(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つのスイッチング素子と、当該スイッチング素子を挟み込むように設けられた少なくとも一対の板状の電極と、を有し、前記一対の電極における前記スイッチング素子に対向する二面とは反対側の二面には、前記スイッチング素子の熱を逃がすための二つの放熱面が形成されたサブモジュールを具備する半導体装置の製造方法であって、
型締めされた際、間にキャビティが形成される下型および上型と、前記下型および前記上型のいずれか一方に設けられ、前記二つの放熱面のいずか一方を押圧する押圧手段と、前記キャビティ内の圧力を計測する圧力計測手段と、前記サブモジュールを封止するための封止材を前記キャビティ内に供給するピストンと、を用意する第一の工程と、
前記押圧手段によって前記二つの放熱面のいずか一方が覆われると共に、前記下型および前記上型のいずれか他方によって前記二つの放熱面のいずか他方が覆われた状態で、前記押圧手段によって前記サブモジュールが押圧されるように、前記サブモジュールを前記キャビティ内に設置する第二の工程と、
前記圧力計測手段によって計測される前記キャビティ内の圧力が、前記押圧手段が前記サブモジュールを押圧する圧力を超えないように、前記ピストンを移動させて、前記キャビティ内に前記封止材を充填する第三の工程と、を含み、
前記サブモジュールは、二つのスイッチング素子と、当該二つのスイッチング素子をそれぞれ挟み込むように設けられた二対の電極と、を有し、
前記第三の工程において、平面視にて、前記キャビティの中央から外側に向けて前記封止材が流動するように、前記キャビティ内に前記封止材を供給する、
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
少なくとも一つのスイッチング素子と、当該スイッチング素子を挟み込むように設けられた少なくとも一対の板状の電極と、を有し、前記一対の電極における前記スイッチング素子に対向する二面とは反対側の二面には、前記スイッチング素子の熱を逃がすための二つの放熱面が形成されたサブモジュールを具備する半導体装置の製造方法であって、
型締めされた際、間にキャビティが形成される下型および上型と、前記下型および前記上型のいずれか一方に設けられ、前記二つの放熱面のいずか一方を押圧する押圧手段と、前記キャビティ内の圧力を計測する圧力計測手段と、前記サブモジュールを封止するための封止材を前記キャビティ内に供給するピストンと、を用意する第一の工程と、
前記押圧手段によって前記二つの放熱面のいずか一方が覆われると共に、前記下型および前記上型のいずれか他方によって前記二つの放熱面のいずか他方が覆われた状態で、前記押圧手段によって前記サブモジュールが押圧されるように、前記サブモジュールを前記キャビティ内に設置する第二の工程と、
前記圧力計測手段によって計測される前記キャビティ内の圧力が、前記押圧手段が前記サブモジュールを押圧する圧力を超えないように、前記ピストンを移動させて、前記キャビティ内に前記封止材を充填する第三の工程と、を含み、
前記下型および前記上型は、前記封止材が前記キャビティの外側へ流動することを制限する複数の堰部を有する、
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記第三の工程において、前記キャビティ内に前記封止材が完全に充填される前に、前記ピストンの速度を減少させる、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記押圧手段は、
前記押圧手段が前記サブモジュールを押圧する方向に沿って摺動し、前記二つの放熱面のいずか一方に密着する摺動部材と、
前記押圧手段が前記サブモジュールを押圧する方向に前記摺動部材を付勢する弾性部材と、を有する、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記押圧手段は、前記二つの放熱面のいずか一方の外縁部に密着する弾性部材を有する、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記押圧手段は、前記二つの放熱面のいずか一方に密着するシート状の弾性部材を有する、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
少なくとも一つのスイッチング素子と、当該スイッチング素子を挟み込むように設けられた少なくとも一対の板状の電極と、を有し、前記一対の電極における前記スイッチング素子に対向する二面とは反対側の二面には、前記スイッチング素子の熱を逃がすための二つの放熱面が形成されたサブモジュールを具備する半導体装置の製造装置であって、
型締めされた際、前記サブモジュールが設置されるキャビティが間に形成される下型および上型と、
前記下型および前記上型のいずれか一方に設けられ、前記二つの放熱面のいずか一方を押圧する押圧手段と、
前記キャビティ内の圧力を計測する圧力計測手段と、
前記サブモジュールを封止するための封止材を前記キャビティ内に供給するピストンと、
前記圧力計測手段によって計測される前記キャビティ内の圧力に基づいて、前記ピストンを制御する制御手段と、を具備し、
前記下型および前記上型のいずれか他方は、前記下型および前記上型が型締めされた際、前記二つの放熱面のいずか他方に密着し、
前記押圧手段は、前記下型および前記上型が型締めされた際、前記二つの放熱面のいずか一方を覆った状態で、前記サブモジュールを押圧し、
前記制御手段は、前記圧力計測手段によって計測される前記キャビティ内の圧力が、前記押圧手段が前記サブモジュールを押圧する圧力を超えないように、前記ピストンを移動させ、
前記サブモジュールは、二つのスイッチング素子と、当該二つのスイッチング素子をそれぞれ挟み込むように設けられた二対の電極と、を有し、
前記封止材の前記キャビティ内への供給口となるゲート孔が、平面視にて、前記キャビティの中央に形成される、
ことを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項８】
少なくとも一つのスイッチング素子と、当該スイッチング素子を挟み込むように設けられた少なくとも一対の板状の電極と、を有し、前記一対の電極における前記スイッチング素子に対向する二面とは反対側の二面には、前記スイッチング素子の熱を逃がすための二つの放熱面が形成されたサブモジュールを具備する半導体装置の製造装置であって、
型締めされた際、前記サブモジュールが設置されるキャビティが間に形成される下型および上型と、
前記下型および前記上型のいずれか一方に設けられ、前記二つの放熱面のいずか一方を押圧する押圧手段と、
前記キャビティ内の圧力を計測する圧力計測手段と、
前記サブモジュールを封止するための封止材を前記キャビティ内に供給するピストンと、
前記圧力計測手段によって計測される前記キャビティ内の圧力に基づいて、前記ピストンを制御する制御手段と、を具備し、
前記下型および前記上型のいずれか他方は、前記下型および前記上型が型締めされた際、前記二つの放熱面のいずか他方に密着し、
前記押圧手段は、前記下型および前記上型が型締めされた際、前記二つの放熱面のいずか一方を覆った状態で、前記サブモジュールを押圧し、
前記制御手段は、前記圧力計測手段によって計測される前記キャビティ内の圧力が、前記押圧手段が前記サブモジュールを押圧する圧力を超えないように、前記ピストンを移動させ、
前記下型および前記上型は、前記封止材が前記キャビティの外側へ流動することを制限する複数の堰部を有する、
ことを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記キャビティ内に前記封止材が完全に充填される前に、前記ピストンの速度を減少させる、
ことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項１０】
前記押圧手段は、
前記押圧手段が前記サブモジュールを押圧する方向に沿って摺動し、前記二つの放熱面のいずか一方に密着する摺動部材と、
前記押圧手段が前記サブモジュールを押圧する方向に前記摺動部材を付勢する弾性部材と、を有する、
ことを特徴とする請求項７乃至請求項９のいずれか一項に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項１１】
前記押圧手段は、前記二つの放熱面のいずか一方の外縁部に密着する弾性部材を有する、
ことを特徴とする請求項７乃至請求項９のいずれか一項に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項１２】
前記押圧手段は、前記二つの放熱面のいずか一方に密着するシート状の弾性部材を有する、
ことを特徴とする請求項７乃至請求項９のいずれか一項に記載の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製造装置に関し、特に半導体素子を封止材によって封止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子等の複数の部材を熱硬化性樹脂等の封止材によって封止することによって製造される半導体装置が広く知られており、ハイブリッド自動車のモータの制御等に用いられている。
このような半導体装置は、半導体素子（スイッチング素子）のスイッチング動作に伴って発熱するため、所定の冷却器によって冷却する必要がある。
【０００３】
特許文献１には、ヒートスプレッダおよび電極として機能する一対の金属板と、当該一対の金属板の間に配置された半導体素子と、各金属板の外側表面が露出するように、一対の金属板および半導体素子を封止した樹脂と、を具備する半導体装置が開示されている。
特許文献１に記載の半導体装置においては、各金属板の露出面に絶縁板を介して接触された冷却器（冷媒チューブ）によって、半導体素子が冷却されることとなる。
【０００４】
特許文献１に記載の半導体装置を製造する工程においては、一対の金属板および半導体素子を樹脂によって封止した際、樹脂が各金属板の外側表面を覆うため、各金属板の外側表面を露出するために樹脂の一部を除去する作業を行う必要がある。
【０００５】
特許文献２には、樹脂の一部を除去する作業を別途行うことなく、二つの放熱面（冷却器に接触させる面）が露出した半導体装置を製造する技術が開示されている。
特許文献２に記載の技術は、ワーク（半導体素子等の複数の部材）が設置されたキャビティ内に進入して当該ワークの一方の放熱面を押圧する可動部材と、当該可動部材がワークを押圧する圧力を検出する圧力センサと、キャビティ内における樹脂の圧力を検出する樹脂圧力センサとを設け、これらのセンサの検出値に基づいて、可動部材がワークを押圧する圧力が一定となるようにフィードバック制御を行うことを特徴としている。
【０００６】
特許文献２に記載の技術によれば、可動部材によって一定の圧力でワークを押圧することによって、ワークを構成する複数の部材同士が圧接された状態を維持できるため、ワークを構成する複数の部材同士をはんだ等の接合部材によって接合することなく、半導体装置を製造できる。
さらに、可動部材によって一定の圧力でワークを押圧することによって、樹脂がキャビティ内に充填された際にも、ワークにおける二つの放熱面が可動部材および金型によってマスキングされるため、放熱面を露出するために樹脂の一部を除去する作業を別途行うことなく、放熱面が露出した半導体装置を製造することを実現している。
【０００７】
しかしながら、可動部材がワークを押圧する圧力を一定に制御したとしても、樹脂がキャビティ内に充填されて急激にキャビティ内の圧力が上昇した場合には、金型に荷重が加わり、金型が開く（上型と下型とが離間する）おそれがある。その結果、放熱面が樹脂によって覆われる等の問題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−３５２０２３号公報
【特許文献２】特開２０１０−２３８８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、半導体装置における、スイッチング素子の熱を逃がすための放熱面が封止材によって覆われることを防止可能な技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、少なくとも一つのスイッチング素子と、当該スイッチング素子を挟み込むように設けられた少なくとも一対の板状の電極と、を有し、前記一対の電極における前記スイッチング素子に対向する二面とは反対側の二面には、前記スイッチング素子の熱を逃がすための二つの放熱面が形成されたサブモジュールを具備する半導体装置の製造方法であって、型締めされた際、間にキャビティが形成される下型および上型と、前記下型および前記上型のいずれか一方に設けられ、前記二つの放熱面のいずか一方を押圧する押圧手段と、前記キャビティ内の圧力を計測する圧力計測手段と、前記サブモジュールを封止するための封止材を前記キャビティ内に供給するピストンと、を用意する第一の工程と、前記押圧手段によって前記二つの放熱面のいずか一方が覆われると共に、前記下型および前記上型のいずれか他方によって前記二つの放熱面のいずか他方が覆われた状態で、前記押圧手段によって前記サブモジュールが押圧されるように、前記サブモジュールを前記キャビティ内に設置する第二の工程と、前記圧力計測手段によって計測される前記キャビティ内の圧力が、前記押圧手段が前記サブモジュールを押圧する圧力を超えないように、前記ピストンを移動させて、前記キャビティ内に前記封止材を充填する第三の工程と、を含む。
【００１１】
本発明に係る半導体装置の製造方法において、前記第三の工程において、前記キャビティ内に前記封止材が完全に充填される前に、前記ピストンの速度を減少させることが好ましい。
【００１２】
本発明に係る半導体装置の製造方法において、前記サブモジュールは、二つのスイッチング素子と、当該二つのスイッチング素子をそれぞれ挟み込むように設けられた二対の電極と、を有し、前記第三の工程において、平面視にて、前記キャビティの中央から外側に向けて前記封止材が流動するように、前記キャビティ内に前記封止材を供給することが好ましい。
【００１３】
本発明に係る半導体装置の製造方法において、前記下型および前記上型は、前記封止材が前記キャビティの外側へ流動することを制限する複数の堰部を有することが好ましい。
【００１４】
本発明に係る半導体装置の製造方法において、前記押圧手段は、前記押圧手段が前記サブモジュールを押圧する方向に沿って摺動し、前記二つの放熱面のいずか一方に密着する摺動部材と、前記押圧手段が前記サブモジュールを押圧する方向に前記摺動部材を付勢する弾性部材と、を有することが好ましい。
【００１５】
本発明に係る半導体装置の製造方法において、前記押圧手段は、前記二つの放熱面のいずか一方の外縁部に密着する弾性部材を有することが好ましい。
【００１６】
本発明に係る半導体装置の製造方法において、前記押圧手段は、前記二つの放熱面のいずか一方に密着するシート状の弾性部材を有することが好ましい。
【００１７】
本発明に係る半導体装置の製造装置は、少なくとも一つのスイッチング素子と、当該スイッチング素子を挟み込むように設けられた少なくとも一対の板状の電極と、を有し、前記一対の電極における前記スイッチング素子に対向する二面とは反対側の二面には、前記スイッチング素子の熱を逃がすための二つの放熱面が形成されたサブモジュールを具備する半導体装置の製造装置であって、型締めされた際、前記サブモジュールが設置されるキャビティが間に形成される下型および上型と、前記下型および前記上型のいずれか一方に設けられ、前記二つの放熱面のいずか一方を押圧する押圧手段と、前記キャビティ内の圧力を計測する圧力計測手段と、前記サブモジュールを封止するための封止材を前記キャビティ内に供給するピストンと、前記圧力計測手段によって計測される前記キャビティ内の圧力に基づいて、前記ピストンを制御する制御手段と、を具備し、前記下型および前記上型のいずれか他方は、前記下型および前記上型が型締めされた際、前記二つの放熱面のいずか他方に密着し、前記押圧手段は、前記下型および前記上型が型締めされた際、前記二つの放熱面のいずか一方を覆った状態で、前記サブモジュールを押圧し、前記制御手段は、前記圧力計測手段によって計測される前記キャビティ内の圧力が、前記押圧手段が前記サブモジュールを押圧する圧力を超えないように、前記ピストンを移動させる。
【００１８】
本発明に係る半導体装置の製造装置において、前記制御手段は、前記キャビティ内に前記封止材が完全に充填される前に、前記ピストンの速度を減少させることが好ましい。
【００１９】
本発明に係る半導体装置の製造装置において、前記サブモジュールは、二つのスイッチング素子と、当該二つのスイッチング素子をそれぞれ挟み込むように設けられた二対の電極と、を有し、前記封止材の前記キャビティ内への供給口となるゲート孔が、平面視にて、前記キャビティの中央に形成されることが好ましい。
【００２０】
本発明に係る半導体装置の製造装置において、前記下型および前記上型は、前記封止材が前記キャビティの外側へ流動することを制限する複数の堰部を有することが好ましい。
【００２１】
本発明に係る半導体装置の製造装置において、前記押圧手段は、前記押圧手段が前記サブモジュールを押圧する方向に沿って摺動し、前記二つの放熱面のいずか一方に密着する摺動部材と、前記押圧手段が前記サブモジュールを押圧する方向に前記摺動部材を付勢する弾性部材と、を有することが好ましい。
【００２２】
本発明に係る半導体装置の製造装置において、前記押圧手段は、前記二つの放熱面のいずか一方の外縁部に密着する弾性部材を有することが好ましい。
【００２３】
本発明に係る半導体装置の製造装置において、前記押圧手段は、前記二つの放熱面のいずか一方に密着するシート状の弾性部材を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、半導体装置における、スイッチング素子の熱を逃がすための放熱面が封止材によって覆われることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第一実施形態に係るサブモジュールを示す図。
【図２】本発明の第一実施形態に係る半導体装置の製造装置を示す図。
【図３】製造装置の金型が開いた状態を示す図。
【図４】製造装置の金型のキャビティ内に封止材が供給される様子を示す図。
【図５】製造装置の金型のキャビティ内に封止材が充填された様子を示す図。
【図６】製造装置における制御装置の制御シーケンスを示す図。
【図７】封止材によって封止されたサブモジュールを金型から取り出す様子を示す図。
【図８】製造装置の押圧手段の別形態を示す図。
【図９】製造装置の押圧手段の別形態を示す図。
【図１０】本発明の第二実施形態に係るサブモジュールを示す図。
【図１１】本発明の第二実施形態に係る半導体装置の製造装置を示す図。
【図１２】製造装置の金型のキャビティを示す平面図。
【図１３】製造装置の金型に設けられた堰部を示す図。
【図１４】製造装置の金型が開いた状態を示す図。
【図１５】製造装置の金型のキャビティ内に封止材が充填された様子を示す図。
【図１６】キャビティ内に供給された封止材の流れを示す図。
【図１７】半導体装置を金型から取り出す様子を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
［第一実施形態］
以下では、本発明に係る半導体装置の製造装置の第一実施形態である、半導体装置１０００を製造するための製造装置１００について説明する。
【００２７】
まず、図１を参照して、半導体装置１０００の構成について説明する。
半導体装置１０００は、所謂、１ｉｎ１のインテリジェントパワーモジュールである。半導体装置１０００は、ハイブリッド自動車のモータの制御等に用いられる。
【００２８】
図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、半導体装置１０００は、サブモジュール１１００と、封止部１２００とを具備する。
【００２９】
サブモジュール１１００は、複数の部材から成り、封止部１２００によって封止されている。つまり、サブモジュール１１００は、半導体装置１０００における封止部１２００以外の部分に相当する。
サブモジュール１１００は、コレクタ１１１０と、エミッタ１１２０と、トランジスタ１１３０と、ダイオード１１４０と、トランジスタ用スペーサ１１５０と、ダイオード用スペーサ１１６０とを有する。
【００３０】
コレクタ１１１０およびエミッタ１１２０は、ヒートスプレッダおよび一対の電極として機能し、それぞれ、一定の厚み（図１（ａ）における上下寸法）を有する板状に形成された、銅等の金属から成る。コレクタ１１１０およびエミッタ１１２０は、一方の板面同士が平行な状態で対向するように、互いに所定の間隔を空けて配置されている。コレクタ１１１０およびエミッタ１１２０には、それぞれ外部と電気的に接続するためのコレクタ端子１１１１およびエミッタ端子１１２１が、封止部１２００の外部に突出するように設けられている。
コレクタ１１１０の一方の板面（エミッタ１１２０に対向する面）には、トランジスタ１１３０およびダイオード１１４０が互いに所定の間隔を空けて設けられている。つまり、トランジスタ１１３０およびダイオード１１４０は、コレクタ１１１０およびエミッタ１１２０の間に配置されている。
【００３１】
トランジスタ１１３０は、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＩＧＢＴ）等のスイッチング素子としての半導体素子である。トランジスタ１１３０は、薄板状に形成されており、一方の板面には、エミッタ極１１３１およびゲート極１１３２が形成され、他方の板面には、コレクタ極（不図示）が形成されている。トランジスタ１１３０は、前記コレクタ極がコレクタ１１１０の一方の板面に接触した状態で、はんだ等の接合部材によってコレクタ１１１０に接合されている。
【００３２】
トランジスタ１１３０の一方の板面は、酸化ケイ素等の絶縁体から成る絶縁膜１１３３により覆われている。トランジスタ１１３０の一方の板面における、エミッタ極１１３１およびゲート極１１３２が形成されている部分には絶縁膜１１３３が形成されておらず、エミッタ極１１３１およびゲート極１１３２が露出している。
【００３３】
エミッタ極１１３１は、トランジスタ用スペーサ１１５０を介して、エミッタ１１２０と電気的に接続されている。
トランジスタ用スペーサ１１５０は、略直方体状に形成された、銅等の金属から成る。トランジスタ用スペーサ１１５０は、一表面がトランジスタ１１３０のエミッタ極１１３１に接触した状態で、はんだ等の接合部材によってトランジスタ１１３０に接合されている。また、トランジスタ用スペーサ１１５０は、前記一表面（エミッタ極１１３１との接触面）と反対側の面がエミッタ１１２０に接触した状態で、はんだ等の接合部材によってエミッタ１１２０に接合されている。このように、トランジスタ用スペーサ１１５０は、コレクタ１１１０およびエミッタ１１２０が互いに接触しないように、両者間に配置される。
【００３４】
ゲート極１１３２は、ボンディングワイヤを介して、ゲート端子１１３４と電気的に接続されている。
ゲート端子１１３４は、外部と電気的に接続するための部材であり、コレクタ端子１１１１およびエミッタ端子１１２１の突出方向とは反対方向に、封止部１２００の外部に突出している。ゲート端子１１３４は、コレクタ１１１０、エミッタ１１２０、トランジスタ１１３０、ダイオード１１４０、トランジスタ用スペーサ１１５０、およびダイオード用スペーサ１１６０に接触しないように配置されている。
【００３５】
ダイオード１１４０は、高速リカバリダイオード（Ｆａｓｔ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ  Ｄｉｏｄｅ：ＦＲＤ）等の半導体素子である。ダイオード１１４０は、薄板状に形成されており、一方の板面がアノード面として構成され、他方の板面がカソード面として構成されている。ダイオード１１４０は、カソード面がコレクタ１１１０の一方の板面（エミッタ１１２０に対向する面）に接触した状態で、はんだによってコレクタ１１１０に接合されている。また、ダイオード１１４０のアノード面は、ダイオード用スペーサ１１６０を介して、エミッタ１１２０と電気的に接続されている。
【００３６】
ダイオード用スペーサ１１６０は、トランジスタ用スペーサ１１５０と略同様に構成されており、略直方体状に形成された、銅等の金属から成る。ダイオード用スペーサ１１６０は、一表面がダイオード１１４０のアノード面に接触した状態で、はんだによってダイオード１１４０に接合されている。また、ダイオード用スペーサ１１６０は、前記一表面（ダイオード１１４０との接触面）と反対側の面がエミッタ１１２０に接触した状態で、はんだによってエミッタ１１２０に接合されている。このように、ダイオード用スペーサ１１６０は、トランジスタ用スペーサ１１５０と同様に、コレクタ１１１０およびエミッタ１１２０が互いに接触しないように、両者間に配置される。
【００３７】
封止部１２００は、封止材である樹脂Ｒ（図２等参照）を硬化させ、その不要部分を除去したものである。なお、本実施形態において、樹脂Ｒは、熱硬化性樹脂のエポキシ樹脂である。
封止部１２００は、サブモジュール１１００を封止している。詳細には、封止部１２００は、コレクタ１１１０およびエミッタ１１２０の他方の板面（外側に位置する板面）が露出すると共に、コレクタ端子１１１１、エミッタ端子１１２１およびゲート端子１１３４の先端が露出するように、サブモジュール１１００を内部において固定している。
【００３８】
以上のように構成された半導体装置１０００は、封止部１２００から外部に露出した、コレクタ１１１０およびエミッタ１１２０の他方の板面を、所定の絶縁体（例えば、セラミックス製の薄板）を介して冷却器に接触させることにより、冷却されることとなる。つまり、半導体装置１０００において、コレクタ１１１０およびエミッタ１１２０の他方の板面は、それぞれ半導体素子（トランジスタ１１３０およびダイオード１１４０）の熱を逃がすための放熱面として機能する。
なお、本実施形態においては、半導体素子としてトランジスタ１１３０およびダイオード１１４０を設けたが、少なくともスイッチング素子としての半導体素子（トランジスタ１１３０）が設けられていればよい。
【００３９】
次に、図２を参照して、製造装置１００の構成について説明する。
製造装置１００は、半導体装置１０００を製造するための装置である。
なお、説明の便宜上、図２における上下方向を製造装置１００の上下方向と定義し、図２における左右方向を製造装置１００の左右方向と定義する。
【００４０】
図２に示すように、製造装置１００は、金型１１０と、押圧装置１２０と、ピストン１３０と、圧力センサ１４０と、制御装置１５０とを具備する。
【００４１】
金型１１０は、下型１１１および上型１１２から成る。金型１１０は、型締めされた状態（下型１１１および上型１１２が接触した状態）において、半導体装置１０００の封止部１２００を成形するための空間であるキャビティが内部に形成されるように構成されている。金型１１０のキャビティは、金型１１０の内部における左部に形成されている。金型１１０のキャビティは、サブモジュール１１００と略同様の上下寸法に設定されている。金型１１０のキャビティには、サブモジュール１１００が設置され、樹脂Ｒが供給されることとなる。
【００４２】
下型１１１は、金型１１０の下部を成す部材であり、所定の位置に固定されている。下型１１１の内部には、下型１１１を加熱するためのヒータ（不図示）が設けられている。下型１１１の上面には、金型１１０のキャビティの下部を成す凹部１１１ａが形成されている。
凹部１１１ａは、下型１１１の上面における左部において、下方に窪むように形成されている。凹部１１１ａの底面（下面）は、左右方向に沿った平坦面として形成されている。凹部１１１ａの底面には、当該底面と、コレクタ１１１０の放熱面（下端面）とが密着するように、サブモジュール１１００が載置される。
【００４３】
下型１１１の内部には、シリンダ１１１ｂが設けられている。詳細には、下型１１１の右部には、上下方向に貫通する円柱状の貫通孔が、凹部１１１ａと所定の間隔を空けて形成されており、当該貫通孔にシリンダ１１１ｂが嵌装されている。
シリンダ１１１ｂは、円筒状に形成された部材である。シリンダ１１１ｂの内部には、ピストン１３０が摺動可能に設けられている。なお、ピストン１３０の構成については後述する。
【００４４】
上型１１２は、金型１１０の上部を成す部材であり、下型１１１に対して近接および離間するように構成されている。上型１１２の内部には、上型１１２を加熱するためのヒータ（不図示）が設けられている。上型１１２の下面には、金型１１０のキャビティの上部を成す凹部１１２ａが形成されている。
凹部１１２ａは、上型１１２の下面における左部において、上方に窪むように形成されている。つまり、凹部１１２ａは、下型１１１の凹部１１１ａと位置を合わせて形成されている。
【００４５】
上型１１２の下面には、金型１１０のキャビティ内に樹脂Ｒを供給するための供給溝１１２ｂが形成されている。
供給溝１１２ｂは、上型１１２の下面における右部から凹部１１２ａにかけて形成されている。詳細には、供給溝１１２ｂは、金型１１０が型締めされた状態において、シリンダ１１１ｂの内部と、金型１１０のキャビティとが連通するように形成されている。つまり、金型１１０の内部空間であるキャビティと、金型１１０の外部とが、供給溝１１２ｂおよびシリンダ１１１ｂを介して連通している。
【００４６】
上型１１２の凹部１１２ａの底面（上面）には、押圧装置１２０を収納するためのポケット１１２ｃが形成されている。
ポケット１１２ｃは、凹部１１２ａの底面から上方に窪むように形成されている。ポケット１１２ｃは、金型１１０のキャビティにおけるサブモジュール１１００の設置位置に合わせて形成されている。ポケット１１２ｃは、平面視にて、エミッタ１１２０の放熱面（上端面）よりも大きい寸法に設定されている。ポケット１１２ｃには、押圧装置１２０が設けられている。
【００４７】
押圧装置１２０は、本発明に係る押圧手段の一実施形態であり、金型１１０のキャビティ内に設置されたサブモジュール１１００を、上方から所定の圧力で押圧する装置である。押圧装置１２０は、摺動部材１２１と、弾性部材１２２とを有する。
【００４８】
摺動部材１２１は、ポケット１１２ｃと同様の平面形状を有する板材であり、ポケット１１２ｃ内を上下方向に摺動可能に構成されている。つまり、摺動部材１２１は、キャビティ内に供給された樹脂Ｒがポケット１１２ｃ内に進入しないように構成されている。摺動部材１２１は、平面視にて、エミッタ１１２０の放熱面（上端面）よりも大きい寸法に設定されている。つまり、摺動部材１２１は、平面視にて、エミッタ１１２０の放熱面が完全に覆われるように形成されている。
摺動部材１２１の二つの板面（上下端面）は、それぞれ平坦面として形成され、互いに平行となっている。つまり、摺動部材１２１は、一定の厚み（上下寸法）の板材として形成されている。摺動部材１２１は、板面が左右方向に沿うように、ポケット１１２ｃ内に設けられている。
【００４９】
弾性部材１２２は、摺動部材１２１を下方に付勢する部材である。本実施形態において、弾性部材１２２は、複数の皿バネから構成されているが、その構成を限定するものではない。
【００５０】
このように構成された押圧装置１２０においては、摺動部材１２１が弾性部材１２２によって下方に付勢されているため、金型１１０が型締めされた際、金型１１０のキャビティ内に設置されたサブモジュール１１００が摺動部材１２１によって下方に押圧されることとなる。つまり、押圧装置１２０は、金型１１０が型締めされた際、摺動部材１２１の下端面がエミッタ１１２０の放熱面に密着した状態で、サブモジュール１１００を、上方から所定の圧力で押圧する。
なお、押圧装置１２０がサブモジュール１１００を押圧する圧力は、サブモジュール１１００における半導体素子（トランジスタ１１３０およびダイオード１１４０）が破損しない程度の大きさに設定される。
本実施形態においては、押圧装置１２０を上型１１２に設けたが、下型１１１に設ける構成としてもよい。
【００５１】
ピストン１３０は、樹脂Ｒを金型１１０のキャビティ内に供給するための部材である。ピストン１３０は、シリンダ１１１ｂ内を上下方向に摺動可能に構成されている。ピストン１３０は、制御装置１５０と電気的に接続されており、制御装置１５０によって制御される。詳細には、ピストン１３０は、サーボモータによって駆動されており、当該サーボモータが制御装置１５０によって制御される。
ピストン１３０の上端面には、タブレット状の樹脂Ｒが載置される。タブレット状の樹脂Ｒが流動性を有する程度にまで加熱されつつ、ピストン１３０が所定位置まで上昇することで、溶融した樹脂Ｒが供給溝１１２ｂを通って金型１１０のキャビティ内に供給されることとなる。
【００５２】
圧力センサ１４０は、本発明に係る圧力計測手段の一実施形態であり、金型１１０のキャビティ内の圧力を計測するためのセンサである。圧力センサ１４０は、凹部１１１ａの底面（下面）における、サブモジュール１１００が載置されていない部分から露出するように、下型１１１の内部に設けられている。圧力センサ１４０は、制御装置１５０と電気的に接続されている。
【００５３】
制御装置１５０は、本発明に係る制御手段の一実施形態である。制御装置１５０は、ピストン１３０および圧力センサ１４０と電気的に接続されている。制御装置１５０は、圧力センサ１４０によって計測されたキャビティ内の圧力に基づいて、ピストン１３０を制御する。換言すれば、制御装置１５０は、キャビティ内の圧力が所定値となるように、ピストン１３０を制御する。なお、制御装置１５０の詳細な動作態様は後述する。
【００５４】
以下では、図３〜図７を参照して、本発明に係る半導体装置の製造方法の第一実施形態である、半導体装置１０００の製造工程について説明する。
半導体装置１０００の製造工程は、製造装置１００を用いて半導体装置１０００を製造する工程である。
【００５５】
図３に示すように、半導体装置１０００の製造工程においては、まず、上型１１２を下型１１１から離間させる。
この時、下型１１１および上型１１２は、それぞれの内部に設けられた前記ヒータによって、タブレット状の樹脂Ｒが溶融し、かつ、溶融した樹脂Ｒが時間経過により硬化する温度（例えば、１５０〜２００℃）に加熱されている。
【００５６】
次に、下型１１１の凹部１１１ａの底面（下面）と、コレクタ１１１０の放熱面（下端面）とが密着するように、サブモジュール１１００を凹部１１１ａに載置する。
この時、サブモジュール１１００は、熱膨張による寸法の変化を考慮して、下型１１１および上型１１２と同等の温度に加熱されている。
【００５７】
そして、ピストン１３０が最下位置にある状態で、ピストン１３０の上端面にタブレット状の樹脂Ｒを載置する。
この時、タブレット状の樹脂Ｒは、把持できる程度に軟化する温度（例えば、９０℃）に加熱されている。
【００５８】
続いて、図４に示すように、上型１１２の下面が下型１１１の上面に接触するまで、上型１１２を下降させることにより、金型１１０の型締めを行う。
この時、押圧装置１２０における摺動部材１２１の下端面がエミッタ１１２０の放熱面（上端面）に密着し、サブモジュール１１００が摺動部材１２１によって下方に押圧されることとなる。つまり、サブモジュール１１００が、押圧装置１２０の摺動部材１２１、および下型１１１の凹部１１１ａによって、上下方向から挟み込まれ、コレクタ１１１０の放熱面、およびエミッタ１１２０の放熱面が、それぞれ凹部１１１ａの底面および摺動部材１２１の下端面によって完全にマスキングされた状態となる。
【００５９】
そして、ピストン１３０を上昇させると、軟化したタブレット状の樹脂Ｒが上型１１２に接触して溶融する。
この時、溶融した樹脂Ｒは、供給溝１１２ｂを通って金型１１０のキャビティ内に供給される。
なお、前述のように、タブレット状の樹脂Ｒを予め軟化させているので、ピストン１３０の推力を低くしても、良好に樹脂Ｒを流動させて金型１１０のキャビティ内に供給することができる。
【００６０】
さらに、図５に示すように、ピストン１３０を上昇させ、金型１１０のキャビティ内に樹脂Ｒを充填させる。
【００６１】
ここで、図６を参照して、制御装置１５０の動作態様を詳細に説明する。
図６は、制御装置１５０の制御シーケンスを示す図であり、経過時間とピストン１３０の速度との関係、経過時間と金型１１０のキャビティ内の圧力との関係、および経過時間とピストン１３０の位置との関係が示されている。
【００６２】
図６に示すように、まず、制御装置１５０は、ピストン１３０を速度Ｖｅ１で上昇させる。
この時、ピストン１３０は、一定の速度Ｖｅ１で上昇するため、単位時間あたり一定の量の樹脂Ｒが、金型１１０のキャビティ内に供給される。
また、金型１１０のキャビティ内に樹脂Ｒが完全に充填されていないので、圧力センサ１４０による計測値（キャビティ内の圧力）に変化はない。
【００６３】
次に、制御装置１５０は、ピストン１３０が位置Ｐｏ１に達すると、ピストン１３０を速度Ｖｅ２まで減速させる。
なお、位置Ｐｏ１は、例えば、金型１１０のキャビティ内における樹脂Ｒの占める割合が９０％となる位置である。
また、速度Ｖｅ２は、例えば、速度Ｖｅ１の１／１０に設定される。
この時、ピストン１３０は、一定の速度Ｖｅ２で上昇するため、単位時間あたり一定の量の樹脂Ｒが、金型１１０のキャビティ内に供給される。ただし、ピストン１３０が速度Ｖｅ１で上昇する際よりも、単位時間あたりの樹脂Ｒの供給量は少ない。
また、金型１１０のキャビティ内に樹脂Ｒが完全に充填されていないので、圧力センサ１４０による計測値（キャビティ内の圧力）に変化はない。さらにピストン１３０が上昇し、金型１１０のキャビティ内に樹脂Ｒが完全に充填されると、ピストン１３０の推力によりキャビティ内の圧力が上昇することとなる。
このように、製造装置１００においては、圧力センサ１４０によってキャビティ内の圧力を計測しているため、圧力センサ１４０による計測値（キャビティ内の圧力）が計測開始から変化がない場合には、金型１１０のキャビティ内に樹脂Ｒが完全に充填されていないと判断することができる。したがって、金型１１０のキャビティ内に樹脂Ｒが完全に充填されないことを防止できる。
【００６４】
続いて、制御装置１５０は、圧力センサ１４０による計測値（キャビティ内の圧力）が圧力Ｐｒ１に達すると、ピストン１３０を速度Ｖｅ２で上昇させることを止め、時間ｔの間、キャビティ内の圧力が圧力Ｐｒ１で維持されるように、ピストン１３０を制御する。詳細には、時間経過に伴い、樹脂Ｒがゲル化して若干収縮するため、制御装置１５０は、樹脂Ｒが収縮した分だけピストン１３０を上昇させるように制御を行う。
この時、キャビティ内の圧力が上昇し始める前に、ピストン１３０を速度Ｖｅ２まで減速させているため、キャビティ内の急激な圧力の上昇を防止することができ、キャビティ内の圧力が圧力Ｐｒ１を超えることを防止することができる。
なお、圧力Ｐｒ１は、押圧装置１２０の摺動部材１２１が樹脂Ｒから受ける圧力によって上方に移動しない程度の値に設定されている。つまり、圧力Ｐｒ１は、押圧装置１２０がサブモジュール１１００を押圧する圧力より小さい値に設定されている。これにより、摺動部材１２１が樹脂Ｒによって押し上げられて、コレクタ１１１０の放熱面およびエミッタ１１２０の放熱面が樹脂Ｒに覆われることを防止できる。さらに、樹脂Ｒによってコレクタ１１１０およびエミッタ１１２０が互いに離間して、半導体素子（トランジスタ１１３０およびダイオード１１４０）が破損することを防止できる。
また、時間ｔは、樹脂Ｒの硬化速度に基づいて設定されている。つまり、時間ｔは、樹脂Ｒの種類に応じて設定されている。
時間ｔ経過後、ピストン１３０は、位置Ｐｏ２に達する。
【００６５】
最後に、制御装置１５０は、樹脂Ｒが完全に硬化するまで、ピストン１３０を位置Ｐｏ２に保持する。
なお、樹脂Ｒが硬化して収縮するに伴って、圧力センサ１４０による計測値（キャビティ内の圧力）が減少するため、キャビティ内の圧力が大気圧に戻った際に、樹脂Ｒが完全に硬化したと判断することができる。
【００６６】
以上のように、制御装置１５０は、まず、第一の段階として、ピストン１３０の速度を一定（速度Ｖｅ１およびＶｅ２）とする制御を行う。次に、制御装置１５０は、キャビティ内の圧力がＰｒ１に達すると、第二の段階として、キャビティ内の圧力が一定（圧力Ｐｒ１）となるようにピストン１３０を制御する。最後に、制御装置１５０は、キャビティ内の圧力が一定の状態で、時間ｔが経過すると、第三の段階として、ピストン１３０の位置を一定（位置Ｐｏ２）に保持する制御を行う。
このように、製造装置１００において、制御装置１５０は、圧力センサ１４０によって計測されるキャビティ内の圧力が、押圧装置１２０がサブモジュール１１００を押圧する圧力を超えないように、キャビティ内の圧力の上昇に起因する樹脂Ｒを供給するためのピストン１３０を制御している。
これにより、キャビティ内への樹脂の供給量が制御されていない従来の技術（例えば、特開２０１０−２３８８６８号公報参照）のように、急激にキャビティ内の圧力が上昇することによって金型が開く等の問題が生じることを防止できる。特に、キャビティ内の圧力が上昇する前、つまり、キャビティ内に樹脂が完全に充填される前に、ピストンを減速させているため、より確実に急激にキャビティ内の圧力が上昇することを防止できる。
したがって、半導体素子の熱を逃がすための放熱面が樹脂によって覆われることを防止できる。さらに、金型１１０のキャビティ内に樹脂Ｒが過剰に充填されることを防止できる。
また、製造装置１００においては、制御機構を有しない押圧装置１２０を設け、ピストン１３０を制御装置１５０で制御するだけの簡易な構成で、半導体素子の熱を逃がすための放熱面が樹脂によって覆われることを防止できる。
なお、制御装置１５０の動作態様は、上記のものに限定されず、キャビティ内の圧力が、押圧装置１２０がサブモジュール１１００を押圧する圧力を超えないように、ピストン１３０を制御できればよい。
【００６７】
図７に示すように、金型１１０のキャビティ内に充填された樹脂Ｒが硬化した際には、上型１１２を下型１１１から離間させ、樹脂Ｒで封止されたサブモジュール１１００を取り出す。
【００６８】
最後に、硬化した樹脂Ｒにおける不要部分（上型１１２の供給溝１１２ｂにて硬化した部分）を除去することにより、コレクタ１１１０の放熱面およびエミッタ１１２０の放熱面が樹脂Ｒに覆われていない半導体装置１０００を得ることができる。
【００６９】
なお、本実施形態においては、上型１１２の凹部１１２ａにポケット１１２ｃを形成し、ポケット１１２ｃに押圧装置１２０を設けたが、上型１１２の凹部１１２ａにポケット１１２ｃＡを形成し、ポケット１１２ｃＡにシール材１２０Ａを設けることも可能である。
図８に示すように、ポケット１１２ｃＡは、ポケット１１２ｃと同様に、凹部１１２ａの底面から上方に窪むように形成されている。ポケット１１２ｃＡは、ポケット１１２ｃよりも小さい上下寸法を有する。
シール材１２０Ａは、本発明に係る押圧手段の一実施形態であり、無端状の弾性部材である。シール材１２０Ａは、金型１１０が型締めされた際、エミッタ１１２０の放熱面（上端面）の外縁部を押圧するように構成されている。
そのため、シール材１２０Ａは、金型１１０キャビティ内に樹脂Ｒが供給された際、樹脂Ｒがポケット１１２ｃＡ内に進入することを防止する。
これにより、エミッタ１１２０の放熱面が樹脂Ｒに覆われることを防止できる。
なお、前述のように、予めタブレット状の樹脂Ｒを予め軟化させているので、ピストン１３０の推力を低くできる。そのため、シール材１２０Ａが樹脂Ｒから受ける圧力を抑制でき、シール材１２０Ａのみでエミッタ１１２０の放熱面が樹脂Ｒに覆われることを防止できる。
【００７０】
また、上型１１２の凹部１１２ａにポケット１１２ｃＢを形成し、ポケット１１２ｃＢにマスキングシート１２０Ｂを設けることも可能である。
図９に示すように、ポケット１１２ｃＢは、ポケット１１２ｃＡと略同様に形成されている。
マスキングシート１２０Ｂは、本発明に係る押圧手段の一実施形態であり、シート状に形成された樹脂等の弾性部材である。マスキングシート１２０Ｂは、平面視にて、エミッタ１１２０の放熱面（上端面）よりも大きい寸法に設定されている。つまり、マスキングシート１２０Ｂは、平面視にて、エミッタ１１２０の放熱面が完全に覆われるように形成されている。マスキングシート１２０Ｂは、金型１１０が型締めされた際、エミッタ１１２０の放熱面に密着し、サブモジュール１１００を下方に押圧するように構成されている。
これにより、エミッタ１１２０の放熱面が樹脂Ｒに覆われることを防止できる。
なお、マスキングシート１２０Ｂは、金型１１０が型締めされた際に、サブモジュール１１００における半導体素子が破損しない程度の剛性を有する。
さらに、金型１１０キャビティ内に樹脂Ｒが充填された際に、樹脂Ｒによってマスキングシート１２０Ｂが変形して、樹脂Ｒがエミッタ１１２０の放熱面に到達しないように、制御装置１５０によってキャビティ内の圧力が制御される。
【００７１】
なお、本実施形態においては、前述のように、サブモジュール１１００を構成する複数の部材（コレクタ１１１０等）同士を、はんだ等の接合部材によって接合しているが、製造装置１００の押圧装置１２０によって、サブモジュール１１００を構成する複数の部材同士を圧接できるため、それらをはんだ等の接合部材によって接合しなくてもよい。
【００７２】
［第二実施形態］
以下では、本発明に係る半導体装置の製造装置の第二実施形態である、半導体装置２０００を製造するための製造装置２００について説明する。
【００７３】
まず、図１０を参照して、半導体装置２０００の構成について説明する。
半導体装置２０００は、所謂、２ｉｎ１のインテリジェントパワーモジュールである。半導体装置２０００は、ハイブリッド自動車のモータの制御等に用いられる。
なお、半導体装置２０００において、半導体装置１０００と共通する部分には同一の符号を付し、特に説明をする場合を除いて、その説明は省略する。
【００７４】
図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、半導体装置２０００は、サブモジュール２１００と、封止部２２００とを具備する。
【００７５】
サブモジュール２１００は、半導体装置１０００のサブモジュール１１００を二つ繋げたような構造を有する。
サブモジュール２１００は、コレクタ１１１０・１１１０と、エミッタ１１２０・１１２０と、トランジスタ１１３０・１１３０と、ダイオード１１４０・１１４０と、トランジスタ用スペーサ１１５０・１１５０と、ダイオード用スペーサ１１６０・１１６０（不図示）とを具備する。
【００７６】
一方（図１０の左側）のコレクタ１１１０およびエミッタ１１２０は、他方（図１０の右側）のコレクタ１１１０およびエミッタ１１２０に対して、所定の間隔を空けて配置されている。
【００７７】
一方のエミッタ１１２０は、他方のコレクタ１１１０に向けて延出する接続部２１２１を有する。
他方のコレクタ１１１０は、一方のエミッタ１１２０に向けて延出する接続部２１１１を有する。
接続部２１２１および接続部２１１１は、互いに接続されており、それらを介して、一方のエミッタ１１２０および他方のコレクタ１１１０が電気的に接続されている。
【００７８】
一方のコレクタ１１１０には、外部と電気的に接続するためのコレクタ端子２１１２が、封止部２２００の外部に突出するように設けられている。
他方のエミッタ１１２０には、外部と電気的に接続するためのエミッタ端子２１２２が、封止部２２００の外部に突出するように設けられている。
他方のコレクタ１１１０には、外部と電気的に接続するための出力端子２１１３が、封止部２２００の外部に突出するように設けられている。
【００７９】
封止部２２００は、サブモジュール２１００を封止している。詳細には、封止部２２００は、コレクタ１１１０・１１１０およびエミッタ１１２０・１１２０の放熱面が露出すると共に、コレクタ端子２１１２、エミッタ端子２１２２、出力端子２１１３およびゲート端子１１３４・１１３４の先端が露出するように、サブモジュール２１００を内部において固定している。
【００８０】
次に、図１１〜図１３を参照して、製造装置２００の構成について説明する。
製造装置２００は、半導体装置２０００を製造するための装置である。
なお、説明の便宜上、図１１における上下方向を製造装置２００の上下方向と定義し、図１１における左右方向を製造装置２００の左右方向と定義する。さらに、図１１における紙面手前側を、製造装置２００の前側と定義し、図１１における紙面奥側を、製造装置２００の後側と定義する。
図１２においては、左右方向が製造装置２００の左右方向に対応する。さらに、図１２における下側および上側が、それぞれ製造装置２００の前側および後側に対応し、図１２における紙面手前側および紙面奥側が、それぞれ製造装置２００の上側および下側に対応する。
なお、製造装置２００において、製造装置１００と共通する部分には同一の符号を付し、特に説明をする場合を除いて、その説明は省略する。
【００８１】
図１１に示すように、製造装置２００は、金型２１０と、押圧装置１２０・１２０と、ピストン２３０と、圧力センサ２４０と、制御装置２５０とを具備する。
【００８２】
金型２１０は、下型２１１および上型２１２から成る。金型２１０の内部には、金型２１０を加熱するためのヒータ（不図示）が設けられている。金型２１０は、型締めされた状態において、半導体装置２０００の封止部２２００を成形するための空間であるキャビティが内部に形成されるように構成されている。金型２１０のキャビティは、左右方向における中央部に形成されている。金型２１０のキャビティは、サブモジュール２１００と略同様の上下寸法に設定されている。金型２１０のキャビティには、サブモジュール２１００が設置され、樹脂Ｒが供給されることとなる。
【００８３】
下型２１１は、下層部２１１Ｌおよび上層部２１１Ｕから成る。
【００８４】
下層部２１１Ｌは、下型２１１の下部を成し、所定の位置に固定されている。下層部２１１Ｌの内部には、シリンダ２１１Ｌａが設けられている。詳細には、下層部２１１Ｌの左右方向における中央部には、上下方向に貫通する円柱状の貫通孔が形成されており、当該貫通孔にシリンダ２１１Ｌａが嵌装されている。
シリンダ２１１Ｌａは、円筒状に形成された部材である。シリンダ２１１Ｌａの内部には、ピストン２３０が摺動可能に設けられている。なお、ピストン２３０の構成については後述する。
【００８５】
上層部２１１Ｕは、下型２１１の上部を成し、下層部２１１Ｌに対して近接および離間するように構成されている。上層部２１１Ｕの上面には、金型２１０のキャビティの下部を成す凹部２１１Ｕａが形成されている。
凹部２１１Ｕａは、上層部２１１Ｕの上面の左右方向における中央部において、下方に窪むように形成されている。凹部２１１Ｕａの底面（下面）は、左右方向に沿った平坦面として形成されている。
【００８６】
上層部２１１Ｕの内部には、ゲート孔２１１Ｕｂが形成されている。
ゲート孔２１１Ｕｂは、上層部２１１Ｕを上下方向に貫通する孔である。ゲート孔２１１Ｕｂは、上方に向かうに従って徐々に縮径する円錐台状に形成されている。ゲート孔２１１Ｕｂは、金型２１０が型締めされた状態において、シリンダ２１１Ｌａの内部と、金型２１０のキャビティとが連通するように形成されている。つまり、金型２１０の内部空間であるキャビティと、金型２１０の外部とが、ゲート孔２１１Ｕｂおよびシリンダ２１１Ｌａを介して連通している。ゲート孔２１１Ｕｂの上端は、凹部２１１Ｕａの底面よりも若干上方に位置する。詳細には、凹部２１１Ｕａの底面には、若干上方に突出する凸部が形成されており、当該凸部の上端面に、樹脂Ｒの供給口となるゲート孔２１１Ｕｂが開口している。
図１２に示すように、ゲート孔２１１Ｕｂは、平面視にて、凹部２１１Ｕａの略中央部に形成されている。つまり、ゲート孔２１１Ｕｂは、凹部２１１Ｕａの前後方向および左右方向における略中央部に位置する。
なお、図１２においては、説明の便宜上、サブモジュール２１００における一部の部材の図示を省略している。
【００８７】
凹部２１１Ｕａの底面には、サブモジュール２１００が載置される。サブモジュール２１００は、コレクタ１１１０・１１１０の間にゲート孔２１１Ｕｂが位置し、コレクタ１１１０・１１１０が左右方向に並ぶように載置される。さらに、サブモジュール２１００は、コレクタ１１１０・１１１０の放熱面が凹部２１１Ｕａの底面に密着するように載置される。
【００８８】
凹部２１１Ｕａの底面には、四つの下側第一堰部２１１Ｕｃ・２１１Ｕｃ・２１１Ｕｃ・２１１Ｕｃと、四つの下側第二堰部２１１Ｕｄ・２１１Ｕｄ・２１１Ｕｄ・２１１Ｕｄとが設けられている。これらの堰部は、樹脂Ｒの流動を制限するための部材である。
【００８９】
図１２および図１３（ａ）に示すように、下側第一堰部２１１Ｕｃは、前後方向に延出し、凹部２１１Ｕａの底面から上方に突出するように形成されている。下側第一堰部２１１Ｕｃは、コレクタ１１１０と略同様の上下寸法に設定されている。なお、図１３（ａ）は、図１２におけるＡ−Ａ線断面図である。
左側のコレクタ１１１０の左方には、二つの下側第一堰部２１１Ｕｃ・２１１Ｕｃが、互いに前後方向に若干の間隔を空けて、凹部２１１Ｕａの前端部近傍から後端部近傍にかけて配置されている。右側のコレクタ１１１０の右方には、残りの二つの下側第一堰部２１１Ｕｃ・２１１Ｕｃが、互いに前後方向に若干の間隔を空けて、凹部２１１Ｕａの前端部近傍から後端部近傍にかけて配置されている。
【００９０】
図１２および図１３（ｂ）に示すように、下側第二堰部２１１Ｕｄは、前後方向に延出し、凹部２１１Ｕａの底面から上方に突出するように形成されている。下側第二堰部２１１Ｕｄは、金型２１０のキャビティの上下寸法の半分の上下寸法に設定されており、後述の上側第二堰部２１２ｄに接触するように構成されている。なお、図１３（ｂ）は、図１２におけるＢ−Ｂ線断面図である。
左側のコレクタ１１１０の左端部の後方には、第一の下側第二堰部２１１Ｕｄが、凹部２１１Ｕａの後端から左側のコレクタ１１１０の後端近傍にかけて配置されている。左側のコレクタ１１１０の左端部の前方には、第二の下側第二堰部２１１Ｕｄが、凹部２１１Ｕａの前端から左側のコレクタ１１１０の前端近傍にかけて配置されている。右側のコレクタ１１１０の右端部の後方には、第三の下側第二堰部２１１Ｕｄが、凹部２１１Ｕａの後端から右側のコレクタ１１１０の後端近傍にかけて配置されている。右側のコレクタ１１１０の右端部の前方には、第四の下側第二堰部２１１Ｕｄが、凹部２１１Ｕａの前端から右側のコレクタ１１１０の前端近傍にかけて配置されている。
【００９１】
図１１に示すように、上型２１２は、下型２１１に対して近接および離間するように構成されている。上型２１２の下面には、金型２１０のキャビティの上部を成す凹部２１２ａが形成されている。
凹部２１２ａは、上型２１２の下面の左右方向における中央部において、上方に窪むように形成されている。つまり、凹部２１２ａは、下型２１１の上層部２１１Ｕの凹部２１１Ｕａと位置を合わせて形成されている。
【００９２】
上型２１２の凹部２１２ａの底面（上面）には、押圧装置１２０・１２０を収納するためのポケット２１２ｂ・２１２ｂが形成されている。
ポケット２１２ｂ・２１２ｂは、それぞれ製造装置１００の上型１１２に形成されたポケット１１２ｃと略同様に構成されている。ポケット２１２ｂ・２１２ｂは、金型２１０のキャビティ内に設置されたサブモジュール２１００のエミッタ１１２０・１１２０の位置に合うように、互いに所定の間隔を空けて形成されている。
【００９３】
上型２１２の凹部２１２ａの底面には、四つの上側第一堰部２１２ｃ・２１２ｃ・２１２ｃ・２１２ｃと、四つの上側第二堰部２１２ｄ・２１２ｄ・２１２ｄ・２１２ｄとが設けられている（不図示）。これらの堰部は、下型２１１に設けられた堰部と同様に、樹脂Ｒの流動を制限するための部材である。
上側第一堰部２１２ｃ・２１２ｃ・２１２ｃ・２１２ｃは、下側第一堰部２１１Ｕｃ・２１１Ｕｃ・２１１Ｕｃ・２１１Ｕｃに対応している。上側第一堰部２１２ｃ・２１２ｃ・２１２ｃ・２１２ｃは、下側第一堰部２１１Ｕｃ・２１１Ｕｃ・２１１Ｕｃ・２１１Ｕｃと略同様の形状を有し、下側第一堰部２１１Ｕｃ・２１１Ｕｃ・２１１Ｕｃ・２１１Ｕｃに対向するように配置されている。
上側第二堰部２１２ｄ・２１２ｄ・２１２ｄ・２１２ｄは、下側第二堰部２１１Ｕｄ・２１１Ｕｄ・２１１Ｕｄ・２１１Ｕｄに対応している。上側第二堰部２１２ｄ・２１２ｄ・２１２ｄ・２１２ｄは、下側第二堰部２１１Ｕｄ・２１１Ｕｄ・２１１Ｕｄ・２１１Ｕｄと略同様の形状を有し、下側第二堰部２１１Ｕｄ・２１１Ｕｄ・２１１Ｕｄ・２１１Ｕｄに対向するように配置されている。
【００９４】
図１３（ｂ）に示すように、上側第一堰部２１２ｃは、凹部２１２ａの底面から下方に突出するように形成されている。上側第一堰部２１２ｃは、エミッタ１１２０と略同様の上下寸法に設定されている。
上側第二堰部２１２ｄは、凹部２１２ａの底面から下方に突出するように形成されている。上側第二堰部２１２ｄは、金型２１０のキャビティの上下寸法の半分の上下寸法に設定されており、下側第二堰部２１１Ｕｄに接触するように構成されている。
【００９５】
図１１に示すように、押圧装置１２０・１２０は、金型２１０が型締めされた際、エミッタ１１２０・１１２０の放熱面を覆った状態で、サブモジュール２１００を、上方から所定の圧力で押圧する。押圧装置１２０・１２０がサブモジュール２１００を押圧する圧力は、サブモジュール２１００における半導体素子（トランジスタ１１３０・１１３０およびダイオード１１４０・１１４０）が破損しない程度の大きさに設定される。
なお、二つの押圧装置１２０・１２０に代えて、二つのエミッタ１１２０・１１２０を同時に押圧可能な押圧装置を一つ設けることも可能である。
【００９６】
ピストン２３０は、樹脂Ｒを金型２１０のキャビティ内に供給するための部材である。ピストン２３０は、シリンダ２１１Ｌａ内を上下方向に摺動可能に構成されている。ピストン２３０は、制御装置２５０と電気的に接続されており、制御装置２５０によって制御される。詳細には、ピストン２３０は、サーボモータによって駆動されており、当該サーボモータが制御装置２５０によって制御される。
ピストン２３０は、その先端部（上端部）が円錐台状に形成されている点で、製造装置１００のピストン１３０と異なる。詳細には、ピストン２３０の先端部は、ゲート孔２１１Ｕｂに嵌合するように、上方に向かうに従って徐々に縮径する円錐台状に形成されている。
【００９７】
圧力センサ２４０は、金型２１０のキャビティ内の圧力を計測するためのセンサであり、製造装置１００の圧力センサ１４０と略同様に構成されている。圧力センサ２４０は、制御装置２５０と電気的に接続されている。
圧力センサ２４０は、凹部２１２ａの底面（上面）における、ポケット２１２ｂ・２１２ｂが形成されていない部分から露出するように、上型２１２の内部に設けられている。詳細には、図１１および図１２に示すように、圧力センサ２４０は、金型２１０のキャビティ内に設置されたサブモジュール２１００の前方であって、上型２１２の左右方向における中央部に配置されている。
【００９８】
制御装置２５０は、本発明に係る制御手段の一実施形態である。制御装置２５０は、ピストン２３０および圧力センサ２４０と電気的に接続されている。制御装置２５０は、圧力センサ２４０によって計測されたキャビティ内の圧力に基づいて、ピストン２３０を制御する。換言すれば、制御装置２５０は、キャビティ内の圧力が所定値となるように、ピストン２３０を制御する。
なお、制御装置２５０の動作態様は、製造装置１００の制御装置１５０のそれと同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００９９】
以下では、図１４〜図１７を参照して、本発明に係る半導体装置の製造方法の第二実施形態である、半導体装置２０００の製造工程について説明する。
半導体装置２０００の製造工程は、製造装置２００を用いて半導体装置２０００を製造する工程である。
【０１００】
図１４に示すように、半導体装置２０００の製造工程においては、まず、上型２１２を下型２１１から離間させると共に、下型２１１の上層部２１１Ｕを下層部２１１Ｌから離間させる。
この時、金型２１０は、内部に設けられた前記ヒータによって、タブレット状の樹脂Ｒが溶融し、かつ、溶融した樹脂Ｒが時間経過により硬化する温度（例えば、１５０〜２００℃）に加熱されている。
【０１０１】
次に、凹部２１１Ｕａの底面（下面）と、コレクタ１１１０・１１１０の放熱面（下端面）とが密着するように、サブモジュール２１００を凹部２１１Ｕａに載置する。
この時、サブモジュール２１００は、熱膨張による寸法の変化を考慮して、金型２１０と同等の温度に加熱されている。
【０１０２】
そして、ピストン２３０が最下位置にある状態で、ピストン２３０の先端部にタブレット状の樹脂Ｒを載置する。
この時、タブレット状の樹脂Ｒは、把持できる程度に軟化する温度（例えば、９０℃）に加熱されている。
【０１０３】
続いて、下型２１１の上層部２１１Ｕの下面が下層部２１１Ｌの上面に接触するまで、上層部２１１Ｕを下降させると共に、上型２１２の下面が下型２１１の上層部２１１Ｕの上面に接触するまで、上型２１２を下降させることにより、金型２１０の型締めを行う。
この時、押圧装置１２０・１２０がエミッタ１１２０・１１２０の放熱面（上端面）を完全に覆った状態で、サブモジュール２１００が押圧装置１２０・１２０によって下方に押圧されることとなる。つまり、サブモジュール２１００が、押圧装置１２０・１２０、および下型２１１の上層部２１１Ｕの凹部２１１Ｕａによって、上下方向から挟み込まれ、コレクタ１１１０・１１１０の放熱面、およびエミッタ１１２０・１１２０の放熱面が、それぞれ凹部２１１Ｕａおよび押圧装置１２０・１２０によって完全にマスキングされた状態となる。
【０１０４】
そして、ピストン２３０を上昇させると、軟化したタブレット状の樹脂Ｒが下型２１１の上層部２１１Ｕに接触して溶融する。
この時、溶融した樹脂Ｒは、ゲート孔２１１Ｕｂを通って金型２１０のキャビティ内に供給される。
なお、前述のように、タブレット状の樹脂Ｒを予め軟化させているので、ピストン２３０の推力を低くしても、良好に樹脂Ｒを流動させて金型２１０のキャビティ内に供給することができる。
【０１０５】
さらに、図１５に示すように、ピストン２３０を上昇させ、金型２１０のキャビティ内に樹脂Ｒを充填させる。
この時、ピストン２３０の先端部は、ゲート孔２１１Ｕｂの形状に沿って形成されているため、ゲート孔２１１Ｕｂに嵌合することとなる。
【０１０６】
図１６に示すように、ゲート孔２１１Ｕｂは、平面視にて、凹部２１１Ｕａの略中央部に形成されているため、金型２１０のキャビティ内に供給された樹脂Ｒは、キャビティの略中央部から外側に向けて流動することとなる。
一方のコレクタ１１１０およびエミッタ１１２０の間、ならびに他方のコレクタ１１１０およびエミッタ１１２０の間に流入した樹脂Ｒは、比較的狭い流動経路となるため、遅い速度で左右方向に流動する（図１６において、ゲート孔２１１Ｕｂから左右方向に延びる矢印参照）。
一方、コレクタ１１１０・１１１０の間、およびエミッタ１１２０・１１２０の間に流入した樹脂Ｒは、比較的広い流動経路となるため、速い速度で前後方向に流動する（図１６において、ゲート孔２１１Ｕｂから上下方向に延びる矢印参照）。
【０１０７】
ゲート孔２１１Ｕｂから左右方向に流動した樹脂Ｒは、下側第一堰部２１１Ｕｃ・２１１Ｕｃ・２１１Ｕｃ・２１１Ｕｃ、および上側第一堰部２１２ｃ・２１２ｃ・２１２ｃ・２１２ｃ（不図示）によって、キャビティの左右端部への流動が制限されるため、前後方向に分かれて、引き続き一方のコレクタ１１１０およびエミッタ１１２０の間、ならびに他方のコレクタ１１１０およびエミッタ１１２０の間を流動する。
一方、ゲート孔２１１Ｕｂから前後方向に流動した樹脂Ｒは、キャビティの前後端において左右方向に分かれて流動した後、下側第二堰部２１１Ｕｄ・２１１Ｕｄ・２１１Ｕｄ・２１１Ｕｄ、および上側第二堰部２１２ｄ・２１２ｄ・２１２ｄ・２１２ｄ（不図示）に衝突し、流動速度が遅くなる。
【０１０８】
サブモジュール２１００における半導体素子の周囲、つまり、一方のコレクタ１１１０およびエミッタ１１２０の間、ならびに他方のコレクタ１１１０およびエミッタ１１２０の間が樹脂Ｒで埋まった後は、ゲート孔２１１Ｕｂから左方向に流動した樹脂Ｒが、左側の下側第一堰部２１１Ｕｃ・２１１Ｕｃの間、および左側の上側第一堰部２１２ｃ・２１２ｃの間を通過してキャビティの左端部に流動すると共に、ゲート孔２１１Ｕｂから右方向に流動した樹脂Ｒが、右側の下側第一堰部２１１Ｕｃ・２１１Ｕｃの間、および右側の上側第一堰部２１２ｃ・２１２ｃの間を通過してキャビティの右端部に流動する。さらに、ゲート孔２１１Ｕｂから後方向に流動した樹脂Ｒが、後側の下側第二堰部２１１Ｕｄ・２１１Ｕｄおよび上側第二堰部２１２ｄ・２１２ｄと、サブモジュール２１００との間を通過してキャビティの左右端部に流動すると共に、ゲート孔２１１Ｕｂから前方向に流動した樹脂Ｒが、前側の下側第二堰部２１１Ｕｄ・２１１Ｕｄおよび上側第二堰部２１２ｄ・２１２ｄと、サブモジュール２１００との間を通過してキャビティの左右端部に流動する。
【０１０９】
こうして、ゲート孔２１１Ｕｂから金型２１０のキャビティ内に供給された樹脂Ｒは、最終的に、キャビティの外縁部において会合することとなる。
前述のように、製造装置２００においては、ゲート孔２１１Ｕｂが平面視にて、凹部２１１Ｕａの略中央部に形成されているため、樹脂Ｒがキャビティの内側から外側に向けて流動し、樹脂Ｒの会合部がキャビティの外縁部に位置することとなる。
これにより、樹脂Ｒが硬化した際に、サブモジュール２１００における半導体素子の近傍に、気泡が残存することを抑制することができる。
さらに、製造装置２００においては、複数の堰部が設けられているため、キャビティの外側への樹脂Ｒの流動が制限されている。
これにより、より確実に樹脂Ｒの会合部をキャビティの外縁部に位置させることができる。
したがって、樹脂Ｒが硬化した際に、サブモジュール２１００における半導体素子の近傍に気泡が残存することを、さらに抑制することができる。
なお、本実施形態においては、四つの下側第一堰部２１１Ｕｃ・２１１Ｕｃ・２１１Ｕｃ・２１１Ｕｃ、および四つの下側第二堰部２１１Ｕｄ・２１１Ｕｄ・２１１Ｕｄ・２１１Ｕｄ、ならびに四つの上側第一堰部２１２ｃ・２１２ｃ・２１２ｃ・２１２ｃ、および四つの上側第二堰部２１２ｄ・２１２ｄ・２１２ｄ・２１２ｄを設けたが、堰部を全く設けない構成とすることも可能である。
【０１１０】
図１７に示すように、金型２１０のキャビティ内に充填された樹脂Ｒが硬化した際には、上型２１２を下型２１１から離間させると共に、下型２１１の上層部２１１Ｕを下層部２１１Ｌから離間させる。
この時、シリンダ２１１Ｌａおよびゲート孔２１１Ｕｂに残存する樹脂Ｒが、不要部Ｒｓとして自然に切り離される。
前述のように、ゲート孔２１１Ｕｂの上端は、凹部２１１Ｕａの底面よりも若干上方に位置しているため、不要部Ｒｓが切り離された際、サブモジュール２１００を封止した樹脂Ｒがコレクタ１１１０・１１１０の放熱面よりも下方に突出しない。
これにより、サブモジュール２１００を封止した樹脂Ｒの一部を除去する作業を省略することができる。
【０１１１】
こうして、コレクタ１１１０・１１１０の放熱面およびエミッタ１１２０・１１２０の放熱面が樹脂Ｒに覆われていない半導体装置２０００を得ることができる。
【符号の説明】
【０１１２】
１００    製造装置
１１０    金型
１１１    下型
１１１ａ  凹部
１１２    上型
１１２ａ  凹部
１１２ｂ  供給溝
１１２ｃ  ポケット
１２０    押圧装置
１２１    摺動部材
１２２    弾性部材
１３０    ピストン
１４０    圧力センサ
１５０    制御装置
１０００  半導体装置
１１００  サブモジュール
１１１０  コレクタ
１１２０  エミッタ
１１３０  トランジスタ
１１４０  ダイオード
１２００  封止部
【図１】
0005971270.tif 000002
【図２】
0005971270.tif 000003
【図３】
0005971270.tif 000004
【図４】
0005971270.tif 000005
【図５】
0005971270.tif 000006
【図６】
0005971270.tif 000007
【図７】
0005971270.tif 000008
【図８】
0005971270.tif 000009
【図９】
0005971270.tif 000010
【図１０】
0005971270.tif 000011
【図１１】
0005971270.tif 000012
【図１２】
0005971270.tif 000013
【図１３】
0005971270.tif 000014
【図１４】
0005971270.tif 000015
【図１５】
0005971270.tif 000016
【図１６】
0005971270.tif 000017
【図１７】
0005971270.tif 000018