JP2023083481A - 半導体製造装置およびそれを用いた半導体装置の製造方法ならびに半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】封止材中にボイドが残存するのを抑制する半導体製造装置とその製造方法と半導体装置とを提供する。【解決手段】モールド金型５１は、キャビティ５２へ向けてモールド樹脂となる流動樹脂を注入する樹脂注入ゲート部５９と、キャビティ５２を流れてきた流動樹脂を溜める樹脂溜め部６３と、樹脂溜めゲート部６５とを備えている。樹脂溜め部６３は、キャビティ５２を挟んで樹脂注入ゲート部５９が配置されている側とは反対の側に設けられている。樹脂溜めゲート部６５は、キャビティ５２と樹脂溜め部６３との間を連通する。樹脂溜めゲート部６５の開口断面積は、樹脂注入ゲート部５９の開口断面積よりも小さい。【選択図】図７

Description

本開示は、半導体製造装置およびそれを用いた半導体装置の製造方法ならびに半導体装置に関する。

産業機器から家電・情報端末に至るまで、あらゆる製品にパワー半導体装置が普及しつつある。家電に搭載されるモジュールについては、小型化が特に求められている。パワー半導体装置は、高電圧・大電流を扱うため発熱量が大きく、定まった容量の電流を通電させるためには、外部に効率的に放熱するとともに、外部との電気的な絶縁性を保つ必要がある。

パワー半導体装置では、パワー半導体素子等を搭載したダイパッドを含むリードフレームが、パワー半導体素子等とともに封止材によって封止される。封止材によって封止する際には、トランスファーモールド法が適用される。トランスファーモールド法では、リードフレームが、モールド金型内に配置され、そのモールド金型内に封止材を注入することによって、パワー半導体素子等が封止される。

パワー半導体装置では、パワー半導体素子から発生する熱を効率的に外部へ放熱する必要がある。このため、パワー半導体素子が搭載されるダイパッドは、パワー半導体素子が搭載されている側とは反対側を覆う封止材の厚さが、パワー半導体素子が搭載されている側を覆う封止材の厚さよりも薄くなるように配置されている。

モールド金型内にリードフレームが配置される際には、ダイパッドにおけるパワー半導体素子が搭載されている側とは反対側から下金型（キャビティの底面）までの下方領域の距離（高さ）が、ダイパッドにおけるパワー半導体素子が搭載されている側から上金型（キャビティの上面）までの上方領域の距離（高さ）よりも短くなる。

特開平５－３２６５９４号公報

モールド金型内に封止材を注入する際に、高さ方向の距離が相対的に短い下方領域では、高さ方向の距離が相対的に長い上方領域に比べて、気泡が巻き込まれやすく、封止材中にボイドが残存することがある。ボイドが残存すると封止材の電気的な絶縁性が低下し、パワー半導体装置としての信頼性が低下するおそれがあり、対策が講じられている（たとえば、特許文献１）。

本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、一つの目的は、封止材中にボイドが残存するのを抑制する半導体製造装置を提供することであり、他の目的は、そのような半導体製造装置を適用した半導体装置の製造方法を提供することであり、さらに、他の目的は、そのような製造方法によって製造された半導体装置を提供することである。

本開示に係る半導体製造装置は、下金型と上金型とを含むモールド金型によって第１方向に延在するキャビティが形成され、キャビティ内に半導体素子を搭載した、大ダイパッドおよび小ダイパッドを有するリードフレームを配置し、キャビティ内に封止材を注入することによって、リードフレームを半導体素子とともに封止する半導体製造装置であって、封止材注入ゲート部と一つ以上の封止材溜め部と封止材溜めゲート部とを備えている。封止材注入ゲート部は、キャビティへ向けて封止材を注入する。一つ以上の封止材溜め部は、キャビティを挟んで封止材注入ゲート部が配置されている一方側とは第１方向に距離を隔てられた他方側に設けられ、キャビティを経て流れ込む封止材を溜める。封止材溜めゲート部は、キャビティと封止材溜め部との間を連通する。封止材注入ゲート部は、第１開口断面積を有する。封止材溜めゲート部は、第２開口断面積を有する。第２開口断面積は第１開口断面積よりも小さい。封止材注入ゲート部は、小ダイパッドよりも大ダイパッドに近い位置に配置されている。

本開示に係る半導体装置の製造方法は、以下の工程を備えている。大ダイパッドおよび小ダイパッドを有するリードフレームを用意する。リードフレームに半導体素子を搭載する。下金型および上金型を含み、下金型と前記上金型とによってキャビティが形成されるモールド金型を用意する。半導体素子が搭載されたリードフレームを、モールド金型内に配置する。キャビティ内に封止材を注入する。モールド金型を取り外す。モールド金型を用意する工程は、封止材注入ゲート部と一つ以上の封止材溜め部と封止材溜めゲート部とを備えたモールド金型を用意する工程を備えている。封止材注入ゲート部は、小ダイパッドよりも大ダイパッドに近い位置に配置され、キャビティへ向けて封止材を注入し、第１開口断面積を有する。一つ以上の封止材溜め部は、キャビティを挟んで封止材注入ゲート部が配置されている第１側とは反対の第２側に設けられ、キャビティを経て流れ込む封止材を溜める。封止材溜めゲート部は、キャビティと封止材溜め部との間を連通し、第１開口断面積よりも小さい第２開口断面積を有する。キャビティ内に封止材を注入する工程は、キャビティ内に充填される封止材が封止材溜め部へ流れ込むまで封止材を注入する工程を備えている。

本開示に係る半導体装置は、大ダイパッドと小ダイパッドと封止材とを有している。大ダイパッドには、一の半導体素子が搭載されている。小ダイパッドには、一の半導体素子とは異なる他の半導体素子が搭載されている。封止材は、大ダイパッド、小ダイパッド、一の半導体素子および他の半導体素子を封止する。封止材は、第１方向に距離を隔てて互いに対向する第１側部と第２側部とを有する。第１側部には、第１封止材痕がある。第２側部には、一つ以上の第２封止材痕がある。第２封止材痕の面積は、第１封止材痕の面積よりも小さい。第１封止材痕は、小ダイパッドよりも大ダイパッドに近い位置に残されている。

本開示に係る半導体製造装置によれば、モールド金型が、封止材注入ゲート部と一つ以上の封止材溜め部と封止材溜めゲート部とを備えている。これにより、キャビティ内に注入される封止材中に、ボイドが残存するのを抑制することができる。

本開示に係る半導体装置の製造方法によれば、封止材注入ゲート部と一つ以上の封止材溜め部と封止材溜めゲート部とを備えたモールド金型を使用することで、封止材中にボイドが残存するのを抑制することができる。

本開示に係る半導体装置によれば、上記モールド金型を備えた半導体製造装置を使用することで、封止材中に残存するボイドが抑制されて、電気的な絶縁性が向上する。

実施の形態１に係る半導体装置の外観の一例を示す第１の平面図である。 同実施の形態において、図１に示す半導体装置の内部の構造を示す平面図である。 同実施の形態において、図１に示す断面線ＩＩＩ－ＩＩＩにおける断面図である。 同実施の形態において、第１の変形例に係る半導体装置を示す断面図である。 同実施の形態において、第２の変形例に係る半導体装置を示す断面図である。 同実施の形態において、半導体装置の外観を示す第２の平面図である。 同実施の形態において、下金型と上金型とを備えたモールド金型を示す断面図である。 同実施の形態において、下金型の構造を示す平面図である。 同実施の形態において、モールド金型における樹脂注入ゲート部を示す部分拡大断面斜視図である。 同実施の形態において、モールド金型における樹脂溜めゲート部を示す第１の部分拡大断面斜視図である。 同実施の形態において、モールド金型における樹脂溜めゲート部を示す第２の部分拡大断面斜視図である。 同実施の形態において、モールド金型における樹脂溜めゲート部を示す部分拡大断面図である。 同実施の形態において、モールド金型における樹脂溜めゲート部を示す部分拡大平面図である。 同実施の形態において、変形例に係るモールド金型における樹脂溜めゲート部を示す部分拡大断面図である。 同実施の形態において、半導体装置の製造方法の一工程を示す平面図である。 同実施の形態において、図１５に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。 同実施の形態において、図１６に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。 同実施の形態において、エアベントの配置構造の一例を示す平面図である。 同実施の形態において、図１７に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。 同実施の形態において、図１９に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。 同実施の形態において、図２０に示す工程における平面図である。 同実施の形態において、図２０および図２１に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。 同実施の形態において、図２２に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。 比較例に係る半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。 同実施の形態において、変形例に係る半導体装置の製造方法の一工程を示す平面図である。 同実施の形態において、第１の変形例に係るモールド金型における下金型の構造を示す平面図である。 同実施の形態において、図２６に示すモールド金型を使用した半導体装置の製造方法の一工程を示す平面図である。 同実施の形態において、第２の変形例に係るモールド金型における下金型の構造を示す平面図である。 同実施の形態において、図２８に示すモールド金型を使用した半導体装置の製造方法の一工程を示す平面図である。 同実施の形態において、第３の変形例に係るモールド金型を使用した半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。 同実施の形態において、第４の変形例に係るモールド金型における樹脂溜めゲート部を示す部分拡大断面図である。 同実施の形態において、モールド金型に設けられたエアベントの一例を示す部分平面図である。 同実施の形態において、図３２に示す断面線ＸＸＸＩＩＩ－ＸＸＸＩＩＩにおける部分断面図である。 実施の形態２に係るモールド金型における下金型の構造を示す平面図である。 同実施の形態において、図３４に示すモールド金型を使用した半導体装置の製造方法の一工程を示す平面図である。 同実施の形態において、図３４に示すモールド金型を使用して製造された半導体装置の外観を示す平面図である。 実施の形態３に係るモールド金型における下金型の構造を示す平面図である。 同実施の形態において、図３７に示す下金型の部分拡大平面図である。 同実施の形態において、図３７に示すモールド金型を使用した半導体装置の製造方法の一工程を示す平面図である。 同実施の形態において、第１の変形例に係るモールド金型における下金型の部分拡大平面図である。 同実施の形態において、第２の変形例に係るモールド金型における下金型の部分拡大平面図である。 同実施の形態において、第３の変形例に係るモールド金型の部分拡大断面図である。 同実施の形態において、図４２に示すモールド金型から外された半導体装置を示す部分拡大斜視図である。 同実施の形態において、第４の変形例に係るモールド金型の部分拡大断面図である。 各実施の形態において、半導体装置の外観の他の例を示す平面図である。 各実施の形態において、半導体装置の外観のさらに他の例を示す平面図である。 実施の形態４に係るモールド金型における樹脂溜めゲート部を示す部分拡大断面図である。 同実施の形態において、モールド金型によって形成された半導体装置を電子回路基板に実装した状態を示す、一部断面を含む第１側面図である。 同実施の形態において、モールド金型によって形成された半導体装置を電子回路基板に実装した状態を示す、一部断面を含む第２側面図である。 実施の形態５に係るモールド金型における下金型の構造を示す平面図である。 同実施の形態において、図５０に示すモールド金型を使用した半導体装置の製造方法の一工程を示す平面図である。

実施の形態１．
実施の形態１に係る半導体装置および半導体製造装置等について説明する。

（半導体装置）
はじめに、半導体製造装置によって製造された半導体装置について説明する。図１、図２および図３に示すように、パワー半導体装置としての半導体装置１では、リードフレーム４５に、半導体素子としてのパワー半導体素子２１およびＩＣ素子２９がそれぞれ搭載されている。リードフレーム４５は、パワー半導体素子２１等とともに、封止材としてのモールド樹脂３３によって封止されている。

モールド樹脂３３は、第１側部３３ａ、第２側部３３ｂ、第３側部３３ｃ、第４側部３３ｄ、第１主面３３ｅおよび第２主面３３ｆを有する。第１側部３３ａと第２側部３３ｂとは、Ｘ軸方向に距離を隔てて互いに対向するとともに、Ｙ軸方向にそれぞれ延在する。第３側部３３ｃと第４側部３３ｄとは、Ｙ軸方向に距離を隔てて対向するとともに、Ｘ軸方向にそれぞれ延在する。第１主面３３ｅと第２主面３３ｆとは、Ｚ軸方向に距離を隔てて互いに対向する。

モールド樹脂３３の表面には、モールド樹脂３３となる流動樹脂をモールド金型内に注入することに伴う樹脂痕３４が残されている。第１側部３３ａには、第１封止材痕としての樹脂注入痕３４ａがある。後述するように、樹脂注入痕３４ａは、モールド樹脂（流動樹脂）を注入する樹脂注入ゲート部に対応する位置に残る樹脂痕である。

第２側部３３ｂには、第２封止材痕としての樹脂溜め痕３４ｂがある。後述するように、樹脂溜め痕３４ｂは、樹脂溜めゲート部に対応する位置に残る樹脂痕である。ここでは、樹脂溜め痕３４ｂは、第２側部における、樹脂注入痕３４ａとはＸ軸方向に対向する位置にある。樹脂溜め痕３４ｂの面積は、樹脂注入痕３４ａの面積よりも小さい。

なお、図１では、モールド樹脂３３の表面から突出した凸状の樹脂痕３４が示されている。樹脂痕３４としては、モールド樹脂３３をモールド金型から取り外す際の取り外し方によっては、モールド樹脂３３の表面から凹んだ凹状の樹脂痕３４が形成される場合もある。この場合には、図４５に示すように、第１側部３３ａには、凹状の樹脂注入痕３４ａが残る。第２側部３３ｂには、凹状の樹脂溜め痕３４ｂが残る。さらに、図４６に示すように、たとえば、第１側部３３ａには、凹状の樹脂注入痕３４ａが残り、第２側部３３ｂには、凸状の樹脂溜め痕３４ｂが残る場合もある。また、凸状の樹脂注入痕３４ａが残り、凹状の樹脂溜め痕３４ｂが残る場合（図示せず）もある。

リードフレーム４５は、パワーリード端子５、パワーリード３、リード段差部７、大ダイパッド９、小ダイパッド１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）、ＩＣリード２３およびＩＣリード端子２５等を備えている。小ダイパッド１５は、３つの小ダイパッド１５ａ、１５ｂ、１５ｃを含む。パワー半導体素子２１が搭載される大ダイパッド９等は、パワーリード３のＺ軸方向の位置（高さ）よりも低い位置に配置されている。大ダイパッド９等は、パワーリード３のＺ軸方向の位置に対して、モールド樹脂３３における第１主面１１ｅ側に配置されている。

大ダイパッド９から第１主面１１ｅまでの距離を距離Ｌ１とする。大ダイパッド９から第２主面１１ｆまでの距離を距離Ｌ２とする。距離Ｌ１は距離Ｌ２よりも短い。すなわち、大ダイパッド９におけるパワー半導体素子２１が搭載されている側とは反対側（第１面）を覆うモールド樹脂３３の部分の厚さは、大ダイパッド９におけるパワー半導体素子２１が搭載されている側（第２面）を覆うモールド樹脂３３の部分の厚さよりも薄い。後述するように、大ダイパッド９の第１面を覆うモールド樹脂３３の部分にボイドを生じさせないように、モールド金型には樹脂溜めゲート部と樹脂溜め部とが設けられている。

大ダイパッド９には、たとえば、３つのパワー半導体素子２１が搭載されている。３つのパワー半導体素子２１のそれぞれは、導電性接着剤１９によって大ダイパッド９に接合されている。小ダイパッド１５ａ、１５ｂ、１５ｃのそれぞれには、たとえば、一つのパワー半導体素子２１が搭載されている。一つのパワー半導体素子２１は、導電性接着剤（図示せず）によって小ダイパッド１５ａ、１５ｂ、１５ｃのそれぞれに接合されている。

パワー半導体素子２１は、たとえば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）またはＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）等である。導電性接着剤１９として、たとえば、はんだまたは銀ペースト等が適用される。

大ダイパッド９は、リード段差部７を介してパワーリード３に繋がっている。小ダイパッド１５ａ、１５ｂ、１５ｃのそれぞれは、屈曲部１３を有する。屈曲部１３は、Ｘ方向成分とＹ方向成分とを有して斜めに延在する。

小ダイパッド１５ａの先端１７ａのＸ座標の値は、リード段差部７の終端部１１ａのＸ座標の値よりも大きいことが望ましい。小ダイパッド１５ｂの先端１７ｂのＸ座標の値は、リード段差部７の終端部１１ｂのＸ座標の値よりも大きいことが望ましい。小ダイパッド１５ｃの先端１７ｃのＸ座標の値は、リード段差部７の終端部１１ｃのＸ座標の値よりも大きいことが望ましい。

屈曲部１３を有することで、大ダイパッド９の側方（Ｘ軸負方向）のスペースが比較的狭い場合でも、大ダイパッド９に３つのパワー半導体素子２１を搭載したうえで、３つの小ダイパッド１５ａ、１５ｂ、１５ｃのそれぞれに１つのパワー半導体素子２１を搭載することができる。これにより、半導体装置１内の限られた容積内で、効率よくパワー半導体素子２１を配置することができ、半導体装置１の小型化に寄与できる。

小ダイパッド１５ａ、１５ｂ、１５ｃのそれぞれは、小ダイパッド１５の屈曲部１３とリード段差部７とを介してパワーリード３に繋がっている。パワーリード３は、パワーリード端子５に繋がっている。パワーリード端子５は、モールド樹脂３３の第３側部３３ｃから外へ向かって突出している。

ＩＣリード２３には、たとえば、２つのＩＣ素子２９が搭載されている。２つのＩＣ素子２９のそれぞれは、導電性接着剤２７によってＩＣリード２３に接合されている。ＩＣリード２３はＩＣリード端子２５に繋がっている。ＩＣリード端子２５は、モールド樹脂３３の第４側部３３ｄから外へ向かって突出している。

対応するパワー半導体素子２１とＩＣ素子２９とが、ワイヤ３１によって電気的に接続されている。対応するパワー半導体素子２１とパワーリード３とが、ワイヤ３１によって電気的に接続されている。対応するＩＣ素子２９とＩＣリード２３とが、ワイヤ３１によって電気的に接続されている。

ワイヤ３１は、たとえば、金、銀、銅またはアルミニウム等の金属から形成されている。このようにして、リードフレーム４５に電気回路が形成されている。なお、ワイヤ３１としては、接続する部分に応じて、材質または太さ等を適宜変えてもよい。また、ワイヤ３１が接続される部分には、ワイヤ３１の接合力を高めるためのコーティング等の処理が施されていてもよい。

なお、上述した半導体装置１では、パワーリード端子５とＩＣリード端子２５とがモールド樹脂３３から突出した構造を例に挙げた。図４に示すように、半導体装置１としては、パワーリード端子５とＩＣリード端子２５とを、モールド樹脂３３から突出させない態様で、モールド樹脂３３の表面に露出させた構造でもよい。この場合には、ワイヤ３１を接続させるために、大ダイパッド９に繋がるリード段差部７として、リード段差部７ａとリード段差部７ｂとの２段階にすることが望ましい。

また、図５に示すように、パワーリード端子５に比較的低い電圧が印可される半導体装置１の場合には、パワーリード端子５の高さ方向の位置が、大ダイパッド９の高さ方向の位置と同じ位置でもよい。パワーリード端子５に印可する電圧が比較的低い場合とは、たとえば、２４Ｖ等の場合である。この場合には、リードフレームにリード段差部７を形成する工程が不要になり、生産コストの低減に寄与することができる。

後述するように、モールド金型には、モールド樹脂が注入される複数のキャビティが形成されている。キャビティとして、たとえば、第１キャビティと第２キャビティとを備えたモールド金型がある。第１キャビティと第２キャビティとは、ランナーで繋がっている。第１キャビティに注入されたモールド樹脂は、ランナーを経て第２キャビティに注入される。第２キャビティに注入されたモールド樹脂の一部が、樹脂溜めゲート部を経て樹脂溜め部へ流れ込むことになる。

第１キャビティに注入されたモールド樹脂によって封止された半導体装置の表面には、樹脂注入ゲート部に起因する樹脂痕と、ランナーに起因する樹脂痕とが残される。図６に示すように、樹脂注入ゲート部に起因する樹脂痕３４として、樹脂注入痕３４ａが残されている。ランナーに起因する樹脂痕３４として、ランナー痕３４ｃが残されている。樹脂注入痕３４ａの面積とランナー痕３４ｃの面積とは、ほぼ同じ面積である。

第２キャビティに注入されたモールド樹脂によって封止された半導体装置の表面には、ランナーに起因する樹脂痕と、樹脂溜めゲート部に起因する樹脂痕とが残される。図１に示すように、ランナー痕に起因する樹脂痕３４として樹脂注入痕３４ａが残されている。樹脂溜めゲート部に起因する樹脂痕３４として、樹脂溜め痕３４ｂが残されている。

なお、ランナーからモールド樹脂が第２キャビティ内に注入されることで、ランナー痕３４ｃは、樹脂注入痕３４ａと捉えることもできる。樹脂溜め痕３４ｂの面積は、ランナー痕３４ｃ（樹脂注入痕３４ａ）の面積よりも小さい。次に、半導体製造装置としてのモールド金型について説明する。

（モールド金型）
図７および図８に示すように、モールド金型５１は、下金型５３と上金型５５とを有する。モールド金型５１には、キャビティ５２が形成されている。キャビティ５２は、第１方向としてのＸ軸方向に延在する。キャビティ５２は、たとえば、第１キャビティ５２ａと第２キャビティ５２ｂとを含む。図７および図９に示すように、モールド金型５１には、第１キャビティ５２ａにモールド樹脂を注入する樹脂注入ゲート部５９が形成されている。モールド金型５１には、第１キャビティ５２ａと第２キャビティ５２ｂとの間を連通するランナー６１が形成されている。第１キャビティ５２ａに注入されたモールド樹脂は、ランナー６１を経て第２キャビティ５２ｂに注入される。

