(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外装体と、
前記外装体の内部に封止されると共に、前記外装体から端部が突出したリードフレームと、
前記外装体の内部に封止されると共に、前記リードフレームに実装されたパワー素子と、
前記外装体の内部に封止されると共に、前記リードフレームに実装された制御素子と、を備え、
前記外装体における前記パワー素子と前記制御素子との間の領域は、前記パワー素子と前記制御素子との間を断熱するために他の領域と比べてフィラーの含有割合が高く、
前記外装体における前記パワー素子と前記制御素子との間を除く領域は、前記外装体を介して前記パワー素子からの熱を放熱するために前記パワー素子と前記制御素子との間の領域と比べて前記フィラーの含有割合が低く、
前記フィラーは、前記パワー素子と前記制御素子とを接続する第１金属部材を完全に覆うように配置された、
樹脂封止型半導体装置。
【請求項２】
外装体と、
前記外装体の内部に封止されると共に、前記外装体から端部が突出したリードフレームと、
前記外装体の内部に封止されると共に、前記リードフレームに実装されたパワー素子と、
前記外装体の内部に封止されると共に、前記リードフレームに実装された制御素子と、を備え、
前記外装体における前記パワー素子と前記制御素子との間の領域は、前記パワー素子と前記制御素子との間を断熱するために他の領域と比べてフィラーの含有割合が高く、
前記外装体における前記パワー素子と前記制御素子との間を除く領域は、前記外装体を介して前記パワー素子からの熱を放熱するために前記パワー素子と前記制御素子との間の領域と比べて前記フィラーの含有割合が低く、
前記フィラーは、前記制御素子側と比べて前記パワー素子側に偏在して配置されている、
樹脂封止型半導体装置。
【請求項３】
前記外装体における前記パワー素子と前記制御素子との間の領域に配置された第１封止樹脂は、他の領域に配置された第２封止樹脂と比べて前記フィラーの含有割合が高く、
前記第１封止樹脂の流動性よりも前記第２封止樹脂の流動性が高い、
請求項１又は２に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項４】
前記第１封止樹脂の体積は、前記第２封止樹脂の体積の３分の１以下である、
請求項３に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項５】
前記外装体における前記パワー素子と前記制御素子との間の領域において、前記フィラーは、７０重量％以上の割合で含有された、
請求項１から４のいずれか１項に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項６】
前記外装体における前記パワー素子と前記制御素子との間の領域において、前記フィラーは、９０重量％以上の割合で含有された、
請求項５に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の樹脂封止型半導体装置が組み込まれた装置。
【請求項８】
パワー素子及び制御素子が実装されたリードフレームを金型の内部に配置し、前記パワー素子と前記制御素子との間の領域にフィラーを含有する第１封止樹脂を注入した後、
前記パワー素子、前記制御素子及び前記リードフレームを第２封止樹脂で封止することで、
前記パワー素子と前記制御素子との間の領域が、前記パワー素子と前記制御素子との間を断熱するために他の領域と比べてフィラーの含有割合が高く、前記パワー素子と前記制御素子との間を除く領域が、外装体を介して前記パワー素子からの熱を放熱するために前記パワー素子と前記制御素子との間の領域と比べて前記フィラーの含有割合が低い外装体を形成する、
樹脂封止型半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記フィラーは、前記パワー素子と前記制御素子とを接続する第１金属部材を完全に覆うように配置された、
請求項８に記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記フィラーは、前記制御素子側と比べて前記パワー素子側に偏在して配置されている、
請求項８又は９に記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記フィラーは、多孔質フィラーである、
請求項８から１０のいずれか１項に記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記フィラーの含有割合が前記制御素子側よりも前記パワー素子側が高くなるように、前記第１封止樹脂を注入するゲートを、前記金型に配置された前記制御素子よりも前記パワー素子に近い側に配置した、
請求項８から１１のいずれか１項に記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記第１封止樹脂を注入して硬化させた後に、前記第２封止樹脂を注入する、
請求項８から１２のいずれか１項に記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂封止型半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インバータ制御機器等に搭載されるパワー半導体素子は、高密度化及び高速化が求められている。その結果、パワー半導体素子では、高温動作を可能にする窒化ガリウム（ＧａＮ）又は炭化珪素（ＳｉＣ）等の新材料が実用化されている。新材料を用いたパワー半導体素子では、半導体素子を実装するパッケージの放熱構造が重要である。【０００３】
パッケージの放熱構造として、半導体素子を金属製カバーで覆い、金属製カバーの内部に絶縁性の冷媒を封入する放熱構造を備えた密閉型パッケージが提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。【０００４】
また、図９に示すように、金属製カバーと冷媒との間に空隙を設け、多孔質部材に吸着させた冷媒の気化熱を利用して半導体素子を冷却する放熱構造を備えた密閉型パッケージも提案されている（例えば、特許文献２を参照。）。【０００５】
以下、特許文献２に示された密閉型パッケージの放熱構造について説明する。【０００６】
図９は、特許文献２に示された従来の密閉型パッケージの断面構成を示している。【０００７】
図９に示すように、密閉型パッケージは、半導体素子１０１を実装した基板１０２と、基板１０２の実装面を覆うと共に実装面を密閉する金属製カバー１０３と、柔軟性を有するシート１０４と、冷媒を吸着した多孔質部材１０５とから構成されている。半導体素子１０１は、シート１０４を介して多孔質部材１０５と接している。このため、半導体素子１０１の温度が上がると、多孔質部材１０５に吸着されている冷媒が気化する。その結果、冷媒の気化熱により半導体素子１０１が冷却される。なお、気化した冷媒の蒸気は、金属製カバー１０３の内壁面で水滴状に凝結して液化し、液化した冷媒は、多孔質部材１０５に吸着される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−００４６８８号公報
【特許文献２】特開平０７−０６６５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の密閉型パッケージでは、半導体素子を覆う金属製カバーと基板との接合部に、気化した冷媒の蒸気圧による応力が掛かる。【００１０】
さらに、従来の密閉型パッケージは、金属製カバーを接合する前に、多孔質部材を金属製カバーの内部に配置する必要があるため、その製造工程が複雑である。【００１１】
以上のように、従来の密閉型パッケージは、冷媒の蒸気圧により金属製カバーと基板との接合部に応力が掛かることから、半導体素子の長期信頼性を確保することが困難であるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために、本発明に係る樹脂封止型半導体装置は、外装体と、外装体の内部に封止されると共に、外装体から端部が突出したリードフレームと、外装体の内部に封止されると共に、リードフレームに実装されたパワー素子と、外装体の内部に封止されると共に、リードフレームに実装された制御素子とを備え、外装体におけるパワー素子と制御素子との間の領域は、パワー素子と制御素子との間を断熱するために他の領域と比べてフィラーの含有割合が高く、外装体におけるパワー素子と制御素子との間を除く領域は、外装体を介してパワー素子からの熱を放熱するためにパワー素子と制御素子との間の領域と比べてフィラーの含有割合が低く、フィラーは、パワー素子と制御素子とを接続する第１金属部材を完全に覆うように配置されたことを特徴とする。
