JPH03236267A - 半導体装置を構成するためのスラッグ - 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、半導体装置を構成して、電子部品が発生する
熱を外部に放出するためのスラッグに関するものである
。

（従来の技術） この種のスラッグは、電子部品が発生する熱をとらえて
、これを外部に放出するものであるか、この放出をスラ
ッグに接触する外部部材への熱伝導によって行うことは
、半導体装置の構成を複雑化する等の理由であまり採用
されてはいない。この種のスラッグによる熱の放出は、
スラッグの輻射によるもの、あるいは空気接触によるの
が近年の主流である。従って、このような熱の放出を行
おうとすると、スラッグの一部を半導体装置の一部から
露出させる構成を採らなければならないことになる。

そこで、従来の半導体装置におけるスラッグは、これを
単なる板状の金属材料によって形成し、モールド樹脂に
よる電子部品の封止を行うに際して、その片面を露出さ
せた状態でこのスラッグをモールド樹脂中に埋設するこ
とが行われていたのである。つまり、板状のスラッグは
、その露出面を除いた他の面とモールド樹脂とを直接ま
たは接着剤等を介して一体化していたのである。

しかしながら、スラッグを構成している金属と、モール
ド樹脂または接着剤を構成している樹脂との密着は基本
的にはそれ程強固なものではないため、当該半導体装置
を長期間作動させていくと、スラッグとの接着面が除々
に変化していき、電子部品に対して悪影響を及ぼす湿気
がこの変化した接着面から内部に侵入することになる。

場合によっては、折角のスラッグが半導体装置から剥離
してしまうという現象も発生し得るものである。

そこで、本発明者等は放熱のためのこの種スラッグを半
導体装置内に強固に組み込むためにはどうしたらよいか
について鋭意研究をしてきた結果、本発明を完成したの
である。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、以上の経緯に基づいてなされたもので、その
解決しようとする課題は、スラッグのモールド樹脂等の
樹脂または半導体装置自体からの剥離である。

そして、本発明の目的とするところは、モールド樹脂中
に単に埋設するだけであっても、その周囲に位置するモ
ールド樹脂等に対する密着を強固にすることができると
ともに、それを長期間持続させることのできるスラッグ
を簡単な構成によって提供することにある。

（課題を解決するための手段） 以上の課題を解決するために、まず第一請求項に係る発
明の採った手段は、実施例において使用する符号を付し
て説明すると、 「電子部品搭載用基板（２０）と、これに実装した電子
部品（３０）と、この電子部品（３０）からの熱を外部
に放出するためのスラッグ（１０）と、このスラッグ（
１０）の片面を露出させた状態で電子部品（２０）等を
モールドするモールド樹脂（４０）とにより構成される
半導体装置（１００）のスラッグ（１０）であって、そ
の全体を銅または銅系材料によって形成したスラツジ本
体（１１）と、このスラツジ本体（１１）のモールド樹
脂（４０）中に埋設される面に形成した銅の黒化処理膜
（１２）と、スラツジ（１０）の露出する側の面に形成
されてスラツジ本体（１１）の酸化を防止する酸化防止
膜（１３）とにより構成したことを特徴とする半導体装
置（１００）を構成するためのスラッグ（１０）Ｊ である。

また、第二請求項に係る発明の採った手段は、同様に、 「電子部品搭載用基板（２０）と、これに実装した電子
部品（３０）と、この電子部品（３０）からの熱を外部
に放出するためのスラッグ（１０）と、このスラッグ（
１０）の片面を露出させた状態で電子部品（２０）等を
モールドするモールド樹脂（４０）とにより構成される
半導体装置（１００）のスラッグ（１０）であって、そ
の全体を銅または銅系材料以外の金属材料によって形成
したスラツジ本体（１１）と、このスラツジ本体（ｌ］
）のモールド樹脂（４０）中に埋設される面上に形成し
た銅メッキ層と（１４）、この銅メッキ層（１４）の表
面に形成した銅の黒化処理膜（１２）とにより構成した
ことを特徴とする半導体装置（１００）を構成するため
のスラッグ（１０）Ｊ である。

（発明の作用） 第−及び第二のいずれの請求項に係るスラッグ（ｌＯ）
においても、そのモールド樹脂（４ｏ）に埋設される全
ての面に銅の黒化処理膜（１２）が形成されているため
、この黒化処理膜（１２）がスラツジ本体（１１）と強
固に一体化していることは当然として、この黒化処理膜
（１２）がその外側に接触するモールド樹脂（４０）ま
たは接着層（２５）との接着を強固なものとするも、の
である。

すなわち、このスラッグ（ｌＯ）を使用して、例えば第
１図に示したような半導体装置（１００）としたとき、
このスラツジ（１０）はその黒化処理膜（１２）にて接
着層（２５）及びモールド樹脂（４ｏ）に強固に接着し
て接着層（２５）及びモールド樹脂（４０）との一体化
が確実となるのである。その理由は、黒化処理膜（１２
）は微細な凹凸を表面に多数有しているものであるから
、この黒化処理膜（１２）の凹凸が、接着層（２５）及
びモールド樹脂（４０）に対する言わば強いアンカー効
果を発揮するからである。従って、このスラッグ（１０
）をモールド樹脂（４ｏ）内に埋設して構成した半導体
装置（１００）において、そのスラッグ（１０）とモー
ルド樹脂（４０）との剥離現象は、この半導体装置（１
００）を長期間使用したとしても生じないのである。

また、このスラッグ（ｌＯ）は、その片面（第１図では
図示下側）を露出させた状態で単にモールド樹脂り４０
）中に埋設するのみで半導体装置（１００）を構成する
ことができるのであるがら、トランスファーモールド等
の従来より行われている手段・方法を採用しなから、半
導体装置（１００）を構成するスラッグ（１０）として
は極めて有用なものとなっているのである。そして、こ
のスラッグ（１ｏ）は単なる平板状のものとするととも
に、そのモールド樹脂（４０）中に埋設される側の面に
黒化処理膜（１２）を形成すればよいものであるがら、
このスラッグ（１０）自体の製造は非常に容易となって
いるのである。

さらに、このスラッグ（１０）は、その一番広い面積部
分を、半導体装置（１００）のモールド樹脂（４ｏ）か
ら露出させ得るものであるがら、その輻射及び空気との
接触による放熱効果が十分なものとなっているだけでな
く、その周囲に位置する他部材の構成を非常に簡略化す
ることが可能であり、これによってこの種半導体装置（
１００）の軽薄短小化をも促進し得るのである。

そして、第一請求項に係るスラッグ（１０）は、その基
材（２１）が直接黒化還元処理し得る銅または銅系材料
によって構成した場合を示しているのであるが、二〇銅
または銅系材料は空気中の酸素によって酸化し易いもの
であるので、その露出する側の面に酸化防止膜（１３）
を形成することによってその酸化防止を積極的に行って
いるものである。

また、第二請求項に係るスラッグ（ｌＯ）は、銅あるい
は銅系材料以外の金属材料によって形成したものであり
、その黒化処理膜（１２）を形成すべき面に言わば黒化
処理膜（１２）のための材料となるべき銅メッキ層（１
４）を形成しておいたものである。そして、このスラッ
グ（ｌＯ）の露出する面には、スラツジ本体（１１）の
材料が酸化し易いものの場合にのみ酸化防止膜（１３）
を形成して、その酸化防止を図っているのである。

（実施例） 次に、各請求項に係る発明を、図面に示した実施例に従
って項を分けて詳細に説明していくが、その前に各スラ
ッグ（１０）を使用して構成される半導体装置（１００
）について、第１図を参照して説明する。

この半導体装置（１００）は、その外部接続端子となる
べきリードフレーム（２２）の内端部の図示上下両側に
基材（２１）を一体化することにより構成した電子部品
搭載用基板（２０）と、この電子部品搭載用基板（２０
）の図示下面側に接着層（２５）を介して一体化したス
ラッグ（１０）と、このスラッグ（１０）上に載置され
てボンディングワイヤ（２４）等によって電子部品搭載
用基板（２０）側に形成した導体回路と接続される電子
部品（３０）と、これらの電子部品（３０）、電子部品
搭載用基板（２０）及びスラッグ（１０）をモールドし
たモールド樹脂（４０）とからなっている。なお、リー
ドフレーム（２２）と電子部品（３０）とは電子部品搭
載用基板（２０）側に形成したスルーホールを介して接
続されることもある。本実施例における接着層（２５）
は、電子部品搭載用基板（２０）を構成している基材（
２１）と同系統の材料、例えば樹脂を採用して形成され
ているので、この接着層（２５）と基材（２１）との密
着力の確保はこれによって十分行われているものである
。

・第一請求項に係るスラッグ（１０）についてこのスラ
ッグ（１０）は、第２図に示すように、そのスラッグ本
体（１１）が銅または銅系材料（銅合金）によって形成
したものであり、このスラッグ本体（１１）の一部を黒
化還元処理することによって黒化処理膜（１２）を形成
したものである。この黒化処理膜（１２）は、スラッグ
（１０）をモールド樹脂（４０）中に埋設したときこの
モールド樹脂（４０）側となる面のみ形成したものであ
り、スラッグ（１０）の露出させるべき面、即ち第２図
の図示下面に酸化防止膜（１３）を形成したものである
。

酸化防止膜（１３）は、酸化されないかあるいは酸化さ
れても不働態を形成して酸化の侵攻を停止するものによ
って形成されているのであれば十分であり、具体的には
、ニッケル金メッキ層あるいは単なるニッケルメッキ層
によって構成される。

・第二請求項に係るスラッグ（１０）についてこのスラ
ッグ（１０）は、第３図または第４図に示すように、そ
のスラッグ本体（１１）を銅または銅系材料以外の金属
材料によって形成するものであり、このスラッグ本体（
１１）の材料としてはアルミニウム、鉄あるいは４２ア
ロイ等が採用されるものである。このようなスラッグ本
体（１１）は、これを直接黒化還元処理して黒化処理膜
（１２）を形成することができないから、その表面に銅
メッキ層（１４）をまず形成しておき、この銅メッキ層
（１４）の表面を黒化還元処理することにより黒化処理
膜（１２）としたものである。

第３図に示したスラッグ（１０）は、そのスラッグ本体
（１１）をアルミニウムによって形成したものであり、
アルミニウムは一旦酸化されると不働態となるため、こ
のスラッグ（１０）の露出する側の面には特に加工は施
していないものである。これに対して、第４図に示した
スラッグ（１０）の場合は、そのスラッグ本体（１１）
を鉄によって形成しており、この鉄の酸化及びその侵攻
を防止するためにニッケルー金メッキからなる酸化防止
膜（１３）を形成したものである。

以上の第−及び第二請求項に係るスラッグ（ｌＯ）の黒
化処理膜（１２）は、次のようにして形成される。

つまり、銅あるいは銅系材料からなるスラッグ（１０）
又はその表面側の銅メッキ層（１４）の表面に酸化第二
銅被膜を形成した後に、これをアルカリ性還元剤溶液中
に浸漬処理することによって黒化処理膜（１２）を形成
するのである。

酸化第二銅被膜を形成する具体的な方法としては、 （ａ）アルカリ性亜塩素酸ナトリウム水溶液に材料を１
〜１５分間浸漬する方法 （ｂ）アルカリ性過硫酸カリ水溶液に１〜５分間浸漬す
る方法 （Ｃ）硫化カリ塩化アンモニア水溶液中に２〜５分間浸
漬する方法 等がある。そして形成された酸化第二銅被膜を還元して
黒化処理膜（１２）とするために使用されるアルカリ性
還元剤溶液としては、ペーハー７〜１３゜５の水溶液に
、還元剤としてホルマリン、次亜リン酸、次亜リン酸ナ
トリウム、塩酸ヒドラジン、水素化ホウ素ナトリウム等
の一種又は二種以上を溶解させたものを採用するのであ
る。

以上のようなアルカリ性還元剤溶液中に、表面に酸化第
二銅被膜を形成したスラッグ本体（１１）を浸漬すれば
、その酸化第二銅被膜は、その表面の微細な凹凸及び樹
脂との化学的親和性を損なうことなく還元されて、酸化
第一銅被膜、すなわち黒化処理膜（１２）となるのであ
る。

（発明の効果） 以上詳述した通り、第一請求項に係るスラッグ（１０）
においては、 ［その全体を銅または銅系材料によって形成したスラッ
グ本体（１１）と、このスラッグ本体（１１）のモール
ド樹脂（４０）中に埋設される面に形成した銅の黒化処
理膜（１２）と、スラッグ（ｌＯ）の露出する側の面に
形成されてスラッグ本体（１１）の酸化を防止する酸化
防止膜（１３）とにより構成したこと」また第二請求項
に係るスラッグ（１０）においては、「その全体を銅ま
たは銅系材料以外の金属材料によって形成したスラッグ
本体（１１）と、このスラッグ本体（１１）のモールド
樹脂（４０）中に埋設される面上に形成した銅メッキ層
と（１４）、この銅メッキ層（１４）の表面に形成した
銅の黒化処理膜（１２）とにより構成したこと」 にその構成上の特徴があり、これにより、モールド樹脂
中に単に埋設するだけであっても、その周囲に位置する
モールド樹脂等に対する密着を強固にすることができる
とともに、それを長期間持続させることのできるスラッ
グを簡単な構成によって提供することができるのである
。

特に、スラッグ本体（１１）を銅または銅系材料によっ
て形成した第一請求項に係るスラッグ（１０）において
は、これに対して黒化処理膜（１２）を簡単に形成する
ことができるものであり、また第二請求項に係るスラッ
グ（１０）においては、そのスラッグ本体（１１）を比
較的安価な材料によって構成することができるのである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るスラッグを採用して構成した半導
体装置の断面図、第２図は第一請求項に係るスラッグの
拡大断面図、第３図及び第４図のそれぞれは第二請求項
に係るスラッグの拡大断面図である。 符　　号　　の　　説　　明 １００・・・半導体装置、１０・・スラッグ、１１・・
・スラッグ本体、１２・・・黒化処理膜、１３・・・酸
化防止膜、１４・・・銅メッキ層、２０・・・電子部品
搭載用基板、３０・・・電子部品、４０・・・モールド
樹脂。 第１図 以　　上

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、電子部品搭載用基板と、これに実装した電子部
   品と、この電子部品からの熱を外部に放出するためのス
   ラッグと、このスラッグの片面を露出させた状態で前記
   電子部品等をモールドするモールド樹脂とにより構成さ
   れる半導体装置のスラッグであって、 その全体を銅または銅系材料によって形成したスラッグ
   本体と、このスラッグ本体の前記モールド樹脂中に埋設
   される面に形成した銅の黒化処理膜と、前記スラッグの
   露出する側の面に形成されて前記スラッグ本体の酸化を
   防止する酸化防止膜とにより構成したことを特徴とする
   半導体装置を構成するためのスラッグ。
2. （２）、電子部品搭載用基板と、これに実装した電子部
   品と、この電子部品からの熱を外部に放出するためのス
   ラッグと、このスラッグの片面を露出させた状態で前記
   電子部品等をモールドするモールド樹脂とにより構成さ
   れる半導体装置のスラッグであって、 その全体を銅または銅系材料以外の金属材料によつて形
   成したスラッグ本体と、このスラッグ本体の前記モール
   ド樹脂中に埋設される面上に形成した銅メッキ層と、こ
   の銅メッキ層の表面に形成した銅の黒化処理膜とにより
   構成したことを特徴とする半導体装置を構成するための
   スラッグ。