JP2006324401A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】パワー用半導体素子チップとそれを制御する制御用ＩＣチップとをモールド樹脂で封止した半導体装置であって、放熱性に優れたもの、およびその製造方法を実現する。
【解決手段】パワー用半導体素子チップ５ａ，５ｂを封止する第２のモールド樹脂３の熱伝導率を、制御用ＩＣチップ７を封止する第１のモールド樹脂２の熱伝導率よりも高くする。大電流の流れるパワー用半導体素子チップ５ａ，５ｂから発生する熱を、高熱伝導の第２のモールド樹脂３から有効に放熱することができ、半導体装置１００の放熱特性が向上する。
【選択図】図２
【解決手段】パワー用半導体素子チップ５ａ，５ｂを封止する第２のモールド樹脂３の熱伝導率を、制御用ＩＣチップ７を封止する第１のモールド樹脂２の熱伝導率よりも高くする。大電流の流れるパワー用半導体素子チップ５ａ，５ｂから発生する熱を、高熱伝導の第２のモールド樹脂３から有効に放熱することができ、半導体装置１００の放熱特性が向上する。
【選択図】図２
Description
この発明は、パワー用半導体素子チップとそれを制御する制御用ＩＣチップとをモールド樹脂で封止した半導体装置およびその製造方法に関する。
パワー用の半導体装置は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等のパワー用半導体素子が形成されたパワー用半導体素子チップと、それを制御する制御用ＩＣ（Integrated Circuit）が形成された制御用ＩＣチップとを、外部端子用リードフレームの上にダイボンドし、その後にワイヤボンド工程およびモールド樹脂封止工程等を経ることによって形成される。
ワイヤボンド工程について説明すると、パワー用半導体素子チップとリードフレームとは、径が太く、大電流を流せるアルミワイヤで接続される。アルミワイヤの接続は、例えばウェッジボンディングにより実現される。一方、制御用ＩＣチップとリードフレームとは、径が細く、加工のしやすい金線で接続される。金線の接続は、例えばボールボンディングにより実現される。
また、モールド樹脂封止工程については、モールド樹脂の充填性を高める技術が例えば下記特許文献１に記載されている。
パワー用の半導体装置は大電流を扱うため、パワー用半導体素子チップから熱が発生する。よって、高絶縁性が必要とされるとともに、高放熱性も満たされなければならない。
放熱性を高めるには、高熱伝導樹脂でパワー用半導体素子チップと制御用ＩＣチップとを封止することが望ましい。高熱伝導樹脂には、シリカやアルミナ等のセラミック材料が電気絶縁用充填材として含まれている。一般的には、充填材の充填率（充填材の樹脂内における体積割合）を高くすると、充填材同士が結合しはじめ、熱の通り易い伝達経路が生まれる。よって、熱伝導率が高くなり、放熱性を高めることが可能である。
しかし、その場合は流動性を確保することが困難となるため、樹脂の粘度が高くなってしまう。粘度の高い樹脂は、径の細い金線を、押し倒す力が大きい。そのため、金線の断線やショート等の不良が発生しやすい。なお、アルミワイヤについては、径が太いため、粘度の高い樹脂に押し流されることはない。
よって、放熱性向上のために高熱伝導樹脂を用いる場合、充填材の充填率向上には制限があった。
なお、金線の押し流しを発生しにくくするには、モールド樹脂の注入速度を遅くする方策も考えられる。注入速度が遅ければ、モールド樹脂が金線を押し倒す力を小さくすることができるからである。しかし、モールド樹脂の硬化時間の制約から注入速度を遅くすることには制限があり、粘性の高い高熱伝導樹脂にこの方策を適用することはできない。
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、放熱性に優れた半導体装置およびその製造方法を実現する。
