JPH0363822B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0363822B2
JPH0363822B2 JP60134658A JP13465885A JPH0363822B2 JP H0363822 B2 JPH0363822 B2 JP H0363822B2 JP 60134658 A JP60134658 A JP 60134658A JP 13465885 A JP13465885 A JP 13465885A JP H0363822 B2 JPH0363822 B2 JP H0363822B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin
heat sink
mold layer
resin mold
bed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP60134658A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS61292346A (ja
Inventor
Toshihiro Kato
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP60134658A priority Critical patent/JPS61292346A/ja
Priority to KR1019860004702A priority patent/KR900001833B1/ko
Priority to DE8686304725T priority patent/DE3684184D1/de
Priority to EP86304725A priority patent/EP0206771B1/en
Publication of JPS61292346A publication Critical patent/JPS61292346A/ja
Priority to US07/334,771 priority patent/US4924351A/en
Publication of JPH0363822B2 publication Critical patent/JPH0363822B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W74/00—Encapsulations, e.g. protective coatings
    • H10W74/10—Encapsulations, e.g. protective coatings characterised by their shape or disposition
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W40/00—Arrangements for thermal protection or thermal control
    • H10W40/10—Arrangements for heating
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/851—Dispositions of multiple connectors or interconnections
    • H10W72/874—On different surfaces
    • H10W72/884—Die-attach connectors and bond wires
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W90/00—Package configurations
    • H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
    • H10W90/751—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires
    • H10W90/756—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires between a chip and a stacked lead frame, conducting package substrate or heat sink

Landscapes

  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は樹脂封止型半導体装置に関し、特に、
半導体チツプに対して絶縁されたヒートシンクを
有する樹脂封止型半導体装置の改良に係る。
〔発明の技術的背景〕
例えばパワートランジスタアレイのような電力
用半導体装置では、一つのヒートシンク上に複数
の半導体チツプをマウントして組立て、これを単
一の樹脂モールド層で封止した形態のものが知ら
れている。このような半導体装置では、当然なが
ら個々の半導体チツプとヒートシンクとは絶縁さ
れていなければならない。このため、当初はセラ
ミツク基板が用いられていたが、コストが高いこ
とや加工性に問題があることから、種々の代替が
提案されている。
出願人もセラミツク基板を用いず、通常の金属
製ヒートシンクのみを用いて半導体チツプ相互間
の絶縁を達成し得る樹脂封止型半導体装置の構造
を先に提案した。以下に第2図〜第5図を参照
し、この出願人の提案になる構造を説明する。
第2図はアルミニウム板等の熱伝導性の高い金
属板からなるヒートシンク1の平面図である。該
ヒートシンク1には放熱板に固着するためのビス
止め孔11が形成されている。また、第3図は銅
系あるいは鉄系合金等の導電性金属薄板をパター
ンニングしたリードフレーム2の平面図である。
図示のように、リードフレーム2には独立した四
つのベツド部21及びリードパターン22が形成
され、これらはフレーム23に連結して支持され
ている。
出願人が先に提案した構造を得るには、リード
フレーム2のベツド部21上に夫々半導体チツプ
をダイボンデイングし且つ所要のワイヤボンデイ
ングを施した後、これをヒートシンク1と共に金
型内にセツトしてトランスフアーモールドを行な
う。その際、リードフレームはヒートシンク1の
上に所定の間隙を置いて設置し、この間隙をモー
ルド樹脂が埋めるようにする。第4図は、こうし
て樹脂封止した後にリードフオーミングを行なつ
た状態を示す平面図であり、図中3は樹脂モール
ド層である。
第5図は第4図−線に沿う断面図で、図中
4は半田層5を介してベツド部21上にダイボン
デイングされた半導体チツプ、6はボンデイング
ワイヤである。図示のように、この構造ではリー
ドフレーム2(特にベツド部21)とヒートシン
ク1との間の間隙に樹脂モールド層3が介在し、
これによつて両者間の絶縁が達成されている。
なお、上記の構造における放熱性はベツド部2
1とヒートシンク1との間に介在するモールド樹
脂の熱伝導率に依存する。そこで、樹脂モールド
層3として結晶性シリカ粉末を混合して熱伝導率
を向上させたエポキシ樹脂(λ=60×10-4cal/
cm・sec・℃)が用いられている。
〔背景技術の問題点〕
上記従来の樹脂封止型半導体装置に用いられて
いる高熱伝導性樹脂は、結晶性シリカが多く混入
されているために粘度が高くならざるを得ない。
このため、トランスフアーモールドで樹脂モール
ド層3を形成する際にベツド部21とヒートシン
クの間を埋める樹脂層にボイドが発生し易く、こ
のボイド発生は絶縁耐圧を低下させる。この傾向
は樹脂液の粘度に比例し、且つベツド部とヒート
シンク間の距離に反比例するから、シリカ含有率
を高めて放熱特性を向上しようとするとボイド発
生が顕著になつて絶縁性が低下してしまう問題が
あつた。また、樹脂液の粘度が高くなると、トラ
ンスフアーモールドの際の樹脂液の流れ抵抗が大
きくなり、ボンデイングワイヤ6の切断等、所謂
ボンデイングオープン不良を起こし易いという問
題が生じる。
一方、シリカ含有量を増大し且つボイド発生を
抑制しようとすればベツド部/ヒートシンク間の
距離を大きくせざるを得ず、樹脂層による熱抵抗
が増大して放熱特性向上の効果が得られなくなつ
てしまう。因みに、ベツド部21の寸法が8mm×
8mm、モールド樹脂としてλ=60×10-4cal/
cm・sec・℃の結晶性シリカ含有エポキシ樹脂を
用いた場合、ボイド発生の関係からベツド部/ヒ
ートシンク間距離を0.5mm以下にすることはでき
なかつた。
〔発明の目的〕
本発明は上記従来の樹脂封止型半導体装置にお
ける問題を改善するためになされたもので、ベツ
ド部とヒートシンク間の距離を短縮すると共に、
ボイドの発生を防止し且つ両者間に介在するモー
ルド樹脂層の結晶性シリカ含有率を増大し、絶縁
性を維持しつつ放熱特性を向上することができる
樹脂封止型半導体装置の構造を提供しようとする
ものである。
〔発明の概要〕
本発明による樹脂封止型半導体装置は、金属製
のベツド部表面にマウントされた半導体チツプ
と、前記ベツド部及び前記半導体チツプを前記ベ
ツド部の裏面が露出するように封止する第一の樹
脂モールド層と、前記ベツド部の露出した裏面下
に所定の距離を置いて配置された金属製のヒート
シンクと、該ヒートシンクおよび前記第一の樹脂
モールド層の外側を覆い、且つ前記ベツド部の露
出面と前記ヒートシンクとの間の間〓に充填して
形成された、前記第一の樹脂モールド層の樹脂よ
りも高熱伝導率の樹脂からなる第二の樹脂モール
ド層と、前記第二樹脂モールド層を貫通してその
先端部が前記第一の樹脂モールド層内に配置さ
れ、且つ前記半導体チツプ表面の内部端子に電気
的に接続されたリードとを具備したことを特徴と
するものである。
上記のように、本発明は樹脂モールド層を二層
に分けたことを要点とするもので、第一の樹脂モ
ールド層を形成した後、第二の樹脂モールド層を
トランスフアーモールドして製造することにな
る。この場合、一段階のトランスフアーモールド
による従来の場合とは樹脂液の流れが異なるた
め、最終的に空気が溜り易い部分はベツド部/ヒ
ートシンク間の間隙ではなく、第一の樹脂モール
ド層の外側部分になる。その結果、第二の樹脂モ
ールド層として粘度の高い樹脂を用い且つベツド
部/ヒートシンク間の間隙を狭くした場合にも、
この間隙内を充填する樹脂層にボイドが形成され
るのを防止できる。従つて、第二の樹脂モールド
層としてシリカ含有量の多い高熱伝導率の樹脂を
用い、絶縁性を維持しつつ放熱特性を向上するこ
とが可能となる。
また、第二の樹脂モールド層を形成する際には
既に第一の樹脂モールド層が形成されているか
ら、高粘性の樹脂液によるトランスフアーモール
ドに際してもボンデイングオープン等の問題は発
生しない。
なお、半導体チツプとヒートシンクとの間の絶
縁は、第2図〜第5図のように複数個の半導体チ
ツプを単一のパツケージ内に封止する場合に限ら
ず、1個の半導体チツプを封止した半導体装置に
おいても必要とされるものである。即ち、複数の
半導体装置の夫々をそのヒートシンクを同一の放
熱板上に固定して設置する場合には、当然に同様
の絶縁が要求される。従つて、本発明は第2図〜
第5図に説明した半導体装置のみならず、1個の
半導体チツプを封止した樹脂封止型半導体装置に
適用した場合にもその特有の効果を奏するもので
ある。
〔発明の実施例〕
第1図は本発明の一実施例になる樹脂封止型半
導体装置を示す断面図である。同図において、第
2図〜第5図と同じ部分には同一の参照番号を付
してある。即ち、1はヒートシンク、2はリード
フレーム、21はベツド部、4は半導体チツプ、
5は半田合金等のマウント剤層、6はAu、Al等
の金属細線からなるボンデイングワイヤである。
この実施例においては、樹脂モールド層が第一の
樹脂モールド層31、第二の樹脂モールド層32の
二層構造になつており、何れも結晶性シリカを含
む高熱伝導性エポキシ樹脂からなつている。但
し、第一の樹脂モールド層31にはλ=60×
10-4cal/cm・sec・℃のものを用い、第二の樹脂
モールド層32には更に熱伝導率の高いλ=80〜
90-4cal/cm・sec・℃のものを用いている。ま
た、ベツド部21の寸法は10mm×10mm、ベツド
部/ヒートシンク間の距離は0.3mmである。
上記実施例になる樹脂封止型半導体装置の製造
に際しては、従来と同様にリードフレーム3上で
半導体チツプ4のダイボンデイング及びワイヤボ
ンデイングを行なつた後、トランスフアーモール
ドにより第一の樹脂モールド層31を形成して樹
脂封止を行なう。次に、ヒートシンク1をトラン
スフアーモルド金型内に設置し、更に該ヒートシ
ンク上に所定の間隔を置いて前記第一の樹脂モー
ルド層を形成したリードフレームを設置した後、
トランスフアーモールドを行なつて第二の樹脂モ
ールド層32を形成する。この二回目のトランス
フアーモールドにおいて、樹脂液は先ずヒートシ
ンク1と第一の樹脂モールド層との間を流れてか
ら第一の樹脂モールドの外側に流れ込む。従つ
て、この場合の空気の逃げ場は従来のようにベツ
ド部/ヒートシンク間の間隙ではなく、第二の樹
脂モールド層32成形空間となり、問題の間隙部
分には何等ボイドを生じることなく高熱伝導率の
樹脂を充填することができた。
上記実施例になる樹脂封止型半導体装置では、
ベツド部/ヒートシンク間の距離を0.3mmと従来
の1/2に短縮し、且つこの間隙内を従来よりも熱
伝導率の高い樹脂で充填したため、この間隙内の
樹脂層による熱抵抗は従来の3.4℃/Wから1.8
℃/Wと約47%改善することができた。また、こ
の間隙内の樹脂層におけるボイドの発生を略完全
に防止できたため、絶縁性の低下といつた問題は
生じなかつた。
なお、本発明を効果的に適用できる具体的なデ
バイスとしては、トランジスタ、トランジスタア
レイの他、ダイオードアレイやソリツドステート
リレー、フオトカプラ等が挙げられる。
〔発明の効果〕
以上詳述したように、本発明によればベツド部
とヒートシンク間に外囲器樹脂を介在させて両者
間を絶縁した樹脂封止型半導体装置において、ベ
ツド部とヒートシンク間の距離を短縮すると共
に、ボイドの発生を防止し且つ両者間に介在する
モールド樹脂層の結晶性シリカ含有率を増大し、
絶縁性を維持しつつ放熱特性を向上することがで
きる等、顕著な効果が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例になる樹脂封止型半
導体装置の断面図、第2図〜第5図は従来の樹脂
封止型半導体装置の一例を説明するための図であ
る。 1……ヒートシンク、2……リードフレーム、
21……ベツド部、3,31,32……樹脂モール
ド層、4……半導体チツプ、5……マウント剤、
6……ボンデイングワイヤ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 金属製のベツド部表面にマウントされた半導
    体チツプと、前記ベツド部及び前記半導体チツプ
    を前記ベツド部の裏面が露出するように封止する
    第一の樹脂モールド層と、前記ベツド部の露出し
    た裏面下に所定の距離をおいて配置された金属製
    のヒートシンクと、前記ヒートシンク及び前記第
    一の樹脂モールド層の外側を覆い、且つ前記ベツ
    ド部の露出面と前記ヒートシンクとの間の間〓に
    充填して形成された、前記第一の樹脂モールド層
    の樹脂よりも高熱伝導率の樹脂からなる第二の樹
    脂モールド層と、前記第二の樹脂モールド層を貫
    通してその先端部が前記第一の樹脂モールド層内
    に配置され、且つ前記半導体チツプ表面の内部端
    子に電気的に接続されたリードとを具備したこと
    を特徴とする樹脂封止型半導体装置。
JP60134658A 1985-06-20 1985-06-20 樹脂封止型半導体装置 Granted JPS61292346A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60134658A JPS61292346A (ja) 1985-06-20 1985-06-20 樹脂封止型半導体装置
KR1019860004702A KR900001833B1 (ko) 1985-06-20 1986-06-13 수지봉합형 반도체장치
DE8686304725T DE3684184D1 (de) 1985-06-20 1986-06-19 Verkapselte halbleiteranordnung.
EP86304725A EP0206771B1 (en) 1985-06-20 1986-06-19 Packaged semiconductor device
US07/334,771 US4924351A (en) 1985-06-20 1989-04-10 Recessed thermally conductive packaged semiconductor devices

