(57)【要約】【課題】本発明は、チップと金属製ディスクの接合、及び金属製ディスクと放熱用金属製ベースとの接合を同時にでき、組み立て工程の簡素化、コスト低減を図ることを目的とする。【解決手段】放熱用の金属製ベース１と、該金属製ベース１上に第１の低融点半田材料層２を介して形成された金属製ディスク３と、該金属製ディスク３上に第２の低融点半田材料層４を介して形成されたチップ５と、第２の低融点半田材料層４上に搭載された，該低融点材料層に対応する部分が開口されたインサートケース６と、前記チップ５とボンディングワイヤ８を介して接続された外部リード７と、前記チップ５，ボンディングワイヤ８及び外部リード７の一部を樹脂封止する樹脂製外囲器９と、インサートケース６に冠着されたキャップ１０を具備することを特徴とする樹脂封止型半導体装置。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放熱用の金属製ベース上に第１の低融点半田材料層を部分的に形成する工程と、この低融点半田材料層上に該低融点材料層に対応する部分が開口されたインサートケースを搭載する工程と、前記第１の低融点半田材料層上に金属製ディスクを介して第２の低融点半田材料層を形成する工程と、この低融点半田材料層上にチップを搭載する工程と、リフロー処理を施して金属製ベースと金属製ディスク間及び金属製ディスクとチップ間の低融点半田材料層を溶融して低融点半田層を形成する工程と、前記インサートケースに外部リードを配置した後、前記チップと外部リード間をボンディングワイヤにより電気的に接続する工程と、前記チップ，ボンディングワイヤ及び外部リードの一部を樹脂封止する工程と、前記インサートケースにキャップを冠着する工程を具備することを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造方法。
【請求項２】
金属製ディスク上に第２の低融点半田材料層を形成する工程と、この低融点半田材料層上にチップを搭載する工程、チップを搭載した金属製ディスクを、放熱用の金属製ベース上に第１の低融点半田材料層を介して載置する工程と、リフロー処理を施して金属製ベースと金属製ディスク間及び金属製ディスクとチップ間の低融点半田材料層を溶融して第１・第２の低融点半田層を夫々形成する工程と、第１の低融点半田材料層上に該低融点材料層に対応する部分が開口されたインサートケースを搭載する工程と、このインサートケースに外部リードを配置した後、前記チップと外部リード間をボンディングワイヤにより電気的に接続する工程と、前記チップ，ボンディングワイヤ及び外部リードの一部を樹脂封止する工程と、前記インサートケースにキャップを冠着する工程を具備することを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記低融点半田層は、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕからなることを特徴とする請求項１もしくは請求項２記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。
【請求項４】
放熱用の金属製ベースと、この金属製ベース上に部分的に形成された第１の低融点半田材料層と、この低融点半田材料層上に形成された金属製ディスクと、この金属製ディスク上に第２の低融点半田材料層を介して形成されたチップと、この第２の低融点半田材料層上に搭載された，該低融点材料層に対応する部分が開口されたインサートケースと、前記チップとボンディングワイヤを介して接続された外部リードと、前記チップ，ボンディングワイヤ及び外部リードの一部を樹脂封止する樹脂製保護層と、前記インサートケースに冠着されたキャップを具備することを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【請求項５】
前記低融点半田層は、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕからなることを特徴とする請求項４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、特に高周波製品でパッケージに工業用エンジニアプラスチックを使用する製品に有用な樹脂封止型半導体装置及びその製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知の如く、リード端子を有する樹脂封止型半導体装置、特に高周波製品で半導体を形成したシリコンチップのマウント材には、ろう材を使用してチップと金属製ディスク等との接合を行っていた。  
従来、例えば、基板表面に形成した電極と、表面に電極が形成された電子部品がＡｕ又はＡｇから選択される少なくとも１種類以上の金属であって所定の平均粒径の金属粒子で構成された層を介して接合された半導体装置が知られている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００５−１３６３７５号公報（請求項２２，段落００８１〜００８７及び図９参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、チップのマウンド材としてＡｕ等のろう材を使用した場合、マウント時の高温にマウント材が耐えにくく、パッケージの成形材料が限られてくるため、コスト高を招くと共に、材料選定に問題がある。
