JPH1056110A - Plastic package for semiconductor and semiconductor device - Google Patents

Plastic package for semiconductor and semiconductor device

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JPH1056110A
JPH1056110A JP21098596A JP21098596A JPH1056110A JP H1056110 A JPH1056110 A JP H1056110A JP 21098596 A JP21098596 A JP 21098596A JP 21098596 A JP21098596 A JP 21098596A JP H1056110 A JPH1056110 A JP H1056110A
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JP
Japan
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heat spreader
semiconductor
plastic package
die attach
reinforcing frame
Prior art date
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Application number
JP21098596A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigeji Muramatsu
茂次 村松
Michio Horiuchi
道夫 堀内
Takuya Kazama
拓也 風間
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Shinko Electric Industries Co Ltd
Original Assignee
Shinko Electric Industries Co Ltd
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Publication date
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    • 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
    • H01L2224/73Means 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

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  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plastic package for a semiconductor which is light and thin and does not warp by a temperature change. SOLUTION: A plastic package 10 for semiconductor comprises a square heat spreader 54 on one surface of which a die attaching part 52 is formed and a circuit substrate 58 of synthetic resin which is adhered to the same surface of the heat spreader 54 and on which a hole 56 for exposing the die attaching part 52 is formed. A reinforcing frame 12 of synthetic resin is adhered to the other surface of the heat spreader 54 for preventing the plastic package 10 for semiconductor from warping.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体用プラスチッ
クパッケージおよび半導体装置に関する。
The present invention relates to a plastic package for a semiconductor and a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体用プラスチックパッケージ、特に
PGA型やBGA型プラスチックパッケージでは、合成
樹脂材料自体の熱伝導性が低いため、従来から当該パッ
ケージに搭載される半導体素子から発生する熱の放散性
を良くするように、半導体用プラスチックパッケージ5
0を図13に示すごとく、一方の面(図13中の下面)
の中央にダイアタッチ部52が形成された方形のヒート
スプレッダ54と、中央部分にダイアタッチ部52を露
出させる透孔56が形成された合成樹脂製の回路基板5
8とで構成し、ヒートスプレッダ54に回路基板58を
接着し、半導体素子60をダイアタッチ部52に搭載す
るようにして半導体素子60から発生する熱の放散性を
良好にする構造が採用されている。また、回路基板58
には外部端子66が装着されるが、PGA型プラスチッ
クパッケージでは金属製のピンが外部端子66として装
着され、BGA型プラスチックパッケージでははんだボ
ールが外部端子66として装着される。図13では一例
としてBGA型プラスチックパッケージに形成されてい
る。そしてこの半導体用プラスチックパッケージ50を
用い、半導体素子60をダイアタッチ部52に搭載し、
搭載した半導体素子60を金線等のワイヤ62で回路基
板58の配線と接続した後に、回路基板58の透孔56
内に熱硬化性の封止樹脂64を充填して封止することで
半導体装置68が製造される。
2. Description of the Related Art In a plastic package for semiconductors, especially a PGA type or BGA type plastic package, the thermal conductivity of a synthetic resin material itself is low, so that the heat generated from a semiconductor element mounted on the package has conventionally been dissipated. Plastic package for semiconductor 5
0 as shown in FIG. 13, one surface (lower surface in FIG. 13)
And a synthetic resin circuit board 5 having a square heat spreader 54 having a die attach portion 52 formed at the center and a through hole 56 exposing the die attach portion 52 at the center portion.
8, a circuit board 58 is adhered to the heat spreader 54, and the semiconductor element 60 is mounted on the die attach portion 52 to improve the heat dissipation from the semiconductor element 60. . The circuit board 58
In the PGA type plastic package, metal pins are mounted as external terminals 66, and in the BGA type plastic package, solder balls are mounted as external terminals 66. In FIG. 13, it is formed as a BGA type plastic package as an example. Then, using the plastic package for semiconductor 50, the semiconductor element 60 is mounted on the die attach part 52,
After connecting the mounted semiconductor element 60 to the wiring of the circuit board 58 with a wire 62 such as a gold wire, the through hole 56 of the circuit board 58 is formed.
The semiconductor device 68 is manufactured by filling and sealing the inside with a thermosetting sealing resin 64.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の半導体用プラスチックパッケージには次の様な課
題が有る。ヒートスプレッダ54の材料には、材料費の
安さ、良好な熱伝導性を併せ持った銅(熱膨張率:約17
×10-6/℃)やアルミニウム(熱膨張率:約24×10-6
℃)が使用されている。一方、ヒートスプレッダ54の
ダイアタッチ部52に接着される半導体素子60にはシ
リコン(熱膨張率:約 3.5×10-6/℃)が使用され、ま
た半導体素子60を取り囲むようにヒートスプレッダ5
4に接着される回路基板58は通常、BTレジンやFR
4等のガラス繊維で強化された合成樹脂材料(熱膨張
率:約 13〜 15 ×10-6/℃)で形成されている。
However, the above-mentioned conventional plastic packages for semiconductors have the following problems. The material of the heat spreader 54 is copper (coefficient of thermal expansion: about 17) having both low material cost and good thermal conductivity.
× 10 -6 / ° C) or aluminum (coefficient of thermal expansion: about 24 × 10 -6 /
° C) has been used. On the other hand, silicon (thermal expansion coefficient: about 3.5 × 10 −6 / ° C.) is used for the semiconductor element 60 bonded to the die attach part 52 of the heat spreader 54, and the heat spreader 5 is surrounded by the semiconductor element 60.
4 is usually made of BT resin or FR.
It is formed of a synthetic resin material reinforced with glass fibers such as 4 (thermal expansion coefficient: about 13 to 15 × 10 −6 / ° C.).

【0004】このように、ヒートスプレッダ54の熱膨
張率は半導体素子60や回路基板58の熱膨張率よりも
大きいため、半導体素子60をダイアタッチ部52に搭
載した後に樹脂封止する際や、半導体素子60が通電さ
れて発熱し半導体装置68の温度が上昇した場合などに
はヒートスプレッダ54の延び量の方が大きいために半
導体用プラスチックパッケージ50が図14に示すよう
に回路基板58側に反り易いという課題があった。そこ
で従来は、ヒートスプレッダ54自体を厚くして剛性を
持たせ、温度が上昇して延びた場合でも延び量の少ない
回路基板58や半導体素子60により引っ張られて回路
基板58側に反ることを防止していた。
As described above, since the coefficient of thermal expansion of the heat spreader 54 is larger than the coefficient of thermal expansion of the semiconductor element 60 and the circuit board 58, when the semiconductor element 60 is mounted on the die attach portion 52 and then sealed with a resin, For example, when the element 60 is energized and generates heat to increase the temperature of the semiconductor device 68, the plastic spread package 50 for the semiconductor tends to warp toward the circuit board 58 as shown in FIG. There was a problem that. Therefore, conventionally, the heat spreader 54 itself is thickened to have rigidity, and even when the temperature increases, the heat spreader 54 is prevented from being warped toward the circuit board 58 by being pulled by the circuit board 58 or the semiconductor element 60 with a small extension. Was.

【0005】しかしながら、近年では半導体装置が内蔵
されるコンピュータ等の電子機器の軽薄短小化が進み、
それに伴って半導体装置および半導体用プラスチックパ
ッケージ自体の軽量化、薄型化が要求されるようになっ
てきいる。このため、ヒートスプレッダ54を厚くして
剛性を高めて反りを防止するという従来の構造は半導体
装置および半導体用プラスチックパッケージ自体の軽量
化、薄型化に反し、採用できないという課題が生じてい
る。
However, in recent years, electronic devices such as computers in which semiconductor devices are built have become lighter and thinner and smaller.
Accordingly, the weight and thickness of the semiconductor device and the plastic package for the semiconductor itself have been required to be reduced. For this reason, the conventional structure in which the heat spreader 54 is thickened to increase rigidity and prevent warpage is not applicable to the weight reduction and thickness reduction of the semiconductor device and the semiconductor plastic package itself, and thus has a problem that it cannot be adopted.

【0006】従って、本発明は上記課題を解決すべくな
され、その目的とするところは、軽量化、薄型化を達成
しつつ、温度変化による反りが少ない半導体用プラスチ
ックパッケージと半導体装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a plastic package for a semiconductor and a semiconductor device which achieves a reduction in weight and thickness and which is less warped due to a change in temperature while solving the above problems. It is in.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、請求項1記載の半導体用プラスチックパッ
ケージは、一方の面にダイアタッチ部が形成された方形
のヒートスプレッダと、前記一方の面に接着され、前記
ダイアタッチ部を露出させる透孔が形成された合成樹脂
製の回路基板とを有する半導体用プラスチックパッケー
ジにおいて、前記ヒートスプレッダの他方の面には、合
成樹脂製の補強枠体が接着されていることを特徴とす
る。これにより、補強枠体がヒートスプレッダの反りを
抑制するため、ヒートスプレッダを薄くすることができ
る。また、補強枠体はヒートスプレッダの全面を覆う形
状ではないため、補強枠体を取り付けることによるヒー
トスプレッダの熱放散性の低下も少なくできる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a plastic package for a semiconductor according to the first aspect of the present invention, comprising: a rectangular heat spreader having a die attach portion on one surface; A plastic package for a semiconductor having a circuit board made of a synthetic resin having a through hole that is bonded to a surface and exposing the die-attached portion, wherein a reinforcing frame made of a synthetic resin is provided on the other surface of the heat spreader. It is characterized by being adhered. Thereby, since the reinforcement frame suppresses the warpage of the heat spreader, the heat spreader can be made thin. In addition, since the reinforcing frame does not have a shape that covers the entire surface of the heat spreader, a decrease in the heat dissipation of the heat spreader due to the attachment of the reinforcing frame can be reduced.

【0008】前記補強枠体は具体的には、前記ヒートス
プレッダの四隅若しくは四辺を連絡し、点対称となる形
状とするとよい。これにより、ヒートスプレッダ全域に
亘る反りを有効に防止することが可能となる。また、前
記補強枠体は、少なくとも一部が前記ヒートスプレッダ
の四隅若しくは四辺から対向する他の四隅若しくは四辺
に交差して連絡する十文字状に形成しても同様の効果が
ある。
[0008] Specifically, it is preferable that the reinforcing frame has a shape which connects four corners or four sides of the heat spreader and is point-symmetrical. Thereby, it is possible to effectively prevent the warp over the entire area of the heat spreader. The same effect can be obtained even if the reinforcing frame is formed in a cross shape in which at least a part thereof intersects and communicates with the other four corners or four sides facing the four corners or four sides of the heat spreader.

【0009】また、前記補強枠体の一部が、ダイアタッ
チ部の背面を囲む方形若しくは円形に形成するようにし
てもよい。これによれば、ダイアタッチ部に搭載された
半導体素子を樹脂封止した際に、封止樹脂の硬化による
収縮のためにヒートスプレッダに生ずる反り力を局部的
に抑えることができ、この反り力によってヒートスプレ
ッダ全体が反ることを有効に防止できる。また、ヒート
スプレッダのダイアタッチ部領域の裏面側に補強枠体が
位置しないため、この部分に放熱フィンを取り付けるこ
とも可能となる。
Further, a part of the reinforcing frame may be formed in a square or a circle surrounding the back surface of the die attach portion. According to this, when the semiconductor element mounted on the die attach portion is sealed with a resin, the warp force generated in the heat spreader due to shrinkage due to the hardening of the sealing resin can be locally suppressed, and the warp force It is possible to effectively prevent the entire heat spreader from warping. In addition, since the reinforcing frame is not located on the back surface side of the die attach portion area of the heat spreader, it is possible to attach a radiation fin to this portion.

【0010】また、前記補強枠体を、前記ヒートスプレ
ッダの他方の面の縁部に沿った方形に形成するようにし
てもよい。
The reinforcing frame may be formed in a rectangular shape along an edge of the other surface of the heat spreader.

【0011】また、請求項6記載の半導体用プラスチッ
クパッケージは、一方の面の中央にダイアタッチ部が形
成された方形のヒートスプレッダと、前記一方の面に接
着され、中央部分に前記ダイアタッチ部を露出させる透
孔が形成された合成樹脂製の回路基板とを有する半導体
用プラスチックパッケージにおいて、前記ヒートスプレ
ッダの他方の面には、前記ダイアタッチ部を中心とし、
周縁方向に向かうに従って次第に浅くなる円形の凹部が
形成されていることを特徴とする。プレス加工や切削加
工等により、ヒートスプレッダに凹部を形成すると、ヒ
ートスプレッダは凹部加工の際に凹部側に反りが生じ
る。本発明はこの反りを利用し、回路基板を接着した際
に回路基板の剛性によりヒートスプレッダが平坦となる
ように形成することにより、回路基板には常にヒートス
プレッダの凹部側に反ろうとする力が作用しているの
で、熱膨張率の差により生じる反り力が打ち消され、半
導体装置の反り発生が防止できる。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a plastic package for a semiconductor, wherein a square heat spreader having a die attach portion formed at the center of one surface is bonded to the one surface, and the die attach portion is attached to the central portion. In a plastic package for a semiconductor having a circuit board made of a synthetic resin having a through hole to be exposed, the other surface of the heat spreader is centered on the die attach portion,
A circular concave portion that gradually becomes shallower toward the peripheral edge is formed. When a concave portion is formed in the heat spreader by pressing, cutting, or the like, the heat spreader warps on the concave side when the concave portion is processed. The present invention makes use of this warpage and forms a heat spreader that is flat due to the rigidity of the circuit board when the circuit board is bonded, so that the circuit board always receives a force that tends to warp toward the concave side of the heat spreader. Therefore, the warping force generated by the difference in the coefficient of thermal expansion is canceled, and the warpage of the semiconductor device can be prevented.

【0012】また、請求項7記載の半導体装置は、上記
の請求項1、2、3、4、5または6記載の半導体用プ
ラスチックパッケージと、該半導体用プラスチックパッ
ケージの前記ダイアタッチ部に搭載されて封止された半
導体素子と、該半導体用プラスチックパッケージの前記
回路基板に取り付けられた複数の外部端子とを具備する
ことを特徴とする。この半導体装置は、上述したような
薄型化しても反りにくい半導体用プラスチックパッケー
ジを使用しているため、半導体素子を封止する樹脂材料
の硬化時の収縮によりヒートスプレッダに作用する反り
力を局部的に抑えることができ、装置全体としても薄
く、かつ軽量であって反りのないものとすることが可能
となる。
A semiconductor device according to a seventh aspect of the present invention is mounted on the plastic package for a semiconductor according to the first, second, third, fourth, fifth or sixth aspect and the die attach portion of the plastic package for a semiconductor. And a plurality of external terminals attached to the circuit board of the plastic package for semiconductor. Since this semiconductor device uses a plastic package for a semiconductor that does not warp even when it is thinned as described above, the warping force acting on the heat spreader due to shrinkage during curing of the resin material that seals the semiconductor element is locally generated. This makes it possible to reduce the thickness of the entire apparatus, and to make it lightweight, without warpage.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明に半導体用プラスチ
ックパッケージと半導体装置の好適な実施の形態を添付
図面に基づいて詳細に説明する。 (第1の実施の形態)まず、半導体用プラスチックパッ
ケージ10の基本的な構成とその効果について図1と図
2を用いて説明する。なお、従来例と同じ構成について
は同じ符号を付す。半導体用プラスチックパッケージ1
0の特徴部分は図2に示すように、従来の半導体用プラ
スチックパッケージ50(図13参照)の構成、つまり
一方の面(図2における下面)の中央にダイアタッチ部
52が形成された方形(本実施の形態では平面形状がほ
ぼ正方形)のヒートスプレッダ54と、ヒートスプレッ
ダ54の一方の面に接着され、中央部分にダイアタッチ
部52を露出させる透孔56が形成された合成樹脂製の
回路基板58とを有する構成に加えて、ヒートスプレッ
ダ54の他方の面(ダイアタッチ部52の形成面の裏
面、図2における上面)に剛性を有する合成樹脂製の補
強枠体12が接着されている点である。この合成樹脂材
料の一例としては回路基板58と同様のBTレジンやF
R4等のガラス繊維で強化された合成樹脂材料を採用し
得る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. (First Embodiment) First, the basic structure of a plastic package for semiconductor 10 and its effects will be described with reference to FIGS. The same components as those of the conventional example are denoted by the same reference numerals. Plastic package for semiconductor 1
As shown in FIG. 2, the characteristic portion 0 is a configuration of a conventional plastic package for semiconductor 50 (see FIG. 13), that is, a square (a die attach portion 52 is formed in the center of one surface (the lower surface in FIG. 2)). In the present embodiment, a heat spreader 54 having a substantially square planar shape and a circuit board 58 made of a synthetic resin having a through-hole 56 formed in the center thereof and exposing the die attach portion 52 are adhered to one surface of the heat spreader 54. In addition to the above configuration, the other surface of the heat spreader 54 (the back surface of the surface on which the die attach portion 52 is formed, the upper surface in FIG. 2) is bonded with a rigid synthetic resin reinforcing frame 12. . As an example of this synthetic resin material, BT resin or F
A synthetic resin material reinforced with glass fiber such as R4 may be used.

【0014】この構造によって、ヒートスプレッダ54
を薄くしても、半導体用プラスチックパッケージ10に
図14に示すように半導体素子60を搭載して樹脂封止
する際に、硬化に伴って収縮する樹脂64からヒートス
プレッダ54が受ける反り力を補強枠体12が抑制し、
平面形状を維持できる。また、図11のように半導体装
置18とした後でも、温度変化に伴ってヒートスプレッ
ダ54と回路基板58、およびヒートスプレッダ54と
半導体素子60の熱膨張率の差によりヒートスプレッダ
54に作用する反り力を抑制できる。また、補強枠体1
2は、いわゆる枠体であるからその形状はヒートスプレ
ッダ54の他方の面の全域を覆う面状ではない。よっ
て、補強枠体12を取り付けることによるヒートスプレ
ッダ54の熱放散性の低下も極力少なくできる。
With this structure, the heat spreader 54
When the semiconductor element 60 is mounted on the plastic package for semiconductor 10 and sealed with a resin as shown in FIG. Body 12 suppresses,
A planar shape can be maintained. Further, even after the semiconductor device 18 is formed as shown in FIG. 11, the warp force acting on the heat spreader 54 due to the difference in the thermal expansion coefficient between the heat spreader 54 and the circuit board 58 and the heat spreader 54 and the semiconductor element 60 due to the temperature change is suppressed. it can. Also, the reinforcing frame 1
Reference numeral 2 is a so-called frame, so that its shape is not a plane shape that covers the entire area of the other surface of the heat spreader 54. Therefore, a decrease in the heat dissipation of the heat spreader 54 due to the attachment of the reinforcing frame 12 can be minimized.

【0015】次に、補強枠体12の具体的な形状につい
て説明する。半導体用プラスチックパッケージ10に生
ずる反りはヒートスプレッダ54の全域に亘る。このた
め、本実施の形態における補強枠体12はヒートスプレ
ッダ54の他方の面の四隅若しくは四辺を連絡し、当該
面の中心を基準として点対称となる形状となっている。
さらに詳細には、補強枠体12の中心がヒートスプレッ
ダ54の他方の面の中心に位置し、当該中心から延びる
先端がヒートスプレッダ54の周縁(四つの各辺)に、
当該周縁と直角に当接するように至る形状、つまり十文
字状に形成されている。なお、同じ十文字状でも図3に
示すように、ヒートスプレッダ54の他方の面の中心か
ら、先端が当該他方の面の四隅に至るように延びる形
状、すなわち四隅若しくは四辺から対向する他の四隅若
しくは四辺に交差して連絡する十文字状としてもよい。
上記の形状に補強枠体12を形成し、ヒートスプレッダ
54の他方の面に接着することにより、ヒートスプレッ
ダ54の縦方向および横方向に沿って生ずる反りや対角
線に沿って生ずる反りを有効に防止することが可能とな
る。また、図1と図3を組み合わせて、ヒートスプレッ
ダ54の他方の面の中心からヒートスプレッダ54の四
辺および四隅に放射状にその先端が延びる形状としても
よい。
Next, the specific shape of the reinforcing frame 12 will be described. The warpage generated in the plastic package for semiconductor 10 extends over the entire area of the heat spreader 54. For this reason, the reinforcing frame 12 in the present embodiment has a shape that connects the four corners or four sides of the other surface of the heat spreader 54 and is point-symmetric with respect to the center of the surface.
More specifically, the center of the reinforcing frame 12 is located at the center of the other surface of the heat spreader 54, and the tip extending from the center is located at the periphery (four sides) of the heat spreader 54,
It is formed in a shape that comes into contact with the peripheral edge at right angles, that is, in a cross shape. As shown in FIG. 3, even in the same cross shape, as shown in FIG. 3, a shape extending from the center of the other surface of the heat spreader 54 to reach the four corners of the other surface, that is, the other four corners or four sides facing the four corners or four sides. It may be in a cross shape to cross and contact.
By forming the reinforcing frame 12 in the above shape and bonding the reinforcing frame 12 to the other surface of the heat spreader 54, it is possible to effectively prevent the warp occurring along the vertical and horizontal directions of the heat spreader 54 and the warpage occurring along the diagonal line. Becomes possible. In addition, by combining FIGS. 1 and 3, the tip may extend radially from the center of the other surface of the heat spreader 54 to four sides and four corners of the heat spreader 54.

【0016】(第2の実施の形態)半導体用プラスチッ
クパッケージ10の基本的な構成とその効果について
は、第1の実施の形態と同様であり、具体的な補強枠体
12の形状において相違している。その補強枠体12の
形状は、第1の実施の形態で説明した十文字状の部分1
2aに、ヒートスプレッダ54の他方の面の縁部に沿っ
た方形部分12bをさらに加えて、図4や図5に示すよ
うに形成されている。このようにヒートスプレッダ54
の他方の面の縁部に沿うような部分12bを補強枠体1
2の一部に設けることによって、周縁部分に沿った反り
や歪みも効果的に補強することが可能となる。なお、ヒ
ートスプレッダ54に生ずる温度上昇による反り量が少
ない場合には、上記十文字状の形状を組み合わせずに、
図6に示すようなヒートスプレッダ54の他方の面の縁
部に沿った方形部分12bだけで補強枠体12を構成す
るようにしてもよい。
(Second Embodiment) The basic structure and effect of the plastic package for semiconductor 10 are the same as those of the first embodiment, and the specific shape of the reinforcing frame 12 is different. ing. The shape of the reinforcing frame 12 is the cross-shaped portion 1 described in the first embodiment.
2a is further formed by adding a square portion 12b along the edge of the other surface of the heat spreader 54, as shown in FIGS. Thus, the heat spreader 54
A portion 12b along the edge of the other surface of the reinforcing frame 1
By providing it in a part of 2, it is possible to effectively reinforce warpage and distortion along the peripheral edge portion. In the case where the amount of warpage due to a rise in temperature generated in the heat spreader 54 is small, without combining the above-mentioned cross-shaped shapes,
As shown in FIG. 6, the reinforcing frame 12 may be constituted only by the square portion 12b along the edge of the other surface of the heat spreader 54.

【0017】(第3の実施の形態)半導体用プラスチッ
クパッケージ10の基本的な構成とその効果について
は、第1の実施の形態と同様であり、具体的な補強枠体
12の形状において相違している。その補強枠体12は
図7や図8に示すように、少なくとも一部にダイアタッ
チ部52の背面(ヒートスプレッダ54のダイアタッチ
部52領域の裏面側領域)を囲む方形(若しくは円形)
部分12cを有している点にある。また、本実施の形態
では、第1の実施の形態および第2の実施の形態で説明
した補強枠体の形状も併せて有している。つまり、ダイ
アタッチ部52を囲む方形部分12cを中心としてヒー
トスプレッダ54の他方の面の四隅若しくは四辺に至る
部分12aと、当該面の縁部に沿った方形部分12bを
有しており、全体としても当該面の中心を基準として点
対称となる形状となっている。
(Third Embodiment) The basic configuration of a plastic package for semiconductor 10 and its effects are the same as those of the first embodiment, and the specific shape of the reinforcing frame 12 is different. ing. As shown in FIGS. 7 and 8, the reinforcing frame 12 has a square (or circular) shape that at least partially surrounds the back surface of the die attach portion 52 (the back surface region of the die attach portion 52 region of the heat spreader 54).
It has a portion 12c. In this embodiment, the shape of the reinforcing frame described in the first embodiment and the second embodiment is also provided. That is, the heat spreader 54 has four corners or four sides 12a on the other surface of the heat spreader 54 centered on the square portion 12c surrounding the die attach portion 52, and a square portion 12b along the edge of the surface. The shape is point-symmetric with respect to the center of the surface.

【0018】これによれば、ダイアタッチ部52に搭載
された半導体素子60を樹脂封止した際に、封止樹脂の
硬化による収縮のためにヒートスプレッダ54に生ずる
応力(この応力が反り力となる)を局部的に抑えること
ができ、この反り力によってヒートスプレッダ54全体
が反ること有効に防止できる。また、ヒートスプレッダ
54のダイアタッチ部52の裏面側領域に補強枠体12
が位置しないため、この部分に放熱フィン(不図示)を
取り付けることも可能となる。なお、本実施の形態で
は、補強枠体12はその一部にヒートスプレッダ54の
縁部に沿った方形部分12bを有しているが、ヒートス
プレッダ54の反りの量が少ない場合には、この方形部
分12bを取り除くと共に、ヒートスプレッダ54の中
心部分から四辺若しくは四隅に向けて延びる部分12a
の先端が各辺若しくは各隅に達するようにさらに延ばし
た形状とするだけでもよい。
According to this, when the semiconductor element 60 mounted on the die attach portion 52 is sealed with a resin, the stress generated in the heat spreader 54 due to shrinkage due to the hardening of the sealing resin (this stress becomes a warping force). ) Can be locally suppressed, and the warping force can effectively prevent the entire heat spreader 54 from warping. Further, the reinforcing frame 12 is provided on the rear surface side of the die attach portion 52 of the heat spreader 54.
Is not located, it is also possible to attach a radiation fin (not shown) to this portion. In the present embodiment, the reinforcing frame 12 has a rectangular portion 12b along the edge of the heat spreader 54 in a part thereof, but when the amount of warpage of the heat spreader 54 is small, the rectangular 12b is removed and a portion 12a extending from the central portion of the heat spreader 54 toward four sides or four corners is removed.
May be simply extended further so that the tip of each reaches each side or each corner.

【0019】(第4の実施の形態)まず、半導体用プラ
スチックパッケージ10の基本的な構成とその効果につ
いて図9と図10を用いて説明する。半導体用プラスチ
ックパッケージ14の特徴部分は図10に示すように、
従来の半導体用プラスチックパッケージ50(図13参
照)の構成、つまり一方の面(図10における下面)の
中央にダイアタッチ部52が形成された方形(本実施の
形態では平面形状がほぼ正方形)のヒートスプレッダ5
4と、ヒートスプレッダ54の一方の面に接着され、中
央部分にダイアタッチ部52を露出させる透孔56が形
成された合成樹脂製の回路基板58とを有する構成に加
えて、ヒートスプレッダ54の他方の面(図10におけ
る上面)には、図9と図10に示すようにダイアタッチ
部52の背面を中心とし、ヒートスプレッダ54の周縁
方向に向かうに従って次第にその深さが浅くなる、つま
り断面形状が図10に示すように弧状になる円形の凹部
16が形成されている点である。
(Fourth Embodiment) First, the basic structure of the plastic package for semiconductor 10 and its effects will be described with reference to FIGS. 9 and 10. FIG. As shown in FIG. 10, the characteristic portion of the plastic package for semiconductor 14 is as follows.
The configuration of the conventional plastic package for semiconductor 50 (see FIG. 13), that is, a square (in the present embodiment, the planar shape is substantially square) in which the die attach portion 52 is formed at the center of one surface (the lower surface in FIG. 10). Heat spreader 5
4 and a circuit board 58 made of synthetic resin, which is bonded to one surface of the heat spreader 54 and has a through hole 56 formed in the center to expose the die attach portion 52, and the other side of the heat spreader 54 On the surface (the upper surface in FIG. 10), as shown in FIGS. 9 and 10, the depth gradually becomes shallower toward the peripheral direction of the heat spreader 54 with respect to the back surface of the die attach portion 52, that is, the cross-sectional shape is The point is that a circular concave portion 16 having an arc shape is formed as shown in FIG.

【0020】プレス加工や切削加工等により、ヒートス
プレッダ54に凹部16を形成すると、ヒートスプレッ
ダ54は通常凹部加工の際に凹部16側に反る。よっ
て、回路基板58を接着した際に回路基板58の剛性に
よりヒートスプレッダ54が平坦となるように形成する
ことにより、回路基板58には常にヒートスプレッダ5
4の凹部16側に反ろうとする力が作用しているので、
温度が上昇した際にヒートスプレッダ54と回路基板5
8、およびヒートスプレッダ54とダイアタッチ部52
に接着される半導体素子60の熱膨張率の差により生ず
る反り力、また半導体素子60を樹脂封止した際に、封
止樹脂64の硬化による収縮のためにヒートスプレッダ
54に生ずる反り力を打ち消し、半導体装置20全体と
しての反りを防止できる。なお、凹部16の大きさや深
さを変えることにより、ヒートスプレッダ54に生ずる
反り量を調整でき、半導体素子60を搭載し、かつ樹脂
封止して半導体装置とした場合にヒートスプレッダ5
4、回路基板58、ひいては外部接続端子66が平面状
になるように設定することが可能である。
When the recess 16 is formed in the heat spreader 54 by pressing or cutting, the heat spreader 54 is normally warped toward the recess 16 when the recess is formed. Therefore, by forming the heat spreader 54 to be flat by the rigidity of the circuit board 58 when the circuit board 58 is bonded, the heat spreader 5 is always attached to the circuit board 58.
4 is acting on the concave portion 16 side,
When the temperature rises, the heat spreader 54 and the circuit board 5
8, heat spreader 54 and die attach unit 52
To cancel the warping force caused by the difference in the coefficient of thermal expansion of the semiconductor element 60 bonded to the heat spreader 54, and the warping force generated in the heat spreader 54 due to shrinkage due to the hardening of the sealing resin 64 when the semiconductor element 60 is sealed with a resin. Warpage of the entire semiconductor device 20 can be prevented. By changing the size and depth of the recess 16, the amount of warpage generated in the heat spreader 54 can be adjusted, and when the semiconductor element 60 is mounted and sealed with a resin to form a semiconductor device, the heat spreader 5
4. The circuit board 58 and the external connection terminal 66 can be set so as to be flat.

【0021】また、上述した第1〜第4の実施の形態の
半導体用プラスチックパッケージ10を用い、ダイアタ
ッチ部52に半導体素子60を接着して搭載して図11
や図12のように半導体装置18,20を構成すると、
ダイアタッチ部52に搭載された半導体素子60を樹脂
封止した際に封止樹脂64の硬化による収縮によりヒー
トスプレッダ54に生ずる反り力を抑えることができ
る。また、併せて半導体装置の温度上昇に伴ってヒード
スプレッダ54と回路基板58との間に、またヒートス
プレッダ54と半導体素子60との間に生ずる熱膨張率
の差による反りも効果的に抑えることが可能となり、特
に外部端子66がはんだボールで構成されるBGA型プ
ラスチックパッケージにおいて反りから来る各外部端子
66の接続不良を解消することが可能となる。
Further, the semiconductor element 60 is bonded and mounted on the die attach part 52 by using the semiconductor plastic package 10 of the first to fourth embodiments described above.
When the semiconductor devices 18 and 20 are configured as shown in FIG.
When the semiconductor element 60 mounted on the die attach portion 52 is sealed with a resin, the warping force generated in the heat spreader 54 due to shrinkage due to the hardening of the sealing resin 64 can be suppressed. In addition, it is also possible to effectively suppress warpage caused by a difference in coefficient of thermal expansion between the heat spreader 54 and the circuit board 58 and between the heat spreader 54 and the semiconductor element 60 due to a rise in the temperature of the semiconductor device. In particular, in a BGA type plastic package in which the external terminals 66 are formed of solder balls, it is possible to eliminate poor connection of the external terminals 66 due to warpage.

【0022】以上、本発明の好適な実施の形態について
種々述べてきたが、本発明は上述する実施の形態に限定
されるものではなく、マルチチップモジュールのように
回路基板およびヒートスプレッダが長方形に形成される
場合や、多角形に形成される場合にも応用が可能であ
る。また、補強枠体の形状は上述したような点対称とな
る形状のみならず、ハニカム形状等の多角形や円形で構
成されるメッシュ状の形状も採用し得る等、発明の精神
を逸脱しない範囲で多くの改変を施し得るのはもちろん
である。
Although various preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the circuit board and the heat spreader are formed in a rectangular shape as in a multichip module. The present invention can be applied to a case where the shape is formed or a case where the shape is formed in a polygon. The shape of the reinforcing frame is not limited to the point-symmetrical shape as described above, but may be a polygonal shape such as a honeycomb shape or a mesh-like shape formed by a circle. Of course, many modifications can be made.

【0023】[0023]

【発明の効果】本発明に係る半導体用プラスチックパッ
ケージを用いると、ダイアタッチ部に接着した半導体素
子を樹脂封止する際に封止樹脂の硬化による収縮によっ
て半導体装置に生ずる反り力を補強枠体で抑えて反りを
防止できる。また、この半導体用プラスチックパッケー
ジを用いた半導体装置では、温度が上昇した場合にヒー
トスプレッダと回路基板、およびヒートスプレッダと半
導体素子の熱膨張率の差により生ずる反り力をも補強枠
体によって有効に抑えることができるという効果を有す
る。
The use of the plastic package for semiconductor according to the present invention reduces the warping force generated in the semiconductor device due to shrinkage due to the curing of the sealing resin when the semiconductor element adhered to the die attach portion is sealed with resin. To prevent warpage. Further, in the semiconductor device using the plastic package for a semiconductor, when the temperature rises, the warping force caused by the difference in the coefficient of thermal expansion between the heat spreader and the circuit board and between the heat spreader and the semiconductor element is effectively suppressed by the reinforcing frame. It has the effect that can be done.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る半導体用プラスチックパッケージ
の第1の実施の形態の平面図
FIG. 1 is a plan view of a first embodiment of a plastic package for a semiconductor according to the present invention.

【図2】図1のA−A断面図FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG. 1;

【図3】第1の実施の形態に於ける他の例を示す平面図FIG. 3 is a plan view showing another example of the first embodiment.

【図4】本発明に係る半導体用プラスチックパッケージ
の第2の実施の形態の平面図
FIG. 4 is a plan view of a second embodiment of the plastic package for a semiconductor according to the present invention.

【図5】第2の実施の形態における他の例を示す平面図FIG. 5 is a plan view showing another example of the second embodiment.

【図6】第2の実施の形態における他の例を示す平面図FIG. 6 is a plan view showing another example of the second embodiment.

【図7】本発明に係る半導体用プラスチックパッケージ
の第3の実施の形態の平面図
FIG. 7 is a plan view of a third embodiment of the plastic package for a semiconductor according to the present invention.

【図8】第3の実施の形態における他の例を示す平面図FIG. 8 is a plan view showing another example of the third embodiment.

【図9】本発明に係る半導体用プラスチックパッケージ
の第4の実施の形態の平面図
FIG. 9 is a plan view of a fourth embodiment of the plastic package for a semiconductor according to the present invention.

【図10】図9のB−B断面図FIG. 10 is a sectional view taken along line BB of FIG. 9;

【図11】第1〜第3の実施の形態の半導体用プラスチ
ックパッケージを用いた半導体装置の構成を示す断面図
FIG. 11 is a sectional view showing a configuration of a semiconductor device using the plastic package for semiconductor according to the first to third embodiments.

【図12】第4の実施の形態の半導体用プラスチックパ
ッケージを用いた半導体装置の構成を示す断面図
FIG. 12 is a sectional view showing a configuration of a semiconductor device using a plastic package for semiconductor according to a fourth embodiment;

【図13】従来の半導体用プラスチックパッケージの一
例を示す断面図
FIG. 13 is a sectional view showing an example of a conventional plastic package for a semiconductor.

【図14】半導体用プラスチックパッケージを用いた半
導体装置の一般的な構成を示す断面図
FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating a general configuration of a semiconductor device using a plastic package for a semiconductor;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 半導体用プラスチックパッケージ 12 補強枠体 52 ダイアタッチ部 54 ヒートスプレッダ 56 透孔 58 回路基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Plastic package for semiconductors 12 Reinforcement frame 52 Die attach part 54 Heat spreader 56 Through-hole 58 Circuit board

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一方の面にダイアタッチ部が形成された
方形のヒートスプレッダと、前記一方の面に接着され、
前記ダイアタッチ部を露出させる透孔が形成された合成
樹脂製の回路基板とを有する半導体用プラスチックパッ
ケージにおいて、 前記ヒートスプレッダの他方の面には、合成樹脂製の補
強枠体が接着されていることを特徴とする半導体用プラ
スチックパッケージ。
1. A square heat spreader having a die attach portion formed on one surface, the heat spreader being bonded to the one surface,
In a plastic package for a semiconductor having a circuit board made of a synthetic resin having a through hole for exposing the die attach portion, a reinforcing frame made of a synthetic resin is adhered to the other surface of the heat spreader. A plastic package for a semiconductor characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 前記補強枠体は、前記ヒートスプレッダ
の四隅若しくは四辺を連絡し、点対称となる形状を有す
ることを特徴とする請求項1記載の半導体用プラスチッ
クパッケージ。
2. The plastic package for a semiconductor according to claim 1, wherein the reinforcing frame has a point-symmetrical shape connecting four corners or four sides of the heat spreader.
【請求項3】 前記補強枠体は、少なくとも一部が前記
ヒートスプレッダの四隅若しくは四辺から対向する他の
四隅若しくは四辺に交差して連絡する十文字状に形成さ
れていることを特徴とする請求項2記載の半導体用プラ
スチックパッケージ。
3. The reinforcing frame body is formed in a cross shape in which at least a part thereof intersects and connects from four corners or four sides of the heat spreader to other four corners or four sides opposed thereto. The plastic package for semiconductor according to the above.
【請求項4】 前記補強枠体の一部が、ダイアタッチ部
の背面を囲む方形若しくは円形に形成されていることを
特徴とする請求項2または3記載の半導体用プラスチッ
クパッケージ。
4. The plastic package for a semiconductor according to claim 2, wherein a part of the reinforcing frame is formed in a square or a circle surrounding a back surface of the die attach portion.
【請求項5】 前記補強枠体は、少なくとも一部が前記
ヒートスプレッダの周縁部に沿った方形に形成されてい
ることを特徴とする請求項2、3または4記載の半導体
用プラスチックパッケージ。
5. The plastic package for semiconductor according to claim 2, wherein at least a part of the reinforcing frame is formed in a rectangular shape along a peripheral edge of the heat spreader.
【請求項6】 一方の面にダイアタッチ部が形成された
方形のヒートスプレッダと、前記一方の面に接着され、
前記ダイアタッチ部を露出させる透孔が形成された合成
樹脂製の回路基板とを有する半導体用プラスチックパッ
ケージにおいて、 前記ヒートスプレッダの他方の面に、前記ダイアタッチ
部の背面を中心とし、ヒートスプレッダの周縁方向に向
かうに従って次第に浅くなる円形の凹部が形成されてい
ることを特徴とする半導体用プラスチックパッケージ。
6. A rectangular heat spreader having a die attach portion formed on one surface, the heat spreader being bonded to the one surface,
In a plastic package for a semiconductor having a circuit board made of a synthetic resin having a through hole for exposing the die attach portion, a peripheral direction of the heat spreader is provided on the other surface of the heat spreader with the back surface of the die attach portion as a center. A plastic package for semiconductors, wherein a circular concave portion that gradually becomes shallower toward the substrate is formed.
【請求項7】 請求項1、2、3、4、5または6記載
の半導体用プラスチックパッケージと、 該半導体用プラスチックパッケージの前記ダイアタッチ
部に搭載されて封止された半導体素子と、 該半導体用プラスチックパッケージの前記回路基板に取
り付けられた複数の外部端子とを具備することを特徴と
する半導体装置。
7. The semiconductor plastic package according to claim 1, 2, 3, 4, 5, or 6, a semiconductor element mounted on the die attach portion of the semiconductor plastic package and sealed, and the semiconductor. And a plurality of external terminals attached to the circuit board of the plastic package.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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