JPWO2015173906A1 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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Abstract

パッケージ強度の低下および製造コストを抑制するとともに、パッケージの小型化を図ることが可能な半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。半導体装置の製造方法は、（ａ）半導体素子が搭載されたダイパッドを有するリードフレームを準備する工程と、（ｂ）金型内において、粒状の第１樹脂を配置する工程と、（ｃ）第１樹脂がダイパッドの下側に接触するように、リードフレームを金型内に配置する工程と、（ｄ）金型内において第１樹脂の上側に第２樹脂を充填する工程と、（ｅ）第１樹脂および第２樹脂を硬化させることで成型する工程とを備えている。

Description

本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に、パワーチップ、ヒートスプレッダおよび半導体素子（Ｓｉ／ＳｉＣなど）で発生した熱が封止樹脂よりも熱伝導率が大きい高放熱材料を含む電力用等の半導体装置の製造方法に関するものである。
電力用等の半導体装置では、高い絶縁性を確保しながら、パワーチップで発生した熱を効率よく外部に放熱することが非常に重要である。放熱性能を高めるには、パワーチップの下側の絶縁層を薄くすることが望ましいが、絶縁層を薄くすると絶縁特性が劣化することが懸念される。
また、全体を１種の樹脂でフルモールドする構造では、絶縁層を薄くするほど、絶縁層形成部への樹脂の回り込みが悪くなり、モールド性が極端に劣化するため、絶縁層を薄くすることは極めて困難である。従って、絶縁層はある程度厚くせざるを得ず、そのために放熱性が低下する。絶縁層をある程度厚くして、放熱性を高めるためには、絶縁層に熱伝導性の良好な樹脂を用いる。しかし、熱伝導性の良好な樹脂は高価であり、不必要な部位にまで高価な高性能樹脂を用いると製造コストが高くなる。
そこで、例えば特許文献１には、絶縁層として、ある程度の厚さで熱伝導性がよい絶縁材料を用いることで、絶縁性確保と高放熱とを容易に両立させる方法が提案されている。この方法は、必要な部位およびヒートスプレッダの直下のみに、高性能な絶縁材料を用いるため、製造コスト的にも有利である。
特許文献１のように、ヒートスプレッダの直下へ絶縁層部への樹脂の注入性の向上のため、以下のような技術が開発された。ヒートスプレッダの直下への樹脂の注入が遅れるとヒートスプレッダの直下にウェルドが発生し、ヒートスプレッダの上側の樹脂注入圧によって樹脂厚が小さくなり、絶縁不良が発生する。リードフレームを上方に垂直に曲げたり、パッケージの表面に切欠き部などのダムを設けたりすることで、上部に流れようとする樹脂の注入量を規制する絞り部として機能し、リードフレームの下部からヒートスプレッダの直下の絶縁層形成部分に流れ込む樹脂量を増大させ、ウェルドがヒートスプレッダの直下に生成されないようにしている。
特開２００３−１１５５０５号公報
しかしながら、特許文献１に記載の樹脂の流動性を制御するための対策では、リードフレームの加工コストが上昇するという問題があった。また、ワイヤループを一定の厚みの樹脂で封止する必要があり、パッケージ厚の薄厚化が困難であるという問題があった。さらに、パッケージの表面に切り欠き部などのダムを設けることによって、パッケージ強度が低下し、クラックが発生する可能性があるという問題があった。
そこで、本発明は、パッケージ強度の低下および製造コストを抑制するとともに、パッケージの小型化を図ることが可能な半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
