JPH1050908A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体パッケージのヒートシンクと放熱フ
ィンとをビス止めにより常に良好な電気的な導通状態が
得られるようにすることのできる半導体装置を提供す
る。 【解決手段】モールド樹脂封止された半導体パッケージ
の一面には、放熱板を露出させ、該放熱板を放熱フィン
にビス５０でビス止めにより密着固定するためのビス穴
部２１をモールド樹脂部分に備えた半導体装置におい
て、前記放熱板に連通するリードフレームの一部分が前
記ビス穴部２１の側面に沿って導出され、その先端部が
前記ビス穴部２１周辺の封止樹脂表面上に配置されたコ
ンタクト端子３２を有することを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に係
り、特にモールド樹脂封止された半導体パッケージの一
面に半導体素子が実装された放熱板を露出させ、該放熱
板を放熱フィンに密着させるようにモールド樹脂部分を
ビス止めにより固定する半導体装置の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＴＶ、ＨＤＴＶ等のビデオ出力回路をデ
ィスクリート部品で集積化したビデオパック（商品名）
なる半導体装置が本願出願人において商品化されてい
る。図３、図４はこの半導体装置の一例を示したもので
ある。リードフレームは、複数のリード１を含む枠体２
からなる第１の部材と、板厚がリード１より厚い放熱板
３からなる第２の部材が個別に製造され、第１の部材に
放熱板３からなる第２の部材を４カ所の取付部４でカシ
メることにより一体化したものである。リード１の先端
が金属製の放熱板３の上を延在することから、両者間に
は約０．５ｍｍ程度のすき間が設けられ電気的絶縁が保
たれている。

【０００３】そして、表面に能動、受動素子とこれらを
接続する回路導体および外部接続用パッドとを予め形成
したセラミック基板５を放熱板３上に固定し、前記パッ
ドとリード１とを金属細線でワイヤボンドし,さらに必
要に応じてグランドを取るために放熱板上にワイヤーボ
ンディングを行った後、放熱板３表面を露出させるよう
に、図示一点鎖線７近傍の位置までの主要部分を熱硬化
性樹脂８で封止するものである。

【０００４】かかる、半導体装置は、その両端部に放熱
フィン等の取付体に取り付けるためのビス穴部が設けら
れており、そのビス穴部にビスを貫通させ取付体に設け
られたビス穴にビス止めし、取付体上に半導体装置を密
着固定する。このような、半導体装置は用途によって
は、放熱板を放熱フィンに密着させて、完全に電気的に
導通していなければならない場合がある。特に、高周波
用途のパワー半導体装置においては、ＩＣ等のチップを
搭載した放熱板と密着すべき放熱フィンとの間に僅かな
抵抗が生じるとＩＣ等の特性が損なわれてしまうので、
放熱フィンにビス止め固定したときに、放熱板と放熱フ
ィンとが電気的に完全な導通状態となることが要求され
る。

【０００５】しかしながら、モールド樹脂部分をビス止
めにより固定する構造の半導体装置では、ビス穴部の構
造は以下の様になっている。図６はビス穴部２１の断面
構造であり、図７は該当する部分のリードフレーム３０
の形状を示す。リードフレーム３０は、かしめ部３１に
おいて半導体チップが実装されたセラミック基板を搭載
する放熱板に、かしめにより接続固定される。従って、
リードフレーム３０は放熱板３と導通しているが、モー
ルド樹脂Ａのビス５０を貫通するビス穴部２１のＵ字型
の壁面には、リードフレーム３０の露出部分はない。係
るビス穴部２１の構造では、放熱板と放熱フィンとの電
気的な導通をビス５０を介して取るということは不可能
である。

【０００６】また、放熱板と放熱フィンを密着させるこ
とにより、電気的な導通状態を確保することも必ずしも
容易でない。図５に示すように、放熱板はモールド樹脂
に取り囲まれており、例えばモールド樹脂にバリ等が生
じると、良好な接触状態が取れなくなる。また、放熱板
の金属厚板は完全な平坦性が要求されるが、モールド樹
脂封止された放熱板は、モールド樹脂の硬化収縮時に僅
かに湾曲し完全に平坦ではない。仮に、放熱板表面が平
坦に形成できたとしても、放熱フィン表面も必ずしも平
坦ではないため、多くの場合両者間に隙間ができるのが
現状である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】係る問題を解決するた
め、半導体装置を放熱フィンにビス止めする際に、半導
体装置の裏面の放熱板の部分に導電グリースを塗り、放
熱板と放熱フィンとの密着性を向上させ、且つ、電気的
な導通状態を良好に保つことが考えられる。しかしなが
ら、導電グリースは比較的高価であり、また放熱フィン
に半導体パッケージをビス止めする際にいちいち導電グ
リースを塗布するのは面倒であり、放熱フィンにビス止
めする組立工程におけるコストの増大を招く。

【０００８】一方、半導体パッケージ側での対策とし
て、放熱板をモールド樹脂の外側に延長させ、放熱板に
ビス穴の貫通孔を設け、モールド樹脂の外側の放熱板部
分を直接放熱フィンにビス止め固定することが考えられ
る。しかしながら、このような場合には放熱板と放熱フ
ィンとの密着性は良くなるが、モールド樹脂の部分には
放熱フィンに向かって抑える力が働かないため、放熱板
が温度上昇すると熱による歪みのためモールド樹脂にク
ラック等が生じやすく半導体装置の信頼性を低下させ
る。

【０００９】そこで、本願出願人は、上記問題を解決す
るために、図８に示すように、放熱板とかしめにより接
合されるリードフレーム３０の一部分をビス穴部２１か
ら水平方向に突出させた突出部２３を設け、その突出部
２３とビス５０のねじ山とを接触させることで放熱板と
放熱フィンとの導通を行うことを提案した。しかしなが
ら、この構造では、半導体装置を放熱フィンに取付を行
えばビス穴部２１に設けた突出部がビス５０の進行方向
に曲がるため、一旦取付を行い取り外し後の再取付を行
う場合、突出部とビス５０のねじ山が確実に接触せず導
通しない問題がある。

【００１０】さらに、取り付ける場合、ビス５０のサイ
ズはユーザーによって異なっているために、ビス５０の
サイズによって導通する場合としない場合があり、取付
側の作業性が低下する問題がある。本発明は、上記の課
題に鑑みて成されたものであり、モールド樹脂のクラッ
クによる破損等の半導体装置の信頼性の低下を招くこと
なく、また放熱フィンにビス止め固定する際に導電グリ
ースの塗布を必要とすることなく、放熱フィンに取付、
取り外しを繰り返し行った場合でも、常にヒートシンク
と放熱フィンとの間の電気的な導通状態を良好に保つこ
とのできる半導体装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために以下の構成を採用した。即ち、本発明の半導
体装置は、モールド樹脂封止された半導体パッケージの
一面には、放熱板を露出させ、該放熱板を放熱フィンに
ビスでビス止めにより密着固定するためのビス穴部をモ
ールド樹脂部分に備えた半導体装置において、前記放熱
板に連通するリードフレームの一部分が前記ビス穴部の
側面に沿って導出され、その先端部が前記ビス穴部周辺
の封止樹脂表面上に配置されたコンタクト端子３２を有
することを特徴とする半導体装置。

【００１２】ここで、前記コンタクト端子の先端部と前
記ビスの座面とを導通させ、前記放熱板と前記放熱フィ
ンとが導通されることを特徴としている。上述したよう
に、放熱板に連通するリードフレームの一部分が前記ビ
ス穴部の側面に沿って導出され、その先端部が前記ビス
穴部周辺の封止樹脂表面上に配置されたコンタクト端子
を備えたことにより、半導体装置のビス止めに際して、
金属のコンタクト端子の先端部分は確実にビスの座面に
接触する。したがって、金属のコンタクト端子は放熱板
に連通しているので、放熱板は金属のビスを介して放熱
フィンに電気的に完全に導通状態となる。それ故、モー
ルド樹脂のバリ、あるいは放熱板の僅かな湾曲、あるい
は温度上昇による放熱板の変形等があっても、放熱番に
連通する金属のコンタクト端子の先端部分が常にビスの
座面と導通し放熱フィンと接続されるので、良好な電気
的な導通状態を常に保つことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて、図面を参照しながら説明する。本発明は、半導体
装置のモールド樹脂部分のビス穴部２１の構造に特徴が
あり、半導体装置の各構成は従来で説明した半導体装置
と同様であるために、この実施形態では、本発明の特徴
であるビス穴部２１を中心に説明する。

【００１４】図１は半導体装置を放熱フィンに取り付け
る組立分解図、図２はリードフレーム３０を示す平面図
である。リードフレーム３０には、かしめ部３１が設け
られ、このカシメ部３１は従来例で説明したように、放
熱板３に設けられた突起と、かしめられ、放熱板とリー
ドフレーム３０とが接続固定されている。本発明はカシ
メ部から延在して半導体装置を取付するビス５０と接続
されるコンタクト端子３２を導出することを特徴として
いる（図２参照）。

【００１５】このコンタクト端子３２は、図２に示すよ
うに、カシメ部間のほぼ中央部分からビス５０穴部２１
となる領域に導出される。導出されたコンタクト端子３
２は、半導体素子が実装されたセラミック基板を実装し
た放熱板３と、リードフレーム３０とをカシメ固定し、
所定のワイヤーボンディング接続し、さらにモールド樹
脂で被覆保護し、リードフレーム３０と連結した状態
で、折り曲げ加工され、個々の半導体装置に分離され
る。また、上記折り曲げ加工は、半導体装置を分離分割
する前に行っても良い。

【００１６】コンタクト端子３２はビス穴部２１の側面
に沿って折り曲げ加工され、コンタクト端子３２の先端
部分は、モールド樹脂表面Ａと当接するようにさらに折
り曲げ配置される。さらに述べると、コンタクト端子３
２の先端部分は、ビス穴部２１の周辺近傍のモールド樹
脂上に配置され、コンタクト端子３２の先端部分表面は
モールド樹脂表面Ａよりも若干突出するように配置され
ている（図１参照）。

【００１７】コンタクト端子３２は図２から明らかなよ
うに、かしめ部３１につながっており、そのかしめ部３
１は前述のように放熱板に接続固定されている。したが
って、放熱板はコンタクト端子３２に電気的に接続され
ており、図３に示すように、半導体装置を放熱フィンに
ビス止めにより固定するときは、金属のビス５０の座面
とコンタクト端子３２とが接触、或いはワッシャー５１
がある場合はワッシャー５１を介してコンタクト端子３
２と放熱フィンとが電気的に良好な導通状態となる。

【００１８】上述したように、放熱板に連通するリード
フレーム３０の一部分が前記ビス穴部２１の側面に沿っ
て導出され、その先端部が前記ビス穴部２１周辺の封止
樹脂表面上に配置されたコンタクト端子３２を備えたこ
とにより、半導体装置のビス止めに際して、金属のコン
タクト端子３２の先端部分は確実にビス５０の座面に接
触する。したがって、金属のコンタクト端子３２は放熱
板に連通しているので、放熱板は金属のビス５０を介し
て放熱フィンに電気的に完全に導通状態となる。それ
故、モールド樹脂のバリ、あるいは放熱板の僅かな湾
曲、あるいは温度上昇による放熱板の変形等があって
も、放熱番に連通する金属のコンタクト端子３２の先端
部分が常にビス５０の座面と導通し放熱フィンと接続さ
れるので、良好な電気的な導通状態を常に保つことがで
きる。

【００１９】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明は放熱板
に連通するリードフレームの一部分が前記ビス穴部の側
面に沿って導出され、その先端部が前記ビス穴部周辺の
封止樹脂表面上に配置されたコンタクト端子を備えたも
のである。したがって、半導体装置を放熱フィンにビス
止めにより固定させる時には、放熱板に連通する金属の
コンタクト端子の先端部がビスの座面を介して放熱フィ
ンに接続固定される。それ故、半導体装置を放熱フィン
に取付、取り外しを何度行っても常に両者間の導通を確
実に行える。従って、モールド樹脂のバリ、ヒートシン
クの金属板の湾曲、ヒートシンクの温度上昇に伴う熱膨
張による変形等が生じても常に安定にヒートシンクと放
熱フィンの間の電気的な導通状態を保つことができる。

【００２０】さらに、係る半導体装置によれば、従来の
半導体装置の放熱フィンへのビス止めによる取付けに際
して、導電グリースを塗布しなければならないという問
題点が解決され、また、従来通りモールド樹脂部分のビ
ス穴部をビス止めにより固定するため、半導体装置の信
頼性を損なうというような問題も生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体装置を放熱フィンに取付る組立
分解図。

【図２】本発明の半導体装置に用いられるリードフレー
ムを示す平面図。

【図３】従来の半導体装置を説明する図。

【図４】従来の半導体装置を説明する図。

【図５】従来の半導体装置を説明する図。

【図６】従来の半導体装置のビス穴部を説明する図。

【図７】従来の半導体装置のリードフレームを説明する
図。

【図８】従来の半導体装置のビス穴部を説明する図。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モールド樹脂封止された半導体パッケー
   ジの一面には、放熱板を露出させ、該放熱板を放熱フィ
   ンにビスでビス止めにより密着固定するためのビス穴部
   をモールド樹脂部分に備えた半導体装置において、前記
   放熱板に連通するリードフレームの一部分が前記ビス穴
   部の側面に沿って導出され、その先端部が前記ビス穴部
   周辺の封止樹脂表面上に配置されたコンタクト端子を有
   することを特徴とする半導体装置。
2. 【請求項２】 前記コンタクト端子の先端部と前記ビス
   の座面とを導通させ、前記放熱板と前記放熱フィンとが
   導通されることを特徴とする請求項１記載の半導体装
   置。