JP2015076488A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】放熱性を向上しつつ、半導体チップと回路基板との電気的な接続信頼性を向上することのできる半導体装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】半導体装置10は、回路基板12と、回路基板12に対し、離間して配置された搭載部14と、搭載部14における回路基板12との対向面14aに固定された半導体チップ18と、半導体チップ18の固定された搭載部14を、回路基板12上に浮いた状態で支持するとともに、半導体チップ18と回路基板12とを電気的に中継する支持部16と、搭載部14における対向面14aと反対の裏面14bが外部に露出されるように、搭載部14及び半導体チップ18を回路基板12の表面ごと一体的に封止する封止樹脂部20と、を備える。
【選択図】図2
【解決手段】半導体装置10は、回路基板12と、回路基板12に対し、離間して配置された搭載部14と、搭載部14における回路基板12との対向面14aに固定された半導体チップ18と、半導体チップ18の固定された搭載部14を、回路基板12上に浮いた状態で支持するとともに、半導体チップ18と回路基板12とを電気的に中継する支持部16と、搭載部14における対向面14aと反対の裏面14bが外部に露出されるように、搭載部14及び半導体チップ18を回路基板12の表面ごと一体的に封止する封止樹脂部20と、を備える。
【選択図】図2
Description
本発明は、半導体チップが回路基板に対して浮いた状態に支持され、この支持状態で半導体チップが封止樹脂部により封止された半導体装置及びその製造方法に関する。
従来、特許文献1に記載のように、半導体チップが回路基板に対して浮いた状態に支持され、この支持状態で半導体チップが封止樹脂部により封止された半導体装置が知られている。
この半導体装置では、リードが、半導体チップの固定される第1の部分と、回路基板に実装される第2の部分と、を有する。そして、第1の部分と第2の部分との間に屈曲部を有する。半導体チップは、第1の部分における回路基板との対向面に実装されており、封止部(樹脂封止部)は、第1の部分の対向面側に設けられる。
特許文献1によれば、リードにおける回路基板との対向面に半導体チップを搭載し、対向面と反対の裏面側が露出されるように、半導体チップを封止する。したがって、半導体チップの生じた熱を、リードにおける露出面から、回路基板とは反対側に放熱させることができる。
しかしながら、特許文献1では、樹脂封止された半導体チップが回路基板上に浮いた状態で支持される。このため、外力の印加や温度変化にともなって、リードと回路基板との接続部分に応力が集中し、該接続部分の接続信頼性、すなわち半導体チップと回路基板との接続信頼性が低下する虞がある。
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、放熱性を向上しつつ、半導体チップと回路基板との電気的な接続信頼性を向上することのできる半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
ここに開示される発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として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って、発明の技術的範囲を限定するものではない。
開示された発明のひとつは、回路基板(12)と、回路基板に対し、離間して配置された搭載部(14)と、搭載部における回路基板との対向面(14a)に固定された半導体チップ(18)と、半導体チップの固定された搭載部を、回路基板上に浮いた状態で支持するとともに、半導体チップと回路基板とを電気的に中継する支持部(16)と、搭載部における対向面と反対の裏面(14b)が外部に露出されるように、搭載部及び半導体チップを回路基板の表面ごと一体的に封止する封止樹脂部(20)と、を備えることを特徴とする。
これによれば、搭載部(14)の裏面(14b)が封止樹脂部(20)から露出されるため、半導体チップ(18)の生じた熱を、搭載部(14)の裏面(14b)から、回路基板(12)とは反対側に放熱させることができる。すなわち、放熱に有利な方向に放熱させることができる。したがって、放熱性を向上することができる。
また、封止樹脂部(20)は、搭載部(14)及び半導体チップ(18)を回路基板(12)の表面ごと一体的に封止する。したがって、半導体チップ(18)は、搭載部(14)とともに回路基板(12)上に浮いた状態で支持されるものの、支持部(16)だけでなく、封止樹脂部(20)によっても回路基板(12)上に支持される。このように、封止樹脂部(20)と回路基板(12)との間に機械的な接続構造が形成されるため、支持部(16)と回路基板(12)との接続部分に応力が集中するのを抑制することができる。ひいては、半導体チップ(18)と回路基板(12)との電気的な接続信頼性が低下するのを抑制することができる。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下に示す各実施形態において、共通乃至関連する要素には同一の符号を付与するものとする。また、図4〜図15は、図1のII-II線に沿う断面図となっている。
(第1実施形態)
先ず、本実施形態に係る半導体装置の概略構成について説明する。この半導体装置は、3相モータの駆動を制御するモータ制御回路となっている。
先ず、本実施形態に係る半導体装置の概略構成について説明する。この半導体装置は、3相モータの駆動を制御するモータ制御回路となっている。
図1及び図2に示す半導体装置10は、回路基板12と、搭載部14と、支持部16と、半導体チップ18と、封止樹脂部20と、を備えている。
回路基板12は、半導体チップ18と電気的に接続される配線を有し、半導体チップ18とともに制御回路を形成する基板である。この回路基板12は、一面12a及び該一面12aと反対の裏面12bを有しており、一面12aには、上記した配線の一部としてランド22が形成されている。一方、裏面12b側には、コンデンサ、コイル、抵抗、マイコンなどの電子部品24が実装されている。本実施形態では、回路基板12として、エポキシ系材料を絶縁基材として用いた基板を採用している。
搭載部14は、半導体チップ18が実装される部分であり、回路基板12に対し、離間して配置されている。本実施形態では、回路基板12と半導体チップ18とを電気的に中継するリード26が、一面12aに対して、離間しつつ対向配置された対向部28を有している。そして、この対向部28が、搭載部14をなしている。
支持部16は、半導体チップ18の固定された搭載部14、すなわち搭載部14及び半導体チップ18を、回路基板12上に浮いた状態で支持するとともに、半導体チップ18と回路基板12とを電気的に中継する機能を果たす。上記したように、本実施形態では、搭載部14がリード26によって構成されており、この支持部16もリード26の一部として構成されている。
リード26は、屈曲部30を有しており、この屈曲部30にてリード26は屈曲している。本実施形態において、半導体装置10は複数本のリード26を有しており、各リード26は、図2に示すように、自身の長手方向において2箇所の屈曲部30を有している。この2つの屈曲部30により、リード26は所謂クランク状をなしている。
2つの屈曲部30のうち、一方の屈曲部30から一端までの部分が対向部28(搭載部14)とされ、該屈曲部30から他方の端部までの部分が支持部16となっている。また、支持部16の途中にある屈曲部30より上記他端側の部分は、ランド22と電気的に接続される接続部16aとなっている。この接続部16aは、回路基板12の一面12a及び対向部28に略平行とされ、図示しないはんだにより、ランド22と電気的且つ機械的に接続されている。すなわち、リード26は回路基板12に表面実装されている。そして、支持部16は、回路基板12の一面12a上に、搭載部14及び半導体チップ18を浮いた状態に支持している。
また、図1及び図3に示すように、リード26は、モータ制御回路を構成する3相インバータに対応して、Pリード32、Nリード34、及び出力リード36u,36v,36wを有している。Pリード32及びNリード34は電源に接続される端子であり、Pリード32は電源のうち高電位側、Nリード34は低電位側(一般的にはグランド)に接続される。一方、出力リード36u,36v,36wは、インバータからの出力端子であり、出力リード36uはU相出力端子、出力リード36vはV相出力端子、出力リード36wはW相出力端子となっている。これら各リード32,34,36u,36v,36wも、対向部28及び支持部16を有している。
また、リード26は、上記したPリード32、Nリード34、及び出力リード36u,36v,36w以外にも、後述する駆動IC18c用のIC用リード38を複数本有している。このIC用リード38も、対向部28及び支持部16を有している。
半導体チップ18は、搭載部14における回路基板12との対向面14aに固定され、対応する支持部16と電気的に接続されている。本実施形態では、モータ制御回路を構成するために、半導体チップ18として、6つのIGBTチップ18a、6つのFWDチップ18b、及び2つの駆動ICチップ18cを有している。これにより、3相インバータと、各インバータの上アーム側の駆動を制御するゲートドライブ回路と、各インバータの下アーム側の駆動を制御するゲートドライブ回路が構成されている。
1つのIGBTチップ18aに対して1つのFWDチップ18bが逆並列に接続されている。具体的には、図3に示すように、IGBTチップ18aのエミッタとFWDチップ18bのアノードが、ボンディングワイヤ40により電気的に接続されている。
Pリード32の対向部28には、インバータの上アームを構成する3組のIGBTチップ18a及びFWDチップ18bが実装されている。具体的には、IGBTチップ18aのコレクタとFWDチップ18bのカソードが、Pリード32に接続されている。そして、Pリード32に接続されたIGBTチップ18aのゲートは、ボンディングワイヤ40を介して、上アーム側の駆動ICチップ18cに接続されている。また、FWDチップ18bのアノード、すなわちIGBTチップ18aのエミッタは、ボンディングワイヤ40を介して、対応する出力リード36u,36v,36wに接続されている。
出力リード36uの対向部28には、U相下アームを構成するIGBTチップ18a及びFWDチップ18bが実装されている。具体的には、IGBTチップ18aのコレクタとFWDチップ18bのカソードが、出力リード36uに接続されている。そして、出力リード36uに接続されたIGBTチップ18aのゲートは、ボンディングワイヤ40を介して、下アーム側の駆動ICチップ18cに接続されている。また、FWDチップ18bのアノード、すなわちIGBTチップ18aのエミッタは、ボンディングワイヤ40を介して、Nリード34に接続されている。
出力リード36vの対向部28には、V相下アームを構成するIGBTチップ18a及びFWDチップ18bが実装されている。また、出力リード36wの対向部28には、W相下アームを構成するIGBTチップ18a及びFWDチップ18bが実装されている。その実装構造は、U相下アームを構成するIGBTチップ18a及びFWDチップ18b同様であるため、その記載を省略する。
複数のIC用リード38の対向部28のうち、2つの対向部28に駆動ICチップ18cが実装されている。そして、各駆動ICチップ18cは、ボンディングワイヤ40を介して、複数本のIC用リード38と電気的に接続されている。
このように、本実施形態では、リード26が、搭載部14を構成する対向部28と、支持部16を有しており、半導体チップ18は、対向部28を介して、支持部16と電気的に接続されている。
封止樹脂部20は、図1及び図2に示すように、搭載部14における対向面14aと反対の裏面14bが外部に露出されるように、搭載部14及び半導体チップ18を回路基板12の表面ごと一体的に封止する。このような封止樹脂部20は、例えばエポキシ樹脂を用いたトランスファーモールド法によって形成される。それ以外にも、コンプレッションモールドやポッティングなどを採用することもできる。
本実施形態では、図1及び図2に示すように、リード26の対向部28における回路基板12と反対側の面、すなわち裏面14bが、封止樹脂部20の上面20aから露出されるように、回路基板12の一面12aごと一体的に封止している。また、封止樹脂部20により、回路基板12のランド22、各半導体チップ18、ボンディングワイヤ40、リード26のうち対向部28の裏面14bを除く部分が、一体的に封止されている。
次に、図4〜図6に基づき、上記した半導体装置10の製造方法について説明する。
先ず、図4に示すように、チップ実装工程を実施する。このチップ実装工程では、搭載部14の対向面14aに、半導体チップ18を固定するとともに、固定した半導体チップ18を支持部16と電気的に接続する。
本実施形態では、上記した各リード26を有するリードフレーム42を準備し、リード26が屈曲部30を有するように、リードフレーム42に対してプレス加工を施す。次いで、半導体チップ18を、対応するリード26の対向部28の対向面14aに固定し、半導体チップ18同士、及び、半導体チップ18とリード26の対向部28とを、ボンディングワイヤ40により、電気的に接続する。そして、図示しない接着シートを対向部28の裏面14b側に貼り付けて、複数のリード26を一体的に保持した状態で、リードフレーム42のタイバーを切除する。
次に、図5に示すように、支持部実装工程を実施する。この支持部実装工程では、半導体チップ18が回路基板12に対向するように、支持部16を回路基板12に実装する。
本実施形態では、支持部16の接続部16aを、リフローはんだ付けによって、対応するランド22に接続する。これにより、対向部28(搭載部14)及び半導体チップ18を、回路基板12の一面12aに対して、浮いた状態とする。
