JPH06120374A - 半導体パッケージ構造、半導体パッケージ方法及び半導体パッケージ用放熱板 - Google Patents
半導体パッケージ構造、半導体パッケージ方法及び半導体パッケージ用放熱板Info
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 簡潔な「ドロップイン」方式を用いて、熱放
射性が高く、低コストの電子デバイスパッケージを提供
することを目的とする。 【構成】 放熱板400を有するパッケージは、熱伝導
性の高い無酸素銅製であり、パッケージ外部に露出した
一面を有している。「ドロップイン」方式の放熱板は多
数のリードや、どのような大きさのチップにも適用され
る。放熱板には、自動整合用のフィン404と、放熱板
と封入材との間の連結を強化する封入材の流動性を高め
るスロット403と、放熱板を固定し、かつ不純物の侵
入を防止する少なくとも1個の粗面とを有する。放熱板
とリードフレームの高さと、対応するモールドキャビテ
ィの深さの相違により、封入材が放熱板の露出すべき面
上にブリード及びばりするのを防止すべく放熱板の露出
面がモールドキャビティの底面に強く押し付けられる構
成。
射性が高く、低コストの電子デバイスパッケージを提供
することを目的とする。 【構成】 放熱板400を有するパッケージは、熱伝導
性の高い無酸素銅製であり、パッケージ外部に露出した
一面を有している。「ドロップイン」方式の放熱板は多
数のリードや、どのような大きさのチップにも適用され
る。放熱板には、自動整合用のフィン404と、放熱板
と封入材との間の連結を強化する封入材の流動性を高め
るスロット403と、放熱板を固定し、かつ不純物の侵
入を防止する少なくとも1個の粗面とを有する。放熱板
とリードフレームの高さと、対応するモールドキャビテ
ィの深さの相違により、封入材が放熱板の露出すべき面
上にブリード及びばりするのを防止すべく放熱板の露出
面がモールドキャビティの底面に強く押し付けられる構
成。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子デバイスパッケー
ジに関し、特に放熱板を有する半導体パッケージ構造に
関する。更に、本発明は、放熱板の表面がパッケージの
外側に露出される「ドロップイン」方式による放熱板を
有するパッケージ構成に関する。
ジに関し、特に放熱板を有する半導体パッケージ構造に
関する。更に、本発明は、放熱板の表面がパッケージの
外側に露出される「ドロップイン」方式による放熱板を
有するパッケージ構成に関する。
【0002】
【従来の技術】初期の半導体のパッケージでは、集積回
路は金属缶の内部またはセラミック製の基板及び蓋の間
にパッケージされていた。金属及びセラミックによる封
入材は、両者とも熱伝導性には優れているが、パッケー
ジ技術に関しコスト高であり、製作に時間をも要してい
た。例えば、セラミックによるパッケージに於て使用さ
れている2個のセラミック製基板は、製品を製造するコ
ストのかなりの割合を占めていた。
路は金属缶の内部またはセラミック製の基板及び蓋の間
にパッケージされていた。金属及びセラミックによる封
入材は、両者とも熱伝導性には優れているが、パッケー
ジ技術に関しコスト高であり、製作に時間をも要してい
た。例えば、セラミックによるパッケージに於て使用さ
れている2個のセラミック製基板は、製品を製造するコ
ストのかなりの割合を占めていた。
【0003】半導体の生産量が増加するにつれ、より低
コストのパッケージの必要性が高まり、数種の新しいパ
ッケージ方法が開発されてきた。最も知られたものとし
ては、樹脂モールドによるパッケージであった。しかし
ながら、樹脂によるパッケージは、多大なコスト費用の
縮小には効果的であったが、金属またはセラミックを使
用した際の優れた熱伝導性には欠けていた。集積回路の
速度及び密度が増加するにつれて、より優れた熱伝導性
(即ち、優れた熱放射性)の必要性が徐々に重要になっ
てきた。この必要性が、半導体のチップ領域から熱を取
り除く金属製ヒートシンクをパッケージ内に包括すると
いう考えに結びついた。
コストのパッケージの必要性が高まり、数種の新しいパ
ッケージ方法が開発されてきた。最も知られたものとし
ては、樹脂モールドによるパッケージであった。しかし
ながら、樹脂によるパッケージは、多大なコスト費用の
縮小には効果的であったが、金属またはセラミックを使
用した際の優れた熱伝導性には欠けていた。集積回路の
速度及び密度が増加するにつれて、より優れた熱伝導性
(即ち、優れた熱放射性)の必要性が徐々に重要になっ
てきた。この必要性が、半導体のチップ領域から熱を取
り除く金属製ヒートシンクをパッケージ内に包括すると
いう考えに結びついた。
【0004】この考えに基づく熱放射の改良の試みが幾
つか行われてきたが、最も一般的なのは、パッケージ内
に放熱板を合体させるものであった。放熱板は一般的に
はアルミニウム製であった。図1A及び図1Bはそれぞ
れ従来技術の放熱板100の平面図及び側面図である。
放熱板100のチップ取着パッド取着面101は、基板
表面100a上に、台状に周囲より高くなっている。脚
部102は基板表面100aとは反対側の基板面100
bから突出している。貫通孔103が放熱板100の外
周近くに形成されている。
つか行われてきたが、最も一般的なのは、パッケージ内
に放熱板を合体させるものであった。放熱板は一般的に
はアルミニウム製であった。図1A及び図1Bはそれぞ
れ従来技術の放熱板100の平面図及び側面図である。
放熱板100のチップ取着パッド取着面101は、基板
表面100a上に、台状に周囲より高くなっている。脚
部102は基板表面100aとは反対側の基板面100
bから突出している。貫通孔103が放熱板100の外
周近くに形成されている。
【0005】図2は、リードフレーム221上に取着し
ている半導体チップ220の平面図である。リードフレ
ーム221は、フレーム201と、リード221aと、
タイバー(tie bars)202と、そしてチップ取着パッ
ド221とから構成されている。孔241は、フレーム
201内に間隔を置いて形成されている。チップ取着パ
ッド222は、リードフレーム221の中心に形成され
ている。チップ220はチップ取着パッド222の表面
222bに取着されている。タイバー202は、チップ
取着パッド222をフレーム201に連結している。タ
イバーダウンセット(tie bar downsets)205によ
り、タイバー202に屈曲性を与えている。リード22
1aは、チップ取着パッド221の外周部の全周に亘っ
て形成されている。リード221aは、フレーム1から
チップ取着パッド222に向けて延在しているが、リー
ド221aは、パッド222に接触はしていない。この
ため、完成したパッケージ内ではリード221aは、チ
ップ取着パッド222から絶縁されている。この絶縁状
態は、集積回路の封入終了後に、フレーム201を切断
してリード221aとタイバー202を非接続状態にす
ることにより達成される。ボンド線(bond wires)22
3は、チップ220上の集積回路からパッケージ外の電
子要素への電気的接続を提供するべく各リード221a
の内側の末端を、選択されたチップ接触パッド203に
連結している。
ている半導体チップ220の平面図である。リードフレ
ーム221は、フレーム201と、リード221aと、
タイバー(tie bars)202と、そしてチップ取着パッ
ド221とから構成されている。孔241は、フレーム
201内に間隔を置いて形成されている。チップ取着パ
ッド222は、リードフレーム221の中心に形成され
ている。チップ220はチップ取着パッド222の表面
222bに取着されている。タイバー202は、チップ
取着パッド222をフレーム201に連結している。タ
イバーダウンセット(tie bar downsets)205によ
り、タイバー202に屈曲性を与えている。リード22
1aは、チップ取着パッド221の外周部の全周に亘っ
て形成されている。リード221aは、フレーム1から
チップ取着パッド222に向けて延在しているが、リー
ド221aは、パッド222に接触はしていない。この
ため、完成したパッケージ内ではリード221aは、チ
ップ取着パッド222から絶縁されている。この絶縁状
態は、集積回路の封入終了後に、フレーム201を切断
してリード221aとタイバー202を非接続状態にす
ることにより達成される。ボンド線(bond wires)22
3は、チップ220上の集積回路からパッケージ外の電
子要素への電気的接続を提供するべく各リード221a
の内側の末端を、選択されたチップ接触パッド203に
連結している。
【0006】図3は、モールド300のモールドキャビ
ティ310内に配置された放熱板100、リードフレー
ム221、及びチップ220の断面図を示している。集
積回路を放熱板と共に封入する方法に於て、放熱板10
0は、モールドキャビティ310内に脚部102が表面
311に接触するように落とし込まれている(dropped
in)。チップ220は、リードフレーム221のチップ
取着パッド取着面222bに取着している。ボンド線2
23は、リード223をチップ220上の選択されたボ
ンドパッド(図示されていない)に、電気的接続をすべ
く使用されている。リードフレーム221、チップ22
0、及びボンド線223は、図3に示されているように
チップ取着パッド222の表面322が放熱板100の
チップ取着パッド取着面101に接触するようにモール
ドキャビティ内に配置される。リードフレーム221
は、ピン340上にフレーム201内の孔241が位置
することにより、片側のモールド301に取着される。
ティ310内に配置された放熱板100、リードフレー
ム221、及びチップ220の断面図を示している。集
積回路を放熱板と共に封入する方法に於て、放熱板10
0は、モールドキャビティ310内に脚部102が表面
311に接触するように落とし込まれている(dropped
in)。チップ220は、リードフレーム221のチップ
取着パッド取着面222bに取着している。ボンド線2
23は、リード223をチップ220上の選択されたボ
ンドパッド(図示されていない)に、電気的接続をすべ
く使用されている。リードフレーム221、チップ22
0、及びボンド線223は、図3に示されているように
チップ取着パッド222の表面322が放熱板100の
チップ取着パッド取着面101に接触するようにモール
ドキャビティ内に配置される。リードフレーム221
は、ピン340上にフレーム201内の孔241が位置
することにより、片側のモールド301に取着される。
【0007】2個のモールドの半体300a、及び30
0bは、互いに閉じ合わされる。放熱板100の厚み3
30a及び寸法330bの合体した厚さは、モールドキ
ャビティ310の対応する深さ331より大きい。従っ
て2個のモールドの半体300a及び300bが完全に
閉じられた際、チップ取着パッド222は、タイバー2
02が上部に引き上がるべく上部に押し上げられる。こ
のタイバー202が上部に引き上げられることにより、
チップ取着パッド222に隣接するタイバー202の末
端を降下させる引っ張り力が生じることになる。従っ
て、放熱板100はモールドキャビティ内の底面311
に押し付けられ、固定される。
0bは、互いに閉じ合わされる。放熱板100の厚み3
30a及び寸法330bの合体した厚さは、モールドキ
ャビティ310の対応する深さ331より大きい。従っ
て2個のモールドの半体300a及び300bが完全に
閉じられた際、チップ取着パッド222は、タイバー2
02が上部に引き上がるべく上部に押し上げられる。こ
のタイバー202が上部に引き上げられることにより、
チップ取着パッド222に隣接するタイバー202の末
端を降下させる引っ張り力が生じることになる。従っ
て、放熱板100はモールドキャビティ内の底面311
に押し付けられ、固定される。
【0008】モールド300が閉じられた後は、封入材
はキャビティ310内が満たされるまでチャネル335
を通してモールドキャビティ310内に導入される。封
入材が固まればモールド300は開けられ、完成したパ
ッケージが取り出される。
はキャビティ310内が満たされるまでチャネル335
を通してモールドキャビティ310内に導入される。封
入材が固まればモールド300は開けられ、完成したパ
ッケージが取り出される。
【0009】しかし、上述した放熱板を有するパッケー
ジは、新世代の集積回路に要求される熱放射性のレベル
には達していない。放熱板は、熱がチップから放熱板に
伝導した後、パッケージの外部に熱を放出するべく作用
する。これらの外側部分から、熱はその後パッケージの
外部に封入材を通して伝導される。放熱板材(アルミニ
ウム)が、樹脂材によるパッケージよりも優れた伝導性
があるので、放熱板が存在しない場合の熱放射よりも速
い速度でパッケージ内から熱が放射される。しかしなが
ら、この放射は、まだ充分な速さではなかった。
ジは、新世代の集積回路に要求される熱放射性のレベル
には達していない。放熱板は、熱がチップから放熱板に
伝導した後、パッケージの外部に熱を放出するべく作用
する。これらの外側部分から、熱はその後パッケージの
外部に封入材を通して伝導される。放熱板材(アルミニ
ウム)が、樹脂材によるパッケージよりも優れた伝導性
があるので、放熱板が存在しない場合の熱放射よりも速
い速度でパッケージ内から熱が放射される。しかしなが
ら、この放射は、まだ充分な速さではなかった。
【0010】集積回路内から熱を放射させるという問題
の解決に対して、チップ取着パッド取着面と反対側のヒ
ートシンク面を、パッケージ外に直接露出させることに
より、樹脂性のパッケージを使用する利点となるべく熱
抵抗を著しく減少させる試みが行われてきた。これらの
試みは、しかしながら、「ドロップイン」方式と共に使
用されると、様々な製造上の困難さが生じて不成功に終
わった。即ち、封入プロセス中に、モールドキャビティ
内に高圧が生じ、このことは封入材が例えば粘性のある
材料のような際に顕著であり、そして各ヒートシンク間
の厚みの相違が、パッケージの間のヒートシンクの表面
とモールドキャビティ間に離間を生じさせる結果にもな
った。この不適切なパッケージ法では、露出されるよう
に意図されたヒートシンク表面上に封入材のブリード
(封入材が半透明な薄片として突出する)またはばり
(肉眼にも見える程のブリードよりも厚みのある封入材
の突出)が生じる。ブリードそしてばりは、ヒートシン
クの熱伝導性の低下を生み出すことと、そして消費者が
完成品として受け入れることのできない外観不良である
ために、望ましくない。この不適切な樹脂パッケージは
次の作業に移る前に、ヒートシンクの表面上の上述のば
り、ブリードを除去するというコスト高の作業を必要と
した。
の解決に対して、チップ取着パッド取着面と反対側のヒ
ートシンク面を、パッケージ外に直接露出させることに
より、樹脂性のパッケージを使用する利点となるべく熱
抵抗を著しく減少させる試みが行われてきた。これらの
試みは、しかしながら、「ドロップイン」方式と共に使
用されると、様々な製造上の困難さが生じて不成功に終
わった。即ち、封入プロセス中に、モールドキャビティ
内に高圧が生じ、このことは封入材が例えば粘性のある
材料のような際に顕著であり、そして各ヒートシンク間
の厚みの相違が、パッケージの間のヒートシンクの表面
とモールドキャビティ間に離間を生じさせる結果にもな
った。この不適切なパッケージ法では、露出されるよう
に意図されたヒートシンク表面上に封入材のブリード
(封入材が半透明な薄片として突出する)またはばり
(肉眼にも見える程のブリードよりも厚みのある封入材
の突出)が生じる。ブリードそしてばりは、ヒートシン
クの熱伝導性の低下を生み出すことと、そして消費者が
完成品として受け入れることのできない外観不良である
ために、望ましくない。この不適切な樹脂パッケージは
次の作業に移る前に、ヒートシンクの表面上の上述のば
り、ブリードを除去するというコスト高の作業を必要と
した。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】このような従来技術の
問題点に鑑み、本発明の主な目的は、熱抵抗を減少させ
ることにより、著しく優れた除熱性を有した低コストの
樹脂性封入パッケージ内の集積回路またはハイブリッド
回路を提供することにある。
問題点に鑑み、本発明の主な目的は、熱抵抗を減少させ
ることにより、著しく優れた除熱性を有した低コストの
樹脂性封入パッケージ内の集積回路またはハイブリッド
回路を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上述した目的は、パッケ
ージ内に放熱板を提供し、パッケージの外面の大部分に
放熱板の表面を露出させることによりパッケージの外部
に熱を伝導させ、熱抵抗を減少させることにより達成さ
れる。
ージ内に放熱板を提供し、パッケージの外面の大部分に
放熱板の表面を露出させることによりパッケージの外部
に熱を伝導させ、熱抵抗を減少させることにより達成さ
れる。
【0013】放熱板は、好ましくは高い熱伝導性を有す
る無酸素銅製であるのが良い。更に、本発明によると、
「ドロップイン」方式を用いたこのようなパッケージを
形成することにより、パッケージ製造が簡略化し、低コ
スト化する。この方法により形成されたパッケージで
は、放熱板の形や大きさはモールドキャビティの形によ
って変化できる。しかし、このモールドキャビティで
は、同じ放熱板がどのようなサイズのチップ、そして多
数のリードを有するパッケージに対しても用いられる。
放熱板は、また好ましくは、モールドキャビティ内に落
とし込まれた際にスラッグが自動整合されるべくスラッ
グの外周にフィンを有していると良い。
る無酸素銅製であるのが良い。更に、本発明によると、
「ドロップイン」方式を用いたこのようなパッケージを
形成することにより、パッケージ製造が簡略化し、低コ
スト化する。この方法により形成されたパッケージで
は、放熱板の形や大きさはモールドキャビティの形によ
って変化できる。しかし、このモールドキャビティで
は、同じ放熱板がどのようなサイズのチップ、そして多
数のリードを有するパッケージに対しても用いられる。
放熱板は、また好ましくは、モールドキャビティ内に落
とし込まれた際にスラッグが自動整合されるべくスラッ
グの外周にフィンを有していると良い。
【0014】本発明の他の実施例では、チップ取着パッ
ドに面している放熱板の表面は、放熱板がモールド内に
落とし込まれる前に接着材でコーティングされる。
ドに面している放熱板の表面は、放熱板がモールド内に
落とし込まれる前に接着材でコーティングされる。
【0015】本発明の他の実施例では、放熱板の外周上
の少なくとも一方の面が粗面化されている。この粗面化
された表面が、封入材と放熱板との間のより強固な密着
を生み出すべく放熱板の周囲の封入材と結合する。粗面
化された表面は、またパッケージ外部からの不純物が内
部の半導体チップに達するにはより長い距離を必要とす
るべく放熱板と周囲の封入材間との間により長い境界面
を生み出している。従って、封入材と放熱板間との強固
な密着は、不純物のパッケージ内部への侵入を減少させ
ることにもなる。
の少なくとも一方の面が粗面化されている。この粗面化
された表面が、封入材と放熱板との間のより強固な密着
を生み出すべく放熱板の周囲の封入材と結合する。粗面
化された表面は、またパッケージ外部からの不純物が内
部の半導体チップに達するにはより長い距離を必要とす
るべく放熱板と周囲の封入材間との間により長い境界面
を生み出している。従って、封入材と放熱板間との強固
な密着は、不純物のパッケージ内部への侵入を減少させ
ることにもなる。
【0016】本発明による他の実施例では、スロットが
放熱板を貫通して形成されている。スロットにより、周
囲の封入材の脱却を防止すべく封入材と放熱板が結合さ
れる。スロットは、また封入過程の間、封入材の優れた
流動性を提供することになる。
放熱板を貫通して形成されている。スロットにより、周
囲の封入材の脱却を防止すべく封入材と放熱板が結合さ
れる。スロットは、また封入過程の間、封入材の優れた
流動性を提供することになる。
【0017】本発明によると、上述したパッケージを製
造するための方法を提供しており、放熱板の露出した表
面に封入材のブリードまたはばりが発生しない。放熱板
とリードフレームとの間の厚さと、そしてモールドキャ
ビティの対応する深さの相違が、モールドが完全に閉じ
られた際に、リードフレームタイバーの引っ張り力を生
み出している。このタイバーの引っ張り力が、放熱板に
対してチップ取着パッドを押し付けており、次に、放熱
板が、モールドキャビティ内の底面に押し付けられる。
この方法により、露出された放熱板表面とモールドキャ
ビティ底面との間の強固な密着状態が生じ、封入材が、
これら両面間に流入することを防止する。
造するための方法を提供しており、放熱板の露出した表
面に封入材のブリードまたはばりが発生しない。放熱板
とリードフレームとの間の厚さと、そしてモールドキャ
ビティの対応する深さの相違が、モールドが完全に閉じ
られた際に、リードフレームタイバーの引っ張り力を生
み出している。このタイバーの引っ張り力が、放熱板に
対してチップ取着パッドを押し付けており、次に、放熱
板が、モールドキャビティ内の底面に押し付けられる。
この方法により、露出された放熱板表面とモールドキャ
ビティ底面との間の強固な密着状態が生じ、封入材が、
これら両面間に流入することを防止する。
【0018】
【作用】本発明による「ドロップイン」方式を用いたパ
ッケージを形成すると、パッケージ製作が簡略化し、低
コスト化することになる。
ッケージを形成すると、パッケージ製作が簡略化し、低
コスト化することになる。
【0019】
【実施例】以下、本発明の単個の集積回路を有する好適
実施例を添付の図面について詳しく説明する。しかしな
がら、本発明はもちろん、複数の集積回路を包括するパ
ッケージにも同様に適用されるのは言うまでもない。更
に本発明によるパッケージは、ポリマー板、セラミッ
ク、シリコン、金属またはこれらの材料の混合物により
構成された下層連結回路、或いは相互に作用する連結回
路の有無とは無関係に構成されても良い。
実施例を添付の図面について詳しく説明する。しかしな
がら、本発明はもちろん、複数の集積回路を包括するパ
ッケージにも同様に適用されるのは言うまでもない。更
に本発明によるパッケージは、ポリマー板、セラミッ
ク、シリコン、金属またはこれらの材料の混合物により
構成された下層連結回路、或いは相互に作用する連結回
路の有無とは無関係に構成されても良い。
【0020】図4A及び図4Bは、それぞれ本発明によ
る放熱板(slug)400の平面図及び断面図を示してい
る。放熱板400は、好ましくは、高い熱伝導性を有す
る材料、即ち高い熱伝導性を有する無酸素銅製であるの
がよい。放熱板400は、また、アルムニウム、銅、ベ
リリウムまたはこれらの材料の合金製であっても良い。
チップ取着パッド取着面401は、基板の表面400a
上に台状に回りよりも高くなっており、同様に面402
は、基板側面400b上に台状に回りよりも高くなって
いる。面402は基板面400bに対して大きな領域を
有しており、完成品のパッケージに於ても露出したまま
になっている。露出した表面402を有する放熱板40
0を、図1A及び図1Bに示された従来技術の放熱板1
00と比較すると、従来技術では裏面100bから突出
している脚部102だけが、パッケージ外部に露出した
形になっている。放熱板400は図4Aに示されている
ように形成されたフィン404と、そして放熱板400
を貫通するスロット403をも有している。
る放熱板(slug)400の平面図及び断面図を示してい
る。放熱板400は、好ましくは、高い熱伝導性を有す
る材料、即ち高い熱伝導性を有する無酸素銅製であるの
がよい。放熱板400は、また、アルムニウム、銅、ベ
リリウムまたはこれらの材料の合金製であっても良い。
チップ取着パッド取着面401は、基板の表面400a
上に台状に回りよりも高くなっており、同様に面402
は、基板側面400b上に台状に回りよりも高くなって
いる。面402は基板面400bに対して大きな領域を
有しており、完成品のパッケージに於ても露出したまま
になっている。露出した表面402を有する放熱板40
0を、図1A及び図1Bに示された従来技術の放熱板1
00と比較すると、従来技術では裏面100bから突出
している脚部102だけが、パッケージ外部に露出した
形になっている。放熱板400は図4Aに示されている
ように形成されたフィン404と、そして放熱板400
を貫通するスロット403をも有している。
【0021】図5は、完全に閉じられたモールド500
のモールドキャビティ510内に配置された放熱板40
0、リードフレーム521、及び半導体チップ520の
断面図を示している。フレーム526、リード521
a、タイバー525、チップ取着パッド522、半導体
チップ520、及びボンド線523は全て図2及び図3
で詳述された対応する各要素と同様である。
のモールドキャビティ510内に配置された放熱板40
0、リードフレーム521、及び半導体チップ520の
断面図を示している。フレーム526、リード521
a、タイバー525、チップ取着パッド522、半導体
チップ520、及びボンド線523は全て図2及び図3
で詳述された対応する各要素と同様である。
【0022】集積回路のパッケージを製造するにあたっ
て、放熱板400は、放熱板400の表面402がモー
ルドキャビティの底面511に接するようにモールドキ
ャビティ510内に落とし込まれる。製造過程に於て、
放熱板400は、個々にモールドキャビティ内に落とし
込まれるか、或いはキャビティ内の底部の凹部に対応す
るマトリックスアレイとして落とし込まれても良い。ス
ラッグ400はまた、コイン形ディスペンサーにより、
キャビティ510内に落とし込まれても良い。放熱板4
00がキャビティ510内に落とし込まれると、フィン
404によりチップ取着パッド522及びチップ520
に対して自動整合される。フィン404により、放熱板
400はキャビティ510内にて回転することはない。
放熱板400の製造仕様(特にサイズ)は、モールドキ
ャビティ510の特徴次第である。しかしモールドキャ
ビティ510に関しては、同じ放熱板400が、どのよ
うなサイズのチップと、多数のリードをも有する電子要
素と共に用いられるかもしれない。
て、放熱板400は、放熱板400の表面402がモー
ルドキャビティの底面511に接するようにモールドキ
ャビティ510内に落とし込まれる。製造過程に於て、
放熱板400は、個々にモールドキャビティ内に落とし
込まれるか、或いはキャビティ内の底部の凹部に対応す
るマトリックスアレイとして落とし込まれても良い。ス
ラッグ400はまた、コイン形ディスペンサーにより、
キャビティ510内に落とし込まれても良い。放熱板4
00がキャビティ510内に落とし込まれると、フィン
404によりチップ取着パッド522及びチップ520
に対して自動整合される。フィン404により、放熱板
400はキャビティ510内にて回転することはない。
放熱板400の製造仕様(特にサイズ)は、モールドキ
ャビティ510の特徴次第である。しかしモールドキャ
ビティ510に関しては、同じ放熱板400が、どのよ
うなサイズのチップと、多数のリードをも有する電子要
素と共に用いられるかもしれない。
【0023】前述したように、チップ520は、チップ
取着パッド面522bに取着しており、リードはボンド
線523によりチップ520に連結されている。そし
て、このアセンブリは、チップ取着パッド522の表面
522aが放熱板400のチップ取着パッド取着面40
1に接触するようにモールドキャビティ内に配置され
る。リードフレーム521は、ピン540上にフレーム
526内の孔541が位置することにより、一方のモー
ルドの半体500bに取着される。
取着パッド面522bに取着しており、リードはボンド
線523によりチップ520に連結されている。そし
て、このアセンブリは、チップ取着パッド522の表面
522aが放熱板400のチップ取着パッド取着面40
1に接触するようにモールドキャビティ内に配置され
る。リードフレーム521は、ピン540上にフレーム
526内の孔541が位置することにより、一方のモー
ルドの半体500bに取着される。
【0024】2個のモールドの半体500a及び500
bは互いに閉じ合わされる。寸法530は、対応するモ
ールドキャビティ510の深さ531よりも大きい。こ
の寸法の相違が、モールド500が完全に閉じられる
と、図5に示されるように、タイバー525が上部に引
き上げられる。この上部への引き上げが、チップ取着パ
ッド522に隣接するタイバー525の末端を降下させ
る引っ張り力をタイバー525に与えることになる。従
って、放熱板面402は、モールドキャビティ511に
押し付けられ、放熱板400は固定し、放熱板400と
モールド底面511との間が密着される。
bは互いに閉じ合わされる。寸法530は、対応するモ
ールドキャビティ510の深さ531よりも大きい。こ
の寸法の相違が、モールド500が完全に閉じられる
と、図5に示されるように、タイバー525が上部に引
き上げられる。この上部への引き上げが、チップ取着パ
ッド522に隣接するタイバー525の末端を降下させ
る引っ張り力をタイバー525に与えることになる。従
って、放熱板面402は、モールドキャビティ511に
押し付けられ、放熱板400は固定し、放熱板400と
モールド底面511との間が密着される。
【0025】図5に示されているように、モールド50
0が閉じられると、封入材はキャビティ510が満たさ
れるまでチャネル535を通してモールドキャビティ5
10内に射出される。他の目的では存在し得ない付随的
通路であるスロット403を通して封入材が放熱板40
0の一方から他方に流動することにより放熱板400周
囲での封入材の流動性を高めている。更に、放熱板面4
02とモールドキャビティ510との間が強固に密着さ
れることにより、封入材が固まったときに、その2つの
面の間に封入材が流入しないので、面402上に封入材
がブリードしたりばりすることがない。また、従来使用
されていたものよりも、より優れた特性を有する(即ち
粘性の低い充填材)封入材の開発と、モールド過程パラ
メータ(即ち、複合粘性、押し出し圧)のコンピュータ
制御の実施により、封入材のブリードまたはばりは最小
限に抑えられている。
0が閉じられると、封入材はキャビティ510が満たさ
れるまでチャネル535を通してモールドキャビティ5
10内に射出される。他の目的では存在し得ない付随的
通路であるスロット403を通して封入材が放熱板40
0の一方から他方に流動することにより放熱板400周
囲での封入材の流動性を高めている。更に、放熱板面4
02とモールドキャビティ510との間が強固に密着さ
れることにより、封入材が固まったときに、その2つの
面の間に封入材が流入しないので、面402上に封入材
がブリードしたりばりすることがない。また、従来使用
されていたものよりも、より優れた特性を有する(即ち
粘性の低い充填材)封入材の開発と、モールド過程パラ
メータ(即ち、複合粘性、押し出し圧)のコンピュータ
制御の実施により、封入材のブリードまたはばりは最小
限に抑えられている。
【0026】封入材が固まると、モールド505が開け
られ、パッケージは取り出される。リードフレームのフ
レーム部526が切り取られることにより、各リード5
21a及びタイバー525がパッケージから延出するこ
とになる。パッケージの外部に露出しているタイバー5
25の部分が切除され、タイバー525はパッケージの
完成品からは延出しない。図6はパッケージの完成品6
00の断面図である。完成したパッケージ内に於ては、
放熱板の表面402はパッケージ600の外部に露出し
ている。スロット403は、放熱板400がパッケージ
600外に飛び出すことを防止するべく固まった封入材
と放熱板を強固に連結させる作用をする。
られ、パッケージは取り出される。リードフレームのフ
レーム部526が切り取られることにより、各リード5
21a及びタイバー525がパッケージから延出するこ
とになる。パッケージの外部に露出しているタイバー5
25の部分が切除され、タイバー525はパッケージの
完成品からは延出しない。図6はパッケージの完成品6
00の断面図である。完成したパッケージ内に於ては、
放熱板の表面402はパッケージ600の外部に露出し
ている。スロット403は、放熱板400がパッケージ
600外に飛び出すことを防止するべく固まった封入材
と放熱板を強固に連結させる作用をする。
【0027】図7Aは、上述した本発明の実施例による
半導体チップ520と、チップ取着パッド522と、そ
して放熱板400との間の連結の詳細を示す図である。
本発明の変化した実施例に於ては、放熱板面401は、
チップ取着パッド面522aに接触する前に接着材(B
段階エポキシ)で最初にコーティングされている。好ま
しくは、接着材は熱伝導性が高く、電気的絶縁性を有し
ていると良い。図7は、本発明の本実施例による半導体
チップ520と、チップ取着パッド522と、接着剤7
01と放熱板400との間の連結の詳細を示す図であ
る。
半導体チップ520と、チップ取着パッド522と、そ
して放熱板400との間の連結の詳細を示す図である。
本発明の変化した実施例に於ては、放熱板面401は、
チップ取着パッド面522aに接触する前に接着材(B
段階エポキシ)で最初にコーティングされている。好ま
しくは、接着材は熱伝導性が高く、電気的絶縁性を有し
ていると良い。図7は、本発明の本実施例による半導体
チップ520と、チップ取着パッド522と、接着剤7
01と放熱板400との間の連結の詳細を示す図であ
る。
【0028】図8は、本発明の変化した実施例による放
熱板400の詳細図である。本実施例に於ては、放熱板
400の表面801は、エッチング、サンドブラスト、
粗面メッキ、黒染め、または他の方法により所定の深さ
の粗面を形成する。このような方法にて粗面化されるこ
とにより、面801は、封入材601と放熱板400と
の間に、面801が平滑な場合よりも強固な連結を提供
することになる。更に面801が粗面化されていること
により、放熱板と封入材の接した部分に沿った通路を通
してパッケージの内部に不純物が侵入する状況を減少す
べく放熱板400と封入材601との間に強固な密着さ
れた長い境界面を提供することになる。
熱板400の詳細図である。本実施例に於ては、放熱板
400の表面801は、エッチング、サンドブラスト、
粗面メッキ、黒染め、または他の方法により所定の深さ
の粗面を形成する。このような方法にて粗面化されるこ
とにより、面801は、封入材601と放熱板400と
の間に、面801が平滑な場合よりも強固な連結を提供
することになる。更に面801が粗面化されていること
により、放熱板と封入材の接した部分に沿った通路を通
してパッケージの内部に不純物が侵入する状況を減少す
べく放熱板400と封入材601との間に強固な密着さ
れた長い境界面を提供することになる。
【0029】本発明による様々な実施例を詳述してきた
が、添付の請求項の技術的視点を逸脱することなしに、
種々の変形が可能であることは当業者には明らかであ
る。
が、添付の請求項の技術的視点を逸脱することなしに、
種々の変形が可能であることは当業者には明らかであ
る。
【0030】
【発明の効果】以上の説明により明らかなように、熱抵
抗を減少させることにより、著しく高い除熱性を有した
低コストの樹脂性封入パッケージ内の集積回路又はハイ
ブリット回路を提供することができる。
抗を減少させることにより、著しく高い除熱性を有した
低コストの樹脂性封入パッケージ内の集積回路又はハイ
ブリット回路を提供することができる。
【図1】図1はA及びBからなり、Aは従来技術の放熱
板の平面図であり、Bはその側面図である。
板の平面図であり、Bはその側面図である。
【図2】リードフレーム上に取着された半導体チップの
平面図である。
平面図である。
【図3】図1A及び図1Bの放熱板の断面図であり、モ
ールドキャビティ内に配置された半導体チップとリード
フレームを示している。
ールドキャビティ内に配置された半導体チップとリード
フレームを示している。
【図4】図4はA及びBからなり、Aは本発明による実
施例の放熱板の平面図であり、Bはその側面図である。
施例の放熱板の平面図であり、Bはその側面図である。
【図5】図4A及び図4Bの放熱板の断面図であり、閉
じたモールドのモールドキャビティ内に配置されたリー
ドフレーム及び半導体チップを示している。
じたモールドのモールドキャビティ内に配置されたリー
ドフレーム及び半導体チップを示している。
【図6】本発明の実施例による集積回路の断面図であ
る。
る。
【図7】図7はA及びBからなり、Aは本発明の変化し
た実施例による放熱板であり、Bはチップ取着パッド間
の連結を示す断面図である。
た実施例による放熱板であり、Bはチップ取着パッド間
の連結を示す断面図である。
【図8】本発明の他の実施例による放熱板の断面図であ
る。
る。
100 放熱板 102 脚部 202 タイバー 220 チップ 221 リードフレーム 222 チップ取着パッド 300 モールド 310 モールドキャビティ 400 放熱板 403 スロット 404 フィン
Claims (25)
- 【請求項1】 半導体パッケージ構造であって、 半導体チップと、 前記半導体チップが取着されるべき第1面及び前記第1
面とは反対側の第2面を有するチップ取着パッドと、前
記チップ取着パッドからは電気的に絶縁され、かつ前記
チップ取着パッドの外周に設けられている導電性を有す
る複数のリードとからなるリードフレームと、 前記チップ取着パッドの前記第2面に取着されている第
1面及び、該第1面とは反対側の第2面を有する放熱板
と、 前記半導体チップ、リードフレーム及び放熱板を封入す
る絶縁材とを有しており、 前記放熱板の前記第2面が、前記絶縁材の外部に露出さ
れていることを特徴とする半導体パッケージ構造。 - 【請求項2】 前記放熱板が、高い熱伝導性を有する
無酸素銅製であることを特徴とする請求項1に記載の半
導体パッケージ構造。 - 【請求項3】 前記放熱板が、前記第1及び前記第2
面に対して垂直な、粗面化された少なくとも一面を有し
ていることにより、前記絶縁材が少なくとも前記一面と
強固に結合するようにしたことを特徴とする請求項1に
記載の半導体パッケージ構造。 - 【請求項4】 少なくとも1個のスロットが、前記放
熱板の外周近くに前記放熱板を貫通して形成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体パッケージ構
造。 - 【請求項5】 前記放熱板の前記第1面を、前記チッ
プ取着パッドの前記第2面に接着する接着材を更に有す
ることを特徴とする請求項1に記載の半導体パッケージ
構造。 - 【請求項6】 複数のフィンが、前記放熱板の外周に
間隔を置いた位置に形成されていることを特徴とする請
求項1に記載の半導体パッケージ構造。 - 【請求項7】 半導体パッケージ方法であって、 半導体チップをリードフレーム中心部に設けられるチッ
プ取着パッドの第1面に取着する過程と、 第1及び第2の半体を有するモールド内に形成されたモ
ールドキャビティ内に、前記半導体チップと前記リード
フレームとを配置する過程と、 前記リードフレームの外側の部分を、前記モールドキャ
ビティの外側に位置している前記モールドの前記第1半
体に取着することにより、前記リードフレームの外側の
部分を押さえつける過程と、 放熱板の第1面が、前記チップ取着パッドの第2面に隣
接するべく前記モールドキャビティ内に放熱板を配置す
る過程と、 前記放熱板が前記チップ取着パッドに対して押し付けら
れ、前記放熱板の前記第2面が前記モールドキャビティ
の対応する面に対して固定される力を生み出すべく前記
放熱板の前記第2面に対して前記モールドの前記第2半
体を押し付ける過程と、 前記放熱板とモールドキャビティの底面との間の強固な
密着を維持すべく、前記放熱板の前記第2面を前記モー
ルドキャビティの対応する面に固定する一方で、絶縁材
を前記モールドキャビティ内に導入する過程とを有する
ことを特徴とする半導体パッケージ方法。 - 【請求項8】 前記放熱板が、前記モールドキャビテ
ィ内で前記チップ取着パッドに対して正しい位置に置か
れるべく前記放熱板が自動整合されることを特徴とする
請求項7に記載の半導体パッケージ方法。 - 【請求項9】 半導体パッケージ構造であって、 半導体チップと、 前記半導体チップが取着されるべき第1面及び前記第1
面とは反対側の第2面を有する複数のチップ取着パッド
と、前記チップ取着パッドの外周に設けられており、か
つ各内側の末端が前記チップ取着パッドからは電気的に
絶縁されているが前記チップ取着パッドに隣接している
複数の導電性を有するリードと、各内側の末端が前記チ
ップ取着パッドに連結されている複数のタイバーとから
なるリードフレームと、 前記複数のリードの内側の末端に、前記前記チップ取着
パッドを連結している複数の導電性を有するボンド線
と、 前記チップ取着パッドの前記第2面に取着される第1面
及び、該第1面とは反対側の第2面を有する放熱板と、 前記半導体チップ、リードフレーム及び放熱板を封入す
る絶縁材とを有しており、 前記放熱板の前記第2面が、前記絶縁材の外部に露出さ
れていることを特徴とする半導体パッケージ構造。 - 【請求項10】 前記放熱板が高い熱伝導性を有する
無酸素銅製であることを特徴とする請求項9に記載の半
導体パッケージ構造。 - 【請求項11】 前記放熱板が、前記第1及び前記第
2面に対して垂直な、粗面化された少なくとも一面を有
していることにより、前記絶縁材が少なくとも前記一面
と強固に結合するようされ、そして、 少なくとも1個のスロットが、前記放熱板の外周近くに
前記放熱板を貫通して形成されていることを特徴とした
請求項9に記載の半導体パッケージ構造。 - 【請求項12】 前記放熱板の前記第1面を、前記チ
ップ取着パッドの前記第2面に接着する接着材を更に有
し、複数のフィンが、前記放熱板の外周に間隔を置いた
位置に形成されていることを特徴とする請求項9に記載
の半導体パッケージ構造。 - 【請求項13】 半導体パッケージ方法であって、 半導体チップを、リードフレーム中心部に設けられたチ
ップ取着パッドの第1面に取着する過程と、 各ボンド線の一方の端部を、前記チップ取着パッドに、
そして各ボンド線の他方の端部を前記リードフレームの
周囲に設けられたリードの内側の端部に連結する過程
と、 第1及び第2の半体を有するモールド内に形成されたモ
ールドキャビティ内に、前記半導体チップと前記リード
フレームとを配置する過程と、 前記リードフレームの外側の部分を、前記モールドキャ
ビティの外側に位置している前記モールドの前記第1半
体に取着することにより、前記リードフレームの外側の
部分を押さえつける過程と、 放熱板の第1面が前記チップ取着パッドの第2面に隣接
するべく前記モールドキャビティ内に放熱板を配置する
過程と、 前記放熱板が前記チップ取着パッドに対して押し付けら
れ、前記放熱板の前記第2面が前記モールドキャビティ
の対応する面に対して固定される力を生み出すべく前記
放熱板の前記第2面に対して前記モールドの前記第2半
体を押し付ける過程と、 前記放熱板とモールドキャビティの底面との間の強固な
密着を維持すべく、前記放熱板の前記第2面を前記モー
ルドキャビティの対応する面に固定する一方で、絶縁材
を前記モールドキャビティ内に導入する過程とを有する
ことを特徴とする請求項9に記載の半導体のパッケージ
方法。 - 【請求項14】 前記放熱板が、前記モールドキャビ
ティ内で前記チップ取着パッドに対して正しい位置に置
かれるべく前記放熱板が自動整合されることを特徴とす
る請求項13に記載の半導体パッケージ方法。 - 【請求項15】 半導体パッケージ構造であって、 半導体チップと、 前記半導体チップが取着されるべき第1面及び前記第1
面とは反対側の第2面を有する複数のチップ取着パッド
と、前記チップ取着パッドの外周に設けられており、か
つ各内側の末端が前記チップ取着パッドからは電気的に
絶縁されているが、前記チップ取着パッドに隣接してい
る複数の導電性のリードと、各内側の末端が前記チップ
取着パッドに連結されている複数のタイバーとからなる
リードフレームと、 前記複数のリードの内側の末端に、前記前記チップ取着
パッドを連結している複数の導電性を有するボンド線
と、 前記チップ取着パッドの前記第2面に取着している第1
面と、該第1面とは反対側の第2面と、前記第1及び前
記第2面に対して垂直な、粗面化された少なくとも一面
と、少なくとも1個のスロットと、複数のフィンとを有
している高い熱伝導性を有する無酸素銅製の放熱板と、
そして、 前記半導体チップ、リードフレーム、ボンド線及び放熱
板を封入する絶縁材とを有しており、 前記少なくとも1個のスロットが前記放熱板を貫通して
形成されており、 前記複数のフィンが前記放熱板の外周に間隔を置いて形
成されており、 前記放熱板の前記第2面が後記絶縁材の外部に露出され
ていることを特徴とする半導体パッケージ構造。 - 【請求項16】 半導体パッケージ用放熱板であっ
て、 第1基板面と、 前記第1基板面とは反対側の第2基板面と、 前記第1基板面上に台状に回りよりも高くなっているチ
ップ取着パッド面と、 前記第2基板面上に台状に回りよりも高くなっている主
熱伝達面とを有しており、 前記半導体パッケージ用放熱板が、更に、 パッケージモールド用型のキャビティ内に配置された際
に前記放熱板を自動整合する手段と、 前記放熱板の外周近くに前記第1基板面から前記第2基
板面に向けて前記放熱板を貫通して形成されている少な
くとも1個のスロットとを有することを特徴とする半導
体パッケージ用放熱板。 - 【請求項17】 前記半導体パッケージ用放熱板が、
高い熱伝導性を有する無酸素銅製であることを特徴とす
る請求項16に記載の半導体パッケージ用放熱板。 - 【請求項18】 前記整合手段が、前記半導体パッケ
ージ用放熱板の外周に間隔を置いて形成されている複数
のフィンを有していることを特徴とする請求項16に記
載の半導体パッケージ用放熱板。 - 【請求項19】 前記放熱板を貫通して形成される複
数のスロットを有していることを特徴とする請求項16
に記載の半導体パッケージ用放熱板。 - 【請求項20】 前記第1及び第2基板面に対して垂
直である少なくとも1個の粗面化された面を、更に、有
していることを特徴とする請求項16に記載の半導体パ
ッケージ用放熱板。 - 【請求項21】 半導体パッケージ用放熱板であっ
て、 主熱伝達面を有しており、 前記半導体パッケージ用放熱板が、更に、 キャビティ内に配置された際に前記半導体パッケージ用
放熱板を自動整合する手段と、 前記半導体パッケージ用放熱板を、周囲の材料と連結さ
せる手段とを有することを特徴とする半導体パッケージ
用放熱板。 - 【請求項22】 前記半導体パッケージ用放熱板が、
高い熱伝導性を有する無酸素銅製であることを特徴とす
る請求項21に記載の半導体パッケージ用放熱板。 - 【請求項23】 前記整合手段が、前記放熱板の外周
に間隔を置いて形成される複数のフィンを有しているこ
とを特徴とする請求項21に記載の半導体パッケージ用
放熱板。 - 【請求項24】 前記連結手段が、前記放熱板の外周
近くに前記放熱板を貫通して形成される少なくとも1個
のスロットを有していることを特徴とする請求項21に
記載の半導体パッケージ用放熱板。 - 【請求項25】 前記連結手段が、更に、前記主熱伝
達面に対して垂直な粗面化された面を有していることを
特徴とする請求項24に記載の半導体パッケージ用放熱
板。
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