【００１３】
また、上記の課題を解決するために、本発明に係る樹脂封止型半導体装置の製造方法は、パワー素子及び制御素子が実装されたリードフレームを金型の内部に配置し、パワー素子と制御素子との間の領域にフィラーを含有する第１封止樹脂を注入した後、パワー素子、制御素子及びリードフレームを第２封止樹脂で封止することで、パワー素子と制御素子との間の領域が、パワー素子と制御素子との間を断熱するために他の領域と比べてフィラーの含有割合が高く、パワー素子と制御素子との間を除く領域が、外装体を介してパワー素子からの熱を放熱するためにパワー素子と制御素子との間の領域と比べてフィラーの含有割合が低い外装体を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、半導体素子の長期信頼性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は本発明の一実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
【図２】図２は本発明の一実施形態に係る半導体装置の内部構造を示す部分的な拡大断面図である。
【図３】図３は本発明の一実施形態に係る半導体装置の内部構造を示す平面図である。
【図４】図４は本発明の一実施形態に係る半導体装置に用いる多孔質フィラーを示す拡大平面図である。
【図５】図５は本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す一工程の断面図である。
【図６】図６は本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す一工程の平面図である。
【図７】図７は本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す次工程の断面図である。
【図８】図８は本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す次工程の平面図である。
【図９】図９は従来の密閉型パッケージを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１７】
なお、本発明は、本明細書に記載された基本的な特徴に基づく限り、以下に記載の内容に限定されない。
【００１８】
（一実施形態）
図１は、一実施形態に係る半導体装置の断面構成を示している。図２は、図１の領域Ａを拡大した断面構成を示している。本実施形態に係る半導体装置は、樹脂封止型半導体装置である。本実施形態に係る半導体装置は、太陽光発電システム、又は家電用若しくは電気自動車（ＥＶ）用モータ等の組み込み対象装置に組み込んで使用される。
【００１９】
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る半導体装置１０は、少なくとも、リードフレーム１１と、パワー素子１２と、放熱板３０と、制御素子１４と、外装体１５とを備えている。リードフレーム１１は、パワー素子１２を搭載する第１ダイパッド部１６と、制御素子１４を搭載する第２ダイパッド部４０と、複数のリードとを有する。
【００２０】
リードフレーム１１は、例えば銅（Ｃｕ）等の熱伝導性が高い材料から形成されている。リードフレーム１１の一部は外装体１５に封止され、リードフレーム１１の複数のリードの端部は、外装体１５の側面から外装体１５の外側に向けて突出している。リードフレーム１１における第１ダイパッド部１６の上面１６ａには、パワー素子１２が実装されている。パワー素子１２は、例えばろう材２６により、上面１６ａに実装されている。また、リードフレーム１１における第２ダイパッド部４０の上面４０ａには、制御素子１４が実装されている。制御素子１４は、例えば銀（Ａｇ）ペーストにより、上面４０ａに実装されている。
【００２１】
