JPH11284103A - 樹脂モールド半導体装置 - Google Patents
樹脂モールド半導体装置Info
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- JPH11284103A JPH11284103A JP10086990A JP8699098A JPH11284103A JP H11284103 A JPH11284103 A JP H11284103A JP 10086990 A JP10086990 A JP 10086990A JP 8699098 A JP8699098 A JP 8699098A JP H11284103 A JPH11284103 A JP H11284103A
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- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W74/00—Encapsulations, e.g. protective coatings
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H10W90/00—Package configurations
- H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
- H10W90/731—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of die-attach connectors
- H10W90/736—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of die-attach connectors between a chip and a stacked lead frame, conducting package substrate or heat sink
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- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ヒートシンクを有する樹脂モールド半導体装置
において、リードフレームとヒートシンクとの間に均一
な厚さの絶縁層を形成する。 【解決手段】 半導体チップ１１が接合されたリードフ
レーム１２とヒートシンク１３との間に、例えば直径の
等しい球状の窒化アルミニウムからなる絶縁体粒子１８
を含んだモールド樹脂１５を注入して、ヒートシンク１
３とリードフレーム１２との間隔が、均一に保たれるよ
うにする。ヒートシンク１３とリードフレーム１２との
いずれか、または両方に窪みを設けても良い。
において、リードフレームとヒートシンクとの間に均一
な厚さの絶縁層を形成する。 【解決手段】 半導体チップ１１が接合されたリードフ
レーム１２とヒートシンク１３との間に、例えば直径の
等しい球状の窒化アルミニウムからなる絶縁体粒子１８
を含んだモールド樹脂１５を注入して、ヒートシンク１
３とリードフレーム１２との間隔が、均一に保たれるよ
うにする。ヒートシンク１３とリードフレーム１２との
いずれか、または両方に窪みを設けても良い。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体チップを接合し
たリードフレームと絶縁されたヒートシンクを有する樹
脂モールド半導体装置に関する。
たリードフレームと絶縁されたヒートシンクを有する樹
脂モールド半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】パワーＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴなどの大
きな電流を扱うパワー半導体素子はインバータ、サーボ
モータを始め、各種産業機器、家庭用電気機器などに数
多く利用されている。これらパワー半導体素子に対する
要求は機器の多機能化、高密度化に伴ってますます高度
になり、特に小型化やインテリジェント化が進展してい
る。
きな電流を扱うパワー半導体素子はインバータ、サーボ
モータを始め、各種産業機器、家庭用電気機器などに数
多く利用されている。これらパワー半導体素子に対する
要求は機器の多機能化、高密度化に伴ってますます高度
になり、特に小型化やインテリジェント化が進展してい
る。
【０００３】パワーＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴなどの半導
体装置では、半導体素子を安定に動作させるため、半導
体素子で発生した熱を効率良く放熱することが必要とな
