JPH02170451A - モールド・フラッシュを排除する半導体ヒートシンク - 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】 （産業上の利用分野） 本光明は、一般に、半導体ヒートシンクおよびリードフ
レームに関するものであり、更に詳細には、リードフレ
ームに関連するヒートシンクの露出部分のモールド・フ
ラッシュを有効に排除する半導体ヒートシンクおよび封
入方法に関する。

（従来の技術） リードフレームは半導体構成要素の組立に一般に使用さ
れている。これらの代表的リードフレームのあるものは
ヒートシンクとして指定された領域を有する。ヒートシ
ンクは、その一方の側に半導体デバイスを受ける。複数
のリードが各ヒートシンクと関連している。小寸法のワ
イヤを半導体デバイスとリードとの間に接合する。次に
半導体デバイスおよび接合ワイヤをその動作環境から保
護するために、封入材料を半導体デバイスの周りにモー
ルドする。ヒートシンクの反対側は故意に露出させたま
まにして熱を移動させ、これを外部の熱交換器に取付け
て、破壊を起す可能性のある熱を半導体デバイスから除
去することがしばしば行われている。

（発明が解決しようとする課題） ヒートシンクの露出部分が封入工程中に封入材料または
樹脂の滲出により部分的に覆われることか極めて普通に
行なわれている。この封入材料または樹脂の滲出により
、ヒートシンクと熱交換器との良好な熱的接触が阻止さ
れる。それ故、伝熱が不充分になったり、あるいはヒー
トシンクを熱交換器にクランプしたとき反りが生じたり
する可能性がある。クランプ力を一様にし、個別部品の
公差をきつくし、コンパウンドを変えることにより封入
材料または樹脂の滲出を匡正しようとしたが満足な結果
は１ｑられなかった。したがって、封入材料または樹脂
の滲出（これは普通モールド・フラッシュまたはパリと
呼ばれる）をヒートシンクの露出部分に現われないよう
に制限する手段を設けることが望まれている。

それ成木発明の目的は、上述の課題を克服する手段を提
供することである。

本発明の伯の目的は、ヒートシンクの露出部分に行うデ
フラッシュ（パリ取り）作業の必要性を最小にするか全
く排除する手段を提供することである。

本発明の更に他の目的は、ヒートシンクの露出部分の接
触取付は面を改良した半導体リードフレームを提供する
ことである。

本発明の更に他の目的は半導体パッケージのヒートシン
クまたは取付板接触面上への封入材料または樹脂の滲出
を排除するかまたは最小にする手。

段を提供することである。

（課題を解決するための手段） 本発明の上記のおよび他の目的および利点は、ヒートシ
ンクの一方の側の縁部の区域に凹部を設けたヒートシン
クを陥えたリードフレームを使用することにより達成さ
れる。ヒートシンクのこれらの凹状区域は、ヒートシン
クの反対側に設置される半導体デバイスの封入中にモー
ルドの合せ部分を収容する棚部となる。

（好適実施例の説明） 本発明の一実施例をＪＥＤＥＣにより登録され工業標準
となっているＴ　０−２２０パツケージについて例示し
た第１図に示す。本発明はＤＰＡＫ、ＴＯ−２１８、お
よびＣＡＳＥ７７のような他の登録済みＪＥＤＥＣパッ
ケージに対しても同等に適用可能であり、使用可能であ
る。その伯に、本発明は今後用われる他の非登録ＪＥＤ
ＥＣパッケージにも適用可能である。

第１図に示すＴ　０−２２０パツケージ１０は露出ヒー
トシンク１１を備えている。ヒートシンク１１の非露出
側にホンディングワイヤによりリード１４に結合されて
いる半導体デバイスが取付けられている。

封入材料が半導体デバイス、ボンディングワイヤ、およ
びリード１４の先端を封入してこれらの部品を動作環境
から保護している。ヒートシンク１１は封入材料１２を
越えて延び、パッケージ１０を熱交換体または他の面に
確実に取付けるのに使用される穴１３を備えている。熱
交換体（図示せず）は半導体を安全な表面温度に保つた
めに使用することができる。ヒートシンク１１と熱交換
との間に最大の伝熱を生じざヒるためには、ヒートシン
ク１１の表面１７に封入工程中に表面１７に滲出するこ
とがある封入材料１２または樹脂が皆無でなければなら
ない。

表面１７に樹脂の滲出または封入材料が存在すればヒー
トシンク１１と熱交換体との間に最適伝熱が行われない
。材料の堆積がかなりの高さになれば、デバイスを取付
は面または熱交換体にボルト止めしたとき反りが生ずる
可能性もある。

封入材料１２または樹脂が表面１７に滲み出ないように
するためにヒートシンク１１の周りにおいて、下方に凹
んだ領域１６を設ける。凹状領域１６の高さレベルは表
面１７より低く、この領域は封入材料１２をモールドす
る工程の際モールド面に当接する面となる。凹状領域１
６の高さレベルは表面１７より低いので、モールド用コ
ンパウンドまたは樹脂の滲み出しは凹状領域１６に沿っ
て生じ、表面１７に到達しない。このためきれいな情理
なヒートシンク区域が１ｑられる。これまでは、モール
ド用コンパウンドまたは樹脂がヒートシンクの露出域に
滲出すればその材料をヒートシンクの露出面から除去す
るため情理化作業が必要であった。この情理化作業のた
め余分の費用がかかっていた。

第２図は非標準半導体パッケージに関する本発明を示す
。ヒートシンク２０には表面２３および反対面かあり、
反対面に異なる二つの半導体デバイスが取付けられる。

これら異なる二つの半導体デバイスは封入２１により封
入されている。ヒートシンク２０はヒートシンク２０を
熱交換体または他の取付は面に取付けるのに使用するこ
とができる三つの穴２２を備えている。ヒートシンク２
０には、半導体デバイスの反対側にある表面２３に凹状
領域２４を設ける。凹状領域２４のヒーｉ・シンク上の
高さレベルは表面２３より低い。凹状領域２４は、封入
材料２１のモールド作業中モールド面に当接する面とな
る。

凹状領域２４は凹状縁部１６（第１図に示す）と同じ目
的を果すのに役立つ。封入材料または樹脂の滲出があれ
ばその滲出は表面２４で発生し、表面２３には到達しな
い。

第３図は本発明を取入れたＴ　０−２２０パツケージ用
リードフレームの一部を示す。このリードフレームはり
一層１４、ヒートシンク１１、およびタイバー２８を備
えている。タイバー２８はパッケージされたデバイスの
電気試験の直前まで組立作業中り一層１４を一定位置に
保持するのに役立つ。モールドの上半部２６は端部２１
を有する隆起部分を備えている。端部２７は凹状領域１
６に当接する。端部２７はモールドの上半部２６を閉じ
る役目をするので、端部２７および隆起部分の無いモー
ルド上半部に比較して凹状領域１６に一層大きい圧力が
加わる。従来の技術ではモールド上半部は本発明による
小面積とは反対にヒートシンク１１の全面に対して合わ
さっていた。２つの矢印２９はモールド上半部２６とリ
ードフレームとの位置合わぜを示す。代表的には、モー
ルド上半部２６はリードフレーム上に垂直方向に閉じる
。

第４図はＴ　０−２２０リードフレーム上で閉じた、本
発明を取入れたモールドの、一部を取除いた、断面図で
ある。モールド上半部２６はモールド下半部３０の上に
閉じて示しである。モールド下半部３０の表面３１はモ
ールド上半部２６の合せ境界面となる。

第４図は凹状領域１６を有するモールド上半部２６の隆
起部分の間の合せ方を示している。好適実施例ではモー
ルド上半部２６は凹状領域１６の上に閉じている。しか
し、成るリードフレームおよびモールドの構造を使用し
た場合、モールド上半部が露出ヒートシンクの最大の部
分で閉じるように公差を決めなければならないことがあ
る。このような状況においても′［−ルド上半部と凹状
領域との間のはめ合いは非常に緊密なので発生する樹脂
または封入材料の滲出はヒートシンクの露出面に到達し
ないよう充分小さくなる。

凹状領域を封入領域に対向するものとしてだけ示してぎ
たが、モールドまたはヒートシンクそれ自身の製造能力
を改善するのにヒートシンクの露出側の全周に四部を作
ることができることがわかるであろう。

（発明の効果） これまでの説明からヒートシンクまたは取付板の接触面
上のモールド・フラッシュを排除する手段が提供された
ことがわかるはずである。これは露出ヒートシンクを有
するデバイスに対してピー１〜シンクの接触面より下の
棚部の上にモールデイング工程中ヒートシンク／リード
フレームを封入することにより行われる。これによりヒ
ートシンりの接触面上へのプラスチックまたは樹脂の滲
出が排除され、封入用処理範囲が広くなり、印刷回路板
に直接はんだ付けされる表面実装デバイスの濡れが向上
する。その他に、本発明によりデフラッシュの必要性が
排除され、これによりデバイスのハンドリングやそれ以
上の汚染が少くなる。それ故、露出ヒートシンク領域お
よびモールド内の対応する隆起面の周辺に沿って凹状縁
部を作ることにより、封入の結果生ずるプラスチックの
滲出すなわちフラッシュはパッケージの非重要領域で生
じ、より広い製造処理範囲をもたらす。これによりはん
だ付は用封人材料からの隙間を知ることができる。四部
の深さは２５マイクロメートルから５０マイクロメート
ルの範囲とすることができ、凹部の幅は約２５０マイク
ロメートルである。これらの寸法はおそらく凹状領域を
形成するヒートシンク・スタンパ−の制限に基くものと
なろう。その他に、露出面積が非常に小さいパッケージ
では幅を狭くしてヒートシンク領域それ自身をあまり多
く消費しないようにしなければならないこともある。

【図面の簡単な説明】

第１図は仕上ったパッケージ済み半導体デバイスに関す
る本発明の実施例を示す。 第２図は別の形式のヒートシンクに関する本発明の他の
実施例を示す。 第３図は本発明によるリードフレームおよびモールド上
半部を示す。 第４図はモールドの上半部と下半部との間の、本発明に
よるリードフレームを示す。 １０・・・パッケージ、　　１１．２０・・・ヒートシ
ンク、１２・・・封入材料、　　　１６．２４・・・凹
状領域、１７、２３・・・ヒートシンク表面、 ２６・・・モールド上半部、　　２７・・・隆起部分、
３０・・・モールド下半部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１の表面および第２の表面を有する半導体ヒート
   シンクであつて； 前記第１の表面が、半導体デバイスおよび該半導体デバ
   イスを封入する封入材料を受けるようになっており、 第２の表面の少なくとも一部に封入材料が封入中に第２
   の表面上へと滲出することを防止する凹状縁部が設けら
   れている； ことを特徴とするヒートシンク。 ２、半導体デバイスを装着するヒートシンクの裏側に封
   入材料を付着させることなく半導体デバイスを封入する
   方法であつて； ヒートシンクの裏側に凹部区域を有するヒートシンクを
   準備する段階； ヒートシンクをモールドキャビティに載置する段階； モールドキャビティの少なくとも一部が凹部区域上に閉
   じるようにモールドキャビティをヒートシンク上に閉じ
   る段階；および 封入材料をモールドキャビティに入れ、ここで凹部区域
   があるため封入材料がヒートシンクの裏側上にはみ出さ
   ないようにする段階； から成る半導体デバイスの封入方法。 ３、半導体デバイスを受ける複数のヒートシンクおよび
   各ヒートシンクの近くに設置された複数のリードを備え
   たリードフレームであつて；ヒートシンクが欠如した凹
   部区域を少なくとも三辺の周囲に設けて、少なくとも３
   辺上でヒートシンクの縁部の高さを低くした； ことを特徴とするリードフレーム。