JPH01302729A - 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】 産業上の利用分野 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′れている放熱支持板
の裏面には樹脂層が形成されていな（・。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
の裏面と外部放熱牛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ければならず、）く
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に、例えば、特開昭５７
−１４７２６０号公報に開示されている゛よ５Ｋ、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と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゛第１１図
及び第１２図において、ｆｉ＋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、（７）は下部金型、（８）は上部金を（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、α■は取付
孔、αＤ（１′ＩＪ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αＤ０
２は最終的には切り落される。

発明が解決しようとする間厘点 ところで、チップ（３）が装着されている支持板［１１
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に厚く形成され、支持板（１）
の曲方の主表面側の樹脂被凹部（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Ｋ
、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、５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Ｋあ
る。

問題点を解決するための手段 上記目的を達成するための本発明は、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、且つ前記切欠部スは孔の部分に取付用切欠
部又は孔が生じろ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
表面側の樹脂被覆部の前記チップを被覆する部分及び前
記取付用切欠部又は孔の近傍を被覆する部分よりも薄い
被覆部分を前記取付用切欠部又は孔から分離して生じさ
せるように配置され且つ前記支持板の一端部近傍側に配
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
るように形成されている突出部を有する樹脂刺止用型を
使用し、前記注入孔から前記封止樹脂を前記樹脂封止用
型の成形窒関内に注入して前記樹脂被覆体を形成するこ
とを特徴とする樹脂封止型中導体装置の製造方法に係わ
るものである。

作用 本発明の制止樹脂の流れを抑制するための突出部は、取
付用切欠部又は孔の形成部分から分離されているので、
取付用切欠部又は孔の形成部分に基づく樹脂の流れの不
均一性の発生又は樹脂の未充填部分の発生を防ぐことが
可能になる。

実施例 次に、第１図〜第１１図を参照して本発明の実施し１］
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、第２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図は金型を示し、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、飢はニッケル被覆銅
板から晟る放熱支持板、（２２ａ）（２２ｂ）　（２２
ｃ）は同じ材料から成る外部リードで、（２２ａ）がペ
ースリード、（２２ｂ）がコレクタリード、（２２ｃ）
がエミッタリードである。１２３）はシリコンパワート
ランジスタチップで、上面にはペース７嘩及びエミッタ
電極が、下面にはコレクタ１僕がそれぞれ形成されてい
る。このチップ器は下面において放熱支持板ｆ２Ｄに半
田（図示せず）Ｋより固着されている。（２４ａ）　（
２４ｃ）はアルミニウム線から成る内部リードであり、
チップののペース電極とペースリード（２２ａ）との間
、及びチップ（２３のエミッタ電極とエミッタリード（
２２ｃ）との間に配設されている。（２つはジャンクシ
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ＫはＵ字状の切欠部器が形成されてい
る。なお、この切欠部１２８）の代りに放熱支持、板０
１）Ｋ孔を形成することもよく行われている。第４図に
はり一ドフレームの内の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図に示すリードフレームに、第５図
に示す如く樹脂被覆体３ηを設け、しかる後。

連結部轍＠を切り落すことＫ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ＣＤ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）側には薄い樹脂撞覆部（３７ｂ）が設
けられている。上側の樹脂被覆部（３７ａ）は、チップ
（ハ）、保護層Ｃ９、内部ＩＪ−ド（２４ａ）（２４り
を覆う最も厚い主被覆部分（４１）と、切部分（４２と
の間にこれ等よりも薄く形成された薄い被覆部分（４３
とを有する。この結果、樹脂被覆体０力の２表面ては薄
い被覆部分（４３に対応して溝（３秒が形成されている
。なお、溝Ｏ０は、取付孔Ｃ３ｇＩとチップ（ハ）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Ｃ１７］は
、第６図に示す上部金型器と下部金型■とを第７図及び
第８図に示す如く組み合せ、ここＫ、第９図及び第１０
図に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、Ｏυは、上部金型ｔ２’Ｏと下
部金ＷＧ■が型締めされることによって形成される空所
Ｇ２に封止樹脂を圧入するための注入孔である。（２９
ａ）は第１図に示した取付孔（３’）を形成するために
上部金型四力・ら突出した円柱状ビンで、放熱支持板Ｃ
υの切欠部Ｃ（至）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Ｏａ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器を有
している。第４図に示すリードフレームを金型２９００
１に入れる際には、第６図の矢印の（２）で示すように
、上部金型器と下部金型ｌ３０）とを合せて型締めする
。この時、溝（３６ａ）でリード（２２ａ）を溝（３６
ｂ）でリード（２２ｂ）を溝（３６ｃ）でリード（２２
ｃ）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
■の中に支持板（３１）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ｒ３力を得るため
に、１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
てチップ器の上の広℃・空所（３２ａ）の入口近傍に樹
脂の流れの強さを抑制するたら注入した樹脂は狭い下部
空所（３２ｂ）にも比較的良好に浸入する。

空所Ｃ３２に対する樹脂の注入は、公知のトランスファ
ー成型法に基づいて、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Ｗ　Ｇ９）　Ｇ（１１内に注入
する。これＫより、第７図に示す注入孔Ｃ３１）から液
状の樹脂が注入され、空所６２１の全部が樹脂で充填さ
れる。金型Ｃ’！Ｉｌｌ　０３０）は樹脂を熱硬化させ
る温度（１５００〜２００°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Ｇηとなる。

なお、完全に熱硬化させるために、金型（２９１■から
リードフレームを取り出した後に、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ｆよる樹脂被覆体Ｇη
の形成において、第６図、第７図及び第９図で矢印（４
■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（４１で示す
樹脂の注入方向て交差するように突出部（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ｆ２１）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。

上部金型四の突出部（２９ｂ）を、封止樹脂の主たる流
れ方向（矢印（４ｆ）の方向〕に直交する仕切ジ状に配
設することにより、樹脂の流れ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ッケー
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Ｃ３１１から見て封止樹脂の主たる流れ方
向にピン（２９ａ）があるため、ピン（２９ａ）も制止
樹脂の流れを押えるように働く。従って、注入孔Ｏυと
ピン（２９ａ）を結ぶラインの延長上であり且つピン（
２９ａ）の注入孔Ｃ３１１と反対側の領域におい℃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如く、ピン（２９ａ）に
よつ℃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、上記のピン（２９ａ　）
の反対側領域に封圧樹脂が回り込み易（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（Ｊ
とピン（２９ａ）とを結ぶ直線の延長線上に突出部（２
９ｂ）の作用を低減させる溝０９が設けられてお夕、こ
の溝０９がピン（２９ａ）　Ｋよ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、上記ピン（２９ａ）
の反対側領域の未充填を確実に防止することができる。

また、支持板＋１１の一端部個領域を被覆している取付
孔近傍被覆部分（４２１は、主被覆部分（４１）よりも
薄く形成されるので、上部金型Ｃ印の取付孔近傍被覆部
分（４シを設ける部分と支持板（１）との間隙が狭くな
ジ、ここでも樹脂の流れが抑制される。従って、支持板
（１）の−溝近傍に配置された注入孔ＯＤから注入され
た圏脂は薄い取付孔近傍被覆部分（４３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
バランスを良好に調整することができる。

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板に下部樹脂被
覆部（３７ｂ）を轟てるようになし、取付孔ｃ３１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
板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ンドが取付孔０！１の近傍を
強く押圧すると、クランクが生じるので、取付孔ＯＩの
近傍をあまり薄くすることは出来ない。このため、本実
施例では、取付孔０！１の近傍の被覆部分（４Ｚは取付
に支障がない厚さに形成され、本発明に従う溝（至）に
おける薄い被覆部分（４３は、取付孔Ｃ３！ｌの近傍の
被覆部分（４２よりも薄く形成されている。

変形例 本発明は、上述の実施例に限定されるものでなく、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（３９を囲む部分に比較的厚い被覆部分（４
′ｌＩを円筒状に設け、ここを囲むよ５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０１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Ｏυとピン（２
９ａ）との間に突出部（２９ｂ）を設けてもよい。また
、取付孔０１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、本発明によれば支詩板の一方の
主表面側における樹脂の流れを抑制するための只出部が
、取付用切欠部又は孔の形成部分カラ分離されているの
で、取付用切欠部又は孔の形成部分による樹脂の流れの
抑制に基づく樹脂の流れの不均一性の発生又は樹脂の未
充填部分の発生を防ぎ、良好な樹脂被覆体を形成するこ
とができる。

【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■−■線断面図、第４図はｉ１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Ｍ視図、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■−
ＶＩＩ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ｖｎ＋−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ｆ−ｉ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。 Ｑυ・・・放熱支持鈑、（２２ａ）（２２ｂ）（２２Ｃ
）−・・リード、Ｃ３・・・トランジスタチップ、（２
４ａ　）（２４ｂ片・・内部リード、（２９・・・保護
層、（２Ｑ・・・切欠部、Ｃつ・・・上部金型、（２９
ａ）・・・ピン、（２９ｂ片・・突出部、Ｃ３（１・・
・下部金型、０１）・・・注入孔、曽・・・全所、（３
２ａ）・・・土部全所、（３２ｂ）・・・下部全所、Ｃ
３７）・・・樹脂被覆体、（３７ａ）・・・一方の樹１
１ｗ被覆部、＋３７ｂ）・・・他方の樹脂被覆部、（至
）・・・溝、０１・・・取付孔、（４υ・・・主被覆部
分、（４２１・・・取付孔近傍被覆部分、（４３・・・
薄い被覆部分。 代　理　　人　　　高　　野　　則　　次第２図 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樹脂被覆部の前記チップを被覆す
   る部分及び前記取付用切欠部又は孔の近傍を被覆する部
   分よりも薄い被覆部分を前記取付用切欠部又は孔から分
   離して生じさせるように配置され且つ前記支持板の一端
   部近傍側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形成されている突出部を有する樹
   脂封止用型を使用し、前記注入孔から前記封止樹脂を前
   記樹脂封止用型の成形空間内に注入して前記樹脂被覆体
   を形成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。