CN103069556A - 半导体模块、模制装置及模制成形方法 - Google Patents

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Abstract

半导体模块具备:多个半导体元件、与多个半导体元件的一面侧结合的平板状的第一电极、与多个半导体元件的另一面侧结合的平板状的第二电极、将多个半导体元件封止在第一电极与第二电极之间的模制材料。在第一电极的周缘部设有朝向第二电极延伸的突起部,突起部包围模制材料。

Description

半导体模块、模制装置及模制成形方法
技术领域
本发明涉及能够防止模制材料泄漏的半导体模块、通过模制部件模制成形半导体装置等模制对象物的模制装置及模制成形方法。
背景技术
具有如下的装置(参照JP2007-320102A),即、在模制室内,相对于模制对象物向接触、离开的方向(上下方向)移动的滑动部件(30)具有背面部件(31)和旋转部件(32),在背面部件(31)的下面的大致中央设有一个凸部(33),在该凸部(33)的周围配置有弹簧(34)。在该装置中,旋转部件(32)可以以凸部(33)为中心,相对于水平面在某程度的角度范围内向任一方向倾斜。因此,即使模制对象物的上面不是水平面而是倾斜面,旋转部件(32)也可以随着模制对象物的上面倾斜,能够与模制对象物无间隙地接触。
但是,在JP2007-320102A的技术中,由于在背面部件(31)与旋转部件(32)间存在允许旋转部件(32)倾斜的间隙,因此,存在树脂向该间隙泄漏的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种即使在模制对象物的两面之间有倾斜偏差的情况下,也能够防止树脂泄漏的技术。
本发明的模制装置具备:多个半导体元件;与所述多个半导体元件的一面侧结合的平板状的第一电极;与所述多个半导体元件的另一面侧结合的平板状的第二电极;在所述第一电极与所述第二电极之间封止所述多个半导体元件的模制材料。在所述第一电极的周缘部设有朝向所述第二电极延伸的突起部,所述突起部包围所述模制材料。
下面,参照附图对本发明的实施方式、本发明的优点进行详细地说明。
附图说明
图1是第一实施方式的半导体装置的概略纵剖面图;
图2是图1所示的半导体装置的Z-Z’线剖面图;
图3是第一实施方式的模制装置的模制成形前和模制成形后的各概略剖面图;
图4是表示第一实施方式的存在倾斜偏差的半导体装置的模制成形方法的工序图;
图5是第二实施方式的模制装置的模制成形前和模制成形后的各概略剖面图;
图6是表示第二实施方式的存在厚度偏差的半导体装置的模制成形方法的工序图;
图7是第三实施方式的半导体装置的概略纵剖面图;
图8是图7的Z-Z’线剖面图;
图9是第三实施方式的模制装置的模制成形前和模制成形后的各概略剖面图。
具体实施方式
下面,参照附图对本发明的实施方式进行说明。本实施方式是将本发明适用于包括功率元件的电路、利用树脂模制成形在其两面配置有电极的半导体装置而制造半导体装置(半导体模块)的模制装置的例子。
(第一实施方式)
图1是模制对象物即半导体装置1(半导体模块)的概略纵剖面图,图2是图1所示的半导体装置1的Z-Z’线剖面图。另外,在图1中,下方表示用点划线包围的YY部的放大图。
如图1所示,在半导体装置1中,在晶体管及PTO等、双面冷却结构的功率元件4、5的上下两面配置有各电极2、3。换言之,成为在两个电极2、3之间夹持功率元件4、5的结构。
在功率元件4、5上,在垂直向上方设有例如正极端子,在垂直向下方设有负极端子。功率元件4、5的正极端子与位于垂直上方的电极(下面称为“上方电极”。)2用焊锡6、8连接。另外,功率元件4、5的负极端子与位于垂直下方的电极(以下称为“下方电极”。)3用焊锡7、9连接。
在图1中,在半导体装置1中,相对于上方电极2处于水平位置,下方电极3的左侧方向垂直上方立起。换言之,上方电极2的垂直上面2a右端和下方电极3的垂直下面3a右端的上下方向厚度,比上方电极2的垂直上面2a左端和下方电极3的垂直下面3a左端的上下方向厚度大。即,在半导体装置1的上下两面产生倾斜偏差。
为了对功率元件4、5进行冷却,如图2所示,两个电极2、3形成为具有规定的面积的四角平板状。从上下使冷却装置与这两个电极2、3接触,由此,能够经由电极2、3对半导体装置1整体进行冷却。
上下两个电极2、3的间隙(上下方向宽度)为数百μm的狭小的间距,有可能在功率元件4、5的侧面或上下电极2、3间引起放电,因此,需要在上下两个电极2、3的间隙(空间)介有绝缘物。另外,在半导体装置1中,夹持在两个电极2、3间的多个功率元件4、5的上下方向的厚度不同。因此,具有如下特征,即,除了因上下两个电极2、3的平行度较差引起的倾斜偏差之外,还会产生包括上下两个电极2、3的半导体装置1整体的上下方向的厚度偏差。
这样,即使在具有倾斜偏差及厚度偏差的半导体装置1中,由于是在上下两个电极2、3的间隙(空间)中利用作为绝缘物的树脂进行模制成形,因此,在本实施方式中,也可以以包围上方电极2的周缘方式设置可塑性变形的内衬部件11。
如图1下方的放大图所示,内衬部件11主要由框架部12、槽14、突起部16构成。在框架部12的内周侧面13设有水平方向的槽14。另一方面,在上方电极2的外周上侧设有切口2a,由此,形成向水平方向外侧突出的突出部2b。因此,通过将上方电极2的突出部2b和框架部12的槽14嵌合,框架部12被上方电极2的周缘支承。反过来说,通过框架部12支承包括上方电极2的半导体装置1整体。
在框架部12的下面15,设有朝向垂直下方突出(延伸)的突起部16。如图2所示,该突起部16也包围上方电极2的周缘。
作为包括突起部16的内衬部件11的材质,只要是不产生破裂、可塑性变形,用任何物质都可以。例如,采用聚亚苯基硫化物(PPS)等热固化性树脂即可。采用PPS树脂的情况下,不需要用于使其塑性变形的加热。将半导体装置1收纳在模制装置的模制室内并进行合模时,通过向内衬部件11的突起部16施加合模方向的力,就能够使突起部16产生塑性变形。另外,内衬部件11的整体不需要是可进行塑性变形的物质,只要至少突起部16是可塑性变形的物质即可。
另一方面,突起部16不能使用可弹性变形的物质。在突起部16产生弹性变形的状态下,即使向半导体装置1的间隙进行树脂注入,在树脂固化之后突起部16也会恢复到弹性变形前的原来的状态,树脂就会从半导体装置1剥离。
图3为模制装置21的概略剖面图,左侧表示由树脂对半导体装置1模制成形前的状态,右侧表示用树脂对半导体装置1模制成形后的状态。另外,图3的下方也表示用点划线包围的Y部的放大图。
模制装置21由相同的长方体状的下模具31(第二模具)和上模具41(第一模具)构成。在位于垂直下方而设置的下模具31的垂直上面32形成有凹部33。另一方面,在位于垂直上方设置的上模具41的垂直下面42也形成有凹部43。由相对的两个凹部33、43构成模制室51。下模具31的凹部底面34和上模具41的凹部上面44用水平的平面形成。
如图3的左侧所示,将半导体装置1收纳在模制室51内,且使内衬部件11的突起部16前端与下模具31的垂直上面32抵接时,半导体装置1的整体利用内衬部件11在下模具31的凹部33内成为悬空的状态。即,以使半导体装置1利用内衬部件11在下模具31的凹部33内成为悬空状态的方式,确定突起部16的垂直方向长度及位置,另外还确定下模具31的凹部33的水平方向长度及深度、上模具41的凹部43的水平方向长度及深度。这时,在突起部16的下端与下模具31的垂直上面32中间基本上不产生间隙。
由于突起部16的垂直方向长度在全周是相同的,因此,在将产生了倾斜偏差的半导体装置1以悬空的状态收纳于下模具31的凹部33内时,下方电极3的左侧比右侧更向垂直上方凸起。由此,下方电极3的左侧和凹部底面34的上下方向的间隔比下方电极3的右侧和凹部底面34的上下方向的间隔大。这样,即使产生倾斜偏差的半导体元件1成为悬空的状态,也可以以下方电极3不与凹部底面34抵接的方式,确定突起部16的垂直方向长度及下模具31的凹部33的深度。
在半导体装置1通过内衬部件11成为悬空的状态时,在突起部16的下端和下模具31的垂直上面32间基本上不产生间隙,因此,模制室51被划分为两个。即,划分为由下模具31、上方电极2及内衬部件11包围的空间52和其外侧(在图3中为上侧)的空间53这两个空间。
另一方面,由于通过上模具41向合模的方向(图3中垂直下方)按压收纳于下模具31的凹部33的半导体装置1,因此,在上模具41的凹部43配置与上方电极2相同的四角平板状的仿形板61(板材)和弹簧65(弹性部件),利用弹簧65以仿形板61成为大致水平的方式悬挂。即,弹簧65的上端固定于上模具41的凹部上面44,弹簧65的下端固定于仿形板61的垂直上面62。弹簧65设置有多个,以使在对半导体装置1进行合模时,来自上模具41的合模力经由弹簧65向仿形板61施加均等的力。
上模具41相对于下模具31向接触、离开的方向(图3中为上下方向)移动。在模制成形时,如图3的左侧所示,首先,在利用内衬部件11而成为悬空状态的半导体装置1的垂直上方配置仿形板61。接着,通过使上模具41朝向垂直下方移动,直到上模具41的垂直下面42与下模具31的垂直上面32抵接,对半导体装置1进行合模。这时,受到上模具41的合模力的突起部16进行塑性变形。利用此时的塑性变形,突起部16在垂直方向缩短且向水平方向扩大,成为图3右侧所示的状态(成形后)。即,下方电极3的下面3a整体与下模具31的凹部底面34抵接,下方电极3稳定在平行状态。另外,下方电极3成为平行状态,因此,上方电极2的右侧比左侧进一步向垂直上方抬起,仿形板61的下面63与该状态的上方电极2的上面2a全部抵接。
突起部16进行塑性变形后,在突起部16的下端和下模具31的垂直上面32之间也不产生间隙。即,成为图3的右侧所示的半导体装置1的合模结束状态,模制室51也被划分为由下模具31、上方电极2及内衬部件11包围的空间(将该空间设为“第一空间”。)52、其外侧的空间(将该空间设为“第二空间”。)53这两个空间。另外,在合模前的悬空状态下,在突起部16的下端和下模具31的垂直上面32之间多少存在点间隙也没关系,但是,在合模结束时,根据后述的理由,需要使突起部16的下端和下模具31的垂直上面32之间不产生间隙。
在这样划分的第一空间52中,设置有自图3的纸面眼前或纸面里向该第一空间开口的未图示的模制树脂供给通路。在图3的右侧所示的半导体装置1的合模结束状态下,经由该模制树脂供给通路向第一空间52内供给可注入压力的树脂(模制树脂)67时,树脂67填充到第一空间内即两个电极2、3的间隙(空间)。在该情况下,只要在突起部16的下端和下模具31的垂直上面32间存在间隙,其间隙就可成为树脂67泄漏的路径。但是,在本实施方式中,突起部16进行塑性变形后,在突起部16的下端和下模具31的垂直上面32之间不会产生间隙。因此,在第一空间52内朝向水平方向外侧的树脂67被塑性变形后的突起部16阻止,树脂67不会向位于第一空间52的外侧的第二空间53泄漏。
另外,由于下方电极3的下面3a与下模具31的凹部底面34整体抵接,因此,树脂67不会向下方电极3的下面3a和下模具31的凹部底面34的间隙泄漏。
在此,对本实施方式的作用效果进行说明。
在本实施方式中,在具备上模具41(第一模具)、下模具31(与第一模具一起构成模制室的第二模具)的模制装置21中,上模具41具有向合模的方向移动并与半导体装置1的上方电极2的垂直上面2a(模制对象物的一面)接触的仿形板61(板材)和向半导体装置1按压仿形板61的弹簧65(弹性部件),在半导体装置1的上方电极2的垂直上面2a(模制对象物的一面)的周缘部,设置有相对下模具31延伸的突起部16,在对半导体装置1进行合模时,突起部16在与下模具31抵接后会产生塑性变形。根据本实施方式,突起部16利用对具有通过树脂进行模制成形的空间的半导体装置1(模制对象物)进行合模时的负荷而进行塑性变形,由此,能够吸收半导体装置1的倾斜偏差,同时切断树脂67泄漏的路径。由此,能够防止树脂67向处于第一空间52的外侧的第二空间53的泄漏。
根据本实施方式,模制对象物为在功率元件4、5的两侧设有平板状的电极2、3的半导体装置1。模制对象物的一面的周缘部为上方电极2(一个电极)的周缘部,在半导体装置1的合模结束时,下方电极3(另一电极)和下模具31(第二模具)抵接。由此,能够防止树脂67向下方电极3的下面3a和下模具31的凹部底面34的间隙泄漏。
为了防止树脂泄漏和运输的便利性,在模制对象物的周围设有引线架的现有装置(参照JP2007-320102A的图1的W4)中,最后需要切断引线架。而在本实施方式中,塑性变形后的内衬部件11即使原封不动留在半导体装置1内,对半导体装置1的性能也没有影响,因此,在模制成形后,不需要切断内衬部件11的工序。由此,与现有装置相比能够减少工时。
图4是表示将存在倾斜偏差的半导体装置1的模制成形方法分为工件设置、合模、树脂注入及固化、合模打开、脱模五个工序的工序图。
首先,在(1)所示的工件设置工序中,将作为工件的半导体装置1收纳于模制室内,以突起部16与下模具31的垂直上面32抵接的方式进行设置,半导体装置1在下模具31的凹部33内成为悬空的状态。此时,突起部16朝向下模具31延伸。在上方电极2的垂直上方设置仿形板61。
在(2)所示的合模工序中,使上模具41向合模方向(图4中垂直下方)移动直到上模具41的垂直下面42与下模具31的垂直上面32抵接。通过该合模,仿形板61按压上方电极2,在仿形板61的下面整体与上方电极2的垂直上面2a抵接后,下方电极3的右端与下模具31的凹部底面34抵接。另外,当使上模具41向合模方向移动时,经由仿形板61在突起部16上作用垂直向下的均匀的负荷,受该负荷的作用而在突起部16的下端产生来自下模具31的垂直向上的反作用力。该反作用力的大小与合模力的大小相同。受该反作用力的作用,突起部16进行塑性变形。即,受上下电极2、3的倾斜量、作用有偏向突起部16的负荷分布(反作用力分布)而进行塑性变形。由此,在(3)所示的合模工序结束时,下方电极3的垂直下面3a整体与下模具31的凹部底面34抵接,并且,由下模具31、半导体装置1的上方电极2及内衬部件11,在模制室51内划分形成第一空间52。
在(4)所示的树脂注入及固化工序中,向第一空间52注入填充树脂67,之后使所填充的树脂67热固化。
在(5)所示的合模打开工序中,在树脂67固化后,打开半导体装置1的合模,使上模具41向打开合模的方向(图4中垂直上方)移动。
在(6)所示的脱模工序中,将半导体装置1从模制装置21中取出(脱模),完成模制成形。
(第二实施方式)
图5是第二实施方式的模制装置21的概略剖面图,左侧表示利用树脂对半导体装置1进行模制成形前的状态,右侧表示利用树脂对半导体装置1进行模制成形后的状态。另外,在图5中下方也表示用点划线包围的Y部的放大图。与第一实施方式的图3相同的部分附设同一符号。
在第一实施方式中,相对于以具有倾斜偏差的半导体装置1为对象,在第二实施方式中,以具有厚度偏差的半导体装置1为对象。在此,所谓“存在厚度偏差”,是说在包括上方电极2和下方电极3的半导体装置1整体的上下方向厚度因各个半导体装置1不同而有偏差。例如,如图5所示,上方电极2的垂直上面2a左端和下方电极3的垂直下面3a左端间的上下方向厚度、和上方电极2的垂直上面2a右端和下方电极3的垂直下面3a右端间的上下方向厚度相同。即,上方电极2上面和下方电极3下面间的上下方向厚度相同,因此,在图5所示的半导体装置1中,不产生倾斜偏差。但是,上方电极2的上面和下方电极3的下面之间的上下方向厚度,因各个半导体装置1不同而存在或大或小的偏差(产生厚度偏差)。
在将存在这种厚度偏差的半导体装置1作为对象的情况下,如图5左侧所示,将半导体装置1收纳在模制室51内,使内衬部件11的突起部16下端与下模具31的垂直上面32抵接,利用内衬部件11半导体装置1整体在下模具31的凹部33内成为悬空的状态。即,以半导体装置1利用内衬部件11而在下模具31的凹部33内成为悬空的状态的方式,确定突起部16的垂直方向长度及位置,还确定下模具31的凹部33的水平方向长度及深度、上模具41的凹部43的水平方向长度及深度。此时,在突起部16的下端和下模具31的垂直上面32间基本上不产生间隙。
在将存在厚度偏差的半导体装置1作为对象的情况下,在半导体装置1利用突起部16而成为悬空的状态时,在突起部16的下端和下模具31的垂直上面32之间基本上不产生间隙,因此,模制室51被划分为两个。即,划分为由下模具31、半导体装置1的上方电极2及内衬部件11包围的第一空间52和其外侧的第二空间53这两个空间。
第二实施方式的作用效果和第一实施方式相同。即,根据第二实施方式,突起部16利用对具有用树脂进行模制成形的空间的半导体装置1(模制对象物)进行合模时的负荷而进行塑性变形,由此,能够吸收半导体装置1的厚度偏差,能够切断树脂67泄漏的路径。由此,能够防止树脂67向处于第一空间52的外侧的第二空间53的泄漏。
图6是表示将存在厚度偏差的半导体装置1的树脂模制成形方法分为工件设置、合模、树脂注入及固化、合模打开、脱模五个工序的工序图。
首先,在(1)所示的工件设置工序中,将作为工件的半导体装置1收纳于模制室内,以突起部16与下模具31的垂直上面32抵接的方式设置,半导体装置1在下模具31的凹部33内成为悬空的状态。此时,突起部16朝向下模具31延伸。在上方电极2的垂直上方设置仿形板61。
在(2)所示的合模工序中,使上模具41向合模方向(图6中垂直下方)移动直到上模具41的垂直下面42与下模具31的垂直正面32抵接。通过该合模,仿形板61按压上方电极2,在仿形板61的下面整体与上方电极2的垂直上面2a抵接后,在合模工序的中途,在下方电极3的垂直下面3a与下模具31的凹部底面34之间仍产生空间。另外,在使上模具41向合模方向移动时,在突起部16上经由仿形板61作用垂直向下的均匀的负荷,受该负荷的作用,在突起部16的下端产生来自下模具31的垂直向上的反作用力。该反作用力的大小与合模力的大小相同。受该反作用力的作用,突起部16进行塑性变形。即,在突起部16作用均匀的负荷分布(反作用力分布)而产生塑性变形。由此,在(3)所示的合模工序结束时,下方电极3的垂直下面3a整体与下模具31的凹部底面34抵接,并且,利用下模具31、半导体装置1的上方电极2及内衬部件11,在模制室51内划分形成第一空间52。
在(4)所示的树脂注入及固化工序中,向第一空间52注入填充树脂67,之后使所填充的树脂67热固化。
在(5)所示的合模打开工序中,在树脂67固化后,为了打开半导体装置1的合模,使上模具41向打开合模的方向(图6中垂直上方)移动。
在(6)所示的脱模工序中,将半导体装置1从模制装置21中取出(脱模),完成模制成形。
(第三实施方式)
图7是第三实施方式的半导体装置1的概略纵剖面图,图8是图7所示的半导体装置1的Z-Z’线剖面图。另外,在图7中,下方表示用点划线包围的Y部的放大图。与第一实施方式的图1、图2相同的部分附设同一符号。第三实施方式和第一实施方式相同,也将存在倾斜偏差的半导体装置1作为对象。另外,第三实施方式的表示不限于存在倾斜偏差的半导体装置,因此,在图9中,代替存在倾斜偏差的半导体装置,表示存在厚度偏差的半导体装置1。
如图7所示,在第三实施方式中,在内衬部件11的框架部下面15上,设有与突起部16的内周侧邻接并向垂直下方开口的槽17。如图8所示,该槽17也包围上方电极2的周缘。
图9是第三实施方式的模制装置21的概略剖面图,左侧表示利用树脂对半导体装置1进行模制成形前的状态,右侧表示利用树脂对半导体装置1进行模制成形后的状态。另外,在图9中下方也表示用点划线包围的Y部的放大图。在与第一实施方式的图3相同的部分附设同一符号。
在模制成形半导体装置1时,突起部16的塑性变形的方式和第一实施方式不同。即,由于与突起部16的内周侧邻接设有槽17,因此,如图9的右侧所示,在进行半导体装置1的合模时,突起部16的槽17的一侧向槽17内突出去而进行塑性变形。因此,通过向槽17填充树脂67使之固化,填充于槽17的树脂67部分发挥锚的作用。一般而言,锚是通过向垂直下方钉在地面等固定部件上而获得与固定部件的密接力。在此,填充于槽17的树脂67部分相当于朝向垂直上方钉上的锚。
