JPH0786455A - 半導体装置とその製造方法 - Google Patents

半導体装置とその製造方法

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JPH0786455A
JPH0786455A JP23120393A JP23120393A JPH0786455A JP H0786455 A JPH0786455 A JP H0786455A JP 23120393 A JP23120393 A JP 23120393A JP 23120393 A JP23120393 A JP 23120393A JP H0786455 A JPH0786455 A JP H0786455A
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JP
Japan
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heat dissipation
semiconductor device
resin
elastomer
dissipation plate
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JP23120393A
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Yoshinori Kairiku
嘉徳 海陸
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
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    • H01L2224/4809Loop shape
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01L2224/48245Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item

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  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体装置の高温時での封止樹脂の応力歪み
を緩和し、高温での使用にも耐えることを可能とする。 【構成】 放熱板2 の樹脂封止体8 に接触する面にエラ
ストマー10を塗布した構成としたことにより、高温時の
樹脂封止体8 の応力歪みが緩和され、高温での使用にも
耐えることが可能となり、また、放熱板2 の樹脂封止体
8 と接触する部分に溝部2fを形成したので、アイランド
4 と放熱板2 の接合強度が維持され、高温時での半導体
装置9 の信頼性の低下を防止される。また、エラストマ
ー10が塗布された放熱板2 を樹脂封止体8 で封止して半
導体装置9 を製造するので、高温時の樹脂封止体8 の応
力歪みが緩和され、高温での使用にも耐えることがで
き、信頼性が向上される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置とその製造
方法に係り、特に、放熱板を有し高密度化・高集積度化
を図った半導体装置とその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体装置は、リードフレームの
アイランドに搭載された半導体素子とリードをワイヤボ
ンディングにより電気的に接続した後、エポキシ樹脂な
どの封止樹脂で半導体素子やリードの一部をモールド
し、さらに、リードの切断・曲げ加工を行なって製造さ
れていた。
【0003】ところで、近年、電子機器や情報処理装置
などの小型軽量化に伴ない、半導体装置の高密度化・高
集積度化や薄型化が要望され、半導体素子によって発生
する熱量が増加する傾向にある。特に、超々LSIやバ
イポーラLSIなどは高集積化・大面化されてチップ面
積の大きい半導体素子となっており、半導体素子の電流
増大に伴ない発熱量が大きく、放熱の必要が生じてい
る。
【0004】そこで、高熱伝導材料の放熱板を用いて半
導体素子から発生した熱を積極的に除去する構成を備え
た半導体装置が種々開発されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た放熱板を備えた半導体装置は、半導体素子などを封止
する封止樹脂と放熱板の熱膨張率の差により高温時に封
止樹脂に応力歪みが発生し、半導体装置の信頼性に影響
するという虞れがあった。
【0006】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、高温時での封止樹脂の応力歪みを緩和して高温での
使用にも耐え得る半導体装置とその製造方法を提供する
ことを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、半導体素子が搭載される基板と、この基
板の半導体素子が搭載されない側の面に接合された金属
製の放熱板と、この放熱板の一端面を外気に露出させて
上記半導体素子と上記放熱板を封止する樹脂封止体とを
具備する半導体装置において、上記放熱板の上記樹脂封
止体に接触する面にエラストマーが塗布されていること
を特徴とする。
【0008】また、本発明は、放熱板の樹脂封止体と接
触する部分に溝部を形成していることを特徴とする。
【0009】金属製放熱板の樹脂封止体と接触する部分
に溝部を形成していることを特徴とする。
【0010】また、本発明は、金属製の放熱板の表面に
エラストマーを塗布する工程と、このエラストマーが塗
布された放熱板を基板の一方の主面に溶接により接合す
る工程と、半導体素子を上記基板の他方の主面にダイボ
ンディングする工程と、上記半導体素子とリードをワイ
ヤボンディングする工程と、上記放熱板の一端面を外気
に露出させて上記半導体素子と上記放熱板を樹脂封止体
で封止する封止工程とを具備することを特徴とする。
【0011】
【作用】本発明の半導体装置は金属製放熱板の樹脂封止
体に接触する面にエラストマーが塗布されている構成と
したので、高温時の応力歪みが緩和され、高温での使用
にも耐えることが可能となる。
【0012】また、本発明の半導体装置は金属製放熱板
の樹脂封止体と接触する部分に溝部を形成した構成にし
たので、樹脂封止体による金属製放熱板の封止が強固な
ものとなり、半導体素子が搭載される基板と金属製放熱
板との接合部の接合強度が維持され、高温時での半導体
装置の信頼性の低下が防止される。
【0013】また、本発明の半導体装置の製造方法はエ
ラストマーが塗布された金属製放熱板を樹脂封止体で封
止する構成としたので、高温時の応力歪みが緩和され、
高温での使用にも耐える半導体装置が製造される。
【0014】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図1は本発明の一実施例の半導体装置のリードフ
レームの断面図、および図2は本発明の一実施例の半導
体装置の断面図である。
【0015】上記図において、1 は放熱板2 付のリード
フレームで、このリードフレーム1は半導体素子3 が搭
載されるアイランド4 、このアイランド4 に搭載された
半導体素子3 とワイヤボンディングによりボンディング
ワイヤ5 で電気的に接続されるとともに外部回路と電気
的に接続されるリード6 、およびアイランド4 の半導体
素子3 が搭載されない主面の接合部7 でレーザ溶接ある
いは抵抗溶接などによりアイランド4 に接合されたアル
ミニウム製の放熱板2 とから構成される。
【0016】このように構成された放熱板2 付のリード
フレーム1 を金型(不図示)に装着してトランスファー
モールドでエポキシ樹脂からなる樹脂封止体8 を充填し
て成形すると、図2に示すような半導体装置9 が得られ
る。
【0017】放熱板2 は平坦部2aとこの平坦部2aに垂直
な垂直部2bとからなる凸形状に形成されているとともに
垂直部2bの自由端部はアイランド4 との接合部7 を形成
し、また、平坦部2aの自由端部はアイランド4 に搭載さ
れる半導体素子3 よりも十分に大きな放熱面2cとなり、
この放熱面2cの表面には予め0.05〜2mmの微細な
溝2dが形成されている。放熱面2cは大気に露出し、かつ
アイランド4 に搭載される半導体素子3 に比較し十分大
きく設定されているので、十分な放熱効果を有している
が、さらに、放熱面2cの表面に溝2dを形成され放熱面2c
の表面積が増加することにより、その放熱効果が増大さ
れる。
【0018】また、放熱板2 の平坦部2aと垂直部2bが交
差する角部2e、及び平坦部2aの垂直部2b側の角部2fに
は、樹脂封止体8 の成形時に応力集中が発生して樹脂封
止体8にクラックが発生するのを防止するために、R1
以上の円弧が形成され、また、平坦部2aの放熱面2c側の
所定外周には樹脂封止体8 との密着性を向上して抜けな
い構造とするするために溝部2gが形成されている。溝部
2gが形成されていることにより、樹脂封止体8 による放
熱板2 の封止が強固なものとなり、放熱板2 と半導体素
子3 が搭載されるアイランド4 との接合部7 の接合強度
が高温時においても維持され、高温時での半導体装置9
の信頼性の低下が防止される。
【0019】さらに、放熱板2 の放熱面2cを除く表面、
つまり放熱板2 が樹脂封止体8 と接触する面にはシリコ
ン樹脂、例えばクロロプレン系ゴムからなるエラストマ
ー10が0.05〜2mmの厚さを有して塗布されてい
る。このエラストマー10の塗布により、半導体装置9 が
使用中に高温に達しても、樹脂封止体8 と放熱板2cの熱
膨張率の差による樹脂封止体8 の応力歪みがエラストマ
ー10で吸収されて、高温時の応力歪みが緩和され、半導
体装置9 は高温での使用にも耐えることが可能となり、
半導体装置9 の信頼性が向上される。
【0020】次に、上記構成の半導体装置9 の製造方法
について図3を参照し説明する。
【0021】まず、予め凸形状に形成されている放熱板
2 のアイランド4 との接合部7 となる垂直部2bの自由端
部と平坦部2aの放熱面2cをマスキングし、ディッピング
法あるいは静電塗装法によりエラストマー10を放熱板2
の表面に塗布する。塗布後、エラストマー10が塗布され
た放熱板2 の垂直部2bの自由端部をリードフレーム1の
アイランド4 の一方の主面にレーザ溶接あるいは抵抗溶
接などにより接合し、接合部7 を形成する。(工程P1、
工程P2)。
【0022】続いて、放熱板2 付のリードフレーム1 の
アイランド4 の他方の主面に半導体素子3 をダイボンデ
ィングし、そして、ダイボンディングされた半導体素子
3 とリード6 をワイヤボンディングし、ボンディングワ
イヤ5 により半導体素子3 とリード6 を電気的に接続す
る。(工程P3、工程P4)。
【0023】さらに、放熱板2 付のリードフレーム1 を
金型に装着し、放熱面2cを外気に露出させて半導体素子
3 と放熱板2 をトランスファーモールドでエポキシ樹脂
からなる樹脂封止体8 を充填して成形する。成形後、リ
ード6 を切断・折曲して図2に示す半導体装置9 が得ら
れる。(工程P5)。
【0024】このように、エラストマー塗布工程と放熱
板接合工程を付加するという簡単な工程追加で、エラス
トマー10が塗布された放熱板2 と半導体素子3 とが樹脂
封止された半導体装置9 が製造することができ、また、
製造された半導体装置9 は放熱板2 にエラストマー10が
塗布されていることにより、高温時の樹脂封止体8 の応
力歪みが緩和され、高温での使用にも耐えることが可能
となる。
【0025】なお、上記実施例では放熱板2 を凸形状と
したが、これに限ることはなく、要は、放熱板2 の樹脂
封止体8 に接触する部分にエラストマー10が塗布され得
る形状であれば他の形状でもよく、同様の作用効果が得
られる。
【0026】また、上記実施例では放熱板2 としてアル
ミニウム、樹脂封止体8 としてエポキシ樹脂、およびエ
ラストマー10としてシリコン樹脂をそれぞれ適用した
が、これらの材料に限ることはなく他の材料でもよいこ
とは勿論である。
【0027】また、上記実施例では放熱板2 の放熱面2c
に溝2dを形成し放熱効果を増大するようにしたが、放熱
面2cだけで放熱効果が十分であれば、溝2cの形成は必ず
しも必要とはしない。
【0028】また、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形
可能であることは勿論である。
【0029】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の半導体装
置によれば、金属製放熱板の樹脂封止体に接触する面に
エラストマーを塗布した構成としたので、高温時の樹脂
封止体の応力歪みが緩和され、高温での使用にも耐える
ことが可能となり、半導体装置の信頼性を向上すること
ができる。
【0030】また、本発明の半導体装置は金属製放熱板
の樹脂封止体と接触する部分に溝部を形成した構成にし
たので、樹脂封止体による金属製放熱板の封止が強固な
ものとなり、基板と金属製放熱板との接合部の接合強度
が維持され、高温時での半導体装置の信頼性の低下を防
止することができる。
【0031】また、本発明の半導体装置の製造方法によ
れば、エラストマーが塗布された金属製放熱板を樹脂封
止体で封止して半導体装置を製造するので、製造された
半導体装置は、高温時の樹脂封止体の応力歪みが緩和さ
れ、高温での使用にも耐えることができ、信頼性が向上
される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の半導体装置のリードフレー
ムの断面図である。
【図2】本発明の一実施例の半導体装置の断面図であ
る。
【図3】本発明の一実施例の半導体装置の工程フロー図
である。
【符号の説明】
1 …リードフレーム(基板) 2 …放熱板(金属製放熱板) 2g…溝部 3 …半導体素子 4 …アイランド(基板) 6 …リード 8 …樹脂封止体 9 …半導体装置 10…エラストマー
───────────────────────────────────────────────────── 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 23/31 // B29L 31:30

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体素子が搭載される基板と、この基
    板の半導体素子が搭載されない側の面に接合された金属
    製の放熱板と、この放熱板の一端面を外気に露出させて
    上記半導体素子と上記放熱板を封止する樹脂封止体とを
    具備する半導体装置において、上記放熱板の上記樹脂封
    止体に接触する面にエラストマーが塗布されていること
    を特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 放熱板の樹脂封止体と接触する部分に溝
    部を形成していることを特徴とする請求項1記載の半導
    体装置。
  3. 【請求項3】 金属製の放熱板の表面にエラストマーを
    塗布する工程と、このエラストマーが塗布された放熱板
    を基板の一方の主面に溶接により接合する工程と、半導
    体素子を上記基板の他方の主面にダイボンディングする
    工程と、上記半導体素子とリードをワイヤボンディング
    する工程と、上記放熱板の一端面を外気に露出させて上
    記半導体素子と上記放熱板を樹脂封止体で封止する封止
    工程とを具備することを特徴とする半導体装置の製造方
    法。
JP23120393A 1993-09-17 1993-09-17 半導体装置とその製造方法 Pending JPH0786455A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001082386A1 (fr) * 2000-04-24 2001-11-01 Rohm Co., Ltd. Dispositif semi-conducteur electroluminescent a emission laterale et son procede de production

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001082386A1 (fr) * 2000-04-24 2001-11-01 Rohm Co., Ltd. Dispositif semi-conducteur electroluminescent a emission laterale et son procede de production

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