JPH0974160A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法Info
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- H01L2224/73—Means 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
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73265—Layer and wire connectors
Abstract
(57)【要約】
【課題】プラスチックモールド型のＨＱＦＰを改良する
ことによって、金属パッケージ型のＭＱＵＡＤ並みの高
放熱化を可能とし、しかも既存のモールドラインで製造
することを可能とする。 【解決手段】リードフレーム１に絶縁性接着剤３を介し
て放熱板２が貼り合わされる。リードフレーム１の所定
位置に絶縁性の樹脂ダムバー５が設けられる。ダムバー
５は、その一部分が放熱板２の端面２ａと重なるように
配置されるか、その全体が放熱板端面２ａよりデバイス
ホール１４より内方に配置される。デバイスホールに面
する放熱板２に半導体素子８が搭載され、半導体素子８
とリードフレーム１とがボンディング線１３で接続され
る。モールド樹脂６は、半導体素子側を封止し、反対側
の放熱板２を封止しないように片側にのみ設けられ、モ
ールド樹脂端面６ａおよび放熱板端面２ａが樹脂ダムバ
ー５と重なるように設けられる。
ことによって、金属パッケージ型のＭＱＵＡＤ並みの高
放熱化を可能とし、しかも既存のモールドラインで製造
することを可能とする。 【解決手段】リードフレーム１に絶縁性接着剤３を介し
て放熱板２が貼り合わされる。リードフレーム１の所定
位置に絶縁性の樹脂ダムバー５が設けられる。ダムバー
５は、その一部分が放熱板２の端面２ａと重なるように
配置されるか、その全体が放熱板端面２ａよりデバイス
ホール１４より内方に配置される。デバイスホールに面
する放熱板２に半導体素子８が搭載され、半導体素子８
とリードフレーム１とがボンディング線１３で接続され
る。モールド樹脂６は、半導体素子側を封止し、反対側
の放熱板２を封止しないように片側にのみ設けられ、モ
ールド樹脂端面６ａおよび放熱板端面２ａが樹脂ダムバ
ー５と重なるように設けられる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リードフレームに
放熱板を貼り付けた多層リードフレームをもつ半導体装
置およびその製造方法に係り、特に放熱板が露出するタ
イプの半導体パッケージに関するものである。
放熱板を貼り付けた多層リードフレームをもつ半導体装
置およびその製造方法に係り、特に放熱板が露出するタ
イプの半導体パッケージに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ロジック系半導体素子の高集積化に伴
い、これを搭載するリードフレームには多ピン化および
高放熱化が強く求められている。高放熱化するために
は、素子を搭載する部分の熱伝導率を大幅にあげること
が望ましい。そこで、放熱板を有する半導体パッケー
ジ、すなわちＨＱＦＰ（Quad Flat Package with Heats
preader ）が開発された。ＨＱＦＰは、通常のＱＦＰに
対してリードフレームに絶縁層を介してヒートスプレッ
ダを貼り合わせた構造であるが、これにはヒートスプレ
ッダがモールド樹脂内に埋め込まれた内蔵型と、モール
ド樹脂から露出した露出型とがある。高放熱化は露出型
がやや優れているに止まる。
い、これを搭載するリードフレームには多ピン化および
高放熱化が強く求められている。高放熱化するために
は、素子を搭載する部分の熱伝導率を大幅にあげること
が望ましい。そこで、放熱板を有する半導体パッケー
ジ、すなわちＨＱＦＰ（Quad Flat Package with Heats
preader ）が開発された。ＨＱＦＰは、通常のＱＦＰに
対してリードフレームに絶縁層を介してヒートスプレッ
ダを貼り合わせた構造であるが、これにはヒートスプレ
ッダがモールド樹脂内に埋め込まれた内蔵型と、モール
ド樹脂から露出した露出型とがある。高放熱化は露出型
がやや優れているに止まる。
【０００３】これは、露出型といえども放熱板が完全に
露出しているわけではなく、表面の一部が露出している
に過ぎないからである。すなわち、モールド時樹脂漏れ
を防止するために、リードフレームにダムバーを形成す
るが、これは金属製でリードと一体に構成されているた
め、モールド後ダムバーを切断分離しなければならな
い。このために、リードフレーム上へのダムバーの形成
位置が、切断に支障を来さないように、ヒートスプレッ
ダの貼り付け位置よりも外側に来ている。それがため露
出型と言えども、ヒートスプレッダ側にも樹脂が回り込
むのが避けられず、全体を露出させることはできない。
露出しているわけではなく、表面の一部が露出している
に過ぎないからである。すなわち、モールド時樹脂漏れ
を防止するために、リードフレームにダムバーを形成す
るが、これは金属製でリードと一体に構成されているた
め、モールド後ダムバーを切断分離しなければならな
い。このために、リードフレーム上へのダムバーの形成
位置が、切断に支障を来さないように、ヒートスプレッ
ダの貼り付け位置よりも外側に来ている。それがため露
出型と言えども、ヒートスプレッダ側にも樹脂が回り込
むのが避けられず、全体を露出させることはできない。
【０００４】ところで、サイズが大きくかつ、厚みの大
きい放熱板上に素子を搭載するという究極的な発想に基
づき開発されたものとして、例えば、オーリン社で開発
