JP2011181879A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】別体の電気絶縁性の部材を用いることなく半導体素子の表裏両電極間の沿面距離を確保することができ、半導体素子の表裏両面にて加圧接触による放熱板の接続を行うのに適した半導体装置を実現する。
【解決手段】主表面側に表面電極１１を有し、裏面側に裏面電極１２を有する板状の半導体素子１０と、半導体素子１０を包み込むように封止する電気絶縁性の樹脂２０と、を備え、表面電極１１、裏面電極１２は、それぞれ樹脂２０の外面にて露出しており、樹脂２０は、半導体素子１０の側面全体を被覆するとともに当該側面から半導体素子１０の主表面と平行な方向に張り出した形状を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、表裏両面に電極を有する半導体素子を備え、当該半導体素子の表裏両面にて電極を導電性の放熱板に電気的・熱的に接続可能な半導体装置、および、そのような半導体装置の製造方法に関する。

従来より、この種の半導体装置としては、たとえば特許文献１に記載されているように、主表面側に表面電極を有し、裏面側に裏面電極を有する板状の半導体素子の表裏両面に放熱板を配置し、半導体素子の当該両面からの冷却を可能としたパッケージ構造が提案されている。そして、このものでは、半導体素子の表裏の電極とＣｕなどを主成分とする放熱板とが電気的かつ熱的に接続されるように、はんだなどの接合部材を介して接続されている。

しかしながら、このものでは、放熱板（たとえばＣｕ）と半導体素子（たとえばＳｉ）との線膨張係数の違いにより、放熱板と半導体素子との間に熱応力が発生し、はんだのクラックや剥離が懸念される。また、リフローなどの高温プロセスの際、放熱板からの圧縮応力がはんだを介して半導体素子に加わるため、半導体素子を薄くするなど、応力緩和のための加工が必要となる。

一方、半導体素子と放熱板を接続する別の方法として、特許文献２に記載されているように、複数の半導体素子をパッケージ内に並列に組み込み、その表裏両面に形成された各電極をそれぞれ、パッケージ側に設けた上下の放熱板に、外部から荷重を加え加圧状態で面接続させる加圧接触構造のパッケージが提案されている。この加圧接触構造によれば、上記特許文献１のようなはんだ接続による問題は回避される。

特許第３５２５８３２号公報 特許第３８０９５５０号公報

しかしながら、上記特許文献２に記載のものは、半導体素子の表裏電極間の沿面距離を確保するために、放熱板間に設けられた絶縁性セラミックス製の外筒に加え、各半導体素子間に設けられた支持体を有するものであり、これら当該沿面距離を確保するための別体の電気絶縁性の部材を、別途用意する必要がある。そのため、部品点数の増加や組み付けに手間がかかるなどの問題が生じる。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、表裏両面に電極を有する半導体素子を備え、当該半導体素子の表裏両面にて電極を導電性の放熱板に電気的・熱的に接続可能な半導体装置において、別体の電気絶縁性の部材を用いることなく半導体素子の表裏両電極間の沿面距離を確保することができ、半導体素子の表裏両面にて加圧接触による放熱板の接続を行うのに適した半導体装置が実現できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、主表面側に表面電極（１１）を有し、裏面側に裏面電極（１２）を有する板状の半導体素子（１０）と、半導体素子（１０）を包み込むように封止する電気絶縁性の樹脂（２０）と、を備え、表面電極（１１）、裏面電極（１２）は、それぞれ樹脂（２０）の外面にて露出しており、樹脂（２０）は、半導体素子（１０）における主表面と裏面との間の側面全体を被覆するとともに当該側面から半導体素子（１０）の主表面と平行な方向に張り出した形状を有していることを特徴とする。

それによれば、表面電極（１１）と裏面電極（１２）との間に位置する半導体素子（１０）の側面全体が電気絶縁性の樹脂（２０）で被覆され、しかもこの樹脂（２０）は当該側面から半導体素子（１０）の主表面と平行な方向に張り出しているので、両電極（１１、１２）間の沿面距離が稼げる。また、表裏の両電極（１１、１２）が樹脂（２０）の外面にて露出しているので半導体素子（１０）の表裏両面から加圧接触により放熱板（３１、３２）を接触させることが可能となる。

よって、本発明によれば、別体の電気絶縁性の部材を用いることなく半導体素子（１０）の表裏両電極（１１、１２）間の沿面距離を確保することができ、半導体素子（１０）の表裏両面にて加圧接触による放熱板（３１、３２）の接続を行うのに適した半導体装置が実現される。

また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の半導体装置において、露出する表面電極（１１）の面、露出する前記裏面電極（１２）の面は、それぞれ当該電極の面の周囲に拡がる樹脂（２０）の外面と同一平面に位置することを特徴とする。

それによれば、半導体素子（１０）の表裏両面にて平坦な放熱板（３１、３２）を接触させるうえで好ましい。樹脂（２０）と電極（１１、１２）の露出面に対して、放熱板（３１、３２）の平坦面が確実に接触するからである。

また、請求項３に記載の発明では、半導体素子（１０）の主表面側には、当該主表面側に位置する樹脂（２０）の外面および当該樹脂（２０）の外面にて露出する表面電極（１１）の面に、加圧状態で直接接触した放熱性および導電性を有する第１の放熱板（３１）が設けられ、半導体素子（１０）の裏面側には、当該裏面側に位置する樹脂（２０）の外面および当該樹脂（２０）の外面にて露出する裏面電極（１２）の面に、加圧状態で直接接触した放熱性および導電性を有する第２の放熱板（３２）が設けられていることを特徴とする。

請求項１、２の半導体装置においては、上記したような効果を有するので、この請求項３の半導体装置のように、半導体素子（１０）の表裏両面に放熱板（３１、３２）を加圧接触により接続した構成としてもよい。

また、請求項４に記載の発明のように、請求項３に記載の半導体装置において、樹脂（２０）のうち半導体素子（１０）の側面から張り出した形状の部分が、第１の放熱板（３１）の外郭および第２の放熱板（３２）の外郭よりもはみ出しているものにすれば、両放熱板（３１、３２）間の沿面距離を稼げるので好ましい。

さらに、請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の半導体装置において、樹脂（２０）のうち両放熱板（３１、３２）の外郭よりもはみ出している部位は、第１の放熱板（３１）の側面に沿って突出する第１の突出部（２１）、第２の放熱板（３２）の側面に沿って突出する第２の突出部（２２）として構成されており、第１の放熱板（３１）の側面は、第１の突出部（２１）の内面に接して第１の突出部（２１）に被覆され、第２の放熱板（３２）の側面は、第２の突出部（２２）の内面に接して第２の突出部（２２）に被覆されていることを特徴とする。

それによれば、半導体素子（１０）の表裏両面に放熱板（３１、３２）を設ける構成において、各突出部（２１、２２）により放熱板（３１、３２）の位置決めが容易になり、また、突出部（２１、２２）の分、上記沿面距離が増加する。

また、請求項６に記載の発明では、請求項３ないし５のいずれか１つに記載の半導体装置において、半導体素子（１０）の主表面には、外部接続用のリード端子（４０）が接続されるリード端子用電極パッド（１３）が設けられており、このリード端子用電極パッド（１３）も樹脂（２０）の外面にて露出しており、第１の放熱板（３１）における半導体素子（１０）の主表面に対向する面のうち、リード端子用電極パッド（１３）に対向する部位には、リード端子（４０）に接続された放熱板側パッド（３１ｂ）が設けられ、さらに、第１の放熱板（３１）と放熱板側パッド（３１ｂ）およびリード端子（４０）との間には、当該間を電気的に絶縁する絶縁層（３１ｃ）が介在されており、放熱板側パッド（３１ｂ）とリード端子用電極パッド（１３）とは加圧状態で直接接触することで電気的に接続されていることを特徴とする。それによれば、第１の放熱板（３１）側にリード端子（４０）を設けることができる。

また、請求項７に記載の発明では、請求項１または２に記載の半導体装置において、半導体素子（１０）の主表面側では、当該主表面側に位置する樹脂（２０）の外面に、熱可塑性樹脂よりなる第１の樹脂シート（１００）の一方の主面が直接接触して設けられ、この第１の樹脂シート（１００）によって前記半導体素子（１０）の主表面が覆われており、第１の樹脂シート（１００）のうち樹脂（２０）の外面にて露出する表面電極（１１）の面に位置する部位には、一方の主面からこれとは反対側の他方の主面まで第１の樹脂シート（１００）を貫通し当該表面電極（１１）の面に電気的に接続された導電性部材（３００）が設けられ、この導電性部材（３００）を介して表面電極（１１）と第１の樹脂シート（１００）の他方の主面側とが電気的に接続されるようになっており、
半導体素子（１０）の裏面側では、当該裏面側に位置する樹脂（２０）の外面に、熱可塑性樹脂よりなる第２の樹脂シート（２００）の一方の主面が直接接触して設けられ、この第２の樹脂シート（２００）によって半導体素子（１０）の裏面が覆われており、第２の樹脂シート（２００）のうち樹脂（２０）の外面にて露出する裏面電極（１２）の面に位置する部位には、一方の主面からこれとは反対側の他方の主面まで第２の樹脂シート（２００）を貫通し当該裏面電極（１２）の面に電気的に接続された導電性部材（３００）が設けられ、この導電性部材（３００）を介して前記裏面電極（１２）と前記第２の樹脂シート（２００）の他方の主面側とが電気的に接続されるようになっていることを特徴とする。

それによれば、各樹脂シート（１００、２００）に貫通して設けられた導電性部材（３００）により、半導体素子（１０）の表裏両電極（１１、１２）を各樹脂シート（１００、２００）の外面側に電気的、熱的に取りだすことができるから、半導体素子（１０）の表裏両面にて各樹脂シート（１００、２００）を介して、加圧接触により放熱板（３１、３２）を接触させることが可能となる。

また、この場合、半導体素子（１０）および樹脂（２０）を両樹脂シート（１００、２００）で挟み込むことで積層基板が形成され、この積層基板内に半導体素子（１０）が実装されてなる半導体装置が構成されるが、熱可塑性樹脂よりなる樹脂シート（１００、２００）を用いることで、熱プレスなどにより一括してこのような積層基板を形成できるというメリットが期待される。

また、請求項８に記載の発明のように、請求項７に記載の半導体装置において、樹脂（２０）、第１の樹脂シート（１００）及び第２の樹脂シート（２００）を、同一の熱可塑性樹脂よりなるものにすれば、これら各樹脂シート（１００、２００）と樹脂（２０）が同一の熱可塑性樹脂よりなるので、これら両者間の熱プレスによる接合がより強固になることが期待される。

また、請求項９に記載の発明では、請求項７または８に記載の半導体装置において、第１の樹脂シート（１００）および第２の樹脂シート（２００）の少なくとも一方の樹脂シートは、複数の熱可塑性樹脂よりなる層（１０１、１０２）が熱融着により積層されてなる積層型の樹脂シートであり、この積層型の樹脂シートにおいては、導電性部材（３００）は、各々の層（１０１、１０２）にてその厚さ方向に貫通するように設けられ、各々の層（１０１、１０２）の導電性部材（３００）は隣り合う層（１０１、１０２）間に設けられた導体パターン（３０１）を介して電気的に接続されていることにより、当該樹脂シートにおける一方の主面に位置する導電性部材（３００）と他方の主面に位置する導電性部材（３００）とが導通されていることを特徴とする。

このように、各樹脂シート（１００、２００）の両方もしくは一方が積層型の樹脂シートであってもよい。

さらに、請求項１０に記載の発明では、請求項９に記載の半導体装置において、第１の樹脂シート（１００）が複数の層（１０１、１０２）よりなる積層型の樹脂シートであって、第１の樹脂シート（１００）における複数の層（１０１、１０２）のうち最も半導体素子（１０）側に位置するものを第１の層（１０１）、この第１の層（１０１）の次に半導体素子（１０）に近いものを第２の層（１０２）とし、
半導体素子（１０）の側面の外側に樹脂（２０）を介して接続部材（４０）が設けられ、この接続部材（４０）は第１の樹脂シート（１００）の第１の層（１０１）に接して第１の樹脂シート（１００）により封止されており、半導体素子（１０）の主表面には接続部材（４０）と接続される接続部材用パッド（１３）が設けられており、
第１の樹脂シート（１００）における第１の層（１０１）のうち接続部材（４０）に位置する部位、接続部材用パッド（１３）に位置する部位には、それぞれ第１の層（１０１）を厚さ方向に貫通し接続部材（４０）と電気的に接続された接続部材用導体（３１０）、第１の層（１０１）を厚さ方向に貫通し接続部材用パッド（１３）と電気的に接続されたパッド用導体（３１１）が設けられており、接続部材用導体（３１０）とパッド用導体（３１１）とは、第１の層（１０１）と第２の層（１０２）との間に設けられた導体パターン（３０１）を介して電気的に接続されていることを特徴とする。

このように、第１の樹脂シート（１００）を積層型の樹脂シートとすれば、層間の導体パターン（３０１）および各導体（３１０、３１１）により、接続部材（４０）と半導体素子（１０）の主表面の接続部材用パッド（１３）とを導通する層内配線を構成することができる。

また、請求項１１に記載の発明では、請求項７ないし１０のいずれか１つに記載の半導体装置において、第１の樹脂シート（１００）の他方の主面側には、放熱性および導電性を有する第１の放熱板（３１）が設けられ、この第１の放熱板（３１）は当該他方の主面に直接接触しつつ、当該他方の主面に位置する前記導電性部材（３００）と電気的に接続されており、第２の樹脂シート（２００）の他方の主面側には、放熱性および導電性を有する第２の放熱板（３２）が設けられ、この第２の放熱板（３２）は当該他方の主面に直接接触しつつ、当該他方の主面に位置する導電性部材（３００）と電気的に接続されており、第１の放熱板（３１）と第１の樹脂シート（１００）、および、第２の放熱板（３２）と第２の樹脂シート（２００）は、それぞれ樹脂シート（１００、２００）の融着により接合されていることを特徴とする。

本発明の半導体装置は、一括の熱プレスにより容易に形成されるが、それによれば、樹脂シート（１００、２００）が変形して、放熱板（３１、３２）に融着するため、放熱板（３１、３２）を固定するためのネジやバネなどの加圧手段が不要となり、また、両放熱板（３１、３２）の樹脂シート（１００、２００）との接合面の平面度や、当該両接合面の平行度が多少劣っていても、放熱板（３１、３２）と樹脂シート（１００、２００）との密着が良好に確保される。

また、請求項１２に記載の発明では、請求項７ないし１０のいずれか１つに記載の半導体装置において、第１の樹脂シート（１００）の他方の主面側には、放熱性および導電性を有する第１の放熱板（３１）が設けられ、この第１の放熱板（３１）は当該他方の主面に直接接触しつつ、当該他方の主面に位置する前記導電性部材（３００）と電気的に接続されており、第２の樹脂シート（２００）の他方の主面側には、放熱性および導電性を有する第２の放熱板（３２）が設けられ、この第２の放熱板（３２）は当該他方の主面に直接接触しつつ、当該他方の主面に位置する前記導電性部材（３００）と電気的に接続されており、第１の放熱板（３１）と第１の樹脂シート（１００）、および、第２の放熱板（３２）と第２の樹脂シート（２００）は、それぞれ放熱板を樹脂シートへ押し付けるように加圧されることにより、接合されていることを特徴とする。

もちろん、上記各樹脂シート（１００、２００）を有する構成の場合でも、放熱板（３１、３２）は加圧状態で各樹脂シート（１００、２００）に直接接触されることで、各樹脂シート（１００、２００）に固定されたものとしてもよい。

また、請求項１３、請求項１４に記載の発明は、主表面側に表面電極（１１）を有し、裏面側に裏面電極（１２）を有する板状の半導体素子（１０）と、半導体素子（１０）を包み込むように封止する電気絶縁性の樹脂（２０）と、を備え、表面電極（１１）、裏面電極（１２）は、それぞれ樹脂（２０）の外面にて露出しており、樹脂（２０）は、半導体素子（１０）における主表面と裏面との間の側面全体を被覆するとともに当該側面から半導体素子（１０）の主表面と平行な方向に張り出した形状を有している半導体装置の製造方法である。

そして、請求項１３に記載の発明では、さらに、表面電極（１１）および裏面電極（１２）を含む半導体素子（１０）の全体を樹脂（２０）で封止した後、表面電極（１１）および裏面電極（１２）が樹脂（２０）より露出するまで、樹脂（２０）のうち半導体素子（１０）における主表面側に位置する部分と、裏面側に位置する部分とを削ることを特徴とする。それによれば、請求項１の半導体装置を適切に製造することが可能な製造方法を提供し得る。

また、請求項１４に記載の発明では、半導体素子（１０）を樹脂（２０）の成形用の金型（Ｋ２）に設置し、表面電極（１１）および裏面電極（１２）を金型（Ｋ２）の内面に密着させて被覆した状態で、金型（Ｋ２）に樹脂（２０）を投入し、樹脂（２０）による封止を行うことで、表面電極（１１）および裏面電極（１２）を樹脂（２０）より露出させることを特徴とする。それによれば、請求項１の半導体装置を適切に製造することが可能な製造方法を提供し得る。

また、請求項１５に記載の発明は、主表面側に表面電極（１１）を有し、裏面側に裏面電極（１２）を有する板状の半導体素子（１０）と、半導体素子（１０）を包み込むように封止する電気絶縁性の樹脂（２０）と、を備え、表面電極（１１）、裏面電極（１２）は、それぞれ樹脂（２０）の外面にて露出しており、樹脂（２０）は、半導体素子（１０）における主表面と裏面との間の側面全体を被覆するとともに当該側面から半導体素子（１０）の主表面と平行な方向に張り出した形状を有しており、半導体素子（１０）の主表面側および裏面側に熱可塑性樹脂よりなる部材を設けて、当該両面を熱可塑性樹脂よりなる部材によって封止してなる半導体装置の製造方法であって、次のような工程を備えるものである。

・熱可塑性樹脂よりなる部材として、半導体素子（１０）の主表面側に位置するシートであって、当該シートのうち表面電極（１１）に対応する部位に一方の主面からこれとは反対側の他方の主面まで当該シートを貫通する導電性部材（３００）が設けられた第１の樹脂シート（１００）と、半導体素子（１０）の裏面側に位置し、第１の樹脂シート（１００）と同一の熱可塑性樹脂よりなるシートであって、当該シートのうち裏面電極（１２）に対応する部位に一方の主面からこれとは反対側の他方の主面まで当該シートを貫通する導電性部材（３００）が設けられた第２の樹脂シート（２００）と、を用意すること。

・さらに、樹脂（２０）を構成する部材として、第１及び第２の樹脂シート（１００、２００）と同一の熱可塑性樹脂よりなるシートであって、その厚さ方向に貫通する貫通穴（４０１）を有する第３の樹脂シート（４００）を用意すること。

・第３の樹脂シート（４００）の貫通穴（４０１）に半導体素子（１０）を収納するとともに、半導体素子（１０）の主表面、裏面をそれぞれ貫通穴（４０１）の一方の開口部、他方の開口部より露出させる第１の工程を行うこと。

・第１の工程の後、半導体素子（１０）の主表面および当該主表面側に位置する第３の樹脂シート（４００）の外面に、第１の樹脂シート（１００）の一方の主面を直接接触させつつ、第１の樹脂シート（１００）の導電性部材（３００）と表面電極（１１）とを電気的に接続して、第１の樹脂シート（１００）によって半導体素子（１０）の主表面を覆う第２の工程を行うこと。

・第１の工程の後、半導体素子（１０）の裏面および当該裏面側に位置する第３の樹脂シート（４００）の外面に、第２の樹脂シート（２００）の一方の主面を直接接触させつつ、第２の樹脂シート（２００）の導電性部材（３００）と裏面電極（１２）とを電気的に接続して、第２の樹脂シート（２００）によって半導体素子（１０）の裏面を覆う第３の工程を行うこと。

・上記各工程の後、第１の樹脂シート（１００）の他方の主面側、第２の樹脂シート（２００）の他方の主面側から加圧するように、熱を加えながら熱プレスを行うことにより、各樹脂シート（１００、２００、３００）同士を融着させる第４の工程を実行すること。本製造方法はこれらの点を特徴とするものである。

それによれば、熱プレスを一括して行うことで、請求項７、８に記載の半導体装置を適切に製造し得る半導体装置の製造方法が提供される。

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した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一例である。

本発明の第１実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略斜視図、（ｃ）は（ａ）中のＡ−Ａ概略断面図である。 上記図１の構成に放熱板を追加した構成例を示す概略断面図である。 本発明の第２実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略斜視図、（ｃ）は（ａ）中のＢ−Ｂ概略断面図である。 上記図３の構成に放熱板を追加した構成例を示す概略断面図である。 本発明の第３実施形態に係る放熱板の組み付け前の樹脂パッケージの概略構成を示す図である。 上記図５の樹脂パッケージに放熱板を組み付けてなる第３実施形態の半導体装置の概略構成を示す図である。 本発明の第４実施形態に係る放熱板の組み付け前の樹脂パッケージの概略構成を示す図である。 上記図７の樹脂パッケージに放熱板を組み付けてなる第３実施形態の半導体装置の概略構成を示す図である。 本発明の第５実施形態に係る放熱板の組み付け前の樹脂パッケージの概略構成を示す図である。 上記図９の樹脂パッケージに放熱板を組み付けてなる第３実施形態の半導体装置の概略構成を示す図である。 本発明の第６実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す図である。 本発明の第７実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す図である。 本発明の第８実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す図である。 第８実施形態の他の例としての半導体装置の概略構成を示す図である。 本発明の第９実施形態に係る放熱板の組み付け前の樹脂パッケージの概略構成を示す図である。 第９実施形態に係る半導体装置の概略断面図である。 本発明の第１０実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す図である。 本発明の第１１実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す図である。 本発明の第１２実施形態に係る半導体装置の概略断面図である。 本発明の第１３実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程図である。 第１３実施形態に係る他の例としての半導体装置の製造方法を示す工程図である。 本発明の第１４実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程図である。 第１４実施形態に係る他の例としての半導体装置の製造方法を示す工程図である。 本発明の第１５実施形態に係る半導体装置を示す図であり、（ａ）は同半導体装置の概略平面図、（ｂ）は（ａ）中のＯ−Ｏ断面図である。 第１５実施形態に係る半導体装置の熱プレス前の各部の分解状態を示す概略断面図である。 図２４に示される半導体装置に放熱板を追加した構成を示す概略断面図である。 第１の樹脂シートの第１の層と第２の層のそれぞれにおける導電性部材の平面配置の好ましい形態を示す概略平面図である。 本発明の第１６実施形態に係る半導体装置を示す概略断面図である。 図２８に示される半導体装置に放熱板を追加した構成を示す概略断面図である。 本発明の第１７実施形態に係る半導体装置の熱プレス前の各部の分解状態を示す概略断面図である。 第１７実施形態に係る半導体装置の概略断面図である。 図３１に示される構成においてさらに冷却器を取り付けた構成を示す概略断面図である。 本発明の第１８実施形態に係る半導体装置の概略断面図である。 図３３に示される半導体装置の熱プレス前の各部の分解状態を示す概略断面図である。 本発明の第１９実施形態に係る半導体装置の熱プレス前の各部の分解状態を示す概略断面図である。 本発明の第２０実施形態に係る半導体装置を示す図であり、（ａ）は同半導体装置の概略平面図、（ｂ）は（ａ）中のＰ−Ｐ断面図である。 第２０実施形態に係る半導体装置の熱プレス前の各部の分解状態を示す概略断面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。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、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す図であり、（ａ）は半導体素子１０の主表面側の概略平面図、（ｂ）は概略斜視図、（ｃ）は（ａ）中のＡ−Ａ概略断面図である。

半導体素子１０は、主表面側に表面電極１１を有し、裏面側に裏面電極１２を有する板状のものである。ここでは、半導体素子１０は矩形板状をなし、一方の板面である主表面、他方の板面である裏面はそれぞれ矩形を成す。また、主表面と裏面との間に位置する側面は表裏両面に直交する面であり、ここでは表裏両面における４辺に対応して４個の側面が存在する。

