JPH04299848A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents
Semiconductor device and its manufactureInfo
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Abstract
Description
【０００１】0001
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に関する。詳
しくは、放熱ブロックを用いた低熱抵抗のプラスチック
パッケージに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device. Specifically, the present invention relates to a low thermal resistance plastic package using a heat dissipation block.
【０００２】近年、ＩＣ等の半導体集積回路は、ハイパ
ワー及びハイスピード化してきており、それに伴って多
量の熱を発生するようになってきている。従って熱抵抗
の低いパッケージが要求されている。[0002] In recent years, semiconductor integrated circuits such as ICs have become higher in power and speed, and as a result, a large amount of heat has been generated. Therefore, a package with low thermal resistance is required.
【０００３】従来、低熱抵抗のパッケージには主として
熱伝導の良いセラミックパッケージが用いられている。
しかしセラミックパッケージは高価であるため、低価格
のプラスチックパッケージで低熱抵抗とすることが要求
されている。Conventionally, ceramic packages with good thermal conductivity have been mainly used as packages with low thermal resistance. However, since ceramic packages are expensive, there is a demand for low-cost plastic packages with low thermal resistance.
【０００４】0004
【従来の技術】図３に従来の低熱抵抗のプラスチックパ
ッケージを示す。これはダイステージ部１とインナーリ
ード部２とアウターリード部３とを有するリードフレー
ムの、ダイステージ部１に半導体素子４が搭載され、該
半導体素子４の電極とインナーリード部２間がワイヤ５
でワイヤボンディングされ、さらに該半導体素子４とダ
イステージ部１及びインナーリード部２が樹脂６でモー
ルドされ、その一方の面に放熱ブロック７が接合されて
いる。2. Description of the Related Art FIG. 3 shows a conventional low thermal resistance plastic package. This is a lead frame having a die stage section 1, an inner lead section 2, and an outer lead section 3. A semiconductor element 4 is mounted on the die stage section 1, and a wire 5 is connected between the electrode of the semiconductor element 4 and the inner lead section 2.
Further, the semiconductor element 4, die stage section 1, and inner lead section 2 are molded with resin 6, and a heat dissipation block 7 is bonded to one surface thereof.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記従来の低熱抵抗の
プラスチックパッケージでは半導体素子４と放熱ブロッ
ク７との間に樹脂６が介在するため放熱効率は良好とは
言い難い。そこで放熱効率を向上するため、図４に示す
ように半導体素子４を搭載したダイステージ部１の裏面
に直接接触するように放熱ブロック７を設けることが考
えられる。Problems to be Solved by the Invention In the above conventional plastic package with low thermal resistance, the resin 6 is interposed between the semiconductor element 4 and the heat radiation block 7, so that the heat radiation efficiency cannot be said to be good. Therefore, in order to improve heat dissipation efficiency, it is conceivable to provide a heat dissipation block 7 so as to directly contact the back surface of the die stage section 1 on which the semiconductor element 4 is mounted, as shown in FIG.
【０００６】ところが上記方式では放熱ブロック７の周
囲側面と樹脂６が密着しているため、半導体素子４が発
熱した場合、両者の熱膨張率の差による応力が生じ、樹
脂６にクラックが発生するという問題が生ずる。However, in the above method, since the peripheral side surface of the heat dissipation block 7 and the resin 6 are in close contact with each other, when the semiconductor element 4 generates heat, stress is generated due to the difference in coefficient of thermal expansion between the two, and cracks occur in the resin 6. This problem arises.
【０００７】また上記方式の半導体装置の製造方法とし
ては、■リードフレームのダイステージ部１の一方の面
に半導体素子４を、他方の面に放熱ブロック７を接着し
、次いで半導体素子４とリードフレームのインナーリー
ド２間をワイヤボンディングし、その後樹脂モールドす
る方法と、■リードフレームのダイステージ部１に半導
体素子４を搭載し、次いでワイヤボンディングした後に
、ダイステージ部１の裏面に放熱ブロック７を接着し、
その後樹脂モールドする方法とが考えられる。Furthermore, as a method for manufacturing a semiconductor device of the above type, (1) a semiconductor element 4 is adhered to one surface of the die stage section 1 of a lead frame, a heat dissipation block 7 is adhered to the other surface, and then the semiconductor element 4 and the leads are bonded. A method of wire bonding between the inner leads 2 of the frame and then resin molding. 2. Mounting the semiconductor element 4 on the die stage part 1 of the lead frame, then wire bonding, and then attaching the heat dissipation block 7 to the back surface of the die stage part 1. Glue the
One possible method is to then mold it with a resin.
【０００８】ところか上記製造方法において、■のワイ
ヤボンディング前に放熱ブロック７を接着しておく方法
は、ワイヤボンディング時にリードフレームを加熱する
ための熱が放熱ブロック７に遮ぎられるため、リードフ
レームに伝わりにくく、ワイヤボンディングが困難にな
るという問題が生ずる。On the other hand, in the above manufacturing method, the method (2) in which the heat radiation block 7 is bonded before wire bonding is such that the heat for heating the lead frame during wire bonding is blocked by the heat radiation block 7. A problem arises in that the wire bonding becomes difficult.
【０００９】また■のワイヤボンディング後に放熱ブロ
ック７を接着する方法は、ダイステージ部１に放熱ブロ
ック７を接着するとき、リードフレームにサポートバー
で支持されているダイステージ部１が動き、半導体素子
４の電極にボンディングされている２５〜３８μｍ程度
の細い金のワイヤ５のネック部に力がかかり、そこが切
断し、歩留りが低下するという問題が生ずる。[0009] Furthermore, in the method (3) of bonding the heat dissipation block 7 after wire bonding, when the heat dissipation block 7 is bonded to the die stage section 1, the die stage section 1 supported by the support bar on the lead frame moves and the semiconductor element A problem arises in that force is applied to the neck portion of the thin gold wire 5 of about 25 to 38 μm bonded to the electrode 4, and the neck portion is broken, resulting in a decrease in yield.
【００１０】本発明は、ローコストで、且つモールド樹
脂にクラックが発生しないようにした低熱抵抗の半導体
装置を実現しようとする。[0010] The present invention aims to realize a semiconductor device which is low in cost and has low thermal resistance in which cracks do not occur in the molding resin.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置にお
いては、半導体素子を搭載するダイステージ部と、イン
ナーリード部及びアウターリード部を有するリードフレ
ームの、該ダイステージ部に半導体素子が搭載され、該
半導体素子とリードフレームのインナーリード部が樹脂
にてモールドされて成る半導体装置において、上記リー
ドフレームのダイステージ部の半導体素子が搭載された
面の裏面に接して放熱ブロックが接合され、且つ該放熱
ブロックの外周側面と樹脂との間に間隙が設けられて成
ることを特徴とする。[Means for Solving the Problems] In the semiconductor device of the present invention, the semiconductor element is mounted on the die stage part of a lead frame having a die stage part on which the semiconductor element is mounted, an inner lead part and an outer lead part. , in a semiconductor device in which the semiconductor element and the inner lead part of the lead frame are molded with resin, a heat dissipation block is bonded in contact with the back surface of the surface on which the semiconductor element is mounted of the die stage part of the lead frame, and It is characterized in that a gap is provided between the outer peripheral side surface of the heat radiation block and the resin.
【００１２】また、それに加えて上記放熱ブロックと樹
脂との間隙が５０μｍ乃至 ５００μｍであることを特
徴とする。In addition, the present invention is characterized in that the gap between the heat dissipation block and the resin is 50 μm to 500 μm.
【００１３】また、本発明の半導体装置の製造方法にお
いては、リードフレームのダイステージ部の一方の面に
半導体素子をダイボンディングし、さらに該半導体素子
の電極とリードフレームのインナーリード部との間をワ
イヤボンディングする工程と、上型と下型とよりなる金
型のキャビティ内に、前記リードフレームのダイステー
ジ部を支承する突起と、該突起の表面に開口する真空吸
引孔とが形成された金型を用いて、前記半導体素子及び
リードフレームのインナーリード部を樹脂にてモールド
する工程と、ダイステージ部の半導体素子搭載面の反対
面に、放熱ブロックを、その外周側面と樹脂との間に間
隙ができるように接着する工程とよりなることを特徴と
する。この構成を採ることに依り、ローコストで、且つ
モールド樹脂にクラックが発生しない低熱抵抗の半導体
装置が得られる。Further, in the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a semiconductor element is die-bonded to one surface of the die stage portion of the lead frame, and further, a bond is formed between the electrode of the semiconductor element and the inner lead portion of the lead frame. A protrusion for supporting the die stage portion of the lead frame and a vacuum suction hole opening on the surface of the protrusion are formed in a cavity of a mold consisting of an upper die and a lower die. A step of molding the semiconductor element and the inner lead part of the lead frame with resin using a mold, and a step of placing a heat dissipation block on the opposite side of the semiconductor element mounting surface of the die stage part between the outer peripheral side surface and the resin. It is characterized by a step of adhering the material so that a gap is created between the two. By adopting this configuration, it is possible to obtain a semiconductor device that is low in cost and has a low thermal resistance in which no cracks occur in the molding resin.
【００１４】[0014]
【作用】半導体素子４を封止したモールド樹脂６と放熱
ブロック７の外周側面との間に間隙８を設けたことによ
り、放熱ブロック７と樹脂６との熱膨張率の差により樹
脂６内に生ずる応力を緩和し、クラックの発生を防止す
ることができる。[Function] By providing a gap 8 between the mold resin 6 that seals the semiconductor element 4 and the outer peripheral side of the heat radiation block 7, the difference in thermal expansion coefficient between the heat radiation block 7 and the resin 6 causes the inside of the resin 6 to It is possible to alleviate the stress that occurs and prevent the occurrence of cracks.
【００１５】また製造時には樹脂モールド後に放熱ブロ
ック７をダイステージ部に接合するようにしたことによ
り、モールド樹脂のポストキュアと放熱ブロックを接着
した接着剤のキュアを同時に行なうことができ、工数が
節減され、またボンディングワイヤの切断もなく、歩留
りが向上し低コストとなる。Furthermore, by joining the heat dissipation block 7 to the die stage part after resin molding during manufacturing, post-curing of the mold resin and curing of the adhesive bonding the heat dissipation block can be performed simultaneously, reducing man-hours. Furthermore, there is no need to cut the bonding wire, improving yield and reducing costs.
【００１６】[0016]
【実施例】図１は本発明の半導体装置の実施例を示す図
である。同図において、１はリードフレームのダイステ
ージ部であり、該ダイステージ部１の一方の面には半導
体素子４がダイボンディングされ、他方の面には放熱ブ
ロック７が接合されている。２はリードフレームのイン
ナーリード部で、該インナーリード部２と半導体素子４
の電極との間は金線等のワイヤ５でワイヤボンディング
されている。３はリードフレームのインナーリード２に
接続しているアウターリードである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a semiconductor device according to the present invention. In the figure, 1 is a die stage portion of a lead frame, and a semiconductor element 4 is die-bonded to one surface of the die stage portion 1, and a heat dissipation block 7 is bonded to the other surface. 2 is an inner lead part of the lead frame, and the inner lead part 2 and the semiconductor element 4 are connected to each other.
A wire 5 such as a gold wire is used for wire bonding with the electrode. 3 is an outer lead connected to the inner lead 2 of the lead frame.
【００１７】そして半導体素子４及びダイステージ部１
とインナーリード部２は樹脂６でモールドされているが
、該樹脂６と放熱ブロック７の外周側面との間には間隙
８が設けられている。なお放熱ブロック７としては熱伝
導の良いＡｌ ，Ｃｕ 等の金属又はセラミック等が用
いられる。[0017] The semiconductor element 4 and the die stage section 1
The inner lead portion 2 is molded with resin 6, and a gap 8 is provided between the resin 6 and the outer circumferential side of the heat radiation block 7. Note that the heat dissipation block 7 is made of metal such as Al or Cu, or ceramic, etc., which has good thermal conductivity.
【００１８】このように構成された本実施例は、半導体
素子４からの発熱があった場合、放熱ブロック７と樹脂
６との間に熱膨張率の差があっても、該放熱ブロック７
と樹脂６との間には間隙８があるため、樹脂６は発生す
る応力は緩和される。従って樹脂６おけるクラックの発
生は防止される。In this embodiment configured as described above, when heat is generated from the semiconductor element 4, even if there is a difference in coefficient of thermal expansion between the heat dissipation block 7 and the resin 6, the heat dissipation block 7
Since there is a gap 8 between the resin 6 and the resin 6, the stress generated in the resin 6 is relaxed. Therefore, generation of cracks in the resin 6 is prevented.
【００１９】次に本発明の半導体装置の製造方法の実施
例を図２により説明する。本実施例の製造方法は、先ず
図２（ａ）の如くリードフレームのダイステージ部１に
半導体素子４をダイボンディングし、次いで該半導体素
子４の電極とリードフレームのインナーリード部２との
間をワイヤ５でワイヤボンディングする。Next, an embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described with reference to FIG. In the manufacturing method of this embodiment, the semiconductor element 4 is first die-bonded to the die stage part 1 of the lead frame as shown in FIG. are wire-bonded using wire 5.