されたＭＱＵＡＤ（Metal-Quad Package）がある。この
ＭＱＵＡＤは、アルミベースとアルミキャップとで素子
を封じ込めた構造をもち、全体が放熱板となっている。
きい放熱板上に素子を搭載するという究極的な発想に基
づき開発されたものとして、例えば、オーリン社で開発
されたＭＱＵＡＤ（Metal-Quad Package）がある。この
ＭＱＵＡＤは、アルミベースとアルミキャップとで素子
を封じ込めた構造をもち、全体が放熱板となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したＭＱ
ＵＡＤではアルミベースとアルミキャップで素子を封じ
込めた金属パッケージ構造を取っているため、高放熱化
の点においては非常に優れているが、従来のモールド型
パッケージ製造ラインでは製造することができず、いま
だ量産されるに致っていない。このような量産されない
パッケージ構造のものは、非常に特殊な限られた分野に
しか使うことができず、またコスト的にも非常に高いも
のとなる。コンピュータまたはシステムへの展開を考え
ると、パッケージはより安価なプラスチックパッケージ
で供給することが要請される。
ＵＡＤではアルミベースとアルミキャップで素子を封じ
込めた金属パッケージ構造を取っているため、高放熱化
の点においては非常に優れているが、従来のモールド型
パッケージ製造ラインでは製造することができず、いま
だ量産されるに致っていない。このような量産されない
パッケージ構造のものは、非常に特殊な限られた分野に
しか使うことができず、またコスト的にも非常に高いも
のとなる。コンピュータまたはシステムへの展開を考え
ると、パッケージはより安価なプラスチックパッケージ
で供給することが要請される。
【０００６】そこで、本発明の目的は、ＨＱＦＰを改良
することによって、上述した従来技術の欠点を解消し
て、ＭＱＵＡＤ並みの高放熱化が可能な半導体装置を提
供することにある。また、本発明の目的は、既存のモー
ルドラインで製造することが可能な高放熱型の半導体装
置の製造方法を提供することにある。
することによって、上述した従来技術の欠点を解消し
て、ＭＱＵＡＤ並みの高放熱化が可能な半導体装置を提
供することにある。また、本発明の目的は、既存のモー
ルドラインで製造することが可能な高放熱型の半導体装
置の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体素子は、
デバイスホールを有するリードフレームと、リードフレ
ームの片面にデバイスホールを塞ぐように絶縁性接着剤
を介して貼り合わされた放熱板と、リードフレームに設
けられ、一部分が放熱板の端面と重なるか、または全体
が放熱板端面より内方にある絶縁性の樹脂ダムバーと、
デバイスホールに面する放熱板に搭載されてリードフレ
ームと接続される半導体素子と、半導体素子側のみを封
止し、放熱板を封止しないように設けられ、端面が樹脂
ダムバーの一部分と重なるモールド樹脂とを備えたもの
である。
デバイスホールを有するリードフレームと、リードフレ
ームの片面にデバイスホールを塞ぐように絶縁性接着剤
を介して貼り合わされた放熱板と、リードフレームに設
けられ、一部分が放熱板の端面と重なるか、または全体
が放熱板端面より内方にある絶縁性の樹脂ダムバーと、
デバイスホールに面する放熱板に搭載されてリードフレ
ームと接続される半導体素子と、半導体素子側のみを封
止し、放熱板を封止しないように設けられ、端面が樹脂
ダムバーの一部分と重なるモールド樹脂とを備えたもの
である。
【０００８】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
デバイスホールを有するリードフレームの所定位置に絶
縁性の樹脂ダムバーを形成し、リードフレームの片面
に、端面が樹脂ダムバーの一部分と重なるように絶縁性
接着剤を介して放熱板を貼り合わせ、デバイスホールに
面する放熱板に半導体素子を搭載してリードフレームと
接続し、半導体素子側を覆うモールド上型と、放熱板と
の間に間隙を確保しつつ放熱板側を覆うモールド下型と
で上記リードフレームの樹脂ダムバー部を挟み、モール
ド上型内にモールド樹脂を圧入して半導体素子側のみを
モールド樹脂で封止したものである。
デバイスホールを有するリードフレームの所定位置に絶
縁性の樹脂ダムバーを形成し、リードフレームの片面
に、端面が樹脂ダムバーの一部分と重なるように絶縁性
接着剤を介して放熱板を貼り合わせ、デバイスホールに
面する放熱板に半導体素子を搭載してリードフレームと
接続し、半導体素子側を覆うモールド上型と、放熱板と
の間に間隙を確保しつつ放熱板側を覆うモールド下型と
で上記リードフレームの樹脂ダムバー部を挟み、モール
ド上型内にモールド樹脂を圧入して半導体素子側のみを
モールド樹脂で封止したものである。
【０００９】さらに、本発明の半導体装置は、デバイス
ホールを有するリードフレームの所定位置に絶縁性の樹
脂ダムバーを形成し、リードフレームの片面に、端面が
樹脂ダムバーより外方となるように絶縁性接着剤を介し
て放熱板を貼り合わせ、デバイスホールに面する放熱板
に半導体素子を搭載してリードフレームと接続し、半導
体素子側を覆うモールド上型と、モールド下型により下
面が支持される放熱板とでリードフレームの樹脂ダムバ
ー部を挟み、モールド上型内にモールド樹脂を圧入して
半導体素子側のみをモールド樹脂で封止したものであ
る。
ホールを有するリードフレームの所定位置に絶縁性の樹
脂ダムバーを形成し、リードフレームの片面に、端面が
樹脂ダムバーより外方となるように絶縁性接着剤を介し
て放熱板を貼り合わせ、デバイスホールに面する放熱板
に半導体素子を搭載してリードフレームと接続し、半導
体素子側を覆うモールド上型と、モールド下型により下
面が支持される放熱板とでリードフレームの樹脂ダムバ
ー部を挟み、モールド上型内にモールド樹脂を圧入して
半導体素子側のみをモールド樹脂で封止したものであ
る。
【００１０】絶縁性接着剤を介して貼り合わせるには、
接着剤のみでも、さらに絶縁層を介在してもよい。ま
た、好ましくは、放熱板にさらにフィンを取り付けても
よい。デバイスホールを有するリードフレームの所定位
置に絶縁性の樹脂ダムバーを形成する。ダムバーが樹脂
で形成されるため樹脂モールド後のダムバー切断が不要
となる。樹脂ダムバーの形成位置は、リードフレームの
片面に絶縁性接着剤を介して放熱板を貼り合わせると
き、放熱板の端面が樹脂ダムバーの一部分と重なるか、
または樹脂ダムバーより外方となるように配置する。こ
のように樹脂ダムバーを配置すると、モールド時、半導
体素子側から放熱板側へのモールド樹脂の回り込みが断
たれるので、半導体素子側のみに樹脂モールドすること
ができ、放熱板全部を露出させることができる。
接着剤のみでも、さらに絶縁層を介在してもよい。ま
た、好ましくは、放熱板にさらにフィンを取り付けても
よい。デバイスホールを有するリードフレームの所定位
置に絶縁性の樹脂ダムバーを形成する。ダムバーが樹脂
で形成されるため樹脂モールド後のダムバー切断が不要
となる。樹脂ダムバーの形成位置は、リードフレームの
片面に絶縁性接着剤を介して放熱板を貼り合わせると
き、放熱板の端面が樹脂ダムバーの一部分と重なるか、
または樹脂ダムバーより外方となるように配置する。こ
のように樹脂ダムバーを配置すると、モールド時、半導
体素子側から放熱板側へのモールド樹脂の回り込みが断
たれるので、半導体素子側のみに樹脂モールドすること
ができ、放熱板全部を露出させることができる。
【００１１】半導体素子側を覆うモールド上型と、放熱
板側を覆うモールド下型とを用意する。特に、モールド
下型は放熱板との間に間隙を確保できる大きさとしてあ
る。この間隙が確保されると、モールド上型とモールド
下型とでリードフレームの樹脂ダムバー部を挟むとき、
モールド下型と放熱板との接触が回避できるため、樹脂
ダムバー部を安定してクランプすることができる。
板側を覆うモールド下型とを用意する。特に、モールド
下型は放熱板との間に間隙を確保できる大きさとしてあ
る。この間隙が確保されると、モールド上型とモールド
下型とでリードフレームの樹脂ダムバー部を挟むとき、
モールド下型と放熱板との接触が回避できるため、樹脂
ダムバー部を安定してクランプすることができる。
【００１２】モールド上型にモールド樹脂を圧入する
と、樹脂ダムバーの樹脂漏れ防止機能により半導体素子
側のみが封止され、反対側の放熱板は封止されず、露出
したままとなる。
と、樹脂ダムバーの樹脂漏れ防止機能により半導体素子
側のみが封止され、反対側の放熱板は封止されず、露出
したままとなる。
【００１３】このように、放熱板の端面に対応するリー
ドフレーム部に樹脂漏れを防止する絶縁性の樹脂ダムバ
ーを設けると、リードフレームの片面に封止したモール
ド樹脂と同じ大きさまたはそれ以上の大きさの放熱板を
貼り合わせることができる。したがって、金属型のＭＱ
ＵＡＤと異なり、従来のモールド型パッケージ製造ライ
ンをそのまま使用して製造でき、しかも寸法が大きく厚
みの大きい放熱板上に半導体素子を搭載することができ
るため、良好な放熱特性をもつ半導体装置を量産化する
ことが可能となる。
ドフレーム部に樹脂漏れを防止する絶縁性の樹脂ダムバ
ーを設けると、リードフレームの片面に封止したモール
ド樹脂と同じ大きさまたはそれ以上の大きさの放熱板を
貼り合わせることができる。したがって、金属型のＭＱ
ＵＡＤと異なり、従来のモールド型パッケージ製造ライ
ンをそのまま使用して製造でき、しかも寸法が大きく厚
みの大きい放熱板上に半導体素子を搭載することができ
るため、良好な放熱特性をもつ半導体装置を量産化する
ことが可能となる。
【００１４】なお、リードフレームに放熱板を貼り合わ
せる絶縁性接着剤および樹脂ダムバーは、ガラス転移温
度が１８０℃以上のポリイミド系熱可塑性接着剤とする
ことが好ましい。ガラス転移温度を１８０℃以上とした
のは、この温度よりも低い温度だとモールド時に、ある
いは半田リフロー時に樹脂ダムバーが流動して機能しな
くなるためである。また、フレーム反りおよびリードシ
フトの発生あるいは銅系材では表面酸化等の問題がある
ので、ガラス転移温度の上限は４００℃よりも低い温度
であることが好ましい。また、接着剤にポリイミド系熱
可塑性接着剤を使うのは、これが高い清浄度をもち高温
強度が高いからである。また、放熱板を貼り合わせるに
は、接着剤を塗布したフィルムを使って貼り合わせる。
もっとも厚みと接着方法に問題がなければ、接着剤のみ
を使って直接貼り合わせるようにしてよい。
せる絶縁性接着剤および樹脂ダムバーは、ガラス転移温
度が１８０℃以上のポリイミド系熱可塑性接着剤とする
ことが好ましい。ガラス転移温度を１８０℃以上とした
のは、この温度よりも低い温度だとモールド時に、ある
いは半田リフロー時に樹脂ダムバーが流動して機能しな
くなるためである。また、フレーム反りおよびリードシ
フトの発生あるいは銅系材では表面酸化等の問題がある
ので、ガラス転移温度の上限は４００℃よりも低い温度
であることが好ましい。また、接着剤にポリイミド系熱
可塑性接着剤を使うのは、これが高い清浄度をもち高温
強度が高いからである。また、放熱板を貼り合わせるに
は、接着剤を塗布したフィルムを使って貼り合わせる。
もっとも厚みと接着方法に問題がなければ、接着剤のみ
を使って直接貼り合わせるようにしてよい。
【００１５】また、上記放熱板は銅ないしアルミ合金で
構成することもできるが、セラミックで構成することも
できる。セラミックで構成する場合、銅ないしアルミ合
金と同等な放熱特性をもたせるために、その熱伝導率は
５０Ｗ／ｓ・ｍ以上とすることが好ましい。
構成することもできるが、セラミックで構成することも
できる。セラミックで構成する場合、銅ないしアルミ合
金と同等な放熱特性をもたせるために、その熱伝導率は
５０Ｗ／ｓ・ｍ以上とすることが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の半導体装置の実施
例を説明する。図１は本実施例による改善されたＳＱＦ
Ｐの断面構造図である。ＳＱＦＰは、リードフレーム１
と、このリードフレーム１の片面に絶縁性接着剤３を介
して貼り合わされた放熱板２と、リードフレーム１の所
定位置に形成された絶縁性の樹脂ダムバー５と、半導体
素子８と、ボンディング線１２と、モールド樹脂６とか
ら構成される。
例を説明する。図１は本実施例による改善されたＳＱＦ
Ｐの断面構造図である。ＳＱＦＰは、リードフレーム１
と、このリードフレーム１の片面に絶縁性接着剤３を介
して貼り合わされた放熱板２と、リードフレーム１の所
定位置に形成された絶縁性の樹脂ダムバー５と、半導体
素子８と、ボンディング線１２と、モールド樹脂６とか
ら構成される。
【００１７】リードフレーム１は中央に半導体素子８を
配置するためのデバイスホール１４が形成され、そのデ
バイスホールを囲むようにインナリードとアウタリード
とからなる多数本のリードを有する。リードフレーム１
は銅系（２．０重量％Ｓｎ−０．２重量％Ｎｉ−Ｃｕ合
金、無酸素銅）、または４２Ｎｉ−Ｆｅ系が最も一般的
である。厚みは多ピン化の目的では０．２５mm程度以下
のものであればよく、本実施例では０．１５mmとした。
配置するためのデバイスホール１４が形成され、そのデ
バイスホールを囲むようにインナリードとアウタリード
とからなる多数本のリードを有する。リードフレーム１
は銅系（２．０重量％Ｓｎ−０．２重量％Ｎｉ−Ｃｕ合
金、無酸素銅）、または４２Ｎｉ−Ｆｅ系が最も一般的
である。厚みは多ピン化の目的では０．２５mm程度以下
のものであればよく、本実施例では０．１５mmとした。
【００１８】リードフレーム１のデバイスホール１４を
塞ぐように貼り付けられる放熱板２は、放熱板の上に半
導体素子８を搭載することにより素子８の熱を放散する
機能を有する。金属板２は、リードフレーム１との間の
熱膨張差によるリードフレーム１の反りをなくす点か
ら、リードフレーム１と同じ銅系（２．０重量％Ｓｎ−
０．２重量％Ｎｉ−Ｃｕ合金、無酸素銅）、４２Ｎｉ−
Ｆｅ系材料、またはアルミ合金とすることが好ましい。
金属板は１層の積層でも２層以上の積層でもよい。例え
ば２８mm×２８mmパッケージの場合を考えると、放熱板
サイズはパッケージと同形の２８mm×２８mm、厚さはパ
ッケージのほぼ半分の厚さ１．５mm程度、すなわちモー
ルド樹脂６の厚さと同程度が望ましい。より薄いパッケ
ージが望まれる場合には、強度上から、この厚みを例え
ば０．１５mm程度にまで減少することができる。この場
合、モールド側の高さを最小０．２mm程度とすることが
可能であるから、パッケージ厚みは０．２＋０．１５
（フレーム厚）＋０．１５（放熱板厚）＝０．５mm程度
の非常に薄いパッケージが得られる。この点でも本構造
は非常に有利である。
塞ぐように貼り付けられる放熱板２は、放熱板の上に半
導体素子８を搭載することにより素子８の熱を放散する
機能を有する。金属板２は、リードフレーム１との間の
熱膨張差によるリードフレーム１の反りをなくす点か
ら、リードフレーム１と同じ銅系（２．０重量％Ｓｎ−
０．２重量％Ｎｉ−Ｃｕ合金、無酸素銅）、４２Ｎｉ−
Ｆｅ系材料、またはアルミ合金とすることが好ましい。
金属板は１層の積層でも２層以上の積層でもよい。例え
ば２８mm×２８mmパッケージの場合を考えると、放熱板
サイズはパッケージと同形の２８mm×２８mm、厚さはパ
ッケージのほぼ半分の厚さ１．５mm程度、すなわちモー
ルド樹脂６の厚さと同程度が望ましい。より薄いパッケ
ージが望まれる場合には、強度上から、この厚みを例え
ば０．１５mm程度にまで減少することができる。この場
合、モールド側の高さを最小０．２mm程度とすることが
可能であるから、パッケージ厚みは０．２＋０．１５
（フレーム厚）＋０．１５（放熱板厚）＝０．５mm程度
の非常に薄いパッケージが得られる。この点でも本構造
は非常に有利である。
【００１９】この放熱板２とリードフレーム１とを貼り
合わせる絶縁性接着剤３には種々のものが考えられる
が、高い清浄度をもち、高温強度が高く、ガラス転移温
度ｔｇ＝２５０℃のポリイミド系熱可塑性接着剤が有効
である。これにより、ワイヤボンディング性、耐半田リ
フロー性は大幅に向上する。接着剤３の厚みは、０．０
０５から０．０２０mm程度が良好である。接着剤として
は日立化成（株）製のポリアミドイミドからなる接着剤
ＨＭ−１（商品名）を用いた。接着剤３と放熱板５との
間には、リードフレーム１の放熱板２との電気絶縁を確
保するため０．００５から０．０２０mm程度の絶縁層４
を設けてある。絶縁層４としては硬化済のポリイミドが
好ましい。ここでは、接着剤厚を０．０２mm、絶縁層厚
を０．００５mmとした。なお、この絶縁層４は接着剤３
の厚みと接着方法の向上によっては省略することができ
る。
合わせる絶縁性接着剤３には種々のものが考えられる
が、高い清浄度をもち、高温強度が高く、ガラス転移温
度ｔｇ＝２５０℃のポリイミド系熱可塑性接着剤が有効
である。これにより、ワイヤボンディング性、耐半田リ
フロー性は大幅に向上する。接着剤３の厚みは、０．０
０５から０．０２０mm程度が良好である。接着剤として
は日立化成（株）製のポリアミドイミドからなる接着剤
ＨＭ−１（商品名）を用いた。接着剤３と放熱板５との
間には、リードフレーム１の放熱板２との電気絶縁を確
保するため０．００５から０．０２０mm程度の絶縁層４
を設けてある。絶縁層４としては硬化済のポリイミドが
好ましい。ここでは、接着剤厚を０．０２mm、絶縁層厚
を０．００５mmとした。なお、この絶縁層４は接着剤３
の厚みと接着方法の向上によっては省略することができ
る。
【００２０】半導体素子８は、デバイスホール１４に面
する放熱板２に絶縁層４、接着剤３およびペースト材７
を介してダイボンディングされる。また、半導体素子８
とリードフレーム１のインナーリード間とはボンディン
グ線１３で接続される。
する放熱板２に絶縁層４、接着剤３およびペースト材７
を介してダイボンディングされる。また、半導体素子８
とリードフレーム１のインナーリード間とはボンディン
グ線１３で接続される。
【００２１】リードフレーム１のアウタリード間に絶縁
性の樹脂ダムバー５が充填されている。充填位置は、そ
の樹脂ダムバー５の一部分が放熱板２の端面２ａ、すな
わち外周部と重なるように配置されている。リード間に
充填されて樹脂ダムバー５となる有機材料には種々考え
られるが、これもパッケージの信頼性をより高く保証で
きる熱可塑性接着剤が望ましい。ここでは、先のリード
フレーム１と放熱板２とを貼り合わせた接着剤３と、同
一の接着剤を選定した。充填方法はディスペンサ方式で
塗布した後、乾燥整形する方法によった。この方法は工
業的に行える。半導体素子８は、デバイスホール１４に
面する放熱板２上にペースト材７により接着され、半導
体素子８はボンディング線１３によってリードフレーム
１と接続される。
性の樹脂ダムバー５が充填されている。充填位置は、そ
の樹脂ダムバー５の一部分が放熱板２の端面２ａ、すな
わち外周部と重なるように配置されている。リード間に
充填されて樹脂ダムバー５となる有機材料には種々考え
られるが、これもパッケージの信頼性をより高く保証で
きる熱可塑性接着剤が望ましい。ここでは、先のリード
フレーム１と放熱板２とを貼り合わせた接着剤３と、同
一の接着剤を選定した。充填方法はディスペンサ方式で
塗布した後、乾燥整形する方法によった。この方法は工
業的に行える。半導体素子８は、デバイスホール１４に
面する放熱板２上にペースト材７により接着され、半導
体素子８はボンディング線１３によってリードフレーム
１と接続される。
【００２２】そして、信頼性を向上させるために素子８
およびワイヤボンディング部分を含めた領域がモールド
樹脂６で覆われる。モールド樹脂６は、半導体素子８側
のみを封止し、これらの反対側にある放熱板２は封止し
ていない。封止構造は、モールド樹脂と密着性のよい接
着剤３面を樹脂密着面に配している構造を取る。また、
モールド樹脂６の端面、すなわち外周面をちょうど樹脂
ダムバー５の一部分と重ねた結果、本実施例では放熱板
２の端面２ａと樹脂部端面６ａとが一致している。な
お、モールド樹脂６はエポキシ樹脂が最も一般的であ
る。
およびワイヤボンディング部分を含めた領域がモールド
樹脂６で覆われる。モールド樹脂６は、半導体素子８側
のみを封止し、これらの反対側にある放熱板２は封止し
ていない。封止構造は、モールド樹脂と密着性のよい接
着剤３面を樹脂密着面に配している構造を取る。また、
モールド樹脂６の端面、すなわち外周面をちょうど樹脂
ダムバー５の一部分と重ねた結果、本実施例では放熱板
２の端面２ａと樹脂部端面６ａとが一致している。な
お、モールド樹脂６はエポキシ樹脂が最も一般的であ
る。
【００２３】このようにしてリードフレーム１に放熱板
２を貼り付けた多層リードフレームに搭載した半導体素
子側のみをモールド樹脂で覆い、反対側の放熱板全部を
完全に露出させた半導体装置を構成する。この構成によ
れば、モールド樹脂の量を従来の半分以下にでき、また
モールド樹脂と密着性のよい接着剤面を樹脂密着面に配
している構造を取っていることから、信頼性の高いパッ
ケージ構造が得られる。 次に、上述した半導体装置の
製造方法の実施例を図２を用いて説明する。放熱板２を
貼り付けたリードフレーム１の所定位置に樹脂ダムバー
５を設けることによって、図２に示すように片面樹脂モ
ールドが行える。この例は、既述したように放熱板２の
端面２ａとモールド樹脂端面６ａとを一致させた場合で
ある。
２を貼り付けた多層リードフレームに搭載した半導体素
子側のみをモールド樹脂で覆い、反対側の放熱板全部を
完全に露出させた半導体装置を構成する。この構成によ
れば、モールド樹脂の量を従来の半分以下にでき、また
モールド樹脂と密着性のよい接着剤面を樹脂密着面に配
している構造を取っていることから、信頼性の高いパッ
ケージ構造が得られる。 次に、上述した半導体装置の
製造方法の実施例を図２を用いて説明する。放熱板２を
貼り付けたリードフレーム１の所定位置に樹脂ダムバー
５を設けることによって、図２に示すように片面樹脂モ
ールドが行える。この例は、既述したように放熱板２の
端面２ａとモールド樹脂端面６ａとを一致させた場合で
ある。
【００２４】まず、デバイスホール１４を有するリード
フレーム１の所定位置に絶縁性の樹脂ダムバー５を形成
する。所定位置とは、リードフレーム１に貼り付ける放
熱板２の外周部端面に対応するアウトライン位置であ
る。放熱板２の一方の面には予め内側に絶縁層４を、外
側に接着剤３を塗布しておく。この放熱板２を、その端
面２ａが樹脂ダムバー５の一部分と重なるように接着剤
３を介してリードフレーム１に貼り合わせる。デバイス
ホール１４に面する放熱板２に半導体素子８を搭載し、
半導体素子８とリードフレーム１とを金線などのボンデ
ィング線１２で接続する。
フレーム１の所定位置に絶縁性の樹脂ダムバー５を形成
する。所定位置とは、リードフレーム１に貼り付ける放
熱板２の外周部端面に対応するアウトライン位置であ
る。放熱板２の一方の面には予め内側に絶縁層４を、外
側に接着剤３を塗布しておく。この放熱板２を、その端
面２ａが樹脂ダムバー５の一部分と重なるように接着剤
３を介してリードフレーム１に貼り合わせる。デバイス
ホール１４に面する放熱板２に半導体素子８を搭載し、
半導体素子８とリードフレーム１とを金線などのボンデ
ィング線１２で接続する。
【００２５】半導体素子８側を覆うモールド上型９と、
放熱板２側を覆うモールド下型１１とを用意する。モー
ルド上型９とモールド下型１１とは、それらの周端口部
９ａ、１１ａが樹脂ダムバー５の一部分でリードフレー
ム１を上下からクランプできる大きさに形成される。ま
た、モールド上型９は片面に設けるモールド樹脂６の厚
みとモールド樹脂端面６ａの位置を規定するキャビティ
をもつ。モールド下型１１は放熱板２に対して余裕をも
った容積をもち、放熱板下面２ｂとの間、および放熱板
端面２ａとの間に一定の間隙１０を確保してある。
放熱板２側を覆うモールド下型１１とを用意する。モー
ルド上型９とモールド下型１１とは、それらの周端口部
９ａ、１１ａが樹脂ダムバー５の一部分でリードフレー
ム１を上下からクランプできる大きさに形成される。ま
た、モールド上型９は片面に設けるモールド樹脂６の厚
みとモールド樹脂端面６ａの位置を規定するキャビティ
をもつ。モールド下型１１は放熱板２に対して余裕をも
った容積をもち、放熱板下面２ｂとの間、および放熱板
端面２ａとの間に一定の間隙１０を確保してある。
【００２６】ここで、特にモールドを行う際重要なの
は、モールド下型１１と放熱板２との間に一定の間隙１
０を確保することである。これがないと、モールド下型
１１と放熱板２とが接触し、モールド下型１１は樹脂ダ
ムバー５部を安定してクランプすることが不可能となる
からである。
は、モールド下型１１と放熱板２との間に一定の間隙１
０を確保することである。これがないと、モールド下型
１１と放熱板２とが接触し、モールド下型１１は樹脂ダ
ムバー５部を安定してクランプすることが不可能となる
からである。
【００２７】モールド上型９とモールド下型１１とでリ
ードフレーム１の樹脂ダムバー５部を挟み、モールド上
型９内にモールド樹脂６を圧入して半導体素子８側のみ
を封止する。このとき、上下のクランプ部のリード間に
樹脂ダムバー５が形成されているので、モールド下型１
１と放熱板２との間に間隙１０を設定しても樹脂ダムバ
ー５部でモールド樹脂６の下型への流出を有効に防止す
ることができる。
ードフレーム１の樹脂ダムバー５部を挟み、モールド上
型９内にモールド樹脂６を圧入して半導体素子８側のみ
を封止する。このとき、上下のクランプ部のリード間に
樹脂ダムバー５が形成されているので、モールド下型１
１と放熱板２との間に間隙１０を設定しても樹脂ダムバ
ー５部でモールド樹脂６の下型への流出を有効に防止す
ることができる。
【００２８】なお、この樹脂ダムバーを用いた上記実施
例を、通常の金属ダムバーを用いたときにも適用できる
か、その可否をここで検討してみよう。図３に示すよう
に、金属ダムバー１５は後に専用金型で切断することが
前提となるので、放熱板２上にあってはならない。ま
た、既述したように放熱板２を付けたものに対してはモ
ールド下型１１は間隙１０を有していなければならな
い。このため、モールド時には図３のように金属ダムバ
ー１５のリードフレーム１上への形成位置が、切断に支
障を来さないように、放熱板２の貼り付け位置よりも外
側に来ている構成となる。しかし、この構成では放熱板
２とモールド下型１１との間隙１０から矢印１２で示す
ようにモールド樹脂６がモールド下型１１内へ流出する
ことになり、実質的に完全露出型パッケージの製造が行
えないことになる。
例を、通常の金属ダムバーを用いたときにも適用できる
か、その可否をここで検討してみよう。図３に示すよう
に、金属ダムバー１５は後に専用金型で切断することが
前提となるので、放熱板２上にあってはならない。ま
た、既述したように放熱板２を付けたものに対してはモ
ールド下型１１は間隙１０を有していなければならな
い。このため、モールド時には図３のように金属ダムバ
ー１５のリードフレーム１上への形成位置が、切断に支
障を来さないように、放熱板２の貼り付け位置よりも外
側に来ている構成となる。しかし、この構成では放熱板
２とモールド下型１１との間隙１０から矢印１２で示す
ようにモールド樹脂６がモールド下型１１内へ流出する
ことになり、実質的に完全露出型パッケージの製造が行
えないことになる。
【００２９】図４は、本発明の半導体装置の製造方法の
変形例を説明した図である。放熱板２の端面２ａとモー
ルド樹脂端面６ａとが必ずしも一致しなくてもよい場合
も多い。そのような場合には図４に示すようなモールド
方法が適用される。
変形例を説明した図である。放熱板２の端面２ａとモー
ルド樹脂端面６ａとが必ずしも一致しなくてもよい場合
も多い。そのような場合には図４に示すようなモールド
方法が適用される。
【００３０】すなわち、モールド上型９の形状は変らな
いが、モールド下型２１は放熱板２の下面を単純に支持
するために平板形状で構成される。この場合、樹脂ダム
バー５は、放熱板端面２ａに重ならず、相対的ではある
が、全体が放熱板端面２ａよりデバイスホール１４より
内方に配置される。リードフレーム１の樹脂ダムバー５
部は、モールド上型９と放熱板２とでクランプされる。
したがって、放熱板２の端面２ａはモールド下型２１に
よって規制されずフリーである。このため、モールド下
型２１の金型を変えなくても、放熱板２のサイズはモー
ルド樹脂６のサイズよりも大きくすることができ、また
厚さも自在にできる。しかも、モールド上型９と放熱板
２とによって樹脂ダムバー５部が確実にクランプされる
ため、樹脂漏れのない良好な製品を製作できる。
いが、モールド下型２１は放熱板２の下面を単純に支持
するために平板形状で構成される。この場合、樹脂ダム
バー５は、放熱板端面２ａに重ならず、相対的ではある
が、全体が放熱板端面２ａよりデバイスホール１４より
内方に配置される。リードフレーム１の樹脂ダムバー５
部は、モールド上型９と放熱板２とでクランプされる。
したがって、放熱板２の端面２ａはモールド下型２１に
よって規制されずフリーである。このため、モールド下
型２１の金型を変えなくても、放熱板２のサイズはモー
ルド樹脂６のサイズよりも大きくすることができ、また
厚さも自在にできる。しかも、モールド上型９と放熱板
２とによって樹脂ダムバー５部が確実にクランプされる
ため、樹脂漏れのない良好な製品を製作できる。
【００３１】なお、この樹脂ダムバーを用いた変形例
は、通常の金属ダムバーを用いたときには、ダムバーの
切断が行えないため、適用できない。
は、通常の金属ダムバーを用いたときには、ダムバーの
切断が行えないため、適用できない。
【００３２】上記製造方法の実施例および変形例によれ
ば、ＭＱＵＡＤに匹敵する良好な放熱特性を得るパッケ
ージをモールド法にて製造が可能となる。また、ダムバ
ー切断工程が省略でき、そのための切断加工費および金
型代が不要となり大幅なコスト低減が得られる。その結
果、高い放熱特性の得られるパッケージを従来の同等製
品に比べ大幅に低価格で提供することができる。また、
放熱板の厚みを適当に選定することにより、適度なパッ
ケージ強度を有する薄形もしまは超薄形パッケージを実
現できる。
ば、ＭＱＵＡＤに匹敵する良好な放熱特性を得るパッケ
ージをモールド法にて製造が可能となる。また、ダムバ
ー切断工程が省略でき、そのための切断加工費および金
型代が不要となり大幅なコスト低減が得られる。その結
果、高い放熱特性の得られるパッケージを従来の同等製
品に比べ大幅に低価格で提供することができる。また、
放熱板の厚みを適当に選定することにより、適度なパッ
ケージ強度を有する薄形もしまは超薄形パッケージを実
現できる。
【００３３】
（１）本発明の半導体装置によれば、半導体素子側のみ
を樹脂封止し放熱板を露出するようにしたので、ＭＱＵ
ＡＤ並の良好な放熱特性を得ることができる。
を樹脂封止し放熱板を露出するようにしたので、ＭＱＵ
ＡＤ並の良好な放熱特性を得ることができる。
【００３４】（２）本発明の半導体装置の製造方法によ
れば、モールド上型とモールド下型とでリードフレーム
の樹脂ダムバー部を挟むようにしたので、既存のモール
ド法での製造が可能となる。また、モールド下型と放熱
板端面との間に間隙を確保したので、下型は樹脂ダムバ
ー部を安定して挟むことができ、信頼性の高い樹脂モー
ルドが行える。
れば、モールド上型とモールド下型とでリードフレーム
の樹脂ダムバー部を挟むようにしたので、既存のモール
ド法での製造が可能となる。また、モールド下型と放熱
板端面との間に間隙を確保したので、下型は樹脂ダムバ
ー部を安定して挟むことができ、信頼性の高い樹脂モー
ルドが行える。
【００３５】（３）本発明の半導体装置の製造方法によ
れば、モールド下型とではなく放熱板との間で樹脂ダム
バー部を挟むようにして、放熱板の端面をモールド下型
の規制を受けないようにしたので、モールド樹脂サイズ
よりも大きく、かつより厚みの大きな放熱板を取り付け
ることができ、放熱特性の良好な製品を製造できる。
れば、モールド下型とではなく放熱板との間で樹脂ダム
バー部を挟むようにして、放熱板の端面をモールド下型
の規制を受けないようにしたので、モールド樹脂サイズ
よりも大きく、かつより厚みの大きな放熱板を取り付け
ることができ、放熱特性の良好な製品を製造できる。
【図１】本発明の樹脂ダムバー付半導体装置の実施例を
説明するための露出型ヒートスプレッダ付ＱＦＰの断面
図である。
説明するための露出型ヒートスプレッダ付ＱＦＰの断面
図である。
【図２】本発明の樹脂ダムバー付半導体装置の製造方法
の実施例を説明するための樹脂モールド時の断面図であ
る。
の実施例を説明するための樹脂モールド時の断面図であ
る。
【図３】リードフレームに従来の金属ダムバーを設けた
場合の問題点を説明するための樹脂モールド時の断面図
である。
場合の問題点を説明するための樹脂モールド時の断面図
である。
【図４】本発明方法の変形例を示した樹脂モールド時の
断面図である。
断面図である。
１ リードフレーム ２ 放熱板 ２ａ 放熱板端面 ２ｂ 放熱板下面 ３ 絶縁性接着剤 ４ 絶縁層 ５ 樹脂ダムバー ６ モールド樹脂 ６ａ モールド樹脂端面 ７ ペースト材 ８ 半導体素子 ９ モールド上型 １０ モールド下型と放熱板の間隙 １１ モールド下型 １２ 樹脂漏れ方向の矢印 １３ ボンディング線 １４ デバイスホール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米本 隆治 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 (72)発明者 秋野 久則 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 (72)発明者 高萩 茂治 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 (6)
- 【請求項１】デバイスホールを有するリードフレーム
と、該リードフレームの片面に上記デバイスホールを塞
ぐように絶縁性接着剤を介して貼り合わされた放熱板
と、上記リードフレームに設けられ、一部分が上記放熱
板の端面と重なるか、または全体が放熱板端面より内方
にある絶縁性の樹脂ダムバーと、上記デバイスホールに
面する放熱板に搭載されてリードフレームと接続される
半導体素子と、該半導体素子側のみを封止し、上記放熱
板を封止しないように設けられ、端面が上記樹脂ダムバ
ーの一部分と重なるモールド樹脂とを備えたことを特徴
とする半導体素子。 - 【請求項２】上記絶縁性接着剤を、ガラス転移温度が１
８０℃以上のポリイミド系熱可塑性接着剤としたことを
特徴とする請求項１に記載の半導体素子。 - 【請求項３】上記絶縁性樹脂ダムバーを、ガラス転移温
度が１８０℃以上のポリイミド系熱可塑性接着剤とした
ことを特徴とする請求項１または２に記載の半導体素
子。 - 【請求項４】上記放熱板を熱伝導率５０Ｗ／ｓ・ｍ以上
のセラミック板としたことを特徴とする請求項１または
２に記載の半導体素子。 - 【請求項５】デバイスホールを有するリードフレームの
所定位置に絶縁性の樹脂ダムバーを形成し、上記リード
フレームの片面に、端面が上記樹脂ダムバーの一部分と
重なるように絶縁性接着剤を介して放熱板を貼り合わ
せ、上記デバイスホールに面する放熱板に半導体素子を
搭載してリードフレームと接続し、上記半導体素子側を
覆うモールド上型と、上記放熱板との間に間隙を確保し
つつ上記放熱板側を覆うモールド下型とで上記リードフ
レームの樹脂ダムバー部を挟み、上記モールド上型内に
モールド樹脂を圧入して半導体素子側のみをモールド樹
脂で封止したことを特徴とする半導体素子の製造方法。 - 【請求項６】デバイスホールを有するリードフレームの
所定位置に絶縁性の樹脂ダムバーを形成し、上記リード
フレームの片面に、端面が樹脂ダムバーより外方となる
ように絶縁性接着剤を介して放熱板を貼り合わせ、上記
デバイスホールに面する放熱板に半導体素子を搭載して
リードフレームと接続し、上記半導体素子側を覆うモー
ルド上型と、モールド下型により下面が支持される上記
放熱板とでリードフレームの樹脂ダムバー部を挟み、上
記モールド上型内にモールド樹脂を圧入して半導体素子
側のみをモールド樹脂で封止したことを特徴とする半導
体素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7229112A JPH0974160A (ja) | 1995-09-06 | 1995-09-06 | 半導体装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7229112A JPH0974160A (ja) | 1995-09-06 | 1995-09-06 | 半導体装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0974160A true JPH0974160A (ja) | 1997-03-18 |
Family
ID=16886939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7229112A Pending JPH0974160A (ja) | 1995-09-06 | 1995-09-06 | 半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0974160A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001292576A (ja) * | 2000-04-04 | 2001-10-19 | Furukawa Electric Co Ltd:The | インバータ回路 |
| JP2008210920A (ja) * | 2007-02-26 | 2008-09-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 熱伝導基板とその製造方法及び回路モジュール |
| JP2010140930A (ja) * | 2008-12-09 | 2010-06-24 | Denso Corp | モールドパッケージの製造方法 |
| JP2011253891A (ja) * | 2010-06-01 | 2011-12-15 | Jtekt Corp | 多層回路基板の製造方法 |
-
1995
- 1995-09-06 JP JP7229112A patent/JPH0974160A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001292576A (ja) * | 2000-04-04 | 2001-10-19 | Furukawa Electric Co Ltd:The | インバータ回路 |
| JP2008210920A (ja) * | 2007-02-26 | 2008-09-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 熱伝導基板とその製造方法及び回路モジュール |
| JP2010140930A (ja) * | 2008-12-09 | 2010-06-24 | Denso Corp | モールドパッケージの製造方法 |
| JP2011253891A (ja) * | 2010-06-01 | 2011-12-15 | Jtekt Corp | 多層回路基板の製造方法 |
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| Date | Code | Title | Description |
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| A02 | Decision of refusal |
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