JPH06216307A - 樹脂封止型半導体装置 - Google Patents

樹脂封止型半導体装置

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JPH06216307A
JPH06216307A JP5004199A JP419993A JPH06216307A JP H06216307 A JPH06216307 A JP H06216307A JP 5004199 A JP5004199 A JP 5004199A JP 419993 A JP419993 A JP 419993A JP H06216307 A JPH06216307 A JP H06216307A
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JP
Japan
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resin
lead frame
semiconductor element
resistor
semiconductor device
Prior art date
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Pending
Application number
JP5004199A
Other languages
English (en)
Inventor
Shoji Date
昇司 伊達
Jiro Honda
次郎 本田
Toshiya Nakano
俊哉 中野
Hajime Kato
肇 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH06216307A publication Critical patent/JPH06216307A/ja
Priority to US08/318,447 priority patent/US5459350A/en
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電流検出抵抗とリードフレームとの熱膨張の
差を小さくし、熱ストレスによる劣化を防いで高信頼性
の樹脂封止型半導体装置を得ることを目的とする。 【構成】 リードフレーム１の一主面上に半導体素子１
及びその制御用半導体素子３が搭載されている。リード
フレーム１ａ、１ｂ間には、電流検出用抵抗としてリー
ドフレーム１ａ、１ｂとほぼ等しい熱膨張率を有し、か
つ可撓性を持つ金属ワイヤ抵抗４を圧着等により設けら
れている。従って、抵抗値が変動せず、リードフレーム
１ａ、１ｂとの熱膨張率の差を吸収できるので、熱スト
レスによる劣化を防止できる。金属ワイヤ抵抗４の代わ
りに、金属チップ抵抗も使用でき、さらにリードフレー
ムの一部を電流検出用抵抗とすることも可能である。 【効果】 熱ストレスによる劣化を防止して、高信頼
性、かつ安価な樹脂封止型半導体装置が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、樹脂封止型半導体装
置、特に、車両用の点火系装置等に使用する樹脂封止型
半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図９は、従来の樹脂封止型半導体装置を
示す概略平面図であり、図１０はその透視斜視図であ
る。これらの図において、リードフレーム１上には、半
導体素子２及びこの半導体素子２の制御用集積回路であ
る制御用半導体素子３が搭載されている。リードフレー
ム１は、例えば銅母材にニッケルメッキを施したもので
ある。また、リードフレーム１ａ、１ｂ間には、電流検
出用抵抗であるセラミックチップ抵抗１５が図１１に示
すようにハンダ２０により固着されている。セラミック
チップ抵抗１５は、例えばアルミナ板表面に銀パラジウ
ム等の導体電極が形成されたものである。半導体素子２
のエミッタ電極１４、制御用半導体素子３及びセラミッ
クチップ抵抗１５は、リードフレーム１ａによって電気
的に接続している。
【０００３】半導体素子２のベース電極１６は、リード
フレーム１ｃを介して外部入力電極１０に電気的に接続
されている。また、リードフレーム１ｄ、１ｂ、１ｃの
先端部は、それぞれ外部出力電極８、外部接地電極９、
外部入力電極１０となっており、図示しない外部回路に
接続される。なお、半導体素子２のエミッタ電極１４と
リードフレーム１ａ、制御用半導体素子３とリードフレ
ーム１ａ、１ｂ、１ｃ等の電気的接続は、それぞれ金属
細線５例えばアルミニウム線、金属細線６例えば金線等
により行われる。半導体素子２やリードフレーム１等
は、図９に示すように外部出力電極８、外部接地電極
９、外部入力電極１０部分を除いてモールド樹脂７によ
り封止されている。なお、図８においては、モールド樹
脂７の図示を省略してある。
【０００４】従来の樹脂封止型半導体装置は上述したよ
うに構成され、図９に示した樹脂封止型半導体装置の等
価回路を図１２に示す。図において、図示しない外部回
路から外部入力電極１０にパルス信号が入力され、半導
体素子２が駆動される。この時、パルス入力信号がハイ
状態であるとき、半導体素子２に所定以上の電流が流れ
ないように、セラミックチップ抵抗１５に流れる電流を
検出し、制御用半導体素子３で半導体素子２に流れる電
流が一定になるように制御する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述したような樹脂封
止型半導体装置では、セラミックチップ抵抗１５をリー
ドフレーム１ａ、１ｂにハンダ付けしており、使用する
ハンダ量によって抵抗値が変化したり、動作耐久試験を
長期間実施するとセラミックチップ抵抗１５両端のハン
ダが疲労して抵抗値が変動するなどという問題点があっ
た。また、セラミックチップ抵抗１５とリードフレーム
１ａ、１ｂとの熱膨張率の差が大きく、動作時に歪みが
起こりハンダにクラックが入る等熱ストレスに弱いとい
う問題点もあった。さらに、セラミック製のチップ抵抗
１５は、抵抗値が例えば３０ｍΩと小さい場合、その精
度が落ちるために歩留まりが低下し、高価になるという
問題点もあった。
【０００６】この発明は、このような問題点を解決する
ためになされたもので、電流検出用抵抗の抵抗値が変動
せず、熱ストレスが防止された信頼性の高い安価な樹脂
封止型半導体装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項第１項
に係る樹脂封止型半導体装置は、半導体素子に流れる電
流を検出する電流検出抵抗を、リードフレームの熱膨張
率とほぼ等しい熱膨張率を有する金属チップ抵抗とした
ものである。この発明の請求項第２項に係る樹脂封止型
半導体装置は、半導体素子に流れる電流を検出する電流
検出抵抗を、リードフレームの熱膨張率とほぼ等しい熱
膨張率を有し、かつ可撓性を持つ金属ワイヤ抵抗とした
ものである。この発明の請求項第３項に係る樹脂封止型
半導体装置は、半導体素子に流れる電流を検出する電流
検出抵抗をリードフレームの一部により構成したもので
ある。この発明の請求項第４項に係る樹脂封止型半導体
装置は、半導体素子に流れる電流を検出する電流検出抵
抗をリードフレームの一部により構成すると共に、電流
検出抵抗としたリードフレームの一部に曲げ部分を設け
たものである。
【０００８】
【作用】この発明の請求項第１項においては、電流検出
抵抗をリードフレームの熱膨張率とほぼ等しい熱膨張率
を有する金属チップ抵抗としたので、従来のセラミック
チップ抵抗に比べリードフレームとの熱膨張率の差が小
さくなり、熱ストレスによる劣化を防止する。この発明
の請求項第２項においては、電流検出抵抗ををリードフ
レームの熱膨張率とほぼ等しい熱膨張率を有し、かつ可
撓性を持つ金属ワイヤ抵抗としたので、リードフレーム
との熱膨張率が小さくなると共に熱膨張率の差を吸収で
きるので、熱ストレスによる劣化を防止する。この発明
の請求項第３項においては、電流検出抵抗をリードフレ
ーム自体で構成したので、リードフレームとの熱膨張率
の差がなくなり熱ストレスによる劣化を防止する。この
発明の請求項第４項においては、電流検出抵抗をリード
フレーム自体で構成すると共にこれに曲げ部分を設けた
ので、曲げ部分がない場合に比べ小さい面積で形成で
き、樹脂封止型半導体装置の小型化が図れると共に、リ
ードピン数を増やすことができる。
【０００９】
【実施例】実施例１．図１は、この発明の実施例１によ
る樹脂封止型半導体装置を示す概略平面図である。な
お、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示してい
る。また、図１〜５、７、８においては、モールド樹脂
７の図示を省略してある。図１において、リードフレー
ム１ａ、１ｂ間には、電流検出用抵抗としてリードフレ
ーム１ａ、１ｂとほぼ等しい熱膨張率を有し、かつ可撓
性を持つ金属ワイヤ抵抗４例えば銅ニッケル合金製の金
属ワイヤが例えば圧着等により設けられている。なお、
図１２に示した樹脂封止型半導体装置の等価回路は、こ
の発明の各実施例についても同様に適用できる。その
際、セラミックチップ抵抗１５は金属ワイヤ抵抗４、金
属チップ抵抗１２、リードフレーム抵抗１３等に置き換
えるものとする。
【００１０】上述したように構成された樹脂封止型半導
体装置では、電流検出用抵抗を金属ワイヤ抵抗４で形成
しこれを圧着しているため、従来装置におけるハンダ使
用による抵抗値の変動は起こらない。また、金属ワイヤ
抵抗４はリードフレーム１ａ、１ｂと熱膨張率がほぼ等
しく、かつ可撓性なため、リードフレーム１ａ、１ｂと
の熱膨張率の差に起因する熱ストレスが起こらない。従
って、劣化を防ぐことができ、信頼性が高くコストも安
価な樹脂封止型半導体装置が得られる。なお、上述では
銅ニッケル合金製の金属ワイヤ抵抗４を使用したが、銅
製又は鉄ニッケル合金製の金属ワイヤも同様に使用でき
る。また、金属ワイヤ抵抗４は１本を使用したが、所望
の抵抗値を得るためにこれを２本、３本等複数本とした
り、コイル状とすることも可能である。さらに、図２に
示すように、電流検出用抵抗である金属ワイヤ抵抗４を
半導体素子２のエミッタ電極１４と外部接地電極９との
間に直接設けても良く、上述と同様の効果を奏する。
【００１１】実施例２．図３は、この発明の実施例２に
よる樹脂封止型半導体装置を示す概略平面図である。図
において、リードフレーム１ａ、１ｂ間には、電流検出
用抵抗としてリードフレーム１ａ、１ｂの熱膨張率とほ
ぼ等しい熱膨張率を有する銅ニッケル合金製の金属チッ
プ抵抗１２がハンダ付けにより設けられている。従来の
セラミックチップ抵抗１５に比べ、リードフレーム１
ａ、１ｂと金属チップ抵抗１２との熱膨張率の差は小さ
くなり、熱ストレスによる劣化を防ぐことができるので
信頼性が向上すると共に、コスト的にも安価な樹脂封止
型半導体装置が得られる。なお、上述では金属チップ抵
抗１２を銅ニッケル合金で形成したが、これを銅又は鉄
ニッケル合金で形成しても良く、上述と同様な効果が得
られる。
【００１２】実施例３．図４は、この発明の実施例３に
よる樹脂封止型半導体装置を示す概略平面図である。こ
の実施例では、電流検出用抵抗として銅母材にニッケル
メッキを施したリードフレーム自体を用いリードフレー
ム抵抗１３としたものである。このリードフレーム抵抗
１３は、リードフレーム１を成形する際に同時に打ち抜
いて一体成形することができる。従って、リードフレー
ム１ｂとの熱膨張率の差がなくなり、熱ストレスによる
劣化を防ぐことができるので信頼性が向上すると共に、
安価な樹脂封止型半導体装置が得られる。また、リード
フレーム抵抗１３をプレス成形により打ち抜いて形成す
るため、寸法が安定で抵抗値の精度を向上させることが
できる。
【００１３】なお、上述では銅母材にニッケルメッキを
施したリードフレーム自体をリードフレーム抵抗１３と
したが、銅ニッケル合金母材にニッケルメッキを施した
リードフレーム又は鉄ニッケル合金母材にニッケルメッ
キを施したリードフレームをリードフレーム抵抗１３と
しても良く、上述と同様の効果を奏する。
【００１４】実施例４．図５は、この発明の実施例４に
よる樹脂封止型半導体装置を示す概略平面図である。こ
の実施例では、リードフレーム抵抗２１をリードフレー
ム１ｂとアイランド１ｆとの間に設け、このリードフレ
ーム抵抗２１の表面にストライプ状に銀メッキを施した
ものである。アイランド１ｆにボンディングにより設け
られている金属細線６のボンディング位置を適宜変更す
ることにより、幅広い抵抗値を選択することができる。
【００１５】なお、リードフレーム抵抗２１は、その抵
抗値を例えば数１０ｍΩ程度にする必要があるので、リ
ードフレーム抵抗２１の幅を０．１ｍｍ〜０．８ｍｍの
範囲内で細くしなければならない。そこで、組み立て時
にリードフレーム抵抗２１が変形するのを防止するため
に、図６に示すように補助用リードピン２２を設けても
良い。この補助用リードピン２２は、モールド樹脂７の
側部から突出してリードフレーム１のタイバー２３に接
続されている。このタイバー２３をカットする際、同時
に補助用リードピン２２もカットする。
【００１６】実施例５．図７は、この発明の実施例５に
よる樹脂封止型半導体装置を示す概略平面図であり、図
８は、そのＢ−Ｂ線に沿った側断面図である。この実施
例では、リードフレーム自体をリードフレーム抵抗２４
とすると共に、リードフレーム抵抗２４に曲げ部分を設
けたものである。このリードフレーム抵抗２４は、リー
ドフレーム１を平面的に打ち抜いた後に曲げ加工を行う
ことにより形成できる。リードフレーム抵抗２４に曲げ
部分を設けることによって、曲げ部分がない場合に比べ
小さい面積で電流検出抵抗を形成できるので、樹脂封止
型半導体装置の小型化が図れると共に、リードピン数を
増やすことができる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明した通り、請求項第１項に係る
発明は、リードフレームの主面上に半導体素子及びその
制御用半導体素子を搭載し、上記半導体素子に流れる電
流を検出する電流検出抵抗を実装して樹脂封止した樹脂
封止型半導体装置であって、上記電流検出抵抗を、上記
リードフレームの熱膨張率とほぼ等しい熱膨張率を有す
る金属チップ抵抗としたので、金属チップ抵抗とリード
フレームとの熱膨張率の差に起因する熱ストレスによる
劣化を防止でき、信頼性が高く安価な樹脂封止型半導体
装置が得られるという効果を奏する。
【００１８】請求項第２項に係る発明は、リードフレー
ムの主面上に半導体素子及びその制御用半導体素子を搭
載し、上記半導体素子に流れる電流を検出する電流検出
抵抗を実装して樹脂封止した樹脂封止型半導体装置であ
って、上記電流検出抵抗を上記リードフレームの熱膨張
率とほぼ等しい熱膨張率を有し、かつ可撓性を持つ金属
ワイヤ抵抗としたので、その抵抗値が変動せず、リード
フレームとの熱膨張率の差が吸収でき、熱ストレスによ
り劣化を防止できると共に、信頼性が高く安価な樹脂封
止型半導体装置が得られるという効果を奏する。
【００１９】請求項第３項に係る発明は、リードフレー
ムの主面上に半導体素子及びその制御用半導体素子を搭
載し、上記半導体素子に流れる電流を検出する電流検出
抵抗を実装して樹脂封止した樹脂封止型半導体装置であ
って、上記電流検出抵抗をリードフレームの一部により
構成したので、リードフレームとの熱膨張率の差がなく
なり、熱ストレスによる劣化を防止できると共に、信頼
性が高く安価な樹脂封止型半導体装置が得られるという
効果を奏する。
【００２０】請求項第４項に係る発明は、リードフレー
ムの主面上に半導体素子及びその制御用半導体素子を搭
載し、上記半導体素子に流れる電流を検出する電流検出
抵抗を実装して樹脂封止した樹脂封止型半導体装置であ
って、上記電流検出抵抗をリードフレームの一部により
構成すると共に、電流検出抵抗としたリードフレームの
一部に曲げ部分を設けたので、曲げ部分がない場合に比
べ小さい面積で形成できるので、樹脂封止型半導体装置
の小型化が図れると共に、リードピン数を増やすことが
できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例１による樹脂封止型半導体装
置を示す概略平面図である。
【図２】この発明の実施例１における他の変形例による
樹脂封止型半導体装置を示す概略平面図である。
【図３】この発明の実施例２による樹脂封止型半導体装
置を示す概略平面図である。
【図４】この発明の実施例３による樹脂封止型半導体装
置を示す概略平面図である。
【図５】この発明の実施例４による樹脂封止型半導体装
置を示す概略平面図である。
【図６】この発明の実施例４における他の変形例による
樹脂封止型半導体装置を示す概略平面図である。
【図７】この発明の実施例５による樹脂封止型半導体装
置を示す概略平面図である。
【図８】図７のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図９】従来の樹脂封止型半導体装置を示す概略平面図
である。
【図１０】従来の樹脂封止型半導体装置を示す斜視図で
ある。
【図１１】図９のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図１２】樹脂封止型半導体装置の等価回路を示す概略
構成図である。
【符号の説明】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ リー
ドフレーム １ｆ アイランド ２ 半導体素子 ３ 制御用半導体素子 ４ 金属ワイヤ抵抗 ５、６、６ａ 金属細線 ７ モールド樹脂 ８ 外部出力電極 ９ 外部接地電極 １０ 外部入力電極 １２ 金属チップ抵抗 １３、２１、２４ リードフレーム抵抗 １４ エミッタ電極 １６ ベース電極 ２２ 補助用リードピン ２３ タイバー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 肇 伊丹市瑞原４丁目１番地 三菱電機株式会 社北伊丹製作所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 リードフレームの主面上に半導体素子及
    びその制御用半導体素子を搭載し、上記半導体素子に流
    れる電流を検出する電流検出抵抗を実装して樹脂封止し
    た樹脂封止型半導体装置であって、 上記電流検出抵抗を、上記リードフレームの熱膨張率と
    ほぼ等しい熱膨張率を有する金属チップ抵抗としたこと
    を特徴とする樹脂封止型半導体装置。
  2. 【請求項２】 リードフレームの主面上に半導体素子及
    びその制御用半導体素子を搭載し、上記半導体素子に流
    れる電流を検出する電流検出抵抗を実装して樹脂封止し
    た樹脂封止型半導体装置であって、 上記電流検出抵抗を、上記リードフレームの熱膨張率と
    ほぼ等しい熱膨張率を有し、かつ可撓性を持つ金属ワイ
    ヤ抵抗としたことを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
  3. 【請求項３】 リードフレームの主面上に半導体素子及
    びその制御用半導体素子を搭載し、上記半導体素子に流
    れる電流を検出する電流検出抵抗を実装して樹脂封止し
    た樹脂封止型半導体装置であって、 上記電流検出抵抗をリードフレームの一部により構成し
    たことを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
  4. 【請求項４】 リードフレームの主面上に半導体素子及
    びその制御用半導体素子を搭載し、上記半導体素子に流
    れる電流を検出する電流検出抵抗を実装して樹脂封止し
    た樹脂封止型半導体装置であって、 上記電流検出抵抗をリードフレームの一部により構成す
    ると共に、電流検出抵抗としたリードフレームの一部に
    曲げ部分を設けたことを特徴とする樹脂封止型半導体装
    置。
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