JP2011054889A - Resin sealing semiconductor device, and method of manufacturing the same - Google Patents

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Hiroyuki Wado
弘幸 和戸
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Denso Corp
株式会社デンソー
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve heat dissipation by suppressing an increase in heat resistance due to irregularities of an exposed side of a heat sink. <P>SOLUTION: An insulating sheet material 6 to be bonded to the heat sink 3 has a structure formed by not directly exposing the surface of a sprayed alumina film 6b but exposing the rear surface of an Al plate 6a. Since the rear surface of the Al plate 6a is flat surface, when the insulating sheet material is connected to a base of a cooler via a silicon grease, contact heat resistance at a portion where the Al plate 6a is bonded can be greatly reduced, compared to the conventional case in which it is connected to the sprayed alumina film. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体素子と共に半導体素子の放熱を行うためのヒートシンクおよび溶射絶縁膜を含む絶縁シート材を樹脂中に埋め込み、かつ、封止樹脂の外部に絶縁シート材の少なくとも一部が露出させられる構造の樹脂封止型半導体装置およびその製造方法に関するものである。 The present invention, an insulating sheet member including the heat sink and sprayed insulation film for performing heat radiation of the semiconductor device with a semiconductor element embedded in a resin, and are exposed at least a part of the external insulating sheet material of the sealing resin it relates resin-sealed semiconductor device and a manufacturing method thereof structure.

従来、ヒートシンクのうち樹脂から露出させられた露出側面の絶縁を行うための構造として、露出側面に対して、絶縁膜として電気絶縁性かつ熱良導体で耐熱性も高いセラミック薄膜を備えたものがある。 Conventionally, as a structure for performing the isolation of exposed side that is exposed from the resin of the heat sink, the exposed side, there is one with a high ceramic thin film heat resistance with an electrically insulating and thermally conductive as an insulating film . このセラミック薄膜の中でも、成膜速度が高く、簡便であるという観点から特に溶射膜が採用されている(例えば、特許文献1、2参照)。 The Among ceramic thin film, deposition rate is high, in particular sprayed film from the viewpoint that it is convenient to be employed (e.g., see Patent Documents 1 and 2).

特開平11−87573号公報 JP-11-87573 discloses 特許第4023397号公報 Patent No. 4023397 Publication

しかしながら、溶射絶縁膜の表面を微視的に観察すると、非常に大きな凹凸が存在している。 However, when the surface of the sprayed insulating film is observed microscopically, very large irregularities are present. このため、樹脂封止型半導体装置をアルミ筐体等の冷却器の基台に取り付けたときに、溶射絶縁膜を冷却器の基台に接触させても接触面積が小さく、熱抵抗が高くなってしまう。 Therefore, when a resin encapsulated semiconductor device was attached to the base of the cooler such as an aluminum casing, even if the sprayed insulating film in contact with the base of the cooler contact area is small, the thermal resistance becomes higher and will. このため、溶射絶縁膜から冷却器の基台への熱伝導が阻害され、良好な放熱が行えなくなる。 Therefore, the heat conduction inhibition from sprayed insulating film to the base of the condenser, can not be performed better heat dissipation.

これに対して、溶射絶縁膜と基台の界面にシリコングリースなどの液状物を配置し、その液状物を介して溶射絶縁膜と基台とを接触させることで放熱性を高めるという手法もある。 Some contrast, the liquid material, such as silicone grease at the interface of the sprayed insulating film and the base is arranged, also a method of increasing the heat radiation by contacting a sprayed insulating film and the base through the liquid material . しかしながら、シリコングリースなどでは、熱伝導率が数mW/mKと低いため、効果的に熱抵抗を下げることができず、結局良好な放熱を行うことができない。 However, such a silicone grease, the thermal conductivity is low and the number mW / mK, effectively unable to reduce thermal resistance, it is impossible to ultimately perform good heat dissipation.

本発明者らの実験によれば、150μmの溶射アルミナ(熱伝導率6W/mK)を形成すると、最大40μmの凹凸が形成され、シリコーングリースを用いて溶射絶縁膜と基台とを接触させた場合でも、膜内の熱抵抗と、溶射絶縁膜の表面の凹凸による熱抵抗はほぼ同じになることが確認されている。 According to the experiments of the present inventors, to form a 150μm spraying alumina (thermal conductivity 6W / mK), unevenness of up to 40μm is formed and brought into contact with the sprayed insulating film and the base by using a silicone grease even if the thermal resistance of the film, to be a thermal resistance substantially the same have been identified by the unevenness of the surface of the sprayed insulating film. このため、溶射絶縁膜の表面の凹凸は熱抵抗を低下させる上で無視することができない。 Thus, unevenness of the surface of the sprayed insulating film can not be ignored in lowering the thermal resistance.

本発明は上記点に鑑みて、ヒートシンクの裏面に配置されると共に樹脂部から露出させられる溶射絶縁膜を含む絶縁シート材の表面の凹凸による熱抵抗の増加を抑制することにより放熱性を高められる樹脂封止型半導体装置およびその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention is made in view of the above disadvantages, increased heat dissipation by suppressing the increase of the thermal resistance due to unevenness of the surface of the insulating sheet material comprising a thermally sprayed insulating layer which is exposed from the resin portion while being placed on the back surface of the heat sink and to provide a resin sealing type semiconductor device and a manufacturing method thereof.

上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、パワー素子が形成された半導体チップ(2)で発生した熱を該半導体チップ(2)に接合したヒートシンク(3)に伝えて放出させる樹脂封止型半導体装置において、平坦面を有する金属板(6a)および該金属板(6a)のうちの平坦面と反対側に形成された溶射絶縁膜(6b)を含み、金属板(6a)よりも溶射絶縁膜(6b)側をヒートシンク(3)側に向けて配置された絶縁シート材(6)を備え、半導体チップ(2)やヒートシンク(3)および絶縁シート材(6)を封止する樹脂部(7)から絶縁シート材(6)における金属板(6a)の平坦面を露出させた構造とすることを特徴としている。 To achieve the above object, the invention described in claim 1, to release the transmit heat generated by the semiconductor chip (2) in which the power element is formed in the heat sink (3) joined to the semiconductor chip (2) in the resin sealed semiconductor device comprises a metal plate (6a) and sprayed insulating film formed on the flat surface opposite of the metal plate (6a) having a flat surface (6b), a metal plate (6a) comprising a thermally sprayed insulating film than (6b) side heat sink (3) is disposed toward the side an insulating sheet material (6), the semiconductor chip (2) and the heat sink (3) and the insulating sheet material (6) sealing It is characterized in that the resin portion of the (7) structure to expose the flat surface of the metal plate (6a) in the insulating sheet member (6).

このように、溶射絶縁膜(6b)の表面を直接露出させるのではなく、金属板(6a)を露出させた構造としている。 Thus, instead of being directly exposed to the surface of the sprayed insulating film (6b), it has a structure which is exposed metal plate (6a). この金属板(6a)の露出させられた面は平坦面となっているため、シリコングリースなどを介して冷却器の基台などに接続したときに、従来のように溶射絶縁膜に接続する場合と比較して、金属板(6a)との接合箇所での接触熱抵抗を大幅に低下させることが可能となる。 Thus the exposed surface was allowed for the metal plate (6a) is a flat surface, when connected, such as the base of the cooler through a silicon grease, to connect to a conventional spraying insulating film as compared to, it is possible to greatly reduce the contact thermal resistance at the joint between the metal plate (6a).

請求項2に記載の発明では、溶射絶縁膜(6b)の表面に溶射金属膜(6c)を備え、溶射金属膜(6c)とヒートシンク(3)とがはんだ(10)を介して接合されていることを特徴としている。 In the invention according to claim 2, comprising a sprayed metal film (6c) on the surface of the thermally sprayed insulating layer (6b), sprayed metal layer and (6c) and the heat sink (3) is bonded through the solder (10) It is characterized in that there.

このように、溶射絶縁膜(6b)の表面に溶射金属膜(6c)を備え、溶射金属膜(6c)およびはんだ(10)を介して溶射絶縁膜(6b)がヒートシンク(3)に接合される構造とすることができる。 Thus, with the sprayed metal layer (6c) on the surface of the thermally sprayed insulating layer (6b), sprayed insulating film (6b) is joined to the heat sink (3) via the sprayed metal film (6c) and solder (10) it can be set to that structure.

請求項3に記載の発明では、溶射金属膜(6c)は、溶射絶縁膜(6b)よりも小さな寸法で形成され、該溶射金属膜(6c)の外縁が溶射絶縁膜(6b)の外縁よりも内側に配置されていることを特徴としている。 In the invention described in claim 3, sprayed metal film (6c) is formed by a size smaller than the sprayed insulating film (6b), the outer edge of the solution morphism metal film (6c) is the outer edge of the sprayed insulating film (6b) It is characterized by being arranged also on the inside.

樹脂部(7)と絶縁シート材(6)との熱膨張係数差により、その界面で剥離し易くなる。 The thermal expansion coefficient difference of the resin portion (7) insulating sheet material (6), easily peeled off at the interface. そして、剥離した場合、溶射金属膜(6c)が溶射絶縁膜(6b)の表面全面に形成されていると、金属板(6a)と溶射金属膜(6c)との間の距離が溶射絶縁膜(6b)の厚み分しか無くなり、絶縁できなくなって直ぐに特性に影響してしまう。 When it is peeled off, the sprayed metal film (6c) is formed on the entire surface of the thermally sprayed insulating layer (6b), the distance is sprayed insulating film between the metal plate and (6a) and sprayed metal film (6c) (6b) only the thickness of eliminating the, it would affect immediately characteristics can no longer be insulated. このため、溶射金属膜(6c)を溶射絶縁膜(6b)よりも小さくすることで、溶射金属膜(6c)と溶射絶縁膜(6b)の寸法差分だけ金属板(6a)と溶射金属膜(6c)との間の距離を稼ぐことが可能となり、仮に絶縁シート材(6)と樹脂部(7)との界面で剥離が生じても絶縁を確保でき、特性に影響することを抑制することが可能となる。 Therefore, to be smaller than the sprayed metal film (6c) a sprayed insulating layer (6b), by a dimension difference between the sprayed metal layer (6c) and sprayed insulation film (6b) metal plate (6a) and sprayed metal film ( it is possible to make the distance between 6c), it can also be ensured insulated if occurs peeling at the interface between the insulating sheet member (6) resin portion (7), to suppress the influence on the characteristics it is possible.

請求項4に記載の発明では、溶射絶縁膜(6b)の表面に溶射はんだ膜を備え、溶射絶縁膜(6b)とヒートシンク(3)とが溶射はんだ膜を溶融させたはんだ(10)を介して接合されていることを特徴としている。 In the invention according to claim 4, comprising a thermally sprayed solder film on the surface of the sprayed insulating film (6b), via a sprayed insulating film (6b) and the heat sink (3) solder and has a sprayed solder layer is melted (10) It is characterized by being joined Te.

