JPS6130426B2 - - Google Patents

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JPS6130426B2
JPS6130426B2 JP13049580A JP13049580A JPS6130426B2 JP S6130426 B2 JPS6130426 B2 JP S6130426B2 JP 13049580 A JP13049580 A JP 13049580A JP 13049580 A JP13049580 A JP 13049580A JP S6130426 B2 JPS6130426 B2 JP S6130426B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は樹脂封止型半導体装置に関し、特に大
電力樹脂封止型半導体装置の放熱板と外部導出用
リードに関する。
従来、樹脂封止型半導体装置は、熱伝導の良好
な金属で作られた放熱板に半導体素子が搭載され
外部導出用リードと半導体素子とが金属線で接続
されたものを樹脂で封止して作られていた。
第１図ａ〜ｃは従来の樹脂封止型半導体装置の
一例の平面図、Ａ―A′断面図および一部切欠き
斜視図である。
放熱板１に半導体素子２が接続され、半導体素
子２とリード３とは金属線４で接続され樹脂５で
封止される。放熱板１を樹脂５にて放熱板１を四
側面から被覆する場合には、第１図Ｃに示すリー
ドの圧潰部６を４ケ所同時に被覆するのが普通で
ある。この場合、第１図ｂに示すように放熱板１
とリード３とが樹脂５にて絶縁されるため、第１
図ｃに示すリード圧潰部６の延長部７に金属線４
により電気的接続が必要となり製造コストの増加
となる欠点がある。また、樹脂成形後、樹脂本来
の特性を得るために行うエージングにおいて、樹
脂５の収縮作用により放熱板１が樹脂量の多い方
向、すなわち、半導体素子の接着面方向に湾曲
し、放熱板本来の目的を達せ得ないばかりではな
く、半導体素子の破壊という半導体装置の品質及
び信頼性に致命的欠陥を与えるという欠点があ
る。
第２図ａ〜ｃは従来の樹脂封止型半導体装置の
他の例の平面図、Ｂ―B′断面図および一部切欠き
斜視図である。
このような構造の半導体装置においては、リー
ドの圧潰部１６を１箇所とするのが一般的で、樹
脂封止をする場合放熱板１１を三側面から樹脂で
被覆するのが普通である。この場合、リードの圧
潰部１６の特定リード１３のみが放熱板１１と限
定されて接続されることとなり、半導体素子の設
計に制約を及ぼすことになる。
樹脂１５の収縮により放熱板１１が樹脂量の多
い方向に湾曲することは前述の例と全く同様あ
る。
このように従来方法及び構造による樹脂封止型
半導体装置、特に大電力用樹脂封止型半導体装置
においては、放熱板の湾曲による装置自体の目的
欠如及び素子の破壊、製造コスト増加、素子設計
上の制約等種々の欠点があつた。
本発明は上記欠点の除き、放熱板および外部引
出し用リードの改良により放熱板の湾曲を防止し
て半導体素子の破壊をなくし、設計上の制約を解
消し、品質と信頼性の向上を図つた樹脂封止型半
導体装置を提供するものである。
本発明の樹脂封止型半導体装置は、ほぼ矩形の
対向する二辺の各々の側面の設けた切欠き部と前
記側面と垂直な表面上の前記切欠き部の各々の近
傍に設けられた円柱状突起と前記円柱状突起の中
間でかつ周辺に近い位置に設けられた凸字状溝と
前記側面と垂直な裏面に前記切欠き部と接続して
設けられた凹部とを有する放熱板と、前記凸字状
溝並びに円柱状突起に圧潰しにより固定されるリ
ードを少くとも有するリード列と、前記放熱板の
裏面に接着された半導体素子と、前記半導体素子
と前記リード列の各々のリードとを接続する金属
線と、前記半導体素子と金属線とリードの一部と
を覆いかつ前記切欠き部と前記裏面に設けられた
凹部とを連続して充填する樹脂とを含んで構成さ
れる。
前記円柱状突起に固定されるリードは、該円柱
突起に嵌合する貫通孔と前記切欠き部と合致する
貫通孔とを有し、樹脂外部において他のリードと
同一面上にあるように樹脂で封止される部分に段
差を有するように構成する。
前記凸字状溝に固定されるリードは樹脂外部に
おいて他のリードと同一面上にあるように凸字状
溝近傍に多段折曲げ部を有する。
前記円柱状突起並びに凸字形溝に固定されるリ
ード以外のリードと前記放熱板とは間隔を有し、
該間隔は最大0.4mmである。
本発明を実施例により説明する。
第３図ａ〜ｄは本発明の一実施例に使用する放
熱板の上面図、裏面図、側面図およびＣ―C′断
面図である。
放熱板２１の上面、すなわち半導体素子が接着
される面に凸字形溝２２を設け、その両側に間隔
をおいて二つの円柱状突起２３を設ける。また、
放熱板２１の左右両側面に切欠き部２４を設け
る。
凸字形溝２２は放熱板２１と同電位（接地電
位）となるリードを止めるためのものである。円
柱突起２３は同じく放熱板２１と同電位となる他
のリードを止めるもので、将来は圧潰部となるも
のである。第３図ｂに示すように、放熱板２１の
裏面、すなわち半導体素子接着面と反対の面には
外周がＵ字形の凹部２５が設けられる。前述の切
欠き部２４は放熱板２１の上面（半導体素子接着
面）に設けられる樹脂が裏面の外周Ｕ字形凹部２
５を埋めてつながり、放熱板と封止樹脂との密着
を保つために設けられたものである。２６は円形
貫通孔である。
第４図ａ，ｂは本発明の一実施例の上面図およ
び側面図である。
リードフレーム２７には前記放熱板２１の凸字
形溝２２に対応する多段折曲部２７ａおよび前記
放熱板２１の円柱状突起２３に対応する貫通孔が
あつて、リードフレーム２７の貫通孔を円柱状突
起２３に挿入し、該突起２３およびリードフレー
ム２７の多段折曲部２７ａを圧潰すことによりリ
ードフレーム２７を放熱板２１に取付ける。そし
て半導体素子２を所定の場所に接着し、金属線４
で半導体素子２と内部リード２９とを接続する。
リードフレーム２７には放熱板２１の切欠き部
２４に対応する貫通孔３０が設けられていて、樹
脂が裏面の外周Ｕ字形凹部２５に達するようにす
る。また、放熱板２１の円柱形突起２３でとめら
れる部分のリード２７ｂは圧潰が容易なように部
分２７ｃの所で段差が設けられている。
放熱板２１とリードフレーム２７とを圧潰部３
１により一体化した構造の長所は第１に放熱板２
１の両側面に設けられた外周Ｕ字形凹部２５によ
り、前述した樹脂エージグによる樹脂の収縮作用
による影響を受けることがないため放熱板２１の
湾曲による放熱効率の低下がない。また同じく半
導体素子の破壊も皆無なため高品質高信頼性を具
備した樹脂封止型半導体装置の製造が実現でき
る。
第２に外周Ｕ字形凹部２５を放熱板２１の両側
面に設けたことにより樹脂により被覆される半導
体装置の内部に広範囲の面積を生じさせることと
なり、リードの間隔を自由に変えられるため、同
一外形の樹脂封止半導体装置でリードの本数を１
本から13本程度まで変えることができ、多種多機
能を具備した汎用性に富んだ半導体素子の設計及
び安価な樹脂封止型半導体装置を実現できる。
第３に、リードに半導体素子の接着面と平行面
でありかつリードとに段差が設けられたリードの
一部２７ｂを設けたことにより、樹脂封止の際発
生する樹脂ばりを容易に防止でき、従来構造での
半導体装置では不可避であつた樹脂ばり除去の工
事が不要となる。また、樹脂ばりを容易に防止で
きるため樹脂封止用金型構造も簡単となり、樹脂
封止用金型製作費も安価となる。更に、樹脂材で
被覆される内部リード２９は放熱板２１の半導体
素子２の接着面とに一定間隔を保つことになり、
多段折曲げ部２７ａを任意に選定でき、金属線４
が不要な放熱板２１と内部リード２９を直接接続
した樹脂封止型半導体装置を実現できる。
第４に圧潰部３１を両側面としたため、半導体
素子２と内部リード２９を金属線４に接続後の組
立検査、次工程への運搬等時の取扱いによる金属
線４の切断を防止でき、高品質高信頼性、安価な
樹脂封止型半導体装置を実現できる。
大電力用樹脂封止型半導体装置における外部と
の接地用リードの指定は、トランジスタの場合に
はコレクタリードが一般的であるが、集積回路の
場合は、その回路の特殊性により種々のリードを
脂定するのが一般的である。更に、集積回路の場
合は、その装置の電気的特性を最大限に発揮させ
るために半導体素子上面に設けた接地部と素子裏
面である放熱板とに、同電位の電気的接続が必要
なため、第１図ｃに示した放熱板１と圧潰部６の
延長部７に半導体素子２の上面の接地部から金属
線４による接続が行われる。また、第２図ｃに示
した場合は接地用リードの制約を受け、装置毎の
放熱板１１やリード１３が必要となり、多額の設
備投資が必要となる。特に、半導体素子１の上面
の接地部と放熱板１１との接続を無視した場合
は、半導体装置の信頼性も著しく損ねる結果とな
る。
これに対し、本発明では、第４図ａに示すよう
に、リドードフレーム２７に設けた多段折曲部２
７ａを利用して放熱板２１に取付け、多段折曲部
２７ａの平坦部と半導体素子２とを金属線４によ
り接続させることにより、半導体素子２の接地部
と放熱板２１との同電位化が実現可能となる。
凸字形凹部２２と多段折曲部２７ａとの接着強
度は充分に大きく、高い信頼性を保持する。
第５図ａ〜ｃは第４図ａ，ｂに示す一実施例を
用いて製造した樹脂封止型半導体装置の上面図、
側面図および裏面図、第６図ａ，ｂは第５図ａの
Ｄ―D′断面図およびＥ―E′断面図である。
放熱板２１とリードフレーム２７とを一体化
し、半導体素子２を接着し、金属線４で半導体素
子２と内部リード２９とを接続したアセンプリを
樹脂３２で封止し、リードフレーム２７の不要箇
所を切断してリード２８として樹脂封止型半導体
装置が製造される。
第４図ａに示したように、貫通孔３０を設けて
あるので樹脂３２は放熱板２１の裏面に設けられ
た外周がＵ字形の凹部２５を埋めるので、この凹
部２５を充填する樹脂３２ａは上面の樹脂３２と
一体化して放熱板との密着性を良好に保つ。
半導体素子２とリード２８とを金属線に接続す
る工程において、第６図ｂに示す放熱板２１とリ
ード２８との間隔ｄが大きい場合、放熱板２１と
リード２８との間のスペーサー等を挿入すること
によりリードへの金属線の接続が可能となり、こ
の場合金属線を大量に必要とし、更に金属線の長
さに対応して金属線の抵抗分が増加するため、半
導体素子の電気的特性を損なうことになる。
本発明では、上記間隔ｄを最大0.4mmとするこ
とができ、スペーサーは不要となり、金属線も短
かくすことができ、上記欠点が除去されるので、
高品質、高信頼性、安価な樹脂封止型半導体装置
を実現できる。
上記実施例において、外周がＵ字形の凹部と切
欠き部とを放熱板に２個設けたが、これを設けた
本来の目的は放熱板と樹脂との密着性を確保する
ためのものであるから、切欠き部および凹部の形
状、位置、個数は上記実施例に限定されないこと
は勿論である。
以上詳細に説明したように、本発明によれば、
樹脂の収縮による放熱板の湾曲と、これにより誘
起される半導体素子の破壊を防ぎ、放熱板とリー
ドとの接続における設計の制約の解消した高品
質、高信頼性の樹脂封止型半導体装置が得られる
のでその効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
第１図ａ〜ｃは従来の樹脂封止型半導体装置の
一例の平面図、断面図および一部切欠き斜視図、
第２図ａ〜ｃは従来の樹脂封止型半導体装置の他
の例の平面図、断面図および一部切欠き斜視図、
第３図ａ〜ｄは本発明の一実施例に使用する放熱
板の上面図、裏面図、側面図および断面図、第４
図ａ，ｂは本発明の一実施例の平面図および側面
図、第５図ａ〜ｃは第４図ａ，ｂに示す一実施例
を用いて製造した樹脂封止型半導体装置の上面
図、側面図および裏面図、第６図ａ，ｂは、第５
図ａのＤ―D′断面図およびＥ―E′断面図であ
る。 １……放熱板、２……半導体素子、３……リー
ド、４……金属線、５……樹脂、６……圧潰部、
７……圧潰部の延長部、１１……放熱板、１３…
…リード、１５……樹脂、１６……圧潰部、２１
……放熱板、２２……凸字状溝、２３……円柱状
突起、２４……切欠き部、２５……外周Ｕ字形凹
部、２６……貫通孔、２７……リードフレーム、
２７ａ……リードフレームの多段折曲部、２７ｂ
……リードの一部、２７ｃ……リードフレームの
多段折曲部、２８……リード、２９……内部リー
ド、３０……貫通孔、３１……圧潰部、３２，３
２ａ……樹脂。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 放熱板の表面に半導体素子が搭載され、前記
    放熱板の裏面は露出するように前記半導体素子を
    樹脂で封止した樹脂封止型半導体装置において、
    前記放熱板には、対向する二つの側面の夫々の一
    部に切欠き部が設けられていると共にこれら切欠
    き部の夫々に連続した凹部が前記放熱板の裏面に
    設けられ、さらに、前記放熱板の表面に機械的に
    結合された金属導体であつて前記切欠き部と対向
    する部分に穴を有する金属導体を備え、前記切欠
    き部、前記凹部および前記穴を前記樹脂で連続し
    て充填したことを特徴とする樹脂封止型半導体装
    置。
JP13049580A 1980-09-19 1980-09-19 Plastic molded type semiconductor device Granted JPS5754355A (en)

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JPS60183754A (ja) * 1984-03-01 1985-09-19 Toshiba Corp 樹脂封止半導体装置
JPS63197362A (ja) * 1987-02-12 1988-08-16 Toshiba Corp ハイブリツド型半導体装置

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