JPS61102040A - 樹脂封止型半導体装置の製造方法 - Google Patents

樹脂封止型半導体装置の製造方法

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JPS61102040A
JPS61102040A JP22434384A JP22434384A JPS61102040A JP S61102040 A JPS61102040 A JP S61102040A JP 22434384 A JP22434384 A JP 22434384A JP 22434384 A JP22434384 A JP 22434384A JP S61102040 A JPS61102040 A JP S61102040A
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    • H01L2224/85909Post-treatment of the connector or wire bonding area
    • H01L2224/8592Applying permanent coating, e.g. protective coating

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、パワートランジスタ、電力用ダイオード等の
樹脂封止型半導体装置の製造方法に関する。
〔従来の技術〕
電力用樹脂封止製半導体装置において、半導体チップが
固着された支持板の裏面にも成形樹脂層を形成すれば、
半導体装置を外部放熱体に取付ける際に従来使用してい
た絶縁薄板が不要になる。
しかし、この構造では、支持板裏面に形成される成形樹
脂層が数百μmという薄いものであるため。
この成形樹脂層が支持板から剥離してしまうことがある
。これは、成形時の樹脂の熱収縮や半導体装置がオン・
オフ動作を繰り返すことによる熱ストレスに基づ(もの
と考えられる。上記剥離が生じると、機械的強度の低下
はもとより、放熱特性や絶縁性の低下などの不都合が起
る。
樹脂の剥離を防止するために、樹脂な被着させる面に凹
凸や溝を設けることは公知である。この種の公知技術を
リードフレームに適用することも例えば実開昭57−1
75448号公報で知られている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、リードフレームのチップ支持板に単に溝又は
凹凸を形成しても、支持板裏面の表面積を例えば20%
程度増加させることが出来るのみであり、支持板裏面の
平面性を損わずに表面積を大幅に増大させることは困難
であった。また、支持板裏面と金型との間隔が小さい場
合に、この間  1隔を正確に保ちつつ樹脂を良好に注
入することには困難を伴なった。そこで、本発明の目的
は、支持板の裏面に薄い樹脂層を容易且つ良好に形成す
ること−が出来る樹脂封止型半導体装置の製造方法を提
供することにある。
〔問題点を解決するだめの手段〕
上記目的ケ達成するだめの本発明は、放熱機能及び電気
伝導機能を有するように形成された支持板と、前記支持
板の一方の主表面上に固着された半導体チップと、前記
支持板の一端に連結された支持板接続用外部リードと、
前記半導体チップに接続された少なくとも1本のチップ
接続用外部リードと、前記支持板接続用及びチップ接続
用外部リードの支持板側の一部、前記半導体チップ及び
前記支持板を被稜する成形樹脂体とを含み、前記成形樹
脂体が前記支持板の他方の主表面側にも薄く形成されて
いる半導体装置の製造方法において、前記支持板の他方
の主表面に帯状の粗面が形成され、この帯状の粗面が所
定方向に沿って延びているリードフレームを用意する工
程と、前記支持板に前記半導体チップを固着し、前記チ
ップ接続用外部リードを内部リードを介して又は介さず
に前記半導体チップに接続してチップ・リードフレーム
組豆体を形成する工程と、前記チップ・リードフレーム
組豆体を成形用型に装着し、前記帯状の粗面が延びる方
向が樹脂の主たる流動方向となるように前記型内の成形
空所に液状樹脂を注入して前記成形樹脂体を得る工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法に係わ
るものである。
〔作 用〕
上記発明において、支持板の他方の主表面(裏面)は粗
面を有しているので、表面積が大幅に増太し、樹脂の剥
離が生じに(くなる。また、帯状の粗面が延びる方向に
樹脂が流れるように樹脂を注入するので、樹脂層が支持
板の他方の主表面の全部に良好に充てんされる。
〔実施例〕
次に、第1図〜第8図を参照して本発明の実施例に係わ
る樹脂封止型パワートランジスタの製造方法について述
べる。
リードフレーム(1)を示す第1図において、(2)は
Nf被覆Cり板から成る支持板、(4)は支持板(21
の一端に連結された支持板接続用外部リード、(31(
51はチップ接続用外部リード、(6)は外部リードを
橋絡するタイバー、(7)は外部リード端を連結する共
通接続細条、(8)は成形樹脂体に取付孔を形成するた
めのU字状切欠部である。第1図にはトランジスタ1個
分のリードフレーム(1)が示されているが、実際には
多数個(例えば10個)分が並列配置されている。支持
板(2)の一方の主表面(2a)上にはパワートランジ
スタチップ(9)が半田(図示せず)で固着されている
。チップ(9)は、上面にベース電極及びエミッタ電極
を有し、下面にコレクタ電極を有する。従って、コレク
タ電極が支持板(2)に接続されている。チップ(9)
のペース電極と外部リード(3)の間、及びチップ(9
)のエミッタ電極と外部り一ド(5)の間は、それぞれ
A1線から成る内部リードαααυで接続されている。
αりはジャンクションコーティングレジンと呼ばれる例
えばシリ;ン樹脂からなる保護用樹脂で、チップ(9)
を被覆及び保護して   )いる。
支持板(2)の裏面即ち他方の主表面(2b)には第2
図に示す如く帯状に粗面α3が設けられている。この粗
面(13の形成は、リードフレーム(1)Kチップ(9
)を接着する前はなされている。即ち、粗面αJの形成
は、板状部材からリードフレーム(1)を製作する工程
において、ラッピングパウダーをスプレー銃を用いて高
圧エアーで支持板(2)の裏面部分に吹き付けることに
よって行う。従って、粗面a3を形成することにより、
支持板(21の平面性が損われることは殆んどない。粗
面(13は第3図に示す如く微細な略半球状の多数の凹
部と凸部とを有する梨地面である。粗面α〜は、支持板
(2)の他方の主表面(2b)の全部に形成されておら
ず、外部リード(3)〜(5)及び支持板(2)が延び
ている方向に沿って帯状に形成され、これ等の相互間に
平滑面α□□□が存在している。
第1図に示すチップ・リードフレーム組立体が得られた
ら、次に、第4図及び第5図に示す如(、上部金製α9
と下部金型(161とによって生じる成形空所αD内に
チップα9、支持板(2)、及び外部リード(3)〜(
5)の一部を配置し、外部リード(3)〜(51を上下
の金! 霞(161で挾持する。支持板(2)は金型(
151αeによって片持ち梁状態に支持されているので
、その他方の主表面(2b)と下部側Ieとの間に1m
m以内(例えば約Q、4mm)の間隔が生じている。(
15a)は円筒状ピンであり、上部金Wa9下方に延び
て支持板(2)の一方の主表面(2a)に当接している
。従って、支持板(2)の上限位置はピン(15a)に
よつ【決まる。なお、支持板(2)の先端は第1図から
明らかな如く二叉に分かれているので、ピン(15a)
も2本設けられている。(15b)は取付孔を得るため
の円筒状ピンであり、上部金星α9から下方に延びて下
部金型αeに当接している。(15c)は樹脂の流れを
制御するための突出部であり、上部金W(Isから下方
に突出している。この突出部(15c)の先端と支持板
(2)との間隔は、ピン(15b)の近傍における支持
板(2)と金屋霞との間隔よりも小であるので、樹脂の
流れがここで制限される。α秒は樹脂注入孔であり、こ
の例では、外部リード(3)〜(5)の導出側と反対側
に設けられている。
次に、公知のトラップァそ−ルビ法に基づいて、加熱さ
れて粘液状となった熱硬化性エポキシ樹脂を注入孔αe
を通して空所α61K圧入・充てんする。
注入孔αSは粗面αJおよび平滑面α委が帯状に延びる
方向と同じ方向に延びる孔であるため、樹脂の主たる流
動方向は粗面住3および平滑面Iが帯状に延びる方向と
一致する。金型α5(Ieはこの樹脂の熱硬化可能温度
例えば1BOrに加熱されており、圧入・充てんされた
樹脂は短時間(数分以内)の内に熱硬化し、第6図及び
第7図に示す如(成形横脂体0が形成される。しかる後
、金型α51αeの型締めを解いて、リードフレームを
金型(L9αeから取り外し、成形樹脂体a!Jを完全
に熱硬化させるために更に長時間の熱処理を行い令その
後タイバー(6)と共通接続細条(7)をプレス加工で
切断除去して、第8図に示すパワートランジスタを完成
させる。第8図において、(2[]■Dはピン(15a
) K対応して形成された凹部、(2つは突出部(15
c)に対応して形成された溝状の凹部で・ある。(ハ)
は、ピン(15b)に対応するもので、このパワートラ
ンジスタを外部放熱  1体等に取付けるときにネジを
通すための取付孔である。
この実施例には次の作用効果がある。
(a)  粗面住3を形成したことにより、支持板(2
)の裏面の表面積が大きく増加し、支持板(2)の裏面
にである。と仮定すると、粗面の場合の表面積と平滑面
の場合の表面積との比は、2π% /πr2=2となる
。即ち、平滑面を粗面とすることにより、表面積を約2
倍(100%増加)にすることが出支持板(2)の裏面
全体が平滑面であったときに比べて、それぞれ33%、
50%、67%の増加となる。これは、前記公開公報の
発明の実施例における20%増加という数値例を大きく
上回わるものである。
(b)  支持板(2)の裏面側において、樹脂の充て
ん圧力の不足や樹脂の未充てんが起らない。従って、こ
の部分の樹脂にピンホール様のものが発生して絶縁耐圧
の低い樹脂層が形成されたり、明らかな未充てん部分が
生じることがない。即ち、粗面Q3は支持板(2)の裏
面と金を住eの間の高さ0.4mmという狭い空間に流
れ込もうとする粘液状の樹脂に対してその流動性を妨げ
るように作用してしまう。
このため、支持板(2)の裏面全体を粗面としてしまう
と、樹脂注入時に問題が発生し易い。しかし本発明では
、帯状の平滑面α4を樹脂の主たる流動方向に沿って設
けているので、この平滑面(141が、樹脂の未充てん
等が起こり易い支持板(2)の右端側(外部リード側)
への樹脂の流動を促進し、樹脂注人が良好に達成される
。なお、金型の仕切状突出部(15c)は、支持板(2
)の上面側の広い空間への樹脂の流れを抑制し、支持板
(2)の裏面側の狭い空間への樹脂の流れを増強し、支
持板(2)の上面側と裏面側での樹脂の流れのバランス
を取る。これにより、支持板(2)の上面側を流れる樹
脂と裏面側を流れる樹脂とが支持板(2)の右側部近傍
(外部リード導出側)でぶつかるようになり、樹脂が良
好に充てんされる。本実施例では、粗面(13を帯状に
形成する事と突出部(15c)を設ける事とが組み合わ
されているので、支持板(2)の裏面側に樹脂層を良好
に形成することが出来る。
(C)  突出部(15c)を設けて上側での樹脂の流
れを制限すると、樹脂が支持板(2)を下から上に押し
上げるように作用するが、ピン(15a)が設けられて
いるので、支持板(2)の上下方向の位置をはぼ一定国
保つことが出来る。
本発明は上述の実施例に限定されるものでなく、例えば
、次の変形例が可能なものである。
(イ)粗面Q3を第9図に示す如く分布させてもよい。
この例では、支持板(2)が延びる方向に直交する方向
にも樹脂が流れるように第2図では1続きであった帯状
粗面α3が分断されている。この第9図では、支持板(
2)の外部リード導出側の端の全部に粗面α四が設けら
れているが、これは、この部分近傍まで樹脂が順調に注
入すれば、問題が生じないからである。粗面0を第10
図に示す如く形成してもよい。第10図では支持板(2
)の凹部(8)側端部へ樹脂が流入し始める時期の流動
性を重視し、且つ粗面(13の面積を大きくとるために
、粗面(13が支持板(2)の外部リード側に行くにつ
れて幅広になっている。
(ロ)支持板(2)が完全に露出しない製品を希望する
場合には、凹部■圓に樹脂を注入してもよい。
また、支持板(2)の金型のピン(15a)と当接する
部分にあらかじめポリイミド系樹脂層のような絶縁層を
形成しておき、この絶縁層の上から、ビン(15a)で
支持板(2)を挾持して、支持板(2)が完全に絶縁物
で被覆された半導体装置を得挺もよい。
(/→ 支持板(2)の上下方向の位置ずれを防ぐため
に、ピン(15a)に対向するビンを下部金型lQに設
け、支持板(2)を挾持するようにしてもよい。また、
支持板(2]の先端から細条を引き出し、この細条を金
型αSαQで挾持することによって支持板(2)の位置
決めを行ってもよい。また、ビン(15a)を省いた構
成としてもよい。
〔発明の効果〕
上述から明らかな如く、本発明では、支持板の他方の主
表面に粗面を帯状に設け、この帯状粗面の延びる方向が
樹脂の主たる流れの方向となるようにしたので、剥離し
にくい成形樹脂層を支持板の他方の主表面側に良好に形
成することが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明め実施例に係わるパワートランジスタの
リードフレームにチップを接着し、内部リードを接続し
た状態を示す斜視図、第2図は第1図のリードフレーム
の裏面側を示す底面図、第3図は支持板の一部拡大断面
図、第4図は金型に第1図のリードフレームを収容した
状態を外部リード(4)に沿う断面で示す断面図、第5
図は金型とリードフレームを外部リード(5)に沿う断
面で示す断面図、第6図及び第7図は第4図及び第5図
の空所に樹脂体を設けた状態を示す断面図、第8図は完
成したトランジスタの斜視図、第9図及び第1O図は変
形例のリードフレームの底面図である。 (1)・・・リードフレーム、(2)・・・支持板、(
31(51・・・チップ接続用外部リード、(4)・・
・支持板接続用外部+7−ド、(9)・・・チップ、α
l(tυ・・・内部リード、α3・・・粗面、α4・・
・平滑面、(Lη・・・成形空所、(L9・・・成形樹
脂体。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)放熱機能及び電気伝導機能を有するように形成さ
    れた支持板と、前記支持板の一方の主表面上に固着され
    た半導体チップと、前記支持板の一端に連結された支持
    板接続用外部リードと、前記半導体チップに接続された
    少なくとも1本のチップ接続用外部リードと、前記支持
    板接続用及びチップ接続用外部リードの支持板側の一部
    、前記半導体チップ及び前記支持板を被覆する成形樹脂
    体とを含み、前記成形樹脂体が前記支持板の他方の主表
    面側にも薄く形成されている半導体装置の製造方法にお
    いて、 前記支持板の他方の主表面に帯状の粗面が形成され、こ
    の帯状の粗面が所定方向に沿つて延びているリードフレ
    ームを用意する工程と、 前記支持板に前記半導体チップを固着し、前記チップ接
    続用外部リードを内部リードを介して又は介さずに前記
    半導体チップに接続してチップ・リードフレーム組立体
    を形成する工程と、 前記チップ・リードフレーム組立体を成形用型に装着し
    、前記帯状の粗面が延びる方向が樹脂の主たる流動方向
    となるように前記型内の成形空所に液状樹脂を注入して
    前記成形樹脂体を得る工程と を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
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