(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、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、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、絶縁層は、第１の領域と、第２の領域を有し、第１の領域は、絶縁層のフレームが接合される側の縁部表面に配置され、第１の領域は、第２の領域よりもフィラー含有量が多いことを特徴とする。【選択図】図１
2018142579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板と、前記金属板の上面に配置され、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、前記絶縁層は、第１の領域と、第２の領域を有し、前記第１の領域は、前記絶縁層の前記フレームが接合される側の縁部表面に配置され、前記第１の領域は、前記第２の領域よりもフィラー含有量が多いことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記絶縁層のフィラーは、無機物微粒子であって、シリカを用い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、家電製品の高効率化の要求が高まり、モーター駆動制御用半導体装置として、同一のパッケージ内に電力用素子、制御用素子、保護素子などを納めたＩＰＭ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ  Ｐｏｗｅｒ  Ｍｏｄｕｌｅ）が使用されている。この半導体装置は、家電製品への組み込みを更に容易とするため、小型化が求められている。
【０００３】
従来技術の半導体装置は、半導体素子と、リードフレームと、基板と、樹脂封止体と、を備えており、リードフレームのダイパッド部の表面には、半導体素子が搭載されており、基板の裏面は樹脂封止体から露出し、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】
市場からのパッケージ小型化への要求に対応するため、基板を小さくする必要がある。しかしながら、従来技術では、基板端面における絶縁性を確保するための沿面距離が必要であることから、基板の小型化が進まず、パッケージの小型化要求に対して十分には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、パッケージの小型化のために、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。
金属板と、金属板の上面に配置され、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、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、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、絶縁層は、第１の領域と、第２の領域を有し、第１の領域は、絶縁層のフレームが接合される側の縁部表面に配置され、第１の領域は、第２の領域よりもフィラー含有量が多いことを特徴とする。また、絶縁層のフィラーは、無機物微粒子であって、シリカを用い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、パッケージの小型化のために、フレームの周縁と金属板の側面との沿面距離を短くしても、絶縁耐圧の確保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。
【図２】変形例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装置１００を説明する。図１は、半導体装置１００のフレーム４が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、フレーム４、封止体５から成っている。封止体５の外表面は破線で示す。
図２は、変形例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。
【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４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５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の厚みは、例えば８０μｍである。
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の上面には、接着層３が配置されている。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。
絶縁層２は、縁部に第１の領域が配置され、それよりも内側に第２の領域を有する。
第１の領域は、第２の領域よりもフィラー含有量が多い。例えば、第１の領域のフィラー含有量は８５重量％以上であり、第２の領域は、７５重量t％以下である。
フィラーは無機物微粒子であって、例えば、溶融シリカあるいは破砕シリカを用いる。
【００１４】
接着層３は、フレーム４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】
フレーム４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４は、封止体５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４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４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。
【００１６】
封止体５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５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。
【００１７】
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。
【００１８】
本発明の実施例に係る半導体装置１００は、請求項1によれば、絶縁層は、第１の領域と、第２の領域を有しており、第１の領域は、フレームと接合される側の絶縁層の縁部表面に配置され、この第１の領域は、第２の領域よりもフィラー含有量が多い。請求項２によれば、フィラーとして無機物微粒子のシリカを用いることで、第１の領域は、シリカを多く含み、誘電率が高く、電気絶縁性を高める効果がある。また、シリカとして溶融シリカを用いた場合は、流動性がよく、絶縁層製造時の容易性が高い。また、破砕シリカを用いた場合は、封止体との密着性の向上に効果がある。
よって、高い電気絶縁性を有する第１の領域を配置することにより、沿面距離が短くても絶縁性を維持することができる。これにより、フレームと金属板との沿面距離を短くしても電気絶縁性を維持しつつ、半導体装置の小型化が可能である。
また、第２の領域は、第１の領域よりもフィラー含有量が少ないことで、接着層３との接合性を高めることができる。
【００１９】
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。
【００２０】
絶縁層に含まれるフィラーをシリカとしたが、高い誘電率を得ることができる無機物微粒子であればよく、例えばアルミナであってもよい。これにより、さらに高い誘電率を得ることができる。
【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】
変形例１を図２に示す。フレームが接合される側の絶縁層の表面に、第１の領域の表面があれば、第１の領域の厚みは、絶縁層の厚みと同一である必要はない。フィラー含有量の多い表面が絶縁層の縁部に配置されることで、絶縁効果が期待でき、絶縁耐量が維持される。
【符号の説明】
【００２４】
１、金属板
２、絶縁層
２１、第１の領域
２２、第２の領域
３、接着層
４、フレーム
５、封止体
１００、半導体装置
【図１】
2018142579.tif 000003
【図２】
2018142579.tif 000004