JPH0828443B2 - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPH0828443B2 JPH0828443B2 JP62241366A JP24136687A JPH0828443B2 JP H0828443 B2 JPH0828443 B2 JP H0828443B2 JP 62241366 A JP62241366 A JP 62241366A JP 24136687 A JP24136687 A JP 24136687A JP H0828443 B2 JPH0828443 B2 JP H0828443B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor chip
- heat dissipation
- dissipation plate
- semiconductor device
- stress
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- 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]
- H10W70/40—Leadframes
- H10W70/421—Shapes or dispositions
-
- 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]
- H10W70/40—Leadframes
- H10W70/461—Leadframes specially adapted for cooling
Landscapes
- 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)
- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はパワートランジスタなどのような半導体装置
に係り、特に半導体チップ搭載部（アイランド）と一体
的に形成された金属放熱板が裏面側に露出した状態で樹
脂封止されてなる半導体装置に関する。
に係り、特に半導体チップ搭載部（アイランド）と一体
的に形成された金属放熱板が裏面側に露出した状態で樹
脂封止されてなる半導体装置に関する。
（従来の技術） 第３図（ａ）乃至（ｄ）は、この種の従来の半導体装
置30の外観を示しており、31は外囲器用のモールド樹脂
であり、32および33は金属製のリードフレームのアイラ
ンド部および放熱板部であって一体的に形成されてお
り、このアイランド部32はモールド樹脂31により封止さ
れているが、放熱板部33の裏面側は露出している。34は
リード端子であり、35は上記放熱板部33およびモールド
樹脂31を貫通して設けられた取り付け穴である。
置30の外観を示しており、31は外囲器用のモールド樹脂
であり、32および33は金属製のリードフレームのアイラ
ンド部および放熱板部であって一体的に形成されてお
り、このアイランド部32はモールド樹脂31により封止さ
れているが、放熱板部33の裏面側は露出している。34は
リード端子であり、35は上記放熱板部33およびモールド
樹脂31を貫通して設けられた取り付け穴である。
上記半導体装置30の実装に際しては、たとえば第４図
（ａ）に示すような電子機器のシャーシ41などの外付け
放熱板にねじ42により取り付けられると共にリード端子
34が所定の回路に接続される。即ち、たとえば第４図
（ｂ）に示すように、半導体装置30の放熱板部33の裏面
が外付け放熱板41に対接するようにねじ42により取り付
けられ、リード端子34はプリント回路基板43に半田付け
される。
（ａ）に示すような電子機器のシャーシ41などの外付け
放熱板にねじ42により取り付けられると共にリード端子
34が所定の回路に接続される。即ち、たとえば第４図
（ｂ）に示すように、半導体装置30の放熱板部33の裏面
が外付け放熱板41に対接するようにねじ42により取り付
けられ、リード端子34はプリント回路基板43に半田付け
される。
ところで、上記半導体装置30においては、リードフレ
ームのアイランド部32、放熱板部33、リード端子34が同
じ厚さであり、樹脂応力に対して変形し易い。従って、
通常はモールド樹脂31の形成後にリードフレームに反り
が生じている。この半導体装置を前記したように実装す
べくねじ止めして締め付けると、たとえば第５図に示す
ようになり、機械的ストレスによって半導体チップにク
ラックが発生してしまう。また、製造上のばらつきによ
っては、上記半導体装置30の使用時における温度変化に
よる熱ストレスに起因して発生する樹脂の応力により同
様のクラックが発生するおそれがある。しかも、このば
らつきによるクラックの発生率は高くなく、各種使用材
料（モールド樹脂、リードフレーム、半導体チップ）の
ばらつきの最悪品が組み合わされた場合にクラックが発
生しており、これの発生率が0.1％以下になるようにス
クリーニングすることは量産工程では事実上無理であっ
た。
ームのアイランド部32、放熱板部33、リード端子34が同
じ厚さであり、樹脂応力に対して変形し易い。従って、
通常はモールド樹脂31の形成後にリードフレームに反り
が生じている。この半導体装置を前記したように実装す
べくねじ止めして締め付けると、たとえば第５図に示す
