JP2013258334A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】両面放熱構造の半導体装置においてモールド樹脂と絶縁シートとの密着力を確保すること、及びモールド樹脂と絶縁シートとの密着力を確保することができる両面放熱構造の半導体装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】両面に電極11を有する半導体素子10を両面から放熱する両面放熱構造の半導体装置100であって、半導体素子10と、各電極11に接続されたヒートシンク20と、各ヒートシンク20の一部を放熱面21として露出しつつ、半導体素子10とヒートシンク20とを封止しているモールド樹脂60と、放熱面21を覆う絶縁シート40と、を備え、モールド樹脂60は、放熱面21が露出した両面の夫々において、放熱面21を囲う位置に凹部60aが設けられており、絶縁シート40は、放熱面21の全体を覆いつつ、端部が凹部60a内に接着されている。
【選択図】図2
【解決手段】両面に電極11を有する半導体素子10を両面から放熱する両面放熱構造の半導体装置100であって、半導体素子10と、各電極11に接続されたヒートシンク20と、各ヒートシンク20の一部を放熱面21として露出しつつ、半導体素子10とヒートシンク20とを封止しているモールド樹脂60と、放熱面21を覆う絶縁シート40と、を備え、モールド樹脂60は、放熱面21が露出した両面の夫々において、放熱面21を囲う位置に凹部60aが設けられており、絶縁シート40は、放熱面21の全体を覆いつつ、端部が凹部60a内に接着されている。
【選択図】図2
Description
本発明は、半導体装置及びその製造方法に関するものである。
従来、絶縁シートによって絶縁性を確保する半導体装置の一例として、特許文献1に記載された半導体装置(モールド樹脂封止型パワー半導体装置)がある。
この半導体装置は、放熱部材(ヒートシンク)と、放熱部材上に搭載された半導体素子(パワー半導体チップ)と、を有し、放熱部材の底面が外部に露出するように、放熱部材と半導体素子とがモールド樹脂によって封止されている。そして、モールド樹脂の外部に露出した放熱部材の底面上には、金属層と絶縁部材(絶縁樹脂層)との積層構造(複合体)から成る絶縁シートが固着されている。つまり、放熱部材の底面上に絶縁部材が固着されており、この絶縁部材に金属層が固着されている。
上述の特許文献1に開示された半導体装置は、モールド樹脂の一面にのみ放熱部材が露出した構造である。つまり、片面放熱構造の半導体装置である。この片面放熱構造の半導体装置において、放熱部材の底面上に絶縁部材を固着させる場合、未硬化の絶縁部材とモールド樹脂とを一括して成型するか、又は成型後のモールド樹脂の外側から絶縁部材を貼り付けることが考えられる。
ところで、半導体装置には、モールド樹脂にてモールドされた半導体素子を両面から放熱する構造(所謂、両面放熱構造の半導体装置)もある。このような半導体装置は、半導体素子と、半導体素子を挟み込むように配置された放熱部材とをモールド樹脂でモールドした後に、切削によって放熱面を露出させる必要がある。よって、両面放熱構造の半導体装置では、未硬化の絶縁部材とモールド樹脂とを一括して成型することができないため、成型後のモールド樹脂に絶縁部材を貼り付ける必要がある。しかしながら、成型後のモールド樹脂に絶縁部材を貼り付けた場合、未硬化の絶縁部材とモールド樹脂とを一括して成型する場合よりも密着力が確保できない。
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、両面放熱構造の半導体装置においてモールド樹脂と絶縁部材との密着力を確保すること、及びモールド樹脂と絶縁部材との密着力を確保することができる両面放熱構造の半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために請求項1に記載の半導体装置は、
両面に電極(11)を有する半導体素子(10)を両面から放熱する両面放熱構造の半導体装置であって、
半導体素子と、
各電極に接続された、金属からなる二つの放熱部材(20)と、
各放熱部材の一部を放熱面(21)として露出しつつ、半導体素子と放熱部材とを封止しているモールド樹脂(60,61,62,63,64)と、
放熱面を覆う絶縁部材(40)と、を備え、
モールド樹脂は、放熱面が露出した両面の夫々において、放熱面を囲う位置に凹部(60a,61a,62a,63a,64a)が設けられており、
絶縁部材は、放熱面の全体を覆いつつ、端部が凹部内に接着されていることを特徴とする。
両面に電極(11)を有する半導体素子(10)を両面から放熱する両面放熱構造の半導体装置であって、
半導体素子と、
各電極に接続された、金属からなる二つの放熱部材(20)と、
各放熱部材の一部を放熱面(21)として露出しつつ、半導体素子と放熱部材とを封止しているモールド樹脂(60,61,62,63,64)と、
放熱面を覆う絶縁部材(40)と、を備え、
モールド樹脂は、放熱面が露出した両面の夫々において、放熱面を囲う位置に凹部(60a,61a,62a,63a,64a)が設けられており、
絶縁部材は、放熱面の全体を覆いつつ、端部が凹部内に接着されていることを特徴とする。
このように、放熱面を覆う絶縁部材の端部をモールド樹脂の凹部内に接着することによって、絶縁部材とモールド樹脂との接着面積を増やすことができる。よって、モールド樹脂の両面に放熱面が露出した両面放熱構造の半導体装置であっても、モールド樹脂と絶縁部材との密着力を確保することができる。つまり、絶縁部材がモールド樹脂から剥がれることを抑制することができる。
また、請求項2に示すように、絶縁部材の端部とモールド樹脂との境を覆いつつ、モールド樹脂に取り付けられた保護部材(50,51,52,53)を備えるようにしてもよい。
このようにすることによって、絶縁部材の端部とモールド樹脂との境におけるモールド樹脂と絶縁部材との密着力を向上させることができる。また、絶縁部材の端部が吸湿などによって劣化することによって、絶縁部材の端部とモールド樹脂との境での密着力が低下することを抑制することができる。
また、請求項3に示すように、保護部材は金属を用いるようにしてもよい。
このように、保護部材として金属を用いることによって、機械的な応力による絶縁部材の剥がれも抑制することができる。
また、請求項4に示すように、保護部材(50,53)は、絶縁部材の露出している表面全体を覆うようにしてもよい。
このようにすることによって、絶縁部材の吸湿を抑制しつつ、絶縁部材の露出している表面全体を機械的な応力から保護することができる。
また、請求項5に示すように、絶縁部材(40)及び保護部材(50,51)は、角部が丸め形状を有するようにしてもよい。このように、角部を丸め形状とすることで角部にかかる応力を減らすことが出来る。
また、請求項6に示すように、保護部材は、絶縁部材を囲う位置において、接着剤(80、81,82)によってモールド樹脂に接着されていてもよい。
このようにすることによって、保護部材とモールド樹脂との密着力を向上させることができる。また、これに伴って、絶縁部材がモールド樹脂から剥がれることをより一層抑制することができる。
また、請求項7に示すように、モールド樹脂(61)は、凹部(61a)を囲う位置に、保護部材の端部が配置される保護部材用凹部(61b)を備えていてもよい。
このようにすることによって、絶縁部材を保護部材で確実に覆うことができる。よって、絶縁部材が吸湿などによって劣化することによって、絶縁部材の端部とモールド樹脂との境での密着力が低下することをより一層抑制することができる。
また、請求項8に示すように、凹部(62a,63a)における絶縁部材が接触する部位は、周辺よりも凹んだ凹形状部及び周辺よりも突出した凸形状部のいずれか一方が設けられていてもよい。
このようにすることによって、凹部と絶縁部材との接触面積を広くすることができるので、凹部と絶縁部材との密着力をより一層向上させることができる。
また、請求項9に示すように、凹部(60a,61a,62a,63a)内の全体に、絶縁部材が接着していようにしてもよい。
このようにすることによっても、凹部と絶縁部材との接触面積を広くすることができるので、凹部と絶縁部材との密着力をより一層向上させることができる。
また、請求項10に示すように、モールド樹脂の表面に設けられた凹部と、モールド樹脂の裏面に設けられた凹部とは、モールド樹脂を介して対向する位置に設けられていてもよい。
このようにすることによって、同じ形状、同じサイズの絶縁部材を、モールド樹脂の各面に接着することができる。つまり、モールド樹脂の各面で、絶縁部材を共通部品化することができる。
上記目的を達成するために請求項11に記載の半導体装置の製造方法は、
両面に電極(11)を有する半導体素子(10)を両面から放熱する両面放熱構造の半導体装置の製造方法であって、
半導体素子と、各電極に接続された金属からなる二つの放熱部材(20)とをモールド樹脂(60,61,62,63,64)にてモールドする工程であり、放熱部材に対応する領域を囲う位置に周辺よりも突出した凸部を有する金型を用いてモールドするモールド工程と、
モールド工程後に、表面を切削して放熱部材の一面を放熱面(21)としてモールド樹脂から露出させる切削工程と、
切削工程後に、放熱面側に絶縁部材(40)を貼り付ける工程であって、前記絶縁部材で前記放熱面の全体を覆いつつ、前記金型の凸部によって形成された前記モールド樹脂の凹部(60a,61a,62a,63a,64a)内に前記絶縁部材の端部を接着する貼付工程と、を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
を特徴とする。
両面に電極(11)を有する半導体素子(10)を両面から放熱する両面放熱構造の半導体装置の製造方法であって、
半導体素子と、各電極に接続された金属からなる二つの放熱部材(20)とをモールド樹脂(60,61,62,63,64)にてモールドする工程であり、放熱部材に対応する領域を囲う位置に周辺よりも突出した凸部を有する金型を用いてモールドするモールド工程と、
モールド工程後に、表面を切削して放熱部材の一面を放熱面(21)としてモールド樹脂から露出させる切削工程と、
切削工程後に、放熱面側に絶縁部材(40)を貼り付ける工程であって、前記絶縁部材で前記放熱面の全体を覆いつつ、前記金型の凸部によって形成された前記モールド樹脂の凹部(60a,61a,62a,63a,64a)内に前記絶縁部材の端部を接着する貼付工程と、を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
を特徴とする。
このように、放熱面を覆う絶縁部材の端部をモールド樹脂の凹部内に接着することによって、絶縁部材とモールド樹脂との接着面積を増やすことができる。よって、モールド樹脂の両面に放熱面が露出した両面放熱構造の半導体装置であっても、モールド樹脂と絶縁部材との密着力を確保することができる。従って、絶縁部材がモールド樹脂から剥がれにくい半導体装置を製造することができる。
また、請求項12に示すように、貼付工程後に、絶縁部材の端部とモールド樹脂との境を覆いつつモールド樹脂に保護部材(50,51,52,53)を取り付ける取付工程を備えるようにしてもよい。
このようにすることによって、絶縁部材の端部とモールド樹脂との境におけるモールド樹脂と絶縁部材との密着力を向上させることができる。また、絶縁部材の端部が吸湿などによって劣化することによって、絶縁部材の端部とモールド樹脂との境での密着力が低下することを抑制することができる。つまり、絶縁部材がモールド樹脂からより一層剥がれにくい半導体装置を製造することができる。
また、請求項13に示すように、貼付工程と同時に、絶縁部材の端部とモールド樹脂との境を覆いつつモールド樹脂に保護部材(50,51,52,53)を取り付ける取付工程を備えるようにしてもよい。
このようにすることによって、絶縁部材の端部とモールド樹脂との境におけるモールド樹脂と絶縁部材との密着力を向上させることができる。また、絶縁部材が吸湿などによって劣化することによって、絶縁部材の端部とモールド樹脂との境での密着力が低下することを抑制することができる。つまり、絶縁部材がモールド樹脂からより一層剥がれにくい半導体装置を製造することができる。さらに、このように、貼付工程と同時に、取付工程を行うようにしてもよい。これによって、半導体装置の製造時間を短縮することができる。
また、請求項14に示すように、取付工程では、保護部材として金属を用いるようにしてもよい。
このようにすることによって、機械的な応力による絶縁部材の剥がれが抑制された半導体装置を製造することができる。
また、請求項15に示すように、取付工程では、絶縁部材の露出している表面全体を覆いつつ、保護部材(50,53)をモールド樹脂に取り付けるようにしてもよい。
このようにすることによって、絶縁部材の吸湿が抑制され、且つ、絶縁部材の露出している表面全体が機械的な応力から保護された半導体装置を製造することができる。
また、請求項16に示すように、切削工程後に、凹部内に未硬化の樹脂(80)を塗布する塗布工程を備え、貼付工程は、塗布工程後に行われるものであり、未硬化の樹脂上に絶縁部材を配置した後に、未硬化の樹脂を硬化させるようにしてもよい。
このようにすることによって、モールド樹脂と絶縁部材との密着力をより一層向上させることができる。よって、モールド樹脂と絶縁部材との密着力がより一層向上した半導体装置を製造することができる。
以下、本発明の実施形態を図1〜図4に基づいて説明する。
図1,図2に示すように、半導体装置100は、モールド樹脂60で封止された半導体素子10を両面から放熱(冷却)する両面放熱構造を有するものである。なお、この半導体装置100は、例えば車両のインバータ回路に組み入れられ、負荷(例えばモータ等)をPWM制御するための装置として適用される。換言すると、半導体装置100は、所謂パワーカードである。
一例として、半導体装置100は、図3に示すように、冷却器200に取り付けられるものである。つまり、半導体装置100は、冷却器200によって両面から冷却される。ここで、冷却器200に関して、簡単に説明しておく。冷却器200は、冷却用の流体(冷媒)で冷却対象(ここでは半導体装置100)を冷却するものであり、所謂熱交換器である。冷却器200は、金属からなる壁面によって囲まれた冷媒(流体)流路を有する冷却部210,220と、冷却部210,220の冷媒流路に冷媒を供給する供給口230、半導体装置100から発せられた熱によって暖められた冷媒を冷却部210,220から排出する排出口240などを備えて構成されている。そして、半導体装置100は、冷却部210と冷却部220に挟み込まれて冷却器200に取り付けられる。
ここで、半導体装置100の説明に戻る。図2に示すように、半導体装置100は、両面に電極11を備えた二つの半導体素子10、二つのヒートシンク(放熱部材)20、絶縁シート40、金属膜50、モールド樹脂(絶縁性樹脂)60、大電流用端子71、小電流用端子72などを備えて構成されている。半導体装置100は、二つの半導体素子10、二つのヒートシンク20の一部、大電流用端子71の一部、小電流用端子72の一部がモールド樹脂14で封止されてなるものである。なお、本実施形態においては、二つの半導体素子10を備えている半導体装置100(所謂2in1型の半導体装置)を一例として採用している。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、半導体素子を一つのみ備える半導体装置であってもよいし、三つ以上備える半導体装置であっても目的は達成することができる。
半導体素子10は、両面に電極11(表面電極と裏面電極)を備えるものであり、IGBTやRC−IGBTやMOSFETなどのスイッチング素子を採用することができる。言い換えると、半導体素子10はパワー半導体素子である。よって、半導体装置100は、パワー半導体装置とも言い換えることもできる。なお、本実施形態においては、図2において、半導体素子10の上側の電極を表面電極11、半導体素子10の下側の電極を裏面電極11とも称する。また、特に表面電極と裏面電極とを区別する必要がない場合は、単に電極11、両面電極11などと称する。
この半導体素子10の各電極11の夫々には、金属からなるヒートシンク(放熱部材)20が電気的及び機械的に接続されている。例えば、一方のヒートシンク20は、半導体素子10のエミッタ電極(両面電極11の一方)に電気的及び機械的に接続されており、他方のヒートシンク20は、半導体素子10のコレクタ電極(両面電極11の他方)に電気的及び機械的に接続されている。このように、半導体装置100は、少なくとも二つのヒートシンク20が設けられている。
半導体素子10の裏面電極11は、例えば半田などの導電性接続部材を介してヒートシンク20と接続されている。一方、半導体素子10の表面電極11は、金属からなるブロック体30を介してヒートシンク20と接続されている。このように半導体装置100は、半導体素子10の両面からヒートシンク20を用いて放熱する両面放熱構造と言い換えることができる。
なお、表面電極11とブロック体30とは、例えば半田などの導電性接続部材を介して接続されている。同様に、ブロック体30とヒートシンク20とは、導電性接続部材を介して接続されている。なお、表面電極11に接続されているヒートシンク20と、裏面電極11に接続されているヒートシンク20とは、同じ形状(例えば直方体形状)、サイズを有するものを採用することができる。ただし、両ヒートシンク20は、製造誤差などによって、形状及びサイズが多少異なることもある。
このヒートシンク20は、半導体素子10から発せられた熱を放熱するための放熱部としての機能を有するとともに、半導体装置100と外部装置とを電気的に接続するための外部接続端子の一部としての機能を有する。ヒートシンク20の夫々は、各大電流用端子71と一体的に設けられているか、若しくは、導電性接続部材を介して各大電流用端子71と接続されており、外部接続端子の一部として機能する。
また、各ヒートシンク20は、半導体素子10との対向面の裏面がモールド樹脂60の外部に露出している。このヒートシンク20の裏面が、図1,2などにおいて符号21で示す部位である。この符号21は、半導体素子10から発せられた熱を放熱するための放熱部として機能する一部である放熱面である。よって、各放熱面21は、大電流用端子71の一つと電気的に接続されている。例えば、表面電極11と対向するヒートシンク20の放熱面21は、図1の左側の大電流用端子71と電気的に接続されている。一方、裏面電極11と対向するヒートシンク20の放熱面21は、図1の右側の大電流用端子71と電気的に接続されている。
また、ヒートシンク20は、熱伝導性及び電気伝導性を確保すべく、例えば、Cu、Au、Ag、Al、Mo又は、これら金属の少なくとも1種類を含む合金のいずれかの金属材料からなるものである。ただし、これらの金属材料以外であっても、熱伝導性及び電気伝導性に優れたものであれば採用することができる。
また、半導体素子10の少なくとも一方は、ボンディングワイヤ(図示省略)などを介して小電流用端子72(信号用端子)と電気的に接続されている。小電流用端子72は、半導体素子の制御用信号が流れる端子であり、大電流用端子71に比べて、十分小さい電流が流れるものである。小電流用端子72は、一つの半導体素子10に対して、数本設けられている。
ところで、半導体装置100は、大電流用端子71,小電流用端子72以外にも、半導体素子10の電極11に電気的に接続された放熱面21(ヒートシンク20の一部)がモールド樹脂60の外部に露出している。このような状態はあまり好ましくはない。例えば、上述のように、半導体装置100は、冷却部210と冷却部220に挟み込まれて冷却器200に取り付けられることもある。この場合、半導体装置100は、各放熱面21が冷却部210又は冷却部220に対向配置される。しかしながら、放熱面21と冷却部210及び放熱面21と冷却部220は、電気的に絶縁させる必要がある。
そこで、半導体装置100は、放熱面21を覆うように絶縁シート40が設けられている。この絶縁シート40は、本発明の特許請求の範囲における絶縁部材に相当するものである。絶縁シート40は、放熱面21の全体(表面全体)を覆うものである。言い換えると、絶縁シート40は、ヒートシンク20における、モールド樹脂60から放熱面として露出した部位の全体を覆うものである。
従って、絶縁シート40の形状やサイズは、放熱面21の全体を覆えて、且つ、放熱面21の周辺にあるモールド樹脂60(凹部60a)まで達するものであれば特に限定されるものではない。本実施形態においては、一例として、図1に示すように、矩形形状の絶縁シート40を採用している。さらに、本実施形態においては、矩形形状であり、且つ、角部が丸め形状(角部がR形状、角部が角取りされた形状)を有する絶縁シート40を採用している。このように、角部を丸め形状とすることで角部にかかる応力を減らすことが出来る。
また、絶縁シート40の厚みは、放熱面21からの放熱性を極端に阻害することなく、放熱面21の絶縁性を確保できる程度であれば十分である。さらに、絶縁シート40の材料は、例えば、エポキシ系樹脂に、アルミナ粉末、又は窒化珪素粉末、又は窒化アルミニウム粉末、又は窒化ホウ素粉末の何れかを、あるいは、それらの内の、少なくとも2種類の粉末から成る混合体を、無機フィラーとして混ぜたものなどを用いることが出来る。
さらに、図2に示すように、本実施形態における絶縁シート40は、自身の端部(縁部)がモールド樹脂60に設けられた凹部60a内に接着されている。つまり、モールド樹脂60は、放熱面21が露出した両面の夫々において、放熱面21を囲う位置に凹部60aが設けられている。凹部60aは、モールド樹脂60の放熱面21が露出している面において、自身の周囲よりも窪んだ部位である。本実施形態では、一例として、放熱面21を囲い、環状に設けられた凹部60aを採用している。言い換えると、凹部60aは、放熱面21を取り囲むように設けられた溝である。なお、凹部60aの形状、深さに関しては、特に限定されるものではない。
ただし、凹部60aは、図2に示すように、モールド樹脂60の表面に設けられた凹部60aと、モールド樹脂60の裏面に設けられた凹部60aとは、モールド樹脂60を介して対向する位置に設けると好ましい。つまり、図2の上側の凹部60aと、図2の下側の凹部60aとは、モールド樹脂60を介して対向する位置に設けると好ましい。このようにすることによって、同じ形状、同じサイズの絶縁シート40を、モールド樹脂60の各面に接着することができる。つまり、モールド樹脂60の各面で、絶縁シート40を共通部品化することができる。
また、半導体装置100は、図1などに示すように、金属膜50が、少なくとも絶縁シート40の端部とモールド樹脂60との境を覆いつつ、モールド樹脂60に取り付けられている。この金属膜50は、本発明の特許請求の範囲における保護部材に相当するものである。
また、図2に示すように、金属膜50は、端部が凹部60a内に配置された状態でモールド樹脂60に取り付けられている。つまり、凹部60a内には、絶縁シート40の端部と金属膜50の端部の両方が配置されている。なお、本実施形態においては、金属膜50は、絶縁シート40の露出している表面全体を覆うように設けられている。
従って、金属膜50の形状やサイズは、絶縁シート40の露出している表面全体を覆えて、且つ、凹部60aまで達するものであれば特に限定されるものではない。本実施形態においては、一例として、図1に示すように、矩形形状の金属膜50を採用している。さらに、本実施形態においては、矩形形状であり、且つ、角部が丸め形状(角部がR形状、角部が角取りされた形状)を有する金属膜50を採用している。このように、角部を丸め形状とすることで角部にかかる応力を減らすことが出来る。
また、金属膜50の厚みは、放熱面21からの放熱性を阻害しない熱容量を有する程度であれば十分である。さらに、金属膜50の材料は、例えば、Al、Cuなどを採用することができる。なお、金属膜50は、半導体装置100を冷却器200に取り付けた際に、冷却部210又は冷却部220に接触する部位である。よって、金属膜50は、冷却部210及び冷却部220の材料と同等の材料を採用すると、冷却部210及び冷却部220との密着性が向上するので好ましい。
このように、金属膜50を設けることによって、絶縁シート40の端部とモールド樹脂60との境におけるモールド樹脂60と絶縁シート40との密着力を向上させることができる。また、絶縁シート40の端部が吸湿などによって劣化することによって、絶縁シート40の端部とモールド樹脂60との境での密着力が低下することを抑制することができる。また、保護部材として金属膜50を用いることによって、機械的な応力による絶縁シート40の剥がれも抑制することができる。さらに、金属膜50で絶縁シート40の露出している表面全体を覆うようにすることによって、絶縁シート40の吸湿を抑制しつつ、絶縁シート40の露出している表面全体を機械的な応力から保護することができる。
なお、本実施形態では、金属膜50が設けられた半導体装置100を採用している。しかしながら、本発明は、金属膜50が設けられていなくても、目的は達成できる。また、保護部材は、金属膜50に限定されるものではない。保護部材としては、例えば、絶縁シート40とモールド樹脂60との境目に水分が浸入するのを抑制できるような樹脂材料や、絶縁シート40の端部がモールド樹脂60から剥がれるのを抑制できるような樹脂材料であっても採用することができる。
ここで、半導体装置100の製造方法に関して説明する。なお、ここでは、本発明に特徴的な部分を中心に説明する。
まず、半導体素子10と、各電極11に接続された二つのヒートシンク20とをモールド樹脂60(つまり、絶縁性樹脂)にてモールドする(モールド工程)。このモールド工程では、成型後のモールド樹脂60に凹部60aを設けるために、凸部を有する金型を用いる。この金型は、自身の内面における、ヒートシンク20の放熱面21となる面に対向する領域を囲う位置に、周辺よりも突出した凸部を有する。つまり、形成した凹部60aの形状に応じた形状に凸部を有する金型を用いてモールドする。これによって、図4に示すような、凹部60aを有し、モールド樹脂60で半導体素子10、ヒートシンク20などを封止した形成体ができる。
本実施形態のような半導体装置100を製造する場合、一方のヒートシンク20を金型の底面に配置してモールドすることによって、一方のヒートシンク20の一面を放熱面21としてモールド樹脂60から露出させることができる(図4参照)。しかしながら、他方のヒートシンク20は、図4に示すように、モールドしただけで、一面を放熱面21としてモールド樹脂60から露出させるのは難しい。
そこで、図4に示すように、二点鎖線で示す切削位置まで成形体を切削することで、ヒートシンク20の一面を放熱面21としてモールド樹脂60から露出させる。つまり、モールド工程後に、成形体の一方の表面を切削して、ヒートシンク20の一面を放熱面21としてモールド樹脂60から露出させる(切削工程)。言い換えると、モールド工程後に、モールド樹脂60から放熱面21を露出させる面出し工程を行う。
この切削工程後に、両放熱面21側に絶縁シート40を貼り付ける(貼付工程)。この貼付工程では、絶縁シート40で放熱面21の全体を覆いつつ、モールド樹脂60の凹部60a内に絶縁シート40の端部を接着する。さらに、本実施形態においては、貼付工程後に、絶縁シート40の端部とモールド樹脂60との境を覆いつつモールド樹脂60に金属膜50を取り付ける(取付工程)。このとき、金属膜50の縁部を屈曲させて絶縁シート40の端部とモールド樹脂60との境を覆うようにする。なお、取付工程では、絶縁シート40の露出している表面全体を覆いつつ、金属膜50をモールド樹脂60に取り付けるようにしてもよい。
このように、放熱面21を覆う絶縁シート40の端部をモールド樹脂60の凹部60a内に接着することによって、絶縁シート40とモールド樹脂60との接着面積を増やすことができる。よって、モールド樹脂60の両面に放熱面21が露出した両面放熱構造の半導体装置100であっても、モールド樹脂60と絶縁シート40との密着力を確保することができる。従って、絶縁シート40がモールド樹脂60から剥がれにくい半導体装置100を製造することができる。
また、このように取付工程を行うことによって、絶縁シート40の端部とモールド樹脂60との境におけるモールド樹脂60と絶縁シート40との密着力を向上させることができる。また、絶縁シート40の端部が吸湿などによって劣化することによって、絶縁シート40の端部とモールド樹脂60との境での密着力が低下することを抑制することができる。つまり、絶縁シート40がモールド樹脂60からより一層剥がれにくい半導体装置100を製造することができる。
また、このように、保護部材として金属膜50を採用することによって、機械的な応力による絶縁部材の剥がれが抑制された半導体装置100を製造することができる。さらに、絶縁シート40の露出している表面全体を金属膜50で覆うことによって、絶縁シート40の吸湿が抑制され、且つ、絶縁シート40の露出している表面全体が機械的な応力から保護された半導体装置100を製造することができる。
また、上述のように、切削によって放熱面21をモールド樹脂60から露出させることによって、放熱面21として要求される平坦度の確保することができる。よって、放熱面21上に保護シート40及び金属膜50を設けた場合に、金属膜50の平坦度(つまり、半導体装置100の一面の平坦度)も要求される程度に確保することができる。従って、半導体装置100を冷却器200に取り付けた場合に、金属膜50と冷却部210及び冷却部220との密着力を向上させることができる。
なお、貼付工程と同時に、絶縁シート40の端部とモールド樹脂60との境を覆いつつモールド樹脂60に金属膜50を取り付ける(取付工程)ようにしてもよい。このように、切削工程後に貼付工程を行う場合と同様の効果を奏することができ、更に、半導体装置100の製造時間を短縮することができる。
また、金属膜50は、自身の端部を凹部60aに嵌合(圧入)することによって取り付けてもよいし(固定してもよいし)、螺子などの固定部材でモールド樹脂60に取り付けてもよい(固定してもよい)。
また、上述のように、本発明は、金属膜50が設けられていなくても、目的は達成できる。よって、金属膜50が設けられていない半導体装置を採用する場合は、当然ながら取付工程は必要ない。また、上述のように、保護部材は、金属膜50に限定されるものではない。よって、保護部材として樹脂材料を採用する場合は、当然ながら、樹脂材料からなる保護部材を取り付ける取付工程を行うことになる。
ここまで説明したこのように、半導体装置100は、放熱面21を覆う絶縁シート40の端部がモールド樹脂60に設けられた凹部60a内に接着されている。このように、絶縁シート40の端部をモールド樹脂の凹部60a内に接着することによって、絶縁シート40とモールド樹脂60との接着面積を増やすことができる。よって、モールド樹脂60の両面に放熱面21が露出した両面放熱構造の半導体装置100であっても、モールド樹脂60と絶縁シート40との密着力を確保することができる。つまり、絶縁シート40がモールド樹脂60から剥がれることを抑制することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。
(変形例1)
ここで、図5を用いて、変形例1における半導体装置101に関して説明する。なお、変形例1の半導体装置101と、上述の実施形態の半導体装置100とで共通する点は、図面において同じ符号を付与するなどして説明を省略する。
ここで、図5を用いて、変形例1における半導体装置101に関して説明する。なお、変形例1の半導体装置101と、上述の実施形態の半導体装置100とで共通する点は、図面において同じ符号を付与するなどして説明を省略する。
図5に示すように、半導体装置101は、絶縁シート40とモールド樹脂60、及び金属膜50とモールド樹脂60が、樹脂材料からなる接着部材(接着材)80で接着されている(固定されている)。つまり、半導体装置101は、金属膜50が絶縁シート40を囲う位置において、接着剤80によってモールド樹脂60に接着されている。よって、金属膜50における接着剤80によってモールド樹脂60に接着されている部位は、絶縁シート40を取り囲むように設けられている。つまり、この部位は、絶縁シート40の周囲(外側)に、環状に設けられている。
この半導体装置101を製造する際には、切削工程後に、凹部60a内に未硬化の樹脂80を塗布する(塗布工程)。そして、貼付工程は、塗布工程後に行われるものであり、凹部60a内の未硬化の樹脂80上に絶縁シート40及び金属膜50を配置した後に、未硬化の樹脂80を硬化させる。
変形例1における半導体装置101であっても、上述の実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、保護シート40とモールド樹脂60との密着力、及び金属膜50とモールド樹脂60との密着力を向上させることができる。また、これに伴って、絶縁シート40がモールド樹脂60から剥がれることをより一層抑制することができる。また、万が一、絶縁シート40がモールド樹脂60から剥がれたとしても、接着材80がモールド樹脂60との界面で先に剥がれることになる。よって、絶縁シート40の端部は接着材80で覆われたままとなる。
なお、変形例1は、金属膜50が設けられていなくても、目的は達成することができる。また、保護部材としては、例えば、絶縁シート40とモールド樹脂60との境目に水分が浸入するのを抑制できるような樹脂材料や、絶縁シート40の端部がモールド樹脂60から剥がれるのを抑制できるような樹脂材料であっても採用することができる。
(変形例2)
ここで、図6を用いて、変形例2における半導体装置102に関して説明する。なお、変形例2の半導体装置102と、上述の実施形態の半導体装置100とで共通する点は、図面において同じ符号を付与するなどして説明を省略する。また、製造方法は、上述の実施形態と略同様であるため説明を省略する。
ここで、図6を用いて、変形例2における半導体装置102に関して説明する。なお、変形例2の半導体装置102と、上述の実施形態の半導体装置100とで共通する点は、図面において同じ符号を付与するなどして説明を省略する。また、製造方法は、上述の実施形態と略同様であるため説明を省略する。
図6に示す半導体装置102は、モールド樹脂61における凹部61aを囲う位置に、金属膜50の端部が配置される保護部材用凹部61bが設けられている。この保護部材用凹部61bは、凹部61aを囲い、環状に設けられている。言い換えると、半導体装置102は、凹部61aと保護部材用凹部61bのように二重に溝が設けられている。なお、保護部材用凹部61bは、凹部61aの深さよりも深く設けられている。
さらに、半導体装置102は、金属膜50が絶縁シート40を囲う位置(すなわち、保護部材用凹部61b)において、接着剤81によってモールド樹脂60に接着されている。よって、金属膜50における接着剤81によってモールド樹脂60に接着されている部位は、絶縁シート40を取り囲むように設けられている。つまり、この部位は、絶縁シート40の周囲(外側)に、環状に設けられている。なお、この接着材81の材料は、特に限定されるものではなく、金属膜50とモールド樹脂60とを接着可能な材料であればよい。
変形例2における半導体装置102であっても、上述の実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、このようにすることによって、絶縁シート40を金属膜50で確実に覆うことができる。よって、絶縁シート40が吸湿などによって劣化することによって、絶縁シート40の端部とモールド樹脂60との境での密着力が低下することをより一層抑制することができる。
なお、変形例2においても、保護部材としては、例えば、絶縁シート40とモールド樹脂60との境目に水分が浸入するのを抑制できるような樹脂材料や、絶縁シート40の端部がモールド樹脂60から剥がれるのを抑制できるような樹脂材料であっても採用することができる。
(変形例3)
ここで、図7を用いて、変形例3における半導体装置103に関して説明する。なお、変形例1の半導体装置103と、上述の実施形態の半導体装置100とで共通する点は、図面において同じ符号を付与するなどして説明を省略する。また、製造方法は、上述の実施形態と略同様であるため説明を省略する。また、製造方法は、上述の実施形態と略同様であるため説明を省略する。
ここで、図7を用いて、変形例3における半導体装置103に関して説明する。なお、変形例1の半導体装置103と、上述の実施形態の半導体装置100とで共通する点は、図面において同じ符号を付与するなどして説明を省略する。また、製造方法は、上述の実施形態と略同様であるため説明を省略する。また、製造方法は、上述の実施形態と略同様であるため説明を省略する。
図7に示す半導体装置103は、凹部60a内の全体に、絶縁シート40が接着している。言い換えると、凹部60a内は、絶縁シート40によって満たされて、且つ、絶縁シート40が接着している。さらに、凹部60a内の全てに、絶縁シート40が収容されて、且つ、絶縁シート40が接着していると言い換えることができる。
変形例3における半導体装置103であっても、上述の実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、このようにすることによって、凹部60aと絶縁シート40との接触面積を広くすることができるので、凹部60aと絶縁シート40との密着力をより一層向上させることができる。
なお、変形例3は、金属膜50が設けられていなくても、目的は達成することができる。また、保護部材としては、例えば、絶縁シート40とモールド樹脂60との境目に水分が浸入するのを抑制できるような樹脂材料や、絶縁シート40の端部がモールド樹脂60から剥がれるのを抑制できるような樹脂材料であっても採用することができる。
(変形例4)
ここで、図8を用いて、変形例4における半導体装置104に関して説明する。なお、変形例4の半導体装置104と、上述の実施形態の半導体装置100とで共通する点は、図面において同じ符号を付与するなどして説明を省略する。また、製造方法は、上述の実施形態と略同様であるため説明を省略する。
ここで、図8を用いて、変形例4における半導体装置104に関して説明する。なお、変形例4の半導体装置104と、上述の実施形態の半導体装置100とで共通する点は、図面において同じ符号を付与するなどして説明を省略する。また、製造方法は、上述の実施形態と略同様であるため説明を省略する。
図8に示す半導体装置104は、変形例3と同様に、凹部60a内の全体に、絶縁シート40が接着している。さらに、半導体装置104は、金属膜50が絶縁シート40を囲う位置において、接着剤82によってモールド樹脂60に接着されている。より詳細には、金属膜50における接着剤82によってモールド樹脂60に接着されている部位は、絶縁シート40を取り囲むように設けられている。つまり、この部位は、絶縁シート40の周囲(外側)に、環状に設けられている。なお、この接着材82の材料は、変形例2の接着材81と同様に特に限定されるものではなく、金属膜50とモールド樹脂60とを接着可能な材料であればよい。
この変形例4における半導体装置104であっても、上述の実施形態、変形例2、変形例3と同様の効果を奏することができる。なお、変形例4においても、保護部材としては、例えば、絶縁シート40とモールド樹脂60との境目に水分が浸入するのを抑制できるような樹脂材料や、絶縁シート40の端部がモールド樹脂60から剥がれるのを抑制できるような樹脂材料であっても採用することができる。
(変形例5)
ここで、図9を用いて、変形例5における半導体装置105に関して説明する。なお、変形例5の半導体装置105と、上述の実施形態の半導体装置100とで共通する点は、図面において同じ符号を付与するなどして説明を省略する。また、製造方法は、上述の実施形態と略同様であるため詳しい説明を省略する。
ここで、図9を用いて、変形例5における半導体装置105に関して説明する。なお、変形例5の半導体装置105と、上述の実施形態の半導体装置100とで共通する点は、図面において同じ符号を付与するなどして説明を省略する。また、製造方法は、上述の実施形態と略同様であるため詳しい説明を省略する。
図9に示す半導体装置105は、モールド樹脂62の凹部62aにおける絶縁シート40が接触する部位に、周辺よりも凹んだ凹形状部が設けられている。言い換えると、凹部62aは、段階的に深さが異なるものである。更に、凹部62aは、二十溝形状と言い換えることもできる。なお、このような形状の凹部62aとする方法は、例えば、切削加工(ブラスト加工など)やコールドスプレー加工などを採用することができる。また、金型の突起の形状によって、このような形状の凹部62aを形成することもできる。
変形例5における半導体装置105であっても、上述の実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、凹部62aと絶縁シート40との接触面積を広くすることができるので、凹部62aと絶縁シート40との密着力をより一層向上させることができる。
なお、変形例5は、金属膜50が設けられていなくても、目的は達成することができる。また、保護部材としては、例えば、絶縁シート40とモールド樹脂62との境目に水分が浸入するのを抑制できるような樹脂材料や、絶縁シート40の端部がモールド樹脂62から剥がれるのを抑制できるような樹脂材料であっても採用することができる。
(変形例6)
ここで、図10を用いて、変形例6における半導体装置106に関して説明する。なお、変形例6の半導体装置106と、上述の実施形態の半導体装置100とで共通する点は、図面において同じ符号を付与するなどして説明を省略する。また、製造方法は、上述の実施形態と略同様であるため詳しい説明を省略する。
ここで、図10を用いて、変形例6における半導体装置106に関して説明する。なお、変形例6の半導体装置106と、上述の実施形態の半導体装置100とで共通する点は、図面において同じ符号を付与するなどして説明を省略する。また、製造方法は、上述の実施形態と略同様であるため詳しい説明を省略する。
図10に示す半導体装置106は、モールド樹脂63の凹部63aにおける絶縁シート40が接触する部位に、周辺よりも凹んだ凹形状部及び周辺よりも突出した凸形状部が設けられている。言い換えると、凹部63aは、底面が凸凹形状をなすものである。更に、凹部63aは、底面に、周辺よる突出した突起が形成されているとも言い換えることもできる。なお、このような形状の凹部63aは、上述の変形例5と同様な方法で形成することもできる。
変形例6における半導体装置106であっても、上述の実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、凹部63aと絶縁シート40との接触面積を広くすることができるので、凹部63aと絶縁シート40との密着力をより一層向上させることができる。
なお、変形例6は、金属膜50が設けられていなくても、目的は達成することができる。また、保護部材としては、例えば、絶縁シート40とモールド樹脂63との境目に水分が浸入するのを抑制できるような樹脂材料や、絶縁シート40の端部がモールド樹脂63から剥がれるのを抑制できるような樹脂材料であっても採用することができる。
(変形例7)
ここで、図11を用いて、変形例7における半導体装置107に関して説明する。なお、変形例7の半導体装置107と、上述の実施形態の半導体装置100とで共通する点は、図面において同じ符号を付与するなどして説明を省略する。また、製造方法は、上述の実施形態と略同様であるため説明を省略する。
ここで、図11を用いて、変形例7における半導体装置107に関して説明する。なお、変形例7の半導体装置107と、上述の実施形態の半導体装置100とで共通する点は、図面において同じ符号を付与するなどして説明を省略する。また、製造方法は、上述の実施形態と略同様であるため説明を省略する。
図11に示す半導体装置107は、リング形状に金属膜51が設けられている。この金属膜51は、保護シート40の端部とモールド樹脂60との境を覆いつつ、モールド樹脂60に取り付けられている。ただし、この金属膜51は、上述の実施形態における金属膜50と異なり、絶縁シート40の露出している表面全体を覆うものではない。しかしながら、この変形例7における半導体装置107であっても、上述の実施形態と同様の効果を奏することができる。
なお、変形例7においても、保護部材としては、例えば、絶縁シート40とモールド樹脂60との境目に水分が浸入するのを抑制できるような樹脂材料や、絶縁シート40の端部がモールド樹脂60から剥がれるのを抑制できるような樹脂材料であっても採用することができる。
(変形例8)
ここで、図12を用いて、変形例8における半導体装置108に関して説明する。なお、変形例1の半導体装置108と、上述の実施形態の半導体装置100とで共通する点は、図面において同じ符号を付与するなどして説明を省略する。また、製造方法は、上述の実施形態と略同様であるため説明を省略する。また、製造方法は、上述の実施形態と略同様であるため説明を省略する。
ここで、図12を用いて、変形例8における半導体装置108に関して説明する。なお、変形例1の半導体装置108と、上述の実施形態の半導体装置100とで共通する点は、図面において同じ符号を付与するなどして説明を省略する。また、製造方法は、上述の実施形態と略同様であるため説明を省略する。また、製造方法は、上述の実施形態と略同様であるため説明を省略する。
図12に示す半導体装置108は、モールド樹脂64における放熱面21を囲う位置であり、放熱面21の四隅夫々に対応する位置(四隅夫々の周辺とも言い換えることができる)に凹部64aが設けられている。つまり、半導体装置108における凹部64aは、上述の実施形態の凹部60aと異なり、環状には設けられていない。このように、凹部64aは、放熱面21を囲う位置であれば、環状には設けられていなくてもよい。この変形例8における半導体装置108であっても、上述の実施形態と同様の効果を奏することができる。なお、図12においては、保護シート40の図示は省略している。
なお、変形例8は、金属膜50が設けられていなくても、目的は達成することができる。また、保護部材としては、例えば、絶縁シート40とモールド樹脂64との境目に水分が浸入するのを抑制できるような樹脂材料や、絶縁シート40の端部がモールド樹脂64から剥がれるのを抑制できるような樹脂材料であっても採用することができる。
(変形例9)
ここで、図13を用いて、変形例9における半導体装置109に関して説明する。なお、変形例9の半導体装置109と、上述の実施形態の半導体装置100とで共通する点は、図面において同じ符号を付与するなどして説明を省略する。また、製造方法は、上述の実施形態と略同様であるため説明を省略する。
ここで、図13を用いて、変形例9における半導体装置109に関して説明する。なお、変形例9の半導体装置109と、上述の実施形態の半導体装置100とで共通する点は、図面において同じ符号を付与するなどして説明を省略する。また、製造方法は、上述の実施形態と略同様であるため説明を省略する。
図13に示す半導体装置109は、クロス形状(X字形状)に金属膜52が設けられている。この金属膜52は、保護シート40の角部(四隅)とモールド樹脂60との境を覆いつつ、モールド樹脂60に取り付けられている。ただし、この金属膜52は、上述の実施形態における金属膜50と異なり、絶縁シート40の露出している表面全体を覆うものではない。しかしながら、この変形例9における半導体装置109であっても、上述の実施形態と同様の効果を奏することができる。
なお、変形例9においても、保護部材としては、例えば、絶縁シート40とモールド樹脂60との境目(絶縁シート40の角部とモールド樹脂60との境目)に水分が浸入するのを抑制できるような樹脂材料や、絶縁シート40の角部がモールド樹脂60から剥がれるのを抑制できるような樹脂材料であっても採用することができる。
(変形例10)
ここで、図14を用いて、変形例10における半導体装置110に関して説明する。なお、変形例10の半導体装置110と、上述の実施形態の半導体装置100とで共通する点は、図面において同じ符号を付与するなどして説明を省略する。また、製造方法は、上述の実施形態と略同様であるため説明を省略する。
ここで、図14を用いて、変形例10における半導体装置110に関して説明する。なお、変形例10の半導体装置110と、上述の実施形態の半導体装置100とで共通する点は、図面において同じ符号を付与するなどして説明を省略する。また、製造方法は、上述の実施形態と略同様であるため説明を省略する。
図14に示す半導体装置110は、角部が丸め形状でない絶縁シート41、及び角部が丸め形状でない金属膜53が設けられている。このように、本発明は、角部が丸め形状でない絶縁シート41であっても採用する。同様に、本発明は、角部が丸め形状でない金属膜53であっても採用する。この変形例14の半導体装置110であっても、上述の実施形態と同様の効果を奏することができる。
なお、変形例10は、金属膜53が設けられていなくても、目的は達成することができる。また、保護部材としては、例えば、絶縁シート41とモールド樹脂60との境目に水分が浸入するのを抑制できるような樹脂材料や、絶縁シート41の端部がモールド樹脂60から剥がれるのを抑制できるような樹脂材料であっても採用することができる。
(変形例11)
ここで、図15(a),(b)を用いて、変形例11における半導体装置111,112に関して説明する。なお、変形例11の半導体装置111,112と、上述の実施形態の半導体装置100とで共通する点は、図面において同じ符号を付与するなどして説明を省略する。また、製造方法は、上述の実施形態と略同様であるため説明を省略する。
ここで、図15(a),(b)を用いて、変形例11における半導体装置111,112に関して説明する。なお、変形例11の半導体装置111,112と、上述の実施形態の半導体装置100とで共通する点は、図面において同じ符号を付与するなどして説明を省略する。また、製造方法は、上述の実施形態と略同様であるため説明を省略する。
図15(a)に示す半導体装置111は、六つの半導体素子10を内蔵する所謂6in1型の半導体装置である。同様に、図15(b)に示す半導体装置112は、六つの半導体素子10を内蔵する所謂6in1型の半導体装置である。このように、本発明は、6in1型の半導体装置であっても適用することができる。つまり、変形例11における半導体装置111,112であっても、上述の実施形態と同様の効果を奏することができる。
なお、図15(a)に示す半導体装置111のように、複数の放熱面21に対して共通の保護シート40、及び金属膜50を備えるようにしてもよい。また、図15(b)に示す半導体装置112のように、複数の放熱面21の夫々に対して個別に保護シート40及び金属膜50を備えるようにしてもよい。
なお、変形例11は、金属膜50が設けられていなくても、目的は達成することができる。また、保護部材としては、例えば、絶縁シート40とモールド樹脂60との境目に水分が浸入するのを抑制できるような樹脂材料や、絶縁シート40の端部がモールド樹脂60から剥がれるのを抑制できるような樹脂材料であっても採用することができる。
(変形例12)
ここで、図16を用いて、変形例12における半導体装置100に関して説明する。なお、変形例12では、半導体装置100の構成は上述の実施形態と同じであるが、製造方法が上述の実施形態と異なるものである。よって、変形例12においては、上述の実施形態の半導体装置100と共通する点は、図面において同じ符号を付与するなどして説明を省略する。
ここで、図16を用いて、変形例12における半導体装置100に関して説明する。なお、変形例12では、半導体装置100の構成は上述の実施形態と同じであるが、製造方法が上述の実施形態と異なるものである。よって、変形例12においては、上述の実施形態の半導体装置100と共通する点は、図面において同じ符号を付与するなどして説明を省略する。
図16に示すように、モールド工程後且つ切削工程前の成形体は、モールド樹脂60の厚みが、凹部60aの内側(ヒートシンク20上方)よりも凹部60aの外側の方が薄いものである。つまり、モールド工程後且つ切削工程前の成形体は、凹部60aの内側よりも凹部60aの外側の方が薄いと言い換えることもできる。また、言い換えると、モールド工程後且つ切削工程前のモールド樹脂60(成形体)の厚みは、凹部60aを基準として、凹部60aで囲まれた部分より、凹部60aを囲う部分の方が薄い。
より具体的には、成形体における凹部60aよりも内側の厚みは、上述の実施形態と同様に、ヒートシンク20、半導体素子10、ブロック体30、ヒートシンク20、絶縁性樹脂(モールド樹脂60)の夫々の厚みを足した程度である。つまり、成形体における凹部60aよりも内側においては、ヒートシンク上にモールド樹脂60が形成されている。一方、成形体における凹部60aよりも外側の厚みは、ヒートシンク20、半導体素子10、ブロック体30、ヒートシンク20の夫々の厚みを足した程度である。つまり、成形体の底面(図16における下側の平面)から切削位置までの厚みに等しい。
この変形例12に示す製造方法であっても、上述の実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、モールド工程において、このように成形体を製造することによって、その後の切削工程における切削範囲を小さくすることができる。
なお、上述の実施形態、変形例1〜変形例12は、夫々単独で実施することも可能であるが、適宜組み合わせて実施することも可能である。
10 半導体素子、20 ヒートシンク、30 ブロック体、40 絶縁シート、50 金属膜、60 モールド樹脂、60a 溝部、71 大電流用端子、71 小電流用端子、100 半導体装置
Claims (16)
- 両面に電極(11)を有する半導体素子(10)を両面から放熱する両面放熱構造の半導体装置であって、
前記半導体素子と、
各前記電極に接続された、金属からなる二つの放熱部材(20)と、
各前記放熱部材の一部を放熱面(21)として露出しつつ、前記半導体素子と放熱部材とを封止しているモールド樹脂(60,61,62,63,64)と、
前記放熱面を覆う絶縁部材(40)と、を備え、
前記モールド樹脂は、前記放熱面が露出した両面の夫々において、当該放熱面を囲う位置に凹部(60a,61a,62a,63a,64a)が設けられており、
前記絶縁部材は、前記放熱面の全体を覆いつつ、端部が前記凹部内に接着されていることを特徴とする半導体装置。 - 前記絶縁部材の端部と前記モールド樹脂との境を覆いつつ、前記モールド樹脂に取り付けられた保護部材(50,51,52,53)を備えることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記保護部材は、金属からなることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
- 前記保護部材(50,53)は、前記絶縁部材の露出している表面全体を覆っていることを特徴とする請求項2又は3に記載の半導体装置。
- 前記絶縁部材(40)及び前記保護部材(50,51)は、角部が丸め形状を有していることを特徴とする請求項2乃至4のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記保護部材は、前記絶縁部材を囲う位置において、接着剤(80、81,82)によって前記モールド樹脂に接着されていることを特徴とする請求項2乃至5のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記モールド樹脂(61)は、前記凹部(61a)を囲う位置に、前記保護部材の端部が配置される保護部材用凹部(61b)を備えていることを特徴とする請求項2乃至6のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記凹部(62a,63a)における前記絶縁部材が接触する部位は、周辺よりも凹んだ凹形状部及び周辺よりも突出した凸形状部のいずれか一方が設けられていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記凹部(60a,61a,62a,63a)内の全体に、前記絶縁部材が接着していることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記モールド樹脂の表面に設けられた前記凹部と、該モールド樹脂の裏面に設けられた凹部とは、該モールド樹脂を介して対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 両面に電極(11)を有する半導体素子(10)を両面から放熱する両面放熱構造の半導体装置の製造方法であって、
前記半導体素子と、各前記電極に接続された金属からなる二つの放熱部材(20)とをモールド樹脂(60,61,62,63,64)にてモールドする工程であり、放熱部材に対応する領域を囲う位置に周辺よりも突出した凸部を有する金型を用いてモールドするモールド工程と、
前記モールド工程後に、表面を切削して前記放熱部材の一面を放熱面(21)として前記モールド樹脂から露出させる切削工程と、
前記切削工程後に、前記放熱面側に絶縁部材(40)を貼り付ける工程であって、前記絶縁部材で前記放熱面の全体を覆いつつ、前記金型の凸部によって形成された前記モールド樹脂の凹部(60a,61a,62a,63a,64a)内に前記絶縁部材の端部を接着する貼付工程と、を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記貼付工程後に、前記絶縁部材の端部と前記モールド樹脂との境を覆いつつ前記モールド樹脂に前記保護部材(50,51,52,53)を取り付ける取付工程を備えることを特徴とする請求項11に記載の半導体装置の製造方法。
- 請求項11に従属
前記貼付工程と同時に、前記絶縁部材の端部と前記モールド樹脂との境を覆いつつ前記モールド樹脂に前記保護部材(50,51,52,53)を取り付ける取付工程を備えることを特徴とする請求項11に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記取付工程では、前記保護部材として金属を用いることを特徴とする請求項12又は13に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記取付工程では、前記絶縁部材の露出している表面全体を覆いつつ、前記保護部材(50,53)を前記モールド樹脂に接着することを特徴とする請求項12乃至14のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記切削工程後に、凹部内に未硬化の樹脂(80)を塗布する塗布工程を備え、
前記貼付工程は、前記塗布工程後に行われるものであり、未硬化の樹脂上に前記絶縁部材を配置した後に、未硬化の樹脂を硬化させることを特徴とする請求項11乃至15のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
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