図７および図１０に示すように、モールド金型５１には、第２キャビティ５２ｂに注入されたモールド樹脂となる流動樹脂の一部が流れ込む樹脂溜め部６３が形成されている。モールド金型５１には、第２キャビティ５２ｂと樹脂溜め部６３とを連通する樹脂溜めゲート部６５が形成されている。図８等に示すように、樹脂溜め部６３および樹脂溜めゲート部６５は、たとえば、下金型５３に形成されている。

樹脂溜め部６３は、キャビティ５２を挟んで樹脂注入ゲート部５９が配置されている一方側とは、Ｘ軸方向に距離を隔てられた他方側に配置されている。樹脂溜めゲート部６５は、傾斜部６７とシャッター部としての可動ピン６９とを含む。可動ピン６９は上下方向（Ｚ軸方向）に可動する。

図９および図１０に示すように、樹脂溜めゲート部６５における傾斜部６７が位置する部分の第２開口断面積としての開口断面積（たとえば、幅ＬＹ２×高さＬＺ２）は、樹脂注入ゲート部５９の第１開口断面積としての開口断面積（たとえば、幅ＬＹ１×高さＬＺ１）よりも小さく設定されている。

可動ピン６９は下金型５３に収容された状態では、可動ピン６９の先端部分は、下金型５３の表面と同じ位置にある。可動ピン６９は、下金型５３に収容された状態から高さ方向（Ｚ軸方向）に突出する態様で可動する。可動ピン６９には、Ｚ軸方向に可動することによって摩耗するのを抑制することが求められる。また、可動ピン６９は、モールド樹脂が流れるのを阻止するシャッター部としての機能が求められる。このため、可動ピン６９の先端部分は、突出した状態において、フレーム３７（下面）とは、たとえば、約５０μｍ程度離れていることが望ましい。

なお、図１０では、下金型５３と上金型５５とで、リードフレームにおけるフレーム３７を挟み込んだ状態において、下金型５３（上面５３ａ）と上金型（下面５５ａ）との間に、フレーム３７の厚さに相当する隙間が形成される態様のモールド金型５１が示されている。モールド金型５１としては、このような態様に限られず、図１１に示すように、たとえば、下金型５３（上面５３ａ）と上金型５５（下面５５ａ）とが当接する部分を有する態様のモールド金型５１であってもよい。

樹脂溜めゲート部６５等の構造について、もう少し詳しく説明する。図１０および図１２に示すように、傾斜部６７は、頂部６７ａから樹脂溜め部６３へ向かって下がる態様で傾斜している。樹脂溜めゲート部６５における樹脂溜め部６３に流れ込む直前の第３開口断面積としての開口断面積（たとえば、ＬＹ３×ＬＺ３）は、樹脂溜めゲート部６５における傾斜部６７が位置する部分の開口断面積（たとえば、ＬＹ２×ＬＺ２）よりも大きく設定されている。後述するように、傾斜部６７を設けることによって、硬化したモールド樹脂を下金型５３から離型させやすくなる。

なお、第２開口断面積（ＬＹ２×ＬＺ２）を有する部分６６ａは、封止材溜めゲート部の第１部に対応する。第３開口断面積（ＬＹ３×ＬＺ３）を有する部分６６ｂは、封止材溜めゲート部の第２部に対応する。

モールド樹脂によって封止する工程では、樹脂溜め部６３に流れ込もうとするモールド樹脂（流動樹脂）が樹脂溜め部６３に残らないようにする必要がある。また、可動ピン６９の摩耗または破損を抑制するために、可動ピン６９が下金型５３に対して摺動する距離を短くする必要がある。具体的には、傾斜部６７が位置する部分の高さＬＺ２（図１０参照）は、たとえば、３００～５００μｍ程度が望ましい。モールド樹脂が樹脂溜め部６３に流れ込む直前の樹脂溜めゲート部６５の部分の高さＬＺ３（図１０参照）は、高さＬＺ２の２倍程度の高さを有していることが望ましく、たとえば、６００～１０００μｍ程度が望ましい。

可動ピン６９には、上下方向に可動する際に下金型５３との摺動摩擦を低減することが求められる。このため、図１３に示すように、可動ピン６９の断面形状（Ｘ－Ｙ平面）としては、たとえば、円形または楕円形が望ましい。可動ピン６９がフレームに当接する直前の高さまで突出した際に、モールド樹脂が流れるのを最小限になるように、可動ピン６９の直径Ｄは、樹脂溜めゲート部６５のＹ方向の幅Ｗよりも、たとえば、３０μｍ程度小さいことが望ましい。

樹脂溜めゲート部６５における傾斜部６７の頂部６７ａから可動ピン６９の中心までの距離Ｌ１８は、可動ピン６９が傾斜部６７と重ならない距離で、できる限り短い方が望ましい。可動ピン６９は、特許文献１に記載された突き上げ弁と比べると、可動ピン６９の直径が細く、断面形状が円形等であることで、摺動摩擦を低減することができ、可動ピン６９は破損しにくくなる。

樹脂溜めゲート部６５の幅ＬＹ３（Ｙ方向）は、狭いほど望ましく、樹脂注入ゲート部５９の幅ＬＹ１（図９参照）およびランナー６１の幅の２分の１以下であることが望ましい。樹脂注入ゲート部５９の幅ＬＹ３は、樹脂溜め部６３に流れ込んだモールド樹脂を下金型５３から離型させるために、ある程度断面積を確保しておく必要があり、たとえば、約０．５～１．５ｍｍ程度が望ましい。一方、樹脂溜めゲート部６５の幅Ｗは、樹脂溜め部６３に流れ込んだモールド樹脂を下金型５３に残らないように、５００μｍ以上であることが望ましい。

樹脂溜めゲート部に対応する幅が、半導体装置の幅と同じである比較例に係る構造と比べると、樹脂溜め部６３へモールド樹脂が流れ込むのが抑制されて、樹脂溜め部６３に流れ込むモールド樹脂を最小限に抑えながら、キャビティ５２内にモールド樹脂を確実に充填することができる。なお、樹脂溜め部６３の容積は、長さＬ１１（Ｘ軸方向）、長さＬ１０（Ｙ軸方向）および長さＬ１２（Ｚ軸方向）によって調整される。

上述したモールド金型５１では、下金型５３に樹脂溜めゲート部６５および樹脂溜め部６３が形成された場合について説明した。図１４に示すように、モールド金型５１としては、上金型５５に樹脂溜めゲート部６５および樹脂溜め部６３が形成されていてもよい。この場合には、可動ピン６９は上金型５５に収容された状態からフレームに接触する直前の位置にまで突出することになる。

（半導体装置の製造方法）
次に、上述したモールド金型を適用した半導体装置の製造方法について説明する。まず、金属板のエッチングまたは金属板の打ち抜きによってリードフレーム４５（図１５参照）が形成される。リードフレーム４５には、大ダイパッド９、小ダイパッド１５、ＩＣリード２３等が形成される。次に、曲げ金型を用いてリードフレーム５０に曲げ加工を施すことにより、リード段差部７（図１５参照）が形成される。

大ダイパッド９および小ダイパッド１５のそれぞれに、導電性接着剤によって、パワー半導体素子２１が接合される（図１５参照）。また、ＩＣリード２３に、導電性接着剤によって、ＩＣ素子２９が接合される（図１５参照）。次に、ワイヤ３１が接続される。こうして、図１５に示すように、モールド樹脂によって封止される前の、パワー半導体素子２１等が搭載されたリードフレーム４５を含む複数の半導体装置が形成される。Ｘ軸方向に配置された一の半導体装置（リードフレーム４５の向かって左側の部分）と他の半導体装置（リードフレーム４５の向かって右側の部分）とは、タイバー３５によって接続されている。

次に、トランスファーモールド法によって、半導体装置がモールド樹脂に封止される。図１６に示すように、下金型５３と上金型５５とを含むモールド金型５１が用意される。下金型５３と上金型５５との間に、パワー半導体素子２１等が搭載されたリードフレーム４５（図１５参照）が配置される。樹脂注入ゲート部５９は、リードフレーム４５における小ダイパッド１５よりも、大ダイパッド９に近い側に位置していることが望ましい。

大ダイパッド９の面積は、小ダイパッド１５の面積よりも大きい。このため、大ダイパッド９と下金型５３（キャビティ５２の底面）との間の領域にモールド樹脂が充填されにくくなることがある。そこで、樹脂注入ゲート部５９を大ダイパッド９の近くに配置させることで、大ダイパッド９と下金型５３（キャビティ５２の底面）との間の領域に、低粘度な状態のモールド樹脂となる流動樹脂を確実に充填させることができる。

また、その領域に効率的にモールド樹脂（流動樹脂）を充填するためには、樹脂注入ゲート部５９の位置（Ｙ軸方向）とランナー６１の位置（Ｙ軸方向）とは、大ダイパッド９の中心位置（Ｙ軸方向）に近い方が望ましい。樹脂注入ゲート部５９の位置（Ｙ軸方向）とランナー６１の位置（Ｙ軸方向）とは、ほぼ同じ位置にある。

樹脂溜め部６３と第２キャビティ５２ｂとは、樹脂溜めゲート部６５を介して繋がることになる。なお、この時点では、可動ピン６９は上方に位置しており、樹脂溜めゲート部６５は閉じられた状態にある。

次に、プランジャ５７にタブレット樹脂８１が装填される。下金型５３と上金型５５とが型閉めされた後、タブレット樹脂８１を溶融させながらプランジャ５７を上昇させることによって、モールド樹脂となる溶融した流動樹脂が、樹脂注入ゲート部５９からキャビティ５２（５２ａ）内へ注入される。注入された流動樹脂は、第１キャビティ５２ａ内に充填され、次に、ランナー６１に到達する。

図１７に示すように、ランナー６１に達した流動樹脂は、ランナー６１を流れて、第２キャビティ５２ｂ内へ注入される。大ダイパッド９および小ダイパッド１５から上金型５５（第２キャビティ５２ｂの上面）までの距離は、大ダイパッド９および小ダイパッド１５から下金型５３（第２キャビティ５２ｂの底面）までの距離よりも長い。

このため、流動樹脂８３は、大ダイパッド９および小ダイパッド１５より下方のキャビティ５２の領域ＲＣ２よりも、大ダイパッド９および小ダイパッド１５より上方のキャビティ５２の領域ＲＣ１の方へ流れやすくなる。これにより、領域ＲＣ１を流れた流動樹脂８３は、最終的には領域ＲＣ１から領域ＲＣ２へ流れ込み、領域ＲＣ２を流れた流動樹脂８３とは、小ダイパッド１５（１５Ｃ）の下方の位置８７（領域８５）において最終的に合流することになる。

キャビティ５２内に流動樹脂８３が徐々に充填される間に、キャビティ５２内の空気がキャビティ５２に設けられたエアベント７９から排出されることになる。図１８に示すように、エアベント７９は、キャビティ５２の周囲に配置されている。エアベント７９は、上金型５５または下金型５３に設けられた、たとえば、深さ約１００μｍ程度の凹部によって構成される。なお、エアベント７９については、後で、もう少し詳しく説明する。

図１９に示すように、小ダイパッド１５（１５Ｃ）の下方の領域８５において、領域ＲＣ１を流れた流動樹脂８３と領域ＲＣ２を流れた流動樹脂８３とが合流する際には、流動樹脂８３に空気が巻き込まれやすい。流動樹脂８３が領域８５（位置８７）において合流するまで、可動ピン６９は上方に位置しており、樹脂溜めゲート部６５は閉じられた状態にある。巻き込まれた空気が潰れない場合には、流動樹脂８３（モールド樹脂）中にボイドとして残存することがある。

そこで、次に、流動樹脂８３内にボイドを残存させない処理（工程）が行われる。図２０および図２１に示すように、可動ピン６９が下降して、樹脂溜めゲート部６５が開けられる。樹脂溜めゲート部６５が開くことで、第２キャビティ５２ｂ内の流動樹脂８３は、樹脂溜めゲート部６５を経て樹脂溜め部６３へ流れ込もうとする。なお、図２１では、下金型５３の構造を示すために、フレーム３７の部分を二点鎖線で示す。以下の図面においても、必要に応じてフレーム３７の部分を二点鎖線で示す。

このとき、小ダイパッド１５（１５Ｃ）の下方の領域８５に位置する流動樹脂８３の部分も、樹脂溜めゲート部６５へ向かって流動することになる。これにより、仮に、領域８５に位置する流動樹脂８３の部分にボイドが残存していたとしても、ボイドは領域ＲＣ２から排除されることになる。こうして、モールド樹脂３３（図３等参照）における第１主面３３ｅ側の電気的な絶縁性を確保することができる。

次に、モールド金型５１を取り外す処理（工程）が行われる。図２２に示すように、プランジャ５７が上方（矢印参照）に突き上げられる。これにより、パワー半導体素子２１等を封止したモールド樹脂３３が、下金型５３から分離される。このとき、樹脂溜め部６３に流れ込んで硬化したモールド樹脂９９が下金型５３から外れないことが想定される。

そこで、プランジャ５７とともに、可動ピン６９も上方（矢印参照）へ突き上げられる。可動ピン６９を上方に突き出すことによって、モールド樹脂９９を下金型５３から確実に外すことができる。次に、図２３に示すように、下金型５３から外されたモールド樹脂９９は、金型パンチ（図示せず）によって、フレーム３７から外される。さらに、ランナーに位置していたモールド樹脂の部分と、樹脂注入ゲート部に位置していたモールド樹脂の部分とが、金型パンチ（図示せず）によって分離される。こうして、図１～図３等に示す、モールド樹脂３３によって封止された半導体装置１が製造される。

上述した半導体装置１では、モールド樹脂３３（図３等参照）における第１主面３３ｅ側の電気的な絶縁性を確保することができる。これについて、比較例に係る半導体装置の製造方法と比べて説明する。

図２４に示すように、比較例に係る半導体装置の製造方法では、モールド金型５１における、第２キャビティ５２ｂを挟んでランナー６１と対向する部分には、エアベント７９が位置する。エアベント７９は、キャビティ５２の周囲に配置されている複数のエアベントのうちの一つのエアベントである。なお、実施の形態に係るモールド金型５２等と同一部材については同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。

樹脂注入ゲート部５９から第１キャビティ５２ａに注入された流動樹脂８３は、ランナー６１を経て第２キャビティ５２ｂへ注入される。第２キャビティ５２ｂでは、小ダイパッド１５（１５Ｃ）の下方の領域８５（位置８７）において、領域ＲＣ１を流れた流動樹脂８３と領域ＲＣ２を流れた流動樹脂８３とが合流する。このとき、流動樹脂８３に空気が巻き込まれやすい。モールド金型５１には、エアベント７９を含む複数のエアベントが配置されており、そのエアベントから流動樹脂８３中の空気が排出されることになる。

しかしながら、流動樹脂８３が合流する領域８５では、流動樹脂８３に巻き込まれた空気は排出されにくい。特に、巻き込まれる空気の量が多い場合には、巻き込まれた空気がエアベントから排出されず、ボイドとなって流動樹脂８３に残存することがある。このため、完成した半導体装置では、ボイドの残存によって、モールド樹脂３３（図３等参照）の第１主面３３ｅ側の電気的な絶縁性が悪化することが想定される。

比較例に係る半導体装置の製造方法に対して、実施の形態１に係る半導体装置の製造方法では、領域ＲＣ１を流れた流動樹脂８３と領域ＲＣ２を流れた流動樹脂８３とが領域８５（位置８７）において合流した後、流動樹脂８３は、樹脂溜めゲート部６５から樹脂溜め部６３へ流れ込もうとする。これにより、仮に、領域８５に位置する流動樹脂８３の部分にボイドが残存していたとしても、ボイドは領域ＲＣ２から排除されることになる。その結果、モールド樹脂３３（図３等参照）の第１主面３３ｅ側の電気的な絶縁性を確保することができる。

完成した半導体装置では、樹脂注入ゲート部５９、ランナー６１および樹脂溜めゲート部６５（図７等参照）にそれぞれ位置していたモールド樹脂の部分が分離されたことで、冒頭で述べたように、半導体装置１のモールド樹脂３３の表面には、表面の粗さが他の部分に比べて粗い樹脂痕３４（図１および図６参照）が残ることになる。

特に、第２キャビティにおいて５２ｂにおいて封止された半導体装置（図１参照）では、第１側部３３ａにランナー痕３４ｃが残り、第２側部３３ｂに樹脂溜め痕３４ｂが残る。ランナーの断面積と樹脂注入ゲート部の断面積とは同じであり、ランナーから流動樹脂が注入されることから、ランナー痕３４ｃは樹脂注入痕３４ａと捉えることができる。

一方、第１キャビティ５２ａにおいて封止された半導体装置（図６参照）では、第１側部３３ａに樹脂注入痕３４ａが残り、第２側部３３ｂにランナー痕３４ｃが残る。樹脂注入痕３４ａの面積と樹脂溜め痕３４ｂの面積とは、ほぼ同じ面積である。

なお、上述した半導体装置の製造方法では、図２３に示す工程において、下金型５３から外されたモールド樹脂９９を、金型パンチによってフレーム３７と半導体装置となるモールド樹脂３３とから外す場合について説明した。モールド樹脂９９をモールド樹脂３３から効率的に外すために、図２５に示すように、フレーム３７に切り欠き部３９を設けてもよい。

切り欠き部３９は、リードフレーム４５がモールド金型５１（下金型５３）に配置された状態で、樹脂溜め部６３を露出する態様で形成されている。これにより、金型パンチによってモールド樹脂９９をモールド樹脂３３から外す際に、モールド樹脂９９に金型パンチを直接当接させて効率的に外すことができる。

なお、このような切り欠き部３９を設けたリードフレーム４５を適用する場合、樹脂溜めゲート部６５が閉じられた状態では、可動ピン６９の先端は、上金型５５の下面から５０μｍ程度離れた位置まで突き出していることが望ましい。

また、上述した半導体装置の製造方法では、樹脂溜めゲート部６５が樹脂注入ゲート部５９から最も近い位置に配置された場合について説明した。具体的には、樹脂溜めゲート部６５の位置（Ｙ軸方向）とランナー６１（樹脂注入ゲート部５９）の位置（Ｙ軸方向）とは、同じ位置にあるモールド金型５１について説明した。樹脂溜めゲート部６５を、ランナー６１（樹脂注入ゲート部５９）の位置（Ｙ軸方向）から離れた位置（Ｙ軸方向）に配置してもよい。

図２６に示すように、樹脂溜めゲート部６５が、たとえば、ランナー６１の位置（Ｙ軸方向）からＹ軸正方向に離れた位置（Ｙ軸方向）に配置されたモールド金型５１（下金型５３）を適用してもよい。この場合には、ランナー６１から注入された流動樹脂８３が樹脂溜めゲート部６５に到達するまでの時間がより長くなる。

このため、図２７に示す、キャビティ５２内に流動樹脂８３を注入する工程では、仮に、領域８５（図１８等参照）に位置する流動樹脂８３の部分にボイドが残存していたとしても、流動樹脂８３が樹脂溜めゲート部６５に到達して樹脂溜め部６３に流れ込もうとするまでの間に、ボイドは領域８５（領域ＲＣ２）から排除されることになる。その結果、モールド樹脂３３（図３等参照）における第１主面３３ｅ側の電気的な絶縁性を確保することができる。

さらに、領域８５（図１８等参照）に流動樹脂８３を確実に充填させるためには、樹脂溜め部６３の容積は大きい方が望ましい。樹脂溜め部６３の容積を大きくするには、図２８に示すように、たとえば、樹脂溜め部６３のＸ軸方向の長さＬ１１を維持して、Ｙ軸方向の長さＬ１０を長く設定することが望ましい。

これにより、図２９に示す、キャビティ５２内に流動樹脂８３を注入する工程では、仮に、領域８５（図１８等参照）に位置する流動樹脂８３の部分にボイドが残存していたとしても、流動樹脂８３が樹脂溜め部６３に流れ込む間に、ボイドは領域８５（領域ＲＣ２）から確実に排除される。その結果、モールド樹脂３３（図３等参照）における第１主面３３ｅ側の電気的な絶縁性を確実に確保することができる。

なお、流動樹脂（モールド樹脂）を、たとえば、Ｙ軸方向にも複数配列されたキャビティに充填する場合（図示せず）には、樹脂溜め部のＹ軸方向の長さは、Ｙ軸方向に並ぶキャビティの長さを超えない長さに設定し、Ｘ軸方向の長さを長くすることが望ましい。このようなモールド金型５１を用いて、切り欠き部３９を設けたフレーム３７を含むリードフレーム４５（図２５参照）を適用する場合を想定する。この場合には、樹脂溜め部６３のＸ軸方向の長さは、フレームの幅（Ｘ軸方向の長さ）を超えないことが望ましい。

一方、樹脂溜め部６３のＸ軸方向の長さＬ１１が、フレーム３７の幅を超える場合も想定される。この場合には、図３０に示すように、樹脂溜め部に流れ込んで硬化したモールド樹脂９９を上方から押圧することによって、モールド樹脂９９をモールド樹脂３３から外す機構を設けることが望ましい。

また、樹脂溜め部６３の深さ方向の長さＬ１２（図１２参照）は長いほど望ましい。樹脂溜め部６３に流れ込んで硬化したモールド樹脂９９を下金型から良好に外すために、樹脂溜め部６３の底は、キャビティ５２の底面以上の位置（高さ）にあることが望ましい。

さらに、図３１に示すように、たとえば、モールド金型５１の上金型５５にも、流動樹脂を溜める領域が確保された樹脂溜め部６３を設けてもよい。この場合、樹脂溜め部６３に流れ込んで硬化したモールド樹脂９９を上金型５５から良好に外すために、樹脂溜め部６３の上面は、キャビティ５２の上面を超えない位置（高さ）にあることが望ましい。

このようなモールド金型５１では、樹脂溜め部６３の容積を十分に確保することができ、領域８５（図１８等参照）に位置する流動樹脂８３の部分にボイドが残存していたとしても、流動樹脂８３が樹脂溜め部６３に流れ込もうとする間に、ボイドを領域８５から確実に排除することができる。

上述した半導体装置の製造方法では、すでに説明したように、流動樹脂８３は、樹脂溜めゲート部６５から樹脂溜め部６３へ流れ込もうとすることで、仮に、領域８５に位置する流動樹脂８３の部分にボイドが残存していたとしても、ボイドは領域ＲＣ２から排除されることになる。その結果、モールド樹脂３３（図３等参照）の第１主面３３ｅ側の電気的な絶縁性を確保することができる。

ここで、大ダイパッド９から第１主面１１ｅまでの距離Ｌ１（図３参照）に相当するモールド樹脂３３の厚さを５００μｍ程度とする。半導体装置１のモールド樹脂３３のＺ軸方向の厚さを３．５ｍｍ程度とする。

このような半導体装置を製造する際に、仮に、領域８５に位置する流動樹脂８３の部分にボイドが残存していた場合に、そのボイドを領域ＲＣ２から排除するには、樹脂溜め部６３の体積として、半導体装置１のモールド樹脂３３の体積の約３分の１程度の体積が必要とされる。

上述した半導体装置の製造方法では、モールド金型５１には樹脂溜めゲート部６５が設けられている。樹脂溜めゲート部６５の開口断面積は、樹脂注入ゲート部５９の開口断面積よりも小さい。また、樹脂溜めゲート部６５には、流動樹脂が樹脂溜め部６３に流れ込むのを制御する可動ピン６９が設けられている。

これにより、樹脂溜め部６３に流れ込む流動樹脂８３の量を最小限にすることができるとともに、流動樹脂８３に残存するボイドを排出することができる。その結果、廃棄するモールド樹脂９９（流動樹脂８３）の量を最小限に抑えながら、モールド樹脂３３の電気的な絶縁性を確保することができる。なお、可動ピン６９としては、単に、モールド樹脂９９を下金型５３から確実に取り外す機能だけを有しているものでもよい。

また、上述した半導体装置の製造方法では、樹脂注入ゲート部５９から第１キャビティ５２ａ内に注入された流動樹脂８３は、ランナー６１を流れて第２キャビティ５２ｂ内に注入されることになる。第１キャビティ５２ａにおける流動樹脂８３の流れと、第２キャビティ５２ｂにおける流動樹脂８３の流れとを、ほぼ同じ流れにするためには、樹脂注入ゲート部５９の断面形状とランナー６１の断面形状とは、同じ断面形状であることが望ましい。一方、樹脂溜めゲート部６５の断面形状は、樹脂注入ゲート部５９（ランナー６１）の断面形状よりも小さいことが望ましい。

これにより、すでに説明したように、第１キャビティ５２ａにおいて封止された半導体装置１の表面に残される樹脂注入痕３４ａの面積とランナー痕３４ｃの面積とは、ほぼ同じ面積になる（図６参照）。第２キャビティ５２ｂにおいて封止された半導体装置１の表面に残される樹脂溜め痕３４ｂの面積は、ランナー痕３４ｃ（樹脂注入痕３４ａ）の面積よりも小さくなる（図１参照）。このように、半導体装置１の表面には、樹脂溜め痕３４ｂを含む樹脂痕３４が残ることになり、半導体装置１の外観（モールド樹脂３３）から容易に確認することができる。

（モールド金型におけるエアベント）
上述したように、キャビティ５２内に流動樹脂８３が徐々に充填される間に、キャビティ５２内の空気は、モールド金型５１に形成されたエアベント７９から排出されることになる（図１８参照）。

図３２および図３３に、エアベント７９の一例として、モールド金型５１における樹脂溜め部６３付近に位置するエアベント７９を示す。上金型５５には、エアベント７９ａが設けられている。下金型５３には、エアベント７９ｂが設けられている。エアベント７９ｂは、樹脂溜め部６３に連通している。

キャビティ５２内の空気を効率的に排出するには、エアベント７９としての隙間を大きくする必要がある。ところが、たとえば、上金型５５に設けられるエアベント７９ａとしての隙間の高さＬＺ４を高くすると、流動性樹脂が過剰に漏れ出すおそれが高くなる。そこで、エアベント７９ａと高さ方向（Ｚ軸）に対向するように、下金型５３にエアベント７９ｂを設けることで、エアベント７９としての隙間の高さを確保することができる。

また、樹脂溜め部６３が設けられていることで、樹脂溜め部６３に流れ込む流動性樹脂の硬化が促進されて、樹脂溜め部６３に連通するエアベント７９ｂから、流動性樹脂が漏れ出るのが抑制される。これにより、樹脂溜め部６３が設けられていない場合と比べて、エアベント７９ｂとしての隙間の高さＬＺ５を高くすることができる。その結果、キャビティ５２内の空気を、より効率的にモールド金型５１の外へ排出することができる。

上金型５５と下金型５３とによって、リードフレーム４５を挟み込む領域（面積）を確保するために、エアベント７９ａとエアベント７９ｂとは、高さ方向で対向する位置に配置することが望ましい。

エアベント７９ａの幅ＬＹ１とエアベント７９ｂの幅ＬＹ２とは同じ幅であってもよいし、互いに異なる幅であってもよい。また、エアベント７９ａの幅方向（Ｙ軸方向）の中心位置と、エアベント７９ｂの幅方向（Ｙ軸方向）の中心位置とは、同じ位置であってもよし、互いにずれていてもよい。

実施の形態２．
実施の形態２に係る半導体製造装置等について説明する。ここでは、一つのキャビティに対して、複数の樹脂溜め部を備えたモールド金型を適用した半導体製造装置等について説明する。

（モールド金型）
半導体製造装置としてのモールド金型について説明する。図３４に示すように、モールド金型５１（下金型５３）には、たとえば、樹脂溜め部６３として、樹脂溜め部６３ａと樹脂溜め部６３ｂとが形成されている。第２キャビティ５２ｂと樹脂溜め部６３ａとを連通する樹脂溜めゲート部６５ａが形成されている。第２キャビティ５２ｂと樹脂溜め部６３ｂとを連通する樹脂溜めゲート部６５ｂが形成されている。

樹脂溜めゲート部６５ａは、ランナー６１の位置（Ｙ軸方向）からＹ軸正方向に離れた位置（Ｙ軸方向）に配置されている。樹脂溜めゲート部６５ｂは、ランナー６１の位置（Ｙ軸方向）からＹ軸負方向に離れた位置（Ｙ軸方向）に配置されている。なお、これ以外の構成については、図７および図８に示すモールド金型５１の構成と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。

（半導体装置の製造方法）
次に、上述したモールド金型を使用した半導体装置の製造方法について説明する。

まず、前述した半導体装置の製造方法と同様にして、モールド樹脂によって封止される前の、パワー半導体素子等が搭載されたリードフレームを含む複数の半導体装置が形成される。次に、トランスファーモールド法によって、半導体装置がモールド樹脂に封止される。図３５に示すように、パワー半導体素子２１等が搭載されたリードフレーム４５がモールド金型５１に配置される。

下金型５３と上金型（図示せず）とが型締閉めされた後、流動樹脂８３が樹脂注入ゲート部５９からキャビティ５２（５２ａ）内へ注入される。第１キャビティ５２ａに注入された流動樹脂８３は、ランナー６１を流れて第２キャビティ５２ｂ内へ注入されて、第２キャビティ５２ｂに徐々に充填される。

この間に、前述したように、領域ＲＣ１を流れた流動樹脂８３は、最終的には領域ＲＣ１から領域ＲＣ２へ流れ込み、領域ＲＣ２を流れた流動樹脂８３とは、小ダイパッド１５（１５Ｃ）の下方の領域８５（位置８７）において最終的に合流することになる（図１７および図１９参照）。

領域８５において、領域ＲＣ１を流れた流動樹脂８３と領域ＲＣ２を流れた流動樹脂８３とが合流する際には、流動樹脂８３に空気が巻き込まれやすく、巻き込まれた空気が潰れない場合には、流動樹脂８３（モールド樹脂）中にボイドとして残存することがある。

次に、図２０に示す工程と同様にして、樹脂溜めゲート部６５（６５ａ、６５ｂ）が開けられる。樹脂溜めゲート部６５（６５ａ、６５ｂ）が開くことで、第２キャビティ５２ｂ内の流動樹脂８３は、樹脂溜めゲート部６５ａを経て樹脂溜め部６３ａへ流れ込もうとするか、または、樹脂溜めゲート部６５ｂを経て樹脂溜め部６３ｂへ流れ込もうとする。

このとき、領域８５に位置する流動樹脂８３の部分も、樹脂溜めゲート部６５へ向かって流動することになる。これにより、仮に、領域８５に位置する流動樹脂８３の部分にボイドが残存していたとしても、ボイドは領域８５から排除されることになる。

その後、図２２および図２３に示す工程と同様にして、モールド金型が取り外されて、モールド樹脂によって封止された半導体装置が製造される。図３６に示すように、完成した半導体装置１では、特に、第２側部３３ｂには２つの樹脂溜め痕３４ｂが残ることになる。

上述した半導体装置の製造方法では、樹脂溜めゲート部６５（６５ａ、６５ｂ）のそれぞれは、ランナー６１の位置（Ｙ軸方向）からＹ軸方向（正または負）に離れた位置（Ｙ軸方向）に配置されている。そのため、図２６に示すモールド金型５１の場合と同様に、ランナー６１から注入された流動樹脂８３が樹脂溜めゲート部６５に到達するまでの時間がより長くなる。

これにより、仮に、領域８５に位置する流動樹脂８３の部分にボイドが残存していたとしても、流動樹脂８３が樹脂溜めゲート部６５に到達して樹脂溜め部に流れ込もうとする間に、ボイドは領域８５（位置８７）から排除されることになる。その結果、モールド樹脂３３における第１主面３３ｅ側（図３参照）の電気的な絶縁性を確実に確保することができる。

また、上述したモールド金型５１では、樹脂溜め部６３の体積を十分に確保することができる。半導体装置の製造において、リードフレームに、モールド金型に対する位置決め穴が存在する場合がある。このような場合には、樹脂溜め部のＹ方向の長さが制限されてしまい、樹脂溜め部の容積を十分に確保できないことが想定される。

上述したモールド金型では、そのようなフレームの位置決め穴（図示せず）を回避しながら、２つの樹脂溜め部６５ａ、６５ｂを設けることで、樹脂溜め部６５としての十分な容積を確保することができる。樹脂溜め部６５の容積が十分に確保されることで、領域８５（図１９等参照）にボイドが残存するような場合であっても、そのボイドを確実に排除することができる。

さらに、上述したモールド金型５１では、樹脂溜め部６５に流れ込んで硬化したモールド樹脂の部分を取り除く金型パンチの摩耗を抑制することができる。モールド金型５１には、樹脂溜め部６５として、２つの樹脂溜め部６５ａ、６５ｂが形成されている。これにより、樹脂溜め部６５ａ、６５ｂのそれぞれに流れ込んで硬化したモールド樹脂の部分を取り除く金型パンチの断面積を小さくすることができる。これにより、断面積の大きな一つの金型パンチと比べて、金型パンチの摩耗を抑制することができ、生産コストの削減に寄与することができる。

実施の形態３．
実施の形態３に係る半導体製造装置等について説明する。

（モールド金型）
図３７に示すように、半導体製造装置としてのモールド金型５１（下金型５３）には、たとえば、樹脂溜め部６３として、樹脂溜め部６３ａと樹脂溜め部６３ｂとが形成されている。第２キャビティ５２ｂと樹脂溜め部６３ａとを連通する樹脂溜めゲート部６５ａが形成されている。第２キャビティ５２ｂと樹脂溜め部６３ｂとを連通する樹脂溜めゲート部６５ｂが形成されている。樹脂溜めゲート部６５ａおよび樹脂溜めゲート部６５ｂのそれぞれでは、シャッター部としての可動ピンは配置されていない。

図３８に示すように、下金型５３には、樹脂溜め部６３ａへ向かって突出した突出部９３ａと、樹脂溜め部６３ｂへ向かって突出した突出部９３ｂとが形成されている。樹脂溜め部６３に流れ込んで硬化したモールド樹脂の部分を金型パンチによって外す際に、フレーム３７が、突出部９３ａ、９３ｂを含む下金型５３の部分によって下方から支持されることになる。

樹脂溜め部６３ａにおいて、Ｘ軸方向に突出部９３ａが位置する樹脂溜め部６３ａの部分のＹ軸方向の長さを長さＬ１６ａとする。Ｘ軸方向に突出部９３ａが位置していない樹脂溜め部６３ａの部分のＹ軸方向の長さを長さＬ１５ａとする。長さＬ１６ａは、長さＬ１５ａよりも短いことが望ましい。

樹脂溜め部６３ｂにおいて、Ｘ軸方向に突出部９３ｂが位置する樹脂溜め部６３ｂの部分のＹ軸方向の長さを長さＬ１６ｂとする。Ｘ軸方向に突出部９３ｂが位置していない樹脂溜め部６３ｂの部分のＹ軸方向の長さを長さＬ１５ｂとする。長さＬ１６ｂは、長さＬ１５ｂよりも短いことが望ましい。

なお、長さＬ１５ａと長さＬ１５ｂとは、異なる長さであってもよいし、同じ長さであってもよい。長さＬ１６ａと長さＬ１６ｂとは、異なる長さであってもよいし、同じ長さであってもよい。

樹脂溜め部６３ａにおいて、Ｙ軸方向に突出部９３ａが位置していない樹脂溜め部６３ａの部分のＸ軸方向の長さを長さＬ１４ａとする。樹脂溜め部６３ｂにおいて、Ｙ軸方向に突出部９３ｂが位置していない樹脂溜め部６３ｂの部分のＸ軸方向の長さを長さＬ１４ｂとする。長さＬ１４ａおよび長さＬ１４ｂは、フレーム３７の幅の約２分の１程度の長さに設定することが望ましい。これにより、樹脂溜め部６３に流れ込んで硬化したモールド樹脂の部分を金型パンチによって外す際に、フレーム３７を押さえる領域を確保することができる。

図３７に示すように、樹脂溜めゲート部６５ａは、ランナー６１の位置（Ｙ軸方向）からＹ軸正方向に離れた位置（Ｙ軸方向）に配置されている。樹脂溜めゲート部６５ｂは、ランナー６１の位置（Ｙ軸方向）からＹ軸負方向に離れた位置（Ｙ軸方向）に配置されている。樹脂溜めゲート部６５ａおよび樹脂溜めゲート部６５ｂのそれぞれは、モールド金型５１にリードフレームが配置された際に、最終的に流動樹脂が充填される、小ダイパッド１５（１５Ｃ）（図１９等参照）の下方の領域８５（位置８７）からできるだけ離れた位置に配置されていることが望ましい。

樹脂溜めゲート部６５ａは、第２キャビティ５２ｂにおけるＸ軸方向に延在する部分（紙面に向かって上側部分）からＹ軸負方向に０．５～２．０ｍｍ程度離れた位置に配置されていることが望ましい。樹脂溜めゲート部６５ｂは、第２キャビティ５２ｂにおけるＸ軸方向に延在する部分（紙面に向かって下側部分）からＹ軸正方向に０．５～２．０ｍｍ程度離れた位置に配置されていることが望ましい。これにより、樹脂溜め部６３に流れ込んで硬化したモールド樹脂の部分を金型パンチによって外す際に、半導体装置のモールド樹脂に欠けが生じるのを抑制する。

樹脂溜めゲート部６５ａのＹ軸方向の長さを幅Ｗａとする。樹脂溜めゲート部６５ｂのＹ軸方向の長さを幅Ｗｂとする。幅Ｗａおよび幅Ｗｂは、狭いほど望ましい。幅Ｗａおよび幅Ｗｂは、樹脂注入ゲート部５９の幅ＬＹ１（図９参照）およびランナー６１の幅の２分の１程度以下であることが望ましい。幅Ｗａおよび幅Ｗｂは、樹脂溜め部６３に流れ込んで硬化したモールド樹脂の部分が下金型５３から外れやすくなるように、たとえば、０．５～１．５ｍｍ程度が望ましい。

樹脂溜めゲート部６５ａおよび樹脂溜めゲート部６５ｂのそれぞれのＺ方向の長さ（高さ）は、短い方が望ましい。Ｚ方向の長さは、樹脂溜め部６３に流れ込んで硬化したモールド樹脂の部分が下金型５３から外れやすくなるように、たとえば、０．２～０．６ｍｍ程度が望ましい。樹脂溜めゲート部６５ａおよび樹脂溜めゲート部６５ｂのそれぞれのＸ軸方向の長さを長さＬ１７とする。長さＬ１７は、樹脂溜めゲート部６５の開口断面積等を考慮して適切な長さが設定される。

（半導体装置の製造方法）
次に、上述したモールド金型を使用した半導体装置の製造方法について説明する。まず、前述した半導体装置の製造方法と同様にして、モールド樹脂によって封止される前の、パワー半導体素子等が搭載されたリードフレームを含む複数の半導体装置が形成される。

次に、トランスファーモールド法によって、半導体装置がモールド樹脂に封止される。図３９に示すように、パワー半導体素子２１等が搭載されたリードフレーム４５がモールド金型５１に配置される。ここでは、リードフレーム４５のフレーム３７には、切り欠き部４１ａ、４１ｂが形成されている。切り欠き部４１ａは、樹脂溜め部３９ａを露出する態様で形成されている。切り欠き部４１ｂは、樹脂溜め部３９ｂを露出する態様で形成されている。

また、流動樹脂を注入する際に、キャビティ５２内でＩＣリード２３の位置が上下（Ｚ軸方向）に変動するのを抑制するために、リードフレーム４５には、ＩＣリード２３とフレーム３７とを繋ぐ吊りリード４３が配置されている。

下金型５３と上金型（図示せず）とが型締閉めされた後、流動樹脂８３が樹脂注入ゲート部５９からキャビティ５２（５２ａ）内へ注入される。第１キャビティ５２ａに注入された流動樹脂８３は、ランナー６１を流れて第２キャビティ５２ｂ内へ注入されて、第２キャビティ５２ｂに徐々に充填される。

この間に、前述したように、領域ＲＣ１を流れた流動樹脂８３は、最終的には領域ＲＣ１から領域ＲＣ２へ流れ込み、領域ＲＣ２を流れた流動樹脂８３とは、小ダイパッド１５（１５Ｃ）の下方の領域８５（位置８７）において最終的に合流することになる（図１７および図１９参照）。

領域８５において、領域ＲＣ１を流れた流動樹脂８３と領域ＲＣ２を流れた流動樹脂８３とが合流する際には、流動樹脂８３に空気が巻き込まれやすく、巻き込まれた空気が潰れない場合には、流動樹脂８３（モールド樹脂）中にボイドとして残存することがある。

次に、ランナー６１から流動樹脂８３が注入されることで、第２キャビティ５２ｂ内の流動樹脂８３は、樹脂溜めゲート部６５ａを経て樹脂溜め部６３ａへ流れ込もうとするか、または、樹脂溜めゲート部６５ｂを経て樹脂溜め部６３ｂへ流れ込もうとする。

このとき、領域８５に位置する流動樹脂８３の部分も、樹脂溜めゲート部６５へ向かって流動することになる。これにより、仮に、領域８５に位置する流動樹脂８３の部分にボイドが残存していたとしても、ボイドは領域ＲＣ２から排除されることになる。

その後、図２２および図２３に示す工程と同様にして、モールド金型が取り外されて、モールド樹脂によって封止された半導体装置が製造される。完成した半導体装置１では、図３６に示す半導体装置１と同様に、第２側部３３ｂには２つの樹脂溜め痕３４ｂが残ることになる。

上述した半導体装置の製造方法では、樹脂溜めゲート部６５（６５ａ、６５ｂ）のそれぞれは、ランナー６１の位置（Ｙ軸方向）からＹ軸方向（正または負）に離れた位置（Ｙ軸方向）に配置されている。これにより、前述したのと同様に、仮に、領域８５に位置する流動樹脂８３の部分にボイドが残存していたとしても、流動樹脂８３が樹脂溜めゲート部６５から樹脂溜め部６３に流れ込もうとする間に、ボイドは領域８５（位置８７）から排除されることになる。その結果、モールド樹脂３３における第１主面３３ｅ側（図３参照）の電気的な絶縁性を確実に確保することができる。

また、フレーム３７には、切り欠き部４１ａ、４１ｂが形成されている。切り欠き部４１ａは、樹脂溜め部３９ａを露出する態様で形成されている。切り欠き部４１ｂは、樹脂溜め部３９ｂを露出する態様で形成されている。これにより、樹脂溜め部６３ａ、６３ｂのそれぞれに流れ込んで硬化したモールド樹脂の部分を金型パンチによって外す際に、フレームに金型パンチをフレーム３７に接触させることなくモールド樹脂の部分に接触させて効率的に外すことができる。

さらに、フレーム３７に切り欠き部４１ａ、４１ｂが形成されていることで、樹脂溜め部６３ａ、６３ｂの容積として、その切り欠き部４１ａ、４１ｂの体積（切り欠き部４１ａ、４１ｂのＸＹ平面における面積×フレーム３７の厚さ）に相当する容積分を増加させることができる。

また、フレーム３７に切り欠き部４１ａ、４１ｂが形成されていることで、切り欠き部が形成されていない場合と比べると、エアベント（図示せず）に繋がる部分の断面積が大きくなる。これにより、より多くの空気をエアベントへ導くことができ、流動樹脂中に取り込まれる空気の量を減らして、ボイドが残存するのを抑制することができる。

さらに、上述した半導体装置の製造方法では、吊りリード４３を金型パンチ（図示せず）によって除去する際に、下金型５３に突出部９３ａおよび突出部９３ｂが形成されていることで、下金型５３によってフレーム３７を支持する面積が確保される。これにより、吊りリード４３を確実に除去することができる。

なお、上述した半導体製造装置では、モールド金型５１（下金型５３）に突出部９３ａおよび突出部９３ｂが形成されている場合について説明した。図４０に示すように、モールド金型５１としては、突出部９３ａおよび突出部９３ｂが形成されていないモールド金型５１でもよい。この場合には、樹脂溜め部６３ａ、６３ｂのそれぞれに流れ込んで硬化したモールド樹脂の部分と吊りリード４３とを、金型パンチ（図示せず）によって同時に外すことが望ましい。

また、上述した半導体製造装置では、樹脂溜めゲート部６５（６５ａ、６５ｂ）が、Ｘ軸方向に延在する場合について説明した。図４１に示すように、モールド金型５１としては、樹脂溜めゲート部６５（６５ａ、６５ｂ）が延在する方向は、Ｘ軸方向と交差する方向に傾いていてもよい。

樹脂溜めゲート部６５ａは、たとえば、Ｘ軸方向に対して角度ＡＬ１だけＹ軸方向（負方向）に傾いていてもよい。樹脂溜めゲート部６５ｂは、たとえば、Ｘ軸方向に対して角度ＡＬ２だけＹ軸方向（正方向）に傾いていてもよい。

このようなモールド金型５１を適用することで、流動樹脂が樹脂溜めゲート部６５ａ、６５ｂを流れる際の流動抵抗が高くなり、樹脂溜め部６３ａ、６３ｂに流れ込む流動樹脂の量を抑えながら、ボイドが残存するのを抑制することができる。

また、図４２に示すように、樹脂溜め部６３の部分における樹脂溜めゲート部６５の側に傾斜部６７とともに、段差部９７を設けるようにしてもよい。このような段差部９７を設けることで、図４３（点線枠Ｓ）に示すように、モールド樹脂３３と、樹脂溜め部６３に流れ込んで硬化したモールド樹脂９９との間の隙間を広げることができる。これにより、金型パンチ（図示せず）によって、硬化したモールド樹脂９９をモールド樹脂３３から容易に外すことができる。

なお、図４４に示すように、モールド金型５１としては、樹脂溜め部６３の容積をできるだけ確保する観点から、必ずしも段差部を設ける必要はない。また、図４２および図４４のそれぞれでは、樹脂溜めゲート部６５が位置していない樹脂溜め部６３の部分に設けられている傾斜部６４が点線で示されている。

上述したモールド金型５１の樹脂溜め部６３では、樹脂溜め部６３に連通する、開口断面積が狭い樹脂溜めゲート部６５を設けることで、比較例（特許文献１）の手法と比べると、樹脂溜め部６３に流動樹脂８３が流れ込むのが抑制される。また、樹脂溜めゲート部６５として、樹脂溜めゲート部６５ａと樹脂溜めゲート部６５ｂとを設けることで、樹脂溜めゲート部６５に向かう流動樹脂の流れが分散される。

これにより、樹脂溜め部６３の容積として、半導体装置１の体積の約１０分の１程度に相当する容積であっても、樹脂溜め部６３に流動樹脂８３が流れ込むまでの時間を引き延ばすことができる。その結果、仮に、領域８５（図１９参照）に位置する流動樹脂８３の部分にボイドが残存していたとしても、樹脂溜め部６３に流動樹脂８３が流れ込むまでの間に、ボイドを領域８５（位置８７）から排除することができる。また、樹脂溜め部６３に流れ込む流動樹脂８３の量を減らすことができ、生産コストの低減に寄与することができる。

完成した半導体装置１のうち、第１キャビティ５２ａにおいて封止された半導体装置１の表面には、樹脂注入痕３４ａとランナー痕３４ｃとが残る。樹脂注入痕３４ａの面積とランナー痕３４ｃの面積とは、ほぼ同じ面積である（図６参照）。一方、第２キャビティ５２ｂにおいて封止された半導体装置１の表面には、ランナー痕３４ｃと樹脂溜め痕３４ｂとが残る。樹脂溜め痕３４ｂの面積は、ランナー痕３４ｃの面積よりも小さい（図１参照）。樹脂溜め痕３４ｂを含む樹脂痕３４の表面は粗く、半導体装置１の外観（モールド樹脂３３）から容易に確認することができる。

実施の形態４．
実施の形態４に係る半導体製造装置等について説明する。ここでは、樹脂溜め部６３に流れ込んで硬化したモールド樹脂を、実装に使用することができるモールド金型を適用した半導体製造装置等について説明する。

まず、モールド金型について説明する。図４７に示すように、モールド金型５１では、上金型５５に樹脂溜めゲート部６５および樹脂溜め部６３が形成されている。樹脂溜め部６３の天井の位置（Ｚ軸方向）は、キャビティ５２の天井の位置（Ｚ軸方向）よりも高い位置に配置されている。

上金型５５の下端部からキャビティ５２の天井までの距離を距離Ｌ１９ａとし、上金型５５の下端部から樹脂溜め部６３の天井までの距離を距離Ｌ１９ｂとする。モールド金型５１では、樹脂溜め部６３は、距離Ｌ１９ｂが距離Ｌ１９ａよりも長くなるように、上金型５５に形成されている。

次に、上述したモールド金型５１を使用した半導体装置の製造方法について説明する。実施の形態１において説明した半導体装置の製造方法と同様にして、パワー半導体素子２１等が搭載されたリードフレーム４５が形成される（図１５参照）。次に、図４７に示されるモールド金型５１に、リードフレーム４５（図１５参照）が配置される。

次に、図１６～図２１に示す工程と同様にして、流動樹脂がキャビティ５２内に徐々に充填される。樹脂溜め部６３では、樹脂溜め部６３に流れ込んだ流動樹脂が硬化する。その後、モールド金型５１が取り外される。このとき、樹脂溜め部６３に流れ込んで硬化したモールド樹脂９９（図４８参照）を取り除くことなく、モールド樹脂９９がモールド樹脂３３に繋がった状態のままにしておく。こうして、封止材塊部としてのモールド樹脂９９がモールド樹脂３３に繋がった状態の半導体装置１（図４８参照）が完成する。

次に、図４８および図４９に示すように、半導体装置１を電子回路基板１０１に実装する。電子回路基板１０１に、導電性接着剤１０３を介在させて半導体装置１を配置する。このとき、電子回路基板１０１にあらかじめ設けられた開口部１０１ａに、モールド樹脂９９を嵌め込む。なお、導電性接着剤１０３として、たとえば、クリームはんだ等が使用される。

次に、リフロー工程によって導電性接着剤１０３を溶融させ、その後、冷却することで導電性接着剤１０３が硬化し、半導体装置１が電子回路基板１０１に実装されることになる。

上述した半導体装置１では、電子回路基板１０１へ実装する際に、リフロー工程における半導体装置１の位置ずれを防止することができる。このことについて説明する。

パワー半導体素子等が搭載された半導体装置１の重量は、電子回路基板に実装される従来の表面実装部品の重量に比べて重い。また、導電性接着剤１０３が硬化する前の導電性接着剤１０３の粘着力は、導電性接着剤１０３が硬化した後の接合力に比べて弱い。

このため、リフロー工程では、たとえば、電子回路基板１０１を搬送させる際に、導電性接着剤１０３の粘着力では、半導体装置１を電子回路基板１０１上に固定させておくことができず、半導体装置１が、電子回路基板１０１の実装位置からずれてしまうことが想定される。

上述した半導体装置１では、モールド樹脂９９がモールド樹脂３３に繋がった状態にある。電子回路基板１０１には、モールド樹脂９９が嵌め込まれる開口部１０１ａが形成されている。半導体装置１を電子回路基板１０１に配置する際に、電子回路基板１０１に設けられた開口部１０１ａに、モールド樹脂９９が嵌め込まれる。

これにより、半導体装置１の電子回路基板１０１における位置決めが行われる。その結果、リフロー工程において、半導体装置１が、電子回路基板１０１の実装位置からずれてしまうのを抑制することができる。また、半導体装置１の電子回路基板１０１における実装位置からのずれが抑制されることで、導電性接着剤１０３の量も必要最小限に抑えることができる。

実施の形態５．
実施の形態５に係る半導体製造装置等について説明する。ここでは、複数の樹脂溜め部を備えたモールド金型を適用した半導体製造装置等について説明する。

まず、モールド金型について説明する。図５０に示すように、モールド金型５１（下金型５３）には、たとえば、樹脂溜め部６３として、樹脂溜め部６３ｃ、樹脂溜め部６３ｄおよび樹脂溜め部６３ｅが形成されている。樹脂溜め部６３ｃ、樹脂溜め部６３ｄおよび樹脂溜め部６３ｅは、直列に繋がっている。

樹脂溜め部６３ｃと第２キャビティ５２ｂとを連通する樹脂溜めゲート部６５が形成されている。樹脂溜め部６３間を連通する封止材溜め部間ゲート部として樹脂溜め部間ゲート部７０が形成されている。樹脂溜め部６３ｃと樹脂溜め部６３ｄとを連通する樹脂溜め部間ゲート部７０として、樹脂溜め部間ゲート部７０ａが形成されている。樹脂溜め部６３ｄと樹脂溜め部６３ｅとを連通する樹脂溜め部間ゲート部７０として、樹脂溜め部間ゲート部７０ｂが形成されている。樹脂溜めゲート部６５、樹脂溜め部間ゲート部７０ａ、７０ｂの断面積は、同じ断面積でも、異なる断面積でもよいが、樹脂注入ゲート部５９の断面積よりも小さいことが望ましい。

なお、これ以外の構成については、図８に示すモールド金型５１の構成と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。

次に、上述したモールド金型５１を使用した半導体装置の製造方法について説明する。実施の形態１において説明した半導体装置の製造方法と同様にして、パワー半導体素子２１等が搭載されたリードフレーム４５が形成される（図１５参照）。次に、図５１に示すように、モールド金型５１にリードフレーム４５が配置される。

次に、図１６～図２１に示す工程と同様にして、流動樹脂がキャビティ５２内に徐々に充填される。第２キャビティ５２ｂ内の流動樹脂は、樹脂溜めゲート部６５を経て、樹脂溜め部６３ｃへ流れ込む。樹脂溜め部６２に流動樹脂が充填されると、樹脂溜め部間ゲート部７０ａを経て、樹脂溜め部６３ｄへ流れ込む。樹脂溜め部６３ｄへ流れ込んだ流動樹脂は、樹脂溜め部間ゲート部７０ｂを経て、樹脂溜め部６３ｅへ流れ込む。キャビティ５２内に流れ込んだ流動樹脂が硬化した後、モールド金型５１が取り外されて、モールド樹脂によって封止された半導体装置が完成する。

上述した半導体装置の製造方法では、モールド金型５１に、樹脂溜め部６３として、樹脂溜め部６３ｃ、樹脂溜め部６３ｄおよび樹脂溜め部６３ｅが形成されている。樹脂溜め部６３ｃ、樹脂溜め部６３ｄおよび樹脂溜め部６３ｅは、樹脂溜め部間ゲート部７０によって、直列に繋がっている。

このため、樹脂溜め部６３ｃ、樹脂溜め部６３ｄおよび樹脂溜め部６３ｅを合わせた容積と同じ容積を有する１つの樹脂溜め部が形成されたモールド金型を使用した場合と比べて、樹脂溜め部６３ｃ、樹脂溜め部６３ｄおよび樹脂溜め部６３ｅに順次充填される流動樹脂の速度が小さくなる。

これにより、キャビティ５２内における領域８５（図１７等参照）のボイドをキャビティ５２から排出させやすくなる。その結果、モールド樹脂３３（図３等参照）の第１主面３３ｅ側の電気的な絶縁性を確保することができる。

なお、各実施の形態では、半導体素子として、パワー半導体素子を例に挙げたが、パワー半導体素子以外の半導体素子についても適用することができる。

各実施の形態において説明した半導体製造装置および製造方法等については、必要に応じて種々組み合わせることが可能である。

なお、半導体装置は以下の態様を含む。
（付記１）
リード端子と、
前記リード端子に接続されたダイパッドと、
前記ダイパッドに搭載された半導体素子と、
前記リード端子の一部を露出する態様で、前記ダイパッドおよび前記半導体素子を封止する封止材と
を有し、
前記封止材は、第１方向に距離を隔てて互いに対向する第１側部と第２側部とを有し、
前記第１側部には、封止材痕があり、
前記第２側部には、封止材塊部が突出している、半導体装置。

（付記２）
開口部が形成された電子回路基板を備え、
前記封止材塊部は前記開口部に嵌め込まれた状態で電子回路基板に実装された、付記１記載の半導体装置。

今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本開示は上記で説明した範囲ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。

本開示は、トランスファーモールド法によって製造される半導体装置およびその製造方法に有効に利用される。

１ パワー半導体装置、３ パワーリード、５ パワーリード端子、７、７ａ、７ｂ リード段差部、９ 大ダイパッド、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ 終端部、１３ 屈曲部、１５、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ 小ダイパッド、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ 先端、１９ 導電性接着剤、２１ パワー半導体素子、２３ ＩＣリード、２５ ＩＣリード端子、２７ 導電性接着剤、２９ ＩＣ素子、３１ ワイヤ、３３ モールド樹脂、３３ａ 第１側部、３３ｂ 第２側部、３３ｃ 第３側部、３３ｄ 第４側部、３３ｅ 第１主面、３３ｆ 第２主面、３４ 樹脂痕、３４ａ 樹脂注入痕、３４ｂ 樹脂溜め痕、３４ｃ ランナー痕、３５ タイバー、３７ フレーム、３９、４１ａ、４１ｂ 切り欠き部、４３ 吊りリード、４５ リードフレーム、５１ モールド金型、５２ キャビティ、５２ａ 第１キャビティ、５２ｂ 第２キャビティ、５３ 下金型、５３ａ 上面、５５ 上金型、５５ａ 下面、５７ プランジャ、５９ 樹脂注入ゲート部、６１ ランナー、６３、６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄ、６３ｅ 樹脂溜め部、６４ 傾斜部、６５、６５ａ、６５ｂ、６５ｃ、６５ｄ 樹脂溜めゲート部、６６ａ、６６ｂ 部分、６７ 傾斜部、６７ａ 頂部、６９ 可動ピン、７９、７９ａ、７９ｂ エアベント、７０、７０ａ、７０ｂ 樹脂溜め部間ゲート部、８１ タブレット樹脂、８３ 流動樹脂、８５ 領域、８７ 位置、９３ａ、９３ｂ 突出部、９７ 段差、９９ モールド樹脂、Ｄ 直径、Ｗ、Ｗａ、Ｗｂ 幅、ＡＬ１、ＡＬ２ 角度、Ｌ１０、Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１４ａ、Ｌ１４ｂ、Ｌ１５ａ、Ｌ１５ｂ、Ｌ１６ａ、Ｌ１６ｂ、Ｌ１７ 長さ、Ｌ１８ 距離、Ｌ１９ａ、Ｌ１９ｂ 長さ、ＬＺ４、ＬＺ５ 高さ、ＬＹ１、ＬＹ２ 幅、１０１ 電子回路基板、１０１ａ 開口部、１０３ 導電性接着剤。

Claims (17)

1. 下金型と上金型とを含むモールド金型によって第１方向に延在するキャビティが形成され、前記キャビティ内に半導体素子を搭載した、大ダイパッドおよび小ダイパッドを有するリードフレームを配置し、前記キャビティ内に封止材を注入することによって、前記リードフレームを前記半導体素子とともに封止する半導体製造装置であって、
   前記キャビティ内へ前記封止材を注入する封止材注入ゲート部と、
   前記キャビティを挟んで前記封止材注入ゲート部が配置されている一方側とは前記第１方向に距離を隔てられた他方側に配置され、前記キャビティを経て流れ込む前記封止材を溜める一つ以上の封止材溜め部と、
   前記キャビティと前記封止材溜め部との間を連通する封止材溜めゲート部と
   を備え、
   前記封止材注入ゲート部は、第１開口断面積を有し、
   前記封止材溜めゲート部は、第２開口断面積を有し、
   前記第２開口断面積は前記第１開口断面積よりも小さく、
   前記封止材注入ゲート部は、前記小ダイパッドよりも前記大ダイパッドに近い位置に配置される、半導体製造装置。
2. 前記封止材溜めゲート部および前記封止材溜め部は、前記下金型および前記上金型の少なくともいずれかに設けられた、請求項１記載の半導体製造装置。
3. 前記封止材溜めゲート部は、
   前記キャビティ側に位置し、前記第２開口断面積を有する第１部と、
   前記第１部に対して前記封止材溜め部側に位置し、前記第２開口断面積よりも大きい第３開口断面積を有する第２部と
   を有する、請求項１または２に記載の半導体製造装置。
4. 前記第１部から前記第２部に向かって傾斜した傾斜部を含む、請求項３記載の半導体製造装置。
5. 前記封止材溜めゲート部は、前記他方側における、前記封止材注入ゲート部に最も近い位置に配置された、請求項１または２に記載の半導体製造装置。
6. 前記封止材溜めゲート部は、前記他方側における、前記封止材注入ゲート部に最も近い位置から前記第１方向と交差する第２方向に離れた位置に配置された、請求項１または２に記載の半導体製造装置。
7. 前記封止材溜め部は、
   第１封止材溜め部と、
   第２封止材溜め部と
   を含み、
   前記封止材溜めゲート部は、
   前記キャビティと前記第１封止材溜め部との間を連通する第１封止材溜めゲート部と、
   前記キャビティと前記第２封止材溜め部との間を連通する第２封止材溜めゲート部と
   を含む、請求項１または２に記載の半導体製造装置。
8. 前記封止材溜めゲート部は、前記キャビティと前記封止材溜め部とを前記第１方向と交差する方向に連通する、請求項１または２に記載の半導体製造装置。
9. 前記封止材溜め部は、少なくとも一の前記封止材溜め部と他の前記封止材溜め部とを含み、
   前記封止材溜めゲート部は、前記キャビティと一の前記封止材溜め部との間を連通し、
   一の前記封止材溜め部と他の前記封止材溜め部との間は、封止材溜め部間ゲート部によって連通された、請求項１または２に記載の半導体製造装置。
10. 大ダイパッドおよび小ダイパッドを有するリードフレームを用意する工程と、
    前記リードフレームに半導体素子を搭載する工程と、
    下金型および上金型を含み、前記下金型と前記上金型とによってキャビティが形成されるモールド金型を用意する工程と、
    前記半導体素子が搭載された前記リードフレームを、前記モールド金型内に配置する工程と、
    前記キャビティ内に封止材を注入する工程と、
    前記モールド金型を取り外す工程と
    を有し、
    前記モールド金型を用意する工程は、
    前記小ダイパッドよりも前記大ダイパッドに近い位置に配置され、前記キャビティへ向けて前記封止材を注入する、第１開口断面積を有する封止材注入ゲート部と、
    前記キャビティを挟んで前記封止材注入ゲート部が配置されている第１側とは反対の第２側に設けられ、前記キャビティを経て流れ込む前記封止材を溜める一つ以上の封止材溜め部と、
    前記キャビティと前記封止材溜め部との間を連通する、前記第１開口断面積よりも小さい第２開口断面積を有する封止材溜めゲート部と
    を備えた前記モールド金型を用意する工程を備え、
    前記キャビティ内に前記封止材を注入する工程は、前記キャビティ内に充填される前記封止材が前記封止材溜め部へ流れ込むまで前記封止材を注入する工程を備えた、半導体装置の製造方法。
11. 前記モールド金型を取り外す工程は、
    前記封止材溜め部へ流れ込んだ封止材の部分を、前記キャビティ内に充填された前記封止材から取り除く工程と、
    前記封止材注入ゲート部に位置する前記封止材の部分を、前記キャビティ内に充填された前記封止材から取り除く工程と
    を含む、請求項１０記載の半導体装置の製造方法。
12. 前記リードフレームを用意する工程は、ダイパッドおよびリード端子となる部分を含み、前記ダイパッドの高さ位置が前記リード端子となる部分の高さ位置とは異なる前記リードフレームを用意する工程を含み、
    前記リードフレームに前記半導体素子を搭載する工程は、前記半導体素子を前記大ダイパッドと前記小ダイパッドとに搭載する工程を含み、
    前記リードフレームを前記モールド金型内に配置する工程は、前記ダイパッドと前記キャビティを構成する前記下金型の部分との間に、高さ方向に第１距離を有する第１充填空間が形成されるとともに、前記ダイパッドと前記キャビティを構成する前記上金型の部分との間に、前記高さ方向に前記第１距離よりも長い第２距離を有する第２充填空間が形成される態様で、前記リードフレームを配置する工程を含み、
    前記封止材を注入する工程は、前記封止材を前記第１充填空間と前記第２充填空間とに充填する工程を含む、請求項１０または１１に記載の半導体装置の製造方法。
13. 前記リードフレームを用意する工程は、前記モールド金型内に配置された状態で前記封止材溜め部が位置する領域を覆わない切り欠き部が形成された前記リードフレームを用意する工程を含む、請求項１０または１１に記載の半導体装置の製造方法。
14. 一の半導体素子が搭載された大ダイパッドと、
    前記一の半導体素子とは異なる他の半導体素子が搭載された小ダイパッドと、
    前記大ダイパッド、前記小ダイパッド、前記一の半導体素子および前記他の半導体素子を封止する封止材と
    を有し、
    前記封止材は、第１方向に距離を隔てて互いに対向する第１側部と第２側部とを有し、
    前記第１側部には、第１封止材痕があり、
    前記第２側部には、一つ以上の第２封止材痕があり、
    前記第２封止材痕の面積は、前記第１封止材痕の面積よりも小さく、
    前記第１封止材痕は、前記小ダイパッドよりも前記大ダイパッドに近い位置に残されている、半導体装置。
15. 前記第２封止材痕は、前記第２側部における、前記第１封止材痕とは前記第１方向に対向する位置に残されている、請求項１４記載の半導体装置。
16. 前記封止材は、
    前記大ダイパッドに前記一の半導体素子が搭載されている側を覆う第１封止材部分と、
    前記大ダイパッドに前記一の半導体素子が搭載されている側とは反対側を覆う第２封止材部分と
    を含み、
    前記第２封止材部分の厚さは、前記第１封止材部分の厚さよりも薄い、請求項１４または１５に記載の半導体装置。
17. 前記第２封止材痕は、前記第２側部における、前記第１封止材痕とは前記第１方向に対向する位置から、前記第２側部に沿って距離を隔てられた位置に残されている、請求項１４または１５に記載の半導体装置。
    

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