(57)【要約】      （修正有）【課題】ペレット接続用の半田層の厚さを一定にでき、温度サイクル時、ペレット、ディスク、リードフレームの熱膨張係数差によるペレットへの応力、半田層の疲労破壊を改善しえる樹脂封止半導体装置を提供する。【解決手段】ペレット２５が搭載されるリードフレーム２１と、複数のリード端子２７と、ペレット２５とリード端子２７を電気的に接続するコネクター２６と、ペレット２５を少なくとも樹脂封止する外囲器２８と、リードフレーム２１とペレット２５間に半田層２３ａを介して設けられた金属製のディスク２４とを具備した樹脂封止型半導体装置であり、ディスク２４の片面には３個の突起２４ａを設けた。【選択図】    図１
2008112858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペレットが搭載されるリードフレームと、複数のリード端子と、前記ペレットとリード端子を電気的に接続する接続部と、前記ペレットを少なくとも樹脂封止する外囲器と、前記リードフレームとペレット間に半田層を介して設けられた金属製のディスクとを具備した樹脂封止型半導体装置であり、
前記ディスクの片面又は両面のいずれかに、各面３箇所以上の突起を設けたことを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【請求項２】
前記接続部は、コネクター又はボンディングワイヤのいずれかであることを特徴とする請求項1記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項３】
前記ディスクの材質は、Ｃｕ又はＣｕ合金であることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項４】
前記半田層の組成は、２元系以上のＰｂ合金、Ｓｎ合金であることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の樹脂封止型半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載、家電、携帯機器等に適用可能な樹脂封止型半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知の如く、複数のリード端子を有する樹脂封止型半導体装置においては、リードフレームのベッドにペレット（半導体素子）が搭載される。ところで、この半導体素子の重要な特性として熱抵抗がある。熱抵抗は低いほど放熱に対して有利になるため、低い熱抵抗の半導体素子は特性的には優れていることになる。従来、この熱抵抗を下げるため、フレームとして前記ベッドの厚みを厚くした異形状フレームを使用することが一般的である。
【０００３】
図６は、横一列のリードフレーム１の平面図を示す。図６において、符番２はリード端子になるべき箇所であり、符番３はベッドになるべき箇所である。こうしたリードフレーム１では、領域４で厚く、領域５で薄い形状になっている。従来、こうしたリードフレームを用いた，図７（Ａ），（Ｂ）に示すような構成の樹脂封止型半導体装置が知られている。ここで、図７（Ａ）は同半導体装置の概略的な断面図、図７（Ｂ）は図７（Ａ）の要部の平面図を示す。
【０００４】
図中の符番６は、リードフレーム１のベッドである。このベッド６は他の箇所と比べて厚く、そこには半田層７を介してペレット８が搭載されている。このペレット８には、ボンディングワイヤ９を介して複数のリード端子１０が電気的に接続されている。前記ペレット８、ベッド６、ボンディングワイヤ９及びリード端子１０の一部等は樹脂製の外囲器１１により樹脂封止されている。
【０００５】
上述した従来の半導体装置によれば、厚いベッド６上にペレット８が搭載されているため、熱抵抗の点で優れた特性を有するが、合理化ラインで使用される２×２以上のマトリクスフレーム１１（図８参照）に比べてコスト的には不利にならざるを得ない。
【０００６】
従来、ボンディングワイヤを用いて電子部品と配線層とを接続する技術としては、例えば特許文献１が知られている。また、コネクターを用いて電子部品とリード端子を接続する技術としては、例えば特許文献２が知られている。
【特許文献１】特開２００５−１０１３３１号公報
【特許文献２】特開２００４−３９８０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、マトリクスフレームを用いた樹脂封止型半導体装置の場合、ベッド部のみを厚くする構造が製造プロセス的に困難なことから、通常、均一な厚さの平板状のフレームを使用している。従って、この構造の半導体装置は、異形条フレームを用いた半導体装置に対して熱的に不利になるという課題があった。
【０００８】
本発明者は、こうしたことから、先に、リードフレームとペレット間に平板上の金属製ディスクを設けた樹脂封止型半導体装置を提案した。係る構成の半導体装置によれば、従来と比べ、熱抵抗のみならずコストの点でも優れるというメリットを有している。しかし、更なる改善の余地はあった。
【０００９】
本発明はこうした事情を考慮してなされたもので、リードフレームとペレット間に設けた金属製のディスク形状に改良を施すことにより、熱抵抗及びコストの点で優れることは勿論のこと、ペレット接続用の半田層の厚さを一定にでき、温度サイクル時、ペレット、ディスク、リードフレームの熱膨張係数差によるペレットへの応力、半田層の疲労破壊を改善しえる樹脂封止型半導体装置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】
【００１０】
本発明に係る樹脂封止型半導体装置は、ペレットが搭載されるリードフレームと、複数のリード端子と、前記ペレットとリード端子を電気的に接続する接続部と、前記ペレットを少なくとも樹脂封止する外囲器と、前記リードフレームとペレット間に半田層を介して設けられた金属製のディスクとを具備した樹脂封止型半導体装置であり、前記ディスクの片面又は両面のいずれかに、各面３箇所以上の突起を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の樹脂封止型半導体装置によれば、リードフレームとペレット間に金属製のディスクの片面又は両面のいずれかに、片面３箇所以上の突起を設けることにより、ペレット接続用の半田層の厚さを一定にでき、温度サイクル時、ペレット、ディスク、リードフレームの熱膨張係数差によるペレットへの応力、半田層の疲労破壊を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の樹脂封止型半導体装置について更に詳しく説明する。  
上述したように、本発明は、ディスクの片面又は両面のいずれかに、各面３箇所以上の突起を設けたことを特徴とするので、ディスクのリードフレーム側、又はペレット側、或いは両方の側に突起を配置する場合が挙げられる。ここで、突起は３箇所以上であるから、４箇所でも５箇所でも、或いはそれ以上でもよい。但し、突起の配置は、例えば後述する図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、平面的に見てバランスの取れた配置にする必要がある。突起の形状は、例えば図３（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、角形のもの、上部角にアールがついたもの、半楕円形のもの、台形のものが挙げられる。突起の高さは、３０〜１００μｍの範囲にすることが好ましい。ここで、突起の高さが３０μｍ未満では半田層、ペレットに対する応力が大きくなり、１００μｍを超えると放熱性の点で十分な効果が得られない。
【００１３】
本発明において、ペレットとリード端子を電気的に接続する接続部としては、コネクター又はボンディングワイヤのいずれかが挙げられる。前記ディスクの材質としては、例えばＣｕ又はＣｕ合金が挙げられる。これらの材質は、品質及びコストの点で満足できる材質である。  
前記半田層の組成としては、２元系以上のＰｂ合金、Ｓｎ合金が挙げられる。ここで、Ｓｎ合金は疲労破壊の点で優れ、Ｐｂ合金は製品を高温で使用する場合に有効である。
【００１４】
次に、本発明の具体的な実施例について図面を参照して説明する。  
（実施例１）  
図１（Ａ）〜（Ｃ）を参照する。ここで、図１（Ａ）は本発明の実施例１に係る樹脂封止型半導体装置の概略的な断面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の装置の一構成であるディスクの平面図、図１（Ｃ）は図１（Ｂ）の側面図を示す。
【００１５】
図中の符番２１は、ベッド２２を有したリードフレーム（マトリクスフレーム）である。前記ベッド２２には、半田層２３ａ，金属（Ｃｕ）製のディスク２４，半田層２３ｂを介してペレット２５が搭載されている。ここで、ディスク２４としては、図１（Ａ）〜（Ｃ）のように、ペレット側に、断面が角形状で、かつ均等な位置に４つの突起２４ａを設けた構成となっている。突起２４ａの高さ（Ｈ）は、６０μｍである。
【００１６】
このペレット２５には半田層（図示せず）を介してコネクター（接続部）２６の一端が電気的に接続され、該コネクター２６の他端は半田層（図示せず）を介してリード端子２７に接続されている。前記ペレット２５、ディスク２４、ベッド２２、コネクター２６及びリード端子２７の一部等は樹脂製の外囲器２８により樹脂封止されている。
【００１７】
こうした構成の半導体装置は、次のようにして製造される。まず、所定の位置にリードフレーム２１を供給した後、リードフレーム２１のベッド２２に半田を供給し、ベッド２２上に半田層２３ａを介してディスク２４をマウントする。次に、再度ディスク２４上に半田を供給し、半田層２３ｂを介してペレット２５をマウントする。つづいて、ペレット２５上に半田層を、リード端子２７上に半田層を介してコネクター２６によりペレット２５とリード端子２７を電気的に接続する。更に、前記ペレット２５等を外囲器２８により樹脂封止して樹脂封止型半導体装置を製造する。
【００１８】
上記実施例1によれば、リードフレーム２１のベッド２２とペレット２５間にＣｕ製のディスク２４を設け、かつディスク２４のペレット側に４個の突起２４ａを平面的に見て均等な位置に配置した構成になっているので、ペレット接続用の半田層２３ａの厚さを一定にでき、温度サイクル時、ペレット２５、ディスク２４、リードフレーム２１の熱膨張係数差によるペレット２５への応力、半田層２３ａの疲労破壊を改善することができる。
【００１９】
また、リードフレーム２１のベッド２２とペレット２５間にディスク２４を設けることにより、熱抵抗のみならずコストの点でも優れる。即ち、ディスク２４の存在により、半導体素子により生じた発熱を外部へ放熱できるので熱抵抗の点で優れ、また２×２以上のマトリクスフレームを使用できるのでコストの点でも優れる。
【００２０】
（実施例２）  
図２を参照する。但し、図１と同部材は同符番を付して説明を省略する。  
実施例２においては、ディスク２４は、ペレット側（表面側）のみならず、ベッド側（裏面側）にも４個の突起２４ｂが図１（Ｂ）に示すような配置で設けられている。  
上記実施例２によれば、実施例１と同様な効果を有する。
【００２１】
なお、この発明は、上記実施例そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具現化できる。具体的には、上記実施例では、ディスク２４の突起２４ａの形状として図１及び図３（Ａ）に示すような角形状のものを用いたが、これに限らず、例えば図３（Ｂ）のように上方角部がＲ形状のもの、図３（Ｃ）のように半楕円形状のもの、図３（Ｄ）に示すように台形形状のものでもよい。
【００２２】
また、突起２４ａの個数も上記実施例のように４個の例に限らず、例えば図４（Ａ）に示すように３個設けた場合、或いは図４（Ｂ）に示すような５個設けた場合でもよい。ここで、図４の突起の平面形状は、図５（Ａ）に示すような正方形の突起２４ａであるが、図５（Ｂ）に示すような円形の突起２４’でも、或いは他の形状でもよい。
【００２３】
更に、ディスクの材質もＣｕ（銅）に限らない。更には、上記実施例に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更には、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の実施例１に係る樹脂封止型半導体装置の説明図を示す。
【図２】図２は、本発明の実施例２に係る樹脂封止型半導体装置の断面図を示す。
【図３】図３は、本発明の樹脂封止型半導体装置の一構成であるディスクの突起の各種の形状を示す断面図である。
【図４】図４は、本発明の樹脂封止型半導体装置の一構成であるディスクの突起の配置状態を示す平面図である。
【図５】図５は、図４のディスクの突起の平面形状を示す説明図である。
【図６】図６は、横一列のリードフレームの平面図を示す。
【図７】図７は、従来の樹脂封止型半導体装置の概略的な説明図を示す。
【図８】図８は、マトリクスフレームの平面図を示す。
【符号の説明】
【００２５】
２１…リードフレーム、２２…ベッド、２３ａ，２３ｂ…半田層、２４…ディスク、２４ａ，２４ｂ,２４’…突起、２５…ペレット、２６…コネクター（接続部）、２７…リード端子、２８…外囲器。
【図１】
2008112858.tif 000003
【図２】
2008112858.tif 000004
【図３】
2008112858.tif 000005
【図４】
2008112858.tif 000006
【図５】
2008112858.tif 000007
【図６】
2008112858.tif 000008
【図７】
2008112858.tif 000009
【図８】
2008112858.tif 000010