JP2829188B2 - 樹脂封止型半導体装置 - Google Patents

樹脂封止型半導体装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体素子を実装し
た絶縁回路基板が収納されている樹脂封止型半導体装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】図6は、従来のSIP(Singl-In-Line-
Package )タイプの樹脂封止型半導体装置を示す断面図
である。金属リ−ドフレ−ム1の上には半導体素子2が
半田3によって固定されている。この半導体素子2は金
属ワイヤ4によってアウタ−リ−ド5の一端と電気的に
接続されている。前記金属リ−ドフレ−ム1、半導体素
子2およびアウタ−リ−ド5の一端はトランスファ成形
によって樹脂6により封止されており、この樹脂6から
アウタ−リ−ド5の他端が突出している。
【0003】図7は、従来のDIP(Dual-In-Line-Pac
kage)タイプの樹脂封止型半導体装置を示す断面図であ
り、図6と同一部分には同一符号を付し、異なる部分に
ついてのみ説明する。樹脂6からアウタ−リ−ド5の他
端が二方向に突出している。上記SIPおよびDIPタ
イプの樹脂封止型半導体装置は材料費が安く、組立工程
が簡単であるため、大量生産に向いている。
【0004】ところで、前記半導体装置は放熱部として
の樹脂により封止されている。このため、セラミックに
より封止されている半導体装置に比べて飽和熱抵抗値R
th(℃/W)が大きく、外囲器である樹脂に許容でき
るパワ−損失Pc(W)が小さい。
【0005】また、前記半導体装置に複数の半導体素子
を実装する場合、リ−ドフレ−ムの微細化ができないた
め、半導体素子間の引回し配線等を形成することが非常
に困難である。
【0006】図8(a)は、他の従来の樹脂封止型半導
体装置を示す断面図であり、図8(b)は、図8(a)
に示す樹脂封止型半導体装置の平面図である。金属板1
1の上には絶縁回路基板12が設けられている。この絶
縁回路基板12の上には複数の金属配線パタ−ン13a
〜13lおよびアウタ−リ−ド14a〜14fの一端が
設けられている。これら金属配線パタ−ン13j〜13
lの上には半導体素子15a〜15eが図示せぬ半田に
よって固定されている。前記アウタ−リ−ド14b、1
4d、14eの一端は金属配線パタ−ン13h、13
k、13lと電気的に接続されている。
【0007】すなわち、前記金属配線パタ−ン13a〜
13gの両端は金属ワイヤ16によって半導体素子15
a〜15eと電気的に接続されている。さらに、金属配
線パタ−ン13hの一端は金属ワイヤ16によって半導
体素子15bと電気的に接続されており、この金属配線
パタ−ン13hの他端は図示せぬ半田によってアウタ−
リ−ド14dの一端と電気的に接続されている。また、
アウタ−リ−ド14a、14c、14fの一端は金属ワ
イヤ16によって半導体素子15c〜15eと電気的に
接続されている。
【0008】前記半導体素子15a〜15eおよび金属
ワイヤ16の表面上には表面保護剤17が塗布されてお
り、この表面保護剤17および絶縁回路基板12にはト
ランスファ成形によって樹脂18により封止されてい
る。この樹脂18から前記アウタ−リ−ド14a〜14
fの他端が突出している。
【0009】ところで、前記樹脂封止型半導体装置で
は、絶縁回路基板の微細化が可能な金属配線パタ−ンに
より、多数の半導体素子を実装する場合に有効である
が、この半導体素子が一面でしか実装できず、実装密度
は不十分である。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の樹
脂封止型半導体装置は、半導体素子を一面でしか実装で
きないため、実装密度が不十分である。また、放熱部と
しての樹脂により封止されているため、飽和熱抵抗値R
th(℃/W)が大きく、樹脂に許容できるパワ−損失
Pc(W)が小さい。
【0011】この発明は上記のような事情を考慮してな
されたものであり、その目的は、半導体素子の実装密度
を向上させるとともに、飽和熱抵抗値を小さくし、許容
できるパワ−損失を大きくした樹脂封止型半導体装置を
提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記課題を
解決するため、所定の間隔が設けられ互いに対向する第
1、第2の面および前記第1、第2の面それぞれに連結
される第3の面を有する基板と、前記基板の第1の面上
に設けられた第1の絶縁基板と、前記基板の第2の面上
に設けられた第2の絶縁基板と、前記第1および第2の
絶縁基板上にそれぞれ設けられ、互いに接続された第
1、第2の半導体回路と、前記第1および第2の絶縁基
板にそれぞれ一端が配設され、前記第1、第2の半導体
回路と電気的に接続された第1および第2のアウターリ
ードと、前記第1および第2のアウターリードの他端が
露出し、前記第1、第2の絶縁基板および前記基板を封
止するための樹脂とを具備し、前記基板における前記第
1の面と前記第3の面との境界部分および前記基板にお
ける前記第2の面と前記第3の面との境界部分それぞれ
に穴が設けられている。 また、この発明は、前記基板に
おける前記第1の面と前記第3の面との境界部分および
前記基板における前記第2の面と前記第3の面との境界
部分それぞれに溝が設けられている。
【0013】さらに、所定の間隔が設けられ互いに対向
する第1、第2の面および前記第1、第2の面それぞれ
に連結される第3の面を有する基板と、前記基板の第1
の面上に設けられた第1の絶縁基板と、前記基板の第2
の面上に設けられた第2の絶縁基板と、前記第1および
第2の絶縁基板上にそれぞれ設けられ、互いに接続され
た第1、第2の半導体回路と、前記第1および第2の絶
縁基板にそれぞれ一端が配設され、前記第1、第2の半
導体回路と電気的に接続された第1および第2のアウタ
ーリードと、前記第1および第2のアウターリードの他
端が露出し、前記基板の第1、第2の面の相互間および
前記第1、第2の絶縁基板を封止するための樹脂とを具
備し、前記基板における前記第1の面と前記第3の面と
の境界部分および前記基板における前記第2の面と前記
第3の面との境界部分それぞれに穴が設けられている。
また、前記基板における前記第1の面と前記第3の面と
の境界部分および前記基板における前記第2の面と前記
第3の面との境界部分それぞれに溝が設けられている。
前記基板は、金属からなることを特徴としている。
【0014】
【作用】この発明は、所定間隔隔てて互いに対向する第
1、第2の面およびこれら第1、第2の面それぞれに連
結された第3の面を有する基板を設け、この基板の第1
の面上に第1の絶縁基板を設け、第2の面上に第2の絶
縁基板を設け、これら第1および第2の絶縁基板上にそ
れぞれ互いに接続された第1、第2の半導体回路を設け
ているため、半導体回路の実装密度を向上できる。
た、基板における第1の面と第3の面との境界部分およ
び基板における第2の面と第3の面との境界部分それぞ
れに穴、又は溝を設けているため、基板を容易に折曲す
ることができる。 さらに、基板は金属により構成されて
いるため、この半導体装置の飽和熱抵抗値を小さくで
き、許容できるパワー損失を大きくできる。
【0015】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明を実施例によ
り説明する。
【0016】図1(a)、図1(b)および図2は、こ
の発明の第1の実施例による樹脂封止型半導体装置の製
造方法を示すものである。金属板21の上には図示せぬ
半田またはペ−スト等により第1および第2の絶縁回路
基板22、23が固定される。これら第1および第2の
絶縁回路基板22、23の上にはそれぞれ複数の金属配
線パタ−ン24a〜24nおよびアウタ−リ−ド25a
〜25fの一端が設けられ、これら金属配線パタ−ン2
4k〜24nの上には半導体素子26a〜26eが図示
せぬ半田によって固定される。
【0017】すなわち、前記金属配線パタ−ン24a〜
24cの両端はAu、AlまたはCu等の金属ボンディ
ングワイヤ28によって半導体素子26a〜26eと電
気的に接続される。さらに、金属配線パタ−ン24dの
一端は金属ボンディングワイヤ28によって半導体素子
26aと電気的に接続され、この金属配線パタ−ン24
dの他端は図示せぬ半田によってアウタ−リ−ド25a
の一端と電気的に接続される。また、アウターリード2
5bは所定の金属配線パターンに接続されている。さら
に、第1の絶縁回路基板22に設けられた金属配線パタ
−ン24e〜24gの一端は金属ボンディングワイヤ2
8によって半導体素子26aと電気的に接続され、この
金属配線パタ−ン24e〜24gの他端は例えば高温保
証されたフレキシブルテ−プまたは溶接接続線等の金属
線29の一端と電気的に接続される。この金属線29の
他端は第2の絶縁回路基板23に設けられた金属配線パ
タ−ン24h〜24jの一端と電気的に接続され、この
金属配線パタ−ン24h〜24jの他端は金属ボンディ
ングワイヤ28によって半導体素子26cと電気的に接
続される。前記アウタ−リ−ド25c、25d、25f
の一端は金属ボンディングワイヤ28によって半導体素
子26b、26d、26eと電気的に接続される。尚、
金属配線パタ−ン24p〜24sは予備の配線スペ−ス
である。この後、半導体素子26a〜26eおよび金属
ワイヤ28の表面上には表面保護材27が塗布される。
【0018】次に、図2に示すように、前記金属板21
は折曲げ線A1 −A2 、B1 −B2に沿って断面がコ字
形となるように折曲げられる。この断面コ字形に折曲げ
られた金属板21は、その上面部材21aの内面上には
第2の絶縁回路基板23が位置しており、その下面部材
21bの内面上には第1の絶縁回路基板22が位置して
いる。すなわち、前記金属板21は、第1の絶縁回路基
板22が第2の絶縁回路基板23と対向する位置に、折
曲げられている。この後、前記第1、第2の絶縁回路基
板22、23および金属板21はトランスファ成形によ
って樹脂30により封止される。
【0019】上記実施例によれば、金属板21の上に複
数の半導体素子26a〜26eを実装した第1および第
2の絶縁回路基板22、23を設け、この第1の絶縁回
路基板22が第2の絶縁回路基板23と対向する位置に
金属板21を折曲げる。この後、第1、第2の絶縁回路
基板22、23および金属板21をトランスファ成形に
よって樹脂30により封止している。このように、半導
体素子26a〜26eを二枚の絶縁回路基板22、23
に実装しているため、半導体素子の実装密度を向上でき
る。すなわち、従来の半導体素子と同じ数だけ実装した
場合、パッケ−ジの表面積を従来品の1/2以下にする
ことができ、実装面積においては従来品の1/3以下に
することができる。従って、半導体装置の小型化が可能
となる。
【0020】また、樹脂30に比べて熱抵抗の低い金属
板21を断面コ字形に形成しているため、半導体装置に
おける飽和熱抵抗値を従来品より小さくすることがで
き、許容できるパワ−損失を大幅に向上できる。
【0021】また、断面コ字形に金属板21を形成する
ことにより半導体素子の実装面積を小さくしているた
め、樹脂封止による応力を低減することができる。これ
により、絶縁回路基板22、23の割れおよびそりを防
止できるとともに、温度サイクルに対する半導体装置の
信頼性を向上できる。図3は、この発明の第2の実施例
による樹脂封止型半導体装置を示す断面図であり、図2
と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についての
み説明する。
【0022】断面コ字形に折曲げられた金属板21の内
面および第1、第2の絶縁回路基板22、23は樹脂3
0により封止されており、この金属板21の外面は露出
している。
【0023】上記第2の実施例においても第1の実施例
と同様の効果を得ることができ、しかも、金属板の外表
面が露出しているため、この金属板から放熱され、半導
体装置における飽和熱抵抗値を従来品の1/2以下にす
