JPH03222350A - 樹脂封止形半導体装置及びその実装構造 - Google Patents
樹脂封止形半導体装置及びその実装構造Info
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- JPH03222350A JPH03222350A JP2016027A JP1602790A JPH03222350A JP H03222350 A JPH03222350 A JP H03222350A JP 2016027 A JP2016027 A JP 2016027A JP 1602790 A JP1602790 A JP 1602790A JP H03222350 A JPH03222350 A JP H03222350A
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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。
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〕
本発明は樹脂封止形半導体装置とその実装構造に係り、
特に熱抵抗を小さくするのに好適な樹脂封止形半導体装
置とその実装構造に関する。
特に熱抵抗を小さくするのに好適な樹脂封止形半導体装
置とその実装構造に関する。
樹脂封止形半導体装置の熱抵抗を低減する上で最も一般
的な手段は、特開昭５５−１０５３５４号公報。
的な手段は、特開昭５５−１０５３５４号公報。
同６０−６３９５２号公報に開示されているように、金
属製の放熱フィンを接着剤等によりパッケージに取り付
ける方法である。しかしこの方法は、フィンの性能に応
じた効果が期待できるものの、フィンの接着面の信頼性
や生産性において問題があるにの問題点を解決する手段
として、パッケージ本体と一体成形した樹脂製のフィン
を設ける方法が特開昭５６−１２９３５０号公報、同６
２−８１７３５号公報。
属製の放熱フィンを接着剤等によりパッケージに取り付
ける方法である。しかしこの方法は、フィンの性能に応
じた効果が期待できるものの、フィンの接着面の信頼性
や生産性において問題があるにの問題点を解決する手段
として、パッケージ本体と一体成形した樹脂製のフィン
を設ける方法が特開昭５６−１２９３５０号公報、同６
２−８１７３５号公報。
実開昭６１−１０４５５３号公報、同６３−８４９５８
号公報に開示されている。
号公報に開示されている。
また、パッケージ表面の伝熱面積１増やして熱抵抗を低
減させる目的で、パッケージ表面に多数の凹凸部を設け
る方法が実開昭６３−３１５４１号公報に開示されてい
る。
減させる目的で、パッケージ表面に多数の凹凸部を設け
る方法が実開昭６３−３１５４１号公報に開示されてい
る。
上記従来技術のうち、パッケージにフィンを接着する方
法は、既に述べたように、接着面の信頼性に問題がある
。すなわち、一般にフィン材料（主に金属）とパンケー
ジを封止する樹脂の線膨張係数は異なっており、このこ
とに起因して接着層に発生する熱応力のため、接着層が
破壊し易い。
法は、既に述べたように、接着面の信頼性に問題がある
。すなわち、一般にフィン材料（主に金属）とパンケー
ジを封止する樹脂の線膨張係数は異なっており、このこ
とに起因して接着層に発生する熱応力のため、接着層が
破壊し易い。
更に近年需要が拡大している面付実装形パッケージでは
、リードと基板をはんだ付する際に、２００℃以上に加
熱されるが、このような高温では接着剤の強度は著しく
低下するため、より一層信頼性の確保が困難である。ま
た、このような構造のパッケージでは、部品点数が増え
、生産工程も増加するため、生産性が低下する。
、リードと基板をはんだ付する際に、２００℃以上に加
熱されるが、このような高温では接着剤の強度は著しく
低下するため、より一層信頼性の確保が困難である。ま
た、このような構造のパッケージでは、部品点数が増え
、生産工程も増加するため、生産性が低下する。
上記の技術の欠点を克服するため、パッケージ本体と一
体成形した樹脂性のフィンを設ける技術が前述の如く知
られている。この構造は、冷却性能は金属性のフィンを
用いた構造に比べて劣るものの、接着層がないため、前
述の信頼性の低下がなく、また生産工程の増加もないの
で、生産性にも優れている。しかしこの構造のパッケー
ジは未だ実用化されていない。これは、以下に示すよう
な２つの致命的な欠点があるためである。
体成形した樹脂性のフィンを設ける技術が前述の如く知
られている。この構造は、冷却性能は金属性のフィンを
用いた構造に比べて劣るものの、接着層がないため、前
述の信頼性の低下がなく、また生産工程の増加もないの
で、生産性にも優れている。しかしこの構造のパッケー
ジは未だ実用化されていない。これは、以下に示すよう
な２つの致命的な欠点があるためである。
従来の板状の樹脂フィン付パッケージの斜視図を第１１
図に示す、リード３がパッケージ本体２の側面から引き
出されており、パッケージ本体の上面には樹脂フィン１
ａが設けられている。ところが、このような形状のパッ
ケージを一般に用いられているトランスファーモールド
で形威するのは、非常に困難である。
図に示す、リード３がパッケージ本体２の側面から引き
出されており、パッケージ本体の上面には樹脂フィン１
ａが設けられている。ところが、このような形状のパッ
ケージを一般に用いられているトランスファーモールド
で形威するのは、非常に困難である。
