JPH09283681A

JPH09283681A - 半導体装置

Info

Publication number: JPH09283681A
Application number: JP8093802A
Authority: JP
Inventors: Makoto Kitano; 誠北野; Takeshi Terasaki; 健寺崎; Tetsuo Kumazawa; 鉄雄熊沢; Akihiro Tanba; 昭浩丹波
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-04-16
Filing date: 1996-04-16
Publication date: 1997-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】ヒートシンクを用い、外部端子をパッケージの
上面に設けた構造の半導体装置で、トランスファモール
ド法による樹脂封止を可能にする。【解決手段】外部端子板６の先端部分に貫通しないねじ
穴７を設け、ヒートシンク３の片面を下金型、その反対
の面の周囲の部分とねじ穴７を設けた外部端子６の表面
を同時に上金型に接触させることによりトランスファー
モールドを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般にパワーデバイスと呼ばれる素子の
発熱量が大きい半導体装置では、放熱用のヒートシンク
の上に素子を搭載した構造になっている。従来のパワー
デバイスの構造の例を図１０，図１１を用いて説明す
る。半導体素子１はヒートシンク３の上に絶縁板２を介
して搭載されている。絶縁板２には内部配線板４が設け
られており、半導体素子１の電極と内部配線板４はワイ
ヤ５により電気的に接続されている。また絶縁板２には
外部端子板６が接続されている。図では省略したが、こ
れらの部材の接合にははんだなどが用いられる。半導体
素子１，絶縁板２，内部配線板４，ワイヤ５および外部
端子板６の一部を外界から封止するため、ヒートシンク
３の上にケース１６を被せる。ケース１６と外部端子板
６，ヒートシンク３の接着には、接着剤１７，１８を用
いる。なお、ヒートシンク３の周辺には半導体素子の取
付け孔９が設けられることが多い。また、外部端子板６
の先端は図に示すように半導体装置の上面に配置され
る。これは、半導体装置を設置する基板あるいはヒート
シンク３と外部端子板６との間の空中放電を防ぐため
に、図１１に示すように距離Ｌを確保する必要があるた
めである。

【０００３】このようにヒートシンクの上に素子を搭載
し、素子等を外界から守るためヒートシンクにケースを
被せた構造の半導体装置は、例えば特開平4−342158
号，特開平5−267484号，特開平5−304248号公報に記載
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この構造で問題となる
のは、ケースと外部端子あるいはヒートシンクとの密着
性である。もしこれらの部材の間にすき間があると、こ
こから水分が浸入し、素子の信頼性が低下することにな
る。

【０００５】一方、ＩＣ等の半導体装置では、トランス
ファモールド法による樹脂封止が一般的である。トラン
スファモールド法では、上型と下型の一組の金型の間に
半導体装置を挟み、金型内に樹脂を流し込むことにより
半導体パッケージを構成する。このため、外部端子な
ど、パッケージがら突出する部材は、上型と下型の合わ
せ面からなる一つの平面内に存在しなければならない。

【０００６】トランスファモールド法による樹脂封止
は、外界から守らなければならない半導体装置の部材の
すべてを覆うことができるので、封止の信頼性はケース
を用いて封止する場合に比べて格段に優れている。また
生産性にも優れている。従って、図１０，図１１に示し
たパワーデバイスでもトランスファモールド法による樹
脂封止ができれば、封止信頼性は飛躍的に向上する。し
かし従来の技術では上記のことが原理的に不可能であっ
た。すでに図１１を用いて説明したように、パワーデバ
イスでは外部端子をパッケージの上面に設けることが必
要不可決であるが、パッケージの突出部を一つの平面に
収めることができないので、トランスファモールド法に
よる樹脂封止ができない。

【０００７】本発明の目的は、ヒートシンクを用い、外
部端子をパッケージの上面に設けた構造の半導体装置
で、トランスファモールド法による樹脂封止を可能に
し、封止信頼性を向上させ、しかも生産性に優れた構造
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題は、外部端子板
の先端部分に貫通しないねじ穴を設け、ヒートシンクの
片面を下金型、その反対の面の周囲の部分とねじ穴を設
けた外部端子の表面を同時に上金型に接触させることに
よりトランスファーモールドで樹脂封止を行い、ねじ穴
を設けた外部端子の表面とこの部分における封止樹脂の
表面を一致させることにより達成される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について図
を用いて説明する。

