JP2004095965A - 樹脂封止形半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】樹脂封止形半導体装置の半導体素子で発生した熱を放熱板に効率よく伝達し且つリードフレームと放熱板との間で十分な絶縁耐圧を得る。
【解決手段】樹脂封止形半導体装置の放熱板（６）の一方の端部（６ａ）と支持板（２）の他方の縁部（２ｄ）との間の樹脂封止体（７）の主面（７ａ）に凹部（８）を形成する。凹部（８）は、放熱板（６）の一方の端部（６ａ）側に形成され且つ放熱板（６）の主面（６ｂ）に対して１５度〜７０度の角度（θ）で傾斜する第１の傾斜部（８ａ）と、第１の傾斜部（８ａ）に対向し且つ放熱板（６）の主面（６ｂ）に対して７０度〜９０度の角度（ψ）で傾斜する第２の傾斜部（８ｂ）と、第１の傾斜部（８ａ）と第２の傾斜部（８ｂ）との間に形成される底部（８ｃ）とを有する。底部（８ｃ）は、支持板（２）の主面（２ａ）より放熱板（６）の主面（６ｂ）に接近し且つ放熱板（６）の主面（６ｂ）との間に絞り開口（９）を形成して、支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）内に流動化した樹脂（２１）を偏向し案内する。
【選択図】 図１
【解決手段】樹脂封止形半導体装置の放熱板（６）の一方の端部（６ａ）と支持板（２）の他方の縁部（２ｄ）との間の樹脂封止体（７）の主面（７ａ）に凹部（８）を形成する。凹部（８）は、放熱板（６）の一方の端部（６ａ）側に形成され且つ放熱板（６）の主面（６ｂ）に対して１５度〜７０度の角度（θ）で傾斜する第１の傾斜部（８ａ）と、第１の傾斜部（８ａ）に対向し且つ放熱板（６）の主面（６ｂ）に対して７０度〜９０度の角度（ψ）で傾斜する第２の傾斜部（８ｂ）と、第１の傾斜部（８ａ）と第２の傾斜部（８ｂ）との間に形成される底部（８ｃ）とを有する。底部（８ｃ）は、支持板（２）の主面（２ａ）より放熱板（６）の主面（６ｂ）に接近し且つ放熱板（６）の主面（６ｂ）との間に絞り開口（９）を形成して、支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）内に流動化した樹脂（２１）を偏向し案内する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂封止形半導体装置、特に放熱板とリードフレームとの間隙に絶縁層を樹脂封止体の一部により形成した樹脂封止形半導体装置に属する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子を搭載したリードフレームを金属製の放熱板の上方に配置し、樹脂封止体の一部によりリードフレームと放熱板との間に絶縁層を形成しながら、放熱板とリードフレームとを樹脂封止体によって一体に樹脂成型した樹脂封止形半導体装置は公知である（例えば、特許文献１参照）。例えば、図８に示すように、従来の樹脂封止形半導体装置は、放熱板（６）と、放熱板（６）から一定の距離だけ離間して放熱板（６）の上方に配置されたリードフレーム組立体（１）と、放熱板（６）の上面及び側面並びにリードフレーム組立体（１）の内端部を密封する樹脂封止体（７）とを備えている。リードフレーム組立体（１）は、半導体チップ（半導体素子）（３）を固着した主面（２ａ）を有する支持板（２）と、支持板（２）の一方の縁部（２ｂ）側に並列に配置された３本のリード端子（４）と、半導体チップ（３）の電極とリード端子（４）とを電気的に接続するリード細線（５）とを備えている。間隙（１０）をもって支持板（２）の裏面（２ｃ）から離間して配置される放熱板（６）は、支持板（２）の他方の縁部（２ｄ）よりも突出する。樹脂封止体（７）は、放熱板（６）の一部、支持板（２）及びリード端子（４）の内端のみならず、半導体チップ（３）及びリード細線（５）を被覆し、支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）を充填する絶縁層を形成する。
例えば銅（Ｃｕ）等の金属から成る板材を周知のプレス加工により形成されるリードフレーム組立体（１）の表面にはニッケル（Ｎｉ）メッキが施される。即ち、図９に示すように、リードフレーム組立体（１）を構成する支持板（２）の一方の縁部（２ｂ）の略中央から１本のリード端子（４ａ）が延出して形成され、リード端子（４ａ）の両側に支持板（２）の一方の縁部（２ｂ）から離間して２本のリード端子（４ｂ， ４ｃ）が配置され、２本のリード端子（４ｂ， ４ｃ）はリード細線（５）を介して半導体チップ（３）の電極に電気的に接続される。放熱板（６）は、リードフレーム組立体（１）よりも板厚が厚く且つ銅（Ｃｕ）等の良好な熱伝導金属から成る板材により、対向する支持板（２）の面積よりも大きい面積で平面四角形状に形成される。リードフレーム組立体（１）を構成する支持板（２）、半導体チップ（３）、リード端子（４）の一部及びリード細線（５）は、エポキシ等の熱硬化性樹脂から成る樹脂封止体（７）により被覆され、これと共に支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）にも樹脂封止体（７）の一部を構成する樹脂が充填され絶縁層を形成する。図８ではリードフレーム組立体（１）を構成する支持板（２）と各リード端子（４）とを略同一の厚さの銅板で形成した例を示すが、支持板（２）を各リード端子（４）よりも厚く形成してもよい。
【０００３】
樹脂封止体（７）は、図１０（Ａ）〜（Ｃ）に示す過程を経て形成される。即ち、図１０（Ａ）に示すように、放熱板（６）とリードフレーム組立体（１）を構成する支持板（２）とを互いに離間した状態で上型（１２）と下型（１３）とから成る金型（１１）の空所（キャビティ）（２０）内に配置し、リード収容溝（１６）に各リード端子（４）を配置して、金型（１１）を閉じて、周知のトランスファモールド法により、ランナ（１４）からゲート（１５）を介して空所（２０）内に流動化した樹脂（２１）を押圧注入すると、樹脂封止体（７）が形成される。この場合に、図１０（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように放熱板（６）と支持板（２）との間隙（１０）にも樹脂（２１）が充填される。
【０００４】
図８に示す樹脂封止形半導体装置では、周知のトランスファモールド法により放熱板（６）と支持板（２）との間隙（１０）に形成される絶縁層を樹脂封止体（７）の一部として形成できるので、製造工程を簡略化して、大量生産に最適な樹脂封止形半導体装置が得られ、製造コストの削減が可能となる利点がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６１−２４８５３８号公報（第２頁、第２図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図８に示す樹脂封止形半導体装置では、支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）内に形成される絶縁層の厚さを極力薄くして、リードフレーム組立体（１）の支持板（２）上に固着された半導体チップ（３）で発生した熱を放熱板（６）に効率よく伝達して外部に放出することが望ましい。このため、支持板（２）の裏面（２ｃ）と放熱板（６）の主面（６ｂ）との間隔を充分に狭くして金型（１１）のキャビティ内に配置して樹脂（２１）を押圧注入する必要がある。しかしながら、支持板（２）と放熱板（６）との間隔が０．５［ｍｍ］程度に狭くなると、支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）に樹脂（２１）を良好に充填することができず、図１０（Ｃ）に示すように支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）にボイド（樹脂未充填部分）（２２）等が発生する。ボイド（２２）が形成される場合は、支持板（２）と放熱板（６）との間で十分な熱伝導が行われず、半導体チップ（３）の所定の電気的性能が得られないことがある。また、半導体装置の動作時の温度変化によってボイド（２２）内の空気が膨張又は収縮を行うため、放熱板（６）と樹脂封止体（７）との界面からボイド（２２）及び支持板（２）と樹脂封止体（７）との界面を介して半導体チップ（３）に異物が侵入し、半導体チップ（３）の絶縁耐圧及び電気的特性が劣化する問題点も発生する欠点があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、リードフレームと放熱板との間に封止樹脂の未充填部分が発生しない樹脂封止形半導体装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による樹脂封止形半導体装置は、半導体素子（３）を固着した主面（２ａ）を有する支持板（２）、支持板（２）の一方の縁部（２ｂ）側に並列に配置された複数のリード端子（４）及び半導体素子（３）の電極とリード端子（４）とを電気的に接続するリード細線（５）を有するリードフレーム組立体（１）と、支持板（２）の裏面（２ｃ）から離間して配置され且つリード端子（４）とは反対側で支持板（２）の他方の縁部（２ｄ）よりも突出する放熱板（６）と、放熱板（６）の少なくとも支持板（２）に対向する主面（６ｂ）、支持板（２）、半導体素子（３）及びリード端子（４）の一部を被覆し且つ支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）を充填する樹脂封止体（７）とを備えている。この樹脂封止形半導体装置では、放熱板（６）の一方の端部（６ａ）と支持板（２）の他方の縁部（２ｄ）との間の樹脂封止体（７）の主面（７ａ）に凹部（８）を形成する。凹部（８）は、放熱板（６）の一方の端部（６ａ）側に形成され且つ放熱板（６）の主面（６ｂ）に対して１５度〜７０度の角度（θ）で傾斜する第１の傾斜部（８ａ）と、第１の傾斜部（８ａ）に対向する第２の傾斜部（８ｂ）と、第１の傾斜部（８ａ）と第２の傾斜部（８ｂ）との間に形成される底部（８ｃ）とを有する。凹部（８）の底部（８ｃ）は、支持板（２）の主面（２ａ）より放熱板（６）の主面（６ｂ）に接近し且つ放熱板（６）の主面（６ｂ）との間に絞り開口（９）を形成する。
放熱板（６）の一方の端部（６ａ）側に設けられたゲート（１５）から金型（１１）のキャビティ（空所）（１８）内に樹脂（２１）を押圧注入して樹脂封止体（７）を形成する際に、キャビティ（１８）内に注入された樹脂（２１）は凹部（８）の第１の傾斜部（８ａ）を形成する金型（１２）の傾斜面（１７ａ）に沿って流れ、樹脂（２１）は凹部（８）により偏向且つ案内されて、支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）内に導入される。これにより、リードフレーム組立体（１）を構成する支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）に良好に樹脂（２１）が充填されるので、支持板（２）と放熱板（６）との間隔をより狭小化した場合でも、また、樹脂（２１）の粘性が増加しても、支持板（２）と放熱板（６）との間の間隙（１０）にボイド（樹脂未充填部分）（２２）が発生しない。このため、半導体素子（３）で発生した熱を支持板（２）を介して効率よく放熱板（６）に伝達して外気中に放散できると共に、支持板（２）と放熱板（６）との間で十分な絶縁耐圧を得ることができる。また、樹脂（２１）の注入速度を上げた場合でも、凹部（８）を形成する金型（１２）の偏向突起（１７）により樹脂（２１）の流動速度が制限され、流体状態の樹脂（２１）からリード細線（５）に加わる圧力が緩和されるので、リード細線（５）の変形を抑制できる利点がある。なお、凹部（８）を構成する第１の傾斜部（８ａ）の放熱板（６）の主面（６ｂ）に対する傾斜角度（θ）は、１５度未満の場合は樹脂（２１）の硬化時間が過度に短くなり、７０度より大きい場合は支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）に充分に樹脂（２１）が行きわたらなくなるため、１５度〜７０度の範囲が望ましい。
【０００９】
本発明の一実施の形態では、凹部（８）の第２の傾斜部（８ｂ）が放熱板（６）の主面（６ｂ）に対して第１の傾斜部（８ａ）よりも反対方向に大きな角度（ψ）で傾斜するので、リードフレーム組立体（１）を構成する支持板（２）の他方の縁部（２ｄ）と樹脂封止体（７）の外周面との距離が長くなり、その部分の樹脂封止体（７）にクラック（亀裂）等が発生しない。このため、半導体素子（３）への異物等の侵入を防止できると共に高い絶縁耐圧が得られる利点がある。
【００１０】
本発明の変更実施の形態では、凹部（８）の第１の傾斜部（８ａ）と同一の方向に傾斜する傾斜部（２ｅ）を支持板（２）の他方の縁部（２ｄ）に形成したので、金型（１１）のキャビティ（１８）内へ樹脂（２１）を押圧注入する際に、凹部（８）の底部（８ｃ）を形成する金型（１２）の突出部（１７ｃ）から押し出された樹脂（２１）が更に支持板（２）の傾斜部（２ｅ）に沿って支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）内に円滑に導入される。このため、支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）に樹脂（２１）を確実に充填することができる。また、凹部（８）の第１の傾斜部（８ａ）に沿う方向に折れ曲がる折曲部（２ｆ）を支持板（２）の他方の縁部（２ｄ）に形成した場合は、金型（１１）のキャビティ（１８）内へ樹脂（２１）を押圧注入する際に、凹部（８）の底部（８ｃ）を形成する金型（１２）の突出部（１７ｃ）から押し出された樹脂（２１）が更に支持板（２）の折曲部（２ｆ）の外面（２ｇ）に沿って支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）内に円滑に導入されるので、支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）に樹脂（２１）を確実に充填することができる。更に、リードフレーム組立体（１）を構成する支持板（２）の裏面（２ｃ）に対向する放熱板（６）の主面（６ｂ）の一部分に凹部（８）の第１の傾斜部（８ａ）と同一の方向に傾斜する傾斜部（６ｃ）を形成した場合は、金型（１１）のキャビティ（１８）内へ樹脂（２１）を押圧注入する際に、凹部（８）の底部（８ｃ）を形成する金型（１２）の突出部（１７ｃ）から押し出された樹脂（２１）が更に放熱板（６）の傾斜部（６ｃ）に沿って支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）内に円滑に導入されるので、支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）に樹脂（２１）を確実に充填することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による樹脂封止形半導体装置の各実施の形態を図１〜図７に基づいて説明する。但し、これらの図面では図８〜図１０に示す箇所と実質的に同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
