(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子と、上側に前記半導体素子を載置したダイパッドと、前記ダイパッドの下側に配置された放熱手段とを備え、これらが成形型によって樹脂封止されて所定の形状に成型された半導体装置において、
前記放熱手段は、
放熱板と、
前記放熱板の上面に配置され、上端が前記ダイパッドに接触するＭ個（Ｍ≧３）の上部凸部と、
前記放熱板の下面の前記ダイパッドの射影範囲内に配置され、かつ前記上部凸部と同一の高さに形成されたＮ個（Ｎ≧３）の下部凸部とを、
備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
半導体素子と、上側に前記半導体素子を載置したダイパッドと、前記ダイパッドの下側に配置された放熱手段とを備え、これらが成形型によって樹脂封止されて正方形状に成型された半導体装置において、
前記放熱手段は、
正方形状の放熱板と、
前記放熱板の上面の前記ダイパッドの射影範囲を該射影範囲の中心を基準にして４等分した各範囲に該中心から等距離かつ等間隔で隣り合う位置にそれぞれ配置され、かつ上端が前記ダイパッドに接触する複数の上部凸部と、
前記放熱板の下面の前記ダイパッドの射影範囲を該射影範囲の中心を基準にして４等分した各範囲に該中心から等距離かつ等間隔で隣り合う位置にそれぞれ配置され、かつ前記上部凸部と同一の高さに形成された複数の下部凸部とを、
備えたことを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放熱手段を内蔵した樹脂封止型の半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２（ａ），（ｂ），（ｃ）は、従来の樹脂封止型の半導体装置の構造及び製造工程の一例を示す断面図であり、同図（ａ）には樹脂で封止する前の半導体装置の断面が示され、同図（ｂ）には同図（ａ）の半導体装置を樹脂封止するための金型の断面が示されている。又、同図（ｃ）には、樹脂封止した半導体装置の断面が示されている。
この半導体装置では、ダイ１がリードフレーム２の一部であるダイパッド３の上に載置され、これらが例えば金線４等で結線されている。そして、ダイパッド３の下方に放熱板５が位置している。放熱板５の上部及び下部には円錐形の複数の上部凸部６及び下部凸部７が付加され、放熱手段が構成されている。上部凸部６は、ダイパッド３に対する距離を短くするため、下部凸部７よりも低く形成されている。
この半導体装置の樹脂封止工程時において、上部凸部６及び下部凸部７が付加された放熱板５は下部金型８に挿入され、リードフレーム２及びダイパッド３と共に下部金型８とに挟み込まれる。そして、上部金型９が装着された後に封止樹脂１０が充填され、図２（ｃ）に示すような樹脂封止型の半導体装置が完成する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図２の半導体装置に内蔵された放熱手段では、図３（ａ），  （ｂ）及び図４（ａ），（ｂ）に示すような課題があった。
図３（ａ），（ｂ）は、放熱板の上下誤挿入の例を示す半導体装置の断面図であり、同図（ａ）には半導体装置を樹脂で封止するための金型の断面が示されている。又、同図（ｂ）には、樹脂で封止した半導体装置の断面が示されている。図４（ａ），（ｂ）は、他の放熱板の上下誤挿入の例を示す半導体装置の断面図であり、同図（ａ）には半導体装置を樹脂で封止するための金型の断面が示されている。又、同図（ｂ）には、樹脂で封止した半導体装置の断面が示されている。
図２の半導体装置の樹脂封止工程時において、放熱板５を下部金型８に挿入する際、該放熱板５の上下の区別は作業者によって確実に認識されるわけではない。そのため、図３（ａ）に示すように、放熱板５の上下を誤って挿入されることがある。この場合、放熱板５の位置ずれのため、封止樹脂１０を充填する際の該封止樹脂１０の流れが不均一になり、ボイドの発生等のパッケージの成型性の劣化が発生する。更に、上部凸部６よりも高い下部凸部７がダイパッド３に接触するので、上部凸部６が接触する場合に比べて放熱板５とダイパッド３との間の距離が長くなり、熱伝導性の悪い樹脂が多く介在する。又、図４（ａ），（ｂ）に示すように、下部凸部７の間隔が広く、該下部凸部７がダイパッド３に接触しない場合、更に熱伝導が悪くなる。そのため、設計通りの放熱効果が期待できないという問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明のうちの第１の発明は、半導体素子と、上側に前記半導体素子を載置したダイパッドと、前記ダイパッドの下側に配置された放熱手段とを備え、これらが成形型によって樹脂封止されて所定の形状に成型された半導体装置において、次のような手段を講じている。
即ち、前記放熱手段は、放熱板と、前記放熱板の上面に配置され、上端が前記ダイパッドに接触するＭ個（Ｍ≧３）の上部凸部と、前記放熱板の下面の前記ダイパッドの射影範囲内に配置され、かつ前記上部凸部と同一の高さに形成されたＮ個（Ｎ≧３）の下部凸部とを備えている。
この第１の発明によれば、以上のように半導体装置を構成したので、上部凸部の高さと下部凸部の高さとが同一になる。更に、前記下部凸部は、前記放熱板の下面の前記ダイパッドの射影範囲内に配置されている。そのため、樹脂封止工程で放熱板を下部金型に挿入する際、上下を誤って挿入しても、放熱板が設計通りの位置になり、前記下部凸部が前記ダイパッドに接触する。
【０００５】
第２の発明では、半導体素子と、上側に前記半導体素子を載置したダイパッドと、前記ダイパッドの下側に配置された放熱手段とを備え、これらが成形型によって樹脂封止されて正方形状に成型された半導体装置において、次のような手段を講じている。
即ち、前記放熱手段は、正方形状の放熱板と、前記放熱板の上面の前記ダイパッドの射影範囲を該射影範囲の中心を基準にして４等分した各範囲に該中心から等距離かつ等間隔で隣り合う位置にそれぞれ配置され、かつ上端が前記ダイパッドに接触する複数の上部凸部と、前記放熱板の下面の前記ダイパッドの射影範囲を該射影範囲の中心を基準にして４等分した各範囲に該中心から等距離かつ等間隔で隣り合う位置にそれぞれ配置され、かつ前記上部凸部と同一の高さに形成された複数の下部凸部とを備えている。
この第２の発明によれば、上部凸部及び下部凸部は放熱板のダイパッドの射影範囲の中心を基準にして４等分した各範囲に該中心から等距離かつ等間隔で隣り合う位置にそれぞれ配置される。更に、上部凸部及び下部凸部は、同一の高さに形成される。そのため、樹脂封止工程で放熱板を下部金型に挿入する際、作業者が誤った方向で挿入しても放熱板が設計通りの位置になり、封止樹脂の流れに対する影響が同一になる。従って、前記課題を解決できるのである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
第１の実施形態
図１（ａ），（ｂ）は、本発明の第１の実施形態を示す放熱手段を内蔵した半導体装置の構造図であり、同図（ａ）には樹脂で封止した半導体装置の断面が示され、同図（ｂ）には同図（ａ）中の放熱手段の側面が示されている。
この半導体装置は、図１（ａ）に示すように、半導体素子であるダイ１１を有している。ダイ１１はリードフレーム１２の一部であるダイパッド１３の上に載置され、これらが例えば金線１４等で結線されている。そして、ダイパッド１３の下方に放熱板１５が位置している。放熱板１５の上部及び下部にはダイパッド１３の射影範囲内に配置された例えば円錐形の複数の上部凸部１６及び下部凸部１７が付加され、放熱手段が構成されている。そして、これらが封止樹脂２０で封止されている。尚、放熱板１５、上部凸部１６、及び下部凸部１７は、例えば銅等の熱伝導率の良い材質で製作されている。
又、図１（ｂ）に示すように、上部凸部１６の高さＬ１と下部凸部１７の高さＬ２とは同一であり、これらが従来の図３（ａ）中の上部凸部６の高さと同一になっている。そして、上部凸部１６の高さＬ１、下部凸部１７の高さＬ２、及び放熱板１５の厚さｄの合計が、ダイパッド１３の下面とこの半導体装置の下面との距離に等しくなっている。放熱板１５は、下部凸部１７又は上部凸部１６がこの半導体装置の樹脂封止工程で用いられる下部金型の底面に接触した状態で該下部金型の壁面にほぼ接触する大きさに形成されている。
【０００７】
この半導体装置の樹脂封止工程では、作業者が放熱板１５の上下を正しく認識して下部金型に挿入した場合、上部凸部１６がダイパッド１３に接触し、かつ下部凸部１７が下部金型に接触する状態で挿入される。一方、上部凸部１６の高さＬ１と下部凸部１７の高さＬ２とが同一に形成されているので、作業者が放熱板１５の上下を誤って認識して下部金型に挿入した場合でも、上部凸部１６が下部金型に接触し、かつ下部凸部１７がダイパッド１３に接触する状態で挿入される。従って、作業者が放熱板１５の上下を誤って挿入しても、放熱板１５が位置ずれを起こさずに設計通りの位置になり、封止樹脂２０を充填する際の該封止樹脂２０の流れの不均一によるボイドの発生等のパッケージの成型性の劣化を防止できる。更に、放熱板１５の上下が誤っていても、該放熱板１５とダイパッド１３との間の距離は該放熱板１５を正しく挿入した場合と同一になる。そのため、図３（ｂ）に示す熱伝導性の悪い樹脂が多く介在する状態を防止できる。又、放熱板１５の上下が誤っていても、下部凸部１７がダイパッド１３に接触するので、図４（ｂ）に示す下部凸部７がダイパッド３に接触しなくなって熱伝導が悪くなる状態を防止できる。
以上のように、この第１の実施形態では、上部凸部１６の高さＬ１と、下部凸部１７の高さＬ２とを同一に形成したので、樹脂封止工程で放熱板１５を下部金型に挿入する際、上下を誤って挿入しても放熱板１５が設計通りの位置になり、パッケージの成型性の劣化や放熱効率の低下を防止できる。
【０００８】
第２の実施形態
図５（ａ），（ｂ）は、本発明の第２の実施形態を示す放熱手段の構造図であり、第１の実施形態を示す図１（ｂ）中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。図５（ａ）には放熱手段の側面が示され、図５（ｂ）には放熱手段の平面が示されている。
