JP3427492B2 - 凸型ヒートシンク付き半導体装置及びその凸型ヒートシンクの製造方法 - Google Patents

凸型ヒートシンク付き半導体装置及びその凸型ヒートシンクの製造方法

Info

Publication number
JP3427492B2
JP3427492B2 JP14756894A JP14756894A JP3427492B2 JP 3427492 B2 JP3427492 B2 JP 3427492B2 JP 14756894 A JP14756894 A JP 14756894A JP 14756894 A JP14756894 A JP 14756894A JP 3427492 B2 JP3427492 B2 JP 3427492B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat sink
semiconductor device
convex heat
convex
lead
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP14756894A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0774287A (ja
Inventor
哲也 大槻
徳方 波間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP14756894A priority Critical patent/JP3427492B2/ja
Publication of JPH0774287A publication Critical patent/JPH0774287A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3427492B2 publication Critical patent/JP3427492B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45144—Gold (Au) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48257—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a die pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/4911—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/4912—Layout
    • H01L2224/49171—Fan-out arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01005—Boron [B]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01019—Potassium [K]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01029—Copper [Cu]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/191—Disposition
    • H01L2924/19101—Disposition of discrete passive components
    • H01L2924/19107—Disposition of discrete passive components off-chip wires

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はヒートシンク付き半導体
装置及びそのヒートシンクの製造方法に関し、特に放熱
体として使用する凸型（正確には凸字型）ヒートシンク
の放熱面を露出させて放熱性及び装置信頼性の向上を図
ったヒートシンク付き半導体装置及びそのヒートシンク
の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近の例えば高集積ＣＭＯＳＬＳＩ等の
高消費電力化に伴い、廉価で低熱抵抗のプラスチック・
パッケージの要求が高まっている。これに対処する手法
として、材料の面からは、リードフレームや封止用樹脂
の高熱伝導化があり、構造の面からは、リードフレーム
・デザインの変更やヒートシンクすなわち放熱体の付加
によるものが鋭意検討乃至実施中の情況にある。これら
の手法の各利害特質の説明は専門書に譲るが、ヒートシ
ンクの付加によるパッケージの低熱抵抗化は、消費電力
が１チップ当り２Ｗ程度までのＬＳＩに対するものとし
て、近い将来を含めて現状に即した最もオーソドックス
な対策と考えられる。
【０００３】図１４は従来の放熱体一部露出型のヒート
シンク付き半導体装置のパッケージ構造を模式的に示す
要部断面図である。図１４において、１はリードフレー
ムの各リードであり、多数のリードが配列されていて中
央のリード先端部では四角い空間部を形成している。そ
して、凸状体の高熱伝導性金属例えば無酸素銅からなる
ヒートシンク４（構造については後述）がその底辺の周
辺部でポリイミド等の絶縁板２によって各リード１の上
に接着・固定されている。ヒートシンク４の底辺中央部
には、接着剤等により半導体チップ（半導体素子）３が
前記空間部の位置で取り付けられており、半導体チップ
３のボンディングパッド（図示せず）とこれに対応する
各リード１とはそれぞれワイヤ５により接続されてい
る。
【０００４】上述のようにして、多数の各リード１に接
続され前記空間部の位置で取り付けられた半導体チップ
３は、各リード１の一部（例えば外側部分）及びヒート
シンク４の一部（例えば突起部頂上面）を残してエポキ
シ樹脂等の封止用プラスチックにより封止されてパッケ
ージ６が形成される。そして、パッケージ６から突出し
た各リード１は所定の形状に折り曲げられて装置の端子
として形成され、ヒートシンク付き半導体装置の形成が
終了する。上述の構成によって、半導体チップ３の使用
状態においてこれから発生した熱は低熱抵抗体（高熱伝
導体）のヒートシンク４を介して効率よく上述の突起部
頂上面に達し、ここで空冷により外部に放出されるよう
になっている。
【０００５】図１５は図１４で示したヒートシンクの拡
大断面図である。従来の凸型状のヒートシンク４は切削
や圧延を併用して製作されている。このため、たとえ図
に示される凸状体がその突起部の側面が垂直な完全な凸
状体が得られるものとして製作されても、図のＡ部、Ｂ
部にみられるように、切削又は圧延による加工歪み又は
加工不良によって、Ａ部のように角面が曲面状になった
り、Ｂ部のように不規則な切断ばりが発生した状態にな
っている。切断ばりは後工程で除去可能であるが、角の
