JPH0870069A - 半導体装置 - Google Patents
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- semiconductor chip
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- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 板材からの加工が容易で所定の大きさのヒー
トシンクを備えた半導体装置を提供する。 【構成】 チップ2を支持するヒートシンク10として
銀を用いる。銀は硬度が低いためプレスによってヒート
シンクに適した大きさに加工するのが容易になり、板材
からの加工が容易で所定の大きさのヒートシンクを備え
ることができる。これは銀の材料費が銅系材料より高く
とも、加工費を含めたトータルコストは低く抑えること
ができるので、コストアップを伴うことなく実現するこ
とができる。
トシンクを備えた半導体装置を提供する。 【構成】 チップ2を支持するヒートシンク10として
銀を用いる。銀は硬度が低いためプレスによってヒート
シンクに適した大きさに加工するのが容易になり、板材
からの加工が容易で所定の大きさのヒートシンクを備え
ることができる。これは銀の材料費が銅系材料より高く
とも、加工費を含めたトータルコストは低く抑えること
ができるので、コストアップを伴うことなく実現するこ
とができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置に関し、特
に、電力増幅、大電力スイッチング等に適用される高周
波電力増幅用絶縁ゲート型FETに適用して有効な技術
に関する。
に、電力増幅、大電力スイッチング等に適用される高周
波電力増幅用絶縁ゲート型FETに適用して有効な技術
に関する。
【0002】
【従来の技術】最近、例えば自動車電話等の通信機器分
野に、高周波電力増幅用半導体装置として絶縁ゲート型
FET(Field Effect Transist
or)が用いられつつある。そのような用途に用いられ
る絶縁ゲート型FETは、素子を高信頼度で動作させる
ために半導体チップで発生した熱を効率的に放熱する放
熱手段が欠かせなくなる。
野に、高周波電力増幅用半導体装置として絶縁ゲート型
FET(Field Effect Transist
or)が用いられつつある。そのような用途に用いられ
る絶縁ゲート型FETは、素子を高信頼度で動作させる
ために半導体チップで発生した熱を効率的に放熱する放
熱手段が欠かせなくなる。
【0003】本発明者は、先にこのような用途に適用さ
れる半導体装置として、図22及び図23に示したよう
な構造の半導体装置を、特願平2−259575号(特
開平4−137551号)として提供した。図22は例
えば絶縁ゲート型FETに適用した樹脂封止型の半導体
装置を示す平面図、図23は図22の裏面図である。
れる半導体装置として、図22及び図23に示したよう
な構造の半導体装置を、特願平2−259575号(特
開平4−137551号)として提供した。図22は例
えば絶縁ゲート型FETに適用した樹脂封止型の半導体
装置を示す平面図、図23は図22の裏面図である。
【0004】半導体チップが封止されているモールドレ
ジン94の一側面からは複数のゲートリード83a、8
3b、83cが引き出されると共に、他側面からは複数
のドレインリード82a、82b、82cが引き出さ
れ、又、その他の側面からは複数のソースリード84
a、84bが引き出されている。一方、半導体チップが
金−シリコン共晶合金等のろう材を介して固着され、放
熱手段として作用する熱伝導率に優れた銅系材料(例え
ば銅−タングステン合金)からなるヒートシンク85が
用いられて、図23に示したようにこのヒートシンク8
5はモールドレジン94で取り囲まれて、実装基板に実
装される先端部のみが露出されている。
ジン94の一側面からは複数のゲートリード83a、8
3b、83cが引き出されると共に、他側面からは複数
のドレインリード82a、82b、82cが引き出さ
れ、又、その他の側面からは複数のソースリード84
a、84bが引き出されている。一方、半導体チップが
金−シリコン共晶合金等のろう材を介して固着され、放
熱手段として作用する熱伝導率に優れた銅系材料(例え
ば銅−タングステン合金)からなるヒートシンク85が
用いられて、図23に示したようにこのヒートシンク8
5はモールドレジン94で取り囲まれて、実装基板に実
装される先端部のみが露出されている。
【0005】このように半導体チップを熱伝導率に優れ
た銅系材料からなるヒートシンク85で支持して、この
ヒートシンク85の先端部の露出面を実装基板に半田付
けによって実装することにより、半導体チップで発生し
た熱はヒートシンク85によって効率的に放熱される。
た銅系材料からなるヒートシンク85で支持して、この
ヒートシンク85の先端部の露出面を実装基板に半田付
けによって実装することにより、半導体チップで発生し
た熱はヒートシンク85によって効率的に放熱される。
【0006】又、ヒートシンク85の実装面となる先端
部のみを露出することにより、実装基板に半田付けする
場合、半田がヒートシンク85の側面を異常に吸い上が
ってショート不良(たとえばソースとゲート間)を引き
起こすのを防止することができる。
部のみを露出することにより、実装基板に半田付けする
場合、半田がヒートシンク85の側面を異常に吸い上が
ってショート不良(たとえばソースとゲート間)を引き
起こすのを防止することができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】前記のように半導体チ
ップを熱伝導率に優れた銅系材料からなるヒートシンク
85で支持する場合、部品としてのヒートシンク85は
予め銅系の板材を用いてプレスによって所定の大きさに
加工することが行われるが、このプレス加工によって半
導体装置のヒートシンクに適した大きさに加工するのが
容易でないという問題がある。
ップを熱伝導率に優れた銅系材料からなるヒートシンク
85で支持する場合、部品としてのヒートシンク85は
予め銅系の板材を用いてプレスによって所定の大きさに
加工することが行われるが、このプレス加工によって半
導体装置のヒートシンクに適した大きさに加工するのが
容易でないという問題がある。
【0008】すなわち、半導体装置のヒートシンクの大
きさは、一般のプレス加工対象として見た場合、面積が
小さくかつその割には或る程度の厚みが要求されている
ので、比較的硬度の高い銅系材料を用いてそのような要
求を満足させるように加工するのは困難になっている。
このため削り出しのような方法で行うことが多くなって
いるが、この加工方法は作業が面倒なので、コストアッ
プが避けられない。
きさは、一般のプレス加工対象として見た場合、面積が
小さくかつその割には或る程度の厚みが要求されている
ので、比較的硬度の高い銅系材料を用いてそのような要
求を満足させるように加工するのは困難になっている。
このため削り出しのような方法で行うことが多くなって
いるが、この加工方法は作業が面倒なので、コストアッ
プが避けられない。
【0009】又、従来の半導体装置のように、ヒートシ
ンク85の周囲がモールドレジン94で取り囲まれて、
実装基板に実装される先端部のみが露出されている構造
になっている場合には、実装後に素子動作時オン、オフ
を繰り返されるためにこれに伴って熱応力が発生して、
この熱応力がヒートシンク85の端部に集中するように
なる。この結果、ヒートシンク85の端部で半田の剥離
が生じ易くなるという問題がある。
ンク85の周囲がモールドレジン94で取り囲まれて、
実装基板に実装される先端部のみが露出されている構造
になっている場合には、実装後に素子動作時オン、オフ
を繰り返されるためにこれに伴って熱応力が発生して、
この熱応力がヒートシンク85の端部に集中するように
なる。この結果、ヒートシンク85の端部で半田の剥離
が生じ易くなるという問題がある。
【0010】本発明の目的は、板材からの加工が容易で
所定の大きさのヒートシンクを備えた半導体装置を提供
することにある。
所定の大きさのヒートシンクを備えた半導体装置を提供
することにある。
【0011】本発明の他の目的は、モールドレジンで取
り囲まれたヒートシンクの端部での半田の剥離を防止す
る半導体装置を提供することにある。
り囲まれたヒートシンクの端部での半田の剥離を防止す
る半導体装置を提供することにある。
【0012】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかにな
るであろう。
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかにな
るであろう。
【0013】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば下
記の通りである。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば下
記の通りである。
【0014】(1)本発明の半導体装置は、複数の電極
パッドが設けられた半導体チップと、この半導体チップ
がろう材を介して固着されているヒートシンクと、半導
体チップの周囲に配置された複数のリードと前記電極パ
ッドとの間に接続されたボンディングワイヤと、前記半
導体チップ、ヒートシンク、リードの一部及びボンディ
ングワイヤを封止するモールドレジンとを有する半導体
装置において、前記ヒートシンクは銀からなり、この銀
製のヒートシンクの実装部分が前記モールドレジンから
露出している。
パッドが設けられた半導体チップと、この半導体チップ
がろう材を介して固着されているヒートシンクと、半導
体チップの周囲に配置された複数のリードと前記電極パ
ッドとの間に接続されたボンディングワイヤと、前記半
導体チップ、ヒートシンク、リードの一部及びボンディ
ングワイヤを封止するモールドレジンとを有する半導体
装置において、前記ヒートシンクは銀からなり、この銀
製のヒートシンクの実装部分が前記モールドレジンから
露出している。
【0015】(2)本発明の他の半導体装置は、複数の
電極パッドが設けられた半導体チップと、この半導体チ
ップがろう材を介して固着されているヒートシンクと、
半導体チップの周囲に配置された複数のリードと前記電
極パッドとの間に接続されたボンディングワイヤと、前
記半導体チップ、ヒートシンク、リードの一部及びボン
ディングワイヤを封止するモールドレジンとを有する半
導体装置において、前記ヒートシンクは実装部分が前記
モールドレジンから露出しており、このヒートシンクの
露出面の前記モールドレジンとの境界部分あるいはこの
境界部分の近傍に、境界部分に沿って凹部が設けられて
いる。
電極パッドが設けられた半導体チップと、この半導体チ
ップがろう材を介して固着されているヒートシンクと、
半導体チップの周囲に配置された複数のリードと前記電
極パッドとの間に接続されたボンディングワイヤと、前
記半導体チップ、ヒートシンク、リードの一部及びボン
ディングワイヤを封止するモールドレジンとを有する半
導体装置において、前記ヒートシンクは実装部分が前記
モールドレジンから露出しており、このヒートシンクの
露出面の前記モールドレジンとの境界部分あるいはこの
境界部分の近傍に、境界部分に沿って凹部が設けられて
いる。
【0016】
【作用】上述した(1)の手段によれば、本発明の半導
体装置は、複数の電極パッドが設けられた半導体チップ
と、この半導体チップがろう材を介して固着されている
ヒートシンクと、半導体チップの周囲に配置された複数
のリードと前記電極パッドとの間に接続されたボンディ
ングワイヤと、前記半導体チップ、ヒートシンク、リー
ドの一部及びボンディングワイヤを封止するモールドレ
ジンとを有する半導体装置において、前記ヒートシンク
は銀からなり、この銀製のヒートシンクの実装部分が前
記モールドレジンから露出しているので、銀の材質に基
づいて板材からの加工が容易で所定の大きさのヒートシ
ンクを備えることができる。
体装置は、複数の電極パッドが設けられた半導体チップ
と、この半導体チップがろう材を介して固着されている
ヒートシンクと、半導体チップの周囲に配置された複数
のリードと前記電極パッドとの間に接続されたボンディ
ングワイヤと、前記半導体チップ、ヒートシンク、リー
ドの一部及びボンディングワイヤを封止するモールドレ
ジンとを有する半導体装置において、前記ヒートシンク
は銀からなり、この銀製のヒートシンクの実装部分が前
記モールドレジンから露出しているので、銀の材質に基
づいて板材からの加工が容易で所定の大きさのヒートシ
ンクを備えることができる。
【0017】上述した(2)の手段によれば、本発明の
他の半導体装置は、複数の電極パッドが設けられた半導
体チップと、この半導体チップがろう材を介して固着さ
れているヒートシンクと、半導体チップの周囲に配置さ
れた複数のリードと前記電極パッドとの間に接続された
ボンディングワイヤと、前記半導体チップ、ヒートシン
ク、リードの一部及びボンディングワイヤを封止するモ
ールドレジンとを有する半導体装置において、前記ヒー
トシンクは実装部分が前記モールドレジンから露出して
おり、このヒートシンクの露出面の前記モールドレジン
との境界部分あるいはこの境界部分の近傍に、境界部分
に沿って凹部が設けられているので、凹部によって熱応
力がその深さ方向に分散されるため、モールドレジンで
取り囲まれたヒートシンクの端部での半田の剥離を防止
することができる。
他の半導体装置は、複数の電極パッドが設けられた半導
体チップと、この半導体チップがろう材を介して固着さ
れているヒートシンクと、半導体チップの周囲に配置さ
れた複数のリードと前記電極パッドとの間に接続された
ボンディングワイヤと、前記半導体チップ、ヒートシン
ク、リードの一部及びボンディングワイヤを封止するモ
ールドレジンとを有する半導体装置において、前記ヒー
トシンクは実装部分が前記モールドレジンから露出して
おり、このヒートシンクの露出面の前記モールドレジン
との境界部分あるいはこの境界部分の近傍に、境界部分
に沿って凹部が設けられているので、凹部によって熱応
力がその深さ方向に分散されるため、モールドレジンで
取り囲まれたヒートシンクの端部での半田の剥離を防止
することができる。
【0018】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。
る。
【0019】(実施例1)図1は本発明の実施例1によ
る半導体装置を示す平面図で、絶縁ゲート型FETに適
用した例で示している。図2は図1のA−A断面図、図
3は図1のB−B断面図、図4は図1の裏面図である。
又、図5は図1からモールドレジンを取り除いた構造を
示す平面図、図6は絶縁ゲート型FETに用いられる半
導体チップを示す平面図、図7は図6の絶縁ゲート型F
ETチップの主要部であるA部分を示す拡大断面図、図
8は図7の斜視図である。
る半導体装置を示す平面図で、絶縁ゲート型FETに適
用した例で示している。図2は図1のA−A断面図、図
3は図1のB−B断面図、図4は図1の裏面図である。
又、図5は図1からモールドレジンを取り除いた構造を
示す平面図、図6は絶縁ゲート型FETに用いられる半
導体チップを示す平面図、図7は図6の絶縁ゲート型F
ETチップの主要部であるA部分を示す拡大断面図、図
8は図7の斜視図である。
【0020】絶縁ゲート型FET1を構成する、シリコ
ンからなる長方形状の絶縁ゲート型FETチップ(以
下、単にチップと称する)2の表面の長辺側には、図6
に示したように、複数のゲート用の電極パッド4a乃至
4gと、複数のドレイン用の電極パッド6a乃至6gと
が対向して設けられている。各電極パッドの数は一例と
して7個を設けた例で示している。チップ2の寸法は一
例として1.2mm×2.0mmのものが用いられる。
ンからなる長方形状の絶縁ゲート型FETチップ(以
下、単にチップと称する)2の表面の長辺側には、図6
に示したように、複数のゲート用の電極パッド4a乃至
4gと、複数のドレイン用の電極パッド6a乃至6gと
が対向して設けられている。各電極パッドの数は一例と
して7個を設けた例で示している。チップ2の寸法は一
例として1.2mm×2.0mmのものが用いられる。
【0021】チップ2の断面は、図7に示したように、
P+層3Aと、この上に形成されたP−層3Bと、この
P−層3Bに選択的に形成された一対のN+層3C、3
Dと、各N+層3C、3Dに接するように形成されたN
層3E、N−層3Fと、N−層3E、N−層3Fに接す
るように形成されたP層3Gと、P−層3BにP+層3
Aまで達するように形成されたP+層3Hとから構成さ
れている。ここで、一方のN+層3C及びN層3EはF
ETのソース領域を構成し、他方のN+層3D及びN−
層3Fはドレイン領域を構成し、N層3E、N−層3F
間の表面のP層3Gにはチャネルが形成されるようにな
っている。
P+層3Aと、この上に形成されたP−層3Bと、この
P−層3Bに選択的に形成された一対のN+層3C、3
Dと、各N+層3C、3Dに接するように形成されたN
層3E、N−層3Fと、N−層3E、N−層3Fに接す
るように形成されたP層3Gと、P−層3BにP+層3
Aまで達するように形成されたP+層3Hとから構成さ
れている。ここで、一方のN+層3C及びN層3EはF
ETのソース領域を構成し、他方のN+層3D及びN−
層3Fはドレイン領域を構成し、N層3E、N−層3F
間の表面のP層3Gにはチャネルが形成されるようにな
っている。
【0022】チップ2の表面は例えば酸化膜(Si
O2)のような絶縁膜8で覆われ、この絶縁膜8で覆わ
れていない一方のN+層3C及び他方のN+層3Dには
各々絶縁膜8上まで延長するように例えばアルミニウム
のようなソース電極5及びドレイン電極6が形成されて
いる。又、チャネルを形成すべきP層3Gの表面の直上
の絶縁膜8中には、例えば多結晶シリコン、モリブデン
等のような低抵抗材料からゲート電極4が形成されてい
る。
O2)のような絶縁膜8で覆われ、この絶縁膜8で覆わ
れていない一方のN+層3C及び他方のN+層3Dには
各々絶縁膜8上まで延長するように例えばアルミニウム
のようなソース電極5及びドレイン電極6が形成されて
いる。又、チャネルを形成すべきP層3Gの表面の直上
の絶縁膜8中には、例えば多結晶シリコン、モリブデン
等のような低抵抗材料からゲート電極4が形成されてい
る。
【0023】ここで、特にソース電極5の一端は、P+
層3Hに接するように形成され、これによって素子の動
作時ドレイン電極6からチャネルを通じてソース電極5
に至る電流通路は、図7で矢印で示したようにチップ2
の裏面に向かうように構成されている。なお、図8では
P+層3Hの図示を省略している。
層3Hに接するように形成され、これによって素子の動
