JPH0831986A - 放熱板付半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】モールド樹脂樹脂にクラックが発生しないよう
にするとともに、装置の体格を大きくしないで半導体チ
ップを大きくしても半導体チップが高温とならないよう
にすることができ、しかも、リードフレームに金属細線
を接続する作業を行いやすくする。 【構成】半導体チップ３の発熱を防止するために放熱板
１を備えた放熱板付半導体装置Ｈにおいて、前記放熱板
１に対して半導体チップ３を搭載するとともに、リード
フレーム５を接着剤６により絶縁を確保した状態で接着
する。前記半導体チップ３とリードフレーム５とをワイ
ヤ７によって接続し、前記半導体チップ３、放熱板１に
接着されたリードフレーム５及びワイヤ７をモールド樹
脂８により封止した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は放熱板付半導体装置に係
り、詳しくは半導体チップの発熱を効率よく発散させる
放熱板付半導体装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体チップの発熱により半導体
装置が高温とならないように放熱板を設けており、この
種の半導体装置として、例えば、特開昭６１−３９５５
５号公報に示すものが提案されている。この半導体装置
を図５に示す。

【０００３】リードフレーム５１と同一となる半導体チ
ップ搭載部５２の上部には図示しない半田等により半導
体チップ５３が接着されて搭載されている。又、半導体
チップ５３とリードフレーム５１とはワイヤ５４によっ
て接続されている。そして、モールド樹脂５６によって
半導体チップ搭載部５２、半導体チップ５３、リードフ
レーム５１が封止されている。又、半導体チップ搭載部
５２の下方には、同半導体チップ搭載部５２と離間した
状態で放熱板５５が配設されている。放熱板５５はその
下面のみが露出するようにモールド樹脂５６に埋め込ま
れている。

【０００４】従って、半導体チップ５３が発熱すると、
その発熱が放熱板５５に伝達される。そして、放熱板５
５から大気に熱が発散され、半導体チップ５３が高温と
ならないように防止される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体チッ
プ５３の発熱を効率よく行うため、放熱板５５を半導体
チップ５３より大きくする必要がある。又、半導体チッ
プ５３の大型化により放熱板５５も大きくする必要があ
る。そのため、放熱板５５の四方を囲むモールド樹脂５
６の厚さｔは薄くなってしまう。この状態で、半導体チ
ップ５３の発熱による放熱板５５が膨張し、半導体チッ
プ５３の発熱が停止すると放熱板５５が収縮する。する
と、放熱板５５の角部５５ａにおけるモールド樹脂５６
には応力が集中し、クラック６０が発生するという問題
がある。

【０００６】この対策として、モールド樹脂５６の体格
を大きくしてモールド樹脂５６の厚さｔを厚くすること
も考えられるが、半導体装置全体の体格が大型化してし
まうという問題がある。

【０００７】そのため、モールド樹脂５６にクラック６
０が発生しないように放熱板５５の大きさを設定する
と、半導体チップ５３の大きさが制約されてしまうとい
う問題がある。

【０００８】又、半導体チップ搭載部５２に搭載される
半導体チップ５３は放熱板５５に接触していないため、
半導体チップ５３の発熱が放熱板５５に伝達する効率が
悪くなり、半導体チップ５３の発熱を放熱板５５によっ
て発散させることができないという問題がある。

【０００９】更に、リードフレーム５１にワイヤ５４を
接続するとき、該リードフレーム５１が撓んでしまい、
リードフレーム５１にワイヤ５４を確実に接続すること
が行いにくいという問題がある。

【００１０】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、第１の目的は封止樹脂にクラックが
発生しないようにするとともに、装置の体格を大きくし
ないで半導体チップを大きくしても半導体チップが高温
とならないようにすることができ、しかも、リードフレ
ームに金属細線を接続する作業を行いやすくすることが
できる半導体装置を提供することにある。

【００１１】第２の目的は、放熱板と封止樹脂との接合
性を向上させることができる半導体装置を提供すること
にある。第３の目的は、リードフレームの接着作業を容
易に行うことができる半導体装置を提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１記載の発明は、半導体チップの発熱を防止
するために放熱板を備えた放熱板付半導体装置におい
て、前記放熱板の主面に対して半導体チップを搭載する
とともに、リードフレームを絶縁を確保した状態で接着
し、前記半導体チップとリードフレームとを金属細線に
よって接続し、前記半導体チップ、放熱板に接着された
リードフレーム及び金属細線を含む前記放熱板の主面を
封止樹脂により封止したことをその要旨とする。

【００１３】請求項２記載の発明は、半導体チップが搭
載される放熱板には、該半導体チップと同一又はそれ以
上の大きさとなる突起部を形成したことをその要旨とす
る。請求項３記載の発明は、リードフレームは絶縁性を
有する接着剤により放熱板に接着され、リードフレーム
と放熱板との絶縁性を確保していることをその要旨とす
る。