曲面はそのまま使用しているのが普通である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述のような従来のヒ
ートシンク付き半導体装置及びそのヒートシンクの製造
方法では、特にヒートシンクを機械加工で製造している
ため、突起部の頂上面の平坦度や平行度がだしづらく、
ヒートシンクの突起部端縁角面が曲面になっている。そ
のため、この端縁角面近傍の突起部頂上面が多少だれ下
がりぎみに傾斜しており、かつ側面部の上部の曲面の曲
率が特に大きい場合には、樹脂封止時、樹脂が前記の傾
斜部に回り込んでのったりするので、封止樹脂とヒート
シンクとの界面剥離が生じ易くなり、この型の半導体装
置の信頼性を損なうといった問題があつた。また、従来
のヒートシンクは、マクロ的な構造からも封止樹脂との
密着性が悪く、このためのトラブルにより半導体装置の
信頼性を低下させるといった問題があった。さらに、装
置製造の際、特にワイヤボンディング時にヒートシンク
面が光沢を有するので、ボンディング装置においてリー
ドフレームのリードの自動認識ができずらい上に、絶縁
板が弾力があって歪むので、ボンディング品質が安定し
ないという問題があった。
【０００７】本発明は上述の問題を解決するためになさ
れたもので、放熱体一部露出型のヒートシンク付き半導
体装置のパッケージングにおいて、安定したワイヤボン
ディングとその高信頼性が可能で、かつ安価でしかも高
放熱特性を有するヒートシンク付き半導体装置及びその
ヒートシンクの製造方法を提供することを目的とするも
のである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係るヒートシン
ク付き半導体装置は、空間部及び複数のリードを有する
リードフレームの前記の空間部内に配設された半導体素
子と、複数のリードと半導体素子に設けられた複数のパ
ッドとを各々電気的に接続するワイヤと、高熱伝導性の
材料からなり、リードの一部と重なる大きさに形成され
半導体素子が載置される底面と底面とは反対面に突起し
た突起部とからなり、突起部の頂上面の一辺の長さを突
起部における所定部分の対向する１対の側面間の距離よ
り大きく形成した凸型ヒートシンクと、リードと凸型ヒ
ートシンクとを各々所定距離離し、かつリードと底面と
の重なる間の一部を接合するように配設された絶縁物
と、リード、半導体素子、ワイヤ及び頂上面を除く凸型
ヒートシンク及び絶縁物を封止する樹脂とからなるもの
である。ここで、絶縁物が配設される位置は、凸型ヒー
トシンクの底面の全辺に沿うものであってもよく、また
例えば長方形タイプのパッケージの場合に使用して好適
な長方形の凸型ヒートシンクの底面に対しては、その相
対する短辺部の２つの辺のみに沿うものであってもよ
い。
【０００９】そして、この場合、高熱伝導性の材料は
銅、アルミニウム、銀又は金の単体、あるいはこれら各
金属元素を主成分とする合金からなるものであることが
望ましく、経済性を考慮すれば、特に銅を使用するのが
好適である。また、ヒートシンクの突起部側面部がその
部分の横断面の少なくとも最小の面積が突起部頂上面の
面積より小さくかつ曲線状にえぐれた形状となっている
構造は湿式エッチングによって製作されたものであり、
ヒートシンクの突起部頂上面の表面粗さを３０um以下と
し、突起部表面とその裏面の面平行度は３０um以下とな
っている。さらに、ヒートシンクはその表面にアルカリ
酸化処理による暗色表面処理層を有することことが好ま
しい。
【００１０】そして、このヒートシンクは横断面が四角
形状で、かつその中央に凸字状の突起部を持ち、突起部
頂上面を除く底面部分の対称位置に、厚さ方向に貫通す
る複数個の穴を有するのがよい。ただし、このヒートシ
ンクの突起部頂上面と底面の面形状は互いに異なるもの
であってもよく、突起部頂上面の例えば四角面状のコー
ナー部は欠けた状態のものであってもよい。
【００１１】さらに、ヒートシンクの底面の半導体素子
配設位置にはこの半導体素子のチップ面積より大きい銀
めっき面を設けておいてもよい。そして、半導体素子の
接地電位用パッドから銀めっき面に接続するワイヤと銀
めっき面からリードに接続するワイヤとを有するワイヤ
接続としてもよく、また、半導体素子の接地電位用パッ
ドからリードに接続するワイヤと銀めっき面から同じリ
ードに接続するワイヤとを有するものであってもよく、
さらに、半導体素子の接地電位用パッドからリードに接
続するワイヤを有するとともに、同じリードから銀めっ
き面に接続するワイヤを有するものとしてもよい。ま
た、ヒートシンクの突起部頂上面はパッケージングの
後、半田めっきにより加工処理されたものとしてもよ
い。
【００１２】また、本発明に係るヒートシンク付き半導
体装置のヒートシンクの製造方法は、高熱伝導性の材料
からなりヒートシンク付き半導体装置に使用する凸状体
のヒートシンクの厚さに等しい素材の一つの面に凸状体
の突起部頂上面の面積と等しい小レジスト膜を所定の間
隔をもつて配設し、素材の他の面の小レジスト膜に対応
する位置に凸状体の底面の面積と等しい大レジスト膜を
所定の間隔をもつて配設し、大レジスト膜及び小レジス
ト膜をマスクとして素材の両面から湿式エッチングを行
い、大レジスト膜間の所定の間隔下の素材の部分が分離
されるまでエッチングして個々のレジスト付き凸状素材
を形成し、このレジスト付き凸状素材の大レジスト膜及
び小レジスト膜を除去して個々の凸状ヒートシンクを形
成するものである。
【００１３】そして、本発明に係るヒートシンク付き半
導体装置のヒートシンクの他の製造方法は、高熱伝導性
の材料からなりヒートシンク付き半導体装置に使用する
凸状体のヒートシンクの厚さに等しい素材の一つの面に
凸状体の突起部頂上面の面積と等しいレジスト膜を所定
の間隔をもつて配設し、素材の他の面の全面にレジスト
膜を形成し、素材のレジスト膜をマスクとして素材の上
記一つの面側から湿式エッチングを行い、素材の所定厚
さまでエッチングして相連結するレジスト付き凸状素材
を形成し、このレジスト付き凸状素材のレジスト膜を除
去した後、エッチング領域を均等分割して個々の凸状ヒ
ートシンクを形成するものである。
【００１４】上述の２つのヒートシンク付き半導体装置
のヒートシンクの製造方法において、素材は無酸素銅を
使用し、湿式エッチングには塩化第二鉄のエッチング液
を使用するのが好適である。また、大レジスト膜を形成
する前に、ヒートシンクの半導体素子の接着・固定位置
に銀めっき面を形成しておくことが望ましい。そして、
素材の他の面の全面にレジスト膜を形成する前に、ヒー
トシンクの半導体素子の接着・固定位置に銀めっき面を
形成しておくと好都合である。
【００１５】
【作用】本発明においては、リードフレームの中央空間
部に半導体素子を設定し、半導体素子のボンディングパ
ッドとリードフレームのインナーリードとを金線等のワ
イヤにて接続した後、樹脂等で封止してなる半導体装置
において、通常のダイパッドの代りとして銅等の熱伝導
性の良いヒートシンクを用い、その一部を半導体装置外
部に露出するヒートシンク付き半導体装置のヒートシン
クの形状が凸型をしており、かつその突起部側面がえぐ
れている構造となっているから、ヒートシンクのえぐれ
た部分に封止樹脂がたまり込むので、封止樹脂の密着
性、強固性が高められる。また、ヒートシンク表面に黒
化処理等の暗色表面処理を施しているため、ワイヤボン
ディングの際、ボンディング装置によるリード認識が容
易で安定したボンディングが可能となる。また、黒化処
理によりヒートシンクと封止樹脂との密着性も向上し、
半導体装置の信頼性を高める。
【００１６】また、突起部露出表面を除く部分に貫通穴
を施すことにより、貫通穴に封止樹脂が回りこみ、リー
ドフレームを挾む封止樹脂がこの穴を介して繋がるの
で、ヒートシンク樹脂との密着性が向上し、信頼性の高
いパッケージが得られる。そして、ヒートシンクの底面
の半導体素子配設位置にこの半導体素子のチップ面積よ
り大きい銀めっき面が設けられている場合は、半導体素
子の接地電位用パッドから銀めっき面に接続するワイヤ
と銀めっき面からリードに接続するワイヤとを有するワ
イヤ接続が可能である。その他、半導体素子の接地電位
用パッドからリードに接続するワイヤと銀めっき面から
同じリードに接続するワイヤとを有する接続や、半導体
素子の接地電位用パッドからリードに接続するワイヤを
有するとともに、同じリードから銀めっき面に接続する
ワイヤを有する接続も可能となる。また、ヒートシンク
の突起部頂上面が半田めっきにより加工処理されたもの
では、パッケージングの後のヒートシンクの保護膜とし
て機能する他に、他の所要部材の接続が可能となる。ま
た、ヒートシンク突起部形状をエッチングにより製作す
ることにより、ヒーシシンクに機械ストレスを与えるこ
とがなくなり、このため、ヒートシンクの形状制度が安
定する。また、エッチングによる製作によって、突起部
頂上面の表面粗さを３０um以下とし、突起部頂上面とそ
の裏面の面平行度を３０um以下となるようなヒートシン
ク形状を得ることが可能となる。このため、ヒートシン
ク露出面に封止樹脂が回り込んで被着されるようなこと
がなくなる。
【００１７】
【実施例】［実施例１］図１は本発明によるヒートシン
ク付き半導体装置の一実施例を模式的に示す要部説明図
である。図１の（ａ）はその断面図、図１の（ｂ）は図
１の（ａ）で使用したヒートシンクの要部断面図であ
る。まず、図１の（ａ）において、１はリードフレーム
の各リード、４ａは無酸素銅等の高熱伝導性の材料から
なる凸字状のヒートシンクであり、その周辺部分におい
てポリイミド等の絶縁テープ２ａで各リード１の上に接
着固定されている。３はヒートシンク４ａ上に接着剤等
により取り付けられた半導体チップであり、半導体チッ
プ３に設けられたボンディングパッドとこれに対応する
各リード１とは、それぞれ金線等のワイヤ５により接続
されている。上記のようにして、多数の各リード１に接
続された半導体チップ３は各リード１の一部及びヒート
シンク４ａの突起部頂上面を残してエポキシ等のプラス
チックにより封止されてパッケージ６として形成されて
いる。そして、パッケージ６から外側に突出した各リー
ド１が所定の形状に折り曲げられて装置端子が形成され
て、放熱体露出型のヒートシンク付き半導体装置が構成
されるようになっている。つまり、図１の（ａ）に示さ
れる実施例装置は、各リード１上に絶縁テープ２ａを介
して半導体チップ３を接着固定し、半導体チップ３のボ
ンディングパッド（図示せず）とインナーリードとを金
線等のワイヤ５にて接続した後、樹脂等で封止してなる
半導体装置で、従来から半導体チップ３を固定している
ダイパッドの代わりに、金属等からなる熱伝導性の良い
ヒートシンクを用いて半導体チップ３を固定し、そのヒ
ートシンクを半導体装置外部に露出するように設置して
構成したヒートシンク付き半導体装置である。そして、
この場合、熱伝導性のよいヒートシンクの材料は銅、ア
ルミニウム、銀又は金の単体、あるいはこれら各金属元
素の主成分合金からなるものであることが望ましく、経
済性を考慮すれば、特に銅を使用するのが好適である。
【００１８】また、図１の（ｂ）に示した凸字状のヒー
トシンク４ａは、後述のように湿式のエッチングによっ
て形成されるが、ヒートシンクの厚さ方向の断面をみた
場合、突起部頂上面幅Ｘに対して、突起部側面幅ＹはＸ
＞Ｙとなるよう突起部側面が内側にえぐれているように
製作されている。また、ヒートシンク４ａの各Ａ、Ｂ及
びＣ面、すなわちそれぞれ突起部頂上面、突起部側面及
び底面については、Ａ面及びＣ面の粗さは３０um以下と
なるよう製作されている。また、Ａ面及びＣ面の平行度
については、３０um以下となるよう製作されている。Ｂ
面については、特に鏡面にする必要はないが５０um程度
の粗さであればよい。
【００１９】［実施例２］図２は本発明によるヒートシ
ンクの他の実施例を示す模式説明図である。図２の
（ａ）は、例えば実施例１で用いた凸字状のヒートシン
ク４ａの全表面に黒化処理等の暗色処理層７を有するヒ
ートシンク４ｂの一部断面図であり、図２の（ｂ）は、
上述のヒートシンク４ｂを用いて形成したヒートシンク
付き半導体装置のパッケージ工程前の要部平面図であ
る。図２において、１はリードフレームの各リード、４
ｂは暗色処理層７を有するヒートシンクであり、ポリイ
ミド等の絶縁テープ２ａで図１の場合と同様に接着固定
されている。３はヒートシンク４ｂ上に接着剤により取
り付けられた半導体チップであり、半導体チップ３に設
けられたボンディングパッド（図示せず）とこれに対応
する各リード１とは、それぞれワイヤー５により接続さ
れている。
【００２０】上述のヒートシンク４ｂの表面に設けられ
ている暗色処理層７は、例えばメルテックス（株）の
「エボノール（商品名）」にヒートシンク４ａを数秒間
浸漬して表面に酸化処理を施すことによって得られたも
のである。暗色処理層７を有するヒートシンク４ｂのよ
うに表面を例えば黒色化処理等の暗色化処理したことに
より、パッケージの際の樹脂の密着性が向上し、またワ
イヤボンディングにおけるボンディングマシンのリード
認識が容易になるばかりでなく、腐蝕されやすい銅等の
表面劣化を防止することが可能となる効果が得られる。
【００２１】上述の実施例１及び実施例２にみられる１
つの重要な特徴は、各リード１とヒートシンク４ａ，４
ｂを接着するのに比較的幅の狭い絶縁テープ２ａを用い
ていることである。ここで、使用した絶縁テープの効用
について、以下図３、図４の断面説明図を用いて説明す
る。図３はワイヤボンディングの有様の一例を示すもの
で、リード押え１５により各リード１の先端部を押えて
圧下させると、各リード１は絶縁テープ２ａがテープ状
の幅狭いものであるから、この絶縁テープ２ａを支点と
