(57)【要約】【課題】  加工性及び生産性に優れ、更には、入手容易な薄板材を使用することができ、放熱部材の全体の厚みを調整することも可能な放熱部材付きリードフレーム及びその製造方法を提供する。【解決手段】  例えば、パワーＭＯＳＦＥＴ等の半導体装置に使用され、放熱部材１２を備えたリードフレーム１３であって、放熱部材１２は、複数枚の薄板材１８〜２０をかしめ積層して構成され、さらに、リードフレーム本体２３に固定されている。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放熱部材を備えたリードフレームであって、
前記放熱部材は、複数枚の薄板材をかしめ積層して構成されていることを特徴とする放熱部材付きリードフレーム。
【請求項２】
請求項１記載の放熱部材付きリードフレームにおいて、最上部の前記薄板材のみがリードフレーム本体に連結され、しかも前記それぞれの薄板材の厚みが前記リードフレーム本体の厚みと同等か又は厚くなっていることを特徴とする放熱部材付きリードフレーム。
【請求項３】
複数枚の薄板材をかしめ積層し、上部に突出するかしめ用突起を備えた放熱部材を製造し、複数のインナーリードを有するリードフレーム本体に前記かしめ用突起を介して前記放熱部材を連結固定することを特徴とする放熱部材付きリードフレームの製造方法。
【請求項４】
請求項３記載の放熱部材付きリードフレームの製造方法において、上下に隣り合う前記薄板材は半抜きかしめ用突起で連結され、しかも、該半抜きかしめ用突起の一部又は全部は、前記リードフレーム本体と前記放熱部材を連結するかしめ用突起とは平面的に見て異なる位置に形成されていることを特徴とする放熱部材付きリードフレームの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、パワーＭＯＳＦＥＴ等の半導体装置に使用される放熱部材付きリードフレーム及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１、２に記載のように、パワーＭＯＳＦＥＴ等の半導体装置では、半導体素子（ＩＣチップ）から発生する熱を効率よく放熱させる目的から、リードフレーム本体に放熱板を接続し、この放熱板上に直接半導体素子を載置するものが知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１４４２４２号公報（第３頁〜第４頁、図１）
【特許文献２】特開２００２−２８０５１１号公報（図３、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１、２に記載のリードフレームにおいては、放熱板が一枚の厚板材からなっているので、以下のような問題があった。
（１）半導体装置によって使用する放熱板の厚みが異なるので、放熱板用の厚板は殆どが注文生産になっており、厚板材の手配から入荷までに時間がかかり、更にはコスト高になる。
（２）打ち抜きによって厚板から放熱板を形成する際に、放熱板に打痕やバリが発生する。
（３）厚板のため打ち抜き荷重が大であるので、大型のプレスが必要である。
（４）厚板のため、リールトウリール（Reel to Reel) による生産が困難である。
（５）以上の問題は板厚が大きくなると著しくなるので、放熱板を厚く形成することには限界がある。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、加工性及び生産性に優れ、更には、入手容易な薄板材を使用することができ、放熱部材の全体の厚みを調整することも可能な放熱部材付きリードフレーム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】
前記目的に沿う請求項１記載の放熱部材付きリードフレームは、放熱部材を備えたリードフレームであって、
前記放熱部材は、複数枚の薄板材をかしめ積層して構成されている。
また、請求項２記載の放熱部材付きリードフレームは、請求項１記載の放熱部材付きリードフレームにおいて、最上部の前記薄板材のみがリードフレーム本体に連結され、しかも前記それぞれの薄板材の厚みが前記リードフレーム本体の厚みと同等か又は厚く（例えば、１．２〜２倍程度）なっている。
【０００７】
そして、請求項３記載の放熱部材付きリードフレームの製造方法は、複数枚の薄板材をかしめ積層し、上部に突出するかしめ用突起を備えた放熱部材を製造し、複数のインナーリードを有するリードフレーム本体に前記かしめ用突起を介して前記放熱部材を連結固定している。
また、請求項４記載の放熱部材付きリードフレームの製造方法は、請求項３記載の方法において、上下に隣り合う前記薄板材は半抜きかしめ用突起で連結され、しかも、該半抜きかしめ用突起の一部又は全部は、前記リードフレーム本体と前記放熱部材を連結するかしめ用突起とは平面的に見て異なる位置に形成されている。
【０００８】
請求項１、２記載の放熱部材付きリードフレーム及び請求項３、４記載のその方法においては、厚みを必要とする放熱部材を複数の薄板材をかしめ積層して構成している。従って、例えば、リードフレームの素材となる板を薄板材として使用でき、その積層枚数を変えることによって、任意の厚みの放熱部材を形成することができる。
更には、各薄板材はかしめ積層されているので、上下に隣合う薄板材間の熱伝導性は良好となる。
【発明の効果】
【０００９】
従って、本発明の放熱部材付きリードフレーム及びその製造方法においては、以下の効果を有する。
（１）放熱部材を複数枚の薄板材によって構成しているので、例えば、通常のリードフレーム等の汎用の素材を使用することができ、材料の手配から入荷までの期間が短縮すると共に、材料費も安価となる。
（２）打ち抜き対象物は薄板材であるので、各薄板材の打痕やバリは小さく、これらをかしめ積層した放熱部材全体の打痕やバリは殆ど発生しない。
（３）打ち抜き対象物は薄板材であるので打ち抜き荷重が小さく、小型又は中型のプレスで打ち抜きが可能となる。
（４）リールトウリール（Reel to Reel) の生産が容易となる。
（５）薄板材の積層枚数を調整することによって任意の厚みを放熱部材を形成できる。
（６）薄板材を重ねて放熱部材を形成するので、モールドロック部の面積が増加し、モールド樹脂と放熱部材の密着性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の一実施の形態に係る放熱部材付きリードフレームの製造方法を示す工程図、図２は同放熱部材付きリードフレームを用いた半導体装置の断面図、図３（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ放熱部材の平面図及び断面図である。
【００１１】
まず、図２に示す本発明の一実施の形態に係る放熱部材付きリードフレーム１３を用いた半導体装置１１について説明する。
この半導体装置１１は、放熱部材１２を有するリードフレーム１３と、その上に搭載された半導体素子１４と、半導体素子１４とリードフレーム１３のインナーリード１５を連接するボンディングワイヤ１６と、半導体素子１４、ボンディングワイヤ１６及びリードフレーム１３の主要部を封止する封止樹脂１７とを有している。
【００１２】
放熱部材１２は同一形状の複数枚の薄板材１８〜２０をかしめ積層したものである。薄板材１８〜２０は通常は熱伝導性のよい金属、例えば、銅又は銅合金からなる。薄板材１８〜２０はプレス加工によって形成され、各薄板材１８〜２０の端部に形成される返り３４は、薄板材１８〜２０の厚み及びそのプレス方法によって形成されるが、板厚が薄いと例えば、端部のシェービング加工も容易に行うことができ、これによって、端部に発生する返り３４を最小にすることができる。
【００１３】
各放熱部材１２はかしめ接合されているが、このかしめ連結部は、一枚の板の底部に穴（窪み）をその上に突出部をプレス加工によって半抜き形成している。最上部の薄板材１８の上部に形成される円柱状の突出部２１がかしめピンとなって、リードフレーム本体２３に設けられた貫通孔２２ａに挿通し、突出部２１の頭部が押圧されることによってヘッダー２２が形成され、リードフレーム本体２３と放熱部材１２との連結が図られている。なお、突出部２１の長さを確保するため、リードフレーム本体２３の厚みが薄板材１８より薄くなっているのが好ましいが、同等であってもよい。
【００１４】
次に、図１〜図３を参照しながら、この半導体装置１１に使用するリードフレーム１３の製造方法について説明する。
まず、条材をプレス加工（スタンピング加工）して、リードフレーム本体２３を形成する。このリードフレーム本体２３は、中央の開口部を取り囲む複数のインナーリード１５及びこのインナーリード１５に連接されるアウターリード２４を備え、更に、図３にその一部を示す周囲の枠体２５に連接される対となる放熱部材取付け部２７、２８を備えている（ステップＳ１）。リードフレーム本体２３はスタンピング加工の後めっき処理を行う（ステップＳ２）。
【００１５】
次に、別の工程で、薄板材１８〜２０をプレス加工し（ステップＳ３〜Ｓ５）、これらの薄板材１８〜２０のめっき処理（ステップＳ６〜Ｓ８）を行い、薄板材１８〜２０のかしめ積層を行う（ステップＳ９）。なお、薄板材１８〜２０は、図３に示すようにそれぞれ冷却部２９とその両端の連結部３０、３１とを有し、それぞれの連結部３０、３１にかしめ部３２が形成されている。この実施の形態においては、かしめ部３２は半抜きかしめ用突起からなる突出部２１とその直下部の半抜き穴３３とからなって、下部の薄板材１９、２０の突出部２１が上部の薄板材１８、１９の半抜き穴３３に密着嵌入して、上下の薄板材１８〜２０の連結を図っている。
【００１６】
なお、この実施の形態では、最上部の薄板材１８のかしめ用突起（半抜きかしめ用突起）は、他の薄板材１９、２０の半抜きかしめ用突起と同一となっているので、リードフレーム本体２３の厚みは、各薄板材１８〜２０の厚みより薄く（例えば、リードフレーム本体２３の厚みが薄板材１８〜２０の厚みの１／４〜２／３）なって、薄板材１８のかしめ用突起がリードフレーム本体２３の貫通孔２２ａを貫通し、リードフレーム本体２３の上部から突出するようになっている。
【００１７】
なお、上下の薄板材１８〜２０は、左右の連結部３０、３１の領域のみにかしめ部３２を設けて、これらをかしめ積層することもできるが、例えば、図３に示すように、冷却部２９の領域に単数又は複数のかしめ部３５を設けて、更に強固に薄板材１８〜２０を連結することもできる。なお、この場合、最上部の薄板材１８のかしめ部は単に貫通孔とすると冷却部上面の平面性が確保できるが、他の薄板材１９、２０と同様に、突出部２１を形成してもよく、これによって、封止樹脂１７との馴染みがよくなる。また、上下の薄板材１８〜２０のかしめ部全てを、リードフレーム本体２３と放熱部材１２を連結固定するかしめ用突起とは、平面視して異なる位置に形成してもよい。
【００１８】
この後、薄板材１８〜２０をかしめ積層した放熱部材１２をリードフレーム本体２３に組み込み、仮かしめを行い（ステップＳ１０）、次に本かしめを行う（ステップＳ１１）。ここで、仮かしめはリードフレーム本体２３の貫通孔２２ａを挿通した突出部２１の頂部を広げる程度の加工をいい、本かしめは突出部２１の頭部を潰して、上下に隣り合う薄板材１８〜２０の密着性を高めることをいう。
これらのリードフレーム本体２３の素材は条材であるので、放熱部材付きリードフレーム１３は所定ピッチで連続的に形成されることになり、適当長さで切断する単尺カットを行う（ステップＳ１２）。
【００１９】
前記実施の形態においては、放熱部材１２として３枚の薄板材１８〜２０を使用していたが、薄板材が２枚又は４枚以上であっても本発明は適用される。これによって、薄板材１８〜２０の厚み及び枚数を適当に選択することによって、任意の厚みの放熱部材を形成することもできる。
また、放熱部材を構成する各薄板材相互はかしめ積層によって積層しているが、各薄板材間の熱伝導性を高めるために、銀ペースト等の熱伝導性のよい接着剤を充填することもできる。また、各薄板材の厚みは均等である必要はなく、例えば、最上部の薄板材の厚みを厚くすることもでき、これによって、突出部の高さを大きくすることができる。
更に、かしめ方式はこの実施の形態に限定されず、その他のかしめ方式（例えば、リベット方式、山形かしめ方式）であってもよい。
そして、この実施の形態においては、半導体素子は放熱部材の上に載置されているが、リードフレームに形成された半導体素子搭載部の下部に密着して設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る放熱部材付きリードフレームの製造方法を示す工程図である。
【図２】同放熱部材付きリードフレームを用いた半導体装置の断面図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ放熱部材の平面図及び断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１１：半導体装置、１２：放熱部材、１３：放熱部材付きリードフレーム、１４：半導体素子、１５：インナーリード、１６：ボンディングワイヤ、１７：封止樹脂、１８〜２０：薄板材、２１：突出部、２２：ヘッダー、２２ａ：貫通孔、２３：リードフレーム本体、２４：アウターリード、２５：枠体、２７、２８：放熱部材取付け部、２９：冷却部、３０、３１：連結部、３２：かしめ部、３３：半抜き穴、３４：返り、３５：かしめ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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