(57)【要約】【課題】半導体チップを放熱板に接着する半導体装置において、半導体チップから放熱板への熱伝導性を向上させる。【解決手段】放熱板３に碁盤の目のような溝６ａからなる凹部６を形成し、この凹部６にだけ接着剤を入れる。そして、放熱板３に半導体チップを搭載すると、半導体チップが放熱板３に接着される。接着剤が入れられた凹部６以外は、半導体チップと放熱板３とは直接接触するので、半導体チップから放熱板への熱伝導性に優れたものとなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放熱板と、この放熱板に搭載される半導体チップとを有する半導体装置において、
前記放熱板の前記半導体チップの搭載面に、部分的に凹部を形成し、この凹部の内部のみに接着剤を入れて前記半導体チップを接着したことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記凹部は、前記搭載面に、対称形に形成されていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記凹部は、前記搭載面に、方形を縦横に連続させた形状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記凹部は、前記搭載面に、互いに縦横に隔てられた複数の小凹部からなることを特徴とする請求項１又は２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、ヒートシンクと称される放熱板に半導体チップを接着する構成の半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、樹脂封止型の半導体装置は、半導体チップをリードフレームのアイランドに搭載し、半導体チップのボンディングパッドとリードフレームのリードとをボンディングワイヤで接続した後、成形型にて半導体チップを樹脂封止し、その後、リードフレームの余分な部分を切断して製造される。
半導体チップを搭載するアイランドは、半導体チップを封止した樹脂の表面に露出し、半導体チップが発生する熱を外部に放出する放熱板として機能する。この場合、半導体チップからアイランドへの熱伝導が良好に行われるようにするために、半導体チップをＡｇペーストを用いてアイランドに接着するようにしている。特許文献１では、放熱板の半導体チップ搭載面に複数の凹部を形成し、放熱板の搭載面に塗布した接着剤が凹部内にも入り込むようにして、接着剤と放熱板との接触面積を増加させ、これにより、半導体チップから放熱板への熱伝導性が更に高まるようにしている。
【特許文献１】特開平１０−２９４４０３号公報
【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、熱伝導率の高いＡｇを混入させたＡｇペーストを接着剤として用いても、そのＡｇペーストには樹脂が含まれている。このため、Ａｇペーストと放熱板との接触面積を増加させたとしても、半導体チップと放熱板との間にＡｇペーストが介在する限り、放熱性の向上には限度がある。
【０００４】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、接着剤にＡｇペーストなどのように樹脂が含まれたものを用いたとしても、半導体チップから放熱板への熱伝導性に優れた半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明では、放熱板の半導体チップの搭載面に凹部を形成し、この凹部の内部にのみ接着剤を入れて半導体チップを接着するので、半導体チップと放熱板とが直接接触する部分が生ずるようになり、半導体チップから放熱板への熱伝導性が向上する。
請求項２の発明では、凹部を対称形に形成したので、半導体チップと放熱板との熱膨張率の違いによって半導体チップに生ずる応力を平均化できる。
また、凹部の形状としては、請求項３のように、正方形を縦横に連続させた形状に形成しても良いし、請求項４の発明のように、正方形を縦横に連続させた形状に形成しても良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の第２の実施形態を図１〜図５を参照しながら説明する。図１はリードフレームを示す。このリードフレーム１は、周辺に多数のリード２を相互に連結した状態で有すると共に、中央部にアイランドと称される放熱板３をリベット４などによって接合して有している。これらリードフレーム１および放熱板３は例えば銅から構成されている。
【０００７】
放熱板３の一面には、図５に示すように半導体チップ５が搭載されるが、この放熱板３の半導体チップ５の搭載面３ａには、凹部６が形成されている。この凹部６は、方形、例えば、正方形を縦横に連続させた形態、いわゆる碁盤の目のような形態にて形成された溝６ａからなり、対称形をなしている。この場合の対称形は、放熱板３の半導体チップ５の搭載領域を縦方向に二分する中心線Ａ１、横方向に二分する中心線Ａ２のそれぞれについて線対称であり、放熱板３の半導体チップ５の搭載領域の中心点Ｐについて点対称となるように形成されている。なお、溝６ａの断面形状は、この実施形態では、図２に示すように矩形となっている。
