JPS6234153B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はモールド形半導体装置、特にダイオ
ードや整流器等２端子構造の半導体素子の両側に
ヒートシンクを配設し、両電極面より放熱させる
ダブルヒートシンク構造の半導体装置の製造方法
に関する。

従来、ダイオードや整流器は小形で放熱特性が
優れ、比較的電流容量の大きいものが得られるた
め、素子電極の両側に電極板を取付したDHD構
造のものが主流を占めている。例えば、第１図は
この種DHD形ガラス封止ダイオード１の断面図
であり、ダイオード素子２の両電極２ａ，２ｂが
一対のジユメツト材よりなる口出導体３，３で挾
着され、これらの周囲を覆つてガラス管４により
口出導体３の側面で封止されている。口出導体３
の外方には、一対のリード線５，５が溶接され、
ダイオード素子２内部で発生した熱は大径の口出
導体３を通して素子両側に導出するよう構成され
ている。ところで、このようなダイオード１をプ
リント基板等に実装するには、図示しないが、前
記リード線５をプリント基板の装着孔にピツチ合
わせして成形し、この成形されたリード線５をプ
リント基板の装着孔に弾接させて挿入した後、半
田付けして行われるが、作業が繁雑で多大の工数
を要していた。このため、第２図に示すように、
小径部６と大径部７を有する一対の口出導体８，
８を用い、この小径部６の端面間にダイオード素
子２の電極２ａ，２ｂを挾着させ、ダイオード素
子２を囲んで口出導体８の小径部６の側面でガラ
ス管４で封止したDHD形ガラス封止ダイオード
９も提案されている。（DHD形ダイオード出願番
号53―118203昭和53年８月28日付参照）このダイ
オード９は口出導体８の大径部７が板状であり、
上記ダイオードの如く曲がり易いリード線５を用
いないから、取扱いが容易となりプリント基板の
取付に自動化が適用出来る等優れた効果を有する
ものである。

しかしながら、このように使用面で優れた特徴
を有するダイオード９も、一方製造面に於いて
は、小径部６と大径部７を有する口出導体８の製
造や、ガラス封止作業が難しくなる欠点があつ
た。即ち、口出導体８は小径円筒状のジユメツト
部品と大径の板状部品を溶接等により接合して得
られるが所定寸法精度のものが得にくいものであ
つた。又ガラス封止作業はカーボン治具等を用
い、ダイオード素子２、口出導体８、ガラス管４
等の封着部品を位置合わせして装着し、ガラス管
４を高温に加熱溶融して行われるが、何分にも異
形状の口出導体８の装着に手間がかゝり工数増と
なる等のため、高価となり、製造及び使用の両面
を併せて満足出来るダブルヒートシンク構造の半
導体装置は得られていない。

本発明は以上の点に鑑み提案されたものであ
り、プリント基板への装着や取扱いが容易な構造
で、しかも量産性よく安価に製造出来るダブルヒ
ートシンク構造の半導体装置の製造方法を提供す
る。

本発明に係る半導体装置は、半導体素子両主面
に形成された電極面がヒートシンクとなる一対の
平坦な電極板間にサンドイツチ構造にマウントさ
れる。そしてこれらの電極板間に半導体素子が固
着されたマウント体は、半導体素子及び両電極板
の外端面を除く主要部分がモールド部材で被覆さ
れるもので、一対の口出導体に平板状の電極板を
用いるため、製造が極めて容易となると共に、細
線のリード線を用いないチツプ構造であるから、
半導体装置の使用が容易となる等優れた効果が得
られる。かゝる構造の半導体装置の製造は、少な
くとも次の如き工程を経て製造される。即ち、 １ 半導体素子の両主面に形成された電極面を一
対の電極板間に固着する半導体素子のマウント
工程、 ２ 前記半導体素子の固着されたマウント体を複
数個、夫々の電極板の両主面をこれらの電極板
より大きく形成されたマウント体の保持具、例
えば一組の基台間に密着固定させ、前記電極板
の外端面をカバーする工程、 ３ 前記電極板の端面をカバーした保持具の各マ
ウント体間の空隙内にモールド部材を充填し、
前記半導体素子と前記電極板を一体にモールド
する工程、 ４ 前記充填されたモールド部材を固化する工
程、 ５ 前記モールド部材の固化后、前記一組の基台
を前記一対の電極板の端面から除去する工程、
及び ６ 前記固化されたモールド部材を半導体素子間
で切断分離し個々の半導体装置を得る工程とを
含むもので、半導体素子の両電極面を固着する
一対のヒートシンクとなる電極部材に、製造容
易な平板状電極部材が使用され、又モールドタ
イプであるから従来のガラス封止タイプに比べ
封止作業が容易且つ量産性に優れる等、製造及
び使用両面に亘つて優れた特徴を有するダブル
ヒートシンク構造の半導体装置が安価且つ能率
よく製造される。

以下本発明の実施例を図面と共に詳述する。

第３図は本発明方法で得られるダブルヒートシ
ンク構造の半導体装置の一実施例で、樹脂封止タ
イプのSiダイオード１１が示されている。図に於
いて１２はプレーナ構造のダイオード素子で、両
主面には図示しないが内部のＰ―Ｎ接合に対応し
たアノード電極１２ａ、及びカソード電極１２ｂ
がオーミツクコンタクトの良好な金属、例えば
Au，Agの蒸着又はメツキ法等で形成されてい
る。１３及び１４はこれらの両電極１２ａ，１２
ｂに夫々銀ペースト等の鑞材１５により接合され
た平板電極で、素子１２の電極導出端子及びヒー
トシンクとして作用する。１６は素子１２及び平
板電極１３，１４の外端面１３ａ，１４ａを除く
主要部を被覆したエポキシ樹脂等のモールド部材
である。かゝる構造のダイオード１１は、素子１
２が一対の平板電極１３，１４間に挾着された状
態で接合されており、素子１２内部で発生した熱
はこれらの両平板電極１３，１４を通して両側に
放熱される。又、一対の平板電極１３，１４の外
端面１３ａ，１４ａが夫々露出して樹脂封止され
ているから、これらの端面１３ａ，１４ａを、図
示しないがプリント基板等の導電ランドに半田付
け等により取付出来、リードを用いないチツプ構
造であるから、取扱いが容易である。

次にかゝる構造のSiダイオード１１の製造方法
について述べる。先づ、第４図に示すようにダイ
オード素子１２の両電極１２ａ，１２ｂを一対の
平板電極１３，１４間にAgペースト等の鑞材１
５を介してサンドイツチ式に接合して固着する。
このダイオード素子１２の平板電極１３，１４へ
の取付けは、図示しないが、例えばカーボン治具
等を用いてコンベア炉に通す方法等通常の半導体
マウント装置を用いて容易に達成出来る。又、用
いる鑞材１５は、Agペーストの他半導体素子１
２及び平板電極１３，１４と接着性良好な半田部
材、例えば金錫半田や銀錫半田等を用いることが
出来る。次に半導体素子１２の両電極１２ａ，１
２ｂを平板電極１３，１４に取付したマウント体
１７は第５図に示すように、先づ一方の平板電極
１４側の外端面１４ａを平板状基台１８に接着材
１９等を用いて複数個所定間隔離間して固定す
る。接着材１９としては、後述する半導体素子１
２のモールド時、電極端面１４ａが充分カバー出
来る程度の接着力を有し、モールド部材の固化后
容易に剥離出来る樹脂性接着材が用いられる。
又、２０は平板状基台１８の各マウント体１７間
に設けた仕切板で、必らずしも必要でないが、モ
ールド部材固化後の切断分離を容易にしている。
次に他方の平板電極１３上から平板状基台２１を
接着材１９を用いてその電極端面１３ａを同様に
密着固定させる。即ち、平板状基台１８及び２１
はマウント体１７の夫々の電極端面１４ａ，１３
ａが密着固定されるマウント体１７のモールド用
保持具であり、必らずしも平板状基台としてこれ
に接着剤で固定する必要はなく、要は各マウント
体１７のモールドに先立ち、各マウント体１７の
電極端面１４ａ，１３ａがカバーされる構造であ
ればよい。

