JPH0194629A - 樹脂封止型半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 童連上の利用ザ 本発明は、樹脂層ＩＥ型パワートランジスタ等の樹脂封
止型半導体装置の製造方法に関する。

従−一米一辺一一一升一市 支持板の裏面側に薄い樹脂層を形成して支持板全体を封
止樹脂で被覆した構造の樹脂封止！県！＃導体装置が公
知となっている。この種の半導体装置では、支持板の裏
面側の樹脂層を薄くかつ均一に形成する必要がある。こ
れを達成するために、例えば、特開昭６１−２６３２４
８号公報に示される製造方法が知られている。この方法
を第４図及び第５図に基づいて説明する。

第４図は、樹脂層１ヒ型パワートランジスタを作成する
ためのリードフレーム（正確にはリードフレームをベー
スとする中間組立体）の平面図を示し、第５１１！Ｉは
樹脂封止後に位置決めリードを除去した状態を示す部分
的断面図である。

リードフレーム１は、支持板２と、支持板２の一端に連
結された連結外部リート３と、支持板２の他端に連結さ
れた位置決めリード４と、連結外部リード３と並行しＣ
設けられた非連結外部り−ド５と、連結外部リード：３
と非連結外部リード５を連結する夕、イバー６及び第一
の連結細条７と、複数の位置決めリード４を連結する第
二の連結細条８とを有する。

リードフレーム１は、板状の鋼材を打ち抜き加工する一
連のプレス成形工程により形成される。

支持板２は他の部分より肉Ｊ’Ａとなっており放熱板を
兼ねている。第５図に示すように１位置決めリード４が
連結される側の端部は微かな幅ではあるが肉薄部９とな
っており、支持ＦＡ２の裏面には段差部１０が形成され
ている。また、支持板２にはネジ挿入用貫通孔１１が形
成される。

位置決めリード４は、支持板２と一体に形成された内部
位置決めリード４ａと、第二の連結細条８と一体に成形
された外部位置決めリート４ｂとから成る。内部リード
４ａと外部リード４ｂは、位置決めリード４の延びる方
向と直角な対向面４ａ。

と４ｂ、において、半導体チップを支持板２に接着する
半田の融点より３０〜１００℃高い融点を持つ金属又は
高分子材料より成る接着剤１２で岨いに接合される。

実際のリードフレーム１は複数個の支持板２等が並行に
連結された多素子取りのリードフレームであるが、第４
図ではそのｌ素子分のみを示す。

位置決めリード４が接着されたリードフレーム１には、
まず、支持板２の主面２ａに半導体チップ（シリコン１
−ランジスタチップ）１３を半田１４により固着する。

次に、非連結外部リード５と半導体チップ１３とをリー
ド細線１５で接続する。

次に、半導体チップ１　ａを破線で示す保護樹脂１６で
被覆する。その後、周知のトランスファモールド法によ
り破線で示す樹脂封止体１７を形成する。この時、支持
板２は、連結外部リード３と位置決めリード４を一対の
成形金型で挟持することにより、上型と下型との間に所
定の間隙を持って浮いた状態で支持される。ここで、支
持板２と一ト型との間の間隙はｌａｍ以下であり、支持
板２と上型との間の間隙に比べて上置に小さい。この状
態で、成形金型の成形空所内に溶融樹脂を圧入し固化し
て樹脂封止体１７を形成する。溶融樹脂の注入の際、前
記成形金型による挟持のために支持板２の位置が溶融樹
脂の圧力によって変動することはなく、支持板の裏面側
に薄い樹脂層を厚みの精度良く形成できる。

樹脂層１にの後、接着剤１２を加熱し°Ｃ溶融させた状
態で外部位置決めリード４ｂを引張ることにより、内部
位置決めリード４ａと外部位置決めリード４ｂとの間を
分離して、第５図に示すように、外部位置決めリード４
ｂ及び第二の連結細条８を樹脂封止体１７から除去する
。外部位置決めり一ト４ｂが抜けた跡にできる孔１８の
奥に内部位置決めリード４ａの端部４ａ□が位置する。

このため、支持板２と樹脂封止体Ｌ７のド血に当接して
使用される外部放熱体との間の沿面距離が樹脂封止体１
７の外側で位置決めリード４を切断する一般的方法の場
合より長くなる。即ち、支持板２と外部放熱体との間の
絶縁耐圧が高く、高自・１圧半導体装れのパッケージと
して好適である。

発明力ｊＭ−天ｙ不四問題点 ところで、接着剤１２は半導体チップ１：３を支持板２
に接着する半田１４の融点より３０〜１゜０℃高い融点
を持つ金属又は高分子材料が使用される。このため、外
部位置決めリード４ｂ及び第二の連結細条８の除去に際
して、接着剤１２を溶融させるために半導体装置を加熱
すると、半導体チップ１３を接着する半［口１４も溶融
し、半田１４の部分の熱抵抗を増加させてしまう。また
、加熱と半田１４の溶融によって保、ｌＩＪ樹脂１６が
劣化することもある。更に、加熱によってリード細線１
５の接続部分の合金化反応が過度になって、リード細線
１５の接続強度が低ドすることもある。

このように樹脂封止後に半田１４の融点を超える高温加
熱を行うと、半導体装置の特性及び信頼性に悪影響を及
ぼす。また、溶融した接着剤１２が孔１８に流出して、
接着剤１２が半田等の導電材料の場合には前記高絶縁耐
圧のメリットを半減させることもある。

上記の欠点を解消するため、例えば、特開昭６１−５６
４２０号公報に示すように、位置決めリード４にｔＪｓ
断面部を形成し、位置決めリード４に引張力を与えて前
記小断面部で位置決めリード４を破断する方法もある。

しかし、位置決めリード４の破断に要する引張力は比較
的大きく、位置決めリード４の破断に大掛かりな装置が
必要になるし、作業も複雑になる。また、樹脂封止体１
７を伽つけ゛Ｃ外観不良や特性不良を招くこともある。

また、引張力による破断の際に位置決めリート４の破断
部にばりが生じ、ｎｉｌ　ｇＬ！高絶縁耐圧のメリット
を減少させることもある。

そこで、本発明は上記問題を解決した樹脂封止型半導体
装置の製造方法を提供することを目的とする。

伺ＭＬ７騙灸邂−迭Ｊンリ１杵辺ｊ− 本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法は。

支持板に連結されかつ該支持板の一端から導出された連
結外部リードと、前記支持板の一方の主面に固着されて
いる半導体チップと、前記支持板の前記一方の主面に接
着剤により固着されかつ前記支持板の他端から導出され
た位置決めリードとを含む半導体装置組立体を準備する
工程と、前記連結外部リードと位置決めリードとをそれ
ぞれ樹脂封止用成形型の上型と下型で両持ち状態に挟持
することにより前記成形型内の成形空所に前記支持板の
他方の主面が浮いた状態に前記半導体装置組立体を前記
成形型で支持する工程と、前記成形空所に液状の樹脂を
注入して樹脂封止体を形成する工程と、前記位置決めリ
ードに外力を加えて前記接着剤による固着部分を破断さ
せて前記位置決めリードを除去する工程とから成る。

オヒ　　　　　　　Ｊｉｊ 位置決めリードの支持板への連結は、位置決めリードの
一部が支持板と重ねられるようにして支持板の土面に接
着剤により固着されることで、位置決めリードとして支
持板を支持するに必要な連結強度を部分に得ることがで
きる。また、位置決めリードに外力（通常は引張力）を
加えることで、半導体装置に悪影響を与える加熱を行わ
なくても、また樹脂封止体の損傷をＭｉかない程度の比
較的小さい力で、位置決めリードを支持板から分離する
ことができる。

失−流一一、但 以下、本発明の実施例を第１１１！ｉ〜第３３図につい
て説明する。これらの図面では、第４図及び第５図に示
す箇所と同一の部分については同一の符号を付し、説明
を省略する。

まず、第１図は樹脂封止型パワートランジスタ用リード
フレーム２０を示す。

リードフレーム２０は、最初は、位置決めり一ド２１及
び第二の連結細条８から成る部分とその他の部分の一体
に分けて形成されている。製作の過程では、１枚の板材
から一体にプレス成形したものを切断して一体に分けて
もよい。この一体は、位置決めリード２１の内端の下面
を支持板２の上面である一方の主面２ａに接着７ｆｌ１
２２で固着することにより一体化される。接着剤２２は
高耐熱性樹脂であるポリイミド樹脂を基材とするもので
ある。

こうして製作されたリードフレーム２０に対して、半導
体チップ１３を支持板２に半田１４により固着する。次
に、周知のワイヤボンディング工程でリード細線１５を
接続し、更に、半導体チップ１３を保護樹脂１６で被覆
する。その後、従来例と同様に成形用金型で連結外部リ
ード；３と位置決めリード２１を挟持しつつトランスフ
ァモールドを行う。

第２図はリードフレーム２０をトランスファモールド用
金型に装着した場合の第１図のＩ−Ｉ線に沿う断面図を
示す。金型２；３．２４内に形成された成形空所２５内
に溶融樹脂が圧入され、半導体チップ１３等を含む支持
板２の全面と、連結外部リード３、位置決めリード２１
及び非連結外部リード５のそれぞれ端部を被覆する樹脂
対＋Ｌ体１７が形成される。この時、支持板２には支持
板２紮押し上げるノロｌ′＋１に樹脂の圧力が作用する
。しかし、位置決めリード２１と支持板が車ねられて必
要十分な面積で固着していること、及び位置決め一ド２
１が支持板２の上側にあるので前記樹脂の圧力が直接的
には接着剤２２を引張る方向に鋤かないことから、位置
決めリード２１が支持板２から剥がれてしまうことはな
い。したがって、連結外部リード３と位置決めリード２
１によって両持ら状に支持された支持板２は成形室）３
Ｆｒ２５内の１［しい位置に維持され、支持板２の裏面
には０．５ｍｌ１１程度の薄い樹脂層が厚み精度良く形
成される。

樹脂封止体１７を形成した後、第３図に示すように、第
二の連結細条８に引張力を加えることにより位置決めリ
ード２１を樹脂封止体１７から引き抜くようにして除去
する。その際、接着剤２２による固着部は比較的小さな
引張力で破断する。その後、タイバー６及び連結細条′
ｌをプレス加工により切断除去じて個々の樹脂封止型パ
ワー１−ランジスタとする。

上記実施例では、樹脂封圧体ｌ）の損傷による特性劣化
、信頼性低下及び外観不良も認められない。また、位置
決めリード２１を引き抜いた際に、位置決めリード２１
の存在していた所に生じる孔２６内に接着剤２２の破片
が散在しても、接着剤２２が絶縁物であるために絶縁耐
圧の低下にはつながらない。

史に、樹脂封止体１７に外部放熱体を装着した場合、外
部放熱体と接着剤２２による固着部分との沿面距離（樹
脂封止体１７に沿っての最短ｙｔ！ｌｖ）が樹脂封止型
半導体装置と外部放熱体との絶縁耐圧を決定する一つの
大きな要因となる０本発明では、樹脂封止体１７内に位
置決めリード２１を残存させないので（従来例における
内部位置決めリード４８に相当するものがないので）、
支持板２の肉薄部シ】の端部の位置までが沿面距離とな
り、沿面距離が増加する。しかも本実施例では、支持板
２の四部２７の底部から位置決めリー８２２が導出され
る形状としていることにより、支持板２の大きさを実質
的に小さくすることなく（放熱能力を低下させることな
く）かつ樹脂封止体１７を大形化することなく、沿面距
離の一層の増加を達成している。また、支持板２の肉薄
部Ｓ）の端部を樹脂封止体１７の側面に近接させること
により、樹脂封止の際に支持板２の主面２ａ側への樹脂
の流れを抑制し、支持板２の裏面に未充填部分の生じな
い良好な樹脂封止が行われるように配慮している。

変、　−Ｊ医−一例 上記実施例では、接着剤２２による固着部分が樹脂封止
体１７の内部となるように樹脂封止した。

しかし、位置決めリード２１の上部に樹脂封止体１７の
凹部が形成されるように樹脂封止して、位置決めリード
２１の上面が樹脂封止体１７から露出するようにしても
よい。この場合、第二の連結細条８を上方に持ち上げる
ようにしても位置決めリード２１を支持板２から分離す
ることができる。

また、接着剤２２の固着部分が底になるように上方のみ
が開口した凹部を樹脂封止体１７に形成し、位置決めリ
ード２１を引き抜くように除去した後に、この凹部に絶
縁用の樹脂を注入してもよい。

この場合、この凹部の側方が側壁に包囲されているので
、絶縁用の樹脂の注入作業が行い易い。また、前記実施
例では本発明をパワートランジスタに応用した例を示し
たが、ＳＣＲ等他等地脂封止型半導体装置にも応用する
ことがｉｉＪ能である。

悲迦未米 本発明の製造方法によれば、支持板の裏面側に薄い樹脂
層を形成して支持板全体を封止樹脂で被覆した構造の樹
脂封止型半導体装置を、電気的特性及びイば軸性の低下
を伴うことなく、かつ容易に製作することができる。ま
た、支持板と外部放熱体との沿面距離を大きくとって、
高絶縁Ｉｔ圧の樹脂封止型半導体装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による樹脂封止型半導体装置の製造方法
に用いるリードフレームのｑＺ面図、第２図はこのリー
ドフレームをトランスファモールド用成形金型内に装着
した状態を示す第１図のＩ　−１線に沿う断面図、第３
図は第１図のリードフレームに樹脂封止体を形成した後
に位置決めリードを除去した状態を示す部分的断面図、
第４図は従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法に用い
るリードフレームの平面図、第５図は第４図のリードフ
レームに樹脂封止体を形成した後に位置決めす−ドを除
去した状態を示す部分的断面図である。 ２０．支持板、２ａ、、主面、　３０．連結外部リード
、　５０．非連結外部リード、　６６．タイバー、　７
０．第一の連結細条、　８０．第二の連結細条、　９０
．支持板の肉薄部、　１００１段差部、　１１０．ネジ
挿入用貫通孔、１３．、半導体チップ、　１４０．半田
、　１５０．リード細編、　１６０．保ぷ樹脂、　１７
０．樹脂封止体。 ２０８．リードフレー１１、２１００位置決めリード、
２２．、接着剤、　２３０．成形金型の上型、　２４０
．成形金型のトノｓｑ、２５．．成形空所、２６．、孔
、　２７０．凹部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　支持板に連結されかつ該支持板の一端から導出された
   連結外部リードと、前記支持板の一方の主面に固着され
   ている半導体チップと、前記支持板の前記一方の主面に
   接着剤により固着されかつ前記支持板の他端から導出さ
   れた位置決めリードとを含む半導体装置組立体を準備す
   る工程と、樹脂封止用成形型の上型と下型で両持ち状態
   に前記連結外部リードと位置決めリードとを挟持するこ
   とにより前記成形型内の成形空所に前記支持板の他方の
   主面が浮いた状態に前記半導体装置組立体を前記成形型
   で支持する工程と、 前記成形空所に液状の樹脂を注入しかつ固化して樹脂封
   止体を形成する工程と、 前記位置決めリードに外力を加えて前記接着剤による固
   着部分を破断させて前記位置決めリードを除去する工程
   と、 から成る樹脂封止型半導体装置の製造方法。