(57)【要約】【課題】高耐圧の半導体素子にも適用でき、小型化が可能な半導体装置及びその製造方法を得る。【解決手段】半導体パッケージ８は、導体板１と、導体板１上に配置された半導体素子４と、一端が半導体素子４に電気的に接続された端子と、導体板１、半導体素子４及び端子の一端を封止する第１の樹脂７とを有する。第２の樹脂９が半導体パッケージ８を覆っている。導体板１の下面は第１及び第２の樹脂７，９から露出している。端子の他端が第２の樹脂９の上面から突出している。第２の樹脂９の溶融温度は第１の樹脂７の溶融温度より低い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体板と、前記導体板上に配置された半導体素子と、一端が前記半導体素子に電気的に接続された端子と、前記導体板、前記半導体素子及び前記端子の一端を封止する第１の樹脂とを有する半導体パッケージと、
前記半導体パッケージを覆う第２の樹脂とを備え、
前記導体板の下面は前記第１及び第２の樹脂から露出し、
前記端子の他端が前記第２の樹脂の上面から突出し、
前記第２の樹脂の溶融温度は前記第１の樹脂の溶融温度より低いことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記半導体パッケージは複数の半導体パッケージを有す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】
導体板上に半導体素子を配置し、前記半導体素子に端子の一端を電気的に接続させ、前記半導体素子及び前記端子の一端を第１の樹脂で封止して半導体パッケージを形成する工程と、
前記半導体パッケージを第２の樹脂で覆う工程とを備え、
前記導体板の下面を前記第１及び第２の樹脂から露出させ、
前記端子の他端を前記第２の樹脂の上面から突出させ、
前記半導体パッケージを前記第２の樹脂で覆う際に、前記第２の樹脂は溶融するが前記第１の樹脂は溶融しない温度に設定することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記半導体パッケージは複数の半導体パッケージを有することを特徴とする請求項３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、電力用半導体装置に適用するトランスファーモールド型の半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体パッケージとそれに電気的に接続された端子を樹脂で封止したトランスファーモールド型パッケージが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２４７３８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のトランスファーモールド型パッケージでは端子がパッケージの側面から突出しているため、パッケージ下面の導体板から端子までの沿面距離が短い。従って、半導体素子の電力量を上げると放電してしまう。このため、トランスファーモールド型パッケージは電力量の小さい半導体素子にしか適用できなかった。そこで、高耐圧の半導体素子の封止にはケース型の大きいパッケージを採用するしかなく、装置が大型化するという問題があった。
【０００５】
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、その目的は高耐圧の半導体素子にも適用でき、小型化が可能な半導体装置及びその製造方法を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る半導体装置は、導体板と、前記導体板上に配置された半導体素子と、一端が前記半導体素子に電気的に接続された端子と、前記導体板、前記半導体素子及び前記端子の一端を封止する第１の樹脂とを有する半導体パッケージと、前記半導体パッケージを覆う第２の樹脂とを備え、前記導体板の下面は前記第１及び第２の樹脂から露出し、前記端子の他端が前記第２の樹脂の上面から突出し、前記第２の樹脂の溶融温度は前記第１の樹脂の溶融温度より低いことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、高耐圧の半導体素子にも適用でき、小型化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る半導体装置を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る半導体装置を示す上面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る半導体装置の変形例を示す上面図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る半導体装置を示す上面図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る半導体装置の変形例を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施の形態に係る半導体装置及びその製造方法について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。
【００１０】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る半導体装置を示す断面図である。図２は本発明の実施の形態１に係る半導体装置を示す上面図である。
【００１１】
導体板１上に絶縁層２及び主端子３を介して半導体素子４が配置されている。半導体素子４の上面電極に主端子３の一端がはんだ付け等により接合されている。半導体素子４の制御電極が複数のワイヤ５によって制御端子６の一端に電気的に接続されている。これらが第１の樹脂７で封止されて半導体パッケージ８が構成されている。
【００１２】
半導体素子４の上面と下面が主端子３と接合されているが、半導体素子４の下面のみが主端子３と接合されている構造でもよい。主端子３及び制御端子６は例えば厚さが１ｍｍで上面と下面が平らな銅材からなる。ワイヤ５は細い金属線であり、材質は例えばアルミニウムなどである。絶縁層２は高い熱伝導性を有していて、材質は例えば高伝導性フィラーを含んでいるエポキシ樹脂である。導体板１は絶縁層２と一体となっており（両者の幅と奥行きは等しい）、絶縁層２の下面に接合されている。導体板１の材質は銅、アルミニウムなどである。導体板１の下面の高さは、パッケージ全体の下面と同じ高さである。
【００１３】
第２の樹脂９が半導体パッケージ８を覆っている。導体板１の下面は第１及び第２の樹脂７，９から露出している。導体板１の下面に放冷フィン１０が密着している。これにより、半導体素子４から発せられた熱をパッケージから放出することができる。
【００１４】
主端子３と制御端子６の他端が第２の樹脂９の上面から突出している。突出している端子の本数、端子の太さ、先端形状等は特に限定されず、従来通りとする。第１の樹脂７は、熱硬化性の樹脂材料を含んでおり、トランスファーモールド時に流動性を持つような材料である。第２の樹脂９の溶融温度は第１の樹脂７の溶融温度より低い。
【００１５】
続いて、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する。図３及び図４は本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【００１６】
まず、図３に示すように、導体板１上に半導体素子４を配置し、半導体素子４に端子の一端を電気的に接続させ、半導体素子４及び端子の一端を第１の樹脂７で封止して半導体パッケージ８を形成する。
【００１７】
次に、図４に示すように、半導体パッケージ８を封止金型である上型１１と下型１２の間のキャビティ１３内に配置する。上型１１と下型１２を加熱して第２の樹脂９を加熱溶融させて低粘度の状態でランナー１４からキャビティ１３内に注入する。充填完了後に圧力を保持しながら硬化反応をさせる。これにより半導体パッケージ８を第２の樹脂９で覆う。この際に、第２の樹脂９は溶融するが第１の樹脂７は溶融しない温度に設定する。
【００１８】
導体板１の下面を第１及び第２の樹脂７，９から露出させる。また、上型１１の上面に設けた凹部１５に主端子３及び制御端子６の他端を挿入させて樹脂が入り込まないようにする。凹部１５の側面は平らとなっている。これにより樹脂封止後に主端子３及び制御端子６の他端を第２の樹脂９の上面から突出させる。
【００１９】
上述の通り、本実施の形態では、主端子３及び制御端子６が絶縁性の第２の樹脂９の上面から突出している。従って、導体板１の下面から主端子３及び制御端子６までの沿面距離が長くなるため、高耐圧の半導体素子にも適用できる。また、従来のようなケース型の大きいパッケージではなく、トランスファーモールド型パッケージであるため、小型化が可能である。
【００２０】
なお、半導体パッケージ８の下面以外の部分と主端子３及び制御端子６の突出部分以外を封止できれば、第２の樹脂９の容積（パッケージの大きさ）は特に制限されない。従って、パッケージ構造を工夫することによって更なる小型化が可能である。
【００２１】
本発明はトランスファーモールド型パッケージに適用することができ、上記の実施の形態の構造に限らず、他の構造のパッケージにも適用できる。また、主端子３及び制御端子６と外部との配線は、特に特別な工程を付加せずに、従来のトランスファーモールド型パッケージと同様にはんだ付け等で行うことができる。また、主端子３及び制御端子６の長さも特に制限されないため、自由な配線が可能である。
【００２２】
図５は本発明の実施の形態１に係る半導体装置の変形例を示す上面図である。この例では主端子３と制御端子６を隣り合う辺に配置させている。このように上面から突出した端子の配置を工夫することで装置を更に小型化できる。また、端子の配置を変更することで外部配線の方向を多様化することができる。
【００２３】
実施の形態２．
図６は本発明の実施の形態２に係る半導体装置を示す上面図である。複数の半導体パッケージ８ａ，８ｂを第２の樹脂９で覆って一体化している。これにより複数の半導体パッケージを有する装置全体を小型化することができる。
【００２４】
図７は本発明の実施の形態２に係る半導体装置の変形例を示す上面図である。この例では主端子３と制御端子６を隣り合う辺に配置させている。このように上面から突出した端子の配置を工夫することで装置を更に小型化できる。また、端子の配置を変更することで外部配線の方向を多様化することができる。
【００２５】
なお、半導体素子４は、珪素によって形成されたものに限らず、珪素に比べてバンドギャップが大きいワイドバンドギャップ半導体によって形成されたものでもよい。ワイドバンドギャップ半導体は、例えば、炭化珪素、窒化ガリウム系材料、又はダイヤモンドである。このようなワイドバンドギャップ半導体によって形成された半導体素子４は、耐電圧性や許容電流密度が高いため、小型化できる。この小型化された素子を用いることで、この素子を組み込んだ半導体装置も小型化できる。また、素子の耐熱性が高いため、ヒートシンクの放熱フィンを小型化でき、水冷部を空冷化できるので、半導体装置を更に小型化できる。また、素子の電力損失が低く高効率であるため、半導体装置を高効率化できる。
【符号の説明】
【００２６】
１  導体板、３  主端子（端子）、４  半導体素子、６  制御端子（端子）、７  第１の樹脂、８，８ａ，８ｂ  半導体パッケージ、９  第２の樹脂
【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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