【００２０】次に図２（ｂ）に示すように半導体素子４
とダイステージ部１及びインナーリード部２を樹脂にて
モールドする。このとき用いるモールド金型９は上型９
ａと下型９ｂとよりなり、キャビティ９ｃと下型９ｂ側
にはリードフレームのダイステージ部１を支承できる突
起１０と、該突起１０の表面に開口し、ダイステージ部
１を吸着できる真空吸引孔１１とが設けられ、該真空吸
引孔１１は真空ポンプ１２に接続されている。そして突
起１０にダイステージ部１を吸着した状態で半導体素子
４及びインナーリード２と共に樹脂モールドするのであ
る。Next, as shown in FIG. 2(b), the semiconductor element 4
Then, the die stage part 1 and inner lead part 2 are molded with resin. The mold die 9 used at this time is the upper die 9.
a and a lower die 9b, and on the side of the cavity 9c and the lower die 9b there is a protrusion 10 that can support the die stage part 1 of the lead frame, and a vacuum suction opening on the surface of the protrusion 10 that can suck the die stage part 1. A hole 11 is provided, and the vacuum suction hole 11 is connected to a vacuum pump 12. Then, with the die stage part 1 attracted to the protrusion 10, the semiconductor element 4 and the inner leads 2 are resin-molded.
【００２１】次に図２（ｃ）の如く樹脂モールドした半
成品１３を金型９より取り出し、次いで図２（ｄ）の如
く放熱ブロック７を用意し、この放熱ブロック７を図２
（ｅ）を示す如く、金型９の突起１０により形成された
凹部に接着剤を用いて接着し、最後に加熱処理して樹脂
６及び接着剤を硬化させて完成するのである。Next, the resin-molded semi-finished product 13 is taken out from the mold 9 as shown in FIG. 2(c), and then the heat radiation block 7 is prepared as shown in FIG. 2(d).
As shown in (e), adhesive is used to adhere to the recess formed by the protrusion 10 of the mold 9, and finally heat treatment is performed to harden the resin 6 and adhesive to complete the process.
【００２２】なお放熱ブロックの位置決めのためと、接
着剤が外部から見えない様にするため、該放熱ブロック
７の外周側面と樹脂６の凹部側壁との間の間隙は５０〜
５００μｍ程度とすることが好ましい。In order to position the heat dissipation block and to prevent the adhesive from being seen from the outside, the gap between the outer peripheral side of the heat dissipation block 7 and the side wall of the recess of the resin 6 is set to 50 to 50 mm.
The thickness is preferably about 500 μm.
【００２３】本実施例によれば、ダイステージ部１に放
熱ブロック７を接合する前にワイヤボンディングを行な
うため、リードフレームの加熱を充分に行なうことがで
き、ワイヤボンディングが容易となり、またハンドリン
グも容易となり、ワイヤの切断も発生しない。またモー
ルド樹脂６のポストキュアと、放熱ブロック７を接着し
た接着剤の硬化とを同時に行なうことができるので従来
に比して工数の節減ができる。According to this embodiment, since wire bonding is performed before bonding the heat dissipation block 7 to the die stage section 1, the lead frame can be sufficiently heated, wire bonding becomes easy, and handling is also simplified. It is easy and there is no wire breakage. Further, since the post-curing of the mold resin 6 and the curing of the adhesive bonding the heat dissipating block 7 can be performed simultaneously, the number of man-hours can be reduced compared to the conventional method.
【００２４】[0024]
【発明の効果】本発明に依れば、放熱ブロックを直接ダ
イステージ部に接合することにより、低熱抵抗の半導体
装置が実現できる。また放熱ブロックの周囲側面とモー
ルド樹脂との間に間隙を設けることにより、放熱ブロッ
クと樹脂との熱膨張率の差に起因して樹脂に生ずるクラ
ックの発生を防止することができる。さらにプラスチッ
クパッケージであること、及び製造段階での歩留りの向
上、工数の節減等によりローコスト化が実現できる。According to the present invention, a semiconductor device with low thermal resistance can be realized by directly bonding the heat radiation block to the die stage section. Further, by providing a gap between the peripheral side surface of the heat radiation block and the molded resin, it is possible to prevent cracks from occurring in the resin due to the difference in coefficient of thermal expansion between the heat radiation block and the resin. Furthermore, because it is a plastic package, yields are improved in the manufacturing stage, and man-hours are reduced, costs can be reduced.
【図１】本発明の半導体装置の実施例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a semiconductor device of the present invention.
【図２】本発明の半導体装置の製造方法の実施例を説明
するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining an embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.
【図３】従来の低熱抵抗のプラスチックパッケージを示
す図である。FIG. 3 is a diagram showing a conventional low thermal resistance plastic package.
【図４】発明が解決しようとする課題を説明するための
図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the problem to be solved by the invention.
１…ダイステージ部 ２…インナーリード部 ３…アウターリード部 ４…半導体素子 ５…ワイヤ ６…樹脂 ７…放熱ブロック ８…隙間 ９…モールド金型 １０…突起 １１…真空吸引孔 １２…真空ポンプ １３…半成品 1...Die stage section 2...Inner lead part 3...Outer lead part 4...Semiconductor element 5...Wire 6...Resin 7... Heat dissipation block 8...Gap 9...Mold die 10...Protrusion 11...Vacuum suction hole 12...Vacuum pump 13...Semi-finished product
Claims (3)
（１）と、インナーリード部（２）及びアウターリード
部（３）を有するリードフレームの、該ダイステージ部
（１）に半導体素子（４）が搭載され、該半導体素子（
４）とリードフレームのインナーリード部（２）が樹脂
（６）にてモールドされて成る半導体装置において、上
記リードフレームのダイステージ部（１）の半導体素子
（４）が搭載された面の裏面に接して放熱ブロック（７
）が接合され、且つ該放熱ブロック（７）の外周側面と
樹脂（６）との間に間隙（８）が設けられて成ることを
特徴とする半導体装置。1. A lead frame having a die stage part (1) on which a semiconductor element is mounted, an inner lead part (2) and an outer lead part (3), the semiconductor element (4) is mounted on the die stage part (1). is mounted, and the semiconductor element (
4) In a semiconductor device in which the inner lead portion (2) of the lead frame is molded with resin (6), the back side of the surface on which the semiconductor element (4) of the die stage portion (1) of the lead frame is mounted. Heat dissipation block (7
) are bonded to each other, and a gap (8) is provided between the outer peripheral side surface of the heat radiation block (7) and the resin (6).
との間隙（８）が５０μｍ乃至 ５００μｍであること
を特徴とする請求項１の半導体装置。[Claim 2] The heat radiation block (7) and the resin (6)
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the gap (8) between the semiconductor device and the semiconductor device is 50 μm to 500 μm.
）の一方の面に半導体素子（４）をダイボンディングし
、さらに該半導体素子（４）の電極とリードフレームの
インナーリード部（２）との間をワイヤボンディングす
る工程と、上型（９ａ）と下型（９ｂ）とよりなる金型
のキャビティ（９ｃ）内に、前記リードフレームのダイ
ステージ部（１）を支承する突起（１０）と、該突起（
１０）の表面に開口する真空吸引孔（１１）とが形成さ
れた金型（９）を用いて、前記半導体素子（４）及びリ
ードフレームのインナーリード部（２）を樹脂（６）に
てモールドする工程と、ダイステージ部（１）の半導体
素子搭載面の反対面に、放熱ブロック（７）を、その外
周側面と樹脂（６）との間に間隙（８）ができるように
接着する工程とによりなることを特徴とする半導体装置
の製造方法。[Claim 3] Die stage part (1
) and die bonding the semiconductor element (4) to one surface of the upper die (9a), and further wire bonding between the electrode of the semiconductor element (4) and the inner lead part (2) of the lead frame. In the cavity (9c) of the mold consisting of a lower mold (9b) and a protrusion (10) that supports the die stage part (1) of the lead frame, the protrusion (
The semiconductor element (4) and the inner lead part (2) of the lead frame are made of resin (6) using a mold (9) in which a vacuum suction hole (11) is formed on the surface of the mold (10). In the molding process, a heat dissipation block (7) is bonded to the surface opposite to the semiconductor element mounting surface of the die stage section (1) so that a gap (8) is created between the outer peripheral side surface and the resin (6). 1. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of:
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6482991A JPH04299848A (en) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | Semiconductor device and its manufacture |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP6482991A JPH04299848A (en) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | Semiconductor device and its manufacture |
Publications (1)
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|---|---|
| JPH04299848A true JPH04299848A (en) | 1992-10-23 |
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| JP6482991A Pending JPH04299848A (en) | 1990-11-01 | 1991-03-28 | Semiconductor device and its manufacture |
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