CN111095537A - 半导体装置及具备该半导体装置的功率转换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的半导体装置(100)在引线框(2)的散热面(2b)设有作为框状突起的散热面侧裙部。由此，以较少的树脂增加量就能增大沿面距离，绝缘性得到提高。另外，经过两次转送成形工序后成形散热面侧裙部，从而提高第二模塑树脂(8)的流动性，容易对第一模塑树脂(7)和引线框(2)进行浸润，附着性得到提高。而且，在安装面(2a)一侧，使内部引线(6)的端面(6a)从元件密封部(7b)露出，并利用由第二模塑树脂(8)成形的第二薄壁成形部(8c)进行覆盖，由此，半导体元件(1)所产生的热量能够从第一薄壁成形部(1b)和第二薄壁成形部(8c)的两个面高效地散发出去，因此散热性得到提高。

Description

半导体装置及具备该半导体装置的功率转换装置
技术领域
本发明涉及半导体装置及具备该半导体装置的功率转换装置，尤其涉及用模塑树脂进行整体密封的双面散热型半导体装置。
背景技术
功率用半导体装置在将IGBT(Insulated Gate Bipolar Tansistor：绝缘栅双极型晶体管)、MOSFET(Metal-oxide-semiconductorfielf-effect transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)、IC芯片、LSI芯片等半导体元件与外部端子用引线框进行了芯片接合之后，利用导线或者内部引线将半导体元件的电极与外部端子电连接，从而与外部进行信号的输入输出。
另外，树脂模塑型的半导体装置在模塑成形的工序中，引线框的安装有半导体元件一侧的面(安装面)和其相反侧的散热面被模塑树脂密封。功率用半导体装置的内部具有高发热元件，因此要求模塑树脂有很高的散热性。
以往，作为树脂模塑型的半导体装置，有的用一般的集成电路中被用作为模塑树脂的低应力树脂来密封引线框的安装面一侧，对散热面一侧利用使用了氧化铝填料的热传导率在3W/m·K以上的高散热树脂进行密封。另外，专利文献1中，具备马达和逆变器的功率转换装置中，逆变器的功率模块的一个面与马达或逆变器的金属壳体相接，另一个面与散热用的金属板相接，从而使功率模块所产生的热量从两个面散发。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5946962号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
以往的半导体装置中，有的利用高散热树脂密封引线框的散热面侧，但从提高散热性的观点来看，希望安装面侧也被高散热树脂所覆盖。然而，高散热树脂价格昂贵，因此将包括安装面在内的所有区域都用高散热树脂覆盖这一点从成本方面来讲并不现实。
另外，专利文献1中，树脂厚度为300μm左右的薄功率模块的两个面都与散热用的金属板接触，从而金属板到引线框的沿面距离较短。因此，可以预料到绝缘耐压较低，发生绝缘不好的可能性较高。为了增大沿面距离，需要减小金属板的面积，或者增厚树脂，但无论是哪一种方式，都存在散热性下降的问题。
另外，在树脂整体厚度为300μm的半导体装置的情况下，例如半导体元件为100μm且引线框为100μm时，散热一侧的树脂厚度将小于100μm。为了提高散热性，需要使树脂进一步变薄，但在模塑成形工序中形成厚度小于100μm的薄壁的情况下，存在容易产生孔洞或者未填充树脂的不良问题。
本发明鉴于上述问题，其目的在于得到一种半导体装置，在使用两种树脂的双面散热型半导体装置中，确保沿面距离，使散热性和绝缘型优异，且成本较低。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明所涉及的半导体装置包括：安装有半导体元件的引线框；与半导体元件的电极相连接的内部引线；以及将引线框的一部分、半导体元件及内部引线密封的第一树脂和第二树脂。在将引线框的安装有半导体元件一侧的面设为安装面，且将与安装面相反一侧的面设为散热面时，在散热面的外周端部设置框状突起，框状突起的相向的两条边和覆盖在这两条边之间的第一薄壁成形部由第二树脂成形为一体，框状突起的另外两条相向的边由第一树脂来成形。在安装面上，由第一树脂成形了覆盖内部引线的一部分和半导体元件的元件密封部，由第二树脂成形了覆盖元件密封部的表面的一部分和从元件密封部露出的内部引线的第二薄壁成形部。
发明效果
根据本发明，通过在引线框的散热面设置框状突起，利用较少的树脂增加量就能增大沿面距离，从而提高绝缘性。另外，框状突起的相向的两条边与第一薄壁成形部由第二树脂成形为一体，另外两条相向的边由第一树脂来成形，从而与框状突起的四条边全都由第二树脂一次性成形的情况相比，第二树脂向第一薄壁成形部的流动性得到提高，第二树脂更容易浸润。因此，第一薄壁成形部与引线框的附着性得到提高，第一薄壁成形部不易发生剥离或脱落。而且，内部引线被第二薄壁成形部覆盖，由此半导体元件所产生的热量能够从第一薄壁成形部和第二薄壁成形部的两个面高效地散发。由此，根据本发明，能够得到低成本且散热性和绝缘性优异的高可靠性的半导体装置。
关于本发明的上述以外的目的、特征、观点及效果，可通过参照附图的以下本发明的详细说明进行进一步了解。
附图说明
图1是示出了本发明的实施方式1所涉及的半导体装置的剖视图。
图2是示出了本发明的实施方式1中的第一次转送成形工序后的半导体装置的剖视图。
图3是示出了从散热面侧观察本发明的实施方式1中的第一次转送成形工序后的半导体装置而得到的俯视图。
图4是示出了从散热面侧观察本发明的实施方式1中的第二次转送成形工序后的半导体装置而得到的俯视图。
图5是示出了本发明的实施方式1所涉及的半导体装置的第一次转送成形工序的剖视图。
图6是示出了本发明的实施方式1所涉及的半导体装置的第二次转送成形工序的剖视图。
图7是示出了本发明的实施方式1所涉及的半导体装置的第一次压制成形工序的剖视图。
图8是示出了本发明的实施方式1所涉及的半导体装置中设置了散热板的状态的剖视图。
图9是示出了具备本发明的实施方式1所涉及的半导体装置的电动机的剖视图。
图10是示出了具备本发明的实施方式1所涉及的半导体装置的其它电动机的剖视图。
图11是示出了本发明的实施方式2所涉及的半导体装置的剖视图。
图12是示出了从安装面侧观察本发明的实施方式2中的第一次转送成形工序后的半导体装置而得到的俯视图。
图13是示出了从安装面侧观察本发明的实施方式2中的第一次成形工序后使内部引线露出的半导体装置而得到的俯视图。
图14是示出了从安装面侧观察本发明的实施方式2中的第二次转送成形工序后的半导体装置而得到的俯视图。
图15是示出了本发明的实施方式3所涉及的半导体装置的剖视图。
图16是示出了从散热面侧观察本发明的实施方式3中的第二次转送成形工序后的半导体装置而得到的俯视图。
图17是示出了本发明的实施方式4中的表面粗糙化内部引线的表面状态的剖视图。
图18是示出了本发明的实施方式5中的激光毛化内部引线的鳞状部的俯视图。
图19是示出了本发明的实施方式5中的激光毛化内部引线的鳞状部的上表面立体图。
图20是示出了本发明的实施方式6所涉及的半导体装置的剖视图。
图21是示出了本发明的实施方式6所涉及的半导体装置的第二次转送成形工序的剖视图。
具体实施方式
实施方式1
以下，基于附图对于本发明的实施方式1所涉及的半导体装置进行说明。图1是示出了本实施方式1所涉及的树脂模塑型的半导体装置的结构的剖视图，图2是示出了第一次转送成形工序后的半导体装置的剖视图，图3是示出了从散热面侧观察第一次转送成形工序后的半导体装置而得到的俯视图；图4是从散热面侧观察第二次转送成形工序后的半导体装置而得到的俯视图。另外，各图中，对相同或相当部分标注相同符号。
本实施方式1所涉及的半导体装置100是用两种树脂进行密封的双面散热型半导体装置。如图1所示，半导体装置100包括：安装有半导体元件1的引线框2、外部端子4、与半导体元件1的电极相连接的导线5和内部引线6、作为第一树脂的第一模塑树脂7、以及作为第二树脂的第二模塑树脂8。
在以下的说明中，将引线框2的安装有半导体元件1一侧的面设为安装面2a，将与安装面2a相反一侧的面设为散热面2b。图1所示的例子中，引线框2上侧的面为安装面2a，下侧的面为散热面2b。安装面2a上，经由焊料、银等接合构件3安装有例如IGBT、MOSFET、IC芯片、LSI芯片等半导体元件1。引线框2是铜板或者铜合金板，其表面覆盖有金、银、镍、锡等的金属镀膜(未图示)。
半导体元件1的电极焊盘经由以引线接合的方式连接的导线5、或者由铜板或铜合金板的材料制成的内部引线6而与外部端子4电连接，与外部进行信号的输入输出。导线5和内部引线6可以相互交换。导线5由金、银、铝、铜等形成，导线的线径为20μm～500μm左右。
引线框2的一部分、半导体元件1、导线5和内部引线6被第一模塑树脂7和第二模塑树脂8密封。第一模塑树脂7和第二模塑树脂8均是热固化性的环氧树脂等。其中，主要覆盖散热面2b的第二模塑树脂8中使用热传导率高于第一模塑树脂7的高散热树脂。第二模塑树脂8的热传导率为2W/m·K～12W/m·K。主要覆盖安装面2a的第一模塑树脂7使用一般集成电路的模塑树脂即低应力树脂。
在散热面2b的外周端部设有作为框状突起的散热面侧裙部，该散热面侧裙部由第一模塑树脂7和第二模塑树脂8成形，且厚度为0.3mm～2mm左右。散热面侧裙部的相向的两条边和覆盖在这两条边之间的第一薄壁成形部8b由第二模塑树脂8成形为一体，另外两条相向的边由第一模塑树脂7来成形。
具体而言，如图4所示，散热面侧裙部包括：由第一模塑树脂7成形的第一裙部7a、以及由第二模塑树脂8成形的第二裙部8a。第一裙部7a和第二裙部8a在与各边正交的方向上截断后得到的截面形状为长方形或正方形或梯形。上述截面形状的角部可以被倒圆，或者上述截面形状可以是圆弧状。
在第二裙部8a之间，由第二模塑树脂8与第二裙部8a一体地成形有厚度为0.02mm～0.3mm左右的第一薄壁成形部8b。第一裙部7a和第二裙部8a在4个树脂接合部9处接合。
另一方面，在安装面2a上由第一模塑树脂7成形有覆盖内部引线6的一部分和半导体元件1的元件密封部7b。如图2所示，元件密封部7b具有与安装面2a平行的平面即上表面7c、以及与该上表面7c正交的4个侧面。但是，元件密封部7b的上表面7c和4个侧面不一定要正交。内部引线6具有与元件密封部7b的上表面7c平行的端面6a。元件密封部7b的上表面7c和内部引线6的端面6a被形成为到安装面2a的高度相等。
而且，将元件密封部7b的表面的一部分和从元件密封部7b露出的内部引线6加以覆盖的第二薄壁成形部8c由第二模塑树脂8来成形。图1所示的例子中，第二薄壁成形部8c覆盖元件密封部7b的上表面7c、内部引线6的端面6a以及元件密封部7b的与上表面7c正交的一个侧面。
参照图5和图6对半导体装置100的模塑成形工序进行说明。半导体装置100的制造包括两次转送成形工序，图5示出第一次转送成形工序，图6示出第二次转送成形工序。图6所示的半导体装置是图3中沿A-A所示位置上的剖视图。
如图5所示，在第一次转送成形工序中，因第一成形模具20中施加的热量和压力而被熔融的第一模塑树脂7通过上浇口22注入设置有引线框2的空洞21中。第一模塑树脂7向引线框2的安装面2a一侧流动，填充空洞21而成形了元件密封部7b，并且向对应于第一裙部7a的空洞(未图示)流动，形成第一裙部7a。
在使用图5所示的第一成形模具20的情况下，在第一次转送成形工序之后，内部引线6的端面6a被第一模塑树脂7覆盖。因此，在之后的工序中对第一模塑树脂7进行机械研磨或者通过激光照射等进行磨削，使内部引线6的端面6a露出。
在第一次转送成形工序及之后的工序结束后的引线框2的安装面2a上，如图2所示，由第一模塑树脂7成形有对半导体元件1进行密封的元件密封部7b，内部引线6的端面6a从元件密封部7b露出。另外，在散热面2b上，如图3所示，由第一模塑树脂7成形有与上浇口22平行的两条边即第一裙部7a。
接着实施第二次转送成形工序。为了提高第一模塑树脂7和第二模塑树脂8的附着性，也可以在第一次转送成形工序之后，对第一模塑树脂7实施UV处理或等离子体处理或激光处理。如图6所示，第二成形模具30的内部设有完成了第一次转送成形工序的引线框2。
在设有引线框2的第二成形模具30的内部，由第一模塑树脂7成形的元件密封部7b的上部具有与第二薄壁成形部8c相应的空洞31a。另外，在引线框2的散热面2b一侧具有与第一薄壁成形部8b相应的空洞31b和与第二裙部8a相应的空洞31c。
因在第二成形模具30中施加的热量和压力而被熔融的第二模塑树脂8通过位于下浇口32附近的空洞31c，并流向空洞31b。此时，第二模塑树脂8暂时潴留在下浇口32附近的空洞31c中，因此能够均匀地流向空洞31b。通过空洞31b后的第二模塑树脂8进一步流向最终填充部即离下浇口32最远的对边的空洞31c。此时，第二模塑树脂8的粘度随着固化的发展而变高，但作为最终填充部的空洞31c的厚度大于空洞31b，从而流动阻力小于空洞31b，因此第二模塑树脂8很容易流动。
另外，第二模塑树脂8在流向空洞31b、31c的同时，还流向由第一模塑树脂7成形的元件密封部7b的上表面7c与第二成形模具30之间的空洞31a。考虑到树脂的流动性和散热性，第二薄壁成形部8c的厚度可以是第一薄壁成形部8b的2倍左右。将元件密封部7b的厚度至少设为0.4mm以上，再加上第二薄壁成形部8c的厚度，可以确保安装面2a一侧的绝缘性。第二次转送成形工序中，由第二模塑树脂8成形第二裙部8a、第一薄壁成形部8b和第二薄壁成形部8c，并从第二成形模具30取出成形品。
如图4所示，第二次转送成形工序之后的散热面2b上，由第二模塑树脂8一体地成形有包含离下浇口32最近的那条边在内的两条边的第二裙部8a、以及覆盖在这两条边之间的第一薄壁成形部8b。本实施方式1中，由第一模塑树脂7成形的第一裙部7a位于长边侧，由第二模塑树脂8成形的第二裙部8a位于短边侧，但有时也会因所使用的成形模具的浇口位置而颠倒。
在第一次转送成形工序中，通过实施压制成形，能够制造出内部引线6的端面6a从元件密封部7b露出的状态的成形品。如图7所示，压制用的成形模具40的内部表面事先吸附着厚度在40μm～200μm左右的热塑性的氟类树脂制的薄膜42。该薄膜42用于防止熔融的第一模塑树脂7进入成形模具40的可动部内。
成形模具40的上部为可动部，沿箭头A的方向移动，对空洞41加压的同时，停止在内部引线6上表面的规定位置处。成形模具40内部的空洞41中可以预先设置颗粒状的第一模塑树脂7，也可以从上浇口22注入通常的转送用的片状树脂并使其在空洞41中流动。
为了利用图5所示的第一成形模具20使内部引线6的端面6a露出，需要使第一成形模具20和内部引线6接触。然而，半导体元件1和内部引线6安装后的高度存在偏差，因此，在安装后的高度高于基准值的情况下，半导体元件1有可能受到应力而被损坏，在安装后的高度低于基准值的情况下，第一成形模具20与内部引线6之间存在间隙，因此第一模塑树脂7会产生树脂毛刺。
与此相对地，在压制成形过程中，预先设置在成形模具40内的薄膜42被加压而变薄，由此吸收了半导体元件1和内部引线6的高度偏差，将成形模具40与内部引线6之间的间隙填埋，因此不会产生树脂毛刺，能够使内部引线6的端面6a露出。
由此，经过两次转送成形工序后成形散热面侧裙部，由此提高第二模塑树脂8向第一薄壁成形部8b的流动性，从而容易对第一模塑树脂7和引线框2进行浸润，附着性得到提高。
作为本实施方式1的比较例，说明通过一次转送成形工序同时成形散热面侧裙部的四条边全都和第一薄壁成形部的情况。在成形模具内，散热面侧裙部的厚度大于第一薄壁成形部，流动阻力小于第一薄壁成形部，因此，熔融树脂先向散热面侧裙部的四条边流动，第一薄壁成形部成为最终填充部。
流向最终填充部的是粘度随着固化的发展而变高了的树脂，因此难以均匀地流向流动阻力较大的第一薄壁成形部。另外，先流到散热面侧裙部的四条边的树脂在第一薄壁成形部汇流，因此形成熔合线，与本实施方式1那样通过两次转送成形工序所成形的情况相比，第一薄壁成形部的强度和绝缘性变差。
本实施方式1所涉及的半导体装置100被用于具备进行功率转换的逆变器、以及将电能转换成机械能的马达的功率转换装置。例如，在车载用途方面，组装到马达与逆变器成为一体的电动机的逆变器中。此时，半导体装置100中，如图8所示，散热面散热板50a和安装面散热板50b经由散热膏(未图示)相接触。散热面散热板50a的大小设定为收纳在散热面侧裙部的框内。将散热面散热板50a和安装面散热板50b与热容量较大的逆变器壳体或者马达壳体一体化，或者与这些壳体通过螺钉紧固等进行接合。
图9和图10示出具备本实施方式1所涉及的半导体装置100的电动机。图9和图10所示的电动机400、401可以是电动助力转向用马达和逆变器的集成单元、轻混动用ISG(Integrated Starter Generator：启动发电一体机)、强混动用马达和逆变器的集成单元中的任一种。马达300、301具有配置在金属壳体内部的定子和转子，逆变器200、201具有马达驱动电路。
图9所示的电动机400中，马达300和逆变器200一体化，散热面散热板50a和安装面散热板50b同逆变器200的壳体一体化。图10所示的电动机401中，将马达301和逆变器201一体化，将散热面散热板50a和马达301的壳体一体化，将安装面散热板50b和逆变器201的壳体一体化。也可以与图10所示的例子相反，将安装面散热板50b与马达301的壳体一体化，将散热面散热板50a与逆变器201的壳体一体化。另外，也可以将散热板与壳体分开设置，并经由散热膏等相接触，或者将散热板与壳体通过螺钉进行紧固。
本实施方式1中，引线框2的表面被金、银、镍、锡等金属镀膜覆膜，但也可以不实施覆膜。另外，引线框2的厚度均匀，但也可以使用局部厚度不同的引线框(但这种情况下，成本会变高)。另外，内部引线6的表面被金属镀膜覆膜，但也可以不实施覆膜。
另外，本实施方式1中，元件密封部7b的上表面7c和离下浇口32最近的一个侧面被第二模塑树脂8覆盖，但第二模塑树脂8的配置不限于此。由于作为高散热树脂的第二模塑树脂8价格昂贵，因此可以考虑散热性和成本方面来决定配置。
根据本实施方式1，通过在引线框2的散热面2b设置散热面侧裙部，由此能够确保会被施加树脂成形的高压的引线框2的外周端部的强度，并且以较少的树脂增加量就能增大沿面距离，使绝缘性得以提高。因此，本实施方式1所涉及的半导体装置100适合于使用IGBT作为半导体元件1的耐压在600V以上的功率模块。
另外，第一裙部7a由第一模塑树脂7来成形，第二裙部8a和第一薄壁成形部8b由第二模塑树脂8成形为一体，由此与散热面侧裙部的四条边全都由第二模塑树脂8一次性成形的情况相比，第二模塑树脂8的流动性得以提高，更容易对引线框2和第一模塑树脂7进行浸润，从而提高附着性。因此，第一薄壁成形部8b与引线框2的附着性得到提高，第一薄壁成形部8b不易发生剥离或脱落。
而且，内部引线6的端面6a被第二薄壁成形部8c覆盖，由此半导体元件1所产生的热量能够从第一薄壁成形部8b与第二薄壁成形部8c这两个面高效地散发出去，散热性得以提高。另外，在安装面2a一侧，由第二模塑树脂8仅成形第二薄壁成形部8c，因此，既能抑制昂贵的高散热树脂的使用量，又能提高散热性。由此可知，根据本实施方式1，能够得到低成本且散热性和绝缘性优异的高可靠性的半导体装置100。
实施方式2
图11是表示本发明的实施方式2所涉及的半导体装置的结构的剖视图。图12是从安装面侧观察第一次转送成形工序之后的半导体装置而得到的俯视图，图13是从安装面侧观察第一次转送成形工序之后使内部引线露出的半导体装置而得到的俯视图，图14是从安装面侧观察第二次转送成形工序之后的半导体装置而得到的俯视图。
例如，在搭载有强混动用IGBT的需要600V以上耐压的半导体装置的情况下，需要确保沿面距离长于通常情况的沿面距离(例如为1.8mm以上)。虽然通过加厚元件密封部7b可增大沿面距离，但这样会使模块尺寸变大，树脂的使用量增多，成本增加。针对这一问题，通过与散热面2b一侧同样地在安装面2a一侧也设置框状突起，能够以低成本增大沿面距离。
本实施方式2所涉及的半导体装置101在元件密封部7b的上表面7c的外周端部设有厚度在0.3mm～2mm左右的安装面侧框状突起即安装面侧裙部。安装面侧裙部的相向的两条边和覆盖这两条边之间的第二薄壁成形部8c由第二模塑树脂8成形为一体，安装面侧裙部的相向的另外两条边由第一模塑树脂7来成形。除此以外的结构与上述实施方式1所涉及的半导体装置100相同，因此这里省略说明。
如图14所示，安装面侧裙部包括：由第一模塑树脂7成形的第三裙部7d、以及由第二模塑树脂8成形的第四裙部8d。第三裙部7d和第四裙部8d在与其各边正交的方向上截断后得到的截面形状为长方形或正方形或梯形。上述截面形状的角部可以被倒圆，或者上述截面形状可以是圆弧状。
在第四裙部8d之间，由第二模塑树脂8与第四裙部8d一体地成形了厚度为0.02mm～0.3mm左右的第二薄壁成形部8c。第三裙部7d和第四裙部8d在4个位置的树脂接合部9处接合。
参照图12～图14，对本实施方式2所涉及的半导体装置101的制造工序进行说明。半导体装置101的制造工序包含两次模塑成形工序，第一次实施与上述实施方式1相同的转送成形工序。但是，成形模具的内部形状不同于上述实施方式1。
如图12所示，在第一次转送成形工序之后的安装面2a上，在元件密封部7b的上表面7c由第一模塑树脂7成形有与上浇口22平行的两条边即第三裙部7d。另外，在散热面2b上，由第一模塑树脂7成形有与上浇口22平行的两条边即第一裙部7a(参照图3)。
如上述实施方式1所说明的，第一次转送成形工序是通常的转送成形的情况下的成形品如图12所示，内部引线6并不露出。因此，需要在之后的工序中对第一模塑树脂7进行机械研磨或者通过激光照射等进行磨削，使内部引线6露出。另一方面，第一次转送成形工序是压制成形的情况下的成形品如图13所示，内部引线6露出。
接着，实施与上述实施方式1相同的第二次转送成形工序。但是，成形模具的内部形状不同于上述实施方式1。如图14所示，第二次转送成形工序之后的安装面2a上，在元件密封部7b的上表面7c由第二模塑树脂8一体地成形有包含离下浇口32最近的那条边在内的两条边的第四裙部8d、以及覆盖这两条边之间的第二薄壁成形部8c。另外，在散热面2b上，由第二模塑树脂8一体地成形有包含离下浇口32最近的那条边在内的两条边的第二裙部8a、以及覆盖这两条边之间的第一薄壁成形部8b(参照图4)。
根据本实施方式2，除了与上述实施方式1相同的效果之外，通过设置安装面侧裙部，沿面距离比上述实施方式1更长，因此，能够得到耐压更高的双面散热型的半导体装置101。
实施方式3
图15是表示本发明的实施方式3所涉及的半导体装置的剖视图，图16是从散热面侧观察第二次转送成形工序之后的半导体装置而得到的俯视图。图15是图16中B-B所示的位置上的剖视图。
上述实施方式1和实施方式2中，由第一模塑树脂7成形的第一裙部7a和由第二模塑树脂8成形的第二裙部8a构成了散热面侧裙部。在这样的结构中，在由第二模塑树脂8成形的第一薄壁成形部8b与第一裙部7a的界面发生了剥离的情况下，散热面散热板50a(参照图8)与引线框2之间的沿面距离等于第一薄壁成形部8b的厚度，有可能导致耐压大幅下降。
因此，本实施方式3所涉及的半导体装置102中，利用由第二模塑树脂8成形的第五裙部8e覆盖由第一模塑树脂7成形的散热面侧裙部的相向的两条边即第一裙部7a。第五裙部8e在第二次转送成形时成形，如图15所示，覆盖第一裙部7a内侧的侧面和与散热面2b平行的下表面。
由此，半导体装置102的散热面2b一侧如图16所示，散热面侧裙部的四条边(第二裙部8a、第五裙部8e)和覆盖这四条边之间的第一薄壁成形部8b由第二模塑树脂8成形为一体。为了使第二裙部8a和第五裙部8e的高度一致，第一裙部7a的高度形成得比上述实施方式1要低。
另外，如上述实施方式2所涉及的半导体装置101那样具备安装面侧裙部的情况下(参照图14)，也可以在第二次转送成形时，由第二模塑树脂8成形第六裙部(未图示)，该第六裙部覆盖由第一模塑树脂7成形的第三裙部7d。
根据本实施方式3，除了与上述实施方式1相同的效果之外，通过用第五裙部8e覆盖第一裙部7a，由此即使因生产过程中的偏差等导致散热面2b一侧的第一薄壁成形部8b与第一裙部7a的界面发生了剥离，也能确保沿面距离，获得能够减轻了绝缘不良的情况发生的半导体装置102。
实施方式4
图17是表示本发明的实施方式4所涉及的半导体装置所用的表面粗糙化内部引线的表面状态的剖视图。本实施方式4所涉及的半导体装置的整体结构和制造方法与上述实施方式1相同，因此这里省略说明。
本实施方式4所涉及的半导体装置为了提高第一模塑树脂7及第二模塑树脂8与内部引线之间的附着力，使用表面粗糙化内部引线11来代替上述实施方式1所使用的内部引线6。表面粗糙化内部引线11是通过将铜或铜合金制的内部引线的表面用化学或物理的方法粗糙化成表面粗糙度Ra为0.06～0.2左右的内部引线。表面粗糙化内部引线11的表面形成有无数个凹凸，因此可以获得较高的锚固效应。
根据本实施方式4，除了上述实施方式1相同的效果之外，通过使用表面粗糙化内部引线11，相比于使用通常的内部引线6的情况，与第一模塑树脂7及第二模塑树脂8的附着力得到提高。而且，表面粗糙化内部引线11的表面积大于通常的内部引线6，因此散热性可得到提高。
实施方式5
图18是示出了本发明的实施方式5中的激光粗化内部引线的鳞状部的俯视图，图19是图18中C-C所示的部分的截面的上表面立体图。本实施方式5所涉及的半导体装置的整体结构和制造方法与上述实施方式1相同，因此这里省略说明。
本实施方式5所涉及的半导体装置为了提高第一模塑树脂7及第二模塑树脂8与内部引线之间的附着力，使用激光粗化内部引线12来代替上述实施方式1所使用的内部引线6。激光粗化内部引线12具有使构成内部引线的金属或者覆盖内部引线表面的金属镀层的表面形状变形为鳞状的鳞状部13。鳞状部13是鳞片状的突起连续地配置且其两侧隆起得较高的复杂形状，通过配置鳞状部13，可以得到较高的锚固效应。
通过利用激光连续地进行点照射，由此使构成内部引线的金属或金属镀层熔融，通过使其变形成鳞状来形成鳞状部13。在内部引线上形成鳞状部13例如可以在第一次转送工序之后通过照射激光使内部引线露出时一并进行。
另外，鳞状部13通过照射激光而形成，因此，可以在内部引线的任意部位、例如将半导体装置从成形模具中取出时施加应力而容易发生早期剥离的部位等能够选择性地配置。鳞状部13的宽度和高度可以通过激光的输出或扫描速度等进行调整。鳞状部13的宽度希望在60μm以上，并根据所配置的部位的面积来增大宽度，从而进一步提高附着力。
根据本实施方式5，除了上述实施方式1相同的效果之外，通过使用激光粗化内部引线12，相比于使用通常的内部引线6的情况，与第一模塑树脂7及第二模塑树脂8的附着力得到提高。而且，激光粗化内部引线12的表面积大于通常的内部引线6，因此散热性可得到提高。
实施方式6
图20是示出了本发明的实施方式6所涉及的半导体装置的剖视图，图21是示出了本实施方式6所涉及的半导体装置的第二次转送成形工序的剖视图。本实施方式6所涉及的半导体装置103中，散热面散热板51a和安装面散热板51b分别与第一薄壁成形部8b、第二薄壁成形部8c直接接合，而不经由散热膏等。除此以外的结构与上述实施方式1所涉及的半导体装置100相同，因此这里省略说明。
本实施方式6中，如图21所示，在第二次转送成形工序中，在成形模具60的内部设有散热面散热板51a和安装面散热板51b。在成形模具60的内部，在引线框2的散热面2b与散热面散热板51a之间形成有与第一薄壁成形部8b相应的空洞62b。
另外，利用设置于成形模具60内部的可动销61，在元件密封部7b与安装面散热板51b之间形成有与第二薄壁成形部8c相应的空洞62a。销61会在成形过程中被拔出，因此，第二模塑树脂8将延迟流入销孔，销孔不会再打开。
与上述实施方式1同样地，在第二次转送成形工序中，利用第二模塑树脂8在散热面2b上成形第二裙部8a和第一薄壁成形部8b，在安装面2a上成形第二薄壁成形部8c。此时，流向空洞62a、62b的固化前的第二模塑树脂8成为粘接剂，将散热面散热板51a与第一薄壁成形部8b接合，将安装面散热板51b与第二薄壁成形部8c接合。
根据本实施方式6，除了与上述实施方式1相同的效果之外，由于第一薄壁成形部8b及第二薄壁成形部8c分别与散热面散热板51a和安装面散热板51b直接接合，因此接触热阻降低，散热性进一步得到提高。能够省略在第二次转送成形工序之后经由散热膏等将散热板与第一薄壁成形部8b和第二薄壁成形部8c接合的工序，并且由于不需要散热膏，因此能够降低材料成本。
上述实施方式1～实施方式6所涉及的半导体装置的各构成要素、例如半导体元件1、外部端子4、导线5及内部引线6等的形状、个数和配置并无特别限定，可以根据所要求的功能适当地选择。本发明在其发明的范围内，可对各实施方式进行自由组合，或对各实施方式适当地进行变形、省略。
标号说明
1半导体元件；2引线框；2a安装面；2b散热面；3接合构件；4外部端子；5导线；6内部引线；6a端面；7第一模塑树脂；7a第一裙部；7b元件密封部；7c上表面；7d第三裙部；8第二模塑树脂；8a第二裙部；8b第一薄壁成形部；8c第二薄壁成形部；8d第四裙部；8e第五裙部；9树脂接合部；11表面粗糙化内部引线；12激光粗化内部引线；13鳞状部；20第一成形模具；21、31a、31b、31c、41、62a、62b空洞；22上浇口，30第二成形模具；32下浇口；40、60成形模具；42薄膜；50a、51a散热面散热板；50b、51b安装面散热板；61销；100、101、102、103半导体装置；200、201逆变器；300、301马达；400、401电动机。

Claims (12)

1.一种半导体装置，包括：安装有半导体元件的引线框；与所述半导体元件的电极相连接的内部引线；以及将所述引线框的一部分、所述半导体元件及所述内部引线密封的第一树脂和第二树脂，该半导体装置的特征在于，
在将所述引线框的安装有所述半导体元件一侧的面作为安装面，将与所述安装面相反一侧的面作为散热面时，
在所述散热面的外周端部设有框状突起，所述框状突起的相向的两条边和覆盖该两条边之间的第一薄壁成形部由所述第二树脂成形为一体，所述框状突起的相向的另外两条边由所述第一树脂来成形，
在所述安装面上，由所述第一树脂成形了覆盖所述内部引线的一部分和所述半导体元件的元件密封部，由所述第二树脂成形了覆盖所述元件密封部的表面的一部分和从所述元件密封部露出的所述内部引线的第二薄壁成形部。
2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
由所述第一树脂成形的所述框状突起的两条边被所述第二树脂所覆盖。
3.如权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于，
所述元件密封部具有与所述安装面平行的平面，在所述平面的外周端部设有安装面侧框状突起，所述安装面侧框状突起的相向的两条边和覆盖该两条边之间的所述第二薄壁成形部由所述第二树脂成形为一体，所述安装面侧框状突起的相向的另外两条边由所述第一树脂来成形。
4.如权利要求3所述的半导体装置，其特征在于，
由所述第一树脂成形的所述安装面侧框状突起的两条边被所述第二树脂所覆盖。
5.如权利要求1至4的任一项所述的半导体装置，其特征在于，
所述元件密封部具有与所述安装面平行的平面，所述内部引线具有与所述平面平行的端面，所述平面和所述端面到所述安装面的高度相等。
6.如权利要求5所述的半导体装置，其特征在于，
所述第二薄壁成形部覆盖所述元件密封部的所述平面以及从所述平面露出的所述内部引线的所述端面。
7.如权利要求1至6的任一项所述的半导体装置，其特征在于，
所述内部引线的表面被粗糙化。
8.如权利要求1至6的任一项所述的半导体装置，其特征在于，
所述内部引线具有连续地配置有鳞片状突起的鳞状部。
9.如权利要求1至8的任一项所述的半导体装置，其特征在于，
所述第二树脂是热传导率高于所述第一树脂的高散热树脂。
10.如权利要求1至9的任一项所述的半导体装置，其特征在于，
具备与所述第一薄壁成形部及所述第二薄壁成形部直接接合的散热板。
11.一种功率转换装置，包括逆变器和马达，所述逆变器具备一个以上权利要求1至9的任一项所述的半导体装置，该功率转换装置的特征在于，
在所述半导体装置的所述第一薄壁成形部和所述第二薄壁成形部配置有散热板，所述散热板分别是所述逆变器或所述马达的壳体的一部分。
12.一种功率转换装置，包括逆变器和马达，所述逆变器具备一个以上权利要求1至9的任一项所述的半导体装置，该功率转换装置的特征在于，
在所述半导体装置的所述第一薄壁成形部和所述第二薄壁成形部配置有散热板，所述散热板分别与所述逆变器或所述马达的壳体接合。
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