(57)【要約】【課題】ワイヤレイアウトの異なる複数のワイヤが形成されている半導体装置（封止対象材）において、容易に、かつ低コストでワイヤの変形を抑制することができる半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】ワイヤ３ａ、３ｂにより接続された半導体素子１ａ、１ｂとリードフレーム２ａ、２ｂとを含む封止対象材８が封止体により封止されてなる半導体装置の製造方法であって、金型２０の内部に封止対象材を配置する工程と、金型２０の内部に、ワイヤ３ａ、３ｂに接触しないように整流部材３０ａ、３０ｂを配置する工程と、整流部材３０ａ、３０ｂを配置した状態で、金型２０の内部に封止体となるべき流動性の材料を導入したあと、当該材料を固化することにより封止体により封止対象材８を封止する工程とを備える。上記整流部材３０ａ、３０ｂを配置する工程では、金型２０の内壁から伸びるように整流部材３０ａ、３０ｂが配置され、内壁から整流部材３０ａ、３０ｂの先端までの距離ｈ１は、内壁からワイヤ３ａ、３ｂまでの距離ｈ２よりも長い。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤにより接続された半導体素子とリードフレームとを含む封止対象材が封止体により封止されてなる半導体装置の製造方法であって、
金型の内部に前記封止対象材を配置する工程と、
前記金型の内部に、前記ワイヤに接触しないように整流部材を配置する工程と、
前記整流部材を配置した状態で、前記金型の内部に前記封止体となるべき流動性の材料を導入したあと、前記材料を固化することにより前記封止体により前記封止対象材を封止する工程とを備え、
前記整流部材を配置する工程では、前記金型の内壁から伸びるように前記整流部材が配置され、前記内壁から前記整流部材の先端までの距離は、前記内壁から前記ワイヤまでの距離よりも長い、半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記整流部材を配置する工程において、前記整流部材は、前記封止する工程において前記材料が前記金型の内部に導入するために前記金型に形成された注入口から見て、前記ワイヤよりも遠い位置に配置される、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記整流部材を配置する工程において、前記整流部材の表面が前記ワイヤに沿うように、前記整流部材が配置される、請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記封止対象材は複数の前記ワイヤを含み、
前記整流部材を配置する工程において、前記整流部材は複数の前記ワイヤ間に配置される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記整流部材を配置する工程において、前記整流部材は、前記封止する工程において前記材料が前記金型の内部に導入されるときに、前記材料が前記ワイヤに対して平行に流動するように配置される、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記金型には、前記金型の内部に前記材料を導入するための注入口が設けられており、
前記整流部材は、前記ワイヤと前記注入口との間に配置され、前記封止する工程において前記金型の内部に導入された前記材料の流動方向を変更する第１の整流部材と、前記流動方向が変更された前記材料を前記ワイヤに対して平行に移動するように案内する、第２の整流部材とを含む、請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記整流部材は、前記金型の内部に伸びた位置と、前記金型の内部から外部に後退した位置との間で移動可能に構成されており、
前記封止する工程において、前記整流部材は、前記金型の内部への前記材料の注入状態に応じて前記後退した位置に移動される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法によって製造した半導体装置。
【請求項９】
ワイヤにより接続された半導体素子とリードフレームとを含む封止対象材が封止体により封止されてなる半導体装置の製造装置であって、
前記封止対象材を配置する空間が内部に形成された金型と、
前記金型の内部に伸びた位置と、前記金型の内部から外部に後退した位置との間で移動可能に構成された整流部材と、
前記整流部材の移動を制御する駆動部とを備え、
前記内部に前記封止対象材を配置して、前記整流部材を前記内壁から前記内部に伸びた位置に移動したときに、前記整流部材は、前記ワイヤと接触せずに、かつ、前記内壁から前記整流部材の先端までの距離が前記内壁から前記ワイヤまでの距離よりも長くなる、半導体装置の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法および半導体装置ならびに半導体装置の製造装置に関し、特に、金型を用いて封止される半導体装置の製造方法および半導体装置ならびに半導体装置の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体装置は、半導体素子やその他半導体装置として必要な構成部材を物理的および化学的に保護することを目的として、当該半導体素子等（封止対象材）が樹脂からなる封止体により封止されて形成されている。
【０００３】
このとき、半導体装置の製造方法においては、封止に先立って、あらかじめ半導体素子や、該半導体素子が動作時に発生する熱を素早く放熱するための冷却体、半導体素子と冷却体とを絶縁させる絶縁板等がはんだ接合等により接続される。さらに、半導体素子と、半導体装置としたときに外部電極に接続されるリードフレームとは、ワイヤ（たとえば、ボンディングにより形成されるボンディングワイヤ）によりあらかじめ接続される。
【０００４】
その後、このようにして形成された半導体素子等からなる封止対象材は、金型の内部に配置されたのち、金型の内部に封止体となるべき材料を導入して、封止されている。
【０００５】
一般に、このようなワイヤを構成する材料には、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）などの金属が使用されている。また、一般に、ワイヤの径は数十μｍと細い。
【０００６】
このため、封止対象材が配置された金型の内部に樹脂を導入するとき、金型の内部を流動する樹脂によって押圧された半導体素子が所定の位置から移動することによりワイヤが変形する場合がある。
【０００７】
また、金型の内部を流動する樹脂によってワイヤ自体が押圧され、ワイヤが変形する場合もある。これらの場合、ワイヤが断線したり、ワイヤ同士が接触することにより短絡が発生することもあった。
【０００８】
半導体素子の移動によるワイヤの変形抑制を目的として、特開２００６−１３５２７号公報には、半導体チップが樹脂によって押圧されて移動することにより引き起こされるワイヤの変形を抑制するため、チップ固定子で間接的に半導体チップを金型に対して固定する半導体装置の製造方法が開示されている。
【０００９】
また、樹脂によってワイヤ自体が押圧されることによるワイヤの変形抑制を目的として、特開２００３−１７４０５３号公報には、半導体チップを間接的に固定するチップ固定子と、ワイヤに当接して固定するワイヤ固定子とを金型の一方から突き出して、半導体チップおよびワイヤを金型に対して固定した後、金型の内部に樹脂を注入する半導体装置の製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−１３５２７号公報
【特許文献２】特開２００３−１７４０５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特開２００６−１３５２７号公報の方法では、半導体チップはチップ固定子により金型に対して固定されるものの、ワイヤは樹脂により押圧されるため、ワイヤの変形を十分に抑制することができない。
【００１２】
また、特開２００３−１７４０５３号公報の方法では、ワイヤの頂点湾曲部に直接当接するワイヤ固定子を用いて金型に対してワイヤを固定するため、ワイヤ固定子の先端部はワイヤの頂点湾曲形状に沿うように成形されている必要がある。そのため、それぞれワイヤレイアウト（たとえば頂点湾曲部の形状や高さ等）の異なる複数のワイヤが形成されている半導体装置（封止対象材）においては、複数種のワイヤ固定子を用意する必要がある。さらにこの場合、各ワイヤに対して、ワイヤ固定子との当接による変形を抑制するには、個々のワイヤ固定子毎に当接の程度を制御する必要があり、容易ではない。
【００１３】
また、当該ワイヤ固定子は、上記ワイヤレイアウトが変更された場合には、当該ワイヤレイアウトに応じた追加工を実施しなければワイヤを適切に固定できず、ワイヤの変形を抑制することができない。
【００１４】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたものである。本発明の主たる目的は、ワイヤレイアウトの異なる複数のワイヤが形成されている半導体装置（封止対象材）において、容易に、かつ低コストでワイヤの変形を抑制することができる半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の半導体装置の製造方法は、ワイヤにより接続された半導体素子とリードフレームとを含む封止対象材が封止体により封止されてなる半導体装置の製造方法であって、金型の内部に封止対象材を配置する工程と、金型の内部に、ワイヤに接触しないように整流部材を配置する工程と、整流部材を配置した状態で、金型の内部に封止体となるべき流動性の材料を導入したあと、材料を固化することにより封止体により封止対象材を封止する工程とを備える。上記整流部材を配置する工程では、金型の内壁から伸びるように整流部材が配置され、内壁から整流部材の先端までの距離は、内壁からワイヤまでの距離よりも長い。
【００１６】
ここで、「金型の内部」とは、金型の内壁に囲まれた、金型の内壁よりも内側の領域をいう。また、「内壁からワイヤまでの距離」とは、内壁とワイヤとの最短距離をいい、言い換えると、内壁からワイヤの頂部までの距離をいう。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、整流部材がワイヤを固定せずに、封止体となるべき材料を整流することによって、当該材料がワイヤを変形させることを抑制することができる。この結果、形状の異なる複数のワイヤが形成されている半導体装置（封止対象材）においても、容易に、かつ低コストでワイヤの変形を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施の形態１に係る半導体装置の断面図である。
【図２】実施の形態１に係る半導体装置の製造装置の断面図である。
【図３】実施の形態１に係る半導体装置の製造装置の上面図である。
【図４】実施の形態１に係る半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図５】図２の変形例を示す図である。
【図６】実施の形態２に係る半導体装置の製造装置の断面図である。
【図７】実施の形態２に係る半導体装置の製造装置の上面図である。
【図８】図７の変形例を示す図である。
【図９】実施の形態１、２に係る半導体装置の変形例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
（実施の形態１）
まず、図１を参照して、本発明の実施の形態１に係る半導体装置１０を説明する。本実施の形態に係る半導体装置１０は、半導体素子１ａ、１ｂと、外部電極に接続されるリードフレーム２ａ、２ｂと、半導体素子１ａ、１ｂとリードフレーム２ａ、２ｂとを電気的に接続するワイヤ３ａ、３ｂと、半導体素子１ａ、１ｂが実装された電極４と、冷却体５を介して電極４と接続される絶縁シート６と、半導体素子１ａ、１ｂ、リードフレーム２ａ、２ｂの一部、ワイヤ３ａ、３ｂ、電極４、冷却体５、絶縁シート６の一部とを覆う封止体７とを備える。
【００２０】
本実施の形態に係る半導体装置１０を構成する半導体素子としては特に限定されるものではないが、例えばＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などがあり、制御用ＩＣ、制御用マイコン、ＭＯＳＦＥＴ、ダイオード、抵抗など制御部品と組み合わせても良い。半導体素子１ａ、１ｂは、電極４に形成された所定の回路パターンを構成する任意の半導体素子であり、本実施の形態においては、一例としてダイオードである半導体素子１ａと、ＩＧＢＴである半導体素子１ｂとを含んでいる。半導体素子１ａ、１ｂの一方の主面には、それぞれ複数の電極パッド（図示せず）が形成されている。半導体素子１ａの電極パッドは、ワイヤ３ａを介してリードフレーム２ａと電気的に接続されている。半導体素子１ａは、複数のワイヤ３ａを介して複数のリードフレーム２ａと電気的に接続されている。半導体素子１ｂの電極パッドは、ワイヤ３ｂを介してリードフレーム２ｂと電気的に接続されている。半導体素子１ｂは、複数のワイヤ３ｂを介して複数のリードフレーム２ｂと電気的に接続されている。半導体素子１ａ、１ｂの他方の主面は、それぞれはんだ（図示せず）を介して電極４に接合されている。
【００２１】
ワイヤ３ａ、３ｂの形状は、それぞれ任意の形状とすることができ、本実施の形態においては、一例としていずれもループ形状を有する。さらにワイヤ３ａ、３ｂは、長さ方向および高さ方向の寸法が、それぞれ半導体素子１ａ、１ｂとリードフレーム２ａ、２ｂとの位置関係に応じて異なっている。ここで、ワイヤ３ａ、３ｂの長さ方向とは、半導体素子１ａ、１ｂ上の電極パッド（ボンディング部）とリードフレーム２ａ、２ｂ上のワイヤ３ａ、３ｂが接合された部分（ボンディング部）とを結ぶ直線の向きを指し、ワイヤ３ａ、３ｂの高さ方向とは、当該直線とワイヤ３ａ、３ｂにより構成されるループの頂部とを結ぶ直線の向きを指す。ワイヤ３ａ、３ｂを構成する材料は、導電性を有し、かつボンディングワイヤとして形成可能な任意の材料とすることができ、たとえば、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌなどである。ワイヤ３ａ、３ｂの径は数μｍ以上数百μｍ以下である。
【００２２】
電極４において、一方の面は半導体素子１ａ、１ｂを保持しており、他方の面はたとえば超音波溶接により冷却体５と接合されている。冷却体５を構成する材料は放熱性の高い材料とし、例えば、銅やアルミニウム等の金属を用いてもよい。絶縁シート６は、電気的絶縁性を有し、例えば、セラミック基板等で構成されている。
【００２３】
封止体７は、半導体素子１ａ、１ｂ、リードフレーム２ａ、２ｂ、ワイヤ３ａ、３ｂ、電極４、冷却体５、および絶縁シート６が上記のように構成された、封止対象材８を封止する。封止体７となるべき材料は、電気絶縁性を有する。本実施の形態においては、封止体７は、一例としてエポキシ樹脂で構成されている。封止対象材８を封止体７で封止されてなる半導体装置からは、リードフレーム２ａ、２ｂの一部および絶縁シート６下部の銅箔（図示せず）の一部が露出している。
【００２４】
次に、図２および図３を参照して、本実施の形態に係る半導体装置の製造装置１００について説明する。図３は、図２を上面から見て、整流部材３０ａ、３０ｂとワイヤ３ａ、３ｂとの関係を説明するための図である。図３では、半導体素子１ａ、１ｂにおいてワイヤ３ａ、３ｂと接続している面の側を上方とし、上型２１や駆動部４０は記載していない。本実施の形態に係る半導体装置の製造装置１００は、金型２０と、整流部材３０ａ、３０ｂと、駆動部４０とを備える。
【００２５】
