JPH0964248A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法Info
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- JPH0964248A JPH0964248A JP7218345A JP21834595A JPH0964248A JP H0964248 A JPH0964248 A JP H0964248A JP 7218345 A JP7218345 A JP 7218345A JP 21834595 A JP21834595 A JP 21834595A JP H0964248 A JPH0964248 A JP H0964248A
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- H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
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- 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)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱放散性と絶縁性に優れた半導体装置、すな
わち、放熱板との絶縁層を発熱素子から離れた位置に設
け、かつ、当該絶縁層を薄くすることが可能な半導体装
置及びその製造方法を提供する。 【構成】 金属基板１と、該金属基板１の表面が露出し
ている一方の主面１１に少なくとも１つの半導体チップ
３０が導電的に固着され、前記主面１１の当該半導体チ
ップ３０が固着されていない領域に第１の絶縁樹脂層１
３が設けられ、前記金属基板１の一方の主面１１に対向
する他方の主面１５に第２絶縁樹脂層１６が設けられ、
前記半導体チップ１とリード３６ａ、３６ｂ、３６ｃと
が電気的に接続され、前記金属基板１の半導体チップ３
０の固定部側の主面１１及び側面部がモールド樹脂３５
で封止されてなる半導体装置である。
わち、放熱板との絶縁層を発熱素子から離れた位置に設
け、かつ、当該絶縁層を薄くすることが可能な半導体装
置及びその製造方法を提供する。 【構成】 金属基板１と、該金属基板１の表面が露出し
ている一方の主面１１に少なくとも１つの半導体チップ
３０が導電的に固着され、前記主面１１の当該半導体チ
ップ３０が固着されていない領域に第１の絶縁樹脂層１
３が設けられ、前記金属基板１の一方の主面１１に対向
する他方の主面１５に第２絶縁樹脂層１６が設けられ、
前記半導体チップ１とリード３６ａ、３６ｂ、３６ｃと
が電気的に接続され、前記金属基板１の半導体チップ３
０の固定部側の主面１１及び側面部がモールド樹脂３５
で封止されてなる半導体装置である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、実装時の絶縁性がよ
く、かつ、放熱性のよい半導体装置及びその製造方法に
関し、特に、電子機器等の電源装置に使用される半導体
装置及びその製造方法に適用して有効な技術に関するも
のである。
く、かつ、放熱性のよい半導体装置及びその製造方法に
関し、特に、電子機器等の電源装置に使用される半導体
装置及びその製造方法に適用して有効な技術に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば、特開平３−３６７５３号
公報に記載されるように、半導体素子と、この半導体素
子を搭載する回路パターン形成固着されたプリント配線
板と、このプリント配線板の回路パターンの端部に接続
されるリード端子とを備え、前記プリント配線板とリー
ド端子の一部とが絶縁封止樹脂により樹脂封止され、前
記プリント配線板の厚みが、放熱板の取り付け時に放熱
板側の絶縁封止樹脂表面と半導体素子の搭載部との絶縁
距離を確保できるよう設定し、放熱板を取り付けた際に
モールド時のボイド、ピンホール等が生じても放熱板と
半導体素子の搭載部との絶縁距離を確保しながら放熱す
ることが可能な半導体装置が開示されている。
公報に記載されるように、半導体素子と、この半導体素
子を搭載する回路パターン形成固着されたプリント配線
板と、このプリント配線板の回路パターンの端部に接続
されるリード端子とを備え、前記プリント配線板とリー
ド端子の一部とが絶縁封止樹脂により樹脂封止され、前
記プリント配線板の厚みが、放熱板の取り付け時に放熱
板側の絶縁封止樹脂表面と半導体素子の搭載部との絶縁
距離を確保できるよう設定し、放熱板を取り付けた際に
モールド時のボイド、ピンホール等が生じても放熱板と
半導体素子の搭載部との絶縁距離を確保しながら放熱す
ることが可能な半導体装置が開示されている。
【０００３】また、特開昭６３−２７３３２４号公報に
記載されるように、放熱支持板上にパワートランジスタ
チップとモノリシックＩＣ基板とを固定し、樹脂で被覆
した半導体装置が開示されている。
記載されるように、放熱支持板上にパワートランジスタ
チップとモノリシックＩＣ基板とを固定し、樹脂で被覆
した半導体装置が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、前記従来
の技術を検討した結果、以下の問題点を見いだした。
の技術を検討した結果、以下の問題点を見いだした。
【０００５】モールド樹脂が絶縁層となるために、絶縁
性のみを重視するのであれば、絶縁層の厚さは厚いほど
良い。しかし、半導体素子（発熱素子）で発生した熱
は、この絶縁層を通過して放散されるために、厚い樹脂
層は放熱特性を悪化させることになる。従って、適度な
絶縁性を保ちつつ、極力薄い絶縁層を形成することが必
要である。
性のみを重視するのであれば、絶縁層の厚さは厚いほど
良い。しかし、半導体素子（発熱素子）で発生した熱
は、この絶縁層を通過して放散されるために、厚い樹脂
層は放熱特性を悪化させることになる。従って、適度な
絶縁性を保ちつつ、極力薄い絶縁層を形成することが必
要である。
【０００６】しかしながら、従来のモールド樹脂中に
は、熱伝導性を良くすること、熱膨張係数を下げること
等の目的で、無機質のフィラー材が混入されている。こ
のフィラー材は一般的には、平均粒径が５０μｍ程度、
最大粒径が１５０μｍ程度となっている。そこで、絶縁
樹脂層を薄くしようとすると、フィラー材によるレジン
のつまりを発生しやすくなり、ボイドとなって絶縁特性
を著しく悪化させる。
は、熱伝導性を良くすること、熱膨張係数を下げること
等の目的で、無機質のフィラー材が混入されている。こ
のフィラー材は一般的には、平均粒径が５０μｍ程度、
最大粒径が１５０μｍ程度となっている。そこで、絶縁
樹脂層を薄くしようとすると、フィラー材によるレジン
のつまりを発生しやすくなり、ボイドとなって絶縁特性
を著しく悪化させる。
【０００７】従って、前記特開平３−３６７５３号公報
に記載される半導体装置では、半導体素子全体をモール
ド樹脂で包み込むフルモールド方式あるため、モールド
樹脂を薄く形成することが難しく、半導体素子で発生し
た熱を効率良く放散することができなかった。すなわ
ち、放熱板の取り付け時に、放熱板側の絶縁封止樹脂表
面とプリント配線板（半導体素子基板）と絶縁距離（間
隔）を絶縁性を確保しながら小さくすることができなか
った。
に記載される半導体装置では、半導体素子全体をモール
ド樹脂で包み込むフルモールド方式あるため、モールド
樹脂を薄く形成することが難しく、半導体素子で発生し
た熱を効率良く放散することができなかった。すなわ
ち、放熱板の取り付け時に、放熱板側の絶縁封止樹脂表
面とプリント配線板（半導体素子基板）と絶縁距離（間
隔）を絶縁性を確保しながら小さくすることができなか
った。
【０００８】本発明の目的は、熱放散性と絶縁性に優れ
た半導体装置及びその製造方法を提供することにある。
た半導体装置及びその製造方法を提供することにある。
【０００９】本発明の他の目的は、放熱板との絶縁層を
発熱素子から離れた位置に設け、かつ、当該絶縁層を薄
くすることが可能な半導体装置及びその製造方法を提供
することにある。
発熱素子から離れた位置に設け、かつ、当該絶縁層を薄
くすることが可能な半導体装置及びその製造方法を提供
することにある。
【００１０】本発明の前記ならびにその他の目的及び新
規な特徴は、本明細書及び添付図面によって明らになる
であろう。
規な特徴は、本明細書及び添付図面によって明らになる
であろう。
【００１１】
【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略を簡単に説明すれば、以
下のとおりである。
発明のうち代表的なものの概略を簡単に説明すれば、以
下のとおりである。
