JPH02129951A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH02129951A JPH02129951A JP63284262A JP28426288A JPH02129951A JP H02129951 A JPH02129951 A JP H02129951A JP 63284262 A JP63284262 A JP 63284262A JP 28426288 A JP28426288 A JP 28426288A JP H02129951 A JPH02129951 A JP H02129951A
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- resin
- pellet
- sealed package
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors 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。
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〕
零発叩は、半導体装置の製造技術、特に、ペレットの放
熱性能の向上技術に関するもので、例えば、多ビン−低
熱抵抗で、小型かつ低価格化が要求される半導体集積回
路装置(以下、ICという。
熱性能の向上技術に関するもので、例えば、多ビン−低
熱抵抗で、小型かつ低価格化が要求される半導体集積回
路装置(以下、ICという。
)に利用して有効なものに関する。
一般に、所謂パワーIC等のような消費電力が大きいI
Cにおいては、樹脂封止パッケージにヒートシンクを内
蔵することが行われている。ヒートシンクがパッケージ
に内蔵される場合、通常、ヒートシンクはペレットがボ
ンディングされているタブの裏面に機械的かつ熱的に結
合されることになる。
Cにおいては、樹脂封止パッケージにヒートシンクを内
蔵することが行われている。ヒートシンクがパッケージ
に内蔵される場合、通常、ヒートシンクはペレットがボ
ンディングされているタブの裏面に機械的かつ熱的に結
合されることになる。
なお、ヒートシンクが内蔵されているパワーICを述べ
である例としては、日経マグロウヒル社発行「別冊マイ
クロデバイセズに2」昭和59年6月11日発行 P1
35.がある。
である例としては、日経マグロウヒル社発行「別冊マイ
クロデバイセズに2」昭和59年6月11日発行 P1
35.がある。
また、コンピュータに使用される高密度、高速ICにお
いて沫、高い放熱性能が要求されるため、例えば、特開
昭’53−110371号公報に記載されているように
、半導体ペレットをボンディングされた金属板にヒート
シンクが外付けされているセラミックパッケージ型半導
体装置が使用されている。
いて沫、高い放熱性能が要求されるため、例えば、特開
昭’53−110371号公報に記載されているように
、半導体ペレットをボンディングされた金属板にヒート
シンクが外付けされているセラミックパッケージ型半導
体装置が使用されている。
前述したような樹脂封止パッケージを備えているICの
パッケージにヒートシンクを内蔵する技術は、パッケー
ジの外形的制限を受けるため、パッケージの外形につい
ての設計に自由度のあるピン(リード)数の少ないIC
(品種)にのみ適用されているのが現状である。
パッケージにヒートシンクを内蔵する技術は、パッケー
ジの外形的制限を受けるため、パッケージの外形につい
ての設計に自由度のあるピン(リード)数の少ないIC
(品種)にのみ適用されているのが現状である。
また、ヒートシンクが外付けされたセラミックパッケー
ジ型半導体装置においては、量産しにくいため、コスト
の低減が困難である。
ジ型半導体装置においては、量産しにくいため、コスト
の低減が困難である。
しかし7、ICの多mta化、高集積化、高速化が進む
最近、ビン数の多い表面実装形のICについても、熱放
散性の良好なヒートシンク内蔵形の樹脂封止パッケージ
を備えているIcの開発が要望されている。
最近、ビン数の多い表面実装形のICについても、熱放
散性の良好なヒートシンク内蔵形の樹脂封止パッケージ
を備えているIcの開発が要望されている。
本発明の第1の目的は、高い放熱性能を有する樹脂封止
パッケージを備えている半導体装置を提供することにあ
る。
パッケージを備えている半導体装置を提供することにあ
る。
本発明の第2の目的は、生産性および実装性が良好で、
かつ低価格にして、小型化および多ビン化を促進するこ
とができるとともに、高い放熱性能を有する半導体装置
を提供することにある。
かつ低価格にして、小型化および多ビン化を促進するこ
とができるとともに、高い放熱性能を有する半導体装置
を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を説明すれば、次の通りである。
を説明すれば、次の通りである。
すなわち、半導体ペレットに電気的に接続された複数本
のリードが、平面形状略四角形に形成されている樹脂封
止パッケージの4側面から突設されている半導体装置に
おいて、前記樹脂封止パッケージの内部にヒートシンク
を埋没するとともに、このヒートシンクには前記半導体
ペレットをボンディングし、また、このヒートシンクは
組立時にリードフレームとの結合に使用された少なくと
も2箇所の結合部が前記樹脂封止パッケージのコーナ部
にそれぞれ配設されるように構成したものである。
のリードが、平面形状略四角形に形成されている樹脂封
止パッケージの4側面から突設されている半導体装置に
おいて、前記樹脂封止パッケージの内部にヒートシンク
を埋没するとともに、このヒートシンクには前記半導体
ペレットをボンディングし、また、このヒートシンクは
組立時にリードフレームとの結合に使用された少なくと
も2箇所の結合部が前記樹脂封止パッケージのコーナ部
にそれぞれ配設されるように構成したものである。
前記した手段によれば、ペレットにヒートシンクがタブ
を介さずに直接的に接触されているため、ペレットの発
熱はこのヒートシンクを経て外部に直接的に放出される
ことになり、充分な放熱性能が確保される。
を介さずに直接的に接触されているため、ペレットの発
熱はこのヒートシンクを経て外部に直接的に放出される
ことになり、充分な放熱性能が確保される。
ヒートシンクのリードフレームとの結合部は、四角形の
樹脂封止パッケージにおいてスペースに余裕があるコー
ナ部に配設されているため、ヒートシンク内蔵形であっ
ても樹脂封止パッケージの大形化を回避することができ
る。
樹脂封止パッケージにおいてスペースに余裕があるコー
ナ部に配設されているため、ヒートシンク内蔵形であっ
ても樹脂封止パッケージの大形化を回避することができ
る。
また、ペレット、リード群およびヒートシンクは樹脂封
止パッケージにより樹脂封止されているため、この半導
体装置がプリント配線基板に実装される時や、実装され
た後において、移送中の振動等による外力がこの半導体
装置に加わった場合においても、リード曲がり等のよう
な事故が起きるのを防止することができ、その結果、短
絡不良や、f7腺不良の発生のを未然に回避することが
できる。さらに、樹脂封止パッケージは量産に適するた
め、コストを低減させることができる。
止パッケージにより樹脂封止されているため、この半導
体装置がプリント配線基板に実装される時や、実装され
た後において、移送中の振動等による外力がこの半導体
装置に加わった場合においても、リード曲がり等のよう
な事故が起きるのを防止することができ、その結果、短
絡不良や、f7腺不良の発生のを未然に回避することが
できる。さらに、樹脂封止パッケージは量産に適するた
め、コストを低減させることができる。
〔実施例)
第1図(a)、(ロ)は・本発明の一実施例である樹脂
封止形MSP−ICを示す正面断面図および対角線に沿
う断面端面図、第2図〜第8図は本発明の一実施例であ
るそのMSP・ICの製造方法を示す各説明図である。
封止形MSP−ICを示す正面断面図および対角線に沿
う断面端面図、第2図〜第8図は本発明の一実施例であ
るそのMSP・ICの製造方法を示す各説明図である。
本実施例において、本発明に係る半導体装置は、高密度
実装を実現するための半導体S積回路装置(以下、IC
という、)である樹脂封止形ミニ・スクエア・パッケー
ジを備えているIC(以下、MSP−IC1または、単
に、ICということがある。)として構成されている。
実装を実現するための半導体S積回路装置(以下、IC
という、)である樹脂封止形ミニ・スクエア・パッケー
ジを備えているIC(以下、MSP−IC1または、単
に、ICということがある。)として構成されている。
この樹脂封止形MSP・IC25はシリコン半導体ペレ
ット(以下、ペレットという、)21と、ペレットの四
、方に配設されている複数本のり一ド9と、ペレットの
各電極パッド21aおよび各リード9にその両端部をそ
れぞれボンディングされて橋絡されているポンディング
ワイヤ23と、ペレットがボンディングされているヒー
トシンク11と、これらを樹脂封止するパッケージ24
とを備えており、このMSP−ICは次のような製造方
法により製造されている。
ット(以下、ペレットという、)21と、ペレットの四
、方に配設されている複数本のり一ド9と、ペレットの
各電極パッド21aおよび各リード9にその両端部をそ
れぞれボンディングされて橋絡されているポンディング
ワイヤ23と、ペレットがボンディングされているヒー
トシンク11と、これらを樹脂封止するパッケージ24
とを備えており、このMSP−ICは次のような製造方
法により製造されている。
以下、本発明の一実施例であるこの樹脂封止形MSP−
ICの製造方法を説明する。この説明により、前記MS
P・ICについての構成の詳細が共に明らかにされる。
ICの製造方法を説明する。この説明により、前記MS
P・ICについての構成の詳細が共に明らかにされる。
本実施例において、樹脂封止形MSP−ICの製造方法
には、第2図に示されている多連リードフレーム1が使
用されている。この多連リードフレーム1は、鉄−ニッ
ケル合金や燐青銅等のような比較的大きい機械的強度を
有するばね材料からなる薄板を用いて、打ち抜きプレス
加工またはエツチング加工等のような適当な手段により
一体成形されており、この多連リー ドフレーム1の表
面には銀(Ag)等を用いためっき処理が、後述するワ
イヤポンディングが適正ζこ実施されるように施されて
いる(図示せず)。この多連リードフレーム1には複数
の単位リードフレーム2が横方向に1列に並設されてい
る。
には、第2図に示されている多連リードフレーム1が使
用されている。この多連リードフレーム1は、鉄−ニッ
ケル合金や燐青銅等のような比較的大きい機械的強度を
有するばね材料からなる薄板を用いて、打ち抜きプレス
加工またはエツチング加工等のような適当な手段により
一体成形されており、この多連リー ドフレーム1の表
面には銀(Ag)等を用いためっき処理が、後述するワ
イヤポンディングが適正ζこ実施されるように施されて
いる(図示せず)。この多連リードフレーム1には複数
の単位リードフレーム2が横方向に1列に並設されてい
る。
単位リードフレーム2は位置決め孔3aが開設されてい
る外枠3を一対備えており、両久枠3は所定の間隔で平
行になるように配されて一連にそれぞれ延設されている
。llJ!iり合う単位リー ドフレーム2.2間には
一対のセクション枠4が両外枠3.3間に互いに平行に
配されて一体的に架設されており、これら外枠、セクシ
ョン枠により形成される略正方形の枠体内に単位リード
フレーム2が構成されている。
る外枠3を一対備えており、両久枠3は所定の間隔で平
行になるように配されて一連にそれぞれ延設されている
。llJ!iり合う単位リー ドフレーム2.2間には
一対のセクション枠4が両外枠3.3間に互いに平行に
配されて一体的に架設されており、これら外枠、セクシ
ョン枠により形成される略正方形の枠体内に単位リード
フレーム2が構成されている。
各単位リードフレーム2において、外枠3およびセクシ
ョンパー4の接続部にはダム吊り部材5が略直角方向に
それぞれ配されて一体的に突設されており、ダム吊り部
材5には4本のダム部材6が略正方形の枠形状になるよ
うに配されて、一体的に吊持されている。セクション枠
4側の各ダム部材6にはヒートシンク結合部材7が4箇
所のコーナ部にそれぞれ配されて、略弓形形状に一体的
に架設されており、各ヒートシンク結合部材7には結合
