JPH0198250A - 樹脂封止半導体装置 - 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】 〔概　要〕 樹脂封止半導体装置、特に絶縁型の高電圧高出力樹脂モ
ールドトランジスタの構造に関し、絶縁型高電圧高出力
樹脂モールドトランジスタにおいて、高電圧が印加され
るコレクタリードの通電リードとして機能しない側の端
部が樹脂成形体の内部に封入され、該コレクタリード端
部における短絡事故を完全に防止した構造を提供するこ
とを目的とし、 半導体チップが搭載されるチップ搭載部と、該チップ搭
載部の一方の側に接続された外部導出部とを有するリー
ドと、該チップ搭載部の反対側端部に固着された絶縁支
持体とを備え、該絶縁支持体、チップ搭載部及び半導体
チップが樹脂成形体内に封入され、該絶縁支持体により
、該チップ搭載部の下面が該樹脂成形体の下面から所定
の距離隔てて位置せしめられてなる構成を有する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は樹脂封止型半導体装置、特に絶縁型の高電圧高
出力樹脂モールドトランジスタの構造に関する。

絶縁型の高電圧高出力樹脂モールドトランジス夕は、高
電圧が印加されるコレクタリードにおけるチップ搭載部
の下面がモールド樹脂によって所要の厚さに覆われるこ
とによって、８亥コレクタリ一ド下面と該トランジスタ
が固定される放熱フィン等との間の高絶縁耐圧が保たれ
る構造を有しているが、コレクタリードの通電リードと
して機能しない側の切断端面がリード導出面に対向する
樹脂成形体の側面に表出した構造を有するために、該コ
レクタリード切断端面への導電性異物の接触、付着、或
いは該端面からの放電等によって該コレクタリードと隣
接部品との間に短絡を生じて素子性能が劣化するという
問題があり、改善が望まれている。

〔従来の技術〕

第６図は従来の絶縁型高電圧高出力樹脂モールドトラン
ジスタを模式的に示す透視平面図（ａｌ及びそのＡ−Ａ
断面図（ｂｌである。

図において、５１はコレクタリード、５１Ａは放熱効果
のために特に厚く形成されたコレクタリードのチップ搭
載部、５１Ｂはコレクタリードの外部導出部、５１Ｃ１
５１Ｃ２はコレクタリードの先端部、５１Ｄ＋、５１Ｄ
２はコレクタリードの切断端面、５２はチップ固着用の
半田、５３はトランジスタチップ、５４はベースリード
、５５はエミッタリード、５６はベース電極、５７はエ
ミッタ電極、５８及び５９はボンディングワイヤ、６０
は樹脂成形体、６０Ａは０．４〜０．５鶴程度の所要の
絶縁耐圧を確保する厚さを有する樹脂成形体層を示す。

同図に示されるように絶縁型高電圧高出力樹脂モールド
トランジスタにおいては、放熱効果のために特に厚く　
（２〜３１１程度）形成されたコレクタリード５１のチ
ップ搭載部５１への下面がモールド樹脂の成形体６０中
に埋込まれ、該樹脂成形体６０の下面と上記コレクタリ
ードのチップ搭載部５１Ａの下面との間に、高電圧が印
加される該コレクタリード５１と該高電圧高出力樹脂モ
ールドトランジスタが直に固定される放熱フィンとの間
の高絶縁性を確保するための、０．４〜０．５ｍｍ程度
の厚さのモールド樹脂成形体層６０Ａが介在せしめられ
た構造を有することを特徴としているが、上記第６図に
示す従来の構造においては、これを形成するに際して、
第７図の模式平面図（ａｌ及びそのＡ−Ａ断面図（ｂ）
に示すようなモールド方法が用いられる。

即ちモールド下型６１Ａ上に、半導体チップ５２が搭載
され第６図同様のワイヤボンディングが終わったリード
フレーム６２を、コレクタリード５１のチップ搭載部５
１Ａ及び、ベースリード５４とエミッタリード５５のボ
ンディングワイヤ接続部が該モールド下型６１Ａの凹部
６３上に位置せしめて載置し、部６３の底面から例えば
０．４〜０，５　ｖｎａの所要の高さ（ｈ）になるよう
に、該リードフレームのベースリード５４、エミッタリ
ード５５、コレクタリードの導出部５１Ｂ及びコレクタ
リードの先端部５１Ｃい５１Ｃ２の延長部によって該モ
ールド下型６１Ａの上面を介して支持しモールド成形が
行われる。図中、６１Ｂはモールド上型を示す。

そして、モールド完了後、樹脂成形体６０の外部に延在
している製品となってからの機能を持たないコレクタリ
ード５１の先端部５１Ｃ＋、５１Ｃ２の延長部を、該コ
レクタリード先端部５１Ｃ＋１５１ｃｚ側の樹脂成形体
側面に沿って切断することによって、従来の絶縁型高電
圧高出力モールドトランジスタは完成されていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のように従来の絶縁型高電圧高出力樹脂モールドト
ランジスタでは、モールド完了後に、モールド時にリー
ドフレームの支持に用いられたコレクタリード先端部５
１Ｃい５１Ｃ２の切断がなされるので、樹脂成形体６０
のリード導出面と対向する側面にコレクタリード５１の
切断端面５１０い５１Ｄ２が表出する構造を有していた
。

しかし該絶縁型高電圧高出力モールドトランジスタにお
いては、コレクタリード５１に１０００　Ｖ以上の高電
圧が印加されるので、上記従来構造のように樹脂成形体
６０の側面にコレクタリード５１の切断端面５１０い５
１Ｄ２が表出する場合には、放電や導電性異物の接触、
付着等によって、該トランジスタが固定される放熱フィ
ンや高密度に配置される他の電子部品等との短絡を生じ
、該トランジスタの性能が損なわれるという問題を生ず
る。

そこで本発明は、絶縁型高電圧高出力樹脂モールドトラ
ンジスタにおいて、高電圧が印加されるコレクタリード
の通電リードとして機能しない側の端部が樹脂成形体の
内部に埋込まれ、該コレクタリード端部における短絡事
故を完全に防止した構造を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点は、半導体チップが搭載されるチップ搭載部
と、該チップ搭載部の一方の側に接続された外部導出部
とを有するリードと、該チップ搭載部の反対側端部に固
着された絶縁支持体とを備え、該絶縁支持体、チップ搭
載部及び半導体チップが樹脂成形体内に封入され、該絶
縁支持体により、該チップ搭載部の下面が該樹脂成形体
の下面から所定の距離隔てて位置せしめられてなる本発
明による樹脂封止半導体装置により解決される。

〔作　用〕

即ち本発明においては、コレクタリードの通電リードと
して用いられない側の端部を、該端部が向かう樹脂成形
体の側面から所要の深さに没するように短く切断し一該
端部に、チップ溶着の温度に耐え得る程度の耐熱性を有
し、且つ該コレクタリードの厚（形成されたチップ搭載
部の下面を樹脂成形体の下面を規定する樹脂成形型の凹
部の底面から所要の距離隔たった位置に保持し得る外形
を有する絶縁支持体を固着し、これによって樹脂成形に
際して上記コレクタリード□のチップ搭載部の下部領域
における所要の絶縁耐圧及び熱伝導率を有する所要の樹
脂厚を確保する。

かくて前記コレクタリードの端部を該端部が向かう樹脂
成形体の側面から所要の深さに埋没せしめて樹脂成形す
ることが可能になり、従来該コレクタリードの端部にお
いて発生していた短絡障害は完全に防止される。

〔実施例〕

以下本発明を、図示実施例により具体的に説明する。

第１図は本発明の一実施例を模式的に示す透視平面図（
ａ）及びそのＡ−Ａ断面図（ｂ）、第２図は本発明の一
実施例における絶縁支持体を模式的に示す平面図（ａｌ
及び側断面図（ｂ）、第３図は本発明の一実施例におけ
るリードフレームを模式的に示す平面図（ａ）及びＡ−
Ａ断面図（ｂ）、第４図は本発明の一実施例における絶
縁支持体の固着方法を示す模式側断面図、第５図は本発
明の一実施例における樹′脂モールドの方法を示す模式
側断面図である。

全図を通じ同一対象物は同一符合で示す。

本発明に係る絶縁型高電圧高出力樹脂モールドトランジ
スタの一実施例を示す第１図（ａ）、ｆｂ）において、
１はコレクタリード、ＩＡはトランジスタチップの放熱
をよくするために特に２〜３ｎ程度に厚く形成されたコ
レクタリードのチップ搭載部、ＩＢはコレクタリードの
外部導出部、ＩＣ１、ＩＣ２はコレクタリードの切断端
面ＩＤ＋及びＩＤｚがリード導出面に対向する樹脂成形
体の側面から１００ＯＶ程度の所要の絶縁耐圧が確保で
きる０、４〜０．５１程度の所定の距離後退する長さに
切断された通電に機能しないコレクタリードの先端部、
２はチップ固着用半田、３はトランジスタチップ、４は
ベースリード、５はエミッタリード、６はベース電極、
７はエミッタ電極、８及び９はボンディング・ワイヤ、
１０は樹脂成形体、ＩＯＡは所要の絶縁耐圧及び熱伝導
率が得られる０、４〜０．５＋ｎ程度の所要厚さ（ｔｌ
）を有する樹脂成形層、１１はコレクタリード先端部が
該先端部を覆う樹脂成形体の厚さ（ｔ２）のほぼ中心部
にくるようにしたコレクタリード先端の折り曲げ部、１
２は絶縁支持体を示す。

コレクタリード１の先端部ＩＣ＋　、ＩＣｚが折り曲げ
られた上記一実施例における絶縁支持体１２は、例えば
第２図（ａ）、（ｂｌに示すように、コレクタリード先
端部ＩＣ＋　、ＩＣｚを覆う樹脂成形体の厚さ（ｔ２）
よりもモールドに際しての余裕寸法に相当する例えば（
１，０５ｍｍ程度のごく僅かな寸法だけ小さい外形を有
する厚さＱ　、４　＊＊程度の銅リング１３内に、ガラ
ス扮をシンターして形成され中心部にリード挿入孔１４
を有するガラスタブレット１５が圧入された構造を存す
る。なお銅リングを用いたのはモールド樹脂との密着性
がよいためである。

また上記実施例におけるリードフレームは、例えば第３
図（ａｌ、（ｂｌに示すように、コレクタリード１が片
側の外部１６によって片持ちされた構造となり、該コレ
クタリード１の先端部ＩＣ＋　、ＩＣ２が樹脂成形体の
内部に前述した所要の深さに埋没するように短く切断さ
れ、且つ前述したように該先端部ＩＣ＋　、１Ｃ２が該
部分を覆う樹脂成形体の厚さの中心位置に位置するよう
に折り曲げられたコレクタリード１の先端部ＩＣ＋　、
ＩＣｚに例えば上記第２図に示す構成を有する絶縁支持
体１２が固着された構造に形成される。なお同図におい
て１７は後に切断除去される中桟を示す。

上記リードフレームのコレクタリードの先端部ＩＣ＋　
、ＩＣｚへの上記絶縁支持体１２の固着は、例えば第４
図に示すように、カーボン発熱体１８の上に該発熱体１
８面の凹部を介して所定の間隔で向きを揃えて並置し、
これらの絶縁支持体１２のリード挿入孔１４に例えばＩ
Ｏ連程度の連続したリードフレームにおける各コレクタ
リード１の先端部ＩＣ＋、ＩＣｚをそれぞれ挿入し、上
記カーボン発熱体１８によって、例えば４００〜５００
℃程度に加熱しガラスタブレット１５を溶融することに
よって、該リードフレームにチップを搭載する以前に簡
単って行われる。

本発明の一実施例に示す絶縁型高電圧高出力樹脂モール
ドトランジスタは、上記構造のリードフレームを用い、
第１図に参照されるように、鉛半田等よりなるチップ固
着用半田２により該リードフレームのコレクタリード１
のチップ搭載部ＩＡ上にトランジスタチップ３を固着し
、該トランジスタチップ３のベース電極６及びエミッタ
電極７と該リードフレームのベースリード４及びエミッ
タリード５とがそれぞれボンディング・ワイヤ８若しく
は９によってそれぞれ接続された後、樹脂モールドがな
される。

第５図は該−実施例における樹脂モールドの方法を示し
た図である。

同図に示されるようにチップ搭載が終わり、図示されな
いワイヤボンディングの完了したリードフレーム１９は
、モールド下型２０＾の凹部２１のｔｉ郡部上図示され
ないベースリード、エミッタ及びコレクタリード１の外
部導出部ＩＢが位置し、且つ該凹部２１上にコレクタリ
ード１のチップ搭載部１＾及び、絶縁支持体１２が固着
されたコレクタリード先端部ＩＣ８、及び図示されない
ベースリード及びエミッタのワイヤボンディング部が位
置するようにモールド下型上に載置し、モールド上型２
０Ｂを下降し、モールド下型２０Ａとモールド上型２０
Ｂとの間に形成される空洞部に樹脂が注入されて樹脂モ
ールドがなされる。

ここで咳実施例においてはリードフレームの一側面側は
図示されないベースリード及びエミッタリードの外部導
出部及びコレクタリード１の外部導出部ＩＢによって支
持され、コレクタリード１の先端部ＩＣ，及び図示され
ないＩＣ，の側は前記絶縁支持体１２によって所要の高
さに支持され、これによってコレクタリード１のチップ
搭載部ＩＡの下面とモールド下型２ＯＡの凹部２１の底
面との距離は、該コレクタリード１のチップ搭載部ＩＡ
下部に設けようとする例えば０．４〜０．５ｆｌ程度の
成形樹脂層の厚さに相当する所定の寸法に保持されて、
樹脂モールドがなされる。これによってコレクタリード
ｌのチップ搭載部ＩＡの下面を覆う成形樹脂層の厚さは
所要の均一な厚さに形成される。

またコレクタリード１の絶縁支持体１２が固着されてい
る先端部ＩＣ＋　、ＩＣｚは前述のように、予め樹脂成
形体における該リード先端部ＩＣ＋　、ＩＣ２が向かう
側面から０．４〜０．５龍程度の絶縁耐圧を確保するの
に必要な所要の距離後退するような長さに切断されてい
るので、該絶縁支持体１２が固着されているコレクタリ
ード先端部ＩＣ＋　、ＩＣｇはモールド下型凹部１９の
該コレクタリード先端部ＩＣ＋、ｌｃ２が向かう側面か
ら前記所要の距離後退した場所に位置し、上記樹脂モー
ルドに際して該コレクタリードの先端部ＩＣ＋等の端面
　ＩＤｚ等の上部は前記所要厚さの成形樹脂層によって
覆われる。

従って該コレクタリードｌの先端面ＩＤＩ、ＩＤ２にお
ける放電、導電性異物付着による短絡事故は完全に防止
される。

上記実施例においては、コレクタリードの先端部を、該
先端部を覆う樹脂成形体の厚さの中心位置になるように
折り曲げたが、該リード先端部は折り曲げないでも勿論
さしつかえない。但しこの場合には前記ガラスタブレッ
トのリード挿入孔は該タブレットの中心から上方に所要
の距離ずれた位置に形成する必要がある。

また第２図に示された構造の絶縁支持体に用いる絶縁物
質は前記ガラスタブレットに限らず、°ジアリルフタレ
ート或いはシリコーン等の耐熱性樹脂タブレットを使用
してもよい。

更にまた絶縁支持体は前記銅等の金属リングを用いずに
、上記耐熱樹脂のみよりなる成形体であってもよい。

〔発明の効果〕

以上説明のように、本発明によれば絶縁型高電圧高出力
樹脂モールドトランジスタにおいて、樹脂成形体におけ
るコレクタリードのチップ搭載部の下部領域の樹脂厚を
所要の絶縁耐圧及び所要の熱伝導性が得られる所要厚さ
に維持し、且つ該樹脂成形体のリード導出面に対向する
側面にコレクタリードの切断端面を表出させず且つ所要
の絶縁耐圧が得られる所要厚さの樹脂で覆った状態で樹
脂成形を行うことができる。

従って放電、導電性異物の付着等によって生じていたコ
レクタリード切断端面倒の短絡事故は完全に防止され、
該絶縁型高電圧高出力樹脂モールドトランジスタの性能
が確保される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の模式図、 第２図は本発明の一実施例における絶縁支持体の模式図
、 第３図は本発明の一実施例におけるリードフレームの模
式図、 第４図は本発明の一実施例における絶縁支持体の固着方
法を示す模式側断面図、 第５図は本発明の一実施例における樹脂モールドの方法
を示す模式側断面図 第６図は従来構造の模式図、 第７図は従来構造の樹脂モールドの方法を示す模式図 である。 図において、 ■はコレクタリード、 ＩＡはコレクタリードのチップ搭載部、１Ｂはコレクタ
リードの外部導出部、 ＩＣ＋　、ＩＣｚはコレクタリードの先端部、２はチッ
プ固着用半田、 ３はトランジスタチップ・ ４はベースリード、 ５はエミッタリード、 ６はベース電極、 ７はエミッタ電極、 ８．９はボンディング・ワイヤ、 １０は樹脂成形体、 １１は折り曲げ部、 １２は絶縁支持体 を示す。 （’０）Ａ−Ａ鶴叫閲 α　平耐閾　　　　　　　　ｂ、Ａ則断茜閃Ａく有−間
の一系加４グ圭−ゎけ３摩色才４５支率１ルトの木逢べ
し１隼２　回 Ｃｂ）Ａ−Ａ断誼酊 撫可の−９＜５屓辷Ａグ°１１二ｂ１丁３リードフレー
ムθ挟べ２ゴ寮３　園 第５　園 （ｂ）Ａ−Ａ訪＠図 不ξ来構蚤Ｌ　ｔｒ、橿べ、図 第６　聞

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　半導体チップが搭載されるチップ搭載部と、該チップ
   搭載部の一方の側に接続された外部導出部とを有するリ
   ードと、該チップ搭載部の反対側端部に固着された絶縁
   支持体とを備え、 該絶縁支持体、チップ搭載部及び半導体チップが樹脂成
   形体内に封入され、 該絶縁支持体により、該チップ搭載部の下面が該樹脂成
   形体の下面から所定の距離隔てて位置せしめられてなる
   ことを特徴とする樹脂封止半導体装置。