(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放熱板の一面側に半導体素子を装着する工程と、それらをモールド金型に収容して前記放熱板の他方の面が露出するように樹脂モールドする工程とを含む樹脂封止型半導体部品の製造方法であって、
前記放熱板の露出面に、該露出面の周縁部分の全周に連なる塑性変形可能な突起部を、該露出面の周端縁から若干内側の位置に凹溝部を形成することによって一体に設け、
前記モールド金型に、前記放熱板の露出面をキャビティ面に向けて押圧する押圧手段を設けると共に、前記キャビティ面のうち、前記露出面の周端縁部全周に対応した位置に、前記突起部を前記凹溝部を逃げとしながら内側へ向って潰すように塑性変形させるためのテーパ面部を設け、
前記樹脂モールドの工程において、前記モールド金型の型締め力により前記突起部を塑性変形させてキャビティ面のテーパ面部に密着させた状態で、キャビティ内に樹脂を注入するようにしたことを特徴とする樹脂封止型半導体部品の製造方法。
【請求項２】
前記放熱板には、向い合う一対の辺部に位置して外側に突出しリードフレームに連結される連結片部が設けられ、前記押圧手段は、それら連結片部を押圧するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の樹脂封止型半導体部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一面側に半導体素子を装着した放熱板を、その他方の面が露出するように樹脂モールドする樹脂封止型半導体部品の製造方法に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
近年、例えばパワーＭＯＳなど半導体チップの発熱量が大きい半導体部品にあっては、放熱性の向上のために、半導体チップを、リードフレームのアイランドではなく放熱板（ヒートシンク）上に装着し、樹脂モールドするようにしたものがある。図８は、この種半導体部品１の従来例を示しており、この半導体部品１は、半導体素子２を放熱板３の上面に装着し、その放熱板３の下面を樹脂ボディ（パッケージ）４から露出させるようになっている。このような半導体部品１は、プリント基板に対し、例えば放熱板３の露出面にてはんだ付けすることにより、放熱板３との熱的接触状態に実装することが行われる。
【０００３】
また、このような半導体部品１の製造は、放熱板３の上面に半導体素子２を装着し、その放熱板３をリードフレーム（リード部５のみ図示）に連結し、そのリード部５と半導体素子２の電極とをボンディングワイヤ６により接続した上で、図示しないモールド金型に収容して樹脂モールドすることにより、樹脂ボディ４を形成するといった手順にて行われる。
【０００４】
しかしながら、上記従来のものでは、放熱板３の反りや寸法公差により、放熱板３の下面と、モールド金型のキャビティ面との間の密着性が不十分となり、その隙間から放熱板３の下面（露出面）の周縁部に樹脂が漏れて侵入し、図９にも示すように、放熱板３の下面周縁部に内側に向けて延びる樹脂ばり７が発生することがあった。このような樹脂ばり７が発生すると、そのままでは、外観が悪化すると共に、プリント基板への実装時に、樹脂ばり７部分にはんだが付着せず、はんだ付け面積が確保できずに本来の放熱面積が得られなくなってしまう不具合を生ずる。このため樹脂モールドの工程後に、樹脂ばり７を除去するという面倒な作業を行う必要があった。
【０００５】
そこで、上記のような樹脂ばりの発生を防止するため、特開昭５９−１０２４２号公報あるいは特開平４−１９９６６４号公報に示されるように、放熱板の表面の周縁部に凸部を設け、凸部の封止型に対する押え圧を高めて樹脂のもれ、ひいては樹脂ばりの発生を抑えることが考えられている。
【０００６】
