(57)【要約】【課題】高い自由度で端子構成を変更することができる半導体装置および半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】半導体装置１０は、機能ブロック部３０、外部端子５０および外部端子５２、並びに外部樹脂封止体４０を備えている。さらに、機能ブロック部３０の下面３２には、放熱フィン２が取り付けられている。内部樹脂封止体３０ａは、側面３３ａ、３３ｂそれぞれの側において、内部端子２３、２４の第１端部２３ａ、２４ａを覆い且つ内部端子２３、２４の第２端部２３ｂ、２４ｂを露出させる。外部樹脂封止体４０は、根元部分５０ａ、５２ａおよび中間部分５０ｂ、５２ｂの一部を覆い、且つ、中間部分５０ｂ、５２ｂの残部および端子部分５０ｃ、５２ｃを露出させる。機能ブロック部３０、外部端子５０、５２が一体化されて外部樹脂封止体４０による樹脂封止が実施される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子と、第１端部および第２端部とを有し前記半導体素子と電気的に接続された少なくとも１つの内部端子と、前記半導体素子および前記内部端子の前記第１端部を覆い且つ前記内部端子の前記第２端部を露出させる内部樹脂封止体と、を備えた機能ブロック部と、
第３端部と第４端部とを有し、前記第３端部が前記内部端子の前記第２端部に接続された少なくとも１つの外部端子と、
前記外部端子の前記第４端部を露出させつつ、前記内部端子の前記第２端部および前記外部端子の前記第３端部を覆う外部樹脂封止体と、
を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記内部樹脂封止体は、互いに反対方向を向く上面および下面並びにこの上面と下面とを結ぶ側面を備え、
前記外部端子は、
前記内部端子の前記第２端部と接続した前記第３端部から、前記上面が向く側に伸びる根元部分と、
前記根元部分から折れ曲がり前記側面から離れる方向に伸びる中間部分と、
前記中間部分から折れ曲がり前記上面が向く側に伸び、先端に前記第４端部を有する端子部分と、
を備え、
前記外部樹脂封止体は、前記根元部分および前記中間部分の一部を覆い、且つ、前記中間部分の残部および前記端子部分を露出させ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】
前記根元部分が前記上面側に向かって前記外部樹脂封止体から突き出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】
前記根元部分は、前記内部樹脂封止体側を向く第１表面と、前記第１表面の反対側の第２表面と、前記第１表面から部分的に付き出た凸部と、を備え、
前記第１表面が前記内部樹脂封止体の前記側面に当たり、前記凸部が前記内部樹脂封止体の前記上面に当たる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】
前記外部端子は、前記側面側に複数個設けられており、
前記複数の外部端子は、第１外部端子と、前記第１外部端子の隣に設けられた第２外部端子と、を含み、
前記第１外部端子と前記第２外部端子は前記中間部分の長さが異なることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記機能ブロック部は、対向する２つの側面を有する平板状の外形を備え、
前記少なくとも１つの内部端子は、
前記２つの側面の一方側に並べて設けられた複数の内部端子からなる第１内部端子群と、
前記２つの側面の他方側に並べて設けられた複数の内部端子からなる第２内部端子群と、
に区分され、
前記２つの側面の一方に、前記第１内部端子群に属する内部端子それぞれの前記第２端部が露出し、
前記２つの側面の他方に、前記第２内部端子群に属する内部端子それぞれの前記第２端部が露出し、
複数の前記外部端子それぞれの前記根元部分が前記内部樹脂封止体の前記側面に当たった状態で、それぞれの前記外部端子の前記第３端部が、前記複数の前記内部端子それぞれの前記第２端部に対して接続されたことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記外部端子の材料と前記内部端子の材料が異なることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記外部端子の前記第３端部と、前記内部端子の前記第２端部とが、半田で接続されたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項９】
半導体素子と、第１端部および第２端部とを有し前記半導体素子と電気的に接続された少なくとも１つの内部端子と、前記半導体素子および前記内部端子の前記第１端部を覆い且つ前記内部端子の前記第２端部を露出させる内部樹脂封止体と、を備えた機能ブロック部を準備する機能ブロック準備工程と、
第３端部と第４端部とを有する外部端子を準備する外部端子準備工程と、
前記外部端子の前記第３端部と前記内部端子の前記第２端部とを接続する接続工程と、