この放熱手段では、上部凸部１６は、正方形状の放熱板１５の上面の図１（ａ）中のダイパッド１３の射影範囲を該射影範囲の中心ｃを基準にして４等分した各範囲Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに該中心ｃから等距離かつ等間隔で隣り合う位置にそれぞれ配置されている。又、下部凸部１７は、放熱板１５の下面のダイパッド１３の射影範囲を該射影範囲の中心ｃを基準にして４等分した各範囲Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに該中心ｃから等距離かつ等間隔で隣り合う位置にそれぞれ配置されている。そして、図５（ａ）に示すように、上部凸部１６の高さＬ１と下部凸部１７の高さＬ２とは同一であり、これらが従来の図３（ａ）中の上部凸部６の高さと同一になっている。そして、上部凸部１６の高さＬ１、下部凸部１７の高さＬ２、及び放熱板１５の厚さｄの合計が、ダイパッド１３の下面とこの放熱手段が封止される半導体装置の下面との距離に等しくなっている。放熱板１５は、下部凸部１７又は上部凸部１６が半導体装置の樹脂封止工程で用いられる下部金型の底面に接触した状態で該下部金型の壁面にほぼ接触する大きさの正方形状に形成されている。
【０００９】
上部凸部１６及び下部凸部１７は、樹脂封止工程において封止樹脂の流れ方に対して大きく影響し、パッケージの成型性の優劣を左右する。そのため、図５の放熱手段を内蔵した樹脂封止型の半導体装置では、上部凸部１６及び下部凸部１７を放熱板１５の前記中心ｃを基準にして４方向に同一に配置することにより、該放熱板１５をどの方向で挿入しても、樹脂封止工程における封止樹脂の流れに対する影響が同一になり、パッケージの成型性の劣化を防止できる。
以上のように、この第２の実施形態では、上部凸部１６及び下部凸部１７を放熱板１５のダイパッド１３の射影範囲の中心ｃを基準にして４方向に同一に配置し、かつ高さを同一に形成したので、放熱板１５の挿入方向の区別が無くなり、作業者が誤った方向で挿入しても放熱板が設計通りの位置になる。そのため、第１の実施形態の利点に加え、放熱板１５をどの方向で挿入しても、樹脂封止時の封止樹脂の流れの不均一によるパッケージの成型性の劣化を防止できる。
【００１０】
尚、本発明は上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。その変形例としては、例えば次のようなものがある。
（ａ）  各実施形態では、上部凸部１６及び下部凸部１７の形状は円錐形として説明したが、上部凸部１６はダイパッド１３に接触するものであれば、例えば円柱形等の任意の形状でよい。同様に、下部凸部１７は放熱板１５を支えるものであれば、例えば円柱形等の任意の形状でよい。
（ｂ）  第２の実施形態における上部凸部１６及び下部凸部１７は、ダイパッド１３の射影範囲内で円形に等間隔で配置してもよい。
【００１１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、第１の発明によれば、上部凸部の高さと下部凸部の高さとを同一に形成したので、樹脂封止工程で放熱板を下部金型に挿入する際、上下を誤って挿入しても放熱板が設計通りの位置になり、パッケージの成型性の劣化や放熱効率の低下を防止できる。
第２の発明によれば、上部凸部及び下部凸部を放熱板のダイパッドの射影範囲の中心を基準にして４等分した各範囲に該中心から等距離かつ等間隔で隣り合う位置にそれぞれ配置したので、放熱板の挿入方向の区別が無くなり、作業者が誤った方向で挿入しても放熱板が設計通りの位置になる。そのため、第１の発明の効果に加え、放熱板をどの方向で挿入しても、樹脂封止時の封止樹脂の流れの不均一によるパッケージの成型性の劣化を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の半導体装置の構造図である。
【図２】従来の樹脂封止型の半導体装置の構造及び製造工程図である。
【図３】放熱板上下誤挿入の例を示す半導体装置の断面図である。
【図４】他の放熱板上下誤挿入の例を示す半導体装置の断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の放熱手段の構造図である。
【符号の説明】
１，１１                ダイ
３，１３                ダイパッド
５，１５                放熱板（放熱手段）
６，１６                上部凸部（放熱手段）
７，１７                下部凸部（放熱手段）
１０，２０              封止樹脂
【図１】
0003630519.tif 000002
【図２】
0003630519.tif 000003
【図３】
0003630519.tif 000004
【図４】
0003630519.tif 000005
【図５】
0003630519.tif 000006