JPH0567697A - 樹脂封止型半導体装置 - Google Patents
樹脂封止型半導体装置Info
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- JPH0567697A JPH0567697A JP3229878A JP22987891A JPH0567697A JP H0567697 A JPH0567697 A JP H0567697A JP 3229878 A JP3229878 A JP 3229878A JP 22987891 A JP22987891 A JP 22987891A JP H0567697 A JPH0567697 A JP H0567697A
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- 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)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱可塑性樹脂封止型半導体装置に係わり、飽
和熱抵抗特性の改良を目指す点にある。 【構成】 熱伝導度の大きいＡｌＮ材質のセラミック基
板の一方の面に能動素子をマウントし、この一方の面に
反対面の一部分を外囲器表面に露出する形状とすること
により、内部に発生した熱を効率良く、外部に放出する
ことにより、従来より飽和熱抵抗値の良い絶縁タイプの
熱可塑性樹脂封止型半導体装置を実現するものである。
和熱抵抗特性の改良を目指す点にある。 【構成】 熱伝導度の大きいＡｌＮ材質のセラミック基
板の一方の面に能動素子をマウントし、この一方の面に
反対面の一部分を外囲器表面に露出する形状とすること
により、内部に発生した熱を効率良く、外部に放出する
ことにより、従来より飽和熱抵抗値の良い絶縁タイプの
熱可塑性樹脂封止型半導体装置を実現するものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性樹脂により封
止する型の半導体装置に係わり、特にリード端子以外の
封止樹脂即ち外囲器の表面と、内部の半導体素子の電気
的な絶縁の改良に関する。
止する型の半導体装置に係わり、特にリード端子以外の
封止樹脂即ち外囲器の表面と、内部の半導体素子の電気
的な絶縁の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体基板内に不純物を導入・拡散して
造り込んだ能動素子、受動素子または回路成分をいわゆ
るトランスファモールド法により樹脂を封止する樹脂封
止型半導体装置は、量産化して実用に供されている。
造り込んだ能動素子、受動素子または回路成分をいわゆ
るトランスファモールド法により樹脂を封止する樹脂封
止型半導体装置は、量産化して実用に供されている。
【０００３】この種の樹脂封止型半導体装置は、いわゆ
るリードフレームを利用する組立方式を採る型の他に、
絶縁基板に各種の電子回路用部品をハイブリッド形式で
組込んでから、樹脂により封止しかつ、各電子回路用部
品に電気的に接続するリード端子を封止樹脂層外に導出
する型も実用化している。
るリードフレームを利用する組立方式を採る型の他に、
絶縁基板に各種の電子回路用部品をハイブリッド形式で
組込んでから、樹脂により封止しかつ、各電子回路用部
品に電気的に接続するリード端子を封止樹脂層外に導出
する型も実用化している。
【０００４】この型の樹脂封止型半導体装置にあって
は、これを電子機器に実装する際、能動素子と電子機器
内の部品の電気的短絡を防止する観点から、いわゆるア
ウターリードであるリード端子以外の外囲器表面と、能
動素子が電気的に絶縁することが求められている。
は、これを電子機器に実装する際、能動素子と電子機器
内の部品の電気的短絡を防止する観点から、いわゆるア
ウターリードであるリード端子以外の外囲器表面と、能
動素子が電気的に絶縁することが求められている。
【０００５】図１及び図２の断面図により従来の樹脂封
止型半導体装置を説明する。図１の型は、銅または銅合
金を表面付近に設置する（以後銅製と記載する）リード
フレーム１に能動素子を造り込んだ半導体基板２を導電
性接着剤層や半田層などの導電層３を介して固着する。
止型半導体装置を説明する。図１の型は、銅または銅合
金を表面付近に設置する（以後銅製と記載する）リード
フレーム１に能動素子を造り込んだ半導体基板２を導電
性接着剤層や半田層などの導電層３を介して固着する。
【０００６】次に、能動素子の電極（図示せず）とアウ
ターリードとして機能するリードフレーム１のリード端
子４間に金属細線５をボンディング法により熱圧着して
電気的に接続して組立体を形成する。その後、熱可塑性
樹脂から成る封止樹脂層６により組立体を被覆して樹脂
封止型半導体装置を製造する。以下この樹脂封止型半導
体装置を絶縁タイプと記載する。
ターリードとして機能するリードフレーム１のリード端
子４間に金属細線５をボンディング法により熱圧着して
電気的に接続して組立体を形成する。その後、熱可塑性
樹脂から成る封止樹脂層６により組立体を被覆して樹脂
封止型半導体装置を製造する。以下この樹脂封止型半導
体装置を絶縁タイプと記載する。
【０００７】これに対して図２に明かにする樹脂封止型
半導体装置は、能動素子を造り込んだ半導体基板２をマ
ウントしたリードフレーム１の裏面を露出して封止樹脂
層６面としており、絶縁されていないので、以後非絶縁
タイプと記載する。
半導体装置は、能動素子を造り込んだ半導体基板２をマ
ウントしたリードフレーム１の裏面を露出して封止樹脂
層６面としており、絶縁されていないので、以後非絶縁
タイプと記載する。
【０００８】この他の形状は、図１と全く同じである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】絶縁タイプの問題点
は、非絶縁タイプに比べて外囲器の飽和熱抵抗値ＲＴｈ
（ｊ−ｃ）が大きいために、同一の能動素子を搭載する
と装置全体が許容できるパワー損失が小さくなる点にあ
る。
は、非絶縁タイプに比べて外囲器の飽和熱抵抗値ＲＴｈ
（ｊ−ｃ）が大きいために、同一の能動素子を搭載する
と装置全体が許容できるパワー損失が小さくなる点にあ
る。
【００１０】これは、絶縁用の封止樹脂の熱伝導度Ｋが
金属や半田のそれより小さく、その上リードフレーム１
の裏面を覆う封止樹脂層の厚さＡ（図１参照）を、製造
技術上の制約から、金属などと同等の熱伝導度が得られ
る程度に薄くできないことが原因である。
金属や半田のそれより小さく、その上リードフレーム１
の裏面を覆う封止樹脂層の厚さＡ（図１参照）を、製造
技術上の制約から、金属などと同等の熱伝導度が得られ
る程度に薄くできないことが原因である。
【００１１】例えば、市販されている中で最も熱伝導特
性が良い封止樹脂（Ｋ＝０．０４Ｗ／ｃｍ℃）は、現在
一般に使用されている厚さ０．５ｍｍの銅製リードフレ
ームのＫ＝４．２Ｗ／ｃｍ℃と同等の熱伝導度特性を得
るに約０．００５ｍｍ以下の厚さが必要になる。
性が良い封止樹脂（Ｋ＝０．０４Ｗ／ｃｍ℃）は、現在
一般に使用されている厚さ０．５ｍｍの銅製リードフレ
ームのＫ＝４．２Ｗ／ｃｍ℃と同等の熱伝導度特性を得
るに約０．００５ｍｍ以下の厚さが必要になる。
【００１２】しかし、約０．６ｍｍの厚さが製造上限界
であるので、約０．００５ｍｍ以下の厚さは、到底実現
不可能な値である。即ち、平均粒形を持った熱可塑性封
止樹脂を適用しているために、０．５ｍｍ以下の狭い場
所に入り難くどうしても巣即ちボイド（Ｖｏｉｄ）が発
生するために約０．６ｍｍの厚さが必要になる。
であるので、約０．００５ｍｍ以下の厚さは、到底実現
不可能な値である。即ち、平均粒形を持った熱可塑性封
止樹脂を適用しているために、０．５ｍｍ以下の狭い場
所に入り難くどうしても巣即ちボイド（Ｖｏｉｄ）が発
生するために約０．６ｍｍの厚さが必要になる。
【００１３】本発明は、このような事情により成された
もので、特に飽和熱抵抗特性を改善する点に目的があ
る。
もので、特に飽和熱抵抗特性を改善する点に目的があ
る。
【００１４】
【課題を解決するための手段】セラミック基板と，この
セラミック基板の表面に取付ける能動素子と，この組立
体を被覆する封止樹脂層と，この封止樹脂層から露出す
る前記セラミック基板の裏面に本発明に係わる樹脂封止
型半導体装置の特徴がある。更に、前記セラミック基板
をアルミニウム及び窒素を主成分とする点にも特徴があ
る。
セラミック基板の表面に取付ける能動素子と，この組立
体を被覆する封止樹脂層と，この封止樹脂層から露出す
る前記セラミック基板の裏面に本発明に係わる樹脂封止
型半導体装置の特徴がある。更に、前記セラミック基板
をアルミニウム及び窒素を主成分とする点にも特徴があ
る。
【００１５】
【作用】本発明に係わる樹脂封止型半導体装置は、熱伝
導度の大きいＡｌＮ材質のセラミック基板（以下ＡｌＮ
基板と記載する）の一面に能動素子を搭載し、この搭載
面と反対面即ちセラミック基板裏面の一部分を外囲器の
外部に露出する形状が得られるように封止樹脂層で被覆
する。即ち、封止樹脂層の表面にセラミック基板の裏面
が露出する形状となる。
導度の大きいＡｌＮ材質のセラミック基板（以下ＡｌＮ
基板と記載する）の一面に能動素子を搭載し、この搭載
面と反対面即ちセラミック基板裏面の一部分を外囲器の
外部に露出する形状が得られるように封止樹脂層で被覆
する。即ち、封止樹脂層の表面にセラミック基板の裏面
が露出する形状となる。
【００１６】能動素子は、例えばシリコン基板に所定の
不純物を導入・拡散して造り込んだもので、これをセラ
ミック基板の表面に形成する銅箔などから構成する金属
パターンに半田などを利用して形成するので、セラミッ
ク基板の裏面には、例えば酸化銅などの金属薄層を形成
して応力の均衡を保つこともある。このように本発明に
おけるセラミック基板裏面には、セラミック層または金
属薄層が露出する形状である。
不純物を導入・拡散して造り込んだもので、これをセラ
ミック基板の表面に形成する銅箔などから構成する金属
パターンに半田などを利用して形成するので、セラミッ
ク基板の裏面には、例えば酸化銅などの金属薄層を形成
して応力の均衡を保つこともある。このように本発明に
おけるセラミック基板裏面には、セラミック層または金
