JP2829188B2 - 樹脂封止型半導体装置 - Google Patents

樹脂封止型半導体装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体素子を実装し
た絶縁回路基板が収納されている樹脂封止型半導体装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は、従来のＳＩＰ（Singl-In-Line-
Package ）タイプの樹脂封止型半導体装置を示す断面図
である。金属リ−ドフレ−ム１の上には半導体素子２が
半田３によって固定されている。この半導体素子２は金
属ワイヤ４によってアウタ−リ−ド５の一端と電気的に
接続されている。前記金属リ−ドフレ−ム１、半導体素
子２およびアウタ−リ−ド５の一端はトランスファ成形
によって樹脂６により封止されており、この樹脂６から
アウタ−リ−ド５の他端が突出している。
【０００３】図７は、従来のＤＩＰ（Dual-In-Line-Pac
kage）タイプの樹脂封止型半導体装置を示す断面図であ
り、図６と同一部分には同一符号を付し、異なる部分に
ついてのみ説明する。樹脂６からアウタ−リ−ド５の他
端が二方向に突出している。上記ＳＩＰおよびＤＩＰタ
イプの樹脂封止型半導体装置は材料費が安く、組立工程
が簡単であるため、大量生産に向いている。
【０００４】ところで、前記半導体装置は放熱部として
の樹脂により封止されている。このため、セラミックに
より封止されている半導体装置に比べて飽和熱抵抗値Ｒ
ｔｈ（℃／Ｗ）が大きく、外囲器である樹脂に許容でき
るパワ−損失Ｐｃ（Ｗ）が小さい。
【０００５】また、前記半導体装置に複数の半導体素子
を実装する場合、リ−ドフレ−ムの微細化ができないた
め、半導体素子間の引回し配線等を形成することが非常
に困難である。
【０００６】図８（ａ）は、他の従来の樹脂封止型半導
体装置を示す断面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）
に示す樹脂封止型半導体装置の平面図である。金属板１
１の上には絶縁回路基板１２が設けられている。この絶
縁回路基板１２の上には複数の金属配線パタ−ン１３ａ
〜１３ｌおよびアウタ−リ−ド１４ａ〜１４ｆの一端が
設けられている。これら金属配線パタ−ン１３ｊ〜１３
ｌの上には半導体素子１５ａ〜１５ｅが図示せぬ半田に
よって固定されている。前記アウタ−リ−ド１４ｂ、１
４ｄ、１４ｅの一端は金属配線パタ−ン１３ｈ、１３
ｋ、１３ｌと電気的に接続されている。
【０００７】すなわち、前記金属配線パタ−ン１３ａ〜
１３ｇの両端は金属ワイヤ１６によって半導体素子１５
ａ〜１５ｅと電気的に接続されている。さらに、金属配
線パタ−ン１３ｈの一端は金属ワイヤ１６によって半導
体素子１５ｂと電気的に接続されており、この金属配線
パタ−ン１３ｈの他端は図示せぬ半田によってアウタ−
リ−ド１４ｄの一端と電気的に接続されている。また、
アウタ−リ−ド１４ａ、１４ｃ、１４ｆの一端は金属ワ
イヤ１６によって半導体素子１５ｃ〜１５ｅと電気的に
接続されている。
【０００８】前記半導体素子１５ａ〜１５ｅおよび金属
ワイヤ１６の表面上には表面保護剤１７が塗布されてお
り、この表面保護剤１７および絶縁回路基板１２にはト
ランスファ成形によって樹脂１８により封止されてい
る。この樹脂１８から前記アウタ−リ−ド１４ａ〜１４
ｆの他端が突出している。
【０００９】ところで、前記樹脂封止型半導体装置で
は、絶縁回路基板の微細化が可能な金属配線パタ−ンに
より、多数の半導体素子を実装する場合に有効である
が、この半導体素子が一面でしか実装できず、実装密度
は不十分である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の樹
脂封止型半導体装置は、半導体素子を一面でしか実装で
きないため、実装密度が不十分である。また、放熱部と
しての樹脂により封止されているため、飽和熱抵抗値Ｒ
ｔｈ（℃／Ｗ）が大きく、樹脂に許容できるパワ−損失
Ｐｃ（Ｗ）が小さい。
【００１１】この発明は上記のような事情を考慮してな
されたものであり、その目的は、半導体素子の実装密度
を向上させるとともに、飽和熱抵抗値を小さくし、許容
できるパワ−損失を大きくした樹脂封止型半導体装置を
提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記課題を
解決するため、所定の間隔が設けられ互いに対向する第
１、第２の面および前記第１、第２の面それぞれに連結
される第３の面を有する基板と、前記基板の第１の面上
に設けられた第１の絶縁基板と、前記基板の第２の面上
に設けられた第２の絶縁基板と、前記第１および第２の
絶縁基板上にそれぞれ設けられ、互いに接続された第
１、第２の半導体回路と、前記第１および第２の絶縁基
板にそれぞれ一端が配設され、前記第１、第２の半導体
回路と電気的に接続された第１および第２のアウターリ
ードと、前記第１および第２のアウターリードの他端が
露出し、前記第１、第２の絶縁基板および前記基板を封
止するための樹脂とを具備し、前記基板における前記第
１の面と前記第３の面との境界部分および前記基板にお
ける前記第２の面と前記第３の面との境界部分それぞれ
に穴が設けられている。 また、この発明は、前記基板に
おける前記第１の面と前記第３の面との境界部分および
前記基板における前記第２の面と前記第３の面との境界
部分それぞれに溝が設けられている。
【００１３】さらに、所定の間隔が設けられ互いに対向
する第１、第２の面および前記第１、第２の面それぞれ
に連結される第３の面を有する基板と、前記基板の第１
の面上に設けられた第１の絶縁基板と、前記基板の第２
の面上に設けられた第２の絶縁基板と、前記第１および
第２の絶縁基板上にそれぞれ設けられ、互いに接続され
た第１、第２の半導体回路と、前記第１および第２の絶
縁基板にそれぞれ一端が配設され、前記第１、第２の半
導体回路と電気的に接続された第１および第２のアウタ
ーリードと、前記第１および第２のアウターリードの他
端が露出し、前記基板の第１、第２の面の相互間および
前記第１、第２の絶縁基板を封止するための樹脂とを具
備し、前記基板における前記第１の面と前記第３の面と
の境界部分および前記基板における前記第２の面と前記
第３の面との境界部分それぞれに穴が設けられている。
また、前記基板における前記第１の面と前記第３の面と
の境界部分および前記基板における前記第２の面と前記
第３の面との境界部分それぞれに溝が設けられている。
前記基板は、金属からなることを特徴としている。
【００１４】
【作用】この発明は、所定間隔隔てて互いに対向する第
１、第２の面およびこれら第１、第２の面それぞれに連
結された第３の面を有する基板を設け、この基板の第１
の面上に第１の絶縁基板を設け、第２の面上に第２の絶
縁基板を設け、これら第１および第２の絶縁基板上にそ
れぞれ互いに接続された第１、第２の半導体回路を設け
ているため、半導体回路の実装密度を向上できる。 ま
た、基板における第１の面と第３の面との境界部分およ
び基板における第２の面と第３の面との境界部分それぞ
れに穴、又は溝を設けているため、基板を容易に折曲す
ることができる。 さらに、基板は金属により構成されて
いるため、この半導体装置の飽和熱抵抗値を小さくで
き、許容できるパワー損失を大きくできる。
【００１５】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明を実施例によ
り説明する。
【００１６】図１（ａ）、図１（ｂ）および図２は、こ
の発明の第１の実施例による樹脂封止型半導体装置の製
造方法を示すものである。金属板２１の上には図示せぬ
半田またはペ−スト等により第１および第２の絶縁回路
基板２２、２３が固定される。これら第１および第２の
絶縁回路基板２２、２３の上にはそれぞれ複数の金属配
線パタ−ン２４ａ〜２４ｎおよびアウタ−リ−ド２５ａ
〜２５ｆの一端が設けられ、これら金属配線パタ−ン２
４ｋ〜２４ｎの上には半導体素子２６ａ〜２６ｅが図示
せぬ半田によって固定される。
【００１７】すなわち、前記金属配線パタ−ン２４ａ〜
２４ｃの両端はＡｕ、ＡｌまたはＣｕ等の金属ボンディ
ングワイヤ２８によって半導体素子２６ａ〜２６ｅと電
気的に接続される。さらに、金属配線パタ−ン２４ｄの
一端は金属ボンディングワイヤ２８によって半導体素子
２６ａと電気的に接続され、この金属配線パタ−ン２４
ｄの他端は図示せぬ半田によってアウタ−リ−ド２５ａ
の一端と電気的に接続される。また、アウターリード２
５ｂは所定の金属配線パターンに接続されている。さら
に、第１の絶縁回路基板２２に設けられた金属配線パタ
−ン２４ｅ〜２４ｇの一端は金属ボンディングワイヤ２
８によって半導体素子２６ａと電気的に接続され、この
金属配線パタ−ン２４ｅ〜２４ｇの他端は例えば高温保
証されたフレキシブルテ−プまたは溶接接続線等の金属
線２９の一端と電気的に接続される。この金属線２９の
他端は第２の絶縁回路基板２３に設けられた金属配線パ
タ−ン２４ｈ〜２４ｊの一端と電気的に接続され、この
金属配線パタ−ン２４ｈ〜２４ｊの他端は金属ボンディ
ングワイヤ２８によって半導体素子２６ｃと電気的に接
続される。前記アウタ−リ−ド２５ｃ、２５ｄ、２５ｆ
の一端は金属ボンディングワイヤ２８によって半導体素
子２６ｂ、２６ｄ、２６ｅと電気的に接続される。尚、
金属配線パタ−ン２４ｐ〜２４ｓは予備の配線スペ−ス
である。この後、半導体素子２６ａ〜２６ｅおよび金属
ワイヤ２８の表面上には表面保護材２７が塗布される。
【００１８】次に、図２に示すように、前記金属板２１
は折曲げ線Ａ1 −Ａ2 、Ｂ1 −Ｂ2に沿って断面がコ字
形となるように折曲げられる。この断面コ字形に折曲げ
られた金属板２１は、その上面部材２１ａの内面上には
第２の絶縁回路基板２３が位置しており、その下面部材
２１ｂの内面上には第１の絶縁回路基板２２が位置して
いる。すなわち、前記金属板２１は、第１の絶縁回路基
板２２が第２の絶縁回路基板２３と対向する位置に、折
曲げられている。この後、前記第１、第２の絶縁回路基
板２２、２３および金属板２１はトランスファ成形によ
って樹脂３０により封止される。
【００１９】上記実施例によれば、金属板２１の上に複
数の半導体素子２６ａ〜２６ｅを実装した第１および第
２の絶縁回路基板２２、２３を設け、この第１の絶縁回
路基板２２が第２の絶縁回路基板２３と対向する位置に
金属板２１を折曲げる。この後、第１、第２の絶縁回路
基板２２、２３および金属板２１をトランスファ成形に
よって樹脂３０により封止している。このように、半導
体素子２６ａ〜２６ｅを二枚の絶縁回路基板２２、２３
に実装しているため、半導体素子の実装密度を向上でき
る。すなわち、従来の半導体素子と同じ数だけ実装した
場合、パッケ−ジの表面積を従来品の１／２以下にする
ことができ、実装面積においては従来品の１／３以下に
することができる。従って、半導体装置の小型化が可能
となる。
【００２０】また、樹脂３０に比べて熱抵抗の低い金属
板２１を断面コ字形に形成しているため、半導体装置に
おける飽和熱抵抗値を従来品より小さくすることがで
き、許容できるパワ−損失を大幅に向上できる。
【００２１】また、断面コ字形に金属板２１を形成する
ことにより半導体素子の実装面積を小さくしているた
め、樹脂封止による応力を低減することができる。これ
により、絶縁回路基板２２、２３の割れおよびそりを防
止できるとともに、温度サイクルに対する半導体装置の
信頼性を向上できる。図３は、この発明の第２の実施例
による樹脂封止型半導体装置を示す断面図であり、図２
と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についての
み説明する。
【００２２】断面コ字形に折曲げられた金属板２１の内
面および第１、第２の絶縁回路基板２２、２３は樹脂３
０により封止されており、この金属板２１の外面は露出
している。
【００２３】上記第２の実施例においても第１の実施例
と同様の効果を得ることができ、しかも、金属板の外表
面が露出しているため、この金属板から放熱され、半導
体装置における飽和熱抵抗値を従来品の１／２以下にす
ることが可能となり、放熱性を大幅に向上できる。図４
は、この発明の金属板についての第３の実施例を示すも
のであり、図７（ａ）と同一部分には同一符号を付し、
異なる部分についてのみ説明する。
【００２４】金属板２１には折曲げ線Ａ1 −Ａ2 に沿っ
て第１の溝３１が設けられており、折曲げ線Ｂ1 −Ｂ2
に沿って第２の溝３２が設けられている。前記第１の溝
３１の断面形状は四角形となっており、第２の溝３２の
断面形状は三角形となっている。
【００２５】上記第３の実施例においても第１の実施例
と同様の効果を得ることができ、しかも、折曲げ線に沿
ってそれぞれ第１および第２の溝３１、３２を設けてい
るため、前記金属板２１を前記折曲げ線に沿って容易に
折曲げることができる。尚、第１および第２の溝３１、
３２はその断面形状がそれぞれ四角形および三角形のも
のを用いているが、他の形状の溝を用いることも可能で
ある。図５は、この発明の第４の実施例を示すものであ
り、図１（ｂ）と同一部分には同一符号を付し、異なる
部分についてのみ説明する。金属板２１には折曲げ線Ａ
1 −Ａ2 、Ｂ1 −Ｂ2 に沿って穴３３ａ〜３３ｄが設け
られている。上記第４の実施例においても第３の実施例
と同様の効果を得ることができる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
基板を断面がコ字形となるように形成し、この基板の第
１の面上に第１の絶縁基板を設け、この基板の第２の面
上に第２の絶縁基板を設け、これら第１および第２の絶
縁基板にそれぞれ互いに接続された第１、第２の半導体
回路を設けている。従って、半導体素子の実装密度を向
上できるとともに、飽和熱抵抗値を小さくでき、許容で
きるパワ−損失を大きくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は、この発明の第１の実施例による
樹脂封止型半導体装置の製造方法を示すものであり、金
属板の上に第１および第２の絶縁回路基板を設け、これ
ら絶縁回路基板の上に金属配線パタ−ンおよび半導体素
子を設ける工程を示す断面図、図１（ｂ）は、図１
（ａ）に示す半導体装置の平面図。
【図２】この発明の第１の実施例による樹脂封止型半導
体装置の製造方法を示すものであり、金属板を断面がコ
字形となるように折曲げ、この金属板および第１、第２
の絶縁回路基板を樹脂封止した断面図。
【図３】この発明の第２の実施例による樹脂封止型半導
体装置を示す断面図。
【図４】この発明の金属板についての第３の実施例を示
す断面図。
【図５】この発明の金属板についての第４の実施例を示
す平面図。
【図６】従来のＳＩＰタイプの樹脂封止型半導体装置を
示す断面図。
【図７】従来のＤＩＰタイプの樹脂封止型半導体装置を
示す断面図。
【図８】図８（ａ）は、他の従来の樹脂封止型半導体装
置を示す断面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）に示
す樹脂封止型半導体装置の平面図。
【符号の説明】
21…金属板、21a …上面部材、21b …下面部材、22…第
１の絶縁回路基板、23…第２の絶縁回路基板、24a 〜24
n …金属配線パタ−ン、25a 〜25f …アウタ−リ−ド、
26a 〜26e …半導体素子、27…表面保護材、28…金属ボ
ンディングワイヤ、29…金属線、30…樹脂、31…第１の
溝、32…第２の溝、33a 〜33d …穴、Ａ1 −Ａ2 、Ｂ1
−Ｂ2 …折曲げ線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−222354（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−32032（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 25/04

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所定の間隔が設けられ互いに対向する第
    １、第２の面および前記第１、第２の面それぞれに連結
    される第３の面を有する基板と、 前記基板の第１の面上に設けられた第１の絶縁基板と、 前記基板の第２の面上に設けられた第２の絶縁基板と、 前記第１および第２の絶縁基板上にそれぞれ設けられ、
    互いに接続された第１、第２の半導体回路と、 前記第１および第２の絶縁基板にそれぞれ一端が配設さ
    れ、前記第１、第２の半導体回路と電気的に接続された
    第１および第２のアウターリードと、 前記第１および第２のアウターリードの他端が露出し、
    前記第１、第２の絶縁基板および前記基板を封止するた
    めの樹脂とを具備し、 前記基板における前記第１の面と前記第３の面との境界
    部分および前記基板における前記第２の面と前記第３の
    面との境界部分それぞれに穴が設けられていることを特
    徴とする樹脂封止型半導体装置。
  2. 【請求項２】 所定の間隔が設けられ互いに対向する第
    １、第２の面および前記第１、第２の面それぞれに連結
    される第３の面を有する基板と、 前記基板の第１の面上に設けられた第１の絶縁基板と、 前記基板の第２の面上に設けられた第２の絶縁基板と、 前記第１および第２の絶縁基板上にそれぞれ設けられ、
    互いに接続された第１、第２の半導体回路と、 前記第１および第２の絶縁基板にそれぞれ一端が配設さ
    れ、前記第１、第２の半導体回路と電気的に接続された
    第１および第２のアウターリードと、 前記第１および第２のアウターリードの他端が露出し、
    前記第１、第２の絶縁基板および前記基板を封止するた
    めの樹脂とを具備し、 前記基板における前記第１の面と前記第３の面との境界
    部分および前記基板における前記第２の面と前記第３の
    面との境界部分それぞれに溝が設けられていることを特
    徴とする樹脂封止型半導体装置。
  3. 【請求項３】 所定の間隔が設けられ互いに対向する第
    １、第２の面および前記第１、第２の面それぞれに連結
    される第３の面を有する基板と、 前記基板の第１の面上に設けられた第１の絶縁基板と、 前記基板の第２の面上に設けられた第２の絶縁基板と、 前記第１および第２の絶縁基板上にそれぞれ設けられ、
    互いに接続された第１、第２の半導体回路と、 前記第１および第２の絶縁基板にそれぞれ一端が配設さ
    れ、前記第１、第２の半導体回路と電気的に接続された
    第１および第２のアウターリードと、 前記第１および第２のアウターリードの他端が露出し、
    前記基板の第１、第２の面の相互間および前記第１、第
    ２の絶縁基板を封止するための樹脂とを具備し、 前記基板における前記第１の面と前記第３の面との境界
    部分および前記基板における前記第２の面と前記第３の
    面との境界部分それぞれに穴が設けられていることを特
    徴とする樹脂封止型半導体装置。
  4. 【請求項４】 所定の間隔が設けられ互いに対向する第
    １、第２の面および前記第１、第２の面それぞれに連結
    される第３の面を有する基板と、 前記基板の第１の面上に設けられた第１の絶縁基板と、 前記基板の第２の面上に設けられた第２の絶縁基板と、 前記第１および第２の絶縁基板上にそれぞれ設けられ、
    互いに接続された第１、第２の半導体回路と、 前記第１および第２の絶縁基板にそれぞれ一端が配設さ
    れ、前記第１、第２の半導体回路と電気的に接続された
    第１および第２のアウターリードと、 前記第１および第２のアウターリードの他端が露出し、
    前記基板の第１、第２の面の相互間および前記第１、第
    ２の絶縁基板を封止するための樹脂とを具備し、 前記基板における前記第１の面と前記第３の面との境界
    部分および前記基板における前記第２の面と前記第３の
    面との境界部分それぞれに溝が設けられていることを特
    徴とする樹脂封止型半導体装置。
  5. 【請求項５】 前記基板は、金属からなることを特徴と
    する請求項１乃至４の何れかに記載の樹脂封止型半導体
    装置。
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