(57)【要約】  ボンディングワイヤの本数を減らすことができる半導体装置及びその製造方法を提供する。半導体装置（３０）は、第１主面及び第２主面に電極を有する半導体素子（４）を２つ以上備えている。また、この半導体装置（３０）は、一方の面が半導体素子（４）の第１主面上の電極（４１）と第１の接合材層（１０）を介して接合され２つ以上の半導体素子（４）の第１主面上の電極（４１）にまたがる電極板（６）と、半導体素子（４）の第２主面上の電極（４２）と第２の接合材層（１１）を介して接合され２つ以上の半導体素子（４）の第２主面上の電極（４２）に接続される半導体素子接合部（２）と第１のリード端子（３）とを有する導電板（１）と、を備えている。そして、電極板（６）の他方の面と第２のリード端子（３ａ、３ｂ）とが、必要に応じた太さや本数のボンディングワイヤ（５）で接続されている。
2014054212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１主面及び第２主面に電極を有する半導体素子を２つ以上備えた半導体装置であって、
一方の面が２つ以上の前記半導体素子の前記第１主面と第１の接合材層を介して接合された電極板と、
２つ以上の前記半導体素子の前記第２主面と第２の接合材層を介して接合された半導体素子接合部と、第１のリード端子と、を有する導電板と、
前記電極板の他方の面とボンディングワイヤを介して接続された第２のリード端子とを備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記導電板の前記半導体素子接合部、前記第２の接合材層、前記半導体素子、前記第１の接合材層、前記電極板、及び前記ボンディングワイヤは、モールド樹脂により封止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】
前記半導体素子同士の間であって、前記電極板と前記導電板との間の隙間に、樹脂が埋め込ま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４】
前記電極板は、絶縁基板と、前記絶縁基板の両主面にそれぞれ設けられた配線と、前記絶縁基板に設けられたスルーホールに配され前記絶縁基板の両主面の前記配線を電気的に接続する導電部材とを備え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５】
前記電極板は、Ｃｕ、Ａｌ、又はこれらを含む合金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６】
前記電極板は前記一方の面に凸部を備え、該凸部は前記半導体素子の前記第１主面との接合部に設けられたことを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記電極板の一方の面に前記第１の接合材層を形成する第１接合材層形成工程と、
前記第１の接合材層上に２つ以上の前記半導体素子の前記第１主面を配置して接合する第１接合工程と、
前記導電板の前記半導体素子接合部に前記第２の接合材層を形成する第２接合材層形成工程と、
前記電極板と接合された前記半導体素子の前記第２主面を前記第２の接合材層上に配置して接合する第２接合工程と、
前記第２接合工程の後、前記電極板の他方の面と前記第２のリード端子とを前記ボンディングワイヤで接続するワイヤボンディング工程と、
前記導電板の前記半導体素子接合部、前記第２の接合材層、前記半導体素子、前記第１の接合材層、前記電極板、及びボンディングワイヤをモールド樹脂で封止するモールド工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記第２接合工程と前記ワイヤボンディング工程との間に、前記半導体素子同士の間であって前記電極板と前記導電板との間の隙間に樹脂を注入して硬化させる樹脂埋め込み工程を備えることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
第１主面及び第２主面に電極を有する半導体素子を２つ以上備えた半導体装置であって、
２つ以上の前記半導体素子の前記第１主面と第１の接合材層を介して接合された接合部を一方の面に備えるとともに、第１のリード端子を備えた電極板と、
２つ以上の前記半導体素子の前記第２主面と第２の接合材層を介して接合された半導体素子接合部と、第２のリード端子と、を有する導電板とを備え、
前記半導体素子は、その長手方向を前記第２のリード端子と平行にして配置されたことを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
前記導電板の前記半導体素子接合部、前記第２の接合材層、前記半導体素子、前記第１の接合材層、及び前記電極板の前記接合部は、モールド樹脂により封止され、前記電極板の前記第１のリード端子と前記導電板の前記第２のリード端子は外部端子であることを特徴とする請求項９に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記半導体素子同士の間であって、前記電極板の一方の面と前記導電板との間の隙間に、樹脂が埋め込まれていることを特徴とする請求項９に記載の半導体装置。
【請求項１２】
第１主面及び第２主面に電極を有する半導体素子を２つ以上備えた半導体装置であって、
２つ以上の前記半導体素子の前記第１主面と第１の接合材層を介して接合された接合部と、該接合部から屈曲部を介して延在する接続部とを、一方の面に備えた電極板と、
前記半導体素子の前記第２主面と第２の接合材層を介して接合され、２つ以上の前記半導体素子の前記第２主面に接続された半導体素子接合部と、第１のリード端子と、を有する導電板と、
前記電極板の接続部と第３の接合材層を介して接合された第２のリード端子とを備え、  前記半導体素子は、その長手方向を前記第１のリード端子と平行にして配置されたことを特徴とする半導体装置。
【請求項１３】
前記導電板の前記半導体素子接合部、前記第２の接合材層、前記半導体素子、前記第１の接合材層、及び前記電極板の前記接合部は、モールド樹脂により封止され、前記導電板の前記第１のリード端子と前記第２のリード端子は外部端子であることを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記半導体素子同士の間であって、前記電極板の一方の面と前記導電板との間の隙間に、樹脂が埋め込まれていることを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置。
【請求項１５】
第１主面及び第２主面に電極を有する半導体素子を２つ以上備えた半導体装置であって、
前記半導体素子は、その長手方向をモールド樹脂封止の注入方向と平行にして配置され、
２つ以上の前記半導体素子の前記第１主面と第１の接合材層を介して接合され前記半導体素子の前記第１主面上にまたがる接合部を一方の面に備えるとともに、第１のリード端子を備え、前記接合部が、前記半導体素子の前記第１主面と接合する部分に凸部を備えた電極板と、
２つ以上の前記半導体素子と第２の接合材層を介して接合された半導体素子接合部と、第２のリード端子と、を有する導電板とを備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項１６】
前記導電板の前記半導体素子接合部、前記第２の接合材層、前記半導体素子、前記第１の接合材層、及び前記電極板の前記接合部は、モールド樹脂により封止され、前記電極板の前記第１のリード端子と前記導電板の第２のリード端子は外部端子であることを特徴とする請求項１５に記載の半導体装置。
【請求項１７】
前記電極板は、Ｃｕ、Ａｌ、又はこれらを含む合金であることを特徴とする請求項９、請求項１２、又は請求項１５に記載の半導体装置。
【請求項１８】
請求項１１に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記電極板の前記接合部上に前記第１の接合材層を形成する第１接合材層形成工程と、  前記第１の接合材層上に２つ以上の前記半導体素子の前記第１主面を配置して接合する第１接合工程と、
前記導電板の前記半導体素子接合部に前記第２の接合材層を形成する第２接合材層形成工程と、
前記電極板と接合された前記半導体素子の前記第２主面を前記第２の接合材層上に配置して接合する第２接合工程と、
前記半導体素子同士の間であって前記電極板と前記導電板との間に樹脂を注入して硬化させる樹脂埋め込み工程と、
前記導電板の前記半導体素子接合部、前記第２の接合材層、前記半導体素子、前記第１の接合材層、及び前記電極板の前記接合部をモールド樹脂で封止するモールド工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１９】
前記樹脂は熱硬化型樹脂であることを特徴とする請求項３、請求項１１、又は請求項１４に記載の半導体装置。
【請求項２０】
前記第１の接合材層又は前記第２の接合材層はソルダーペースト、又は銀系導電性ペーストであることを特徴とする請求項１、請求項９、請求項１２、又は請求項１５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、第１主面と第２主面に電極を有する半導体素子を複数搭載する半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術では、図２０のように、ダイパッドである半導体素子接合部１０２と第１のリード端子１０３を有する導電板１０１と、第２のリード端子１０３ａ、１０３ｂが連結されたリードフレーム１５０を用いて、１つの半導体装置１３０内に２つの半導体素子１０４を搭載している。２つの半導体素子１０４の第２主面上の電極１４２は、半導体素子接合部１０２に第１の接合材層１１０を介して接合され、それぞれの半導体素子１０４の第１主面上の電極１４１と第２のリード端子１０３ａ、１０３ｂとがボンディングワイヤ１０５で接続されている。【０００３】
半導体素子接合部１０２、第１の接合材層１１０、半導体素子１０４、及びボンディングワイヤ１０５は、モールド樹脂１１３により樹脂封止され、連結しているリードフレーム１５０から分離される。
近年はシリコン（Ｓｉ）に代わる半導体材料として、炭化珪素（ＳｉＣ）や窒化ガリウム（ＧａＮ）が注目されており、高電流で使用する場合には、１つの半導体装置に複数の半導体素子を搭載した半導体装置が必要となる。【０００４】
１つの半導体装置内に複数の半導体素子を搭載する半導体装置においては、複数の半導体素子が基板上に並列に配列され、これら半導体素子がリード部材で挟み込まれてはんだ部材で接合されている。そして、リード部材は傾いた状態で接合されないように、両端が基板上に接合され、樹脂封止されている（例えば、特許文献１参照）。
また、表面と裏面に電極を持つ複数の半導体素子がダイパッド上に接合され、その上面にプレート端子が接合され、プレート端子は接合材によって外部端子に接続され、樹脂封止されている（例えば、特許文献２参照）。【０００５】
表面と裏面に電極を持つ１つの半導体素子を第１のリード部材と第２のリード部材で挟み込み、はんだによって接合し、樹脂封止されている（例えば、特許文献３、特許文献４参照）。
また、表面と裏面に電極を持つ複数の半導体素子を第１のリード部材と第２のリード部材で挟み込み、はんだによって接合し、樹脂封止されている（例えば、特許文献５参照）。【０００６】
窒化ガリウム（ＧａＮ）を用いた半導体素子は、例えば以下のようにして形成される。窒化ガリウム（ＧａＮ）とは異種の基板上にＧａＮ層を成長させたものをベース基板として、その上に成長マスクとして絶縁膜をストライプ状に配置し、この絶縁膜がない部分にＧａＮ層を選択的に成長させ、次に絶縁膜上にＧａＮ層を成長させている（例えば、特許文献６、特許文献７、特許文献８）。この方法によって形成される窒化ガリウム（ＧａＮ）を用いた半導体素子は、縦長形状となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ＪＰ２０１０−２４５２１２Ａ
【特許文献２】ＪＰ２００８−２２７１３１Ａ
【特許文献３】ＪＰ２００３−１７６２８Ａ
【特許文献４】ＪＰ２００８−１０８８８６Ａ
【特許文献５】ＪＰ２００１−１９６５１８Ａ
【特許文献６】ＪＰ２０１１−６６３９０Ａ
【特許文献７】ＪＰ２０１１−６６３９８Ａ
【特許文献８】ＪＰ２０１２−１１４２６３Ａ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図２０に示すように、１つの半導体装置１３０内に２つの半導体素子１０４を搭載するため、リードフレーム１５０のダイパッドである半導体素子接合部１０２に第１の接合材層１１０を介して半導体素子１０４の第２主面の電極１４２を接合し、半導体素子１０４の第１主面上の電極１４１と第２のリード端子１０３ａ、１０３ｂとをボンディングワイヤ１０５で接続している。【０００９】
この方法では、半導体素子１０４の個数と少なくとも同じ本数のボンディングワイヤ１０５で、半導体素子１０４の第１主面上の電極１４１と第２のリード端子１０３ａ、１０３ｂとを接続しなければならない。また、半導体素子１０４に流れる電流がボンディングワイヤ１０５の許容電流よりも大きい場合は、第１主面上の電極１４１と第２のリード端子１０３ａ、１０３ｂとを複数のボンディングワイヤ１０５で接続しなければならない。【００１０】
よって、第１主面上の電極１４１と第２のリード端子１０３ａ、１０３ｂとをボンディングワイヤ１０５で接続するワイヤボンディング工程の工数が増え、工程の処理能力が低下してしまうという問題がある。
また、低消費電力化に向けた製品に対して、高効率化が必要となっているが、ボンディングワイヤ１０５の材料の抵抗成分により、高効率化が妨げられている。
本発明では、ボンディングワイヤの本数を減らすことができる半導体装置及びその製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明の一態様に係る半導体装置は、第１主面及び第２主面に電極を有する半導体素子を備えた半導体装置であって、一方の面が半導体素子の第１主面上の電極と第１の接合材層を介して接合され２つ以上の半導体素子の第１主面上の電極にまたがる電極板と、半導体素子の第２主面上の電極と第２の接合材層を介して接合され２つ以上の半導体素子の第２主面上の電極に接続される半導体素子接合部と第１のリード端子とを有する導電板とを備え、電極板の他方の面と第２のリード端子とを必要に応じた太さや本数のボンディングワイヤで接続することを特徴とする。【００１２】
また、本発明の他の態様に係る半導体装置は、第１主面及び第２主面に電極を有する半導体素子を備えた半導体装置であって、半導体素子の第１主面上の電極と第１の接合材層を介して接合され２つ以上の前記半導体素子の第１主面上の電極にまたがる接合部を一方の面が有するとともにリード端子を有する電極板と、半導体素子の第２主面上の電極と第２の接合材層を介して接合され２つ以上の半導体素子の第２主面上の電極に接続される半導体素子接合部と第１のリード端子とを有する導電板とを備え、リード端子と接合部を有する電極板を用いることでワイヤボンディング工程を削減することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、２つ以上の半導体素子を１つの半導体装置に搭載する際に、ボンディングワイヤの本数を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１を示す平面図と側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ' 断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ' 断面図である。
【図４】本発明の実施の形態２を示す平面図と側面図である。
【図５】図４のＣ−Ｃ' 断面図である。
【図６】本発明の実施の形態３を示す平面図と側面図である。
【図７】図６のＤ−Ｄ' 断面図である。
【図８】本発明の実施の形態４を示す平面図と側面図である。
【図９】図８のＥ−Ｅ' 断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態５を示す平面図である。
【図１１】本発明の実施の形態５を示す平面図である。
【図１２】本発明の実施の形態の製造方法を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態７を示す平面図と側面図である。
【図１４】図１３のＦ−Ｆ' 断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態８を示す平面図と側面図である。
【図１６】図１５のＧ−Ｇ' 断面図である。
【図１７】本発明の実施の形態９を示す平面図と側面図である。
【図１８】本発明の実施の形態１０を示す平面図と側面図である。
【図１９】本発明の実施の形態の製造方法を示す図である。
【図２０】従来技術の平面図と側面図である。
【図２１】参考例の平面図と側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
以下の各実施の形態では、半導体素子４として主にダイオードを用いたものについて説明する。ただし、半導体素子４はダイオードに限定されるのもではなく、例えば、ＭＯＳ型電界効果トランジスタＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor ）や絶縁ゲート型バイポーラトランジスタＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor ）としてもよい。
【００１６】
半導体装置３０はＴＯ２２０型のような樹脂封止をするＴＯ（Transister Outline）パッケージを説明しているが、これに限定されるものではない。
また、図２０の従来技術のように、半導体素子１０４の第１主面上の電極１４１と第２のリード端子１０３ａ、１０３ｂとをボンディングワイヤ１０５により接続すると、図２１に示すように、搭載する半導体素子１０４の個数と同じ本数以上のボンディングワイヤ１０５で第１主面上の電極１４１と第２のリード端子１０３ｂとを接続しなければならない。
【００１７】
縦長形状の半導体素子は、例えば炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）などのワイドバンドギャップ半導体素子とするが、シリコン半導体素子としてもよい。また、縦長形状の半導体素子の長手方向の長さを例えば１０００μｍ程度以上３０００μｍ程度以下、短手方向の長さを例えば１００μｍ程度以上３００μｍ程度以下とし、長手方向の長さと短手方向の長さの比を例えば１０倍程度以上とする。
なお、図中の半導体素子４の個数は各図中に記載の個数に限定されるものではなく、ボンディングワイヤ５の本数も各図中に記載の本数に限定されるものではない。
【００１８】
（実施の形態１）
図１、図２、及び図３は、本発明の実施の形態１の構成図である。図１は、本発明の実施の形態１の平面図と側面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ' 断面図であり、図３は、図１のＢ−Ｂ' 断面図である。
半導体装置３０はＴＯ２２０型のような樹脂封止をするＴＯパッケージとし、第１のリード端子３及び第２のリード端子３ａ、３ｂは、図中の座標のＹ方向に平行に配置されている。
なお、図中の座標のＹ方向は、樹脂封止時のモールド樹脂１３の注入方向と同一とする。また、図示のように、第１のリード端子３及び第２のリード端子３ａ、３ｂは、その一部分がモールド樹脂１３で覆われておらず露出していて外部端子となっている。
【００１９】
半導体装置３０に搭載する２つ以上の半導体素子４は縦長形状をしており、図中の座標のＸ方向に並列に配置されている。半導体素子４の長手方向は、図中の座標のＹ方向と平行となるように配置される。
導電板１の半導体素子接合部２に、第２の接合材層１１を介して、２つ以上の半導体素子４の第２主面上の電極４２が接合されている。また、電極板６の一方の面が、第１の接合材層１０を介して、２つ以上の半導体素子４の第１主面上の電極４１にまたがるように接合されている。
【００２０】
さらに、電極板６の他方の面と第２のリード端子３ｂとがボンディングワイヤ５で接続され、モールド樹脂１３によって樹脂封止されている。導電板１の半導体素子４が接合されない面は、モールド樹脂１３により封止されず露出されている。
第１の接合材層１０及び第２の接合材層１１は、熱伝導率が良いソルダーペースト、又は銀系導電性ペーストであることが望ましい。
【００２１】
電極板６の一方の面が、複数の半導体素子４の第１主面の電極４１にまたがるように接合されているため、個々の半導体素子４の第１主面上の電極４１よりも大きいワイヤボンディングの領域を、電極板６の他方の面上に確保することができる。
よって、直径の太いボンディングワイヤ５やリボン状のボンディングワイヤ５を使用することが容易となり、従来技術よりもボンディングワイヤ５の本数を削減することができる。
【００２２】
また、従来のように１つの半導体素子４の第１主面上の電極４１に対して１本以上のボンディングワイヤ５で第２のリード端子３ｂを接続する必要がなくなるため、ボンディングワイヤ５の本数を削減することができる。
このとき、ボンディングワイヤ５は、電極板６と第２のリード端子３ａとを接続しても良い。
なお、ボンディングワイヤ５は、許容電流が大きいＡｌ、Ｃｕ、又はＡｕであることが望ましい。
電極板６は、熱伝導率が良いＣｕ、Ａｌ、又はこれらを含む合金であることが望ましく、表面にＮｉによるめっき処理又はＳｎ系はんだによるめっき処理を施してもよい。
【００２３】
また、半導体素子接合部２と第１のリード端子３を有する導電板１、及び第２のリード端子３ａ、３ｂは、Ｃｕ、Ａｌ、又はこれらを含む合金であることが望ましく、表面にＮｉによるめっき処理又はＳｎ系はんだによるめっき処理を施しても良い。
半導体素子４、導電板１の半導体素子接合部２、及び電極板６の一方の面に囲まれた隙間Ｐには、電極板６の他方の面と第２のリード端子３ｂとをボンディングワイヤ５で接続する前に、樹脂１２が埋め込まれる。埋め込まれた樹脂１２は、ワイヤボンディング時の機械的衝撃を緩和する。
【００２４】
また、樹脂１２には、モールド樹脂１３と同様にフィラーが充填されている。樹脂１２に充填されたフィラーのフィラー径は、モールド樹脂１３に充填されたフィラーのフィラー径よりも小さく、半導体素子４、導電板１の半導体素子接合部２、及び電極板６の一方の面に囲まれた隙間Ｐに埋め込むことができるものを選択する。隙間Ｐよりもモールド樹脂１３に充填されているフィラーのフィラー径が大きい場合は、樹脂封止時に隙間Ｐにモールド樹脂１３を埋め込むことができない。このため、樹脂封止時にモールド樹脂１３が入り込めない隙間Ｐを樹脂１２で埋めることで、モールド樹脂１３の未充填の箇所にヒートサイクルやヒートショックなどの信頼性試験によってクラックが発生することを低減することができる。
【００２５】
なお、樹脂１２は、クラックの発生を抑制するためにモールド樹脂１３と線膨張係数が同じ熱硬化型樹脂であることが望ましいため、本発明の実施の形態ではモールド樹脂１３と同じエポキシ系樹脂としている。また、半導体素子４の第１主面上の電極４１と接合する電極板６の一方の面には、図３（ａ）のような平面や、図３（ｂ）又は図３（ｃ）のような凸部１４ａ、１４ｂを形成しても良い。
【００２６】
電極板６の一方の面に凸部１４ａ、１４ｂを形成することで、導電板１の半導体素子接合部２と電極板６の一方の面との間隔は、樹脂１２に充填されているフィラーのフィラー径よりも大きく拡げられ、樹脂１２の流動性を向上することができる。
なお、ボンディングワイヤ５の直径が細くワイヤボンディング時の機械的衝撃が小さく、隙間Ｐがモールド樹脂１３に充填されているフィラーのフィラー径よりも大きくモールド樹脂１３の流動を妨げない場合は、隙間Ｐに樹脂１２を埋め込まなくても良い。
【００２７】
また、図３（ｃ）に示すように、凸部１４ｂを、半導体素子４の第１主面上の電極４１よりも小さくすることにより、第１の接合材層１０が半導体素子４の側面に付着することを防ぐことができる。
本発明の実施の形態１は、半導体素子接合部１０２と第１のリード端子１０３を有する導電板１０１と第２のリード端子１０３ａ、１０３ｂが連結された従来のリードフレーム１５０（図２０を参照）と同様のリードフレームを使用することができるため、新たな導電板１の設計が不要となる上、製造コストを削減することができる。
【００２８】
（実施の形態２）
図４及び図５は、本発明の実施の形態２の構成図であり、実施の形態１の変形例である。図４は、本発明の実施の形態２の平面図と側面図である。図５は、図４のＣ−Ｃ' 断面図である。
半導体素子４は、図中の座標のＹ方向に２列に配置されており、図中の座標のＸ方向に並列に配置されている。
半導体素子４、導電板１の半導体素子接合部２、及び電極板６の一方の面に囲まれた隙間Ｐには、電極板６の他方の面と第２のリード端子３ｂとをボンディングワイヤ５で接続する前に樹脂１２を埋め込む。
埋め込まれた樹脂１２は、ワイヤボンディング時の機械的衝撃を緩和することができる。
【００２９】
また、樹脂１２には、モールド樹脂１３と同様にフィラーが充填されている。樹脂１２に充填されたフィラーのフィラー径は、モールド樹脂１３に充填されたフィラーのフィラー径よりも小さく、半導体素子４、導電板１の半導体素子接合部２、及び電極板６の一方の面に囲まれた隙間Ｐに埋め込むことができるものを選択する。隙間Ｐよりもモールド樹脂１３に充填されているフィラーのフィラー径が大きい場合は、樹脂封止時に隙間Ｐにモールド樹脂１３を埋め込むことができない。このため、樹脂封止時にモールド樹脂１３の流動性が悪い隙間Ｐを樹脂１２で埋めることで、モールド樹脂１３の未充填の箇所にヒートサイクルやヒートショックなどの信頼性試験によってクラックが発生することを低減することができる。
【００３０】
なお、樹脂１２は、クラックの発生を抑制するためにモールド樹脂１３と線膨張係数が同じ熱硬化型樹脂であることが望ましいため、本発明の実施の形態ではモールド樹脂１３と同じエポキシ系樹脂としている。また、半導体素子４の第１主面上の電極４１と接合する電極板６の一方の面には、図３（ａ）のような平面や、図３（ｂ）又は図３（ｃ）のような凸部１４ａ、１４ｂを形成しても良い。
【００３１】
（実施の形態３）
図６及び図７は、本発明の実施の形態３の構成図であり、実施の形態１の変形例である。図６は、本発明の実施の形態３の平面図と側面図である。図７は、図６のＤ−Ｄ' 断面図である。
半導体素子４ａ、４ｂは同一で縦長形状をしており、図中の座標のＸ方向に並列に配置されている。また、半導体素子４ａは、長手方向が図中の座標のＹ方向に平行に配置され、半導体素子４ｂは、長手方向が図中の座標のＸ方向に平行に配置されている。
【００３２】
半導体素子４ａ、４ｂ、導電板１の半導体素子接合部２、及び電極板６の一方の面に囲まれた隙間Ｐには、電極板６の他方の面と第２のリード端子３ｂとをボンディングワイヤ５で接続する前に、樹脂１２を埋め込む。
このとき、半導体素子４ｂは、図中の座標のＹ方向から注入される樹脂１２が導電板１の半導体素子接合部２から流出することを防ぐことができる。
埋め込まれた樹脂１２は、ワイヤボンディング時の機械的衝撃を緩和する。
【００３３】
また、樹脂１２には、モールド樹脂１３と同様にフィラーが充填されている。樹脂１２に充填されているフィラーのフィラー径は、モールド樹脂１３に充填されているフィラーのフィラー径よりも小さく、半導体素子４、導電板１の半導体素子接合部２、及び電極板６の一方の面に囲まれた隙間Ｐに埋め込むことができるものを選択する。隙間Ｐよりもモールド樹脂１３に充填されているフィラーのフィラー径が大きい場合は、樹脂封止時に隙間Ｐにモールド樹脂１３を埋め込むことができない。このため、樹脂封止時にモールド樹脂１３が入り込めない隙間Ｐを樹脂１２で埋めることで、モールド樹脂１３の未充填の箇所にヒートサイクルやヒートショックなどの信頼性試験によってクラックが発生することを低減することができる。
【００３４】
なお、樹脂１２は、クラックの発生を抑制するためにモールド樹脂１３と線膨張係数が同じ熱硬化型樹脂であることが望ましいため、本発明の実施の形態ではモールド樹脂１３と同じエポキシ系樹脂としている。また、半導体素子４の第１主面上の電極４１と接合する電極板６の一方の面には、図３（ａ）のような平面や、図３（ｂ）又は図３（ｃ）のような凸部１４ａ、１４ｂを形成しても良い。
【００３５】
（実施の形態４）
図８及び図９は、本発明の実施の形態４の構成図である。図８は、本発明の実施の形態４の平面図と側面図であり、図９は、図８のＥ−Ｅ' 断面図である。
半導体素子４の第１主面上には、２つの電極４１ａ、４１ｂが形成されている。例えば、ＭＯＳＦＥＴはゲートＧとソースＳ、ＩＧＢＴはゲートＧとエミッタＥとする。
半導体装置３０は、ＴＯ２２０型のような樹脂封止をするＴＯパッケージとし、第１のリード端子３、及び第２のリード端子３ａ、３ｂは、図中の座標のＹ方向に平行に配置されている。
【００３６】
なお、図中の座標のＹ方向は、樹脂封止時のモールド樹脂１３の注入方向と同一とする。また、図示のように、第１のリード端子３及び第２のリード端子３ａ、３ｂは、その一部分がモールド樹脂１３で覆われておらず露出していて外部端子となっている。
搭載する２つ以上の半導体素子４は縦長形状をしており、図中の座標のＸ方向に並列に配置されている。半導体素子４の長手方向は、図中の座標のＹ方向と平行となるように配置される。
【００３７】
導電板１の半導体素子接合部２に、第２の接合材層１１を介して、２つ以上の半導体素子４の第２主面の電極４２が接合されている。また、電極板６の一方の面は、第１の接合材層１０ａ、１０ｂを介して、半導体素子４の第１主面の電極４１ａ、４１ｂに接合されている。このとき、電極板６の一方の面は、２つ以上の半導体素子４の第１主面上の電極４１ａ、４１ｂにまたがるように接合されている。
【００３８】
半導体素子４、導電板１の半導体素子接合部２、及び電極板６の一方の面に囲まれた隙間には、樹脂１２が埋め込まれる。
埋め込まれた樹脂１２は、ワイヤボンディング時の機械的衝撃を緩和することができる。また、樹脂封止時にモールド樹脂１３が入り込めない隙間を樹脂１２で埋めることで、モールド樹脂１３の未充填の箇所にヒートサイクルやヒートショックなどの信頼性試験によってクラックが発生することを低減することができる。
【００３９】
なお、樹脂１２は、クラックの発生を抑制するためにモールド樹脂１３と線膨張係数が同じ熱硬化型樹脂であることが望ましいため、本発明の実施の形態ではモールド樹脂１３と同じエポキシ系樹脂としている。また、樹脂１２に充填されているフィラーのフィラー径は、モールド樹脂１３に充填されているフィラーのフィラー径よりも小さく、半導体素子４、導電板１の半導体素子接合部２、及び電極板６の一方の面に囲まれた隙間に埋め込むことができるものを選択する。
【００４０】
さらに、電極板６の他方の面上の配線２３ｃと第２のリード端子３ａ、及び、配線２３ｄと第２のリード端子３ｂとがボンディングワイヤ５でそれぞれ接続され、モールド樹脂１３によって樹脂封止されている。
電極板６は絶縁基板２４からなり、絶縁基板２４の一方の面の、第１の接合材層１０ａ、１０ｂを介して半導体素子４の第１主面上の電極４１ａ、４１ｂと接合する面には、配線２３ａ、２３ｂが形成されており、絶縁基板２４の他方の面には、ボンディングワイヤ５を接続する配線２３ｃ、２３ｄが形成されている。
【００４１】
絶縁基板２４の一方の面の配線２３ａ、２３ｂと他方の面の配線２３ｃ、２３ｄとは、絶縁基板２４に設けられたスルーホール２２に形成された導電部材２５によって接続されている。
配線２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄは、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｓｎ、はんだのいずれかの金属、又はこれらを組み合わせた金属からなる金属膜を、蒸着法、スパッタ法、又はめっき法で絶縁基板２４に形成することによって設けられる。
【００４２】
導電部材２５は、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｓｎ、はんだのいずれかの金属、又はこれらを組み合わせた金属からなり、スルーホール２２の少なくとも内壁に形成される。
電極板６の一方の面は、複数の半導体素子４の第１主面上の電極４１ａ、４１ｂをまたぐように接合されており、配線２３ｃ、２３ｄにより、個々の半導体素子４の第１主面上の電極４１よりも大きくワイヤボンディングの領域を確保することができる。
【００４３】
また、電極板６の絶縁基板２４に配線２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄを形成することにより、個々の半導体素子４の第１主面上の電極４１ａ、４１ｂが配線２３ａ、２３ｂに接続されるため、電極板６と第２のリード端子３ａ、３ｂとを接続するボンディングワイヤ５の本数を削減することができる。
よって、電極板６が配線２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄを有するため、第１主面上に２つの電極４１ａ、４１ｂを持つ複数の半導体素子４を１つの半導体装置３０に搭載することができる。
【００４４】
（実施の形態５）
図１０、図１１は本発明の実施の形態５の平面図であり、実施の形態１の変形例である。
図１０の場合は、搭載する２つ以上の半導体素子４は縦長形状をしており、図中の座標のＸ方向に並列に配置されている。半導体素子４の長手方向は、図中の座標のＹ方向と平行となるように配置されている。
半導体素子４の第１主面上の電極４１は、電極板６ａと電極板６ｂにそれぞれに分けて接合される。電極板６ａ、６ｂと第２のリード端子３ａ、３ｂとをボンディングワイヤ５で接続する。
なお、電極板６ａ、６ｂの一方の面には、図３の（ｂ）、（ｃ）のように凸部１４ａ、１４ｂを備えても良い。
【００４５】
一方、図１１の場合は、２つ以上の半導体素子４が図中の座標のＹ方向に２列に配置されており、図中の座標のＸ方向に並列に配置されている。
半導体素子４の第１主面上の電極４１は、電極板６ａと電極板６ｂにそれぞれに分けて接合される。電極板６ａ、６ｂと第２のリード端子３ａ、３ｂとをボンディングワイヤ５で接続する。
なお、電極板６ａ、６ｂの一方の面には、図３の（ｂ）、（ｃ）のように凸部１４ａ、１４ｂを備えても良い。
電極板６を電極板６ａと電極板６ｂに分割することにより、図２０に示す従来技術と同様に、第２のリード端子３ａ、３ｂをアノード端子、第１のリード端子３をカソード端子とすることができる。
【００４６】
（実施の形態６）
図１２は、本発明の実施の形態６を説明する図であり、実施の形態１の半導体装置の製造方法を示す図である。
図１２（ａ）に示すように、電極板６の一方の面に第１の接合材層１０を形成する。接合材層１０の形成は、例えば、メタルマスクを用いたスクリーン印刷、又は、ディスペンサを用いた塗布により行う。
第１の接合材層１０は、熱伝導率の良いソルダーペースト、又は銀系導電性ペーストとし、１００μｍ程度の厚さとする。
【００４７】
次に、図１２（ｂ）に示すように、半導体素子４の第１主面上の電極４１を第１の接合材層１０の上に配置し、リフロー炉で加熱処理をして接合する。
次に、図１２（ｃ）に示すように、導電板１の半導体素子接合部２に第２の接合材層１１を形成する。第２の接合材層１１の形成は、例えば、メタルマスクを用いたスクリーン印刷、又は、ディスペンサを用いた塗布により行う。
第２の接合材層１１は、熱伝導率の良いソルダーペースト、又は銀系導電性ペーストとし、１００μｍ程度の厚さとする。
【００４８】
次に、図１２（ｄ）に示すように、電極板６の一方の面と接合された半導体素子４の第２主面上の電極４２を第２の接合材層１１の上に配置し、リフロー炉で加熱処理をして接合する。
電極板６の一方の面と接合された半導体素子４の第２主面上の電極４２を第２の接合材層１１の上に配置する際に、図１２（ｂ）のように電極板６の一方の面に半導体素子４の第１主面上の電極４１をあらかじめ接続しておくことで、電極板６の一方の面上に、第１の接合材層１０及び半導体素子４が各々の自重によって沈み込むため、搭載精度を向上することができる。
【００４９】
次に、図１２（ｅ）に示すように、半導体素子４、電極板６の一方の面、及び導電板１の半導体素子接合部２に囲まれた隙間Ｐに、図中の矢印の方向から樹脂１２を注入し、加熱処理により樹脂１２を硬化させる。注入された樹脂１２は、ワイヤボンディング時の機械的衝撃を緩和する。
【００５０】
また、樹脂１２には、モールド樹脂１３と同様にフィラーが充填されている。樹脂１２に充填されたフィラーのフィラー径は、モールド樹脂１３に充填されたフィラーのフィラー径よりも小さく、半導体素子４、導電板１の半導体素子接合部２、及び電極板６の一方の面に囲まれた隙間Ｐに埋め込むことができるものを選択する。隙間Ｐよりもモールド樹脂１３に充填されているフィラーのフィラー径が大きい場合は、樹脂封止時に隙間Ｐにモールド樹脂１３を埋め込むことができない。このため、樹脂封止時にモールド樹脂１３が入り込めない隙間Ｐを樹脂１２で埋めることで、モールド樹脂１３の未充填の箇所にヒートサイクルやヒートショックなどの信頼性試験によってクラックが発生することを低減することができる。
なお、樹脂１２は、クラックの発生を抑制するためにモールド樹脂１３と線膨張係数が同じ熱硬化型樹脂であることが望ましいため、本発明の実施の形態ではモールド樹脂１３と同じエポキシ系樹脂とする。
【００５１】
次に、図１２（ｆ）に示すように、電極板６の他方の面と第２のリード端子３ａ又は第２のリード端子３ｂとをボンディングワイヤ５で接続する。
ボンディングワイヤ５は、許容電流が大きいＡｌ、Ｃｕ、又はＡｕであることが望ましい。
次に、図１２（ｇ）に示すように、導電板１の半導体素子接合部２、第２の接合材層１１、半導体素子４、電極板６、及びボンディングワイヤ５をモールド樹脂１３で樹脂封止する。導電板１の半導体素子接合部２の背面は露出するように樹脂封止する。
【００５２】
なお、樹脂封止は、導電板１の半導体素子接合部２の背面を露出させないフルパック型としても良い。
半導体素子接合部２と第１のリード端子３を有する導電板１と第２のリード端子３ａ、３ｂとを備えるリードフレーム５０と、電極板６は、熱伝導率の良いＣｕ、Ａｌ、又はこれらを含む合金であることが望ましく、表面にＮｉによるめっき処理又はＳｎ系はんだによるめっき処理を施しても良い。
【００５３】
この製造方法では、図２０で示した従来技術と同様に、ダイパッドである半導体素子接合部２及び第１のリード端子３を有する導電板１と、第２のリード端子３ａ、３ｂとが連結されたリードフレーム５０を用いることができるため、リードフレーム５０の新たな設計や金型等の設備投資が不要となり、コストを削減できる。
電極板６の他方の面と第２のリード端子３ａ、３ｂとの接続をボンディングワイヤ５で行うため、電極板６に傾きが発生しても第２のリード端子３ａ、３ｂの位置がずれることはない。
【００５４】
また、複数の半導体素子４の第１主面上の電極４１をまたぐように電極板６の一方の面を接合することにより、半導体素子４の第１主面上の電極４１よりも大きいワイヤボンディングの領域を確保することができる。よって、直径の太いボンディングワイヤ５やリボン状のボンディングワイヤ５を使用することが容易に可能となり、従来技術よりもボンディングワイヤの本数を削減することができる。
【００５５】
（実施の形態７）
図１３、図１４は、本発明の実施の形態７の構成図である。図１３は、本発明の実施の形態７の平面図と側面図であり、図１４は、図１３のＦ−Ｆ' 断面図である。
半導体装置３０は、ＴＯ２２０型のような樹脂封止をするＴＯパッケージとし、第１のリード端子３及び第２のリード端子３ａは、図中の座標のＹ方向に平行に配置されている。
なお、図中の座標のＹ方向は、樹脂封止時のモールド樹脂１３の注入方向と同一とする。また、図示のように、第１のリード端子３及び第２のリード端子３ａ並びに後述するリード端子８は、その一部分がモールド樹脂１３で覆われておらず露出していて外部端子となっている。
【００５６】
搭載する２つ以上の半導体素子４は縦長形状をしており、図中の座標のＸ方向に並列に配置されている。半導体素子４の長手方向は、図中の座標のＹ方向と平行となるように配置される。
上記のように縦長形状の半導体素子４の長手方向を第１のリード端子３及び第２のリード端子３ａに平行に配置することで、モールド樹脂１３の流動性を向上させることができる。
【００５７】
２つ以上の半導体素子４の第２主面上の電極４２が、導電板１の半導体素子接合部２に第２の接合材層１１を介して接合されている。
２つ以上の半導体素子４の第１主面上の電極４１は、第１の接合材層１０を介して電極板７に接合され、モールド樹脂１３によって樹脂封止されている。電極板７は、リード端子８を有するとともに、２つ以上の半導体素子４の第１主面上の電極４１と第１の接合材層１０を介して接合する接合部９を一方の面に有する。そして、接合部９は、複数の半導体素子４の第１主面上の電極４１をまたぐように、これら電極４１と接合している。
【００５８】
電極板７の接合部９は、図１４（ａ）のように平面としてもよいし、図１４（ｂ）、（ｃ）のように凸部１４ａ、１４ｂを形成しても良い。電極板７の接合部９に凸部１４ａ、１４ｂを形成し、凸部１４ａ、１４ｂに半導体素子４の第１主面上の電極４１を接合することによって、搭載する半導体素子４の厚さが薄い場合には、導電板１の半導体素子接合部２と電極板７ａ、７ｂの接合部９との間隔をモールド樹脂１３のフィラー径よりも大きく広げることができる。その結果、樹脂封止時のモールド樹脂１３の流動性を向上させることができる。
また、図１４（ｃ）に示すように、凸部１４ｂを半導体素子の第１主面上の電極４１よりも小さくすることによって、第１の接合材層１０が半導体素子４の側面に付着することを防ぐことができる。
【００５９】
第１の接合材層１０及び第２の接合材層１１は、熱伝導率の良いソルダーペースト、又は銀系導電性ペーストであることが望ましい。
リード端子８と接合部９を有する電極板７は、熱伝導率の良いＣｕ、Ａｌ、又はこれらを含む合金であることが望ましく、表面にＮｉによるめっき処理又はＳｎ系はんだによるめっき処理を施しても良い。
また、半導体素子接合部２と第１のリード端子３を有する導電板１と、第２のリード端子３ａは、熱伝導率の良いＣｕ、Ａｌ、又はこれらを含む合金であることが望ましく、表面にＮｉによるめっき処理又はＳｎ系はんだによるめっき処理を施しても良い。
【００６０】
なお、半導体素子４、電極板７の接合部９、及び導電板１の半導体素子接合部２に囲まれた隙間Ｑは、モールド樹脂１３に充填されたフィラーのフィラー径より大きな隙間が取れない場合や、半導体素子４の配置によりモールド樹脂１３の流動性が悪い箇所がある場合は、樹脂１２で埋めてもよい。
モールド樹脂１３が入り込めない隙間Ｑを樹脂１２で埋めることで、モールド樹脂１３の未充填の箇所にヒートサイクルやヒートショックなどの信頼性試験によってクラックが発生することを低減することができる。
【００６１】
なお、樹脂１２は、クラックの発生を抑制するためにモールド樹脂１３と線膨張係数が同じ熱硬化型樹脂であることが望ましいため、本発明の実施の形態ではモールド樹脂１３と同じエポキシ系樹脂とする。また、樹脂１２に充填されたフィラーのフィラー径は、モールド樹脂１３に充填されたフィラーのフィラー径よりも小さく、隙間Ｑに埋め込むことができるものを選択する。
電極板７にリード端子８を設けることで、電極板７とリード端子８とをボンディングワイヤ５で接続する必要がなくなるため、製造の工数を削減することができる。
【００６２】
（実施の形態８）
図１５及び図１６は、本発明の実施の形態８の構成図であり、実施の形態７の変形例である。図１５は、本発明の実施の形態８の平面図と側面図であり、図１６は、図１５のＧ−Ｇ' 断面図である。
半導体素子４ａ、４ｂは縦長の形状をしており、図中の座標のＸ方向に並列に配置されている。また、半導体素子４ａは、長手方向が図中の座標のＹ方向に平行に配置され、半導体素子４ｂは、長手方向が図中の座標のＸ方向に平行に配置されている。
【００６３】
半導体素子４ａ同士の間、導電板１の半導体素子接合部２及び電極板７の接合部９に囲まれた隙間、半導体素子４ａと半導体素子４ｂとの間、導電板１の半導体素子接合部２及び電極板７の接合部９に囲まれた隙間Ｑに、樹脂１２を埋め込む。
このとき、半導体素子４ｂは、図中の座標のＹ方向から注入される樹脂１２が導電板１の半導体素子接合部２から流出するのを防ぐことができる。