ようになり、機械的ストレスによって半導体チップにク
ラックが発生してしまう。また、製造上のばらつきによ
っては、上記半導体装置30の使用時における温度変化に
よる熱ストレスに起因して発生する樹脂の応力により同
様のクラックが発生するおそれがある。しかも、このば
らつきによるクラックの発生率は高くなく、各種使用材
料（モールド樹脂、リードフレーム、半導体チップ）の
ばらつきの最悪品が組み合わされた場合にクラックが発
生しており、これの発生率が0.1％以下になるようにス
クリーニングすることは量産工程では事実上無理であっ
た。
この問題を解決するために、各種使用材料の膨張係数
を合わせることが考えられるが、現状では無理であり、
製造レベルを上げて製造上のばらつきを抑制して前記応
力による変形、クラックの発生に対する余裕を向上させ
るとか、デザインの見直しを根本的に見直す必要があ
る。
を合わせることが考えられるが、現状では無理であり、
製造レベルを上げて製造上のばらつきを抑制して前記応
力による変形、クラックの発生に対する余裕を向上させ
るとか、デザインの見直しを根本的に見直す必要があ
る。
（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記したように実装時に加わる応力あるい
は温度変化に起因する樹脂の応力によって半導体チップ
のクラックが発生し易いという問題点を解決すべくなさ
れたもので、上記応力が半導体チップに加わり難く、半
導体チップのクラックの発生を防止し得る半導体装置を
提供することを目的とする。
は温度変化に起因する樹脂の応力によって半導体チップ
のクラックが発生し易いという問題点を解決すべくなさ
れたもので、上記応力が半導体チップに加わり難く、半
導体チップのクラックの発生を防止し得る半導体装置を
提供することを目的とする。
［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 第１に、本発明の半導体装置は、半導体チップと、こ
の半導体チップを搭載するチップ搭載部を有する放熱板
と、前記半導体チップに結合されるリード部材と、前記
放熱板と協同して前記リード部材の一部および前記半導
体チップを封止するモールド部材と、前記半導体チップ
に加わる応力を遮断する遮断手段とを具備したことを特
徴とする。
の半導体チップを搭載するチップ搭載部を有する放熱板
と、前記半導体チップに結合されるリード部材と、前記
放熱板と協同して前記リード部材の一部および前記半導
体チップを封止するモールド部材と、前記半導体チップ
に加わる応力を遮断する遮断手段とを具備したことを特
徴とする。
第２に、本発明の半導体装置は、リードフレームの半
導体チップ搭載部と、これに連続して延びているリード
フレームの放熱板部と、リード端子と、このリード端子
のインナーリード部および前記半導体チップ搭載部を封
止すると共に前記放熱板部をその裏面が露出する状態で
封止したモールド樹脂と、このモールド樹脂および前記
放熱板部を貫通して形成された取り付け穴とを有し、前
記放熱板部には実装時に上記取り付け穴を貫通するねじ
を締め付ける際に発生する応力が半導体チップ搭載部に
加わることを遮断する位置に切り欠き部が形成され、こ
の切り欠き部には前記モールド樹脂が充填されているこ
とを特徴とする。
導体チップ搭載部と、これに連続して延びているリード
フレームの放熱板部と、リード端子と、このリード端子
のインナーリード部および前記半導体チップ搭載部を封
止すると共に前記放熱板部をその裏面が露出する状態で
封止したモールド樹脂と、このモールド樹脂および前記
放熱板部を貫通して形成された取り付け穴とを有し、前
記放熱板部には実装時に上記取り付け穴を貫通するねじ
を締め付ける際に発生する応力が半導体チップ搭載部に
加わることを遮断する位置に切り欠き部が形成され、こ
の切り欠き部には前記モールド樹脂が充填されているこ
とを特徴とする。
（作用） 実装に際して、応力の遮断手段として切り欠き部を設
けた場合は、放熱板部の取り付け穴にねじを挿入して締
め付けることに伴う応力が半導体チップ搭載部に向かう
とき、切り欠き部の樹脂の存在により放熱板部が不連続
になっているので、上記応力が切り欠き部で遮断され、
半導体チップに加わり難くなり、そのクラックが生じる
おそれがなくなる。また、切り欠き部を設けることで放
熱板部の大きさと半導体チップ搭載部の大きさとが接近
するようにしておけば、これらと樹脂との熱膨張差によ
り熱ストレスによる応力がそれぞれ発生しても、これら
の応力はバランスがとれるようになり、半導体チップに
クラックが発生するおそれがなくなる。
けた場合は、放熱板部の取り付け穴にねじを挿入して締
め付けることに伴う応力が半導体チップ搭載部に向かう
とき、切り欠き部の樹脂の存在により放熱板部が不連続
になっているので、上記応力が切り欠き部で遮断され、
半導体チップに加わり難くなり、そのクラックが生じる
おそれがなくなる。また、切り欠き部を設けることで放
熱板部の大きさと半導体チップ搭載部の大きさとが接近
するようにしておけば、これらと樹脂との熱膨張差によ
り熱ストレスによる応力がそれぞれ発生しても、これら
の応力はバランスがとれるようになり、半導体チップに
クラックが発生するおそれがなくなる。
（実施例） 以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明
