JP7059765B2 - Semiconductor device - Google Patents

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Description

本発明は、いわゆるハーフモールド構造の半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device having a so-called half-mold structure.

従来、この種の半導体装置は、放熱板と、放熱板の一面側に搭載される半導体素子と、リードフレームと、リードフレームと半導体素子とを電気的に接続するワイヤと、これらを覆うモールド樹脂とを備える。そして、放熱板のうち一面と反対側の他面は、モールド樹脂から露出している。 Conventionally, this type of semiconductor device has been a heat sink, a semiconductor element mounted on one side of the heat sink, a lead frame, a wire for electrically connecting the lead frame and the semiconductor element, and a mold resin covering these. And prepare. The other surface of the heat sink opposite to one surface is exposed from the mold resin.

この種の半導体装置では、モールド樹脂を成形する際に、放熱板のうちモールド樹脂から露出させる他面（以下「露出面」という）とモールド樹脂成形に用いる金型との間にモールド樹脂の材料が入り込むことで、樹脂バリを生じることがある。樹脂バリが生じると、外観の悪化や樹脂バリが生じた部分ではんだが弾いてしまうことによる実装性の悪化などの問題が起きるため、樹脂バリを除去する余分な工程が必要となる。 In this type of semiconductor device, when molding the mold resin, the material of the mold resin is between the other surface of the heat dissipation plate exposed from the mold resin (hereinafter referred to as "exposed surface") and the mold used for molding the mold resin. May cause resin burrs. When resin burrs occur, problems such as deterioration of appearance and deterioration of mountability due to the solder repelling at the portion where the resin burrs occur occur, so an extra process for removing the resin burrs is required.

この樹脂バリが生じることを抑制する方法としては、例えば特許文献１に記載のものが挙げられる。特許文献１に記載の発明は、露出面となる面に凸部を備える放熱板を用い、モールド樹脂成形用の金型内に放熱板を露出面の反対側から押圧する押圧ピンをセットしてモールド樹脂成形を行う。これにより、モールド樹脂成形において、凸部が金型を押圧させられて塑性変形することで金型と密着し、凸部と金型との隙間にモールド樹脂材料が進入することが抑制され、樹脂バリの発生が抑制される。 Examples of the method for suppressing the occurrence of this resin burr include those described in Patent Document 1. In the invention described in Patent Document 1, a heat sink having a convex portion on the surface to be the exposed surface is used, and a pressing pin for pressing the heat sink from the opposite side of the exposed surface is set in a mold for molding a mold resin. Mold Resin molding is performed. As a result, in mold resin molding, the convex portion is pressed against the mold and plastically deformed to be in close contact with the mold, and the mold resin material is suppressed from entering the gap between the convex portion and the mold. The generation of burrs is suppressed.

特開平１１－１５０２１６号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-150216

上記の樹脂バリは、金型内に注入されたモールド樹脂材料が放熱板のうち一面と他面とを繋ぐ側面に向かって流れ込み、放熱板の他面と金型との隙間に入り込むことで生じる。つまり、他面における樹脂バリは、側面にかかるモールド樹脂材料の衝突エネルギーが大きいほど生じやすい。 The above resin burrs occur when the mold resin material injected into the mold flows toward the side surface connecting one side and the other side of the heat sink and enters the gap between the other side of the heat sink and the mold. .. That is, resin burrs on the other surface are more likely to occur as the collision energy of the molded resin material applied to the side surface is larger.

特許文献１に記載の発明は、放熱板の側面が平坦であるため、側面のうち凸部が形成された他面側の部分におけるモールド樹脂材料による衝突エネルギーが大きく、凸部に対する同材料による衝突エネルギーが低減されにくい構造である。また、特許文献１に記載の発明は、凸部がモールド樹脂成形における押圧により凸部全体が折れ曲がるような塑性変形をする前提の構造とされており、折れ曲がり方によっては、樹脂バリが発生し得る。 In the invention described in Patent Document 1, since the side surface of the heat radiating plate is flat, the collision energy due to the mold resin material in the portion of the side surface on the other surface side where the convex portion is formed is large, and the collision energy with the convex portion is large. It is a structure in which energy is not easily reduced. Further, the invention described in Patent Document 1 is based on the premise that the convex portion is plastically deformed so that the entire convex portion is bent by pressing in the molding resin molding, and resin burrs may occur depending on the bending method. ..

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、ヒートシンクのうちモールド樹脂から露出する他面側における樹脂バリの発生が抑制される構造の半導体装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device having a structure in which the generation of resin burrs is suppressed on the other surface side of the heat sink exposed from the mold resin.

上記目的を達成するため、請求項１に記載の半導体装置は、表裏の関係にある一面（１０ａ）および他面（１０ｂ）と、一面と他面との間の面である側面（１０ｃ）と、を有するヒートシンク（１０）と、一面上に接合材（２０）を介して搭載された半導体素子（３０）と、半導体素子と電気的に接続されたリードフレーム（４０）と、ヒートシンク、半導体素子、リードフレームを覆うモールド樹脂（６０）と、を備える。このような構成において、ヒートシンクは、他面に対する法線方向から見て、枠体状とされた突起部（１３）が他面に形成されると共に、突起部の内側の領域の一部がモールド樹脂から露出しており、突起部は、上記の法線方向から見て、他面の外郭よりも内側に配置されており、一面と他面とを繋ぐ方向を厚み方向として、側面のうち他面側の一部の領域は、側面の残部よりも厚み方向における幅が狭い狭窄部（１０ｃｂ）とされており、ヒートシンクは、他面のうち突起部の内側の領域であって突起部に隣接する領域に、法線方向から見て突起部に沿って延設された溝部（１４）が形成されており、溝部は、他面のうち突起部よりも外側の領域にも形成されている。 In order to achieve the above object, the semiconductor device according to claim 1 has one surface (10a) and another surface (10b) which are in a front-to-back relationship, and a side surface (10c) which is a surface between one surface and the other surface. , A semiconductor element (30) mounted on one surface via a bonding material (20), a lead frame (40) electrically connected to the semiconductor element, a heat sink, and a semiconductor element. , A mold resin (60) that covers the lead frame. In such a configuration, the heat sink has a frame-shaped protrusion (13) formed on the other surface when viewed from the normal direction with respect to the other surface, and a part of the inner region of the protrusion is molded. Exposed from the resin, the protrusions are arranged inside the outer shell of the other surface when viewed from the above normal direction, and the direction connecting one surface to the other surface is the thickness direction, and the other side surface. A part of the area on the surface side is a narrowed portion (10 kb) whose width is narrower in the thickness direction than the rest of the side surface , and the heat sink is an inner region of the protrusion on the other surface and is adjacent to the protrusion. A groove portion (14) extending along the protrusion portion when viewed from the normal direction is formed in the region to be formed, and the groove portion is also formed in a region of the other surface outside the protrusion portion .

これにより、ヒートシンクの側面のうち他面側が狭窄部とされ、モールド樹脂の形成工程において突起部に横からかかるモールド樹脂材料による衝突エネルギーが低減される構造となる。また、モールド樹脂の形成に用いる金型に突起部が押圧され、これらの隙間が塞がった状態となるため、他面のうち突起部の内側領域にモールド樹脂材料が進入することによる樹脂バリの発生が抑制される半導体装置となる。 As a result, the other side of the side surface of the heat sink is formed as a constricted portion, and the structure is such that the collision energy due to the mold resin material applied from the side to the protrusion in the molding resin forming step is reduced. Further, since the protrusions are pressed against the mold used for forming the mold resin and these gaps are closed, resin burrs are generated due to the mold resin material entering the inner region of the protrusions on the other surface. It becomes a semiconductor device that suppresses.

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。 The reference numerals in parentheses of each of the above means indicate an example of the correspondence with the specific means described in the embodiment described later.