第１２図により、この従来構造のトランスファーモール
ドにおける樹脂の流れを説明する。第１２図はフィンを
含む縦断面におけるトランスファーモールド時の樹脂の
流れを示す図である。素子４を搭載したリードフレーム
５を金型８，９にはさみ、溶融した樹脂６を左側のゲー
ト＋０から流し込む、このとき、リードフレーム５の下
方の流路は、上方に比べて大幅に狭いため、流路の抵抗
が大きく、流れにくい。その結果、樹脂６はリードフレ
ーム上方のみを流れるようになり、リードフレーム下方
には未充填部７ａが残ってしまう。
ドにおける樹脂の流れを説明する。第１２図はフィンを
含む縦断面におけるトランスファーモールド時の樹脂の
流れを示す図である。素子４を搭載したリードフレーム
５を金型８，９にはさみ、溶融した樹脂６を左側のゲー
ト＋０から流し込む、このとき、リードフレーム５の下
方の流路は、上方に比べて大幅に狭いため、流路の抵抗
が大きく、流れにくい。その結果、樹脂６はリードフレ
ーム上方のみを流れるようになり、リードフレーム下方
には未充填部７ａが残ってしまう。
第１３図は第１２図と直交する横断面を示す。
樹脂６は、流路の広いフィンの部分にしか流れないため
、流路抵抗の大きい部分には未充填部７ｂが残る。
、流路抵抗の大きい部分には未充填部７ｂが残る。
更に、従来構造では例えトランスファーモールドの充填
が完全に行われたとしても、パッケージに色々な欠陥が
生じ易い。第１４図はモールドが完了した後のフィンを
含む断面図を示す、樹脂６は素子４に比べて線膨張係数
が大きく、更に硬化収縮を起こすため、第１４図に示す
ような上下がアンバランスな構造では、フィンの部分が
大きく収縮し、その結果図に示すような反りが生じる。
が完全に行われたとしても、パッケージに色々な欠陥が
生じ易い。第１４図はモールドが完了した後のフィンを
含む断面図を示す、樹脂６は素子４に比べて線膨張係数
が大きく、更に硬化収縮を起こすため、第１４図に示す
ような上下がアンバランスな構造では、フィンの部分が
大きく収縮し、その結果図に示すような反りが生じる。
このとき、素子４の下面及びパッケージ下面には、曲げ
応力が生じるため、それぞれにクラックｌｌａ。
応力が生じるため、それぞれにクラックｌｌａ。
１１ｂが発生し易い。また樹脂６とリードフレーム５の
界面には、剥離部分１２が生じ易い。
界面には、剥離部分１２が生じ易い。
一方、実開昭６１−１０４５５３号公報、同６３−８４
９５８号公報に開示されているように、円柱状のフィン
を用いるパッケージでは、間柱部分に樹脂が流れにくい
ため、円柱部分に未充填部が残り、円柱状のフィンを形
成することが困難である。
９５８号公報に開示されているように、円柱状のフィン
を用いるパッケージでは、間柱部分に樹脂が流れにくい
ため、円柱部分に未充填部が残り、円柱状のフィンを形
成することが困難である。
以上述べた従来技術による樹脂フィン付きパッケージの
欠点を克服するためには、フィンの高さを小さくすれば
良いが、このようにするとフィンの放熱効果が著しく低
減してしまい、本来の目的である熱抵抗の低減を達成す
ることが難かしい。
欠点を克服するためには、フィンの高さを小さくすれば
良いが、このようにするとフィンの放熱効果が著しく低
減してしまい、本来の目的である熱抵抗の低減を達成す
ることが難かしい。
更に実開昭６３−３１５４１号公報に示されているよう
に、パッケージ表面に凹凸を設けるだけでは、凹部に空
気が流れ込まないため、この部分が断熱状態に近くなる
ので、熱抵抗を低減する効果は小さい。
に、パッケージ表面に凹凸を設けるだけでは、凹部に空
気が流れ込まないため、この部分が断熱状態に近くなる
ので、熱抵抗を低減する効果は小さい。
以上述べたように、樹脂フィンを一体成形した従来のパ
ッケージでは、生産性、信頼性に対する配慮が不十分で
あった。
ッケージでは、生産性、信頼性に対する配慮が不十分で
あった。
／
本発明の目的は、生産性と信頼性に優れかつ熱抵抗低減
効果の大きい樹脂封止形半導体装置と、これを組み込ん
だ実装構造を提供することにある。
効果の大きい樹脂封止形半導体装置と、これを組み込ん
だ実装構造を提供することにある。
上記目的は、パッケージ表面に一体成形された板状の樹
脂フィンをパッケージ表面の直交する２方向において分
割することにより達成される。
脂フィンをパッケージ表面の直交する２方向において分
割することにより達成される。
樹脂封止形半導体装置は、半導体素子と、リードフレー
ムと、これらを電気的に接続する部材とを備え、リード
フレームの一部と半導体素子及び接続部材を樹脂で封止
してパッケージを形威したものである。
ムと、これらを電気的に接続する部材とを備え、リード
フレームの一部と半導体素子及び接続部材を樹脂で封止
してパッケージを形威したものである。
そして本願第１番目の発明に係る樹脂封止形半導体装置
は、このパッケージの少なくとも一表面（通常は背面側
、以下同じ。）に複数枚の樹脂製フィンを設け、該各フ
ィンは長手方向が互いに平行になるように複数列かつ複
数行に配列されていることを特徴とする。
は、このパッケージの少なくとも一表面（通常は背面側
、以下同じ。）に複数枚の樹脂製フィンを設け、該各フ
ィンは長手方向が互いに平行になるように複数列かつ複
数行に配列されていることを特徴とする。
また本願第２番目の発明に係る樹脂封止形半導体装置は
、パッケージの少なくとも一表面に封止樹脂と同一材料
にて突起を形威し、この突起はパッケージ表面の直交す
る２方向に適宜分割されて複数列かつ複数行のフィンを