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60134658A JPS61292346A (ja) 1985-06-20 1985-06-20 樹脂封止型半導体装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61292346A JPS61292346A (ja) 1986-12-23
JPH0363822B2 true JPH0363822B2 (ja) 1991-10-02

Family

ID=15133527

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60134658A Granted JPS61292346A (ja) 1985-06-20 1985-06-20 樹脂封止型半導体装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPS61292346A (ja)
KR (1) KR900001833B1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2503029B2 (ja) * 1987-10-06 1996-06-05 沖電気工業株式会社 薄型構造の半導体装置の製造方法
US5172213A (en) * 1991-05-23 1992-12-15 At&T Bell Laboratories Molded circuit package having heat dissipating post

Also Published As

Publication number Publication date
JPS61292346A (ja) 1986-12-23
KR870000753A (ko) 1987-02-20
KR900001833B1 (ko) 1990-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7061080B2 (en) Power module package having improved heat dissipating capability
JP2509607B2 (ja) 樹脂封止型半導体装置
US7671453B2 (en) Semiconductor device and method for producing the same
JP3435271B2 (ja) 半導体装置
KR100478883B1 (ko) 반도체장치
US8890310B2 (en) Power module package having excellent heat sink emission capability and method for manufacturing the same
US7501700B2 (en) Semiconductor power module having an electrically insulating heat sink and method of manufacturing the same
US9171773B2 (en) Semiconductor device
US4924351A (en) Recessed thermally conductive packaged semiconductor devices
US20010048148A1 (en) Semiconductor device and a method of manufacturing the same
JPH09139461A (ja) 半導体パワーモジュール
US5317194A (en) Resin-sealed semiconductor device having intermediate silicon thermal dissipation means and embedded heat sink
US5331511A (en) Electrically and thermally enhanced integrated-circuit package
KR900001984B1 (ko) 수지봉합형 반도체장치
KR900001833B1 (ko) 수지봉합형 반도체장치
EP0415106B1 (en) Lead frames for semiconductor device
JPH04249353A (ja) 樹脂封止型半導体装置
JPH077110A (ja) 半導体装置
US6846697B2 (en) Integrated circuit packages and the method for making the same
JP2005353805A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH0329307B2 (ja)
US12464669B2 (en) Electronic devices and methods of manufacturing electronic devices
JP3142322B2 (ja) 樹脂封止型半導体装置
JP2003258163A (ja) 半導体装置
JP2001015645A (ja) 樹脂封止型半導体装置およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term