CN104137252A - 半导体装置及半导体装置的制造方法 - Google Patents

半导体装置及半导体装置的制造方法 Download PDF

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Abstract

提供一种半导体装置，其内置散热器，在该半导体装置中具有为了抑制绝缘破坏而进行了改善的结构。半导体装置具有：具有底面的导电性的散热器、片部件、作为半导体元件的IGBT和二极管、以及模塑树脂。片部件具有表面和背面，将表面和背面电绝缘，表面与散热器的底面接触，并且该片部件具有从底面的边缘凸出的周缘部。IGBT和二极管固定在散热器上，且与散热器电连接。模塑树脂对片部件的表面、散热器、以及半导体元件进行封装，并且使片部件的背面的至少一部分露出。散热器在底面的角处具有角部，该角部在俯视观察时为倒角形状或者曲面形状，且在剖面观察时为矩形形状。

Description

半导体装置及半导体装置的制造方法
技术领域
本发明涉及一种半导体装置，特别是涉及一种具有散热器的半导体装置及其制造方法。
背景技术
当前，例如，如下述的专利文献1公开所示，已知有一种在绝缘片上搭载散热用的金属块(散热器)，并在该金属块上设置半导体元件的电力用半导体装置。该种电力用半导体装置内置有IGBT等所谓的功率半导体元件。
专利文献1中所述的半导体装置将绝缘片设为比金属块大一圈，以使得绝缘片从金属块的边缘凸出一定尺寸。而且，将该绝缘片向金属块侧弯折。此外，将封装树脂设置为覆盖弯折的绝缘片的背面部分。根据如上述的结构，能够确保沿面距离以确保通过绝缘片实现的绝缘性。此外，也能够通过弯折绝缘片而实现半导体封装件的小型化。
内置功率半导体元件的半导体装置使用大电力。因此，该封装件构造中要求较高的绝缘性。在上述现有的技术中也对该点进行了研究，在内置功率半导体元件的半导体装置中，进行了用于确保绝缘性的技术开发。
专利文献1：日本特开2011-9410号公报
专利文献2：日本特开2010-267794号公报
专利文献3：日本特开2003-124406号公报
专利文献4：日本特开平6-302722号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种半导体装置及半导体装置的制造方法，该半导体装置内置散热器、且具有为了抑制绝缘破坏而进行了改善的结构。
第1发明是一种半导体装置，其特征在于，具有：导电性的散热器，其具有底面；片部件，其具有表面和背面，所述表面和所述背面电绝缘，所述表面与所述散热器的所述底面接触，并且该片部件具有从所述底面的边缘凸出的周缘部；半导体元件，其固定在所述散热器上，并与所述散热器电连接；以及封装树脂体，其对所述片部件的所述表面、所述散热器、以及所述半导体元件进行封装，并且使所述片部件的所述背面的至少一部分露出，所述散热器在所述底面的角处具有角部，该角部在俯视观察时为倒角形状或者曲面形状，并且在剖面观察时为矩形形状。
第2发明是一种半导体装置，其特征在于，具有：导电性的散热器，其具有底面；片部件，其具有表面和背面，所述表面和所述背面电绝缘，所述表面与所述散热器的所述底面接触，并且该片部件具有从所述底面的边缘凸出的周缘部；半导体元件，其固定在所述散热器上，并与所述散热器电连接；以及封装树脂体，其对所述片部件的所述表面、所述散热器、以及所述半导体元件进行封装，并且使所述片部件的所述背面的至少一部分露出，在所述周缘部的所述表面设置有电绝缘性涂覆材料层，其中，该电绝缘性涂覆材料的绝缘性和与所述片部件的所述表面的密接性中的至少一者高于所述封装树脂体的树脂。
第3发明是一种半导体装置，其特征在于，具有：导电性的散热器，其具有底面；片部件，其具有表面和背面，所述表面和所述背面电绝缘，所述表面与所述散热器的所述底面接触，并且该片部件具有从所述底面的边缘凸出的周缘部；半导体元件，其固定在所述散热器上，并与所述散热器电连接；以及封装树脂体，其对所述片部件的所述表面、所述散热器、以及所述半导体元件进行封装，并且使所述片部件的所述背面的至少一部分露出，所述片部件的所述周缘部具有：平面部，其与所述底面平行地延伸；以及弯曲部，其在所述平面部的外侧，且在所述散热器的角附近或者沿着所述散热器的边设置，向所述表面侧凸起，所述封装树脂体覆盖所述弯曲部处的所述片部件的所述背面。
第4发明是一种半导体装置的制造方法，其特征在于，具有下述工序：准备导电性的散热器、半导体元件以及片部件的工序，其中，所述导电性的散热器具有底面，所述半导体元件应固定在所述散热器上，所述片部件具有表面和背面，且所述表面和所述背面电绝缘；将所述片部件、所述散热器以及在所述散热器上固定的所述半导体元件放入模塑模具的空腔内，将所述背面朝向所述模塑模具的所述空腔底面，而使所述片部件载置在所述空腔底面上，将所述散热器载置在所述片部件的所述表面，以形成从所述散热器的所述底面的边缘凸出的周缘部，通过弯曲部形成单元对所述周缘部实施使其向所述散热器侧弯折的工序；以及在对所述周缘部实施了弯折的状态下，进行树脂封装，以对所述片部件的所述表面、所述周缘部处的所述背面、所述散热器、和所述半导体元件进行封装，并且使所述片部件的所述背面的至少一部分露出的工序。
第5发明是一种半导体装置，其特征在于，具有：导电性的散热器，其具有底面；片部件，其具有表面和背面，所述表面和所述背面电绝缘，所述表面与所述散热器的所述底面接触，并且该片部件具有从所述底面的边缘凸出的周缘部；半导体元件，其固定在所述散热器上，并与所述散热器电连接；以及封装树脂体，其对所述片部件的所述表面、所述散热器、以及所述半导体元件进行封装，并且使所述片部件的所述背面的至少一部分露出，所述周缘部在所述背面具有薄壁部，该薄壁部以到所述周缘部的前端为止形成向所述表面侧凹陷的台阶的方式而被削薄，所述封装树脂体覆盖所述片部件的所述台阶。
第6发明是一种半导体装置，其特征在于，具有：导电性的散热器，其具有底面；片部件，其具有表面和背面，所述表面和所述背面电绝缘，所述表面与所述散热器的所述底面接触，并且该片部件具有从所述底面的边缘凸出的周缘部；半导体元件，其固定在所述散热器上，并与所述散热器电连接；以及封装树脂体，其对所述片部件的所述表面、所述散热器、以及所述半导体元件进行封装，并且使所述片部件的所述背面的至少一部分露出，在所述周缘部的所述表面设置有至少一个凸部或者凹部。
第7发明是一种半导体装置，其特征在于，具有：导电性的散热器，其具有底面；片部件，其具有表面和背面，所述表面和所述背面电绝缘，所述表面与所述散热器的所述底面接触，并且该片部件具有从所述底面的边缘凸出的周缘部；半导体元件，其固定在所述散热器上，并与所述散热器电连接；以及封装树脂体，其对所述片部件的所述表面、所述散热器、以及所述半导体元件进行封装，并且使所述片部件的所述背面的至少一部分露出，所述片部件是将位于所述表面侧的绝缘层、和与所述绝缘层相比位于所述背面侧的金属层进行层叠而成的，在所述周缘部处设置贯通所述表面和所述背面的至少一个通孔，在所述金属层的所述背面侧的面处的所述通孔的边缘部，设置有向所述背面侧凸出的毛边，所述封装树脂体覆盖所述周缘部的所述背面处的设有所述毛边的部分。
第8发明是一种半导体装置，其特征在于，具有：导电性的散热器，其具有底面；绝缘片，其具有表面和背面，所述表面和所述背面电绝缘，所述表面与所述散热器的所述底面接触；金属片，其与所述绝缘片的所述背面接触，并具有从所述绝缘片的边缘凸出的周缘部，所述周缘部具有朝向所述散热器侧的上表面；半导体元件，其固定在所述散热器上，并与所述散热器电连接；以及封装树脂体，其对所述金属片的所述上表面、所述散热器、以及所述半导体元件进行封装，并且使所述金属片的所述背面的至少一部分露出。
发明的效果
根据本发明，能够在内置散热器的半导体装置中，抑制绝缘破坏。
附图说明
图1是本发明的实施方式1涉及的半导体装置的剖面图。
图2是本发明的实施方式1涉及的半导体装置的俯视图。
图3是表示本发明的实施方式1涉及的散热器的角部结构的局部剖面图。
图4是表示本发明的实施方式1涉及的半导体装置的变形例的图。
图5是本发明的实施方式2涉及的半导体装置的剖面图。
图6是本发明的实施方式2涉及的半导体装置的俯视图。
图7是表示本发明的实施方式2涉及的半导体装置的制造工序的一部分的图。
图8是表示本发明的实施方式2涉及的半导体装置的一个变形例的图。
图9是表示本发明的实施方式2涉及的半导体装置的另一个变形例的图。
图10是表示本发明的实施方式2涉及的半导体装置的再一个变形例的图。
图11是本发明的实施方式3涉及的半导体装置的剖面图。
图12是本发明的实施方式3涉及的半导体装置的俯视图。
图13是对本发明的实施方式3涉及的弯曲部附近进行简化表示的局部剖面图。
图14是表示本发明的实施方式3涉及的半导体装置的变形例的示意图。
图15是表示本发明的实施方式3涉及的半导体装置的变形例的示意图。
图16是表示本发明的实施方式3涉及的半导体装置的变形例的示意图。
图17是表示本发明的实施方式3涉及的半导体装置的变形例的示意图。
图18是表示本发明的实施方式3涉及的半导体装置的变形例的示意图。
图19是表示本发明的实施方式3涉及的半导体装置的变形例的示意图。
图20是用于说明本发明的实施方式4涉及的半导体装置的制造方法的示意图。
图21是用于说明本发明的实施方式4涉及的半导体装置的制造方法的变形例的示意图。
图22是用于说明本发明的实施方式4涉及的半导体装置的制造方法的变形例的示意图。
图23是用于说明本发明的实施方式4涉及的半导体装置的制造方法的变形例的示意图。
图24是局部表示本发明的实施方式5涉及的半导体装置的周缘部附近的示意的剖面图。
图25是本发明的实施方式6涉及的半导体装置的剖面图。
图26是本发明的实施方式6涉及的半导体装置的俯视图。
图27是表示本发明的实施方式6涉及的半导体装置的变形例的示意的剖面图。
图28是表示本发明的实施方式6涉及的半导体装置的变形例的示意的剖面图。
图29是表示本发明的实施方式6涉及的半导体装置的变形例的示意的剖面图。
图30是表示本发明的实施方式6涉及的半导体装置的变形例的示意的剖面图。
图31是表示本发明的实施方式6涉及的半导体装置的变形例的示意的剖面图。
图32是表示本发明的实施方式7涉及的半导体装置的结构的示意的剖面图。
图33是本发明的实施方式8涉及的半导体装置的剖面图。
图34是本发明的实施方式8涉及的半导体装置的俯视图。
图35是本发明的实施方式8涉及的半导体装置的周缘部附近的放大剖面图。
图36是表示本发明的实施方式8涉及的半导体装置的变形例的、周缘部附近的示意的放大剖面图。
图37是表示本发明的实施方式8涉及的半导体装置的变形例的、周缘部附近的示意的放大剖面图。
图38是表示本发明的实施方式8涉及的半导体装置的变形例的、周缘部附近的示意的放大剖面图。
图39是表示本发明的实施方式8涉及的半导体装置的变形例的、周缘部附近的示意的放大剖面图。
图40是表示本发明的实施方式8涉及的半导体装置的变形例的、周缘部附近的示意的放大剖面图。
图41是表示本发明的实施方式8涉及的半导体装置的变形例的、周缘部附近的示意的放大剖面图。
图42是表示本发明的实施方式8涉及的半导体装置的变形例的、周缘部附近的示意的放大剖面图。
图43是表示本发明的实施方式8涉及的半导体装置的变形例的、周缘部附近的示意的放大剖面图。
具体实施方式
以下，基于附图说明本发明的实施方式。另外，对各图中共通或者对应的要素标注相同的标号而省略重复的说明。此外，本发明并不限定于以下的实施方式。
实施方式1
【实施方式1的结构】
图1是本发明的实施方式1涉及的半导体装置10的剖面图。图2是本发明的实施方式1涉及的半导体装置10的俯视图。图1表示沿图2中的A-A线剖断半导体装置10而得到的剖面。图2是从纸面上方向下方俯视观察图1的半导体装置10的俯视图，为方便起见，对模塑树脂进行透视而图示出半导体装置10的内部构造。
半导体装置10具有散热器20。散热器20是具有底面的导电性的金属块。如图1和图2所示，散热器20整体形状为大致长方体，具有相对的上表面(图1的朝向纸面上方的面)和底面(图1的朝向纸面下方的面)，还具有将该上表面和底面连结的侧面。散热器20的材料为铜(Cu)，导热性和导电性较高。
半导体装置10具有片部件26。片部件26是将构成绝缘层的绝缘片22和构成金属层的金属片24层叠而成的部件。绝缘片22是环氧树脂，金属片24是铜箔。绝缘片22也可以是填充有导电性填料的部件。
片部件26具有表面和背面，该表面与散热器20的底面接触，该背面向半导体装置10的外部(模塑树脂42的外部)露出。通过绝缘片22，使得片部件26的表面和背面电绝缘。
片部件26具有从散热器20的底面的边缘凸出的周缘部27。以下，在片部件中，也将从散热器底面的边缘凸出的部分简称为“周缘部”。如图2所示，周缘部27从散热器20的四边的边缘向四周凸出，其尺寸比散热器20大一圈。
作为半导体元件，半导体装置10具有IGBT(绝缘栅双极型晶体管)30和作为续流二极管的二极管32。IGBT30和二极管32利用焊料固定在散热器20的上表面。IGBT30和二极管32分别具有表面电极和背面电极。这些背面电极经由焊料与散热器20连接，从而两者电连接。
半导体装置10具有主端子36、主端子37、以及信号端子38。这些端子均为由铜(Cu)形成的电极板。主端子36利用焊料直接固定在散热器20上。主端子37、二极管32以及IGBT30通过由铝(Al)形成的多条(图中为5条)导线46彼此连接。信号端子38通过由铝(Al)形成的多条(图中为3条)导线44而与IGBT30的栅极电极连接。
半导体装置10具有模塑树脂42。模塑树脂42是对片部件26的表面、散热器20、和IGBT30以及二极管32进行封装的封装树脂体。在模塑树脂的外侧，主端子36、主端子37、以及信号端子38的一部分露出。模塑树脂42使片部件26的整个背面露出。
如图2所示，散热器20在散热器20的底面的4个角分别具有角部21。即，角部21是散热器20的俯视观察时的4个角的部分。如图2所示，角部21是在散热器20的俯视观察(或者半导体装置10的俯视观察)时成为曲面形状的部分。另一方面，如图1所示，角部21在散热器20的剖视观察(或者半导体装置10的剖视观察)时为矩形。实施方式1涉及的角部21从散热器20的底面至上表面成为相同的曲面。
图3是表示本发明的实施方式1涉及的散热器20的角部21结构的局部剖面图。图3(A)是表示散热器20的剖面观察时的角部21的图，图3(B)是表示散热器20的俯视观察时的角部21的图。图3(A)是沿着图3(B)的A1-A1线的剖面图。
【实施方式1的作用】
在具有如半导体装置10这样的结构的电力用半导体装置中，存在有水分从模塑树脂和绝缘片之间的微小的界面浸入的问题。该水分在散热器和铜箔之间形成导电路径，导致绝缘破坏。其原因在于，由于水分的存在，与散热器接触的绝缘片的绝缘材料发生水解，从而导致绝缘材料的绝缘性能降低。
此处，本申请发明人进行了分析的结果是，发现上述的绝缘破坏的发生部位大多位于散热器的俯视观察时的四角部分处，且与绝缘片接触的部分处(角部正下方)。
在图3(A)中箭头所示的路径是模塑树脂42和片部件26的界面，以下，也称为吸湿路径。吸湿路径的长度与沿面距离实际上相同。所谓沿面距离是指2个导电部分之间的、沿着绝缘物界面的最短距离。
假设在图3(B)的俯视观察时，散热器20的角部不是曲面，而是如现有技术这样是直角。于是，沿着图3(B)所示的2个吸湿路径进入的水分在该直角角部的前端集中。对此，如本实施方式这样，通过设置在俯视观察时为曲面形状的角部21，从而与在俯视观察时为直角的角部的情况相比，能够使吸湿路径变长(即，能够扩大沿面距离)。
角部21的曲面能够通过实施倒圆角加工(R面的倒角)而形成。角部21的倒圆角加工通过实施比在金属块的角部分处所实施的单纯的倒圆角加工大的倒角圆加工而形成。单纯的倒圆角加工也可以针对除角部21以外的散热器20的角部实施。但是，角部21的倒圆角加工与单纯的倒圆角加工相比，倒圆角加工的半径大。角部21的曲面的倒圆角加工的半径大于除角部21以外的散热器20的角部的倒圆角加工的半径。
根据本实施方式，即使从片部件26和模塑树脂42的界面发生吸湿，也能够抑制由该吸湿产生的水集中在半导体装置10内的散热器20的四角部分。由此，能够抑制在散热器20的四角处的绝缘破坏。
此外，如前述所示，作为绝缘破坏的发生部位集中在散热器的四角的一个原因，列举出如下原因，即，如果散热器的四角的端部较为尖锐，则会在该部分(尖角部分)处产生电场集中。根据本实施方式，由于角部21是曲面，因此能够消除如上述的尖锐部分，也能够缓和电场集中的程度。
此外，本实施方式涉及的角部21在散热器20的剖面观察(或者半导体装置10的剖面观察)时为矩形，而不具有如俯视观察时的情况下的曲面形状。该点与专利文献1(日本特开2011-9410号公报)的图7中的倒角部等在结构上不同。
作为本实施方式的角部21的有利的效果，存在例如如下的效果。如前述所示，本申请发明人通过进行分析、研究而发现：在散热器的四角，且在散热器和绝缘片之间产生的微小的间隙处，容易发生绝缘破坏。如果如专利文献1这样，成为在剖面观察时也进行倒圆角等的倒角加工的结构，则有可能在散热器和绝缘片之间产生的微小的间隙处，无法顺利地填充模塑树脂。关于这一点，在本实施方式中，虽然在俯视观察时为曲面形状，但是在剖面观察时为矩形，因此不会产生在剖面观察时进行了倒圆角等的倒角加工的情况下的模塑树脂的填充困难性。即，在本实施方式中，也可以在与使用矩形的散热器的情况同样的条件下进行模塑树脂封装工序。这样，根据本实施方式涉及的半导体装置10，能够在俯视观察时的构造中实现吸湿距离扩大，并且，另一方面，能够在剖面观察时的构造中确保模塑树脂封装的品质，从确保绝缘性的观点出发，能够得到优异的效果。
如以上说明所示，根据本实施方式，提供一种抑制散热器20和片部件26的绝缘层(绝缘片22)之间的绝缘破坏，确保绝缘性的半导体装置10。
【实施方式1的变形例】
图4是表示本发明的实施方式1涉及的半导体装置10的变形例的图。在该变形例中，取代散热器20而具有散热器50，除此之外具有与图1、2所示的半导体装置10相同的结构。图4(A)是表示散热器50的剖面观察时的角部51的图，图4(B)是表示散热器50的俯视观察时的角部51的图。图4(A)是沿着图4(B)的A2-A2线的剖面图。
角部51在俯视观察时为倒角形状，在剖面观察时为矩形。角部51对散热器20的俯视观察时的4个角的部分进行C面倒角加工。角部51确保与角部21同样的绝缘性，并且，也具有易于加工性。
实施方式2
【实施方式2的结构】
图5是本发明的实施方式2涉及的半导体装置100的剖面图。图6是本发明的实施方式2涉及的半导体装置100的俯视图。图5表示沿图6中的B-B线剖断半导体装置100而得到的剖面。图6是从纸面上方向下方俯视观察图5的半导体装置100的俯视图，为方便起见，对模塑树脂进行透视而图示出半导体装置100的内部构造。
半导体装置100除了下面的两个不同点之外，具有与实施方式1的半导体装置10相同的结构。第1不同点为具有涂层122。第2不同点为取代散热器20而具有散热器120。
散热器120与实施方式1的散热器20不同，不具有“在俯视观察时成为曲面形状的角部21”。除了该点之外，散热器120与散热器20为相同结构，在为矩形形状的金属块这一点、以铜(Cu)作为材料这一点也相同。
涂层122是由电绝缘性涂覆材料构成的层。涂层122设置在周缘部27的表面。如图6的俯视图所示，在实施方式2中，涂层122以包围散热器120的周围的方式，覆盖整个周缘部27。
涂层122的材料使用与模塑树脂42的材料相比，绝缘性以及与片部件26的表面的密接性较高的材料。涂层122的材料优选为从由聚酰亚胺、聚酰胺、具有多官能基的环氧类聚合物构成的组中选择出的1种材料。此外，在涂层122的材料中不混入导电性填料。这些绝缘性涂覆材料与绝缘片22的密接性较高。这是因为为了确保较高的散热性，在模塑树脂42中填充有填料。
图7是表示实施方式2涉及的半导体装置100的制造工序的一部分的图。如图7(A)所示，在片部件26的表面(周缘部27的表面)预先涂覆涂层122的材料。之后，将散热器120载置在片部件26上，并实施模塑树脂封装工序。其结果，得到图7(B)的结构。
【实施方式2的作用】
根据本实施方式，在片部件26和模塑树脂42的界面设有涂层122。该涂层122是由绝缘性涂覆材料构成的层。通过该涂层122，即使沿着界面发生吸湿，也能够抑制绝缘破坏。此外，利用涂层122，也能够确保高于绝缘片22的绝缘性，并使绝缘特性有效地提高。由此，能够抑制在散热器的四角处的绝缘破坏。
【实施方式2的变形例】
(变形例1)
图8是表示本发明的实施方式2涉及的半导体装置100的一个变形例的图。将涂层124设置为不仅覆盖片部件26的表面，也覆盖至端部侧面。涂层126的材料与涂层122相同。
(变形例2)
图9是表示本发明的实施方式2涉及的半导体装置100的另一个变形例的图。图9所示的变形例涉及的半导体装置具有片部件140。该片部件140与片部件26不同，具有比绝缘片142大一圈的金属片144。即，绝缘片142的表面与散热器120的底面接触。金属片144与绝缘片142的背面接触，具有从绝缘片142的边缘凸出的周缘部，周缘部具有朝向散热器侧的上表面。
在本变形例中，涂层126涂覆至绝缘片142表面和金属片144的上表面。涂层126的材料与涂层122相同。根据图9的变形例，由于能够在涂覆材料和铜箔之间得到较高的粘接性，因此能够有效地抑制水分的浸入。
(变形例3)
图10是表示本发明的实施方式2涉及的半导体装置100的再一个变形例的图。图10与图6同样地，相当于半导体装置100的俯视图，对内部结构简化地表示。如图10(A)所示，也可以仅在散热器120的四角处局部地设置涂层128。由于在绝缘破坏的发生频率较高的散热器120的四角处设置涂层128，因此能够确保绝缘破坏的抑制效果。此外，以较少的涂覆材料涂覆即可，有助于削减成本。此外，如图10(B)所示，也可以仅在散热器120的短边侧局部地设置涂层130。此外，如图10(C)所示，也可以仅在散热器120的长边侧局部地设置涂层132。各涂层的材料与涂层122相同。
实施方式3
以下，对本发明的实施方式3涉及的半导体装置进行说明。在以下说明的实施方式3涉及的半导体装置及其变形例中，共同具有下述结构，即，模塑树脂从片部件的周缘部表面至背面为止，对片部件的周缘部进行覆盖。
【实施方式3的结构】
图11是本发明的实施方式3涉及的半导体装置200的剖面图。图12是本发明的实施方式3涉及的半导体装置200的俯视图。图11表示沿图12中的C-C线剖断半导体装置200而得到的剖面。图12是从图11的纸面上方向下方俯视观察图11的半导体装置200的俯视图，为方便起见，对模塑树脂进行透视而图示出半导体装置200的内部构造。
半导体装置200除了下面的两个不同点之外，具有与实施方式1的半导体装置10相同的结构。第1不同点为取代片部件26而具有片部件226。第2不同点为取代散热器20而具有在实施方式2中所说明的散热器120。
片部件226在具有弯曲部228这一点与片部件26不同，除此以外的点，即，绝缘片22和金属片24的层叠构造这一点、与周缘部27同样地具有周缘部227这一点是共通的。
片部件226的周缘部227具有平面部229和弯曲部228。平面部229是与散热器120的底面平行地延伸的部分。弯曲部228是在平面部229的外侧、且沿着散热器120的短边设置的，是以向散热器120侧凸起的方式弯曲的部分。在本实施方式中，通过如图11所示地弯折片部件226，而形成该弯曲部228。
图13(A)是对本发明的实施方式3涉及的弯曲部228附近进行简化表示的局部剖面图。在本实施方式中，通过将片部件226弯折角度θ1而形成弯曲部228。
另外，该角度θ1为锐角，但本发明不限于此。也可以例如如图13(B)所示形成为钝角θ2，而设置弯曲部232和平面部233。角度θ的范围优选为：相对于半导体装置200的封装件下表面(或者，与散热器120的底面平行的面)成为从15度至165度的范围。另外，在使角度θ形成为钝角(即，超过90度的角度)的情况下，如图13(B)所示，优选平面部233的宽度尺寸大于弯曲部232的宽度尺寸。
模塑树脂42在实施方式3中，也与上述的实施方式1、2同样地，对半导体装置内部的各结构进行封装。即，模塑树脂42是对片部件226的表面、散热器120、以及IGBT30等半导体元件进行封装，并且使片部件226的背面露出的封装树脂体。此处，在实施方式3中，如图13所示，模塑树脂42向片部件226的背面侧(金属片24背面侧)迂回。由此，模塑树脂42覆盖弯曲部228处的片部件226的背面的一部分。
【实施方式3的作用】
根据本实施方式，由于模塑树脂42覆盖弯曲部228处的片部件226的背面的一部分，因此能够将沿着片部件226的周缘部227和模塑树脂42的界面的吸湿距离延长。即，能够扩大片部件226和散热器120之间的沿面距离。由此，能够抑制成为绝缘破坏的原因的吸湿，能够抑制散热器的绝缘破坏。
此外，由于金属片(铜箔)和模塑树脂的密接力较高，因此能够通过增大两者的粘接面积，从而进一步抑制吸湿。
此外，在实施方式3中，如下面所述，也得到制造工艺上的优点。即，在实施方式3中，周缘部227具有平面部229。平面部229能够在片部件226的面内，使弯曲部228和散热器120之间产生一定的间隔。由此，能够确保设计余量，即使在制造工序中散热器120的位置产生偏移，也能够确保弯曲部228的弯曲。
即，假设如专利文献1(日本特开2011-9410号公报)，使片部件的周缘部在贴近散热器120的边缘处弯曲。这样一来，有可能在利用自动控制装置进行配置时，在产生散热器120的位置偏移时，将散热器120载置在片部件的周缘部的弯曲部分上。如果在片部件的周缘部的弯曲部分上载置散热器120，则散热器120受到按压而施加力，使得将弯折消除。其结果，周缘部受到按压，使得片部件变平坦。
关于这一点，根据实施方式3，由于利用平面部229确保设计余量，因此能够抑制上述的问题。
【实施方式3的变形例】
以下，使用附图说明实施方式3的变形例。在以下的图中，为方便起见，对模塑树脂42进行透视而图示出半导体装置200内部构造，对结构进行简化地表示。具体而言，对除了模塑树脂42、散热器120以及片部件226以外的结构进行省略或简化。
(变形例1)
图14是表示本发明的实施方式3涉及的半导体装置200的变形例的示意图。该图与图13(A)所示的剖面图对应，使图13(A)的剖面构造进行了变形。如图14(A)所示，也可以在周缘部227处设置平面部235、弯曲部234。弯曲部234也可以具有第1弯曲部234a和第2弯曲部234b。第1弯曲部234a是与平面部235连接，并向散热器120侧(半导体装置200的封装件上表面侧)弯折的部分，第2弯曲部234a是与第1弯曲部234b连接，并向半导体装置200的封装件下表面侧弯折的部分。
此外，也可以进行比两段多的多段弯折。例如如图14(B)所示，也可以与平面部237一起，设置Ω型形状的弯曲部236。由此，能够在较窄的空间中使弯折次数增加，从而使吸湿距离(沿面距离)进一步扩大。
(变形例2)
图15是表示本发明的实施方式3涉及的半导体装置200的变形例的示意图。该图与图13(A)所示的剖面图对应，使图13(A)的剖面构造进行了变形。如图15所示，在周缘部227设有平面部243和弯曲部241。在金属片24(铜箔)的端部设置的弯曲部241具有光亮面241a和毛刺面241b。能够通过模塑树脂覆盖光亮面241a的表面，并且毛刺面241b凸出，从而与没有光亮面241a的直角情况相比，增大吸湿距离(沿面距离)。
如果在片部件的切断加工时，将用于实施切断的上下模具的间隙变大，则能够形成较大的铜箔光亮面。此外，由于通过在制造工序上控制模具的间隙的大小就足够了，因此能够无需新的追加工序，抑制成本增加。
图16表示以与图15同样的思路进行了变形的、本发明的实施方式3涉及的半导体装置200的变形例的示意图。毛刺没有图15的毛刺面241b那么大，但在图16中，模塑树脂也能够覆盖光亮面254。其结果，同样实现吸湿距离(沿面距离)的扩大。
(变形例3)
图17是表示本发明的实施方式3涉及的半导体装置200的变形例的示意图。在图17所示的变形例中，在弯曲部228的背面设置两个槽244。槽244是设置有线状的槽的结构，其在贯通图17的纸面的方向上连续地延伸，通过进行所谓的划片，而在材料(金属片24)的表面形成刻痕。通过该槽能够扩大吸湿距离(沿面距离)。此外，利用该槽244设置凹凸形状的结果是，能够扩大模塑树脂42和金属片24表面之间的粘接面积，使密接性提高。另外，该槽244可以是1个，或者也可以是大于或等于3个。不限于连续地，也可以是隔开规定间隔不连续地设置。
(变形例4)
图18是表示本发明的实施方式3涉及的半导体装置200的变形例的示意图。在模塑树脂42的靠周缘部227附近处设有倒角部250。也可以使倒角的角度与周缘部处的弯曲部的角度一致。由此，能够实现封装件小型化、模塑树脂使用量的减少，有降低成本的效果。另外，如图18所示，也可以在弯曲部的附近，对散热器120的底面角部实施在剖面观察时为曲面形状的倒角。不限于曲面，也可以是直线的倒角(所谓C面倒角)。
(变形例5)
图19是表示本发明的实施方式3涉及的半导体装置200的变形例的示意图。为方便起见，对模塑树脂42进行透视而图示出半导体装置200内部构造，是仅表示出散热器120和片部件226的简化图。在上述的图14至16涉及的变形例中，使半导体装置200中的周缘部227的剖面构造进行各种变形。另一方面，图19所示的各变形例中，使在俯视观察时的、设置半导体装置200的周缘部227的位置进行各种变形。
在图19(A)所示的变形例中，构成为在片部件226的所有四个边的周缘部274处，设置有平面部272和弯曲部270的结构。
在图19(B)所示的变形例中，构成为在片部件226的四个角处局部地设置有平面部278和弯曲部276的结构。也可以仅在绝缘破坏的发生频率较高的散热器的四角处局部地设置弯曲部。
在图19(C)所示的变形例中，构成为使片部件226的相对的两个长边的周缘部286设置有平面部282和弯曲部280的结构。与在所有的四个边设置弯曲部的情况相比，存在容易弯曲加工、弯曲加工工序的成本较低等优点。
另外，在图19所示的变形例中，各平面部和弯曲部的剖面形状可以与实施方式3的图13的结构相同，或者，也可以是上述的图14至16所述的各种变形例。
实施方式4
以下，对本发明的实施方式4涉及的半导体装置的制造方法进行说明。实施方式4涉及的制造方法用于制造与实施方式3同样地在片部件226的周缘部处设置有弯曲部的半导体装置。以下的图20至23，由于在各图的纸面左右中为对称形状，因此只对纸面左侧的部分进行图示，对图示进行了简化。
此外，图20至23是简化后的示意图，但实际上与半导体装置200同样地，具有散热器120、片部件226、作为功率半导体元件的IGBT30和二极管32、以及模塑树脂42。除此以外，与半导体装置200同样地，也具有导线44、46、信号端子38、以及主端子36、37。这些各个部件的搭载部位、相对的位置关系与图11和图12所示相同。
图20是用于说明本发明的实施方式4涉及的半导体装置的制造方法的示意图。在实施方式4涉及的制造方法中，首先，作为第1步骤，进行准备工序。在该准备工序中，准备散热器120、半导体元件(IGBT30和二极管32)、以及片部件226。在此基础上，与半导体装置200同样地，还准备导线44、46、信号端子38、以及主端子36、37。
此处，在实施方式4中，作为“弯曲部形成单元”，在片部件226的周缘部227设置凸起290。弯曲部形成单元是对片部件226的周缘部进行弯折的单元。该凸起290优选为树脂材料。这是由于要通过树脂材料确保加工性和绝缘性。具体而言，在片部件226的端部背面侧，沿着各边，从该边的一端至另一端连续地(或者不连续地)涂覆绝缘材料。通过该涂覆材料硬化而成为凸起290。
上模具291a和下模具291b是模塑树脂成型用的模具。树脂注入路径省略图示。在通过用于模塑树脂成型的上模具291a和下模具291b形成的空腔内，设置散热器120、片部件226等封装对象部件。将散热器120载置在片部件226的表面，以形成从散热器120的底面的边缘凸出的周缘部227。
此时，凸起290作为弯曲部形成单元起作用，如图20(B)所示，通过散热器120和凸起290，使得片部件226的周缘部227弯折。根据图20的制造方法，能够通过针对片部件226的加工(涂覆材料的涂敷)，沿用已有的模塑模具(上模具291a和下模具291b)，将片部件226的端部进行弯折。
在向周缘部实施了弯折的状态下，如图20(B)所示，实施树脂封装工序。由此，能够利用模塑树脂42，对片部件226的表面以及周缘部227的背面、散热器120、IGBT30等半导体元件、以及未图示的主端子、导线等结构部件进行封装。此外，模塑树脂42无法进入与下模具290的底面接触的片部件226的背面(即，金属片24的一部分的背面)，因此片部件226的背面的至少一部分从模塑树脂42露出。
(变形例1)
另外，弯曲部形成单元也可以是设置在模塑模具中的空腔底面，且能够向空腔内部凸出的销。图21是用于说明本发明的实施方式4涉及的半导体装置的制造方法的变形例的示意图。在图21中，在下模具291c中，设置通孔以及能够在通孔内部沿轴线方向进入/后退的可动销292。在将片部件226的端部配置在能够与可动销292的前端抵接的位置之后，使可动销292进入。由此，能够如图21所示，将片部件226的端部弯折。
例如在模塑工序时，可以首先按压可动销292而进行弯折，在利用弯折形成弯曲部后，在使可动销292后退的状态下进行模塑树脂的注入。或者，也可以在将可动销292凸出的状态下注入模塑树脂，进一步以树脂填埋由可动销292产生的孔。另外，可动销292也可以沿着片部件226所配置的规定区域的边缘设置有多根。
(变形例2)
另外，弯曲部形成单元也可以是在模塑模具中的空腔底面设置的凸部。图22是用于说明本发明的实施方式4涉及的半导体装置的制造方法的变形例的示意图。在图22的制造方法中，使用在底面设置有凸部294的下模具291d，实施模塑树脂封装工序。该凸部294具有斜面294a，其中，该斜面294a具有角度θ3的倾斜。
将片部件226配置为端部侧的背面与斜面294a抵接，将散热器120配置在与凸部294相比的纸面右侧。由此，如图22所示，能够将片部件226的端部高精度地弯折为所期望的角度。
(变形例3)
另外，弯曲部形成单元也可以同时具有第1销和第2销，其中，该第1销设置在模塑模具中的空腔底面，并且能够向空腔内部凸出，该第2销以与该第1销相对的方式设置在模塑模具的空腔上表面，并且能够向空腔内部凸出。第1销和第2销之间的分离距离与周缘部227的尺寸相对应。
图23是用于说明本发明的实施方式4涉及的半导体装置的制造方法的变形例的示意图。在图23的制造方法中，使用前述的具有可动销292的下模具291c，并且，使用具有可动销298的上模具291e。在将片部件226的端部配置在能够与可动销292的前端抵接的位置之后，使可动销292进入。此时也对可动销298进行按压，可动销298的前端如图23所示，对散热器120的周围附近的片部件226的表面进行按压。由此，如图23所示，能够将片部件226的端部进行弯折，进一步通过可动销298的按压而提高弯曲稳定性。
例如在模塑工序时，可以首先按压可动销292、298而进行弯折，在利用弯折形成弯曲部后，在使可动销292、298后退的状态下进行模塑树脂的注入。或者，也可以在将可动销292、298凸出的状态下注入模塑树脂，进一步以树脂填埋由可动销292、298产生的孔。
另外，可动销292也可以沿着片部件226所配置的规定区域的边缘设置有多根。此外，可动销298也可以沿着散热器120所配置的规定区域的外周设置有多根。
实施方式5
图24是局部表示本发明的实施方式5涉及的半导体装置202的周缘部附近的示意的剖面图。图24所示的半导体装置202在由模塑树脂42覆盖片部件226的背面的一部分这一点，与实施方式3涉及的半导体装置200共通。但是，除此之外，还具有以下所述的技术特征。
首先，对图24所示的实施方式5涉及的半导体装置202的结构进行说明。与半导体装置200同样地，半导体装置202也具有：散热器120、片部件226、作为功率半导体元件的IGBT30和二极管32、以及模塑树脂42。除此以外，与半导体装置200同样地，也具有：导线、信号端子、以及主端子。
图24(A)是表示半导体装置202的制造过程中的、散热器120搭载前的状况的周缘部附近的放大剖面图。图24(B)是对模塑树脂封装后的、半导体装置202的周缘部附近进行放大的剖面图。除了模塑树脂42、散热器120以及片部件226以外的结构与实施方式3涉及的半导体装置200相同。即，除此以外，与半导体装置200同样地，也具有导线44、46、信号端子38、以及主端子36、37。这些各个部件的搭载部位、相对的位置关系与图11和图12所示相同，因此为了便于说明，省略图示。
如图24(A)所示，片部件226在周缘部227具有薄壁部296。薄壁部296是以在片部件226的背面(即，金属片24的表面)形成台阶297的方式而被削薄的部分。使薄壁部296的厚度为片部件226的中央侧(厚壁的部分)的厚度的1/2。该台阶297是从片部件226的背面的端部附近位置至周缘部227的前端为止，连续地设置的台阶。如图24(B)所示，在完成了模塑树脂封装的半导体装置202中，模塑树脂42具有覆盖台阶297的台阶封装树脂部299。
另一方面，在该实施方式5中，与在半导体装置200中，在周缘部227处设置弯曲部228不同，周缘部227整个成为平面部。即，没有对片部件226的端部实施弯折等。
在实施方式5中，得到如下的作用效果。
首先，能够以模塑树脂42覆盖片部件226的背面的一部分。从片部件226的背面的端部附近位置至周缘部227的前端为止，存在薄壁部296，模塑树脂42对该薄壁部296进行封装。由此，将水分的侵入路径可靠地扩大与薄壁部296和模塑树脂42之间的界面相应的量。得到吸湿距离(沿面距离)的扩大，且模塑树脂的密接性提高的效果。
此外，金属片(本实施方式中为铜箔)和模塑树脂之间的密接力大于金属片(本实施方式中为铜箔)和绝缘层(绝缘片)之间的密接力。此外，通过扩大与模塑树脂接触的金属片(本实施方式中为铜箔)的表面积，从而发挥锚固效应。由此，能够通过较高的密接性而防止吸湿水进入。
此外，在实施方式5中，周缘部227整个成为平面部。因此，即使散热器120的位置产生偏差，也能够避免如前述的弯曲部228和散热器120之间的设计余量的问题。因此，具有制造工艺上的优点。
另外，可以通过对金属片24(铜箔)的端部进行化学加工(半蚀刻)而形成薄壁部296。此外，也可以通过对金属片24(铜箔)的端部进行机械加工(修整)而形成薄壁部296。
实施方式6
以下，对本发明的实施方式6涉及的半导体装置进行说明。在以下所述的实施方式6涉及的半导体装置及其变形例中，在片部件的周缘部的表面设置至少一个凸部或者凹部，这一点是共通的。
【实施方式6的结构】
图25是本发明的实施方式6涉及的半导体装置300的剖面图。图26是本发明的实施方式6涉及的半导体装置300的俯视图。图25表示沿图26中的D-D线剖断半导体装置300而得到的剖面。图26是从图25的纸面上方向下方俯视观察图25的半导体装置300的俯视图，为方便起见，对模塑树脂进行透视而图示出半导体装置300的内部构造。
半导体装置300除了下面的两个不同点之外，具有与实施方式1的半导体装置10相同的结构。第1不同点为取代片部件26而具有片部件326。第2不同点为取代散热器20而具有在实施方式2中已说明的散热器120。
片部件326具有凹部328这一点与片部件26不同。除此之外的点，即绝缘片22和金属片24的层叠构造这一点、与周缘部27同样地具有周缘部327这一点是共通的。
如图26所述，在实施方式6中，在片部件326的2个短边处分别以包围散热器120的方式设有多个凹部328。
图27(A)是对本发明的实施方式6涉及的周缘部附近进行简化表示的局部剖面图。图27(B)是沿着图27(A)的E-E线的剖面图。如图所示，各凹部328为圆形，各凹部328的深度为至绝缘片22的中途为止。将凹部328设置在从片部件326的端部至周缘部327中贴近散热器120的位置处为止。
另外，凹部328也可以通过将可动销扎入绝缘片22而形成。由此容易进行加工，具有成本降低的效果。
【实施方式6的作用】
根据本实施方式涉及的半导体装置300，在片部件326的周缘部327的表面设置多个凹部328。该凹部328形成多个凹部。通过多个凹部，与片部件326仅为平坦面的情况相比，扩大了吸湿距离(沿面距离)。
此外，根据本实施方式，通过模塑树脂进入多个凹部328内，从而粘接面积增大，能够提高片部件326的周缘部327和模塑树脂42的界面的密接性。能够抑制成为绝缘破坏的原因的吸湿。由此，能够抑制散热器120的绝缘破坏。
【实施方式6的变形例】
以下，使用附图说明实施方式6的变形例。在以下的图中，为方便起见，对模塑树脂42进行透视而图示出半导体装置300内部构造，是简化地表示结构的图。具体而言，对除了模塑树脂42、散热器120以及片部件326以外的结构进行省略或简化。
(变形例1)
图28是表示本发明的实施方式6涉及的半导体装置300的变形例的示意的剖面图。图28(A)是对本发明的实施方式6涉及的周缘部附近进行简化表示的局部剖面图。图28(B)是沿图27(A)的F-F线的剖面图。在该变形例1中，以与实施方式6涉及的凹部328同样的位置、个数设置多个孔部332，但该孔部332贯通绝缘片22而使金属片24的表面露出，这一点与凹部328不同。由此，在与凹部328同样的效果的基础上，还能够使铜箔的金属片24的表面和模塑树脂42之间产生粘接。
此外，金属片(本实施方式中为铜箔)和模塑树脂之间的密接力大于金属片(本实施方式中为铜箔)和绝缘层(绝缘片)之间的密接力。此外，通过扩大与模塑树脂接触的金属片(本实施方式中为铜箔)的表面积，从而发挥锚固效应。由此，能够通过较高的密接性而防止吸湿水进入。
另外，孔部332也可以通过将可动销扎入绝缘片22而形成。在该情况下，容易进行加工，得到了成本降低的效果。
(变形例2)
图29是表示本发明的实施方式6涉及的半导体装置300的变形例的示意的剖面图。在图29中，取代凹部328而设置具有三角形状的凹凸的凹凸部334。由此，与平坦的情况相比，与片部件326仅为平坦面的情况相比，吸湿距离(沿面距离)扩大。此外，与凹部328的情况同样地，通过增大与模塑树脂42的界面的接触表面积，从而也提高密接性。
(变形例3)
图30是表示本发明的实施方式6涉及的半导体装置300的变形例的示意的剖面图。图30(A)是对本发明的实施方式6涉及的周缘部附近进行简化表示的局部剖面图。图30(B)是沿图30(A)的G-G线的剖面图。在图30中，取代凹部328而设置具有矩形形状的凹部的凹部336。由此，与平坦的情况相比，与片部件326仅为平坦面的情况相比，吸湿距离(沿面距离)扩大。此外，与凹部328的情况同样地，通过增大与模塑树脂42的界面的接触表面积，从而也提高密接性。
另外，不限于如图30(B)所示在俯视观察时成为长方形形状(线状)的凹部，也可以排列多个(多数个)在俯视观察时为正方形的凹部。此外，凹部的俯视观察形状不一定是单纯的矩形，也可以包含有在俯视观察时为L字形、U字形、环状等各种图案。
(变形例4)
图31(A)和(B)是表示本发明的实施方式6涉及的半导体装置300的变形例的示意的剖面图。在图31所示的变形例中，在片部件326上设置有厚壁部338。在具有厚壁部338的情况下，与同样厚度的情况相比，将吸湿距离(沿面距离)扩大与形成厚壁的厚度相应的量。此外，通过使绝缘层成为厚壁，也能够缓和散热器120的端部(尤其是四角)的电场集中。
另外，在图31中，将散热器120的侧面配置为与厚壁部338的侧面338a接触。然而，本发明不限于此，也可以使侧面338a和散热器120的侧面分离。向分离而产生的该空间中填充模塑树脂42。由此，能够进一步实现吸湿距离(沿面距离)的扩大。
(变形例5)
在本实施方式中，在片部件326的两个短边处分别设有多个凹部328。然而，能够进行下述的各种各样的变形，即，将上述的实施方式6涉及的凹部328、变形例1至5的各种结构设置在半导体装置300的俯视观察时的片部件326的任意位置处。
例如在实施方式6中，也能够进行与实施方式3中、图19所示相同的变形。例如，也可以与图19(A)所示的变形例相同地，在片部件326的所有四个边的周缘部327处设置凹部328、变形例1至5的各种结构。或者也可以与图19(B)所示的变形例相同地，在片部件326的四个角局部地设置凹部328、变形例1至5的各种结构。或者，也可以与图19(C)所示的变形例相同地，在片部件326的相对的两个长边的周缘部327处设置凹部328、变形例1至5的各种结构。
实施方式7
图32是表示本发明的实施方式7涉及的半导体装置302的结构的示意的剖面图。图32(A)是示出半导体装置302的制造过程中的、散热器120搭载前的状况的周缘部附近的放大剖面图。图32(B)是对在模塑树脂封装后的半导体装置302的周缘部附近进行放大的剖面图。
与半导体装置200同样地，半导体装置302也具有：散热器120、片部件326、作为功率半导体元件的IGBT30和二极管32、以及模塑树脂42。除此以外，与半导体装置200同样地，也具有导线、信号端子、以及主端子。但是，除了模塑树脂42、散热器120和片部件326以外的结构，与实施方式3涉及的半导体装置200相同，因此为了便于说明，省略图示。
如图32(A)所示，在实施方式7中，在片部件326的周缘部设有多个通孔342。在通孔342的边缘部分别设有向背面侧凸出的毛边344。如图32(B)所示，在完成了模塑树脂封装的半导体装置302中，模塑树脂42具有对周缘部的背面处的设有毛边344的部分进行覆盖的毛边覆盖部345。
由此，能够通过覆盖片部件326的背面而实现吸湿距离(沿面距离)的扩大。此外，通过毛边覆盖部345覆盖毛边344，从而与没有毛边344的情况相比，能够使作为铜箔的金属片24和模塑树脂42的粘接面积增大。
实施方式8
【实施方式8的结构】
图33是本发明的实施方式8涉及的半导体装置400的剖面图。图34是本发明的实施方式8涉及的半导体装置400的俯视图。图33表示沿图34中的H-H线剖断半导体装置400而得到的剖面。图34是从图33的纸面上方向下方俯视观察33的半导体装置400的俯视图，为方便起见，对模塑树脂进行透视而图示出半导体装置400的内部构造。
半导体装置400除了下面的两个不同点之外，具有与实施方式1的半导体装置10相同的结构。第1不同点为取代片部件26而具有片部件426。第2不同点为取代散热器20而具有在实施方式2中已说明的散热器120。
图35是本发明的实施方式8涉及的半导体装置400的周缘部附近的放大剖面图。片部件426与片部件26、226、326同样地，是绝缘片和金属片层叠而成的结构，与这些片部件同样地具有周缘部427。但是，在片部件426中，金属片24具有在俯视观察时比绝缘片422大一圈的尺寸。即，绝缘片422的外形比金属片24小一圈，金属片24还具有从绝缘片的边缘凸出的周缘部428。模塑树脂42覆盖该周缘部428的表面。
【实施方式8的作用】
根据本实施方式，能够提高片部件426的周缘部427和模塑树脂42的界面的密接性。即，金属片(本实施方式中为铜箔)和模塑树脂之间的密接力大于金属片(本实施方式中为铜箔)和绝缘层(绝缘片)之间的密接力。此外，通过扩大与模塑树脂接触的金属片(本实施方式中为铜箔)的表面积，从而发挥锚固效应。由此，能够通过较高的密接性而防止吸湿水进入。由此，能够抑制成为绝缘破坏的原因的吸湿。由此，能够抑制散热器120的绝缘破坏。
【实施方式8的变形例】
图36至图43是表示本发明的实施方式8涉及的半导体装置400的变形例的、周缘部附近的示意的放大剖面图。
如图36所示，也可以在周缘部428设置三角形状的凹凸部430。
如图37所示，也可以对周缘部428进行弯折，而设置弯曲部435。此处，如图37(A)所示，也可以将整个周缘部428弯折。此外，如图37(B)所示，也可以在相距绝缘片422端部为尺寸L的位置处，在中途对周缘部428进行弯折，而设置弯曲部441和平面部442，在该情况下也能够提高绝缘耐压。如图38所示，也可以以规定的钝角θ4实施弯折而设置弯曲部444，或者以规定的锐角θ5实施弯折而设置弯曲部446。该弯折角度优选处于15度～165度的范围。如图37、38所示，在进行了弯折的情况下，模塑树脂42覆盖金属片24的表面和背面。于是，模塑树脂粘接在金属片(本实施方式中为铜箔)的表面、背面两个面，因此能够得到较高的密接性。
如图39所示，也可以在周缘部428设置多个凹部458。图39(B)是沿着图39(A)的箭头J观察时的俯视图，是为了方便起见，对模塑树脂42进行了透视的图。
如图40所示，也可以在周缘部428设置多个通孔460。
如图41所示，也可以在周缘部428设置梯形的凹部468。图41(B)是图41(A)中的凹部468附近的放大剖面图。根据梯形的凹凸部468，具有吸湿距离进一步扩大、金属片和模塑树脂的粘接面积提高的效果。在此基础上，还能够通过模塑树脂42进入凹部468内，从而使模塑树脂42和金属片24还以机械方式结合。
图42是表示图41所示的凹部468的制造方法的一个例子的图。将具有图42(A)的剖面图和图42(B)的俯视图所示形状的冲压用具前端469扎入金属片24。接着，如图42(B)的箭头所示，使冲压用具前端469旋转180度或者360度。于是，通过旋转，对金属片24进行剜挖，形成在图42(C)的俯视图中以虚线圆表示的凹部468的底部外缘468a和入口部468b。之后，在经过180度或者360度的旋转之后，从入口部468b拔出冲压用具前端469。其结果，如图42(D)的俯视图和图42(E)的剖面图(图42(D)的沿K-K线的剖面)所示，形成凹部468。
如图43(A)和(B)所示，也可以在金属片24设置多个通孔478，并在通孔478边缘残留毛边479。这基于与实施方式7相同的技术思路。之后，通过利用模塑树脂42进行的树脂封装，如图43(C)所示，模塑树脂42具有对周缘部的背面处的设有毛边479的部分进行覆盖的毛边覆盖部。
另外，在本实施方式中，在片部件426的四个边中设有周缘部428。然而，能够进行下述各种变形，即，将周缘部428设置在半导体装置400的俯视观察时的片部件426的任意位置处。例如也可以在实施方式8中，在片部件426的相对的长边、短边、仅四角处设置周缘部428。
另外，能够对上述的各实施方式进行适当地组合而使用。此外，能够将上述的实施方式2至7的涂层、弯曲部以及孔部等适当地设置在俯视观察时的片部件的两个短边、两个长边、以及四个角的任意部位。
另外，在上述的各实施方式中，作为功率半导体元件，使用了IGBT。然而，本发明不限于此，作为功率半导体元件也可以使用MOSFET。
另外，也可以将实施方式1涉及的散热器20作为实施方式2至5中的半导体装置的散热器而使用。此外，在上述的各实施方式中，公开了仅树脂封装有1组作为功率半导体元件的IGBT和续流二极管的半导体装置，但是本发明不限于此。例如，在作为逆变电路而内置多组功率半导体元件的半导体装置中，也能够应用本发明，具体而言，能够将本发明应用于例如作为三相逆变器而具有6组IGBT和续流二极管的半导体装置中。
标号的说明
10、100、200、202、300、302、400 半导体装置
20、120 散热器
21、51 角部
22 绝缘片
24 金属片
26、140、226、326、426 片部件
27 周缘部
30 IGBT
32 二极管
36、37 主端子
38 信号端子
42 模塑树脂
44、46 导线
122、124、126、128、130、132 涂层

Claims (19)

1.一种半导体装置，其特征在于，具有：
导电性的散热器，其具有底面；
片部件，其具有表面和背面，所述表面和所述背面电绝缘，所述表面与所述散热器的所述底面接触，并且该片部件具有从所述底面的边缘凸出的周缘部；
半导体元件，其固定在所述散热器上，并与所述散热器电连接；以及
封装树脂体，其对所述片部件的所述表面、所述散热器、以及所述半导体元件进行封装，并且使所述片部件的所述背面的至少一部分露出，
所述散热器在所述底面的角处具有角部，该角部在俯视观察时为倒角形状或者曲面形状，并且在剖面观察时为矩形形状。
2.一种半导体装置，其特征在于，具有：
导电性的散热器，其具有底面；
片部件，其具有表面和背面，所述表面和所述背面电绝缘，所述表面与所述散热器的所述底面接触，并且该片部件具有从所述底面的边缘凸出的周缘部；
半导体元件，其固定在所述散热器上，并与所述散热器电连接；以及
封装树脂体，其对所述片部件的所述表面、所述散热器、以及所述半导体元件进行封装，并且使所述片部件的所述背面的至少一部分露出，
在所述周缘部的所述表面设置有电绝缘性涂覆材料层，其中，该电绝缘性涂覆材料的绝缘性和与所述片部件的所述表面的密接性中的至少一者高于所述封装树脂体的树脂。
3.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，
所述电绝缘性涂覆材料是从由聚酰亚胺、聚酰胺、具有多官能基的环氧类聚合物构成的组中选择出的1种材料。
4.一种半导体装置，其特征在于，具有：
导电性的散热器，其具有底面；
片部件，其具有表面和背面，所述表面和所述背面电绝缘，所述表面与所述散热器的所述底面接触，并且该片部件具有从所述底面的边缘凸出的周缘部；
半导体元件，其固定在所述散热器上，并与所述散热器电连接；以及
封装树脂体，其对所述片部件的所述表面、所述散热器、以及所述半导体元件进行封装，并且使所述片部件的所述背面的至少一部分露出，
所述片部件的所述周缘部具有：
平面部，其与所述底面平行地延伸；以及
弯曲部，其在所述平面部的外侧，且在所述散热器的角附近或者沿着所述散热器的边设置，向所述表面侧凸起，
所述封装树脂体覆盖所述弯曲部处的所述片部件的所述背面。
5.根据权利要求4所述的半导体装置，其特征在于，
所述弯曲部具有：
第1弯折部，其从所述平面部延伸，将所述片部件的所述周缘部向所述表面侧弯折；以及
第2弯折部，其设置在所述第1弯折部的外侧。
6.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，具有下述工序：
准备导电性的散热器、半导体元件以及片部件的工序，其中，所述导电性的散热器具有底面，所述半导体元件应固定在所述散热器上，所述片部件具有表面和背面，且所述表面和所述背面电绝缘；
将所述片部件、所述散热器以及在所述散热器上固定的所述半导体元件放入模塑模具的空腔内，将所述背面朝向所述模塑模具的所述空腔底面，而使所述片部件载置在所述空腔底面上，将所述散热器载置在所述片部件的所述表面，以形成从所述散热器的所述底面的边缘凸出的周缘部，通过弯曲部形成单元对所述周缘部实施使其向所述散热器侧弯折的工序；以及
在对所述周缘部实施了弯折的状态下，进行树脂封装，以对所述片部件的所述表面、所述周缘部处的所述背面、所述散热器、和所述半导体元件进行封装，并且使所述片部件的所述背面的至少一部分露出的工序。
7.根据权利要求6所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，
所述弯曲部形成单元是在所述片部件的端部处的所述背面设置的凸起。
8.根据权利要求6所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，
所述弯曲部形成单元是在所述模塑模具中的所述空腔底面设置、且能够向所述空腔内部凸出的销。
9.根据权利要求6所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，
所述弯曲部形成单元是在所述模塑模具中的所述空腔底面设置的凸部。
10.一种半导体装置，其特征在于，具有：
导电性的散热器，其具有底面；
片部件，其具有表面和背面，所述表面和所述背面电绝缘，所述表面与所述散热器的所述底面接触，并且该片部件具有从所述底面的边缘凸出的周缘部；
半导体元件，其固定在所述散热器上，并与所述散热器电连接；以及
封装树脂体，其对所述片部件的所述表面、所述散热器、以及所述半导体元件进行封装，并且使所述片部件的所述背面的至少一部分露出，
所述周缘部在所述背面具有薄壁部，该薄壁部以到所述周缘部的前端为止形成向所述表面侧凹陷的台阶的方式而被削薄，
所述封装树脂体覆盖所述片部件的所述台阶。
11.一种半导体装置，其特征在于，具有：
导电性的散热器，其具有底面；
片部件，其具有表面和背面，所述表面和所述背面电绝缘，所述表面与所述散热器的所述底面接触，并且该片部件具有从所述底面的边缘凸出的周缘部；
半导体元件，其固定在所述散热器上，并与所述散热器电连接；以及
封装树脂体，其对所述片部件的所述表面、所述散热器、以及所述半导体元件进行封装，并且使所述片部件的所述背面的至少一部分露出，
在所述周缘部的所述表面设置有至少一个凸部或者凹部。
12.根据权利要求11所述的半导体装置，其特征在于，
所述至少一个凸部包含台阶，该台阶在所述周缘部处的至少所述底面的角附近设置，并且与所述片部件的中央部分相比向所述表面侧凸出。
13.根据权利要求11所述的半导体装置，其特征在于，
所述周缘部的所述表面具有由凹陷和凸起构成的凹凸部，该凹凸部使得所述周缘部的所述表面的表面粗糙度大于所述片部件的中央部的所述表面的表面粗糙度，
所述至少一个凸部是所述凹凸部的凸起，
所述至少一个凹部是所述凹凸部的凹陷。
14.根据权利要求11所述的半导体装置，其特征在于，
所述至少一个凸部包含设置在所述周缘部并且向与所述封装树脂体接触的面凸出的山谷形状。
15.根据权利要求11所述的半导体装置，其特征在于，
所述至少一个凹部包含设置在所述周缘部的多个凹坑。
16.一种半导体装置，其特征在于，具有：
导电性的散热器，其具有底面；
片部件，其具有表面和背面，所述表面和所述背面电绝缘，所述表面与所述散热器的所述底面接触，并且该片部件具有从所述底面的边缘凸出的周缘部；
半导体元件，其固定在所述散热器上，并与所述散热器电连接；以及
封装树脂体，其对所述片部件的所述表面、所述散热器、以及所述半导体元件进行封装，并且使所述片部件的所述背面的至少一部分露出，
所述片部件是将位于所述表面侧的绝缘层、和与所述绝缘层相比位于所述背面侧的金属层进行层叠而成的，
在所述周缘部处设置贯通所述表面和所述背面的至少一个通孔，
在所述金属层的所述背面侧的面上的所述通孔的边缘部，设置有向所述背面侧凸出的毛边，
所述封装树脂体覆盖所述周缘部的所述背面处的设有所述毛边的部分。
17.一种半导体装置，其特征在于，具有：
导电性的散热器，其具有底面；
绝缘片，其具有表面和背面，所述表面和所述背面电绝缘，所述表面与所述散热器的所述底面接触；
金属片，其与所述绝缘片的所述背面接触，并具有从所述绝缘片的边缘凸出的周缘部，所述周缘部具有朝向所述散热器侧的上表面；
半导体元件，其固定在所述散热器上，并与所述散热器电连接；以及
封装树脂体，其对所述金属片的所述上表面、所述散热器、以及所述半导体元件进行封装，并且使所述金属片的所述背面的至少一部分露出。
18.根据权利要求17所述的半导体装置，其特征在于，
所述金属片的所述周缘部具有设置在所述上表面的、至少一个凸部或者凹部。
19.根据权利要求17所述的半导体装置，其特征在于，
所述金属片的所述周缘部具有弯曲部，该弯曲部在所述散热器的角附近或者沿着所述散热器的边设置，并且向所述上表面侧凸出，
所述封装树脂体覆盖所述弯曲部处的所述金属片的背面。
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