JP3198176B2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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    • H01L2924/1815Shape

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  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体チップを樹脂封
止した樹脂封止形の半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、樹脂封止形の半導体装置の放熱性
を高めるために、熱伝導性に優れた金属等からなる放熱
体が設けられた樹脂封止形の半導体装置としては、予め
放熱体がリードフレームに接着またはカシメによって止
着され、この放熱体が止着されたリードフレームが樹脂
封止されたものがある。さらに、樹脂モールド成形時
に、金属等からなる板状の放熱体を、樹脂成形部(パッ
ケージ)内にインサートモールドして一体化した樹脂封
止形の半導体装置もある。この半導体装置によれば、放
熱体をパッケージに一体化できるため、該放熱体をパッ
ケージに確実に固定することができる。また、単体とし
て形成された放熱部材が、パッケージ外部に接着等によ
って固定され、放熱性を高めた樹脂封止形の半導体装置
がある。この放熱部材には、放熱用のフィンを有するも
のが多い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、テープ
キャリアパッケージ(TPC)のテープなど被止着側の
強度或いは剛性が小さいのものについては、予め放熱体
を止着することは困難であり、たとえ止着できたとして
も安定性に欠ける。また、放熱体をインサートモールド
によってパッケージと一体化させた半導体装置を成形す
るには、モールド金型との正確なマッチング(金型と放
熱体外形との正確な寸法上の嵌め合いをいう)をさせる
ことが難しい。すなわち、より放熱性を高めるためには
放熱体の表面をパッケージから露出させることが有効だ
が、、モールド金型をマッチングすることが難しいため
溶融樹脂(レジン)が回り込んで、放熱体の面上に薄バ
リが発生することが多い。そして、放熱体をインサート
モールドする関係上、金型が複雑になると共に高いプレ
ス加重が要求されるため大型の金型が必要となる。ま
た、レジンが回り込まないよう樹脂止めのため、金型と
放熱体とを噛み合わせるように当接させるから、金型の
損傷が激しいという課題がある。
【0004】さらに、インサートモールドによって放熱
体をパッケージに一体に形成する際には、放熱体の機種
変更をすることは難しかった。これは、放熱体の機種毎
に金型を変更することが難しいからである。そして、特
にインサートモールドによって複数のフィンが形成され
た放熱性の高い放熱体を、パッケージと一体に形成する
ことは困難である。また、単体として形成された放熱体
が、パッケージ外部に固定されて形成される半導体装置
では、単に平面的に形成されたパッケージ面に放熱体が
接着等によって止着されるが、該放熱体を所定の位置に
離脱しないように確実且つ好適に止着することが難しい
という課題があった。
【0005】そこで、本発明の目的は、規定の放熱性を
有する所望の機種の放熱体が、所定の位置に離脱しない
ように確実且つ好適に止着された半導体装置を提供する
ことを目的とする。
【0006】
【課題を解決しようとする手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次の構成を備える。すなわち、第1の半導
体装置の構成においては、半導体チップが樹脂封止され
た樹脂封止部に、放熱体が止着された半導体装置におい
て、放熱体が、樹脂封止部の中央部に形成された凹部に
嵌め込まれ、該樹脂封止部の四隅方向に側面部にわたっ
て形成された被係止部に、前記凹部から側面部まで連絡
する溝部が形成された延設部がかしめられて止着されて
いることを特徴とする。また、第2の半導体装置の構成
においては、半導体チップが樹脂封止された樹脂封止部
に、放熱体が止着された半導体装置において、樹脂封止
部の中央部に形成された凹部に、該凹部の底面部に形成
された窪み部に貫通孔を位置合わせして放熱体が嵌め込
まれ、窪み部から貫通孔内わたって接着剤がポッティン
グによって充填されて止着されていることを特徴とす
る。
【0007】
【作用】本発明の半導体装置によれば、放熱体から延設
された延設部の樹脂成形部の側面に沿って屈曲された該
延設部の先端部が、該樹脂成形部に係止される。これに
より、放熱体が樹脂成形部の所定の位置に離脱しないよ
うに確実且つ好適に止着された半導体装置が形成され
る。また、前記放熱体が、該放熱体に設けられた貫通孔
、樹脂成形部に形成された窪み部連通するよう
樹脂成形部上に搭載され、貫通孔と窪み部に接着剤が充
填されることで、放熱体が樹脂成形部の所定の位置に離
脱しないように確実且つ好適に止着された半導体装置が
形成される。
【0008】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明する。図1は本発明にかかる半導体装
置の一実施例を説明する説明図であり、図1(A)はそ
の平面図であり、図1(B)はD−D断面図、図1
(C)は一部断面を含むE矢視図である。図2(A)は
単体の放熱体10を示す平面図であり、図2(B)はそ
の側面図である。また、図3(A)は放熱体10が装着
される樹脂封止形半導体装置の平面図であり、図3
(B)はそのC矢視図である。さらに、図4は放熱体1
0の装着方法を示す説明図である。放熱体10は、図2
に示すように半導体装置のパッケージ20と接触する略
矩形状の平板部11と該平板部11から立設された三枚
のフィン部12と、該平板部11の四隅からそれぞれ延
設された延設部14とから構成されている。この放熱体
10は、予め他の工程で、アルミニウム等により平板部
11及び延長部14を成形し、別部材として成形された
フィン部12を平板部11にスポット溶接するなどして
形成される。また、延設部14は図1(C)に示すよう
にパッケージ20の側面に沿うように屈曲されて成形さ
れており、パッケージ20の被係止部28(図3
(B))に係止される。これにより、放熱体10をパッ
ケージ20に止着させることができる。なお、放熱体1
0は、アルミニウム板の他にも熱伝導性の優れた材質の
部材、例えば銅板等を使用しても良いの勿論である。
【0009】パッケージ20は、リード26にワイヤ2
4で結線された半導体チップ22を樹脂封止して矩形に
成形された樹脂成形部である。このパッケージ20の上
面には、図3に示すように前記放熱体10が嵌入できる
ように略矩形の凹部21が形成されている。また、パッ
ケージ20の四隅には、側方に突出する突出部が具備さ
れ、前記放熱体10の延設部14が案内されるよう、前
記突出部の突出方向に沿って前記凹部21から側面まで
突っ切るように設けられた溝部を有する延設部14が係
止される被係止部28が形成されている。この被係止部
28には、前記屈曲された延設部14がパッージ20の
側面に沿って係止する際に、該延設部14を案内する溝
部が形成され、該延設部14の先端が係止した際にその
先端部がパッケージ20の下面から飛び出ることないよ
うにパッケージ20の下面部分に段部が設けられてい
る。
【0010】図4に示すように、この被係止部28に、
予めパッケージ20の側面の形状に沿って屈曲された放
熱体10の延設部14が嵌合する。すなわち、放熱体1
0をパッケージ20に圧接させることによって、延設部
14の先端部がその弾性によって開き、突出部を乗り越
えて被係止部28に好適に係止できる。これにより、放
熱体10をパッケージ20に確実且つ容易に装着するこ
とができる。また、延設部14の先端部を予め折り曲げ
ることなく、放熱体10をパッケージ20上に載置した
状態で、該先端部をカシメてパッケージ20に係止し、
放熱体10をパッケージ20に装着することもできる。
延設部14の先端がカシメられる際に、該延設部14
は、被係止部28の溝形状等によって好適に案内され、
且つパッケージ20の下面に飛び出ることなく好適に係
止され得る。また、この被係止部28は、パッケージ2
0の四隅に突出しているため、延設部14がカシメられ
る際などに負荷される加重を受けても半導体装置チップ
自体およびその結線に損傷を与えることはない。すなわ
ち、本実施例のよれば、放熱体10を、凹部21に嵌合
させることでパッケージ20の好適な位置に容易に配す
ることができ、延設部14を被係止部28に係止させる
ことによって、好適に放熱体10をパッケージ20に止
着することができる。
【0011】このようにパッケージ20の凹部及び被係
止部28の形状に、延設部14を含む放熱体10の止着
にかかる形状を対応させて規格化しておけば、所望の放
熱体10をパッケージ20に好適に止着することができ
る。これにより、フィン形状等の異なる種々の放熱体を
要求特性に応じて適宜選択し、パッケージ20に止着す
ることが容易となり、パッケージ形状及び放熱体の互換
性およびその汎用性を向上させることができる。なお、
この際に放熱体10とパッケージ20との間に接着材を
介在させ、放熱体10をパッケージ20により確実の固
着することができるのは勿論である。そして、その介在
物によって放熱体10とパッケージ20との間隙を塞い
で伝熱効率を向上させることもできる。
【0012】ところで、放熱体10の延設部の形状は、
上記実施例のようなコの字状に限らず、種々の形状が考
えられる。例えば、図5のようにパッケージの側面形状
に沿って形成されたV字状の延設部15によっても、図
1に示した延設部14と同様に放熱体10を好適にパッ
ケージ20に装着することができる。
【0013】次に図6、図7に基づいて本発明にかかる
半導体装置の他の実施例について説明する。図6(A)
は放熱体の一実施例を示す平面図、図6(B)は樹脂封
止形半導体装置のパッケージ形状を示す平面図、図6
(C)は図6(A)の放熱体が図6(B)のパッケージ
に止着された状態を示す断面図である。放熱体30は、
円板状に成形されており、四ヶ所に貫通孔32が設けら
れていると共に、中央部に螺子部34が設けられいる。
パッケージ40はリード46にワイヤ44で結線された
半導体チップ42を樹脂封止して成形された樹脂成形部
であり、このパッケージ20の一面には、図6(B)に
示すように前記放熱体10が嵌入できるように円形の凹
部41が形成されている。そして、前記放熱体30の貫
通孔32に対応して前記円形の凹部41の底面部に四ヶ
所の窪み部48が設けられている。
【0014】そして、図6(C)に示すように、パッケ
ージ40の円形の凹部41に、前記放熱体30を貫通孔
32と窪み部48とが一致するように嵌合させ、ポッテ
ィングによりポッティング用の接着剤50(例えば、エ
ポキシ樹脂)を貫通孔32内と窪み部48内に充填す
る。これにより、放熱体30を好適にパッケージ40に
止着することができる。なお、窪み部48をアンダーカ
ット状に成形することによって、より確実に放熱体30
をパッケージ40に止着することもできる。また、ポッ
ティング用接着剤50がパッケージ40表面に溶け込ん
で接着するように、ポッティング温度及びポッティング
用接着剤50の種類を選択することで、より確実に放熱
体30をパッケージ40に止着することも可能である。
【0015】図7は、図6の半導体装置が、実装時に強
力な除熱部材に連結された状態を示す説明図である。図
6の半導体装置は、放熱体30の中央部に螺子部34が
設けられているため、この螺子部34を使用して、図7
に示すように複数のパッケージに対して強力な除熱能力
を有する除熱部材の一つであるヒートパイプに、螺子5
6によって容易に連結できる。このため、複数の半導体
装置の好適な除熱ユニットを容易に形成できるという効
果がある。以上の実施例にかかる放熱体10は、アルミ
ニウム板金によって形成されることがその加工性等から
望ましいが、本発明はこれに限られることなく、熱伝導
の優れた樹脂および混合物で成形された放熱体を利用で
きることは勿論である。以上、本発明の好適な実施例に
ついて種々述べてきたが、本発明はこの実施例に限定さ
れるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内でさ
らに多くの改変を施し得るのは勿論のことである。
【0016】
【発明の効果】第1の半導体装置の構成によれば、放熱
体が樹脂封止部の中央部に形成された凹部に嵌め込ま
れ、樹脂封止部の四隅方向に側面部にわたって形成され
た被係止部に、溝部が形成された延設部がかしめられて
係止されているので、放熱体を樹脂封止部の所定位置に
離脱することなく確実かつ好適に止着できる。また、延
設部は樹脂封止部の四隅方向に延設されているため、延
設部が樹脂封止部の側面部に沿ってかしめられる際に荷
重が加わっても半導体チップ自体やチップとリード部と
の結線に損傷を与えるおそれは無く信頼性の高い半導体
装置を提供できる。 また、第2の半導体装置の構成によ
れば、樹脂封止部の中央部に形成された凹部に、該凹部
の底面部に形成された窪み部に貫通孔を位置合わせして
放熱体が嵌め込まれ、窪み部から貫通孔内わたって接着
剤がポッティングによって充填されているので、接着剤
が樹脂封止部の窪み部に溶け込むと共に貫通孔にも係止
するので、放熱体を樹脂封止部の所定位置に離脱するこ
となく確実かつ好適に止着できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる半導体装置の一実施例を示す説
明図。
【図2】図1の実施例の放熱体を説明する説明図。
【図3】図1の実施例の樹脂封止形半導体装置を説明す
る説明図。
【図4】図1の実施例の放熱体の装着方法を示す説明
図。
【図5】本発明の他の実施例を示す断面図。
【図6】本発明の他の実施例を示す平面図。
【図7】図6の半導体装置の使用例を説明する説明図。
【符号の説明】
10 放熱体 12 フィン部 14 延設部 20 パッケージ 22 半導体チップ 24 ワイヤ 26 リード 28 被係止部 30 放熱体 32 貫通孔 40 パッケージ 42 半導体チップ 44 ワイヤ 46 リード 48 窪み部 50 接着剤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内田 浩文 長野県長野市大字栗田字舎利田711番地 新光電気工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−18747(JP,A) 実開 昭61−174749(JP,U) 実開 昭62−134252(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 23/40

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体チップが樹脂封止された樹脂封止
    部に、放熱体が止着された半導体装置において、 放熱体が、樹脂封止部の中央部に形成された凹部に嵌め
    込まれ、該樹脂封止部の四隅方向に側面部にわたって形
    成された被係止部に、前記凹部から側面部まで連絡する
    溝部が形成された延設部がかしめられて止着されている
    ことを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 半導体チップが樹脂封止された樹脂封止
    部に、放熱体が止着された半導体装置において、 樹脂封止部の中央部に形成された凹部に、該凹部の底面
    部に形成された窪み部に貫通孔を位置合わせして放熱体
    が嵌め込まれ、窪み部から貫通孔内わたって接着剤がポ
    ッティングによって充填されて止着されている ことを特
    徴とする半導体装置。
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