ところが、このような方法でも、放熱板の凸部の先端部と封止型との間の密着性が十分に高いものとはならないため、樹脂もれの防止にそれほど有効とはならず、樹脂ばりの発生を確実に防止することはできなかった。また、凸部全体（放熱板の周囲部全周）を均等の押え圧とする必要があるが、そのためには凸部の形成に高い寸法精度が必要となって、放熱板の加工が面倒となり、コストアップにつながっていた。この場合、上記特開平４−１９９６６４号公報では、寸法誤差を吸収するため、凸部の表面に耐熱性の樹脂やテープを設けることも考えられているが、それでは、余分な部材や工程が必要となり、やはりコストアップを免れることはできない。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、半導体部品を放熱板に装着した状態で樹脂モールドするものにあって、樹脂モールド時の放熱板の露出面における樹脂ばりの発生に起因する不具合を効果的に防止することができ、しかもそのための構成を安価に済ませることができる樹脂封止型半導体部品の製造方法を提供するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の樹脂封止型半導体部品の製造方法は、放熱板の一面側に半導体素子を装着する工程と、それらをモールド金型に収容して前記放熱板の他方の面が露出するように樹脂モールドする工程とを含む製造方法にあって、前記放熱板の露出面に、該露出面の周縁部分の全周に連なる塑性変形可能な突起部を、該露出面の周端縁から若干内側の位置に凹溝部を形成することによって一体に設け、前記モールド金型に、前記放熱板の露出面をキャビティ面に向けて押圧する押圧手段を設けると共に、前記キャビティ面のうち、前記露出面の周端縁部全周に対応した位置に、前記突起部を前記凹溝部を逃げとしながら内側へ向って潰すように塑性変形させるためのテーパ面部を設け、前記樹脂モールドの工程において、前記モールド金型の型締め力により前記突起部を塑性変形させてキャビティ面のテーパ面部に密着させた状態で、キャビティ内に樹脂を注入するようにしたところに特徴を有する。
【０００９】
これによれば、樹脂モールドの工程において、モールド金型の型締め力により、モールド金型に収容された放熱板が、押圧手段を介してキャビティ面に向けて押圧され、その露出面に一体に設けられた突起部が、塑性変形してキャビティ面に密着される。そして、その状態でキャビティ内に樹脂が注入される。従って、放熱板の下面に隙間が生じて内側に樹脂が漏れて侵入することを未然に防止することができ、樹脂ばりの発生を防止することができる。この結果、樹脂ばりを除去する工程が不要となり、製造コストの低減を図ることができる。
【００１０】
このとき、突起部は、型締め力を受けて塑性変形することによりキャビティ面に密着するのであるが、キャビティ面に設けられたテーパ面部によって、突起部は、凹溝部を逃げとしながら内側（凹溝部側）へ向って潰されるように塑性変形されるので、キャビティ面（テーパ面部）との間の隙間が密に塞がれるようになる。従って、高い密着力を得ることができ、樹脂もれ防止の効果を高いものとすることができる。
【００１１】
これと共に、放熱板とキャビティ面（テーパ面部）との隙間に応じて突起部の塑性変形量が変化するので、寸法誤差を吸収することが可能となり、突起部の形成あるいは放熱板とリードフレームとの連結に高い寸法精度が必要なくなり、ひいては、放熱板の加工が簡単となって安価に済ませることができる。しかも、放熱板の平坦な面に凹溝部を形成することにより、突起部を設けることができるので、放熱板の加工をより一層簡単に済ませることができるようになる。
【００１２】
また、前記放熱板に、向い合う一対の辺部に位置して外側に突出しリードフレームに連結される連結片部を設け、前記押圧手段を、それら連結片部を押圧するように構成しても良い。これによれば、放熱板のうち型締め力を受ける位置は、外側に突出する連結片部となるので、ワイヤボンディングの位置等が規制されることなく済ませることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のいくつかの実施例について、図１ないし図７を参照しながら説明する。
（１）第１の実施例
まず、本発明の第１の実施例について、図１ないし図３を参照して述べる。
【００１４】
図１及び図２は、本実施例に係る半導体部品（発熱の大きいパワーＭＯＳ）の樹脂モールドの前の様子を示している。ここで、この半導体部品は、矩形チップ状をなす半導体素子１１を放熱板５１に装着し、その放熱板５１に連結されたリードフレーム１３の各リード部１４と前記半導体素子１１の各電極（パッド）とをＡｕ，Ａｌ等のボンディグワイヤ１５にて接続し、それらを例えばエポキシ樹脂等からなる樹脂ボディ１６（想像線で示す）により樹脂モールドして構成されている。このとき、前記放熱板５１の下面（露出面５１ａ）が、樹脂ボディ１６の下面に露出しており、また、前記各リード部１４の先端側が樹脂ボディ１６の側面から外部に導出されている。