パワー素子１２は、例えばＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）、又はパワーＭＯＳＦＥＴ（金属酸化膜型電界効果トランジスタ）である。パワー素子１２のボンディングパッド（図示せず）とリードフレーム１１の複数のリードとは、金属部材１３により電気的に接続されている。
【００２２】
制御素子１４は、パワー素子１２を制御する素子であり、駆動回路又は過電流防止回路等を内蔵している。制御素子１４のボンディングパッド（図示せず）とリードフレーム１１の複数のリードとは、金属部材１３により電気的に接続されている。パワー素子１２のボンディングパッド（図示せず）と制御素子１４のボンディングパッド（図示せず）とは、金属部材１３により電気的に接続されている。制御素子１４は、これらの金属部材１３を介して、パワー素子１２を制御している。
【００２３】
以下の説明では、パワー素子１２として、ダイオード５０が接続された縦型パワーＭＯＳＦＥＴを例にしている。ダイオード５０とパワー素子１２のボンディングパッド（図示せず）とは、金属部材１３により電気的に接続されている。また、金属部材１３として、例えばアルミニウム（Ａｌ）ワイヤ又は金（Ａｕ）ワイヤを例にして説明する。なお、金属部材１３として、アルミニウムワイヤ又は金ワイヤの代わりに、アルミニウム（Ａｌ）リボン又は銅（Ｃｕ）クリップを用いてもよい。アルミニウムリボン又は銅クリップは、アルミニウムワイヤ又は金ワイヤと比べて断面積が大きく、配線抵抗値が小さくなるため、半導体装置１０における電力損失を低減することができる。
【００２４】
放熱板３０は、例えば、銅（Ｃｕ）又はアルミニウム（Ａｌ）等の熱伝導性が高い金属から形成されている。リードフレーム１１における第１ダイパッド部１６の下面１６ｂには、絶縁性シート４１を介して、放熱板３０が固着されている。絶縁性シート４１は、絶縁層を接着層で挟む３層構造を有する熱伝導性の絶縁材料で形成されている。絶縁性シート４１は、パワー素子１２から発生する熱を効果的に放熱板３０へ伝達する。放熱板３０は、該放熱板３０の下面３０ｂが外装体１５の下面１５ｂから露出するように、外装体１５により封止されている。このため、パワー素子１２から生じる熱は、絶縁性シート４１を介して、露出した放熱板３０の下面３０ｂから外部に、効率良く伝達される。また、半導体装置１０において、放熱板３０の側面３０ｃは外装体１５で覆われているため、放熱板３０とリードフレーム１１とは一体化されている。
【００２５】
外装体１５は、その一部に多孔質フィラー３５を含有する封止樹脂であって、例えばエポキシ等の熱硬化性樹脂からなる封止樹脂で構成される。外装体１５の一部である多孔質フィラー３５を含有する領域については、図３を用いて後述する。本実施形態では、外装体１５を構成する封止樹脂において、多孔質フィラー３５を含有する領域を「断熱用封止樹脂領域」とし、その他の領域を「通常封止樹脂領域」としている。外装体１５は、パワー素子１２、制御素子１４、第２ダイパッド部４０を含むリードフレーム１１の一部、並びに放熱板３０の側面３０ｃを内包して封止している。このように封止することにより、リードフレーム１１と放熱板３０とを一体化すると共に、パワー素子１２と制御素子１４とを保護することが可能となる。
【００２６】
図３は、本実施形態に係る半導体装置１０の内部構造であって、その平面構成を示している。
【００２７】
図３に示すように、リードフレーム１１の端部は、それぞれ外装体１５の側面から突出している。リードフレーム１１の端部は、半導体装置１０の実装端子として、例えばインバータ制御機器等の回路と接続される。
【００２８】
ここで、本実施形態に係る半導体装置１０は、図２及び図３に示すように、外装体１５を構成する封止樹脂の内部において、パワー素子１２と制御素子１４との間の領域に、他の領域と比べて多孔質フィラー３５を密に配置して、断熱用封止樹脂領域（多孔質フィラー３５を密に含む領域）を形成していることを特徴とする。パワー素子１２と制御素子１４との間に断熱用封止樹脂領域を形成している（多孔質フィラー３５を密に配置している）のは、パワー素子１２から発生する熱が、一般的に熱に弱い制御素子１４に伝達されることを、防ぐためである。本実施形態では、具体的には、断熱用封止樹脂領域において、多孔質フィラー３５を、７０重量％以上（さらに望ましくは９０重量％以上）の割合で含有させている。
【００２９】
さらに、本実施形態に係る半導体装置１０では、多孔質フィラー３５を、制御素子１４側よりもパワー素子１２側に偏在して配置している。多孔質フィラー３５が制御素子１４側よりもパワー素子１２側に偏在して配置されることで、パワー素子１２から発生する熱が制御素子１４に伝達されることを、さらに確実に防ぐことができる。
【００３０】
また、外装体１５を構成する封止樹脂の内部において、多孔質フィラー３５は、パワー素子１２と制御素子１４とを接続する金属部材１３を囲むように、その周囲に配置されている。パワー素子１２と制御素子１４とを接続する金属部材１３は、第１金属部材の一例である。ここで、断熱用封止樹脂領域（多孔質フィラー３５を密に含む領域）と通常封止樹脂領域（その他の領域）との界面に金属部材１３が位置していると、界面にかかるせん断応力により金属部材１３が破断する可能性がある。そこで、本実施形態では、図２に示すように、パワー素子１２と制御素子１４とを接続する金属部材１３を多孔質フィラー３５が完全に覆うように配置している。すなわち、パワー素子１２と制御素子１４とを接続する金属部材１３の全てが、断熱用封止樹脂領域内に位置するように配置している。このように多孔質フィラー３５を配置することにより、金属部材１３が破断する可能性を低減することができる。
【００３１】
本実施形態に係る半導体装置１０において、パワー素子１２から発生する熱が制御素子１４に伝達されるのを防ぐことができる理由について、以下に説明する。
【００３２】
一般的に、パワー素子は、高速又は大電流でのスイッチング動作により発熱する。このとき、例えばパワー素子のジャンクション温度が上昇して１２５℃以上になると、動作に対する信頼性が著しく低下し、パワー素子が誤動作する可能性がある。そこで、パワー素子の構成材料として、ＧａＮ又はＳｉＣ等の高耐熱素子が適用され始めている。しかし、パワー素子自体が高熱に耐えられても、制御素子は、シリコン（Ｓｉ）により形成されるため、その耐熱性が低い。例えば、パワー素子からの熱伝導により制御素子の温度が上昇して１２５℃以上になると、該制御素子の動作に対する信頼性が著しく低下して、制御素子が誤動作する場合がある。制御素子が誤動作すると、正常な信号がパワー素子に伝達されず、半導体装置全体の特性及び信頼性が著しく低下する。本実施形態に係る半導体装置１０は、この課題を解決し、パワー素子１２と制御素子１４との間の領域に多孔質フィラー３５を、他の領域よりも密に配置して、断熱用封止樹脂領域を形成することにより、長期信頼性が高い半導体装置１０を実現することを可能としている。
【００３３】
ここで、断熱用封止樹脂領域（パワー素子１２と制御素子１４との間の領域）に密に配置した多孔質フィラー３５の作用について説明する。
【００３４】
図４に、本実施形態に係る半導体装置１０に用いる多孔質フィラー３５を拡大して示す。多孔質フィラー３５は、図４に示すように、多孔質フィラー部位３５ａの内部に、空気層である複数の孔部位３５ｂを含む。
【００３５】
多孔質フィラー３５の材料としては、例えば二酸化珪素（シリカ：ＳｉＯ２）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化アルミニウム（アルミナ：Ａｌ２Ｏ３）又は窒化ボロン（ＢＮ）がある。また、多孔質フィラー３５は、比表面積が３００ｍ２／ｇ以上で、平均粒径が約１μｍ以上且つ１０μｍ以下の、例えば球状のフィラーが望ましい。多孔質フィラー３５が球状であると、多孔質フィラー３５と外装体１５の封止樹脂とが面接触でなく点接触するため、多孔質フィラー３５と外装体１５の封止樹脂との接触面積を可能な限り大きくすることができる。多孔質フィラー３５と外装体１５の封止樹脂との接触面積を大きくすることで、封止樹脂の充填密度を向上させると共に、封止樹脂への多孔質フィラー３５の密着性を向上させることができる。
【００３６】
本実施形態では、平均粒径が２．８μｍで且つ比表面積が３８０ｍ２／ｇである球状の多孔質フィラー３５を約９０重量％含有したビフェニル系エポキシ樹脂を準備し、準備したビフェニル系エポキシ樹脂を断熱用封止樹脂として用い、パワー素子１２と制御素子１４との間の領域をこの断熱用封止樹脂で封止して、半導体装置１０を製造した。本実施形態の場合の多孔質フィラー３５内の空気層である孔部位３５ｂは、熱伝導率が０.０２４１Ｗ／ｍ・Ｋであり、エポキシ樹脂の熱伝導率における０．２〜０．４Ｗ／ｍ・Ｋの値の５分の１から１０分の１程度である。
【００３７】
パワー素子１２の発熱によりパワー素子１２の温度が上昇した場合、その発熱は、第１ダイパッド部１６と絶縁性シート４１を介して放熱板３０に伝達されると共に、パワー素子１２を覆っている外装体１５へと伝達される。このとき、本実施形態に係る半導体装置１０では、断熱用封止樹脂領域で熱の伝達が遮断され（断熱され）、制御素子１４への熱影響が低減される。これは、多孔質フィラー３５に含まれる空気層である孔部位３５ｂが、外装体１５を形成するエポキシ樹脂よりも熱伝導率が低いためであると考えられる。具体的には、本実施形態に係る半導体装置１０では、パワー素子１２が発熱して２００℃近くまで温度上昇した際にも、制御素子１４の温度を１２５℃未満に抑えることができた。
【００３８】
本実施形態に係る半導体装置１０によれば、パワー素子１２と制御素子１４との間の領域に密に配置した多孔質フィラー３５により、制御素子１４の発熱温度を１２５℃未満に保つことができる。これにより、密閉パッケージ構造を必要とせず、小型で生産性に優れ、パワー素子１２及び制御素子１４の長期動作信頼性が高い半導体装置を実現することができる。
【００３９】
以下、本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図５〜図８を用いて説明する。
【００４０】
まず、図５に示すように、上面に絶縁性シート４１を仮接着した放熱板３０を下にして、下金型６２に載置する。続いて、リードフレーム１１における第１ダイパッド部１６の下面１６ｂが絶縁性シート４１と接するように、下金型６２にリードフレーム１１を載置する。その後、上金型６３を下降させ、リードフレーム１１を、上金型６３と下金型６２とによってクランプする。これにより、上金型６３と下金型６２との間に、キャビティ６５が形成される。続いて、例えばトランスファモールド法により、多孔質フィラー３５を含有したエポキシ樹脂７５を、上金型６３に設けられた少なくとも１つのゲート７０から、キャビティ６５の内部に充填する。エポキシ樹脂７５は、断熱用封止樹脂領域を形成するための封止樹脂であり、第１封止樹脂の一例である。ゲート７０は、キャビティ６５の内部に配置されたパワー素子１２と制御素子１４との間の空間の鉛直上方に、形成されている。これにより、パワー素子１２と制御素子１４との間に、多孔質フィラー３５を含有したエポキシ樹脂７５が充填される。
【００４１】
このとき、上金型６３に設けられたゲート７０の位置は、図５及び図６に示すように、パワー素子１２と制御素子１４との中間位置よりも、パワー素子１２に近い側に配置されることが好ましい。ゲート７０の位置をパワー素子１２に近い側に配置することにより、多孔質フィラー３５を含有する割合が、制御素子１４側よりもパワー素子１２側が高くなる。すなわち、本実施形態に係る半導体装置１０では、多孔質フィラー３５が、制御素子１４側よりもパワー素子１２側に偏在して配置される。なお、ゲート７０を複数個配置することにより、多孔質フィラー３５を含有したエポキシ樹脂７５を、より確実に充填することができる。
【００４２】
続いて、図７及び図８に示すように、上金型６３の側面に設けたゲート６４からエポキシ樹脂６６を注入し、該エポキシ樹脂６６をキャビティ６５の内部に充填する。エポキシ樹脂６６は、通常封止樹脂領域を形成するための封止樹脂であり、第２封止樹脂の一例である。本実施形態では、エポキシ樹脂６６として流動性が高い組成の樹脂を用いているため、エポキシ樹脂６６は、上金型６３のキャビティ６５を完全に充填するように入り込んでいく。本実施形態では、ゲート７０から注入されたエポキシ樹脂７５よりも、ゲート６４から注入されたエポキシ樹脂６６の方が、流動性が高い。このため、図７に示すように、ゲート６４から注入されたエポキシ樹脂６６は、既にゲート７０から充填されたエポキシ樹脂７５を除く領域を埋めるように充填される。すなわち、断熱用封止樹脂領域に予め充填されたエポキシ樹脂７５はそのままで、残りの領域（通常封止樹脂領域）にエポキシ樹脂６６が充填される。その結果、パワー素子１２と制御素子１４との間の領域（断熱用封止樹脂領域）にエポキシ樹脂７５が充填され、それ以外の領域（通常封止樹脂領域）にエポキシ樹脂６６が充填される。そして、これらエポキシ樹脂７５、６６を硬化させることで、図１に示す外装体１５を構成し、半導体装置１０を製造することができる。
【００４３】
なお、本実施形態では、多孔質フィラー３５を含まないエポキシ樹脂６６の粘性は、０．０１Ｐａ・ｓ程度であり、多孔質フィラー３５を含むエポキシ樹脂７５の粘性は、２Ｐａ・ｓ程度である。
【００４４】
本実施形態では、外装体１５の内部におけるパワー素子１２と制御素子１４との配置の比率に基づいて、ゲート７０から注入したエポキシ樹脂７５とゲート６４から注入したエポキシ樹脂６６との体積比を、エポキシ樹脂７５：エポキシ樹脂６６＝１：３とした。なお、外装体１５からも放熱することを考えると、エポキシ樹脂７５の体積は、エポキシ樹脂６６の体積の３分の１以下であることが望ましい。
【００４５】
なお、まず、パワー素子１２と制御素子１４との間に充填したエポキシ樹脂７５を硬化させた後に、その周囲を囲むようにエポキシ樹脂６６を充填させて、外装体１５を形成してもよい。この場合、エポキシ樹脂７５による断熱用封止樹脂領域を、パワー素子１２と制御素子１４との間により確実に形成することができる。
【００４６】
本実施形態に係る半導体装置１０は、外装体１５の内部において、多孔質フィラー３５をパワー素子１２と制御素子１４との近傍に密に配置すると共に、パワー素子１２側に偏在させている。これにより、パワー素子１２と制御素子１４との間の断熱効果を高めた半導体装置１０を実現することができる。本実施形態により、パワー素子１２と制御素子１４との間の断熱効果を高めると共に、パワー素子１２から放熱板３０への放熱特性は、従来通りの半導体装置１０を実現できる。そのため、パワー素子１２の温度が高くなっても、制御素子１４への熱の影響を小さくでき、動作が安定した半導体装置１０を実現することができる。
【００４７】
なお、外装体１５におけるパワー素子１２と制御素子１４との間を除く領域（通常封止樹脂領域）では、多孔質フィラー３５の含有割合は、できる限り低い方が望ましい。これは、パワー素子１２と制御素子１４との間を除く領域（通常封止樹脂領域）においても多孔質フィラー３５の含有割合が高くなると、外装体５を通してパワー素子１２の駆動により発生する熱を放出できず、パワー素子１２の放熱経路が放熱板３０を経由する以外になくなり、放熱板３０等の大型化が必要となるためである。
【００４８】
また、本実施形態に係る半導体装置１０では、リードフレーム１１の枚数は、本発明の目的を実現する限り、これに限られない。例えば、２枚の個別のリードフレームを一体化したリードフレームを用いてもよい。
【００４９】
また、放熱板３０の熱伝導率を非常に高くすることが可能であれば、外装体１５からの放熱が不要となり、多孔質フィラー３５を含有したエポキシ樹脂７５を、キャビティ６５の内部の全体に充填させることも可能であると考えられる。すなわち、外装体１５として、エポキシ樹脂６６を使用しないことも可能であると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明に係る樹脂封止型半導体装置及びその製造方法は、エアコン等の大電力用の機器に用いられる半導体装置等に適用できる。
【符号の説明】
【００５１】
１０      半導体装置
１１      リードフレーム
１２      パワー素子
１３      金属部材
１４      制御素子
１５      外装体
１５ｂ，１６ｂ，３０ｂ    下面
１６      第１ダイパッド部
１６ａ，４０ａ    上面
２６      ろう材
３０      放熱板
３０ｂ    下面
３０ｃ    側面
３５      多孔質フィラー
３５ａ    多孔質フィラー部位
３５ｂ    孔部位
４０      第２ダイパッド部
４１      絶縁性シート
５０      ダイオード
６２      下金型
６３      上金型
６４，７０    ゲート
６５      キャビティ
６６，７５    エポキシ樹脂
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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