JP5984652B2 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5984652B2
JP5984652B2 JP2012267156A JP2012267156A JP5984652B2 JP 5984652 B2 JP5984652 B2 JP 5984652B2 JP 2012267156 A JP2012267156 A JP 2012267156A JP 2012267156 A JP2012267156 A JP 2012267156A JP 5984652 B2 JP5984652 B2 JP 5984652B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cooling body
sealing
mold
semiconductor device
cooling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2012267156A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2014116349A (ja
Inventor
信義 木本
信義 木本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2012267156A priority Critical patent/JP5984652B2/ja
Publication of JP2014116349A publication Critical patent/JP2014116349A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5984652B2 publication Critical patent/JP5984652B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321Disposition
    • H01L2224/32151Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/13Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304Transistor
    • H01L2924/1305Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/13Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304Transistor
    • H01L2924/1305Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H01L2924/13055Insulated gate bipolar transistor [IGBT]

Landscapes

  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Description

本発明は、半導体装置およびその製造方法に関し、特に、高い放熱性を有する半導体装置およびその製造方法に関する。
一般に半導体装置は、半導体素子を物理的および化学的に保護することを目的として、半導体素子と、該半導体素子が動作時に発生する熱を素早く放熱するための冷却体とを接続させた状態で樹脂封止されて形成されている。
このとき、半導体装置は樹脂封止に先立って、あらかじめ半導体素子、冷却体、半導体素子と冷却体とを絶縁させる絶縁板等がはんだ接合等により接続されている。
これを、モールド金型の内部に形成された平面上に、冷却体の主面が当該平面と対向するように載置したのち、金型の内部に封止体となるべき材料を導入して、封止している。(例えば、特開平09−129822号公報、および特開平09−232341号公報参照)
特開平09−129822号公報 特開平09−232341号公報
しかしながら、冷却体は、自身と絶縁板との熱膨張係数の差に起因して、はんだ接合後に反りが生じやすい。反りが生じた冷却体を備える半導体装置(封止対象材)に対し、従来の方法で樹脂封止を行うと、モールド金型の内部に形成された上記平面と冷却体の主面との間に隙間が生じ、当該隙間に封止体となるべき材料が導入されることにより、冷却体の主面上に封止体が形成されてしまう。
この場合、冷却体の主面の放熱性が低下し、十分な冷却性能が得られなくなる。このため、従来は、冷却体の主面を露出させるため、研削等によって冷却体の主面上に配置された封止体を除去する必要があった。
本発明は上記のような課題を解決するためになされたものである。本発明の主たる目的は、冷却体に反りが発生した場合においても、冷却性能の高い半導体装置およびその製造方法を提供することにある。
本発明の半導体装置は、半導体素子と、半導体素子と絶縁板を介して積層された冷却体と、半導体素子、絶縁板、および冷却体の一部を覆う封止体とを備える。上記冷却体は、封止体の表面に沿うとともに封止体から突出した主面と、主面に連なり主面と交差する方向に延びる端面とを含み、端面の少なくとも一部は封止体の表面より突出している。端面が封止体の表面より突出している高さは、冷却体の反り量よりも大きい。
このようにすれば、冷却体は、その反り量に関らず、封止体から突出している主面と、封止体の表面から突出している端面の一部とを含むため、確実に封止体表面から冷却体の主面が露出した状態となるので、当該冷却体を備える半導体装置は高い冷却性能を有することができる。
本発明の半導体装置の製造方法は、モールド金型を準備する工程と、金型の内部に、半導体素子と絶縁板と冷却体とを含む封止対象材を配置する工程と、封止対象材が配置された金型の内部に、封止体となるべき材料を導入することで、封止体により封止対象材を封止する工程とを備える。金型を準備する工程では、冷却体の一部を嵌めこむ凹部が形成された金型が準備され、凹部の深さは、前記封止対象材を配置する工程において見込まれる前記冷却体の反り量と比べて大きくなるように設けられている。封止対象材を配置する工程では、凹部に冷却体の一部が嵌めこまれた状態とされる。
このようにすれば、反りが生じた冷却体を備える封止対象材に対しても、冷却体の一部を嵌めこむ凹部が形成されたモールド金型に冷却体の一部を嵌めこむことで、封止体となるべき材料が冷却体の一部(一つの主面および該主面に連なり該主面と交差する方向に延びる端面の一部)に供給されるのを抑制することができる。これにより、冷却体において、封止体から突出している主面と、封止体の表面から突出している端面の一部とを形成することができ、高い冷却性能を有する半導体装置を容易に製造することができる。
本発明によれば、冷却体に反りが生じている場合でも、封止体の表面から冷却体を確実に露出させることができるので、冷却性能の高い半導体装置を得ることができる。
実施の形態1に係る半導体装置を説明するための概略図である。 図1の変形例を示す概略図である。 実施の形態1に係る半導体装置の製造方法のフローチャートである。 実施の形態1に係る半導体装置の製造方法における工程(S20)を説明するための概略図である。 実施の形態2に係る半導体装置の製造方法における工程(S20)を説明するための概略図である。 図1の他の変形例を示す概略図である。 図6中の矢印VII側から見た概略図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
(実施の形態1)
まず、図1を参照して、本発明の実施の形態1に係る半導体装置を説明する。本実施の形態に係る半導体装置は、半導体素子1と、半導体素子1と電気的に接続される電極2と、半導体素子1と接続され高い放熱性を有する放熱板4aと、絶縁板5を介して放熱板4bと接続される別の放熱板4bと、別の放熱板4bとはんだ3cを介して接続される冷却体6と、半導体素子1、放熱板4a,4b、絶縁板5、および冷却体6の一部とを覆う封止体7とを備える。
半導体素子1は、たとえばIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)やFWD(Free Wheeling Diode)などを有する半導体チップであり、高電圧で大電流を制御可能な素子である。半導体素子1の一方の主面に形成された電極パッド(図示せず)は、電極2等と電気的に接続されている。例えば、電極2は半導体素子1とはんだ3aを介して電気的に接続されている。半導体素子1の他方の主面は、はんだ3bを介して放熱板4aに保持されている。電極2は半導体素子1に高電圧を印加可能とする任意の構造で設けられる。
放熱板4a,4bは、半導体素子1が発する熱を拡散させるための熱拡散板であり、放熱性の高い材料からなる。例えば、銅(Cu)やアルミニウム(Al)等で放熱板4a,4bを構成すればよい。放熱板4aにおいて、半導体素子1を搭載した面と対向する面は、絶縁板5を介して別の放熱板4bと接続されている。放熱板4bは、はんだ3cを介して冷却体6と接続されている。
絶縁板5は、電気的絶縁性を有し、例えば、セラミック基板等で構成すればよい。
冷却体6を構成する材料は放熱板4a,4bと同様放熱性の高い材料とし、例えば、銅やアルミニウム等の金属を用いてもよい。一般に、冷却体6の線膨張係数は、絶縁板5の線膨張係数とは異なる。冷却体6は、任意の方法で準備することができ、たとえば、上記金属からなる板状材料をプレス加工により所定の大きさに打ち抜き、得られた部材にバリ取り等表面処理したものを用いてもよい。
封止体7は、半導体素子1、電極2、放熱板4a,4b、絶縁板5、および冷却体6を封止する。封止体7は、電気絶縁性を有し、例えば、エポキシ樹脂等で構成すればよい。封止体7からは、冷却体6の一部が露出している。冷却体6の一つの主面6a、および当該主面6aと交差する方向に延びる端面の少なくとも一部が封止体7の表面から距離h1だけ突出している。冷却体6において封止体7から突出した上記一部は、たとえば、冷却装置(図示しない)と接続されることにより、半導体素子1が動作時に発生させる熱を素早く放熱することができる。
本実施の形態に係る半導体装置は、図2を参照して、冷却体6に反りが生じていてもよい。冷却体6に反りが生じている場合においても、冷却体6の一つの主面6a、および当該主面6aと交差する方向に延びる端面6bの少なくとも一部は封止体7の表面から突出している。冷却体6の反り量h2(冷却体6の端部を結ぶ線分から主面6aの最も遠い点までの距離)より冷却体6の端面が封止体の表面から突出している距離h1は大きいことが好ましい。
