JP2012023124A - Semiconductor device with heat dissipation member - Google Patents

Semiconductor device with heat dissipation member Download PDF

Info

Publication number
JP2012023124A
JP2012023124A JP2010158552A JP2010158552A JP2012023124A JP 2012023124 A JP2012023124 A JP 2012023124A JP 2010158552 A JP2010158552 A JP 2010158552A JP 2010158552 A JP2010158552 A JP 2010158552A JP 2012023124 A JP2012023124 A JP 2012023124A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin
resin layer
die pad
semiconductor device
block
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2010158552A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5333368B2 (en
Inventor
Koji Okamoto
好司 岡本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyota Industries Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Industries Corp filed Critical Toyota Industries Corp
Priority to JP2010158552A priority Critical patent/JP5333368B2/en
Publication of JP2012023124A publication Critical patent/JP2012023124A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5333368B2 publication Critical patent/JP5333368B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device with a heat dissipation member which can inhibit cracks occurring in an encapsulation resin reaching a semiconductor element and a conductive member and reliably isolate the conductive member and the heat dissipation member.SOLUTION: A semiconductor device 101 with a heat dissipation member comprises a semiconductor chip 1, a die pad part 2a, a heat sink 3, a first resin block 10 and a second resin block 20 each forming gaps g1 respectively with the die pad part 2a and with the heat sink 3 and having similar structures. The first resin block 10 includes a first resin layer 11 and a third resin layer 13 consisting of first resin materials, and a second resin layer 12 consisting of a second resin material. The first resin layer 11 contacts the die pad part 2a, and the second resin layer 12 does not contact the die pad part 2a. The first resin material has a melting point lower than that of the second resin material. Furthermore, the semiconductor device 101 with a heat dissipation member is encapsulated by an encapsulation resin 4 consisting of the first resin material.

Description

本発明は、放熱部材付き半導体装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor device with a heat dissipation member.

従来の放熱部材付きの半導体装置として、例えば特許文献１に、電圧印加を受ける半導体チップをダイパッド部に搭載した導電性を有するリードフレーム（導電部材）と、リードフレームのダイパッド部に向かって突出する凸部を有した接地側となるヒートシンク（放熱部材）とを備え、各部材の周域を成形樹脂で封止した樹脂封止型半導体装置が記載されている。この樹脂封止型半導体装置では、リードフレーム及びヒートシンクの間における凸部より外周側の位置に絶縁スペーサを設けて、リードフレーム及びヒートシンクの間の間隔を確保し、リードフレーム、ヒートシンク及び絶縁スペーサを組み立てた状態で、成形樹脂を成形している。このとき、リードフレーム及びヒートシンクの間に成形樹脂を充填させて、電圧印加を受けるリードフレームと接地側のヒートシンクとの間を絶縁している。   As a conventional semiconductor device with a heat radiating member, for example, in Patent Document 1, a conductive lead frame (conductive member) in which a semiconductor chip that receives a voltage is mounted on a die pad portion, and the die pad portion of the lead frame protrude toward the die pad portion. There is described a resin-encapsulated semiconductor device that includes a heat sink (heat radiating member) on the ground side having a convex portion and in which the peripheral area of each member is sealed with a molding resin. In this resin-encapsulated semiconductor device, an insulating spacer is provided at a position on the outer peripheral side from the convex portion between the lead frame and the heat sink to ensure a space between the lead frame and the heat sink. Molded resin is molded in the assembled state. At this time, molding resin is filled between the lead frame and the heat sink to insulate the lead frame that receives voltage application from the grounded heat sink.

特開平１１−２４３１６６号公報JP-A-11-243166

しかしながら、特許文献１の樹脂封止型半導体装置では、絶縁スペーサと成形樹脂とが同じ樹脂材料によって形成される場合、成形樹脂の成形時に絶縁スペーサが溶解し、それにより、リードフレームが移動してリードフレームのダイパッド部及びヒートシンクが接触し、これらの間の絶縁が確保できなくなるという問題がある。また、絶縁スペーサと成形樹脂とが異なる樹脂材料によって形成される場合、リードフレームは、凸部より外周側の互いの間隔が広くなった部位で、膨張係数が異なる樹脂材料からなる絶縁スペーサ及び成形樹脂、すなわち２種類の樹脂材と接していることとなる。このため、膨張係数の違いによって絶縁スペーサと成形樹脂との界面にクラックが生じると、該クラックが封止対象の半導体装置に至ってしまう。   However, in the resin-encapsulated semiconductor device of Patent Document 1, when the insulating spacer and the molding resin are formed of the same resin material, the insulating spacer is melted when the molding resin is molded, and the lead frame moves accordingly. There is a problem that the die pad portion of the lead frame and the heat sink come into contact with each other, and insulation between them cannot be secured. In addition, when the insulating spacer and the molding resin are formed of different resin materials, the lead frame is an insulating spacer made of a resin material having a different expansion coefficient and molded at a portion where the distance between the outer peripheral side and the convex portion is wide. It is in contact with resin, that is, two types of resin materials. For this reason, when a crack occurs at the interface between the insulating spacer and the molding resin due to a difference in expansion coefficient, the crack reaches the semiconductor device to be sealed.

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、封止する樹脂における半導体装置に至るクラックの発生を防止するとともに導電部材及び放熱部材の間の絶縁を確実に行うことを可能にする放熱部材付き半導体装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such problems, and its purpose is to prevent generation of cracks in the resin to be sealed leading to the semiconductor device and to insulate between the conductive member and the heat dissipation member. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device with a heat dissipation member that can be reliably performed.

この発明に係る放熱部材付き半導体装置は、半導体素子と、半導体素子が搭載された導電性を有する導電部材と、放熱性を有する放熱部材と、導電部材及び放熱部材の間に設けられて導電部材及び放熱部材の間に間隙を形成し且つ絶縁性を有する絶縁部材とを備え、絶縁部材は、第一樹脂材料からなる第一樹脂部と、第二樹脂材料からなる第二樹脂部とを有し、第一樹脂部は導電部材と接触し、第二樹脂部は導電部材と接触せず、第一樹脂部の第一樹脂材料は、第二樹脂部の第二樹脂材料が有する融点より低い融点を有し、半導体素子、導電部材及び絶縁部材は、第一樹脂材料からなる封止用樹脂で樹脂封止される。   A semiconductor device with a heat dissipation member according to the present invention includes a semiconductor element, a conductive member having conductivity mounted with the semiconductor element, a heat dissipation member having heat dissipation, and a conductive member provided between the conductive member and the heat dissipation member. And an insulating member having an insulating property, the insulating member having a first resin portion made of the first resin material and a second resin portion made of the second resin material. The first resin portion is in contact with the conductive member, the second resin portion is not in contact with the conductive member, and the first resin material of the first resin portion is lower than the melting point of the second resin material of the second resin portion. The semiconductor element, the conductive member, and the insulating member having a melting point are resin-sealed with a sealing resin made of the first resin material.

また、第一樹脂部は、導電部材と第二樹脂部との間に介在してもよい。   The first resin part may be interposed between the conductive member and the second resin part.

この発明によれば、放熱部材付き半導体装置は、封止する樹脂における半導体素子及び導電部材に至るクラックの発生を防止するとともに導電部材及び放熱部材の間の絶縁を確実に行うことができる。   According to this invention, the semiconductor device with a heat radiating member can surely perform insulation between the conductive member and the heat radiating member while preventing the generation of cracks reaching the semiconductor element and the conductive member in the resin to be sealed.

本発明の実施の形態に係る放熱部材付き半導体装置における放熱部材付き半導体装置構成体の組立時の構成を示す断面側面図である。It is a cross-sectional side view which shows the structure at the time of the assembly of the semiconductor device structure with a heat radiating member in the semiconductor device with a heat radiating member which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る放熱部材付き半導体装置の構成を示すものであり、図１の放熱部材付き半導体装置構成体を封止用樹脂で封止した構成を示す断面側面図である。1 is a cross-sectional side view illustrating a configuration of a semiconductor device with a heat dissipation member according to an embodiment of the present invention, in which the semiconductor device configuration with a heat dissipation member of FIG. 1 is sealed with a sealing resin. 本発明の実施の形態の変形例における放熱部材付き半導体装置の放熱部材付き半導体装置構成体の組立時の構成を示す断面側面図である。It is a cross-sectional side view which shows the structure at the time of the assembly of the semiconductor device structure with a heat radiating member of the semiconductor device with a heat radiating member in the modification of embodiment of this invention.

以下に、この発明の実施の形態について、添付図面に基づいて説明する。
実施の形態
図１及び２を用いて、この発明の実施の形態に係る放熱部材付き半導体装置１０１の構成を示す。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
Embodiment A configuration of a semiconductor device 101 with a heat dissipation member according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図２を参照すると、放熱部材付き半導体装置１０１は、樹脂封止型半導体装置であり、半導体チップ１とリードフレーム２とからなる半導体装置５０、第一樹脂ブロック１０、第二樹脂ブロック２０、ヒートシンク３及び封止用樹脂４からなる。
図１を参照すると、リードフレーム２は、上面２ａａに半導体チップ１が搭載されるダイパッド部２ａと、ダイパッド部２ａと分離して配置され且つ外方に向かって延びる図示しない外部リード部とからなる。ダイパッド部２ａは、導電性を有するＣｕ（銅）ブロックのような金属のブロックから形成されており、その上面２ａａに、Ａｇ（銀）入りのエポキシ樹脂等の接着剤を使用して、半導体チップ１が接着されている。外部リード部は、ワイヤボンディング等によって半導体チップ１の電極と電気的に接続されている。
ここで、半導体チップ１は半導体素子を構成し、リードフレーム２及びそのダイパッド部２ａは導電部材を構成している。 Referring to FIG. 2, a semiconductor device 101 with a heat dissipation member is a resin-encapsulated semiconductor device, and includes a semiconductor device 50 including a semiconductor chip 1 and a lead frame 2, a first resin block 10, a second resin block 20, and a heat sink. 3 and the sealing resin 4.
Referring to FIG. 1, the lead frame 2 includes a die pad portion 2a on which the semiconductor chip 1 is mounted on an upper surface 2aa, and an external lead portion (not shown) that is arranged separately from the die pad portion 2a and extends outward. . The die pad portion 2a is formed of a metal block such as a conductive Cu (copper) block, and an adhesive such as an epoxy resin containing Ag (silver) is used on the upper surface 2aa of the semiconductor chip. 1 is bonded. The external lead portion is electrically connected to the electrode of the semiconductor chip 1 by wire bonding or the like.
Here, the semiconductor chip 1 constitutes a semiconductor element, and the lead frame 2 and its die pad portion 2a constitute a conductive member.