前記接続工程の後に、前記外部端子の前記第４端部を露出させつつ、前記内部端子の前記第２端部および前記外部端子の前記第３端部を樹脂で覆う外部樹脂封止工程と、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記内部樹脂封止体は、互いに反対方向を向く上面および下面並びにこの上面と下面とを結ぶ側面を備え、
前記外部端子製造工程は、前記内部端子の前記第２端部と接続した前記第３端部から前記上面が向く側に伸びる根元部分と、前記根元部分から折れ曲がり前記側面から離れる方向に伸びる中間部分と、前記中間部分から折れ曲がり前記上面が向く側に伸び、先端に前記第４端部を有する端子部分と、を有する前記外部端子を準備する工程であることを特徴とする請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記外部端子製造工程は、
前記根元部分、前記中間部分および前記端子部分をパンチングで形成する工程を含むことを特徴とする請求項１０に記載の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、半導体装置および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特開昭６３−４２１５１号公報に開示されているように、樹脂モールドを行った後、再度の樹脂モールド（２次モールド）を行うことで、二重の樹脂封止構造を備えた半導体装置および半導体装置の製造方法が知られている。
【０００３】
また、従来、例えば、特開２０１２−８９６８１号公報に開示されているように、半導体素子上方において、所望の位置に外部端子を引き回すことができ小型化が可能とされた半導体装置が知られている。この半導体装置は、半導体素子と電気的に接続した筒状の連通部が設けられ、この連通部の一部を露出させつつ半導体素子をトランスファーモールド樹脂で覆う構成となっている。外部端子を別部品として設けて、この外部端子を筒状の連通部に差し込む構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−４２１５１号公報
【特許文献２】特開２０１２−８９６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の半導体装置では、通常、外部端子と内部端子とが一体型構造であるのが普通である。この場合には、一体のリードフレーム上に半導体チップ等を搭載した後、樹脂モールドを行い、その後事後的にリードカットおよびリードフォーミング（折り曲げ成形）を実施することが行われてきた。この場合、端子構成やパッケージ外形が設計により決まり、リードフォーミングやモールド金型もこれに応じて決定され、端子構成の変更の自由度は高くなかった。
【０００６】
上記の特許文献２に示す技術では、外部端子を別部品として設けて、端子の引き回し自由度を向上させている。しかしながら、この技術にはそもそも絶縁性確保という観点から外部端子を半導体素子の上方に引き出すという前提がある。その前提のもとで、モールド樹脂の上方で露出した筒状の連通部に対して、外部端子を差し込むものである。この場合、半導体装置全体としてみた場合に、筒状の連通部が前提であるとともに外部端子が半導体装置上面から突き出るという制約があり、端子構成の自由度という観点からはいまだ改善の余地を有するものであった。
【０００７】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、高い自由度で端子構成を変更することができる半導体装置および半導体装置の製造方法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】
本発明にかかる半導体装置は、
半導体素子と、第１端部および第２端部とを有し前記半導体素子と電気的に接続された少なくとも１つの内部端子と、前記半導体素子および前記内部端子の前記第１端部を覆い且つ前記内部端子の前記第２端部を露出させる内部樹脂封止体と、を備えた機能ブロック部と、
第３端部と第４端部とを有し、前記第３端部が前記内部端子の前記第２端部に接続された少なくとも１つの外部端子と、
前記外部端子の前記第４端部を露出させつつ、前記内部端子の前記第２端部および前記外部端子の前記第３端部を覆う外部樹脂封止体と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明にかかる半導体装置の製造方法は、
半導体素子と、第１端部および第２端部とを有し前記半導体素子と電気的に接続された少なくとも１つの内部端子と、前記半導体素子および前記内部端子の前記第１端部を覆い且つ前記内部端子の前記第２端部を露出させる内部樹脂封止体と、を備えた機能ブロック部を準備する機能ブロック準備工程と、
第３端部と第４端部とを有する外部端子を準備する外部端子準備工程と、
前記外部端子の前記第３端部と前記内部端子の前記第２端部とを接続する接続工程と、
前記接続工程の後に、前記外部端子の前記第４端部を露出させつつ、前記内部端子の前記第２端部および前記外部端子の前記第３端部を樹脂で覆う外部樹脂封止工程と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明にかかる半導体装置および半導体装置の製造方法によれば、機能ブロック部と外部端子を独立としてこれらを外部樹脂封止体でパッケージ化することとしているので、高い自由度で端子構成を変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の構成を示す断面図であり、図２のＡ−Ａ´矢視線に沿って半導体装置を切断した断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の構成を示す平面図である。
【図３】本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造過程を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造過程を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造過程を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造過程を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法を説明するための図であり、半導体装置の製造工程を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態１にかかる外部端子の構成を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態２にかかる半導体装置の構成を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態２にかかる半導体装置の製造過程を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態２にかかる半導体装置の製造過程を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態２にかかる半導体装置の製造過程を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態２にかかる半導体装置の製造過程を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態２にかかる外部端子の構成を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態３にかかる半導体装置の構成を示す断面図である。
【図１６】本発明の実施の形態３にかかる半導体装置の構成（端子レイアウト）を示す平面図である。
【図１７】本発明の実施の形態３にかかる外部端子の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
［実施の形態１にかかる装置の構成］
図１は、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置１０の構成を示す断面図である。図２は、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置１０の構成を示す平面図である。図１は、図２のＡ−Ａ´矢視線に沿って半導体装置１０を切断した断面図である。図３乃至６は、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置１０の製造過程を示す図である。
【００１３】
実施の形態１にかかる半導体装置１０は、機能ブロック部３０、外部端子５０および外部端子５２、並びに外部樹脂封止体４０を備えている。さらに、機能ブロック部３０の下面３２には、放熱フィン２が取り付けられている。図３乃至６にあるように、機能ブロック部３０、外部端子５０、５２が一体化されて外部樹脂封止体４０による樹脂封止が実施されるのである。
【００１４】
機能ブロック部３０は、半導体素子等の内部構成と、この内部構成をトランスファーモールドした内部樹脂封止体３０ａとを備えている。半導体素子等の内部構成とは、すなわち、絶縁シート２１、ダイパッド２２、内部端子２３、内部端子２４、半導体素子２５、２６、制御ＩＣ２７、ワイヤ２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄである。ダイパッド２２の表面には、半導体素子２５、２６がダイボンドされている。ダイパッド２２の裏面には、高熱伝導性の絶縁シート２１が配置される。下面３２側に放熱フィン２が取り付けられる。放熱フィン２は、取付平面２ａと、フィン構造２ｂとを備える。
【００１５】
半導体素子２６は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）が形成された半導体チップである。半導体スイッチング素子として機能する。なお、本発明はこれに限られず、半導体素子２６はＭＯＳＦＥＴ等の他のパワー半導体素子であってもよい。半導体素子２５は、ＦＷＤ（Free Wheel Diode）が形成された半導体チップである。半導体素子２５と半導体素子２６は、複数本のワイヤ２８ｂを介して電気的に接続されている。制御ＩＣ２７は、半導体素子２６（ＩＧＢＴ）の駆動および半導体装置１０の保護などの機能を有するＩＣである。
【００１６】
図２に示すように、図２の平面図に示すように半導体装置１０は平面方向に広がりを有し、両辺に複数の外部端子５０、５２が整列された構成を備えている。つまり半導体装置１０はいわゆるＤＩＰパッケージに封入されたＩＰＭ（Intelligent Power Module）である。ＤＩＰとは、ＩＣチップのパッケージ方式の一つであり、長方形のパッケージの対向する２つの長辺に、外部入出力用の外部端子を並べて設けたものである。
【００１７】
図１の断面構造では半導体素子２５、２６、制御ＩＣ２７が一つずつのみ示されているが、典型的なＩＰＭの構成のように、機能ブロック部３０の内部には実際には複数の半導体素子２５、２６が内蔵されている。具体的には、６セットの半導体素子２５、２６である。
【００１８】
電気回路構成は図示しないが、２セットの半導体素子２５、２６が１つのアーム回路を構成し、アーム回路を３つ備えた三相交流インバータを構成している。また、制御ＩＣ２７も実際には半導体装置１０の平面方向に複数個配置されており、上アームのスイッチング素子をオンオフ制御するためのＨＶＩＣ（高耐圧ＩＣ）と下アームのスイッチング素子をオンオフ制御するためのＬＶＩＣ（低耐圧ＩＣ）とが一つずつ設けられる。或いは、３つのＨＶＩＣと１つのＬＶＩＣとを内蔵するものであってもよい。
【００１９】
内部端子２３は、第１端部２３ａおよび第２端部２３ｂを有している。制御ＩＣ２７の電極は、ワイヤ２８ｃを介して、半導体素子２６の制御端子（つまりＩＧＢＴのゲート端子）と電気的に接続している。内部端子２３はワイヤ２８ｄにより制御ＩＣ２７の他の電極と接続している。内部端子２４も、第１端部２４ａおよび第２端部２４ｂを有し、半導体素子２５とワイヤ２８ａを介して電気的に接続されている。
【００２０】
内部樹脂封止体３０ａは、半導体素子２５，２６、および制御ＩＣ２７を覆う。内部樹脂封止体３０ａは、側面３３ａ側においては、内部端子２３の第１端部２３ａを覆い且つ内部端子２３の第２端部２３ｂを露出させる。また、内部樹脂封止体３０ａは、側面３３ｂ側においては、内部端子２４の第１端部２４ａを覆い且つ内部端子２４の第２端部２４ｂを露出させる。
【００２１】
外部端子５０は、第３端部５１ａと第４端部５１ｂとを有している。外部端子５０は、第３端部５１ａが内部端子２３の第２端部２３ｂに半田６０で接続される。外部端子５２は、第３端部５３ａと第４端部５３ｂとを有している。外部端子５２は、第３端部５３ａが内部端子２４の第２端部２４ｂに半田６０で接続される。
【００２２】
外部樹脂封止体４０は、内部端子２３、２４の第２端部２３ｂ、２４ｂおよび外部端子５０、５２の第３端部５１ａ、５３ａを覆う。ここで、外部樹脂封止体４０は、外部端子５０の第４端部５１ｂの上面、および外部端子５２の第４端部５３ｂの上面をそれぞれ露出させる。これは、図３を参照することで明らかである。図３は、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置１０の製造フローを示す図であり、機能ブロック部３０と外部端子５０、５２が一体化される前の段階のそれぞれの構成を示す断面図である。
【００２３】
本実施の形態では、外部端子５０、５２の材料と内部端子２３、２４の材料をともに銅（Ｃｕ）とする。
【００２４】
機能ブロック部３０と外部端子５０、５２を独立としてこれらを外部樹脂封止体４０でパッケージ化することとしているので、高い自由度で端子構成を変更することができる。また、内部樹脂封止体３０ａは、トランスファーモールド樹脂である。内部樹脂封止体３０ａが、半導体素子２５、２６や内部端子２３、２４を含む内部構成の絶縁性、信頼性を向上させているという効果もある。
【００２５】
内部樹脂封止体３０ａは、互いに反対方向を向く上面３１および下面３２並びにこの上面３１と下面３２とを結ぶ側面３３を備えている。機能ブロック部３０は、内部樹脂封止体３０ａの外表面を自身の外表面としているので、上面３１、下面３２および側面３３は機能ブロック部３０の上面、下面および側面である。
【００２６】
図８は、本発明の実施の形態１にかかる外部端子の構成を示す図である。外部端子５０は、根元部分５０ａ、中間部分５０ｂ、および端子部分５０ｃを備えている。中間部分５０ｂおよび端子部分５０ｃは、折れ曲がり部５０ｄで接続している。図１を参照することで明らかなように、根元部分５０ａは、内部端子２３の第２端部２３ｂと接続した第３端部５１ａから、上面３１が向く側に長さＬ１だけ伸びる。中間部分５０ｂは、根元部分５０ａから９０度で折れ曲がり、側面３３ａから離れる方向に長さＬ２だけ伸びる。端子部分５０ｃは、中間部分５０ｂから角度θ１折れ曲がり、上面３１が向く側に長さＬ３だけ伸び、先端に第４端部５１ｂを有する。本実施の形態では、θ１＞９０度である。
【００２７】
