半導体装置及びその製造方法
【課題】絶縁層の電気的絶縁特性が損なわれることなく、かつ良好な放熱性を確保する。
【解決手段】導電性を有する板状のダイパッド１０と、ダイパッドの一面に固定される半導体チップ２０と、導電性を有しかつ帯板状に形成されて、その長手方向の一端部が前記半導体チップに電気接続されるリード３０と、ダイパッドの他面に接合される放熱部材４０と、少なくともリードの他端部が露出するように、リードの一端部、ダイパッド及び半導体チップを封止するモールド樹脂５０とを備える。放熱部材は、ダイパッドの他面に接合材を介して接合される金属箔４１、半導体チップから生じる熱を放散する放熱部４２、及び放熱部と金属箔との間に介装される絶縁層４３を有する。
【解決手段】導電性を有する板状のダイパッド１０と、ダイパッドの一面に固定される半導体チップ２０と、導電性を有しかつ帯板状に形成されて、その長手方向の一端部が前記半導体チップに電気接続されるリード３０と、ダイパッドの他面に接合される放熱部材４０と、少なくともリードの他端部が露出するように、リードの一端部、ダイパッド及び半導体チップを封止するモールド樹脂５０とを備える。放熱部材は、ダイパッドの他面に接合材を介して接合される金属箔４１、半導体チップから生じる熱を放散する放熱部４２、及び放熱部と金属箔との間に介装される絶縁層４３を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体チップをモールド樹脂で封止する半導体装置では、半導体チップから生じる熱を如何に効率よく放散させるかという課題がある。特に、半導体チップの小型化並びに高性能化が進む近年では、放熱の問題がより大きなウエイトを占めるようになった。
このような課題に対処する半導体装置として、例えば、特許文献１では、半導体チップが搭載されるダイパッド（リードフレーム）の半導体チップとは逆側の面に絶縁層を介して金属板を接合させ、金属板からの放熱を利用して半導体チップを積極的に冷却するものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１５１６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述した従来の半導体装置では、絶縁層とダイパッドとを接合させる手段として加熱プレスを採用しているが、このような加熱プレスによる接合であると、絶縁層をダイパッドへ接合させる際に、所定高温(例えば１８０℃)下で所定圧力をもって絶縁層をダイパッドに押圧させなければならず、このとき、絶縁層が変形して所定厚さを維持することができずに薄くなったりあるいは損傷したりして、所望の電気的絶縁特性が得られなくなるおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上記事情を考慮し、絶縁層の電気的絶縁特性が損なわれることなく、かつ良好な放熱性が得られる半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題を解決するために、本発明の半導体装置は、導電性を有する板状のダイパッドと、該ダイパッドの一面に固定される半導体チップと、導電性を有しかつ帯板状に形成されて、その長手方向の一端部が前記半導体チップに電気接続されるリードと、前記ダイパッドの他面に接合される放熱部材と、少なくとも前記リードの他端部が露出するように、該リードの一端部、前記ダイパッド及び前記半導体チップを封止するモールド樹脂とを備え、前記放熱部材は、前記ダイパッドの他面に接合材を介して接合される金属箔、前記半導体チップから生じる熱を放散する放熱部、及び前記放熱部と前記金属箔との間に介装される絶縁層を有することを特徴とする。
【０００７】
前記半導体装置によれば、ダイパッドの他面に放熱部材を接合する際に、それらの間に接合材を介して接合するので、放熱部材中に介装されている絶縁層に、従来技術で説明したような無用な押圧力が加わって該絶縁層が変形し、所定厚さよりも薄くなったりあるいは損傷したりすることがない。したがって、絶縁層について所期の電気的絶縁特性が得られ、ひいては品質の安定した半導体装置が得られる。
ここで、ダイパッドと放熱部材を接合させる接合材としては、半田やロウ材のような自身の金属のみが溶融して母材を溶融させることなく接合させるものをいう。このような接合材では、接合のための押圧力を必要としない。
【０００８】
また、上記半導体装置によれば、半導体チップから生じる熱が、ダイパッド、金属箔、絶縁層、放熱部を介して直接放散される。したがって、良好な放熱性が確保される。また、ダイパッドと金属箔とを半田等の接合材で接合しているため、樹脂製の接着剤を用いて接合する場合に比べ、接合材と接着剤との熱伝導率の差の分だけ高い熱伝達性が得られることなり、この点においても半導体チップの良好な放熱性が確保できる。
【０００９】
そして、前記半導体装置においては、前記放熱部が、前記絶縁層の前記金属箔とは逆側に接合される金属板と、該金属板の前記絶縁層とは逆側に接合される放熱フィンからなることが好ましい。
この構成では、放熱フィンを備えるため、半導体チップから生じる熱を積極的に放散することによって高い放熱性が得られる。このため、発熱量の比較的大きな半導体装置に用いて好適である。
【００１０】
また、前記半導体装置においては、前記放熱部が、前記絶縁層の前記金属箔とは逆側に接合される放熱フィンからなっていてもよい。
この場合には、放熱フィンを備えるため、半導体チップから生じる熱を積極的に放散することによって高い放熱性が得られるのは前者と共通する。ここでは、それに加え、放熱フィンの金属箔側に金属板を有しないので、より高い放熱性が得られかつ構成の簡素化も図れる。
【００１１】
また、前記半導体装置においては、前記放熱部が、前記絶縁層の前記金属箔とは逆側に接合される金属板からなっていてもよい。
この場合には、放熱部として単なる金属板を用いているので、放熱量としては比較的小さくなるものの、製造のための加工が容易となり、また半導体装置のコンパクト化が実現できる。発熱量の比較的小さな半導体装置に用いて好適である。
【００１２】
また、前記半導体装置においては、前記リードが複数互いに間隔をあけて配置され、かつ、該リードの他端部がそれぞれ同じ方向へ突出していることが好ましい。
この場合、リードの他端部がそれぞれ同じ方向へ突出しているから、いわゆるスルーホール実装タイプの半導体装置となる。表面実装タイプのものに比べ、リードを介して回路基板側に応力を逃がすことができるため、回路基板から外れにくい利点が得られる。
【００１３】
また、前記半導体装置においては、前記金属箔が、前記ダイパッドの他面全域に接合するように、該ダイパッドの平面視形状と同形状に形成されていることが好ましい。
この場合、接合しようとする金属箔とダイパッドとの平面視形状が同形状であるため、それら部材同士を接合するときのアライメントが容易になる。
また、金属箔の機能は接合材を介してダイパッドに放熱部材を接合させるものであり、ダイパッドの平面視形状と同形状に形成されていれば必要十分である。ちなみに、ダイパッドの平面視形状より広い金属箔を用いれば、隣接するダイパッド同士の電気的短絡が問題になる。またダイパッドの平面視形状より狭い金属箔を用いれば、ダイパッドとの高い接合強度が得られなくなるといった問題が生じる。
【００１４】
さらに、前記半導体装置においては、前記絶縁層がポリイミドからなるのが好ましい。
この場合、絶縁層をエポキシ樹脂で形成する場合と比べ、絶縁層を薄く設定しても、高い絶縁耐圧を確保することが可能となる。また、絶縁層の厚さを薄く設定できることで、半導体チップからの熱を金属箔から放熱部に効率よく伝達することができ、半導体チップの熱をさらに効率よく逃がすことが可能となる。
【００１５】
本発明の半導体装置の製造方法は、前記半導体装置を製造する方法であって、前記ダイパッドの他面に前記放熱部材を接合させる際に、前記ダイパッドの他面と前記放熱部材との間に接合材を介在させた状態で該接合部及びその周辺を所定の温度に加温し、前記ダイパッド及び前記放熱部材の金属箔を溶融させることなく前記接合材のみを溶融させて前記ダイパッドと前記放熱部材とを接合させることを特徴とする。
【００１６】
前記半導体装置の製造方法によれば、前記ダイパッドの他面と前記放熱部材との間に介在された接合材が加温されて溶融し、ダイパッドの他面と前記放熱部材との間の隙間に侵入する。その後、溶融した接合材が冷やされて固化するときに、前記ダイパッドと前記放熱部材を接合する。このような接合方法であると、接合のための押圧力を全く用いていないので、放熱部材中の絶縁層が変形して所定厚さよりも薄くなったりあるいは損傷したりすることがない。また、ダイパッドに予め半導体チップを接合させた状態で、ダイパッドに放熱部材を接合する場合でも、該半導体チップに押圧力が加わって損傷するといった事態を回避できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、絶縁層の電気的絶縁特性が損なわれることなく、かつ良好な放熱性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る半導体装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
〔第１実施形態〕
以下、図１及び図２を参照して本発明の第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る半導体装置を示す斜視図、図２は、第１実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
図１に示すように本実施形態に係る半導体装置１は、半導体装置１から複数のリード３０が同じ方向に延びて突出し、該リード３０の端部が回路基板(図示略)のホールに挿入されて固定される、いわゆるスルーホール実装タイプの半導体装置である。
【００２０】
この半導体装置１は、導電性を有する板状に形成された複数のダイパッド１０と、ダイパッド１０の上面１０ａ（請求の範囲におけるダイパッドの一面：この実施形態における上下方向は、図２に示す形態を基準に定めるものとする）に固定される半導体チップ２０と、導電性を有しかつ帯板状に形成されてその長手方向の一端部が半導体チップ２０に電気接続される複数（図示例では４つ）のリード３０（３０Ａ，３０Ｂ）と、ダイパッド１０の下面１０ｂ（請求の範囲におけるダイパッドの他面）に接合される放熱部材４０と、ダイパッド１０、半導体チップ２０、リード３０の一部を封止するモールド樹脂５０とを備えて構成されている。
【００２１】
放熱部材４０は、ダイパッド１０及び後述するリード延長部１１に半田あるいはロウ材からなる接合材を介して接合される金属箔４１と、半導体チップ２０から生じる熱を放散する放熱部４２と、放熱部４２及び金属箔４１との間に介装される絶縁層４３とを備える。
金属箔４１は、例えば銅箔などのように熱伝導率の高い金属材料を薄膜状に形成したものであり、その厚みは例えば、１８μｍ以上３００μｍ未満に設定される。
放熱部４２は、絶縁層４３の金属箔とは逆側に接合された金属板４５と、金属板４５の絶縁層４３とは逆側に接合された放熱フィン４６から構成されている。
金属板４５は、例えばアルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）などのように熱伝導率の高い金属材料によって構成されており、その厚みは例えば１８μｍ以上３００μｍ以下に設定される。
放熱フィン４６は、金属板４５と同様な材料、例えばアルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）などのように熱伝導率の高い金属材料によって構成されるものであって、金属板４５に接合される板状の基板部４６Ａと、この基板部４６Ａの片側に平行に立設された複数のフィン４６Ｂとからなる（図１参照）。
【００２２】
絶縁層４３は、例えばエポキシ樹脂、フィラー入りのエポキシ樹脂によって構成されてもよいが、絶縁層４３の厚みをより薄く設定することを考慮すれば、例えばポリイミド（ＰＩ）によって構成されることが好ましい。なお、絶縁層４３がポリイミドからなる場合、その厚みは例えば、２５μｍ以上１５０μｍ以下に設定することができる。
【００２３】
これら絶縁層４３及び金属板４５の平面視の形状は、互いに等しくなるように設定されている。すなわち、絶縁層４３及び金属板４５は、半導体チップ等を封止するモールド樹脂５０の下面と同じ形状となるように形成されている。
前記金属箔４１は、絶縁層４３や金属板４５と同じ形状に形成されていて、一旦それらと一体的に重ねて接合された後、後工程で個々のダイパッド１０及びリード延長部１１に個別に接合されるように分割形成される。つまり、分割形成された金属箔４１の一つは、個々のダイパッド１０の下面１０ｂ全域に接合されるように、これらダイパッド１０の平面視形状と同形状に形成されている。また、分割形成された他の金属箔４１は、リード延長部１１の下面の全体に接合されるように、リード延長部１１の平面視形状と同形状に形成されている。
【００２４】
さらに、前記放熱フィン４６の半導体チップ２０側からの平面視形状は、絶縁層４３及び金属板４５の平面視形状よりも大となるように、それらから外方へ張り出すように形成されている。その形状及び大きさ並びにフィン４６Ｂの具体的形状は、放熱対象である半導体チップ２０からの放熱量に応じて適宜決定される。
【００２５】
ダイパッド１０は、例えば銅などのように熱伝導率の高い金属材料からなり、半田等の接合材によって放熱部材４０の図２における上面をなす金属箔４１に接合されることで、金属箔４１と電気接続されると共に放熱部材４０の上面に重ねて固定されている。
【００２６】
半導体チップ２０は、例えばダイオードやトランジスタ等のように通電によって発熱する半導体素子であり、平面視矩形の板状に形成されてその上面及び下面の両方に電極パッドを有して構成されている。この半導体チップ２０は、その下面が半田によってダイパッド１０の上面に接合されることで、ダイパッド１０の上面に重ねて固定されると共に、ダイパッド１０に電気接続されている。
【００２７】
また、半導体チップ２０は上面に形成された電極パッドに接続板２１の一端が半田を介して接合されており、これら複数の半導体チップ２０のうちいくつかは(この実施形態では２個)、上側の電極パッドから延びる接続板２１の他端が当該半導体チップ２０を固定されたダイパッド１０とは異なる他のダイパッド１０に半田を介して接合されている。これにより、半導体チップ２０はこれら他のダイパッド１０にも電気接続されている。また、半導体チップ２０のうち他のいくつかは(この実施形態では２個)、上側の電極パッドから延びる接続板２１の他端がリード延長部１１の上面に半田を介して接合されることで、リード延長部１１に電気接続されている。
ここで、リード延長部１１は、ダイパッド１０やリード３０と同様に、例えば銅などのように熱伝導率の高い金属材料を板状に形成して構成されている。
【００２８】
各リード３０は、ダイパッド１０と同様に、例えば銅などのように熱伝導率の高い金属材料を帯板状に形成して構成されている。各リード３０の長手方向の一端部３１は、後述するモールド樹脂５０内に埋設される部分であり、半導体チップ２０に電気接続されている。なお、各リード３０の一端部３１は、ダイパッド１０が存する面と平行な面に沿って互いに間隔をあけて配されている。
一方、各リード３０の他端部３２は、モールド樹脂５０の側面から外部に突出する部分であり、例えば回路基板に形成されたホールに挿入され、この状態で半田により接合されることで、回路基板に電気接続される。さらに、各リード３０は、回路基板のホールにそろって挿入されるよう、先端が同じ長さに揃えられている。なお、それらリードの突出長は、必要に応じて異なっていても良い。
【００２９】
複数のリード３０は、ダイパッド１０に電気接続される第一リード３０Ａと、リード延長部１１に電気接続される第二リード３０Ｂに大別される。すなわち、第一リード３０Ａの一端部３１は、下方に屈曲された後、ダイパッド１０に連結されて電気接続されている。なお、本実施形態では、第一リード３０Ａとダイパッド１０とは一体に形成されている。したがって、第一リード３０Ａは、ダイパッド１０を介して半導体チップ２０に電気接続されている。
一方、第二リード３０Ｂの一端部３１は、下方に屈曲された後、リード延長部１１に連結されて電気接続されている。なお、本実施形態では、第二リード３０Ｂとリード延長部１１とが一体に形成されている。したがって、第二リード３０Ｂは、リード延長部１１および接続板２１を介して半導体チップ２０に電気接続されている。
【００３０】
モールド樹脂５０は、その内部にダイパッド１０、半導体チップ２０、リード３０の一端部３１及びリード延長部１１を埋設するように、また、リード３０の他端部３２をモールド樹脂５０の外部に突出させるように形成されている。また、モールド樹脂５０は、放熱部材４０の下面４０ｂ側が露出するように、放熱部材４０の上面４０ａを埋設している。
【００３１】
次に、上記構成の半導体装置１の製造方法の一例について説明する。
半導体装置１を製造する場合には、はじめに、ダイパッド１０の半導体チップ２０との接合面に対応する領域にそれぞれ半田ペーストを塗布する。
【００３２】
次いで、これらダイパッド１０の半田ペーストが塗布された部分に半導体チップ２０を載置する。そして、載置した半導体チップ２０の上側の電極パッド上に半田ペーストを塗布する。また、ダイパッド１０及びリード延長部１１の接続板２１との接合面に対応する領域に半田ペーストを塗布する。次いで、半導体チップ２０上の電極パッド、ダイパッド１０及びリード延長部１１上のそれぞれの半田ペースト塗布面に、接続板２１の一端および他端が合致するよう、該接続板をダイパッド１０等上に搭載する。
この状態で、リフローを実施することにより、ダイパッド１０及びリード延長部１１上に半導体チップ２０と該半導体チップ２０を電気接続する接続板２１が、それぞれ半田を介して所要箇所を接合される。これにより、半導体チップ２０に関する電気接続が完了する。
【００３３】
また、前記電気接続の工程と同時あるいはその前後に、予め互いに接合されて一体的に形成された、平面視同一形状の金属箔４１、絶縁層４３、金属板４５からなる、放熱部材４０の一部の層状部材うち金属箔４１について、ダイパッド１０及びリード延長部１１に対応する領域のみを残すようにエッチング加工を施す。
電気接続及びエッチング加工が終わった後に、残された金属箔４１上に半田またはロウ材の接合材を塗布し、それら金属箔４１の接合材塗布面上にダイパッド１０及びリード延長部１１を搭載し、この状態で、例えば所要温度まで加温するよう再度リフローを実施する。このときのリフロー温度は、前記半導体チップ２０に関して電気接続したときのリフロー温度より低いものとする。半導体チップ２０に関する電気接続箇所の品質を維持するためである。
これにより、金属箔４１、絶縁層４３、金属板４５からなる放熱部材４０の一部の層状部材上に、ダイパッド１０及びリード延長部１１を接合する。
【００３４】
このとき、前記ダイパッド１０及びリード延長部１１の下面に塗布した半田等の接合材が溶融して、ダイパッド１０並びにリード延長部１１と金属箔４１との隙間に余すことなく侵入する。その後、溶融したこれら接合材が冷やされて固化するときに、ダイパッド１０及びリード延長部１１と金属箔４１とを接合する。
その後、前記リード３０の他端部３２を露出させた状態で、半導体チップ２０について電気接続した部分、すなわち、リード３０の一端部３１、前記ダイパッド１０の上面、前記半導体チップ２０及び接続板２１をそれぞれモールド樹脂５０により封止する。
なお、放熱フィン４６の金属板４５への固定は、モールド樹脂５０による封止を行なった後に行ってもよく、あるいは、ダイパッド１０及びリード延長部１１の下面に金属箔４１をリフローにより接合する前の工程で行なってもよい。
以上の工程を経て、図１及び図２に示した半導体装置１を製造することができる。
【００３５】
本実施形態の半導体装置１によれば、ダイパッド１０の下面１０ｂに放熱部材４０を接合する際に、それらの間に半田等の接合材を介して接合するので、放熱部材４０中に介装されている絶縁層４３に無用な押圧力が加わって該絶縁層が４３変形し、所定厚さよりも薄くなったりあるいは損傷したりすることがない。したがって、絶縁層４３について所期の電気的絶縁特性が得られ、ひいては品質の安定した半導体装置が得られる。
【００３６】
また、上記半導体装置１によれば、半導体チップ２０から生じる熱が、ダイパッド１０及びリード延長部１１、金属箔４１、絶縁層４３、金属板４５、放熱フィン４６を介して直接放散される。したがって、良好な放熱性が確保される。また、ダイパッド１０と金属箔４１とを半田等の接合材で接合しているため、樹脂製の接着剤を用いて接合する場合に比べ、接合材と接着剤との熱伝導率の差の分だけ高い熱伝達性が得られることなり、この点においても半導体チップ２０の良好な放熱性が得られる。
【００３７】
また、本実施形態の半導体装置１では、ダイパッド１０とリード延長部１１が半導体チップ２０及びリード３０に電気接続されて半導体装置１の電流経路をなしているが、放熱部材４０の金属箔４１と金属板４５との間に絶縁層４３を設けているため、半導体装置１の電流経路が、放熱部材４０を介して回路基板に短絡することも防止できる
【００３８】
また、前記半導体装置１においては、放熱部４２を金属板４５と放熱フィン４６によって構成し、しかも、放熱フィン４６として、その平面視形状が絶縁層４３や金属板４５の平面視形状よりも大きいものを用いているので、半導体チップ２０から生じる熱をより積極的に放散することができる。このため、発熱量の比較的大きな半導体装置に用いて好適である。
【００３９】
また、本実施形態の半導体装置１においては、前記リード３０が複数互いに間隔をあけて配置され、かつ、該リード３０の他端部３２がそれぞれ同じ方向へ突出して形成する、いわゆるスルーホール実装タイプの半導体装置であるから、表面実装タイプのものに比べ、リード３０を介して回路基板側に応力を逃がすことができるため、回路基板から外れにくい利点が得られる。
【００４０】
また、本実施形態の半導体装置１においては、金属箔４１の形状をあらかじめダイパッド１０やリード延長部１１の下面全体に接合するように、それらダイパッド１０等の平面視形状と同形状に形成しているから、それら部材同士を接合するときのアライメントが容易になる。
ちなみに、ダイパッド１０等の平面視形状より広い金属箔４１を用いる場合には、隣接するダイパッド１０同士等の短絡が問題になる。またダイパッド１０等の平面視形状より狭いものを用いる場合には、ダイパッド１０等との高い接合強度が得られなくなるといった問題が生じる。
【００４１】
さらに、前記半導体装置においては、前記絶縁層４３としてポリイミドを用いる場合、絶縁層をエポキシ樹脂で形成する場合と比べて、絶縁層を薄く設定しても、高い絶縁耐圧を確保することが可能となる。また、絶縁層の厚さを薄く設定できることで、半導体チップからの熱を導電性層から金属板に効率よく伝えることができ、半導体チップの熱をさらに効率よく逃がすことが可能となる。
【００４２】
また、本実施形態の半導体装置１を製造方法では、ダイパッド１０やリード延長部１１の下面の放熱部材４０を接合させる際に、ダイパッド等の下面と放熱部材４０との間に半田等の接合材を介在させた状態で、該接合部及びその周辺を所定の温度に加温し、ダイパッド１０等及び放熱部材の金属箔４１を溶融させることなく接合材のみを溶融させてダイパッド１０等と放熱部材４０とを接合させるから、接合のときに押圧力が加わらないので、放熱部材４０中の絶縁層４３が変形して所定厚さよりも薄くなったりあるいは損傷したりすることがない。
【００４３】
〔第２実施形態〕
次に、図３を参照して本発明の第２実施形態について説明する。図３は本発明の第２実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
この第２実施形態の半導体装置２は、第１実施形態の半導体装置１と比較して、放熱部材の一部構成のみが異なっている。なお、本実施形態では、第１実施形態の半導体装置１と同一の構成要素について同一符号を付す等して、その説明を省略する。
【００４４】
本実施形態の半導体装置２では、放熱部材６０の放熱部６１として金属板を介装することなく、絶縁層４３に直接放熱フィン４６を接合する構成になっている。
放熱部材６０を構成する金属箔４１、絶縁層４３並びに放熱フィン４６は前記第１実施形態で用いたものと同じものを用いる。
なお、金属箔４１及び絶縁層４３からなる層状部材の強度が不足する場合には、第１実施形態で用いた金属箔４１に比べ、より厚い金属箔４１を用いてもよい。
【００４５】
本実施形態の半導体装置２によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。
さらに、本実施形態の半導体装置２では、放熱部材６０が、金属板を有さず絶縁層４３に直接放熱フィン４６を接合させる構成であるから、より高い放熱性が得られ、かつ、軽量化並びに構成の簡素化を図ることができる。
【００４６】
以上、第１、第２実施形態により本発明の詳細を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、前記実施形態では、本発明をスルーホール実装タイプの半導体装置１，２に適用した例を示したが、これに限られることなく、表面実装タイプの半導体装置にも本発明は適用可能である。
【００４７】
また、前記第１実施形態では放熱部材４０の放熱部４２を金属板４５と放熱フィン４６により構成し、第２実施形態では同放熱部６１を放熱フィン４６のみによって構成したが、これに限られることなく、放熱部を金属板のみによって構成してもよい。
この場合、放熱部として単なる金属板によって構成しているので、半導体チップからの熱を放散する放熱量としては比較的小さくなるものの、製造のための加工が容易となり、また装置のコンパクト化が実現できる。発熱量の比較的小さな半導体装置に用いて好適である。
【００４８】
また、前記第１実施形態１では、ダイパッド１０とリード延長部１１にそれぞれ放熱部材４０の金属箔４１を接合させているが、これに限られることなく、リード延長部１１を有さない場合には、ダイパッド１０のみを金属箔４１に接合させてもよい。
また、前記各実施形態１，２では、ダイパッド１０とリード３０及びリード延長部１１とリード３０とをそれぞれ一体に構成したが、これに限られることなく、それらを別部材により構成し、後工程でそれらを電気接続する構成にしても良い。
【００４９】
また、前記実施形態では、３つのダイパッド１０と４つの半導体チップ２０を備える構成にしたが、これに限られることなく、ダイパッド及び半導体チップは一つであっても、あるいは３，４以外の複数個であってもよく、それらダイパッド等の数は、必要に応じて適宜設定される。
【符号の説明】
【００５０】
１ 半導体装置
１０ ダイパッド
１０ａ ダイパッドの上面（一面）
１０ｂ ダイパッドの下面（他面）
１１ リード延長部
２０ 半導体チップ
２１ 接続板
３０ リード
３０Ａ 第一リード
３０Ｂ 第二リード
３１ リードの一端部
３２ リードの他端部
４０、６０ 放熱部材
４１ 金属箔
４２、６１ 放熱部
４３ 絶縁層
４５ 金属板
４６ 放熱フィン
５０ モールド樹脂
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体チップをモールド樹脂で封止する半導体装置では、半導体チップから生じる熱を如何に効率よく放散させるかという課題がある。特に、半導体チップの小型化並びに高性能化が進む近年では、放熱の問題がより大きなウエイトを占めるようになった。
このような課題に対処する半導体装置として、例えば、特許文献１では、半導体チップが搭載されるダイパッド（リードフレーム）の半導体チップとは逆側の面に絶縁層を介して金属板を接合させ、金属板からの放熱を利用して半導体チップを積極的に冷却するものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１５１６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述した従来の半導体装置では、絶縁層とダイパッドとを接合させる手段として加熱プレスを採用しているが、このような加熱プレスによる接合であると、絶縁層をダイパッドへ接合させる際に、所定高温(例えば１８０℃)下で所定圧力をもって絶縁層をダイパッドに押圧させなければならず、このとき、絶縁層が変形して所定厚さを維持することができずに薄くなったりあるいは損傷したりして、所望の電気的絶縁特性が得られなくなるおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上記事情を考慮し、絶縁層の電気的絶縁特性が損なわれることなく、かつ良好な放熱性が得られる半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題を解決するために、本発明の半導体装置は、導電性を有する板状のダイパッドと、該ダイパッドの一面に固定される半導体チップと、導電性を有しかつ帯板状に形成されて、その長手方向の一端部が前記半導体チップに電気接続されるリードと、前記ダイパッドの他面に接合される放熱部材と、少なくとも前記リードの他端部が露出するように、該リードの一端部、前記ダイパッド及び前記半導体チップを封止するモールド樹脂とを備え、前記放熱部材は、前記ダイパッドの他面に接合材を介して接合される金属箔、前記半導体チップから生じる熱を放散する放熱部、及び前記放熱部と前記金属箔との間に介装される絶縁層を有することを特徴とする。
【０００７】
前記半導体装置によれば、ダイパッドの他面に放熱部材を接合する際に、それらの間に接合材を介して接合するので、放熱部材中に介装されている絶縁層に、従来技術で説明したような無用な押圧力が加わって該絶縁層が変形し、所定厚さよりも薄くなったりあるいは損傷したりすることがない。したがって、絶縁層について所期の電気的絶縁特性が得られ、ひいては品質の安定した半導体装置が得られる。
ここで、ダイパッドと放熱部材を接合させる接合材としては、半田やロウ材のような自身の金属のみが溶融して母材を溶融させることなく接合させるものをいう。このような接合材では、接合のための押圧力を必要としない。
【０００８】
また、上記半導体装置によれば、半導体チップから生じる熱が、ダイパッド、金属箔、絶縁層、放熱部を介して直接放散される。したがって、良好な放熱性が確保される。また、ダイパッドと金属箔とを半田等の接合材で接合しているため、樹脂製の接着剤を用いて接合する場合に比べ、接合材と接着剤との熱伝導率の差の分だけ高い熱伝達性が得られることなり、この点においても半導体チップの良好な放熱性が確保できる。
【０００９】
そして、前記半導体装置においては、前記放熱部が、前記絶縁層の前記金属箔とは逆側に接合される金属板と、該金属板の前記絶縁層とは逆側に接合される放熱フィンからなることが好ましい。
この構成では、放熱フィンを備えるため、半導体チップから生じる熱を積極的に放散することによって高い放熱性が得られる。このため、発熱量の比較的大きな半導体装置に用いて好適である。
【００１０】
また、前記半導体装置においては、前記放熱部が、前記絶縁層の前記金属箔とは逆側に接合される放熱フィンからなっていてもよい。
この場合には、放熱フィンを備えるため、半導体チップから生じる熱を積極的に放散することによって高い放熱性が得られるのは前者と共通する。ここでは、それに加え、放熱フィンの金属箔側に金属板を有しないので、より高い放熱性が得られかつ構成の簡素化も図れる。
【００１１】
また、前記半導体装置においては、前記放熱部が、前記絶縁層の前記金属箔とは逆側に接合される金属板からなっていてもよい。
この場合には、放熱部として単なる金属板を用いているので、放熱量としては比較的小さくなるものの、製造のための加工が容易となり、また半導体装置のコンパクト化が実現できる。発熱量の比較的小さな半導体装置に用いて好適である。
【００１２】
また、前記半導体装置においては、前記リードが複数互いに間隔をあけて配置され、かつ、該リードの他端部がそれぞれ同じ方向へ突出していることが好ましい。
この場合、リードの他端部がそれぞれ同じ方向へ突出しているから、いわゆるスルーホール実装タイプの半導体装置となる。表面実装タイプのものに比べ、リードを介して回路基板側に応力を逃がすことができるため、回路基板から外れにくい利点が得られる。
【００１３】
また、前記半導体装置においては、前記金属箔が、前記ダイパッドの他面全域に接合するように、該ダイパッドの平面視形状と同形状に形成されていることが好ましい。
この場合、接合しようとする金属箔とダイパッドとの平面視形状が同形状であるため、それら部材同士を接合するときのアライメントが容易になる。
また、金属箔の機能は接合材を介してダイパッドに放熱部材を接合させるものであり、ダイパッドの平面視形状と同形状に形成されていれば必要十分である。ちなみに、ダイパッドの平面視形状より広い金属箔を用いれば、隣接するダイパッド同士の電気的短絡が問題になる。またダイパッドの平面視形状より狭い金属箔を用いれば、ダイパッドとの高い接合強度が得られなくなるといった問題が生じる。
【００１４】
さらに、前記半導体装置においては、前記絶縁層がポリイミドからなるのが好ましい。
この場合、絶縁層をエポキシ樹脂で形成する場合と比べ、絶縁層を薄く設定しても、高い絶縁耐圧を確保することが可能となる。また、絶縁層の厚さを薄く設定できることで、半導体チップからの熱を金属箔から放熱部に効率よく伝達することができ、半導体チップの熱をさらに効率よく逃がすことが可能となる。
【００１５】
本発明の半導体装置の製造方法は、前記半導体装置を製造する方法であって、前記ダイパッドの他面に前記放熱部材を接合させる際に、前記ダイパッドの他面と前記放熱部材との間に接合材を介在させた状態で該接合部及びその周辺を所定の温度に加温し、前記ダイパッド及び前記放熱部材の金属箔を溶融させることなく前記接合材のみを溶融させて前記ダイパッドと前記放熱部材とを接合させることを特徴とする。
【００１６】
前記半導体装置の製造方法によれば、前記ダイパッドの他面と前記放熱部材との間に介在された接合材が加温されて溶融し、ダイパッドの他面と前記放熱部材との間の隙間に侵入する。その後、溶融した接合材が冷やされて固化するときに、前記ダイパッドと前記放熱部材を接合する。このような接合方法であると、接合のための押圧力を全く用いていないので、放熱部材中の絶縁層が変形して所定厚さよりも薄くなったりあるいは損傷したりすることがない。また、ダイパッドに予め半導体チップを接合させた状態で、ダイパッドに放熱部材を接合する場合でも、該半導体チップに押圧力が加わって損傷するといった事態を回避できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、絶縁層の電気的絶縁特性が損なわれることなく、かつ良好な放熱性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る半導体装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
〔第１実施形態〕
以下、図１及び図２を参照して本発明の第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る半導体装置を示す斜視図、図２は、第１実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
図１に示すように本実施形態に係る半導体装置１は、半導体装置１から複数のリード３０が同じ方向に延びて突出し、該リード３０の端部が回路基板(図示略)のホールに挿入されて固定される、いわゆるスルーホール実装タイプの半導体装置である。
【００２０】
この半導体装置１は、導電性を有する板状に形成された複数のダイパッド１０と、ダイパッド１０の上面１０ａ（請求の範囲におけるダイパッドの一面：この実施形態における上下方向は、図２に示す形態を基準に定めるものとする）に固定される半導体チップ２０と、導電性を有しかつ帯板状に形成されてその長手方向の一端部が半導体チップ２０に電気接続される複数（図示例では４つ）のリード３０（３０Ａ，３０Ｂ）と、ダイパッド１０の下面１０ｂ（請求の範囲におけるダイパッドの他面）に接合される放熱部材４０と、ダイパッド１０、半導体チップ２０、リード３０の一部を封止するモールド樹脂５０とを備えて構成されている。
【００２１】
放熱部材４０は、ダイパッド１０及び後述するリード延長部１１に半田あるいはロウ材からなる接合材を介して接合される金属箔４１と、半導体チップ２０から生じる熱を放散する放熱部４２と、放熱部４２及び金属箔４１との間に介装される絶縁層４３とを備える。
金属箔４１は、例えば銅箔などのように熱伝導率の高い金属材料を薄膜状に形成したものであり、その厚みは例えば、１８μｍ以上３００μｍ未満に設定される。
放熱部４２は、絶縁層４３の金属箔とは逆側に接合された金属板４５と、金属板４５の絶縁層４３とは逆側に接合された放熱フィン４６から構成されている。
金属板４５は、例えばアルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）などのように熱伝導率の高い金属材料によって構成されており、その厚みは例えば１８μｍ以上３００μｍ以下に設定される。
放熱フィン４６は、金属板４５と同様な材料、例えばアルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）などのように熱伝導率の高い金属材料によって構成されるものであって、金属板４５に接合される板状の基板部４６Ａと、この基板部４６Ａの片側に平行に立設された複数のフィン４６Ｂとからなる（図１参照）。
【００２２】
絶縁層４３は、例えばエポキシ樹脂、フィラー入りのエポキシ樹脂によって構成されてもよいが、絶縁層４３の厚みをより薄く設定することを考慮すれば、例えばポリイミド（ＰＩ）によって構成されることが好ましい。なお、絶縁層４３がポリイミドからなる場合、その厚みは例えば、２５μｍ以上１５０μｍ以下に設定することができる。
【００２３】
これら絶縁層４３及び金属板４５の平面視の形状は、互いに等しくなるように設定されている。すなわち、絶縁層４３及び金属板４５は、半導体チップ等を封止するモールド樹脂５０の下面と同じ形状となるように形成されている。
前記金属箔４１は、絶縁層４３や金属板４５と同じ形状に形成されていて、一旦それらと一体的に重ねて接合された後、後工程で個々のダイパッド１０及びリード延長部１１に個別に接合されるように分割形成される。つまり、分割形成された金属箔４１の一つは、個々のダイパッド１０の下面１０ｂ全域に接合されるように、これらダイパッド１０の平面視形状と同形状に形成されている。また、分割形成された他の金属箔４１は、リード延長部１１の下面の全体に接合されるように、リード延長部１１の平面視形状と同形状に形成されている。
【００２４】
さらに、前記放熱フィン４６の半導体チップ２０側からの平面視形状は、絶縁層４３及び金属板４５の平面視形状よりも大となるように、それらから外方へ張り出すように形成されている。その形状及び大きさ並びにフィン４６Ｂの具体的形状は、放熱対象である半導体チップ２０からの放熱量に応じて適宜決定される。
【００２５】
ダイパッド１０は、例えば銅などのように熱伝導率の高い金属材料からなり、半田等の接合材によって放熱部材４０の図２における上面をなす金属箔４１に接合されることで、金属箔４１と電気接続されると共に放熱部材４０の上面に重ねて固定されている。
【００２６】
半導体チップ２０は、例えばダイオードやトランジスタ等のように通電によって発熱する半導体素子であり、平面視矩形の板状に形成されてその上面及び下面の両方に電極パッドを有して構成されている。この半導体チップ２０は、その下面が半田によってダイパッド１０の上面に接合されることで、ダイパッド１０の上面に重ねて固定されると共に、ダイパッド１０に電気接続されている。
【００２７】
また、半導体チップ２０は上面に形成された電極パッドに接続板２１の一端が半田を介して接合されており、これら複数の半導体チップ２０のうちいくつかは(この実施形態では２個)、上側の電極パッドから延びる接続板２１の他端が当該半導体チップ２０を固定されたダイパッド１０とは異なる他のダイパッド１０に半田を介して接合されている。これにより、半導体チップ２０はこれら他のダイパッド１０にも電気接続されている。また、半導体チップ２０のうち他のいくつかは(この実施形態では２個)、上側の電極パッドから延びる接続板２１の他端がリード延長部１１の上面に半田を介して接合されることで、リード延長部１１に電気接続されている。
ここで、リード延長部１１は、ダイパッド１０やリード３０と同様に、例えば銅などのように熱伝導率の高い金属材料を板状に形成して構成されている。
【００２８】
各リード３０は、ダイパッド１０と同様に、例えば銅などのように熱伝導率の高い金属材料を帯板状に形成して構成されている。各リード３０の長手方向の一端部３１は、後述するモールド樹脂５０内に埋設される部分であり、半導体チップ２０に電気接続されている。なお、各リード３０の一端部３１は、ダイパッド１０が存する面と平行な面に沿って互いに間隔をあけて配されている。
一方、各リード３０の他端部３２は、モールド樹脂５０の側面から外部に突出する部分であり、例えば回路基板に形成されたホールに挿入され、この状態で半田により接合されることで、回路基板に電気接続される。さらに、各リード３０は、回路基板のホールにそろって挿入されるよう、先端が同じ長さに揃えられている。なお、それらリードの突出長は、必要に応じて異なっていても良い。
【００２９】
複数のリード３０は、ダイパッド１０に電気接続される第一リード３０Ａと、リード延長部１１に電気接続される第二リード３０Ｂに大別される。すなわち、第一リード３０Ａの一端部３１は、下方に屈曲された後、ダイパッド１０に連結されて電気接続されている。なお、本実施形態では、第一リード３０Ａとダイパッド１０とは一体に形成されている。したがって、第一リード３０Ａは、ダイパッド１０を介して半導体チップ２０に電気接続されている。
一方、第二リード３０Ｂの一端部３１は、下方に屈曲された後、リード延長部１１に連結されて電気接続されている。なお、本実施形態では、第二リード３０Ｂとリード延長部１１とが一体に形成されている。したがって、第二リード３０Ｂは、リード延長部１１および接続板２１を介して半導体チップ２０に電気接続されている。
【００３０】
モールド樹脂５０は、その内部にダイパッド１０、半導体チップ２０、リード３０の一端部３１及びリード延長部１１を埋設するように、また、リード３０の他端部３２をモールド樹脂５０の外部に突出させるように形成されている。また、モールド樹脂５０は、放熱部材４０の下面４０ｂ側が露出するように、放熱部材４０の上面４０ａを埋設している。
【００３１】
次に、上記構成の半導体装置１の製造方法の一例について説明する。
半導体装置１を製造する場合には、はじめに、ダイパッド１０の半導体チップ２０との接合面に対応する領域にそれぞれ半田ペーストを塗布する。
【００３２】
次いで、これらダイパッド１０の半田ペーストが塗布された部分に半導体チップ２０を載置する。そして、載置した半導体チップ２０の上側の電極パッド上に半田ペーストを塗布する。また、ダイパッド１０及びリード延長部１１の接続板２１との接合面に対応する領域に半田ペーストを塗布する。次いで、半導体チップ２０上の電極パッド、ダイパッド１０及びリード延長部１１上のそれぞれの半田ペースト塗布面に、接続板２１の一端および他端が合致するよう、該接続板をダイパッド１０等上に搭載する。
この状態で、リフローを実施することにより、ダイパッド１０及びリード延長部１１上に半導体チップ２０と該半導体チップ２０を電気接続する接続板２１が、それぞれ半田を介して所要箇所を接合される。これにより、半導体チップ２０に関する電気接続が完了する。
【００３３】
また、前記電気接続の工程と同時あるいはその前後に、予め互いに接合されて一体的に形成された、平面視同一形状の金属箔４１、絶縁層４３、金属板４５からなる、放熱部材４０の一部の層状部材うち金属箔４１について、ダイパッド１０及びリード延長部１１に対応する領域のみを残すようにエッチング加工を施す。
