JP2626619B2 - 樹脂封止型半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
樹脂封止型半導体装置及びその製造方法Info
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- JP2626619B2 JP2626619B2 JP7067303A JP6730395A JP2626619B2 JP 2626619 B2 JP2626619 B2 JP 2626619B2 JP 7067303 A JP7067303 A JP 7067303A JP 6730395 A JP6730395 A JP 6730395A JP 2626619 B2 JP2626619 B2 JP 2626619B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、樹脂封止型半導体装置
及びその製造方法に関し、特に放熱機構及びその製造方
法に関する。
及びその製造方法に関し、特に放熱機構及びその製造方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、消費電力の大きい半導体素子を製
造する場合は、半導体素子をパッケージングするパッケ
ージ材として、放熱性の良いセラミック系のパッケージ
材を用いたり、放熱板や放熱フィンを有するパッケージ
構造に構築していたが、セラミック系のパッケージ材を
用いた場合、製造コストが高価となり、また放熱板や放
熱フィンを用いた場合、半導体装置の外形寸法が大きく
なって基板に対する実装占有面積が増えてしまうという
問題があった。
造する場合は、半導体素子をパッケージングするパッケ
ージ材として、放熱性の良いセラミック系のパッケージ
材を用いたり、放熱板や放熱フィンを有するパッケージ
構造に構築していたが、セラミック系のパッケージ材を
用いた場合、製造コストが高価となり、また放熱板や放
熱フィンを用いた場合、半導体装置の外形寸法が大きく
なって基板に対する実装占有面積が増えてしまうという
問題があった。
【０００３】そこで、樹脂封止型半導体装置において、
放熱効率を向上させる工夫がなされている。例えば特開
平２−１８４０５６号に記載された放熱構造は、半導体
素子，リード端子、及びボンディングワイヤーを完全に
絶縁してこれらを導電性モールド材で封止した構造のも
のであり、また特開平０１−０３１４４７号に示された
放熱構造は、アイランド裏面に凹型孔を設け、そこに凹
型孔と同形の金属片を埋め込むか、或いは凹型孔をメッ
キにより埋め込むようにしたものである。
放熱効率を向上させる工夫がなされている。例えば特開
平２−１８４０５６号に記載された放熱構造は、半導体
素子，リード端子、及びボンディングワイヤーを完全に
絶縁してこれらを導電性モールド材で封止した構造のも
のであり、また特開平０１−０３１４４７号に示された
放熱構造は、アイランド裏面に凹型孔を設け、そこに凹
型孔と同形の金属片を埋め込むか、或いは凹型孔をメッ
キにより埋め込むようにしたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
２−１８４０５６号に記載された構造のものは、半導体
素子，リード端子等をパッケージングするパッケージ材
に導電性のものを用いるため、半導体素子，リード端
子、及びボンディングワイヤーと導電性パッケージ材と
の間を完全に絶縁しなければならないが、その具体的な
方法が示されておらず、この方法を実際の樹脂封止型半
導体装置にそのまま適用することは不可能である。
２−１８４０５６号に記載された構造のものは、半導体
素子，リード端子等をパッケージングするパッケージ材
に導電性のものを用いるため、半導体素子，リード端
子、及びボンディングワイヤーと導電性パッケージ材と
の間を完全に絶縁しなければならないが、その具体的な
方法が示されておらず、この方法を実際の樹脂封止型半
導体装置にそのまま適用することは不可能である。
【０００５】また前記方法を厳えて採用しようとした場