る。そのため、放熱用のヒートシンクを設けて、半導体
素子で発生した熱を効率良く移動させることを可能にし
ている。特に、多数の半導体素子を一体に組み立てたい
わゆる半導体モジュールでは、半導体素子とヒートシン
クとの間を絶縁しなければならない場合がある。
体装置では、半導体素子を安定に動作させるため、半導
体素子で発生した熱を効率良く放熱することが必要とな
る。そのため、放熱用のヒートシンクを設けて、半導体
素子で発生した熱を効率良く移動させることを可能にし
ている。特に、多数の半導体素子を一体に組み立てたい
わゆる半導体モジュールでは、半導体素子とヒートシン
クとの間を絶縁しなければならない場合がある。
【０００４】比較的大型の半導体モジュールではセラミ
ック基板を用いて、半導体素子と底面に設けたヒートシ
ンクとの間を絶縁し、かつ伝熱機能をもたせることもあ
るが、セラミック基板はコストが高いことから小型の半
導体モジュールでは全体を樹脂モールドする際の樹脂
で、半導体素子とヒートシンクとの間の絶縁と伝熱とを
兼ねることが多い。
ック基板を用いて、半導体素子と底面に設けたヒートシ
ンクとの間を絶縁し、かつ伝熱機能をもたせることもあ
るが、セラミック基板はコストが高いことから小型の半
導体モジュールでは全体を樹脂モールドする際の樹脂
で、半導体素子とヒートシンクとの間の絶縁と伝熱とを
兼ねることが多い。
【０００５】図６は、そのような半導体モジュールの例
の断面図である。６２はリードフレームであり、その上
に半導体チップ６１がはんだ６１ａで電気的に接合され
ている。半導体チップ６２が接合されたリードフレーム
６２のチップ領域６２ａと、ヒートシンク６３とはモー
ルド樹脂６５と同じ薄い絶縁層６５ａで絶縁されてい
る。
の断面図である。６２はリードフレームであり、その上
に半導体チップ６１がはんだ６１ａで電気的に接合され
ている。半導体チップ６２が接合されたリードフレーム
６２のチップ領域６２ａと、ヒートシンク６３とはモー
ルド樹脂６５と同じ薄い絶縁層６５ａで絶縁されてい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記の構成の樹脂モー
ルド半導体装置では絶縁層６５ａの構成がポイントとな
る。絶縁層６５ａの第一の役割はまずリードフレーム６
２とヒートシンク６３の間の絶縁を確保することであ
る。この絶縁耐力は樹脂層の厚さにほぼ比例する。たと
えば６００Ｖ耐圧の場合、実用的には０．１ｍｍ以上の
厚さが必要とされている。
ルド半導体装置では絶縁層６５ａの構成がポイントとな
る。絶縁層６５ａの第一の役割はまずリードフレーム６
２とヒートシンク６３の間の絶縁を確保することであ
る。この絶縁耐力は樹脂層の厚さにほぼ比例する。たと
えば６００Ｖ耐圧の場合、実用的には０．１ｍｍ以上の
厚さが必要とされている。
【０００７】役割の第二は、半導体チップ６１での発熱
をヒートシンク６３を通じて外部に放熱する際の熱伝導
層となることである。一般に放熱の性能は放熱の困難さ
を示す熱抵抗で表わされる。この熱抵抗は放熱材料の厚
さに比例し、熱伝導率と放熱面積に反比例する。通常、
樹脂材料の熱伝導率は金属に比べて２〜３ケタ小さい
（金属、セラミクス：数十W/m.K以上に対し、樹脂：0.
数W/m.K程度）ので、半導体チップ６１−リードフレー
ム６２−絶縁層６５ａ−ヒートシンク６３−外気の順で
伝熱する図６の放熱経路では、絶縁層６５ａの熱抵抗が
圧倒的に大きく、放熱性能は絶縁層６５ａの熱抵抗に依
存すると言っても過言ではない。
をヒートシンク６３を通じて外部に放熱する際の熱伝導
層となることである。一般に放熱の性能は放熱の困難さ
を示す熱抵抗で表わされる。この熱抵抗は放熱材料の厚
さに比例し、熱伝導率と放熱面積に反比例する。通常、
樹脂材料の熱伝導率は金属に比べて２〜３ケタ小さい
（金属、セラミクス：数十W/m.K以上に対し、樹脂：0.
数W/m.K程度）ので、半導体チップ６１−リードフレー
ム６２−絶縁層６５ａ−ヒートシンク６３−外気の順で
伝熱する図６の放熱経路では、絶縁層６５ａの熱抵抗が
圧倒的に大きく、放熱性能は絶縁層６５ａの熱抵抗に依
存すると言っても過言ではない。
【０００８】このため、モールド樹脂６５にはガラス系
やセラミック系のフィラーを数十％混入して熱伝導率を
上げるのが普通である。また、絶縁層６５ａの厚さは絶
縁性能を損なわない範囲で、できるだけ薄くする必要が
あり、０．２〜０．３ｍｍあるいはそれ以下の厚さが求
められる。また、この絶縁層の厚さの精度が悪いと絶縁
性能、熱抵抗のばらつきが大きくなり、製品仕様を満た
すことができなくなるので、厚さの精度確保が重要であ
る。
やセラミック系のフィラーを数十％混入して熱伝導率を
上げるのが普通である。また、絶縁層６５ａの厚さは絶
縁性能を損なわない範囲で、できるだけ薄くする必要が
あり、０．２〜０．３ｍｍあるいはそれ以下の厚さが求
められる。また、この絶縁層の厚さの精度が悪いと絶縁
性能、熱抵抗のばらつきが大きくなり、製品仕様を満た
すことができなくなるので、厚さの精度確保が重要であ
る。
【０００９】リードフレーム６２の形状は、半導体装置
の機能にもよるが、複雑な形状を有しているため一般的
にエッチングや打ち抜きによって形成され、半導体素子
７１を搭載するチップ領域６２ａに比べ端子部分６２ｂ
ではその幅が非常に狭いことが多い。その結果、樹脂封
止用の金型にヒートシンク６３と一定のスキマを確保し
つつリードフレーム６２をセットするが、リードフレー
ム６２は端子部分６２ｂのみが支えられた不安定な状態
で金型に固定されるため、リードフレーム６２自身の自
重でたわんでしまい、樹脂封止の際、リードフレーム６
２のチップ領域６２ａとヒートシンク６３との間を一定
のスキマで保つことは非常に困難であり、時にはヒート
シンク６３とが接触してしまうことがある。
の機能にもよるが、複雑な形状を有しているため一般的
にエッチングや打ち抜きによって形成され、半導体素子
７１を搭載するチップ領域６２ａに比べ端子部分６２ｂ
ではその幅が非常に狭いことが多い。その結果、樹脂封
止用の金型にヒートシンク６３と一定のスキマを確保し
つつリードフレーム６２をセットするが、リードフレー
ム６２は端子部分６２ｂのみが支えられた不安定な状態
で金型に固定されるため、リードフレーム６２自身の自
重でたわんでしまい、樹脂封止の際、リードフレーム６
２のチップ領域６２ａとヒートシンク６３との間を一定
のスキマで保つことは非常に困難であり、時にはヒート
シンク６３とが接触してしまうことがある。
【００１０】仮に、リードフレーム６２とヒートシンク
６３との間のスキマを一定に保てたとしても、モールド
樹脂６５を流し込んだ際に、モールド樹脂６５の流れに
よりリードフレーム６２が変形して、変形した一部がヒ
ートシンク６３と接触しないまでも、耐圧が低下すると
いうこともある。図７は、リードフレームとヒートシン
クとの間のスキマを一定に保つための工夫をした、樹脂
モールド半導体装置の断面図てある。
６３との間のスキマを一定に保てたとしても、モールド
樹脂６５を流し込んだ際に、モールド樹脂６５の流れに
よりリードフレーム６２が変形して、変形した一部がヒ
ートシンク６３と接触しないまでも、耐圧が低下すると
いうこともある。図７は、リードフレームとヒートシン
クとの間のスキマを一定に保つための工夫をした、樹脂
モールド半導体装置の断面図てある。
【００１１】半導体チップ７１をそれぞれ接合したリー
ドフレーム７２の適当な位置に、巾の狭いテープ７８が
巻回されている。この状態でヒートシンク７３の上に押
し付けるとテープ７８の厚さ分の間隙が作られる。テー
プ７８の巻回方向に平行に樹脂を流し込むことにより、
間隙部にも樹脂が充填され絶縁層７５ａが形成される。
ドフレーム７２の適当な位置に、巾の狭いテープ７８が
巻回されている。この状態でヒートシンク７３の上に押
し付けるとテープ７８の厚さ分の間隙が作られる。テー
プ７８の巻回方向に平行に樹脂を流し込むことにより、
間隙部にも樹脂が充填され絶縁層７５ａが形成される。
【００１２】しかし、この構造では、テープ７８の端面
でのモールド樹脂７５の密着姓に問題があり、モールド
樹脂７５が剥離しやすい。また、テープ７８の近傍にボ
イドを生じ易いが、ボイドが生じると、ボイド内の電界
強度は誘電率のほぼ逆比で高くなり、絶縁破壊を生じや
すくなるという問題があった。このように、リードフレ
ームとヒートシンクとの間を狭い一定の間隔に保ちなが
ら、樹脂封止することが困難であり、この問題に鑑み本
発明の目的は、リードフレームとヒートシンクとの間を
均一な所定間隔に保つことができ、しかも製造の容易な
樹脂モールド半導体装置を提供することにある。
でのモールド樹脂７５の密着姓に問題があり、モールド
樹脂７５が剥離しやすい。また、テープ７８の近傍にボ
イドを生じ易いが、ボイドが生じると、ボイド内の電界
強度は誘電率のほぼ逆比で高くなり、絶縁破壊を生じや
すくなるという問題があった。このように、リードフレ
ームとヒートシンクとの間を狭い一定の間隔に保ちなが
ら、樹脂封止することが困難であり、この問題に鑑み本
発明の目的は、リードフレームとヒートシンクとの間を
均一な所定間隔に保つことができ、しかも製造の容易な
樹脂モールド半導体装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
め本発明は、半導体素子と、その半導体素子を接合する
ためのチップ領域を有するリードフレームと、放熱機能
を有するヒートシンクとを備えた樹脂モールド半導体装
置において、リードフレームのチップ領域とヒートシン
クとの間を所定間隔に保つための所定部の寸法が同一な
複数の絶縁体粒子を挟むものとする。
め本発明は、半導体素子と、その半導体素子を接合する
ためのチップ領域を有するリードフレームと、放熱機能
を有するヒートシンクとを備えた樹脂モールド半導体装
置において、リードフレームのチップ領域とヒートシン
クとの間を所定間隔に保つための所定部の寸法が同一な
複数の絶縁体粒子を挟むものとする。
【００１４】絶縁体粒子の所定部とは、例えば球、回転
楕円体や円筒の直径、偏平な円板の厚さ等安定に静止し
た状態での高さになる部分である。そのようにすれば、
絶縁体粒子の同一な寸法によって、リードフレームのチ
ップ領域とヒートシンクとの間を所定間隔に保つことが
できる。リードフレームのチップ領域とヒートシンクと
の対向する面のいずれか一方に、または両方に、絶縁体
粒子の所定部の寸法より浅い窪みを有するものとするこ
とができる。
楕円体や円筒の直径、偏平な円板の厚さ等安定に静止し
た状態での高さになる部分である。そのようにすれば、
絶縁体粒子の同一な寸法によって、リードフレームのチ
ップ領域とヒートシンクとの間を所定間隔に保つことが
できる。リードフレームのチップ領域とヒートシンクと
の対向する面のいずれか一方に、または両方に、絶縁体
粒子の所定部の寸法より浅い窪みを有するものとするこ
とができる。
【００１５】そのようにすれば、絶縁体粒子と窪みの深
さとの差によって、リードフレームとヒートシンクとの
間のすき間の厚さを決定することができる。絶縁体粒子
がほぼ同一直径の球状、回転楕円体状または円筒状であ
ることが良い。そのようにすれば、二つ以上の絶縁体粒
子が重なる確率は極めて低い。
さとの差によって、リードフレームとヒートシンクとの
間のすき間の厚さを決定することができる。絶縁体粒子
がほぼ同一直径の球状、回転楕円体状または円筒状であ
ることが良い。そのようにすれば、二つ以上の絶縁体粒
子が重なる確率は極めて低い。
【００１６】絶縁体粒子体が窒化アルミニウムあるいは
窒化ケイ素等の高熱伝導セラミクスからなるものとすれ
ば、熱放散に有利である。
窒化ケイ素等の高熱伝導セラミクスからなるものとすれ
ば、熱放散に有利である。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下図面を参照しながら本発明の
実施の形態を説明する。 ［実施例１］図１は、本発明第一の実施例の樹脂モール
ド半導体装置の断面図である。ヒートシンク１３上に、
窒化アルミニウムからなる直径の等しい球状の絶縁体粒
子１８を含んだ樹脂１５を介して半導体チップ１１が接
合されたリードフレーム１２が配置されている。言い換
えると、リードフレーム１２とヒートシンク１３との間
は、絶縁体粒子１８によって平行に保たれ、その隙間は
モールド樹脂１５によって充填されて絶縁層１５ａとな
っている。勿論モールド樹脂１５は熱伝導を増大させる
ためのガラス質のフイラー１６を含んでいる。
実施の形態を説明する。 ［実施例１］図１は、本発明第一の実施例の樹脂モール
ド半導体装置の断面図である。ヒートシンク１３上に、
窒化アルミニウムからなる直径の等しい球状の絶縁体粒
子１８を含んだ樹脂１５を介して半導体チップ１１が接
合されたリードフレーム１２が配置されている。言い換
えると、リードフレーム１２とヒートシンク１３との間
は、絶縁体粒子１８によって平行に保たれ、その隙間は
モールド樹脂１５によって充填されて絶縁層１５ａとな
っている。勿論モールド樹脂１５は熱伝導を増大させる
ためのガラス質のフイラー１６を含んでいる。
【００１８】図２は、この樹脂モールド半導体装置のモ
ールド工程の断面図である。まず設定する空隙厚と同一
径の絶縁体粒子１８をモールド樹脂１５中に混ぜて置
く。通常、モールド樹脂１５には熱伝導率の改善や増量
材として例えば酸化けい素のフィラー１６が混ぜられて
いるが、絶縁体粒子１８の直径はこれらのフィラー１６
より大きくなくてはならない。上金型１０１と下金型１
０２からなる金型に、ヒートシンク１３と、半導体チッ
プ１１をはんだ１１ａで接合したリードフレーム１２と
をセットする。モールド樹脂１５の充填前には、リード
フレーム１２とヒートシンク１３とのすき間１９は設定
値より若干大きく開けておく。この状態で絶縁体粒子１
８を含んだモールド樹脂１５を充填口１０４から注型す
る。モールド樹脂１５は金型のキャビティ１０５内で、
すき間１９と半導体チップ１１の上側とに別れて流動す
る。モールド樹脂がすき間１９内に充填されて、まだ固
化しないうちに、押さえピン１０６を下げてリードフレ
ーム１２を押し下げる。絶縁体粒子１８は、直径が同一
で、かつ他のフィラー１６の大きさより大きいため、リ
ードフレーム１２とヒートシンク１３とのすき間１９は
球形粒子１８の直径に等しく設定される。その後、押さ
