JPH04306865A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JPH04306865A
JPH04306865A JP3071200A JP7120091A JPH04306865A JP H04306865 A JPH04306865 A JP H04306865A JP 3071200 A JP3071200 A JP 3071200A JP 7120091 A JP7120091 A JP 7120091A JP H04306865 A JPH04306865 A JP H04306865A
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resin
semiconductor device
semiconductor element
lead frame
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JP3071200A
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Akihiro Murata
昭浩 村田
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Seiko Epson Corp
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    • 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
    • H10W70/00—Package substrates; Interposers; Redistribution layers [RDL]
    • H10W70/60—Insulating or insulated package substrates; Interposers; Redistribution layers
    • H10W70/67—Insulating or insulated package substrates; Interposers; Redistribution layers characterised by their insulating layers or insulating parts
    • H10W70/68—Shapes or dispositions thereof
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    • H10W74/10—Encapsulations, e.g. protective coatings characterised by their shape or disposition
    • H10W74/111—Encapsulations, e.g. protective coatings characterised by their shape or disposition the semiconductor body being completely enclosed
    • H10W74/127—Encapsulations, e.g. protective coatings characterised by their shape or disposition the semiconductor body being completely enclosed characterised by arrangements for sealing or adhesion

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  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
  • Lead Frames For Integrated Circuits (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。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置及びその製
造方法に係り、さらに詳しくは、半導体装置のパッケー
ジに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子は、劣化を防止して信頼性を
