(57)【要約】【課題】絶縁耐量を確保し、小型化が可能な半導体装置を提供する。【解決手段】本発明の半導体装置は、金属板と、金属板１の上面に配置され、平面視において、金属板と周縁の形状寸法が一致する絶縁層と、絶縁層の上面に配置された接着層と、絶縁層の上面に配置された保護層と、接着層の上面に載置し固定されたフレームと、金属板と、絶縁層と、接着層と、保護層と、フレームと、を封止するとともに、金属板の少なくとも一部の下面を露出させる封止体と、を備え、保護層は、絶縁層の縁部に配置され、接着層およびフレームから、離間されて配置されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板と、前記金属板１の上面に配置され、平面視において、前記金属板と周縁の形状寸法が一致する絶縁層と、前記絶縁層の上面に配置された接着層と、前記絶縁層の上面に配置された保護層と、前記接着層の上面に載置し固定されたフレームと、前記金属板と、前記絶縁層と、前記接着層と、前記保護層と、前記フレームと、を封止するとともに、前記金属板の少なくとも一部の下面を露出させる封止体と、を備え、前記保護層は、前記絶縁層の縁部に配置され、前記接着層および前記フレームから、離間されて配置されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記保護層は、絶縁性高分子材料であることを特徴とする請求項1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、半導体素子が樹脂封止体中に封止され、半導体素子の放熱を行う基板が樹脂封止体の下面に露出した構成を具備する半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、モーター駆動制御などの分野において、取り扱いに優れ、高放熱性、且つ高信頼性の樹脂封止型半導体装置が求められており、同一のパッケージ内に電力用素子、制御用素子、保護素子（感温素子など）を納めたＩＰＭ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ  Ｐｏｗｅｒ  Ｍｏｄｕｌｅ）がある。
【０００３】
従来技術として、半導体装置は、電極フレームと、電力用半導体素子と、セラミックから成る絶縁部材と、エポキシ樹脂から成る封止部とを備える。  電極フレームの素子搭載部の表面上には、電力用半導体素子が搭載されており、素子搭載部の表面に対面する絶縁部材表面の周縁が、素子搭載部表面の周縁を取り囲みうる寸法・形状を有している。封止部は、電力用半導体素子及び素子搭載部等を覆って、且つ、絶縁部材の表面に接して形成されている。絶縁部材の裏面は封止部から露出しており、放熱性の向上が図られている。（特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２３７３６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の従来技術によれば、絶縁部材の周縁が、素子搭載部の周縁を取り囲んで配置することから、高い絶縁耐圧を維持するためには、素子を搭載する電極フレームの周縁と、絶縁基板の側面との間隔を十分開ける必要があり、パッケージの小型化要求には十分に答えられないという課題がある。
【０００６】
本発明は、上記問題点を鑑み、フレームの周縁と金属板の側面との沿面距離を短くすることが可能なパッケージとすることで、小型化された半導体装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の課題を解決するために、本発明は以下に掲げる構成とした。
本発明の半導体装置は、金属板と、金属板１の上面に配置され、平面視において、金属板と周縁の形状寸法が一致する絶縁層と、絶縁層の上面に配置された接着層と、絶縁層の上面に配置された保護層と、接着層の上面に載置し固定されたフレームと、金属板と、絶縁層と、接着層と、保護層と、フレームと、を封止するとともに、金属板の少なくとも一部の下面を露出させる封止体と、を備え、保護層は、絶縁層の縁部に配置され、接着層およびフレームから、離間されて配置されていることを特徴とする。また保護層は、絶縁性高分子樹脂であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、以上のように構成されているので、絶縁耐量を確保し、小型化が可能な半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例１に係る半導体装置のフレームが固定されている金属板の縁部付近を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について、図を参照して詳細に説明する。なお以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものであり、寸法関係の比率等は現実のものとは異なる。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
また、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための例示であって、この発明の実施の形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものではない。この発明の実施の形態は、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。
【実施例】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施例に係る半導体素子１００を説明する。図１は、半導体装置１００のフレーム５が絶縁層３に固定されている金属板１の縁部付近を示す断面模式図である。半導体装置１００は、金属板１、絶縁層２、接着層３、保護層４、フレーム５、封止体６から成っている。封止体６の外表面は破線で示す。
【００１２】
金属板１は、熱伝導率の高く、かつ、比較的に安価な金属、例えばアルミニウムやアルミニウム合金などが用いられる。
金属板１の上面は、絶縁層２を配置している。絶縁層２の上面に配置された接着層３を介してフレーム５が載置され固定される。
金属板１の少なくとも一部の下面は、封止体６から露出している。
【００１３】
絶縁層２は、電気的絶縁性の高い材料が有効である。例えば、エポキシ樹脂が用いられる。
絶縁層２は、平面視において、金属板１と周縁の形状寸法が一致している。
絶縁層２の上面は、接着層３を配置している。接着層３を介して、絶縁層２とフレーム５が載置され固定される。
【００１４】
接着剤３は、フレーム５と絶縁層３を接着する。金属板１に効率良く熱を伝えるために、熱伝導性にすぐれていることが望ましい。接着層３の厚みは、例えば５０μｍである。
【００１５】
保護層４は、絶縁層２上面の縁部に配置されている。
保護層４は、電気的絶縁性の高い絶縁性高分子材料が有効であり、保護層４の厚みは、例えば３０μｍである。また保護層４の幅は、例えば０．７ｍｍである。
【００１６】
フレーム５は、接着材３を介して、絶縁層２に載置され固定されている。フレーム５は、封止体６から突出した部位は、外部リードとしても用いられる。フレーム５は、電気抵抗率が小さい金属、例えば銅や銅合金などが用いられる。フレーム５の上面に、導電性接着材を介して、半導体素子（図示せず）を載置してもよい。
【００１７】
封止体６は、樹脂成形金型とプレス装置を使用して、トランスファーモールドとして、樹脂成形されたものである。例えば、封止体６には熱硬化性エポキシ樹脂が使用される。
以上により、半導体装置１００が完成する。
【００１８】
次に、上述の実施例に係る半導体装置１００の効果を説明する。
【００１９】
本発明の実施例に係る半導体装置１００は、保護層４による絶縁耐量を確保するために、フレーム１と保護層４との接触を防止して保護層４の損傷を防止する必要がある。すなわち、平面視によれば、フレーム５の端面（フレーム寸法公差５０μｍを含んだ端面）と保護層４の端面は０．７ｍｍ離間しており、接触しない。また、フレーム１を接着層３に貼り付けた際のフレーム１の沈み込みは１０μｍであるため、接着層３の厚さ５０μｍに対して、保護層４の厚さは３０μｍとすることで、保護層４による絶縁耐量が確保できる。
【００２０】
上述のように、本発明を実施するための形態を記載したが、この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例が可能であることは明らかである。
【００２１】
フレームの上面には半導体素子を載置してもよい。これにより、フレームをダイパッドとして利用することができる。
【００２２】
絶縁層の上面に電気回路パターンを形成してもよい。これにより、半導体装置内部の電気的配線を集積して半導体装置の小型化に効果がある。
【００２３】
接着層に、はんだを用いてもよい。はんだが溶融して仮に絶縁層の縁部方向に流れ出しても、保護層が壁となり堰き止めることができる。保護層により、はんだ流れによる短絡を防止することができる。
【符号の説明】
【００２４】
１、金属板
２、絶縁層
３、接着層
４、保護層
５、フレーム
６、封止体
１００、半導体装置
【図１】
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