(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体素子と、複数のリードフレームと、複数の内部リードと、封止樹脂とを備え、
前記複数のリードフレームはそれぞれ、内部接続部及び外部端子部を有する板状に形成され、
前記内部接続部が略同一面上に面するように配置されるとともに所定の配列方向に並べられ、
前記半導体素子は、それぞれ異なる前記内部接続部に搭載されて機械的・電気的に接続し、
前記内部リードは、前記半導体素子とこれに隣接する前記内部接続部との間に架設されてこの両者を機械的・電気的に接続し、
前記複数の半導体素子の配列方向と、前記複数の内部リードの配列方向と、前記各内部リードの架設延在方向とが前記所定の配列方向とされ、
前記半導体素子、前記内部リード及び前記内部接続部が前記封止樹脂により覆われて封止され、前記外部端子部が前記封止樹脂から露出する樹脂封止型半導体装置において、
前記リードフレームは、前記封止樹脂により封止されたその一部が前記所定の配列方向に沿った軸回りで曲げられることで構成された蛇腹部を有し、該蛇腹部が前記内部接続部の前記半導体素子が搭載された側に凸であることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【請求項２】
前記蛇腹部を前記リードフレームの縁から相対する縁までに亘って前記所定の配列方向に長く１本又は２本以上有し、１本の蛇腹部は、前記所定の配列方向に沿った４条の折り目により断面矩形状に形成された請求項１に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項３】
前記蛇腹部は、前記内部接続部と前記外部端子部との間の部分に形成されている請求項１又は請求項２に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項４】
前記蛇腹部は、前記内部接続部を介して前記外部端子部と相対する部分に形成されている請求項１から請求項３のうちいずれか一に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項５】
前記蛇腹部が凸に形成された側を覆う前記封止樹脂の外表面は、前記蛇腹部に沿って凹凸状に形成されている請求項１から請求項４のうちいずれか一に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項６】
前記蛇腹部が凸に形成された側を覆う前記封止樹脂の外表面は、互いに隣接する複数の前記蛇腹部間の凹部に対応することなく平面状に形成されている請求項１から請求項４のうちいずれか一に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のうちいずれか一に記載の樹脂封止型半導体装置を製造する方法であって、
前記のとおり接続された前記複数のリードフレーム、前記複数の半導体素子及び前記複数の内部リードを、前記封止樹脂を成型する金型内に収め、
前記半導体素子及び前記内部リードとの間に、前記蛇腹部が介在する位置に設けられた注入口から当該蛇腹部に向けて、前記封止樹脂を構成する樹脂を前記金型内に注入する樹脂成型工程を備える樹脂封止型半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子をリードフレームに搭載して樹脂で封止した樹脂封止型半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１４から図１７に従来の一例の樹脂封止型半導体装置を示す。
図１４から図１７に示す従来例の樹脂封止型半導体装置１００は、４つに分割されたリードフレーム１０１，１０２，１０３，１０４と、封止樹脂１０５と、複数の半導体素子として３つのダイオード１０６，１０７，１０８と、３本のブリッジ型内部リード１０９，１１０，１１１とから構成されている。
リードフレーム１０１−１０４はそれぞれ、外部端子部１０１ａ−１０４ａと、内部接続部１０１ｂ−１０４ｂとを有する。内部接続部１０１ｂ−１０４ｂには、ダイオード１０６，１０７，１０８又は／及び内部リード１０９，１１０，１１１が半田接合される。
