JPH07106486A - リ−ドフレ−ムとその製造方法、このリ−ドフレ−ムを用いた半導体装置、及び、実装基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】薄型化が容易な半導体装置を提供することにあ
る。 【構成】ＩＣチップ１５と、このＩＣチップ１５が組込
まれたパッケ−ジ１２と、ＩＣチップ１５を保持しパッ
ケ−ジ１２の外へ導出された薄板状のリ−ドフレ−ム１
３とを具備し、リ−ドフレ−ム１３が、ＩＣチップ１５
と通電可能に接続された電気信号伝達層１９と、ＩＣチ
ップ１５と熱伝達可能に接続された熱伝導層１７と、電
気信号伝達層１９及び熱伝導層１７を絶縁する絶縁層１
８とを有するＱＦＰ１１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、半導体素子の
熱抵抗を低減させるための手段を備えた半導体装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】熱抵抗を考慮した半導体装置として、例
えば図２２及び図２３に示すようなタイプのものがあ
る。すなわち、図２２に示す半導体装置１はフィン付パ
ッケ−ジであり、パッケ−ジ２に金属等からなる放熱フ
ィン３が組込まれている。放熱フィンは３はパッケ−ジ
２の外へ突出しており、外気にさらされている。このタ
イプの半導体装置１においては、放熱フィン３が半導体
素子４に直接には接触していない。そして、半導体素子
４の熱は、パッケ−ジ２から放熱フィン３に伝達され、
放熱フィン３から外気中に放出される。放熱フィン３の
形状は、空冷効果を高めるため、表面積が大となるよう
に工夫されている。

【０００３】一方、図２３に示す半導体装置５はヒ−ト
スプレッダ付パッケ−ジであり、パッケ−ジ２の中にヒ
−トスプレッダ６がインサ−トされている。ヒ−トスプ
レッダ６は板状に成形されており、半導体素子４が装着
されたアイランド７とパッケ−ジ２から突出した多数の
リ−ド８とに接合されている。ヒ−トスプレッダ６は、
半導体素子４の熱をアイランド７を介して吸収し、半導
体素子４の熱抵抗を低減させる。また、図中に示すよう
にヒ−トスプレッダ６がリ−ド８に接続されている場合
には、ヒ−トスプレッダ６の熱がリ−ド８に逃がされ
る。

【０００４】さらに、図示しないが、冷却器を備えた冷
却器付パッケ−ジも在る。このタイプの半導体装置にお
いては、所定の経路に冷媒（空気・液体）が流され、パ
ッケ−ジが冷媒によって強制的に冷却される。

【０００５】また、上述のような半導体装置を実装基板
９に装着する際には、放熱のための手段を有していない
ものと同様に、はんだ付けが広く採用されている。さら
に、実装基板９が柔軟なフレキシブル基板である場合も
ある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のよう
な各種の半導体装置には、それぞれ以下のような不具合
がある。まず、図２２の放熱フィン３を有するタイプの
半導体装置１においては、放熱フィン３がパッケ−ジ２
から突出しており、放熱フィン３の表面積が大きいほど
放熱効果は高い。このため、放熱フィン３を単に小形化
すると十分な放熱効果が得難くなる。したがって、この
タイプの半導体装置１においては全体の薄形化が困難で
ある。

【０００７】また、図２３のようにヒ−トスプレッダを
有する半導体装置５においては、ヒ−トスプレッダの取
付けが面倒であるとともに、放熱フィン付パッケ−ジに
比べて放熱効果が低い。さらに、冷却器付パッケ−ジに
おいては、流体の流路を確保する必要があるため、薄形
化が困難である。

【０００８】また、半導体装置を実装基板にはんだ付け
した場合には、以下のような不具合がある。すなわち、
ＩＣカ−ドなどの場合のように実装基板に曲げの力が加
わると、実装基板が繰返し曲げられるうちに、はんだ付
け部分の強度が低下する。そして、実装基板が過度に曲
げられた場合には、はんだ付け部分が剥がれる。

【０００９】本発明は上述のような不具合を解決するた
めになされたもので、請求項１及び請求項２の発明の目
的とするところは、半導体装置の薄型化を可能にするリ
−ドフレ−ム及びその製造方法を提供することにある。

【００１０】また、請求項３及び請求項１３の発明の目
的とするところは、薄型化が容易な半導体装置を提供す
ることにある。さらに、請求項１３の発明の他の目的
は、実装基板の曲げに強く、実装の信頼性の高い半導体
装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために請求項１の発明は、半導体装置に組込まれ
た半導体素子に通電可能に接続される電気信号伝達層
と、半導体素子に熱伝達可能に接続される熱伝導層と、
電気信号伝達層及び熱伝導層を電気的に絶縁する絶縁層
とを具備し、薄板状に成形されたリ−ドフレ−ムにあ
る。

【００１２】また、請求項２の発明は、絶縁体に導電箔
を接合する第１の工程と、導電箔に所定の電気信号伝達
層パタ−ンを印刷する第２の工程と、導電箔をエッチン
グして電気信号伝達層を形成する第３の工程と、絶縁体
を熱伝導層に接合する第４の工程とを具備したリ−ドフ
レ−ムの製造方法にある。

【００１３】また、請求項３の発明は、半導体素子と、
この半導体素子が組込まれたパッケ−ジと、半導体素子
を保持しパッケ−ジの外へ導出された薄板状のリ−ドフ
レ−ムとを具備し、リ−ドフレ−ムが、半導体素子と通
電可能に接続された電気信号伝達層と、半導体素子と熱
伝達可能に接続された熱伝導層と、電気信号伝達層及び
熱伝導層を絶縁する絶縁層とを有する半導体装置にあ
る。

【００１４】さらに、請求項１３の発明は、半導体素子
と、この半導体素子が組込まれるとともに半導体素子に
熱伝達可能に接触した放熱板を有し、その側面に凹陥部
が形成されたパッケ−ジと、このパッケ−ジに形成され
凹陥部に露出するととともに半導体素子に電気的に接続
された導電性配線とを具備し、凹陥部には可撓性を有す
る薄板状のリ−ドフレ−ムが着脱自在に差込まれるとと
もに、リ−ドフレ−ムが導電性配線に電気的に接続され
る半導体装置にある。

【００１５】そして、請求項１及び請求項２の発明は、
放熱のため手段を電気信号伝達のための手段と一体化
し、半導体装置の薄型化を可能にした。また、請求項３
及び請求項１３の発明は、半導体装置を容易に薄形化で
きるようにした。加えて、請求項１３の発明は、外力を
吸収して半導体装置の実装の信頼性を向上できるように
した。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の各実施例を図１〜図２１に基
づいて説明する。図１は本発明の第１実施例を示してお
り、図中の符号１１は半導体装置である。この半導体装
置１１はＱＦＰ(Quad Flat Package) タイプのもので、
矩形なパッケ−ジ１２の四つの側面からリ−ドフレ−ム
１３を突出させている。パッケ−ジ１２の材質は合成樹
脂であり、パッケ−ジ１２の厚さは数mm程度、外形寸法
は約20mm程度である。ここで、パッケ−ジ１２の作製の
ために一般的な種々の材質や成型方法を採用することが
可能である。

【００１７】リ−ドフレ−ム１３は一枚の薄板状に加工
されており、リ−ドフレ−ム１３の中央部はパッケ−ジ
１２にインサ−トされている。図２に示すように、リ−
ドフレ−ム１３の中央部には凹陥部１４が下向きに形成
されており、この凹陥部１４には半導体素子としてのＩ
Ｃチップ１５が収容されている。さらに、リ−ドフレ−
ム１３は四つの端子部１６を有しており、これら端子部
１６は９０度間隔で四方向に延びている。そして、端子
部１６はパッケ−ジ１２の各側面から外に突出するとと
もに、ガルウイング型に折曲加工されている。

【００１８】また、リ−ドフレ−ム１３は三層構造を有
しており、熱伝導層１７、絶縁層１８、及び、電気信号
伝達層１９によって構成されている。さらに、リ−ドフ
レ−ム１３は、熱伝導層１７を最上層とし、電気信号伝
達層１９を最下層としている。

【００１９】上述の三つの層のうち、熱伝導層１７は鉄
入銅板であり、他の二つの層１８、１９を支持してい
る。また、パッケ−ジ１２の中において、熱伝導層１７
の中央部は凹陥部１４から露出しており、ＩＣチップ１
５は熱伝導層１７に接合されている。ＩＣチップ１５に
発生した熱は熱伝導層１７に伝わり、熱伝導層１７はこ
の熱を外気中へ放出する。熱伝導層１７の熱の放出は、
パッケ−ジ１２や実装基板を介して間接的に、及び、パ
ッケ−ジ１２の外に露出した部分から直接的に行われ
る。

【００２０】ここで、ＩＣチップ１５を熱伝導層１７に
接合する手段として接着剤が用いられている。そして、
接着剤として、例えば金属粒子を含有したエポキシ樹脂
のように、充分な伝熱性を有するものが採用されてい
る。

【００２１】絶縁層１８は熱伝導層１７に接着されてい
る。さらに、絶縁層１８は凹陥部１４中には存在してい
ない。そして、絶縁層１８は、熱伝導層１７と電気信号
伝達層１９の間に介在しており、両層１７、１９を電気
的に絶縁している。

【００２２】電気信号伝達層１９は導電性の材質からな
るもので、絶縁層１８に形成されている。電気信号伝達
層１９は、互いに分離した多数の線として絶縁層１８に
描かれており、凹陥部１４の周囲から外側に向って放射
状に延びている。また、各電気信号伝達層１９は、ボン
ディングワイヤ２０を介してＩＣチップ１５の対応する
各電極（図示しない）に接続されている。

【００２３】本実施例においては、リ−ドフレ−ム１３
の厚さＡは0.15mmに設定されている。さらに、各層１７
〜１９の厚さＢ〜Ｄは、Ｂ＝0.1mm 、Ｃ＝0.04mm、Ｄ＝
0.01mmである。熱伝導層１７の材質は具体的には 2.3Ｆ
ｅ−0.12Ｚｎ−Ｃｕであり、絶縁層１８の材質はテフロ
ン（商品名）である。また、電気信号伝達層１９の材質
はＣｕである。さらに、ボンディングワイヤ２０の材質
はＡｕである。

