(57)【要約】【課題】積層半導体チップの中央部において、放熱特性を向上させた高信頼性の半導体装置を提供すること。【解決手段】本発明の半導体装置は、ＰＮ接合を形成し柱状の積層半導体チップと、積層半導体チップの両端に接合したリードと、積層半導体チップとリードの一部をモールド材により封止した樹脂封止体とから成り、樹脂封止体は外表面から凹部を備えていることを特徴とする。また、樹脂封止体の凹部深さは、積層半導体チップの中央部が深く、リード側方向へいくにつれて徐々に浅く成形されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＮ接合を形成し柱状の積層半導体チップと、前記積層半導体チップの両端に接合したリードと、前記積層半導体チップと前記リードの一部をモールド材により封止した樹脂封止体とから成る半導体装置において、前記樹脂封止体は外表面から凹部を備えていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記樹脂封止体の前記凹部深さは、前記積層半導体チップの中央部が深く、前記リード側方向へいくにつれて徐々に浅く成形されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記樹脂封止体の前記凹部は、前記リード側から前記樹脂封止体の中央部に向かって、段差形状に下がっていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関し、特に積層された半導体チップをモールド材で樹脂封止した半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子レンジ機器等の整流回路に用いられる高圧の半導体装置は、数ＫＶの高い逆耐圧を必要とする。１個のＰＮ接合では高い耐圧が得られないため、数個のＰＮ接合を直列接続することが行われている。
【０００３】
この半導体装置の製造方法は、ＰＮ接合を形成した半導体ウェハを複数枚用意する。そして、はんだを介して重ね固着した半導体ウェハの積層体をつくる。その後、ワイヤソー等の切断装置で格子状に切断して、約２ｍｍ角の柱状積層体の半導体チップとする。
【０００４】
柱状積層体の半導体チップの両端に、接続用リード１３の一端に形成されたヘッダーの平坦部にはんだを介して固着する。この状態の組立体をチップ表面のエッチング、洗浄、表面保護等を行う。その後、モールド材で樹脂封止して、リード端をモールド材から突出した形態とされる樹脂封止体１４を成形し、半導体装置１２が完成する（図３参照）。
【０００５】
大電流の整流を行う積層半導体チップは、動作中での発熱量が大きい。このため、積層半導体チップを樹脂封止材中に内蔵した半導体装置では、高い放熱効率が要求されている。
【０００６】
例えば、特許文献１には、オーブンレンジ用高圧ダイオードにおいて、好ましい放熱機能を有する構造が開示されている。放熱アルミニウムシートが螺旋状にリード上を取り巻くように取りつけられている。これにより、リードの放熱面積を増加して、放熱を加速する効果を出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】中国実用２０３８８４０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般的に、製品（パッケージ）を構成するモールド材の熱伝導率は、リード等の金属と比較すると高くはない。このため、放熱効率を高めるためには、半導体チップからの発熱を、リードと螺旋状の放熱アルミニウムシートを介して外部に放出することは重要である。
【０００９】
しかしながら、従来技術は、端部のリード部からも放熱する観点はよいが、大電流の整流を行う積層半導体チップの中央部において、動作中の発熱量が大きいため、端部のリード部では放熱が弱く、モールド材（封止樹脂体）中の積層半導体チップ中央部における放熱に懸念があるという課題がある。
【００１０】
従って、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、積層半導体チップの中央部において、放熱特性を向上させた高信頼性の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】
【００１１】
上述の課題を解決するために、本発明は、以下に掲げる構成とした。
本発明の半導体装置は、ＰＮ接合を形成し柱状の積層半導体チップと、積層半導体チップの両端に接合したリードと、積層半導体チップとリードの一部をモールド材により封止した樹脂封止体とから成り、樹脂封止体は外表面から凹部を備えていることを特徴とする。
また、樹脂封止体の凹部深さは、積層半導体チップの中央部が深く、リード側方向へいくにつれて徐々に浅く成形されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、以上のように構成されているので、積層半導体チップの中央部において、放熱特性を向上させた高信頼性の半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例１に係る半導体装置の構造を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例１に係る半導体装置の図１のＡ−Ａ部を示す断面図である。
【図３】一般的な高圧用半導体装置を示す実体図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態について、図を参照して詳細に説明する。ただし、本発明は以下の記載に何ら限定されるものではない。
【実施例１】
【００１５】
本発明の実施例１に係る半導体装置１１を説明する。図１は、半導体装置１１の構造を示す断面図である。図２は、半導体装置の図１のＡ−Ａ部を示す断面図である。
【００１６】
図１に示すように、半導体装置１１は、はんだ２を介して固着された半導体チップ１の積層体とリード３と樹脂封止体４で構成されている。
【００１７】
図１では、柱状に積層された半導体チップ１の両端に、複数のリード３の一方の端部を固着した組立体である。ここまでは、従来構造と同じである。例えば、積層された半導体チップ１は、ダイオードチップであり、高電圧が印加され、大電流が流されて整流動作をおこなう半導体素子である。
【００１８】
これらをモールド材で封止した樹脂封止体４を成形する。さらに成形時に凹部５を同時に形成し半導体装置１１となる。樹脂封止体４は、柱状に積層された半導体チップ１の方向に沿って、四角柱の形状をしている。例えば、７ｍｍ角で長さが２０ｍｍである。
【００１９】
図１（図３も同様）に示すように、半導体装置１１のリード３は樹脂封止体４から導出されたアキシャル型パッケージである。例えば、直径１ｍｍの銅線が用いられる。各リード２のもう一方の端部には市販されている接続端子を接合し、アノード端子、カソード端子として、電子機器内で接続され使用される。
【００２０】
図１に示すように、凹部５は、樹脂封止体４において、外側から半導体チップ１方向へ樹脂厚さが薄くなるっている。柱状に積層された半導体チップ１に沿った部位に凹部４を配置し、リード３が接合されている部位には凹部４を配置していない。例えば、凹深さは１．０〜１．５ｍｍで、長さ１０ｍｍとすることができる。
【００２１】
積層された半導体チップ１は、動作時に発熱し、両端部はリード３に接続されているので、半導体チップ１の一部の熱が伝熱され、リード３自体を放熱器として、外部へ放熱している。一方、積層された半導体チップの中央部では、樹脂封止体の伝熱が悪く、熱がこもっており、放熱性が悪い状態になっている。
【００２２】
ここで、樹脂封止体４の樹脂表面（４面ある）から凹部５を設ける。凹部５は、積層された半導体チップ１に並行して配置される。
【００２３】
ただし、安易に樹脂を薄くすると、機械的強度が下がってしまう。このため、リード３が突出する面から、徐々に深さを増していくように設定する。
【００２４】
効果としては、半導体チップ１に並行している樹脂封止体４の樹脂厚は薄くなっており、チップと外部への間隔が小さくなっている。このため、積層半導体チップ１の中央部から発生した熱は薄い樹脂を介して外部へ放出することができる。また、樹脂封止体４の表面積を増加することができるので、樹脂封止体自体の放熱性を高めている。よって、放熱特性を向上させた高信頼性の半導体装置とすることができる。
【００２５】
上述のように、本発明を実施するための形態を記載したが、この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例が可能であることが明らかになるはずである。
【００２６】
図１の構成では、樹脂封止体４を四角柱としたが、円柱形状であっても構わない。これにより、モールド金型を用いた樹脂成形で製造することができる。これは通常、半導体装置において知られる製造方法で可能である。
【００２７】
樹脂封止体の構成を左右対称とし、四角柱の四側面において凹部を設けたが、モールド金型装置の機能により、上下金型で異なる凹部を設けた非対称の構成とすることもできる。
【００２８】
凹部の段差は図示しているように３段に限定するものではなく、樹脂封止体の大きさにより任意の段数に設定することができる。また、凹部の形状はテーパー形状やＲ形状であってもよい。モールド金型の形状により製造容易な形状に対応することができる。積層半導体チップの中央部の樹脂厚がうすくなるような形状であれば、同様の効果を奏する。
【００２９】
また、凹部（段差部分）に高放熱性の材質を放熱部品として取り付けてもよい。例えば、金属製放熱板を嵌め込むことができる。これにより、ヒートシンク効果として、さらに放熱性を向上させることができる。例えば、放熱板は冷却フィンを備えることも可能である。
【００３０】
また、樹脂封止体が四角柱形状の場合には、３面に凹部を備え、捺印ができるように残り１面に凹部を設けなくてよい。放熱板を嵌め込む場合も同様にすることができる。また、樹脂封止体が円柱形状の場合には半面としてもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１、半導体チップ（積層体）
２、はんだ
３、１３、リード
４、１４、樹脂封止体
５、凹部（モールド部）
１１、１２、半導体装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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