このような半導体素子１０としては、たとえばＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）などが挙げられる。ここでは、半導体素子１０は、そのＩＧＢＴであり、主表面側の表面電極１１はエミッタ電極、裏面側の裏面電極１２はコレクタ電極として構成されている。

また、ここでは、表面電極１１は、図１に示されるように、短冊状をなし、複数個設けられており、裏面電極１２は、半導体素子１０の裏面全体に設けられて当該裏面と同一の平面形状をなす単一のものである。これら表面電極１１、裏面電極１２は、後述の図２に示されるように、放熱性および導電性を有する放熱板３１、３２に接続され、当該放熱板３１、３２を介して外部と電気的に接続されるようになっている。

また、半導体素子１０の主表面には表面電極１１以外に、リード端子用電極パッド１３が設けられている。このリード端子用電極パッド１３は、たとえばゲート電極や温度センス電極などに導通しているものであり、後述の図２に示されるように、第１の放熱板３１に設けられた放熱板側パッド３１ｂを介してリード端子４０に接続され、このリード端子４０を介して外部と電気的に接続されるようになっている。

これら各電極１１、１２および電極パッド１３は、半導体素子の電極に用いられる一般的な導体材料により形成されるが、たとえばエミッタ電極としての表面電極１１やリード端子用電極パッド１３はＡｌもしくはＡｌ合金などよりなり、コレクタ電極としての裏面電極１２はＴｉ／Ｎｉ／Ａｕなどの積層体よりなる。

なお、半導体素子１０は主表面側に表面電極を有し、裏面側に裏面電極を有するものであればよく、素子によっては、たとえば表面電極が１個で裏面電極が複数個あってもよいし、表裏両電極とも複数個であったり、単一であったりしてもかまわない。

そして、この半導体素子１０は、電気絶縁性の樹脂２０によって包み込まれるように封止されている。ここで、樹脂２０は、電子部品の分野で封止材料として用いられるエポキシ樹脂などの樹脂材料よりなり、金型成形などにより作られるものである。このように本半導体装置は、表裏両面に電極１１、１２を有する半導体素子１０と、その半導体素子１０を封止する樹脂２０とを備えている。

ここで、表面電極１１、裏面電極１２は、それぞれ樹脂２０の外面にて露出しており、樹脂２０は、半導体素子１０の側面全体（ここでは４個の側面全体）を被覆している。それとともに樹脂２０は、当該側面から半導体素子１０の主表面と平行な方向に張り出した形状を有している。

具体的には、樹脂２０は半導体素子１０の表裏両面において上記電極１１、１２以外の部位を被覆・封止するとともに、半導体素子１０の外郭よりもさらに張り出した樹脂２０の部分にて、半導体素子１０の側面を封止した形となっている。

なお、ここでは、半導体素子１０の主表面では、表面電極１１に加えて、リード端子用電極パッド１３も露出している。また、半導体素子１０の裏面では、当該裏面全体に裏面電極１２が形成されているので、その裏面電極１２全体が樹脂２０より露出した形とされている。以下、樹脂２０の外面にて露出する各電極１１、１２の面、リード端子用電極パッド１３の面を、共に露出面ということにする。

このように、図１に示される半導体装置では、表面電極１１と裏面電極１２との間に位置する半導体素子１０の側面全体が電気絶縁性の樹脂２０で被覆され、しかもこの樹脂２０は当該側面から半導体素子１０の主表面と平行な方向に張り出しているので、両電極１１、１２間の沿面距離が稼げる。

具体的には、樹脂２０における上記張り出し形状の部分の外面を介した表裏両電極１１、１２の露出面間の距離が両電極１１、１２間の沿面距離であり、図１（ｃ）に示される距離ａ、距離ｂ、距離ｃの総和が当該沿面距離である。ここで、距離ａは表面電極１１の露出面から樹脂２０の外郭までの距離、距離ｂは樹脂２０の厚さ方向の寸法、距離ｃは裏面電極１２の露出面から樹脂２０の外郭までの距離に相当する。

そして、この沿面距離（ａ＋ｂ＋ｃ）は、表裏両電極１１、１２間に対して、半導体素子１０の使用可能な電圧の範囲の中で最大電圧を印加したときに樹脂２０の外面を介してトラッキング現象が起こらないような値に設定されている。

また、本半導体装置においては、表裏両電極１１、１２が樹脂２０の外面にて露出しているので、後述の図２に示されるように、半導体素子１０の表裏両面から加圧接触により放熱板３１、３２を接触させることが可能となる。ここで、表裏両電極１１、１２の露出面は、その周囲の樹脂２０の外面よりも突出したり引っこんでいたりしてもよいが、その場合、放熱板３１、３２の接触面に突起や凹みを設けて接触させることになる。

それに対して、図１では、好ましい構成として、表面電極１１の露出面、裏面電極１２の露出面、さらにリード端子用電極パッド１３の露出面は、それぞれ当露出面の周囲に拡がる樹脂２０の外面と同一平面に位置している。つまり、当該電極１１、１２やパッド１３の露出面と、当該露出面の周囲から張り出し形状の部分の外郭に至る樹脂２０の外面とは、いわゆる面一（ツライチ）の関係にある。

ここでは、樹脂２０における半導体素子１０の厚さ方向に沿った厚さ寸法は、半導体素子１０の厚さと表裏の両電極１１、１２の厚さとの合計厚さと同等の大きさである。それにより、上記樹脂２０の外面と各電極１１、１２の露出面との面一構成を適切に形成している。

ところで、図１に示される半導体装置によれば、表裏両電極１１、１２間に位置する半導体素子１０の側面全体が電気絶縁性の樹脂２０で被覆され、しかもこの樹脂２０は当該側面から半導体素子１０の主表面と平行な方向に張り出しているので、両電極１１、１２間の沿面距離が稼げる。また、表裏両電極１１、１２が樹脂２０の外面にて露出しているので、後述の図２に示されるように、半導体素子１０の表裏両面から加圧接触により放熱板３１、３２を接触させることが可能となる。

よって、図１の半導体装置によれば、従来のような別体の電気絶縁性の部材を用いることなく半導体素子１０の表裏両電極１１、１２間の沿面距離を確保することができ、半導体素子１０の表裏両面にて加圧接触による放熱板３１、３２の接続を行うのに適した半導体装置が実現される。

また、図１の半導体装置では、表面電極１１の露出面、裏面電極１２の露出面を、それぞれ当該露出面周囲の樹脂２０の外面と同一平面に位置させているから、後述の図２に示されるように、放熱板３１、３２における各電極１１、１２と接触する面を平坦面とした場合でも、樹脂２０と電極１１、１２の露出面に対して、放熱板３１、３２の平坦面が確実に接触する。

次に、図２は、上記図１の半導体装置の構成に、さらに上記した放熱板３１、３２を追加した構成とした例を示す概略断面図であり、（ａ）は放熱板３１、３２の組み付け前の状態、（ｂ）は組み付け後の状態を示す。

図２では、半導体素子１０の主表面側に、放熱性および導電性を有する第１の放熱板３１が設けられている。この第１の放熱板３１は、当該主表面側に位置する樹脂２０の外面および樹脂２０の外面にて露出する表面電極１１の露出面に、加圧状態で直接接触している。

一方、半導体素子１０の裏面側に、放熱性および導電性を有する第２の放熱板３２が設けられている。この第２の放熱板３２は、当該裏面側に位置する樹脂２０の外面および樹脂２０の外面にて露出する裏面電極１２の露出面に、加圧状態で直接接触している。これら両放熱板３１、３２は、たとえばＣｕやＦｅなどの板材よりなる。

また、これら放熱板３１、３２における各電極１１、１２と接触する面は、平坦面である。また、これら放熱板３１、３２における各電極１１、１２との接触面とは反対側の面、いわゆる冷却面には、電気絶縁性の絶縁膜３１ａ、３２ａが設けられている。

これら絶縁膜３１ａ、３２ａは、たとえばスパッタや蒸着などの成膜方法にて形成されたシリコン酸化膜やシリコン窒化膜、またはポリイミドのコーティング膜、あるいは、アルミナなどのセラミックシートよりなるもので、各放熱板３１、３２を、さらに外部の冷却部材に接触させるときなどに、当該冷却部材と放熱板３１、３２との電気的絶縁を確保するためのものである。

また、図２では、樹脂２０のうち半導体素子１０の側面から張り出した形状の部分が、第１の放熱板３１の外郭および第２の放熱板３２の外郭よりもはみ出している。具体的には、上記図１に示されるような全体構成が矩形板状の樹脂パッケージに対して、半導体素子１０よりも一回り大きく且つ樹脂２０の外郭よりは一回り小さい矩形板状の放熱板３１、３２を用いればよい。

このように、樹脂２０の外郭を両放熱板３１、３２の外郭よりもはみ出させることで、そのはみ出した樹脂２０の外面の分、両放熱板３１、３２間の沿面距離を長くすることができる。なお、このような樹脂２０のはみ出しが無い場合でも両放熱板３１、３２間の沿面距離が十分に確保できるならば、当該樹脂２０のはみ出しは無くてもよい。

また、上述したが、半導体素子１０の主表面にて樹脂２０より露出するリード端子用電極パッド１３は、第１の放熱板３１に設けられた放熱板側パッド３１ｂを介してリード端子４０に接続され、このリード端子４０を介して外部と電気的に接続されるようになっている。

具体的には、第１の放熱板３１においては、当該第１の放熱板３１における半導体素子１０の主表面に対向する面のうち、リード端子用電極パッド１３に対向する部位には、リード端子４０に接続された放熱板側パッド３１ｂが設けられている。

さらに、第１の放熱板３１と放熱板側パッド３１ｂおよびリード端子４０との間には、当該間を電気的に絶縁する絶縁層３１ｃが介在されており、放熱板側パッド３１ｂとリード端子用電極パッド１３とは加圧状態で直接接触することで電気的に接続されている。ここで、加圧状態は、図示しないネジ部材やバネ部材などによって、両放熱板３１、３２で半導体素子１０を挟み付けるように加圧すればよい。

ここで、絶縁膜３１ｃは、第１の放熱板３１における半導体素子１０側の面に対して、一般的な成膜方法により形成されたシリコン酸化膜、シリコン窒化膜やポリイミド膜などである。

また、放熱板側パッド３１ｂは、その絶縁膜３１ｃの上に形成されたアルミニウムなどの膜である。この放熱板側パッド３１ｂは、半導体素子１０におけるリード端子用電極パッド１３と正対する位置に設けられ、絶縁膜３１ｃを介することで、放熱板側パッド３１ｂと第１の放熱板３１とは電気的に絶縁されている。

また、リード端子４０は、Ｃｕなどのリードフレームなどよりなるもので、絶縁膜３１ｃの上に位置して放熱板側パッド３１ｂとは、はんだや超音波接合などにより接合されている。このように、図２の構成によれば、リード端子４０と第１の放熱板３１との電気的絶縁を確保しつつ、リード端子４０を第１の放熱板３１に設けることができる。

このような図２の構成によれば、図１の構成に加えて、半導体素子１０の表裏両面にて、放熱板３１、３２が加圧接触により接続された構成を有する半導体装置が提供される。つまり、この図２のものにおいても、上記した図１の半導体装置と同様の効果を奏する半導体装置が実現される。

その他、本実施形態の上記各半導体装置によれば、加圧接触構造のため、はんだ等の接合材がいらず接合部の寿命を考慮する必要がなくなるため、容易に高温での使用環境に対応することが可能となる。また、半導体素子１０への熱応力もなくなるため、半導体素子１０を薄くするといった素子厚の制限を受けずに済む。

（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す図であり、（ａ）は半導体素子１０の主表面側の概略平面図、（ｂ）は概略斜視図、（ｃ）は（ａ）中のＢ−Ｂ概略断面図である。ここでは、上記第１実施形態との相違点を中心に述べることとする。

図３に示されるように、本実施形態では、リード端子４０が第１の放熱板３１側ではなく、半導体素子１０側に設けられている。それゆえ、第１の放熱板３１は上記放熱板側パッド３１ｂや絶縁層３１ｃは省略されたものとなっている。

この場合、半導体素子１０の主表面におけるリード端子用電極パッド１３に対してリード端子４０を、はんだや超音波接合などにより接合し、その後、樹脂２０の成形を行うようにすればよい。この場合、リード端子用電極パッド１３およびこれに接合されたリード端子４０は樹脂２０で封止される。