金型２０は、上型２１と下型２２とで構成される。上型２１と下型２２とは、互いに重ね合わせて金型２０としたときに、半導体装置における封止体７の外形を規定する内部（空間）２３が形成されるように設けられている。上型２１には、後述する整流部材３０ａ、３０ｂを内壁２１ａより内部２３に、または内壁２１ａより外部に移動可能とする貫通孔２４ａ、２４ｂが形成されている。このとき、貫通孔２４ａ、２４ｂは、下型２２に封止対象材８を配置したときに、封止対象材８を構成するワイヤ３ａ、３ｂと後述する整流部材３０ａ、３０ｂとが接触しないように設けられている。ここで、ワイヤ３ａ、３ｂと整流部材３０ａ、３０ｂとが接触しないとは、後述する半導体装置の製造方法にて、整流部材３０ａ、３０ｂを配置する工程において、整流部材３０ａ、３０ｂとワイヤ３ａ、３ｂとが接触しないことをいい、封止する工程において整流部材３０ａ、３０ｂとワイヤ３ａ、３ｂとが接触することを除外するものではない。また、金型２０には、たとえばその側面に、封止体となるべき材料（本実施の形態においてはエポキシ樹脂）を金型２０の内部２３に導入するための注入口２５が形成されている。また、金型２０には、加熱機構および加圧機構が設けられている。
【００２６】
整流部材３０ａ、３０ｂは、封止対象材８のワイヤ３ａ、３ｂと接触しないように設けられている。さらに、整流部材３０ａ、３０ｂは、下型２２側に位置する先端３１ａ、３１ｂを有する板状の形状であり，金型２０と相対的に移動可能に設けられている。具体的には、整流部材３０ａ、３０ｂは、上型２１に設けられた貫通孔２４ａ、２４ｂを通って、金型２０の内部２３に伸びた位置と、金型２０の内部２３から外部に後退した位置との間で移動可能に構成されている。また、整流部材３０ａ、３０ｂは、金型２０の内部２３に封止対象材８が配置された場合において、内壁２１ａから整流部材３０ａ、３０ｂの先端３１ａ、３１ｂまでの距離ｈ１が内壁２１ａからワイヤ３ａ、３ｂまでの距離ｈ２よりも長く伸びることができるように設けられている。つまり、上述のように整流部材３０ａ、３０ｂは、それぞれ少なくとも貫通孔２４ａ、２４ｂの伸びる方向に沿った一辺が距離ｈ２よりも長く設けられている。
【００２７】
整流部材３０ａ、３０ｂにおける上記一辺と交差する方向に伸びる他方の辺は、任意の長さを有するように設けられればよい。例えば、整流部材３０ａ、３０ｂの上記他方の辺の長さは、ワイヤ３ａ、３ｂの長さ（半導体素子１ａ、１ｂ上の電極パッド（ボンディング部）とリードフレーム２ａ、２ｂ上のワイヤ３ａ、３ｂが接合された部分（ボンディング部）との距離）の１／２程度としてもよい。好ましくは、予めコンピュータを用いた樹脂流動のシミュレーションを行って決定しておく。また、整流部材３０ａ、３０ｂの厚み（上記一辺と他方の編とにより規定される表面（側面）と垂直な方向における整流部材３０ａ、３０ｂの厚み）は、隣り合うワイヤ３ａ、３ｂの接触しない限りにおいて、任意の厚さとしてもよいが、薄い方が好ましい。このようにすることで、整流部材３０ａ、３０ｂの体積を小さくすることができる。なお、詳細は後述する。
【００２８】
さらにこのとき、整流部材３０ａ、３０ｂは、金型２０に設けられた注入口２５から見て、ワイヤ３ａ、３ｂよりも遠い位置に配置されるように、かつ、整流部材３０ａ、３０ｂの表面がワイヤ３ａ、３ｂに沿うように構成されている。つまり、上述のように整流部材３０ａ、３０ｂの一辺において距離ｈ２よりも長く設けられている領域は、整流部材３０ａ、３０ｂを金型２０の内部２３に伸ばしたときに、注入口２５から見てワイヤ３ａ、３ｂよりも遠い側に位置し、かつワイヤ３ａ、３ｂの頂部を含む一部領域に対し、ワイヤ３ａ、３ｂの長さ方向に沿うように配置される。
【００２９】
整流部材３０ａ、３０ｂは、内部２３から内壁２１ａより外部に後退可能に設けられている。また、整流部材３０ａ、３０ｂを構成する材料は、封止体となるべき材料との反応性を示さない限りにおいて、任意の材料とすることができるが、好ましくは、金型２０と同じ材質のものか、金型２０を構成する材料と線膨張率が近い材料とする。
【００３０】
駆動部４０は、上型２１と下型２２の開閉動作、および整流部材３０ａ、３０ｂの移動（金型２０の内部２３に伸びた位置と、金型２０の内部２３から外部に後退した位置との間で移動）を制御する。駆動部４０の駆動方法は、任意の方法とすることができ、たとえば、油圧、サーボモータ、圧縮空気等とすることができる。また、金型２０にはエジェクタピン（図示しない）が設けられ、駆動部４０がエジェクタピンを駆動させるように構成されていてもよい。
【００３１】
次に、図２〜図４を参照して、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、ワイヤ３ａ、３ｂにより接続された半導体素子１ａ、１ｂとリードフレーム２ａ、２ｂとを含む封止対象材８が封止体７により封止されてなる半導体装置の製造方法である。本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、金型２０の内部２３に封止対象材８を配置する工程（Ｓ１０）と、金型２０の内部２３に、ワイヤ３ａ、３ｂに接触しないように整流部材３０ａ、３０ｂを配置する工程（Ｓ２０）と、整流部材３０ａ、３０ｂを配置した状態で、金型２０の内部２３に封止体となるべき流動性の材料（図示しない）を導入したあと、材料を固化することによって封止体により封止対象材８を封止する工程（Ｓ３０）とを備える。
【００３２】
工程（Ｓ１０）では、あらかじめ封止対象材８と金型２０を用意しておく。工程（Ｓ１０）において、封止対象材８は、下型２２上の所定の位置に配置される。その後、駆動部４０によって上型２１が下型２２に嵌合することにより、封止対象材８が金型２０の内部２３に配置された状態となる。また、このとき封止対象材８のワイヤ３ａ、３ｂと上型２１の貫通孔２４ａ、２４ｂとが平面視したときに重ならないように、封止対象材８は位置決めされている。
