JP4293232B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、一対の金属板の間に半導体素子を挟んだものをモールド樹脂で封止してなる半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device in which a semiconductor element sandwiched between a pair of metal plates is sealed with a mold resin.
この種の半導体装置としては、たとえば、半導体素子の一面側と他面側とに金属板を設け、半導体素子の両面から放熱を可能とした半導体装置が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。 As this type of semiconductor device, for example, a semiconductor device has been proposed in which metal plates are provided on one side and the other side of a semiconductor element, and heat can be radiated from both sides of the semiconductor element (see, for example, Patent Document 1). ).
このような半導体装置は、一般には、次のようにして製造される。まず、互いの内面にて対向する第1の金属板と第2の金属板との間に半導体素子を挟んでなるワークを形成する。 Such a semiconductor device is generally manufactured as follows. First, a work is formed in which a semiconductor element is sandwiched between a first metal plate and a second metal plate facing each other on the inner surfaces.
次に、このワークを金型のキャビティ内に設置し、キャビティの内面から突出する棒状のピンの先端部を第1の金属板の内面に押し当てることにより、ワークを金型に押し付ける。 Next, the workpiece is placed in the cavity of the mold, and the workpiece is pressed against the mold by pressing the tip of a rod-shaped pin protruding from the inner surface of the cavity against the inner surface of the first metal plate.
それにより、モールド成形時に不必要な部位に樹脂が回りこむのを防止したり、金型内でワークが踊らないようにする。そして、この状態でキャビティ内にモールド樹脂を注入してワークを封止する。これが樹脂封止工程である。 Thereby, it is possible to prevent the resin from sneaking into unnecessary parts at the time of molding or preventing the workpiece from dancing in the mold. In this state, a mold resin is injected into the cavity to seal the workpiece. This is a resin sealing process.
その後、ワークを金型から取り出すが、このときモールド樹脂から上記ピンを抜くことによって穴部が形成される。図7は、従来の製造方法において、樹脂封止工程後に形成された当該穴部11の近傍を示す概略断面図である。
Thereafter, the workpiece is taken out from the mold. At this time, the hole is formed by removing the pin from the mold resin. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing the vicinity of the
図7では、第1の金属板3と第2の金属板4とが内面にて対向しており、これら両金属板3、4の間には図示しない半導体素子が挟み込まれている。ここにおいて、穴部11はモールド樹脂7の外面から上記ピンの先端部が押し当てられていた第1の金属板3の内面まで到達する穴であり、その穴形状は上記ピンの外形に一致する。
In FIG. 7, the
そして、このままでは、モールド樹脂7の外面から第1の金属板3の内面が露出した状態となるため、半導体装置における絶縁性の確保、沿面距離の確保のために、この穴部11に、電気絶縁性の封止材12を充填する。これが封止材充填工程であり、こうして、半導体装置ができあがる。
ところで、従来では、上記封止材充填工程において、モールド樹脂と熱膨張係数が近い封止材を用いて封止しているものの、温度サイクルが発生した場合、モールド樹脂と封止材との界面にせん断応力が発生し、剥離が懸念される。 By the way, conventionally, in the sealing material filling step, sealing is performed using a sealing material having a thermal expansion coefficient close to that of the mold resin, but when a temperature cycle occurs, the interface between the molding resin and the sealing material. Shear stress is generated on the surface and there is a concern about peeling.
特に、この種の半導体装置では、上記図7に示されるように、半導体素子を一対の金属体3、4で両面から挟み込みこむ構造であり、そのため、穴部11の側部には、穴部11の底部側の第1の金属板3とは別に第2の金属板4が存在する。
In particular, this type of semiconductor device has a structure in which a semiconductor element is sandwiched from both sides by a pair of
このような構成において、上記温度サイクルが発生した場合、図7中の破線に示されるように、この第2の金属板4が伸縮し、それに伴って当該第2の金属板4の周囲のモールド樹脂7が変形する。そのため、穴部11内の封止材12とモールド樹脂7との界面には、大きなせん断応力が発生し、両者が剥離しやすくなる。
In such a configuration, when the temperature cycle occurs, as shown by the broken line in FIG. 7, the
そして、このような封止材12とモールド樹脂7との剥離が起こることにより、上記した半導体装置における絶縁性の確保、沿面距離の確保が困難になる。
Then, when the sealing
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、一対の金属板の間に半導体素子を挟んだものをモールド樹脂で封止した後、樹脂封止工程におけるワーク固定用のピンによって形成された穴部を封止材で封止してなる半導体装置の製造方法において、封止材とモールド樹脂との剥離を防止することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and after sealing a semiconductor element sandwiched between a pair of metal plates with a mold resin, a hole formed by a workpiece fixing pin in a resin sealing step In a manufacturing method of a semiconductor device formed by sealing a portion with a sealing material, an object is to prevent peeling between the sealing material and a mold resin.
本発明は、ワーク(110)を支持するピン(204)として、その外周の側面のうち両金属板(3、4)の内面の間に対応する部位であって且つ第2の金属板(4)寄りの部位に段差(204a)を有するものを用いて樹脂封止工程を行うことによって、穴部(11)として、ピン(204)の段差(204a)に対応した部位に段差(11a)を有するものを形成し、封止材充填工程では、穴部(11)の段差(11a)を越えないように穴部(11)に封止材(12)を充填することを、第1の特徴とする。 According to the present invention, the pin (204) for supporting the work (110) is a portion corresponding to the inner surface of both metal plates (3, 4) of the outer peripheral side surface and the second metal plate (4). ) By performing a resin sealing process using a part having a step (204a) at a close part, the step (11a) is formed as a hole (11) at a part corresponding to the step (204a) of the pin (204). In the sealing material filling step, the sealing material (12) is filled into the hole (11) so as not to exceed the step (11a) of the hole (11). And
それによれば、第2の金属板(4)の周囲のモールド樹脂(7)の変形による上記せん断応力を、穴部(11)の段差(11a)が緩和することで、穴部(11)における当該段差(11a)より底部側の部分が変形しにくくなるため、封止材(12)とモールド樹脂(7)との剥離を防止できる。 According to this, the step (11a) of the hole (11) relaxes the shear stress due to the deformation of the mold resin (7) around the second metal plate (4), so that the hole (11) Since the portion on the bottom side from the step (11a) is not easily deformed, it is possible to prevent the sealing material (12) and the mold resin (7) from being peeled off.
また、本発明は、樹脂封止工程の前に、第1の金属体(3)の内面のうちピン(204)の先端部が押し当てられる部位に、ピン(204)の先端部の外形よりも大きな電気絶縁性の封止材(12)を配置しておき、続いて、樹脂封止工程では、封止材(12)の周辺部がピン(204)の先端部からはみ出した状態となるように、封止材(12)の中央部寄りの部位にピン(204)の先端部を押し当てた状態で、モールド樹脂(7)による封止を行うことを、第2の特徴とする。 Further, according to the present invention, the outer shape of the tip of the pin (204) is applied to a portion of the inner surface of the first metal body (3) where the tip of the pin (204) is pressed before the resin sealing step. In the resin sealing process, the peripheral portion of the sealing material (12) protrudes from the tip of the pin (204). As described above, the second feature is to perform sealing with the mold resin (7) in a state in which the tip of the pin (204) is pressed against a portion near the center of the sealing material (12).
それによれば、樹脂封止工程では、ピン(204)からはみ出している封止材(12)の周辺部が、モールド樹脂(7)によって覆われるように封止されるため、封止材(12)とモールド樹脂(7)との剥離を防止できる。 According to this, in the resin sealing step, since the peripheral portion of the sealing material (12) protruding from the pin (204) is sealed so as to be covered with the mold resin (7), the sealing material (12 ) And the mold resin (7) can be prevented.
