JP6943051B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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Description

本明細書が開示する技術は、半導体素子を一対の金属板が挟んでおり、半導体素子が樹脂パッケージで封止されているとともに樹脂パッケージの両面に金属板が露出している半導体装置の製造方法を開示する。金属板は、半導体素子の熱を放熱する放熱板として機能する。
上記した半導体装置は、次の工程で製造される。まず、半導体素子と一対の金属板のアセンブリを準備する。次に、そのアセンブリを、樹脂パッケージを成形するための金型のキャビティにセットする。一方の金属板をキャビティの底面に当接させ、他方の金属板をキャビティの上面に当接させて樹脂をキャビティに注入すると、キャビティの底面と上面に挟まれたアセンブリが熱膨張し、金属板に挟まれている半導体素子が圧迫されてダメージを受けるおそれがある。それゆえ、アセンブリは、一方の金属板をキャビティの底面に当接させ他方の金属板の上に空間を確保した状態でセットされる。キャビティに溶融樹脂を充填する。キャビティ内で上側の金属板の上方の空間にも溶融樹脂が満たされる。上側の金属板は、上方に膨張し、半導体素子は圧迫されない。
固まった樹脂（樹脂パッケージ）を金型から取り出す。キャビティの底面に接触していた金属板は樹脂パッケージから露出しているが、他方の金属板は樹脂で覆われている。そこで、樹脂パッケージの表面を削り、他方の金属板を露出させる。例えば、特許文献１、２にそのような製造方法が開示されている。
特開２００７−７３５８３号公報 特開２００９−３０２２８１号公報
キャビティ全体に完全に樹脂を充填してしまうと、溶融樹脂内の気泡が抜け難くなり、樹脂パッケージの中に気泡が残る場合がある。本明細書は、半導体素子が樹脂パッケージに封止されている半導体装置の製造方法に関し、樹脂パッケージの中に従来よりも気泡が残り難い製造方法を提供する。
本明細書が開示する製造方法は、準備工程、セット工程、成形工程、除去工程を備えている。準備工程では、半導体素子に一対の金属板が接合されたアセンブリを準備する。セット工程では、樹脂パッケージを成形するための金型のキャビティにアセンブリをセットする。セット工程では、一方の金属板をキャビティの底面に接触させ他方の金属板の上方に空間を設けてアセンブリをキャビティにセットする。成形工程では、上側の金属板を覆うようにキャビティに溶融樹脂を注入し、キャビティの上部に空間の一部を残して溶融樹脂の注入を止め、樹脂を硬化させる。除去工程では、金属板を覆っている樹脂を除去する。
キャビティ全体に完全に樹脂を充填してしまうと溶融樹脂内の気泡が抜け難くなるのは、キャビティ内で溶融樹脂が動き難くなり、気泡が空気抜き孔（エアベント）へ到達しないことが原因であると考えられる。キャビティ全体に完全に樹脂を充填する場合、特に、最後に樹脂が充填される領域において、樹脂の流れが乱れ、気泡が残り易い。本明細書が開示する製造方法では、キャビティ内で溶融樹脂の上方に空間を残して樹脂の注入を止める。それゆえ、キャビティに完全に樹脂を充填する場合の「充填終期の樹脂の流れの乱れ」が生じず、気泡が残り難い。さらに、樹脂の上面が空間に接しているので溶融樹脂が動き易くなる。その結果、溶融樹脂内の気泡も動き易くなり、キャビティに設けられた空気抜き孔から気泡が抜ける。
キャビティは、その上面の金属板と対向する範囲に窪みが形成されているとよい。そして、成形工程では、キャビティの窪みの内部空間の一部を残して溶融樹脂の注入を止める。別言すれば、窪みの途中まで溶融樹脂が入った状態で溶融樹脂の注入を止める。窪みの周囲では、溶融樹脂の高さは低くなる。溶融樹脂を注入すると、溶融樹脂は窪みの周囲から窪みへと流れることになり、気泡は窪みの中へ集まり易くなる。その結果、樹脂内に気泡が留まり難くなる。また、金属板を覆う樹脂部分に留まった気泡は、後に樹脂とともに削除され、樹脂パッケージには残らない。なお、溶融樹脂が固化する際、金属板を覆う樹脂の表面は金型に接していないので平面度が低くなるおそれがある。しかし、金属板を覆う樹脂は後に除去するので平面度は問題にならない。
本明細書が開示する製造方法は、さらに次の特徴を備えていてもよい。即ち、アセンブリは、半導体素子を挟んだ一対の金属板を２組含んでいる。一方の組の下側の金属板と他方の組の上側の金属板は、縁から延びる継手部を備えている。金属板の法線方向から見たときに両方の継手部が重なっているとともに、両方の継手部がハンダを介して接合されている。キャビティ内で上側の継手部がキャビティの上面に接している。両方の継手部とハンダで構成される金属部分は、キャビティ内でキャビティの底面と上面で挟まれる。それゆえ、アセンブリは、金型内でしっかりと支持され、樹脂注入時に動くことがない。
本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。
実施例の半導体装置２の斜視図である。 半導体装置２の電気回路図である。 図１のIII−III線に沿った断面図である。 リードフレーム４２の斜視図である。 半導体素子と金属板を含むアセンブリ１０の斜視図である。 アセンブリ１０と金型５０の断面図である（樹脂注入前）。 アセンブリ１０と金型５０の断面図である（樹脂注入後）。 樹脂除去前の半導体装置２の斜視図である。 樹脂除去工程を説明する図である。 第１変形例の製造方法を説明する断面図である。 第１変形例の製造方法による樹脂除去前の半導体装置の斜視図である。 第２変形例の製造方法を説明する断面図である。
図面を参照して実施例の半導体装置２を説明する。図１に、半導体装置２の斜視図を示す。半導体装置２は、樹脂製のパッケージ９に４個の半導体素子が封止されているデバイスである。パッケージ９の内部の電気回路図を図２に示す。半導体装置２の電気回路は、２個のトランジスタＴＨ、ＴＬと２個のダイオードＤＨ、ＤＬで構成される。２個のトランジスタＴＨ、ＴＬと２個のダイオードＤＨ、ＤＬは、いずれもパワー半導体素子に属し、主に電力変換に用いられる。半導体装置２は、典型的には、電気自動車、ハイブリッド車、燃料電池車などにおいて、走行用モータに電力を供給するインバータに用いられる。
２個のトランジスタＴＨ、ＴＬは直列に接続されている。ダイオードＤＨはトランジスタＴＨに逆並列に接続されており、ダイオードＤＬはトランジスタＴＬに逆並列に接続されている。説明の都合上、直列接続の両端の端子のうち、一方をＨＩＧＨ端子と称し、他方をＬＯＷ端子と称する。また、直列接続の中点をＯＵＴ端子と称する。図１のＰ端子１４がＨＩＧＨ端子に相当し、図１のＮ端子３４がＬＯＷ端子に相当し、図１のＯ端子２４がＯＵＴ端子に相当する。また、トランジスタＴＨのゲート端子ＧＨが図１の制御端子８１ａのうちの１本に相当する。トランジスタＴＬのゲート端子ＧＬが図１の制御端子８１ｂのうちの１本に相当する。制御端子８１ａ、８１ｂの残りの端子は、半導体素子の状態をモニタするための信号端子などである。
図１に示されているように、パッケージ９の一方の側面９ｂに金属板１５、２５が露出している。金属板１５は、一方の面がパッケージ９の側面９ｂに露出しており、他方の面がパッケージ９の内部で、後述する第１トランジスタ素子３及び第１ダイオード素子４と導通している。金属板２５は、一方の面がパッケージ９の一方の側面９ｂに露出しており、他方の面がパッケージ９の内部で後述する第２トランジスタ素子５及び第２ダイオード素子６と導通している。図１では隠れて見えないが、パッケージ９の他方の側面９ａにも２枚の金属板１２、２２が露出している。金属板１２、１５は、第１トランジスタ素子３及び第１ダイオード素子４の熱を放熱するために備えられている。金属板２２、２５は、第２トランジスタ素子５及び第２ダイオード素子６の熱を放熱するために備えられている。金属板１２、２２を含め、パッケージ９の中の構造について次に説明する。