【００３３】
次に、工程（Ｓ２０）では、整流部材３０ａ、３０ｂが、貫通孔２４ａ、２４ｂを通って上型２１の内壁２１ａから内部２３へ伸びるように配置される。このとき、整流部材３０ａ、３０ｂは、内壁２１ａから整流部材３０ａ、３０ｂの先端３１ａ、３２ａまでの距離ｈ１が内壁２１ａからワイヤ３ａ、３ｂまでの距離ｈ２よりも長くなるように、駆動部４０により制御されて配置される。
【００３４】
上述のように、ワイヤ３ａ、３ｂと貫通孔ワイヤ２４ａ、２４ｂとが平面視したときに重ならないように配置されているため、本工程（Ｓ２０）において駆動部４０により上型２１の内壁２１ａから伸びるように配置された整流部材３０ａ、３０ｂは、先の工程（Ｓ１０）にて金型２０の内部２３に配置された封止対象材８のワイヤ３ａ、３ｂと接触しない。さらに、整流部材３０ａ、３０ｂは、注入口２５から見てワイヤ３ａ、３ｂよりも遠い位置に、整流部材３０ａ、３０ｂの表面がワイヤ３ａ、３ｂの長さ方向に沿って配置される。
【００３５】
次に、工程（Ｓ３０）では、まず、先の工程（Ｓ２０）において整流部材３０ａ、３０ｂを配置した状態で、金型２０の内部２３に封止体となるべき流動性の材料（本実施の形態においてはエポキシ樹脂。以下、樹脂という。）を導入する（工程（Ｓ３１））。樹脂は、図３に示すように、注入口２５から矢印Ａの方向に導入される。このとき、樹脂は、注入口２５からの流入方向に沿って封止対象材８に向かって流動するため、ワイヤ３ａ、３ｂを押圧する。これにより、ワイヤ３ａ、３ｂは樹脂に押圧される方向（注入口２５からワイヤ３ａ、３ｂに向かう直線方向）に変形される。しかし、整流部材３０ａ、３０ｂが注入口２５から見てワイヤ３ａ、３ｂよりも遠い位置に配置されているため、ワイヤ３ａ、３ｂは、整流部材３０ａ、３０ｂに接触するまで変形させられた後には、整流部材３０ａ、３０ｂにより支持されて変形を抑制することができる。
【００３６】
さらにこのとき、整流部材３０ａ、３０ｂはその表面がワイヤ３ａ、３ｂの長さ方向に沿うように配置されているため、金型２０の内部２３に導入された樹脂は整流部材３０ａ、３０ｂに達すると、整流部材３０ａ、３０ｂの表面に沿って流動することになる。このため、樹脂はワイヤ３ａ、３ｂの長さ方向と平行に流動することになる。ワイヤ３ａ、３ｂは、その長さ方向に樹脂が流動する場合には、上面から見て当該長さ方向に垂直な方向に樹脂が流動する場合よりも樹脂から受ける応力が小さくなるため、より効果的にワイヤ３ａ、３ｂの変形を抑制することができる。
【００３７】
工程（Ｓ３１）において、樹脂を金型２０の内部２３に空隙なく導入した後（もしくは導入の途中から）、整流部材３０ａ、３０ｂを内部２３から内壁２１ａより外部に後退させる。整流部材３０ａ、３０ｂが配置されていた領域は、整流部材３０ａ、３０ｂが後退させられた後、周囲の領域からその領域を埋めるように樹脂が流動する。この場合、金型２０の内部２３に追加の樹脂を注入してもよい。このとき、ワイヤ３ａ、３ｂは、整流部材３０ａ、３０ｂが配置されていた領域に吸い寄せられるように樹脂によって押圧されるが、このときの押圧の程度は、整流部材３０ａ、３０ｂの体積に依存する。よって、上述のように、整流部材３０ａ、３０ｂを板状として、その体積ができるだけ小さくなるように設けることにより、整流部材３０ａ、３０ｂを後退させた後、整流部材３０ａ、３０ｂの体積分の樹脂が上記領域に向けて流動したときにもワイヤ３ａ、３ｂの変形を抑制することができる。なお、上述のように、整流部材３０ａ、３０ｂの体積に相当する量の樹脂は追加で導入する必要があるが、好ましくは整流部材３０ａ、３０ｂを後退させながら樹脂を導入する。これにより、工程（Ｓ３０）の処理時間が延びることを抑制することができる。
【００３８】
次に、工程（Ｓ３０）では、工程（Ｓ３１）の後、樹脂を加熱硬化する（工程（Ｓ３２））。これによって、封止対象材８を覆うように形成した樹脂が封止体として成形された半導体装置１０を得ることができる。
【００３９】
以上のように、本実施の形態に係る半導体装置の製造装置および半導体装置の製造方法によれば、整流部材３０ａ、３０ｂは、整流部材３０ａ、３０ｂを配置する工程（Ｓ２０）において、ワイヤ３ａ、３ｂと接触しないように、かつ、内壁２１ａから整流部材３０ａ、３０ｂの先端３１ａ、３１ｂまでの距離ｈ１は、内壁からワイヤ３ａ、３ｂまでの距離ｈ２よりも長くなるように配置される。このように整流部材３０ａ、３０ｂを配置することで、封止する工程において樹脂がワイヤ３ａ、３ｂを変形させることを抑制するように、整流部材３０ａ、３０ｂは当該材料を整流することができる。この結果、ワイヤ３ａ、３ｂの変形を抑制することができるため、ワイヤ同士の接触による短絡や、ワイヤの断線を防止することができる。
【００４０】
また、整流部材３０ａ、３０ｂは、注入口２５から見てワイヤ３ａ、３ｂよりも遠い位置に配置されているため、ワイヤ３ａ、３ｂは樹脂によって注入口２５からワイヤ３ａ、３ｂに至る方向に押圧されて変形した場合にも、ワイヤ３ａ、３ｂ同士の接触を抑制することができる。さらにこのとき、整流部材３０ａ、３０ｂは複数のワイヤ３ａ、３ｂ間に配置されているため、各ワイヤ３ａ、３ｂが変形して隣り合うワイヤ３ａ、３ｂと接触することを防止することができる。
【００４１】
本実施の形態において、駆動部４０は、複数の整流部材３０ａ、３０ｂを一括で制御しているが、これに限られるものではない。図５を参照して、整流部材３０ａ、３０ｂのそれぞれに駆動部４０ａ、４０ｂを設けてもよい。このようにすれば、整流部材３０ａ、３０ｂを個別に移動させることができるため、工程（Ｓ３１）において、より細かく樹脂の流動方向を制御することができる。
【００４２】
また、本実施の形態において、封止対象材８上の複数のワイヤ３ａ、３ｂは、そのループ高さが異なっていてもよい。たとえば、図５を参照して、ワイヤ３ｂのループ高さは、ワイヤ３ａのループ高さより低く形成されていてもよい。このとき、内壁２１ａからワイヤ３ａまでの距離ｈ２ａは、内壁２１ａからワイヤ３ｂまでの距離ｈ２ｂより短い。この場合、整流部材３０ａ、３０ｂは、複数のワイヤ３ａ、３ｂのうち最もループ高さが低いワイヤ３ｂに対する内壁２１ａからの距離ｈ２ｂよりも、内壁２１ａから整流部材３０ａ、３０ｂの先端３１ａ、３１ｂまでの距離ｈ１が長くなるように設けられていればよい。このようにすれば、ワイヤ３ａ、３ｂのそれぞれのループ形状によらず、同一形状の整流部材３０ａ、３０ｂを同一の駆動条件で用いても、ワイヤ３ａ、３ｂの変形を抑制することができる。
【００４３】
また、本実施の形態において、金型２０および封止対象材８に対する整流部材３０ａ、３０ｂの形状や配置場所、移動（後退）のタイミングは、事前にコンピュータによる樹脂流動のシミュレーションを行って決定することが好ましい。これにより、より効果的に樹脂流動によるワイヤ３ａ、３ｂの変形を抑制することができる。
【００４４】
（実施の形態２）
以下、図６および図７を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。図７は、図６を上面から見て、整流部材３０ｃ、３０ｄとワイヤ３ａ、３ｂとの関係を説明するための図である。図７では、半導体素子１ａ、１ｂにおいてワイヤ３ａ、３ｂと接続している面の側を上方とし、上型２１や駆動部４０は記載していない。
【００４５】
本実施の形態に係る半導体装置の製造装置および半導体装置の製造方法は、基本的には図２に示した実施の形態１に係る半導体装置の製造装置および半導体装置の製造方法と同様の構成を有するが、整流部材３０ｃ、３０ｄが、工程（３０）において封止体となるべき材料（たとえは、エポキシ樹脂。以下、樹脂という。）がワイヤ３ａ、３ｂの長さ方向に対して垂直に流動することを防止しながら、かつ当該方向に対して平行に流動するように配置される点で異なる。
【００４６】
整流部材３０ｄは、注入口２５とワイヤ３ｂとの間に配置されるように設けられている。このようにすれば、注入口２５から導入される樹脂がワイヤ３ｂの長さ方向と垂直な方向に流動して、ワイヤ３ｂと接触することを防止することができ、ワイヤ３ｂの変形を抑制することができる。工程（Ｓ３０）において、注入口２５から矢印Ａの方向に導入された樹脂は、整流部材３０ｄに接触して、矢印Ｂの方向に案内される。
【００４７】
整流部材３０ｃは、整流部材３０ｄから見て矢印Ｂの方向に位置する。整流部材３０ｃは、工程（Ｓ３０）において整流部材３０ｄに沿って流動してきた樹脂と接触して、その流動方向を矢印Ｃまたは矢印Ｄの方向に変更することができるように配置されている。つまり、整流部材３０ｃは、樹脂の流動方向において整流部材３０ｄより下流側に位置するとともに、ワイヤ３ａ、３ｂの少なくともいずれか一方の長さ方向に沿って伸びる表面を有する。工程（Ｓ３０）において、樹脂は、矢印Ｃの方向に流動することによって、ワイヤ３ｂの長さ方向に対して平行に流動することができる。また、樹脂は、矢印Ｄの方向にも流動することにより、ワイヤ３ａの長さ方向に対して平行に流動することができる。このようにすることで、樹脂の流動によるワイヤ３ａ、３ｂの変形を抑制することができ、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
【００４８】
図７を参照して、本実施の形態における整流部材３０ｃ、３０ｄは、２つの部材からなり、それぞれ板状の形状を有しているが、これに限られるものではない。注入口２５と隣接し、かつ注入口２５から導入される樹脂の流動方向を示す矢印Ａと略垂直に伸びるように形成されているワイヤ３ｂに対して、樹脂が矢印Ａの方向から接触することを防止し、かつワイヤ３ａ、３ｂのそれぞれの長さ方向に対して、樹脂が平行に流動可能とする限りにおいて、整流部材は任意の数および任意の数量で構成されてもよい。たとえば、図８を参照して、図７の整流部材３０ｃに代えて、整流部材３０ｅを配置してもよい。整流部材３０ｅは、上方から見て、くの字形に設けられていてもよい。具体的には、整流部材３０ｅは、一方端側の表面がワイヤ３ｂの長さ方向に沿うように形成されている。また、整流部材３０ｅの他方端側の表面は、ワイヤ３ｂとは別のワイヤ３ａの長さ方向に沿うように形成されている。整流部材３０ｅの一方端側の表面の伸びる方向と他方端側の表面の伸びる方向とは互いに交差する。このようにしても、ワイヤ３ａ、３ｂの長さ方向に沿うように樹脂を流動させることができるため、ワイヤ３ａ、３ｂの変形を抑制することができる。
【００４９】
なお、上述した実施の形態１、２において、金型２０の内部２３の図２に示す断面形状（半導体装置１０における封止体７の断面形状）は六角形であって、封止体を形成する方法はトランスファ成形法を想定しているが、これらに限られるものではない。金型２０の内部２３の形状は任意の形状とすることができ、封止体を形成する方法は、任意の封止方法とすることができる。
【００５０】
また、上述した実施の形態１、２において、図３、図７および図８に示す例では、注入口２５は金型２０において一箇所に設けられているが、複数箇所に設けられていてもよい。この場合にも、実施の形態１、２と同様に各注入口２５に対して所定の位置に清流部材３０を配置することにより、実施の形態１および２と同様の効果を奏することができる。
【００５１】
また、上述した実施の形態１、２において、半導体装置の冷却性を高めるための冷却体５、冷却体５の絶縁性を確保するための絶縁シート６が設置されているが、特に放熱性が必要ない半導体装置の場合はなくてもよく、例えば図９に示すようなアイランド型の半導体装置でも良い。
【００５２】
ここで、上述した実施の形態と一部重複する部分もあるが、本発明の特徴的な構成を列挙する。
【００５３】
本発明の半導体装置の製造方法は、ワイヤ３ａ、３ｂにより接続された半導体素子１ａ、１ｂとリードフレーム２ａ、２ｂとを含む封止対象材８が封止体により封止されてなる半導体装置の製造方法であって、金型２０の内部に封止対象材を配置する工程（Ｓ１０）と、金型２０の内部に、ワイヤ３ａ、３ｂに接触しないように整流部材３０ａ〜３０ｅを配置する工程（Ｓ２０）と、整流部材３０ａ〜３０ｅを配置した状態で、金型２０の内部に封止体となるべき流動性の材料を導入したあと、当該材料を固化することにより封止体により封止対象材８を封止する工程（Ｓ３０）とを備える。上記整流部材３０ａ〜３０ｅを配置する工程（Ｓ２０）では、金型２０の内壁から伸びるように整流部材３０ａ〜３０ｅが配置され、内壁から整流部材３０ａ〜３０ｅの先端までの距離ｈ１は、内壁からワイヤ３ａ、３ｂまでの距離ｈ２よりも長い。
【００５４】
これにより、ワイヤ３ａ、３ｂのそれぞれの形状が異なる封止対象材８に対しても、ワイヤ３ａ、３ｂの湾曲形状に応じた複数の整流部材を用意する必要がない。さらに、各整流部材３０ａ〜３０ｅはワイヤ３ａ、３ｂと接触しないため、従来のワイヤ固定子のようにそれぞれを独立に制御する必要がない。整流部材３０ａ〜３０ｅを配置する工程（Ｓ２０）において、整流部材３０ａ〜３０ｅをたとえば同一条件で制御し、配置することで、封止する工程（Ｓ３０）において樹脂がワイヤ３ａ、３ｂを変形させることを抑制するように、整流部材３０ａ〜３０ｅは封止体となるべき材料を案内することができる。つまり、従来の半導体装置の製造方法と比べて、容易に、かつ低コストでワイヤ３ａ、３ｂの変形を抑制することができ、この結果、ワイヤ３ａ、３ｂ同士の接触による短絡やワイヤ３ａ、３ｂの断線を防止することができる。
【００５５】
上記整流部材３０ａ〜３０ｅを配置する工程（Ｓ２０）において、図３に示すように、整流部材３０ａ、３０ｂは、封止する工程において封止体となるべき材料が金型２０の内部に導入するために金型２０に形成された注入口２５から見て、ワイヤ３ａ、３ｂよりも遠い位置に配置されてもよい。
【００５６】
上記封止体となるべき材料は注入口２５から金型２０の内部２３に導入される。このため、注入口２５からワイヤ３ａ、３ｂに至る間に当該材料の流動を妨げるものが存在しなければ、ワイヤ３ａ、３ｂは、注入口２５からワイヤ３ａ、３ｂに至る方向に流動してきた当該材料に押圧される。このため、ワイヤ３ａ、３ｂは、当該材料によって注入口２５からワイヤ３ａ、３ｂに至る方向に押圧されて変形した場合にも、ある一定量変形したところで、押圧される方向に配置された整流部材３０ａ、３０ｂと接触する。この結果、ワイヤ３ａ、３ｂについてそれ以上の変形を抑制することができる。
【００５７】
上記整流部材３０ａ〜３０ｅを配置する工程（Ｓ２０）において、整流部材３０ａ、３０ｂの表面がワイヤ３ａ、３ｂに沿うように、整流部材３０ａ、３０ｂが配置されてもよい。
【００５８】
このようにすれば、整流部材３０ａ、３０ｂに接触した封止体となるべき材料の流動方向は、ワイヤ３ａ、３ｂの長さ方向に沿うように案内されることができる。ワイヤ３ａ、３ｂは、その長さ方向に当該材料が流動する場合には、上面から見て当該長さ方向に垂直な方向に当該材料が流動する場合よりも変形に対する耐性が強いため、より効果的にワイヤ３ａ、３ｂの変形を抑制することができる。
【００５９】
上記封止対象材８は複数のワイヤ３ａ、３ｂを含み、整流部材３０ａ〜３０ｅを配置する工程（Ｓ２０）において、図３に示すように、整流部材３０ａ、３０ｂは複数のワイヤ３ａ、３ｂ間に配置されてもよい。
【００６０】
このようにすれば、各ワイヤ３ａ、３ｂが変形して隣り合うワイヤ３ａ、３ｂと接触することを防止することができる。
【００６１】
上記整流部材３０ａ〜３０ｅを配置する工程（Ｓ２０）において、図６に示すように、整流部材３０ｃ、３０ｄは、封止する工程（Ｓ３０）において、封止体となるべき材料が金型２０の内部に導入されるときに、当該材料がワイヤ３ａ、３ｂに対して平行に流動するように配置されてもよい。
【００６２】
このようにすれば、ワイヤ３ａ、３ｂは、その長さ方向に封止体となるべき材料が流動する場合には、上面から見て当該長さ方向に垂直な方向に当該材料が流動する場合よりも変形に対する耐性が強い（あるいはワイヤ３ａ、３ｂに対して流動する材料から加えられる応力が小さい）ため、より効果的にワイヤ３ａ、３ｂの変形を抑制することができる。
【００６３】
上記金型２０には、金型２０の内部に封止体となるべき材料を導入するための注入口２５が設けられており、整流部材は、ワイヤ３ａ、３ｂと注入口２５との間に配置され、封止する工程（Ｓ３０）において金型２０の内部に導入された封止体となるべき材料の流動方向を変更する第１の整流部材３０ｄと、流動方向が変更された当該材料をワイヤ３ａ、３ｂに対して平行に移動するように案内する、第２の整流部材３０ｃ、３０ｅとを含んでもよい。
【００６４】
このようにすれば、第１の整流部材３０ｄは、注入口２５から導入される封止体となるべき材料がワイヤ３ｂの長さ方向と垂直な方向に流動しながら、ワイヤ３ｂと接触することを防止することができ、ワイヤ３ｂの変形を抑制することができる。また、第２の整流部材３０ｃ、３０ｅは、ワイヤ３ａ、３ｂの長さ方向に対して平行に上記材料を流動させることができる。この結果、当該材料の流動によるワイヤ３ａ、３ｂの変形を抑制することができる。
【００６５】
上記整流部材３０ａ〜３０ｅは、金型２０の内部に伸びた位置と、金型２０の内部から外部に後退した位置との間で移動可能に構成されており、封止する工程（Ｓ３０）において、整流部材３０ａ〜３０ｅは、金型２０の内部への封止体となるべき材料の注入状態に応じて後退した位置に移動されてもよい。
【００６６】
これにより、封止する工程（Ｓ３０）において、封止体となるべき材料を金型２０の内部２３に空隙なく導入した後、整流部材３０ａ〜３０ｅを内部２３から内壁２１ａより外部に後退させることで、ワイヤ３ａ、３ｂの変形を抑制しながら、金型２０によって外形が規定された封止体７を備える半導体装置を製造することができる。
【００６７】
本発明に係る半導体装置の製造方法によって製造した半導体装置１０は、封止体７によって封止対象材８を物理的および化学的に保護されているとともに、ワイヤ３ａ、３ｂ同士の接触やワイヤ３ａ、３ｂの断線等の発生が抑制されている。
【００６８】
本発明に係る半導体装置の製造装置１００は、ワイヤ３ａ、３ｂにより接続された半導体素子１ａ、１ｂとリードフレーム２ａ、２ｂとを含む封止対象材８が封止体により封止されてなる半導体装置の製造装置である。本発明に係る半導体装置の製造装置１００は、封止対象材８を配置する空間が内部に形成された金型２０と、金型２０の内部に伸びた位置と、金型２０の内部から外部に後退した位置との間で移動可能に構成された整流部材３０ａ〜３０ｅと、整流部材３０ａ〜３０ｅの移動を制御する駆動部４０とを備える。金型２０の内部２３に封止対象材８を配置して、整流部材３０ａ〜３０ｅを内壁２１ａから内部２３に伸びた位置に移動したときに、整流部材３０ａ〜３０ｅは、ワイヤ３ａ、３ｂと接触せずに、かつ、内壁２１ａから整流部材３０ａ〜３０ｅの先端までの距離が内壁２１ａからワイヤ３ａ、３ｂまでの距離よりも長くなる。
【００６９】
これにより、ワイヤ３ａ、３ｂにより接続された半導体素子１ａ、１ｂとリードフレーム２ａ、２ｂとを含む封止対象材８を、金型２０の内部に配置した後、金型２０の内部に、ワイヤ３ａ、３ｂに接触しないように整流部材３０ａ〜３０ｅを配置することができる。このとき、内壁から整流部材３０ａ〜３０ｅの先端までの距離ｈ１は、内壁からワイヤ３ａ、３ｂまでの距離ｈ２よりも長くなるように、整流部材３０ａ〜３０ｅを配置することができる。整流部材３０ａ〜３０ｅを配置した状態で、金型２０の内部に封止体となるべき流動性の材料を導入することができ、当該材料によってワイヤ３ａ、３ｂが押圧され、変形することを抑制することができる。つまり、本発明に係る半導体装置の製造装置１００を用いて、封止対象材８の封止を行うことにより、得られる半導体装置１０においてワイヤ３ａ、３ｂ同士の短絡や断線を、容易にかつ低コストで抑制することができる。
【００７０】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、上述の実施の形態を様々に変形することも可能である。また、本発明の範囲は上述の実施の形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むことが意図される。
【符号の説明】
【００７１】
１ａ，１ｂ  半導体素子、２ａ，２ｂ  リードフレーム、３ａ，３ｂ  ワイヤ、４  電極、５  冷却体、６  絶縁シート、７  封止体、８  封止対象材、１０  半導体装置、２０  金型、２１  上型、２１ａ  内壁、２２  下型、２３  内部、２４ａ，２４ｂ  貫通孔、２５  注入口、３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ  整流部材、３１ａ，３１ｂ  先端、４０，４０ａ，４０ｂ  駆動部、１００  製造装置。
【図１】
2014175336.tif 000003
【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】
2014175336.tif 000009
【図８】
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【図９】
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