して先端部がヒートシンク４ａに当接し、各リード１を
固定させる。従って、この状態でワイヤ５を安定してボ
ンディングすることができる。ボンディングが終ってリ
ード押え１５を離して元へ戻すと、図４に示すように、
各リード１はその弾性により元の水平な状態に戻って保
持され、各リード１とヒートシンク４ａとの間は絶縁テ
ープ２ａにより絶縁されるようになる。以上のようにし
て、ヒートシンク４ａと各リード１とを絶縁・固定する
のに絶縁テープ２ａを用い、実施例２で示したように、
ヒートシンク４ａの表面に暗色処理層７を設けたので、
パッケージの際の樹脂の密着性が向上し、また、ワイヤ
ボンディングにおけるボンディングマシンのリード認識
が容易になった。ここで、絶縁テープ２ａの配設態様に
ついて検討する。図２の（ａ）にみられるヒートシンク
４ｂのように底面が例えばほぼ四角形状の場合は、この
底面の全ての底辺（この場合４辺）に沿うような絶縁テ
ープ２ａを使用している。しかし、図１６の（ａ），
（ｂ）に示したヒートシンク４ａのように、長方形のパ
ッケージに使用すると好適な長方形状のヒートシンクの
場合は、一般にリード１の長さがその辺によって変わる
ので、リードの長くなる側の辺（ここではヒートシンク
の短辺）にのみ絶縁テープ２ａを配設するのが好都合で
ある。すなわち、この構成により絶縁テープ２ａが長い
リード１を支持するから、リードの長さをかせぐことが
できる。また、信頼性、耐湿性の面からこの絶縁物は量
的に少ない方がよいという前提条件を満たすのに好都合
である。すなわち、今述べたことを敷衍すると、このよ
うな絶縁物の配設態様を利用して、場合によっては例え
ば４方向のみでなく２方向にのみリードを使用すること
も可能であり、適宜必要に応じた箇所に絶縁物を設ける
ことができるという利点がある。
【００２２】なお、これまでの実施例の説明において、
図２の（ａ）にみられるように、ヒートシンク４ｂの全
表面に暗色処理層７が形成されているが、暗色処理層７
は必ずしもヒートシンク４ｂの全表面にある必要はな
く、望ましくはヒートシンク４ｂの樹脂接着面と半導体
素子の搭載面に形成してあればよい。また、図２の
（ｂ）にみられるように、ヒートシンク４ａ，４ｂの突
起部頂上面と底面は同じ四角形のものを示しているが、
これらは同じ形状である必要はなく、例えば底面が四角
である時でも、突起部頂上面の四隅が曲線又は直線的に
削られたようなものであっても差支えない。
【００２３】［実施例３］図５は本発明によるヒートシ
ンクの別の実施例を示す模式説明図であり、図は貫通穴
を有するヒートシンクを用いた半導体装置の要部平面図
を示している。図５において、１は各リード、４ｃは凸
字状のヒートシンクであり、両者はポリイミド等の絶縁
テープ２ａで前述の方式と同様に接着固定されている。
３はヒートシンク４ｃ上に接着剤により取り付けられた
半導体チップであり、半導体チップ３に設けられたボン
ディングパッドとこれに対応する各リード１とは、それ
ぞれワイヤー５により接続されている。また、８は四角
形状のヒートシンク４ｃの例えば四隅の対称位置のヒー
トシンク４ｃの突起部以外の場所に設けられた貫通穴で
あり、絶縁テープ２ａと各リード１の先端との間に設け
られているが、穴の数や形状は適宜任意でよい。このよ
うに、貫通穴８を有するヒートシンク４ｃを本発明の構
成に採用することにより、パッケージの際貫通穴８を介
して封止樹脂が注入されるので、封止樹脂とヒートシン
クとの密着性を向上させることができる。同時に、リー
ドフレームを挾んでパッケージを構成する上下の樹脂が
貫通穴８を介して隙間なく注入されしっかりとつながっ
てモールドされるので、強固なパッケージ６を形成する
のに効果がある。
【００２４】［実施例４］図６は本発明のヒートシンク
付き半導体装置に用いるヒートシンクの製造方法の一実
施例を示す工程説明図である。図６の（ａ）〜（ｃ）の
工程断面図順にその製造手順を説明する。まず、図６の
（ａ）において、形成しようとするヒートシンクの板厚
と同じ厚さの例えば無酸素銅等の素材（金属板）９の一
面（図の上面）に、凸字状の突起部を形成するために小
レジスト膜１０を所定の間隔をもつて配設し、さらに素
材９の他の面（図の下面）の小レジスト膜１０に対応す
る位置に凸型ヒートシンクの底面を形成するための大レ
ジスト膜１１を所定の間隔をもつて配設する。次いで、
図６の（ｂ）に示すように、大レジスト膜１１及び小レ
ジスト膜１０をマスクとして素材９の両面から例えば塩
化第二鉄を主成分とするエッチング液による湿式エッチ
ングを行い、大レジスト膜１１間の所定の間隔下の素材
９の部分が分離されるまでエッチングして、個々のレジ
スト付き凸状素材９ａを形成する。さらに、図６の
（ｃ）に示すように、レジスト付き凸状素材９ａの大レ
ジスト膜１１及び小レジスト膜１０を通常の方法で除去
することにより個々の凸型ヒートシンク４ａが形成され
る。
【００２５】以上の説明から明らかなように、本実施例
はエッチングのみでヒートシンクを製作する製造方法を
示したものである。そして、本実施例工程のような湿式
エッチングでは、よく知られている等方的なエッチング
が行われるので、上下のエッチング側面は周知のアンダ
ーカット状になるので、突起部側面は曲面的にえぐられ
た形状のものとなる。そのため、図１の（ｂ）で説明し
たようなＸ＞Ｙの条件を満足する突起部が形成される。
そして、上下面はマスクされているのでエッチングされ
ないから素材９の初めの上下面が保存され、ヒートシン
ク４ａの各Ａ、Ｂ及びＣ面（図１の（ｃ）参照）、すな
わちそれぞれ突起部頂上面、突起部側面及び底面につい
ては、Ａ面及びＣ面の粗さは３０um以下が達成される。
また、Ａ面及びＣ面の平行度も、３０um以下が保たれて
いる。また、Ｂ面も５０um程度の粗さで形成されること
が保証される。
【００２６】［実施例５］図７は本発明のヒートシンク
の製造方法の他の実施例を示す工程説明図である。図７
の（ａ）〜（ｄ）の工程断面図順にその製造手順を説明
する。まず、図７の（ａ）に示すように、形成しようと
するヒートシンクの厚さに等しい無酸素銅等の素材９の
一つの面にヒートシンクの突起部を形成するための小レ
ジスト膜１０を所定の間隔をもつて配設し、他の面の全
面にはレジスト膜１２を形成する。ついで、図７の
（ｂ）のように、小レジスト膜１０をマスクとして素材
９の上記一つの面側から前述と同様な湿式エッチングを
行い、素材９の厚さの例えばほぼ半分までエッチングし
て突起部が形成された相互に連結したままのレジスト付
き凸状素材９ｂを形成する。さらに、図７の（ｃ）のよ
うに、このレジスト付き凸状素材９ｂの小レジスト膜１
０及びレジスト膜１２を除去した後、図７の（ｄ）のよ
うに、エッチング領域をプレス加工あるいは切削加工等
の機械加工により均等分割して、個々の凸状ヒートシン
ク４ａを形成する。この時、プレス加工はヒートシンク
凸部側の面もしくは裏面のどちらから実施してもよい。
【００２７】以上の説明のように、ヒートシンクの製造
方法として、本実施例では湿式エッチングと機械加工を
併用する方法を示したが、この場合は一つの面側からの
みエッチングを行うので、エッチング深さつまり凸部の
高さを任意に設定できる点に特長がある。この点は、実
施例４の場合はエッチングが両面から行われるために、
凸部の高さを所期の値に設定するには上下面のマスク相
互の間隔を調整しなければならないという工程前のチェ
ックを要するのと比較すると、対照的な利点ということ
ができる。その他、形成されるヒートシンクの形状、精
度等についての特徴や効果は、実施例４で説明した通り
である。
【００２８】ところで、上述の実施例１〜実施例５にお
いては、ヒートシンク４ａは厚さＨ（凸字状体の高さに
相当）が１．６ｍｍのものを使用している。そして、パ
ッケージ６の厚さＰは３．３５ｍｍである。また、リー
ドフレームの各リード１の厚さＦは０．１２５〜０．１
５ｍｍであるが、通常は０．１５ｍｍのものを使用して
いる。そして、絶縁テープ２ａの位置から各リード１の
先端部までのリードの長さＬは最低２．５ｍｍである。
さらに、ポリイミドフィルム等からなる絶縁テープ２ａ
の厚さＴは０．０５ｍｍ、０．０７５ｍｍ及び０．１２
５ｍｍの３種類のものがあるが、主として０．０５ｍｍ
及び０．０７５ｍｍのものを使用している。上述の実施
例寸法から、ヒートシンクの厚さＨは、絶縁テープの厚
さを無視すれば、次式で表すことができる。 Ｈ＝（Ｐ−Ｆ）／２
【００２９】［実施例６］本実施例では、上述の実施例
４，５で説明したヒートシンクの製造方法を応用して、
半導体チップ取り付け場所に銀（Ａｇ）めっき面を有す
るヒートシンクの実施例とその構成及び効能について説
明する。図８は銀めっき面を有するヒートシンクを製造
する際の第１段階（図６の（ａ）工程に対応する段階）
の状態を示す断面図である。図に示したように、大レジ
スト膜１１を素材９の所定の位置に形成する前に、ま
ず、得ようとするヒートシンクの半導体チップ３の取り
付け位置を基準として、所定面積の銀めっき面１３を形
成する。この所定面積は一般に半導体チップ３の占める
面積の例えば４〜９倍程度と半導体チップ３の面積より
大きく取っておくのが望ましい。銀めっき面１３の形成
後、大レジスト膜１１と、この取り付け面の反対面に前
述の小レジスト膜１０を形成する。その後は、実施例４
の形成方法と同様な湿式エッチングを行った後、レジス
トを除去することにより、本発明による銀めっき面１３
を備えたヒートシンク４ａが得られる。
【００３０】図９の（ａ）は上述の銀めっき面を有する
ヒートシンクを用いて形成したヒートシンク付き半導体
装置のパッケージング前の有様を示す断面図であり、図
９の（ｂ）はその平面図である。図９の（ａ），（ｂ）
において、１３はヒートシンク４ａの半導体チップ３の
取り付け位置面を中心に形成された銀めっき面であり、
ワイヤ５ａを除く他の構成は図１の実施例装置等で示し
た半導体装置のそれと同様である。本実施例装置の特徴
は、半導体チップ３に設けられている幾つかの接地用の
ボンディングパットから取り出すワイヤ５ａを直接銀め
っき面１３に接続することにより、銀めっき面１３を接
地用として共用化でき、その共用化された分のリードを
他に利用できる。なお、本実施例では、銀めっき面１３
を有しかつ暗色処理層７を施しているヒートシンク４ｂ
の場合についてワイヤ接続の態様を説明した。しかし、
暗色処理層７を施していないような例えば銀めっき面１
３を備えたヒートシンク４ａを使用した場合であって
も、同様の効果が得られることはいうまでもない。
【００３１】［実施例７］図１０の（ａ）は銀めっき面
を有するヒートシンクを用いて形成した他の実施例装置
のパッケージング前の有様を示す断面図であり、図１０
の（ｂ）はその平面図である。図１０の（ａ），（ｂ）
において、１３はヒートシンク４ｂの半導体チップ３の
取り付け位置面を中心に形成された銀めっき面であり、
ワイヤ５ｂを除く他の構成は図９の実施例装置等で示し
た半導体装置のそれと同様である。本実施例において、
ワイヤ５ｂは銀めっき面１３（ヒートシンク４ｂ）から
少数のリード１に直接接続するワイヤ、ワイヤ５ａは図
９の場合と同様に半導体チップ３の複数の接地パッドか
ら銀めっき面１３へ直接接続するワイヤである。銀めっ
き面１３を利用したこのワイヤ接続構成によって、半導
体チップ３に設けられている幾つかの接地用のボンディ
ングパッドから取り出すワイヤ５ａを直接銀めっき面１
３に接続することにより、その分のリード１を他に利用
できるばかりでなく、例えば半導体チップ３上の複数の
接地用パッドからヒートシンク４ｂ面にボンディング
し、少数のリード１にヒートシンク４ｂからワイヤボン
ィングすることにより、接地電位が安定し、かつ少数リ
ードで多くの接地点をとることができるという利点が得
られる。なお、図１０の（ａ）では、各リード１から半
導体チップ３のボンディングパッドへ接続する通常のボ
ンディング用のワイヤ５の図示は省略している。
【００３２】また、図１１の（ａ）は銀めっき面を有す
るヒートシンクを用いて形成した他の実施例装置のパッ
ケージング前の有様を示す断面図であり、図１１の
（ｂ）はその平面図である。図１１の（ａ），（ｂ）に
おいて、ワイヤ５ｂを除く他の構成は図９及び図１０の
実施例装置で示した半導体装置のそれと同様である。図
１１のワイヤ接続構成では、接地用のリード１からヒー
トシンク４ｂの銀めっき面１３にワイヤ５ｂでボンディ
ングすると共に、半導体チップ３の複数の接地用パッド
にワイヤ５で接続している。しかも接続の順番として
は、接地用パッドと銀めっき面１３を比べた場合、最初
にリード１から近くの銀めっき面１３と接続し、その後
に、リード１から遠くの接地用パッドに接続するように
なっている。このワイヤ接続構成により、半導体チップ
３の裏面電位を接地電位に合わせられる利点が生ずると
共に、図１０の実施例装置に比して、例えばワイヤ５ａ
の上部の折れ曲がり変形が緩やかになるので、ボンディ
ング品質がより優れたものとなる。
【００３３】さらに、図１２の（ａ）は銀めっき面を有
するヒートシンクを用いて形成した別のの実施例装置の
パッケージング前の有様を示す断面図であり、図１２の
（ｂ）はその平面図である。図１２の（ａ），（ｂ）に
おいて、ワイヤボンディングの態様を除く他の構成は図
１０及び図１１の実施例装置で示した半導体装置のそれ
と同様である。この構成では、図１０及び図１１で示し
たワイヤ５ａ及び５ｂの銀めっき面１３を介して行う接
続法を併用したものとなっている。すなわち、半導体チ
ップ３の接地用パッドとヒートシンク４ｂをワイヤ５ａ
と、少数リードとヒートシンク４ｂを接続するワイヤ５
ｂを適宜組み合わせることによって、好適な接地接続の
態様が得られる利点がある。すなわち、この銀めっき面
は、この銀めっき面を介するワイヤボンディング結合方
式の多様化が可能となるので、ワイヤボンディングに対
して変化の多い態様を可能にするので、アース電位の安
定化や時定数の低減化等の装置性能の向上に著しく寄与
する。
【００３４】［実施例８］図１３は本発明のヒートシン
ク付き半導体装置の別の実施例を示す断面図である。図
１３の実施例装置の主構成は、図１の実施例装置とほぼ
同等であるが、ヒートシンク４ａの露出部を構成する突
起部頂上面に半田めっき層１４が設けられているのが特
徴である。すなわち、これまでの説明では省略していた
が、従来からこの種の半導体装置の外部端子となってい
る部分の各リード１には、実装時の便利さのために、図
示のような半田めっき１４ａが施されている。上述の半
田めっき層１４は、半田めっき１４ａの形成時に同一工
程で形成されたものである。この半田めっき層１４の付
加によって、例えば図２の実施例で説明した暗色処理層
７でこの面が被覆されている場合よりも、ヒートシンク
の防蝕作用を高める効果がある。また、単独では電気的
に絶縁構成となっているヒートシンクに電位（接地電位
を含む）を付与したり、場合によっては例えば放熱フィ
ン（図４せず）を追加接合する場合の半田づけ等の作業
上便利であるというような実用上の効果が得られる。
【００３５】
【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば、金属
等の熱伝導性の良いヒートシンクの一端面を露出させた
ヒートシンク付き半導体装置において、ヒートシンクを
凸字状のものとし、その突起部の側面部の形状をえぐれ
た格好のものととすることにより、突起部表面幅Ｘに対
して突起部側面の最小幅ＹがＸ＞Ｙとなるように構成し
たので、封止樹脂とヒートシンクとの密着性が改良さ
れ、この種の半導体装置の信頼性が向上する効果が得ら
れた。
【００３６】また、凸字状ヒートシンクの各面すなわち
突起部頂上面（Ａ面）、突起部側面（Ｂ面）及び底面
（Ｃ面）において、Ａ面及びＣ面の粗さは３０um以下と
なっており、また、Ａ面及びＣ面の平行度については、
３０um以下となっており、Ｂ面については、特に鏡面に
する必要はないが５０um程度にすることで、突起部頂上
面に封止樹脂が回り込んで被着されることがなくなり、
樹脂が剥離したりすることのない安定した見映えのよい
ヒートシンク露出面が確保できる。また、ワイヤーボン
ディングも安定した品質が保てるとともに、封止樹脂と
の密着性も確保できる。
【００３７】さらに、リードフレームにヒートシンクを
接着するのに幅の狭い絶縁テープを使用しているので、
ボンディング時にこの絶縁物を支点としてリード先端部
がボンディングパットやヒートシンクの面に確実に当接
し、リードをしっかりと固定させる。従って、この状態
でワイヤを安定したボンディングが可能となる。また、
絶縁物の配設態様によっては、例えばヒートシンク底面
の全ての辺でなく、相対する２辺にのみ配設することに
よって、リードの長さを稼ぎ得るばかりでなく、絶縁物
の量を減らせることができるので、半導体装置の信頼
性、耐湿性を改良させる効果がある。
【００３８】また、表面に黒化処理等の暗色処理を施し
たヒートシンクとすることにより、ワイヤーボンディン
グ時のリード認識が安定しボンディング品質が向上する
とともに、封止樹脂とヒートシンクとの密着性が向上す
る。また、貫通穴を有するヒートシンクを用いることに
より、貫通穴に封止樹脂が注入されるので、リードフレ
ームを挾んでパッケージを構成する上下の樹脂が貫通穴
を介して隙間なくしっかりとつながってモールドされる
ようになり、強固なパッケージを形成するのに効果があ
る。また、封止樹脂とヒートシンクとの密着性をさらに
向上させることができる。
【００３９】また、本発明によるヒートシンクの製造方
法によれば、エッチングにてヒートシンクの突起部を形
成するので、機械的なストレスをヒートシンクにかける
ことなく平坦度及び平行度の安定したヒートシンクを製
作することができる。一般に、エッチング加工のほうが
ヒートシンクの品質は安定するが、プレス加工を併用す
る場合は、素材の片面からのみエッチングすればよいの
で、エッチング深さの制御が容易となる上に、コストの
低下に寄与するという利点がある。さらに、このヒート
シンクの形成方法を利用すれば、ヒートシンクの半導体
チップの取り付け位置に所定面積の銀めっき面を形成し
ておくのが容易となる。そして、この銀めっき面は、こ
の銀めっき面を介するチップ近傍でのワイヤボンディン
グ結合方式の多様化を可能とし、ワイヤボンディングに
対して変化の多い態様を達成させるので、アース電位の
安定化や時定数の低減化等の装置性能の向上に著しく寄
与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるヒートシンク付き半導体装置及び
ヒートシンクの一実施例を示す要部説明図である。
【図２】本発明による表面に黒化処理等の暗色処理を施
したヒートシンク及びワイヤボンディング部分の要部説
明図である。
【図３】図１の半導体装置のワイヤボンディングの一例
を示す断面図である。
【図４】図３のワイヤボンディングが終了した時点の状
態を示す断面図である。
【図５】貫通穴を有する本発明のヒートシンク付き半導
体装置の要部平面図である。
【図６】本発明によるヒートシンクの製造方法の一実施
例を示す断面工程図である。
【図７】本発明によるヒートシンクの製造方法の他の実
施例を示す断面工程図である。
【図８】銀めっき面を有する本発明のヒートシンクを製
造する際の第１段階の状態を示す断面図である。
【図９】本発明の銀めっき面を有するヒートシンクを用
いたパッケージング前の有様を示す説明図である。
【図１０】本発明の銀めっき面を有するヒートシンクを
用いたパッケージング前の他の有様を示す説明図であ
る。
【図１１】本発明の銀めっき面を有するヒートシンクを
用いたパッケージング前の別の有様を示す説明図であ
る。
【図１２】本発明の銀めっき面を有するヒートシンクを
用いたパッケージング前のもう１つ別の有様を示す説明
図である。
【図１３】本発明のヒートシンクの頂上面に半田付けを
有する一実施例を示す説明図である。
【図１４】従来の露出型放熱方式の半導体装置を示す要
部断面図である。
【図１５】従来の凸形状ヒートシンクの模式断面図であ
る。
【図１６】本発明の絶縁物の配設態様の一実施例を示す
説明図である。
【符号の説明】
１ リードフレーム ２ 絶縁板 ２ａ 絶縁テープ ３ 半導体チップ ４，４ａ，４ｂ，４ｃ ヒートシンク ５，５ａ ワイヤ ６ パッケージ ７ 暗色処理層 ８ 貫通穴 ９ 素材 ９ａ，９ｂ レジスト付き凸状素材 １０ 小レジスト膜 １１ 大レジスト膜 １２ レジスト膜 １３ 銀めっき面 １４ 半田めっき層 １４ａ 半田めっき １５ リード押え
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 23/28 H01L 23/29

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 空間部及び複数のリードを有するリード
    フレームの前記空間部内に配設された半導体素子と、 前記複数のリードと前記半導体素子に設けられた複数の
    パッドとを各々電気的に接続するワイヤと、 高熱伝導性の材料からなり、前記リードの一部と重なる
    大きさに形成され前記半導体素子が載置される底面と前
    記底面とは反対面に突起した突起部とからなり、前記突
    起部の頂上面の一辺の長さを前記突起部における所定部
    分の対向する１対の側面間の距離より大きく形成した凸
    型ヒートシンクと、 前記リードと前記凸型ヒートシンクとを各々所定距離離
    し、かつ前記リードと前記底面との重なる間の一部を接
    合するように配設された絶縁物と、 前記リード、前記半導体素子、前記ワイヤ及び前記頂上
    面を除く前記凸型ヒートシンク及び前記絶縁物を封止す
    る樹脂とを備え、 前記凸型ヒートシンクの前記底面の前記半導体素子の配
    設位置に、この半導体素子のチップ面積より大きい銀め
    っき面を有することを特徴とする凸型ヒートシンク付き
    半導体装置。
  2. 【請求項２】 前記絶縁物は前記底面の全ての辺に配設
    されることを特徴とする請求項１記載の凸型ヒートシン
    ク付き半導体装置。
  3. 【請求項３】 前記絶縁物は前記底面の対向する２つの
    辺に配設されることを特徴とする請求項１記載の凸型ヒ
    ートシンク付き半導体装置。
  4. 【請求項４】 前記凸型ヒートシンクは前記突起部の頂
    上面の面積が前記突起部の最小横面積より大きいことを
    特徴とする請求項１記載の凸型ヒートシンク付き半導体
    装置。
  5. 【請求項５】 前記高熱伝導性の材料は銅、アルミニウ
    ム、銀又は金の単体、あるいはこれら金属元素の合金か
    らなるものであることを特徴とする請求項１記載の凸型
    ヒートシンク付き半導体装置。
  6. 【請求項６】 前記凸型ヒートシンクの形状構造は湿式
    エッチングにより得られたものであることを特徴とする
    請求項１記載の凸型ヒートシンク付き半導体装置。
  7. 【請求項７】 前記凸型ヒートシンクはその表面にアル
    カリ酸化処理による暗色表面処理層を有することを特徴
    とする請求項１記載の凸型ヒートシンク付き半導体装
    置。
  8. 【請求項８】 前記凸型ヒートシンクは前記底面が四角
    形状を持ち、前記突起部の頂上面を除く部分の対称位置
    に、厚さ方向に貫通する複数個の穴を有することを特徴
    とする請求項１記載の凸型ヒートシンク付き半導体装
    置。
  9. 【請求項９】 前記凸型ヒートシンクの前記突起部の頂
    上面の表面粗さが３０μｍ 以下であることを特徴とす
    る請求項１記載の凸型ヒートシンク付き半導体装置。
  10. 【請求項１０】 前記凸型ヒートシンクの前記突起部の
    頂上面と前記底面の面平行度が３０μｍ 以下であるこ
    とを特徴とする請求項１ 記載の付き凸型ヒートシンク
    付き半導体装置。
  11. 【請求項１１】 前記凸型ヒートシンクの前記突起部の
    頂上面と前記底面の面形状が互いに異なっていることを
    特徴とする請求項１記載の凸型ヒートシンク付き半導体
    装置。
  12. 【請求項１２】 前記半導体素子の接地電位用パッドか
    ら前記銀めっき面に接続するワイヤと前記銀めっき面か
    ら前記リードに接続するワイヤとを有することを特徴と
    する請求項１０記載の凸型ヒートシンク付き半導体装
    置。
  13. 【請求項１３】 前記半導体素子の接地電位用パッドか
    ら前記リードに接続するワイヤと前記銀めっき面から同
    じ前記リードに接続するワイヤとを有することを特徴と
    する請求項１０記載の凸型ヒートシンク付き半導体装
    置。
  14. 【請求項１４】 前記半導体素子の接地電位用パッドか
    ら前記リードに接続するワイヤを有するとともに、同じ
    前記リードから前記銀めっき面に接続するワイヤを有す
    ることを特徴とする請求項１１記載の凸型ヒートシンク
    付き半導体装置。
  15. 【請求項１５】 前記凸型ヒートシンクの前記突起部の
    頂上面は樹脂パッケージングの後半田めっき加工されて
    いることを特徴とする請求項１記載の凸型ヒートシンク
    付き半導体装置。
JP14756894A 1993-07-08 1994-06-29 凸型ヒートシンク付き半導体装置及びその凸型ヒートシンクの製造方法 Expired - Fee Related JP3427492B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14756894A JP3427492B2 (ja) 1993-07-08 1994-06-29 凸型ヒートシンク付き半導体装置及びその凸型ヒートシンクの製造方法

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16940993 1993-07-08
JP5-169409 1993-07-08
JP14756894A JP3427492B2 (ja) 1993-07-08 1994-06-29 凸型ヒートシンク付き半導体装置及びその凸型ヒートシンクの製造方法

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003029698A Division JP3855941B2 (ja) 1993-07-08 2003-02-06 凸型ヒートシンク付き半導体装置の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0774287A JPH0774287A (ja) 1995-03-17
JP3427492B2 true JP3427492B2 (ja) 2003-07-14

Family

ID=26478059

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14756894A Expired - Fee Related JP3427492B2 (ja) 1993-07-08 1994-06-29 凸型ヒートシンク付き半導体装置及びその凸型ヒートシンクの製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3427492B2 (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG114453A1 (en) * 1994-12-16 2005-09-28 Seiko Epson Corp Semiconductor device with a heat sink and method of producing the heat sink
KR100475336B1 (ko) * 1997-09-13 2005-05-18 삼성전자주식회사 히트싱크를갖는고전력패키지
JP4220641B2 (ja) * 2000-01-13 2009-02-04 電気化学工業株式会社 樹脂モールド用回路基板と電子パッケージ
JP4520330B2 (ja) 2004-03-16 2010-08-04 パナソニック株式会社 低圧水銀蒸気放電ランプ
JP4270282B2 (ja) 2007-01-23 2009-05-27 セイコーエプソン株式会社 半導体装置の製造方法
KR101698932B1 (ko) 2010-08-17 2017-01-23 삼성전자 주식회사 반도체 패키지 및 그 제조방법
EP3272798B1 (en) 2015-03-18 2023-04-19 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Polyamide resin foam-molded article and method for producing polyamide resin foam-molded article
JP7334369B1 (ja) * 2022-06-28 2023-08-28 三菱電機株式会社 パワーモジュール及び電力変換装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0774287A (ja) 1995-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5653891A (en) Method of producing a semiconductor device with a heat sink
JP2891607B2 (ja) 半導体集積回路装置の製造方法
JP3285815B2 (ja) リードフレーム，樹脂封止型半導体装置及びその製造方法
JP3420057B2 (ja) 樹脂封止型半導体装置
KR100299384B1 (ko) 볼 그리드 어레이 패키지
JP3427492B2 (ja) 凸型ヒートシンク付き半導体装置及びその凸型ヒートシンクの製造方法
JPH09307043A (ja) リードフレーム部材とその製造方法、および該リードフレーム部材を用いた半導体装置
US5796160A (en) Resin-sealed semiconductor device
JPH098186A (ja) 半導体集積回路装置およびその製造方法
JPH11260990A (ja) リードフレーム，樹脂封止型半導体装置及びその製造方法
JP2000243880A (ja) 半導体装置とその製造方法
JP3855941B2 (ja) 凸型ヒートシンク付き半導体装置の製造方法
EP0723293A1 (en) Semiconductor device with a heat sink and method of producing the heat sink
JPH0563113A (ja) 樹脂封止型半導体装置
JP2000196005A (ja) 半導体装置
JP2756791B2 (ja) 樹脂封止型半導体装置
JPH11260989A (ja) 樹脂封止型半導体装置及びその製造方法
JPH10313081A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP2001135767A (ja) 半導体装置およびその製造方法
KR100414709B1 (ko) 히이트싱크부착반도체장치및그히이트싱크의제조방법
KR200159861Y1 (ko) 반도체 패키지
JP3499655B2 (ja) 半導体装置
JP2927066B2 (ja) 樹脂封止型半導体装置の製造方法
JP3419922B2 (ja) 半導体装置
JPH1056122A (ja) 表面実装型半導体装置の製造方法および表面実装型半導体装置、およびそれに用いられるリードフレーム部材

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20030107

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20030408

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080516

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090516

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100516

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110516

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120516

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130516

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees