JP2009141156A - Semiconductor device, and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放熱性を考慮して金属板の半導体素子搭載部を露出させた構造を有する半導体装置およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device having a structure in which a semiconductor element mounting portion of a metal plate is exposed in consideration of heat dissipation, and a manufacturing method thereof.
従来から、半導体装置として、動作時の放熱性を考慮して、金属板（例えば、リードフレーム）の半導体素子搭載部の一部を、装置を覆う絶縁性樹脂から露出させた構造を有する半導体装置が多く使用されている。 Conventionally, a semiconductor device having a structure in which a part of a semiconductor element mounting portion of a metal plate (for example, a lead frame) is exposed from an insulating resin covering the device in consideration of heat dissipation during operation as a semiconductor device Is often used.
この種の半導体装置は、半導体素子と、半導体素子搭載部およびリード部を有する金属板と、半導体素子とリード部を電気的に接続する金属細線と、半導体素子と金属板からなる半導体素子搭載部およびリード部と金属細線とを、金属板の半導体素子搭載面の反対側主面の中央部分が露出するように覆う絶縁性樹脂とを備えて構成される。 This type of semiconductor device includes a semiconductor element, a metal plate having a semiconductor element mounting portion and a lead portion, a metal thin wire electrically connecting the semiconductor element and the lead portion, and a semiconductor element mounting portion comprising the semiconductor element and the metal plate. And an insulating resin that covers the lead portion and the fine metal wire so that the central portion of the main surface opposite to the semiconductor element mounting surface of the metal plate is exposed.
また、半導体装置では、動作時に半導体素子が発熱するため、半導体装置の熱容量が問題視される。このような半導体素子の熱を効果的に半導体装置外部へ逃がす方法の一つに、金属板からなる半導体素子搭載部の一部を絶縁性樹脂外部へ露出させることがある。 Further, in the semiconductor device, the semiconductor element generates heat during operation, and thus the heat capacity of the semiconductor device is regarded as a problem. One method for effectively releasing the heat of the semiconductor element to the outside of the semiconductor device is to expose a part of the semiconductor element mounting portion made of a metal plate to the outside of the insulating resin.
このように半導体装置の絶縁性樹脂から露出した半導体素子搭載部の露出部は、外気に触れる又は半導体装置の実装基板上に形成された熱伝導性の良い金属パターンに接触するため、半導体素子で発生した熱は金属板からなる半導体素子搭載部を介して装置外部へ放出される。 In this way, the exposed portion of the semiconductor element mounting portion exposed from the insulating resin of the semiconductor device is exposed to the outside air or is in contact with a metal pattern having good thermal conductivity formed on the mounting substrate of the semiconductor device. The generated heat is released to the outside of the apparatus through a semiconductor element mounting portion made of a metal plate.
従来の金属板露出型半導体装置の断面概略図を図９に示し、従来の金属板露出型半導体装置の製造方法における樹脂注入時の断面概略図を図１０に示した。
金属板露出型半導体装置では、放熱性の向上を目的として、図９のように、半導体素子搭載部を形成する金属板１の突出部Ｔ１部分における一部を絶縁性樹脂６から外部に露出させて露出部Ｒ１を形成するため、図１０のように、絶縁性樹脂６の注入時に、金属板１の露出部Ｒ１と封止金型８を接触させる。
FIG. 9 shows a schematic cross-sectional view of a conventional metal plate exposed semiconductor device, and FIG. 10 shows a schematic cross-sectional view at the time of resin injection in the conventional method of manufacturing a metal plate exposed semiconductor device.
In the metal plate exposed semiconductor device, for the purpose of improving heat dissipation, as shown in FIG. 9, a part of the protruding portion T1 portion of the
このとき、金属板１の露出部Ｒ１と封止金型８との接触面に間隙Ｓ１が生じる場合があり、そのような場合には、間隙Ｓ１に絶縁性樹脂６が流れ込むことにより、図９のように、金属板１の露出部Ｒ１に樹脂バリ１１を形成する。
At this time, a gap S1 may be formed on the contact surface between the exposed portion R1 of the
そのため、この種の半導体装置では、金属板１の露出部Ｒ１に発生した樹脂バリ１１を除去することが重要な要素の一つとなっている。
以上のような金属板１の突出部Ｔ１部分における露出部Ｒ１と封止金型８との接触面への絶縁性樹脂６の流れ込みを防止する従来技術（例えば、特許文献１を参照）について、以下に説明する。
Therefore, in this type of semiconductor device, removing the
About the prior art (for example, refer patent document 1) which prevents the flow of the
この半導体装置は、金属板１の露出部Ｒ１側の封止金型８との接触部分にテーパー部を設けるとともに、封止金型８側に凹部を設け、金属板１の露出部Ｒ１側のテーパー部と封止金型８側の凹部を干渉させることにより、金属板１の露出部Ｒ１への絶縁性樹脂６の流れ込みを阻止するものである。
しかしながら上述した従来の半導体装置およびその製造方法では、金属板１の露出部Ｒ１側のテーパー部と封止金型８側の凹部との干渉具合によっては、金属板１の露出部Ｒ１への絶縁性樹脂６の流れ込みを阻止できない場合がある。
However, in the conventional semiconductor device and the manufacturing method thereof described above, the insulation between the exposed portion R1 of the
その結果、金属板露出型半導体装置において、金属板１の露出部Ｒ１に発生した樹脂バリ１１は、放熱性の低下、外観品質の低下、実装基板への接続性の阻害といった問題が発生する。
As a result, in the metal plate exposed semiconductor device, the
そのため、この半導体装置では、装置温度が上昇し、その温度上昇により誤作動を生じる可能性があり、この半導体装置を搭載したＰＤＰ−ＴＶ、液晶ＴＶ、有機ＥＬパネルを使用した製品、カーオーディオ機器、ゲーム機、携帯電話などのシステム全体を誤作動させたり、停止させたり、最悪の場合には発火させたりして火災事故を起こす可能性がある。 Therefore, in this semiconductor device, there is a possibility that the device temperature will rise and malfunction may occur due to the temperature rise. Products using this semiconductor device, PDP-TVs, liquid crystal TVs, organic EL panels, car audio equipment In addition, there is a possibility of causing a fire accident by causing the entire system such as a game machine or a mobile phone to malfunction, stop, or ignite in the worst case.
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、樹脂バリによる半導体装置の放熱性の低下、外観品質の低下、実装基板への接続性の阻害などの問題を解消することができるとともに、半導体装置の温度上昇による誤作動、半導体装置を搭載したシステム全体の誤作動・停止、火災事故発生の可能性を低減することができる半導体装置およびその製造方法を提供する。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and can solve problems such as a decrease in heat dissipation of a semiconductor device due to resin burrs, a decrease in appearance quality, and a hindrance to connectivity to a mounting board. Provided are a semiconductor device and a manufacturing method thereof that can reduce the possibility of malfunction due to temperature rise of the semiconductor device, malfunction / stop of the entire system including the semiconductor device, and occurrence of a fire accident.
上記の課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の半導体装置は、板状体で一主面上に半導体素子を搭載した金属板と、前記金属板の周辺に配置した複数の金属リードと、前記半導体素子の電極パッドと前記複数の金属リードを電気接続する金属細線とを備え、前記金属板における前記半導体素子の搭載面とは反対側の主面中央部分に突出した突出部を形成し、前記金属板における前記半導体素子の搭載面とは反対側の主面中央部分以外の部分に前記突出部を囲むように形成した壁を配置し、前記壁で囲まれた前記突出部を露出するように、前記金属板と前記複数の金属リードと前記半導体素子と前記金属細線を覆う絶縁性樹脂を形成したことを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, a semiconductor device according to
また、本発明の請求項２に記載の半導体装置は、請求項１に記載の半導体装置であって、前記壁を前記突出部から離して配置することにより、前記壁と前記突出部との間に溝を形成したことを特徴とする。 A semiconductor device according to a second aspect of the present invention is the semiconductor device according to the first aspect, wherein the wall is disposed apart from the projecting portion so that the wall is disposed between the projecting portion and the wall. It is characterized in that a groove is formed.
また、本発明の請求項３に記載の半導体装置は、請求項１に記載の半導体装置であって、前記壁は、前記突出部に接触するように配置したことを特徴とする。
また、本発明の請求項４に記載の半導体装置は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の半導体装置であって、前記壁は、前記金属板と材質が異なることを特徴とする。
A semiconductor device according to a third aspect of the present invention is the semiconductor device according to the first aspect, wherein the wall is disposed so as to contact the protruding portion.
A semiconductor device according to a fourth aspect of the present invention is the semiconductor device according to any one of the first to third aspects, wherein the wall is made of a material different from that of the metal plate. .
また、本発明の請求項５に記載の半導体装置は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の半導体装置であって、前記壁は、前記絶縁性樹脂と異なる樹脂材料よりなることを特徴とする。
A semiconductor device according to
また、本発明の請求項６に記載の半導体装置は、板状体で一主面上に半導体素子を搭載した金属板と、前記金属板の周辺に配置した複数の金属リードと、前記半導体素子の電極パッドと前記複数の金属リードを電気接続する金属細線とを備え、前記金属板における前記半導体素子の搭載面とは反対側の主面中央部分に突出した突出部を形成し、前記突出部を露出するように、前記金属板と前記複数の金属リードと前記半導体素子と前記金属細線を覆う絶縁性樹脂を形成し、前記絶縁性樹脂の形成時に、前記突出部の露出部分への前記絶縁性樹脂の流入を阻止するために一時的に前記突出部を囲むように配置された壁を、前記絶縁性樹脂の形成終了後時に除去したことで、前記突出部と前記絶縁性樹脂との間に形成された溝を有することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device having a plate-like body on which a semiconductor element is mounted on one main surface, a plurality of metal leads arranged around the metal plate, and the semiconductor element. An electrode pad and a thin metal wire that electrically connects the plurality of metal leads, and a protruding portion protruding from a central portion of the main surface of the metal plate opposite to the mounting surface of the semiconductor element is formed. Forming an insulating resin that covers the metal plate, the plurality of metal leads, the semiconductor element, and the thin metal wire so as to expose the insulating plate to the exposed portion of the protruding portion when the insulating resin is formed. In order to prevent the inflow of the conductive resin, the wall temporarily disposed so as to surround the protruding portion is removed after the formation of the insulating resin, so that the gap between the protruding portion and the insulating resin is removed. It has a groove formed in To.
また、本発明の請求項７に記載の半導体装置の製造方法は、金属基板を構成する板状体で一主面上の中央部分に突出した突出部が形成された金属板の前記突出部の形成面で中央部分以外の部分に、前記突出部を囲むように壁を形成して配置する工程と、前記金属板の前記突出部の形成面とは反対側の主面上に半導体素子を搭載する工程と、前記半導体素子の電極パッドと前記金属板の周辺に配置された金属基板を構成する複数の金属リードを金属細線で電気接続する工程と、前記壁で囲まれた前記突出部を露出するように、前記金属板と前記複数の金属リードと前記半導体素子と前記金属細線を、絶縁性樹脂で覆って樹脂封止する工程とを有することを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a plate-like body constituting a metal substrate; A step of forming and arranging a wall so as to surround the protruding portion at a portion other than the central portion on the forming surface, and mounting a semiconductor element on the main surface opposite to the forming surface of the protruding portion of the metal plate A step of electrically connecting a plurality of metal leads constituting a metal substrate disposed around the electrode pad of the semiconductor element and the metal plate with a fine metal wire, and exposing the protruding portion surrounded by the wall As described above, the method includes a step of covering and sealing the metal plate, the plurality of metal leads, the semiconductor element, and the metal thin wire with an insulating resin.
また、本発明の請求項８に記載の半導体装置の製造方法は、金属基板を構成する板状体で一主面上の中央部分に突出した突出部が形成された金属板の前記突出部の形成面で中央部分以外の部分に、前記突出部を囲むように壁を形成して配置する工程と、前記金属板の前記突出部の形成面とは反対側の主面上に半導体素子を搭載する工程と、前記半導体素子の電極パッドと前記金属板の周辺に配置された金属基板を構成する複数の金属リードを金属細線で電気接続する工程と、前記壁で囲まれた前記突出部を露出するように、前記金属板と前記複数の金属リードと前記半導体素子と前記金属細線を、絶縁性樹脂で覆って樹脂封止する工程と、前記壁を除去する工程とを有することを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a plate-like body that constitutes a metal substrate; and a protrusion that protrudes from a central portion on one main surface. A step of forming and arranging a wall so as to surround the protruding portion at a portion other than the central portion on the forming surface, and mounting a semiconductor element on the main surface opposite to the forming surface of the protruding portion of the metal plate A step of electrically connecting a plurality of metal leads constituting a metal substrate disposed around the electrode pad of the semiconductor element and the metal plate with a fine metal wire, and exposing the protruding portion surrounded by the wall The metal plate, the plurality of metal leads, the semiconductor element, and the thin metal wire are covered with an insulating resin and sealed, and the wall is removed. .
また、本発明の請求項９に記載の半導体装置の製造方法は、請求項７または請求項８に記載の半導体装置の製造方法であって、前記壁は、前記絶縁性樹脂により前記樹脂封止する工程より先に形成することを特徴とする。
The method for manufacturing a semiconductor device according to
また、本発明の請求項１０に記載の半導体装置の製造方法は、請求項７から請求項９のいずれかに記載の半導体装置の製造方法であって、前記壁を前記突出部から離して配置することにより、前記壁と前記突出部との間に溝を形成することを特徴とする。 A method for manufacturing a semiconductor device according to a tenth aspect of the present invention is the method for manufacturing a semiconductor device according to any one of the seventh to ninth aspects, wherein the wall is disposed away from the protruding portion. By doing so, a groove is formed between the wall and the protrusion.
また、本発明の請求項１１に記載の半導体装置の製造方法は、請求項７から請求項９のいずれかに記載の半導体装置の製造方法であって、前記壁は、前記突出部に接触するように配置することを特徴とする。 A semiconductor device manufacturing method according to an eleventh aspect of the present invention is the semiconductor device manufacturing method according to any one of the seventh to ninth aspects, wherein the wall is in contact with the protruding portion. It arrange | positions like this.
また、本発明の請求項１２に記載の半導体装置の製造方法は、請求項７から請求項１１のいずれかに記載の半導体装置の製造方法であって、前記壁は、前記金属板と材質が異なる材料で形成することを特徴とする。
A semiconductor device manufacturing method according to
また、本発明の請求項１３に記載の半導体装置の製造方法は、請求項７から請求項１２のいずれかに記載の半導体装置の製造方法であって、前記壁は、前記絶縁性樹脂と異なる樹脂材料で形成することを特徴とする。 A semiconductor device manufacturing method according to a thirteenth aspect of the present invention is the semiconductor device manufacturing method according to any one of the seventh to twelfth aspects, wherein the wall is different from the insulating resin. It is formed of a resin material.
以上により、絶縁性樹脂を形成する工程より先に金属板の中央部以外の部分に突出部を囲むように壁部を形成することにより、絶縁性樹脂の形成時に壁部と封止金型が接触し、金属板と封止金型との空間を埋めるため、金属板の突出部部分における露出部への絶縁性樹脂の流れ込みを回避して樹脂バリの発生を防止した製造方法により、樹脂バリを除去する工程を省略することが可能となる。 As described above, the wall portion and the sealing mold are formed at the time of forming the insulating resin by forming the wall portion so as to surround the protruding portion in the portion other than the central portion of the metal plate prior to the step of forming the insulating resin. In order to fill the space between the metal plate and the sealing mold in contact with each other, the resin burrs are produced by a manufacturing method that prevents the generation of resin burrs by avoiding the flow of insulating resin into the exposed portions of the protruding portions of the metal plates. It is possible to omit the step of removing.
また、金属板露出型半導体装置において、金属板の素子搭載面の反対側主面の中央部以外の部分に突出部を囲むように壁部を形成することにより、金属板の露出部での樹脂バリの発生を回避することができる。 Further, in the metal plate exposure type semiconductor device, the resin at the exposed portion of the metal plate is formed by forming a wall portion so as to surround the protruding portion at a portion other than the central portion of the main surface opposite to the element mounting surface of the metal plate. Generation of burrs can be avoided.
以上のように本発明によれば、金属板の突出部の周囲に壁を設けることにより、絶縁性樹脂注入時に金属板の突出部における露出部への絶縁性樹脂の流れ込みを回避し、金属板における露出部での樹脂バリの発生を防止することができる。 As described above, according to the present invention, by providing a wall around the protruding portion of the metal plate, the insulative resin can be prevented from flowing into the exposed portion of the protruding portion of the metal plate at the time of injecting the insulating resin. It is possible to prevent the occurrence of resin burrs at the exposed portion.
また、上記のような樹脂バリの発生を防止することにより、樹脂封止後の樹脂バリを除去する工程を省略することができる。
その結果、樹脂バリによる半導体装置の放熱性の低下、外観品質の低下、実装基板への接続性の阻害などの問題を、確実に解消することができるとともに、半導体装置の温度上昇による誤作動、半導体装置を搭載したシステム全体の誤作動・停止、火災事故発生の可能性を低減することができる。
Moreover, the process of removing the resin burr after resin sealing can be omitted by preventing the occurrence of the resin burr as described above.
As a result, problems such as degradation of heat dissipation of semiconductor devices due to resin burrs, deterioration of appearance quality, obstruction of connectivity to the mounting board can be reliably solved, and malfunction due to temperature rise of semiconductor devices, It is possible to reduce the possibility of a malfunction or stop of the entire system equipped with semiconductor devices and the occurrence of a fire accident.
以下、本発明の実施の形態を示す半導体装置およびその製造方法について、図面を参照しながら具体的に説明する。
（実施の形態１）
本実施の形態１の金属板露出型半導体装置の構成を図１に示した。図１（ａ）は半導体装置下面側の概略図、図１（ｂ）は図１（ａ）をＡ−Ａ’方向に切断した断面概略図である。
Hereinafter, a semiconductor device and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
The configuration of the metal plate exposed semiconductor device according to the first embodiment is shown in FIG. FIG. 1A is a schematic view of the lower surface side of the semiconductor device, and FIG. 1B is a schematic cross-sectional view of FIG. 1A cut in the AA ′ direction.
本実施の形態の金属板露出型半導体装置の全体構成は、図１に示すように、金属板１、半導体素子２、電極パッド３、金属細線４、金属リード５、絶縁性樹脂６、壁７より構成され、図１（ｂ）のように、金属板１の半導体素子２を搭載した面の反対側の主面中央部分に突出した突出部Ｔ１を設け、金属板１の中央部以外の部分に突出部Ｔ１を囲むように壁７を設けている。
As shown in FIG. 1, the overall structure of the exposed metal plate semiconductor device of the present embodiment is as follows:
また、金属板１の中央部以外の部分に突出部Ｔ１を囲むように形成した壁７は、図１（ｂ）のように、突出部Ｔ１と壁７が非接触のため、突出部Ｔ１と壁７との間に溝９が形成される。
（実施の形態２）
本実施の形態２の金属板露出型半導体装置の構成を図２に示した。図２（ａ）は半導体装置下面側の概略図、図２（ｂ）は図２（ａ）をＢ−Ｂ方向に切断した断面概略図である。
Further, the
(Embodiment 2)
The configuration of the metal plate exposed semiconductor device according to the second embodiment is shown in FIG. 2A is a schematic view of the lower surface side of the semiconductor device, and FIG. 2B is a schematic cross-sectional view of FIG. 2A cut in the BB direction.
本実施の形態の金属板露出型半導体装置の全体構成は、図２に示すように、金属板１、半導体素子２、電極パッド３、金属細線４、金属リード５、絶縁性樹脂６、壁７より構成され、図２（ｂ）のように、金属板１の半導体素子２を搭載した面の反対側の主面中央部分に突出した突出部Ｔ１を設け、金属板１の中央部以外の部分に突出部Ｔ１を囲むように壁７を設けている。
As shown in FIG. 2, the overall configuration of the exposed metal plate semiconductor device of the present embodiment is as follows:
また、金属板１の中央部以外の部分に突出部Ｔ１を囲むように形成した壁７は、図２（ｂ）のように、突出部Ｔ１と壁７が接触する構造になるように配置されている。この場合、突出部Ｔ１と壁７との間には図１のような溝９は形成されない。
（実施の形態３）
図４は本実施の形態３の金属板露出型半導体装置の構成を示す断面概略図である。
Further, the
(Embodiment 3)
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the metal plate exposed semiconductor device according to the third embodiment.
本実施の形態の金属板露出型半導体装置の全体構成は、図４に示すように、金属板１、半導体素子２、電極パッド３、金属細線４、片面（上面）が金属細線４との接続領域となり金属細線４との接続領域と反対の面が外部端子の役割を担う複数の金属リード５、絶縁性樹脂６、壁７より構成され、金属板１の半導体素子２を搭載した面の反対側の主面中央部分に突出した突出部Ｔ１を設け、金属板１の中央部以外の部分に突出部Ｔ１を囲むように壁７を突出部Ｔ１と非接触となるように設けている。
As shown in FIG. 4, the overall configuration of the exposed metal plate semiconductor device of the present embodiment includes a
また、金属板１の中央部以外の部分に突出部Ｔ１を囲むように形成した壁７は、図４のように、突出部Ｔ１と壁７が非接触のため、突出部Ｔ１と壁７との間に溝９が形成される。
（実施の形態４）
図５は本実施の形態４の金属板露出型半導体装置の構成を示す断面概略図である。
Further, the
(Embodiment 4)
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the exposed metal plate semiconductor device of the fourth embodiment.
本実施の形態の金属板露出型半導体装置の全体構成は、図５に示すように、金属板１、半導体素子２、電極パッド３、金属細線４、片面（上面）が金属細線４との接続領域となり金属細線４との接続領域と反対の面が外部端子の役割を担う複数の金属リード５、絶縁性樹脂６、壁７より構成され、金属板１の半導体素子２を搭載した面の反対側の主面中央部分に突出した突出部Ｔ１を設け、金属板１の中央部以外の部分に突出部Ｔ１を囲むように壁７を突出部Ｔ１と接触するように設けている。
As shown in FIG. 5, the overall configuration of the exposed metal plate semiconductor device of the present embodiment includes a
また、金属板１の中央部以外の部分に突出部Ｔ１を囲むように形成した壁７は、図５のように、突出部Ｔ１と壁７が接触する構造になるように配置されているため、突出部Ｔ１と壁７との間には図４のような溝９は形成されない。
Further, the
上記実施の形態１〜４の半導体装置の製造方法において、絶縁性樹脂注入時の断面概略図を図３に示した。
この半導体装置の製造方法においては、金属板１の突出部Ｔ１側の面の反対側の主面上に半導体素子２を搭載し、半導体素子２の電極パッド３と金属リード５を金属細線４で電気的に接続し、壁７で囲われた金属板１の中央部を露出するように、かつ金属板１と複数の金属リード５と半導体素子２と金属細線４を覆うように、絶縁性樹脂６を、図３のように、封止金型８で挟み込んだ内部へ注入する。
FIG. 3 shows a schematic cross-sectional view at the time of injecting the insulating resin in the method for manufacturing the semiconductor device of the first to fourth embodiments.
In this method of manufacturing a semiconductor device, the
これらの実施の形態では、金属板１の中央部以外の部分に突出部Ｔ１を囲むように壁７を設けてかつ封止金型８と壁７が接触させることにより、封止金型８内への絶縁性樹脂６注入時に、絶縁性樹脂６の流れが壁７と封止金型８とでせき止められるので、金属板１の突出部Ｔ１部分における露出部Ｒ１への絶縁性樹脂６の流れ込みを回避することができる。
In these embodiments, the
したがって、金属板１の露出部Ｒ１への樹脂バリの発生を防止し、樹脂バリが起因の金属板露出型半導体装置としての放熱性の低下、外観品質の低下、実装基板への接続性の阻害など問題を解消できる。
（実施の形態５）
図６は本実施の形態５の金属板露出型半導体装置の構成を示す断面概略図である。
Therefore, the occurrence of resin burrs on the exposed portion R1 of the
(Embodiment 5)
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the metal plate exposed semiconductor device according to the fifth embodiment.
