JPH0620084B2 - 樹脂封止型半導体装置の製造方法 - Google Patents

樹脂封止型半導体装置の製造方法

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JPH0620084B2
JPH0620084B2 JP3204966A JP20496691A JPH0620084B2 JP H0620084 B2 JPH0620084 B2 JP H0620084B2 JP 3204966 A JP3204966 A JP 3204966A JP 20496691 A JP20496691 A JP 20496691A JP H0620084 B2 JPH0620084 B2 JP H0620084B2
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JP
Japan
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chip
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隆昭 横山
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W74/00Encapsulations, e.g. protective coatings
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W90/00Package configurations
    • H10W90/701Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
    • H10W90/751Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires
    • H10W90/756Package 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

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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)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【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。
【0002】
【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、トランジスタチップが固着されてい
る放熱性の良いチップ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、上記チップ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
業が煩雑になった。
【0003】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、放熱性の良いチップ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。また、チップ支持板の下
面を金型で支持せず、片持ち梁状にリードフレームを支
持するために生じる成形時のチップ支持板の変位を防止
するために、リードと反対側に細条を導出し、この細条
を金型で支持し、成形後にこの細条を切り落すことも提
案されている。上述の如く、細条を設けて、チップ支持
板をその両側で保持すれば、樹脂注入時におけるチップ
支持板の変位は確かに少なくなる。
【0004】しかし、成形後に、細条を切断すると、こ
の切断面が樹脂被覆体から露出し、電気絶縁上好ましく
ない。また被覆体表面の汚れにより絶縁性が低下する。
また、細条を切断するための工程が必要となり、製造コ
ストが高くなる。
【0005】更に金型に対の突起を設け、チップ支持板
の一方の主面側と他方の主面側の両方を支持する方式が
実開昭59−65546号公報に開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】この様に構成すれば、
樹脂被覆体の表面からチップ支持板までの距離が今迄よ
りも長くなる。しかし、金型の突起に対応して生じる樹
脂被覆体の孔を通じて水分等の湿気が浸入する。
【0007】そこで本発明の目的は、電気的絶縁性を高
めると共に水分の浸入を防ぐことができる樹脂封止型半
導体装置の製造方法を提供することにある。
【0008】
【課題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、実施例を示す図面の符号を参照して説明す
ると、半導体チップ3と、一方の主表面上に前記チップ
3が装着された金属製チップ支持板1と、前記チップ支
持板1の一方の側に導出され且つ前記チップ支持板1に
連続しているリード2bと、前記チップ3及び前記チッ
プ支持板1の一方及び他方の主表面を覆う一方及び他方
の面を有するように設けられた絶縁性樹脂被覆体19と
を備えた樹脂封止型半導体装置の製造方法において、前
記リード2bの導出側と反対の側に配置され且つ前記チ
ップ支持板1に一体に設けられている型当接部5を有
し、且つ前記型当接部5が前記チップ支持板1の前記一
方の主表面側に型当接面を有する第1の型係合部8、9
と、前記チップ支持板1の前記他方の主表面側に型当接
面を有する第2の型係合部10、11とから成り、前記
被覆体19の他方の面を基準にして前記第2の型係合部
10、11の型当接面の高さが前記チップ支持板1の前
記他方の主表面よりも高く設定され、且つ前記第1の型
係合部8、9の型当接面の高さが前記第2の型係合部1
0、11の反対面の高さよりも低く設定されており、且
つ少なくとも前記第1の型係合部8、9を囲む溝29が
設けられているリード部材を用意し、前記チップ3を伴
なった前記チップ支持板1及び前記型当接部5を囲むよ
うに前記樹脂被覆体19を形成するための成形空所14
を有し、前記チップ支持板1の一方の主表面に対して直
交する方向に延びて前記第1及び第2の型係合部に当接
する第1及び第2の突起15、16を有している樹脂封
止用型12、13を用意し、前記チップ3を伴なった前
記チップ支持板1を前記成形空所14に配置し、前記リ
ード2bを前記型12、13で支持すると共に前記第1
及び第2の突起15、16の先端を前記第1及び第2の
型係合部に当接することによって前記チップ支持板1を
支持し、前記成形空所14に樹脂を注入して前記樹脂被
覆体19を形成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。
【0009】
【作用】チップ支持板1の一方の主表面側と他方の主表
面側とに第1及び第2の型係合部8、9、10、11を
設け、ここを型で支持するので、樹脂注入時におけるチ
ップ支持板1の変位が少なくなる。また、チップ支持板
1と同一高さ位置に第2の型係合部10、11を設けず
に、段差を有する位置に設けたので、成形後において第
2の型係合部10、11に対応して生じる樹脂欠損部の
樹脂被覆体19の表面からの深さが大になる。また、第
1の型係合部8、9の型当接面の高さを低くしたので、
第1の型係合部8、9に対応して生じる樹脂欠損部の樹
脂被覆体19の表面からの深さが大になる。よって、絶
縁性の低下が少ない。溝29は型当接部5と樹脂被覆体
19との結合強度を高める働きを有する他に、第1の型
係合部8、9からチップ3までの沿面距離を増大させて
水分の浸入を防ぐ。
【0010】
【実施例】次に、図1〜図5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。まず、図1及び図2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。図1及び図2
において、1はニッケル被覆銅板から成る放熱性の良い
チップ支持板、2a、2b、2cは同じ材料から成る外
部リードで、2aがベース外部リード、2bがコレクタ
外部リード、2cがエミッタ外部リードである。3はシ
リコンパワートランジスタチップで、上面にはベース電
極及びエミッタ電極が、下面にはコレクタ電極がそれぞ
れ形成されている。このチップ3は下面においてチップ
支持板1に半田(図示せず)により固着されている。4
a、4bはアルミニウム線から成る内部リードであり、
チップ3のベース電極とベース外部リード2aとの間、
及びチップ3のエミッタ電極とエミッタ外部リード2c
との間に配設されている。なお、チップ3上にはジャン
クションコーティングレジンと呼ばれるチップ保護用の
シリコン樹脂から成る保護層が設けられている。また、
リード2a、2b、2cは連結部(図示せず)で相互に
連結されている。
【0011】支持板1のリード導出側(左側)と反対の
右側には、型当接部5が設けられている。この型当接部
5は、一対の突片6、7の根元近傍に位置する一対の第
1の型係合部8、9と、一対の突片6、7の先端近傍に
位置する一対の第2の型係合部10、11とから成る。
第1の型係合部8、9は切込み溝29によって包囲され
ている。
【0012】樹脂封止用金型は、図1に概略的に示す如
く、上部金型12と下部金型13とから成り、リードフ
レームの内の支持板1、リード2a、2b、2cの一
部、チップ、内部リード4a、4b、及び型当接部5を
囲む成形空所14が生じるように形成されている。金型
12、13はリード2a、2b、2cを挟持することに
よってリードフレームを片持ち梁的に支持している。ま
た、上部金型12から垂下するピン状突起15と下部金
型13から立上るピン状突起16は支持板1の先端の型
当接部5を支持している。図1には上部突起15及び下
部突起16がそれぞれ1個ずつ示されているが、図2の
一対の第1の型係合部8、9と一対の第2の型係合部1
0、11とに対応して突起15、16はそれぞれ2個ず
つ設けられている。また、沿面距離を増大させるために
突起15、16は段部を有する。
【0013】本実施例では単に突起15、16でリード
フレームを支持するのみでなく、一対の突起15、16
に段差を付けてリードフレ−ムを支持している。このた
め、第2の型係合部10に対して下部突起16の先端が
当る型当接面(下面)の高さH3 が支持板1の下面の高
さH1 よりも高くなるように突片6が折り曲げられてい
る。また、下部金型13を基準にした第1の型係合部8
に対して上部突起15の先端が当る型当接面(上面)の
高さH2 が第2の型係合部10の型当接面の高さH3 及
びこの反対側の面の高さH4 よりも低く設定されてい
る。従って、上部金型12を基準にした突起15の高さ
H6 は第2の型係合部10の上面までの距離H5 より大
である。なお、もう一方の突片7における第1及び第2
の型係合部9、11も同様に形成されている。なお、図
2に示す如く、一対の細条突片6、7の間に、完成した
素子の取付孔を得るために金型13の柱状突出部17が
配されている。
【0014】金型12、13に対するリードフレームの
配置が完了したら、公知のトランスファー成型法に基づ
いて、熱硬化性エポキシ樹脂をポット内で軟化させ、加
圧して金型12、13内に注入する。これにより、図2
に示す注入孔18から空所14に液状の樹脂が注入さ
れ、空所14の全部が樹脂で充填される。金型12、1
3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、図3及び図4に示す樹脂封止
体19となる。なお、完全に熱硬化させるために、金型
12、13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。
【0015】上述の如き成形において、樹脂が加圧注入
されても、リードフレームは第1及び第2の型係合部
8、9、10、11によっても支持されているので、空
所14内で殆んど変位しない。このため、図3及び図4
に示す如く完成したトランジスタにおいて支持板1の下
面と被覆体19の下面との距離即ち図1の高さH1 を常
にほぼ一定に保つことができる。これにより、放熱特性
が一定になる。また、薄くなりすぎて絶縁特性が劣化す
ることもない。
【0016】また、上部突起15と下部突起16は完全
に対向していない。このため、図3から明らかな如く、
上部金型12の突起15に対応して生じる樹脂欠損孔2
0及び下部金型13の突起16に対応して生じる樹脂欠
損孔21の深さが大になる。樹脂モールドトランジスタ
は、図4に示す取付孔22を利用して、一般には図5に
示す如く、放熱基板23にネジ24等で取付けられる。
従って、被覆体19の下面から第2の型係合部10まで
の距離、及び上面から第1の型係合部8までの距離が大
きいと絶縁性が高くなる。図5から明らかな如く、本実
施例では、第2の型係合部10が細条突片6の折曲によ
って高い位置に配されているので、孔21の深さが大で
あり、絶縁性が高い。また、上側の孔20も下側の孔2
1に対向させずに、支持板1の延長面に至るように形成
したので、この深さが大となり、絶縁性が高い。
【0017】更に、孔20、21の中間に段差があり、
樹脂被覆体19の表面から型当接部5までの沿面距離の
増大が図られている。また、切込み溝29がチップ1に
向う水分の浸入を防ぐ。従って、信頼性及び耐圧の高い
半導体装置を提供することができる。
【0018】
【変形例】本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形が可能なものである。 (a) 支持板1の上下方向の位置を固定するのみでな
く、水平方向の位置も固定するために、突起15、16
の先端の一部又は全部を嵌合させるための孔を型当接部
5に設けることができる。 (b) トランジスタ以外の整流素子等にも適用可能で
ある。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、水分の浸入を防いで信
頼性を高めると共に耐圧を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例に係わるリードフレーム及び金型を図2
のA−A線に対応する部分で示す断面図である。
【図2】リードフレームと下部金型を示す平面図であ
る。
【図3】完成した樹脂モールドトランジスタを示す図2
のA−A線対応部分で示す断面図である。
【図4】完成したトランジスタの斜視図である。
【図5】図3のトランジスタを放熱基板に取付けた状態
を示す断面図である。
【符号の説明】
1 放熱支持板 3 チップ 5 型当接部 8、9 第1の型係合部 10、11 第2の型係合部 15 上部突起 16 下部突起 19 樹脂被覆体 29 溝

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体チップ(3)と、一方の主表面上
    に前記チップ(3)が装着された金属製チップ支持板
    (1)と、前記チップ支持板(1)の一方の側に導出さ
    れ且つ前記チップ支持板(1)に連続しているリード
    (2b)と、前記チップ(3)及び前記チップ支持板
    (1)の一方及び他方の主表面を覆う一方及び他方の面
    を有するように設けられた絶縁性樹脂被覆体(19)と
    を備えた樹脂封止型半導体装置の製造方法において、 前記リード(2b)の導出側と反対の側に配置され且つ
    前記チップ支持板(1)に一体に設けられている型当接
    部(5)を有し、且つ前記型当接部(5)が前記チップ
    支持板(1)の前記一方の主表面側に型当接面を有する
    第1の型係合部(8)(9)と、前記チップ支持板
    (1)の前記他方の主表面側に型当接面を有する第2の
    型係合部(10)(11)とから成り、前記被覆体(1
    9)の他方の面を基準にして前記第2の型係合部(1
    0)(11)の型当接面の高さが前記チップ支持板
    (1)の前記他方の主表面よりも高く設定され、且つ前
    記第1の型係合部(8)(9)の型当接面の高さが前記
    第2の型係合部(10)(11)の反対面の高さよりも
    低く設定されており、且つ少なくとも前記第1の型係合
    部(8)(9)を囲む溝(29)が設けられているリー
    ド部材を用意し、 前記チップ(3)を伴なった前記チップ支持板(1)及
    び前記型当接部(5)を囲むように前記樹脂被覆体(1
    9)を形成するための成形空所(14)を有し、前記チ
    ップ支持板(1)の一方の主表面に対して直交する方向
    に延びて前記第1及び第2の型係合部に当接する第1及
    び第2の突起(15)(16)を有している樹脂封止用
    型(12)(13)を用意し、 前記チップ(3)を伴なった前記チップ支持板(1)を
    前記成形空所(14)に配置し、前記リード(2b)を
    前記型(12)(13)で支持すると共に前記第1及び
    第2の突起(15)(16)の先端を前記第1及び第2
    の型係合部に当接することによって前記チップ支持板
    (1)を支持し、前記成形空所(14)に樹脂を注入し
    て前記樹脂被覆体(19)を形成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。
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