JP2927246B2 - 樹脂封止型回路部品 - Google Patents
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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
等の回路部品に関する。
等の回路部品に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の樹脂封止型半導体装置は、図1に
示すように金属製の支持板1と、ここから導出された金
属製の外部リード2と、半導体素子3と、内部リード細
線4と、樹脂封止体5とから成る。放熱板としての機能
を有する支持板1及び外部接続用の外部リード2は一般
にはリードフレームに基づいて形成される。半導体素子
3の下面の電極(図示せず)は支持板1の一方の主面即
ち上面6に半田等で固着されている。従って、半導体素
子3の下面は支持板1に電気的及び機械的に結合されて
いる。半導体素子3の上面の電極(図示せず)と図1に
は示されていない別の外部リードとが内部リード細線4
によって接続されている。樹脂封止体5は例えばエポキ
シ樹脂と充填材とから成り、支持板1、半導体素子3、
外部リードの一部2a、内部リード細線4を被覆するよ
うに形成されている。なお、支持板1の他方の主面即ち
下面7及び支持板1の取付用孔8も樹脂封止体5で被覆
されている。図1の半導体装置を使用する時には、一般
に支持板1の下面側を外部の金属放熱体に接触させる。
この時、外部の放熱体と外部リード2及び図示されてい
ない別の外部リードとの間隔を増大させるために、外部
リード2は支持板1の上面6よりも上方に偏位されてい
る。
示すように金属製の支持板1と、ここから導出された金
属製の外部リード2と、半導体素子3と、内部リード細
線4と、樹脂封止体5とから成る。放熱板としての機能
を有する支持板1及び外部接続用の外部リード2は一般
にはリードフレームに基づいて形成される。半導体素子
3の下面の電極(図示せず)は支持板1の一方の主面即
ち上面6に半田等で固着されている。従って、半導体素
子3の下面は支持板1に電気的及び機械的に結合されて
いる。半導体素子3の上面の電極(図示せず)と図1に
は示されていない別の外部リードとが内部リード細線4
によって接続されている。樹脂封止体5は例えばエポキ
シ樹脂と充填材とから成り、支持板1、半導体素子3、
外部リードの一部2a、内部リード細線4を被覆するよ
うに形成されている。なお、支持板1の他方の主面即ち
下面7及び支持板1の取付用孔8も樹脂封止体5で被覆
されている。図1の半導体装置を使用する時には、一般
に支持板1の下面側を外部の金属放熱体に接触させる。
この時、外部の放熱体と外部リード2及び図示されてい
ない別の外部リードとの間隔を増大させるために、外部
リード2は支持板1の上面6よりも上方に偏位されてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、エポキシ樹
脂系の樹脂封止体5の熱膨張係数は例えば20ppm 即ち
20×10-6℃-1であって銅から成る支持板1及び外部
リード2の熱膨張係数(17ppm )よりも大きいので、
樹脂封止体5を周知のトランスファモールド法で形成し
た後の熱収縮は樹脂封止体5の方が外部リード2よりも
大きい。また、外部リード2は樹脂封止体5の側面の中
央から導出させないで、上側に偏位させて導出させる
と、樹脂封止体5の外部リード2の下側部分の体積が外
部リード2の上側部分の体積よりも大きくなり、樹脂封
止体5の外部リード2の下側部分の熱収縮が上側部分よ
りも大きくなる。上述のように、樹脂封止体5と外部リ
ード2との熱膨張係数の相違に基づいて両者の間(特に
下側)にすき間が生じることがある。この様なすき間は
水分等の異物の侵入路となり、半導体装置の信頼性の低
下を招く。上述のような問題は半導体装置に限ることな
く、半導体素子を含む樹脂封止型集積回路装置、樹脂封
止型受動又は能動回路装置等の回路部品においても生じ
る。
脂系の樹脂封止体5の熱膨張係数は例えば20ppm 即ち
20×10-6℃-1であって銅から成る支持板1及び外部
リード2の熱膨張係数(17ppm )よりも大きいので、
