JPH10173104A - Resin packaged semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents

Resin packaged semiconductor device and manufacture thereof

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JPH10173104A
JPH10173104A JP8333581A JP33358196A JPH10173104A JP H10173104 A JPH10173104 A JP H10173104A JP 8333581 A JP8333581 A JP 8333581A JP 33358196 A JP33358196 A JP 33358196A JP H10173104 A JPH10173104 A JP H10173104A
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resin package
semiconductor chip
semiconductor device
resin
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Osamu Miyata
修 宮田
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Rohm Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To avoid voids or wrinkles at resin packaging and cracks at reflow. SOLUTION: A heat sink 14 bonded to the lower surface of a die pad 12 has a circular shape having a larger area than that of the die pad 12. Radially extending through-holes 17, 18 are formed through this heat sink 14. The periphery of the heat sink 14 is pref. expanded to overlap through gaps below inner leads 16 but the through-holes 17, 18 are not formed at corresponding portions of the heat sink 14 to wire bonding positions of the inner leads 16.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本願発明は、樹脂パッケージ
型半導体装置、およびその製造方法に関し、特に、放熱
板が樹脂パッケージ内に組み込まれたタイプの樹脂パッ
ケージ型半導体装置、およびその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resin package type semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a resin package type semiconductor device having a heat sink incorporated in a resin package and a method of manufacturing the same.

【０００２】[0002]

【従来の技術】たとえば、モータドライブ用パワーＩ
Ｃ、ある種のゲートアレイ、超ＬＳＩ等、駆動時に生じ
る発熱量が大きい樹脂パッケージ型半導体装置には、樹
脂パッケージ内に放熱板を組み込み、これによって放熱
性能を高めたものが見うけられる。2. Description of the Related Art For example, a motor drive power I
C, a resin package type semiconductor device that generates a large amount of heat when driven, such as a certain gate array, a super LSI, or the like, has a heat dissipation plate incorporated in a resin package, thereby improving heat dissipation performance.

【０００３】図８に、従来のこの種の樹脂パッケージ型
半導体装置５の構造例を示す。この半導体装置５は、半
導体チップ５０と、この半導体チップ５０が搭載される
ダイパッド５１と、矩形状に形成されているとともに、
上記半導体チップ５０から発生する熱を外部に放出する
ための放熱板５４と、上記半導体チップ５０とワイヤ５
３を介して電気的に導通させられている複数本の内部リ
ード５２と、上記半導体チップ５０ないし上記内部リー
ド５２を包み込む樹脂パッケージ５６と、上記各内部リ
ード５２に連続して上記樹脂パッケージ５６の外部に延
出する外部リード５５と、を備えて構成されている。FIG. 8 shows a structural example of a conventional resin package type semiconductor device 5 of this type. The semiconductor device 5 has a semiconductor chip 50, a die pad 51 on which the semiconductor chip 50 is mounted, and a rectangular shape.
A radiator plate 54 for releasing heat generated from the semiconductor chip 50 to the outside;
3, a plurality of internal leads 52 electrically connected to each other, a resin package 56 surrounding the semiconductor chip 50 or the internal leads 52, and a resin package 56 continuous with each of the internal leads 52. And an external lead 55 extending to the outside.

【０００４】上記樹脂パッケージ型半導体装置５は、リ
ードフレーム５７に形成されたダイパッド５１の上面に
半導体チップ５０をボンディングし、この半導体チップ
５０上に形成された上面電極（図示せず）をワイヤ５３
を介してこれに対応する内部リード５２と結線し、さら
に、図９に示すように、合わせ状態においてダイパッド
５１上の半導体チップ５０を収容配置可能なキャビティ
７を有する上下の金型６０，６１を用いて樹脂材料によ
り上記ダイパッド５１、半導体チップ５０、内部リード
５２、ワイヤボンディング部５２、および放熱板５４を
樹脂パッケージングすることにより形成される。In the resin package type semiconductor device 5, a semiconductor chip 50 is bonded to an upper surface of a die pad 51 formed on a lead frame 57, and an upper surface electrode (not shown) formed on the semiconductor chip 50 is connected to a wire 53.
The upper and lower molds 60 and 61 having the cavity 7 in which the semiconductor chip 50 on the die pad 51 can be accommodated and arranged in the aligned state as shown in FIG. The die pad 51, the semiconductor chip 50, the internal leads 52, the wire bonding portions 52, and the heat sink 54 are formed by resin packaging using a resin material.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】図９に示すように、上
記樹脂パッケージング工程は、上下の金型６０，６１に
よって形成されるキャビティ７内に半導体チップ５０を
収容するようにして上記リードフレーム５７を挟持し、
上記キャビティ７内にエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂
を注入することにより行われる。このとき、図９に矢印
で示すように、上記キャビティ７内に注入された樹脂
は、互いに隣接する内部リード５２間に形成された隙
間、および上記各内部リード５２の先端縁と上記ダイパ
ッド５１の周縁との間に形成された隙間から進入して上
記リードフレーム５７の下側の空間に流動する。As shown in FIG. 9, in the resin packaging step, the semiconductor chip 50 is housed in a cavity 7 formed by upper and lower molds 60 and 61, and the lead frame is formed. Pinching 57,
This is performed by injecting a thermosetting resin such as an epoxy resin into the cavity 7. At this time, as shown by arrows in FIG. 9, the resin injected into the cavity 7 is filled with a gap formed between the internal leads 52 adjacent to each other, and a tip end of each of the internal leads 52 and the It enters from the gap formed between the peripheral frame and the peripheral edge and flows into the space below the lead frame 57.

【０００６】ところが、上記金型６には、樹脂注入が行
われる前からヒータなどによって熱が加えられており、
このために上記キャビティ６０内に注入された樹脂は、
少なからず硬化が始まり粘性が高くなっている。しか
も、上記内部リード５２の下面と上記放熱板５４の上面
との間に形成される隙間は、極めて小さいために、上記
キャビティ７に注入された樹脂は、上記内部リード５２
の先端縁と上記ダイパッド５１の周縁との間に形成され
た隙間から上記リードフレーム５７の下側の空間、特
に、上記放熱板５４の裏面側にスムーズに流動すること
ができない。さらに、各リード５２，５５間ピッチが微
細化、すなわちファインピッチ化された半導体装置５に
おいては、リード５２，５５の数が２００以上にも達
し、互いに隣接する上記各内部リード５２間に形成され
た隙間からでは上記キャビティ７に注入された樹脂が上
記リードフレーム５７の下側の空間、特に、上記放熱板
５４の裏面側にスムーズに流動することができない。ま
た、上記リードフレーム５７の下側の空間に進出した樹
脂は、上記放熱板５４が矩形状に形成されているため
に、上記金型６によって規定されたキャビティ空間７の
コーナ部において上記放熱板５４のコーナ部によって流
動が阻害される。したがって、上記キャビティ７内への
樹脂注入が終了するまでに多くの時間を要し、樹脂パッ
ケージ５６内にはボイドやしわが形成されてしまう。However, heat is applied to the mold 6 by a heater or the like before resin injection is performed.
The resin injected into the cavity 60 for this purpose
Not a little hardening has started and the viscosity has increased. In addition, since the gap formed between the lower surface of the internal lead 52 and the upper surface of the heat sink 54 is extremely small, the resin injected into the cavity 7 is
Cannot flow smoothly from the gap formed between the leading edge of the die pad 51 and the peripheral edge of the die pad 51 to the space below the lead frame 57, particularly to the back side of the heat sink 54. Further, in the semiconductor device 5 in which the pitch between the leads 52 and 55 is fined, that is, the semiconductor device 5 has a fine pitch, the number of the leads 52 and 55 reaches 200 or more and is formed between the internal leads 52 adjacent to each other. From the gap, the resin injected into the cavity 7 cannot flow smoothly into the space below the lead frame 57, in particular, the back side of the heat sink 54. The resin that has advanced into the space below the lead frame 57 is formed at the corner of the cavity space 7 defined by the mold 6 because the heat dissipation plate 54 is formed in a rectangular shape. The flow is inhibited by the 54 corners. Therefore, it takes a long time until the resin injection into the cavity 7 is completed, and voids and wrinkles are formed in the resin package 56.

【０００７】また、上記放熱板５４は、たとえば銅など
の金属によって形成されており、上記樹脂材料との熱膨
張率の差が大きい。このため、大気中の水分を吸収した
樹脂パッケージ５６がリフロー時などにおいて加熱され
た場合に、吸収した水分が気化膨張して上記樹脂パッケ
ージ５６と金属部分との接合部、特に、放熱板５４の裏
面との接合部が剥離してしまう。このようにして剥離が
起こってしまった部分は、上記樹脂パッケージ５６の温
度が低下して気化した水分が収縮した場合に、クラック
として樹脂パッケージ５６内に残存してしまい、上記半
導体装置５の品質の低下を招来する。The heat radiating plate 54 is formed of a metal such as copper, for example, and has a large difference in coefficient of thermal expansion from the resin material. Therefore, when the resin package 56 that has absorbed the moisture in the atmosphere is heated at the time of reflow or the like, the absorbed moisture is vaporized and expanded, and the joint between the resin package 56 and the metal part, particularly, the heat radiation plate 54 The joint with the back surface peels off. When the temperature of the resin package 56 decreases and the vaporized water shrinks, the part where the peeling has occurred remains as a crack in the resin package 56 and the quality of the semiconductor device 5 is reduced. Leads to a decrease in

【０００８】本願発明は、上記した事情のもとで考え出
されたものであって、樹脂パッケージング時におけるボ
イドやしわの発生を回避するとともに、リフロー時にお
けるクラックの発生を回避することをその課題とする。The present invention has been conceived in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to avoid the occurrence of voids and wrinkles during resin packaging and the occurrence of cracks during reflow. Make it an issue.

【０００９】[0009]

【発明の開示】上記の課題を解決するため、本願発明で
は、次の技術的手段を講じている。DISCLOSURE OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention employs the following technical means.

【００１０】すなわち、本願発明の第１の側面に係る樹
脂パッケージ型半導体装置は、半導体チップと、この半
導体チップが搭載されるダイパッドと、上記半導体チッ
プから発生する熱を外部に放出するための放熱板と、上
記半導体チップと電気的に導通させられている複数本の
内部リードと、上記半導体チップないし上記内部リード
を包み込む樹脂パッケージと、上記各内部リードに連続
して上記樹脂パッケージの外部に延出する外部リード
と、を備えた樹脂パッケージ型半導体装置であって、上
記放熱板は、上記ダイパッドの下面に接合されており、
平面視において円形状をしており、かつ上記ダイパッド
よりも大の面積を有するとともに、放射状に延びる複数
の貫通孔が形成されていることを特徴としている。That is, a resin package type semiconductor device according to a first aspect of the present invention includes a semiconductor chip, a die pad on which the semiconductor chip is mounted, and a heat radiator for radiating heat generated from the semiconductor chip to the outside. A board, a plurality of internal leads electrically connected to the semiconductor chip, a resin package surrounding the semiconductor chip or the internal leads, and a resin package extending to the outside of the resin package continuously with the internal leads. A resin package type semiconductor device comprising: an external lead that protrudes, wherein the heat sink is bonded to a lower surface of the die pad,
It has a circular shape in plan view, has a larger area than the die pad, and has a plurality of radially extending through holes.

【００１１】このような樹脂パッケージ型半導体装置に
よれば、上記放熱板に複数の貫通孔が形成されているの
で、このような貫通孔が形成された放熱板を有するリー
ドフレームを上下の金型に挟持して樹脂パッケージング
を行う場合には、上記貫通孔がリードフレームの上側の
空間と下側の空間を連通する。したがって、上記金型に
よって形成されるキャビティ内に注入された樹脂は、上
記貫通孔を通って上記放熱板の裏面側に容易に進出する
ことができる。また、上記放熱板は、円形状に形成され
ているので、上記キャビティ内に注入された樹脂が上記
金型によって規定されるキャビティ空間のコーナ部にお
いて上記放熱板によって流動が阻害されることもなく、
スムーズに流動することができる。したがって、上記放
熱板を円形状に形成するとともに、貫通孔を形成するこ
とにより、全体的に上記キャビティ内に注入された樹脂
の流動がスムーズになり、従来に比べて短時間で樹脂パ
ッケージングを完了することができ、樹脂パッケージン
グ時におけるボイドやしわの発生を効果的に回避するこ
とができる。According to such a resin package type semiconductor device, since a plurality of through holes are formed in the heat radiating plate, the lead frame having the heat radiating plate in which such through holes are formed is connected to the upper and lower molds. When resin packaging is carried out by sandwiching the lead frame, the above-mentioned through-hole communicates the upper space and the lower space of the lead frame. Therefore, the resin injected into the cavity formed by the mold can easily advance to the back side of the heat sink through the through hole. Further, since the heat radiating plate is formed in a circular shape, the flow of the resin injected into the cavity is not hindered by the heat radiating plate in a corner portion of the cavity space defined by the mold. ,
It can flow smoothly. Therefore, by forming the heat sink in a circular shape and forming the through holes, the flow of the resin injected into the cavity as a whole becomes smoother, and the resin packaging can be performed in a shorter time than in the conventional case. It can be completed, and the generation of voids and wrinkles during resin packaging can be effectively avoided.

【００１２】また、上記樹脂パッケージ型半導体装置
は、上述したように複数の貫通孔が形成された放熱板を
用いて形成されているので、上記放熱板と樹脂パッケー
ジとの間の接触面積を減少させることができ、また上記
放熱板により区切られた上下の部位の一部が樹脂により
架橋されているので、上記樹脂パッケージと上記放熱板
との間の接合強度が高められる。したがって、ハンダリ
フローの手法などによって回路基板に上記樹脂パッケー
ジ型半導体装置を実装する場合であっても、上記放熱板
に貫通孔を形成することにより、リフロー時におけるク
ラックの発生を回避することができる。Further, since the resin package type semiconductor device is formed using the heat radiating plate having a plurality of through holes as described above, the contact area between the heat radiating plate and the resin package is reduced. Since the upper and lower portions separated by the heat radiating plate are partially cross-linked by resin, the bonding strength between the resin package and the heat radiating plate is increased. Therefore, even when the resin package type semiconductor device is mounted on a circuit board by a solder reflow method or the like, cracks can be avoided during reflow by forming through holes in the heat sink. .

【００１３】なお、上記放熱板に貫通孔を形成すること
によって上記放熱板での伝熱が阻害され、上記放熱板の
放熱性が損なわれることが懸念されるが、上記貫通孔は
上記放熱板上での伝熱方向と同方向の放射状に形成され
ているので、上記放熱板の周方向に貫通孔を形成する場
合に比べて上記放熱板の周縁への伝熱が阻害されること
は少ない。したがって、上記放熱板に貫通孔を形成する
ことにより上記放熱板の放熱性が損なわれることはほと
んどない。It is feared that the formation of the through holes in the radiator plate impedes the heat transfer in the radiator plate and impairs the heat dissipation of the radiator plate. Since it is formed radially in the same direction as the heat transfer direction above, heat transfer to the peripheral edge of the heat sink is less obstructed than in the case where a through hole is formed in the circumferential direction of the heat sink. . Therefore, the heat dissipation of the heat sink is hardly impaired by forming the through holes in the heat sink.

【００１４】好ましくは、上記放熱板の周縁部は、上記
各内部リードの下方に隙間を介してオーバーラップする
ようにして延出されており、かつ上記放熱板における上
記各内部リードのワイヤボンディング位置と対応する部
位には、上記貫通孔が形成されていない。Preferably, a peripheral portion of the heat sink extends below the internal leads so as to overlap with a gap therebetween, and a wire bonding position of the internal leads on the heat sink. The through-hole is not formed in the portion corresponding to.

【００１５】このような樹脂パッケージ型半導体装置
は、上記放熱板には内部リードのワイヤボンディング位
置と対応する部位には上記貫通孔が形成されていないの
で、上記内部リードの先端部をワイヤボンディングする
際に上記内部リードのワイヤボンディング位置を上記放
熱板上に押圧しようとする場合に、上記内部リードの先
端部が上記貫通孔内に落ち込むこともなく、所望通りに
ワイヤボンディングを行うことができる。In such a resin package type semiconductor device, since the through hole is not formed in the heat sink at a position corresponding to the wire bonding position of the internal lead, the tip of the internal lead is wire bonded. In this case, when the wire bonding position of the internal lead is to be pressed onto the heat sink, the wire bonding can be performed as desired without the tip of the internal lead falling into the through hole.