【００１２】（１）金属基板と、該金属基板の表面が露
出している一方の主面に少なくとも１つの半導体チップ
が導電的に固着され、前記主面の当該半導体チップが固
着されていない領域に第１の絶縁樹脂層が設けられ、前
記金属基板の一方の主面に対向する他方の主面に第２絶
縁樹脂層が設けられ、前記半導体チップとリードとが電
気的に接続されてなる半導体装置である。
出している一方の主面に少なくとも１つの半導体チップ
が導電的に固着され、前記主面の当該半導体チップが固
着されていない領域に第１の絶縁樹脂層が設けられ、前
記金属基板の一方の主面に対向する他方の主面に第２絶
縁樹脂層が設けられ、前記半導体チップとリードとが電
気的に接続されてなる半導体装置である。
【００１３】（２）金属基板と、該金属基板の表面が露
出している一方の主面に少なくとも１つの半導体チップ
が導電的に固着されるとともに、前記主面上に第１絶縁
樹脂層を介して選択的に設けられた配線金属層上に受動
素子又は能動素子が導電的に固着され、前記金属基板上
の半導体チップ及び受動素子又は能動素子が固着されて
いない前記主面の前記半導体チップが固着されていない
領域に第１の絶縁樹脂層が設けられ、前記金属基板の主
面に対向する他方の主面に第２絶縁樹脂層が設けられ、
前記半導体チップとリードとが電気的に接続され、前記
金属基板の半導体チップ固定部側の主面及び側面部がモ
ールド樹脂で封止されてなる半導体装置である。
出している一方の主面に少なくとも１つの半導体チップ
が導電的に固着されるとともに、前記主面上に第１絶縁
樹脂層を介して選択的に設けられた配線金属層上に受動
素子又は能動素子が導電的に固着され、前記金属基板上
の半導体チップ及び受動素子又は能動素子が固着されて
いない前記主面の前記半導体チップが固着されていない
領域に第１の絶縁樹脂層が設けられ、前記金属基板の主
面に対向する他方の主面に第２絶縁樹脂層が設けられ、
前記半導体チップとリードとが電気的に接続され、前記
金属基板の半導体チップ固定部側の主面及び側面部がモ
ールド樹脂で封止されてなる半導体装置である。
【００１４】（３）金属基板と、該金属基板の表面が露
出している一方の主面に少なくとも１つの半導体チップ
が導電的に固着され、前記主面の前記半導体チップが固
着されていない領域に第１の絶縁樹脂層が設けられ、前
記主面上に第１絶縁樹脂層を介して選択的に設けられた
配線金属層上に受動素子又は能動素子が導電的に固着さ
れ、前記金属基板の主面に対向する他方の主面に第２絶
縁樹脂層が設けられ、前記半導体チップとリードとが電
気的に接続され、前記金属基板の半導体チップ固定部側
の主面がモールド樹脂で封止され、前記金属基板の半導
体チップ固定部側の主面及び側面部が樹脂ケースで封止
されてなる。
出している一方の主面に少なくとも１つの半導体チップ
が導電的に固着され、前記主面の前記半導体チップが固
着されていない領域に第１の絶縁樹脂層が設けられ、前
記主面上に第１絶縁樹脂層を介して選択的に設けられた
配線金属層上に受動素子又は能動素子が導電的に固着さ
れ、前記金属基板の主面に対向する他方の主面に第２絶
縁樹脂層が設けられ、前記半導体チップとリードとが電
気的に接続され、前記金属基板の半導体チップ固定部側
の主面がモールド樹脂で封止され、前記金属基板の半導
体チップ固定部側の主面及び側面部が樹脂ケースで封止
されてなる。
【００１５】（４）前記（１）乃至（３）のうちいずれ
か１つの半導体装置において、前記第２絶縁樹脂層は、
絶縁樹脂テープであり、組立前に金属基板にあらかじめ
設けられてなる。
か１つの半導体装置において、前記第２絶縁樹脂層は、
絶縁樹脂テープであり、組立前に金属基板にあらかじめ
設けられてなる。
【００１６】（５）前記（１）乃至（４）のうちいずれ
か１つの半導体装置において、前記金属基板の半導体チ
ップ固定部側の主面に前記第１絶縁樹脂層を介して配線
層が選択的に設けられ、前記金属基板の前記配線層が設
けられていない領域に第１絶縁樹脂層が形成されてな
る。
か１つの半導体装置において、前記金属基板の半導体チ
ップ固定部側の主面に前記第１絶縁樹脂層を介して配線
層が選択的に設けられ、前記金属基板の前記配線層が設
けられていない領域に第１絶縁樹脂層が形成されてな
る。
【００１７】（６）前記（１）乃至（５）のうちいずれ
か１つの半導体装置において、前記第２絶縁樹脂層の上
に金属層が設けられてなる。
か１つの半導体装置において、前記第２絶縁樹脂層の上
に金属層が設けられてなる。
【００１８】（７）前記（１）乃至（６）のうちいずれ
か１つの半導体装置において、前記金属基板の周辺面が
下方から上方に湾曲した面を有し、その湾曲面部によっ
て生じる金属基板下面の空隙部がモールド樹脂で封止さ
れてなる。
か１つの半導体装置において、前記金属基板の周辺面が
下方から上方に湾曲した面を有し、その湾曲面部によっ
て生じる金属基板下面の空隙部がモールド樹脂で封止さ
れてなる。
【００１９】（８）金属基板の一方の主面の半導体チッ
プが固着されない領域に第１の絶縁樹脂層を形成する工
程と、前記金属基板の一方の主面に対向する他方の主面
に第２絶縁樹脂層を形成する工程と、前記金属基板の表
面が露出している一方の主面に少なくとも１つの半導体
チップを導電的に固着する工程と、前記半導体チップと
リードとを電気的に接続する工程と、前記金属基板の半
導体チップ固定部側の主面及び側面部をモールド樹脂で
封止する工程を備えなる半導体装置の製造方法である。
プが固着されない領域に第１の絶縁樹脂層を形成する工
程と、前記金属基板の一方の主面に対向する他方の主面
に第２絶縁樹脂層を形成する工程と、前記金属基板の表
面が露出している一方の主面に少なくとも１つの半導体
チップを導電的に固着する工程と、前記半導体チップと
リードとを電気的に接続する工程と、前記金属基板の半
導体チップ固定部側の主面及び側面部をモールド樹脂で
封止する工程を備えなる半導体装置の製造方法である。
【００２０】（９）金属基板の一方の主面の半導体チッ
プが固着されない領域に第１の絶縁樹脂層を形成する工
程と、前記金属基板の一方の主面に対向する他方の主面
に第２絶縁樹脂層を形成する工程と、該金属基板の表面
が露出している一方の主面に少なくとも１つの半導体チ
ップを導電的に固着する工程と、前記主面上に第１絶縁
樹脂層を介して選択的に配線金属層を形成する工程と、
前記配線金属層上に受動素子又は能動素子を導電的に固
着する工程と、前記半導体チップとリードとを電気的に
接続する工程と、前記金属基板の半導体チップ固定部側
の主面及び側面部をモールド樹脂で封止する工程を備え
てなる半導体装置の製造方法である。
プが固着されない領域に第１の絶縁樹脂層を形成する工
程と、前記金属基板の一方の主面に対向する他方の主面
に第２絶縁樹脂層を形成する工程と、該金属基板の表面
が露出している一方の主面に少なくとも１つの半導体チ
ップを導電的に固着する工程と、前記主面上に第１絶縁
樹脂層を介して選択的に配線金属層を形成する工程と、
前記配線金属層上に受動素子又は能動素子を導電的に固
着する工程と、前記半導体チップとリードとを電気的に
接続する工程と、前記金属基板の半導体チップ固定部側
の主面及び側面部をモールド樹脂で封止する工程を備え
てなる半導体装置の製造方法である。
【００２１】（１０）金属基板の一方の主面の半導体チ
ップが固着されない領域に第１の絶縁樹脂層を形成する
工程と、前記金属基板の一方の主面に対向する他方の主
面に第２絶縁樹脂層を形成する工程と、該金属基板の表
面が露出している一方の主面に少なくとも１つの半導体
チップを導電的に固着する工程と、前記主面上に第１絶
縁樹脂層を介して選択的に配線金属層を形成する工程
と、前記配線金属層上に受動素子又は能動素子を導電的
に固着する工程と、前記半導体チップとリードとを電気
的に接続する工程と、前記金属基板の半導体チップ固定
部側の主面がモールド樹脂で封止する工程と、前記金属
基板の半導体チップ固定部側の主面及び側面部が樹脂ケ
ースで封止する工程を備えてなる半導体装置の製造方法
である。
ップが固着されない領域に第１の絶縁樹脂層を形成する
工程と、前記金属基板の一方の主面に対向する他方の主
面に第２絶縁樹脂層を形成する工程と、該金属基板の表
面が露出している一方の主面に少なくとも１つの半導体
チップを導電的に固着する工程と、前記主面上に第１絶
縁樹脂層を介して選択的に配線金属層を形成する工程
と、前記配線金属層上に受動素子又は能動素子を導電的
に固着する工程と、前記半導体チップとリードとを電気
的に接続する工程と、前記金属基板の半導体チップ固定
部側の主面がモールド樹脂で封止する工程と、前記金属
基板の半導体チップ固定部側の主面及び側面部が樹脂ケ
ースで封止する工程を備えてなる半導体装置の製造方法
である。
【００２２】
【作用】前述の手段によれば、半導体チップを金属基板