この金属板露出型半導体装置の全体構成は、図６に示すように、金属板１、半導体素子２、電極パッド３、金属細線４、金属リード５、絶縁性樹脂６より構成され、金属板１の半導体素子２を搭載した面の反対側の主面中央部分に突出した突出部Ｔ１を設け、絶縁性樹脂６と金属板１中央の突出部Ｔ１との間に溝１０が形成される。
As shown in FIG. 6, the overall structure of the exposed metal plate semiconductor device is composed of a
本実施の形態の半導体装置の製造方法は、初めに金属板１の中央部以外の部分に突出部Ｔ１を囲むように壁７を形成し、金属板１の突出部Ｔ１側の面の反対側の主面上に半導体素子２を搭載し、半導体素子２の電極パッド３と金属リード５を金属細線４で電気的に接続し、壁７で囲われた金属板１の中央部を露出するように、かつ金属板１と複数の金属リード５と半導体素子２と金属細線４を覆ように絶縁性樹脂６を形成し、その後、金属板１の中央部以外の部分に突出部Ｔ１を囲むように形成した壁７を取り除く。
In the manufacturing method of the semiconductor device of the present embodiment, first, a
この製造方法のように、壁７を取り除くことで、金属板１の中央部の突出部Ｔ１と絶縁性樹脂６との間に溝１０を形成する。
（実施の形態６）
図７は本実施の形態６の金属板露出型半導体装置の構成を示す断面概略図である。
By removing the
(Embodiment 6)
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the metal plate exposed semiconductor device according to the sixth embodiment.
この金属板露出型半導体装置の全体構成は、図７に示すように、金属板１、半導体素子２、電極パッド３、金属細線４、片面（上面）が金属細線との接続領域となり金属細線４との接続領域と反対の面が外部端子の役割を担う複数の金属リード５、絶縁性樹脂６で構成され、金属板１の半導体素子２を搭載した面の反対側の主面中央部分に突出した突出部Ｔ１を設け、金属板１の突出部Ｔ１と絶縁性樹脂６との間に溝１０が存在する。
As shown in FIG. 7, the overall structure of the exposed metal plate semiconductor device is as follows. The
本実施の形態の半導体装置の製造方法は、初めに金属板１の中央部以外の部分に突出部Ｔ１を囲むように壁７を形成し、金属板１の突出部Ｔ１側の面の反対側の主面上に半導体素子２を搭載し、半導体素子２の電極パッド３と金属リード５を金属細線４で電気的に接続し、壁７で囲われた金属板１の中央部を露出するように、かつ金属板１と複数の金属リード５と半導体素子２と金属細線４を覆うように絶縁性樹脂６を形成し、その後、金属板１の中央部以外の部分に突出部Ｔ１を囲むように形成した壁７を取り除く。
In the manufacturing method of the semiconductor device of the present embodiment, first, a
この製造方法のように、壁７を取り除くことで、金属板１の中央部の突出部Ｔ１と絶縁性樹脂６との間に溝１０を形成する。
なお次に、上記各実施の形態の半導体装置に使用する金属板を含む金属基板について説明する。
By removing the
Next, a metal substrate including a metal plate used for the semiconductor device of each of the above embodiments will be described.
図８は本実施の形態の金属板露出型半導体装置に使用する金属板１を含む金属基板Ｍ１の概略図である。図８（ａ）は金属基板Ｍ１下面側の概略図、図８（ｂ）は図８（ａ）をＣ−Ｃ’方向に切断した断面概略図である。
FIG. 8 is a schematic view of a metal substrate M1 including the
この金属基板Ｍ１の全体構成は、図８に示すように、半導体素子搭載部１２とその反対の面の主面中央部に突出した突出部Ｔ１が形成された金属板１と、半導体素子搭載部１２の周辺に配置された複数の金属リード１３とを設け、半導体素子搭載部１２の反対の面の主面中央部の中央部以外の部分に突出部Ｔ１を囲むように壁７を設けている。
As shown in FIG. 8, the overall configuration of the metal substrate M1 includes a semiconductor
ここで、金属板１の半導体素子搭載部１２の反対の面の主面中央部の中央部以外の部分に、突出部Ｔ１を囲むように形成する壁７は、樹脂材料で金属板１へ接着することが好ましい。
Here, the
特に金属板１への壁７の接着は、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーンで接着することが好ましい。
また、本発明の半導体装置において、金属板１の中央部以外の部分に突出部Ｔ１を囲むように形成した壁７は、前記金属板１と材質が異なることが好ましい。
In particular, the
Further, in the semiconductor device of the present invention, it is preferable that the
また、金属板１の半導体素子搭載部１２の反対の面の主面中央部の中央部以外の部分に、突出部Ｔ１を囲むように形成する壁７は、樹脂材料でありかつ絶縁性樹脂６と異なる物性の樹脂材料であることが好ましい。
Further, the
また、本発明の半導体装置では、金属板１の中央部以外の部分に突出部Ｔ１を囲むように形成した壁７として、熱可塑性樹脂を用いることが可能である。壁７の熱可塑性樹脂は絶縁性樹脂６の注入時の加熱により流動化する。流動化した壁７の可塑性樹脂は、金属板１と封止金型８との空間を埋めるため、金属板１の露出部Ｒ１と封止金型８との接触面に生じる間隙Ｓ１への絶縁性樹脂６の流れ込みを回避し、樹脂バリ１１の発生を防止する。
Further, in the semiconductor device of the present invention, a thermoplastic resin can be used as the
壁７は、熱可塑性樹脂として、アクリル樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、熱可塑性ポリイミドなどを用いることが好ましい。
また、本発明の半導体装置では、金属板１の中央部以外の部分に突出部Ｔ１を囲むように形成した壁７として、熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。
The
In the semiconductor device of the present invention, it is preferable to use a thermosetting resin as the
壁７の熱硬化性樹脂は、絶縁性樹脂の注入時の加熱により一旦流動化する。流動化した壁７の熱硬化性樹脂は、金属板１と封止金型８との空間を埋めたのち硬化するため、金属板１の露出部Ｒ１と封止金型８との接触面に生じる間隙Ｓ１への絶縁性樹脂６の流れ込みを回避し、樹脂バリ１１の発生を防止する。
The thermosetting resin on the
特に壁７は、熱硬化性樹脂として、エポキシ系樹脂、ポリイミドアミド、フェノール系樹脂、ポリウレタン樹脂を用いることが好ましい。
また、本発明の半導体装置において、金属板１の中央部に設けた突出部Ｔ１の厚さは、金属板１の厚さの１／２以下とする。
In particular, the
Further, in the semiconductor device of the present invention, the thickness of the protruding portion T1 provided at the central portion of the
また、金属板１の中央部以外の突出部を囲むように形成した壁７の厚さは、金属板１の中央部に設けた突出部Ｔ１の厚さ以上とする。
壁７の厚みを、金属板１の半導体素子搭載部１２の反対の面の主面中央部に設けた突出部Ｔ１の厚さ以上とすることで、金属板露出型半導体装置の製造時に、壁７と封止金型８とが接触して金属板１と封止金型８との空間を埋めるため、金属板１露出部Ｒ１への絶縁性樹脂６の流れ込みを回避し、樹脂バリ１１の発生を防止する。
The thickness of the
By making the thickness of the
また、金属板１の中央部以外の突出部Ｔ１を囲むように形成した壁７は、図８に示すように、突出部Ｔ１を一周囲むように形成することが好ましい。
金属板１の壁７は、金属板１の突出部全周を周縁で囲むよう形成することで、金属板露出型半導体装置の製造時に、金属板１の露出部Ｒ１への絶縁性樹脂６の流れ込みを、露出部Ｒ１の全方向において回避し、露出部Ｒ１の全方向において樹脂バリ１１の発生を防止する。
Moreover, it is preferable to form the
The
また、本発明の半導体装置では、金属板１の中央部以外の部分に突出部Ｔ１を囲むように形成した壁７は、突出部Ｔ１の形状が多角形の場合、突出部Ｔ１の周縁に一辺以上に設ける。
Further, in the semiconductor device of the present invention, the
本発明の半導体装置およびその製造方法は、樹脂バリによる半導体装置の放熱性の低下、外観品質の低下、実装基板への接続性の阻害などの問題を解消することができるとともに、半導体装置の温度上昇による誤作動、半導体装置を搭載したシステム全体の誤作動・停止、火災事故発生の可能性を低減することができるもので、半導体装置の中でも、放熱を伴う高消費電力商品・ＰＤＰ−ＴＶ・液晶ＴＶ・有機ＥＬパネルを使用した製品・カーオーディオ機器・ゲーム機・携帯電話などに使用される半導体装置の信頼性の向上に寄与できる。 The semiconductor device and the manufacturing method thereof according to the present invention can solve the problems such as deterioration of heat dissipation of the semiconductor device due to resin burr, deterioration of appearance quality, obstruction of connectivity to the mounting substrate, and temperature of the semiconductor device. It can reduce the possibility of malfunction due to rising, malfunction / stop of the entire system equipped with semiconductor devices, and the occurrence of fire accidents. Among semiconductor devices, high power consumption products with heat dissipation, PDP-TV, It can contribute to improving the reliability of semiconductor devices used in products, liquid crystal TVs, organic EL panels, car audio equipment, game machines, mobile phones and the like.
１ 金属板
２ 半導体素子
３ 電極パッド
４ 金属細線
５ 金属リード
６ 絶縁性樹脂
７ 壁
８ 封止金型
９ 溝
１０ 溝
１１ 樹脂バリ
１２ 半導体素子搭載部
１３ 金属リード
Ｍ１ 金属基板
Ｔ１ 突出部
Ｒ１ 露出部
Ｓ１ 隙間
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記金属板の周辺に配置した複数の金属リードと、
前記半導体素子の電極パッドと前記複数の金属リードを電気接続する金属細線とを備え、
前記金属板における前記半導体素子の搭載面とは反対側の主面中央部分に突出した突出部を形成し、
前記金属板における前記半導体素子の搭載面とは反対側の主面中央部分以外の部分に前記突出部を囲むように形成した壁を配置し、
前記壁で囲まれた前記突出部を露出するように、前記金属板と前記複数の金属リードと前記半導体素子と前記金属細線を覆う絶縁性樹脂を形成した
ことを特徴とする半導体装置。 A metal plate with a semiconductor element mounted on one principal surface in a plate-like body;
A plurality of metal leads arranged around the metal plate;
An electrode pad of the semiconductor element and a thin metal wire that electrically connects the plurality of metal leads;
Forming a protruding portion protruding in a central portion of the main surface opposite to the mounting surface of the semiconductor element in the metal plate;
A wall formed so as to surround the protruding portion in a portion other than the central portion of the main surface opposite to the mounting surface of the semiconductor element in the metal plate,
A semiconductor device characterized in that an insulating resin is formed to cover the metal plate, the plurality of metal leads, the semiconductor element, and the thin metal wire so as to expose the protruding portion surrounded by the wall.
前記金属板の周辺に配置した複数の金属リードと、
前記半導体素子の電極パッドと前記複数の金属リードを電気接続する金属細線とを備え、
前記金属板における前記半導体素子の搭載面とは反対側の主面中央部分に突出した突出部を形成し、
前記突出部を露出するように、前記金属板と前記複数の金属リードと前記半導体素子と前記金属細線を覆う絶縁性樹脂を形成し、
前記絶縁性樹脂の形成時に、前記突出部の露出部分への前記絶縁性樹脂の流入を阻止するために一時的に前記突出部を囲むように配置された壁を、前記絶縁性樹脂の形成終了後時に除去したことで、前記突出部と前記絶縁性樹脂との間に形成された溝を有する
ことを特徴とする半導体装置。 A metal plate with a semiconductor element mounted on one principal surface in a plate-like body;
A plurality of metal leads arranged around the metal plate;
An electrode pad of the semiconductor element and a thin metal wire that electrically connects the plurality of metal leads;
Forming a protruding portion protruding in a central portion of the main surface opposite to the mounting surface of the semiconductor element in the metal plate;
Forming an insulating resin that covers the metal plate, the plurality of metal leads, the semiconductor element, and the fine metal wires so as to expose the protruding portion;
When the insulating resin is formed, a wall disposed so as to temporarily surround the protruding portion in order to prevent the insulating resin from flowing into the exposed portion of the protruding portion, the formation of the insulating resin is completed. A semiconductor device having a groove formed between the protruding portion and the insulating resin by being removed later.
前記金属板の前記突出部の形成面とは反対側の主面上に半導体素子を搭載する工程と、
前記半導体素子の電極パッドと前記金属板の周辺に配置された金属基板を構成する複数の金属リードを金属細線で電気接続する工程と、
前記壁で囲まれた前記突出部を露出するように、前記金属板と前記複数の金属リードと前記半導体素子と前記金属細線を、絶縁性樹脂で覆って樹脂封止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。 A metal plate in which a protruding portion protruding from a central portion on one principal surface is formed by a plate-like body constituting a metal substrate, and a wall surrounding the protruding portion on a portion other than the central portion on the forming surface of the protruding portion of the metal plate Forming and arranging
Mounting a semiconductor element on a main surface opposite to a surface on which the protruding portion of the metal plate is formed;
Electrically connecting a plurality of metal leads constituting a metal substrate disposed around the electrode pad of the semiconductor element and the metal plate with a thin metal wire;
Covering the metal plate, the plurality of metal leads, the semiconductor element, and the thin metal wire with an insulating resin so as to expose the projecting portion surrounded by the wall. A method of manufacturing a semiconductor device.
前記金属板の前記突出部の形成面とは反対側の主面上に半導体素子を搭載する工程と、
前記半導体素子の電極パッドと前記金属板の周辺に配置された金属基板を構成する複数の金属リードを金属細線で電気接続する工程と、
前記壁で囲まれた前記突出部を露出するように、前記金属板と前記複数の金属リードと前記半導体素子と前記金属細線を、絶縁性樹脂で覆って樹脂封止する工程と、
前記壁を除去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。 A metal plate in which a protruding portion protruding from a central portion on one principal surface is formed by a plate-like body constituting a metal substrate, and a wall surrounding the protruding portion on a portion other than the central portion on the forming surface of the protruding portion of the metal plate Forming and arranging
Mounting a semiconductor element on a main surface opposite to a surface on which the protruding portion of the metal plate is formed;
Electrically connecting a plurality of metal leads constituting a metal substrate disposed around the electrode pad of the semiconductor element and the metal plate with a thin metal wire;
Covering the metal plate, the plurality of metal leads, the semiconductor element, and the thin metal wire with an insulating resin so as to expose the projecting portion surrounded by the wall;
And a step of removing the wall.
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|---|---|---|---|---|
| JP2011091145A (en) * | 2009-10-21 | 2011-05-06 | Sanyo Electric Co Ltd | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
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2007
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