第１実施形態の半導体装置の断面構成を示す図であって、図３中のI-I間の断面を示す概略断面図である。It is a figure which shows the cross-sectional structure of the semiconductor device of 1st Embodiment, and is the schematic cross-sectional view which shows the cross section between I and I in FIG. 第１実施形態の半導体装置の断面構成を示すであって、図３中のII-II間の断面を示す概略断面図である。The cross-sectional structure of the semiconductor device of 1st Embodiment is shown, and it is the schematic cross-sectional view which shows the cross section between II and II in FIG. 第１実施形態の半導体装置を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows the semiconductor device of 1st Embodiment. 第１実施形態の半導体装置におけるヒートシンクを他面側から見た様子を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows the appearance of the heat sink in the semiconductor device of 1st Embodiment seen from the other side. 従来の半導体装置でのモールド樹脂の形成工程におけるモールド樹脂材料の流れを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the flow of the mold resin material in the process of forming the mold resin in the conventional semiconductor device. 図５Ａに続く状態を示す図であって、モールド樹脂材料のヒートシンクへの衝突とそのエネルギーを示す模式図である。It is a figure which shows the state which follows FIG. 5A, and is the schematic diagram which shows the collision of a mold resin material with a heat sink, and the energy thereof. 第１実施形態の半導体装置でのモールド樹脂の形成工程におけるモールド樹脂材料の流れを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the flow of the mold resin material in the process of forming the mold resin in the semiconductor device of 1st Embodiment. 図５Ｃに続く状態を示す図であって、モールド樹脂材料のヒートシンクへの衝突とそのエネルギーを示す模式図である。It is a figure which shows the state which follows FIG. 5C, and is the schematic diagram which shows the collision of a mold resin material with a heat sink, and the energy thereof. 突起部が形成されていないヒートシンクが用いられた従来の半導体装置を他の部材に搭載する際におけるはんだボールの発生を示す概略断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the generation of the solder ball at the time of mounting a conventional semiconductor device which used the heat sink which the protrusion is not formed on the other member. 第１実施形態の半導体装置を他の部材に搭載する様子を示す概略断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the state which the semiconductor device of 1st Embodiment is mounted on another member. 第２実施形態の半導体装置を構成するヒートシンクの突起部の断面形状を示す概略断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the cross-sectional shape of the protrusion of the heat sink which constitutes the semiconductor device of 2nd Embodiment. 第２実施形態の半導体装置にかかるヒートシンクの突起部がモールド金型に当接する一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example which the protrusion of the heat sink which concerns on the semiconductor device of 2nd Embodiment comes into contact with a mold. 第２実施形態の半導体装置にかかるヒートシンクであって、他の形状とされた突起部がモールド金型に当接する一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example which is the heat sink which concerns on the semiconductor device of 2nd Embodiment, and the protrusion | portion which has the other shape comes into contact with a mold mold. 第２実施形態の半導体装置にかかるヒートシンクであって、他の形状とされた突起部がモールド金型に当接する一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example which is the heat sink which concerns on the semiconductor device of 2nd Embodiment, and the protrusion | portion which has the other shape comes into contact with a mold mold. 第２実施形態の半導体装置にかかるヒートシンクであって、他の形状とされた突起部がモールド金型に当接する一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example which is the heat sink which concerns on the semiconductor device of 2nd Embodiment, and the protrusion | portion which has the other shape comes into contact with a mold mold. 第３実施形態の半導体装置の断面構成を示す概略断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the cross-sectional structure of the semiconductor device of 3rd Embodiment. 第３実施形態の半導体装置におけるヒートシンクを他面側から見た様子を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows the appearance of the heat sink in the semiconductor device of 3rd Embodiment seen from the other side. 他の実施形態の半導体装置の断面構成を示す概略断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the cross-sectional structure of the semiconductor device of another embodiment.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均などである部分には、同一符号を付して説明を行う。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each of the following embodiments, the parts that are the same or equal to each other will be described with the same reference numerals.

（第１実施形態）
第１実施形態の半導体装置について、図１～図６を参照して述べる。本実施形態の半導体装置は、例えば自動車などの車両に搭載され、車両用の各種電子装置を駆動するための装置として適用され得る。 (First Embodiment)
The semiconductor device of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 6. The semiconductor device of the present embodiment can be mounted on a vehicle such as an automobile and applied as a device for driving various electronic devices for the vehicle.

図１では、構成を分かり易くするため、別断面に配置されている後述するワイヤ５０を破線で示している。図３では、後述するリードフレーム４０のリード４１の本数を減らし、デフォルメしたものを示すと共に、上面視したときのモールド樹脂６０の外郭を二点鎖線で示している。図４では、後述する突起部１３の配置を分かり易くするため、断面を示すものではないが、ハッチングを施している。 In FIG. 1, in order to make the configuration easy to understand, the wire 50 described later, which is arranged in another cross section, is shown by a broken line. In FIG. 3, the number of leads 41 of the lead frame 40, which will be described later, is reduced to show a deformed one, and the outer shell of the mold resin 60 when viewed from above is shown by a two-dot chain line. In FIG. 4, in order to make it easy to understand the arrangement of the protrusion 13 described later, a cross section is not shown, but hatching is performed.

本実施形態の半導体装置は、図１に示すように、表裏の関係にある一面１０ａおよび他面１０ｂを有するヒートシンク１０と、接合材２０と、半導体素子３０と、リードフレーム４０と、ワイヤ５０と、モールド樹脂６０とを有してなる。この半導体装置は、図１に示すように、ヒートシンク１０のうち半導体素子３０が搭載される一面１０ａの反対側の他面１０ｂの一部がモールド樹脂６０から露出しており、いわゆるハーフモールド構造とされている。 As shown in FIG. 1, the semiconductor device of the present embodiment includes a heat sink 10 having one side 10a and another side 10b, a joining material 20, a semiconductor element 30, a lead frame 40, and a wire 50, which are in a front-to-back relationship. , The mold resin 60 and the like. As shown in FIG. 1, this semiconductor device has a so-called half-mold structure in which a part of the other surface 10b on the opposite side of the one surface 10a on which the semiconductor element 30 is mounted is exposed from the mold resin 60 in the heat sink 10. Has been done.

ヒートシンク１０は、図１に示すように、一面１０ａ、他面１０ｂ、および一面１０ａと他面１０ｂとの間の面である側面１０ｃを備える板状とされ、例えば銅系金属や鉄系金属などの金属材料などにより構成される。ヒートシンク１０は、一面１０ａ上に接合材２０を介して半導体素子３０が搭載されている。 As shown in FIG. 1, the heat sink 10 has a plate shape having one surface 10a, another surface 10b, and a side surface 10c which is a surface between one surface 10a and the other surface 10b, and is, for example, a copper-based metal or an iron-based metal. It is composed of metal materials and the like. The heat sink 10 has a semiconductor element 30 mounted on one surface 10a via a joining material 20.

ヒートシンク１０は、図２に示すように、一面１０ａに支持部１２が形成されている。ヒートシンク１０は、図１に示すように、他面１０ｂに突起部１３が形成されている。ヒートシンク１０の側面１０ｃは、図１に示すように、本実施形態では、突起状の区画部１１が形成されることで、一面１０ａの領域と他面１０ｂ側の領域との少なくとも２つの領域に区画されている。 As shown in FIG. 2, the heat sink 10 has a support portion 12 formed on one surface 10a. As shown in FIG. 1, the heat sink 10 has a protrusion 13 formed on the other surface 10b. As shown in FIG. 1, the side surface 10c of the heat sink 10 is formed into at least two regions, one on the one side 10a and the other on the other side 10b, by forming the protrusion-shaped partition portion 11 in the present embodiment. It is partitioned.

以下、説明の簡略化のため、一面１０ａと他面１０ｂとを繋ぐ方向を「厚み方向」と称する。また、図１に示すように、ヒートシンク１０の側面１０ｃのうち区画部１１によりも一面１０ａ側の領域を「第１領域１０ｃａ」と称し、区画部１１によりも他面１０ｂ側の領域を「第２領域１０ｃｂ」と称する。 Hereinafter, for the sake of simplification of the description, the direction connecting the one surface 10a and the other surface 10b is referred to as a "thickness direction". Further, as shown in FIG. 1, a region of the side surface 10c of the heat sink 10 on the one side 10a side of the partition portion 11 is referred to as a “first region 10ca”, and a region on the other surface 10b side of the compartment portion 11 is referred to as a “first region 10b”. It is referred to as "2 regions 10 bb".

ヒートシンク１０は、図１に示すように、第２領域１０ｃｂの厚み方向の幅が第１領域１０ｃａよりも小さい形状とされている。つまり、第２領域１０ｃｂは、第１領域１０ｃａよりも厚み方向における幅が狭いことから、「狭窄部１０ｃｂ」とも称され得る。第２領域１０ｃｂは、後述するモールド樹脂６０の形成工程にて、モールド樹脂材料によって突起部１３にかかる衝突エネルギーを緩和するために形成される。この詳細については、後述する。 As shown in FIG. 1, the heat sink 10 has a shape in which the width of the second region 10 cab in the thickness direction is smaller than that of the first region 10 ca. That is, since the width of the second region 10cc in the thickness direction is narrower than that of the first region 10ca, it can also be referred to as a “stenosis portion 10cc”. The second region 10cc is formed in order to alleviate the collision energy applied to the protrusion 13 by the mold resin material in the molding resin 60 forming step described later. The details will be described later.

区画部１１は、側面１０ｃを少なくとも狭窄部１０ｃｂを有するものとするために設けられるものであり、本実施形態では、図１に示すように、断面視にて三角形状とされている。区画部１１は、すべての側面１０ｃに形成されており、ヒートシンク１０を囲む閉環形状とされている。言い換えると、閉環形状の区画部１１により、同様の閉環形状の第２領域１０ｃｂが形成されているとも言える。区画部１１は、側面１０ｃを区画し、第２領域１０ｃｂを有するものとできればよく、その形状については、任意である。 The partition portion 11 is provided so that the side surface 10c has at least a narrowed portion 10cc, and in the present embodiment, as shown in FIG. 1, it has a triangular shape in a cross-sectional view. The partition 11 is formed on all side surfaces 10c and has a ring-closed shape surrounding the heat sink 10. In other words, it can be said that the ring-closed partition portion 11 forms a ring-closed second region 10 kb. The partition portion 11 may be capable of partitioning the side surface 10c and having a second region 10cc, and the shape thereof is arbitrary.

支持部１２は、図２に示すように、ヒートシンク１０の一面１０ａ側に形成される凸部であって、リードフレーム４０のうち嵌合部４２が嵌め込まれており、嵌合部４２を支持するものである。具体的には、支持部１２は、モールド樹脂６０の形成工程にて、モールド樹脂６０を形成するために用いる金型（以下「モールド金型」という）の型合わせの力が突起部１３に伝達されるように嵌合部４２を支持するものである。支持部１２は、例えば図２に示すように、２本形成されるが、嵌合部４２をかしめなどにより支持できればよく、その数や形状などについては適宜変更される。 As shown in FIG. 2, the support portion 12 is a convex portion formed on one surface 10a side of the heat sink 10, and the fitting portion 42 of the lead frame 40 is fitted to support the fitting portion 42. It is a thing. Specifically, in the support portion 12, in the process of forming the mold resin 60, the mold matching force of the mold used for forming the mold resin 60 (hereinafter referred to as “mold mold”) is transmitted to the protrusion portion 13. It supports the fitting portion 42 so as to be used. As shown in FIG. 2, for example, two support portions 12 are formed, but it is sufficient that the fitting portion 42 can be supported by caulking or the like, and the number and shape thereof are appropriately changed.

突起部１３は、例えば、図１に示すように、他面１０ｂに対する法線方向（以下「他面法線方向」という）において突出しており、本実施形態では、断面視にて矩形形状とされている。突起部１３は、図４に示すように、他面法線方向から見て、枠体状の突起とされると共に、他面１０ｂの外郭から離れて内側の位置に配置されている。突起部１３は、後述するモールド樹脂６０の形成工程にて、モールド樹脂６０を構成するモールド樹脂材料が、他面１０ｂのうち突起部１３に囲まれた領域（以下「突起部内側領域」という）に進入して樹脂バリが形成されることを抑制するものである。 As shown in FIG. 1, the protrusion 13 protrudes in the normal direction with respect to the other surface 10b (hereinafter referred to as “other surface normal direction”), and in the present embodiment, the protrusion 13 has a rectangular shape in a cross-sectional view. ing. As shown in FIG. 4, the protrusion 13 is a frame-shaped protrusion when viewed from the normal direction of the other surface, and is arranged at an inner position away from the outer shell of the other surface 10b. The protrusion 13 is a region of the other surface 10b where the mold resin material constituting the mold resin 60 is surrounded by the protrusion 13 (hereinafter referred to as “protrusion inner region”) in the molding resin 60 forming step described later. It suppresses the formation of resin burrs by entering the market.

具体的には、突起部１３は、モールド樹脂６０の形成工程において、後述するモールド金型に対して押圧され、この押圧により突起部１３とモールド金型との隙間を塞ぐことで、突起部内側領域にモールド樹脂材料が進入することを抑制する役割を果たす。 Specifically, the protrusion 13 is pressed against the mold mold described later in the process of forming the mold resin 60, and the pressure closes the gap between the protrusion 13 and the mold, thereby closing the inside of the protrusion 13. It plays a role of suppressing the entry of the mold resin material into the region.

なお、突起部１３は、例えば、他面法線方向における高さが１５μｍとされ、他面法線方向に対して垂直な方向における幅が１００μｍとされるが、高さや幅については適宜変更されてもよい。また、突起部１３は、他の部材へのはんだ接合に用いられる部分である突起内側領域が接合に支障のない程度の面積とされればよく、他面１０ｂの外郭との距離については任意である。 The protrusion 13 has, for example, a height of 15 μm in the normal direction of the other surface and a width of 100 μm in the direction perpendicular to the normal direction of the other surface, but the height and width are appropriately changed. May be. Further, the protrusion 13 may have an area such that the protrusion inner region, which is a portion used for solder joining to other members, does not hinder the joining, and the distance from the outer shell of the other surface 10b is arbitrary. be.

接合材２０は、ヒートシンク１０に半導体素子３０を搭載するために用いられるものであり、例えば、はんだや銀ペーストなどの導電性接着剤などよりなる。 The joining material 20 is used for mounting the semiconductor element 30 on the heat sink 10, and is made of, for example, a conductive adhesive such as solder or silver paste.

半導体素子３０は、主としてシリコンなどの半導体材料により構成され、例えばＭＯＳトランジスタ、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）などのパワー素子やダイオードなどであり、通常の半導体プロセスにより製造される。半導体素子３０は、接合材２０の反対側の面に図示しない電極が形成され、図１に示すように、ワイヤ５０を介してリードフレーム４０のうちリード４１と電気的に接続される。 The semiconductor element 30 is mainly composed of a semiconductor material such as silicon, and is, for example, a power element such as a MOS transistor or an IGBT (insulated gate bipolar transistor), a diode, or the like, and is manufactured by a normal semiconductor process. An electrode (not shown) is formed on the opposite surface of the bonding material 20 of the semiconductor element 30, and as shown in FIG. 1, the semiconductor element 30 is electrically connected to the lead 41 of the lead frame 40 via the wire 50.

