JPH06342860A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

Info

Publication number
JPH06342860A
JPH06342860A JP13170593A JP13170593A JPH06342860A JP H06342860 A JPH06342860 A JP H06342860A JP 13170593 A JP13170593 A JP 13170593A JP 13170593 A JP13170593 A JP 13170593A JP H06342860 A JPH06342860 A JP H06342860A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin
filler
sealing
semiconductor element
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
Application number
JP13170593A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuharu Kameyama
康晴 亀山
Tatsuya Otaka
達也 大高
Takashi Suzumura
隆志 鈴村
Shigeo Hagitani
重男 萩谷
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.)
Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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 Hitachi Cable Ltd filed Critical Hitachi Cable Ltd
Priority to JP13170593A priority Critical patent/JPH06342860A/ja
Publication of JPH06342860A publication Critical patent/JPH06342860A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265Layer and wire connectors

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】樹脂封止を多層化して放熱性を高め信頼性を向
上させる。 【構成】放熱板8に固定された半導体素子1をリードフ
レーム4にボンディングワイヤ2で接続する。その後、
樹脂封止を複数層に分けて行なう。内層は半導体素子1
およびボンディングワイヤ2を覆うように充填材を含ま
ない絶縁性の封止樹脂9で封止する。外層は高熱伝導性
の充填材10が大量に含まれる封止樹脂11で封止す
る。これにより、放熱板の小型化が図れ、リードフレー
ムの変形や、放熱板と封止樹脂との熱膨張係数の違いに
より発生するパッケージクラック等の発生がなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、放熱性に優れた半導体
装置及びその製造方法に係り、特に樹脂封止を多層化し
たものに関する。
【0002】
【従来の技術】一般的な樹脂封止型の半導体装置は、図
3に示すように、アイランド6に接着剤等5で固定した
半導体素子1とリード4間をボンディングワイヤ2で接
続して、それらの周りをトランスファモールドにより樹
脂3で封止して構成される。放熱性を向上させるため、
リード4には銅や42合金等の金属が用いられ、また封
止樹脂3の熱伝導率は銅や42合金等の金属に比べて小
さいため、樹脂3にフィラ等の充填材を入れている。
【0003】さらに放熱性を高めて高熱放散型の半導体
装置とするためには、封止樹脂に充填材を入れるのでは
なく、封止樹脂自体を高熱伝導性の材料に換えてやれば
良いのであるが、封止樹脂には半導体素子に対する応力
緩和、耐湿性の維持といった様々な役割がある。このた
め放熱性の向上を主目的とした改良はしずらく、樹脂材
料のみに頼る構成では放熱に限界がある。
【0004】そこで従来、高熱放散型半導体装置とし
て、図4に示すように、金属の放熱板8をパッケージに
埋め込んだものが考えられた。これは、リード4に接着
剤等7で固定された放熱板8に半導体素子1を接着剤等
5で固定し、この半導体素子1とリード4とをボンディ
ングワイヤ2により電気的に接続して、これらの周りを
樹脂3で封止して構成される。放熱性を向上させるため
に、放熱板8はパッケージサイズに近い大きなものを用
いている。また、この半導体装置でも樹脂3にフィラ等
の充填材を入れて放熱性を高めている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
技術には次のような欠点がある。
【0006】(1)放熱板を有さない半導体装置も、放
熱板を有する高熱放散型半導体装置も、封止樹脂にフィ
ラ等の充填材を入れることによって、放熱性を向上させ
ることができる。そして、フィラ等の充填材の量が多い
程その効果は大きい。しかし、封止樹脂にフィラ等の充
填材を入れすぎると、充填材によりトランスファモール
ド時の樹脂の流動性が悪くなり、半導体素子やボンディ
ングワイヤを傷つけたり、ボンディングワイヤを断線さ
せたりする虞がある。断線に至らずとも、この傷は半導
体の動作不良を招き信頼性上非常に問題がある。
【0007】(2)放熱板を有する高熱放散型半導体装
置にあっては、放熱性を向上させるために、放熱板をパ
