JPH09293818A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放熱板とリード端子を一体化する時の組立工
程での不良を防止する。 【解決手段】 半導体チップ２０と、前記半導体チップ
２０が実装されるアイランド領域１１と複数のボス３３
とを有する放熱板１０と、前記ボス３３が挿入されるダ
ボ部と複数のリード端子３０とを有し、前記ダボと前記
ボスが嵌合された半導体装置であって、前記ボス３３が
挿入されるダボ部と前記リード端子３０は同一平面に配
置され、前記放熱板１０のアイランド領域１１は前記ボ
ス３３が設けられた放熱板１０の終端部より窪んで形成
されたことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップを封
止するパッケージの構造に関し、特に放熱板上に電力半
導体チップを実装する半導体装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来のパワートランジスタ等を
含むパワーＬＳＩチップのパッケージ構造、特にリード
端子１とチップ２のボンディングパッド間のワイヤの接
続状態を示す。この半導体チップ２は、パワー素子を含
むＬＳＩチップであるため、放熱板のアイランド領域３
上には半田を介して固着接続される。放熱板４の半導体
チップ２が固着されるアイランド領域３には銀メッキが
施されている。

【０００３】放熱板４上に実装された半導体チップ２は
周辺に配置されたリード端子１の先端部分とワイヤボン
ディング接続される。このリード端子１の先端部分は、
ボンディング接続するワイヤ７の長さを最短とするため
に、半導体チップ２の終端辺近傍付近まで導出するよう
に配置されることから、その先端部は放熱板２のアイラ
ンド領域３と重畳配置されている。

【０００４】また、リード端子１は放熱板のアイランド
領域３と接触を避けるためにアイランド領域３から所定
の間隔離間した状態で配置される。即ち、リードフレー
ム状態でリード端子１以外にリード端子１をアイランド
領域３から離間させるダボ（穴）を有したダボ用端子５
が設けられており、図７に示すように、このダボ用端子
５とリード端子１は異なる平面で構成されてている。放
熱板４に設けられているボス６（突出部）にダボが嵌合
されボス表面をカシメて放熱板４にリードフレームを固
定する。

【０００５】この時、上記したように、ダボ用端子５と
リード端子１とは異なる平面で構成されているためにリ
ード端子１はアイランド領域３から離間されて配置され
る。リードフレームを切断することにより、リード端子
１及びダボ用端子３は個々に分離され半導体装置が提供
される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置は、
上述したように、リードフレーム形成時にリード端子が
放熱板のアイランド領域と接触しないようにダボ用端子
５を設け、そのダボ用端子５の先端部分とリード端子１
とが異なる平面となるようにダボ端子５の先端部分は図
７に示すように折り曲げ加工される。

【０００７】ダボ用端子５の先端部分のサイズは非常に
小さくその中央部分にダボ（穴）が設けられ厚み自体も
比較的薄いこと、及び、折り曲げ寸法が微少であるため
に、折り曲げされた各ダボ用端子の先端部の平坦度を均
一にすることが困難であるため以下の不具合があった。
即ち、リードフレームのダボ用端子５のダボと放熱板
４のボスとが嵌合不良（リードフレームから放熱板が脱
落した状態）の状態でリードフレームと放熱板４とのカ
シメが行われ固定不良となる。リード端子１の先端部
が放熱板４のアイランド領域３と接触した状態で固定さ
れショート不良となる。リード端子１の先端部分が浮
沈となりワイヤーボンディング工程でボンディングされ
ないリード端子が発生しボンディング不良となる。折
り曲げ工程時にリードフレーム自体が変形し不良とな
る。

【０００８】上述した〜の不具合は、一連（帯状又
はリール状）のリードフレーム全てでダボ用端子５の先
端部分の平坦度が均一にならない場合には、リードフレ
ームと放熱板４とを固定するカシメ工程前にチェックし
て対処する事は可能である。しかし、一連のリードフレ
ーム内にダボ用端子５の先端部の平坦度が均一なところ
と均一でないところがあることから、自動化のカシメ工
程では、ダボ用端子５の平坦度の均一性の認識が確実に
行うことができないため組立工程での歩留まりの低下を
招いていた。

【０００９】本発明は、上述した課題に鑑みてなされた
もので、リード端子と放熱板との固定不良等の不具合を
抑制した半導体装置を提供するすることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、以下の構成を採用した。即ち、本発明の
半導体装置は、半導体チップと、前記半導体チップが実
装されるアイランド領域と複数のボスとを有する放熱板
と、前記ボスが挿入されるダボ部と複数のリード端子と
を有し、前記ダボと前記ボスが嵌合された半導体装置で
あって、前記ボスが挿入されるダボ部と前記リード端子
は同一平面に配置され、前記放熱板のアイランド領域は
前記ボスが設けられた放熱板の終端部より窪んで形成さ
れたことを特徴としている。

