JPH0512857B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は比較的大きな電力を取り扱うことので
きる樹脂封止型半導体装置に関する。

樹脂封止型半導体装置は、量産性ならびに低コ
ストといつた面では金属封止型半導体装置に勝つ
ているが、動作時に発生する熱を放散させる面で
は金属封止型半導体装置に劣つている。近年、半
導体装置の樹脂封止化が進み、たとえばかなり大
きな電力を取り扱うことになるのできるトランジ
スタも樹脂封止構造とされるに至つている。この
場合、放熱の面で十分な配慮が払われてる。

第１図は、樹脂封止構造を有する従来の電力用
トランジスタの構造例を示す断面図であり、トラ
ンジスタ素子１が接着される基板支持部２の裏面
を封止樹脂外殻３で覆うことなく露出させるとと
もに、放熱板への取り付けを可能にすためのねじ
止め用の貫通孔４を形成した構造となつている。
なお５はトランジスタ素子の保護用樹脂、６は外
部リードである。このような構造の樹脂封止形電
力用トランジスタは、放熱板（図示せず）への取
り付けに際しては露出する基板支持体２の裏面を
放熱板に対して電気的には絶縁して熱的に結合す
る。この電気的絶縁はマイカ板などの絶縁板を両
者間に介在させることによつてなされる。

ところで、このような構造によれば、放熱効果
の点に関しては所期の目的が達成される。しかし
ながら、上記のように放熱板への取り付けに際し
て、絶縁板を介在させることが不可避であり、取
りつけ作業が煩雑となる。さらに、絶縁板は基板
支持体と放熱板との間に正しく位置しなければな
らないところであるが、両者を１体的に緊着する
際にともすると正しい位置関係が損われ、電気的
絶縁が保てなくなる。このため、第２図で示すよ
うに、基板支持体２の裏面側にも封止樹脂層７を
薄く設け、絶縁板を不要とするようにした構造の
樹脂封止形電力用トランジスタが提案されるに至
つている。

第３図は、第１図および第２図で示した樹脂封
止形電力用トランジスタを組み立てるに際して、
通常用いられるリードフレームと平面図であり、
図示するように、移送ピツチの決定ならびに樹脂
封止時の位置決めをなす孔８が穿設された共通接
続細条９から同一方向へ向かつてトランジスタの
外部リード６，１０，１１が延び、さらに外部リ
ード６の端部に基板支持体２が繋つた構造となつ
ている。トランジスタの組みたては、その左端部
に示したように、トランジスタ素子１の接着、ト
ランジスタ素子電極と外部リード１０，１１との
間の金属細線１２による接続ならびに保護用樹脂
５の形成を経てなされる。

以上のようなリードフレームを用いてトランジ
スタ組立構体を得、これを第２図で示した封止構
造とするには、第４図で示すように、上金型１３
と下金型１４の間に形成された空所の中にトラン
ジスタ組立構体の基板支持体２を浮かせて配置
し、こののち、空所内へ樹脂３０を注入すること
が行われる。この注入により樹脂３０は基板支持
体２の裏面直下の空所にも満たされ、第２図で示
すように封止成型がなされる。

ところで、第４図からも明らかなように、第２
図で示した封止構造を第３図で示したリードフレ
ームを用いて得ようとした場合、リードフレーム
の外部リードの形成側のみが上下の金型によつて
挟持された状態で樹脂の注入がなされるため、基
板支持体２が樹脂の圧力で空所内で屈曲するおそ
れが多分にあり、したがつて、樹脂内の正しい位
置に基板支持体２が位置する状態で封止を行うこ
とが極めて困難であつた。かかる基板支持体２の
屈曲は、基板支持体２の裏面側の薄い樹脂層７の
厚みにばらつきをもたらし、さらに、この厚みの
ばらつきは、完成したトランジスタの放熱特性の
ばらつきに直結する。

本発明は、放熱板を兼ねる基板支持体の一方の
主面（半導体基板の接着面とは反対側の面）の直
下に高い精度で均一な厚みの薄い樹脂の層を形成
した構造を実現することにより実装時における作
業性を格段に向上させた樹脂封止形半導体装置を
提供することを目的とする。

この目的を達成するために本発明の樹脂封止形
半導体装置は、表面側に半導体基板が載置される
とともに半導体基板載置部とは異なる位置に孔が
穿設された放熱板を兼ねる基板支持体と、同基板
支持体の一方の側から導出され、前記基板支持体
と一体成型された外部リードと、前記基板支持体
の他の側から導出され、前記基板支持体と一体成
型された細条とが成型樹脂により封止されてな
り、前記基板支持体の裏面側が前記成型樹脂で薄
く覆われるとともに、前記基板支持体の表面側の
前記成型樹脂でなる封止外殻が肉薄部および肉厚
部を有し、かつ、前記肉薄部にその表面から前記
基板支持体に穿設さられた孔を貫通して裏面に達
するねじ止め用の貫通孔が設けられていることを
特徴とする。

以下に図面を参照して本発明の一実施例を詳し
く説明する。

第５図は、本実施例に使用するリードフレーム
の構造を示す図であり、第５図ａは平面図を、第
５ｂは第５図ａのＢ−Ｂ線に沿つた断面図をそれ
ぞれに示す。

図示するように、基板支持体２の外部リード６
に繋る辺とは反対側の辺から２本の細条１５と１
６が延び、これらが、第２の共通接続細条１７に
繋つた構造となつている。なお、第２の共通接続
細条に形成された孔１８は、樹脂封止工程で金型
の一部と嵌合し位置規制のために作用する。とこ
ろで、第５図ｂで示すように、細条１５と１６の
厚みは基板支持体２よりも薄く選定され、しか
も、その下面と基板支持体２の下面との間に所定
の段差が形成されている。

第６図は、かかるリードフレームを用いて形成
したトランジスタ組立構体を樹脂で封止成型する
状態を示す図であり、上下の金型１３と１４の間
に形成される空所内へ樹脂３０を注入して成型す
る点では、従来の方法と同じである。しかしなが
ら、このリードフレームを使用した場合には、図
示するように、リードフレームの外部リード６，
１０，１１が一方の側において上下の金型によつ
て挟持されるとともに、他方の側でも、細条１
５，１６ならびに第２の共通接続細条１７が上下
の金型によつて挟持される。また第１の共通接続
細条９に設けた孔８に金型の突出部が嵌合（図示
せず）するばかりでなく、第２の共通接続細条１
７の孔１８にも金型の突出部１９が嵌合する。な
お、２０はねじ止め用の孔を形成するべく樹脂を
部分的に排除する突起である。

このようにして、本実施例の方法によれば、リ
ードフレームの基板支持体２は、上下の金型１３
と１４によつて挟持される外部リード６と細条１
５，１６とにより支持されて金型内の空所内に浮
いた状態で位置する。また、第１、第２の共通接
続細条９，１７の双方は、金型によつて単に挟持
されるだけではなく、これらに穿説した孔と金型
の突起との嵌合によつて水平方向の動きが完全に
阻止されるため、上記の浮いた状態は極めて正確
に制御される。

第７図は上記の封止成型過程を経たのちの状態
を示す斜視図である、図示するように封止外殻に
は、ねじ止め用の孔４の形成を有する肉薄部２１
と肉厚部２２が形成されているが、両者間に段差
が形成されていることにより、放熱板への取りつ
け時にねじの頂部が突出することのない状態が成
立する。

次いで、Ｘ−Ｘ線ならびにX′−X′線に沿つた
切断処理を施し、第１の共通接続細条９ならびに
細条１５，１６を切断することによつて、第８図
で示す構造の樹脂封止形トランジスタが完成す
る。

上記したとおり、本実施例の樹脂封止形半導体
装置では、基板支持体２の裏面が均一な厚みの薄
い樹脂層で覆われ、従来のごとくマイカの板等の
絶縁板を介することなく、直接放熱体への取り付
けを可能とするばかりでなく、基板支持体２の表
面側に位置する封止外殻をねじ止め用の孔４を有
する肉薄部２１と肉厚部２２の２部分で構成し、
両者間の段差によつて、放熱板へねじ止めした際
にそのねじの頂部が突出することのない構造とな
つている。

このように本実施例においては、絶縁板を不要
としたこと、および、ねじの頂部を隠蔽したこと
の相乗作用により、その実装的における取り付け
の作業制を格段に向上させるだけでなく、実装密
度をも向上させたものである。

ところで、本実施例の方法で形成したトランジ
スタでは、細条１５と１６の切り口が封止外殻の
側面に露出するが、第５図で示したように、基板
支持部２の下面と細条１５と１６の下面との間に
厚みの差に基く段差が形成されているため、完成
したトランジスタの放熱板へとりつけられる側の
樹脂封止外殻の下面と切り口との間には十分な間
隔が付与される。したがつて、この部分において
短絡事故が発生するおそれはない。また、細条１
５，１６が肉薄であるため、これの切断も容易で
ある。

なお、本発明の樹脂封止形半導体装置を製作す
るために用いる封止成型用の樹脂は出来うる限り
熱伝導性の高いものであることが望ましく、ま
た、基板支持部直下の樹脂層の厚みは放熱特性と
電気的絶縁性の両者に鑑み、約0.3〜0.5mm程度に
選定されることがのぞましく、この範囲で特に良
好な結果が得られた。

以上説明したところから明らかなように、本発
明によれば、放熱板を兼ねる基板支持体の直下に
薄い樹脂層をもつ樹脂封止形半導体装置の実装時
の作業性を向上させ、さらに実装密度を向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の樹脂封止形電力用
トランジスタの構造を示す断面図、第３図は従来
のリードフレームを示す平面図、第４図は第３図
で示すリードフレームを用いて第２図で示す樹脂
封止形電力用トランジスタを形成するときの封止
成型の状態を示す図、第５図ａ，ｂは本発明の一
実施例にかかるリードフレームを示す平面図なら
びに断面図、第６図〜第８図は本発明の製造方法
における封止成型工程から完成までの状態を示す
図である。 １……トランジスタ素子、２……基板支持体、
４……ねじ止め用の孔、５……保護用樹脂、６，
１０，１１……外部リード、１２……金属細線、
１３，１４……金型、３０……樹脂、７……薄い
樹脂層、８，１８……孔、９，１７……共通接続
細条、１５，１６……細条、１９，２０……金型
の突起、２１……封止樹脂外殻肉薄部、２２……
封止樹脂外殻肉厚部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 表面側の所定部に半導体基板が載置され、同
   半導体基板の載置部とは異なる位置に孔の穿設さ
   れた基板支持体と、同基板支持体の一方の辺の側
   から導出された外部リードの一部と、前記基板支
   持体の他方の辺の側から導出され、樹脂封止時に
   前記基板支持体のささえとなる細条の一部とが、
   単一の成型樹脂で前記基板支持体の表面側に厚
   く、裏面側に薄く覆つて封止され、前記基板支持
   体の表面側の前記成型樹脂でなる封止外殻に前記
   半導体基板の載置部で肉厚、他部で肉薄の段差部
   を有し、かつ、前記封止外殻の段差肉薄部に、そ
   の表面から前記基板支持体に穿設された前記孔を
   貫通して裏面に達する、ねじ止め用の貫通孔を備
   えた樹脂封止型半導体装置。