JPH0254666B2 - - Google Patents

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、トランジスタチツプが固着されてい
る放熱支持板の裏面には樹脂層が形成されていな
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ければならず、パワート
ランジスタの取付け作業が煩雑になつた。

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。この第１１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
ランジスタチツプ、４はチツプ保護用樹脂、５は
封止樹脂体、６は上部金型、７は下部金型、８は
上部金型６と下部金型７が型締めされることによ
つて形成される空所９に封止樹脂を圧入するため
の注入孔、１０は取付孔、１１，１２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１１，１２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、チツプ３が装着されている支持板１
の一方の主表面側の樹脂被覆部５ａはチツプ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ア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
るおそれがあつた。今、パワートランジスタを例
にとつて説明したが、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、放熱支持板のチツプ
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。

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性支持板と、前記支持板
の一方の主表面上に装着された半導体チツプと、
前記チツプに接続されたリードと、前記支持板、
前記チツプ、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ツ
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離間していると共に前記取
付用切欠部又は孔よりも前記支持板の一端部から
離れている位置に生じさせるための突出部を設け
た樹脂封止用型を使用し、前記支持板の一端部近
傍側の注入孔から前記樹脂封止用型の成形空間内
に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
法に係わるものである。

作 用 上記発明において、突出部を有する樹脂封止用
型を使用すると、この突出部はチツプが装着され
ている支持板の一方の主表面側に対する樹脂の流
入を抑制する。このため、支持板の他方の主表面
側に対する樹脂の流れが強くなり、薄い樹脂被覆
部であつても、良好に形成することが出来る。更
に、本発明では、樹脂封止用型の突出部が、取付
用切欠部又は孔から離間していると共に、この取
付用切欠部又は孔よりも支持板の一端部から離れ
ているので、樹脂封止用型における取付用切欠部
又は孔を設けるための部分の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、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ツプ
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
フア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、２１はニツ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、２２ｃがエミツタリードであ
る。２３はシリコンパワートランジスタチツプ
で、上面にはベース電極及びエミツタ電極が、下
面にはコレクタ電極がそれぞれ形成されている。
このチツプ２３は下面において放熱支持板２１に
半田（図示せず）により固着されている。２４
ａ，２４ｃはアルミニウム線から成る内部リード
であり、チツプ２３のベース電極とベースリード
２２ａとの間、及びチツプ２３のエミツタ電極と
エミツタリード２２ｃとの間に配設されている。
２５はジヤンクシヨンコーテイングレジンと呼ば
れるチツプ保護用のシリコン樹脂から成る保護層
である。２６はタイバーと呼ばれるリード同志の
連結部である。２７はリード端を共通に連結する
連結部である。放熱支持板２１の一端部２１ａに
はＵ字状の切欠部２８が形成されている。なお、
この切欠部２８に代りに放熱支持板２１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図に示すリードフレーム
に、第５図に示す如く樹脂被覆体３７を設け、し
かる後、連結部２６，２７を切り落とすことによ
つて第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２１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。上側の樹脂被覆体３７ａは、チツプ２
３、保護層２５、内部リード２４ａ，２４ｃを覆
う最も厚い主被覆部分４１と、切欠部２８に対応
して設けられた取付孔３９の近傍を被覆する取付
孔近傍を被覆部分４２と、上記主被覆部分４１と
取付孔近傍被覆部分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３７の表面には薄い被覆部分４
３に対して溝３８が形成されている。なお、溝３
８は、取付孔３９とチツプ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３
７は、第６図に示す上部金型２９と下部金型３０
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、３１は、上部金型２９と下部金型３０が型締
めされることによつて形成される空所３２に封止
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３９を形成するために上部金
型２９から突出した円柱状ピンで、放熱支持板２
１の切欠部２８を貫通している。２９ｂは上部金
型２９から突出した仕切り状の突出部であり、第
１図の溝３８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３５を有している。第４図に示すリードフレ
ームを金型２９，３０に入れる際には、第６図の
矢印３３，３４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３
６ａでリード２２ａを溝３６ｂでリード２２ｂを
溝３６ｃでリード２２ｃをそれぞれ挟持する。こ