説明の便宜上、図中の座標系のＺ軸正方向を「上」と称し、Ｚ軸負方向を「下」と称する。以降の図でも「上」、「下」との表現を用いる場合がある。
図３は、図１のIII−III線に沿って半導体装置２をカットした断面図である。第１トランジスタ素子３が、一対の金属板１２、１５に挟まれている。図３の断面には表れていないが、第１ダイオード素子４も、一対の金属板１２、１５に挟まれている。第１トランジスタ素子３は平板型であり、両面の夫々に電極が配置されている。第１トランジスタ素子３の下面にはコレクタ電極３ａが配置されており、上面にはエミッタ電極３ｂが配置されている。また、第１トランジスタ素子３の上面には、ゲート電極とその他の信号電極が配置されている。
第１トランジスタ素子３のコレクタ電極３ａがハンダ層８ａによって金属板１２に接合されている。第１トランジスタ素子３のエミッタ電極３ｂがハンダ層８ｂによってスペーサ７ａの下面に接合されている。スペーサ７ａは銅で作られており、導電性を有する。スペーサ７ａの上面がハンダ層８ｃによって金属板１５に接合されている。図１には表れていないが、先に述べたように、第１ダイオード素子４も一対の金属板１２、１５の間に挟まれている。第１ダイオード素子４のカソード電極が金属板１２に接続されており、アノード電極が金属板１５に接続されている。一対の金属板１２、１５の間で、第１トランジスタ素子３と第１ダイオード素子４が逆並列に接続される。
第２トランジスタ素子５の下面にはコレクタ電極５ａが配置されており、上面にはエミッタ電極５ｂが配置されている。また、第２トランジスタ素子５の上面には、ゲート電極とその他の信号電極が配置されている。第２トランジスタ素子５のコレクタ電極５ａがハンダ層８ｄによって金属板２２に接合されている。第２トランジスタ素子５のエミッタ電極５ｂがハンダ層８ｅによってスペーサ７ｂの下面に接合されている。スペーサ７ｂの上面がハンダ層８ｆによって金属板２５に接合されている。図１には表れていないが、先に述べたように、第２ダイオード素子６も一対の金属板２２、２５の間に挟まれている。第２ダイオード素子６のカソード電極が金属板２２に接続されており、アノード電極が金属板２５に接続されている。一対の金属板２２、２５の間で、第２トランジスタ素子５と第２ダイオード素子６が逆並列に接続される。
金属板１５の縁から継手部１６が延びており、金属板２２の縁から継手部２３が延びている。継手部１６と継手部２３は、パッケージ９の中でハンダ層８ｇによって接合されている。継手部１６と継手部２３が接合されることによって、金属板１５と金属板２２が導通する。即ち、第１トランジスタ素子３と第２トランジスタ素子５が直列に接続される。第１トランジスタ素子３が図２のトランジスタＴＨに対応し、第１ダイオード素子４が図２のダイオードＤＨに相当する。第２トランジスタ素子５が図２のトランジスタＴＬに対応し、第２ダイオード素子６が図２のダイオードＤＬに相当する。金属板１２が図２のＨＩＧＨ端子に対応し、金属板２５が図２のＬＯＷ端子に相当し、金属板１５、２２が図２のＯＵＴ端子に相当する。後述するが、金属板１２は図１のＰ端子１４と連続しており、金属板２２は図１のＯ端子２４と連続している。金属板２５は図１のＮ端子３４と接合されている。
半導体装置２は、一対の金属板を２組含んでいる（金属板１２、１５、及び、金属板２２、２５）。先に述べたように、パッケージ９の一方の側面９ｂに金属板１５、２５が露出しており、他方の側面９ａに金属板１２、２２が露出している。対向する一対の金属板１２、１５（一対の金属板２２、２５）の間に半導体素子３、４（半導体素子５、６）が挟まれている。一対の金属板１２、１５（一対の金属板２２、２５）の間で半導体素子３、４（半導体素子５、６）がパッケージ９に封止されている。次に、図４から図１０を参照して半導体装置２の製造方法を説明する。
（準備工程）この工程では、半導体素子を挟んだ一対の金属板を準備する。図４は、第１トランジスタ素子３、第１ダイオード素子４、第２トランジスタ素子５、第２ダイオード素子６が接合された金属板１２、２２の斜視図である。金属板１２、２２、Ｐ端子１４、Ｏ端子２４、Ｎ端子３４、制御端子８１ａ、８１ｂは、当初、一続きの金属板である。その金属板をリードフレーム４２と称する。１枚の金属板をプレス機械で加工することでリードフレーム４２が得られる。リードフレーム４２のランナー部４２ａ、４２ｂは、後に切り除かれる部分である。
リードフレーム４２を準備し、金属板１２の上に第１トランジスタ素子３と第１ダイオード素子４を接合する。先に述べたように、第１トランジスタ素子３の下面のコレクタ電極３ａが金属板１２と接合される。第１ダイオード素子４の下面のカソード電極が金属板１２と接合される。第１トランジスタ素子３の上面（エミッタ電極３ｂ）にスペーサ７ａが接合され、第１ダイオード素子４の上面（アノード電極）にスペーサ７ｃが接合される。同様に、金属板２２の上に第２トランジスタ素子５と第２ダイオード素子６が接合される。第２トランジスタ素子５の下面のコレクタ電極５ａが金属板２２と接合される。第２ダイオード素子６の下面のカソード電極が金属板２２と接合される。第２トランジスタ素子５の上面（エミッタ電極５ｂ）にスペーサ７ｂが接合され、第２ダイオード素子６の上面（アノード電極）にスペーサ７ｄが接合される。また、複数の制御端子８１ａの夫々は、ボンディングワイヤ８２ａによって第１トランジスタ素子３の上面の信号電極（不図示）に接続される。複数の制御端子８１ｂの夫々は、ボンディングワイヤ８２ｂによって第２トランジスタ素子５の上面の信号電極（不図示）に接続される。
スペーサ７ａ、７ｃの上に、金属板１５が接合され、スペーサ７ｂ、７ｄの上に、金属板２５が接合される（図５）。金属板２２の縁から継手部２３が延びており、金属板１５の縁から継手部１６が延びている。継手部１６、２３は、金属板２２の法線方向（図中のＺ方向）からみたときに重なるように配置されている。図３を参照しつつ説明したように、継手部１６、２３はハンダによって接合され、導通する。金属板２５の縁から継手部２６が延びており、継手部２６はＮ端子３４と接合される。こうして、トランジスタ素子３（トランジスタ素子５）に一対の金属板１２、１５（金属板２２、２５）が接合されたアセンブリ１０が完成する。
（セット工程）次に、アセンブリ１０を、パッケージ９を成形するための金型のキャビティ６０にセットする。図６に、金型５０と、金型５０にセットされたアセンブリ１０の断面図を示す。図６における断面は、図３における断面に対応する。金型５０は、図中の座標系のＺ軸の正方向が上を向くように配置される。
金型５０は、下型５１と上型５２に分割されている。下型５１は固定されており、上型５２は下型５１に対して移動可能になっている。なお、上型５２の移動機構は図示を省略した。金型５０の内部空間がキャビティ６０に相当する。上型５２と下型５１の合わせ面に、溶融樹脂をキャビティ６０に導くゲート５３が設けられている。樹脂供給器５５とゲート５３が接続パイプ５４で連結されている。
金型５０のキャビティ６０にアセンブリ１０がセットされる。アセンブリ１０は、金属板１２、２２がキャビティ６０の底面６１に接するようにセットされる。キャビティ６０の上面６２には、２個の窪み６３、６４が設けられている。窪み６３は、金属板１５と対向する範囲に設けられている。窪み６３の底面６３ａは、金属板１５よりも広い。別言すれば、金属板１５の法線方向（Ｚ方向）からみたときに、底面６３ａの輪郭の内側に金属板１５が位置する。窪み６４は、金属板２５と対向する範囲に設けられている。窪み６４の底面６４ａは、金属板２５よりも広い。別言すれば、金属板２５の法線方向（Ｚ方向）からみたときに、底面６４ａの輪郭の内側に金属板２５が位置する。なお、窪み６３、６４は、キャビティ６０の上面６２に設けられているので、「窪みの底面」は、キャビティ６０の上面６２よりもさらに高い位置となる。
窪み６３によって、金属板１５の上方には、空間６５が確保される。窪み６４によって金属板２５の上方に空間６６が確保される。空間６５、６６もキャビティ６０の一部である。アセンブリ１０は、下側の金属板１２、２２がキャビティ６０の底面６１に接触し、上側の金属板１５、２５の上方に空間６５、６６を確保してキャビティ６０にセットされる。
（成形工程）樹脂供給器５５からキャビティ６０へ溶融樹脂が供給される。キャビティ６０に溶融樹脂を流し込むゲート５３は、上側の金属板１５、２５の高さよりも低い位置に設けられている。ゲート５３から供給される溶融樹脂は、キャビティ６０の底面６１へ流れ込み、その高さは徐々に高くなっていく。溶融樹脂は、図６の矢印Ａが示すように流れ、窪み６３、６４に流れ込む。キャビティ６０の底面６１から上面６２までの高さと上側の金属板１５、２５までの高さは概ね等しく、窪み６３（窪み６４）の縁と金属板１５（金属板２５）の縁との間の流路が狭い。それゆえ、溶融樹脂は、窪み６３、６４の周囲から中央に向かってに勢いよく流れ込む。
高温の溶融樹脂が金属板１２、１５、２２、２５に接すると、金属板が膨張する。金属板１５、２５の上方に空間６５、６６が確保されているので、各金属板は上方へと膨張することができる。金属板１２、１５に挟まれた第１トランジスタ素子３と第１ダイオード素子４は圧迫されることがない。金属板２２、２５に挟まれた第２トランジスタ素子５と第２ダイオード素子６も圧迫されることがない。
図７に、溶融樹脂をキャビティ６０へ注入した後の断面図を示す。樹脂供給器５５は、溶融樹脂が金属板１５、２５を覆い、かつ、キャビティ６０の上部に空間６５ａ、６６ａが残った状態で溶融樹脂の供給を止める。なお、空間６５ａは、樹脂注入前の空間６５の一部であり、空間６６ａは樹脂注入前の空間６６の一部である。溶融樹脂は、窪み６３と窪み６４へ入り込む。窪み６３の内部空間の上部に空間６５ａが残り、窪み６４の内部空間の上部に空間６６ａが残る。窪み６３に入り込んだ樹脂部分９１は、金属板１５を覆う。窪み６４に入り込んだ樹脂部分９２は、金属板２５を覆う。
樹脂供給器５５は、溶融樹脂の供給を止めた後、キャビティ６０の内部の溶融樹脂を一定の圧力に保つ。溶融樹脂がそのまま硬化し、パッケージ９が成形される。
（除去工程）第１トランジスタ素子３、第１ダイオード素子４、第２トランジスタ素子５、第２ダイオード素子６を封止したパッケージ９を金型５０から取り出し、金属板１５、２５を覆っている樹脂部分９１、９２を除去する。図８は、樹脂部分９１、９２を削除前のパッケージ９の斜視図である。金属板１５は、樹脂部分９１に完全に覆われている。金属板２５は、樹脂部分９２に完全に覆われている。
図９に、樹脂部分９１、９２を削除する工程を模式的に表す。図９の断面は、図７におけるパッケージ９の断面に相当する。金属板１５、２５を覆っている樹脂部分９１、９２は、切削ツール７０で切削され、除去される。切削により、金属板１５、２５の表面とパッケージ９の側面９ｂが高い精度で面一になる。なお、下側の金属板１２、２２は下型５１に接していたので、パッケージ９の下面では、金属板１２、２２は、パッケージ９から露出している。金属板１２、２２がキャビティ６０の底面６１に接したままパッケージ９が成形されるので、パッケージ９の側面９ａと金属板１２、２２の表面は面一である。
樹脂部分９１、９２を除去した後、図８の破線ＣＬでリードフレーム４２のランナー部４２ａ、４２ｂが除去される。こうして、図１に示した半導体装置２が完成する。
実施例で説明した製造方法の利点を述べる。実施例の製造方法では、金属板１２、２２が樹脂（樹脂部分９１、９２）で覆われ、かつ、その樹脂（樹脂部分９１、９２）の上に空間６５ａ、６６ａを残して溶融樹脂の注入を止める。溶融樹脂の上面が空間に接しているので、溶融樹脂はキャビティ６０の中で高い流動性を有する。溶融樹脂は気泡を含むことがあるが、溶融樹脂の流動異性が高いので、気泡は動いて空気抜き孔（エアベント）から排出される。あるいは、気泡は、樹脂部分９１、９２の上方の空間６５ａ、６６ａへ抜ける。
キャビティ６０の上面６２には、金属板１５（金属板２５）と対向する範囲に窪み６３（窪み６４）が設けられている。窪み６３（窪み６４）の縁と金属板１５（金属板２５）の縁の間は狭く、それら隙間を溶融樹脂が勢いよく流れる。このとき、溶融樹脂の中の気泡は窪み６３（窪み６４）へと押し流される。気泡は窪み６３、６４の中の樹脂部分９１、９２とともに除去されるので、パッケージ９に残らない。上記の製造方法は、パッケージ９に気泡が残り難い。
パッケージ９を成形する際、キャビティ６０の上面６２に窪み６３、６４を設け、その中に溶融樹脂を流し込むことで、後に除去する樹脂の量を少なくするという付加的な効果も得られる。伝熱性を高めるために樹脂に金属フィラーを混ぜることがある。金属フィラーは切削ツール７０を摩耗する。除去する樹脂の量を少なくすることで、切削ツール７０の寿命を延ばすことができる。
（第１変形例）図１０と図１１を参照して実施例の製造方法の第１変形例を説明する。図１０は、図７に対応し、図１１は図８に対応する。溶融樹脂は流動性を有するが、粘性も有する。先に述べたように、キャビティ６０へ溶融樹脂を導くゲート５３は、上型５２と下型５１の合わせ面に設けられている。別言すれば、ゲート５３は、上側の金属板１５、２５よりも低い位置に設けられている。キャビティ６０での溶融樹脂の高さは徐々に高くなり、最後に金属板１５、２５をその周囲から覆い始める。キャビティ６０へ溶融樹脂を注入する際、上側の金属板１５、２５の中央に露出部分１５ａ、２５ａを残してその周囲を樹脂部分９１、９２が覆うように、注入する溶融樹脂の量を調整する。溶融樹脂は、金属板１５、２５の周囲から金属板の中央に向かって流れるが、溶融樹脂の量が少なければ、粘性により、金属板の中央に達する前に移動が止まる。上側の金属板１５を覆う樹脂部分９１は中央に孔９１ａが形成され、その孔９１ａの内側に、金属板１５の露出部分１５ａが形成される。上側の金属板２５を覆う樹脂部分９２は中央に孔９２ａが形成され、その孔９２ａの内側に、金属板２５の露出部分２５ａが形成される。
金属板１５、２５の縁が樹脂で覆われていれば、後の切削で金属板１５、２５とパッケージ９を面一にすることができる。上側の金属板１５、２５の一部が露出するように溶融樹脂の量を調整することで、切削する樹脂の量をさらに少なくすることができる。
（第２変形例）図１２を参照して第２変形例を説明する。図１２は、図７に対応する。第２変形例では、半導体素子と金属板のアセンブリ１０ａの形状が実施例のアセンブリ１０と異なる。アセンブリ１０ａは、半導体素子を挟んだ一対の金属板を２組含んでいる（金属板１２、１５と金属板２２、２５）。一方の組の下側の金属板２２はその縁から延びる継手部１２３を備えており、他方の組の上側の金属板１５は縁から延びる継手部１１６を備えている。金属板１５の法線方向から見たときに両方の継手部１１６、１２３は重なる。両方の継手部１１６、１２３はハンダ層８ｈを介して接合されている。継手部１１６の表面は金属板１５の表面と面一であり、継手部１２３の表面は金属板２２の表面と面一である。それゆえ、キャビティ６０内で上側の継手部１１６がキャビティ６０の上面６２に接する。継手部１１６、１２３とハンダ層８ｈで構成される金属部分はキャビティ６０の底面６１と上面６２で挟まれる。それゆえ、キャビティ６０の内部でアセンブリ１０ａがしっかりと支持される。溶融樹脂を注入するときにアセンブリ１０ａが動くことがない。なお、図８から理解されるように、アセンブリ１０（アセンブリ１０ａ）は、Ｐ端子１４、Ｏ端子２４、Ｎ端子３４、制御端子８１ａ、８１ｂが金型に挟まれる。それゆえ、継手部１１６、１２３がキャビティ６０の底面６１と上面６２に挟まれずとも、アセンブリ１０は金型５０にしっかりと支持される。継手部１１６、１２３がキャビティ６０の底面６１と上面６２に挟まれることで、アセンブリ１０は、より一層しっかりと金型５０に支持される。
実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。実施例の半導体装置２は、一方の面に２枚の金属板１５、２５を備えている。パッケージ９を成形する金型５０は、キャビティ６０の上面６２に、金属板１５、２５の夫々に対応した窪み６３、６４を設けている。キャビティの上面に、複数の金属板の夫々に対向する複数の窪みを設けても良いし、複数の金属板に対向する一つの窪みが設けてもよい。
キャビティ６０の底面６１から上面６２までの高さは、底面６１から上側の金属板１５、２５の表面までの高さと概ね同じであることが望ましい。しかし、上面６２は、金属板１５、２５よりも上方に位置していてもよい。
半導体装置２は、夫々が半導体素子を挟む２対の金属板を備えている。本明細書が開示する技術は、半導体素子を挟む一対の金属板のみを有する半導体装置の製造方法に適用してもよい。
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
２：半導体装置
３、５：トランジスタ素子（半導体素子）
４、６：ダイオード素子（半導体素子）
７ａ−７ｄ：スペーサ
８ａ−８ｈ：ハンダ層
９：パッケージ
１０、１０ａ：アセンブリ
１２、１５、２２、２５：金属板
１６、２３、１１６、１２３：継手部
４２：リードフレーム
５０：金型
５１：下型
５２：上型
５３：ゲート
５４：接続パイプ
５５：樹脂供給器
６０：キャビティ
６１：底面
６２：上面
６３、６４：窪み
７０：切削ツール

Claims (1)

  1. 半導体素子を一対の金属板が挟んでおり、前記半導体素子が樹脂パッケージに封止されているとともに前記樹脂パッケージの両面に前記金属板が露出している半導体装置の製造方法であり、
    前記半導体素子に前記一対の金属板が接合されたアセンブリを準備する準備工程と、
    前記樹脂パッケージを成形するための金型のキャビティに前記アセンブリをセットする工程であって、前記キャビティの上面の前記金属板と対向する範囲に窪みが形成されており、一方の前記金属板を前記キャビティの底面に接触させ他方の前記金属板の上方に空間を設けて前記アセンブリをセットするセット工程と、
    上側の前記金属板を覆うように前記キャビティに溶融樹脂を注入し、前記キャビティの上部に前記窪みの内部空間の一部を残して溶融樹脂の注入を止め、樹脂を硬化させる成形工程と、
    前記金属板を覆っている樹脂を除去する除去工程と、
    を備え、
    前記アセンブリは、前記半導体素子を挟んだ一対の前記金属板を２組含んでおり、
    一方の組の下側の前記金属板と他方の組の上側の前記金属板は、縁から延びる継手部を備えており、
    前記アセンブリを前記金属板の法線方向から見たときに両方の前記継手部が重なっているとともに、両方の前記継手部がハンダを介して接合されており、
    前記キャビティ内で上側の前記継手部が前記キャビティの前記上面に接している、
    半導体装置の製造方法。
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