(57)【要約】  半導体素子が繰り返し高温で動作してヒートサイクルを受ける場合も、封止樹脂に亀裂が生じたり、基板から剥離を起こしたりし難い信頼性の高い半導体装置を提供する。  絶縁基板（１）の片面に電極パターン（２）が、および絶縁基板（１）の他の面に裏面電極（３）が、それぞれ形成された半導体素子基板（４）と、絶縁基板（１）の表面で、電極パターン（２）または裏面電極（３）が形成されていない部分の少なくとも一部を覆う、樹脂製の応力緩和接着層（８）と、電極パターン（２）の、絶縁基板（１）とは反対側の面に接合材（７）を介して固着された半導体素子（５、６）と、この半導体素子（５、６）および半導体素子基板（４）を覆う封止樹脂（１２、１２０）とを備え、応力緩和接着層（８）の樹脂の弾性率を、封止樹脂（１２、１２０）の弾性率よりも小さくした。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板の片面に電極パターンが、および上記絶縁基板の他の面に裏面電極が、それぞれ形成された半導体素子基板と、
上記絶縁基板の表面で、上記電極パターンまたは上記裏面電極が形成されていない部分の少なくとも一部を覆う、樹脂製の応力緩和接着層と、
上記電極パターンの、上記絶縁基板とは反対側の面に接合材を介して固着された半導体素子と、
この半導体素子および上記半導体素子基板を覆う第一の封止樹脂とを備え、
上記応力緩和接着層の樹脂の弾性率は、上記第一の封止樹脂の弾性率よりも小さいことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
半導体素子基板の上記半導体素子が固着された側であって上記半導体素子基板の周辺部分に、上記半導体素子基板の周囲を囲むように設けられた半導体素子の高さよりも高い樹脂製の区画壁を備えるとともに、第一の封止樹脂が上記区画壁の内側を満たし、上記区画壁の樹脂の弾性率は上記第一の封止樹脂の弾性率よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
応力緩和接着層の樹脂と区画壁の樹脂とは同じ材料で形成されたことを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
第一の封止樹脂および区画壁を覆う、第一の封止樹脂の弾性率よりも小さい弾性率を有する第二の封止樹脂を備えたことを特徴とする請求項２または３に記載の半導体装置。
【請求項５】
応力緩和接着層の樹脂または区画壁の樹脂の弾性率が３０ｋＰａから１ＧＰａの範囲であり、第一の封止樹脂の弾性率が１ＧＰａから２０ＧＰａの範囲であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項６】
絶縁基板の片面に電極パターンが、および上記絶縁基板の他の面に裏面電極が、それぞれ形成された半導体素子基板と、
上記電極パターンの、上記絶縁基板とは反対側の面に接合材を介して固着された半導体素子と、
上記半導体素子基板の上記半導体素子が固着された側であって上記半導体素子基板の周辺部分に、上記半導体素子基板の周囲を囲むように設けられた、半導体素子の高さよりも高い樹脂製の区画壁と、
上記区画壁の内側を、上記半導体素子および上記半導体素子基板を覆うように設けられた第一の封止樹脂とを備え、
上記区画壁の樹脂の弾性率は、上記第一の封止樹脂の弾性率よりも小さいことを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
第一の封止樹脂および区画壁を覆う、第一の封止樹脂の弾性率よりも小さい弾性率を有する第二の封止樹脂を備えたことを特徴とする請求項６に記載の半導体装置。
【請求項８】
半導体素子がワイドバンドギャップ半導体により形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項９】
ワイドバンドギャップ半導体は、炭化珪素、窒化ガリウム系材料またはダイアモンドの半導体であることを特徴とする請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１０】
請求項３に記載の半導体装置の製造方法であって、
半導体素子基板を、樹脂注入穴を有する上治具と下治具で挟む工程と、
上記上治具と上記下治具とで上記半導体素子基板を挟んだ状態で減圧環境に設置する工程と、
この減圧環境で上記樹脂注入穴から未硬化の樹脂を注入する工程と、
樹脂を注入した後大気圧環境下に取り出し、注入した樹脂を硬化させた後、上記上治具と上記下治具を取り外して脱型する工程とにより、区画壁および応力緩和接着層を形成することを特徴と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】
この発明は、半導体装置、特に高温で動作する半導体装置の実装構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
産業機器や電鉄、自動車の進展に伴い、それらに使用される半導体素子の使用温度も向上している。近年、高温でも動作する半導体素子の開発が精力的に行われ、半導体素子の小型化や高耐圧化、高電流密度化が進んでいる。特に、SiCやGaNなどのワイドバンドギャップ半導体は、Si半導体よりもバンドギャップが大きく、半導体装置の高耐圧化、小型化、高電流密度化、高温動作が期待されている。このような特徴を持つ半導体素子を装置化するためには、半導体素子が１５０℃以上の高温で動作する場合も、接合材のクラックや配線の劣化を抑えて半導体装置の安定な動作を確保する必要がある。【０００３】
一方、半導体装置において半導体素子を樹脂で封止する方法として、特許文献１には、ダム材を用いて半導体素子の周囲を囲い、その内側を部分的に樹脂封止する方法が提案されている。また、特許文献２には、半導体素子を覆う樹脂が流れ広がるのを防止するために、半導体素子の周囲にダムを設ける方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１２４４０１号公報