【０００８】
この放熱板３の搭載面３ａ上に半導体チップ５を搭載するに先立って、凹部６内に例えばＡｇペーストなどからなる接着剤７を注入する。この凹部６への接着剤７の注入は、例えば図３に示すノズル８から接着剤７を吐出させながら、このノズル８を、凹部６を構成する溝６ａに沿って移動させることによって行う。そして、凹部６の全体に接着剤７を、搭載面３ａとほぼ面一となるように満たし、この状態で搭載面３ａに半導体チップ５を搭載する。
【０００９】
この場合、半導体チップ５は、その中心が放熱板３の中心点Ｐに一致させるようにして搭載面３ａ上に搭載する。半導体チップ５を搭載面３ａに搭載すると、図４に示すように、凹部６内の接着剤７が半導体チップ５に接し、半導体チップ５を放熱板３に接着する。そして、半導体チップ５のボンディングパッドとリード２との間をボンディングワイヤ１０によって接続する。この後、リードフレーム１を樹脂封止型にセットし、半導体チップ５を樹脂９によって封止する。この樹脂封止後、リードフレーム１の余分な部分をプレスなどによって切断し、各リード２を接離すると共に、放熱板３もリード２から接離する。以上により、樹脂封止型の半導体装置が製造される。この完成された半導体装置を図５に断面にて示す。
【００１０】
このように本実施形態によれば、放熱板３と半導体チップ５は、凹部６に入れられた接着剤７によって接着され、それ以外の部分は互いに直接接触する状態になる。このため、樹脂成分を含むＡｇペーストを接着剤７に用いても、搭載面３ａの前面に接着剤７を塗布する場合に比較して、半導体チップ５から放熱板３への熱伝導性が向上する。また、搭載面３ａの全面に接着剤７を塗布する場合には、接着時に半導体チップ５と接着剤７との間に空気を咬み込むと、これが気泡として残り熱伝導性を低下させる原因となるが、接着剤７を全面に塗布しない本実施形態では、気泡として残ることがなくなり、或いは残ってもごく少なくなる。このことからも、半導体チップ５から放熱板３への熱伝導性を向上させて、該半導体チップ５の効率良く冷却することができる。
更に、本実施形態では、凹部６の形状を対称形としてので、放熱板３と半導体チップ５との熱膨張率の相違によって半導体チップ５に作用する応力が全体に均等化されるようになるので、局部的に大きな応力が半導体チップ５に作用することを極力防止できる。
【００１１】
図６は本発明の第２の実施形態を示すもので、これは、搭載面３ａに、上記第１の実施形態と同様の碁盤の目のような形態の溝１１ａからなる凹部１１を、上記第１の実施形態の状態から４５度回転させた状態に形成したものである。なお、凹部１１の外形は正方形（第１の実施形態では、凹部６の外形状は長方形）となっていて、この凹部１１も、放熱板３を縦方向に二分する中心線Ａ３、横方向に二分する中心線Ａ４のそれぞれについて線対称であり、放熱板３の中心点Ｃ１について点対称となっている。
【００１２】
図７は本発明の第３の実施形態を示すもので、これは、凹部１２を、搭載面３ａに縦横に、等間隔に形成された多数の円形の小穴１２ａから構成したものである。この場合も、凹部１２は、放熱板３を縦方向に二分する中心線Ａ５、横方向に二分する中心線Ａ６のそれぞれについて線対称であり、放熱板３の中心点Ｃ２について点対称となるように形成されている。
【００１３】
なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施形態に限定されるものではなく、以下のような拡張或いは変更が可能である。
凹部を構成する溝或は小穴の断面の形状は、矩形に限られず、図８（ａ）に示すようにＶ字形、図８（ｂ）に示すようにＵ字形であっても良く、他に種々考えられる。
本発明は、樹脂封止型の半導体装置に限られず、半導体チップを放熱板に搭載する構造の半導体装置一般に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すリードフレームの平面図
【図２】放熱板の部分的な拡大縦断面図
【図３】接着剤の塗布状態を示す断面図
【図４】半導体チップを放熱板に接着した状態の縦断面図
【図５】樹脂封止した半導体装置の縦断面図
【図６】本発明の第２の実施形態を示すリードフレームの平面図
【図７】本発明の第３の実施形態を示すリードフレームの平面図
【図８】凹部の断面形状の他の形態を示す断面図
【符号の説明】
【００１５】
図面中、１はリードフレーム、３は放熱板、５は半導体チップ、６，１１，１２は凹部、６ａ，１１ａは溝、７は接着剤、１２ａは小穴を示す。
【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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