このように、溶融絶縁膜(6b)が溶射はんだ膜を溶融させたはんだ(10)を介してヒートシンク(3)に接合される構造とすることもできる。 Thus, it may be a structure in which molten insulating film (6b) is joined to a heat sink (3) through a solder a sprayed solder layer is melted (10). このような構造では、溶射絶縁膜(6b)とはんだ(10)との界面は溶射絶縁膜(6b)の表面の凹凸を用いたアンカー効果による密着、はんだ(10)とヒートシンク(3)とは金属拡散による拡散接合による密着が図られる。 In such a structure, and solder sprayed insulating film (6b) (10) and the interface adhesion due to the unevenness of the anchoring effect of using the surface of the sprayed insulating film (6b) of the solder (10) and the heat sink (3) is adhesion by diffusion bonding by metal diffusion is achieved. このため、溶射金属膜(6c)を備えなくても、金属板(6a)の裏面を露出させることによる熱抵抗の低減を図ることができる樹脂封止型半導体装置を構成することが可能となる。 Therefore, even without providing a sprayed metal film (6c), it is possible to construct a resin sealed semiconductor device which can reduce the thermal resistance by exposing the back surface of the metal plate (6a) . これにより、溶射金属膜(6c)を備えなくても済み、その分、熱抵抗を更に低下させられると共に、製造プロセスの簡略化などを図ることができる。 Thus, it never needs comprise a sprayed metal film (6c), with that amount, is further lowering the thermal resistance, and the like can be achieved simplification of the manufacturing process.

請求項5に記載の発明では、金属板(6a)と溶射絶縁膜(6b)とが同寸法とされていることを特徴としている。 In the invention described in claim 5, it is characterized in that the metal plate and (6a) and sprayed insulation film (6b) are the same size.

このように、金属板(6a)と溶射絶縁膜(6b)に関しては同寸法とすることができる。 Thus, the metal plate and (6a) with respect to the sprayed insulating film (6b) can be the same size. このため、金属板(6a)に直接絶縁膜を溶射することで、溶射絶縁膜(6b)を形成することができる。 Therefore, by spraying directly insulating film on the metal plate (6a), it is possible to form a sprayed insulating layer (6b).

請求項6に記載の発明では、溶射絶縁膜(6b)は、ヒートシンク(3)のうち半導体チップ(2)が配置される表面と反対側となる裏面に対して溶射されて形成されており、金属板(6a)と溶射絶縁膜(6b)とがはんだ(6d、6e)を介して接合されていることを特徴としている。 In the invention described in claim 6, sprayed insulating film (6b) is formed by spraying against the back surface of the surface semiconductor chip of the heat sink (3) (2) is disposed opposite, metal plate and (6a) and sprayed insulation film (6b) is characterized in that it is bonded through the solder (6d, 6e).

このように、ヒートシンク(3)に対して溶射絶縁膜(6b)を形成しておくと共に、溶射絶縁膜(6b)の表面にはんだ(6d)を形成しておき、金属板(6a)と溶射絶縁膜(6b)とがはんだ(6d)を介して接続された構造とすることもできる。 Thus, the previously formed a sprayed insulating layer (6b) with respect to the heat sink (3), on the surface of the sprayed insulating film (6b) previously formed solder (6d), a metal plate and (6a) spraying It may be an insulating film (6b) and are connected via a solder (6d) structure.

この場合、請求項7に記載したように、ヒートシンク(3)の裏面を、該ヒートシンク(3)の中央部の厚みが厚く、かつ、中央部の周囲を囲む外縁部が中央部よりも薄くなるようにすることで凸形状とした段付形状とし、該ヒートシンク(3)の段付形状部分を含めて溶射絶縁膜(6d)を形成することができる。 In this case, as described in claim 7, the back surface of the heat sink (3), thick thickness of the central portion of the heat sink (3), and an outer edge portion surrounding the central portion is thinner than the central portion can be as a stepped shape which is a convex shape by the, to form a sprayed insulating layer (6d) including the stepped-shaped portion of the heat sink (3).

請求項8ないし15に記載の発明は、上記各請求項に記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法に関するものである。 The invention according to claims 8 to 15, a method of manufacturing a resin sealed semiconductor device according to each claim.

具体的には、請求項8に記載の発明では、金属板(6a)を用意し、該金属板(6a)の平坦面とは反対側の表面に凹凸を形成する工程と、金属板(6a)の凹凸を形成した表面に溶射絶縁膜(6b)を形成する工程と、溶射絶縁膜(6b)の表面に溶射金属膜(6c)を形成することにより、金属板(6a)と溶射絶縁膜(6b)および溶射金属膜(6c)を含む構造によって絶縁シート材(6)を構成する工程と、絶縁シート材(6)における溶射金属膜(6c)の表面にはんだ箔を配置した後、該はんだ箔の上にヒートシンク(3)を配置し、真空リフローにてはんだ箔を溶融したはんだ(10)によって絶縁シート材(6)とヒートシンク(3)とを接合する工程と、を含んでいることを特徴としている。 Specifically, in the invention according to claim 8, the metal plate (6a) is prepared, a step of forming irregularities on the surface opposite to the flat surface of the metal plate (6a), a metal plate (6a ) forming unevenness on the formed surface of the thermally sprayed insulating layer (6b) of, by forming the sprayed metal layer (6c) on the surface of the thermally sprayed insulating layer (6b), a metal plate (6a) and sprayed insulation film (6b) and a step of constituting an insulating sheet material (6) by a structure including sprayed metal film (6c), after placing the solder foils on the surface of the sprayed metal film (6c) in the insulating sheet member (6), the place the heat sink (3) on the solder foil, to contain, and bonding the insulating sheet member (6) and a heat sink (3) by solder (10) to melt the solder foil in a vacuum reflow It is characterized in. このような製造方法により、請求項2に記載の樹脂封止型半導体装置を製造することができる。 By such a manufacturing method, it is possible to manufacture a resin sealed semiconductor device according to claim 2.

この場合、請求項9に記載したのように、溶射金属膜(6c)を形成することで絶縁シート材(6)を構成する工程では、溶射金属膜(6c)を溶射絶縁膜(6b)よりも小さな寸法で形成し、該溶射金属膜(6c)の外縁が溶射絶縁膜(6b)の外縁よりも内側に配置されるようにすると、請求項3に記載の樹脂封止型半導体装置を製造できる。 In this case, as set forth in claim 9, in the step of forming an insulating sheet material (6) by forming a sprayed metal film (6c), sprayed metal film (6c) from sprayed insulating film (6b) also formed in small dimensions, produced when the outer edge of the solution morphism metal film (6c) is to be placed inside the outer edge of the sprayed insulating film (6b), the resin-encapsulated semiconductor device according to claim 3 it can.

また、請求項10に記載の発明では、金属板(6a)を用意し、該金属板(6a)の平坦面とは反対側の表面に凹凸を形成する工程と、金属板(6a)の凹凸を形成した表面に溶射絶縁膜(6b)を形成することにより絶縁シート材(6)を構成する工程と、絶縁シート材(6)における溶射絶縁膜(6b)の表面に溶射はんだ膜を配置した後、該溶射はんだ膜の上にヒートシンク(3)を配置し、真空リフローにて溶射はんだ膜を溶融したはんだ(10)によって絶縁シート材(6)とヒートシンク(3)とを接合する工程と、を含んでいることを特徴としている。 Further, in the invention according to claim 10, the metal plate (6a) is prepared, and process the flat surface of the metal plate (6a) for forming irregularities on the surface opposite to the unevenness of the metal plate (6a) a step of forming an insulating sheet material (6) by forming a sprayed insulating layer (6b) formed surface was thermally sprayed solder layer disposed on the surface of the sprayed insulating film (6b) in the insulating sheet member (6) after the steps solution morphism placing a heat sink (3) on the solder layer, for bonding insulating sheet material by soldering the sprayed solder film melted (10) and (6) a heat sink (3) in a vacuum reflow, It is characterized in that it contains. このような製造方法により、請求項4に記載の樹脂封止型半導体装置を製造することができる。 By such a manufacturing method, it is possible to manufacture a resin sealed semiconductor device according to claim 4.

請求項11に記載の発明では、金属板(6a)の表面に凹凸を形成する工程では、プレス加工にて凹凸を形成することを特徴としている。 In the invention described in claim 11, in the step of forming irregularities on the surface of the metal plate (6a), it is characterized by forming irregularities by pressing.

金属板(6a)の表面に凹凸を形成するには、例えばプレス加工、ブラスト処理などを用いることができるが、ブラスト処理の場合には金属板(6a)に反りが発生する。 To form the unevenness on the surface of the metal plate (6a), for example pressing, and the like can be used blasting, when the blasting warpage occurs in the metal plate (6a). このため、プレス加工とすることにより、金属板(6a)の反りを抑制することができる。 Therefore, by the press working, it is possible to suppress warpage of the metal plate (6a).

請求項12に記載の発明では、ヒートシンク(3)の表面にはんだ(9)を介して半導体チップ(2)を接合する工程を含み、絶縁シート材(6)とヒートシンク(3)とをはんだ(10)で接合する工程と、ヒートシンク(3)と半導体チップ(2)をはんだ(9)で接合する工程とを同時に行うことを特徴としている。 In the invention described in claim 12, wherein the step of bonding the semiconductor chip (2) via solder (9) on the surface of the heat sink (3), insulating sheet material (6) and a heat sink (3) solder ( and bonding at 10), is characterized by performing at the same time the step of bonding the heat sink (3) and the semiconductor chip (2) with solder (9).

このように、2箇所のはんだ接合を同時に行うことで、製造工程の簡略化を図ることが可能となる。 In this way, by performing a solder joint at two places at the same time, it is possible to simplify the manufacturing process.

請求項13に記載の発明では、ヒートシンク(3)として、中央部の厚みが厚く、かつ、中央部の周囲を囲む外縁部が中央部よりも薄くされることで、裏面が凸形状とされた段付形状のものを用意する工程と、ヒートシンク(3)における凸形状とされた裏面全面に対して溶射絶縁膜(6b)を形成する工程と、溶射絶縁膜(6b)のうちヒートシンク(3)における凸形状とされた部分に形成された部分をはんだディップ槽に浸し、該溶射絶縁膜(6b)の表面に第1はんだ(6d)を形成する工程と、金属板(6a)と溶射絶縁膜(6b)を第1はんだ(6d)を介して接合する工程と、を含んでいることを特徴としている。 In the invention according to claim 13, as a heat sink (3), thick thickness central part, and that the outer edge portion surrounding the central portion are thinner than the central portion, the rear surface is a convex shape preparing a one stepped shape, the heat sink (3) sprayed insulating film with respect to the entire back surface which is a convex shape in a step of forming a (6b), among the heat sink (3) of the sprayed insulating film (6b) immersed in a dip tank solder portion formed in a convex shape as portions in a step of forming a first solder (6d) on the surface of the solution morphism insulating film (6b), a metal plate (6a) and sprayed insulation film It is a step of joining the (6b) via a first solder (6d), characterized in that it contains.

このような製造方法により、請求項6に記載の樹脂封止型半導体装置を製造することができる。 By such a manufacturing method, it is possible to manufacture a resin sealed semiconductor device according to claim 6.

請求項14に記載の発明では、金属板(6a)のうち、平坦面と反対側の面に対して第2はんだ(6e)を形成する工程と、第2はんだ(6e)を形成した金属板(6a)と、第1はんだ(6d)が表面に形成された溶射絶縁膜(6b)とを、第1、第2はんだ(6d、6e)を介して接合する工程と、を含んでいることを特徴としている。 In the invention according to claim 14, of the metal plate (6a), forming a second solder (6e) with respect to the surface opposite the flat surface, the metal plate forming the second solder (6e) and (6a), sprayed insulating film first solder (6d) are formed on the surface and (6b), first, that it contains a step of bonding through a second solder (6d, 6e), the It is characterized in.

このような製造方法により、請求項7に記載の樹脂封止型半導体装置を製造することができる。 By such a manufacturing method, it is possible to manufacture a resin sealed semiconductor device according to claim 7.

請求項15に記載の発明では、第1はんだ(6d)を溶射絶縁膜(6b)に形成する工程と、第2はんだ(6e)を金属板(6a)に形成する工程では、超音波を印加して第1、第2はんだ(6d、6e)を形成することを特徴としている。 The invention according to claim 15, comprising the steps of forming the first solder (6d) a sprayed insulating layer (6b), in the step of forming the second solder (6e) to a metal plate (6a), applying ultrasonic waves first and is characterized by forming a second solder (6d, 6e).

溶射絶縁膜(6b)がセラミック材料等で構成される場合、第1はんだ(6d)が接合し難い。 When sprayed insulating film (6b) is composed of a ceramic material or the like, the first solder (6d) is hardly bonded. このため、超音波を印加することで、第1はんだ(6d)の接合性を改善することができる。 Therefore, by applying ultrasonic waves, it is possible to improve the bonding of the first solder (6d). 同様に、金属板(6a)に対しても第2はんだ(6e)が接合し難いものであれば、超音波を印加することで、第2はんだ(6e)の接合性を改善することができる。 Similarly, if even one second solder (6e) is hardly bonded to the metal plate (6a), by applying ultrasonic waves, it is possible to improve the bonding of the second solder (6e) .

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 The reference numerals in parentheses of each means described above, shows the correspondence with specific means described in embodiments described later.

本発明の第1実施形態にかかる樹脂封止型半導体装置1の断面図である。 Is a cross-sectional view of a resin sealed semiconductor device 1 according to a first embodiment of the present invention. 図1に示す樹脂封止型半導体装置1の製造工程を示した断面図である。 It is a sectional view showing a manufacturing process of the resin-sealed-type semiconductor device 1 shown in FIG. 本発明の第2実施形態にかかる樹脂封止型半導体装置1の断面図である。 Is a cross-sectional view of a resin sealed semiconductor device 1 according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第3実施形態で説明する樹脂封止型半導体装置1の製造工程を示した断面図である。 It is a sectional view showing a step of manufacturing a resin-sealed semiconductor device 1 described in the third embodiment of the present invention. 本発明の第4実施形態にかかる樹脂封止型半導体装置1の断面図である。 Is a cross-sectional view of a resin sealed semiconductor device 1 according to a fourth embodiment of the present invention. 図5に示す樹脂封止型半導体装置1の製造工程を示した断面図である。 It is a sectional view showing a step of manufacturing a resin-sealed semiconductor device 1 shown in FIG.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。 Hereinafter will be described with reference to FIG embodiments of the present invention. なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。 Note that in the following embodiments, portions identical or equivalent to each other, in the drawing are denoted by the same reference numerals.

(第1実施形態) (First Embodiment)
本発明の第1実施形態について説明する。 Described first embodiment of the present invention. 図1は、本実施形態にかかる樹脂封止型半導体装置1の断面図である。 Figure 1 is a cross-sectional view of a resin sealed semiconductor device 1 according to this embodiment. 以下、この図を参照して、本実施形態の樹脂封止型半導体装置1について説明する。 Referring to this figure, it will be described the resin-encapsulated semiconductor device 1 of the present embodiment.

図1に示されるように、本実施形態の樹脂封止型半導体装置1は、半導体素子が形成された半導体チップ2、ヒートシンク3、リード(第1、第2リード)4、5、絶縁シート材6および樹脂部7などによって構成されている。 As shown in FIG. 1, the resin-sealed semiconductor device 1 of this embodiment, the semiconductor chip 2 semiconductor elements are formed, the heat sink 3, leads (first, second lead) 4,5, insulating sheet material It is constituted by including 6 and the resin portion 7.

半導体チップ2は、半導体素子として、駆動時に発熱するIGBTなどのパワー素子が形成されたものである。 The semiconductor chip 2, as a semiconductor element, in which power devices such as IGBT which generates heat during operation is formed. このため、ヒートシンク3を介して放熱を行うことで、半導体チップ2の過昇温を抑制している。 Therefore, by performing the heat radiation through the heat sink 3, thereby suppressing excessive temperature rise of the semiconductor chip 2. 例えば、半導体チップ2は、紙面上側から見たときの上面寸法が10mm□、厚さが0.2mmで構成されており、表面側がボンディングワイヤ8を通じてリード4に電気的に接続されていると共に、裏面側がはんだ9を介してヒートシンク3に搭載されることでヒートシンク3と電気的に接続されている。 For example, the semiconductor chip 2 is a top dimension when viewed from the upper side is 10 mm □, and the thickness is composed of 0.2 mm, with the surface side is electrically connected to the lead 4 through a bonding wire 8, back side is electrically connected to the heat sink 3 by being mounted to the heat sink 3 through the solder 9.

ヒートシンク3は、例えば銅(Cu)などの熱伝導率が高い金属板にて構成されている。 The heat sink 3 is, for example, copper (Cu) thermal conductivity, such as is made with high metal plate. 例えば、ヒートシンク3は、紙面上側から見たときの上面寸法が20mm□、厚さが2mmとされている。 For example, the heat sink 3 is a top dimension when viewed from the upper side is 20 mm □, there is a 2mm thick. このヒートシンク3の中央位置に半導体チップ2が配置されている。 The semiconductor chip 2 is disposed at the center position of the heat sink 3.

リード4、5は、半導体チップ2に形成されたパワー素子を樹脂部7よりも外部において電気的に接続するための電極端子となるものであり、パワー素子の各部と電気的に接続されている。 Leads 4 and 5, a power element formed on the semiconductor chip 2 is intended to be an electrode terminal for electrically connecting the external than the resin portion 7, are respective sections electrically connected to the power element . 例えば、パワー素子がIGBTである場合には、リード4がIGBTにおけるゲート電極とボンディングワイヤ8を介して電気的に接続され、リード5がIGBTにおけるコレクタ電極とヒートシンク3を介して電気的に接続された構造とされる。 For example, when the power device is an IGBT, the leads 4 are electrically connected through the gate electrode and the bonding wires 8 in the IGBT, the lead 5 are electrically connected via the collector electrode and the heat sink 3 in the IGBT It is said to have structure.

なお、図1中では図示されていないが、IGBTにおけるエミッタ電極と電気的に接続されるリードも備えられており、リード4を通じてゲート電圧が制御されると、リード5や図示しないリードを通じてコレクタ−エミッタ間に電流が流されることで、パワー素子によるスイッチング動作が行えるように構成されている。 Although not shown in FIG. 1, a lead connected to the emitter electrode and electrically in the IGBT is also provided, the gate voltage is controlled through the lead 4, the collector through the lead 5 and not shown Lead - by current flows between the emitter is configured to perform the switching operation by the power device.

絶縁シート材6は、ヒートシンク3における半導体チップ2が搭載された面の反対側の面である裏面側に備えられている。 Insulating sheet material 6, the semiconductor chip 2 is provided on the back side which is the opposite side of the mounted surface of the heat sink 3. 絶縁シート材6は、金属板としてのアルミニウム板(以下、Al板という)6aと、溶射絶縁膜としての溶射アルミナ膜6bおよび溶射金属膜としての溶射銅膜6cを備えた構造とされている。 Insulating sheet material 6, an aluminum plate as a metal plate (hereinafter, Al plate hereinafter) is a 6a, a structure having a sprayed copper film 6c as sprayed alumina film 6b and the sprayed metal layer as a sprayed insulating film.

Al板6aは、例えば紙面上側から見たときの上面寸法が26mm□、厚さが0.5mmとされており、表面側に溶射アルミナ膜6bが形成され、裏面側が樹脂部7から露出させられる。 Al plate 6a is for example the top surface dimensions when viewed from the upper side is 26 mm □, and the thickness is between 0.5 mm, sprayed alumina film 6b on the surface side is formed, so the rear surface side is exposed from the resin portion 7 . このAl板6aの裏面側は、圧延などによる板製作時と同様、凹凸がほとんど形成されておらず、平坦面となっている。 The back surface side of the Al plate 6a, similarly to the time of the plate manufactured according to such rolling, not almost formed unevenness, and has a flat surface. この平坦面とされたAl板6aの裏面側がシリコングリーズ等を介して図示しない冷却器の基台に接続されることで、ヒートシンク3を通じて伝えられた半導体チップ2の熱がAl板6aから更に冷却器に伝えられ、放熱させられるようになっている。 This By backside of the flat surface and has been Al plate 6a is connected to the base of the cooler (not shown) through a silicon grease's or the like, the cooling of the heat the semiconductor chip 2 conveyed through the heat sink 3 from Al plate 6a is transmitted to the vessel, it adapted to be allowed to heat radiation. 一方、Al板6aの表面側は、平坦面とされていても構わないが、図示しない凹凸が形成されており、凹凸によるアンカー効果によって、溶射アルミナ膜6bとの接合性が高められている。 On the other hand, the surface side of the Al plate 6a is may be a flat surface, is formed uneven, not shown, by the anchor effect due to unevenness, bonding between the sprayed alumina film 6b is enhanced. これにより、溶射アルミナ膜6bの剥離が抑制されている。 Accordingly, peeling of the sprayed alumina film 6b is suppressed.

溶射アルミナ膜6bは、Al板6aの表面にアルミナ(Al 23 )を溶射することによって形成されている。 Sprayed alumina film 6b is formed by spraying alumina (Al 2 O 3) on the surface of the Al plate 6a. この溶射アルミナ膜6bは、例えばAl板6aの表面全面に形成されることで、上面寸法が26mm□とされている。 The thermally sprayed alumina film 6b, for example by being formed on the entire surface of the Al plate 6a, an upper surface dimension is a 26 mm □. 溶射アルミナ膜6bの厚さは任意であるが、厚すぎると熱抵抗が増大するため、ここでは厚さを例えば0.15mmとしている。 The thickness of the thermally sprayed alumina-film 6b is arbitrary, since it is too thick thermal resistance increases, and the thickness for example 0.15mm here.

溶射銅膜6cは、溶射アルミナ膜6bの表面に銅を溶射することによって形成されている。 Spraying copper film 6c is formed by thermal spraying of copper on the surface of thermally sprayed alumina film 6b. この溶射銅膜6cは、寸法がAl板6aおよび溶射アルミナ膜6bよりも一回り小さく形成され、溶射銅膜6cの外縁が溶射アルミナ膜6bの外縁よりも内側に配置されている。 The spraying copper film 6c, the dimensions are formed one size smaller than the Al plate 6a and sprayed alumina film 6b, are arranged inside the outer edge the outer edge of the sprayed alumina film 6b of the sprayed copper film 6c. ここでは、例えば溶射銅膜6cの外縁が溶射アルミナ膜6bの外縁よりも2mmずつ等間隔内側に配置されるように、例えば上面寸法が22mm□とされている。 Here, for example, as the outer edge of the spraying copper film 6c are equally spaced inside by 2mm than the outer edge of the sprayed alumina film 6b, for example, the upper surface dimension is a 22 mm □. この溶射銅膜6cの厚さも任意であるが、ここでは例えば0.1mmとしている。 This spraying copper film 6c are arbitrary thickness, taken here to be 0.1mm for example.

