JPS6244815B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は比較的大きな電力を取り扱うことので
きる樹脂封止形半導体装置を製造する方法および
これに用いるリードフレームに関する。

樹脂封止形半導体装置は、量産性ならびに低コ
ストといつた面では金属封止形半導体装置に勝つ
ているが、動作時に発生する熱を放散させる面で
は金属封止形半導体装置に劣つている。近年、半
導体装置の樹脂封止化が進み、たとえばかなり大
きな電力を取り扱うことのできるトランジスタも
樹脂封止構造とされるに至つている。この場合、
放熱の面で十分な配慮が払われている。

第１図は、樹脂封止構造を有する従来の電力用
トランジスタの構造例を示す断面図であり、トラ
ンジスタ素子１の接着される基板支持部２の裏面
を封止樹脂外殼３で覆うことなく露出させるとと
もに、放熱板への取り付けも可能にするためのね
じ止め用の貫通孔４を形成した構造となつてい
る。なお、５は保護用樹脂、６は外部リードであ
る。このような構造の樹脂封止形電力用トランジ
スタは、放熱板（図示せず）への取り付けに際し
ては、露出する基板支持部１の裏面を放熱板に対
して電気的には絶縁して熱的に結合する。この電
気的絶縁はマイカ板などの絶縁板を両者間に介在
させることによつてなされる。

ところで、このような構造によれば、放熱効果
の点に関しては所期の目的が達成される。しかし
ながら、上記のように放熱板への取り付けに際し
て、絶縁板を介在させることが不可避であり、取
りつけ作業が煩雑となる。さらに、絶縁板は基板
支持体と放熱板との間に正しく位置しなければな
らないところであるが、両者を一体的に緊着する
際にともすると正しい位置関係が損われ、電気的
絶縁が保てなくなる。このため、第２図で示すよ
うに、基板支持体２の裏面側にも封止樹脂層７を
薄く設け、絶縁板を不要とするようにした構造の
樹脂封止形電力用トランジスタが提案されるに至
つている。

第３図は、第１図および第２図で示した樹脂封
止形電力用トランジスタを組み立てるに際して、
通常用いられるリードフレームの平面図であり、
図示するように、移送ピツチの決定ならびに樹脂
封止時の位置決めをなす孔８が穿設された共通接
続細条９から同一方向へ向つてトランジスタの外
部リード６，１０，１１が延び、さらに外部リー
ド６の端部に基板支持体２が繋つた構造となつて
いる。トランジスタの組みたては、その左端部に
示したように、トランジスタ素子１の接着、トラ
ンジスタ素子電極と外部リード１０，１１との間
の金属細線１２による接続ならびに保護用樹脂５
の形成を経てなされる。

以上のようなリードフレームを用いてトランジ
スタ組立構体を得、これを第２図で示した封止構
造とするには、第４図で示すように、上金型１３
と下金型１４の間に形成された空所の中にトラン
ジスタ組立構体の基板支持部２を浮かせて配置
し、こののち、空所内へ樹脂３０を注入すること
が行われる。この注入により樹脂３０は基板支持
部２の裏面直下の空所にも満たされ、第２図で示
すように封止成型がなされる。

ところで、第４図からも明らかなように、第２
図で示した封止構造を第３図で示したリードフレ
ームを用いて得ようとした場合、リードフレーム
の外部リードの形成側のみが上下の金型によつて
挾持された状態で樹脂の注入がなされるため、基
板支持部２が樹脂の圧力で空所内で屈曲するおそ
れが多分にあり、したがつて、樹脂内の正しい位
置に基板支持部２が位置する状態で封止を行うこ
とが極めて困難であつた。かかる基板支持板の屈
曲は、薄い樹脂層７の厚みにばらつきをもたら
し、さらに、この厚みのばらつきは、完成したト
ランジスタの放熱特性のばらつきに直結する。

本発明は、第２図で示した構造、すなわち、放
熱板を兼ねる基板支持体の一方の主面（半導体基
板の接着面とは反対側の面）の直下にも薄い樹脂
の層を形成した構造の樹脂封止形半導体装置を製
造するにあたり、基板支持体直下の薄い樹脂層の
厚みを高い精度でしかも均一な厚みに制御するこ
とのできる樹脂封止形半導体装置の製造方法とこ
れに用いるリードフレームを提供するものであ
る。

以下に図面を参照して本発明を詳しく説明す
る。

第５図は、本発明にかかるリードフレームの構
造例を示す図であり、第５図ａは平面図を、第５
図ｂは第５図ａのＢ−Ｂ線に沿つた断面図をそれ
ぞれ示す。図示するように、基板支持部２の外部
リード６に繋る辺とは反対側の辺から２本の細条
１５と１６が延び、これらが、第２の共通接続細
条１７に繋つた構造となつている。なお、細条１
５と１６には断面積の小さい部分１８と１９が存
在している。また、第２の共通接続細条に形成さ
れた孔２０は、樹脂封止工程で金型の一部と嵌合
し位置規正のために作用する。ところで、第５図
ｂで示すように、細条１５と１６の厚みは基板支
持体２よりも薄く選定され、しかも、その下面と
基板支持体２の下面との間に所定の段差が形成さ
れ、また、１８と１９の部分は、この部分の厚み
をさらに薄くすることによつて他部分よりも断面
積が小さくされている。

第６図は、かかる本発明のリードフレームを用
いて形成したトランジスタ組立構体を樹脂で封止
成型する状態を示す図であり、上下の金型１３と
１４の間に形成される空所内へ樹脂３０を注入し
て成型する点では、従来の方法と同じである。し
かしながら、本発明のリードフレームを使用した
場合には、図示するように、リードフレームの外
部リード６が一方の側において上下の金型１３と
１４によつて挾持されるとともに、他方の側で
も、細条１５，１６ならびに第２の共通接続細条
１７が上下の金型１３と１４によつて挾持され
る。また第１の共通接続細条に設けた孔８に金型
の突出部が嵌合（図示せず）するばかりでなく、
第２の共通接続細条１７の孔２０にも金型の突出
部２１が嵌合する。なお、２２はねじ止め用の孔
を形成するべく樹脂を部分的に排除する突起であ
る。

このように、本発明の方法によれば、リードフ
レームの基板支持部２は、上下の金型１３と１４
によつて挾持される外部リード６と細条１５，１
６とにより支持されて金型内の空所内に浮いた状
態で位置する。また、第１、第２の共通接続細条
の双方は、金型によつて単に挾持されるだけでは
なく、これらに穿設した孔と金型の突起との嵌合
によつて水平方向の動きが完全に阻止されるた
め、上記の浮いた状態は極めて正確に制御され
る。

ところで、本発明では、第６図からも明らかな
ように、上下の金型１３と１４によつて形成され
る空所が、細条１５，１６に形成した断面積の小
さな部分１８，１９の上下で終つている。このた
め、封止成形後に封止外殼から外部へ導出される
部分は、細条１５，１６に形成した断面積の小さ
な部分１８，１９となる。かかる細条の導出部の
形状により、封止成型後の切断処理時に後述する
効果が奏される。

第７図は上記の封止成型過程を経たのちの状態
を示す斜視図であり、図示するように封止外殼に
は、ねじ止め用の孔４の形成を有する肉薄部２３
と肉厚部２４が形成されているが、両者間に段差
が形成されていることにより、放熱板への取りつ
け時にねじの頂部が突出することのない状態が成
立する。

次いで、Ｘ−X′線ならびにＹ−Y′線に沿つた
分断処理を施すことによつて、第１の共通接続細
条９ならびに細条１５，１６を切断し、第８図で
示す構造の樹脂封止形トランジスタを得るわけで
あるが、上記のように、封止外殼の肉薄部２３か
ら導出する細条部分１８と１９が他部分にくらべ
て断面積の小さい部分とされているため、Ｙ−
Y′線に沿つた分断処理に際して矢印Ｚ−Z′で示す
上下方向の折り曲げを施すことによつて極めて容
易に分断することができる。また、断面積の小さ
い部分１８と１９の分断面が封止外殼の肉薄部２
３の側面に露呈するとともに、殼封外殼内でこれ
らの部分と細条との連繋部に段部が形成されるた
め、分断面での樹脂と細条との境界長が短かくな
り、また、この分断面から封止されたトランジス
タ素子１に至るまでのパスが長くなる。したがつ
て、この分断面からの水分等の侵入が困難になる
効果も奏される。なお、細条１５，１６の分断を
プレス等による切断でなすことも可能であるが、
切断精度を高めて突出する細条の切断面を封止外
殼の側面と実質的に同一な面となす場合には、封
止外殼に損傷を与え外観を損ねる危険性があり、
加えて、基板支持体に不要な衝撃を与えるおそれ
もある。したがつて、上記のように、折り曲げに
よる分断がのぞましい。

さらに、本発明の方法により形成したトランジ
スタでは、細条１５と１６の切り口が封止外殼の
側面に露出するが、第５図で示したように、基板
支持部２の下面と細条１５と１６の下面との間に
厚みの差に基く段差が形成されているため、完成
したトランジスタの放熱板へとりつけられる側の
樹脂封止外殼の下面と切り口との間には十分な間
隔が付与される。したがつて、この部分において
短絡事故が発生するおそれはない。

以上の実施例では、細条の断面積を小さくする
にあたり、細条１５と１６の一部を肉薄にした
が、たとえば、第９図ａで示すように細条１５と
１６の厚みは変化させず、くびれ部を形成するこ
とによつて細条１５と１６の幅を局部的に狭くす
ること、あるいは第９図ｂで示すように孔２５，
２６を形成して実質的に細条の幅を狭くするこ
と、さらに細条１５と１６の幅と厚みの双方を局
部的に小さくすることなどによつても断面積を小
さくすることができる。なお、本発明の方法で用
いる封止成型用の樹脂は出来うる限り熱伝導性の
高いものであることが望ましく、また、基板支持
部直下の樹脂層の厚みは、放熱特性と電気的絶縁
性の両者に鑑み、約0.3〜0.5mm程度に選定される
ことがのぞましく、この範囲で特に良好な結果が
得られた。

以上説明したところから明らかなように、本発
明によれば、放熱板を兼ねる基板支持部の直下に
薄い樹脂層をもつ樹脂封止形半導体装置を、高い
封止精度を付与して形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の樹脂封止形電力用
トランジスタの構造を示す断面図、第３図は従来
のリードフレームを示す平面図、第４図は第３図
で示すリードフレームを用いて第２図で示す樹脂
封止形電力用トランジスタを形成するときの封止
成型の状態を示す図、第５図ａ，ｂは本発明のリ
ードフレームを示す平面図ならびに断面図、第６
図〜第８図は本発明の製造方法における封止成型
工程から完成までの状態を示す図、第９図ａ，ｂ
は細条の断面積を小さくする他の例を示す図であ
る。 １……トランジスタ素子、２……基板支持部、
３……封止樹脂外殼、４……ねじ止め用の孔、５
……保護用樹脂、６，１０，１１……外部リー
ド、１２……金属細線、１３，１４……金型、３
０……樹脂、７……薄い樹脂層、８，２０……
孔、９，１７……共通接続細条、１５，１６……
細条、１８，１９……細条の断面積の小さい部
分、２１，２２……金型の突起、２３……封止樹
脂外殼肉薄部、２４……封止樹脂外殼肉厚部、２
５，２６……孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 放熱板を兼ねる基板支持体の一方の側から導
   出される外部リードに繋る第１の共通接続細条
   と、前記基板支持体の他方の側から導出され、か
   つ、導出方向と直交する断面の面積が所定の長さ
   にわたり小さく設定された細条が繋る第２の共通
   接続細条を有するリードフレームを用いて構成し
   た半導体装置組立構体の前記外部リードと細条を
   上下の金型で挾持し、前記基板支持部を金型内の
   空所に浮かせるとともに、前記細条の断面積の小
   さく設定された部分の一部を金型の空所内に残部
   を金型間に位置させて樹脂封止したのち、前記外
   部リードと第１の共通接続細条との連結部の切断
   ならびに封止樹脂外殼から外部へ導出する前記細
   条の小断面積部分の封止樹脂面に沿つた分断の処
   理を施すことを特徴とする樹脂封止形半導体装置
   の製造方法。 ２ 第１の共通接続細条、同共通接続細条から同
   一方向にのびる複数本の外部リード部、同外部リ
   ード部の１本の先端部に繋る基板支持部、同基板
   支持部の外部リード部との連繋部側とは反対の側
   に一端が繋り、導出方向に直交する断面が一部で
   小さく設定された細条および同細条の他端に繋
   り、前記第１の共通接続細条と基板支持部をはさ
   んで平行にのびる第２の共通接続細条を有し、前
   記細条は前記基板支持部より肉薄とされ、さら
   に、その下面が基板支持部の下面より上部に位置
   していることを特徴とするリードフレーム。