JPS63141353A - 樹脂封止型半導体装置とその製造方法 - Google Patents

樹脂封止型半導体装置とその製造方法

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JPS63141353A
JPS63141353A JP61286670A JP28667086A JPS63141353A JP S63141353 A JPS63141353 A JP S63141353A JP 61286670 A JP61286670 A JP 61286670A JP 28667086 A JP28667086 A JP 28667086A JP S63141353 A JPS63141353 A JP S63141353A
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bed
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JP61286670A
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Toshihiro Kato
加藤 俊博
Takao Emoto
江本 孝朗
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

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】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は樹脂封止型半導体装置とその製造方法にかかり
、特にパワトランジスタアレイのように一体のヒートシ
ンクと樹脂封止形成される半導体装置とその製造方法に
適用される。
(従来の技術) 例えばパワトランジスタアレイのような電力用半導体装
置は、第4図に断面図で、また、第7図に上面図で示す
ように、一つのヒートシンク101 と、これに対向し
て配置されたベッド102上に複数の半導体チップ10
3をマウントし前記チップの電極をボンディングワ・イ
ヤ104でリード105にワイヤボンディングを施した
ものをモールド金型によってモールド樹脂106でトラ
ンスファモールドを施し、ヒートシンクの下面とリード
のアウタ部105aを露出させて一体に封止し形成され
る。
上記モールド樹脂には熱伝導率の大きい必要から結晶性
シリカ粉末を配合した。エポキシ樹脂:λ=60X10
−’caQ/an−sec・℃が用いられる。
次に、上記半導体装置の製造方法につき第5図ないし第
7図を参照して説明する。第5図はリードフレーム11
5の正面図を示し、これは例えば銅系、または鉄系合金
等の導電性金属薄板にプレス、またはエツチングにより
パターン化してベッド部102、リード部105等が形
成されている。このり−ドフレームについてチップボン
ディング、ワイヤボンディングを施したのち、第6図に
正面図で示されるヒートシンク101 を前記ベッド1
02の下面(半導体チップがボンディングされていない
側の面)と所定間隔に離隔して対向させモールド金型内
にセットしてトランスファモールドを施し、モールド樹
脂で封止を施す。ここで、ヒートシンク101は例えば
アルミニウムまたは銅のような導電性金属板で形成され
、これと対向した前記ベッド部との間隙は樹脂封止(ト
ランスファモールド)によってモールド樹脂が充填され
一体に樹脂封止される。取上の如く封止されたのちリー
ドフォーミングが施され、個々の半導体装置間の橋絡部
が切除され、リードフォーミングによって第7図に正面
図で示される半導体装置が得られる。
(発明が解決しようとする問題点) 前記従来の樹脂封止型半導体装置に用いられているモー
ルド樹脂は熱伝導性を大にするため、結晶性シリカが配
合されているので粘度が高い。このため、トランスファ
モールドの際にベッド102とヒートシンク101の対
向面の間隙に充填されるモールド樹脂にボイドが発生し
やすく、これにより絶縁耐圧が低下する。この傾向はモ
ールド樹脂剤の粘度に比例し、かつ前記ベッドとヒート
シンクの間隙に反比例するから、モールド樹脂中の結晶
性シリカを増量して絶縁耐力の向上を期待しても逆の結
果になるという重大な問題がある。また、モールド樹脂
の粘度が増大すると、トランスファモールドの際金型内
を流れるモールド樹脂の流れ抵抗が増してボンディング
ワイヤ104の変型が増加し短絡したり、断線(オープ
ン不良)したりなどの問題がある。
取上に対し発明者は樹脂封止型半導体装置の改良構造を
特願昭60−134658で出願した。この構造は、樹
脂モールドを2回に分けて行なうことを要点とし、第1
の樹脂モールドを施したのち、このモールド樹脂よりも
熱伝導性の高いモールド樹脂を用いて第2の樹脂モール
ドを施して形成するものである。このように施す樹脂モ
ールドにより金型内のモールド樹脂の流れが変わり、最
終的に空気が残留してボイドを発生する部分が従来の1
回の樹脂モールドにおけるベッドとこれに対向するヒー
トシンク間でなくなり、かつボンディングワイヤが第1
のモールド樹脂封止体(以下第1の樹脂封止体と略称す
る)に内装されているので、第2のモールド樹脂封止に
おいて熱伝導度の高い(高粘性)モールド樹脂を用いる
ことができるとともに、ベッドとヒートシンク間の間隙
を挟くできる。
しかし、取上の半導体装置は第8図に断面図で示される
ように、第1モールド樹脂116封止体を被覆する第2
のモールド樹脂126は第1の樹脂封止体の上面には付
けなかったので、側方の第2のモールド樹脂が金型上面
と第1の棚脂封止体上面との微小間隙から侵入して第1
の樹脂封止体の上面に薄バリ126aを形成する。この
薄パリは第1のモールド樹脂と同じ材質の樹脂(エポキ
シ樹脂で結晶性シリカの配合率のみ異なる)であるため
除去が困難で、外観を損じ不良を生じやすい問題があっ
た。しかし、第1の樹脂封止体の上面の被覆を許容する
ように金型下面との間に間隙を設けると、第1の樹脂封
止体下面のベッド下面とヒートシンクとの間の第2のモ
ールド樹脂の流れが上記間隙通過分だけ低減し、ボイド
の発生につながるにの発明は取上の問題点を解決するた
めの半導体装置の改良構造とその製造方法を提供する。
〔発明の構成〕
(問題点を解決するための手段) この発明にかかる樹脂封止型半導体装置は、金属のベッ
ドの上面にマウントされた半導体チップ。
前記ベッドの下面を露出させ前記半導体チップと一体に
封止する第1のモールド樹脂封止体、前記ベッドの露出
面に所定の間隙をもって対向配置されたヒートシンク、
このヒートシンクと前記第1のモールド樹脂封止体をこ
れら相互の間隙に充填し、かつ前記第1のモールド樹脂
封止体の上面にスリット部を有してこの封止体を被覆し
一体に封止する第2のモールド樹脂封止体、および前記
第2のモールド樹脂封止体のモールド樹脂層を貫通しそ
の先端部が前記第1のモールド樹脂封止体内にて半導体
チップの電極にボンディングワイヤで接続されたリード
を具備したことを特徴とするものであり、その製造方法
は、リードの先端に形成されたベッド部およびこのベッ
ド上にマウントされた半導体チップを前記ベッド部の下
面を露出させ第1のモールド樹脂でリードのインナ部と
一体に封止し、ついで前記ベッド部の露出した下面に少
なくとも一部が所定の間隙で対向したヒートシンクと上
記第1のモールド樹脂による封止体の上面を覆いかつ、
前記ヒートンシンクと前記封止体をヒートシンクの下面
を除き前記第1のモールド樹脂よりも熱抵抗の小さい第
2のモールド樹脂で被覆と一体にモールド封止するとと
も、前記第2のモールド樹脂によるモールド封止に用い
られるモールド用金型に第1のモールド樹脂封止体の上
面上のモールド樹脂流れに対する障壁を設けて前記第2
のモールド樹脂によるモールド封止を施す特徴を備える
(作 用) この発明はヒートシンクを有する樹脂封止型半導体装置
の樹脂モールドを第1のモールド樹脂による封止第2の
モールド樹脂による封止に分けて施す特願昭60−13
4658号の発明をさらに改良し、半導体装置の製品外
観と製造歩留を向上し、かつ第2のモールド樹脂による
封止において第1のモールド樹脂による封止体とヒート
シンク間の間隙にボイドを生成しない。
(実施例) 以下、この発明の実施例につき第1図および第2図を参
照して、また別の実施例につき第3図を参照して説明す
る。なお、説明において従来と変わらない部分について
は図面に従来と同じ符号をつけて示し説明を省略する。
第1図は半導体装置の断面図を示し、第2のモールド樹
脂11は第1のモールド樹脂116による封止体の上面
上に一例として0.5mm厚さに延長被覆し、かつこの
延長部の第2のモールド樹脂はスリット12で切られて
いる。このスリット12はモールド金型内に設けられた
薄板状の障壁によって形成される。すなわち、第2図に
示すように、モールド金型が上型13と下型14からな
り、この間のキャビティ15に、第1のモールド樹脂1
16でモールドされた封止体とヒートシンク101 を
配置し、ゲート15から第2のモールド樹脂11が圧入
される(流れ方向を離線で示す)が、封止体とヒートシ
ンクの間隙への流量はボイド生成防止の点からも大きく
することが必要であり、このためには封止体の 。
上面と上型のキャビティ下面との間の流量を絞る必要が
ある。このように、封止体とヒートシンクの間隙のボイ
ド生成を防止し、また、薄バリを防止するために上型に
おけるキャビティ16の下面に。
このキャビティ内に配置される第1のモールド樹脂11
6の封止体の上面に接する薄板(例えば厚さII程度)
の障壁13aが設けられている。
次に第3図に一部断面図で示す別の実施例は第2のモー
ルド樹脂11が第1の樹脂封止体の上面上に延長した部
分に浅いスリット22が形成されたものである。−例の
スリットは幅1mm、深さ0.3〜0゜4m程度である
から外観上何ら問題がない。かがるスリットの形成には
前記上型におけるキャビティの下面に設けられた障壁が
その下端と第1の樹脂の封止体の上面との接触に1例え
ば10分の数閣程度の間隙をもって非接触に形成するこ
とによって達成できる。
〔発明の効果〕
この発明によれば、ヒートシンクを有する樹脂封止型半
導体装置のモールド樹脂封止を第1のモールド樹脂封止
と第2のモールド樹脂封止の2回に分けて施し、その第
2のモールド樹脂封止を第1の樹脂封止体の上面に延長
して被覆し、かつ第2の樹脂封止において金型内の前記
第1の樹脂封止体の上面上のモールド樹脂の流れを制約
し第1の樹脂封止体とヒートシンクとの間にモールド樹
脂の流れを多くするように板状の障壁を設けて第2のモ
ールド樹脂封止を施す。このようにして第2の樹脂モー
ルド層に被覆され、かつスリットが形成された上面を備
えるので2回のモールド樹脂封止を施すにもかかわらず
薄パリのない好良な外観の半導体装置が得られる。また
、この半導体装置は熱伝導度の高い第2のモールド樹脂
でベッド(第1の樹脂封止体)とヒートシンクとの間隙
がボイドなく充填されるので熱伝導性、耐圧にすぐれた
ものとなる。さらに、この半導体装置の製造方法は第2
のモールド樹脂封止においてモールド用金型の上型のキ
ャビティ上面に障壁を設けるのみで達成でき、また、こ
の障壁は、これと第1の樹脂封止体との接触において精
密に密接しなくても前記別の実施例に示したように外観
を損することがないから、実施が容易で良好な歩留が得
られるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明にかかる一実施例の半導体装置の断面
図、第2図はこの発明の実施例の第2のモールド樹脂封
止における金型を説明するための断面図、第3図は別の
実施例の半導体装置の一部を断面で示す側面図、第4図
は従来例の半導体装置の断面図、第5図はリードフレー
ムの正面図、第6図はヒートシンクの正面図、第7図は
半導体装置の正面図、第8図はこの発明に至る半導体装
置の断面図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)金属のベッドの上面にマウントされた半導体チッ
    プ、前記ベッドの下面を露出させ前記半導体チップと一
    体に封止する第1のモールド樹脂封止体、前記ベッドの
    露出面に所定の間隙をもって対向配置されたヒートシン
    ク、このヒートシンクと前記第1のモールド樹脂封止体
    をこれら相互の間隙に充填し、かつ前記第1のモールド
    樹脂封止体の上面にスリット部を有してこの封止体を被
    覆し一体に封止する第2のモールド樹脂封止体、および
    前記第2のモールド樹脂封止体のモールド樹脂層を貫通
    しその先端部が前記第1のモールド樹脂封止体内にて半
    導体チップの電極にボンディングワイヤで接続されたリ
    ードを具備したことを特徴とする樹脂封止型半導体装置
  2. (2)リード先端に形成されたベッド部およびこのベッ
    ド上にマウントされた半導体チップを前記ベッド部の下
    面を露出させ第1のモールド樹脂でリードのインク部と
    一体に封止し、ついで前記ベッド部の露出した下面に少
    くとも一部が所定の間隔で対向したヒートシンクと上記
    第1のモールド樹脂による封止体の上面を覆いかつ、前
    記ヒートシンクと前記封止体をヒートシンクの下面を除
    き前記第1のモールド樹脂よりも熱抵抗の小さい第2の
    モールド樹脂で被覆し一体にモールド封止するととも、
    前記第2のモールド樹脂によるモールド封止に用いられ
    るモールド用金型に第1のモールド樹脂封止体の上面上
    のモールド樹脂流れに対する障壁を設けて前記第2のモ
    ールド樹脂による封止を施す樹脂封止型半導体装置の製
    造方法。
JP61286670A 1986-12-03 1986-12-03 樹脂封止型半導体装置とその製造方法 Pending JPS63141353A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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