JPH1074880A - Resin-sealed semiconductor device with heat sink and manufacture thereof - Google Patents
Resin-sealed semiconductor device with heat sink and manufacture thereofInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、樹脂封止型半導
体装置、特に封止樹脂の外部に少なくとも一部が露出し
たヒートシンクを含む半導体装置の構造とその製造方法
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resin-sealed semiconductor device, and more particularly to a structure of a semiconductor device including a heat sink at least partially exposed outside a sealing resin, and a method of manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】集積回路を備えた半導体ダイをプラスチ
ックパッケージの中に封入する形式の半導体装置におい
ては、半導体ダイからの効率的な熱放出を図るために、
パッケージ内に金属製のヒートシンクを組み込むことが
行われている。特開平６−５７４６号の公報には、ヒー
トシンクの表面の一部をプラスチックパッケージの外側
へ露出させた半導体装置が記載されている。ヒートシン
クは、第１の面上に半導体ダイをプラスチックパッケー
ジの外面から十分離れた位置で支持し、第１の面と反対
側の第２の面をプラスチックパッケージの外へ露出させ
ている。リードは、ヒートシンクの第１の面の周辺部上
に支持され、ヒートシンクとリードとの間は、電気絶縁
性の接着テープによって結合されている。ヒートシンク
は、半導体装置の製造過程において、相互に結合されて
いるリードフレームの複数のリードに電気絶縁性の接着
テープで接着される。このようにリードフレームに支持
された状態のヒートシンクの上に半導体ダイが取り付け
られ、次いでこの半導体ダイのコンタクトパッドとリー
ドフレームのリードとの間が導電性ボンドワイヤで接続
された後、プラスチックパッケージのモールディングが
行われる。2. Description of the Related Art In a semiconductor device of a type in which a semiconductor die having an integrated circuit is enclosed in a plastic package, in order to efficiently release heat from the semiconductor die,
Incorporation of a metal heat sink into a package has been performed. Japanese Patent Laid-Open Publication No. 6-5746 describes a semiconductor device in which a part of the surface of a heat sink is exposed to the outside of a plastic package. The heat sink supports the semiconductor die on the first surface at a sufficient distance from the outer surface of the plastic package, and exposes the second surface opposite to the first surface to the outside of the plastic package. The lead is supported on a periphery of the first surface of the heat sink, and the heat sink and the lead are connected by an electrically insulating adhesive tape. In the manufacturing process of the semiconductor device, the heat sink is bonded to the plurality of leads of the lead frame connected to each other with an electrically insulating adhesive tape. The semiconductor die is mounted on the heat sink supported by the lead frame in this manner, and the contact pads of the semiconductor die and the leads of the lead frame are connected by conductive bond wires. Molding is performed.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記従来の半導体装置
においては、リードとヒートシンクとの接続のために電
気絶縁性の接着テープを用いるので、以下のような問題
点がある。その第１は、接着剤が比較的高い吸湿性を有
するので、半導体装置のプラスチックパッケージ内に汚
染物質を浸入させやすく、半導体装置の信頼性を損なう
恐れがあることである。第２は、接着剤の加熱硬化処理
と、リードのボンディングエリアのドライクリーニング
処理という追加的工程を必要とすることである。一般に
は、リードフレームにヒートシンクを取り付けた後で、
電気絶縁性の接着テープの接着剤を加熱硬化させる処理
が行われる。この、加熱硬化処理の工程で、接着剤から
発生するガスが汚染物質となってリードのボンドワイヤ
接続表面に付着する。この汚染物質はボンドワイヤの接
続不良を引き起こす原因となる。このため、必要に応じ
て汚染物質をドライクリーニングにより除去する処理が
行われる。第３は、ボンドワイヤの接続工程において、
熱で接着剤が軟化することがあり、ボンドワイヤの接続
時にリードが接着剤層内に沈み込んで逃げるので、ボン
ドワイヤの接続不良を引き起こす原因となることであ
る。第４は、電気絶縁性の接着テープが比較的高価で、
半導体装置のコストを引き上げる一因になっていること
である。従って、この発明は、リードフレームとヒート
シンクとの結合に電気絶縁性の接着テープの使用を廃す
ることにより、半導体装置の信頼性の向上を図ること、
及びコストの低減を図ることを課題としている。In the above-mentioned conventional semiconductor device, since an electrically insulating adhesive tape is used for connecting the lead and the heat sink, there are the following problems. First, since the adhesive has a relatively high hygroscopicity, contaminants can easily penetrate into the plastic package of the semiconductor device, and the reliability of the semiconductor device may be impaired. Second, it requires additional steps of heat curing the adhesive and dry cleaning the bonding area of the lead. Generally, after attaching the heat sink to the lead frame,
A process of heating and curing the adhesive of the electrically insulating adhesive tape is performed. In this heat curing process, the gas generated from the adhesive becomes a contaminant and adheres to the bond wire connecting surface of the lead. This contaminant causes poor connection of the bond wire. Therefore, a process of removing contaminants by dry cleaning is performed as necessary. Third, in the bonding wire connection process,
The adhesive may be softened by the heat, and the lead sinks into the adhesive layer and escapes when the bond wire is connected, thereby causing poor connection of the bond wire. Fourth, an electrically insulating adhesive tape is relatively expensive,
This is one factor that raises the cost of the semiconductor device. Therefore, the present invention aims to improve the reliability of a semiconductor device by eliminating the use of an electrically insulating adhesive tape for connecting a lead frame and a heat sink.
Another object is to reduce the cost.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明においては、導電
性リードの内方部分とヒートシンクのリード支持面との
間に非接着性の電気絶縁性シートを介在させる。電気絶
縁性シートが非接着性であるから、リードフレームにリ
ードと並んでサポートバーを設け、これとヒートシンク
とを、電気絶縁性シートを挾んでかしめ等の方法により
相互に結合した。本発明の半導体装置の製造過程におい
て、ヒートシンクは、サポートバーを介してリードフレ
ームに支持される。吸湿性の高い電気絶縁性の接着テー
プを用ないので、吸湿に伴う半導体装置のプラスチック
パッケージ内への汚染物質の浸入を防止し、半導体装置
の信頼性を向上させる。接着剤の加熱硬化処理が不要で
あるから、リードのボンディングエリアの汚染に伴う接
続不良を防止することができ、また追加的なドライクリ
ーニング処理を省略することができる。リードとヒート
シンクとの間に接着剤が介在しないから、ボンドワイヤ
の接続時にリードの沈み込みを阻止することができ、ボ
ンドワイヤの接続不良を防止することができる。高価な
電気絶縁性の接着テープを用いないので、半導体装置の
製造コストを削減することができる。In the present invention, a non-adhesive electrically insulating sheet is interposed between the inner portion of the conductive lead and the lead supporting surface of the heat sink. Since the electrically insulating sheet is non-adhesive, a support bar is provided on the lead frame along with the lead, and this and the heat sink are connected to each other by a method such as caulking with the electrically insulating sheet interposed therebetween. In the manufacturing process of the semiconductor device of the present invention, the heat sink is supported on the lead frame via the support bar. Since an electrically insulating adhesive tape having a high hygroscopic property is not used, intrusion of contaminants into a plastic package of the semiconductor device due to moisture absorption is prevented, and the reliability of the semiconductor device is improved. Since the heat curing treatment of the adhesive is unnecessary, it is possible to prevent connection failure due to contamination of the lead bonding area, and it is possible to omit an additional dry cleaning treatment. Since no adhesive is interposed between the lead and the heat sink, it is possible to prevent sinking of the lead during connection of the bond wire, thereby preventing poor connection of the bond wire. Since an expensive electrically insulating adhesive tape is not used, the manufacturing cost of the semiconductor device can be reduced.
【０００５】[0005]
【発明の実施の形態】図面を参照して本発明の実施の形
態を説明する。図１は本発明に基づく半導体装置１を示
す一部を切り欠いた斜視図である。半導体ダイ２が、適
宜の熱伝導性接着剤３によりヒートシンク４の上に装着
されている。複数のリード５とサポートバー６とが、ヒ
ートシンク４の周辺に大略半径方向に配置されている。
図には、４つの全ての側部にリード５を有する半導体装
置を示したが、本発明は、４つより少ない側部にリード
５を有する半導体装置にも適用可能である。リード５と
サポートバー６は、電気絶縁性シート７を介在させてヒ
ートシンク４上に支持されている。図示の例において
は、サポートバー６は、４隅に配置され、内側部分でヒ
ートシンク４との間に電気絶縁性シート７を挾んで、ヒ
ートシンク４上にかしめ止めされている。ボンドワイヤ
８が、リード５の各々の内側端部を半導体ダイ２上の選
択されたコンタクトパッド９へ接続している。封止物質
１０が、ヒートシンク４、半導体ダイ２、ボンドワイヤ
８、リード５の内側部分、サポートバー６を取り囲んで
いる。図中には見えないが、ヒートシンク４の半導体ダ
イ２が取り付けられていない側の側面の一部は封止物質
１０の外部に露出している。Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing a semiconductor device 1 according to the present invention. A semiconductor die 2 is mounted on a heat sink 4 with a suitable thermally conductive adhesive 3. A plurality of leads 5 and a support bar 6 are arranged around the heat sink 4 in a substantially radial direction.
Although the figure shows a semiconductor device having leads 5 on all four sides, the present invention is also applicable to semiconductor devices having leads 5 on fewer than four sides. The lead 5 and the support bar 6 are supported on the heat sink 4 with an electrically insulating sheet 7 interposed. In the illustrated example, the support bars 6 are arranged at four corners, and are caulked on the heat sink 4 with an electrically insulating sheet 7 interposed between the support bar 6 and the heat sink 4 at the inner portion. Bond wires 8 connect the inner ends of each of the leads 5 to selected contact pads 9 on the semiconductor die 2. A sealing material 10 surrounds the heat sink 4, the semiconductor die 2, the bond wires 8, the inner parts of the leads 5, and the support bars 6. Although not visible in the figure, a part of the side surface of the heat sink 4 on the side where the semiconductor die 2 is not attached is exposed to the outside of the sealing material 10.
【０００６】図１に示した半導体装置１は、大略以下に
説明する方法で製造される。図２は、複数のリード５と
サポートバー６と有するリードフレーム１１と、電気絶
縁性シート７と、ヒートシンク４とを示す斜視図であ
る。リード５とサポートバー６は、外部環１２により所
定位置に保持されている。サポートバー６の内側部分に
は孔１３が形成されている。リードフレーム１１は、リ
ードを構成するために従来よく知られている各種の金属
から製作される。リードフレーム１１は、平であって、
所望の金属板から打ち抜き又はエッチングによって製作
される。図示の外部環１２と開口部１４の形状はほぼ正
方形であるが、どのような形状及び大きさも任意であ
り、その形状又は大きさは、内部に置かれる半導体ダイ
の形状又は大きさによって決定される。The semiconductor device 1 shown in FIG. 1 is manufactured by a method generally described below. FIG. 2 is a perspective view showing a lead frame 11 having a plurality of leads 5 and support bars 6, an electrically insulating sheet 7, and a heat sink 4. The lead 5 and the support bar 6 are held at predetermined positions by an outer ring 12. A hole 13 is formed in an inner portion of the support bar 6. The lead frame 11 is manufactured from various kinds of metals that are well known in the art for forming leads. The lead frame 11 is flat,
It is manufactured by stamping or etching from a desired metal plate. Although the shapes of the outer ring 12 and the opening 14 shown are substantially square, any shape and size are arbitrary, and the shape or size is determined by the shape or size of the semiconductor die placed inside. You.
【０００７】電気絶縁性シート７は、ポリイミド等の電
気絶縁性の合成樹脂シートを打ち抜いて製作される。電
気絶縁性シート７は、ほぼ正方形の環状で、リードフレ
ーム１１の開口部１４よりわずかに小さいほぼ正方形の
中央開口部１５を備え、また４隅に孔１６を備えてい
る。電気絶縁性シート７は、接着剤により被覆されてい
ないから、比較的安価に得られる。The electrically insulating sheet 7 is manufactured by punching out an electrically insulating synthetic resin sheet such as polyimide. The electrically insulating sheet 7 has a substantially square annular shape, has a substantially square central opening 15 slightly smaller than the opening 14 of the lead frame 11, and has holes 16 at four corners. Since the electrically insulating sheet 7 is not covered with the adhesive, it can be obtained at relatively low cost.
【０００８】ヒートシンク４は、アルミニウム等の熱伝
導性の良好な比較的薄い金属板をプレス成形して製作さ
れる。ヒートシンク４は、ほぼ正方形で、第１の表面１
７とその反対側の第２の表面１８とを有する。第１表面
１７の周辺部にはリード支持面１９を、またリード支持
面１９に囲まれたその内側には、リード支持面１９に対
して平行に凹んだダイ取付け面２０を有する。ダイ取付
け面２０は、電気絶縁性シート７の開口１５よりやや小
さいほぼ正方形である。第２表面１８の周辺部には、リ
ード支持面１９の反対側の周辺面２１を、また周辺面２
１に囲まれたその内側には、周辺面２１に対して平行に
隆起したダイ取付け面２０の反対側の露出面２２を有す
る。露出面２２は、封止物質１０の外部に露出して、半
導体ダイ２に発生する熱を外部に放散させるのに貢献す
る。このヒートシンク４の形状は、露出面を有するヒー
トシンクを薄板素材によって製作することを可能にす
る。薄板素材は、長尺のものをロールにして保管される
ので、連続処理に適し、取扱いが便利である。また加工
も容易である。このヒートシンク４の形状はまた、封止
物質１０との長い界面を提供する。長い界面は、界面に
沿って内部に侵入しようとする汚染物質の侵入を阻止す
るのに貢献する。しかし、このヒートシンク４の形状も
任意である。リード支持面１９上には、ヒートシンク４
の４隅部に位置して、突起２３が形成されている。突起
２３は、リードフレーム１１のサポートバー６の孔１３
及び電気絶縁性シート７の４隅の孔１６に合致するよう
に配置されている。The heat sink 4 is manufactured by press-forming a relatively thin metal plate such as aluminum having good heat conductivity. The heat sink 4 is substantially square and has a first surface 1.
7 and a second surface 18 on the opposite side. A lead support surface 19 is provided around the first surface 17, and a die mounting surface 20 which is recessed in parallel with the lead support surface 19 is surrounded by the lead support surface 19. The die mounting surface 20 is substantially square, which is slightly smaller than the opening 15 of the electrically insulating sheet 7. A peripheral surface 21 opposite to the lead supporting surface 19 and a peripheral surface 2
1 has an exposed surface 22 opposite the die mounting surface 20 raised parallel to a peripheral surface 21. The exposed surface 22 is exposed to the outside of the sealing material 10 and contributes to dissipating heat generated in the semiconductor die 2 to the outside. This shape of the heat sink 4 makes it possible to manufacture a heat sink having an exposed surface from a thin plate material. Since the thin plate material is stored in a roll of a long material, it is suitable for continuous processing and is convenient to handle. Processing is also easy. This shape of the heat sink 4 also provides a long interface with the sealing substance 10. The long interface helps prevent contaminants from entering the interior along the interface. However, the shape of the heat sink 4 is also arbitrary. On the lead support surface 19, the heat sink 4
The protrusions 23 are formed at the four corners. The protrusions 23 are provided in the holes 13 of the support bars 6 of the lead frame 11.
And are arranged so as to match the holes 16 at the four corners of the electrically insulating sheet 7.
【０００９】図３ないし図５は、リードフレーム１１、
電気絶縁性シート７、ヒートシンク４の三者を一体化し
てリードフレーム組立体２４を構成した状態を示す。電
気絶縁性シート７は、ヒートシンク４のリード支持面１
９上に置かれ、孔１６に突起２３が挿入される。リード
フレーム１１のリード５の内方部分とサポートバー６の
内方部分は、電気絶縁性シート７の上に置かれ、サポー
トバー６の孔１３にヒートシンク４の突起２３が挿入さ
れる。そして、突起２３の頂部がパンチで押しつぶさ
れ、リードフレーム１１、電気絶縁性シート７、ヒート
シンク４の三者が一体化してリードフレーム組立体２４
が形成される。ヒートシンク４は、４つのサポートバー
６によってリードフレーム１１上に支持される。ヒート
シンク４は、薄い金属板で形成されているので比較的軽
量であるからサポートバー６を変形させるおそれがな
い。FIG. 3 to FIG.
3 shows a state in which the lead frame assembly 24 is formed by integrating the three members of the electrically insulating sheet 7 and the heat sink 4. The electrically insulating sheet 7 is provided on the lead supporting surface 1 of the heat sink 4.
9 and the projection 23 is inserted into the hole 16. The inner part of the lead 5 and the inner part of the support bar 6 of the lead frame 11 are placed on the electrically insulating sheet 7, and the projection 23 of the heat sink 4 is inserted into the hole 13 of the support bar 6. Then, the top of the projection 23 is crushed by a punch, and the lead frame 11, the electrically insulating sheet 7, and the heat sink 4 are integrated into a lead frame assembly 24.
Is formed. The heat sink 4 is supported on the lead frame 11 by four support bars 6. Since the heat sink 4 is made of a thin metal plate, it is relatively lightweight, so there is no risk of deforming the support bar 6.
【００１０】次に図６を参照する。リードフレーム組立
体２４におけるヒートシンク４のダイ取付け面２０上に
半導体ダイ２が載せられる。半導体ダイ２は、第１表面
２５とその反対側の第２表面２６とを有する。第１表面
２５の上には、複数のコンタクトパッド９が設けられて
いる。第２表面２６が、熱伝導性接着剤３により、ヒー
トシンク４のダイ取付け面２０上に接着される。導電性
ボンドワイヤ８の一端が半導体ダイ２上のコンタクトパ
ッド９の何れか１つに接続され、他端がリードフレーム
１１上のリード５の何れか１つに接続される。リード５
は、比較的弾性に乏しい電気絶縁性シート７の上に、接
着剤等を介在させることなく、直接支持されているか
ら、ボンドワイヤ８の接続時に、移動しにくく、従って
確実な接続が得られる。Next, reference is made to FIG. The semiconductor die 2 is mounted on the die mounting surface 20 of the heat sink 4 in the lead frame assembly 24. Semiconductor die 2 has a first surface 25 and a second surface 26 opposite the first surface 25. A plurality of contact pads 9 are provided on the first surface 25. A second surface 26 is adhered to the die mounting surface 20 of the heat sink 4 by the thermally conductive adhesive 3. One end of the conductive bond wire 8 is connected to any one of the contact pads 9 on the semiconductor die 2, and the other end is connected to any one of the leads 5 on the lead frame 11. Lead 5
Is directly supported on the electrically insulating sheet 7 having relatively poor elasticity without interposing an adhesive or the like, so that it is difficult to move when the bond wire 8 is connected, so that a reliable connection can be obtained. .
【００１１】次に図７を参照する。半導体ダイ２を搭載
したリードフレーム組立体２４を、２つの半部２７，２
８を有するモールド組立体２９のモールドキャビティ３
０内に配置し、２つの半部２７，２８を閉じ、モールド
キャビティ３０内に封止物質１０を充填する。２つの半
部２７，２８を閉じたとき、ヒートシンク４の露出面２
２は、モールドキャビティ３０の内面に圧接される。封
止物質１０の充填により、ヒートシンク４と、半導体ダ
イ２と、導電性リード５の内方部分と、電気絶縁性シー
ト７と、ボンドワイヤ８とを封止し、ヒートシンク４の
露出面２２と、導電性リード５の外方部分と、サポート
バー６の外方部分とを外部に露出させる。封止物質１０
が冷却し、固化したら、モールド組立体２９を開放し、
半導体装置１を取り出す。その後、リードフレーム１１
の外部環１２が切除され、各リード５とサポートバー６
が独立し、半導体装置１の個々のリード５を形成する。
サポートバー６は封止物質１０の外側へ延出していな
い。必要に応じて、封止物質１０の外側へ延出したリー
ド５の外方部分を屈曲させることができる。Next, reference is made to FIG. The lead frame assembly 24 on which the semiconductor die 2 is mounted is connected to the two halves 27 and 2.
Mold cavity 3 of mold assembly 29 having
0, the two halves 27 and 28 are closed and the mold cavity 30 is filled with the sealing substance 10. When the two halves 27 and 28 are closed, the exposed surface 2 of the heat sink 4 is closed.
2 is pressed against the inner surface of the mold cavity 30. By filling the sealing material 10, the heat sink 4, the semiconductor die 2, the inner portion of the conductive lead 5, the electrically insulating sheet 7 and the bond wires 8 are sealed, and the exposed surface 22 of the heat sink 4 is Then, the outer portion of the conductive lead 5 and the outer portion of the support bar 6 are exposed to the outside. Sealing material 10
After cooling and solidifying, release the mold assembly 29,
The semiconductor device 1 is taken out. Then, lead frame 11
The outer ring 12 is cut off, and each lead 5 and the support bar 6 are cut.
Independently form the individual leads 5 of the semiconductor device 1.
The support bar 6 does not extend outside the sealing substance 10. If necessary, the outer portion of the lead 5 extending outside the sealing material 10 can be bent.
【００１２】図８には、リードフレーム１１、電気絶縁
性シート７、ヒートシンク４の三者が一体化してリード
フレーム組立体２４を形成する他の方法を示す。この実
施形態においては、ヒートシンク４に突起を形成する代
わりに孔３１を形成する。そして、三者の孔１３，１
６，３１に鋲３２を挿入して、鋲３２の先端をパンチで
つぶすことによりリードフレーム１１、電気絶縁性シー
ト７、ヒートシンク４を一体化する。FIG. 8 shows another method of forming the lead frame assembly 24 by integrating the three components of the lead frame 11, the electrically insulating sheet 7, and the heat sink 4. In this embodiment, holes 31 are formed instead of forming protrusions on the heat sink 4. And three holes 13,1
The lead frame 11, the electrically insulating sheet 7, and the heat sink 4 are integrated by inserting the stud 32 into the 6, 31 and crushing the tip of the stud 32 with a punch.
【００１３】図９に示す本発明の他の実施形態において
は、ヒートシンク４のダイ取付け面２０とリード支持面
１９とがフラットに形成されている。ダイ取付け面２０
が凹んでいる場合には、その上に搭載される半導体ダイ
２のサイズが限定される。この為、半導体ダイ２のサイ
ズに適合させてヒートシンク４を作らねばならない。こ
の実施形態においては、ダイ取付け面２０とリード支持
面１９とが面一であるから、搭載できる半導体ダイ２の
サイズ範囲が広がる。一サイズのヒートシンク４によ
り、半導体ダイ２の比較的広範囲のサイズ変更に対応す
ることができる。このヒートシンク４のダイ取付け面２
０の反対側の露出面２２は隆起している。隆起部分は封
止物質１０との長い界面を提供する。長い界面は、界面
に沿って内部に侵入しようとする汚染物質の侵入を阻止
するのに貢献する。その他の構造は先の実施形態のもの
と共通であるから、共通の参照番号を付して説明を省略
する。In another embodiment of the present invention shown in FIG. 9, the die mounting surface 20 and the lead support surface 19 of the heat sink 4 are formed flat. Die mounting surface 20
Is recessed, the size of the semiconductor die 2 mounted thereon is limited. For this reason, the heat sink 4 must be made to match the size of the semiconductor die 2. In this embodiment, since the die mounting surface 20 and the lead support surface 19 are flush, the size range of the semiconductor die 2 that can be mounted is widened. A single size heat sink 4 can accommodate a relatively large size change of the semiconductor die 2. Die mounting surface 2 of this heat sink 4
The exposed surface 22 on the opposite side of 0 is raised. The raised portion provides a long interface with the sealing material 10. The long interface helps prevent contaminants from entering the interior along the interface. The other structures are the same as those of the previous embodiment, so that the same reference numerals are assigned and the description is omitted.
【００１４】[0014]
【発明の効果】以上のように、本発明においては、導電
性リードの内方部分とヒートシンクのリード支持面との
間に非接着性の電気絶縁性シートを介在させる。リード
フレームに、リードと並んでサポートバーを設け、これ
とヒートシンクとを、電気絶縁性シートを挾んでかしめ
等の方法により相互に結合する。本発明の半導体装置の
製造過程において、ヒートシンクは、サポートバーを介
してリードフレームに支持される。吸湿性の高い電気絶
縁性の接着テープを用いないので、吸湿に伴う半導体装
置のプラスチックパッケージ内への汚染物質の浸入を防
止し、半導体装置の信頼性を向上させることができる。
接着剤の加熱硬化処理が不要であるから、リードのボン
ディングエリアの汚染に伴う接続不良を防止することが
でき、また追加的なドライクリーニング処理を省略する
ことができる。リードとヒートシンクとの間に接着剤が
介在しないから、ボンドワイヤの接続時にリードを確実
に支持することができ、ボンドワイヤの接続不良を防止
することができる。高価な電気絶縁性の接着テープを用
いないので、半導体装置の製造コストを削減することが
できる。As described above, in the present invention, a non-adhesive electric insulating sheet is interposed between the inner portion of the conductive lead and the lead supporting surface of the heat sink. A support bar is provided on the lead frame along with the lead, and the support bar and the heat sink are connected to each other by a method such as caulking with an electrically insulating sheet interposed therebetween. In the manufacturing process of the semiconductor device of the present invention, the heat sink is supported on the lead frame via the support bar. Since an electrically insulating adhesive tape having a high hygroscopic property is not used, it is possible to prevent a contaminant from penetrating into a plastic package of the semiconductor device due to the moisture absorption and to improve the reliability of the semiconductor device.
Since the heat curing treatment of the adhesive is unnecessary, it is possible to prevent connection failure due to contamination of the lead bonding area, and it is possible to omit an additional dry cleaning treatment. Since no adhesive is interposed between the lead and the heat sink, the lead can be reliably supported when the bond wire is connected, and poor connection of the bond wire can be prevented. Since an expensive electrically insulating adhesive tape is not used, the manufacturing cost of the semiconductor device can be reduced.
【図１】本発明に基づく半導体装置１を示す一部を切り
欠いた斜視図である。FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing a semiconductor device 1 according to the present invention.
【図２】リードフレーム、電気絶縁性シート、ヒートシ
ンクを示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a lead frame, an electrically insulating sheet, and a heat sink.
【図３】リードフレーム組立体を示す一部を切り欠いた
平面図である。FIG. 3 is a partially cutaway plan view showing the lead frame assembly.
【図４】図３におけるIV−IV断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG.
【図５】図３におけるV−V断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG. 3;
【図６】リードフレーム組立体に半導体ダイを搭載し、
ボンドワイヤを接続した状態の断面図である。FIG. 6 shows a semiconductor die mounted on a lead frame assembly;
It is sectional drawing of the state which connected the bond wire.
【図７】封止物質の鋳型工程を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a molding step of a sealing material.
【図８】リードフレーム組立体の他の形成方法を示す一
部の拡大断面図である。FIG. 8 is a partially enlarged cross-sectional view showing another method of forming the lead frame assembly.
【図９】他の形状のヒートシンクを用いたリードフレー
ム組立体の断面図である。FIG. 9 is a sectional view of a lead frame assembly using a heat sink of another shape.
１ 半導体装置 ２ 半導体ダイ ３ 熱伝導性接着剤 ４ ヒートシンク ５ リード ６ サポートバー ７ 非接着性の電気絶縁性シート ８ ボンドワイヤ ９ コンタクトパッド １０ 封止物質 １１ リードフレーム １２ 外部環 １３ 孔 １４ 開口部 １５ 開口部 １６ 孔 １７ 第１表面 １８ 第２表面 １９ リード支持面 ２０ ダイ取付け面 ２１ 周辺面 ２２ 露出面 ２３ 突起 ２４ リードフレーム組立体 ２５ 第１表面 ２６ 第２表面 ２７ 半部 ２８ 半部 ２９ モールド組立体 ３０ モールドキャビテイ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor device 2 Semiconductor die 3 Heat conductive adhesive 4 Heat sink 5 Lead 6 Support bar 7 Non-adhesive electrically insulating sheet 8 Bond wire 9 Contact pad 10 Sealing substance 11 Lead frame 12 External ring 13 Hole 14 Opening 15 Opening 16 Hole 17 First surface 18 Second surface 19 Lead support surface 20 Die mounting surface 21 Peripheral surface 22 Exposed surface 23 Projection 24 Lead frame assembly 25 First surface 26 Second surface 27 Half 28 Half 29 Mold set Solid 30 Mold Cavity
Claims (7)
対側の第２表面とを有し、第１表面の周辺部にはリード
支持面を、またリード支持面に囲まれたその内側にはダ
イ取付け面を有し、第２表面の少なくとも一部には露出
面を有するヒートシンクと、 複数のコンタクトパッドを有する第１表面とその反対側
の第２表面とを有し、第２表面が前記ヒートシンクのダ
イ取付け面上に取り付けられた半導体ダイと、 前記半導体ダイの第２表面を前記ヒートシンクの第１表
面上のダイ取付け面上に取り付けるための接着物質と、 夫々内方端と外方端とを有し、内方端を包含する内方部
分が前記ヒートシンクの第１表面上のリード取付け面の
上に支持される複数の導電性リードと、 前記導電性リードの内方部分と前記ヒートシンクのリー
ド支持面との間に介設される非接着性の電気絶縁性シー
トと、 夫々前記コンタクトパッドの何れか１つを前記リードの
何れか１つの内方部分へ接続する複数の導電性ボンドワ
イヤと、 前記ヒートシンクと、半導体ダイと、接着物質と、導電
性リードの内方部分と、電気絶縁物質とボンドワイヤと
を封止し、ヒートシンクの第２表面上の露出面を外部に
露出させる封止物質とを有することを特徴とする樹脂封
止型半導体装置。A first surface parallel to the first surface and a second surface opposite to the first surface, the periphery of the first surface having a lead support surface and being surrounded by the lead support surface; A heat sink having an inner surface having a die attachment surface, an exposed surface on at least a portion of a second surface, a first surface having a plurality of contact pads, and a second surface opposite the second surface; A semiconductor die having a surface mounted on a die mounting surface of the heat sink; an adhesive material for mounting a second surface of the semiconductor die on a die mounting surface on a first surface of the heat sink; A plurality of conductive leads having an outer end and an inner portion including an inner end supported on a lead mounting surface on the first surface of the heat sink; an inner portion of the conductive leads; And the lead support surface of the heat sink A non-adhesive electrically insulating sheet interposed therebetween; a plurality of conductive bond wires for connecting any one of the contact pads to an inner portion of any one of the leads; A semiconductor die, an adhesive material, an inner portion of the conductive lead, a sealing material for sealing the electrical insulating material and the bond wire, and exposing an exposed surface on the second surface of the heat sink to the outside. A resin-encapsulated semiconductor device, comprising:
対側の第２表面とを有し、第１表面の周辺部にはリード
支持面を、またリード支持面に囲まれたその内側にはダ
イ取付け面を有し、第２表面の少なくとも一部には露出
面を有するヒートシンクと、 複数のコンタクトパッドを有する第１表面とその反対側
の第２表面とを有し、第２表面が前記ヒートシンクのダ
イ取付け面上に取り付けられた半導体ダイと、前記半導
体ダイの第２表面を前記ヒートシンクの第１表面上のダ
イ取付け面上に取り付けるための接着物質と、 夫々内方端と外方端とを有し、内方端を包含する内方部
分が前記ヒートシンクの第１表面上のリード取付け面の
上に支持される複数の導電性リードと、 前記ヒートシンクの第１表面上のリード取付け面の上に
支持されるサポートバーと、 前記導電性リードの内方部分及び前記サポートバーと前
記ヒートシンクのリード支持面との間に介設される非接
着性の電気絶縁性シートと、 夫々前記コンタクトパッドの何れか１つを前記リードの
何れか１つの内方部分へ接続する複数の導電性ボンドワ
イヤと、 前記ヒートシンクと、半導体ダイと、接着物質と、導電
性リードの内方部分と、電気絶縁物質とボンドワイヤと
を封止し、ヒートシンクの第２表面上の露出面を外部に
露出させる封止物質とを有し、 前記サポートバーと前記ヒートシンクとが、前記電気絶
縁性シートを挾んで相互に結合されていることを特徴と
する樹脂封止型半導体装置。2. A semiconductor device comprising: a first surface and a second surface opposite to the first surface, the second surface being parallel to the first surface, and a peripheral portion of the first surface having a lead support surface and being surrounded by the lead support surface. A heat sink having an inner surface having a die attachment surface, an exposed surface on at least a portion of a second surface, a first surface having a plurality of contact pads, and a second surface opposite the second surface; A semiconductor die having a surface mounted on a die mounting surface of the heat sink; an adhesive material for mounting a second surface of the semiconductor die on a die mounting surface on a first surface of the heat sink; A plurality of conductive leads having an outer end and an inner portion including an inner end supported on a lead mounting surface on the first surface of the heat sink; and a plurality of conductive leads on the first surface of the heat sink. A support supported on the lead mounting surface A port bar; a non-adhesive electrically insulating sheet interposed between an inner portion of the conductive lead and the support bar and a lead supporting surface of the heat sink; and one of the contact pads, respectively. A plurality of conductive bond wires connecting the inner portion of the leads to the heat sink, the semiconductor die, the adhesive material, the inner portion of the conductive leads, the electrically insulating material and the bond wires. And a sealing material for exposing an exposed surface on the second surface of the heat sink to the outside, wherein the support bar and the heat sink are connected to each other with the electric insulating sheet interposed therebetween. A resin-encapsulated semiconductor device, comprising:
絶縁性シートは、前記サポートバーの孔に重なる対応孔
を有し、前記ヒートシンクは、リード支持面上に前記サ
ポートバー及び電気絶縁性シートの孔を貫通して先端が
圧搾された突起を有し、この圧搾された突起により、サ
ポートバーとヒートシンクとが相互に結合されているこ
とを特徴とする請求項２に記載の樹脂封止型半導体装
置。3. The support bar has a hole, the electrically insulating sheet has a corresponding hole overlapping the hole of the support bar, and the heat sink has the support bar and the electrically insulating material on a lead supporting surface. The resin sealing according to claim 2, wherein the support bar and the heat sink are connected to each other by a squeezed protrusion having a front end that penetrates a hole of the sheet. Type semiconductor device.
絶縁性シートは、前記サポートバーの孔に重なる対応孔
を有し、電気絶縁性シート及びサポートバーの孔に両端
を圧搾された鋲が貫通し、この圧搾された鋲により、サ
ポートバーとヒートシンクとが相互に結合されているこ
とを特徴とする請求項２に記載の樹脂封止型半導体装
置。4. The support bar has a hole, the electrically insulating sheet has a corresponding hole overlapping the hole of the support bar, and a stud squeezed at both ends into the hole of the electrically insulating sheet and the support bar. 3. The resin-encapsulated semiconductor device according to claim 2, wherein the support bar and the heat sink are connected to each other by the squeezed studs.
この中央開口部の周辺に配置された複数のリードと、複
数のサポートバーと、リード相互間及びリードとサポー
トバーの間を繋ぐ外部環とを有するリードフレームを用
意する工程と、 前記開口部の上に取り付けるためのヒートシンクであっ
て、第１表面とこの第１表面に平行なその反対側の第２
表面とを有し、第１表面の周辺部には前記リードの内方
部分と前記サポートバーが支持されるリード支持面を、
またリード支持面に囲まれたその内側には前記半導体ダ
イを取り付けるためのダイ取付け面を有し、第２表面の
少なくとも一部に封止物質から露出する露出面を有する
ものを形成する工程と、 半導体ダイを置くための中央開口部を有し、前記ヒート
シンクと前記リードフレームのリードとの間を電気的に
絶縁するための非接着性の電気絶縁性シートを形成する
工程と、 リードフレーム組立体を形成するために、前記リード及
びサポートバーと前記ヒートシンクとの間に前記電気絶
縁性シートを挾んでヒートシンクをサポートバーの内方
部分に結合する工程と、 半導体ダイを前記ヒートシンクのダイ取付け面上に接着
する工程と、 複数の導電性ボンドワイヤの一端を夫々前記半導体ダイ
上のコンタクトパッドの何れか１つに接続する工程と、 前記複数の導電性ボンドワイヤの他端を夫々前記リード
フレーム上のリードの何れか１つに接続する工程と、 前記ヒートシンクと、半導体ダイと、導電性リードの内
方部分と、電気絶縁性シートと、ボンドワイヤとを封止
し、ヒートシンクの第２表面上の露出面と、導電性リー
ドの外方部分と、サポートバーの外方部分とを外部に露
出させるように封止物質で封止する工程と、 前記外部環を切断して前記リード及びサポートバーの外
方部分の相互間を切り離す工程と、 前記サポートバーの前記封止物質から延出した外方部分
を切除する工程とを備えることを特徴とする樹脂封止型
半導体装置の製造方法。5. A central opening for placing a semiconductor die,
A step of preparing a lead frame having a plurality of leads arranged around the central opening, a plurality of support bars, and an external ring connecting the leads and between the leads and the support bar; A heat sink for mounting on a first surface and a second surface opposite the first surface parallel to the first surface.
A lead support surface on which an inner portion of the lead and the support bar are supported.
Forming a die mounting surface for mounting the semiconductor die on the inside surrounded by the lead supporting surface, and having an exposed surface exposed from a sealing material on at least a part of the second surface; Forming a non-adhesive electrically insulating sheet having a central opening for placing a semiconductor die and electrically insulating between the heat sink and the leads of the lead frame; Bonding the heat sink to an inner portion of the support bar by sandwiching the electrically insulating sheet between the lead and the support bar and the heat sink to form a three-dimensional structure; and attaching a semiconductor die to a die mounting surface of the heat sink. Bonding one end of each of the plurality of conductive bond wires to any one of the contact pads on the semiconductor die; Connecting the other ends of the plurality of conductive bond wires to any one of the leads on the lead frame, respectively, the heat sink, the semiconductor die, an inner portion of the conductive lead, and an electrically insulating sheet. And a bond wire, and are sealed with a sealing material so as to expose an exposed surface on the second surface of the heat sink, an outer portion of the conductive lead, and an outer portion of the support bar to the outside. Cutting the outer ring to separate the outer portions of the lead and the support bar from each other; and cutting off the outer portion of the support bar extending from the sealing material. A method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device, comprising:
内方部分に孔を有し、前記電気絶縁性シートは、前記サ
ポートバーの孔に重なる位置に対応孔を有し、前記ヒー
トシンクは、リード支持面上に前記サポートバー及び電
気絶縁性シートの孔に挿入される突起を有し、 リードフレーム組立体を形成するために、前記ヒートシ
ンクのリード支持面上に電気絶縁性シートと前記リード
フレームのサポートバーの内方部分を重ね、前記ヒート
シンクの突起を前記サポートバー及び電気絶縁性シート
の合致した孔に挿入する工程と、 前記突起を圧搾して前記ヒートシンクを前記リードフレ
ームのサポートバーに結合する工程をさらに備えること
を特徴とする請求項５に記載の樹脂封止型半導体装置の
製造方法。6. The support bar of the lead frame,
A hole in an inner portion, the electrically insulating sheet has a corresponding hole at a position overlapping the hole in the support bar, and the heat sink has a hole in the support bar and the electrically insulating sheet on a lead support surface. And a protrusion inserted into the support frame of the heat sink, wherein an electrically insulating sheet and an inner portion of a support bar of the lead frame are overlapped on a lead support surface of the heat sink to form a lead frame assembly. 6. The method of claim 5, further comprising: inserting the support bar and the electrically insulating sheet into matching holes; and squeezing the protrusion to couple the heat sink to the support bar of the lead frame. Of manufacturing a resin-sealed semiconductor device.
内方部分に孔を有し、前記電気絶縁性シートは、前記サ
ポートバーの孔に重なる位置に対応孔を有し、前記ヒー
トシンクは、リード支持面上に前記サポートバー及び電
気絶縁性シートの孔に対応する孔を有し、 リードフレーム組立体を形成するために、前記ヒートシ
ンクのリード支持面上に電気絶縁性シートと前記リード
フレームのサポートバーの内方部分を重ね、前記ヒート
シンク、電気絶縁性シート及びサポートバーの孔を重ね
る工程と、 重ねられたヒートシンク、電気絶縁性シート及びサポー
トバーの孔に鋲を挿通させる工程と、 前記鋲を圧搾して前記ヒートシンクを前記リードフレー
ムのサポートバーに結合する工程とをさらに備えること
を特徴とする請求項５に記載の樹脂封止型半導体装置の
製造方法。7. The support bar of the lead frame,
A hole in an inner portion, the electrically insulating sheet has a corresponding hole at a position overlapping the hole in the support bar, and the heat sink has a hole in the support bar and the electrically insulating sheet on a lead support surface. The heat sink has an opening corresponding to the heat sink, the heat sink, the electrical insulation sheet and the inner portion of the support bar of the lead frame are overlapped on the lead support surface of the heat sink to form a lead frame assembly. Stacking the holes of the sheet and the support bar; inserting a stud through the stacked heat sink, the electrically insulating sheet and the hole of the support bar; and pressing the stud to couple the heat sink to the support bar of the lead frame. The method of manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to claim 5, further comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15914597A JP2960698B2 (en) | 1996-06-28 | 1997-06-02 | Resin-sealed semiconductor device with heat sink and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-188283 | 1996-06-28 | ||
| JP08188283 | 1996-06-28 | ||
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1074880A true JPH1074880A (en) | 1998-03-17 |
| JP2960698B2 JP2960698B2 (en) | 1999-10-12 |
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ID=26486028
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP15914597A Expired - Fee Related JP2960698B2 (en) | 1996-06-28 | 1997-06-02 | Resin-sealed semiconductor device with heat sink and method of manufacturing the same |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2960698B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007012731A (en) * | 2005-06-29 | 2007-01-18 | Sanyo Electric Co Ltd | Circuit device and its manufacturing method |
| JP2014007203A (en) * | 2012-06-21 | 2014-01-16 | Panasonic Corp | Mounting substrate, manufacturing method thereof and led module |
-
1997
- 1997-06-02 JP JP15914597A patent/JP2960698B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007012731A (en) * | 2005-06-29 | 2007-01-18 | Sanyo Electric Co Ltd | Circuit device and its manufacturing method |
| JP4610426B2 (en) * | 2005-06-29 | 2011-01-12 | 三洋電機株式会社 | Circuit device manufacturing method |
| JP2014007203A (en) * | 2012-06-21 | 2014-01-16 | Panasonic Corp | Mounting substrate, manufacturing method thereof and led module |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2960698B2 (en) | 1999-10-12 |
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