JP2011049290A - Semiconductor package, and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor package capable of suppressing warpage of a lead frame and peeling of a sealing resin without specially preparing an insulator for thermally connecting the package to the outside. <P>SOLUTION: The semiconductor package S1 constituted by mounting a semiconductor element 20 on one surface 11 of the lead frame 10 and sealing those lead frame 10 and semiconductor element 20 with the sealing resin 30 while exposing the other surface 12 of the lead frame 10 is provided with an insulating film 50 with an electric insulation property having larger adhesion to the sealing resin 30 than the lead frame 10 and made of ceramic at parts of surfaces 11 to 13 of the lead frame 10 coated with the sealing resin 30 so that the parts are coated, the parts being coated with the sealing resin 30 in contact with the sealing resin 30 with the insulating film 50 interposed. The insulating film 50 is provided even on the other surface 12 of the lead frame 10 to coat the other surface 12, and the insulating film 50 coating the other surface 12 is exposed from the sealing resin 30. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、放熱性を有するリードフレームの一面に半導体素子を搭載し、当該リードフレームの他面を露出させつつ、これらリードフレームおよび半導体素子を封止樹脂で封止してなる半導体パッケージ、および、そのような半導体パッケージの製造方法に関する。   The present invention provides a semiconductor package in which a semiconductor element is mounted on one surface of a heat-dissipating lead frame, and the other surface of the lead frame is exposed and the lead frame and the semiconductor element are sealed with a sealing resin, and And a method of manufacturing such a semiconductor package.

従来より、この種の半導体パッケージとしては、放熱性を有する金属製板状のリードフレームと、このリードフレームの両板面のうちの一面に搭載された半導体素子とを備え、リードフレームの両板面のうちの他面側を被覆せずに、リードフレームの一面および半導体素子を封止樹脂で被覆して封止したものが、一般的に提案されている。   Conventionally, this type of semiconductor package includes a metal plate-like lead frame having heat dissipation and a semiconductor element mounted on one of both plate surfaces of the lead frame. There has been generally proposed one in which one surface of a lead frame and a semiconductor element are covered with a sealing resin and sealed without covering the other surface side of the surface.

一般に、金属部材であるリードフレームとモールド樹脂とは密着力が低く、耐久試験後などに、金属／樹脂間で界面剥離を起こすことがある。これに対しては、リードフレームにディンプルを形成することにより、密着力を向上させ、リードフレームと封止樹脂との剥離を防止するようにしたものが提案されている（特許文献１参照）。   In general, the lead frame, which is a metal member, and the mold resin have low adhesion, and interface peeling may occur between the metal / resin after a durability test or the like. In response to this, there has been proposed a technique in which dimples are formed on the lead frame to improve adhesion and prevent peeling between the lead frame and the sealing resin (see Patent Document 1).

また、この種のパッケージにおいては、リードフレームの一面に、はんだを介して半導体素子を電気的・機械的に接続し、リードフレームの他面を放熱面として封止樹脂の外部に露出させることで、効率よく外部へ放熱を行うようにしている（たとえば、特許文献２参照）。しかし、このパッケージを筐体などに搭載しようとする場合、セラミック板や樹脂シートなど、パッケージと外部との熱的な接続を行うための絶縁物を、リードフレームの他面と筐体との間に介在させる必要がある。   In this type of package, the semiconductor element is electrically and mechanically connected to one surface of the lead frame via solder, and the other surface of the lead frame is exposed to the outside of the sealing resin as a heat dissipation surface. The heat is efficiently radiated to the outside (see, for example, Patent Document 2). However, when this package is to be mounted on a housing, etc., an insulator for thermal connection between the package and the outside, such as a ceramic plate or a resin sheet, is provided between the other surface of the lead frame and the housing. Need to intervene.

また、封止樹脂から露出する放熱面であるリードフレームの他面に対して、溶射法によるセラミック薄膜を絶縁膜として形成したものが提案されている（特許文献３参照）。このものによれば、効率のよい放熱が実現できるとともに、封止樹脂より露出しているリードフレームは絶縁膜で被覆されて絶縁されているため、パッケージと外部との熱的な接続を行うための絶縁物を別途、必要としない構成を実現している。   Further, there has been proposed a ceramic thin film formed by a thermal spraying method as an insulating film on the other surface of the lead frame which is a heat radiating surface exposed from the sealing resin (see Patent Document 3). According to this structure, efficient heat dissipation can be realized, and the lead frame exposed from the sealing resin is insulated by being covered with the insulating film, so that the package and the outside are thermally connected. The structure which does not require a separate insulator is realized.

特開２００５−１９１１７８号公報JP 2005-191178 A 特開２００３−１１００６４号公報JP 2003-110064 A 特開２００１−３０８２３７号公報JP 2001-308237 A

ところで、上記特許文献３に記載の半導体パッケージでは、リードフレームの他面に絶縁膜を形成しているが、この絶縁膜の形成あるいはその前処理によってリードフレームが反ってしまうことがある。このような反りが発生すると、後で行われる半導体素子の搭載や、パッケージと筐体との組み付けなどに悪影響を与える。このリードフレームの反りについては、リードフレームと絶縁膜との線膨張係数の差などが考えられるが、さらに以下のような原因が推定される。   Incidentally, in the semiconductor package described in Patent Document 3, an insulating film is formed on the other surface of the lead frame. However, the lead frame may be warped by the formation of the insulating film or its pretreatment. When such a warp occurs, it adversely affects the mounting of semiconductor elements and the assembly of the package and the case, which will be performed later. Regarding the warpage of the lead frame, a difference in coefficient of linear expansion between the lead frame and the insulating film can be considered, but the following causes are estimated.

上記特許文献３に記載の半導体パッケージでは、リードフレームの他面に溶射法によって絶縁膜としてのセラミック薄膜を形成するが、一般的に、この溶射法による薄膜形成では、薄膜の密着力を高めるため、ショットブラストによる前処理を行う。つまり、上記特許文献３においては、当該前処理によってリードフレームの他面の表面積が増加するため、当該他面を凸にして、リードフレームの反りが発生すると考えられる。   In the semiconductor package described in Patent Document 3, a ceramic thin film as an insulating film is formed on the other surface of the lead frame by a thermal spraying method. Generally, in forming a thin film by this thermal spraying method, the adhesion of the thin film is increased. Pre-processing by shot blasting is performed. That is, in Patent Document 3, the surface area of the other surface of the lead frame is increased by the pre-processing, and it is considered that the other surface is convex and the lead frame is warped.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、パッケージと外部との熱的な接続を行うための絶縁物を別途準備することなく、リードフレームの反り及び封止樹脂の剥離が抑制可能な半導体パッケージを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and can suppress warping of the lead frame and peeling of the sealing resin without separately preparing an insulator for thermal connection between the package and the outside. An object of the present invention is to provide a simple semiconductor package.

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明においては、リードフレーム（１０）の一面（１１）のうち封止樹脂（３０）にて被覆される部位に、リードフレーム（１０）よりも封止樹脂（３０）との密着力が大きくセラミックよりなる電気絶縁性の絶縁膜（５０）を、当該部位を被覆するように設け、当該部位は絶縁膜（５０）を介して封止樹脂（３０）に接触して封止樹脂（３０）に被覆されるようにし、絶縁膜（５０）を、リードフレーム（１０）の他面（１２）にも設けて当該他面（１２）を被覆し、当該他面（１２）を被覆する絶縁膜（５０）を、封止樹脂（３０）より露出させたことを特徴としている。   In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a portion of the one surface (11) of the lead frame (10) that is covered with the sealing resin (30) is positioned more than the lead frame (10). An electrically insulating insulating film (50) made of ceramic having a large adhesive force with the sealing resin (30) is provided so as to cover the part, and the part is sealed with the sealing resin (50) via the insulating film (50). 30) to be covered with the sealing resin (30), and an insulating film (50) is also provided on the other surface (12) of the lead frame (10) to cover the other surface (12). The insulating film (50) covering the other surface (12) is exposed from the sealing resin (30).

それによれば、封止樹脂（３０）より露出するリードフレーム（１０）の他面（１２）に絶縁膜（５０）が設けられているから、別途、絶縁物の準備が不要となる。また、リードフレーム（１０）の両板面（１１、１２）に絶縁膜（５０）を設けるから、リードフレーム（１０）の反りが極力相殺され、また、絶縁膜（５０）により封止樹脂（３０）との密着力が向上する。よって、本発明によれば、パッケージと外部との熱的な接続を行うための絶縁物を別途準備することなく、リードフレーム（１０）の反り及び封止樹脂（３０）の剥離が抑制可能な半導体パッケージが提供される。   According to this, since the insulating film (50) is provided on the other surface (12) of the lead frame (10) exposed from the sealing resin (30), it is not necessary to separately prepare an insulator. Further, since the insulating film (50) is provided on both plate surfaces (11, 12) of the lead frame (10), the warping of the lead frame (10) is offset as much as possible, and the sealing resin (50) is sealed by the insulating film (50). 30) The adhesion with 30) is improved. Therefore, according to the present invention, the warping of the lead frame (10) and the peeling of the sealing resin (30) can be suppressed without separately preparing an insulator for thermally connecting the package and the outside. A semiconductor package is provided.

請求項２に記載の発明においては、リードフレーム（１０）の一面（１１）のうち封止樹脂（３０）にて被覆される部位に、リードフレーム（１０）よりも封止樹脂（３０）との密着力が大きくセラミックよりなる電気絶縁性の絶縁膜（５０）を、当該部位を被覆するように設け、当該部位は絶縁膜（５０）を介して封止樹脂（３０）に接触して封止樹脂（３０）に被覆されるようにし、絶縁膜（５０）を、リードフレーム（１０）の他面（１２）にも設けて当該他面（１２）を被覆し、さらに、当該他面（１２）を被覆する絶縁膜（５０）の表面に、金属よりなる金属膜（６０）を、当該絶縁膜（５０）の表面を被覆するように設け、この金属膜（６０）を封止樹脂（３０）より露出させたことを特徴としている。   In the second aspect of the present invention, the sealing resin (30) and the lead frame (10) are disposed on the portion of the one surface (11) of the lead frame (10) covered with the sealing resin (30). An electrically insulating insulating film (50) made of ceramic having a high adhesive strength is provided so as to cover the part, and the part is in contact with the sealing resin (30) through the insulating film (50) and sealed. The insulating resin (50) is also provided on the other surface (12) of the lead frame (10) to cover the other surface (12) so as to be covered with the stop resin (30). 12) A metal film (60) made of metal is provided on the surface of the insulating film (50) covering the insulating film (50) so as to cover the surface of the insulating film (50). 30) More exposed.

それによれば、上記請求項１と同様に、パッケージと外部との熱的な接続を行うための絶縁物が不要であり、リードフレーム（１０）の反り及び封止樹脂（３０）の剥離が抑制可能な半導体パッケージが提供される。また、本発明によれば、リードフレーム（１０）の他面（１２）に設けられた絶縁膜（５０）が、金属膜（６０）によって保護されるとともに、その絶縁膜（５０）の絶縁性の検査が、金属膜（６０）を電極として行うことが可能となる。   According to this, as in the first aspect, an insulator for thermal connection between the package and the outside is unnecessary, and the warping of the lead frame (10) and the peeling of the sealing resin (30) are suppressed. A possible semiconductor package is provided. Further, according to the present invention, the insulating film (50) provided on the other surface (12) of the lead frame (10) is protected by the metal film (60), and the insulating property of the insulating film (50) is also provided. This inspection can be performed using the metal film (60) as an electrode.

ここで、請求項３に記載の発明のように、請求項２に記載の半導体パッケージにおける金属膜（６０）は、アルミニウム、銅、および、これらの合金より選択されたものにできる。   Here, as in the invention described in claim 3, the metal film (60) in the semiconductor package described in claim 2 can be selected from aluminum, copper, and alloys thereof.

また、請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の半導体パッケージにおいて、絶縁膜（５０）を、アルミナ、スピネル、酸化シリコン、及び、窒化シリコンより選択されたものとしたことを特徴とする。絶縁膜（５０）としては、これらの絶縁性と熱伝導性を両立する無機材料を採用することができる。   In the invention according to claim 4, in the semiconductor package according to any one of claims 1 to 3, the insulating film (50) is selected from alumina, spinel, silicon oxide, and silicon nitride. It is characterized by being. As the insulating film (50), an inorganic material having both of these insulating properties and thermal conductivity can be employed.

また、請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の半導体パッケージにおいて、絶縁膜（５０）を、当該絶縁膜（５０）を形成するリードフレーム（１０）の表面をショットブラストにより処理し、この処理された面に溶射によって形成された膜としたことを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the semiconductor package according to any one of the first to fourth aspects, the insulating film (50) is formed on the lead frame (10) forming the insulating film (50). The surface is treated by shot blasting, and a film is formed on the treated surface by thermal spraying.

また、このように絶縁膜（５０）を、ショットブラストによる前処理および溶射法によって形成する場合について、本発明者が更に検討を進めたところ、次のような問題が発生し得ることがわかった。   Further, when the inventor further investigated the case where the insulating film (50) is formed by shot blasting pretreatment and thermal spraying as described above, it has been found that the following problems may occur. .

上記絶縁膜（５０）を形成する場合、リードフレーム（１０）の表面のうち半導体素子（２０）と接合される部位である素子接合部（１４）を除く部位に、絶縁膜（５０）を形成する。ここで、一般には、リードフレームの表面のうち素子接合部をマスクで被覆し、この状態でリードフレームの表面に対して、絶縁膜を形成する材料を溶射によって吹き付ける方法が考えられる。   In the case of forming the insulating film (50), the insulating film (50) is formed on the surface of the lead frame (10) except for the element bonding portion (14) which is a portion bonded to the semiconductor element (20). To do. Here, generally, a method is conceivable in which the element bonding portion of the surface of the lead frame is covered with a mask, and in this state, a material for forming an insulating film is sprayed onto the surface of the lead frame by thermal spraying.

この場合、当該マスク上にも絶縁膜が形成されるが、処理数の増加と共にマスク上に堆積する絶縁膜の膜厚が大きくなり、マスクを洗浄して定期的に堆積物を除去しないと、その堆積した絶縁膜の膜応力により、マスクが大きく反ってしまう可能性がある。そうなると、マスクと被着体との隙間が広がり、膜材料を付着させたくない部位にまで、絶縁膜が形成されてしまう。   In this case, an insulating film is also formed on the mask, but the film thickness of the insulating film deposited on the mask increases with an increase in the number of treatments. The mask may be greatly warped due to the film stress of the deposited insulating film. As a result, the gap between the mask and the adherend is widened, and an insulating film is formed even in a region where the film material is not desired to be adhered.

また、溶射回数を重ねるにつれて、マスクとその周囲の絶縁膜との間にて、当該間をつなぐように絶縁膜が成長することにより、マスクが被着体から外れなくなる現象、いわゆるスティッキングという現象が起こりやすい。そこで、このようなマスクの反り、スティッキングといった問題に対処するべく、検討を重ねた結果、請求項６に記載の製造方法を創出するに至った。   In addition, as the number of thermal sprays increases, the insulating film grows between the mask and the surrounding insulating film so that the mask does not come off from the adherend, so-called sticking. It is easy to happen. Therefore, as a result of repeated studies to deal with such problems as warpage of the mask and sticking, the manufacturing method according to claim 6 has been created.

請求項６に記載の発明は、リードフレーム（１０）の表面（１１〜１３）のうち、リードフレーム（１０）の一面（１１）における半導体素子（２０）と接合される部位である素子接合部（１４）を除く部位に、リードフレーム（１０）よりも封止樹脂（３０）との密着力が大きくセラミックよりなる電気絶縁性の絶縁膜（５０）を形成する絶縁膜形成工程を備えた半導体パッケージの製造方法である。   The invention according to claim 6 is an element joint portion which is a portion to be joined to the semiconductor element (20) on one surface (11) of the lead frame (10) among the surfaces (11 to 13) of the lead frame (10). A semiconductor provided with an insulating film forming step for forming an electrically insulating insulating film (50) made of ceramic having a greater adhesion to the sealing resin (30) than the lead frame (10) in a portion excluding (14) It is a manufacturing method of a package.

そして、当該絶縁膜形成工程では、リードフレーム（１０）の表面（１１〜１３）のうち素子接合部（１４）に、当該素子接合部（１４）を被覆するマスク（Ｍ）を設け、マスク（Ｍ）が設けられたリードフレーム（１０）に対して、マスク（Ｍ）以外のリードフレーム（１０）の表面（１１〜１３）に、ショットブラスト処理を行い、その後、リードフレーム（１０）からマスク（Ｍ）を取り外し、素子接合部（１４）を含むリードフレーム（１０）の表面（１１〜１３）に、絶縁膜（５０）を形成する材料を溶射によって吹き付けることにより、リードフレーム（１０）の表面（１１〜１３）のうち素子接合部（１４）を除く部位に絶縁膜（５０）を形成することを特徴としている。   In the insulating film forming step, a mask (M) that covers the element bonding portion (14) is provided on the element bonding portion (14) of the surface (11 to 13) of the lead frame (10). The lead frame (10) provided with M) is subjected to shot blasting on the surface (11-13) of the lead frame (10) other than the mask (M), and then the lead frame (10) is masked. (M) is removed, and the material for forming the insulating film (50) is sprayed onto the surface (11-13) of the lead frame (10) including the element joint (14) by spraying, whereby the lead frame (10). An insulating film (50) is formed on a portion of the surface (11-13) excluding the element junction (14).

それによれば、上記請求項５に記載のようなショットブラストによる前処理および溶射法によって形成された絶縁膜（５０）を有する半導体パッケージを適切に製造し得る製造方法が提供される。そして、ショットブラスト処理されない素子接合部（１４）には、溶射によって絶縁膜が形成されず、それ以外の表面に絶縁膜（５０）が形成されるから、溶射による成膜はマスクを用いることなく、選択的に行える。よって、本発明によれば、マスクの洗浄が不要でスティッキングの発生を防止しつつ、絶縁膜（５０）の形成を行うことができる。   According to this, there is provided a manufacturing method capable of appropriately manufacturing a semiconductor package having the insulating film (50) formed by the pretreatment by shot blasting and the thermal spraying method as described in the fifth aspect. In addition, since the insulating film is not formed by thermal spraying on the element junction (14) that is not shot blasted, and the insulating film (50) is formed on the other surface, the film deposition by thermal spraying does not use a mask. Can be done selectively. Therefore, according to the present invention, it is possible to form the insulating film (50) while preventing the mask from being washed and preventing the occurrence of sticking.

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in the claim and this column is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.

本発明の第１実施形態に係る半導体パッケージの概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor package according to a first embodiment of the present invention. 新品のマスクを用いたときの溶射による一般的な成膜方法を示す工程図である。It is process drawing which shows the general film-forming method by thermal spraying when a new mask is used. 複数回使用されたマスクを用いたときの溶射による一般的な成膜方法を示す工程図である。It is process drawing which shows the general film-forming method by thermal spraying when using the mask used several times. 第１実施形態の半導体パッケージの製造方法を示す工程図である。It is process drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor package of 1st Embodiment. 図４に続く製造方法を示す工程図である。It is process drawing which shows the manufacturing method following FIG. 絶縁膜による封止樹脂の剥離防止効果について本発明者が行った調査方法を示す図である。It is a figure which shows the investigation method which this inventor performed about the peeling prevention effect of sealing resin by an insulating film. 封止樹脂のせん断強度を調査した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having investigated the shear strength of sealing resin. 本発明の第２実施形態に係る半導体パッケージの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the semiconductor package which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態に係る半導体パッケージの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the semiconductor package which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態に係る半導体パッケージの製造方法を示す工程図である。It is process drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor package which concerns on 4th Embodiment of this invention. 第４実施形態の半導体パッケージの冷却器への組み付け方法を示す工程図であるIt is process drawing which shows the assembly method to the cooler of the semiconductor package of 4th Embodiment. 本発明の第５実施形態に係る半導体パッケージの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the semiconductor package which concerns on 5th Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other are given the same reference numerals in the drawings in order to simplify the description.

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る半導体パッケージＳ１の概略断面構成を示す図である。この半導体パッケージＳ１は、大きくは、リードフレーム１０上に半導体素子２０を実装したものを、リードフレーム１０の実装面とは反対側の面が露出するように、封止樹脂３０で封止したものである。 (First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic cross-sectional configuration of a semiconductor package S1 according to the first embodiment of the present invention. In general, the semiconductor package S1 is obtained by sealing a semiconductor element 20 on a lead frame 10 with a sealing resin 30 so that the surface opposite to the mounting surface of the lead frame 10 is exposed. It is.

リードフレーム１０は、放熱性を有する金属よりなり、板状をなすものである。図１では、リードフレーム１０の厚さ方向に沿った断面が示されている。リードフレーム１０を構成する金属としては、Ｃｕや４２アロイあるいは鉄、アルミニウム、モリブデン、タングステンなどが挙げられる。   The lead frame 10 is made of a metal having heat dissipation properties and has a plate shape. In FIG. 1, a cross section along the thickness direction of the lead frame 10 is shown. Examples of the metal constituting the lead frame 10 include Cu, 42 alloy, iron, aluminum, molybdenum, and tungsten.

