JPH0412676Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、樹脂封止形半導体装置、特に、半導
体装置の裏面に取付けねじで放熱体を取付けたと
き、封止樹脂に亀裂が生じない樹脂封止形半導体
装置に関する。

従来の技術 従来の樹脂封止形半導体装置を第１０図及び第
１１図について説明する。この半導体装置では、
半導体チツプ１は、支持板２の上面２ａに半田等
のろう材（図示せず）で接着される。半導体チツ
プ１が保護樹脂３で被覆されたのち、半導体チツ
プ１と支持板２は封止樹脂４で被覆される。封止
樹脂４から複数の外部リード５ａ，５ｂ，５ｃが
導出される。外部リード５ａ，５ｂ，５ｃは半導
体チツプ１と電気的に接続されており、このうち
外部リード５ｂは支持板２と一体に形成される。
封止樹脂４には、貫通孔６が設けられる。更に支
持板２の裏面２ｂには、封止樹脂４の絶縁層４ａ
が半導体チツプ１の下部で１mm以下の厚さとなる
ように形成される。必要に応じて封止樹脂４の裏
面４ｂの縁に傾斜面４ｃで面取りが形成される。
しかし、面取り用傾斜面４ｃが形成されても、こ
の傾斜面４ｃを除けば従来の樹脂封止形半導体装
置の裏面４ｂは、全面に亘り平坦面で形成され
る。

考案が解決しようとする問題点 上記従来の樹脂封止形半導体に放熱体７を取付
ける例は、第１２図に示される。放熱体７は、ア
ルミニウム板をプレス成形することにより作成し
たものである。このプレス成形では、放熱体７に
孔８が形成されると同時に放熱体７の裏面から突
出するボス９が孔８の周囲に設けられる。このと
き、プレス成形技術の性質上、放熱体７の上面１
０には、プレス型の抜き方向に傾斜する窪み１１
が形成されてしまう。この窪み１１は、通常0.1
mm以下（例えば60μm）の深さを有する。孔８に
は雌ねじが切られている。

従来の樹脂封止形半導体装置に放熱体７を取付
ける場合、封止樹脂４に形成された貫通孔６にワ
ツシヤー１２を通したねじ１３を装着し、ねじ１
３を放熱体７の孔８にねじ込む。なお、孔８に予
め雌ねじが形成されていなければ、ねじ１３はタ
ツピングねじを使用する。

ところで、上記放熱体７の取付け工程では、ね
じ１３の締付けトルクを適度に調整することが困
難であつた。即ち、ねじ１３の締付トルクが小さ
いと、封止樹脂４の裏面４ｂと放熱体７の上面１
０との密着が不充分となり、半導体チツプ１の通
電時に発生する熱が封止樹脂４から放熱体７に充
分伝達されない不具合が発生した。逆に、ねじ１
３の締付けトルクが大き過ぎると、封止樹脂４に
亀裂が発生した。この状態を第１３図について説
明する。

前述の通り、放熱体７にはプレス成形時に窪み
１１が形成されるため、封止樹脂４の裏面４ｂの
うち傾斜面４ｃと接する部分は、その両端の隅部
４ｄ，４ｅで放熱体７と接触し、封止樹脂４と放
熱体７との間に間隙１４ａが形成される。このよ
うな状態でねじ１３を締付けると、封止樹脂４に
は曲げモーメントによる曲げ応力が発生する。こ
の曲げ応力は、封止樹脂４の中心部４ｆで最大と
なることは容易に理解できよう。ねじ１３の締付
けによつて封止樹脂４に加えられる外力を第１４
図の点４ｇに加えられる集中荷重Ｗとして考える
と、封止樹脂４に与えられる曲げモーメントは、
第１４図に示される通り、点４ｇから隅部４ｄと
４ｅまでの長さａとｂ（ａ＝ｂ）に比例する。こ
のように従来の樹脂封止形半導体装置では、これ
らの長さａとｂが大きいため、封止樹脂４の中心
部４ｆに大きな曲げ応力が発生し、このため中心
部４ｆ付近に亀裂１４が発生する欠点があつた。
亀裂１４が発生すると、半導体装置の耐湿性や絶
縁性に悪影響を与えることになるので、亀裂１４
の発生を防止しなければならない。このため従来
では、亀裂１４が発生しない程度にねじ１３の締
付けトルクを抑えざるを得ず、放熱特性をやや犠
牲にしていた。

ドリル加工で窪みができないようにねじ挿通孔
を形成した放熱体を使用すれば、このような問題
は生じない。しかし、放熱体の加工費が高くなる
し、通常はナツト締めとなることから部品点数の
増加と組立作業能率の低下をもたらし、総合的に
コスト高となる不利がある。

そこで本考案は、ねじ挿通用貫通孔の周辺に窪
みが形成された放熱体を取付けた場合でも封止樹
脂に亀裂が発生し難い樹脂封止形半導体装置を提
供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 半導体チツプを固着した支持板及び外部リード
の一部を被覆する封止樹脂に、半導体チツプに対
向する一方の主面と、一方の主面に対向する他方
の主面と、第１の側面と、第１の側面に対向する
第２の側面と、第１の側面と第２の側面の間に形
成された第３及び第４の側面と、一方と他方の主
面の間を貫通する貫通孔とを設ける。この樹脂封
止形半導体装置では、封止樹脂の他方の主面に貫
通孔を挟んで一対の凹部が形成される。一方の凹
部は、第１の側面、第３の側面及び他方の主面と
の隅部を含む。他方の凹部は、第１の側面、第４
の側面及び他方の主面との隅部を含む。貫通孔の
周囲にある封止樹脂の厚さは、凹部と一方の主面
との間の厚さより大きい。

作 用 本考案では、ねじ挿通用貫通孔の周辺に窪みの
形成された放熱体が取付けねじにより樹脂封止形
半導体に取付けられたとき、前記隅部が放熱体と
接触しないか又は接触が弱められる。したがつて
ねじの締付けによつて、封止樹脂に加えられる曲
げモーメントが著しく減少し、封止樹脂に亀裂が
発生し難くなる。また、放熱体に接触しない封止
樹脂の一方の主面の表面積を減少せずに封止樹脂
を形成できるので、第１の側面付近において支持
板を被覆する封止樹脂を従来の樹脂封止形半導体
とほぼ同じ厚さで形成することができる。このた
め、封止樹脂の十分な機械的強度と絶縁耐圧を確
保すると同時に、前記の作用を得ることができ
る。

実施例 以下、本考案の実施例を第１図〜第９ｂ図につ
いて説明する。これらの図面では、第１０図〜第
１４図に示される従来例と同一の部分について
は、同一符号を付す。

第１図及び第２図に示すように、本考案の樹脂
封止形半導体装置の封止樹脂４は、半導体チツプ
１を固着した支持板２及び外部リード５ａ〜５ｃ
の一部を被覆する。封止樹脂４は、半導体チツプ
１に対向する一方の主面４ｈと、一方の主面４ｈ
に対向する裏面（他方の主面）４ｂと、第１の側
面４ｉと、第１の側面４ｉに対向する第２の側面
４ｊと、第１の側面４ｉと第２の側面４ｊの間に
形成された第３の側面４ｋ及び第４の側面４ｌ
と、一方の主面４ｈと裏面４ｂの間を貫通する貫
通孔６とを備えている。この樹脂封止形半導体装
置では、封止樹脂４の裏面４ｂに貫通孔６を挟ん
で一対の凹部１５が形成される。一方凹部１５
は、第１の側面４ｉ、第３の側面４ｋ及び裏面４
ｂとの隅部４ｄを含む。他方の凹部１５は、第１
の側面４ｉ、第４の側面４ｌ及び裏面４ｂとの隅
部４ｅを含む。この凹部１５は、貫通孔６に隣接
する封止樹脂４の裏面４ｂの隅部４ｄ，４ｅを含
む。第２図に示される通り、凹部１５は、隅部４
ｄ，４ｅから中心軸Ｌと平行に封止樹脂４の裏面
４ｂの両側端部に沿つて、貫通孔６を越えて端部
１６まで伸びる。又、凹部１５は、隅部４ｄ，４
ｅから中心軸Ｌと直角方向内側に端部１７まで伸
びる。凹部１５によつて、貫通孔６の周囲には、
丸い側面１８が形成される。第１図に示される実
施例では、凹部１５は、均一な深さｈ＝0.2mmを
有する。

第１図及び第２図に示される実施例では、封止
樹脂４の裏面４ｂの全体形状はほぼ長方形で、少
なくとも１個形成された貫通孔６が封止樹脂４の
裏面４ｂに表われる四辺のうち一辺１９と対向す
る辺２０より前記一辺１９に接近しており、この
一辺１９の両端の隅部４ｄ，４ｅは凹部１５に含
まれ、凹部１５は一辺１９を挟む平行な二辺２１
と２２に沿つてこれらの平行な二辺２１と２２を
含みつつ伸び、かつ凹部１５は、貫通孔６の内周
上での前記一辺１９に最近接の点を通りかつ前記
一辺１９に平行な直線を越えて伸びるが、前記一
辺１９と対向する辺２０までは伸びない。凹部１
５は、半導体チツプ１の側面上での前記一辺１９
に最近接の点を通りかつ前記一辺１９に平行な直
線を越えては伸びない。又凹部１５は、隅部４ｄ
と４ｅにおいてｈ＝0.1mm以上の深さを有する。
このため、貫通孔６の周囲にある封止樹脂４の厚
さは、凹部１５と一方の主面４ｈとの間の厚さよ
り大きい。

第１図及び第２図に示される本考案の樹脂封止
形半導体装置に放熱体７を取付けた実施例を示す
第３図及び第４図について説明する。ねじ１３で
本考案の樹脂封止形半導体装置に放熱体７を取付
ける場合、ねじ１３に締付けトルクを加えても封
止樹脂４の裏面４ｂの隅部４ｄ，４ｅは、放熱体
７に接触しない。その代りに封止樹脂４の裏面４
ｂは、端部１７で放熱体７と接触し、集中荷重Ｗ
が加えられる点４ｇから端部１７までの長さｃと
ｄ（ｃ＝ｄ）は、第４図及び第１４図の比較から
明らかな通り、長さａとｂより著しく小さい。し
たがつて、本考案による樹脂封止形半導体装置で
は、取付けねじ１３の締付け時に封止樹脂４に加
えられる曲げモーメントを極めて小さくできるこ
とが理解できよう。

実際に、締付けトルク８Kg−cmで従来の樹脂封
止形半導体装置に放熱体７を取付けたとき80％の
装置で封止樹脂に亀裂が発生したのに対して、実
施例の装置では亀裂が全く発生しなかつた。ま
た、本考案によれば、放熱体７に接触しない封止
樹脂４の一方の主面４ｈの表面積を減少せずに封
止樹脂４を形成できる。このため、第１の側面４
ｉ付近において支持板２を被覆する封止樹脂４を
従来の樹脂封止形半導体とほぼ同じ厚さで形成し
て、封止樹脂４の十分な機械的強度と絶縁耐圧を
確保することができる。更に、樹脂封止形半導体
装置をプリント基板に実装する際に、既存の実装
機をそのまま使用することができる。

本考案は、同一技術思想の範囲内で種々の変更
が可能である。これらの変更例を第５図〜第９ｂ
図について説明する。第５図は、第２図に示され
る実施例において、軸方向の端部１６と軸に直角
方向の端部１７とを直角に接続した例を示す。第
６図は、三角形状に凹部１５を設けた例を示す。
第７図は、端部１７を除去し、中心軸の両側に形
成した凹部１５を接続した例を示す。第８ａ図及
び第８ｂ図は、凹部１５が傾斜面２３で形成され
た例を示す。同様な手法として、凹部１５を階段
状に形成することもできる。第９ａ図及び第９ｂ
図は、複数の貫通孔６が設けられた封止樹脂４を
有する樹脂封止形半導体装置の例を示し、長方形
の４つの隅部のそれぞれに凹部１５が形成され
る。

なお、凹部１５の深さｈは、隅部４ｄ，４ｅに
おいて0.1mm以上あればよい。ｈが0.1mm程度では
放熱体７の窪み１１が大きいときは、隅部４ｄ，
４ｅが放熱体７に接触することがある。しかしこ
の場合でも、隅部４ｄ，４ｅの放熱体７への押圧
力は弱められるので、従来に比べれば亀裂は生じ
難い。

考案の効果 上述の通り、本考案の樹脂封止形半導体装置で
は、取付けねじにより放熱体が前記半導体装置に
取付けられたとき、封止樹脂が放熱体に形成され
た窪みに接触する場合でも、取付けねじの締付け
トルクによつて封止樹脂に亀裂が発生し難い。し
たがつて、取付ねじを従来より強いトルクで締付
けることができ、その分、放熱体への熱伝達が良
好になり、高い放熱効果が得られる。また本考案
の樹脂封止形半導体装置では、窪みのない平坦な
放熱体を使用するときでも支障はない。更に、第
１の側面付近において支持板を被覆する封止樹脂
を従来の樹脂封止形半導体とほぼ同じ厚さで形成
できるので、亀裂の発生を防止することも可能と
なる。その上、既存の実装機に改良を加えること
なく、その実装機を使用して本考案の樹脂封止形
半導体装置をプリント基板に実装することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本考案の実施例を示し、第１
図は本考案による樹脂封止形半導体装置の側面
図、第２図はこの裏面図、第３図は本考案の樹脂
封止形半導体装置に放熱体を取付けた場合におけ
る第１図のＡ−Ａ線断面図、第４図は第３図と同
様の場合を示す部分的平面図、第５図〜第９ｂ図
は本考案の他の実施例を示し、第５図〜第８ａ図
及び第９ａ図は第２図に対応する裏面図、第８ｂ
図は第８ａ図の側面図、第９ｂ図は第９ａ図の側
面図を示す。第１０図〜第１４図は従来例を示
し、第１０図は従来の樹脂封止形半導体装置の断
面図、第１１図は第１０図の裏面図、第１２図は
従来の樹脂封止形半導体装置に放熱体を取付けた
場合の断面図、第１３図は第１２図のＢ−Ｂ線断
面図、第１４図は第１３図と同様の場合を示す部
分的平面図である。 １……半導体チツプ、２……支持板、３……保
護樹脂、４……封止樹脂、４ａ……絶縁層、４ｂ
……裏面、４ｃ……傾斜面、４ｄ，４ｅ……隅
部、４ｆ……中心部、５ａ，５ｂ，５ｃ……外部
リード、６……貫通孔、７……放熱体、１４……
封止樹脂の亀裂、１５……凹部、１６，１７……
凹部の端部、ｈ……凹部の深さ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 半導体チツプを固着した支持板及び外部リード
   の一部を被覆する封止樹脂に、前記半導体チツプ
   に対向する一方の主面と、該一方の主面に対向す
   る他方の主面と、第１の側面と、前記第１の側面
   に対向する第２の側面と、前記第１の側面と第２
   の側面の間に形成された第３及び第４の側面と、
   前記一方と他方の主面の間を貫通する貫通孔とを
   設けた樹脂封止形半導体装置において、 前記封止樹脂の前記他方の主面に前記貫通孔を
   挟んで一対の凹部を形成し、 前記凹部の一方は、前記第１の側面、第３の側
   面及び前記他方の主面との隅部を含み、前記凹部
   の他方は、前記第１の側面、第４の側面及び前記
   他方の主面との隅部を含み、 前記貫通孔の周囲にある前記封止樹脂の厚さ
   は、前記凹部と前記一方の主面との間の厚さより
   大きいことを特徴とする樹脂封止形半導体装置。