JP3025093B2 - 半導体装置およびその実装構造体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置、特に、表
面実装形パッケージを備えている半導体装置における放
熱性能を向上させるとともに、樹脂封止パッケージから
突出されているリードのアウタ部の曲がり不良を防止す
る技術に関し、例えば、放熱フィンを備えている低熱抵
抗形半導体装置に利用して有効なものに関する。

【０００２】

【従来の技術】表面実装形パッケージを備えている低熱
抵抗形半導体装置として、例えば、特開昭６１−１５２
０５１号公報に記載されているように、一つのタブに複
数の放熱フィンが一体的に形成されており、この放熱フ
ィンの一部が樹脂封止パッケージの中央部外に配設され
ている半導体装置であって、前記放熱フィンの突出部が
幅広に形成されているとともに、ガル・ウイング形状に
屈曲されているものがある。

【０００３】また、特開昭６１−２６９３４５号公報に
は、パッケージに配設されたリードのアウタ部の幅を他
のリードのアウタ部の幅に比較して広く形成することに
より、最外に配置されているリードのアウタ部の曲がり
不良の発生を防止するように構成した半導体装置が、開
示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】特開昭６１−１５２０
５１号公報には、変形例として放熱フィンはタブの角部
からパッケージ外部に突出するようにしてもよい旨の記
載があるが、各辺の最外に配置されているリードのアウ
タ部の曲がり不良の発生防止について配慮がなされてい
ないため、半導体装置の取り扱い中に、最外に配置され
ているリードのアウタ部が曲がり易いという問題点があ
る。

【０００５】また、特開昭６１−２６９３４５号公報に
記載されている半導体装置においては、放熱性能につい
て配慮がなされていないため、放熱性能が劣るという問
題点があることが、本発明者によって明らかにされた。

【０００６】また、１９９０年２月制定の日本電子機械
工業会規格「ＥＩＡＪ ＥＤ−７４１７」においては、
樹脂封止パッケージの一部をバンパとして突出させるこ
とにより、リードのアウタ部の変形防止を実現するバン
パ付きクワッド・フラット・パッケージが示されてい
る。

【０００７】しかしながら、このバンパ付きクワッド・
フラット・パッケージにおいては、樹脂封止パッケージ
成形用のモールド金型を専用に用意する必要がある他、
バンパが樹脂のため良好な放熱性能を期待することがで
きない。また、樹脂製のバンパはその厚さがリードと比
べて大きいため、パッケージ全体の重量が増す問題があ
る。

【０００８】本発明の目的は、放熱性能を高めることが
できるとともに、リードのアウタ部における曲がりが発
生するのを防止することができる半導体装置を提供する
ことにある。

【０００９】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、次の通り
である。

【００１１】すなわち、半導体ペレットがボンディング
されている金属薄板と、前記半導体ペレットに電気的に
接続されている複数本の信号リードと、前記金属薄板に
連結されている複数本の放熱フィンリードとを有する半
導体装置であって、前記各放熱フィンリードに連結され
た放熱フィンは、前記信号リードのアウタ部よりも幅広
に形成されており、前記樹脂封止体のコーナー部から樹
脂封止体の対角線上に突出され、かつ、前記複数本の信
号リードのアウタ部の先端より前記樹脂封止体に対して
外側に突出されていることを特徴とする。

【００１２】

【作用】前記した手段によれば、半導体ペレットの熱は
金属薄板から放熱フィンリードに拡散され、放熱フィン
リードから放熱フィンへ伝達され、さらに、放熱フィン
から放熱フィンが接合された実装基板へと効果的に放熱
される。したがって、放熱性能は良好になる。

【００１３】また、放熱フィンが樹脂封止体の各コーナ
ー部において対角線上に突出され、放熱フィンの先端が
信号リードのアウタ部の先端よりも樹脂封止体に対して
外側へ突出され、かつ、放熱フィンの幅が信号リードの
アウタ部の幅よりも広く形成されていることにより、製
品組立工程時、ユーザ納入時およびユーザでの実装時
に、半導体装置が床等に落下した場合、その衝突時の衝
撃を放熱フィンが受けて吸収するため、リードのアウタ
部の変形を防止することができる。

【００１４】図１は本発明の一実施例である低熱抵抗形
ＱＦＰ・ＩＣの実装構造体を示す斜視図、図２〜図１２
は本発明の一実施例であるＱＦＰ・ＩＣの製造方法を示
す各説明図である。

【００１５】本実施例において、本発明に係る半導体装
置は、低熱抵抗を実現するための半導体集積回路装置
（以下、ＩＣという。）である放熱性の良好な樹脂封止
形クワッド・フラット・パッケージを備えているＩＣ
（以下、低熱抵抗形ＱＦＰ・ＩＣ、または、単に、ＩＣ
ということがある。）として構成されている。

【００１６】この低熱抵抗形ＱＦＰ・ＩＣ２０はシリコ
ン半導体ペレット（以下、ペレットという。）１２と、
ペレットの四方に配設されている複数本のリード９と、
ペレットの各電極パッド１２ａおよび各リード９のイン
ナ部９ａにその両端部をそれぞれボンディングされて橋
絡されているボンディングワイヤ１３と、ペレットがボ
ンディングされている金属薄板としてのタブ１０と、こ
れらを樹脂封止する樹脂封止体（以下、樹脂封止パッケ
ージまたは単にパッケージという。）１９とを備えてお
り、前記ペレット１２がボンディングされているタブ１
０の各コーナー部には放熱フィンリード７が一体的に連
設されているとともに、これらの放熱フィンリード７に
は前記樹脂封止パッケージ１９の各コーナー部において
それぞれ外部に突出された放熱フィン８が一体的に連設
されている。そして、これらの放熱フィン８の先端はリ
ード９のアウタ部９ｂの先端よりも平面視で外側へ突出
されている。この低熱抵抗形ＱＦＰ・ＩＣは次のような
製造方法により製造されている。

【００１７】以下、本発明の一実施例であるこの低熱抵
抗形ＱＦＰ・ＩＣの製造方法を説明する。この説明によ
り、前記低熱抵抗形ＱＦＰ・ＩＣについての構成の詳細
が共に明らかにされる。

【００１８】本実施例において、低熱抵抗形ＱＦＰ・Ｉ
Ｃの製造方法には、図２に示されている多連リードフレ
ーム１が使用されている。この多連リードフレーム１
は、鉄−ニッケル合金や燐青銅等のような比較的大きい
機械的強度を有するばね材料からなる薄板が用いられ
て、打ち抜きプレス加工またはエッチング加工等のよう
な適当な手段により一体成形されており、この多連リー
ドフレーム１の表面には銀（Ａｇ）等を用いためっき処
理が、後述するワイヤボンディングが適正に実施される
ように施されている（図示せず）。この多連リードフレ
ーム１には複数の単位リードフレーム２が横方向に１列
に並設されている。但し、一単位のみが図示されてい
る。

【００１９】単位リードフレーム２は位置決め孔３ａが
開設されている外枠３を一対備えており、両外枠３は所
定の間隔で平行になるように配されて一連にそれぞれ延
設されている。隣り合う単位リードフレーム２、２間に
は一対のセクション枠４が両外枠３、３間に互いに平行
に配されて一体的に架設されており、これら外枠、セク
ション枠により形成される略正方形の枠体（フレーム）
内に単位リードフレーム２が構成されている。

【００２０】各単位リードフレーム２において、外枠３
およびセクション枠４の中間部には放熱フィン吊り部材
５が略直角方向にそれぞれ配されて一体的に突設されて
いる。放熱フィン吊り部材５には４個の放熱フィン８が
単位リードフレーム２の四隅に配されて、一体的に吊持
されており、各放熱フィン８の外枠３およびセクション
枠４側は外枠３とセクション枠４に平行な二辺からなる
直角辺をなしている。

【００２１】４個の放熱フィン８の内側先端部には放熱
フィンリード７が対角線方向に一体的に突設されてい
る。各放熱フィンリード７の内側先端部には略正方形形
状のタブ１０が枠形状と同心的に配されて、これら放熱
フィンリード７により吊持されるように一体的に連設さ
れている。各放熱フィンリード７はタブ１０との接続部
付近においてそれぞれ屈曲されており、この放熱フィン
リード７の屈曲によって、タブ１０は後記するリード９
群の面よりも、後記するペレット１２の厚さ分程度下げ
られている（所謂タブ下げ。）。そして、放熱フィン８
と放熱フィンリード７の各接続部付近には扇形形状の透
孔１４が２個、隣り合わせに、かつ、尖端側を内側で揃
えられて対向辺が互いに平行になるようにそれぞれ開設
されている。

【００２２】隣り合う放熱フィン８間にはダム部材６が
それぞれ架設されており、ダム部材６には複数本のリー
ド９が長手方向に等間隔に配されて、互いに平行で、ダ
ム部材６と直交するように一体的に突設されている。各
リード９の内側端部は先端が後記するペレットをボンデ
ィングするためのタブ１０を取り囲むように配されるこ
とにより、インナ部９ａをそれぞれ構成している。他
方、各リード９の外側延長部分は、その先端が外枠３お
よびセクション枠４に接続されており、アウタ部９ｂを
それぞれ構成している。そして、ダム部材６における隣
り合うリード９、９間の部分は、後述するパッケージ成
形時にレジンの流れをせき止めるダム６ａを実質的に構
成している。

【００２３】このように構成されている多連リードフレ
ームには各単位リードフレーム毎にペレット・ボンディ
ング作業、続いて、ワイヤ・ボンディング作業が実施さ
れる。これらボンディング作業は多連リードフレームが
横方向にピッチ送りされることにより、各単位リードフ
レーム毎に順次実施される。このとき、多連リードフレ
ームの厚さや外形は従来の多連リードフレームと同一で
あるため、これら作業の実施には、従来のペレット・ボ
ンディング装置や、ワイヤ・ボンディング装置が使用さ
れる。

【００２４】まず、ペレット・ボンディング作業によ
り、図３に示されているように、半導体装置の製造工程
における所謂前工程において集積回路を作り込まれた半
導体集積回路構造物としてのペレット１２が、各単位リ
ードフレーム２におけるタブ１０上の略中央部に配され
て、タブ１０とペレット１２との間に形成されたボンデ
ィング層１１によって機械的に固着されることによりボ
ンディングされる。ペレットボンディング層１１の形成
手段としては、金−シリコン共晶層、はんだ付け層およ
び銀ペースト接着層等々によるボンディング法を用いる
ことが可能である。但し、必要に応じて、ペレットから
タブへの熱伝達の障壁とならないように、ボンディング
層１１を形成することが望ましい。

【００２５】続いて、ワイヤボンディング作業により、
図３に示されているように、タブ１０上にボンディング
されたペレット１２の電極パッド１２ａと、各単位リー
ドフレーム２におけるリード９のインナ部９ａとの間
に、ボンディングワイヤ１３が超音波熱圧着式ワイヤボ
ンディング装置等のような適当なワイヤボンディング装
置（図示せず）が使用されることにより、その両端部を
それぞれボンディングされて橋絡される。これにより、
ペレット１２に作り込まれている集積回路は、電極パッ
ド１２ａ、ボンディングワイヤ１３、リード９のインナ
部９ａおよびアウタ部９ｂを介して電気的に外部に引き
出されることになる。

【００２６】このようにしてペレットおよびワイヤ・ボ
ンディングされたリードフレーム重合体１８には、各単
位リードフレーム毎に樹脂封止するパッケージ１９群
が、図４に示されているようなトランスファ成形装置３
０を使用されて、図５に示されているように、単位リー
ドフレーム群について同時成形される。

【００２７】図４に示されているトランスファ成形装置
３０はシリンダ装置等（図示せず）によって互いに型締
めされる一対の上型３１と下型３２とを備えており、上
型３１と下型３２との合わせ面には上型キャビティー凹
部３３ａと下型キャビティー凹部３３ｂとが互いに協働
してキャビティー３３を形成するようにそれぞれ複数組
没設されている。上型３１の合わせ面にはポット３４が
開設されており、ポット３４にはシリンダ装置（図示せ
ず）により進退されるプランジャ３５が成形材料として
の樹脂（以下、レジンという。）を送給し得るように挿
入されている。下型３２の合わせ面にはカル３６がポッ
ト３４との対向位置に配されて没設されているととも
に、複数条のランナ３７がポット３４にそれぞれ接続す
るように放射状に配されて没設されている。各ランナ３
７の他端部は下側キャビティー凹部３３ｂにそれぞれ接
続されており、その接続部にはゲート３８がレジンをキ
ャビティー３３内に注入し得るように形成されている。

【００２８】また、下型３２の合わせ面には逃げ凹所３
９がリードフレーム重合体１８における多連リードフレ
ーム１の厚みを逃げ得るように、その外形よりも若干大
きめの長方形で、その厚さと略等しい寸法の一定深さに
没設されている。

【００２９】前記構成に係る多連リードフレーム重合体
１８を用いられて樹脂封止パッケージがトランスファ成
形される場合、上型３１および下型３２における各キャ
ビティー３３は各単位リードフレーム２における４本の
ダム部材６間の空間にそれぞれ対応される。

【００３０】トランスファ成形時において、前記構成に
係る多連リードフレーム重合体１８は下型３２に没設さ
れている逃げ凹所３９内に、各単位リードフレーム２に
おけるペレット１２が各キャビティー３３内にそれぞれ
収容されるように配されてセットされる。

【００３１】続いて、上型３１と下型３２とが型締めさ
れ、ポット３４からプランジャ３５により成形材料とし
てのレジン４０がランナ３７およびゲート３８を通じて
各キャビティー３３に送給されて圧入される。

【００３２】注入後、レジン４０が熱硬化されて樹脂封
止形パッケージ１９が成形されると、上型３１および下
型３２は型開きされるとともに、エジェクタ・ピン（図
示せず）によりパッケージ１９群が離型される。このよ
うにして、図５に示されているように、パッケージ１９
群を成形された多連リードフレーム重合体１８はトラン
スファ成形装置３０から脱装される。

【００３３】そして、このようにして樹脂成形されたパ
ッケージ１９の内部には、図５〜図７に示されているよ
うに、ペレット１２、リード９のインナ部９ａ、ボンデ
ィングワイヤ１３、および放熱フィンリード７が樹脂封
止されることになる。この状態において、各放熱フィン
リード７における外側端部側に形成された放熱フィン８
は樹脂封止パッケージ１９のコーナ部からそれぞれ突出
された状態になっている。

【００３４】以上のようにして、樹脂封止パッケージを
成形された多連リードフレームはめっき処理工程を経た
後、または、経る前に、図８に示されているようにリー
ドおよび放熱フィン切断成形工程において各単位リード
フレーム毎に順次、図９に示されているリードおよび放
熱フィン切断装置により、外枠３、セクション枠４、ダ
ム６ａおよび各リード９の一部を切り離された後、図１
１に示されているリード成形装置により、リード９のア
ウタ部９ｂがガル・ウイング形状に屈曲成形され、ま
た、放熱フィン成形装置（図示せず）により、放熱フィ
ン８がガル・ウィング形状に屈曲成形される。

【００３５】次に、図８〜図１１を参照にしてリードお
よび放熱フィン切断成形工程について説明する。

【００３６】このリードおよび放熱フィン切断成形工程
で使用されるリードおよび放熱フィン切断成形装置５０
は、図８に示されているようにフィーダ５１を備えてお
り、フィーダ５１は間欠送り装置（図示せず）により、
ワークとしての多連リードフレーム１を単位リードフレ
ーム２に対応するピッチをもって一方向に歩進送りする
ように構成されている。フィーダ５１の一端部（以下、
前端部とする。）にはローダ５２が設備されており、ロ
ーダ５２はラック等に収容された多連リードフレーム１
をフィーダ５１上に１枚宛払い出すように構成されてい
る。フィーダ５１の中間部にはリードおよび放熱フィン
切断装置５３が設備されており、この装置は図９に示さ
れているように構成されている。

【００３７】フィーダ５１におけるリードおよび放熱フ
ィン切断装置５３の片脇には、図１１に示されているよ
うに構成されているリード成形装置５４と、放熱フィン
成形装置１００とが配されて設備されており、リードお
よび放熱フィン切断装置５３とリード成形装置５４との
間にはハンドラ５５が、リードおよび放熱フィン切断装
置５３において多連リードフレーム１の外枠から切り離
された中間製品としてのＩＣ部５７を保持してリード成
形装置５４に移載し得るように設備されている。また、
リード成形装置５４と放熱フィン成形装置１００との間
にはフィーダ１０１が配設されている。

【００３８】フィーダ５１の後端部にはアンローダ５６
が設備されており、このアンローダ５６はリードおよび
放熱フィン切断装置５３においてＩＣ部５７を切り抜か
れた多連リードフレーム１の残渣部品としての枠（フレ
ーム）部５８をフィーダ５１から順次下して排出するよ
うに構成されている。