【０００３】
従来例の樹脂封止型半導体装置１００は、以下のような工程で製造される。
図１６及び図１８に示すように、ダイオード１０６，１０７，１０８の裏面がそれぞれ、内部接続部１０２ｂ，１０３ｂ，１０４ｂの表面に半田Ｓ（図１８参照）を介して接合されて固定され、ダイオード１０６，１０７，１０８の裏面電極がリードフレーム１０２，１０３，１０４にそれぞれ電気的に接続される。
さらに、内部リード１０９，１１０，１１１の各一端に形成された下端部裏面がそれぞれ、ダイオード１０６，１０７，１０８の表面に半田Ｓを介して接合されて固定されるとともに、各他端に形成された下端部裏面がそれぞれ、リードフレーム１０１，１０２，１０３の表面に半田Ｓを介して接合されて固定される。これにより、各ダイオード１０６，１０７，１０８の表面電極が一方向に隣接するリードフレーム１０１，１０２，１０３に電気的に接続される。
したがって、３つのダイオード１０６，１０７，１０８が直列に接続され、その両端の電極が外部端子部１０１ａと、外部端子部１０４ａとに取り出される。ダイオード１０６と１０７との間の電極が外部端子部１０２ａに取り出され、ダイオード１０７と１０８との間の電極が外部端子部１０３ａに取り出される。
リードフレーム１０１−１０４は、少なくとも内部接続部１０１ｂ−１０４ｂに関しては、略同一面上に面するように配置されるとともに一方向に一列に並べられている。この内部接続部１０１ｂ−１０４ｂの配列方向と、ダイオード１０６，１０７，１０８の配列方向と、内部リード１０９，１１０，１１１の配列方向、さらには、各内部リード１０９，１１０，１１１の架設延在方向は同一方向とされる。図中に付記するように、この方向を配列方向Ｘとし、配列方向Ｘに垂直で内部接続部１０１ｂ−１０４ｂに平行な方向をＹ、Ｘ方向及びＹ方向に垂直な方向をＺとする。
【０００４】
以上のように一体に接続された構成が、図１９に示すように上型１２０ａと下型１２０ｂとからなる金型１２０に収められ、金型１２０に樹脂が注入、充填されて、この樹脂を硬化させることによって、図１４及び図１５に示すように、封止樹脂１０５が形成される。封止樹脂１０５は、リードフレーム１０１−１０４に被着接合してこれらを連結するとともに、ダイオード１０６，１０７，１０８及び内部リード１０９，１１０，１１１を覆う。図１４に示すように、封止樹脂１０５のダイオード１０６，１０７，１０８及び内部リード１０９，１１０，１１１を覆う部分は、凸状部１０５ａにより形成されている。
【０００５】
金型１２０における樹脂注入口１２０ｃは、配列方向Ｘの一端部に設けられ、エアベント１２０ｄは、その相対する位置に設けられる。
したがって、樹脂注入口１２０ｃから注入された樹脂は、配列方向Ｘに沿って流れるため、その注入圧によってダイオード１０６，１０７，１０８や内部リード１０９，１１０，１１１の接合部に大きな負担をかけることが抑制される。これに比較して、Ｙ方向に樹脂を注入する場合には、その注入圧によってダイオード１０６，１０７，１０８や内部リード１０９，１１０，１１１の接合部に大きな負担をかけることとなる。接合不良等が生じて品質低下、歩留まりの低下が懸念される。
【０００６】
以上のような樹脂封止型半導体装置が、各種電気・電子機器の電力系に用いられている。これら機器の高密度実装の要請により、これに実装される樹脂封止型半導体装置にあっても、外形寸法が制限される。
その一方で、近年の高電力化に伴い、パワー系半導体素子の発熱量は高まり、これらの素子が搭載されるリードフレームにあっては、放熱性の改善が求められる。
従来、リードフレームによる放熱性の改善として、半導体素子の搭載部及び外部端子部を有するリードフレームの大型化や、このリードフレームの裏面に絶縁層を介してアルミ放熱板を接合することが行われてきた。
【０００７】
リードフレームの裏面に絶縁層を介してアルミ放熱板を接合した従来例の樹脂封止型半導体装置２００が図２０から図２２に示される。図１４から図１７に示した従来例の樹脂封止型半導体装置１００と共通の部分は同一の符号により示す。図２２に示すように絶縁層２３１を介して、各リードフレーム１０１−１０４にアルミ放熱板２３０が接合される。図２１に示すようにアルミ放熱板２３０は、放熱性の確保のため、そのＹ軸の負の方向の端部がリードフレーム１０１−１０４より延出しており、図２０に示すように、凸状部２０５ａを有する封止樹脂２０５が大判になっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、以上のような、リードフレームの大型化や、アルミ放熱板の適用では、樹脂封止型半導体装置の大型化を招き、高密度実装の要請に相反することとなる。また、アルミ放熱板の適用は、材料費、工程増により製造コストが増大する。
上記の封止樹脂の材料として熱伝導性の高い樹脂材料を適用することにより、放熱性を高める工夫もされてきたが、熱伝導性の高い樹脂材料ほど粘度が高く、高い注入圧が必要となるという傾向がある。そのため、配列方向Ｘに沿った注入方向以外の注入方向を選択する余地が狭まる。しかし、配列方向Ｘに沿った注入方向では、樹脂注入口と逆端部までの距離が長く、未充填を防ぐために注入圧を高める必要がさらに生じる。配列方向Ｘに沿った注入であっても、注入圧による負荷応力は大きくなってしまい、接合不良等が生じて品質や歩留まりが低下するおそれは高まる。
一方、以上のような樹脂封止型半導体装置にあっては、封止樹脂の硬化収縮により、特に配列方向であるＸ軸に反りが生じやすいという問題もある。
【０００９】
本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、装置全体の大型化を招くことなく、放熱性が向上され、高剛性で反りが発生しにくい樹脂封止型半導体装置、及びこれを歩留まり良く高品質に製造することができる製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、複数の半導体素子と、複数のリードフレームと、複数の内部リードと、封止樹脂とを備え、
前記複数のリードフレームはそれぞれ、内部接続部及び外部端子部を有する板状に形成され、
前記内部接続部が略同一面上に面するように配置されるとともに所定の配列方向に並べられ、
前記半導体素子は、それぞれ異なる前記内部接続部に搭載されて機械的・電気的に接続し、
前記内部リードは、前記半導体素子とこれに隣接する前記内部接続部との間に架設されてこの両者を機械的・電気的に接続し、
前記複数の半導体素子の配列方向と、前記複数の内部リードの配列方向と、前記各内部リードの架設延在方向とが前記所定の配列方向とされ、
前記半導体素子、前記内部リード及び前記内部接続部が前記封止樹脂により覆われて封止され、前記外部端子部が前記封止樹脂から露出する樹脂封止型半導体装置において、
前記リードフレームは、前記封止樹脂により封止されたその一部が前記所定の配列方向に沿った軸回りで曲げられることで構成された蛇腹部を有し、該蛇腹部が前記内部接続部の前記半導体素子が搭載された側に凸であることを特徴とする樹脂封止型半導体装置である。
【００１１】
請求項２記載の発明は、前記蛇腹部を前記リードフレームの縁から相対する縁までに亘って前記所定の配列方向に長く１本又は２本以上有し、１本の蛇腹部は、前記所定の配列方向に沿った４条の折り目により断面矩形状に形成された請求項１に記載の樹脂封止型半導体装置である。
【００１２】
請求項３記載の発明は、前記蛇腹部は、前記内部接続部と前記外部端子部との間の部分に形成されている請求項１又は請求項２に記載の樹脂封止型半導体装置である。
【００１３】
請求項４記載の発明は、前記蛇腹部は、前記内部接続部を介して前記外部端子部と相対する部分に形成されている請求項１から請求項３のうちいずれか一に記載の樹脂封止型半導体装置である。
【００１４】
請求項５載の発明は、前記蛇腹部が凸に形成された側を覆う前記封止樹脂の外表面は、前記蛇腹部に沿って凹凸状に形成されている請求項１から請求項４のうちいずれか一に記載の樹脂封止型半導体装置である。
【００１５】
請求項６の発明は、前記蛇腹部が凸に形成された側を覆う前記封止樹脂の外表面は、互いに隣接する複数の前記蛇腹部間の凹部に対応することなく平面状に形成されている請求項１から請求項４のうちいずれか一に記載の樹脂封止型半導体装置である。
【００１６】
請求項７の発明は、請求項１から請求項６のうちいずれか一に記載の樹脂封止型半導体装置を製造する方法であって、
前記のとおり接続された前記複数のリードフレーム、前記複数の半導体素子及び前記複数の内部リードを、前記封止樹脂を成型する金型内に収め、
前記半導体素子及び前記内部リードとの間に、前記蛇腹部が介在する位置に設けられた注入口から当該蛇腹部に向けて、前記封止樹脂を構成する樹脂を前記金型内に注入する樹脂成型工程を備える樹脂封止型半導体装置の製造方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の樹脂封止型半導体装置によれば、半導体素子が搭載されて接続されるリードフレームに蛇腹部が構成されるので、装置全体の大型化を招くことなく、放熱性が向上されるという効果がある。また、蛇腹部により曲剛性が向上し、これにより反りが発生しにくいという効果がある。
本発明の製造方法によれば、金型内に注入された樹脂は、半導体素子及び内部リードに直接的に当たることなく、まず先に蛇腹部に当たり蛇腹部に沿って回り込むため、樹脂の注入圧によって半導体素子及び内部リードに負荷される応力を緩和することができ、これにより樹脂の注入圧による内部不良の発生を抑制することで、樹脂封止型半導体装置を歩留まり良く高品質に製造することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の表側から見た斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の裏側から見た斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の内部構造を表側から見た斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るリードフレームの平面図(a)及びＢ−Ｂ断面図(b)である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る樹脂成型用金型の平面レイアウト図(a)及び横断面図(b)である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の表側から見た斜視図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の裏側から見た斜視図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の内部構造を表側から見た斜視図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係るリードフレームの平面図(a)及びＣ−Ｃ断面図(b)である。
【図１０】シミュレーションに係る従来例１の温度分布図である。
【図１１】シミュレーションに係る従来例２の温度分布図である。
【図１２】シミュレーションに係る本発明例１の温度分布図である。
【図１３】シミュレーションに係る本発明例２の温度分布図である。
【図１４】従来の一例に係る樹脂封止型半導体装置の表側から見た斜視図である。
【図１５】従来の一例に係る樹脂封止型半導体装置の裏側から見た斜視図である。
【図１６】従来の一例に係る樹脂封止型半導体装置の内部構造を表側から見た斜視図である。
【図１７】従来の一例に係るリードフレームの平面図(a)及びＣ−Ｃ断面図(b)である。
【図１８】リードフレーム上の半導体素子及び内部リードを通る縦断面図である。
【図１９】従来例に係る樹脂成型用金型の平面レイアウト図(a)及び横断面図(b)である。
【図２０】アルミ放熱板を有する従来の一例に係る樹脂封止型半導体装置の表側から見た斜視図である。
【図２１】アルミ放熱板を有する従来の一例に係る樹脂封止型半導体装置の裏側から見た斜視図である。
【図２２】アルミ放熱板を有する従来の一例に係る樹脂封止型半導体装置の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。
【００２０】
〔第１実施形態〕
まず、本発明の第１実施形態につき説明する。図１から図４に本発明の第１実施形態に係る樹脂封止型半導体装置３００を示す。上記従来例と同様の部分は同一の符号で示す。
本実施形態の樹脂封止型半導体装置３００は、４つに分割されたリードフレーム３０１，３０２，３０３，３０４と、封止樹脂３０５と、複数の半導体素子として３つのダイオード１０６，１０７，１０８と、３本のブリッジ型内部リード１０９，１１０，１１１とから構成されている。
リードフレーム３０１−３０４はそれぞれ、外部端子部１０１ａ−１０４ａと、内部接続部３０１ｂ−３０４ｂと、蛇腹部３０１ｃ−３０４ｃと、蛇腹部３０１ｄ−３０４ｄとを有する。内部接続部３０１ｂ−３０４ｂには、ダイオード１０６，１０７，１０８又は／及び内部リード１０９，１１０，１１１が半田接合される。
【００２１】
本樹脂封止型半導体装置３００は、以下のような工程で製造される。
図３及び図１８に示すように、ダイオード１０６，１０７，１０８の裏面がそれぞれ、内部接続部３０２ｂ，３０３ｂ，３０４ｂの表面に半田Ｓ（図１８参照）を介して接合されて固定され、ダイオード１０６，１０７，１０８の裏面電極がリードフレーム３０２，３０３，３０４にそれぞれ電気的に接続される。
さらに、内部リード１０９，１１０，１１１の各一端に形成された下端部裏面がそれぞれ、ダイオード１０６，１０７，１０８の表面に半田Ｓを介して接合されて固定されるとともに、各他端に形成された下端部裏面がそれぞれ、リードフレーム３０１，３０２，３０３の表面に半田Ｓを介して接合されて固定される。これにより、各ダイオード１０６，１０７，１０８の表面電極が一方向に隣接するリードフレーム３０１，３０２，３０３に電気的に接続される。
したがって、３つのダイオード１０６，１０７，１０８が直列に接続され、その両端の電極が外部端子部１０１ａと、外部端子部１０４ａとに取り出される。ダイオード１０６と１０７との間の電極が外部端子部１０２ａに取り出され、ダイオード１０７と１０８との間の電極が外部端子部１０３ａに取り出される。
リードフレーム３０１−３０４は、少なくとも内部接続部３０１ｂ−３０４ｂに関しては、略同一面上に面するように配置されるとともに一方向に一列に並べられている。この内部接続部３０１ｂ−３０４ｂの配列方向と、ダイオード１０６，１０７，１０８の配列方向と、内部リード１０９，１１０，１１１の配列方向、さらには、各内部リード１０９，１１０，１１１の架設延在方向は同一方向とされる。図中に付記するように、この方向を配列方向Ｘとし、配列方向Ｘに垂直で内部接続部３０１ｂ−３０４ｂに平行な方向をＹ、Ｘ方向及びＹ方向に垂直な方向をＺとする。
【００２２】
以上のように一体に接続された構成が、図５に示すように上型３２０ａと下型１２０ｂとからなる金型３２０に収められ、金型３２０に樹脂が注入、充填されて、この樹脂を硬化させることによって、図１及び図２に示すように、封止樹脂３０５が形成される。封止樹脂３０５は、リードフレーム３０１−３０４に被着接合してこれらを連結するとともに、ダイオード１０６，１０７，１０８、内部リード１０９，１１０，１１１及び内部接続部３０１ｂ−３０４ｂを覆う。図１に示すように、封止樹脂３０５のダイオード１０６，１０７，１０８及び内部リード１０９，１１０，１１１を覆う部分は、凸状部３０５ａにより形成されている。
【００２３】
図５に示すように金型３２０における樹脂注入口３２０ｃは、Ｙ軸方向の一端部の中央部に設けられ、２つのエアベント３２０ｄ１，３２０ｄ２は、その相対する端部の両隅寄りにそれぞれ設けられる。
したがって、樹脂注入口３２０ｃから注入された樹脂は、配列方向Ｘに垂直なＹ軸方向に沿って金型３２０内に流入することとなる。
【００２４】
本樹脂封止型半導体装置３００の上述の従来例と異なる点は、リードフレーム３０１−３０４が蛇腹部３０１ｃ−３０４ｃ、３０１ｄ−３０４ｄを有する点、この蛇腹部に対応して上型３２０ａの内面が凹凸状に形成された点、金型３２０の樹脂注入口３２０ｃが変更された点である。
【００２５】
蛇腹部３０１ｃ−３０４ｃ、３０１ｄ−３０４ｄは、リードフレーム３０１−３０４の一部がＸ軸回りで曲げられることで構成されている。蛇腹部３０１ｃ−３０４ｃ、３０１ｄ−３０４ｄは、内部接続部３０１ｂ−３０４ｂの表面側に凸である。各１本の蛇腹部は、Ｘ軸方向に沿った４条の折り目により断面矩形状に形成されており、この４条の折り目が、内部接続部３０１ｂ−３０４ｂの表面側から見て谷折、山折、山折、谷折の順とされることにより、内部接続部３０１ｂ−３０４ｂの表面側に断面矩形状で凸である。このように、明確な折り目を付けずに波形に形成しても良い。また、適宜折り目にはＲが付けられる。
【００２６】
蛇腹部３０１ｃ−３０４ｃは、内部接続部３０１ｂ−３０４ｂと外部端子部１０１ａ−１０４ａとの間の部分に形成され、蛇腹部３０１ｄ−３０４ｄは、内部接続部３０１ｂ−３０４ｂを介して外部端子部１０１ａ−１０４ａと相対する部分に形成されている。
【００２７】
蛇腹部３０１ｃ−３０４ｃ、３０１ｄ−３０４ｄを内部接続部３０１ｂ−３０４ｂの表面側に凸にしたので、図５に示すように、樹脂注入口３２０ｃから金型３２０内に注入された樹脂は、ダイオード１０６，１０７，１０８及び内部リード１０９，１１０，１１１に直接的に当たることなく、まず先に蛇腹部３０１ｄ−３０４ｄに当たり蛇腹部に沿って回り込むため、樹脂の注入圧によってダイオード１０６，１０７，１０８及び内部リード１０９，１１０，１１１に負荷される応力を緩和することができる。注入された樹脂は、図５(a)中に矢印Ｅで示すように、蛇腹部３０１ｄ−３０４ｄに沿ってＸ軸方向に両側に流れ、蛇腹部３０１ｄ−３０４ｄの端部を回り込んで、今度はＸ軸方向の内側に向かって流れて内部接続部３０１ｂ−３０４ｂ、ダイオード１０６，１０７，１０８及び内部リード１０９，１１０，１１１の周囲のキャビティに充填される。したがって、配列方向Ｘに垂直なＹ軸方向に樹脂を注入しても、ダイオード及び内部リードの周囲のキャビティにおいては配列方向Ｘに樹脂は流入し、樹脂の注入圧によって半導体素子及び内部リードに負荷される応力を緩和することができる。
また、注入直後に蛇腹部３０１ｄ−３０４ｄに当たった樹脂の一部は、蛇腹部３０１ｄ−３０４ｄを乗り越えて、ダイオード及び内部リードの周囲のキャビティに流入するものの、その量が少ないことと、蛇腹部３０１ｄ−３０４ｄに当たった後であるために半導体素子及び内部リードに負荷される応力は緩和される。
以上の効果を得るために、本樹脂成型工程において、ダイオード１０６，１０７，１０８及び内部リード１０９，１１０，１１１との間に、いずれかの蛇腹部が介在する位置に設けられた注入口から当該蛇腹部に向けて、封止樹脂３０５を構成する樹脂を注入する。
【００２８】
図５に示すように蛇腹部に対応して上型３２０ａの内面が凹凸状に形成され、その凸部３２０ｅ，３２０ｆがＸ軸方向に壁状に延在するので、蛇腹部と同様に、Ｙ軸方向の樹脂流入速度を緩和し、Ｘ軸方向に案内する効果を奏する。
【００２９】
また、金型３２０における樹脂注入口３２０ｃは、Ｙ軸方向の一端部の中央部に設けられているので、図１９に示した従来の金型１２０に比較して、金型内キャビティの注入口から最も遠い部分までの距離を短くすることができる。さらに、その部分の近傍に２つのエアベント３２０ｄ１，３２０ｄ２が設けられる。したがって、未充填を効率よく排除することができる。
【００３０】
以上のようにして構成された樹脂封止型半導体装置３００にあっては、封止樹脂３０５は蛇腹部の凸側に沿って凹凸状に形成され、図１に示すように、封止樹脂３０５は、中央の凸状部３０５ａに、２本の凸状部３０５ｂ，３０５ｃを加えた３本の凸状部３０５ａ，３０５ｂ，３０５ｃを形成している。これにより封止樹脂３０５は、比較的均一な厚みで形成され、その表面積は大きくなる。
また、樹脂封止型半導体装置３００にあっては、蛇腹部３０１ｃ−３０４ｃ、３０１ｄ−３０４ｄによって、リードフレーム３０１−３０４の容積及び表面積が大きくなり、放熱性が向上する。さらに蛇腹部３０１ｃ−３０４ｃ、３０１ｄ−３０４ｄによって、曲剛性が向上して、Ｘ軸方向を反らせる反りが発生しにくくなる。
以上により、樹脂封止型半導体装置の品質・信頼性・歩留まりの低下が改善される。
【００３１】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態につき説明する。図６から図９に本発明の第２実施形態に係る樹脂封止型半導体装置４００を示す。本実施形態は、上記第１実施形態に対して蛇腹部の本数を２倍にし、封止樹脂の形状及びこれに対応する金型の形状を変更したものであって、その他は上記第１実施形態と同様である。上記第１実施形態と同様の部分は同一の符号で示し説明を省略する。
【００３２】
本樹脂封止型半導体装置４００に適用されるリードフレーム４０１においては、図８及び図９に示すように、２本の蛇腹部４０１ｃ１，４０１ｃ２が、内部接続部４０１ｂと外部端子部１０１ａとの間の部分に形成され、他の２本の蛇腹部４０１ｄ１，４０１ｄ２が、内部接続部４０１ｂを介して外部端子部１０１ａと相対する部分に形成されている。他のリードフレーム４０２，４０３，４０４についても同様に構成されている。
【００３３】
本樹脂封止型半導体装置４００に適用される封止樹脂４０５は、蛇腹部の凸側に沿って凹凸状に形成されない。蛇腹部が凸に形成された表面側を覆う封止樹脂４０５の外表面は、互いに隣接する複数の蛇腹部間の凹部に対応することなく平面状に形成されている。
したがって、封止樹脂４０５を成型するための金型として、図５(b)に示す凸部３２０ｅ，３２０ｆが排されて平面状にされた天井面を有する上型が適用される。これにより、隣接する２本の蛇腹部間の間隔が狭くなっても、樹脂の未充填を防ぐことができる。
【００３４】
本実施形態によれば、上記第１実施形態と同様に、４列の蛇腹部により、樹脂成型用の金型内においてＹ軸方向の樹脂流入速度を緩和し、Ｘ軸方向に案内する効果を奏する。
また本実施形態によれば、上記第１実施形態に比較してさらに曲剛性が向上して、Ｘ軸方向を反らせる反りがさらに発生しにくくなる。
また本実施形態によれば、上記第１実施形態に比較してリードフレーム４０１−４０４の容積及び表面積がさらに大きくなる。
【００３５】
〔発熱シミュレーション〕
本発明と従来技術の放熱性を比較するため、発熱シミュレーションを行った。
対象としたのは２つの本発明例１，２及び２つの従来例１，２である。本発明例１は上記第１実施形態の樹脂封止型半導体装置３００（図１〜図４）に従う構成、本発明例２は上記第２実施形態の樹脂封止型半導体装置４００（図６〜図９）に従う構成、従来例１は上記従来例の樹脂封止型半導体装置１００（図１４〜図１７）に従う構成、従来例２は上記従来例の樹脂封止型半導体装置２００（図２０〜図２２）に従う構成である。
【００３６】
さらに本発明例１，２及び従来例１，２は、共通して以下の条件に従う。
各構成部品の熱伝導率（Ｗ／ｍｍ＊Ｋ）は、半導体素子（ダイオード１０６−１０８）が８４×１０-3、銅（リードフレーム及び内部リード）が３９１×１０-3、半田Ｓが５０．３×１０-3、封止樹脂が０．５×１０-3、と設定した。各樹脂封止型半導体装置１００〜４００のＸ軸方向の寸法を９５．０（ｍｍ）とした。従来例１，２のリードフレーム１０１−１０４に対して、本発明例１のリードフレーム３０１−３０４は、約２倍の表面積を、本発明例２のリードフレーム４０１−４０４は、約２．４倍の表面積を有する。
【００３７】
以上の条件で樹脂封止型半導体装置１００〜４００がそれぞれ、気温８０°で無風・自然空冷状態の雰囲気内に設置され、ダイオード１０６に２０（Ｗ）、ダイオード１０７に２０（Ｗ）、ダイオード１０８に１０（Ｗ）の発熱がある場合の温度分布を計算した。その結果は、表１及び図１０から図１３に示す通りとなった。すなわち、各半導体素子（ダイオード１０６−１０８）の温度は表１に示す通りとなり、封止樹脂を除く部分の温度分布ついては、従来例１は図１０に、従来例２は図１１に、本発明例１は図１２に、本発明例２は図１３に示す通りとなった。
【００３８】
【表１】
0005501218.tif 000002
【００３９】
以上の結果からわかるように、従来例１に対し本発明例１では約４４％の温度低減、本発明例２では約３０％の温度低減が達成される。また、本発明例１，２はアルミ放熱板が適用されていないが、同じくアルミ放熱板が適用されていない従来例１と、アルミ放熱板が適用された従来例２のそれぞれと比較すると、アルミ放熱板が適用された従来例２と同程度の温度低減が達成される。
したがって、本発明の蛇腹部を有するリードフレームを適用することにより、アルミ放熱板を適用せずとも、従来例１とほぼ同サイズで、アルミ放熱板が適用された従来例２と同程度の放熱性を獲得することができる。
【００４０】
本発明例１は、本発明例２に対しても良好な結果を得た。これは、上述したように構成材料のうち樹脂の熱伝導率が一番低いところ、本発明例２の封止樹脂４０５が蛇腹部の凸側に沿って凹凸状に形成されず平面状に形成されているのに対し、本発明例１の封止樹脂３０５が蛇腹部の凸側に沿って凹凸状に形成されていることに起因する。すなわち、本発明例２の封止樹脂が内部の凹凸に沿わない分その凹部で樹脂層が厚くなるのに対し、本発明例１の封止樹脂は内部の凹凸に沿う外表面を有しその凹部で樹脂層が本発明例２より薄くなり（図１；３０５ａ−３０５ｂ間、３０５ａ−３０５ｃ間参照）、樹脂外表面までの熱伝導の点で有利となったためである。
【符号の説明】
【００４１】
１００ 樹脂封止型半導体装置（従来）
１０１−１０４       リードフレーム
１０１ａ−１０４ａ   外部端子部
１０１ｂ−１０４ｂ   内部接続部
１０６，１０７，１０８      ダイオード
１０９，１１０，１１１      内部リード
１２０ 金型
１２０ｃ      樹脂注入口
１２０ｄ      エアベント
２００ 樹脂封止型半導体装置（従来）
２０５ 封止樹脂
２３０ アルミ放熱板
２３１ 絶縁層
３００ 樹脂封止型半導体装置（本発明第１実施形態）
３０１−３０４       リードフレーム
３０１ｂ−３０４ｂ   内部接続部
３０１ｃ−３０４ｃ   蛇腹部
３０１ｄ−３０４ｄ   蛇腹部
３０５ 封止樹脂
３０５ａ，３０５ｂ，３０５ｃ       凸状部
２０   金型
３２０ｃ      樹脂注入口
３２０ｄ１，３２０ｄ２      エアベント
３２０ｅ，３２０ｆ   凸部
４００ 樹脂封止型半導体装置
４００ 樹脂封止型半導体装置（本発明第２実施形態）
４０１−４０４       リードフレーム
４０１ｂ−４０４ｂ   内部接続部
４０１ｃ１，４０１ｃ２−４０４ｃ１，４０４ｃ２   蛇腹部
４０１ｄ１，４０１ｄ２−４０４ｄ１，４０４ｄ２   蛇腹部
４０５ 封止樹脂
Ｓ     半田
Ｘ     配列方向
【図１】
0005501218.tif 000003
【図２】
0005501218.tif 000004
【図３】
0005501218.tif 000005
【図４】
0005501218.tif 000006
【図５】
0005501218.tif 000007
【図６】
0005501218.tif 000008
【図７】
0005501218.tif 000009
【図８】
0005501218.tif 000010
【図９】
0005501218.tif 000011
【図１１】
0005501218.tif 000012
【図１２】
0005501218.tif 000013
【図１３】
0005501218.tif 000014
【図１４】
0005501218.tif 000015
【図１５】
0005501218.tif 000016
【図１６】
0005501218.tif 000017
【図１７】
0005501218.tif 000018
【図１８】
0005501218.tif 000019
【図１９】
0005501218.tif 000020
【図２０】
0005501218.tif 000021
【図２１】
0005501218.tif 000022
【図２２】
0005501218.tif 000023
【図１０】
0005501218.tif 000024