高め、外部端子により電子部品の結線を容易にするため
、セラミックや合成樹脂によりパッケージが施されてい
る。
【０００３】図８は通常の半導体装置の断面図で、２は
リードフレーム１の中央部に設けられたダイパッド、３
はダイパッド２の周囲に設けられ、半導体素子１０の各
電極とワイヤ１１によりそれぞれ接続される多数のイン
ナリードである。これらダイパッド２、インナリード３
、半導体素子１０及びワイヤ１１は、セラミックやエポ
キシ樹脂の如き合成樹脂４０によりパッケージされてい
る（なお、以下の説明では合成樹脂によりパッケージす
る場合について述べる）。
【０００４】上記のようなパッケージを施すには、図９
に示すようにパッケージの形状に対応する凹部３２，３
６が設けられた上型３１と下型３５との間に、半導体素
子１０が実装されたリードフレーム１を挾み、下型３５
に設けた樹脂導入口３７から凹部３２，３６内に合成樹
脂（以下単に樹脂という）を注入して凹部３２，３６内
に充填し、乾燥固化したのち上型３１及び下型３５を開
き、パッケージされた半導体装置を取出している。なお
、３３は空気抜き穴である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のパ
ッケージ方法では、樹脂の注入口３７が下型３５に１か
所設けられているだけなので、樹脂の注入に際して図９
に示すようにダイパッド２が移動していわゆる浮き現象
が生じ易く、また気泡が発生したり樹脂の未充填部分が
生じるなど、種々問題があった。
【０００６】そこで、図９に破線で示すように上型３１
に第２の樹脂注入口３７ａを設けて上記問題の解決をは
かっているが、ダイパッド２の浮き現象はある程度改善
されたものの、気泡の発生や樹脂の未充填などの問題は
解決には至っていない。
【０００７】また、周知のように半導体素子は使用によ
り高温になるが、周囲が完全にパッケージされているた
め放熱効果が低く、このため放熱板を取付けるなど実装
に際して種々工夫をこらされているけれども、放熱板の
取付けが面倒であるにもかかわらず、放熱効果は必ずし
も充分ではなかった。
【０００８】本発明は上記の課題を解決すべくなされた
もので。パッケージに際して半導体素子の移動、気泡や
樹脂の未充填部分などを生ずるおそれがなく、また放熱
効果を著しく向上させその上薄形化できる半導体装置及
びその製造方法を得ることを目的としたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明に係る半
導体装置は、複数の樹脂導入穴を有する放熱板上に半導
体素子が実装されたリードフレームを載置し、半導体素
子を含むリードフレームを放熱板と一体的にパッケージ
したもの。
【００１０】複数の樹脂導入穴を有する放熱板上に半導
体装置を搭載してこの半導体素子の電極を放熱板上に載
置されたリードフレームのインナリードとそれぞれ接続
し、半導体素子を含むリードフレームを放熱板を一体的
にパッケージしたもの。
【００１１】複数の樹脂導入穴を有する放熱板上にＴＡ
Ｂ式半導体装置を載置し、この半導体装置を放熱板と一
体的にパッケージしたもの。
【００１２】さらに、上記の半導体装置において、放熱
板に代えて合成樹脂板を使用したもの、放熱板又は合成
樹脂板に半導体素子の少なくとも一部を収容する凹部を
設けたもの及び放熱板又は合成樹脂板に放熱板を取付け
たものである。
【００１３】また、上記半導体装置の製造方法は、複数
の樹脂導入穴を有する放熱板上に半導体素子が実装され
たリードフレームを載置し、放熱板を、半導体素子等が
収容される凹部を有する上型と、放熱板の樹脂導入穴と
それぞれ整合する樹脂注入口を有する下型との間に挾持
し、樹脂注入口から樹脂導入穴を介して上型の凹部に樹
脂を注入するようにしたこと、及び半導体素子が実装さ
れたリードフレームに代えてＴＡＢ式半導体装置を用い
たことを特徴とするものである。
【００１４】また、複数の樹脂導入穴を有する放熱板上
に半導体素子を搭載すると共に、放熱板上にインナリー
ドを有するリードフレームを載置してワイヤボンデイン
グし、放熱板を、半導体素子等が収容される凹部を有す
る上型と、放熱板の樹脂導入穴とそれぞれ整合する樹脂
注入口を有する下型との間に挾持し、樹脂注入口から樹
脂導入穴を介して上型の凹部に樹脂を注入するようにし
たこと。
【００１５】さらに、上記の各製造方法において、リー
ドフレームのインナリードの両面に絶縁膜を設けること
、放熱板に代えて合成樹脂板を用いたこと、放熱板又は