電気接続及びエッチング加工が終わった後に、残された金属箔４１上に半田またはロウ材の接合材を塗布し、それら金属箔４１の接合材塗布面上にダイパッド１０及びリード延長部１１を搭載し、この状態で、例えば所要温度まで加温するよう再度リフローを実施する。このときのリフロー温度は、前記半導体チップ２０に関して電気接続したときのリフロー温度より低いものとする。半導体チップ２０に関する電気接続箇所の品質を維持するためである。
これにより、金属箔４１、絶縁層４３、金属板４５からなる放熱部材４０の一部の層状部材上に、ダイパッド１０及びリード延長部１１を接合する。
【００３４】
このとき、前記ダイパッド１０及びリード延長部１１の下面に塗布した半田等の接合材が溶融して、ダイパッド１０並びにリード延長部１１と金属箔４１との隙間に余すことなく侵入する。その後、溶融したこれら接合材が冷やされて固化するときに、ダイパッド１０及びリード延長部１１と金属箔４１とを接合する。
その後、前記リード３０の他端部３２を露出させた状態で、半導体チップ２０について電気接続した部分、すなわち、リード３０の一端部３１、前記ダイパッド１０の上面、前記半導体チップ２０及び接続板２１をそれぞれモールド樹脂５０により封止する。
なお、放熱フィン４６の金属板４５への固定は、モールド樹脂５０による封止を行なった後に行ってもよく、あるいは、ダイパッド１０及びリード延長部１１の下面に金属箔４１をリフローにより接合する前の工程で行なってもよい。
以上の工程を経て、図１及び図２に示した半導体装置１を製造することができる。
【００３５】
本実施形態の半導体装置１によれば、ダイパッド１０の下面１０ｂに放熱部材４０を接合する際に、それらの間に半田等の接合材を介して接合するので、放熱部材４０中に介装されている絶縁層４３に無用な押圧力が加わって該絶縁層が４３変形し、所定厚さよりも薄くなったりあるいは損傷したりすることがない。したがって、絶縁層４３について所期の電気的絶縁特性が得られ、ひいては品質の安定した半導体装置が得られる。
【００３６】
また、上記半導体装置１によれば、半導体チップ２０から生じる熱が、ダイパッド１０及びリード延長部１１、金属箔４１、絶縁層４３、金属板４５、放熱フィン４６を介して直接放散される。したがって、良好な放熱性が確保される。また、ダイパッド１０と金属箔４１とを半田等の接合材で接合しているため、樹脂製の接着剤を用いて接合する場合に比べ、接合材と接着剤との熱伝導率の差の分だけ高い熱伝達性が得られることなり、この点においても半導体チップ２０の良好な放熱性が得られる。
【００３７】
また、本実施形態の半導体装置１では、ダイパッド１０とリード延長部１１が半導体チップ２０及びリード３０に電気接続されて半導体装置１の電流経路をなしているが、放熱部材４０の金属箔４１と金属板４５との間に絶縁層４３を設けているため、半導体装置１の電流経路が、放熱部材４０を介して回路基板に短絡することも防止できる
【００３８】
また、前記半導体装置１においては、放熱部４２を金属板４５と放熱フィン４６によって構成し、しかも、放熱フィン４６として、その平面視形状が絶縁層４３や金属板４５の平面視形状よりも大きいものを用いているので、半導体チップ２０から生じる熱をより積極的に放散することができる。このため、発熱量の比較的大きな半導体装置に用いて好適である。
【００３９】
また、本実施形態の半導体装置１においては、前記リード３０が複数互いに間隔をあけて配置され、かつ、該リード３０の他端部３２がそれぞれ同じ方向へ突出して形成する、いわゆるスルーホール実装タイプの半導体装置であるから、表面実装タイプのものに比べ、リード３０を介して回路基板側に応力を逃がすことができるため、回路基板から外れにくい利点が得られる。
【００４０】
また、本実施形態の半導体装置１においては、金属箔４１の形状をあらかじめダイパッド１０やリード延長部１１の下面全体に接合するように、それらダイパッド１０等の平面視形状と同形状に形成しているから、それら部材同士を接合するときのアライメントが容易になる。
ちなみに、ダイパッド１０等の平面視形状より広い金属箔４１を用いる場合には、隣接するダイパッド１０同士等の短絡が問題になる。またダイパッド１０等の平面視形状より狭いものを用いる場合には、ダイパッド１０等との高い接合強度が得られなくなるといった問題が生じる。
【００４１】
さらに、前記半導体装置においては、前記絶縁層４３としてポリイミドを用いる場合、絶縁層をエポキシ樹脂で形成する場合と比べて、絶縁層を薄く設定しても、高い絶縁耐圧を確保することが可能となる。また、絶縁層の厚さを薄く設定できることで、半導体チップからの熱を導電性層から金属板に効率よく伝えることができ、半導体チップの熱をさらに効率よく逃がすことが可能となる。
【００４２】
また、本実施形態の半導体装置１を製造方法では、ダイパッド１０やリード延長部１１の下面の放熱部材４０を接合させる際に、ダイパッド等の下面と放熱部材４０との間に半田等の接合材を介在させた状態で、該接合部及びその周辺を所定の温度に加温し、ダイパッド１０等及び放熱部材の金属箔４１を溶融させることなく接合材のみを溶融させてダイパッド１０等と放熱部材４０とを接合させるから、接合のときに押圧力が加わらないので、放熱部材４０中の絶縁層４３が変形して所定厚さよりも薄くなったりあるいは損傷したりすることがない。
【００４３】
〔第２実施形態〕
次に、図３を参照して本発明の第２実施形態について説明する。図３は本発明の第２実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
この第２実施形態の半導体装置２は、第１実施形態の半導体装置１と比較して、放熱部材の一部構成のみが異なっている。なお、本実施形態では、第１実施形態の半導体装置１と同一の構成要素について同一符号を付す等して、その説明を省略する。
【００４４】
本実施形態の半導体装置２では、放熱部材６０の放熱部６１として金属板を介装することなく、絶縁層４３に直接放熱フィン４６を接合する構成になっている。
放熱部材６０を構成する金属箔４１、絶縁層４３並びに放熱フィン４６は前記第１実施形態で用いたものと同じものを用いる。
なお、金属箔４１及び絶縁層４３からなる層状部材の強度が不足する場合には、第１実施形態で用いた金属箔４１に比べ、より厚い金属箔４１を用いてもよい。
【００４５】
本実施形態の半導体装置２によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。
さらに、本実施形態の半導体装置２では、放熱部材６０が、金属板を有さず絶縁層４３に直接放熱フィン４６を接合させる構成であるから、より高い放熱性が得られ、かつ、軽量化並びに構成の簡素化を図ることができる。
【００４６】
以上、第１、第２実施形態により本発明の詳細を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、前記実施形態では、本発明をスルーホール実装タイプの半導体装置１，２に適用した例を示したが、これに限られることなく、表面実装タイプの半導体装置にも本発明は適用可能である。
【００４７】
また、前記第１実施形態では放熱部材４０の放熱部４２を金属板４５と放熱フィン４６により構成し、第２実施形態では同放熱部６１を放熱フィン４６のみによって構成したが、これに限られることなく、放熱部を金属板のみによって構成してもよい。
この場合、放熱部として単なる金属板によって構成しているので、半導体チップからの熱を放散する放熱量としては比較的小さくなるものの、製造のための加工が容易となり、また装置のコンパクト化が実現できる。発熱量の比較的小さな半導体装置に用いて好適である。
【００４８】
また、前記第１実施形態１では、ダイパッド１０とリード延長部１１にそれぞれ放熱部材４０の金属箔４１を接合させているが、これに限られることなく、リード延長部１１を有さない場合には、ダイパッド１０のみを金属箔４１に接合させてもよい。
また、前記各実施形態１，２では、ダイパッド１０とリード３０及びリード延長部１１とリード３０とをそれぞれ一体に構成したが、これに限られることなく、それらを別部材により構成し、後工程でそれらを電気接続する構成にしても良い。
【００４９】
また、前記実施形態では、３つのダイパッド１０と４つの半導体チップ２０を備える構成にしたが、これに限られることなく、ダイパッド及び半導体チップは一つであっても、あるいは３，４以外の複数個であってもよく、それらダイパッド等の数は、必要に応じて適宜設定される。
【符号の説明】
【００５０】
１ 半導体装置
１０ ダイパッド
１０ａ ダイパッドの上面（一面）
１０ｂ ダイパッドの下面（他面）
１１ リード延長部
２０ 半導体チップ
２１ 接続板
３０ リード
３０Ａ 第一リード
３０Ｂ 第二リード
３１ リードの一端部
３２ リードの他端部
４０、６０ 放熱部材
４１ 金属箔
４２、６１ 放熱部
４３ 絶縁層
４５ 金属板
４６ 放熱フィン
５０ モールド樹脂
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性を有する板状のダイパッドと、
該ダイパッドの一面に固定される半導体チップと、
導電性を有しかつ帯板状に形成されて、その長手方向の一端部が前記半導体チップに電気接続されるリードと、
前記ダイパッドの他面に接合される放熱部材と、
少なくとも前記リードの他端部が露出するように、該リードの一端部側、前記ダイパッド及び前記半導体チップを封止するモールド樹脂とを備え、
前記放熱部材は、前記ダイパッドの他面に接合材を介して接合される金属箔、前記半導体チップから生じる熱を放散する放熱部、及び前記放熱部と前記金属箔との間に介装される絶縁層を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記放熱部が、前記絶縁層の前記金属箔とは逆側に接合される金属板と、該金属板の前記絶縁層とは逆側に接合される放熱フィンからなることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記放熱部が、前記絶縁層の前記金属箔とは逆側に接合される放熱フィンからなることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記放熱部が、前記絶縁層の前記金属箔とは逆側に接合される金属板からなることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記リードが複数互いに間隔をあけて配置され、かつ、該リードの他端部がそれぞれ同じ方向へ突出していること特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記金属箔が、前記ダイパッドの他面全域に接合するように、該ダイパッドの平面視形状と同形状に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記絶縁層がポリイミドからなることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記ダイパッドの他面に前記放熱部材を接合させる際に、前記ダイパッドの他面と前記放熱部材との間に接合材を介在させた状態で該接合部及びその周辺を所定の温度に加温し、前記ダイパッド及び前記放熱部材の金属箔を溶融させることなく前記接合材のみを溶融させて前記ダイパッドと前記放熱部材とを接合させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１】
導電性を有する板状のダイパッドと、
該ダイパッドの一面に固定される半導体チップと、
導電性を有しかつ帯板状に形成されて、その長手方向の一端部が前記半導体チップに電気接続されるリードと、
前記ダイパッドの他面に接合される放熱部材と、
少なくとも前記リードの他端部が露出するように、該リードの一端部側、前記ダイパッド及び前記半導体チップを封止するモールド樹脂とを備え、
前記放熱部材は、前記ダイパッドの他面に接合材を介して接合される金属箔、前記半導体チップから生じる熱を放散する放熱部、及び前記放熱部と前記金属箔との間に介装される絶縁層を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記放熱部が、前記絶縁層の前記金属箔とは逆側に接合される金属板と、該金属板の前記絶縁層とは逆側に接合される放熱フィンからなることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記放熱部が、前記絶縁層の前記金属箔とは逆側に接合される放熱フィンからなることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記放熱部が、前記絶縁層の前記金属箔とは逆側に接合される金属板からなることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記リードが複数互いに間隔をあけて配置され、かつ、該リードの他端部がそれぞれ同じ方向へ突出していること特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記金属箔が、前記ダイパッドの他面全域に接合するように、該ダイパッドの平面視形状と同形状に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記絶縁層がポリイミドからなることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記ダイパッドの他面に前記放熱部材を接合させる際に、前記ダイパッドの他面と前記放熱部材との間に接合材を介在させた状態で該接合部及びその周辺を所定の温度に加温し、前記ダイパッド及び前記放熱部材の金属箔を溶融させることなく前記接合材のみを溶融させて前記ダイパッドと前記放熱部材とを接合させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−６９８９９（Ｐ２０１３−６９８９９Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０７７９６（Ｐ２０１１−２０７７９６）
【出願日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【出願人】（０００００２０３７）新電元工業株式会社 (776)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【出願人】（０００００２０３７）新電元工業株式会社 (776)
【Ｆターム（参考）】
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