(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードフレームの連結部から直角方向に延在する複数のリード部と、
該リード部の先端に該リード部と一体的に形成され、該リード部の板厚よりも厚さの厚い肉厚部とを有し、該肉厚部の上面には半導体チップが搭載・固着され、該肉厚部の下面は絶縁金属基板の導体パターン上に半田付けされ、前記複数のリード部のうち、所定数のリード部の一部が、該導体パターンの表面と前記肉厚部の厚さから前記リード部の板厚だけ差引いた寸法だけの間隔を隔てて該導体パターンを跨いで配置されたことを特徴とする複合半導体装置。
【請求項２】
リードフレームの連結部から直角方向に延在する複数のリード部と、
該リード部の先端に該リード部と一体的に形成され、該リード部の板厚よりも厚さの厚い肉厚部とを有し、上記複数のリード部のうち、所定数のリード部に対して該リード部の途中に少なくとも１箇所以上の折曲部が形成され、かつ、該リード部は、残りの複数のリード部よりも前記リードフレームの連結部から前記肉厚部までの長さが短くなるように形成したことを特徴とする請求項１に記載の複合半導体装置。
【請求項３】
前記肉厚部の上面には半導体チップが半田付けされ、前記導体パターン上には導体バーが半田付けされ、該半導体チップの上面電極と、導体バー及び前記肉厚部の上面とがそれぞれボンディングワイヤで結線されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の複合半導体装置。
【請求項４】
リードフレームの連結部から直角方向に延在する複数のリード部と、該リード部の先端に一体的に形成された該リード部の板厚よりも厚さの厚い肉厚部とを有するリードフレームを打ち抜く工程と、
前記複数のリード部のうち、所定数のリード部に対して該リード部の途中に少なくとも１箇所以上の折曲部を形成し、前記リードフレームの連結部から前記肉厚部までの長さが異なる２種類のリード部を形成する工程と、
上面に所定の導体パターンが形成された絶縁金属基板を備え、該絶縁金属基板の所定の導体パターン上に、前記リード部先端の肉厚部下面及び導体バーと、前記リード部先端の肉厚部上面に半導体チップを半田付けする工程と、
前記半導体チップの上面電極と、前記導体バー及び前記肉厚部の上面とをそれぞれボンディングワイヤで結線する工程と、
前記絶縁金属基板の下面を外部に露出させると共に、前記リードフレームの連結部及びリード部の一部が外部に露出するようにして前記半導体チップを含む絶縁金属基板の周縁を樹脂封止する工程と、
前記リードフレームの連結部を切り離して所定の樹脂封止型複合半導体装置を得る工程と、
を有することを特徴とする複合半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、複合半導体装置及びその製造方法に関し、特にリードフレームのリード部を改良して容易かつ安価に製作できるようにした複合半導体装置及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の複合半導体装置の一例を図８乃至図１０を参照して説明する。
この複合半導体装置１は、例えば、図９に示すようにダイオードＤ１〜Ｄ６を用いて三相半波整流回路を構成している。
なお、図において、Ｎ，Ｐは直流出力端子であり、Ｕ，Ｖ，Ｗは交流入力端子である。
【０００３】
上記のような三相半波整流回路からなる複合半導体装置１は、概略次のような構成を有する。
すなわち、複合半導体装置１は、その上面に所定の導体パターン３を形成した絶縁金属基板２を有する。
上記の導体パターン３上には、銅等の金属で形成したヒートスプレッダ４を介して半導体チップ５が半田固着されている。
【０００４】
また、所定の導体パターンには直流出力端子Ｎ，Ｐとなる外部端子６が半田固着されている。
一方、交流入力端子Ｕ，Ｖ，Ｗとなる外部端子７，８，９は、半導体チップ５が載置・固定される特定の導体パターン３上に半田固着されるが、いくつかの外部端子、例えば外部端子８，９は、導体パターン３Ａを跨いで外部に導出されている。
【０００５】
このように、従来ではかかる導体パターン３Ａと外部端子８，９との接触を回避するため、図１０に示すように外部端子８，９が上方に逃げるように折り曲げ加工を施していた。
なお、外部端子６は他の導体パターン３を跨ぐような配置となっていないので、当該導体パターン３との接触のおそれはないが、前記外部端子８，９との底面からの高さ位置の調整等から前記外部導出端子６についても所定の折り曲げ加工を施していた。
【０００６】
上記の外部端子６，７，８，９は、個別の端子若しくは連結部と一体的なリードフレーム（図示省略）から形成される。そして、この個別の端子若しくは一体的なリードフレームの状態で導体パターン３，３Ａの各部に半田固着された後、絶縁金属基板２の周縁が封止用樹脂により樹脂モールド１０され、所定の複合半導体装置１としていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の複合半導体装置は上記のように構成されているので、次のような解決すべき課題があった。