作時ドレイン電極6からチャネルを通じてソース電極5
に至る電流通路は、図7で矢印で示したようにチップ2
の裏面に向かうように構成されている。なお、図8では
P+層3Hの図示を省略している。
【0024】このような構成からなる1つのセルを単位
として、複数のセルが隣接して連続的に形成されること
により、FETのチップ2が構成されている。図7に示
した1つのセルの寸法Lは一例として15乃至20μm
に設定される。そして、各セルに形成されたゲート電極
4及びドレイン電極6は、図6に示したようにチップ2
の周辺に引き出されて複数のゲート用の電極パッド4a
乃至4g及びドレイン用の電極パッド6a乃至6gに電
気的に接続されることになる。なお、ソース電極5はチ
ップ2の裏面に引き出されて、後述のようにヒートシン
クに電気的に接続されることになる。
として、複数のセルが隣接して連続的に形成されること
により、FETのチップ2が構成されている。図7に示
した1つのセルの寸法Lは一例として15乃至20μm
に設定される。そして、各セルに形成されたゲート電極
4及びドレイン電極6は、図6に示したようにチップ2
の周辺に引き出されて複数のゲート用の電極パッド4a
乃至4g及びドレイン用の電極パッド6a乃至6gに電
気的に接続されることになる。なお、ソース電極5はチ
ップ2の裏面に引き出されて、後述のようにヒートシン
クに電気的に接続されることになる。
【0025】チップ2は、図2及び図3に示すように、
ろう材である金−シリコン共晶合金9を介して長方形状
の銀からなるヒートシンク10に固着されている。ヒー
トシンク10は、図5に示すように、両短辺側が例えば
鉄−ニッケル合金材料からなる一対のヒートシンク吊り
リード11a、11bによって、銀ろう等の接着剤を介
して支持されている。ヒートシンク10は予め銀の板材
を用いて、プレス加工によって所定の大きさに形成され
ている。ヒートシンク10の寸法は一例として、1.5
mm×3.4mm×1.5mm(厚さ)のものが用いら
れる。
ろう材である金−シリコン共晶合金9を介して長方形状
の銀からなるヒートシンク10に固着されている。ヒー
トシンク10は、図5に示すように、両短辺側が例えば
鉄−ニッケル合金材料からなる一対のヒートシンク吊り
リード11a、11bによって、銀ろう等の接着剤を介
して支持されている。ヒートシンク10は予め銀の板材
を用いて、プレス加工によって所定の大きさに形成され
ている。ヒートシンク10の寸法は一例として、1.5
mm×3.4mm×1.5mm(厚さ)のものが用いら
れる。
【0026】又、ヒートシンク10に固着されたチップ
2の両長辺側には、例えば鉄−ニッケル合金材料からな
るタイバー12によって一体化された複数のゲートリー
ド12a、12b、12cと共に、同様にタイバー13
によって一体化された複数のドレインリード13a、1
3b、13cが配置されている。チップ2の表面の複数
のゲート用の電極パッド4a乃至4gとゲート用のタイ
バー12との間、及び複数のドレイン用の電極パッド6
a乃至6gとドレイン用のタイバー13との間には金線
のようなワイヤ14がボンディングされている。
2の両長辺側には、例えば鉄−ニッケル合金材料からな
るタイバー12によって一体化された複数のゲートリー
ド12a、12b、12cと共に、同様にタイバー13
によって一体化された複数のドレインリード13a、1
3b、13cが配置されている。チップ2の表面の複数
のゲート用の電極パッド4a乃至4gとゲート用のタイ
バー12との間、及び複数のドレイン用の電極パッド6
a乃至6gとドレイン用のタイバー13との間には金線
のようなワイヤ14がボンディングされている。
【0027】そして、チップ2、ヒートシンク10、ボ
ンディンワイヤ14及びゲートリード12a乃至12
c、ドレインリード13a乃至13cの一部はモールド
レジン15によって封止されている。しかし、ヒートシ
ンク10の実装部分10Aのみはモールドレジン15か
ら露出されるようになっている。
ンディンワイヤ14及びゲートリード12a乃至12
c、ドレインリード13a乃至13cの一部はモールド
レジン15によって封止されている。しかし、ヒートシ
ンク10の実装部分10Aのみはモールドレジン15か
ら露出されるようになっている。
【0028】次に、本実施例の絶縁ゲート型FET1の
製造方法を説明する。
製造方法を説明する。
【0029】まず、図9に示すように、予めプレス、エ
ッチング等により所望のパターンに加工された、例えば
鉄−ニッケル合金材料からなるリードフレーム16を用
意する。このリードフレーム16には、前記したように
一対のヒートシンク吊りリード11a、11bと、タイ
バー12によって一体化された複数のゲートリード12
a、12b、12cと、タイバー13によって一体化さ
れた複数のドレインリード13a、13b、13cとを
一組として、長さ方向Xに沿って多数の組が形成されて
いる。なお、3は位置決め用孔である。
ッチング等により所望のパターンに加工された、例えば
鉄−ニッケル合金材料からなるリードフレーム16を用
意する。このリードフレーム16には、前記したように
一対のヒートシンク吊りリード11a、11bと、タイ
バー12によって一体化された複数のゲートリード12
a、12b、12cと、タイバー13によって一体化さ
れた複数のドレインリード13a、13b、13cとを
一組として、長さ方向Xに沿って多数の組が形成されて
いる。なお、3は位置決め用孔である。
【0030】次に、図10に示すように、予めプレス加
工によって所定の大きさに形成したヒートシンク10を
用いて、一対のヒートシンク吊りリード11a、11b
に銀ろう等の接着剤を介してその両短辺側を固着する。
この後各リードの表面に金をめっきする。
工によって所定の大きさに形成したヒートシンク10を
用いて、一対のヒートシンク吊りリード11a、11b
に銀ろう等の接着剤を介してその両短辺側を固着する。
この後各リードの表面に金をめっきする。
【0031】続いて、図11に示すように、シリコンか
らなるチップ2をヒートシンク10の表面に金−シリコ
ン共晶合金9によって固着する。この金−シリコン共晶
合金9を利用したチップ付けは、予めヒートシンク10
のチップ付け面に部分的に又は全面に金を約5μmの厚
