JPH05166950A - 半導体装置のパッケージ構造 - Google Patents
半導体装置のパッケージ構造Info
- Publication number
- JPH05166950A JPH05166950A JP33096291A JP33096291A JPH05166950A JP H05166950 A JPH05166950 A JP H05166950A JP 33096291 A JP33096291 A JP 33096291A JP 33096291 A JP33096291 A JP 33096291A JP H05166950 A JPH05166950 A JP H05166950A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- case
- outer case
- metal base
- protrusions
- semiconductor device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】熱的ストレスなどに対する強い接合強度と併せ
て、組立性にも優れた効果を発揮する半導体装置のパッ
ケージ構造を提供する。 【構成】半導体チップ３を搭載した金属ベース１に樹脂
製外装ケース５を組合わせて接着剤７で接合し、かつ外
装ケース内に樹脂８，９を充填して封止した半導体装置
のパッケージにおいて、外装ケースと金属ベースとの間
の接合面に対し、外装ケースの底面側に突起５ｃを、金
属ベースには前記突起が嵌合する凹み１ａを定ピッチ間
隔置きに形成し、さらに前記接合面を含めて外装ケース
の内壁面を粗面化して梨地面５ｄを形成する。そして、
パッケージ組立時には前記突起と凹みを嵌合して位置決
めを行う。また、熱的ストレスにより接合面に加わるせ
ん断力の一部を突起−凹みで受け止めて接着剤に作用す
る応力を緩和させる。
て、組立性にも優れた効果を発揮する半導体装置のパッ
ケージ構造を提供する。 【構成】半導体チップ３を搭載した金属ベース１に樹脂
製外装ケース５を組合わせて接着剤７で接合し、かつ外
装ケース内に樹脂８，９を充填して封止した半導体装置
のパッケージにおいて、外装ケースと金属ベースとの間
の接合面に対し、外装ケースの底面側に突起５ｃを、金
属ベースには前記突起が嵌合する凹み１ａを定ピッチ間
隔置きに形成し、さらに前記接合面を含めて外装ケース
の内壁面を粗面化して梨地面５ｄを形成する。そして、
パッケージ組立時には前記突起と凹みを嵌合して位置決
めを行う。また、熱的ストレスにより接合面に加わるせ
ん断力の一部を突起−凹みで受け止めて接着剤に作用す
る応力を緩和させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、パワートランジスタモ
ジュールなどを対象とした半導体装置のパッケージ構造
に関する。
ジュールなどを対象とした半導体装置のパッケージ構造
に関する。
【０００２】
【従来の技術】まず、従来における半導体装置のパッケ
ージ構造を図２，図３，図４に示す。図２において、１
は放熱板を兼ねた金属ベース、２はセラミック基板など
の回路基板、３は回路基板２の導体パターンにマウント
した半導体チップ、４は外部導出端子、５は樹脂成形品
として作られた外装ケース、６はケース蓋であり、外装
ケース５と金属ベース１との間は接着剤７で接合され、
さらに外装ケース５の内部にはシリコーンゲル８、エポ
キシ樹脂９を充填して樹脂封止されている。
ージ構造を図２，図３，図４に示す。図２において、１
は放熱板を兼ねた金属ベース、２はセラミック基板など
の回路基板、３は回路基板２の導体パターンにマウント
した半導体チップ、４は外部導出端子、５は樹脂成形品
として作られた外装ケース、６はケース蓋であり、外装
ケース５と金属ベース１との間は接着剤７で接合され、
さらに外装ケース５の内部にはシリコーンゲル８、エポ
キシ樹脂９を充填して樹脂封止されている。
【０００３】また、図３，図４は図２における外装ケー
ス５と金属ベース１との間の接着剤７による接合力強化
を図った構造例であり、図３の構造では外装ケース５の
接合面に凹み５ａを形成し、接着剤７の投錨効果で接合
力を高めるようにしている。一方、図４は外装ケース５
の端部に幅広な脚部５ｂを形成して接合面積を増加する
ようにしたものである。
ス５と金属ベース１との間の接着剤７による接合力強化
を図った構造例であり、図３の構造では外装ケース５の
接合面に凹み５ａを形成し、接着剤７の投錨効果で接合
力を高めるようにしている。一方、図４は外装ケース５
の端部に幅広な脚部５ｂを形成して接合面積を増加する
ようにしたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した従
来のパッケージ構造では、図２の構造はもとより、図
３，図４に示した構造例でも接着性能の面で十分な信頼
性が得られず、信頼性の評価試験，例えば温度サイク
ル，蒸気加圧試験などにより、金属ベース１と外装ケー
ス５との間の接合面，および外装ケース５とケース蓋６
との間の接合面を通してケース内に充填したシリコーン
ゲル８が外部に漏出するといったトラブルがしばしば発
生する。また、特に図３の構造では幅広な脚部５ｂが外
装ケース５の内方に突き出すために回路組立体がスペー
ス面での制約を受ける不利面がある。
来のパッケージ構造では、図２の構造はもとより、図
３，図４に示した構造例でも接着性能の面で十分な信頼
性が得られず、信頼性の評価試験，例えば温度サイク
ル，蒸気加圧試験などにより、金属ベース１と外装ケー
ス５との間の接合面，および外装ケース５とケース蓋６
との間の接合面を通してケース内に充填したシリコーン
ゲル８が外部に漏出するといったトラブルがしばしば発
生する。また、特に図３の構造では幅広な脚部５ｂが外
装ケース５の内方に突き出すために回路組立体がスペー
ス面での制約を受ける不利面がある。
【０００５】本発明は上記の点にかんがみなされたもの
であり、その目的は前記した従来構造の欠点を解消し、
併せて組立性の改善を図った半導体装置のパッケージ構
造を提供することにある。
であり、その目的は前記した従来構造の欠点を解消し、
併せて組立性の改善を図った半導体装置のパッケージ構
造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のパッケージ構造においては、外装ケースと
金属ベースとの間の接合面に対して外装ケースに突起
を、金属ベースには前記突起が嵌合する凹みを形成し、
接合面を接着剤で接合するものとする。また、前記構成
の実施態様として、外装ケースの突起, および金属ベー
スの凹みを外装ケースの周縁に沿って定ピッチ間隔置き
に形成した構成、および金属ベースとの間の接合面を含
めて外装ケースの内壁面を粗面化した構成がある。
に、本発明のパッケージ構造においては、外装ケースと
金属ベースとの間の接合面に対して外装ケースに突起
を、金属ベースには前記突起が嵌合する凹みを形成し、
接合面を接着剤で接合するものとする。また、前記構成
の実施態様として、外装ケースの突起, および金属ベー
スの凹みを外装ケースの周縁に沿って定ピッチ間隔置き
に形成した構成、および金属ベースとの間の接合面を含
めて外装ケースの内壁面を粗面化した構成がある。
【０００７】
【作用】上記の構成において、まず外装ケース側の突起
と金属ベース側の凹みとを嵌合させることで、外装ケー
スと金属ベースとの熱膨張差などに起因して両者間の接
合面に加わるせん断力の一部が突起−凹みの嵌合部に加
わる。これにより、接着剤に直接作用するせん断力が低
減し、これにより、金属ベースと外装ケースとの間に高
い接合強度が確保される。また、外装ケースの突起と金
属ベースの凹みを嵌め合わせることで、パッケージ組立
の際に的確な位置決めが行える。また、前記凹みは金属
ベースの外形抜き加工の際に同時に形成されるが、この
場合に突起，凹みの間隔ピッチを適正化することで残留
歪を殆ど残さずに加工できる。
と金属ベース側の凹みとを嵌合させることで、外装ケー
スと金属ベースとの熱膨張差などに起因して両者間の接
合面に加わるせん断力の一部が突起−凹みの嵌合部に加
わる。これにより、接着剤に直接作用するせん断力が低
減し、これにより、金属ベースと外装ケースとの間に高
い接合強度が確保される。また、外装ケースの突起と金
属ベースの凹みを嵌め合わせることで、パッケージ組立
の際に的確な位置決めが行える。また、前記凹みは金属
ベースの外形抜き加工の際に同時に形成されるが、この
場合に突起，凹みの間隔ピッチを適正化することで残留
歪を殆ど残さずに加工できる。
【０００８】また、金属ベースとの間の接合面を含めて
外装ケースの内壁面を梨地状に粗面化することにより接
着剤との接触面積が増大するほか、その表面粗さによっ
ては接着剤の投錨効果も期待できてより高い接合強度が
得られる。
外装ケースの内壁面を梨地状に粗面化することにより接
着剤との接触面積が増大するほか、その表面粗さによっ
ては接着剤の投錨効果も期待できてより高い接合強度が
得られる。
【０００９】
【実施例】以下本発明の実施例を図１に基づいて説明す
る。なお、図１において図３と同一部材には同じ符号が
付してある。すなわち、図１の構成においては、まず外
装ケース５の底面にはケースの周縁に沿って定ピッチ間
隔置きに並ぶ突起５ｃがケースと一体成形されており、
かつ前記底面を含めてケースの内壁面が表面粗さ２０〜
５０μｍ程度の梨地面５ｄに粗面化されている。一方、
前記の突起５ｃに位置を合わせて金属ベース１には突起
５ｃと嵌合し合う凹み１ａが外形抜き加工時に同時形成
されている。そして、パッケージ組立時には金属ベース
１と外装ケース５との間の接合面に接着剤７を塗布した
状態で前記の突起５ｃと凹み１ａを嵌め合わせた上で接
着剤７を硬化処理し、さらに外装ケース５の内部にシリ
コーンゲル８，エポキシ樹脂９を充填してケース蓋６と
の間を封止する。
る。なお、図１において図３と同一部材には同じ符号が
付してある。すなわち、図１の構成においては、まず外
装ケース５の底面にはケースの周縁に沿って定ピッチ間
隔置きに並ぶ突起５ｃがケースと一体成形されており、
かつ前記底面を含めてケースの内壁面が表面粗さ２０〜
５０μｍ程度の梨地面５ｄに粗面化されている。一方、
前記の突起５ｃに位置を合わせて金属ベース１には突起
５ｃと嵌合し合う凹み１ａが外形抜き加工時に同時形成
されている。そして、パッケージ組立時には金属ベース
１と外装ケース５との間の接合面に接着剤７を塗布した
状態で前記の突起５ｃと凹み１ａを嵌め合わせた上で接
着剤７を硬化処理し、さらに外装ケース５の内部にシリ
コーンゲル８，エポキシ樹脂９を充填してケース蓋６と
の間を封止する。
【００１０】上記の構成により、半導体装置のヒートサ
イクルなどに伴う熱的ストレスが原因で熱膨張率の異な
る金属ベース１と樹脂製外装ケース５との間の接合面に
加わるせん断力については、せん断力の一部が外装ケー
ス５の突起５ｃと金属ベース１の凹み１ａとの嵌合部に
加わるので、接着剤７に直接作用するせん断力は小さく
なる。また、外装ケース５の内壁面を梨地面５ａに粗面
化することにより、接着剤７，ないしエポキシ樹脂９と
外装ケース５の表面との接触面積が平坦面と比べて数十
％増大するので、より一層高い接着強度が得られるよう
になる。
イクルなどに伴う熱的ストレスが原因で熱膨張率の異な
る金属ベース１と樹脂製外装ケース５との間の接合面に
加わるせん断力については、せん断力の一部が外装ケー
ス５の突起５ｃと金属ベース１の凹み１ａとの嵌合部に
加わるので、接着剤７に直接作用するせん断力は小さく
なる。また、外装ケース５の内壁面を梨地面５ａに粗面
化することにより、接着剤７，ないしエポキシ樹脂９と
外装ケース５の表面との接触面積が平坦面と比べて数十
％増大するので、より一層高い接着強度が得られるよう
になる。
【００１１】
【発明の効果】以上述べたように本発明のパッケージ構
造によれば、従来構造と比べてパッケージの接合強度を
大幅に高めることができ、これにより製品の品質，信頼
性の向上化が図れる。また、パッケージの組立時には外
装ケースの突起，金属ベースの凹みを位置決め部材とし
て活用することで組立工程が簡単となる他、パッケージ
の組立精度も向上する。
造によれば、従来構造と比べてパッケージの接合強度を
大幅に高めることができ、これにより製品の品質，信頼
性の向上化が図れる。また、パッケージの組立時には外
装ケースの突起，金属ベースの凹みを位置決め部材とし
て活用することで組立工程が簡単となる他、パッケージ
の組立精度も向上する。
【図１】本発明の実施例による半導体装置のパッケージ
構造を示し、（ａ）は半導体装置の断面図、（ｂ）は
（ａ）図の平面図、（ｃ）は（ａ）図の部分拡大図
構造を示し、（ａ）は半導体装置の断面図、（ｂ）は
（ａ）図の平面図、（ｃ）は（ａ）図の部分拡大図
【図２】従来における半導体装置のパッケージ構造例の
構成断面図
構成断面図
【図３】従来におけるパッケージ構造例の部分断面図
【図４】従来におけるパッケージ構造例の部分断面図
１ 金属ベース １ａ 凹み ３ 半導体チップ ５ 外装ケース ５ｃ 突起 ５ｄ 梨地面 ６ ケース蓋 ７ 接着剤
Claims (3)
- 【請求項１】半導体チップを搭載した金属ベースに樹脂
製の外装ケースを組合わせて接合し、かつ外装ケース内
に樹脂を充填して封止した半導体装置において、外装ケ
ースと金属ベースとの間の接合面に対し、外装ケースに
突起を、金属ベースには前記突起が嵌合する凹みを形成
して接合面を接着剤で接合したことを特徴とする半導体
装置のパッケージ構造。 - 【請求項２】請求項１記載のパッケージ構造において、
外装ケースの突起,および金属ベースの凹みを外装ケー
スの周縁に沿って定ピッチ間隔置きに形成したことを特
徴とする半導体装置のパッケージ構造。 - 【請求項３】請求項１記載のパッケージ構造において、
外装ケースと金属ベースとの接合面を含めて外装ケース
の内壁面を梨地状に粗面化したことを特徴とする半導体
装置のパッケージ構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33096291A JPH05166950A (ja) | 1991-12-16 | 1991-12-16 | 半導体装置のパッケージ構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33096291A JPH05166950A (ja) | 1991-12-16 | 1991-12-16 | 半導体装置のパッケージ構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05166950A true JPH05166950A (ja) | 1993-07-02 |
Family
ID=18238331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33096291A Pending JPH05166950A (ja) | 1991-12-16 | 1991-12-16 | 半導体装置のパッケージ構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05166950A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018055667A1 (ja) * | 2016-09-20 | 2018-03-29 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置 |
| JP2019201113A (ja) * | 2018-05-16 | 2019-11-21 | 富士電機株式会社 | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
| JPWO2021144980A1 (ja) * | 2020-01-17 | 2021-07-22 |
-
1991
- 1991-12-16 JP JP33096291A patent/JPH05166950A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018055667A1 (ja) * | 2016-09-20 | 2018-03-29 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置 |
| JPWO2018055667A1 (ja) * | 2016-09-20 | 2019-02-28 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置 |
| US10748830B2 (en) | 2016-09-20 | 2020-08-18 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor device |
| JP2019201113A (ja) * | 2018-05-16 | 2019-11-21 | 富士電機株式会社 | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
| JPWO2021144980A1 (ja) * | 2020-01-17 | 2021-07-22 | ||
| WO2021144980A1 (ja) * | 2020-01-17 | 2021-07-22 | 三菱電機株式会社 | パワーモジュールおよび電力変換装置 |
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