JPH04206956A - 樹脂封止型半導体装置 - Google Patents
樹脂封止型半導体装置Info
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- JPH04206956A JPH04206956A JP2339233A JP33923390A JPH04206956A JP H04206956 A JPH04206956 A JP H04206956A JP 2339233 A JP2339233 A JP 2339233A JP 33923390 A JP33923390 A JP 33923390A JP H04206956 A JPH04206956 A JP H04206956A
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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、放熱用のフィンを有する樹脂封止型半導体装
置に関する。
置に関する。
「従来の技術」
第１．２図（ａ＞は従来の樹脂封止型半導体装置の一例
であり、半導体素子］、はり一ドフレーム２上に接合材
４を介して固定され、ボンディングワイヤ３によってリ
ードフレーノ＼２と電気的に接続されている。」−記事
導体素子１の下方には放熱フィン５が配してあり、これ
ら半導体素子１、り一ドフレーノ＼２、ボンディングワ
イヤ３、および放熱フィン５は封止用樹脂６で一体に封
止されている。
であり、半導体素子］、はり一ドフレーム２上に接合材
４を介して固定され、ボンディングワイヤ３によってリ
ードフレーノ＼２と電気的に接続されている。」−記事
導体素子１の下方には放熱フィン５が配してあり、これ
ら半導体素子１、り一ドフレーノ＼２、ボンディングワ
イヤ３、および放熱フィン５は封止用樹脂６で一体に封
止されている。
ところで、この封止用樹脂６と半導体素子１の界面には
、両者の線膨張率の違い等に起因する熱応力が作用して
おり、これが剥離、パッケージクラック、パッシベーシ
ョンクラック等の原因となって素子品質を損なうおそれ
がある。この熱応力を低減する手段としては、一般に、
封止用樹脂材質の低弾性化、低線膨張率化を図るととも
に、第］−２図（ｂ）に示されるように、半導体素子１
上面の封止用樹脂６の厚みを薄く設計することが行なわ
れている。
、両者の線膨張率の違い等に起因する熱応力が作用して
おり、これが剥離、パッケージクラック、パッシベーシ
ョンクラック等の原因となって素子品質を損なうおそれ
がある。この熱応力を低減する手段としては、一般に、
封止用樹脂材質の低弾性化、低線膨張率化を図るととも
に、第］−２図（ｂ）に示されるように、半導体素子１
上面の封止用樹脂６の厚みを薄く設計することが行なわ
れている。
［発明が解決しようとする課題」
しかしながら、放熱フィン５を有する半導体装置では、
封止用樹脂６の厚みを全面にわたって薄くすると、厚み
の減少分（、こ比例して半導体素子］−」二面の封止用
樹脂６の剛性が低下し、封止用樹脂６に比し剛性の高い
放熱フィン５の影響が大きくなる。このなめ、半導体装
置を冷却した際に放熱フィン５が収縮してパッケージ全
体の反りが発生しく第１−２図（ｃ））、封止用樹脂６
を薄くすることによる熱応力低減効果が十分に発揮でき
ないという問題があった。
封止用樹脂６の厚みを全面にわたって薄くすると、厚み
の減少分（、こ比例して半導体素子］−」二面の封止用
樹脂６の剛性が低下し、封止用樹脂６に比し剛性の高い
放熱フィン５の影響が大きくなる。このなめ、半導体装
置を冷却した際に放熱フィン５が収縮してパッケージ全
体の反りが発生しく第１−２図（ｃ））、封止用樹脂６
を薄くすることによる熱応力低減効果が十分に発揮でき
ないという問題があった。
本発明はこの問題を解決しようとするもので、その目的
は、放熱フィンを有する樹脂封止型半導体装置において
、放熱フィンの収縮によるパッケージの反りを抑制し、
封止用樹脂と半導体素子の界面に働く熱応力を十分に低
減して、素子品質および信頼性の向上、長寿命化を図る
ことにある。
は、放熱フィンを有する樹脂封止型半導体装置において
、放熱フィンの収縮によるパッケージの反りを抑制し、
封止用樹脂と半導体素子の界面に働く熱応力を十分に低
減して、素子品質および信頼性の向上、長寿命化を図る
ことにある。
［課題を解決するだめの手段］
本発明の樹脂封止型半導体装置は、第］−図および第２
図に示ずように、半導体素子１をリード部２２と電気的
に接続するとともに、上記半導体素子１下方に放熱用の
フィン５を設け、これら半導体素子１、リード部２２お
よび放熱フィン５を封止用樹脂６で一体封止してなる。
図に示ずように、半導体素子１をリード部２２と電気的
に接続するとともに、上記半導体素子１下方に放熱用の
フィン５を設け、これら半導体素子１、リード部２２お
よび放熱フィン５を封止用樹脂６で一体封止してなる。
そして、少なくとも」二足事導体素子］−直上部を除く
上記封止用樹脂６表面、または」二足放熱フィン５の露
出表面に、上記半導体素子１と封止用樹脂６の界面に作
用する熱応力を緩和する樹脂補強部６］−を形成したも
のである。
上記封止用樹脂６表面、または」二足放熱フィン５の露
出表面に、上記半導体素子１と封止用樹脂６の界面に作
用する熱応力を緩和する樹脂補強部６］−を形成したも
のである。
［作用］
上記構造において、樹脂補強部６］−は士；１止用樹脂
６の剛性を高め、放熱フィン５の収縮による反りを抑制
する。また、このとき樹脂補強部６］−は１、少なくと
も半導体素子１直上の一部を避けて形成されるので、半
導体素子上上面の封止用樹脂６厚は十分薄く保つことが
でき、封止用樹脂６と半導体素子１との界面に発生ずる
熱応力を効果的に緩和して、剥離、クラック等の発生を
防止する。
６の剛性を高め、放熱フィン５の収縮による反りを抑制
する。また、このとき樹脂補強部６］−は１、少なくと
も半導体素子１直上の一部を避けて形成されるので、半
導体素子上上面の封止用樹脂６厚は十分薄く保つことが
でき、封止用樹脂６と半導体素子１との界面に発生ずる
熱応力を効果的に緩和して、剥離、クラック等の発生を
防止する。
［第１実施例］
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
１図は本発明の樹脂封止型半導体装置の平面図であり、
第２図（ａ）は第１図の■−■線に沿う断面図である。
１図は本発明の樹脂封止型半導体装置の平面図であり、
第２図（ａ）は第１図の■−■線に沿う断面図である。
又、第２図（ｂ）は、（ａ）と同様の断面図であるか、
樹脂補強部を半導体索子直上の一部にかかる位置まで延
設した例である。
樹脂補強部を半導体索子直上の一部にかかる位置まで延
設した例である。
図において、半導体素子１は、リードフレーム２の素子
搭載部２１上に、半田、銀ペースト等の接合材４を介し
て固定されている。」二足半導体素子１の近傍には、こ
ｔｔと同一平面上（、こり＝１・部２２か配してあり、
アルミニウム、金または銅細線よりなるボンディングワ
イヤ３によってに記事導体素子］と接続される。−に記
す−ド部２２は、銅を主成分とする合金や４２アロイ等
の導電性の材料を一母材とし、半導体装置と半導体装置
外部との接続、および内部半導体素子間の接続を行なう
。
搭載部２１上に、半田、銀ペースト等の接合材４を介し
て固定されている。」二足半導体素子１の近傍には、こ
ｔｔと同一平面上（、こり＝１・部２２か配してあり、
アルミニウム、金または銅細線よりなるボンディングワ
イヤ３によってに記事導体素子］と接続される。−に記
す−ド部２２は、銅を主成分とする合金や４２アロイ等
の導電性の材料を一母材とし、半導体装置と半導体装置
外部との接続、および内部半導体素子間の接続を行なう
。
また、通常、リード部２２は上記素子搭載部２１−とと
もにリードフレーム２として、−枚の板材をプレスある
いは、ホトエツチングして加工形成される。
もにリードフレーム２として、−枚の板材をプレスある
いは、ホトエツチングして加工形成される。
上記索−ｒ搭載部２］−の下方には放熱用のフィン５が
配設しである。該放熱フィン５はアルミニウム、銅等の
熱伝導性に優れた材料を母材とし、半導体素子１にて発
生ずる熱を外部Ｊ＼放出する作用を存する。
配設しである。該放熱フィン５はアルミニウム、銅等の
熱伝導性に優れた材料を母材とし、半導体素子１にて発
生ずる熱を外部Ｊ＼放出する作用を存する。
これら半導体素子１−、リードフレーム２、ボンディン
グワイヤ３および放熱フィン５は、エポキシ樹脂等の封
止用樹脂６によって封止固定されている。この封止用樹
脂６の材料物性としては、半導体素子１−との界面に働
く熱応力低減の目的から、弾性率、線膨張率がアルミニ
ウム＼等を母材とする放熱フィン５に比べ低くなるよう
に選択される。
グワイヤ３および放熱フィン５は、エポキシ樹脂等の封
止用樹脂６によって封止固定されている。この封止用樹
脂６の材料物性としては、半導体素子１−との界面に働
く熱応力低減の目的から、弾性率、線膨張率がアルミニ
ウム＼等を母材とする放熱フィン５に比べ低くなるよう
に選択される。
また半導体素子］、」二部の厚さはボンディングワイヤ
３が表面に露出しない範囲で十分薄く設定する。
３が表面に露出しない範囲で十分薄く設定する。
封止用樹脂６は、第２図（ａ＞においては半導体素子１
−直」二部およびその外周の所定範囲を除いて厚肉とし
て補強部６１としである。また、第２図（ｂ）において
は、半導体素子１直上の一部を除いて厚肉として補強部
６１としである。この樹脂補強部６１−の厚さは、半導
体装置上半部の剛性を高め、上記放熱フィン５の冷却に
よる反りを防止するに十分な剛性を有するように適宜設
定される。
−直」二部およびその外周の所定範囲を除いて厚肉とし
て補強部６１としである。また、第２図（ｂ）において
は、半導体素子１直上の一部を除いて厚肉として補強部
６１としである。この樹脂補強部６１−の厚さは、半導
体装置上半部の剛性を高め、上記放熱フィン５の冷却に
よる反りを防止するに十分な剛性を有するように適宜設
定される。
この樹脂補強部６１による熱応力の低減効果を第４図の
モデルを参照しつつ第３図で説明する。
モデルを参照しつつ第３図で説明する。
第４図において、半導体素子］−幅を２Ｌ、封止用樹脂
６幅を１．２ Ｌとし、補強部６１の幅ａを適宜変更し
た時の熱応力を計算により求めた。半導体素子１幅に対
する樹脂補強部６１の幅ａ ／ Ｔ−を横軸、熱応力を
縦軸として第３図に示す。図中、白丸は放熱フィン５を
有する場合、黒丸は放熱フィン５を有さず、相当部分を
封止用樹脂６で置き換えた場合である。
６幅を１．２ Ｌとし、補強部６１の幅ａを適宜変更し
た時の熱応力を計算により求めた。半導体素子１幅に対
する樹脂補強部６１の幅ａ ／ Ｔ−を横軸、熱応力を
縦軸として第３図に示す。図中、白丸は放熱フィン５を
有する場合、黒丸は放熱フィン５を有さず、相当部分を
封止用樹脂６で置き換えた場合である。
放熱フィン５を有する場合（図中白丸）、ａ／Ｌ ＝
６は、封止用樹脂６−４二面全面に樹脂補強部６１を設
けた場合、すなわち前記第１．２図（ａ）で示した全面
厚肉の従来例に相当し、発生ずる熱応力はσａとなる。
６は、封止用樹脂６−４二面全面に樹脂補強部６１を設
けた場合、すなわち前記第１．２図（ａ）で示した全面
厚肉の従来例に相当し、発生ずる熱応力はσａとなる。
一方、パッケージ全体にわたり半導体索子１上面の封止
用樹脂６の厚みを薄くした第１２図（ｂ）の従来例はａ
／ Ｌ−０の場合に相当する。このときの熱応力はσ
［〕（〈σａ）で示され、薄肉とすることで熱応力が低
減していることがわかる。
用樹脂６の厚みを薄くした第１２図（ｂ）の従来例はａ
／ Ｌ−０の場合に相当する。このときの熱応力はσ
［〕（〈σａ）で示され、薄肉とすることで熱応力が低
減していることがわかる。
樹脂補強部幅εＬ／Ｌを０から増加させると熱応力はσ
ｌ）からさらに低減する。この樹脂補強部６１による剛
性向−ト効果は、図に明らかなように補強部６１の大き
さに依存し、半導体素子１の外端（ａ ／ Ｌ ＝ ５
＞よりやや外側（ａ／Ｌ＝ｃ）で最大となり、熱応力
は最低値σＣを示す。また、樹脂補強部６１が素子１」
二面にがかると（ａ ／ Ｌ ＞５）、ある位Ｗ （ａ
／ Ｌ ＝ ｂ ）までは、σｂを下回り、その後さ
らに補強部幅増加に従い熱応力は増加する傾向にあるこ
とがわかる。
ｌ）からさらに低減する。この樹脂補強部６１による剛
性向−ト効果は、図に明らかなように補強部６１の大き
さに依存し、半導体素子１の外端（ａ ／ Ｌ ＝ ５
＞よりやや外側（ａ／Ｌ＝ｃ）で最大となり、熱応力
は最低値σＣを示す。また、樹脂補強部６１が素子１」
二面にがかると（ａ ／ Ｌ ＞５）、ある位Ｗ （ａ
／ Ｌ ＝ ｂ ）までは、σｂを下回り、その後さ
らに補強部幅増加に従い熱応力は増加する傾向にあるこ
とがわかる。
以上より、樹脂補強部６］は少なくとも半導体素子１直
上の一部を除く部位、好ましくは半導体素子１直上部を
除く部位より外側に形成する必要があることがわかる。
上の一部を除く部位、好ましくは半導体素子１直上部を
除く部位より外側に形成する必要があることがわかる。
なお、この樹脂補強部６］−の効果は封止用樹脂６より
剛性の高い放熱フィン５を有する構造においてのみ有効
であり、放熱フィン５を有しない場合（図中黒丸）には
その効果はほとんどない。これは、放熱フィンを有しな
い構造では冷却時にパッケージ全体の反りがほとんど発
生しないなめである。
剛性の高い放熱フィン５を有する構造においてのみ有効
であり、放熱フィン５を有しない場合（図中黒丸）には
その効果はほとんどない。これは、放熱フィンを有しな
い構造では冷却時にパッケージ全体の反りがほとんど発
生しないなめである。
［第２実施例］
第５図ないし第７図には本発明の他の例を示す。
上記第１実施例では、樹脂補強部６１−を少くとも半導
体素子］直」−の一部を除く全面に設けたが、本実施例
では十字形の補強リブを封止用樹脂６上面Ｇこ形成して
樹脂補強部６１としな。このように、補強部６］の形状
は特に限定されるものではなく、素子」一部の剛性の向
」−に十分な大きさを有する限りにおいて任意に形成す
ることができる。
体素子］直」−の一部を除く全面に設けたが、本実施例
では十字形の補強リブを封止用樹脂６上面Ｇこ形成して
樹脂補強部６１としな。このように、補強部６］の形状
は特に限定されるものではなく、素子」一部の剛性の向
」−に十分な大きさを有する限りにおいて任意に形成す
ることができる。
［第３実施例］
第８図ないし第１１図には本発明のさらに他の例を示す
。本実施例では、樹脂補強部６１を半導体素子１上方に
設けず、放熱フィン５下面側に、これを包みこむように
封止用樹脂６と一体に設けである。また補強部６］−に
は複数箇所に放熱フィン５に連通ずる通孔６２が設けて
あり、フィン５からの放熱が妨げられないようにしであ
る。このように、樹脂補強部６１の形成位置は半導体素
子１上方に限定されず、本実施例のように放熱フィン５
下面側としてもよい。また、この両者を併用し、例えば
上記第２、第３実施例を組み合わせた構成としてももち
ろんよい。なお、」二足各実施例−つ − では樹脂補強部を封止用樹脂と一体成形した例を挙げた
か、樹脂補強部（・こ封止用樹脂と異なる材質の材料を
用い、接着等の手段（・ごて固定してもよく、いずれも
同様の効果を得ることができる。
。本実施例では、樹脂補強部６１を半導体素子１上方に
設けず、放熱フィン５下面側に、これを包みこむように
封止用樹脂６と一体に設けである。また補強部６］−に
は複数箇所に放熱フィン５に連通ずる通孔６２が設けて
あり、フィン５からの放熱が妨げられないようにしであ
る。このように、樹脂補強部６１の形成位置は半導体素
子１上方に限定されず、本実施例のように放熱フィン５
下面側としてもよい。また、この両者を併用し、例えば
上記第２、第３実施例を組み合わせた構成としてももち
ろんよい。なお、」二足各実施例−つ − では樹脂補強部を封止用樹脂と一体成形した例を挙げた
か、樹脂補強部（・こ封止用樹脂と異なる材質の材料を
用い、接着等の手段（・ごて固定してもよく、いずれも
同様の効果を得ることができる。
［発明の効果］
本発明によれば、放熱フィンを有する樹脂封止型半導体
装置において、樹脂補強部を設けることにより、冷却時
の放熱フィンの収縮による反りを防止して、半導体素子
と封止用樹脂との界面に発生ずる熱応力を大幅に低減す
ることができる。従って、これに起因する剥離、パッシ
ベーションクラック、パッケージクラック等の発生が抑
制され、製品としての信頼性が向」ニし、高寿命化を図
ることができる。
装置において、樹脂補強部を設けることにより、冷却時
の放熱フィンの収縮による反りを防止して、半導体素子
と封止用樹脂との界面に発生ずる熱応力を大幅に低減す
ることができる。従って、これに起因する剥離、パッシ
ベーションクラック、パッケージクラック等の発生が抑
制され、製品としての信頼性が向」ニし、高寿命化を図
ることができる。
第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示し、第１図
は半導体装置の平面図、第２図（ａ）は第１図のＩＩ−
ｎ線に沿う断面図、第２図（ｂ）は（ａ＞の変形例を示
す断面図、第３図は樹脂補強部の幅と熱応力の関係を示
す図、第４図は装置の概略断面図、第５図ないし第７図
は本発明の第２実施例を示し、第５図は半導体装置の平
面図、第６図は第５図のＶＩ −ＶＩ線に沿う断面図、
第７図は第５図のｖｍ−ｖｍ線に沿う断面図、第８図な
いし第１１−図は本発明の第３実施例を示し、第８図は
半導体装置の平面図、第９図はその底面図、第１−０図
は第８図のＸ−Ｘ線に沿う断面図、第１１図は第８図の
ＸＩ−Ｘ１線に沿う断面図、第１−２図は従来例を示す
半導体装置の断面図である。 １・・・・・半導体装置 ２・・・・・・リードフレーム ２］・・・・・・素子搭載部 ２２・・・・・・リード部 ３・・・・・・ボンディングワイヤ ４・・・・・接合材 ５・・・・・・放熱フィン ６・・・・・・封止用樹脂 ７・・・・・・樹脂補強部 ″Ｊ′Ｔ ！ 目く斗 〆）、
ＰＳＣυ
−〇第４図 第７図 第９図 ６ｚ 第１２図
は半導体装置の平面図、第２図（ａ）は第１図のＩＩ−
ｎ線に沿う断面図、第２図（ｂ）は（ａ＞の変形例を示
す断面図、第３図は樹脂補強部の幅と熱応力の関係を示
す図、第４図は装置の概略断面図、第５図ないし第７図
は本発明の第２実施例を示し、第５図は半導体装置の平
面図、第６図は第５図のＶＩ −ＶＩ線に沿う断面図、
第７図は第５図のｖｍ−ｖｍ線に沿う断面図、第８図な
いし第１１−図は本発明の第３実施例を示し、第８図は
半導体装置の平面図、第９図はその底面図、第１−０図
は第８図のＸ−Ｘ線に沿う断面図、第１１図は第８図の
ＸＩ−Ｘ１線に沿う断面図、第１−２図は従来例を示す
半導体装置の断面図である。 １・・・・・半導体装置 ２・・・・・・リードフレーム ２］・・・・・・素子搭載部 ２２・・・・・・リード部 ３・・・・・・ボンディングワイヤ ４・・・・・接合材 ５・・・・・・放熱フィン ６・・・・・・封止用樹脂 ７・・・・・・樹脂補強部 ″Ｊ′Ｔ ！ 目く斗 〆）、
ＰＳＣυ
−〇第４図 第７図 第９図 ６ｚ 第１２図
Claims (1)
- 半導体素子を、リード部と電気的に接続するとともに、
上記半導体素子下方に放熱用のフィンを設け、これら半
導体素子、リード部および放熱フィンを封止用樹脂で一
体封止した樹脂封止型半導体装置において、少なくとも
上記半導体素子直上の一部を除く上記封止用樹脂表面、
または上記放熱フィンの露出表面に、樹脂補強部を形成
したことを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2339233A JP2890841B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 樹脂封止型半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2339233A JP2890841B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 樹脂封止型半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04206956A true JPH04206956A (ja) | 1992-07-28 |
| JP2890841B2 JP2890841B2 (ja) | 1999-05-17 |
Family
ID=18325514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2339233A Expired - Lifetime JP2890841B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 樹脂封止型半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2890841B2 (ja) |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP2339233A patent/JP2890841B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2890841B2 (ja) | 1999-05-17 |
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Legal Events
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