[发明专利]树脂密封式半导体器件及其制造方法

说明书

本发明涉及有散热体的树脂密封式半导体器件及其制造方法。

近年来，随着VLSI等的功耗的增加，对以低成本提高散热性的要求越来越高。为了应付这种情况，在材料方面，对提高引线框架和密封树脂的热传导性进行了研究探讨，在构造方面，研究探讨了用更改引线框架的设计和增加热沉即散热体的办法对所形成的散热性的改善。特别是在每个芯片的功耗低于2W的LSI中，用增加散热体以改善封装的散热性的办法被认为是最正统的对策。

从上述的散热这种观点来看，特开平6-53590号公报中公开了应用热传导性高的散热体，并使此散热体成为芯片底座的代用品的一种构造。如果采用这种构造，就可以制得散热性优良的半导体器件。

此外，如果在上述散热体上作镀银等处理之后再装上芯片，则可提高散热体和半导体芯片之间热传导性和电传导性。

但是，由于镀银等工艺将使得与树脂的粘结性能变坏、故当进行树脂密封并制成树脂密封式的半导体器件时，该半导体器件由于散热体和树脂之间的粘结性变坏，容易在两者之间形成间隙。这样一来，如果在此间隙处存有水，则在半导体器件发热时，水就变成水蒸汽而膨胀，使得间隙扩大，同时使散热体与半导体芯片完全剥离开来。

本发明的目的是提供一种散热体与树脂间粘结性优良、有高散热性的树脂密封式半导体器件及其制造方法。

本发明的树脂密封式半导体器件含有(1)具有电极部分和装于其他构件上的安装面的半导体元件；(2)具有设置上述半导体元件的设置面并使上述半导体元件冷却的散热体；(3)介于上述半导体元件和上述散热体之间并以可容纳于上述半导体元件安装面的范围内的形状设于上述设置面上的接合层；(4)把上述半导体元件与上述接合层粘结起来的粘结层；(5)引线；(6)连接上述引线和上述半导体元件的电极部分的金属丝，以及(7)把上述半导体元件、散热体、引线的一部分以及上述金属丝密封起来的树脂封装体。

应用这种半导体器件，由于设于散热体上的接合层形成为容纳于半导体元件安装面的范围之内的形状，故使接合层不突出于半导体元件之外。因而，树脂封装体把散热体密封起来而不与接合层接触，故树脂封装体与散热体之间的粘结性很好。

在本发明的树脂密封式半导体器件中，理想的情况是上述散热体具有导电性，上述半导体元件的安装面和上述散热体的设置面电学导通，而上述接合层的导电性比上述散热体表面的导电性更高。

就是说，散热体除了为了提高散热性要有优良的传热性之外最好还要有导电性。作为具有导电性的材料可以举出比如金、银、铜等等的金属。而且，理想的是构成为使半导体元件与散热体通过半导体元件的安装面和散热体的设置面而电学导通。这样，比如说，可以以散热体为负电位而使半导体元件接地。

另外，存在于半导体元件的安装面和散热体的设置面之间的接合层的导电性最好比散热体表面的导电性更高。由于中间存在着导电性高的接合层，故可以使得安装面和设置面之间导电性良好。作为这种半导体器件的一个例子，可以用铜构成散热体，用银构成接合层。

在本发明的树脂密封式半导体器件中，理想的是在上述设置面上的上述接合层以外的层域上设以导电性比上述散热体表面的导电性还高的导电层。

这样，就可以介以导电层进行半导体元件的电极部分与散热体的连接，或者引线与散热体的连接。这样作的结果是，由于可以介以散热体把电极部分与引线连接起来，所以改进了引线设计的自由度。作为导电层的材料，可以举出例如，金、银、铜等金属。

在本发明的树脂密封式半导体器件中，上述导电层可以考虑把它作成把上述接合层的外周不间断地围起来的形状，或作成为与上述金属丝直径相等的点状。

如果导电层采用把接合层的外周不间断地围起来的形状，则可容易地用金属丝把半导体元件的电极部分或引线与导电层连起来。

如果导电层采用与金属丝相等直径的点状物，则由于这是与金属丝相连的最低限度所必需的大小，故可以把树脂封装与导电层的接触面积抑制到最终限度。由于导电层使得与树脂之间的粘结性变坏，把接触面积压低到最小限度以把树脂封装与导电层之间的剥离压低到最小限度。

在本发明的树脂密封式半导体器件中，上述接合层的传热性比上述散热体表面的传热性高。

如此，就可以良好的效率把半导体元件中所产生的热传至散热体上去，从而有效地使半导体元件冷却。

特别是在上述树脂封装体露出一部分上述散热体进行密封时，散热体的散热效率将会变得更好。