(57)【要約】  半導体装置は、切り欠き部（５ａ）が形成されたリード（５）と、ダイパッド部（１１）と、ダイパッド部（１１）に保持されたパワー素子（１）と、パワー素子（１）を含むダイパッド部（１１）及びリード（５）の内側の端部を封止する樹脂材から構成される外装体（６）とを有している。切り欠き部（５ａ）は、リード（５）における外装体（６）との境界部分を含む領域に配置されると共に樹脂材が充填されている。
2012111254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切り欠き部が形成されたリードと、
ダイパッド部と、
前記ダイパッド部に保持された第１素子と、
前記第１素子を含むダイパッド部及び前記リードの内側の端部を封止する樹脂材から構成される外装体と、を備え、
前記切り欠き部は、前記リードにおける前記外装体との境界部分を含む領域に配置されると共に、
樹脂材が充填された半導体装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記切り欠き部に充填された樹脂材は、前記外装体を構成する樹脂材と組成が同一である半導体装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記切り欠き部は、隣り合うリード同士の少なくとも一方に形成された半導体装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において、
前記切り欠き部は、１つのリードの両側面に形成された半導体装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項において、
前記切り欠き部に充填された樹脂材と、前記外装体を構成する樹脂材とは一体に形成された半導体装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項において、
前記第１素子は、パワー素子である半導体装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記パワー素子を制御する第２素子である制御素子をさらに備え、
前記切り欠き部が形成されたリードは、前記制御素子と接続された半導体装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項において、
前記切り欠き部は、前記リードにおいて、前記リードに形成されたダムバーよりも内側に形成された半導体装置。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか１項において、
前記切り欠き部間に充填された樹脂材に、前記リードの突出方向と平行な溝が形成されている半導体装置。
【請求項１０】
請求項９において、
前記溝の一部が、前記外装体の内部に配置された半導体装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項において、
１つのリードにおいて、前記切り欠き部に充填された樹脂材による樹脂充填部同士の間隔が０．４ｍｍ以上である半導体装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項において、
前記切り欠き部の一部が、前記外装体内に配置された半導体装置。
【請求項１３】
請求項１２において、
前記外装体内に配置された前記切り欠き部の長さが、前記樹脂材に混錬されたフィラーの径よりも大きい半導体装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項において、
前記切り欠き部の内側の形状が、傾斜状又は階段状である半導体装置。
【請求項１５】
第１素子を保持するダイパッド部と、切り欠き部を有するリードとを用意し、
前記リードの切り欠き部を金型のクランプ位置に配置して封止用の樹脂材を前記金型に注入することで、前記樹脂材により前記第１素子を含むダイパッド部及び前記リードの内側の端部を封止する半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
請求項１５において、
前記リードの切り欠き部を前記金型のクランプ位置に配置して前記樹脂材を前記金型内に注入することで、
前記リードに形成された切り欠き部に前記樹脂材を充填する半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
制御機器（例えば、インバータ制御機器）は、小型化が要望されている。その要望に応え、制御機器の内部に組み込まれる半導体装置（例えば、パワーモジュール）も、小型化及び軽量化を図っている。【０００３】
半導体装置は、例えば、パワー素子と該パワー素子を制御する制御素子とをそれぞれリードフレームに搭載し、これらリードフレームを電気的に接合して、樹脂材から構成される外装体の内部に封止して形成される。パワー素子を有する半導体装置は、高電位となる外部端子同士の間に絶縁距離を確保する必要がある。そこで、例えば特許文献１には、外部端子同士の間の領域に凹状の沿面構造（凹状構造）を設け、この凹状の沿面構造によって沿面距離を確保した、半導体装置が記載されている。【０００４】
図１１（ａ）〜図１１（ｃ）は、一般的な沿面構造を設けた従来の半導体装置を示している。従来の沿面構造を設けた半導体装置は、リードフレーム１０３と、ダイパッド１０９Ａの上に保持されたパワー素子１０１と、ダイパッド１０９Ｂの上に保持された制御素子１１１と、樹脂材から構成される外装体１０６とから構成されている。リードフレーム１０３は、複数のリード（外部端子）１０５及び複数のダイパッド１０９Ａ、１０９Ｂを有する。外装体１０６は、パワー素子１０１及び制御素子１１１を含め、ダイパッド１０９Ａ、１０９Ｂ及び各リード１０５のダイパッド１０９Ａ、１０９Ｂ側の端部を封止する。パワー素子１０１とリード１０５のダイパッド１０９Ａ側の端部とは、金属部材１２１により電気的に接続されている。また、制御素子１１１とパワー素子１０１、及びリード１０５のダイパッド１０９Ｂ側の端部は、金（Ａｕ）ワイヤ１２２により電気的に接続されている。【０００５】
ここで、従来の半導体装置は、図１１（ａ）の領域Ｃを拡大した図１１（ｂ）に示すように、外装体１０６における複数のリード１０５同士の間の領域に、それぞれ凹状構造１０６ａが形成されている。【０００６】
このように、従来の半導体装置は、各凹状構造１０６ａによって、互いに隣接するリード１０５同士の間の沿面距離を確保して、リード１０５同士の間隔を縮めることにより、半導体装置の小型化を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１２４４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の半導体装置は、沿面距離を確保するため、外装体に凹状構造を設ける必要がある。しかしながら、この凹状構造は、半導体装置の小型化に対して沿面距離を確保するための制約となる。また、この凹状構造のような複雑な外形状を有する外装体を形成するには、封止用金型の構造が複雑になってしまうという問題がある。【０００９】
これらの問題は、半導体装置の小型化が進み、また、電流量及び電圧が増大していくことを考えると、さらに大きな問題となることが懸念される。【００１０】
本発明は、外装体に凹状構造を設けることなく、沿面距離が確保された半導体装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の目的を達成するため、本発明に係る半導体装置は、切り欠き部が形成されたリードと、ダイパッド部と、ダイパッド部に保持された第１素子と、第１素子を含むダイパッド部及びリードの内側の端部を封止する樹脂材から構成される外装体とを備え、切り欠き部は、リードにおける外装体との境界部分を含む領域に配置されると共に、樹脂材が充填された。【００１２】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、第１素子を保持するダイパッド部と、切り欠き部を有するリードとを用意し、リードの切り欠き部を金型のクランプ位置に配置して封止用の樹脂材を金型に注入することで、樹脂材により第１素子を含むダイパッド部及びリードの内側の端部を封止する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る半導体装置及びその製造方法によると、外装体に凹状構造を形成することなく、沿面距離が確保された半導体装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１（ａ）は本発明の一実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。図１（ｂ）は図１（ａ）における領域Ａを拡大した平面図である。図１（ｃ）は領域Ａにおける詳細な平面図である。
【図２】図２（ａ）は別形態の一工程に係る領域Ａを拡大した平面図である。図２（ｂ）は別形態の一工程に係る領域Ａを拡大した平面図である。図２（ｃ）は別形態に係る半導体装置の領域Ａを拡大した平面図である。
【図３】図３（ａ）は本発明の一実施形態に係る半導体装置を示す底面図である。図３（ｂ）は図３（ａ）における領域Ｂを拡大した底面図である。
【図４】図４（ａ）は本発明の一実施形態に係る半導体装置の内部構造を示す平面図である。図４（ｂ）及び図４（ｃ）は一実施形態に係る切り欠き部の形状の変形例を示す部分的な平面図である。
【図５】図５は図４のＶ−Ｖ線における断面図である。
【図６】図６は本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法の一工程を示す模式的な断面図である。
【図７】図７は本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法の一工程を示す模式的な断面図である。