合成樹脂板に半導体素子の少なくとも一部を収容する凹
部を設けたこと、及び下型に放熱板又は合成樹脂板の少
なくとも一部が収容される凹部を設けたことを特徴とす
るものである。
【００１６】
【実施例】図１は本発明に係る半導体装置の製造方法の
実施例を説明するための説明図である。図において、１
はリードフレームで、図３に示すように、中心部に設け
られた４本のアーム４で支持されたダイパッド２と、ダ
イパッド２の周囲に所定の間隔を隔てて形成された多数
のインナリード３と、アーム４にそれぞれ設けられ、樹
脂の通路となる貫通穴５とからなっている。
【００１７】このリードフレーム１のダイパッド２には
半導体素子１０が搭載され、その各電極とこれに対応す
るインナリード３とはそれぞれワイヤ１１で接続されて
いる。６はインナリード３の両面に、ワイヤ１１の接続
部分を除いて設けられたダムバーで、例えばポリイミド
樹脂やエポキシ樹脂の如き樹脂を塗布した絶縁膜で形成
されている。
【００１８】２０はリードフレーム１のインナリード３
の下面に達する大きさの放熱板で、銅板の如く熱伝導の
良好な材料からなり、リードフレーム１の貫通穴５に対
応する位置にはそれぞれ樹脂導入穴２１が設けられてい
る。なお、実施例では放熱板２０の厚さは１ｍｍであっ
た。
【００１９】３１はパッケージの形状に整合した例えば
台形状の凹部３２が設けられた上型、３３は空気抜き穴
である。３５は放熱板２０が嵌合する凹部３６を有する
下型で、放熱板２０の樹脂導入穴２１に対応してそれぞ
れ樹脂注入口３７が設けられている。
【００２０】このようなパッケージング装置においては
、先ず、放熱板２０を下型３５の凹部３６内に挿入し、
ついで放熱板２０上に半導体素子１０が搭載されたリー
ドフレーム１を載置する。このとき、リードフレーム１
の各貫通穴５、基板２０の各樹脂導入穴２１及び下型３
５の樹脂注入口３７はそれぞれ整合しており、放熱板２
０と各インナリード３との間にはダムバー６がそれぞれ
介装され、絶縁されている。ついで上型３１を下降させ
、リードフレーム１を挾持する。
【００２１】この状態で４か所に設けた樹脂注入口３７
から例えばエポキシ樹脂の如きパッケージ用の樹脂を注
入すれば、樹脂４０は樹脂導入穴２１、貫通穴５を経て
上型３１の凹部３２内に隈なく充填され、半導体素子１
０、ワイヤ１１、ダイパッド２及びインナリード３を完
全にパッケージする。樹脂４０が乾燥固化したのち上型
３１及び下型３５を除去すれば、図２に示すような半導
体装置が得られる。
【００２２】パッケージングに際しては、インナリード
３の表面に設けたダムバー６は、樹脂がインナリード３
に沿って流出するのを防止する。また、放熱板２０の樹
脂導入穴２１内にも樹脂４０が充填されるので、樹脂４
０と放熱板２０との密着性を高め、両者の結合をさらに
強化することができる。なお、このようにして製造した
半導体装置は、通常放熱板２０を上にして基板等に実装
される。
【００２３】上記の説明では、半導体素子１０が搭載さ
れワイヤボンデイングされたリードフレーム１を、下型
３５の凹部３６に入れられた放熱板２０上に載置する場
合について説明したが、放熱板２０上にリードフレーム
１を載置してからダイパッド２上に半導体素子１０を搭
載してワイヤボンデングし、あるいはダイパッド２に半
導体素子１０を搭載して放熱板２０上に載置し、しかる
のちワイヤボンデングしてもよく、また、放熱板２０を
下型３５の凹部３６に入れる前にこれらの作業を行ない
、あるいは凹部３６に入れてから行なうなど、適宜変更
することができる。さらに、放熱板２０を下型３５の凹
部３６挿入する場合について述べたが、下型３５の凹部
３６を省略して平坦に形成し、その上に放熱板２０を載
置するようにしてもよい。
【００２４】上記のような製造方法によれば、半導体素
子１０はダイパッド２を介して放熱板２０上に載置され
ており、樹脂４０はダイパッド２の四方から注入される
ので、パッケージングに際してダイパッド２や半導体素
子１０が移動するおそれがなく、気泡や樹脂の未充填を
生じることもない。また、放熱板２０の一方の側だけに
パッケージを施してあるので、高さが低くなり、薄形化
することができる。さらに、半導体素子１０の一方の面
はダイパッド２を介して放熱板２０に接しており、使用
時には放熱板２０は大気中に露出しているので、放熱効
果を大幅に高めることができる。
【００２５】図４は本発明の他の実施例の説明図である