（１）例えば、熱伝導率の良好なアルミナ、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化シリコン（ＳｉＮ）等により十分な厚さを備えて絶縁金属基板２を形成しようとすると非常に高価となるため、従来では価格との兼ね合いで適当な厚さのものを選択し、この絶縁金属基板２に銅等からなるヒートスプレッダ４を搭載して放熱面での補償を行なっている。
（２）上記ヒートスプレッダ４を用いるために、該スプレッダ４を導体パターン３に半田付けしなければならず、それだけ半田付け工程数が多くなる。
（３）外部端子８，９は、導体パターン３Ａを跨いで配置されるために、上方への逃げを作るための折り曲げ加工が必要であった。
（４）上記により組立工数が多く安価な複合半導体装置が得難かった。
【０００８】
【発明の目的】
本発明は上記のような課題を解決すためになされたもので、別体としてのヒートスプレッダを使用することなく、また、外部端子の折り曲げ加工を不要とし、かつ、組立工数が少なく安価に製作し得る複合半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、リードフレームの連結部から直角方向に延在する複数のリード部と、該リード部の先端に該リード部と一体的に形成され、該リード部の板厚よりも厚さの厚い肉厚部とを有し、該肉厚部の上面には半導体チップが搭載・固着され、該肉厚部の下面は絶縁金属基板の導体パターン上に半田付けされ、前記複数のリード部のうち、所定数のリード部の一部が、該導体パターンの表面と前記肉厚部の厚さから前記リード部の板厚だけ差引いた寸法だけの間隔を隔てて該導体パターンを跨いで配置されたことを特徴とするものである。
【００１０】
第２の発明は、リードフレームの連結部から直角方向に延在する複数のリード部と、該リード部の先端に該リード部と一体的に形成され、該リード部の板厚よりも厚さの厚い肉厚部とを有し、上記複数のリード部のうち、所定数のリード部に対して該リード部の途中に少なくとも１箇所以上の折曲部が形成され、かつ、該リード部は、残りの複数のリード部よりも前記リードフレームの連結部から前記肉厚部までの長さが短くなるように形成したことを特徴とするものである。
【００１１】
第３の発明は、前記肉厚部の上面には半導体チップが半田付けされ、前記導体パターン上には導体バーが半田付けされ、該半導体チップの上面電極と、導体バー及び前記肉厚部の上面とがそれぞれボンディングワイヤで結線されていることを特徴とするものである。
【００１２】
第４の発明は、リードフレームの連結部から直角方向に延在する複数のリード部と、該リード部の先端に一体的に形成された該リード部の板厚よりも厚さの厚い肉厚部とを有するリードフレームを打ち抜く工程と、前記複数のリード部のうち、所定数のリード部に対して該リード部の途中に少なくとも１箇所以上の折曲部を形成し、前記リードフレームの連結部から前記肉厚部までの長さが異なる２種類のリード部を形成する工程と、上面に所定の導体パターンが形成された絶縁金属基板を備え、該絶縁金属基板の所定の導体パターン上に、前記リード部先端の肉厚部下面及び導体バーと、前記リード部先端の肉厚部上面に半導体チップを半田付けする工程と、前記半導体チップの上面電極と、前記導体バー及び前記肉厚部の上面とをそれぞれボンディングワイヤで結線する工程と、前記絶縁金属基板の下面を外部に露出させると共に、前記リードフレームの連結部及びリード部の一部が外部に露出するようにして前記半導体チップを含む絶縁金属基板の周縁を樹脂封止する工程と、前記リードフレームの前記連結部を切り離して所定の樹脂封止型複合半導体装置を得る工程と、
を有することを特徴とするものである。
【００１３】
【実施例】
まず、本発明の概要を述べれば、別体としてのヒートスプレッダを使用することなく、リードフレームのリード部の先端に該ヒートスプレッダに代わる肉厚部を形成したことである。
以下に本発明の実施例を、図１乃至図７を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は、樹脂モールド部を形成する以前の複合半導体装置を示す平面図である。
図において、１１はリードフレームであり、このリードフレーム１１の連結部１２から直角方向に延在するように複数のリード部１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ，１３Ｅ，１３Ｆ，１３Ｇ及び１３Ｈが形成されている。
リード部１３Ａ，１３Ｂは直流出力端子となり、リード部１３Ｃ，１３Ｅ，１３Ｇは交流入力端子となる。
また、リード部１３Ｄ，１３Ｆ，１３Ｈは、後工程で樹脂モールドする前に１点鎖線部からカットされる。
上記リードフレーム１１のみの全体形状を図４及び図５に示す。
【００１５】
上記各リード部１３Ａ〜１３Ｈの先端には、該リード部１３Ａ〜１３Ｈと一体的に該リード部１３Ａ〜１３Ｈの板厚よりも厚さの厚い肉厚部１４が形成されている。
また、図５において、リード部１３Ａ〜１３Ｈの板厚をｔとした場合、肉厚部１４の厚さＴは、Ｔ＞ｔであり、かつ、Ｔは従来のヒートスプレッダ４（図１０参照）の板厚と同等若しくはそれよりも厚くなるように形成されている。
【００１６】
上記のリード部１３Ａ〜１３Ｈのうち、リード部１３Ｄ，１３Ｆ，１３Ｈの略中間部には折曲部１５が形成されている(図６，図７参照)。この折曲部１５は、他のリード部１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｇよりも相対的に長さを短くして、後に半田付けする導体パターン３の位置に先端の肉厚部１４を位置決めする役目を果たすものである。
【００１７】
上記ように構成のリードフレーム１１を用いて複合半導体装置１を組み立てる。かかる場合にリード部１３Ａ〜１３Ｈの先端、厚部１４が、絶縁金属基板２上に形成された導体パターン３の所定の位置に半田固着される。
すなわち、リード部１３Ｄ，１３Ｆ，１３Ｈは、曲部１５によりリード部１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｅ，１３Ｇよりも絶縁金属基板２の右縁よりに配置された導体パターン３上に半田固着される。
【００１８】
また、リード部１３Ｃ，１３Ｅ，１３Ｇは、れぞれ下方に配置した導体パターン３Ａを直角に跨ぐことになるが、該リード部１３Ｃ，１３Ｅ，１３Ｇの先端肉厚部１４が存在するために、肉厚部１４の板厚（Ｔ）―リード部の板厚（ｔ）だけ、導体パターン３Ａとリード部１３Ｃ，１３Ｅ，１３Ｇの下面との間に間隔が形成されることになる。従って、従来のようにヒートスプレッダ４を用いることなく、また、リードをフォーミングすることもなく当該交叉部での接触を回避しつつ、所定の配線が可能となる。
【００１９】
上記各肉厚部１４の上面には、半導体チップ５が半田固着される（図２，図３参照）。
また、絶縁金属基板２の図示左縁近傍に形成した導体パターン３上には導体バー１７が半田固着され、この導体バー１７の上面と半導体チップ５の上面電極とがボンディングワイヤ１６により結線される。
【００２０】
さらに、リード部１３Ｃ，１３Ｅ，１３Ｇの肉厚部１４とリード部１３Ｄ，１３Ｆ，１３Ｈの肉厚部１４上に半田固着した半導体チップ５の上面電極とがボンディングワイヤ１６にて結線される。
次いで、図１に示す１点鎖線部からリード１３Ｄ，１３Ｆ，１３Ｈはカットされる。
【００２１】
以上の状態のリードフレーム１１を、図示を省略した金型に納め、封止用樹脂を充填して図２及び図３に示すように、絶縁金属基板２の下面を外部に露出させた樹脂モールド部１０を形成する。
その後、図１に示すリードフレーム１１のラインＬ−Ｌから連結部１２を切り離し所定の複合半導体装置１を完成させる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、別体としてのヒートスプレッダを使用することなく、リードフレームのリード部の先端に該ヒートスプレッダに代わる肉厚部を形成するようにしたので、概略次のような効果がある。
部品点数、組立工数の削減により複合半導体装置を安価に製作することができる。
ヒートスプレッダを用いないために、半田付工程が1回で良く煩雑な半田付け作業の労力が軽減される。
外部端子としてのリード部と、その直下に配置される導体パターンとの間には先端、肉厚部により所定の間隙が形成されるので、特に該導体パターンとの接触を回避するための折り曲げ加工が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の複合半導体装置の製作工程を説明するための平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図４】本発明の複合半導体装置に使用するリードフレームの平面図である。
【図５】上記リードフレームの側面図である。
【図６】所定数のリード部に対して折り曲げ加工を施した状態の上記リードフレームの平面図である。
【図７】上記図６のリードフレームの側面図である。
【図８】従来の複合半導体装置における樹脂モールド部を除いた状態の平面図である。
【図９】上記複合半導体装置の等価回路図である。
【図１０】図８のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１    複合半導体装置
２    絶縁金属基板
３    導体パターン
３Ａ  リード部との交叉部の導体パターン
４    ヒートスプレッダ
５    半導体チップ
６、７，８，９    外部端子
１０    樹脂モールド部
１１    リードフレーム
１２    連結部
１３Ａ〜１３Ｈ    リード部
１４    肉厚部
１５    折曲部
１６    ボンディングワイヤ
１７    導体バー
【図１】
0004100483.tif 000002
【図２】
0004100483.tif 000003
【図３】
0004100483.tif 000004
【図４】
0004100483.tif 000005
【図５】
0004100483.tif 000006
【図６】
0004100483.tif 000007
【図７】
0004100483.tif 000008
【図８】
0004100483.tif 000009
【図９】
0004100483.tif 000010
【図１０】
0004100483.tif 000011