JPH0766323A - 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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Abstract

(57)【要約】 【目的】 樹脂封止型半導体装置の低熱抵抗化を改善
し、かつその薄型化を可能とする。 【構成】 高熱伝導板2の一方の面に半導体素子1の電
極パッド1aを除く表面の少なくとも一部を接着し、か
つ同じ面に外部導出リード4を接着する。そして、高熱
伝導板の中心部2aの外側に露呈された電極パッド1a
と、高熱伝導板の周辺部2bの内側に露呈される外部導
出リード4の内側端部4aとをワイヤ5で接続する。半
導体素子1で発生した熱は高熱伝導板2を介して放熱さ
れ、低熱抵抗化を改善する。また、ワイヤ5のループ高
さを高熱伝導板2の厚さ分だけ相殺し、半導体装置の薄
型化を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は樹脂封止型半導体装置に
関し、特にパッケージの薄型化と低熱抵抗化を図った半
導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の樹脂封止型半導体装置では、半導
体素子で発生した熱を効率良く外部に放熱してその低熱
抵抗化を図るために、例えば、図4に示す構成が提案さ
れている。この半導体装置は、ヒートスプレッダとして
の高熱伝導板12の表面中心部に半導体素子11を搭載
するとともに、その高熱伝導板12の表面周辺部に外部
リード14を絶縁材13を介して取着し、半導体素子1
1の電極パッドと外部リード14の内側端部とをボンデ
ィングワイヤ15で電気接続した上で、樹脂16等によ
り封止したものである。この半導体装置では、半導体素
子11で発生した熱を高熱伝導板12に伝達させ、ここ
から樹脂16を介して放熱することで低熱抵抗化を図っ
ている。例えば、特開昭61−77350号公報。
【0003】また、他の構成として、図5に示すよう
に、リードフレーム24と一体の素子搭載部22に搭載
した半導体素子21をワイヤ25でリードフレーム24
に接続するとともに、半導体素子21の表面に放熱ブロ
ック23を接着し、半導体素子21で発生した熱をこの
放熱ブロック23に伝達させ、ここから樹脂26を通し
て放熱して低熱抵抗化を図ったものもある。例えば、特
開昭60−137041号公報。更に、図6に示すよう
に、フィルムキャリア32を用いて半導体素子31を搭
載し、このフィルムキャリア32の表面の金属箔33を
介して外部導出リード34に電気接続し、樹脂36で封
止する。また、フィルムキャリア32の裏面に金属箔3
5を形成し、この金属箔35を放熱手段とした構成もあ
る。例えば、特開平2−92744号公報。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】これら従来の樹脂封止
型半導体装置では、半導体素子に直接的に放熱手段を接
触させることで、半導体素子の熱を放熱手段に伝導さ
せ、ここから放熱を行うために放熱効果を高めることが
できる。しかしながら、図4及び図5の半導体装置で
は、半導体素子の両面側或いは裏面側に重ねて放熱手段
を設けるとともに、半導体素子とリードフレームとをワ
イヤ接続しているため、このワイヤのループ高さと放熱
手段の高さが半導体素子の厚さ寸法に加えられることに
なるため、半導体装置の高さ寸法が大きくなり、半導体
装置の薄型化を図ることが難しいという問題がある。
【0005】この点、図6の構成では、フィルムキャリ
ア方式を用いているため、ワイヤが不要となり、かつ放
熱手段も薄くできるため、半導体装置の薄型化には有効
であるが、放熱手段が金属箔であるために図4及び図5
に示したものよりも低熱抵抗効果が劣ることは避けられ
ず、またフィルムキャリア方式によるボンディングは、
現状ではワイヤボンディング方式に比べて歩留が低く、
しかもテープ等の資材費が高いことによる製造コスト高
になり易いという問題がある。本発明の目的は、低熱抵
抗化を高めると共に、薄型化を図った半導体装置を提供
することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
高熱伝導板の一方の面に半導体素子の電極パッドを除く
表面の少なくとも一部と、外部導出リードとをそれぞれ
接着し、かつ電極パッドと外部導出リードの接着面側の
一部とをワイヤで電気接続した構成とする。高熱伝導板
と半導体素子及び外部導出リードとは、両面にエポキシ
系接着剤を有するポリイミドにより接着してもよい。ま
た、高熱伝導板は、半導体素子の電極パッドの配列領域
よりも小さい外形寸法の中心部と、外部導出リードの内
側端部を結ぶ線よりも大きい内形寸法の枠状の周辺部
と、これらを連結する吊り部とで構成されており、中心
部の外側に露呈された電極パッドと、周辺部の内側に露
呈される外部導出リードの内側端部とをワイヤで接続す
る構成とする。更に、半導体素子の裏面を封止樹脂から
露呈させてもよい。
【0007】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図1(a),(b)はそれぞれ本発明の実施例1の
一部破断平面図及びそのA−A線断面図である。半導体
素子1は電極パッド1aを有する表面を上方に向けてお
り、この電極パッド1を除く表面にポリイミド3aを介
して0.1〜0.2mm厚程度のCuアロイ板等からな
る高熱伝導板(ヒートスプレッダ)2の中心部2aを接
着してある。また、この高熱伝導板2の周辺部2aには
ポリイミド3bを介して0.1〜0.2mm厚程度の金
属板からなる外部導出リード4を接着してある。前記高
熱伝導板2は、前記中心部2aの形状寸法は半導体素子
1の周辺部に配置した電極パッド1aの配列領域よりも
小さい寸法とされ、その四隅において吊り部2cにより
方形枠状の周辺部2bと一体的に連結されており、ま
た、その周辺部2bは外部導出リード4の内側端部4a
を結ぶ領域よりも大きな内形寸法としている。なお、前
記ポリイミド3a,3bの厚さは50〜100μm厚程
度とされる。そして、前記半導体素子1の電極パッド1
aと、外部導出リード4の内側端部4aの接着面側とを
ボンディングワイヤ5にて電気接続を行い、かつこれら
をエポキシ樹脂6により樹脂封止した構成とされてい
る。
【0008】図2は図1の半導体装置の製造方法を工程
順に示す図である。先ず、図2(a)のように、リード
フレームの外部導出リード4の一部に両面にエポキシ系
の接着剤を塗布したポリイミド3bを介して高熱伝導板
2の周辺部2bを接続する。このとき、外部導出リード
4の内側先端部4aはポリイミド3b及び高熱伝導板2
の周辺部2bの内側に露呈される。次いで、図(b)の
ように、表面にポリイミドコーティングが施された半導
体装素子1の表面に、両面にエポキシ系接着剤を塗布し
たポリイミド3aを介して前記高熱伝導板2の中心部2
aを接着する。このとき、半導体素子1の表面の周辺部
に配置されている電極パッド1aはポリイミド3a及び
高熱伝導板2の中心部2aの周囲に露呈される。
【0009】しかる後、図2(c)のように、露呈され
ている電極パッド1aと前記外部導出リード4の内側先
端部4aとをボンディングワイヤ5にて相互に電気接続
する。このとき、ボンディングワイヤ5には上向きのル
ープが生じる。その後、図2(d)のように、トランス
ファーモールド法等によりエポキシ樹脂6により樹脂封
止をする。その上で、図示は省略するが外部導出リード
4の外側端部の切断及び成形を行って所要のリード形状
の半導体装置を得る。
【0010】このように構成した半導体装置では、半導
体素子1の動作時に発生する熱は、ポリイミド3aを介
して高熱伝導板2へ伝達され、ここから樹脂6を介して
放散される。また、他の一部は半導体素子1の裏面から
樹脂6へと効率的に放散される。これにより、低熱抵抗
化を改善することが可能となる。また、ボンディングワ
イヤ5に生じるループの高さ寸法相当分の大部分を、高
熱伝導板2とポリイミド3aの厚さと相殺することがで
きる。また半導体素子1の厚さも外部導出リード4の厚
さとその一部が相殺できる。これにより、半導体素子1
とボンディングワイヤ5にそれぞれ必要とされる高さ寸
法を従来よりも低減でき、半導体装置の薄型化が可能と
なる。
【0011】図3(a),(b)はそれぞれ本発明の実
施例2の一部破断平面図及びそのB−B線断面図であ
る。この実施例では半導体素子1をポリイミド3aによ
り高熱伝導板2に接着し、かつポリイミド3bにより外
部導出リード4を接着し、ワイヤボンディングを行って
樹脂6で封止している点は実施例1と同じである。そし
て、この実施例2では、半導体素子1の裏面を樹脂6の
裏面から外部に直接露出させた構成がとられている。こ
れにより、少なくとも半導体素子1の裏面側の封止樹脂
6の厚さだけ半導体装置全体を更に薄くすることが可能
となる。例えば、半導体素子1の厚さを200μm程度
にすれば、半導体装置全体の厚さを0.5mm以下にす
ることが可能となる。また、半導体素子1の裏面が露出
していることにより、この面からの熱放散もより効率的
になり、低熱抵抗化が可能となる。因に、空冷等による
強制冷却時には3〜5Wの消費電力を有する半導体素子
にも対応可能となる。
【0012】ここで、高熱伝導板の材料や、高熱伝導板
に半導体素子や外部導出リードを接着するための絶縁材
料、更に封止樹脂材料等は前記実施例のものに限られ
ず、種々の材料が適用できることは言うまでもない。ま
た、ワイヤのループ高さが高熱伝導板の上面から突出さ
れない場合には、高熱伝導板の上面を樹脂から露出させ
ることもでき、放熱効率を更に高めることが可能とな
る。
【0013】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、高熱伝導
板の一方の面に半導体素子と外部導出リードとをそれぞ
れ接着し、かつ電極パッドと外部導出リードの接着面側
の一部とをワイヤで電気接続しているので、高熱伝導板
によって半導体素子で発生された熱を高い効率で放熱で
き、低熱抵抗化を図ることができるとともに、ワイヤの
ループ高さを高熱伝導板の厚さ分だけ相殺でき、半導体
装置の薄型化を図ることができる。。また、半導体素子
の裏面を封止樹脂から露呈させることで、裏面側の樹脂
の厚さ分薄型化を促進でき、かつ半導体素子の裏面から
の直接放熱を可能にして低熱抵抗化も促進できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1を示し、(a)は一部破断平
面図、(b)はそのA−A線断面図である。
【図2】実施例1の製造方法を工程順に示す要部の断面
図である。
【図3】本発明の実施例2を示し、(a)は一部破断平
面図、(b)はそのB−B線断面図である。
【図4】従来の半導体装置の一例を示す断面図である。
【図5】従来の半導体装置の他の例を示す断面図であ
る。
【図6】従来の半導体装置の更に他の例を示す断面図で
ある。
【符号の説明】
1 半導体素子 2 高熱伝導板 3 ポリイミド 4 外部導出リード 5 ボンディングワイヤ 6 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 23/29

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高熱伝導板の一方の面に半導体素子の電
    極パッドを除く表面の少なくとも一部と、外部導出リー
    ドとをそれぞれ接着し、かつ前記電極パッドと外部導出
    リードの接着面側の一部とをワイヤで電気接続したこと
    を特徴とする樹脂封止型半導体装置。
  2. 【請求項2】 高熱伝導板と半導体素子及び外部導出リ
    ードとは、両面にエポキシ系接着剤を有するポリイミド
    により接着されてなる請求項1の樹脂封止型半導体装
    置。
  3. 【請求項3】 高熱伝導板は、半導体素子の電極パッド
    の配列領域よりも小さい外形寸法の中心部と、外部導出
    リードの内側端部を結ぶ線よりも大きい内形寸法の枠状
    の周辺部と、これらを連結する吊り部とで構成され、前
    記中心部の外側に露呈された電極パッドと、前記周辺部
    の内側に露呈される外部導出リードの内側端部とをワイ
    ヤで接続してなる請求項1又は2の樹脂封止型半導体装
    置。
  4. 【請求項4】 半導体素子の裏面を封止樹脂から露呈さ
    せてなる請求項1乃至3のいずれかの樹脂封止型半導体
    装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005129606A (ja) * 2003-10-22 2005-05-19 Mitsubishi Electric Corp 電力用半導体装置
JP2014515187A (ja) * 2011-04-05 2014-06-26 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 ダイレクト表面実装のための露出されたダイパッケージ

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