【００１１】また、本発明の半導体装置は、半導体チッ
プと、終端部の所定箇所に形成された複数のボスとその
ボスが形成された領域よりも窪んで形成され前記半導体
チップが実装されるアイランド領域とを有する放熱板
と、前記ボスが挿入されるダボ部と前記アイランド領域
とその先端部分が重畳配置される複数のリード端子とが
同一平面で一体化されたリードフレームとを備え、前記
リードフレームのダボ内に前記放熱板のボスが嵌合さ
れ、前記ダボ表面をカシメて前記リードフレームと前記
放熱板とが固定されたことを特徴としている。

【００１２】上述した半導体装置によれば、リード端子
と放熱板と固定されるダボ用端子とが同一平面状、即
ち、フラット面で形成しても、放熱板のアイランド領域
がボスが形成された終端部よりも窪んで形成されている
ことにより、リードフレームに折り曲げ加工を行うこと
なくアイランド領域と重畳配置されるリード端子の間に
所定のすき間を設けることができる。しかも、この半導
体装置によれば、上述したようにリードフレームを折り
曲げ加工することなくフラットな状態で使用できるため
に、上述した〜のような不具合を防止することがで
きる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて図１乃至図３を参照にしながら説明する。図１は本
発明の一実施の形態の半導体装置を示す平面図、図２は
図１のＸーＸ断面図、図３乃至図５は放熱板の製造工程
を説明する図であり、１０は放熱板、２０は放熱板１０
のアイランド領域１１上に実装される半導体チップ、３
０はリード端子、３１はダボ用端子である。

【００１４】図１及び図２に示すように、放熱板１０
は、厚み約１mm〜５mm厚の銅系の材料で矩形状に形成さ
れ、その４隅の終端部３２にはボス３３が設けられてい
る。放熱板１０の中央部には半導体チップ２０が実装さ
れるアイランド領域１１を有しており、このアイランド
領域１１はボス３３が設けられた終端部３２よりも窪ん
だ状態で構成されている。アイランド領域１１上には半
導体チップ２０を固着する半田との共晶状態を良好とす
るために銀メッキ等のメッキ処理が行われている。

【００１５】放熱板１０は、例えば図３に示すように、
板厚３mm、幅２０mmの板状の銅系材料４０を用意する。
この板材４０の長手方向の中央部分が半導体チップ２０
が実装されるアイランド領域１１となる領域をプレス加
工し長手方向に沿った凹部１１Ａを形成する（図４参
照）。このプレス工程では板材は金型で固定されている
ために、表面をプレスしたとき凹部１１Ａが形成された
反対面はフラットの状態が保たれる。

【００１６】プレスの圧力を調整することによって凹部
１１Ａの深さを設定することができる。例えば、アイラ
ンド領域１１の板厚を２mmとする場合には、凹部１１Ａ
の深さが１mmとなるようにプレス打ちする。これにより
板材４０の表面と凹部１１Ａの底面とでは１mmの段差が
設けることができる。凹部１１Ａを形成した後、凹部１
１Ａ底面に銀メッキ１１Ｂが行われる。

【００１７】板材４０の長手方向の両端部には所定の間
隔でスタンピングプレスによりボス出し加工が行われ一
定の間隔でボス（突出部）３３が形成される（図５参
照）。ボス３３を形成した後、ボス３３が４隅に配置さ
れるようにプレス抜きが行われ放熱板１０が個別に分離
され、上述した放熱板１０が形成される。この放熱板１
０は後述するダボ用端子３１と固定されリード端子３０
と離間した状態で一体化される。

【００１８】本発明では、ダボ用端子３１は、図１及び
図２に示すようにダボ用端子３１の折り曲げ加工は行わ
れず、両端子３０、３１は同一平面で配置される。ダボ
用端子３１の先端部には、放熱板１０に設けられたボス
３３と嵌合するダボ（穴）が設けられている。両端子３
０、３１はここでは図示しないが、帯状のリードフレー
ム内に複数のブロック毎にリード端子３０とダボ用端子
３１が形成されている。