【図８】図８は本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法の一工程を示す模式的な断面図である。
【図９】図９は本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法の一工程を示す模式的な断面図である。
【図１０】図１０は本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法の一工程を示す模式的な断面図である。
【図１１】図１１（ａ）は従来の半導体装置を示す平面図である。図１１（ｂ）は図１１（ａ）における領域Ｃを拡大した平面図である。図１１（ｃ）は従来の半導体装置の内部構造を示す模式的な平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
なお、本発明は、本明細書に記載された基本的な特徴に基づく限り、以下に記載の内容に限定されない。
【００１７】
図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）における領域Ａを拡大した平面図である。図１（ｃ）は、領域Ａにおける詳細な平面図である。図３（ａ）は、本発明の一実施形態に係る半導体装置を示す底面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）における領域Ｂを拡大した底面図である。図４（ａ）は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の内部構造を示す平面図である。図４（ｂ）及び図４（ｃ）は、一実施形態に係る切り欠き部の形状の変形例を示す部分的な平面図である。図５は、図４のＶ−Ｖ線における断面図である。
【００１８】
図１及び図３〜図５に示すように、本実施形態に係る半導体装置１５は、パワー素子１と、放熱板２と、リードフレーム３と、制御素子４と、外装体６とを備えている。リードフレーム３は、第１ダイパッド部９、第２ダイパッド部１１及び外部端子となる複数のリード５を有する。外装体６は、パワー素子１、制御素子４及び複数のリード５の内側の端部を一体に封止する。外装体６は、封止用の樹脂材から構成される。パワー素子１は、第１素子の一例である。制御素子４は、第２素子の一例である。
【００１９】
本実施形態の半導体装置１５の一例として、例えばパワーモジュール（パワー半導体）がある。本実施形態の半導体装置１５は、例えば制御機器に組み込まれて使用される。
【００２０】
リードフレーム３は、例えば銅（Ｃｕ）等の導電性に優れた材料により構成される。リードフレーム３は、外装体６の側面から突き出したリード５が外部端子を構成し、本半導体装置１５の実装端子としてインバータ制御機器等の回路と接続される。
【００２１】
パワー素子１は、例えば、ろう材８又は銀（Ａｇ）ペースト材により、リードフレーム３の第１ダイパッド部９の上面９ａに固着され保持されている。パワー素子１のボンディングパッド（図示せず）とリードフレーム３の複数のリード５とは、金属部材２１により相互に電気的に接続されている。パワー素子１には、例えば、ＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）又はＭＯＳＦＥＴ（金属酸化膜型電界効果トランジスタ）を用いることができる。金属部材２１には、例えば、アルミニウム（Ａｌ）ワイヤ、金（Ａｕ）又は銅（Ｃｕ）等から構成される金属ワイヤ、アルミニウム（Ａｌ）リボン又は銅（Ｃｕ）クリップを用いることができる。アルミニウムリボン又は銅クリップは、アルミニウムワイヤと比べて断面積が大きく配線の抵抗値が小さくなるため、金属部材２１でのパワー損失を低減することができる。本実施形態においては、パワー素子１の一例として、ダイオードが内蔵された横型パワーＭＯＳＦＥＴを用い、金属部材２１の一例として、アルミニウムワイヤを用いて説明する。
【００２２】
図５に示すように、リードフレーム３における第１ダイパッド部９の下面９ｂには、絶縁シート１０を介して放熱板２が固着されている。放熱板２には、例えば銅（Ｃｕ）又はアルミニウム（Ａｌ）等の熱伝導性に優れた金属を用いることができる。
【００２３】
絶縁シート１０は、熱伝導性絶縁材料からなり、例えば絶縁層を接着層で挟む３層構造を有する。絶縁シート１０は、パワー素子１が発生する熱を、放熱板２に効率良く伝導するために設けられている。
【００２４】
制御素子４は、例えば、駆動回路及び過電流防止回路を内蔵する。制御素子４は、リードフレーム３における第２ダイパッド部１１の上面１１ａに、例えば銀（Ａｇ）ペースト材１６により固着され保持されている。制御素子４のボンディングパッド（図示せず）とリードフレーム３の複数のリード５とは、金（Ａｕ）ワイヤ２２により相互に電気的に接続されている。さらに、パワー素子１のボンディングパッド（図示せず）と制御素子４のボンディングパッド（図示せず）とは、金ワイヤ２２によって電気的に接続されている。この金ワイヤ２２により、パワー素子１は、制御素子４による制御が可能である。
【００２５】
外装体６は、パワー素子１、第１ダイパッド部９、制御素子４、第２ダイパッド部１１及び各リード５の内側の端部、並びに放熱板２の上面及び側面２ｃを覆っている。従って、放熱板２の下面２ｂは、外装体６の下面６ｂから露出している。
【００２６】
図５に示すように、放熱板２の下面２ｂは、外装体６の下面６ｂから露出している。そのため、パワー素子１で生じる熱を、放熱板２の下面２ｂから外部に効率的に伝導することができる。また、放熱板２の側面２ｃは外装体６により覆われているため、放熱板２とリードフレーム３との接合は強固である。
【００２７】
図４に示すように、本実施形態に係る半導体装置は、外装体６の側面から突き出した外部端子となるリード５の側面に、切り欠き部（凹状部）５ａを予め形成しておくことを特徴とする。従って、本実施形態に係る半導体装置１５では、図１（ｂ）及び図３（ｂ）に示すように、リード５の側面に形成された切り欠き部５ａに、外装体６を構成する樹脂材が充填されてなる樹脂充填部６ｃが形成される。
【００２８】
すなわち、本実施形態に係る半導体装置１５では、予めリード５に形成された切り欠き部５ａに対し、外装体６を封止する工程で樹脂材を同時に充填して、樹脂充填部６ｃを形成している。このため、樹脂充填部６ｃは、外装体６との間に界面が存在しない一体構造となる。
【００２９】
ここでは、切り欠き部５ａを設けるリード５は、制御素子４と直接接続されるリードとしている。これは、一般に、制御素子４に必要な入出力信号が、パワー素子１に必要な入出力信号よりも多いためである。このため、半導体装置自体の小型化を図るには、図１（ａ）に示すように、制御素子４と直接接続されるリード５同士の間隔を小さくする必要がある。なお、パワー素子１と直接接続されるリード５において、設計上で隣接するリード間の耐圧等を高める必要がある場合には、パワー素子１と接続されるリード５に対して、切り欠き部５ａを予め設けて樹脂充填部６ｃを形成すればよい。
【００３０】
ここで、本実施形態に係る半導体装置１５のリード５について、図１（ｂ）の要部を拡大した図１（ｃ）を用いて、より具体的に説明する。本実施形態に係る半導体装置１５では、図１（ｃ）に示すように、複数のリード５の各側面にダムバー５ｂがそれぞれ残るように、ダムバー５ｂを切断すると共に、樹脂充填部６ｃのバリ取りを行なっている。本実施形態に係る半導体装置１５の樹脂充填部６ｃ及び切り欠き部５ａは、図１（ｃ）に示すように、このダムバー５ｂに接しない位置で、且つ、このダムバー５ｂよりも内側（外装体６側）に設けられている。これは、ダムバー５ｂの切断時に、ダムバー切断用刃１４で樹脂充填部６ｃを切断しないようにするためである。
【００３１】
また、図１（ｂ），図１（ｃ）の別形態として、図２（ｃ）の構造とすることも可能である。図２（ｃ）は、図２（ａ）及び図２（ｂ）の工程により構成される。
【００３２】
図２（ａ）は、別形態において、切り欠き部５ａ同士の間に樹脂を充填した状態を示す図である。図２（ｂ）は、別形態において、切り欠き部５ａ同士の間に充填された樹脂を、ダムバー切断用刃１４で切断して、溝６ｄを形成した図である。
【００３３】
前述の図１（ｃ）では、ダムバー切断用刃１４が樹脂充填部６ｃを切断しないようにしていたが、別形態の図２（ａ）〜図２（ｃ）では、ダムバー切断用刃１４が別形態の樹脂充填部６ｃを切断して溝６ｄを形成するようにしている。このように、別形態の樹脂充填部６ｃにリード５の突出方向と平行な溝６ｄを形成することにより、リード５間に溝６ｄが形成された樹脂充填部６ｃを構成することができる。図２（ａ）〜図２（ｃ）に示すように溝６ｄを形成することにより、沿面距離を長くすることができる。
【００３４】
ここで、さらに、沿面距離を長くしたい場合は、図２（ｃ）に示すように、ダムバー切断用刃１４を外装体６にめり込ませて、外装体６に凹みを設けることが望ましい。このとき、外装体６の高さ（図の紙面垂直方向の幅）は、リード５よりも十分に大きいため、外装体６が割れることなどはない。このようにダムバー切断用刃１４で外装体６に凹みを設けることによって、樹脂充填部６ｃに形成された溝６ｄの一部を外装体６内に配置することができる。
【００３５】
外装体６は、例えばエポキシ系樹脂等の熱硬化型の樹脂材から構成される。外装体６及び樹脂充填部６ｃを構成する樹脂材には、例えばエポキシ系樹脂に破砕フィラー又は球形フィラーを混錬した材料を用いることが望ましい。球形フィラーとして、例えばアルミナ（酸化アルミニウム）を用いることにより、樹脂充填部６ｃの熱伝導性を向上させることができる。
【００３６】
本実施形態の半導体装置１５では、リード５に切り欠き部５ａを設けているため、樹脂充填部６ｃを含むリード５に、所定の強度を持たせる必要がある。そのため、本実施形態の半導体装置１５では、図１（ｂ）において、１つのリード５における樹脂充填部６ｃ同士の間隔Ｌ２を、Ｌ２≧０．４ｍｍとしている。この樹脂充填部６ｃ同士の間隔Ｌ２は、リード５の材質、幅及び長さによって異なるが、少なくともＬ２≧０．４ｍｍであることが望ましい。ここで、間隔Ｌ２は、リード５における切り欠き部５ａが設けられた部分の幅とほぼ等しい。Ｌ２≧０．４ｍｍとすることにより、リード５に所定の強度を持たせることができると共に、切り欠き部５ａが設けられたリード５の高抵抗化を抑制することができる。ここで、一般に、リード５の幅Ｌ１は、Ｌ１＝０．５ｍｍ以上且つ２．０ｍｍ以下である。
【００３７】
また、本実施形態の半導体装置１５では、隣接するリード５同士の沿面距離をできる限り長くするために、樹脂充填部６ｃの長さＬ４を、リード５の突き出し長さＬ３＝２．０ｍｍ以上且つ５．０ｍｍ以下に対して、最大でＬ４＝２．０ｍｍとしている。
【００３８】
なお、樹脂充填部６ｃは、リード５が充分な強度を持っていれば、図１（ｂ）に示すように、リード５の両側面に設けることができる。樹脂充填部６ｃは、隣接するリード５の少なくとも一方に設ければ、リード５同士の間の沿面距離を長くすることができる。しかしながら、沿面距離をできる限り長くしたい場合は、樹脂充填部６ｃを１つのリード５の両側面に設けることが望ましい。
【００３９】
なお、外装体６内に配置される切り欠き部５ａの長さＬ５（図４（ａ）を参照）は、樹脂材に混錬されるフィラーの径よりも大きければよい。本実施形態では、一例として、Ｌ５≧２０μｍに設定している。
【００４０】
また、外装体６内に配置される切り欠き部５ａの壁面形状を、図４（ｂ）に示すように外装体６の内側に傾斜させて傾斜状としてもよい。また、図４（ｃ）に示すように階段状としてもよい。壁面形状を図４（ｂ）又は図４（ｃ）に示す形状にすることで、樹脂充填部６ｃを形成するための樹脂材が充填され易くなる。
【００４１】
以上のように、本実施形態の半導体装置１５は、外部端子となるリード５において、外装体６との境界部分に、切り欠き部５ａを予め形成している。そして、この切り欠き部５ａに、外装体６を構成する樹脂材が充填された樹脂充填部６ｃを設けている。これにより、半導体装置における電気的絶縁性を向上させるために、従来の構造では必要であった外装体の外周部の凹状構造が不要となる。このため、半導体装置を構成する外装体の外形サイズを小型化することもできる。
【００４２】
さらに、本実施形態に係る半導体装置１５は、外装体６の形状が単純であるため、外装体６を製作するための金型の構造を単純化することができる。
【００４３】
なお、本実施形態においては、樹脂充填部６ｃに充填される樹脂材は、外装体６を構成する樹脂材が注入される際に充填される。従って、外装体６を構成する樹脂材と樹脂充填部６ｃを構成する樹脂材とは、組成が同一となる。
【００４４】
しかしながら、本実施形態の半導体装置１５の一変形例として、外装体６を構成する樹脂材を注入するよりも前に、各切り欠き部５ａに予め樹脂材を充填しておくことも可能である。このようにすれば、各切り欠き部５ａに、外装体６を構成する樹脂材とは異なる組成を持つ樹脂材、例えば、低誘電率な絶縁性樹脂材、又は放熱性が高い絶縁性樹脂材を充填することも可能となる。低誘電率な絶縁性樹脂材が切り欠き部５ａに充填されることで、樹脂充填部６ｃの絶縁性を高めることができる。また、放熱性が高い絶縁性樹脂材が切り欠き部５ａに充填されることで、樹脂充填部６ｃの放熱性を高めることができる。
【００４５】
（製造方法）
以下、図６〜図１０を参照しながら、本実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例について説明する。
【００４６】
まず、図６に示すように、上面に絶縁シート１０を仮接着した放熱板２を、絶縁シート１０を上にして下金型１２の底面上に載置する。続いて、パワー素子１及び制御素子４がそれぞれ固着され、金属部材及び金ワイヤによって接続されたリードフレーム３を、第１ダイパッド部９の下面９ｂが絶縁シート１０と接するように、下金型１２に載置する。このとき、図４に示すように、制御素子４と直接接続されるリード５に、切り欠き部５ａを予め形成しておく。切り欠き部５ａを形成するには、例えば、機械的なプレス法、又は化学的なエッチング法を用いることができる。なお、図６〜図１０は、図５と同等の断面図であり、金属部材２１及び金ワイヤ２２の図示は、省略している。
【００４７】
下金型１２に対応する上金型１３には、図６に示すように、金型挿入ピン１３Ａが形成されている。
【００４８】
ここで、樹脂材を流し込んで充填したときに、切り欠き部５ａからこの樹脂材があふれ出さないように、本実施形態では、外部端子となるリード５の側面側の切り欠き部５ａの端が、上金型１３と下金型１２とのクランプ位置に配置されるようにしている。すなわち、切り欠き部５ａが上金型１３と下金型１２とに囲まれる空間内に配置されるようにしている。このように配置することで、樹脂材の充填時に、切り欠き部５ａからこの樹脂材があふれ出すことがなく、樹脂充填部６ｃを所望の位置に形成することができる。
【００４９】
次に、図７に示すように、上金型１３を下金型１２に向けて下降させて、リードフレーム３を、上金型１３と下金型１２とによって上下方向からクランプする。ここで、上金型１３に設けられた複数の金型挿入ピン１３Ａは、リードフレーム３における第１ダイパッド部９の上方に配置される。従って、上金型１３を下降させ、上金型１３と下金型１２とにより上下方向からリードフレーム３をクランプすると、各金型挿入ピン１３Ａによって、放熱板２の上に載置されたリードフレーム３の第１ダイパッド部９が下方に押圧される。その結果、リードフレーム３の第１ダイパッド部９の下面９ｂに貼り付けた放熱板２が下金型１２に押圧される。
【００５０】
これにより、図７に示すように、複数の金型挿入ピン１３Ａのうちの少なくとも１つの金型挿入ピン１３Ａは、平面視において、パワー素子１と制御素子４の間に配置されることになる。このとき、パワー素子１と制御素子４との間に設けられた金型挿入ピン１３Ａは、リードフレーム３の第１ダイパッド部９との接触面から上方に向かって広がる円錐台形状を有している。なお、金型挿入ピン１３Ａの形状は、角錐台形状であってもよい。
【００５１】
次に、樹脂注入工程として、トランスファモールド法により、例えばエポキシ樹脂からなる封止用の樹脂材を上金型１３と下金型１２との間に注入する。樹脂材を注入することにより、図８に示すように、リードフレーム３の金型の内側部分を含め、パワー素子１、制御素子４、及び放熱板２の側面を覆うように封止する外装体６を、形成する。このとき、放熱板２は、金型挿入ピン１３Ａにより下金型１２に押圧されているため、注入された樹脂材が放熱板２の下面２ｂ側に入り込むことはない。この樹脂注入工程において、外装体６の側面から突き出した所定のリード５に予め形成された切り欠き部５ａに、注入された樹脂材が充填されて、外装体６と組成が同一の樹脂充填部６ｃが、外装体６と一体に形成される。
【００５２】
なお、本実施形態の製造方法においては、樹脂封止後の放熱板２の下面２ｂには、注入された樹脂材が存在しない。その結果、パワー素子１から放熱板２を介して外装体６の外側への放熱が効果的に行われる。
【００５３】
なお、第１ダイパッド部９の上面９ａが各金型挿入ピン１３Ａによって押圧されることで、各金型挿入ピン１３Ａが、第１ダイパッド部９の上面９ａに僅かに突入する。このため、各金型挿入ピン１３Ａと第１ダイパッド部９との接触面には、樹脂材は流入しない。
【００５４】
また、本実施形態の製造方法では、樹脂封止工程において、下金型１２及び上金型１３から伝播する熱により、リードフレーム３の第１ダイパッド部９と放熱板２との間に配置した絶縁シート１０の接着層（図示せず）が溶融し、さらに硬化する。このため、絶縁シート１０とリードフレーム３の第１ダイパッド部９の下面９ｂ及び放熱板２との接着は、より強固となる。
【００５５】
次に、図９に示すように、樹脂材を硬化させて樹脂封止をした後に、上金型１３を上昇させると、外装体６における各金型挿入ピン１３Ａが挿入された位置に、リードフレーム３の第１ダイパッド部９から上方に向かって広がる開口部６Ａがそれぞれ形成される。各金型挿入ピン１３Ａが円錐台形状であるため、各開口部６Ａも円錐台形状となるので、各金型挿入ピン１３Ａは、外装体６から抜き易い。このとき、各開口部６Ａの底面は、封止用の樹脂材が付着せずに、リードフレーム３の第１ダイパッド部９が露出している。各開口部６Ａは、その用途や目的に応じて樹脂材を容易に充填することができ、樹脂材を充填して各開口部６Ａを閉じることも可能である。
【００５６】
このようにして、図１０に示す半導体装置１５を製造することができる。
【００５７】
以上のように、本実施形態においては、外装体６の側面から突き出した外部端子であるリード５に予め切り欠き部５ａを設けておき、この切り欠き部５ａに封止用の樹脂材と同一の樹脂材を充填して樹脂充填部６ｃを形成する。このように、リード５に樹脂充填部６ｃを形成することにより、近接して配置されたリード５同士の電気的絶縁性が向上すると共に、外装体６の外形サイズを小型化することができる。さらに、外装体６を作製する金型の構造を簡素化することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明に係る半導体装置及びその製造方法は、ＩＧＢＴモジュール又はインテリジェントパワーモジュール（ＩＰＭ）等の半導体装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１      パワー素子
２      放熱板
２ｂ    下面
２ｃ    側面
３      リードフレーム
４      制御素子
５      リード
５ａ    切り欠き部
５ｂ    ダムバー
６      外装体
６ａ    上面
６ｂ    下面
６ｃ    樹脂充填部
６ｄ    溝
６Ａ    開口部
８      ろう材
９      第１ダイパッド部
９ａ    上面
９ｂ    下面
１０    絶縁シート
１１    第２ダイパッド部
１１ａ  上面
１２    下金型
１３    上金型
１３Ａ  金型挿入ピン
１４    ダムバー切断用刃
２１    金属部材
２２    金ワイヤ
【図１】
2012111254.tif 000003
【図２】
2012111254.tif 000004
【図３】
2012111254.tif 000005
【図４】
2012111254.tif 000006
【図５】
2012111254.tif 000007
【図６】
2012111254.tif 000008
【図７】
2012111254.tif 000009
【図８】
2012111254.tif 000010
【図９】
2012111254.tif 000011
【図１０】
2012111254.tif 000012
【図１１】
2012111254.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成24年5月18日(2012.5.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切り欠き部が形成されたリードと、
ダイパッド部と、
前記ダイパッド部に保持された第１素子と、
前記第１素子を含むダイパッド部及び前記リードの内側の端部を封止する樹脂材から構成される外装体と、を備え、
前記切り欠き部は、前記リードにおける前記外装体との境界部分を含む領域に配置されると共に、樹脂材が充填され、
前記切り欠き部に充填された樹脂材と、前記外装体を構成する樹脂材とは一体に形成された半導体装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記切り欠き部に充填された樹脂材は、前記外装体を構成する樹脂材と組成が同一である半導体装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記切り欠き部は、隣り合うリード同士の少なくとも一方に形成された半導体装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において、
前記切り欠き部は、１つのリードの両側面に形成された半導体装置。
【請求項５】
（削除）
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項において、
前記第１素子は、パワー素子である半導体装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記パワー素子を制御する第２素子である制御素子をさらに備え、
前記切り欠き部が形成されたリードは、前記制御素子と接続された半導体装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項において、
前記切り欠き部は、前記リードにおいて、前記リードに形成されたダムバーよりも内側に形成された半導体装置。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか１項において、
前記切り欠き部間に充填された樹脂材に、前記リードの突出方向と平行な溝が形成されている半導体装置。
【請求項１０】
請求項９において、
前記溝の一部が、前記外装体の内部に配置された半導体装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項において、
１つのリードにおいて、前記切り欠き部に充填された樹脂材による樹脂充填部同士の間隔が０．４ｍｍ以上である半導体装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項において、
前記切り欠き部の一部が、前記外装体内に配置された半導体装置。
【請求項１３】
請求項１２において、
前記外装体内に配置された前記切り欠き部の長さが、前記樹脂材に混錬されたフィラーの径よりも大きい半導体装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項において、
前記切り欠き部の内側の形状が、傾斜状又は階段状である半導体装置。
【請求項１５】
第１素子を保持するダイパッド部と、切り欠き部を有するリードとを用意し、
前記リードの切り欠き部を金型のクランプ位置に配置して封止用の樹脂材を前記金型に注入することで、前記樹脂材により前記第１素子を含むダイパッド部及び前記リードの内側の端部を一体に封止する半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
請求項１５において、
前記リードの切り欠き部を前記金型のクランプ位置に配置して前記樹脂材を前記金型内に注入することで、前記リードに形成された切り欠き部に前記樹脂材を充填する半導体装置の製造方法。
【手続補正書】
【提出日】平成26年4月23日(2014.4.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
前記の目的を達成するため、本発明に係る半導体装置は、切り欠き部が形成されたリードと、ダイパッド部と、ダイパッド部に保持された第１素子と、第１素子を含むダイパッド部及びリードの内側の端部を封止する樹脂材から構成される外装体とを備え、切り欠き部は、リードにおける外装体との境界部分を含む領域に配置されると共に、樹脂材が充填され、境界部分を含んで切り欠き部に充填された樹脂材と、外装体を構成する樹脂材とは一体に形成された。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、第１素子を保持するダイパッド部と、切り欠き部を有するリードとを用意し、リードの切り欠き部を金型のクランプ位置に配置して封止用の樹脂材を金型に注入することで、樹脂材により第１素子を含むダイパッド部及びリードの内側の端部を一体に封止する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切り欠き部が形成されたリードと、
ダイパッド部と、
前記ダイパッド部に保持された第１素子と、
前記第１素子を含むダイパッド部及び前記リードの内側の端部を封止する樹脂材から構成される外装体と、を備え、
前記切り欠き部は、前記リードにおける前記外装体との境界部分を含む領域に配置されると共に、樹脂材が充填され、
前記境界部分を含んで前記切り欠き部に充填された樹脂材と、前記外装体を構成する樹脂材とは一体に形成された半導体装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記切り欠き部に充填された樹脂材は、前記外装体を構成する樹脂材と組成が同一である半導体装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記切り欠き部は、隣り合うリード同士の少なくとも一方に形成された半導体装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において、
前記切り欠き部は、１つのリードの両側面に形成された半導体装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項において、
前記第１素子は、パワー素子である半導体装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記パワー素子を制御する第２素子である制御素子をさらに備え、
前記切り欠き部が形成されたリードは、前記制御素子と接続された半導体装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項において、
前記切り欠き部は、前記リードにおいて、前記リードに形成されたダムバーよりも内側に形成された半導体装置。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項において、
前記切り欠き部間に充填された樹脂材に、前記リードの突出方向と平行な溝が形成されている半導体装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記溝の一部が、前記外装体の内部に配置された半導体装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項において、
１つのリードにおいて、前記切り欠き部に充填された樹脂材による樹脂充填部同士の間隔が０．４ｍｍ以上である半導体装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項において、
前記切り欠き部の一部が、前記外装体内に配置された半導体装置。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記外装体内に配置された前記切り欠き部の長さが、前記樹脂材に混錬されたフィラーの径よりも大きい半導体装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項において、
前記切り欠き部の内側の形状が、傾斜状又は階段状である半導体装置。
【請求項１４】
第１素子を保持するダイパッド部と、切り欠き部を有するリードとを用意し、
前記リードの切り欠き部を金型のクランプ位置に配置して封止用の樹脂材を前記金型に注入することで、前記樹脂材により前記第１素子を含むダイパッド部及び前記リードの内側の端部を一体に封止する半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
請求項１４において、
前記リードの切り欠き部を前記金型のクランプ位置に配置して前記樹脂材を前記金型内に注入することで、前記リードに形成された切り欠き部に前記樹脂材を充填する半導体装置の製造方法。
【国際調査報告】
2012111254.tif 000014
2012111254.tif 000015
2012111254.tif 000016
2012111254.tif 000017