JP2013074011A - 半導体装置、半導体システム、並びに半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置、半導体システム、並びに半導体装置の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013074011A JP2013074011A JP2011210449A JP2011210449A JP2013074011A JP 2013074011 A JP2013074011 A JP 2013074011A JP 2011210449 A JP2011210449 A JP 2011210449A JP 2011210449 A JP2011210449 A JP 2011210449A JP 2013074011 A JP2013074011 A JP 2013074011A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductive sheet
- heat conductive
- lead
- semiconductor device
- mold resin
- 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
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
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
【解決手段】半導体装置1は、熱伝導シート10と、熱伝導シートに一端部21aが接続され、熱伝導シートよりも曲げ剛性の大きな材料で形成されたリード21と、リードの一端部に固定された半導体チップ22と、リードの他端部21bが露出するように、熱伝導シートの一部11、リードの一端部、および半導体チップを封止するモールド樹脂23と、を備え、熱伝導シートの残部12はモールド樹脂から突出している。
【選択図】図2
Description
そして、リード端子を基板に電気的に接続することで、基板上の他の電子部品と半導体素子との間で電気的な信号のやりとりが行われるとともに、半導体素子において生じた熱がアイランドの下面や前述の突出部分から外気に伝達される。
本発明の半導体装置は、熱伝導シートと、前記熱伝導シートに一端部が接続され、前記熱伝導シートよりも曲げ剛性の大きな材料で形成されたリードと、前記リードの一端部に固定された半導体チップと、前記リードの他端部が露出するように、前記熱伝導シートの一部、前記リードの一端部、および前記半導体チップを封止するモールド樹脂と、を備え、前記熱伝導シートの残部は前記モールド樹脂から突出していることを特徴としている。
また、本発明の半導体装置の製造方法は、平坦に形成された熱伝導シートに、前記熱伝導シートよりも曲げ剛性の大きな材料で形成されたリードの一端部を接続するとともに、前記リードの一端部に半導体チップを固定する接続工程と、前記リードの他端部が露出するように、前記熱伝導シートの一部、前記リードの一端部、および前記半導体チップをモールド樹脂で封止し、前記熱伝導シートの残部を前記モールド樹脂から突出させる封止工程と、を備えることを特徴としている。
また、上記の半導体装置の製造方法において、前記封止工程の後で、前記熱伝導シートの前記残部を、前記モールド樹脂の外面に沿って配するように湾曲または屈曲させる形状修正工程を備えることがより好ましい。
この発明によれば、半導体装置の外形を小さく維持しつつ熱伝導シートを大きくすることで、熱伝導シートによる放熱効率を高めることができる。
この発明によれば、熱伝導シートと外気との接触面積を増加させて、熱伝導シートによる放熱効率をさらに高めることができる。また、熱伝導シートからモールド樹脂に熱が伝えられるのを抑制することができる。
この発明によれば、熱伝導シートと外気との接触面積を維持しつつ、熱伝導シートの質量を低減させることができる。
この発明によれば、熱伝導シートと外気との接触面積を増加させて、熱伝導シートによる放熱効率をさらに高めることができる。
この発明によれば、外部の電磁気的なノイズを熱伝導シートにおいて遮断できるため、このノイズが半導体チップに到達することを抑制することができる。したがって、半導体チップが外部の電磁気的なノイズから受ける影響を低減させることができる。
この発明によれば、半導体チップで発生し熱伝導シートに伝導された熱を、ケースを介して外部により効果的に伝達させることができる。
以下、本発明に係る半導体装置の第1実施形態を、図1から図8を参照しながら説明する。
図1および図2に示すように、本半導体装置1は、熱伝導シート10と、熱伝導シート10の一方の面10a上に一端部21aが接続された複数のリード21と、リード21の一端部21aに固定された半導体チップ22と、熱伝導シート10の一部11、リード21の一端部21a、および半導体チップ22を封止するモールド樹脂23とを備えている。
熱伝導シート10としては、アルミニウム以外にも、銅などの熱伝導率の高い金属などを適宜用いることができる。
絶縁シート26には、例えば、エポキシ樹脂や、フィラー入りのエポキシ樹脂を用いることができるが、絶縁シート26を薄く形成するには、ポリイミドで形成することが好ましい。絶縁シート26がポリイミドで形成されている場合には、その厚さは、例えば、25μm以上150μm以下に設定することができる。
リード21は、銅を帯板状に形成して構成され、その厚さは、例えば、500μmに設定されている。リード21の一端部21aは、モールド樹脂23内に埋設された状態で金属箔27に接合されている。リード21の他端部21bは、モールド樹脂23から外部に露出している。リード21における一端部21aと他端部21bとの間には、積層方向Dにおいて、熱伝導シート10の一部11に対して一端部21aより他端部21bの方が離間するように段部21cが形成されている。
なお、リード21としては、銅以外にも、アルミニウムなどの電気抵抗が少なく、かつ、熱伝導率の高い金属材料を用いることができる。
本実施形態の半導体装置1は、リード21を形成するリード用シート材より、熱伝導シート10を形成する熱伝導用シート材の方が、幅方向E(熱伝導シート10の一部11から残部12に向かう方向、および、積層方向Dにそれぞれ直交する方向。)の単位長さ当たりの曲げ剛性を小さく設定している。具体的には、リード用シート材と熱伝導用シート材とが同一の材料で形成されている場合には、リード用シート材の厚さより熱伝導用シート材の厚さを薄く設定する。また、リード用シート材と熱伝導用シート材との厚さが同じ場合には、リード用シート材の縦弾性係数より熱伝導用シート材の縦弾性係数の方を小さく設定する。
本実施形態では、互いに構成の異なるリード用シート材および熱伝導用シート材を用い、リード用シート材からリード21を、熱伝導用シート材から熱伝導シート10をそれぞれ形成することで、熱伝導シート10を曲げ加工しやすくすることができる。
モールド樹脂23は、積層方向Dに見たときに、絶縁シート26と同じ形状になるように形成されている。モールド樹脂23における絶縁シート26が接合された面とは反対側の面には、段部23aが形成されている。段部23aは、幅方向Eに延びるように形成されている。モールド樹脂23としては、公知のエポキシ樹脂などを用いることができる。
モールド樹脂23は、リード21の他端部21bが露出するように、熱伝導シート10の一部11、絶縁シート26、金属箔27、リード21の一端部21a、および半導体チップ22を封止している。
図2に示すように、熱伝導シート10の残部12とモールド樹脂23の側面23cとの間には、隙間S1が形成されている。同様に、残部12とモールド樹脂23の主面23dとの間には、隙間S2が形成されている。
本半導体装置1の製造方法は、熱伝導シート10、リード21、および半導体チップ22などを互いに接続する接続工程と、互いに接続したこれらの部品をモールド樹脂23で封止する封止工程と、熱伝導シート10の残部12を、モールド樹脂23の外面に沿って配されるように屈曲させる形状修正工程とを備えている。
銅製のリード用シート材をプレスすることなどで、段部21cを有するリード21を複数形成する。
金属箔27上に不図示のハンダペーストを塗布してリード21の一端部21aを載置し、さらに、リード21の一端部21a上の所定の領域にハンダペーストを塗布して半導体チップ22を載置する。
この状態で、リフローを実施することにより、ハンダを介して、図3に示すように、リード21の一端部21aが金属箔27に接続され、半導体チップ22がリード21の一端部21aに固定される。以上の手順により、半導体チップ22に関する電気的接続が完了する。
このとき、モールド樹脂23からリード21の他端部21bが露出するとともに、モールド樹脂23から熱伝導シート10の残部12を突出させるように封止する。
このとき、熱伝導シート10の残部12とモールド樹脂23の側面23cとの間に隙間S1が形成され、さらに、残部12とモールド樹脂23の主面23dとの間に隙間S2が形成されるように調節する。
以上の工程により、半導体装置1が製造される。
複数のリード21の一部から所定の電圧波形などを入力すると、その信号は半導体チップ22で処理されて、リード21の残部から出力される。信号を処理するときに、半導体チップ22で熱が発生する。
半導体チップ22で発生した熱の一部は、リード21の一端部21a、金属箔27、および絶縁シート26を介して、熱伝導シート10の一部11に伝導される。熱伝導シート10の一部11に伝導された熱は、一部11におけるモールド樹脂23とは反対側の面、および、熱伝導シート10の残部12から外部に伝達される。
モールド樹脂23の側面23cおよび主面23dと熱伝導シート10の残部12との間には、隙間S1、S2が形成されている。これにより、熱伝導シート10と外気(空気)との接触面積を増加させて、熱伝導シート10による放熱効率をさらに高めることができる。また、熱伝導シート10からモールド樹脂23に熱が伝えられるのを抑制することができる。
例えば、半導体装置を配置する空間の周囲に余裕がある場合には、図6に示す半導体装置1Aのように、前記第1実施形態の半導体装置1において、屈曲部15は形成されなくてもよい。
さらに、半導体装置1Aにおいて、屈曲部14を形成せず、残部12を平坦な形状に形成してもよい。この場合、前述の半導体装置1の製造方法において、形状修正工程を行わないことになる。
このように半導体装置1Bを構成することで、熱伝導シート10と外気との接触面積を増加させて、熱伝導シート10による放熱効率をさらに高めることができる。
なお、本変形例の複数の凹部31は、直交方向Fに延びるとともに幅方向Eに互いに間隔を開けて形成してもよい。この場合、半導体装置1Bをリード21が鉛直方向と平行になるように基板などに取り付けたときに、複数の凹部31も鉛直方向と平行になるように配置される。半導体装置1Bで発生した熱により、半導体装置1Bの近傍には上向きに自然対流が発生する。凹部31が自然対流が流れる向きに沿って配置されることで、自然対流により生じる層流が凹部31に沿って流れやすくなり、凹部31における放熱効率を高めることができる。
また、熱伝導シート10に、凹部31に代えて凸部を形成してもよいし、凹部および凸部の両方を形成してもよい。このように構成しても、本変形例と同様の効果を奏することができる。
このように半導体装置1Cを構成することで、熱伝導シート10と外気との接触面積を維持しつつ、熱伝導シート10の質量を低減させることができる。
なお、本変形例では、貫通孔32は厚さ方向に見て円形状に形成されているとした。しかし、貫通孔の形状はこれに限ることなく、厚さ方向に見て楕円形状や、多角形状に形成されていてもよい。
次に、本発明の第2実施形態について図9および図10を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図9に示すように、本実施形態の半導体装置2は、前記第1実施形態の半導体装置1において、熱伝導シート10に代えて、半導体チップ22を覆うように配置された熱伝導シート40を備えている。熱伝導シート40は、熱伝導シート10の構成に加えて、一対の側部41を有している。
側部41は、図9および図10に示すように、熱伝導シート40の残部12に対して折られることで、モールド樹脂23の幅方向Eの両側面23fをそれぞれ覆っている。
さらに、半導体装置2は、モールド樹脂23を覆う面積が熱伝導シート10より大きな熱伝導シート40を備えることで、半導体チップ22が外部の電磁気的なノイズから受ける影響をさらに低減させることができる。
次に、本発明の第3実施形態について図11を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図11に示すように、本実施形態の半導体システム3は、前述の半導体装置1と、アルミニウムなどの金属で形成されたケース50とを備えている。
金属箔27、リード21の一端部21aには、挿通孔27a、21eがそれぞれ形成されていて、挿通孔27a、21eは内径が等しく設定されている。挿通孔27aの内径はモールド樹脂23の挿通孔23gより大きく設定されていて、挿通孔27a、21eの内周面がモールド樹脂23から露出しないように構成されている
挿通孔11a、26a、23gにネジ部材56の軸部57を挿通させ、ネジ部材56の頭部58をモールド樹脂23の主面23dに係止させるとともに、軸部57の雄ネジ部57aをケース50の雌ネジ部51に螺合させることで、ケース50に半導体装置1が取り付けられる。
たとえば、前記第1実施形態から第3実施形態では、熱伝導シート10の残部12はモールド樹脂23の側面23cおよび主面23dに沿って配されるように屈曲されているとした。しかし、熱伝導シート10の残部12は、モールド樹脂23の側面23cおよび主面23dに沿って配されるように湾曲されるように構成してもよい。
3 半導体システム
10 熱伝導シート
11 一部
12 残部
21 リード
21a 一端部
21b 他端部
22 半導体チップ
23 モールド樹脂
23c 側面(外面)
23d 主面(外面)
31 凹部
32 貫通孔
50 ケース
S1、S2 隙間
Claims (9)
- 熱伝導シートと、
前記熱伝導シートに一端部が接続され、前記熱伝導シートよりも曲げ剛性の大きな材料で形成されたリードと、
前記リードの一端部に固定された半導体チップと、
前記リードの他端部が露出するように、前記熱伝導シートの一部、前記リードの一端部、および前記半導体チップを封止するモールド樹脂と、を備え、
前記熱伝導シートの残部は前記モールド樹脂から突出していることを特徴とする半導体装置。 - 前記熱伝導シートの前記残部は、前記モールド樹脂の外面に沿って配されるように湾曲または屈曲されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記モールド樹脂の前記外面と前記熱伝導シートの前記残部との間には、隙間が形成されていることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
- 前記熱伝導シートの前記残部には、前記熱伝導シートの厚さ方向に貫通する貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記熱伝導シートの表面に、凹部および凸部の少なくとも一方が形成されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記熱伝導シートと前記リードの一端部との間に、絶縁膜が配置され、
前記熱伝導シートは、金属で形成されるとともに、前記半導体チップを覆うように配置されていることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の半導体装置。 - 請求項1から6のいずれか一項に記載の半導体装置と、
前記熱伝導シートに接続され、金属で形成されたケースと、を備えることを特徴とする半導体システム。 - 平坦に形成された熱伝導シートに、前記熱伝導シートよりも曲げ剛性の大きな材料で形成されたリードの一端部を接続するとともに、前記リードの一端部に半導体チップを固定する接続工程と、
前記リードの他端部が露出するように、前記熱伝導シートの一部、前記リードの一端部、および前記半導体チップをモールド樹脂で封止し、前記熱伝導シートの残部を前記モールド樹脂から突出させる封止工程と、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記封止工程の後で、前記熱伝導シートの前記残部を、前記モールド樹脂の外面に沿って配するように湾曲または屈曲させる形状修正工程を備えることを特徴とする請求項8に記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011210449A JP5898894B2 (ja) | 2011-09-27 | 2011-09-27 | 半導体装置及び半導体システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011210449A JP5898894B2 (ja) | 2011-09-27 | 2011-09-27 | 半導体装置及び半導体システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013074011A true JP2013074011A (ja) | 2013-04-22 |
JP5898894B2 JP5898894B2 (ja) | 2016-04-06 |
Family
ID=48478281
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011210449A Active JP5898894B2 (ja) | 2011-09-27 | 2011-09-27 | 半導体装置及び半導体システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5898894B2 (ja) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003273294A (ja) * | 2002-01-09 | 2003-09-26 | Nitto Denko Corp | 熱伝導シートおよびこれを用いた半導体装置 |
JP2008166333A (ja) * | 2006-12-27 | 2008-07-17 | Denso Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2008306064A (ja) * | 2007-06-08 | 2008-12-18 | Opnext Japan Inc | 半導体装置 |
JP2010171104A (ja) * | 2009-01-21 | 2010-08-05 | Denso Corp | 半導体装置の実装構造 |
JP2011100757A (ja) * | 2009-11-04 | 2011-05-19 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 電子部品及びその製造方法 |
-
2011
- 2011-09-27 JP JP2011210449A patent/JP5898894B2/ja active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003273294A (ja) * | 2002-01-09 | 2003-09-26 | Nitto Denko Corp | 熱伝導シートおよびこれを用いた半導体装置 |
JP2008166333A (ja) * | 2006-12-27 | 2008-07-17 | Denso Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2008306064A (ja) * | 2007-06-08 | 2008-12-18 | Opnext Japan Inc | 半導体装置 |
JP2010171104A (ja) * | 2009-01-21 | 2010-08-05 | Denso Corp | 半導体装置の実装構造 |
JP2011100757A (ja) * | 2009-11-04 | 2011-05-19 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 電子部品及びその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5898894B2 (ja) | 2016-04-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6193510B2 (ja) | リードフレーム、半導体装置、リードフレームの製造方法、および半導体装置の製造方法 | |
JP6354600B2 (ja) | 回路構成体、電気接続箱及び回路構成体の製造方法 | |
JP6129355B2 (ja) | 電力半導体装置 | |
JP6048238B2 (ja) | 電子装置 | |
JP2015144216A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
JP5498604B1 (ja) | 固体撮像素子用中空パッケージ | |
JP2009164240A (ja) | 半導体装置 | |
JP2015053403A (ja) | 放熱接続体、放熱接続体の製造方法、半導体装置、半導体装置の製造方法、及び、半導体製造装置 | |
JP6391430B2 (ja) | 電子制御装置およびその製造方法 | |
JP5898894B2 (ja) | 半導体装置及び半導体システム | |
JP2013229369A (ja) | モールドパッケージ | |
JP2012129393A (ja) | 半導体装置 | |
JP2016004792A (ja) | 半導体装置とその製造方法および機器 | |
JP2017028131A (ja) | パッケージ実装体 | |
JP2017069351A (ja) | 半導体装置 | |
JP5062189B2 (ja) | 半導体装置の実装構造 | |
JP2006294729A (ja) | 半導体装置 | |
JP2015149363A (ja) | 半導体モジュール | |
JP2013069911A (ja) | 半導体装置 | |
JP4238864B2 (ja) | 半導体装置および半導体装置の製造方法 | |
JP2017069352A (ja) | 半導体装置 | |
JP2009238804A (ja) | 半導体装置 | |
JP2007201251A (ja) | 半導体パッケージ及び半導体パッケージの製造方法 | |
JP5800076B2 (ja) | 電子装置および電子装置の取付構造 | |
JP6254807B2 (ja) | 半導体装置および電子機器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140424 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150528 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150602 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150730 |
|
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: 20160209 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160307 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5898894 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |