JPH0710955U - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH0710955U JPH0710955U JP3932393U JP3932393U JPH0710955U JP H0710955 U JPH0710955 U JP H0710955U JP 3932393 U JP3932393 U JP 3932393U JP 3932393 U JP3932393 U JP 3932393U JP H0710955 U JPH0710955 U JP H0710955U
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- polyimide resin
- lead frame
- semiconductor device
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means 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
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
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- H—ELECTRICITY
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- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
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- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
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- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体装置のリードフレーム組立体と放熱板
との間に高い放熱特性を有する樹脂層を形成する。 【構成】 本考案による半導体装置は、リードフレーム
（7）の一方の主面に半導体素子（8）を固着し、絶縁性
樹脂層（10）を介してリードフレーム（7）の他方の主
面を金属製の放熱板（2）に固定した構造を有する。絶
縁性樹脂層（10）は、放熱板（2）に固着されたポリイ
ミド系樹脂層（11）と、ポリイミド系樹脂層（11）と放
熱板（2）との間に固着されたエポキシ系樹脂層（12）
を有する。ポリイミド系樹脂層（11）は熱伝導性のよい
３０〜６０重量％の結晶シリカ（13）を含むため、絶縁
性樹脂層（10）は熱伝導性が良好である。また、結晶シ
リカ（13）の平均粒径が１０〜５０μｍであるため、必
要な絶縁耐圧を得ると共に、ボイドのない均一な厚みで
ポリイミド系樹脂層（11）を形成することができる。
との間に高い放熱特性を有する樹脂層を形成する。 【構成】 本考案による半導体装置は、リードフレーム
（7）の一方の主面に半導体素子（8）を固着し、絶縁性
樹脂層（10）を介してリードフレーム（7）の他方の主
面を金属製の放熱板（2）に固定した構造を有する。絶
縁性樹脂層（10）は、放熱板（2）に固着されたポリイ
ミド系樹脂層（11）と、ポリイミド系樹脂層（11）と放
熱板（2）との間に固着されたエポキシ系樹脂層（12）
を有する。ポリイミド系樹脂層（11）は熱伝導性のよい
３０〜６０重量％の結晶シリカ（13）を含むため、絶縁
性樹脂層（10）は熱伝導性が良好である。また、結晶シ
リカ（13）の平均粒径が１０〜５０μｍであるため、必
要な絶縁耐圧を得ると共に、ボイドのない均一な厚みで
ポリイミド系樹脂層（11）を形成することができる。
Description
【０００１】
本考案は、半導体装置、特にリードフレームを放熱板に固定した構造を備え且 つ放熱特性に優れた半導体装置に関連する。
【０００２】