【００１９】ダボ用端子３１は１ブロック内に上記放熱
板１０に設けたボス３３の数に対応した本数を有してい
る。又、ダボ用端子３１はリード端子３０と電気的に分
離されるが、必要に応じてアース電位となるリード端子
３０と一体に形成され導通状態が維持される場合もあ
る。リード端子３０とダボ用端子３１を有したリードフ
レーム（図示しない）と放熱板とはそれぞれ一体的に固
定される。即ち、ダボ用端子３１に設けられたダボと放
熱板１０に設けられたボス３２とを嵌合しボス３３表面
をカシメ工程でカシメることにより、リードフレームと
放熱板１０とが固定される。

【００２０】このとき、本実施の形態では、放熱板１０
のアイランド領域１１はボス３３が設けられた終端部３
２より１mm窪んだ状態で形成されているために、アイラ
ンド領域１１上に配置されたリード端子３０とアイラン
ド領域１１間には１mmのスペースが設けられることにな
る。本発明では、放熱板１１と固定されるダボ用端子３
１は折り曲げ加工が施されないために、ダボ用端子３１
及びリード端子に不必要な外部応力が加わることがない
ので、リード端子３０の先端部が浮沈することなく、図
２に示すように均一に揃った状態で維持され、リード端
子３０とアイランド領域１１とが接触することはない。

【００２１】リード端子３０の先端部分は半導体チップ
２０の接続距離をできるだけ最短にするために可能な限
りアイランド領域１１の中央方向に向かって延在配置さ
れるが、本発明では、上記したように、リード端子３０
の先端部が揃っていることからアイランド領域１１と接
触することはない。放熱板１０のアイランド領域１１上
には半田を介してパワー系の半導体チップ２０が固着実
装され、周辺に配置されたリード端子３０とワイヤで電
気的に接続される。

【００２２】本発明では、上述したように、ダボ用端子
３１の折り曲げ工程が存在しないため、アイランド領域
１１上に配置されたリード端子３０の先端部分が浮沈せ
ず均一に揃って配置されていることから、確実にワイヤ
ボンディング接続が行える。半導体チップ２０と各リー
ド端子３０をボンディング接続した後、半導体チップ２
０を実装した放熱板１０の裏面が露出するように表面側
を樹脂封止して、リードフレームからリード端子３０、
ダボ用端子３１を切断することにより個々の半導体装置
を提供することができる。

【００２３】

【発明の効果】上述したように、本発明によれば、放熱
板のアイランド領域を凹部上にすることにより、放熱板
と固定されるダボ用端子を折り曲げ加工することなく、
リード端子とフラットな状態のままで放熱板に固定して
もリード端子とアイランド領域間を所定間隔離間するこ
とができる。

【００２４】その結果、従来構造で発生していた、リ
ードフレームのダボ用端子のダボと放熱板のボスとが嵌
合不良（リードフレームから放熱板が脱落した状態）の
状態でリードフレームと放熱板とのカシメ固定不良、
リード端子の先端部が放熱板のアイランド領域と接触し
た状態で固定されショート不良、リード端子の先端部
分が浮沈となりワイヤーボンディング工程でボンディン
グされないリード端子が発生するボンディング不良、
リードフレームの変形不良、等を防止することができ、
半導体装置の組立工程での歩留及び信頼性を著しく向上
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の半導体装置の平面図。

【図２】図１のＸーＸ断面図。

【図３】本発明の放熱板の製造工程を示す図。

【図４】本発明の放熱板の製造工程を示す図。

【図５】本発明の放熱板の製造工程を示す図。

【図６】従来の半導体装置を示す平面図。

【図７】図６のＸーＸ断面図。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体チップと、前記半導体チップが実装
   されるアイランド領域と複数のボスとを有する放熱板
   と、前記ボスが挿入されるダボ部と複数のリード端子と
   を有し、前記ダボと前記ボスが嵌合された半導体装置で
   あって、前記ボスが挿入されるダボ部と前記リード端子
   は同一平面に配置され、前記放熱板のアイランド領域は
   前記ボスが設けられた放熱板の終端部より窪んで形成さ
   れたことを特徴とする半導体装置。
2. 【請求項２】半導体チップと、終端部の所定箇所に形成
   された複数のボスとそのボスが形成された領域よりも窪
   んで形成され前記半導体チップが実装されるアイランド
   領域とを有する放熱板と、前記ボスが挿入されるダボ部
   と前記アイランド領域とその先端部分が重畳配置される
   複数のリード端子とが同一平面で一体化されたリードフ
   レームとを備え、前記リードフレームのダボ内に前記放
   熱板のボスが嵌合され、前記ダボ表面をカシメて前記リ
   ードフレームと前記放熱板とが固定されたことを特徴と
   する半導体装置。