JPH065687B2 - 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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JPH065687B2
JPH065687B2 JP3124888A JP12488891A JPH065687B2 JP H065687 B2 JPH065687 B2 JP H065687B2 JP 3124888 A JP3124888 A JP 3124888A JP 12488891 A JP12488891 A JP 12488891A JP H065687 B2 JPH065687 B2 JP H065687B2
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  • 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、これ等の間の電気的絶縁のために、上記
放熱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。図11及び図12は上述の如き従来のト
ランジスタ及びその製造方法を示すものである。この図
11及び図12において、1は放熱支持板、2はリー
ド、3はパワートランジスタチップ、4はチップ保護用
樹脂、5は封止樹脂体、6は上部金型、7は下部金型、
8は上部金型6と下部金型7が型締めされることによっ
て形成される空所9に封止樹脂を圧入するための注入
孔、10は取付孔、11、12はリードフレームを構成
するための連結部である。なお、図12において、連結
部11、12は最終的には切り落される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、チップ3が
装着されている支持板1の一方の主表面側の樹脂被覆部
5aはチップ3を保護するために必然的に厚く形成さ
れ、支持板1の他方の主表面側の樹脂被覆部5bは放熱
効果を良くするために薄く形成される。このため、注入
孔8から例えばトランスファー成形法で樹脂を注入した
時に、支持板1の下側に樹脂が円滑に流入せず、未充填
部分又は絶縁耐力の低い部分が生じるおそれがあった。
今、パワートランジスタを例にとって説明したが、ダイ
オード等の別の半導体装置においても同様な問題があ
る。
【0005】そこで、本発明の目的は、放熱支持板のチ
ップ装着面と反対の面に薄い樹脂被覆部を良好に形成す
る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。
【0006】
【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、放熱機能を有する金属製支持板と、前記支
持板の一方の主表面上に装着された半導体チップと、前
記チップに電気的に接続されたリードと、前記支持板、
前記チップ及び前記リードの一部を被覆する絶縁性樹脂
被覆体とから成り、且つ前記支持板の一方の主表面側の
樹脂被覆部が他方の主表面側の樹脂被覆部よりも厚くな
るように前記樹脂被覆体が形成され、且つ前記支持板の
側面にも前記樹脂被覆体が形成されている樹脂封止型半
導体装置の製造方法において、前記一方の主表面側の樹
脂被覆部の前記チップを被覆する第1の被覆部分及び前
記支持板の一方の端部側を被覆する第2の被覆部分との
間に前記第1及び第2の被覆部分よりも薄い第3の被覆
部分を生じさせるように形成された突出部を備え、前記
突出部が前記樹脂被覆体を得るための成形空所の側面に
連続している樹脂封止用型を用意し、前記樹脂封止用型
に前記チップ及び前記リードを伴った前記支持板を装着
し、前記支持板の前記一方の端部側に対応するように前
記樹脂封止用型に設けられた注入孔から前記成形空所に
流動性を有する樹脂を注入し、前記突出部で前記樹脂の
流れを抑制しつつ前記支持板の一方及び他方の主表面側
に樹脂被覆部を形成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。
【0007】本発明によれば、支持板の一端近傍に配置
された注入孔から注入された封止樹脂の流れは突出部に
よって抑制される。成形空所に注入された樹脂の成形空
所の側壁近傍における樹脂の流れは、半導体チップを良
好に被覆する。もし、成形用型が本発明に基づく突出部
を具備していなければ、支持板の側面に隣接する成形空
所では支持板による上下の分離がなされず、樹脂は自由
に流れる。従って、支持板の上側(一方の主表面側)と
下側(他方の主表面側)との樹脂注入のバランスの調整
ができない。これに対し、本発明に従うように成形空所
の側壁に連続するように突出部を設ければ、支持板の側
面領域における樹脂の流れが調整され、樹脂の流れのバ
ランスが良くなる。
【0008】
【実施例】次に、図1〜図11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およびその製造方法
について述べる。
【0009】図1、図2、及び図3は完成したトランジ
スタを示し、図4はリードフレームにチップを装着した
状態を示し、図5は樹脂封止が完成したリードフレーム
を示し、図6は金型を示し、図7〜図10は金型を使用
してトランスファー成形法で樹脂被覆体を形成する工程
を示す。
【0010】図1〜図3のトランジスタを形成する際に
は、まず、図4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4において、21はニッケル
被覆銅板から成る放熱支持板、22a、22b、22c
は同じ材料からなる外部リードで、22aがベースリー
ド、22bがコレクタリード、22cがエミッタリード
である。23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23は
下面において放熱支持板21に半田(図示せず)により
固着されている。24a、24cはアルミニウム線から
成る内部リードであり、チップ23のベース電極とベー
スリード22aとの間、及びチップ23のエミッタ電極
とエミッタリード22cとの間に配設されている。25
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である。26はタ
イバーと呼ばれるリード同志の連結部である。27はリ
ード端を共通に連結する連結部である。放熱支持板21
の一端部21aにはU字状の切欠部28が形成されてい
る。なお、この切欠部28の代りに放熱支持板21に孔
を形成することもよく行われている。図4にはリードフ
レームの内の1個のパワートランジスタを示している
が、実際には単一のリードフレームは多数のトランジス
タを含む。
【0011】本実施例では、図4に示すリードフレーム
に、図5に示す如く樹脂被覆体37を設け、しかる後、
連結部26、27を切落すことによって図1〜図3の樹
脂封止型トランジスタを完成させる。図1〜図3から明
らかな如く、支持板21の一方の主表面(上面)側には
比較的厚い樹脂被覆部37aが設けられ、他方の主表面
(下面)側には薄い樹脂被覆部37bが設けられてい
る。上側の樹脂被覆部37aは、チップ23、保護層2
5、内部リード24a、24cを覆う最も厚い第1の被
覆部分41と、支持板21の一端部21aの側を被覆す
る部分42と、上記第1の被覆部分41と第2の被覆部
分42との間にこれ等よりも薄く形成された第3の被覆
部分43とを有する。この結果、樹脂被覆体37の表面
には薄い被覆部分43に対応して溝38が形成されてい
る。なお、溝38は、取付孔39とチップ23とを結ぶ
直線上には設けられていない。
【0012】図1〜図3及び図5に示す樹脂被覆体37
は、図6に示す上部金型29と下部金型30とを図7及
び図8に示す如く組み合せ、ここに、図9及び図10に
示す如く樹脂を注入することにより形成する。図6〜図
10において、31は、上部金型29と下部金型30が
型締めされることによって形成される成形空所32に封
止樹脂を圧入するための注入孔である。29aは図1に
示した取付孔39を形成するために上部金型29から突
出した円柱状ピンで、放熱支持板21の切欠部28を貫
通している。29bは上部金型29から突出した仕切り
状の突出部であり、図1の溝38を形成するものであ
る。なお、仕切り状の突出部29bは成形空所32の両
側壁に連続するように形成され且つその中央に樹脂の流
れを許す溝35を有している。図4に示すリードフレー
ムを金型29、30に入れる際には、図6の矢印33、
34で示すように、上部金型29と下部金型30とを合
せて型締めする。この時、溝36aでリード22aを溝
36bでリード22bを溝36cでリード22cをそれ
ぞれ挾持する。この結果、図7及び図8に示す如く金型
29、30で形成された成形空所32の中に支持板21
が浮いた状態に配置される。また、図1〜図3に示す樹
脂被覆体37を得るために、上部空所32aが広くな
り、下部空所32bが狭くなるように配置される。しか
し、本発明に従ってチップ23の上の広い空所32aの
入り口近傍に樹脂の流れの強さを抑制するための突出部
29bが設けられているので、注入孔31から注入した
樹脂は狭い下部空所32bにも比較的良好に浸入する。
また、突出部29bは成形空所32の側壁に連続してい
るので、支持板21の側面近傍の樹脂の流れを抑制す
る。
【0013】成形空所32に対する樹脂の注入は、公知
のトランスファー成形法に基づいて、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29、30内
に注入する。これにより、図7に示す注入孔31から液
状の樹脂が注入され、成形空所32の全部が樹脂で充填
される。金型29、30は樹脂を熱硬化させる温度(1
50〜200℃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9及び図1
0に示す樹脂被覆体37となる。なお、完全に熱硬化さ
せるために、金型29、30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。
【0014】上述の如きトランスファー成形法による樹
脂被覆体37の形成において、図6、図7及び図9で矢
印40で示す方向性を有して液状の樹脂を加圧注入する
と、比較的広い上部空所32aに樹脂が容易に充填され
ようとする。しかし、本実施例では、矢印40で示す樹
脂の注入方向に交差するように突出部29bが設けられ
ているので、支持板21の上側及び支持板21の側面近
傍の樹脂の流れが抑制され、この結果、支持板21の下
側の狭い空所32bにおける樹脂の流れが相対的に強め
られる。これにより、上部空所32aと下部空所32b
での封止の流れのバランスが良くなり、従来あった下部
空所32bの未充填状態がほとんど見られなくなった。
即ち、下部空所32bに形成される薄い樹脂被覆部37
bの絶縁不良という問題を解決できた。
【0015】上部金型29の突出部29bを、封止樹脂
の主たる流れ方向(矢印40の方向)に直交する仕切り
状に配設することにより、樹脂の流れを効果的に押さえ
ているが、その高さや位置はモールド金型の取り個数や
パッケージの大きさ等によりそれぞれ最適値が異なる。
【0016】なお、注入孔31から見て封止樹脂の主た
る流れ方向にピン29aがあるため、ピン29aも封止
樹脂の流れを押さえるように働く。従って、注入孔31
とピン29aを結ぶラインの延長上であり且つピン29
aの注入孔31と反対側の領域において封止樹脂の未充
填が発生することがある。しかし、本実施例では、図6
から最も明らかな如く、ピン29aによって分割された
封止樹脂の流れが、突出部29bによって再び抑制され
るから、上記のピン29aの反対側領域に封止樹脂が回
り込み易くなり、未充填が確実に防止される。更に本実
施例では、矢印40とピン29aとを結ぶ直線の延長線
上に突出部29bの作用を低減させる溝35が設けられ
ており、この溝35がピン29aによる封止樹脂の流れ
の抑制作用を相殺するように働くので、上記ピン29a
の反対側領域の未充填を確実に防止することができる。
【0017】また、支持板21の一端部側領域を被覆し
ている第2の被覆部分42は、第1の被覆部分41より
も薄く形成されるので、上部金型29の第2の被覆部分
42を設ける部分と支持板21との間隙が狭くなり、こ
こでも樹脂の流れが抑制される。従って、支持板21の
一端近傍に配置された注入孔31から注入された樹脂は
薄い第2の被覆部分42を形成するための金型部分と突
出部29bとの両方によって抑制され、一方の主表面側
と他方の主表面側との樹脂の流れのバランスを良好に調
整することができる。
【0018】ところで、図1〜図3に示すトランジスタ
の取付けは、通常、外部の放熱作用を有する取付板に下
部樹脂被覆部37bを当てるようになし、取付孔39に
ネジまたはボルト等の取付部材を貫通させ、これにより
取付板に固定することによって行う。この様な取付時
に、ネジまたはボルト等の頭又はナットが取付孔39の
近傍を強く押圧すると、クラックが生じるので、取付孔
39の近傍をあまり薄くすることは出来ない。このた
め、本実施例では、取付孔39の近傍の被覆部分42は
取付に支障がない厚さに形成され、本発明に従う溝38
における薄い第3の被覆部分43は、取付孔39の近傍
の第2の被覆部分42よりも薄く形成されている。
【0019】
【変形例】本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、種々の変形が可能なものである。例えば、取付孔3
9を切欠部(溝又は凹部)としてもよい。また、ダイオ
ードにも適用可能である。
【0020】
【発明の効果】上述から明らかなように本発明によれ
ば、成形空所の側壁に連続する突出部を備えた成形用型
を使用し、突出部で支持板の一方の主表面側及び支持板
の側面近傍の樹脂の流れを抑制するので、支持板の一方
及び他方の主表面側の樹脂の流れのバランスが良くな
り、良好な樹脂被覆体を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係わるトランジスタを示す斜
視図である。
【図2】図1のトランジスタの平面図である。
【図3】図2のA−A線断面図である。
【図4】図1のトランジスタを形成するためのリードフ
レームを示す斜視図である。
【図5】図4のリードフレームに樹脂被覆体を設けた状
態を示す斜視図である。
【図6】金型を示す斜視図である。
【図7】金型にリードフレームを入れた状態を示す図2
のB−B線に相当する部分の断面図である。
【図8】金型にリードフレームを入れた状態を示す図2
のA−A線に相当する部分の断面図である。
【図9】図7の金型に樹脂を充填した状態を示す断面図
である。
【図10】図8の金型に樹脂を充填した状態を示す断面
図である。
【図11】従来のトランジスタを示す斜視図である。
【図12】図11のトランジスタを金型で形成する状態
を示す断面図である。
【符号の説明】
21 支持板 23 チップ 29 上部金型 29b 突出部 30 下部金型 31 注入孔 32 成形空所 41 第1の被覆部分 42 第2の被覆部分 43 第3の被覆部分

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 放熱機能を有する金属製支持板と、前記
    支持板の一方の主表面上に装着された半導体チップと、
    前記チップに電気的に接続されたリードと、前記支持
    板、前記チップ及び前記リードの一部を被覆する絶縁性
    樹脂被覆体とから成り、且つ前記支持板の一方の主表面
    側の樹脂被覆部が他方の主表面側の樹脂被覆部よりも厚
    くなるように前記樹脂被覆体が形成され、且つ前記支持
    板の側面にも前記樹脂被覆体が形成されている樹脂封止
    型半導体装置の製造方法において、 前記一方の主表面
    側の樹脂被覆部の前記チップを被覆する第1の被覆部分
    及び前記支持板の一方の端部側を被覆する第2の被覆部
    分との間に前記第1及び第2の被覆部分よりも薄い第3
    の被覆部分を生じさせるように形成された突出部を備
    え、前記突出部が前記樹脂被覆体を得るための成形空所
    の側面に連続している樹脂封止用型を用意し、 前記樹脂封止用型に前記チップ及び前記リードを伴った
    前記支持板を装着し、前記支持板の前記一方の端部側に
    対応するように前記樹脂封止用型に設けられた注入孔か
    ら前記成形空所に流動性を有する樹脂を注入し、前記突
    出部で前記樹脂の流れを抑制しつつ前記支持板の一方及
    び他方の主表面側に樹脂被覆部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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