次に、図6に示すように、封止工程を実施する。この封止工程では、搭載部14の裏面14bを外部に露出させつつ、搭載部14及び半導体チップ18を回路基板12の表面ごと一体的に封止するように、封止樹脂部20を形成する。
本実施形態では、上記した接着シートを剥がして、対向部28の裏面14b側に離型フィルム48を貼り付ける。この離型フィルム48は、成形後において、成形品の型離れのために設けられるとともに、成形時において、複数のリード26を一体的に保持する機能も果たす。そして、リード26が実装された回路基板12を、金型44,46のキャビティ内にセットし、エポキシ樹脂を用いたトランスファーモールド法により、封止樹脂部20を成形する。封止樹脂部20は、リード26の対向部28の裏面14bを上面20aから露出させつつ、回路基板12のランド22、各半導体チップ18、ボンディングワイヤ40、リード26のうち対向部28の裏面14bを除く部分を、回路基板12の一面12aごと一体的に封止する。なお、上記した接着シートを離型フィルム48として使うようにしても良い。
そして、封止工程後、回路基板12に裏面12bに電子部品24を実装することで、図1及び図2に示した半導体装置10を得ることができる。
次に、上記した半導体装置10及びその製造方法の効果について説明する。
本実施形態では、リード26における対向部28(搭載部14)の裏面14bが、封止樹脂部20から露出される。したがって、半導体チップ18、特にパワー系のIGBTチップ18a及びFWDチップ18bの生じた熱を、対向部28の裏面14bから、回路基板12とは反対側に放熱させることができる。すなわち、放熱に有利な方向に放熱させることができる。したがって、放熱性を向上することができる。なお、本実施形態の比較として、回路基板側に放熱させる構造では、回路基板に熱が伝達され、実装された電子部品に対して不利である。また、回路基板の一面との間の空間が狭いため、放熱に不利である。
また、封止樹脂部20は、対向部28及び半導体チップ18を回路基板12の一面12aごと一体的に封止する。したがって、半導体チップ18は、対向部28とともに回路基板12上に浮いた状態で支持されるものの、支持部16だけでなく、封止樹脂部20によっても回路基板12上に支持される。このように、封止樹脂部20と回路基板12との間に機械的な接続構造が形成されるため、支持部16と回路基板12との接続部分に応力が集中するのを抑制することができる。ひいては、半導体チップ18と回路基板12との電気的な接続信頼性が低下するのを抑制することができる。
以上により、本実施形態によれば、放熱性を向上しつつ、半導体チップ18と回路基板12との電気的な接続信頼性を向上することができる。
また、本実施形態では、リード26の対向部28に半導体チップ18が実装され、対向部28の裏面14bを封止樹脂部20から外部に露出させている。したがって、半導体チップ18の熱を、金属材料を用いて形成されたリード26(対向部28)を介して、外部に効率よく放熱させることができる。
また、本実施形態では、封止樹脂部20によって、対向部28及び半導体チップ18だけでなく、支持部16全体及びランド22も、回路基板12の一面12aごと一体的に覆われている。このように、リード26において、接続部16aを含む支持部16の部分が外部に露出されないため、封止樹脂部20から支持部16が露出される場合に較べて、異なる支持部16間の距離を近くすることができる。すなわち、封止樹脂部20によって、支持部16間の絶縁距離を稼ぐことができる。このように、支持部16間の電気絶縁性を向上することができるため、支持部16間の距離を短くし、ひいては半導体装置10の体格を小型化することも可能である。
(第2実施形態)
本実施形態において、上記実施形態に示した半導体装置10及びその製造方法と共通する部分についての説明は割愛する。
本実施形態において、上記実施形態に示した半導体装置10及びその製造方法と共通する部分についての説明は割愛する。
第1実施形態では、リード26の対向部28のみにより、搭載部14が構成される例を示した。これに対し、本実施形態では、図7に示すように、リード26の対向部28と、リード26に貼り付けられたシート部材50とにより、搭載部14が構成される点を特徴とする。すなわち、半導体装置10が、第1実施形態に示した構成要素に加えて、シート部材50も備えている。
各対向部28の裏面14bに対して、共通のシート部材50が貼り付けられ、これにより、複数のリード26が一体的に保持されている。このシート部材50は、すべての対向部28を覆うように配置されている。また、シート部材50は、封止樹脂部20よりも熱伝導性の高い電気絶縁性の樹脂材料を用いて形成されており、シート部材50のうち、回路基板12と反対側の面は、封止樹脂部20の上面20aから外部に露出されている。このようなシート部材50の構成材料としては、例えばセラミックフィラーを高充填したシリコーン材を採用することができる。
次に、図8に基づき、上記した半導体装置10の製造方法について説明する。
本実施形態においても、第1実施形態同様、先ずチップ実装工程を実施する。そして、リード26の対向部28の対向面14aに半導体チップ18が実装され、半導体チップ18が支持部16と電気的に接続された状態で、本実施形態では、図8に示すように、対向部28の裏面14bにシート部材50を貼り付ける。
シート部材50の貼り付け後、リードフレーム42のタイバーを除去し、次いで、回路基板12のリード26を実装する。すなわち、支持部実装工程を実施する。そして、シート部材50を剥がすことなく封止工程を実施することで半導体装置10を得ることができる。
本実施形態によれば、第1実施形態に記載の効果に加え、以下の効果を奏することができる。本実施形態では、リード26の対向部28にシート部材50を貼り付け、対向部28とシート部材50により、搭載部14を構成している。したがって、リードフレーム42のタイバーを除去した後でも、シート部材50によって、各リード26の位置ずれを抑制することができる。また、離型フィルム48を用いなくとも、シート部材50により、封止樹脂部20の成形時におけるリード26の位置ずれを抑制することができる。
また、シート部材50を採用しながらも、シート部材50の構成材料として、封止樹脂部20を構成する樹脂(例えばエポキシ樹脂)よりも熱伝導性の高い材料を採用するため、対向部28及びシート部材50を介して、半導体チップ18の熱を外部に放熱させることができる。
また、シート部材50によって、対向部28における回路基板12と反対の面も被覆される。すなわち、封止樹脂部20とシート部材50によって、リード26が完全に封止される。したがって、支持部16のみならず、リード26の全長において、リード26間の絶縁距離を稼ぐことができる。これにより、半導体装置10のさらに体格を小型化することも可能である。
(第1変形例)
シート部材50としては、上記例に限定されない。封止樹脂部20よりも熱伝導性の高い材料を用いて形成されていれば良い。例えば、図9に示すように、シート部材50が、樹脂層50aと金属層50bを有する2層構造とされ、樹脂層50a側で対向部28に貼り付けられる構成を採用することもできる。
シート部材50としては、上記例に限定されない。封止樹脂部20よりも熱伝導性の高い材料を用いて形成されていれば良い。例えば、図9に示すように、シート部材50が、樹脂層50aと金属層50bを有する2層構造とされ、樹脂層50a側で対向部28に貼り付けられる構成を採用することもできる。
この場合、半導体チップ18の生じた熱を、リード26の対向部28、樹脂層50a、及び金属層50bを介して、金属層50bにおける樹脂層50aと反対の面から外部に放熱させることができる。したがって、シート部材50が、樹脂のみからなる構成に較べて、放熱性を向上することができる。
(第3実施形態)
本実施形態において、第1実施形態に示した半導体装置10及びその製造方法と共通する部分についての説明は割愛する。
本実施形態において、第1実施形態に示した半導体装置10及びその製造方法と共通する部分についての説明は割愛する。
第1実施形態では、電子部品として、半導体チップ18のみが、封止樹脂部20によって封止される例を示した。これに対し、本実施形態では、図10に示すように、電子部品24も、封止樹脂部20によって封止される点を特徴とする。
回路基板12は複数の電子部品24を有する。図10に示す例では、複数の電子部品24の一部が、回路基板12の一面12aに実装されている。詳しくは、複数の対向部28(搭載部14)の直下ではなく、対向部28の外側において実装されている。そして、封止樹脂部20は、回路基板12のランド22、各半導体チップ18、ボンディングワイヤ40、リード26のうち対向部28の裏面14bを除く部分、及び電子部品24を、回路基板12の一面12aごと一体的に封止している。
なお、一面12aの電子部品24は、封止工程の前に実装されれば良い。
このように、本実施形態によれば、第1実施形態に記載の効果に加え、封止樹脂部20によって電子部品24も保護することができる。
(第2変形例)
封止樹脂部20によって封止される電子部品24の配置は、上記例に限定されるものではない。例えば、図11に示すように、電子部品24が、回路基板12の一面12aにおける対向部28の直下部分に実装されても良い。対向部28及び半導体チップ18は、支持部16によって、一面12aに対し浮いた状態に支持されるため、本来デッドスペースとなる対向部28の直下に電子部品24を実装することができる。これによれば、電子部品24を封止樹脂部20によって覆って保護しつつ、回路基板12の体格、ひいては半導体装置10の体格を小型化することも可能である。この場合、支持部実装工程の前に、一面12aに電子部品24を実装すれば良い。
封止樹脂部20によって封止される電子部品24の配置は、上記例に限定されるものではない。例えば、図11に示すように、電子部品24が、回路基板12の一面12aにおける対向部28の直下部分に実装されても良い。対向部28及び半導体チップ18は、支持部16によって、一面12aに対し浮いた状態に支持されるため、本来デッドスペースとなる対向部28の直下に電子部品24を実装することができる。これによれば、電子部品24を封止樹脂部20によって覆って保護しつつ、回路基板12の体格、ひいては半導体装置10の体格を小型化することも可能である。この場合、支持部実装工程の前に、一面12aに電子部品24を実装すれば良い。
なお、本実施形態に示す電子部品24の封止構造については、第2実施形態に示す構成にも適用することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
上記実施形態では、リード26が、支持部16と搭載部14の少なくとも一部を有する例を示した。しかしながら、搭載部14と支持部16を別部材として分けた構成を採用することもできる。図12に示す第3変形例では、半導体チップ18のうち、特に発熱量の大きいIGBTチップ18aとFWDチップ18bの熱を放熱させるために、これらチップ18a,18bが配線基板52に実装されている。
配線基板52は、樹脂などの電気絶縁性の材料からなる絶縁基材52aと、絶縁基材52aの一面に配置された配線層52bと、配線層52bと反対の面に設けられた放熱用の金属層52cと、を有している。IGBTチップ18a及びFWDチップ18bは、配線層52bに実装されて、配線層52bに電気的に接続されている。また、リード26の一端は、配線層52bにはんだ付けされている。そして、金属層52cのうち、絶縁基材52aと反対の面が、搭載部14の裏面14bとして封止樹脂部20から外部に露出されている。
一方、駆動ICチップ18cは、上記実施形態同様、リード26の対向部28に実装されており、対向部28全体が封止樹脂部20によって被覆されている。このように、図12では、配線基板52が搭載部14を構成し、リード26が支持部16を構成している。したがって、IGBTチップ18aとFWDチップ18bの熱を、配線基板52を介して、金属層52cの露出面から外部に放熱させることができる。なお、配線基板52に実装される半導体チップ18は上記例に限定されず、例えばIGBTチップ18aとFWDチップ18bに加えて、駆動ICチップ18cが配線基板52に実装されても良い。
上記実施形態では、封止樹脂部20が支持部16も封止する例を示した。しかしながら、封止樹脂部20は、半導体チップ18を保護するものであり、搭載部14の裏面14bが露出されるように、少なくとも搭載部14及び半導体チップ18を回路基板12の表面ごと一体的に封止すれば良い。したがって、図13に示す第4変形例のように、支持部16及びランド22が、封止樹脂部20外に配置された構成を採用することもできる。しかしながら、上記したように、半導体装置10の小型化の観点において、支持部16も封止樹脂部20により封止されるほうが好ましい。
上記実施形態では、支持部16が回路基板12に対して表面実装される例を示した。しかしながら、支持部16は、回路基板12に挿入実装されても良い。図14に示す第5変形例では、リード26の支持部16が、回路基板12の図示しない貫通孔を挿通し、貫通孔壁面に形成されたランドにはんだ付けされている。
なお、図14では、回路基板12の裏面12bに突出する支持部16の先端部分が、外部に露出されている。これに対し、図15に示す第6変形例のように、裏面12bに突出する支持部16の先端部分も封止樹脂部20によって封止されても良い。図15では、封止樹脂部20が、一面12a上に配置された第1樹脂部20bと、裏面12b上に配置された第2樹脂部20cと、を有している。第1樹脂部20bは、上記実施形態に示した封止樹脂部20に相当する。第2樹脂部20cは、支持部16を裏面12bごと一体的に封止している。この第2樹脂部20cは、封止工程において、第1樹脂部20bとともに成形することができる。これによれば、挿入実装構造を採用しながらも、支持部16間の絶縁距離を確保することができる。
上記実施形態では、半導体チップ18として、6つのIGBTチップ18a、6つのFWDチップ18b、及び2つの駆動ICチップ18cを有する例を示した。しかしながら、半導体チップ18の種類、個数については上記例に限定されない。例えば半導体チップ18を1つのみ有する構成にも適用することができる。
10・・・半導体装置、12・・・回路基板、12a・・・一面、12b・・・裏面、14・・・搭載部、14a・・・対向面、14b・・・裏面、16・・・支持部、16a・・・接続部、18・・・半導体チップ、18a・・・IGBTチップ、18b・・・FWDチップ、18c・・・駆動ICチップ、20・・・封止樹脂部、20a・・・上面、20b・・・第1樹脂部、20c・・・第2樹脂部、22・・・ランド、24・・・電子部品、26・・・リード、28・・・対向部、30・・・屈曲部、32・・・Pリード、34・・・Nリード、36u,36v,36w・・・出力リード、38・・・IC用リード、40・・・ボンディングワイヤ、42・・・リードフレーム、44,46・・・金型、48・・・離型フィルム、50・・・シート部材、50a・・・樹脂層、50b・・・金属層、52・・・配線基板、52a・・・絶縁基板、52b・・・配線層、52c・・・金属層
Claims (8)
- 回路基板(12)と、
前記回路基板に対し、離間して配置された搭載部(14)と、
前記搭載部における前記回路基板との対向面(14a)に固定された半導体チップ(18)と、
前記半導体チップの固定された前記搭載部を、前記回路基板上に浮いた状態で支持するとともに、前記半導体チップと前記回路基板とを電気的に中継する支持部(16)と、
前記搭載部における対向面と反対の裏面(14b)が外部に露出されるように、前記搭載部及び前記半導体チップを前記回路基板の表面ごと一体的に封止する封止樹脂部(20)と、
を備えることを特徴とする半導体装置。 - 前記支持部(16)と、前記回路基板(12)に対して離間して対向され、前記搭載部(14)の少なくとも一部を構成する対向部(28)と、を有するリード(26)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。
- 前記対向部(28)における前記回路基板(12)との対向面と反対の裏面が、前記封止樹脂部(20)から露出されることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
- 前記リード(26)を複数有し、
前記封止樹脂部(20)よりも熱伝導性の高い材料を用いて形成され、前記対向部(28)における前記回路基板(12)との対向面と反対の裏面に貼り付けられて、複数の前記リードを一体的に保持するシート部材(50)を備え、
前記搭載部(14)は、前記シート部材と前記対向部とにより構成され、
前記シート部材のうち、前記回路基板と反対側の面が前記封止樹脂部から露出されることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。 - 前記封止樹脂部(20)は、前記支持部(16)の全体を封止することを特徴とする請求項1〜4いずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記回路基板(12)は、前記搭載部(14)と対向する一面(12a)に実装された電子部品(24)を有し、
前記電子部品は、前記封止樹脂部(20)によって封止されることを特徴とする請求項1〜5いずれか1項に記載の半導体装置。 - 前記電子部品(24)は、前記回路基板(12)の一面(12a)における前記搭載部(14)の直下部分に実装されることを特徴とする請求項6に記載の半導体装置。
- 請求項1に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記搭載部(14)における前記回路基板(12)との対向面(14a)に、前記半導体チップ(18)を固定するとともに、固定した前記半導体チップを前記支持部(16)と電気的に接続するチップ実装工程と、
前記チップ実装工程後、前記半導体チップが前記回路基板に対向するように、前記支持部を前記回路基板に実装する支持部実装工程と、
前記支持部実装工程後、前記搭載部における対向面と反対の裏面を外部に露出させつつ前記搭載部及び前記半導体チップを前記回路基板の表面ごと一体的に封止するように、前記封止樹脂部(20)を形成する封止工程と、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
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