ることが可能となり、放熱性を大幅に向上できる。図4
は、この発明の金属板についての第3の実施例を示すも
のであり、図7(a)と同一部分には同一符号を付し、
異なる部分についてのみ説明する。
【0024】金属板21には折曲げ線A1 −A2 に沿っ
て第1の溝31が設けられており、折曲げ線B1 −B2
に沿って第2の溝32が設けられている。前記第1の溝
31の断面形状は四角形となっており、第2の溝32の
断面形状は三角形となっている。
【0025】上記第3の実施例においても第1の実施例
と同様の効果を得ることができ、しかも、折曲げ線に沿
ってそれぞれ第1および第2の溝31、32を設けてい
るため、前記金属板21を前記折曲げ線に沿って容易に
折曲げることができる。尚、第1および第2の溝31、
32はその断面形状がそれぞれ四角形および三角形のも
のを用いているが、他の形状の溝を用いることも可能で
ある。図5は、この発明の第4の実施例を示すものであ
り、図1(b)と同一部分には同一符号を付し、異なる
部分についてのみ説明する。金属板21には折曲げ線A
1 −A2 、B1 −B2 に沿って穴33a〜33dが設け
られている。上記第4の実施例においても第3の実施例
と同様の効果を得ることができる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
基板を断面がコ字形となるように形成し、この基板の第
1の面上に第1の絶縁基板を設け、この基板の第2の面
上に第2の絶縁基板を設け、これら第1および第2の絶
縁基板にそれぞれ互いに接続された第1、第2の半導体
回路を設けている。従って、半導体素子の実装密度を向
上できるとともに、飽和熱抵抗値を小さくでき、許容で
きるパワ−損失を大きくできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)は、この発明の第1の実施例による
樹脂封止型半導体装置の製造方法を示すものであり、金
属板の上に第1および第2の絶縁回路基板を設け、これ
ら絶縁回路基板の上に金属配線パタ−ンおよび半導体素
子を設ける工程を示す断面図、図1(b)は、図1
(a)に示す半導体装置の平面図。
【図2】この発明の第1の実施例による樹脂封止型半導
体装置の製造方法を示すものであり、金属板を断面がコ
字形となるように折曲げ、この金属板および第1、第2
の絶縁回路基板を樹脂封止した断面図。
【図3】この発明の第2の実施例による樹脂封止型半導
体装置を示す断面図。
【図4】この発明の金属板についての第3の実施例を示
す断面図。
【図5】この発明の金属板についての第4の実施例を示
す平面図。
【図6】従来のSIPタイプの樹脂封止型半導体装置を
示す断面図。
【図7】従来のDIPタイプの樹脂封止型半導体装置を
示す断面図。
【図8】図8(a)は、他の従来の樹脂封止型半導体装
置を示す断面図であり、図8(b)は、図8(a)に示
す樹脂封止型半導体装置の平面図。
【符号の説明】
21…金属板、21a …上面部材、21b …下面部材、22…第
1の絶縁回路基板、23…第2の絶縁回路基板、24a 〜24
n …金属配線パタ−ン、25a 〜25f …アウタ−リ−ド、
26a 〜26e …半導体素子、27…表面保護材、28…金属ボ
ンディングワイヤ、29…金属線、30…樹脂、31…第1の
溝、32…第2の溝、33a 〜33d …穴、A1 −A2 、B1
−B2 …折曲げ線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−222354(JP,A) 特開 平3−32032(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 25/04

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の間隔が設けられ互いに対向する第
    1、第2の面および前記第1、第2の面それぞれに連結
    される第3の面を有する基板と、 前記基板の第1の面上に設けられた第1の絶縁基板と、 前記基板の第2の面上に設けられた第2の絶縁基板と、 前記第1および第2の絶縁基板上にそれぞれ設けられ、
    互いに接続された第1、第2の半導体回路と、 前記第1および第2の絶縁基板にそれぞれ一端が配設さ
    れ、前記第1、第2の半導体回路と電気的に接続された
    第1および第2のアウターリードと、 前記第1および第2のアウターリードの他端が露出し、
    前記第1、第2の絶縁基板および前記基板を封止するた
    めの樹脂とを具備し、 前記基板における前記第1の面と前記第3の面との境界
    部分および前記基板における前記第2の面と前記第3の
    面との境界部分それぞれに穴が設けられていることを特
    徴とする樹脂封止型半導体装置。
  2. 【請求項2】 所定の間隔が設けられ互いに対向する第
    1、第2の面および前記第1、第2の面それぞれに連結
    される第3の面を有する基板と、 前記基板の第1の面上に設けられた第1の絶縁基板と、 前記基板の第2の面上に設けられた第2の絶縁基板と、 前記第1および第2の絶縁基板上にそれぞれ設けられ、
    互いに接続された第1、第2の半導体回路と、 前記第1および第2の絶縁基板にそれぞれ一端が配設さ
    れ、前記第1、第2の半導体回路と電気的に接続された
    第1および第2のアウターリードと、 前記第1および第2のアウターリードの他端が露出し、
    前記第1、第2の絶縁基板および前記基板を封止するた
    めの樹脂とを具備し、 前記基板における前記第1の面と前記第3の面との境界
    部分および前記基板における前記第2の面と前記第3の
    面との境界部分それぞれに溝が設けられていることを特
    徴とする樹脂封止型半導体装置。
  3. 【請求項3】 所定の間隔が設けられ互いに対向する第
    1、第2の面および前記第1、第2の面それぞれに連結
    される第3の面を有する基板と、 前記基板の第1の面上に設けられた第1の絶縁基板と、 前記基板の第2の面上に設けられた第2の絶縁基板と、 前記第1および第2の絶縁基板上にそれぞれ設けられ、
    互いに接続された第1、第2の半導体回路と、 前記第1および第2の絶縁基板にそれぞれ一端が配設さ
    れ、前記第1、第2の半導体回路と電気的に接続された
    第1および第2のアウターリードと、 前記第1および第2のアウターリードの他端が露出し、
    前記基板の第1、第2の面の相互間および前記第1、第
    2の絶縁基板を封止するための樹脂とを具備し、 前記基板における前記第1の面と前記第3の面との境界
    部分および前記基板における前記第2の面と前記第3の
    面との境界部分それぞれに穴が設けられていることを特
    徴とする樹脂封止型半導体装置。
  4. 【請求項4】 所定の間隔が設けられ互いに対向する第
    1、第2の面および前記第1、第2の面それぞれに連結
    される第3の面を有する基板と、 前記基板の第1の面上に設けられた第1の絶縁基板と、 前記基板の第2の面上に設けられた第2の絶縁基板と、 前記第1および第2の絶縁基板上にそれぞれ設けられ、
    互いに接続された第1、第2の半導体回路と、 前記第1および第2の絶縁基板にそれぞれ一端が配設さ
    れ、前記第1、第2の半導体回路と電気的に接続された
    第1および第2のアウターリードと、 前記第1および第2のアウターリードの他端が露出し、
    前記基板の第1、第2の面の相互間および前記第1、第
    2の絶縁基板を封止するための樹脂とを具備し、 前記基板における前記第1の面と前記第3の面との境界
    部分および前記基板における前記第2の面と前記第3の
    面との境界部分それぞれに溝が設けられていることを特
    徴とする樹脂封止型半導体装置。
  5. 【請求項5】 前記基板は、金属からなることを特徴と
    する請求項1乃至4の何れかに記載の樹脂封止型半導体
    装置。
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