第一樹脂ブロック１０及び第二樹脂ブロック２０は、絶縁性をもつ樹脂からなり、半導体装置５０のダイパッド部２ａの両側面２ａｂ及び２ａｃに組み付けられている。第一樹脂ブロック１０は、ダイパッド部２ａの上面２ａａ、側面２ａｂ及び底面２ａｄにわたる外形に整合するコの字状の断面形状を有し、第二樹脂ブロック２０は、上面２ａａ、側面２ａｃ及び底面２ａｄにわたる外形に整合するコの字状の断面形状を有している。そして、第一樹脂ブロック１０及び第二樹脂ブロック２０は、同様の形状を有し、互いに対向するようにして紙面上の奥行き方向に延びている。
ここで、第一樹脂ブロック１０及び第二樹脂ブロック２０は、絶縁部材を構成している。 The first resin block 10 and the second resin block 20 are made of an insulating resin, and are assembled to both side surfaces 2ab and 2ac of the die pad portion 2a of the semiconductor device 50. The first resin block 10 has a U-shaped cross-sectional shape that matches the outer shape extending over the top surface 2aa, the side surface 2ab, and the bottom surface 2ad of the die pad portion 2a, and the second resin block 20 includes the top surface 2aa, the side surface 2ac, and the bottom surface 2ad. And has a U-shaped cross-sectional shape that matches the outer shape. And the 1st resin block 10 and the 2nd resin block 20 have the same shape, and are extended in the depth direction on the paper surface so that it may mutually oppose.
Here, the 1st resin block 10 and the 2nd resin block 20 comprise the insulating member.

そして、第一樹脂ブロック１０は、ダイパッド部２ａの上面２ａａ、側面２ａｂ及び底面２ａｄをコの字状断面の凹んだ内側面１０ａの内側に嵌め込むようにして、ダイパッド部２ａに組み付けられている。また、第二樹脂ブロック２０も、ダイパッド部２ａの上面２ａａ、側面２ａｃ及び底面２ａｄをコの字状断面の凹んだ内側面２０ａの内側に嵌め込むようにして、ダイパッド部２ａに組み付けられている。   The first resin block 10 is assembled to the die pad portion 2a so that the top surface 2aa, the side surface 2ab, and the bottom surface 2ad of the die pad portion 2a are fitted inside the concave inner surface 10a. The second resin block 20 is also assembled to the die pad portion 2a so that the top surface 2aa, the side surface 2ac, and the bottom surface 2ad of the die pad portion 2a are fitted inside the concave inner surface 20a.

また、第一樹脂ブロック１０及び第二樹脂ブロック２０はそれぞれ、複数の樹脂材料から形成されており、各樹脂材料は、ダイパッド部２ａの外形に沿うようにして層状に形成されて積層されている。   Each of the first resin block 10 and the second resin block 20 is formed of a plurality of resin materials, and each resin material is formed and laminated in a layered manner along the outer shape of the die pad portion 2a. .

第一樹脂ブロック１０は、ダイパッド部２ａの上面２ａａ、側面２ａｂ及び底面２ａｄに沿って延びてこれらに接触している第一樹脂層１１、第一樹脂層１１のダイパッド部２ａと接する面と反対側の面を覆うように設けられる第二樹脂層１２、並びに、第二樹脂層１２とヒートシンク３との間に設けられる第三樹脂層１３によって形成されている。第一樹脂層１１及び第三樹脂層１３はそれぞれ、第一樹脂材料によって形成され、第二樹脂層１２は、第一樹脂材料と異なる第二樹脂材料によって形成されている。さらに、第一樹脂材料は、第二樹脂材料が有する融点より低い融点を有している。   The first resin block 10 extends along the upper surface 2aa, the side surface 2ab, and the bottom surface 2ad of the die pad portion 2a and is in contact with the first resin layer 11 and the surface of the first resin layer 11 opposite to the surface of the die pad portion 2a. The second resin layer 12 is provided so as to cover the side surface, and the third resin layer 13 is provided between the second resin layer 12 and the heat sink 3. The first resin layer 11 and the third resin layer 13 are each formed of a first resin material, and the second resin layer 12 is formed of a second resin material different from the first resin material. Furthermore, the first resin material has a melting point lower than the melting point of the second resin material.