次に、このように両電極板１３，１４が平極板
基台１８，２１間に固定され、両電極外端面１３
ａ，１４ａがカバーリングされた複数個のマウン
ト体１７は、第６図に示すように、両基台１８，
２１間の空隙内にエポキシ、シリコン等の樹脂
材、又はガラス材等のモールド部材１６を充填す
ることにより、半導体素子１２及び両平板電極１
３，１４が一体にモールドされる。モールド部材
１６の充填は、デイツプ法、スプレー法、射出法
等種種の方法が採用されるが、両電極１３，１４
の外端面１３ａ，１４ａは基台１８，２１でカバ
ーリングされ、この部分にはモールド部材１６が
被覆されないようにする。次にモールドされたマ
ウント体１７は所定の温度でモールド部材１６を
固化した後、全体を接着材１９の洗浄液中に浸す
と、第７図に示すように、平板状基台１８，２１
が平板電極１３，１４から除去されると同時に、
接着材１９が剥離され両平板電極の外端面１３
ａ，１４ａが露呈する。その後、矢印図示するよ
うに各素子１２間でモールド部材１６を切断分離
することにより、第３図に示すダブルヒートシン
ク構造のSiダイオード１１が同時に多数個製造さ
れる。この切断分離は、ダイシング法、プレスカ
ツト法等種々の方法が採用されるが、図示するよ
うに、基台１８，２１のモールド部材１６切断予
定域にモールド部材１６と非接着性の仕切板２０
を設けておくと、切断分離が容易となる。又、モ
ールド部材１６の充填を、第８図に示すように、
個々の素子１２毎に行ない各素子１２間に空隙を
設けるようにすれば、モールド部材１６の固化後
の切断作業が不要になる。

第９図及び第１０図は、本発明に係る他の実施
例で、上記実施例の平板電極１３，１４に、個々
の電極板となる複数個の半導体素子１２のマウン
ト部と、これらのマウント部間を接続する連結部
とで構成したフレーム体が用いられ、夫々半導体
素子１２のマウント后の状態が示されている。即
ち、第９図に示すフレーム体２２は、隣接するマ
ウント部２３間を連結片２４で複数個縦横に連結
したものであり、又第１０図に示すフレーム体２
５は、一枚の巾広の電極板２６をプレス打込み又
は切削加工で縦横の溝２７を形成して複数個のマ
ウント部２８を構成したもので、これらのフレー
ム体２２及び２５は、マウント部２３及び２８が
多数板状に連結されており、取扱いが容易とな
り、自動化に適する利点がある。これらのフレー
ム体２２，２５を用いたものも、同数に個々の電
極板となるマウント部２３及び２８の背面側が図
示しないが一対の基台１８，２１でカバーされ、
基台１８，２１間にモールド部材１６が充填され
る。そして固化後、切断分離され、夫々第１１図
及び第１２図に示すダブルヒートシンク構造のダ
イオード２９，３０が得られる。これらのダイオ
ード２９，３０は、平板電極のマウント部２３，
２８の外端面がモールド部材１６から露出するば
かりでなく、側面の連結片２４や溝２６の切断面
３１が露出した構造が得られ、この露出した切断
面３１をプリント基板等の取付けに利用すること
が出来便利である。

本発明は以上のように、ヒートシンクとなる一
対の平板状電極体間に半導体素子の両電極を固着
し、この半導体素子の固着されたマウント体複数
個をそれぞれの電極体を各マウント体のモールド
用保持具に密着固定して、電極体の端面をカバー
した後、両基台間にモールド部材を充填して半導
体素子と電極体を一体にモールドし、モールド部
材を固化した後カバーリングを除去して個々の半
導体装置を得るように構成したから、製造が容易
となり、しかもプリント基板への装着や、取扱い
の容易なチツプ構造のダブルヒートシンク形半導
体装置が提供出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来のダブルヒートシンク
形半導体装置の断面図、第３図は本発明に係るダ
ブルヒートシンク形半導体装置の断面図、第４図
乃至第７図は第３図の製造過程を示す部品断面
図、第８図は第３図の一実施態様を示す部品断面
図、第９図乃至第１２図は本発明の他の実施例を
示す部品及び製品の斜視図である。 １１，２９，３０……ダブルヒートシンク形半
導体装置、１２……半導体素子、１３，１４，２
２，２５……平板状電極体、１３ａ，１４ａ……
端面、１６……モールド部材、１７……マウント
体、１８，２１……保持具（基台）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一対の平板状電極体で挾着した半導体素子を
   複数個離間して前記一対の平板状電極体を保持具
   に密着させ、前記保持具内の空隙内にモールド部
   材を充填して前記半導体素子のモールド体を形成
   し、前記保持具を前記一対の平板状電極体から除
   去し、前記モールド体のモールド部材を前記半導
   体素子間で切断分離することを特徴とするダブル
   ヒートシンク形半導体装置の製造方法。