JP4883684B2 - 絶縁型大電力用半導体装置の製造方法 - Google Patents

絶縁型大電力用半導体装置の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、大電力用半導体素子を載置するための載置部を有するリードフレームをＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）樹脂によってインサート成形する絶縁型大電力用半導体装置の製造方法に関し、特には、リードフレームとＰＰＳ樹脂との接着力を増加させると共に、大電力用半導体素子が発生した熱の放熱効率を向上させることができる絶縁型大電力用半導体装置の製造方法に関する。
更に、本発明は、載置部のＬ成分を低減すると共に、絶縁型大電力用半導体装置の信頼性を向上させることができる絶縁型大電力用半導体装置の製造方法に関する。
また、本発明は、樹脂から発生するガスの処理を簡略化すると共に、絶縁型大電力用半導体装置全体の材料費を抑制することができる絶縁型大電力用半導体装置の製造方法に関する。
従来から、絶縁型に構成された大電力用半導体装置が知られている。この種の大電力用半導体装置の例としては、例えば特開平７−３８０１４号公報、特開平１１−２５１５１４号公報などに記載されたものがある。
特開平７−３８０１４号公報に記載された大電力用半導体装置では、絶縁材としてのセラミックス基板を２枚の銅板で狭持することによってＤＢＣ基板が構成され、そのＤＢＣ基板上に半導体素子が載置され、それにより、大電力用半導体装置が絶縁型に構成されている。
また、特開平１１−２５１５１４号公報に記載された大電力用半導体装置では、半導体素子がヒートスプレッダ上に載置され、そのヒートスプレッダが絶縁板上に載置され、それにより、大電力用半導体装置が絶縁型に構成されている。
ところで、例えば特開平７−３８０１４号公報に記載された絶縁型大電力用半導体装置のように、比較的高価なＤＢＣ基板が用いられると、絶縁型大電力用半導体装置全体のコストが嵩んでしまう。また、例えば特開平１１−２５１５１４号公報に記載された絶縁型大電力用半導体装置のように、絶縁板およびヒートスプレッダが用いられると、それらの組立コストが嵩んでしまい、その結果、絶縁型大電力用半導体装置全体のコストが嵩んでしまう。
そこで、ＤＢＣ基板、ヒートスプレッダなどが用いられる場合よりも絶縁型大電力用半導体装置全体のコストを低減するために、熱伝導率の比較的高いＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）樹脂成形体をＤＢＣ基板、ヒートスプレッダなどの代わりに用いることが考えられる。
例えば特開２０００−８６８９２号公報には、ＰＰＳ樹脂成形体をパワーモジュール（大電力用モジュール）に用いる点が記載されており、例えば特開２００２−３２６２５２号公報には、例えばリードフレームのような金属部材をＰＰＳ樹脂によってインサート成形する点が記載されている。
ところで、特開２０００−８６８９２号公報には、上述したように、ＰＰＳ樹脂成形体をパワーモジュール（大電力用モジュール）に用いる点が記載されているものの、具体的に、パワーモジュール（大電力用モジュール）がどのように構成されるかについて記載されていない。
また、特開２００２−３２６２５２号公報には、上述したように、リードフレームをＰＰＳ樹脂によってインサート成形する点が記載されているものの、リードフレームの具体的な形状、あるいは、ＰＰＳ樹脂成形体の具体的な形状について記載されていない。
更に、例えば特開２００３−１３３４９７号公報には、半導体素子を載置するための載置部を有するリードフレーム（リード）を樹脂によって封止（インサート成形）する点が記載されている。詳細には、特開２００３−１３３４９７号公報には、リードフレーム（リード）の具体的な形状、および、樹脂成形体の具体的な形状が記載されている。
ところで、特開２００３−１３３４９７号公報に記載された半導体装置では、封止用樹脂として、ＰＰＳ樹脂ではなく、エポキシ樹脂が用いられている。また、リードフレームとＰＰＳ樹脂との接着力は、リードフレームとエポキシ樹脂との接着力よりも弱い。そのため、特開２００３−１３３４９７号公報に記載されたリードフレーム（リード）の形状および樹脂成形体の形状を適用して、リードフレームをＰＰＳ樹脂によってインサート成形しても、リードフレームとＰＰＳ樹脂との接着力を十分に高くすることができない。
また、特開２００３−１３３４９７号公報に記載された半導体装置は、大電力用ではないため、絶縁型に構成されていない。従って、特開２００３−１３３４９７号公報に記載された半導体装置を大電力用の絶縁型に変更する場合には、リードフレーム（リード）の下側に樹脂を配置しなければならない。ところが、特開２００３−１３３４９７号公報に記載された半導体装置のリードフレーム（リード）の下側に、熱伝導率の比較的低いエポキシ樹脂を配置すると、半導体素子が発生した熱の放熱効率が低下してしまい、その結果、大電力用半導体素子が発生した熱を十分に放熱することができない。
特開平７−３８０１４号公報 特開平１１−２５１５１４号公報 特開２０００−８６８９２号公報 特開２００２−３２６２５２号公報 特開２００３−１３３４９７号公報
前記問題点に鑑み、本発明は、リードフレームとＰＰＳ樹脂との接着力を増加させると共に、大電力用半導体素子が発生した熱の放熱効率を向上させることができる絶縁型大電力用半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
更に、本発明は、載置部のＬ成分を低減すると共に、絶縁型大電力用半導体装置の信頼性を向上させることができる絶縁型大電力用半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、樹脂から発生するガスの処理を簡略化すると共に、絶縁型大電力用半導体装置全体の材料費を抑制することができる絶縁型大電力用半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
請求項１に記載の発明によれば、大電力用半導体素子を載置するための載置部を有するリードフレームをＰＰＳ樹脂によってインサート成形する絶縁型大電力用半導体装置の製造方法において、
前記載置部の前側面から前側に延びている第１タイバー部と、前記載置部の後側面から後側に延びている第２タイバー部と、前記載置部の左側面または右側面から左側または右側に延びている第３タイバー部とを有し、前記載置部の厚さが前記第１タイバー部、前記第２タイバー部、および、前記第３タイバー部の厚さよりも厚いリードフレームを供給する工程と、
前記リードフレームをＰＰＳ樹脂によってインサート成形することにより、前記載置部の下面よりも下側にＰＰＳ樹脂を配置する第１成形工程と、
前記大電力用半導体素子を流れる大電流が前記載置部を流れるように、前記載置部の上面と前記大電力用半導体素子の下面の電極とを電気的に接続する工程と、
前記第１タイバー部、前記第２タイバー部および前記第３タイバー部のうち、ＰＰＳ樹脂から突出している部分を切断する工程と、
前記載置部の下面の下側に配置されたＰＰＳ樹脂よりも熱伝導率の低い樹脂を成形することにより、前記第１タイバー部、前記第２タイバー部および前記第３タイバー部の切断面を封止する第２成形工程と、
前記載置部の下面の下側に配置されたＰＰＳ樹脂の下面に放熱フィンを取り付ける工程とを含むことを特徴とする絶縁型大電力用半導体装置の製造方法が提供される。
請求項２に記載の発明によれば、前記載置部の下面の下側に配置されるＰＰＳ樹脂よりも熱伝導率の低いＰＰＳ樹脂を成形することにより、前記第１タイバー部、前記第２タイバー部および前記第３タイバー部の切断面を封止することを特徴とする請求項１に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法が提供される。
請求項３に記載の発明によれば、前記載置部の下面よりも下側に約０．０５〜１．０ｍｍの厚さのＰＰＳ樹脂層を配置することを特徴とする請求項１又は２に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法が提供される。
請求項４に記載の発明によれば、ＰＰＳ樹脂の上面が前記第１タイバー部、前記第２タイバー部、および、前記第３タイバー部の上面よりも上側に位置するように、かつ、ＰＰＳ樹脂の下面が前記第１タイバー部、前記第２タイバー部、および、前記第３タイバー部の下面よりも下側に位置するように、第１成形工程中にＰＰＳ樹脂を成形することを特徴とする請求項１に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法が提供される。
請求項５に記載の発明によれば、２つの外部導出端子を前記リードフレーム上に載置し、第２成形工程中に、ＰＰＳ樹脂よりも熱伝導率の低い樹脂によって前記２つの外部導出端子の一部を封止すると共に、ＰＰＳ樹脂よりも熱伝導率の低い樹脂の上面であって、前記２つの外部導出端子の間に溝を形成することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法が提供される。
請求項６に記載の発明によれば、前記載置部の前側面、後側面、左側面および右側面にフランジ部を形成し、前記第１タイバー部、前記第２タイバー部、および、前記第３タイバー部を前記フランジ部から延ばすことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法が提供される。
請求項７に記載の発明によれば、前記大電力用半導体素子の表面にゲル材を塗布することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法が提供される。
請求項１に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法では、載置部の前側面から前側に延びている第１タイバー部と、載置部の後側面から後側に延びている第２タイバー部と、載置部の左側面または右側面から左側または右側に延びている第３タイバー部とが設けられたリードフレームが用いられる。
そのため、請求項１に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法によれば、載置部から１個または２個のみのタイバー部が延ばされているリードフレームが用いられる場合よりも、リードフレームとＰＰＳ樹脂との接触面積を増加させることができ、それにより、リードフレームとＰＰＳ樹脂との接着力を増加させることができる。
更に、請求項１に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法によれば、載置部から１個または２個のみのタイバー部が延ばされているリードフレームが用いられる場合よりも、大電力用半導体素子が発生した熱の放熱経路を増加させることができ、それにより、大電力用半導体素子が発生した熱の放熱効率を向上させることができる。
また、請求項１に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法では、載置部の厚さが、第１タイバー部、第２タイバー部、および、第３タイバー部の厚さよりも厚いリードフレームが用いられる。
そのため、請求項１に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法によれば、載置部の厚さが第１タイバー部、第２タイバー部、および、第３タイバー部の厚さと同様に薄いリードフレームが用いられる場合よりも、載置部のＬ成分を低減することができる。
更に、請求項１に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法では、載置部の下面と放熱フィンとの間にＰＰＳ樹脂が配置される。詳細には、請求項１に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法では、載置部の下面と放熱フィンとの間に、熱伝導率の高いＰＰＳ樹脂が配置される。
そのため、請求項１に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法によれば、ＰＰＳ樹脂よりも熱伝導率の低い例えばエポキシ樹脂のような樹脂が載置部の下面と放熱フィンとの間に配置される場合よりも、大電力用半導体素子が発生した熱の放熱効率を向上させることができる。
また、請求項１に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法では、第１タイバー部、第２タイバー部および第３タイバー部の切断面が樹脂によって封止される。そのため、請求項１に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法によれば、第１タイバー部、第２タイバー部および第３タイバー部の切断面が絶縁型大電力用半導体装置の表面に残される場合よりも、絶縁型大電力用半導体装置の信頼性を向上させることができる。
更に、請求項１に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法では、第１タイバー部、第２タイバー部および第３タイバー部の切断面が成形樹脂によって封止される。詳細には、請求項１に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法では、第１タイバー部、第２タイバー部および第３タイバー部の切断面が、例えばゲル状充填材のような注入樹脂によって封止されるのではなく、金型によって成形される樹脂によって封止される。
そのため、請求項１に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法によれば、第１タイバー部、第２タイバー部および第３タイバー部の切断面が例えばゲル状充填材のような注入樹脂によって封止される場合よりも、樹脂から発生するガスの処理を簡略化することができる。
また、請求項１に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法では、第１タイバー部、第２タイバー部および第３タイバー部の切断面が、載置部の下面の下側に配置されるＰＰＳ樹脂よりも熱伝導率の低い樹脂によって封止される。
そのため、請求項１に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法によれば、第１タイバー部、第２タイバー部および第３タイバー部の切断面が、載置部の下面の下側に配置されるＰＰＳ樹脂のように熱伝導率の高い比較的高価な樹脂によって封止される場合よりも、絶縁型大電力用半導体装置全体の材料費を抑制することができる。
請求項２に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法では、載置部の下面の下側に配置されるＰＰＳ樹脂よりも熱伝導率の低いＰＰＳ樹脂を成形することにより、第１タイバー部、第２タイバー部および第３タイバー部の切断面が封止される。
換言すれば、請求項２に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法では、エポキシ樹脂よりも熱伝導率の高いＰＰＳ樹脂を成形することにより、第１タイバー部、第２タイバー部および第３タイバー部の切断面が封止される。
そのため、請求項２に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法によれば、第１タイバー部、第２タイバー部および第３タイバー部の切断面がエポキシ樹脂によって封止される場合よりも、大電力用半導体素子から第１タイバー部、第２タイバー部および第３タイバー部を介して放熱される熱量を増加させることができる。
請求項１に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法では、第１成形工程が終了した後に、大電力用半導体素子が載置部上に載置される。つまり、請求項１に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法では、大電力用半導体素子が第１成形工程中に載置部上に載置されていない。
そのため、請求項１に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法によれば、大電力用半導体素子が載置部上に載置された後に第１成形工程および第２成形工程の２回の成形工程が行われる場合よりも、成形工程中の熱によって大電力用半導体素子が悪影響を受けてしまうおそれを低減することができる。
請求項３に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法では、載置部の下面よりも下側に約０．０５〜１．０ｍｍの厚さのＰＰＳ樹脂層が配置される。詳細には、請求項３に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法では、エポキシ樹脂よりも、熱膨張係数が小さく、熱伝導率が高く、耐熱性が高いＰＰＳ樹脂が、約０．０５〜１．０ｍｍの厚さで載置部の下面よりも下側に配置される。
そのため、請求項３に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法によれば、例えば特開平７−３３５６７７号公報に記載された大電力用半導体装置のように、載置部の下面よりも下側に約０．３〜２．０ｍｍの厚さのエポキシ樹脂層が配置される場合よりも、リードフレームにかかる熱応力を低減することができ、載置部の下面の下側に配置された樹脂の下面からの放熱効率を向上させることができ、大電力用半導体装置全体の絶縁性を向上させることができる。
詳細には、請求項３に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法によれば、例えば特開平７−３３５６７７号公報に記載された大電力用半導体装置のように、載置部の下面よりも下側に約０．３〜２．０ｍｍの厚さのエポキシ樹脂層が配置される場合よりも、載置部の下面の下側に配置された樹脂の熱膨張・熱収縮に伴うリードフレームの反りを低減することができる。
また、請求項３に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法によれば、例えば特開平７−３３５６７７号公報に記載された大電力用半導体装置のように、載置部の下面よりも下側に約０．３〜２．０ｍｍの厚さのエポキシ樹脂層が配置される場合よりも、高融点の半田を用いることができる。
請求項４に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法では、ＰＰＳ樹脂の上面が第１タイバー部、第２タイバー部、および、第３タイバー部の上面よりも上側に位置するように、かつ、ＰＰＳ樹脂の下面が第１タイバー部、第２タイバー部、および、第３タイバー部の下面よりも下側に位置するように、第１成形工程中にＰＰＳ樹脂が成形される。
そのため、請求項４に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法によれば、ＰＰＳ樹脂の上面が第１タイバー部、第２タイバー部、および、第３タイバー部の上面と同じ高さに位置する場合、あるいは、ＰＰＳ樹脂成形体の下面が第１タイバー部、第２タイバー部、および、第３タイバー部の下面と同じ高さに位置する場合よりも、ＰＰＳ樹脂の前側面、後側面、および、左側面または右側面上におけるＰＰＳ樹脂とリードフレームとの境界部分を小さくすることができ、それにより、ＰＰＳ樹脂の外側からその境界部分を介してＰＰＳ樹脂の内側に水分が浸入してしまうおそれを低減することができる。
請求項５に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法では、２つの外部導出端子がリードフレーム上に載置される。更に、請求項５に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法では、第２成形工程中に、ＰＰＳ樹脂よりも熱伝導率の低い樹脂によって２つの外部導出端子の一部が封止されると共に、ＰＰＳ樹脂よりも熱伝導率の低い樹脂の上面であって、２つの外部導出端子の間に溝が形成される。
そのため、請求項５に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法によれば、２つの外部導出端子の間に溝が形成されない場合よりも、２つの外部導出端子の間の沿面距離を増加させることができる。
請求項６に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法では、載置部の前側面、後側面、左側面および右側面にフランジ部が形成される。そのため、請求項６に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法によれば、載置部の前側面、後側面、左側面および右側面にフランジ部が形成されない場合よりも、リードフレームとＰＰＳ樹脂との接触面積を増加させ、リードフレームとＰＰＳ樹脂との接着力を増加させることができる。
更に、請求項６に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法では、第１タイバー部、第２タイバー部、および、第３タイバー部がフランジ部から延ばされる。そのため、請求項６に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法によれば、第１タイバー部、第２タイバー部、および、第３タイバー部がフランジ部とは異なる位置から延ばされる場合よりも、リードフレームのプレス加工を容易にすることができる。
請求項７に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法では、大電力用半導体素子の表面にゲル材が塗布される。そのため、請求項７に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法によれば、大電力用半導体素子の表面にゲル材が塗布されることなく大電力用半導体素子が成形樹脂によって封止される場合よりも、絶縁型大電力用半導体装置の使用中などに大電力用半導体素子にかかる熱応力を低減することができる。
以下、本発明の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法により製造される絶縁型大電力用半導体装置の第１の実施形態について説明する。第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置は、例えば１０Ａ／６００Ｖ型、あるいは、１００Ａ／６００Ｖ型の大容量・高電圧型の大電力用半導体装置である。
図１〜図１７は第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置の製造工程を示した図である。詳細には、図１は第１工程における第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置の斜視図、図２は第１工程における第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置を部分的に断面で示した正面図である。
図１および図２に示すように、第１工程では、リードフレーム１が供給される。第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置では、リードフレーム１として、Ｃｕ系のものが用いられる。詳細には、リードフレーム１の表面には、例えばＮｉ、Ａｇなどによるメッキが施されている。第２の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置では、代わりに、メッキが施されていないリードフレームを用いることも可能である。
図１および図２において、１ａは大電力用半導体素子（図示せず）および第１外部導出端子（図示せず）を載置するための載置部を示している。１ａ１は載置部１ａの上面を示しており、１ａ２は載置部１ａの前側面を示しており、１ａ３は載置部１ａの後側面を示しており、１ａ４は載置部１ａの左側面を示しており、１ａ５は載置部１ａの右側面を示しており、１ａ６は載置部１ａの下面を示している。
また、図１および図２において、１ｂは第２外部導出端子（図示せず）を載置するための載置部を示している。１ｂ１は載置部１ｂの上面を示しており、１ｂ２は載置部１ｂの前側面を示しており、１ｂ３は載置部１ｂの後側面を示しており、１ｂ４は載置部１ｂの左側面を示しており、１ｂ５は載置部１ｂの右側面を示しており、１ｂ６は載置部１ｂの下面を示している。
更に、図１および図２において、１ｃは載置部１ａに形成されたフランジ部を示しており、１ｄは載置部１ｂに形成されたフランジ部を示している。第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置では、載置部１ａにフランジ部１ｃが形成され、載置部１ｂにフランジ部１ｄが形成されるが、第３の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置では、代わりに、載置部１ａおよび載置部１ｂにフランジ部を形成しないことも可能である。
また、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置では、図１に示すように、載置部１ａ，１ｂの側面からフランジ部１ｃ，１ｄが水平方向に突出する幅が、載置部１ａ，１ｂの周方向に均一になっているが、第４の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置では、代わりに、載置部１ａ，１ｂの側面からフランジ部１ｃ，１ｄが水平方向に突出する幅が、載置部１ａ，１ｂの周方向に不均一になるように、つまり、上側から見た時にフランジ部１ｃ，１ｄの輪郭が鋸歯状になるように、フランジ部１ｃ，１ｄを形成することも可能である。フランジ部１ｃ，１ｄをそのように形成することにより、フランジ部１ｃ，１ｄとＰＰＳ樹脂（図示せず）との接着力を増加させることができる。
また、図１および図２において、１ｅ１は載置部１ａの前側面１ａ２から前側に延びているタイバー部を示しており、１ｅ２は載置部１ａの後側面１ａ３から後側に延びているタイバー部を示しており、１ｅ３，１ｅ４は載置部１ａの左側面１ａ４から左側に延びているタイバー部を示している。詳細には、図１および図２に示すように、タイバー部１ｅ１は載置部１ａのフランジ部１ｃから前側に延びており、タイバー部１ｅ２は載置部１ａのフランジ部１ｃから後側に延びており、タイバー部１ｅ３，１ｅ４は載置部１ａのフランジ部１ｃから左側に延びている。
更に、図１および図２において、１ｆ１は載置部１ｂの前側面１ｂ２から前側に延びているタイバー部を示しており、１ｆ２は載置部１ｂの後側面１ｂ３から後側に延びているタイバー部を示しており、１ｆ３，１ｆ４は載置部１ｂの右側面１ｂ５から右側に延びているタイバー部を示している。詳細には、図１および図２に示すように、タイバー部１ｆ１は載置部１ｂのフランジ部１ｄから前側に延びており、タイバー部１ｆ２は載置部１ｂのフランジ部１ｄから後側に延びており、タイバー部１ｆ３，１ｆ４は載置部１ｂのフランジ部１ｄから右側に延びている。
また、図１および図２において、１ｇはタイバー部１ｅ１，１ｅ２，１ｅ３，１ｅ４およびタイバー部１ｆ１，１ｆ２，１ｆ３，１ｆ４を橋絡するためのフレーム部を示している。
図３は第２工程における第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置の斜視図、図４は第２工程における第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置を部分的に断面で示した正面図である。図３および図４に示すように、第２工程では、リードフレーム１がＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）樹脂によってインサート成形される。詳細には、第２工程では、熱伝導率が比較的高いＰＰＳ樹脂によってリードフレーム１がインサート成形される。更に詳細には、第２工程では、ＰＰＳ樹脂の１回目の成形が行われる。
図３および図４において、２はＰＰＳ樹脂の１回目の成形により形成された第１ＰＰＳ樹脂成形体を示している。２ａは第１ＰＰＳ樹脂成形体２の上面を示しており、２ｂは第１ＰＰＳ樹脂成形体２の前側面を示しており、２ｃは第１ＰＰＳ樹脂成形体２の後側面を示している。２ｄは第１ＰＰＳ樹脂成形体２の左側面を示しており、２ｅは第１ＰＰＳ樹脂成形体２の右側面を示しており、２ｆは第１ＰＰＳ樹脂成形体２の下面を示しており、２ｇはねじ穴を示している。
図５は第３工程における第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置の斜視図、図６は第３工程における第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置を部分的に断面で示した正面図である。図５および図６に示すように、第３工程では、リードフレーム１の載置部１ａの上面１ａ１上に大電力用半導体素子３が載置され、載置部１ａの上面１ａ１に対して大電力用半導体素子３の下面が半田接合される。
詳細には、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置では、大電力用半導体素子３として例えばダイオードが用いられる。第５の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置では、代わりに、大電力用半導体素子３として例えばＳＲＣ、ＩＧＢＴなどのような任意の大電力用半導体素子を用いることが可能である。
また、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置では、大電力用半導体素子３と載置部１ａとを接合するための半田として、例えばＳｎ／Ｃｕ／Ｎｉ、または、Ｓｎ／Ｃｕ／Ｐ、あるいは、Ｓｎ／Ｃｕ／Ａｇ／Ｎｉ等の比較的高融点の半田が用いられる。更に、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置では、大電力用半導体素子３の下面と載置部１ａの上面１ａ１との間にカソード電極が配置され、大電力用半導体素子３の上面上にアノード電極が配置される。
第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置では、図１および図５に示すように、載置部１ａの前側面１ａ２から第１ＰＰＳ樹脂成形体２の前側面２ｂの側に延びているタイバー部１ｅ１と、載置部１ａの後側面１ａ３から第１ＰＰＳ樹脂成形体２の後側面２ｃの側に延びているタイバー部１ｅ２と、載置部１ａの左側面１ａ４から第１ＰＰＳ樹脂成形体２の左側面２ｄの側に延びているタイバー部１ｅ３，１ｅ４とが、リードフレーム１に設けられている。
そのため、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置によれば、載置部１ａから１個または２個のみのタイバー部が延ばされている場合よりも、リードフレーム１とＰＰＳ樹脂（２）との接触面積を増加させることができ、それにより、リードフレーム１とＰＰＳ樹脂（２）との接着力を増加させることができる。
また、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置によれば、載置部１ａから１個または２個のみのタイバー部が延ばされている場合よりも、大電力用半導体素子３が発生した熱の放熱経路を増加させることができ、それにより、大電力用半導体素子３が発生した熱の放熱効率を向上させることができる。
また、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置では、図１および図２に示すように、載置部２ａの厚さ（上下方向寸法）が、タイバー部１ｅ１，１ｅ２，１ｅ３，１ｅ４の厚さ（上下方向寸法）よりも厚くされている。そのため、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置によれば、載置部２ａの厚さがタイバー部１ｅ１，１ｅ２，１ｅ３，１ｅ４の厚さと同様に薄くされる場合よりも、載置部２ａのＬ成分を低減することができる。
更に、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置では、図３および図４に示すように、載置部１ａの上面１ａ１が第１ＰＰＳ樹脂成形体２の上面２ａよりも上側に配置されている。つまり、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置では、載置部１ａが第１ＰＰＳ樹脂成形体２の上面２ａよりも上側に突出せしめられている。そのため、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置によれば、図５および図６に示す第３工程において大電力用半導体素子３を載置部１ａの上面１ａ１に載置・接合する時に工具（図示せず）と第１ＰＰＳ樹脂成形体２とが干渉してしまうおそれを低減することができる。
また、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置では、図６に示すように、載置部１ａの下面１ａ６の下側にＰＰＳ樹脂（２）が配置される。詳細には、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置では、載置部１ａの下面１ａ６の下側に、熱伝導率の高いＰＰＳ樹脂（２）が配置される。そのため、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置によれば、ＰＰＳ樹脂（２）よりも熱伝導率の低い例えばエポキシ樹脂のような樹脂が載置部１ａの下面１ａ６の下側に配置される場合よりも、大電力用半導体素子３が発生した熱の放熱効率を向上させることができる。
更に、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置では、図６に示すように、載置部１ａの下面１ａ６よりも下側に約０．０５〜１．０ｍｍの厚さのＰＰＳ樹脂層（２）が配置される。詳細には、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置では、エポキシ樹脂よりも、熱膨張係数が小さく、熱伝導率が高く、耐熱性が高いＰＰＳ樹脂（２）が、約０．０５〜１．０ｍｍの厚さで載置部１ａの下面１ａ６よりも下側に配置される。
そのため、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置によれば、載置部１ａの下面１ａ６よりも下側に約０．０５〜２．０ｍｍの厚さのエポキシ樹脂層が配置される場合よりも、リードフレーム１にかかる熱応力を低減することができ、第１ＰＰＳ樹脂成形体２の下面２ｆからの放熱効率を向上させることができ、大電力用半導体装置全体の絶縁性を向上させることができる。
詳細には、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置によれば、載置部１ａの下面１ａ６よりも下側に約０．０５〜２．０ｍｍの厚さのエポキシ樹脂層が配置される場合よりも、第１ＰＰＳ樹脂成形体２の熱膨張・熱収縮に伴うリードフレーム１の反りを低減することができる。
また、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置によれば、載置部１ａの下面１ａ６よりも下側に約０．０５〜２．０ｍｍの厚さのエポキシ樹脂層が配置される場合よりも、高融点の半田を用いることができる。
更に、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置では、図５および図６に示すように、タイバー部１ｅ１，１ｅ２，１ｅ３，１ｅ４，１ｆ１，１ｆ２，１ｆ３，１ｆ４の上面が第１ＰＰＳ樹脂成形体２の上面２ａよりも下側に配置されると共に、タイバー部１ｅ１，１ｅ２，１ｅ３，１ｅ４，１ｆ１，１ｆ２，１ｆ３，１ｆ４の下面が第１ＰＰＳ樹脂成形体２の下面２ｆよりも上側に配置される。
そのため、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置によれば、タイバー部１ｅ１，１ｅ２，１ｅ３，１ｅ４，１ｆ１，１ｆ２，１ｆ３，１ｆ４の上面と第１ＰＰＳ樹脂成形体２の上面２ａとが同じ高さに配置される場合、あるいは、タイバー部１ｅ１，１ｅ２，１ｅ３，１ｅ４，１ｆ１，１ｆ２，１ｆ３，１ｆ４の下面と第１ＰＰＳ樹脂成形体２の下面２ｆとが同じ高さに配置される場合よりも、第１ＰＰＳ樹脂成形体２の前側面２ｂ、後側面２ｃ、左側面２ｄ、および、右側面２ｅ上におけるＰＰＳ樹脂（２）とリードフレーム１との境界部分を小さくすることができ、それにより、第１ＰＰＳ樹脂成形体２の外側からその境界部分を介して第１ＰＰＳ樹脂成形体２の内側に水分が浸入してしまうおそれを低減することができる。
また、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置では、図１および図２に示すように、載置部１ａの前側面１ａ２、後側面１ａ３、左側面１ａ４および右側面１ａ５にフランジ部１ｃが形成されると共に、載置部１ｂの前側面１ｂ２、後側面１ｂ３、左側面１ｂ４および右側面１ｂ５にフランジ部１ｄが形成される。そのため、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置によれば、載置部１ａ，１ｂの前側面１ａ２，１ｂ２、後側面１ａ３，１ｂ３、左側面１ａ４，１ｂ４および右側面１ａ５，１ｂ５にフランジ部１ｃ，１ｄが形成されない場合よりも、リードフレーム１とＰＰＳ樹脂（２）との接触面積を増加させ、リードフレーム１とＰＰＳ樹脂（２）との接着力を増加させることができる。
更に、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置では、タイバー部１ｅ１，１ｅ２，１ｅ３，１ｅ４がフランジ部１ｃから延ばされると共に、タイバー部１ｆ１，１ｆ２，１ｆ３，１ｆ４がフランジ部１ｄから延ばされる。そのため、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置によれば、タイバー部１ｅ１，１ｅ２，１ｅ３，１ｅ４，１ｆ１，１ｆ２，１ｆ３，１ｆ４がフランジ部１ｃ，１ｄとは異なる位置から延ばされる場合よりも、リードフレーム１のプレス加工を容易にすることができる。
図７は第４工程における第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置の斜視図、図８（Ａ）は第４工程における第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置を部分的に断面で示した平面図、図８（Ｂ）は第４工程における第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置を部分的に断面で示した正面図である。
図７および図８に示すように、第４工程では、リードフレーム１の載置部１ａの上面１ａ１に対して第１外部導出端子４の下面が半田接合され、リードフレーム１の載置部１ｂの上面１ｂ１に対して第２外部導出端子５の下面が半田接合され、大電力用半導体素子３の上面とリードフレーム１の載置部１ｂの上面１ｂ１とが接続ベンド６によって橋絡される。
詳細には、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置では、図７および図８に示す第４工程において、第３工程で用いられた半田よりも低融点の半田が用いられる。
図９は第５工程における第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置の斜視図、図１０は第５工程における第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置を部分的に断面で示した正面図である。
図９および図１０に示すように、第５工程では、リードフレーム１のタイバー部１ｅ１，１ｅ２，１ｅ３，１ｅ４，１ｆ１，１ｆ２，１ｆ３，１ｆ４がカットされる。詳細には、タイバー部１ｅ１，１ｅ２，１ｅ３，１ｅ４，１ｆ１，１ｆ２，１ｆ３，１ｆ４のうち、第１ＰＰＳ樹脂成形体２から突出している部分がカットされる。
図１１は第６工程における第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置の斜視図、図１２は第６工程における第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置を部分的に断面で示した正面図である。
図１１および図１２に示すように、第６工程では、第１ＰＰＳ樹脂成形体２を構成するＰＰＳ樹脂よりも熱伝導率が低く安価なＰＰＳ樹脂が成形され、第２ＰＰＳ樹脂成形体２２が形成される。つまり、第６工程では、ＰＰＳ樹脂の２回目の成形が行われる。次いで、ナット１１が第２ＰＰＳ樹脂成形体２２の上面２２ａの穴に挿入される。詳細には、第２ＰＰＳ樹脂成形体２２が形成される前に、ゲル材３’が大電力用半導体素子３の表面に塗布される。
図１１および図１２において、２２ａ１は第２ＰＰＳ樹脂成形体２２の上面２２ａに形成された溝を示しており、２２ｇはねじ穴を示しており、
第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置では、図１１および図１２に示すように、タイバー部１ｅ１，１ｅ２，１ｅ３，１ｅ４，１ｆ１，１ｆ２，１ｆ３，１ｆ４（図１、図９および図１０参照）の切断面がＰＰＳ樹脂（２２）によって封止される。そのため、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置によれば、タイバー部１ｅ１，１ｅ２，１ｅ３，１ｅ４，１ｆ１，１ｆ２，１ｆ３，１ｆ４の切断面が絶縁型大電力用半導体装置の表面に残される場合よりも、絶縁型大電力用半導体装置の信頼性を向上させることができる。
更に、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置では、図１１および図１２に示すように、タイバー部１ｅ１，１ｅ２，１ｅ３，１ｅ４，１ｆ１，１ｆ２，１ｆ３，１ｆ４（図１、図９および図１０参照）の切断面が、成形されたＰＰＳ樹脂（２２）によって封止される。詳細には、タイバー部１ｅ１，１ｅ２，１ｅ３，１ｅ４，１ｆ１，１ｆ２，１ｆ３，１ｆ４の切断面が、注入された例えばゲル状充填材のような樹脂によって封止されるのではなく、金型によって成形されたＰＰＳ樹脂（２２）によって封止される。そのため、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置によれば、タイバー部１ｅ１，１ｅ２，１ｅ３，１ｅ４，１ｆ１，１ｆ２，１ｆ３，１ｆ４の切断面が例えばゲル状充填材のような注入樹脂によって封止される場合よりも、樹脂から発生するガスの処理を簡略化することができる。
また、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置では、図１１および図１２に示すように、タイバー部１ｅ１，１ｅ２，１ｅ３，１ｅ４，１ｆ１，１ｆ２，１ｆ３，１ｆ４の切断面が、載置部１ａ（図２参照）の下面１ａ６（図４参照）の下側に配置されるＰＰＳ樹脂（２）（図４参照）よりも熱伝導率の低いＰＰＳ樹脂（２２）によって封止される。そのため、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置によれば、タイバー部１ｅ１，１ｅ２，１ｅ３，１ｅ４，１ｆ１，１ｆ２，１ｆ３，１ｆ４の切断面が、載置部１ａの下面１ａ６の下側に配置されるＰＰＳ樹脂（２）のように熱伝導率の高い比較的高価な樹脂によって封止される場合よりも、絶縁型大電力用半導体装置全体の材料費を抑制することができる。
更に、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置では、図１１および図１２に示すように、載置部１ａの下面１ａ６の下側に配置されるＰＰＳ樹脂（２）よりも熱伝導率の低いＰＰＳ樹脂（２２）を成形することにより、タイバー部１ｅ１，１ｅ２，１ｅ３，１ｅ４，１ｆ１，１ｆ２，１ｆ３，１ｆ４の切断面が封止される。換言すれば、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置では、エポキシ樹脂よりも熱伝導率の高いＰＰＳ樹脂（２２）を成形することにより、タイバー部１ｅ１，１ｅ２，１ｅ３，１ｅ４，１ｆ１，１ｆ２，１ｆ３，１ｆ４の切断面が封止される。そのため、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置によれば、タイバー部１ｅ１，１ｅ２，１ｅ３，１ｅ４，１ｆ１，１ｆ２，１ｆ３，１ｆ４の切断面がエポキシ樹脂によって封止される場合よりも、大電力用半導体素子３からタイバー部１ｅ１，１ｅ２，１ｅ３，１ｅ４，１ｆ１，１ｆ２，１ｆ３，１ｆ４およびＰＰＳ樹脂（２２）を介して放熱される熱量を増加させることができる。
また、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置では、ＰＰＳ樹脂（２）の成形工程が終了した後に、図５および図６に示すように、大電力用半導体素子３が載置部１ａ上に載置される。つまり、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置では、図３および図４に示すように、ＰＰＳ樹脂（２）の成形工程中に大電力用半導体素子３が載置部１ａ上に載置されていない。そのため、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置によれば、大電力用半導体素子３が載置部１ａ上に載置された後にＰＰＳ樹脂（２）の成形工程およびＰＰＳ樹脂（２２）の成形工程の２回の成形工程が行われる場合よりも、成形工程中の熱によって大電力用半導体素子３が悪影響を受けてしまうおそれを低減することができる。
更に、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置では、図１１および図１２に示すように、ＰＰＳ樹脂成形体２２の上面２２ａであって、第１外部導出端子４と第２外部導出端子５との間に溝２２ａ１が形成される。そのため、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置によれば、ＰＰＳ樹脂成形体２２の上面２２ａに溝２２ａ１が形成されない場合よりも、第１外部導出端子４と第２外部導出端子５との間の沿面距離を増加させることができる。
また、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置では、図１２に示すように、大電力用半導体素子３の表面にゲル材３’が塗布される。そのため、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置によれば、大電力用半導体素子３の表面にゲル材３’が塗布されることなく大電力用半導体素子３がＰＰＳ樹脂（２２）によって封止される場合よりも、絶縁型大電力用半導体装置の使用中などに大電力用半導体素子３にかかる熱応力を低減することができる。
第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置では、上述したように、第２ＰＰＳ樹脂成形体２２を構成するＰＰＳ樹脂によってタイバー部１ｅ１，１ｅ２，１ｅ３，１ｅ４，１ｆ１，１ｆ２，１ｆ３，１ｆ４の切断面が封止されるが、第６の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置では、代わりに、第１ＰＰＳ樹脂成形体２を構成するＰＰＳ樹脂よりも熱伝導率が低く安価な例えばエポキシ樹脂のような任意の成形樹脂によってタイバー部１ｅ１，１ｅ２，１ｅ３，１ｅ４，１ｆ１，１ｆ２，１ｆ３，１ｆ４の切断面を封止することも可能である。
また、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置では、大電力用半導体素子３、第１外部導出端子４、第２外部導出端子５および接続ベンド６が載置部１ａ，１ｂ上に載置された後にタイバー部１ｅ１，１ｅ２，１ｅ３，１ｅ４，１ｆ１，１ｆ２，１ｆ３，１ｆ４が切断されるが、第７の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置では、代わりに、タイバー部１ｅ１，１ｅ２，１ｅ３，１ｅ４，１ｆ１，１ｆ２，１ｆ３，１ｆ４が切断された後に大電力用半導体素子３、第１外部導出端子４、第２外部導出端子５および接続ベンド６を載置部１ａ，１ｂ上に載置することも可能である。
図１３は第７工程における第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置の斜視図、図１４は第７工程における第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置を部分的に断面で示した正面図である。
第７工程では、図１３および図１４に示すように、第１外部導出端子４および第２外部導出端子５のうち、第２ＰＰＳ樹脂成形体２２から突出している部分が、互いに近づく側に曲げられる。
図１５は第８工程における第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置の斜視図、図１６は第８工程における第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置を部分的に断面で示した正面図である。
図１５および図１６に示すように、第８工程では、図１３および図１４に示したナット１１と、ボルト１２とが螺合せしめられる。
第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置では、第２ＰＰＳ樹脂成形体２２の上面２２ａの穴にナット１１が収容されるが、第８の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置では、代わりに、第２ＰＰＳ樹脂成形体２２の上面２２ａの穴にボルト１２を収容することも可能である。
図１７は第９工程における第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置を部分的に断面で示した正面図である。図１７に示すように、第９工程では、ねじ（図示せず）によって、放熱フィン８５２が第１ＰＰＳ樹脂成形体２の下面２ｆ（図６参照）に取り付けられ、モジュールが完成する。
第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置では、図１７に示すように、載置部１ａ（図５参照）の下面１ａ６（図６参照）と放熱フィン８５２との間にＰＰＳ樹脂（２）が配置される。詳細には、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置では、載置部１ａの下面１ａ６と放熱フィン８５２との間に、熱伝導率の高いＰＰＳ樹脂（２）が配置される。そのため、第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置によれば、ＰＰＳ樹脂（２）よりも熱伝導率の低い例えばエポキシ樹脂のような樹脂が載置部１ａの下面１ａ６と放熱フィン８５２との間に配置される場合よりも、大電力用半導体素子３が発生した熱の放熱効率を向上させることができる。
図１８は第９の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置の等価回路図である。図１８において、８５０はＶ＋ブスバーを示しており、８５１はＶ−ブスバーを示しており、Ｇはゲート信号線を示しており、Ｅはエミッタ信号線を示している。
図１８に示すように、第９の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置は、２個のモジュールＭ１，Ｍ２によって構成されている。詳細には、モジュールＭ１では、大電力用半導体素子としてＩＧＢＴが用いられ、モジュールＭ２では、大電力用半導体素子としてフライホイールダイオードＦＷＤが用いられる。
図１９は第１０の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置の等価回路図である。図１９において、９５０はＰ端子を示しており、９５１はＡＣ端子を示しており、９５２はＮ端子を示しており、Ｇはゲート信号線を示しており、Ｅはエミッタ信号線を示している。
図１９に示すように、第１０の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置は、４個のモジュールＭ１１，Ｍ１２，Ｍ１３，Ｍ１４によって構成されている。詳細には、モジュールＭ１１では、大電力用半導体素子としてＩＧＢＴが用いられ、モジュールＭ１２では、大電力用半導体素子としてフライホイールダイオードＦＷＤが用いられ、モジュールＭ１３では、大電力用半導体素子としてＩＧＢＴが用いられ、モジュールＭ１４では、大電力用半導体素子としてフライホイールダイオードＦＷＤが用いられる。
以下、本発明の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法により製造される絶縁型大電力用半導体装置の第１１の実施形態について説明する。第１１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置は、後述する点を除き、上述した第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置と同様に構成されている。従って、第１１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置によれば、後述する点を除き、上述した第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置とほぼ同様の効果を奏することができる。
図２０は第１工程における第１１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置の平面図、図２１は第２工程における第１１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置を部分的に断面で示した平面図である。
第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置の製造工程では、図１および図２に示すように、１個のリードフレーム１に１個の載置部１ａが設けられ、図３および図４に示すように、１個のリードフレーム１に１個の第１ＰＰＳ樹脂成形体２が形成されるが、第１１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置の製造工程では、図２０に示すように、１個のリードフレーム１に例えば４個のような複数の載置部１ａを設け、図２１に示すように、１個のリードフレーム１に例えば４個のような複数の第１ＰＰＳ樹脂成形体２を形成することも可能である。
以下、本発明の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法により製造される絶縁型大電力用半導体装置の第１２の実施形態について説明する。第１２の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置は、後述する点を除き、上述した第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置と同様に構成されている。従って、第１２の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置によれば、後述する点を除き、上述した第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置とほぼ同様の効果を奏することができる。
図２２（Ａ）は第４工程における第１２の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置を部分的に断面で示した平面図、図２２（Ｂ）は第４工程における第１２の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置を部分的に断面で示した正面図である。
第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置の製造工程では、図５に示すように、１個の載置部１ａ上に１個の大電力用半導体素子３が載置され、図７に示すように、大電力用半導体素子３の上面が接続ベンド６によって接続されるが、第１２の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置の製造工程では、図２２（Ａ）および図２２（Ｂ）に示すように、１個の載置部１ａ上に例えば２個のような複数の大電力用半導体素子３−１，３−２を載置し、大電力用半導体素子３−１の上面をアルミワイヤ６−１によって接続すると共に、大電力用半導体素子３−２の上面を接続ベンド６−２によって接続することも可能である。
以下、本発明の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法により製造される絶縁型大電力用半導体装置の第１３の実施形態について説明する。第１３の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置は、後述する点を除き、上述した第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置と同様に構成されている。従って、第１３の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置によれば、後述する点を除き、上述した第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置とほぼ同様の効果を奏することができる。
図２３は第４工程における第１３の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置を部分的に断面で示した平面図である。
第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置の製造工程では、図３に示すように、１個の第１ＰＰＳ樹脂成形体２によって１個の載置部１ａおよび１個の載置部１ｂがインサート成形され、次いで、図５に示すように、それらに対して１個の大電力用半導体素子３が載置され、次いで、図７に示すように、それらに対して１個の第１外部導出端子４および１個の第２外部導出端子５が接続され、１個のモジュールが構成されるが、第１３の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置の製造工程では、図２３に示すように、１個の第１ＰＰＳ樹脂成形体２によって、例えば２個のような複数の載置部１ａ−１，１ａ−２、および、例えば２個のような複数の載置部１ｂ−１，１ｂ−２をインサート成形し、次いで、それらに対して例えば４個のような複数の大電力用半導体素子３−１，３−２，３−３，３−４を載置し、次いで、それらに対して１個の第１外部導出端子４および例えば２個のような複数の第２外部導出端子５−１，５−２を接続し、１個のモジュールＭを構成することも可能である。
図２４は第１３の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置の等価回路図である。図２４に示すように、第１３の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置では、図２３に示したモジュールＭを３個用いることによって３相インバータ回路が構成される。
第１３の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置では、図２３および図２４に示すように、例えばＩＧＢＴのような大電力用半導体素子３−１，３−３および例えばダイオードのような大電力用半導体素子３−２，３−４が１個のモジュールＭ内で直列接続されるが、第１４の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置では、代わりに、例えばＳＣＲ、ダイオードなどのような複数の任意の大電力用半導体素子を１個のモジュール内で直列接続あるいは並列接続することも可能である。
第１工程における第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置の斜視図である。 第１工程における第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置を部分的に断面で示した正面図である。 第２工程における第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置の斜視図である。 第２工程における第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置を部分的に断面で示した正面図である。 第３工程における第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置の斜視図である。 第３工程における第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置を部分的に断面で示した正面図である。 第４工程における第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置の斜視図である。 第４工程における第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置を部分的に断面で示した平面図および正面図である。 第５工程における第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置の斜視図である。 第５工程における第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置を部分的に断面で示した正面図である。 第６工程における第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置の斜視図である。 第６工程における第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置を部分的に断面で示した正面図である。 第７工程における第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置の斜視図である。 第７工程における第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置を部分的に断面で示した正面図である。 第８工程における第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置の斜視図である。 第８工程における第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置を部分的に断面で示した正面図である。 第９工程における第１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置を部分的に断面で示した正面図である。 第９の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置の等価回路図である。 第１０の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置の等価回路図である。 第１工程における第１１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置の平面図である。 第２工程における第１１の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置を部分的に断面で示した平面図である。 第４工程における第１２の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置を示した図である。 第４工程における第１３の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置を部分的に断面で示した平面図である。 第１３の実施形態の絶縁型大電力用半導体装置の等価回路図である。
符号の説明
１ リードフレーム
１ａ 載置部
１ａ１ 上面
１ａ２ 前側面
１ａ３ 後側面
１ａ４ 左側面
１ａ５ 右側面
１ａ６ 下面
１ｃ フランジ部
１ｅ１ タイバー部
１ｅ２ タイバー部
１ｅ３ タイバー部
１ｅ４ タイバー部
１ｇ フレーム部
２ 第１ＰＰＳ樹脂成形体
２ａ 上面
２ｂ 前側面
２ｃ 後側面
２ｄ 左側面
２ｅ 右側面
２ｆ 下面
２ｇ ねじ穴
３ 大電力用半導体素子
４ 第１外部導出端子
５ 第２外部導出端子
２２ 第２ＰＰＳ樹脂成形体
８５２ 放熱フィン

Claims (7)

  1. 大電力用半導体素子を載置するための載置部を有するリードフレームをＰＰＳ樹脂によってインサート成形する絶縁型大電力用半導体装置の製造方法において、
    前記載置部の前側面から前側に延びている第１タイバー部と、前記載置部の後側面から後側に延びている第２タイバー部と、前記載置部の左側面または右側面から左側または右側に延びている第３タイバー部とを有し、前記載置部の厚さが前記第１タイバー部、前記第２タイバー部、および、前記第３タイバー部の厚さよりも厚いリードフレームを供給する工程と、
    前記リードフレームをＰＰＳ樹脂によってインサート成形することにより、前記載置部の下面よりも下側にＰＰＳ樹脂を配置する第１成形工程と、
    前記大電力用半導体素子を流れる大電流が前記載置部を流れるように、前記載置部の上面と前記大電力用半導体素子の下面の電極とを電気的に接続する工程と、
    前記第１タイバー部、前記第２タイバー部および前記第３タイバー部のうち、ＰＰＳ樹脂から突出している部分を切断する工程と、
    前記載置部の下面の下側に配置されたＰＰＳ樹脂よりも熱伝導率の低い樹脂を成形することにより、前記第１タイバー部、前記第２タイバー部および前記第３タイバー部の切断面を封止する第２成形工程と、
    前記載置部の下面の下側に配置されたＰＰＳ樹脂の下面に放熱フィンを取り付ける工程とを含むことを特徴とする絶縁型大電力用半導体装置の製造方法。
  2. 前記載置部の下面の下側に配置されるＰＰＳ樹脂よりも熱伝導率の低いＰＰＳ樹脂を成形することにより、前記第１タイバー部、前記第２タイバー部および前記第３タイバー部の切断面を封止することを特徴とする請求項１に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法。
  3. 前記載置部の下面よりも下側に約０．０５〜１．０ｍｍの厚さのＰＰＳ樹脂層を配置することを特徴とする請求項１又は２に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法。
  4. ＰＰＳ樹脂の上面が前記第１タイバー部、前記第２タイバー部、および、前記第３タイバー部の上面よりも上側に位置するように、かつ、ＰＰＳ樹脂の下面が前記第１タイバー部、前記第２タイバー部、および、前記第３タイバー部の下面よりも下側に位置するように、第１成形工程中にＰＰＳ樹脂を成形することを特徴とする請求項１に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法。
  5. ２つの外部導出端子を前記リードフレーム上に載置し、第２成形工程中に、ＰＰＳ樹脂よりも熱伝導率の低い樹脂によって前記２つの外部導出端子の一部を封止すると共に、ＰＰＳ樹脂よりも熱伝導率の低い樹脂の上面であって、前記２つの外部導出端子の間に溝を形成することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法。
  6. 前記載置部の前側面、後側面、左側面および右側面にフランジ部を形成し、前記第１タイバー部、前記第２タイバー部、および、前記第３タイバー部を前記フランジ部から延ばすことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法。
  7. 前記大電力用半導体素子の表面にゲル材を塗布することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の絶縁型大電力用半導体装置の製造方法。
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