这样,根据第三实施方式,由于与突起部16的内周侧邻接设有槽17,因此,被填充于槽17并固化后的树脂67产生楔子(锚)的效果,提高了树脂67的垂直方向(纵方向)及水平方向(横方向)的密接力。另外,即使构成突起部16的材质和树脂67的接合较差,也能够取得密接效果。
以上,参照附图详细地说明了本发明,但是,本发明不限于这种具体的构成,包括所附加的本发明请求范围的宗旨内的各种各样的变更及同等的构成。例如,也可以是将图3、图5、图9的上下颠倒过来的构成。
本申请基于2010年12月27日在日本国专利厅申请的特愿2010-290295主张优先权,该申请的全部内容通过参照被本说明书引用。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种模制装置,通过对多个半导体元件(4、5)、与所述多个半导体元件(4、5)的一面侧结合的平板状的第一电极(2)、与所述多个半导体元件(4、5)的另一面侧结合的平板状的第二电极(3)、在所述第一电极(2)的周缘部朝向所述第二电极(3)延伸的突起部(16)进行模制成形而形成半导体模块,其中,该模制装置具备:
具有第一开口部的第一模具(41);
具有第二开口部并与所述第一模具(41)的第一开口部一起构成模制室的第二模具(31),
所述第一模具(41)具有:向合模的方向移动且与所述第一电极(2)接触的部件;将该部件向所述第一电极按压的弹性部件,
所述第二开口部具有使所述突起部抵接的抵接部。
2.如权利要求1所述的模制装置,其中,
与所述突起部(16)的内周侧邻接设有槽(17)。
3.一种模制成形方法,对由多个半导体元件(4、5)、与所述多个半导体元件(4、5)的一面侧结合的平板状的第一电极(2)、与所述多个半导体元件(4、5)的另一面侧结合的平板状的第二电极(3)、在所述第一电极(2)的周缘部朝向所述第二电极(3)延伸的突起部(16)构成的模制对象物进行模制成形,其中,该模制成形方法包括:
将所述模制对象物配置于由第一模具的开口部及第二模具的开口部构成的模制室的工序;
通过使所述第一模具向合模方向移动,使所述突起物塑性变形,同时对所述模制对象物进行合模的工序;
在合模结束之后,向由所述第二模具、所述第一电极、所述第二电极和所述突起部隔开的空间注入树脂的工序;
使所述注入的树脂固化的工序;
在树脂固化之后,打开所述合模而将所述模制对象物脱模的工序。

Claims (5)

1.一种半导体模块,具备:
多个半导体元件(4、5);
与所述多个半导体元件(4、5)的一面侧结合的平板状的第一电极(2);
与所述多个半导体元件(4、5)的另一面侧结合的平板状的第二电极(3);
将所述多个半导体元件封止在所述第一电极(2)与所述第二电极(3)之间的模制材料(67),其中,
在所述第一电极(2)的周缘部,设有朝向所述第二电极(3)延伸的突起部(16),
所述突起部(16)包围所述模制材料(67)。
2.如权利要求1所述的半导体模块,其中,
与所述突起部(16)的内周侧邻接设有槽(17)。
3.一种模制装置,通过对多个半导体元件(4、5)、与所述多个半导体元件(4、5)的一面侧结合的平板状的第一电极(2)、与所述多个半导体元件(4、5)的另一面侧结合的平板状的第二电极(3)、在所述第一电极(2)的周缘部朝向所述第二电极(3)延伸的突起部(16)进行模制成形而形成半导体模块,其中,该模制装置具备:
具有第一开口部的第一模具(41);
具有第二开口部并与所述第一模具(41)的第一开口部一起构成模制室的第二模具(31),
所述第一模具(41)具有:向合模的方向移动且与所述第一电极(2)接触的部件;将该部件向所述第一电极按压的弹性部件,
所述第二开口部具有使所述突起部抵接的抵接部。
4.如权利要求3所述的模制装置,其中,
与所述突起部(16)的内周侧邻接设有槽(17)。
5.一种模制成形方法,对由多个半导体元件(4、5)、与所述多个半导体元件(4、5)的一面侧结合的平板状的第一电极(2)、与所述多个半导体元件(4、5)的另一面侧结合的平板状的第二电极(3)、在所述第一电极(2)的周缘部朝向所述第二电极(3)延伸的突起部(16)构成的模制对象物进行模制成形,其中,该模制成形方法包括:
将所述模制对象物配置于由第一模具的开口部及第二模具的开口部构成的模制室的工序;
通过使所述第一模具向合模方向移动,使所述突起物塑性变形,同时对所述模制对象物进行合模的工序;
在合模结束之后,向由所述第二模具、所述第一电极、所述第二电极和所述突起部隔开的空间注入树脂的工序;
使所述注入的树脂固化的工序;
在树脂固化之后,打开所述合模而将所述模制对象物脱模的工序。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI808036B (zh) * 2021-12-02 2023-07-01 新加坡商先進科技新加坡有限公司 雙面冷卻組件的封裝製程
CN116666310A (zh) * 2023-08-02 2023-08-29 烟台台芯电子科技有限公司 一种igbt封装结构

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5315028B2 (ja) * 2008-12-04 2013-10-16 ルネサスエレクトロニクス株式会社 電子装置および電子装置の製造方法
EP2660858A4 (en) * 2010-12-27 2016-03-30 Nissan Motor SEMICONDUCTOR MODULE, MOLDING DEVICE AND MOLDING PROCESS
JP5616996B2 (ja) * 2012-11-29 2014-10-29 シャープ株式会社 液晶表示装置
US10217727B2 (en) * 2014-08-25 2019-02-26 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device and electronic apparatus including a first semiconductor chip including an insulated gate bipolar transistor and a second semiconductor chip including a diode
US10403601B2 (en) 2016-06-17 2019-09-03 Fairchild Semiconductor Corporation Semiconductor package and related methods
JP7391819B2 (ja) 2020-02-04 2023-12-05 東海興業株式会社 射出成形品及びその製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003133352A (ja) * 2001-10-30 2003-05-09 Sainekkusu:Kk 半導体樹脂封止装置
CN1666851A (zh) * 2004-03-12 2005-09-14 东和株式会社 树脂封止装置和树脂封止方法
JP2007320102A (ja) * 2006-05-31 2007-12-13 Toyota Motor Corp モールド装置およびモールド品の製造方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970002295B1 (ko) * 1993-02-23 1997-02-27 미쯔비시 덴끼 가부시끼가이샤 성형방법
US5955021A (en) * 1997-05-19 1999-09-21 Cardxx, Llc Method of making smart cards
JP3858510B2 (ja) 1999-04-02 2006-12-13 富士電機デバイステクノロジー株式会社 半導体装置
EP1220309A1 (en) * 2000-12-28 2002-07-03 STMicroelectronics S.r.l. Manufacturing method of an electronic device package
JP2004096004A (ja) 2002-09-03 2004-03-25 Toshiba Corp マルチチップ圧接型パッケージ
JP4022758B2 (ja) 2003-03-31 2007-12-19 株式会社デンソー 半導体装置
TW200519925A (en) * 2003-08-05 2005-06-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical disc and the manufacturing method thereof
JP2005136332A (ja) * 2003-10-31 2005-05-26 Toyota Motor Corp 半導体装置
JP4453608B2 (ja) 2004-08-19 2010-04-21 トヨタ自動車株式会社 樹脂封止装置および樹脂封止方法
JP4407489B2 (ja) * 2004-11-19 2010-02-03 株式会社デンソー 半導体装置の製造方法ならびに半導体装置の製造装置
JP5064078B2 (ja) * 2007-03-30 2012-10-31 株式会社日立産機システム 微細パターン転写用金型およびそれを用いた樹脂製転写物の製造方法
WO2008142784A1 (ja) * 2007-05-23 2008-11-27 Pioneer Corporation インプリント装置
JP4894783B2 (ja) * 2008-02-25 2012-03-14 三菱電機株式会社 半導体装置および半導体装置の製造方法
US8609015B2 (en) * 2008-06-25 2013-12-17 Kyoraku Co., Ltd. Method for forming resin molded articles, apparatus for forming resin molded articles, and apparatus for adjusting thickness of thermoplastic resin sheet
EP2660858A4 (en) * 2010-12-27 2016-03-30 Nissan Motor SEMICONDUCTOR MODULE, MOLDING DEVICE AND MOLDING PROCESS

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003133352A (ja) * 2001-10-30 2003-05-09 Sainekkusu:Kk 半導体樹脂封止装置
CN1666851A (zh) * 2004-03-12 2005-09-14 东和株式会社 树脂封止装置和树脂封止方法
JP2007320102A (ja) * 2006-05-31 2007-12-13 Toyota Motor Corp モールド装置およびモールド品の製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI808036B (zh) * 2021-12-02 2023-07-01 新加坡商先進科技新加坡有限公司 雙面冷卻組件的封裝製程
CN116666310A (zh) * 2023-08-02 2023-08-29 烟台台芯电子科技有限公司 一种igbt封装结构
CN116666310B (zh) * 2023-08-02 2023-10-27 烟台台芯电子科技有限公司 一种igbt封装结构

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