このように、絶縁シート材6は、Al板6aと溶射アルミナ膜6bおよび溶射銅膜6cの積層構造にて構成されている。 Thus, the insulating sheet 6 is configured by a laminated structure of Al plate 6a and sprayed alumina film 6b and sprayed copper film 6c. この絶縁シート材6は、導体であるAl板6aと溶射銅膜6cの間に絶縁膜となる溶射アルミナ膜6bが備えられていることから、Al板6aと溶射銅膜6cとの間が絶縁された構造となる。 The insulating sheet 6, the insulation between since the sprayed alumina film 6b formed of an insulating film between the Al plate 6a and sprayed copper film 6c which is a conductor is provided, the Al plate 6a and sprayed copper film 6c the structure. そして、このような絶縁シート材6における溶射銅膜6cの表面がはんだ10を介してヒートシンク3の裏面と接合されている。 Then, it is joined to the back surface of the heat sink 3 surface of the sprayed copper film 6c in such a insulating sheet member 6 via the solder 10.

樹脂部7は、リード4、5の一端とAl板6aの裏面側を露出させ、かつ、その他の部分を覆うように、樹脂成形によって形成されたものである。 Resin part 7, to expose the rear surface side of one end of a lead 4, 5 and Al plate 6a, and so as to cover the other portions, and is formed by resin molding. 樹脂部7を構成する樹脂は、例えばシリカを内在させることで14ppm/℃の熱膨張係数を有したものとされ、ヒートシンク3の熱膨張係数に合わせ込まれている。 The resin constituting the resin portion 7, for example, silica is the one having a thermal expansion coefficient of 14 ppm / ° C. by internalize and are incorporated fit to the thermal expansion coefficient of the heat sink 3. このため、熱膨張や熱収縮が生じても、ヒートシンク3と樹脂部7との間での歪みが抑制され、これらの間の剥離が発生し難くなるようにされている。 Therefore, even if thermal expansion or thermal contraction, distortion between the heat sink 3 and the resin portion 7 is suppressed, peeling between them is so hardly occurs.

以上のように構成された本実施形態の樹脂封止型半導体装置1では、溶射アルミナ膜6bの表面を直接露出させるのではなく、Al板6aの裏面を露出させた構造としている。 In the resin sealed semiconductor device 1 of the present embodiment configured as described above, rather than to expose the surface of the thermally sprayed alumina film 6b directly, has a structure in which to expose the rear surface of the Al plate 6a. このAl板6aの裏面は平坦面となっているため、シリコングリースなどを介して冷却器の基台などに接続したときに、従来のように溶射アルミナ膜に接続する場合と比較して、Al板6aとの接合箇所での接触熱抵抗を大幅に低下させることが可能となる。 Thus the rear surface of the Al plate 6a is a flat surface, when connected like such base cooler via silicone grease, as compared with the case of connecting to a conventional spraying alumina film as, Al it is possible to greatly reduce the contact thermal resistance at the joint between the plate 6a.

参考として、本発明者らが実験を行ったところ、従来のように溶射アルミナ膜に対してシリコングリースを介して冷却器を接続するような構造とされる場合には、溶射アルミナ膜の凹凸による熱抵抗に加えて溶射アルミナ膜の膜厚に依存して熱抵抗が増大することを確認した。 For reference, the present inventors have conducted experiments, when it is structured so as to connect the condenser via a silicone grease for conventional spraying alumina film as, by unevenness of the sprayed alumina film thermal resistance was confirmed to increase dependent on the thickness of the thermally sprayed alumina-film in addition to heat resistance. 例えば、本実施形態と同様に溶射アルミナ膜の膜厚を0.15mmとした場合、凹凸による熱抵抗を100とすると、溶射アルミナ膜の膜厚に依存する熱抵抗も100となり、熱抵抗が合計200になった。 For example, if as in this embodiment the thickness of the sprayed alumina film was 0.15 mm, when the thermal resistance due to unevenness and 100, thermal resistance 100, and the thermal resistance total depending on the film thickness of thermally sprayed alumina film It became 200.

一方、本実施形態の構造の場合、Al板6aの熱伝導率が236W/mK、溶射アルミナ膜6bの熱伝導率が6W/mK、溶射銅膜6cの熱伝導率が80W/mK、はんだ10の熱伝導率が65W/mKとなる。 On the other hand, in the structure of this embodiment, the thermal conductivity of Al plate 6a is 236 W / mK, thermally sprayed alumina-film 6b thermal conductivity of 6W / mK, the thermal conductivity of 80W / mK of thermal spraying copper film 6c, the solder 10 thermal conductivity is 65W / mK for. このため、Al板6a、溶射銅膜6cおよびはんだ10の各熱伝導率が溶射アルミナ膜6bの熱伝導率と比べて十分に小さいとは言え、その分、熱抵抗が増加することになる。 Therefore, although the Al plate 6a, the thermal conductivity of the sprayed copper film 6c and the solder 10 is sufficiently smaller than the thermal conductivity of the thermally sprayed alumina film 6b, that amount, so that the thermal resistance is increased. しかしながら、Al板6aの裏面が平坦面とされ、凹凸による熱抵抗がほとんど発生しない。 However, the rear surface is a flat surface of the Al plate 6a, the heat resistance is hardly generated due to the unevenness. このため、Al板6a、溶射銅膜6cおよびはんだ10を備えた分の熱抵抗の増加のみで済み、その熱抵抗は溶射アルミナ膜6bの熱抵抗を100として、Al板6a、溶射銅膜6cおよびはんだ10を備えた分の熱抵抗が20となり、熱抵抗が合計120となった。 Therefore, Al plate 6a, spraying copper 6c and solder 10 min requires only an increase of thermal resistance with, the heat resistance is the thermal resistance of the sprayed alumina film 6b as 100, Al plates 6a, spraying copper film 6c and min thermal resistance with the solder 10 is 20, and the thermal resistance becomes total 120.

この実験からも、本実施形態のように、裏面が平坦面であるAl板6aを露出させ、その裏面にてシリコングリース等を介して冷却器に接続する構造とすることで、熱抵抗を大幅に低下させられることが判る。 From this experiment, as in the present embodiment, the back surface to expose the Al plate 6a is a flat surface, by a structure that connects to the cooler via silicone grease or the like at its back surface, greatly the thermal resistance it can be seen to be reduced to.

なお、従来のように溶射アルミナ膜の裏面を樹脂部から露出させるような構造において、溶射アルミナ膜を厚めに形成した後で平坦化する処理を行うことで、溶射アルミナ膜の裏面を平坦面とすることも可能である。 Note that in the structure as to expose the rear surface of the resin portion of the conventional manner sprayed alumina film, by performing the processing for flattening after forming the thermally sprayed alumina film thicker, and the flat surface to the back surface of the thermally sprayed alumina film it is also possible to. しかしながら、このような構造とすれば、裏面の凹凸による熱抵抗を低減できるものの、硬い溶射アルミナ膜を平坦化するという煩雑な工程が必要になる。 However, if such a structure, although it reduces the thermal resistance due to the back surface of the irregularities is required a complicated process of planarizing the hard sprayed alumina film. このため、本実施形態のように、Al板6aの裏面の平坦面を用いることで、溶射アルミナ膜を平坦化するという煩雑な工程を行わなくても、熱抵抗の低減を図ることが可能となるという効果も得られる。 Therefore, as in the present embodiment, by using the flat surface of the back surface of the Al plate 6a, even without a complicated step of flattening the sprayed alumina film, it is possible to reduce the thermal resistance there is also an effect of becoming.

さらに、本実施形態では、Al板6aと溶射アルミナ膜6bに加えて溶射銅膜6cも備えた構造としている。 Further, in this embodiment, it has a structure which includes also sprayed copper film 6c in addition to Al plate 6a and sprayed alumina film 6b. 溶射銅膜6cは、はんだ10との接合が行えるようにするために溶射アルミナ膜6bの表面に形成される。 Spraying copper film 6c is formed on the surface of thermally sprayed alumina-film 6b in order to allow the bonding with the solder 10. この溶射銅膜6cは、Al板6aおよび溶射アルミナ膜6bと同面積として溶射アルミナ膜6bの表面全面に形成されていても良いが、Al板6aおよび溶射アルミナ膜6bよりも一回り小さい方が好ましい。 The spraying copper film 6c may be formed on the entire surface of the Al plate 6a and sprayed alumina film 6b and sprayed alumina film 6b as the same area, but smaller slightly than the Al plate 6a and sprayed alumina film 6b preferable. すなわち、樹脂部7と絶縁シート材6との熱膨張係数差により、その界面で剥離し易くなる。 That is, the difference in thermal expansion coefficient between the resin portion 7 and the insulating sheet material 6, easily peeled off at the interface. そして、剥離した場合、溶射銅膜6cが溶射アルミナ膜6bの表面全面に形成されていると、Al板6aと溶射銅膜6cとの間の距離が溶射アルミナ膜6bの厚み分しか無くなり、絶縁できなくなって直ぐに特性に影響してしまう。 When peeled, the spraying copper film 6c is formed on the entire surface of the thermally sprayed alumina film 6b, the distance between the Al plate 6a and sprayed copper film 6c is eliminated only the thickness of the thermally sprayed alumina-film 6b min, insulation would affect the immediately characteristic is no longer possible. このため、溶射銅膜6cを溶射アルミナ膜6bよりも一回り小さくすることで、溶射銅膜6cと溶射アルミナ膜6bの寸法差分だけAl板6aと溶射銅膜6cとの間の距離を稼ぐことが可能となり、仮に絶縁シート材6と樹脂部7との界面で剥離が生じても絶縁を確保でき、特性に影響することを抑制できる。 Therefore, the thermal spraying copper film 6c by one size smaller than the sprayed alumina film 6b, to earn distance between the only dimension difference of the thermal spray copper 6c and sprayed alumina film 6b Al plate 6a and sprayed copper film 6c becomes possible, even if possible to secure the insulation occurs peeling at the interface between the insulating sheet member 6 and the resin portion 7 can be suppressed to affect the properties.

次に、上記のように構成される本実施形態の樹脂封止型半導体装置1の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing a resin-sealed semiconductor device 1 of the present embodiment configured as described above. 図2は、本実施形態の樹脂封止型半導体装置1の製造工程を示した断面図である。 Figure 2 is a sectional view showing a manufacturing process of the resin-sealed-type semiconductor device 1 of the present embodiment.

