JPH02306639A - 半導体装置の樹脂封入方法 - Google Patents

半導体装置の樹脂封入方法

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JPH02306639A
JPH02306639A JP1128399A JP12839989A JPH02306639A JP H02306639 A JPH02306639 A JP H02306639A JP 1128399 A JP1128399 A JP 1128399A JP 12839989 A JP12839989 A JP 12839989A JP H02306639 A JPH02306639 A JP H02306639A
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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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、半導体装置の樹脂封入方法に関するものであ
り、特に放熱板を有する樹脂封入型の装置の樹脂封入方
法に関するものである。
（従来の技術） 従来の半導体装置の樹脂封入方法について、工程別の装
置断面を示した第６図を用いて説明する。
これは、装置の平面図である第７図のＣ−Ｃ線に沿う断
面を示したものである。先ず放熱板４３の上面にガラス
粉末を置いてさらにその上にリードフレーム４２を設置
し、ガラス粉末を約３５０℃の温度に加熱して溶融させ
ることによって接合する。そして、リードフレーム４２
の中央に位置したアイランドの上面に、マウント材を用
いて半導体チップ１をダイボンディングする。半導体チ
ップ１のパッドとリードフレーム１の各リードとの間に
ワイヤボンディングを行い、ワイヤ１０で接続する（第
６図（ａ））。
次に、半導体チップ１及びリードフレーム４２とが接合
された放熱板４３を、下金型４５のキャビティの底面に
設置し、上金型４８で空間を閉じる（第６図（ｂ））。
そして金型４５と４６で囲まれたキャビティに、溶融し
た樹脂をトランスファモールド法により注入させ、樹脂
５２が硬化した後、取り出して所望の半導体装置５０を
得る（第６図（Ｃ））。
（発明が解決しようとする課８） しかし、このような樹脂封入方法によって得られた半導
体装置には、次のような問題があった。
第６図（ｂ）において金型４５及び４８の内部に樹脂を
注入する際に、放熱板４３と下金型４５の底面との間の
わずかな隙間に、溶融した樹脂が入り込み、第６図（Ｃ
）に示された放熱板４３の底面６０が樹脂で覆われて、
放熱板４３の表面からの放熱の妨げとなっていた。この
場合に、図のように放熱板４３の外周部４３ａを突出さ
せて段差を設けてこの部分の密着性をよくし、樹脂が回
り込まないようにする方法もあるが、十分に防止するこ
とはできなかった。
また樹脂を注入する際に、リードフレーム４２に撓みが
生じ、半導体装置５０をプリント基板に実装する際の作
業性に支障を与えていた。
さらに半導体チップ１はリードフレーム４２に接合され
ているため、チップ１の発生した熱は、リードフレーム
４２を介して放熱板４３に伝わることになる。この場合
に、放熱板４３は一般に熱伝導性の高い純銅から成るが
、リードフレーム４２は純銅製でない場合も多いため、
放熱性を低下させていた。
本発明は上記事情に鑑み、放熱性に優れ、かつリードフ
レームに撓みが発生するのを防止しつる半導体装置の樹
脂封入方法を提供することを目的とする。
〔発明の構成〕
（課題を解決するための手段） 本発明の半導体装置の樹脂封入方法は、リードフレーム
のリード以外の部分を放熱板に接合する第１の工程と、
半導体チップを放熱板の表面上にダイボンディングする
第２の工程と、半導体チップとリードフレームのリード
との間でワイヤボンディングを行い、電気的に接続する
第３の工程と、放熱板を下金型のキャビティの底面に設
置し、この底面に向けて放熱板とリードフレームとの接
合部分を押圧した状態にする第４の工程と、金型の内部
に溶融樹脂を注入し、硬化させる第５の工程とを備えた
ことを特徴としている。
ここで第４の工程における下金型のキャビティの底面へ
の放熱板の押圧は、金型として上金型に貫通した穴を有
するものを用い、金型の外部から押圧体を穴から金型内
部に貫通させ、放熱板とリードフレームとの接合部を押
圧体により下金型のキャビティの底面に向って押圧させ
ることによって行うものであってもよい。
また放熱板として、半導体チップの厚みとほぼ等しい深
さの凹部を有し、底面からの厚みが薄い部分を半導体チ
ップの接合部分とし、底面からの厚みが厚い部分をリー
ドフレームのリード以外の部分との接合部分とした放熱
板を用いてもよい。
（作　用） 金型のキャビティの底面に、放熱板とリードフレームと
の接合部分を押圧した状態にすることで、下金型の底面
と放熱板と間に隙間が発生せず、樹脂を注入した際に樹
脂が放熱板の表面にまわり込まず付着しない。これによ
り、放熱板の表面が大気中に露出するため、樹脂で覆わ
れることによって放熱性が損なわれるという事態が回避
される。
またリードフレームの接合部も下金型のキャビティの底
面に押圧された状態となるため、樹脂を注入させた場合
にリードフレームに撓みが発生するのが防止され、平坦
性が向上する。また半導体チップは放熱板の表面上に接
合されているため、リードフレームを介して接合されて
いる場合と比較し放熱性が向上する。
ここで下金型のキャビティの底面への放熱板の押圧を、
金型として上金型に貫通した穴を有するものを用い、金
型の外部から押圧体を穴から金型内部に貫通させ、放熱
板とリードフレームとの接合部を押圧体により下金型の
キャビティの底面に向って押圧させることによって、放
熱板及びリードフレームが押圧された状態となる。
さらに放熱板として、半導体チップの厚みとほぼ等しい
深さの凹部を有し、底面からの厚みが薄い部分を半導体
チップの接合部分とし、底面からの厚みが厚い部分をリ
ードフレームのリード以外の部分との接合部分とした放
熱板を用いた場合には、リードフレームと半導体チップ
との間で行うワイヤボンディング性に優れ、ワイヤ切れ
の発生といった事態が回避される。同時に放熱板の底面
から半導体チップに接合面までの厚みが薄いため、半導
体チップにおいて発生した熱の伝導性に優れ、放熱性が
向上する。
（実施例） 以下、本発明の第１の実施例による半導体装置の樹脂封
入方法について、工程別の装置断面を示した第１図を用
いて説明する。これは、この方法により製造された装置
の平面図である第２図のＡ−Ａ線に沿う断面を示したち
のである。
先ず放熱板３の上面に、リードフレーム２を設置する。
この放熱板３は従来のものと異なり、図のようにチップ
の厚みとほぼ等しい深さの凹部を有し、半導体チップ１
が搭載される部分までの底面からの高さｈｌは、リード
フレーム２が接合される部分までの高さｈ２よりも、低
くなっている。
このため、搭載された半導体チップ１の表面までの高さ
ｈ３と接合されたリードフレーム２の表面までの高さｈ
３とは、等しくなっている。
そしてリードフレーム２は、第３図に示されるような形
状を有している。従来は、リードフレーム２の四隅のタ
イバー１５によって、中央に点線で示されたアイランド
１７が設けられていたが、本実施例の場合には存在しな
い。またそれぞれの四本のタイバー１５には、放熱板３
にカシメあるいはネジ止め等によって接合するための穴
１８が形成されている。ここで、支持バー１９は、各リ
ード１６が変形しないように、相互間を接続しているも
のである。一方、放熱板３には、上述した穴１８に差込
まれる突起４が設けられており、カシメによって、リー
ドフレーム２と接合される。
第２図にはこの放熱板３とリードフレームとの接合状態
が示されており、放熱板３の四方に伸びた部分３ａとリ
ードフレーム２のタイバー１５とが接合される。次に、
放熱板３の中央部分に半導体チップ１を搭載し、リード
フレーム２を介さずに、直接放熱板３の上面にマウント
材によってダイボンディングを行う（第１図（ａ））。
この後、半導体チップ１のパッドとリードフレーム２の
各リード１６との間にワイヤボンディングを行い、ワイ
ヤ１０で接続する。そして放熱板３を下金型５のキャビ
ティの底面に設置する。下金型５の上方には、上金型６
と押え具８とが設置されている。この押え具８は四本の
棒状体９を有しており、上金型６の穴７をそれぞれ貫通
して接合部分２０を押圧するものである。ここで上金型
６には、穴７が四個設けられている。この穴７は、リー
ドフレーム２と放熱板３との接合部分２ｏの上方に位置
している（第１図（ｂ））。
次に従来と異なり、この押え具８を下方へ移動させて、
リードフレーム２と放熱板３との接合部分２０を押圧す
る。この状態で、金型５及び８て囲まれた内部に、溶融
した樹脂を注入させる（第１図（Ｃ））。
そして樹脂１１が硬化した後、金型５及び８から取出し
て半導体装置１１を得る（第１図（ｄ））。
このように製造することによって、以下のような効果が
得られる。
金型５及び６の内部に樹脂を注入させるときに、リード
フレーム２と放熱板３との接合部分２０を押圧している
ため、放熱板３と下金型５の底面との間に隙間がなくな
り、樹脂の入り込みが防止される。これにより、半導体
装置１４の底面６１には樹脂が付着せず放熱板１４の表
面は露出しているため、放熱性に優れている。
さらにリードフレーム２と放熱板３との接合部分２０を
押圧しているため、樹脂を注入させる際に、リードフレ
ーム２に撓みが生じるのが防止され、プリント配線基板
に実装する際におけるハンダ付けの作業性が向上する。
半導体チップ１を直接放熱板３に接合しているため、チ
ップ１の発生した熱はリードフレーム２を介さずに直接
放熱板３に伝わり、放熱性に優れている。
また、リードフレーム２と半導体チップ１の表面上のパ
ッドとは、高さ方向の位置が等しいため、ワイヤボンデ
ィング性が良好である。さらにこのような凹部を有する
形状としたことにより、放熱板３のうちの半導体チップ
１が搭載されている部分から露出している表面までの厚
みｈｌは、従来の場合よりも薄くなっている。このため
、ワイヤボンディング性のみならず、熱伝導性にも優れ
ている。
また第６図に示された従来の放熱板４３は、平坦な平板
の形状を有しているのに対し、この第１の実施例におけ
る放熱板３の形状は、段差か設けられている。高温の溶
融状態にあった樹脂が冷却される過程において、あるい
は半導体装置１１をプリント配線基板にハンダ付けを行
う際における温度上昇によって樹脂が熱収縮するが、こ
のような段差を設けることによって放熱板と樹脂との密
着性が向上し、クラックの発生を防止することができる
。特にパッケージが大型化した場合に、このような効果
は顕著となる。
次に、第２の実施例による半導体装置の樹脂封入方法に
ついて説明する。第４図に、この場合の工程別の装置断
面を示す。この断面図は、この方法により製造された装
置の平面図を示した第５図のＢ−Ｂ線に沿う断面を表し
ている。
この実施例では第１の実施例と異なり、段差が設けられ
ていない放熱板２３を用いている。
そして、この放熱板２３とリードフレーム２との接合は
、第１の実施例ではカシメにより行っていたが、ここで
は溶接により行う。次に、放熱板２３の中央部分に半導
体チップ１を搭載し、リードフレーム２を介さずに、直
接放熱板３の上面にマウント材によってダイボンディン
グする（第４図（ａ））。
この後、半導体チップ１のパッドとリードフレーム２の
各リード１６との間にワイヤボンディングを行い、ワイ
ヤ１０で接続する。そして放熱板２３を下金型２５のキ
ャビティ底面に設置する。
下金型の上方には、上金型２６と押え具２８とか設置さ
れている。ここで第１の実施例における上金型６には円
形の穴７が形成されていたのに対し、この上金型２６に
は細長いスリット状の穴２７が四個形成されている。こ
のスリット状の穴２７は、リードフレーム２と放熱板３
との接合部分３６の上方から両端へ伸びる方向に位置し
ているこの押え具２８には、四本の薄い板状体２６が設
けられており、金型２６のスリット状の穴２７をそれぞ
れ貫通して、接合部分３６を押圧するものである（第４
図（ｂ））。
次にこの押え具２８を下方へ移動させて、リードフレー
ム２と放熱板３との接合部分２０を押圧する。この状態
で、金型２５及び２８で囲まれた内部に、溶融した樹脂
を注入させる（第４図（Ｃ））。
そして樹脂３２が硬化した後、金型２５及び２８から取
出して半導体装置３０を得る（第４図（ｄ））。この半
導体装置３０の外観を示した平面図が、上述したように
第５図に相当し、押え具２８の板状体２６の跡として、
スリット３１が対角線上の四方向に伸びるように形成さ
れている。
このような方法により製造することによって、以下のよ
うな効果が得られる。
第１の実施例と同様に、リードフレーム２と放熱板２３
との接合部分３６を、下金型２５内部の底面に押圧した
状態で下金型２５及び２６の内部に樹脂を注入させるた
め、放熱板２３と下金型２５の底面との間に隙間が生じ
ることがなく、樹脂の入り込みが防止される。これによ
り、半導体装置３０の底面６２には樹脂が付着せず放熱
板２３の表面は露出しており、放熱性が良い。従って、
第１の実施例と比較し、放熱板２３の厚みか厚くなって
はいるが、十分な放熱性か確保されている。またリード
フレーム２と放熱板２３との接合部分３６を押圧してい
ることによって、樹脂を流入させる際にリードフレーム
２に撓みが発生せず、プリント配線基板に実装する際の
ハンダ付は作業の効率が向上する。
半導体チップ１を直接放熱板２３に接合しているため、
チップ１の発生した熱がリードフレーム２を介さずに直
接放熱板２３に伝わり、放熱性に優れている。
上述した実施例はいずれも一例であって、本発明を限定
するものではない。例えば放熱板とリードフレームとの
接合は、カシメやネジ止めに限らず溶接等により行って
もよい。また樹脂を金型内に注入させる際における、リ
ードフレームと放熱板との接合部の金型のキャビティ底
面への押圧は、実施例のような押え具によるものに限ら
れず、放熱板と金型の底面との間に隙間が生じないよう
に押圧し得るものであれば、他の方法によるものであっ
てもよい。
〔発明の効果〕
以上のように本発明の半導体装置の樹脂封入方法は、下
金型のキャビティの底面に、放熱板とリードフレームと
の接合部分を押圧した状態で樹脂を注入するため、放熱
板と下金型のキャビティ底面との間に隙間が発生せず、
放熱板の表面は樹脂で覆われることなく露出され、放熱
性に優れる。
同時にリードフレームも、下金型のキャビティ底面に対
して押圧された状態となっているため、樹脂を注入させ
る際に撓みが発生せず、平坦性が向上する。また半導体
チップは放熱板に直接接合されているため、リードフレ
ームを介して接合している場合よりも放熱性に優れてい
る。
ここで下金型のキャビティ底面への放熱板の押圧を、金
型として上金型に貫通した穴を有するものを用い、金型
の外部から押圧体を穴から金型内部に貫通させ、放熱板
とリードフレームとの接合部を下金型のキャビティ底面
に押圧させることによって、下金型のキャビティ底面に
放熱板及びリードフレームが押圧された状態に保つこと
ができ、上述のような効果が得られる。
さらに放熱板として、半導体チップの厚みとほぼ等しい
深さの凹部を有し、底面からの厚みが薄い部分を半導体
チップの接合部分とし、底面からの厚みが厚い部分をリ
ードフレームのリード以外の部分との接合部分とした放
熱板を用いた場合には、リードフレームと半導体チップ
との間で行うワイヤボンディング性に優れ、ワイヤ切れ
の発生といった事態が回避されると同時に、放熱板の底
面から半導体チップに接合面までの厚みが薄いため、半
導体チップの発生した熱の伝導性に優れ、放熱性が向上
する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の第１の実施例による半導体装置の樹脂
封入方法を示した工程別の装置断面図、第２図は同樹脂
封入方法により製造された半導体装置の平面図、第３図
は同装置に用いられるリードフレームを示した平面図、
第４図は本発明の第２の実施例による半導体装置の樹脂
封入方法を示した工程別の装置断面図、第５図は同樹脂
封入方法により製造された半導体装置の平面図、第６図
は従来の半導体装置の樹脂封入方法を示した工程別の装
置断面図、第７図は同樹脂封入方法により製造された半
導体装置の平面図である。 １・・・半導体チップ、２・・・リードフレーム、３゜
２３・・・放熱板、５．２５・・・下金型、６，２６・
・・上金型、７，２７・・・穴、８，２８・・・押え具
、９・・・棒状体、１０・・・ワイヤ、１５・・・タイ
バー、１６・・・リード。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 鳥１　図 為２図 為３図 為４図 華）５図 気６図 気７　図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、リードフレームのリード以外の部分を放熱板に接合
    する第１の工程と、 半導体チップを前記放熱板の表面上にダイボンディング
    する第２の工程と、 前記半導体チップと前記リードフレームのリードとの間
    でワイヤボンディングを行い、電気的に接続する第３の
    工程と、 前記放熱板を下金型のキャビティの底面に設置し、この
    底面に向けて前記放熱板と前記リードフレームとの接合
    部分を押圧した状態にする第４の工程と、 金型の内部に溶融した樹脂を注入し、硬化させる第５の
    工程とを備えたことを特徴とする半導体装置の樹脂封入
    方法。 ２、前記第４の工程における前記下金型のキャビティの
    底面への前記放熱板の押圧は、前記金型として上金型に
    貫通した穴を有するものを用い、前記金型の外部から押
    圧体を前記穴から前記金型内部に貫通させ、前記放熱板
    と前記リードフレームとの接合部を前記押圧体により前
    記下金型のキャビティの底面に向って押圧させることに
    よって行うことを特徴とする請求項１記載の半導体装置
    の樹脂封入方法。 ３、前記放熱板として、前記半導体チップの厚みとほぼ
    等しい深さの凹部を有し、底面からの厚みが薄い部分を
    前記半導体チップの接合部分とし、底面からの厚みが厚
    い部分を前記リードフレームのリード以外の部分との接
    合部分とした放熱板を用いることを特徴とする請求項１
    又は２記載の半導体装置の樹脂封入方法。
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