JPH03222464A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
の製造方法に係り、特に放熱性の改良に関する。
図である。リードフレーム(1)は外枠(la)により
互いに接続されている複数のユニット(1b)を有して
いる。これらのユニット(1b)は、モールド後に切り
離されてそれぞれ個別の半導体装置を形成するものであ
る。第16図に示すように、各ユニット(1b)は外枠
(la)に吊りリード(6)により支持されたダイパッ
ド(5)を有している。このダイパッド(5)の周辺に
は多数のインナーリード(3)が配置されている。各イ
ンナーリード(3)はその基端部においてそれぞれアウ
ターリード(4)を介して外枠(1a)に接続されてお
り、隣接するアウターリード(4)はタイバー(7)に
より連結されている。
の位置決めを行うための位置決め孔(2)が形成されて
いる。
とリードフレーム(1)の材料との線膨張率の差に起因
するリードフレーム(1)の反りを吸収するためのスリ
ット(10)が形成されている。
製造するには、第17図に示すように、まずリードフレ
ーム(1)のダイパッド(5)上にボンディング剤(1
6)により半導体チップ(15)をダイボンドし、半導
体チップ(15)の表面上に形成された各電極パッド(
図示せず)とこれに対応するインナーリード(3)とを
それぞれワイヤ(17)で接続する。次に、リードフレ
ーム(1)を一対の金型(図示せず)の間にはさみ、第
16図に(9)で示す箇所に位置する金型のゲートを通
して金型内にモールド樹脂を注入する。これにより、モ
ールドライン(8)の内側を樹脂封止する。その後、ア
ウターリード(4)を外枠(1b)から切り離すと共に
タイバー(7)を切除し、さらにリード加工を施すこと
により第17図に示すような半導体装置が得られる。こ
こで、(12)は封止樹脂を示している。
の熱は半導体チップ(15)の上面(15a)からは直
接封止樹脂(12)に伝わり、下面(15b)からはま
ずダイパッド(5)に伝わった後、このダイパッド(5
)から封止樹脂(12)に伝導する。そして、封止樹脂
(12)を介して外部へ放散される。
チップの集積度の向上及び高速化に伴いますます大きく
なっている。このため、半導体装置の放熱性の向上を図
る必要がある。しかしながら、封止樹脂(12)は比較
的に熱伝導率が低いために従来の半導体装置では所望の
放熱性を得ることかてきなかった。
ッド(5)は優れた熱伝導率を有している。そこて、ダ
イパッド(5)の面積を大きくすれは、半導体チップ(
15)の下面(15b)からの放熱面積が広がり、放熱
性は向上する。しかしなから、第16図に示されるよう
に、ダイパッド(5)はインナーリード(3)の先端部
より内側に設けなければならず、タイバード(5)を大
きくとることは困難であつた。
う問題点があった。
もので、放熱性の優れた半導体装置及びその製造方法を
提供することを目的とする。
第2の面を有する半導体チップと、半導体チップの第1
の面上に形成された複数の電極と、半導体チップの第2
の面に接合されて半導体チップを支持するダイパッドと
、それぞれ一端部が半導体チップの対応する電極に接続
された複数のリードと、ダイパッドに対向すると共にダ
イパッドより大きな面積を有し且つ少なくとも一つの端
部が複数のリードの一端部と同一面上に位置するヒート
スプレッダ板と、半導体チップ、ダイパッド、複数のリ
ードの一端部及びヒートスプレッダ板を封止する樹脂パ
ッケージ本体とを備えたものである。
フレームのグイパッド上に半導体チップを搭載し、半導
体チップに形成されている複数の電極とリードフレーム
の複数のインナーリードとをそれぞれ電気的に接続し、
ダイパッドより面積の大きいヒートスプレッダ部を有す
るヒートスプレッダフレームをヒートスプレッダ部がダ
イパッドに対向するようにリードフレームに重ね合わせ
ると共にヒートスプレッダフレームをヒートスプレツタ
部の周辺部においてリードフレームに嵌合し、半導体チ
ップ、ダイパッド、複数のインナーリード及びヒートス
プレッダ部を樹脂封止する方法である。
発生した熱がダイパッドを介して大きな面積を有するヒ
ートスプレッダ板に伝導し、このビートスプレッダ板か
ら樹脂パッケージ本体を介して半導体装置外部へ放散さ
れる。
、ヒートスプレッダ部を有するヒートスプレッダフレー
ムを半導体チップが搭載されたリードフレームに重ね合
わせた状態で半導体チップ及びヒートスプレッダ部等を
樹脂封止する。
。
断面図である。半導体装置は互いに対向する第1及び第
2の面(35a)及び(35b)を備えた半導体チップ
(35)を有している。この半導体チップ(35)の第
2の面(35b)がボンディング剤り36)によりダイ
パッド(25)の表面上に接合されている。半導体チッ
プ(35)の周辺部には複数のインナーリード(23)
が配列されており、各インナーリード(23)はそれぞ
れアウターリード(24)に一体的に接続されている。
は複数の電極パッド(35c)が形成されており、各電
極パッド(35c)がそれぞれ対応するインナーリート
(23)にワイヤ(37)により接続されている。
レッダ板(33)が配置されている。このヒートスプレ
ッダ板(33)はダイパッド(25)より大きな面積を
有している。アウターリード(24)のみが外部に露出
するように、半導体チップ(35)、ダイパッド(25
)、インナーリード(23)及びヒートスプレッダ板(
33)が樹脂パッケージ本体となる封止樹脂(39)に
より封止されている。尚、ヒートスプレッダ板(33)
の少なくとも一つの端部(33a)は樹脂パッケージ本
体の周縁部において隣接するインナーリード(23)の
間で且つこれらインナーリード(23)’と同一面上す
なわち同一高さに位置している。
)で発生した熱は、半導体チップ(35)の第1の面(
35a)からは直接封止樹脂り39)に伝わるが、第2
の面(35b)からはダイパッド(25)に伝わった後
、面積の大きいヒートスプレッダ板(33)に伝わり、
このヒートスプレッダ板(33)がら封止樹脂(39)
を介して効率良く半導体装置外部へ放散される。
ができる。まず、第2図に示すようなリードフレーム(
21)を用意する。リードフレーム(21)はほぼ矩形
状の開口部(28)を有し、開口部(28)の中央に外
枠(21a)に吊りリード(26)により支持されたダ
イパッド(25)を有している。開口部(28)内には
開口部(28)を形成する四辺からダイパッド(25)
に向かって張り出した多数のインナーリード(23)が
配置されている。各インナーリード(23)はその基端
部においてそれぞれアウターリード(24)を介して外
枠(21a)に接続されており、隣接するアウターリー
ド(24)はタイバー(27)により連結されている。
1)の位置決めを行うための位置決め孔(22)が形成
されている。
ーリード(23)が存在しない切り欠き部(28a)が
それぞれ形成されている。四隅のうち残る一箇所には樹
脂モールド時に樹脂を案内するための樹指案内部(29
)が外枠(21a)から開口部(28)内に突出して形
成されている。
リード(26)によりインナーリード(23)より所定
の距離だけ下がった位置に支持されている。
31)を用意する。ヒートスプレッダフレーム(31)
は第2図のリードフレーム(21)と同し幅を有すると
共に同じ位置に位置決め孔(32)を有している。また
、ヒートスプレッダフレーム(31)にはほぼ矩形状の
開口部(38)が形成され、開口部(38)の中央部に
その四隅を吊りリード(34)で外枠(31a)に支持
されたヒートスプレッダ板(ヒートスプレッダ部><3
3)を有している。
)は吊りリード(34)により外枠(31a)より所定
距離だけ下がった位置に支持されているが、リードフレ
ーム(21)の三つの切り欠き部(28a)にそれぞれ
対応する吊りリード(34)はさらに折り曲げられて外
枠(31a)より上方に突出した突出部(34a)を有
している。
第2の面(35b)をボンディング剤(36)によりリ
ードフレーム(21)のダイパッド(25)上に接合す
る。次いで、半導体チップ(35)の第1の面(35a
)上に形成されている複数の電極パッド(35c)をそ
れぞれ対応するリードフレーム(21)のインナーリー
ド(23)にワイヤ(37)により接続する。
とヒートスプレッダフレーム(31)とを重ね合わせる
。このとき、ヒートスプレッダフレーム(31)のビー
トスプレッダ板(33)がリードフレーム(21)のグ
イパッド(25)に対向すると共にヒートスプレッダフ
レーム(31)の三箇所の吊りリード(34)の突出部
(34a)がそれぞれリードフレーム(21)の切り欠
き部(28a)に嵌合する。これにより、突出部(34
a)はリードフレーム(21)と同一面上すなわち同一
高さに位置する。この状態のリードフレーム(21)及
びヒートスプレッダフレーム(31)の平面図及び底面
図をそれぞれ第7図及び第8図に示す。
)が省略されている。第7図に示されるように、ヒート
スプレッダフレーム(31)のヒートスプレツタ板(3
3)はリードフレーム(21)のダイパッド(25)よ
り大きく、インナーリード(23)の下部にまで及んで
いる。また、第8図に示されるように、ヒートスプレッ
ダフレーム(31)の開口部(38)はリードフレーム
(21)のアウターリード(24)までが含まれる大き
さを有している。
)及びヒートスプレッダフレーム(31)を、第9図の
ように、封止用金型を構成する上金型(18a)及び下
金型(18b)の間に位置させて型締めする。
スプレッダ板(33)が下金型(18b)のキャビティ
ハーフ(18cl)内に収容される。また、下金型(1
8b)のキャビティハーフ(18d)の周縁部には上金
型(18a)に向かって突出した型締め部(19)が形
成されているが、この型締め部(19)がリードフレー
ム(21)の切り欠き部(28g)に嵌合しているヒー
トスプレッダフレーム(31)の吊りリード(34)の
突出部(34a)に当接する。さらに、上金型(18a
)には樹脂注入用のゲート(20)が形成されており、
このゲー) (20)が第7図に一点鎖線で示す箇所(
40)に位置している。すなわち、ゲート(20)はリ
ードフレーム(21)の樹脂案内部(29)上に位置す
る。
(18a)のキャビティハーフ(18c)及び下金型(
18b)のキャビティハーフ(18d)により形成され
るキャビティ内に注入し、樹脂を硬化させる。これによ
り、第7図に示すモールドライン(30)の内側が樹脂
封止され、第10図に示すような半製品が作成される。
ダフレーム(31)の吊りリード(34)を突出部(3
4a)で切断し、リードフレーム(21)のアウターリ
ード(24)を外枠(21a)から切り離すと共にタイ
バー(27)を切除し、さらにアウターリード(24)
を曲げ加工することにより、第1図に示した半導体装置
が得られる。尚、切断されたヒートスプレツダフレーム
(31)の吊りリード(’34)の突出部(34a)が
第1図のヒートスプレッダ板(33)の端部(33a)
を形成する。
吊りリード(34)の突出部(34a)がリードフレー
ム(21)の切り欠き部(28a)内に嵌合され、突出
部(34a)とり−トフレーム(21)とが同一面上に
位置した状態で加工用金型により切断及び曲げ加工を行
うので、単に二枚のフレームを重ねてこれらを切断する
場合と異なり、−枚のフレームを切断し得る強度の加工
用金型を用いれば十分である。
ーム(31)の材質としては、Cu系、Fe系等の各種
材料を用いることができ、双方のフレームが同系の材料
てもあるいは異なった材料でも構わない。
優れた材質から形成することが望ましく、この点で特に
Cu系フレームは適している。
の電位を固定しなくてもよいチップを用いた場合には、
ダイパッド(25)とヒートスプレッダ板(33)とを
接触させることができ、これにより放熱性がさらに向上
する。
リードフレーム(21)の開口部(28)の四隅にイン
ナーリード(23)を配置せず、これにより切り欠き部
(28a)を設けた。しかしながら、第11図に示す第
2実施例のリードフレーム(41)のように、開口部(
48)の四隅にインナーリード(43)を配しながらも
切り欠き部(48a)を形成することもできる。尚、−
点鎖線(49)はモールドラインを示している。
けるリードフレーム(51)及びヒートスプレッダフレ
ーム(61)を示す。このリードフレーム(51)では
、はぼ矩形状の開口部(58)を形成する四辺の各中央
部に位置するインナーリード(53)を二本ずつ切り欠
いて、これにより切り欠き部(58a)を形成している
。従って、第13図に示すように、ヒートスプレッダフ
レーム(61)はリードフレーム(51)の切り欠き部
(58a)に対応した位置にそれぞれ吊りリード(64
)を有し、これら吊りリード(64)によりヒートスプ
レツタ板(63)を支持している。
部(64a)が形成され、これら突出部(64a)はそ
れぞれリードフレーム(51)の対応する切り欠き部(
58a)に嵌合する。このようにしてリードフレーム(
51)とヒートスプレッダフレーム(61)とを重ね合
わせた状態で上金型(71)及び下金型(72)により
型締めし、樹脂封止を行う。
装置が製造される。
り樹脂封止を行ったが、これに限るものではなく、例え
ばボッティング法を用いることもできる。
いに対向する第1及び第2の面を有する半導体チップと
、半導体チップの第1の面上に形成された複数の電極と
、半導体チップの第2の面に接合されて半導体チップを
支持するダイパッドと、それぞれ一端部が半導体チップ
の対応する電極に接続された複数のリードと、ダイパッ
ドに対向すると共にダイパッドより大きな面積を有し且
つ少なくとも一つの端部が複数のリードの一端部と同一
面上に位置するヒートスプレッダ板と、半導体チップ、
ダイパッド、複数のリードの一端部及びヒートスプレッ
ダ板を封止する樹脂パッケージ本体とを備えているので
、放熱性の向上を図ることがてきる。
、リードフレームのグイパッド上に半導体チップを搭載
し、半導体チップに形成されている複数の電極とリード
フレームの複数のインナーリードとをそれぞれ電気的に
接続し、ダイパッドより面積の大きいヒートスプレッダ
部を有するヒートスプレッダフレームをヒートスプレッ
ダ部がダイパッドに対向するようにリードフレームに重
ね合わせると共にヒートスプレッダフレームをヒートス
プレッダ部の周辺部においてリードフレームに嵌合し、
半導体チップ、ダイパッド、複数のインナーリード及び
ヒートスプレッダ部を樹脂封止するのて、放熱性の優れ
た半導体装置を容易に製造することができる。
断面図、第2図は第1実施例に用いられるリードフレー
ムを示す平面図、第3図は第2図の1−1線断面図、第
4図は第1実施例に用いられるビー1〜スプレツタフレ
ームを示す平面図、第5図は第4図の■−■線断面図、
第6図ないし第8図はそれぞれ第2図のリードフレーム
と第4図のヒートスプレッダフレームとを重ね合わせた
状態を示す断面図、平面図及び底面図、第9図及び第1
0図はそれぞれ第1実施例に係る半導体装置を製造する
方法を示す工程図、第11図は第2実施例に用いられる
リードフレームを示す平面図、第12図及び第13図は
それぞれ第3実施例に用いられるリードフレーム及びヒ
ートスプレッダフレームを示す平面図、第14図は第3
実施例に係る半導体装置を製造する方法を示す断面図、
第15図は従来のリードフレームを示す平面図、第16
図は第15図の部分拡大図、第17図は従来の半導体装
置を示す断面図である。 図において、(21L(41)及び(51)はリードフ
レーム、(23)、(43)及び(53)はインナーリ
ード、(24)はアウターリード、(25)はダイパッ
ド、(28a)、(48a)及び(58a)は切り欠き
部、(31)及び(61)はヒートスプレッダフレーム
、(33)及び(63)はヒートスプレッダ板、(34
)及び(64)は吊りリード、(34a)及び(64a
)は突出部、(35)は半導体チップ、(35a)は第
1の面、(35b)は第2の面、(35c)は電極パッ
ド、(37)はワイヤ、(39)は封止樹脂である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (2)
- (1)互いに対向する第1及び第2の面を有する半導体
チップと、 前記半導体チップの第1の面上に形成された複数の電極
と、 前記半導体チップの第2の面に接合されて前記半導体チ
ップを支持するダイパッドと、 それぞれ一端部が前記半導体チップの対応する電極に接
続された複数のリードと、 前記ダイパッドに対向すると共に前記ダイパッドより大
きな面積を有し且つ少なくとも一つの端部が前記複数の
リードの一端部と同一面上に位置するヒートスプレッダ
板と、 前記半導体チップ、前記ダイパッド、前記複数のリード
の一端部及び前記ヒートスプレッダ板を封止する樹脂パ
ッケージ本体と を備えたことを特徴とする半導体装置。 - (2)リードフレームのダイパッド上に半導体チップを
搭載し、 前記半導体チップに形成されている複数の電極と前記リ
ードフレームの複数のインナーリードとをそれぞれ電気
的に接続し、 前記ダイパッドより面積の大きいヒートスプレッダ部を
有するヒートスプレッダフレームを前記ヒートスプレッ
ダ部が前記ダイパッドに対向するように前記リードフレ
ームに重ね合わせると共に前記ヒートスプレッダフレー
ムを前記ヒートスプレッダ部の周辺部において前記リー
ドフレームに嵌合し、 前記半導体チップ、前記ダイパッド、前記複数のインナ
ーリード及び前記ヒートスプレッダ部を樹脂封止する ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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