【特許文献２】特開昭５８−１７６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１および特許文献２に開示されている方法では、半導体素子がＳｉＣなどワイドバンドギャップ半導体素子になって、これまで以上に高温で動作したり、これに対応してヒートサイクル試験の温度が高温になったりすると、封止樹脂に亀裂が生じたり、基板から剥離を起こしたりして、半導体装置の信頼性を著しく損ねる課題があった。【０００６】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、半導体素子が繰り返し高温で動作してヒートサイクルを受ける場合も、封止樹脂に亀裂が生じたり、基板から剥離を起こしたりし難い信頼性の高い半導体装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、絶縁基板の片面に電極パターンが、および絶縁基板の他の面に裏面電極が、それぞれ形成された半導体素子基板と、絶縁基板の表面で、電極パターンまたは裏面電極が形成されていない部分の少なくとも一部を覆う、樹脂製の応力緩和接着層と、絶縁基板とは反対側の電極パターンの面に接合材を介して固着された半導体素子と、この半導体素子および半導体素子基板を覆う封止樹脂とを備え、応力緩和接着層の樹脂の弾性率を、封止樹脂の弾性率よりも小さくしたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明に係る半導体装置は上記のように構成されているため、高温動作に際して、応力緩和接着層により封止樹脂に生じる応力が緩和され、高温動作による動作不良を起こし難い信頼性の高い半導体装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１による半導体装置の基本構造を示す断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１による半導体装置の基本構造を、部品の一部を取り除いて示す上面図である。
【図３】この発明の実施の形態２による半導体装置の基本構造を示す断面図である。
【図４】この発明の実施の形態２による半導体装置の基本構造を、部品の一部を取り除いて示す上面図である。
【図５】この発明の実施の形態２による別の半導体装置の基本構造を示す断面図である。
【図６】この発明の実施の形態２によるさらに別の半導体装置の基本構造を示す断面図である。
【図７】この発明の実施の形態３による半導体装置の基本構造を示す断面図である。
【図８】この発明の実施の形態４による半導体装置の基本構造を示す断面図である。
【図９】この発明の実施の形態４による半導体装置のモジュールを複数配置して一つの半導体装置とする基本構造を、封止樹脂や部品の一部を取り除いて示す斜視図である。
【図１０】この発明の実施の形態５による半導体装置の基本構造を示す断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態６による半導体装置の製造方法を示す模式図である。
【図１２】この発明の実施例１による半導体装置のパワーサイクル試験およびヒートサイクル試験結果を示す図である。
【図１３】この発明の実施例２による半導体装置のパワーサイクル試験およびヒートサイクル試験結果を示す図である。
【図１４】この発明の実施例３による半導体装置のパワーサイクル試験およびヒートサイクル試験結果を示す図である。
【図１５】この発明の実施例４による半導体装置のパワーサイクル試験およびヒートサイクル試験結果を示す図である。
【図１６】この発明の実施例５による半導体装置のパワーサイクル試験およびヒートサイクル試験結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による半導体装置の基本構造を示す断面図、図２は封止樹脂、配線、および端子を取り除いて示す本発明の実施の形態１による半導体装置の基本構造の上面図である。図１は図２のＡ−Ａ位置に相当する位置で切断した断面図であり、第一の封止樹脂１２、配線１３および端子１４を含めて示している。絶縁基板１の上面に電極パターン２、裏面に裏面電極３が貼られた半導体素子基板４の電極パターン２の表面に半導体素子５、６がはんだなどの接合材７で固着されている。ここで、例えば半導体素子５は大電流を制御するＭＯＳＦＥＴのような電力用半導体素子であり、半導体素子６は例えば電力用半導体素子５に並列に設けられる還流用のダイオードである。半導体素子基板４は裏面電極３側がベース板１０にはんだなどの接合材７０で固着されており、このベース板１０が底板となり、ベース板１０とケース側板１１とでケースが形成され、このケース内に第一の封止樹脂１２を注入してモールドする。各半導体素子には各半導体素子の電極などを外部に電気接続するための配線１３が接続され、配線１３が端子１４に接続されている。
【００１１】
半導体素子基板４は、絶縁基板１の上面に電極パターン２、裏面に裏面電極３が貼られたものであるが、絶縁基板１は、これら電極パターン２と裏面電極３で完全に覆われておらず、半導体素子基板４単体では絶縁基板１が露出している部分がある。本実施の形態１では、この半導体素子基板４において、絶縁基板１が露出している部分を、第一の封止樹脂１２よりも弾性率が低い低弾性の樹脂で覆っている。本発明では、低弾性の樹脂の部分（図１では符号８で示す部分）を、応力緩和接着層と称する。
【００１２】
本発明は、本実施の形態１のみならず他の実施の形態においても、電力用半導体素子として、１５０℃以上で動作する半導体素子に適用すると効果が大きい。特に、炭化珪素（SiC）、窒化ガリウム（GaN）系材料またはダイアモンドといった材料で形成された、珪素（Si）に比べてバンドギャップが大きい、いわゆるワイドバンドギャップ半導体に適用すると効果が大きい。また、図２では、一つのモールドされた半導体装置に半導体素子が４個しか搭載されていないが、これに限定するものではなく、使用される用途に応じて必要な個数の半導体素子を搭載することができる。
【００１３】
電極パターン２、裏面電極３、ベース板１０および端子１４は、通常銅を用いるが、これに限定するものではなく、アルミや鉄を用いても良く、これらを複合した材料を用いても良い。また表面は、通常、ニッケルメッキを行うが、これに限定するものではなく、金や錫メッキを行っても良く、必要な電流と電圧を半導体素子に供給できる構造であれば構わない。また、銅/インバー/銅などの複合材料を用いても良く、SiCAl、CuMoなどの合金を用いても良い。また、端子１４及び電極パターン２は、第一の封止樹脂１２に埋設されるため、樹脂との密着性を向上させるため表面に微小な凹凸を設けても良く、化学的に結合するようにシランカップリング剤などで接着補助層を設けても良い。
【００１４】
