CN104867839A - 半导体装置的制造方法和半导体装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供半导体装置的制造方法和半导体装置，其降低初始的泄漏电流的增加并提高了可靠性。进行树脂密封来制造半导体装置的半导体装置的制造方法的特征在于，该制造方法具备如下步骤：准备支撑板；将功率元件和控制元件载置于支撑板的主面上；以及将支撑板配置在树脂密封模具内，向模具内注入树脂而形成覆盖功率元件和控制元件的树脂密封体，在形成树脂密封体的步骤中，将多个半导体元件并列配置在支撑板上，在半导体元件数量少的列的一侧配置浇口。

Description

半导体装置的制造方法和半导体装置

技术领域

本发明涉及半导体装置，特别涉及在支撑板上搭载多个半导体元件并进行了树脂密封的半导体装置。

背景技术

近年来，在国际上议论着温暖化和能源等的环境问题。其中，电气化产品的变频化正在迅速地扩大。作为其中心技术，要求开发高可靠性的树脂密封型功率用半导体装置。例如在现有技术中，对密封树脂使用环氧树脂，作为树脂中所包含的蜡成分，使用萜烯改性酚醛树脂等，来提高脱模性、耐湿性、成型性，并降低泄漏电流，由此可确保长期间的可靠性。（例如，参照专利文献1）

专利文献1：日本特开平9-25330号公报

用于电动机控制等的功率用半导体装置的使用电压较高，需要严加注意泄漏电流。在现有技术中，能够通过变更密封树脂组成，来降低在长期间的泄漏电流的增加。

然而，如果对初始阶段的在功率元件的源-漏间产生的泄漏电流的增加使用现有方法，则存在被迫大范围地变更树脂组成，并且带来由此导致的半导体封装的翘曲、密封树脂与半导体元件之间的界面剥离这样的新问题的可能性。

于是，本发明者反复深入研究的结果，发现了初始阶段的在功率元件的源-漏间产生的泄漏电流的增加通过停留在功率元件附近的蜡的成分量来体现。

发明内容

因此，本发明正是为了解决上述的课题而完成的，其目的在于提供一种降低在初始阶段的泄漏电流的增加，并提高了可靠性的半导体装置。

为了解决上述的课题，本发明为以下提出的结构。本发明的半导体装置的制造方法通过进行树脂密封来制造半导体装置，该半导体装置的制造方法的特征在于，包括如下步骤：准备支撑板；将功率元件和控制元件载置于所述支撑板的主面上；以及将所述支撑板配置在树脂密封模具内，向该模具内注入树脂而形成覆盖所述功率元件和所述控制元件的树脂密封体，在形成所述树脂密封体的步骤中，将多个半导体元件并列地配置在支撑板上，在半导体元件的数量少的列的一侧配置浇口（gate）。

本发明的半导体装置的制造方法的特征在于，所述密封树脂是包含蜡的环氧树脂，该蜡的含量为0.15重量％以下。

本发明的半导体装置的特征在于，在外部引线少的一侧的所述树脂密封体的短边侧面上没有所述浇口的切断痕迹。

本发明如以上那样而构成，因此具有能够提供降低在初始阶段的泄漏电流的增加、并提高了可靠性的半导体装置的效果。

附图说明

图1是本发明的实施例的半导体装置的示意性的俯视图。

图2是现有的树脂密封步骤的树脂流动状态的示意性的俯视放大图。

图3是本发明的实施例的树脂流动状态的示意性的俯视放大图。

标号说明

1：支撑板

11：下垫板

12：外部引线

2：功率元件

21：功率元件配置区域

3：控制元件

31：控制元件配置区域

4：树脂密封体

41：密封树脂的流动

42：蜡停留区域

5：密封模具

51：容器

52：浇道

53：浇口

100：半导体装置

具体实施方式

以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。另外，在以下的附图的记载中，用相同或类似的标号来表示相同或类似的部分。但是，附图是示意性的图，尺寸关系的比率等与实际不同。因此，具体的尺寸等要对照以下的说明进行判断。此外，当然在附图彼此间也包含彼此的尺寸的关系或比率不同的部分。

此外，以下所示的实施方式是用于将本发明的技术思想具体化的例示，本发明的实施方式并不是将结构部件的材质、形状、构造、配置等确定成下述的内容。本发明的实施方式在不脱离宗旨的范围内能够进行各种变更而实施。

【实施例1】

以下，参照附图对本发明的实施例1的半导体装置进行说明。图1是本发明的实施例1的半导体装置的示意性的俯视图。在图1中省略了用于功率元件或控制元件与支撑板之间的电连接的金属线。

半导体装置100具备：支撑板1、功率元件2、控制元件3以及树脂密封体4。

关于支撑板1，例如能够对0.5mm厚的平形状板材应用冲压加工、化学蚀刻加工，材质能够较多地使用铜或铜合金，表面能够实施镀银等。

在树脂密封体形成后，以保留的用于与外部的基板固定或电连接的外部引线12的方式切断支撑板1。残留在树脂密封体内部的部分具有通过导电性粘合剂（未图示）而将功率元件或控制元件载置于主面上的下垫板11。

功率元件2被载置并固定于下垫板11的一个主面上。功率元件2是处理大功率的Si半导体元件。

控制元件3被载置并固定于下垫板11的一个主面上。对功率元件2进行控制，但是工作温度比功率元件3低，因此例如由Si半导体构成。

树脂密封体4是使用树脂成型模具和冲压装置，通过传递成型使密封树成型而成的。例如，在树脂密封体4中使用热硬化性环氧树脂。

通过包含蜡，脱模变得容易，能够实现较高的连续成型性。以上完成了半导体装置100。

接着，通过图2对现有的树脂密封步骤中的密封树脂流动状况进行说明。图2是现有的树脂密封步骤的树脂流动状态的示意性的俯视放大图。

首先，将密封树脂的流动41从容器中51压出，使其通过浇道52，从最初的浇口53（树脂注浇口）流入树脂成型模具5的腔室54内。功率元件的配置区域21与浇口53是相对的位置关系。控制元件的配置区域31不与浇口53相对，而是远离。

蜡42在树脂成型步骤中具有有助于从模具脱模的效果，为了使连续成型性较好而被混合。但是，蜡42的粘度相对于密封树脂的粘度较高，在将密封树脂压入腔室内时，密封树脂中的蜡42容易停留在浇口53附近。

接着通过图3对本发明的树脂密封步骤中的密封树脂的流动进行说明。图3是本发明的实施例的树脂流动状态的示意性的俯视放大图。

在本实施方式的树脂密封步骤中，当进行树脂成型时，浇口53的位置被配置成从与功率元件2相对的位置偏离。例如也可以相对于以往配置，使支撑板1在水平上旋转180度。

通过采用不将功率元件21与浇口53相对的配置，蜡42不在离浇口53最近的功率元件的配置区域21附近停留。

根据第1方面的发明，本发明的技术方案1的制造方法通过采用不将功率元件21与浇口53相对的配置，蜡42不在离浇口53最近的功率元件的配置区域21附近停留。此外，位于与浇口53相对的位置的控制元件的配置区域31与浇口53之间具有足够的距离，不受蜡42的影响。因此能够防止因蜡成分导致的泄漏电流的增加。

根据技术方案2，本发明的实施例1的半导体装置将密封树脂中的蜡的含量设为0.15重量％以下，由此能够维持脱模效果，并防止泄漏电流的增加。

根据技术方案3，本发明的实施例1的半导体装置中，没有浇口痕迹的一侧是外部引线少的一侧，即，是相对于控制元件的外部引线根数相对较少的功率元件侧。因此，能够提供示出在配置了功率元件的区域没有浇口，从而降低了泄漏电流的增加的半导体装置。

如上述那样，记载了用于实施本发明的方式，但是根据该公开本领域技术人员显然能够进行各种代替的实施方式、实施例。

对于树脂密封步骤条件，通过调整模具温度、注入时间等，能够进行稳定的树脂密封。

在上述的例子中，功率元件2和控制元件3使用了Si半导体，但是，同样地即便在使用了以大功率进行动作的由其他材料构成的半导体元件的情况下，上述的结构显然也是有效的。例如，也能够由碳化硅（SiC）或氮化镓（GaN）等构成半导体元件。

此外，半导体装置100也可以设为在同一封装内收纳有半导体元件、保护元件等的IPM（Intelligent Power Module：智能功率模块）。IPM由于在电动机驱动控制中流过大电流，因此泄漏对策是重要的，通过本发明能够降低功率元件的泄漏电流。

此外，在形成树脂密封体的步骤中，通过使向腔室注入密封树脂的最初的浇口位置从与功率元件相对的位置偏离，能够提高密封树脂的流动性，防止蜡的停留。

Claims (3)

1.一种半导体装置的制造方法，通过进行树脂密封来制造半导体装置，该半导体装置的制造方法的特征在于包括如下步骤：

准备支撑板；

将功率元件和控制元件载置于所述支撑板的主面上；以及

将所述支撑板配置在树脂密封模具内，向该模具内注入树脂而形成覆盖所述功率元件和所述控制元件的树脂密封体，

在形成所述树脂密封体的步骤中，将多个半导体元件并列地配置在支撑板上，在半导体元件的数量少的列的一侧配置浇口。

2.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

所述密封树脂是含有蜡的环氧树脂，该蜡的含量为0.15重量％以下。

3.一种半导体装置，其是使用权利要求1或2所述的半导体装置的制造方法制造出的半导体装置，该半导体装置的特征在于，

在外部引线少的一侧的所述树脂密封体的短边侧面上没有所述浇口的切断痕迹。