【００２４】つぎに、上述のリ−ドフレ−ム１３の製造
方法を説明する。図５に示すように、まずテフロンシ−
ト（絶縁体）に銅箔（導電箔）が接着され（ｓ₁ ）、こ
の銅箔に電気信号伝達層パタ−ンが印刷される（ｓ
₂ ）。テフロンシ−トの凹陥部１４に相当する部分は矩
形に開口している。また、電気信号伝達層パタ−ンの印
刷は、所望の電気信号伝達層１９の配置に合わせて行わ
れる。次に、電気信号伝達層パタ−ンを残して銅箔がエ
ッチングされ（ｓ₃ ）、この結果、テフロンシ−トに電
気信号伝達層１９が形成される。そして、この後、テフ
ロンシ−トが鉄入銅板に接着される（ｓ₄ ）。

【００２５】リ−ドフレ−ム１３の作製は、多数個分同
時に行われる。つまり、上述のｓ₁〜ｓ₄ の工程を経て
リ−ドフレ−ム母材が作製された後、この母材が所定寸
法で切り出されて（ｓ₅ ）、多数のリ−ドフレ−ム１３
が得られる。

【００２６】上述のような半導体装置１１においては、
薄板状のリ−ドフレ−ム１３が備えられており、このリ
−ドフレ−ム１３は熱伝導層１７を有している。ＩＣチ
ップ１５に生じた熱は熱伝導層１７に伝わり、パッケ−
ジ１２の外へ導かれて外気中に放出される。このため、
パッケ−ジ１２に放熱フィンを組合せることなくＩＣチ
ップ１５の熱抵抗を低減できる。したがって、半導体装
置１１の薄形化を放熱フィンによって制限されずに図る
ことができ、半導体装置１１の小型化及び薄形化が容易
になる。

【００２７】さらに、ＩＣチップ１５が熱伝導層１７に
接合されているので、ＩＣチップ１５の熱は熱伝導層１
７に直接伝わる。したがって、放熱効果が高い。また、
熱伝導層１７がパッケ−ジ１２の外に露出しているた
め、ヒ−トスプレッダ付の半導体装置と比べて、放熱性
が高い。

【００２８】さらに、電気信号伝達層１９は板状の熱伝
導層１７（及び絶縁層１８）により保持されているの
で、電気信号伝達層１９の剛性は熱伝導層１７によって
確保される。このため、導電性さえ確保できれば、電気
信号伝達層１９の厚さや幅の設定は自由である。さら
に、電気信号伝達層１９は絶縁層１８及び熱伝導層１７
に一体化されており、安定して保持されるので、電気信
号伝達層１９の先端のばらつきが生じにくい。したがっ
て、電気信号伝達層１９の多ピン・狭ピッチ化が容易で
ある。

【００２９】また、リ−ドフレ−ム１３は薄板（厚さＡ
＝0.15mm）であり、ＩＣチップ１５は凹陥部１４に収容
されるので、パッケ−ジ１２の厚さは従来の種々の半導
体装置素子と同程度に抑えられる。さらに、従来の半導
体装置の構造と比べて、リ−ドフレ−ム１３が従来のリ
−ドと若干異なるのみであるので、パッケ−ジングの工
程には従来と略同様の方法を適用できる。

【００３０】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々に変形する
ことが可能である。例えば、封止材料を本実施例の樹脂
からセラミックに変えても、同様の効果が得られる。そ
して、セラミックのほうが、高価ではあるが、熱伝導率
が高いので放熱には有利である。

【００３１】また、リ−ドフレ−ム１３の熱伝導層１７
の材質を、電磁シ−ルドに適するよう変更してもよい。
また、本発明は、図６（ａ）〜（ｃ）に示すようなＳＯ
Ｐ(Small OutlinePackage)型の半導体装置２１にも適用
可能である。ここで、この半導体装置２１のパッケ−ジ
２２の長さＥ、幅Ｆ、及び、高さＧはそれぞれ、Ｅ＝20
mm、Ｆ＝10mm、Ｇ＝１mmである。

【００３２】つぎに、本発明の第２実施例を図７〜図１
１に基づいて説明する。なお、第１実施例と同様の部分
については同一番号を付し、その説明は省略する。図８
に示すように、本実施例のＱＦＰ（半導体装置）７１に
おいては、第１実施例と同様に一枚の薄板状に加工され
た三層構造のリ−ドフレ−ム７２が備えられている。リ
−ドフレ−ム７２は熱伝導層１７、絶縁層１８、及び、
電気信号伝達層１９によって構成されている。さらに、
リ−ドフレ−ム７２は、熱伝導層１７を最上層とし、電
気信号伝達層１９を最下層としている。

【００３３】上述の三つの層のうち、熱伝導層１７は鉄
入銅板であり、第１実施例と同様に他の二つの層１８、
１９を支持している。また、パッケ−ジ１２の中におい
て、熱伝導層１７の中央部は凹陥部１４から露出してお
り、ＩＣチップ１５は熱伝導層１７に接合されている。
ＩＣチップ１５を熱伝導層１７に接合する手段として、
第１実施例と同様に充分な伝熱性を有する接着剤が用い
られている。

【００３４】また、熱伝導層１７は、薄肉な本体１７ａ
と、この本体１７ａの中央に接合された厚肉部１７ｂと
により構成されている。厚肉部１７ｂは略一定の厚さに
加工された正方形状の板体であり、本体１７ａよりも小
さい。本体１７ａ及び厚肉部１７ｂの材質は共に鉄入銅
板である。また、厚肉部１７ｂは、ＩＣチップ１５の略
正反対に配置されている。そして、厚肉部１７ｂの一方
の板面（放熱面７３）はパッケ−ジ１２の表面の中央か
ら面一で露出している。

【００３５】ここで、厚肉部１７ｂを本体１７ａへ接合
する手段として、接着剤が用いられている。そして、接
着剤として、例えば金属粒子を含有したエポキシ樹脂の
ように、充分な伝熱性を有するものが採用されている。

【００３６】ＩＣチップ１５に発生した熱は熱伝導層１
７の本体１７ａに伝わり、本体１７ａから厚肉部１７ｂ
に伝わって、放熱面７３から外気中へ放出する。熱伝導
層１７の熱の放出は、パッケ−ジ１２や実装基板を介し
て間接的に、及び、パッケ−ジ１２の外に露出した部分
から直接的に行われる。

【００３７】本実施例においては、リ−ドフレ−ム７２
の厚さＡ、各層１７〜１９の厚さＢ〜Ｄの値（熱伝導層
１７の厚さＢは本体１７ａの厚さ）は第１実施例と同様
に設定されている。さらに、熱伝導層１７の厚肉部１７
ｂを含む厚さＨは 0.3mmに設定されており、リ−ドフレ
−ム７２の厚肉部１７ｂを含む厚さＩは0.25mmに設定さ
れている。また、各層１７〜１９やボンディングワイヤ
２０の具体的な材質は第１実施例と同様である。

【００３８】つぎに、上述のリ−ドフレ−ム７２の製造
方法を説明する。図５に示すように、まずテフロンシ−
ト（絶縁体）に銅箔（導電箔）が接着され（ｔ₁ ）、こ
の銅箔に電気信号伝達層パタ−ンが印刷される（ｔ
₂ ）。テフロンシ−トの凹陥部１４に相当する部分は矩
形に開口している。また、電気信号伝達層パタ−ンの印
刷は、所望の電気信号伝達層１９の配置に合わせて行わ
れる。次に、電気信号伝達層パタ−ンを残して銅箔がエ
ッチングされ（ｔ₃ ）、この結果、テフロンシ−トに電
気信号伝達層１９が形成される。この後、テフロンシ−
トが鉄入銅板（本体１７ａ）に接着される（ｔ₄ ）。さ
らに、鉄入銅板に厚肉部１７ｂが接着される（ｔ₅ ）。

【００３９】リ−ドフレ−ム７２の作製は、多数個分同
時に行われる。つまり、上述のｔ₁〜ｔ₅ の工程を経て
リ−ドフレ−ム母材が作製された後、この母材が所定寸
法で切り出されて（ｓ₆ ）、多数のリ−ドフレ−ム７２
が得られる。

【００４０】上述のような半導体装置７１においては、
薄板状のリ−ドフレ−ム７２が備えられており、このリ
−ドフレ−ム７２は熱伝導層１７を有している。ＩＣチ
ップ１５に生じた熱は熱伝導層１７に伝わり、パッケ−
ジ１２の外へ導かれて外気中に放出される。さらに、熱
伝導層１７に厚肉部１７ｂが取付けられている。したが
って、第１実施例と同様の効果を奏することができると
ともに、第１実施例よりもの熱伝導層１７の熱容量を高
めることができる。このため、ＩＣチップ１５の熱抵抗
を更に低減できる。

【００４１】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々に変形する
ことが可能である。例えば、封止材料を本実施例の樹脂
からセラミックに変えても、同様の効果が得られる。そ
して、セラミックのほうが、高価ではあるが、熱伝導率
が高いので放熱には有利である。

【００４２】また、リ−ドフレ−ム７２の熱伝導層１７
の材質を、電磁シ−ルドに適するよう変更してもよい。
また、本発明は、図１２（ａ）〜（ｃ）に示すようなＳ
ＯＰ(Small OutlinePackage)型の半導体装置８１にも適
用可能である。ここで、この半導体装置８１のパッケ−
ジ２２の長さＥ、幅Ｆ、及び、高さＧはそれぞれ、Ｅ＝
20mm、Ｆ＝10mm、Ｇ＝１mmである。