半導体素子基板４は、Al2O3、SiO2、AlN、BN、Si3N4などのセラミックの絶縁基板１に銅やアルミの電極パターン２および裏面電極３を設けてあるものを指す。半導体素子基板４は、放熱性と絶縁性を備えることが必要であり、上記に限らず、セラミック粉を分散させた樹脂硬化物、あるいはセラミック板を埋め込んだ樹脂硬化物のような絶縁基板１に電極パターン２および裏面電極３を設けたものでも良い。また、絶縁基板１に使用するセラミック粉は、Al2O3、SiO2、AlN、BN、Si3N4などが用いられるが、これに限定するものではなく、ダイアモンド、SiC、B2O3、などを用いても良い。また、シリコーン樹脂やアクリル樹脂などの樹脂製の粉を用いても良い。粉形状は、球状を用いることが多いが、これに限定するものではなく、破砕状、粒状、リン片状、凝集体などを用いても良い。粉体の充填量は、必要な放熱性と絶縁性が得られる量が充填されていれば良い。絶縁基板１に用いる樹脂は、通常エポキシ樹脂が用いられるが、これに限定するものではなく、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂などを用いても良く、絶縁性と接着性を兼ね備えた材料であれば構わない。
【００１５】
配線１３は、アルミまたは金でできた断面が円形の線体を用いるが、これに限定するものではなく、例えば断面が方形の銅板を帯状にしたものを用いても良い。また図１では、半導体素子に３本の配線しか施されていないが、これに限定するものではなく、半導体素子の電流密度などにより、必要な本数を設けることができる。また、配線１３は、銅や錫などの金属片を溶融金属で接合しても良く、必要な電流と電圧を半導体素子に供給できる構造であれば構わない。
【００１６】
応力緩和接着層８には、例えばシリコーン樹脂を用いるが、これに限定するものではなく、ウレタン樹脂やアクリル樹脂なども用いる事ができる。また、Al2O3、SiO2などのセラミック粉を添加して用いることもできるが、これに限定するものではなく、AlN、BN、Si3N4、ダイアモンド、SiC、B2O3などを添加しても良く、シリコーン樹脂やアクリル樹脂などの樹脂製の粉を添加しても良い。粉形状は、球状を用いることが多いが、これに限定するものではなく、破砕状、粒状、リン片状、凝集体などを用いても良い。粉体の充填量は、必要な流動性や絶縁性や接着性が得られる量であれば良い。ただし、応力緩和接着層８の弾性率は、第一の封止樹脂１２の弾性率よりも小さくなければならない。
【００１７】
半導体素子が高温で動作すると、半導体素子の周囲にある第一の封止樹脂１２や半導体素子基板４が熱膨張し、半導体素子が動作を止めると、熱収縮が起こる。すなわちヒートサイクルが生じる。第一の封止樹脂１２は、半導体素子基板４の材料のうち電極パターン２や裏面電極３の材料（例えば銅）の線膨張係数に近い線膨張係数となるように調整されているため、絶縁基板１とは線膨張係数が異なる。従来の半導体装置では、半導体素子基板の電極パターン２や裏面電極３が形成されていない部分は、第一の封止樹脂１２と絶縁基板１が直接接しているため、ヒートサイクルを繰り返すうちに、両者の線膨張係数の違いにより、第一の封止樹脂１２と絶縁基板１との接触部分で、第一の封止樹脂１２の剥離や亀裂が発生し、半導体装置の信頼性を著しく低下させていた。しかしながら、図1に示す本発明の実施の形態１による半導体装置では、第一の封止樹脂１２で覆う前の半導体素子基板４単体において絶縁基板１が露出している部分に、第一の封止樹脂１２よりも弾性率が低い樹脂の応力緩和接着層８を設けた。このため、ヒートサイクルが生じた場合、第一の封止樹脂１２よりも低弾性、すなわち軟らかい応力緩和接着層８の部分で、膨張係数の違いにより発生する応力が緩和され、封止樹脂１２の剥離や亀裂が生じ難くなり、信頼性の高い半導体装置を得ることができる。
【００１８】
なお、図１、図２では、応力緩和接着層８を、半導体素子基板４において絶縁基板１が露出する部分全てを覆い、絶縁基板１が第一の封止樹脂１２と接触する部分を無くした。しかし、必ずしも半導体素子基板４において絶縁基板１が露出する部分全てを応力緩和接着層８で覆う必要は無く、半導体素子基板４において絶縁基板１が露出する部分の一部、好ましくは露出する面積の８０％以上を応力緩和接着層８で覆っていれば良い。半導体素子基板４において絶縁基板１が露出する部分の面積が２０％以下であれば、第一の封止樹脂１２の剥離や亀裂を防止する効果が十分にある。
【００１９】
また、応力緩和接着層８は、電極パターン２の上面を覆っていても良いが、応力緩和接着層８が電極パターン２を覆う面積は、電極パターン２の表面積の５０％以下が好ましい。５０％を超えると、第一の封止樹脂１２が電極パターン２と接着する面積が少なくなり、第一の封止樹脂１２によって半導体素子基板４や半導体素子５、６を抑える力が小さくなり、ヒートサイクル時に接合材７０が剥離を起こし、半導体装置の信頼性を低下させる可能性がある。
【００２０】
実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２による半導体装置の基本構造を示す断面図である。図３において、図１と同一符号は、同一または相当する部分を示す。図３に示すように、本実施の形態２では、実施の形態１における応力緩和接着層８に加えて、半導体素子基板４の周辺を囲むように、樹脂製の区画壁９を設けた。この区画壁９で区切られた内部を第一の封止樹脂１２０で覆っている。また第一の封止樹脂１２０および区画壁９の外部は、第二の封止樹脂１２１で覆っている。図４に、第一の封止樹脂１２０、第二の封止樹脂１２１、端子１４および配線１３を取り除いた基本構造の上面図を示す。図３は図４のＢ−Ｂ位置に相当する位置で切断した断面図であり、第一の封止樹脂１２０、第二の封止樹脂１２１、端子１４および配線１３を含めて示している。
【００２１】
区画壁９の材料としては、例えばシリコーン樹脂を用いるが、これに限定するものではなく、ウレタン樹脂やアクリル樹脂なども用いる事ができる。また、Al2O3、SiO2などのセラミック粉を添加して用いることもできるが、これに限定するものではなく、AlN、BN、Si3N4、ダイアモンド、SiC、B2O3などを添加しても良く、シリコーン樹脂やアクリル樹脂などの樹脂製の粉を添加しても良い。粉形状は、球状を用いることが多いが、これに限定するものではなく、破砕状、粒状、リン片状、凝集体などを用いても良い。粉体の充填量は、必要な流動性や絶縁性や接着性が得られる量であれば良い。ただし、区画壁９の弾性率は、第一の封止樹脂１２０よりも小さくなければならない。また、区画壁９と応力緩和接着層８とは、異なる材料を用いても良いが、同じ材料が好ましい。異なる材料を用いる場合は、区画壁９と応力緩和接着層８は互いに接着する材料を用いる。
【００２２】
区画壁と応力緩和接着層とを同じ材料で構成した場合の構造の断面図を図５に示す。図５において、図１、図３と同一符号は、同一または相当する部分を示す。図５の半導体装置では、半導体素子基板４の周辺部分の応力緩和接着層８を高く形成して、区画壁９０を構成することにより、区画壁と応力緩和接着層とを同じ材料で形成している。すなわち、区画壁９０の半導体素子基板４を覆う部分が応力緩和接着層を兼ねた構成となっている。
【００２３】
さらに、配線に銅板配線１３０を用いた例を図６に示す。図６において、図１、図３および図５と同一符号は、同一または相当する部分を示す。銅板配線１３０の表面は、防錆のためにニッケル鍍金を用いてもよく、防錆剤などの化学的処理を行っても良い。また、各封止樹脂との密着性を高めるために、表面に凹凸を設けても良く、シランカップリング剤などの化学的処理を行っても良い。ここでは、配線として銅板を用いた例を示したが、端子と電気的に接続することができ、半導体素子とも電気的に接続することができ、必要な電流容量を確保できる材料であれば、銅以外の金属を用いても良い事は言うまでも無い。
【００２４】
区画壁９、９０の高さは、第一の封止樹脂１２０が半導体素子５や６を覆うように、半導体素子５や６の高さ以上であり、半導体装置のケース側板１１の高さを超えない高さであれば構わない。また、区画壁９、９０の幅は、絶縁基板１の大きさが100mm×100mm以下のサイズが多い事から、1〜2mm程度が良いが、これに限定するものではなく、第一の封止樹脂１２０を区画するのに必要な幅であれば構わない。
【００２５】
第二の封止樹脂１２１には、例えばシリコーン樹脂を用いるが、これに限定するものではなく、ウレタン樹脂やアクリル樹脂なども用いる事ができる。また、Al2O3、SiO2などのセラミック粉を添加して用いることもできるが、これに限定するものではなく、AlN、BN、Si3N4、ダイアモンド、SiC、B2O3などを添加しても良く、シリコーン樹脂やアクリル樹脂などの樹脂製の粉を添加しても良い。粉形状は、球状を用いることが多いが、これに限定するものではなく、破砕状、粒状、リン片状、凝集体などを用いても良い。粉体の充填量は、必要な流動性や絶縁性や接着性が得られる量であれば良い。
【００２６】
本実施の形態２では、半導体素子基板４の周辺部分に区画壁９や９０を設けて、区画壁の内部を第一の封止樹脂１２０で覆い、区画壁９、９０および第一の封止樹脂１２０を覆うように第二の封止樹脂１２１を設けた。応力緩和接着層８に加えて、区画壁９、９０や第二の封止樹脂１２１を、第一の封止樹脂１２０よりも弾性率が低い材料で構成している。第一の封止樹脂１２０が硬化収縮やヒートサイクル時の熱応力を発生する際も、弾性率の低い区画壁で応力緩和するため、半導体素子基板４への応力負荷が小さくなる。また、半導体素子基板４の外部を弾性率の低い第二の樹脂１２１で封止することで、第一の樹脂１２０と同等の弾性率の樹脂で封止するよりも、ベース板や半導体素子基板に発生する応力負荷が小さくなる。この結果、第一の封止樹脂１２０が半導体素子基板４から剥離したり亀裂が生じたりするのを防止することができ、信頼性の高い半導体装置を得ることができる。
【００２７】
実施の形態３． 
図７は、本発明の実施の形態３による半導体装置の構造を示す断面図である。図７において、図１、図３および図５と同一符号は、同一または相当する部分を示す。図７に示すように、本実施の形態３では、半導体素子基板４の周辺を囲むように、第一の封止樹脂１２よりも弾性率が低い樹脂製の区画壁９０を設けた。また、本実施の形態３においては、半導体素子基板４上面の電極パターン２が無い部分に応力緩和接着層を設けていない。
【００２８】
このように、本実施の形態３では、応力緩和接着層を設けず、半導体素子基板４の周辺を囲むように区画壁９０を設けて、区画壁９０の内部を第一の封止樹脂１２０で覆い、外部を第二の封止樹脂１２１で覆うようにした。区画壁９０や第二の封止樹脂１２１を、第一の封止樹脂１２０よりも弾性率が低い材料で構成している。区画壁を設けたので第一の封止樹脂で封止する容量が少なくなり、区画壁や第二の封止樹脂に低弾性の樹脂を用いることで半導体素子基板やベース板にかかる応力負荷を減少できるため、第一の封止樹脂１２０が半導体素子基板４から剥離したり亀裂が生じたりするのを抑制する事ができる。応力緩和接着層を設けないと、第一の封止樹脂１２０と絶縁基板１の間に発生する熱応力は大きくなるため、実施の形態２よりも若干効果は低減するが、区画壁が無いものに比較して、第一の封止樹脂１２０が半導体素子基板４から剥離したり亀裂が生じたりするのを抑制することができ、信頼性の高い半導体装置を得ることができる。
【００２９】
実施の形態４．
図８は、本発明の実施の形態４による半導体装置の構造を示す断面図である。図８において、図１、図３、図５および図６と同一符号は、同一または相当する部分を示す。本実施の形態４では、半導体素子５や６に配線を接続するためのソケット１３１を設けた。第一の封止樹脂１２０で覆った後に外部からソケット１３１に配線を差し込むことができるよう、ソケット１３１は、第一の封止樹脂１２０の表面に露出するように設けられている。
【００３０】
通常、ソケットは、パイプ上の金属に金属状のピンを挿入することで両者の電気的な接続を行うが、この方法に限定するものではなく、第一の封止樹脂１２０に埋め込まれた半導体素子５や６と配線を電気的に繋げる構造であれば構わない。また、ソケット１３１の表面は、第一の封止樹脂１２０や第二の封止樹脂１２１との密着性を向上させるために表面に凹凸を設けても良く、シランカップリング剤などの化学的な処理を行っても良い。半導体素子５や６とソケット１３１の電気的な接続は、通常、はんだ材を用いて接続するがこれに限定するものではなく、銀ペーストや焼結により金属結合する材料を用いても良い。図８では、ソケット１３１への配線は銅板配線１３０を用いているが、通常の線状の配線を用いても良いのは言うまでもない。
【００３１】
図８の破線で示した部分、すなわち区画壁９０の内部に第一の封止樹脂１２０を注入して半導体素子５、６を封止したものをモジュール１００として、このモジュール１００をケース側板１１内に複数個配置して一つの半導体装置とした構成の概念図を図９に示す。図９において、図８と同一符号は同一または相当する部分を示す。図９では、第二の封止樹脂１２１、端子１４および配線１３０を取り除き、さらに一部は第一の封止樹脂１２０も取り除き半導体素子が見える状態を示す斜視図である。図９において、各モジュールの間に設けられているバー１１０は、各モジュールからの配線を橋渡しするための端子（図９では取り除いて示している。）を取り付けるための部材である。
【００３２】
この構造では、第一の封止樹脂１２０で半導体素子５、６を封止した後、第二の封止樹脂１２１でモジュールを封止する前に、ソケット１３１から通電することにより各モジュール１００の動作試験を行うことができる。動作試験において不良モジュールが判明した場合、不良モジュールについては、半導体素子基板４とベース板１０の間の接合を取り除き、良品モジュールと置き換えることができるため、半導体装置の歩留まりの向上が図れる。
【００３３】
実施の形態５．
図１０は、本発明の実施の形態５による半導体装置の基本構造を示す断面図である。図１０において、図１、図３、図５および図６と同一符号は、同一または相当する部分を示す。本実施の形態５では、区画壁９１が、電極パターン２とは独立して設けられた電極パターン２０の上に形成されている。この構造であれば、独立した電極パターン２０を介して、電極パターン２０の区画壁９１の外部となる部分から端子１４などへ配線１３を接続することにより、モジュール１００内からモジュール１００外への電気接続を行うことで、第一の封止樹脂１２０と第二の封止樹脂１２１の界面を配線１３が通過することが無く、繰り返しヒートサイクルを受けても配線が断線しにくくなる。この時、電極パターン２０の上には、区画壁９１との密着性を向上させるために、表面に凹凸を設けても良く、シランカップリング材の様な化学的な処理を行っても良い。
【００３４】
実施の形態６．
図１１は、本発明の半導体装置の製造方法を示す模式図である。応力緩和接着層および区画壁は、注射器に未硬化の樹脂を入れて、必要な箇所に押し出しながら描画したり、スクリーンマスクを用いて印刷を行ったりして作製できる。しかし、これらの方法では作製に時間がかかる。半導体素子基板の電極パターンと裏面電極を、溝を設けた治具で挟み、その後に未硬化の樹脂を注入硬化すれば、溝の位置や形状を変えることで多様な区画壁を設けた基板を作製できる。
【００３５】
まず、絶縁基板１の片面に電極パターン２、他方の面に裏面電極３、が貼りつけられた半導体素子基板４を準備する（図１１（Ａ））。また、テフロン（登録商標）で作製された上治具２１と下治具２２で構成される分割式の治具を準備する（図１１（Ｂ））。上治具２１には樹脂を注入するための樹脂注入穴２３が設けられている。下治具２２の所定の位置に半導体素子基板４を置き、位置がずれない様に上治具２２を用いて蓋をし、ねじ留めや油圧プレス等の方法を用いて、後に樹脂が注入された際に上下の治具から樹脂が漏れないよう十分締め付ける。上治具２１および下治具２２は、電極パターン２および裏面電極３の表面に樹脂が流れないよう、十分な平面度をもって作製しておく。次に半導体素子基板４を内包した治具の内部を減圧チャンバー３１等を用いて10torrまで減圧する。その後、図１１（Ｃ）の矢印で示すように未硬化の樹脂４１を上治具２１の樹脂注入穴２３から約１MPaの押圧力で注入する。治具の空間部分の全部に樹脂が注入されたら、760torr（大気）に戻し、樹脂を熱硬化させる。例えば、樹脂にシリコーン樹脂である信越化学製KE1833を用いる場合は、120℃で1時間の硬化を行う。熱硬化後は、治具を室温まで冷却してから、上下の治具を分割して、基板を取り出せば、応力緩和接着層８および区画壁９０が同時に成型された基板が作製できる（図１１（Ｄ））。
【００３６】
この時、1か所の樹脂注入穴２３から全ての空間部分に樹脂が注入されるよう、電極パターン２および裏面電極３以外の表面と、区画壁９０を設ける箇所は、治具内部の空間で繋がっていなければならない。ここで、治具には、脱気用の穴を設けても良い。また、治具の壁面に、脱型性を向上させるために、離型剤を塗布しても良いことは言うまでもなく、治具の材質もテフロン（登録商標）以外の材料を用いて良い事はいうまでも無い。
【００３７】
以上のように、本発明の実施の形態６による半導体装置の製造方法によれば、応力緩和接着層と区画壁とを同時に作製でき作製時間を短縮できるだけでなく、両者の間に界面を作ることが無いため、絶縁性も向上し、信頼性の高い半導体装置を得ることができる。治具を使用しているので、同一形状の樹脂硬化物を精度良く形成できるだけでなく、治具内部の空間が繋がっている様にしたため、応力緩和接着層と区画壁とを同時に作製でき、両者の界面から剥離を起こすことが無い。また、減圧下で圧力をかけて樹脂注入するため、低弾性樹脂である応力緩和接着層や区画壁に気泡が入りにくいだけでなく、絶縁基板や銅パターンや裏面電極との密着性が向上し、ヒートサイクル時にも剥離しにく、絶縁性も向上する。更に、電極パターンや裏面電極を治具で挟み込んだため、樹脂硬化時の温度による表面酸化の影響が少なくなり、半導体素子やベース板を接合材で接合した時の信頼性が向上するという効果も奏する。
【００３８】
実施の形態７．
本実施の形態７では、試験用の半導体装置モジュールを、種々の材料を用いた応力緩和接着層や封止樹脂により作製し、パワーサイクル試験およびヒートサイクル試験を行った結果を実施例として示す。パワーサイクル試験は、半導体素子の温度が２００℃になるまで通電し、その温度に達したら通電を止め、半導体素子の温度が１２０℃になるまで冷却し、冷却された後に再び通電した。またヒートサイクル試験は、半導体装置全体を、温度制御が可能な恒温曹に入れ、恒温曹の温度を−４０℃〜１５０℃の間で繰り返し変化させて実施した。
【００３９】
実施例１．
図１２には、図１に示した構造、すなわち区画壁を設けず、応力緩和接着層８のみを設けた構造で、第一の封止樹脂１２に弾性率が7.0GPaのサンユレック製ＥＸ-550を用いて、応力緩和接着層８の弾性率を変えたときのパワーサイクル試験およびヒートサイクル試験の結果を示す。
【００４０】
半導体装置には、ベース板のサイズが50×92×3mm、AlNを用いた絶縁基板１のサイズが23.2×23.4×1.12mm、SiCを用いた半導体素子のサイズが5×5×0.35mm、接合材には千住金属製M731、ポリフェニレンサルファイド（PPS）を用いたケース、直径が0.4mmのアルミを用いた配線を使用した。また、本試験では、モジュール内部にSiC半導体素子を１個のみ搭載し、パワーサイクル試験およびヒートサイクル試験を行った。
【００４１】
図１２の例１−１について説明する。東レダウコーニング製SE1885（弾性率15kPa）を用いて応力緩和接着層８を作製した場合、パワーサイクル試験では、100000サイクル後に第一の封止樹脂１２に剥離が発生し、ヒートサイクル試験でも100サイクル後に第一の封止樹脂１２の剥離と亀裂が発生して半導体装置が動作しなくなることがわかった。
【００４２】
例１−２では、東レダウコーニング製SE1886（弾性率30kPa）を用いて応力緩和接着層８を作製した結果、パワーサイクル試験は180000サイクルまで改善され、ヒートサイクル試験でも600サイクルまで改善することが判明した。
【００４３】
例１−３では、信越化学製KE1833（弾性率3.5MPa）を用いて、応力緩和接着層８を作製した結果、パワーサイクル試験は200000サイクルまで改善され、ヒートサイクル試験でも1000サイクルまで改善することが判明した。
【００４４】
例１−４では、信越化学製KER-4000にガラスフィラーを約50wt%添加し、弾性率を900MPaに調整し、応力緩和接着層８を作製した結果、パワーサイクル試験は190000サイクル、ヒートサイクル試験でも800サイクルまで動作することがわかった。
【００４５】
例１−５では、信越化学製KER-4000にガラスフィラーを約58wt%添加し、弾性率を1000MPaに調整し、応力緩和接着層８を作製した結果、パワーサイクル試験は100000サイクルに低下し、ヒートサイクル試験も200サイクルに低下することがわかった。
【００４６】
例１−６では、信越化学製KER-4000にガラスフィラーを約75wt%添加し、弾性率を1200MPaに調整し、応力緩和接着層８を作製した結果、パワーサイクル試験は80000サイクルに低下し、ヒートサイクル試験も150サイクルに低下することがわかった。
【００４７】
以上の結果より、応力緩和接着層８の弾性率Ｎは、30kPa以上1GPa未満の範囲が適切であることがわかった。
【００４８】
実施例２．
図１３に、図５の構造、すなわち、応力緩和接着層８と区画壁９０を同じ材料で設けた構造で試験した結果を示す。なお、本実施例２では、第二の封止樹脂１２１として東レダウコーニング製SE1885（弾性率15kPa）を用いた。また、例２−１〜例２−５の応力緩和接着層８と区画壁９０の材料は、それぞれ実施例１の例１−１〜例１−５と同じである。図１３の例２−１から例２−５より、この構造では、実施例１よりサイクル数は改善することがわかる。ただし、応力緩和接着層８と区画壁９０の樹脂材料の弾性率の範囲については、実施例１と同様の結果が得られた。
【００４９】
実施例３．
図１４に、図１の構造、すなわち区画壁を設けず、応力緩和接着層８のみを設けた構造で、応力緩和接着層８に信越化学製KE1833（弾性率3.5MPa）を用いて、第一の封止樹脂１２の弾性率を変化させた時のパワーサイクル試験とヒートサイクル試験の結果を示す。
【００５０】
図１４の例３−１について説明する。信越化学製KER-4000にガラスフィラーを約50wt%添加し、弾性率を900MPaに調整した封止樹脂で封止した結果、パワーサイクル試験では、90000サイクル後に封止樹脂に剥離が発生し、ヒートサイクル試験でも50サイクル後に封止樹脂の剥離と亀裂が発生して半導体装置が動作しなくなることがわかった。
【００５１】
例３−２では、信越化学製KER-4000にガラスフィラーを約58wt%添加し、弾性率を1GPaに調整した封止樹脂で封止した結果、パワーサイクル試験では、160000サイクル、ヒートサイクル試験では、300サイクルまで改善することがわかった。
【００５２】
例３−３では、サンユレック製EX-550（弾性率7.0GPa）を第一の封止樹脂に用いた結果、パワーサイクル試験では、180000サイクル、ヒートサイクル試験では、800サイクルまで改善することがわかった。
【００５３】
例３−４では、サンユレック製EX-550にシリカフィラーを15wt%添加し、弾性率を12GPaに調整した封止樹脂を使用した結果、パワーサイクル試験では、160000サイクル、ヒートサイクル試験では、600サイクルになることがわかった。
【００５４】
例３−５では、サンユレック製EX-550にシリカフィラーを20wt%添加し、弾性率を14GPaに調整した封止樹脂を使用した結果、パワーサイクル試験では、140000サイクル、ヒートサイクル試験では、500サイクルになることがわかった。
【００５５】
例３−６では、サンユレック製EX-550にシリカフィラーを36wt%添加し、弾性率を20GPaに調整した封止樹脂を使用した結果、パワーサイクル試験では、110000サイクル、ヒートサイクル試験では、450サイクルになることがわかった。
【００５６】
例３−７では、サンユレック製EX-550にシリカフィラーを40wt%添加し、弾性率を22GPaに調整した封止樹脂を使用した結果、パワーサイクル試験では、100000サイクル、ヒートサイクル試験では、200サイクルになることがわかった。
【００５７】
この結果より、第一の封止樹脂の弾性率Ｍは、1GPa以上20GPa以下の範囲が適切であることが判明した。
【００５８】
実施例４．
図１５に、図５の構造、すなわち、応力緩和接着層８と区画壁９０を同じ材料で設けた構造で試験した結果を示す。応力緩和接着層８と区画壁９０には信越化学製KE1833（弾性率3.5MPa）を、第二の封止樹脂１２１には、東レダウコーニング製SE1886を用い、第一の封止樹脂１２０の弾性率を変化させた試験結果である。例４−１〜例４−７の第一の封止樹脂は、それぞれ実施例３の例３−１〜３−７と同じである。図１５の例４−１〜例４−７に示す試験結果からわかるように、この構造では、実施例３に比較して、サイクル数は改善するが、第一の封止樹脂の弾性率の範囲については実施例３と同様の結果が得られた。
【００５９】
実施例５．
図１６には、ベース板のサイズが85×120×3mm、Si3N4を用いた絶縁基板のサイズが23.2×23.4×1.12mm、SiCを用いた半導体素子のイズが5×5×0.35mm、接合材には千住金属製M731、ポリフェニレンサルファイド（PPS）を用いたケース側板、直径が0.4mmのアルミを用いた配線を部材に使用した、区画壁９０を設けた図５の構造の半導体装置の試験モジュールによるパワーサイクル試験およびヒートサイクル試験の結果を示す。本実施例５は、実施例４と絶縁基板の材料が異なり、ベース板のサイズが実施例４のものより大きい試験モジュールによる、第一の封止樹脂１２０の弾性率を変化させた試験である。応力緩和接着層には信越化学製KE1833（弾性率3.5MPa）を、第二の封止樹脂１２１には、東レダウコーニング製SE1886を用いた。例５−１〜例５−７の第一の封止樹脂は、それぞれ実施例４の例４−１〜４−７と同じである。図１６の例５−１〜例５−７に示す試験結果を図１５の例４−１〜例４−７に示す試験結果と比較してわかるように、本実施例５においても実施例４とほぼ同様の結果が得られた。
【００６０】
以上の、実施例１〜５の試験結果より、第一の封止樹脂には、1GPa以上20GPa以下の範囲の弾性率の樹脂を用い、応力緩和接着層や区画壁には、30kPa以上1GPa未満の範囲の弾性率の樹脂を用いることで、より剥離や亀裂が発生し難く、信頼性の高い半導体装置が得られることがわかった。
【符号の説明】
【００６１】
１：絶縁基板                          ２、２０：電極パターン 
３：裏面電極                          ４：半導体素子基板
５、６：半導体素子                    ７、７０：接合材
８：応力緩和接着層                    ９、９０、９１：区画壁
１０：ベース板                          １１：ケース側板
１２、１２０：第一の封止樹脂            １３：配線
１４：端子                              １２１：第二の封止樹脂
２１：上治具                            ２２：下治具
２３：樹脂注入穴
【図１】
2012070261.tif 000003
【図２】
2012070261.tif 000004
【図３】
2012070261.tif 000005
【図４】
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【図５】
2012070261.tif 000007
【図６】
2012070261.tif 000008
【図７】
2012070261.tif 000009
【図８】
2012070261.tif 000010
【図９】
2012070261.tif 000011
【図１０】
2012070261.tif 000012
【図１１】
2012070261.tif 000013
【図１２】
2012070261.tif 000014
【図１３】
2012070261.tif 000015
【図１４】
2012070261.tif 000016
【図１５】
2012070261.tif 000017
【図１６】
2012070261.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成25年3月4日(2013.3.4)
【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】
絶縁基板の片面に電極パターンが、および上記絶縁基板の他の面に裏面電極が、それぞれ形成された半導体素子基板と、
上記絶縁基板の表面で、上記電極パターンまたは上記裏面電極が形成されていない部分の少なくとも一部、および上記電極パターンの表面の一部を覆う、樹脂製の応力緩和接着層と、
上記電極パターンの、上記絶縁基板とは反対側の面に接合材を介して固着された半導体素子と、
この半導体素子および上記半導体素子基板を覆う第一の封止樹脂とを備え、
上記第一の封止樹脂の線膨張率は、上記絶縁基板の線膨張率よりも上記電極パターンの線膨張率に近く、上記応力緩和接着層の樹脂の弾性率は、上記第一の封止樹脂の弾性率よりも小さいことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
上記半導体素子基板において、上記電極パターンまたは上記裏面電極が形成されていない部分の上記応力緩和接着層による被覆面積が、上記電極パターンまたは上記裏面電極が形成されていない面積の８０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
上記電極パターンが上記応力緩和接着層により覆われる面積が、上記電極パターンの表面積の５０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
上記半導体素子基板の上記半導体素子が固着された側であって上記半導体素子基板の周辺部分に、上記半導体素子基板の周囲を囲むように設けられた半導体素子の高さよりも高い樹脂製の区画壁を備えるとともに、第一の封止樹脂が上記区画壁の内側を満たし、上記区画壁の樹脂の弾性率は上記第一の封止樹脂の弾性率よりも小さいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
上記応力緩和接着層の樹脂と上記区画壁の樹脂とは異なる材料で形成されたことを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
上記応力緩和接着層の樹脂と上記区画壁の樹脂とは同じ材料で形成されたことを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
【請求項７】
上記半導体素子基板が複数設置され、各々の上記半導体素子基板の周囲を囲むようにそれぞれ上記区画壁が備えられたことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項８】
上記第一の封止樹脂および上記区画壁を覆う、上記第一の封止樹脂の弾性率よりも小さい弾性率を有する第二の封止樹脂を備えたことを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項９】
上記応力緩和接着層の樹脂の弾性率が３０ｋＰａから１ＧＰａの範囲であり、上記第一の封止樹脂の弾性率が１ＧＰａから２０ＧＰａの範囲であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１０】
上記区画壁の樹脂の弾性率が３０ｋＰａから１ＧＰａの範囲であり、上記第一の封止樹脂の弾性率が１ＧＰａから２０ＧＰａの範囲であることを特徴とする請求項４〜８のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１１】
絶縁基板の片面に電極パターンが、および上記絶縁基板の他の面に裏面電極が、それぞれ形成された半導体素子基板と、
上記電極パターンの、上記絶縁基板とは反対側の面に接合材を介して固着された半導体素子と、
上記半導体素子基板の上記半導体素子が固着された側であって上記半導体素子基板の周辺部分に、上記半導体素子基板の周囲を囲むように設けられた、半導体素子の高さよりも高い樹脂製の区画壁と、
上記区画壁の内側を、上記半導体素子および上記半導体素子基板を覆うように設けられた第一の封止樹脂とを備え、
上記第一の封止樹脂の線膨張率は、上記絶縁基板の線膨張率よりも上記電極パターンの線膨張率に近く、上記区画壁の樹脂の弾性率は、上記第一の封止樹脂の弾性率よりも小さいことを特徴とする半導体装置。
【請求項１２】
上記第一の封止樹脂および上記区画壁を覆う、上記第一の封止樹脂の弾性率よりも小さい弾性率を有する第二の封止樹脂を備えたことを特徴とする請求項１１に記載の半導体装置。
【請求項１３】
上記半導体素子がワイドバンドギャップ半導体により形成されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１４】
上記ワイドバンドギャップ半導体は、炭化珪素、窒化ガリウム系材料またはダイアモンドの半導体であることを特徴とする請求項１３に記載の半導体装置。
【請求項１５】
請求項６に記載の半導体装置の製造方法であって、
上記半導体素子基板を、樹脂注入穴を有する上治具と下治具で挟む工程と、
上記上治具と上記下治具とで上記半導体素子基板を挟んだ状態で減圧環境に設置する工程と、
この減圧環境で上記樹脂注入穴から未硬化の樹脂を注入する工程と、
樹脂を注入した後大気圧環境下に取り出し、注入した樹脂を硬化させた後、上記上治具と上記下治具を取り外して脱型する工程とにより、区画壁および応力緩和接着層を形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
上記半導体素子基板の上記電極パターンおよび上記裏面電極以外の表面と、上記区画壁を設ける部分は、治具内部の空間で繋がっていることを特徴とする請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
上記減圧環境は１０ｔｏｒｒであることを特徴とする請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
樹脂を注入する際の押圧力は１Ｍｐａであることを特徴とする請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
この発明は、絶縁基板の片面に電極パターンが、および絶縁基板の他の面に裏面電極が、それぞれ形成された半導体素子基板と、絶縁基板の表面で、電極パターンまたは裏面電極が形成されていない部分の少なくとも一部、および電極パターンの表面の一部を覆う、樹脂製の応力緩和接着層と、絶縁基板とは反対側の電極パターンの面に接合材を介して固着された半導体素子と、この半導体素子および半導体素子基板を覆う封止樹脂とを備え、第一の封止樹脂の線膨張率は、絶縁基板の線膨張率よりも電極パターンの線膨張率に近く、応力緩和接着層の樹脂の弾性率を、封止樹脂の弾性率よりも小さくしたものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
通常、ソケットは、パイプ状の金属に金属のピンを挿入することで両者の電気的な接続を行うが、この方法に限定するものではなく、第一の封止樹脂１２０に埋め込まれた半導体素子５や６と配線を電気的に繋げる構造であれば構わない。また、ソケット１３１の表面は、第一の封止樹脂１２０や第二の封止樹脂１２１との密着性を向上させるために表面に凹凸を設けても良く、シランカップリング剤などの化学的な処理を行っても良い。半導体素子５や６とソケット１３１の電気的な接続は、通常、はんだ材を用いて接続するがこれに限定するものではなく、銀ペーストや焼結により金属結合する材料を用いても良い。図８では、ソケット１３１への配線は銅板配線１３０を用いているが、通常の線状の配線を用いても良いのは言うまでもない。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
まず、絶縁基板１の片面に電極パターン２、他方の面に裏面電極３、が貼りつけられた半導体素子基板４を準備する（図１１（Ａ））。また、テフロン（登録商標）で作製された上治具２１と下治具２２で構成される分割式の治具を準備する（図１１（Ｂ））。上治具２１には樹脂を注入するための樹脂注入穴２３が設けられている。下治具２２の所定の位置に半導体素子基板４を置き、位置がずれない様に上治具２１を用いて蓋をし、ねじ留めや油圧プレス等の方法を用いて、後に樹脂が注入された際に上下の治具から樹脂が漏れないよう十分締め付ける。上治具２１および下治具２２は、電極パターン２および裏面電極３の表面に樹脂が流れないよう、十分な平面度をもって作製しておく。次に半導体素子基板４を内包した治具の内部を減圧チャンバー３１等を用いて10torrまで減圧する。その後、図１１（Ｃ）の矢印で示すように未硬化の樹脂４１を上治具２１の樹脂注入穴２３から約１MPaの押圧力で注入する。治具の空間部分の全部に樹脂が注入されたら、760torr（大気）に戻し、樹脂を熱硬化させる。例えば、樹脂にシリコーン樹脂である信越化学製KE1833を用いる場合は、120℃で1時間の硬化を行う。熱硬化後は、治具を室温まで冷却してから、上下の治具を分割して、基板を取り出せば、応力緩和接着層８および区画壁９０が同時に成型された基板が作製できる（図１１（Ｄ））。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
以上のように、本発明の実施の形態６による半導体装置の製造方法によれば、応力緩和接着層と区画壁とを同時に作製でき作製時間を短縮できるだけでなく、両者の間に界面を作ることが無いため、絶縁性も向上し、信頼性の高い半導体装置を得ることができる。治具を使用しているので、同一形状の樹脂硬化物を精度良く形成できるだけでなく、治具内部の空間が繋がっている様にしたため、応力緩和接着層と区画壁とを同時に作製でき、両者の界面から剥離を起こすことが無い。また、減圧下で圧力をかけて樹脂注入するため、低弾性樹脂である応力緩和接着層や区画壁に気泡が入りにくいだけでなく、絶縁基板や電極パターンや裏面電極との密着性が向上し、ヒートサイクル時にも剥離しにくく、絶縁性も向上する。更に、電極パターンや裏面電極を治具で挟み込んだため、樹脂硬化時の温度による表面酸化の影響が少なくなり、半導体素子やベース板を接合材で接合した時の信頼性が向上するという効果も奏する。
【国際調査報告】
2012070261.tif 000019
2012070261.tif 000020
2012070261.tif 000021
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