本発明の一実施の形態の樹脂封止形半導体装置は、図１に示すように、放熱板（６）の一方の端部（６ａ）と支持板（２）の他方の縁部（２ｄ）との間の樹脂封止体（７）の主面（７ａ）にＶ字形状の凹部（８）を形成した点に特徴がある。凹部（８）は、放熱板（６）の一方の端部（６ａ）側に形成され且つ放熱板（６）の主面（６ｂ）に対して１５度〜７０度の範囲の任意の角度（θ）で傾斜する第１の傾斜部（８ａ）と、第１の傾斜部（８ａ）に対向する第２の傾斜部（８ｂ）と、第１の傾斜部（８ａ）と第２の傾斜部（８ｂ）との間に形成される底部（８ｃ）とを有する。凹部（８）の底部（８ｃ）は、支持板（２）の主面（２ａ）より放熱板（６）の主面（６ｂ）に接近し且つ放熱板（６）の主面（６ｂ）との間に絞り開口（９）を形成する。また、第２の傾斜部（８ｂ）は放熱板（６）の主面（６ｂ）に対して第１の傾斜部（８ａ）よりも大きな角度、即ち７０度〜９０度の範囲の任意の角度（ψ）で傾斜する。図１に示す実施の形態では、第１の傾斜部（８ａ）の放熱板（６）の主面（６ｂ）に対する傾斜角度（θ）を５０度、第２の傾斜部（８ｂ）の放熱板（６）の主面（６ｂ）に対する傾斜角度（ψ）を８５度に設定した。その他の構成は、図８に示す従来の樹脂封止形半導体装置と略同様である。
【００１２】
次に、図１に示す実施の形態による樹脂封止形半導体装置の製造方法を説明する。まず、半導体チップ（３）が固着されたリードフレーム組立体（１）及び放熱板（６）に周知のトランスファモールド法によって樹脂封止体（７）を形成するため、図２に示す金型（１１）を用意する。金型（１１）は、図２に示すように上型（１２）及び下型（１３）から構成され、上型（１２）と下型（１３）とを閉じたときに金型（１１）内には形成すべき樹脂封止体（７）の形状に合致するキャビティ（空所）（１８）が形成される。キャビティ（１８）の一方の側面にはゲート（樹脂注入孔）（１５）が形成され、ランナ（樹脂導入路）（１４）に接続されている。また、ゲート（１５）が形成された側と反対側のキャビティ（１８）の他方の側面には、リードフレーム組立体（１）を構成する３本のリード端子（４）が配置されるリード収容溝（１６）が形成されている。また、上型（１２）には、図１に示す樹脂封止体（７）の凹部（８）に合致する形状を有する偏向突起（１７）が形成されている。即ち、偏向突起（１７）は、キャビティ（１８）の一方の側面側に形成される第１の傾斜面（１７ａ）と、第１の傾斜面（１７ａ）に隣接し且つキャビティ（１８）の他方の側面側に形成される第２の傾斜面（１７ｂ）と、第１の傾斜面（１７ａ）と第２の傾斜面（１７ｂ）との交線上に形成される突出部（１７ｃ）とを有し、キャビティ（１８）内にリードフレーム組立体（１）及び放熱板（６）を配置したときにリードフレーム組立体（１）の支持板（２）の他方の縁部（２ｄ）とゲート（１５）との間に位置する。第１の傾斜面（１７ａ）の放熱板（６）の主面（６ｂ）に対する傾斜角度（θ）は、第２の傾斜面（１７ｂ）の放熱板（６）の主面（６ｂ）に対する傾斜角度（ψ）よりも小さい。本実施の形態では、第１の傾斜面（１７ａ）の放熱板（６）の主面（６ｂ）に対する傾斜角度（θ）を約５０度、第２の傾斜面（１７ｂ）の放熱板（６）の主面（６ｂ）に対する傾斜角度（ψ）を約８５度に設定した。なお、第１の傾斜面（１７ａ）の放熱板（６）の主面（６ｂ）に対する傾斜角度（θ）は１５度〜７０度の範囲で任意に設定できる。１５度未満に設定した場合は、凹部（８）の形成過程での樹脂封止体（７）の厚さが過度に薄くなり、樹脂注入時に樹脂が必要以上に加熱されて樹脂の硬化反応が過度に進行するので、樹脂の硬化時間が過度に短くなり、結果として樹脂封止体（７）を良好に形成できないので好ましくない。一方、７０度より大きく設定した場合は、上型（１２）の偏向突起（１７）による樹脂流通通路の可変効果が損なわれ、支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）に充分に樹脂が行きわたらなくなる。また、第２の傾斜面（１７ｂ）の放熱板（６）の主面（６ｂ）に対する傾斜角度（ψ）を第１の傾斜面（１７ａ）の放熱板（６）の主面（６ｂ）に対する傾斜角度（θ）よりも大きく設定する理由は、第２の傾斜面（１７ｂ）の放熱板（６）の主面（６ｂ）に対する傾斜角度（ψ）を必要以上に小さくすると、リードフレーム組立体（１）の支持板（２）の他方の縁部（２ｄ）と樹脂封止体（７）に形成される凹部（８）の第２の傾斜部（８ｂ）との距離が短くなり、その部分にクラック（亀裂）等が発生するため、高い絶縁耐圧を得ることが困難となる。したがって、第２の傾斜面（１７ｂ）の放熱板（６）の主面（６ｂ）に対する傾斜角度（ψ）は、７０度〜９０度に設定する。また、突出部（１７ｃ）はリードフレーム組立体（１）の支持板（２）の主面（２ａ）よりも下側、即ち放熱板（６）の主面（６ｂ）側に位置する。
【００１３】
図３に示すように、金型（１１）の下型（１３）の底部に放熱板（６）を配置し、リード収容溝（１６）にリードフレーム組立体（１）の３本のリード端子（４）を配置した後、下型（１３）に対して上型（１２）を閉鎖する。これにより、リードフレーム組立体（１）の支持板（２）と放熱板（６）とが互いに離間した状態で配置されると共に、金型（１１）内に形成すべき樹脂封止体（７）の形状に合致するキャビティ（１８）が形成される。本実施の形態では、支持板（２）の裏面（２ｃ）と放熱板（６）の主面（６ｂ）との間隔が０．５［ｍｍ］程度となるように配置される。
【００１４】
その後、図４（Ａ）に示すように、金型（１１）に設けられたランナ（１４）からゲート（１５）を介してキャビティ（１８）内に樹脂（２１）を押圧注入すると、キャビティ（１８）内に注入された樹脂（２１）が上型（１２）の偏向突起（１７）の第１の傾斜面（１７ａ）に沿って流れ、支持板（２）の上方に向かう樹脂（２１）の流れは制限され、支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）内に導入される樹脂（２１）の量が増大する。これにより、支持板（２）の上方を通りゲート（１５）の反対側に流れる樹脂（２１）の流速が減速され、間隙（１０）内を通る樹脂（２１）の流速が加速される。このため、図４（Ｂ）に示すように支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）内に導入され、間隙（１０）内に樹脂（２１）が十分に充填された後、樹脂（２１）がゲート（１５）から離間する方向に流れる。これと共に、上型（１２）の偏向突起（１７）の第２の傾斜面（１７ｂ）側にも樹脂（２１）が回り込み、図４（Ｃ）に示すように樹脂（２１）がキャビティ（１８）内全体に行きわたるので、支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）内にボイド（樹脂未充填部分）が発生しない。金型（１１）のキャビティ（１８）内に充填された樹脂（２１）が硬化した後、上型（１２）と下型（１３）を開放し、ランナ（１４）及びゲート（１５）の部分を除去すれば、図１に示す樹脂封止体（７）により放熱板（６）の一部、支持板（２）、半導体チップ（３）及びリード端子（４）の一部が被覆されると共に支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）が充填された樹脂封止形半導体装置が得られる。
【００１５】
本実施の形態では、放熱板（６）の一方の端部（６ａ）側に設けられたゲート（１５）から金型（１１）のキャビティ（１８）内に樹脂（２１）を押圧注入して樹脂封止体（７）を形成するとき、キャビティ（１８）内に注入された樹脂（２１）は凹部（８）の第１の傾斜部（８ａ）を形成する上型（１２）の第１の傾斜面（１７ａ）に沿って流れ、支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）内に導入される。これにより、リードフレーム組立体（１）を構成する支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）に良好に樹脂（２１）が充填されるので、支持板（２）と放熱板（６）との間隔を狭くした場合でもボイド等が発生しない。このため、半導体チップ（３）で発生した熱を支持板（２）を介して効率よく放熱板（６）に伝達して外気中に放散することができると共に、支持板（２）と放熱板（６）との間で十分な絶縁耐圧を得ることができる。また、支持板（２）と樹脂封止体（７）との界面への異物の侵入を防止できるため、異物の侵入による半導体チップ（３）の電気的特性の劣化を防止できる。また、樹脂（２１）の注入速度を上げた場合でも、凹部（８）を形成する上型（１２）の偏向突起（１７）により樹脂（２１）の流動速度が制限され、流体状態の樹脂（２１）からリード細線（５）に加わる圧力が緩和されるので、リード細線（５）の変形を抑制できる利点がある。また、樹脂（２１）の使用量を凹部（８）の分だけ削減できるので、製造コストの低減が可能となる。更に、凹部（８）の第２の傾斜部（８ｂ）が放熱板（６）の主面（６ｂ）に対して第１の傾斜部（８ａ）よりも大きな角度、即ち７０度〜９０度の範囲の任意の角度（ψ）で傾斜するので、リードフレーム組立体（１）を構成する支持板（２）の他方の縁部（２ｄ）と樹脂封止体（７）に形成される凹部（８）の第２の傾斜部（８ｂ）との距離が長くなり、その部分の樹脂封止体（７）にクラック等が発生しない。このため、クラックを介して半導体チップ（３）への異物等の侵入を防止できると共に高い絶縁耐圧が得られる。
【００１６】
図１に示す実施の形態は変更が可能である。例えば、図５に示す実施の形態の樹脂封止形半導体装置は、樹脂封止体（７）の凹部（８）の第１の傾斜部（８ａ）と同一の方向に傾斜する傾斜部（２ｅ）を図１に示すリードフレーム組立体（１）の支持板（２）の他方の縁部（２ｄ）に形成したものである。図５に示す樹脂封止形半導体装置では、金型（１１）のキャビティ（１８）内へ樹脂（２１）を押圧注入する際に、凹部（８）の底部（８ｃ）を形成する上型（１２）の突出部（１７ｃ）から押し出された樹脂（２１）が更に支持板（２）の傾斜部（２ｅ）に沿って支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）内に円滑に導入されるので、支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）に樹脂（２１）を確実に充填することができる。
【００１７】
また、図６に示す実施の形態の樹脂封止形半導体装置では、樹脂封止体（７）の凹部（８）の第１の傾斜部（８ａ）に沿う方向に折れ曲がる折曲部（２ｆ）を図１に示すリードフレーム組立体（１）の支持板（２）の他方の縁部（２ｄ）に形成する。図６に示す樹脂封止形半導体装置では、金型（１１）のキャビティ（１８）内へ樹脂（２１）を押圧注入する際に、凹部（８）の底部（８ｃ）を形成する上型（１２）の突出部（１７ｃ）から押し出された樹脂（２１）が更に支持板（２）の折曲部（２ｆ）の外面（２ｇ）に沿って支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）内に円滑に導入されるので、支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）に樹脂（２１）を確実に充填することができる。
【００１８】
更に、図７に示す実施の形態の樹脂封止形半導体装置では、樹脂封止体（７）の凹部（８）の第１の傾斜部（８ａ）と同一の方向に傾斜する傾斜部（６ｃ）を図１に示すリードフレーム組立体（１）の支持板（２）の裏面（２ｃ）に対向する放熱板（６）の主面（６ｂ）の一部分に形成している。図７に示す樹脂封止形半導体装置では、金型（１１）のキャビティ（１８）内へ樹脂（２１）を押圧注入する際に、凹部（８）の底部（８ｃ）を形成する上型（１２）の突出部（１７ｃ）から押し出された樹脂（２１）が更に放熱板（６）の傾斜部（６ｃ）に沿って支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）内に円滑に導入されるので、支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）に樹脂（２１）を確実に充填することができる。
【００１９】
本発明の実施態様は前記の各実施の形態に限定されず、更に種々の変更が可能である。例えば、上記の各実施の形態では凹部（８）を構成する第１及び第２の傾斜部（８ａ， ８ｂ）が直線である場合を示したが、第１及び第２の傾斜部（８ａ， ８ｂ）の双方又は何れか一方が湾曲しても構わない。また、図５及び図７に示す実施の形態ではそれぞれリードフレーム組立体（１）の支持板（２）側、放熱板（６）側に傾斜部（２ｅ），（６ｃ）を形成した場合を示したが、支持板（２）側及び放熱板（６）側の双方に傾斜部を形成してもよい。同様に、図６に示す実施の形態におけるリードフレーム組立体（１）の支持板（２）の折曲部（２ｆ）に対向する放熱板（６）の主面（６ｂ）の一部分に図７に示す実施の形態の傾斜部（６ｃ）を形成してもよい。また、上記の各実施の形態では放熱板（６）の一部が露出した樹脂封止形半導体装置に本発明を適用した場合を示したが、放熱板（６）の周囲を樹脂封止体（７）で被覆した所謂フルモールド型の樹脂封止形半導体装置にも本発明を適用することが可能である。更に、上記の各実施の形態での半導体チップ（３）の数及びリード端子（４）の本数はそれぞれ１個及び３本に限定されず、それ以外の個数及び本数でもよいことは云うまでもない。
【００２０】
【発明の効果】
本発明では、半導体素子が固着されたリードフレームと放熱板との間隔が狭い場合でも良好に樹脂を充填できるので、ボイド等が発生せず、半導体素子で発生した熱を効率よく放熱板に伝達して外気中に放散できると共に、リードフレームと放熱板との間で十分な絶縁耐圧を得ることができる。また、樹脂を金型のキャビティ内に注入する際にボイド等が発生しないので、信頼性の高い樹脂封止形半導体装置を歩留まり良く製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す樹脂封止形半導体装置の断面図
【図２】本発明の各実施の形態で使用する金型の断面図
【図３】図２の金型のキャビティ内にリードフレーム組立体と放熱板を配置した状態を示す断面図
【図４】図１の樹脂封止形半導体装置の樹脂注入の過程を示す断面図
【図５】本発明の第１の変更実施の形態を示す樹脂封止形半導体装置の断面図
【図６】本発明の第２の変更実施の形態を示す樹脂封止形半導体装置の断面図
【図７】本発明の第３の変更実施の形態を示す樹脂封止形半導体装置の断面図
【図８】従来の樹脂封止形半導体装置の断面図
【図９】図８に示すリードフレーム組立体及び放熱板の平面図
【図１０】図８の樹脂封止形半導体装置の樹脂注入の過程を示す断面図
【符号の説明】
（１）・・リードフレーム組立体、 （２）・・支持板、 （２ａ）・・主面、 （２ｂ）・・一方の縁部、 （２ｃ）・・裏面、 （２ｄ）・・他方の縁部、 （２ｅ）・・傾斜部、 （２ｆ）・・折曲部、 （２ｇ）・・外面、 （３）・・半導体チップ（半導体素子）、 （４）・・リード端子、 （５）・・リード細線、 （６）・・放熱板、 （６ａ）・・一方の端部、 （６ｂ）・・主面、 （６ｃ）・・傾斜部、 （７）・・樹脂封止体、 （７ａ）・・主面、 （８）・・凹部、 （８ａ）・・第１の傾斜部、 （８ｂ）・・第２の傾斜部、 （８ｃ）・・底部、 （９）・・絞り開口、 （１０）・・間隙、 （１１）・・金型、 （１２）・・上型、 （１３）・・下型、 （１４）・・ランナ、 （１５）・・ゲート、 （１６）・・リード収容溝、 （１７）・・偏向突起、 （１７ａ）・・第１の傾斜面、 （１７ｂ）・・第２の傾斜面、 （１７ｃ）・・突出部、 （１８）・・キャビティ、 （２０）・・空所、 （２１）・・樹脂
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂封止形半導体装置、特に放熱板とリードフレームとの間隙に絶縁層を樹脂封止体の一部により形成した樹脂封止形半導体装置に属する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子を搭載したリードフレームを金属製の放熱板の上方に配置し、樹脂封止体の一部によりリードフレームと放熱板との間に絶縁層を形成しながら、放熱板とリードフレームとを樹脂封止体によって一体に樹脂成型した樹脂封止形半導体装置は公知である（例えば、特許文献１参照）。例えば、図８に示すように、従来の樹脂封止形半導体装置は、放熱板（６）と、放熱板（６）から一定の距離だけ離間して放熱板（６）の上方に配置されたリードフレーム組立体（１）と、放熱板（６）の上面及び側面並びにリードフレーム組立体（１）の内端部を密封する樹脂封止体（７）とを備えている。リードフレーム組立体（１）は、半導体チップ（半導体素子）（３）を固着した主面（２ａ）を有する支持板（２）と、支持板（２）の一方の縁部（２ｂ）側に並列に配置された３本のリード端子（４）と、半導体チップ（３）の電極とリード端子（４）とを電気的に接続するリード細線（５）とを備えている。間隙（１０）をもって支持板（２）の裏面（２ｃ）から離間して配置される放熱板（６）は、支持板（２）の他方の縁部（２ｄ）よりも突出する。樹脂封止体（７）は、放熱板（６）の一部、支持板（２）及びリード端子（４）の内端のみならず、半導体チップ（３）及びリード細線（５）を被覆し、支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）を充填する絶縁層を形成する。
例えば銅（Ｃｕ）等の金属から成る板材を周知のプレス加工により形成されるリードフレーム組立体（１）の表面にはニッケル（Ｎｉ）メッキが施される。即ち、図９に示すように、リードフレーム組立体（１）を構成する支持板（２）の一方の縁部（２ｂ）の略中央から１本のリード端子（４ａ）が延出して形成され、リード端子（４ａ）の両側に支持板（２）の一方の縁部（２ｂ）から離間して２本のリード端子（４ｂ， ４ｃ）が配置され、２本のリード端子（４ｂ， ４ｃ）はリード細線（５）を介して半導体チップ（３）の電極に電気的に接続される。放熱板（６）は、リードフレーム組立体（１）よりも板厚が厚く且つ銅（Ｃｕ）等の良好な熱伝導金属から成る板材により、対向する支持板（２）の面積よりも大きい面積で平面四角形状に形成される。リードフレーム組立体（１）を構成する支持板（２）、半導体チップ（３）、リード端子（４）の一部及びリード細線（５）は、エポキシ等の熱硬化性樹脂から成る樹脂封止体（７）により被覆され、これと共に支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）にも樹脂封止体（７）の一部を構成する樹脂が充填され絶縁層を形成する。図８ではリードフレーム組立体（１）を構成する支持板（２）と各リード端子（４）とを略同一の厚さの銅板で形成した例を示すが、支持板（２）を各リード端子（４）よりも厚く形成してもよい。
【０００３】
樹脂封止体（７）は、図１０（Ａ）〜（Ｃ）に示す過程を経て形成される。即ち、図１０（Ａ）に示すように、放熱板（６）とリードフレーム組立体（１）を構成する支持板（２）とを互いに離間した状態で上型（１２）と下型（１３）とから成る金型（１１）の空所（キャビティ）（２０）内に配置し、リード収容溝（１６）に各リード端子（４）を配置して、金型（１１）を閉じて、周知のトランスファモールド法により、ランナ（１４）からゲート（１５）を介して空所（２０）内に流動化した樹脂（２１）を押圧注入すると、樹脂封止体（７）が形成される。この場合に、図１０（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように放熱板（６）と支持板（２）との間隙（１０）にも樹脂（２１）が充填される。
【０００４】
図８に示す樹脂封止形半導体装置では、周知のトランスファモールド法により放熱板（６）と支持板（２）との間隙（１０）に形成される絶縁層を樹脂封止体（７）の一部として形成できるので、製造工程を簡略化して、大量生産に最適な樹脂封止形半導体装置が得られ、製造コストの削減が可能となる利点がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６１−２４８５３８号公報（第２頁、第２図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図８に示す樹脂封止形半導体装置では、支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）内に形成される絶縁層の厚さを極力薄くして、リードフレーム組立体（１）の支持板（２）上に固着された半導体チップ（３）で発生した熱を放熱板（６）に効率よく伝達して外部に放出することが望ましい。このため、支持板（２）の裏面（２ｃ）と放熱板（６）の主面（６ｂ）との間隔を充分に狭くして金型（１１）のキャビティ内に配置して樹脂（２１）を押圧注入する必要がある。しかしながら、支持板（２）と放熱板（６）との間隔が０．５［ｍｍ］程度に狭くなると、支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）に樹脂（２１）を良好に充填することができず、図１０（Ｃ）に示すように支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）にボイド（樹脂未充填部分）（２２）等が発生する。ボイド（２２）が形成される場合は、支持板（２）と放熱板（６）との間で十分な熱伝導が行われず、半導体チップ（３）の所定の電気的性能が得られないことがある。また、半導体装置の動作時の温度変化によってボイド（２２）内の空気が膨張又は収縮を行うため、放熱板（６）と樹脂封止体（７）との界面からボイド（２２）及び支持板（２）と樹脂封止体（７）との界面を介して半導体チップ（３）に異物が侵入し、半導体チップ（３）の絶縁耐圧及び電気的特性が劣化する問題点も発生する欠点があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、リードフレームと放熱板との間に封止樹脂の未充填部分が発生しない樹脂封止形半導体装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による樹脂封止形半導体装置は、半導体素子（３）を固着した主面（２ａ）を有する支持板（２）、支持板（２）の一方の縁部（２ｂ）側に並列に配置された複数のリード端子（４）及び半導体素子（３）の電極とリード端子（４）とを電気的に接続するリード細線（５）を有するリードフレーム組立体（１）と、支持板（２）の裏面（２ｃ）から離間して配置され且つリード端子（４）とは反対側で支持板（２）の他方の縁部（２ｄ）よりも突出する放熱板（６）と、放熱板（６）の少なくとも支持板（２）に対向する主面（６ｂ）、支持板（２）、半導体素子（３）及びリード端子（４）の一部を被覆し且つ支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）を充填する樹脂封止体（７）とを備えている。この樹脂封止形半導体装置では、放熱板（６）の一方の端部（６ａ）と支持板（２）の他方の縁部（２ｄ）との間の樹脂封止体（７）の主面（７ａ）に凹部（８）を形成する。凹部（８）は、放熱板（６）の一方の端部（６ａ）側に形成され且つ放熱板（６）の主面（６ｂ）に対して１５度〜７０度の角度（θ）で傾斜する第１の傾斜部（８ａ）と、第１の傾斜部（８ａ）に対向する第２の傾斜部（８ｂ）と、第１の傾斜部（８ａ）と第２の傾斜部（８ｂ）との間に形成される底部（８ｃ）とを有する。凹部（８）の底部（８ｃ）は、支持板（２）の主面（２ａ）より放熱板（６）の主面（６ｂ）に接近し且つ放熱板（６）の主面（６ｂ）との間に絞り開口（９）を形成する。
放熱板（６）の一方の端部（６ａ）側に設けられたゲート（１５）から金型（１１）のキャビティ（空所）（１８）内に樹脂（２１）を押圧注入して樹脂封止体（７）を形成する際に、キャビティ（１８）内に注入された樹脂（２１）は凹部（８）の第１の傾斜部（８ａ）を形成する金型（１２）の傾斜面（１７ａ）に沿って流れ、樹脂（２１）は凹部（８）により偏向且つ案内されて、支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）内に導入される。これにより、リードフレーム組立体（１）を構成する支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）に良好に樹脂（２１）が充填されるので、支持板（２）と放熱板（６）との間隔をより狭小化した場合でも、また、樹脂（２１）の粘性が増加しても、支持板（２）と放熱板（６）との間の間隙（１０）にボイド（樹脂未充填部分）（２２）が発生しない。このため、半導体素子（３）で発生した熱を支持板（２）を介して効率よく放熱板（６）に伝達して外気中に放散できると共に、支持板（２）と放熱板（６）との間で十分な絶縁耐圧を得ることができる。また、樹脂（２１）の注入速度を上げた場合でも、凹部（８）を形成する金型（１２）の偏向突起（１７）により樹脂（２１）の流動速度が制限され、流体状態の樹脂（２１）からリード細線（５）に加わる圧力が緩和されるので、リード細線（５）の変形を抑制できる利点がある。なお、凹部（８）を構成する第１の傾斜部（８ａ）の放熱板（６）の主面（６ｂ）に対する傾斜角度（θ）は、１５度未満の場合は樹脂（２１）の硬化時間が過度に短くなり、７０度より大きい場合は支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）に充分に樹脂（２１）が行きわたらなくなるため、１５度〜７０度の範囲が望ましい。
【０００９】
本発明の一実施の形態では、凹部（８）の第２の傾斜部（８ｂ）が放熱板（６）の主面（６ｂ）に対して第１の傾斜部（８ａ）よりも反対方向に大きな角度（ψ）で傾斜するので、リードフレーム組立体（１）を構成する支持板（２）の他方の縁部（２ｄ）と樹脂封止体（７）の外周面との距離が長くなり、その部分の樹脂封止体（７）にクラック（亀裂）等が発生しない。このため、半導体素子（３）への異物等の侵入を防止できると共に高い絶縁耐圧が得られる利点がある。
【００１０】
本発明の変更実施の形態では、凹部（８）の第１の傾斜部（８ａ）と同一の方向に傾斜する傾斜部（２ｅ）を支持板（２）の他方の縁部（２ｄ）に形成したので、金型（１１）のキャビティ（１８）内へ樹脂（２１）を押圧注入する際に、凹部（８）の底部（８ｃ）を形成する金型（１２）の突出部（１７ｃ）から押し出された樹脂（２１）が更に支持板（２）の傾斜部（２ｅ）に沿って支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）内に円滑に導入される。このため、支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）に樹脂（２１）を確実に充填することができる。また、凹部（８）の第１の傾斜部（８ａ）に沿う方向に折れ曲がる折曲部（２ｆ）を支持板（２）の他方の縁部（２ｄ）に形成した場合は、金型（１１）のキャビティ（１８）内へ樹脂（２１）を押圧注入する際に、凹部（８）の底部（８ｃ）を形成する金型（１２）の突出部（１７ｃ）から押し出された樹脂（２１）が更に支持板（２）の折曲部（２ｆ）の外面（２ｇ）に沿って支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）内に円滑に導入されるので、支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）に樹脂（２１）を確実に充填することができる。更に、リードフレーム組立体（１）を構成する支持板（２）の裏面（２ｃ）に対向する放熱板（６）の主面（６ｂ）の一部分に凹部（８）の第１の傾斜部（８ａ）と同一の方向に傾斜する傾斜部（６ｃ）を形成した場合は、金型（１１）のキャビティ（１８）内へ樹脂（２１）を押圧注入する際に、凹部（８）の底部（８ｃ）を形成する金型（１２）の突出部（１７ｃ）から押し出された樹脂（２１）が更に放熱板（６）の傾斜部（６ｃ）に沿って支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）内に円滑に導入されるので、支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）に樹脂（２１）を確実に充填することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による樹脂封止形半導体装置の各実施の形態を図１〜図７に基づいて説明する。但し、これらの図面では図８〜図１０に示す箇所と実質的に同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
本発明の一実施の形態の樹脂封止形半導体装置は、図１に示すように、放熱板（６）の一方の端部（６ａ）と支持板（２）の他方の縁部（２ｄ）との間の樹脂封止体（７）の主面（７ａ）にＶ字形状の凹部（８）を形成した点に特徴がある。凹部（８）は、放熱板（６）の一方の端部（６ａ）側に形成され且つ放熱板（６）の主面（６ｂ）に対して１５度〜７０度の範囲の任意の角度（θ）で傾斜する第１の傾斜部（８ａ）と、第１の傾斜部（８ａ）に対向する第２の傾斜部（８ｂ）と、第１の傾斜部（８ａ）と第２の傾斜部（８ｂ）との間に形成される底部（８ｃ）とを有する。凹部（８）の底部（８ｃ）は、支持板（２）の主面（２ａ）より放熱板（６）の主面（６ｂ）に接近し且つ放熱板（６）の主面（６ｂ）との間に絞り開口（９）を形成する。また、第２の傾斜部（８ｂ）は放熱板（６）の主面（６ｂ）に対して第１の傾斜部（８ａ）よりも大きな角度、即ち７０度〜９０度の範囲の任意の角度（ψ）で傾斜する。図１に示す実施の形態では、第１の傾斜部（８ａ）の放熱板（６）の主面（６ｂ）に対する傾斜角度（θ）を５０度、第２の傾斜部（８ｂ）の放熱板（６）の主面（６ｂ）に対する傾斜角度（ψ）を８５度に設定した。その他の構成は、図８に示す従来の樹脂封止形半導体装置と略同様である。
【００１２】
次に、図１に示す実施の形態による樹脂封止形半導体装置の製造方法を説明する。まず、半導体チップ（３）が固着されたリードフレーム組立体（１）及び放熱板（６）に周知のトランスファモールド法によって樹脂封止体（７）を形成するため、図２に示す金型（１１）を用意する。金型（１１）は、図２に示すように上型（１２）及び下型（１３）から構成され、上型（１２）と下型（１３）とを閉じたときに金型（１１）内には形成すべき樹脂封止体（７）の形状に合致するキャビティ（空所）（１８）が形成される。キャビティ（１８）の一方の側面にはゲート（樹脂注入孔）（１５）が形成され、ランナ（樹脂導入路）（１４）に接続されている。また、ゲート（１５）が形成された側と反対側のキャビティ（１８）の他方の側面には、リードフレーム組立体（１）を構成する３本のリード端子（４）が配置されるリード収容溝（１６）が形成されている。また、上型（１２）には、図１に示す樹脂封止体（７）の凹部（８）に合致する形状を有する偏向突起（１７）が形成されている。即ち、偏向突起（１７）は、キャビティ（１８）の一方の側面側に形成される第１の傾斜面（１７ａ）と、第１の傾斜面（１７ａ）に隣接し且つキャビティ（１８）の他方の側面側に形成される第２の傾斜面（１７ｂ）と、第１の傾斜面（１７ａ）と第２の傾斜面（１７ｂ）との交線上に形成される突出部（１７ｃ）とを有し、キャビティ（１８）内にリードフレーム組立体（１）及び放熱板（６）を配置したときにリードフレーム組立体（１）の支持板（２）の他方の縁部（２ｄ）とゲート（１５）との間に位置する。第１の傾斜面（１７ａ）の放熱板（６）の主面（６ｂ）に対する傾斜角度（θ）は、第２の傾斜面（１７ｂ）の放熱板（６）の主面（６ｂ）に対する傾斜角度（ψ）よりも小さい。本実施の形態では、第１の傾斜面（１７ａ）の放熱板（６）の主面（６ｂ）に対する傾斜角度（θ）を約５０度、第２の傾斜面（１７ｂ）の放熱板（６）の主面（６ｂ）に対する傾斜角度（ψ）を約８５度に設定した。なお、第１の傾斜面（１７ａ）の放熱板（６）の主面（６ｂ）に対する傾斜角度（θ）は１５度〜７０度の範囲で任意に設定できる。１５度未満に設定した場合は、凹部（８）の形成過程での樹脂封止体（７）の厚さが過度に薄くなり、樹脂注入時に樹脂が必要以上に加熱されて樹脂の硬化反応が過度に進行するので、樹脂の硬化時間が過度に短くなり、結果として樹脂封止体（７）を良好に形成できないので好ましくない。一方、７０度より大きく設定した場合は、上型（１２）の偏向突起（１７）による樹脂流通通路の可変効果が損なわれ、支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）に充分に樹脂が行きわたらなくなる。また、第２の傾斜面（１７ｂ）の放熱板（６）の主面（６ｂ）に対する傾斜角度（ψ）を第１の傾斜面（１７ａ）の放熱板（６）の主面（６ｂ）に対する傾斜角度（θ）よりも大きく設定する理由は、第２の傾斜面（１７ｂ）の放熱板（６）の主面（６ｂ）に対する傾斜角度（ψ）を必要以上に小さくすると、リードフレーム組立体（１）の支持板（２）の他方の縁部（２ｄ）と樹脂封止体（７）に形成される凹部（８）の第２の傾斜部（８ｂ）との距離が短くなり、その部分にクラック（亀裂）等が発生するため、高い絶縁耐圧を得ることが困難となる。したがって、第２の傾斜面（１７ｂ）の放熱板（６）の主面（６ｂ）に対する傾斜角度（ψ）は、７０度〜９０度に設定する。また、突出部（１７ｃ）はリードフレーム組立体（１）の支持板（２）の主面（２ａ）よりも下側、即ち放熱板（６）の主面（６ｂ）側に位置する。
【００１３】
図３に示すように、金型（１１）の下型（１３）の底部に放熱板（６）を配置し、リード収容溝（１６）にリードフレーム組立体（１）の３本のリード端子（４）を配置した後、下型（１３）に対して上型（１２）を閉鎖する。これにより、リードフレーム組立体（１）の支持板（２）と放熱板（６）とが互いに離間した状態で配置されると共に、金型（１１）内に形成すべき樹脂封止体（７）の形状に合致するキャビティ（１８）が形成される。本実施の形態では、支持板（２）の裏面（２ｃ）と放熱板（６）の主面（６ｂ）との間隔が０．５［ｍｍ］程度となるように配置される。
【００１４】
その後、図４（Ａ）に示すように、金型（１１）に設けられたランナ（１４）からゲート（１５）を介してキャビティ（１８）内に樹脂（２１）を押圧注入すると、キャビティ（１８）内に注入された樹脂（２１）が上型（１２）の偏向突起（１７）の第１の傾斜面（１７ａ）に沿って流れ、支持板（２）の上方に向かう樹脂（２１）の流れは制限され、支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）内に導入される樹脂（２１）の量が増大する。これにより、支持板（２）の上方を通りゲート（１５）の反対側に流れる樹脂（２１）の流速が減速され、間隙（１０）内を通る樹脂（２１）の流速が加速される。このため、図４（Ｂ）に示すように支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）内に導入され、間隙（１０）内に樹脂（２１）が十分に充填された後、樹脂（２１）がゲート（１５）から離間する方向に流れる。これと共に、上型（１２）の偏向突起（１７）の第２の傾斜面（１７ｂ）側にも樹脂（２１）が回り込み、図４（Ｃ）に示すように樹脂（２１）がキャビティ（１８）内全体に行きわたるので、支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）内にボイド（樹脂未充填部分）が発生しない。金型（１１）のキャビティ（１８）内に充填された樹脂（２１）が硬化した後、上型（１２）と下型（１３）を開放し、ランナ（１４）及びゲート（１５）の部分を除去すれば、図１に示す樹脂封止体（７）により放熱板（６）の一部、支持板（２）、半導体チップ（３）及びリード端子（４）の一部が被覆されると共に支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）が充填された樹脂封止形半導体装置が得られる。
【００１５】
本実施の形態では、放熱板（６）の一方の端部（６ａ）側に設けられたゲート（１５）から金型（１１）のキャビティ（１８）内に樹脂（２１）を押圧注入して樹脂封止体（７）を形成するとき、キャビティ（１８）内に注入された樹脂（２１）は凹部（８）の第１の傾斜部（８ａ）を形成する上型（１２）の第１の傾斜面（１７ａ）に沿って流れ、支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）内に導入される。これにより、リードフレーム組立体（１）を構成する支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）に良好に樹脂（２１）が充填されるので、支持板（２）と放熱板（６）との間隔を狭くした場合でもボイド等が発生しない。このため、半導体チップ（３）で発生した熱を支持板（２）を介して効率よく放熱板（６）に伝達して外気中に放散することができると共に、支持板（２）と放熱板（６）との間で十分な絶縁耐圧を得ることができる。また、支持板（２）と樹脂封止体（７）との界面への異物の侵入を防止できるため、異物の侵入による半導体チップ（３）の電気的特性の劣化を防止できる。また、樹脂（２１）の注入速度を上げた場合でも、凹部（８）を形成する上型（１２）の偏向突起（１７）により樹脂（２１）の流動速度が制限され、流体状態の樹脂（２１）からリード細線（５）に加わる圧力が緩和されるので、リード細線（５）の変形を抑制できる利点がある。また、樹脂（２１）の使用量を凹部（８）の分だけ削減できるので、製造コストの低減が可能となる。更に、凹部（８）の第２の傾斜部（８ｂ）が放熱板（６）の主面（６ｂ）に対して第１の傾斜部（８ａ）よりも大きな角度、即ち７０度〜９０度の範囲の任意の角度（ψ）で傾斜するので、リードフレーム組立体（１）を構成する支持板（２）の他方の縁部（２ｄ）と樹脂封止体（７）に形成される凹部（８）の第２の傾斜部（８ｂ）との距離が長くなり、その部分の樹脂封止体（７）にクラック等が発生しない。このため、クラックを介して半導体チップ（３）への異物等の侵入を防止できると共に高い絶縁耐圧が得られる。
【００１６】
図１に示す実施の形態は変更が可能である。例えば、図５に示す実施の形態の樹脂封止形半導体装置は、樹脂封止体（７）の凹部（８）の第１の傾斜部（８ａ）と同一の方向に傾斜する傾斜部（２ｅ）を図１に示すリードフレーム組立体（１）の支持板（２）の他方の縁部（２ｄ）に形成したものである。図５に示す樹脂封止形半導体装置では、金型（１１）のキャビティ（１８）内へ樹脂（２１）を押圧注入する際に、凹部（８）の底部（８ｃ）を形成する上型（１２）の突出部（１７ｃ）から押し出された樹脂（２１）が更に支持板（２）の傾斜部（２ｅ）に沿って支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）内に円滑に導入されるので、支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）に樹脂（２１）を確実に充填することができる。
【００１７】
また、図６に示す実施の形態の樹脂封止形半導体装置では、樹脂封止体（７）の凹部（８）の第１の傾斜部（８ａ）に沿う方向に折れ曲がる折曲部（２ｆ）を図１に示すリードフレーム組立体（１）の支持板（２）の他方の縁部（２ｄ）に形成する。図６に示す樹脂封止形半導体装置では、金型（１１）のキャビティ（１８）内へ樹脂（２１）を押圧注入する際に、凹部（８）の底部（８ｃ）を形成する上型（１２）の突出部（１７ｃ）から押し出された樹脂（２１）が更に支持板（２）の折曲部（２ｆ）の外面（２ｇ）に沿って支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）内に円滑に導入されるので、支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）に樹脂（２１）を確実に充填することができる。
【００１８】
更に、図７に示す実施の形態の樹脂封止形半導体装置では、樹脂封止体（７）の凹部（８）の第１の傾斜部（８ａ）と同一の方向に傾斜する傾斜部（６ｃ）を図１に示すリードフレーム組立体（１）の支持板（２）の裏面（２ｃ）に対向する放熱板（６）の主面（６ｂ）の一部分に形成している。図７に示す樹脂封止形半導体装置では、金型（１１）のキャビティ（１８）内へ樹脂（２１）を押圧注入する際に、凹部（８）の底部（８ｃ）を形成する上型（１２）の突出部（１７ｃ）から押し出された樹脂（２１）が更に放熱板（６）の傾斜部（６ｃ）に沿って支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）内に円滑に導入されるので、支持板（２）と放熱板（６）との間隙（１０）に樹脂（２１）を確実に充填することができる。
【００１９】
本発明の実施態様は前記の各実施の形態に限定されず、更に種々の変更が可能である。例えば、上記の各実施の形態では凹部（８）を構成する第１及び第２の傾斜部（８ａ， ８ｂ）が直線である場合を示したが、第１及び第２の傾斜部（８ａ， ８ｂ）の双方又は何れか一方が湾曲しても構わない。また、図５及び図７に示す実施の形態ではそれぞれリードフレーム組立体（１）の支持板（２）側、放熱板（６）側に傾斜部（２ｅ），（６ｃ）を形成した場合を示したが、支持板（２）側及び放熱板（６）側の双方に傾斜部を形成してもよい。同様に、図６に示す実施の形態におけるリードフレーム組立体（１）の支持板（２）の折曲部（２ｆ）に対向する放熱板（６）の主面（６ｂ）の一部分に図７に示す実施の形態の傾斜部（６ｃ）を形成してもよい。また、上記の各実施の形態では放熱板（６）の一部が露出した樹脂封止形半導体装置に本発明を適用した場合を示したが、放熱板（６）の周囲を樹脂封止体（７）で被覆した所謂フルモールド型の樹脂封止形半導体装置にも本発明を適用することが可能である。更に、上記の各実施の形態での半導体チップ（３）の数及びリード端子（４）の本数はそれぞれ１個及び３本に限定されず、それ以外の個数及び本数でもよいことは云うまでもない。
【００２０】
【発明の効果】
本発明では、半導体素子が固着されたリードフレームと放熱板との間隔が狭い場合でも良好に樹脂を充填できるので、ボイド等が発生せず、半導体素子で発生した熱を効率よく放熱板に伝達して外気中に放散できると共に、リードフレームと放熱板との間で十分な絶縁耐圧を得ることができる。また、樹脂を金型のキャビティ内に注入する際にボイド等が発生しないので、信頼性の高い樹脂封止形半導体装置を歩留まり良く製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す樹脂封止形半導体装置の断面図
【図２】本発明の各実施の形態で使用する金型の断面図
【図３】図２の金型のキャビティ内にリードフレーム組立体と放熱板を配置した状態を示す断面図
【図４】図１の樹脂封止形半導体装置の樹脂注入の過程を示す断面図
【図５】本発明の第１の変更実施の形態を示す樹脂封止形半導体装置の断面図
【図６】本発明の第２の変更実施の形態を示す樹脂封止形半導体装置の断面図
【図７】本発明の第３の変更実施の形態を示す樹脂封止形半導体装置の断面図
【図８】従来の樹脂封止形半導体装置の断面図
【図９】図８に示すリードフレーム組立体及び放熱板の平面図
【図１０】図８の樹脂封止形半導体装置の樹脂注入の過程を示す断面図
【符号の説明】
（１）・・リードフレーム組立体、 （２）・・支持板、 （２ａ）・・主面、 （２ｂ）・・一方の縁部、 （２ｃ）・・裏面、 （２ｄ）・・他方の縁部、 （２ｅ）・・傾斜部、 （２ｆ）・・折曲部、 （２ｇ）・・外面、 （３）・・半導体チップ（半導体素子）、 （４）・・リード端子、 （５）・・リード細線、 （６）・・放熱板、 （６ａ）・・一方の端部、 （６ｂ）・・主面、 （６ｃ）・・傾斜部、 （７）・・樹脂封止体、 （７ａ）・・主面、 （８）・・凹部、 （８ａ）・・第１の傾斜部、 （８ｂ）・・第２の傾斜部、 （８ｃ）・・底部、 （９）・・絞り開口、 （１０）・・間隙、 （１１）・・金型、 （１２）・・上型、 （１３）・・下型、 （１４）・・ランナ、 （１５）・・ゲート、 （１６）・・リード収容溝、 （１７）・・偏向突起、 （１７ａ）・・第１の傾斜面、 （１７ｂ）・・第２の傾斜面、 （１７ｃ）・・突出部、 （１８）・・キャビティ、 （２０）・・空所、 （２１）・・樹脂
Claims (5)
- 半導体素子を固着した主面を有する支持板、該支持板の一方の縁部側に並列に配置された複数のリード端子及び前記半導体素子の電極と前記リード端子とを電気的に接続するリード細線を有するリードフレーム組立体と、前記支持板の裏面から離間して配置され且つ前記リード端子とは反対側で前記支持板の他方の縁部よりも突出する放熱板と、該放熱板の少なくとも前記支持板に対向する主面、前記支持板、前記半導体素子及び前記リード端子の一部を被覆し且つ前記支持板と前記放熱板との間隙を充填する樹脂封止体とを備えた樹脂封止形半導体装置において、
前記放熱板の一方の端部と前記支持板の他方の縁部との間の前記樹脂封止体の主面に凹部を形成し、
該凹部は、前記放熱板の一方の端部側に形成され且つ前記放熱板の主面に対して１５度〜７０度の角度で傾斜する第１の傾斜部と、該第１の傾斜部に対向する第２の傾斜部と、前記第１の傾斜部と前記第２の傾斜部との間に形成される底部とを有し、
前記凹部の底部は、前記支持板の主面より前記放熱板の主面に接近し且つ前記放熱板の主面との間に絞り開口を形成することを特徴とする樹脂封止形半導体装置。 - 前記第２の傾斜部は、前記放熱板の主面に対して前記第１の傾斜部よりも反対方向に大きな角度で傾斜する請求項１に記載の樹脂封止形半導体装置。
- 前記第１の傾斜部と同一の方向に傾斜する傾斜部を前記支持板の他方の縁部に形成した請求項１又は２に記載の樹脂封止形半導体装置。
- 前記第１の傾斜部に沿う方向に折れ曲がる折曲部を前記支持板の他方の縁部に形成した請求項１又は２に記載の樹脂封止形半導体装置。
- 前記支持板の裏面に対向する前記放熱板の主面の一部分に前記第１の傾斜部と同一の方向に傾斜する傾斜部を形成した請求項１〜４の何れか１項に記載の樹脂封止形半導体装置。
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