【００１６】本願発明の第２の側面に係る樹脂パッケー
ジ型半導体装置の製造方法は、ダイパッドと、このダイ
パッドの周辺に先端部が配置された複数本の内部リード
とを備えるリードフレームを用いて樹脂パッケージ型半
導体装置を製造する方法であって、平面視において円形
状をしており、かつ上記ダイパッドよりも大の面積を有
するとともに、放射状に延びる複数の貫通孔が形成され
た放熱板を上記ダイパッドの下面に接合するステップ
と、上記ダイパッドの上面に半導体チップをボンディン
グするステップと、上記半導体チップと上記各内部リー
ドとが電気的に導通するようにワイヤを用いて結線する
ステップと、上記半導体チップ、上記ダイパッド、上記
放熱板、上記内部リード、上記ワイヤを樹脂モールドす
るステップと、を含むことを特徴としている。According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a resin package type semiconductor device, comprising the steps of: using a lead frame having a die pad and a plurality of internal leads having tips arranged around the die pad; A method of manufacturing a package-type semiconductor device, comprising: forming a heat sink having a circular shape in plan view, having a larger area than the die pad, and having a plurality of radially extending through holes formed therein. Bonding the semiconductor chip to the upper surface of the die pad, connecting the semiconductor chip to each of the internal leads using wires so that the internal leads are electrically connected to each other, Resin molding the die pad, the heat sink, the internal lead, and the wire. It is characterized in that.

【００１７】このような樹脂パッケージ型半導体装置の
製造方法によれば、上述した第１の側面に係る樹脂パッ
ケージ型半導体装置の効果を奏する樹脂パッケージ型半
導体装置を提供することができる。According to such a method of manufacturing a resin package type semiconductor device, it is possible to provide a resin package type semiconductor device exhibiting the effects of the resin package type semiconductor device according to the first aspect described above.

【００１８】本願発明のその他の特徴および利点は、添
付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より
明らかとなろう。[0018] Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.

【００１９】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本願発明の好ましい実施の
形態を、図面を参照して具体的に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

【００２０】図１は、本願発明に係る樹脂パッケージ型
半導体装置１の断面図、図２は、上記樹脂パッケージ型
半導体装置１の断面図、図３は、放熱板１４の平面図、
図４は、上記樹脂パッケージ型半導体装置１の製造に使
用するリードフレーム２２のダイパッド１２の下面に放
熱板１４を接合した状態の平面図、図５は、図４のダイ
パッド１２に半導体チップ１３をボンディングし、この
半導体チップ１３と内部リード１６とをワイヤ１９で結
線した状態の平面図、図６は、内部リード１６にワイヤ
１９をボンディングする工程の説明図、図７は、図５の
リードフレーム２２を金型３に挟持した状態の断面図で
ある。FIG. 1 is a sectional view of a resin package type semiconductor device 1 according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view of the resin package type semiconductor device 1, FIG.
FIG. 4 is a plan view showing a state in which a heat sink 14 is joined to the lower surface of a die pad 12 of a lead frame 22 used for manufacturing the resin package type semiconductor device 1, and FIG. FIG. 6 is a plan view showing a state in which the semiconductor chip 13 and the internal leads 16 are connected by wires 19 by bonding, FIG. 6 is an explanatory view of a step of bonding the wires 19 to the internal leads 16, and FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view of a state in which a mold 22 is held between molds 3.

【００２１】図１および図２に示すように、上記樹脂パ
ッケージ型半導体装置１は、半導体チップ１３が搭載さ
れるダイパッド１２と、上記半導体チップ１３から発生
する熱を外部に放出するための放熱板１４と、上記半導
体チップ１３と電気的に導通させられる複数本の内部リ
ード１６と、上記半導体チップ１３ないし上記各内部リ
ード１６を包み込む樹脂パッケージ１０と、上記各内部
リード１６と連続して上記樹脂パッケージ１０の外部に
延出する外部リード１１と、を備えて構成されている。As shown in FIGS. 1 and 2, the resin package type semiconductor device 1 has a die pad 12 on which a semiconductor chip 13 is mounted, and a heat radiating plate for releasing heat generated from the semiconductor chip 13 to the outside. 14, a plurality of internal leads 16 electrically connected to the semiconductor chip 13, a resin package 10 enclosing the semiconductor chip 13 or each of the internal leads 16, and the resin And an external lead 11 extending outside the package 10.

【００２２】図３に良く表れているように、上記放熱板
１４は、たとえば銅などの導電性の高い金属によって円
形状に形成されているとともに、矩形状に形成された上
記ダイパッド１２よりも大の面積を有し、図４および図
５に良く表れているように、平面視において上記ダイパ
ッド１２からその周縁部がはみ出すようにして上記ダイ
パッド１２の裏面に接合されている。上記放熱板１４に
は、円形状の貫通孔１７と、長穴状の貫通孔１８，１８
Ａとが各々複数個ずつ形成されており、これらの貫通孔
１７，１８，１８Ａが放射状に配されている。As shown in FIG. 3, the heat radiating plate 14 is formed of a highly conductive metal such as copper, for example, in a circular shape, and is larger than the die pad 12 formed in a rectangular shape. As shown in FIGS. 4 and 5, the peripheral portion of the die pad 12 is joined to the rear surface of the die pad 12 so as to protrude from the die pad 12 in plan view. The radiator plate 14 has a circular through-hole 17 and elongated holes 18, 18.
A are formed in plural numbers, and these through holes 17, 18, 18A are radially arranged.

【００２３】図１に示すように、上記半導体チップ１３
の上面と上記各内部リード１６の先端部の上面とがワイ
ヤ１９によって電気的に導通するように結線されてお
り、上記放熱板１４の上記各内部リード１６のワイヤボ
ンディング位置と対応する部位には、上記貫通孔１７，
１８，１８Ａが配されないように構成されている。As shown in FIG. 1, the semiconductor chip 13
The upper surface of the internal lead 16 and the upper surface of the tip of each of the internal leads 16 are connected so as to be electrically connected to each other by a wire 19, and a portion of the heat sink 14 corresponding to the wire bonding position of each of the internal leads 16 is provided. , The through hole 17,
It is configured such that 18, 18A is not arranged.

【００２４】上記樹脂パッケージ１０は、エポキシ樹脂
などの熱硬化性樹脂を材料として金型成形などによって
形成される。The resin package 10 is formed by molding using a thermosetting resin such as an epoxy resin as a material.

【００２５】図１に示すように、上記外部リード１１の
先端部には、上記樹脂パッケージ１０の底面と面一にな
るように水平部１１Ａが形成されており、この水平部１
１Ａをハンダ付けすることにより上記樹脂パッケージ型
半導体装置１が回路基板上に面実装されるように構成さ
れている。As shown in FIG. 1, a horizontal portion 11A is formed at the tip of the external lead 11 so as to be flush with the bottom surface of the resin package 10.
The resin package type semiconductor device 1 is surface-mounted on a circuit board by soldering 1A.

【００２６】次に、図４ないし図７を参照しながら上記
樹脂パッケージ型半導体装置１の製造方法について説明
する。便宜上、図４を参照しながらリードフレーム２２
について説明する。Next, a method of manufacturing the resin package type semiconductor device 1 will be described with reference to FIGS. For convenience, with reference to FIG.
Will be described.

【００２７】図４に示すように、幅方向両側のサイドフ
レーム２３，２３および長手方向等間隔に上記サイドフ
レーム２３，２３間を掛け渡すように形成されるクロス
フレーム２４，２４によって囲まれる矩形領域２５内
に、上記樹脂パッケージ型半導体装置１の構成部分とな
るべきリード１１，１６あるいはダイパッド１２などが
打ち抜き形成されている。四辺形枠状のタイバー２６が
その支持リード２７によってサイドフレーム２３および
クロスフレーム２４に連結されるようにして形成されて
いる。この四辺形枠状のタイバー２６がその四隅部から
内方に延びる吊りリード１５によって、矩形状のダイパ
ッド１２が支持されている。隣り合う吊りリード１５，
１５で区画される上記四辺形枠状タイバー２６内の各台
形領域には、タイバー２６の基端が連結され、かつダイ
パッド１２の一辺に向けて延びる複数本の内部リード１
６が形成されている。タイバー２６の外側には、各内部
リード１６に連続して延びる複数本の外部リード１１が
形成されている。各外部リード１１の外端部は、支持リ
ード２８を介してサイドフレーム２３，２３またはクロ
スフレーム２４，２４に連結されている。図３からわか
るように、各内部リード１６が、概して、ダイパッド１
２の中心から放射状に延びる方向に形成されている。As shown in FIG. 4, a rectangular area surrounded by side frames 23, 23 on both sides in the width direction and cross frames 24, 24 formed so as to extend between the side frames 23, 23 at equal intervals in the longitudinal direction. 25, leads 11, 16 or die pad 12, which are to be constituent parts of the resin package type semiconductor device 1, are punched out. A rectangular frame-shaped tie bar 26 is formed so as to be connected to the side frame 23 and the cross frame 24 by the support leads 27. The rectangular die pad 12 is supported by the suspension leads 15 which extend inward from the four corners of the quadrangular frame-shaped tie bar 26. Adjacent suspension leads 15,
The plurality of internal leads 1 connected to the base end of the tie bar 26 and extending toward one side of the die pad 12 are connected to each trapezoidal region in the quadrangular frame-shaped tie bar 26 defined by
6 are formed. Outside the tie bar 26, a plurality of external leads 11 extending continuously from the internal leads 16 are formed. The outer end of each external lead 11 is connected to a side frame 23, 23 or a cross frame 24, 24 via a support lead 28. As can be seen from FIG. 3, each internal lead 16 is generally
2 are formed in a direction extending radially from the center.

【００２８】なお、このダイパッド１２は、その裏面側
に放熱板１４を取り付けた状態において上記放熱板１４
の周縁部の上面が内部リード１６の先端部の下面と接触
しないように上記リードフレーム２２のその他の部分、
たとえば上記内部リード１６対して下方にダウンオフセ
ットされている。It should be noted that the die pad 12 has the heat radiating plate 14 attached thereto on the back side thereof.
Other portions of the lead frame 22 so that the upper surface of the peripheral portion of the
For example, it is downwardly offset downward with respect to the internal lead 16.

【００２９】先ず、図４に示すように、矩形状に形成さ
れたダイパッド１２の下面に、上記ダイパッド１２より
も大の面積を有し、かつ銅などの金属によって円形状に
形成された放熱板１４をその周縁部が平面視において上
記ダイパッド１２からはみ出すように接合する。上記放
熱板１４としては、円形状の貫通孔１７と、長穴状の貫
通孔１８，１８Ａとが各々複数個ずつ形成されており、
かつ上記貫通孔１７，１８，１８Ａが放射状に配されて
いるものを用いる。なお、上記ダイパッド１２と上記放
熱板１４との接合方法は、超音波接合であっても、スポ
ット溶接であっても、またその他であってもよい。First, as shown in FIG. 4, on a lower surface of a die pad 12 formed in a rectangular shape, a heat radiating plate having an area larger than that of the die pad 12 and formed in a circular shape by a metal such as copper. 14 are joined so that their peripheral portions protrude from the die pad 12 in plan view. As the heat radiating plate 14, a plurality of circular through holes 17 and a plurality of elongated through holes 18 and 18A are formed, respectively.
In addition, the through holes 17, 18, and 18A are used in a radial pattern. The bonding method between the die pad 12 and the heat sink 14 may be ultrasonic bonding, spot welding, or any other method.

【００３０】次に、図５に示すように、上記ダイパッド
１２の上面に半導体チップ１３を実装し、この半導体チ
ップ１３の上面に形成された上面電極（図示せず）と上
記各内部リード１６の先端部とをワイヤ１９を用いて結
線して電気的に導通するようにする。Next, as shown in FIG. 5, a semiconductor chip 13 is mounted on the upper surface of the die pad 12, and an upper surface electrode (not shown) formed on the upper surface of the semiconductor chip 13 and each of the internal leads 16 are formed. The distal end portion is connected with the wire 19 so as to be electrically connected.

【００３１】なお、上記内部リード１６の上面にワイヤ
１９をボンディングする工程は、以下のようにして行わ
れる。先ず、上記リードフレーム２２をヒートブロック
３４上に載置して上記リードフレーム２２全体を加熱し
ておく。次いで、図６に示すように、ボンディングツー
ル３５によってワイヤ１９を内部リード１６の上面に圧
しつける。このとき、上記内部リード１６は加熱されて
おり、上記ワイヤ１９は上記ボンディングツール３５に
よって圧力が加えられているので、上記ワイヤ１９が上
記内部リード１６の上面に熱圧着される。The step of bonding the wire 19 to the upper surface of the internal lead 16 is performed as follows. First, the lead frame 22 is placed on the heat block 34 and the entire lead frame 22 is heated. Next, as shown in FIG. 6, the wire 19 is pressed against the upper surface of the internal lead 16 by the bonding tool 35. At this time, since the internal lead 16 is heated and the wire 19 is pressurized by the bonding tool 35, the wire 19 is thermocompression-bonded to the upper surface of the internal lead 16.

【００３２】本実施形態においては、上記放熱板１４と
して貫通孔１７，１８，１８Ａが形成されているものを
用いているが、上記ワイヤボンディング工程の利便を考
慮して、上記内部リード１６のボンディング位置と対応
した部位には、上記貫通孔１７，１８，１８Ａが形成さ
れていないものを用いるのが好適である。というのは、
上記内部リード１６のボンディング位置と対応した部位
に上記貫通孔１７，１８，１８Ａが形成されていると、
上記ボンディングツール３５による押圧によって上記内
部リード１６にボンディング部位が上記貫通孔１７，１
８内に落ち込んでしまい、所望通りのワイヤボンディン
グが行えない場合があるからである。また、上記ワイヤ
１９を上記内部リード１６にボンディングする工程は、
熱圧着に限らず、超音波ボンディングにより行ってもよ
い。In the present embodiment, the heat radiating plate 14 having the through holes 17, 18, and 18A is used. However, in consideration of the convenience of the wire bonding step, the bonding of the internal lead 16 is performed. It is preferable to use a part in which the through holes 17, 18, and 18A are not formed in a part corresponding to the position. I mean,
If the through holes 17, 18, and 18A are formed at positions corresponding to the bonding positions of the internal leads 16,
Pressing by the bonding tool 35 causes a bonding site to be formed in the internal lead 16 through the through hole 17,1.
This is because there is a case in which the wire bonding falls into 8 and the desired wire bonding cannot be performed. The step of bonding the wire 19 to the internal lead 16 includes:
Not only thermocompression bonding but also ultrasonic bonding may be used.

【００３３】続いて、図７に示すように、合わせ状態に
おいて上記ダイパッド１２および上記半導体チップ１３
を収容可能なキャビティ４を形成する上下の金型３０，
３１によって、図５に示すリードフレーム２２のタイバ
ー２６の部分をはさみ付けて上記キャビティ４内に上記
半導体チップ１３を収容する。そして、上記上下の金型
３０，３１の型締めを行う。Subsequently, as shown in FIG. 7, the die pad 12 and the semiconductor chip 13
Upper and lower molds 30 forming the cavity 4 capable of accommodating the
The tie bar 26 of the lead frame 22 shown in FIG. Then, the upper and lower dies 30, 31 are clamped.

【００３４】なお、上記した上下の金型３０、３１のコ
ーナー部には、ランナを介してキャビティ空間内に樹脂
材料を供給するためのゲート（図示せず）が形成されて
おり、型締めが行われた上下の金型３０，３１には、樹
脂が注入される前からヒータなどによって熱が与えられ
ている。A gate (not shown) for supplying a resin material into the cavity via a runner is formed at the corners of the upper and lower molds 30 and 31 so that the mold can be clamped. Heat is applied to the upper and lower molds 30 and 31 by a heater or the like before the resin is injected.

【００３５】次いで、上記ゲートからランナを介してエ
ポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を溶融状態でキャビティ
４内に注入し、上記金型３０，３１に与えられた熱によ
って注入された樹脂を硬化させる。Next, a thermosetting resin such as an epoxy resin is injected into the cavity 4 from the gate via a runner in a molten state, and the injected resin is cured by heat given to the molds 30 and 31. .

【００３６】このとき、上記放熱板１４に形成された貫
通孔１７，１８，１８Ａが上記リードフレーム２２の上
側の空間と下側の空間を連通しており、上記金型３によ
って形成されるキャビティ４内に注入された樹脂は、上
記貫通孔１７，１８，１８Ａを通って上記放熱板１４の
裏面側に容易に進出することができる。また、上記放熱
板１４は、円形状に形成されているので、上記キャビテ
ィ４内に注入された樹脂が上記金型３によって規定され
るキャビティ４のコーナ部において上記放熱板１４によ
って流動が阻害されることもなく、スムーズに流動する
ことができる。したがって、上記放熱板１４を円形状に
形成するとともに、貫通孔１７，１８，１８Ａを形成す
ることにより、全体的に上記キャビティ４内に注入され
た樹脂の流動がスムーズになり、従来に比べて短時間で
樹脂パッケージングを完了することができ、樹脂パッケ
ージング時におけるボイドやしわの発生を効果的に回避
することができる。At this time, the through holes 17, 18, and 18A formed in the heat sink 14 communicate the upper space and the lower space of the lead frame 22, and the cavity formed by the mold 3 is formed. The resin injected into 4 can easily advance to the back surface side of the heat sink 14 through the through holes 17, 18, 18A. Further, since the heat radiating plate 14 is formed in a circular shape, the flow of the resin injected into the cavity 4 is inhibited by the heat radiating plate 14 in the corner portion of the cavity 4 defined by the mold 3. It can flow smoothly without any problems. Therefore, by forming the heat radiating plate 14 in a circular shape and forming the through holes 17, 18, and 18A, the flow of the resin injected into the cavity 4 as a whole becomes smoother, compared with the conventional case. Resin packaging can be completed in a short time, and generation of voids and wrinkles during resin packaging can be effectively avoided.

【００３７】最後に、リードフレーム２２にハンダメッ
キを行い、検査工程、標印工程を経た後に、リードフォ
ーミングおよびリードフレームカット処理を施して、図
１および図２に示すような個別の樹脂パッケージ型半導
体装置１が得られる。Finally, the lead frame 22 is subjected to solder plating, and after undergoing an inspection step and a marking step, is subjected to lead forming and lead frame cutting processing, so that individual resin package molds as shown in FIGS. The semiconductor device 1 is obtained.

【００３８】このようにして形成された上記樹脂パッケ
ージ型半導体装置１は、上述したように複数の貫通孔１
７，１８，１８Ａが形成された放熱板１４を用いて形成
されているので、上記放熱板１４と樹脂パッケージ１０
との間の接触面積を減少させることができ、また上記放
熱板１４により区切られた上下の部位の一部が樹脂によ
り架橋されているので、上記樹脂パッケージ１０と上記
放熱板１４との間の接合強度が高められる。したがっ
て、ハンダリフローの手法などによって回路基板上に上
記樹脂パッケージ型半導体装置１を実装する場合であっ
ても、上記放熱板１４に貫通孔１７，１８，１８Ａを形
成することにより、リフロー時におけるクラックの発生
を回避することができる。The resin package type semiconductor device 1 formed as described above has a plurality of through holes 1 as described above.
Since the heat radiating plate 14 is formed using the heat radiating plate 14 on which the heat radiating plate 14 is formed.
Between the resin package 10 and the heat radiating plate 14 because the upper and lower portions separated by the heat radiating plate 14 are partially cross-linked by resin. The joining strength is increased. Therefore, even when the resin package type semiconductor device 1 is mounted on a circuit board by a solder reflow method or the like, cracks during reflow can be obtained by forming the through holes 17, 18, and 18A in the heat sink 14. Can be avoided.

【００３９】なお、上記放熱板１４に貫通孔１７，１
８，１８Ａを形成することによって上記放熱板１４での
伝熱が阻害され、上記放熱板１４の放熱性が損なわれる
ことが懸念されるが、上記貫通孔１７，１８，１８Ａは
上記放熱板１４上での伝熱方向と同方向の放射状に形成
されているので、上記放熱板１４の周方向に貫通孔１
７，１８，１８Ａを形成する場合に比べて上記放熱板１
４の周縁への伝熱が阻害されることは少ない。したがっ
て、上記放熱板１４に貫通孔１７，１８，１８Ａを形成
することにより上記放熱板１４の放熱性が損なわれるこ
とはほとんどない。The heat sink 14 has through holes 17, 1
It is feared that the formation of 8, 18A impedes the heat transfer in the radiator plate 14 and impairs the heat dissipation of the radiator plate 14. However, the through holes 17, 18, 18A are formed in the radiator plate 14. Since it is formed radially in the same direction as the above heat transfer direction, the through holes 1
7, 18 and 18A compared to the case where the heat sink 1 is formed.
The heat transfer to the periphery of No. 4 is hardly hindered. Therefore, by forming the through holes 17, 18, 18A in the heat radiating plate 14, the heat radiation of the heat radiating plate 14 is hardly impaired.

【００４０】なお、上記貫通孔１７，１８，１８Ａは、
放射状に延びるように複数個形成されていればよく、そ
の形状、個数、および配置は本実施形態を説明するため
に参照した図面に表されている形状、個数、および配置
には限定されず、様々に設計変更可能である。The through holes 17, 18, 18A are
A plurality may be formed so as to extend radially, and the shape, number, and arrangement are not limited to the shape, number, and arrangement shown in the drawings referred to for describing the present embodiment. Various design changes are possible.

【００４１】また、本実施形態においては、外部リード
１１が屈曲形成された面実装型の樹脂パッケージ型半導
体装置１であったが、上記外部リードが屈曲形成されて
いない挿入型の樹脂パッケージ型半導体装置においても
本願発明は適応可能である。In the present embodiment, the surface-mount type resin package type semiconductor device 1 in which the external leads 11 are bent is formed. However, the insertion type resin package type semiconductor device in which the external leads are not bent is formed. The present invention is applicable to an apparatus.

【００４２】さらに、本実施形態においては、放熱板１
４は樹脂パッケージ１０の内部に完全に包み込まれてい
たが、上記放熱板１４は、その一部が上記樹脂パッケー
ジ１０から露出しているようなものであってもよい。Further, in this embodiment, the heat sink 1
Although 4 is completely enclosed in the resin package 10, the heat radiating plate 14 may be such that a part thereof is exposed from the resin package 10.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本願発明に係る樹脂パッケージ型半導体装置の
断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a resin package type semiconductor device according to the present invention.

【図２】上記樹脂パッケージ型半導体装置の断面図であ
る。FIG. 2 is a sectional view of the resin package type semiconductor device.

【図３】放熱板の平面図である。FIG. 3 is a plan view of a heat sink.

【図４】上記樹脂パッケージ型半導体装置の製造に使用
するリードフレームのダイパッドの下面に放熱板を接合
した状態の平面図である。FIG. 4 is a plan view showing a state in which a heat sink is joined to a lower surface of a die pad of a lead frame used for manufacturing the resin package type semiconductor device.

【図５】図４のダイパッドに半導体チップをボンディン
グし、この半導体チップと内部リードとをワイヤで結線
した状態の平面図である。5 is a plan view showing a state in which a semiconductor chip is bonded to the die pad of FIG. 4 and the semiconductor chip and internal leads are connected by wires.

【図６】内部リードにワイヤをボンディングする工程の
説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a step of bonding a wire to an internal lead.

【図７】図５のリードフレームを金型に挟持した状態の
断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state in which the lead frame of FIG. 5 is held between dies.

【図８】従来例の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of a conventional example.

【図９】従来例の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 樹脂パッケージ型半導体装置 １０ 樹脂パッケージ １１ 外部リード １２ ダイパッド １３ 半導体チップ １４ 放熱板 １６ 内部リード １７ 貫通孔（円形状の） １８ 貫通孔（長穴状の） １９ ワイヤ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Resin package type semiconductor device 10 Resin package 11 External lead 12 Die pad 13 Semiconductor chip 14 Heat sink 16 Internal lead 17 Through hole (circular) 18 Through hole (elongated) 19 Wire

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 半導体チップと、この半導体チップが搭
載されるダイパッドと、上記半導体チップから発生する
熱を外部に放出するための放熱板と、上記半導体チップ
と電気的に導通させられている複数本の内部リードと、
上記半導体チップないし上記内部リードを包み込む樹脂
パッケージと、上記各内部リードに連続して上記樹脂パ
ッケージの外部に延出する外部リードと、を備えた樹脂
パッケージ型半導体装置であって、 上記放熱板は、上記ダイパッドの下面に接合されてお
り、平面視において円形状をしており、かつ上記ダイパ
ッドよりも大の面積を有するとともに、放射状に延びる
複数の貫通孔が形成されていることを特徴とする、樹脂
パッケージ型半導体装置。1. A semiconductor chip, a die pad on which the semiconductor chip is mounted, a heat radiating plate for releasing heat generated from the semiconductor chip to the outside, and a plurality of chips electrically connected to the semiconductor chip. The book's internal leads,
A resin package type semiconductor device comprising: a resin package enclosing the semiconductor chip or the internal leads; and external leads extending to the outside of the resin package continuously from the internal leads. The die pad is joined to a lower surface of the die pad, has a circular shape in plan view, has a larger area than the die pad, and has a plurality of radially extending through holes formed therein. , Resin package type semiconductor device. 【請求項２】 上記放熱板の周縁部は、上記各内部リー
ドの下方に隙間を介してオーバーラップするようにして
延出されており、かつ上記放熱板における上記各内部リ
ードのワイヤボンディング位置と対応する部位には、上
記貫通孔が形成されていない、請求項１に記載の樹脂パ
ッケージ型半導体装置。2. A peripheral portion of the heat radiating plate extends under the respective internal leads so as to overlap with a gap therebetween, and a wire bonding position of each of the internal leads on the heat radiating plate. The resin package type semiconductor device according to claim 1, wherein the through hole is not formed in a corresponding portion. 【請求項３】 ダイパッドと、このダイパッドの周辺に
先端部が配置された複数本の内部リードとを備えるリー
ドフレームを用いて樹脂パッケージ型半導体装置を製造
する方法であって、 平面視において円形状をしており、かつ上記ダイパッド
よりも大の面積を有するとともに、放射状に延びる複数
の貫通孔が形成された放熱板を上記ダイパッドの下面に
接合するステップと、 上記ダイパッドの上面に半導体チップをボンディングす
るステップと、 上記半導体チップと上記各内部リードとが電気的に導通
するようにワイヤを用いて結線するステップと、 上記半導体チップ、上記ダイパッド、上記放熱板、上記
内部リード、上記ワイヤを樹脂モールドするステップ
と、 を含むことを特徴とする、樹脂パッケージ型半導体装置
の製造方法。3. A method for manufacturing a resin package type semiconductor device using a lead frame including a die pad and a plurality of internal leads having tips arranged around the die pad, the method comprising: Bonding a heat sink having a larger area than the die pad and having a plurality of radially extending through holes to a lower surface of the die pad; and bonding a semiconductor chip to an upper surface of the die pad. Connecting the semiconductor chip and each of the internal leads using a wire so as to electrically connect the semiconductor chip to each of the internal leads; and resin molding the semiconductor chip, the die pad, the heat sink, the internal lead, and the wire. A method of manufacturing a resin package type semiconductor device, comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6917638B2 (en) 2000-10-16 2005-07-12 Yamaha Corporation Heat radiator for electronic device and method of making it

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