【０００４】
本発明はこうした事情を考慮したなされたもので、パッケージの成形材料に制限されることなく、金属製ベースと金属製ディスク間、及び金属製ディスクと半導体チップ間を同時に接合しえる低コストの樹脂封止型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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る樹脂封止型半導体装置の製造方法は、放熱用の金属製ベース上に第１の低融点半田材料層を部分的に形成する工程と、この低融点半田材料層上に該低融点材料層に対応する部分が開口されたインサートケースを搭載する工程と、前記第１の低融点半田材料層上に金属製ディスクを介して第２の低融点半田材料層を形成する工程と、この低融点半田材料層上にチップを搭載する工程と、リフロー処理を施して金属製ベースと金属製ディスク間及び金属製ディスクとチップ間の低融点半田材料層を溶融して低融点半田層を形成する工程と、前記インサートケースに外部リードを配置した後、前記チップと外部リード間をボンディングワイヤにより電気的に接続する工程と、前記チップ，ボンディングワイヤ及び外部リードの一部を樹脂封止する工程と、前記インサートケースにキャップを冠着する工程を具備することを特徴とする。
【０００６】
また、本発明に係る樹脂封止型半導体装置の製造方法は、金属製ディスク上に第２の低融点半田材料層を形成する工程と、この低融点半田材料層上にチップを搭載する工程、チップを搭載した金属製ディスクを、放熱用の金属製ベース上に第１の低融点半田材料層を介して載置する工程と、リフロー処理を施して金属製ベースと金属製ディスク間及び金属製ディスクとチップ間の低融点半田材料層を溶融して第１・第２の低融点半田層を夫々形成する工程と、第１の低融点半田材料層上に該低融点材料層に対応する部分が開口されたインサートケースを搭載する工程と、このインサートケースに外部リードを配置した後、前記チップと外部リード間をボンディングワイヤにより電気的に接続する工程と、前記チップ，ボンディングワイヤ及び外部リードの一部を樹脂封止する工程と、前記インサートケースにキャップを冠着する工程を具備することを特徴とする。
【０００７】
更に、本発明の樹脂封止型半導体装置は、放熱用の金属製ベースと、この金属製ベース上に部分的に形成された第１の低融点半田材料層と、この低融点半田材料層上に形成された金属製ディスクと、この金属製ディスク上に第２の低融点半田材料層を介して形成されたチップと、この第２の低融点半田材料層上に搭載された，該低融点材料層に対応する部分が開口されたインサートケースと、前記チップとボンディングワイヤを介して接続された外部リードと、前記チップ，ボンディングワイヤ及び外部リードの一部を樹脂封止する樹脂製保護層と、前記インサートケースに冠着されたキャップを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、パッケージの成形材料に制限されることなく、チップと金属製ディスクの接合、及び金属製ディスクと放熱用金属製ベースとの接合を、低融点金属を用いることにより同時にでき、かつ組み立て工程の簡素化を図ることができ、低コストの樹脂封止型半導体装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明について更に詳しく説明する。  
本発明において、第１，第２の低融点半田層の材料としては、例えばＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ（融点：２２３℃），Ｓｎ−Ｂｉ，Ｓｎ−Ｂｉ，Ｓｈ−Ｓｂが挙げられるが、低コストの点でＳｎ−Ａｇ−Ｃｕが好ましい。  
本発明において、インサートケースとしては、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ），液晶ポリマー（ＬＣＰ）等の工業用エンジニアプラスチックが挙げられる。
【００１０】
次に、本発明の具体的な実施例について説明する。  
（実施例１）  
次に、本発明の一実施例に係る樹脂封止型半導体装置について図１、図２及び図３を参照して説明する。ここで、図１は同樹脂封止型半導体装置の平面図、図２は図１の正面図、図３は図1のＸ−Ｘ’線に沿う拡大断面図である。
【００１１】
図中の符番1は、チップ搭載部分に対応する部分が凸状に成形されたＣｕ−Ｎｉからなる放熱用の金属製ベースである。この金属製ベース１上には、Ｃｕ−Ｎｉからなる第１の低融点半田層２を介して金属製ディスク３が形成されている。この金属製ディスク３上には、Ｃｕ−Ｎｉからなる第２の低融点半田層４を介してＳｉからなる半導体チップ５が搭載されている。前記金属ディスク３上には、半導体チップ５及びその周辺に対応する部分が開口されたインサートケース６が形成されている。インサートケース６には、一部が該インサートケース6の外側まで延出する外部リード７が形成され、この外部リード７と半導体チップ５とはボンディングワイヤ８により接続されている。前記半導体チップ５，ボンディングワイヤ８及び外部リード７の一部は、樹脂製保護層９により封止されている。前記インサートケース６上にはキャップ１０が搭載されている。ここで、キャップ１０は、インサートケース６と嵌合により一体化されていても良いし、接着剤を用いて一体化してもよい。
【００１２】
上述したように、実施例に係る樹脂封止型半導体装置は、金属製ベース１と、この金属製ベース１上に第１の低融点半田層２を介して形成された金属製ディスク３と、この金属製ディスク３上に第２の低融点半田層４を介して形成された半導体チップ５と、第２の低融点半田層４上に搭載された，半導体チップ５及びその周辺部分に対応する部分が開口されたインサートケース６と、前記チップ５とボンディングワイヤ８を介して接続された外部リード７と、前記チップ５，ボンディングワイヤ７及び外部リード７の一部を樹脂封止する樹脂製外囲層９と、インサートケース６に冠着されたキャップ１０を具備した構成となっている。
【００１３】
こうした構成の樹脂封止型半導体装置は、次のようにして製造した。まず、金属製ベース１上に第１の低融点半田材料層を形成した。次に、この低融点半田材料層上に半導体チップ５及びその周辺に対応する部分が開口されたインサートケース６を搭載した。つづいて、前記第１の低融点半田材料層上に金属製ディスク３を介して第２の低融点半田材料層を形成した。その後、この第２の低融点半田材料層上に半導体チップ５を搭載した。更に、約２６０℃でリフロー処理を施して金属製ベース１と金属製ディスク３間及び金属製ディスク３と半導体チップ５間の低融点半田材料層を溶融して夫々第１の低融点半田層２，第２の低融点半田層４を形成した。ひきつづき、半導体チップ５と外部リード７間をボンディングワイヤ８により電気的に接続した後、前記半導体チップ５，ボンディングワイヤ８及び外部リード７の一部を樹脂外囲器９により樹脂封止した。最後に、前記インサートケース６にキャップ１０を冠着し、図１の樹脂封止型半導体装置を製造した。
【００１４】
上記実施例によれば、半導体チップ５と金属製ディスク３の接合、及び金属製ディスク３と放熱用金属製ベース１との接合を同時に行うことができ、組み立て工程を簡素化することができる。また、前記第１，第２の低融点半田層２，４の材料として低融点金属を使用することにより、半田の取扱いが容易であり、組み立て用のコストを低減できる。
【００１５】
（実施例２）  
本実施例２では、図１の前記樹脂封止型半導体装置を、次のようにして製造した。  
まず、金属製ディスク３上に第２の低融点半田材料層を形成した。次に、この第２の低融点半田材料層上に半導体チップ５を搭載した。つづいて、半導体チップ５を搭載した金属製ディスク３を、金属製ベース１上に第１の低融点半田材料層を介して載置した。この後、リフロー処理を施して金属製ベース１と金属製ディスク３間及び金属製ディスク３と半導体チップ１間の低融点半田材料層を溶融し、第１の低融点半田層２，第２の低融点半田層４を形成した。
【００１６】
次に、第１の低融点半田層２上に該低融点層２に対応する部分が開口されたインサートケース６を搭載した。つづいて、インサートケース６に外部リード７を配置した後、半導体チップ５と外部リード７間をボンディングワイヤ８により電気的に接続した。次いで、半導体チップ５，ボンディングワイヤ８及び外部リード７の一部を樹脂封止し、樹脂製保護層９を形成した。更に、インサートケース６にキャップ１０を冠着し、図１の樹脂封止型半導体装置を製造した。  
実施例２によれば、実施例１と同様な効果が得られる。
【００１７】
なお、この発明は、上記実施形態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。更に、上記実施形態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。具体的には、上記実施例では、第１・第２の低融点半田層の材料としてＣｕ−Ｎｉを用いた場合について述べたが、これに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施例に係る樹脂封止型半導体装置の平面図。
【図２】図1の正面図。
【図３】図１のＸ−Ｘ’に沿う拡大断面図。
【符号の説明】
【００１９】
１…金属製ベース、２…第１の低融点半田層、３…金属製ディスク、４…第２の低融点半田層、５…半導体チップ、６…インサートケース、７…外部リード、８…ボンディングワイヤ、９…樹脂製外囲器、１０…キャップ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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