【００３９】図９に示されているリードおよび放熱フィ
ン切断装置５３は上側取付板６０および下側取付板７０
を備えており、上側取付板６０はシリンダ装置（図示せ
ず）によって上下動されることにより、機台上に固設さ
れている下側取付板７０に対して接近、離反するように
構成されている。両取付板６０および７０にはホルダ６
１および７１がそれぞれ固定的に取り付けられており、
両ホルダ６１および７１には上側押さえ型６２および下
側押さえ型７２（以下、上型６２および下型７２という
ことがある。）が互いに心合わせされてそれぞれ保持さ
れている。上型６２および下型７２は互いにもなか合わ
せの状態になる略チャンネル型鋼形状にそれぞれ形成さ
れており、上型６２と下型７２とは左右の押さえ部６３
と７３とによって、リード９のアウタ部９ｂ、および、
放熱フィン８の所定部位を上下から押さえるように構成
されている。また、上型６２は後記する枠押さえと同様
に、ガイド６８およびスプリング６９によって独立懸架
されるように構成されている。

【００４０】上側ホルダ６１には略くし歯形状（図示せ
ず）に形成されたパンチ６４が一対、上型６２の左右両
脇において配されて、垂直下向きに固設されており、パ
ンチ６４には剪断刃６６がくし歯におけるエッジに配さ
れて、後記する剪断ダイと協働して外枠３、セクション
枠４、ダム６ａおよび各リード９の一部を切り落とすよ
うに構成されている。上側ホルダ６１には枠押さえ６７
がガイド６８に摺動自在に嵌合されて上下動自在に支持
されており、枠押さえ６７はスプリング６９により常時
下方に付勢された状態で独立懸架されるように構成され
ている。このスプリング６９により、枠押さえ６７はリ
ードフレームの外枠３およびセクション枠４を後記する
剪断ダイ上面との間で挟圧して押さえるようになってい
る。

【００４１】他方、下型７２には一対の剪断ダイ７６が
押さえ部７３の左右両脇に配されて、リード形状の下面
に沿う形状に形成されており、剪断ダイ７６は前記パン
チ６４の剪断刃６６と協働して外枠３、セクション枠
４、ダム６ａおよび各リード９の一部を切り落とすよう
に形成されている。

【００４２】図１１に示されているリード成形装置５４
は上側取付板８０および下側取付板９０を備えており、
上側取付板８０はシリンダ装置（図示せず）によって上
下動されることにより、機台上に固設されている下側取
付板９０に対して接近、離反するように構成されてい
る。両取付板８０および９０にはホルダ８１および９１
がそれぞれ固定的に取り付けられており、両ホルダ８１
および９１には上側押さえ型８２および下側押さえ型９
２（以下、上型８２および下型９２ということがあ
る。）が互いに心合わせされてそれぞれ保持されてい
る。上型８２および下型９２は互いにもなか合わせの状
態になる略チャンネル型鋼形状にそれぞれ形成されてお
り、上型８２と下型９２とは左右の押さえ部８３ａ、８
３ｂと、９３ａ、９３ｂとにより、リード９のアウタ部
９ｂにおける根元部を上下から押さえるように構成され
ている。また、上型８２はガイド８８およびスプリング
８９により独立懸架されるように構成されている。

【００４３】上側ホルダ８１には成形パンチ８４が一
対、上型８２の左右両脇においてリード９群のピッチの
幅に対応するように配されて、垂直下向きに固設されて
おり、このパンチ８４は後記する成形ダイと協働してリ
ード９のアウタ部９ｂをガル・ウイング形状に屈曲成形
し得るように構成されている。パンチ８４のアウタ部９
ｂに摺接する内側肩部には弯曲面形状部８５が適当な曲
率をもって形成されている。

【００４４】他方、下型９２には一対の成形ダイ９４が
押さえ部９３の左右両脇に配されて、成形後における各
リード９のアウタ部９ｂのガル・ウイング形状に倣う形
状にそれぞれ形成されている。

【００４５】放熱フィン成形装置は図示されていない
が、図１１に示されているリード成形装置と同様な構成
を備えており、パンチと成形ダイが放熱フィンをガル・
ウィング形状に成形し得るように形成されている。

【００４６】次に、前記構成に係るリードおよび放熱フ
ィン切断成形装置についての作用を説明する。

【００４７】前述したように、はんだめっき処理され
た、または、処理されない多連リードフレーム１は複数
枚宛、ラック等に収容されてリードおよび放熱フィン切
断成形装置５０のローダ５２に供給される。ローダ５２
に送給された多連リードフレーム１はローダ５２により
ラック等から１枚宛、フィーダ５１上に順次払い出され
て行く。フィーダ５１に払い出された多連リードフレー
ム１はフィーダ５１により単位リードフレーム２、２間
の間隔をもって１ピッチ宛歩進送りされる。

【００４８】そして、フィーダ５１上を歩進送りされる
多連リードフレーム１は単位リードフレーム２をリード
および放熱フィン切断装置５３に順次供給されて行く。

【００４９】ここで、リードおよび放熱フィン切断装置
についての作用を説明する。

【００５０】図９に示されているように、多連リードフ
レーム１についての歩進送りにより下型７２に単位リー
ドフレーム２が凹部にパッケージ１９を落とし込むよう
にしてセットされる。これにより、リード９および放熱
フィン８の所定部位が下型７２の押さえ部７３に当接す
る。

【００５１】次ぎに、シリンダ装置により上側取付板６
０が下降されると、上型６２および枠押さえ６７が下型
７２にスプリング６９の付勢力により合わせられる。こ
れにより、上型６２の押さえ部６３と下型７２の押さえ
部７３との間でリード９および放熱フィン８の所定部位
が挟圧されて固定される。また、枠押さえ６７と剪断ダ
イ７６上面との間で外枠３およびセクション枠４が挟圧
されて固定される。

【００５２】その後、上側取付板６０がさらに下降され
て行くと、パンチ６４が下降されて行く。このとき、上
型６２および枠押さえ６７はスプリング８９が圧縮変形
されるため、下型７２および剪断ダイ７６に押圧され
る。パンチ６４の下降に伴って、パンチ６４の剪断刃６
６と剪断ダイ７６との協働による剪断により、図１０に
示されているように、外枠３、セクション枠４、ダム６
ａおよび各リード９の一部が切り離される。リード９の
アウタ部９ｂは放熱フィン８の縁辺よりも内側に寄った
位置で切断されるので、樹脂封止パッケージ１９の各コ
ーナー部に配設された放熱フィン８間に配列するリード
９のアウタ部９ｂの先端よりも放熱フィン８の先端が平
面視で外側へ突出される。

【００５３】パンチ６４が所定のストロークを終了する
と、パンチ６４は上側取付板６０により上昇され、元の
待機状態まで戻される。

【００５４】リードおよび放熱フィン切断装置５３にお
いて、切断が終了し、上側取付板６０が上昇すると、多
連リードフレーム１の外枠３から切り落とされた中間製
品であるＩＣ部５７は、下型７２上からリード成形装置
５４における下型９２上へハンドラ５５により移載され
る。

【００５５】ＩＣ部５７がリード成形装置５４に移載さ
れると、フィーダ５１により多連リードフレーム１が単
位リードフレーム２の１ピッチ分だけ歩進送りされ、次
段の単位リードフレーム２について前記した切断作業が
実施される。

【００５６】以降、多連リードフレーム１は各単位リー
ドフレーム２について前述した切断作業が繰り返されて
行く。

【００５７】そして、全ての単位リードフレーム２につ
いての切断作業が終了した多連リードフレーム１の残渣
としての枠（フレーム）部５８は、アンローダ５６にお
いてフィーダ５１上から下ろされ所定の場所に回収され
る。

【００５８】一方、リード成形装置５４に供給されたＩ
Ｃ部５７は、このリード成形装置によりリード成形作業
を実施される。

【００５９】次いで、リード成形装置５４についての作
用を説明する。

【００６０】図１１に示されているように、下型９２に
ＩＣ部５７が凹部にパッケージ１９を落とし込まれるよ
うにしてセットされる。これにより、リード９のアウタ
部９ｂにおける根元部が下型９２の押さえ部９３ｂ、９
３ａにそれぞれ当接する。

【００６１】次ぎに、シリンダ装置により上側取付板８
０が下降され、上型８２が下型９２にスプリング８９の
付勢力により合わせられる。これにより、上型８２の押
さえ部８３ａ、８３ｂと下型９２の押さえ部９３ａ、９
３ｂとの間において、被屈曲部としてのリード９のアウ
タ部９ｂにおける根元部がそれぞれ挟圧されて固定され
る。

【００６２】その後、上側取付板８０がさらに下降され
て行くと、パンチ８４が下降されて行く。このとき、上
型８２はスプリング８９が圧縮変形されるため、下型８
２に押圧される。

【００６３】さらに、パンチ８４が成形ダイ９４に対し
て下降されると、リード９はパンチ８４の下降に伴って
成形ダイ９４に押しつけられることにより、この成形ダ
イ９４に倣うように屈曲されて所望のガル・ウイング形
状に成形される。このようにしてガル・ウイング形状に
形成されたリード９のアウタ部９ｂは、その下面（面付
側主面）がパッケージ１９下面よりも極僅かに下方に突
出するようになっている。

【００６４】パンチ８４が所定のストロークを終了する
と、パンチ８４は上昇され、元の待機状態まで戻され
る。その後、成形済のＩＣ部１３０は下型９２から取り
外され、フィーダ１０１によって次工程が実施される放
熱フィン成形装置１００に送給されて行く。

【００６５】フィーダ１０１によって放熱フィン成形装
置１００に送られたＩＣ部１３０は、ここで放熱フィン
８が屈曲成形される。放熱フィン８の屈曲成形は、上記
で説明したリード成形と同様にして行われ、図１および
図１２に示されているように、リード９のアウタ部９ａ
と同様にガル・ウィング形状に屈曲成形される。

【００６６】以上のようにして、前記構成に係る低熱抵
抗形ＱＦＰ・ＩＣ２０が製造されたことになる。このＱ
ＦＰ・ＩＣ２０は樹脂封止パッケージ１９のコーナー部
から突出されている放熱フィン８の先端が放熱フィン８
間に配列されているリード９のアウタ部９ｂの先端より
も平面視で外側へ突出されている。

【００６７】前記構成に係る低熱抵抗形ＱＦＰ・ＩＣ２
０は図１に示されているようにプリント配線基板に実装
される。

【００６８】図１において、プリント配線基板２１には
通電用ランド２２が複数個、実装対象物となる低熱抵抗
形ＱＦＰ・ＩＣ２０における各リード９のアウタ部９ｂ
に対応するようにそれぞれ配されて、はんだ材料を用い
て略長方形の小平板形状に形成されている。また、プリ
ント配線基板２１には放熱フィン用のランド２３が、各
ランド２２群列の両端部においてこのＱＦＰ・ＩＣ２０
の放熱フィン８に対応するようにそれぞれ配されて、各
放熱フィン８に略対応する形状にそれぞれ形成されてい
る。

【００６９】低熱抵抗形ＱＦＰ・ＩＣ２０がこのプレン
ト配線基板２１に表面実装される際、このＱＦＰ・ＩＣ
２０におけるリード９のアウタ部９ｂ群および放熱フィ
ン８がプリント配線基板２１上のランド２２および２３
に、クリームはんだ材料（図示せず）を挟設されてそれ
ぞれ当接される。続いて、リフローはんだ処理等のよう
な適当な手段により、クリームはんだ材料が溶融された
後、固化されると、リード９のアウタ部９ｂ群および放
熱フィン８と、ランド２２および２３との間には、はん
だ付け部がそれぞれ形成される。この状態において、低
熱抵抗形ＱＦＰ・ＩＣ２０はプリント配線基板２１に電
気的かつ機械的に接続され、表面実装された状態にな
る。

【００７０】前記実施例によれば次の効果が得られる。 1) 低熱抵抗形ＱＦＰ・ＩＣ２０の実装構造体の稼働
中、ペレット１２が発熱すると、ペレット１２は放熱フ
ィンリード７に一体となったタブ１０に直接ボンディン
グされているため、その熱は放熱フィンリード７に直接
的に伝播され、その放熱フィンリード７に連結されてい
る放熱フィン８の全体からプリント配線基板２１を通じ
て効果的に放熱されることになる。したがって、放熱性
能をきわめて向上させることができる。

【００７１】 樹脂封止パッケージ１９の各コーナー
部に突出されている放熱フィン８間にリード９のアウタ
部９ｂが配列されており、放熱フィン８の先端がリード
９のアウタ部９ｂの先端よりも外側へ突出されていると
ともに、放熱フィン８の側面が最外部のリード９のアウ
タ部９ａの側面と平行になっているため、製品組立工程
時、ユーザ納入時およびユーザでの実装時に、低熱抵抗
形ＱＦＰ・ＩＣ２０が床等に落下した場合、その衝突時
の衝撃を放熱フィン８が受けて吸収するので、リード９
のアウタ部９ｂの変形が防止される。

【００７２】 放熱フィン８はタブ１０と一体の放熱
フィンリード７に一体に連結されており、タブ１０と同
じ金属で形成されるため、放熱性能をより一層高めるこ
とができる。

【００７３】 また、放熱フィン８はリード９と同様
に薄くできるので、バンパが樹脂によって形成される場
合に比べて全体の重量の増加は少なくて済む。

【００７４】図１３および図１４には本発明者が検討し
た他の例が示されている。この例において、本発明に係
る半導体装置は、スモール・アウトライン・パッケージ
を備えている半導体集積回路装置（以下、ＳＯＰ・ＩＣ
という。）として構成されており、その製造方法には、
図１４に示されている多連リードフレーム１Ａが使用さ
れている。この多連リードフレーム１Ａは４２アロイや
コバール等のような鉄系（鉄またはその合金）材料、ま
たは、燐青銅や無酸素銅等のような銅系（銅またはその
合金）材料からなる薄板が用いられて、打ち抜きプレス
加工またはエッチング加工等のような適当な手段により
一体成形されており、この多連リードフレーム１Ａには
複数の単位リードフレーム２Ａが横方向に１列に並設さ
れている。但し、一単位のみが図示されている。

【００７５】単位リードフレーム２Ａは位置決め孔３ａ
が開設されている外枠３を一対備えており、両外枠３は
所定の間隔で平行一連にそれぞれ延設されている。隣り
合う単位リードフレーム２Ａ、２Ａ間には一対のセクシ
ョン枠４が両外枠３、３間に互いに平行に配されて一体
的に架設されており、これら外枠、セクション枠により
形成される略長方形の枠体内に単位リードフレーム２Ａ
が構成されている。

【００７６】両外枠３、３には一対のダム部材６が後述
するタブ１０を挟んで互いに平行に、かつ略対称形状に
なるようにそれぞれ配されて一体的に架設されており、
両ダム部材６には複数本のリード９が長手方向に等間隔
に配されて、互いに平行で、ダム部材６と直交するよう
に一体的に突設されており、各リード９のタブ側端部は
先端をタブ１０にそれぞれ近接されてこれを取り囲むよ
うに配されることにより、インナ部９ａをそれぞれ構成
している。

【００７７】他方、各リード９の反タブ側延長部分は、
その先端がセクション枠４に接続されて保持されてお
り、アウタ部９ｂをそれぞれ構成している。ダム部材６
における隣り合うリード９、９間の部分は後述するパッ
ケージ成形時にレジンの流れをせき止めるダム６ａを実
質的に構成している。

【００７８】また、両ダム部材６における複数本のリー
ド９の両側において、放熱フィン８Ａがダム部材６と直
交するように一体的に外側に突設されており、放熱フィ
ン８Ａに接続される放熱フィンリード７Ａがダム部材６
の内側に一体的に突設されている。放熱フィンリード７
Ａは放熱フィン８と同一直線的に内側に延在する部分
と、その内側端から斜めに延在する部分で構成され、一
対の対向する放熱フィンリード７Ａの斜めに延在する部
分の先端同士が接続されている。この接続部にはタブ吊
りリード１５がセクション枠４と平行に一体的に内側に
突設されており、一対のタブ吊りリード１５、１５間に
は略長方形の平板形状に形成されたタブ１０が直線状に
配されて一体的に吊持されている。両タブ吊りリード１
５、１５の途中には屈曲部１５ａ、１５ａが屈曲成形さ
れており、この屈曲部１５ａ、１５ａによってタブ１０
は外枠３、３を含む平面よりも、後記するペレットの厚
さと略等しい寸法だけ肉厚方向に下げられている（所謂
タブ下げ。）。

【００７９】前記構成にかかる多連リードフレームには
各単位リードフレーム毎にペレット・ボンディング作業
が実施され、続いて、ワイヤ・ボンディング作業が実施
される。これらのボンディング作業は多連リードフレー
ムが横方向にピッチ送りされることにより、各単位リー
ドフレーム毎に順次実施される。

【００８０】ペレットおよびワイヤボンディング作業に
より、タブ１０上には略長方形の平板形状に形成された
ペレット１２が銀ペースト等から成るボンディング層１
１によりボンディングされ、ペレット１２の電極パッド
と、各単位リードフレーム２Ａにおけるリード９のイン
ナ部９ａとの間にワイヤ１３がボンディングされる（図
１３参照）。

【００８１】そして、前記のように構成されてペレット
１２が搭載された多連リードフレーム１Ａにはパッケー
ジ１９が、トランスファ成形装置が使用されて一体成形
される。このパッケージ１９によりペレット１２、タブ
１０、タブ吊りリード１５、ワイヤ１３群、リードのイ
ンナ部９ａ群、および放熱フィンリード７Ａが樹脂封止
される（図１３参照）。そして、ペレット１２に作り込
まれた集積回路はワイヤ１３、リード９のインナ部９ａ
およびリード９のアウタ部９ｂを通じて電気的に外部へ
引き出される。

【００８２】その後、必要に応じて、リード９のアウタ
部９ｂに予備はんだ被膜が電解めっき処理装置（図示せ
ず）等により被着される。

【００８３】次いで、リードおよび放熱フィン切断装置
により、多連リードフレーム１Ａは外枠３、セクション
枠４、ダム６ａおよびリード９の一部が切り落とされ
る。このとき、リード９のアウタ部９ｂは放熱フィン８
Ａの端縁よりも内側に寄った位置で切断される。したが
って、樹脂封止パッケージ１９の各コーナー部の側面に
突出された放熱フィン８Ａの先端は、その間に配列する
リード９のアウタ部９ｂの先端よりも平面視で外側へ突
出される。

【００８４】次いで、リード９のアウタ部９ｂ群および
放熱フィン８Ａがリードおよび放熱フィン成形装置によ
って樹脂封止パッケージ１９の外部において下方に屈曲
され、かつ、水平外方向に屈曲されることにより、所謂
ガル・ウイング形状に屈曲成形される。

【００８５】以上のようにして、低熱抵抗形ＳＯＰ・Ｉ
Ｃ２０Ａが製造されたことになる。このＳＯＰ・ＩＣ２
０Ａは、樹脂封止パッケージ１９の両側面において、リ
ード９のアウタ部９ｂ群が各コーナー部の側面に突出さ
れた放熱フィン８Ａの間に配列されており、放熱フィン
８Ａの先端がリード９のアウタ部９ｂの先端よりも平面
視で外側へ突出されている。

【００８６】この例によれば、放熱性能を高めることが
できるとともに、リードのアウタ部の曲がりを防止する
ことができる。

【００８７】図１５および図１６は本発明の他の実施例
を示している。本実施例において、本発明に係る半導体
装置はＱＦＰ・ＩＣ２０Ｂとして構成されており、前記
実施例で説明したＱＦＰ・ＩＣ２０とは、樹脂封止パッ
ケージの１つのコーナー部における放熱フィン８Ｂの構
成が相違している。

【００８８】この相違している放熱フィン８Ｂの構成を
以下説明する。図１６は大きな放熱フィン８Ｂの屈曲成
形前の平面図であり、この状態において、放熱フィン８
Ｂは樹脂封止パッケージ１９のコーナー部から対角線方
向に突出されている。

【００８９】この放熱フィン８Ｂは樹脂封止パッケージ
１９のコーナー部から対角線方向に延びる直線部１５０
と、この直線部１５０の先端に一体的に突設された正方
形形状部１５１とから構成されている。正方形形状部１
５１は樹脂封止パッケージ１９と同じ大きさを備えてお
り、直線部１５０と直角をなす直線に対して樹脂封止パ
ッケージ１９と対称形状をなすように形成されている。

【００９０】そして、この放熱フィン８Ｂは図１５に示
されているように、樹脂封止パッケージ１９の上方部に
平面視で重なるように屈曲成形されて配置される。

【００９１】この放熱フィン８Ｂの直線部１５０の両側
には、樹脂封止パッケージ１９の側面から突出する一対
の放熱フィン８Ｃがそれぞれ設けられており、これらの
放熱フィン８Ｃはリード９のアウタ部９ｂよりも幅広に
形成され、リード９のアウタ部９ｂと同様にガル・ウィ
ング形状に屈曲成形されて、その先端がリード９のアウ
タ部９ｂよりも外側に突出されている。

【００９２】この実施例によれば、樹脂封止パッケージ
１９の上方部に配置する放熱フィン８Ｂによって、放熱
性能をより一層高めることができる。

【００９３】なお、前記３つの実施例において、放熱フ
ィンの幅（周方向の寸法）は、充分な強度を確保するた
め、リードのアウタ部の幅の２倍以上の寸法を備えてい
ることが望ましい。

【００９４】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。

【００９５】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるＱＦＰ
・ＩＣおよびＳＯＰ・ＩＣに適用した場合について説明
したが、それに限定されるものではなく、ＱＦＪ・Ｉ
Ｃ、ＳＯＪ・ＩＣ、ＱＦＩ・ＩＣ、ＳＯＩ・ＩＣ等のよ
うな表面実装形樹脂封止パッケージを備えたＩＣ、さら
には、樹脂封止形パワートランジスタや、その他の電子
装置全般に適用することができる。特に、本発明は、小
型軽量、多ピンで、しかも、低価格であり、高い放熱性
能が要求される半導体装置に利用して優れた効果が得ら
れる。

【００９６】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次
の通りである。

【００９７】ペレットがボンディングされた金属薄板に
放熱フィンが熱的に一体化されているので、ペレットか
らの発熱が放熱フィンを通して良好に放熱される。

【００９８】また、放熱フィンが四角形の樹脂封止体の
各コーナー部に突出されており、放熱フィンの先端が放
熱フィン間に配列されているリードのアウタ部の先端よ
りも平面視で外側へ突出されているとともに、放熱フィ
ンの側面が最外部のリードのアウタ部の側面と平行にな
っているため、床等に落下した場合にも、衝突時の衝撃
を放熱フィンが受けて吸収することにより、リードのア
ウタ部の曲がりを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である低熱抵抗形ＱＦＰ・Ｉ
Ｃの実装構造体を示す斜視図である。

【図２】本発明の一実施例である低熱抵抗形ＱＦＰ・Ｉ
Ｃの製造方法に使用される多連リードフレームを示す一
部省略平面図である。

【図３】ペレットおよびワイヤ・ボンディング工程後を
示す一部省略平面図である。

【図４】樹脂封止パッケージの成形工程を示す一部省略
正面断面図である。

【図５】樹脂封止の成形後を示す一部省略一部切断平面
図である。

【図６】ＱＦＰ・ＩＣを示す正面切断端面図である。

【図７】同じく対角線に略沿う切断端面図である。

【図８】リードおよび放熱フィン切断成形装置を示す概
略平面図である。

【図９】リードおよび放熱フィン切断装置を示す正面断
面図である。

【図１０】リードおよび放熱フィン切断工程後を示す一
部切断平面図である。

【図１１】リード成形装置を示す正面断面図である。

【図１２】リードおよび放熱フィン屈曲成形後における
樹脂封止パッケージのコーナー部部分を示す拡大部分斜
視図である。

【図１３】本発明者の検討した他の例である低熱抵抗形
ＳＯＰ・ＩＣのリードおよび放熱フィン成形工程後を示
す一部切断平面図である。

【図１４】その製造方法に使用される多連リードフレー
ムを示す一部省略平面図である。

【図１５】本発明の他の実施例である大面積放熱フィン
を有する低熱抵抗形ＱＦＰ・ＩＣを示す正面図である。

【図１６】その製造方法に使用される大面積放熱フィン
の屈曲成形前を示す平面図である。

【符号の説明】

１、１Ａ…多連リードフレーム、２、２Ａ…単位リード
フレーム、３…外枠、４…セクション枠、５…放熱フィ
ン吊り部材、６…ダム部材、６ａ…ダム、７、７Ａ、７
Ｂ…放熱フィンリード、８、８Ａ、８Ｂ、８Ｃ…放熱フ
ィン、９…リード、９ａ…インナ部、９ｂ…アウタ部、
１０…タブ、１１…ボンディング層、１２…ペレット、
１３…ワイヤ、１４…透孔、１５…タブ吊りリード、１
８…多連リードフレーム重合体、１９…樹脂封止パッケ
ージ（樹脂封止体）、２０、２０Ｂ…低熱抵抗形ＱＦＰ
・ＩＣ（半導体装置）、２０Ａ…低熱抵抗形ＳＯＰ・Ｉ
Ｃ（半導体装置）、２１…プリント配線基板、２２、２
３…ランド、３０…トランスファ成形装置、３１…上
型、３２…下型、３３…キャビティー、３４…ポット、
３５…プランジャ、３６…カル、３７…ランナ、３８…
ゲート、３９…凹所、４０…レジン、５０…リードおよ
び放熱フィン切断成形装置、５１…フィーダ、５２…ロ
ーダ、５３…リードおよび放熱フィン切断装置、５４…
リード成形装置、５５…ハンドラ、５６…アンローダ、
５７…ＩＣ部、５８…枠（フレーム）部、６０、７０…
取り付け板、６１、７１…ホルダ、６２、７２…押さえ
型、６３、７３…押さえ部、６４…パンチ、６６…剪断
刃、７６…剪断ダイ、６７…枠押さえ、６８…ガイド、
６９…スプリング、８０、９０…取り付け板、８１、９
１…ホルダ、８２、９２…押さえ型、８３ａ、８３ｂ、
９３ａ、９３ｂ…押さえ部、８４…成形パンチ、９４…
成形ダイ、８８…ガイド、８９…スプリング、１００…
放熱フィン成形装置、１０１…フィーダ、１３０…ＩＣ
部、１５０…直線部、１５１…正方形形状部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 星 彰郎 群馬県高崎市西横手町111番地 株式会 社日立製作所 高崎工場内 (72)発明者 村上 元 群馬県高崎市西横手町111番地 株式会 社日立製作所 高崎工場内 (56)参考文献 特開 平３−250653（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−222568（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−190269（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 23/50 H01L 23/34

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ペレットがボンディングされてい
   る金属薄板と、前記半導体ペレットに電気的に接続され
   ている複数本の信号リードと、前記金属薄板に連結され
   ている複数本の放熱フィンリードとを有する半導体装置
   であって、前記各放熱フィンリードに連結された放熱フ
   ィンは、前記信号リードのアウタ部よりも幅広に形成さ
   れており、樹脂封止体のコーナー部から前記樹脂封止体
   の対角線上に突出され、かつ、前記複数本の信号リード
   のアウタ部の先端より前記樹脂封止体に対して外側に突
   出されていることを特徴とする半導体装置。
2. 【請求項２】 前記放熱フィンのアウタ部の一側面が前
   記樹脂封止体の各辺の最外部に位置した前記信号リード
   のアウタ部の側面と平行であることを特徴とする請求項
   １に記載の半導体装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の半導体
   装置と配線基板とからなる実装構造体において、前記放
   熱フィンおよび前記複数本の信号リードが前記配線基板
   に表面実装されていることを特徴とする実装構造体。