さにめっきしておくか、あるいはヒートシンク10とチ
ップ2との間に厚さ約10μmの金箔を介在させておい
た状態で、チップ2を約430℃に加熱して数100μ
mのスクラブを与えて行う。これにより、FETのソー
ス電極5はヒートシンク10に電気的に接続されたこと
になる。
らなるチップ2をヒートシンク10の表面に金−シリコ
ン共晶合金9によって固着する。この金−シリコン共晶
合金9を利用したチップ付けは、予めヒートシンク10
のチップ付け面に部分的に又は全面に金を約5μmの厚
さにめっきしておくか、あるいはヒートシンク10とチ
ップ2との間に厚さ約10μmの金箔を介在させておい
た状態で、チップ2を約430℃に加熱して数100μ
mのスクラブを与えて行う。これにより、FETのソー
ス電極5はヒートシンク10に電気的に接続されたこと
になる。
【0032】次に、図12に示すように、チップ2の表
面の複数のゲート用の電極パッド4a乃至4gとゲート
用のタイバー12との間、及び複数のドレイン用の電極
パッド6a乃至6gとドレイン用のタイバー13との間
を、金線のようなワイヤ14を用いて例えばネイルヘッ
ドボンディング法によってボンディングする。
面の複数のゲート用の電極パッド4a乃至4gとゲート
用のタイバー12との間、及び複数のドレイン用の電極
パッド6a乃至6gとドレイン用のタイバー13との間
を、金線のようなワイヤ14を用いて例えばネイルヘッ
ドボンディング法によってボンディングする。
【0033】続いて、図13に示すように、チップ2及
びヒートシンク10が固着されたリードフレーム16
を、トランスファモールド装置の上型17と下型18と
の間にセットし、上型17に設けられているゲート19
からキャビティ20内に樹脂を流し込む。なお、ゲート
19の先端部は後で樹脂のバリを除き易くするため狭く
形成されている。この場合、ヒートシンク10の実装部
分10Aとなる部分には、樹脂が付着しないようにセッ
トする。
びヒートシンク10が固着されたリードフレーム16
を、トランスファモールド装置の上型17と下型18と
の間にセットし、上型17に設けられているゲート19
からキャビティ20内に樹脂を流し込む。なお、ゲート
19の先端部は後で樹脂のバリを除き易くするため狭く
形成されている。この場合、ヒートシンク10の実装部
分10Aとなる部分には、樹脂が付着しないようにセッ
トする。
【0034】これによって、図14に示すように、リー
ドフレーム16のうち、チップ2、ヒートシンク10、
ボンディンワイヤ14及びゲートリード12a乃至12
c、ドレインリード13a乃至13cの一部はモールド
レジン15によって封止される。但し、ヒートシンク1
0の実装部分10Aのみはモールドレジン15から露出
される。
ドフレーム16のうち、チップ2、ヒートシンク10、
ボンディンワイヤ14及びゲートリード12a乃至12
c、ドレインリード13a乃至13cの一部はモールド
レジン15によって封止される。但し、ヒートシンク1
0の実装部分10Aのみはモールドレジン15から露出
される。
【0035】次に、図14における斜線部分の樹脂のバ
リ7をプレスと液体ホーニングとにより除去した後、破
線に沿ってリードフレーム16をカットすることによ
り、図1に示したような絶縁ゲート型FET1が個々に
分離されて得られる。続いて、各FET1は特性が測定
されて選別され、マーク捺印が施された後、ゲートリー
ド12a乃至12c及びドレインリード13a乃至13
cは、実装に適するように図2のように変形される。次
に、最終検査を経た後製品として、セットメーカー等の
顧客に出荷される。
リ7をプレスと液体ホーニングとにより除去した後、破
線に沿ってリードフレーム16をカットすることによ
り、図1に示したような絶縁ゲート型FET1が個々に
分離されて得られる。続いて、各FET1は特性が測定
されて選別され、マーク捺印が施された後、ゲートリー
ド12a乃至12c及びドレインリード13a乃至13
cは、実装に適するように図2のように変形される。次
に、最終検査を経た後製品として、セットメーカー等の
顧客に出荷される。
【0036】このようにして得られた絶縁ゲート型FE
T1は、自動車電話等の通信機器分野に用いられ場合
は、図15に示すようにモジュール21に実装される。
すなわち、両面にニッケル層のような半田濡れ性に優れ
た導電層23がめっきされた銅のようなヘッダー22上
に、チップ2のヒートシンク10の実装部分10Aが半
田24を介して接続される。
T1は、自動車電話等の通信機器分野に用いられ場合
は、図15に示すようにモジュール21に実装される。
すなわち、両面にニッケル層のような半田濡れ性に優れ
た導電層23がめっきされた銅のようなヘッダー22上
に、チップ2のヒートシンク10の実装部分10Aが半
田24を介して接続される。
【0037】一方、ヘッダー22上には表面にストリッ
プライン25が形成されたセラミック基板26が配置さ
れて、このストリップライン25には半田24を介して
ゲートリード12a乃至12cが接続されると共に、ド
レインリード13a乃至13cが接続される。ヒートシ
ンク10は銀から構成されているので半田付けは良好に
行われ、同様にゲートリード12a乃至12c及びドレ
インリード13a乃至13cの表面には金がめっきされ
ているので、良好な半田付けが行われる。又、セラミッ
ク基板26の他の部分にはコンデンサー、抵抗等の他の
チップ部品(図示せず)が実装される。
プライン25が形成されたセラミック基板26が配置さ
れて、このストリップライン25には半田24を介して
ゲートリード12a乃至12cが接続されると共に、ド
レインリード13a乃至13cが接続される。ヒートシ
ンク10は銀から構成されているので半田付けは良好に
行われ、同様にゲートリード12a乃至12c及びドレ
インリード13a乃至13cの表面には金がめっきされ
ているので、良好な半田付けが行われる。又、セラミッ
ク基板26の他の部分にはコンデンサー、抵抗等の他の
チップ部品(図示せず)が実装される。
【0038】このような実施例1によれば次のような効
果が得られる。
果が得られる。
【0039】(1)チップ2を支持するヒートシンク1
0として銀を用いるようにしたので、銀は硬度が低いた
めプレスによってヒートシンクに適した大きさに加工す