まず、図2(a)に示すように、例えば厚さ0.5mmのAl板6aを用意する。 First, as shown in FIG. 2 (a), prepared Al plate 6a having a thickness of 0.5 mm. このとき、Al板6aとして、表裏面の両面が平坦面となっているものを用意しても良いが、アンカー効果が得られるように表面に凹凸が形成されたものを用意すると好ましい。 At this time, as Al plate 6a, it may be prepared which both sides of the front and back surfaces is a flat surface, but preferably is prepared which irregularities are formed on the surface as the anchor effect is obtained. Al板6aの表面に凹凸を形成するのに、例えばプレス加工、ブラスト処理などを用いることができるが、ブラスト処理の場合にはAl板6aに反りが発生することから、プレス加工とするのが好ましい。 To form the irregularities on the surface of the Al plate 6a, for example pressing, and the like can be used blasting, since the warp is generated in the Al plate 6a in the case of blasting, that the pressing preferable. このようなプレス加工を行うことにより、例えば高さ20μm程度のノコギリ刃形状の凹凸を形成することができる。 By performing such press working, it is possible to form, for example, a height of 20μm approximately sawtooth-like irregularities.

そして、このようなAl板6aの表面にアルミナを溶射し、溶射アルミナ膜6bを例えば0.15mmの厚みで形成する。 Then, thermal spraying of alumina on the surface of such Al plate 6a, to form a thermally sprayed alumina film 6b for example, 0.15mm thickness. このとき、Al板6aの表面に凹凸を形成しておけば、溶射アルミナ膜6bが凹凸内に入り込むため、凹凸によるアンカー効果が発揮される。 In this case, by forming an uneven surface of the Al plate 6a, it is sprayed alumina film 6b for entering the unevenness, an anchor effect due to unevenness is exerted.

続いて、図2(b)に示すように、溶射アルミナ膜6bのうち溶射銅膜6cの形成予定領域が開口するマスク11を用いて、銅を溶射し、溶射銅膜6cを例えば0.1mmの厚みで形成する。 Subsequently, as shown in FIG. 2 (b), by using a mask 11 formation region of the sprayed copper film 6c is opened out of the sprayed alumina film 6b, copper thermal spraying of, 0.1 mm and sprayed copper film 6c e.g. It is formed in thickness. このようにして、絶縁シート材6が形成される。 In this way, the insulating sheet material 6 is formed. そして、この状態で絶縁シート材6に対して所望の電圧を印加することで、絶縁シート材6の絶縁検査を行う。 By applying a desired voltage to the insulating sheet material 6 in this state, the insulation test of the insulating sheet member 6. 具体的には、Al板6aと溶射銅膜6cとの間に例えば1kVの電圧を印加し、大きなリーク電流が発生するか否かをチェックしている。 Specifically, by applying, for example, 1kV voltage between the Al plate 6a and sprayed copper film 6c, a large leakage current is checked whether occurring. このとき大きなリーク電流が発生していれば、絶縁シート材6の端面において絶縁が確保できていないということを意味する。 If a large leak current is generated at this time, insulation at the end face of the insulating sheet 6 is means that not be ensured. このようなチェックにより、両不良判定を行うことができる。 Such checking may be performed both defect determination.

その後、図2(c)に示すように、溶射銅膜6cの表面に、ヒートシンク3と同寸法にカットした例えば0.1mmの厚みのSn−Cu系のはんだ箔を配置したのち、その上にリード5が一体化されたヒートシンク3およびリード4を配置する。 Thereafter, as shown in FIG. 2 (c), the surface of the sprayed copper film 6c, then placing the solder foils Sn-Cu system which cuts the example 0.1mm thick in the same dimensions as the heat sink 3, thereon placing the heat sink 3 and leads 4 lead 5 is integrated. ヒートシンク3およびリード4は、図中では切り離されたものとして図示されているが、この段階では固定用のフレームによってこれらが一体化されて保持されているため、リード4をヒートシンク3の表面から浮かせた状態にすることができる。 The heat sink 3 and leads 4 are illustrated as being separated in the figure, since it is held by being integrally these by a frame for fixing at this stage, floated lead 4 from the surface of the heat sink 3 it can be to the state. なお、ここではヒートシンク3をリード5と一体化させたものを用いているが、これらを別体とし、はんだ等を介してヒートシンク3とリード5を後で接合するようにしても構わない。 Here, although with those obtained by integrating a heat sink 3 and the lead 5, they were separate bodies, but may be later bonded to the heat sink 3 and the lead 5 via a solder or the like.

更に、ヒートシンク3の表面上にも半導体チップ2と同寸法のカットした例えば0.1mmのはんだ箔を配置したのち、その上にパワー素子を形成しておいた半導体チップ2を搭載する。 Furthermore, after placing the solder foil of-cut example 0.1mm in the same dimensions as the semiconductor chip 2 to the surface of the heat sink 3, the semiconductor chip 2 is mounted which has been formed a power device thereon. このとき、位置ズレを防ぐために、図示しない位置決め用の治具を利用して重ねている。 At this time, in order to prevent the positional deviation, it is superimposed by using a positioning jig (not shown).

そして、このように各部材をすべて重ねた状態で、ボイド率を低減するために真空リフロー槽に移動させ、真空リフローにてはんだ箔を溶融させる。 And thus in a state of overlapping all the members, it is moved to a vacuum reflow furnace to reduce the void ratio, melting the solder foil in a vacuum reflow. これにより、溶射銅膜6cとヒートシンク3の間がはんだ10にて接合されると共に、ヒートシンク3と半導体チップ2との間がはんだ9にて接合される。 Thus, the between spraying copper film 6c and the heat sink 3 is bonded by solder 10, between the heat sink 3 and the semiconductor chip 2 are joined by solder 9. このように、2箇所のはんだ接合を同時に行うことで、製造工程の簡略化を図ることが可能となる。 In this way, by performing a solder joint at two places at the same time, it is possible to simplify the manufacturing process. なお、このときのはんだ9、10による接合性を良くするために、ヒートシンク3の表裏面にNiメッキ処理などを行っておくと好ましい。 In order to improve the bonding properties by solder 9 and 10 at this time, when they are processed like Ni plating on the front and back surfaces of the heat sink 3 preferred.

最後に、図2(d)に示すように、半導体チップ2の所望箇所とリード4とをボンディングワイヤ8にて電気的に接続したのち、成形型内においてモールド樹脂による樹脂成形を行う。 Finally, as shown in FIG. 2 (d), After electrically connecting the desired portion and the leads 4 of the semiconductor chip 2 by bonding wires 8, performs resin molding with a mold resin in the mold. これにより、樹脂部7にて、半導体チップ2、ヒートシンク3、絶縁シート材6におけるAl板6aの裏面以外の部分およびリード4、5の一部を封止する。 Thus, a resin portion 7, the semiconductor chip 2, the heat sink 3, to seal a portion of the part and the lead 4 and 5 except rear surface of the Al plate 6a in the insulating sheet member 6. そして、図示していないが、リード4を固定用のフレームから切断することで、リード4がヒートシンク3から電気的に接触しない構造とできる。 Then, although not shown, by cutting the frame for fixing the leads 4, can a structure that the lead 4 is not in electrical contact from the heat sink 3. このようにして、図1に示した本実施形態の樹脂封止型半導体装置1が完成する。 In this way, a resin sealed semiconductor device 1 of the present embodiment shown in FIG. 1 is completed.

(第2実施形態) (Second Embodiment)
本発明の第2実施形態について説明する。 A description of a second embodiment of the present invention. 本実施形態の樹脂封止型半導体装置1は、第1実施形態に対して溶射銅膜6cを無くしたものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。 Resin-sealed semiconductor device 1 of the present embodiment is to eliminate the sprayed copper film 6c with respect to the first embodiment, but other features are the same as the first embodiment, different from the first embodiment a description will be given only part.

図3は、本実施形態にかかる樹脂封止型半導体装置1の断面図である。 Figure 3 is a cross-sectional view of a resin sealed semiconductor device 1 according to this embodiment. この図に示されるように、本実施形態では、Al板6aの表面に溶射アルミナ膜6bが形成され、その上に直接溶射はんだ膜にて構成されたはんだ10が形成されている。 As shown in this figure, in this embodiment, Al plate 6a surfaces sprayed alumina film 6b is formed on the configuration solder 10 is formed by directly spraying a solder layer thereon. そして、はんだ10を介して溶射アルミナ膜6bとヒートシンク3とが接合されている。 Then, a thermally sprayed alumina film 6b and the heat sink 3 through the solder 10 is bonded.

このような構造では、溶射アルミナ膜6bとはんだ10との界面は溶射アルミナ膜6bの表面の凹凸を用いたアンカー効果による密着、はんだ10とヒートシンク3とは金属拡散による拡散接合による密着が図られる。 In this structure, the interface between 10 and solder sprayed alumina film 6b is in close contact by an anchor effect with irregularities on the surface of thermally sprayed alumina-film 6b, the adhesion due to diffusion bonding by the metal diffusion between the solder 10 and the heat sink 3 is achieved . このため、第1実施形態で用いていた溶射銅膜6cを備えなくても、Al板6aの裏面を露出させることによる熱抵抗の低減が図れる樹脂封止型半導体装置1を構成することが可能となる。 Therefore, even without providing a sprayed copper film 6c which was used in the first embodiment, it is possible to configure the resin-sealed semiconductor device 1 can be reduced in thermal resistance by exposing the back surface of the Al plate 6a to become. これにより、溶射銅膜6cを備えなくても済み、その分、熱抵抗を更に低下させられると共に、製造プロセスの簡略化などを図ることができる。 Thus, it never needs comprise a spraying copper film 6c, along with that amount, is further lowering the thermal resistance, and the like can be achieved simplification of the manufacturing process.

なお、本構造では、ヒートシンク3よりもはんだ10の寸法が大きいと、溶射アルミナ膜6bからはんだ10が剥離し易くなるため、はんだ10の寸法をヒートシンク3と同じもしくは小さくすると好適である。 In the present structure, when the size of the solder 10 is greater than the heat sink 3, since the solder 10 from the sprayed alumina film 6b is easily peeled off, it is preferable that the size of the solder 10 is equal to or smaller as the heat sink 3.

(第3実施形態) (Third Embodiment)
本発明の第3実施形態について説明する。 A description of a third embodiment of the present invention. 本実施形態は、第1実施形態に対して樹脂封止型半導体装置1の製造方法を変更したものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。 This embodiment is a modification of the method of manufacturing a resin-sealed type semiconductor device 1 with respect to the first embodiment, but other features are the same as the first embodiment, portions different from the first embodiment only it is described.

図4は、本実施形態の樹脂封止型半導体装置1の製造工程を示した断面図である。 Figure 4 is a sectional view showing a manufacturing process of the resin-sealed-type semiconductor device 1 of the present embodiment. この図を参照して、本実施形態の樹脂封止型半導体装置1の製造方法について説明する。 Referring to this figure, a method for manufacturing the resin-sealed-type semiconductor device 1 of the present embodiment.

まず、図4(a)の工程において、図2(a)と同様に表面に凹凸が形成された例えば厚さ0.5mmのAl板6aの表面に溶射アルミナ膜6bを例えば厚さ0.15mm形成する。 First, in the step of FIG. 4 (a), FIGS. 2 (a) and sprayed alumina film 6b, for example, a thickness of 0.15mm on the surface of the Al plate 6a of the surface irregularities were formed in a thickness of 0.5mm in the same manner Form. 続いて、図4(b)の工程において、図2(b)と同様にマスク11を用いて溶射アルミナ膜6bの表面に溶射銅膜6cを例えば厚さ0.1mmで形成する。 Subsequently, in the step of FIG. 4 (b), to form a thermal spray copper 6c example a thickness of 0.1mm to the surface of the thermally sprayed alumina film 6b using a mask 11 as in FIG 2 (b). そして、マスク11を連続して用いて例えばSn−0.7%Cuからなるはんだを溶射することにより、溶射はんだ膜よりなるはんだ10を形成する。 Then, by spraying the solder made of, for example, Sn-0.7% Cu with continuously mask 11, to form the solder 10 made of thermally sprayed solder film. この後は、図4(c)、(d)において、図2(c)、(d)と同様の工程を行うことで、第1実施形態と同様の構造の樹脂封止型半導体装置1が完成する。 Thereafter, FIG. 4 (c), the (d), the FIG. 2 (c), the can (d) and by performing the same process, a resin sealed semiconductor device 1 having the same structure as the first embodiment Complete.

このように、第1実施形態では、はんだ10をはんだ箔の溶融によって形成する場合について説明したが、本実施形態では、予め溶射銅膜6cの表面にはんだを溶射することで溶射はんだ膜を形成しておき、それをリフローすることではんだ10を形成している。 Thus, in the first embodiment has described the case of forming by melting of foil solder the solder 10, in the present embodiment, forming the sprayed solder film by spraying the solder on the surface of the previously sprayed copper film 6c ; then, to form the solder 10 by reflowing it. このようにしても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。 Also in this manner, it is possible to obtain the same effect as the first embodiment.

また、はんだ10を溶射によって形成している。 Also it forms a solder 10 by thermal spraying. この場合、はんだ10を形成するための溶射はんだ膜の寸法をヒートシンク3に合せても良いが、その分マスク数が増えることになる。 In this case, it may be combined dimensions of the sprayed solder film for forming a solder 10 to the heat sink 3, so that the number of correspondingly mask increases. このため、本実施形態では、溶射銅膜6cの形成に用いたマスク11を利用して、溶射銅膜6cと同寸法で溶射はんだ膜を形成するようにしている。 Therefore, in the present embodiment, by using a mask 11 used to form the thermal spray copper film 6c, so that to form a sprayed solder layer at the same size and spray the copper film 6c. このようにすれば、マスク共用を図ることが可能となる。 Thus, it is possible to achieve a mask shared.

(第4実施形態) (Fourth Embodiment)
本発明の第4実施形態について説明する。 A description of a fourth embodiment of the present invention. 本実施形態は、第1実施形態に対して樹脂封止型半導体装置1の構造およびその製造方法を変更したものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。 This embodiment is a modification of the structure and its manufacturing method of the resin-sealed semiconductor device 1 with respect to the first embodiment, but other features are the same as the first embodiment, a first embodiment different portions only will be explained.

図5は、本実施形態にかかる樹脂封止型半導体装置1の断面図である。 Figure 5 is a cross-sectional view of a resin sealed semiconductor device 1 according to this embodiment. この図に示すように、樹脂封止型半導体装置1では、ヒートシンク3の裏面を中央部が凸形状とされた段付形状とすることで、ヒートシンク3の中央部が厚くて、かつ、当該中央部の周囲を囲む外縁部がそれよりも薄くなる構造としている。 As shown in this figure, the resin-sealed semiconductor device 1, and the back surface of the heat sink 3 by the central portion is a stepped shape which is a convex shape, thick central portion of the heat sink 3, and the central outer edge surrounding parts is a thinner structure than that. また、絶縁シート材6をAl板6aと溶射アルミナ膜6bおよびそれらの間に配置されたはんだ6d、6eにて構成している。 Further, the insulating sheet material 6 Al plate 6a and sprayed alumina film 6b and arranged solder 6d therebetween, are constituted by 6e.

具体的には、ヒートシンク3の裏面の段付形状部分を含めて、ヒートシンク3の裏面全面に溶射アルミナ膜6bが形成されている。 Specifically, including stepped shaped portion of the back surface of the heat sink 3, thermally sprayed alumina-film 6b on the entire back surface of the heat sink 3 are formed. この溶射アルミナ6bのうち、ヒートシンク3の中央部の厚みが厚くされている部分に形成された箇所の表面に、はんだ6dが形成されている。 Among the thermally sprayed alumina-6b, the surface of the portion formed in a portion where the thickness of the central portion of the heat sink 3 is thicker solder 6d is formed. また、Al板6aの表面にはんだ6eが形成されている。 Further, the solder 6e is formed on the surface of the Al plate 6a. そして、はんだ6dとはんだ6eが接合されることで、Al板6aおよび溶射アルミナ膜6dが接合され、絶縁シート材6が構成されている。 Then, by 6e solder the solder 6d are joined, Al plates 6a and sprayed alumina film 6d is joined, the insulating sheet 6 is formed.

このように、Al板6aと溶射アルミナ膜6bとがはんだ6d、6eを介して接合された構造であっても第1実施形態と同様の効果を得ることができる。 Thus, and the Al plate 6a and sprayed alumina film 6b it is possible to obtain the same effect as the first embodiment have a structure which is bonded via the solder 6d, 6e.

このような構造の樹脂封止型半導体装置1の製造方法について説明する。 Such method of manufacturing a resin-sealed semiconductor device 1 of the structure will be described. 図6は、図5に示す樹脂封止型半導体装置1の製造工程を示した断面図である。 Figure 6 is a sectional view showing a manufacturing process of the resin-sealed-type semiconductor device 1 shown in FIG.

まず、図6(a)の工程において、ヒートシンク3およびリード4、5をプレス加工により構成する。 First, in the step of FIG. 6 (a), the heat sink 3 and leads 4, 5 constituting by pressing. このとき、ヒートシンク3については、中央部が厚く、かつ、外縁部が中央部よりも薄くなるようにすることで、中央部が凸形状となる段付形状とする。 At this time, the heat sink 3, thick central portion, and outer edges by such thinner than the central portion, the stepped shape that the central portion becomes convex. そして、必要に応じてプレス加工もしくはショットブラスト処理により、ヒートシンク3の裏面に対して凹凸を形成したのち、マスク11を用いてヒートシンク3の裏面全面に対して溶射アルミナ膜6bを例えば厚さ0.15mm形成する。 Then, by pressing or shot blasting treatment if necessary, after forming the irregularities against the rear surface of the heat sink 3, the thermally sprayed alumina film 6b for example, the thickness relative to the entire back surface of the heat sink 3 using a mask 11 is 0. to 15mm formation.

次に、図6(b)の工程では、はんだディップ槽内にヒートシンク3の裏面側の溶射アルミナ膜6bを浸し、その表面にはんだ6dを形成する。 Next, in the step of FIG. 6 (b), immersing the thermally sprayed alumina film 6b on the back surface side of the heat sink 3 in the solder dipping bath to form a solder 6d on its surface. このような手法によれば、はんだ6dを厚みが30μm程度の薄い層にすることができる。 According to this method, it is possible to thickness of the solder 6d is a thin layer of about 30 [mu] m. このとき、溶射アルミナ膜6bのようなセラミック材料等に対してはんだ6dを形成する場合には、はんだ6dが接合し難いため(濡れ性が良くないため)、超音波をヒートシンク3に対して印加することで、はんだ6dの接合性を改善することができる。 At this time applying, in the case of forming a solder 6d the ceramic material, such as thermally sprayed alumina film 6b, etc., since the solder 6d hardly joined (for wettability is not good), the ultrasonic waves to the heat sink 3 by, it can improve the bonding of the solder 6d.

続く、図6(c)の工程では、Al板6aを用意し、Al板6aの一面をはんだディップ槽に浸すことで、その表面にはんだ6eを形成する。 It followed, in the process of FIG. 6 (c), prepared Al plates 6a, by immersion in dip tanks solder one surface of the Al plate 6a, to form the solder 6e on the surface thereof. この場合にも、はんだ6dを厚みが30μm程度の薄い層にすることができる。 In this case also, it is possible to thickness of the solder 6d is a thin layer of about 30 [mu] m. また、Al板6aの表面も、酸化膜が形成される影響によりはんだ6eが接合し難いため(濡れ性が良くないため)、超音波などをAl板6aに対して印加することで、はんだ6eの接合性を改善することができる。 Also, the surface of the Al plate 6a, (because poor wettability) solder 6e by impact of the oxide film is formed since it is difficult to bonding, by applying ultrasonic waves or the like against the Al plate 6a, solder 6e it is possible to improve the bonding property.

この後、図6(d)の工程において、はんだ6dを形成したヒートシンク3およびはんだ6eを形成したAl板6aを重ね合わせる。 Thereafter, in the step of FIG. 6 (d), the superposed Al plate 6a formed with the heat sink 3 and the solder 6e to form the solder 6d. さらに、ヒートシンク3の上面にはんだ箔を配置し、その上に半導体チップ2を配置する。 Additionally, placing a solder foil on the upper surface of the heat sink 3, placing the semiconductor chip 2 thereon. このとき、位置ズレを防ぐために、図示しない位置決め用の治具を利用して重ねている。 At this time, in order to prevent the positional deviation, it is superimposed by using a positioning jig (not shown).

そして、図6(e)において、図2(d)と同様の工程を行うことで、図5に示した本実施形態の樹脂封止型半導体装置1が完成する。 Then, in FIG. 6 (e), the by performing the same process as FIG. 2 (d), the resin-sealed-type semiconductor device 1 of the present embodiment shown in FIG. 5 is completed.

このように、ヒートシンク3に対して溶射アルミナ膜6bを形成しておくと共に、Al板6aおよび溶射アルミナ膜6bの表面にはんだ6d、6eを形成しておき、Al板6aと溶射アルミナ膜6bとがはんだ6d、6eを介して接続された構造とすることもできる。 Thus, the previously formed a sprayed alumina film 6b against the heat sink 3, Al plates 6a and sprayed alumina film 6b solder 6d on the surface of previously formed a 6e, and Al plates 6a and sprayed alumina film 6b There may be a connection structure via a solder 6d, 6e. このような構造としても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。 Even with this structure, it is possible to obtain the same effect as the first embodiment.

上記実施形態では、ヒートシンク3側に溶射アルミナ膜6bを形成したが、Al板6aとはんだ6eの間に、溶射アルミナ膜6bを形成し、ヒートシンク3側と接続することで、はんだ6dを無くした構造としても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。 In the above embodiment has formed the sprayed alumina film 6b to the heat sink 3 side, between the solder 6e and Al plate 6a, a thermally sprayed alumina-film 6b is formed, by connecting the heat sink 3 side, eliminating the solder 6d have a structure, it is possible to obtain the same effect as the first embodiment. その際、さらに好適にはヒートシンク3側にはんだ接合をし易いNiメッキ被覆をしておくと良い。 At that time, it may more suitably keep the easily Ni plating covering the soldered to the heat sink 3 side.

(他の実施形態) (Other embodiments)
上記各実施形態では、樹脂封止型半導体装置1に含まれる各部の構成材料の一例を挙げて説明しているが、上記材料は単なる一例であり、他の材料を用いても構わない。 In each of the above embodiment has been described by way of an example of the material of each part contained in the resin sealed semiconductor device 1, the material is merely an example, it may be used other materials. 例えば、金属板としてAl板6aを用いたが、銅板などを用いても良い。 For example, although using Al plate 6a as a metal plate, or the like may be used a copper plate. また、溶射絶縁膜として溶射アルミナ膜6bを用いたが、窒化アルミ(AlN)、窒化シリコン(SiN)、マグネシアスピネル(Al 23・MgO)などの材料で構成される膜を用いても構わない。 Although using a thermally sprayed alumina-film 6b as sprayed insulating film, it may be used films made of a material such as aluminum nitride (AlN), silicon nitride (SiN), magnesia spinel (Al 2 O 3 · MgO) Absent. また、溶射金属膜として溶射銅膜6cを用いたが、Ni等のようにはんだ10と接合性のよい材料であれば他の材料で構成されるものを用いても良い。 Although using a spray copper film 6c as sprayed metal film may be used those composed of other materials as long as a material having good bondability with solder 10 as Ni or the like. また、各膜は単層膜に限らず、多層膜であっても構わない。 Each film is not limited to a single layer film, but may be a multilayer film. また、はんだ9、10の構成材料に関しても同様であり、Sn−Cu以外に一般的に知られている他の材料で、接合できるものであれば良い。 Further, the same also with respect to the material of the solder 9, 10, other materials are generally known in addition to Sn-Cu, as long as it can be joined.

また、上記各実施形態では、半導体チップ2で発した熱をヒートシンク3を通じて樹脂部7の一面側から露出させられたAl板6aから放出させるようにしている。 In the above embodiments, so that to release heat generated in the semiconductor chip 2 from the Al plate 6a which is exposed from one surface side of the resin portion 7 through the heat sink 3. しかしながら、この構造も単なる一例を示したにすぎず、樹脂部7の両面から熱を放出させるタイプの樹脂封止型半導体装置に対して、本発明を適用することもできる。 However, this structure is also only shows a simple example, for the type of resin-sealed semiconductor device that releases heat from both sides of the resin portion 7, it is also possible to apply the present invention. その場合、樹脂部7から露出されている放熱箇所のうち、冷却器に接続される側の面に関してのみAl板6aなどからなる金属板を備える構造としても構わないし、両方ともに金属板を備える構造としても良い。 Structure that case, with one of the heat radiation where exposed from the resin portion 7, to may be a structure comprising a metal plate made of Al plate 6a only on the surface of the side connected to the cooler, a metal plate on both it may be.

1 樹脂封止型半導体装置 2 半導体チップ 3 ヒートシンク 4、5 リード 6 絶縁シート材 6a Al板 6b 溶射アルミナ膜 6c 溶射銅膜 7 樹脂部 8 ボンディングワイヤ 9、10 はんだ 11 マスク 1 resin-sealed semiconductor device 2 semiconductor chip 3 heatsink 4,5 lead 6 insulating sheet 6a Al plate 6b thermally sprayed alumina film 6c sprayed copper film 7 resin portion 8 bonding wire 9 solder 11 mask

Claims (15)

  1. 表面および裏面を有するヒートシンク(3)と、 A heat sink (3) having a front surface and a back surface,
    前記ヒートシンク(3)の表面側に配置されると共に、前記ヒートシンク(3)と電気的に接続されるパワー素子が形成された半導体チップ(2)と、 While being positioned on a surface side of the heat sink (3), a semiconductor chip in which the power device to be electrically connected to the heat sink (3) is formed and (2),
    平坦面を有する金属板(6a)および該金属板(6a)のうちの前記平坦面と反対側に形成された溶射絶縁膜(6b)を含み、前記金属板(6a)よりも前記溶射絶縁膜(6b)側を前記ヒートシンク(3)側に向けて該ヒートシンク(3)の裏面側に配置された絶縁シート材(6)と、 Comprise a metal plate having a flat surface (6a) and the metal plate the flat surface and formed opposite the sprayed insulating film of (6a) (6b), said sprayed insulating layer than the metal plate (6a) and (6b) wherein the side heat sink (3) toward the side back side placed insulating sheet material of the heat sink (3) (6),
    前記半導体チップ(2)に形成された前記パワー素子と電気的に接続される第1リード(4)と、 Wherein the power device electrically connected to the first lead are formed on the semiconductor chip (2) and (4),
    前記ヒートシンク(3)を介して前記半導体チップ(2)に形成された前記パワー素子と電気的に接続される第2リード(5)と、 Wherein the heat sink (3) through said semiconductor chip (2) which is formed on said power element and electrically connected to the second lead (5),
    前記半導体チップ(2)、前記ヒートシンク(3)、前記第1、第2リード(4、5)および前記絶縁シート材(6)を、前記第1、第2リード(4、5)の一部および前記絶縁シート材(6)における前記金属板(6a)の前記平坦面を露出させて封止した樹脂部(7)と、を備えていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。 The semiconductor chip (2), the heat sink (3), said first, second leads (4, 5) and the insulating sheet material (6), a part of the first, second leads (4, 5) and wherein the resin portion that seals to expose the flat surface (7), the resin-encapsulated semiconductor device characterized in that it comprises a said metal plate in the insulating sheet member (6) (6a).
  2. 前記溶射絶縁膜(6b)の表面に溶射金属膜(6c)を備え、 Comprising a sprayed metal film (6c) on the surface of the sprayed insulating layer (6b),
    前記溶射金属膜(6c)と前記ヒートシンク(3)とがはんだ(10)を介して接合されていることを特徴とする請求項1に記載の樹脂封止型半導体装置。 Resin-encapsulated semiconductor device according to claim 1, wherein the sprayed metal film (6c) and the heat sink (3) is characterized in that it is bonded through the solder (10).
  3. 前記溶射金属膜(6c)は、前記溶射絶縁膜(6b)よりも小さな寸法で形成され、該溶射金属膜(6c)の外縁が前記溶射絶縁膜(6b)の外縁よりも内側に配置されていることを特徴とする請求項2に記載の樹脂封止型半導体装置。 The sprayed metal layer (6c), the formed with smaller dimensions than the sprayed insulating film (6b), are arranged inside the outer edge of the solution morphism metal film outer edge of (6c) is the sprayed insulating layer (6b) resin-encapsulated semiconductor device according to claim 2, characterized in that there.
  4. 前記溶射絶縁膜(6b)の表面に溶射はんだ膜を備え、前記溶射絶縁膜(6b)と前記ヒートシンク(3)とが前記溶射はんだ膜を溶融させたはんだ(10)を介して接合されていることを特徴とする請求項1に記載の樹脂封止型半導体装置。 Comprising a thermally sprayed solder film on the surface of the sprayed insulating layer (6b), said sprayed insulating layer (6b) and the heat sink (3) is bonded through the solder (10) to melt the thermal spraying solder layer resin-encapsulated semiconductor device according to claim 1, characterized in that.
  5. 前記金属板(6a)と前記溶射絶縁膜(6b)とが同寸法とされていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の樹脂封止型半導体装置。 The metal plate (6a) and said sprayed insulating layer (6b) and the resin-encapsulated semiconductor device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that is the same size.
  6. 前記溶射絶縁膜(6b)は、前記ヒートシンク(3)のうち前記半導体チップ(2)が配置される表面と反対側となる裏面に対して溶射されて形成されており、 The sprayed insulating layer (6b) is formed by spraying the rear surface on the opposite side to the semiconductor chip (2) is arranged as a surface of the heat sink (3),
    前記金属板(6a)と前記溶射絶縁膜(6b)とがはんだ(6d、6e)を介して接合されていることを特徴とする請求項1に記載の樹脂封止型半導体装置。 Resin-encapsulated semiconductor device according to claim 1, characterized in that the metal plate (6a) wherein the sprayed insulating film (6b) and are joined via the solder (6d, 6e).
  7. 前記ヒートシンク(3)の裏面は、該ヒートシンク(3)の中央部の厚みが厚く、かつ、前記中央部の周囲を囲む外縁部が前記中央部よりも薄くされることで凸形状とした段付形状とされており、 The back of the heat sink (3) is thicker the thickness of the central portion of the heat sink (3), and stepped outer edge portion has a convex shape by being thinner than said central portion surrounding the central portion It has been with the shape,
    該ヒートシンク(3)の段付形状部分を含めて前記溶射絶縁膜(6d)が形成されていることを特徴とする請求項6に記載の樹脂封止型半導体装置。 Resin-encapsulated semiconductor device according to claim 6, characterized in that said sprayed insulating film including the stepped-shaped portion of the heat sink (3) (6d) are formed.
  8. 表面および裏面を有するヒートシンク(3)と、 A heat sink (3) having a front surface and a back surface,
    前記ヒートシンク(3)の表面側に配置されると共に、前記ヒートシンク(3)と電気的に接続されるパワー素子が形成された半導体チップ(2)と、 While being positioned on a surface side of the heat sink (3), a semiconductor chip in which the power device to be electrically connected to the heat sink (3) is formed and (2),
    平坦面を有する金属板(6a)および該金属板(6a)のうちの前記平坦面と反対側に形成された溶射絶縁膜(6b)を含み、前記金属板(6a)よりも前記溶射絶縁膜(6b)側を前記ヒートシンク(3)側に向けて該ヒートシンク(3)の裏面側に配置された絶縁シート材(6)と、 Comprise a metal plate having a flat surface (6a) and the metal plate the flat surface and formed opposite the sprayed insulating film of (6a) (6b), said sprayed insulating layer than the metal plate (6a) and (6b) wherein the side heat sink (3) toward the side back side placed insulating sheet material of the heat sink (3) (6),
    前記半導体チップ(2)に形成された前記パワー素子と電気的に接続される第1リード(4)と、 Wherein the power device electrically connected to the first lead are formed on the semiconductor chip (2) and (4),
    前記ヒートシンク(3)を介して前記半導体チップ(2)に形成された前記パワー素子と電気的に接続される第2リード(5)と、 Wherein the heat sink (3) through said semiconductor chip (2) which is formed on said power element and electrically connected to the second lead (5),
    前記半導体チップ(2)、前記ヒートシンク(3)、前記第1、第2リード(4、5)および前記絶縁シート材(6)を、前記第1、第2リード(4、5)の一部および前記絶縁シート材(6)における前記金属板(6a)の前記平坦面を露出させて封止した樹脂部(7)と、を備えた樹脂封止型半導体装置の製造方法であって、 The semiconductor chip (2), the heat sink (3), said first, second leads (4, 5) and the insulating sheet material (6), a part of the first, second leads (4, 5) and said insulating resin portion to which the sealed exposing the flat surface of the metal plate in the sheet material (6) (6a) and (7) a method for producing a resin-sealed semiconductor device having a
    前記金属板(6a)を用意し、該金属板(6a)の前記平坦面とは反対側の表面に凹凸を形成する工程と、 Preparing the metal plate (6a), a step of forming irregularities on the surface opposite to the flat surface of the metal plate (6a),
    前記金属板(6a)の前記凹凸を形成した表面に前記溶射絶縁膜(6b)を形成する工程と、 Forming said sprayed insulating layer (6b) to the irregularity of the formed surface of the metal plate (6a),
    前記溶射絶縁膜(6b)の表面に溶射金属膜(6c)を形成することにより、前記金属板(6a)と前記溶射絶縁膜(6b)および前記溶射金属膜(6c)を含む構造によって前記絶縁シート材(6)を構成する工程と、 Said insulating the structure by forming a sprayed metal film (6c) to the surface, including the metal plate (6a) and said sprayed insulating layer (6b) and the sprayed metal layer (6c) of said sprayed insulating layer (6b) a step of constituting the sheet material (6),
    前記絶縁シート材(6)における前記溶射金属膜(6c)の表面にはんだ箔を配置した後、該はんだ箔の上に前記ヒートシンク(3)を配置し、前記はんだ箔を溶融したはんだ(10)によって前記絶縁シート材(6)と前記ヒートシンク(3)とを接合する工程と、を含んでいることを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造方法。 The sprayed metal film in the insulating sheet member (6) after placing the solder foils on the surface of (6c), said placing a heat sink (3) on top of the solder foil, solder melted the solder foil (10) manufacturing method of the insulating sheet member (6) and the heat sink (3) and the resin-sealed semiconductor device characterized by containing the, and bonding the by.
  9. 前記溶射金属膜(6c)を形成することで前記絶縁シート材(6)を構成する工程では、前記溶射金属膜(6c)を前記溶射絶縁膜(6b)よりも小さな寸法で形成し、該溶射金属膜(6c)の外縁が前記溶射絶縁膜(6b)の外縁よりも内側に配置されるようにすることを特徴とする請求項8に記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。 Wherein in the step of forming an insulating sheet material (6), the sprayed metal film (6c) is formed in a size smaller than the sprayed insulating layer (6b), solution morphism by forming the sprayed metal layer (6c) method for producing a resin-encapsulated semiconductor device according to claim 8, characterized in that as the outer edge of the metal film (6c) is arranged inside the outer edge of the sprayed insulating layer (6b).
  10. 表面および裏面を有するヒートシンク(3)と、 A heat sink (3) having a front surface and a back surface,
    前記ヒートシンク(3)の表面側に配置されると共に、前記ヒートシンク(3)と電気的に接続されるパワー素子が形成された半導体チップ(2)と、 While being positioned on a surface side of the heat sink (3), a semiconductor chip in which the power device to be electrically connected to the heat sink (3) is formed and (2),
    平坦面を有する金属板(6a)および該金属板(6a)のうちの前記平坦面と反対側に形成された溶射絶縁膜(6b)を含み、前記金属板(6a)よりも前記溶射絶縁膜(6b)側を前記ヒートシンク(3)側に向けて該ヒートシンク(3)の裏面側に配置された絶縁シート材(6)と、 Comprise a metal plate having a flat surface (6a) and the metal plate the flat surface and formed opposite the sprayed insulating film of (6a) (6b), said sprayed insulating layer than the metal plate (6a) and (6b) wherein the side heat sink (3) toward the side back side placed insulating sheet material of the heat sink (3) (6),
    前記半導体チップ(2)に形成された前記パワー素子と電気的に接続される第1リード(4)と、 Wherein the power device electrically connected to the first lead are formed on the semiconductor chip (2) and (4),
    前記ヒートシンク(3)を介して前記半導体チップ(2)に形成された前記パワー素子と電気的に接続される第2リード(5)と、 Wherein the heat sink (3) through said semiconductor chip (2) which is formed on said power element and electrically connected to the second lead (5),
    前記半導体チップ(2)、前記ヒートシンク(3)、前記第1、第2リード(4、5)および前記絶縁シート材(6)を、前記第1、第2リード(4、5)の一部および前記絶縁シート材(6)における前記金属板(6a)の前記平坦面を露出させて封止した樹脂部(7)と、を備えた樹脂封止型半導体装置の製造方法であって、 The semiconductor chip (2), the heat sink (3), said first, second leads (4, 5) and the insulating sheet material (6), a part of the first, second leads (4, 5) and said insulating resin portion to which the sealed exposing the flat surface of the metal plate in the sheet material (6) (6a) and (7) a method for producing a resin-sealed semiconductor device having a
    前記金属板(6a)を用意し、該金属板(6a)の前記平坦面とは反対側の表面に凹凸を形成する工程と、 Preparing the metal plate (6a), a step of forming irregularities on the surface opposite to the flat surface of the metal plate (6a),
    前記金属板(6a)の前記凹凸を形成した表面に前記溶射絶縁膜(6b)を形成することにより前記絶縁シート材(6)を構成する工程と、 A step of forming the insulating sheet material (6) by forming the sprayed insulating film (6b) to the irregularities formed the surface of the metal plate (6a),
    前記絶縁シート材(6)における前記溶射絶縁膜(6b)の表面に溶射はんだ膜を配置した後、該溶射はんだ膜の上に前記ヒートシンク(3)を配置し、前記溶射はんだ膜を溶融したはんだ(10)によって前記絶縁シート材(6)と前記ヒートシンク(3)とを接合する工程と、を含んでいることを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造方法。 Wherein after placing the sprayed solder film on the surface of the sprayed insulating film (6b) in the insulating sheet member (6), placing the heat sink (3) on the solution morphism solder film, to melt the thermal spraying solder layer the solder (10) the method of producing the insulating sheet member (6) and the heat sink (3) and the resin-sealed semiconductor device characterized by containing the, and bonding the by.
  11. 前記金属板(6a)の表面に凹凸を形成する工程では、プレス加工にて前記凹凸を形成することを特徴とする請求項8ないし10のいずれか1つに記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。 In the step of forming irregularities on the surface of the metal plate (6a), the resin-encapsulated semiconductor device according to any one of claims 8 to 10, characterized in that to form the irregularities by pressing Production method.
  12. 前記ヒートシンク(3)の表面にはんだ(9)を介して前記半導体チップ(2)を接合する工程を含み、 Includes the step of bonding the semiconductor chip (2) via solder (9) on the surface of the heat sink (3),
    前記絶縁シート材(6)と前記ヒートシンク(3)とを前記はんだ(10)で接合する工程と、前記ヒートシンク(3)と前記半導体チップ(2)を前記はんだ(9)で接合する工程とを同時に行うことを特徴とする請求項8ないし11のいずれか1つに記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。 A step of the joint with the and the insulating sheet material (6) heat sinks (3) and the solder (10), and bonding the heat sink (3) and said semiconductor chip (2) with the solder (9) method for producing a resin-encapsulated semiconductor device according to any one of claims 8 to 11, characterized in that at the same time.
  13. 表面および裏面を有するヒートシンク(3)と、 A heat sink (3) having a front surface and a back surface,
    前記ヒートシンク(3)の表面側に配置されると共に、前記ヒートシンク(3)と電気的に接続されるパワー素子が形成された半導体チップ(2)と、 While being positioned on a surface side of the heat sink (3), a semiconductor chip in which the power device to be electrically connected to the heat sink (3) is formed and (2),
    平坦面を有する金属板(6a)および該金属板(6a)のうちの前記平坦面と反対側に形成された溶射絶縁膜(6b)を含み、前記金属板(6a)よりも前記溶射絶縁膜(6b)側を前記ヒートシンク(3)側に向けて該ヒートシンク(3)の裏面側に配置された絶縁シート材(6)と、 Comprise a metal plate having a flat surface (6a) and the metal plate the flat surface and formed opposite the sprayed insulating film of (6a) (6b), said sprayed insulating layer than the metal plate (6a) and (6b) wherein the side heat sink (3) toward the side back side placed insulating sheet material of the heat sink (3) (6),
    前記半導体チップ(2)に形成された前記パワー素子と電気的に接続される第1リード(4)と、 Wherein the power device electrically connected to the first lead are formed on the semiconductor chip (2) and (4),
    前記ヒートシンク(3)を介して前記半導体チップ(2)に形成された前記パワー素子と電気的に接続される第2リード(5)と、 Wherein the heat sink (3) through said semiconductor chip (2) which is formed on said power element and electrically connected to the second lead (5),
    前記半導体チップ(2)、前記ヒートシンク(3)、前記第1、第2リード(4、5)および前記絶縁シート材(6)を、前記第1、第2リード(4、5)の一部および前記絶縁シート材(6)における前記金属板(6a)の前記平坦面を露出させて封止した樹脂部(7)と、を備えた樹脂封止型半導体装置の製造方法であって、 The semiconductor chip (2), the heat sink (3), said first, second leads (4, 5) and the insulating sheet material (6), a part of the first, second leads (4, 5) and said insulating resin portion to which the sealed exposing the flat surface of the metal plate in the sheet material (6) (6a) and (7) a method for producing a resin-sealed semiconductor device having a
    前記ヒートシンク(3)として、中央部の厚みが厚く、かつ、前記中央部の周囲を囲む外縁部が前記中央部よりも薄くされることで、裏面が凸形状とされた段付形状のものを用意する工程と、 Wherein as a heat sink (3), thick thickness central part, and that the outer edge portion surrounding the periphery of said central portion is thinner than said central portion, the one back surface of the stepped shape is a convex shape a step of preparing,
    前記ヒートシンク(3)における凸形状とされた前記裏面全面に対して前記溶射絶縁膜(6b)を形成する工程と、 Forming said sprayed insulating layer (6b) with respect to the whole rear surface which is a convex shape in the heat sink (3),
    前記溶射絶縁膜(6b)のうち前記ヒートシンク(3)における凸形状とされた部分に形成された部分をはんだディップ槽に浸し、該溶射絶縁膜(6b)の表面に第1はんだ(6d)を形成する工程と、 Immersed in a dip tank solder portion formed in a convex shape as portions of the heat sink (3) of said sprayed insulating layer (6b), the first solder (6d) on the surface of the solution morphism insulating film (6b) a step of forming,
    前記金属板(6a)と前記溶射絶縁膜(6b)を前記第1はんだ(6d)を介して接合する工程と、を含んでいることを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造方法。 Method for manufacturing a resin-sealed semiconductor device characterized by containing the, and bonding through the metal plate (6a) and said sprayed insulating film (6b) the first solder (6d).
  14. 前記金属板(6a)のうち、前記平坦面と反対側の面に対して第2はんだ(6e)を形成する工程と、 Among the metal plate (6a), forming a second solder (6e) with respect to the surface opposite to the flat surface,
    前記第2はんだ(6e)を形成した前記金属板(6a)と、前記第1はんだ(6d)が表面に形成された前記溶射絶縁膜(6b)とを、前記第1、第2はんだ(6d、6e)を介して接合する工程と、を含んでいることを特徴とする請求項13に記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。 The metal plate forming the second solder (6e) and (6a), wherein said sprayed insulating layer in which the first solder (6d) are formed on the surface and (6b), said first, second solder (6d the method of resin-encapsulated semiconductor device according to claim 13, characterized in that it includes a step of bonding through 6e), the.
  15. 前記第1はんだ(6d)を前記溶射絶縁膜(6b)に形成する工程と、前記第2はんだ(6e)を前記金属板(6a)に形成する工程では、超音波を印加して前記第1、第2はんだ(6d、6e)を形成することを特徴とする請求項14に記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。 Forming a first solder (6d) to the sprayed insulating layer (6b), wherein in the step of second solder (6e) formed in the metal plate (6a), wherein by applying an ultrasonic first the method of resin-encapsulated semiconductor device according to claim 14, wherein the forming a second solder (6d, 6e).
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