外部端子５２も、根元部分５２ａ、中間部分５２ｂ、および端子部分５２ｃを備えている。中間部分５２ｂおよび端子部分５２ｃは、折れ曲がり部５２ｄで接続している。根元部分５２ａは、内部端子２４の第２端部２４ｂと接続した第３端部５３ａから、上面３１が向く側に伸びる。中間部分５２ｂは、根元部分５２ａから折れ曲がり、側面３３ｂから離れる方向に伸びる。端子部分５２ｃは、中間部分５２ｂから折れ曲がり、上面３１が向く側に伸び、先端に第４端部５３ｂを有する。
【００２８】
図８に示すように外部端子５０と外部端子５２は紙面の左右対称形状であり、長さＬ１，Ｌ２，Ｌ３および各部分の連結角度はともに同じであるものとする。外部樹脂封止体４０は、根元部分５０ａ、５２ａおよび中間部分５０ｂ、５２ｂの一部を覆い、且つ、中間部分５０ｂ、５２ｂの残部および端子部分５０ｃ、５２ｃを露出させる。
【００２９】
ここで、図６を参照すると、下面３２側に放熱フィン２を取り付けたときに、樹脂パッケージ部分は小型化を確保しつつ、外部端子と放熱フィン側との絶縁空間距離Ｈ１を大きくとることができる。「樹脂パッケージ部分」とは、すなわち外部樹脂封止体４０の外形部分を意味しており、外部樹脂封止体４０の外形部分の小型化が可能なのである。つまり、外部樹脂封止体４０の外形である厚さＨ２および幅Ｗ１をなるべく小さく保つことができる。また、角度θ１が異なる複数の外部端子を準備すれば、２つの外部端子の先端（第４端部５１ｂ、５３ｂ）の間隔Ｗ２を容易に設計変更することができる。
【００３０】
内部端子２３、２４の第２端部２３ｂ、２４ｂ（内部樹脂封止体３０ａから露出する端部）は、内部樹脂封止体３０ａの側面３３ａ、３３ｂからそれぞれ露出している。しかしなら本発明はこれに限られるものではなく、内部樹脂封止体３０ａの上面３１や下面３２から部分的に露出していてもよい。例えば内部樹脂封止体３０ａに開口を設けるなどである。
【００３１】
内部端子２３、２４は平板状の部品である。側面３３ａ、３３ｂから露出させるようにしているので、内部端子２３、２４を簡素な構成としつつ、従来の樹脂封止の際に多用される、インナーリードをパッケージ側面から突き出す通常の樹脂封止金型を用いた樹脂封止工程が可能である。
【００３２】
本実施の形態では、内部端子２３、２４と外部端子５０、５２の接続は、半田６０を介した半田付けにより行った。これにより、特開２０１２−０８９６１８号公報にかかる半導体装置のような外部端子と連通部とをソケット構造として接続する場合と比べて、良好な機械的接触および電気的接触を確保することができるという効果がある。しかしながら本発明は半田接続に限られず、導電性接着剤による接着、ねじ止め、リベット止め、引っ掛けたり嵌め合わせたりする等の各種の機械的および電気的な固定構造を採用してもよい。
【００３３】
なお、実施の形態１では、内部端子２３、２４の先端面と、側面３３ａ、３３ｂとが、段差無く一致している。いわゆる「面一」である。また、内部樹脂封止体３０ａの側面３３ａ、３３ｂから露出する内部端子２３、２４の上面３１側表面には樹脂を設けず、下面３２側表面には樹脂を設けている。これにより、内部樹脂封止体３０ａに段差部３４ａおよび段差部３４ｂを設けることができる。この段差部３４ａ、３４ｂから露出させることで、外部樹脂封止体４０の材料は内部端子２３、２４の上面３１側表面を中心に覆えば足りる。
【００３４】
前述したように、半導体装置１０は、ＤＩＰパッケージに封入されている。これと対応するように、機能ブロック部３０は、対向する２つの側面３３ａ、３３ｂを有する平板状の外形を備えている。複数の内部端子は、側面３３ａ側に並べて設けられた複数の内部端子２３からなる「第１内部端子群」と、側面３３ｂ側に並べて設けられた複数の内部端子２４からなる「第２内部端子群」と、に区分される。
【００３５】
側面３３ａには、第１内部端子群に属する内部端子２３それぞれの第２端部２３ｂが露出している。また、側面３３ｂには、第２内部端子群に属する内部端子２４それぞれの第２端部２４ｂが露出している。
【００３６】
複数の外部端子５０、５２それぞれの根元部分５０ａ、５２ａが機能ブロック部３０の側面３３ａ、３３ｂの段差部３４ａ、３４ｂに当たった状態で、それぞれの外部端子の第１端部が、複数の内部端子それぞれの第２端部に対して半田６０で接続されている。これにより高い自由度で外部端子の設計が可能であり、パッケージ外形も容易に変更可能であり、製品仕様に応じた絶縁空間距離の調整も容易な、新規な半導体装置が提供される。
【００３７】
なお、外部端子５０、５２の材料と内部端子２３、２４の材料を異なるものとしてもよい。生産性、コスト、あるいは使用環境など各種の理由から、内部端子２３、２４と外部端子５０、５２の材料を別々に決定することができる。例えば、内部端子２３、２４を銅（Ｃｕ）で構成し、外部端子５０、５２をアルミニウム（Ａｌ）で構成しても良い。これにより、外部端子５０，５２を相対的に安価なアルミニウムとすることができ、コスト低減が可能である。また、複数の外部端子５０、５２のうち一部を、選択的に、内部端子２３、２４と異なる金属材料としてもよい。
【００３８】
［実施の形態１にかかる製造方法］
図７は、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置１０の製造方法を説明するための図であり、半導体装置１０の製造工程を示すフローチャートである。
【００３９】
（機能ブロック準備工程）Ｓ１００〜Ｓ１１０
図７のフローチャートに示す製造工程では、先ず、機能ブロックフレーム設計を行う（ステップＳ１００）。このステップでは、機能ブロック部３０の内部に含まれるダイパッド２２や内部端子２３、２４のレイアウト設計が行われ、このレイアウトを実現するためのフレーム設計が行われる。このフレームは、ダイパッド２２、複数の内部端子２３、２４が一体化されたものであり、後のリードカット工程を経て別々の部材に分割されるものである。
【００４０】
次に、上記フレームに対して、半導体素子２５、２６および制御ＩＣ２７がダイボンドされる（ステップＳ１０２）。
【００４１】
次に、半導体素子２５、２６および制御ＩＣ２７並びに内部端子２３、２４の間で電気的接続が得られるように、ワイヤ２８ａ〜２８ｄのワイヤボンディングが実施される（ステップＳ１０４）。
【００４２】
次に、一次モールドが実施される（ステップＳ１０６）。このステップでは、一般的なトランスファーモールド工程と同様に、モールド金型を用いて樹脂封止が行われる。これにより内部樹脂封止体３０ａが得られる。
【００４３】
次に、リードカットが実施される（ステップＳ１０８）。この工程でフレームがダイパッド２２、複数の内部端子２３、２４に分割されることになる。
【００４４】
以上の工程を経て、機能ブロック部３０が完成する（ステップＳ１１０）。
【００４５】
（外部端子準備工程）Ｓ１１２、Ｓ１１４
本実施の形態にかかる半導体装置１０は、前述のとおり、機能ブロック部３０と外部端子５０、５２とを独立設計することができる。
つまり、ステップＳ１００〜Ｓ１１０の工程とは別に、外部端子の設計が行われる（ステップ１１２）。これは、最終的に製造される半導体装置１０の寸法（図６のＨ１，Ｈ２，Ｗ１，Ｗ２等）を所望値とするように行われる。
【００４６】
次に、設計に従って外部端子が製造される（ステップＳ１１４）。本実施の形態では、この外部端子製造工程は、外部端子５０、５２をパンチングで製造するものとする。このため、リードフレームの先を折り曲げて外部端子形状を形成する製造方法と異なり、リードフォーミング工程（折り曲げ工程）を省略できる。ただし、本発明はこれに限られず、パンチング以外の製法、例えば、エッチングや折り曲げ成形等で外部端子を製造してもよい。
【００４７】
（接続工程）
次に、外部端子５０、５２の第３端部５１ａ、５３ａと内部端子２３、２４の第２端部２３ｂ、２４ｂとをそれぞれ半田６０で半田づけする接続工程が実施される（ステップＳ１１６）。この様子を図３および図４に示す。半田付けの際には、治具を用いて、複数の外部端子５０、５２を一度に機能ブロック部３０に半田付けすることが好ましい。
【００４８】
（二次モールド）
接続工程の後に、二次モールド工程としての外部樹脂封止工程が行われる（ステップＳ１１８）。この工程は、半田６０による接続部（つまり、内部端子２３、２４の第２端部２３ｂ、２４ｂおよび外部端子５０、５２の第３端部５１ａ、５３ａ）を、樹脂で覆う工程である。このとき、外部端子５０、５２の第４端部５１ｂ、５３ｂは露出させられる。この工程は、専用のモールド金型を作成して行えばよい。
【００４９】
その後、レーザーマーク（ステップＳ１２０）および特性テスト（ステップＳ１２２）を経て、半導体装置１０が完成する。
【００５０】
以上説明した本実施の形態にかかる製造方法によれば、機能ブロック部３０の製造と外部端子５０、５２の製造とで設計、製造を分けることができる。機能ブロック部３０と外部端子５０、５２の組み合わせ変更により、高い自由度で端子構成とパッケージ外形を変更することができる。
【００５１】
また、外部端子５０、５２について、機能ブロック部３０とは独立に、根元部分５０ａ、５２ａ、中間部分５０ｂ、５２ｂ、および端子部分５０ｃ、５２ｃそれぞれの長さ（Ｌ１，Ｌ２、Ｌ３）を設計変更することが可能となる。Ｌ１の変更による絶縁空間距離Ｈ１の調節が容易である。
【００５２】
実施の形態２．
図９は、本発明の実施の形態２にかかる半導体装置１２０の構成を示す断面図である。なお、本発明の実施の形態２にかかる半導体装置１０の構成（端子レイアウト）を示す平面図は、外部端子の構成を除き、図２と同じである。図１０乃至１３は、本発明の実施の形態２にかかる半導体装置１２０の製造過程を示す図である。
【００５３】
実施の形態２にかかる半導体装置１２０は、機能ブロック部３０および外部樹脂封止体４０を備えている点では実施の形態１にかかる半導体装置１０と共通である。しかし、外部端子５０および外部端子５２に代えて、外部端子１５０および外部端子１５２を備えている点が実施の形態１と異なっている。
【００５４】
図１０乃至１３にあるように、機能ブロック部３０、外部端子１５０、１５２が一体化されて外部樹脂封止体４０による樹脂封止が実施されるのである。なお、実施の形態２にかかる半導体装置１２０の製造方法については、図７で示した実施の形態１の製造方法と同様である。
【００５５】
図１４は、本発明の実施の形態２にかかる外部端子１５０、１５２の構成を示す図である。図９も合わせて参照することで明らかなように、外部端子１５０は、根元部分１５０ａ、中間部分１５０ｂ、および端子部分１５０ｃを備えている。中間部分１５０ｂおよび端子部分１５０ｃは、折れ曲がり部１５０ｄで接続している。根元部分１５０ａは、内部端子２３の第２端部２３ｂと接続した第３端部１５１ａから、上面３１が向く側に長さＬ２１だけ伸びる。中間部分１５０ｂは、根元部分１５０ａから９０度で折れ曲がり、側面３３ａから離れる方向に長さＬ２２だけ伸びる。端子部分１５０ｃは、中間部分１５０ｂから角度θ２で折れ曲がり、上面３１が向く側に長さＬ２３だけ伸び、先端に第４端部１５１ｂを有する。
【００５６】
根元部分１５０ａは、内部樹脂封止体３０ａ側を向く第１表面１５０ｓａと、第１表面１５０ｓａの反対側の第２表面１５０ｓｂとを備えている。根元部分１５０ａには、第１表面１５０ｓａから部分的に付き出た凸部１５０ｅが形成されている。凸部１５０ｅは、第３端部１５１ａから寸法Ｌ２１２だけ上がった位置（逆に言えば、中間部分１５０ｂの上面からＬ２１１だけ下った位置）に設けられている。
【００５７】
この寸法Ｌ２１２は、ちょうど、機能ブロック部３０における段差部３４ａの高さと同じである。図９および図１１から明らかなとおり、第１表面１５０ｓａが内部樹脂封止体３０ａの側面に当たり、凸部１５０ｅが内部樹脂封止体３０ａの上面３１に当たる。これにより、凸部１５０ｅが、位置決めと外部端子の倒れ防止を行うことができる。
【００５８】
外部端子１５２も、外部端子１５０と同様に、根元部分１５２ａと、中間部分１５２ｂと、端子部分１５２ｃとを備えている。中間部分１５２ｂおよび端子部分１５２ｃは、折れ曲がり部１５２ｄで接続している。根元部分１５２ａは、内部端子２４の第２端部２４ｂと接続した第３端部１５３ａから、上面３１が向く側に伸びる。中間部分１５２ｂは、根元部分１５２ａから折れ曲がり、側面３３ｂから離れる方向に伸びる。端子部分１５２ｃは、中間部分１５２ｂから折れ曲がり、上面３１が向く側に伸び、先端に第４端部１５３ｂを有する。図１４に示すように外部端子１５０と外部端子１５２は紙面の左右対称形状であり、長さＬ２１，Ｌ２２，Ｌ２３および各部分の連結角度はともに同じであるものとする。
【００５９】
根元部分１５２ａも、内部樹脂封止体３０ａ側を向く第１表面１５２ｓａと、第１表面１５２ｓａの反対側の第２表面１５２ｓｂとを備えている。根元部分１５２ａは、第１表面１５２ｓａから部分的に付き出た凸部１５２ｅを備えている。寸法Ｌ２１２，２１１は外部端子１５０と同様である。第１表面１５２ｓａが内部樹脂封止体３０ａの側面に当たり、凸部１５２ｅが内部樹脂封止体３０ａの上面３１に当たる。
【００６０】
外部樹脂封止体４０は、根元部分１５０ａ、１５２ａおよび中間部分１５０ｂ、１５２ｂの一部を覆う。外部樹脂封止体４０は、中間部分１５０ｂ、１５２ｂの残部および端子部分１５０ｃ、１５２ｃを露出させる。
【００６１】
図１３に示すように、半導体装置１２０では、根元部分１５０ａおよび根元部分１５２ａが、上面３１側に向かって、外部樹脂封止体４０表面から、寸法Ｈ４だけ大きく突き出ている。このように上面から外部端子１５０、１５２を伸ばすことで、パッケージの平面方向サイズ（幅Ｗ１）を小さく維持しつつ、絶縁空間距離Ｈ３をさらに大きく取ることができる。
【００６２】
従来は、絶縁空間距離を確保するために、放熱フィン２に対して溝加工を施して改造することで、絶縁性向上のニーズに対処していた。つまり、取付平面２ａのうち中央領域（下面３２と接する部位）以外の面を、相対的に低くするように段差を設けて、絶縁空間距離（Ｈ１、Ｈ３）を大きく確保することが行われていた。本実施の形態では、外部端子１５０、１５２の根元部分１５０ａ、１５２ａの長さＬ２１を要求絶縁空間距離に応じて適切な長さに設計すればよく、放熱フィン２の溝加工が不要となる。
【００６３】
実施の形態３．
図１５は、本発明の実施の形態３にかかる半導体装置２２０の構成を示す断面図である。図１６は、本発明の実施の形態３にかかる半導体装置２２０の構成（端子レイアウト）を示す平面図である。図１５は、図１６のＢ−Ｂ´矢視線に沿って半導体装置１０を切断した断面図である。図１７は、本発明の実施の形態３にかかる外部端子２５０、２５２の構成を、外部端子５０、５２とともに示す図である。
【００６４】
実施の形態３にかかる半導体装置２２０は、機能ブロック部３３０および外部樹脂封止体３４０を備えている。機能ブロック部３３０および外部樹脂封止体３４０は、実施の形態１にかかる半導体装置１０および実施の形態２にかかる半導体装置１２０が備える機能ブロック部３０および外部樹脂封止体４０にそれぞれ相当するものである。実施の形態３では、外部端子２５０および外部端子２５２を備えている点が実施の形態１、２と異なっている。なお、実施の形態３にかかる半導体装置２２０の製造方法については、図７で示した実施の形態１の製造方法と同様である。
【００６５】
機能ブロック部３３０は、半導体素子等の内部構成と、この内部構成をトランスファーモールドした内部樹脂封止体３３０ａとを備えている。半導体素子等の内部構成とは、すなわち、絶縁シート２１、ダイパッド３２２、内部端子３２３、内部端子３２４、半導体素子２５、２６、制御ＩＣ２７、ワイヤ３２８ａ、３２８ｂ、３２８ｃ、３２８ｄ、３２８ｅである。ダイパッド３２２の表面には、半導体素子２５、２６がダイボンドされている。ダイパッド２２２の裏面には、高熱伝導性の絶縁シート３２１が配置される。図示しないが、実施の形態１、２と同様に下面側に放熱フィン２が取り付けられる。
【００６６】
図１６に示すように、機能ブロック部３３０の側面３３３ａ側には、外部端子５０と外部端子２５０とが交互に配置されている。また、機能ブロック部３３０の側面３３３ｂ側には、外部端子５２と、１箇所だけ部分的に設けられた外部端子２５２と、が配置されている。外部端子５０、２５０は、実施の形態１の段差部３４ａに相当する段差部３３４ａにおいて露出した内部端子３２３表面に、半田６０で接続されている。外部端子５２、２５２は、実施の形態１の段差部３４ｂに相当する段差部３３４ｂにおいて露出した内部端子３２４表面に、半田６０で接続されている。なお、機能ブロック部３３０は、下面側にも段差部３３５ａ、３３５ｂを備えている。
【００６７】
図１５および図１７（ａ）〜（ｂ）から分かるとおり、外部端子５０と外部端子２５０は、中間部分５０ｂ、２５０ｂの長さＬ２、Ｌ３２が異なる。同様に、外部端子５２と外部端子２５２は、中間部分５２ｂ、２５２ｂの長さＬ２、Ｌ３２が異なる。
【００６８】
このような、中間部分の長さが異なる外部端子を部分的に又は交互に用いることで、図１６に示すとおり、半導体装置２２０に千鳥状の外部端子構造を設けることができる。外部端子５０、５２、２５０、２５２が個別の部品であるため、設計の自由度が高い。具体的には、要求仕様に合わせて、半導体装置２２０が差し込まれる制御基板の回路パターン設計が容易なものとなる。
【００６９】
具体的な利点としては、例えば、ＤＩＰパッケージに封入されたＩＰＭを用いるインバータ制御基板の設計時に、ＩＰＭのパワー側のＧＮＤ端子（３シャント仕様）には大きな電流が流れる。このため、配線幅に要求があり、制御側のＢＳＤ端子付近の配線は高電圧（６００Ｖなど）がかかるため、配線間の安全距離を守らなければならない。ここで、千鳥端子形状ではないストレート端子形状（実施の形態１、２の端子構成）については設計上不都合な点がある。ストレート端子形状とした場合には、ＧＮＤ端子間距離が近くなるため、回路パターン設計時に配線幅を伸ばしにくいという問題がある。また、ストレート端子形状では、制御端子間の距離が近いため、高圧配線間の安全距離を守れる程度の回路パターンの回り込みを形成することが難しいという問題がある。この点、千鳥端子形状であれば制御基板の回路パターン設計が容易となる。
【００７０】
また、製造上の理由から、従来の一つのリードフレームからインナーリードおよびアウターリードを形成する製造方法においては、千鳥端子形状を作ろうとしても、その端子長さが制限される場合がある。量産場面では、ダイボンド装置の搬送リール幅やモールド金型の寸法が決定されており、製造上の制約があることが普通だからである。この点、本実施の形態によれば、千鳥端子形状を有する半導体装置２２０を、外部端子５０、５２、２５０、２５２の各部位の長さ寸法や、角度θ１を高い自由度で変更しながら、所望の千鳥端子形状を得ることができる。
【００７１】
なお、実施の形態３にかかる半導体装置２２０において、外部端子５０、５２、２５０、２５２のうち少なくとも一つを対象としてと、実施の形態２にかかる外部端子１５０、１５２（凸部１５０ｅ、１５２ｅを設けた外部端子）と同様に凸部を設けた構成としてもよい。
【符号の説明】
【００７２】
２  放熱フィン、２ａ  取付平面、２ｂ  フィン構造、１０  半導体装置、２１  絶縁シート、２２  ダイパッド、２３、２４  内部端子、２３ａ、２４ａ  第１端部、２３ｂ、２４ｂ  第２端部、２５  半導体素子（ＦＷＤ）、２６  半導体素子（ＩＧＢＴ）、２７  制御ＩＣ、２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ  ワイヤ、３０  機能ブロック部、３０ａ  内部樹脂封止体、３１  上面、３２  下面、３３ａ、３３ｂ  側面、３４ａ、３４ｂ  段差部、４０  外部樹脂封止体、５０，５２  外部端子、５０ａ、５２ａ  根元部分、５０ｂ、５２ｂ  中間部分、５０ｃ、５２ｃ  端子部分、５１ａ、５３ａ  第３端部、５１ｂ、５３ｂ  第４端部、６０  半田
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【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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【図１６】
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【図１７】
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