次に、図４は、上記図３の半導体装置の構成に、さらに放熱板３１、３２を追加した構成とした例を示す概略断面図であり、（ａ）は放熱板３１、３２の組み付け前の状態、（ｂ）は組み付け後の状態を示す。

この図４の構成では、樹脂２０に被覆されているリード端子用電極パッド１３およびリード端子４０を除いて、放熱板３１、３２は上記図２のものと同様であり、加圧接触による接続構成も同様である。このように、図４によれば、図３の構成に加えてさらに放熱板を有する半導体装置が提供される。

なお、図４では、放熱板３１、３２と各電極１１、１２および樹脂２０との間に、密着性を確保するために、導電性樹脂シートなどよりなる比較的軟らかい中間接触材５０を介在させて加圧接触を行っているが、この中間接触材５０は必要に応じて設ければよいものであり、省略してもかまわない。

そして、本実施形態の上記各半導体装置によれば、上記第１実施形態と同様の効果を奏する。また、本実施形態では、リード端子４０を半導体素子１０側に設けることで、上記第１実施形態のように、第１の放熱板３１を組み付けるときに、放熱板側パッド３１ｂとリード端子用電極パッド１３との位置合わせが不要となる。

（第３実施形態）
図５は、本発明の第３実施形態に係る放熱板３１、３２の組み付け前の樹脂パッケージの概略構成を示す図であり、（ａ）は半導体素子１０の主表面側の概略平面図、（ｂ）は概略斜視図、（ｃ）は（ａ）中のＣ−Ｃ断面図である。

また、図６は、図５の樹脂パッケージに放熱板３１、３２を組み付けて構成された本実施形態の半導体装置の概略構成を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は概略斜視図である。この図６に示される本実施形態の半導体装置は、上記図４に示される第２実施形態の半導体装置を一部変形したものであり、ここでは、その変形部分を中心に述べる。

図５、図６に示されるように、本半導体装置では、樹脂２０のうち両放熱板３１、３２の外郭よりもはみ出している部位は、第１の放熱板３１側においては、第１の放熱板３１の側面に沿って突出する第１の突出部２１として構成され、第２の放熱板３２側においては、第２の放熱板３２の側面に沿って突出する第２の突出部２２として構成されている。

そして、第１の放熱板３１の側面は、半導体素子１０の主表面側に位置する第１の突出部２１の内面に接して第１の突出部２１に被覆され、第２の放熱板３２の側面は、半導体素子１０の裏面側に位置する第２の突出部２２の内面に接して第２の突出部２２に被覆されている。

具体的に、各突出部２１、２２は、その内周形状が各放熱板３１、３２の外郭形状に対応したものであり、ここでは、樹脂２０の外郭において矩形枠状に配置されている。また、ここでは、各放熱板３１、３２の側面の半導体素子１０寄りの一部が、各突出部２１、２２の内面に接して被覆されている。このような突出部２１、２２は金型成形などにより実現される。

そして、本実施形態の半導体装置によれば、上記第２実施形態と同様の効果を奏する。また、本実施形態によれば、半導体素子１０の表裏両面に放熱板３１、３２を設ける構成において、各突出部２１、２２の内側に放熱板３１、３２をはめ込むようにすれば放熱板３１、３２の位置が決まるため、放熱板３１、３２の位置決めが容易になる。また、突出部２１、２２の分、上記沿面距離がさらに増加するため、好ましい。

また、本実施形態の放熱板３１、３２の組み付け前の樹脂パッケージにおいては、このパッケージを、たとえば半導体素子１０の裏面を下にして作業台などに置くときに、当該裏面側の第２の突出部２２が当該作業台に接触するが、半導体素子１０の裏面電極１２は作業台から浮いた状態となる。そのため半導体素子１０が傷ついたりするのを防止できるという利点もある。

なお、図５、図６では、各突出部２１、２２は、樹脂２０の外郭において矩形枠状に配置されていたが、このような連続した環状の配置以外にも、たとえば放熱板３１、３２の四隅のみにＬ字形状に配置したり、特定の１辺〜３辺に配置したりすることも可能である。また、各突出部２１、２２の高さについては、各放熱板３１、３２の側面の全体が被覆されるようなものであってもよい。

（第４実施形態）
図７は、本発明の第４実施形態に係る放熱板３１、３２の組み付け前の樹脂パッケージの概略構成を示す図であり、（ａ）は半導体素子１０の主表面側の概略平面図、（ｂ）は概略斜視図、（ｃ）は（ａ）中のＤ−Ｄ概略断面図である。

また、図８は、図７の樹脂パッケージに放熱板３１、３２を組み付けて構成された本実施形態の半導体装置の概略構成を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は概略斜視図である。この図８に示される本実施形態の半導体装置は、上記図２に示される第１実施形態の半導体装置の構成に対して、上記図６に示される第３実施形態の突出部２１、２２の構成を組み合わせたものであり、ここでは、その変形部分を中心に述べる。

上記図６では、リード端子４０を半導体素子１０側に設けた構成としていたが、本実施形態では、リード端子４０を第１の放熱板３１側に設けた構成とする。この場合、第１の放熱板３１の板面に沿った方向にて、リード端子４０が第１の放熱板３１の外郭より突出するため、この突出するリード端子４０が第１の突出部２１と干渉するのを防止する必要がある。

そこで、本実施形態では、図７、図８に示されるように、第１の放熱板３１側に位置する第１の突出部２１において、リード端子４０が位置する部位に凹部２１ａを形成し、リード端子４０をその凹部２１ａ内に位置させることで、当該両者２１、４０の干渉を防止している。

そして、本実施形態の半導体装置によれば、上記第１実施形態と同様の効果、および、上記第３実施形態と同様の効果を奏する。

（第５実施形態）
図９は、本発明の第５実施形態に係る放熱板３１、３２の組み付け前の樹脂パッケージの概略構成を示す図であり、（ａ）は半導体素子１０の主表面側の概略平面図、（ｂ）は概略斜視図である。

図１０は、図９の樹脂パッケージに放熱板３１、３２を組み付けて構成された本実施形態の半導体装置の概略構成を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は概略斜視図である。この図１０に示される本実施形態の半導体装置は、上記図８に示される第４実施形態の半導体装置においてリード端子４０の構成を変形したものであり、ここでは、その変形部分を中心に述べる。

図１０に示されるように、本実施形態では、第１の放熱板３１の板面に沿った方向にて第１の放熱板３１の外郭より突出するリード端子４０を、第１の放熱板３１の側面に沿って折り曲げることで、樹脂２０における第１の突出部２１に対して、上記第４実施形態のような凹部の形成が不要となる。

ここで、第１の放熱板３１の側面には、第１の放熱板３１の冷却面と同じく絶縁膜３１ａを設け、当該側面とリード端子４０との電気的絶縁の確保を図っている。また、この場合、第１の放熱板３１の冷却面側からのリード端子４０の取り出しが可能となる。

次に、第６〜第１１実施形態では、応用例として、上記各実施形態に示した半導体装置を、複数個一体化させた種々の構成を示す。

（第６実施形態）
図１１は、本発明の第６実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す図であり、（ａ）は半導体素子１０の主表面側の概略平面図、（ｂ）は（ａ）中のＥ−Ｅ概略断面図、（ｃ）は（ａ）中のＦ−Ｆ概略断面図である。

図１１に示されるように、本半導体装置は、半導体素子１０を少なくとも２個以上平面的に配置し、これらを上記第２実施形態と同様に、樹脂２０で封止して一体化したものである。この場合も、各半導体素子１０については、リード端子用電極パッド１３およびリード端子４０を除く、表裏両電極１１、１２を樹脂２０から露出させた構造としている。

また、ここでは、それぞれの半導体素子１０の向きを揃えて樹脂２０で封止することにより、リード端子４０の向きを揃えることが可能となり、外部への接続が容易となる。そして、本構造によれば、並列回路としての使用も可能となる。

（第７実施形態）
図１２は、本発明の第７実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す図であり、（ａ）は半導体素子１０の主表面側の概略平面図、（ｂ）は（ａ）中のＧ−Ｇ概略断面図、（ｃ）は（ａ）中のＨ−Ｈ概略断面図、（ｄ）は（ａ）〜（ｃ）に示される半導体装置に放熱板３１、３２を組み付けた状態を示す概略断面図である。

図１２に示されるように、本半導体装置は、２つの半導体素子１０をそれぞれの表裏面が逆向きになるよう、かつリード端子４０の向きが同じになるように平面的に配置し、これらを上記第２実施形態と同様に、樹脂２０で封止して一体化したものである。この場合も、各半導体素子１０については、リード端子用電極パッド１３およびリード端子４０を除く、表裏両電極１１、１２を樹脂２０から露出させた構造としている。

また、各半導体素子１０が上述したＩＧＢＴの場合、図１２（ｄ）に示されるように、各半導体素子１０の各電極１１、１２と放熱板３１、３２とを加圧接触させることで、インバータ回路における上下アーム一体の２ｉｎ１構造を実現することが可能となる。

（第８実施形態）
図１３は、本発明の第８実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す図であり、（ａ）は半導体素子１０の主表面側の概略平面図、（ｂ）は（ａ）中のＩ−Ｉ概略断面図である。

図１３に示されるように、本半導体装置は、２つの半導体素子１０を、Ｃｕなどよりなる板状のリード部材６０を間に挟んだ状態で、はんだ等の接合材６１を介して縦型に接合させ、それらを樹脂２０により封止してなる。

こうすることで、半導体素子１０をＩＧＢＴとしたときに、インバータ回路における上下アーム一体のパッケージ構造を実現可能としている。ここで、リード部材６０は、図１３（ｂ）中の上側の半導体素子１０の裏面電極１２と下側の半導体素子１０の表面電極１１とを電気的に接続するものであって、上下アームの中間電位を取り出すものであるが、放熱板としての機能も有する。

また、図１４は、本実施形態の他の例としての半導体装置を示す概略断面図であり、（ａ）は放熱板３１、３２の組み付け前の状態、（ｂ）は組み付け後の状態を示す。

本実施形態のように、２個の半導体素子１０を縦型に積層する場合、図１４に示されるように、放熱板３２、樹脂２０で封止された半導体素子１０、リード部材６０、樹脂２０で封止された半導体素子１０、放熱板３１を順次積層し、これらを加圧接触により接合してもよい。なお、この場合も中間接触材５０が介在しているが、省略も可能である。

そして、図１４の例においても、インバータ回路における上下アーム一体のパッケージ構造を実現可能である。また、これら図１３、図１４の構造は、チップサイズのパッケージ構造（ＣＳＰ）であるため、半導体装置全体の厚さを比較的薄くすることができ、小型化の点で好ましい。

（第９実施形態）
図１５は、本発明の第９実施形態に係る組み付け前の樹脂パッケージの概略構成を示す図であり、（ａ）は半導体素子１０の主表面側の概略平面図、（ｂ）は概略斜視図である。なお、図１５（ａ）ではリード部材６０を組み付けた状態として示してある。

図１６は、図１５に示される樹脂パッケージを２個、リード部材６０、放熱板３１、３２とともに組み付けてなる本実施形態の半導体装置の概略断面図であり、（ａ）は図１５（ａ）中のＪ−Ｊ断面に対応した断面図、（ｂ）は図１５（ａ）中のＫ−Ｋ断面に対応した断面図である。

本実施形態は、２個の半導体素子１０を縦型に積層することで、インバータ回路における上下アーム一体のパッケージ構造を実現するものである。図１５、図１６に示されるように、本半導体装置では、上記第３実施形態と同様に、半導体素子１０を覆う樹脂２０の外周部に突出部２１、２２を設けている。

しかし、上下アームの中間電位を取り出すためのリード部材６０が接続される部位には突出部２１、２２を設けずに、リード部材６０の取り出しを可能としている。この構造により、加圧接触させる際のリード部材６０の位置決めが容易となる。

（第１０実施形態）
図１７は、本発明の第１０実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）中のＬ−Ｌ概略断面図、（ｂ）は（ａ）中のＭ−Ｍ概略断面図である。

図１７に示されるように、本半導体装置は、上記図１３に示される構成のものを、平面的に３個並べたものである。具体的には、６つの半導体素子１０を３相交流の各アームに対応するようはんだ等の接合材６１を介してリード部材６０に積層させ、それらを樹脂２０により封止することで、３相交流の全てのアームに対応した構造、いわゆる６ｉｎ１モジュールが形成可能となる。

（第１１実施形態）
図１８は、本発明の第１１実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す図であり、（ａ）は放熱板３１、３２の組み付け前の概略平面図、（ｂ）は（ａ）中のＮ−Ｎ断面図、（ｃ）は放熱板３１、３２を組み付けた状態の概略断面図である。本半導体装置は最終的には図１８（ｃ）に示される構成を有するものであり、この図１８（ｃ）は（ａ）中のＮ−Ｎ断面に対応した断面にて示してある。

図１８に示されるように、本半導体装置は、上記図１７に示される構成において、リード部材６０に対する接続を、上記接合材６１を省略して加圧接触としたものである。そのため、本半導体装置の場合も、６ｉｎ１モジュールが形成可能となる。

（第１２実施形態）
図１９は、本発明の第１２実施形態に係る半導体装置の概略断面図であり、ここでは、樹脂パッケージに放熱板３１、３２を組み付ける前の状態を示している。図１０に示されるように、本実施形態の半導体装置も、樹脂パッケージすなわち樹脂２０で封止された半導体素子１０に対して、両放熱板３１、３２を加圧接触させてなるものである。

ここで、本半導体装置では、各放熱板３１、３２の冷却面に絶縁膜３１ａ、３２ａを介して冷却器７０を取り付けている。この場合、冷却器７０の外側から加圧を行い、加圧接触を行うようにすればよい。この冷却器７０としては、たとえばフィンなどを有する空冷式または水冷式などの一般的なものが採用される。

なお、図１９では、上記第１実施形態と同様に、リード端子４０は第１の放熱板３１側に設けているが、上記第２実施形態と同様に、リード端子４０を半導体素子１０側に設けた構成に対しても、図１９と同様に、冷却器７０を有する放熱板３１、３２を適用してもよい。

（第１３実施形態）
図２０は、本発明の第１３実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程図である。まず、図２０（ａ）に示されるように、表面電極１１および裏面電極１２を含む半導体素子１０の全体を樹脂２０で封止する。この封止は、金型成形やポッティングにより行える。

その後、図２０（ａ）に示されるように、刃具Ｋ１を用いた切削や研削により、表面電極１１および裏面電極１２が樹脂２０より露出するまで、樹脂２０のうち半導体素子１０の主表面側に位置する部分と、半導体素子１０の裏面側に位置する部分とを削る。これにより、図２０（ｂ）に示されるように、上記図１に示したのと同様の半導体装置ができあがる。

ここで、図２０に示されるように、樹脂封止前の半導体素子１０において、予め両電極１１、１２およびリード端子用電極パッド１３の厚さを狙いの値よりも厚くしておき、これら電極およびパッドを樹脂２０とともに刃具Ｋ１によって削るようにすれば、当該削り加工が適切に行え、好ましい。

図２１は、本実施形態に係る他の例としての半導体装置の製造方法を示す工程図である。この場合は、上記図３に示したのと同様の半導体装置を製造するものであるが、図２０の方法と同様に、樹脂封止、および、樹脂２０の削りを行えばよい。

ただし、この場合、図２１に示されるように、あらかじめリード端子用電極パッド１３の高さを表面電極１１の高さよりも低くしておき、表裏電極１１、１２のみが樹脂２０から露出するように削ることとなる。

（第１４実施形態）
図２２は、本発明の第１４実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程図である。本製造方法では、図２２に示されるように、半導体素子１０を樹脂２０の成形用の金型Ｋ２に設置し、表面電極１１および裏面電極１２、さらに、ここではリード端子用電極パッド１３を金型Ｋ２の内面に密着させて被覆した状態とし、この状態で、金型Ｋ２に樹脂２０を投入し、樹脂２０による封止を行う。

そうすることで、表面電極１１および裏面電極１２を樹脂２０より露出させるとともに、リード端子用電極パッド１３も樹脂２０より露出させた半導体装置、つまり上記図１に示したのと同様の半導体装置ができあがる。

図２３は、本実施形態に係る他の例としての半導体装置の製造方法を示す工程図である。この場合は、上記図３に示したのと同様の半導体装置を製造するものである。この場合、あらかじめリード端子用電極パッド１３の高さを表面電極１１の高さよりも低く形成した半導体素子１０を金型Ｋ２に設置し、表面電極１１および裏面電極１２を金型Ｋ２の内面に密着させて被覆した状態で、樹脂２０による封止を行う。

そうすることで、表面電極１１および裏面電極１２を樹脂２０より露出させるとともに、リード端子用電極パッド１３およびリード端子４０は封止された半導体装置、つまり上記図３に示したのと同様の半導体装置ができあがる。

（第１５実施形態）
図２４は、本発明の第１５実施形態に係る半導体装置を示す図であり、（ａ）は同半導体装置の概略平面図、（ｂ）は（ａ）中のＯ−Ｏ断面図である。

本実施形態の半導体装置は、上記図１に示される構成と同様、主表面側に表面電極１１を有し、裏面側に裏面電極１２を有する板状の半導体素子１０と、半導体素子１０を包み込むように封止する電気絶縁性の樹脂２０と、を備えている。ここで、本実施形態では、半導体素子１０の主表面のリード端子用電極パッド１３は、接続部材用パッドとして構成されている。

そして、これら表面電極１１、裏面電極１２およびリード端子用電極パッド１３は、それぞれ樹脂２０の外面にて露出しており、樹脂２０は、半導体素子１０における主表面と裏面との間の側面全体を被覆するとともに当該側面から半導体素子１０の主表面と平行な方向に張り出した形状を有している。ここまでは、上記図１と同様である。

さらに、本実施形態では、図２４に示されるように、半導体素子１０の側面の外側に樹脂２０を介して接続部材としてのリード端子４０が設けられている。ここでは、このリード端子４０は、表面電極としてのリード端子用電極パッド１３と電気的に接続されるものである。

そして、本実施形態では、半導体素子１０の主表面側では、熱可塑性樹脂よりなる第１の樹脂シート１００が設けられている。この第１の樹脂シート１００は、その一方の主面が半導体素子１０の主表面側に位置する樹脂２０の外面に直接接触しており、この第１の樹脂シート１００によって半導体素子１０の主表面が覆われている。

第１の樹脂シート１００のうち、樹脂２０の外面にて露出する表面電極１１の面に位置する部位には、一方の主面から他方の主面まで第１の樹脂シート１００を貫通する導電性部材３００が設けられ、この導電性部材３００は、第１の樹脂シート１００の一方の主面側にて、当該表面電極１１の面に接触して電気的に接続されている。

そのため、この導電性部材３００を介して表面電極１１と第１の樹脂シート１００の他方の主面側とが電気的に接続されるようになっている。つまり、第１の樹脂シート１００の導電性部材３００は、半導体素子１０の表面電極１１を第１の樹脂シート１００の一方の主面側から他方の主面側へ引き出す引き出し電極として構成されている。

ここで、本実施形態では、第１の樹脂シート１００は、複数の熱可塑性樹脂よりなる層１０１、１０２が熱融着により積層されてなる積層型の樹脂シートである。ここでは、２層の積層であり、第１の樹脂シート１００における２層１０１、１０２のうち最も半導体素子１０側に位置するものを第１の層１０１、この第１の層１０１の次に半導体素子１０に近いものを第２の層１０２とする。

そして、この積層型の樹脂シートである第１の樹脂シート１００においては、導電性部材３００は、各々の層１０１、１０２にてその厚さ方向に貫通するように設けられ、各々の層１０１、１０２の導電性部材３００は、隣り合う層１０１、１０２間に設けられた導体パターン３０１を介して電気的に接続されている。

それにより、第１の樹脂シート１００における一方の主面に位置する導電性部材３００と他方の主面に位置する導電性部材３００とが導通されている。本実施形態では、第１の樹脂シート１００の第１の層１０１の導電性部材３００と、第２の層１０２の導電性部材３００とが、当該両層１０１、１０２間の導体パターン３０１を介して電気的に接続されている。

具体的には、第１の樹脂シート１００の他方の主面、ここでは第２の層１０２の外面には導体パターン３０１が設けられており、この導体パターン３０１に第２の層１０２の導電性部材３００が導通されている。そのため、当該導体パターンを外部の電極や配線部材などに接続すれば、表面電極１１と外部との電気的なやりとりが可能となる。

また、上述したが、半導体素子１０の側面の外側に樹脂２０を介して接続部材としてのリード端子４０が設けられているが、このリード端子４０は第１の樹脂シート１００の第１の層１０１に接して第１の樹脂シート１００により封止されている。そして、ここでは、リード端子４０は、その一部が第１の樹脂シート１００より突出しており、この突出部にて外部との電気的接続が可能となっている。

そして、半導体素子１０の主表面に設けられているリード端子用電極パッド１３は、接続部材としてのリード端子４０と接続される接続部材用パッド１３として構成されている。

ここで、第１の樹脂シート１００における第１の層１０１のうちリード端子４０に位置する部位、リード端子用電極パッド１３に位置する部位には、それぞれ第１の層１０１を厚さ方向に貫通する接続部材用導体３１０、パッド用導体３１１が設けられている。

そして、接続部材用導体３１０はリード端子４０と電気的に接続され、パッド用導体３１１はリード端子用電極パッド１３と電気的に接続されている。これら各導体３１０、３１１とリード端子４０、リード端子用電極パッド１３との接続は、金属接合などにより行われている。

そして、第１の層１０１に設けられている接続部材用導体３１０とパッド用導体３１１とは、第１の層１０１と第２の層１０２との間に設けられた導体パターン３０１を介して電気的に接続されている。

このように、第１の樹脂シート１００を積層型の樹脂シートとすることで、層間の導体パターン３０１および各導体３１０、３１１により、第１の樹脂シート１００の内部にて、リード端子４０と半導体素子１０の主表面のリード端子用電極パッド１３とを導通する層内配線を構成することができる。

ここで、第１の樹脂シート１００の各層１０１、１０２は、液晶ポリマーなどよりなる熱可塑性樹脂を、一般的な樹脂成形によってシート状に成型してなるものである。また、貫通電極として構成されている導電性部材３００および各導体３１０、３１１と、導体パターン３０１とは金属接合により電気的に接続されている。

そして、この熱可塑性樹脂のシートの片面に導体箔をエッチングによりパターン形成し、導体箔を形成していない樹脂シート側からプレスやレーザ加工などにより孔を開け、導体パターンを底面とする有底ビアホールを作製する。その後、ＣｕやＡｇなどの導体ペーストをスクリーン印刷機やディスペンサーによりビアホール内に充填して導電性部材３０１や上記各導体３１０、３１１を形成し、各層１０１、１０２ができあがる。そして、これら各層１０１、１０２を熱プレスなどにより積層すれば、第１の樹脂シート１００ができあがる。

また、半導体素子１０の裏面側では、熱可塑性樹脂よりなる第２の樹脂シート２００が設けられている。この第２の樹脂シート２００は、その一方の主面が半導体素子１０の裏面側に位置する樹脂２０の外面に直接接触しており、この第２の樹脂シート２００によって半導体素子１０の裏面が覆われている。ここでは、第２の樹脂シート２００は単層のものとされている。

第２の樹脂シート２００のうち、樹脂２０の外面にて露出する裏面電極１２の面に位置する部位には、一方の主面からこれとは反対側の他方の主面まで第２の樹脂シート２００を貫通する導電性部材３００が設けられ、この導電性部材３００は、第２の樹脂シート２００の一方の主面側にて、当該裏面電極１２の面に電気的に接続されている。

そのため、この導電性部材３００を介して裏面電極１２と第２の樹脂シート２００の他方の主面側とが電気的に接続されるようになっている。つまり、第２の樹脂シート２００の導電性部材３００は、半導体素子１０の裏面電極１２を第２の樹脂シート２００の一方の主面側から他方の主面側へ引き出す引き出し電極として構成されている。

具体的には、第２の樹脂シート２００の他方の主面には導体パターン３０１が設けられており、この導体パターン３０１に第２の樹脂シート２００の導電性部材３００が導通されている。そのため、当該導体パターン３０１を外部の電極や配線部材などに接続すれば、裏面電極１２と外部との電気的なやりとりが可能となる。

この第２の樹脂シート２００も、第１の樹脂シート１００と同一の熱可塑性樹脂よりなる成型シートであり、その導電性部材３００および導体パターン３０１も、上記第１の樹脂シート１００と同様にして形成されたものである。

次に、本実施形態の半導体装置の製造方法について、図２５を参照して述べる。図２５は、本半導体装置の熱プレス前の各部の分解状態を示す概略断面図である。

本製造方法は、表裏両面の電極１１、１２を露出させるように半導体素子１０を樹脂２０で封止するとともに、半導体素子１０の側面から樹脂２０を張り出す形状としたものに対して、さらに、半導体素子１０の主表面側および裏面側に熱可塑性樹脂よりなる部材を設けて、当該両面を熱可塑性樹脂よりなる部材によって封止してなる半導体装置の製造方法である。

まず、熱可塑性樹脂よりなる部材として、半導体素子１０の主表面側に位置するシートであって、当該シートのうち表面電極１１に対応する部位に当該シートの両主面間を貫通する導電性部材３００が設けられた第１の樹脂シート１００を用意する。ここでは、上記した第１の樹脂シート１００の第１の層１０１、第２の層１０２を用意する。

また、熱可塑性樹脂よりなる部材として、半導体素子１０の裏面側に位置するシートであって、当該シートのうち裏面電極１２に対応する部位に当該シートの両主面間を貫通する導電性部材３００が設けられた第２の樹脂シート２００を用意する。

さらに、樹脂２０を構成する部材として、熱可塑性樹脂よりなるシートであって、その厚さ方向に貫通する貫通穴４０１を有する第３の樹脂シート４００を用意する。この貫通孔４０１はプレスやレーザ加工などにより形成される。また、第３の樹脂シート４００には、リード端子４０を設けるための切り欠きが設けられている。ここで、各樹脂シート１００、２００、３００はともに同一の熱可塑性樹脂よりなるものとする。

そして、第１の工程では、第３の樹脂シート４００の貫通穴４０１に半導体素子１０を収納するとともに、半導体素子１０の主表面、裏面をそれぞれ貫通穴４０１の一方の開口部、他方の開口部より露出させるようにする。また、この工程では、第３の樹脂シート４００の上記切り欠きにリード端子４０を配置する。

この第１の工程の後、第２の工程を行う。この工程では、半導体素子１０の主表面側に、第１の層１０１、第２の層１０２を順次積層させた状態で第１の樹脂シート１００を配置する。

そして、半導体素子１０の主表面および当該主表面側に位置する第３の樹脂シート４００の外面に、第１の樹脂シート１００の一方の主面を直接接触させつつ、第１の樹脂シート１００の導電性部材３００と表面電極１１とを接触させて電気的に接続する。これにより、第１の樹脂シート１００によって半導体素子１０の主表面を覆う。以上が第２の工程である。

また、第１の工程の後、一方で第３の工程を行う。この工程では、半導体素子１０の裏面側に第２の樹脂シート２００を配置する。そして、半導体素子１０の裏面および当該裏面側に位置する第３の樹脂シート４００の外面に、第２の樹脂シート２００の一方の主面を直接接触させつつ、第２の樹脂シート２００の導電性部材３００と裏面電極１２とを接触させて電気的に接続する。これにより、第２の樹脂シート２００によって半導体素子１０の裏面を覆う。以上が第３の工程である。

次に、これら各工程の後、第４の工程を行う。この工程では、図２５中の白矢印に示されるように、第１の樹脂シート１００の他方の主面側、第２の樹脂シート２００の他方の主面側から加圧するように、熱を加えながら熱プレスを行う。それにより、各樹脂シート１００、２００、３００同士を融着させ接合する。また、このとき各導体や導電性部材は金属接合される。これが第４の工程である。

以上が本実施形態の製造方法である。このように、上記製造方法によれば、熱プレスを一括して行うことで、本実施形態の半導体装置を適切に製造することができる。

また、図２６は、本実施形態の半導体装置の構成に、さらに放熱板３１、３２を追加した構成とした例を示す概略断面図である。

図２６では、第１の樹脂シート１００の他方の主面側に第１の放熱板３１が設けられ、第２の樹脂シート２００の他方の主面側に第２の放熱板３２が設けられている。これら放熱板３１、３２は、上記図２のものと同様である。

第１の放熱板３１は、第１の樹脂シート１００の他方の主面に位置する導体パターン３０１に、加圧状態で直接接触しており、第２の放熱板３２は、第２の樹脂シート２００の他方の主面に位置する導体パターン３０１に、加圧状態で直接接触している。それにより、第２の放熱板３１、第１の放熱板３２は、それぞれ第１の樹脂シート１００の他方の主面側に位置する導電性部材３００、第２の樹脂シート２００の他方の主面側に位置する導電性部材３００に対し、導体パターン３０１を介して電気的・熱的に接続されている。

ここで、加圧状態は、上記図２と同様、図示しないネジ部材やバネ部材などの加圧手段によって、両放熱板３１、３２で半導体素子１０を挟み付けるように加圧することで成されている。また、この場合も、各放熱板３１、３２は、その外面に設けられた絶縁膜３１ａ、３２ａを介して図示しない冷却器に接続され、放熱効率を高めるように構成されている。

ところで、本実施形態によれば、各樹脂シート１００、２００に貫通して設けられた導電性部材３００により、半導体素子１０の表裏両電極１１、１２を各樹脂シート１００、２００の外面側に電気的、熱的に取りだすことができるから、半導体素子１０の表裏両面にて各樹脂シート１００、２００を介して、加圧接触により放熱板３１、３２を接触させることが可能となる。

また、本実施形態の場合、半導体素子１０および樹脂２０を両樹脂シート１００、２００で挟み込むことで積層基板が形成され、この積層基板内に半導体素子１０が実装されてなる半導体装置が構成されるが、熱可塑性樹脂よりなる樹脂シート１００、２００を用いることで、上記製造方法のように、熱プレスなどにより一括してこのような積層基板を形成できるというメリットがある。また、樹脂シート１００、２００は熱可塑性樹脂よりなるから、樹脂材料のリサイクルも可能である。

また、上述したように、本実施形態では、上記第３の樹脂シート３００として第１および第２の樹脂シート１００、２００と同一の熱可塑性樹脂よりなるシートを用い、半導体素子１０の側面より張り出す樹脂２０を、第１および第２の樹脂シート１００、２００と同一の熱可塑性樹脂より構成している。

それによれば、これら各樹脂シート１００、２００と樹脂２０が同一の熱可塑性樹脂よりなるので、これらの界面の熱プレスによる接合がより強固になることが期待される。つまり、熱プレスにより樹脂シート１００、２００だけでなく、樹脂２０の方も融着現象を起こし、これら両方の融着による接合がなされるためである。

ここで、図２７は、第１の樹脂シート１００の第１の層１０１と第２の層１０２のそれぞれにおける導電性部材３００の平面配置の好ましい形態を示す概略平面図である。図２７では、第１の層１０１の導電性部材３００を破線の小円、第２の層１０２の導電性部材３００を実線の小円にて示している。第１の層１０１の導電性部材３００と第２の層１０２の導電性部材３００とは、ともに複数個のものが点在する配置とされている。

ここで、第１の層１０１の導電性部材３００と第２の層１０２の導電性部材３００とは、同一の位置にあってもよいが、図２７に示されるように、互いにずれた位置にあることが好ましい。これは、第１の樹脂シート１００が反る方向に発生する応力を低減するためである。

なお、接続部材４０はリード端子４０であったが、半導体素子１０の主表面に設けられたパッド１３と電気的に接続されるものであればリード端子４０に限定されるものではなく、たとえば、もう一つの半導体素子などであってもよい。

また、本実施形態の上記図２４に示される例では、第１の樹脂シート１００を積層型の樹脂シートとし、第２の樹脂シート２００は単層のものであったが、場合に応じて適宜、第１の樹脂シート１００を単層とし、第２の樹脂シート２００を積層型の樹脂シートとしたり、さらには、両樹脂シート１００、２００を共に単層としたり、あるいは共に積層型の樹脂シートとしたりすることも可能である。また、積層数としては、３層以上であってもよいことはもちろんである。

また、各樹脂シート１００、２００、３００は、一般的な樹脂成形により形成された熱可塑性樹脂のシートであるが、この熱可塑性樹脂としては、上記した液晶ポリマー（ＬＣＰ）以外にも、たとえばポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）やポリエーテルイミド（ＰＥＩ）からなる樹脂や、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）や熱可塑性ポリイミドなどであってもよい。

また、上述のように、各樹脂シート１００、２００、３００は同一の熱可塑性樹脂よりなることが好ましいが、異なる種類の熱可塑性樹脂よりなるものであってもよい。さらに半導体素子１０の側面を封止する樹脂２０は、上記第１実施形態のような熱硬化性樹脂であってもよい。つまり、上記図２５において第１の樹脂シートと第２の樹脂シートとに挟まれる部分は、上記図１に示される構成のものであってもよい。

（第１６実施形態）
図２８は、本発明の第１６実施形態に係る半導体装置を示す概略断面図である。本実施形態の半導体装置は、上記第１５実施形態に示される半導体装置において、各樹脂シート１００、２００を貫通する導電性部材３００の配置形態を変形したものである。

上記第１５実施形態では、上記図２７に示したように、第１の層１０１の導電性部材３００および第２の層１０２の導電性部材３００は、各電極１１、１２の１個につき複数個のものが点在する配置とされていたが、本実施形態では、１個の電極１１、１２につき単一の導電性部材３００を設ける構成としている。

また、第１の樹脂シート１００の第２の層１０２では、さらに第１の層１０１の各導電性部材３００を覆うように単一の導電性部材３００を構成している。本実施形態の半導体装置によれば、上記第１５実施形態の導電性部材３００の配置に比べて、放熱経路が大きくなるため、放熱性の向上という点では好ましい。

また、図２９は、本実施形態の半導体装置の構成に、さらに放熱板３１、３２を追加した構成とした例を示す概略断面図である。この放熱板３１、３２およびその組み付け構成については、上記図２６と同様である。

つまり、上記図２６および本実施形態の図２９の構成においては、第１の樹脂シート１００の他方の主面側には第１の放熱板３１が設けられ、この第１の放熱板３１は当該他方の主面に直接接触しつつ、当該他方の主面に位置する導電性部材３００と電気的に接続されており、第２の樹脂シート２００の他方の主面側には第２の放熱板３２が設けられ、この第２の放熱板３２は当該他方の主面に直接接触しつつ、当該他方の主面に位置する導電性部材３００と電気的に接続されている。

そして、第１の放熱板３１と第１の樹脂シート１００、および、第２の放熱板３２と第２の樹脂シート２００は、それぞれ放熱板を樹脂シートへ押し付けるように加圧されることにより、接合されている。このように、本半導体装置においても半導体素子１０の表裏両面にて各樹脂シート１００、２００を介して、加圧接触により放熱板３１、３２を接触させることが可能となる。

（第１７実施形態）
図３０は、本発明の第１７実施形態に係る半導体装置の熱プレス前の各部の分解状態を示す概略断面図であり、図３１は、本半導体装置の概略断面図である。

本半導体装置は、上記図２４（ｂ）、図２５に示される半導体装置に対して、さらに、半導体素子１０の表裏両面側に樹脂シート１０３、２０２を付加し、この付加された樹脂シート１０３、２０２を介して、放熱板３１、３２を組み付けたものである。これら付加された樹脂シート１０３、２０２は、上記樹脂シート１００、２００と同様、熱可塑性樹脂よりなり、その厚さ方向に貫通する導電性部材３００が設けられたものである。

ここで、当該付加された樹脂シート１０３、２０２のうち半導体素子１０の主表面側のものは、第１の樹脂シート１００の一部とされ、半導体素子１０の裏面側のものは第２の樹脂シート２００の一部とされる。

つまり、本半導体装置においては、第１の樹脂シート１００は３層１０１〜１０３が積層されたものであり、第２の樹脂シート２００は２層２０１、２０２が積層されたものとされる。そして、これら各樹脂シート１００、２００においては、一方の主面側の導電性部材３００と他方の主面側の導電性部材３００とは、当該層間に位置する導体パターン３０１を介して導通されている。

この半導体装置は、図３０に示されるように、半導体素子１０およびリード端子４０を配置した第３の樹脂シート４００の各面側に、それぞれ第１の樹脂シート１００および第１の放熱板３１、第２の樹脂シート２００および第２の放熱板３２を配置し、これを熱プレスで一括してプレスすることにより、各樹脂シート１００、２００および放熱板３１、３２を、樹脂シート１００、２００の融着により接合することで形成される。

それにより、本半導体装置においては、第１の樹脂シート１００の他方の主面側に位置する第１の放熱板３１は、当該他方の主面に直接接触しつつ、当該他方の主面に位置する導電性部材３００と電気的に接続され、一方、第２の樹脂シート２００の他方の主面側に位置する第２の放熱板３２は、当該他方の主面に直接接触しつつ、当該他方の主面に位置する導電性部材３００と電気的に接続される。

また、本半導体装置では、第１の放熱板３１と第１の樹脂シート１００、および、第２の放熱板３２と第２の樹脂シート２００は、それぞれ樹脂シート１００、２００の融着により接合されている。

それによれば、上記熱プレスによって、樹脂シート１００、２００が変形して、放熱板３１、３２に融着するため、放熱板３１、３２を固定するためのネジやバネなどの加圧手段が不要となる。また、両放熱板３１、３２の樹脂シート１００、２００との接合面の平面度が多少悪かったり、当該両接合面の平行度が多少劣っていたりしても、放熱板３１、３２と樹脂シート１００、２００との密着が良好に確保される。

図３２は、上記図３１に示される構成において、各放熱板３１、３２の冷却面に絶縁膜３１ａ、３２ａを介して、上記冷却器７０（上記図１９参照）を取り付けた構成を示す概略断面図である。

この冷却器７０を有する構成は、上記図３０において、さらに放熱板３１、３２との間に上記した導電性部材３００を有する樹脂シートを介して冷却器７０を配置し、これを各部品とともに一括の熱プレスを行うことにより形成される。また、この場合も、樹脂シートの変形・融着によって放熱板３１、３２と冷却器７０とが接合されるので、上記同様、これらの接合面の平面度や平行度が多少劣っていても適切な接合が確保される。

（第１８実施形態）
図３３は、本発明の第１８実施形態に係る半導体装置の概略断面構成を示す図である。この半導体装置は、上記第１５実施形態に示した樹脂シート１００、２００を有する構成を、上記図１７に示したような６ｉｎ１モジュール構造または３ｉｎ１構造に応用したものである。

ここで、図３３には、３個の半導体素子１０が示されているが、各半導体素子１０については、上記図２４と同様の構成とされている。つまり、半導体素子１０の主表面側には第１の樹脂シートが設けられ、当該第１の樹脂シートに設けられた導電性部材３００を介して表面電極１１と第１の樹脂シートの他方の主面側の第１の放熱板３１とが電気的・熱的に接続されている。

一方、半導体素子１０の裏面側には第２の樹脂シートが設けられ、当該第２の樹脂シートに設けられた導電性部材３００を介して裏面電極１２と第２の樹脂シートの他方の主面側の第２の放熱板３２とが電気的・熱的に接続されている。ここで、図３３に示される樹脂２０´は、上記図２４に示した樹脂２０および両樹脂シート１００、２００が積層されてなるものであり、図３３では、これら各部の境界は省略してある。

図３３に示される本半導体装置は、図３４に示されるように、各部を積層し、これらを一括して熱プレスすることにより製造される。図３４は、本半導体装置の熱プレス前の各部の分解状態を示す概略断面図である。

この図３４においては、上記図２４に示した半導体装置と同様のワークＷを複数個形成し、これを平面的に配置する。そして、各ワークＷにおける半導体素子１０の表裏両面の各面側に、貫通電極としての導電性部材３００を有する熱可塑性樹脂よりなる樹脂シート５００を設け、その外側に、貫通孔内に放熱板３１、３２を収納した熱可塑性樹脂よりなる樹脂シート５０１を設ける。

さらに、その外側に上記樹脂シート５００を設け、その外側に冷却器７０を設ける。そして、これら積層したものを、図３４中の白矢印に示されるように、一括して熱プレスすれば、各樹脂シート５００、５０１が変形・融着することで各部が接合され、図３３に示される半導体装置ができあがる。

この場合も、樹脂シートの変形・融着によって放熱板３１、３２と冷却器７０とが接合されるので、上記同様、これらの接合面の平面度や平行度が多少劣っていても適切な接合が確保される。特に、複数個の半導体素子１０を平面的に配置するような本実施形態の場合は、通常であれば、当該平面度や平行度の確保が厳しくなるが、そのような制約を緩和することが可能である。

（第１９実施形態）
図３５は、本発明の第１９実施形態に係る半導体装置の熱プレス前の各部の分解状態を示す概略断面図である。本実施形態は、上記図３３に示した半導体装置の他の製造方法を提供するものである。

上記第１８実施形態では、各半導体素子１０について、上記図２４に示した半導体装置と同様のワークＷを複数個形成した後、これらを平面的に配置して、その両面側に各部材を積層して一括プレスするようにした。

それに対して、本実施形態の製造方法では、図３５に示されるように、各半導体素子１０を、共通の第３の樹脂シート４００に挿入して配置し、これに対して半導体素子１０の両面に各部を積層するようにしている。

具体的には、半導体素子１０の主表面側では、３層１０１〜１０３よりなる第１の樹脂シート１００、第１の放熱板３１を収納した樹脂シート５０１、導電性部材３００を有する樹脂シート５００、冷却器７０を順次積層する。

一方、半導体素子１０の裏面側では、２層２０１、２０２よりなる第２の樹脂シート２００、第２の放熱板３２を収納した樹脂シート５０１、導電性部材３００を有する樹脂シート５００、冷却器７０を順次積層する。その後、図３５中の白矢印に示されるように、これらを一括して熱プレスすれば、各樹脂シート５００、５０１が変形・融着することで各部が接合され、図３３に示されるものと同様の半導体装置ができあがる。

また、図３５に示されるように、半導体素子１０の主表面側では、第１の樹脂シート１００を構成する３層１０１〜１０３において、半導体素子１０の表面電極１１側から第１の放熱板３１側に向かって、導電性部材３００の配置領域の幅が広がっている。

つまり、熱プレスにより接合された後においては、当該配置領域は、半導体素子１０側から第１の放熱板３１側に向かって台形状に拡がるものとなる。このとき、その拡がり角度、すなわち当該台形における鋭角は、たとえば４５°程度とされる。これにより、半導体素子１０側から放熱板３１側へ向かって放熱経路が拡がるため、放熱熱効率を向上させることが可能となる。

また、この構成によれば、半導体素子１０の表面電極１１に接触する導電性部材３００の領域幅を極力小さいものにできる。具体的には、表面電極１１に接触する導電性部材３００の領域幅を、半導体素子１０の幅よりも小さくできる。そのため、たとえば半導体素子１０の隣に熱に弱い素子を配置する場合には、当該熱に弱い素子と半導体素子１０との距離を近くすることができ、体格の小型化に好ましい。

なお、この半導体素子１０側から放熱板３１側に向かって、導電性部材３００の配置領域の幅が広がる構成は、半導体素子１０の表裏両面を被覆する樹脂シート１００、２００が積層型の樹脂シートの場合に採用できるものであり、半導体素子１０の裏面側つまり裏面電極１２側に対しても適用できることは、もちろんである。そして、当該構成は、本実施形態だけでなく、上記樹脂シート１００、２００を有する構成の各実施形態において、適用できる。

（第２０実施形態）
図３６は、本発明の第２０実施形態に係る半導体装置を示す図であり、（ａ）は同半導体装置の概略平面図、（ｂ）は（ａ）中のＰ−Ｐ断面図である。本実施形態の半導体装置は、上記第１５実施形態の半導体装置を一部変形したものであり、ここでは、その変形部分を中心に述べる。

本実施形態の半導体装置は、上記リード端子４０を廃止して、その代わりに第１の樹脂シート１００の導体パターン３０１の一部をリード端子として機能させるものである。具体的には、第１の樹脂シート１００の他方の主面に位置する導体パターン３０１の一部を、リード端子用導体パターン３０１ａとして構成している。

ここで、図３６（ｂ）に示されるように、第１および第２の放熱板３１、３２を組み付けた構成においては、このリード端子用導体パターン３０１ａは、第１の放熱板３１に被覆されずに外部に露出しており、それによりリード端子用導体パターン３０１ａと外部との電気的接続が行われるようになっている。

そして、このリード端子用導体パターン３０１ａとリード端子用電極パッド１３とは、上記パッド用導体３１１、第１の層１０１と第２の層１０２との間の導体パターン３０１、および第２の層１０２の導電性部材３００を介して、電気的に接続されている。この構造により、リード端子用電極パッド１３の電気的な接続の自由度が向上し、半導体素子１０として制御ＩＣなども容易に組み込むことが可能となる。

図３７は、本半導体装置の熱プレス前の各部の分解状態を示す概略断面図である。この図３７に示されるように、本半導体装置も、上記第１５実施形態の製造方法に準じて、半導体素子１０が配置された第３の樹脂シート４００の各面側に、２層１０１、１０２よりなる第１の樹脂シート１００、第２の樹脂シート２００をそれぞれ積層し、これらを一括して熱プレスすれば、できあがる。

（他の実施形態）
なお、半導体素子としては、主表面側に表面電極を有し、裏面側に裏面電極を有する板状のものであればよく、たとえば上記したリード端子用電極パッド１３は省略されたものであってもよい。

１０ 半導体素子
１１ 表面電極
１２ 裏面電極
１３ リード端子用電極パッド
２０ 樹脂
２１ 第１の突出部
２２ 第２の突出部
３１ 第１の放熱板
３１ｂ 放熱板側パッド
３１ｃ 絶縁層
３２ 第２の放熱板
４０ リード端子
１００ 第１の樹脂シート
２００ 第２の樹脂シート
３００ 導電性部材
３０１ 導体パターン
３１０ 接続部材用導体
３１１ パッド用導体
４００ 第３の樹脂シート
Ｋ２ 金型

Claims (15)

1. 主表面側に表面電極（１１）を有し、裏面側に裏面電極（１２）を有する板状の半導体素子（１０）と、
   前記半導体素子（１０）を包み込むように封止する電気絶縁性の樹脂（２０）と、を備え、
   前記表面電極（１１）、前記裏面電極（１２）は、それぞれ前記樹脂（２０）の外面にて露出しており、
   前記樹脂（２０）は、前記半導体素子（１０）における前記主表面と前記裏面との間の側面全体を被覆するとともに当該側面から前記半導体素子（１０）の主表面と平行な方向に張り出した形状を有していることを特徴とする半導体装置。
2. 前記露出する表面電極（１１）の面、前記露出する前記裏面電極（１２）の面は、それぞれ当該電極の面の周囲に拡がる前記樹脂（２０）の外面と同一平面に位置することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
3. 前記半導体素子（１０）の主表面側には、当該主表面側に位置する前記樹脂（２０）の外面および当該樹脂（２０）の外面にて露出する前記表面電極（１１）の面に、加圧状態で直接接触した放熱性および導電性を有する第１の放熱板（３１）が設けられ、
   前記半導体素子（１０）の裏面側には、当該裏面側に位置する前記樹脂（２０）の外面および当該樹脂（２０）の外面にて露出する前記裏面電極（１２）の面に、加圧状態で直接接触した放熱性および導電性を有する第２の放熱板（３２）が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。
4. 前記樹脂（２０）のうち前記半導体素子（１０）の側面から張り出した形状の部分が、前記第１の放熱板（３１）の外郭および前記第２の放熱板（３２）の外郭よりもはみ出していることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
5. 前記樹脂（２０）のうち前記両放熱板（３１、３２）の外郭よりもはみ出している部位は、前記第１の放熱板（３１）の側面に沿って突出する第１の突出部（２１）、前記第２の放熱板（３２）の側面に沿って突出する第２の突出部（２２）として構成されており、
   前記第１の放熱板（３１）の側面は、前記第１の突出部（２１）の内面に接して前記第１の突出部（２１）に被覆され、
   前記第２の放熱板（３２）の側面は、前記第２の突出部（２２）の内面に接して前記第２の突出部（２２）に被覆されていることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
6. 前記半導体素子（１０）の主表面には、外部接続用のリード端子（４０）が接続されるリード端子用電極パッド（１３）が設けられており、このリード端子用電極パッド（１３）も前記樹脂（２０）の外面にて露出しており、
   前記第１の放熱板（３１）における前記半導体素子（１０）の主表面に対向する面のうち、前記リード端子用電極パッド（１３）に対向する部位には、前記リード端子（４０）に接続された放熱板側パッド（３１ｂ）が設けられ、
   さらに、前記第１の放熱板（３１）と前記放熱板側パッド（３１ｂ）および前記リード端子（４０）との間には、当該間を電気的に絶縁する絶縁層（３１ｃ）が介在されており、
   前記放熱板側パッド（３１ｂ）と前記リード端子用電極パッド（１３）とは加圧状態で直接接触することで電気的に接続されていることを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１つに記載の半導体装置。
7. 前記半導体素子（１０）の主表面側では、当該主表面側に位置する前記樹脂（２０）の外面に、熱可塑性樹脂よりなる第１の樹脂シート（１００）の一方の主面が直接接触して設けられ、この第１の樹脂シート（１００）によって前記半導体素子（１０）の主表面が覆われており、
   前記第１の樹脂シート（１００）のうち前記樹脂（２０）の外面にて露出する前記表面電極（１１）の面に位置する部位には、前記一方の主面からこれとは反対側の他方の主面まで前記第１の樹脂シート（１００）を貫通し当該表面電極（１１）の面に電気的に接続された導電性部材（３００）が設けられ、
   この導電性部材（３００）を介して前記表面電極（１１）と前記第１の樹脂シート（１００）の他方の主面側とが電気的に接続されるようになっており、
   前記半導体素子（１０）の裏面側では、当該裏面側に位置する前記樹脂（２０）の外面に、熱可塑性樹脂よりなる第２の樹脂シート（２００）の一方の主面が直接接触して設けられ、この第２の樹脂シート（２００）によって前記半導体素子（１０）の裏面が覆われており、
   前記第２の樹脂シート（２００）のうち前記樹脂（２０）の外面にて露出する前記裏面電極（１２）の面に位置する部位には、前記一方の主面からこれとは反対側の他方の主面まで前記第２の樹脂シート（２００）を貫通し当該裏面電極（１２）の面に電気的に接続された導電性部材（３００）が設けられ、
   この導電性部材（３００）を介して前記裏面電極（１２）と前記第２の樹脂シート（２００）の他方の主面側とが電気的に接続されるようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。
8. 前記樹脂（２０）、前記第１の樹脂シート（１００）及び前記第２の樹脂シート（２００）は、同一の熱可塑性樹脂よりなることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
9. 前記第１の樹脂シート（１００）および前記第２の樹脂シート（２００）の少なくとも一方の樹脂シートは、複数の熱可塑性樹脂よりなる層（１０１、１０２）が熱融着により積層されてなる積層型の樹脂シートであり、
   この積層型の樹脂シートにおいては、前記導電性部材（３００）は、各々の前記層（１０１、１０２）にてその厚さ方向に貫通するように設けられ、各々の前記層（１０１、１０２）の前記導電性部材（３００）は隣り合う前記層（１０１、１０２）間に設けられた導体パターン（３０１）を介して電気的に接続されていることにより、当該樹脂シートにおける前記一方の主面に位置する前記導電性部材（３００）と前記他方の主面に位置する前記導電性部材（３００）とが導通されていることを特徴とする請求項７または８に記載の半導体装置。
10. 前記第１の樹脂シート（１００）が複数の前記層（１０１、１０２）よりなる前記積層型の樹脂シートであって、前記第１の樹脂シート（１００）における複数の前記層（１０１、１０２）のうち最も前記半導体素子（１０）側に位置するものを第１の層（１０１）、この第１の層（１０１）の次に前記半導体素子（１０）に近いものを第２の層（１０２）とし、
    前記半導体素子（１０）の側面の外側に前記樹脂（２０）を介して接続部材（４０）が設けられ、この接続部材（４０）は前記第１の樹脂シート（１００）の前記第１の層（１０１）に接して前記第１の樹脂シート（１００）により封止されており、
    前記半導体素子（１０）の主表面には前記接続部材（４０）と接続される接続部材用パッド（１３）が設けられており、
    前記第１の樹脂シート（１００）における前記第１の層（１０１）のうち前記接続部材（４０）に位置する部位、前記接続部材用パッド（１３）に位置する部位には、それぞれ前記第１の層（１０１）を厚さ方向に貫通し前記接続部材（４０）と電気的に接続された接続部材用導体（３１０）、前記第１の層（１０１）を厚さ方向に貫通し前記接続部材用パッド（１３）と電気的に接続されたパッド用導体（３１１）が設けられており、
    前記接続部材用導体（３１０）と前記パッド用導体（３１１）とは、前記第１の層（１０１）と前記第２の層（１０２）との間に設けられた前記導体パターン（３０１）を介して電気的に接続されていることを特徴とする請求項９に記載の半導体装置。
11. 前記第１の樹脂シート（１００）の他方の主面側には、放熱性および導電性を有する第１の放熱板（３１）が設けられ、この第１の放熱板（３１）は当該他方の主面に直接接触しつつ、当該他方の主面に位置する前記導電性部材（３００）と電気的に接続されており、
    前記第２の樹脂シート（２００）の他方の主面側には、放熱性および導電性を有する第２の放熱板（３２）が設けられ、この第２の放熱板（３２）は当該他方の主面に直接接触しつつ、当該他方の主面に位置する前記導電性部材（３００）と電気的に接続されており、
    前記第１の放熱板（３１）と前記第１の樹脂シート（１００）、および、前記第２の放熱板（３２）と前記第２の樹脂シート（２００）は、それぞれ樹脂シート（１００、２００）の融着により接合されていることを特徴とする請求項７ないし１０のいずれか１つに記載の半導体装置。
12. 前記第１の樹脂シート（１００）の他方の主面側には、放熱性および導電性を有する第１の放熱板（３１）が設けられ、この第１の放熱板（３１）は当該他方の主面に直接接触しつつ、当該他方の主面に位置する前記導電性部材（３００）と電気的に接続されており、
    前記第２の樹脂シート（２００）の他方の主面側には、放熱性および導電性を有する第２の放熱板（３２）が設けられ、この第２の放熱板（３２）は当該他方の主面に直接接触しつつ、当該他方の主面に位置する前記導電性部材（３００）と電気的に接続されており、
    前記第１の放熱板（３１）と前記第１の樹脂シート（１００）、および、前記第２の放熱板（３２）と前記第２の樹脂シート（２００）は、それぞれ放熱板を樹脂シートへ押し付けるように加圧されることにより、接合されていることを特徴とする請求項７ないし１０のいずれか１つに記載の半導体装置。
13. 主表面側に表面電極（１１）を有し、裏面側に裏面電極（１２）を有する板状の半導体素子（１０）と、
    前記半導体素子（１０）を包み込むように封止する電気絶縁性の樹脂（２０）と、を備え、
    前記表面電極（１１）、前記裏面電極（１２）は、それぞれ前記樹脂（２０）の外面にて露出しており、
    前記樹脂（２０）は、前記半導体素子（１０）における前記主表面と前記裏面との間の側面全体を被覆するとともに当該側面から前記半導体素子（１０）の主表面と平行な方向に張り出した形状を有している半導体装置の製造方法であって、
    前記表面電極（１１）および前記裏面電極（１２）を含む前記半導体素子（１０）の全体を前記樹脂（２０）で封止した後、前記表面電極（１１）および前記裏面電極（１２）が前記樹脂（２０）より露出するまで、前記樹脂（２０）のうち前記半導体素子（１０）における前記主表面側に位置する部分と、前記裏面側に位置する部分とを削ることを特徴とする半導体装置の製造方法。
14. 主表面側に表面電極（１１）を有し、裏面側に裏面電極（１２）を有する板状の半導体素子（１０）と、
    前記半導体素子（１０）を包み込むように封止する電気絶縁性の樹脂（２０）と、を備え、
    前記表面電極（１１）、前記裏面電極（１２）は、それぞれ前記樹脂（２０）の外面にて露出しており、
    前記樹脂（２０）は、前記半導体素子（１０）における前記主表面と前記裏面との間の側面全体を被覆するとともに当該側面から前記半導体素子（１０）の主表面と平行な方向に張り出した形状を有している半導体装置の製造方法であって、
    前記半導体素子（１０）を前記樹脂（２０）の成形用の金型（Ｋ２）に設置し、前記表面電極（１１）および前記裏面電極（１２）を前記金型（Ｋ２）の内面に密着させて被覆した状態で、前記金型（Ｋ２）に前記樹脂（２０）を投入し、前記樹脂（２０）による封止を行うことで、前記表面電極（１１）および前記裏面電極（１２）を前記樹脂（２０）より露出させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
15. 主表面側に表面電極（１１）を有し、裏面側に裏面電極（１２）を有する板状の半導体素子（１０）と、
    前記半導体素子（１０）を包み込むように封止する電気絶縁性の樹脂（２０）と、を備え、
    前記表面電極（１１）、前記裏面電極（１２）は、それぞれ前記樹脂（２０）の外面にて露出しており、
    前記樹脂（２０）は、前記半導体素子（１０）における前記主表面と前記裏面との間の側面全体を被覆するとともに当該側面から前記半導体素子（１０）の主表面と平行な方向に張り出した形状を有しており、
    前記半導体素子（１０）の主表面側および裏面側に熱可塑性樹脂よりなる部材を設けて、当該両面を前記熱可塑性樹脂よりなる部材によって封止してなる半導体装置の製造方法であって、
    前記熱可塑性樹脂よりなる部材として、前記半導体素子（１０）の主表面側に位置するシートであって、当該シートのうち前記表面電極（１１）に対応する部位に一方の主面からこれとは反対側の他方の主面まで当該シートを貫通する導電性部材（３００）が設けられた第１の樹脂シート（１００）と、
    前記半導体素子（１０）の裏面側に位置し、前記第１の樹脂シート（１００）と同一の熱可塑性樹脂よりなるシートであって、当該シートのうち前記裏面電極（１２）に対応する部位に一方の主面からこれとは反対側の他方の主面まで当該シートを貫通する導電性部材（３００）が設けられた第２の樹脂シート（２００）と、を用意し、
    さらに、前記樹脂（２０）を構成する部材として、前記第１及び第２の樹脂シート（１００、２００）と同一の熱可塑性樹脂よりなるシートであって、その厚さ方向に貫通する貫通穴（４０１）を有する第３の樹脂シート（４００）を用意し、
    前記第３の樹脂シート（４００）の前記貫通穴（４０１）に前記半導体素子（１０）を収納するとともに、前記半導体素子（１０）の主表面、裏面をそれぞれ前記貫通穴（４０１）の一方の開口部、他方の開口部より露出させる第１の工程と、
    前記第１の工程の後、前記半導体素子（１０）の主表面および当該主表面側に位置する前記第３の樹脂シート（４００）の外面に、前記第１の樹脂シート（１００）の一方の主面を直接接触させつつ、前記第１の樹脂シート（１００）の導電性部材（３００）と前記表面電極（１１）とを電気的に接続して、前記第１の樹脂シート（１００）によって前記半導体素子（１０）の主表面を覆う第２の工程と、
    前記第１の工程の後、前記半導体素子（１０）の裏面および当該裏面側に位置する前記第３の樹脂シート（４００）の外面に、前記第２の樹脂シート（２００）の一方の主面を直接接触させつつ、前記第２の樹脂シート（２００）の導電性部材（３００）と前記裏面電極（１２）とを電気的に接続して、前記第２の樹脂シート（２００）によって前記半導体素子（１０）の裏面を覆う第３の工程と、
    前記各工程の後、前記第１の樹脂シート（１００）の他方の主面側、前記第２の樹脂シート（２００）の他方の主面側から加圧するように、熱を加えながら熱プレスを行うことにより、前記各樹脂シート（１００、２００、３００）同士を融着させる第４の工程とを実行することを特徴とする半導体装置の製造方法。

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