JP2970211B2 - 樹脂封止型半導体装置 - Google Patents
樹脂封止型半導体装置Info
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- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
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- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
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- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、樹脂封止型半導体装
置、特に半導体素子冷却用のヒートシンクを備えた樹脂
封止型半導体装置に関するものである。
置、特に半導体素子冷却用のヒートシンクを備えた樹脂
封止型半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、樹脂封止型半導体装置では、図
１に示す如く、リードフレームのアイランド部５ａ（タ
ブ部）の両面に接着用ポリイミド樹脂テープ６を貼り付
けておき、同面に半導体素子４及びヒートシンク１を取
り付けた後、全体を封止用樹脂３をもって封止する構造
が採用されている。また、特に図示しないが、アイラン
ド部５ａの片面に接着用ポリイミド樹脂テープ６を貼り
付けてヒートシンク１を取り付け、アイランド部５ａの
他方の面にＡｇペーストを使用して半導体素子４を取り
付けることも行われている。この種の半導体装置は、素
子の全面に樹脂封止を施した場合と比較して熱放散が格
段に良好となる結果、消費電力の大きい半導体素子を高
速かつ安定に動作させることが出来る点で優れている。
１に示す如く、リードフレームのアイランド部５ａ（タ
ブ部）の両面に接着用ポリイミド樹脂テープ６を貼り付
けておき、同面に半導体素子４及びヒートシンク１を取
り付けた後、全体を封止用樹脂３をもって封止する構造
が採用されている。また、特に図示しないが、アイラン
ド部５ａの片面に接着用ポリイミド樹脂テープ６を貼り
付けてヒートシンク１を取り付け、アイランド部５ａの
他方の面にＡｇペーストを使用して半導体素子４を取り
付けることも行われている。この種の半導体装置は、素
子の全面に樹脂封止を施した場合と比較して熱放散が格
段に良好となる結果、消費電力の大きい半導体素子を高
速かつ安定に動作させることが出来る点で優れている。
【０００３】ヒートシンク１は、高い熱伝導率を必要と
するため、純銅材料を使用するのが普通である。しか
し、純銅の熱膨張率は、封止用樹脂（例えばエポキシ樹
脂）の熱膨張率（１０〜１４×１０~6／℃）に比較して
１７〜２０×１０~6／℃と大きいため、樹脂モールドの
際に発生する熱応力により、ヒートシンク１と封止用樹
脂３との間に隙間が発生し、この隙間に水分が入り込ん
でクラックが生ずることがある。
するため、純銅材料を使用するのが普通である。しか
し、純銅の熱膨張率は、封止用樹脂（例えばエポキシ樹
脂）の熱膨張率（１０〜１４×１０~6／℃）に比較して
１７〜２０×１０~6／℃と大きいため、樹脂モールドの
際に発生する熱応力により、ヒートシンク１と封止用樹
脂３との間に隙間が発生し、この隙間に水分が入り込ん
でクラックが生ずることがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
の従来技術の問題を解決し、信頼性が高く放熱性に優れ
た樹脂封止型半導体装置を提供することにある。
の従来技術の問題を解決し、信頼性が高く放熱性に優れ
た樹脂封止型半導体装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題は、ヒートシン
クの少なくとも封止用樹脂と接触する面に当該樹脂と密
着性の良い樹脂皮膜を形成することによって解決するこ
とが出来る。このような樹脂皮膜は、ヒートシンクと封
止用樹脂との間の熱膨張率の差を効果的に吸収し、水分
の浸入によるクラックの発生を防止する。同皮膜は、種
々の高分子材料を使用することが可能であるが、塗布等
による皮膜形成を可能にするため、また、はんだリフロ
ー時の温度（２３０〜２４０℃）を考慮したときに２２
０〜２５０℃のガラス転移温度を有する耐熱性に優れた
ポリエーテルアミドイミド樹脂（熱可塑性樹脂）を使用
することが特に望ましい。なお、リードフレームのアイ
ランド部（タブ部）を省略し、樹脂皮膜を形成したヒー
トシンクに半導体素子を直接取り付けること、さらに樹
脂皮膜上にＡｇペーストを塗布して半導体素子を取り付
けることも可能であり、この場合は、同素子に発生した
熱を効果的に放散させることが出来る。
クの少なくとも封止用樹脂と接触する面に当該樹脂と密
着性の良い樹脂皮膜を形成することによって解決するこ
とが出来る。このような樹脂皮膜は、ヒートシンクと封
止用樹脂との間の熱膨張率の差を効果的に吸収し、水分
の浸入によるクラックの発生を防止する。同皮膜は、種
々の高分子材料を使用することが可能であるが、塗布等
による皮膜形成を可能にするため、また、はんだリフロ
ー時の温度（２３０〜２４０℃）を考慮したときに２２
０〜２５０℃のガラス転移温度を有する耐熱性に優れた
ポリエーテルアミドイミド樹脂（熱可塑性樹脂）を使用
することが特に望ましい。なお、リードフレームのアイ
ランド部（タブ部）を省略し、樹脂皮膜を形成したヒー
トシンクに半導体素子を直接取り付けること、さらに樹
脂皮膜上にＡｇペーストを塗布して半導体素子を取り付
けることも可能であり、この場合は、同素子に発生した
熱を効果的に放散させることが出来る。
【０００６】
【実施例】以下、本発明に係る樹脂封止型半導体装置を
図面に示した実施例を参照して更に詳細に説明する。
図面に示した実施例を参照して更に詳細に説明する。
【０００７】〈実施例１〉本実施例では、図２に示す如
く、ヒートシンク１（純銅）の表面に封止用樹脂３との
密着性が良好な樹脂被膜２が形成されている。同被膜
は、ヒートシンク材料の防錆及び拡散防止層としても機
能するものであって、その厚さは、ヒートシンク１への
熱放散阻害要因を極力少なくするため、５〜３０μｍ程
度とすることが望ましい。
く、ヒートシンク１（純銅）の表面に封止用樹脂３との
密着性が良好な樹脂被膜２が形成されている。同被膜
は、ヒートシンク材料の防錆及び拡散防止層としても機
能するものであって、その厚さは、ヒートシンク１への
熱放散阻害要因を極力少なくするため、５〜３０μｍ程
度とすることが望ましい。
【０００８】樹脂被膜２は、２２０〜２５０℃のガラス
転移温度を有するポリエーテルアミドイミド（熱可塑性
樹脂）を使用し、同材料をＮＭＰ又はブチセロソルブア
セテートを用いて溶かしたワニス状溶液内にヒートシン
ク１を浸漬した後、乾燥させることによって形成した。
同被膜は、蒸着法等を利用して形成することも可能であ
る。ヒートシンク１とリードフレームのアイランド部５
ａとの接合は、リードフレーム側から熱を加えて樹脂被
膜２を軟化させることによって行なった。半導体素子４
は、従来と同様、樹脂テープ６を介して、あるいは樹脂
テープ６の代りにＡｇペーストを介してアイランド部５
ａに搭載し、かつ、ワイヤ７によってリード部５ｂとの
間の電気的接続を形成した。
転移温度を有するポリエーテルアミドイミド（熱可塑性
樹脂）を使用し、同材料をＮＭＰ又はブチセロソルブア
セテートを用いて溶かしたワニス状溶液内にヒートシン
ク１を浸漬した後、乾燥させることによって形成した。
同被膜は、蒸着法等を利用して形成することも可能であ
る。ヒートシンク１とリードフレームのアイランド部５
ａとの接合は、リードフレーム側から熱を加えて樹脂被
膜２を軟化させることによって行なった。半導体素子４
は、従来と同様、樹脂テープ６を介して、あるいは樹脂
テープ６の代りにＡｇペーストを介してアイランド部５
ａに搭載し、かつ、ワイヤ７によってリード部５ｂとの
間の電気的接続を形成した。
【０００９】＜実施例２＞ 図３は、本発明の別の実施例を示す。本実施例の場合
は、実施例１の場合と同様、ヒートシンク１の表面に樹
脂被膜２が形成されているが、リードフレーム５のアイ
ランド部を省略し、半導体素子４を樹脂被膜２を介して
ヒートシンク１に直接搭載した点と、ヒートシンク１そ
れ自体を樹脂被膜２を介してリードフレーム５に直接取
り付けた点が実施例１の場合と異なる。なお、半導体素
子４は樹脂被膜２上にＡｇペーストを用いて搭載しても
よい。
は、実施例１の場合と同様、ヒートシンク１の表面に樹
脂被膜２が形成されているが、リードフレーム５のアイ
ランド部を省略し、半導体素子４を樹脂被膜２を介して
ヒートシンク１に直接搭載した点と、ヒートシンク１そ
れ自体を樹脂被膜２を介してリードフレーム５に直接取
り付けた点が実施例１の場合と異なる。なお、半導体素
子４は樹脂被膜２上にＡｇペーストを用いて搭載しても
よい。
【００１０】本実施例によれば、半導体素子から発生す
る熱の放散は、アイランド部を省略した分だけ向上す
る。また、ヒートシンク１とリードフレーム５との間の
接合にも樹脂被膜２が使用されているため、両者接合の
ための特別の構造を特に必要とせず、多ピン化が容易と
なる。なお、半導体素子４とヒートシンク１との間の接
合及びリードフレーム５とヒートシンク１との間の接合
には、従来の同様、ポリイミド樹脂テープを使用し、そ
の片面又は両面にポリエーテルアミドイミドの被膜を被
覆した複合フィルムを使用することも可能である。
る熱の放散は、アイランド部を省略した分だけ向上す
る。また、ヒートシンク１とリードフレーム５との間の
接合にも樹脂被膜２が使用されているため、両者接合の
ための特別の構造を特に必要とせず、多ピン化が容易と
なる。なお、半導体素子４とヒートシンク１との間の接
合及びリードフレーム５とヒートシンク１との間の接合
には、従来の同様、ポリイミド樹脂テープを使用し、そ
の片面又は両面にポリエーテルアミドイミドの被膜を被
覆した複合フィルムを使用することも可能である。
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば、２２０〜２５０℃のガ
ラス転移温度を有する耐熱性に優れたポリエーテルアミ
ドイミド樹脂（熱可塑性樹脂）皮膜の形成により、はん
だリフロー後において、封止用樹脂とヒートシンクとの
間から水分の浸入によるクラックの発生を確実に防止
し、半導体素子から発生する熱を効果的に放散させるこ
とが出来るため、信頼性の極めて高い樹脂封止型半導体
装置を得ることが可能となる。また、モールド樹脂の外
側に露出したヒートシンクに対する防錆効果および絶縁
効果を得ることができる。
ラス転移温度を有する耐熱性に優れたポリエーテルアミ
ドイミド樹脂（熱可塑性樹脂）皮膜の形成により、はん
だリフロー後において、封止用樹脂とヒートシンクとの
間から水分の浸入によるクラックの発生を確実に防止
し、半導体素子から発生する熱を効果的に放散させるこ
とが出来るため、信頼性の極めて高い樹脂封止型半導体
装置を得ることが可能となる。また、モールド樹脂の外
側に露出したヒートシンクに対する防錆効果および絶縁
効果を得ることができる。
【図１】従来の樹脂封止型半導体装置を示す断面図。
【図２】本発明に係る樹脂封止型半導体装置の第１の実
施例を示す断面図。
施例を示す断面図。
【図３】本発明に係る樹脂封止型半導体装置の第２の実
施例を示す断面図。
施例を示す断面図。
１…ヒートシンク ２…樹脂被膜 ３…封止用樹脂 ４…半導体素子 ５…リードフレーム ６…ポリイミド樹脂テープ ７…ワイヤ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川村 敏雄 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電 線株式会社 システムマテリアル研究所 内 (72)発明者 大高 達也 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電 線株式会社 システムマテリアル研究所 内 (56)参考文献 特開 昭62−120035（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−173141（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−201348（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 23/28 H01L 23/29 H01L 23/31
Claims (2)
- 【請求項１】封止用樹脂と接触且つ封止用樹脂の外側に
露出するように半導体素子冷却用のヒートシンクを備え
た樹脂封止型半導体装置において、ヒートシンクの少な
くとも封止用樹脂と接触する面に当該樹脂と密着性の良
い樹脂皮膜として２２０〜２５０℃のガラス転移温度を
有するポリエーテルアミドイミド樹脂（熱可塑性樹脂）
皮膜を形成したことを特徴とする樹脂封止型半導体装
置。 - 【請求項２】半導体素子が前記樹脂被膜を介してヒート
シンクに直接取り付けられてい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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12576592A JP2970211B2 (ja) | 1992-05-19 | 1992-05-19 | 樹脂封止型半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12576592A JP2970211B2 (ja) | 1992-05-19 | 1992-05-19 | 樹脂封止型半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05326750A JPH05326750A (ja) | 1993-12-10 |
| JP2970211B2 true JP2970211B2 (ja) | 1999-11-02 |
Family
ID=14918276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12576592A Expired - Fee Related JP2970211B2 (ja) | 1992-05-19 | 1992-05-19 | 樹脂封止型半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2970211B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002314004A (ja) * | 2001-04-17 | 2002-10-25 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 樹脂封止型半導体装置用金属ベース絶縁基板とそれを用いた樹脂封止型半導体装置の製造方法 |
| JP2011181824A (ja) * | 2010-03-03 | 2011-09-15 | Hitachi Automotive Systems Ltd | パワー半導体装置、および車両用交流発電機 |
| JP6953859B2 (ja) * | 2017-07-25 | 2021-10-27 | 株式会社デンソー | 半導体装置 |
| WO2023203754A1 (ja) * | 2022-04-22 | 2023-10-26 | 三菱電機株式会社 | コンデンサユニットおよび電子機器 |
-
1992
- 1992-05-19 JP JP12576592A patent/JP2970211B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05326750A (ja) | 1993-12-10 |
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