形成し、各フィンの最大長さは最大厚さの２倍よりも大
きくしたことを特徴とする。
、パッケージの少なくとも一表面に封止樹脂と同一材料
にて突起を形威し、この突起はパッケージ表面の直交す
る２方向に適宜分割されて複数列かつ複数行のフィンを
形成し、各フィンの最大長さは最大厚さの２倍よりも大
きくしたことを特徴とする。
更に、本願第３番目の発明に係る樹脂封止形半導体装置
は、パッケージの少なくとも一表面に複数枚のフィンを
千鳥配列したことを特徴とする。
は、パッケージの少なくとも一表面に複数枚のフィンを
千鳥配列したことを特徴とする。
これらの各半導体装置における好ましい態様は次の通り
である。
である。
（１）各フィンはパッケージ表面から外方に向けて先細
りとなる形状をしており、各フィンの側面と前記パッケ
ージ表面とのなす角度を９５度以上１０５度以下の鈍角
とする。
りとなる形状をしており、各フィンの側面と前記パッケ
ージ表面とのなす角度を９５度以上１０５度以下の鈍角
とする。
（２）各フィン側面の付け根部（フィンの側面とフィン
が設けられたパッケージ表面の交差部分）がわん曲面を
形成している。
が設けられたパッケージ表面の交差部分）がわん曲面を
形成している。
（３）各フィンは、パッケージ表面に平行な平面で切っ
た断面が一端で円弧、他端で刃先形状の流線型（翼形）
を呈している。
た断面が一端で円弧、他端で刃先形状の流線型（翼形）
を呈している。
（４）各フィンの高さの１／２の位置におけるフィン間
距離と、同位置におけるフィン厚さの比が１以上２以下
である。
距離と、同位置におけるフィン厚さの比が１以上２以下
である。
（５）封止樹脂及びフィンの材質が、熱伝導率が１ 、
０Ｗ ／ ｍ・０以上の樹脂である。
０Ｗ ／ ｍ・０以上の樹脂である。
（６）パッケージ表面上及び／またはフィン先端にマー
キングを施こす。
キングを施こす。
（７）上記（１）〜（６）の態様を適宜組み合わせる。
本発明の実装構造は、複数のフィン付きの樹脂封止形半
導体装置を２枚の基板に夫々複数個実装し、各基板のフ
ィンが対向するように実装基板を対向配置してなること
を特徴とする。この場合、互いに対向するフィン先端間
の距離を、フィン高さの１／２の位置における隣接フィ
ン間距離の３倍以下とすることが好ましい。勿論上記各
態様の樹脂封止形半導体装置を組み込むことが望ましい
ことは言うまでもない。
導体装置を２枚の基板に夫々複数個実装し、各基板のフ
ィンが対向するように実装基板を対向配置してなること
を特徴とする。この場合、互いに対向するフィン先端間
の距離を、フィン高さの１／２の位置における隣接フィ
ン間距離の３倍以下とすることが好ましい。勿論上記各
態様の樹脂封止形半導体装置を組み込むことが望ましい
ことは言うまでもない。
板状の樹脂フィンを２方向に分割すると、トランスファ
ーモールド時においてリードフレームの上方の空間には
樹脂が流れる方向にもフィンの存在しない箇所が現れる
。それゆえ、この部分が流路抵抗になり、リードフレー
ム上下の流路抵抗ツバランスがとれ、リードフレーム下
方の空間にも樹脂が流れる。また、リードフレーム上方
のフィン間の部分にも樹脂が充填される。
ーモールド時においてリードフレームの上方の空間には
樹脂が流れる方向にもフィンの存在しない箇所が現れる
。それゆえ、この部分が流路抵抗になり、リードフレー
ム上下の流路抵抗ツバランスがとれ、リードフレーム下
方の空間にも樹脂が流れる。また、リードフレーム上方
のフィン間の部分にも樹脂が充填される。
本発明の構造では、モールド後に樹脂が収縮しても、上
下アンバランスな部分がフィンを分割した数だけ分割さ
れるので、第工４図に示した全体的な反りは生じず、こ
のため樹脂や素子のクラック、樹脂とリードフレームの
剥離は生じない。
下アンバランスな部分がフィンを分割した数だけ分割さ
れるので、第工４図に示した全体的な反りは生じず、こ
のため樹脂や素子のクラック、樹脂とリードフレームの
剥離は生じない。
以下、本発明の実施例を図を用いて説明する。
本発明の第１実施例によるパッケージの斜視図を第１図
に示す、素子（図では省略）とり一ド３を電気的に接続
した後、トランスファーモールドにより樹脂封止し、パ
ッケージ本体２と樹脂フィンを成形する。本実施例では
樹脂フィンは５列用意されており、それぞれがｌｂ、ｌ
ｃ、ｌｄの３つのブロックに分割され、フィンのない部
分１７ａ。
に示す、素子（図では省略）とり一ド３を電気的に接続
した後、トランスファーモールドにより樹脂封止し、パ
ッケージ本体２と樹脂フィンを成形する。本実施例では
樹脂フィンは５列用意されており、それぞれがｌｂ、ｌ
ｃ、ｌｄの３つのブロックに分割され、フィンのない部
分１７ａ。
１７ｂ（パッケージ表面）が存在する。
第２図は、本実施例のパッケージのトランスファーモー
ルド時の樹脂の流れを模式的に描いた平面図であり、（
１）から（９）へ時間的に進行する。
ルド時の樹脂の流れを模式的に描いた平面図であり、（
１）から（９）へ時間的に進行する。
（１）はモールド開始直後であり、ゲート１０から樹脂
６が流れ込む。この樹脂は、扇形に広がって流れるが、
フィン１ｄが形成される部分は流路が広いため、抵抗が
小さく、（２）に示すように樹脂はこの部分を選択的に
流れ、（３）に示すようにこの部分が最初に充填される
。ところが、フィンの部分１ｄの前方には、フィンの形
成されない部分１７ｂがあって、この部分は薄いため流
路抵抗が大きい。このため樹脂は（４）に示すようにフ
ィンの間を流れ始め、第２図の紙面裏側に相当するリー
