JP6279162B2 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
実施の形態1.
まず本実施の形態の半導体装置の構成について図1〜図2を用いて説明する。
本実施の形態においては、絶縁層3内に無機粉末フィラー33として大きい凝集フィラー31と最大寸法が20μm以下の鱗片状フィラー32とが含まれ、表層部35における鱗片状フィラー32は表層部外領域36における鱗片状フィラー32よりも充填割合が小さくなっている。このため、表層部35における絶縁層3の一方の主表面3Aのリードフレーム5との接着強度を高めることができる。この第1の理由は鱗片状フィラー32は無機粉末であるためリードフレーム5との接着性には寄与しないためである。またこの第2の理由はリードフレーム5に近い表層部35側において、鱗片状フィラー32の割合が少なくなった分だけ絶縁層3に含まれる樹脂材料34の割合が増加し、その樹脂材料34はリードフレーム5と良好に接着可能な材質であるためである。
図9は本実施の形態の半導体装置の全体構成を示している。図9を参照して、本実施の形態の半導体装置200は、基本的に実施の形態1の半導体装置100と同様の構成を備えているため、同一の要素については同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。しかし本実施の形態の金属ベース板1は、放熱用のフィンを有する点において実施の形態1の金属ベース板1と異なっている。具体的には、金属ベース板1は、金属ベース板本体部12と、金属ベース板フィン部13とを含んでいる。なおここで、金属ベース板フィン部13とは第1の凹凸部を形成するフィンである。
本実施の形態の半導体装置200のように、金属ベース板1は金属ベース板フィン部13が形成された構成であってもよく、さらに平板フィン14が接合された構成であってもよい。このようにすれば、これらを有しない場合に比べていっそう金属ベース板1の放熱性を高めることができる。
図11は本実施の形態の半導体装置の全体構成を示している。図11を参照して、本実施の形態の半導体装置300は、基本的に実施の形態1の半導体装置100と同様の構成を備えているため、同一の要素については同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。しかし本実施の形態の半導体装置300は、制御基板20をさらに有する点において実施の形態1,2の半導体装置100,200と異なっている。
本実施の形態においては、制御基板本体部21の一方の主表面20Aおよび他方の主表面20B上を封止樹脂9で覆うようにトランスファーモールド法による封止樹脂9の供給がなされる。この場合、封止樹脂9の成形圧力によっては制御基板20が反ったり、そこに搭載されている電子部品22が破損したりする不具合を来す可能性がある。このため、制御基板20を有する半導体装置300においては、トランスファーモールド工程において成形圧力を15MPa程度以下にまで比較的低くする必要がある。しかしこのように成形圧力を低くした場合においても、本実施の形態においては、実施の形態1と同様の表層部35における鱗片状フィラー32が除去された絶縁層3が用いられるため、絶縁層3とリードフレーム5との間の十分な接着強度を確保することができる。
Claims (8)
- 金属ベース板と、
前記金属ベース板の一方の主表面上に配置された、樹脂材料を含む絶縁層と、
前記絶縁層の一方の主表面上に配置されたリードフレームと、
前記リードフレームの一方の主表面上に配置された半導体素子と、
前記金属ベース板の前記一方の主表面と反対側の他方の主表面を露出するように前記金属ベース板、前記絶縁層、前記リードフレームおよび前記半導体素子を封止する封止樹脂とを備え、
前記絶縁層には20体積%以上75体積%以下の無機粉末フィラーが充填されており、
前記絶縁層内には前記無機粉末フィラーとして、最大寸法が20μm以下の第1のフィラーと、前記第1のフィラーが複数凝集された複数の第2のフィラーとを含み、
前記絶縁層内のうち前記絶縁層の前記一方の主表面側の表層部における前記第1のフィラーの充填割合は、前記絶縁層内のうち前記表層部以外の領域における前記第1のフィラーの充填割合よりも小さく、
前記絶縁層の前記一方の主表面において、前記封止樹脂と接触する部分では前記第2のフィラーの表面が前記樹脂材料の表面から上方に突起し、前記リードフレームと接触する部分では複数の前記第2のフィラー間の隙間が前記樹脂材料により充填される、半導体装置。 - 前記金属ベース板の前記他方の主表面上には第1の凹凸部を形成するフィンが設けられている、請求項1に記載の半導体装置。
- 前記リードフレームの前記一方の主表面に沿うように拡がり、前記リードフレームと互いに間隔をあけて配置される制御基板をさらに備え、
前記制御基板の一方の主表面上には電気部品が実装されている、請求項1または2に記載の半導体装置。 - 前記絶縁層の前記一方の主表面のうち前記封止樹脂と接触する部分には第2の凹凸部が設けられており、前記第2の凹凸部の表面粗さは10μm以上である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記第2の凹凸部に含まれる凸部における前記絶縁層の厚みは、前記金属ベース板と前記リードフレームとに挟まれた領域における前記絶縁層の厚みよりも厚い、請求項4に記載の半導体装置。
- 前記無機粉末フィラーは少なくとも窒化ホウ素を含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記金属ベース板の厚みは1mm以上である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 金属ベース板の一方の主表面上に、無機粉末フィラーを20体積%以上75体積%以下の割合で含み、かつ樹脂材料を含む絶縁層を形成する工程を備え、前記無機粉末フィラーは最大寸法が20μm以下の第1のフィラーと前記第1のフィラーが複数凝集された複数の第2のフィラーとを含み、さらに
前記絶縁層の、前記金属ベース板に接する側と反対側の一方の主表面に隣接する領域に配置される前記第1のフィラーを除去する工程と、
前記第1のフィラーを除去する工程の後に、前記絶縁層の一方の主表面上にリードフレームを設置する工程と、
前記リードフレームの一方の主表面上に半導体素子を設置する工程と、
前記金属ベース板の前記一方の主表面と対向する他方の主表面を露出するように前記金属ベース板、前記絶縁層、前記リードフレームおよび前記半導体素子を金型内に設置する工程と、
前記金型内に封止樹脂を供給することにより、前記絶縁層の前記一方の主表面において、前記封止樹脂と接触する部分では前記第2のフィラーの表面が前記樹脂材料の表面から上方に突起し、前記リードフレームと接触する部分では複数の前記第2のフィラー間の隙間が前記樹脂材料により充填されるように、前記金属ベース板、前記絶縁層、前記リードフレームおよび前記半導体素子をトランスファーモールド法により封止する工程とを備える、半導体装置の製造方法。
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