(57)【要約】【課題】  膜厚が均一な絶縁膜を有する半導体モジュールを効率的に製造する。【解決手段】  半導体モジュール１０を製造する方法であって、ノズル部３８が設けられたリードフレーム３４とリードフレーム３４に接続された半導体チップ２６、３０を有する実装部品２０を、絶縁性の袋７０内に収容し、ノズル部３８から袋７０内の空気を吸引することで袋７０を実装部品２０に密着させる工程を有する方法。ノズル部３８は、半導体モジュール１０の一部となる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体モジュールを製造する方法であって、
ノズル部が設けられたリードフレームと前記リードフレームに接続された半導体チップを有する実装部品を、絶縁性の袋内に収容し、前記ノズル部から前記袋内の空気を吸引することで前記袋を前記実装部品に密着させる工程を有し、
前記ノズル部が導電性材料により構成されている、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、実装部品を樹脂製の袋内に収容し、袋内を減圧することで、袋を実装部品に密着させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−３１３８２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術では、袋内を減圧するために、袋内の空気を吸引するための吸引口が必要である。従来は、袋が実装部品に密着した後に、吸引口を構成する部材（ノズル等）を袋から取り外す必要があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の半導体モジュールを製造する方法は、ノズル部が設けられたリードフレームと前記リードフレームに接続された半導体チップを有する実装部品を、絶縁性の袋内に収容し、前記ノズル部から前記袋内の空気を吸引することで前記袋を前記実装部品に密着させる工程を有する。前記ノズル部は、導電性材料により構成されている。
【０００６】
この方法によれば、ノズル部が導電性であるので、半導体モジュールからノズル部を取り外す必要がなく、より効率的に半導体モジュールを製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】半導体モジュール１０の縦断面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図。
【図３】絶縁膜５０を有さない半導体モジュールの沿面の拡大図。
【図４】半導体モジュール１０の製造工程の説明図。
【図５】実施例３の半導体モジュールの縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【０００８】
実施例１の半導体モジュール１０は、半導体接合構造体２０と、半導体接合構造体２０の表面を覆う絶縁膜５０及び絶縁層６０を有している。
【０００９】
半導体接合構造体２０は、上リードフレーム２２と、Ｃｕブロック２４と、半導体チップ２６と、上リードフレーム２８と、半導体チップ３０と、Ｃｕブロック３２と、下リードフレーム３４を有している。
【００１０】
半導体チップ２６は、はんだ３６とＣｕブロック２４を介して上リードフレーム２２に接続されている。また、半導体チップ２６は、はんだ３６を介して下リードフレーム３４に接続されている。半導体チップ３０は、はんだ３６を介して上リードフレーム２８に接続されている。また、半導体チップ３０は、Ｃｕブロック３２とはんだ３６を介して、下リードフレーム３４に接続されている。
【００１１】
下リードフレーム３４の一部には、細長い端子部３６が形成されている。端子部３６の先端には、ノズル部３８が固定されている。ノズル部３８は、金属により構成されており、下リードフレーム３４と導通している。図２に示すように、ノズル部３８は、端子部３６に固定されている固定部３８ａと、固定部３８ａの周囲に沿って伸びる外周部３８ｂと、固定部３８ａと外周部３８ｂを接続する支持部３８ｃを有する。固定部３８ａと外周部３８ｂの間には隙間が形成されており、この隙間が吸引口４０を構成している。吸引口４０は、端子部３６の長手方向に沿って伸びている。
【００１２】
半導体接合構造体２０の表面のうち、端子等を除く略全域は、絶縁膜５０に覆われている。絶縁膜５０の表面は絶縁層６０に覆われている。但し、上リードフレーム２２の上面、上リードフレーム２８の上面及び下リードフレーム３４の下面においては、絶縁膜５０が絶縁層６０に覆われておらず、絶縁膜５０が露出している。
【００１３】
半導体接合構造体２０の使用時には、上リードフレーム２２と上リードフレーム２８の間に高い電位差が生じる。この半導体モジュール１０では、上リードフレーム２２の上面と上リードフレーム２８の上面が絶縁膜５０に覆われており、これによって、これらの間で沿面放電が生じることを防止することができる。すなわち、図３に示すように絶縁膜５０が形成されていない場合には、上リードフレーム２２と上リードフレーム２８の間の絶縁層６０の表面６０ａに沿って沿面放電が生じるおそれがある。実施例１の半導体モジュール１０では、絶縁膜５０によってこのような沿面放電が防止される。
【００１４】
次に、半導体モジュール１０の製造方法について説明する。まず、半導体接合構造体２０を、従来公知の方法により作成する。次に、図４に示すように、半導体接合構造体２０を、絶縁性の袋７０の内部に収容する。袋７０は、絶縁性樹脂により構成されている。例えば、ポリイミドやポリアミドイミド等を袋７０の材料として用いることができる。袋７０は、半導体接合構造体２０の形状に合わせた形状に形成されている。袋７０内に半導体接合構造体２０を適切に配置したら、袋７０の口をノズル部３８に接続する。次に、空気吸引装置（図示省略）をノズル部３８に接続し、吸引口４０を通して袋７０内の空気を吸引する。すなわち、袋７０内の空気を外部に排出する。すると、袋７０内が減圧されて、袋７０が半導体接合構造体２０の表面に密着する。袋７０が半導体接合構造体２０に密着したら、熱処理によって袋７０を硬化させる。これによって、袋７０が半導体接合構造体２０の表面に密着した状態で固定される。すなわち、袋７０によって、上述した絶縁膜５０が形成される。なお、ノズル部３８は、絶縁膜５０が形成された後も、下リードフレーム３４から取り除かれず、下リードフレーム３４に固定されたまま残される。次に、射出成型によって、絶縁層６０を形成する。絶縁層６０は、エポキシ樹脂等によって形成することができる。以上の工程によって、図１の半導体モジュール１０が完成する。
【００１５】
上記の方法によれば、薄く、かつ、膜厚が均一な絶縁膜５０によって、半導体接合構造体２０の表面を覆うことができる。したがって、沿面放電を防止することができる。また、半導体モジュール１０の使用時には、上リードフレーム２２の上面、上リードフレーム２８の上面及び下リードフレーム３４の下面には、図示しない冷却器が接続される。この半導体モジュール１０では、絶縁膜５０の厚みが薄いため、各リードフレームから冷却器に熱が伝わりやすい。これによって、効率的に半導体チップ２６及び３０を冷却することができる。
【００１６】
また、上記の方法によれば、ノズル部３８が半導体モジュール１０の一部として残されるので、ノズル部３８を取り除く必要がない。したがって、効率的に半導体モジュール１０を製造することができる。
【実施例２】
【００１７】
実施例２の製造方法では、半導体接合構造体２０を袋７０に入れる前に、半導体接合構造体２０の表面に接着剤を塗布する。特に、ここでは、線膨張係数の差等によって絶縁膜５０の剥離やクラックが生じやすい箇所（例えば、はんだ３６の周辺部）に接着剤を塗布することが好ましい。次に、実施例１と同様にして、半導体接合構造体２０を袋７０に入れ、吸引口４０から袋７０内の空気を吸引する。これによって、袋７０が半導体接合構造体２０に密着する。このとき、接着剤によって袋７０と半導体接合構造体２０が接続される。接着剤を硬化させると、袋７０が半導体接合構造体２０の表面に固定され、絶縁膜５０が形成される。この方法でも、図１の半導体モジュール１０を製造することができる。
【実施例３】
【００１８】
図５に示す実施例３の半導体モジュールは、ノズル部３８の位置が実施例１の半導体モジュール１０とは異なる。実施例３の半導体モジュールのその他の構成は、実施例１の半導体モジュール１０と等しい。実施例３の半導体モジュールでは、ノズル部３８が、下リードフレーム３４の中央に接続されている。吸引口４０の一端は、下リードフレーム３４の下側に開口しており、吸引口４０の他端は、半導体チップ２６と半導体チップ３０の間の領域（下リードフレーム３４の上面の位置）に開口している。実施例３の半導体モジュールも、実施例１の半導体モジュールと同様にして製造することができる。このように吸引口４０が形成されていると、空気が抜けにくい半導体チップ２６と半導体チップ３０の間の領域から効果的に空気を排出することができる。これによって、より確実に袋７０を半導体接合構造体２０に密着させることができる。また、この構成では、金属製のノズル部３８が下リードフレーム３４の下面に残るが、下リードフレーム３４の中央は沿面放電がほとんど発生しないため、問題は生じない。
【００１９】
以上に説明したように、実施例１〜３の技術によれば、沿面放電が生じることを防止することができる。なお、上述した絶縁膜５０（すなわち、絶縁性の袋により形成された絶縁膜）に代えて、絶縁層６０（射出成型によって形成された絶縁層）によってリードフレーム２２、２８及び３４の表面を覆うことも考えられる。しかしながら、この場合、リードフレームの表面に絶縁層６０を薄く形成するとことができず、半導体モジュールの放熱性が悪化する。また、半導体接合構造体２０の表面にポリイミド樹脂を塗布することで薄い絶縁膜を形成することも考えられる。しかしながら、この場合には、塗布されたポリイミド樹脂に液だれや液だまりが生じ、膜厚が不均一となる。このため、形成された絶縁膜が半導体接合構造体２０から剥離し易くなる等の問題が生じる。これに対し、上述した実施例１〜３の技術によれば、袋７０を用いることで、薄く、かつ、膜厚が均一な絶縁膜５０を形成することができる。
【００２０】
なお、上述した実施例では、ノズル部３８が下リードフレーム３４に固定されていたが、ノズル部３８が下リードフレーム３４と一体化していてもよい。また、上述した実施例では、ノズル部３８が金属であったが、ノズル部３８が絶縁体等の他の材質により構成されていてもよい。
【００２１】
また、上述した実施例では、袋７０の口をノズル部３８に接続した。しかしながら、袋の口を閉じ、袋の口とは別の開口をノズル部３８に接続してもよい。
【００２２】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００２３】
１０：半導体モジュール
２０：パワーカード
２２：上リードフレーム
２４：Ｃｕブロック
２６：半導体チップ
２８：上リードフレーム
３０：半導体チップ
３２：Ｃｕブロック
３４：下リードフレーム
３６：端子部
３８：ノズル部
３８ａ：固定部
３８ｂ：外周部
３８ｃ：支持部
４０：吸引口
５０：絶縁膜
６０：絶縁層
７０：袋
【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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