属薄層が露出する形状である。
【００１７】
【実施例】本発明に係わる樹脂封止型半導体装置の実施
例を従来技術と同一部品には同じ番号を付けた図３を参
照して説明する。表面付近を銅または同合金で構成する
リードフレーム１は、従来と同様にベッド部（図示せ
ず）とインナーリード（樹脂封止層外に導出した部分は
アウターリードと記載する）を備えており、ベッド部に
マウントする半導体基板２には、能動素子を造り込んで
いる。
例を従来技術と同一部品には同じ番号を付けた図３を参
照して説明する。表面付近を銅または同合金で構成する
リードフレーム１は、従来と同様にベッド部（図示せ
ず）とインナーリード（樹脂封止層外に導出した部分は
アウターリードと記載する）を備えており、ベッド部に
マウントする半導体基板２には、能動素子を造り込んで
いる。
【００１８】能動素子としては、例えばシリコン半導体
基板に所定の不純物を導入・拡散して電力用トランジス
タ通称ジャイアントトランジスタなどの他に、例えばＤ
−ＭＯＳなどのＦＥＴも適用可能であり、勿論他の半導
体素子も利用できる。
基板に所定の不純物を導入・拡散して電力用トランジス
タ通称ジャイアントトランジスタなどの他に、例えばＤ
−ＭＯＳなどのＦＥＴも適用可能であり、勿論他の半導
体素子も利用できる。
【００１９】このような能動素子を造り込んだ半導体基
板２を融点が３００℃程度の半田層３によりリードフレ
ーム１に固着する。
板２を融点が３００℃程度の半田層３によりリードフレ
ーム１に固着する。
【００２０】リードフレーム１に形成するインナーリー
ドと、能動素子に形成する各電極の電気的接続は、Ａ
ｌ、Ａｕまたは銅などの金属細線５を熱圧着法を利用す
る。
ドと、能動素子に形成する各電極の電気的接続は、Ａ
ｌ、Ａｕまたは銅などの金属細線５を熱圧着法を利用す
る。
【００２１】更に、例えば蒸着工程により金属パターン
を形成したＡｌＮなどから成るセラミック基板７に、半
田層３より融点の低いＳｎ−Ｐｂ半田層８により一体に
して組立体を形成する。組立体は、セラミック基板７に
電子機器に必要な回路用の部品（図示せず）を能動素子
の他に取付けることにより構成する。
を形成したＡｌＮなどから成るセラミック基板７に、半
田層３より融点の低いＳｎ−Ｐｂ半田層８により一体に
して組立体を形成する。組立体は、セラミック基板７に
電子機器に必要な回路用の部品（図示せず）を能動素子
の他に取付けることにより構成する。
【００２２】次に組立体をいわゆるトランスファーモー
ルド法により熱可塑性樹脂６を封止すると共に、封止樹
脂層６外にアウターリード４を導出して電子機器との接
続に備える。
ルド法により熱可塑性樹脂６を封止すると共に、封止樹
脂層６外にアウターリード４を導出して電子機器との接
続に備える。
【００２３】
【発明の効果】従来、絶縁タイプの熱可塑性樹脂封止型
半導体装置は、非絶縁タイプのものに比べて、外囲器の
飽和熱熱抵抗値が非常に大きかったのに対して、本発明
では、は飽和熱熱抵抗が大幅に改善された絶縁タイプの
熱可塑性樹脂封止型半導体装置を実現することができ
る。即ち、１ｍｍ平方の半導体基板をセラミック基板に
マウントした場合、Ｒｔｈ（ｊ−ｃ）は、従来の非絶縁
タイプと絶縁タイプが夫々５℃／Ｗと１７℃／Ｗである
のに対して、本発明に係わる熱可塑性樹脂封止型半導体
装置は約１０℃／Ｗが得られた。
半導体装置は、非絶縁タイプのものに比べて、外囲器の
飽和熱熱抵抗値が非常に大きかったのに対して、本発明
では、は飽和熱熱抵抗が大幅に改善された絶縁タイプの
熱可塑性樹脂封止型半導体装置を実現することができ
る。即ち、１ｍｍ平方の半導体基板をセラミック基板に
マウントした場合、Ｒｔｈ（ｊ−ｃ）は、従来の非絶縁
タイプと絶縁タイプが夫々５℃／Ｗと１７℃／Ｗである
のに対して、本発明に係わる熱可塑性樹脂封止型半導体
装置は約１０℃／Ｗが得られた。
【図１】従来の熱可塑性樹脂封止型半導体装置の断面図
である。
である。
【図２】従来の他の熱可塑性樹脂封止型半導体装置の断
面図である。
面図である。
【図３】本発明の熱可塑性樹脂封止型半導体装置の断面
図である。
図である。
１：リードフレーム、 ２：半導体基板、 ３、８：半田層、 ４：アウターリード、 ５：金属細線、 ６：熱可塑性封止樹脂層、 ７：セラミック基板。
Claims (2)
- 【請求項１】 セラミック基板と，このセラミック基板
表面に設置する能動素子と，この組立体を被覆する封止
樹脂層と，この封止樹脂層表面に露出する前記セラミッ
ク基板の裏面を具備することを特徴とする樹脂封止型半
導体装置 - 【請求項２】 前記セラミック基板をアルミニウム及び
窒素を主成分とすることを特徴とする樹脂封止型半導体
装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3229878A JPH0567697A (ja) | 1991-09-10 | 1991-09-10 | 樹脂封止型半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3229878A JPH0567697A (ja) | 1991-09-10 | 1991-09-10 | 樹脂封止型半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0567697A true JPH0567697A (ja) | 1993-03-19 |
Family
ID=16899125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3229878A Pending JPH0567697A (ja) | 1991-09-10 | 1991-09-10 | 樹脂封止型半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0567697A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000091802A (ja) * | 1998-09-11 | 2000-03-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | マイクロ波回路 |
| JP2004128420A (ja) * | 2002-10-07 | 2004-04-22 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd | 半導体モジュールおよびその製造方法 |
| JP2011172482A (ja) * | 2011-05-23 | 2011-09-01 | Hitachi Ltd | インバータ |
| JP2013085470A (ja) * | 2012-12-10 | 2013-05-09 | Hitachi Ltd | インバータ |
| WO2015029635A1 (ja) * | 2013-08-28 | 2015-03-05 | 住友電気工業株式会社 | ワイドバンドギャップ半導体装置および半導体モジュールの製造方法、ならびにワイドバンドギャップ半導体装置および半導体モジュール |
| KR20210115535A (ko) * | 2020-03-13 | 2021-09-27 | 주식회사 파워로직스 | 보호회로모듈 제조장치 |
| WO2022164620A1 (en) * | 2021-01-27 | 2022-08-04 | Cree, Inc. | Packaged electronic devices having substrates with thermally conductive adhesive layers |
| JP2025501433A (ja) * | 2022-11-17 | 2025-01-22 | 海信家電集団股▲ふん▼有限公司 | パワーモジュール及びそれを備える電子機器 |
-
1991
- 1991-09-10 JP JP3229878A patent/JPH0567697A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000091802A (ja) * | 1998-09-11 | 2000-03-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | マイクロ波回路 |
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| US9640619B2 (en) | 2013-08-28 | 2017-05-02 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Methods of manufacturing wide band gap semiconductor device and semiconductor module, and wide band gap semiconductor device and semiconductor module |
| KR20210115535A (ko) * | 2020-03-13 | 2021-09-27 | 주식회사 파워로직스 | 보호회로모듈 제조장치 |
| WO2022164620A1 (en) * | 2021-01-27 | 2022-08-04 | Cree, Inc. | Packaged electronic devices having substrates with thermally conductive adhesive layers |
| US12224233B2 (en) | 2021-01-27 | 2025-02-11 | Wolfspeed, Inc. | Packaged electronic devices having dielectric substrates with thermally conductive adhesive layers |
| JP2025501433A (ja) * | 2022-11-17 | 2025-01-22 | 海信家電集団股▲ふん▼有限公司 | パワーモジュール及びそれを備える電子機器 |
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