孔7aが略中央部に配されて開設されている。
ョンパー4の接続部にはダム吊り部材5が略直角方向に
それぞれ配されて一体的に突設されており、ダム吊り部
材5には4本のダム部材6が略正方形の枠形状になるよ
うに配されて、一体的に吊持されている。セクション枠
4側の各ダム部材6にはヒートシンク結合部材7が4箇
所のコーナ部にそれぞれ配されて、略弓形形状に一体的
に架設されており、各ヒートシンク結合部材7には結合
孔7aが略中央部に配されて開設されている。
また、ダム部材6には複数本のり一ド9が長平方向に等
間隔に配されて、互いに平行で、ダム部材6と直交する
ように一体的に突設されており、各リード9の内側端部
は先端が後記するペレットを収容するだめの空所8を取
り囲むように配されることにより、インナ部9aをそれ
ぞれ構成している。他方、各リード9の外側延長部分は
、その先端が外枠3およびセクション枠4から離間して
切り離され、アウタ部9bをそれぞれ構成している。そ
して、ダム部材6における隣り合うリード9.9間の部
分は、後述するパッケージ成形時にレジンの流れをせき
止めるダム9aを実質的に構成している。そして、この
単位リードフレーム2には通常のリードフレームにおい
て設けられるタブ、および、このタブを外枠等に吊持さ
せるためのタブ吊りリードが設けられていない。すなわ
ち、この単位リードフレーム2の中央部にはタブの代わ
りに空所8が形成されている。
間隔に配されて、互いに平行で、ダム部材6と直交する
ように一体的に突設されており、各リード9の内側端部
は先端が後記するペレットを収容するだめの空所8を取
り囲むように配されることにより、インナ部9aをそれ
ぞれ構成している。他方、各リード9の外側延長部分は
、その先端が外枠3およびセクション枠4から離間して
切り離され、アウタ部9bをそれぞれ構成している。そ
して、ダム部材6における隣り合うリード9.9間の部
分は、後述するパッケージ成形時にレジンの流れをせき
止めるダム9aを実質的に構成している。そして、この
単位リードフレーム2には通常のリードフレームにおい
て設けられるタブ、および、このタブを外枠等に吊持さ
せるためのタブ吊りリードが設けられていない。すなわ
ち、この単位リードフレーム2の中央部にはタブの代わ
りに空所8が形成されている。
本実施例において、MSP−ICの製造方法には、第3
図に示されているヒートシンク11が使用されている。
図に示されているヒートシンク11が使用されている。
ヒートシンク11は銅等のような熱伝導性の良好な材料
を用いて、ベレ・ントの平面形状に対して大きめの略正
方形状に形成されており、ヒートシンク11のペレット
取付面には環状溝工2が複数条(本実施例においては、
2条)、ペレットの外方において同心的に配されるとと
もに、ペレットを取り囲むように形成されてそれぞれ没
設されている。そして、これら環状溝12は後述する樹
脂封止パッケージ成形後において、リークバスを延長さ
せるとともに、樹脂と形状結合することにより、この樹
脂封止パッケージを備えているICの耐湿性を高めるこ
とになる。
を用いて、ベレ・ントの平面形状に対して大きめの略正
方形状に形成されており、ヒートシンク11のペレット
取付面には環状溝工2が複数条(本実施例においては、
2条)、ペレットの外方において同心的に配されるとと
もに、ペレットを取り囲むように形成されてそれぞれ没
設されている。そして、これら環状溝12は後述する樹
脂封止パッケージ成形後において、リークバスを延長さ
せるとともに、樹脂と形状結合することにより、この樹
脂封止パッケージを備えているICの耐湿性を高めるこ
とになる。
また、ヒートシンクILには結合部片13が4本、正方
形の4隅に配されて略対角線方向に放射状にそれぞれ突
設されており、各結合部片13の先端部には結合孔13
aが前記リードフレームの結合孔7aに対応するように
開設されている。各結合部片13は結合孔13aまでの
途中においてクランク形状に屈曲されており、この結合
部片13の屈曲により、後述するように、ヒートシンク
11の上面はリード9群の平面から所定の寸法離間され
るようになっている。
形の4隅に配されて略対角線方向に放射状にそれぞれ突
設されており、各結合部片13の先端部には結合孔13
aが前記リードフレームの結合孔7aに対応するように
開設されている。各結合部片13は結合孔13aまでの
途中においてクランク形状に屈曲されており、この結合
部片13の屈曲により、後述するように、ヒートシンク
11の上面はリード9群の平面から所定の寸法離間され
るようになっている。
前記構成にかかる電気的接続リード用の多連リードフレ
ームlとヒートシンク11とは、第4図に示されている
ように、リードフレーム側結合部材7の結合孔7aと、
ヒートシンク側結合部片13の結合孔L3aとが整合さ
れた状態でそれぞれ上下に配されて重ね合わされるとと
もに、再結合孔7aと13aとにリベット14を挿通さ
れて、かしめ加工されることにより固定的に結合される
。
ームlとヒートシンク11とは、第4図に示されている
ように、リードフレーム側結合部材7の結合孔7aと、
ヒートシンク側結合部片13の結合孔L3aとが整合さ
れた状態でそれぞれ上下に配されて重ね合わされるとと
もに、再結合孔7aと13aとにリベット14を挿通さ
れて、かしめ加工されることにより固定的に結合される
。
このようにして各ヒートシンク11が結合された多連リ
ードフレーム重合体20において、下側のヒートシンク
11は上側の多連リードフレーム1における空所8に対
向されるとともに、前記結合部片IJの屈曲によりリー
ド9群に接触ないしは干渉しない状態になっている。
ードフレーム重合体20において、下側のヒートシンク
11は上側の多連リードフレーム1における空所8に対
向されるとともに、前記結合部片IJの屈曲によりリー
ド9群に接触ないしは干渉しない状態になっている。
この多連リードフレーム重合体20には各単位リードフ
レーム2毎にペレット・ボンディング作業、続いて、ワ
イヤ・ボンディング作業が実施される。これらボンディ
ング作業は多連リードフレーム重合体20が横方向にピ
ッチ送りされることにより、各単位リードフレーム2毎
に順次実施される。
レーム2毎にペレット・ボンディング作業、続いて、ワ
イヤ・ボンディング作業が実施される。これらボンディ
ング作業は多連リードフレーム重合体20が横方向にピ
ッチ送りされることにより、各単位リードフレーム2毎
に順次実施される。
そして、ペレット・ボンディング作業により、第5図お
よび第6図に示されているように、半導体装置の製造工
程における所謂前工程において集積回路を作り込まれた
半導体集積回路構造物としてのペレット21が、各単位
リードフレーム2におけるヒートシンク11上の略中央
部に配されて、ヒートシンク11とペレット21との間
に形成されたボンディングJi22によって機械的に固
着されることによりボンディングされる。ペレットボン
ディング層の形成手段としては、金−シリコン共晶層、
はんだ付は層および銀ペースト接着層等々によるボンデ
、イング法を用いることが可能である。但し、必要゛に
応じて、ペレットからヒートシンクへの熱伝達の障壁と
ならないように、ボンディング層を形成することが望ま
しい。
よび第6図に示されているように、半導体装置の製造工
程における所謂前工程において集積回路を作り込まれた
半導体集積回路構造物としてのペレット21が、各単位
リードフレーム2におけるヒートシンク11上の略中央
部に配されて、ヒートシンク11とペレット21との間
に形成されたボンディングJi22によって機械的に固
着されることによりボンディングされる。ペレットボン
ディング層の形成手段としては、金−シリコン共晶層、
はんだ付は層および銀ペースト接着層等々によるボンデ
、イング法を用いることが可能である。但し、必要゛に
応じて、ペレットからヒートシンクへの熱伝達の障壁と
ならないように、ボンディング層を形成することが望ま
しい。
続いて、ワイヤボンディング作業により、第5図および
第6図に示されているように、ヒートシンク11上にボ
ンディングされたペレット21の電極パッド21aと、
各単位リードフレーム2におけるリード9のインナ部9
aとの間に、ボンディングワイヤ23が超音波熱圧着式
ワイヤボンディング装置等のような適当なワイヤボンデ
ィング装置(図示せず)が使用されることにより、その
両端部をそれぞれボンディングされて橋絡される。
第6図に示されているように、ヒートシンク11上にボ
ンディングされたペレット21の電極パッド21aと、
各単位リードフレーム2におけるリード9のインナ部9
aとの間に、ボンディングワイヤ23が超音波熱圧着式
ワイヤボンディング装置等のような適当なワイヤボンデ
ィング装置(図示せず)が使用されることにより、その
両端部をそれぞれボンディングされて橋絡される。
これにより、ペレット21に作り込まれている集積回路
は、電極パッド2La、ボンディングワイヤ23、リー
ド9のインナ部9aおよびアウタ部9bを介して電気的
に外部に引き出されることになる。
は、電極パッド2La、ボンディングワイヤ23、リー
ド9のインナ部9aおよびアウタ部9bを介して電気的
に外部に引き出されることになる。
このようにしてペレットおよびワイヤ・ボンディングさ
れたリードフレーム重合体20には、各単位リードフレ
ーム毎に樹脂封止するパッケージ群が、第7図に示され
ているようなトランスファ成形装置30を使用されて単
位リードフレーム群について同時成形される。
れたリードフレーム重合体20には、各単位リードフレ
ーム毎に樹脂封止するパッケージ群が、第7図に示され
ているようなトランスファ成形装置30を使用されて単
位リードフレーム群について同時成形される。
第7図に示されているトランスファ成形装置はシリンダ
装置等(図示せず)によって互いに型締めされる一対の
上型31と下型32とを備えており、上型31と下型3
2との合わせ面には上型キャビティー凹部33aと下型
キャビティー凹部33bとが互いに協働してキャビティ
ー33を形成するようにそれぞれ複数組没設されている
。上型31の合わせ面にはボット34が開設されており
、ボット34にはシリンダ装置(図示せず)により進退
されるプランジャ35が成形材料としての樹脂(以下、
レジンという、)を送給し得るように挿入されている。
装置等(図示せず)によって互いに型締めされる一対の
上型31と下型32とを備えており、上型31と下型3
2との合わせ面には上型キャビティー凹部33aと下型
キャビティー凹部33bとが互いに協働してキャビティ
ー33を形成するようにそれぞれ複数組没設されている
。上型31の合わせ面にはボット34が開設されており
、ボット34にはシリンダ装置(図示せず)により進退
されるプランジャ35が成形材料としての樹脂(以下、
レジンという、)を送給し得るように挿入されている。
下型32の合わせ面にはカル36がボット34との対向
位置に配されて没設されているとともに、複数条のラン
ナ37がポット34にそれぞれ接続するように放射状に
配されて没設されている。各ランナ37の他端部は下側
キャビティー凹部3,3bにそれぞれ接続されており、
その接続部にはゲート38がレジンをキャビティー33
内に注入し得るように形成されている。
位置に配されて没設されているとともに、複数条のラン
ナ37がポット34にそれぞれ接続するように放射状に
配されて没設されている。各ランナ37の他端部は下側
キャビティー凹部3,3bにそれぞれ接続されており、
その接続部にはゲート38がレジンをキャビティー33
内に注入し得るように形成されている。
また、下型32の合わせ面には逃げ凹所39がリードフ
レーム重合体20の厚みを逃げ得るように、その外形よ
りも若干大きめの長方形で、その厚さと略等しい寸法の
一定深さに没設されている。
レーム重合体20の厚みを逃げ得るように、その外形よ
りも若干大きめの長方形で、その厚さと略等しい寸法の
一定深さに没設されている。
さらに、下型32のキャビティー凹部33bの底面には
逃げ凹部33cがヒートシンク11の底部の厚みを若干
逃げ得るように、その外形と略等しい正方形で、若干寸
法の一定深さに没設されている。
逃げ凹部33cがヒートシンク11の底部の厚みを若干
逃げ得るように、その外形と略等しい正方形で、若干寸
法の一定深さに没設されている。
前記構成に係る多連リードフレーム重合体20を用いて
樹脂封止パッケージをトランスフプ成形する場合、上型
31および下型32における各キャビティー33は各単
位リードフレーム2における4本のダム部材6間の空間
にそれぞれ対応される。
樹脂封止パッケージをトランスフプ成形する場合、上型
31および下型32における各キャビティー33は各単
位リードフレーム2における4本のダム部材6間の空間
にそれぞれ対応される。
トランスファ成形時において、前記構成に係る多連リー
ドフレーム重合体20は下型32に没設されている逃げ
凹所39内に、各単位リードフレーム2におけるペレッ
ト21が各キャビティー33内にそれぞれ収容されるよ
うに配されてセットされる。このとき、ヒートシンク1
1の底部は下型キャビティー凹部33bに没設されてい
る逃げ凹部33cに没入され、ペレット21はヒートシ
ンク11にボンディングされた状態でキャビティー33
内において保持されている。
ドフレーム重合体20は下型32に没設されている逃げ
凹所39内に、各単位リードフレーム2におけるペレッ
ト21が各キャビティー33内にそれぞれ収容されるよ
うに配されてセットされる。このとき、ヒートシンク1
1の底部は下型キャビティー凹部33bに没設されてい
る逃げ凹部33cに没入され、ペレット21はヒートシ
ンク11にボンディングされた状態でキャビティー33
内において保持されている。
続いて、上型31と下型32とが型締めされ、ポット3
4からプランジャ35により成形材料としてのレジン4
0がランナ37およびゲート38を通じて各キャビティ
ー33に送給されて圧入される。
4からプランジャ35により成形材料としてのレジン4
0がランナ37およびゲート38を通じて各キャビティ
ー33に送給されて圧入される。
注入後、レジン40が熱硬化されて樹脂封止形パッケー
ジ24が成形されると、上型31および下型32は型開
きされるとともに、エジェクタ・ビン(図示せず)によ
りパッケージ24群が離型される。このようにして〜第
8図に示されているように、パッケージ24群を成形さ
れた多連り一部フレーム重合体20はトランスファ成形
装置30から脱装される。
ジ24が成形されると、上型31および下型32は型開
きされるとともに、エジェクタ・ビン(図示せず)によ
りパッケージ24群が離型される。このようにして〜第
8図に示されているように、パッケージ24群を成形さ
れた多連り一部フレーム重合体20はトランスファ成形
装置30から脱装される。
そして、このように樹脂成形されたパッケージ24の内
部には、ペレット21、リード9のインナ部9a、ボン
ディングワイヤ23およびヒートシンク11の一部が樹
脂封止されることになる。
部には、ペレット21、リード9のインナ部9a、ボン
ディングワイヤ23およびヒートシンク11の一部が樹
脂封止されることになる。
この状態において、ヒートシンク11の一端面は樹脂封
止パッケージ24の一端面から、逃げ凹部33cに没入
された分だけ突出されて露出されている状態になってい
る。また、ヒートシンク11の各コーナ部に配設された
結合部片13およびリベット14は樹脂封止パッケージ
24の内部に埋め込まれた状態になっており、結合部材
7における一対の基端部側がパッケージ24のコーナ部
からそれぞれ突出されてダム部材6に吊持された状態に
なっている。
止パッケージ24の一端面から、逃げ凹部33cに没入
された分だけ突出されて露出されている状態になってい
る。また、ヒートシンク11の各コーナ部に配設された
結合部片13およびリベット14は樹脂封止パッケージ
24の内部に埋め込まれた状態になっており、結合部材
7における一対の基端部側がパッケージ24のコーナ部
からそれぞれ突出されてダム部材6に吊持された状態に
なっている。
その後、多連リードフレーム重合体20はリード切断成
形工程において、各単位リードフレーム2毎に順次、リ
ード切断装置(図示せず)により、外枠、セフシラン枠
、ヒートシンク部材7の基端部、および各ダム6aを切
り落された後、リード成形装置(図示せず)により、リ
ード9のアウタ部9bをアイCI)リード形状に屈曲成
形される。
形工程において、各単位リードフレーム2毎に順次、リ
ード切断装置(図示せず)により、外枠、セフシラン枠
、ヒートシンク部材7の基端部、および各ダム6aを切
り落された後、リード成形装置(図示せず)により、リ
ード9のアウタ部9bをアイCI)リード形状に屈曲成
形される。
このとき、ヒートシンク結合部材7の切り口はパッケー
ジのコーナ部に一対宛形成されることになる。
ジのコーナ部に一対宛形成されることになる。
以上のようにして製造された樹脂封止形MSP・IC2
5は第9図および第10図に示されているようにプリン
ト配線基板に実装される。
5は第9図および第10図に示されているようにプリン
ト配線基板に実装される。
第9図および第10図において、プリント配線基板26
にはランド27が複数個、実装対象物となる樹脂封止形
MSP−IC25における各り一部9に対応するように
配されて、はんだ材料を用いて略長方形の薄板形状に形
成されており、このランド27にこのIC25のリード
9群が整合されて当接されているとともに、各リード9
とランド27とがリフローはんだ処理により形成された
はんだ盛り層28によって電気的かつ機械的に接続され
ている。
にはランド27が複数個、実装対象物となる樹脂封止形
MSP−IC25における各り一部9に対応するように
配されて、はんだ材料を用いて略長方形の薄板形状に形
成されており、このランド27にこのIC25のリード
9群が整合されて当接されているとともに、各リード9
とランド27とがリフローはんだ処理により形成された
はんだ盛り層28によって電気的かつ機械的に接続され
ている。
そして、必要に応じて、このIC25にはヒートシンク
11に放熱フィン(図示せず)が取り付けられたり、ヒ
= 1−シンク11が押さえ具(図示せず)によりプリ
ント配線基#H,26に押さえられて固定されたりする
。
11に放熱フィン(図示せず)が取り付けられたり、ヒ
= 1−シンク11が押さえ具(図示せず)によりプリ
ント配線基#H,26に押さえられて固定されたりする
。
この実装状態で、IC25が稼働されてペレット21が
発熱した場合、その熱はペレット21からヒートシンク
11に直接的に熱伝導されるとともに、ヒートシンク1
1の広い表面積から外気に放熱されるため、相対的にペ
レット21は充分に冷却される。また、ヒートシンク1
1に放熱フィンや、押さえ具等が連設されている場合に
は、ヒートシンク11の熱が放熱フィンや、押さえ具等
を通じてさらに広い範囲に熱伝導されるため、放熱効果
はより一層高くなる。
発熱した場合、その熱はペレット21からヒートシンク
11に直接的に熱伝導されるとともに、ヒートシンク1
1の広い表面積から外気に放熱されるため、相対的にペ
レット21は充分に冷却される。また、ヒートシンク1
1に放熱フィンや、押さえ具等が連設されている場合に
は、ヒートシンク11の熱が放熱フィンや、押さえ具等
を通じてさらに広い範囲に熱伝導されるため、放熱効果
はより一層高くなる。
前記実施例によれば次の効果が得られる。
(1) ペレットにヒートシンクをタブを介さずに直
接的にボンディングすることにより、ペレットの発熱を
ヒートシンクに直接的に伝えてパッケージの外部に効果
的に放出させることができるため、高い放熱性能を確保
することができる。
接的にボンディングすることにより、ペレットの発熱を
ヒートシンクに直接的に伝えてパッケージの外部に効果
的に放出させることができるため、高い放熱性能を確保
することができる。
(2) ヒートシンクのリードフレームとの結合をミ
ニ・スクエア・パッケージにおいて正方形のコーナ部に
配設することにより、当該コーナ部には比較的スペース
に余裕があるため、ヒートシンク内蔵形であっても樹脂
封止パッケージの大形化を回避することができ、小型化
および高密度化並びに低コスト化を促進することができ
る。
ニ・スクエア・パッケージにおいて正方形のコーナ部に
配設することにより、当該コーナ部には比較的スペース
に余裕があるため、ヒートシンク内蔵形であっても樹脂
封止パッケージの大形化を回避することができ、小型化
および高密度化並びに低コスト化を促進することができ
る。
臼) 電気的接続用のリードとは別に、熱伝導性の良好
な材料を用いて形成されたヒートシンクにペレットをボ
ンディングすることにより、前記(1)の放熱性能をよ
り一層高めることができる。
な材料を用いて形成されたヒートシンクにペレットをボ
ンディングすることにより、前記(1)の放熱性能をよ
り一層高めることができる。
(4)他方、電気的接続用のリードはヒートシンクとは
別に機械的強度の高い材料を用いて形成することにより
、リード群の曲がりや破損等を防止することができると
ともに、前記(1)および(3)により、高い放熱性能
を確保することができる。
別に機械的強度の高い材料を用いて形成することにより
、リード群の曲がりや破損等を防止することができると
ともに、前記(1)および(3)により、高い放熱性能
を確保することができる。
(4) ペレット、リード群およびヒートシンクの一
部を樹脂封止パッケージによって樹脂封止することによ
り、リード曲がり等のような事故が起きるのを防止する
ことができるため、短絡不良や、断線不良の発生を未然
に回避することができる。
部を樹脂封止パッケージによって樹脂封止することによ
り、リード曲がり等のような事故が起きるのを防止する
ことができるため、短絡不良や、断線不良の発生を未然
に回避することができる。
(5) ペレット周囲に配設される複数本のリードの
面とは異なる面でヒートシンクを支持することにより、
ペレットがボンディングされたヒートシンクと各リード
との短絡事故の発生を確実に防止することができるため
、半導体装置の品質および信頬性を高めることができる
。
面とは異なる面でヒートシンクを支持することにより、
ペレットがボンディングされたヒートシンクと各リード
との短絡事故の発生を確実に防止することができるため
、半導体装置の品質および信頬性を高めることができる
。
(6) ヒートシンクの一部を樹脂封止パッケージの
一端面から若干突出されるように露出させることにより
、封止樹脂がパッケージの一端面に樹脂ばりとして付着
されるのを防止することができるとともに、ヒートシン
クへの放熱フィンの取付性や、ヒートシンクの基板等へ
の接着性を良化することができる。
一端面から若干突出されるように露出させることにより
、封止樹脂がパッケージの一端面に樹脂ばりとして付着
されるのを防止することができるとともに、ヒートシン
クへの放熱フィンの取付性や、ヒートシンクの基板等へ
の接着性を良化することができる。
ところで、ヒートシンク内蔵形の樹脂封止パッケージを
備えているICとして、第11図に示されているように
、樹脂封止パッケージ24′の内部においてヒートシン
ク11′がリード9のインナ部9a群における裏面に絶
縁層15′および接着層16′を介して固定的に接合さ
れて成るもの、が考えられる。しかし、リード群恵面に
ヒーI・シンクが絶縁層を介して接着されるヒートシン
ク内蔵形のICにおいては、次のような不具合がある。
備えているICとして、第11図に示されているように
、樹脂封止パッケージ24′の内部においてヒートシン
ク11′がリード9のインナ部9a群における裏面に絶
縁層15′および接着層16′を介して固定的に接合さ
れて成るもの、が考えられる。しかし、リード群恵面に
ヒーI・シンクが絶縁層を介して接着されるヒートシン
ク内蔵形のICにおいては、次のような不具合がある。
(1) リード裏面に絶縁層を介して接着されたヒー
トシンクにより、リード相互間の静電容量が増加され、
また、絶縁抵抗が低下されるため、電気的特性が低下し
、高周波信号を取り扱う半導体装置には不適当である。
トシンクにより、リード相互間の静電容量が増加され、
また、絶縁抵抗が低下されるため、電気的特性が低下し
、高周波信号を取り扱う半導体装置には不適当である。
(2) IIIA縁層および接着層が樹脂封止パッケ
ージの内部において全体的に横断しているため、また、
接着層のイオンがペレットの近傍にあるため、耐湿性が
低下する。
ージの内部において全体的に横断しているため、また、
接着層のイオンがペレットの近傍にあるため、耐湿性が
低下する。
しかし、本実施例においては、樹脂封止パッケージ24
の内部においてヒートシンク11はリード9のインナ部
9bから電気的に完全に離隔されているため、このよう
な問題点の発生を回避することができる。
の内部においてヒートシンク11はリード9のインナ部
9bから電気的に完全に離隔されているため、このよう
な問題点の発生を回避することができる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。
例えば、ヒートシンクを打ち抜き成形する場合−第12
図に示されているように、各ヒートシンクをジグザグに
配置するとともに、外枠によって多連に構成しておくと
、取り扱い性を高めることができる。
図に示されているように、各ヒートシンクをジグザグに
配置するとともに、外枠によって多連に構成しておくと
、取り扱い性を高めることができる。
電気的接続用のリードフレームのヒートシンクとの結合
部の形状は、第13図に示されているように、対角線上
に延びるように突設してもよい。
部の形状は、第13図に示されているように、対角線上
に延びるように突設してもよい。
この場合、結合部の切り口は樹脂封止パッケージの4隅
に1個宛露出されることになる。
に1個宛露出されることになる。
リードフレームとヒートシンクとの結合部は樹脂封止パ
ッケージの4隅に全て配設するに限らず、少なくとも2
箇所に配設すればよい。
ッケージの4隅に全て配設するに限らず、少なくとも2
箇所に配設すればよい。
ヒートシンクと電気的接続用リードフレームとの結合手
段としては、リベットによる締結構造を使用するに限ら
ず、接着剤による接着構造や、はんだ材料による溶着構
造等を使用してもよい、これらの場合、結合孔は省略す
ることができる。
段としては、リベットによる締結構造を使用するに限ら
ず、接着剤による接着構造や、はんだ材料による溶着構
造等を使用してもよい、これらの場合、結合孔は省略す
ることができる。
ヒートシンクは樹脂封止パッケージから若干突出するよ
うに構成するに限らず、樹脂封止パッケージの一端面と
略同−平面(所謂面いち)になるように構成してもよい
。
うに構成するに限らず、樹脂封止パッケージの一端面と
略同−平面(所謂面いち)になるように構成してもよい
。
ヒートシンクの形状、大きさ、構造等は、要求される放
熱性能、実装形態(例えば、押さえ具や締結ボルトの使
用の有無等)、ペレットの性能、大きさ、形状、構造等
々の諸条件に対応して選定することが望ましく、必要に
応じて、放熱フィンやボルト挿通孔、雌ねじ等々を設け
ることができる。
熱性能、実装形態(例えば、押さえ具や締結ボルトの使
用の有無等)、ペレットの性能、大きさ、形状、構造等
々の諸条件に対応して選定することが望ましく、必要に
応じて、放熱フィンやボルト挿通孔、雌ねじ等々を設け
ることができる。
また、ヒートシンクを形成する材料としては銅系材料を
使用するに限らず、アルミニューl、系等のような熱伝
導性の良好な他の金属材料を使用することができる。特
に、炭化シリコン(SiC)等のように熱伝導性に優れ
、かつ、熱膨張率がペレットの材料であるシリコンのそ
れと略等しい材料を使用することが望ましい。
使用するに限らず、アルミニューl、系等のような熱伝
導性の良好な他の金属材料を使用することができる。特
に、炭化シリコン(SiC)等のように熱伝導性に優れ
、かつ、熱膨張率がペレットの材料であるシリコンのそ
れと略等しい材料を使用することが望ましい。
ペレットのヒートシンクへのポンディング作業は、ヒー
トシンクがリードフレームに結合される以前に実施して
もよい。
トシンクがリードフレームに結合される以前に実施して
もよい。
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である表面実装形樹脂封止
パッケージを備えたICに適用した場合について説明し
たが、それに限定されるものではなく、樹脂封止型パワ
ートランジスタや、その他の電子装置全般に適用するこ
とができる。
をその背景となった利用分野である表面実装形樹脂封止
パッケージを備えたICに適用した場合について説明し
たが、それに限定されるものではなく、樹脂封止型パワ
ートランジスタや、その他の電子装置全般に適用するこ
とができる。
特に、小型軽量、多ビンで、しかも、低価格であり、高
い放熱性能が要求される半導体装置に利用して優れた効
果が得られる。
い放熱性能が要求される半導体装置に利用して優れた効
果が得られる。
本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、次の通りである。
て得られる効果を簡単に説明すれば、次の通りである。
ペレットの裏面にヒートシンクを付設することにより、
ペレットの熱をヒートシンクに直接的に熱伝導させるこ
とができるため、小型の樹脂封止パッケージを備えてい
るICであっても放熱性能を高めることができ、高密度
、高速性能が要求される[C等においても低熱抵抗化を
実現させることができる。その結果、この種のIC等に
おいても樹脂封止パッケージ化を実現させることにより
、コストを大幅に低減させることができる。
ペレットの熱をヒートシンクに直接的に熱伝導させるこ
とができるため、小型の樹脂封止パッケージを備えてい
るICであっても放熱性能を高めることができ、高密度
、高速性能が要求される[C等においても低熱抵抗化を
実現させることができる。その結果、この種のIC等に
おいても樹脂封止パッケージ化を実現させることにより
、コストを大幅に低減させることができる。
第1図(a)、(b)は本発明の一実施例である樹脂封
止形MSP−ICを示す正面断面図および対角線に沿う
断面端面図、 第2図〜第8図はその製造方法を説明するものであり、
第2図は多連リードフレームを示す一部省略平面図、 第3図はヒートシンクを示す斜視図、 第4図はヒートシンクのリードフレームへの結合工程を
示す拡大部分斜視図〜 第5図はペレットおよびワイヤポンディング後を示す拡
大部分平面図、 第6図は第5図のVI−VI線に沿う断面図、第7図は
樹脂封止パッケージ成形作業を示す部分縦断面図、 第8図はパッケージ成形後を示す部分底面図、第9図は
そのMSP−ICの実装状態を示す斜視図、 第10図は同じく一部切断正面図である。 第11図はその作用を説明するための他のICを示す部
分正面断面図である。 第12図はヒートシンクの製造の一実施例を示す一部省
略平面図、 第13図はヒートシンクとリードフレームとの結合構造
の変形例を示す一部省略平面図である。 1・・・多連リードフレーム、2・・・栄位リードフレ
ーム、3・・・外枠、4・・・セクシゴン枠、5・・・
ダム吊り部材、6・・・ダム部材、6a・・・ダム、7
・・・ヒートシンク結合部材、8・・・空所、9・・・
電気的接続用リード、11・・・ヒートシンク、12・
・・環状溝、13・・・リードフレーム結合部片、14
・・・リベット、20・・・多連リードフレーム重合体
、21・・・ペレット、22・・・ポンディング層、2
3・・・ボンディングワイヤ、24・・・樹脂封止パッ
ケージ、25・・・MSP・IC(半導体装!)、26
・・・プリント配線基板、27・・・ランドパッド、3
0・・・トランスファ成形装置、31・・・上型、32
・・・下型、33・・・キャビティ34・・・ポット、
35・・・プランジャ、36・・・カル、37・・・ラ
ンナ、38・・・ゲート、39・・・凹所、40・・・
レジン。
止形MSP−ICを示す正面断面図および対角線に沿う
断面端面図、 第2図〜第8図はその製造方法を説明するものであり、
第2図は多連リードフレームを示す一部省略平面図、 第3図はヒートシンクを示す斜視図、 第4図はヒートシンクのリードフレームへの結合工程を
示す拡大部分斜視図〜 第5図はペレットおよびワイヤポンディング後を示す拡
大部分平面図、 第6図は第5図のVI−VI線に沿う断面図、第7図は
樹脂封止パッケージ成形作業を示す部分縦断面図、 第8図はパッケージ成形後を示す部分底面図、第9図は
そのMSP−ICの実装状態を示す斜視図、 第10図は同じく一部切断正面図である。 第11図はその作用を説明するための他のICを示す部
分正面断面図である。 第12図はヒートシンクの製造の一実施例を示す一部省
略平面図、 第13図はヒートシンクとリードフレームとの結合構造
の変形例を示す一部省略平面図である。 1・・・多連リードフレーム、2・・・栄位リードフレ
ーム、3・・・外枠、4・・・セクシゴン枠、5・・・
ダム吊り部材、6・・・ダム部材、6a・・・ダム、7
・・・ヒートシンク結合部材、8・・・空所、9・・・
電気的接続用リード、11・・・ヒートシンク、12・
・・環状溝、13・・・リードフレーム結合部片、14
・・・リベット、20・・・多連リードフレーム重合体
、21・・・ペレット、22・・・ポンディング層、2
3・・・ボンディングワイヤ、24・・・樹脂封止パッ
ケージ、25・・・MSP・IC(半導体装!)、26
・・・プリント配線基板、27・・・ランドパッド、3
0・・・トランスファ成形装置、31・・・上型、32
・・・下型、33・・・キャビティ34・・・ポット、
35・・・プランジャ、36・・・カル、37・・・ラ
ンナ、38・・・ゲート、39・・・凹所、40・・・
レジン。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、半導体ペレットに電気的に接続された複数本のリー
ドが、平面形状略四角形に形成されている樹脂封止パッ
ケージの4側面から突設されている半導体装置であって
、前記樹脂封止パッケージの内部にヒートシンクが埋没
されているとともに、このヒートシンクには前記半導体
ペレットがボンディングされており、また、このヒート
シンクは組立時にリードフレームとの結合に使用された
少なくとも2箇所の結合部が前記樹脂封止パッケージの
コーナ部にそれぞれ配設されていることを特徴とする半
導体装置。 2、前記ヒートシンクが前記リード群の平面から離間す
るように構成されていることを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の半導体装置。 3、前記ヒートシンクが一端面から若干突出された状態
で前記樹脂封止パッケージに植設されていることを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63284262A JP2593702B2 (ja) | 1988-11-09 | 1988-11-09 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63284262A JP2593702B2 (ja) | 1988-11-09 | 1988-11-09 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02129951A true JPH02129951A (ja) | 1990-05-18 |
| JP2593702B2 JP2593702B2 (ja) | 1997-03-26 |
Family
ID=17676250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63284262A Expired - Lifetime JP2593702B2 (ja) | 1988-11-09 | 1988-11-09 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2593702B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02307251A (ja) * | 1989-05-22 | 1990-12-20 | Nec Corp | 樹脂封止型半導体装置 |
| EP0539095A3 (ja) * | 1991-10-23 | 1994-02-16 | Fujitsu Ltd | |
| JPH08298302A (ja) * | 1995-02-27 | 1996-11-12 | Seiko Epson Corp | 樹脂封止型半導体装置およびその製造方法 |
| US5808359A (en) * | 1994-10-28 | 1998-09-15 | Hitachi, Ltd | Semiconductor device having a heat sink with bumpers for protecting outer leads |
| FR2764114A1 (fr) * | 1997-06-02 | 1998-12-04 | Sgs Thomson Microelectronics | Dispositif semi-conducteur muni d'un dissipateur thermique |
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