JPH08172145A

JPH08172145A - 半導体装置及び放熱性部品

Info

Publication number: JPH08172145A
Application number: JP6333851A
Authority: JP
Inventors: Chikayoshi Azuma; 千加良東
Original assignee: Texas Instruments Japan Ltd
Current assignee: Texas Instruments Japan Ltd
Priority date: 1994-12-16
Filing date: 1994-12-16
Publication date: 1996-07-02

Abstract

(57)【要約】【構成】半導体チップ２と板状ヒートシンク21とが共
に封止材３によって封止されたパッケージ40からなり、
ヒートシンク21は第１の主面と第２の主面とこれら両主
面間の側面とを有し、前記第１の主面と前記側面との境
界線部において所定のパターンの第１の切欠き29Ａの群
が設けられ、前記第２の主面と前記側面との境界線部に
おいて所定のパターンの第２の切欠き29Ｂの群が設けら
れ、前記第１の切欠き群の各切欠き29Ａと前記第２の切
欠き群の各切欠き29Ｂとは相互に半ピッチずつずれて配
設されている半導体装置。【効果】ヒートシンクの剥離や脱落をなくしてパッケ
ージの放熱性能や信頼性を向上させると共に、パッケー
ジの組み立てやヒートシンクの作製においても作業性を
向上させ、付加的装置を必要としない半導体装置を提供
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体チップが放熱性
部品（例えば、ヒートシンクとしての放熱板：以下、放
熱板と称する。）と共に封止材（例えば、絶縁性及び耐
湿性のある樹脂）によって封止されたパッケージからな
る半導体装置及び放熱性部品に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のパッケージの放熱性を向
上させるため、熱伝導の良い金属、例えば銅又はアルミ
ニウム等を放熱板として用い、パッケージ内部に樹脂封
止している。この金属製の放熱板はヒートシンク又はヒ
ートスプレッダと称される。

【０００３】図22〜図24には、こうしたヒートシンク１
を半導体集積回路チップ（半導体チップ）２と共にエポ
キシ樹脂３等によって封止した例えばＱＦＰ（Quad Fla
t Package)タイプのほぼ長方形のパッケージ構造の一例
10（モールド厚は 2.7mm）が示されている。

【０００４】即ち、ダイパッド４上にマウントされた半
導体チップ２がワイヤ５によってリードフレーム６のイ
ンナーリード７（ここではチップの四辺に対向して設け
た。）にワイヤボンディングされ、ダイパッド４がヒー
トシンク１に接着された状態で、全体が樹脂３によって
封止されている。なお、図中の８は樹脂モールド時のエ
ジェクタピンの跡形である。

【０００５】こうしたパッケージ構造において、半導体
チップ２がドライブ用のリニアＩＣ等の如き自己発熱性
のデバイスを内蔵していると、その熱をリードフレーム
６を通して放散させるだけでは不十分であり、パッケー
ジ10の外面に露出して配されたヒートシンク１を用いて
ダイパッド４から直接にパッケージ外へ放熱することが
必要となる。

【０００６】図25〜図27は、このパッケージ10の樹脂モ
ールド工程が示されている。金型11の下型11Ａには、上
型11Ｂとで形成されるキャビティ12の一部分を形成する
凹部13を設け、この凹部13内の所定位置にまずヒートシ
ンク１をセットする。

【０００７】そして次に、ヒートシンク１の上面に、必
要とあれば接着剤を介して、半導体チップ２をマウント
したダイパッド４、インナーリード７、アウターリード
17を一体に支持してなるリードフレーム６（例えば42ア
ロイ等）を下型11Ａ上にセットする。

【０００８】次に、上型11Ｂを下型11Ａに接合し、これ
らの両型間にリードフレーム６を固定する。この状態
で、金型11に設けた注入口（ゲート）（図示せず）から
モールド用の樹脂をキャビティ12内に加圧下で注入し、
キャビティ12に対応した形状に樹脂をトランスファ成形
し、図27に示す如くに半導体チップを樹脂３によってモ
ールドする。なお、図25中の15及び16は、このトランス
ファ成形時に上型11Ｂを分離後に成形品（パッケージ）
を下型11Ａから取り出すのに用いるエジェクタピンであ
る。

【０００９】このトランスファ成形後は、リードフレー
ム６の不要部分をトリミング作業により除去し、更にそ
のアウターリード17を図21に示した如くに折曲加工し、
いわゆるガルウィング型のパッケージ10を完成させる。

【００１０】こうして作製されたパッケージ10において
は、半導体チップ２のダイパッド４に近接若しくは接触
したヒートシンク１はパッケージ10の表面に露出してお
り、半導体チップ２の発熱によって生じる熱をパッケー
ジ外に放散する。

【００１１】ヒートシンク１の形状は、上記の図22〜図
27に例示したように、銅等からなる長方形の金属板の四
隅を円弧状に切除したものである。この切除部分18はす
べて同一形状であって、上記した金型にセットする際に
ヒートシンク１を位置決めするのに用いられる。

【００１２】こうしたヒートシンク１の形状は、パッケ
ージ10の構造に応じて様々な形状をとり得る。しかし、
樹脂封止材料３（一般にエポキシ樹脂）とヒートシンク
１とは、各々の材料特性の違いによって熱膨張係数が互
いに異なっているため、パッケージが受ける種々の熱ス
トレスによって、樹脂３とヒートシンク１との界面に剥
離（極小の隙間）が生じてしまう。

【００１３】例えば、図28に示すように、ガルウィング
型のパッケージ10のアウターリード17の先端部をプリン
ト配線板（図示せず）上に赤外線照射下での半田リフロ
ーで接続する際の熱によって、樹脂３とヒートシンク１
との界面が剥離し、この剥離箇所で放熱性が劣化した
り、耐湿性が不良となり、クラックが発生したり、ま
た、場合によっては仮想線のようにヒートシンク１がパ
ッケージから脱落することがある。これでは、パッケー
ジの放熱性能が得られないと共に信頼性が著しく低下す
ることになる。

【００１４】図29には、上記した半田リフローによる半
田付け後のパッケージ10（モールド厚は 2.7mm）の超音
波探査画像を示す。ここでは、サンプルは次の通りのも
のであった。

【００１５】パッケージ10：１２８ピンのＱＦＰ（14.0
×20.0×2.7(t)mm）半導体チップ２：熱抵抗測定用チップ(6.0×6.0mm 、11
(t)mil）リードフレーム６：銅合金製（ダイパッド４のサイズ：
13.50 ×9.50mm）マウント材：銀フィラー入りのエポキシ樹脂（半導体チ
ップ２とダイパッド４との接着剤）モールド樹脂３：エポキシ系モールド樹脂ヒートシンク１：銅合金製（0.5(t)mm、Ｎｉメッキ１〜
５μｍ）

【００１６】図29において、各測定条件Ａ、Ｂ、Ｃは次
のようにした。条件Ａ：樹脂モールド後に熱抵抗Ｒθｊａ測定。条件Ｂ：樹脂モールド後に、85℃、60％RH（相対湿度）
で72時間吸湿＋215℃で60秒間のベーパーフェィズ・リ
フロー処理を３回繰り返し（ストレスＩ）後に熱抵抗Ｒ
θｊａ測定。条件Ｃ：条件Ｂの後、更に85℃、60％RH（相対湿度）で
168時間吸湿＋215℃で60秒間のベーパーフェィズ・リ
フロー処理を３回繰り返し（ストレスII）後に熱抵抗Ｒ
θｊａ測定。

【００１７】図29には、２個のサンプルについての超音
波探査画像を示したが、各画像の上部に記した数字は熱
抵抗Ｒθｊａを表し、下記のように定義され（ＶＬＳＩ
パッケージング技術（上）「熱抵抗の測定」, P180〜19
0 、日経ＢＰ社刊参照）、値が小さい程放熱し易いこと
を示す。

【００１８】Ｒθｊａ＝（Ｔｊ−Ｔａ）／Ｑ〔単位：℃／Ｗ〕ここで、Ｔｊ（℃）は半導体チップのジャンクション温
度（熱電対で測定）。Ｔａ（℃）はパッケージの周囲温
度（電気的パラメータを用いて測定：ＴＳＰ法（Temper
ature sensitive parameter method））。Ｑ（Ｗ）はパ
ッケージ内で消費する全電力。

【００１９】また、図29の各画像の下部に記した数字
は、条件Ａ→条件Ｂ、条件Ｃへと処理したときの熱抵抗
の増加割合を表し、そのカッコ内には上記した界面剥離
箇所の面積割合を表す。但し、界面剥離が生じている箇
所は、画像上では白っぽく見える部分である。

【００２０】この結果から明らかなように、吸水＋熱ス
トレスの処理（加速劣化試験）によって、ヒートシンク
１の剥離が存在していた場合には熱抵抗値が増大し、剥
離も一層進行することがある。

【００２１】

【発明に至る経過】上記したことから、ヒートシンク１
が半田リフロー時等において熱による膨張、収縮を繰り
返す際に、モールド樹脂３との接合界面に与える機械的
ストレスを最小限に抑えるようなヒートシンク形状の工
夫が重要である。

【００２２】ヒートシンク１は、金型による打抜き又は
エッチングによって製造することが一般的である。これ
らの製法により、熱ストレスを小さく抑えるためのヒー
トシンクは、その形状及び構造を工夫することによって
実現は可能である。

【００２３】例えば、図30及び図31に示すように、ヒー
トシンク１の四辺の側縁に切欠き19を各側縁に沿って形
成し、ひさし状の凸条部20をそれぞれ形成すると、樹脂
モールドしたパッケージにおいて樹脂３からヒートシン
ク１が剥離しようとしてもその凸条部20がストッパ（抜
け止め）として作用し、ヒートシンク１の剥離を減少さ
せ、脱落を防ぐことができる。

【００２４】しかしながら、このようにヒートシンク１
の形状を変更する場合、例えばその厚み方向における形
状の対称性が失われるため、図25で示した如き金型への
セット時に表、裏を誤ってセットしてしまったときに
は、図32に示すようにモールドされてしまう。

【００２５】即ち、ヒートシンク１の上記した凸条部20
がパッケージ10の外面側に、切欠き部（凹部）19がその
内部に位置してしまうので、凸条部20は上記したストッ
パの作用を果たさないことになり、ヒートシンク１が樹
脂３から剥離し易くなる。

【００２６】従って、これを避けるには、その表、裏を
選択しながらヒートシンク１を金型にセットする必要が
あり、作業性が低下したり、或いは、表、裏の方向性を
検知するための装置を付加する必要がある。これでは、
工数が増加し、また、検知ミスもなくせないために不良
品の発生は防止できない。

【００２７】また、ヒートシンク１を作製する段階で
も、上記の凸条部20又は切欠き部19を設ける側を特定し
て加工する必要があり、これも作業性等の点で上記と同
様の欠点がある。

【００２８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
したヒートシンクの如き放熱性部品の剥離や脱落をなく
してパッケージの信頼性を向上させると共に、パッケー
ジの組み立てや放熱性部品の作製においても作業性を向
上させ、付加的装置を必要としない半導体装置、及びこ
れに用いる放熱性部品を提供することにある。

【００２９】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、半導体
チップと放熱性部品（特に板状放熱性部品）とが共に封
止材によって封止されたパッケージからなり、前記放熱
性部品は第１の主面と第２の主面とこれら両主面間の側
面とを有し、前記第１の主面と前記側面との境界線部に
おいて所定のパターンの第１の切欠き群が設けられ、前
記第２の主面と前記側面との境界線部において所定のパ
ターンの第２の切欠き群が設けられ、前記第１の切欠き
群の各切欠きと前記第２の切欠き群の各切欠きとは相互
に分離されて配設されている半導体装置に係るものであ
る。

【００３０】本発明の半導体装置によれば、前記側面に
前記第１及び第２の切欠き群を互いに分離してそれぞれ
有する前記放熱性部品（例えば、ヒートシンク）を用い
ているので、この放熱性部品の各主面のいずれの側を向
けても（例えば前記放熱性部品をその表、裏を誤ってセ
ットし、封止された場合でも）、即ち、方向性を選ばず
にセットしても、前記第１及び第２の切欠き群のいずれ
かによるストッパ作用を確実かつ十二分に発揮すること
ができる。

【００３１】このため、封止材からの放熱性部品の剥離
を確実になくし、また、その脱落も生じることはない。
これによって、表、裏を選択しなくても放熱性部品をセ
ットしてよいことになるから、パッケージの組み立ての
作業性が向上し、また、放熱性部品の表、裏を検知する
装置を付加する必要もない。

【００３２】また、前記放熱性部品の作製時にも、放熱
性部品の表、裏の選択を行う必要はなく、エッチングや
スタンピング等による凹凸の加工が容易となる。

【００３３】こうして、前記放熱性部品が熱ストレスを
受けた場合に前記切欠き群によってその熱ストレス（熱
による機械的な応力）を緩和し、放熱性部品の剥離、脱
落を確実に防止し、パッケージの信頼性を保持すること
ができる。

【００３４】本発明の半導体装置において、放熱性部品
の第１の切欠き群の各切欠きと第２の切欠き群の各切欠
きとは位置的に相互にずれて配設されているのがよい。

【００３５】また、放熱性部品の第１の切欠き群と第２
の切欠き群とがほぼ同一パターンであるのがよい。

【００３６】また、放熱性部品の第１の切欠き群と第２
の切欠き群とのパターンが波状であって互いに半ピッチ
ずれているのが望ましい。

【００３７】また、放熱性部品の第１及び第２の切欠き
群が前記放熱性部品の側面のほぼ全域に亘って形成され
ていてよい。

【００３８】そして、放熱性部品の第１の切欠き群と第
２の切欠き群とのうち少なくとも一方が封止材の内部に
埋没され、この封止材と嵌合しているのがよい。

【００３９】本発明はまた、半導体チップと放熱性部品
（特に板状放熱性部品）とが共に封止材によって封止さ
れたパッケージからなり、前記放熱性部品は第１の主面
と第２の主面とこれら両主面間の側面とを有し、この側
面にその側縁に沿って延びる凹条部と凸条部とが形成さ
れている半導体装置も提供するものである。これらの凹
条部及び凸条部によって、上記した切欠き群と同等のス
トッパ作用が得られる。

【００４０】本発明の上記の各半導体装置においては、
放熱性部品の主面の平面的な形状が少なくとも線対称で
あることが望ましい。

【００４１】また、放熱性部品の側面に位置決め用の切
除部が設けられているのがよい。

【００４２】本発明の半導体装置においては、具体的に
は、半導体チップがダイパッドにマウントされ、このダ
イパッドに放熱板が近接若しくは接触した状態で全体が
樹脂封止されており、放熱性部品が前記放熱板及び／又
は前記ダイパッドである。

【００４３】また、本発明は、上記した顕著な効果を奏
する放熱性部品、即ち、側面において上記した第１及び
第２の切欠き群を有するか、或いは上記した凹条部及び
凸条部を有する放熱性部品も提供するものである。

【００４４】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。

【００４５】図１〜図14は、本発明をＱＦＰタイプのパ
ッケージに適用した実施例を示すものである（但し、図
22〜図32に示した従来例と共通する部分には共通符号を
付し、その説明を省略することがある：以下の他の実施
例でも同様）。

【００４６】本実施例のパッケージ40によれば、樹脂封
止された半導体チップ２の放熱に用いるヒートシンク
（放熱板又はヒートスプレッダ）21がパッケージ40の外
面に露出して配されているが、ヒートシンク21の側面に
おいて、その厚み方向に表側の波状の切欠き29Ａの群と
裏側の波状の切欠き29Ｂの群とを側縁31に沿って交互に
（即ち、位置的に半ピッチずつずらして）分離して有し
ていることが特徴的である。切欠き29Ａと29Ｂの群は同
一パターンとなっている。そして、切欠き29Ａによって
裏側には凸部30Ｂが、切欠き29Ｂによって表側には凸部
30Ａがやはり側縁31に沿って交互に配されることにな
る。

【００４７】このヒートシンク21は、ニッケルメッキを
施した銅板を図２及び図３に明示する如き形状に打抜き
又はエッチング等で加工したものであり、互いに平行な
左右、前後方向における対向辺のうち、前後の対向辺の
両側には位置決め用の切除部分18に連設した突出部41が
それぞれ設けられ、これらの突出部の側面にも上記した
切欠き29Ａ、29Ｂ及び凸部30Ａ、30Ｂがやはり交互に形
成されている。これらの切欠きや凸部は、図４に示すよ
うに、ヒートシンクの側面の全域に亘って設けられてい
てもよい。

【００４８】そして、ヒートシンク21は、上記した形状
によって、その厚み方向、前後方向及び左右方向のいず
れにおいても実質的に方向性がなく、各方向での向きを
逆にしても実質的に同等の形状を呈している。即ち、厚
み方向では表、裏のいずれを向けても側面の形状は同等
であり、また、前後及び左右方向では、ほぼ線対称の同
等の形状になっている。

【００４９】なお、側面の切欠きについては、図３中に
Ａ’で示すように、表側の切欠き29Ａと裏側の切欠き29
Ｂとが位置的に重なり合い、これらの間に凸条部30を設
けるようにしても、図３中のＡと同等に後述するストッ
パ作用を発揮できる。

【００５０】厚み方向について図３〜図７で更に詳細に
説明すると、上記の切欠き29Ａ及び29Ｂはヒートシンク
の厚みのほぼ１／２の深さにかつ円弧状に形成される
が、これは例えば塩化第二鉄を主成分とするエッチング
液によるハーフエッチングによって可能である。そし
て、ヒートシンク21の各部のサイズは次の通りとする。

【００５１】板厚ｔ：0.08〜3.0mm （これはリードフレ
ーム６も同様）切欠き29Ａ及び29Ｂの大きさ（円弧の半径Ｒ）： 0.5ｔ
〜３ｔ（これは小さすぎると凹凸の効果が弱くなり、大
きすぎると形状の同等さが低下し、ハンドリング性も損
ない易い。）切欠き29Ａ及び29Ｂのピッチ： 0.2〜0.6mm （これも小
さすぎると凹凸の効果が弱くなり、大きすぎると形状の
同等さが低下し、ハンドリング性も損ない易い。）

【００５２】このように、ヒートシンク21の側面におい
て切欠き29Ａ及び29Ｂを交互に設けることによって、ヒ
ートシンク21の面が表、裏のいずれの側を向いてもその
側面形状は厚み方向において等価となる。これを図６及
び図７で説明する。

【００５３】即ち、図６のように樹脂モールドしたとき
に、切欠き29Ｂがパッケージの外面側に向くようにヒー
トシンク21がセットされると、プリント配線板42の回路
パターン43にアウターリード17を赤外線照射下での半田
リフローによる半田付け44で接続した際（但し、図中、
他のアウターリードについては半田付けの状態は図示省
略した：以下、同様）、切欠き29Ｂにより形成された凸
部30Ａが樹脂３の内部に位置してストッパ作用をなす。
この結果、樹脂３とヒートシンク21との間に生じる機械
的ストレスを緩和し、樹脂３からのヒートシンク21の剥
離、脱落、クラックの発生を防止することができる。

【００５４】他方、樹脂モールド時に、図６とは逆に図
７のようにヒートシンク21が表裏逆にセットされた場合
には、上記の凸部30Ａがパッケージの外面側に向いてそ
のストッパ作用はなくなるが、今度は切欠き29Ａにより
形成された凸部30Ｂが樹脂３の内部に位置してストッパ
作用をなすことになる。この結果、やはり樹脂３とヒー
トシンク21との間に生じる機械的ストレスを緩和し、樹
脂３からのヒートシンク21の剥離、脱落、クラックの発
生を防止できる。

【００５５】このように、ヒートシンク21を表側を向け
てセットしても、或いは、裏側を向けてセットしても、
切欠きで生じる凸部によるストッパ作用が得られるため
に、ヒートシンク21はその厚み方向における側面の形状
において表、裏のいずれを向けても等価である。

【００５６】これによって、ヒートシンク21のセットに
おいてその表、裏の向きを配慮せずとも作業を行うこと
ができるから、パッケージ40の組み立てが容易となり、
また、表、裏を検知する装置は全く不要である。また、
ヒートシンク21の側面を加工して上記の切欠きを形成す
る作業においても、その表、裏を選択する必要なしにハ
ーフエッチング、スタンピング等の加工が可能となる。

【００５７】また、ヒートシンク21の平面形状を図２や
図４に示したように前後、左右方向においてほぼ線対称
とし、同等の対称形状としたので、ヒートシンク21は表
側と裏側とが平面的に同一形状となり、そのセット時に
方向性を配慮しなくてもよくなり、位置的制約がなくな
って作業性を向上させることができる。

【００５８】特に、本実施例のようにヒートシンク21が
パッケージの表面に露出したタイプのパッケージでは、
ヒートシンクの表裏の対称性が重要な要素となるため、
その側面の凹凸形状が極めて有効である。この側面の凹
凸形状により、ヒートシンクの脱落防止に効果があるこ
とは上記した通りである。

【００５９】薄型パッケージの場合、ヒートシンクも肉
厚の薄いものを選択する必要がある。この場合、表裏面
よりは側面の方が、凹凸を形成するには都合が良く、ま
た、凹凸をエッチングで形成するときには厚み方向の自
由度があまりないために側面での加工が有効である。

【００６０】なお、ヒートシンク21の平面形状は、パッ
ケージ40に対応した長方形状とし、その四隅にはセット
時の位置決め用の円弧状の切除部18を設けている。

【００６１】また、ヒートシンク21の材質は種々採用で
きるが、Ｎｉメッキ又はＣｕＯ処理した銅板をはじめ、
アルミニウム板、アルマイト板、アルマイト被膜付きの
アルミニウム板、ベリリア板等が挙げられる。

【００６２】図８及び図９（更には図10）は、本実施例
によるパッケージ40の完成品の断面及び裏面をそれぞれ
示すものであるが、このパッケージの製造工程、特に樹
脂モールド工程を図11〜図13について説明する。

【００６３】図11及び図12に示すように、金型11の下型
11Ａには、上型11Ｂとで形成されるキャビティ12の一部
分を形成する凹部13を設け、この凹部13内の所定位置に
まずヒートシンク21をセットする。

【００６４】そして次に、ヒートシンク21の上面に、必
要とあれば接着剤を介して、半導体チップ２をマウント
したダイパッド４、インナーリード７、アウターリード
17を一体に支持してなるリードフレーム６を下型11Ａ上
にセットする。

【００６５】次に、上型11Ｂを下型11Ａに接合し、これ
らの両型間にリードフレーム６を固定する。この状態
で、金型11に設けた注入口（ゲート）（図示せず）から
モールド用の樹脂をキャビティ12内に加圧下で注入し、
キャビティ12に対応した形状に樹脂をトランスファ成形
し、図13に示す如くに半導体チップを樹脂３によってモ
ールドする。なお、図12中の15及び16は、このトランス
ファ成形時に上型11Ｂを分離後に成形品（パッケージ）
を下型11Ａから取り出すのに用いるエジェクタピンであ
る。

【００６６】このトランスファ成形時に、ヒートシンク
21とダイパッド４とは、上下の金型が閉じ、リードフレ
ーム６がクランプされた状態では、両者間は密着してい
るので、これらの間に樹脂が侵入しにくいが、侵入して
固化することもある（前者の方が放熱効率は良い）。

【００６７】このトランスファ成形後は、リードフレー
ム６の不要部分をトリミング作業により除去し、更にそ
のアウターリード17を図１に示した如くに折曲加工し、
いわゆるガルウィング型のパッケージ40を完成させる。

【００６８】図14には、上記した半田リフローによる半
田付け後のパッケージ40（モールド厚は 2.7mm）の３個
のサンプルについての超音波探査画像を示す。ここで使
用したサンプル及び測定条件Ａ、Ｂ、Ｃは既述したもの
と同じとした（但し、ヒートシンクは図２〜図９の形状
のもの）。

【００６９】また、図29と同様に、図14の各画像の下部
に記した数字は、条件Ａ→条件Ｂ、条件Ｃへと処理した
ときの熱抵抗（既述したＲθｊａ）の増加割合を表し、
そのカッコ内には上記した界面剥離箇所の面積割合を表
す。但し、界面剥離が生じている箇所は、画像上では白
っぽく見える部分である。

【００７０】この結果から明らかなように、モールド後
（Ａ）ではヒートシンク21の剥離は図29で示したように
初めから観察されるが、本実施例では全く剥離が生じて
いない。また、吸水＋熱ストレスの処理（加速劣化試
験）において、条件Ｂでは、ヒートシンク21の剥離は約
10％であってパッケージ間でのバラツキが小さい。そし
て、熱抵抗値の増加割合も図29のものに比べると小さい
（これは条件Ｃでも同様である）。

【００７１】このように、本実施例のパッケージ40で
は、ヒートシンク21の剥離が見られないか或いは著しく
減少していることから、ヒートシンク21の側面の凹凸
が、半田リフロー時の熱応力による剥離の防止に効果が
あることが分かる。

【００７２】図15は、本発明をＱＦＰタイプのパッケー
ジに適用した他の実施例を示すものである。

【００７３】図15には、パッケージ40がほぼ正方形のパ
ッケージ（モールド厚は 1.4mm）を示す。

【００７４】このパッケージについて、上記と同様の処
理を行った後の超音波探査画像（図示せず）を観察する
と、図14と殆ど同様の傾向を示していることが分かっ
た。

【００７５】図16及び図17は、本発明をＱＦＰタイプの
パッケージに適用した他の実施例を示すものである。

【００７６】この実施例によれば、上述した実施例とは
異なり、ダイパッドの側面に上述した凹凸を設け、ダイ
パッドの剥離防止効果を奏している。その他は、上述し
た実施例と同様である（但し、ヒートシンクは使用して
いない）。

【００７７】即ち、本実施例のダイパッド54は、側面に
図３〜図５で示したものと同様の切欠き29Ａと29Ｂ（凸
部30Ａと30Ｂ）を側縁に沿って交互に設け、かつ、ダイ
パッド54の平面形状も前後、左右方向でほぼ線対称な形
状（例えば正方形）をなしている。図16中のＡ部の拡大
図は、図３と同じである。ダイパッド54のサイズは 8.0
×8.0mm であり、材質は既述したものと同じである。

【００７８】このように、ダイパッド54の側面に凹凸を
設けることによって、その凸部30Ａ又は30Ｂが、半田リ
フロー時等の加熱による機械的ストレスを緩和し、樹脂
３からのダイパッドの剥離を防止する効果があり、パッ
ケージクラックの発生を抑える作用があるため、パッケ
ージの信頼性が向上する。なお、このパッケージは、上
述したようなヒートシンク21（又は１）を設けてはいな
いので、発熱量の少ない半導体チップに使用される。

【００７９】図18は、本発明をＱＦＰタイプのパッケー
ジに適用した他の実施例を示すものである。

【００８０】この実施例は、上記の図16及び図17の実施
例と同様に側面に凹凸を設けたダイパッド54を使用する
と共に、上述した図１〜図14の実施例で述べたヒートシ
ンク21をダイパッド54に近接若しくは接触させて配して
いる（図中の50は接着剤である）。

【００８１】従って、ダイパッド54及びヒートシンク21
の各側面に設けた凹凸によって、上述の図16及び図17の
実施例で述べた効果（ダイパッドの剥離防止効果）と、
上述の図１〜図14の実施例で述べた効果（ヒートシンク
の剥離防止及びその加工性の向上）とを併せて得ること
ができる。

【００８２】図19は、本発明をＱＦＰタイプのパッケー
ジに適用した他の実施例を示すものである。

【００８３】この実施例では、ヒートシンク21の内側に
矩形状の貫通孔51、52を設け、これらの貫通孔の側面に
も上記した凹凸を設けている。これによっても、ヒート
シンク21の剥離をその内側においても防止できることに
なる。なお、貫通孔51−52間にダイパッド４が位置する
ことが望ましい。

【００８４】図20は、本発明をＱＦＰタイプのパッケー
ジに適用した他の実施例を示すものである。

【００８５】この実施例では、ヒートシンク21の側面に
設ける凹凸として、例えば厚み方向に複数個の凸部30
Ａ’、30Ｂ’、30Ｃ’及びこれら凸部間の凹部29Ａ’、
29Ｂ’を側縁に沿って平行線状に設けている。即ち、凸
部30Ａ’、30Ｂ’、30Ｃ’はそれぞれ凸条部、凹部29
Ａ’、29Ｂ’は凹条部として、図２に示した凹凸形成領
域に亘って設けられている。

【００８６】これらの凸部によってヒートシンク21は、
厚み方向においてもほぼ線対称となり、上述の第１の実
施例と比べて更に形状の対称性が向上しているため、
表、裏の方向性が皆無となり、ヒートシンク21の剥離防
止及びパッケージのクラック防止効果に優れる。

【００８７】図21は、本発明をＱＦＰタイプのパッケー
ジに適用した更に他の実施例を示すものである。

【００８８】この実施例では、ヒートシンク21が樹脂３
中に完全に埋め込まれていて、パッケージ40の外面に露
出していない。この場合も、上述した実施例と同様にヒ
ートシンク21の側面にストッパとしての凹凸を設けてい
るので、ヒートシンク21は樹脂３との熱膨張係数が異な
るために加熱によって樹脂３から剥離しようとしてもこ
れが効果的に防止される。その他、上述した実施例と同
様の効果を得ることができる。

【００８９】以上、本発明の実施例を述べたが、上述の
実施例は本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可
能である。

【００９０】例えば、上述したヒートシンク21の側面に
設ける凹凸については、その形状、個数等は様々に変形
が可能であり、同様にヒートシンク21の平面形状も様々
に変形してよい。また、ヒートシンク21の作製方法や凹
凸の形成方法も、エッチング、スタンピング等が採用可
能である。

【００９１】また、パッケージ40の構成部分の形状、材
質等についても上述した例に限られることはない。例え
ば、ＱＦＰタイプのみならず、デュアルインタイプのパ
ッケージとしてよく、アウターリードの折曲方向も上述
した例とは逆方向であってよい。半導体チップとリード
との接続はワイヤボンディング以外の方法に依ってもよ
い。

【００９２】また、本発明が適用される放熱性部品は、
リードフレームのリード（パッケージ構造によっては、
例えばＬＯＣ（Lead on chip）タイプのリードであって
もよい。）、その他の放熱作用のある部品であってよ
い。

【００９３】

【発明の作用効果】本発明の半導体装置によれば、側面
に互いに分離された第１及び第２の切欠き群を有する放
熱性部品（例えば、ヒートシンク）を用いているので、
この放熱性部品の各主面のいずれの側を向けても（例え
ば前記放熱性部品をその表、裏を誤ってセットし、封止
された場合でも）、即ち、方向性を選ばずにセットして
も、前記第１及び第２の切欠き群のいずれかによるスト
ッパ作用を確実かつ十二分に発揮することができる。

【００９４】このため、封止材からの放熱性部品の剥離
を確実になくし、また、その脱落も生じることはない。
これによって、表、裏を選択しなくても放熱性部品をセ
ットしてよいことになるから、パッケージの組み立ての
作業性が向上し、また、放熱性部品の表、裏を検知する
装置を付加する必要もない。

【００９５】また、前記放熱性部品の作製時にも、放熱
性部品の表、裏の選択を行う必要はなく、エッチングや
スタンピング等による凹凸の加工が容易となる。

【００９６】こうして、前記放熱性部品が熱ストレスを
受けた場合に前記切欠き群によってその熱ストレス（熱
による機械的な応力）を緩和し、放熱性部品の剥離、脱
落を確実に防止し、パッケージの信頼性を保持すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例によるＱＦＰタイプのパッケー
ジの一部破断斜視図である。

【図２】同パッケージに用いるヒートシンクの拡大平面
図とその正面図である。

【図３】同ヒートシンクの斜視図である。

【図４】同パッケージに用いる他のヒートシンクの拡大
平面図とその正面図である。

【図５】同ヒートシンクの一部分の拡大平面図とその断
面図である。

【図６】同パッケージをプリント配線板に半田付けした
状態の半断面図である。

【図７】同ヒートシンクの表裏を逆にセットして樹脂モ
ールドされたパッケージの図６と同様の半断面図であ
る。

【図８】図６のパッケージの半断面図（図９及び図10の
VIII−VIII線半断面図）である。

【図９】同パッケージの裏面図である。

【図10】他の同様のパッケージの裏面図である。

【図11】同パッケージを樹脂モールドする工程において
各部分を分離して示す斜視図である。

【図12】同パッケージを金型内にセットした状態の断面
図である。

【図13】同樹脂モールド後のパッケージ裏面側の斜視図
である。

【図14】同パッケージにおいてヒートシンクの剥離状況
を各条件について示す超音波探査画像のスケッチ図であ
る。

【図15】本発明の他の実施例によるＱＦＰタイプのパッ
ケージの裏面図である。

【図16】本発明の他の実施例によるＱＦＰタイプのパッ
ケージに用いるリードフレームのダイパッド及びインナ
ーリードの拡大平面図である。

【図17】図16のリードフレームを用いて樹脂モールドさ
れたパッケージのXVII−XVII線に沿う一部分の拡大断面
図である。

【図18】本発明の他の実施例によるＱＦＰタイプのパッ
ケージの図17と同様の拡大断面図である。

【図19】本発明の他の実施例によるＱＦＰタイプのパッ
ケージに用いるヒートシンクの拡大平面図である。

【図20】本発明の他の実施例によるＱＦＰタイプのパッ
ケージの半断面図である。

【図21】本発明の更に他の実施例によるＱＦＰタイプの
パッケージの半断面図である。

【図22】従来例によるＱＦＰタイプのパッケージの一部
破断斜視図である。

【図23】同パッケージの半断面図（図24の XXIII−XXII
I 線半断面図）である。

【図24】同パッケージの裏面図である。

【図25】同パッケージを樹脂モールドする工程において
各部分を分離して示す斜視図である。

【図26】同パッケージを金型内にセットした状態の断面
図である。

【図27】同樹脂モールド後のパッケージ裏面側の斜視図
である。

【図28】同パッケージにおいてヒートシンクの剥離を説
明するための半断面図である。

【図29】同パッケージにおいてヒートシンクの剥離状況
を各条件について示す超音波探査画像のスケッチ図であ
る。

【図30】他の従来例によるＱＦＰタイプのパッケージに
用いるヒートシンクの拡大平面図である。

【図31】同パッケージの半断面図である。

【図32】同ヒートシンクの表裏を逆にセットして樹脂モ
ールドされたパッケージの図31と同様の半断面図であ
る。

【符号の説明】

２・・・半導体チップ３・・・モールド樹脂４、54・・・ダイパッド５・・・ワイヤ６・・・リードフレーム７・・・インナーリード 17・・・アウターリード 18・・・位置決め用の切除部 21・・・ヒートシンク（放熱板） 29Ａ、29Ｂ、29’・・・切欠き 30Ａ、30Ｂ・・・凸部 31・・・側縁 40・・・パッケージ 42・・・プリント配線板 43・・・回路パターン 44・・・半田

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体チップと放熱性部品とが共に封止
材によって封止されたパッケージからなり、前記放熱性
部品は第１の主面と第２の主面とこれら両主面間の側面
とを有し、前記第１の主面と前記側面との境界線部にお
いて所定のパターンの第１の切欠き群が設けられ、前記
第２の主面と前記側面との境界線部において所定のパタ
ーンの第２の切欠き群が設けられ、前記第１の切欠き群
の各切欠きと前記第２の切欠き群の各切欠きとは相互に
分離されて配設されている半導体装置。
【請求項２】放熱性部品の第１の切欠き群の各切欠き
と前記第２の切欠き群の各切欠きとは位置的に相互にず
れて配設されている、請求項１に記載した半導体装置。
【請求項３】放熱性部品の第１の切欠き群と第２の切
欠き群とがほぼ同一パターンである、請求項１又は２に
記載した半導体装置。
【請求項４】放熱性部品の第１の切欠き群と第２の切
欠き群とのパターンが波状で互いに半ピッチずれてい
る、請求項２又は３に記載した半導体装置。
【請求項５】放熱性部品の第１及び第２の切欠き群が
前記放熱性部品の側面のほぼ全域に亘って形成されてい
る、請求項１〜４のいずれか１項に記載した半導体装
置。
【請求項６】放熱性部品の第１の切欠き群と第２の切
欠き群とのうち少なくとも一方が封止材の内部に埋没さ
れ、この封止材と嵌合している、請求項１〜５のいずれ
か１項に記載した半導体装置。
【請求項７】半導体チップと放熱性部品とが共に封止
材によって封止されたパッケージからなり、前記放熱性
部品は第１の主面と第２の主面とこれら両主面間の側面
とを有し、この側面にその側縁に沿って延びる凹条部と
凸条部とが形成されている半導体装置。
【請求項８】放熱性部品の主面の平面的な形状が少な
くとも線対称である、請求項１〜７のいずれか１項に記
載した半導体装置。
【請求項９】放熱性部品の側面に位置決め用の切除部
が設けられている、請求項１〜８のいずれか１項に記載
した半導体装置。
【請求項10】放熱性部品が板状である、請求項１〜９
のいずれか１項に記載した半導体装置。
【請求項11】半導体チップがダイパットにマウントさ
れ、このダイパッドに放熱性部品が近接若しくは接触し
た状態で全体が樹脂封止されており、前記放熱性部品が
放熱板及び／又は前記ダイパッドである、請求項１〜10
のいずれか１項に記載した半導体装置。
【請求項12】請求項１〜11のいずれか１項に記載した
放熱性部品。