えピン１０６を引き抜き、モールド樹脂１５を硬化させ
る。
ールド工程の断面図である。まず設定する空隙厚と同一
径の絶縁体粒子１８をモールド樹脂１５中に混ぜて置
く。通常、モールド樹脂１５には熱伝導率の改善や増量
材として例えば酸化けい素のフィラー１６が混ぜられて
いるが、絶縁体粒子１８の直径はこれらのフィラー１６
より大きくなくてはならない。上金型１０１と下金型１
０２からなる金型に、ヒートシンク１３と、半導体チッ
プ１１をはんだ１１ａで接合したリードフレーム１２と
をセットする。モールド樹脂１５の充填前には、リード
フレーム１２とヒートシンク１３とのすき間１９は設定
値より若干大きく開けておく。この状態で絶縁体粒子１
８を含んだモールド樹脂１５を充填口１０４から注型す
る。モールド樹脂１５は金型のキャビティ１０５内で、
すき間１９と半導体チップ１１の上側とに別れて流動す
る。モールド樹脂がすき間１９内に充填されて、まだ固
化しないうちに、押さえピン１０６を下げてリードフレ
ーム１２を押し下げる。絶縁体粒子１８は、直径が同一
で、かつ他のフィラー１６の大きさより大きいため、リ
ードフレーム１２とヒートシンク１３とのすき間１９は
球形粒子１８の直径に等しく設定される。その後、押さ
えピン１０６を引き抜き、モールド樹脂１５を硬化させ
る。
【００１９】このような方法で、リードフレーム１２と
ヒートシンク１３との間の距離が精度良く保たれるの
で、厚さを設定する別手段は何ら必要なく、モールド樹
脂１５を充填するだけで、均一な薄い絶縁層１５ａをも
つ樹脂モールド半導体装置とすることができる。本実施
例では、絶縁体粒子１８の直径は０．１５ｍｍとした
が、これは半導体チップ１１の耐圧と、熱伝導の設計値
によって、適当な大きさのものを選択すればよい。放熱
の点からは小さいものが良いが、耐圧を考えると、大き
い方が良い。これらの兼ね合いから、絶縁層の厚さは、
絶縁体粒子１８の直径によって自由に調節できる。
ヒートシンク１３との間の距離が精度良く保たれるの
で、厚さを設定する別手段は何ら必要なく、モールド樹
脂１５を充填するだけで、均一な薄い絶縁層１５ａをも
つ樹脂モールド半導体装置とすることができる。本実施
例では、絶縁体粒子１８の直径は０．１５ｍｍとした
が、これは半導体チップ１１の耐圧と、熱伝導の設計値
によって、適当な大きさのものを選択すればよい。放熱
の点からは小さいものが良いが、耐圧を考えると、大き
い方が良い。これらの兼ね合いから、絶縁層の厚さは、
絶縁体粒子１８の直径によって自由に調節できる。
【００２０】本実施例では、絶縁体粒子１８を球形とし
たが、かならずしも球形である必要はなく、二つ以上が
重なる確率の小さい形状であれば良い。そのような形状
としては、回転楕円体状、または長さが短い円筒状や多
角形筒状がある。更に、面取りした、四面体、立方体、
他の正多面体などでもよい。密度が小さければ、偏平な
板状でも良いかも知れない。
たが、かならずしも球形である必要はなく、二つ以上が
重なる確率の小さい形状であれば良い。そのような形状
としては、回転楕円体状、または長さが短い円筒状や多
角形筒状がある。更に、面取りした、四面体、立方体、
他の正多面体などでもよい。密度が小さければ、偏平な
板状でも良いかも知れない。
【００２１】また絶縁体粒子１８の材料は、熱伝導率の
大きい材料であれば放熱効率向上のためによく、本実施
例の窒化アルミニウムの他には窒化珪素等が良い。 ［実施例２］図３は、本発明第二の実施例の樹脂モール
ド半導体装置の部分断面図である。この例ではヒートシ
ンク３３に、絶縁体粒子３８の直径より深さの浅い半球
状の窪み４０を設けたものである。すき間３９の設定値
は、絶縁体粒子３８の直径と窪み４０との深さの差で決
められる。
大きい材料であれば放熱効率向上のためによく、本実施
例の窒化アルミニウムの他には窒化珪素等が良い。 ［実施例２］図３は、本発明第二の実施例の樹脂モール
ド半導体装置の部分断面図である。この例ではヒートシ
ンク３３に、絶縁体粒子３８の直径より深さの浅い半球
状の窪み４０を設けたものである。すき間３９の設定値
は、絶縁体粒子３８の直径と窪み４０との深さの差で決
められる。
【００２２】この場合はヒートシンク３３の各半球状の
窪み４０に窒化アルミニウムからなる球形の絶縁体粒子
３８を入れ、押さえピンでリードフレーム３２を押し
て、すき間３９の厚さを設定値にした後、モールド樹脂
３５を充填する。充填するモールド樹脂３５は、通常の
フィラー３６のみを含んでいれば良い。モールド樹脂３
５は絶縁体粒子３８に接しながら流動し、すき間３９内
に充填され、均一な絶縁層となる。
窪み４０に窒化アルミニウムからなる球形の絶縁体粒子
３８を入れ、押さえピンでリードフレーム３２を押し
て、すき間３９の厚さを設定値にした後、モールド樹脂
３５を充填する。充填するモールド樹脂３５は、通常の
フィラー３６のみを含んでいれば良い。モールド樹脂３
５は絶縁体粒子３８に接しながら流動し、すき間３９内
に充填され、均一な絶縁層となる。
【００２３】この実施例では、絶縁体粒子３８の数は空
隙３９の厚さを決めるに必要な数、すなわちリードフレ
ーム３２の一つの島あたり数個程度で良いためコスト的
に有利になる。また、実施例１に比べて、絶縁体粒子３
８の大きさより狭い隙間の設定が容易にできる、しかも
絶縁体粒子３８の大きさに限定されず、自由な数値を取
りうる利点がある。
隙３９の厚さを決めるに必要な数、すなわちリードフレ
ーム３２の一つの島あたり数個程度で良いためコスト的
に有利になる。また、実施例１に比べて、絶縁体粒子３
８の大きさより狭い隙間の設定が容易にできる、しかも
絶縁体粒子３８の大きさに限定されず、自由な数値を取
りうる利点がある。
【００２４】場合によっては、リードフレーム３２側に
絶縁体粒子３８の直径より浅い窪み４０を設けてもよ
い。 ［実施例３］図４は、本発明第三の実施例の樹脂モール
ド半導体装置の断面図である。この例では、設定するす
き間４９の厚さより大きな直径の粒子を用いるのは実施
例２と同じであるが、ヒートシンク４３に設けられた窪
み５０の形状が半球状ではない。
絶縁体粒子３８の直径より浅い窪み４０を設けてもよ
い。 ［実施例３］図４は、本発明第三の実施例の樹脂モール
ド半導体装置の断面図である。この例では、設定するす
き間４９の厚さより大きな直径の粒子を用いるのは実施
例２と同じであるが、ヒートシンク４３に設けられた窪
み５０の形状が半球状ではない。
【００２５】すなわち、ヒートシンク４３に、絶縁体粒
子４８を入れるための複数の一定深さの四角形の窪み５
０が設けられている。四角形の大きさは絶縁粒子４８の
直径よりかなり大きいものとする。この場合もヒートシ
ンク４３の各窪み５０に、絶縁体粒子４８を入れ、押え
ピンでリードフレーム４２を押してリードフレーム４２
とヒートシンク４３との間のすき間４９の厚さを設定値
にした後、フイラー４６を含んだ樹脂４５を充填する。
すき間４９の設定値は絶縁体粒子４８の直径と窪み５０
の深さの差で決まる。モールド樹脂４５は絶縁体粒子４
８に接しながら流動し、すき間４９内に充填されて絶縁
層となる。
子４８を入れるための複数の一定深さの四角形の窪み５
０が設けられている。四角形の大きさは絶縁粒子４８の
直径よりかなり大きいものとする。この場合もヒートシ
ンク４３の各窪み５０に、絶縁体粒子４８を入れ、押え
ピンでリードフレーム４２を押してリードフレーム４２
とヒートシンク４３との間のすき間４９の厚さを設定値
にした後、フイラー４６を含んだ樹脂４５を充填する。
すき間４９の設定値は絶縁体粒子４８の直径と窪み５０
の深さの差で決まる。モールド樹脂４５は絶縁体粒子４
８に接しながら流動し、すき間４９内に充填されて絶縁
層となる。
【００２６】実施例２では窪み４０に絶縁体粒子３８を
入れ、窪みでない元の表面部分３３ａには絶縁体粒子３
８が乗らないようにするのに、注意が必要であるが、こ
の実施例では、窪み５０が広いので、窪み５０に球状粒
子４８を入れるのは容易である。そして、窪みでない元
の表面部分４３ａは狭いので、その上に球状粒子４８が
乗る確率は小さく、偶然乗ったとしても、直ぐ両側の窪
み５０に落ちる。従って、リードフレーム４２とヒート
シンク４３とのすき間４９は一定に保たれる。
入れ、窪みでない元の表面部分３３ａには絶縁体粒子３
８が乗らないようにするのに、注意が必要であるが、こ
の実施例では、窪み５０が広いので、窪み５０に球状粒
子４８を入れるのは容易である。そして、窪みでない元
の表面部分４３ａは狭いので、その上に球状粒子４８が
乗る確率は小さく、偶然乗ったとしても、直ぐ両側の窪
み５０に落ちる。従って、リードフレーム４２とヒート
シンク４３とのすき間４９は一定に保たれる。
【００２７】この場合も、リードフレーム４２側に絶縁
体粒子４８の直径より浅い窪みを設けてもよい。 ［実施例４］図５は、本発明第四の実施例の樹脂モール
ド半導体装置の部分断面図である。ヒートシンク５３と
リードフレーム５２の双方に窪み６０ａと６０ｂとを設
けた例である。ここではヒートシンク５３側の窪み６０
ａはほぼ半球状とし、リードフレーム５２側の窪み６０
ｂはそれより浅く形成している。
体粒子４８の直径より浅い窪みを設けてもよい。 ［実施例４］図５は、本発明第四の実施例の樹脂モール
ド半導体装置の部分断面図である。ヒートシンク５３と
リードフレーム５２の双方に窪み６０ａと６０ｂとを設
けた例である。ここではヒートシンク５３側の窪み６０
ａはほぼ半球状とし、リードフレーム５２側の窪み６０
ｂはそれより浅く形成している。
【００２８】絶縁体粒子５８は最初ヒートシンク５３側
の窪み６０ａに置き位置を固定される。次にリードフレ
ーム５２の窪み６０ｂを絶縁体粒子５８に合わせて置い
た後、モールド樹脂５５を充填する。この例は、これま
での実施例に比べて、すき間５９の厚さの設定だけでな
く、ヒートシンク５３とリードフレーム５２の相対的位
置決めの機能も果たすことができる。
の窪み６０ａに置き位置を固定される。次にリードフレ
ーム５２の窪み６０ｂを絶縁体粒子５８に合わせて置い
た後、モールド樹脂５５を充填する。この例は、これま
での実施例に比べて、すき間５９の厚さの設定だけでな
く、ヒートシンク５３とリードフレーム５２の相対的位
置決めの機能も果たすことができる。
【００２９】この場合もまた、絶縁体粒子５８の大きさ
より狭いすき間５９の設定が容易にできる、しかも絶縁
体粒子５８の大きさに限定されず、自由な数値を取りう
る利点がある。更に、この場合についても、ヒートシン
ク５３とリードフレーム５２の相対的位置決めの機能は
失うが、絶縁体粒子の直径より大きな窪みを設け、絶縁
体粒子を入れやすくした例も考えられる。
より狭いすき間５９の設定が容易にできる、しかも絶縁
体粒子５８の大きさに限定されず、自由な数値を取りう
る利点がある。更に、この場合についても、ヒートシン
ク５３とリードフレーム５２の相対的位置決めの機能は
失うが、絶縁体粒子の直径より大きな窪みを設け、絶縁
体粒子を入れやすくした例も考えられる。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、樹
脂モールド半導体装置において、リードフレームのチッ
プ領域とヒートシンクとの間に例えば直径が均一な球状
の絶縁体粒子を挟むことによって、リードフレームのチ
ップ領域とヒートシンクとの間が均一な所定間隔に保た
れた樹脂モールド半導体装置とすることができ、しかも
製造が容易である。
脂モールド半導体装置において、リードフレームのチッ
プ領域とヒートシンクとの間に例えば直径が均一な球状
の絶縁体粒子を挟むことによって、リードフレームのチ
ップ領域とヒートシンクとの間が均一な所定間隔に保た
れた樹脂モールド半導体装置とすることができ、しかも
製造が容易である。
【００３１】特に、窒化アルミニウムあるいは窒化ケイ
素等の高熱伝導セラミクスを使用することにより、通常
のフィラーのみ充填した場合に比べて樹脂層の熱伝導率
を向上させることができる。
素等の高熱伝導セラミクスを使用することにより、通常
のフィラーのみ充填した場合に比べて樹脂層の熱伝導率
を向上させることができる。
【図１】本発明実施例１の樹脂モールド半導体装置の断
面図
面図
【図２】本発明実施例１の樹脂モールド半導体装置の樹
脂モールド工程における断面図
脂モールド工程における断面図
【図３】本発明実施例２の樹脂モールド半導体装置の断
面図
面図
【図４】本発明実施例３の樹脂モールド半導体装置の断
面図
面図
【図５】本発明実施例４の樹脂モールド半導体装置の断
面図
面図
【図６】従来の樹脂モールド半導体装置の断面図
【図７】従来の別の樹脂モールド半導体装置の断面図
１１、６１、７１ 半導体チップ １１ａ、６１ａ ハンダ １２、３２、４２、５２、６２、７２ リードフレーム １３、３３、４３、５３、６３、７３ ヒートシンク １５、３５、４５、５５、６５、７５ モールド樹脂 １５ａ、６５ａ、７５ａ 絶縁層 １６、３６、４６、５６ フィラー １８、３８、４８、５８ 絶縁体粒子 １９、３９、４９、５９ すき間 ３３ａ、４３ａ 元の表面部分 ４０、５０、６０ａ、６０ｂ 窪み ６２ａ チップ領域 ６２ｂ 端子部分 ７８ テープ １０１ 上金型 １０２ 下金型 １０４ 樹脂注入口 １０５ キャビティ １０６ 押さえ棒
Claims (6)
- 【請求項１】半導体素子と、その半導体素子を接合する
ためのチップ領域を有するリードフレームと、放熱機能
を有するヒートシンクとを備えた樹脂モールド半導体装
置において、リードフレームのチップ領域とヒートシン
クとの間を所定間隔に保つための所定部の寸法が同一な
複数の絶縁体粒子を挟むことを特徴とする樹脂モールド
半導体装置。 - 【請求項２】リードフレームのチップ領域とヒートシン
クとの対向する面のいずれか一方に、絶縁体粒子の所定
部の寸法より浅い窪みを有することを特徴とする請求項
１記載の樹脂モールド半導体装置。 - 【請求項３】リードフレームのチップ領域とヒートシン
クとの対向する面の両方に、絶縁体粒子の所定部の寸法
より浅い窪みを有することを特徴とする請求項１記載の
樹脂モールド半導体装置。 - 【請求項４】絶縁体粒子がほぼ同一直径の球状、回転楕
円体状または円筒状であることを特徴とする請求項１な
いし３のいずれかに記載の樹脂モールド半導体装置。 - 【請求項５】絶縁体粒子が高熱伝導セラミクスからなる
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の
樹脂モールド半導体装置。 - 【請求項６】絶縁体粒子が窒化アルミニウムあるいは窒
化ケイ素からなることを特徴とする請求項５記載の樹脂
モールド半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10086990A JPH11284103A (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | 樹脂モールド半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10086990A JPH11284103A (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | 樹脂モールド半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11284103A true JPH11284103A (ja) | 1999-10-15 |
Family
ID=13902317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10086990A Pending JPH11284103A (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | 樹脂モールド半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11284103A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6960825B2 (en) | 1999-11-24 | 2005-11-01 | Denso Corporation | Semiconductor device having radiation structure |
| JP2009021630A (ja) * | 2008-09-24 | 2009-01-29 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| US9837335B2 (en) | 2015-12-11 | 2017-12-05 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor device |
| CN108428681A (zh) * | 2017-02-14 | 2018-08-21 | 乐金电子研发中心(上海)有限公司 | 正面导电背面散热的电力电子设备 |
-
1998
- 1998-03-31 JP JP10086990A patent/JPH11284103A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6960825B2 (en) | 1999-11-24 | 2005-11-01 | Denso Corporation | Semiconductor device having radiation structure |
| US6967404B2 (en) | 1999-11-24 | 2005-11-22 | Denso Corporation | Semiconductor device having radiation structure |
| US6992383B2 (en) | 1999-11-24 | 2006-01-31 | Denso Corporation | Semiconductor device having radiation structure |
| JP2009021630A (ja) * | 2008-09-24 | 2009-01-29 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| US9837335B2 (en) | 2015-12-11 | 2017-12-05 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor device |
| US10115656B2 (en) | 2015-12-11 | 2018-10-30 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor device |
| CN108428681A (zh) * | 2017-02-14 | 2018-08-21 | 乐金电子研发中心(上海)有限公司 | 正面导电背面散热的电力电子设备 |
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