【００１０】図１は本発明の第１実施例の半導体装置の
斜視図、図２は本発明の第１実施例の半導体装置の断面
図である。半導体素子１は、半導体素子取付け孔９が設
けられたヒートシンク３の上に絶縁板２を介して搭載さ
れている。絶縁板２には内部配線板４が設けられてお
り、半導体素子１の電極と内部配線板４はワイヤ５によ
り電気的に接続されている。また絶縁板２には外部端子
板６が接続されている。外部端子板６の先端はヒートシ
ンク３に平行に折曲げられており、ねじ穴付きのナット
７を接合することにより、貫通しないねじ穴部を構成し
ている。図では省略したが、これらの部材の接合にはは
んだなどが用いられる。半導体素子１，絶縁板２，内部
配線板４，ワイヤ５および外部端子板６は、樹脂８によ
り外界から封止されている。ねじ穴付きナット７は、上
面のみが封止樹脂８から露出しており、露出面は封止樹
脂８の表面と一致している。このように本実施例では外
部端子先端に露出したねじ穴が設けられているので、外
部の配線をねじ止めすることにより半導体装置に接続す
ることができる。

【００１１】本実施例の半導体装置の製造方法を図３を
用いて説明する。まず部材１から７を組立てる。（ａ）
これをトランスファーモールド金型の上型１０と下型１
１で挟む。（ｂ）ヒートシンク３の底面はすべて下型１
１に接触しており、ヒートシンク３の上面の周囲とねじ
穴付きナット７の上面の全部が同時に上型１０に接触し
ている。次に樹脂流入ゲート１２から封止樹脂を流し込
み、トランスファーモールドを行う。この時、ねじ穴付
きナット７のねじ部は閉じられた空間となっているの
で、樹脂がここに流れ込むことはなく、またねじ穴付き
ナット７の上面は上型１０に接触しているので、（ｃ）
に示すように、ねじ穴を露出させることができる。

【００１２】本実施例では、ねじ穴付きナット７を外部
端子板６の先端部分に接合し、貫通しないねじ穴とし
た。ねじ穴付きナット７として日本工業規格などで規格
化された部品を用いることにより、精度が高く安価なね
じ穴を設けることができる。ねじ穴付きナット７と外部
端子板６の接続には、はんだ接合，スポット溶接などを
用いることができる。

【００１３】本実施例では、外部端子板６が１列に並ん
でいるが、これらはどのように位置されていてもよい。
また半導体素子１，外部端子板６の数は図に示した数に
規制されるものではない。

【００１４】本発明の第２実施例の半導体装置の斜視図
を図４，断面図を図５に示す。本実施例では、外部端子
板６の先端をヒートシンク３に平行に折曲げ、この部分
とこれに連続する封止樹脂８に貫通しないねじ穴１３を
設けた。

【００１５】本実施例の半導体装置の製造方法を図６を
用いて説明する。まず部材１から６を組立てる。そし
て、外部端子板６の先端のねじ穴に植え込みボルト１４
をねじ込む。（ａ）このボルトには角穴が設けられてい
るので、ねじ込み，取り外しが自由にできる。植え込み
ボルト１４の上面と外部端子板６の先端の上面は必ずし
も一致させる必要はなく、植え込みボルト１４の上面の
方が低くなるように多少深めにねじ込む。次に、第１実
施例の場合と同様にトランスファーモールドを行い、樹
脂封止する。（ｂ）（ｃ）この時、外部端子板６の先端
の上面を上金型１０に接触させる。樹脂封止の後は、植
え込みボルト１４を取り外す。このように製造すること
により、（ｄ）に示すような外部端子板６の先端から封
止樹脂に連続し、パッケージ上面に露出しているねじ穴
１３を設けることができる。本実施例では、ねじ穴の深
さを任意に設定できる。

【００１６】本発明の第３実施例の半導体装置の斜視図
を図７，断面図を図８に示す。本実施例では、外部端子
板６を折曲げることにより、ねじ穴７の軸方向に変形で
きるばね部分１５を設けた。その他の構成は第１実施例
と同様である。

【００１７】本実施例の半導体装置の製造方法を図９を
用いて説明する。まず部材１から７を組立てる。この
時、ばね部分１５の形を調整することにより、外部端子
板６の高さ（Ａ寸法）をモールド時の高さ（Ｂ寸法）よ
りも大きくしておく。次に、第１実施例の場合と同様に
トランスファーモールドを行い、樹脂封止する。この
時、Ａ寸法よりＢ寸法の方が小さいので、外部端子板６
の先端の上面は上金型１０圧縮され、接触圧力が確保さ
れるので、ねじ穴への樹脂の流入を確実に防止すること
ができる。

【００１８】

【発明の効果】本発明によると、ヒートシンクを用い、
外部端子をパッケージの上面に設けた構造の半導体装置
で、トランスファモールド法による樹脂封止ができるの
で、生産性に優れた半導体装置が得られる。

【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の斜視図。

【図２】本発明の第１実施例の半導体装置の断面図。

【図３】本発明の第１実施例の半導体装置の製造方法の
説明図。

【図４】本発明の第２実施例の半導体装置の斜視図。

【図５】本発明の第２実施例の半導体装置の断面図。

【図６】本発明の第２実施例の半導体装置の製造方法の
説明図。

【図７】本発明の第３実施例の半導体装置の斜視図。

【図８】本発明の第３実施例の半導体装置の断面図。

【図９】本発明の第３実施例の半導体装置の製造方法の
説明図。

【図１０】従来の半導体装置の斜視図。

【図１１】従来の半導体装置の断面図。

【符号の説明】

１…半導体素子、２…絶縁板、３…ヒートシンク、４…
内部配線板、５…ワイヤ、６…外部端子板、７…ねじ
穴、８…封止樹脂、９…半導体装置取付け孔。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者丹波昭浩茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１枚の半導体素子と、ヒートシ
ンクと、前記半導体素子と前記ヒートシンクを電気的に
絶縁する部材と、複数の外部端子板と、前記半導体素子
の電極と前記外部端子板を電気的に接続する部材と、こ
れらを封止する樹脂からなる半導体装置において、前記
外部端子板の先端部分に貫通しないねじ穴を設け、前記
ねじ穴を設けた前記外部端子の表面が樹脂により封止さ
れておらず、外部に露出していることを特徴とする半導
体装置。
【請求項２】請求項１において、前記外部端子板の先端
部分がヒートシンクに対して平行になっている半導体装
置。
【請求項３】請求項１において、前記ねじ穴を設けた前
記外部端子の表面とこの部分における封止樹脂の表面が
一致している半導体装置。
【請求項４】請求項１において、前記ねじ穴を設けた部
材を前記外部端子板の先端部分に接合し、ねじ穴とした
半導体装置。
【請求項５】請求項１において、トランスファーモール
ドにより樹脂封止した半導体装置。
【請求項６】請求項１において、ヒートシンクの片面が
外部に露出している半導体装置。
【請求項７】請求項６において、外部に露出しているヒ
ートシンクの面の反対の面の周囲の部分が外部に露出し
ている半導体装置。
【請求項８】請求項４において、前記ねじ穴を設けた部
材が日本工業規格で規定するナット類である半導体装
置。
【請求項９】請求項４において、前記ねじ穴を設けた部
材と前記外部端子板をはんだにより接合した半導体装
置。
【請求項１０】請求項４において、前記ねじ穴を設けた
部材と前記外部端子板をスポット溶接により接合した半
導体装置。
【請求項１１】請求項７において、前記ヒートシンクの
片面を下金型、その反対の面の周囲の部分とねじ穴を設
けた前記外部端子の表面を同時に上金型に接触させるこ
とによりトランスファーモールドを行い、樹脂封止を行
った半導体装置。
【請求項１２】請求項１において、前記外部端子板を折
曲げることにより、ねじ穴の軸方向に変形するばね部分
を設けた半導体装置。