本発明に係る半導体装置の製造方法は、（ａ）半導体素子が搭載されたダイパッドを有するリードフレームを準備する工程と、（ｂ）金型内において、粒状の第１樹脂を配置する工程と、（ｃ）前記第１樹脂が前記ダイパッドの下側に接触するように、前記リードフレームを前記金型内に配置する工程と、（ｄ）前記金型内において前記第１樹脂の上側に第２樹脂を充填する工程と、（ｅ）前記第１樹脂および前記第２樹脂を硬化させることで成型する工程とを備えるものである。
本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、成型前に予め、粒状の第１樹脂を配置し、第１樹脂がダイパッドの下側に接触するように、ワイヤ配線で接続された半導体素子およびリードフレームを金型内に配置した後、第１樹脂の上側に第２樹脂を充填し、第１樹脂および第２樹脂を硬化させることで成型する。
したがって、ダイパッドの下面に接合されるヒートスプレッダの直下に、ウェルドが生成されることを防止できるため、半導体装置の絶縁不良を回避できる。また、パッケージ表面に切欠き部などのダムを設ける必要がないため、パッケージ強度の低下を抑制できる。さらに、パッケージ表面に切欠き部などのダムを設ける必要がなく、また一定の厚みを有する樹脂でワイヤを封止するため、パッケージ厚を厚くする必要がない。これにより、パッケージの小型化を図ることができるとともに、半導体装置の製造コストを抑制できる。
この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
実施の形態１に係る半導体装置の製造方法において、リードフレームを金型内に配置した状態を示す断面図である。 実施の形態１に係る半導体装置の製造方法において、金型内に第２樹脂を注入している状態を示す断面図である。 実施の形態１の変形例に係る半導体装置の製造方法において、金型内に第２樹脂を注入している状態を示す断面図である。 実施の形態２に係る半導体装置の製造方法において、上型キャビティで第２樹脂および第１樹脂を圧縮している状態を示す断面図である。 実施の形態３に係る半導体装置の製造方法において、リードフレームを金型内に配置した状態を示す断面図である。 実施の形態３に係る半導体装置の製造方法において、可動ピンで仮圧縮している状態を示す断面図である。 実施の形態３に係る半導体装置の製造方法において、金型内に第２樹脂を注入した後、可動ピンを金型から引き抜いた状態を示す断面図である。 実施の形態４に係る半導体装置の製造方法において、金型内に第２樹脂を注入している状態を示す断面図である。 前提技術に係る半導体装置の断面図である。 前提技術に係る別の半導体装置の断面図である。
＜前提技術＞
本発明の実施の形態１について説明する前に、図９と図１０を用いて、前提技術に係る半導体装置の構成について説明する。図９は、前提技術に係る半導体装置の断面図であり、図１０は、前提技術に係る別の半導体装置の断面図である。
図９に示すように、前提技術に係る半導体装置は、半導体素子６ａ，６ｂと、リードフレーム４，５と、ワイヤ１，２と、ヒートスプレッダ２０と、モールド樹脂８ａとを備えている。
半導体素子６ａはパワーチップであり、より具体的には、ＳｉチップまたはＳｉＣチップである。半導体素子６ａの裏面は、リードフレーム４のダイパッド４ａの表面上にはんだ３を介して接合されている。ワイヤ１の一端が半導体素子６ａの表面上に形成された複数の電極（図示省略）にボンディングされ、ワイヤ１の他端はリードフレーム４のインナーリード部にボンディングされている。ヒートスプレッダ２０は、はんだ３を介してダイパッド４ａの裏面に接合されることで半導体素子６ａと電気的に接合され、半導体素子６ａの放熱を行う。
半導体素子６ｂは、パワーチップである半導体素子６ａの駆動用チップであり、半導体素子６ｂの裏面は、はんだ３を介してリードフレーム５のダイパッド５ａの表面上に接合されている。ワイヤ２の一端が半導体素子６ｂの表面上に形成された複数の電極（図示省略）にボンディングされ、ワイヤ２の他端はリードフレーム５のインナーリード部にボンディングされている。リードフレーム５のインナーリード部を上方に折り曲げることでフレーム加工部２２が形成されている。モールド樹脂８ａは、半導体素子６ａ，６ｂと、リードフレーム４，５のインナーリード部と、ワイヤ１，２と、ヒートスプレッダ２０とを封止している。
図１０に示すように、前提技術に係る別の半導体装置は、図９の場合と同様に、半導体素子６ａと、リードフレーム４，５と、ワイヤ１，２と、ヒートスプレッダ２０と、モールド樹脂８ａとを備えている。図９の場合との違いは、フレーム加工部２２の代わりに、ワイヤ１，２間に位置するモールド樹脂８ａ（パッケージ）の部分に溝２３を設けた点である。
フレーム加工部２２と溝２３は、半導体装置の製造過程において、上部に流れようとする樹脂の注入量を規制する絞り部として機能し、リードフレーム４，５の下部からヒートスプレッダ２０の直下に形成される絶縁層２１に流れ込む樹脂量を増大させ、ウェルドがヒートスプレッダ２０の直下に生成されないようにしている。
本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造方法においては、フレーム加工部２２または溝２３を設けることなく、ウェルドがヒートスプレッダ２０の直下に生成されないようにしている。
＜実施の形態１＞
次に、本発明の実施の形態１について、図面を用いて以下に説明する。図１は、実施の形態１に係る半導体装置の製造方法において、リードフレーム４，５を金型９内に配置した状態を示す断面図であり、図２（ａ）は、半導体装置の製造方法において、金型９内に樹脂８を注入している状態を示す断面図であり、図２（ｂ）は、樹脂７および樹脂８の硬化後の状態を示す図である。なお、実施の形態１において、前提技術で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
図１に示すように、下金型９ａ内に粒状の樹脂７（第１樹脂）を均一の厚みとなるように配置する。樹脂７の個々の粒は、予め定められた大きさに形成されている。なお、粒状の樹脂７は、タブレット打錠前の粉末状、および破砕状の樹脂を含むものである。また、粒状以外にも、ダイパッド４ａの下端と金型９の底面との間のクリアランスを埋めることができる板状(直方体形状)または液状の樹脂であってもよい。
成型前に粒状の樹脂７間にボイドが発生する可能性があるが、金型９内の真空引き時間を設けることで、成型後のボイド発生を抑制することができる。図２（ａ）に示すように、金型９は、下金型９ａと、上金型９ｂと、サイドゲート９ｃとを備えている。サイドゲート９ｃは、半導体素子６ａ，６ｂの側方から液状の樹脂８（第２樹脂）を注入するための注入口である。
サイドゲート９ｃから、樹脂８を注入していき（トランスファーモールド）、樹脂７を樹脂８によって、圧縮しながら成型する。ここで、樹脂７および樹脂８は、粒状と液状の違いがあるが同種の樹脂である。樹脂７および樹脂８が同種の樹脂である場合、樹脂７と樹脂８との界面の接着性が安定しやすく、樹脂７と樹脂８は放熱性の高いものが望ましい。樹脂７と樹脂８は、加熱後溶融される。しかし、特性が同等であり、また、トランスファーモールド圧縮時に、樹脂７と樹脂８は最低溶融粘度になる時間が近いため、成型後、樹脂７と樹脂８との界面は、強く接着(化学的結合)しており、界面剥離または樹脂クラックの不良が発生する可能性はない。