する。
する。
第１図（ａ）はたとえばオーディオ機器、オフィスオ
ートメーション機器、ファクトリオートメーション機器
等のモータ制御等に用いられるパワー半導体装置１の外
観を示しており、その正面を第１図（ｂ）に、その側面
を第１図（ｃ）に、その裏面を拡大して内部の一部を透
視した状態を第１図（ｄ）に示している。２および３は
金属製のリードフレームの半導体チップ搭載部（アイラ
ンド部）および放熱板部であり、両者は連続して形成さ
れている。上記アイランド部２には、半導体チップがマ
ウントされている。４…はリード端子であり、そのイン
ナーリード部４′は前記半導体チップに対してボンディ
ングワイヤ等により電気的に接続されている。上記アイ
ランド部２、放熱板部３およびインナーリード部４′は
外囲器用のモールド樹脂５により封止されているが、放
熱板部３の裏面側の一部は外部に露出している。そし
て、上記モールド樹脂５および放熱板部３を貫通して取
り付け穴６が設けられている。
ートメーション機器、ファクトリオートメーション機器
等のモータ制御等に用いられるパワー半導体装置１の外
観を示しており、その正面を第１図（ｂ）に、その側面
を第１図（ｃ）に、その裏面を拡大して内部の一部を透
視した状態を第１図（ｄ）に示している。２および３は
金属製のリードフレームの半導体チップ搭載部（アイラ
ンド部）および放熱板部であり、両者は連続して形成さ
れている。上記アイランド部２には、半導体チップがマ
ウントされている。４…はリード端子であり、そのイン
ナーリード部４′は前記半導体チップに対してボンディ
ングワイヤ等により電気的に接続されている。上記アイ
ランド部２、放熱板部３およびインナーリード部４′は
外囲器用のモールド樹脂５により封止されているが、放
熱板部３の裏面側の一部は外部に露出している。そし
て、上記モールド樹脂５および放熱板部３を貫通して取
り付け穴６が設けられている。
そして、本実施例においては、放熱板部３にはアイラ
ンド部近傍（たとえばアイランド部２の両側の延長部
分）に切り欠き部７が形成されており、この切り欠き部
７には前記モールド樹脂５が充填されている。
ンド部近傍（たとえばアイランド部２の両側の延長部
分）に切り欠き部７が形成されており、この切り欠き部
７には前記モールド樹脂５が充填されている。
なお、８はリードフレーム支持部の一部であり、樹脂
封止後にフレーム支持部から切断分離される。また、10
はアイランド部２を囲むようにリードフレームに形成さ
れた溝であり、モールド樹脂５とリードフレームとの境
界から内部に湿気が侵入した場合に侵入経路を長くして
防湿効果を上げるなどの目的で形成されている。
封止後にフレーム支持部から切断分離される。また、10
はアイランド部２を囲むようにリードフレームに形成さ
れた溝であり、モールド樹脂５とリードフレームとの境
界から内部に湿気が侵入した場合に侵入経路を長くして
防湿効果を上げるなどの目的で形成されている。
上記半導体装置１によれば、その実装に際して、放熱
板部３が外部放熱板（シャーシ等）に対接するように取
り付けられ、取り付け穴６にねじが挿入されて締め付け
られる。この場合、第２図に示すように、従来は実線で
示す矢印の如く応力Ｆが発生してアイランド部２が変形
し、半導体チップにクラックを発生させるおそれがある
が、本例では斜線で示すような切り欠き部７が存在し、
上記応力Ｆが遮断され、点線で示すようにアイランド部
２から遠のく方向に応力Ｆ′の発生位置が移動する。ま
た、放熱板部３の全体の幅l1に比べて切り欠き部相互間
の幅l2が小さいので、実線矢印の応力Ｆよりも点線矢印
の応力Ｆ′が小さくなっている。したがって、本例によ
れば、上記応力Ｆ′による半導体チップのクラック発生
が防止されることになる。
板部３が外部放熱板（シャーシ等）に対接するように取
り付けられ、取り付け穴６にねじが挿入されて締め付け
られる。この場合、第２図に示すように、従来は実線で
示す矢印の如く応力Ｆが発生してアイランド部２が変形
し、半導体チップにクラックを発生させるおそれがある
が、本例では斜線で示すような切り欠き部７が存在し、
上記応力Ｆが遮断され、点線で示すようにアイランド部
２から遠のく方向に応力Ｆ′の発生位置が移動する。ま
た、放熱板部３の全体の幅l1に比べて切り欠き部相互間
の幅l2が小さいので、実線矢印の応力Ｆよりも点線矢印
の応力Ｆ′が小さくなっている。したがって、本例によ
れば、上記応力Ｆ′による半導体チップのクラック発生
が防止されることになる。
また、樹脂封止後の使用状態での温度変化による熱ス
トレスに対して、アイランド部２における樹脂との熱膨
張差と、前記切り欠き部７を有する放熱板部３における
樹脂との熱膨張差とのバランスがとれるようになるの
で、熱ストレスによる半導体チップのクラック発生も抑
制されるようになる。これは、縦方向領域Y2を有する放
熱板部３の占有面積が切り欠き部７の存在によって小さ
くなり、縦方向領域Y1を有するアイランド部２の占有面
積に接近したことによる。
トレスに対して、アイランド部２における樹脂との熱膨
張差と、前記切り欠き部７を有する放熱板部３における
樹脂との熱膨張差とのバランスがとれるようになるの
で、熱ストレスによる半導体チップのクラック発生も抑
制されるようになる。これは、縦方向領域Y2を有する放
熱板部３の占有面積が切り欠き部７の存在によって小さ
くなり、縦方向領域Y1を有するアイランド部２の占有面
積に接近したことによる。
なお、放熱板部３の切り欠き部の形成位置を、放熱板
部３の貫通するねじにより締め付ける際に発生する応力
が半導体チップに加わることを防止し得る範囲で変更し
てもよい。
部３の貫通するねじにより締め付ける際に発生する応力
が半導体チップに加わることを防止し得る範囲で変更し
てもよい。
［発明の効果］ 上述したように本発明の半導体装置によれば、放熱板
部の貫通するねじを締め付けて実装する際に発生する応
力が半導体チップに加わることを防止するために放熱板
部の一部に切り欠き部を設けている。これによって、実
装時に半導体チップのクラックが発生しなくなく、従来
の発生率0.2％に比べて改善効果は大きい。また、上記
切り欠き部によって放熱板部とアイランド部との面積を
ほぼ等しくすることによって、半導体装置の使用状態で
の熱ストレスによる樹脂からの応力が半導体チップに加
わり難くなり、熱ストレスによる半導体チップのクラッ
クも抑制される。しかも、上記したような切り欠き部の
形成はリードフレームの加工で簡易に実現でき、コスト
アップを殆んど伴わず、且つチップサイズの大きなもの
に対しても、上記効果が得られるような切り欠き部付き
リードフレームの設計が可能である。従って、リードフ
レーム上へ搭載可能な半導体チップの種類が豊富にな
り、高機能の半導体装置を実現することも可能になる。
部の貫通するねじを締め付けて実装する際に発生する応
力が半導体チップに加わることを防止するために放熱板
部の一部に切り欠き部を設けている。これによって、実
装時に半導体チップのクラックが発生しなくなく、従来
の発生率0.2％に比べて改善効果は大きい。また、上記
切り欠き部によって放熱板部とアイランド部との面積を
ほぼ等しくすることによって、半導体装置の使用状態で
の熱ストレスによる樹脂からの応力が半導体チップに加
わり難くなり、熱ストレスによる半導体チップのクラッ
クも抑制される。しかも、上記したような切り欠き部の
形成はリードフレームの加工で簡易に実現でき、コスト
アップを殆んど伴わず、且つチップサイズの大きなもの
に対しても、上記効果が得られるような切り欠き部付き
リードフレームの設計が可能である。従って、リードフ
レーム上へ搭載可能な半導体チップの種類が豊富にな
り、高機能の半導体装置を実現することも可能になる。
第１図（ａ）乃至（ｄ）は本発明の半導体装置の一実施
例の外観を示しており、同図（ａ）は斜視図、同図
（ｂ）は正面図、同図（ｃ）は側面図、同図（ｄ）は裏
面を一部透視して拡大して示す図、第２図は第１図の半
導体装置の実装時における応力を示す図、第３図（ａ）
乃至（ｄ）は従来の半導体装置の外観図、第４図
（ａ），（ｂ）は第３図の半導体装置の実装状態を示す
斜視図および側面図、第５図は第３図の半導体装置に反
りが生じている場合の実装状態を示す上面図である。 ２……アイランド部（半導体チップ搭載部）、３……放
熱板部、４……リード端子、４′……インナーリード
部、５……モールド樹脂、６……取り付け穴、７……切
り欠き部。
例の外観を示しており、同図（ａ）は斜視図、同図
（ｂ）は正面図、同図（ｃ）は側面図、同図（ｄ）は裏
面を一部透視して拡大して示す図、第２図は第１図の半
導体装置の実装時における応力を示す図、第３図（ａ）
乃至（ｄ）は従来の半導体装置の外観図、第４図
（ａ），（ｂ）は第３図の半導体装置の実装状態を示す
斜視図および側面図、第５図は第３図の半導体装置に反
りが生じている場合の実装状態を示す上面図である。 ２……アイランド部（半導体チップ搭載部）、３……放
熱板部、４……リード端子、４′……インナーリード
部、５……モールド樹脂、６……取り付け穴、７……切
り欠き部。
Claims (1)
- 【請求項１】リードフレームの半導体チップ搭載部と、 これに連続して延びているリードフレームの放熱板部
と、 リード端子と、 このリード端子のインナーリード部および前記半導体チ
ップ搭載部を封止すると共に前記放熱板部をその裏面が
露出する状態で封止したモールド樹脂と、 このモールド樹脂および前記放熱板部を貫通して形成さ
れた取り付け穴と、 半導体装置の実装時に上記取り付け穴を貫通するねじを
締め付ける際に発生する応力による半導体チップ搭載部
の変形を防止するように、前記放熱板部の前記半導体チ
ップ搭載部の両側の延長線上の位置に形成される切り欠
き部とを具備し、 前記切り欠き部には前記モールド樹脂が充填されている
ことを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62241366A JPH0828443B2 (ja) | 1987-09-26 | 1987-09-26 | 半導体装置 |
| KR1019880012330A KR920004640B1 (ko) | 1987-09-26 | 1988-09-23 | 반도체 장치 |
| US07/467,350 US4963975A (en) | 1987-09-26 | 1990-01-22 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62241366A JPH0828443B2 (ja) | 1987-09-26 | 1987-09-26 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6484651A JPS6484651A (en) | 1989-03-29 |