合には、液状絶縁物でコーティングする、もしくはパッ
ケージ構造を導電性と非導電性との２重構造とすること
が考えられるが、液状絶縁物をボンディングワイヤーの
形状を崩さずにコーティングすることは非常に難しく、
またパッケージを２重構造にした場合、封止用金型が２
つ必要になってしまうという問題が生じてしまう。
合には、液状絶縁物でコーティングする、もしくはパッ
ケージ構造を導電性と非導電性との２重構造とすること
が考えられるが、液状絶縁物をボンディングワイヤーの
形状を崩さずにコーティングすることは非常に難しく、
またパッケージを２重構造にした場合、封止用金型が２
つ必要になってしまうという問題が生じてしまう。
【０００６】上記方式に対して特開平１−３１４４７号
の方法は、簡易な構造であるが、アイランド裏面の凹型
孔内に金属片を非常に精度良く嵌め込まないと、アイラ
ンド裏面と金属片との間に空気層が形成され、この空気
層によりアイランドから金属片への放熱が遮断されてし
まうという問題があった。また凹型孔をメッキにより充
填するという方法は、前記問題を解決する良い方法であ
るように思われるが、メッキにより凹型孔を埋めるに
は、メッキ時間が非常にかかり、製造コストの面で問題
があった。また凹型孔にメッキ処理を施す場合に、凹型
孔の周辺には複数のリード端子が存在するため、リード
端子にもメッキされてしまい、リード端子同士がショー
トしてしまう可能性があった。
の方法は、簡易な構造であるが、アイランド裏面の凹型
孔内に金属片を非常に精度良く嵌め込まないと、アイラ
ンド裏面と金属片との間に空気層が形成され、この空気
層によりアイランドから金属片への放熱が遮断されてし
まうという問題があった。また凹型孔をメッキにより充
填するという方法は、前記問題を解決する良い方法であ
るように思われるが、メッキにより凹型孔を埋めるに
は、メッキ時間が非常にかかり、製造コストの面で問題
があった。また凹型孔にメッキ処理を施す場合に、凹型
孔の周辺には複数のリード端子が存在するため、リード
端子にもメッキされてしまい、リード端子同士がショー
トしてしまう可能性があった。
【０００７】本発明の目的は、外形寸法を大きくするこ
となく、効率の良い放熱機能をもつ樹脂封止型半導体装
置及びその製造方法を提供することにある。
となく、効率の良い放熱機能をもつ樹脂封止型半導体装
置及びその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る樹脂封止型半導体装置は、アイランド
と、パッケージと、凹部と、放熱体とを有する樹脂封止
型半導体装置であって、アイランドは、素子搭載面に半
導体素子が搭載されたものであり、パッケージは、前記
アイランド及び半導体素子を樹脂で被覆封止したもので
あり、凹部は、前記アイランドの素子搭載面とは反対側
の面に接して前記パッケージに設けられた孔であり、放
熱体は、放熱機能をもつペースト状導電体からなり、前
記凹部内に充填されて前記アイランドの素子搭載面とは
反対側の面に密着し硬化されたものである。
め、本発明に係る樹脂封止型半導体装置は、アイランド
と、パッケージと、凹部と、放熱体とを有する樹脂封止
型半導体装置であって、アイランドは、素子搭載面に半
導体素子が搭載されたものであり、パッケージは、前記
アイランド及び半導体素子を樹脂で被覆封止したもので
あり、凹部は、前記アイランドの素子搭載面とは反対側
の面に接して前記パッケージに設けられた孔であり、放
熱体は、放熱機能をもつペースト状導電体からなり、前
記凹部内に充填されて前記アイランドの素子搭載面とは
反対側の面に密着し硬化されたものである。
【０００９】また前記凹部は、前記アイランドの素子搭
載面とは反対側面の全面に接する大きさのものである。
載面とは反対側面の全面に接する大きさのものである。
【００１０】また前記凹部の開口縁は、前記アイランド
の素子搭載面とは反対側面に対して約４５°の傾斜角度
をもつテーパ形状をなすものである。
の素子搭載面とは反対側面に対して約４５°の傾斜角度
をもつテーパ形状をなすものである。
【００１１】また前記凹部は、前記アイランドの素子搭
載面とは反対側面に接する複数の孔からなるものであ
る。
載面とは反対側面に接する複数の孔からなるものであ
る。
【００１２】また本発明に係る樹脂封止型半導体装置の
製造方法は、凹部形成工程と、放熱体充填工程とを有
し、樹脂製パッケージに封止される半導体素子の搭載用
アイランドに放熱機能を付加する樹脂封止型半導体装置
の製造方法であって、凹部形成工程は、前記アイランド
の素子搭載面とは反対側面に接する凹部を前記パッケー
ジに形成する処理であり、放熱体充填工程は、放熱機能
をもつペースト状導電体を前記凹部に充填して前記アイ
ランドの素子搭載面とは反対面に密着させ硬化させる処
理である。ものである。
製造方法は、凹部形成工程と、放熱体充填工程とを有
し、樹脂製パッケージに封止される半導体素子の搭載用
アイランドに放熱機能を付加する樹脂封止型半導体装置
の製造方法であって、凹部形成工程は、前記アイランド
の素子搭載面とは反対側面に接する凹部を前記パッケー
ジに形成する処理であり、放熱体充填工程は、放熱機能
をもつペースト状導電体を前記凹部に充填して前記アイ
ランドの素子搭載面とは反対面に密着させ硬化させる処
理である。ものである。
【００１３】また前記ペースト状導電体を、前記パッケ
ージをなす樹脂の硬化反応時に加えられる熱により熱硬
化させるものである。
ージをなす樹脂の硬化反応時に加えられる熱により熱硬
化させるものである。
【００１４】
【作用】アイランドの素子搭載面とは反対側面に接して
設けられた凹部内にペースト状導電体を充填して硬化さ
せ、硬化した導電体とアイランドとを密着させて両者間
での伝熱効率を高める。
設けられた凹部内にペースト状導電体を充填して硬化さ
せ、硬化した導電体とアイランドとを密着させて両者間
での伝熱効率を高める。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例を図により説明する。
【００１６】（実施例１）図１は、本発明の実施例１を
工程順に示す断面図である。
工程順に示す断面図である。
【００１７】図において本発明に係る樹脂封止型半導体
装置は基本的構成として、アイランド３と、パッケージ
６と、凹部１と、放熱体２とを有しており、アイランド
３は、素子搭載面２ａに半導体素子５が搭載されたもの
であり、パッケージ６は、アイランド３及び半導体素子
５を樹脂で被覆封止したものであり、凹部１は、アイラ
ンド３の素子搭載面３ａとは反対側の面３ｂに接してパ
ッケージ６に設けられた孔であり、放熱体２は、放熱機
能をもつペースト状導電体からなり、凹部１内に充填さ
れてアイランド３の素子搭載面３ａとは反対側の面３ｂ
に密着し硬化されたものである。
装置は基本的構成として、アイランド３と、パッケージ
６と、凹部１と、放熱体２とを有しており、アイランド
３は、素子搭載面２ａに半導体素子５が搭載されたもの
であり、パッケージ６は、アイランド３及び半導体素子
５を樹脂で被覆封止したものであり、凹部１は、アイラ
ンド３の素子搭載面３ａとは反対側の面３ｂに接してパ
ッケージ６に設けられた孔であり、放熱体２は、放熱機
能をもつペースト状導電体からなり、凹部１内に充填さ
れてアイランド３の素子搭載面３ａとは反対側の面３ｂ
に密着し硬化されたものである。
【００１８】次に本発明に係る樹脂封止型半導体装置を
具体例を用いて説明する。図１において、アイランド３
の素子搭載面３ａには、半導体素子５がダイボンディン
グ材４により接着されており、アイランド３の周囲に配
置したリード端子７と半導体素子５の電極との間は、図
示しないボンディングワイヤーによって電気的に接続さ
れている。
具体例を用いて説明する。図１において、アイランド３
の素子搭載面３ａには、半導体素子５がダイボンディン
グ材４により接着されており、アイランド３の周囲に配
置したリード端子７と半導体素子５の電極との間は、図
示しないボンディングワイヤーによって電気的に接続さ
れている。
【００１９】またアイランド３と半導体素子５とは、パ
ッケージ６の樹脂に被覆され、パッケージ６内に封止さ
れている。この場合、リード端子７の根本部分もパッケ
ージ６内に封止される。パッケージ６の樹脂は電気的に
絶縁性のものが用いられる。
ッケージ６の樹脂に被覆され、パッケージ６内に封止さ
れている。この場合、リード端子７の根本部分もパッケ
ージ６内に封止される。パッケージ６の樹脂は電気的に
絶縁性のものが用いられる。
【００２０】またパッケージ６を成形する際に、凹部１
をアイランド３の素子搭載面３ａと反対側面３ｂに接し
てパッケージ６に設ける。本実施例に示す凹部１は、ア
イランド３の素子搭載面３ａとは反対側面３ｂの全面に
接する大きさのものであり、また凹部１の開口縁１ａ
は、アイランド３の素子搭載面３ａとは反対側面３ｂに
対して約４５°の傾斜角度をもつテーパ形状をなして形
成されている。
をアイランド３の素子搭載面３ａと反対側面３ｂに接し
てパッケージ６に設ける。本実施例に示す凹部１は、ア
イランド３の素子搭載面３ａとは反対側面３ｂの全面に
接する大きさのものであり、また凹部１の開口縁１ａ
は、アイランド３の素子搭載面３ａとは反対側面３ｂに
対して約４５°の傾斜角度をもつテーパ形状をなして形
成されている。
【００２１】さらに凹部１内には放熱機能をもつペース
ト状導電体（放熱体）２が充填されてアイランド３の反
対面３ｂに接し、ペースト状導電体２を硬化させてアイ
ランド３に密着させている。ペースト状導電体２として
は、銀ペースト，銅ペースト，半田ペースト等の導電性
であって、熱伝導率のよいものを用いている。
ト状導電体（放熱体）２が充填されてアイランド３の反
対面３ｂに接し、ペースト状導電体２を硬化させてアイ
ランド３に密着させている。ペースト状導電体２として
は、銀ペースト，銅ペースト，半田ペースト等の導電性
であって、熱伝導率のよいものを用いている。
【００２２】本実施例によれば、放熱体としてペースト
状導電体２を用いるため、凹部１の形状に拘らず、凹部
１内にペースト状導電体２を隙間なく充填してアイラン
ド３に接触させることができ、放熱体２とアイランド３
との間での熱伝導率を高めることが可能となる。また凹
部１の開口縁１ａが約４５°のテーパ形状をなすもので
あるため、アイランド３の熱が放熱体２を通して効率よ
く放熱される。
状導電体２を用いるため、凹部１の形状に拘らず、凹部
１内にペースト状導電体２を隙間なく充填してアイラン
ド３に接触させることができ、放熱体２とアイランド３
との間での熱伝導率を高めることが可能となる。また凹
部１の開口縁１ａが約４５°のテーパ形状をなすもので
あるため、アイランド３の熱が放熱体２を通して効率よ
く放熱される。
【００２３】次に本発明に係る半導体装置の製造方法の
具体例について説明する。まず図１（ａ）に示すように
凹部形成工程において、アイランド３の素子搭載面３ａ
とは反対側面３ｂに接する凹部１をパッケージ６に形成
する。尚、凹部１は、パッケージ６の成形時に同時に形
成することが望ましい。
具体例について説明する。まず図１（ａ）に示すように
凹部形成工程において、アイランド３の素子搭載面３ａ
とは反対側面３ｂに接する凹部１をパッケージ６に形成
する。尚、凹部１は、パッケージ６の成形時に同時に形
成することが望ましい。
【００２４】次に図１（ｂ）に示すように放熱体充填工
程において、放熱機能をもつペースト状導電体２をディ
スペンス用ノズル８を用いて凹部１に充填してアイラン
ド３の素子搭載面３ａとは反対側面３ｂに密着させ硬化
させる。
程において、放熱機能をもつペースト状導電体２をディ
スペンス用ノズル８を用いて凹部１に充填してアイラン
ド３の素子搭載面３ａとは反対側面３ｂに密着させ硬化
させる。
【００２５】一般的にパッケージ６の封止用樹脂は、硬
化反応を完全に終了させるために封止後加熱するため、
その際一緒にペースト状導電体２を硬化させれば、ペー
スト状導電体２を充填する工程のみを増すだけでアイラ
ンド３の裏面から外気への放熱機能を容易に作成するこ
とができる。
化反応を完全に終了させるために封止後加熱するため、
その際一緒にペースト状導電体２を硬化させれば、ペー
スト状導電体２を充填する工程のみを増すだけでアイラ
ンド３の裏面から外気への放熱機能を容易に作成するこ
とができる。
【００２６】（実施例２）図２は、本発明の実施例２を
示す縦断面図である。実施例２では、図２（ａ）に示す
ように、小径の凹部１を１ケもしくはそれ以上設け、そ
の中にペースト状導電体２をディスペンス用ノズル８を
用いて充填し（図２（ｂ））、硬化させるものである
（図２（ｃ））。実施例２の場合、要求する放熱性の程
度に応じてペースト状導電体２の量を減量することがで
きるため、実施例１と比較してより安価で短時間に、外
気への放熱機構を製造することができるものである。
示す縦断面図である。実施例２では、図２（ａ）に示す
ように、小径の凹部１を１ケもしくはそれ以上設け、そ
の中にペースト状導電体２をディスペンス用ノズル８を
用いて充填し（図２（ｂ））、硬化させるものである
（図２（ｃ））。実施例２の場合、要求する放熱性の程
度に応じてペースト状導電体２の量を減量することがで
きるため、実施例１と比較してより安価で短時間に、外
気への放熱機構を製造することができるものである。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、アイラン
ドに接するパッケージの凹部にペースト状導電体充填し
硬化させているため、凹部の形状に拘らず、凹部内にペ
ースト状導電体を隙間なく充填してアイランドに接触さ
せることができ、放熱体とアイランドとの間での熱伝導
率を高めることができる。また凹部にメッキ処理により
導電体を充填する必要がなく、リード端子間をショート
から保護することができる。
ドに接するパッケージの凹部にペースト状導電体充填し
硬化させているため、凹部の形状に拘らず、凹部内にペ
ースト状導電体を隙間なく充填してアイランドに接触さ
せることができ、放熱体とアイランドとの間での熱伝導
率を高めることができる。また凹部にメッキ処理により
導電体を充填する必要がなく、リード端子間をショート
から保護することができる。
【００２８】また凹部はアイランドの素子搭載面とは反
対側面の全面若しくは要所で接して形成することがで
き、放熱性の程度に応じることができる。アイランドの
素子搭載面とは反対側面の全面に凹部が接した場合、そ
の開口縁を約４５°のテーパ形状とすることにより、放
熱効率を向上させることができる。またアイランドの要
所に凹部が接した場合、要求する放熱性の程度に応じて
ペースト状導電体の量を減量することができる。
対側面の全面若しくは要所で接して形成することがで
き、放熱性の程度に応じることができる。アイランドの
素子搭載面とは反対側面の全面に凹部が接した場合、そ
の開口縁を約４５°のテーパ形状とすることにより、放
熱効率を向上させることができる。またアイランドの要
所に凹部が接した場合、要求する放熱性の程度に応じて
ペースト状導電体の量を減量することができる。
【００２９】さらにペースト状導電体を、パッケージを
なす樹脂の硬化反応時に加えられる熱により熱硬化させ
ることによりペースト状導電体の充填工程が増すだけで
アイランドから外気への放熱機能を容易に作成すること
ができる。
なす樹脂の硬化反応時に加えられる熱により熱硬化させ
ることによりペースト状導電体の充填工程が増すだけで
アイランドから外気への放熱機能を容易に作成すること
ができる。
【００３０】したがって本発明によれば、容易に安価で
自由度が高く、また従来の樹脂封止型半導体装置と同様
な実装体積のまま外気への放熱機構を製造できる。
自由度が高く、また従来の樹脂封止型半導体装置と同様
な実装体積のまま外気への放熱機構を製造できる。
【図１】本発明の実施例１を工程順に示す断面図であ
る。
る。
【図２】本発明の実施例２を工程順に示す断面図であ
る。
る。
１ 凹部 ２ ペースト状導電体（放熱体） ３ アイランド ３ａ アイランドの素子搭載面 ３ｂ アイランドの素子搭載面とは反対側の面 ４ ダイボンディング材 ５ 半導体素子 ６ パッケージ ７ リード端子 ８ ディスペンス用ノズル
Claims (6)
- 【請求項１】 アイランドと、パッケージと、凹部と、
放熱体とを有する樹脂封止型半導体装置であって、 アイランドは、素子搭載面に半導体素子が搭載されたも
のであり、 パッケージは、前記アイランド及び半導体素子を樹脂で
被覆封止したものであり、 凹部は、前記アイランドの素子搭載面とは反対側の面に
接して前記パッケージに設けられた孔であり、 放熱体は、放熱機能をもつペースト状導電体からなり、
前記凹部内に充填されて前記アイランドの素子搭載面と
反対側の面に密着し硬化されたものであることを特徴と
する樹脂封止型半導体装置。 - 【請求項２】 前記凹部は、前記アイランドの素子搭載
面とは反対側面の全面に接する大きさのものであること
を特徴とする請求項１に記載の樹脂封止型半導体装置。 - 【請求項３】 前記凹部の開口縁は、前記アイランドの
素子搭載面とは反対側面に対して約４５°の傾斜角度を
もつテーパ形状をなすものであることを特徴とする請求
項２に記載の樹脂封止型半導体装置。 - 【請求項４】 前記凹部は、前記アイランドの素子搭載
面とは反対側面に接する複数の孔からなるものであるこ
とを特徴とする請求項１に記載の樹脂封止型半導体装
置。 - 【請求項５】 凹部形成工程と、放熱体充填工程とを有
し、樹脂製パッケージに封止される半導体素子の搭載用
アイランドに放熱機能を付加する樹脂封止型半導体装置
の製造方法であって、 凹部形成工程は、前記アイランドの素子搭載面とは反対
側面に接する凹部を前記パッケージに形成する処理であ
り、 放熱体充填工程は、放熱機能をもつペースト状導電体を
前記凹部に充填して前記アイランドの素子搭載面とは反
対側面に密着させ硬化させる処理であることを特徴とす
る樹脂封止型半導体装置の製造方法。 - 【請求項６】 前記ペースト状導電体を、前記パッケー
ジをなす樹脂の硬化反応時に加えられる熱により熱硬化
させるものであることを特徴とする請求項５に記載の樹
脂封止型半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7067303A JP2626619B2 (ja) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | 樹脂封止型半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7067303A JP2626619B2 (ja) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | 樹脂封止型半導体装置及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08264687A JPH08264687A (ja) | 1996-10-11 |
| JP2626619B2 true JP2626619B2 (ja) | 1997-07-02 |
Family
ID=13341116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7067303A Expired - Lifetime JP2626619B2 (ja) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | 樹脂封止型半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2626619B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7515616B2 (ja) * | 2020-11-17 | 2024-07-12 | 三菱電機株式会社 | パワー半導体モジュール及びその製造方法並びに電力変換装置 |
-
1995
- 1995-03-27 JP JP7067303A patent/JP2626619B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08264687A (ja) | 1996-10-11 |
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