請求項１に記載の発明は、パワー用半導体素子が形成されたパワー用半導体素子チップと、前記パワー用半導体素子を制御する制御用ＩＣ（Integrated Circuit）が形成された制御用ＩＣチップと、前記パワー用半導体素子チップおよび前記制御用ＩＣチップを封止したモールド樹脂パッケージとを備え、前記モールド樹脂パッケージには、前記制御用ＩＣチップを封止する第１のモールド樹脂と、前記パワー用半導体素子チップを封止する第２のモールド樹脂とが含まれ、前記第２のモールド樹脂の熱伝導率は、前記第１のモールド樹脂の熱伝導率よりも高い半導体装置である。
請求項２に記載の発明は、（ａ）パワー用半導体素子が形成されたパワー用半導体素子チップ、および、前記パワー用半導体素子を制御する制御用ＩＣ（Integrated Circuit）が形成された制御用ＩＣチップを、リードフレーム上にダイボンディングする工程と、（ｂ）前記パワー用半導体素子チップと前記リードフレームと、および、前記制御用ＩＣチップと前記リードフレームと、をそれぞれワイヤボンディングする工程と、（ｃ）ワイヤボンディングされた前記パワー用半導体素子チップ、前記制御用ＩＣチップおよび前記リードフレームを、金型内の樹脂注入空間に配置する工程と、（ｄ）第１のモールド樹脂を前記樹脂注入空間に注入して、前記制御用ＩＣチップを前記第１のモールド樹脂により封止する工程と、（ｅ）第２のモールド樹脂を前記樹脂注入空間に注入して、前記パワー用半導体素子チップを前記第２のモールド樹脂により封止する工程とを備え、工程（ｄ）の注入時における前記第１のモールド樹脂の粘度は、工程（ｅ）の注入時における前記第２のモールド樹脂の粘度よりも低く、前記第２のモールド樹脂の熱伝導率は、前記第１のモールド樹脂の熱伝導率よりも高い半導体装置の製造方法である。
請求項１に記載の発明によれば、パワー用半導体素子チップを封止する第２のモールド樹脂の熱伝導率は、制御用ＩＣチップを封止する第１のモールド樹脂の熱伝導率よりも高い。よって、大電流の流れるパワー用半導体素子チップから発生する熱を、高熱伝導の第２のモールド樹脂から有効に放熱することができる。
請求項２に記載の発明によれば、注入時における第１のモールド樹脂の粘度は、注入時における第２のモールド樹脂の粘度よりも低い。よって、制御用ＩＣチップとリードフレームとを、径が細い金線ボンディングワイヤで接続した場合であっても、第１のモールド樹脂の粘度が低いために金線ボンディングワイヤの押し流しを発生しにくくすることができる。これにより、不良品発生率を低減でき、歩留まりの向上が見込める。また、パワー用半導体素子チップを封止する第２のモールド樹脂の熱伝導率は、制御用ＩＣチップを封止する第１のモールド樹脂の熱伝導率よりも高い。よって、大電流の流れるパワー用半導体素子チップから発生する熱を、高熱伝導の第２のモールド樹脂から有効に放熱することが可能な、請求項１に記載の半導体装置を製造することができる。
＜実施の形態１＞
本実施の形態は、パワー用半導体素子チップを封止するモールド樹脂の熱伝導率を、制御用ＩＣチップを封止するモールド樹脂の熱伝導率よりも高くすることにより、放熱性を高めた半導体装置、および、その製造方法である。
本実施の形態は、パワー用半導体素子チップを封止するモールド樹脂の熱伝導率を、制御用ＩＣチップを封止するモールド樹脂の熱伝導率よりも高くすることにより、放熱性を高めた半導体装置、および、その製造方法である。
図１は、本実施の形態に係る半導体装置１００の斜視図である。また、図２は図１における切断線II−IIにおける断面図である。図１および図２に示すように、本実施の形態に係る半導体装置１００は、パワー用半導体素子チップ５ａ，５ｂ、制御用ＩＣチップ７、リードフレーム１、アルミボンディングワイヤ６ａ〜６ｃ、金線ボンディングワイヤ８ａ，８ｂ、および、モールド樹脂パッケージ２０を備えている。
パワー用半導体素子チップ５ａには、フリーホイールダイオード等のパワー用半導体素子が形成され、パワー用半導体素子チップ５ｂには、ＩＧＢＴ等のパワー用半導体素子が形成されている。制御用ＩＣチップ７には、パワー用半導体素子チップ５ｂを制御する制御用ＩＣが形成されている。リードフレーム１は、銅などの良電導金属で構成されており、リードフレーム１にはあらかじめ所定の電気回路のパターンが形成されている。
パワー用半導体素子チップ５ａ，５ｂは、リードフレーム１のうち折り曲げ部１ａ２を介して低く位置するダイパッド部１ａ１上に、ハンダ（図示せず）によりダイボンディングされている。なお、このダイボンディングにより、パワー用半導体素子チップ５ａ，５ｂの各裏面電極とリードフレーム１の一端子１ａとが、電気的に接続される。
また、制御用ＩＣチップ７は、リードフレーム１を構成する他の一端子１ｂ上に、ハンダ（図示せず）によりダイボンディングされている。なお、リードフレーム１の各端子１ａ，１ｂには、折り曲げ部１ａ３，１ｂ１が設けられている。
パワー用半導体素子チップ５ａの表面電極とリードフレーム１を構成する更なる他の一端子１ｃ（図２では端子１ａの陰に存する）とは、アルミボンディングワイヤ６ａにより接続されている。パワー用半導体素子チップ５ａの表面電極とパワー用半導体素子チップ５ｂの表面電極とは、アルミボンディングワイヤ６ｂにより接続されている。パワー用半導体素子チップ５ｂの制御電極とリードフレーム１の端子１ｂとは、アルミボンディングワイヤ６ｃにより接続されている。制御用ＩＣチップ７の表面電極とリードフレーム１の端子１ｂとは、アルミボンディングワイヤ６ａ〜６ｃよりも線径の小さい金線ボンディングワイヤ８ａ，８ｂにより接続されている。また、リードフレーム１内においても所定の部位同士が、アルミボンディングワイヤ（図示せず）により、電気的に接続されている。
なお、パワー用半導体素子チップ５ｂの表面電極と端子１ｂとをアルミボンディングワイヤ６ｃにより接続し、制御用ＩＣチップ７の表面電極と端子１ｂとを金線ボンディングワイヤ８ａにより接続することにより、パワー用半導体素子チップ５ｂの表面電極と制御用ＩＣチップ７の表面電極との電気的接続が実現される。
モールド樹脂パッケージ２０は、パワー用半導体素子チップ５ａ，５ｂ、制御用ＩＣチップ７、リードフレーム１の一部、アルミボンディングワイヤ６ａ〜６ｃ、および、金線ボンディングワイヤ８ａ，８ｂを、封止している。モールド樹脂パッケージ２０には、制御用ＩＣチップ７とリードフレーム１の端子１ｂの一部とを封止する第１のモールド樹脂２と、パワー用半導体素子チップ５ａ，５ｂとリードフレーム１の折り曲げ部１ａ２およびダイパッド部１ａ１および端子１ａの一部とを封止する第２のモールド樹脂３とが含まれる。
第１および第２のモールド樹脂２，３は、具体的には、電気絶縁用の充填材（シリカやアルミナ等のセラミック材料）が含まれた、エポキシ樹脂を主成分とする材料である。なお、第１のモールド樹脂２と第２のモールド樹脂３とは、境界４にて接している。また、第２のモールド樹脂３の熱伝導率λ２［Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1］は、第１のモールド樹脂２の熱伝導率λ１［Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1］よりも高い。
このように、パワー用半導体素子チップ５ａ，５ｂを封止する第２のモールド樹脂３の熱伝導率λ２を、制御用ＩＣチップ７を封止する第１のモールド樹脂の熱伝導率λ１よりも高くすれば、大電流の流れるパワー用半導体素子チップ５ａ，５ｂから発生する熱を、高熱伝導の第２のモールド樹脂３から有効に放熱することができる。これにより、半導体装置１００の放熱特性が向上する。
第１および第２のモールド樹脂２，３に熱伝導率の差を設けるには、各モールド樹脂に含まれる充填材の充填率（充填材の樹脂内における体積割合）を異ならしめればよい。例えば、充填材が溶融シリカの場合、第１および第２のモールド樹脂２，３における充填率の差が５％以上ある（第１のモールド樹脂２における充填率＜第２のモールド樹脂３における充填率）ことが望ましい。
なお、第１および第２のモールド樹脂２，３を構成する各材質は、両者間で同じ成分であることが望ましい（成分割合については、充填率を異ならしめるので異なる）。二種のモールド樹脂の境界４における界面の密着性を確保するためである。特にエポキシ樹脂が異種の場合は、界面での密着力が低下し、割れ耐力の低下が懸念されるので、少なくともエポキシ樹脂については同種としておくことが望ましい。
次に、半導体装置１００の製造方法について説明する。図３〜図８は、本実施の形態に係る半導体装置１００の製造方法の各工程を示す断面図である。
まず、図３に示すように、パワー用半導体素子チップ５ａ，５ｂおよび制御用ＩＣチップ７を、リードフレーム１上にハンダ（図示せず）にてダイボンディングする。なお、この段階ではリードフレーム１の端子１ａと１ｂとは、リードフレーム１の最外周のタイバー（図示せず）にて連結されている。
次に、図４に示すように、パワー用半導体素子チップ５ａ，５ｂとリードフレーム１の端子１ｃ（端子１ａの陰に存する）および端子１ｂとを、アルミボンディングワイヤ６ａ，６ｃにてワイヤボンディングする。また、パワー用半導体素子チップ５ａ，５ｂ同士をアルミボンディングワイヤ６ｂにてワイヤボンディングする。また、図５に示すように、制御用ＩＣチップ７とリードフレーム１の端子１ｂとを、金線ボンディングワイヤ８ａ，８ｂにてワイヤボンディングする。
次に、図６に示すように、ワイヤボンディングされたパワー用半導体素子チップ５ａ，５ｂ、制御用ＩＣチップ７およびリードフレーム１を、金型２００内の樹脂注入空間２４に配置する。金型２００は、分離可能な上部２１および下部２２で構成され、上部２１および下部２２が結合したときに、樹脂が注入される樹脂注入空間２４が金型２００内に構成される。
金型２００の樹脂注入口２３には、注入口３０を介してチャンバ３００が連結可能である。このチャンバ３００内には、第１のモールド樹脂２の原料となる例えば円柱形ブロックの第１タブレット２ａと第２のモールド樹脂３の原料となる例えば円柱形ブロックの第２タブレット３ａとが、並べて配置される。このとき、注入口３０から見て第１及び第２タブレット２ａ，３ａが、樹脂注入空間２４内での制御用ＩＣチップ７およびパワー用半導体素子チップ５ａ，５ｂの配置に対応するように、配置される。具体的には、注入口３０に近い側に、第１のモールド樹脂２用の第１タブレット２ａを配置し、注入口３０から遠い側に、第２のモールド樹脂３用の第２タブレット３ａを配置する。なお、注入口３０は、リードフレーム１の折り曲げ部１ａ２の側に配置される。
次に、金型２００の上部２１および下部２２を結合させて型締めした後、図７に示すように、トランスファモールド成型法により、第１および第２のモールド樹脂２，３を樹脂注入口２３から金型２００の樹脂注入空間２４内に充填する。
具体的には、チャンバ３００内を加熱して第１及び第２タブレット２ａ，３ａを溶解させ、まず、第１のモールド樹脂２を樹脂注入空間２４に注入して、制御用ＩＣチップ７を第１のモールド樹脂２により封止する。なお、このとき、注入口３０に近い第１のモールド樹脂２が、初めに金型３００の樹脂注入空間２４内に注入される。加熱・注入時の温度条件は、１７０℃〜１９０℃が望ましい。そして、第１のモールド樹脂２の注入後は、引き続き連続して第２のモールド樹脂３を樹脂注入空間２４に注入して、パワー用半導体素子チップ５ａ，５ｂを第２のモールド樹脂３により封止する。
この注入時における第１のモールド樹脂２の粘度Ｖ１［Ｐａ・ｓｅｃ］は、注入時における第２のモールド樹脂３の粘度Ｖ２［Ｐａ・ｓｅｃ］よりも低い。上述のように、第１および第２のモールド樹脂２，３に、電気絶縁用の充填材が含まれた、エポキシ樹脂を主成分とする材料を採用し、各モールド樹脂に含まれる充填材の充填率を異ならしめておけば（第１のモールド樹脂２における充填率＜第２のモールド樹脂３における充填率）、この要件は満たす。充填率の低い第１のモールド樹脂２においては、充填材同士の結合が少なく、それゆえ粘度が低いが、充填率の高い第２のモールド樹脂３においては、充填材同士の結合により粘度が高くなるからである。
この後、図８に示すように、金型２００から半導体装置を取り出し、第１および第２のモールド樹脂２，３を加熱硬化させる。その後、第１および第２のモールド樹脂を完全に硬化させるためのポストキュアを行い、タイバーなどのリードフレーム１の余分部を切断し、折り曲げ部１ａ３，１ｂ１を設けて外部端子として成形すれば、図１および図２に示した半導体装置１００が得られる。
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法によれば、注入時における第１のモールド樹脂２の粘度Ｖ１は、注入時における第２のモールド樹脂３の粘度Ｖ２よりも低いので、制御用ＩＣチップ７とリードフレーム１とを、径が細い金線ボンディングワイヤ８ａ，８ｂで接続した場合であっても、第１のモールド樹脂２の粘度が低いために金線ボンディングワイヤ８ａ，８ｂの押し流しを発生しにくくすることができる。これにより、不良品発生率を低減でき、歩留まりの向上が見込める。また、パワー用半導体素子チップ５ａ，５ｂを封止する第２のモールド樹脂３の熱伝導率λ２は、制御用ＩＣチップ７を封止する第１のモールド樹脂２の熱伝導率λ１よりも高いので、大電流の流れるパワー用半導体素子チップ５ａ，５ｂから発生する熱を、高熱伝導の第２のモールド樹脂３から有効に放熱することが可能な、本実施の形態に係る半導体装置を製造することができる。
また、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法においては、チャンバ３００内に、第１および第２タブレット２ａ，３ａを並べて配置し、注入口３０から見た第１及び第２タブレット２ａ，３ａの配置が、樹脂注入空間２４内での制御用ＩＣチップ７およびパワー用半導体素子チップ５ａ，５ｂの配置に対応している。よって、第１及び第２タブレット２ａ，３ａを溶解させて樹脂注入空間２４内に注入すれば、配置が対応しているので、第１のモールド樹脂２で制御用ＩＣチップ７を封止し、第２のモールド樹脂３でパワー用半導体素子チップ５ａ，５ｂを封止することができる。加えて、一つのチャンバ３００で第１及び第２タブレット２ａ，３ａを溶解させるので、複数のチャンバが不要であり、製造装置の小型化が図れる。また、一つのチャンバ３００を使用するに過ぎないので、既存の製造装置を利用でき、少ない設備投資で安価に半導体装置を製造することができる。
なお、本実施の形態においては、パワー用半導体素子チップを５ａ，５ｂの二つとし、制御用ＩＣチップ７を一つとしていた。しかし、パワー用半導体素子チップの個数および制御用ＩＣチップの個数は、これらの数に限られるものではなく、いずれのチップの個数も単数・複数のいずれであってもよい。
また、上記においては、各チップとリードフレーム１とのダイボンディングにハンダを用いることを示したが、もちろんハンダでなくとも例えば銀ペーストを用いてダイボンディングを行ってもよい。
さらに、上記においては、パワー用半導体素子チップ５ａ，５ｂ間、および、パワー用半導体素子チップ５ａ，５ｂとリードフレーム１とを、アルミボンディングワイヤ６ａ，６ｃにて接続し、制御用ＩＣチップ７とリードフレーム１とを、金線ボンディングワイヤ８ａ，８ｂにて接続していた。しかし、ワイヤ６ａ〜６ｃ，８ａ，８ｂの材質は他のものであってもよく、例えばアルミや金を主成分とする合金や、その他にも銅等の他の金属であってもよい。
また、上記においては、パワー用半導体素子チップ５ｂとリードフレーム１の端子１ｂとをアルミボンディングワイヤ６ｃにて接続し、制御用ＩＣチップ７とリードフレーム１の端子１ｂとを金線ボンディングワイヤ８ａにて接続することにより、パワー用半導体素子チップ５ｂと制御用ＩＣチップ７との電気的接続を図っていた。しかし、金線ボンディングワイヤ８ａを省略して、例えばアルミボンディングワイヤ６ｃにより、パワー用半導体素子チップ５ｂと制御用ＩＣチップ７との電気的接続を直接に行ってもよい。
＜実施の形態２＞
本実施の形態は、実施の形態１に係る半導体装置の製造方法の変形例であって、実施の形態１における第１および第２のモールド樹脂２，３に加えて、第３のモールド樹脂により樹脂注入空間２４のうち制御用ＩＣチップ７およびパワー用半導体素子チップ５ａ，５ｂ以外の他の部分を封止したものである。
本実施の形態は、実施の形態１に係る半導体装置の製造方法の変形例であって、実施の形態１における第１および第２のモールド樹脂２，３に加えて、第３のモールド樹脂により樹脂注入空間２４のうち制御用ＩＣチップ７およびパワー用半導体素子チップ５ａ，５ｂ以外の他の部分を封止したものである。
図９は、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法により得られる半導体装置１０１を示す図である。図９においては、モールド樹脂パッケージ２０に代わって、第１および第２のモールド樹脂２，３並びに第３のモールド樹脂９を含むモールド樹脂パッケージ４０が採用されている点以外、半導体装置１０１の構成は図２と同じである。
この第３のモールド樹脂９は、図６において、チャンバ３００内に、第１及び第２タブレット２ａ，３ａに続いて、第３のモールド樹脂９の原料となる例えば円柱形ブロックの第３タブレット（図示せず）をも並べて配置し、以降の工程を行うことにより形成可能である。具体的には、第２タブレット３ａよりも注入口３０からより遠い側に、第３のモールド樹脂９用の第３タブレットを配置し、チャンバ３００内を加熱して第１ないし第３タブレットを溶解させる。そして、第１のモールド樹脂２、第２のモールド樹脂３に引き続き、連続して第３のモールド樹脂９を樹脂注入空間２４に注入して、樹脂注入空間２４のうち制御用ＩＣチップ７およびパワー用半導体素子チップ５ａ，５ｂ以外の他の部分を第３のモールド樹脂９により封止すればよい。
この注入時における第３のモールド樹脂９の粘度Ｖ３［Ｐａ・ｓｅｃ］は、注入時における第２のモールド樹脂３の粘度Ｖ２［Ｐａ・ｓｅｃ］よりも低い。第３のモールド樹脂９にも、電気絶縁用の充填材が含まれた、エポキシ樹脂を主成分とする材料を採用し、第３のモールド樹脂９に含まれる充填材の充填率を異ならしめておけば（第３のモールド樹脂９における充填率＜第２のモールド樹脂３における充填率）、この要件は満たす。
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法によれば、注入時における第３のモールド樹脂９の粘度Ｖ３は、注入時における第２のモールド樹脂３の粘度Ｖ２よりも低い。一般的に、高熱伝導で高粘度の第２のモールド樹脂３は、金型２００の磨耗期間を短くさせやすい。よって、必要な部位にのみ高熱伝導で高粘度の第２のモールド樹脂３を使用することで、金型２００の長寿命化が実現可能となる。
＜実施の形態３＞
本実施の形態は、実施の形態１に係る半導体装置の製造方法の変形例であって、実施の形態１における金型２００の樹脂注入空間２４のうち制御用ＩＣチップ７の下方に、金型の凸部を設けたものである。
本実施の形態は、実施の形態１に係る半導体装置の製造方法の変形例であって、実施の形態１における金型２００の樹脂注入空間２４のうち制御用ＩＣチップ７の下方に、金型の凸部を設けたものである。
図１０は、図６と同様の、金型２００およびチャンバ３００を用いたトランスファモールド成型法を示す図である。なお、図６と比べて異なるのは、金型２００の下部２２のうち制御用ＩＣチップ７の下方に凸部２２ａが設けられている点のみである。
そして、この状態で第１及び第２モールド樹脂２，３の注入を行う。この後、実施の形態１と同様、図７および図８に示した工程を行う。
なお、図１１は、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法により製造された半導体装置１０２の断面図である。金型２００の下部２２に凸部２２ａが設けられていたことに対応して、第１モールド樹脂２の下方には、段差２ｂが生じている。
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法によれば、樹脂注入空間２４のうち制御用ＩＣチップ７の下方に、金型２００の凸部２２ａが設けられている。よって、第１のモールド樹脂２を樹脂注入空間２４に注入して、制御用ＩＣチップ７を第１のモールド樹脂２により封止する際に、金型２００の凸部２２ａの存在により、リードフレーム１の端子１ｂと凸部２２ａとの隙間が狭くなり、制御用ＩＣチップ７の下方に第１のモールド樹脂２が流入しにくい。その結果、金型２００の凸部２２ａ近傍には、第１のモールド樹脂２に代わって第２のモールド樹脂３が流入しやすく、高熱伝導の第２のモールド樹脂３の範囲が広い（第２のモールド樹脂３の底面３ｂが広い）、放熱性に優れた半導体装置が得られる。
１ リードフレーム、２ 第１のモールド樹脂、３ 第２のモールド樹脂、４ 境界、５ａ，５ｂ パワー用半導体素子チップ、６ａ〜６ｃ アルミボンディングワイヤ、７ 制御用ＩＣチップ、８ａ，８ｂ 金線ボンディングワイヤ、９ 第３のモールド樹脂、２２ａ 凸部、２００ 金型、３００ チャンバ。
Claims (5)
- パワー用半導体素子が形成されたパワー用半導体素子チップと、
前記パワー用半導体素子を制御する制御用ＩＣ（Integrated Circuit）が形成された制御用ＩＣチップと、
前記パワー用半導体素子チップおよび前記制御用ＩＣチップを封止したモールド樹脂パッケージと
を備え、
前記モールド樹脂パッケージには、
前記制御用ＩＣチップを封止する第１のモールド樹脂と、
前記パワー用半導体素子チップを封止する第２のモールド樹脂と
が含まれ、
前記第２のモールド樹脂の熱伝導率は、前記第１のモールド樹脂の熱伝導率よりも高い
半導体装置。 - （ａ）パワー用半導体素子が形成されたパワー用半導体素子チップ、および、前記パワー用半導体素子を制御する制御用ＩＣ（Integrated Circuit）が形成された制御用ＩＣチップを、リードフレーム上にダイボンディングする工程と、
（ｂ）前記パワー用半導体素子チップと前記リードフレームと、および、前記制御用ＩＣチップと前記リードフレームと、をそれぞれワイヤボンディングする工程と、
（ｃ）ワイヤボンディングされた前記パワー用半導体素子チップ、前記制御用ＩＣチップおよび前記リードフレームを、金型内の樹脂注入空間に配置する工程と、
（ｄ）第１のモールド樹脂を前記樹脂注入空間に注入して、前記制御用ＩＣチップを前記第１のモールド樹脂により封止する工程と、
（ｅ）第２のモールド樹脂を前記樹脂注入空間に注入して、前記パワー用半導体素子チップを前記第２のモールド樹脂により封止する工程と
を備え、
工程（ｄ）の注入時における前記第１のモールド樹脂の粘度は、工程（ｅ）の注入時における前記第２のモールド樹脂の粘度よりも低く、
前記第２のモールド樹脂の熱伝導率は、前記第１のモールド樹脂の熱伝導率よりも高い
半導体装置の製造方法。 - 請求項２に記載の半導体装置の製造方法であって、工程（ｄ）および（ｅ）の前に、
（ｆ）前記樹脂注入空間に注入口を介して連結可能なチャンバ内に、前記第１のモールド樹脂の原料となる第１タブレットと前記第２のモールド樹脂の原料となる第２タブレットとを並べて配置する工程と、
（ｇ）前記チャンバ内を加熱して前記第１及び第２タブレットを溶解させる工程と
を備え、
前記注入口から見た前記第１及び第２タブレットの配置が、前記樹脂注入空間内での前記制御用ＩＣチップおよび前記パワー用半導体素子チップの配置に対応した
半導体装置の製造方法。 - 請求項２に記載の半導体装置の製造方法であって、
（ｈ）第３のモールド樹脂を前記樹脂注入空間に注入して、樹脂注入空間のうち前記制御用ＩＣチップおよび前記パワー用半導体素子チップ以外の他の部分を前記第３のモールド樹脂により封止する工程
をさらに備え、
工程（ｈ）の注入時における前記第３のモールド樹脂の粘度は、工程（ｅ）の注入時における前記第２のモールド樹脂の粘度よりも低い
半導体装置の製造方法。 - 請求項２に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記樹脂注入空間のうち前記制御用ＩＣチップの下方には、前記金型の凸部が設けられた
半導体装置の製造方法。
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