るのが容易になり、板材からの加工が容易で所定の大き
さのヒートシンクを備えることができる。これは銀の材
料費が銅系材料より高くとも、加工費を含めたトータル
コストは低く抑えることができるので、コストアップを
伴うことなく実現することができる。
0として銀を用いるようにしたので、銀は硬度が低いた
めプレスによってヒートシンクに適した大きさに加工す
るのが容易になり、板材からの加工が容易で所定の大き
さのヒートシンクを備えることができる。これは銀の材
料費が銅系材料より高くとも、加工費を含めたトータル
コストは低く抑えることができるので、コストアップを
伴うことなく実現することができる。
【0040】(2)銀製のヒートシンク10は電気抵抗
が低いので動作抵抗を低減することができ、さらに熱抵
抗も低くすることができる。
が低いので動作抵抗を低減することができ、さらに熱抵
抗も低くすることができる。
【0041】(実施例2)図16は本発明の実施例2に
よる半導体装置を示す裏面図で、図17は図16のA−
A断面図である。実施例1における絶縁ゲート型FET
1のモールドレジン15から露出されているヒートシン
ク10の実装部分10Aの、モールドレジン15との境
界部分には、境界部分に沿って凹部27が枠状に形成さ
れている。この凹部27はヒートシンク10を板材から
プレス加工するとき、同時に形成する。
よる半導体装置を示す裏面図で、図17は図16のA−
A断面図である。実施例1における絶縁ゲート型FET
1のモールドレジン15から露出されているヒートシン
ク10の実装部分10Aの、モールドレジン15との境
界部分には、境界部分に沿って凹部27が枠状に形成さ
れている。この凹部27はヒートシンク10を板材から
プレス加工するとき、同時に形成する。
【0042】このような実施例2によれば次のような効
果が得られる。
果が得られる。
【0043】ヒートシンク10の実装部分10Aのモー
ルドレジン15との境界部分に凹部27を形成するよう
にしたので、実装後に素子動作時オン、オフを繰り返さ
れることにより熱応力が発生しても、この熱応力は凹部
27によってこの深さ方向に分散されるため、熱応力は
ヒートシンク10の端部に集中しないようになる。従っ
て、ヒートシンク10の端部での半田の剥離を防止する
ことができる。
ルドレジン15との境界部分に凹部27を形成するよう
にしたので、実装後に素子動作時オン、オフを繰り返さ
れることにより熱応力が発生しても、この熱応力は凹部
27によってこの深さ方向に分散されるため、熱応力は
ヒートシンク10の端部に集中しないようになる。従っ
て、ヒートシンク10の端部での半田の剥離を防止する
ことができる。
【0044】(実施例3)図18は本発明の実施例3に
よる半導体装置を示す裏面図で、図19は図18のA−
A断面図である。実施例1における絶縁ゲート型FET
1のモールドレジン15から露出されているヒートシン
ク10の実装部分10Aの、モールドレジン15との境
界部分には、モールドレジン15に渡って凹部27が格
子状に形成されている。この凹部27は樹脂モールド完
了後に、ヒートシンク10の実装部分10Aに研削加工
を施して形成する。
よる半導体装置を示す裏面図で、図19は図18のA−
A断面図である。実施例1における絶縁ゲート型FET
1のモールドレジン15から露出されているヒートシン
ク10の実装部分10Aの、モールドレジン15との境
界部分には、モールドレジン15に渡って凹部27が格
子状に形成されている。この凹部27は樹脂モールド完
了後に、ヒートシンク10の実装部分10Aに研削加工
を施して形成する。
【0045】このような実施例3においても、実施例2
と比較して凹部27の形成手段が異なる点を除いては、
同様な構造を有しているので、実施例2と同様な効果を
得ることができる。
と比較して凹部27の形成手段が異なる点を除いては、
同様な構造を有しているので、実施例2と同様な効果を
得ることができる。
【0046】(実施例4)図20は本発明の実施例4に
よる半導体装置を示す裏面図で、図21は図20のA−
A断面図である。実施例1における絶縁ゲート型FET
1のモールドレジン15から露出されているヒートシン
ク10の実装部分10Aの、モールドレジン15との境
界部分には、境界部分に沿って凹部27が不連続的に形
成されている。この凹部27は樹脂モールド完了後に、
ヒートシンク10の実装部分10Aに部分的に研削加工
を施して形成する。
よる半導体装置を示す裏面図で、図21は図20のA−
A断面図である。実施例1における絶縁ゲート型FET
1のモールドレジン15から露出されているヒートシン
ク10の実装部分10Aの、モールドレジン15との境
界部分には、境界部分に沿って凹部27が不連続的に形
成されている。この凹部27は樹脂モールド完了後に、
ヒートシンク10の実装部分10Aに部分的に研削加工
を施して形成する。
【0047】このような実施例4においても、実施例2
と比較して凹部27の形成位置が異なる点を除いては、
同様な構造を有しているので、実施例2と同様な効果を
得ることができる。
と比較して凹部27の形成位置が異なる点を除いては、
同様な構造を有しているので、実施例2と同様な効果を
得ることができる。
【0048】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前
記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。
前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前
記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。
【0049】例えば、前記実施例ではシリコンからなる
絶縁ゲート型FETチップを用いて半導体装置を構成す
る例で説明したが、シリコン以外のガリウム−砒素から
なるチップを用いた場合にも同様に適用することができ
る。但し、ガリウム−砒素からなるチップをヒートシン
クに固着する場合には、ろう材として前記したような金
−シリコン共晶合金は適さないので、代わりに金−ゲル
マニウム共晶合金を用いることが望ましい。あるいは、
金−錫共晶合金を用いても良く、これらのろう材はシリ
コンの場合にも適用することができる。
絶縁ゲート型FETチップを用いて半導体装置を構成す
る例で説明したが、シリコン以外のガリウム−砒素から
なるチップを用いた場合にも同様に適用することができ
る。但し、ガリウム−砒素からなるチップをヒートシン
クに固着する場合には、ろう材として前記したような金
−シリコン共晶合金は適さないので、代わりに金−ゲル
マニウム共晶合金を用いることが望ましい。あるいは、
金−錫共晶合金を用いても良く、これらのろう材はシリ
コンの場合にも適用することができる。
【0050】又、縦型の絶縁ゲート型FETにも適用す
ることができ、さらにバイポーラ型半導体装置に適用す
ることもできる。
ることができ、さらにバイポーラ型半導体装置に適用す
ることもできる。
【0051】さらに、ヒートシンクの実装部分に形成す
る凹部はモールドレジンとの境界部分に限ることなく、
この境界部分の近傍に形成しても良い。
る凹部はモールドレジンとの境界部分に限ることなく、
この境界部分の近傍に形成しても良い。
【0052】さらに又、複数のゲートリード及びドレイ
ンリードに対して金をめっきする例で説明したが、金に
限らずに半田をめっきするようにしても良い。
ンリードに対して金をめっきする例で説明したが、金に
限らずに半田をめっきするようにしても良い。
【0053】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野である半導体
装置の製造技術に適用した場合について説明したが、そ
れに限定されるものではない。本発明は、少なくとも半
導体チップで発生した熱をヒートシンクによって放熱す
る条件のものには適用できる。
なされた発明をその背景となった利用分野である半導体
装置の製造技術に適用した場合について説明したが、そ
れに限定されるものではない。本発明は、少なくとも半
導体チップで発生した熱をヒートシンクによって放熱す
る条件のものには適用できる。
【0054】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。
【0055】チップを支持するヒートシンクとして銀を
用いるようにしたので、銀の材質に基づいて板材からの
加工が容易で所定の大きさのヒートシンクを備えること
ができる。
用いるようにしたので、銀の材質に基づいて板材からの
加工が容易で所定の大きさのヒートシンクを備えること
ができる。
【0056】ヒートシンクの実装部分に凹部を形成する
ようにしたので、実装後の素子動作時オン、オフを繰り
返されることにより熱応力が発生しても、この熱応力は
凹部よってこの深さ方向に分散されるため、熱応力はヒ
ートシンクの端部に集中しないようになり、ヒートシン
クの端部での半田の剥離を防止することができる。
ようにしたので、実装後の素子動作時オン、オフを繰り
返されることにより熱応力が発生しても、この熱応力は
凹部よってこの深さ方向に分散されるため、熱応力はヒ
ートシンクの端部に集中しないようになり、ヒートシン
クの端部での半田の剥離を防止することができる。
【図1】本発明の実施例1による半導体装置を示す平面
図である。
図である。
【図2】図1のA−A断面図である。
【図3】図1のB−B断面図である。
【図4】図1の裏面図である。
【図5】図1からモールドレジンを取り除いた構造を示
す平面図である。
す平面図である。
【図6】本発明の実施例1による半導体装置に用いる半
導体チップを示す平面図である。
導体チップを示す平面図である。
【図7】図6のA部分を示す拡大断面図である。
【図8】図7の斜視図である。
【図9】本発明の実施例1による半導体装置の製造に用
いるリードフレームを示す平面図である。
いるリードフレームを示す平面図である。
【図10】本発明の実施例1による半導体装置の製造方
法の一工程を示す断面図である。
法の一工程を示す断面図である。
【図11】本発明の実施例1による半導体装置の製造方
法の他の工程を示す断面図である。
法の他の工程を示す断面図である。
【図12】本発明の実施例1による半導体装置の製造方
法のその他の工程を示す平面図である。
法のその他の工程を示す平面図である。
【図13】本発明の実施例1による半導体装置の製造方
法のその他の工程を示す断面図である。
法のその他の工程を示す断面図である。
【図14】本発明の実施例1による半導体装置の製造方
法のその他の工程を示す平面図である。
法のその他の工程を示す平面図である。
【図15】本発明の実施例1による半導体装置をモジュ
ールに実装した例を示す断面図である。
ールに実装した例を示す断面図である。
【図16】本発明の実施例2による半導体装置を示す裏
面図である。
面図である。
【図17】図16のA−A断面図である。
【図18】本発明の実施例3による半導体装置を示す裏
面図である。
面図である。
【図19】図18のA−A断面図である。
【図20】本発明の実施例4による半導体装置を示す裏
面図である。
面図である。
【図21】図20のA−A断面図である。
【図22】従来例を示す平面図である。
【図23】図22の裏面図である。
1…絶縁ゲート型FET、2…半導体チップ、3…位置
決め用孔、4…ゲート電極、4a乃至4g…ゲート用の
電極パッド、5…ソース電極、6…ドレイン電極、6a
乃至6g…ドレイン用の電極パッド、7…樹脂のバリ、
8…絶縁膜、9…金−シリコン共晶合金、10…銀製ヒ
ートシンク、10A…銀製ヒートシンクの実装部分、1
1…ヒートシンク吊りリード、12a乃至12c…ゲー
トリード、13a乃至13c…ドレインリード、14…
ボンディングワイヤ、15…モールドレジン、16…リ
ードフレーム、17…上型、18…下型、19…ゲー
ト、20…キャビティ、21…モジュール、22…ヘッ
ダー、23…導電層、24…半田、25…ストリップラ
イン、26…セラミック基板、27…銀製ヒートシンク
の実装部分の凹部。
決め用孔、4…ゲート電極、4a乃至4g…ゲート用の
電極パッド、5…ソース電極、6…ドレイン電極、6a
乃至6g…ドレイン用の電極パッド、7…樹脂のバリ、
8…絶縁膜、9…金−シリコン共晶合金、10…銀製ヒ
ートシンク、10A…銀製ヒートシンクの実装部分、1
1…ヒートシンク吊りリード、12a乃至12c…ゲー
トリード、13a乃至13c…ドレインリード、14…
ボンディングワイヤ、15…モールドレジン、16…リ
ードフレーム、17…上型、18…下型、19…ゲー
ト、20…キャビティ、21…モジュール、22…ヘッ
ダー、23…導電層、24…半田、25…ストリップラ
イン、26…セラミック基板、27…銀製ヒートシンク
の実装部分の凹部。
Claims (7)
- 【請求項1】 複数の電極パッドが設けられた半導体チ
ップと、この半導体チップがろう材を介して固着されて
いるヒートシンクと、半導体チップの周囲に配置された
複数のリードと前記電極パッドとの間に接続されたボン
ディングワイヤと、前記半導体チップ、ヒートシンク、
リードの一部及びボンディングワイヤを封止するモール
ドレジンとを有する半導体装置において、前記ヒートシ
ンクは銀からなり、この銀製のヒートシンクの実装部分
が前記モールドレジンから露出していることを特徴とす
る半導体装置。 - 【請求項2】 複数の電極パッドが設けられた半導体チ
ップと、この半導体チップがろう材を介して固着されて
いるヒートシンクと、半導体チップの周囲に配置された
複数のリードと前記電極パッドとの間に接続されたボン
ディングワイヤと、前記半導体チップ、ヒートシンク、
リードの一部及びボンディングワイヤを封止するモール
ドレジンとを有する半導体装置において、前記ヒートシ
ンクは実装部分が前記モールドレジンから露出してお
り、このヒートシンクの露出面の前記モールドレジンと
の境界部分あるいはこの境界部分の近傍に、境界部分に
沿って凹部が設けられていることを特徴とする半導体装
置。 - 【請求項3】 前記ヒートシンクは銀からなることを特
徴とする請求項2記載の半導体装置。 - 【請求項4】 前記半導体チップは絶縁ゲート型FET
チップからなることを特徴とする請求項1乃至請求項3
のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 【請求項5】 前記ろう材は、金−シリコン共晶合金か
らなることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれ
か1項に記載の半導体装置。 - 【請求項6】 前記ろう材は、金−ゲルマニューム共晶
合金からなることを特徴とする請求項1乃至請求項4の
いずれか1項に記載の半導体装置。 - 【請求項7】 前記ろう材は、金−ゲルマニューム共晶
合金からなることを特徴とする請求項1乃至請求項4の
いずれか1項に記載の半導体装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6204829A JPH0870069A (ja) | 1994-08-30 | 1994-08-30 | 半導体装置 |
| KR1019950025441A KR960009225A (ko) | 1994-08-30 | 1995-08-18 | 반도체장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6204829A JPH0870069A (ja) | 1994-08-30 | 1994-08-30 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0870069A true JPH0870069A (ja) | 1996-03-12 |
Family
ID=16497080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6204829A Pending JPH0870069A (ja) | 1994-08-30 | 1994-08-30 | 半導体装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0870069A (ja) |
| KR (1) | KR960009225A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1968109A2 (en) | 2007-03-08 | 2008-09-10 | Nissan Motor Co., Ltd. | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
| US11195774B2 (en) | 2019-08-23 | 2021-12-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor packages |
| JP2024013124A (ja) * | 2022-07-19 | 2024-01-31 | 三菱電機株式会社 | 半導体モジュール及びその製造方法 |
-
1994
- 1994-08-30 JP JP6204829A patent/JPH0870069A/ja active Pending
-
1995
- 1995-08-18 KR KR1019950025441A patent/KR960009225A/ko not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1968109A2 (en) | 2007-03-08 | 2008-09-10 | Nissan Motor Co., Ltd. | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
| US8575726B2 (en) | 2007-03-08 | 2013-11-05 | Nissan Motor Co., Ltd. | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
| US11195774B2 (en) | 2019-08-23 | 2021-12-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor packages |
| JP2024013124A (ja) * | 2022-07-19 | 2024-01-31 | 三菱電機株式会社 | 半導体モジュール及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR960009225A (ko) | 1996-03-22 |
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