これにより、冷却体6に反りが生じている場合においても、冷却体6の一つの主面6a、および当該主面6aと交差する方向に延びる端面の少なくとも一部を放熱面とすることができる。つまり、冷却体6に反りが生じている場合でも、冷却体6の主面6a上に封止体7が形成されないため、冷却体6の主面6aの全面を放熱面として確保することができる。また、冷却体6の端面6bの少なくとも一部を放熱面とすることができる。この結果、半導体装置100は高い冷却性能を有することができる。
次に、図3および4を参照して、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、モールド金型21,22を準備する工程(S10)と、モールド金型21,22の内部に、半導体素子1と、半導体素子1と絶縁板5を介して積層された冷却体6とを含む封止対象材10を配置する工程(S20)と、封止対象材10が配置されたモールド金型21,22の内部に、封止体7となるべき材料を導入することで、封止体7により封止対象材10を封止する工程(S30)とを備える。モールド金型21,22を準備する工程(S10)では、冷却体6の一部を嵌めこむ凹部23が形成されたモールド金型21,22が準備され、封止対象材10を配置する工程(S20)では、凹部23に冷却体6の一部が嵌めこまれた状態とされる。
具体的には、まず、工程(S10)では、モールド金型21,22が準備される。モールド金型21,22のうち、冷却体6の主面6aと接触するモールド金型21には、内周側に冷却体6の一部を嵌めこむ凹部23が形成されている。凹部23は、その内部に冷却体6の主面6aの全面を配置でき、かつ冷却体6の端面6bの少なくとも一部と、冷却体6の外周囲全体にわたって接触するように形成されている。凹部23の深さh3は、後述する工程(S20)において生じると見込まれる冷却体6の反り量h2と比べて大きくなるように設けられている。ここで、冷却体6の反り量h2とは、冷却体6の主面6aとモールド金型21の凹部23とを接触させたときに、モールド金型21から冷却体6の主面6aの最大高さと規定してもよい。
次に、工程(S20)では、まず、半導体素子1、電極2、放熱板4a,4b、絶縁板5、および冷却体6等が接合された封止対象材10を準備する(S21)。具体的には、半導体素子1と電極2、半導体素子1と放熱板4a、放熱板4bと冷却体6とをそれぞれはんだ3a,3b,3cにより接合し、封止対象材10を作製する。
次に、モールド金型21に設けられた凹部23に冷却体6の一部を嵌めこむように配置する(S22)。このとき、凹部23に冷却体6の一部が嵌めこまれることにより、凹部23の内部の領域は、冷却体6の端面6bとの接触部を境界としてモールド金型21における凹部23以外の領域と分離される。なお、図4では、冷却体6が反った状態となっているが、封止対象材10やモールド金型21の構成を調整することで、冷却体6に反りが発生していない状態となっていることが好ましい。
この後、封止対象材10を配置したモールド金型21上にモールド金型22を重ね合わせることにより、モールド金型21,22の内部に封止対象材10を配置する。
次に、工程(S30)では、先の工程(S20)において封止対象材10を配置したモールド金型21,22に溶融した封止体7を流し込み、封止対象材10を封止体7により封止する。封止体7は加圧されてモールド金型21,22内に流し込まれる。しかし、先の工程(S20)において、凹部23の内部の領域は、冷却体6の端面6bとの接触部を境界としてモールド金型21における凹部23以外の領域と分離されるため、当該凹部23の内部の領域には封止体7は供給されない。そのようにすることで、冷却体6の主面6aおよび端面6bの少なくとも一部が封止体7から露出した半導体装置100を作製することができる。
なお、工程(S20)において、封止対象材10における絶縁板5と冷却体6とは線膨張係数が異なるため、たとえばはんだ接合時におけるはんだ硬化時の収縮率も異なる。このため、上述のように、はんだ接合の際に硬化収縮率の小さい絶縁板5側を凸として、冷却体6が鞍型に反る場合がある。そこで、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法では、工程(S10)においてモールド金型21の凹部23の段差h3が冷却体6の反り量h2と比べて大きく設けられている。そのため、冷却体6が鞍型に反った場合においても、凹部23は、冷却体6の端面6bの一部と、冷却体6の外周囲全体にわたって確実に接触することができる。この結果、凹部23の内部の領域は、冷却体6の端面6bと凹部23の開口上端との接触部を境界としてモールド金型21における凹部23以外の領域と分離されるため、当該凹部23の内部の領域に封止体7が供給されることを防止することができる。
以上のように、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、凹部23が設けられたモールド金型21を用いることにより、冷却体6の外周囲全体にわたって冷却体6の端面6bの少なくとも一部と凹部23の開口上端とが接触した状態で封止体7を流し込むことができる。このようにすることで、冷却体6の端面6bと凹部23との接触部に囲まれた領域内に位置する冷却体6の領域には封止体7が供給されないため、研削等の追加工を要さずに、封止体7から突出した冷却体6を有する半導体装置100を得ることができる。封止体7から突出した冷却体6の主面6aおよび端面6bの一部では、効率的に放熱することができるため、本実施の形態に係る半導体装置100は、高い冷却性能を有することができる。また、凹部23に冷却体6を嵌めこむように配置することにより、モールド金型21内部において封止対象材10の位置決めを容易に、かつ高精度に行うことができる。この結果、半導体装置の製造方法において、作業性を向上することができる。
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2に係る半導体装置およびその製造方法について説明する。図5を参照して、実施の形態2に係る半導体装置およびその製造方法は、基本的には実施の形態1に係る半導体装置およびその製造方法と同様の構成を備えるが、モールド金型21の凹部23が、モールド金型21と別体の凹部形成部材24により形成されている点で異なる。つまり、実施の形態2におけるモールド金型21は、封止対象材10を保持する空間が内部に形成されたベース金型21aと、ベース金型21aの空間内に配置され、凹部23を規定する凹部形成部材24とを含む。凹部形成部材24とは、凹部23を規定する開口が形成された、たとえば、板状の部材である。
凹部形成部材24を構成する材料は任意に選択することができ、たとえば、金属または樹脂等でもよい。また、上記材料をたとえばゴム等の弾性を有する材料とすれば、冷却体6の変形を吸収することができる。
このようにしても、冷却体6の外周囲全体にわたって冷却体6の端面6bと凹部形成部材24とを接触させることにより、封止体7から突出した冷却体6を備える半導体装置100を得ることができる。また、この場合には、封止対象材10の構成に応じて凹部形成部材24を用意することにより、同一形状のモールド金型21a,22を異なる構成の封止対象材10に対して共用することができる。具体的には、一般に、半導体装置100の端子の位置や配列を共通化して、半導体装置100に内蔵する半導体素子1の耐圧、サイズ、および数量等を変えることにより、定格電流または定格電圧の異なる半導体装置100が作製されている。このとき、半導体素子1の数や半導体素子1のサイズに応じてはんだによる接合面積が変わるため、封止対象材10における冷却体6の反り量も変化する。このような場合にも、冷却体6の反り量に応じて凹部形成部材24の高さを変更することにより、同一のモールド金型21,22を用いて、封止体7から突出した冷却体6を備える半導体装置100を作製することができる。また、冷却体6の形状(たとえば、平面形状)が変更されても、凹部形成部材24のみを変更すればよい。
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法において、工程(S30)では、モールド金型21,22の内部に封止体7となるべき材料を導入する前に、あらかじめ絶縁板5と冷却体6とを加熱しておいてもよい。これにより、絶縁板5と冷却体6とが熱膨張して冷却体6の反り量が小さくなった状態で、封止体7となるべき材料を供給することができる。この結果、より確実に封止体7から突出した冷却体6を備える半導体装置100を得ることができる。
実施の形態1,2においては、はんだ接合により生じる冷却体6の反りは鞍型であったが、これに限られるものではない。たとえば、冷却体6の反り形状が、冷却体6の主面6aにおける面内中心部において凸である山型である場合であっても、同様の効果を奏することができる。この場合にも、冷却体6の外周囲全体にわたって冷却体6の端面6bと凹部23とが接触するように、凹部23の段差h3は、冷却体6の反り量と比べて大きく設けられることが好ましい。このようにしても、封止体7から突出した冷却体6を備える半導体装置100を得ることができる。
また、実施の形態1,2においては、冷却体6はプレス加工により打ち抜かれた板状部材を表面処理して準備されたが、これに限られるものではない。たとえば、プレス加工により打ち抜かれた板状部材(ベース体)には一方の端部にはダレ部6cが生じる場合があるが、これを追加工せずにそのまま冷却体6として用いてもよい。図6を参照して、この場合には、ダレ部6cを冷却体6において封止体7に封止される側に配置して封止対象材10を準備するのが好ましい。このようにすることで、ダレ部6cが封止体7から露出する側に配置された場合に、ダレ部6cを介して封止体7が主面6a側に回りこむという不良の発生を防止できる。
また、この場合、冷却体6の端面6bには、プレス加工による破断面が露出している。このため、端面6bの粗度は高く、冷却体6の端面6bと封止体7との密着性を高めることができる。
また、図6を参照して、冷却体6は、上記板状材料(ベース体8)の一方の面にNiめっきを施して被覆層9を形成した後、プレス加工によって準備されてもよい。冷却体6において、被覆層9が形成された一方の面は工程(S20)で放熱板4bとはんだ接合され、他方の面(ベース体8の面)は工程(S30)後に主面6aとなる。このようにすることで、冷却体6と放熱板4bとのはんだ付け性を高めることができる。さらに、打ち抜かれた板状部材(ベース体8)を追加工せずに冷却体6として用いることで、上述のような効果を併せて得ることができる。
また、図7を参照して、実施の形態1,2に係る半導体装置の製造方法において、冷却体6の主面6aと平行な面内における角部は、丸みを有していてもよい。この場合、凹部23の内周部(冷却体6の端面6bと接触する部分)の形状も、冷却体6の形状に応じて、その角部は丸みを有している。このようにすることで、冷却体6の端面6bと凹部23との接触部の距離を減らし、モールド金型21に封止対象材を配置した時の凹部23の内部に位置する領域の密閉性を高めることができる。
以下、上述した実施の形態と重複する部分もあるが、本発明の特徴的な構成を列挙する。
この発明に従った半導体装置100は、半導体素子1と、半導体素子1と絶縁板5を介して積層された冷却体6と、半導体素子1、絶縁板5、および冷却体6の一部を覆う封止体7とを備える。上記冷却体6は、封止体7の表面に沿うとともに封止体7から突出した主面6aと、主面6aに連なり主面6aと交差する方向に延びる端面6bとを含み、端面6bの少なくとも一部は封止体7の表面より突出している。
このようにすれば、冷却体6は、その反り量に関らず、封止体7から突出している主面6aと、封止体7の表面から突出している端面6bの一部とを含むため、当該冷却体6を備える半導体装置は高い冷却性能を有することができる。
図2に示すように、上記端面6bが封止体7の表面より突出している高さh1は、冷却体6の反り量h2よりも大きくてもよい。このようにすることで、反りが生じている冷却体6を備える半導体装置100であっても、当該冷却体6が封止体7の表面から確実に突出した状態とすることができる。
上記冷却体6の端面6bにおいて、封止体7の内部に位置する一方端部はダレ部を含んでもよい。このようにすることで、このようにすることで、冷却体6の端部とモールド金型21の凹部23内部の平面との接触部においても、封止体7となるべき材料が主面6aへ流入することを阻止できると考えられる。
上記冷却体6において、主面6aの粗度より端面6bの粗度の方が大きく、冷却体6は、ベース体8と、ベース体8の表面の少なくとも一部に形成された被覆層9とを含んでもよい。さらに、上記主面6aには被覆層9が形成される一方、端面6bではベース体8の表面部分が露出していてもよい。このようにすれば、冷却体6において、被覆層9が形成された一方の面を放熱板4bとはんだ接合することで、冷却体6と放熱板4bとのはんだ付け性を高めることができる。
本発明の半導体装置の製造方法は、モールド金型21,22を準備する工程と、モールド金型21,22の内部に、半導体素子1と絶縁板5と冷却体6とを含む封止対象材10を配置する工程と、封止対象材10が配置されたモールド金型21,22の内部に、封止体7となるべき材料を導入することで、封止体7により封止対象材10を封止する工程とを備える。モールド金型21,22を準備する工程では、冷却体6の一部を嵌めこむ凹部23が形成されたモールド金型21が準備され、封止対象材10を配置する工程では、凹部23に冷却体6の一部が嵌めこまれた状態とされる。
このようにすれば、反りが生じた冷却体6を備える封止対象材10に対しても、冷却体6の一部を嵌めこむ凹部23が形成されたモールド金型21,22に冷却体6の一部を嵌めこむことで、封止体7となるべき材料が冷却体6の一部(一つの主面6aおよび該主面6aに連なり該主面6aと交差する方向に延びる端面6bの一部)に供給されるのを抑制することができる。これにより、冷却体6において、封止体7から突出している主面6aと、封止体7の表面から突出している端面6bの一部とを形成することができ、高い冷却性能を有する半導体装置100を容易に製造することができる。
上記モールド金型21は、封止対象材10を保持する空間が内部に形成されたベース金型21aと、ベース金型21aの空間内に配置され、凹部23を規定する凹部形成部材24とを含んでもよい。このようにすれば、封止対象材10の構成に応じて凹部形成部材24を用意することにより、同一形状のモールド金型21a,22を異なる封止対象材10に対して共用できる。
上記封止する工程では、モールド金型21,22の内部に封止体7となるべき材料を導入する前に、あらかじめ冷却体6を加熱してもよい。これにより、絶縁板5と冷却体6とが熱膨張して冷却体6の反り量が小さくなった状態で、封止体7となるべき材料を供給することができる。
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、上述の実施の形態を様々に変形することも可能である。また、本発明の範囲は上述の実施の形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むことが意図される。
1 半導体素子、2 電極、3a,3b,3c はんだ、4a,4b 放熱板、5 絶縁板、6 冷却体、6a 主面、6b 端面、6c ダレ部、7 封止体、10 封止対象材、21,22 モールド金型、21a ベース金型、23 凹部、24 凹部形成部材、100 半導体装置。

Claims (6)

  1. 半導体素子と、
    前記半導体素子と絶縁板を介して積層された冷却体と、
    前記半導体素子、前記絶縁板、および前記冷却体の一部を覆う封止体とを備え、
    前記冷却体は、前記封止体の表面に沿うとともに前記封止体から突出した主面と、前記主面に連なり前記主面と交差する方向に延びる端面とを含み、
    前記端面の少なくとも一部は前記封止体の表面より突出しており、
    前記端面が前記封止体の表面より突出している高さは、前記冷却体の反り量よりも大きい、半導体装置。
  2. 前記冷却体の端面において、前記封止体の内部に位置する一方端部はダレ部を含む、請求項に記載の半導体装置。
  3. 前記冷却体において、前記主面の粗度より前記端面の粗度の方が大きく、
    前記冷却体は、ベース体と、前記ベース体の表面の少なくとも一部上に形成された被覆層とを含み、
    前記主面の反対側に位置する面には前記被覆層が形成される一方、前記端面では前記ベース体の表面部分が露出している、請求項1または2に記載の半導体装置。
  4. モールド金型を準備する工程と、
    前記モールド金型の内部に、半導体素子と絶縁板と冷却体とを含む封止対象材を配置する工程と、
    前記封止対象材が配置された前記モールド金型の内部に、封止体となるべき材料を導入することで、前記封止体により前記封止対象材を封止する工程とを備え、
    前記モールド金型を準備する工程では、前記冷却体の一部を嵌めこむ凹部が形成された前記モールド金型が準備され、
    前記凹部の深さは、前記封止対象材を配置する工程において見込まれる前記冷却体の反り量と比べて大きくなるように設けられており、
    前記封止対象材を配置する工程では、前記凹部に前記冷却体の一部が嵌めこまれた状態とされる、半導体装置の製造方法。
  5. 前記モールド金型は、前記封止対象材を保持する空間が内部に形成されたベース金型と、
    前記ベース金型の前記空間内に配置され、前記凹部を規定する凹部形成部材とを含む、請求項に記載の半導体装置の製造方法。
  6. 前記封止する工程では、前記モールド金型の内部に前記封止体となるべき材料を導入する前に、あらかじめ前記冷却体を加熱する、請求項4または5に記載の半導体装置の製造方法。
JP2012267156A 2012-12-06 2012-12-06 半導体装置およびその製造方法 Expired - Fee Related JP5984652B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012267156A JP5984652B2 (ja) 2012-12-06 2012-12-06 半導体装置およびその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012267156A JP5984652B2 (ja) 2012-12-06 2012-12-06 半導体装置およびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014116349A JP2014116349A (ja) 2014-06-26
JP5984652B2 true JP5984652B2 (ja) 2016-09-06

Family

ID=51172078

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012267156A Expired - Fee Related JP5984652B2 (ja) 2012-12-06 2012-12-06 半導体装置およびその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5984652B2 (ja)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3261965B2 (ja) * 1996-02-21 2002-03-04 富士電機株式会社 半導体装置
US7061080B2 (en) * 2001-06-11 2006-06-13 Fairchild Korea Semiconductor Ltd. Power module package having improved heat dissipating capability
JP5206007B2 (ja) * 2008-02-15 2013-06-12 オムロン株式会社 パワーモジュール構造
JP2010114256A (ja) * 2008-11-06 2010-05-20 Panasonic Corp 半導体装置、および半導体装置の製造方法
JP2011198864A (ja) * 2010-03-18 2011-10-06 Mitsubishi Electric Corp 電力用半導体装置及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014116349A (ja) 2014-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4302607B2 (ja) 半導体装置
CN107112316B (zh) 半导体模块
JP6300633B2 (ja) パワーモジュール
WO2017175612A1 (ja) パワーモジュール、パワー半導体装置及びパワーモジュール製造方法
US9390995B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP4899481B2 (ja) 外部に露出する放熱体を上部に有する樹脂封止型半導体装置の製法
JP6743916B2 (ja) 半導体装置及び半導体装置の製造方法
JP5414644B2 (ja) 半導体装置
JP2014216459A (ja) 半導体装置
WO2018179981A1 (ja) 半導体装置
US20150061114A1 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
US10529643B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2015159258A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2017092056A (ja) 電力半導体装置
JP2015095561A (ja) 半導体装置及びその製造方法
KR20190005736A (ko) 반도체 모듈
JP2014168044A (ja) ヒートシンク付パワーモジュール用基板及びその製造方法
JP2015185835A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP5984652B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP7413668B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2014090016A (ja) パワー半導体モジュール
JP2012054487A (ja) 電子装置
JP5680011B2 (ja) 電力用半導体装置および電力用半導体装置の製造方法
JP2016131197A (ja) 半導体装置の製造方法
JP6230522B2 (ja) パワー半導体装置およびその製造方法ならびに絶縁基板部

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20141112

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20151127

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151201

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160129

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160705

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160802

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5984652

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees