JP2006147852A - 半導体装置およびその製造方法ならびに半導体装置の製造装置 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法ならびに半導体装置の製造装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2006147852A
JP2006147852A JP2004335920A JP2004335920A JP2006147852A JP 2006147852 A JP2006147852 A JP 2006147852A JP 2004335920 A JP2004335920 A JP 2004335920A JP 2004335920 A JP2004335920 A JP 2004335920A JP 2006147852 A JP2006147852 A JP 2006147852A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat
sheet
semiconductor device
mold resin
mold
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.)
Granted
Application number
JP2004335920A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4407489B2 (ja
Inventor
Shusaku Nakazawa
秀作 中澤
Hiroaki Mizuno
裕朗 水野
Tsutomu Onoe
勉 尾上
Hidehisa Nasu
英久 那須
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.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso 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 Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2004335920A priority Critical patent/JP4407489B2/ja
Priority to US11/273,415 priority patent/US7405107B2/en
Priority to CNB2005101373575A priority patent/CN100452368C/zh
Publication of JP2006147852A publication Critical patent/JP2006147852A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4407489B2 publication Critical patent/JP4407489B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means 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
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L24/33—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of a plurality of layer connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • H01L21/56—Encapsulations, e.g. encapsulation layers, coatings
    • H01L21/565—Moulds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/42—Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations selected or arranged to facilitate heating or cooling
    • H01L23/433—Auxiliary members in containers characterised by their shape, e.g. pistons
    • H01L23/4334—Auxiliary members in encapsulations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means 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
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L24/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/07—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • H01L25/072—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means 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
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/2612—Auxiliary members for layer connectors, e.g. spacers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means 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
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition 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
    • H01L2224/32221—Disposition 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
    • H01L2224/32245—Disposition 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 metallic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means 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
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/33—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of a plurality of layer connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means 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
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45117—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
    • H01L2224/45124—Aluminium (Al) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means 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
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45144—Gold (Au) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means 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
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means 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
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—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
    • H01L2224/48221—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
    • H01L2224/48245—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 metallic
    • H01L2224/48247—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 metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means 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
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484—Connecting portions
    • H01L2224/4847—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond
    • H01L2224/48472—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond the other connecting portion not on the bonding area also being a wedge bond, i.e. wedge-to-wedge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means 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
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/4912—Layout
    • H01L2224/49171—Fan-out arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
    • H01L2224/73215—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means 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
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L24/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means 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
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means 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
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L24/10, H01L24/18, H01L24/26, H01L24/34, H01L24/42, H01L24/50, H01L24/63, H01L24/71
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01004—Beryllium [Be]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01005—Boron [B]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01006—Carbon [C]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01013—Aluminum [Al]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01019—Potassium [K]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01029—Copper [Cu]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01033—Arsenic [As]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/0105—Tin [Sn]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01079—Gold [Au]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01082—Lead [Pb]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1301—Thyristor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H01L2924/13055—Insulated gate bipolar transistor [IGBT]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation
    • H01L2924/1815—Shape

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

【課題】 半導体チップを一対の放熱板で挟んだものをモールド樹脂で封止してなる半導体装置において、放熱板の放熱面を切削などで加工するときに、加工用部材の消耗を抑制することができ、加工用部材の寿命の大幅な向上を図ることを目的とする。
【解決手段】 半導体チップ１０、１１と、半導体チップ１０、１１を挟むように半導体チップ１０、１１の両面に配置された一対の放熱板２０、３０とを備え、装置のほぼ全体をモールド樹脂８０によって包み込むように封止してなり、一対の放熱板２０、３０のそれぞれの放熱面２０ａ、３０ａがモールド樹脂８０から露出している半導体装置１００において、各放熱板２０、３０の放熱面２０ａ、３０ａとともに、各放熱板２０、３０の側面２０ｂ、３０ｂおよびこの側面２０ｂ、３０ｂと放熱面２０ａ、３０ａとの境界部２０ｃ、３０ｃもモールド樹脂８０から露出している。
【選択図】 図２

Description

本発明は、半導体素子に放熱板を熱的に接続したものをモールド樹脂で封止してなる半導体装置、そのような半導体装置の製造方法、ならびに、そのような半導体装置を製造するための製造装置に関し、特に、半導体素子を一対の放熱板で挟み込んだものをモールド樹脂で封止してなる半導体装置、そのような半導体装置の製造方法、ならびに、そのような半導体装置を製造するための製造装置に関する。
図７は、この種の樹脂モールドタイプの半導体装置の一般的な概略断面構成を示す図である。
この種の半導体装置は、一般に、図７に示されるように、半導体素子１０の両面を一対の放熱板２０、３０で挟み、各放熱板２０、３０の放熱面２０ａ、３０ａが露出するようにモールド樹脂８０で封止してなる。つまり、放熱板２０、３０の放熱面２０ａ、３０ａを除いて装置をモールド樹脂８０によって封止してなる。
そして、駆動時などに半導体素子１０から発生する熱は、上下の放熱板２０、３０へ伝達され、これら放熱板２０、３０の放熱面２０ａ、３０ａから半導体装置の外部へ放熱されるようになっている。
ここで、放熱板２０、３０の放熱面２０ａ、３０ａは、板状の放熱板２０、３０における最も広い面であり、半導体素子１０を挟んで対向配置された一対の放熱板２０、３０におけるそれぞれの外側の主表面２０ａ、３０ａである。
なお、図７に示される半導体装置では、半導体素子１０は、ヒートシンクブロック４０および、はんだや導電性接着剤などの各導電性接合部材５１、５２、５３を介して、一対の放熱板２０、３０に挟み付けられている。
そして、モールド樹脂８０の内部にて半導体素子１０の周囲にはリードフレーム６０が配置され、半導体素子１０は、このリードフレーム６０に対してワイヤ７０を介して電気的に接続されている。
このような半導体装置は、図８に示されるように、樹脂封止用の金型２００を用いたトランスファーモールド法によりモールド樹脂８０の成形を行うことによって、製造することができる。
図８は、従来の一般的な半導体装置における金型２００を用いたモールド樹脂８０の成形方法を示す概略断面図である。図８（ａ）に示されるように、この金型２００は、上型２０１と下型２０２とを合致させることにより、その内部にキャビティ２００ａを形成するものである。
すなわち、半導体素子１０を、一対の放熱板２０、３０で挟み込み、さらに半導体素子１０とリードフレーム６０とをワイヤ７０により接続したものを、金型２００のキャビティ２００ａ内に設置し、この金型２００内に樹脂を注入・充填することにより、モールド樹脂８０による封止が行われるのである。
このようなモールド樹脂の成形方法において、一般的には、図８（ａ）に示されるように、ワークの厚み公差等により上型２０１とワークにおける放熱面３０ａとの間にクリアランスＫを設ける必要がある。
すると、成型時において、このクリアランスＫに樹脂が流れ込む。その結果、できあがった半導体装置においても、図８（ｂ）に示されるように、上側の放熱板３０の放熱面３０ａがモールド樹脂８０にて覆われてしまう。
つまり、放熱板３０の放熱面３０ａ上への樹脂バリが生じやすくなる。このことは下側の放熱板２０の放熱面２０ａにおいても、同様に生じる可能性がある。そして、このような樹脂バリが発生すると、放熱面２０ａ、３０ａからの放熱性が低下してしまうため、好ましくない。
このような放熱板２０、３０上への樹脂バリの発生を防止する方法として、従来では金型と放熱面との間に耐熱性・柔軟性物質を介在させることで上記クリアランスを埋め、モールド樹脂の侵入を防ぐことで樹脂バリの発生を防止するようにした方法が提案されている（特許文献１参照）。
また、放熱板の放熱面を金型に接着することにより、上記クリアランスを無くし、放熱面の表面へのモールド樹脂の侵入を防止するようにした方法も提案されている（特許文献２参照）。
特許第３３５０４４４号公報 特開平１０−２２３６６９号公報
しかしながら、半導体素子を一対の放熱板で挟み込み半導体素子の両面から放熱を行うようにした構成の半導体装置の場合には、一方の放熱板の放熱面と他方の放熱板の放熱面とが相対的に傾いてしまい、これら両放熱面の平行度が確保できなくなるという問題が生じやすい。
たとえば、半導体素子を一対の放熱板で挟み込んだものをモールド樹脂で封止してなる半導体装置においては、一対の放熱板のそれぞれの放熱面に対して冷却部材を接触させ、この冷却部材により半導体装置を挟みこんで保持するように冷却構造を構成するのが通常である。
そして、放熱面を冷却部材で冷却することにより、放熱面における放熱を促進させるようにしている。
しかしながら、この場合には、互いの放熱板の放熱面同士の平行度が悪いと、各放熱面と冷却部材との間に隙間が生じて接触が不十分になるなど、放熱性の低下を招くことになりやすい。
また、このような放熱面の平行度の悪化は、一対の放熱板の間に複数個の半導体素子を挟み込む場合に、顕著になりやすい。これは、複数個の半導体素子の厚さが不揃いとなり、それにより放熱面同士の平行度が出しにくくなる場合があるためである。
そこで、本発明者は、モールド樹脂による封止後において、放熱板の両放熱面を切削したり研削したりすることにより、両放熱面の平行度を調整し、良好な平行度を確保できるようにすることを検討した。
ところが、上記図７に示されるように、従来の半導体装置においては、放熱板２０、３０の放熱面２０ａ、３０ａはモールド樹脂８０から露出できるものの、放熱板２０、３０の側面（端面）は、モールド樹脂８０により封止されている。
そのため、刃具や砥石などの加工用部材によって放熱面２０ａ、３０ａを切削、研削する場合には、これら加工用部材が放熱板２０、３０とともに非常に硬いモールド樹脂８０までも削ってしまうことは避けられず、当該加工用部材の消耗が激しくなる。すると、当該加工用部材の寿命が大幅に低下し、放熱面の加工に関わるコストが高くなるなどの問題が生じる。
また、刃具や砥石などの加工用部材を用いず、ショットブラストによる放熱面の加工なども考えられるが、加工後の洗浄や乾燥工程が必要なことや、砥粒等の材料費がかさむなどによりコスト高となり、好ましくない。
なお、加工用部材によって放熱面を切削、研削する場合に生じる上記加工用部材の消耗および加工用部材の寿命低下の問題は、半導体素子の両面を一対の放熱板で挟み、各放熱板の放熱面が露出するようにモールド樹脂で封止してなる半導体装置に限定されるものではない。
つまり、上記加工用部材に係る問題は、半導体素子に放熱板を熱的に接続し、これらを放熱板の放熱面が露出するようにモールド樹脂にて封止してなる半導体装置であれば、共通して発生する問題である。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、半導体素子に放熱板を熱的に接続したものを放熱板の放熱面が露出するようにモールド樹脂で封止してなる半導体装置において、放熱面を適切に露出させることを目的とする。
本発明の他の目的は、放熱板の外側の主表面すなわち放熱面を加工するときに、加工用部材の消耗を抑制することができ、加工用部材の寿命の大幅な向上を図ることである。
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、半導体素子（１０、１１）と、半導体素子（１０、１１）に熱的に接続された放熱板（２０、３０）とを備え、放熱板（２０、３０）の放熱面としての外側の主表面（２０ａ、３０ａ）がモールド樹脂（８０）から露出するように装置をモールド樹脂（８０）によって包み込むように封止してなる半導体装置において、
放熱板（２０、３０）の外側の主表面（２０ａ、３０ａ）とともに、放熱板（２０、３０）における側面（２０ｂ、３０ｂ）およびこの側面（２０ｂ、３０ｂ）と主表面（２０ａ、３０ａ）との境界部（２０ｃ、３０ｃ）も、モールド樹脂（８０）から露出していることを特徴としている。
それによれば、放熱板（２０、３０）の放熱面すなわち外側の主表面（２０ａ、３０ａ）に対して、切削や研削などの加工を施す場合、放熱板（２０、３０）の側面（２０ｂ、３０ｂ）およびこの側面（２０ｂ、３０ｂ）と主表面（２０ａ、３０ａ）との境界部（２０ｃ、３０ｃ）もモールド樹脂（８０）から適切に露出しているので、刃具や砥石などの加工用部材が、加工時に放熱板（２０、３０）のみに当たりモールド樹脂（８０）には当たらないようにできる。
そのため、本発明によれば、半導体素子（１０、１１）に放熱板（２０、３０）を熱的に接続したものを放熱板の放熱面（２０ａ、３０ａ）が露出するように当該放熱面（２０ａ、３０ａ）を除いてモールド樹脂（８０）で封止してなる半導体装置において、放熱面を適切に露出させ、放熱板（２０、３０）の放熱面である外側の主表面（２０ａ、３０ａ）を加工するときに、加工用部材の消耗を抑制することができ、加工用部材の寿命の大幅な向上を図ることができる。
ここで、請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載の半導体装置においては、モールド樹脂（８０）のうち放熱板（２０、３０）の外側の主表面（２０ａ、３０ａ）の周囲には溝（８１）が設けられており、この溝（８１）によって放熱板（２０、３０）における側面（２０ｂ、３０ｂ）およびこの側面（２０ｂ、３０ｂ）と主表面（２０ａ、３０ａ）との境界部（２０ｃ、３０ｃ）が露出しているものにできる。
また、請求項３に記載の発明では、半導体素子（１０、１１）と、半導体素子（１０、１１）を挟むように半導体素子（１０、１１）の両面に配置された一対の放熱板（２０、３０）とを備え、これら一対の放熱板（２０、３０）の放熱面であるそれぞれの外側の主表面（２０ａ、３０ａ）がモールド樹脂（８０）から露出するように装置をモールド樹脂（８０）によって包み込むように封止してなる半導体装置において、次のような点を特徴としている。
すなわち、本発明の半導体装置は、一対の放熱板（２０、３０）のそれぞれの外側の主表面（２０ａ、３０ａ）とともに、一対の放熱板（２０、３０）のそれぞれにおける側面（２０ｂ、３０ｂ）およびこの側面（２０ｂ、３０ｂ）と主表面（２０ａ、３０ａ）との境界部（２０ｃ、３０ｃ）も、モールド樹脂（８０）から露出していることを特徴としている。
本発明は、半導体素子に放熱板を熱的に接続したものを放熱板の放熱面が露出するようにモールド樹脂で封止してなる半導体装置として、半導体素子の両面を一対の放熱板で挟み、各放熱板の放熱面が露出するようにモールド樹脂で封止してなる半導体装置に適用されたものである。
それによれば、一対の放熱板（２０、３０）のそれぞれの放熱面すなわち外側の主表面（２０ａ、３０ａ）に対して、これら両主表面（２０ａ、３０ａ）同士を平行にするなどの目的で切削や研削などの加工を施す場合、両放熱板（２０、３０）の側面（２０ｂ、３０ｂ）およびこの側面（２０ｂ、３０ｂ）と主表面（２０ａ、３０ａ）との境界部（２０ｃ、３０ｃ）もモールド樹脂（８０）から適切に露出しているので、刃具や砥石などの加工用部材が、加工時に放熱板（２０、３０）のみに当たりモールド樹脂（８０）には当たらないようにできる。
そのため、本発明によれば、半導体素子（１０、１１）を一対の放熱板（２０、３０）で挟み込んだものを放熱板（２０、３０）の放熱面（２０ａ、３０ａ）を除いてモールド樹脂（８０）で封止してなる半導体装置において、放熱面（２０ａ、３０ａ）を適切に露出させ、放熱板（２０、３０）の放熱面である外側の主表面（２０ａ、３０ａ）を加工するときに、加工用部材の消耗を抑制することができ、加工用部材の寿命の大幅な向上を図ることができる。
ここで、請求項４に記載の発明のように、請求項３に記載の半導体装置においては、モールド樹脂（８０）のうち一対の放熱板（２０、３０）のそれぞれの外側の主表面（２０ａ、３０ａ）の周囲には溝（８１）が設けられており、この溝（８１）によって一対の放熱板（２０、３０）のそれぞれにおける側面（２０ｂ、３０ｂ）およびこの側面（２０ｂ、３０ｂ）と主表面（２０ａ、３０ａ）との境界部（２０ｃ、３０ｃ）が露出しているものにできる。
また、請求項５に記載の発明では、請求項３または請求項４に記載の半導体装置において、一対の放熱板（２０、３０）に挟まれる半導体素子（１０、１１）は、複数個であることを特徴としている。
半導体素子（１０、１１）が複数個の場合、厚さ等が異なる場合があり、放熱面である上記主表面（２０ａ、３０ａ）同士の平行度を確保するための上記主表面（２０ａ、３０ａ）への加工は、特に必要になってくる。つまり、本発明によれば、上記した請求項３に記載の発明の効果が、特に有効に発揮される。
請求項６に記載の発明では、半導体素子（１０、１１）に放熱板（２０、３０）を熱的に接続したものを、金型（２００）内に設置し、モールド樹脂（８０）によって包み込むように封止するようにした半導体装置の製造方法において、金型（２００）のうち放熱板（２０、３０）の外側の主表面（２０ａ、３０ａ）に対向する部位に、当該主表面（２０ａ、３０ａ）よりも一回り外形が大きな耐熱性および柔軟性を有するシート（３００）を設け、シート（３００）に主表面（２０ａ、３０ａ）を押しつけることにより、放熱板（２０、３０）における主表面（２０ａ、３０ａ）の少なくとも外周縁部と側面（２０ｂ、３０ｂ）とをシート（３００）で被覆した状態で、モールド樹脂（８０）による封止を行うようにしたことを特徴としている。
それによれば、耐熱性および柔軟性を有し放熱面である主表面（２０ａ、３０ａ）よりも一回り外形の大きなシート（３００）を用い、このシート（３００）に主表面（２０ａ、３０ａ）を押しつけるため、シート（３００）が変形して、放熱板（２０、３０）の主表面（２０ａ、３０ａ）はシート（３００）に沈み込む。
そのため、放熱板（２０、３０）の主表面（２０ａ、３０ａ）の少なくとも外周縁部に加えて側面（２０ｂ、３０ｂ）およびこの側面（２０ｂ、３０ｂ）と主表面（２０ａ、３０ａ）との境界部（２０ｃ、３０ｃ）は、変形したシート（３００）が密着することにより被覆される。
そして、この状態でモールド樹脂（８０）による封止を行えば、請求項１に記載の半導体装置が適切に製造される。つまり、本発明によれば、請求項１に記載の半導体装置を適切に製造しうる半導体装置の製造方法を提供することができる。
そのため、本発明によっても、半導体素子（１０、１１）を放熱板（２０、３０）で挟み込んだものをモールド樹脂（８０）で封止してなる半導体装置において、放熱面を適切に露出させ、放熱板（２０、３０）の放熱面である外側の主表面（２０ａ、３０ａ）を加工するときに、加工用部材の消耗を抑制することができ、加工用部材の寿命の大幅な向上を図ることができる。
請求項７に記載の発明では、半導体素子（１０、１１）を挟むように半導体素子（１０、１１）の両面に一対の放熱板（２０、３０）を配置し、このものを金型（２００）内に設置しモールド樹脂（８０）によって包み込むように封止するようにした半導体装置の製造方法において、次のような点を特徴としている。
すなわち、本発明の半導体装置の製造方法では、金型（２００）のうち一対の放熱板（２０、３０）のそれぞれの外側の主表面（２０ａ、３０ａ）に対向する部位に、当該主表面（２０ａ、３０ａ）よりも一回り外形が大きな耐熱性および柔軟性を有するシート（３００）を設け、シート（３００）に主表面（２０ａ、３０ａ）を押しつけることにより、放熱板（２０、３０）における主表面（２０ａ、３０ａ）の少なくとも外周縁部と側面（２０ｂ、３０ｂ）とをシート（３００）で被覆した状態で、モールド樹脂（８０）による封止を行うようにしたことを特徴としている。
本発明の製造方法は、半導体素子に放熱板を熱的に接続したものを放熱板の放熱面が露出するようにモールド樹脂で封止してなる半導体装置として、半導体素子の両面を一対の放熱板で挟み、各放熱板の放熱面が露出するようにモールド樹脂で封止してなる半導体装置に適用されたものである。
それによれば、耐熱性および柔軟性を有し放熱面である主表面（２０ａ、３０ａ）よりも一回り外形の大きなシート（３００）を用い、このシート（３００）に主表面（２０ａ、３０ａ）を押しつけるため、シート（３００）が変形して、放熱板（２０、３０）の主表面（２０ａ、３０ａ）はシート（３００）に沈み込む。
そのため、各放熱板（２０、３０）の主表面（２０ａ、３０ａ）の少なくとも外周縁部に加えて側面（２０ｂ、３０ｂ）およびこの側面（２０ｂ、３０ｂ）と主表面（２０ａ、３０ａ）との境界部（２０ｃ、３０ｃ）は、変形したシート（３００）が密着することにより被覆される。
そして、この状態でモールド樹脂（８０）による封止を行えば、請求項３に記載の半導体装置が適切に製造される。つまり、本発明によれば、請求項３に記載の半導体装置を適切に製造しうる半導体装置の製造方法を提供することができる。
そのため、本発明によっても、半導体素子（１０、１１）を一対の放熱板（２０、３０）で挟み込んだものをモールド樹脂（８０）で封止してなる半導体装置において、放熱面を適切に露出させ、放熱板（２０、３０）の放熱面である外側の主表面（２０ａ、３０ａ）を加工するときに、加工用部材の消耗を抑制することができ、加工用部材の寿命の大幅な向上を図ることができる。
ここで、請求項８に記載の発明のように、請求項６または請求項７に記載の半導体装置の製造方法においては、シート（３００）としては、フッ素系樹脂またはシリコーン系樹脂を含む材料からなるものを採用することができる。
ここにおいて、請求項９に記載の発明のように、請求項６〜請求項８に記載の半導体装置の製造方法においては、シート（３００）に主表面（２０ａ、３０ａ）を押しつけることにより、放熱板（２０、３０）における主表面（２０ａ、３０ａ）の全部と側面（２０ｂ、３０ｂ）とをシート（３００）で被覆した状態で、モールド樹脂（８０）による封止を行うようにしてもよい。
または、請求項１０に記載の発明のように、請求項６〜請求項８に記載の半導体装置の製造方法においては、放熱板（２０、３０）における主表面（２０ａ、３０ａ）の外周縁部のみと側面（２０ｂ、３０ｂ）とをシート（３００）で被覆した状態で、モールド樹脂（８０）による封止を行うようにしてもよい。
請求項１１に記載の発明では、半導体素子（１０、１１）に放熱板（２０、３０）を熱的に接続してなるワークを、金型（２００）を用いてモールド樹脂（８０）によって包み込むように封止するようにした半導体装置の製造装置において、金型（２００）のうち放熱板（２０、３０）の外側の主表面（２０ａ、３０ａ）に対向する部位に、当該主表面（２０ａ、３０ａ）よりも一回り外形が大きな耐熱性および柔軟性を有するシート（３００）を設け、シート（３００）に主表面（２０ａ、３０ａ）を押しつけることにより、放熱板（２０、３０）における主表面（２０ａ、３０ａ）の少なくとも外周縁部と側面（２０ｂ、３０ｂ）とをシート（３００）で被覆した状態で、モールド樹脂（８０）による封止を行うことを特徴としている。
それによれば、請求項６に記載の製造方法を適切に実施しうる半導体装置の製造装置を提供することができる。
そのため、本発明によっても、半導体素子（１０、１１）に放熱板（２０、３０）を熱的に接続したものを放熱板の放熱面（２０ａ、３０ａ）が露出するようにモールド樹脂（８０）で封止してなる半導体装置において、放熱面（２０ａ、３０ａ）を適切に露出させ、放熱面である放熱板（２０、３０）の外側の主表面（２０ａ、３０ａ）を加工するときに、加工用部材の消耗を抑制することができ、加工用部材の寿命の大幅な向上を図ることができる。
請求項１２に記載の発明では、半導体素子（１０、１１）を挟むように半導体素子（１０、１１）の両面に一対の放熱板（２０、３０）を配置してなるワークを、金型（２００）を用いてモールド樹脂（８０）によって包み込むように封止するようにした半導体装置の製造装置において、次のような点を特徴としている。
すなわち、本発明の半導体装置の製造装置では、金型（２００）のうち一対の放熱板（２０、３０）のそれぞれの外側の主表面（２０ａ、３０ａ）に対向する部位に、当該主表面（２０ａ、３０ａ）よりも一回り外形が大きな耐熱性および柔軟性を有するシート（３００）を設け、シート（３００）に主表面（２０ａ、３０ａ）を押しつけることにより、放熱板（２０、３０）における主表面（２０ａ、３０ａ）と側面（２０ｂ、３０ｂ）とをシート（３００）で被覆した状態で、モールド樹脂（８０）による封止を行うことを特徴としている。
本発明の製造装置は、半導体素子に放熱板を熱的に接続したものを放熱板の放熱面が露出するようにモールド樹脂で封止してなる半導体装置として、半導体素子の両面を一対の放熱板で挟み、各放熱板の放熱面が露出するようにモールド樹脂で封止してなる半導体装置に適用されたものである。
それによれば、請求項７に記載の製造方法を適切に実施しうる半導体装置の製造装置を提供することができる。
そのため、本発明によっても、半導体素子（１０、１１）を一対の放熱板（２０、３０）で挟み込んだものをモールド樹脂（８０）で封止してなる半導体装置において、放熱面を適切に露出させ、放熱板（２０、３０）の放熱面である外側の主表面（２０ａ、３０ａ）を加工するときに、加工用部材の消耗を抑制することができ、加工用部材の寿命の大幅な向上を図ることができる。
ここで、請求項１３に記載の発明のように、請求項１１または請求項１２に記載の半導体装置の製造装置においては、シート（３００）としては、フッ素系樹脂またはシリコーン系樹脂を含む材料からなるものを採用することができる。
ここにおいて、請求項１４に記載の発明のように、請求項１１〜請求項１３に記載の半導体装置の製造方法においては、シート（３００）に主表面（２０ａ、３０ａ）を押しつけることにより、放熱板（２０、３０）における主表面（２０ａ、３０ａ）の全部と側面（２０ｂ、３０ｂ）とをシート（３００）で被覆した状態で、モールド樹脂（８０）による封止を行うようにしてもよい。
または、請求項１５に記載の発明のように、請求項１１〜請求項１３に記載の半導体装置の製造装置においては、放熱板（２０、３０）における主表面（２０ａ、３０ａ）の外周縁部のみと側面（２０ｂ、３０ｂ）とをシート（３００）で被覆した状態で、モールド樹脂（８０）による封止を行うようにしてもよい。
また、請求項１６に記載の発明のように、請求項１１〜請求項１５に記載の製造装置において、金型（２００）のうち放熱板（２０、３０）の主表面（２０ａ、３０ａ）が対向する部位であってシート（３００）が当接する部位には、シート（３００）のつぶれを逃がすための窪み（２０５ａ）が設けられていることが好ましい。
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各図相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
［構成等］
図１は、本発明の実施形態に係る半導体装置１００の概略平面構成を示す図である。また、図２は、図１中のII−II一点鎖線に沿った概略断面構成を示す図であり、図３は、図１中のIII−III一点鎖線に沿った概略断面構成を示す図である。
なお、図１においては、モールド樹脂８０は、その外形線のみが示されており、モールド樹脂８０内部に位置する各部の平面的な配置が、モールド樹脂８０を透過した形で示されている。
図１〜図３に示されるように、本実施形態における半導体装置１００は、半導体素子としての半導体チップ１０、１１と、この半導体チップ１０、１１を挟むように半導体チップ１０、１１の両面に配置された一対の放熱板としての一対のヒートシンク２０、３０とを備え、装置１００をモールド樹脂８０によって包み込むように封止してなる。
ここで、本半導体装置１００においては、このモールド樹脂８０の封止は、一対のヒートシンク２０、３０の放熱面であるそれぞれの外側の主表面２０ａ、３０ａがモールド樹脂８０から露出するように行われている。
ここで、一対のヒートシンク２０、３０のうち図２、図３において下側に位置するものを下側ヒートシンク２０ということとし、上側に位置するものを上側ヒートシンクということとする。
そして、これら図１〜図３に示される半導体装置１００では、半導体チップ１０、１１は、金属板としてのヒートシンクブロック４０および各導電性接合部材５１、５２、５３を介して、一対のヒートシンク２０、３０に挟み付けられている。
また、本実施形態では、半導体チップ１０、１１は、図１、図２に示されるように、平面的に並列に配置された第１の半導体チップ１０と第２の半導体チップ１１との２個が設けられている。つまり、一対のヒートシンク２０、３０に２個の半導体チップ１０、１１が挟まれている。
このように、本例では、半導体チップ１０、１１は２個設けられているものであるが、本実施形態の半導体装置１００において、一対のヒートシンク２０、３０に挟まれる半導体素子としての半導体チップは１個であってもよいし、３個もしくはそれ以上であってもよい。
この構成の場合、図２に示されるように、第１の半導体チップ１０および第２の半導体チップ１１の下面と下側ヒートシンク２０の上面との間は、第１の導電性接合部材５１によって接合されている。
また、両半導体チップ１０、１１の上面とヒートシンクブロック４０の下面との間は、第２の導電性接合部材５２によって接合されている。さらに、ヒートシンクブロック４０の上面と上側ヒートシンク３０の下面との間は、第３の導電性接合部材５３によって接合されている。
ここで、これら第１、第２、第３の導電性接合部材５１、５２、５３としては、はんだや導電性接着剤等を採用することができる。具体的な例として、本半導体装置１００においては、これら第１、第２、第３の導電性接合部材５１、５２、５３としては、たとえばＳｎ（すず）系はんだを用いることができる。
これにより、上記した構成においては、第１および第２の半導体チップ１０、１１の上面では、第２の導電性接合部材５２、ヒートシンクブロック４０、第３の導電性接合部材５３および上側ヒートシンク３０を介して放熱が行われ、第１および第２の半導体チップ１０、１１の下面では、第１の導電性接合部材５１から下側ヒートシンク２０を介して放熱が行われる構成となっている。
このように、本実施形態の下側ヒートシンク２０および上側ヒートシンク３０は、半導体素子としての第１および第２の半導体チップ１０、１１と熱的に接続されることにより、これら各半導体チップ１０、１１からの熱を伝達して放熱する放熱板として構成されている。
そして、下側ヒートシンク２０においては、図２、図３中の下面が放熱面２０ａとして構成され、上側ヒートシンク３０においては、図２、図３中の上面が放熱面３０ａとして構成されている。そして、図１に示されるように、各放熱面２０ａ、３０ａは、モールド樹脂８０から露出している。
ここで、各ヒートシンク２０、３０の放熱面２０ａ、３０ａは、板状の放熱板としてのヒートシンク２０、３０における最も広い面すなわち板面であり、半導体チップ１０、１１を挟んで対向して配置されている一対のヒートシンク２０、３０におけるそれぞれの外側の主表面２０ａ、３０ａのことである。
また、図２および図３においては、板状をなす各ヒートシンク２０、３０における側面２０ｂ、３０ｂおよびこの側面２０ｂ、３０ｂと主表面２０ａ、３０ａとの境界部２０ｃ、３０ｃが、それぞれ示されている。
図２、図３に示されるように、この境界部２０ｃ、３０ｃは、ヒートシンク２０、３０の主表面２０ａ、３０ａにおけるエッジ部２０ｃ、３０ｃであり、当該主表面２０ａ、３０ａを囲む角部２０ｃ、３０ｃである。
ここで、第１の半導体チップ１０および第２の半導体チップ１１としては、特に限定されるものではなく、シリコン半導体基板などを用いて通常の半導体製造技術を用いて製造される素子等を採用することができる。
具体的に、本実施形態において半導体素子として用いられている上記第１の半導体チップ１０は、たとえばＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）やサイリスタ等のパワー半導体素子から構成することができる。
また、同じく本実施形態において半導体素子として用いられている第２の半導体チップ１１は、たとえば、ＦＷＤ（フリーホイールダイオード）等からなるものにできる。また、具体的には、上記第１および第２の半導体チップ１０、１１の形状は、たとえば矩形状の薄板状とすることができる。
ここで、第１および第２の半導体チップ１０、１１の表面（図２中の上面）はトランジスタなどの素子が形成された素子形成面であり、第１および第２の半導体チップ１０、１１の裏面（図２中の下面）はそのような素子が形成されていない非形成面として構成されている。
また、本実施形態の第１および第２の半導体チップ１０、１１の表面および裏面には、図示しない電極が形成されている。この電極は、たとえばアルミニウムなどから形成されたものであり、それぞれの面において各導電性接合部材５１、５２と電気的に接続されている。
このように、本実施形態においては、第１および第２の半導体チップ１０、１１の裏面側の電極は、下側ヒートシンク２０に対して、第１の導電性接合部材５１を介して電気的に接続されており、一方、第１および第２の半導体チップ１０、１１の表面側の電極は、第２の導電性接合部材５２を介してヒートシンクブロック４０に対して、電気的に接続されている。
さらに、ヒートシンクブロック４０における半導体チップ１０、１１側の面とは反対側の面にて、第３の導電性接合部材５３を介して上側ヒートシンク３０とヒートシンクブロック４０とが電気的に接続されている。つまり、第１および第２の半導体チップ１０、１１の表面側の電極は、上側ヒートシンク３０と電気的に接続されている。
ここで、下側ヒートシンク２０、上側ヒートシンク３０およびヒートシンクブロック４０は、たとえば、銅合金もしくはアルミ合金等の熱伝導性および電気伝導性の良い金属で構成されている。また、ヒートシンクブロック４０としては、一般的な鉄合金を用いてもよい。
また、本例の下側ヒートシンク２０は、全体としてほぼ長方形状の板材としているものであるが、図３に示されるように、この下側ヒートシンク２０においては、その側面２０ｂから端子部２１が突設されている。この端子部２１は、たとえば、半導体チップ１０の主裏面側の主電極であるたとえばコレクタ電極の取り出し電極などとして構成されるものである。
また、ヒートシンクブロック４０は、各半導体チップ１０、１１のそれぞれに対応して設けられているが、このヒートシンクブロック４０としては、たとえば、それぞれの半導体チップ１０、１１よりも１回り小さい程度の大きさを有する矩形状の板材を採用することができる。
このヒートシンクブロック４０は、半導体チップ１０、１１と上側ヒートシンク３０との間に介在することによって、それぞれの半導体チップ１０、１１と上側ヒートシンク３０とを熱的および電気的に接続するとともに、第１の半導体チップ１０から後述するボンディングワイヤ７０を引き出す際の当該ワイヤの高さを確保すること等のために、それぞれの半導体チップ１０、１１と上側ヒートシンク３０との間の高さを確保する役割を有している。
さらに、本例の上側ヒートシンク３０も、全体としてほぼ長方形状の板材としているものであるが、図３に示されるように、この上側ヒートシンク３０においても、その側面３０ｂから端子部３１が突設されている。この端子部３１は、たとえば、半導体チップ１０の主表面側の主電極であるたとえばエミッタ電極の取り出し電極などとして構成されるものである。
このように、下側ヒートシンク２０の端子部２１および上側ヒートシンク３０の端子部３１は、それぞれ半導体チップ１０、１１の取り出し電極であり、これら端子部２１、３１は、半導体装置１００において外部配線部材等との接続を行うために設けられているものである。なお、図３では、下側ヒートシンク２０の端子部２１と上側ヒートシンク３０の端子部３１とは、重なった形で示されている。
こうして、下側ヒートシンク２０および上側ヒートシンク３０は、それぞれ、電極と放熱体とを兼ねる金属体として構成されており、半導体装置１００において半導体チップ１０、１１からの放熱を行う機能を有するとともに半導体チップ１０、１１の電極としての機能も有する。
また、図１、図３に示されるように、モールド樹脂８０の内部において第１の半導体チップ１０の周囲には、信号端子６０が設けられている。この信号端子６０は、銅や４２アロイなどの導電材料からなり、たとえば、リードフレームなどを用いて構成されるものである。本例では、リードフレームからなる。
この信号端子６０は、図１に示されるように、本例では複数本設けられており、第１の半導体チップ１０の主表面に設けられている信号電極（たとえばゲート電極）などと導通する端子や基準端子となるものである。
たとえば、図１に示されるように、各信号端子６０は、モールド樹脂８０の内部にて、第１の半導体チップ１０の外周部に設けられた図示しないパッドとワイヤ７０によって結線され、電気的に接続されている。このワイヤ７０はワイヤボンディング等により形成され、金やアルミ等からなるものである。
こうして、各信号端子６０は、モールド樹脂８０内に位置するインナーリードにて半導体チップ１０と電気的に接続されるとともに、モールド樹脂８０から突出するアウターリードにて、外部回路などと電気的に接続可能になっている。
本半導体装置１００は、扁平な直方体状の外形を有し、その両主平面に放熱板２０、３０の放熱面２０ａ、３０ａを露出させるとともに、その狭い側面から複数の電力用アウターリードと、複数の制御用アウターリードが延び出しているものとなっている。本実施形態の半導体装置１００では、対向する２つの狭い側面のうちの一方の側面から複数の電力用アウターリードが延び出し、他方の側面から複数の制御用アウターリードが延び出しているものとなっている。
さらに、本実施形態の半導体装置１００においては、装置１００のほぼ全体がモールド樹脂８０によりモールドされ封止されている。一対のヒートシンク２０、３０の放熱面であるそれぞれの外側の主表面２０ａ、３０ａがモールド樹脂８０から露出するように、当該放熱面２０ａ、３０ａを除いて装置１００がモールド樹脂８０により包み込まれるように封止されている。
具体的には、図１〜図３に示されるように、一対のヒートシンク２０、３０の隙間、並びに、半導体チップ１０、１１およびヒートシンクブロック４０の周囲部分に、モールド樹脂８０が充填封止されている。
そして、上述したように、一対のヒートシンク２０、３０のそれぞれの外側の主表面すなわち下側ヒートシンク２０の放熱面２０ａおよび上側ヒートシンク３０の放熱面３０ａがモールド樹脂８０から露出している。
このモールド樹脂８０は、たとえばエポキシ樹脂等の通常のモールド材料を採用することができる。また、ヒートシンク２０、３０等をモールド樹脂８０で封止するにあたっては、上下型からなる金型（後述の図４参照）を使用し、トランスファーモールド法によって容易に行うことができる。
このような構成を有する本実施形態の半導体装置１００は、さらに、次に述べるような独自の構成を採用している。
上述したように、本半導体装置１００では、一対のヒートシンク２０、３０の放熱面２０ａ、３０ａがモールド樹脂８０から露出しているが、さらに、本実施形態では、図２、図３に示されるように、各ヒートシンク２０、３０において、側面２０ｂ、３０ｂおよびこの側面２０ｂ、３０ｂと主表面２０ａ、３０ａとの境界部すなわち主表面２０ａ、３０ａを取り囲む角部としてのエッジ部２０ｃ、３０ｃも、モールド樹脂８０から露出している。
具体的には、図２、図３に示されるように、モールド樹脂８０のうち一対のヒートシンク２０、３０のそれぞれの放熱面２０ａ、３０ａの周囲には溝８１が設けられている。本例では、溝８１は環状に設けられたものである。
そして、この溝８１によって各ヒートシンク２０、３０のそれぞれにおける側面２０ｂ、３０ｂおよび上記境界部としての主表面２０ａ、３０ａのエッジ部２０ｃ、３０ｃが露出している。
このように、本実施形態の半導体装置１００は、放熱板２０、３０の少なくとも放熱面２０ａ、３０ａを露出させるように、少なくともその放熱面２０ａ、３０ａを除く部品がモールド樹脂８０によって包み込まれて封止されている。
この半導体装置１００では、放熱面２０ａ、３０ａに加えて放熱板２０、３０の放熱面２０ａ、３０ａを囲む角部２０ｃ、３０ｃとその側面２０ｂ、３０ｂの角部２０ｃ、３０ｃ近傍の細い範囲が露出しており、これら放熱面２０、３０、角部２０ｃ、３０ｃ、側面２０ｂ、３０ｂの細い範囲、そしてリードフレーム６０の露出部を除く放熱板２０、３０、半導体素子１０、１１、リードフレーム６０などがモールド樹脂８０で包み込まれていて、少なくとも半導体素子１０、１１が封止されている。
［製造方法等］
次に、上記した構成の半導体装置１００の製造方法について説明する。まず、下側ヒートシンク２０の上面に、両半導体チップ１０、１１、とヒートシンクブロック４０をはんだ付けする工程を実行する。
この場合、下側ヒートシンク２０の上面に、たとえばＳｎ系はんだからなるはんだ箔を介して第１および第２の半導体チップ１０、１１をそれぞれ積層するとともに、これら両半導体チップ１０、１１の上に、同じはんだ箔を介して、それぞれヒートシンクブロック４０を積層する。
この後、加熱装置（リフロー装置）によって、はんだの融点以上に昇温することにより、上記はんだ箔を溶融させてから、硬化させる。
続いて、第１の半導体チップ１０と信号端子６０とをワイヤボンディングする工程を実行する。これにより、ワイヤ７０によって第１の半導体チップ１０と信号端子６０とが結線され電気的に接続される。
次いで、各ヒートシンクブロック４０の上に上側ヒートシンク３０をはんだ付けする工程を実行する。この場合、ヒートシンクブロック４０の上にはんだ箔を介して上側ヒートシンク３０を載せる。そして、加熱装置によって上記はんだ箔を溶融させてから、硬化させる。
こうして、溶融した各々のはんだ箔が硬化すれば、硬化したはんだが、第１の導電性接合部材５１、第２の導電性接合部材５２、第３の導電性接合部材５３として構成されることになる。
そして、これら導電性接合部材５１〜５３を介して、下側ヒートシンク２０、両半導体チップ１０、１１、ヒートシンクブロック４０、上側ヒートシンク３０間の接合および電気的・熱的接続を実現することができる。
なお、第１、第２および第３の導電性接合部材５１、５２、５３として導電性接着剤を用いた場合にも、上記工程において、はんだを導電性接着剤に置き換え、導電性接着剤の塗布や硬化を行うことにより、下側ヒートシンク２０、両半導体チップ１０、１１、ヒートシンクブロック４０、上側ヒートシンク３０間の接合および電気的・熱的接続を実現することができる。
しかる後、トランスファーモールド法により、ヒートシンク２０、３０の隙間および外周部等にモールド樹脂樹脂８０を充填する工程を実行する。これにより、図１〜図３に示されるように、ヒートシンク２０、３０の隙間および外周部等に、モールド樹脂８０が充填封止される。
そして、このように充填されたモールド樹脂８０が硬化した後、上記金型（成形型）を開放し、当該金型内から半導体装置１００を取り出せば、上記した半導体装置１００が完成する。
ここで、本実施形態では、モールド樹脂８０の封止工程において、次に述べるような特徴的な方法を採用している。このモールド樹脂８０の成形方法について、図４を参照して述べる。
図４（ａ）は、本実施形態の半導体装置１００の製造装置としての樹脂封止用の金型２００を用いたモールド樹脂８０の成形方法を示す概略断面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）中のＢ部拡大図、図４（ｃ）は図４（ａ）中のＣ部拡大図であり、図４（ｄ）および（ｅ）は金型２００におけるシート３００のつぶれを逃がすための窪み２０５ａの近傍拡大図である。なお、図４においては、金型２００のキャビティ２００ａ内にモールド樹脂８０が充填された状態を示してある。
本実施形態の半導体装置１００の製造装置は、この金型２００以外の部分は、この種のモールド樹脂封止タイプの半導体装置における一般的な製造装置と同様のものとすることができる。
この金型２００は、炭素鋼などの鉄系金属などから作製されたものであり、上型２０１と下型２０２と複数の入れ子金型２０３、２０４、２０５、２０６、２０７、２０８とからなる。そして、これら上下型および入れ子金型２０１〜２０８を合致させることにより内部にキャビティ２００ａを形成するものである。
ここで、半導体チップ１０、１１を一対のヒートシンク２０、３０で挟み込み、さらに半導体チップ１０、１１と信号端子６０とをワイヤ７０により接続したワークを用意し、このワークを金型２００のキャビティ２００ａ内に設置し、この金型２００内に樹脂を注入して充填する。こうすることにより、上記したモールド樹脂８０による封止が行われるのである。
また、図４（ａ）に示される金型２００においては、金型２００の下側の部分２０２、２０６、２０７、２０８は固定型であり、金型２００の上側の部分２０１、２０３、２０４、２０５は可動型となっている。
具体的には、当該上側の部分のうち上型２０１、入れ子金型２０３、２０４の３つは、第１の駆動装置２１０により一体的に所望の荷重をかけられるようになっており、入れ子金型２０５は、第２の駆動装置２１１により、上記３つのものとは独立して所望の荷重がかけられるようになっている。
これら第１の駆動装置２１０および第２の駆動装置２１１としては、たとえば、エアシリンダや油圧シリンダあるいはサーボモータなどを用いることができ、これらは、印加する荷重を制御することが可能なものである。
さらに、本実施形態では、この金型２００として、金型２００のうち一対のヒートシンク２０、３０のそれぞれの外側の主表面すなわち放熱面２０ａ、３０ａに対向する部位に、当該放熱面２０ａ、３０ａよりも一回り外形の大きな耐熱性および柔軟性を有するシート３００を設けたものを用いている。
このシート３００は、たとえば、フッ素系樹脂またはシリコーン系樹脂を含む材料からなるものである。具体的には、シート３００は、フッ素系のゴムシートやシリコーン系のゴムシートなどを採用することができる。
上側のシート３００は、入れ子金型２０３、２０４、２０５を組み合わせることにより保持された状態で上型２０１に対して取り付けられ、下側のシート３００は、入れ子金型２０６、２０７、２０８を組み合わせることにより保持された状態で下型２０２に対して取り付けられる。
ここで、図４（ａ）に示されるように、上側のシート３００については、その外周縁部が入れ子金型２０３と入れ子金型２０４とにより挟み付けられている。そして、図４（ｂ）に示されるように、入れ子金型２０３の先端部は、上側のシート３００の径方向の外側への流動を規制する規制部を提供している。
また、図４（ａ）に示されるように、下側のシート３００も、その外周縁部が入れ子金型２０６と２０７とにより挟み付けられている。そして、図４（ｃ）に示されるように、入れ子金型２０６の先端部は、下側のシート３００の径方向の外側への流動を規制する規制部を提供している。
そして、下側のシート３００が取り付けられている下型２０２に対して、上記ワークを設置し、上側のシート３００が取り付けられている上型２０１を合致させ、第１の駆動装置２１０によって、上下型２０１、２０２の型締めを行う。
このとき、さらに第２の駆動装置２１１によって上側の入れ子金型２０５に荷重をかけると、上下のシート３００がそれぞれのヒートシンク２０、３０の放熱面２０ａ、３０ａに密着して押し当てられる。この状態では、シート３００は、放熱面２０ａ、３０ａよりも一回り外形が大きいため、シート３００の周辺部は、放熱面２０ａ、３０ａの端部からはみ出している。
シート３００は、外部からの加圧によって若干流動して***部を形成可能な柔軟性と体積とをもつ柔軟性部材として設けられている。金型２００は、放熱面２０ａ、３０ａとの間にチャンバを区画している。
このチャンバ内にシート３００が保持されている。チャンバは、金型２００を閉じた際にシート３００によって満たされる程度の容積をもっている。金型２００は、放熱面２０ａ、３０ａの全周に沿って細いスリット状の開口を区画形成している。
チャンバ内のシート３００は、このスリット状の開口から、金型２００内のキャビティ内に向けて露出する。シート３００は、このスリット状の開口からキャビティ内に向けて***して突出する程度の柔軟性をもっている。
金型２００が閉じられた状態では、シート３００は、放熱面２０ａ、３０ａに密着するとともに、その径方向外側への流動が上記した規制部によって規制される結果、スリット状の開口から***して突出し、放熱面２０ａ、３０ａからその側面２０ｂ、３０ｂにわたる範囲を包み込む。この***は、放熱面２０ａ、３０ａの全周を取り囲むように形成される。
この***が、キャビティ２００ａ内に注入されたモールド樹脂８０に溝８１を形成する。***が形成された後にモールド樹脂８０を注入することができる。
これに代えて、モールド樹脂８０を注入した後に、モールド樹脂８０が硬化する前に、***を形成させてもよい。シート３００の柔軟性、耐熱性は、モールド樹脂８０の注入圧力に抗してその***部の***形状を維持できる程度のものとされている。
また、図４（ａ）、（ｄ）、（ｅ）に示されるように、金型２００のうち上側のヒートシンク３０の主表面３０ａが対向する部位であってシート３００が当接する部位、すなわち入れ子金型２０５の内面には、シート３００のつぶれを逃がすための窪み２０５ａが設けられている。
そのため、入れ子金型２０５に荷重をかける前は、図４（ｄ）に示されるようにシート３００は変形しておらず、上側のシート３００は窪み２０５ａの部分にて入れ子金型２０５とは離れている。
そして、型締めを行って第２の駆動装置２１１により、入れ子金型２０５に荷重をかけたときは、上側のシート３００のうち上側ヒートシンク３０の主表面３０ａ上に位置する部分が、つぶれようとする。
このとき、入れ子金型２０５に窪み２０５ａが設けられているので、図４（ｅ）に示されるように、上側のシート３００のつぶれが逃され、シート３００が変形し、その変形部分が窪み２０５ａに入り込む。
そのため、上側のシート３００のつぶれによって上側ヒートシンク３０にかかる余分なストレスを、上側ヒートシンク３０とは反対側の窪み２０５ａ側に逃がすことができ、好ましい。
また、入れ子金型２０５には、窪み２０５ａから外部へ連通する空気逃がし孔２０５ｂが設けられている。それによって、シート３００が入れ子金型２０５に密着しても、窪み２０５ａ内部は気密空間にならないため、シート３００の窪み２０５ａ側への変形を促進するためには、好ましい。
このようにして、シート３００に放熱面２０ａ、３０ａが押しつけられることにより、図４に示されるように、各ヒートシンク２０、３０における放熱面２０ａ、３０ａと側面２０ｂ、３０ｂとが、シート３００で被覆された状態となる。そして、この状態で、樹脂の注入・充填を行い、モールド樹脂８０による封止を行う。
このとき、第２の駆動装置２１１により、上側の入れ子金型２０５を動かないように固定しロックした状態で、樹脂の注入および充填を行う。
ここにおいて、耐熱性および柔軟性を有し放熱面２０ａ、３０ａよりも一回り外形が大きなシート３００に対して、ヒートシンク２０、３０の放熱面２０ａ、３０ａを押しつけるため、シート３００が変形して、放熱面２０ａ、３０ａはシート３００に沈み込む。そして、ヒートシンク２０、３０の放熱面２０ａ、３０ａはシート３００に密着して被覆される。
このとき、シート３００のうちヒートシンク２０、３０の放熱面２０ａ、３０ａからはみ出している部分は、図４に示されるように、盛り上がった形に変形する。そして、この盛り上がり部分が、ヒートシンク２０、３０の側面２０ｂ、３０ｂおよび上記境界部としての主表面２０ａ、３０ａのエッジ部２０ｃ、３０ｃに密着することにより、これらの部分は被覆される。
つまり、各ヒートシンク２０、３０において、その外側の主表面である放熱面２０ａ、３０ａに加えて当該主表面２０ａ、３０ａのエッジ部２０ｃ、３０ｃから側面２０ｂ、３０ｂに渡る部位が、変形したシート３００により被覆される。
そして、このようにシート３００によってヒートシンク２０、３０の一部が被覆されたワークを、モールド樹脂８０により封止すると、シート３００により被覆されたヒートシンク２０、３０の部分には、樹脂が侵入することはなく、モールド樹脂８０が付着することもない。
そして、モールド樹脂８０を金型２００のキャビティ２００ａに充填し、硬化させた後、金型２００を開放する。こうして、金型２００からモールド樹脂８０で封止された上記ワークを取り出せば、上記半導体装置１００ができあがる。
上述したように、このできあがった半導体装置１００においては、各ヒートシンク２０、３０の放熱面２０ａ、３０ａが露出するとともに、モールド樹脂８０のうち放熱面２０ａ、３０ａの周囲に溝８１が形成され、この溝８１によって各ヒートシンク２０、３０の側面２０ｂ、３０ｂおよび上記エッジ部２０ｃ、３０ｃが露出した形となる。
つまり、この半導体装置１００では、放熱板としてのヒートシンク２０、３０の放熱面２０ａ、３０ａに加えて放熱面２０ａ、３０ａを囲む角部２０ｃ、３０ｃとその側面２０ｂ、３０ｂの角部２０ｃ、３０ｃ近傍の細い範囲が露出しており、これら放熱面２０、３０、角部２０ｃ、３０ｃ、側面２０ｂ、３０ｂの細い範囲、そしてリードフレーム６０の露出部を除くヒートシンク２０、３０、半導体素子１０、１１、リードフレーム６０などがモールド樹脂８０で包み込まれていて、少なくとも半導体素子１０、１１が封止されているものとなっている。
それにより、本半導体装置１００は、少なくともその放熱面２０ａ、３０ａを除く部品がモールド樹脂８０によって包み込まれて封止され、ヒートシンク２０、３０の少なくとも放熱面２０ａ、３０ａが適切に露出したものとなっている。
［効果等］
ところで、本実施形態によれば、半導体素子としての半導体チップ１０、１１と、半導体チップ１０、１１に熱的に接続された放熱板としてのヒートシンク２０、３０とを備え、ヒートシンク２０、３０の外側の主表面２０ａ、３０ａがモールド樹脂８０から露出するように装置をモールド樹脂８０によって包み込むように封止してなる半導体装置において、ヒートシンク２０、３０の外側の主表面２０ａ、３０ａとともに、ヒートシンク２０、３０における側面２０ｂ、３０ｂおよびこの側面２０ｂ、３０ｂと主表面２０ａ、３０ａとの境界部２０ｃ、３０ｃも、モールド樹脂８０から露出していることを特徴とする半導体装置１００が提供される。
特に、本実施形態によれば、半導体素子としての半導体チップ１０、１１と、半導体チップ１０、１１を挟むように半導体チップ１０、１１の両面に配置された一対の放熱板としてのヒートシンク２０、３０とを備え、一対のヒートシンク２０、３０のそれぞれの外側の主表面２０ａ、３０ａがモールド樹脂８０から露出するように装置をモールド樹脂８０によって包み込むように封止してなる半導体装置において、次のような点を特徴とする半導体装置１００が提供される。
すなわち、本半導体装置１００では、一対のヒートシンク２０、３０のそれぞれの外側の主表面２０ａ、３０ａとともに、一対のヒートシンク２０、３０のそれぞれにおける側面２０ｂ、３０ｂおよびこの側面２０ｂ、３０ｂと主表面２０ａ、３０ａとの境界部２０ｃ、３０ｃも、モールド樹脂８０から露出していることを特徴としている。
つまり、本実施形態では、半導体素子に放熱板を熱的に接続したものを、放熱板の放熱面である外側の主表面がモールド樹脂から露出するように、モールド樹脂にて封止してなる半導体装置として、一対の放熱板で半導体素子の両面を挟み、両放熱板の放熱面をモールド樹脂から露出させた構成の両面放熱構造の半導体装置を用いており、この半導体装置において、上記特徴点を有するものとしている。
本実施形態の半導体装置１００によれば、一対のヒートシンク２０、３０のそれぞれの放熱面すなわち外側の主表面２０ａ、３０ａに対して、これら両主表面２０ａ、３０ａ同士を平行にするなどの目的で切削や研削などの加工を施す場合、両ヒートシンク２０、３０の側面２０ｂ、３０ｂおよびこの側面２０ｂ、３０ｂと主表面２０ａ、３０ａとの境界部２０ｃ、３０ｃもモールド樹脂８０から露出しているので、刃具や砥石などの加工用部材が、加工時にヒートシンク２０、３０のみに当たりモールド樹脂８０には当たらないようにできる。
つまり、各ヒートシンク２０、３０においてモールド樹脂８０から露出する部位は、放熱面である外側の主表面２０ａ、３０ａに加えて当該主表面２０ａ、３０ａのエッジ部２０ｃ、３０ｃから側面２０ｂ、３０ｂに渡る部位である。
そのため、放熱面である主表面２０ａ、３０ａを加工するときに、刃具や砥石などの加工用部材が、主表面２０ａ、３０ａのエッジ部２０ｃ、３０ｃから入り込んできたとしても、ヒートシンク２０、３０のみを削ることになり、モールド樹脂８０は削らないようにすることができる。
そのため、本実施形態によれば、半導体チップ１０、１１を一対のヒートシンク２０、３０で挟み込んだものをモールド樹脂８０で封止してなる半導体装置１００において、ヒートシンク２０、３０の放熱面を適切に露出させ、ヒートシンク２０、３０の放熱面である外側の主表面２０ａ、３０ａを加工するときに、加工用部材の消耗を抑制することができ、加工用部材の寿命の大幅な向上を図ることができる。
ここで、本実施形態では、上記図２、図３に示したように、半導体装置１００において、モールド樹脂８０のうち一対のヒートシンク２０、３０のそれぞれの外側の主表面２０ａ、３０ａの周囲に溝８１が設けられており、この溝８１によって各ヒートシンク２０、３０における側面２０ｂ、３０ｂおよび上記境界部２０ｃ、３０ｃが露出していることも特徴のひとつである。
また、本実施形態では、上記図１、図２に示される半導体装置１００において、一対のヒートシンク２０、３０に挟まれる半導体チップ１０、１１が、複数個であることも特徴のひとつである。
上述したが、半導体チップ１０、１１が複数個の場合、互いの半導体チップ１０、１１の厚さ等が異なることなどのために、対向する放熱面２０ａ、３０ａ同士の平行度が出しにくくなる場合がある。
ヒートシンク２０、３０の放熱面である上記主表面２０ａ、３０ａ同士の平行度を確保するための上記主表面２０ａ、３０ａへの加工は、特に必要になってくる。つまり、一対のヒートシンク２０、３０に挟まれる半導体チップ１０、１１が複数個の場合には、上記した本実施形態の半導体装置１００による効果が、特に有効に発揮される。
さらに、本実施形態によれば、半導体チップ１０、１１を挟むように半導体チップ１０、１１の両面に一対のヒートシンク２０、３０を配置し、このものを金型２００内に設置しモールド樹脂８０によって包み込むように封止するようにした半導体装置の製造方法において、次のような点を特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
すなわち、本製造方法では、金型２００のうち一対のヒートシンク２０、３０のそれぞれの外側の主表面２０ａ、３０ａに対向する部位に、当該主表面２０ａ、３０ａよりも一回り外形の大きな耐熱性および柔軟性を有するシート３００を設け、シート３００に主表面２０ａ、３０ａを押しつけることにより、各ヒートシンク２０、３０における主表面２０ａ、３０ａと側面２０ｂ、３０ｂとをシート３００で被覆した状態で、モールド樹脂８０による封止を行うようにしたことを特徴としている。
それによれば、上述したように、シート３００にヒートシンク２０、３０の主表面２０ａ、３０ａを押しつけると、主表面２０ａ、３０ａはシート３００に沈み込み、ヒートシンク２０、３０の主表面２０ａ、３０ａ、側面２０ｂ、３０ｂおよび上記境界部２０ｃ、３０ｃは、変形したシート３００により被覆される。
そして、この状態でモールド樹脂８０による封止を行うことで、上記した特徴点を有する本実施形態の半導体装置１００が適切に製造される。
つまり、本実施形態によれば、ヒートシンク２０、３０の放熱面を適切に露出させ、ヒートシンク２０、３０の放熱面である外側の主表面２０ａ、３０ａを加工するときに、加工用部材の消耗を抑制することができ、加工用部材の寿命の大幅な向上を図ることの可能な半導体装置１００を適切に製造しうる半導体装置の製造方法が提供される。
ここで、本実施形態の製造方法においては、上記のシート３００として、フッ素系樹脂またはシリコーン系樹脂を含む材料からなるものを採用していることも特徴点のひとつである。
さらに、本実施形態によれば、半導体チップ１０、１１を挟むように半導体チップ１０、１１の両面に一対のヒートシンク２０、３０を配置してなるワークを、金型２００を用いてモールド樹脂８０によって包み込むように封止するようにした半導体装置１００の製造装置において、次に述べるような点を特徴とする半導体装置１００の製造装置が提供される。
すなわち、本製造装置では、金型２００のうち一対のヒートシンク２０、３０のそれぞれの外側の主表面２０ａ、３０ａに対向する部位に、当該主表面２０ａ、３０ａよりも一回り外形の大きな耐熱性および柔軟性を有するシート３００を設け、シート３００に主表面２０ａ、３０ａを押しつけることにより、各ヒートシンク２０、３０における主表面２０ａ、３０ａと側面２０ｂ、３０ｂとをシート３００で被覆した状態で、モールド樹脂８０による封止を行うようにしたことを特徴としている。
それによれば、上記した特徴点を有する本実施形態の半導体装置１００の製造方法を、適切に実施しうる半導体装置１００の製造方法を提供することができる。
そのため、本製造装置によっても、半導体チップ１０、１１を一対のヒートシンク２０、３０で挟み込んだものをモールド樹脂８０で封止してなる半導体装置１００において、ヒートシンク２０、３０の放熱面を適切に露出させ、ヒートシンク２０、３０の放熱面である外側の主表面２０ａ、３０ａを加工するときに、加工用部材の消耗を抑制することができ、加工用部材の寿命の大幅な向上を図ることができる。
ここで、本実施形態の製造装置においては、上記のシート３００として、フッ素系樹脂またはシリコーン系樹脂を含む材料からなるものを採用していることも特徴点のひとつである。
このように、本実施形態では、半導体素子に放熱板を熱的に接続したものを、放熱板の外側の主表面がモールド樹脂から露出するように、モールド樹脂にて封止してなる半導体装置として、一対の放熱板で半導体素子の両面を挟み、両放熱板の放熱面をモールド樹脂から露出させた構成の両面放熱構造の半導体装置を用いた製造方法および製造装置が提供される。
［変形例］
なお、本実施形態にて示した上記製造方法および上記製造装置においては、金型２００のうち一対のヒートシンク２０、３０のそれぞれの外側の主表面２０ａ、３０ａに対向する部位に、上記シート３００を設け、シート３００に主表面２０ａ、３０ａを押しつけることにより、各ヒートシンク２０、３０における主表面２０ａ、３０ａと側面２０ｂ、３０ｂとをシート３００で被覆した状態で、モールド樹脂８０による封止を行うようにしている。
ここにおいて、本実施形態の製造方法および製造装置では、シート３００に主表面２０ａ、３０ａを押しつけることにより、各ヒートシンク２０、３０における主表面２０ａ、３０ａの少なくとも外周縁部と側面２０ｂ、３０ｂとがシート３００で被覆されればよいものである。
つまり、シート３００としては、ヒートシンク２０、３０の主表面２０ａ、３０ａよりも一回り外形の大きな耐熱性および柔軟性を有するものであればよく、このシート３００を金型２００でヒートシンク２０、３０に押しつける部位としては、ヒートシンク２０、３０の主表面２０ａ、３０ａの全部でなくてもよく、当該主表面２０ａ、３０ａの外周端部のみでもよい。
たとえば、金型の形状を適宜変更するなどによって、１枚のシート３００のうちヒートシンク２０、３０における主表面２０ａ、３０ａのうち外周縁部に接する部位のみに、シート３００を押しつけるようにして、当該主表面２０ａ、３０ａの中央部では、押しつけを行わないようにしてもよい。
さらに、シート３００として、ヒートシンク２０、３０における主表面２０ａ、３０ａの中央部に対応する部位には、穴が開いたものを用いてもよい。
ここで、図５は、そのような穴あきのシート３００を用いた場合の本実施形態の変形例として、金型２００を用いたモールド樹脂８０の成形方法を示す概略断面図である。この図５においては、下側のシート３００を、その中央部が穴あきの形状となっているものとしている。
そのため、図５に示される例では、金型２００において固定型である入れ子金型２０８が、下側のシート３００の穴を介して、直接、下側ヒートシンク２０の主表面２０ａに当接している。
それにより、モールド樹脂封止の際における金型２００によるワークの支持が、上記図４の場合のような柔軟なシート３００により行われるものではなく、より剛性の高い入れ子金型２０８により行われることになる。そのため、金型２００による型締めを、より十分に行うことができる。
ここで、図５に示される例においても、下側ヒートシンク２０の主表面２０ａの外周縁部および側面２０ｂにおいては、シート３００が密着しているので、下側ヒートシンク２０の主表面２０ａへの樹脂の侵入は防止され、樹脂バリの心配はない。
また、図６は、本実施形態のもう一つの変形例を示す概略断面図である。図６に示されるように、ヒートシンク２０、３０の主表面２０ａ、３０ａにおけるエッジ部２０ｃ、３０ｃは、段差を有した形状としてもよい。
本変形例では、この図６に示されるワークを用いて、金型２００によるモールド樹脂８０の成形を行う。それによれば、この段差形状のエッジ部２０ｃ、３０ｃと上記シート３００との密着性が向上するため、より樹脂バリを抑制することができる。
（他の実施形態）
なお、放熱板としてのヒートシンク２０、３０の形状は、上記した略矩形板状のものに限定されるものではなく、たとえば三角板状、円形板状など適宜設計変更したものを用いてもよい。
また、半導体素子としては、上記したＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）やサイリスタ等のパワー半導体素子やＦＷＤ（フリーホイールダイオード）などに限定されるものではない。
また、上記実施形態に示される半導体装置１００では、各ヒートシンク２０、３０の側面２０ｂ、３０ｂは、主表面２０ａ、３０ａのエッジ部２０ｃ、３０ｃから一定の範囲で部分的にモールド樹脂８０から露出しているが、当該側面２０ｂ、３０ｂの全域が露出していてもよい。
また、上述したように、ヒートシンクブロック４０は、半導体チップ１０、１１と上側ヒートシンク３０との間に介在し、第１の半導体チップ１０と上側ヒートシンク３０との間の高さを確保するなどの役割を有するものであるが、可能であるならば、上記実施形態において、ヒートシンクブロック４０は存在しないものであってもよい。
たとえば、ヒートシンクブロック４０に代えて、上側ヒートシンク２０において半導体チップ１９側に突出する凸部を設け、この凸部により、ヒートシンク４０の機能を代用させてもよい。また、半導体チップと上側ヒートシンクとの高さを確保することが不要ならば、単にヒートシンクブロック４０を省略してもよい。
また、放熱板としては、上記したヒートシンクに限定されるものではなく、たとえば、リードフレームのアイランド部などであってもかまわない。
また、上記実施形態では、一対の放熱板２０、３０で半導体素子１０、１１の両面を挟み、両放熱板２０、３０の放熱面２０ａ、３０ａをモールド樹脂８０から露出させた構成の両面放熱構造とした。
本発明は、このような両面放熱構造に限定されるものではなく、放熱板は、半導体素子のどちらか一方の面のみに熱的に接続されて設けられ、この単一の放熱板の外側の主表面すなわち放熱面がモールド樹脂から露出したものであってもよい。
また、一対の放熱板で半導体素子の両面を挟むものである構造としたとしても、一対の放熱板のうちの両方ではなく片方の放熱板の放熱面のみがモールド樹脂から露出するものであってもよい。
つまり、半導体装置としては、放熱板の少なくとも放熱面を露出させるように、少なくともその放熱面を除く部品がモールド樹脂によって包み込まれて封止されているものであればよい。
要するに、本発明は、半導体素子の両面を一対の放熱板で挟み、各放熱板の放熱面が露出するようにモールド樹脂で封止してなる半導体装置だけでなく、半導体素子と半導体素子に熱的に接続された放熱板とを備え、放熱板の外側の主表面がモールド樹脂から露出するように装置をモールド樹脂によって包み込むように封止してなる半導体装置において、各放熱板の放熱面とともに放熱面のエッジから側面に渡る部位がモールド樹脂から露出するようにしたこと、および、そのような露出構成とするために上記シートを用いた金型を採用したことを要部とするものである。そして、その他の細部については、適宜設計変更が可能である。
本発明の実施形態に係る半導体装置の概略平面図である。 図１中のII−II概略断面図である。 図１中のIII−III概略断面図である。 （ａ）は上記実施形態の半導体装置の製造装置としての樹脂封止用の金型を用いたモールド樹脂の成形方法を示す概略断面図、（ｂ）は（ａ）中のＢ部拡大図、（ｃ）は（ａ）中のＣ部拡大図であり、（ｄ）および（ｅ）は金型におけるシートのつぶれを逃がすための窪みの近傍拡大図である。 穴あきのシートを用いた上記実施形態の変形例としてのモールド樹脂の成形方法を示す概略断面図である。 上記実施形態のもう一つの変形例を示す概略断面図である。 従来の一般的な半導体装置の概略断面図である。 従来の一般的な半導体装置における金型を用いたモールド樹脂の成形方法を示す概略断面図である。
符号の説明
１０…半導体素子としての第１の半導体チップ、
１１…半導体素子としての第２の半導体チップ、
２０…放熱板としての下側ヒートシンク、３０…放熱板としての上側ヒートシンク、
２０ａ…下側ヒートシンクの放熱面としての主表面、
３０ａ…上側ヒートシンクの放熱面としての主表面、
２０ｂ…下側ヒートシンクの側面、３０ｂ…上側ヒートシンクの側面、
２０ｃ…下側ヒートシンクの主表面と側面との境界部、
３０ｃ…上側ヒートシンクの主表面と側面との境界部、
８０…モールド樹脂、２００…金型、２０５ａ…窪み、３００…シート。

Claims (16)

  1. 半導体素子（１０、１１）と、
    前記半導体素子（１０、１１）に熱的に接続された放熱板（２０、３０）とを備え、
    前記放熱板（２０、３０）の外側の主表面（２０ａ、３０ａ）がモールド樹脂（８０）から露出するように装置を前記モールド樹脂（８０）によって包み込むように封止してなる半導体装置において、
    前記放熱板（２０、３０）の外側の主表面（２０ａ、３０ａ）とともに、前記放熱板（２０、３０）における側面（２０ｂ、３０ｂ）およびこの側面（２０ｂ、３０ｂ）と前記主表面（２０ａ、３０ａ）との境界部（２０ｃ、３０ｃ）も、前記モールド樹脂（８０）から露出していることを特徴とする半導体装置。
  2. 前記モールド樹脂（８０）のうち前記放熱板（２０、３０）の外側の主表面（２０ａ、３０ａ）の周囲には溝（８１）が設けられており、
    この溝（８１）によって前記放熱板（２０、３０）における側面（２０ｂ、３０ｂ）およびこの側面（２０ｂ、３０ｂ）と前記主表面（２０ａ、３０ａ）との境界部（２０ｃ、３０ｃ）が露出していることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
  3. 半導体素子（１０、１１）と、
    前記半導体素子（１０、１１）を挟むように前記半導体素子（１０、１１）の両面に配置された一対の放熱板（２０、３０）とを備え、
    前記一対の放熱板（２０、３０）のそれぞれの外側の主表面（２０ａ、３０ａ）がモールド樹脂（８０）から露出するように装置をモールド樹脂（８０）によって包み込むように封止してなる半導体装置において、
    前記一対の放熱板（２０、３０）のそれぞれの外側の主表面（２０ａ、３０ａ）とともに、前記一対の放熱板（２０、３０）のそれぞれにおける側面（２０ｂ、３０ｂ）およびこの側面（２０ｂ、３０ｂ）と前記主表面（２０ａ、３０ａ）との境界部（２０ｃ、３０ｃ）も、前記モールド樹脂（８０）から露出していることを特徴とする半導体装置。
  4. 前記モールド樹脂（８０）のうち前記一対の放熱板（２０、３０）のそれぞれの外側の主表面（２０ａ、３０ａ）の周囲には溝（８１）が設けられており、
    この溝（８１）によって前記一対の放熱板（２０、３０）のそれぞれにおける側面（２０ｂ、３０ｂ）およびこの側面（２０ｂ、３０ｂ）と前記主表面（２０ａ、３０ａ）との境界部（２０ｃ、３０ｃ）が露出していることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
  5. 前記一対の放熱板（２０、３０）に挟まれる前記半導体素子（１０、１１）は、複数個であることを特徴とする請求項３または４に記載の半導体装置。
  6. 半導体素子（１０、１１）に放熱板（２０、３０）を熱的に接続したものを、金型（２００）内に設置し、モールド樹脂（８０）によって包み込むように封止するようにした半導体装置の製造方法において、
    前記金型（２００）のうち前記放熱板（２０、３０）の外側の主表面（２０ａ、３０ａ）に対向する部位に、当該主表面（２０ａ、３０ａ）よりも一回り外形が大きな耐熱性および柔軟性を有するシート（３００）を設け、
    前記シート（３００）に前記主表面（２０ａ、３０ａ）を押しつけることにより、前記放熱板（２０、３０）における前記主表面（２０ａ、３０ａ）の少なくとも外周縁部と側面（２０ｂ、３０ｂ）とを前記シート（３００）で被覆した状態で、前記モールド樹脂（８０）による封止を行うようにしたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  7. 半導体素子（１０、１１）を挟むように前記半導体素子（１０、１１）の両面に一対の放熱板（２０、３０）を配置し、このものを金型（２００）内に設置しモールド樹脂（８０）によって包み込むように封止するようにした半導体装置の製造方法において、
    前記金型（２００）のうち前記一対の放熱板（２０、３０）のそれぞれの外側の主表面（２０ａ、３０ａ）に対向する部位に、当該主表面（２０ａ、３０ａ）よりも一回り外形が大きな耐熱性および柔軟性を有するシート（３００）を設け、
    前記シート（３００）に前記主表面（２０ａ、３０ａ）を押しつけることにより、前記放熱板（２０、３０）における前記主表面（２０ａ、３０ａ）の少なくとも外周縁部と側面（２０ｂ、３０ｂ）とを前記シート（３００）で被覆した状態で、前記モールド樹脂（８０）による封止を行うようにしたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  8. 前記シート（３００）は、フッ素系樹脂またはシリコーン系樹脂を含む材料からなるものであることを特徴とする請求項６または７に記載の半導体装置の製造方法。
  9. 前記シート（３００）に前記主表面（２０ａ、３０ａ）を押しつけることにより、前記放熱板（２０、３０）における前記主表面（２０ａ、３０ａ）の全部と側面（２０ｂ、３０ｂ）とを前記シート（３００）で被覆した状態で、前記モールド樹脂（８０）による封止を行うようにしたことを特徴とする請求項６ないし８のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
  10. 前記シート（３００）に前記主表面（２０ａ、３０ａ）を押しつけることにより、前記放熱板（２０、３０）における前記主表面（２０ａ、３０ａ）の外周縁部のみと側面（２０ｂ、３０ｂ）とを前記シート（３００）で被覆した状態で、前記モールド樹脂（８０）による封止を行うようにしたことを特徴とする請求項６ないし８のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
  11. 半導体素子（１０、１１）に放熱板（２０、３０）を熱的に接続してなるワークを、金型（２００）を用いてモールド樹脂（８０）によって包み込むように封止するようにした半導体装置の製造装置において、
    前記金型（２００）のうち前記放熱板（２０、３０）の外側の主表面（２０ａ、３０ａ）に対向する部位に、当該主表面（２０ａ、３０ａ）よりも一回り外形が大きな耐熱性および柔軟性を有するシート（３００）を設け、
    前記シート（３００）に前記主表面（２０ａ、３０ａ）を押しつけることにより、前記放熱板（２０、３０）における前記主表面（２０ａ、３０ａ）の少なくとも外周縁部と側面（２０ｂ、３０ｂ）とを前記シート（３００）で被覆した状態で、前記モールド樹脂（８０）による封止を行うことを特徴とする半導体装置の製造装置。
  12. 半導体素子（１０、１１）を挟むように前記半導体素子（１０、１１）の両面に一対の放熱板（２０、３０）を配置してなるワークを、金型（２００）を用いてモールド樹脂（８０）によって包み込むように封止するようにした半導体装置の製造装置において、
    前記金型（２００）のうち前記一対の放熱板（２０、３０）のそれぞれの外側の主表面（２０ａ、３０ａ）に対向する部位に、当該主表面（２０ａ、３０ａ）よりも一回り外形が大きな耐熱性および柔軟性を有するシート（３００）を設け、
    前記シート（３００）に前記主表面（２０ａ、３０ａ）を押しつけることにより、前記放熱板（２０、３０）における前記主表面（２０ａ、３０ａ）の少なくとも外周縁部と側面（２０ｂ、３０ｂ）とを前記シート（３００）で被覆した状態で、前記モールド樹脂（８０）による封止を行うことを特徴とする半導体装置の製造装置。
  13. 前記シート（３００）は、フッ素系樹脂またはシリコーン系樹脂を含む材料からなるものであることを特徴とする請求項１１または１２に記載の半導体装置の製造装置。
  14. 前記シート（３００）に前記主表面（２０ａ、３０ａ）を押しつけることにより、前記放熱板（２０、３０）における前記主表面（２０ａ、３０ａ）の全部と側面（２０ｂ、３０ｂ）とを前記シート（３００）で被覆した状態で、前記モールド樹脂（８０）による封止を行うようにしたことを特徴とする請求項１１ないし１３のいずれか１つに記載の半導体装置の製造装置。
  15. 前記シート（３００）に前記主表面（２０ａ、３０ａ）を押しつけることにより、前記放熱板（２０、３０）における前記主表面（２０ａ、３０ａ）の外周縁部のみと側面（２０ｂ、３０ｂ）とを前記シート（３００）で被覆した状態で、前記モールド樹脂（８０）による封止を行うようにしたことを特徴とする請求項１１ないし１３のいずれか１つに記載の半導体装置の製造装置。
  16. 前記金型（２００）のうち前記放熱板（２０、３０）の主表面（２０ａ、３０ａ）が対向する部位であって前記シート（３００）が当接する部位には、前記シート（３００）のつぶれを逃がすための窪み（２０５ａ）が設けられていることを特徴とする請求項１１ないし１５のいずれか１つに記載の製造装置。
JP2004335920A 2004-11-19 2004-11-19 半導体装置の製造方法ならびに半導体装置の製造装置 Expired - Fee Related JP4407489B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004335920A JP4407489B2 (ja) 2004-11-19 2004-11-19 半導体装置の製造方法ならびに半導体装置の製造装置
US11/273,415 US7405107B2 (en) 2004-11-19 2005-11-14 Semiconductor device, method and apparatus for fabricating the same
CNB2005101373575A CN100452368C (zh) 2004-11-19 2005-11-18 半导体器件及其制造方法和装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004335920A JP4407489B2 (ja) 2004-11-19 2004-11-19 半導体装置の製造方法ならびに半導体装置の製造装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006147852A true JP2006147852A (ja) 2006-06-08
JP4407489B2 JP4407489B2 (ja) 2010-02-03

Family

ID=36460202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004335920A Expired - Fee Related JP4407489B2 (ja) 2004-11-19 2004-11-19 半導体装置の製造方法ならびに半導体装置の製造装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7405107B2 (ja)
JP (1) JP4407489B2 (ja)
CN (1) CN100452368C (ja)

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009011213A1 (de) 2008-03-04 2009-10-08 Denso Corporation, Kariya-City Halbleitermodul und Verfahren zum Herstellen desselben
US7875971B2 (en) 2007-03-02 2011-01-25 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device having improved heat sink
JP2012104606A (ja) * 2010-11-09 2012-05-31 Denso Corp 電子装置およびその製造方法
JP2012190866A (ja) * 2011-03-09 2012-10-04 Sansha Electric Mfg Co Ltd 半導体装置
WO2012137439A1 (ja) * 2011-04-05 2012-10-11 パナソニック株式会社 封止型半導体装置及びその製造方法
JP2013089607A (ja) * 2011-10-13 2013-05-13 Nissan Motor Co Ltd モールド装置およびモールド方法
JP2013152983A (ja) * 2012-01-24 2013-08-08 Toyota Motor Corp 半導体装置の製造方法
JP2014154688A (ja) * 2013-02-07 2014-08-25 Denso Corp 半導体装置およびその製造方法
WO2015001727A1 (ja) * 2013-07-03 2015-01-08 株式会社デンソー 半導体装置
JP2015126119A (ja) * 2013-12-26 2015-07-06 トヨタ自動車株式会社 半導体装置及び半導体装置の製造方法
JP2015138843A (ja) * 2014-01-21 2015-07-30 株式会社デンソー 半導体装置及びその製造方法
JP2015159256A (ja) * 2014-02-25 2015-09-03 トヨタ自動車株式会社 半導体装置及びその製造方法
JP2015162598A (ja) * 2014-02-27 2015-09-07 トヨタ自動車株式会社 半導体装置の製造方法および製造装置
JP2019021811A (ja) * 2017-07-19 2019-02-07 トヨタ自動車株式会社 半導体装置の製造方法
JP2019110278A (ja) * 2017-12-20 2019-07-04 株式会社デンソー 半導体装置

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007073743A (ja) * 2005-09-07 2007-03-22 Denso Corp 半導体装置
JP4827851B2 (ja) * 2005-11-22 2011-11-30 ソニー株式会社 半導体装置および半導体装置の製造方法
JP2007300059A (ja) * 2006-04-03 2007-11-15 Denso Corp 半導体装置およびその製造方法
CN102208376B (zh) * 2006-11-02 2012-11-14 日本电气株式会社 半导体器件
US7737548B2 (en) * 2007-08-29 2010-06-15 Fairchild Semiconductor Corporation Semiconductor die package including heat sinks
JP5067267B2 (ja) * 2008-06-05 2012-11-07 三菱電機株式会社 樹脂封止型半導体装置とその製造方法
JP2012004282A (ja) * 2010-06-16 2012-01-05 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
WO2012090594A1 (ja) * 2010-12-27 2012-07-05 日産自動車株式会社 半導体モジュール、モールド装置及びモールド成形方法
JP5947537B2 (ja) 2011-04-19 2016-07-06 トヨタ自動車株式会社 半導体装置及びその製造方法
ITMI20112300A1 (it) * 2011-12-19 2013-06-20 St Microelectronics Srl Realizzazione di dispositivi elettronici di tipo dsc tramite inserto distanziatore
US8963303B2 (en) 2013-02-22 2015-02-24 Stmicroelectronics S.R.L. Power electronic device
US10504827B2 (en) * 2016-06-03 2019-12-10 Amkor Technology, Inc. Semiconductor device and manufacturing method thereof
US10137789B2 (en) * 2016-07-20 2018-11-27 Ford Global Technologies, Llc Signal pin arrangement for multi-device power module
DE102016121801B4 (de) * 2016-11-14 2022-03-17 Infineon Technologies Ag Baugruppe mit Verbindungen, die verschiedene Schmelztemperaturen aufweisen, Fahrzeug mit der Baugruppe und Verfahren zum Herstellen derselben und Verwendung der Baugruppe für eine Automobilanwendung
JP7040032B2 (ja) * 2018-01-17 2022-03-23 株式会社デンソー 半導体装置
JP2019129228A (ja) * 2018-01-24 2019-08-01 トヨタ自動車株式会社 半導体装置及びその製造方法
JP7010167B2 (ja) * 2018-07-25 2022-01-26 株式会社デンソー 半導体装置
JP7180490B2 (ja) * 2019-03-26 2022-11-30 株式会社デンソー 半導体装置およびその製造方法
KR102231769B1 (ko) * 2019-08-20 2021-04-01 제엠제코(주) 고열전도를 위한 히트싱크 노출형 반도체 패키지 및 그 제조방법
US11631626B2 (en) * 2020-10-05 2023-04-18 Unimicron Technology Corp. Package structure
JP2022094390A (ja) * 2020-12-15 2022-06-27 Tdk株式会社 電子回路モジュール及びその製造方法
JP2022141152A (ja) * 2021-03-15 2022-09-29 株式会社デンソー 半導体装置
US11955347B2 (en) * 2021-12-02 2024-04-09 Asmpt Singapore Pte. Ltd. Encapsulation process for double-sided cooled packages

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6048483A (en) * 1996-07-23 2000-04-11 Apic Yamada Corporation Resin sealing method for chip-size packages
JP3129660B2 (ja) 1996-07-23 2001-01-31 アピックヤマダ株式会社 Ｓｏｎパッケージの樹脂封止方法及び樹脂封止装置
JPH10223669A (ja) 1997-02-12 1998-08-21 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体装置の樹脂封止装置及びその樹脂封止方法
JP3350444B2 (ja) 1998-04-23 2002-11-25 シャープ株式会社 半導体装置の製造方法
JP4769380B2 (ja) * 2001-05-18 2011-09-07 ルネサスエレクトロニクス株式会社 クリーニング用シートおよびそれを用いた半導体装置の製造方法
CN1172369C (zh) * 2001-06-13 2004-10-20 矽品精密工业股份有限公司 具散热片的半导体封装件
JP2003154551A (ja) 2001-11-26 2003-05-27 Sony Corp 半導体デバイス用モールド装置及び半導体デバイスの製造方法
CN1291466C (zh) * 2001-12-27 2006-12-20 威宇科技测试封装有限公司 一种具有散热片的半导体封装方法
JP2003243577A (ja) * 2002-02-18 2003-08-29 Shinko Electric Ind Co Ltd 半導体装置及びその製造方法
JP2004014823A (ja) * 2002-06-07 2004-01-15 Renesas Technology Corp 半導体装置及びその製造方法

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7875971B2 (en) 2007-03-02 2011-01-25 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device having improved heat sink
US8120172B2 (en) 2007-03-02 2012-02-21 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device having improved heat sink
DE102009011213A1 (de) 2008-03-04 2009-10-08 Denso Corporation, Kariya-City Halbleitermodul und Verfahren zum Herstellen desselben
US7944045B2 (en) 2008-03-04 2011-05-17 Denso Corporation Semiconductor module molded by resin with heat radiation plate opened outside from mold
JP2012104606A (ja) * 2010-11-09 2012-05-31 Denso Corp 電子装置およびその製造方法
JP2012190866A (ja) * 2011-03-09 2012-10-04 Sansha Electric Mfg Co Ltd 半導体装置
WO2012137439A1 (ja) * 2011-04-05 2012-10-11 パナソニック株式会社 封止型半導体装置及びその製造方法
JPWO2012137439A1 (ja) * 2011-04-05 2014-07-28 パナソニック株式会社 封止型半導体装置及びその製造方法
US9030003B2 (en) 2011-04-05 2015-05-12 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Encapsulated semiconductor device and method for manufacturing the same
JP5649142B2 (ja) * 2011-04-05 2015-01-07 パナソニック株式会社 封止型半導体装置及びその製造方法
US9240369B2 (en) 2011-04-05 2016-01-19 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Encapsulated semiconductor device and method for manufacturing the same
JP2013089607A (ja) * 2011-10-13 2013-05-13 Nissan Motor Co Ltd モールド装置およびモールド方法
JP2013152983A (ja) * 2012-01-24 2013-08-08 Toyota Motor Corp 半導体装置の製造方法
JP2014154688A (ja) * 2013-02-07 2014-08-25 Denso Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2015015301A (ja) * 2013-07-03 2015-01-22 株式会社デンソー 半導体装置
WO2015001727A1 (ja) * 2013-07-03 2015-01-08 株式会社デンソー 半導体装置
JP2015126119A (ja) * 2013-12-26 2015-07-06 トヨタ自動車株式会社 半導体装置及び半導体装置の製造方法
JP2015138843A (ja) * 2014-01-21 2015-07-30 株式会社デンソー 半導体装置及びその製造方法
JP2015159256A (ja) * 2014-02-25 2015-09-03 トヨタ自動車株式会社 半導体装置及びその製造方法
JP2015162598A (ja) * 2014-02-27 2015-09-07 トヨタ自動車株式会社 半導体装置の製造方法および製造装置
US9847237B2 (en) 2014-02-27 2017-12-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method and apparatus for manufacturing semiconductor module
JP2019021811A (ja) * 2017-07-19 2019-02-07 トヨタ自動車株式会社 半導体装置の製造方法
JP2019110278A (ja) * 2017-12-20 2019-07-04 株式会社デンソー 半導体装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN100452368C (zh) 2009-01-14
JP4407489B2 (ja) 2010-02-03
CN1815719A (zh) 2006-08-09
US20060108700A1 (en) 2006-05-25
US7405107B2 (en) 2008-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4407489B2 (ja) 半導体装置の製造方法ならびに半導体装置の製造装置
JP4302607B2 (ja) 半導体装置
JP2020065086A (ja) 半導体装置
JP4935765B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP4547279B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP6076675B2 (ja) 半導体装置
JP5472498B2 (ja) パワーモジュールの製造方法
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
JP2005117009A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP2009200338A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2013021254A (ja) 半導体装置および半導体装置の製造方法
JP6266168B2 (ja) 半導体装置
JP2011216564A (ja) パワーモジュール及びその製造方法
US11862542B2 (en) Dual side cooling power module and manufacturing method of the same
JP2002329815A (ja) 半導体装置と、その製造方法、及びその製造装置
JP6150866B2 (ja) 電力半導体装置
JP6255118B2 (ja) 半導体装置
JP4737138B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP4305424B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2022176744A (ja) 半導体装置および半導体装置の製造方法
JP6472568B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2005116963A (ja) 半導体装置
KR102050130B1 (ko) 반도체 패키지 및 그 제조 방법
US11887933B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
WO2006114825A1 (ja) 半導体装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061129

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090519

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090710

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090804

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090928

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: 20091020

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20091102

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4407489

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121120

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131120

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees