(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面を有する電気伝導性のヒートスプレッダと、
表面および裏面を備え、前記表面が前記ヒートスプレッダの前記底面に接しかつ前記底面の縁から突き出した周縁部を備えるシート部材と、
前記ヒートスプレッダに固定され、前記ヒートスプレッダと電気的に接続された半導体素子と、
前記シート部材の前記表面、前記ヒートスプレッダ、および前記半導体素子を封止し、かつ前記シート部材の前記裏面の少なくとも一部を露出させる封止樹脂体と、
を備え、
前記シート部材は、前記表面を構成する絶縁シートを含み、
前記絶縁シートが、前記ヒートスプレッダの前記底面と接し、
前記ヒートスプレッダは、前記底面の隅に、平面視で面取り形状又は曲面形状でありかつ断面視で矩形状である隅部を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記ヒートスプレッダは、前記底面と反対側の上面を備え、
前記上面に前記半導体素子が固定され、
前記隅部の表面は、前記底面の隅から前記上面の隅にかけて延びる曲面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３】
前記ヒートスプレッダは、銅からなる金属ブロックであることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記絶縁シートは、エポキシ樹脂で構成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記絶縁シートは、導電性フィラー入りのエポキシ樹脂性であることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記シート部材は、前記裏面を構成する金属シートを含み、
前記金属シートは、銅箔であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記半導体素子は、ＩＧＢＴまたはＭＯＳＦＥＴであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項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、半導体装置に関し、特にヒートスプレッダを備えた半導体装置に関する
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、下記の特許文献１に開示されているように、絶縁シート上に放熱用の金属ブロック（ヒートスプレッダ）を搭載し、この金属ブロックに半導体素子を設置した電力用半導体装置が知られている。この種の電力用半導体装置は、ＩＧＢＴ等のいわゆるパワー半導体素子を内蔵している。【０００３】
特許文献１に記載の半導体装置は、金属ブロックの縁から一定の寸法だけ突き出るように、絶縁シートを金属ブロックよりも一回り大きくしている。その上で、この絶縁シートを、金属ブロック側に折り曲げている。さらに、折り曲げられた絶縁シートの裏面部分を覆うように、封止樹脂を設けている。このような構成によれば、絶縁シートによる絶縁性を確保するように、沿面距離を確保することができる。さらに、絶縁シートを折り曲げることで、半導体パッケージの小型化を達成することもできる。【０００４】
パワー半導体素子を内蔵する半導体装置は、大電力を使用する。このため、そのパッケージ構造には高い絶縁性が要求される。この点について上記従来の技術でも検討されており、パワー半導体素子を内蔵する半導体装置では絶縁性確保のための技術開発が進められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】日本特開２０１１−９４１０号公報
【特許文献２】日本特開２０１０−２６７７９４号公報
【特許文献３】日本特開２００３−１２４４０６号公報
【特許文献４】日本特開平６−３０２７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、ヒートスプレッダを内蔵する半導体装置において、絶縁破壊を抑制するように改善された構成を備える半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、半導体装置であって、
底面を有する電気伝導性のヒートスプレッダと、
表面および裏面を備え、前記表面が前記ヒートスプレッダの前記底面に接しかつ前記底面の縁から突き出した周縁部を備えるシート部材と、
前記ヒートスプレッダに固定され、前記ヒートスプレッダと電気的に接続された半導体素子と、
前記シート部材の前記表面、前記ヒートスプレッダ、および前記半導体素子を封止し、かつ前記シート部材の前記裏面の少なくとも一部を露出させる封止樹脂体と、
を備え、
前記シート部材は、前記表面を構成する絶縁シートを含み、
前記絶縁シートが、前記ヒートスプレッダの前記底面と接し、
前記ヒートスプレッダは、前記底面の隅に、平面視で面取り形状又は曲面形状でありかつ断面視で矩形状である隅部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ヒートスプレッダを内蔵する半導体装置において、絶縁破壊を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の平面図である。
【図３】本発明の実施の形態１にかかるヒートスプレッダの隅部の構成を示す部分断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１にかかかる半導体装置の変形例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２にかかる半導体装置の断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２にかかる半導体装置の平面図である。
【図７】本発明の実施の形態２にかかる半導体装置の製造工程の一部を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態２にかかかる半導体装置の変形例の１つを示す図である。
【図９】本発明の実施の形態２にかかかる半導体装置の変形例の他の１つを示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態２にかかかる半導体装置の変形例の更に他の１つを示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態３にかかる半導体装置の断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態３にかかる半導体装置の平面図である。
【図１３】本発明の実施の形態３にかかる屈曲部付近を簡略化して示した部分断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態３にかかる半導体装置の変形例を示す模式図である。
【図１５】本発明の実施の形態３にかかる半導体装置の変形例を示す模式図である。
【図１６】本発明の実施の形態３にかかる半導体装置の変形例を示す模式図である。
【図１７】本発明の実施の形態３にかかる半導体装置の変形例を示す模式図である。
【図１８】本発明の実施の形態３にかかる半導体装置の変形例を示す模式図である。
【図１９】本発明の実施の形態３にかかる半導体装置の変形例を示す模式図である。
【図２０】本発明の実施の形態４にかかる半導体装置の製造方法を説明するための模式図である。
【図２１】本発明の実施の形態４にかかる半導体装置の製造方法の変形例を説明するための模式図である。
【図２２】本発明の実施の形態４にかかる半導体装置の製造方法の変形例を説明するための模式図である。
【図２３】本発明の実施の形態４にかかる半導体装置の製造方法の変形例を説明するための模式図である。
【図２４】本発明の実施の形態５にかかる半導体装置の周縁部近傍を部分的に示す模式的な断面図である。
【図２５】本発明の実施の形態６にかかる半導体装置の断面図である。
【図２６】本発明の実施の形態６にかかる半導体装置の平面図である。
【図２７】本発明の実施の形態６にかかる半導体装置の変形例を示す模式的な断面図である。
【図２８】本発明の実施の形態６にかかる半導体装置の変形例を示す模式的な断面図である。
【図２９】本発明の実施の形態６にかかる半導体装置の変形例を示す模式的な断面図である。
【図３０】本発明の実施の形態６にかかる半導体装置の変形例を示す模式的な断面図である。
【図３１】本発明の実施の形態６にかかる半導体装置の変形例を示す模式的な断面図である。
【図３２】本発明の実施の形態７にかかる半導体装置の構成を示す模式的な断面図である。
【図３３】本発明の実施の形態８にかかる半導体装置の断面図である。
【図３４】本発明の実施の形態８にかかる半導体装置の平面図である。
【図３５】本発明の実施の形態８にかかる半導体装置の周縁部付近の拡大断面図である。
【図３６】本発明の実施の形態８にかかる半導体装置の変形例を示す、周縁部付近の模式的な拡大断面図である。
【図３７】本発明の実施の形態８にかかる半導体装置の変形例を示す、周縁部付近の模式的な拡大断面図である。
【図３８】本発明の実施の形態８にかかる半導体装置の変形例を示す、周縁部付近の模式的な拡大断面図である。
【図３９】本発明の実施の形態８にかかる半導体装置の変形例を示す、周縁部付近の模式的な拡大断面図である。
【図４０】本発明の実施の形態８にかかる半導体装置の変形例を示す、周縁部付近の模式的な拡大断面図である。
【図４１】本発明の実施の形態８にかかる半導体装置の変形例を示す、周縁部付近の模式的な拡大断面図である。
【図４２】本発明の実施の形態８にかかる半導体装置の変形例を示す、周縁部付近の模式的な拡大断面図である。
【図４３】本発明の実施の形態８にかかる半導体装置の変形例を示す、周縁部付近の模式的な拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通又は対応する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１８】
実施の形態１．
［実施の形態１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の平面図である。図１は、図２におけるＡ−Ａ線に沿って半導体装置１０を切断した断面を示している。図２は、図１の半導体装置１０を紙面上から下方に見下ろした平面図であり、便宜上、モールド樹脂を透視して半導体装置１０の内部構造を図示している。
【００１９】
半導体装置１０は、ヒートスプレッダ２０を備えている。ヒートスプレッダ２０は、底面を有する電気伝導性の金属ブロックである。図１および図２に示すように、ヒートスプレッダ２０は、その全体形状が略直方体であり、対向する上面（図１の紙面上方を向く面）および底面（図１の紙面下方を向く面）を備えており、この上面と底面とを結ぶ側面も備えている。ヒートスプレッダ２０の材料は、銅（Ｃｕ）であり、熱伝導性および電気伝導性が高い。
【００２０】
半導体装置１０は、シート部材２６を備えている。シート部材２６は、絶縁層を構成する絶縁シート２２および金属層を構成する金属シート２４が積層されたものである。絶縁シート２２は、エポキシ樹脂性であり、金属シート２４は、銅箔である。絶縁シート２２は、導電性フィラー入りのものであってもよい。
【００２１】
シート部材２６は表面と裏面とを備えており、この表面はヒートスプレッダ２０の底面に接し、この裏面は半導体装置１０の外部（モールド樹脂４２の外部）に露出している。絶縁シート２２により、シート部材２６の表面と裏面とが電気的に絶縁されている。
【００２２】
シート部材２６は、ヒートスプレッダ２０の底面の縁から突き出した周縁部２７を備える。以下、シート部材において、ヒートスプレッダ底面の縁から突き出した部分を、単に「周縁部」とも称す。図２に示すように、周縁部２７は、ヒートスプレッダ２０の四辺の縁から四方に突き出ており、そのサイズはヒートスプレッダ２０に比べて一回り大きい。
【００２３】
半導体装置１０は、半導体素子として、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）３０と、フリーホイールダイオードであるダイオード３２とを備えている。ＩＧＢＴ３０とダイオード３２は、ヒートスプレッダ２０の上面に半田で固定されている。ＩＧＢＴ３０とダイオード３２は、それぞれ、表面電極と裏面電極とを備えている。それらの裏面電極が半田を介してヒートスプレッダ２０と接続されることで、両者が電気的に接続される。
【００２４】
半導体装置１０は、主端子３６、主端子３７、および信号端子３８を備えている。これらの端子はいずれも銅（Ｃｕ）で形成された電極板である。主端子３６は、ヒートスプレッダ２０に直接に半田で固定されている。主端子３７、ダイオード３２およびＩＧＢＴ３０が、アルミニウム（Ａｌ）で形成された複数本（図では５本）のワイヤ４６を介して互いに接続されている。信号端子３８は、アルミニウム（Ａｌ）で形成された複数本（図では３本）のワイヤ４４を介して、ＩＧＢＴ３０のゲート電極に接続している。
【００２５】
半導体装置１０は、モールド樹脂４２を備えている。モールド樹脂４２は、シート部材２６の表面、ヒートスプレッダ２０、並びにＩＧＢＴ３０およびダイオード３２を封止する封止樹脂体である。モールド樹脂の外側に、主端子３６、主端子３７、および信号端子３８の一部が露出する。モールド樹脂４２は、シート部材２６の裏面全体を露出させている。
【００２６】
図２に示すように、ヒートスプレッダ２０は、ヒートスプレッダ２０の底面の４つの隅にそれぞれ隅部２１を有している。隅部２１は、すなわち、ヒートスプレッダ２０の平面視における４つの隅の部分である。図２に示すように、隅部２１は、ヒートスプレッダ２０の平面視（あるいは半導体装置１０の平面視）で曲面の形状となる部分である。その一方で、図１に示すように、隅部２１は、ヒートスプレッダ２０の断面視（あるいは半導体装置１０の断面視）で矩形状である。実施の形態１にかかる隅部２１は、ヒートスプレッダ２０の底面から上面にかけて、一様な曲面となっている。
【００２７】
図３は、本発明の実施の形態１にかかるヒートスプレッダ２０の隅部２１の構成を示す部分断面図である。図３（Ａ）がヒートスプレッダ２０の断面視における隅部２１を示す図であり、図３（Ｂ）がヒートスプレッダ２０の平面視における隅部２１を示す図である。図３（Ａ）は、図３（Ｂ）のＡ１−Ａ１線に沿う断面図である。
【００２８】
［実施の形態１の作用］
半導体装置１０のような構成を備えた電力用半導体装置において、モールド樹脂と絶縁シートの間のわずかな界面から、水分が浸入することが問題となっている。この水分は、ヒートスプレッダと銅箔の間に導電パスを形成し、絶縁破壊をもたらす。水分により、ヒートスプレッダと接触する絶縁シートの絶縁材料が加水分解することで、絶縁材料の絶縁性能が低下してしまうからである。
【００２９】
ここで、本願発明者は、分析を行った結果、このような絶縁破壊の発生箇所が、ヒートスプレッダの平面視における四隅の部分であって絶縁シートとの接触部分（隅部直下）に多いということを見出した。
【００３０】
図３（Ａ）に矢印で示す経路は、モールド樹脂４２とシート部材２６の界面であり、以下、吸湿経路とも証する。吸湿経路の長さは、沿面距離と実質的に同じである。沿面距離とは、２つの導電部分の間の、絶縁物界面に沿った最短距離をいうものとされている。
【００３１】
仮に、図３（Ｂ）の平面視において、ヒートスプレッダ２０の隅部が曲面ではなく、従来どおり直角であったと仮定する。そうすると、図３（Ｂ）に示す２つの吸湿経路を辿ってきた水分が、その直角の隅部の先端に集中してしまう。これに対し、本実施の形態のように平面視で曲面形状の隅部２１を設けることで、平面視で直角の隅部の場合と比べて吸湿経路を長くすることができる（つまり、沿面距離を拡大することができる）。
【００３２】
隅部２１の曲面は、アール加工（Ｒ面の面取り）を施すことで形成することができる。隅部２１のアール加工は、金属ブロックの角の部分に施される単なるアール加工よりも大きいアール加工を施すことによって形成される。単なるアール加工は、隅部２１以外にもヒートスプレッダ２０の角部に対しても施されうる。しかし、隅部２１のアール加工は、これよりもアール加工の半径が大きいものである。隅部２１の曲面のアール加工の半径は、隅部２１以外のヒートスプレッダ２０の角部のアール加工の半径よりも大きい。
【００３３】
本実施の形態によれば、シート部材２６とモールド樹脂４２の界面から吸湿が起きても、この吸湿による水が半導体装置１０内のヒートスプレッダ２０四隅部分に集中することを、抑制できる。これにより、ヒートスプレッダ２０の四隅での絶縁破壊を抑制することができる。
【００３４】
また、前述したように絶縁破壊の発生箇所がヒートスプレッダの四隅に集中する理由の一つとして、ヒートスプレッダの四隅の端部が尖っていると、この部分（鋭角の部分）に電界集中が発生することが挙げられる。本実施形態によれば、隅部２１が曲面であるためそのような尖った部分をなくすことができ、電界集中の程度を緩和することもできる。
【００３５】
また、本実施の形態にかかる隅部２１は、ヒートスプレッダ２０の断面視（あるいは半導体装置１０の断面視）では、矩形状となっており平面視の場合のような曲面形状は有していない。この点は、特許文献１（日本特開２０１１−９４１０号公報）の図７における面取部等とは構成が異なる。
【００３６】
本実施の形態の隅部２１の有利な効果として、例えば、次のような効果がある。前述したように、ヒートスプレッダの四隅であって、ヒートスプレッダと絶縁シートの間に生ずる微小な隙間において、絶縁破壊が発生しやすいことを本願発明者は分析、検討を行うことで見出した。特許文献１のように断面視でもアール等の面取りを行う構成とすると、ヒートスプレッダと絶縁シートの間に生ずる微小な隙間に、モールド樹脂の充填が円滑に行われないおそれがある。この点、本実施の形態では、平面視では曲面形状であるものの、断面視では矩形であるため、断面視でアール等の面取りをした場合のモールド樹脂の充填の困難性は生じない。つまり、本実施の形態では、矩形のヒートスプレッダを用いる場合と同様の条件でモールド樹脂封止工程を行っても良い。このように、本実施の形態にかかる半導体装置１０によれば、平面視の構造において吸湿距離拡大を達成しつつ、その一方で、断面視の構造においてモールド樹脂封止の品質確保をすることができ、絶縁性確保の観点から優れた効果を得ることができる。
【００３７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、ヒートスプレッダ２０とシート部材２６の絶縁層（絶縁シート２２）との間の絶縁破壊を抑制し、絶縁性を確保した半導体装置１０が提供される。
【００３８】
［実施の形態１の変形例］
図４は、本発明の実施の形態１にかかかる半導体装置１０の変形例を示す図である。この変形例は、ヒートスプレッダ２０に代えて、ヒートスプレッダ５０を有しており、それ以外は図１、２に示した半導体装置１０と同じ構成を備えている。図４（Ａ）がヒートスプレッダ５０の断面視における隅部５１を示す図であり、図４（Ｂ）がヒートスプレッダ５０の平面視における隅部５１を示す図である。図４（Ａ）は、図４（Ｂ）のＡ２−Ａ２線に沿う断面図である。
【００３９】
隅部５１は、平面視で面取り形状であり、断面視で矩形状である。隅部５１は、ヒートスプレッダ２０の平面視における４つの隅の部分を、Ｃ面取り加工したものである。隅部５１は、隅部２１と同様の絶縁性確保とともに、加工容易性も有している。
【００４０】
実施の形態２．
［実施の形態２の構成］
図５は、本発明の実施の形態２にかかる半導体装置１００の断面図である。図６は、本発明の実施の形態２にかかる半導体装置１００の平面図である。図５は、図６におけるＢ−Ｂ線に沿って半導体装置１００を切断した断面を示している。図６は、図５の半導体装置１００を図５の紙面上から下方に見下ろした平面図であり、便宜上、モールド樹脂を透視して半導体装置１００の内部構造を図示している。
【００４１】
半導体装置１００は、次の二つの相違点を除き、実施の形態１の半導体装置１０と同様の構成を備えている。第１の相違点は、コーティング層１２２備えている点である。第２の相違点は、ヒートスプレッダ２０に代えてヒートスプレッダ１２０を備えている点である。
【００４２】
ヒートスプレッダ１２０は、実施の形態１のヒートスプレッダ２０とは異なり、「平面視で曲面形状となる隅部２１」を備えていない。この点を除いてはヒートスプレッダ１２０はヒートスプレッダ２０と同じ構成であり、矩形上の金属ブロックである点や、銅（Ｃｕ）を材料とする点も同じである。
【００４３】
コーティング層１２２は、電気絶縁性コーティング材料からなる層である。コーティング層１２２は、周縁部２７の表面に設けられている。図６の平面図に示すように、実施の形態２では、コーティング層１２２は、ヒートスプレッダ１２０の周囲を取り囲むように、周縁部２７の全体を覆っている。
【００４４】
コーティング層１２２の材料は、モールド樹脂４２の材料よりも、絶縁性およびシート部材２６の表面に対する密着性が高い材料を用いる。コーティング層１２２の材料は、ポリイミドと、ポリアミドと、多官能基を有するエポキシ系ポリマーとからなる群から選択された１つの材料であることが好ましい。また、コーティング層１２２の材料には、導電性フィラーが混入されていない。これらの絶縁性コーティング材料のほうが、絶縁シート２２に対する密着性が高い。モールド樹脂４２には、高い放熱性を確保するために、フィラーが充填されているためである。
【００４５】
図７は、実施の形態２にかかる半導体装置１００の、製造工程の一部を示す図である。図７（Ａ）に示すように、シート部材２６の表面（周縁部２７の表面）に、コーティング層１２２の材料を予め塗布しておく。この後、ヒートスプレッダ１２０をシート部材２６に載せて、モールド樹脂封止工程を実施する。その結果、図７（Ｂ）の構成が得られる。
【００４６】
［実施の形態２の作用］
本実施の形態によれば、シート部材２６とモールド樹脂４２の界面に、コーティング層１２２を設けている。このコーティング層１２２は、絶縁性コーティング材料からなる層である。このコーティング層１２２により、界面を辿って吸湿が起きても、絶縁破壊を抑制することができる。また、コーティング層１２２によれば、絶縁シート２２よりも高い絶縁性を確保して、絶縁特性を積極的に向上させることもできる。これにより、ヒートスプレッダの四隅での絶縁破壊を抑制することができる。
【００４７】
［実施の形態２の変形例］
（変形例１）
図８は、本発明の実施の形態２にかかる半導体装置１００の変形例の１つを示す図である。コーティング層１２４を、シート部材２６の表面のみならず端部側面まで覆うように設けたものである。コーティング層１２４の材料は、コーティング層１２２と同じである。
【００４８】
（変形例２）
図９は、本発明の実施の形態２にかかかる半導体装置１００の変形例の他の１つを示す図である。図９に示す変形例にかかる半導体装置は、シート部材１４０を備えている。このシート部材１４０は、シート部材２６とは異なり、絶縁シート１４２よりも一回り大きな金属シート１４４を備えている。つまり、絶縁シート１４２は、表面がヒートスプレッダ１２０の底面に接する。金属シート１４４は、絶縁シート１４２の裏面に接し、絶縁シート１４２の縁から突き出た周縁部を備え、周縁部がヒートスプレッダ側を向く上面を備えている。
【００４９】
本変形例では、コーティング層１２６が、絶縁シート１４２表面および金属シート１４４の上面にかけて塗布されている。コーティング層１２６の材料は、コーティング層１２２と同じである。図９の変形例によれば、コーティング材料と銅箔との間で高い接着性が得られるため、水分の浸入を効果的に抑制できる。
【００５０】
（変形例３）
図１０は、本発明の実施の形態２にかかかる半導体装置１００の変形例の更に他の１つを示す図である。図１０は、図６と同様に半導体装置１００の平面図に相当しており、内部構成は簡略化して示している。図１０（Ａ）のように、ヒートスプレッダ１２０の四隅にのみ、部分的にコーティング層１２８を設けても良い。絶縁破壊の発生頻度の高いヒートスプレッダ１２０の四隅にコーティング層１２８を設けているので、絶縁破壊の抑制効果を確保できる。また、少ないコーティング材料で済み、コスト削減につながる。また、図１０（Ｂ）のように、ヒートスプレッダ１２０の短辺側にのみ、部分的にコーティング層１３０を設けても良い。また、図１０（Ｃ）のように、ヒートスプレッダ１２０の長辺側にのみ、部分的にコーティング層１３２を設けても良い。各コーティング層の材料は、コーティング層１２２と同じとする。
【００５１】
実施の形態３．
以下、本発明の実施の形態３にかかる半導体装置について説明する。以下に述べる実施の形態３にかかる半導体装置およびその変形例は、モールド樹脂が、シート部材の周縁部表面から裏面にかけて、シート部材の周縁部を覆うという構成を共通に備えている。
【００５２】
［実施の形態３の構成］
図１１は、本発明の実施の形態３にかかる半導体装置２００の断面図である。図１２は、本発明の実施の形態３にかかる半導体装置２００の平面図である。図１１は、図１２におけるＣ−Ｃ線に沿って半導体装置２００を切断した断面を示している。図１２は、図１１の半導体装置２００を図１１の紙面上から下方に見下ろした平面図であり、便宜上、モールド樹脂を透視して半導体装置２００の内部構造を図示している。
【００５３】
半導体装置２００は、次の二つの相違点を除き、実施の形態１の半導体装置１０と同様の構成を備えている。第１の相違点は、シート部材２６に代えてシート部材２２６を備えている点である。第２の相違点は、ヒートスプレッダ２０に代えて、実施の形態２で説明したヒートスプレッダ１２０を備えている点である。
【００５４】
シート部材２２６は、屈曲部２２８を備えている点で、シート部材２６と異なっている。それ以外の点、つまり、絶縁シート２２と金属シート２４の積層構造である点や、周縁部２７と同様に周縁部２２７を備えている点は、共通している。
【００５５】
シート部材２２６の周縁部２２７は、平面部２２９と、屈曲部２２８とを備えている。平面部２２９は、ヒートスプレッダ１２０の底面と並行に延びる部分である。屈曲部２２８は、平面部２２９の外側であってヒートスプレッダ１２０の短辺に沿って設けられ、ヒートスプレッダ１２０側に凸となるように屈曲した部分である。本実施の形態では、図１１に示すようにシート部材２２６が折り曲げられることで、この屈曲部２２８が形成されている。
【００５６】
図１３（Ａ）は、本発明の実施の形態３にかかる屈曲部２２８付近を簡略化して示した部分断面図である。本実施の形態では、シート部材２２６を角度θ１で折り曲げることで、屈曲部２２８を形成している。
【００５７】
なお、この角度θ１は鋭角であるが、本発明はこれに限られるものではない。例えば図１３（Ｂ）のθ２のごとく鈍角として、屈曲部２３２および平面部２３３を設けてもよい。角度θの範囲は、半導体装置２００のパッケージ下面（或いは、ヒートスプレッダ１２０の底面と平行な面）に対して、１５度から１６５度の範囲とすることが好ましい。なお、角度θを鈍角（つまり９０度を超える角度）とする場合には、図１３（Ｂ）に示すように、平面部２３３の幅寸法は、屈曲部２３２の幅寸法よりも大きいことが好ましい。
【００５８】
モールド樹脂４２は、実施の形態３においても、上記の実施の形態１、２と同様に、半導体装置内部の各構成を封止している。つまり、モールド樹脂４２は、シート部材２２６の表面、ヒートスプレッダ１２０、およびＩＧＢＴ３０等の半導体素子を封止し、かつシート部材２２６の裏面を露出させる封止樹脂体である。ここで、実施の形態３では、図１３に示すように、モールド樹脂４２が、シート部材２２６の裏面側（金属シート２４裏面側）へと回りこむ。これにより、屈曲部２２８におけるシート部材２２６の裏面の一部をモールド樹脂４２が覆っている。
【００５９】
［実施の形態３の作用］
本実施の形態によれば、屈曲部２２８におけるシート部材２２６の裏面の一部をモールド樹脂４２が覆っているので、シート部材２２６の周縁部２２７とモールド樹脂４２の界面に沿う吸湿距離を伸ばすことができる。つまり、シート部材２２６とヒートスプレッダ１２０の間の沿面距離を拡大できる。これにより、絶縁破壊の原因となる吸湿を抑制することができ、ヒートスプレッダの絶縁破壊を抑制することができる。
【００６０】
また、金属シート（銅箔）とモールド樹脂の密着力は高いため、両者の接着面積を増大することで、さらに吸湿を抑制することができる。
【００６１】
さらに、実施の形態３においては、次に述べるように、製造プロセス上のメリットも得られる。すなわち、実施の形態３においては、周縁部２２７が、平面部２２９を備えている。平面部２２９は、シート部材２２６の面内において、屈曲部２２８とヒートスプレッダ１２０との間に一定の間隔を生じさせることができる。これにより、設計マージンを確保して、製造工程中にヒートスプレッダ１２０の位置ずれが生じても屈曲部２２８の曲がりを確保することができる。
【００６２】
すなわち、仮に、特許文献１（日本特開２０１１−９４１０号公報）のように、ヒートスプレッダ１２０の縁の直近においてシート部材の周縁部を曲げるとする。そうすると、自動制御装置での配置の際にヒートスプレッダ１２０の位置ずれがあったときに、シート部材の周縁部の曲げた部分にヒートスプレッダ１２０が載ってしまうおそれがある。シート部材の周縁部の曲げた部分にヒートスプレッダ１２０が載ってしまうと、ヒートスプレッダ１２０が押しけられて折り曲げをなくすように力が加わる。その結果、シート部材が平坦となるように周縁部が押し付けられてしまう。
【００６３】
この点、実施の形態３によれば、平面部２２９で設計マージンが確保されるので、のような問題を抑制することができる。
【００６４】
［実施の形態３の変形例］
以下、図面を用いて、実施の形態３の変形例を説明する。以下の図では、便宜上、モールド樹脂４２を透視して半導体装置２００内部構造を図示しており、構成を簡略化して示す図である。具体的には、モールド樹脂４２、ヒートスプレッダ１２０およびシート部材２２６以外の構成については省略あるいは簡略化されている。
【００６５】
（変形例１）
図１４は、本発明の実施の形態３にかかる半導体装置２００の変形例を示す模式図である。この図は、図１３（Ａ）に示す断面図に対応しており、図１３（Ａ）の断面構造を変形させたものである。図１４（Ａ）に示すように、周縁部２２７において、平面部２３５、屈曲部２３４を設けても良い。屈曲部２３４が、第１屈曲部２３４ａと、第２屈曲部２３４ｂとを備えていても良い。第１屈曲部２３４ａは平面部２３５と接続してヒートスプレッダ１２０側（半導体装置２００のパッケージ上面側）に折れ曲がる部分であり、第２屈曲部２３４ｂは、第１屈曲部２３４ａと接続して半導体装置２００のパッケージ下面側に折れ曲がる部分である。
【００６６】
なお、二段階より多数の多段階の折り曲げを行っても良い。例えば、図１４（Ｂ）に示すように、平面部２３７とともに、Ω型の形状の屈曲部２３６を設けても良い。これにより狭いスペースにおいて折り曲げ回数を増大させて、吸湿距離（沿面距離）をより一層拡大することができる。
【００６７】
（変形例２）
図１５は、本発明の実施の形態３にかかる半導体装置２００の変形例を示す模式図である。この図は、図１３（Ａ）に示す断面図に対応しており、図１３（Ａ）の断面構造を変形させたものである。図１５に示すように、周縁部２２７に平面部２４３および屈曲部２４１が設けられている。金属シート２４（銅箔）の端部に設けられた屈曲部２４１は、ダレ面２４１ａおよびカエリ面２４１ｂを有している。モールド樹脂がダレ面２４１ａの表面を覆うとともにカエリ面２４１ｂが突き出ることによって、ダレ面２４１ａの無い直角の場合と比べて、吸湿距離（沿面距離）を大きくすることができる。
【００６８】
シート部材の切断加工の際に、切断をするための上下金型のクリアランスを大きくするようにすれば、大きな銅箔ダレを形成することが可能である。また、製造工程上、金型のクリアランスの大きさを制御することで足りるため、新しい追加工程を必要とせず、コスト増加を抑制できる。
【００６９】
図１６は、図１５と同様の考え方で変形された、本発明の実施の形態３にかかる半導体装置２００の変形例を示す模式図である。図１５のカエリ面２４１ｂほどにはカエリが大きくないが、図１６でもダレ面２５４をモールド樹脂が覆うことができる。その結果、同様に、吸湿距離（沿面距離）拡大が図れる。
【００７０】
（変形例３）
図１７は、本発明の実施の形態３にかかる半導体装置２００の変形例を示す模式図である。図１７に示す変形例では、屈曲部２２８の裏面に、溝２４４を２つ設ける。溝２４４は、図１７の紙面を貫通する方向に連続的に伸びており、いわゆるケガキを行うことで材料（金属シート２４）の表面に傷をつけて線状の溝を設けたものである。この溝により、吸湿距離（沿面距離）を拡大できる。また、この溝２４４で凹凸形状を設けた結果、モールド樹脂４２と金属シート２４表面との間の接着面積を拡大し、密着性を向上させることができる。なお、この溝２４４は、１つであってもよく、或いは３つ以上でも良い。連続的にではなく、所定間隔を置いて不連続的に設けても良い。
【００７１】
（変形例４）
図１８は、本発明の実施の形態３にかかる半導体装置２００の変形例を示す模式図である。モールド樹脂４２における周縁部２２７付近に、面取部２５０を設けている。面取りの角度は、周縁部における屈曲部の角度と一致させても良い。これにより、パッケージ小型化、モールド樹脂使用量の低減が可能でありコスト低減効果がある。なお、図１８にあるように、屈曲部の近傍において、ヒートスプレッダ１２０の底面隅部に断面視で曲面形状の面取りを施しても良い。曲面ではなく直線的な面取り（いわゆるＣ面取り）としてもよい。
【００７２】
（変形例５）
図１９は、本発明の実施の形態３にかかる半導体装置２００の変形例を示す模式図である。便宜上、モールド樹脂４２を透視して半導体装置２００内部構造を図示しており、ヒートスプレッダ１２０およびシート部材２２６のみを示す簡略化した図である。上述の図１４乃至１６に係る変形例は、半導体装置２００における周縁部２２７について、その断面構造を各種変形させたものである。一方、図１９に示す各変形例は、平面視における、半導体装置２００における周縁部２２７を設ける位置を各種変形させたものである。
【００７３】
図１９（Ａ）に示す変形例では、シート部材２２６の四辺全ての周縁部２７４に、平面部２７２および屈曲部２７０を設けた構成としている。
図１９（Ｂ）に示す変形例では、シート部材２２６の四つの隅に部分的に平面部２７８および屈曲部２７６を設けた構成としている。絶縁破壊の発生頻度の高いヒートスプレッダの四隅のみに部分的に屈曲部を設けてもよい。
図１９（Ｃ）に示す変形例では、シート部材２２６の対向する２つの長辺の周縁部２８６を、平面部２８２および屈曲部２８０を設けた構成としている。四辺全てに屈曲部を設ける場合に比して、曲げ加工の容易性や、曲げ加工工程のコストが低い等のメリットがある。
なお、図１９に示す変形例において、各平面部および屈曲部の断面形状は、実施の形態３の図１３の構成と同じものとしてもよく、あるいは上記の図１４乃至１６に記載の各種変形例としてもよい。
【００７４】
実施の形態４．
以下に、本発明の実施の形態４にかかる半導体装置の製造方法について説明する。実施の形態４にかかる製造方法は、実施の形態３と同様にシート部材２２６の周縁部に屈曲部を設けた半導体装置を製造するためのものである。以下の図２０乃至２３は、各図の紙面左右において対称形状であるため紙面左側の部分のみを図示しており、図示を簡略化している。
【００７５】
また、図２０乃至２３は簡略化した模式図であるが、実際には、半導体装置２００と同様に、ヒートスプレッダ１２０、シート部材２２６、パワー半導体素子としてのＩＧＢＴ３０およびダイオード３２と、モールド樹脂４２とを備えている。ほかにも、半導体装置２００と同様に、ワイヤ４４、４６、信号端子３８、及び主端子３６、３７も備えられている。これらの各部品の搭載箇所や相対的な位置関係は、図１１および図１２に示したのと同じである。
【００７６】
図２０は、本発明の実施の形態４にかかる半導体装置の製造方法を説明するための模式図である。実施の形態４にかかる製造方法では、まず、第１のステップとして、準備工程が行われる。この準備工程では、ヒートスプレッダ１２０、半導体素子（ＩＧＢＴ３０およびダイオード３２）と、シート部材２２６を準備する。これに加えて半導体装置２００と同様に、ワイヤ４４、４６、信号端子３８、及び主端子３６、３７も準備する。
【００７７】
ここで、実施の形態４では、「屈曲部形成手段」として、シート部材２２６の周縁部２２７に突起２９０を設ける。屈曲部形成手段は、シート部材２２６の周縁部を折り曲げる手段である。この突起２９０は、好ましくは、樹脂材料とする。樹脂材料により加工性および絶縁性を確保するためである。具体的には、シート部材２２６の端部裏面側に、各辺に沿ってその辺の一端から他端にかけて連続的に（或いは不連続的に）、絶縁材料をコーティングする。このコーティング材料が硬化することで突起２９０となる。
【００７８】
上金型２９１ａおよび下金型２９１ｂは、モールド樹脂成型用の金型である。樹脂注入経路は図示を省略している。モールド樹脂成型のため上金型２９１ａおよび下金型２９１ｂにより形成されるキャビティ内に、ヒートスプレッダ１２０、シート部材２２６等の封止対象部品を設置する。ヒートスプレッダ１２０の底面の縁から突き出した周縁部２２７を生じさせるように、ヒートスプレッダ１２０をシート部材２２６の表面に載せる。
【００７９】
このとき突起２９０が屈曲部形成手段として機能し、図２０（Ｂ）に示すように、ヒートスプレッダ１２０および突起２９０によってシート部材２２６の周縁部２２７が折り曲げられる。図２０の製造方法によれば、シート部材２２６に対する加工（コーティング材料の塗布）によって、既存のモールド金型（上金型２９１ａおよび下金型２９１ｂ）を流用して、シート部材２２６の端部を折り曲げることができる。
【００８０】
周縁部に折り曲げが施された状態で、図２０（Ｂ）に示すように、樹脂封止工程が実施される。れにより、モールド樹脂４２によって、シート部材２２６の表面および周縁部２２７における裏面、ヒートスプレッダ１２０、ＩＧＢＴ３０等の半導体素子、および図示しない主端子やワイヤ等の構成部品を封止することができる。また、下金型２９１ｂの底面と接するシート部材２２６裏面（つまり金属シート２４の一部の裏面）にはモールド樹脂４２は入り込まないので、シート部材２２６の裏面の少なくとも一部がモールド樹脂４２から露出する。
【００８１】
（変形例１）
なお、屈曲部形成手段が、モールド金型におけるキャビティ底面に設けられ、キャビティ内部へと突き出しが可能なピンであってもよい。図２１は、本発明の実施の形態４にかかる半導体装置の製造方法の変形例を説明するための模式図である。図２１では、下金型２９１ｃに、貫通穴およびその内部で軸方向に進出と後退が可能な可動ピン２９２を設ける。可動ピン２９２の先端が当たる位置にシート部材２２６の端部を配置したうで、可動ピン２９２を進出させる。これにより、図２１に示すようにシート部材２２６の端部を折り曲げることができる。
【００８２】
例えばモールド工程時に、先に可動ピン２９２を押し付けて折り曲げを行い、折り曲げによる屈曲部形成後に、可動ピン２９２を後退させた状態でモールド樹脂の注入を行っても良い。或いは、可動ピン２９２を突き出した状態でモールド樹脂注入し、さらに可動ピン２９２で生じた穴を樹脂で埋めても良い。なお、可動ピン２９２は、シート部材２２６が配置される所定区域の縁に沿って、複数本備えられていても良い。
【００８３】
（変形例２）
なお、屈曲部形成手段が、モールド金型におけるキャビティ底面に設けられた凸部であってもよい。図２２は、本発明の実施の形態４にかかる半導体装置の製造方法の変形例を説明するための模式図である。図２２の製造方法では、底面に凸部２９４を設けた下金型２９１ｄを用いてモールド樹脂封止工程を実施する。この凸部２９４は角度θ３の傾斜を有する斜面２９４ａを有している。
【００８４】
斜面２９４ａに端部側の裏面が当たるようにシート部材２２６を配置し、凸部２９４よりも紙面右側にヒートスプレッダ１２０を配置する。これにより、図２２に示すようにシート部材２２６の端部を精度よく所望角度に折り曲げることができる。
【００８５】
（変形例３）
なお、屈曲部形成手段が、モールド金型におけるキャビティ底面に設けられ、キャビティ内部へと突き出しが可能な第１のピンとともに、このピンと対向するようにモールド金型のキャビティ上面に設けられキャビティ内部へと突き出し可能な第２のピンであってもよい。第１のピンと第２のピンの間の距離は、周縁部２２７の寸法程度に離間されている。
【００８６】
図２３は、本発明の実施の形態４にかかる半導体装置の製造方法の変形例を説明するための模式図である。図２３の製造方法では、前述した可動ピン２９２を有する下金型２９１ｃとともに、可動ピン２９８を備えた上金型２９１ｅを使用する。可動ピン２９２の先端が当たる位置にシート部材２２６の端部を配置したうで、可動ピン２９２を進出させる。このとき可動ピン２９８も押し付けて、可動ピン２９８の先端が、図２３に示すようにヒートスプレッダ１２０の周囲近傍におけるシート部材２２６の表面を押さえつけるようにする。これにより、図２３に示すようにシート部材２２６の端部を折り曲げることができ、さらに可動ピン２９８の押し付けにより曲げ安定性が向上する。
【００８７】
例えばモールド工程時に、先に可動ピン２９２、２９８を押し付けて折り曲げを行い、折り曲げによる屈曲部形成後に、可動ピン２９２、２９８を後退させた状態でモールド樹脂の注入を行っても良い。或いは、可動ピン２９２，２９８を突き出した状態でモールド樹脂注入し、さらに可動ピン２９２、２９８で生じた穴を樹脂で埋めても良い。
【００８８】
なお、可動ピン２９２は、シート部材２２６が配置される所定区域の縁に沿って、複数本備えられていても良い。また、可動ピン２９８は、ヒートスプレッダ１２０が配置される所定区域の外周に沿って、複数本備えられていてもよい。
【００８９】
実施の形態５．
図２４は、本発明の実施の形態５にかかる半導体装置２０２の周縁部近傍を部分的に示す模式的な断面図である。図２４に示す半導体装置２０２は、シート部材２２６の裏面の一部をモールド樹脂４２で覆う点で、実施の形態３にかかる半導体装置２００と共通する。しかし、それ以外に、以下に述べる技術的特長をも有している。
【００９０】
先ず、図２４に示す実施の形態５にかかる半導体装置２０２の構成を説明する。半導体装置２０２も、半導体装置２００と同様に、ヒートスプレッダ１２０、シート部材２２６、パワー半導体素子としてのＩＧＢＴ３０およびダイオード３２と、モールド樹脂４２とを備えている。ほかにも、半導体装置２００と同様に、ワイヤ、信号端子、及び主端子も備えられている。
【００９１】
図２４（Ａ）は、半導体装置２０２の製造途中における、ヒートスプレッダ１２０の搭載前の様子を示す周縁部付近の拡大断面図である。図２４（Ｂ）は、モールド樹脂封止後における、半導体装置２０２の周縁部付近を拡大した断面図である。モールド樹脂４２、ヒートスプレッダ１２０およびシート部材２２６以外の構成は、実施の形態３にかかる半導体装置２００と同様である。つまり、ほかにも、半導体装置２００と同様に、ワイヤ４４、４６、信号端子３８、及び主端子３６、３７も備えられている。これらの各部品の搭載箇所や相対的な位置関係は、図１１および図１２に示したのと同じであるため、説明の便宜上、図示を省略している。
【００９２】
図２４（Ａ）に示すように、シート部材２２６は、周縁部２２７に薄厚部２９６を有している。薄厚部２９６は、シート部材２２６の裏面（つまり、金属シート２４の表面）に段差２９７を形成するように薄くされた部分である。薄厚部２９６の厚さは、シート部材２２６の中央側（肉厚の部分）の厚さの１／２とする。この段差２９７は、シート部材２２６の裏面の端部近傍位置から周縁部２２７の先端にかけて、連続的に設けられた段差である。図２４（Ｂ）に示すように、モールド樹脂封止がなされた半導体装置２０２では、モールド樹脂４２が、段差２９７を覆う段差封止樹脂部２９９を備えることになる。
【００９３】
一方、この実施の形態５では、半導体装置２００において周縁部２２７に屈曲部２２８が設けられていたのとは異なり、周縁部２２７が全て平面部となっている。つまり、シート部材２２６の端部に折り曲げ等が施されていない。
【００９４】
実施の形態５では、次のような作用効果が得られる。
先ず、シート部材２２６の裏面の一部を、モールド樹脂４２で覆うことができる。シート部材２２６の裏面の端部近傍位置から周縁部２２７の先端まで薄厚部２９６が存在し、この薄厚部２９６をモールド樹脂４２が封止している。よって、水の侵入経路は、薄厚部２９６とモールド樹脂４２との界面の分だけ、確実に拡大している。吸湿距離（沿面距離）の拡大、モールド樹脂の密着性向上効果が得られる。
また、金属シート（本実施の形態では銅箔）とモールド樹脂との間の密着力は、金属シート（本実施の形態では銅箔）と絶縁層（絶縁シート）との間の密着力よりも高い。また、モールド樹脂と接する金属シート（本実施の形態では銅箔）の表面積を拡大することで、アンカー効果が発揮される。これにより、高い密着性による吸湿水進入防止を行うことができる。
【００９５】
さらに、実施の形態５では、周縁部２２７が全て平面部となっている。このため、ヒートスプレッダ１２０の位置ずれがあっても、前述したような屈曲部２２８とヒートスプレッダ１２０との間の設計マージンの問題を回避することができる。このため、製造プロセス上の利点がある。
【００９６】
なお、金属シート２４（銅箔）の端部に対して化学的加工（ハーフエッチング）を行うことで、薄厚部２９６を形成してもよい。また、金属シート２４（銅箔）の端部に対して機械的加工（シェービング）を行うことで、薄厚部２９６を形成してもよい。
【００９７】
実施の形態６．
以下、本発明の実施の形態６にかかる半導体装置について説明する。以下に述べる実施の形態６にかかる半導体装置およびその変形例は、シート部材の周縁部の表面に、少なくとも１つの凸部又は凹部が設けられた点で共通している。
【００９８】
［実施の形態６の構成］
図２５は、本発明の実施の形態６にかかる半導体装置３００の断面図である。図２６は、本発明の実施の形態６にかかる半導体装置３００の平面図である。図２５は、図２６におけるＤ−Ｄ線に沿って半導体装置３００を切断した断面を示している。図２６は、図２５の半導体装置３００を図２５の紙面上から下方に見下ろした平面図であり、便宜上、モールド樹脂を透視して半導体装置３００の内部構造を図示している。
【００９９】
半導体装置３００は、次の二つの相違点を除き、実施の形態１の半導体装置１０と同様の構成を備えている。第１の相違点は、シート部材２６に代えてシート部材３２６を備えている点である。第２の相違点は、ヒートスプレッダ２０に代えて、実施の形態２で説明したヒートスプレッダ１２０を備えている点である。
【０１００】
シート部材３２６は、凹部３２８を備えている点で、シート部材２６と異なっている。それ以外の点、つまり、絶縁シート２２と金属シート２４の積層構造である点や、周縁部２７と同様に周縁部３２７を備えている点は、共通している。
【０１０１】
図２６に示すように、実施の形態６では、シート部材３２６の２つの短辺に、ヒートスプレッダ１２０を取り囲むように、それぞれ、複数の凹部３２８が設けられている。
【０１０２】
図２７（Ａ）は、本発明の実施の形態６にかかる周縁部付近を簡略化して示した部分断面図である。図２７（Ｂ）は、図２７（Ａ）のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。図に示すように、各凹部３２８は円形であり、各凹部３２８の深さは絶縁シート２２の途中までである。凹部３２８は、シート部材３２６の端から周縁部３２７におけるヒートスプレッダ１２０直近まで設けられている。
【０１０３】
なお、凹部３２８は、絶縁シート２２に対して可動ピンを突き刺すことで形成しても良い。これにより加工が容易であり、コスト低減効果がある。
【０１０４】
［実施の形態６の作用］
本実施の形態にかかる半導体装置３００によれば、シート部材３２６の周縁部３２７の表面に、複数の凹部３２８が設けられる。この凹部３２８は、複数の凹部を形成する。複数の凹部により、シート部材３２６が単に平坦面である場合と比べて、吸湿距離（沿面距離）が拡大する。
【０１０５】
さらに、本実施の形態によれば、複数の凹部３２８内にモールド樹脂が入り込むことによって接着面積が増大し、シート部材３２６の周縁部３２７とモールド樹脂４２の界面の密着性を向上することができる。絶縁破壊の原因となる吸湿を抑制することができる。これにより、ヒートスプレッダ１２０の絶縁破壊を抑制することができる。
【０１０６】
［実施の形態６の変形例］
以下、図面を用いて、実施の形態６の変形例を説明する。以下の図では、便宜上、モールド樹脂４２を透視して半導体装置３００内部構造を図示しており、構成を簡略化して示す図である。具体的には、モールド樹脂４２、ヒートスプレッダ１２０およびシート部材３２６以外の構成については省略あるいは簡略化されている。
【０１０７】
（変形例１）
図２８は、本発明の実施の形態６にかかる半導体装置３００の変形例を示す模式的な断面図である。図２８（Ａ）は、本発明の実施の形態６にかかる周縁部付近を簡略化して示した部分断面図である。図２８（Ｂ）は、図２７（Ａ）のＦ−Ｆ線に沿う断面図である。この変形例１では、実施の形態６にかかる凹部３２８と同様の位置、個数で複数の穴部３３２が設けられているが、この穴部３３２は絶縁シート２２を貫通して金属シート２４の表面を露出させる点が凹部３２８と異なっている。これにより、凹部３２８と同様の効果に加え、銅箔の金属シート２４における表面とモールド樹脂４２との間の接着を生じさせることができる。
【０１０８】
また、金属シート（本実施の形態では銅箔）とモールド樹脂との間の密着力は、金属シート（本実施の形態では銅箔）と絶縁層（絶縁シート）との間の密着力よりも高い。また、モールド樹脂と接する金属シート（本実施の形態では銅箔）の表面積を拡大することで、アンカー効果が発揮される。これにより、高い密着性による吸湿水進入防止を行うことができる。
【０１０９】
なお、穴部３３２は、絶縁シート２２に対して可動ピンを突き刺すことで形成しても良い。この場合、加工が容易であり、コスト低減効果が得られる。
【０１１０】
（変形例２）
図２９は、本発明の実施の形態６にかかる半導体装置３００の変形例を示す模式的な断面図である。図２９では、凹部３２８に代えて、三角形状の凹凸を有する凹凸部３３４を設けている。これにより、平坦の場合と比べて、シート部材３２６が単に平坦面である場合と比べて、吸湿距離（沿面距離）が拡大する。また、凹部３２８の場合と同様に、モールド樹脂４２との界面の接触表面積増大により、密着性も向上する。
【０１１１】
（変形例３）
図３０は、本発明の実施の形態６にかかる半導体装置３００の変形例を示す模式的な断面図である。図３０（Ａ）は、本発明の実施の形態６にかかる周縁部付近を簡略化して示した部分断面図である。図３０（Ｂ）は、図３０（Ａ）のＧ−Ｇ線に沿う断面図である。図３０では、凹部３２８に代えて、矩形状の凹部を有する凹部３３６を設けている。これにより、平坦の場合と比べて、シート部材３２６が単に平坦面である場合と比べて、吸湿距離（沿面距離）が拡大する。また、凹部３２８の場合と同様に、モールド樹脂４２との界面の接触表面積増大により、密着性も向上する。
【０１１２】
なお、図３０（Ｂ）のように平面視で長方形状（線状）となる凹部に限られず、平面視で正方形の凹部が複数（多数）並べられていてもよい。また、凹部の平面視形状は必ずしも単純な矩形でなくともよく、平面視でＬ字状やＵ字状、環状などの種々のパターンを含んでも良い。
【０１１３】
（変形例４）
図３１（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の実施の形態６にかかる半導体装置３００の変形例を示す模式的な断面図である。図３１に示す変形例は、シート部材３２６に肉厚部３３８を設けたものである。肉厚部３３８がある場合には、一様な厚さの場合と比べて、肉厚となった厚さ分だけ吸湿距離（沿面距離）が拡大する。また、絶縁層を肉厚とすることで、ヒートスプレッダ１２０の端部（特に四隅）の電界集中を、緩和することもできる。
【０１１４】
なお、図３１では、肉厚部３３８の側面３３８ａに、ヒートスプレッダ１２０の側面を接するように配置した。しかしながら、本発明はこれに限られず、側面３３８ａとヒートスプレッダ１２０の側面とを離間してもよい。離間して生じたそのスペースには、モールド樹脂４２が充填される。これにより、吸湿距離（沿面距離）の拡大を更に図ることができる。
【０１１５】
（変形例５）
本実施の形態では、シート部材３２６の２つの短辺にそれぞれ複数の凹部３２８が設けられている。しかしながら、上述した実施の形態６にかかる凹部３２８や変形例１乃至５の各種構成を、半導体装置３００の平面視においてシート部材３２６の何れの位置に設けるかは、様々な変形が可能である。
例えば、実施の形態６においても、実施の形態３において図１９に示したのと同様の変形が可能である。例えば、図１９（Ａ）に示した変形例と同じように、シート部材３２６の四辺全ての周縁部３２７に、凹部３２８や変形例１乃至５の各種構成を設けてもよい。あるいは、図１９（Ｂ）に示した変形例と同じように、シート部材３２６の四つの隅に部分的に凹部３２８や変形例１乃至５の各種構成を設けても良い。あるいは、図１９（Ｃ）に示す変形例と同じように、シート部材３２６の対向する２つの長辺の周縁部３２７に、凹部３２８や変形例１乃至５の各種構成を設けても良い。
【０１１６】
実施の形態７．
図３２は、本発明の実施の形態７にかかる半導体装置３０２の構成を示す模式的な断面図である。図３２（Ａ）は、半導体装置３０２の製造途中における、ヒートスプレッダ１２０の搭載前の様子を示す周縁部付近の拡大断面図である。図３２（Ｂ）は、モールド樹脂封止後における、半導体装置３０２の周縁部付近を拡大した断面図である。
【０１１７】
半導体装置３０２も、半導体装置２００と同様に、ヒートスプレッダ１２０、シート部材３２６、パワー半導体素子としてのＩＧＢＴ３０およびダイオード３２と、モールド樹脂４２とを備えている。ほかにも、半導体装置２００と同様に、ワイヤ、信号端子、及び主端子も備えられている。しかし、モールド樹脂４２、ヒートスプレッダ１２０およびシート部材３２６以外の構成は、実施の形態３にかかる半導体装置２００と同様であるため、説明の便宜上、図示を省略している。
【０１１８】
図３２（Ａ）に示すように、実施の形態７では、シート部材３２６の周縁部には、複数の貫通穴３４２が設けられている。貫通穴３４２の縁部には、裏面側に突出するバリ３４４がそれぞれ設けられている。図３２（Ｂ）に示すように、モールド樹脂封止がなされた半導体装置３０２では、モールド樹脂４２が、周縁部の裏面におけるバリ３４４が設けられた部分を覆うバリ被覆部３４５を備えることになる。
これにより、シート部材３２６の裏面を覆うことで吸湿距離（沿面距離）の拡大を図ることができる。また、バリ被覆部３４５がバリ３４４を覆うことで、バリ３４４がない場合に比して、銅箔である金属シート２４とモールド樹脂４２との接着面積を増大させることができる。
【０１１９】
実施の形態８．
［実施の形態８の構成］
図３３は、本発明の実施の形態８にかかる半導体装置４００の断面図である。図３４は、本発明の実施の形態８にかかる半導体装置４００の平面図である。図３３は、図３４におけるＨ−Ｈ線に沿って半導体装置４００を切断した断面を示している。図３４は、図３３の半導体装置４００を図３３の紙面上から下方に見下ろした平面図であり、便宜上、モールド樹脂を透視して半導体装置４００の内部構造を図示している。
【０１２０】
半導体装置４００は、次の二つの相違点を除き、実施の形態１の半導体装置１０と同様の構成を備えている。第１の相違点は、シート部材２６に代えてシート部材４２６を備えている点である。第２の相違点は、ヒートスプレッダ２０に代えて、実施の形態２で説明したヒートスプレッダ１２０を備えている点である。
【０１２１】
図３５は、本発明の実施の形態８にかかる半導体装置４００の周縁部付近の拡大断面図である。シート部材４２６は、シート部材２６、２２６、３２６と同様に、絶縁シートと金属シートとが積層されたものであり、それらのシート部材と同様に周縁部４２７を有している。ただし、シート部材４２６は、絶縁シート４２２よりも、金属シート２４のほうが平面視において一回り大きいサイズを有している。つまり、絶縁シート４２２の外形は金属シート２４よりも一回り小さく、金属シート２４が絶縁シートの縁から突き出た周縁部４２８をさらに備えている。モールド樹脂４２は、この周縁部４２８の表面を覆っている。
【０１２２】
［実施の形態８の作用］
本実施の形態によれば、シート部材４２６の周縁部４２７とモールド樹脂４２の界面の密着性を向上することができる。すなわち、金属シート（本実施の形態では銅箔）とモールド樹脂との間の密着力は、金属シート（本実施の形態では銅箔）と絶縁層（絶縁シート）との間の密着力よりも高い。また、モールド樹脂と接する金属シート（本実施の形態では銅箔）の表面積を拡大することで、アンカー効果が発揮される。これにより、高い密着性による吸湿水進入防止を行うことができる。これにより、絶縁破壊の原因となる吸湿を抑制することができる。これにより、ヒートスプレッダ１２０の絶縁破壊を抑制することができる。
【０１２３】
［実施の形態８の変形例］
図３６乃至図４３は、本発明の実施の形態８にかかる半導体装置４００の変形例を示す、周縁部付近の模式的な拡大断面図である。
図３６のように、周縁部４２８に、三角形状の凹凸部４３０を設けてもよい。
図３７のように、周縁部４２８を折り曲げて、屈曲部４３５を設けても良い。ここで、図３７（Ａ）のように、周縁部４２８を全て折り曲げてもよい。また、図３７（Ｂ）のように、周縁部４２８を絶縁シート４２２反部から寸法Ｌの位置で途中で折り曲げて、屈曲部４４１および平面部４４２を設けても良く、この場合には絶縁耐圧も向上できる。図３８のように、所定の鈍角であるθ４だけ折曲げを施して屈曲部４４４を設けたり、所定の鋭角であるθ５だけ折曲げを施して屈曲部４４６を設けたりしてもよい。この折り曲げ角度は、１５度〜１６５度の範囲とすることが好ましい。図３７、３８に示すように、折り曲げた場合、モールド樹脂４２は、金属シート２４の表面と裏面とを覆う。そうすると、金属シート（本実施の形態では銅箔）の表裏両面にモールド樹脂が接着するので、高い密着性を得ることができる。
図３９に示すように、周縁部４２８に、複数の凹部４５８を設けても良い。図３９（Ｂ）は、図３９（Ａ）の矢印Ｊに沿って見た平面図であり、モールド樹脂４２を便宜上透視した図である。
図４０に示すように、周縁部４２８に複数の貫通穴４６０を設けても良い。
【０１２４】
図４１に示すように、周縁部４２８に、台形の凹部４６８を設けても良い。図４１（Ｂ）は、図４１（Ａ）における凹部４６８近傍の拡大断面図である。台形の凹凸部４６８によれば、吸湿距離の更なる拡大、金属シートとモールド樹脂との接着面積向上の効果がある。これに加え、モールド樹脂４２が凹部４６８内に入り込むことで、モールド樹脂４２と金属シート２４とを機械的にも結合させることができる。
【０１２５】
図４２は、図４１に示した凹部４６８の製造方法の一例を示す図である。図４２（Ａ）の断面図および図４２（Ｂ）の平面図に示す形状を有するプレス器具先端４６９を、金属シート２４に対して突き刺す。次に、図４２（Ｂ）の矢印にあるように、１８０度或いは３６０度だけプレス器具先端４６９を回転させる。そうすると、回転により金属シート２４が抉り取られ、図４２（Ｃ）の平面図において点線の円で示す凹部４６８の底部外縁４６８ａおよび入口部４６８ｂが形成される。その後、１８０度あるいは３６０度の回転を経た後に、入口部４６８ｂからプレス器具先端４６９を抜き出す。その結果、図４２（Ｄ）の平面図および図４２（Ｅ）の断面図（図４２（Ｄ）のＫ−Ｋ線に沿う断面）に示すように、凹部４６８が形成される。
【０１２６】
図４３（Ａ）および（Ｂ）に示すように、金属シート２４に複数の貫通穴４７８を設けて、貫通穴４７８のふちにバリ４７９を残しても良い。これは、実施の形態７と同様の技術的思想に基づくものである。その後、モールド樹脂４２による樹脂封止により、図４３（Ｃ）のように、モールド樹脂４２が周縁部の裏面におけるバリ４７９が設けられた部分を覆うバリ被覆部を備えることになる。
【０１２７】
なお、本実施の形態では、シート部材４２６の四辺において周縁部４２８が設けられている。しかしながら、半導体装置４００の平面視においてシート部材４２６の何れの位置に周縁部４２８を設けるかは、様々な変形が可能である。例えば、実施の形態８においても、シート部材４２６の対向する長辺や短辺や、四隅のみにおいて周縁部４２８を設けても良い。
【０１２８】
なお、上記の各実施形態は、適宜に組み合わせて用いることができる。また、平面視においてシート部材の両短辺、両長辺および四隅のいずれかの箇所に対して、上記実施の形態２乃至７のコーティング層、屈曲部および穴部等を適宜に設けることができる。
【０１２９】
なお、上記の各実施形態では、パワー半導体素子として、ＩＧＢＴを用いた。しかしながら、本発明はこれに限られず、パワー半導体素子としてＭＯＳＦＥＴを用いてもよい。
なお、実施の形態１にかかるヒートスプレッダ２０を、実施の形態２乃至５における半導体装置のヒートスプレッダとして用いてもよい。また、上記の各実施形態では、パワー半導体素子としてのＩＧＢＴとフリーホイールダイオードが１セットだけ樹脂封止された半導体装置を開示したが、本発明はこれに限られない。例えば、インバータ回路として複数セットのパワー半導体素子を内蔵する半導体装置でも本発明は適用可能であり、具体的には、例えば三相インバータとして６セットのＩＧＢＴおよびフリーホイールダイオードを備える半導体装置に対して本発明を適用できる。
【符号の説明】
【０１３０】
１０、１００、２００、２０２、３００、３０２、４００  半導体装置
２０、１２０  ヒートスプレッダ
２１、５１  隅部
２２  絶縁シート
２４  金属シート
２６、１４０、２２６、３２６、４２６  シート部材
２７  周縁部
３０  ＩＧＢＴ
３２  ダイオード
３６、３７  主端子
３８  信号端子
４２  モールド樹脂
４４、４６  ワイヤ
１２２、１２４、１２６、１２８、１３０、１３２  コーティング層
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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