JPH0744247B2 - 半導体装置用容器 - Google Patents
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- JPH0744247B2 JPH0744247B2 JP22462083A JP22462083A JPH0744247B2 JP H0744247 B2 JPH0744247 B2 JP H0744247B2 JP 22462083 A JP22462083 A JP 22462083A JP 22462083 A JP22462083 A JP 22462083A JP H0744247 B2 JPH0744247 B2 JP H0744247B2
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Description
【発明の詳細な説明】 (発明の属する技術分野) 本発明は半導体装置用容器に関するものであり、更に特
に金属部と合成樹脂部とを有する「プラスチック」容器
の名で知られる半導体装置用容器に関するものである。
に金属部と合成樹脂部とを有する「プラスチック」容器
の名で知られる半導体装置用容器に関するものである。
この種の容器はTO−220形として知られており、これは
広い表面を外部に露出した自由面とするために合成樹脂
本体に一部だけ組込まれた金属プレートを有する。半導
体装置の能動部分を構成する1個またはそれ以上のチッ
プ半導体素子(他の構成要素、通常受動素子と組合せて
使用するのに適した半導体装置、またはモノリシック集
積回路であって、ヘッダに装着されるのではなく、装着
板、あるいはサブストレートに接着されることを意図さ
れた半導体装置)は金属プレートの比較的広い一方の面
を装着板に緊密に接触して固定され、操作中この面から
生じた熱を外部へ消散し得るよゆにされている。樹脂本
体に組込まれていないプレート部分は、これを適当なる
ねじによって外部の放熱器に取り付けて使用できるよう
に通し孔を有する。この際、樹脂本体の外部にあるプレ
ートの広い面は該放熱器と緊密に接触するようにして取
り付けられる。
広い表面を外部に露出した自由面とするために合成樹脂
本体に一部だけ組込まれた金属プレートを有する。半導
体装置の能動部分を構成する1個またはそれ以上のチッ
プ半導体素子(他の構成要素、通常受動素子と組合せて
使用するのに適した半導体装置、またはモノリシック集
積回路であって、ヘッダに装着されるのではなく、装着
板、あるいはサブストレートに接着されることを意図さ
れた半導体装置)は金属プレートの比較的広い一方の面
を装着板に緊密に接触して固定され、操作中この面から
生じた熱を外部へ消散し得るよゆにされている。樹脂本
体に組込まれていないプレート部分は、これを適当なる
ねじによって外部の放熱器に取り付けて使用できるよう
に通し孔を有する。この際、樹脂本体の外部にあるプレ
ートの広い面は該放熱器と緊密に接触するようにして取
り付けられる。
半導体装置の接続端子として作用する剛固な金属導体
が、チップ半導体素子の金属化された領域に金属細線に
よって接続されており、またこれらもその一部が樹脂本
体に組込まれている。
が、チップ半導体素子の金属化された領域に金属細線に
よって接続されており、またこれらもその一部が樹脂本
体に組込まれている。
(従来技術の問題点) 従来技術による上記タイプの容器は異なった構造を有す
る他のタイプのもの、例えばTO−3形金属容器によりも
多くの有益な性質を有するが、あらゆる用途において等
しく満足のいく耐機械的応力を確保できるとは限らな
い。
る他のタイプのもの、例えばTO−3形金属容器によりも
多くの有益な性質を有するが、あらゆる用途において等
しく満足のいく耐機械的応力を確保できるとは限らな
い。
起こり得る容器の密着性の低下およびこれにより半導体
装置の能動素子に害を及ぼす外部作用物の通路が形成さ
れるという欠点は、一部が以下の事実に起因する。即
ち、金属と樹脂の熱膨脹係数が異なるので、これら2種
の材料間の接触面は温度変化が生じた場合に相互にずれ
る傾向があり、従って応力下において生ずるプレートの
任意変形により金属プレート樹脂本体との機械的接着が
不十分となることによって、各所においてこれら2材料
間の接触が不十分となることによる。
装置の能動素子に害を及ぼす外部作用物の通路が形成さ
れるという欠点は、一部が以下の事実に起因する。即
ち、金属と樹脂の熱膨脹係数が異なるので、これら2種
の材料間の接触面は温度変化が生じた場合に相互にずれ
る傾向があり、従って応力下において生ずるプレートの
任意変形により金属プレート樹脂本体との機械的接着が
不十分となることによって、各所においてこれら2材料
間の接触が不十分となることによる。
また、樹脂本体を硬化した直後、該樹脂と金属プレート
との結合および該樹脂と金属プレート間の接触が不十分
である場合には、容器の機械的密着性は樹脂とチップ素
子の半導体材料との結合のみによると考えることもでき
る。
との結合および該樹脂と金属プレート間の接触が不十分
である場合には、容器の機械的密着性は樹脂とチップ素
子の半導体材料との結合のみによると考えることもでき
る。
従って、容器の「プラスチック」封止後の製造過程にお
ける成形工程中、および使用者が半導体装置を放熱器に
取り付ける際に、チップ半導体素子は該素子が損傷を受
けるような機械的応力下におかれる危険がある。
ける成形工程中、および使用者が半導体装置を放熱器に
取り付ける際に、チップ半導体素子は該素子が損傷を受
けるような機械的応力下におかれる危険がある。
このため、従来技術において多くの解決策が提案されて
きた。
きた。
例えば、樹脂と金属に良好なる結合特性を有し且つ高い
弾性率を有する材料の中間層の使用が提案され、これに
より金属プレートと樹脂本体との膨脹率の差が抹消さ
れ、チップ半導体素子に加わる応力が減ぜられるように
された。
弾性率を有する材料の中間層の使用が提案され、これに
より金属プレートと樹脂本体との膨脹率の差が抹消さ
れ、チップ半導体素子に加わる応力が減ぜられるように
された。
また、樹脂本体の機械的結合を改善するために金属プレ
ートにブラケット、溝または通し孔を設けることも提案
された。
ートにブラケット、溝または通し孔を設けることも提案
された。
しかしこれらの解決策では、特に容器があまり平坦でな
い放熱器にねじ止めされる場合には、チップ半導体素子
への機械的応力の伝達が必ずしも十分に抑制されない。
い放熱器にねじ止めされる場合には、チップ半導体素子
への機械的応力の伝達が必ずしも十分に抑制されない。
(発明の目的) 本発明の主な目的は、従来技術の容器よりも力学点観点
において一層信頼でき且つ半導体装置内にある該装置の
能動部を機械的応力から一層良好に保護する上述のタイ
プの容器を提供することにある。
において一層信頼でき且つ半導体装置内にある該装置の
能動部を機械的応力から一層良好に保護する上述のタイ
プの容器を提供することにある。
(目的達成のための手段) この目的は、特許請求の範囲記載の特徴を有する本発明
の容器により達成される。
の容器により達成される。
(実施例) 次に本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図にTO−220形容器を示す。この容器は金属プレー
ト2を備えており、この金属プレートの一部は、例えば
適当なる型にエポキシ樹脂を射出成形することにより得
られた合成樹脂本体4に組込まれている。
ト2を備えており、この金属プレートの一部は、例えば
適当なる型にエポキシ樹脂を射出成形することにより得
られた合成樹脂本体4に組込まれている。
半導体装置の能動部を構成する適当に加工された半導体
材料のチップ6は(例えばろう付けにより)金属プレー
ト2に固着されている。金属端子8(3個図示する)は
樹脂本体4に一部組込まれており、接続細線10によりチ
ップ6に電気的に接続されている。
材料のチップ6は(例えばろう付けにより)金属プレー
ト2に固着されている。金属端子8(3個図示する)は
樹脂本体4に一部組込まれており、接続細線10によりチ
ップ6に電気的に接続されている。
金属プレート2には、適当なる外部装置に取り付けでき
るように通し孔12が設けられている。
るように通し孔12が設けられている。
プレートの縁部に沿って存在するリブ14(例えばスタン
ピングによって得られる)は、金属プレート2への樹脂
本体の結合を容易にする。
ピングによって得られる)は、金属プレート2への樹脂
本体の結合を容易にする。
本発明においては、金属プレートは、該金属部が樹脂に
組込まれている部分とそうでない部分の境界領域におい
て長手方向より見て横方向に両側に対向する2つの直角
貫通切断部16およびこれら直角貫通切断部を結ぶ少なく
とも1つの溝18を有する。
組込まれている部分とそうでない部分の境界領域におい
て長手方向より見て横方向に両側に対向する2つの直角
貫通切断部16およびこれら直角貫通切断部を結ぶ少なく
とも1つの溝18を有する。
第2および3図に示す実施例においては、直角貫通切断
部16の部分は金属プレートの縁端から長方形に切り取ら
れた部分であり、該プレートの広い面に対して直角であ
る。また溝の壁は直線路に従い、相互に平行であり、該
プレート面に対して直角である。
部16の部分は金属プレートの縁端から長方形に切り取ら
れた部分であり、該プレートの広い面に対して直角であ
る。また溝の壁は直線路に従い、相互に平行であり、該
プレート面に対して直角である。
通し孔12に近い方の直角貫通切断部16の壁と溝18の壁と
は同一平面上にある。
は同一平面上にある。
本発明の好適例においては、この面は、金属プレートが
樹脂に組込まれている部分とそうでない部分との間に境
界を形成し、これにより樹脂に組込まれていない自由面
の部分の如何なる変形によっても樹脂本体がプレートか
ら分離されることはない。
樹脂に組込まれている部分とそうでない部分との間に境
界を形成し、これにより樹脂に組込まれていない自由面
の部分の如何なる変形によっても樹脂本体がプレートか
ら分離されることはない。
本発明の顕著な特徴においては、溝をフライス操作(mi
lling operation)によって造り、一方両側の直角貫通
切断部は単一の剪断操作によって造るが、他の例では溝
をスタンピングにより、また直角貫通切断部をフライス
削りによって得ることもできる。
lling operation)によって造り、一方両側の直角貫通
切断部は単一の剪断操作によって造るが、他の例では溝
をスタンピングにより、また直角貫通切断部をフライス
削りによって得ることもできる。
また、本発明においては、溝および両側の直角貫通切断
部を、これらの側壁が半導体素子が固着されている金属
プレート面に対してアンダーカットされたように成形す
ることもできる。
部を、これらの側壁が半導体素子が固着されている金属
プレート面に対してアンダーカットされたように成形す
ることもできる。
かかる溝および直角貫通切断部は、リブ14で得られるプ
レートへの樹脂本体の機械的結合を一層良好なもにす
る。
レートへの樹脂本体の機械的結合を一層良好なもにす
る。
しかし、溝18および直角貫通切断部16の主な機能は、金
属プレートが樹脂に組込まれている部分とそうでない部
分との境界領域における該金属プレートの力学抵抗を減
ずることにある。これにより、樹脂に組込まれていない
金属プレート部分に機械的作用によって生ずる有害な応
力が、もはや半導体装置の能動部を形成するチップ半導
体素子に伝わらなくなる。
属プレートが樹脂に組込まれている部分とそうでない部
分との境界領域における該金属プレートの力学抵抗を減
ずることにある。これにより、樹脂に組込まれていない
金属プレート部分に機械的作用によって生ずる有害な応
力が、もはや半導体装置の能動部を形成するチップ半導
体素子に伝わらなくなる。
実際、かかる応力、例えばあまり平坦ではない放熱器に
ねじによって固定する際に生ずる応力はチップへ伝わる
ことなく、力学抵抗が減ぜられた上記領域における弾性
または塑性変形により吸収される。
ねじによって固定する際に生ずる応力はチップへ伝わる
ことなく、力学抵抗が減ぜられた上記領域における弾性
または塑性変形により吸収される。
溝18はフライス操作によって造るのが好ましい。この理
由は、かかる操作により溝の底部および壁の材料に低い
力学抵抗特性が付与されるからである。
由は、かかる操作により溝の底部および壁の材料に低い
力学抵抗特性が付与されるからである。
直角貫通切断部および溝の物理的寸法は、吸収される応
力のうち最も高いと考えられる応力に従い計算され、こ
の値は半導体装置の操作中該半導体により熱に変換され
る電力に左右される。この理由は、溝および直角貫通切
断部領域においても、金属プレートは十分な全体に亘る
熱伝導性を維持して上記熱を大気中に放出しなければな
らないからである。例えば試験により、100μmのフィ
レットを有し半導体装置がねじ止めされている外部支持
体の面に対しては、プレートの溝は標準半導体装置にお
いて6mm以下の長さおよび金属プレートの厚さの少なく
とも1/3に等しい深さを有しなければならない。
力のうち最も高いと考えられる応力に従い計算され、こ
の値は半導体装置の操作中該半導体により熱に変換され
る電力に左右される。この理由は、溝および直角貫通切
断部領域においても、金属プレートは十分な全体に亘る
熱伝導性を維持して上記熱を大気中に放出しなければな
らないからである。例えば試験により、100μmのフィ
レットを有し半導体装置がねじ止めされている外部支持
体の面に対しては、プレートの溝は標準半導体装置にお
いて6mm以下の長さおよび金属プレートの厚さの少なく
とも1/3に等しい深さを有しなければならない。
両側の直角貫通切断部16の形成には、直角貫通切断部16
を同じプレート剪断操作で得ることができるので通常タ
イプの金属プレート2を製造するのに必要とされる機械
加工以外は必要とされない。このことは極めて重要なこ
とである。
を同じプレート剪断操作で得ることができるので通常タ
イプの金属プレート2を製造するのに必要とされる機械
加工以外は必要とされない。このことは極めて重要なこ
とである。
工業規模での溝の形成は簡単であり且つ安価である。こ
の理由は、必要なフライス操作を金属プレートに対し直
接行うことができ、然る後に該金属プレートから個々の
プレート2が切断されるからである。従って、かかる溝
の形成は数個のプレートに共通した簡単な1回のフライ
ス操作で行うことができる。
の理由は、必要なフライス操作を金属プレートに対し直
接行うことができ、然る後に該金属プレートから個々の
プレート2が切断されるからである。従って、かかる溝
の形成は数個のプレートに共通した簡単な1回のフライ
ス操作で行うことができる。
本発明においては、変形例として複数の溝をプレートの
一方または両方の広い面に設けることができる。また、
樹脂本体とプレートの自由面の部分との境界を所要に応
じて変えることもできる。最後に、特に小さい機械的強
度を有する部分は、任意溝を設けないで機械的、物理的
または化学的手段によっても得ることができる。
一方または両方の広い面に設けることができる。また、
樹脂本体とプレートの自由面の部分との境界を所要に応
じて変えることもできる。最後に、特に小さい機械的強
度を有する部分は、任意溝を設けないで機械的、物理的
または化学的手段によっても得ることができる。
第1図は、本発明を説明するために用いたTO−220形容
器の一部を切欠した斜視図、 第2図は、本発明の一例容器の金属プレートの平面図、 第3図は、第2図に示すプレートの側面図を示す。 2……金属プレート 4……合成樹脂本体 6……チップ 8……金属端子 10……接続細線 12……通し孔 14……リブ 16……直角貫通切断部 18……溝
器の一部を切欠した斜視図、 第2図は、本発明の一例容器の金属プレートの平面図、 第3図は、第2図に示すプレートの側面図を示す。 2……金属プレート 4……合成樹脂本体 6……チップ 8……金属端子 10……接続細線 12……通し孔 14……リブ 16……直角貫通切断部 18……溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 セライ・マリノ イタリア国(ミラノ)20091ブレツソ・ビ ア・ビロレシ50 (72)発明者 コグネツテイ・デ・マルチス・カルロ イタリア国20100ミラノ・ブイ・レ・ラン ゾニ3 (56)参考文献 特開 昭54−34551(JP,A) 特開 昭52−129379(JP,A) 特開 昭54−101264(JP,A) 実開 昭51−15858(JP,U)
Claims (4)
- 【請求項1】半導体装置用容器の一部を構成し、同容器
の、放熱器等の他部材への取付用兼放熱用金属プレート
で、両面が平坦でほぼ平行である金属プレート(2)
と、該プレートの放熱面たる露出面が維持されるように
該金属プレート(2)の一部をカプセル封止する合成樹
脂本体とを備えてなる半導体装置用容器において、 該金属プレート(2)の前記露出面側の一部領域に金属
プレート(2)の前記露出面を一端とする長手方向より
見て横方向側面より内側に向って、前記露出面に直角な
2つの対向する直角貫通切断部(16)を設けて、ねじ止
めなどによる機械的応力が容器の内側に及ばないように
し、 さらに上記2つの直角貫通切断部(16)間を結ぶ少なく
とも1本の溝(18)を有するように構成され、 かつ上記合成樹脂本体が上記2つの対向する直角貫通切
断部(16)を越えて突出することがないようして上記2
つの対向する直角貫通切断部(16)および少なくとも1
本の溝(18)内に突出するよう構成したことを特徴とす
る半導体装置用容器。 - 【請求項2】前記金属プレート(2)の前記直角貫通切
断部(16)を越えて合成樹脂でカプセル封止されない露
出面の個所には、半導体装置の他部材への取り付け用貫
通孔(12)を設けてあり、また上記溝(18)が少なくと
もその一方の壁の少なくとも一部分においてアンダーカ
ットされている特許請求の範囲第1項記載の半導体装置
用容器。 - 【請求項3】上記直角貫通切断部(16)がこれらの内壁
の少なくとも一部分において、樹脂で一部カプセル封止
されているプレート面に対しアンダーカットを有する特
許請求の範囲第1項または第2項記載の半導体装置用容
器。 - 【請求項4】上記直角貫通切断部(16)の各々の内壁の
樹脂本体に対向する表面が実質的に平坦な面であり、該
面と上記樹脂本体により一部被覆されている上記プレー
トの平坦な面とで、直角よりも大きくない角度を形成
し、上記樹脂本体が、該樹脂本体に対向する上記平坦面
の限界まで、上記2つの対向する直角貫通切断部(16)
に突出し、上記直角貫通切断部(16)を十分に満たす如
くした特許請求の範囲第1項ないし第3項の何れか1項
に記載の半導体装置用容器。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT8224533A IT8224533A0 (it) | 1982-12-01 | 1982-12-01 | Contenitore in metallo e resina ad elevata affidabilita' per dispositivo a semiconduttore. |
IT24533A/82 | 1982-12-01 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59132155A JPS59132155A (ja) | 1984-07-30 |
JPH0744247B2 true JPH0744247B2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
ID=11213883
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22462083A Expired - Lifetime JPH0744247B2 (ja) | 1982-12-01 | 1983-11-30 | 半導体装置用容器 |
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JP (1) | JPH0744247B2 (ja) |
DE (1) | DE3343034C2 (ja) |
FR (1) | FR2537342B1 (ja) |
GB (1) | GB2132015B (ja) |
IT (1) | IT8224533A0 (ja) |
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US4125740A (en) * | 1973-09-26 | 1978-11-14 | Sgs-Ates Componenti Elettronici S.P.A. | Resin-encased microelectronic module |
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IT1095885B (it) * | 1978-05-16 | 1985-08-17 | Ates Componenti Elettron | Contenitore in metallo e resina ad elevata ermeticita'per dispositivo a semiconduttore |
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-
1982
- 1982-12-01 IT IT8224533A patent/IT8224533A0/it unknown
-
1983
- 1983-11-28 DE DE19833343034 patent/DE3343034C2/de not_active Expired - Lifetime
- 1983-11-29 US US06556159 patent/US4712127B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1983-11-30 JP JP22462083A patent/JPH0744247B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1983-11-30 FR FR8319095A patent/FR2537342B1/fr not_active Expired
- 1983-12-01 GB GB08332106A patent/GB2132015B/en not_active Expired
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GB8332106D0 (en) | 1984-01-11 |
IT8224533A0 (it) | 1982-12-01 |
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GB2132015B (en) | 1986-10-08 |
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US4712127B1 (en) | 1997-05-06 |
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