樹脂封止体5を周知のトランスファモールド法で形成し
た後の熱収縮は樹脂封止体5の方が外部リード2よりも
大きい。また、外部リード2は樹脂封止体5の側面の中
央から導出させないで、上側に偏位させて導出させる
と、樹脂封止体5の外部リード2の下側部分の体積が外
部リード2の上側部分の体積よりも大きくなり、樹脂封
止体5の外部リード2の下側部分の熱収縮が上側部分よ
りも大きくなる。上述のように、樹脂封止体5と外部リ
ード2との熱膨張係数の相違に基づいて両者の間(特に
下側)にすき間が生じることがある。この様なすき間は
水分等の異物の侵入路となり、半導体装置の信頼性の低
下を招く。上述のような問題は半導体装置に限ることな
く、半導体素子を含む樹脂封止型集積回路装置、樹脂封
止型受動又は能動回路装置等の回路部品においても生じ
る。
【0004】そこで、本発明は信頼性の向上は図ること
ができる樹脂封止型回路部品を提供することを目的とす
る。
ができる樹脂封止型回路部品を提供することを目的とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、金属製支持板と、この支持板から導出され
た金属製の外部リードと、前記支持板上に固着された回
路素子と、前記支持板の少なくとも一部と前記外部リー
ドの一部と前記回路素子とを被覆する樹脂封止体とから
成る樹脂封止型回路部品において、前記樹脂封止体は互
いに並置され且つ互いに密着されている第1及び第2の
部分を有し、前記第1の部分は前記外部リードの一部を
直接に被覆するように配置され、前記第2の部分は前記
支持板の全部又は大部分と前記回路素子とを被覆するよ
うに配置され、前記第1の部分は前記外部リードの熱膨
張係数よりも小さい熱膨張係数を有する第1の材料から
成り、前記第2の部分は前記外部リードの熱膨張係数以
上の熱膨張係数を有し且つ前記第1の部分の熱伝導率よ
りも大きな熱伝導率を有する第2の材料から成り、前記
支持板の全部又は大部分と前記回路素子とは前記第2の
部分で被覆されているが、前記第1の部分で被覆されて
いないことを特徴とする樹脂封止形回路部品に係わるも
のである。なお、本願の発明において、前記回路素子
は、半導体素子又はチップ、この他の受動又は能動素子
は勿論のこと、ICチップ及び混成集積回路等も意味
し、また、前記回路部品は半導体装置、この他の受動又
は能動部品等は勿論のこと、IC又は混成集積回路装
置、受動又は能動素子を含む回路装置等も意味するもの
とする。
の本発明は、金属製支持板と、この支持板から導出され
た金属製の外部リードと、前記支持板上に固着された回
路素子と、前記支持板の少なくとも一部と前記外部リー
ドの一部と前記回路素子とを被覆する樹脂封止体とから
成る樹脂封止型回路部品において、前記樹脂封止体は互
いに並置され且つ互いに密着されている第1及び第2の
部分を有し、前記第1の部分は前記外部リードの一部を
直接に被覆するように配置され、前記第2の部分は前記
支持板の全部又は大部分と前記回路素子とを被覆するよ
うに配置され、前記第1の部分は前記外部リードの熱膨
張係数よりも小さい熱膨張係数を有する第1の材料から
成り、前記第2の部分は前記外部リードの熱膨張係数以
上の熱膨張係数を有し且つ前記第1の部分の熱伝導率よ
りも大きな熱伝導率を有する第2の材料から成り、前記
支持板の全部又は大部分と前記回路素子とは前記第2の
部分で被覆されているが、前記第1の部分で被覆されて
いないことを特徴とする樹脂封止形回路部品に係わるも
のである。なお、本願の発明において、前記回路素子
は、半導体素子又はチップ、この他の受動又は能動素子
は勿論のこと、ICチップ及び混成集積回路等も意味
し、また、前記回路部品は半導体装置、この他の受動又
は能動部品等は勿論のこと、IC又は混成集積回路装
置、受動又は能動素子を含む回路装置等も意味するもの
とする。
【0006】
【発明の作用及び効果】本発明では樹脂封止体が単一の
材料で形成されておらず、第1及び第2の材料で形成さ
れている。外部リードを被覆する第1の部分の材料の熱
膨張係数は外部リードの熱膨張係数よりも小さい。従っ
て、第1の部分が外部リードよりも大きく熱収縮するこ
とはない。この結果、第1の部分が外部リードから剥離
してすき間が生じるような不良の発生を防ぐことができ
る。また、第2の部分は外部リード以上の熱膨張係数を
有し且つ第1の部分の熱伝導率よりも大きい熱伝導率を
有する材料で形成され且つ第1の部分では被覆されてい
ないので、放熱性を確保することができる。
材料で形成されておらず、第1及び第2の材料で形成さ
れている。外部リードを被覆する第1の部分の材料の熱
膨張係数は外部リードの熱膨張係数よりも小さい。従っ
て、第1の部分が外部リードよりも大きく熱収縮するこ
とはない。この結果、第1の部分が外部リードから剥離
してすき間が生じるような不良の発生を防ぐことができ
る。また、第2の部分は外部リード以上の熱膨張係数を
有し且つ第1の部分の熱伝導率よりも大きい熱伝導率を
有する材料で形成され且つ第1の部分では被覆されてい
ないので、放熱性を確保することができる。
【0007】
【実施例】次に、図2〜図5を参照して本発明の実施例
に係わる樹脂封止型半導体装置を説明する。この実施例
の樹脂封止型半導体装置は、図1に示した従来の半導体
装置と同様に金属(銅)製の支持板1と、金属(銅)製
の外部リード2と、半導体素子3と、内部リード細線4
とを有している。なお、図3には支持板1に非連結の2
つの外部リード9も示されている。図2〜図4における
支持板1からの外部リード2の導出は図1と同一であっ
て、支持板1の上面6よりも上側に偏位して導出されて
いる。支持板1に固着された半導体素子3の上面の2つ
の電極(図示せず)と2つの非連結外部リード9とは内
部リード細線4でそれぞれ接続されている。半導体素子
3の下側電極(図示せず)は支持板1に電気的及び機械
的に結合されている。
に係わる樹脂封止型半導体装置を説明する。この実施例
の樹脂封止型半導体装置は、図1に示した従来の半導体
装置と同様に金属(銅)製の支持板1と、金属(銅)製
の外部リード2と、半導体素子3と、内部リード細線4
とを有している。なお、図3には支持板1に非連結の2
つの外部リード9も示されている。図2〜図4における
支持板1からの外部リード2の導出は図1と同一であっ
て、支持板1の上面6よりも上側に偏位して導出されて
いる。支持板1に固着された半導体素子3の上面の2つ
の電極(図示せず)と2つの非連結外部リード9とは内
部リード細線4でそれぞれ接続されている。半導体素子
3の下側電極(図示せず)は支持板1に電気的及び機械
的に結合されている。
【0008】支持板1、半導体素子3、外部リード2、
9及び内部リード細線4は、樹脂封止体10によって図
1の樹脂封止体5と同様に被覆されている。しかし、図
2〜図4では樹脂封止体10が互いに材料が異なる第1
及び第2の部分11、12から成る。第1の部分11は
外部リード2及び9の支持板1側の部分2a、9a及び
内部リード細線4の一部を被覆している。第2の部分1
2は支持板1、半導体素子3、内部リード細線4の一部
を被覆している。なお、第2の部分12は図1と同様に
支持板1の上面6のみでなく、下面7、及び側面、及び
取付孔8も被覆している。また、外部リード2は第1の
部分11の側面の中央よりも上の偏位された位置から導
出されている。
9及び内部リード細線4は、樹脂封止体10によって図
1の樹脂封止体5と同様に被覆されている。しかし、図
2〜図4では樹脂封止体10が互いに材料が異なる第1
及び第2の部分11、12から成る。第1の部分11は
外部リード2及び9の支持板1側の部分2a、9a及び
内部リード細線4の一部を被覆している。第2の部分1
2は支持板1、半導体素子3、内部リード細線4の一部
を被覆している。なお、第2の部分12は図1と同様に
支持板1の上面6のみでなく、下面7、及び側面、及び
取付孔8も被覆している。また、外部リード2は第1の
部分11の側面の中央よりも上の偏位された位置から導
出されている。
【0009】樹脂封止体10の第1の部分11は溶融シ
リカ又は球状シリカを主成分として含むフィラ−(充填
材)を80〜86重量%含むエポキシ樹脂から成り、熱
膨張係数が約13ppm の第1の材料で形成されている。
第2の部分12は結晶シリカ100%のフィラ−を83
〜85重量%含むエポキシ樹脂から成り、熱膨張係数が
17ppm 以上の第2の材料から成る。外部リード2は銅
から成り、熱膨張係数が約17ppm である。従って、第