【００４３】さらに、本実施例では厚肉部１７ｂが熱伝
導層１７の本体１７ａと別体であるが、例えば図１３の
第３実施例のように、厚肉部１７ｄを本体１７ｃに一体
に成形してもよい。この場合は、図１４のｕ₄ に示すよ
うに、予め厚肉部１７ｄが形成された鉄入銅板がテフロ
ンシ−トに接着される。さらに、厚肉部１７ｄの成形方
法として図１５（ａ）及び（ｂ）に示すように金型９２
を用いてプレス加工を行うことが考えられる。この他
に、加圧ロ−ラ（図示しない）を用いても本体１７ｃと
厚肉部１７ｄを得ることができる。

【００４４】つぎに、本発明の第４実施例を図１６〜図
２１に基づいて説明する。図１６は本発明の第４実施例
の半導体装置３１を示している。この半導体装置３１に
おいては、セラミック板３２、スペ−サ３３、及び、放
熱板３４が順に重ねられており、これらによってパッケ
−ジ３５が構成されている。そして、このパッケ−ジ３
５にはＩＣチップ３６が内蔵されている。ここで、パッ
ケ−ジ３５の厚さは、一般的な薄形半導体装置のパッケ
−ジと同様に、数mm程度に設定されている。

【００４５】図１７に示すように、セラミック板３２は
矩形状に成形されており、その厚さは全体に亘って略一
定である。セラミック板３２の各辺の中央には矩形状の
切欠３７が形成されている。さらに、セラミック板３２
の一方の板面には、多数の導電性配線としてのリ−ド３
８が形成されている。リ−ド３８はセラミック板３２の
中央部から切欠３７に向って放射状に延びており、セラ
ミック板３２の各辺毎にリ−ド列を構成している。そし
て、各リ−ド列の幅は、切欠３７の幅と略同じか、或い
は、切欠３７の幅よりも幾分小さく設定されている。こ
こで、図１６においては、図面が繁雑になることを避け
るために、リ−ド３８の数が一部省略されている。

【００４６】スペ−サ３３は略一定の厚さの矩形板状に
成形されており、スペ−サ３３の各辺の中央には矩形状
の切欠３９が形成されている。この切欠３９の幅はセラ
ミック板３２の切欠３７と略同じく設定されており、奥
行きはセラミック板３２の切欠３７よりも深く設定され
ている。スペ−サ３３の中央にはＩＣチップ収容用の矩
形孔４０が開口している。また、スペ−サ３３はセラミ
ック板３２に四隅を合わせて重ねられている。スペ−サ
３３の切欠３９の奥行きがセラミック板３２の切欠３７
よりも深いので、スペ−サ３３の切欠３９から各リ−ド
３８の一部が露出している。

【００４７】スペ−サ３３の矩形孔４０にＩＣチップ３
６が挿入されている。ＩＣチップ３６は素子形成面をセ
ラミック板３２に向けており、ＩＣチップ３６の各電極
（図示しない）は対応するリ−ド３８に接続されてい
る。ここで、ＩＣチップ３６とリ−ド３８との接続の手
段として、導電性のバンプを利用することが可能であ
る。

【００４８】放熱板３４は十分な熱伝性を有する材質
（例えばＡｌ等）からなるもので、略均一な厚さで矩形
に成形されている。さらに、放熱板３４は、スペ−サ３
３に四隅を合せて重ねられており、ＩＣチップ３６を隠
している。そして、放熱板３４はセラミック板３２との
間にスペ−サ３３を挟持するとともに、ＩＣチップ３６
に熱伝達可能に接合されている。

【００４９】上述の各板材３２〜３４により構成された
パッケ−ジ３５の四つの側面４１には、切欠３７、３９
を利用してリ−ド挿入部４２が形成されている。スペ−
サ３３の切欠３９の奥行きがセラミック板３２の切欠３
７よりも深いので、リ−ド挿入部４２には、セラミック
板３２の各リ−ド３８の一部が上向きに露出している。
また、このリ−ド挿入部４２には放熱板３４の一部が下
向きに露出している。

【００５０】図１９は上述の半導体装置３１とこれが装
着される実装基板５１の要部が示されている。実装基板
５１は例えば合成樹脂等の材質からなるもので、この実
装基板５１の表面には、半導体装置収容用の凹陥部５２
が形成されている。本実施例においては、凹陥部５２は
実装基板５１を貫通するとともに、矩形に開口してい
る。

【００５１】また、実装基板５１には、矩形な薄板状に
成形された四つのリ−ドフレ−ム５３が設けられてい
る。図２１に示すように、各リ−ドフレ−ム５３は三層
構造を有しており、熱伝導層５４、絶縁層５５、及び、
電気信号伝達層５６によって構成されている。リ−ドフ
レ−ム５３は、熱伝導層５４を最上層とし、電気信号伝
達層５６を最下層としている。さらに、リ−ドフレ−ム
５３の厚さは、半導体装置３１のスペ−サ３３と略同じ
に設定されている。

【００５２】本実施例では、熱伝導層５４は鉄入銅板で
あり、絶縁層５５の材質はテフロンである。熱伝導層５
４と絶縁層５５はシ−ト状に加工されており、互いに四
隅を合せて接合されている。電気信号伝達層５６は、互
いに分離した多数の線として絶縁層５５に描かれてお
り、互いに絶縁層５５（及び絶縁層５４）の二片に対し
て平行に延びている。

【００５３】本実施例では、電気信号伝達層５６の材質
はＣｕである。また、リ−ドフレ−ム５３や各層５４〜
５６の厚さは、リ−ドフレ−ム５３が適度な可撓性を得
られるように薄く設定されている。さらに、リ−ドフレ
−ム５３の厚さは、半導体装置３１のスペ−サ３３と略
同じである。そして、リ−ドフレ−ム５３の幅は、半導
体素子３１のリ−ド挿入部４２の幅に略一致している。

【００５４】四つのリ−ドフレ−ム５３は略９０度間隔
で放射状に配置されている。さらに、各リ−ドフレ−ム
５３の一端は半導体装置収容用の凹陥部５２の中心に向
かって水平に突出しており、他端は実装基板５１の板面
に接合されている。また、リ−ドフレ−ム５３は、凹陥
部５２の周囲の各辺の中央に位置している。そして、電
気信号伝達層５６は、実装基板５１に描かれた基板配線
５７に接続されている。

【００５５】半導体装置３１の実装基板５１への装着
は、図２０（ａ）及び（ｂ）に示すようにして行われて
いる。まず、図２０（ａ）に示すように、半導体装置３
１が実装基板５１の凹陥部５２の上方に配置される。さ
らに、実装器具６１が凹陥部５２に下方から挿入され、
凹陥部５２に突出したリ−ドフレ−ム５３を弾性的に撓
ませながら上方へ持上げる。実装器具６１のエッジは、
リ−ドフレ−ム５３に過度な圧力が加わらないように面
取りされている。

【００５６】リ−ドフレ−ム５３の先端は半導体装置３
１に達し、セラミック板３２の切欠３７からリ−ド挿入
部４２に進入する。さらに、半導体装置３１と実装基板
５１とを高さ方向に近付けると、リ−ドフレ−ム５３は
弾性復元しながらリ−ド挿入部４２の奥へ進入する。そ
して、半導体装置３１を実装基板５１の凹陥部５２へ収
容することにより、リ−ドフレ−ム５３の形状が水平に
戻り、リ−ドフレ−ム５３とスペ−サとが略同一の高さ
に位置する。

【００５７】リ−ドフレ−ム５３の先端は、セラミック
板３２と放熱板３４との間に挟み込まれる。そして、リ
−ドフレ−ム５３は、熱伝導層５４を放熱板３４に接触
させ、電気信号伝達層５６をセラミック板３２に接触さ
せる。電気信号伝達層５６の一端側とセラミック板３２
のリ−ド３８の端部とは互いに対応する位置関係を有し
ており、リ−ドフレ−ム５３がセラミック板３２に接す
ると、電気信号伝達層５６が自ずとリ−ド３８に接続さ
れる。

【００５８】リ−ド挿入部４２の奥には隙間が確保され
ており、リ−ドフレ−ム５３の先端はリ−ド挿入部４２
の中で前後に自由にスライドできる。また、リ−ドフレ
−ム５３の幅は、リ−ド挿入部４２の開口幅と略一致し
ているので、左右には動かない。なお、リ−ドフレ−ム
５３のスライド方向は、セラミック板３２のリ−ド３８
に対して略平行である。

【００５９】半導体装置３１の他の三つのリ−ド挿入部
４２にも同様にリ−ドフレ−ム５３が差込まれる。そし
て、半導体装置３１は四つのリ−ドフレ−ム５３によっ
て支持される。

【００６０】前述のような半導体装置３１と実装基板５
１とによれば、リ−ドフレ−ム５３が半導体素子３１の
リ−ド挿入部４２に差込まれており、半導体装置３１は
実装基板５１に、リ−ドフレ−ム５３に沿ってスライド
変位できるように保持されている。そして、半導体素子
３１は実装基板５１に接合されていない。

【００６１】このため、実装基板５１が繰返し曲げ力を
受けた場合、半導体装置３１は曲げ力に応じて変位でき
る。さらに、半導体装置３１が変位する際、リ−ドフレ
−ム５３はセラミック板３２に対して滑り、リ−ド３８
と電気信号伝達層５６の接続が保たれる。そして、この
半導体装置３１の変位によって曲げ力が吸収され、応力
の発生が防止される。したがって、実装基板３１に曲げ
力が作用しても、半導体装置３１は実装基板５１から外
れにくく、実装不良が生じにくい。この結果、実装の信
頼性が向上する。

【００６２】また、本実施例においては、リ−ドフレ−
ム５３が互いに直角な四方向に延びているので、半導体
装置３１は水平面内の所定の範囲で任意に変位できる。
さらに、リ−ドフレ−ム５３が三層構造であり、熱伝導
層５４を有している。そして、熱伝導層５４は半導体装
置３１の放熱板３４に接触している。このため、ＩＣチ
ップ３６から放熱板３４に伝わった熱を、リ−ドフレ−
ム５３の熱伝導層５４を介して実装基板５１に逃がすこ
とができる。

【００６３】なお、本実施例においては、半導体装置３
１にセラミック板３２が用いられているが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、セラミック板３２を例え
ば樹脂板に代えてもよい。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明は、
半導体装置に組込まれた半導体素子に通電可能に接続さ
れる電気信号伝達層と、半導体素子に熱伝達可能に接続
される熱伝導層と、電気信号伝達層及び熱伝導層を電気
的に絶縁する絶縁層とを具備し、薄板状に成形されたリ
−ドフレ−ムである。

【００６５】また、請求項２の発明は、絶縁体に導電箔
を接合する第１の工程と、導電箔に所定の電気信号伝達
層パタ−ンを印刷する第２の工程と、導電箔をエッチン
グして電気信号伝達層を形成する第３の工程と、絶縁体
を熱伝導層に接合する第４の工程とを具備したリ−ドフ
レ−ムの製造方法である。

【００６６】したがって、請求項１及び請求項２の発明
は、放熱のため手段を電気信号伝達のための手段と一体
化でき、半導体装置の薄型化が可能になるという効果が
ある。

【００６７】また、請求項３の発明は、半導体素子と、
この半導体素子が組込まれたパッケ−ジと、半導体素子
を保持しパッケ−ジの外へ導出された薄板状のリ−ドフ
レ−ムとを具備し、リ−ドフレ−ムが、半導体素子と通
電可能に接続された電気信号伝達層と、半導体素子と熱
伝達可能に接続された熱伝導層と、電気信号伝達層及び
熱伝導層を絶縁する絶縁層とを有する半導体装置であ
る。

【００６８】さらに、請求項１３の発明は、半導体素子
と、この半導体素子が組込まれるとともに半導体素子に
熱伝達可能に接触した放熱板を有し、その側面に凹陥部
が形成されたパッケ−ジと、このパッケ−ジに形成され
凹陥部に露出するととともに半導体素子に電気的に接続
された導電性配線とを具備し、凹陥部には可撓性を有す
る薄板状のリ−ドフレ−ムが着脱自在に差込まれるとと
もに、リ−ドフレ−ムが導電性配線に電気的に接続され
る半導体装置である。

【００６９】したがって、請求項３及び請求項１３の発
明は、半導体装置を容易に薄形化できるという効果があ
る。加えて、請求項１３の発明は、外力を吸収して半導
体装置の実装の信頼性を向上できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の半導体装置を示す斜視
図。

【図２】図１中のIV−IV線に沿った断面図。

【図３】本発明の第１実施例の半導体装置を示すもの
で、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図。

【図４】ＩＣチップの周辺を拡大して示す説明図。

【図５】リ−ドフレ−ムの製造方法を示す工程図。

【図６】変形例のＳＯＰを示すもので、（ａ）は側面
図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は正面図。

【図７】本発明の第２実施例の半導体装置を示す斜視
図。

【図８】図７中のVI−VI線に沿った断面図。

【図９】本発明の第２実施例の半導体装置を示すもの
で、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図。

【図１０】ＩＣチップの周辺を拡大して示す説明図。

【図１１】リ−ドフレ−ムの製造方法を示す工程図。

【図１２】変形例のＳＯＰを示すもので、（ａ）は側面
図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は正面図。

【図１３】本発明の第３実施例の半導体装置を示す斜視
図。

【図１４】リ−ドフレ−ムの製造方法を示す工程図。

【図１５】厚肉部の成形方法を説明する図。

【図１６】本発明の第４実施例の半導体装置を示す斜視
図。

【図１７】本発明の第４実施例の半導体装置の分解図。

【図１８】図１６中のＶ−Ｖ線に沿った断面図。

【図１９】本発明の第４実施例の半導体装置と実装基板
の要部とを示す斜視図。

【図２０】（ａ）及び（ｂ）は実装方法を示す説明図。

【図２１】リ−ドフレ−ムを切断して示す拡大図。

【図２２】従来の放熱板付パッケ−ジを示す断面図。

【図２３】従来のヒ−トスプレッダ付きパッケ−ジを示
す断面図。

【符号の説明】

１１…ＱＦＰ（半導体装置）、１２…パッケ−ジ、１３
…リ−ドフレ−ム、１５…ＩＣチップ（半導体素子）、
１７…熱伝導層、１８…絶縁層、１９…電気信号伝達
層、３１…半導体装置、３４…放熱板、３５…パッケ−
ジ、３６…ＩＣチップ（半導体素子）、３８…リ−ド
（導電性配線）、４１…パッケ−ジの側面、４２…リ−
ド挿入部、５１…実装基板、５２…凹陥部、５３…リ−
ドフレ−ム、７１…半導体装置、７２…リ−ドフレ−
ム、１７ａ…熱伝導層本体、１７ｂ…厚肉部、９１…半
導体装置、９２…リ−ドフレ−ム、１７ｃ…熱伝導層本
体、１７ｄ…厚肉部。

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体装置に組込まれた半導体素子に通
   電可能に接続される電気信号伝達層と、上記半導体素子
   に熱伝達可能に接続される熱伝導層と、上記電気信号伝
   達層及び上記熱伝導層を電気的に絶縁する絶縁層とを具
   備し、薄板状に形成されたリ−ドフレ−ム。
2. 【請求項２】 絶縁体に導電箔を接合する第１の工程
   と、上記導電箔に所定の電気信号伝達層パタ−ンを印刷
   する第２の工程と、上記導電箔をエッチングして電気信
   号伝達層を形成する第３の工程と、上記絶縁体を熱伝導
   層に接合する第４の工程とを具備したリ−ドフレ−ムの
   製造方法。
3. 【請求項３】 半導体素子と、この半導体素子が組込ま
   れたパッケ−ジと、上記半導体素子を保持し上記パッケ
   −ジの外へ導出された薄板状のリ−ドフレ−ムとを具備
   し、上記リ−ドフレ−ムが、上記半導体素子と通電可能
   に接続された電気信号伝達層と、上記半導体素子と熱伝
   達可能に接続された熱伝導層と、上記電気信号伝達層及
   び上記熱伝導層を絶縁する絶縁層とを有する半導体装
   置。
4. 【請求項４】 熱伝導層に半導体素子が熱伝達可能に接
   続される厚肉部を設けたことを特徴とする請求項１記載
   のリ−ドフレ−ム。
5. 【請求項５】 厚肉部が熱伝導層の本体と別体であり、
   上記厚肉部が上記本体に熱伝達可能に接合されているこ
   とを特徴とする請求項４記載のリ−ドフレ−ム。
6. 【請求項６】 厚肉部が熱伝導層に一体に設けられてい
   ることを特徴とする請求項４記載のリ−ドフレ−ム。
7. 【請求項７】 絶縁体に導電箔を接合する第１の工程
   と、上記導電箔に所定の電気信号伝達層パタ−ンを印刷
   する第２の工程と、上記導電箔をエッチングして電気信
   号伝達層を形成する第３の工程と、上記絶縁体を熱伝導
   層に接合する第４の工程と、上記熱伝導層に厚肉部を形
   成する第５の工程とを具備したリ−ドフレ−ムの製造方
   法。
8. 【請求項８】 絶縁体に導電箔を接合する第１の工程
   と、上記導電箔に所定の電気信号伝達層パタ−ンを印刷
   する第２の工程と、上記導電箔をエッチングして電気信
   号伝達層を形成する第３の工程と、厚肉部が形成された
   熱伝導層に上記絶縁体を接合する第４の工程とを具備し
   たリ−ドフレ−ムの製造方法。
9. 【請求項９】 熱伝導層に、半導体素子が熱伝達可能に
   接続された厚肉部が形成されていることを特徴とする請
   求項３記載の半導体装置。
10. 【請求項１０】 厚肉部が熱伝導層の本体と別体であ
    り、上記厚肉部が上記本体に熱伝達可能に接合されてい
    ることを特徴とする請求項９記載の半導体装置。
11. 【請求項１１】 厚肉部が熱伝導層に一体に設けられて
    いることを特徴とする請求項９記載の半導体装置。
12. 【請求項１２】 厚肉部がパッケ−ジから露出している
    ことを特徴とする請求項９記載の半導体装置。
13. 【請求項１３】 半導体素子と、この半導体素子が組込
    まれるとともに上記半導体素子に熱伝達可能に接触した
    放熱板を有し、その側面に凹陥部が形成されたパッケ−
    ジと、このパッケ−ジに形成され上記凹陥部に露出する
    ととともに上記半導体素子に電気的に接続された導電性
    配線とを具備し、上記凹陥部には可撓性を有する薄板状
    のリ−ドフレ−ムが着脱自在に差込まれるとともに、上
    記リ−ドフレ−ムが上記導電性配線に電気的に接続され
    る半導体装置。
14. 【請求項１４】 半導体素子と、この半導体素子が組込
    まれるとともに上記半導体素子に熱伝達可能に接触した
    放熱板を有し、その側面に凹陥部が形成されたパッケ−
    ジと、このパッケ−ジに形成され上記凹陥部に露出する
    ととともに上記半導体素子に電気的に接続された導電性
    配線とを具備し、上記凹陥部には可撓性を有する薄板状
    のリ−ドフレ−ムが着脱自在に差込まれるとともに、上
    記リ−ドフレ−ムが上記導電性配線に電気的に接続され
    る半導体装置が実装される実装基板において、半導体装
    置収容用の凹陥部と、可撓性を有するとともに薄板状に
    成形され、一端が上記凹陥部に突出するとともに他端が
    固定されたリ−ドフレ−ムと具備し、上記凹陥部に上記
    半導体装置を収容し、上記リ−ドフレ−ムを上記半導体
    装置の凹陥部に着脱自在に差込んで上記半導体装置を保
    持することを特徴とする実装基板。
15. 【請求項１５】 上記リ−ドフレ−ムが、上記半導体装
    置の上記導電性配線に通電可能に接続される電気信号伝
    達層と、上記半導体装置の上記放熱板に熱伝達可能に接
    続される熱伝導層と、上記電気信号伝達層及び上記熱伝
    導層を絶縁する絶縁層とを有することを特徴とする前記
    請求項１４記載の実装基板。