。本実施例においては半導体素子１０を直接放熱板２０
上に搭載し、これにダイパッド２のないリードフレーム
１を載置してインナリード３とボンデングし、図１の実
施例の場合と同様に樹脂４０でパッケージングしたもの
である。
【００２６】本実施例によれば、半導体素子１０を直接
放熱板２０上に搭載したのでその高さをさらに低くする
ことができ、また放熱効果を一層高めることができる。
【００２７】図５の実施例は放熱板２０に凹部２２を形
成し、この凹部２２に半導体素子１０の一部又は全部を
埋設したもので、高さをさらに低くできると共に、放熱
効果を高めることができる。
【００２８】上記の各実施例ではリードフレーム１に半
導体素子をボンディングしてパッケージする場合を示し
たが、図６に示すようにフレキシブルフィルムのフィン
ガー１３に半導体素子１０をボンディングしたＴＡＢ式
半導体装置にも本発明を実施することができる。即ち、
フィンガー１３にボンディングされた半導体素子１０を
、放熱板２０に設けた凹部２２内に収容し、図１の実施
例の要領でパッケージングする。この場合、放熱板２０
と樹脂４０との密着性をより高めるため、放熱板２０の
下面の一部までパッケージングするようにしてもよい。
【００２９】以上のように本発明は、大気中に露出した
熱伝導の良好な材料からなる放熱板２０に直接又はダイ
パッド２を介して半導体素子１０を搭載するようにした
ので、放熱効果を著しく高めることができるが、半導体
素子１０の種類や基板等への実装状態によってはさらに
放熱効果を高めたい場合がある。図７はこのような場合
の一例を示すもので、放熱板２０にねじ穴２３を設ける
と共に、一端に雄ねじ５１を有し熱伝導率の高い材料か
らなる第２の放熱板５０をねじ穴２３に螺入したもので
ある。このように構成することにより放熱効果をより一
層向上させることができる。なお、放熱板２０に第２の
放熱板５０をねじ止めする代りに、接着剤を用いて接着
するなど、他の手段を用いてもよい。
【００３０】上記の説明では熱伝導の良好な材料からな
る放熱板２０を用いて半導体装置を製造する例について
説明したが、半導体素子の種類や用途によっては、放熱
板に代えて熱硬化性樹脂等からなる合成樹脂板を用いて
もよい。
【００３１】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は複数の樹脂導入口を有する放熱板又は合成樹脂板上に
直接若しくはダイパッドを介して半導体素子を搭載し、
又はＴＡＢ式半導体装置を載置して下型の樹脂注入口か
ら樹脂導入穴を介して上型内に樹脂を注入し、これらを
放熱板又は合成樹脂板と一体的にパッケージするように
したので、次のような効果を得ることができる。
【００３２】（１）複数の樹脂導入穴から樹脂を注入す
るようにしたので、半導体素子が移動したり、気泡を生
じたり、樹脂の未充填部分が発生したりするおそれがな
く、確実にパッケージを行なうことができる。
【００３３】（２）放熱板を使用した場合は、放熱板は
大気中に露出しているので、使用時に半導体素子の放熱
効果を大幅に向上することができる。
【００３４】（３）放熱板又は合成樹脂板の一方の面だ
けにパッケージを施すようにしたので、全体を薄形化す
ることができ、特に放熱板又は合成樹脂板に凹部を設け
、この凹部に半導体素子を収容するようにした場合は、
厚さをさらに薄くすることができる。
【００３５】（４）リードフレームのインナリードの両
面に絶縁膜を設けたので、下面の絶縁膜は放熱板とイン
ナリードとの間の絶縁を確保し、上面の絶縁膜はパッケ
ージに際して樹脂の流出を防止することができる。
【００３６】（５）放熱板又は合成樹脂板に設けた樹脂
導入穴に、これらの上に形成したパッケージの樹脂が浸
入するので、放熱板又は合成樹脂板とパッケージとの結
合を強固にすることができる。
【００３７】（６）放熱板又は合成樹脂板にさらに別の
放熱板を取付ければ、放熱効果をさらに高めることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る半導体装置の製造方法の実施例を
説明するための説明図である。
【図２】図１によって製造した半導体装置の一部を示す
断面図である。
【図３】本発明に使用するリードフレームの一例の平面
図である。
【図４】本発明に係る半導体装置の他の実施例の断面図
である。
【図５】本発明に係る半導体装置の他の実施例の断面図
である。
【図６】本発明に係る半導体装置の他の実施例の断面図
である。
【図７】本発明に係る半導体装置の他の実施例の断面図
である。
【図８】従来の半導体装置の一例を示す断面図である。
【図９】図８の半導体装置の製造方法の一例を示す説明
図である。
【符号の説明】
１　　リードフレーム ２　　ダイパッド ３　　インナリード ５　　貫通穴 ６　　ダムバー １０　　半導体素子 １１　　ワイヤ １２　　ＴＡＢ式半導体装置 ２０　　放熱板 ２１　　樹脂導入穴 ２２　　凹部 ３１　　上型 ３２　　凹部 ３５　　下型 ３６　　凹部 ３７　　樹脂注入口 ４０　　合成樹脂 ５０　　放熱板

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　複数の樹脂導入穴を有する放熱板上に
    、ダイパッドに半導体素子が搭載されインナリードとそ
    れぞれ接続されたリードフレームを載置し、前記半導体
    素子を含むリードフレームを前記放熱板と一体的にパッ
    ケージしたことを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項２】　　複数の樹脂導入穴を有する放熱板上に
    半導体素子を搭載して該半導体素子の電極を前記放熱板
    上に載置されたリードフレームのインナリードとそれぞ
    れ接続し、前記半導体素子を含むリードフレームを前記
    放熱板と一体的にパッケージしたことを特徴とする半導
    体装置。
  3. 【請求項３】　　複数の樹脂導入穴を有する放熱板上に
    ＴＡＢ式半導体装置を載置し、該半導体装置を前記放熱
    板と一体的にパッケージしたことを特徴とする半導体装
    置。
  4. 【請求項４】　　放熱板に代えて合成樹脂板を使用した
    ことを特徴とする請求項１，２又は３記載の半導体装置
    。
  5. 【請求項５】　　放熱板又は合成樹脂板に半導体素子の
    少なくとも一部を収容する凹部を設けたことを特徴とす
    る請求項１，２，３又は４記載の半導体装置。
  6. 【請求項６】　　放熱板又は合成樹脂板に別の放熱板を
    取付けたことを特徴とする請求項１，２，３，４又は５
    記載の半導体装置。
  7. 【請求項７】　　複数の樹脂導入穴を有する放熱板上に
    、ダイパッドに半導体素子が搭載されインナリードとそ
    れぞれ接続されたリードフレームを載置し、前記放熱板
    を、前記半導体素子等が収容される凹部を有する上型と
    、前記放熱板の樹脂導入穴とそれぞれ整合する樹脂注入
    口を有する下型との間に挾持し、前記樹脂注入口から樹
    脂導入穴を介して前記上型の凹部に樹脂を注入すること
    を特徴とする半導体装置の製造方法。
  8. 【請求項８】　　半導体素子が実装されたリードフレー
    ムに代えてＴＡＢ式半導体装置を用いたことを特徴とす
    る請求項７記載の半導体装置の製造方法。
  9. 【請求項９】　　複数の樹脂導入穴を有する放熱板上に
    半導体素子を搭載すると共に前記放熱板上にインナリー
    ドを有するリードフレームを載置してワイヤボンデイン
    グし、前記放熱板を、前記半導体素子等が収容される凹
    部を有する上型と、前記放熱板の樹脂導入穴とそれぞれ
    整合する樹脂注入口を有する下型との間に挾持し、前記
    樹脂注入口から樹脂導入穴を介して前記上型の凹部に樹
    脂を注入することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  10. 【請求項１０】　　リードフレームのインナリードの両
    面に絶縁膜を設けたことを特徴とする請求項７又は９記
    載の半導体装置の製造方法。
  11. 【請求項１１】　　放熱板に代えて合成樹脂板を用いた
    ことを特徴とする請求項７，８，９又は１０記載の半導
    体装置の製造方法。
  12. 【請求項１２】　　放熱板又は合成樹脂板に半導体素子
    の少なくとも一部を収容する凹部を設けたことを特徴と
    する請求項７，８，９，１０又は１１記載の半導体装置
    の製造方法。
  13. 【請求項１３】　　下型に放熱板又は合成樹脂板の少な
    くとも一部が収容される凹部を設けたことを特徴とする
    請求項７，８，９，１０，１１又は１２記載の半導体装
    置の製造方法。
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