に直接固定し、かつ、放熱板の第２絶縁樹脂層の表面と
金属基板との間の絶縁距離（間隔）を絶縁性を確保しな
がら小さくすることにより、半導体チップで発生された
熱が金属基板と薄い第２絶縁樹脂層を通って放熱板に伝
導されるので、半導体装置の熱放散性と絶縁性を良好に
することができる。
に直接固定し、かつ、放熱板の第２絶縁樹脂層の表面と
金属基板との間の絶縁距離（間隔）を絶縁性を確保しな
がら小さくすることにより、半導体チップで発生された
熱が金属基板と薄い第２絶縁樹脂層を通って放熱板に伝
導されるので、半導体装置の熱放散性と絶縁性を良好に
することができる。
【００２３】また、前記第２絶縁樹脂層の上に金属層を
設けることにより、第２絶縁樹脂層と放熱板との熱伝導
をさらに良好にするので、半導体装置の熱放散性と絶縁
性をさらに良好にすることができる。
設けることにより、第２絶縁樹脂層と放熱板との熱伝導
をさらに良好にするので、半導体装置の熱放散性と絶縁
性をさらに良好にすることができる。
【００２４】また、金属基板の一方の主面の半導体チッ
プが固着されない領域に第１の絶縁樹脂層を、及び前記
金属基板の一方の主面に対向する他方の主面に第２絶縁
樹脂層をあらかじめ形成した後、前記金属基板の表面が
露出している一方の主面に少なくとも１つの半導体チッ
プを導電的に固着し、前記半導体チップとリードとを電
気的に接続し、前記金属基板の半導体チップ固定部側の
主面及び側面部をモールド樹脂で封止するので、放熱板
の取り付け時に、放熱板側の第２絶縁樹脂層の表面と金
属基板との間の絶縁距離（間隔）を絶縁性を確保しなが
ら小さくすることができる。これにより、熱放散性と絶
縁性に優れた半導体装置を得ることができる。
プが固着されない領域に第１の絶縁樹脂層を、及び前記
金属基板の一方の主面に対向する他方の主面に第２絶縁
樹脂層をあらかじめ形成した後、前記金属基板の表面が
露出している一方の主面に少なくとも１つの半導体チッ
プを導電的に固着し、前記半導体チップとリードとを電
気的に接続し、前記金属基板の半導体チップ固定部側の
主面及び側面部をモールド樹脂で封止するので、放熱板
の取り付け時に、放熱板側の第２絶縁樹脂層の表面と金
属基板との間の絶縁距離（間隔）を絶縁性を確保しなが
ら小さくすることができる。これにより、熱放散性と絶
縁性に優れた半導体装置を得ることができる。
【００２５】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明について実施
例ともに詳細に説明する。
例ともに詳細に説明する。
【００２６】実施例を説明するための全図において、同
一機能を有するものと同一符号を付け、その繰り返しの
説明は省略する。
一機能を有するものと同一符号を付け、その繰り返しの
説明は省略する。
【００２７】（実施例１）図１は本発明の半導体装置の
一実施例（実施例１）の封止樹脂の一部除去した状態の
上から見た平面図、図２は図１のＡ−Ａ’線で切った断
面図、図３は図１のＢ−Ｂ’線で切った断面図であり、
１は金属基板（例えばアルミニウム（Ａｌ）からな
る）、１０は回路基板、１１は金属基板１の一方の主
面、１２はめっき層（例えばニッケルめっき層からな
る）、１３は第１の絶縁樹脂層（例えばエポキシ系樹脂
からなる）、１４は金属配線層（例えば銅配線層からな
る）、１５は金属基板１の他方の主面、１６は第２の絶
縁樹脂層（例えばエポキシ系樹脂からなる）、１８は半
導体チップが搭載される領域、２０は半導体チップの電
極を取り出す電極端子領域、３０は半導体チップ、３１
ははんだ層（例えばＳｎ-５wt%Ｓｂからなる）、３４は
金属ワイヤ（例えば、アルミニウム（Ａｌ）からなるワ
イヤ）、３５はモールド樹脂（封止樹脂：レジン）、３
６ａ，３６ｂ，３６ｃはリード端子、５０は半導体装置
を放熱板（ヒートシンク）に固定するための固定用穴で
ある。
一実施例（実施例１）の封止樹脂の一部除去した状態の
上から見た平面図、図２は図１のＡ−Ａ’線で切った断
面図、図３は図１のＢ−Ｂ’線で切った断面図であり、
１は金属基板（例えばアルミニウム（Ａｌ）からな
る）、１０は回路基板、１１は金属基板１の一方の主
面、１２はめっき層（例えばニッケルめっき層からな
る）、１３は第１の絶縁樹脂層（例えばエポキシ系樹脂
からなる）、１４は金属配線層（例えば銅配線層からな
る）、１５は金属基板１の他方の主面、１６は第２の絶
縁樹脂層（例えばエポキシ系樹脂からなる）、１８は半
導体チップが搭載される領域、２０は半導体チップの電
極を取り出す電極端子領域、３０は半導体チップ、３１
ははんだ層（例えばＳｎ-５wt%Ｓｂからなる）、３４は
金属ワイヤ（例えば、アルミニウム（Ａｌ）からなるワ
イヤ）、３５はモールド樹脂（封止樹脂：レジン）、３
６ａ，３６ｂ，３６ｃはリード端子、５０は半導体装置
を放熱板（ヒートシンク）に固定するための固定用穴で
ある。
【００２８】本実施例１の半導体装置は、図１乃至図３
に示すように、回路基板１０の母材である金属基板１の
一方の主面１１上には、エポキシ系絶縁樹脂からなる第
１の絶縁樹脂層１３が設けられており、この第１の絶縁
樹脂層１３上の領域１８及び領域２０に開口部があり、
ここにめっき層１２が設けられ、めっき層１２上に第１
絶縁樹脂層１３を介して金属配線層１４が選択的に設け
られている。金属基板１の他方の主面１５上には、第２
の絶縁樹脂層１６が主面１５のほぼ全面にわたり設けら
れている。前記第２の絶縁樹脂層１６の厚さは７０〜２
００μｍであり、実用上７５μｍ程度が最も好ましい。
に示すように、回路基板１０の母材である金属基板１の
一方の主面１１上には、エポキシ系絶縁樹脂からなる第
１の絶縁樹脂層１３が設けられており、この第１の絶縁
樹脂層１３上の領域１８及び領域２０に開口部があり、
ここにめっき層１２が設けられ、めっき層１２上に第１
絶縁樹脂層１３を介して金属配線層１４が選択的に設け
られている。金属基板１の他方の主面１５上には、第２
の絶縁樹脂層１６が主面１５のほぼ全面にわたり設けら
れている。前記第２の絶縁樹脂層１６の厚さは７０〜２
００μｍであり、実用上７５μｍ程度が最も好ましい。
【００２９】前記半導体チップ３０が第１の絶縁樹脂層
１３上の領域１８に設けられているめっき層１２上には
んだ層３１で導電的に固着され、前記金属基板１の主面
１１の前記半導体チップ３０が固着されていない領域に
第１の絶縁樹脂層１３が設けられている。前記半導体チ
ップ３０とリード端子３６ａのリードとがめっき層１２
と金属基板１を介して電気的に接続され、前記金属基板
１の半導体チップ３０の固定部側の主面１１及び側面部
がモールド樹脂３５で封止されている。
１３上の領域１８に設けられているめっき層１２上には
んだ層３１で導電的に固着され、前記金属基板１の主面
１１の前記半導体チップ３０が固着されていない領域に
第１の絶縁樹脂層１３が設けられている。前記半導体チ
ップ３０とリード端子３６ａのリードとがめっき層１２
と金属基板１を介して電気的に接続され、前記金属基板
１の半導体チップ３０の固定部側の主面１１及び側面部
がモールド樹脂３５で封止されている。
【００３０】前記回路基板１０は、具体的には、例え
ば、厚さ１.５mm、面積１４mm×１７mmの金属基板１の
一方の主面１１上に、厚さ５μmのめっき層１２が設け
られ、めっき層１２上に厚さ３５μmの第１の絶縁樹脂
層１３を介して厚さ４５μmの金属配線層１４ｂ，１４
ｃが選択的に設けらている。第１の絶縁樹脂層１３と金
属配線層１４ｂ，１４ｃは、めっき層１２上の半導体チ
ップ３０が搭載される領域１８と主電流端子が取り付け
られる領域２０を避けて設けられている。
ば、厚さ１.５mm、面積１４mm×１７mmの金属基板１の
一方の主面１１上に、厚さ５μmのめっき層１２が設け
られ、めっき層１２上に厚さ３５μmの第１の絶縁樹脂
層１３を介して厚さ４５μmの金属配線層１４ｂ，１４
ｃが選択的に設けらている。第１の絶縁樹脂層１３と金
属配線層１４ｂ，１４ｃは、めっき層１２上の半導体チ
ップ３０が搭載される領域１８と主電流端子が取り付け
られる領域２０を避けて設けられている。
【００３１】次に、本実施例１の半導体装置の製造方法
について説明する。まず、金属基板１の一方の主面１１
上には、第１の絶縁樹脂層１３を形成する。この第１の
絶縁樹脂層１３上の領域１８及び領域２０に開口部を形
成する。これらの開口部にめっき層１２を形成する。こ
のめっき層１２上に第１絶縁樹脂層１３を介して金属配
線層１４が選択的に形成する。
について説明する。まず、金属基板１の一方の主面１１
上には、第１の絶縁樹脂層１３を形成する。この第１の
絶縁樹脂層１３上の領域１８及び領域２０に開口部を形
成する。これらの開口部にめっき層１２を形成する。こ
のめっき層１２上に第１絶縁樹脂層１３を介して金属配
線層１４が選択的に形成する。
【００３２】次に、金属基板１の一方の主面１１に対向
