JPH01302728A - 樹脂封止型半導体装置の製造方法 - Google Patents

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】 産業上の第１１用分野 本発明は、電力用トランジスタ、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 従来の一般的な樹脂封止型パワートランジスタにおいて
は、トランジスタチップが固着されて−・る放熱支持板
の裏面には樹脂層が形成されていない。このため、この
パワートランジスタを外部放熱体に取付けるに際しては
、これらの間の電気的絶縁のために、上記放熱支持板の
裏面と外部放熱体との間に比較的熱伝導性の良い絶縁物
であるマイカ薄板等を介在させなげればならず、パワー
トランジスタの取付は作業が煩雑になった。

上述の如き欠点を解決するためＫ、例えば、特開昭５７
−１４７２６０号公報に開示されているように、放熱支
持板の裏面にも薄い封止樹脂層（厚さ数百μｍ）を形成
し、マイカ薄板等を不要にする構造が提案されている。

第１１図及び第１２図は上述の如き従来のトランジスタ
及びその製造方法を示すものである。このｉｌ１図及び
第１２図において、（１）は放熱支持板、（２）はリー
ド、（３）はパワートランジスタチップ、（４）はチッ
プ保護用樹脂、（５）は封止樹脂体、（６）は上部金型
、（力は下部金型、（８）は上部金型（６）と下部金型
（力が型締めされることによって形成される空所（９）
に封止樹脂を圧入するための注入孔、ａ■は取付孔、α
１）（１ｚはリードフレームを構成するための連結部で
ある。なお、第１２図において、連結部αＩ）（１ｚは
最終的には切り落される。

発明が解決しようとする問題点 ところで、チップ（３）が装着されている支持板（ＩＩ
の一方の主表面側の樹脂被覆部（５ａ）はチップ（３）
を保護するために必然的て厚く形成され、支持板（１）
の他方の主表面側の樹脂被覆部（５ｂ）は放熱効果を良
くするために薄く形成される。このため、注入孔（８）
から例えばトランスファー成形法で樹脂を注入した時に
、支持板（１）の下側に樹脂が円滑に流入せず、未充填
部分又は絶縁耐力の低い部分が生じるおそれがあった。

今、パワートランジスタを例にとって説明したが、ダイ
オード等の別の半導体装置においても同様な問題がある
。

そこで、本発明の目的は、放熱支持板のチップ装着面と
反対の面に薄い樹脂被覆部を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。

間頂点を解決するための手段 上記目的を達成するだめの本発明は、放熱機能７有する
よつに形成され且つ一端部近傍に切欠部又は孔を有して
いる金属製支持板と、前記支持板の一方の主表面上に装
着された半導体チップと、前記チップに電気的に接続さ
れたリードと、前記支持板、前記チップ及び前記リード
の一部を被覆する絶縁性樹脂被覆体とから成ジ、且つ前
記支持板の一方の主表面側の樹脂被覆部が他方の主表面
側の樹脂被覆部よりも厚くなるよ５に前記樹脂被覆体が
形成され、且つ前記切欠部又は孔の部分に取付用切欠部
又は孔が生じるように前記樹脂被覆体が形成される樹脂
封止型半導体装置の製造方法において、前記一方の主表
面側の前記樹脂被覆部が、前記チップを被覆する厚い主
被覆部分と、前記支持板の一端部側領域に形成され且つ
前記主被覆部分よりも薄く形成された一端部側領域被覆
部分（例えば第３図又は第１３図の被覆部分（４ｚ）と
、前記一端部側領域被覆部分よりも薄く形成され且つ前
記一端部側領域被覆部分に隣接配置された薄い被覆部分
と乞有するよ５に形成されていると共に、前記薄い被覆
部分乞形成するための突出部が前記支持板の一端近傍に
配置された注入孔から注入された封止樹脂の進行乞抑制
するように設げられている樹脂封止用型を使用し、前記
注入孔から前記樹脂封止用型の成形空間内に前記封止樹
脂を注入して前記ｍ脂被覆体を成形すること？特徴とす
る樹脂到止型手導体装置の製造方法に係わるものである
。

作用 本発明によれは、支持板の一端近傍に配置された注入孔
から注入された封止樹脂の流れは、支持板の一方の主表
面側において一端部側領域被覆部分に対応した型の突出
部と薄い被覆部分に対応した突出部との両方によって抑
制される。従って、支持板の一方の主表面側と他方の主
表面側との封止樹脂の注入バランスを良好にとることが
可能になｐ、良好な樹脂被覆体を得ることができる。

実施例 次に、第１図〜第１１図を参照して本発明の実施例に係
わる樹脂封止型トランジスタ及びその製造方法について
述べる。

第１図、Ｍ２図、及び第３図は完成したトランジスタを
示し、第４図はリードフレームにチップを装着した状態
を示し、第５図は樹脂封止が完成したリードフレームを
示し、第６図は金型な示し、第７図〜第１０図は金型を
使用してトランスファー成形法で樹脂被覆体を形成する
工程を示す。

第１図〜第３図のトランジスタを形成する際には、まず
、第４図に示すリードフレームと呼ばれる半導体装置組
立体を用意する。第４図において、（２Ｉ）はニッケル
被覆銅板から成る放熱支持板、（２２ａ）（２２ｂ）　
（２２ｃ）は同じ材料から成る外部リードで、（２２ａ
）がベースリード、（２２ｂ）がコレクタリード、（２
２ｃ）がエミッタリードである。（２３１はシリコンパ
ワートランジスタチップで、上面ばはペース電で及びエ
ミッタ電唖が、下面にはコレクタ１唖がそ几ぞれ形成さ
れている。このチップＣ３）は下面）てお、・て放熱支
持板・′２ｆＪに半田（図示せず）Ｋより固着されてい
る。（２４ａ）　（２４ｃ）はアルミニウム綴がら成る
内部リードであり、チップ（２３１のベース１甑とベー
スリード（２２ａ）との間、及びチップＣ３）のエミッ
タ電唖とエミッタリード（２２ｃ）との間に配設されて
いる。器はジャンクションコーティングレジンと呼ばれ
るチップ保護用のシリコン樹脂から成るにはＵ字状の切
欠部１服が形成されている。なお、この切欠部■の代り
に放熱支持板Ｑυに孔を形成することもよく行われてい
る。第４図にはリードフレームの内の１個のパワートラ
ンジスタを示しているが、実際には単一のリードフレー
ムは多数のトランジスタを含む。

本実施例では、第４図に示すリートフレームシて、第５
図に示す如く樹脂被覆体（３ηを設け、しかる後。

連結部１２６１　＋２７）を切り落すことによって第１
図〜第３図の樹脂封止型トランジスタを完成させる。第
１図〜第３図から明らかな如く、支持板１２１）の一方
の主表面（上面）側には比較的厚い樹脂被覆部（３７ａ
）が設けられ、他方の主表面（下面）側には薄い樹脂被
覆部（３７ｂ）が設けられている。上側の樹脂被覆部（
３７ａ）は、チップ１２３）、保護層（２９、内部リー
ド（２４ａ）（２４りを覆う最も厚い主被覆部分（４υ
と、切部分（４つとの間てこれ等よりも薄く形成された
薄い被覆部分（４Ｊとを有する。この結果、樹脂被覆体
１３７３の表面ては薄い！層部分（４３）　Ｋ対応して
溝！３咎が形成されている。なお、溝間は、取付孔（３
つとチップ（２３）とを結ぶ直線上には設けられていな
い。

第１図〜第３図及び第５図に示す樹脂被覆体（３ηは、
第６図に示す上部金型（イ）と下部金型！３０１とを第
７図及び第８図に示す如く組み合せ、ここに、第９図及
び第１０図恍示す如く樹脂を注入することにより形成す
る。第６図〜第１０図において、０υは、上部金型側と
下部金型（７）が型締めされることによって形成される
空所６３如封止樹脂を圧入するための注入孔である。（
２９ａ）は第１図に示した取付孔Ｃ３９）を形成するた
めに上部金型（２つから突出した円柱状ピンで、放熱支
持板Ｃυの切欠部１２８）を貫通している。（２９ｂ）
は上部金型１２９）から突出した仕切り状の突出部であ
り、第１図の溝側を形成するものである。なお、仕切り
状の突出部（２９ｂ）はその中央に樹脂の流れを許す溝
ｔ３９を有している。第４図に示すリードフレームを金
型ｔ２９）　！３０）に入れる際には、第６図の矢印器
（２）で示すように、上部金型・；２９）と下部金型（
３０）とを合せて型締めする。この時、溝（３６ａ）で
リード（２２ａ）を溝（３６ｂ）でリード（２２ｂ）を
溝（３６ｃ）でリード（２２ｃ）をそれぞれ挾持する。

この結果、第７図及び第８図に示す如く、金型（２９）
　＜３０）で形成された空所０２の中に支持板Ｇυが浮
いた状態に配置される。また、第１図〜第３図に示す樹
脂被覆体０７）を得るために、上部空所（３２ａ）が広
くなり、下部空所（３２ｂ）が狭くなるように配置され
る。しかし、本発明に従ってチップＩ２３の上の広い空
所（３２Ｊ）の入口近傍に樹脂の流れの強さを抑制する
たら圧入した樹脂は狭い下部空所（３２ｂ）にも比較的
良好：て浸入する。

空所１３″！Ｊに対する樹脂の注入は、公知のトランス
ファー成型法洗基づいて、熱硬化性エポキシ樹脂をポッ
ト内で軟化させ、加圧して金型！２９）　Ｃ３０）内に
注入する。これにより、第７図に示す注入孔Ｇ９から液
状の樹脂が注入され、空所！３ｚの全部が樹脂で充填さ
れる。金型１２９＋　ｌ３ｏｔは樹脂を熱硬化させる温
度（１５０°〜２００°程度）に加熱されているので、
充填された樹脂は短時間（数分）の内に熱硬化し、第９
図及び第１０図に示す樹脂被覆体のηとなる。

なお、完全に熱硬化させるために、金型（２ａ１３０）
からリードフレームを取り出した後て、更に長時間の熱
処理を行う。

上述の如きトランスファー成形法による樹脂被覆体（３
７）の形成において、第６図、第７図及び第９図で矢印
（４Ｃ１で示す方向性を有して液状の樹脂を加圧注入す
ると、比較的広い上部空所（３２ａ）に樹脂が容易に充
填されようとする。しかし、本実施例では、矢印（４Ｇ
で示す樹脂の注入方向に交差するよ５に突出部（２９ｂ
）が設けられているので、樹脂の流れが抑制され、この
結果、支持板０１）の下側の狭い空所（３２ｂ）におけ
る樹脂の流れが相対的に強められる。これＫより、上部
空所（３２ａ）と下部空所（３２ｂ）での封止の流れの
バランスが良くなり、従来あった下部空所（３２ｂ）の
未充填状態がほとんど見られなくなった。即ち、下部空
所（３２ｂ）に形成される薄い樹脂被覆部（３７ｂ）の
絶縁不良という問題を解決できた。

上部金型シ団の突出部Ｃ２９ｂ）を、封止樹脂の主たる
流れ方向（矢印（４０１の方向〕に直交する仕切り状に
配設することにより、樹脂の流ねを効果的に押えている
が、その高さや位置はモールド金型の取り個数やパンケ
ージの大きさ等によりそれぞれ最適値が異なる。

なお、注入孔Ｏυから見″ｃ封止樹脂の主たる流れ方向
にビン（２９ａ）があるため、ビン（２９ａＪも封止樹
脂の流れを押えるよづに働く。従って、注入孔０１）ト
ビン（２９ａ）　ｖ結ぶラインの延長上であり且つビン
（２９ａ）の注入孔（３１Ｊと反対側の領域において封
止樹脂の未充填が発生することがある。しかし、本実施
例では、第６図から最も明らかな始〈、ビン（２９ａ）
によって分割された封止樹脂の流れが。

突出部（２９ｂ）によって再び抑制されるから、上記の
ビンＣ２９ａ）の反対側領域に封止樹脂が回ｐ込み易く
なり、未充填が確実に防止される。さらに本実施例では
、矢印（４■とビン（２９ａ）とを結ぶ直線の延長線上
に突出部（２９ｂＪの作用を低減させる溝ｌ３５１か設
けられてお夕、この溝０！ｌｉ）がビン（２９ａ）にょ
る封止樹脂の流れの抑制作用を相殺するように働くので
、上記ビン（２９ａ　）の反対側領域の未充ｉｆ確実に
防止することができる。

また、支持板（１）の一端部側領域を扱覆し又いろ取付
孔近傍被覆部分（４３（ｒｉ、主級覆部分（４１）より
も薄く形成されるので、上部金型−の取付孔近傍被覆部
分（４２１を設ける部分と支持板＋１１との間隙が狭く
なり、ここでも樹脂の流れが抑制される。従って、支持
板ｔｌ＋の一端近傍に配置された注入孔Ｇυから注入さ
れた樹脂は薄い取付孔近傍被覆部分（４シを形成するた
めの金型部分と突出部（２９ｂ）との両方によって抑制
され、一方の主表面側と他方の主表面側との樹脂の流れ
のバランヌを良好に論繋することができる。

ところで、第１図〜第３図に示すトランジスタの取付け
は、通常、外部の放熱作用を有する取付数に下部樹脂″
ｇｌ覆部（３７ｂ）を轟するようになし、取付孔（３９
１にネジ又はボルト等の取付部材を貫通させ、これによ
り取付数に固定することによって行５゜この様な取付時
に、ネジ又はボルト等の頭又はナツトが取付孔０９）の
近傍を強ぐ押圧すると、クランクが生じるので、取付孔
０！ｌ）の近傍をあまジ薄くすることは出来ない。この
ため、本実施例では、取付孔端の近傍の被覆部分（４わ
は取付に支障がない厚さに形成され、本発明に従う溝間
における薄い被覆部分（４３は、取付孔（３０の近傍の
被覆部分（４２１よりも薄く形成されている。

変形例 本発明は、上述の実施例て限定されるものでなく１種々
の変形が可能なものである。例えば、第１３図に示す如
く、取付孔０９を囲む部分に比較的厚い被覆部分（４功
を円筒状に設け、ここを囲むように薄い被覆部分（４３
を設けてもよい。この際、主被覆部分（４υは勿論厚く
形成する。また、取付孔端がチップのに接近する位置に
ある場合には、第６図の注入孔０１）とビン（２９ａ　
）との間に突出部（２９ｂ）を設げてもよい。また、取
付孔０鐘を切欠部（溝又は凹部）としてもよい。また、
ダイオードにも適用可能である。

発明の効果 上述から明らかな如く、本発明によれば支持板の一方の
主表面側の樹脂被覆部が、チップを被覆する厚い主被覆
部分と、これよりも薄い一端部側領域被覆部分と、更に
薄い被覆部分とを有するように型を形成するので、支持
板の一方の主表面側と他方の主表面側との樹脂の流れの
バランスを、薄い一端部側領域被覆部分を形成する型部
分と更に薄い被覆部分を形成するための突出部との両方
によって調整することが可能になフ、樹脂被覆体の全部
を良好に形成することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係わるトランジスタを示す斜
視図、第２図は第１図のトランジスタの平面図、第３図
は第２図の１ｉｌ−ＩＩＩ線断面図、第４図は第１図の
トランジスタを形成するためのリードフレームを示す斜
睨図、第５図は第４図のリードフレームに樹脂被覆体を
設けた状態を示す斜視図、第６図は金型を示す斜視図、
第７図は金型にリードフレームを入れた状態を示す第２
図の）１−■線に相当する部分の断面図、第８図は金型
にリードフレームを入れた状態を示す第２図のｖｍ−面
線に相当する部分の断面図、第９図、及び第１０図は第
７図及び第８図の金型に樹脂を充填した状態をそれぞれ
示す断面図、第１１図は従来のトランジスタを示す斜視
図、第１２図は第１１図のトランジスタを形成するため
に金型にリードフレームを入れて樹脂を充填した状態を
示す断面図、第１３図は本発明の変形例を示す斜視図で
ある。 口υ・・・放熱支持板、（２２ａ）（２２ｂ）（２２ｃ
）−リード、（２３１・・・トランジスタチップ、（２
４ａ）（２４ｂ）・・・内部リード、１２５１・・・保
護層、　（２８＋・・・切欠部、（２＠・・・上部金型
、（２９ａ）・・・ビン、（２９ｂ）・・・突出部、（
至）・・・下部金型、（３１１・・・注入孔、（３３・
・・空所、（３２ａＪ・・・上部空所、　（３２ｂＪ・
・・下部空所、０７）・・・樹脂被覆体、Ｃ，３７ａ）
・・・一方の樹脂被覆部、１３７ｂ）・・・他方の樹脂
被覆部、■・・・溝、６０・・・取付孔、（４υ・・・
主被覆部分、（４ｚ・・・取付孔近傍被覆部分、＋４３
１・・・薄い被覆部分。 代　　理　　人　　　高　　野　　則　　次第７図 第８図 第９図 第１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　放熱機能を有するように形成され且つ一端部近傍に切
   欠部又は孔を有している金属製支持板と、前記支持板の
   一方の主表面上に装着された半導体チップと、前記チッ
   プに電気的に接続されたリードと、前記支持板、前記チ
   ップ及び前記リードの一部を被覆する絶縁性樹脂被覆体
   とから成り、且つ前記支持板の一方の主表面側の樹脂被
   覆部が他方の主表面側の樹脂被覆部よりも厚くなるよう
   に前記樹脂被覆体が形成され、且つ前記切欠部又は孔の
   部分に取付用切欠部又は孔が生じるように前記樹脂被覆
   体が形成される樹脂封止型半導体装置の製造方法におい
   て、 前記一方の主表面側の前記樹脂被覆部が、前記チップを
   被覆する厚い主被覆部分と、前記支持板の一端部側領域
   に形成され且つ前記主被覆部分よりも薄く形成された一
   端部側領域被覆部分と、前記一端部側領域被覆部分より
   も薄く形成され且つ前記一端部側領域被覆部分に隣接配
   置された薄い被覆部分とを有するように形成されている
   と共に、前記薄い被覆部分を形成するための突出部が前
   記支持板の一端近傍に配置された注入孔から注入された
   封止樹脂の進行を抑制するように設けられている樹脂封
   止用型を使用し、前記注入孔から前記樹脂封止用型の成
   形空間内に前記封止樹脂を注入して前記樹脂被覆体を成
   形することを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造方
   法。