リードフレーム４０は、例えば、銅系金属や鉄系金属などの金属材料によりなり、図３に示すように、複数のリード４１および嵌合部４２を備え、一面１０ａに対する法線方向から見て半導体素子３０を取り囲むように配置される。リードフレーム４０は、モールド樹脂６０の形成までは、図示しないタイバーにより隣接する複数のリード４１が連結されているが、モールド樹脂６０の形成後にプレス打ち抜きなどによりタイバーが除去されることで、複数のリード４１が分離した状態となる。 The lead frame 40 is made of a metal material such as a copper-based metal or an iron-based metal, and as shown in FIG. 3, has a plurality of leads 41 and a fitting portion 42, and is a semiconductor when viewed from the normal direction with respect to one surface 10a. It is arranged so as to surround the element 30. In the lead frame 40, a plurality of adjacent leads 41 are connected by a tie bar (not shown) until the mold resin 60 is formed. However, after the mold resin 60 is formed, the tie bars are removed by press punching or the like to remove the plurality of leads 41. The lead 41 is in a separated state.

複数のリード４１は、図１に示すように、一部がモールド樹脂６０に封止されるインナーリードとされ、残部がモールド樹脂６０から露出するアウターリードとされている。 As shown in FIG. 1, the plurality of leads 41 are inner leads that are partially sealed in the mold resin 60 and outer leads whose remainder is exposed from the mold resin 60.

嵌合部４２は、例えば、図２に示すように、支持部１２がはめ込まれる貫通孔４２ａが形成されており、支持部１２が挿入されてかしめられることでヒートシンク１０に固定されている。嵌合部４２は、例えば、図２に示すように、上面視にて隣接する２本のリード４１と接続されている。嵌合部４２は、モールド樹脂６０の成形前では、接続された２本のリード４１を介して図示しないタイバーにより他のリード４１と連結されており、モールド樹脂６０の成形後にタイバーがプレス打ち抜きなどにより除去されることで他のリード４１と分離される。 As shown in FIG. 2, for example, the fitting portion 42 has a through hole 42a into which the support portion 12 is fitted, and is fixed to the heat sink 10 by inserting and crimping the support portion 12. As shown in FIG. 2, for example, the fitting portion 42 is connected to two adjacent leads 41 in a top view. Before molding the mold resin 60, the fitting portion 42 is connected to another lead 41 by a tie bar (not shown) via two connected leads 41, and the tie bar is press punched or the like after molding the mold resin 60. It is separated from the other leads 41 by being removed by.

嵌合部４２は、図２に示すように、半導体素子３０の反対側の一端側がモールド樹脂６０から露出した露出部４２ｂとされている。露出部４２ｂは、モールド樹脂６０の形成工程においてモールド金型の型合わせの力がかかる部分である。嵌合部４２は、露出部４２ｂにモールド金型による力がかかることで、支持部１２によって連結されたヒートシンク１０に当該力を伝達する役割を果たす部分であり、いわばヒートシンク１０を押圧する「押圧手段」と称され得る。 As shown in FIG. 2, the fitting portion 42 is an exposed portion 42b whose one end side on the opposite side of the semiconductor element 30 is exposed from the mold resin 60. The exposed portion 42b is a portion to which the mold matching force of the mold mold is applied in the process of forming the mold resin 60. The fitting portion 42 is a portion that plays a role of transmitting the force to the heat sink 10 connected by the support portion 12 by applying the force of the mold to the exposed portion 42b, and is a so-called “pressing” that presses the heat sink 10. Can be referred to as "means".

なお、嵌合部４２は、図３に示すように、ワイヤ５０が接続され、ワイヤ５０を介して半導体素子３０と電気的に接続されてもよく、この場合には、例えばグラウンドとしても用いられる。 As shown in FIG. 3, the fitting portion 42 may be connected to the wire 50 and electrically connected to the semiconductor element 30 via the wire 50. In this case, the fitting portion 42 may be used as a ground, for example. ..

ワイヤ５０は、図１に示すように、半導体素子３０とリード４１とを電気的に接続するものであり、例えば金、銀、アルミニウムなどによりなる。ワイヤ５０は、例えばワイヤボンディングなどにより半導体素子３０およびリード４１それぞれに接続される。 As shown in FIG. 1, the wire 50 electrically connects the semiconductor element 30 and the lead 41, and is made of, for example, gold, silver, or aluminum. The wire 50 is connected to each of the semiconductor element 30 and the lead 41 by, for example, wire bonding.

モールド樹脂６０は、例えばエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂などによりなり、図１に示すように、ヒートシンク１０の一部、半導体素子３０、リードフレーム４０の一部、およびワイヤ５０を覆っている。 The mold resin 60 is made of, for example, a thermosetting resin such as an epoxy resin, and as shown in FIG. 1, covers a part of the heat sink 10, a semiconductor element 30, a part of the lead frame 40, and the wire 50.

以上が、本実施形態の半導体装置の基本的な構成である。 The above is the basic configuration of the semiconductor device of this embodiment.

次に、本実施形態の半導体装置の製造方法の一例について説明する。ただ、本実施形態の半導体装置は、支持部１２、突起部１３および第２領域１０ｃｂを備える、ヒートシンク１０を用いる点以外の点については、公知の製造工程を採用できるため、ここでは簡単に説明する。 Next, an example of the method for manufacturing the semiconductor device of the present embodiment will be described. However, since the semiconductor device of the present embodiment can adopt a known manufacturing process except that the heat sink 10 is provided with the support portion 12, the protrusion portion 13 and the second region 10 kb, it will be briefly described here. do.

まず、支持部１２、突起部１３および第２領域１０ｃｂを備える、ヒートシンク１０と、半導体素子３０とを用意する。そして、ヒートシンク１０の一面１０ａ上にはんだなどの接合材２０を介して半導体素子３０を搭載する。 First, a heat sink 10 and a semiconductor element 30 having a support portion 12, a protrusion portion 13 and a second region 10 kb are prepared. Then, the semiconductor element 30 is mounted on one surface 10a of the heat sink 10 via a joining material 20 such as solder.

続けて、複数のリード４１と嵌合部４２とを有し、タイバーによりこれらが連結されたリードフレーム４０を用意する。そして、ヒートシンク１０の支持部１２に、このリードフレーム４０の嵌合部４２を嵌め込んでかしめることにより、ヒートシンク１０とリードフレーム４０とを連結する。その後、半導体素子３０と複数のリード４１それぞれとをワイヤボンディングなどにより、ワイヤ５０を介して電気的に接続し、モールド金型にセットするワークを形成する。 Subsequently, a lead frame 40 having a plurality of leads 41 and a fitting portion 42 and to which these are connected by a tie bar is prepared. Then, the heat sink 10 and the lead frame 40 are connected by fitting and crimping the fitting portion 42 of the lead frame 40 into the support portion 12 of the heat sink 10. After that, the semiconductor element 30 and each of the plurality of leads 41 are electrically connected via the wire 50 by wire bonding or the like to form a work to be set in the mold.

そして、モールド樹脂６０を形成するためのキャビティを有し、例えば上型と下型とのよりなるモールド金型を用意する。このモールド金型は、例えば、上型と下型とによりリードフレーム４０のうちタイバーを含む部分を挟持すると共に、上型と嵌合部４２のうち露出部４２ｂになる部分とが接触し、露出部４２ｂになる部分に型合わせの力がかかる構成とされている。 Then, a mold having a cavity for forming the mold resin 60, for example, a mold made of an upper mold and a lower mold is prepared. In this mold, for example, the upper mold and the lower mold sandwich the portion of the lead frame 40 including the tie bar, and the upper mold and the fitting portion 42 come into contact with the exposed portion 42b to be exposed. The structure is such that the force of mold matching is applied to the portion to be the portion 42b.

その後、ワークをモールド金型にセットし、モールド樹脂材料をキャビティ内に注入し、加熱硬化することでモールド樹脂６０を形成する。このとき、突起部１３に型合わせの力が集中することで下型と密着し、突起部１３と下型との隙間が塞がった状態となり、モールド樹脂材料が突起部１３を越えて突起部内側領域に進入することが抑制される。その結果、ヒートシンク１０のうち突起部内側領域の少なくとも一部がモールド樹脂から露出することとなる。 After that, the work is set in the mold, the mold resin material is injected into the cavity, and the mold resin 60 is formed by heating and curing. At this time, the force of the mold matching is concentrated on the protrusion 13, and the mold is brought into close contact with the lower mold, the gap between the protrusion 13 and the lower mold is closed, and the mold resin material exceeds the protrusion 13 and is inside the protrusion. Entering the area is suppressed. As a result, at least a part of the inner region of the protrusion of the heat sink 10 is exposed from the mold resin.

モールド樹脂６０の形成後、モールド金型からワークを離型し、プレス打ち抜きなどによりタイバーを切断除去する。 After forming the mold resin 60, the work is released from the mold and the tie bar is cut and removed by press punching or the like.

以上のような製造方法により、本実施形態の半導体装置を製造することができる。なお、上記の製造方法は、あくまで一例であり、他の公知の製造工程が採用されてもよい。 The semiconductor device of the present embodiment can be manufactured by the manufacturing method as described above. The above manufacturing method is merely an example, and other known manufacturing processes may be adopted.

次に、側面１０ｃに形成される第２領域１０ｃｂの効果について、図５Ａ～図５Ｄを参照して説明する。 Next, the effect of the second region 10cc formed on the side surface 10c will be described with reference to FIGS. 5A to 5D.

図５Ａ～図５Ｄでは、ヒートシンク１０のうち突起部１３と第２領域１０ｃｂとを含む一部、およびモールド金型１００のうち当該一部に隣接する部分のみを示し、他の部分を省略している。また、図５Ｂ、図５Ｄでは、モールド樹脂材料６０ａによる衝突エネルギーを便宜的に白抜き矢印で示すと共に、衝突エネルギーの大小を白抜き矢印の大小で表現している。 5A to 5D show only a part of the heat sink 10 including the protrusion 13 and the second region 10 cab, and a part of the mold mold 100 adjacent to the part, and omit the other parts. There is. Further, in FIGS. 5B and 5D, the collision energy due to the mold resin material 60a is indicated by a white arrow for convenience, and the magnitude of the collision energy is represented by the magnitude of the white arrow.

まず、一面７０ａに突起部７１が形成され、側面７０ｂに第２領域１０ｃｂに相当する領域が形成されていないヒートシンク７０を有する従来の半導体装置におけるモールド樹脂材料６０ａによる衝突エネルギーについて説明する。 First, the collision energy due to the mold resin material 60a in a conventional semiconductor device having a heat sink 70 in which a protrusion 71 is formed on one surface 70a and a region corresponding to a second region 10cc is not formed on the side surface 70b will be described.

従来の半導体装置では、モールド樹脂６０の形成工程にて、図５Ａに示すように、モールド金型１００に突起部７１が押圧された状態で側面７０ｂからモールド樹脂材料６０ａが流れ込んでくる。このとき、図５Ａに示すように、従来の半導体装置では、ヒートシンク７０の側面７０ｂが平坦であって、側面７０ｂに向かってモールド樹脂材料６０ａが流れ込める間口幅Ｌ１が大きい状態である。 In the conventional semiconductor device, as shown in FIG. 5A, in the process of forming the mold resin 60, the mold resin material 60a flows from the side surface 70b in a state where the protrusion 71 is pressed against the mold mold 100. At this time, as shown in FIG. 5A, in the conventional semiconductor device, the side surface 70b of the heat sink 70 is flat, and the frontage width L1 through which the mold resin material 60a can flow toward the side surface 70b is large.

言い換えると、従来の半導体装置は、モールド樹脂６０の形成工程において、側面７０ｂに衝突するモールド樹脂材料６０ａの量が多い状態となる構造である。そして、図５Ｂに示すように、モールド樹脂材料６０ａが側面７０ｂに衝突するが、上記のようにその衝突量が多いため、側面７０ｂにかかる衝突エネルギーが大きい。 In other words, the conventional semiconductor device has a structure in which the amount of the mold resin material 60a that collides with the side surface 70b is large in the process of forming the mold resin 60. Then, as shown in FIG. 5B, the mold resin material 60a collides with the side surface 70b, but since the collision amount is large as described above, the collision energy applied to the side surface 70b is large.

一方、図５Ａに示すように、突起部７１における間口幅Ｌ２、すなわちモールド金型１００と一面７０ａとの隙間は、間口幅Ｌ１よりも小さいため、突起部７１に衝突するモールド樹脂材料６０ａの量は少なくなる。 On the other hand, as shown in FIG. 5A, the frontage width L2 in the protrusion 71, that is, the gap between the mold mold 100 and one surface 70a is smaller than the frontage width L1, so that the amount of the mold resin material 60a that collides with the protrusion 71. Will be less.

しかしながら、側面７０ｂのうち一面７０ａに隣接する領域における衝突エネルギーが大きいため、モールド樹脂材料６０ａのうち突起部７１に直線的に向かう流れの勢いが抑制しきれない状態で、突起部７１にモールド樹脂材料６０ａが衝突する結果となる。そのため、突起部７１にかかるモールド樹脂材料６０ａの衝突エネルギーが比較的大きく、モールド樹脂材料６０ａが突起部７１を越えてその先まで進入し、樹脂バリが形成され得る。 However, since the collision energy in the region of the side surface 70b adjacent to one surface 70a is large, the momentum of the flow linearly toward the protrusion 71 of the mold resin material 60a cannot be suppressed, and the mold resin is formed on the protrusion 71. This results in the material 60a colliding. Therefore, the collision energy of the mold resin material 60a applied to the protrusion 71 is relatively large, and the mold resin material 60a can penetrate beyond the protrusion 71 and form a resin burr.

これに対して、本実施形態の半導体装置では、図５Ｃに示すように、ヒートシンク１０の側面１０ｃの一部が厚み方向における幅が狭い第２領域１０ｃｂとされている。そのため、図５Ｃに示すように、側面１０ｃ全体、第２領域１０ｃｂ、突起部１３におけるそれぞれの間口幅をＬ３、Ｌ４、Ｌ５とすると、Ｌ３＞Ｌ４＞Ｌ５の状態となっている。 On the other hand, in the semiconductor device of the present embodiment, as shown in FIG. 5C, a part of the side surface 10c of the heat sink 10 is a second region 10cc having a narrow width in the thickness direction. Therefore, as shown in FIG. 5C, assuming that the frontage widths of the entire side surface 10c, the second region 10cc, and the protrusion 13 are L3, L4, and L5, the state is L3> L4> L5.

言い換えると、ヒートシンク１０は、側面１０ｃ、第２領域１０ｃｂ、突起部１３に向かうにつれて、間口幅が段階的に狭くなる構成、すなわちモールド樹脂材料６０ａが流れ込む量が段階的に小さくなる構成とされている。そのため、図５Ｄに示すように、モールド樹脂材料６０ａによる衝突エネルギーも段階的に低減する構成となり、突起部１３にかかるモールド樹脂材料６０ａの衝突エネルギーが従来に比べて相対的に低減する構造となる。そのため、モールド樹脂材料６０ａが突起部７１を越えることが抑制され、樹脂バリの発生が抑制される。 In other words, the heat sink 10 has a structure in which the frontage width gradually narrows toward the side surface 10c, the second region 10cc, and the protrusion 13, that is, the amount of the mold resin material 60a flowing into the heat sink 10 gradually decreases. There is. Therefore, as shown in FIG. 5D, the collision energy due to the mold resin material 60a is also gradually reduced, and the collision energy of the mold resin material 60a applied to the protrusion 13 is relatively reduced as compared with the conventional structure. .. Therefore, it is suppressed that the mold resin material 60a exceeds the protrusion 71, and the generation of resin burrs is suppressed.

本実施形態によれば、ヒートシンク１０の側面１０ｃのうち他面１０ｂ側の領域を第２領域１０ｃｂとされることで、突起部１３におけるモールド樹脂材料６０ａの衝突エネルギーが低減される構造となる。また、枠体状の突起部１３が他面１０ｂに形成されることで、モールド樹脂６０の成形時において、モールド金型の型合わせの圧力が突起部１３にかかり、突起部１３とモールド金型との密着が高まる構造となる。これらの作用により、他面１０ｂのうち突起部１３の内側領域にモールド樹脂材料が進入して樹脂バリが生じることが抑制される半導体装置となる。 According to the present embodiment, the region on the other surface 10b side of the side surface 10c of the heat sink 10 is designated as the second region 10cc, so that the collision energy of the mold resin material 60a in the protrusion 13 is reduced. Further, since the frame-shaped protrusion 13 is formed on the other surface 10b, the pressure for matching the mold of the mold is applied to the protrusion 13 at the time of molding the mold resin 60, and the protrusion 13 and the mold mold are formed. It has a structure that enhances close contact with. Due to these actions, the semiconductor device is prevented from entering the molded resin material into the inner region of the protrusion 13 of the other surface 10b and causing resin burrs.

また、本実施形態の半導体装置は、他の部材にはんだ接合される際に、溶融したはんだが接合部分から飛散することに起因して生じる、いわゆるはんだボールの発生を抑制する効果も期待される。 Further, the semiconductor device of the present embodiment is also expected to have an effect of suppressing the generation of so-called solder balls, which is caused by the molten solder being scattered from the bonded portion when soldered to another member. ..

具体的には、図６Ａに示すように、突起部１３が形成されていないヒートシンク８０を用いられた半導体装置を、ランド９１を備える他の部材９０にはんだ接合する場合について検討する。なお、他の部材９０としては、例えば、ガラスエポキシ樹脂などによりなる基板の表面に銅などによる図示しない配線やランド９１が形成された配線基板などが挙げられる。 Specifically, as shown in FIG. 6A, a case where a semiconductor device using a heat sink 80 on which the protrusion 13 is not formed is solder-bonded to another member 90 provided with a land 91 will be examined. Examples of the other member 90 include wiring (not shown) made of copper or the like or a wiring board having a land 91 formed on the surface of a substrate made of glass epoxy resin or the like.

例えば、図６Ａに示すように、ヒートシンク８０を備える半導体装置を他の部材９０にはんだ接合する場合、ヒートシンク８０の接合面がフラットであるため、ヒートシンク８０の接合面とランド９１との間からはんだがはみ出すことがある。このとき、はんだの一部が接合部分から分離してしまうと、図６Ａに示すように、球状のはんだ、いわゆるはんだボール９２が生じてしまい、意図しない部分での導通などの不具合原因となる。 For example, as shown in FIG. 6A, when a semiconductor device provided with a heat sink 80 is solder-bonded to another member 90, since the joint surface of the heat sink 80 is flat, soldering is performed from between the joint surface of the heat sink 80 and the land 91. May stick out. At this time, if a part of the solder is separated from the jointed portion, spherical solder, so-called solder ball 92, is generated as shown in FIG. 6A, which causes a problem such as conduction in an unintended portion.

なお、このようなはんだのはみ出しの要因としては、例えば、接合に用いるはんだの量が多かったり、アウターリードの寸法バラツキなどによってスタンドオフが小さくなることで接合面とランド９１との隙間が狭くなったりする、などが挙げられる。 The cause of such solder squeeze out is that, for example, the amount of solder used for joining is large, or the standoff becomes small due to the dimensional variation of the outer lead, so that the gap between the joining surface and the land 91 becomes narrow. And so on.

これに対して、本実施形態の半導体装置では、ヒートシンク１０の他面１０ｂに突起部１３が形成されているため、他の部材９０にはんだ接合する場合において、図６Ｂに示すように、突起部１３がはんだのはみ出しを抑制する役割を果たす。そのため、上記したような要因によりはんだのはみ出しが起きやすい状況にあったとしても、突起部１３によりはんだのはみ出しが抑制され、はんだボールが発生することが抑制されることとなる。このように、本実施形態の半導体装置は、他の部材９０への搭載時において、はんだボールの発生が抑制される効果も期待される。 On the other hand, in the semiconductor device of the present embodiment, since the protrusion 13 is formed on the other surface 10b of the heat sink 10, when soldering to the other member 90, the protrusion is as shown in FIG. 6B. 13 plays a role of suppressing the protrusion of the solder. Therefore, even if the solder is likely to squeeze out due to the above-mentioned factors, the protrusion 13 suppresses the squeeze out of the solder and suppresses the generation of solder balls. As described above, the semiconductor device of the present embodiment is also expected to have the effect of suppressing the generation of solder balls when mounted on the other member 90.

（第２実施形態）
第２実施形態の半導体装置について、図７Ａ～図７Ｅを参照して述べる。図７Ａ～図７Ｅでは、ヒートシンク１０の突起部１３を含む一部の領域を示し、他の部分については省略している。 (Second Embodiment)
The semiconductor device of the second embodiment will be described with reference to FIGS. 7A to 7E. In FIGS. 7A to 7E, a part of the region including the protrusion 13 of the heat sink 10 is shown, and the other parts are omitted.

本実施形態の半導体装置は、図７Ａに示すように、断面視にて、突起部１３が、先端部１３ａの幅が根元部１３ｂの幅よりも小さい形状とされている点で上記第１実施形態と相違する。本実施形態では、この相違点について主に説明する。 In the semiconductor device of the present embodiment, as shown in FIG. 7A, the protrusion 13 has a shape in which the width of the tip portion 13a is smaller than the width of the root portion 13b in the cross-sectional view. It differs from the form. In this embodiment, this difference will be mainly described.

突起部１３は、本実施形態では、図７Ａに示すように、先端部１３ａの幅が根元部１３ｂの幅よりも小さい形状、すなわちモールド樹脂６０の成形時において先端部１３ａにかかる圧力が上記第１実施形態よりも大きくなる形状とされている。これは、先端部１３ａにかかる圧力をより高めて、先端部１３ａとモールド金型とをより密着させ、モールド樹脂材料が突起部１３を越えて突起部内側領域に進入して樹脂バリが発生することを防止するためである。 In the present embodiment, as shown in FIG. 7A, the protrusion 13 has a shape in which the width of the tip 13a is smaller than the width of the root 13b, that is, the pressure applied to the tip 13a during molding of the mold resin 60 is the first. The shape is larger than that of one embodiment. This further increases the pressure applied to the tip portion 13a to bring the tip portion 13a into closer contact with the mold, and the mold resin material enters the protrusion inner region beyond the protrusion 13 to generate resin burrs. This is to prevent this.

具体的には、突起部１３は、モールド樹脂６０の成形前においては先端部１３ａが尖った形状とされているが、モールド樹脂６０の成形において先端部１３ａに圧力がかかることで塑性変形した結果、先端部１３ａ側に面が形成された状態とされる。言い換えると、突起部１３は、本実施形態では、部分的に塑性変形した形状、すなわち先端部１３ａのみが塑性変形した形状であるとも言える。つまり、先端部１３ａと異なる部分については塑性変形せずにモールド金型への押圧前の形状を維持し、突起部１３とモールド金型との間に意図しない隙間が生じることを抑制しつつ、先端部１３ａが塑性変形して突起部１３とモールド金型との隙間を塞いでいる。そのため、突起部内側領域へのモールド樹脂材料の進入を抑制し、樹脂バリの発生を防止できる。 Specifically, the protrusion 13 has a pointed tip portion 13a before molding the mold resin 60, but is plastically deformed by applying pressure to the tip portion 13a in the molding of the mold resin 60. , A surface is formed on the tip portion 13a side. In other words, in this embodiment, it can be said that the protrusion 13 has a partially plastically deformed shape, that is, a shape in which only the tip portion 13a is plastically deformed. That is, the portion different from the tip portion 13a is maintained in the shape before being pressed against the mold without being plastically deformed, and an unintended gap is suppressed between the protrusion 13 and the mold. The tip portion 13a is plastically deformed to close the gap between the protrusion portion 13 and the mold. Therefore, it is possible to suppress the entry of the mold resin material into the inner region of the protrusion and prevent the generation of resin burrs.

