ヒートシンクの一方の面に半導体チップ
を搭載し、ヒートシンクの他方の面をタブに固定し、タ
ブとインナーリードとは高さ位置を異ならせる。また、
リードのインナーリードとは高さ位置が異なるタブが設
けられたリードフレームを用い、ヒートシンクに半導体
チップを搭載し、半導体チップを搭載したヒートシンク
をタブに固定する。タブとヒートシンクとの接合面積が
広いので、銀ロウ付けによらずにヒートシンクをタブに
固定することができる。リードフレーム及びヒートシン
クの夫々単体に金メッキを行なうことができるので、比
較的厚い金被膜をヒートシンクに、比較的薄い金被膜を
リードフレームに高精度に形成することができるので、
金剥離処理が容易になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置或いは
その製造方法に関し、特に、ヒートシンクを有する半導
体装置に適用して有効な技術に関するものである。
その製造方法に関し、特に、ヒートシンクを有する半導
体装置に適用して有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】移動体通信の端末機送信出力段等の電力
増幅回路或いは電源回路、電源保護回路等にはパワート
ランジスタが用いられているが、パワートランジスタで
は、大電力を扱うために発熱の問題があり、この発熱を
外部に放出し半導体装置の温度上昇を防止するためにヒ
ートシンクを取り付けたものがある。ヒートシンクを取
り付けた半導体装置については、例えば日経ＢＰ社刊
「ＶＬＳＩパッケージング技術（下）」２０１頁乃至２
０４頁に記載されている。
増幅回路或いは電源回路、電源保護回路等にはパワート
ランジスタが用いられているが、パワートランジスタで
は、大電力を扱うために発熱の問題があり、この発熱を
外部に放出し半導体装置の温度上昇を防止するためにヒ
ートシンクを取り付けたものがある。ヒートシンクを取
り付けた半導体装置については、例えば日経ＢＰ社刊
「ＶＬＳＩパッケージング技術（下）」２０１頁乃至２
０４頁に記載されている。
【０００３】ヒートシンクの取り付け方としては種々あ
るが、単体のトランジスタ等のように小型の半導体装置
では、図１に樹脂封止前の平面図及びそのａ‐ａ線或い
はｂ‐ｂ線に沿った縦断側面図を示すように、半導体チ
ップ１をヒートシンク２の上面にＡｕ‐Ｓｉ共晶によっ
て搭載し、ヒートシンク２は、放熱性の良好なＣｕ‐Ｍ
ｏを用い、その上面端部を支持リード３下面にＡｇ２０
ロウ付け（Ａｇ‐Ｃｕロウ付けを含む、以下同）によっ
て固定され、半導体チップ１と信号用のリード５のイン
ナーリードとはボンディングワイヤ６で接続し、半導体
チップ、リード５のインナーリード、支持リード３、ヒ
ートシンク２及びボンディングワイヤ６を封止する封止
体７（図１中破線にて図示）をエポキシ樹脂等を用いた
樹脂封止によって形成する。この封止では、ヒートシン
ク２の下面が封止体７から露出し、半導体チップ１の熱
はヒートシンク２を通って露出面から外部に放出される
構成となっている。
るが、単体のトランジスタ等のように小型の半導体装置
では、図１に樹脂封止前の平面図及びそのａ‐ａ線或い
はｂ‐ｂ線に沿った縦断側面図を示すように、半導体チ
ップ１をヒートシンク２の上面にＡｕ‐Ｓｉ共晶によっ
て搭載し、ヒートシンク２は、放熱性の良好なＣｕ‐Ｍ
ｏを用い、その上面端部を支持リード３下面にＡｇ２０
ロウ付け（Ａｇ‐Ｃｕロウ付けを含む、以下同）によっ
て固定され、半導体チップ１と信号用のリード５のイン
ナーリードとはボンディングワイヤ６で接続し、半導体
チップ、リード５のインナーリード、支持リード３、ヒ
ートシンク２及びボンディングワイヤ６を封止する封止
体７（図１中破線にて図示）をエポキシ樹脂等を用いた
樹脂封止によって形成する。この封止では、ヒートシン
ク２の下面が封止体７から露出し、半導体チップ１の熱
はヒートシンク２を通って露出面から外部に放出される
構成となっている。
【０００４】支持リード３と信号用のリード５には、Ａ
ｇロウ付けの際に非常に高温になるため、リードフレー
ムの材料として銅等を用いた場合には軟化してしまうの
で、耐熱性のよいコバール等を用い、リード５にはワイ
ヤボンディングのためインナーリードのボンディング領
域に、ヒートシンク２には、Ａｕ‐Ｓｉ共晶のために、
夫々金被膜９が形成されている。
ｇロウ付けの際に非常に高温になるため、リードフレー
ムの材料として銅等を用いた場合には軟化してしまうの
で、耐熱性のよいコバール等を用い、リード５にはワイ
ヤボンディングのためインナーリードのボンディング領
域に、ヒートシンク２には、Ａｕ‐Ｓｉ共晶のために、
夫々金被膜９が形成されている。
【０００５】続いて、前述した半導体装置の製造方法に
ついて、図２乃至図１３を用いて説明する。先ず、製造
に用いられるリードフレーム及びヒートシンクについて
説明する。
ついて、図２乃至図１３を用いて説明する。先ず、製造
に用いられるリードフレーム及びヒートシンクについて
説明する。
【０００６】リードフレームは、図２に示すように、所
定寸法の母材金属板を用意する。この金属板に、図３に
示すように、プレス或いはエッチングによって支持リー
ド３及びリード５を形成する。
定寸法の母材金属板を用意する。この金属板に、図３に
示すように、プレス或いはエッチングによって支持リー
ド３及びリード５を形成する。
【０００７】このリードフレームに取り付けるヒートシ
ンク２は、先ず図４に示すように、Ｃｕ‐Ｍｏ母材を圧
延によってヒートシンク２の所定の幅及び高さの角材状
に加工し、図５に示すように、Ｃｕ‐Ｍｏ材を個々のヒ
ートシンク２の長さにプレス切断する。続いて、図６に
示すように、Ｃｕ‐Ｍｏ材全面にニッケルメッキを施し
て熱処理を加えてある。
ンク２は、先ず図４に示すように、Ｃｕ‐Ｍｏ母材を圧
延によってヒートシンク２の所定の幅及び高さの角材状
に加工し、図５に示すように、Ｃｕ‐Ｍｏ材を個々のヒ
ートシンク２の長さにプレス切断する。続いて、図６に
示すように、Ｃｕ‐Ｍｏ材全面にニッケルメッキを施し
て熱処理を加えてある。
【０００８】このヒートシンク２を、図７に示すよう
に、リードフレームの支持リード３にＡｇ２０ロウ付け
によって固定した後に、図８に示すように、ヒートシン
ク２を取り付けたリードフレームの半導体チップ１取り
付け領域及びリード５のボンディング領域に部分メッキ
によって金被膜９（図中斜線を付す）を施すが、金被膜
９は、半導体チップ１のダイボンディングは放熱特性の
信頼性を高くするためにＡｕ‐Ｓｉ共晶で行なうので、
その際の４５０℃程度の高温に耐えるため比較的厚く形
成する必要がある。また、ヒートシンク２を取り付けた
後の三次元構造のリードフレームに金メッキを施すた
め、表裏両面に金被膜９が形成され、平板状態のように
は効果的なマスキングが困難なため、必要領域のみなら
ずその周囲までメッキしてしまうことになる。
に、リードフレームの支持リード３にＡｇ２０ロウ付け
によって固定した後に、図８に示すように、ヒートシン
ク２を取り付けたリードフレームの半導体チップ１取り
付け領域及びリード５のボンディング領域に部分メッキ
によって金被膜９（図中斜線を付す）を施すが、金被膜
９は、半導体チップ１のダイボンディングは放熱特性の
信頼性を高くするためにＡｕ‐Ｓｉ共晶で行なうので、
その際の４５０℃程度の高温に耐えるため比較的厚く形
成する必要がある。また、ヒートシンク２を取り付けた
後の三次元構造のリードフレームに金メッキを施すた
め、表裏両面に金被膜９が形成され、平板状態のように
は効果的なマスキングが困難なため、必要領域のみなら
ずその周囲までメッキしてしまうことになる。
【０００９】次に、図９に示すように、半導体チップ１
をダイボンディングし、図１０に示すように、半導体チ
ップ１の外部電極とリード５のインナーリードとをボン
ディングワイヤ６によって電気的に接続した後に、図１
１に示すように、エポキシ樹脂等の封止樹脂によって封
止体７を形成し、半導体チップ１、ヒートシンク２、支
持リード３、リード５のインナーリード及びボンディン
グワイヤ６を封止する。この封止では、ヒートシンク２
は底面を除いたヒートシンクの５面を封止し、底面が封
止体７から露出する。
をダイボンディングし、図１０に示すように、半導体チ
ップ１の外部電極とリード５のインナーリードとをボン
ディングワイヤ６によって電気的に接続した後に、図１
１に示すように、エポキシ樹脂等の封止樹脂によって封
止体７を形成し、半導体チップ１、ヒートシンク２、支
持リード３、リード５のインナーリード及びボンディン
グワイヤ６を封止する。この封止では、ヒートシンク２
は底面を除いたヒートシンクの５面を封止し、底面が封
止体７から露出する。
【００１０】次に、図１２に示すように、封止体７外の
リードフレームに残った金被膜９を除去してから、図１
３に示すように、封止体７外のリードフレーム全面にハ
ンダメッキ（斜線を付す）を施す。
リードフレームに残った金被膜９を除去してから、図１
３に示すように、封止体７外のリードフレーム全面にハ
ンダメッキ（斜線を付す）を施す。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た従来の技術では、半導体チップ１と支持リード３とが
ヒートシンク２の同一面に配置されるので、支持リード
３とヒートシンク２との接合面積は小さいことが望まし
く、小面積で接合強度を確保するために銀ロウ付けによ
ってヒートシンク２を支持リード３に固定しているた
め、リードフレームの材料が限られていた。また、銀ロ
ウ付けの特殊技術と設備が必要になるため、リードフレ
ームの供給元が限られてしまう。
た従来の技術では、半導体チップ１と支持リード３とが
ヒートシンク２の同一面に配置されるので、支持リード
３とヒートシンク２との接合面積は小さいことが望まし
く、小面積で接合強度を確保するために銀ロウ付けによ
ってヒートシンク２を支持リード３に固定しているた
め、リードフレームの材料が限られていた。また、銀ロ
ウ付けの特殊技術と設備が必要になるため、リードフレ
ームの供給元が限られてしまう。
【００１２】加えて、リードフレームとヒートシンク２
の広い範囲に施された金被膜９は、封止体７内ではレジ
ンとの接着性が悪いため、特に封止樹脂と支持リード３
或いはヒートシンク２との界面に隙間が生じやすく、耐
湿性を低下させる要因となる。また、封止体７外では完
成メッキ前に、封止体７外に位置するリード５及び実装
ハンダ付けのために封止体７から露出するヒートシンク
２の底面の金被膜９を剥離させるための処理が必要とな
り、金被膜９が必要領域の周囲を含む広範囲に、しかも
厚く形成されているため、この剥離に要する金剥離薬品
の量が多く、作業時間が長いため、コストを上昇させて
いる。
の広い範囲に施された金被膜９は、封止体７内ではレジ
ンとの接着性が悪いため、特に封止樹脂と支持リード３
或いはヒートシンク２との界面に隙間が生じやすく、耐
湿性を低下させる要因となる。また、封止体７外では完
成メッキ前に、封止体７外に位置するリード５及び実装
ハンダ付けのために封止体７から露出するヒートシンク
２の底面の金被膜９を剥離させるための処理が必要とな
り、金被膜９が必要領域の周囲を含む広範囲に、しかも
厚く形成されているため、この剥離に要する金剥離薬品
の量が多く、作業時間が長いため、コストを上昇させて
いる。
【００１３】なお、リードフレームに取り付ける前のヒ
ートシンク２単体に金メッキを行なうことは、その後の
銀ロウ付けで高温にさらされるため、難しい。
ートシンク２単体に金メッキを行なうことは、その後の
銀ロウ付けで高温にさらされるため、難しい。
【００１４】本発明の課題は、このような問題を解決
し、半導体装置の製造に一般的な技術によってヒートシ
ンクを有する半導体装置を製造することが可能な技術を
提供し、更に、施される金メッキの面積を低減させて、
耐湿性の向上及びコストの低減が可能な技術を提供する
ことにある。
し、半導体装置の製造に一般的な技術によってヒートシ
ンクを有する半導体装置を製造することが可能な技術を
提供し、更に、施される金メッキの面積を低減させて、
耐湿性の向上及びコストの低減が可能な技術を提供する
ことにある。
【００１５】本発明の前記ならびにその他の課題と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
【００１７】ヒートシンクに搭載された半導体チップが
リードのインナーリードと電気的に接続される半導体装
置において、前記ヒートシンクの一方の面に半導体チッ
プを搭載し、ヒートシンクの他方の面をタブに固定し、
前記タブと前記インナーリードとは高さ位置が異なって
いる。
リードのインナーリードと電気的に接続される半導体装
置において、前記ヒートシンクの一方の面に半導体チッ
プを搭載し、ヒートシンクの他方の面をタブに固定し、
前記タブと前記インナーリードとは高さ位置が異なって
いる。
【００１８】また、その製造方法では、前記リードのイ
ンナーリードとは高さ位置が異なるタブが設けられたリ
ードフレームを用い、前記ヒートシンクに半導体チップ
を搭載し、前記半導体チップを搭載したヒートシンクを
前記タブに固定する。
ンナーリードとは高さ位置が異なるタブが設けられたリ
ードフレームを用い、前記ヒートシンクに半導体チップ
を搭載し、前記半導体チップを搭載したヒートシンクを
前記タブに固定する。
【００１９】
【作用】前述の構成によって、ヒートシンクの一方の面
に半導体チップを搭載し、他方の面をタブに固定するた
め、タブとヒートシンクとの接合面積を広くとることが
できるので、銀ロウ付けによらずにヒートシンクをタブ
に固定することができる。このため、リードフレームの
材料選択の幅が拡がり、銀ロウ付けの特殊技術と設備が
不要になるため、供給元が拡大する。
に半導体チップを搭載し、他方の面をタブに固定するた
め、タブとヒートシンクとの接合面積を広くとることが
できるので、銀ロウ付けによらずにヒートシンクをタブ
に固定することができる。このため、リードフレームの
材料選択の幅が拡がり、銀ロウ付けの特殊技術と設備が
不要になるため、供給元が拡大する。
【００２０】加えて、リードフレームに取り付ける前の
ヒートシンク単体に金メッキを行なうことができるの
で、比較的厚い金被膜をヒートシンクのみに形成するこ
とが可能となり、ヒートシンク取り付け前のリードフレ
ームに金メッキを行なうことができるので、比較的薄い
金被膜をボンディング領域に高精度に形成することが可
能となる。このため耐湿性が向上する。更に、金被膜を
剥離させるための処理では、金被膜を必要領域のみに、
しかも薄く形成することが可能となるので、要する金剥
離薬品の量を低減させ、作業時間を短縮することが可能
となり、コストが低減する。
ヒートシンク単体に金メッキを行なうことができるの
で、比較的厚い金被膜をヒートシンクのみに形成するこ
とが可能となり、ヒートシンク取り付け前のリードフレ
ームに金メッキを行なうことができるので、比較的薄い
金被膜をボンディング領域に高精度に形成することが可
能となる。このため耐湿性が向上する。更に、金被膜を
剥離させるための処理では、金被膜を必要領域のみに、
しかも薄く形成することが可能となるので、要する金剥
離薬品の量を低減させ、作業時間を短縮することが可能
となり、コストが低減する。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。なお、実施の形態を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。
する。なお、実施の形態を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。
【００２２】（実施の形態１）図１４は、本発明の一実
施の形態である半導体装置の樹脂封止前の状態を示す平
面図及びそのａ‐ａ線或いはｂ‐ｂ線に沿った縦断側面
図である。
施の形態である半導体装置の樹脂封止前の状態を示す平
面図及びそのａ‐ａ線或いはｂ‐ｂ線に沿った縦断側面
図である。
【００２３】本実施の形態の半導体装置では、半導体チ
ップ１をヒートシンク２の上面にＡｕ‐Ｓｉ共晶によっ
て搭載し、ヒートシンク２は、放熱性が良好で熱膨張率
が半導体チップ１に近いＣｕ‐Ｍｏを用い、その下面が
支持リード３に設けられたタブ４の上面にＡｕ‐Ｇｅロ
ウ付けによって固定されている。
ップ１をヒートシンク２の上面にＡｕ‐Ｓｉ共晶によっ
て搭載し、ヒートシンク２は、放熱性が良好で熱膨張率
が半導体チップ１に近いＣｕ‐Ｍｏを用い、その下面が
支持リード３に設けられたタブ４の上面にＡｕ‐Ｇｅロ
ウ付けによって固定されている。
【００２４】ヒートシンク３に搭載した半導体チップ１
と信号用のリード５のインナーリードとはボンディング
ワイヤ６で接続し、半導体チップ、リード５のインナー
リード、支持リード３及びヒートシンク２を封止する封
止体７（図１４中破線にて図示）をエポキシ樹脂等を用
いた樹脂封止によって形成する。この封止では、タブ４
の下面が封止体７から露出し、半導体チップ１の熱はヒ
ートシンク２を通ってタブ４に伝えられタブ４の露出面
から外部に放出される構成となっている。
と信号用のリード５のインナーリードとはボンディング
ワイヤ６で接続し、半導体チップ、リード５のインナー
リード、支持リード３及びヒートシンク２を封止する封
止体７（図１４中破線にて図示）をエポキシ樹脂等を用
いた樹脂封止によって形成する。この封止では、タブ４
の下面が封止体７から露出し、半導体チップ１の熱はヒ
ートシンク２を通ってタブ４に伝えられタブ４の露出面
から外部に放出される構成となっている。
【００２５】支持リード３及びタブ４と信号用のリード
５とはＣｕが用いられ、支持リード３に設けられたタブ
４とリード５のインナーリードとは高さが異なり、支持
リード３の他の部分とインナーリードとは同じ高さとな
っている。タブ４は、インナーリードよりも低い位置に
あり、支持リード３の前記他の部分からタブ４が低くな
った所謂タブ下げがされている。このタブ下げによっ
て、支持リード３の表面が変形し封止樹脂との密着性が
向上し、耐湿性が向上する。加えて、支持リード３が長
くなるために、支持リード３と封止体７との界面から侵
入する水分の侵入経路が長くなるため、更に耐湿性が向
上する。
５とはＣｕが用いられ、支持リード３に設けられたタブ
４とリード５のインナーリードとは高さが異なり、支持
リード３の他の部分とインナーリードとは同じ高さとな
っている。タブ４は、インナーリードよりも低い位置に
あり、支持リード３の前記他の部分からタブ４が低くな
った所謂タブ下げがされている。このタブ下げによっ
て、支持リード３の表面が変形し封止樹脂との密着性が
向上し、耐湿性が向上する。加えて、支持リード３が長
くなるために、支持リード３と封止体７との界面から侵
入する水分の侵入経路が長くなるため、更に耐湿性が向
上する。
【００２６】また、リード５にはワイヤボンディングの
ためインナーリードのボンディング領域に、比較的薄い
例えば１．５μｍ程度の金被膜が形成され、ヒートシン
ク２の少なくとも上面には、金‐シリコン共晶ダイボン
ディング時の４５０℃程度の高熱に耐えるためには比較
的厚い例えば３μｍ程度の金被膜が形成され、ボンディ
ング領域の金被膜の膜厚がヒートシンク２の金被膜の膜
厚よりも薄くなっている。
ためインナーリードのボンディング領域に、比較的薄い
例えば１．５μｍ程度の金被膜が形成され、ヒートシン
ク２の少なくとも上面には、金‐シリコン共晶ダイボン
ディング時の４５０℃程度の高熱に耐えるためには比較
的厚い例えば３μｍ程度の金被膜が形成され、ボンディ
ング領域の金被膜の膜厚がヒートシンク２の金被膜の膜
厚よりも薄くなっている。
【００２７】本実施の形態では、ヒートシンク２の下面
の全面がタブ４に固定されるため、固定部分の面積が広
く、銀ロウ付けを用いなくても充分な接合強度が得られ
る。また、ヒートシンク２の上面に半導体チップ１を固
定し、下面をタブ４に固定するため、半導体チップ１の
サイズに合わせた小さなサイズとすることができる。従
来は、ヒートシンク２の上面に半導体チップ１の搭載ス
ペースと支持リード３との固定スペースが必要なため、
サイズの縮小が困難であった。ヒートシンク２に用いる
Ｃｕ‐Ｍｏは高価なため、ヒートシンク２を小型化する
ことによって半導体装置のコストを低減させることがで
きる。
の全面がタブ４に固定されるため、固定部分の面積が広
く、銀ロウ付けを用いなくても充分な接合強度が得られ
る。また、ヒートシンク２の上面に半導体チップ１を固
定し、下面をタブ４に固定するため、半導体チップ１の
サイズに合わせた小さなサイズとすることができる。従
来は、ヒートシンク２の上面に半導体チップ１の搭載ス
ペースと支持リード３との固定スペースが必要なため、
サイズの縮小が困難であった。ヒートシンク２に用いる
Ｃｕ‐Ｍｏは高価なため、ヒートシンク２を小型化する
ことによって半導体装置のコストを低減させることがで
きる。
【００２８】また、本実施の形態では支持リード３、タ
ブ４にＣｕを、ヒートシンク２にＣｕ‐Ｍｏを用いてお
り、ヒートシンク２の熱膨張率が、タブ４の熱膨張率と
半導体チップ１の熱膨張率との間になり、タブ４、ヒー
トシンク２、半導体チップ１の順に積層されているの
で、ヒートシンク２によってタブ４と半導体チップ１と
の熱膨張率の差によって生じる熱応力を緩和させること
ができる。この熱応力の緩和のためには、ヒートシンク
２が厚い方が望ましく、少なくともタブ４よりも厚いこ
とが望ましい。また、熱応力のみならず、樹脂封止の際
に印加される応力も緩和させることができる。
ブ４にＣｕを、ヒートシンク２にＣｕ‐Ｍｏを用いてお
り、ヒートシンク２の熱膨張率が、タブ４の熱膨張率と
半導体チップ１の熱膨張率との間になり、タブ４、ヒー
トシンク２、半導体チップ１の順に積層されているの
で、ヒートシンク２によってタブ４と半導体チップ１と
の熱膨張率の差によって生じる熱応力を緩和させること
ができる。この熱応力の緩和のためには、ヒートシンク
２が厚い方が望ましく、少なくともタブ４よりも厚いこ
とが望ましい。また、熱応力のみならず、樹脂封止の際
に印加される応力も緩和させることができる。
【００２９】続いて、本実施の形態の半導体装置の製造
方法について、図１５乃至図３２を用いて説明する。先
ず、本実施の形態に用いられるリードフレーム及びヒー
トシンクについて説明する。
方法について、図１５乃至図３２を用いて説明する。先
ず、本実施の形態に用いられるリードフレーム及びヒー
トシンクについて説明する。
【００３０】リードフレームは、本実施の形態では、コ
バールと比較して、放熱性が良好でコストも低い銅を用
い、図１５に示すように、所定寸法の母材金属板を用意
する。この金属板に、図１６に示すように、全面にニッ
ケルメッキを施し、更にリード５のボンディング領域と
なる部分に部分メッキによって金被膜８（図中斜線を付
す）を形成する。平板状態で部分メッキを行なうので、
高精度にマスキングを行なうことが可能であり、金被膜
８をボンディングの行なわれる面の中央にボンディング
領域をカバーするストライプ状に形成する。
バールと比較して、放熱性が良好でコストも低い銅を用
い、図１５に示すように、所定寸法の母材金属板を用意
する。この金属板に、図１６に示すように、全面にニッ
ケルメッキを施し、更にリード５のボンディング領域と
なる部分に部分メッキによって金被膜８（図中斜線を付
す）を形成する。平板状態で部分メッキを行なうので、
高精度にマスキングを行なうことが可能であり、金被膜
８をボンディングの行なわれる面の中央にボンディング
領域をカバーするストライプ状に形成する。
【００３１】次に、図１７に示すように、プレス或いは
エッチングによって支持リード３、タブ４及びリード５
を形成し、図１８に示すように、支持リード３のタブ４
を他の部分よりも低くタブ下げする。
エッチングによって支持リード３、タブ４及びリード５
を形成し、図１８に示すように、支持リード３のタブ４
を他の部分よりも低くタブ下げする。
【００３２】ヒートシンク２は、本実施の形態では、図
１９に示すように、Ｃｕ‐Ｍｏ母材を圧延によってヒー
トシンク２の所定の幅及び高さの角材状に加工する。続
いて、図２０に示すように、Ｃｕ‐Ｍｏ材全面にニッケ
ルメッキを施して熱処理を加えた後に、図２１に示すよ
うにＣｕ‐Ｍｏ全面に金メッキによって金被膜を形成す
る。この金被膜９は、ダイボンディングを金‐シリコン
共晶で行なうので、４５０℃程度の高熱に耐える必要が
あり、このためボンディング領域の金被膜８よりも厚く
形成する。
１９に示すように、Ｃｕ‐Ｍｏ母材を圧延によってヒー
トシンク２の所定の幅及び高さの角材状に加工する。続
いて、図２０に示すように、Ｃｕ‐Ｍｏ材全面にニッケ
ルメッキを施して熱処理を加えた後に、図２１に示すよ
うにＣｕ‐Ｍｏ全面に金メッキによって金被膜を形成す
る。この金被膜９は、ダイボンディングを金‐シリコン
共晶で行なうので、４５０℃程度の高熱に耐える必要が
あり、このためボンディング領域の金被膜８よりも厚く
形成する。
【００３３】次に、図２２に示すように、Ｃｕ‐Ｍｏ材
を個々のヒートシンク２の長さにプレス切断する。切断
されたヒートシンク２は、図２３に示すように、上下面
はニッケル及び金被膜によって覆われているが、切断さ
れた側面はＣｕ‐Ｍｏが露出した状態となる。この側面
にＣｕ‐Ｍｏが露出しているために、金被膜９によって
覆われている場合と比較して、封止樹脂との密着性が改
善され耐湿性が向上する。
を個々のヒートシンク２の長さにプレス切断する。切断
されたヒートシンク２は、図２３に示すように、上下面
はニッケル及び金被膜によって覆われているが、切断さ
れた側面はＣｕ‐Ｍｏが露出した状態となる。この側面
にＣｕ‐Ｍｏが露出しているために、金被膜９によって
覆われている場合と比較して、封止樹脂との密着性が改
善され耐湿性が向上する。
【００３４】続いて、ヒートシンク２をリードフレーム
に固定するが、この固定のために図２４に示すように、
タブ４のヒートシンク２固定領域にＡｕ‐Ｇｅ膜１０を
形成しておく。
に固定するが、この固定のために図２４に示すように、
タブ４のヒートシンク２固定領域にＡｕ‐Ｇｅ膜１０を
形成しておく。
【００３５】固定するヒートシンク２には、図２５に示
すように、ＦＥＴ等の形成された半導体チップ１を予め
ダイボンディングしておく。ダイボンディングは放熱特
性の信頼性が極めて高い金‐シリコン共晶で行なう。ヒ
ートシンク２をリードフレームに取り付ける前に、半導
体チップ１をヒートシンク２に取り付けておくので、リ
ード５の金被膜８が、ダイボンディングの高熱による影
響を受けることがないので、金被膜８を比較的薄くして
おくことが可能となる。このヒートシンク２を図２６に
示すように、リードフレームのタブ４にＡｕ‐Ｇｅを介
してロウ付けする。銀ロウ付けと比較して低温のため、
銅を軟化させることがない。
すように、ＦＥＴ等の形成された半導体チップ１を予め
ダイボンディングしておく。ダイボンディングは放熱特
性の信頼性が極めて高い金‐シリコン共晶で行なう。ヒ
ートシンク２をリードフレームに取り付ける前に、半導
体チップ１をヒートシンク２に取り付けておくので、リ
ード５の金被膜８が、ダイボンディングの高熱による影
響を受けることがないので、金被膜８を比較的薄くして
おくことが可能となる。このヒートシンク２を図２６に
示すように、リードフレームのタブ４にＡｕ‐Ｇｅを介
してロウ付けする。銀ロウ付けと比較して低温のため、
銅を軟化させることがない。
【００３６】次に、図２７に示すように半導体チップ１
の外部電極と半導体装置の外部端子になるリード５とを
ボンディングワイヤ６によって電気的に接続した後に、
図２８に示すように、エポキシ樹脂等の封止樹脂によっ
て封止体７を形成し、半導体チップ１、支持リード３、
タブ４、リード５のインナーリード及びボンディングワ
イヤ６を封止する。
の外部電極と半導体装置の外部端子になるリード５とを
ボンディングワイヤ６によって電気的に接続した後に、
図２８に示すように、エポキシ樹脂等の封止樹脂によっ
て封止体７を形成し、半導体チップ１、支持リード３、
タブ４、リード５のインナーリード及びボンディングワ
イヤ６を封止する。
【００３７】次に、図２９に示すように、封止体７外の
リードフレームに残った金被膜８を除去してから、図３
０に示すように、封止体７外のリードフレーム全面にハ
ンダメッキを施す。金被膜８の除去は、金被膜８が、高
精度に必要領域だけに薄く形成されるため、金剥離薬品
の消費料量を削減し、作業時間を短縮することができ
る。
リードフレームに残った金被膜８を除去してから、図３
０に示すように、封止体７外のリードフレーム全面にハ
ンダメッキを施す。金被膜８の除去は、金被膜８が、高
精度に必要領域だけに薄く形成されるため、金剥離薬品
の消費料量を削減し、作業時間を短縮することができ
る。
【００３８】この後に、図３１に示すように、製品型番
等のマーキングを行ない、支持リード３及び各リード５
を所定位置で切断し、図３２に示す個々の半導体装置に
分離する。なお本実施の形態では、信号用のリード５は
左右１本でありその上下のリードはリード５の変形防止
のために設けたものであり、封止体７直近で切断する。
この後、各半導体装置はリード５の成形を行ない、図３
３に示すように、エンボステープ１１等に梱包されて出
荷される。
等のマーキングを行ない、支持リード３及び各リード５
を所定位置で切断し、図３２に示す個々の半導体装置に
分離する。なお本実施の形態では、信号用のリード５は
左右１本でありその上下のリードはリード５の変形防止
のために設けたものであり、封止体７直近で切断する。
この後、各半導体装置はリード５の成形を行ない、図３
３に示すように、エンボステープ１１等に梱包されて出
荷される。
【００３９】こうした半導体装置は、例えば移動体通信
の端末機の送信段等に用いられ、図３４に示すように、
基板に実装されて回路素子として機能する。実装基板で
は、エポキシ等を主とした絶縁性の基材１２に例えば銅
膜をパターニングした配線１３を形成し、この配線１３
に半導体装置の各リード５及びタブ４が接続されてい
る。
の端末機の送信段等に用いられ、図３４に示すように、
基板に実装されて回路素子として機能する。実装基板で
は、エポキシ等を主とした絶縁性の基材１２に例えば銅
膜をパターニングした配線１３を形成し、この配線１３
に半導体装置の各リード５及びタブ４が接続されてい
る。
【００４０】半導体チップ１の裏面はＦＥＴのソース電
極となっているため、ヒートシンク２を介してタブ４が
半導体装置のソース端子となっており、タブ４と接続す
る配線１３がソース配線となるが、タブ４は放熱のため
に実装基板の裏面に設けられた放熱板１４とサーマルビ
ア１５によって熱的に接続されており、半導体チップ１
に発生した熱を放熱板１４から効果的に放出することが
できる。
極となっているため、ヒートシンク２を介してタブ４が
半導体装置のソース端子となっており、タブ４と接続す
る配線１３がソース配線となるが、タブ４は放熱のため
に実装基板の裏面に設けられた放熱板１４とサーマルビ
ア１５によって熱的に接続されており、半導体チップ１
に発生した熱を放熱板１４から効果的に放出することが
できる。
【００４１】また、図３５は、本実施の形態の薄い金被
膜８の面積を更に減少させる例である。この例では、支
持リード３及びリード５の配置が前述した例とは異なっ
ており、前述した例では、リードフレームの長手方向に
沿ってリード５が延在していたが、この例では、リード
フレームの長手方向に沿って支持リード３が延在してい
る。このため、リード５のボンディング領域がリードフ
レームの長手方向に延在することになり、この領域を覆
う２本のストライプ状に金被膜８を形成することによっ
て、金被膜８をボンディング領域にのみ形成することが
できる。従って、樹脂封止後の前記金剥離処理が不用に
なる。
膜８の面積を更に減少させる例である。この例では、支
持リード３及びリード５の配置が前述した例とは異なっ
ており、前述した例では、リードフレームの長手方向に
沿ってリード５が延在していたが、この例では、リード
フレームの長手方向に沿って支持リード３が延在してい
る。このため、リード５のボンディング領域がリードフ
レームの長手方向に延在することになり、この領域を覆
う２本のストライプ状に金被膜８を形成することによっ
て、金被膜８をボンディング領域にのみ形成することが
できる。従って、樹脂封止後の前記金剥離処理が不用に
なる。
【００４２】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明
は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要
旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは
勿論である。
前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明
は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要
旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは
勿論である。
【００４３】例えば前述した実施の形態では、支持リー
ド３を変形させてタブ４の高さ位置を変えてあるが、図
３６に示すように、タブ４の半導体チップ搭載領域の位
置をプレス加工等によってエンボス形状に下げることも
可能である。このような構成によって、タブの強度が増
し、加えてタブ４からの放熱量を増加させることができ
る。
ド３を変形させてタブ４の高さ位置を変えてあるが、図
３６に示すように、タブ４の半導体チップ搭載領域の位
置をプレス加工等によってエンボス形状に下げることも
可能である。このような構成によって、タブの強度が増
し、加えてタブ４からの放熱量を増加させることができ
る。
【００４４】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。 （１）本発明によれば、タブとヒートシンクとの接合面
積を広くとることができるので、銀ロウ付けによらずに
ヒートシンクをタブに固定することができるという効果
がある。 （２）本発明によれば、上記効果（１）により、リード
フレームの材料選択の幅が拡がり、銀ロウ付けの特殊技
術と設備が不要になるため、供給元を拡大させることが
できるという効果がある。 （３）本発明によれば、リードフレームに取り付ける前
のヒートシンク単体に金メッキを行なうことができるの
で、比較的厚い金被膜をヒートシンクのみに形成するこ
とが可能となり、ヒートシンク取り付け前のリードフレ
ームに金メッキを行なうことができるので、比較的薄い
金被膜をボンディング領域に高精度に形成することが可
能となるという効果がある。 （４）本発明によれば、上記効果（３）により、耐湿性
が向上するという効果がある。 （５）本発明によれば、上記効果（３）により、金被膜
を剥離させるための処理が容易になるという効果があ
る。 （６）本発明によれば、ヒートシンクを小型化すること
ができるという効果がある。 （７）本発明によれば、上記効果（２）（５）（６）に
より、コストを低減させることができるという効果があ
る。
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。 （１）本発明によれば、タブとヒートシンクとの接合面
積を広くとることができるので、銀ロウ付けによらずに
ヒートシンクをタブに固定することができるという効果
がある。 （２）本発明によれば、上記効果（１）により、リード
フレームの材料選択の幅が拡がり、銀ロウ付けの特殊技
術と設備が不要になるため、供給元を拡大させることが
できるという効果がある。 （３）本発明によれば、リードフレームに取り付ける前
のヒートシンク単体に金メッキを行なうことができるの
で、比較的厚い金被膜をヒートシンクのみに形成するこ
とが可能となり、ヒートシンク取り付け前のリードフレ
ームに金メッキを行なうことができるので、比較的薄い
金被膜をボンディング領域に高精度に形成することが可
能となるという効果がある。 （４）本発明によれば、上記効果（３）により、耐湿性
が向上するという効果がある。 （５）本発明によれば、上記効果（３）により、金被膜
を剥離させるための処理が容易になるという効果があ
る。 （６）本発明によれば、ヒートシンクを小型化すること
ができるという効果がある。 （７）本発明によれば、上記効果（２）（５）（６）に
より、コストを低減させることができるという効果があ
る。
【図１】従来の半導体装置を示す平面図及び縦断側面図
である。
である。
【図２】従来の半導体装置を工程毎に示す平面図及び縦
断側面図である。
断側面図である。
【図３】従来の半導体装置を工程毎に示す平面図及び縦
断側面図である。
断側面図である。
【図４】従来の半導体装置を工程毎に示す平面図及び縦
断側面図である。
断側面図である。
【図５】従来の半導体装置を工程毎に示す平面図及び縦
断側面図である。
断側面図である。
【図６】従来の半導体装置を工程毎に示す平面図及び縦
断側面図である。
断側面図である。
【図７】従来の半導体装置を工程毎に示す平面図及び縦
断側面図である。
断側面図である。
【図８】従来の半導体装置を工程毎に示す平面図及び縦
断側面図である。
断側面図である。
【図９】従来の半導体装置を工程毎に示す平面図及び縦
断側面図である。
断側面図である。
【図１０】従来の半導体装置を工程毎に示す平面図及び
縦断側面図である。
縦断側面図である。
【図１１】従来の半導体装置を工程毎に示す平面図及び
縦断側面図である。
縦断側面図である。
【図１２】従来の半導体装置を工程毎に示す平面図及び
縦断側面図である。
縦断側面図である。
【図１３】従来の半導体装置を工程毎に示す平面図及び
縦断側面図である。
縦断側面図である。
【図１４】本発明の一実施の形態である半導体装置を示
す平面図及び縦断側面図である。
す平面図及び縦断側面図である。
【図１５】本発明の一実施の形態である半導体装置を工
程毎に示す平面図及び縦断側面図である。
程毎に示す平面図及び縦断側面図である。
【図１６】本発明の一実施の形態である半導体装置を工
程毎に示す平面図及び縦断側面図である。
程毎に示す平面図及び縦断側面図である。
【図１７】本発明の一実施の形態である半導体装置を工
程毎に示す平面図及び縦断側面図である。
程毎に示す平面図及び縦断側面図である。
【図１８】本発明の一実施の形態である半導体装置を工
程毎に示す平面図及び縦断側面図である。
程毎に示す平面図及び縦断側面図である。
【図１９】本発明の一実施の形態である半導体装置を工
程毎に示す平面図及び縦断側面図である。
程毎に示す平面図及び縦断側面図である。
【図２０】本発明の一実施の形態である半導体装置を工
程毎に示す平面図及び縦断側面図である。
程毎に示す平面図及び縦断側面図である。
【図２１】本発明の一実施の形態である半導体装置を工
程毎に示す平面図及び縦断側面図である。
程毎に示す平面図及び縦断側面図である。
【図２２】本発明の一実施の形態である半導体装置を工
程毎に示す平面図及び縦断側面図である。
程毎に示す平面図及び縦断側面図である。
【図２３】本発明の一実施の形態である半導体装置を工
程毎に示す平面図及び縦断側面図である。
程毎に示す平面図及び縦断側面図である。
【図２４】本発明の一実施の形態である半導体装置を工
程毎に示す平面図及び縦断側面図である。
程毎に示す平面図及び縦断側面図である。
【図２５】本発明の一実施の形態である半導体装置を工
程毎に示す平面図及び縦断側面図である。
程毎に示す平面図及び縦断側面図である。
【図２６】本発明の一実施の形態である半導体装置を工
程毎に示す平面図及び縦断側面図である。
程毎に示す平面図及び縦断側面図である。
【図２７】本発明の一実施の形態である半導体装置を工
程毎に示す平面図及び縦断側面図である。
程毎に示す平面図及び縦断側面図である。
【図２８】本発明の一実施の形態である半導体装置を工
程毎に示す平面図及び縦断側面図である。
程毎に示す平面図及び縦断側面図である。
【図２９】本発明の一実施の形態である半導体装置を工
程毎に示す平面図及び縦断側面図である。
程毎に示す平面図及び縦断側面図である。
【図３０】本発明の一実施の形態である半導体装置を工
程毎に示す平面図及び縦断側面図である。
程毎に示す平面図及び縦断側面図である。
【図３１】本発明の一実施の形態である半導体装置を工
程毎に示す平面図及び縦断側面図である。
程毎に示す平面図及び縦断側面図である。
【図３２】本発明の一実施の形態である半導体装置を工
程毎に示す三面図及び斜視図である。
程毎に示す三面図及び斜視図である。
【図３３】本発明の一実施の形態である半導体装置の梱
包状態を示す平面図である。
包状態を示す平面図である。
【図３４】本発明の一実施の形態である半導体装置の実
装状態を示す縦断面図である。
装状態を示す縦断面図である。
【図３５】本発明の一実施の形態である半導体装置の変
形例を示す平面図及び縦断側面図である。
形例を示す平面図及び縦断側面図である。
【図３６】本発明の一実施の形態である半導体装置の変
形例を示す斜視図である。
形例を示す斜視図である。
１…半導体チップ、２…ヒートシンク、３…支持リー
ド、４…タブ、５…リード、６…ボンディングワイヤ、
７…封止体、８，９…金被膜、１０…Ａｕ‐Ｇｅ膜、１
１…エンボステープ、１２…基材、１３…配線、１４…
放熱板、１５…サーマルビア、２０…Ａｇ。
ド、４…タブ、５…リード、６…ボンディングワイヤ、
７…封止体、８，９…金被膜、１０…Ａｕ‐Ｇｅ膜、１
１…エンボステープ、１２…基材、１３…配線、１４…
放熱板、１５…サーマルビア、２０…Ａｇ。
Claims (5)
- 【請求項１】 ヒートシンクに搭載された半導体チップ
がリードのインナーリードと電気的に接続される半導体
装置において、 前記ヒートシンクの一方の面に半導体チップが固定さ
れ、ヒートシンクの他方の面がタブに固定されており、
前記タブと前記インナーリードとは高さ位置が異なって
いることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 前記インナーリードのボンディング領域
とヒートシンクの半導体チップ搭載領域とには金被膜が
形成され、ボンディング領域の金被膜の膜厚が半導体チ
ップ搭載領域の金被膜の膜厚よりも薄いことを特徴とす
る請求項１に記載の半導体装置。 - 【請求項３】 前記ヒートシンクがＣｕ‐Ｍｏであり、
このヒートシンクが前記タブにＡｕ‐Ｇｅロウ付けされ
ていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の
半導体装置。 - 【請求項４】 前記タブの一方の面にヒートシンクが固
定され、前記タブの他方の面が半導体装置の封止体から
露出していることを特徴とする請求項１乃至請求項３の
何れか一項に記載の半導体装置。 - 【請求項５】 ヒートシンクに搭載された半導体チップ
がリードのインナーリードと電気的に接続される半導体
装置の製造方法において、 前記リードのインナーリードとは高さ位置が異なるタブ
が設けられたリードフレームを用い、 前記ヒートシンクに半導体チップを搭載する工程と、 前記半導体チップを搭載したヒートシンクを前記タブに
固定する工程とを有することを特徴とする半導体装置の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000125830A JP2001308254A (ja) | 2000-04-26 | 2000-04-26 | 半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000125830A JP2001308254A (ja) | 2000-04-26 | 2000-04-26 | 半導体装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7026719B2 (en) * | 2003-02-26 | 2006-04-11 | Advanced Semiconductor Engineering, Inc. | Semiconductor package with a heat spreader |
| JP2007273682A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Dowa Holdings Co Ltd | 放熱板およびその製造法 |
| JP2008218472A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-18 | Denso Corp | 半導体装置 |
-
2000
- 2000-04-26 JP JP2000125830A patent/JP2001308254A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7026719B2 (en) * | 2003-02-26 | 2006-04-11 | Advanced Semiconductor Engineering, Inc. | Semiconductor package with a heat spreader |
| JP2007273682A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Dowa Holdings Co Ltd | 放熱板およびその製造法 |
| JP2008218472A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-18 | Denso Corp | 半導体装置 |
| JP4715772B2 (ja) * | 2007-02-28 | 2011-07-06 | 株式会社デンソー | 半導体装置 |
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