ッケージサイズ近くまで大きくする必要がある。しか
し、放熱板を大きくすると重量が増大し、リードフレー
ムの変形や、放熱板と封止樹脂との熱膨張係数の違いに
より発生するパッケージクラック等が問題となってく
る。
【0008】(3)なお、パッケージの外側に放熱フィ
ンを取り付けるなど外部構造を変えれば、放熱性を著し
く向上させることは容易であるが、外形が通常のパッケ
ージと変り自動搭載機がそのまま使えない等、ユーザに
とって扱いづらくなるため好ましくない。したがって、
内部構造を変えることによって高放熱性を実現させるこ
とが望まれている。
【0009】本発明の目的は、封止樹脂を多層化するこ
とによって、前記した従来技術の欠点を解消し、放熱性
を大幅に向上させることができる新規な半導体装置を提
供することにある。また、本発明の目的は、樹脂封止時
に半導体素子や接続部に損傷を与えない信頼性の高い半
導体装置の製造方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
リードフレームに接続した半導体素子を樹脂封止した半
導体装置において、内外複数の樹脂封止層を有し、半導
体素子およびリードフレームとの接続部を覆う内層は充
填材を含まないか、含んでいても少量である絶縁性の樹
脂で構成され、外層はフィラ等の高熱伝導性の充填材を
含む樹脂で構成されているものである。内層に含まれる
充填材の少量とは、封止時に半導体素子やボンディング
ワイヤにダメージを与えない程度の量という意味であ
る。逆に外層に含まれる充填材の量は内層に比して多
く、内層に使われたら上記ダメージを与えるに十分な大
きな量であってもよい。
【0011】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
リードフレームに接続した半導体素子を、内外複数の樹
脂封止層に分けて樹脂封止するようにしたもので、内層
は半導体素子および接続部を含むように絶縁性の樹脂で
封止し、外層はフィラ等の高熱伝導体が充填されている
樹脂で内層及び残部を封止するようにしたものである。
【0012】この場合において、外層の封止材を樹脂に
代えて、セラミック等の高熱伝導材料としたり、あるい
は内層の樹脂封止にリード部分も含めておき、外層は金
属粉が大量に充填されている樹脂で封止するようにした
りすることが出来る。
【0013】内外複数の樹脂封止層は、典型的には2層
であるが、3層以上としてもよい。樹脂としては例えば
エポキシ系樹脂があり、高熱伝導性の充填材としては例
えばシリコーン製のフィラや金属粉などがある。なお、
半導体装置は、半導体素子とリードフレーム間の接続方
式が、ワイヤボンディング方式であると、ワイヤレスボ
ンディング方式であるとを問わない。また、放熱板や放
熱フィンの有無も問わない。
【0014】
【作用】半導体素子およびリードフレームとの接続部に
直接触れる内層に絶縁性のある樹脂が用いられると、電
気的絶縁性も確保される。また、外層に高熱伝導性の充
填材を大量に含む樹脂が用いられると、熱伝導率が大き
くなり、放熱性が大幅に向上する。したがって、特に放
熱板付きの半導体装置にあっては、放熱板の負担が軽減
され、放熱板の小型化が可能になる。
【0015】また、半導体装置の樹脂封止を内外複数層
に分けて行うようにすると、内層と外層の封止樹脂材を
異ならせることができる。したがって、半導体素子およ
びリードフレームとの接続部を覆う内層に充填材を含ま
ない絶縁性の樹脂を使用することも、外層に高熱伝導性
の充填材を含む樹脂を使用することも容易である。そし
て、内層の樹脂封止をトランスファモールドで行なうに
際して、半導体素子およびリードフレームとの接続部に
直接触れる内層に充填材を含まないか、含んでいても少
量の樹脂が用いられると、封止時、樹脂による半導体や
接続部へのダメージが生じない。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図1は、外層にフィラ10等の充填材が含まれてい
る封止樹脂11を用いた第1実施例を示す。金属の放熱
板8はリードフレーム4に両面接着剤付き絶縁フィルム
7等によって固定され、この放熱板8上に絶縁接着剤等
5で半導体素子1が固定される。図示例では、半導体素
子1とリードフレーム4は、放熱板8の同じ側に固定さ
れている。半導体素子1とリードフレーム4はボンディ
ングワイヤ2によって電気的に接続される。内層の封止
樹脂9は半導体素子1、ボンディングワイヤ2、および
これらの接続部を封止する。外層の封止樹脂11はフィ
ラ10等の充填材を大量に入れることにより熱伝導性を
大きくして、内層の封止樹脂9、リードフレーム4のイ
ンナーリード部、放熱板8の側面を封止する。放熱板8
は、丁度その外表面を残して外層の封止樹脂11に埋め
込まれた恰好となる。
【0017】このような構成によると、半導体素子1で
発生した熱は放熱板8だけでなく外層封止樹脂11から
も効率よく放熱されるため、従来の単一層による封止の
ものに比べ放熱性に優れる。したがって、放熱板8を小
さくして軽量化を図ることができるようになり、放熱板
の重量に起因するリードフレームの変形や、放熱板と封
止樹脂との熱膨張係数の違いにより発生するパッケージ
クラック等の問題がなくなる。さらに、内部構造を変え
るだけでよく、放熱フィンを取り付けるなど外部構造を
変えるわけではないので、自動搭載機がそのまま使える
等、ユーザにとって扱い易さを確保できる。また、封止
樹脂自体を高熱伝導性の材料に換えるのではなく、充填
材を含ませることにより高熱伝導性としているので、封
止樹脂としての既述した役割を維持できる。
【0018】さて、上述したような半導体装置を製造す
るには、樹脂封止の前までの工程は従来と同じである
が、樹脂封止は複数層に分けて行なう。すなわち、内外
複数層(本実施例では内外二層)に分けて行なう樹脂封
止は、次のようにトランスファモールドにより行なわれ
る。
【0019】予め2種類の内外層金型を用意する。内層
の金型は、半導体素子1およびボンディングワイヤ2を
封止するに必要な形状に形成する。外層の金型は、内層
の封止樹脂9、リードフレーム4のインナーリード部、
及び放熱板8の側面を封止するに必要な形状に形成す
る。
【0020】まず、充填物の含まれていない絶縁性の熱
硬化性樹脂を加熱室(ポット)内で可塑化させ、この可
塑化した熱硬化性樹脂を、加熱した内層金型キャビティ
に圧入する。その後固化させると、内層の封止樹脂9
は、放熱板8上の半導体素子1、ボンディングワイヤ
2、及びこれらの接続部を封止する。
【0021】次に、フィラ10等の高熱伝導性の充填材
が大量に含まれている熱硬化性樹脂をポット内で可塑化
させ、この可塑化した熱硬化性樹脂を加熱した外層金型
キャビティに圧入する。その後固化させると、外層の封
止樹脂11は、内層の封止樹脂9、リード4の一部、お
よび放熱板8の側面を封止する。しかる後に、リードフ
レームを所定の位置で切断し折り曲げることにより、図
1に示す半導体装置を得る。
【0022】これによれば、内層はフィラ等の充填材が
含まれていないので、トランスファモールド時の樹脂の
流動性が良好となり、半導体素子やボンディングワイヤ
を傷つける虞がない。また、外層は封止樹脂にフィラ等
の充填材を入れてあるが、既に内層により半導体装置や
ボンディングワイヤが保護封止されているので、外層封
止樹脂11にフィラ10等の充填材を大量に入れても、
半導体素子やボンディングワイヤに悪い影響を与えな
い。さらに、この封止樹脂の多層化は、内外層の金型を
用意するだけで、同一のモールド装置を使って行なわれ
るので、新規工程を必要としない。
【0023】なお、この実施例において、外層の封止を
樹脂ではなく、セラミック等の高熱伝導材料によって行
うこともできる。
【0024】図2は、外層に金属粉13が充填材として
含まれている封止樹脂14を用いた第2実施例を示す。
充填材に金属粉13を使うと、リードフレーム4間の絶
縁が問題となるが、この問題を回避するために、内層の
封止段階でリードフレーム4のインナーリード部分も充
填材の含まれていない絶縁性の封止樹脂12で絶縁して
おく。しかる後、金属粉13を大量に充填させた外層封
止樹脂14を用いて封止する。
【0025】これによれば、金属粉の方がフィラに比し
て遥かに熱伝導性が良いので、放熱板の小型化、軽量化
を更に図ることができ、リードフレームの変形や、パッ
ケージクラック等の問題がなくなり、信頼性を更に高め
ることができる。また、内層は封止樹脂12で絶縁され
ているので、外層の封止樹脂14に金属粉を大量に充填
させても絶縁性の問題はない。
【0026】なお、第1、第2の両実施例において、切
断後のリードフレーム4の折曲げ方向は半導体素子側と
しても、その反対側としてもよい。
【0027】
【発明の効果】
(1)請求項1に記載の半導体装置によれば、内外複数
の樹脂封止層を有し、内層とは無関係に、外層に大量の
充填材を含ませて樹脂の熱伝導率を大きくできるように
したので、放熱性を大幅に向上させることができる。放
熱性の向上が図れるので、特に、放熱板を有するものに
あっては小型化が図れ、放熱板と封止樹脂間の熱膨張差
により発生するパッケージクラックを有効に防止でき、
また放熱板の軽量化も図れるのでリードフレームの変形
も有効に防止できる。
【0028】(2)請求項2に記載の半導体装置の製造
方法によれば、内外複数の樹脂封止層に分けて樹脂封止
するようにしたので、内層に充填材を含まないか、含ん
でいても少量の絶縁性樹脂を用いれば、封止時、半導体
素子や接続部を傷つける虞がなくなり、信頼性を向上す
ることができる。また、外層に高熱伝導性充填材が含ま
れる封止樹脂を用いれば、放熱性を大幅に向上させるこ
とができる。このように単に樹脂封止を多層化するだけ
なので、製造も容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体装置の第1実施例を示す横断面
図。
【図2】本発明の半導体装置の第2実施例を示す横断面
図。
【図3】放熱板のない一般的な半導体装置を示す横断面
図。
【図4】従来の放熱板付き半導体装置を示す横断面図。
【符号の説明】
1 半導体素子 2 ボンディングワイヤ 4 リードフレーム 5 接着剤等 7 両面接着剤付き絶縁フィルム 8 放熱板 9 内層の封止樹脂 10 フィラ(充填材) 11 外層の封止樹脂(フィラ入り) 12 内層の封止樹脂 13 金属粉(充填材) 14 外層の封止樹脂(金属粉入り)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 萩谷 重男 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電線 株式会社システムマテリアル研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】リードフレームに接続した半導体素子を樹
    脂封止した半導体装置において、内外複数の樹脂封止層
    を有し、半導体素子およびリードフレームとの接続部を
    覆う内層は充填材を含まないか、含んでいても少量であ
    る絶縁性の樹脂で構成され、外層は高熱伝導性の充填材
    を含む樹脂で構成されていることを特徴とする半導体装
    置。
  2. 【請求項2】リードフレームに接続した半導体素子を、
    内外複数の樹脂封止層に分けて樹脂封止することを特徴
    とする半導体装置の製造方法。
JP13170593A 1993-06-02 1993-06-02 半導体装置及びその製造方法 Pending JPH06342860A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13170593A JPH06342860A (ja) 1993-06-02 1993-06-02 半導体装置及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13170593A JPH06342860A (ja) 1993-06-02 1993-06-02 半導体装置及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06342860A true JPH06342860A (ja) 1994-12-13

Family

ID=15064279

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13170593A Pending JPH06342860A (ja) 1993-06-02 1993-06-02 半導体装置及びその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06342860A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08288428A (ja) * 1995-04-20 1996-11-01 Nec Corp 樹脂封止型半導体装置
JP2014017372A (ja) * 2012-07-09 2014-01-30 Fujitsu Semiconductor Ltd 半導体装置及び半導体装置製造方法
JP2020047696A (ja) * 2018-09-18 2020-03-26 日立化成株式会社 半導体装置
JP2020068352A (ja) * 2018-10-26 2020-04-30 日立化成株式会社 電子部品装置、封止材及び電子部品装置の製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08288428A (ja) * 1995-04-20 1996-11-01 Nec Corp 樹脂封止型半導体装置
JP2014017372A (ja) * 2012-07-09 2014-01-30 Fujitsu Semiconductor Ltd 半導体装置及び半導体装置製造方法
JP2020047696A (ja) * 2018-09-18 2020-03-26 日立化成株式会社 半導体装置
JP2020068352A (ja) * 2018-10-26 2020-04-30 日立化成株式会社 電子部品装置、封止材及び電子部品装置の製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2509607B2 (ja) 樹脂封止型半導体装置
JP2005109100A (ja) 半導体装置およびその製造方法
US5798570A (en) Plastic molded semiconductor package with thermal dissipation means
JPH04291948A (ja) 半導体装置及びその製造方法及び放熱フィン
TWI470748B (zh) 用於有效散熱之無線半導體封裝
JP2000150967A (ja) 表面実装可能なledパッケ―ジ
JP2003124437A5 (ja)
CN1187037A (zh) 半导体封装及其制造方法
JP2009071269A (ja) 発光ダイオード装置
US4981776A (en) Method of manufacturing a plastic encapsulated semiconductor device with insulated heat sink
US6713864B1 (en) Semiconductor package for enhancing heat dissipation
CN102593090A (zh) 具有安装在隔离引线的基座上的管芯的引线框封装
JPH06342860A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2002110867A (ja) 半導体装置及びその製造方法
US8865526B2 (en) Semiconductor device and method for manufacturing a semiconductor device
JP2905609B2 (ja) 樹脂封止型半導体装置
US20010040300A1 (en) Semiconductor package with heat dissipation opening
JP2762954B2 (ja) 樹脂封止型半導体装置の製造方法
KR20140074202A (ko) 반도체 장치 및 그 제조 방법
JPH0415942A (ja) 半導体装置
JP2710207B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPH0974160A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP2814006B2 (ja) 電子部品搭載用基板
JP2008004971A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP2626619B2 (ja) 樹脂封止型半導体装置及びその製造方法