【００１５】
前記放熱板５１は、図３にも示すように、例えば銅，アルミ等の熱伝導性の良い金属から、ほぼ正方形の板状に構成されると共に、向い合う一対の辺部この場合前後の辺部の中央部に位置して、夫々外側に突出する連結片部１７（図２にのみ図示）が一体に形成されている。前記半導体素子１１は、その下面（裏面電極）がこの放熱板５１の上面の中央部に、例えばはんだ（又はＡｇ等の導電性ペースト）１８（図１参照）により接着されている。
【００１６】
また、前記リードフレーム１３は、例えば導電板の打抜きにより形成され、前後の枠部１３ａ間に、複数本のリード部１４を有している。これら各リード部１４は、前後方向に等ピッチで並んで左右方向に延び、相互間が連結状態とされている。このとき、前後両端（枠部１３ａの最も近く）に位置するリード部１４は、他のものよりも長く延びて形成されている。さらに、このリードフレーム１３には、各枠部１３ａの内側に突出するように、前記放熱板５１と連結される吊りリード部１９が一体に設けられている。尚、前記各リード部１４（及び吊りリード部１９）は、最終的には、枠部１３ａから切離されると共に個々が分離され、所定の成形が行われるようになっている。
【００１７】
さて、図１及び図２に示すように、前記放熱板５１の露出面５１ａには、その周縁部分の全周に連なる塑性変形可能な突起部５３が一体に形成されている。この場合、放熱板５１の露出面５１ａのその周端縁から若干内側の位置に、全周に連続して延びる凹溝部５２を形成することにより、周端縁部に突起部５３を設けるようにしている。尚、この場合、前記凹溝部５２の深さ寸法は０．１〜１mm程度、幅寸法は０．２〜１mm程度とされ、前記突起部５３の幅寸法は、０．１〜１mm程度とされている。そして、詳しくは後述するように、この突起部５３は、モールド金型内で放熱板５１が型締め力を受けることにより、塑性変形してキャビティ面に密着するようになっている。
【００１８】
次に、本実施例に係る半導体部品の製造手順について述べる。ここで、図３に示すように、樹脂モールドの工程に使用されるモールド金型５４は、上型５４ａとその上型５４ａに対して相対的に接離する下型５４ｂとから構成され、それら上型５４ａと下型５４ｂとの間に、前記樹脂ボディ１６の外形に相当するキャビティ２２が形成されている。そして、前記上型５４ａのキャビティ２２内には、前記放熱板５１の上面の左右の辺部部分に当接して下方に押圧するための押圧手段たる押圧ピン５５が設けられていると共に、下型５４ｂのキャビティ面には、放熱板５１の露出面５１ａの周端縁部全周に対応して、前記突起部５３を塑性変形（内側へ向って潰すように変形）させるためのテーパ面部５６が形成されている。尚、前記下型５４ｂには、キャビティ面にて開口するエア抜き用穴２４が形成されている。
【００１９】
半導体部品を製造するにあたっては、まず、リードフレーム１３に放熱板５１を連結する工程が行われる。このとき、放熱板５１は、例えば長尺な金属板をプレス加工により打抜いて形成されるのであるが、このときに突起部５３（凹溝部５２）を同時に形成しても良く、また、打抜きにより個片とされた後に突起部５３を形成しても良い。リードフレーム１３と放熱板５１との連結は、吊りリード部１９に対して連結片部１７を接続することにより行われる。
【００２０】
次に、リードフレーム１３に連結された放熱板５１の上面に、半導体素子１１を装着する工程が実行される。この装着には例えばはんだ１８が用いられるのであるが、導電性ペースト例えばＡｇペースト等も用いることができ、Ａｇペーストで接着する場合には、放熱板５１の上面にＡｇめっきを施しておけば、接着性の向上を図ることができ有効となる。放熱板５１への半導体素子１１の装着後に、半導体素子１１の表面の各パッドと、リードフレーム１３の各リード部１４とをボンディングワイヤ１５により接続する工程が実行される。
【００２１】
次いで、このように放熱板５１及び半導体素子１１を装着したリードフレーム１３に対する樹脂モールドの工程が実行される。この樹脂モールドの工程では、前記リードフレーム１３を、例えば下型５４ｂ上の所定位置にセットし、その状態からモールド金型５４の型合せ，型締めを行う。これにて、図３に示すように、放熱板５１及び半導体素子１１並びにリード部１４の基端側部分等がキャビティ２２内に収容された状態となる。
【００２２】
そしてこのとき、上述のように、上型５４ａに設けられた押圧ピン５５が、放熱板５１の上面に当接し、モールド金型５４の型締め力により、放熱板５１を下方に押圧するようになる。これにより、放熱板５１の突起部５３が、下型５４ｂのテーパ面部５６に対して押付けられ、突起部５３が、凹溝部５２を逃げとしながら内側に向って潰されるように塑性変形するようになり、テーパ面部５６に密着して放熱板５１と下型５４ｂのキャビティ面との間の隙間を密に塞ぐようになるのである。
【００２３】
この状態で、キャビティ２２内に例えばエポキシ樹脂が注入されて硬化されるのであるが、この際、モールド金型５４の型締め力を受けて突起部５３が塑性変形してキャビティ面に密着しているので、仮に放熱板５１に反りや寸法公差が生じていても、その突起部５３により放熱板５１の下面（露出面５１ａ）の周囲部とキャビティ面との間の隙間が塞がれ、樹脂が外側からその隙間に侵入することがなくなる。この結果、露出面５１ａにおける樹脂ばりの発生が未然に防止されるのである。
【００２４】
キャビティ２２内に注入された樹脂が硬化することにより、半導体素子１１や放熱板５１の上側部分、リード部１４の半導体素子１１との接続部分等を樹脂モールドした樹脂ボディ１６が形成される。この後、この樹脂モールド品は、キャビティ２２内から取出され、リードフレーム１３の枠部１３ａの分断及びリード部１４ａ相互間の分離、リード部１４の成形等が行われて半導体部品が完成する。この半導体部品は、放熱板５１の露出面５１ａが樹脂ボディ１６の下面から露出しており、例えば図示しないプリント基板に対し、その露出面５１ａにてはんだ付けすることにより、放熱板５１との熱的接触状態に実装されるようになっている。このとき、リード部１４の先端側がプリント基板の電極端子にはんだ付けされることは勿論である。
【００２５】
このように本実施例によれば、モールド金型５４の型締め力により、放熱板５１の露出面５１ａに形成された突起部５３がキャビティ面に押付けられて密着するようになるので、放熱板５１の下面に樹脂が漏れて侵入することを防止することができ、樹脂ばりの発生を防止することができ、この結果、樹脂ばりを除去する工程が不要となる。このとき、突起部５３は、型締め力を受けて塑性変形することによりキャビティ面に密着するのであるが、キャビティ面に設けられたテーパ面部５６によって、突起部５３は、凹溝部５２を逃げとしながら内側（凹溝部５２側）へ向って潰されるように塑性変形されるので、キャビティ面との間の隙間が密に塞がれるようになる。従って、高い密着力を得ることができ、樹脂もれ防止の効果を高いものとすることができる。
【００２６】
これと共に、放熱板５１とキャビティ面（テーパ面部５６）との隙間に応じて突起部５３の塑性変形量が変化するので、寸法誤差を吸収することが可能となり、突起部５３の形成あるいは放熱板５１とリードフレーム１３との連結に高い寸法精度が必要なくなる。しかも本実施例では、放熱板５１の平坦な面（露出面５１ａ）に凹溝部５２を形成することにより、突起部５３を設けることができるので、放熱板５１の加工をより一層簡単に済ませることができるものである。
【００２７】
この結果、本実施例によれば、樹脂モールド時の放熱板５１の露出面５１ａにおける樹脂ばりの発生に起因する不具合を効果的に防止することができ、しかもそのための放熱板５１の加工を簡単に済ませることができ、安価に済ませることができるという優れた実用的効果を奏するものである。
【００２８】
（２）第２〜第５の実施例
次に、本発明の第２〜第５の実施例について、図４ないし図７を参照しながら以下順に述べる。尚、これらの実施例は、上記第１の実施例のいわば変形例とも言えるものであり、従って、上記第１の実施例と同一部分については、符号を共通して使用すると共に、新たな図示や詳しい説明を省略し、以下、異なる点についてのみ説明する。
【００２９】
図４は、本発明の第２の実施例を示している。この実施例が上記第１の実施例と異なる点は、上型５４ａに設けられた押圧手段たる押圧ピン２３が、放熱板１２の前後の辺部に位置して一体に形成された連結片部１７の上面基端部分に当接し、これら連結片部１７にてモールド金型５４の型締め力を受けるようにした構成にある。
【００３０】
また、放熱板１２の各連結片部１７の上面の先端部には、かしめ用凸部１７ａが形成されており、これと共に、リードフレーム１３の吊りリード部１９には孔１９ａが形成されている。前記放熱板１２は、前記連結片部１７先端のかしめ用凸部１７ａが前記吊りリード部１９の孔１９ａに挿入されてかしめられることにより、リードフレーム１３に連結されるようになっている。
【００３１】
この第２の実施例では、前記放熱板１２に、リードフレーム１３に連結される連結片部１７を設け、押圧ピン２３がそれら連結片部１７に当接して放熱板１２を下方に押圧するように構成したので、放熱板１２のうちボンディングワイヤ１５による接続領域から外れた位置に押圧ピン２３が位置されることになり、ワイヤボンディングの工程等が制限されることなく済ませることができるといったメリットを得ることができる。
【００３２】
図５は、本発明の第３の実施例を示している。この実施例が上記第２の実施例と異なる点は、放熱板１２に一体に設けられる連結片部３５の構成、及び、リードフレーム１３に一体に設けられる吊りリード部３６の構成にある。即ち、この実施例では、外側に突出する連結片部３５の基端部にかしめ用凸部３５ａが形成され、連結片部３５の先端部が押圧ピン２３により押されるようになっている。
【００３３】
また、吊りリード部３６は、前記押圧ピン２３を避けるために、コ字状に形成されている。これによれば、上記第２の実施例と同様の作用，効果を得ることができることに加え、リードフレーム１３の枠部１３ａからの吊りリード部３６の取出しを２か所にしていることにより、放熱板１２のリードフレーム１３に対する取付け強度が向上し、組立工程でのねじれや変形を低減することができるものである。
【００３４】
図６は、本発明の第４の実施例を示している。この第４の実施例では、放熱板３７は、全体として矩形板状をなし、外側に突出する連結片部を有していないものとされている。押圧ピン２３は、放熱板３７の前後の辺部の中央部を押圧するようになっており、また、リードフレーム１３に一体に設けられる吊りリード部３８は、放熱板３７の前後の辺部のうち、前記押圧ピン２３により押圧される部分の左右に夫々連結されるようになっている。かかる構成でも、本発明の所期の目的を達成し得るものである。
【００３５】
図７は、本発明の第５の実施例を示しており、この実施例では、放熱板３９の前後の辺部の中央部にて、リードフレーム１３の吊りリード部１９に連結されるようになっている。また、押圧ピン４０は、４本が設けられ、放熱板３７の前後の辺部のうち、吊りリード部１９との連結部分の左右部分を押圧するようになっている。これによれば、上記第２の実施例とほぼ同様の作用，効果に加えて、４本の押圧ピン４０によって、安定した押圧力を受けることができるようになる。
【００３６】
尚、上記した第１〜第５の各実施例では、押圧ピン５５，２３，４０を断面長方形状としているが、断面円形状等の他の形状としても良いことは勿論である。また、上記各実施例では、樹脂モールドの工程において得られた樹脂ボディ１６には、押圧ピン５５，２３，４０に相当する穴が形成されることになるが、実使用に特に不都合が生ずることはなく、あるいは、後に合成樹脂等の埋込み材を充填してその穴を埋めるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施例を示すもので、半導体部品の樹脂モールド前の様子を示す縦断正面図
【図２】  放熱板及び半導体素子を装着したリードフレームの底面図
【図３】  リードフレームをモールド金型にセットした様子を示す縦断側面図
【図４】  本発明の第２の実施例を示す放熱板及び半導体素子を装着したリードフレームの平面図
【図５】  本発明の第３の実施例を示す図４相当図
【図６】  本発明の第４の実施例を示す図４相当図
【図７】  本発明の第５の実施例を示す図４相当図
【図８】  従来例を示すもので、半導体部品の縦断正面図
【図９】  半導体部品の底面図
【符号の説明】
図面中、１１は半導体素子、１２，３７，３９，５１は放熱板、５１ａは露出面、１３はリードフレーム、１４はリード部、１６は樹脂ボディ、１７，３５は連結片部、５３は突起部、５４はモールド金型、２２はキャビティ、２３，４０，５５は押圧ピン（押圧手段）、５２は凹溝部、５６はテーパ面部を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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