突起部１３は、例えば、図７Ｂに示すように、モールド樹脂成形前にて、先端部１３ａのうち突起部１３の根元部１３ｂの幅方向における中心部分が尖った形状とされている。ただ、突起部１３は、モールド樹脂成形前にて先端部１３ａが尖った形状とされていればよく、図７Ｃに示すように、先端部１３ａのうち突起部内側領域側が尖っていてもよいし、図７Ｄに示すように、先端部１３ａのうち突起部内側領域の反対側が尖っていてもよい。また、突起部１３は、図７Ｅに示すように、根元部１３ｂから先端部１３ａに向かうにつれて、幅が狭くなる形状とされてもよい。 For example, as shown in FIG. 7B, the protrusion 13 has a shape in which the central portion of the tip portion 13a in the width direction of the root portion 13b of the protrusion 13 is sharpened before molding the mold resin. However, the protrusion 13 may have a pointed tip portion 13a before molding the mold resin, and as shown in FIG. 7C, the protrusion inner region side of the tip portion 13a may be sharpened. , As shown in FIG. 7D, the opposite side of the protrusion inner region of the tip portion 13a may be sharpened. Further, as shown in FIG. 7E, the protrusion portion 13 may have a shape in which the width becomes narrower from the root portion 13b toward the tip portion 13a.

なお、先端部１３ａを尖った形状とすることで、突起部１３の断面形状が矩形形状とされた場合よりも押圧される面積が狭くなって圧力が相対的に高くなるため、モールド金型への突起部１３の当接が安定する効果も期待できる。また、突起部１３は、突起部１３全体が塑性変形すること、およびこれに起因する樹脂バリの発生を抑制するため、根元部１３ｂにおける幅が所定よりも大きくされてもよい。突起部１３は、上記の例に限られず、適宜形状が変更されてもよい。 By making the tip portion 13a a sharp shape, the area to be pressed becomes smaller and the pressure becomes relatively higher than when the cross-sectional shape of the protrusion portion 13 has a rectangular shape. The effect of stabilizing the contact of the protrusions 13 can also be expected. Further, the width of the root portion 13b of the protrusion 13 may be made larger than a predetermined value in order to prevent the entire protrusion 13 from being plastically deformed and the generation of resin burrs caused by the plastic deformation. The shape of the protrusion 13 is not limited to the above example, and the shape may be changed as appropriate.

本実施形態によれば、突起部１３がモールド金型との当接が安定する形状とされることで、第１実施形態の効果に加えて、さらに樹脂バリの発生が抑制される半導体装置となる。
（第３実施形態）
第３実施形態の半導体装置について、図８、図９を参照して述べる。図８では、図１に相当する断面を示すと共に、別断面におけるワイヤ５０を破線で示している。図９では、突起部１３の配置を分かり易くするため、断面を示すものではないが、ハッチングを施している。 According to the present embodiment, the protrusion 13 has a shape that stabilizes the contact with the mold, so that in addition to the effect of the first embodiment, the semiconductor device further suppresses the generation of resin burrs. Become.
(Third Embodiment)
The semiconductor device of the third embodiment will be described with reference to FIGS. 8 and 9. In FIG. 8, a cross section corresponding to FIG. 1 is shown, and the wire 50 in another cross section is shown by a broken line. In FIG. 9, in order to make the arrangement of the protrusions 13 easy to understand, the cross section is not shown, but hatching is performed.

本実施形態の半導体装置は、図８に示すように、ヒートシンク１０の他面１０ｂのうち突起部内側領域であって、突起部１３に隣接する領域（以下「突起部隣接領域」という）に溝部１４が形成されている点で上記第１実施形態と相違する。本実施形態では、この相違点について主に説明する。 As shown in FIG. 8, the semiconductor device of the present embodiment has a groove portion in a region of the other surface 10b of the heat sink 10 that is inside the protrusion and is adjacent to the protrusion 13 (hereinafter referred to as “protrusion adjacent region”). It differs from the first embodiment in that 14 is formed. In this embodiment, this difference will be mainly described.

溝部１４は、モールド樹脂６０の成形時に突起部内側領域へモールド樹脂材料が進入したとしても、突起部隣接領域で当該モールド樹脂材料を受け止め、さらなる進入を防ぐために形成されるものである。溝部１４は、例えば、図９に示すように、他面法線方向から見て、突起部隣接領域において突起部１３に沿って延設されている。 The groove portion 14 is formed to catch the mold resin material in the region adjacent to the protrusion and prevent further intrusion even if the mold resin material enters the protrusion inner region during molding of the mold resin 60. As shown in FIG. 9, for example, the groove portion 14 extends along the protrusion portion 13 in the region adjacent to the protrusion portion when viewed from the other side normal direction.

溝部１４は、例えば図８に示すように、断面視にてＶ字状の溝とされるが、モールド樹脂材料を貯めることができればよく、断面形状、深さ、幅や数などについては適宜変更されてもよい。また、溝部１４は、図８に示すように、突起部１３の幅方向において突起部１３と隙間を隔てずに形成されてもよいし、突起部１３と隙間を隔てて形成されてもよい。 As shown in FIG. 8, for example, the groove portion 14 is a V-shaped groove in a cross-sectional view, but it is sufficient if the mold resin material can be stored, and the cross-sectional shape, depth, width, number, etc. are appropriately changed. May be done. Further, as shown in FIG. 8, the groove portion 14 may be formed without separating the gap from the protrusion 13 in the width direction of the protrusion 13, or may be formed with the gap 13 separated from the groove 13.

本実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて、モールド樹脂材料が突起部内側領域に進入したとしても溝部１４で留まる形状とされているため、樹脂バリが最小限で済み、他の部材への実装性に優れた半導体装置となる。 According to the present embodiment, in addition to the effect of the first embodiment, the shape is such that even if the mold resin material enters the inner region of the protrusion, it stays in the groove 14, so that resin burrs can be minimized, and the like. It is a semiconductor device with excellent mountability on the members.

（他の実施形態）
なお、上記した各実施形態に示した半導体装置は、本発明の半導体装置の一例を示したものであり、上記の各実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。 (Other embodiments)
The semiconductor device shown in each of the above-described embodiments shows an example of the semiconductor device of the present invention, and is not limited to each of the above-described embodiments, but is within the scope of the claims. Can be changed as appropriate.

（１）例えば、上記第３実施形態では、突起部内側領域に溝部１４が形成された例について説明したが、他面１０ｂのうち突起部１３の外側領域、すなわち突起部外側領域にも溝部１４と同様の溝が形成されてもよい。これにより、突起部外側領域においてもモールド樹脂材料を貯める溝が形成されることで、突起部内側領域へのモールド樹脂材料の進入が抑制され、より樹脂バリの発生が抑制される半導体装置となる。 (1) For example, in the third embodiment described above, an example in which the groove portion 14 is formed in the protrusion inner region is described, but the groove portion 14 is also formed in the outer region of the protrusion 13 in the other surface 10b, that is, the protrusion outer region. A groove similar to the above may be formed. As a result, a groove for storing the mold resin material is formed even in the outer region of the protrusion, so that the intrusion of the mold resin material into the inner region of the protrusion is suppressed, and the generation of resin burrs is further suppressed in the semiconductor device. ..

（２）上記第１実施形態では、突起状の区画部１１が形成されることで、側面１０ｃのうち他面１０ｂ側の領域が狭窄部１０ｃｂ（第２領域１０ｃｂ）とされた例について説明した。しかしながら、狭窄部１０ｃｂを有する側面１０ｃとされていればよく、例えば、図１０に示すように、側面１０ｃに段差を設けることで側面１０ｃを区画し、狭窄部１０ｃｂが形成されてもよい。この場合、段差部分の断面形状などについては、任意である。 (2) In the first embodiment, an example has been described in which the region on the other surface 10b side of the side surface 10c is formed as a narrowed portion 10cc (second region 10cc) by forming the protrusion-shaped partition portion 11. .. However, the side surface 10c having the narrowed portion 10 cab may be used. For example, as shown in FIG. 10, the side surface 10 c may be partitioned by providing a step on the side surface 10 c to form the narrowed portion 10 cc. In this case, the cross-sectional shape of the stepped portion is arbitrary.

また、側面１０ｃに図１０に示す段差部を設ける場合において、区画部１１がさらに形成されていてもよいし、さらに側面１０ｃが段差もしくは区画部１１により３つ以上の領域に区画されていてもよい。この場合、側面１０ｃのうち最も他面１０ｂに近い領域が狭窄部１０ｃｂとされていればよい。 Further, when the step portion shown in FIG. 10 is provided on the side surface 10c, the partition portion 11 may be further formed, or the side surface 10c may be further partitioned into three or more regions by the step or the partition portion 11. good. In this case, the region of the side surface 10c closest to the other surface 10b may be the constricted portion 10cc.

（３）上記各第実施形態を適宜組み合わせた構造とされてもよく、例えば、第１実施形態と第３実施形態、または第２実施形態と第３実施形態と、を組み合わせた構造とされてもよい。 (3) The structure may be a combination of the above-mentioned first embodiments as appropriate. For example, the structure may be a combination of the first embodiment and the third embodiment, or the second embodiment and the third embodiment. May be good.

１０ ヒートシンク
１０ｃｂ 第２領域（狭窄部）
１３ 突起部
１４ 溝部
２０ 接合材
３０ 半導体素子
４０ リードフレーム
５０ ワイヤ
６０ モールド樹脂 10 Heat sink 10cc 2nd region (stenosis)
13 Protrusion 14 Groove 20 Joining material 30 Semiconductor element 40 Lead frame 50 Wire 60 Mold resin

Claims (2)

表裏の関係にある一面（１０ａ）および他面（１０ｂ）と、前記一面と前記他面との間の面である側面（１０ｃ）と、を有するヒートシンク（１０）と、
前記一面上に接合材（２０）を介して搭載された半導体素子（３０）と、
前記半導体素子と電気的に接続されたリードフレーム（４０）と、
前記ヒートシンク、前記半導体素子、前記リードフレームを覆うモールド樹脂（６０）と、を備え、
前記ヒートシンクは、前記他面に対する法線方向から見て、枠体状とされた突起部（１３）が前記他面に形成されると共に、前記突起部の内側の領域の少なくとも一部が前記モールド樹脂から露出しており、
前記突起部は、前記法線方向から見て、前記他面の外郭よりも内側に配置されており、
前記一面と前記他面とを繋ぐ方向を厚み方向として、
前記側面は、少なくとも２つの領域に区画されると共に、前記側面のうち前記他面側の一部の領域は、前記側面の残部よりも前記厚み方向における幅が狭い狭窄部（１０ｃｂ）とされており、
前記ヒートシンクは、前記他面のうち前記突起部の内側の領域であって前記突起部に隣接する領域に、前記法線方向から見て前記突起部に沿って延設された溝部（１４）が形成されており、
前記溝部は、前記他面のうち前記突起部よりも外側の領域にも形成されている半導体装置。 A heat sink (10) having one surface (10a) and another surface (10b) which are in a front-to-back relationship, and a side surface (10c) which is a surface between the one surface and the other surface.
A semiconductor element (30) mounted on the one surface via a joining material (20),
A lead frame (40) electrically connected to the semiconductor element and
The heat sink, the semiconductor element, and the mold resin (60) covering the lead frame are provided.
The heat sink has a frame-shaped protrusion (13) formed on the other surface when viewed from the normal direction with respect to the other surface, and at least a part of the inner region of the protrusion is molded. Exposed from the resin,
The protrusion is arranged inside the outer shell of the other surface when viewed from the normal direction.
The direction connecting the one surface and the other surface is defined as the thickness direction.
The side surface is divided into at least two regions, and a part of the side surface on the other side is a narrowed portion (10 cc) having a width narrower in the thickness direction than the rest of the side surface. Stenosis
The heat sink has a groove (14) extending along the protrusion in a region of the other surface inside the protrusion and adjacent to the protrusion. Is formed and
The groove portion is a semiconductor device formed in a region of the other surface outside the protrusion portion . 前記突起部は、前記突起部の先端部（１３ａ）の幅が根元部（１３ｂ）の幅よりも小さい形状とされている請求項１に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein the protrusion has a shape in which the width of the tip portion (13a) of the protrusion is smaller than the width of the root portion (13b).
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023058437A1 (en) * 2021-10-08 2023-04-13 三菱電機株式会社 Semiconductor device, power conversion device, and manufacturing method for semiconductor device

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050285258A1 (en) 2004-06-28 2005-12-29 Siliconware Precision Industries Co., Ltd. Semiconductor package with exposed heat sink and the heat sink thereof
JP2007165692A (en) 2005-12-15 2007-06-28 Denso Corp Method for manufacturing electronic equipment
US20080017977A1 (en) 2006-07-21 2008-01-24 Siliconware Precision Industries Co., Ltd. Heat dissipating semiconductor package and heat dissipating structure thereof
JP2013069955A (en) 2011-09-26 2013-04-18 Renesas Electronics Corp Semiconductor device, semiconductor device manufacturing method and lead frame
JP2016062932A (en) 2014-09-15 2016-04-25 株式会社デンソー Semiconductor device and manufacturing method of the same
CN106158783A (en) 2015-03-26 2016-11-23 旭宏科技有限公司 There is the radiator fin device of adhesive-spill-preventing structure
JP2016201447A (en) 2015-04-09 2016-12-01 株式会社デンソー Molded package
JP2017034130A (en) 2015-08-03 2017-02-09 エスアイアイ・セミコンダクタ株式会社 Semiconductor device and manufacturing method of the same

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3885321B2 (en) * 1997-11-19 2007-02-21 株式会社デンソー Manufacturing method of resin-encapsulated semiconductor parts

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050285258A1 (en) 2004-06-28 2005-12-29 Siliconware Precision Industries Co., Ltd. Semiconductor package with exposed heat sink and the heat sink thereof
JP2007165692A (en) 2005-12-15 2007-06-28 Denso Corp Method for manufacturing electronic equipment
US20080017977A1 (en) 2006-07-21 2008-01-24 Siliconware Precision Industries Co., Ltd. Heat dissipating semiconductor package and heat dissipating structure thereof
JP2013069955A (en) 2011-09-26 2013-04-18 Renesas Electronics Corp Semiconductor device, semiconductor device manufacturing method and lead frame
JP2016062932A (en) 2014-09-15 2016-04-25 株式会社デンソー Semiconductor device and manufacturing method of the same
CN106158783A (en) 2015-03-26 2016-11-23 旭宏科技有限公司 There is the radiator fin device of adhesive-spill-preventing structure
JP2016201447A (en) 2015-04-09 2016-12-01 株式会社デンソー Molded package
JP2017034130A (en) 2015-08-03 2017-02-09 エスアイアイ・セミコンダクタ株式会社 Semiconductor device and manufacturing method of the same

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