1の部分11は外部リード2よりも小さい熱膨張係数を
有し、第2の部分12は外部リード2以上の熱膨張係数
を有する。なお、溶融シリカ又は球状シリカは結晶シリ
カよりも小さい粒径を有する。また、第2の部分12の
熱伝導率は約60cal /cm・sec ・℃以上であり、第1
の部分11の熱伝導率18cal /cm・sec ・℃よりも大
きい。
リカ又は球状シリカを主成分として含むフィラ−(充填
材)を80〜86重量%含むエポキシ樹脂から成り、熱
膨張係数が約13ppm の第1の材料で形成されている。
第2の部分12は結晶シリカ100%のフィラ−を83
〜85重量%含むエポキシ樹脂から成り、熱膨張係数が
17ppm 以上の第2の材料から成る。外部リード2は銅
から成り、熱膨張係数が約17ppm である。従って、第
1の部分11は外部リード2よりも小さい熱膨張係数を
有し、第2の部分12は外部リード2以上の熱膨張係数
を有する。なお、溶融シリカ又は球状シリカは結晶シリ
カよりも小さい粒径を有する。また、第2の部分12の
熱伝導率は約60cal /cm・sec ・℃以上であり、第1
の部分11の熱伝導率18cal /cm・sec ・℃よりも大
きい。
【0010】図2〜図4に示す樹脂封止型半導体装置の
樹脂封止体10は、図5に示す成形用型20を使用して
作る。図5において成形用型20は下型21と上型22
との組み合せによって生じるキャビティ(成形空所)2
3を有する。このキャビティ23は図2〜図4の樹脂封
止体10に対応するように形成されている。支持板1、
連結外部リード2、非連結外部リード9、半導体素子
3、内部リード細線4から成る組立体をキャビティ23
に配置した時に外部リード2、9の反対側即ち支持板1
の先端側となる位置に樹脂注入用のゲート24が設けら
れている。このゲート24はランナ25を介してポット
26と結ばれている。ポット26は垂直方向に延びた孔
27を有し、この下側に第1の部分11を作るためのタ
ブレットから成る第1の材料28が配置され、この上に
第2の部分12を作るためのタブレットから成る第2の
材料29が配置され、この上にプランジャ30が配置さ
れている。
樹脂封止体10は、図5に示す成形用型20を使用して
作る。図5において成形用型20は下型21と上型22
との組み合せによって生じるキャビティ(成形空所)2
3を有する。このキャビティ23は図2〜図4の樹脂封
止体10に対応するように形成されている。支持板1、
連結外部リード2、非連結外部リード9、半導体素子
3、内部リード細線4から成る組立体をキャビティ23
に配置した時に外部リード2、9の反対側即ち支持板1
の先端側となる位置に樹脂注入用のゲート24が設けら
れている。このゲート24はランナ25を介してポット
26と結ばれている。ポット26は垂直方向に延びた孔
27を有し、この下側に第1の部分11を作るためのタ
ブレットから成る第1の材料28が配置され、この上に
第2の部分12を作るためのタブレットから成る第2の
材料29が配置され、この上にプランジャ30が配置さ
れている。
【0011】樹脂封止体10の第1及び第2の部分1
1、12を作る時にはタブレット状の第1及び第2の材
料28、29をポット26の孔27に投入し、これ等を
プランジャ30で押圧して流動化させ、キャビティ23
内にゲート24から連続的に射出注入する。下側に配置
された第1の材料28は先に注入され、後から注入され
た第2の材料29に押されて図5でキャビティ23の右
端領域に充填され、第2の材料29はキャビティ23の
残りの領域に注入される。
1、12を作る時にはタブレット状の第1及び第2の材
料28、29をポット26の孔27に投入し、これ等を
プランジャ30で押圧して流動化させ、キャビティ23
内にゲート24から連続的に射出注入する。下側に配置
された第1の材料28は先に注入され、後から注入され
た第2の材料29に押されて図5でキャビティ23の右
端領域に充填され、第2の材料29はキャビティ23の
残りの領域に注入される。
【0012】本実施例の樹脂封止型半導体装置は次の利
点を有する。 (イ) 樹脂封止体10の第1の部分11の熱膨張係数
が外部リード2の熱膨張係数よりも小さいので、第1の
部分11の熱収縮が外部リード1、2の熱収縮よりも小
さくなり、外部リード2から第1の部分11が剥離しな
くなり、両者の間にすき間が生じなくなる。従って、水
分等の異物が半導体素子3まで侵入することが防止さ
れ、半導体装置の信頼性が向上する。 (ロ) 樹脂封止体10の第2の部分12の熱膨張係数
を外部リード2の熱膨張係数よりも小さくすることが不
要である。従って、第2の部分12の放熱性を良好に保
つことができる。即ち、一般的に熱膨張係数の小さい樹
脂では熱伝導性を向上させることが困難であり、もし、
樹脂封止体10の全部を第1の部分11と同一の材料で
形成すると放熱性が低下する。これに対し、本実施例で
は第2の部分12が熱伝導率の比較的大きい材料で形成
され、且つ支持板1の大部分が第2の部分12で被覆さ
れているので、放熱特性の低下は実質的に生じない。
点を有する。 (イ) 樹脂封止体10の第1の部分11の熱膨張係数
が外部リード2の熱膨張係数よりも小さいので、第1の
部分11の熱収縮が外部リード1、2の熱収縮よりも小
さくなり、外部リード2から第1の部分11が剥離しな
くなり、両者の間にすき間が生じなくなる。従って、水
分等の異物が半導体素子3まで侵入することが防止さ
れ、半導体装置の信頼性が向上する。 (ロ) 樹脂封止体10の第2の部分12の熱膨張係数
を外部リード2の熱膨張係数よりも小さくすることが不
要である。従って、第2の部分12の放熱性を良好に保
つことができる。即ち、一般的に熱膨張係数の小さい樹
脂では熱伝導性を向上させることが困難であり、もし、
樹脂封止体10の全部を第1の部分11と同一の材料で
形成すると放熱性が低下する。これに対し、本実施例で
は第2の部分12が熱伝導率の比較的大きい材料で形成
され、且つ支持板1の大部分が第2の部分12で被覆さ
れているので、放熱特性の低下は実質的に生じない。
【0013】
【変形例】本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形が可能なものである。 (1) 第1の部分11によって支持板1の一部を被覆
してもよい。但し、良好な放熱性を得るために支持板1
の下面7の略80%以上を第2の部分12で被覆するこ
とが望ましい。また、外部リード2の一部を被覆するよ
うに第2の部分12を設けることができる。 (2) ゲート24をキャビティ23の右端即ち外部リ
ード2の近傍に設け、ポット26の下側に第2の材料2
9を配置し、上側に第1の材料28を配置し、キャビテ
ィ23に最初に第2の材料29を注入し、次に第1の材
料28を注入して図4の構成の樹脂封止体10を得るこ
とができる。また、キャビティ23の左端と右端の両方
にゲートを設け、左端のゲートから第2の材料29を注
入し、右端のゲートから第1の材料28を注入すること
ができる。 (3) 支持板1の下面7側に第2の部分12を形成す
るための第2の材料を良好に注入するためにキャビティ
23の左側にスライド自在の型を配置し、第1の材料2
8の注入初期又は第1の材料28の注入期間と第2の材
料29の注入の初期にスライド型で支持板1の上側への
樹脂の注入を阻止又は制限し、しかる後、スライド型を
キャビティ23から抜き取る方向に移動してもよい。 (4) 支持板1の上に集積回路の基板を配置した構成
の回路部品(電子回路装置)等を形成することができ
る。
く、例えば次の変形が可能なものである。 (1) 第1の部分11によって支持板1の一部を被覆
してもよい。但し、良好な放熱性を得るために支持板1
の下面7の略80%以上を第2の部分12で被覆するこ
とが望ましい。また、外部リード2の一部を被覆するよ
うに第2の部分12を設けることができる。 (2) ゲート24をキャビティ23の右端即ち外部リ
ード2の近傍に設け、ポット26の下側に第2の材料2
9を配置し、上側に第1の材料28を配置し、キャビテ
ィ23に最初に第2の材料29を注入し、次に第1の材
料28を注入して図4の構成の樹脂封止体10を得るこ
とができる。また、キャビティ23の左端と右端の両方
にゲートを設け、左端のゲートから第2の材料29を注
入し、右端のゲートから第1の材料28を注入すること
ができる。 (3) 支持板1の下面7側に第2の部分12を形成す
るための第2の材料を良好に注入するためにキャビティ
23の左側にスライド自在の型を配置し、第1の材料2
8の注入初期又は第1の材料28の注入期間と第2の材
料29の注入の初期にスライド型で支持板1の上側への
樹脂の注入を阻止又は制限し、しかる後、スライド型を
キャビティ23から抜き取る方向に移動してもよい。 (4) 支持板1の上に集積回路の基板を配置した構成
の回路部品(電子回路装置)等を形成することができ
る。
【図1】従来の樹脂封止型半導体装置を示す断面図であ
る。
る。
【図2】本発明の実施例の樹脂封止型半導体装置を示す
正面図である。
正面図である。
【図3】図2の半導体装置から樹脂封止体を除いたもの
の平面図である。
の平面図である。
【図4】図2の半導体装置の断面図である。
【図5】図2の半導体装置の樹脂封止体を形成するため
の装置を示す断面図である。
の装置を示す断面図である。
1 支持板 2 外部リード 3 半導体素子 10 樹脂封止体 11 第1の部分 12 第2の部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 23/31 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 23/28 - 23/30 B29C 45/02 B29C 45/14 B29C 45/26 H01L 21/56
Claims (1)
- 【請求項1】 金属製支持板と、この支持板から導出さ
れた金属製の外部リードと、前記支持板上に固着された
回路素子と、前記支持板の少なくとも一部と前記外部リ
ードの一部と前記回路素子とを被覆する樹脂封止体とか
ら成る樹脂封止型回路部品において、 前記樹脂封止体は互いに並置され且つ互いに密着されて
いる第1及び第2の部分を有し、 前記第1の部分は前記外部リードの一部を直接に被覆す
るように配置され、 前記第2の部分は前記支持板の全部又は大部分と前記回
路素子とを被覆するように配置され、 前記第1の部分は前記外部リードの熱膨張係数よりも小
さい熱膨張係数を有する第1の材料から成り、 前記第2の部分は前記外部リードの熱膨張係数以上の熱
膨張係数を有し且つ前記第1の部分の熱伝導率よりも大
きな熱伝導率を有する第2の材料から成り、 前記支持板の全部又は大部分と前記回路素子とは前記第
2の部分で被覆されているが、前記第1の部分で被覆さ
れていない ことを特徴とする樹脂封止形回路部品。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18885896A JP2927246B2 (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | 樹脂封止型回路部品 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18885896A JP2927246B2 (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | 樹脂封止型回路部品 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1022421A JPH1022421A (ja) | 1998-01-23 |
JP2927246B2 true JP2927246B2 (ja) | 1999-07-28 |
Family
ID=16231097
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18885896A Expired - Fee Related JP2927246B2 (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | 樹脂封止型回路部品 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2927246B2 (ja) |
-
1996
- 1996-06-28 JP JP18885896A patent/JP2927246B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH1022421A (ja) | 1998-01-23 |
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