樹脂封止時にモールド樹脂１３が入り込めない隙間Ｑを樹脂１２で埋めることで、モールド樹脂１３の未充填の箇所にヒートサイクルやヒートショックなどの信頼性試験によってクラックが発生することを低減することができる。
【００６４】
なお、樹脂１２は、クラックの発生を抑制するためにモールド樹脂１３と線膨張係数が同じ熱硬化型樹脂であることが望ましいため、本発明の実施の形態ではモールド樹脂１３と同じエポキシ系樹脂とする。また、樹脂１２に充填されたフィラーのフィラー径は、モールド樹脂１３に充填されたフィラーのフィラー径よりも小さく、半導体素子４ａ、４ｂ、導電板１の半導体素子接合部２、及び電極板７の一方の面に囲まれた隙間Ｑに埋め込むことができるものを選択する。
また、電極板７の接合部９には、図１４（ｂ）、（ｃ）のように、半導体素子４の第１主面との接合部に、半導体素子４の配置に合わせて、凸部１４ａ、１４ｂを形成しても良い。
【００６５】
（実施の形態９）
図１７は、本発明の実施の形態９の平面図であり、実施の形態７の変形例である。
搭載する２つ以上の半導体素子４は縦長形状をしており、図中の座標のＸ方向に並列に配置され、半導体素子４の長手方向は、図中の座標のＹ方向と平行に配置される。
なお、図中の座標のＹ方向は、樹脂封止時のモールド樹脂１３の注入方向と同一とする。
半導体素子４の第１主面上の電極４１は、電極板７ａの接合部９ａと電極板７ｂの接合部９ｂにそれぞれに分けて接合される。
なお、電極板７ａ、７ｂの接合部９ａ、９ｂは、図１４（ｂ）、（ｃ）のように、半導体素子４の第１主面上の電極４１との接合部に凸部１４ａ、１４ｂを備えても良い。
【００６６】
電極板７ａと電極板７ｂとに分割することにより、図２０に示す従来技術と同様に、電極板７ａのリード端子８ａをアノード端子、導電板１の第１のリード端子３をカソード端子、電極板７ｂのリード端子８ｂをアノード端子とすることができる。
また、縦長形状の半導体素子４の長手方向をモールド樹脂１３の注入方向である図中の座標のＹ方向に平行に配置することで、樹脂封止時のモールド樹脂１３の流動性を向上させることができる。
なお、半導体素子４、電極板７ａの接合部９ａ、電極板７ｂの接合部９ｂ、及び導電板１の半導体素子接合部２に囲まれた隙間には、モールド樹脂１３に充填されたフィラーのフィラー径よりも大きな隙間が取れない場合や、半導体素子４の配置によりモールド樹脂１３の流動性が悪い箇所がある場合は、樹脂１２を埋め込んでもよい。
【００６７】
モールド樹脂１３が入り込めない隙間Ｑを樹脂１２で埋めることで、モールド樹脂１３の未充填の箇所にヒートサイクルやヒートショックなどの信頼性試験によってクラックが発生することを低減することができる。
なお、樹脂１２は、クラックの発生を抑制するためにモールド樹脂１３と線膨張係数が同じ熱硬化型樹脂であることが望ましいため、本発明の実施の形態ではモールド樹脂１３と同じエポキシ系樹脂とする。また、樹脂１２に充填されたフィラーのフィラー径は、モールド樹脂１３に充填されたフィラーのフィラー径よりも小さく、隙間Ｑに埋め込むことができるものを選択する。
電極板７ａ、７ｂにリード端子８ａ、８ｂをそれぞれ有することで電極板７ａ、７ｂとリード端子８ａ、８ｂとをボンディングワイヤ５で接続する必要がなくなるため、製造の工数を削減することができる。
【００６８】
（実施の形態１０）
図１８は、本発明の実施の形態１０の平面図と側面図であり、実施の形態７の変形例である。
半導体装置３０は、ＴＯ２２０型のような樹脂封止をするＴＯパッケージとし、第１のリード端子３及び第２のリード端子３ａ、３ｂは、図中の座標のＹ方向に平行に配置されている。
なお、図中の座標のＹ方向は、樹脂封止時のモールド樹脂１３の注入方向と同一とする。また、図示のように、第１のリード端子３及び第２のリード端子３ａ、３ｂは、その一部分がモールド樹脂１３で覆われておらず露出していて外部端子となっている。
【００６９】
搭載する２つ以上の半導体素子４は縦長形状をしており、図中の座標のＸ方向に並列に配置されている。半導体素子４の長手方向は、図中の座標のＹ方向と平行となるように配置される。
上記のように縦長形状の半導体素子４の長手方向を第１のリード端子３及び第２のリード端子３ａ、３ｂに平行に配置することで、モールド樹脂１３の流動性を向上させることができる。
【００７０】
２つ以上の半導体素子４の第２主面上の電極４２が、導電板１の半導体素子接合部２に第２の接合材層１１を介して接合されている。
２つ以上の半導体素子４の第１主面上の電極４１は、第１の接合材層１０を介して電極板４３に接合され、モールド樹脂１３によって樹脂封止されている。電極板４３は、第２のリード端子３ｂと接続する接続部４６を有するとともに、２つ以上の半導体素子４の第１主面上の電極４１と第１の接合材層１０を介して接合する接合部４５を一方の面に有する。そして、接合部４５は、複数の半導体素子４の第１主面上の電極４１をまたぐように、これら電極４１と接合している。なお、接続部４６と接合部４５との間には、折れ曲がった形状の屈曲部４７が設けられており、接続部４６は、接合部４５から屈曲部４７を介して延在する。
【００７１】
電極板４３の接続部４６は第３の接合材層４４を介して第２のリード端子３ａに接合され、モールド樹脂１３によって樹脂封止されている。
電極板４３の接合部４５は、図１４（ａ）のように平面としてもよいし、図１４（ｂ）、（ｃ）のように凸部１４ａ、１４ｂを形成しても良い。
第１の接合材層１０、第２の接合材層１１、及び第３の接合材層４４は、熱伝導率の良いソルダーペースト、又は銀系導電性ペーストであることが望ましい。
【００７２】
接合部４５と接続部４６を有する電極板４３は、熱伝導率の良いＣｕ、Ａｌ、又はこれらを含む合金であることが望ましく、表面にＮｉによるめっき処理又はＳｎ系はんだによるめっき処理を施しても良い。
また、半導体素子接合部２と第１のリード端子３を有する導電板１と、第２のリード端子３ａ、３ｂは、熱伝導率の良いＣｕ、Ａｌ、又はこれらを含む合金であることが望ましく、表面にＮｉによるめっき処理又はＳｎ系はんだによるめっき処理を施しても良い。
なお、半導体素子４、電極板４３の接合部４５、及び導電板１の半導体素子接合部２に囲まれた隙間には、モールド樹脂１３に充填されたフィラーのフィラー径よりも大きな隙間が取れない場合や、半導体素子４の配置によりモールド樹脂１３の流動性が悪い箇所がある場合は、樹脂１２を埋め込んでもよい。
【００７３】
樹脂１２には、モールド樹脂１３と同様にフィラーが充填されている。樹脂１２に充填されたフィラーのフィラー径は、モールド樹脂１３に充填されたフィラーのフィラー径よりも小さく、半導体素子４、電極板４３の接合部４５、及び導電板１の半導体素子接合部２に囲まれた隙間に埋め込むことができるものを選択する。隙間よりもモールド樹脂１３に充填されているフィラーのフィラー径が大きい場合は、樹脂封止時に隙間にモールド樹脂１３を埋め込むことができない。このため、モールド樹脂１３が入り込めない隙間を樹脂１２で埋めることで、モールド樹脂１３の未充填の箇所にヒートサイクルやヒートショックなどの信頼性試験によってクラックが発生することを低減することができる。
なお、樹脂１２は、クラックの発生を抑制するためにモールド樹脂１３と線膨張係数が同じ熱硬化型樹脂であることが望ましいため、本発明の実施の形態ではモールド樹脂１３と同じエポキシ系樹脂とする。
【００７４】
本発明の実施の形態では、電極板４３の接続部４６を第２のリード端子３ｂに接合することで、電極板４３と第２のリード端子３ｂをボンディングワイヤ５で接続する必要がなく、製造の工数を削減することができる。
また、前述の従来技術と同様に、半導体素子接合部２と第１のリード端子とを有する導電板１と第２のリード端子３ａ、３ｂが連結されたリードフレーム５０を使用することができるため、新たな導電板１の設計が不要となる上、製造のコストを削減することができる。
【００７５】
（実施の形態１１）
図１９は、本発明の実施の形態１１を説明する図であり、実施の形態７の半導体装置の製造方法を示す図である。
図１９（ａ）に示すように、電極板７の接合部９への第１の接合材層１０の形成は、例えば、メタルマスクを用いたスクリーン印刷、又は、ディスペンサを用いた塗布により行う。
第１の接合材層１０は、熱伝導率の良いソルダーペースト、又は銀系導電性ペーストとし、１００μｍ程度の厚さとする。
【００７６】
次に、図１９（ｂ）に示すように、半導体素子４の第１主面上の電極４１を第１の接合材層１０に配置し、リフロー炉で加熱処理をして接合する。
次に、図１９（ｃ）に示すように、例えばメタルマスクを用いたスクリーン印刷又はディスペンサを用いた塗布により、導電板１の半導体素子接合部２に第２の接合材層１１を形成する。
第２の接合材層１１は、熱伝導率の良いソルダーペースト、又は銀系導電性ペーストとし、１００μｍ程度の厚さとする。
【００７７】
次に、図１９（ｄ）に示すように、電極板７の接合部９と接合された半導体素子４の第２主面上の電極４２を第２の接合材層１１の上に配置し、リフロー炉で加熱処理をして接合する。
電極板７の接合部９と接合された半導体素子４の第２主面上の電極４２を第２の接合材層１１の上に配置する際に、図１９（ｂ）のように電極板７の接合部９に半導体素子４の第１主面上の電極４１をあらかじめ接続しておくことで、電極板７の接合部９上に、第１の接合材層１０及び半導体素子４が各々の自重によって沈み込むため、搭載精度を向上することができる。
【００７８】
次に、図１９（ｅ）に示すように、半導体素子４、電極板７の接合部９、及び導電板１の半導体素子接合部２に囲まれた隙間Ｑに、図中の矢印の方向から樹脂１２を注入し、加熱処理をして樹脂１２を硬化させる。
樹脂１２は、クラックの発生を抑制するためにモールド樹脂１３と線膨張係数が同じ熱硬化型樹脂であることが望ましいため、本発明の実施の形態ではモールド樹脂１３と同じエポキシ系樹脂とする。また、樹脂１２に充填されたフィラーのフィラー径は、モールド樹脂１３に充填されたフィラーのフィラー径よりも小さく、半導体素子４、導電板１の半導体素子接合部２、及び電極板７の一方の面に囲まれた隙間Ｑに埋め込むことができるものを選択する。
モールド樹脂１３が入り込めない隙間Ｑを樹脂１２で埋めることで、モールド樹脂１３の未充填の箇所にヒートサイクルやヒートショックなどの信頼性試験によってクラックが発生することを低減することができる。
【００７９】
次に、図１９（ｆ）に示すように、導電板１の半導体素子接合部２、第２の接合材層１１、半導体素子４、第１の接合材層１０、及び電極板７の接合部９を、モールド樹脂１３で樹脂封止する。導電板１の半導体素子接合部２の背面は、露出するように樹脂封止する。
なお、樹脂封止は、導電板１の半導体素子接合部２の背面を露出させないフルパック型としても良い。
【００８０】
半導体素子４は縦長形状であり、半導体素子４の長手方向を樹脂１２又はモールド樹脂１３の注入方向に平行に配置することで、樹脂１２又はモールド樹脂１３の流動性を向上することができる。
半導体素子接合部２と第１のリード端子３とを有する導電板１と、リード端子８と接合部９を有する電極板７は、熱伝導率が良いＣｕ、Ａｌ、又はこれらを含む合金であることが望ましく、表面にＮｉによるめっき処理又はＳｎ系はんだによるめっき処理を施しても良い。
リード端子８と接合部９とを有する電極板７を用いることで、ワイヤボンディング工程が不要となり、製造工程の工数を削減することができる。
【符号の説明】
【００８１】
１        導電板
２        半導体素子接合部
３        第１のリード端子
３ａ、３ｂ        第２のリード端子
４、４ａ、４ｂ    半導体素子
５        ボンディングワイヤ
６、６ａ、６ｂ        電極板
７、７ａ、７ｂ        電極板
８、８ａ、８ｂ        リード端子
９、９ａ、９ｂ        接合部
１０、１０ａ、１０ｂ        第１の接合材層
１１        第２の接合材層
１２        樹脂
１３        モールド樹脂
１４ａ、１４ｂ        凸部
２２        スルーホール
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ        配線
２４        絶縁基板
２５        導電部材
３０        半導体装置
４１        第１主面上の電極
４２        第２主面上の電極
４３        電極板
４４        第３の接合材層
４５        接合部
４６        接続部
４７        屈曲部
５０        リードフレーム
Ａ        アノード
Ｋ        カソード
Ｐ        隙間
Ｑ        隙間
【図１】
2014054212.tif 000003
【図２】
2014054212.tif 000004
【図３】
2014054212.tif 000005
【図４】
2014054212.tif 000006
【図５】
2014054212.tif 000007
【図６】
2014054212.tif 000008
【図７】
2014054212.tif 000009
【図８】
2014054212.tif 000010
【図９】
2014054212.tif 000011
【図１０】
2014054212.tif 000012
【図１１】
2014054212.tif 000013
【図１２】
2014054212.tif 000014
【図１３】
2014054212.tif 000015
【図１４】
2014054212.tif 000016
【図１５】
2014054212.tif 000017
【図１６】
2014054212.tif 000018
【図１７】
2014054212.tif 000019
【図１８】
2014054212.tif 000020
【図１９】
2014054212.tif 000021
【図２０】
2014054212.tif 000022
【図２１】
2014054212.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成26年10月9日(2014.10.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
また、樹脂１２には、モールド樹脂１３と同様にフィラーが充填されている。樹脂１２に充填されているフィラーのフィラー径は、モールド樹脂１３に充填されているフィラーのフィラー径よりも小さく、半導体素子４ａ、導電板１の半導体素子接合部２、及び電極板６の一方の面に囲まれた隙間Ｐに埋め込むことができるものを選択する。隙間Ｐよりもモールド樹脂１３に充填されているフィラーのフィラー径が大きい場合は、樹脂封止時に隙間Ｐにモールド樹脂１３を埋め込むことができない。このため、樹脂封止時にモールド樹脂１３が入り込めない隙間Ｐを樹脂１２で埋めることで、モールド樹脂１３の未充填の箇所にヒートサイクルやヒートショックなどの信頼性試験によってクラックが発生することを低減することができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
なお、樹脂１２は、クラックの発生を抑制するためにモールド樹脂１３と線膨張係数が同じ熱硬化型樹脂であることが望ましいため、本発明の実施の形態ではモールド樹脂１３と同じエポキシ系樹脂としている。また、半導体素子４ａの第１主面上の電極４１と接合する電極板６の一方の面には、図３（ａ）のような平面や、図３（ｂ）又は図３（ｃ）のような凸部１４ａ、１４ｂを形成しても良い。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
次に、図１９（ｅ）に示すように、半導体素子４、電極板７の接合部９、及び導電板１の半導体素子接合部２に囲まれた隙間Ｑに、図中の矢印の方向から樹脂１２を注入し、加熱処理をして樹脂１２を硬化させる。
樹脂１２は、クラックの発生を抑制するためにモールド樹脂１３と線膨張係数が同じ熱硬化型樹脂であることが望ましいため、本発明の実施の形態ではモールド樹脂１３と同じエポキシ系樹脂とする。また、樹脂１２に充填されたフィラーのフィラー径は、モールド樹脂１３に充填されたフィラーのフィラー径よりも小さく、半導体素子４、導電板１の半導体素子接合部２、及び電極板７の一方の面に形成された接合部９に囲まれた隙間Ｑに埋め込むことができるものを選択する。
モールド樹脂１３が入り込めない隙間Ｑを樹脂１２で埋めることで、モールド樹脂１３の未充填の箇所にヒートサイクルやヒートショックなどの信頼性試験によってクラックが発生することを低減することができる。
【手続補正書】
【提出日】平成28年3月8日(2016.3.8)
【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】
第１主面及び第２主面に電極を有する半導体素子を２つ以上備えた半導体装置であって、
一方の面が２つ以上の前記半導体素子の前記第１主面と第１の接合材層を介して接合された電極板と、
２つ以上の前記半導体素子の前記第２主面と第２の接合材層を介して接合された半導体素子接合部と、第１のリード端子と、を有する導電板と、
前記電極板の他方の面とボンディングワイヤを介して接続された第２のリード端子と、を備え、
前記電極板は、絶縁基板と、前記絶縁基板の両主面にそれぞれ設けられた配線と、前記絶縁基板に設けられたスルーホールに配され前記絶縁基板の両主面の前記配線を電気的に接続する導電部材と、を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
第１主面及び第２主面に電極を有する半導体素子を２つ以上備えた半導体装置であって、
一方の面が２つ以上の前記半導体素子の前記第１主面と第１の接合材層を介して接合された電極板と、
２つ以上の前記半導体素子の前記第２主面と第２の接合材層を介して接合された半導体素子接合部と、第１のリード端子と、を有する導電板と、
前記電極板の他方の面とボンディングワイヤを介して接続された第２のリード端子と、を備え、
前記導電板の前記半導体素子接合部、前記第２の接合材層、前記半導体素子、前記第１の接合材層、前記電極板、及び前記ボンディングワイヤは、モールド樹脂により封止されており、
前記半導体素子同士の間であって、前記電極板と前記導電板との間の隙間に、前記モールド樹脂とは別体の樹脂が埋め込まれていることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
前記導電板の前記半導体素子接合部、前記第２の接合材層、前記半導体素子、前記第１の接合材層、前記電極板、及び前記ボンディングワイヤは、モールド樹脂により封止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４】
前記半導体素子同士の間であって、前記電極板と前記導電板との間の隙間に、樹脂が埋め込ま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５】
前記電極板は、絶縁基板と、前記絶縁基板の両主面にそれぞれ設けられた配線と、前記絶縁基板に設けられたスルーホールに配され前記絶縁基板の両主面の前記配線を電気的に接続する導電部材とを備えることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記電極板は、Ｃｕ、Ａｌ、又はこれらを含む合金であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記電極板は前記一方の面に凸部を備え、該凸部は前記半導体素子の前記第１主面との接合部に設けられ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】
請求項１又は請求項２に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記電極板の一方の面に前記第１の接合材層を形成する第１接合材層形成工程と、
前記第１の接合材層上に２つ以上の前記半導体素子の前記第１主面を配置して接合する第１接合工程と、
前記導電板の前記半導体素子接合部に前記第２の接合材層を形成する第２接合材層形成工程と、
前記電極板と接合された前記半導体素子の前記第２主面を前記第２の接合材層上に配置して接合する第２接合工程と、
前記第２接合工程の後、前記電極板の他方の面と前記第２のリード端子とを前記ボンディングワイヤで接続するワイヤボンディング工程と、
前記導電板の前記半導体素子接合部、前記第２の接合材層、前記半導体素子、前記第１の接合材層、前記電極板、及びボンディングワイヤをモールド樹脂で封止するモールド工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記第２接合工程と前記ワイヤボンディング工程との間に、前記半導体素子同士の間であって前記電極板と前記導電板との間の隙間に樹脂を注入して硬化させる樹脂埋め込み工程を備えることを特徴とする請求項８に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
第１主面及び第２主面に電極を有する半導体素子を２つ以上備えた半導体装置であって、
２つ以上の前記半導体素子の前記第１主面と第１の接合材層を介して接合された接合部を一方の面に備えるとともに、第１のリード端子を備えた電極板と、
２つ以上の前記半導体素子の前記第２主面と第２の接合材層を介して接合された半導体素子接合部と、第２のリード端子と、を有する導電板とを備え、
前記半導体素子は、その長手方向を前記第２のリード端子と平行にして配置され、
前記半導体素子同士の間であって、前記電極板の一方の面と前記導電板との間の隙間に、モールド樹脂とは別体の樹脂が埋め込まれていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
前記導電板の前記半導体素子接合部、前記第２の接合材層、前記半導体素子、前記第１の接合材層、及び前記電極板の前記接合部は、前記モールド樹脂により封止され、前記電極板の前記第１のリード端子と前記導電板の前記第２のリード端子は外部端子であることを特徴とする請求項１０に記載の半導体装置。
【請求項１２】
第１主面及び第２主面に電極を有する半導体素子を２つ以上備えた半導体装置であって、
２つ以上の前記半導体素子の前記第１主面と第１の接合材層を介して接合された接合部と、該接合部から屈曲部を介して延在する接続部とを、一方の面に備えた電極板と、
前記半導体素子の前記第２主面と第２の接合材層を介して接合され、２つ以上の前記半導体素子の前記第２主面に接続された半導体素子接合部と、第１のリード端子と、を有する導電板と、
前記電極板の接続部と第３の接合材層を介して接合された第２のリード端子とを備え、  前記半導体素子は、その長手方向を前記第１のリード端子と平行にして配置され、
前記半導体素子同士の間であって、前記電極板の一方の面と前記導電板との間の隙間に、モールド樹脂とは別体の樹脂が埋め込まれていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１３】
前記導電板の前記半導体素子接合部、前記第２の接合材層、前記半導体素子、前記第１の接合材層、及び前記電極板の前記接合部は、前記モールド樹脂により封止され、前記導電板の前記第１のリード端子と前記第２のリード端子は外部端子であることを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記電極板は、Ｃｕ、Ａｌ、又はこれらを含む合金であることを特徴とする請求項１０又は請求項１２に記載の半導体装置。
【請求項１５】
請求項１０に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記電極板の前記接合部上に前記第１の接合材層を形成する第１接合材層形成工程と、  前記第１の接合材層上に２つ以上の前記半導体素子の前記第１主面を配置して接合する第１接合工程と、
前記導電板の前記半導体素子接合部に前記第２の接合材層を形成する第２接合材層形成工程と、
前記電極板と接合された前記半導体素子の前記第２主面を前記第２の接合材層上に配置して接合する第２接合工程と、
前記半導体素子同士の間であって前記電極板と前記導電板との間に樹脂を注入して硬化させる樹脂埋め込み工程と、
前記導電板の前記半導体素子接合部、前記第２の接合材層、前記半導体素子、前記第１の接合材層、及び前記電極板の前記接合部をモールド樹脂で封止するモールド工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
前記別体の樹脂は熱硬化型樹脂であることを特徴とする請求項２、請求項１０、又は請求項１２に記載の半導体装置。
【請求項１７】
前記第１の接合材層又は前記第２の接合材層はソルダーペースト、又は銀系導電性ペーストであることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項１０、又は請求項１２に記載の半導体装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明の一態様に係る半導体装置は、第１主面及び第２主面に電極を有する半導体素子を備えた半導体装置であって、一方の面が半導体素子の第１主面上の電極と第１の接合材層を介して接合され２つ以上の半導体素子の第１主面上の電極にまたがる電極板と、半導体素子の第２主面上の電極と第２の接合材層を介して接合され２つ以上の半導体素子の第２主面上の電極に接続される半導体素子接合部と第１のリード端子とを有する導電板とを備え、電極板の他方の面と第２のリード端子とを必要に応じた太さや本数のボンディングワイヤで接続し、電極板は、絶縁基板と絶縁基板の両主面にそれぞれ設けられた配線とを有し、絶縁基板に設けられたスルーホールに配され絶縁基板の両主面の配線を電気的に接続する導電部材を備えることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、本発明の他の態様に係る半導体装置は、第１主面及び第２主面に電極を有する半導体素子を備えた半導体装置であって、一方の面が２つ以上の半導体素子の第１主面と第１の接合材層を介して接合された電極板と、２つ以上の半導体素子の第２主面と第２の接合材層を介して接合された半導体素子接合部と、第１のリード端子と、を有する導電板と、電極板の他方の面とボンディングワイヤを介して接続された第２のリード端子と、を備え、導電板の半導体素子接合部、第２の接合材層、半導体素子、第１の接合材層、電極板、及びボンディングワイヤはモールド樹脂により封止され、半導体素子同士の間であって、電極板と導電板との間の隙間にモールド樹脂とは別体の樹脂が埋め込まれていることを特徴とする。
【国際調査報告】
2014054212.tif 000024
2014054212.tif 000025
2014054212.tif 000026
2014054212.tif 000027