半導体素子２０は、このリードフレーム１０の両板面１１、１２のうちの一面（図１中の上面）１１に搭載されている。ここで、半導体素子２０は金属製のリードフレーム１０の一面１１に対して、はんだもしくは導電性接着剤よりなる導電性の接合材４０を介して電気的および機械的に接合されているものである。   The semiconductor element 20 is mounted on one surface (upper surface in FIG. 1) 11 of both the plate surfaces 11 and 12 of the lead frame 10. Here, the semiconductor element 20 is electrically and mechanically bonded to the one surface 11 of the metal lead frame 10 via a conductive bonding material 40 made of solder or a conductive adhesive. .

具体的に半導体素子２０としては、駆動時に発熱するパワー素子などが挙げられ、たとえばパワーＭＯＳトランジスタやＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）等のトランジスタやＦＷＤ（フライホイールダイオード）等が挙げられる。   Specific examples of the semiconductor element 20 include a power element that generates heat during driving, such as a power MOS transistor, a transistor such as an IGBT (insulated gate bipolar transistor), an FWD (flywheel diode), and the like.

そして、封止樹脂３０は、リードフレーム１０の両板面１１、１２のうちの他面（図１中の下面）１２側を被覆せずに、リードフレーム１０の一面１１および半導体素子２０を被覆して封止している。なお、図示しないが、リードフレーム１０は、当該他面１２以外の一部が封止樹脂３０より外部に突出しており、この突出部が外部と電気的に接続される端子として構成されている。   The sealing resin 30 covers the one surface 11 of the lead frame 10 and the semiconductor element 20 without covering the other surface (the lower surface in FIG. 1) 12 side of the both plate surfaces 11 and 12 of the lead frame 10. And sealed. Although not shown, the lead frame 10 is configured such that a part other than the other surface 12 protrudes outside from the sealing resin 30, and the protruding portion is electrically connected to the outside.

リードフレーム１０の他面１２を被覆しないのは、この種のパッケージ同様に、当該他面１２を、放熱を行う放熱面として構成し、ここから半導体素子２０の熱を外部に逃がすためである。また、封止樹脂３０としては、通常の半導体パッケージに用いられるモールド材料、たとえばエポキシ樹脂等を採用することができる。   The reason why the other surface 12 of the lead frame 10 is not covered is that the other surface 12 is configured as a heat radiating surface that radiates heat, and the heat of the semiconductor element 20 is released outside from the other surface 12 as in this type of package. Further, as the sealing resin 30, a molding material used for a normal semiconductor package, such as an epoxy resin, can be used.

ここで、金属製板状のリードフレーム１０の表面とは、両板面１１、１２および両板面１１、１２の間に位置する側面１３であるが、図１では、当該両板面１１、１２および側面１３のうち、素子接合部１４を除く部位１０ａは、太線１０ａにて示している。ここで、素子接合部１４とは、リードフレーム１０の一面１１のうち半導体素子２０と接合される部位であり、より具体的には上記導電性の接合材４０が配置される部位である。   Here, the surface of the metal plate-like lead frame 10 is the both plate surfaces 11 and 12 and the side surface 13 positioned between the both plate surfaces 11 and 12, but in FIG. 12 and the side surface 13 of the side surface 13 excluding the element joint portion 14 are indicated by a thick line 10a. Here, the element bonding portion 14 is a portion to be bonded to the semiconductor element 20 on the one surface 11 of the lead frame 10, and more specifically, is a portion where the conductive bonding material 40 is disposed.

そして、リードフレーム１０の表面のうち素子接合部１４を除く太線の部位１０ａは、後述するショットブラスト処理された部位であるブラスト処理部１０ａである。さらに言うならば、本実施形態のリードフレーム１０におけるブラスト処理部１０ａは、リードフレーム１０の表面１１〜１３のうち、素子接合部１４を除く一面１１、他面１２、および側面１３である。   And the thick line | wire part 10a except the element junction part 14 on the surface of the lead frame 10 is the blast process part 10a which is the site | part which carried out the shot blast process mentioned later. In other words, the blast processing portion 10 a in the lead frame 10 of the present embodiment is the one surface 11, the other surface 12, and the side surface 13 excluding the element bonding portion 14 among the surfaces 11 to 13 of the lead frame 10.

そして、本実施形態においては、図１に示されるように、リードフレーム１０の表面１１〜１３のうち素子接合部１４を除くブラスト処理部１０ａには、当該ブラスト処理部１０ａを被覆するように、電気絶縁性の絶縁膜５０が設けられている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the blast processing portion 10 a excluding the element joint portion 14 among the surfaces 11 to 13 of the lead frame 10 is covered with the blast processing portion 10 a. An electrically insulating insulating film 50 is provided.

つまり、絶縁膜５０は、リードフレーム１０の表面１１〜１３のうち素子接合部１４を除いて封止樹脂３０にて被覆される部位である一面１１および側面１３に設けられて、これら部位を被覆するとともに、さらに、封止樹脂３０で被覆されていない他面１２にも設けられて当該他面１２を被覆している。   That is, the insulating film 50 is provided on the one surface 11 and the side surface 13 which are portions covered with the sealing resin 30 except for the element joint portion 14 in the surfaces 11 to 13 of the lead frame 10, and covers these portions. In addition, the other surface 12 that is not covered with the sealing resin 30 is also provided to cover the other surface 12.

なお、図１において、リードフレーム１０の他面１２側が封止樹脂３０より突出した状態で露出していてもよい。その場合には、リードフレーム１２の側面１３の一部が封止樹脂３０で被覆されていない面となるが、この封止樹脂３０で被覆されていない側面１３の部分に、絶縁膜５０が設けられていてもよい。   In FIG. 1, the other surface 12 side of the lead frame 10 may be exposed in a state of protruding from the sealing resin 30. In that case, a part of the side surface 13 of the lead frame 12 becomes a surface not covered with the sealing resin 30, but the insulating film 50 is provided in the portion of the side surface 13 not covered with the sealing resin 30. It may be done.

そして、封止樹脂３０にて被覆されているリードフレーム１０の一面１１および側面１３は、絶縁膜５０を介して封止樹脂３０に接触して封止樹脂３０に被覆されている。一方、リードフレーム１０の他面１２を被覆する絶縁膜５０は、封止樹脂３０には被覆されていない。   The one surface 11 and the side surface 13 of the lead frame 10 covered with the sealing resin 30 are in contact with the sealing resin 30 through the insulating film 50 and are covered with the sealing resin 30. On the other hand, the insulating film 50 that covers the other surface 12 of the lead frame 10 is not covered with the sealing resin 30.

この絶縁膜５０は、セラミックよりなる電気絶縁性のもので、金属製のリードフレーム１０よりも封止樹脂３０との密着力が大きいものである。その材質としては、電気絶縁性と熱伝導性を両立する無機材料として、たとえばアルミナ、スピネル、酸化シリコン、及び、窒化シリコンより選択されたものが挙げられる。そして、本実施形態の絶縁膜５０は、これらの膜形成材料を用いて溶射により形成された膜、いわゆる溶射膜である。   The insulating film 50 is an electrically insulating film made of ceramic, and has a greater adhesion to the sealing resin 30 than the metal lead frame 10. As the material, for example, an inorganic material having both electrical insulation and thermal conductivity is selected from alumina, spinel, silicon oxide, and silicon nitride. The insulating film 50 of this embodiment is a film formed by thermal spraying using these film forming materials, that is, a so-called thermal sprayed film.

さらに、図１に示されるように、本実施形態の半導体パッケージＳ１では、リードフレーム１０の他面１２を被覆する絶縁膜５０の表面には、金属よりなる金属膜６０が当該絶縁膜５０の表面を被覆するように設けられている。そして、この金属膜６０が封止樹脂３０より外部に露出している。   Further, as shown in FIG. 1, in the semiconductor package S <b> 1 of this embodiment, a metal film 60 made of metal is formed on the surface of the insulating film 50 that covers the other surface 12 of the lead frame 10. It is provided so that it may coat | cover. The metal film 60 is exposed to the outside from the sealing resin 30.

この金属膜６０は、アルミニウム、銅、および、これらの合金より選択されたものである。この金属膜６０は、一般的な金属膜の成膜方法を用いて形成されるが、ここでは溶射により形成されたものである。   The metal film 60 is selected from aluminum, copper, and alloys thereof. The metal film 60 is formed by using a general metal film forming method, but here it is formed by thermal spraying.

この金属膜６０は、リードフレーム１０の他面１２に設けられた絶縁膜５０を被覆・保護するとともに、その他面１２側の絶縁膜５０の絶縁性を検査するための電極として機能するものである。   The metal film 60 covers and protects the insulating film 50 provided on the other surface 12 of the lead frame 10 and functions as an electrode for inspecting the insulating property of the insulating film 50 on the other surface 12 side. .

当該絶縁性の検査については、たとえばリードフレーム１０の端子と金属膜６０との間に電圧を印加することで当該他面１２側の絶縁膜５０の電気抵抗を調査してやればよい。ここで、リードフレーム１０の一面１１側の絶縁膜５０については、封止樹脂３０によって封止されることから、その絶縁性を保証する必要はない。そのため、金属膜６０の形成は上記他面１２側のみでよい。   For the insulation test, for example, the electrical resistance of the insulation film 50 on the other surface 12 side may be investigated by applying a voltage between the terminal of the lead frame 10 and the metal film 60. Here, since the insulating film 50 on the one surface 11 side of the lead frame 10 is sealed with the sealing resin 30, it is not necessary to guarantee the insulating property. Therefore, the metal film 60 may be formed only on the other surface 12 side.

なお、図１では示さないが、半導体素子２０は、図示しないリード端子などにワイヤボンディングされて外部と電気的に接続されたものとしてもよい。このことは、具体的には、リード端子のインナーリード部分と半導体素子２０とを封止樹脂３０内でワイヤボンディングし、リード端子のアウターリード部分と外部とを接続するように構成すればよい。   Although not shown in FIG. 1, the semiconductor element 20 may be wire-bonded to a lead terminal (not shown) and electrically connected to the outside. Specifically, the inner lead portion of the lead terminal and the semiconductor element 20 may be wire-bonded within the sealing resin 30 to connect the outer lead portion of the lead terminal and the outside.

以上のように、本実施形態の半導体パッケージＳ１においては、金属製板状のリードフレーム１０の両板面１１、１２のうち半導体素子２０を実装する実装面であり且つ封止樹脂３０で封止される面である一面１１と、封止樹脂３０では被覆されない放熱面としての他面１２との両方に、上記絶縁膜５０を設けている。   As described above, in the semiconductor package S1 of the present embodiment, the mounting surface on which the semiconductor element 20 is mounted out of both the plate surfaces 11 and 12 of the metal plate-like lead frame 10 and is sealed with the sealing resin 30. The insulating film 50 is provided on both the one surface 11 that is the surface to be applied and the other surface 12 as a heat dissipation surface that is not covered with the sealing resin 30.

それゆえ、本実施形態では、放熱面としてのリードフレーム１０の他面１２に冷却部材等を接触させて放熱を行う場合、従来のようなセラミック板や樹脂シートのような絶縁物を別途介在させる必要はなく、金属膜６０から直接冷却部材等への放熱を行うようにすればよい。   Therefore, in this embodiment, when heat is released by bringing a cooling member or the like into contact with the other surface 12 of the lead frame 10 as a heat radiating surface, an insulator such as a conventional ceramic plate or resin sheet is separately interposed. There is no need to radiate heat from the metal film 60 directly to the cooling member or the like.

つまり、本実施形態によれば、半導体パッケージＳ１を外部の冷却部材等に組み付けるにあたって、従来のような絶縁物を準備することが不要となり、当該組み付けが容易となる。   That is, according to the present embodiment, it is not necessary to prepare a conventional insulator when the semiconductor package S1 is assembled to an external cooling member or the like, and the assembly is facilitated.

また、本実施形態によれば、リードフレーム１０の両板面１１、１２に絶縁膜５０を設けるから、リードフレーム１０の反りが極力相殺され、リードフレーム１０の平坦性が良好に保持される。特に、本実施形態では、ショットブラストにより処理されたリードフレーム１０の表面に溶射によって絶縁膜５０を成膜するが、この処理および成膜を両板面１１、１２にて行っているため、リードフレーム１０の反りが相殺されて防止される。   In addition, according to the present embodiment, since the insulating films 50 are provided on both the plate surfaces 11 and 12 of the lead frame 10, the warpage of the lead frame 10 is offset as much as possible, and the flatness of the lead frame 10 is maintained well. In particular, in this embodiment, the insulating film 50 is formed on the surface of the lead frame 10 processed by shot blasting by thermal spraying. Since this processing and film formation are performed on both the plate surfaces 11 and 12, the lead The warpage of the frame 10 is offset and prevented.

また、上述したように、本実施形態によれば、絶縁膜５０により封止樹脂３０とリードフレーム１０との密着力が向上する。   Further, as described above, according to the present embodiment, the insulating film 50 improves the adhesion between the sealing resin 30 and the lead frame 10.

なお、上記特許文献３では、リードフレームの放熱面である他面に絶縁膜が設けられており、さらにリードフレームの側面にも絶縁膜が設けられているが、リードフレームの一面つまり半導体素子が実装される実装面に絶縁膜を設けた例は記載されていない。   In Patent Document 3, an insulating film is provided on the other surface, which is the heat dissipation surface of the lead frame, and an insulating film is also provided on the side surface of the lead frame. An example in which an insulating film is provided on the mounting surface to be mounted is not described.

それに対して、本実施形態では、この封止樹脂３０で被覆されるリードフレーム１０の一面１１に絶縁膜５０を設け当該絶縁膜５０を介してリードフレーム１０の一面１１と封止樹脂３０とを密着させている。   On the other hand, in this embodiment, an insulating film 50 is provided on one surface 11 of the lead frame 10 covered with the sealing resin 30, and the one surface 11 of the lead frame 10 and the sealing resin 30 are interposed via the insulating film 50. It is in close contact.

そして、この絶縁膜５０はリードフレーム１０よりも封止樹脂３０との密着力が大きいため、本実施形態では、リードフレーム１０の一面１１側にて絶縁膜５０による封止樹脂３０の剥離防止という独自の効果が発揮されるのである。   Since the insulating film 50 has a greater adhesive force with the sealing resin 30 than the lead frame 10, in this embodiment, the insulating film 50 prevents the sealing resin 30 from peeling on the one surface 11 side of the lead frame 10. A unique effect is exhibited.

このように、本実施形態によれば、パッケージＳ１と外部との熱的な接続を行うための絶縁物を別途準備することなく、リードフレーム１０の反り及びパッケージ内の封止樹脂３０の剥離が抑制可能な半導体パッケージＳ１が提供される。   Thus, according to the present embodiment, the lead frame 10 is warped and the sealing resin 30 in the package is peeled off without separately preparing an insulator for thermally connecting the package S1 and the outside. A controllable semiconductor package S1 is provided.

ところで、本実施形態では、上述したように、絶縁膜５０は、リードフレーム１０の表面１１〜１３をショットブラストにより処理し、この処理された面すなわち上記ブラスト処理部１０ａに対して溶射を行うことによって形成された膜である。   By the way, in this embodiment, as described above, the insulating film 50 treats the surfaces 11 to 13 of the lead frame 10 by shot blasting and performs thermal spraying on the treated surface, that is, the blasting part 10a. It is the film | membrane formed by.

ここで、溶射とは、材料を加熱・溶解し、被着体に吹き付け皮膜を形成する表面処理法である。また、ここでいうショットブラストとは、金属やセラミックなどよりなる投射材と呼ばれる粒体（いわゆるブラスト粒）を被着体に衝突させ、溶射される面の粗化、汚れ除去を行うものである。   Here, thermal spraying is a surface treatment method in which a material is heated and dissolved to form a spray film on an adherend. The shot blasting referred to here is a method in which particles called so-called blasting materials made of metal or ceramic (so-called blast particles) collide with the adherend, and the surface to be sprayed is roughened and dirt is removed. .

このように絶縁膜５０を、ショットブラストによる前処理および溶射法によって形成する場合について、本発明者は検討を行った。この場合の一般的な方法を本実施形態の絶縁膜５０の成膜に採用するならば、リードフレーム１０の表面のうち素子接合部１４をマスクで被覆し、この状態でリードフレーム１０の表面に対して、絶縁膜５０を形成する材料を溶射によって吹き付ける方法が考えられる。   As described above, the present inventor has studied the case where the insulating film 50 is formed by shot blasting pretreatment and thermal spraying. If the general method in this case is employed for forming the insulating film 50 of the present embodiment, the element bonding portion 14 of the surface of the lead frame 10 is covered with a mask, and the surface of the lead frame 10 is covered in this state. On the other hand, a method of spraying the material forming the insulating film 50 by thermal spraying can be considered.

図２、図３は、この一般的なマスクＭを用いて選択的に絶縁膜５０を形成する溶射方法を示す工程図であって、図２は新品のマスクＭを用いた成膜方法を示す図であり、図３は何回か成膜に使用したマスクＭによる成膜方法を示す図である。   2 and 3 are process diagrams showing a thermal spraying method for selectively forming an insulating film 50 using this general mask M. FIG. 2 shows a film forming method using a new mask M. FIG. 3 is a diagram showing a film formation method using the mask M used for film formation several times.

新品のマスクＭを用いた場合、図２に示されるように、被着体としてのリードフレーム１０の表面のうち必要な部位をマスクＭで被覆し（図２（ａ）参照）、その状態で溶射による成膜を行い（図２（ｂ）、（ｃ）参照）、その後、マスクＭを取り外す（図２（ｄ）参照）。それにより、リードフレーム１０のうちマスクＭで被覆されている部位以外に、適切に絶縁膜５０が形成される。   When a new mask M is used, as shown in FIG. 2, a necessary portion of the surface of the lead frame 10 as the adherend is covered with the mask M (see FIG. 2A), and in this state Film formation by thermal spraying is performed (see FIGS. 2B and 2C), and then the mask M is removed (see FIG. 2D). Thereby, the insulating film 50 is appropriately formed in a portion other than the portion of the lead frame 10 covered with the mask M.

一方、複数回の成膜に使用したマスクＭを用いて溶射による成膜を行う場合、図３（ａ）に示されるように、リードフレーム１０にマスクＭを取り付けた時点で、マスクＭ上に厚い絶縁膜５０が堆積している。このような状態のマスクＭでは、図示しないが、堆積した絶縁膜５０の膜応力によりマスクＭが大きく反って、マスクＭとリードフレーム１０との隙間が広がり、絶縁膜５０の形成位置のずれ等が発生する可能性がある。   On the other hand, in the case where film formation by thermal spraying is performed using the mask M used for film formation a plurality of times, the mask M is placed on the mask M when the mask M is attached to the lead frame 10 as shown in FIG. A thick insulating film 50 is deposited. In the mask M in such a state, although not shown, the mask M is greatly warped by the film stress of the deposited insulating film 50, the gap between the mask M and the lead frame 10 is widened, and the formation position of the insulating film 50 is shifted. May occur.

また、この場合、上述したスティッキングが発生する。これは、図３（ｂ）、（ｃ）に示されるように、溶射による成膜を複数回行ったときに、マスクＭ上に堆積した絶縁膜５０がマスクＭからはみ出し、リードフレーム１０上の絶縁膜５０とつながってしまう現象である。このスティッキングが発生すると、マスクＭがリードフレーム１０から外れなくなってしまう。   In this case, the sticking described above occurs. As shown in FIGS. 3B and 3C, when the film formation by thermal spraying is performed a plurality of times, the insulating film 50 deposited on the mask M protrudes from the mask M and is formed on the lead frame 10. This is a phenomenon that is connected to the insulating film 50. When this sticking occurs, the mask M cannot be detached from the lead frame 10.

そこで、このようなマスクＭの反り、スティッキングといった問題に対処するべく、本実施形態では、以下のような製造方法を採用する。次に、この本実施形態の半導体パッケージＳ１の製造方法について、図４、図５を参照して述べる。   Therefore, in order to cope with such problems as warpage of the mask M and sticking, the present embodiment employs the following manufacturing method. Next, a method for manufacturing the semiconductor package S1 of this embodiment will be described with reference to FIGS.

図４は、本製造方法におけるショットブラスト処理工程を示す工程図であり、（ａ）はマスクＭの設置状態を示す概略断面図、（ｂ）は（ａ）の上面図、（ｃ）はショットブラスト工程を示す概略断面図である。   4A and 4B are process diagrams showing a shot blasting process in the present manufacturing method. FIG. 4A is a schematic sectional view showing an installation state of the mask M, FIG. 4B is a top view of FIG. It is a schematic sectional drawing which shows a blast process.

また、図５は図４に続く製造方法を示す工程図であり、（ａ）はショットブラスト後のマスクＭが除去された状態を示す概略断面図、（ｂ）は溶射後の絶縁膜５０が形成された状態を示す概略断面図、（ｃ）は金属膜６０が形成された状態を示す概略断面図、（ｄ）は半導体素子２０の実装後の状態を示す概略断面図、（ｅ）は樹脂封止後の状態を示す概略断面図である。なお、以下の製造方法中に示される寸法値は一具体例であり、本実施形態はこれに限定されるものではない。   FIG. 5 is a process diagram showing the manufacturing method subsequent to FIG. 4. FIG. 5A is a schematic cross-sectional view showing a state where the mask M after shot blasting is removed, and FIG. 5B is a diagram showing the insulating film 50 after thermal spraying. (C) is a schematic cross-sectional view showing a state in which the metal film 60 is formed, (d) is a schematic cross-sectional view showing a state after the semiconductor element 20 is mounted, and (e) is a schematic cross-sectional view showing the formed state. It is a schematic sectional drawing which shows the state after resin sealing. In addition, the dimension value shown in the following manufacturing methods is one specific example, and this embodiment is not limited to this.

本実施形態の製造方法は、リードフレーム１０の表面１１〜１３のうち、当該リードフレーム１０の一面１１における素子接合部１４を除く部位に、絶縁膜５０を形成する絶縁膜形成工程を備える。この絶縁膜形成工程は、ショットブラスト処理工程とその後に行う溶射工程とを備える。   The manufacturing method according to the present embodiment includes an insulating film forming step of forming an insulating film 50 on a portion of the surface 11 to 13 of the lead frame 10 excluding the element joint portion 14 on the one surface 11 of the lead frame 10. This insulating film forming step includes a shot blasting step and a subsequent thermal spraying step.

まず、ショットブラスト処理工程では、図４（ａ）、（ｂ）に示されるように、リードフレーム１０の表面１１〜１３のうち素子接合部１４に、当該素子接合部１４を被覆するマスクＭを設ける。このマスクＭは一般のものと同様、ステンレスなどの金属製のものである。   First, in the shot blasting process, as shown in FIGS. 4A and 4B, a mask M that covers the element bonding portion 14 is formed on the element bonding portion 14 of the surfaces 11 to 13 of the lead frame 10. Provide. The mask M is made of a metal such as stainless steel as in the general case.

次に、マスクＭが設けられたリードフレーム１０に対して、マスクＭ以外のリードフレーム１０の表面に、ショットブラスト処理を行う。具体的には、図４（ｃ）に示されるように、ショットブラスト用のノズルＮからブラスト粒Ｔを噴射し、リードフレーム１０に衝突させる。   Next, shot blasting is performed on the surface of the lead frame 10 other than the mask M on the lead frame 10 provided with the mask M. Specifically, as shown in FIG. 4C, blast particles T are jetted from a shot blast nozzle N and collide with the lead frame 10.

このノズルＮは可動式のものであり、ノズルＮの位置を適宜変えることにより、リードフレーム１０の表面１１〜１３のうち素子接合部１４を除く一面１１、他面１２および側面１３に、ショットブラスト処理を行うことができる。リードフレーム１０の表面１１〜１３のうちマスクＭで被覆されていない部位は、ブラスト粒Ｔが衝突して、表面に凹凸が形成され、また酸化物や汚れなどが除去される。   This nozzle N is a movable type, and by appropriately changing the position of the nozzle N, shot blasting is performed on one surface 11, the other surface 12, and the side surface 13 of the surfaces 11 to 13 of the lead frame 10 excluding the element joint portion 14. Processing can be performed. Of the surfaces 11 to 13 of the lead frame 10 that are not covered with the mask M, the blast grains T collide to form irregularities on the surface, and oxides and dirt are removed.

次に、図５（ａ）に示されるように、リードフレーム１０からマスクＭを取り外して除去する。そして、必要に応じて、リードフレーム１０の表面に残存するブラスト粒Ｔを除去するため、水などによって適当な洗浄を行う。   Next, as shown in FIG. 5A, the mask M is removed from the lead frame 10 and removed. Then, as necessary, in order to remove the blast particles T remaining on the surface of the lead frame 10, appropriate cleaning is performed with water or the like.

その後、素子接合部１４を含むリードフレーム１０の表面１１〜１３、つまりリードフレーム１０の全表面に、絶縁膜５０を形成する材料を溶射によって吹き付ける。そうすることにより、図５（ｂ）に示されるように、リードフレーム１０の表面１１〜１３のうち、当該リードフレーム１０の一面１１における素子接合部１４を除く部位に、絶縁膜５０を形成する。   Thereafter, a material for forming the insulating film 50 is sprayed onto the surfaces 11 to 13 of the lead frame 10 including the element bonding portion 14, that is, the entire surface of the lead frame 10 by thermal spraying. By doing so, as shown in FIG. 5B, the insulating film 50 is formed in the portion of the surface 11 to 13 of the lead frame 10 excluding the element bonding portion 14 on the one surface 11 of the lead frame 10. .

このとき、リードフレーム１０の固定は、リードフレーム１０の端子部分などを利用して行い、リードフレーム１０を回転させながら、あるいは、溶射口を回転させながら行う。それによって、リードフレーム１０の全表面に膜材料となるセラミック粒子を塗布する。このとき、ブラスト処理部１０ａには、セラミック粒子が被着するが、ブラスト処理していない素子接合部１４には被着しない。   At this time, the lead frame 10 is fixed using the terminal portion of the lead frame 10 and the like, while rotating the lead frame 10 or rotating the thermal spray port. Thereby, ceramic particles as a film material are applied to the entire surface of the lead frame 10. At this time, ceramic particles are deposited on the blasting portion 10a, but not on the element bonding portion 14 that has not been blasted.

これは、溶射による成膜の特色を利用したものである。溶射では、被着体の表面をショットブラスト処理し、その処理された表面に溶射して成膜を行うが、ショットブラスト処理を行うと、処理された面では、粗化によるアンカー効果、および、表面に存在していた酸化膜が除去されるなどの表面清浄の効果が得られる。   This utilizes the characteristic of film formation by thermal spraying. In thermal spraying, the surface of the adherend is shot blasted, and sprayed onto the treated surface to form a film, but when shot blasting is performed, the treated surface has an anchor effect due to roughening, and An effect of surface cleaning such as removal of the oxide film existing on the surface can be obtained.

そして、これら効果により当該処理された面に溶射膜が形成されるのである。逆に言えば、ショットブラスト処理を行わない面では、溶射を行っても絶縁膜が形成されない。本実施形態の絶縁膜５０の成膜方法は、このことを利用したものであり、本発明者による実験によっても確認されているものである。   As a result of these effects, a sprayed film is formed on the treated surface. In other words, the insulating film is not formed on the surface where the shot blasting process is not performed even if the thermal spraying is performed. The method for forming the insulating film 50 of the present embodiment utilizes this fact and has been confirmed by experiments by the present inventors.

ここで、絶縁膜５０の厚さと材料は、必要とされる絶縁性と熱抵抗により増減するものであるが、本実施形態においては、たとえば１００μｍ厚さのスピネルを用いることができる。また、絶縁膜５０を構成するセラミックの膜材料については、必要とされる絶縁性や熱伝導率、コストにより選択されるが、スピネルの場合、大気中で成膜でき、また安価であるという利点がある。   Here, the thickness and material of the insulating film 50 are increased or decreased depending on required insulation and thermal resistance. In the present embodiment, for example, spinel having a thickness of 100 μm can be used. Further, the ceramic film material constituting the insulating film 50 is selected depending on required insulation, thermal conductivity, and cost, but in the case of spinel, the film can be formed in the atmosphere and is advantageous in that it is inexpensive. There is.

次に、図５（ｃ）に示されるように、リードフレーム１０の他面１２を被覆する絶縁膜５０の表面に、溶射により金属膜６０を形成し、当該他面１２側の絶縁膜５０の表面を金属膜６０によって被覆する。   Next, as shown in FIG. 5C, a metal film 60 is formed by thermal spraying on the surface of the insulating film 50 covering the other surface 12 of the lead frame 10, and the insulating film 50 on the other surface 12 side is formed. The surface is covered with a metal film 60.

この金属膜６０の形成は、リードフレーム１０、溶射口ともに回転させずに行えるので、溶射法のように直進性が高い成膜方法では、金属膜６０がリードフレーム１０の一面１１にまで回り込むことはない。つまり、金属膜６０の溶射においてマスクは不要である。そして、この金属膜６０としては、たとえば１５０μｍのアルミニウム膜を用いることができる。   Since the formation of the metal film 60 can be performed without rotating both the lead frame 10 and the thermal spraying port, the metal film 60 wraps around the one surface 11 of the lead frame 10 in a film forming method with high straightness, such as a thermal spraying method. There is no. That is, no mask is required for the thermal spraying of the metal film 60. For example, a 150 μm aluminum film can be used as the metal film 60.

次に、はんだなどの接合材４０を介して、半導体素子２０をリードフレーム１０の一面１１の素子接合部１４に接合し（図５（ｄ）参照）、必要に応じて半導体素子２０に対してワイヤボンディングを行う。その後、金型などを用いて、このものを封止樹脂３０で封止する（図５（ｅ）参照）。こうして、本実施形態の半導体パッケージＳ１ができあがる。   Next, the semiconductor element 20 is bonded to the element bonding portion 14 of the one surface 11 of the lead frame 10 via a bonding material 40 such as solder (see FIG. 5D). Wire bonding is performed. Thereafter, this is sealed with a sealing resin 30 using a mold or the like (see FIG. 5E). Thus, the semiconductor package S1 of this embodiment is completed.

なお、上記製造方法において、リードフレーム１０の素子接合部１４に対しては、Ｎｉなどのはんだ付け用電極を予め形成しておいてもよいし、溶射による絶縁膜５０の形成後に、めっきによりＮｉなどを形成してもよい。   In the above manufacturing method, a soldering electrode such as Ni may be formed in advance on the element joint portion 14 of the lead frame 10, or after forming the insulating film 50 by thermal spraying, Ni is formed by plating. Etc. may be formed.

上記した本実施形態の製造方法によれば、リードフレーム１０の表面１１〜１３のうちショットブラスト処理されない素子接合部１４には、溶射によって絶縁膜が形成されず、それ以外の表面に絶縁膜５０が形成されるから、溶射による成膜はマスクＭを用いることなく、選択的に行える。   According to the manufacturing method of the present embodiment described above, an insulating film is not formed by thermal spraying on the element bonding portion 14 that is not shot blasted among the surfaces 11 to 13 of the lead frame 10, and the insulating film 50 is formed on the other surface. Therefore, film formation by thermal spraying can be selectively performed without using the mask M.

つまり、本実施形態の製造方法では、ショットブラスト処理時のみマスクＭを用いるが、溶射の際にはマスクを用いないから、そもそも上記したようなマスクの反りや、マスクと被着体とのスティッキングといった問題は回避される。よって、本実施形態によれば、マスクの洗浄が不要でスティッキングの発生を防止しつつ、絶縁膜５０の形成を行うことができる。   That is, in the manufacturing method of the present embodiment, the mask M is used only at the time of shot blasting, but the mask is not used at the time of thermal spraying. Such a problem is avoided. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to form the insulating film 50 while preventing the occurrence of sticking because cleaning of the mask is unnecessary.

次に、絶縁膜５０による封止樹脂３０の剥離防止効果について、本発明者が行った実験調査の結果を挙げてより具体的に述べる。図６は、その調査方法を示す図である。（ａ）は、リードフレーム１０の一面１１に絶縁膜５０を形成し、その上に封止樹脂３０を密着させたサンプルＫ１であり、（ｂ）は、絶縁膜５０を設けずにリードフレーム１０の一面１１と封止樹脂３０とを直接密着させたサンプルＫ２である。絶縁膜５０の製造方法については、上記したスピネルを用いた方法と同じである。   Next, the effect of preventing the peeling of the sealing resin 30 by the insulating film 50 will be described more specifically with reference to the results of an experimental investigation conducted by the present inventors. FIG. 6 is a diagram showing the investigation method. (A) is a sample K1 in which the insulating film 50 is formed on the one surface 11 of the lead frame 10 and the sealing resin 30 is adhered thereto, and (b) is the lead frame 10 without the insulating film 50 being provided. This is a sample K2 in which the one surface 11 and the sealing resin 30 are in direct contact with each other. The method for manufacturing the insulating film 50 is the same as the method using spinel described above.

そして、これら各サンプルＫ１、Ｋ２について、図６中の白抜き矢印に示される方向から荷重を加え、封止樹脂３０が剥離するときのせん断強度を調査した。その結果を図７に示す。図７に示される「モールド／セラミック膜」は、本実施形態に相当するサンプルＫ１であり、「モールド／リードフレーム」は、比較例に相当するサンプルＫ２である。   And about each of these samples K1 and K2, a load was applied from the direction shown by the white arrow in FIG. 6, and the shear strength when the sealing resin 30 peeled was investigated. The result is shown in FIG. The “mold / ceramic film” shown in FIG. 7 is a sample K1 corresponding to this embodiment, and the “mold / lead frame” is a sample K2 corresponding to a comparative example.

この図７に示されるように、絶縁膜５０を介してリードフレーム１０と封止樹脂３０を密着させた場合には、絶縁膜５０を介在させない場合よりも大幅に密着力が向上し、樹脂剥離の発生はみられなかった。なお、絶縁膜５０がスピネル以外に、アルミナや窒化珪素である場合にも、この図７と同様の傾向がみられ、その効果が確認された。   As shown in FIG. 7, when the lead frame 10 and the sealing resin 30 are brought into close contact with each other through the insulating film 50, the adhesive force is greatly improved as compared with the case where the insulating film 50 is not interposed, and the resin is peeled off. The occurrence of was not seen. In addition, when the insulating film 50 is made of alumina or silicon nitride other than spinel, the same tendency as in FIG. 7 was observed, and the effect was confirmed.

（第２実施形態）
図８は、本発明の第２実施形態に係る半導体パッケージＳ２の概略断面構成を示す図である。本実施形態は、上記第１実施形態に比べて、金属膜６０が省略された構成であることが相違するものである。 (Second Embodiment)
FIG. 8 is a diagram showing a schematic cross-sectional configuration of a semiconductor package S2 according to the second embodiment of the present invention. This embodiment is different from the first embodiment in that the metal film 60 is omitted.

上記第１実施形態における金属膜６０は、リードフレーム１０の他面１２側に設けられた絶縁膜５０の保護や電気絶縁性の検査が不要な場合などには、形成しなくともよい。つまり、本実施形態の半導体パッケージＳ２では、図８に示されるように、リードフレーム１０の他面１２を被覆する絶縁膜５０は、封止樹脂３０より外部に露出している。   The metal film 60 in the first embodiment may not be formed when protection of the insulating film 50 provided on the other surface 12 side of the lead frame 10 or inspection of electrical insulation is unnecessary. That is, in the semiconductor package S2 of this embodiment, as shown in FIG. 8, the insulating film 50 that covers the other surface 12 of the lead frame 10 is exposed to the outside from the sealing resin 30.

この本実施形態の半導体パッケージＳ２は、上記第１実施形態に述べた製造方法において金属膜の形成工程を省略した方法によって製造することが可能である。そして、本半導体パッケージＳ２においても、パッケージＳ２と外部との熱的な接続を行うための絶縁物を別途準備することなく、リードフレーム１０の反り及びパッケージ内の封止樹脂３０の剥離が抑制できる。   The semiconductor package S2 of this embodiment can be manufactured by a method in which the metal film forming step is omitted in the manufacturing method described in the first embodiment. Also in the present semiconductor package S2, warping of the lead frame 10 and peeling of the sealing resin 30 in the package can be suppressed without separately preparing an insulator for thermally connecting the package S2 and the outside. .

（第３実施形態）
図９は、本発明の第３実施形態に係る半導体パッケージＳ３の概略断面構成を示す図である。上記各実施形態では、半導体素子２０の片面にのみリードフレーム１０を設け、半導体素子２０の片面側からリードフレーム１０による放熱を行うものであった。 (Third embodiment)
FIG. 9 is a diagram showing a schematic cross-sectional configuration of a semiconductor package S3 according to the third embodiment of the present invention. In each of the above embodiments, the lead frame 10 is provided only on one side of the semiconductor element 20, and heat is radiated by the lead frame 10 from one side of the semiconductor element 20.

それに対して、本実施形態の半導体パッケージＳ３は、半導体素子２０の両面側にそれぞれ第１のリードフレーム１０、第２のリードフレーム７０を設け、半導体素子２０の両面からリードフレーム１０、７０を介した放熱を可能としたものである。   On the other hand, in the semiconductor package S3 of the present embodiment, the first lead frame 10 and the second lead frame 70 are provided on both sides of the semiconductor element 20, respectively, and the lead frames 10 and 70 are routed from both sides of the semiconductor element 20. Heat dissipation is possible.

本半導体パッケージＳ３において、図９中の半導体素子２０よりも下側の部分は、上記図１に示される第１実施形態の半導体パッケージＳ１と同一の構成である。つまり、本実施形態においても、第１のリードフレーム１０の表面のうち素子接合部１４を除く部位に絶縁膜５０を設けるとともに、第１のリードフレーム１０の一面１１に半導体素子２０を搭載し、これらを封止樹脂３０で封止し、さらに、封止樹脂３０で被覆されない第１のリードフレーム１０の他面１２側の絶縁膜５０を金属膜６０で被覆している。   In this semiconductor package S3, the part below the semiconductor element 20 in FIG. 9 has the same configuration as the semiconductor package S1 of the first embodiment shown in FIG. That is, also in the present embodiment, the insulating film 50 is provided in a portion of the surface of the first lead frame 10 excluding the element joint portion 14, and the semiconductor element 20 is mounted on the one surface 11 of the first lead frame 10. These are sealed with a sealing resin 30, and the insulating film 50 on the other surface 12 side of the first lead frame 10 not covered with the sealing resin 30 is further covered with a metal film 60.

一方、本パッケージＳ３においては、半導体素子２０よりも上側の部分の構成が、上記第１実施形態と相違している。すなわち、半導体素子２０において第１のリードフレーム１０とは反対側の面には、接合材４０を介して電極ブロック８０が接合され、その上に更に接合材４０を介して第２のリードフレーム７０の一面１１側が接合されている。   On the other hand, in the present package S3, the configuration of the portion above the semiconductor element 20 is different from that of the first embodiment. That is, the electrode block 80 is bonded to the surface of the semiconductor element 20 opposite to the first lead frame 10 via the bonding material 40, and the second lead frame 70 is further bonded to the electrode block 80 via the bonding material 40. The one surface 11 side is joined.

つまり、第２のリードフレーム７０については、電極ブロック８０を介在させてはいるものの、第２のリードフレーム７０の一面７１に半導体素子２０が搭載され、接合された構成となっている。   That is, the second lead frame 70 has a structure in which the semiconductor element 20 is mounted and bonded to one surface 71 of the second lead frame 70, although the electrode block 80 is interposed.

これら電極ブロック８０および第２のリードフレーム７０も、第１のリードフレーム１０と同様の導電性、熱伝導性に優れたＣｕなどよりなる板材であり、半導体素子２０は電極ブロック８０を介して第２のリードフレーム７０と電気的および機械的に接合されている。そして、半導体素子２０の熱は第２のリードフレーム７０からも放熱されるようになっている。   The electrode block 80 and the second lead frame 70 are also plate materials made of Cu or the like having excellent conductivity and thermal conductivity similar to those of the first lead frame 10, and the semiconductor element 20 is connected to the first lead frame 10 via the electrode block 80. Two lead frames 70 are electrically and mechanically joined. The heat of the semiconductor element 20 is also radiated from the second lead frame 70.

ここで、第２のリードフレーム７０は、その両板面７１、７２のうちの他面７２が封止樹脂３０によって被覆されていない。そして、第２のリードフレーム７０の他面７２が外部に放熱を行う放熱面として構成されている。   Here, in the second lead frame 70, the other surface 72 of the both plate surfaces 71 and 72 is not covered with the sealing resin 30. The other surface 72 of the second lead frame 70 is configured as a heat radiating surface that radiates heat to the outside.

第２のリードフレーム７０の表面は、両板面７１、７２および両板面７１、７２の間に位置する側面７３である。そして、第２のリードフレーム７０の一面７１においても電極ブロック８０との接合部が、実質的に半導体素子２０が接合されている素子接合部７４とされている。   The surface of the second lead frame 70 is both plate surfaces 71 and 72 and a side surface 73 located between both plate surfaces 71 and 72. Also on the one surface 71 of the second lead frame 70, the junction with the electrode block 80 is an element junction 74 to which the semiconductor element 20 is substantially joined.

そして、図９では、第２のリードフレーム７０の両板面７１、７２および側面７３のうち、素子接合部７４を除く部位７０ａは、上記同様のブラスト処理部７０ａとして太線にて示されている。そして、第２のリードフレーム７０についても、ブラスト処理部７０ａとしての表面に絶縁膜５０が設けられている。   In FIG. 9, a portion 70 a excluding the element bonding portion 74 among the two plate surfaces 71 and 72 and the side surface 73 of the second lead frame 70 is indicated by a thick line as the blast processing portion 70 a similar to the above. . Also for the second lead frame 70, the insulating film 50 is provided on the surface as the blast processing portion 70a.

つまり、第２のリードフレーム７０の表面７１〜７３のうち封止樹脂３０にて被覆される部位である一面７１および側面７３は、絶縁膜５０に被覆されるとともに、絶縁膜５０を介して封止樹脂３０に接触して封止樹脂３０に被覆されている。   That is, the one surface 71 and the side surface 73 that are portions covered with the sealing resin 30 among the surfaces 71 to 73 of the second lead frame 70 are covered with the insulating film 50 and sealed via the insulating film 50. The sealing resin 30 is covered with the stop resin 30.

また、封止樹脂３０で被覆されていない第２のリードフレーム他面７２も、絶縁膜５０で被覆されているが、当該絶縁膜５０はさらに金属膜６０で被覆されて、当該金属膜６０が封止樹脂３０から外部に露出している。   Further, the second lead frame other surface 72 that is not covered with the sealing resin 30 is also covered with the insulating film 50. However, the insulating film 50 is further covered with the metal film 60, and the metal film 60 is It is exposed to the outside from the sealing resin 30.

つまり、第１のリードフレーム１０と第２のリードフレーム７０とは、接合材４０を介して接合される部材が半導体素子２０と電極ブロック８０との違いはあるものの、絶縁膜５０や金属膜６０の構成については、実質的に同等のものである。   In other words, the first lead frame 10 and the second lead frame 70 are different from the semiconductor element 20 and the electrode block 80 in the member to be bonded through the bonding material 40, but the insulating film 50 and the metal film 60. The configuration of is substantially equivalent.

したがって、本実施形態の半導体パッケージＳ３によれば、第１のリードフレーム１０だけでなく、第２のリードフレーム７０についても、上記第１実施形態に述べたように、絶縁物を別途準備することなく、リードフレームの反り及びパッケージ内の封止樹脂３０の剥離が抑制可能であるという効果が期待できる。   Therefore, according to the semiconductor package S3 of the present embodiment, not only the first lead frame 10 but also the second lead frame 70 must be separately prepared as described in the first embodiment. In addition, it is possible to expect the effect that the warping of the lead frame and the peeling of the sealing resin 30 in the package can be suppressed.

本半導体パッケージＳ３は、半導体素子２０の両面にそれぞれ接合材４０を介して、電極ブロック８０、両リードフレーム１０、７０を接合した後、封止樹脂３０によるモールド成形を行うことにより製造される。   The semiconductor package S3 is manufactured by bonding the electrode block 80 and the two lead frames 10 and 70 to both surfaces of the semiconductor element 20 via the bonding material 40, respectively, and then performing molding with the sealing resin 30.

なお、本実施形態の半導体パッケージＳ３においても、上記第２実施形態と同様に、両リードフレーム１０、７０にて金属膜６０が省略された構成であってもよいことはもちろんである。   Of course, the semiconductor package S3 of the present embodiment may have a configuration in which the metal film 60 is omitted from both the lead frames 10 and 70, as in the second embodiment.

また、上記電極ブロック８０は、両リードフレーム１０、７０の間で半導体素子２０にワイヤボンディングを行ったときに、ワイヤが第２のリードフレーム７０に当たらないように、当該両リードフレーム１０、７０の間隔を確保するスペーサ等の機能を有するものであるが、場合によっては省略してもよい。つまり、本実施形態において、第１のリードフレーム１０と同様、第２のリードフレーム７０についても、接合材４０のみを介して半導体素子２０が接合されていてもよい。   Further, the electrode block 80 is configured so that the wire does not hit the second lead frame 70 when wire bonding is performed on the semiconductor element 20 between the both lead frames 10 and 70. However, it may be omitted in some cases. In other words, in the present embodiment, as with the first lead frame 10, the semiconductor element 20 may be bonded to the second lead frame 70 via only the bonding material 40.

（第４実施形態）
図１０は、本発明の第４実施形態に係る半導体パッケージの製造方法を示す工程図であり、図１１は、本実施形態の半導体パッケージを外部の冷却器１００に組み付ける組み付け方法を示す工程図である。本実施形態の半導体パッケージは、上記第３実施形態と同様、両面放熱型のパッケージである。 (Fourth embodiment)
FIG. 10 is a process diagram showing a method of manufacturing a semiconductor package according to the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a process diagram showing an assembly method of assembling the semiconductor package of this embodiment to the external cooler 100. is there. The semiconductor package of this embodiment is a double-sided heat dissipation type package, as in the third embodiment.

まず、上記第３実施形態と同様に、半導体素子１０の上下面に接合材４０を介して、絶縁膜５０及び金属膜６０付きの各リードフレーム１０、７０を接合する。その後、封止樹脂３０によるモールド成形を行うが、冷却器１００との接触面積を確保するため、２つのリードフレーム１０、７０の平行度および平面度が重要である。   First, as in the third embodiment, the lead frames 10 and 70 with the insulating film 50 and the metal film 60 are bonded to the upper and lower surfaces of the semiconductor element 10 via the bonding material 40. Thereafter, molding with the sealing resin 30 is performed. In order to secure a contact area with the cooler 100, the parallelism and flatness of the two lead frames 10 and 70 are important.

そこで、本実施形態においては、図１０（ａ）に示されるように、モールド成形のときに、両リードフレーム１０、７０の放熱面である各他面１２、７２を封止樹脂３０で覆うようにする。   Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 10A, the other surfaces 12 and 72 that are the heat radiating surfaces of both the lead frames 10 and 70 are covered with the sealing resin 30 during molding. To.

その後、図１０（ｂ）に示されるように、封止樹脂３０および金属膜６０の一部を切削して両リードフレーム１０、７０の平行度および平面度を所望値とする。具体的には、両リードフレーム１０、７０のどちらか一方の他面を、狙いの平面度となるように切削し、その切削された方の面を基準にして、他方のリードフレームの他面を切削する。こうして、本実施形態の半導体パッケージができあがる。   Thereafter, as shown in FIG. 10B, a part of the sealing resin 30 and the metal film 60 is cut to set the parallelism and flatness of the lead frames 10 and 70 to desired values. Specifically, the other surface of either one of the lead frames 10 and 70 is cut so as to have a target flatness, and the other surface of the other lead frame is based on the cut surface. To cut. Thus, the semiconductor package of this embodiment is completed.

ここで、金属膜６０の膜厚は、接合材４０によって接合した後の両リードフレーム１０、７０の平行度に依存する。この平行度は、両リードフレーム１０、７０の他面１２、７２の距離の最小距離と最大距離との差で表される。なお、両リードフレーム１０、７０が完全に平行ならば、当該両他面１２、７２の距離はどの部分でも同じであり平行度は０である。   Here, the film thickness of the metal film 60 depends on the parallelism of both the lead frames 10 and 70 after being bonded by the bonding material 40. This parallelism is represented by the difference between the minimum distance and the maximum distance between the other surfaces 12, 72 of the lead frames 10, 70. If both the lead frames 10 and 70 are completely parallel, the distance between the other surfaces 12 and 72 is the same in any part and the parallelism is zero.

また、金属膜６０の材料としては、金属膜６０に接触する冷却器１００の構成材料と同一または当該構成材料を主成分とするものであることが好ましい。たとえば、冷却器１００の構成材料がアルミニウム合金であるとき、合金化や変形を防ぐために、アルミニウムやアルミニウム合金を金属膜６０の材料として選択するのがよい。   The material of the metal film 60 is preferably the same as the constituent material of the cooler 100 in contact with the metal film 60 or the main constituent of the constituent material. For example, when the constituent material of the cooler 100 is an aluminum alloy, aluminum or an aluminum alloy is preferably selected as the material of the metal film 60 in order to prevent alloying or deformation.

続いて、図１１（ａ）に示されるように、半導体パッケージにおける金属膜６０に、一般的なシリコーングリス等よりなる放熱グリス１１０を塗布する。そして、図１１（ｂ）に示されるように、これを冷却器１００に挟み込んだ後、加圧し、冷却器１００と半導体パッケージとを接触させる。   Subsequently, as shown in FIG. 11A, a heat radiation grease 110 made of general silicone grease or the like is applied to the metal film 60 in the semiconductor package. Then, as shown in FIG. 11 (b), this is sandwiched between the coolers 100 and then pressurized to bring the cooler 100 and the semiconductor package into contact with each other.

こうして、冷却器１００への組付けが完了し、半導体パッケージにおいては、両リードフレーム１０、７０の他面１２、７２から金属膜６０を介して、冷却器１００に放熱される。ここで、冷却器１００としては、たとえばアルミニウムのブロックや、内部に冷却液が流れる水冷式のもの等、一般的なものを採用できる。そして、本実施形態によれば、切削により両リードフレーム１０、７０の平行度および平面度が良いため、効率よく、冷却することが可能である。   In this way, the assembly to the cooler 100 is completed, and in the semiconductor package, heat is radiated to the cooler 100 from the other surfaces 12 and 72 of both lead frames 10 and 70 through the metal film 60. Here, as the cooler 100, for example, a general one such as an aluminum block or a water-cooled type in which a coolant flows inside can be employed. And according to this embodiment, since the parallelism and flatness of both the lead frames 10 and 70 are good by cutting, it is possible to cool efficiently.

（第５実施形態）
図１２は、本発明の第５実施形態に係る半導体パッケージの概略断面構成を示す図である。本実施形態の半導体パッケージも、両面放熱型のパッケージであるが、２個の半導体素子２０を有するものである。 (Fifth embodiment)
FIG. 12 is a diagram showing a schematic cross-sectional configuration of a semiconductor package according to the fifth embodiment of the present invention. The semiconductor package of this embodiment is also a double-sided heat dissipation type package, but has two semiconductor elements 20.

図１２に示されるように、本半導体パッケージは、３個の金属製板状のリードフレーム１０、７０、７０を有しており、１個の第１のリードフレーム１０の一面１１に対して、第１のリードフレーム１０よりも平面サイズの小さな２個の第２のリードフレーム７０がその一面７１を対向させて配置されている。   As shown in FIG. 12, this semiconductor package has three metal plate-like lead frames 10, 70, 70, and one surface 11 of one first lead frame 10 has Two second lead frames 70 having a plane size smaller than that of the first lead frame 10 are arranged with the one surface 71 facing each other.

第１のリードフレーム１０は、その一面１１に２箇所の素子接合部１４を有しており、一方（図１２中の左側）の素子接合部１４には、接合材４０を介して一方の半導体素子２０が搭載・接合され、他方（図１２中の右側）の素子接合部１４には、接合材１４および電極ブロック８０を介して他方の半導体素子２０が搭載・接合されている。   The first lead frame 10 has two element bonding portions 14 on one surface 11 thereof, and one semiconductor (on the left side in FIG. 12) is connected to one semiconductor via a bonding material 40. The element 20 is mounted and bonded, and the other semiconductor element 20 is mounted and bonded to the other element bonding portion 14 (right side in FIG. 12) via the bonding material 14 and the electrode block 80.

また、上記一方の半導体素子２０に対向する一方の第２のリードフレーム７０、上記他方の半導体素子２０に対向する他方の第２のリードフレーム７０については、それぞれ一面７１に素子接合部７４が設けられている。   In addition, for one second lead frame 70 facing the one semiconductor element 20 and the other second lead frame 70 facing the other semiconductor element 20, an element joint 74 is provided on one surface 71, respectively. It has been.

そして、一方の第２のリードフレーム７０の素子接合部７４には、接合材１４および電極ブロック８０を介して一方の半導体素子２０が搭載・接合され、他方の第２のリードフレーム７０の素子接合部７４には、接合材１４を介して他方の半導体素子２０が搭載・接合されている。   One semiconductor element 20 is mounted and bonded to the element bonding portion 74 of one second lead frame 70 via the bonding material 14 and the electrode block 80, and the element bonding of the other second lead frame 70 is performed. The other semiconductor element 20 is mounted and bonded to the portion 74 via the bonding material 14.

また、これら３個のリードフレーム１０、７０、７０については、上記各実施形態と同様に、その表面のうち素子接合部１４、７４を除く部位に絶縁膜５０が設けられるとともに、その一面１１、７１に半導体素子２０が搭載され、これらが封止樹脂３０で封止され、さらに、封止樹脂３０で被覆されない他面１２、７２側の絶縁膜５０が金属膜６０で被覆されたものとなっている。   Further, for these three lead frames 10, 70, 70, as in the above embodiments, an insulating film 50 is provided on the surface of the surface excluding the element junctions 14, 74, and the surface 11, The semiconductor element 20 is mounted on 71, these are sealed with the sealing resin 30, and the insulating film 50 on the other surface 12, 72 side that is not covered with the sealing resin 30 is covered with the metal film 60. ing.

このように、本実施形態によれば、１つのパッケージに２個の半導体素子２０を備えた、いわゆるツーインワン構造のパッケージが提供される。このパッケージは、上記第３実施形態等に述べた両面放熱タイプのパッケージの製造方法を準用して製造できることは明らかである。   As described above, according to the present embodiment, a so-called two-in-one package including two semiconductor elements 20 in one package is provided. It is obvious that this package can be manufactured by applying the double-sided heat radiation type package manufacturing method described in the third embodiment and the like.

なお、本実施形態の半導体パッケージにおいても、両リードフレーム１０、７０にて金属膜６０が省略された構成であってもよく、また、場合によっては、上記電極ブロック８０を省略してもよい。   In the semiconductor package of the present embodiment, the metal film 60 may be omitted from both the lead frames 10 and 70, and the electrode block 80 may be omitted depending on circumstances.

（他の実施形態）
なお、絶縁膜５０は、金属製のリードフレーム１０、７０よりも封止樹脂３０との密着力が大きくセラミックよりなる電気絶縁性のものであれば、溶射により成膜されたものでなくてもよい。たとえば、絶縁膜５０は、スパッタやＣＶＤなど溶射以外の成膜方法により形成されたものであってもよい。また、金属膜６０も、溶射以外にスパッタやＣＶＤなどにより形成されたものであってもよい。 (Other embodiments)
The insulating film 50 is not necessarily formed by thermal spraying as long as the insulating film 50 has an electrical insulating property made of a ceramic having a larger adhesion to the sealing resin 30 than the metal lead frames 10 and 70. Good. For example, the insulating film 50 may be formed by a film forming method other than thermal spraying such as sputtering or CVD. Further, the metal film 60 may also be formed by sputtering or CVD other than thermal spraying.

１０ リードフレーム
１１ リードフレームの一面
１２ リードフレームの他面
１３ リードフレームの側面
１４ 素子接合部
２０ 半導体素子
３０ 封止樹脂
５０ 絶縁膜
６０ 金属膜
Ｍ マスク DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Lead frame 11 One side of lead frame 12 Other side of lead frame 13 Side surface of lead frame 14 Element joint 20 Semiconductor element 30 Sealing resin 50 Insulating film 60 Metal film M Mask

Claims (6)

放熱性を有する金属製板状のリードフレーム（１０）と、
前記リードフレーム（１０）の両板面のうちの一面（１１）に搭載された半導体素子（２０）と、
前記リードフレーム（１０）の両板面のうちの他面（１２）側を被覆せずに、前記リードフレーム（１０）の一面（１１）および前記半導体素子（２０）を被覆して封止する封止樹脂（３０）とを備える半導体パッケージにおいて、
前記リードフレーム（１０）の一面（１１）のうち前記封止樹脂（３０）にて被覆される部位には、前記リードフレーム（１０）よりも前記封止樹脂（３０）との密着力が大きくセラミックよりなる電気絶縁性の絶縁膜（５０）が当該部位を被覆するように設けられており、
当該部位は前記絶縁膜（５０）を介して前記封止樹脂（３０）に接触して前記封止樹脂（３０）に被覆されており、
前記絶縁膜（５０）は、前記リードフレーム（１０）の他面（１２）にも設けられて当該他面（１２）を被覆しており、当該他面（１２）を被覆する前記絶縁膜（５０）が、前記封止樹脂（３０）より露出していることを特徴とする半導体パッケージ。 A metal plate-like lead frame (10) having heat dissipation;
A semiconductor element (20) mounted on one surface (11) of both plate surfaces of the lead frame (10);
One surface (11) of the lead frame (10) and the semiconductor element (20) are covered and sealed without covering the other surface (12) side of both plate surfaces of the lead frame (10). In a semiconductor package comprising a sealing resin (30),
Of the one surface (11) of the lead frame (10), the portion covered with the sealing resin (30) has a greater adhesion to the sealing resin (30) than the lead frame (10). An electrically insulating insulating film (50) made of ceramic is provided so as to cover the part,
The part is in contact with the sealing resin (30) through the insulating film (50) and covered with the sealing resin (30),
The insulating film (50) is also provided on the other surface (12) of the lead frame (10) to cover the other surface (12), and the insulating film (12) covering the other surface (12). 50) is exposed from the sealing resin (30). 放熱性を有する金属製板状のリードフレーム（１０）と、
前記リードフレーム（１０）の両板面のうちの一面（１１）に搭載された半導体素子（２０）と、
前記リードフレーム（１０）の両板面のうちの他面（１２）側を被覆せずに、前記リードフレーム（１０）の一面（１１）および前記半導体素子（２０）を被覆して封止する封止樹脂（３０）とを備える半導体パッケージにおいて、
前記リードフレーム（１０）の一面（１１）のうち前記封止樹脂（３０）にて被覆される部位には、前記リードフレーム（１０）よりも前記封止樹脂（３０）との密着力が大きくセラミックよりなる電気絶縁性の絶縁膜（５０）が当該部位を被覆するように設けられており、
当該部位は前記絶縁膜（５０）を介して前記封止樹脂（３０）に接触して前記封止樹脂（３０）に被覆されており、
前記絶縁膜（５０）は、前記リードフレーム（１０）の他面（１２）にも設けられて当該他面（１２）を被覆しており、
さらに、当該他面（１２）を被覆する前記絶縁膜（５０）の表面には、金属よりなる金属膜（６０）が当該絶縁膜（５０）の表面を被覆するように設けられており、この金属膜（６０）が前記封止樹脂（３０）より露出していることを特徴とする半導体パッケージ。 A metal plate-like lead frame (10) having heat dissipation;
A semiconductor element (20) mounted on one surface (11) of both plate surfaces of the lead frame (10);
One surface (11) of the lead frame (10) and the semiconductor element (20) are covered and sealed without covering the other surface (12) side of both plate surfaces of the lead frame (10). In a semiconductor package comprising a sealing resin (30),
Of the one surface (11) of the lead frame (10), the portion covered with the sealing resin (30) has a greater adhesion to the sealing resin (30) than the lead frame (10). An electrically insulating insulating film (50) made of ceramic is provided so as to cover the part,
The part is in contact with the sealing resin (30) through the insulating film (50) and covered with the sealing resin (30),
The insulating film (50) is also provided on the other surface (12) of the lead frame (10) to cover the other surface (12),
Furthermore, a metal film (60) made of metal is provided on the surface of the insulating film (50) covering the other surface (12) so as to cover the surface of the insulating film (50). A semiconductor package, wherein the metal film (60) is exposed from the sealing resin (30). 前記金属膜（６０）は、アルミニウム、銅、および、これらの合金より選択されたものであることを特徴とする請求項２に記載の半導体パッケージ。   3. The semiconductor package according to claim 2, wherein the metal film (60) is selected from aluminum, copper, and alloys thereof. 前記絶縁膜（５０）は、アルミナ、スピネル、酸化シリコン、及び、窒化シリコンより選択されたものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の半導体パッケージ。   The semiconductor package according to any one of claims 1 to 3, wherein the insulating film (50) is selected from alumina, spinel, silicon oxide, and silicon nitride. 前記絶縁膜（５０）は、当該絶縁膜（５０）を形成する前記リードフレーム（１０）の表面をショットブラストにより処理し、この処理された面に溶射によって形成された膜であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の半導体パッケージ。   The insulating film (50) is a film formed by subjecting the surface of the lead frame (10) forming the insulating film (50) to shot blasting and spraying the treated surface. The semiconductor package according to any one of claims 1 to 4. 放熱性を有する金属製板状のリードフレーム（１０）の両板面のうちの一面（１１）に半導体素子（２０）を搭載して接合し、
前記リードフレーム（１０）の両板面のうちの他面（１２）側を被覆せずに、前記リードフレーム（１０）の一面（１１）および前記半導体素子（２０）を、封止樹脂（３０）により被覆して封止するようにした半導体パッケージの製造方法において、
前記リードフレーム（１０）の表面（１１〜１３）のうち前記一面（１１）における前記半導体素子（２０）と接合される部位である素子接合部（１４）を除く部位に、前記リードフレーム（１０）よりも前記封止樹脂（３０）との密着力が大きくセラミックよりなる電気絶縁性の絶縁膜（５０）を形成する絶縁膜形成工程を備え、
前記絶縁膜形成工程では、前記リードフレーム（１０）の表面（１１〜１３）のうち前記素子接合部（１４）に、当該素子接合部（１４）を被覆するマスク（Ｍ）を設け、
前記マスク（Ｍ）が設けられた前記リードフレーム（１０）に対して、前記マスク（Ｍ）以外の前記リードフレーム（１０）の表面（１１〜１３）に、ショットブラスト処理を行い、
その後、前記リードフレーム（１０）から前記マスク（Ｍ）を取り外し、前記素子接合部（１４）を含む前記リードフレーム（１０）の表面（１１〜１３）に、前記絶縁膜（５０）を形成する材料を溶射によって吹き付けることにより、前記リードフレーム（１０）の表面（１１〜１３）のうち前記素子接合部（１４）を除く部位に前記絶縁膜（５０）を形成することを特徴とする半導体パッケージの製造方法。 A semiconductor element (20) is mounted and joined to one surface (11) of both plate surfaces of a metal plate-like lead frame (10) having heat dissipation,
One surface (11) of the lead frame (10) and the semiconductor element (20) are sealed with a sealing resin (30) without covering the other surface (12) side of both plate surfaces of the lead frame (10). In the method of manufacturing a semiconductor package covered and sealed with
Of the surface (11-13) of the lead frame (10), the lead frame (10) is disposed on a portion of the one surface (11) excluding an element joint portion (14) that is a portion joined to the semiconductor element (20). And an insulating film forming step of forming an electrically insulating insulating film (50) made of ceramic having a greater adhesive force than the sealing resin (30) than
In the insulating film forming step, a mask (M) for covering the element bonding portion (14) is provided on the element bonding portion (14) of the surface (11-13) of the lead frame (10),
For the lead frame (10) provided with the mask (M), shot blasting is performed on the surface (11-13) of the lead frame (10) other than the mask (M),
Thereafter, the mask (M) is removed from the lead frame (10), and the insulating film (50) is formed on the surface (11-13) of the lead frame (10) including the element joint (14). A semiconductor package characterized in that the insulating film (50) is formed on a portion of the surface (11-13) of the lead frame (10) excluding the element junction (14) by spraying a material. Manufacturing method.
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