JPH0966334A - 半導体パッケージ用放熱板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 設備及び製造に要するコスト増を招かずに生
産性に優れる半導体パッケージ用放熱板の製造方法を提
供することにある。 【解決手段】 厚板部の寸法に応じた凹部を外周面に配
置した第１の圧延ロールと、平坦な外周面を有する第２
の圧延ロールとの間に平板素材を挟持し、第１の圧延ロ
ールと第２の圧延ロールを回転させて平板素材を圧延し
て一方の面に凹部に基づく凸状の厚板部を断続的に有す
る圧延成形材を形成し、圧延によって厚板部が断続的に
形成された圧延成形材にプレス加工を施すことにより所
定の寸法にした後、厚板部の周囲に薄板部を残して打ち
抜く打ち抜き加工を施すようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体パッケージ用
放熱板の製造方法に関し、ロール圧延されることにより
連続的に凸状の厚板部が成形された圧延成形材の必要部
分を打抜き加工で打ち抜くことによって生産性を向上さ
せた半導体パッケージ用放熱板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来技術】近年、集積回路（ＩＣ）や、大規模集積回
路（ＬＳＩ）の高集積化、高速化、及び高出力化が進む
に従い、半導体チップの発熱が問題となっており、発熱
性を考慮した種々の半導体パッケージ構造が提案されて
いる。

【０００３】図５は、従来の半導体パッケージの断面図
を示し、半導体チップ１５を固定する放熱板１と、放熱
板１に接着固定され、ボンディングワイヤ１６によって
半導体チップ１５と電気的に接続されたリード１７とを
有し、放熱板１、半導体チップ１５、ボンディングワイ
ヤ１６、及びリード１７をモールド樹脂１８によって一
体的に成形して構成されている。

【０００４】この中で、半導体チップ１５の放熱を促す
放熱板１には熱伝導性に優れる銅、銅合金、或いはアル
ミニウム等が使用され、また、モールド樹脂との密着性
を考慮して表面にめっきを施して使用されることが多
い。

【０００５】図５(a) は、半導体チップ１５及びリード
１７の下部に放熱板１を有するパッケージ構造で、２Ｗ
程度までの半導体チップの発熱に対応可能である。(b)
はモールド樹脂１８の表面に凸状断面を有する放熱板１
の放熱面２２を露出させたパッケージ構造で、(a) のパ
ッケージ構造に比べて発熱の許容量が大きく、５Ｗ程度
までの半導体チップの発熱に対応可能である。

【０００６】図５(c) は(b) の構造の放熱板１の放熱面
２２に放熱フィン１９を固定したパッケージ構造で、こ
のように放熱フィンを取り付けることによりパッケージ
の放熱性がより高められ、１０Ｗ以上の半導体チップの
発熱に対応することができる。

【０００７】図６は、図５(b) 、(c) においてパッケー
ジされる凸状断面を有する放熱板１の斜視図を示し、放
熱面を有する厚板部２０と、厚板部２０より小なる厚み
を有する薄板部２１を厚板部２０の周囲に連続的に設け
た形状を有する。

【０００８】上記した図６に示す放熱板１の製造方法に
は、切削加工により個々に製作する方法の他に、周面に
沿って複数の凹部を有する圧延ロールによって板状部材
を圧延する特開平５−１１５９３８号に開示される方法
が本出願人によって提案されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の半導体
パッケージ用放熱板の製造方法によると、厚板部の周囲
に薄板部を圧延によって形成するのに大きな加工荷重を
要し、大型のプレス装置が必要となる。一般に加工荷重
の大きいプレス装置は加工速度が低いため、放熱板を連
続的に高速で製造することが困難である。従って、本発
明の目的は、設備及び製造に要するコスト増を招かずに
生産性に優れる半導体パッケージ用放熱板の製造方法を
提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は設備及び製造に
要するコスト増を招かずに優れた生産性を付与するた
め、厚板部の寸法に応じた凹部を所定の間隔で外周面に
配置した第１の圧延ロールと、平坦な外周面を有する第
２の圧延ロールとの間に平板素材を挟持し、第１の圧延
ロールと第２の圧延ロールを回転させて平板素材を圧延
することにより一方の面に凹部に基づく凸状の厚板部を
断続的に有する圧延成形材を形成し、圧延によって厚板
部が断続的に形成された圧延成形材にプレス加工を施す
ことにより所定の寸法にした後、厚板部の周囲に薄板部
を残して打ち抜く打ち抜き加工を施すようにした半導体
パッケージ用放熱板の製造方法を提供する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の半導体パッケージ
用放熱板の製造方法を、図面を参照しつつ詳細に説明す
る。

【００１２】図１は、本発明における半導体パッケージ
用放熱板の製造装置の一形態例を示し、外周面に厚板部
の寸法に準じた凹部１Ｂが所定の間隔で配置された型ロ
ール２と、平坦な外周面を有する平ロール３の間に矢印
Ａ方向から挿入される銅、銅合金、或いはアルミニウム
等で構成される平板素材４は、ロール２，３の回転ａ，
ｂによって圧延され、型ロール２に接する表面に凹部１
Ｂによって厚板部５が形成される。

【００１３】一方、凹部１の間に設けられた平坦部１Ａ
は、圧延によって厚板部５との間に連続した薄板部６を
形成する。このロール２，３による圧延によって厚板部
５が形成される位置には平板素材４の塑性変形によって
幅方向に拡張部７が形成され、拡張部７を伴って凸状に
形成された厚板部５と薄板部６とが連続的に設けられた
圧延成形材８が形成される。

【００１４】モールド樹脂との密着性を高めるために放
熱板１の表面をめっき加工する場合には、上記した圧延
成形材８にめっき処理を施しても良い。この場合、連続
した厚板部５及び薄板部６にめっき処理が可能であるこ
とからめっきに要する手間とコストが低減される。

【００１５】図２は、圧延成形材８から放熱板１を打ち
抜く打抜き工程において、圧延成形材８の長さ方向にお
ける断面図を示し、下金型９に載置された圧延成形材８
を厚板部５の形状に準じた凹部１０を有する上金型１１
で上方から下方に向かって打ち抜くことにより拡張部７
が所定の寸法で切断される。このとき、厚板部５は凹部
１０によって保持されることにより、打ち抜かれる放熱
板１の放熱面及び裏面の変形が防止される。

【００１６】また、図１における圧延成形材８の製造工
程において、圧延条件により、薄板部６の圧延工程から
厚板部５及び拡張部７の圧延工程にかけて板厚方向に若
干の曲がりや、厚板部５の裏面に凹みが生じることがあ
る。図３は、拡張部７及び厚板部５を同時にプレスする
整形金型１２を示し、平板１３に載置された圧延成形材
８を整形金型１２で比較的小さな加工荷重でプレスする
ことによって上記した曲がりや、凹みを整形し、この後
打ち抜くことにより厚板部５及び薄板部６の加工精度を
高めることができる。また、変形を生じやすい部分に限
ってプレスによる整形を施しても差し支えない。

【００１７】更に、前述した圧延成形材８の曲がり、凹
みを整形する整形工程を経たのち、放熱板１を打ち抜く
工程を同一のプレス装置で行っても良い。

【００１８】以下に、上記した半導体パッケージ用放熱
板の製造方法を、具体的な数値を列挙しつつ説明する。

【００１９】まず、図１に示す型ロール２及び平ロール
３によって、板厚１．６３mm、幅２８mmの無酸素銅焼鈍
材を圧延し、薄板部の板厚が０．８mmで厚板部の板厚が
１．６mm、寸法が２０×２０mmである圧延成形材８を製
造した。圧延成形材８の全幅は薄板部６において２８．
３mm、拡張部７において３２mmを有する。型ロール２の
凹部１Ｂは２０×２０mm、深さ０．８mmで、平坦部１Ａ
の間隔２５mmで隔てられており、凹部１Ｂの側面には若
干のテーパーが付けられている。

【００２０】この圧延成形材８を２分し、一方の表面に
厚さ２μｍのＮｉめっきを連続めっき装置によって施し
た。もう一方の圧延成形材８はそのままである。

【００２１】次に、図２に示す下金型９に上記した圧延
成形材８を載置し、上方より下方に向かって上金型１１
により打抜き加工を施し、厚板部５の周囲に２mmの薄板
部を残すように拡張部７を打ち抜いた。

【００２２】この打ち抜き加工によって薄板部６の板厚
０．８mm、厚板部５の板厚１．６mm、寸法２０×２０mm
で全幅２４mmの放熱板１を製造した。プレスによる打ち
抜き後では圧延成形材８で残存していた若干の板厚方向
の反りが略解消された。

【００２３】凹部１Ｂが１０．２×１０．２mm、深さ
０．８mmで形成され、間隔２５mmの平坦部１Ａで隔てら
れた型ロール２及び平ロール３によって板厚１．５mm、
全幅２８mmの無酸素銅焼鈍材を薄板部６の板厚が０．７
４mmとなるように圧延した。得られた圧延成形材８の全
幅は薄板部６において２８mm、拡張部７において３１mm
を有する。厚板部５では周囲の部分に若干の増肉が見ら
れ、中央が若干凹んだ状態であったが平均板厚は１．５
１mmであった。また、薄板部６ではエッジの部分に僅か
ではあるが波状の変形が生じていた。

【００２４】この圧延成形材８を図３に示す平板１３に
載置し、厚板部５に準ずる開口部の寸法が１０×１０m
m、深さが０．７mmで略直角の孔型を有する上金型１２
によってプレスして整形加工を施すことにより、薄板部
６の板厚０．７mm、厚板部５の板厚１．４mmとなるよう
に整形した。なお、薄板部６の加工範囲は厚板部５の周
囲８mm幅とした。

【００２５】この整形加工によって圧延成形材８におけ
る薄板部６のエッジに生じていた変形が無くなり、厚板
部５の中央の凹みも解消された。

【００２６】次に、整形加工を施された圧延成形材８
を、図２に示す下金型９に載置し、上方より下方に向か
って上金型１１により打抜き加工を施し、厚板部５の周
囲に７mmの薄板部を残すように拡張部７を打ち抜いた。

【００２７】この打ち抜き加工によって薄板部６の板厚
０．７mm、厚板部５の板厚１．４mm、寸法１０×１０mm
で全幅２４mmの放熱板１を製造した。

【００２８】図４は、下金型９及び上金型１１による圧
延成形材８の打抜き加工時に未切断部１４を設け、それ
以外の部分を切断した状態を示す。このように圧延成形
材８を打ち抜くことによって放熱板１がバラバラになる
ことが無く、後工程におけるハンドリング性が向上す
る。また、放熱板１の表面にめっきを施すにあたって作
業が容易になるとともにめっきの付着面積が拡大され
る。

【００２９】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の半導体パッ
ケージ用放熱板の製造方法によると、厚板部の寸法に応
じた凹部を所定の間隔で外周面に配置した第１の圧延ロ
ールと、平坦な外周面を有する第２の圧延ロールとの間
に平板素材を挟持し、第１の圧延ロールと第２の圧延ロ
ールを回転させて平板素材を圧延することにより一方の
面に凹部に基づく凸状の厚板部を断続的に有する圧延成
形材を形成し、圧延によって厚板部が断続的に形成され
た圧延成形材にプレス加工を施すことにより所定の寸法
にした後、厚板部の周囲に薄板部を残して打ち抜く打ち
抜き加工を施すようにしたため、設備及び製造に要する
コスト増を招かずに優れた生産性を付与することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における半導体パッケージ用放熱板の一
製造工程を示す斜視図である。

【図２】放熱板の打抜き加工を示す断面図である。

【図３】圧延成形材の整形工程を示す断面図である。

【図４】圧延成形材の他の打ち抜き方法を示す斜視図で
ある。

【図５】従来の半導体パッケージを示す断面図である。

【図６】従来の半導体パッケージ用放熱板の斜視図を示
す。

【符号の説明】 １ 放熱板 １Ａ 平坦部 １Ｂ 凹部 ２ 型ロール ３ 平ロール ４ 平板素材 ５，２０ 厚板部 ６，２１ 薄板部 ７ 拡張部 ８ 圧延成形材 ９ 下金型 １０ 凹部 １１ 上金型 １２ 整形金型 １３ 平板 １４ 未切断部 １５ 半導体チップ １６ ボンディングワイヤ １７ リード １８ モールド樹脂 １９ 放熱フィン ２２ 放熱面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 23/29 Ｈ０１Ｌ 23/36 Ａ (72)発明者 篠原 芳樹 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電線 株式会社土浦工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放熱面を有する厚板部と、前記厚板部の
   周囲に前記厚板部より小なる厚みを有する薄板部を設け
   た凸形断面形状を成し、モールド成形後、前記放熱面が
   モールド樹脂の表面に露出される半導体パッケージ用放
   熱板の製造方法において、 前記厚板部の寸法に応じた凹部を所定の間隔で外周面に
   配置した第１の圧延ロールと、平坦な外周面を有する第
   ２の圧延ロールとの間に平板素材を挟持し、 前記第１の圧延ロールと前記第２の圧延ロールを回転さ
   せて前記平板素材を圧延することにより一方の面に前記
   凹部に基づく凸状の前記厚板部を断続的に有する圧延成
   形材を形成し、 圧延によって前記厚板部が断続的に形成された前記圧延
   成形材にプレス加工を施すことにより所定の寸法にした
   後、前記厚板部の周囲に前記薄板部を残して打ち抜く打
   ち抜き加工を施すことを特徴とする半導体パッケージ用
   放熱板の製造方法。
2. 【請求項２】 前記プレス加工は前記圧延成形材の前記
   厚板部及び前記薄板部を同時に整形する請求項第１項記
   載の半導体パッケージ用放熱板の製造方法。
3. 【請求項３】 前記打ち抜き加工は、前記薄板部に未切
   断部を残すことにより部分的に打ち抜く請求項第２項記
   載の半導体パッケージ用放熱板の製造方法。