する他方の主面１５に第２の絶縁樹脂層１６が主面１５
のほぼ全面にわたり形成する。
する他方の主面１５に第２の絶縁樹脂層１６が主面１５
のほぼ全面にわたり形成する。
【００３３】次に、前記半導体チップ３０を第１の絶縁
樹脂層１３上の領域１８に設けられているめっき層１２
上にはんだ層３１で導電的に固着する。前記半導体チッ
プ３０とリード端子３６ａのリードとを金属ワイヤ３４
で電気的に接続し、前記金属基板１の半導体チップ３０
の固定部側の主面１１及び側面部をモールド樹脂３５で
封止して完了する。
樹脂層１３上の領域１８に設けられているめっき層１２
上にはんだ層３１で導電的に固着する。前記半導体チッ
プ３０とリード端子３６ａのリードとを金属ワイヤ３４
で電気的に接続し、前記金属基板１の半導体チップ３０
の固定部側の主面１１及び側面部をモールド樹脂３５で
封止して完了する。
【００３４】回路基板１０は、主面１１上に例えばニッ
ケルめっきを施してめっき層１２を形成し、めっき層１
２及び金属基板１の主面１５上にエポキシ系樹脂ペース
トを印刷塗布した後、金属（銅）箔を積層し、この積層
体を加圧下で約１５０℃のもとで加熱して樹脂ペースト
の硬化と金属基板（アルミニウム基板）１及び金属
（銅）箔の一体化を施し、主面１１側の金属（銅）箔に
選択化学エッチングを施して金属配線層（銅配線層）１
４を形成する。
ケルめっきを施してめっき層１２を形成し、めっき層１
２及び金属基板１の主面１５上にエポキシ系樹脂ペース
トを印刷塗布した後、金属（銅）箔を積層し、この積層
体を加圧下で約１５０℃のもとで加熱して樹脂ペースト
の硬化と金属基板（アルミニウム基板）１及び金属
（銅）箔の一体化を施し、主面１１側の金属（銅）箔に
選択化学エッチングを施して金属配線層（銅配線層）１
４を形成する。
【００３５】前記半導体チップ（例えば、ＭＯＳトラン
ジスタ，５mm×５mm）３０は、回路基板１０上のめっき
層１２上に例えばＳｎ-５wt%Ｓｂからなるはんだ層３１
により導電的に直接固着されている。このはんだ付け
は、回路基板１０上にマスク印刷法により、例えばＳｎ
-５wt%Ｓｂはんだペーストを印刷した後、２８０℃に加
熱して実施する。
ジスタ，５mm×５mm）３０は、回路基板１０上のめっき
層１２上に例えばＳｎ-５wt%Ｓｂからなるはんだ層３１
により導電的に直接固着されている。このはんだ付け
は、回路基板１０上にマスク印刷法により、例えばＳｎ
-５wt%Ｓｂはんだペーストを印刷した後、２８０℃に加
熱して実施する。
【００３６】前記第１の絶縁樹脂層１３上に選択形成さ
れた金属配線層（銅配線層）１４には、半導体チップ３
０から超音波ボンディングによって直径５０μmの金属
ワイヤ（Ａｌワイヤ）３４が取り付けられるとともに、
リード端子３６ｂ，３６ｃが前述と同様のはんだ付け
（はんだ層：図示を省略）により取り付けられている。
リード端子３６ｂと３６ｃは、それぞれＭＯＳトランジ
スタのソース及びゲートとなる。
れた金属配線層（銅配線層）１４には、半導体チップ３
０から超音波ボンディングによって直径５０μmの金属
ワイヤ（Ａｌワイヤ）３４が取り付けられるとともに、
リード端子３６ｂ，３６ｃが前述と同様のはんだ付け
（はんだ層：図示を省略）により取り付けられている。
リード端子３６ｂと３６ｃは、それぞれＭＯＳトランジ
スタのソース及びゲートとなる。
【００３７】また、めっき層１２上には、ドレイン端子
３６ａも同様のはんだ付けにより取付けられる（はんだ
層：図示を省略）。このようにして搭載された半導体チ
ップ３０は、例えばエポキシ系モールド樹脂３５のトラ
ンスファモールド法により外気から遮断される。この
際、金属基板（アルミニウム基板）１、第２の絶縁樹脂
層１６で構成される側面部も同時にモールド樹脂３５に
より被覆され、外気から遮断される。
３６ａも同様のはんだ付けにより取付けられる（はんだ
層：図示を省略）。このようにして搭載された半導体チ
ップ３０は、例えばエポキシ系モールド樹脂３５のトラ
ンスファモールド法により外気から遮断される。この
際、金属基板（アルミニウム基板）１、第２の絶縁樹脂
層１６で構成される側面部も同時にモールド樹脂３５に
より被覆され、外気から遮断される。
【００３８】ここで、前記半導体チップ３０を接地電位
から絶縁するための手段について詳細に検討する。
から絶縁するための手段について詳細に検討する。
【００３９】半導体チップ３０を接地電位から絶縁する
ためには、半導体チップ３０を封止した後に、（１）金
属板１をの表面を酸化させる絶縁膜を形成する、（２）
絶縁塗料を金属板１の表面に塗布する、（３）絶縁フィ
ルムを金属板の表面に貼り付る等の方法が考えられる。
ためには、半導体チップ３０を封止した後に、（１）金
属板１をの表面を酸化させる絶縁膜を形成する、（２）
絶縁塗料を金属板１の表面に塗布する、（３）絶縁フィ
ルムを金属板の表面に貼り付る等の方法が考えられる。
【００４０】前記（１）の方法においては、絶縁膜の厚
いものが形成できず、かつ、後の工程で簡単に傷がつき
やく、絶縁不良をおこしやすい。
いものが形成できず、かつ、後の工程で簡単に傷がつき
やく、絶縁不良をおこしやすい。
【００４１】また、（２）の方法においては、絶縁塗料
による塗布膜は、均一な膜厚を形成することが難しく、
そして、塗布中に含まれているシンナー剤の蒸発過程で
ピンホールを発生しやすい。このため熱伝導性の悪化や
絶縁不良をおこしやすいという問題がある。
による塗布膜は、均一な膜厚を形成することが難しく、
そして、塗布中に含まれているシンナー剤の蒸発過程で
ピンホールを発生しやすい。このため熱伝導性の悪化や
絶縁不良をおこしやすいという問題がある。
【００４２】また、（３）の方法では、絶縁フィルムは
張り付けの過程でフィルムと金属板の間に空気を巻き込
み、熱伝導を妨げる。これを防止するためには、絶縁フ
ィルムの張り付け過程で、加熱しながらプレスを掛るこ
とが必要であり、このことは組立の済んでいない半導体
素子に大きな熱的、機械的ストレスを与えることにな
り、半導体素子の品質低下をもたらすいう問題がある。
張り付けの過程でフィルムと金属板の間に空気を巻き込
み、熱伝導を妨げる。これを防止するためには、絶縁フ
ィルムの張り付け過程で、加熱しながらプレスを掛るこ
とが必要であり、このことは組立の済んでいない半導体
素子に大きな熱的、機械的ストレスを与えることにな
り、半導体素子の品質低下をもたらすいう問題がある。
【００４３】しかしながら、本発明の方法によれば、金
属基板１に欠陥のない絶縁樹脂フィルからなる第２の絶
縁樹脂層１６を接着する際には、半導体チップ（発熱素
子）３０は搭載されていないので、熱的ストレス及び機
械的ストレスは、半導体素子基板３０に与えることがな
い。また、第２の絶縁樹脂層１６は無欠陥の絶縁樹脂フ
ィルからなっているので、絶縁不良をおこすことがな
い。また、第２の絶縁樹脂層１６の厚さは、モールド樹
脂で形成する場合より更に薄いものが選択可能であり、
放熱特性をより良好なものとすることができる。これに
より、前述した問題点を解決し、半導体チップ３０に悪
い影響を与えることなく、高放熱性で高絶縁性の半導体
装置を得ることができる。
属基板１に欠陥のない絶縁樹脂フィルからなる第２の絶
縁樹脂層１６を接着する際には、半導体チップ（発熱素
子）３０は搭載されていないので、熱的ストレス及び機
械的ストレスは、半導体素子基板３０に与えることがな
い。また、第２の絶縁樹脂層１６は無欠陥の絶縁樹脂フ
ィルからなっているので、絶縁不良をおこすことがな
い。また、第２の絶縁樹脂層１６の厚さは、モールド樹
脂で形成する場合より更に薄いものが選択可能であり、
放熱特性をより良好なものとすることができる。これに
より、前述した問題点を解決し、半導体チップ３０に悪
い影響を与えることなく、高放熱性で高絶縁性の半導体
装置を得ることができる。
【００４４】すなわち、金属基板１の一方の主面１１に
対向する他方の主面１５にあらかじめ欠陥のない絶縁樹
脂フィルからなる第２の絶縁樹脂層１６を設けることに
より、放熱板４０（図１８）の取り付け時に、放熱板４
０（図１８）側の第２絶縁樹脂層１６の表面と金属基板
１との間の絶縁距離（間隔）を絶縁性を確保しながら小
さくすることができるので、放熱板４０（図１８）との
第２の絶縁樹脂層１６を半導体チップ（発熱素子）３０
から離れた位置に設け、かつ、第２の絶縁樹脂層１６を
薄くすることができるので、熱放散性と絶縁性に優れた
半導体装置を得ることができる。
対向する他方の主面１５にあらかじめ欠陥のない絶縁樹
脂フィルからなる第２の絶縁樹脂層１６を設けることに
より、放熱板４０（図１８）の取り付け時に、放熱板４
０（図１８）側の第２絶縁樹脂層１６の表面と金属基板
１との間の絶縁距離（間隔）を絶縁性を確保しながら小
さくすることができるので、放熱板４０（図１８）との
第２の絶縁樹脂層１６を半導体チップ（発熱素子）３０
から離れた位置に設け、かつ、第２の絶縁樹脂層１６を
薄くすることができるので、熱放散性と絶縁性に優れた
半導体装置を得ることができる。
【００４５】（実施例２）図４は本発明の半導体装置の
他の実施例（実施例２）の封止樹脂の一部を除去した状
態の上から見た平面図、図５は図４のＡ−Ａ’線で切っ
た断面図、図６は図４のＢ−Ｂ’線で切った断面図であ
り、１７は銅（Ｃｕ）からなる金属層である。
他の実施例（実施例２）の封止樹脂の一部を除去した状
態の上から見た平面図、図５は図４のＡ−Ａ’線で切っ
た断面図、図６は図４のＢ−Ｂ’線で切った断面図であ
り、１７は銅（Ｃｕ）からなる金属層である。
【００４６】本実施例２の半導体装置は、図４乃至図６
に示すように、前記実施例１の第２絶縁樹脂層１６の放
熱板４０（図１８）側の表面に銅（Ｃｕ）からなる金属
層１７を設けて、第２絶縁樹脂層１６と放熱板４０（図
１８）間の熱伝導をさらに良くしたものである。
に示すように、前記実施例１の第２絶縁樹脂層１６の放
熱板４０（図１８）側の表面に銅（Ｃｕ）からなる金属
層１７を設けて、第２絶縁樹脂層１６と放熱板４０（図
１８）間の熱伝導をさらに良くしたものである。
【００４７】（実施例３）図７は本発明の半導体装置の
他の実施例（実施例３）の封止樹脂の一部を除去した状
態の上から見た平面図、図８は図７のＡ−Ａ’線で切っ
た断面図、図９は図７のＢ−Ｂ’線で切った断面図であ
り、１９は第１の絶縁樹脂層１３上の受動素子又は能動
素子を搭載する領域、３２は受動素子又は能動素子であ
る。
他の実施例（実施例３）の封止樹脂の一部を除去した状
態の上から見た平面図、図８は図７のＡ−Ａ’線で切っ
た断面図、図９は図７のＢ−Ｂ’線で切った断面図であ
り、１９は第１の絶縁樹脂層１３上の受動素子又は能動
素子を搭載する領域、３２は受動素子又は能動素子であ
る。
【００４８】本実施例３の半導体装置は、前記実施例１
の半導体装置の発熱素子として半導体チップもしくは半
導体装置及びそれを制御するための回路を搭載したもの
である。
の半導体装置の発熱素子として半導体チップもしくは半
導体装置及びそれを制御するための回路を搭載したもの
である。
【００４９】本実施例３における半導体チップもしくは
半導体装置及びそれを制御するための回路を搭載するた
めの回路基板１０について説明する。
半導体装置及びそれを制御するための回路を搭載するた
めの回路基板１０について説明する。
【００５０】本実施例３の回路基板１０は、図８乃至図
９に示すように、厚さ１.５mm、面積２０mm×２５mmの
アルミニウム基板１の一方の主面１１上に、厚さ５μm
のめっき層（ニッケルめっき層）１２が形成され、めっ
き層１２上に厚さ８０μmのエポキシ系樹脂からなる第
１の絶縁樹脂層１３を介して厚さ３５μmの金属（配線
層（銅配線層）１４が選択的に形成されている。
９に示すように、厚さ１.５mm、面積２０mm×２５mmの
アルミニウム基板１の一方の主面１１上に、厚さ５μm
のめっき層（ニッケルめっき層）１２が形成され、めっ
き層１２上に厚さ８０μmのエポキシ系樹脂からなる第
１の絶縁樹脂層１３を介して厚さ３５μmの金属（配線
層（銅配線層）１４が選択的に形成されている。
【００５１】前記回路基板１０は、前記主面１１上に、
例えば、ニッケルめっきを施してめっき層１２を形成
し、めっき層１２及び主面１５上にエポキシ系樹脂ペー
ストを印刷塗布した後、銅箔を積層し、この積層体を加
圧下で約１５０℃のもとで加熱して樹脂ペーストの硬化
とアルミニウムからなる金属基板１及び銅箔の一体化を
施し、主面１１側の銅箔に選択化学エッチングを施して
銅配線層１４を形成したものである。
例えば、ニッケルめっきを施してめっき層１２を形成
し、めっき層１２及び主面１５上にエポキシ系樹脂ペー
ストを印刷塗布した後、銅箔を積層し、この積層体を加
圧下で約１５０℃のもとで加熱して樹脂ペーストの硬化
とアルミニウムからなる金属基板１及び銅箔の一体化を
施し、主面１１側の銅箔に選択化学エッチングを施して
銅配線層１４を形成したものである。
【００５２】次に、この回路基板１０を用いて、半導体
装置を作製する。半導体素子基体(例えばＭＯＳトラン
ジスタ，５mm×５mm)３０は、めっき層１２上にＳｎ-５
wt%Ｓｂからなるはんだ層３１により導電的に直接固着
されている。このはんだ付けは、回路基板１０上にマス
ク印刷法によりＳｎ-５wt%Ｓｂからなるはんだペースト
を印刷した後、２８０℃に加熱して実施する。
装置を作製する。半導体素子基体(例えばＭＯＳトラン
ジスタ，５mm×５mm)３０は、めっき層１２上にＳｎ-５
wt%Ｓｂからなるはんだ層３１により導電的に直接固着
されている。このはんだ付けは、回路基板１０上にマス
ク印刷法によりＳｎ-５wt%Ｓｂからなるはんだペースト
を印刷した後、２８０℃に加熱して実施する。
【００５３】絶縁樹脂層１３上に選択形成された銅配線
層１４には、受動素子(抵抗及びコンデンサ)及びＭＰＡ
Ｋトランジスタ３２がはんだ層３１と同材質の印刷ペー
ストを用いるとともに同様の熱処理を施してはんだ付け
(図示を省略)する。
層１４には、受動素子(抵抗及びコンデンサ)及びＭＰＡ
Ｋトランジスタ３２がはんだ層３１と同材質の印刷ペー
ストを用いるとともに同様の熱処理を施してはんだ付け
(図示を省略)する。
【００５４】次いで、半導体素子基体３０と銅配線層１
４の間に、直径５０μmのアルミニウム（Ａｌ）ワイヤ
からなる金属ワイヤ３４による超音波ボンディングを施
し、電気結線を行う。
４の間に、直径５０μmのアルミニウム（Ａｌ）ワイヤ
からなる金属ワイヤ３４による超音波ボンディングを施
し、電気結線を行う。
【００５５】また、銅配線層からなる金属配線１４には
主として信号を扱う端子３６ｂ及び３６ｃが設けられ、
そして、めっき層１２上には主電流を扱うドレイン端子
３６ａが、はんだ層３１と同材質の印刷ペーストを用い
るとともに同様の熱処理を施して取り付けられる(はん
だ層：図示を省略)。
主として信号を扱う端子３６ｂ及び３６ｃが設けられ、
そして、めっき層１２上には主電流を扱うドレイン端子
３６ａが、はんだ層３１と同材質の印刷ペーストを用い
るとともに同様の熱処理を施して取り付けられる(はん
だ層：図示を省略)。
【００５６】このようにして搭載された半導体チップ３
０、受動素子(抵抗及びコンデンサ)及びＭＰＡＫトラン
ジスタ３２は、エポキシ系モールド樹脂３５のトランス
ファモールド法により外気から遮断される。この際、金
属基板１、絶縁樹脂層１６、及び金属層１７で構成され
る側面部も同時にモールド樹脂３５により被覆され、外
気から遮断される。
０、受動素子(抵抗及びコンデンサ)及びＭＰＡＫトラン
ジスタ３２は、エポキシ系モールド樹脂３５のトランス
ファモールド法により外気から遮断される。この際、金
属基板１、絶縁樹脂層１６、及び金属層１７で構成され
る側面部も同時にモールド樹脂３５により被覆され、外
気から遮断される。
【００５７】アルミニウム基板１の他方の主面１５上に
は、厚さ８０μmのエポキシ系樹脂からなる第２の層絶
縁樹脂層１６を介して銅からなる厚さ３５μmの金属層
１７が主面１５のほぼ全面にわたり形成されている。
は、厚さ８０μmのエポキシ系樹脂からなる第２の層絶
縁樹脂層１６を介して銅からなる厚さ３５μmの金属層
１７が主面１５のほぼ全面にわたり形成されている。
【００５８】（実施例４）図１０は本発明の半導体装置
の他の実施例（実施例４）の封止樹脂の一部を除去した
状態の上から見た平面図、図１１は図１０のＡ−Ａ’線
で切った断面図、図１２は図１０のＢ−Ｂ’線で切った
断面図であり、１７は金属層である。
の他の実施例（実施例４）の封止樹脂の一部を除去した
状態の上から見た平面図、図１１は図１０のＡ−Ａ’線
で切った断面図、図１２は図１０のＢ−Ｂ’線で切った
断面図であり、１７は金属層である。
【００５９】本実施例４の半導体装置は、図１０乃至図
１２に示すように、前記実施例３の第２絶縁樹脂層１６
の放熱板４０（図１８）側の表面に金属層１７を設け
て、第２絶縁樹脂層１６と放熱板４０（図１８）間の熱
伝導をさらに良くしたものである。
１２に示すように、前記実施例３の第２絶縁樹脂層１６
の放熱板４０（図１８）側の表面に金属層１７を設け
て、第２絶縁樹脂層１６と放熱板４０（図１８）間の熱
伝導をさらに良くしたものである。
【００６０】（実施例５）本発明の実施例５は、前記実
施例１において、改良された絶縁構造を有する回路基板
を用いた半導体装置である。
施例１において、改良された絶縁構造を有する回路基板
を用いた半導体装置である。
【００６１】図１３は本発明の実施例５の半導体装置の
絶縁構造を説明するための要部断面図である。本実施例
５の半導体装置の絶縁構造は、図１３に示すように、ア
ルミニウムからなる金属基板１の他方の主面１５側の端
部は、曲面構造（丸みを帯びた構造）になっており、絶
縁樹脂層１６もこれに追随して曲面構造（丸みを帯びた
構造）になっている。
絶縁構造を説明するための要部断面図である。本実施例
５の半導体装置の絶縁構造は、図１３に示すように、ア
ルミニウムからなる金属基板１の他方の主面１５側の端
部は、曲面構造（丸みを帯びた構造）になっており、絶
縁樹脂層１６もこれに追随して曲面構造（丸みを帯びた
構造）になっている。
【００６２】前記金属層１７は銅（Ｃｕ）からなり、絶
縁樹脂層１６の端部までは延長されておらず、絶縁樹脂
層１６より内周部に形成されている。このような形態
は、金属層１７を選択エッチングした後、アルミニウム
からなる金属基板１を打ち抜くことによって形成され
る。金属基板１、絶縁樹脂層１６、金属層１７で構成さ
れる側面部はモールド樹脂３５により被覆されている。
縁樹脂層１６の端部までは延長されておらず、絶縁樹脂
層１６より内周部に形成されている。このような形態
は、金属層１７を選択エッチングした後、アルミニウム
からなる金属基板１を打ち抜くことによって形成され
る。金属基板１、絶縁樹脂層１６、金属層１７で構成さ
れる側面部はモールド樹脂３５により被覆されている。
【００６３】この際、金属基板１と金属層１７の間に
は、大きな絶縁距離を設けることが可能である。アルミ
ニウムからなる金属基板１と金属層１７の間の絶縁耐圧
を確認したところ、本実施例５の半導体装置の場合は試
料数１００個中９８個が１５００Ｖ(実効値)以上を示し
た。これは、前記実施例１の半導体装置の場合の、１５
００Ｖ(実効値)以上を示す割合(試料数１００個中５２
個)に比べ、大幅な絶縁耐力の向上を示すものである。
は、大きな絶縁距離を設けることが可能である。アルミ
ニウムからなる金属基板１と金属層１７の間の絶縁耐圧
を確認したところ、本実施例５の半導体装置の場合は試
料数１００個中９８個が１５００Ｖ(実効値)以上を示し
た。これは、前記実施例１の半導体装置の場合の、１５
００Ｖ(実効値)以上を示す割合(試料数１００個中５２
個)に比べ、大幅な絶縁耐力の向上を示すものである。
【００６４】本発明において、主絶縁部の構造は上述ま
での内容にのみ限定されるものではない。例えば、図１
４に示すように、絶縁樹脂層１６や金属層１７が順次内
周領域に形成された場合、そして、図１４に示すように
モールド樹脂３５を延長して金属層１７にも被覆した場
合でもよい。
での内容にのみ限定されるものではない。例えば、図１
４に示すように、絶縁樹脂層１６や金属層１７が順次内
周領域に形成された場合、そして、図１４に示すように
モールド樹脂３５を延長して金属層１７にも被覆した場
合でもよい。
【００６５】前記本実施例１乃至５において、はんだ層
３１の材料は、上述した材質のものに限定されない。例
えば、Ｐｂ-５wt%Ｓｎ-１.５wt%Ａｇ、Ｐｂ-６０wt%Ｓ
ｎ、Ａｕ-２０wt%Ｓｎ、Ａｕ-１２wt%Ｇｅ等によっても
よい。この際、ペースト状の素材である必要はなく、例
えば、シート状の材料を被接着物間に介装して熱処理し
てもよい。
３１の材料は、上述した材質のものに限定されない。例
えば、Ｐｂ-５wt%Ｓｎ-１.５wt%Ａｇ、Ｐｂ-６０wt%Ｓ
ｎ、Ａｕ-２０wt%Ｓｎ、Ａｕ-１２wt%Ｇｅ等によっても
よい。この際、ペースト状の素材である必要はなく、例
えば、シート状の材料を被接着物間に介装して熱処理し
てもよい。
【００６６】また、半導体チップ３０を配線する金属ワ
イヤ３４はアルミニウム（Ａｌ）である必要はなく、例
えば、Ａｕワイヤ、Ｎｉワイヤの如きものであってもよ
い。
イヤ３４はアルミニウム（Ａｌ）である必要はなく、例
えば、Ａｕワイヤ、Ｎｉワイヤの如きものであってもよ
い。
【００６７】（実施例６）図１５は本発明の半導体装置
の他の実施例（実施例６）の封止樹脂の一部を除去した
状態の上から見た平面図、図１６は図１５のＡ−Ａ’線
で切った断面図、図１７は図１５のＢ−Ｂ’線で切った
断面図であり、１９は第１の絶縁樹脂層１３上の受動素
子又は能動素子を搭載する領域、３２は受動素子チップ
又は能動素子チップ、３７は樹脂ケースである。図１５
では３２は受動素子チップ又は能動素子チップ３２は省
略して図示していない。
の他の実施例（実施例６）の封止樹脂の一部を除去した
状態の上から見た平面図、図１６は図１５のＡ−Ａ’線
で切った断面図、図１７は図１５のＢ−Ｂ’線で切った
断面図であり、１９は第１の絶縁樹脂層１３上の受動素
子又は能動素子を搭載する領域、３２は受動素子チップ
又は能動素子チップ、３７は樹脂ケースである。図１５
では３２は受動素子チップ又は能動素子チップ３２は省
略して図示していない。
【００６８】本実施例６の半導体装置は、図１５乃至図
１７に示すように、前記実施例１と同様に、金属基板１
の表面が露出している一方の主面に１つの半導体チップ
３０がはんだ層３１で導電的に固着され、前記主面の前
記半導体チップ３０が固着されていない領域に第１の絶
縁樹脂層１３が設けられ、前記主面上に第１絶縁樹脂層
１３を介して選択的に設けられた配線金属層１４上に受
動素子又は能動素子３２が導電的に固着され、前記金属
基板１の主面に対向する他方の主面に第２絶縁樹脂層１
６が設けられ、前記半導体チップ３０とリード端子３６
ａ、３６ｂ及び３６ｃのそれぞれのリードとが電気的に
接続され、前記金属基板１の主面１１の半導体チップ３
０が搭載されている領域のみがモールド樹脂で封止さ
れ、前記金属基板１の半導体チップ固定部側の主面１１
及び側面部が樹脂ケース３７で封止されてなる。
１７に示すように、前記実施例１と同様に、金属基板１
の表面が露出している一方の主面に１つの半導体チップ
３０がはんだ層３１で導電的に固着され、前記主面の前
記半導体チップ３０が固着されていない領域に第１の絶
縁樹脂層１３が設けられ、前記主面上に第１絶縁樹脂層
１３を介して選択的に設けられた配線金属層１４上に受
動素子又は能動素子３２が導電的に固着され、前記金属
基板１の主面に対向する他方の主面に第２絶縁樹脂層１
６が設けられ、前記半導体チップ３０とリード端子３６
ａ、３６ｂ及び３６ｃのそれぞれのリードとが電気的に
接続され、前記金属基板１の主面１１の半導体チップ３
０が搭載されている領域のみがモールド樹脂で封止さ
れ、前記金属基板１の半導体チップ固定部側の主面１１
及び側面部が樹脂ケース３７で封止されてなる。
【００６９】図１８は本発明の半導体装置をマザーボー
ドに実装した一実施例の状態を示す斜視図であり、３８
は本発明の半導体装置、３９は半導体装置と放熱板（ヒ
ートシンク）とを固定するための固定用ねじ（ボル
ト）、４０は放熱板（ヒートシンク）、４１はマザーボ
ードである。
ドに実装した一実施例の状態を示す斜視図であり、３８
は本発明の半導体装置、３９は半導体装置と放熱板（ヒ
ートシンク）とを固定するための固定用ねじ（ボル
ト）、４０は放熱板（ヒートシンク）、４１はマザーボ
ードである。
【００７０】本発明の半導体装置は、例えば、図１８に
示すように、半導体装置３８と放熱板（ヒートシンク）
４０とを固定してマザーボード４１に実装される。
示すように、半導体装置３８と放熱板（ヒートシンク）
４０とを固定してマザーボード４１に実装される。
【００７１】以上、本発明を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し得
ることはいうまでもない。
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し得
ることはいうまでもない。
【００７２】
【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、以
下のとおりである。
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以
下のとおりである。
【００７３】（１）半導体チップを金属基板に直接固定
し、かつ、放熱板の第２絶縁樹脂層の表面と金属基板と
の間の絶縁距離（間隔）を絶縁性を確保しながら小さく
することにより、半導体チップで発生された熱が金属基
板と薄い第２絶縁樹脂層を通って放熱板に伝導されるの
で、半導体装置の熱放散性と絶縁性を良好にすることが
できる。
し、かつ、放熱板の第２絶縁樹脂層の表面と金属基板と
の間の絶縁距離（間隔）を絶縁性を確保しながら小さく
することにより、半導体チップで発生された熱が金属基
板と薄い第２絶縁樹脂層を通って放熱板に伝導されるの
で、半導体装置の熱放散性と絶縁性を良好にすることが
できる。
【００７４】（２）前記第２絶縁樹脂層の上に金属層を
設けることにより、第２絶縁樹脂層と放熱板との熱伝導
をさらに良好にするので、半導体装置の熱放散性と絶縁
性をさらに良好にすることができる。
設けることにより、第２絶縁樹脂層と放熱板との熱伝導
をさらに良好にするので、半導体装置の熱放散性と絶縁
性をさらに良好にすることができる。
【００７５】（３）金属基板の一方の主面の半導体チッ
プが固着されない領域に第１の絶縁樹脂層を、及び前記
金属基板の一方の主面に対向する他方の主面に第２絶縁
樹脂層をあらかじめ形成した後、前記金属基板の表面が
露出している一方の主面に少なくとも１つの半導体チッ
プを導電的に固着し、前記半導体チップとリードとを電
気的に接続し、前記金属基板の半導体チップ固定部側の
主面及び側面部をモールド樹脂で封止するので、放熱板
の取り付け時に、放熱板側の第２絶縁樹脂層の表面と金
属基板との間の絶縁距離（間隔）を絶縁性を確保しなが
ら小さくすることができる。これにより、熱放散性と絶
縁性に優れた半導体装置を得ることができる。
プが固着されない領域に第１の絶縁樹脂層を、及び前記
金属基板の一方の主面に対向する他方の主面に第２絶縁
樹脂層をあらかじめ形成した後、前記金属基板の表面が
露出している一方の主面に少なくとも１つの半導体チッ
プを導電的に固着し、前記半導体チップとリードとを電
気的に接続し、前記金属基板の半導体チップ固定部側の
主面及び側面部をモールド樹脂で封止するので、放熱板
の取り付け時に、放熱板側の第２絶縁樹脂層の表面と金
属基板との間の絶縁距離（間隔）を絶縁性を確保しなが
ら小さくすることができる。これにより、熱放散性と絶
縁性に優れた半導体装置を得ることができる。
【図１】図１は本発明の半導体装置の一実施例（実施例
１）の封止樹脂の一部除去した状態の上から見た平面図
である
１）の封止樹脂の一部除去した状態の上から見た平面図
である
【図２】図１のＡ−Ａ’線で切った断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ’線で切った断面図である。
【図４】本発明の半導体装置の他の実施例（実施例２）
の封止樹脂の一部を除去した状態の上から見た平面図で
ある。
の封止樹脂の一部を除去した状態の上から見た平面図で
ある。
【図５】図４のＡ−Ａ’線で切った断面図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ’線で切った断面図である。
【図７】本発明の半導体装置の他の実施例（実施例３）
の封止樹脂の一部を除去した状態の上から見た平面図で
ある。
の封止樹脂の一部を除去した状態の上から見た平面図で
ある。
【図８】図７のＡ−Ａ’線で切った断面図である。
【図９】図７のＢ−Ｂ’線で切った断面図である。
【図１０】本発明の半導体装置の他の実施例（実施例
４）の封止樹脂の一部を除去した状態の上から見た平面
図である。
４）の封止樹脂の一部を除去した状態の上から見た平面
図である。
【図１１】図１０のＡ−Ａ’線で切った断面図である。
【図１２】図１０のＢ−Ｂ’線で切った断面図である。
【図１３】本発明の実施例５の半導体装置の絶縁構造の
概略構成を示す要部断面図である。
概略構成を示す要部断面図である。
【図１４】本実施例５の半導体装置の絶縁構造の変形例
の概略構成を示す要部断面図である。
の概略構成を示す要部断面図である。
【図１５】本発明の半導体装置の他の実施例（実施例
６）の封止樹脂の一部を除去した状態の上から見た平面
図である。
６）の封止樹脂の一部を除去した状態の上から見た平面
図である。
【図１６】図１５のＡ−Ａ’線で切った断面図である。
【図１７】図１５のＢ−Ｂ’線で切った断面図である。
【図１８】本発明の半導体装置をマザーボードにの実装
した一実施例の状態を示す斜視図である。
した一実施例の状態を示す斜視図である。
１…金属基板、１０…回路基板、１１は金属基板の一方
の主面、１２はめっき層、１３…第１絶縁樹脂層、１４
…配線金属層、１６…第２絶縁樹脂層、１７…金属層、
１８…半導体チップが搭載される領域、１９…受動素子
もしくは能動素子が搭載される領域、２０…リード端子
が搭載される領域、３０…半導体チップ、３１…はんだ
層、３２…受動素子もしくは能動素子、３４…金属ワイ
ヤ、３５…モールド樹脂、３６ａ，３６ｂ，３６ｃ…リ
ード端子、３７…樹脂ケース、３８…半導体装置、３９
…固定用ねじ（ボルト）、４０…放熱板（ヒートシン
ク）、４１…マザーボード、１００…放熱板（ヒートシ
ンク）。
の主面、１２はめっき層、１３…第１絶縁樹脂層、１４
…配線金属層、１６…第２絶縁樹脂層、１７…金属層、
１８…半導体チップが搭載される領域、１９…受動素子
もしくは能動素子が搭載される領域、２０…リード端子
が搭載される領域、３０…半導体チップ、３１…はんだ
層、３２…受動素子もしくは能動素子、３４…金属ワイ
ヤ、３５…モールド樹脂、３６ａ，３６ｂ，３６ｃ…リ
ード端子、３７…樹脂ケース、３８…半導体装置、３９
…固定用ねじ（ボルト）、４０…放熱板（ヒートシン
ク）、４１…マザーボード、１００…放熱板（ヒートシ
ンク）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栗原 保敏 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 (72)発明者 岡田 亘右 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 (72)発明者 中嶋 浩一 埼玉県入間郡毛呂山町大字旭台15番地 日 立東部セミコンダクタ株式会社内
Claims (10)
- 【請求項１】 金属基板と、該金属基板の表面が露出し
ている一方の主面に少なくとも１つの半導体チップが導
電的に固着され、前記主面の当該半導体チップが固着さ
れていない領域に第１の絶縁樹脂層が設けられ、前記金
属基板の一方の主面に対向する他方の主面に第２絶縁樹
脂層が設けられ、前記半導体チップとリードとが電気的
に接続されてなることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 金属基板と、該金属基板の表面が露出し
ている一方の主面に少なくとも１つの半導体チップが導
電的に固着され、前記主面の前記半導体チップが固着さ
れていない領域に第１の絶縁樹脂層が設けられ、前記主
面上に第１絶縁樹脂層を介して選択的に設けられた配線
金属層上に受動素子又は能動素子が導電的に固着され、
前記金属基板の主面に対向する他方の主面に第２絶縁樹
脂層が設けられ、前記半導体チップとリードとが電気的
に接続され、前記金属基板の半導体チップ固定部側の主
面及び側面部がモールド樹脂で封止されてなることを特
徴とする半導体装置。 - 【請求項３】 金属基板と、該金属基板の表面が露出し
ている一方の主面に少なくとも１つの半導体チップが導
電的に固着され、前記主面の前記半導体チップが固着さ
れていない領域に第１の絶縁樹脂層が設けられ、前記主
面上に第１絶縁樹脂層を介して選択的に設けられた配線
金属層上に受動素子又は能動素子が導電的に固着され、
前記金属基板の主面に対向する他方の主面に第２絶縁樹
脂層が設けられ、前記半導体チップとリードとが電気的
に接続され、前記金属基板の半導体チップ固定部側の主
面がモールド樹脂で封止され、前記金属基板の半導体チ
ップ固定部側の主面及び側面部が樹脂ケースで封止され
てなることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項４】 前記第２絶縁樹脂層は、絶縁樹脂テープ
からなり、組立前に金属基板にあらかじめ設けられてい
るなることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか
１項に記載される半導体装置。 - 【請求項５】 前記金属基板の半導体チップ固定部側の
主面に前記第１絶縁樹脂層を介して配線層が選択的に設
けられ、前記金属基板の前記配線層が設けられていない
領域に第１絶縁樹脂層が形成されてなることを特徴とす
る請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載される半導
体装置。 - 【請求項６】 前記第２絶縁樹脂層の上に金属層が設け
られてなることを特徴とする請求項１乃至５のうちいず
れか１項に記載される半導体装置。 - 【請求項７】 前記金属基板の周辺面が下方から上方に
向けて湾曲しした面を有し、その湾曲面部によって生じ
る金属基板下面の空隙部がモールド樹脂で封止されてな
ることを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項
に記載される半導体装置。 - 【請求項８】 金属基板の一方の主面の半導体チップが
固着されない領域に第１の絶縁樹脂層を形成する工程
と、前記金属基板の一方の主面に対向する他方の主面に
第２絶縁樹脂層を形成する工程と、前記金属基板の表面
が露出している一方の主面に少なくとも１つの半導体チ
ップを導電的に固着する工程と、前記半導体チップとリ
ードとを電気的に接続する工程と、前記金属基板の半導
体チップ固定部側の主面及び側面部をモールド樹脂で封
止する工程を備えてなることを特徴とする半導体装置の
製造方法。 - 【請求項９】 金属基板の一方の主面の半導体チップが
固着されない領域に第１の絶縁樹脂層を形成する工程
と、前記金属基板の一方の主面に対向する他方の主面に
第２絶縁樹脂層を形成する工程と、該金属基板の表面が
露出している一方の主面に少なくとも１つの半導体チッ
プを導電的に固着する工程と、前記主面上に第１絶縁樹
脂層を介して選択的に配線金属層を形成する工程と、前
記配線金属層上に受動素子又は能動素子を導電的に固着
する工程と、前記半導体チップとリードとを電気的に接
続する工程と、前記金属基板の半導体チップ固定部側の
主面及び側面部をモールド樹脂で封止する工程を備えて
なることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項１０】 金属基板の一方の主面の半導体チップ
が固着されない領域に第１の絶縁樹脂層を形成する工程
と、前記金属基板の一方の主面に対向する他方の主面に
第２絶縁樹脂層を形成する工程と、該金属基板の表面が
露出している一方の主面に少なくとも１つの半導体チッ
プを導電的に固着する工程と、前記主面上に第１絶縁樹
脂層を介して選択的に配線金属層を形成する工程と、前
記配線金属層上に受動素子又は能動素子を導電的に固着
する工程と、前記半導体チップとリードとを電気的に接
続する工程と、前記金属基板の半導体チップ固定部側の
主面がモールド樹脂で封止する工程と、前記金属基板の
半導体チップ固定部側の主面及び側面部が樹脂ケースで
封止する工程を備えてなることを特徴とする半導体装置
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21834595A JP3544757B2 (ja) | 1995-08-28 | 1995-08-28 | 半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21834595A JP3544757B2 (ja) | 1995-08-28 | 1995-08-28 | 半導体装置及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0964248A true JPH0964248A (ja) | 1997-03-07 |
| JP3544757B2 JP3544757B2 (ja) | 2004-07-21 |
Family
ID=16718423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21834595A Expired - Fee Related JP3544757B2 (ja) | 1995-08-28 | 1995-08-28 | 半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3544757B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002314004A (ja) * | 2001-04-17 | 2002-10-25 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 樹脂封止型半導体装置用金属ベース絶縁基板とそれを用いた樹脂封止型半導体装置の製造方法 |
| JP2003017631A (ja) * | 2001-06-28 | 2003-01-17 | Sanyo Electric Co Ltd | 混成集積回路装置およびその製造方法 |
| US7151311B2 (en) | 2002-11-11 | 2006-12-19 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Mold resin-sealed power semiconductor device having insulating resin layer fixed on bottom surface of heat sink and metal layer on the resin layer |
| WO2012081434A1 (ja) * | 2010-12-16 | 2012-06-21 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置 |
| JP2013051357A (ja) * | 2011-08-31 | 2013-03-14 | Sanken Electric Co Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
| JP2014138165A (ja) * | 2013-01-18 | 2014-07-28 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | 半導体装置 |
| JP2015097258A (ja) * | 2013-10-11 | 2015-05-21 | 大日本印刷株式会社 | パワーモジュール用金属配線付基板、パワーモジュール及びパワーモジュール用基板、並びにパワーモジュール用金属配線付基板の製造方法 |
| WO2015151686A1 (ja) * | 2014-04-04 | 2015-10-08 | シャープ株式会社 | 発光装置用基板、及び、発光装置 |
| US9978662B2 (en) | 2013-09-11 | 2018-05-22 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor device and manufacturing method for same |
| CN117083877A (zh) * | 2021-03-29 | 2023-11-17 | 株式会社电装 | 电子装置以及功率模块 |
| CN117153701A (zh) * | 2023-09-18 | 2023-12-01 | 合肥钧联汽车电子有限公司 | 一种功率半导体模块封装结构及其封装工艺、封装装置 |
-
1995
- 1995-08-28 JP JP21834595A patent/JP3544757B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2013051357A (ja) * | 2011-08-31 | 2013-03-14 | Sanken Electric Co Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
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| US9978662B2 (en) | 2013-09-11 | 2018-05-22 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor device and manufacturing method for same |
| JP2015097258A (ja) * | 2013-10-11 | 2015-05-21 | 大日本印刷株式会社 | パワーモジュール用金属配線付基板、パワーモジュール及びパワーモジュール用基板、並びにパワーモジュール用金属配線付基板の製造方法 |
| JPWO2015151686A1 (ja) * | 2014-04-04 | 2017-04-13 | シャープ株式会社 | 発光装置用基板の製造方法、発光装置の製造方法、及び照明装置の製造方法 |
| WO2015151686A1 (ja) * | 2014-04-04 | 2015-10-08 | シャープ株式会社 | 発光装置用基板、及び、発光装置 |
| WO2016047181A1 (ja) * | 2014-09-25 | 2016-03-31 | 大日本印刷株式会社 | パワーモジュール用金属配線付基板、パワーモジュール及びパワーモジュール用基板、並びにパワーモジュール用金属配線付基板の製造方法 |
| CN117083877A (zh) * | 2021-03-29 | 2023-11-17 | 株式会社电装 | 电子装置以及功率模块 |
| CN117153701A (zh) * | 2023-09-18 | 2023-12-01 | 合肥钧联汽车电子有限公司 | 一种功率半导体模块封装结构及其封装工艺、封装装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3544757B2 (ja) | 2004-07-21 |
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