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。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in the claim and this column is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
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、以下の各図相互において、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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, parts that are the same or equivalent to each other are given the same reference numerals in the drawings for the sake of simplicity.
図1は、本発明の実施形態に係る半導体装置100の概略平面構成を示す図であり、図2は、図1中のA−A線に沿った概略断面図である。なお、図1は、図2の上視図であるが、この図1においては、半導体装置100におけるモールド樹脂7内の各部の平面配置構成をモールド樹脂7を透過して示している。この半導体装置100は、たとえば自動車などの車両に搭載され、車両用電子装置を駆動するための装置として適用されるものである。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic plan configuration of a
図1、図2に示されるように、本半導体装置100は、平面的に配置された2個の半導体素子1、2を備える。本例では、第1の半導体素子1はIGBT(絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)1であり、第2の半導体素子2は、FWD(フライホイールダイオード)2である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
そして、これら両半導体素子1、2の両面は、半導体素子1、2の電極および放熱部材として機能する一対の金属板3、4にて挟まれている。これら金属板3、4は、一般的なリードフレーム材料からなるもので、本例では銅合金にニッケルメッキを施した板材により構成されている。
The both surfaces of both
ここで、一対の金属板3、4は、互いの内面にて対向するように配置されているが、図2において、一対の金属板3、4のうち上側に位置する金属板3を、第1の金属板3とし、下側に位置する金属板4を、第2の金属板4とする。また、各金属板3、4において、内面とは反対側の外面は放熱面3a、4aとして構成されている。
Here, although a pair of
また、第1の金属板3は、第2の金属板4よりも一回り大きな平面サイズを有するものであり、第1の金属板3の周辺部が第2の金属板4の端部からはみ出している。ここでは、図1中のA−A方向すなわち両半導体素子1、2の配列方向にて、第1の金属板3の方が第2の金属板4よりも長くなっており、同方向における第1の金属板3の両周辺部が第2の金属板4の両端部からはみ出している。
The
そして、両半導体素子1、2は、これら両金属板3、4の内面の間に挟まれており、両半導体素子1、2の一面と第1の金属板3の内面との間は、はんだ5によって電気的・熱的に接続されている。また、両半導体素子1、2の他面と第2の金属板4との間には、ブロック体6が介在している。
The two
このブロック体6は、電気導電性、熱伝導性に優れた矩形ブロック状のもので、通常銅からなるが、モリブデンなどを用いてもよい。本例では、ブロック体6は銅からなる。そして、各半導体素子1、2とブロック体6との間、および、ブロック体6と第2の金属板4の内面との間は、はんだ5によって電気的・熱的に接続されている。
The
ここで、各部を接続するはんだ5は、一般的な半導体装置の分野にて採用されるはんだ材料とすることができ、たとえば、すず−銅合金系はんだなどの鉛フリーはんだを採用することができる。
Here, the
そして、図1、図2に示されるように、本実施形態の半導体装置100においては、一対の金属板3、4およびこれに挟み込まれた半導体素子1、2、ブロック体6が、モールド樹脂7にて封止されている。このモールド樹脂7はエポキシ樹脂などの通常のモールド材料よりなり、型成形によって形成されたものである。
As shown in FIGS. 1 and 2, in the
また、図1に示されるように、一対の金属板3、4のそれぞれにおいて放熱面3a、4aが、モールド樹脂7から露出している。これにより、本半導体装置100は、第1および第2の半導体素子1、2の両面のそれぞれにて、第1の金属板3、第2の金属板4を介した放熱が行われる両面放熱型の構成となっている。
In addition, as shown in FIG. 1, the
また、一対の金属板3、4は、はんだ5やブロック体6を介して、両半導体素子1、2の各面の図示しない電極に電気的に接続されている。
The pair of
ここで、図1、図2に示されるように、半導体装置100においては、半導体素子1、2と電気的に接続された複数の端子3b、4b、8が設けられており、これら各端子3b、4b、8は、その一部がモールド樹脂7から露出するように、モールド樹脂7に封止されている。
Here, as shown in FIGS. 1 and 2, the
ここで、本例では、一対の金属板3、4において第1の金属板3、第2の金属板4は、それぞれ、第1の半導体素子1としてのIGBT1のコレクタ側の電極および第2の半導体素子2としてのFWD2のカソード側の電極、IGBTのエミッタ側の電極およびFWDのアノード側の電極となるものである。
Here, in this example, in the pair of
そして、上記各端子のうちコレクタリード3bは、第1の金属板3と一体に成形されたものであり、第1の金属板3の端面からモールド樹脂7の外側に突出して露出している。また、エミッタリード4bは、第2の金属板4と一体に成形されたものであり、第2の金属板4の端面からモールド樹脂7の外側に突出して露出している。
Of the above terminals, the
また、図1、図2に示されるように、上記各端子のうち金属板3、4とは別体のリードフレームからなる端子8は、モールド樹脂7の内部にて、IGBT1の周囲に設けられている制御端子8である。
As shown in FIGS. 1 and 2, among the above terminals, the
この制御端子8は、IGBT1のゲート端子や各種の検査用端子などとして構成されるものである。そして、IGBT1は、ボンディングワイヤ9を介して、制御端子8と電気的に接続されている。
The
このような構成において、第2の金属板4と半導体素子1、2との間に介在するブロック体6は、このIGBT1と制御端子8とのワイヤボンディングを行うにあたって、ワイヤ9の高さを維持するために、IGBT1のワイヤボンディング面と第2の金属板4との間の高さを確保している。
In such a configuration, the
なお、図2に示されるように、第2の金属板4における内面のうちはんだ5が設置される領域の外周には、このはんだ5の広がりを防止するための溝であるはんだ溝10が設けられている。このはんだ溝10は、それぞれ対応するブロック体6の平面サイズよりも一回り大きな環状の溝として構成されている。
As shown in FIG. 2, a
このような半導体装置100において、本実施形態では、モールド樹脂7に対して、モールド樹脂7の外面から第1の金属板3の内面まで到達する穴部11が形成されている。この穴部11は、後述する樹脂封止工程におけるピン204(後述の図3参照)を抜くことによって形成されるもので、第1の金属板3における第2の金属板4の端部からはみ出した周辺部の内面に達する穴である。
In such a
本実施形態では、この穴部11は、内周の側面に段差11aを有する段付内孔としての丸穴形状をなしている。ここで、段差11aは、穴部11の当該側面のうち半導体素子1、2寄りの部位に設けられており、段差11aを境として穴部11の底部側の方が穴部11の径が細くなっている。
In the present embodiment, the
また、この段差11aは、穴部11の深さ方向において、両金属板3、4の内面の間に一致する深さに位置している。つまり、図2に示されるように、穴部11の底部から段差11aまでの距離をh1とし、両金属板3、4の内面間の距離をh2としたとき、当該段差11aまでの距離h1は、当該内面間の距離h2よりも小さいものとなっている。
Further, the
そして、この穴部11の内部には、封止材12が段差11aを越えないように充填されている。つまり、封止材12の上面が穴部11内における底部と段差11aとの間に位置するように、すなわち、封止材12の深さが上記段差11aまでの距離h1(図2参照)よりも浅くなるように、封止材12は充填されている。
And the inside of this
この封止材12は、エポキシ樹脂など、この種の封止材として使用可能な一般的な電気絶縁性の材料よりなる。そして、この封止材12によって、穴部11の底部に位置する第1の金属板3の内面が封止された状態となるため、半導体装置100における絶縁性の確保、沿面距離の確保が実現されている。
The sealing
次に、上記半導体装置100の製造方法について、述べる。まず、上記図1、図2においてモールド樹脂7が無いもの、すなわち、モールド樹脂7によって樹脂封止されるワーク(後述の図3参照)を作製する。
Next, a method for manufacturing the
第1の金属板3の内面の上に、はんだ泊を介して、半導体素子1、2を搭載する。そして、この半導体素子1、2の上に、はんだ泊を介して、ブロック体6を搭載する。次に、このようにして各部1、2、3、6がはんだ箔を介して積層されたものにおいて、はんだ泊をリフローさせることにより各部1、2、3、6をはんだ付けする。
On the inner surface of the
そして、上記制御端子8となるリードフレームとIGBT1との間でワイヤボンディングを行い、上記ワイヤ9による結線を行う。なお、このワイヤボンディングは、ブロック体6を積層する前のIGBT1において、IGBT1と第1の金属板3とをはんだ付けした状態で行い、続いて、ブロック体6の積層を行ってもよい。
Then, wire bonding is performed between the lead frame serving as the
こうして、制御端子8と接続されたものにおいて、ブロック体6にはんだ5を施しておき、ブロック体6と第2の金属板4の内面とを、当該はんだ5を介して組み付け、続いて、はんだリフローを行う。これによって、上記図1、図2においてモールド樹脂7が無い状態のワークができあがる。
In this way, in the one connected to the
次に、このワークをモールド樹脂7により封止し、さらに封止材12の充填を行う。図3は、本製造方法における樹脂封止工程を示す工程図であり、金型200および金型200内の当該ワーク110の概略断面を示している。また、図4は樹脂封止工程後のワーク110を示す図であり、(a)は第2の金属板4側の平面図、(b)は(a)のB−B線に沿った概略断面図である。また、図5は封止材充填工程を示す工程図である。
Next, this work is sealed with the
図3に示されるように、ワーク110は、第1の金属板3の周辺部が第2の金属板4の端部からはみ出した状態で互いの内面にて対向する第1の金属板3と第2の金属板4との間に、半導体素子1、2を挟んでなるものである。
As shown in FIG. 3, the
金型200は、一般的なトランスファーモールド法に用いられるものと同様に、上型201と下型202とを合致させることにより、これら上型201と下型202との間にキャビティ203を形成するものである。
In the
そして、この金型200のキャビティ203の内面には、当該内面から突出する棒状のピン204が設けられている。このピン204は、上記したモールド樹脂7の穴部11の穴形状に対応した外形を有するものであり、本実施形態では、段付き丸棒形状をなすものである。
A rod-
そして、当該ピン204の外周の側面のうち両金属板3、4の内面の間に対応する部位であって且つ半導体素子1、2寄りの部位すなわち第2の金属板4寄りの部位には、上記穴部11の段差11aに対応する段差204aが形成されている。
And the part corresponding to between the inner surfaces of both the
つまり、このピン204の段差204aは、当該段差204aを境としてピン204の先端部側の方がピン204の径が細くなるように設けられている。そして、このピン204の突出方向において、両金属板3、4の内面の間に一致する高さに位置する部分に、ピン204の段差204aが設けられている。
That is, the
さらに言うならば、図3に示されるように、ピン204の先端部から段差204aまでの距離h3は、上記穴部11の底部から段差までの距離h1(図2参照)と同じ大きさであり、両金属板3、4の内面間の距離h2よりも小さいものとなっている。このピン204は、たとえば金型200に一体に成形されたものとして構成されるが、金型200に対して強固に接合された別体のものであってもよい。
In addition, as shown in FIG. 3, the distance h3 from the tip of the
このような金型200のキャビティ203内に、ワーク110を設置して樹脂封止工程を行う。このとき、図3に示されるように、ピン204の先端部を第1の金属板3の内面、すなわち第1の金属板3における第2の金属板4の端部からはみ出した周辺部の内面に押し当てることにより、ワーク110を金型200に押し付けた状態とする。
The
そして、この状態で、キャビティ203内にモールド樹脂7を注入してワーク110を封止する。ここまでが、樹脂封止工程であり、その後、金型200から樹脂封止されたワーク110を取り出すと、図4に示される状態となる。
In this state, the
ここで、金型200からワーク110を取り出すときには、ピン204がモールド樹脂7から抜かれることにより、取り出されたワーク110においては、ピン204を抜いた跡として当該ピン204の外形と一致した段付き内孔形状をなす穴部11が形成される。図4に示されるように、穴部11をその開口部から眺めたとき、段差11aと底部に位置する第1の金属板3の内面とが確認される。
Here, when the
つまり、樹脂封止工程後には、ピン204の段差204aに対応した部位に段差11aを有する穴部11が形成され、この穴部11は、上述したように、両金属板3、4の内面の間に一致する深さに位置する穴部11の部分の内周側面のうち、第2の金属板4の端面寄りの部位に設けられるとともに、段差11aを境として穴部11の底部側の方が穴部11の径が細くなるような段形状を有するものである。
That is, after the resin sealing step, the
続いて、図5に示される封止材充填工程では、このワーク110に対して、穴部11内に封止材12を充填する。ここで、上述したように、充填後の封止材12の上面が、穴部11内における底部と段差11aとの間に位置するように、封止材12の充填を行う。
Subsequently, in the sealing material filling step shown in FIG. 5, the sealing
なお、この充填は、たとえば、封止材12を滴下する滴下治具などを用いて穴部11に封止材12を注入した後、これを加熱などにより硬化させることにより行われる。こうして、穴部11への封止材12の充填が完了すると、本実施形態の半導体装置100ができあがる。
This filling is performed by, for example, injecting the sealing
ところで、本実施形態の上記製造方法によれば、ワーク110を支持するピン204として、その外周の側面のうち両金属板3、4の内面の間に対応する部位であって且つ第2の金属板4寄りの部位に段差204aを有するものを用いて樹脂封止工程を行い、それによって、当該ピン204の跡としての穴部11として、ピン204の段差204aに対応した部位に段差11aを有するものを形成し、封止材充填工程では、穴部11の段差11aを越えないように封止材12を充填している。
By the way, according to the manufacturing method of the present embodiment, the
それによれば、上記図7に示したようなせん断応力、すなわち、温度サイクルによる第2の金属板4の周囲のモールド樹脂7の変形によって封止材12とモールド樹脂7との界面に発生するせん断応力が、穴部11の段差11aによって緩和される。
According to this, the shear stress as shown in FIG. 7, that is, the shear generated at the interface between the sealing
そのため、穴部11における当該段差11aより底部側の部分が変形しにくくなり、段差11aよりも底部側に設けられている封止材12においては、モールド樹脂7と間の剥離を防止することができる。
Therefore, the portion on the bottom side of the
なお、上記製造方法において、モールド樹脂7が無い状態の上記ワーク110を作製した後に、上記図3〜図5に示される樹脂封止工程および封止材充填工程を行う代わりに、次の、図6に示されるような工程を行ってもよい。図6は、本実施形態の製造方法のもう一つの例を断面的に示す工程図である。
In addition, in the said manufacturing method, after producing the said workpiece | work 110 in the state without the
この例では、上記と同様のワーク110を作製した後に、図6(a)に示されるように、このワーク110において、第1の金属体3の内面のうち次の樹脂封止工程においてピン204の先端部が押し当てられる部位に、ピン204の先端部の外形よりも大きな外形の封止材12を配置しておく。
In this example, after the
たとえば、図6(a)において、円柱状のピン204の直径をd1としたとき、封止材12は、この直径d1よりも大きな直径d2を有する円盤状のものとすればよい。この場合の封止材12は、上記したものと同様のエポキシ樹脂などを塗布して硬化させるものでもよいが、シート状に成形されたものを、第1の金属体3の内面に貼り付けることにより設置してもよい。
For example, in FIG. 6A, when the diameter of the
続いて、このワーク110を図6(b)に示されるように、上記したものと同様の金型200内に設置し、樹脂封止工程を行う。このとき、封止材12の周辺部がピン204の先端部からはみ出した状態となるように、封止材12の中央部寄りの部位にピン204の先端部を押し当てる。
Subsequently, as shown in FIG. 6B, the
そして、この状態でモールド樹脂7の注入を行い、モールド樹脂7によるワーク110の封止を行うと、図6(c)に示されるように、ピン204からはみ出している封止材12の周辺部が、モールド樹脂7によって覆われるように封止される。こうして、図6(c)に示されるような半導体装置100’が完成する。
When the
ここで、図6(c)に示される半導体装置100’においては、ピン204を抜いた跡としての穴部11および封止材12の形状が、上記図1、図2に示される半導体装置100とは相違するが、それ以外の部分については同様である。
Here, in the
図6(c)に示される半導体装置100’では、穴部11は従来と同様のストレートな内周側面を有するものである。また、封止材12を見てみると、その周辺部がモールド樹脂7によって覆われており、あたかも穴部11の内周側面に封止材12の周辺部が食い込んだ形となっている。
In the
つまり、この場合、従来のようなストレートな穴部の内周側面が封止材とモールド樹脂との界面となっている構成(上記図7参照)に比べて、明らかに剥離しにくい構成となっている。そのため、この場合においても、封止材12とモールド樹脂7との剥離を防止することができる。
In other words, in this case, it is clearly difficult to peel off compared to the conventional configuration in which the inner peripheral side surface of the straight hole is an interface between the sealing material and the mold resin (see FIG. 7). ing. Therefore, also in this case, peeling between the sealing
また、この場合、図6(c)に示されるように、穴部11の深さ方向において両金属板3、4の内面の間に対応する部位に、封止材12の上面が位置するように、封止材12の厚さを決めることが望ましい。
Further, in this case, as shown in FIG. 6C, the upper surface of the sealing
それによれば、封止材12は、穴部11の深さ方向の底部寄りすなわち第1の金属板3寄りに配置された形となり、第2の金属板4の周囲のモールド樹脂7の変形による応力が実質的に及ばない部位に、封止材12が配置されたものにできる。
According to this, the sealing
また、この図6に示される方法では、従来の樹脂封止後に行う封止材充填工程を、実質的に樹脂封止前に行うものとなるが、金型200のピン204については、従来の構成のようなストレートのものでよい。 Further, in the method shown in FIG. 6, the sealing material filling step performed after the conventional resin sealing is substantially performed before the resin sealing. A straight thing like a structure may be sufficient.
(他の実施形態)
なお、上記実施形態では、ピン204は円柱形状、穴部は丸穴形状であったが、ピン204を角柱形状とし穴部を角穴形状としてもよい。その場合でも、上記実施形態の各製造方法を採用して、同様の効果を発揮できることは明らかである。
(Other embodiments)
In the above embodiment, the
また、一対の金属板3、4に挟まれる半導体素子としては、両面に配置される一対の金属板3、4を電極や放熱板として用いることが可能なものであれば、上記したIGBT1やFWD2でなくてもよい。また、半導体素子は2個に限定されるものではなく、1個でもよいし、3個以上でもよい。
Further, as the semiconductor element sandwiched between the pair of
また、上記実施形態では、キャビティ203内でワーク110を支持するピン204としては、2本であったが、ピン204の本数は1本でもよいし、3本以上でもよい。このような場合にも、それぞれのピン204に関する部位について、上記各製造方法を適用すればよい。
In the above embodiment, the number of
1…半導体素子としてのIGBT、2…半導体素子としてのFWD、
3…第1の金属板、4…第2の金属板、7…モールド樹脂、
11…穴部、11a…穴部の段差、12…封止材、110…ワーク、
200…金型、203…キャビティ、204…ピン、204a…ピンの段差。
DESCRIPTION OF
3 ... 1st metal plate, 4 ... 2nd metal plate, 7 ... Mold resin,
DESCRIPTION OF
200 ... mold, 203 ... cavity, 204 ... pin, 204a ... step of the pin.
Claims (2)
その後、前記モールド樹脂(7)から前記ピン(204)を抜くことによって形成され前記モールド樹脂(7)の外面から前記第1の金属板(3)の内面まで到達する穴部(11)に対して、電気絶縁性の封止材(12)を充填する封止材充填工程とを備える半導体装置の製造方法において、
前記ピン(204)として、その外周の側面のうち前記両金属板(3、4)の内面の間に対応する部位であって且つ前記第2の金属板(4)寄りの部位に段差(204a)を有するものを用いて前記樹脂封止工程を行うことによって、
前記穴部(11)として、前記ピン(204)の前記段差(204a)に対応した部位に段差(11a)を有するものを形成し、
前記封止材充填工程では、前記穴部(11)の前記段差(11a)を越えないように前記穴部(11)に前記封止材(12)を充填することを特徴とする半導体装置の製造方法。 A workpiece (110) in which a semiconductor element (1, 2) is sandwiched between a first metal plate (3) and a second metal plate (4) facing each other on the inner surface of a mold (200) The tip of the rod-shaped pin (204) protruding from the inner surface of the cavity (203) is pressed against the inner surface of the first metal plate (3). 110) is pressed against the mold (200), and in this state, a mold resin (7) is injected into the cavity (203) to seal the workpiece (110);
Thereafter, the hole (11) formed by removing the pin (204) from the mold resin (7) and reaching the inner surface of the first metal plate (3) from the outer surface of the mold resin (7). In a method for manufacturing a semiconductor device, comprising a sealing material filling step for filling an electrically insulating sealing material (12),
As the pin (204), a step (204a) is formed at a portion corresponding to a portion between the inner surfaces of the metal plates (3, 4) on the outer peripheral side surface and close to the second metal plate (4). ) By performing the resin sealing step using
Forming the hole (11) having a step (11a) at a portion corresponding to the step (204a) of the pin (204);
In the sealing material filling step, the hole (11) is filled with the sealing material (12) so as not to exceed the step (11a) of the hole (11). Production method.
前記樹脂封止工程の前に、前記第1の金属体(3)の内面のうち前記ピン(204)の先端部が押し当てられる部位に、前記ピン(204)の先端部の外形よりも大きな電気絶縁性の封止材(12)を配置しておき、
続いて、前記樹脂封止工程では、前記封止材(12)の周辺部が前記ピン(204)の先端部からはみ出した状態となるように、前記封止材(12)の中央部寄りの部位に前記ピン(204)の先端部を押し当てた状態で、前記モールド樹脂(7)による封止を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。 A workpiece (110) in which a semiconductor element (1, 2) is sandwiched between a first metal plate (3) and a second metal plate (4) facing each other on the inner surface of a mold (200) The tip of the rod-shaped pin (204) protruding from the inner surface of the cavity (203) is pressed against the inner surface of the first metal plate (3). 110) is pressed against the mold (200), and in this state, a semiconductor is provided with a resin sealing step of injecting mold resin (7) into the cavity (203) to seal the workpiece (110) In the device manufacturing method,
Before the resin sealing step, a portion of the inner surface of the first metal body (3) where the tip of the pin (204) is pressed is larger than the outer shape of the tip of the pin (204). An electrically insulating sealing material (12) is arranged,
Subsequently, in the resin sealing step, the peripheral portion of the sealing material (12) is close to the center portion of the sealing material (12) so that the peripheral portion of the sealing material (12) protrudes from the tip end portion of the pin (204). A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: sealing with the mold resin (7) in a state in which a tip portion of the pin (204) is pressed against a part.
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