| JPH0828443B2 true JPH0828443B2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=17073222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62241366A Expired - Lifetime JPH0828443B2 (ja) | 1987-09-26 | 1987-09-26 | 半導体装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4963975A (ja) |
| JP (1) | JPH0828443B2 (ja) |
| KR (1) | KR920004640B1 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE37707E1 (en) | 1990-02-22 | 2002-05-21 | Stmicroelectronics S.R.L. | Leadframe with heat dissipator connected to S-shaped fingers |
| IT1239644B (it) * | 1990-02-22 | 1993-11-11 | Sgs Thomson Microelectronics | Struttura di supporto degli adduttori perfezionata per contenitori di dispositivi integrati di potenza |
| IT1252575B (it) * | 1991-12-20 | 1995-06-19 | Sgs Thomson Microelectronics | Stampo e procedimento per la fabbricazione di dispositivi a semiconduttore in plastica, con dissipatore metallico visibile per il controllo della saldatura |
| JP3330459B2 (ja) * | 1994-07-04 | 2002-09-30 | 三菱電機株式会社 | 磁気記録再生装置 |
| DE19621766A1 (de) * | 1996-05-30 | 1997-12-04 | Siemens Ag | Halbleiteranordnung mit Kunststoffgehäuse und Wärmeverteiler |
| US6075286A (en) * | 1997-06-02 | 2000-06-13 | International Rectifier Corporation | Stress clip design |
| USD571738S1 (en) * | 2007-06-14 | 2008-06-24 | Philips Lumileds Lighting Company, Llc | LED package |
| JP5623622B2 (ja) * | 2011-03-09 | 2014-11-12 | パナソニック株式会社 | 半導体装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51118376A (en) * | 1975-04-11 | 1976-10-18 | Hitachi Ltd | Semiconductor unit |
| JPS558913U (ja) * | 1978-07-03 | 1980-01-21 | ||
| JPS6018939A (ja) * | 1983-07-13 | 1985-01-31 | Hitachi Micro Comput Eng Ltd | 樹脂封止型半導体装置 |
| US4791472A (en) * | 1985-09-23 | 1988-12-13 | Hitachi, Ltd. | Lead frame and semiconductor device using the same |
-
1987
- 1987-09-26 JP JP62241366A patent/JPH0828443B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-09-23 KR KR1019880012330A patent/KR920004640B1/ko not_active Expired
-
1990
- 1990-01-22 US US07/467,350 patent/US4963975A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4963975A (en) | 1990-10-16 |
| KR920004640B1 (ko) | 1992-06-12 |
| KR890005864A (ko) | 1989-05-17 |
| JPS6484651A (en) | 1989-03-29 |
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