JP2759523B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、半導体装置の製造方法に関するもので、詳
しくは、ハイパワートランジスタと称される大電力用ト
ランジスタの樹脂封止方法に関する。

（従来の技術） ハイパワートランジスタと称されるこの種の大電力用
トランジスタは、高出力の影響で発熱量が大きいため、
半導体チップ搭載部を兼ねた放熱板の裏面を樹脂パッケ
ージから露出せしめ、該樹脂パッケージの一部に設けら
れた取付孔を介してフィンタイプの放熱体に固定される
ような形状を成している。

近年、半導体技術の進歩により、半導体チップの改良
が進み、さらに高出力のパワートランジスタが実現され
るようになってきており、これらは放熱板の全面を樹脂
パッケージ内に封止するフルパッケージと称される構造
をとるようになっている。

この種のフルパッケージ型トランジスタを製造する場
合には、まず第５図（ａ）に示すように、３本のアウタ
ーリード14と、各アウターリード14のそれぞれに延設さ
れたインナーリード12と、インナーリード12の先端部に
配設された放熱板11とを有するリードフレームに対し
て、半導体チップ２をその裏面が放熱板11に相接するよ
うに載置するとともに、この半導体チップ２のエミッ
タ、コレクタおよびベースの各ボンディングパッドと、
インナーリード12の先端との間をそれぞれボンディング
ワイヤ３を介して接続してなるリードフレーム構体を形
成する。ここで、図中の符号15はサイドバー、符号16は
タイバーである。

そして、第５図（ｂ）に示すように、このリードフレ
ーム構体のまわりにキャビティＣを形成するようにモー
ルド金型K1,K2内に該リードフレーム構体を設置し、樹
脂注入口10からキャビティＣ内に樹脂を注入する。

ここで、リード12,14が一方方向に伸長したリードフ
レーム構体では、モールド金型K1,K2のキャビティＣ内
に一方でしか支持することができないため、放熱板11の
端面にテーパ面10を設け、モールド金型K1,K2のキャビ
ティＣ内に注入されるモールド樹脂の圧力によって放熱
板11がキャビティＣの上方にのみ変位する一方で、金型
K1に放熱板11の上方への変位を抑えるピンＰを配設し、
放熱板11がキャビティＣ内の定位置に維持された状態で
樹脂封止がなされるように工夫されている。

しかしながら、このようにして形成されたハイパワー
トランジスタは、第６図に示すように、樹脂パッケージ
表面にピンＰの抜け跡が小孔H1として残るため、大電圧
が印加された場合に当該小孔H1から放電が起こり、耐電
圧性の向上を阻む問題となっていた。

また、この小孔H1から水分が侵入する虞れもあり、耐
湿性にも問題があった。なお、図中の符号H2およびH3
は、ハイパワートランジスタをプリント基板等へ取り付
けるための取付用孔である。

そこで、この小孔H1を塞ぐ方法も提案されているが、
耐湿性あるいは耐電圧性の問題は依然として改善されな
いばかりか、工程の複雑化や外観を損なう等の新たな問
題を招来する。

（発明が解決しようとする課題） このように、ハイパワートランジスタのフルパッケー
ジ型樹脂封止に際しては、放熱板11を押えるピンＰの抜
け跡による小孔H1に起因して耐湿性のみならず耐電圧性
が低下するという問題があった。

本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、製造工
程の煩雑化を招来することなく、耐湿性および耐電圧性
の高いフルパッケージ型半導体装置の製造方法を提供す
ることを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） そこで本発明の方法では、予め、放熱板の他端部に該
放熱板の表面から裏面に亘って貫通孔を設けるととも
に、前記放熱板の裏面側他端縁部に、他方方向に向けて
漸次板厚を減少させる態様でテーパ面を設ける工程と、
樹脂パッケージの板厚と同一長さの筒状を成し、先端部
に前記放熱板の貫通孔より細径の細径部を有するととも
に、基端部に該貫通孔よりも太径の太径部を有した耐熱
性の絶縁物質から成る中空体を用意し、前記太径部を前
記放熱板の表面側に配置した状態で、前記細径部を介し
て前記中空体を前記放熱板の貫通孔に挿入させる工程
と、前記中空体の端面をそれぞれ金型のキャビティ内面
に当接させた状態で、前記放熱板を前記キャビティに配
置させ、該放熱板のテーパ面に向けて前記キャビティに
樹脂を充填する工程とを含むようにしている。

（作用） 上記構成によれば、中空体およびテーパ面の協働によ
り、放熱板がキャビティ内の定位置に維持された状態で
樹脂封止がなされる。そして、この中空体は、耐熱性の
絶縁物質であり、そのまま樹脂パッケージ内に封着され
るため、トランジスタ動作時に高温に達しても良好な絶
縁性を維持し、さらに、耐電圧性、耐湿性を良好に維持
することができる。

この中空体は、プリント基板への装着孔として用いる
ようにしてもよい。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細
に説明する。

第１図に示すように、本実施例方法において適用する
リードフレーム１では、半導体チップ２を搭載する放熱
板11の一端部近傍から一方方向に複数のインナーリード
12が伸長し、これらインナーリード12のそれぞれにアウ
ターリード14が延設されており、これらインナーリード
12およびアウターリード14が、サイドバー15およびタイ
バー16によって互いに接続されている。なお、上記リー
ドフレーム１では、放熱板11が、インナーリード12およ
びアウターリード14を含むリード部とは別体として形成
されている。

このようなリードフレーム１に対して本実施例方法で
は、予め放熱板11の他端部に貫通孔ｈを設けるととも
に、該放熱板11の裏面側他端部にテーパ面ｔを設けてい
る。貫通孔ｈは、プリント基板等への取り付けの際に用
いられるもので、放熱板11の表面から裏面に亘って貫設
している。テーパ面ｔは、放熱板11の裏面側他端縁部の
全長に亘って形成したもので、該放熱板11の他端方向に
向けて漸次板厚を減少させる態様で傾斜している。

一方、本実施例方法では、第２図に示すような中空体
21が用意される。中空体21は、製造すべきハイパワート
ランジスタの樹脂パッケージ４における他端部の板厚と
同一の長さを有した円筒状を成すもので、その先端部に
放熱板11の貫通孔ｈとほぼ同一外径の細径部21aを有す
るとともに、その基端部に該貫通孔ｈよりも十分太径
で、放熱板11の表面側に形成する樹脂パッケージ４の層
厚と同一の高さに形成した太径部21bを有しており、ポ
リカーボネート樹脂等の耐熱性を有した絶縁物質によっ
て一体に成形している。

上記のように構成したリードフレーム１を適用してハ
イパワートランジスタを製造する場合には、まず、放熱
板11の表面に半導体チップ２を搭載し、ワイヤボンディ
ング法により、半導体チップ２のボンディングパッド
（図示せず）と、インナーリード12の各先端との間をそ
れぞれ接続し、リードフレーム構体を形成する。

この後、第２図に示すように、太径部21bを放熱板11
の表面側に配置した状態で、上述した中空体21の細径部
21aを放熱板11の貫通孔ｈに嵌挿保持させ、さらにこの
状態から、第３図に示すように、一対の金型K1,K2間に
画成されるキャビティＣ内にリードフレーム構体を設置
する。

その際、同図に示すように、中空体21の両端面をそれ
ぞれキャビティＣの内面に当接させ、さらに放熱板11の
テーパ面ｔを金型K1,K2の樹脂注入口20に対向配置させ
る。

この状態において、放熱板11の一端部側がアウターリ
ード14を介して金型K1,K2間に挟持されるとともに、該
放熱板11の他端部側がその貫通孔ｈに嵌挿保持させた中
空体21を介して金型K1,K2間に支持されることになるた
め、樹脂注入孔20を通じてキャビティＣ内にエポキシ樹
脂を順次充填した後、加圧しつつ硬化させれば、樹脂パ
ッケージ４の所望の位置に放熱板11を配置することがで
きる。

さらに、エポキシ樹脂の硬化後、金型K1,K2から取り
外せば、第４図に示すように、上下両端面が平坦に形成
された樹脂パッケージ４を得ることができ、最後に、ダ
イパー16およびサイドバー15を切除すれば、ハイパワー
トランジスタが完成する。

ところで、上述した製造方法においては、加工誤差等
の要因により、中空体21の細径部21aと、放熱板11の貫
通孔ｈとの間に隙間が画成され、金型K1,K2に対して放
熱板11の他端部が変位する虞れ、具体的には放熱板11の
表面が中空体21の太径部21bから離隔する虞れがある。

しかしながら、本実施例方法によれば、このような場
合にも、樹脂注入口20を通じてキャビティＣ内に充填さ
れるエポキシ樹脂の充填圧力により、テーパ面ｔを介し
て放熱板11が上方の金型K1側に押圧され、該放熱板11の
表面が中空体21の太径部21bに圧接されることになるた
め、当該放熱板11を樹脂パッケージ４の所望の位置に確
実に配置させることが可能となる。

このようにして製造されたハイパワートランジスタ
は、樹脂パッケージ４に対して放熱板11の位置を正確に
制御し、該放熱板11からの樹脂の厚みがいずれも十分量
となるため、樹脂により封止が確実となり、高帯電圧
性、かつ高耐湿性を確保することができる。

また、この中空体21は、そのまま樹脂パッケージ内に
封着され、しかも耐熱性の絶縁物質であるため、トラン
ジスタ動作時に高温に達しても良好な絶縁性を維持し、
さらに、耐湿性を良好に維持することができる。

さらに、中空体21の中心孔を利用して、プリント基板
や放熱体へ装着することも可能であり、このような場合
にも、当該中心孔の内壁面が耐熱性の絶縁物質であるた
め、この中心孔を通じて耐電圧性性や耐湿性が損なわれ
る虞れがない。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、本発明の半導体装置の製造
方法によれば、放熱板に設けたテーパ面と、該放熱板の
貫通孔に挿入させた耐熱性の絶縁物質から成る中空体と
の協働により、当該放熱板を確実に樹脂パッケージの所
望の位置に配置することができるため、トランジスタ動
作時に高温に達しても良好な絶縁性を維持し、さらに、
耐電圧性および耐湿性を良好に維持することができる。

しかも、製造段階においては、単に中空体を貫通孔に
挿入させるだけでよいため、製造工程の煩雑化を招来す
る虞れもない。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は、本発明実施例の半導体装置の製造
工程図、第５図（ａ）および第５図（ｂ）は、従来例の
半導体装置の樹脂封止方法を示す図、第６図は、従来例
の方法によって形成されたハイパワートランジスタを示
す図である。 １……リードフレーム、２……半導体チップ、３……ワ
イヤ、４……封止樹脂、11……放熱板、12……インナー
リード、14……アウターリード、15……サイドバー、16
……タイバー、21……中空体、21a……細径部、21b……
太径部、Ｃ……キャビティ、ｈ……貫通孔、K1,K2……
金型、ｔ……テーパ面。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一端部から一方方向に向けて外部接続用リ
   ードが伸長する放熱板と、この放熱板に搭載した半導体
   チップとをそれぞれ樹脂で封止することにより、該封止
   樹脂による樹脂パッケージの一端部から前記外部接続用
   リードが一方方向に向けて導出される半導体装置を製造
   するようにした半導体装置の製造方法において、 予め、前記放熱板の他端部に該放熱板の表面から裏面に
   亘って貫通孔を設けるとともに、前記放熱板の裏面側他
   端縁部に、他方方向に向けて漸次板厚を減少させる態様
   でテーパ面を設ける工程と、 前記樹脂パッケージの板厚と同一長さの筒状を成し、先
   端部に前記放熱板の貫通孔より細径の細径部を有すると
   ともに、基端部に該貫通孔よりも太径の太径部を有した
   耐熱性の絶縁物質から成る中空体を用意し、前記太径部
   を前記放熱板の表面側に配置した状態で、前記細径部を
   介して前記中空体を前記放熱板の貫通孔に挿入させる工
   程と、 前記中空体の端面をそれぞれ金型のキャビティ内面に当
   接させた状態で、前記放熱板を前記キャビティに配置さ
   せ、該放熱板のテーパ面に向けて前記キャビティに樹脂
   を充填する工程と を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。