図３は、半導体素子（8）を載置したリードフレーム組立体（1）と金属放熱板 （2）との間に薄い絶縁層（4）を形成して、リードフレーム組立体（1）と金属 製の放熱板（2）とを樹脂封止体（3）により一体に樹脂封止した従来の半導体装 置を示す。放熱板（2）は相対的に厚いが、樹脂封止体（3）の一部として形成さ れる樹脂層（4）は薄く形成される。リードフレーム組立体（1）は、支持板（5 ）と外部リード（6）とを有し且つ相対的に肉薄のリードフレーム（7）と、周知 のダイボンディングでリードフレーム（7）の上面に実装された半導体素子（8） と、ワイヤボンディングで半導体素子（8）の電極と支持板（5）等との間に接続 されたリード細線（9）とを備える。リードフレーム（7）はプレス成形された金 属板である。図３に示す半導体装置では、半導体素子（8）は作動時に発熱する から、リードフレーム（7）と放熱板（2）の間に樹脂層（4）を極力薄く形成し て、樹脂層（4）を通じて半導体素子（8）の熱を放熱板（2）に効率的に伝達し 、放熱板（2）から外部に十分に放熱させることが望ましい。
【０００３】
ところで、従来の半導体装置では、製造の際に成形金型のキャビティ内に個別 に離間させて配置したリードフレーム組立体（1）と放熱板（2）との間に樹脂を 注入して樹脂層（4）を形成する。リードフレーム組立体（1）と放熱板（2）と の間でボイド等の未充填部分の形成を防止するため、リードフレーム組立体（1 ）と放熱板（2）との間に流動化した樹脂を十分な量で圧入しなければならない 。このため、リードフレーム組立体（1）と放熱板（2）との間は少なくとも０. ５ｍｍ程度の間隔が必要であるから、樹脂層（4）の薄肉化には限界があり、樹 脂層（4）の熱伝達特性を十分に改善することは困難であった。
【０００４】 この問題を解決するため、接着性を有するエポキシ系樹脂等の絶縁性樹脂でリ ードフレーム組立体（1）と放熱板（2）とを予め一体化した後、樹脂封止する構 造が提案された。しかし、この構造では、ボイドが生ぜず且つ放熱性を低下させ ない程度の薄い層厚で樹脂層を形成することが困難であり、また、絶縁性樹脂の 吸湿性が大きいため、絶縁耐圧に欠ける難点があった。
【０００５】 そこで、本考案はリードフレーム組立体と放熱板との間に高い放熱特性を有す る樹脂層を形成できる半導体装置を提供することを目的とする。
【０００６】
本考案による半導体装置は、リードフレームの一方の主面に半導体素子を固着 し、絶縁性樹脂層を介してリードフレームの他方の主面を金属製の放熱板に固定 した構造を有する。絶縁性樹脂層は、放熱板に固着されたポリイミド系樹脂層と 、ポリイミド系樹脂層と放熱板との間に固着されたエポキシ系樹脂層を有する。 ポリイミド系樹脂層は１０〜５０μｍの平均粒径を有する３０〜６０重量％の結 晶シリカを含む。本考案の実施例では、ポリイミド系樹脂層はエポキシ系樹脂層 よりも層厚である。
【０００７】
ポリイミド系樹脂層は熱伝導性のよい３０〜６０重量％の結晶シリカを含有す るため、絶縁性樹脂層は熱伝導性が良好である。また、結晶シリカの平均粒径が １０〜５０μｍであるため、必要な絶縁耐圧を得ると共に、ボイドのない均一な 層厚でポリイミド系樹脂層を形成することができる。更に、ポリイミド系樹脂層 と放熱板との間に固着されたエポキシ系樹脂層は、ポリイミド系樹脂層に生ずる ボイド等の未充填部に侵入して、これを充填する作用がある。
【０００８】
【実施例】 以下、本考案による半導体装置の一実施例を図１及び図２について説明する。 これらの図面では、図３に示す箇所と同一の部分には同一の符号を付し、説明を 省略する。
【０００９】 図１及び図２に示すように、ポリイミド系樹脂層（11）とエポキシ系樹脂層（ 12）との２層から成る絶縁性樹脂層（10）を介して放熱板（2）にリードフレー ム（7）を固着した点で本実施例の半導体装置は従来例と異なる。また、ポリイ ミド系樹脂層（11）は、特定の平均粒径及び含有率を有する粒状の結晶シリカ（ 13）をフィラーとして含有する点に特徴がある。
【００１０】 図２は、ポリイミド系樹脂層（11）とエポキシ系樹脂層（12）から成る絶縁性 樹脂層（10）を拡大して示す。ポリイミド系樹脂層（11）はポリイミド系樹脂（ 14）と結晶シリカ（13）とを含み、ポリイミド系樹脂層（11）はエポキシ系樹脂 層（12）よりも層厚である。
【００１１】 本実施例では、結晶シリカ（13）は３０μｍ程度の平均粒径でポリイミド系樹 脂層（11)中に約４０重量％含有される。ポリイミド系樹脂層（11）は約８０μ ｍの厚みで形成され、ポリイミド系樹脂層（11）中のポリイミド樹脂（14）は、 結晶シリカ（13）の粒界間に形成された空間を充填する。
【００１２】 ボイド等の未充填部を発生せずに十分な絶縁耐圧を与えるために、ポリイミド 系樹脂層（11）の厚さは５０μｍ以上必要である。また、結晶シリカ（13）の平 均粒径を３０μｍ程度にすると、ポリイミド系樹脂層（11）を所望の厚さに歩留 り良く形成できる。結晶シリカ（13）の平均粒径が１０μｍよりも小さいと、ポ リイミド系樹脂層（11）の厚さが小さくなり過ぎ、平均粒径が５０μｍよりも大 きいと層厚が大きくなり過ぎて望ましくない。
【００１３】 結晶シリカ（13）の含有率が３０重量％より小さいと、ポリイミド系樹脂層（ 11）の熱伝導性が低下し、放熱性が損なわれる。また、溶剤の蒸発むら等に起因 して厚さが不均一となり、放熱板（2）の平面方向にポリイミド系樹脂層（11） に薄い部分と厚い部分が形成されることがある。一方、結晶シリカ（13）の含有 率が６０重量％より大きいと、樹脂分が少なく結晶シリカ（13）の粒界間に形成 された空間が十分にポリイミド系樹脂（14）で完全に充填されず、ポリイミド系 樹脂層（11）の熱伝導性が減殺され、放熱性低下の原因となる空孔が生じる。良 好な放熱性の絶縁性樹脂層（10）を均一な厚みで形成し且つボイドの発生を防止 するため、ポリイミド系樹脂層（11）の結晶シリカ（13）含有率は、３０〜６０ 重量％の範囲である。
【００１４】 また、エポキシ系樹脂層（12）はポリイミド系樹脂層（11）の上面に約６０μ ｍの厚みで形成され、ポリイミド系樹脂層（11）に生じたピンホールを充填し絶 縁耐圧の向上に寄与する。
【００１５】 図１の半導体装置を製造する際、まず、放熱板（2）とリードフレーム組立体 （1）を用意する。次に、結晶シリカ（13）を含有するポリイミド系樹脂を放熱 板（2）の上面に印刷した後、熱処理を施してポリイミド系樹脂層（11）を形成 する。その後、ポリイミド系樹脂層（11）の上面に接着性のエポキシ系樹脂を印 刷して、エポキシ系樹脂を介してリードフレーム組立体（1）を放熱板（2）に貼 着する。続いて、このエポキシ系樹脂に熱処理を施してエポキシ系樹脂層（12） を形成した後、外部リード（6）の先端を除いて周知のトランスファモールドに より樹脂封止体（3）で全体を樹脂封止して図１の半導体装置を完成する。得ら れた半導体装置では、放熱板（2）とリードフレーム組立体（1）はポリイミド系 樹脂層（11）とエポキシ系樹脂層（12）を介して互いに接着されている。
【００１６】 本考案の実施態様は前記の実施例に限定されず、変更が可能である。例えば、 ポリイミド系樹脂層（11）及びエポキシ系樹脂（12）はリードフレーム（7）と 放熱板（2）が対向する領域にのみ形成しても良い。上層樹脂層（12）は、ポリ イミド系樹脂層（11）のピンホール等を充填できるように８０μｍ以上にするの が望ましいが、放熱性が損なわれないように６０μｍ以下にするのが望ましい。 また、エポキシ系樹脂層にも結晶シリカを比較的高い含有率で含有させて、更に 放熱性を向上させてもよい。この場合、エポキシ系樹脂層は１００μｍ程度の厚 みで形成できる。
【００１７】
前述のように、リードフレームと放熱板との間に形成した絶縁性樹脂層は良好 な熱伝導性と十分な絶縁耐圧を有するので、半導体装置の熱破壊及び絶縁不良を 十分に抑制することができ、半導体装置の信頼性を向上することができる。
【図１】 本考案による半導体装置の断面図
【図２】 図１に示す絶縁性樹脂層の拡大断面図
【図３】 従来の半導体装置の断面図
（1）・・リードフレーム組立体、（2）・・放熱板、
（3）・・樹脂封止体、（5）・・支持板、（7）・・リ
ードフレーム、（8）・・半導体素子、（10）・・絶縁
性樹脂層、（11）・・ポリイミド系樹脂層、（12）・・
エポキシ系樹脂層、（13）・・結晶シリカ、（14）・・
ポリイミド系樹脂、
（3）・・樹脂封止体、（5）・・支持板、（7）・・リ
ードフレーム、（8）・・半導体素子、（10）・・絶縁
性樹脂層、（11）・・ポリイミド系樹脂層、（12）・・
エポキシ系樹脂層、（13）・・結晶シリカ、（14）・・
ポリイミド系樹脂、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 23/31 23/373 Ｈ０１Ｌ 23/36 Ｍ
Claims (2)
- 【請求項１】 リードフレームの一方の主面に半導体素
子を固着し、絶縁性樹脂層を介して前記リードフレーム
の他方の主面を金属製の放熱板に固定した半導体装置に
おいて、 前記絶縁性樹脂層は、前記放熱板に固着されたポリイミ
ド系樹脂層と、該ポリイミド系樹脂層と前記放熱板との
間に固着されたエポキシ系樹脂層を有し、 前記ポリイミド系樹脂層は１０〜５０μｍの平均粒径を
有する３０〜６０重量％の結晶シリカを含むことを特徴
とする半導体装置。 - 【請求項２】 前記ポリイミド系樹脂層は前記エポキシ
系樹脂層よりも層厚である「請求項１」に記載の半導体
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1993039323U JP2586003Y2 (ja) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1993039323U JP2586003Y2 (ja) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0710955U true JPH0710955U (ja) | 1995-02-14 |
| JP2586003Y2 JP2586003Y2 (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=12549902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1993039323U Expired - Lifetime JP2586003Y2 (ja) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2586003Y2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006210597A (ja) * | 2005-01-27 | 2006-08-10 | Mitsubishi Electric Corp | 絶縁シートおよびその製造方法、並びに上記絶縁シートを用いたパワーモジュール |
| US8072054B2 (en) | 2005-02-23 | 2011-12-06 | Lg Micron Ltd. | Lead frame |
| JP2019153740A (ja) * | 2018-03-06 | 2019-09-12 | 三菱電機株式会社 | 電力半導体装置、電力半導体装置の製造方法、および回転電機 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03265161A (ja) * | 1990-03-15 | 1991-11-26 | Toshiba Corp | 樹脂封止型半導体装置 |
| JPH0536864A (ja) * | 1991-07-29 | 1993-02-12 | Hitachi Cable Ltd | 半導体素子パツケージ |
-
1993
- 1993-07-19 JP JP1993039323U patent/JP2586003Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03265161A (ja) * | 1990-03-15 | 1991-11-26 | Toshiba Corp | 樹脂封止型半導体装置 |
| JPH0536864A (ja) * | 1991-07-29 | 1993-02-12 | Hitachi Cable Ltd | 半導体素子パツケージ |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006210597A (ja) * | 2005-01-27 | 2006-08-10 | Mitsubishi Electric Corp | 絶縁シートおよびその製造方法、並びに上記絶縁シートを用いたパワーモジュール |
| US8007897B2 (en) | 2005-01-27 | 2011-08-30 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Insulating sheet and method for producing it, and power module comprising the insulating sheet |
| US8072054B2 (en) | 2005-02-23 | 2011-12-06 | Lg Micron Ltd. | Lead frame |
| US8198711B2 (en) | 2005-02-23 | 2012-06-12 | Lg Micron Ltd. | Lead frame |
| JP2019153740A (ja) * | 2018-03-06 | 2019-09-12 | 三菱電機株式会社 | 電力半導体装置、電力半導体装置の製造方法、および回転電機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2586003Y2 (ja) | 1998-12-02 |
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Legal Events
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