【００１４】

【作用】請求項１記載の発明によれば、封止樹脂と略同
じ大きさの放熱板にすることができるので、半導体チッ
プの発熱を効率よく発散させることが可能となる。又、
放熱板の周囲を封止樹脂によって囲まないので、封止樹
脂には亀裂が発生しないように防止することが可能とな
る。更に、半導体装置の形状を大きくすることなく放熱
板の面積を大きくすることができるので、半導体チップ
を大きくすることが可能となる。しかも、放熱板に対し
て半導体チップは載置され、リードフレームは接着され
ている。従って、半導体チップやリードフレームに金属
細線を接続するとき、半導体チップやリードフレームが
変位したり撓んだりしないので接続作業性を向上させる
ことが可能となる。

【００１５】請求項２記載の発明によれば、放熱板には
半導体チップと同一又はそれ以上の大きさとなる突起部
を形成したので、放熱板と封止樹脂との接触面積を稼ぐ
ことができる。従って、放熱板と封止樹脂との接合性を
向上させることが可能となる。

【００１６】請求項３記載の発明によれば、リードフレ
ームは放熱板に対して絶縁性を有する接着剤によって接
着されている。従って、リードフレームと放熱板との接
着と絶縁確保とを同時に行うことができるので、放熱板
に対するリードフレームの接着作を容易に行うことが可
能となる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図１〜
図３に基づいて説明する。図１に示すように、半導体装
置Ｈを構成する放熱板１は銅により形成されている。前
記放熱板１の主面となる下面中央には半導体チップ３が
半田２により接着されて搭載されている。そして、半導
体チップ３が発熱すると、その発熱は半田２を介して放
熱板１に伝達されるようになっている。放熱板１に伝達
された熱は大気に発散されるようになっている。放熱板
１の下面周囲には、該放熱板１の側方に延出するリード
フレーム５が絶縁性を有するポリイミド樹脂等の接着剤
６によって接着固定されている。又、リードフレーム５
は接着剤６によって放熱板１に対して絶縁された状態と
なっている。

【００１８】前記半導体チップ３の上面３ａに形成され
た図示しない回路とリードフレーム５とは金属細線とし
てのワイヤ７によって接続されている。そして、放熱板
１の下面側にはエポキシ樹脂等のモールド樹脂８が設け
られ、このモールド樹脂８によって放熱板１に接着固定
されたリードフレーム５、半導体チップ３及びワイヤ７
が封止された状態となっている。

【００１９】更に、図示しない成形装置によって放熱板
１の側方に延出するリードフレーム５はモールド樹脂８
側に折曲形成されている。そして、リードフレーム５が
基板１０に接触するように半導体装置Ｈは基板１０に実
装されている。

【００２０】次に、半導体装置Ｈの製造工程を簡単に説
明する。図２に示すように、放熱板１の下面を上向きに
した状態で、該放熱板１の下面略中央には半田２によっ
て半導体チップ３を接着して搭載するとともに、放熱板
１の下面周囲には、該放熱板１の側方に延出するリード
フレーム５を接着剤６によって接着固定する。このと
き、リードフレーム５と接着剤６との絶縁性を確保す
る。そして、半導体チップ３の上面に形成された図示し
ない回路とリードフレーム５とをワイヤ７によって接続
する。

【００２１】次に、図３に示すように、放熱板１の下面
はモールド樹脂８が設けられ、このモールド樹脂８は半
導体チップ３、ワイヤ７及び放熱板１に接着固定される
リードフレーム５を封止する。その後、図１に示すよう
に、図示しない形成装置によってリードフレーム５をモ
ールド樹脂８側に折曲形成する。

【００２２】さて、上記のように構成された半導体装置
Ｈの作用について説明する。まず、基板１０に対してリ
ードフレーム５が接触するように半導体装置Ｈを搭載す
る。この状態で、半導体装置Ｈの半導体チップ３が動作
して発熱すると、この熱は半田２を介して放熱板１に伝
達される。放熱板１に伝達された熱は大気に発散されて
半導体チップ３が高温とならないように防止される。

【００２３】又、モールド樹脂８は放熱板１の四方を囲
まないようになっている。この結果、放熱板１が膨張及
び伸縮を行ってもモールド樹脂８にはクラックが発生し
ないように防止することができる。そして、半導体装置
Ｈの体格を大きくすることなく従来の放熱板５５よりも
本発明の放熱板１の方が大きく形成することができる。
この結果、放熱板１を大きくすることができるので、放
熱板１は半導体チップ３の発熱を大気に余裕を持って発
散させることができ、半導体装置Ｈの体格を大きくする
ことなく半導体チップ３の大型化を行うことができる。

【００２４】又、リードフレーム５は絶縁剤６を介して
放熱板１に接着固定されている。その結果、リードフレ
ーム５にワイヤ７を接続するとき、該リードフレーム５
が撓まないようにすることができるので、リードフレー
ム５に対するワイヤ７の接続を確実に行うことができ
る。又、リードフレーム５に対するワイヤ７の接続作業
を行いやすくすることができる。

【００２５】更に、リードフレーム５は接着剤６によっ
て放熱板１に固定されるが、接着剤６は絶縁性を有して
いるので、リードフレーム５と放熱板１との絶縁性を確
実に確保することができる。従って、放熱板１に対する
リードフレーム５の接着作業と、放熱板１に対するリー
ドフレーム５の絶縁処理とを同時に行うことができる。
この結果、放熱板１に対するリードフレーム５の接着作
業を容易に行うことができる。

【００２６】又、半導体チップ３は半田２を介して放熱
板１に搭載されている。この結果、半導体チップ３の発
熱を効率よく放熱板１に伝達することができるので、半
導体チップ３が高温にならないように防止することがで
きる。

【００２７】そして、基板１０に半導体装置Ｈを搭載す
るとき、モールド樹脂８が基板１０と近接し、放熱板１
が大気側を向くようにしている。この結果、放熱板１に
伝達された熱を効率よく大気に発散させるようにするこ
とができるので、半導体チップ３が高温にならないよう
に抑制することができる。

【００２８】本実施例においては、放熱板１の下面に半
田２を介して半導体チップ３を接着して搭載した。この
他に、図４に示すように、放熱板１の下面には半導体チ
ップ３を搭載する突起部１１を形成する。この突起部１
１は半導体チップ３と同一の大きさに形成されている。
この突起部１１を形成することにより、モールド樹脂８
と放熱板１との接触面積を稼ぐことができる。この結
果、放熱板１とモールド樹脂８との接合性を向上させる
ことができる。又、この別例においては、半導体チップ
３と突起部１１との大きさを同一にしたが、半導体チッ
プ３より突起部１１を大きく形成することも可能であ
る。この結果、一層モールド樹脂８と放熱板１との接触
面積を稼ぐことができ、接合性を一層向上させることが
できる。

【００２９】又、放熱板１に対して絶縁性を有する接着
剤６によりリードフレーム５を接着固定した。この他
に、放熱板１に絶縁シートを接着固定し、この絶縁シー
トにリードフレーム５を接着するようにしてもよい。こ
の場合、絶縁シートにより放熱板１とリードフレーム５
との絶縁性が確保される。

【００３０】次に、上記実施例から把握される請求項以
外の技術思想を、その効果とともに以下に記載する。 （１）請求項１〜３において、封止樹脂と基板とが対向
するように半導体装置を基板に実装する。

【００３１】この構成によれば、放熱板は大気側に露出
することになるので、半導体チップが発熱しても、この
発熱を放熱板が効率よく発散する。この結果、半導体装
置を効率よく冷却して発熱を抑えることができる。

【００３２】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の発
明によれば、半導体装置の体格を大きくすることなく放
熱板の面積を大きくすることができるので、半導体チッ
プの発熱を放熱板から効率よく発散させることが可能と
なる。しかも、放熱板を大きくすることができるので、
半導体チップを大きくすることができる。又、放熱板の
周囲を封止樹脂が囲まないので、封止樹脂に亀裂が発生
しないようにすることができる。更に、リードフレーム
及び半導体チップは放熱板に支持されているので、リー
ドフレームや半導体チップに金属細線を接続する接続作
業性を向上させることができる。

【００３３】請求項２記載の発明によれば、放熱板に半
導体チップと同一又はそれ以上の大きさとなる突起部が
形成されるので、放熱板と封止樹脂との接触面積と稼ぐ
ことができ、放熱板と封止樹脂との接合性を向上させる
ことができる。

【００３４】請求項３記載の発明によれば、放熱板に対
するリードフレームの接着作業を容易に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る半導体装置の断面図である。

【図２】半導体装置の製造過程を示す説明図である。

【図３】半導体装置の製造過程を示す説明図である。

【図４】半導体装置の別例を示す断面図である。

【図５】従来の半導体装置の断面図である。

【図６】従来の半導体装置の底面図である。

【符号の説明】

１…放熱板、３…半導体チップ、５…リードフレーム、
６…接着剤、７…金属細線としてのワイヤ、８…封止樹
脂としてのモールド樹脂、１１…突起部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体チップの発熱を防止するために放
   熱板を備えた放熱板付半導体装置において、 前記放熱板の主面に対して半導体チップを搭載するとと
   もに、リードフレームを絶縁を確保した状態で接着し、
   前記半導体チップとリードフレームとを金属細線によっ
   て接続し、前記半導体チップ、放熱板に接着されたリー
   ドフレーム及び金属細線を含む前記放熱板の主面を封止
   樹脂により封止した放熱板付半導体装置。
2. 【請求項２】 半導体チップが搭載される放熱板には、
   該半導体チップと同一又はそれ以上の大きさとなる突起
   部を形成した請求項１記載の放熱板付半導体装置。
3. 【請求項３】 リードフレームは絶縁性を有する接着剤
   により放熱板に接着され、リードフレームと放熱板との
   絶縁性を確保している請求項１又は２記載の放熱板付半
   導体装置。