次に、半導体装置の製造方法について説明する。図１に示すように、半導体素子６ａが搭載されたダイパッド４ａを有するリードフレーム４を準備する（工程（ａ））。より具体的には、リードフレーム４のダイパッド４ａ上に２つの半導体素子６ａを載置し、ダイパッド４ａの上面と２つの半導体素子６ａとをはんだ３で接合する。リードフレーム５のダイパッド５ａ上に半導体素子６ｂを載置し、ダイパッド５ａの上面と半導体素子６ｂとをはんだ３で接合する。なお、リードフレーム４に搭載される半導体素子６ａの個数は２つに限定されない。
リードフレーム４と半導体素子６ａとをワイヤ接続するとともに、リードフレーム５と半導体素子６ｂとをワイヤ接続する。より具体的には、半導体素子６ａ同士、図１において左側の半導体素子６ａとリードフレーム４をそれぞれワイヤ１（ワイヤ配線）で接続する。また、図１において右側の半導体素子６ａと半導体素子６ｂ、半導体素子６ｂとリードフレーム５をそれぞれワイヤ２で接続する。さらに、リードフレーム４のダイパッド４ａの下面にヒートスプレッダ（図示省略）をはんだで接合する。すなわち、工程（ａ）では、ワイヤボンド工程まで完了した成型対象物である実装フレームを製作する。
これらのインナー構造をモールド樹脂で、一括封止することによって、外気からの保護、絶縁および放熱の機能を果たす。特に、ダイパッド４ａまたはヒートスプレッダの下側に位置するモールド樹脂は、絶縁および放熱の機能を果たす重要な箇所である。それらの機能を果たすために、成型後に、ダイパッド４ａまたはヒートスプレッダの下側に位置するモールド樹脂にボイドができないように、設計狙い通りの厚みにすることが重要である。
次に、金型９内において、予め定められた第１高さ（設計値）まで樹脂７を配置する（工程（ｂ））。樹脂７がダイパッド４ａの下側に接触するように、工程（ａ）で準備したリードフレーム４，５を、金型９内に配置する（工程（ｃ））。ここで、ダイパッド４ａの下側とは、ダイパッド４ａの下面にヒートスプレッダが接合された場合はヒートスプレッダの下端であり、ダイパッド４ａの下面にヒートスプレッダが接合されない場合はダイパッド４ａの下端である。すなわち、工程（ｃ）では、ワイヤボンド工程まで完了した実装フレームを金型９内の所定位置にセットする。
リードフレーム４は、アウターリード部がインナーリード部よりも上方に位置するように屈曲され、アウターリード部は下金型９ａと上金型９ｂ（図２（ａ）参照）とで挟持されている。また、リードフレーム５は直線状に形成されている。リードフレーム５において、アウターリード部は上金型９ｂと下金型９ａとで挟持され、インナーリード部はリードフレーム４のインナーリード部よりも上方に位置するため、リードフレーム５のダイパッド５ａの下端に樹脂７が接触していない。
図２（ａ）に示すように、金型９で型締めした後、トランスファーモールド成型法によって、サイドゲート９ｃから樹脂８を金型９内において樹脂７の上側に注入することで充填する（工程（ｄ））。ダイパッド４ａの下側に予め樹脂７を配置したことで、ウェルドは、リードフレーム５の上側に位置するエアベント１０の周辺部に到達する。次に、図２（ｂ）に示すように、樹脂７と樹脂８を硬化させることで成型する（工程（ｅ））。ここで、粒状の樹脂７と液状の樹脂８が硬化され、それぞれモールド樹脂７ａとモールド樹脂８ａになる。
次に、樹脂７と樹脂８を完全硬化させるための加熱工程を経た後、タイバーなどのフレーム余分部の切断、リード端子の成型および製品テスト等を経て、製品が完成する。
以上のように、実施の形態１に係る半導体装置の製造方法では、成型前に予め、粒状の樹脂７を配置し、樹脂７がダイパッド４ａの下側に接触するように、ワイヤ１で接続された半導体素子６ａおよびリードフレーム４を金型９内に配置した後、樹脂７の上側に樹脂８を充填し、樹脂７および樹脂８を硬化させることで成型する。具体的には、金型９のサイドゲート９ｃから樹脂８を注入することで充填し、樹脂８で樹脂７を圧縮しながら成型する。
したがって、ウェルドがヒートスプレッダの直下に生成されることを防止できるため、半導体装置の絶縁不良を回避できる。また、パッケージ表面に切欠き部などのダムを設ける必要がないため、パッケージ強度の低下を抑制できる。さらに、パッケージ表面に切欠き部などのダムを設ける必要がなく、また一定の厚みを有する樹脂８でワイヤ１，２を封止するため、パッケージ厚を厚くする必要がない。これにより、パッケージの小型化を図ることができるとともに、半導体装置の製造コストを抑制できる。
また、成型前に粒状の樹脂７の間にボイドが発生する可能性がある場合でも、金型９内の真空引き時間を設けることで、成型後のボイドの発生を抑制できる。
次に、実施の形態１に係る半導体装置の製造方法を用いて製造された半導体装置と、ダイパッドの下側に絶縁シートを配置した場合の半導体装置とを比較する。ダイパッドの下側に絶縁シートを配置した場合の半導体装置において、絶縁シートは、高放熱特性（２から３Ｗ／ｍ・Ｋ）、および高絶縁特性を有するため、フィラーの材料コストが高い。また、絶縁シートは、成型時にダイパッドまたはヒートスプレッダ等の金属部材との接着が必要であるため、このような絶縁シートの製造が困難であり、製造コストが高くなる。
これに対して、実施の形態１に係る半導体装置の製造方法を用いて製造された半導体装置のような、ダイパッドの下側に、モールド樹脂が存在する一括モールド成型品である場合、以下の点で有利である。ダイパッドの下側の樹脂の樹脂厚が２００μｍ程度であり、かつ樹脂の熱伝導率が２Ｗ／ｍ・Ｋ程度である放熱機能を満たすパッケージでは、高放熱モールド樹脂（２Ｗ／ｍ・Ｋ）を選択することで、絶縁シートを配置した場合よりも低コスト化が可能である。また、直材種類を減らし、プロセス（装置）を単純化でき、低コスト化が可能である。
また、金型９内において、第１高さまで粉末状または破砕状である樹脂７を配置することが可能であるため、材料コストまたは特性(絶縁特性または放熱特性)を満たす種々の形態の樹脂の中から最適な樹脂を選択することができる。
また、金型９内において、第１高さまで樹脂８よりも大きな絶縁特性を有する樹脂７を配置することが可能である。高絶縁特性を有する樹脂としては、分子量が大きく、誘電率の低いエポキシ樹脂を採用することができる。この場合、絶縁機能が必要なダイパッド４ａの下側に大きな絶縁特性を有する樹脂７を局所的に配置することで、高絶縁特性および低コスト化の効果が一層得られる。
このことについて詳細に説明する。半導体素子を搭載したパワーモジュール、特に高温動作するＳｉＣチップを搭載したパワーモジュールでは、チップの下側のダイパッドおよびヒートスプレッダを介して、冷却フィンに対して、さらに絶縁する必要がある。ダイパッドおよびヒートスプレッダの下側の樹脂は、高絶縁材料で構成したものが望ましいが、高価である。パワーモジュールの封止樹脂全体をそのような樹脂を用いた場合、材料コストが高くなるため、ダイパッドの下側のみに局所的に、樹脂に高絶縁特性を有する材料を用いることで、高絶縁特性と低コストを満たすパワーモジュールが実現可能である。
また、金型９内において、第１高さまで樹脂８よりも大きな放熱特性を有する樹脂７を配置することが可能である。高放熱特性を有する樹脂としては、フィラー粒径が大きいもの、およびフィラー粒径が微細なものを組み合わせた最密充填構造の樹脂を採用することができる。この場合、放熱機能が必要なダイパッド４ａの下側に高放熱樹脂を局所的に配置することで、低熱抵抗化および低コスト化の効果が一層得られる。
このことについて詳細に説明する。半導体素子を搭載したパワーモジュール、特に高温動作するＳｉＣチップを搭載したパワーモジュールでは、チップの下側のダイパッドまたはヒートスプレッダを介して、冷却フィンに対して、さらに放熱する必要がある。ダイパッドの下側の樹脂は、高放熱材料で構成したものが望ましいが、高価である。パワーモジュールの封止樹脂全体をそのような樹脂を用いた場合、材料コストが高くなるため、ダイパッドの下側のみに局所的に、樹脂に高放熱材料を用いることで、高放熱特性と低コストを満たすパワーモジュールが実現可能である。
図３に示すように、トップゲート方式を採用することも可能である。図３は、実施の形態１の変形例に係る半導体装置の製造方法において、金型９内に樹脂８を注入している状態を示す断面図である。金型９は、サイドゲート９ｃの代わりに、半導体素子６ａ，６ｂの上方から樹脂８を注入するためのトップゲート９ｄを備えている。金型９のトップゲート９ｄから、樹脂８を注入することで充填し、樹脂８によって樹脂７を均一に圧縮しながら成型する。半導体素子６ａ，６ｂの上方から樹脂８を注入することで、サイドゲート方式で注入するときよりも、ワイヤ１，２に対する樹脂８の移動距離が減少するため、ワイヤ流れの抑制が可能である。
＜実施の形態２＞
次に、実施の形態２に係る半導体装置の製造方法について説明する。図４は、実施の形態２に係る半導体装置の製造方法において、上型キャビティ１１で樹脂８および樹脂７を圧縮している状態を示す断面図である。なお、実施の形態２において、実施の形態１で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
実施の形態２においては、樹脂８は粒状に形成されている。金型９は、下金型９ａと、上金型９ｂと、上型キャビティ１１とを備えている。上型キャビティ１１は、上金型９ｂに設けられ、下金型９ａに対して下方に移動させることで樹脂８および樹脂７を圧縮する。
金型９内に実装フレームを配置した後、粒状に形成された樹脂８を金型９内に散布することで充填する。金型９で型締めした後、下金型９ａに対して上型キャビティ１１を下方に移動させることで、樹脂８および樹脂７を圧縮しながら成型する。
以上のように、実施の形態２に係る半導体装置の製造方法では、金型９は、リードフレーム４，５が配置される下金型９ａと、下金型９ａに対して下方に移動させることで樹脂８および樹脂７を圧縮する上型キャビティ１１とを備えている。粒状に形成された樹脂８を金型９内に散布することで充填し、下金型９ａに対して上型キャビティ１１を下方に移動させることで樹脂８および樹脂７を圧縮しながら成型する。したがって、樹脂８をトランスファー方式ではなく、上型キャビティ１１の移動によって樹脂圧縮することによって、トランスファー方式(サイドゲートおよびトップゲート)よりも、格段に、ワイヤ１，２に対する樹脂の移動距離が減少するため、ワイヤ流れの抑制が可能である。
＜実施の形態３＞
次に、実施の形態３に係る半導体装置の製造方法について説明する。図５は、実施の形態３に係る半導体装置の製造方法において、リードフレーム４，５を金型９内に配置した状態を示す断面図であり、図６は、半導体装置の製造方法において、可動ピン１２で仮圧縮している状態を示す断面図であり、図７は、半導体装置の製造方法において、金型９内に樹脂８を注入した後、可動ピン１２を金型９から引き抜いた状態を示す断面図である。なお、実施の形態３において、実施の形態１，２で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
実施の形態３においては、ダイパッド４ａを下側に押さえつけるための可動ピン１２を用いて、樹脂７を仮圧縮している。図５に示すように、金型９内において、例えば、第１高さの１．５倍の高さである第２高さまで樹脂７を配置する。樹脂７がダイパッド４ａの下端に接触するように、リードフレーム４を金型９内に配置する。ここで、第２高さとは、リードフレーム４を金型９内に配置した状態で、樹脂７によってダイパッド４ａが上側に撓む程度の高さであり、第１高さの１．５倍には限定されない。
金型９で型締めした後、図６に示すように、可動ピン１２でダイパッド４ａを下側に押さえつけることで樹脂７の上面が第１高さになるように仮圧縮する（工程（ｆ））。樹脂７を仮圧縮することで、樹脂７中のボイドを排除することができる。次に、図７に示すように、金型９内において、樹脂７の上側に樹脂８を注入することで充填した後、可動ピン１２を金型９から引き抜く（工程（ｇ））。その後、樹脂７および樹脂８を硬化させることで成型するが、可動ピン１２を金型９から引き抜いているため、可動ピン１２の形状は成型後の半導体装置には残らない。
以上のように、実施の形態３に係る半導体装置の製造方法では、樹脂７がダイパッド４ａの下側に接触するように、リードフレーム４を金型９内に配置した後、ダイパッド４ａを下側に押さえつけるための可動ピン１２でダイパッド４ａを下側に押さえつけることで樹脂７を仮圧縮する。金型９内において樹脂７の上側に樹脂８を充填した後、可動ピン１２を金型９内から引き抜く。
ダイパッド４ａの直下にある樹脂７を成型する際に、トランスファーモールドなどによる樹脂８の圧力のみでは、成型後、ボイドが発生(放熱または絶縁不良)したりして、歩留まりが安定しない可能性がある。そこで、実施の形態３の方法を採用することで成型後、ダイパッド４ａの直下の樹脂７中のボイドを極力排除し、樹脂７の厚みを設計値通りにすることができるため、歩留まり向上が可能である。
＜実施の形態４＞
次に、実施の形態４に係る半導体装置の製造方法について説明する。図８（ａ）は、実施の形態４に係る半導体装置の製造方法において、金型９内に樹脂８を注入している状態を示す断面図であり、図８（ｂ）は、樹脂７および樹脂８の硬化後の状態を示す図である。なお、実施の形態４において、実施の形態１から３で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
実施の形態４は、マップモールドタイプの半導体装置の製造方法の例である。ここで、マップモールドとは、複数の半導体素子６ａが搭載された絶縁基板１４について全体で成型することをいい、成型後、個々の半導体装置に個片化される。図８（ａ），（ｂ）に示すように、複数の半導体素子６ａが搭載された個片化される前の絶縁基板１４を準備する。ここで、絶縁基板１４について説明する。絶縁基板１４の上面と下面に、金属パターン１３が固定され、複数の半導体素子６ａは、上側の金属パターン１３の上面にはんだ３で接合されている。
次に、金型９内において、第１高さまで樹脂７を配置する。樹脂７が絶縁基板１４の下側に接触するように、絶縁基板１４を金型９内に配置する。より具体的には、絶縁基板１４の幅方向の端部は上金型９ｂと下金型９ａとで挟持され、樹脂７が、絶縁基板１４の下面に固定された金属パターン１３の下端に接触している。
次に、金型９内において、絶縁基板１４の上面を介して樹脂７の上側に樹脂８を注入することで充填し、樹脂８で樹脂７を圧縮しながら成型する。
以上のように、実施の形態４に係る半導体装置の製造方法では、複数の半導体素子６ａが搭載された個片化される前の絶縁基板１４を準備し、金型９内において、樹脂７を配置した後、樹脂７が絶縁基板１４の下側に接触するように、絶縁基板１４を金型９内に配置する。
成型後に、回転刃などで個片化されるマップモールドタイプの半導体装置の場合、絶縁基板の上側のインナー材料の封止のみが一般的であった。これは、絶縁基板の直下へのモールド樹脂の注入が安定しないため、圧縮成型のみでは粒状の樹脂同士のパッキング性が低く、ボイドができやすいためである。実施の形態４に係る半導体装置の製造方法によれば、絶縁基板１４の下側も、ウェルドによるボイドが発生することなく、モールド樹脂による封止が可能である。
この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
４ リードフレーム、４ａ ダイパッド、６ａ 半導体素子、７ 樹脂（第１樹脂）、８ 樹脂（第２樹脂）、９ 金型、９ａ 下金型、９ｃ サイドゲート、９ｄ トップゲート、１１ 上型キャビティ、１２ 可動ピン、１４ 絶縁基板。

Claims (9)

  1. （ａ）半導体素子（６ａ）が搭載されたダイパッド（４ａ）を有するリードフレーム（４）を準備する工程と、
    （ｂ）金型（９）内において、粒状の第１樹脂（７）を配置する工程と、
    （ｃ）前記第１樹脂（７）が前記ダイパッド（４ａ）の下側に接触するように、前記リードフレーム（４）を前記金型（９）内に配置する工程と、
    （ｄ）前記金型（９）内において前記第１樹脂（７）の上側に第２樹脂（８）を充填する工程と、
    （ｅ）前記第１樹脂（７）および前記第２樹脂（８）を硬化させることで成型する工程と、
    を備える、半導体装置の製造方法。
  2. 前記工程（ｂ）は、金型（９）内において、粉末状または破砕状である前記第１樹脂（７）を配置する工程である、請求項１記載の半導体装置の製造方法。
  3. 前記金型（９）は、前記半導体素子（６ａ）の側方から前記第２樹脂（８）を注入するためのサイドゲート（９ｃ）を備え、
    前記工程（ｄ）は、前記金型（９）の前記サイドゲート（９ｃ）から前記第２樹脂（８）を注入することで充填する工程であり、
    前記工程（ｅ）は、前記第２樹脂（８）で前記第１樹脂（７）を圧縮しながら成型する工程である、請求項１記載の半導体装置の製造方法。
  4. 前記金型（９）は、前記半導体素子（６ａ）の上方から前記第２樹脂（８）を注入するためのトップゲート（９ｄ）を備え、
    前記工程（ｄ）は、前記金型（９）の前記トップゲート（９ｄ）から前記第２樹脂（８）を注入することで充填する工程であり、
    前記工程（ｅ）は、前記第２樹脂（８）で前記第１樹脂（７）を圧縮しながら成型する工程である、請求項１記載の半導体装置の製造方法。
  5. 前記金型（９）は、前記リードフレーム（４）が配置される下金型（９ａ）と、前記下金型（９ａ）に対して下方に移動させることで前記第２樹脂（８）および前記第１樹脂（７）を圧縮する上型キャビティ（１１）とを備え、
    前記工程（ｄ）は、粒状に形成された前記第２樹脂（８）を前記金型（９）内に散布することで充填する工程であり、
    前記工程（ｅ）は、前記下金型（９ａ）に対して前記上型キャビティ（１１）を下方に移動させることで前記第２樹脂（８）および前記第１樹脂（７）を圧縮しながら成型する工程である、請求項１記載の半導体装置の製造方法。
  6. 前記工程（ｂ）は、金型（９）内において、前記第２樹脂（８）よりも大きな絶縁特性を有する前記第１樹脂（７）を配置する工程である、請求項１記載の半導体装置の製造方法。
  7. 前記工程（ｂ）は、金型（９）内において、前記第２樹脂（８）よりも大きな放熱特性を有する前記第１樹脂（７）を配置する工程である、請求項１記載の半導体装置の製造方法。
  8. （ｆ）前記工程（ｃ）の後、前記ダイパッド（４ａ）を下側に押さえつけるための可動ピン（１２）で前記ダイパッド（４ａ）を下側に押さえつけることで前記第１樹脂を仮圧縮する工程と、
    （ｇ）前記工程（ｄ）の後、前記可動ピン（１２）を前記金型（９）内から引き抜く工程と、
    をさらに備える、請求項１記載の半導体装置の製造方法。
  9. 前記工程（ａ）は、前記リードフレーム（４ａ）に代えて、複数の半導体素子（６ａ）が搭載された個片化される前の絶縁基板（１４）を準備する工程であり、
    前記工程（ｃ）は、前記第１樹脂（７）が前記絶縁基板（１４）の下側に接触するように、前記絶縁基板（１４）を前記金型（９）内に配置する工程である、請求項１記載の半導体装置の製造方法。
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