ドフレームの下部にも流れる。そして、フィン間を完全
に充填した樹脂（（５）の状態）は、フィン１ｃの部分
を選択的に流れる（（６）の状態）。
６が流れ込む。この樹脂は、扇形に広がって流れるが、
フィン１ｄが形成される部分は流路が広いため、抵抗が
小さく、（２）に示すように樹脂はこの部分を選択的に
流れ、（３）に示すようにこの部分が最初に充填される
。ところが、フィンの部分１ｄの前方には、フィンの形
成されない部分１７ｂがあって、この部分は薄いため流
路抵抗が大きい。このため樹脂は（４）に示すようにフ
ィンの間を流れ始め、第２図の紙面裏側に相当するリー
ドフレームの下部にも流れる。そして、フィン間を完全
に充填した樹脂（（５）の状態）は、フィン１ｃの部分
を選択的に流れる（（６）の状態）。
このような挙動を繰り返し、（６）、 （７）、 （８
）の過程を経て、（９）に示すように、未充填部を残さ
ず、パッケージ全体を完全に封止することができる。
）の過程を経て、（９）に示すように、未充填部を残さ
ず、パッケージ全体を完全に封止することができる。
尚、フィンの樹脂が流れる方向の長さとフィンの厚さの
比が２より小さいと、フィン断面が正方形に近くなる５
本願発明者の確認したところではこのような断面形状で
は樹脂がフィン先端まで流れ込まない。従ってフィンの
長さと厚さの比は２より大とすることが必要である。こ
うしてパッケージを構成することにより、未充填箇所を
残すことなく、完全に樹脂をモールドすることが可能と
なる。
比が２より小さいと、フィン断面が正方形に近くなる５
本願発明者の確認したところではこのような断面形状で
は樹脂がフィン先端まで流れ込まない。従ってフィンの
長さと厚さの比は２より大とすることが必要である。こ
うしてパッケージを構成することにより、未充填箇所を
残すことなく、完全に樹脂をモールドすることが可能と
なる。
第１図に示す本実施例では、フィンが長平方向に３つに
分割されているため、分割部では樹脂の収縮による力が
伝達されずパッケージの反りが極めて小さくなる。この
ため、第１４図に示すような樹脂及び素子のクラックを
防止することができる。
分割されているため、分割部では樹脂の収縮による力が
伝達されずパッケージの反りが極めて小さくなる。この
ため、第１４図に示すような樹脂及び素子のクラックを
防止することができる。
更に本実施例では、フィンの側面はパッケージ表面に対
して垂直ではなく、フィンが先細り形状となるよう、角
度をつけである。このようにすることにより、トランス
ファーモールドでフィンを形成した後、フィンが金型か
ら抜は易くなる。フィンがパッケージ表面となす角度は
、９５度は必要であり、１０５度以下で十分であるとい
う知見を従来のモールド技術開発から得ている。あまり
角度をつけ過ぎると、先端部におけるフィンの断面積が
減小し、フィン効率が低下するので、この角度は９５度
以上１０５度以下が望ましい。尚、本実施例では示さな
かったが、この角度はフィンの側面ばかりではなく、フ
ィンの前縁および後縁にも設ける方が生産性の上で優れ
ている。またこのようにすることは樹脂を確実にフィン
内に流れ込ませる上でも必要である。
して垂直ではなく、フィンが先細り形状となるよう、角
度をつけである。このようにすることにより、トランス
ファーモールドでフィンを形成した後、フィンが金型か
ら抜は易くなる。フィンがパッケージ表面となす角度は
、９５度は必要であり、１０５度以下で十分であるとい
う知見を従来のモールド技術開発から得ている。あまり
角度をつけ過ぎると、先端部におけるフィンの断面積が
減小し、フィン効率が低下するので、この角度は９５度
以上１０５度以下が望ましい。尚、本実施例では示さな
かったが、この角度はフィンの側面ばかりではなく、フ
ィンの前縁および後縁にも設ける方が生産性の上で優れ
ている。またこのようにすることは樹脂を確実にフィン
内に流れ込ませる上でも必要である。
本発明の第２実施例によるパッケージの斜視図を第３図
に示す。第１実施例の場合と同様に、パッケージ本体２
の側面にリード３が設けられており１本体２の上面には
一体成形した樹脂フィンが設けられている。このフィン
はｌｂ、ｌｅ、ｌｄの３つのブロックに分割されている
０本実施例では、フィンが千鳥配列になっている。
に示す。第１実施例の場合と同様に、パッケージ本体２
の側面にリード３が設けられており１本体２の上面には
一体成形した樹脂フィンが設けられている。このフィン
はｌｂ、ｌｅ、ｌｄの３つのブロックに分割されている
０本実施例では、フィンが千鳥配列になっている。
このようにフィンを配列することにより、フィン１ｄ側
面の表面を流れ、温度が上昇した空気は、フィン１ｅの
フィン間中央部を通り、逆にフィン１ｄのフィン間中央
部を流れ、温度上昇の少ない空気は、フィンｌｅではフ
ィンの表面を流れる。
面の表面を流れ、温度が上昇した空気は、フィン１ｅの
フィン間中央部を通り、逆にフィン１ｄのフィン間中央
部を流れ、温度上昇の少ない空気は、フィンｌｅではフ
ィンの表面を流れる。
このように、本実施例では、熱が均一に空気に放出され
るため、放熱効率が向上し、第１実施例以上に熱抵抗を
小さくすることができる。
るため、放熱効率が向上し、第１実施例以上に熱抵抗を
小さくすることができる。
本発明の第３実施例によるパッケージの斜視図を第４図
に示す０本実施例のパッケージでは、風は紙面左下から
右上の向き（矢印方向）に流す。
に示す０本実施例のパッケージでは、風は紙面左下から
右上の向き（矢印方向）に流す。
本実施例では、前述の第１．第２実施例と同様に、フィ
ン１ｆが３分割されていて、フィン上流側前縁は円弧状
、フィン下流では刃先状の翼形状（流線形）となってい
る、このようなフィン形状にすることにより、フィンの
流体抵抗が低減するので、フィン間に空気が流れ易くな
り、その結果、熱抵抗を低減することができる。
ン１ｆが３分割されていて、フィン上流側前縁は円弧状
、フィン下流では刃先状の翼形状（流線形）となってい
る、このようなフィン形状にすることにより、フィンの
流体抵抗が低減するので、フィン間に空気が流れ易くな
り、その結果、熱抵抗を低減することができる。
流体抵抗を低減するために物体を翼形状にすること自体
は、従来から他の技術分野において良く知られるところ
であるが、従来の樹脂封止形半導体装置の放熱フィンに
は採用されていなかった。
は、従来から他の技術分野において良く知られるところ
であるが、従来の樹脂封止形半導体装置の放熱フィンに
は採用されていなかった。
これは金属フィンをこのような形状に加工することが生
産性を著しく低下させるためであった６本発明では、フ
ィンをパッケージ本体と一体成形するため、どのような
形状のフィンであっても。
産性を著しく低下させるためであった６本発明では、フ
ィンをパッケージ本体と一体成形するため、どのような
形状のフィンであっても。
生産性は全く変わらず、本実施例のような特殊形状のフ
ィンも容易に得ることができる。
ィンも容易に得ることができる。
更に、第２実施例で述べた千鳥配列のフィンを本実施例
に適用することにより、より一層熱抵抗を低減すること
ができる。
に適用することにより、より一層熱抵抗を低減すること
ができる。
本発明の第４実施例によるパッケージの斜視図を第５図
に示す。本実施例では、パッケージ本体２の２つの表面
に、３つに分割されたフィンｌ ｇ ＋１ｈを設けた。
に示す。本実施例では、パッケージ本体２の２つの表面
に、３つに分割されたフィンｌ ｇ ＋１ｈを設けた。
このようにパッケージを構成することにより、素子で発
生した熱がパッケージの２つの面から効率よく放散する
ため、熱抵抗を著しく低減することができる。なお、本
実施例は、パッケージを基板に対して垂直に立てて実装
する形式のもの（例えば、ジグザグインラインパッケー
ジ）に対してのみ有効であり、基板と平行に実装するパ
ッケージでは、片側のフィンがパッケージと基板に挟ま
れ、空気が流れにくいので、あまり効果がない。
生した熱がパッケージの２つの面から効率よく放散する
ため、熱抵抗を著しく低減することができる。なお、本
実施例は、パッケージを基板に対して垂直に立てて実装
する形式のもの（例えば、ジグザグインラインパッケー
ジ）に対してのみ有効であり、基板と平行に実装するパ
ッケージでは、片側のフィンがパッケージと基板に挟ま
れ、空気が流れにくいので、あまり効果がない。
本発明の第５実施例によるパッケージの平面図を第６図
に示す。本実施例では、フィン１１の一部を取り除いて
パッケージ表面に平坦部を設け、この部分に商標製品番
′号などのマーキングを施した。符号１３はマーキング
エリアである。このようにパッケージを構成することに
より、放熱効率は若干減少するが、従来のパッケージと
同様なマーキングを行うことができる。尚、このマーキ
ングは、本実施例のようにフィンの一部を取り除かず、
フィン間のパッケージ表面に平坦部を設けて行っても良
い、また、フィン先端を平坦にしてマ−キングを行って
も良い。
に示す。本実施例では、フィン１１の一部を取り除いて
パッケージ表面に平坦部を設け、この部分に商標製品番
′号などのマーキングを施した。符号１３はマーキング
エリアである。このようにパッケージを構成することに
より、放熱効率は若干減少するが、従来のパッケージと
同様なマーキングを行うことができる。尚、このマーキ
ングは、本実施例のようにフィンの一部を取り除かず、
フィン間のパッケージ表面に平坦部を設けて行っても良
い、また、フィン先端を平坦にしてマ−キングを行って
も良い。
本実施例の第６実施例によるパッケージの側面図を第７
図に示す０本実施例では、フィンｌｊの側面とパッケー
ジ本体２の表面の交差部分に、なめらかにわん曲した曲
面を成形した。フィン側面とパッケージ表面の交差部分
は、応力集中が生じ易く、樹脂の収縮等により交差部分
にクラックが生じる恐れがある６本実施例のように、交
差部分をなめらかな曲面とすることにより、応力集中が
低減し、クラックの発生を防ぐことができる。この部分
の曲率半径は大きい方が良いが、計算した結果では０．
５１１１１以上あれば十分である。
図に示す０本実施例では、フィンｌｊの側面とパッケー
ジ本体２の表面の交差部分に、なめらかにわん曲した曲
面を成形した。フィン側面とパッケージ表面の交差部分
は、応力集中が生じ易く、樹脂の収縮等により交差部分
にクラックが生じる恐れがある６本実施例のように、交
差部分をなめらかな曲面とすることにより、応力集中が
低減し、クラックの発生を防ぐことができる。この部分
の曲率半径は大きい方が良いが、計算した結果では０．
５１１１１以上あれば十分である。
第８図は、樹脂フィンを用いた場合のフィンの熱抵抗Ｒ
ｚと、フィン間距離Ｂとフィン厚さＴの比の関係を計算
した結果示す０図中に示したＸ寸法を３種類に振って計
算を行った０図かられかるように、どの場合でも、フィ
ン間距離とフィン厚さの比が１以上２以下の場合に熱抵
抗が最小となる。この傾向は、フィンの厚さにはほとん
ど依存しなかった。従って、本発明による樹脂フィンを
ｍ ケｔ＝パッケージでは、フィン間距離とフィン厚さ
の比を１以上２以下にとることが望ましい。尚、フィン
厚さがフィンの高さ方向で変化する場合は、フィン間距
離、フィン厚さともフィン高さの１／２の位置における
値を用いれば良い。
ｚと、フィン間距離Ｂとフィン厚さＴの比の関係を計算
した結果示す０図中に示したＸ寸法を３種類に振って計
算を行った０図かられかるように、どの場合でも、フィ
ン間距離とフィン厚さの比が１以上２以下の場合に熱抵
抗が最小となる。この傾向は、フィンの厚さにはほとん
ど依存しなかった。従って、本発明による樹脂フィンを
ｍ ケｔ＝パッケージでは、フィン間距離とフィン厚さ
の比を１以上２以下にとることが望ましい。尚、フィン
厚さがフィンの高さ方向で変化する場合は、フィン間距
離、フィン厚さともフィン高さの１／２の位置における
値を用いれば良い。
第９図は、フィンの熱抵抗Ｒｉとフィンに用いる樹脂の
熱伝導率λｌの関係を計算した結果示す。
熱伝導率λｌの関係を計算した結果示す。
図中に示したＸ、Ｙ寸法を３種類に振って計算した。図
かられかるように、λｌがＩＷ／ｍ・℃より小さくなる
と、急激に熱抵抗Ｒｔが大きくなる。
かられかるように、λｌがＩＷ／ｍ・℃より小さくなる
と、急激に熱抵抗Ｒｔが大きくなる。
従って、本発明による樹脂フィンを設けたパッケージで
は、熱伝導率がＩＷ／ｍ・℃以上の樹脂を用いることが
望ましい、尚１通常のトランスファーモールド用樹脂の
熱伝導率は、０．５から０．８Ｗ／ｍ・℃であるので、
いわゆる高熱伝導樹脂を用いることにより、本発明の効
果が増大する。
は、熱伝導率がＩＷ／ｍ・℃以上の樹脂を用いることが
望ましい、尚１通常のトランスファーモールド用樹脂の
熱伝導率は、０．５から０．８Ｗ／ｍ・℃であるので、
いわゆる高熱伝導樹脂を用いることにより、本発明の効
果が増大する。
本発明の第７実施例によるパッケージの実装方法を示す
断面図を第１０図に示す、第１０図では、本発明による
パッケージと従来のパッケージの比較を容易にするため
、上方に従来、下方に本発明によるパッケージを示した
。どちらのパッケージとも、金属板１６に搭載された素
子４とリード３をワイヤ１５により電気的に接続し、こ
れを樹脂封止してパッケージ本体４を形成した０本発明
によるパッケージでは、パッケージ本体４に、樹脂フィ
ン１ｋを一体成形して設けた。
断面図を第１０図に示す、第１０図では、本発明による
パッケージと従来のパッケージの比較を容易にするため
、上方に従来、下方に本発明によるパッケージを示した
。どちらのパッケージとも、金属板１６に搭載された素
子４とリード３をワイヤ１５により電気的に接続し、こ
れを樹脂封止してパッケージ本体４を形成した０本発明
によるパッケージでは、パッケージ本体４に、樹脂フィ
ン１ｋを一体成形して設けた。
本実施例のパッケージは、基板表面からフィン先端まで
の寸法が、従来パッケージの基板表面からパッケージの
反基板側表面までの距離と同一になっており、また、パ
ッケージの幅、長さ等の外形寸法が従来パッケージと同
一になっている。従って本実施例のパッケージは、従来
の基板実装装置をそのまま用いることができるという利
点も備えている。
の寸法が、従来パッケージの基板表面からパッケージの
反基板側表面までの距離と同一になっており、また、パ
ッケージの幅、長さ等の外形寸法が従来パッケージと同
一になっている。従って本実施例のパッケージは、従来
の基板実装装置をそのまま用いることができるという利
点も備えている。
また、本実施例のパッケージは、素子４を搭載する金属
板１６の下部の樹脂が薄いため、金属板１６と樹脂の接
着強度が高い。このため、樹脂が吸湿した後にはんだ付
加熱した時に生じる樹脂クラックを防止することができ
るという効果もある。
板１６の下部の樹脂が薄いため、金属板１６と樹脂の接
着強度が高い。このため、樹脂が吸湿した後にはんだ付
加熱した時に生じる樹脂クラックを防止することができ
るという効果もある。
一般にフィンを設けたパッケージを広い空間に実装する
と、空気がフィンの間をよけて流れるため、放熱効果が
上がらない。ところが本実施例のように、対向するパッ
ケージのフィン先端どうしの距離を小さくして実装する
と、この部分の空気の流路抵抗が増大するため、フィン
の間にも空気が流れ易くなり、放熱効果が向上する。換
言すれば、本発明によるパッケージは、高密度実装によ
り適したパッケージであると言える。なお、対向するパ
ッケージのフィン先端間距離は、フィン間距離の３倍以
下であることが望ましい。
と、空気がフィンの間をよけて流れるため、放熱効果が
上がらない。ところが本実施例のように、対向するパッ
ケージのフィン先端どうしの距離を小さくして実装する
と、この部分の空気の流路抵抗が増大するため、フィン
の間にも空気が流れ易くなり、放熱効果が向上する。換
言すれば、本発明によるパッケージは、高密度実装によ
り適したパッケージであると言える。なお、対向するパ
ッケージのフィン先端間距離は、フィン間距離の３倍以
下であることが望ましい。
本発明による樹脂封止形半導体装置では、パッケージ表
面の直交する”２方向において分割されていて、パッケ
ージ本体と一体成形された板状の樹脂製のフィンが設け
られているので、トランスファーモールドによる成形が
容易であり、樹脂クラック等に対する信頼性が高く、熱
抵抗が低く、高密度実装に適するという効果がある。
面の直交する”２方向において分割されていて、パッケ
ージ本体と一体成形された板状の樹脂製のフィンが設け
られているので、トランスファーモールドによる成形が
容易であり、樹脂クラック等に対する信頼性が高く、熱
抵抗が低く、高密度実装に適するという効果がある。
第１＠は本発明の第１の実施例に係る樹脂封止形半導体
装置の斜視図、第２図は第１図の樹脂封止形半導体装置
のトランスファーモールド時の樹脂の流れを示す工程説
明図、第３図は本発明の第２の実施例に係る樹脂封止形
半導体装置の斜視図、第４図は本発明の第３の実施例に
係る樹脂封止形半導体装置の斜視図、第５図は本発明の
第４の実施例に係る樹脂封止形半導体装置の斜視図、第
６図は本発明の第５の実施例に係る樹脂封止形半導体装
置の平面図、第７図は本発明の第６の実施例に樹脂封止
形半導体装置の側面図、第８図はフィンの熱抵抗とフィ
ン間距離とフィン厚さの比の関係を計算した結果を示す
特性図、第９図はフィンの熱抵抗とフィンの熱伝導率の
関係を計算した結果を示す特性図、第１０図は本発明の
第７の実施例によるパッケージの実装構造を示す断面図
、第１１図は従来例に係る樹脂封止形半導体装置の斜視
図、第１２図及び第１３図は夫々第１１図の従来型パッ
ケージをトランスファーモールドする工程の様子を示す
断面図、第１４図は第１１図の従来型パッケージの故障
モードを示す断面図である。 ｌａ〜１ｋ・・・樹脂フィン、２・・・パッケージ本体
、３・・・リード、４・・・素子、５・・・リードフレ
ーム、６、・・樹脂、７ａ、７ｂ・・・未充填部分、８
・・・金型の上型、９・・・金型の下型、１０・・・ゲ
ート、１１ａ。 １１ｂ・・・クラック、１２・・はく離、１３・・・マ
ーキング、１４・・・わん曲部、１５・・・ワイヤ、１
６・・・金属板、１７ａ、１７ｂ・・・フィンの分割箇
所。 冨 関 冨 不 ３ 図 ネ 図 乗 図 １充 第 圀 更 図 冨 Ｓ 図 ７１″／藺距醋ｔフイ４工の比 竹 冨 図 樹脂ｆ′Ｉ 零わよイ云導孝 ）（士 鴫°Ｃ ｌθ 図 ハＯヅブーン不イ不、 ４−導林清１Ｆ ワイヤ 金４ｊａ 噺 １ 関 ノート
装置の斜視図、第２図は第１図の樹脂封止形半導体装置
のトランスファーモールド時の樹脂の流れを示す工程説
明図、第３図は本発明の第２の実施例に係る樹脂封止形
半導体装置の斜視図、第４図は本発明の第３の実施例に
係る樹脂封止形半導体装置の斜視図、第５図は本発明の
第４の実施例に係る樹脂封止形半導体装置の斜視図、第
６図は本発明の第５の実施例に係る樹脂封止形半導体装
置の平面図、第７図は本発明の第６の実施例に樹脂封止
形半導体装置の側面図、第８図はフィンの熱抵抗とフィ
ン間距離とフィン厚さの比の関係を計算した結果を示す
特性図、第９図はフィンの熱抵抗とフィンの熱伝導率の
関係を計算した結果を示す特性図、第１０図は本発明の
第７の実施例によるパッケージの実装構造を示す断面図
、第１１図は従来例に係る樹脂封止形半導体装置の斜視
図、第１２図及び第１３図は夫々第１１図の従来型パッ
ケージをトランスファーモールドする工程の様子を示す
断面図、第１４図は第１１図の従来型パッケージの故障
モードを示す断面図である。 ｌａ〜１ｋ・・・樹脂フィン、２・・・パッケージ本体
、３・・・リード、４・・・素子、５・・・リードフレ
ーム、６、・・樹脂、７ａ、７ｂ・・・未充填部分、８
・・・金型の上型、９・・・金型の下型、１０・・・ゲ
ート、１１ａ。 １１ｂ・・・クラック、１２・・はく離、１３・・・マ
ーキング、１４・・・わん曲部、１５・・・ワイヤ、１
６・・・金属板、１７ａ、１７ｂ・・・フィンの分割箇
所。 冨 関 冨 不 ３ 図 ネ 図 乗 図 １充 第 圀 更 図 冨 Ｓ 図 ７１″／藺距醋ｔフイ４工の比 竹 冨 図 樹脂ｆ′Ｉ 零わよイ云導孝 ）（士 鴫°Ｃ ｌθ 図 ハＯヅブーン不イ不、 ４−導林清１Ｆ ワイヤ 金４ｊａ 噺 １ 関 ノート
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体素子と、リードフレームと、該半導体素子及
び該リードフレームを電気的に接続する部材とを備え、
該リードフレームの一部及び該半導体素子及び該接続部
材を樹脂により封止してパッケージを形成する樹脂封止
形半導体装置において、前記パッケージの少なくとも一
表面に複数枚の樹脂製板状フインを設け、該各フインは
長手方向が互いに平行になるように複数列複数行に配列
することを特徴とする樹脂封止形半導体装置。 ２、半導体素子と、リードフレームと、該半導体素子及
び該リードフレームを電気的に接続する部材とを備え、
該リードフレームの一部及び半導体素子及び該接続部材
を樹脂により封止してパッケージを形成する樹脂封止形
半導体装置において、前記パッケージの少なくとも一表
面に前記樹脂と同一材料にて突起を形成し、該突起は前
記パッケージ表面の直交する２方向に分割されて複数列
複数行のフィンを形成し、該各フインの最大長さは最大
厚さの２倍よりも大であることを特徴とする樹脂封止形
半導体装置。 ３、請求項１または２において、前記各フインは前記パ
ッケージ表面から外方に向けて先細りとなる形状をして
おり、該各フィンの側面と前記パッケージ表面とのなす
角度が９５度以上１０５度以下の鈍角であることを特徴
とする樹脂封止形半導体装置。 ４、請求項１または２において前記各フィン側面の付け
根部がわん曲面を形成していることを特徴とする樹脂封
止形半導体装置。 ５、半導体素子と、リードフレームと、該半導体素子及
び該リードフレームを電気的に接続する部分とを備え、
該リードフレームの一部及び該半導体素子及び該接続部
材を樹脂により封止してパッケージを形成する樹脂封止
形半導体装置において、前記パッケージの少なくとも一
表面に複数枚のフインを千鳥配列したことを特徴とする
樹脂封止形半導体装置。 ６、請求項１乃至５いずれか記載において、前記各フイ
ンは、前記パッケージ表面に平行な平面で切つた断面が
一端で円弧、他端で刃先形状の流線型を呈していること
を特徴とする樹脂封止形半導体装置。 ７、請求項１乃至６いずれか記載において、前記各フイ
ンの高さの１／２の位置におけるフイン間距離と、同位
置におけるフイン厚さの比が１以上２以下であることを
特徴とする樹脂封止形半導体装置。 ８、請求項１乃至７いずれか記載において、前記封止樹
脂及びフインの材質が、熱伝導率が１．０Ｗ／ｍ・℃以
上の樹脂であることを特徴とする樹脂封止形半導体装置
。 ９、請求項１乃至８いずれか記載において、前記パッケ
ージ表面上にマーキングを施こすことを特徴とする樹脂
封止形半導体装置。 １０、請求項１乃至８いずれか記載において、前記フイ
ン先端にマーキングを起こすことを特徴とする樹脂封止
形半導体装置。 １１、複数のフイン付きの樹脂封止形半導体装置を２枚
の基板に夫々複数個実装し、各基板のフインが対向する
ように該実装基板を対向配置してなることを特徴とする
実装構造。 １２、請求項１１において、互いに対向する前記フイン
先端間の距離を、フイン高さの１／２の位置における隣
接フィン間距離の３倍以下とすることを特徴とする実装
構造。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016027A JPH03222350A (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | 樹脂封止形半導体装置及びその実装構造 |
| KR1019910001013A KR940006583B1 (ko) | 1990-01-29 | 1991-01-22 | 수지봉지형 반도체장치 및 그 내장구조 |
| US07/647,416 US5194935A (en) | 1990-01-29 | 1991-01-29 | Plastic encapsulated semiconductor device and structure for mounting the same devices having particular radiating fin structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016027A JPH03222350A (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | 樹脂封止形半導体装置及びその実装構造 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27201094A Division JPH07170086A (ja) | 1994-11-07 | 1994-11-07 | 半導体装置の実装構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03222350A true JPH03222350A (ja) | 1991-10-01 |
Family
ID=11905084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016027A Pending JPH03222350A (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | 樹脂封止形半導体装置及びその実装構造 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5194935A (ja) |
| JP (1) | JPH03222350A (ja) |
| KR (1) | KR940006583B1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10242357A (ja) * | 1997-02-26 | 1998-09-11 | Pfu Ltd | ヒートシンク装置 |
| JP2008124522A (ja) * | 2008-02-21 | 2008-05-29 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd | 樹脂封止型半導体装置の設置方法 |
| JP2018147997A (ja) * | 2017-03-03 | 2018-09-20 | 地方独立行政法人大阪産業技術研究所 | ヒートシンク及びヒートシンクの製造方法 |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0677354A (ja) * | 1992-08-24 | 1994-03-18 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
| US5582240A (en) * | 1994-09-19 | 1996-12-10 | Motorola, Inc. | Pneumatically coupled heat sink assembly |
| JP3431004B2 (ja) * | 2000-01-14 | 2003-07-28 | 松下電器産業株式会社 | ヒートシンクおよびそれを用いた冷却装置 |
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