(57)【要約】【課題】体格を小型化しつつ、モールド樹脂が剥離することを抑制できる半導体装置を提供すること。【解決手段】半導体素子１０と、半導体素子１０が実装された素子実装部２１を含む被実装部材２０と、放熱部３１と放熱部３１の一面上に設けられた絶縁層３２と絶縁層３２上に設けられるとともに素子実装部２１が熱的及び機械的に接続された導体パターン３３とを含む放熱絶縁基板３０と、半導体素子１０と被実装部材２０と放熱絶縁基板３０とを放熱部３１の一部が露出した状態でモールドしているモールド樹脂４０と、を備える半導体装置であって、導体パターン３３の第１端部３３ａ〜第４端部３３ｄが、素子実装部２１の裏面の対向領域内に配置されていることにより、素子実装部２１と絶縁層３２との対向領域にモールド樹脂４０が設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子（１０）と、
前記半導体素子が実装された素子実装部（２１，２１０〜２１２）を含む被実装部材（２０，２０５）と、
前記半導体素子が実装された前記被実装部材が接続され前記半導体素子から発せられた熱を放熱するものであり、放熱部（３１）と、前記放熱部の一面上に設けられた絶縁層（３２）と、前記絶縁層上に設けられるとともに前記素子実装部における前記半導体素子が実装された実装面の反対面が熱的及び機械的に接続された導体パターン（３３）とを含む放熱絶縁基板（３０）と、
前記半導体素子と、前記被実装部材と、前記放熱絶縁基板とを、前記放熱部の一部が露出した状態でモールドしているモールド樹脂（４０）と、を備えた半導体装置であって、
前記放熱部と前記絶縁層と前記導体パターンとの積層方向に対する垂直方向における前記導体パターンの外周端部の少なくとも一部が、前記素子実装部における前記反対面の対向領域内に配置されていることにより、前記素子実装部と前記絶縁層との対向領域に前記モールド樹脂が設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記半導体素子と前記導体パターンとは前記素子実装部を介して対向配置されており、
前記導体パターンにおける前記外周端部で囲まれた部位の対向領域内に前記半導体素子が配置されてい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】
前記導体パターンの前記素子実装部との対向面の面積は、前記素子実装部の前記導体パターンとの対向面の面積よりも小さく、
前記導体パターンの前記素子実装部との対向面は、前記素子実装部の前記接続部材との対向面に覆われていることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記被実装部材（２０５）は、前記素子実装部に加えて、前記素子実装部から延設された部位であり一部が前記モールド樹脂の外部に露出された端子部（２２）を備え、
前記端子部は、前記モールド樹脂内に配置された部位にディプレス部（２２ａ）が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記モールド樹脂は、フィラー（４１）を含むものであり、
前記素子実装部と前記絶縁層との間隔は、前記フィラーの直径以上であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記素子実装部における前記モールド樹脂を介して前記絶縁層と対向している部位の長さは、前記導体パターンの厚み以上であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記素子実装部（２１０，２１１）における前記モールド樹脂を介して前記絶縁層と対向している部位は、前記垂直方向において前記導体パターンと接触している部位から離れるに連れて、前記絶縁層との間隔が広くなっていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子が実装された被実装部材が放熱絶縁基板に接続されてなる半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に開示された半導体装置がある。この半導体装置は、放熱部と、放熱部の一面上に設けられた絶縁層と、絶縁層上に設けられた導体パターンで構成された板状体である放熱絶縁基板（絶縁金属基板）に、半導体素子が実装された被実装部材が接続されている。そして、半導体素子と、被実装部材と、放熱絶縁基板とは、放熱部の一部が露出した状態でモールド樹脂によってモールドされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３４２９９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記半導体装置は、放熱部と絶縁層と導体パターンとの積層方向に対する垂直方向（以下、単に垂直方向とも称する）における導体パターンの外周端部全体が、被実装部材における半導体素子が実装された部位（以下、素子実装部とも称する）の対向領域の外側となるように構成されている。つまり、この半導体装置は、導体パターンが素子実装部を覆うように構成されている。
【０００５】
ところで、放熱絶縁基板は、放熱部と導体パターンとの電気的絶縁性を確保するために、放熱部の端部（側面）と導体パターンの端部との垂直方向における距離が規定されている。よって、半導体装置は、素子実装部を覆うように設けられた導体パターンとの電気的絶縁性が確保できるような大きさの放熱部を用いる必要がある。このため、上記半導体装置は、垂直方向の体格が大きくなるという問題がある。
【０００６】
また、上記半導体装置は、素子実装部を覆うように導体パターンが設けられている。従って、モールド樹脂による圧縮力は、素子実装部の半導体素子が実装されている面（以下、上面とも称する）と垂直方向における端部、及び導体パターンの素子実装部が接続されている面（以下、上面とも称する）と垂直方向における端部にしか作用していない。このため、モールド樹脂が圧縮変形した場合、素子実装部の上面及び端部とモールド樹脂との界面、及び導体パターンの上面及び端部とモールド樹脂との界面に作用するせん断応力によって、これらの界面でモールド樹脂が剥離する可能性がある。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、体格を小型化しつつ、モールド樹脂が剥離することを抑制できる半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明は、
半導体素子（１０）と、
半導体素子が実装された素子実装部（２１，２１０〜２１２）を含む被実装部材（２０，２０５）と、
半導体素子が実装された被実装部材が接続され半導体素子から発せられた熱を放熱するものであり、放熱部（３１）と、放熱部の一面上に設けられた絶縁層（３２）と、絶縁層上に設けられるとともに素子実装部における半導体素子が実装された実装面の反対面が熱的及び機械的に接続された導体パターン（３３）とを含む放熱絶縁基板（３０）と、
半導体素子と、被実装部材と、放熱絶縁基板とを、放熱部の一部が露出した状態でモールドしているモールド樹脂（４０）と、を備える半導体装置であって、
放熱部と絶縁層と導体パターンとの積層方向に対する垂直方向における導体パターンの外周端部の少なくとも一部が、素子実装部における反対面の対向領域内に配置されていることにより、素子実装部と絶縁層との対向領域にモールド樹脂が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
放熱絶縁基板は、上述のように、放熱部と導体パターンとの電気的絶縁性を確保するために、放熱部の端部（側面）と導体パターンの端部との垂直方向における距離が規定されている。よって、本発明は、導体パターンにおける外周端部の少なくとも一部が、素子実装部における反対面の対向領域内に配置されている分、放熱部の垂直方向における体格を小さくすることができる。つまり、本発明の放熱部は、導体パターンの外周端部全体が素子実装部の対向領域の外側となるように構成された従来技術の放熱部よりも、垂直方向における体格を小さくすることができる。従って、本発明は、従来技術の半導体装置よりも垂直方向の体格を小型化することができる。
【００１０】
また、本発明は、素子実装部と絶縁層との対向領域にモールド樹脂が設けられている。このため、素子実装部における反対面の対向領域内に配置された導体パターンの端部からの剥離基点はなくなる。さらに、モールド樹脂による圧縮力は、素子実装部の上面及び垂直方向における端部に加えて、素子実装部における上面の反対面にも作用することになる。これによって、モールド樹脂が素子実装部との界面で剥離することを抑制することができる。
【００１１】
また、本発明は、半導体素子と導体パターンとは素子実装部を介して対向配置されており、導体パターンにおける外周端部で囲まれた部位の対向領域内に半導体素子が配置されていてもよい。
【００１２】
半導体素子から発せられた熱は、導体パターン、絶縁層を介して放熱部に伝達されて、放熱部から半導体装置の外部に放熱される。よって、導体パターンにおける外周端部で囲まれた部位の対向領域内に半導体素子を配置することによって、半導体素子から発せられた熱を効率的に放熱部に伝達することができる。よって、体格の小型化や、モールド樹脂の剥離を抑制しつつ、半導体素子の放熱性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態における半導体装置の概略構成を示す図面であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）はＩｂ−Ｉｂ線断面図であり、（ｃ）はＩｃ−Ｉｃ線断面図である。
【図２】図１（ｃ）の拡大図である。
【図３】素子実装部と絶縁層との間隔とモールド樹脂との関係を説明する図面である。
【図４】放熱絶縁基板の概略構成を示す断面図であり、（ａ）は導体パターンが一つの場合の図面であり、（ｂ）は導体パターンが複数の場合の図面である。
【図５】変形例１における半導体装置の概略構成を示す部分的断面図である。
【図６】変形例２における半導体装置の概略構成を示す部分的断面図である。
【図７】変形例３における半導体装置の概略構成を示す部分的断面図である。
【図８】変形例４における半導体装置の概略構成を示す図面であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）はVIIIｂ−VIIIｂ線断面図であり、（ｃ）はVIIIｃ−VIIIｃ線断面図である。
【図９】変形例５における半導体装置の概略構成を示す図面であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）はIXｂ−IXｂ線断面図であり、（ｃ）はIXｃ−IXｃ線断面図である。
【図１０】変形例６における半導体装置の概略構成を示す断面図である。
【図１１】変形例７における半導体装置の概略構成を示す図面であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）はXIｂ−XIｂ線断面図である。
【図１２】変形例８における半導体装置の概略構成を示す図面であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）はXIIｂ−XIIｂ線断面図である。
【図１３】変形例９における半導体装置の概略構成を示す平面図である。
【図１４】変形例１０における半導体装置の概略構成を示す平面図である。
【図１５】変形例１１における半導体装置の概略構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
【００１５】
（実施形態）
図１（ａ）〜図１（ｃ）に示すように、半導体装置１００は、主に、半導体素子１０と、リードフレーム２０と、放熱絶縁基板３０と、モールド樹脂４０とを備えて構成されている。
【００１６】
半導体素子１０は、例えばパワーＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴなどの電力用半導体素子を採用することができる。半導体素子１０は、動作時に発熱するものである。半導体素子１０は、例えば直方体形状をなすものであり、上面、裏面、及び第１端部１０ａ、第２端部１０ｂ、第３端部１０ｃ、第４端部１０ｄの四つの側面（端部）を有する。なお、半導体素子１０は、図１（ｂ）の紙面における上側の面が上面であり、下側の面が裏面である。
【００１７】
半導体素子１０は、図１（ｂ），（ｃ）に示すように、裏面がリードフレーム２０の素子実装部２１と対向するように配置された状態で素子実装部２１に実装されている。半導体素子１０は、例えば導電性接続部材（半田など）によって、素子実装部２１と機械的及び電気的に接続されている。また、半導体素子１０は、上面に設けられたパッド（図示省略）が、ワイヤ５０を介してリードフレーム２０の端子部２２に接続されている。
【００１８】
リードフレーム２０は、本発明の特許請求の範囲における被実装部材に相当するものである。リードフレーム２０は、金属からなり、半導体素子１０が実装された素子実装部２１と、素子実装部２１から延設された部位であり一部がモールド樹脂４０の外部に露出された端子部２２を含むものである。
【００１９】
素子実装部２１は、例えば直方体形状をなすものであり、上面、裏面、及び第１端部２１ａ、第２端部２１ｂ、第３端部２１ｃ、第４端部２１ｄの四つの側面（端部）を有する。なお、素子実装部２１は、図１（ｂ）の紙面における上側の面が上面であり、下側の面が裏面である。言い換えると、素子実装部２１は、半導体素子１０が実装されている面が上面である。さらに、素子実装部２１の上面は、平坦面であると好ましい。同様に、素子実装部２１の裏面は、平坦面であると好ましい。また、第１端部２１ａ〜第４端部２１ｄは、上面及び裏面に垂直であると好ましい。
【００２０】
なお、図１（ｂ）においては、第２端部２１ｂと第２端部１０ｂや第２端部３３ｂとの位置関係を分かりやすくするために、第２端部２１ｂを図示している。また、後ほど説明する図８（ｂ）、図９（ｂ）、図１０（ｂ）に関しても、同様な理由により第２端部２１ｂを図示している。
【００２１】
端子部２２は、素子実装部２１の側面から突出して設けられている。本実施形態においては、端子部２２は、素子実装部２１の第２端部２１ｂから突出して設けられている。より具体的には、この端子部２２は、第２端部２１ｂに対して垂直に設けられた直線状の棒部である。
【００２２】
このように、本実施形態においては、被実装部材としてリードフレーム２０を採用している。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の被実装部材は、放熱用のアイランド（ブロック体）でも良い。つまり、本発明の被実装部材は、半導体素子１０が実装された素子実装部を含むものであれば採用することができ、端子部２２を備えていなくてもよい。
【００２３】
また、リードフレーム２０は、図１（ａ）に示すように、素子実装部２１から分離された部位（ワイヤ５０が接続されている部位）を含んでいてもよい。この素子実装部２１から分離された部位は、例えば半導体素子１０の制御用信号が流れる制御用端子として用いられる。
【００２４】
放熱絶縁基板３０は、半導体素子１０が実装されたリードフレーム２０が接続され、半導体素子１０から発せられた熱を放熱するものである。放熱絶縁基板３０は、放熱部３１と、放熱部３１の一面上に設けられた絶縁層３２と、絶縁層３２上に設けられた導体パターン３３とを含む。
【００２５】
放熱部３１は、金属からなり、例えば直方体形状をなすものであり、図１（ｂ）の紙面における上側の面が上面であり、下側の面が裏面である。このように、放熱部３１は、板状の部材であるため、放熱板とも言い換えることができる。放熱部３１は、上面の全体に絶縁層３２が設けられている。つまり、放熱部３１の上面は、特許請求項に範囲における一面に相当する。また、絶縁層３２は、放熱部３１の裏面及び側面には設けられていない。なお、絶縁層３２は、絶縁性の樹脂やセラミックスを採用することができる。
【００２６】
導体パターン３３は、例えば直方体形状をなすものであり、上面、裏面、及び第１端部３３ａ、第２端部３３ｂ、第３端部３３ｃ、第４端部３３ｄの四つの側部（端部）を有する。なお、導体パターン３３は、図１（ｂ）の紙面における上側の面が上面であり、下側の面が裏面である。導体パターン３３の上面には、素子実装部２１における半導体素子１０が実装された実装面の反対面が熱的及び機械的に接続されている。導体パターン３３と素子実装部２１とは、例えば導電性接続部材（半田など）によって接続されている。そして、半導体素子１０と導体パターン３３とは素子実装部２１を介して対向配置されている。
【００２７】
なお、放熱絶縁基板３０は、図４（ａ）に示すように、複数の放熱部３１をとることができる大きさの板状部材に、絶縁層３２及び導体パターン３３が形成された一体物である構造体を分割することで製造される。この分割時におけるカット、プレスにより、絶縁層３２にダメージが入る。このため、放熱部３１の端部と導体パターン３３の端部との絶縁を確保できない可能性がある。そこで、放熱絶縁基板３０は、放熱部３１と導体パターン３３との電気的絶縁性を確保するために、放熱部３１の端部と導体パターン３３の端部との垂直方向における距離ｗが規定されている。言い換えると、導体パターン３３の端部を通る積層方向に沿う仮想平面と、放熱部３１の端部を通る積層方向に沿う仮想平面との間隔ｗは、放熱部３１と導体パターン３３との電気的絶縁性を確保できる程度に設定されている。つまり、放熱絶縁基板３０自体の検査及び絶縁保証をするために、放熱部３１の端部（側面）と導体パターン３３の端部との垂直方向における距離が規定されている。さらに、距離ｗは、放熱絶縁基板３０の加工（打ち抜き・ダイシング等）時に、導体パターン３３にダメージを与えないようにするためにも必要である。従って、導体パターン３３は、図１（ａ）〜図１（ｃ）に示すように、絶縁層３２上の一部に設けられている。
【００２８】
なお、図４（ｂ）は、複数個所に導体パターン３３が設けられた放熱絶縁基板３０を示す図面である。後ほど変形例で説明するように、複数個所に導体パターン３３が設けられた放熱絶縁基板３０を採用することもできる。
【００２９】
モールド樹脂４０は、半導体素子１０と、リードフレーム２０と、放熱絶縁基板３０とを、放熱部３１の裏面及び端子部２２が露出した状態でモールドしている。このように、放熱部３１の裏面をモールド樹脂４０から露出させておくことにより、半導体素子１０から発せられた熱は、導体パターン３３、絶縁層３２、放熱部３１と伝わり、放熱部３１の裏面から半導体装置１００の外部に放熱される。なお、この放熱に主に寄与するのは放熱部３１である。また、絶縁層３２は、熱が導体パターン３３から放熱部３１に十分伝わる程度の厚み及び材料で設けられている。
【００３０】
ここで、本発明の特徴部分に関して詳しく説明する。半導体装置１００は、垂直方向における導体パターン３３の外周端部の少なくとも一部が、素子実装部２１における裏面の対向領域内に配置されている。本実施形態では、導体パターン３３における第１端部３３ａ〜第４端部３３ｄの全体が、素子実装部２１における裏面の対向領域内に配置されている。つまり、導体パターン３３の各端部を通り積層方向に沿う複数の仮想平面は、素子実装部２１の各端部を通り積層方向に沿う複数の仮想平面で囲まれている。
【００３１】
言い換えると、垂直方向において、素子実装部２１の端部における少なくとも一部（一つの端部）が、対応する導体パターン３３の端部よりも突出している。本実施形態では、垂直方向において、素子実装部２１の第１端部２１ａ〜第４端部２１ｄの全てが、対応する導体パターン３３の第１端部３３ａ〜第４端部３３ｄよりも突出している。なお、素子実装部２１の第１端部２１ａに対応する導体パターン３３の端部は、第１端部３３ａである。同様に、素子実装部２１の第２端部２１ｂに対応する導体パターン３３の端部は、第２端部３３ｂである。素子実装部２１の第３端部２１ｃに対応する導体パターン３３の端部は、第３端部３３ｃである。素子実装部２１の第４端部２１ｄに対応する導体パターン３３の端部は、第４端部３３ｄである。
【００３２】
さらに言い換えると、本実施形態においては、導体パターン３３の素子実装部２１との対向面（上面）の面積は、素子実装部２１の導体パターン３３との対向面（裏面）の面積よりも小さい。そして、導体パターン３３の上面は、素子実装部２１の裏面に覆われている。
【００３３】
これによって、素子実装部２１と絶縁層３２との間には、導体パターン３３を介することなく素子実装部２１と絶縁層３２とが対向する対向領域が形成されている。そして、この素子実装部２１と絶縁層３２との対向領域には、モールド樹脂４０が設けられている。
【００３４】
半導体装置１００は、導体パターン３３における第１端部３３ａ〜第４端部３３ｄの全体が、素子実装部２１における裏面の対向領域内に配置されている分、放熱部３１の垂直方向における体格を小さくすることができる。つまり、本発明の放熱部３１は、導体パターン３３の外周端部全体が素子実装部２１の対向領域の外側となるように構成された従来技術の放熱部よりも、垂直方向における体格を小さくすることができる。従って、半導体装置１００は、従来技術の半導体装置よりも垂直方向の体格を小型化することができる。図２に示すように、例えば、素子実装部２１の第２端部２１ｂと導体パターン３３の第２端部３３ｂの部分においては、従来技術よりもｗ２で示す部分だけ小型化することができる。放熱部３１及び半導体装置１００の垂直方向におけるその他の辺に関しても同様にｗ２の分だけ小型化することができる。
【００３５】
また、半導体装置１００は、素子実装部２１と絶縁層３２との対向領域にモールド樹脂４０が設けられている。このため、素子実装部２１における裏面の対向領域内に配置された導体パターン３３の端部からの剥離基点はなくなる。さらに、モールド樹脂４０による圧縮力は、図２における片方矢印で示すように、素子実装部２１の上面及び垂直方向における端部に加えて、素子実装部２１における裏面にも作用することになる。これによって、せん断応力（図２における点線の両方矢印）によってモールド樹脂４０が素子実装部２１との界面で剥離することを抑制することができる。特に、本実施形態おいては、導体パターン３３における第１端部３３ａ〜第４端部３３ｄの全体が、素子実装部２１における裏面の対向領域内に配置されているので、素子実装部２１の全周においてモールド樹脂４０の剥離を抑制することができる。なお、図２においては、図面の見易さを考慮して、モールド樹脂４０のハッチングは省略している。
【００３６】
また、半導体素子１０は、導体パターン３３の第１端部３３ａ〜第４端部３３ｄで囲まれた部位（導体パターン３３の上面）の対向領域内に配置されている。つまり、導体パターン３３の上面の面積は、半導体素子１０の裏面の面積よりも広く設けられている。そして、導体パターン３３が半導体素子１０を覆うように設けられている。よって、半導体素子１０の各端部を通り積層方向に沿う複数の仮想平面は、導体パターン３３の各端部を通り積層方向に沿う複数の仮想平面で囲まれていると言い換えることもできる。
【００３７】
言い換えると、垂直方向において、導体パターン３３の第１端部３３ａ〜第４端部３３ｄの全てが、対応する半導体素子１０の第１端部１０ａ〜第４端部１０ｄよりも突出している。なお、導体パターン３３の第１端部３３ａに対応する半導体素子１０の端部は、第１端部１０ａである。同様に、導体パターン３３の第２端部３３ｂに対応する半導体素子１０の端部は、第２端部１０ｂである。導体パターン３３の第３端部３３ｃに対応する半導体素子１０の端部は、第３端部１０ｃである。導体パターン３３の第４端部３３ｄに対応する半導体素子１０の端部は、第４端部１０ｄである。
【００３８】
図２に示すように、例えば、導体パターン３３の第３端部３３ｃは、半導体素子１０の第３端部１０ｃよりもｘ１の分だけ突出している。また、導体パターン３３の第１端部３３ａは、半導体素子１０の第１端部１０ａよりもｘ１の分だけ突出している。なお、導体パターン３３の第２端部３３ｂと半導体素子１０の第２端部１０ｂ、及び導体パターン３３の第４端部３３ｄと半導体素子１０の第４端部１０ｄに関しても同様である。
【００３９】
このように、導体パターン３３の上面の対向領域内に半導体素子１０を配置することによって、半導体素子１０から発せられた熱を効率的に放熱部３１に伝達することができる。よって、半導体装置１００の体格の小型化や、モールド樹脂４０の剥離を抑制しつつ、半導体素子１０の放熱性を向上させることができる。
【００４０】
また、素子実装部２１におけるモールド樹脂４０を介して絶縁層３２と対向している部位の長さ（図２のｘ２）は、導体パターン３３の厚み（図２のｙ）以上であると好ましい。これによって、素子実装部２１に対してモールド樹脂４０の圧縮応力を十分に作用させることができるので、モールド樹脂４０の剥離を抑制しやすくすることができる。ただし、ｘ２は、素子実装部２１と絶縁層３２とが導体パターン３３を介することなく対向している対向領域をモールド樹脂４０で満たすことができる程度であればよい。なお、このｘ２の態様に関しては、後ほど説明する変形例にも適用することができる。
【００４１】
また、モールド樹脂４０は、フィラー４１を含むものを採用することができる。この場合、素子実装部２１と絶縁層３２との間隔ｙ（すなわち、導体パターン３３の厚み）は、フィラー４１の直径以上であると好ましい。これによって、素子実装部２１と絶縁層３２とが導体パターン３３を介することなく対向している対向領域をモールド樹脂４０で満たしやすくすることができる。つまり、素子実装部２１と絶縁層３２とが導体パターン３３を介することなく対向している対向領域に、空隙が形成されることを抑制することができる。また、これによって、クラックが発生しにくく、素子実装部２１に上下から圧縮応力をかけることができ、モールド樹脂４０の剥離に対する信頼性を向上させることができる。
【００４２】
より好ましくは、図３に示すように、素子実装部２１と絶縁層３２との間隔をフィラー４１の直径の三倍以上とする。素子実装部２１と絶縁層３２との対向領域にモールド樹脂４０を流し込む際のモールド樹脂４０の流速は、素子実装部２１と絶縁層３２の対向面側は遅く、対向領域の中間ほど早くなる。よって、素子実装部２１と絶縁層３２との間隔をフィラー４１の直径の三倍以上にすることによって、フィラー４１が素子実装部２１と絶縁層３２とに詰まりにくく、モールド樹脂４０の充填性を良好とすることができる。なお、これらのｙの態様に関しては、後ほど説明する変形例にも適用することができる。
【００４３】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。
【００４４】
（変形例１）
ここで、図５を用いて、変形例１における半導体装置１１０に関して説明する。なお、変形例１の半導体装置１１０と、上述の実施形態の半導体装置１００とで同等である点は、図面において同じ符号を付与するなどして説明を省略する。
【００４５】
変形例１の半導体装置１１０においては、素子実装部２１０におけるモールド樹脂４０を介して絶縁層３２と対向している部位が、垂直方向において導体パターン３３と接触している部位から離れるに連れて、絶縁層３２との間隔が広くなっている。つまり、素子実装部２１０は曲面状の角取部２１０ａが形成されている。言い換えると、素子実装部２１０と絶縁層３２とが導体パターン３３を介することなく対向している対向領域は、奥よりも開口端が広く形成されている。また、この角取部２１０ａは丸め部とも称することができる。
【００４６】
このようにすることによって、上述の実施形態の半導体装置１００と同様の効果を奏することができると共に、素子実装部２１０と絶縁層３２との対向領域をモールド樹脂４０で満たしやすくすることができる。また、これによって、素子実装部２１０と絶縁層３２との対向領域に、空隙が形成されることを抑制することができる。さらに、クラックが発生しにくく、素子実装部２１に上下から圧縮応力をかけることができ、モールド樹脂４０の剥離に対する信頼性を向上させることができる。なお、第１変形例における角取部２１０ａは、上述の実施形態、他の変形例３〜１１などにも適用することができる。
【００４７】
（変形例２）
また、図６に示す変形例２の半導体装置１１１のように、素子実装部２１１は自信の上面及び裏面に対して傾斜した角取部２１１ａが形成されていてもよい。このようにしても。素子実装部２１０と絶縁層３２とが導体パターン３３を介することなく対向している対向領域は、奥よりも開口端が広く形成することができる。この変形例２の半導体装置１１０であっても、上述の実施形態の半導体装置１００、変形例１の半導体装置１１０と同様の効果を奏することができる。なお、変形例２の半導体装置１１１と、上述の実施形態の半導体装置１００とで同等である点は、図面において同じ符号を付与するなどして説明を省略する。また、第２変形例における角取部２１１ａは、上述の実施形態、他の変形例３〜１１などにも適用することができる。
【００４８】
（変形例３）
ここで、図７を用いて、変形例３における半導体装置１１２に関して説明する。なお、変形例３の半導体装置１１２と、上述の実施形態の半導体装置１００とで同等である点は、図面において同じ符号を付与するなどして説明を省略する。
【００４９】
変形例３の半導体装置１１２においては、素子実装部２１２の端部に突部（コイニング）２１２ａが形成されている。半導体装置１１２は、半導体装置１００と同様の効果を奏することができると共に、突起２１２ａによって、モールド樹脂４０が素子実装部２１２から剥離することをより一層抑制することができる。なお、第３変形例における突部２１２ａは、上述の実施形態、他の変形例１、２、４〜１１などにも適用することができる。
【００５０】
（変形例４）
上述の実施形態においては、導体パターン３３における第１端部３３ａ〜第４端部３３ｄの全体が、素子実装部２１における裏面の対向領域内に配置されている例を採用した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、垂直方向における導体パターン３３の外周端部の少なくとも一部が、素子実装部２１における裏面の対向領域内に配置されるものであれば目的を達成することができる。
【００５１】
図８（ａ）〜図８（ｃ）に、変形例４の半導体装置１１３を示す。なお、変形例４の半導体装置１１３と、上述の実施形態の半導体装置１００とで同等である点は、図面において同じ符号を付与するなどして説明を省略する。また、半導体装置１１３の導体パターン３３は、半導体装置１００の導体パターン３３と形状が異なるが、便宜上同じ符号を付与している。
【００５２】
半導体装置１１３は、図８（ａ）、図８（ｂ）に示すように、導体パターン３３における第２端部３３ｂと第４端部３３ｄのみが、素子実装部２１における裏面の対向領域内に配置されている。言い換えると、垂直方向において、素子実装部２１の第２端部２１ｂと第４端部２１ｄのみが、対応する導体パターン３３の端部よりも突出している。従って、図８（ａ）、図８（ｃ）に示すように、導体パターン３３における第１端部３３ａと第３端部３３ｃは、素子実装部２１における裏面の対向領域外に配置されている。このようにすることによって、素子実装部２１の第２端部２１ｂと第４端部２１ｄが突出している方向における、放熱部３１及び半導体装置１１３の体格を小型化することができる。なお、半導体装置１１３は、素子実装部２１の第２端部２１ｂと第４端部２１ｄが突出している部分に関しては、モールド樹脂４０の剥離を抑制することもできる。
【００５３】
（変形例５）
また、図９（ａ）〜図９（ｃ）に示す変形例５の半導体装置１１４のようにしてもよい。半導体装置１１４は、図９（ａ）、図９（ｃ）に示すように、導体パターン３３における第１端部３３ａと第３端部３３ｃのみが、素子実装部２１における裏面の対向領域内に配置されている。言い換えると、垂直方向において、素子実装部２１の第１端部２１ａと第３端部２１ｃのみが、対応する導体パターン３３の端部よりも突出している。従って、図９（ａ）、図９（ｂ）に示すように、導体パターン３３における第２端部３３ｂと第４端部３３ｄは、素子実装部２１における裏面の対向領域外に配置されている。このようにすることによって、素子実装部２１の第１端部２１ａと第３端部２１ｃが突出している方向における、放熱部３１及び半導体装置１１３の体格を小型化することができる。なお、半導体装置１１４は、素子実装部２１の第１端部２１ａと第３端部２１ｃが突出している部分に関しては、モールド樹脂４０の剥離を抑制することもできる。
【００５４】
（変形例６）
ここで、図１０を用いて、変形例６における半導体装置１１５に関して説明する。なお、変形例６の半導体装置１１５と、上述の実施形態の半導体装置１００とで同等である点は、図面において同じ符号を付与するなどして説明を省略する。
【００５５】
半導体装置１１５のリードフレーム２０５は、モールド樹脂４０内に配置された部位にディプレス部２２ａが設けられた端子部２２を含むものである。上述の実施形態における端子部２２は直線状の棒部であるのに対して、半導体装置１１５の端子部２２は、モールド樹脂４０内に配置された部位が放熱部３１から遠ざかるように屈曲されている。なお、ディプレス部２２ａは、段差部とも言い換えることができる。また、このディプレス部２２ａは、放熱部３１（絶縁層３２）の上面に対向する対向領域内に設けると好ましい。このように、端子部２２にディプレス部２２ａを設けることによって、端子部２２と放熱部３１との絶縁距離を確保しやすくなる。
【００５６】
また、放熱部３１の上面に対向する対向領域内にディプレス部２２ａを設けることによって、モールド樹脂４０と放熱部３１との界面のうち外部に露出している部分からクラックが入ったとしても、このクラックが端子部２２に達しにくくすることがきる。これによって、このようにクラックが入ったとしても電気的絶縁性を確保しやすくなる。さらに、端子部２２と絶縁層３２との間隔を広くすることができるため、端子部２２と絶縁層３２との間にモールド樹脂４０を流し込みやすくなり、端子部２２と絶縁層３２との間に空隙が発生するのを抑制することができる。なお、当然ながら、半導体装置１１５においても、半導体装置１００と同様の効果を奏することができる。
【００５７】
（変形例７）
上述の実施形態においては、一つの放熱絶縁基板３０に一つのリードフレーム２０が接続された例を採用した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、図１１（ａ），図１１（ｂ）に示す変形例７の半導体装置１１６のように、一つの放熱絶縁基板３０に複数のリードフレーム２０が接続されたものであっても、目的を達成することができる。なお、変形例７の半導体装置１１６と、上述の実施形態の半導体装置１００とで同等である点は、図面において同じ符号を付与するなどして説明を省略する。また、図面の見易さを考慮して、図１１（ａ）ではモールド樹脂４０内の構成要素の一部を実線で図示している。同様な理由により、図１１（ｂ）においては、モールド樹脂４０のハッチングを省略している。
【００５８】
半導体装置１１６は、一つの放熱絶縁基板３０に三つのリードフレーム２０が接続されている。さらに、リードフレームには、コンデンサなどの電子部品６０が実装されている。このように、一つの放熱絶縁基板３０に複数のリードフレーム２０を接続する際には、図４（ｂ）に示すような複数個所に導体パターン３３が設けられた放熱絶縁基板３０を採用する。
【００５９】
この半導体装置１１６においても、半導体装置１００と同様の効果を奏することができる。さらに、導体パターン３３における第１端部３３ａ〜第４端部３３ｄの全体を、素子実装部２１における裏面の対向領域内に配置することによって、図１１（ｂ）に示すように、隣り合う導体パターン３３同士の沿面距離を確保しやすくすることができる。
【００６０】
また、放熱絶縁基板３０上の導体パターン３３は、エッチング加工で作ることが考えられる。ハーフエッチングでは、少なくとも、隣り合う導体パターン３３同士の間隔≧導体パターンの厚みｙ×２が必要となる。なお、プレス貼り付けの場合、隣り合う導体パターン３３同士の間隔はさらに広くなる。よって、素子実装部２１の厚み＜隣り合う導体パターン３３同士の間隔の場合は、隣り合う導体パターン３３同士の間隔を有効に利用できる。
【００６１】
（変形例８）
上述の変形例７においては、リードフレーム２０に電子部品６０を実装した例を採用した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、図１２（ａ），図１２（ｂ）に示す変形例８の半導体装置１１７のように、放熱絶縁基板３０に引き回し部３４を設けて、この引き回し部３４に電子部品６０を実装するものであっても、目的を達成することができる。なお、変形例８の半導体装置１１７と、上述の実施形態の半導体装置１００とで同等である点は、図面において同じ符号を付与するなどして説明を省略する。また、図面の見易さを考慮して、図１２（ａ）ではモールド樹脂４０内の構成要素の一部を実線で図示している。同様な理由により、図１２（ｂ）においては、モールド樹脂４０のハッチングを省略している。
【００６２】
図１２（ａ）や１２（ｂ）に示すように、半導体装置１１７の放熱絶縁基板３０は、導体パターン３３に加えて、引き回し部３４が絶縁層３２上にもうけられている。引き回し部３４は、導体パターン３３と同様の材料からなるものである。また、引き回し部３４は、導体パターン３３とともにパターニングによって形成される。この引き回し部３４は、リードフレーム２０では引き回しが困難な箇所であっても設けることができる。つまり、このように引き回し部３４を用いることによって、モールド樹脂４０内部での配線を容易にすることができる。
【００６３】
また、図１２（ｂ）に示すように、導体パターン３３における第１端部３３ａ〜第４端部３３ｄの全体を、素子実装部２１における裏面の対向領域内に配置することによって、見かけ上の配線ピッチｂを放熱絶縁基板３０の配線ピッチａより小さくできる。よって、垂直方向における半導体装置１１７の体格を小さくすることができる。なお、配線ピッチとは、導体パターン３３と引き回し部３４との間隔を示すものである。また、見かけ上の配線ピッチｂは、絶縁距離・樹脂充填性で決定されるものである。なお、当然ながら、半導体装置１１７においても、半導体装置１００と同様の効果を奏することができる。例えば、図１２（ｂ）に示すように、ｗ２の分だけ放熱部３１及び半導体素子１１７を小型化することができる。
【００６４】
（変形例９）
また、図１３に示す変形例９の半導体装置１１８のように、導体パターン３３における一方向（矢印方向）の端部のみが、素子実装部２１における裏面の対向領域内に配置されていてもよい。このようにすることによって、放熱部３１及び半導体装置１１８は、一点鎖線で囲った部分において、矢印方向における体格を小型化することができる。また、半導体装置１１８は、一点鎖線で囲った部分におけるモールド樹脂４０の剥離を抑制することができる。なお、変形例９の半導体装置１１８と、上述の実施形態の半導体装置１００や変形例８の半導体装置１１７とで同等である点は、図面において同じ符号を付与するなどして説明を省略する。また、図面の見易さを考慮して、図１３ではモールド樹脂４０内の構成要素の一部を実線で図示している。
【００６５】
（変形例１０）
また、図１４に示す変形例１０の半導体装置１１９のように、導体パターン３３における一方向（矢印方向）の端部のみが、素子実装部２１における裏面の対向領域内に配置されていてもよい。このようにすることによって、放熱部３１及び半導体装置１１９は、一点鎖線で囲った部分において、矢印方向における体格を小型化することができる。また、半導体装置１１９は、一点鎖線で囲った部分におけるモールド樹脂４０の剥離を抑制することができる。なお、変形例１０の半導体装置１１９と、上述の実施形態の半導体装置１００や変形例８の半導体装置１１７とで同等である点は、図面において同じ符号を付与するなどして説明を省略する。また、図面の見易さを考慮して、図１４ではモールド樹脂４０内の構成要素の一部を実線で図示している。
【００６６】
（変形例１１）
また、図１５に示す変形例１１の半導体装置１２０のように、導体パターン３３における一箇所の端部（ここでは、一点鎖線で囲まれた部分の端部）のみが、素子実装部２１における裏面の対向領域内に配置されていてもよい。このようにすることによって、放熱部３１及び半導体装置１２０は、一点鎖線で囲った部分において、矢印方向における体格を小型化することができる。また、半導体装置１２０は、一点鎖線で囲った部分におけるモールド樹脂４０の剥離を抑制することができる。なお、変形例１１の半導体装置１２０と、上述の実施形態の半導体装置１００や変形例８の半導体装置１１７とで同等である点は、図面において同じ符号を付与するなどして説明を省略する。また、図面の見易さを考慮して、図１５ではモールド樹脂４０内の構成要素の一部を実線で図示している。
【符号の説明】
【００６７】
１０  半導体素子、１０ａ  第１端部、１０ｂ  第２端部、１０ｃ  第３端部、１０ｄ  第４端部、２０  リードフレーム、２１  素子実装部、２１ａ  第１端部、２１ｂ  第２端部、２１ｃ  第３端部、２１ｄ  第４端部、２２  端子部、３０  放熱絶縁基板、３１  放熱部、３２  絶縁層、３３  導体パターン、３３ａ  第１端部、３３ｂ  第２端部、３３ｃ  第３端部、３３ｄ  第４端部、３４  引き回し部、４０  モールド樹脂、５０  ワイヤ、６０  電子部品、１００  半導体装置
【図１】
2014053381.tif 000003
【図２】
2014053381.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014053381.tif 000009
【図８】
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【図９】
2014053381.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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