また、第二樹脂ブロック２０も、第一樹脂ブロック１０と同様にして形成されており、ダイパッド部２ａの上面２ａａ、側面２ａｃ及び底面２ａｄに沿って延びこれらに接触している第四樹脂層２４、第四樹脂層２４のダイパッド部２ａと接する面と反対側の面を覆うように設けられる第五樹脂層２５、並びに、第五樹脂層２５とヒートシンク３との間に設けられる第六樹脂層２６によって形成されている。第四樹脂層２４及び第六樹脂層２６はそれぞれ、第一樹脂材料によって形成され、第五樹脂層２５は、第二樹脂材料によって形成されている。
ここで、第一樹脂層１１及び第四樹脂層２４は第一樹脂部を構成し、第二樹脂層１２及び第五樹脂層２５は第二樹脂部を構成している。 The second resin block 20 is also formed in the same manner as the first resin block 10, and extends along the top surface 2aa, the side surface 2ac, and the bottom surface 2ad of the die pad portion 2a, and a fourth resin layer 24 that is in contact with these. A fifth resin layer 25 provided so as to cover the surface of the fourth resin layer 24 opposite to the surface in contact with the die pad portion 2 a, and a sixth resin layer 26 provided between the fifth resin layer 25 and the heat sink 3. Is formed by. The fourth resin layer 24 and the sixth resin layer 26 are each formed of a first resin material, and the fifth resin layer 25 is formed of a second resin material.
Here, the first resin layer 11 and the fourth resin layer 24 constitute a first resin part, and the second resin layer 12 and the fifth resin layer 25 constitute a second resin part.

ヒートシンク３は、アルミニウム等の金属の熱伝導性の高い材料によって板状に形成され、高い放熱性を有している。そして、ヒートシンク３の上面３ａには、第一樹脂ブロック１０及び第二樹脂ブロック２０が組み付けられたダイパッド部２ａが載置されている。このとき、第一樹脂ブロック１０は、第三樹脂層１３の底面１３ａをヒートシンク３の上面３ａに接触させ、第二樹脂ブロック２０は、第六樹脂層２６の底面２６ａをヒートシンク３の上面３ａに接触させている。そして、ダイパッド部２ａの底面２ａｄは、第一樹脂ブロック１０及び第二樹脂ブロック２０の厚さである厚さｔ１の間隙ｇ１をあけてヒートシンク３の上面３ａと対向している。
ここで、ヒートシンク３は、放熱部材を構成している。
上述のようにして、半導体チップ１、ダイパッド部２ａ、第一樹脂ブロック１０、第二樹脂ブロック２０及びヒートシンク３を組み立てた放熱部材付き半導体装置構成体１００が形成される。 The heat sink 3 is formed in a plate shape from a metal having a high thermal conductivity such as aluminum and has a high heat dissipation property. A die pad portion 2 a in which the first resin block 10 and the second resin block 20 are assembled is placed on the upper surface 3 a of the heat sink 3. At this time, the first resin block 10 makes the bottom surface 13a of the third resin layer 13 contact the top surface 3a of the heat sink 3, and the second resin block 20 has the bottom surface 26a of the sixth resin layer 26 on the top surface 3a of the heat sink 3. It is in contact. The bottom surface 2ad of the die pad portion 2a faces the top surface 3a of the heat sink 3 with a gap g1 having a thickness t1 that is the thickness of the first resin block 10 and the second resin block 20.
Here, the heat sink 3 constitutes a heat radiating member.
As described above, the semiconductor device structure 100 with the heat radiation member in which the semiconductor chip 1, the die pad portion 2a, the first resin block 10, the second resin block 20, and the heat sink 3 are assembled is formed.

図２を参照すると、半導体チップ１、ダイパッド部２ａ、第一樹脂ブロック１０、第二樹脂ブロック２０、並びに、ヒートシンク３の上面３ａ、側面３ｂ及び側面３ｃは、封止用樹脂４により樹脂封止されている。封止用樹脂４は、放熱部材付き半導体装置構成体１００を金型の中に配置してそこへ樹脂を流し込むことによって樹脂封止するインサート成形等の成形方法によって形成される。これによって、封止用樹脂４は、半導体チップ１、ダイパッド部２ａ、第一樹脂ブロック１０、第二樹脂ブロック２０及びヒートシンク３を囲い且つ間隙ｇ１に充填し、半導体チップ１、ダイパッド部２ａ、第一樹脂ブロック１０、第二樹脂ブロック２０及びヒートシンク３を一体にし、且つこれらを封止して外部環境から保護する。   Referring to FIG. 2, the semiconductor chip 1, the die pad portion 2 a, the first resin block 10, the second resin block 20, and the upper surface 3 a, the side surface 3 b, and the side surface 3 c of the heat sink 3 are resin-sealed with a sealing resin 4. Has been. The sealing resin 4 is formed by a molding method such as insert molding in which the semiconductor device structure 100 with a heat radiating member is placed in a mold and the resin is poured into the mold. Thus, the sealing resin 4 surrounds the semiconductor chip 1, the die pad portion 2a, the first resin block 10, the second resin block 20, and the heat sink 3 and fills the gap g1, and the semiconductor chip 1, the die pad portion 2a, the second The one resin block 10, the second resin block 20, and the heat sink 3 are integrated, and these are sealed to protect them from the external environment.

また、封止用樹脂４は第一樹脂材料から形成されている。このため、樹脂封止時、封止用樹脂４と同じ材料で形成された第一樹脂ブロック１０の第一樹脂層１１及び第三樹脂層１３は、溶解し、溶解しない第二樹脂層１２及びダイパッド部２ａ、並びに、第二樹脂層１２及びヒートシンク３を結合する。同時に、封止用樹脂４と同じ材料で形成された第二樹脂ブロック２０の第四樹脂層２４及び第六樹脂層２６も、樹脂封止時に溶解し、溶解しない第五樹脂層２５及びダイパッド部２ａ、並びに、第五樹脂層２５及びとヒートシンク３を結合する。   Further, the sealing resin 4 is made of a first resin material. For this reason, at the time of resin sealing, the first resin layer 11 and the third resin layer 13 of the first resin block 10 formed of the same material as the sealing resin 4 are dissolved, and the second resin layer 12 that does not dissolve and The die pad portion 2a, the second resin layer 12, and the heat sink 3 are coupled. At the same time, the fourth resin layer 24 and the sixth resin layer 26 of the second resin block 20 formed of the same material as the sealing resin 4 are also dissolved during the resin sealing, and the fifth resin layer 25 and the die pad portion that are not dissolved. 2a and the fifth resin layer 25 and the heat sink 3 are coupled.

また、第一樹脂層１１、第三樹脂層１３、第四樹脂層２４及び第六樹脂層２６が溶解して流動することによってダイパッド部２ａが大きく傾くことを抑制するために、第一樹脂層１１、第三樹脂層１３、第四樹脂層２４及び第六樹脂層２６は、第二樹脂層１２及び第五樹脂層２５に比べて、その厚さが小さい方が好ましい。   The first resin layer 11, the third resin layer 13, the fourth resin layer 24, and the sixth resin layer 26 are dissolved and flowed to prevent the die pad portion 2 a from being largely tilted. 11, the third resin layer 13, the fourth resin layer 24, and the sixth resin layer 26 are preferably smaller in thickness than the second resin layer 12 and the fifth resin layer 25.

上述のようにして、ヒートシンク３を備える放熱部材付き半導体装置１０１が形成される。そして、放熱部材付き半導体装置１０１では、通電時に半導体チップ１が発生する熱は、ダイパッド部２ａから、第一樹脂ブロック１０、第二樹脂ブロック２０及び封止用樹脂４を介してヒートシンク３に伝達され、ヒートシンク３から放熱される。   As described above, the semiconductor device 101 with the heat dissipation member including the heat sink 3 is formed. In the semiconductor device 101 with the heat radiating member, the heat generated by the semiconductor chip 1 when energized is transmitted from the die pad portion 2a to the heat sink 3 via the first resin block 10, the second resin block 20, and the sealing resin 4. Then, heat is radiated from the heat sink 3.

このように、実施の形態に係る放熱部材付き半導体装置１０１は、半導体チップ１と、半導体チップ１が搭載された導電性を有するリードフレーム２のダイパッド部２ａと、放熱性を有するヒートシンク３と、ダイパッド部２ａ及びヒートシンク３の間に設けられてダイパッド部２ａ及びヒートシンク３の間に間隙ｇ１を形成し且つ絶縁性を有する第一樹脂ブロック１０及び第二樹脂ブロック２０と、封止用樹脂４とを備える。第一樹脂ブロック１０は、第一樹脂材料からなる第一樹脂層１１、第三樹脂層１３と、第二樹脂材料からなる第二樹脂層１２とを有し、第二樹脂ブロック２０は、第一樹脂材料からなる第四樹脂層２４、第六樹脂層２６と、第二樹脂材料からなる第五樹脂層２５とを有する。第一樹脂層１１及び第三樹脂層１３は、第二樹脂層１２を挟むようにして設けられ、第一樹脂層１１がダイパッド部２ａと接触し且つ第三樹脂層１３がヒートシンク３と接触し、第二樹脂層１２はダイパッド部２ａと接触しない。第四樹脂層２４及び第六樹脂層２６は、第五樹脂層２５を挟むようにして設けられ、第四樹脂層２４がダイパッド部２ａと接触し且つ第六樹脂層２６がヒートシンク３と接触し、第五樹脂層２５はダイパッド部２ａと接触しない。第一樹脂層１１、第四樹脂層２４、第三樹脂層１３及び第六樹脂層２６の第一樹脂材料は、第二樹脂層１２及び第五樹脂層２５の第二樹脂材料が有する融点より低い融点を有する。さらに、半導体チップ１、ダイパッド部２ａ、第一樹脂ブロック１０及び第二樹脂ブロック２０は、第一樹脂材料からなる封止用樹脂４で樹脂封止される。   As described above, the semiconductor device 101 with the heat dissipation member according to the embodiment includes the semiconductor chip 1, the die pad portion 2a of the conductive lead frame 2 on which the semiconductor chip 1 is mounted, the heat sink 3 having heat dissipation, A first resin block 10 and a second resin block 20 which are provided between the die pad portion 2a and the heat sink 3 to form a gap g1 between the die pad portion 2a and the heat sink 3 and have insulating properties; Is provided. The first resin block 10 includes a first resin layer 11 and a third resin layer 13 made of a first resin material, and a second resin layer 12 made of a second resin material. It has the 4th resin layer 24 and the 6th resin layer 26 which consist of one resin material, and the 5th resin layer 25 which consists of a 2nd resin material. The first resin layer 11 and the third resin layer 13 are provided so as to sandwich the second resin layer 12, the first resin layer 11 is in contact with the die pad portion 2a, the third resin layer 13 is in contact with the heat sink 3, The two resin layers 12 do not contact the die pad portion 2a. The fourth resin layer 24 and the sixth resin layer 26 are provided so as to sandwich the fifth resin layer 25. The fourth resin layer 24 is in contact with the die pad portion 2a and the sixth resin layer 26 is in contact with the heat sink 3. The five resin layers 25 do not contact the die pad portion 2a. The first resin material of the first resin layer 11, the fourth resin layer 24, the third resin layer 13, and the sixth resin layer 26 is based on the melting point of the second resin material of the second resin layer 12 and the fifth resin layer 25. Has a low melting point. Furthermore, the semiconductor chip 1, the die pad portion 2a, the first resin block 10 and the second resin block 20 are resin-sealed with a sealing resin 4 made of a first resin material.

これによって、樹脂封止時、封止用樹脂４と同じ材料の第一樹脂層１１、第三樹脂層１３、第四樹脂層２４及び第六樹脂層２６が溶解して再固化するので、ダイパッド部２ａと第二樹脂層１２及び第五樹脂層２５とを強固に結合すると共に第二樹脂層１２及び第五樹脂層２５とヒートシンク３とを強固に結合することができる。また、樹脂封止時でも第二樹脂層１２及び第五樹脂層２５が溶解しないため、ダイパッド部２ａ及びヒートシンク３の間の絶縁を確実に行うことが可能となる。さらに、半導体チップ１及びダイパッド部２ａに接する樹脂材が第一樹脂材料のみとなるため、樹脂材料の膨張係数の違いによってクラックが発生しても該クラックが半導体装置５０に至ることはない。
従って、放熱部材付き半導体装置１０１は、封止する樹脂における半導体チップ１及びダイパッド部２ａに至るクラックの発生を防止するとともにダイパッド部２ａ及びヒートシンク３の間の絶縁を確実に行うことを可能にする。 Thereby, at the time of resin sealing, the first resin layer 11, the third resin layer 13, the fourth resin layer 24, and the sixth resin layer 26 of the same material as the sealing resin 4 are dissolved and re-solidified. The portion 2a can be firmly bonded to the second resin layer 12 and the fifth resin layer 25, and the second resin layer 12, the fifth resin layer 25 and the heat sink 3 can be firmly bonded to each other. In addition, since the second resin layer 12 and the fifth resin layer 25 are not dissolved even during resin sealing, it is possible to reliably perform insulation between the die pad portion 2a and the heat sink 3. Furthermore, since the resin material in contact with the semiconductor chip 1 and the die pad portion 2a is only the first resin material, even if a crack occurs due to a difference in expansion coefficient of the resin material, the crack does not reach the semiconductor device 50.
Therefore, the semiconductor device 101 with the heat radiating member can prevent the generation of cracks reaching the semiconductor chip 1 and the die pad portion 2a in the resin to be sealed, and can reliably insulate the die pad portion 2a and the heat sink 3. .

また、実施の形態に係る放熱部材付き半導体装置１０１における封止用樹脂４は、半導体チップ１、ダイパッド部２ａ、ヒートシンク３、並びに第一樹脂ブロック１０及び第二樹脂ブロック２０を組み立てた放熱部材付き半導体装置構成体１００に対して、樹脂封止することによって形成される。これによって、樹脂封止時に、第一樹脂ブロック１０及び第二樹脂ブロック２０の第一樹脂層１１、第三樹脂層１３、第四樹脂層２４及び第六樹脂層２６を溶解させて、第二樹脂層１２及び第五樹脂層２５とダイパッド部２ａ及びヒートシンク３とを強固に結合させ、さらに、封止用樹脂４により、ダイパッド部２ａ及びヒートシンク３の間の間隙ｇ１を充填して間隙ｇ１での絶縁を確保すると共に、半導体チップ１、ダイパッド部２ａ、第一樹脂ブロック１０、及び第二樹脂ブロック２０を封止することが可能になる。   Further, the sealing resin 4 in the semiconductor device 101 with the heat dissipation member according to the embodiment includes the semiconductor chip 1, the die pad portion 2 a, the heat sink 3, and the heat dissipation member with the first resin block 10 and the second resin block 20 assembled. The semiconductor device structure 100 is formed by resin sealing. Thereby, at the time of resin sealing, the first resin layer 11, the third resin layer 13, the fourth resin layer 24, and the sixth resin layer 26 of the first resin block 10 and the second resin block 20 are dissolved, The resin layer 12 and the fifth resin layer 25 are firmly bonded to the die pad portion 2a and the heat sink 3, and further, the gap g1 between the die pad portion 2a and the heat sink 3 is filled with the sealing resin 4 so that the gap g1. The semiconductor chip 1, the die pad portion 2a, the first resin block 10, and the second resin block 20 can be sealed.

なお、実施の形態の放熱部材付き半導体装置１０１では、第一樹脂ブロック１０及び第二樹脂ブロック２０において、第三樹脂層１３及び第六樹脂層２６はそれぞれ、第二樹脂層１２及びヒートシンク３の間、並びに、第五樹脂層２５及びヒートシンク３の間に形成されていたが、これに限定されるものでない。図３に示すように、第三樹脂層２１３が、第二樹脂層１２の第一樹脂層１１と接する面と反対側の面を覆うように設けられ、第六樹脂層２２６が、第五樹脂層２５の第四樹脂層２４と接する面と反対側の面を覆うように設けられてもよい。これによって、第三樹脂層２１３及び第六樹脂層２２６がそれぞれ、第二樹脂層１２及び第五樹脂層２５と封止用樹脂４とを強固に結合することができる。   In the semiconductor device 101 with the heat dissipation member of the embodiment, in the first resin block 10 and the second resin block 20, the third resin layer 13 and the sixth resin layer 26 are respectively the second resin layer 12 and the heat sink 3. Although it was formed between the fifth resin layer 25 and the heat sink 3, it is not limited to this. As shown in FIG. 3, the third resin layer 213 is provided so as to cover the surface of the second resin layer 12 opposite to the surface in contact with the first resin layer 11, and the sixth resin layer 226 includes the fifth resin. The layer 25 may be provided so as to cover the surface opposite to the surface in contact with the fourth resin layer 24. Accordingly, the third resin layer 213 and the sixth resin layer 226 can firmly bond the second resin layer 12 and the fifth resin layer 25 and the sealing resin 4, respectively.

また、実施の形態の放熱部材付き半導体装置１０１の第一樹脂ブロック１０及び第二樹脂ブロック２０において、第三樹脂層１３及び第六樹脂層２６が形成されていなくともよい。この場合、樹脂封止時、封止用樹脂４と同じ材料の第一樹脂層１１及び第四樹脂層２４が溶解して再固化し、樹脂封止時でも溶解しない第二樹脂層１２及び第五樹脂層２５とダイパッド部２ａとを強固に結合することができる。よって、ダイパッド部２ａ及びヒートシンク３の間の絶縁を確実に行うことができる。   In the first resin block 10 and the second resin block 20 of the semiconductor device 101 with the heat dissipation member of the embodiment, the third resin layer 13 and the sixth resin layer 26 may not be formed. In this case, at the time of resin sealing, the first resin layer 11 and the fourth resin layer 24 of the same material as the sealing resin 4 are dissolved and re-solidified, and the second resin layer 12 and the second resin layer 12 that are not dissolved even at the time of resin sealing The five resin layers 25 and the die pad portion 2a can be firmly bonded. Therefore, the insulation between the die pad portion 2a and the heat sink 3 can be reliably performed.

また、実施の形態の放熱部材付き半導体装置１０１では、リードフレーム２のダイパッド部２ａの両側面２ａｂ及び２ａｃのそれぞれに、コの字状断面を有する第一樹脂ブロック１０及び第二樹脂ブロック２０を設けていたが、これに限定されるものではない。第一樹脂ブロック１０及び第二樹脂ブロック２０は、ダイパッド部２ａの側面２ａｂ又は側面２ａｃと底面２ａｄとにわたって延びるＬ字状の断面を有するものであってもよく、又は、ダイパッド部２ａの底面２ａｄにのみ延びるものであってもよい。また、第一樹脂ブロック１０及び第二樹脂ブロック２０は、間隙ｇ１において一体となっていてもよい。このとき、一体となった第一樹脂ブロック１０及び第二樹脂ブロック２０は、ダイパッド部２ａの側面２ａｂ、底面２ａｄ及び側面２ａｃにわたる上向きに開いたコ字状の断面を有するもの、ダイパッド部２ａの周囲を囲むもの、又は、ダイパッド部２ａの底面２ａｄのみに延びるものであってもよい。   Further, in the semiconductor device 101 with the heat dissipation member of the embodiment, the first resin block 10 and the second resin block 20 having a U-shaped cross section are respectively provided on both side surfaces 2ab and 2ac of the die pad portion 2a of the lead frame 2. However, the present invention is not limited to this. The first resin block 10 and the second resin block 20 may have an L-shaped cross section extending over the side surface 2ab or side surface 2ac of the die pad portion 2a and the bottom surface 2ad, or the bottom surface 2ad of the die pad portion 2a. It may extend only to. Further, the first resin block 10 and the second resin block 20 may be integrated in the gap g1. At this time, the integrated first resin block 10 and second resin block 20 have a U-shaped cross section that opens upward across the side surface 2ab, the bottom surface 2ad, and the side surface 2ac of the die pad portion 2a. What surrounds the circumference | surroundings or may extend only to the bottom face 2ad of the die pad portion 2a.

１ 半導体チップ（半導体素子）、２ リードフレーム（導電部材）、２ａ ダイパッド部（導電部材）、３ ヒートシンク（放熱部材）、４ 封止用樹脂、１０ 第一樹脂ブロック（絶縁部材）、１１ 第一樹脂層（第一樹脂部）、１２ 第二樹脂層（第二樹脂部）、２０ 第二樹脂ブロック（絶縁部材）、２４ 第四樹脂層（第一樹脂部）、２５ 第五樹脂層（第二樹脂部）、５０ 半導体装置、１０１ 放熱部材付き半導体装置、ｇ１ 間隙。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor chip (semiconductor element), 2 Lead frame (conductive member), 2a Die pad part (conductive member), 3 Heat sink (Heat dissipation member), 4 Resin for sealing, 10 1st resin block (insulating member), 11 1st Resin layer (first resin part), 12 Second resin layer (second resin part), 20 Second resin block (insulating member), 24 Fourth resin layer (first resin part), 25 Fifth resin layer (first 2 resin parts), 50 semiconductor device, 101 semiconductor device with heat dissipation member, g1 gap.

Claims (2)

半導体素子と、
前記半導体素子が搭載された導電性を有する導電部材と、
放熱性を有する放熱部材と、
前記導電部材及び前記放熱部材の間に設けられて前記導電部材及び前記放熱部材の間に間隙を形成し且つ絶縁性を有する絶縁部材とを備え、
前記絶縁部材は、第一樹脂材料からなる第一樹脂部と、第二樹脂材料からなる第二樹脂部とを有し、
前記第一樹脂部は前記導電部材と接触し、前記第二樹脂部は前記導電部材と接触せず、
前記第一樹脂部の前記第一樹脂材料は、前記第二樹脂部の前記第二樹脂材料が有する融点より低い融点を有し、
前記半導体素子、前記導電部材及び前記絶縁部材は、前記第一樹脂材料からなる封止用樹脂で樹脂封止される放熱部材付き半導体装置。 A semiconductor element;
A conductive member having conductivity on which the semiconductor element is mounted;
A heat dissipating member having heat dissipating properties;
An insulating member provided between the conductive member and the heat dissipating member, forming a gap between the conductive member and the heat dissipating member, and having an insulating property;
The insulating member has a first resin portion made of a first resin material and a second resin portion made of a second resin material,
The first resin portion is in contact with the conductive member, the second resin portion is not in contact with the conductive member,
The first resin material of the first resin part has a lower melting point than the melting point of the second resin material of the second resin part,
The semiconductor element, the conductive member, and the insulating member are a semiconductor device with a heat dissipation member that is resin-sealed with a sealing resin made of the first resin material. 前記第一樹脂部は、前記導電部材と前記第二樹脂部との間に介在する請求項１に記載の放熱部材付き半導体装置。   The semiconductor device with a heat radiating member according to claim 1, wherein the first resin portion is interposed between the conductive member and the second resin portion.
JP2010158552A 2010-07-13 2010-07-13 Semiconductor device with heat dissipation member Expired - Fee Related JP5333368B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010158552A JP5333368B2 (en) 2010-07-13 2010-07-13 Semiconductor device with heat dissipation member

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010158552A JP5333368B2 (en) 2010-07-13 2010-07-13 Semiconductor device with heat dissipation member

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012023124A true JP2012023124A (en) 2012-02-02
JP5333368B2 JP5333368B2 (en) 2013-11-06

Family

ID=45777167

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010158552A Expired - Fee Related JP5333368B2 (en) 2010-07-13 2010-07-13 Semiconductor device with heat dissipation member

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5333368B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11587921B2 (en) 2019-09-30 2023-02-21 Denso Corporation Semiconductor device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01270257A (en) * 1988-04-22 1989-10-27 Hitachi Ltd Resin sealed type semiconductor device
JPH0831986A (en) * 1994-07-15 1996-02-02 Toyota Autom Loom Works Ltd Semiconductor device having heatsink
JPH11289040A (en) * 1998-02-09 1999-10-19 Shinko Electric Ind Co Ltd Lead frame and semiconductor device using the same
JP2007250886A (en) * 2006-03-16 2007-09-27 Toshiba Corp Manufacturing method of semiconductor device
JP2008028011A (en) * 2006-07-19 2008-02-07 Denso Corp Mold package, and its manufacturing method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01270257A (en) * 1988-04-22 1989-10-27 Hitachi Ltd Resin sealed type semiconductor device
JPH0831986A (en) * 1994-07-15 1996-02-02 Toyota Autom Loom Works Ltd Semiconductor device having heatsink
JPH11289040A (en) * 1998-02-09 1999-10-19 Shinko Electric Ind Co Ltd Lead frame and semiconductor device using the same
JP2007250886A (en) * 2006-03-16 2007-09-27 Toshiba Corp Manufacturing method of semiconductor device
JP2008028011A (en) * 2006-07-19 2008-02-07 Denso Corp Mold package, and its manufacturing method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11587921B2 (en) 2019-09-30 2023-02-21 Denso Corporation Semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
JP5333368B2 (en) 2013-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20140217620A1 (en) Semiconductor device and method for manufacturing the same
US10790258B2 (en) Electronic device and mounting structure of the same
JP2005109100A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP6813259B2 (en) Semiconductor device
JP5098301B2 (en) Power semiconductor device
JP2005191071A (en) Semiconductor device
JP6790372B2 (en) Semiconductor device
JP2014216459A (en) Semiconductor device
WO2018092251A1 (en) Semiconductor package
JP2013055150A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2019067886A (en) Semiconductor device
JP4904104B2 (en) Semiconductor device
JP5251791B2 (en) Resin-sealed semiconductor device and manufacturing method thereof
TW201304061A (en) Semiconductor device and wiring substrate
JP7006812B2 (en) Semiconductor device
JP2008141140A (en) Semiconductor device
JP2005167075A (en) Semiconductor device
JP2012164697A (en) Power module for electric power, and semiconductor device for electric power
WO2014188632A1 (en) Semiconductor device having heat dissipation structure and laminate of semiconductor devices
JP5333368B2 (en) Semiconductor device with heat dissipation member
JP5273265B2 (en) Power semiconductor device
CN205319149U (en) Semiconductor package
KR102219689B1 (en) Semiconductor device and method for manufacturing the same
JP2004296837A (en) Semiconductor device
US20170229371A1 (en) Electronic device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20121001

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130521

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130702

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130715

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees