JPS61251156A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS61251156A JPS61251156A JP9293085A JP9293085A JPS61251156A JP S61251156 A JPS61251156 A JP S61251156A JP 9293085 A JP9293085 A JP 9293085A JP 9293085 A JP9293085 A JP 9293085A JP S61251156 A JPS61251156 A JP S61251156A
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- resin
- fin
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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。
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）
本発明は樹脂封止型の半導体装置に関する。
（従来の技術） ゛
一般に放熱フィンを有し、かつ樹脂封止部分の寸法が２
０Ｘ１０ｍｍ以上の大型樹脂封止型半導体装置の従来構
造の一例として、１〜３ｍｍの板厚の銅板に厚さ数μｍ
のＮｉメッキを施した放熱フィンと０．３〜１ｍｍの板
厚の銅板に数μｍのＮｉメッキを施したリードフレーム
とエポキシ系の樹脂とから構成され、放熱フィンとリー
ドフレームとが封止樹脂により絶縁されている。
０Ｘ１０ｍｍ以上の大型樹脂封止型半導体装置の従来構
造の一例として、１〜３ｍｍの板厚の銅板に厚さ数μｍ
のＮｉメッキを施した放熱フィンと０．３〜１ｍｍの板
厚の銅板に数μｍのＮｉメッキを施したリードフレーム
とエポキシ系の樹脂とから構成され、放熱フィンとリー
ドフレームとが封止樹脂により絶縁されている。
（発明が解決しようとする問題点）
従来構造の問題点は、エポキシ系封止樹脂と放熱フィン
の線膨脹係数が前者が２．０〜２．４Ｘ１０−’ｃ ｍ
／ ｃ ｍ ／ ’Ｃに対し、後者が１．７Ｘ１０−
５ｃｍ／ ｃ ｍ ／ ’Ｃと小さく、両者の差が大き
いため、＋１１樹脂封止後のそり量が大きくなり、外付
けの放熱フィンと樹脂封止型半導体装置との良好な密着
性を保つのが困難であった。（２）温度変化による樹脂
封止型半導体装置のそり量の変化量が大きく、樹脂封止
型半導体装置内に応力が発生し、温度サイクル試験での
耐久寿命が短かかった。（３）さらに銅のヤング率は１
２０００ｋｇ／ｃｍ”であり、封止樹脂の１５００〜２
０００ｋｇ／ｃｍ”に比べると非常に大きいため、製造
時に放熱フィンを複数個連結したまま加工し、その後最
終工程で個々に分離する際、その工程で封止樹脂に衝撃
が加わりこの封止樹脂が割れ易かった。このため個々に
分離する工程を省くため、放熱フィンを１個ずつ樹脂封
止金型にセットしており生産性が悪く問題であった。
の線膨脹係数が前者が２．０〜２．４Ｘ１０−’ｃ ｍ
／ ｃ ｍ ／ ’Ｃに対し、後者が１．７Ｘ１０−
５ｃｍ／ ｃ ｍ ／ ’Ｃと小さく、両者の差が大き
いため、＋１１樹脂封止後のそり量が大きくなり、外付
けの放熱フィンと樹脂封止型半導体装置との良好な密着
性を保つのが困難であった。（２）温度変化による樹脂
封止型半導体装置のそり量の変化量が大きく、樹脂封止
型半導体装置内に応力が発生し、温度サイクル試験での
耐久寿命が短かかった。（３）さらに銅のヤング率は１
２０００ｋｇ／ｃｍ”であり、封止樹脂の１５００〜２
０００ｋｇ／ｃｍ”に比べると非常に大きいため、製造
時に放熱フィンを複数個連結したまま加工し、その後最
終工程で個々に分離する際、その工程で封止樹脂に衝撃
が加わりこの封止樹脂が割れ易かった。このため個々に
分離する工程を省くため、放熱フィンを１個ずつ樹脂封
止金型にセットしており生産性が悪く問題であった。
米発明は、上記問題点を克服するものである。
（問題点を解決するための手段）
本発明によれば半導体素子が載置されたリードフレーム
と、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる放熱フ
ィンとが、所定距離を隔てて対抗配置される形態におい
て、前記放熱フィンの線膨脹係数に近似した線膨脹係数
を有する封止樹脂により封止され、かつその各々が前記
封止樹脂にて電気的に絶縁されていることを特徴とする
。
と、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる放熱フ
ィンとが、所定距離を隔てて対抗配置される形態におい
て、前記放熱フィンの線膨脹係数に近似した線膨脹係数
を有する封止樹脂により封止され、かつその各々が前記
封止樹脂にて電気的に絶縁されていることを特徴とする
。
また本発明の実施態様によれば、前記封止樹脂は、２〜
２．５ Ｘ １０−５ｃｍ／ｃｍ／℃の線膨脹係数をも
つエポキシ系の樹脂からなることを特徴とする。
２．５ Ｘ １０−５ｃｍ／ｃｍ／℃の線膨脹係数をも
つエポキシ系の樹脂からなることを特徴とする。
また、本発明の実施態様によれば、前記リードフレーム
と対向する側の放熱フィン面の外周近傍面に溝部又は凸
部を設けたことを特徴とする。
と対向する側の放熱フィン面の外周近傍面に溝部又は凸
部を設けたことを特徴とする。
（作 用）
本発明の構成によれば、封止樹脂の線膨脹係数は放熱フ
ィンのそれとほぼ同一の値となる。このため成形後の樹
脂封止型半導体装置のそり量を小さくでき、外付は放熱
フィンと樹脂封止型半導体装置との密着性を良好に保つ
ことができる。さらにその上記の理由により、温度変化
によるそり量の変化量をほとんどなくすることができる
。このためそり量の変化による樹脂封止型半導体装置内
に発生する応力もほとんどなくなる。従って、温度サイ
クル試験での耐久寿命を格段に向上できる。
ィンのそれとほぼ同一の値となる。このため成形後の樹
脂封止型半導体装置のそり量を小さくでき、外付は放熱
フィンと樹脂封止型半導体装置との密着性を良好に保つ
ことができる。さらにその上記の理由により、温度変化
によるそり量の変化量をほとんどなくすることができる
。このためそり量の変化による樹脂封止型半導体装置内
に発生する応力もほとんどなくなる。従って、温度サイ
クル試験での耐久寿命を格段に向上できる。
また、アルミニウムのヤング率は７０００ｋｇ／ｃｍ”
であり、銅に比べ非常に小さいため、銅に比べ衝撃吸収
能力は格段に向上し、例えば製造時の最終工程で機械的
に個々に分離する際に樹脂封止半導体素子に加わる衝撃
による封止樹脂の割れを防ぐことができる。
であり、銅に比べ非常に小さいため、銅に比べ衝撃吸収
能力は格段に向上し、例えば製造時の最終工程で機械的
に個々に分離する際に樹脂封止半導体素子に加わる衝撃
による封止樹脂の割れを防ぐことができる。
（実施例）
以下、本発明を図に示す実施例により説明する。
第１，２図において樹脂封止部分３の寸法ＬＬ。
Ｌ２は本例の場合４０Ｘ２０ｍｍの外形寸法を有する。
板厚０．５ ｍ ｍの鋼材の表面にＮｉメッキを施した
りリードフレーム２上にパワートランジスタ、パワーダ
イオード、パワーＩＣ等の半導体素子１が載置されてい
る。このリードフレーム２と、１ｉＦ２２ｍｍのアルミ
ニウム又はアルミニウム合金より成る放熱フィン４とは
、所定距離を隔てて対向配置される形態において、線膨
脹係数が放熱フィン４と近似した値、望ましくは２〜２
．５ＸＩＯ−５ｃｍ／ｃｍ／”Ｃ１この場合２．２ Ｘ
１０−Ｓｃ ｍ／ ｃｍ ／ ’Ｃと、ヤング率１５
５０ｋｇ／ｃｍ”を有するエポキシ系樹脂３により樹脂
封止され、リードフレーム２と放熱フィン４とはこの封
止樹脂３により電気的に絶縁されている。
りリードフレーム２上にパワートランジスタ、パワーダ
イオード、パワーＩＣ等の半導体素子１が載置されてい
る。このリードフレーム２と、１ｉＦ２２ｍｍのアルミ
ニウム又はアルミニウム合金より成る放熱フィン４とは
、所定距離を隔てて対向配置される形態において、線膨
脹係数が放熱フィン４と近似した値、望ましくは２〜２
．５ＸＩＯ−５ｃｍ／ｃｍ／”Ｃ１この場合２．２ Ｘ
１０−Ｓｃ ｍ／ ｃｍ ／ ’Ｃと、ヤング率１５
５０ｋｇ／ｃｍ”を有するエポキシ系樹脂３により樹脂
封止され、リードフレーム２と放熱フィン４とはこの封
止樹脂３により電気的に絶縁されている。
また、この放熱フィンには、封止樹脂３が接着される領
域内の外周近傍の放熱フィン面に例えば深さ０．２ ｍ
ｍ程度のＶ字状の溝部または高さ０．２ｍｍ程度の凸
部６ （第３図参照）が閉ループ状に設けである。この
半導体装置は例えばアルミニウム製の放熱フィン５にネ
ジなどの固定手段７によって取付けられる。
域内の外周近傍の放熱フィン面に例えば深さ０．２ ｍ
ｍ程度のＶ字状の溝部または高さ０．２ｍｍ程度の凸
部６ （第３図参照）が閉ループ状に設けである。この
半導体装置は例えばアルミニウム製の放熱フィン５にネ
ジなどの固定手段７によって取付けられる。
なお、上記構造の樹脂封止型半導体装置は、その製造に
際し、例えばアルミニウム製放熱フィン４を第４図に示
す如く、５個連結構造とし、複数個連結したまま樹脂封
止し、その後個々に分離することにより形成される。こ
れは金型を用いて機械的に切断できる。
際し、例えばアルミニウム製放熱フィン４を第４図に示
す如く、５個連結構造とし、複数個連結したまま樹脂封
止し、その後個々に分離することにより形成される。こ
れは金型を用いて機械的に切断できる。
そこで、本発明の構成によれば、線膨脹係数は封止樹脂
３が２．２ Ｘ １０−’ｃ ｍ／ ｃ ｍ７℃に対し
、放熱フィン５は２．３Ｘ １０−ｂｃｍ／ｃｍ／℃で
あり、はぼ同一の値となる。このため成形後の樹脂封止
型半導体装置のそり量を小さくでき、外付は放熱フィン
と樹脂封止型半導体装置との密着性を良好°に保つこと
ができる。さらには上記の理由により、温度変化による
そり量の変化量をほとんどなくすることができる。この
ためそり量の変化による樹脂封止型半導体装置内に発生
する応力もほとんどなくなる。従って温度サイクル試験
での耐久寿命を格段に向上できる。
３が２．２ Ｘ １０−’ｃ ｍ／ ｃ ｍ７℃に対し
、放熱フィン５は２．３Ｘ １０−ｂｃｍ／ｃｍ／℃で
あり、はぼ同一の値となる。このため成形後の樹脂封止
型半導体装置のそり量を小さくでき、外付は放熱フィン
と樹脂封止型半導体装置との密着性を良好°に保つこと
ができる。さらには上記の理由により、温度変化による
そり量の変化量をほとんどなくすることができる。この
ためそり量の変化による樹脂封止型半導体装置内に発生
する応力もほとんどなくなる。従って温度サイクル試験
での耐久寿命を格段に向上できる。
また、アルミニウムのヤング率は７０００ｋｇ／ ｃ
ｍ ”であり、銅に比べ非常に小さいため、銅に比べ衝
撃吸収能力は格段に向上し、製造時に最終工程で機械的
に個々に分離する際に、樹脂封止型半導体素子に加わる
衝撃による封止樹脂の割れを防ぐことができる。
ｍ ”であり、銅に比べ非常に小さいため、銅に比べ衝
撃吸収能力は格段に向上し、製造時に最終工程で機械的
に個々に分離する際に、樹脂封止型半導体素子に加わる
衝撃による封止樹脂の割れを防ぐことができる。
ところで、放熱フィンをアルミニウムにした場合Ｎｉメ
ッキに比べ温度及び塩水等により腐食され易い。特に樹
脂とアルミ放熱フィンとの界面に侵入し、アルミニウム
の腐食が発生した場合腐食物の形成による体積が膨張す
るため樹脂と放熱フィン界面にすき間ができる。一旦す
き間ができるとこのすき間が湿気及び塩水等は入り易（
なり腐食領域はさらに進行し、腐食の進行度合は加速さ
れる。従ってアルミニウム放熱フィンを採用した場合の
上記の問題点を解決するには湿気及び塩水等の初期の侵
入を完全に防止すれば良い。この目的を達成するために
は放熱フィンを封止樹脂３の接着領域の外周近傍部分の
アルミニウム放熱フィン表面に例えば７字形の溝部又は
凸部を設け、それにより放熱フィン４と樹脂３との密着
性を向上させることができ、湿気及び塩水等の侵入を完
全に防止できる。 次に、放熱フィン４の材質と封止樹
脂３からなるパッケージのそり量との関係についての室
温における実験結果を第５図に示す。
ッキに比べ温度及び塩水等により腐食され易い。特に樹
脂とアルミ放熱フィンとの界面に侵入し、アルミニウム
の腐食が発生した場合腐食物の形成による体積が膨張す
るため樹脂と放熱フィン界面にすき間ができる。一旦す
き間ができるとこのすき間が湿気及び塩水等は入り易（
なり腐食領域はさらに進行し、腐食の進行度合は加速さ
れる。従ってアルミニウム放熱フィンを採用した場合の
上記の問題点を解決するには湿気及び塩水等の初期の侵
入を完全に防止すれば良い。この目的を達成するために
は放熱フィンを封止樹脂３の接着領域の外周近傍部分の
アルミニウム放熱フィン表面に例えば７字形の溝部又は
凸部を設け、それにより放熱フィン４と樹脂３との密着
性を向上させることができ、湿気及び塩水等の侵入を完
全に防止できる。 次に、放熱フィン４の材質と封止樹
脂３からなるパッケージのそり量との関係についての室
温における実験結果を第５図に示す。
試料は横４０ｍｍｘ縦２０ｍｍｘ厚さ６ｍｍの外形形状
で、放熱フィン４，５の板圧は２ｍ ｍ 、 リード
フレーム２の板厚は０．５ｍｍ、リードフレーム２と放
熱フィン４を絶縁するための封止樹脂３の厚さは０．５
ｍｍとした。第５図よりパッケージのそり量の放熱フィ
ン４が銅の場合９０〜１００μｍであるのに対し、アル
ミニウムの場合５０〜６０μｍであり、そり量は銅に比
ベアルミニウムの場合約１／２に低減できることが分か
る。
で、放熱フィン４，５の板圧は２ｍ ｍ 、 リード
フレーム２の板厚は０．５ｍｍ、リードフレーム２と放
熱フィン４を絶縁するための封止樹脂３の厚さは０．５
ｍｍとした。第５図よりパッケージのそり量の放熱フィ
ン４が銅の場合９０〜１００μｍであるのに対し、アル
ミニウムの場合５０〜６０μｍであり、そり量は銅に比
ベアルミニウムの場合約１／２に低減できることが分か
る。
第６図に放熱フィン４の材質と温度変化によるパッケー
ジのそり量の変化量についての実験結果を示す。この場
合１４０℃だけ温度変化させた時のそり量の変化量を求
めた。試料は第５図の実験の場合と同一試料を用いた。
ジのそり量の変化量についての実験結果を示す。この場
合１４０℃だけ温度変化させた時のそり量の変化量を求
めた。試料は第５図の実験の場合と同一試料を用いた。
放熱フィンが銅の場合、そり量の変化量は約４０μｍに
対し、アルミニウムの場合Ｏ〜５μｍであり、はとんど
変化しない。
対し、アルミニウムの場合Ｏ〜５μｍであり、はとんど
変化しない。
また、第７図は放熱フィン４の材質と封止樹脂部３の衝
撃強さくつまり封止樹脂の破損程度）の関係を求めた実
験結果を示す。試料は第５図の場合と同じ試料である。
撃強さくつまり封止樹脂の破損程度）の関係を求めた実
験結果を示す。試料は第５図の場合と同じ試料である。
銅に比ベアルミニウムは衝撃強さは約６倍向上している
。
。
また、第８図にはアルミニウム製放熱フィン４の深さ０
．２ ｍ ｍ程度のＶ字状溝部による湿気侵入防止効果
をインク浸漬試験によるインクの浸入距離による評価し
た結果を示す。溝部を設けると全くインクは浸入しなか
った。
．２ ｍ ｍ程度のＶ字状溝部による湿気侵入防止効果
をインク浸漬試験によるインクの浸入距離による評価し
た結果を示す。溝部を設けると全くインクは浸入しなか
った。
なお、放熱フィン４．°５の材質はアルミニウムを主成
分としたアルミニウム合金でも同様の効果を発揮できる
。またアルミニウム表面にアルマイト処理、クロメート
処理、樹脂の塗布等を施しても同様の効果を発揮できる
。
分としたアルミニウム合金でも同様の効果を発揮できる
。またアルミニウム表面にアルマイト処理、クロメート
処理、樹脂の塗布等を施しても同様の効果を発揮できる
。
また、本例では放熱フィン４と樹脂３との接着面への湿
気の侵入を防止するためにＶ字形の溝部または凸部６を
設けたが、この様な形状に限らずＵ字形、Ｗ字形等でも
良い。また溝部または凸部６の本数は１個に限らず複数
個の溝部を何重かに設ければ一層効果が高まる。
気の侵入を防止するためにＶ字形の溝部または凸部６を
設けたが、この様な形状に限らずＵ字形、Ｗ字形等でも
良い。また溝部または凸部６の本数は１個に限らず複数
個の溝部を何重かに設ければ一層効果が高まる。
（発明の効果）
以上述べた如く本発明によれば、放熱フィンがアルミニ
ウム又はアルミニウム合金から構成され、かつこの放熱
フィンに近似した線膨脹係数を有する封止膨張を用いて
放熱フィン及びリードフレームが封止され、かつその各
々がこの封止樹脂にて電気的に絶縁されているから、成
型後の樹脂封止型半導体装置のそり量及び温度変化によ
る半導体装置のそり量を十分小さくでき、信顛性を高め
ることができる。
ウム又はアルミニウム合金から構成され、かつこの放熱
フィンに近似した線膨脹係数を有する封止膨張を用いて
放熱フィン及びリードフレームが封止され、かつその各
々がこの封止樹脂にて電気的に絶縁されているから、成
型後の樹脂封止型半導体装置のそり量及び温度変化によ
る半導体装置のそり量を十分小さくでき、信顛性を高め
ることができる。
第１図、第２図および第３図は本発明の一実施例を示す
もので、第１図は半導体装置の平面図、第２図は断面図
、第３図は放熱フィン４の平面図、第４図は複数個の放
熱フィン４を連結した状態を示す平面図、第５図、第６
図、第７図及び第８図は本発明の説明に用いるための実
験結果を示す図である。 １・・・半導体素子、２・・・リードフレーム、３・・
・封止樹脂、４，５・・・放熱フィン、６・・・溝部又
は凸部。 第１図 第２図 第３図 第、。 第５図 第７図 方（９！：）ｔｙネ７１に 第６図 放熱−λン材１ 第８図
もので、第１図は半導体装置の平面図、第２図は断面図
、第３図は放熱フィン４の平面図、第４図は複数個の放
熱フィン４を連結した状態を示す平面図、第５図、第６
図、第７図及び第８図は本発明の説明に用いるための実
験結果を示す図である。 １・・・半導体素子、２・・・リードフレーム、３・・
・封止樹脂、４，５・・・放熱フィン、６・・・溝部又
は凸部。 第１図 第２図 第３図 第、。 第５図 第７図 方（９！：）ｔｙネ７１に 第６図 放熱−λン材１ 第８図
Claims (3)
- （１）半導体素子が載置されたリードフレームと、アル
ミニウム又はアルミニウム合金からなる放熱フィンとが
、所定距離を隔てて対向配置される形態において、前記
放熱フィンの線膨脹係数に近似した線膨張係数を有する
封止樹脂により封止され、かつその各々が前記封止樹脂
にて電気的に絶縁されていることを特徴とする半導体装
置。 - （２）前記封止装置は、２〜２．５×１０＾−＾５ｃｍ
／ｃｍ／℃の線膨張係数をもつエポキシ系の樹脂からな
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体
装置。 - （３）前記リードフレームと対向する側の放熱フィン面
の外周近傍面に溝部又は凸部を設けたことを特徴とする
特許請求の範囲第２項記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9293085A JPS61251156A (ja) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9293085A JPS61251156A (ja) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61251156A true JPS61251156A (ja) | 1986-11-08 |
| JPH0363810B2 JPH0363810B2 (ja) | 1991-10-02 |
Family
ID=14068211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9293085A Granted JPS61251156A (ja) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61251156A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4984063A (en) * | 1989-03-30 | 1991-01-08 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device |
| CN100405584C (zh) * | 2004-10-14 | 2008-07-23 | 三菱电机株式会社 | 半导体装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5758342A (en) * | 1980-09-24 | 1982-04-08 | Hitachi Ltd | Semiconductor device |
| JPS58206143A (ja) * | 1982-05-26 | 1983-12-01 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
-
1985
- 1985-04-30 JP JP9293085A patent/JPS61251156A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5758342A (en) * | 1980-09-24 | 1982-04-08 | Hitachi Ltd | Semiconductor device |
| JPS58206143A (ja) * | 1982-05-26 | 1983-12-01 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4984063A (en) * | 1989-03-30 | 1991-01-08 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device |
| CN100405584C (zh) * | 2004-10-14 | 2008-07-23 | 三菱电机株式会社 | 半导体装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0363810B2 (ja) | 1991-10-02 |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |