JP3051319B2 - フィルムキャリア型半導体装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テープ状のキャリアフ
ィルム上に半導体素子を搭載して、その半導体素子を封
止樹脂によってモールドすることにより製造されるフィ
ルムキャリア型半導体装置に関し、さらに詳述すれば、
半導体素子が効率よく放熱されるフィルムキャリア型半
導体装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】フィルムキャリア型半導体装置は、テー
プ状のキャリアフィルム上に半導体素子を搭載して、半
導体素子を封止樹脂によってモールドすることにより製
造される。このようなフィルムキャリア型半導体装置
は、通常、次のように製造される。図１１に示すよう
に、ウエハ等によって多数の半導体素子５１が製造され
ると、各半導体素子５１上面の各隅部近傍に設けられた
電極部５１ａに、上方に突出するバンプ５６がそれぞれ
設けられる。各電極部５１ａ上にバンプ５６が設けられ
た半導体素子５１は、相互に分離される。

【０００３】他方、図１２（ａ）および図１２（ｂ）に
示すように、ポリイミド等によって構成されたテープ状
のキャリアフィルム５４が準備されて、その幅方向中央
部に中央開口部５４ａが形成されるとともに、各中央開
口部５４ａの各側方に側部開口部５４ｂがそれぞれ形成
される。そして、分離された半導体素子５１の各バンプ
５６が各中央開口部５４ａ内にそれぞれ位置するよう
に、半導体素子５１がそれぞれ配置されて、各バンプ５
６に、リード線としてのフィンガー５７の一方の端部が
それぞれ接続される。各フィンガー５７は、半導体素子
５１の側方に延出しており、キャリアフィルム５４の各
側部にそれぞれ設けられた各側部開口部５４ｂ上を通過
するようにキャリアフィルム５４上に載置される。これ
により、半導体素子５１は、各フィンガー５７によって
キャリアテープ５４に支持された状態になる。

【０００４】このような状態で、図１２（ａ）および
（ｂ）に二点鎖線で示すように、各半導体素子５１が、
キャリアフィルム５４とともに封止樹脂５８によってモ
ールドされる。そして、各半導体素子５１毎に、キャリ
アフィルム５４が切断されることにより、図１３（ａ）
および（ｂ）に示すように、平板状の半導体素子５１
が、各フィンガー５７とともに封止樹脂５８によってモ
ールドされたフィルムキャリア型半導体装置５０が得ら
れる。

【０００５】このような構成のフィルムキャリア型半導
体装置５０は、図１３（ｃ）に示すように、封止樹脂５
８から延出した各フィンガー５７の端部が、プリント基
板６０上のパターン６１に接続されて、キャリアフィル
ム５４が、各フィンガー５７によってプリント基板６０
に押さえ付けられた状態でプリント基板６０上に搭載さ
れる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このようなフィルムキ
ャリア型半導体装置５０は、消費電力の増加によって半
導体素子５１の接合部の温度が上昇するが、半導体素子
５１は封止樹脂５８によって覆われており、半導体素子
５１は十分に放熱されず、その温度上昇を十分に抑制す
ることができないという問題がある。特に、テープ状の
キャリアフィルムを使用して製造されるフィルムキャリ
ア型半導体装置は、製造が容易であって多端子化にも容
易に対応することができ、しかも、経済的であるという
多くの利点を有しているために、得られた半導体装置の
半導体素子の温度上昇を抑制することが課題になってい
る。

【０００７】本発明は、このような問題を解決するもの
であり、その目的は、半導体素子を効果的に放熱するこ
とができ、半導体素子の温度上昇を抑制することができ
るフィルムキャリア型半導体装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のフィルムキャリ
ア型半導体装置は、上面に開口部を有する放熱体内にダ
イボンドされた半導体素子と、その半導体素子の上面に
設けられた各電極に一方の端部がそれぞれ接続されてお
り、それぞれの他方の端部が半導体素子の側方に延出し
たリード線としてのフィンガーと、前記放熱体の開口部
に整合するように開口部が設けられており、各フィンガ
ーが整合状態になった各開口部を通過するように放熱体
が表面に接着されたキャリアフィルムと、このキャリア
フィルムの開口部を通過した各フィンガーの端部が外部
に延出するように、各フィンガーを放熱体内の半導体素
子とともにモールドする封止樹脂と、を具備することを
特徴とするものであり、そのことにより上記目的が達成
される。

【０００９】前記キャリアフィルムにおける放熱体が接
着された表面とは反対側の表面に、前記封止樹脂によっ
てモールドされた第２の半導体素子が搭載されていても
よく、また、前記放熱体に、別の放熱具がさらに取り付
けられていてもよい。

【００１０】

【作用】本発明のフィルムキャリア型半導体装置では、
放熱体内に半導体素子がダイボンドされると、放熱体が
キャリアフィルムの表面に接着される。このとき、半導
体素子は、放熱体の開口部およびキャリアフィルムの開
口部から露出した状態になる。そして、キャリアフィル
ムの開口部から露出した半導体素子の電極部に、リード
線としてのフィンガーの一方の端部がそれぞれ接続さ
れ、各フィンガーの端部がキャリアフィルム上に支持さ
れる。このような状態で、放熱体内の半導体素子が封止
樹脂によってモールドされる。キャリアフィルム上のフ
ィンガーは、各端部が封止樹脂の外部に延出するよう
に、半導体素子とともに封止樹脂によってモールドされ
る。このようなフィルムキャリア型半導体装置は、放熱
体によって効率よく放熱される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００１２】図１（ａ）は、本発明のフィルムキャリア
型半導体装置の一例を示す平面図、図１（ｂ）はそのＡ
−Ａ線における断面図である。このフィルムキャリア型
半導体装置１０は、半導体素子１１が収容される中空直
方体状の放熱体１２を有している。この放熱体１２は、
長方形状の底面１２ａの周縁部に壁部１２ｂが設けられ
て、上面に開口部が形成された状態になっており、銅、
アルミニウム、鉄等の金属板によって構成されている。
放熱体１２の底面１２ａ上には、平板状の半導体素子１
１が半田１３によってダイボンドされている。

【００１３】なお、半導体素子１１は、放熱体１２に対
して、銀ペースト等の導電性ペースト、シリカ等をフィ
ラーとした高放電絶縁ペースト等のろう材によってダイ
ボンドするようにしてもよい。

【００１４】放熱体１２は接着剤１５によって、ポリイ
ミド等によって構成されたキャリアフィルム１４に接着
されている。このキャリアフィルム１４は、放熱体１２
の開口部と整合する中央開口部１４ａが中央部に設けら
れており、その中央開口部１４ａの周辺部に、放熱体１
２の壁部１２ｂ上面が接着剤１５によって接着されてい
る。

【００１５】放熱体１２内に設けられた半導体素子１１
の上面には、幅方向に沿って延びる各側縁部近傍に、各
一対の電極１１ａがそれぞれ設けられており、各電極１
１ａに、上方に突出する接着用のバンプ１６がそれぞれ
設けられている。各パンプ１６には、金属の細い薄板片
によって構成されたフィンガー１７の一方の端部が、そ
れぞれ接着されている。各フィンガー１７は、電極を兼
ねるリード線であり、半導体素子１１の各側縁部に設け
られた一対のフィンガー１７は、それぞれが半導体素子
１１の各側縁部から外方に延出している。

【００１６】放熱体１２内に収容された半導体素子１１
は、封止樹脂１８によってモールドされている。封止樹
脂１８は、放熱体１２内およびキャリアフィルム１４の
中央開口部１４ａ内に充填されて、半導体素子１１を封
止するとともに、キャリアフィルム１４もその周縁部を
除いてモールドしている。各フィンガー１７は、外方に
延出した各先端部を除いて、封止樹脂１８によってモー
ルドされており、各フィンガー１７の先端部が封止樹脂
１８から延出している。

【００１７】このような構成のフィルムキャリア型半導
体装置１０は、図２に示すように、プリント基板２０上
に搭載されて使用される。この場合、フィルムキャリア
型半導体装置１０は、放熱体１２の底面１２ａが、プリ
ント基板２０上のパターン２２に接続されるとともに、
封止樹脂１８から延出した各フィンガー１７の端部が、
プリント基板２０上のパターン２１に接続され、キャリ
アフィルム１４が、プリント基板２０に押し付けられた
状態になる。

【００１８】プリント基板２０上のフィルムキャリア型
半導体装置１０は、放熱体１２からプリント基板２０の
パターン２２を通って効率よく放熱されるために、消費
電力の増加による半導体素子１１の接合部の温度上昇が
抑制される。

【００１９】このようなフィルムキャリア型半導体装置
１０は、次のように製造される。図３に示すように、リ
ール状に巻回されたポリイミド製のテープ状になったキ
ャリアフィルム１４が引き出されると、そのテープ状の
キャリアフィルム１４の幅方向中央部が、長方形状に一
定の間隔で順番に打ち抜かれて、中央開口部１４ａが順
次形成される。同時に、その中央開口部１４ａの各側方
が、キャリアフィルム１４の長手方向に沿って延びる長
方形状に順番に打ち抜かれて、各側部開口部１４ｂがそ
れぞれ順次形成される。

【００２０】他方、図４（ａ）および（ｂ）に示すよう
に、上面が開放された中空直方体状の放熱体１２の底面
１２ａ上に、平板状の半導体素子１１が、半田１３によ
ってダイボンドされる。その後、半導体素子１１の各側
縁部の上面に設けられた各一対の電極１１ａ上に、上方
に突出するバンプ１６が設けられる。

【００２１】このような状態になると、半導体素子１１
がダイボンドされた放熱体１２は、テープ状になったキ
ャリアフィルム１４に、接着剤１５によって接着され
る。放熱体１２は、壁部１２ｂの上面が、中央開口部１
４ａの周縁部に接着されて、半導体素子１１がキャリア
フィルム１４の中央開口部１４ａから露出した状態にさ
れる。

【００２２】その後、図５（ａ）および（ｂ）に示すよ
うに、テープ状のキャリアフィルム１４の中央開口部１
４ａから露出した半導体素子１１の上面の各バンプ１６
に、各フィンガー１７の一方の端部が接続される。各フ
ィンガー１７は、キャリアフィルム１４の中央開口部１
４ａの各側方にそれぞれ延出され、キャリアフィルム１
４の各側部開口部１４ｂ上を通過した状態で支持され
る。

【００２３】次に、キャリアフィルム１４の中央開口部
１４ａから放熱体１２内に封止樹脂１８が充填されると
ともに、半導体素子１１およびキャリアフィルム１４上
に封止樹脂１８が充填されて、半導体素子１１とともに
各フィンガー１７が先端部を残してモールドされるとと
もに、キャリアフィルム１４がその周縁部を残してモー
ルドされる。その後、モールドされた封止樹脂１８毎に
キャリアフィルム１４が切断され、これにより、図１
（ａ）および（ｂ）に示すフィルムキャリア型半導体装
置１０が得られる。

【００２４】図６（ａ）は、本発明のフィルムキャリア
型半導体装置の他の実施例を示す一部破断平面図、図６
（ｂ）はそのＤ−Ｄ線における断面図である。本実施例
のフィルムキャリア半導体装置３０は、電力用半導体素
子３１が搭載される放熱体３２と、その電力用半導体素
子３１を制御するためにキャリアフィルム３４上に搭載
された半導体集積回路素子３９とを有している。

【００２５】キャリアフィルム３４には、一方の側部に
長方形状の中央開口部３４ａが設けられており、他方の
側部表面上に、薄い直方体状の半導体集積回路素子３９
が搭載されている。半導体集積回路素子３９が搭載され
た表面とは反対側の表面には、平板状の放熱体３２が接
着剤３５によって接着されている。放熱体３２は、銅、
アルミニウム、鉄等の金属板によって構成されており、
キャリアフィルム３４の中央開口部３４ａに対向して凹
部３２ｃが設けられている。この凹部３２ｃの底面３２
ａ上には、電力用半導体素子３１が半田３３によってダ
イボンドされており、凹部３２ｃを取り囲む壁部３２ｂ
の上面が、キャリアフィルム３４の中央開口部３４ａ周
辺部に接着剤３５によって接着されている。放熱体３２
は、凹部３２ｃが形成された側部とは反対側の側部が、
キャリアフィルム３４を挟んで半導体集積回路素子３９
と対向しており、その側部がキャリアフィルム３４に接
着剤３５によって接着されている。

【００２６】放熱体３２の凹部３２ｃに収容された電力
用半導体素子３１上には、各隅部近傍に電極部３１ａが
それぞれ設けられており、各電極部３１ａ上に、上方に
突出する接着用のバンプ３６がそれぞれ設けられてい
る。また、キャリアフィルム３４上に搭載された半導体
集積回路素子３９の上面の各隅部近傍にも電極部３９ａ
がそれぞれ設けられており、各電極部３９ａ上に、上方
に突出する接着用のバンプ３６がそれぞれ設けられてい
る。

【００２７】電力用半導体素子３１および半導体集積回
路素子３９の相互に近接した側部上に設けられた各一対
のバンプ３６には、相互に近接するバンプ３６同士が、
金属の細い薄板片によって構成されたフィンガー３７に
よって接続されている。電力用半導体素子３１および半
導体集積回路素子３９上の他の各一対のバンプ３６に
は、それぞれ、各素子３１および３９の側方に、相互に
離れるように延出したフィンガー３７の一方の端部がそ
れぞれ接続されている。

【００２８】放熱体３２の凹部３２ｃ内に収容された半
導体素子３１、および、キャリアフィルム３４上に搭載
された半導体集積回路素子３９は、封止樹脂３８によっ
て封止されている。封止樹脂３８は、放熱体３２の凹部
３２ｃ内およびキャリアフィルム３４の開口部３４ａ内
に充填されて、キャリアフィルム３４の中央開口部３４
ａの周縁部を覆うとともに、キャリアフィルム３４上の
半導体集積回路素子３９を覆って、直方体状になってい
る。キャリアフィルム３４の周縁部は、全周にわたって
封止樹脂３８から延出しており、また、電力用半導体素
子３１および半導体集積回路素子３９の各側方に延出し
た各一対のフィンガー３７も、各先端部がそれぞれ封止
樹脂３８から延出している。

【００２９】本実施例のフィルムキャリア型半導体装置
３０は、次のように製造される。図７に示すように、リ
ール状に巻回されたポリイミド製のテープ状になったキ
ャリアフィルム３４が引き出されると、そのテープ状の
キャリアフィルム３４の幅方向の各側部に、キャリアフ
ィルム３４の長手方向に沿って延びる長方形状の側部開
口部３４ｂが、それぞれ順番に打ち抜かれるとともに、
一方の側部開口部３４ａに近接した中央部に長方形状の
中央開口部１４ａが、それぞれ、一定の間隔で順番に打
ち抜かれる。

【００３０】他方、図８に示すように、一方の側部に上
面が開放された中空直方体状の凹部３２ｃが設けられた
平板状の複数の放熱体１２が準備されて、各放熱体３２
の凹部３２ｃの底面３２ａ上に、薄い平板状の電力用半
導体素子３１が、半田３３によってダイボンドされる。
その後、半導体素子３１の上面の各隅部近傍にそれぞれ
設けられた４つの電極３１ａ上に、上方に突出するバン
プ３６がそれぞれ設けられる。

【００３１】このような状態になると、電力用半導体素
子３１がそれぞれダイボンドされた各放熱体３２は、テ
ープ状になったキャリアフィルム３４に、凹部３２ｃの
周囲を構成する壁部３２ｂの上面が、中央開口部３４ａ
の周縁部に接着剤３５によって接着されるとともに、凹
部３２ｃが形成されていない側部が、キャリアフィルム
３４の表面に接着剤３５によって接着される。これによ
り、各放熱体３２の凹部３２ｃ内に設けられた電力用半
導体素子３１は、キャリアフィルム３４の中央開口部１
４ａを通して露出した状態になる。

【００３２】その後、図９に示すように、キャリアフィ
ルム３４の放熱体３２が接着された表面とは反対側の表
面に、半導体集積回路素子３９が、接着剤３５によって
搭載される。そして、電力半導体素子３１および半導体
集積回路素子３９における相互に近接したバンプ３６同
士が、各フィンガー３７によって接続されるとともに、
電力半導体素子３１および半導体集積回路素子３９の他
のバンプ３６に、各素子３１および３９の側方に延出す
る各フィンガー３７の一方の端部がそれぞれ接着され
る。

【００３３】次に、キャリアフィルム３４の中央開口部
３４ａから放熱体３２の凹部３２ｃ内に封止樹脂３８が
充填されてモールドされるとともに、キャリアフィルム
３４の中央開口部３４ａの周縁部上、電力用半導体素子
３１上、および半導体集積回路素子３９が封止樹脂３８
によってモールドされる。その後、モールドされた封止
樹脂３８毎にキャリアフィルム３４が切断されることに
より、図６（ａ）および（ｂ）に示すフィルムキャリア
型半導体装置３０が得られる。

【００３４】本実施例のフィルムキャリア型半導体装置
は、電力用半導体素子３１における放熱体３２が接着さ
れた表面が高電位になって高熱になる場合にも、放熱体
３２によって、電力用半導体素子３１が効率よく放熱さ
れる。また、電力用半導体素子３１を制御する半導体集
積回路素子３９が、電力用半導体素子３１とは別体に構
成されているために、電力用半導体素子３１の熱による
影響をほとんど受けるおそれがない。

【００３５】なお、上記各実施例のフィルムキャリア型
半導体装置１０および３０において、図１０（ａ）に示
すように、放熱体１２および３２の裏面における対角位
置に、各ビス孔１２ｅおよび３２ｅをそれぞれ設けて、
図１０（ｂ）に示すように、放熱体１２および３２に、
多数の放熱フィン４１を有する別体に構成された放熱具
４０をビス止めするようにしてもよい。この場合には、
放熱具４０の各放熱フィン４１が空気に有効に接触する
ように、各半導体装置１０および３０がプリント基板２
０のパターン上に取り付けられると、放熱効果が一層高
められる。

【００３６】

【発明の効果】本発明のフィルムキャリア型半導体装置
は、このように、放熱体によって半導体素子が効率よく
放熱されるために、半導体素子の温度上昇が抑制され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明のフィルムキャリア型半導体装
置の一例を示す平面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ線における
断面図である。

【図２】そのフィルムキャリア型半導体装置の使用状態
を示す側面図である。

【図３】そのフィルムキャリア型半導体装置の製造に使
用されるフィルムの斜視図である。

【図４】（ａ）はそのフィルムキャリア型半導体装置の
製造に使用される半導体素子が収容された放熱体の平面
図、（ｂ）はそのＢ−Ｂ線における断面図である。

【図５】（ａ）はその放熱体をフィルムに装着した状態
を示す平面図、（ｂ）はそのＣ−Ｃ線における断面図で
ある。

【図６】（ａ）は本発明のフィルムキャリア型半導体装
置の他の実施例を示す一部破断平面図、（ｂ）はそのＤ
−Ｄ線における断面図である。

【図７】そのフィルムキャリア型半導体装置の製造に使
用されるフィルムの斜視図である。

【図８】そのフィルムキャリア型半導体装置の製造に使
用される半導体素子が収容された放熱体の平面図であ
る。

【図９】その放熱体をフィルムに装着した状態を示す平
面図である。

【図１０】（ａ）は本発明のフィルムキャリア型半導体
装置のさらに他の実施例を示す背面図、（ｂ）はそのフ
ィルムキャリア型半導体装置の使用状態の一例を示す側
面図である。

【図１１】従来のフィルムキャリア型半導体装置の製造
に使用される半導体素子の平面図である。

【図１２】（ａ）はその半導体素子を分割してキャリア
フィルムに装着した状態を示す平面図、（ｂ）はそのＦ
−Ｆ線における断面図である。

【図１３】（ａ）は従来のフィルムキャリア型半導体装
置の他の実施例を示す一部破断平面図、（ｂ）はそのＧ
−Ｇ線における断面図、（ｃ）はその使用状態を示す側
面図である。

【符号の説明】

１０ フィルムキャリア型半導体装置 １１ 半導体素子 １２ 放熱体 １３ 半田 １４ フィルム １５ 接着剤 １６ パンプ １７ フィンガー １８ 封止樹脂 ３０ フィルムキャリア型半導体装置 ３１ 電力用半導体素子 ３２ 放熱体 ３３ 半田 ３４ フィルム ３５ 接着剤 ３６ パンプ ３７ フィンガー ３８ 封止樹脂 ３９ 半導体集積回路素子 ４０ 放熱具 ４１ 放熱フィン

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上面に開口部を有する放熱体内にダイボ
   ンドされた半導体素子と、 その半導体素子の上面に設けられた各電極に一方の端部
   がそれぞれ接続されており、それぞれの他方の端部が半
   導体素子の側方に延出したリード線としてのフィンガー
   と、 前記放熱体の開口部に整合するように開口部が設けられ
   ており、各フィンガーが整合状態になった各開口部を通
   過するように放熱体が表面に接着されたキャリアフィル
   ムと、 このキャリアフィルムの開口部を通過した各フィンガー
   の端部が外部に延出するように、各フィンガーを放熱体
   内の半導体素子とともにモールドする封止樹脂と、 を具備することを特徴とするフィルムキャリア型半導体
   装置。
2. 【請求項２】 前記キャリアフィルムにおける放熱体が
   接着された表面とは反対側の表面に、前記封止樹脂によ
   ってモールドされた第２の半導体素子が搭載されている
   請求項１に記載のフィルムキャリア型半導体装置。
3. 【請求項３】 前記放熱体には、別の放熱具がさらに取
   り付けられている請求項１に記載のフィルムキャリア型
   半導体装置。