の結果、第７図及び第８図に示す如く、金型２
９，３０で形成された空所３２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３７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、本発明に従つてチツプ
２３の広い空所（３２ａ）の入口近傍に樹脂の流
れの強さを抑制するための突出部２９ｂが設けら
れているので、注入孔３１か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３２に対する樹脂の注入は、公知のトラン
スフアー成形法に基づいて、熱硬化性エポキシ樹
脂を、ポツト内で軟化させ、加圧して金型２９，
３０内に注入する。これにより、第７図に示す注
入孔３１から液状の樹脂が注入され、空所３２の
全部が樹脂で充填される。金型２９，３０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３７となる。なお、完全に熱硬化させるた
めに、金型２９，３０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アー成形法による樹脂被
覆体３７の形成において、第６図、第７図及び第
９図で矢印４０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４０で示す樹脂の注入方向に交差
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２１の
下側の狭い空所３２ｂにおける樹脂の流れが相対
的に強めらる。これにより、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、従来あつた下部空所３２ｂの未充填状態がほ
とんど見られなくなつた。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２９の突出部２９ｂを、封止樹脂の主
たる流れ方向（矢印４０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
の取り個数やパツ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３１から見て封
止樹脂の主たる流れ方向ににピン２９ａがあるた
め、ピン２９ａも封止樹脂の流れを押えるように
働く。従つて、注入孔３１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３１
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
から最も明らかな如く、ピン２９ａによつて分割
された封止樹脂の流れが、突出部２９ｂによつて
再び抑制されるから、上記のピン２９ａの反対側
領域に封止樹脂が回り込み易くなり、未充填が確
実に防止される。更に本実施例では、矢印４０と
ピン２９ａとを結ぶ直線の延長上に突出部２９ｂ
の作用を低減させる溝３５が設けられており、こ
の溝３５がピン２９ａに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２９
ａの反対側領域の未充填を確実に防止することが
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を当てるようになし、
取付孔３９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つて
行う。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３９の近傍を強く押圧する
と、クラツクが生じるので、取付孔３９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３９の近傍の被覆部分４２は取
付に支障がない厚さに形成され、本発明に従う溝
３８における薄い被覆部分４３は、取付孔３９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４２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４１は勿論厚く形成する。また、
取付孔３９がチツプ２３に接近する位置にある場
合には、第６図の注入孔３１とピン２９ａとの間
に突出部２９ｂを設けてもよい。また、取付孔３
９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
のチツプを保持する側の面を被覆するための型の
空間に突出部を設けたので、樹脂の流れが抑制さ
れ、支持板の他方の主表面側にも良好に樹脂が流
入する。従つて、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−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−
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−
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。 ２１……放熱支持板、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ
……リード、２３……トランジスタチツプ、２４
ａ，２４ｃ……内部リード、２５……保護層、２
８……切欠部、２９……上部金型、２９ａ……ピ
ン、２９ｂ……突出部、３０……下部金型、３１
……注入孔、３２……空所、３２ａ……上部空
所、３２ｂ……下部空所、３７……樹脂被覆体、
３７ａ……一方の樹脂被覆部、３７ｂ……他方の
樹脂被覆部、３８……溝、３９……取付孔、４１
……主被覆部分、４２……取付孔近傍被覆部分、
４３……薄い被覆部分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 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
   導体チツプと、前記チツプに電気的に接続された
   リードと、前記支持板、前記チツプ、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ツプ
   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離間していると共に前記取付
   用切欠部又は孔よりも前記支持板の一端部から離
   れている位置に生じさせるための突出部を設けた
   樹脂封止用型を使用し、前記支持板の一端部近傍
   側の注入孔から前記樹脂封止用型の成形空間内に
   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。 ２ 前記樹脂被覆体の成形は、トランスフアー成
   形法で成形することである特許請求の範囲第１項
   記載の半導体装置の製造方法。