(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップ（２３）及び該半導体チップ（２３）に熱的に接続された放熱部材（２４、３２、４３、５４）を含む内部構成部品を樹脂モールドしてパッケージ（２２、４２、５３、７２、７５、７８、８１）を形成する樹脂モールド工程と、
切削用の工具を所定の移動方向に移動させながら前記パッケージ（２２、４２、５３、７２、７５、７８、８１）の外面を前記放熱部材（２４、３２、４３、５４）ごと切削又は研削することにより、該放熱部材（２４、３２、４３、５４）を露出させる切削工程とを含む半導体装置（２１、３１、４１、５２、７１、７４、７７、８０）の製造方法において、
前記放熱部材には、予め、その露出側の面を前記移動方向に関して複数に分断するスペース（２４ａ、３２ａ、４３ａ、５４ａ、７３ａ、７６ａ、７９ａ、８２ａ）が、前記工具の移動方向に対して直角方向に延びて形成されており、
前記樹脂モールド工程では、前記スペース（２４ａ、３２ａ、４３ａ、５４ａ、７３ａ、７６ａ、７９ａ、８２ａ）内にモールド樹脂が充填され、
前記切削工程では、前記スペース（２４ａ、３２ａ、４３ａ、５４ａ、７３ａ、７６ａ、７９ａ、８２ａ）を除く部分で、前記放熱部材（２４、３２、４３、５４）が露出されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記放熱部材（２４）は、金属板から構成されており、該金属板の外面側に前記スペースとしての凹部（２４ａ）が予め形成されていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
半導体チップ（２３）及び該半導体チップ（２３）に熱的に接続された放熱部材（３２）を含む内部構成部品を樹脂モールドしてパッケージ（２２）を形成する樹脂モールド工程と、
切削用の工具を所定の移動方向に移動させながら前記パッケージ（２２）の外面を前記放熱部材（３２）ごと切削又は研削することにより、該放熱部材（３２）を露出させる切削工程とを含む半導体装置（３１）の製造方法において、
前記放熱部材には、予め、その露出側の面を前記移動方向に関して複数に分断するスペース（３２ａ）が形成されており、
前記樹脂モールド工程では、前記スペース（３２ａ）内にモールド樹脂が充填され、
前記切削工程では、前記スペース（３２ａ）を除く部分で、前記放熱部材（３２）が露出されると共に、
前記放熱部材（３２）は、金属板から構成されており、該金属板に前記スペースとしての貫通穴（３２ａ）が予め形成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
半導体チップ（２３）及び該半導体チップ（２３）に熱的に接続された放熱部材（４３、５４）を含む内部構成部品を樹脂モールドしてパッケージ（４２、５３、７２、７５、７８、８１、８４）を形成する樹脂モールド工程と、
切削用の工具を所定の移動方向に移動させながら前記パッケージ（４２、５３、７２、７５、７８、８１、８４）の外面を前記放熱部材（４３、５４）ごと切削又は研削することにより、該放熱部材（４３、５４）を露出させる切削工程とを含む半導体装置（４１、５２、７１、７４、７７、８０、８３）の製造方法において、
前記放熱部材には、予め、その露出側の面を前記移動方向に関して複数に分断するスペース（２４ａ、３２ａ、４３ａ、５４ａ、７３ａ、７６ａ、７９ａ、８２ａ、８５ａ）が形成されており、
前記樹脂モールド工程では、前記スペース（４３ａ、５４ａ、７３ａ、７６ａ、７９ａ、８２ａ、８５ａ）内にモールド樹脂が充填され、
前記切削工程では、前記スペース（４３ａ、５４ａ、７３ａ、７６ａ、７９ａ、８２ａ、８５ａ）を除く部分で、前記放熱部材（４３、５４）が露出されると共に、
前記放熱部材（４３、５４）は、金属板（４６、５８）と、この金属板（４６、５８）の外面側全体に位置する絶縁層（４７、５９）と、この絶縁層（４７、５９）の更に外面側に位置する金属層（４８、６０、７３、７６、７９、８２、８５）とから構成され、前記金属層（４８、６０、７３、７６、７９、８２、８５）が、前記絶縁層（４７、５９）の外面に対し部分的に形成されていないことによって前記スペース（４３ａ、５４ａ、７３ａ、７６ａ、７９ａ、８２ａ、８５ａ）が設けられることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記スペース（３２ａ、４３ａ、５４ａ、７３ａ、７６ａ、８２ａ）は、前記放熱部材（３２、４３、５４）の長手方向及び／又は長手方向と直交する方向に延びて形成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記スペース（３２ａ、４３ａ、５４ａ、７３ａ、７９ａ、８２ａ）は、前記工具の移動方向に対して直角方向に延びて形成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記スペース（７３ａ、７６ａ、７９ａ、８２ａ）は、複数本が形成されていることを特徴とする請求項５又は６記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
少なくとも半導体チップ（２３）及び該半導体チップ（２３）に熱的に接続された放熱部材（９３）を含む内部構成部品を樹脂モールドしてパッケージ（９２）を形成する樹脂モールド工程と、
切削用の工具を所定の移動方向に移動させながら前記パッケージ（９２）の外面を前記放熱部材（９３）ごと切削又は研削することにより、前記放熱部材（９３）を露出させる切削工程とを含む半導体装置（９１）の製造方法において、
前記樹脂モールド工程は、前記パッケージ（９２）の内部に配置されて前記半導体チップ（２３）を覆う第１の樹脂層（９５）を形成する第１樹脂モールド工程と、
少なくとも前記パッケージ（９２）の切削又は研削が行なわれる面に配置され前記第１の樹脂層（９５）よりも軟質な樹脂材料から第２の樹脂層（９６）を形成する第２樹脂モールド工程との２段階で実行されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記第１の樹脂層（９５）と、前記第２の樹脂層（９６）とは、同等の樹脂材料に対し、含まれるフィラーの密度を異ならせて構成されることを特徴とする請求項８記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
半導体チップ（２３）及び該半導体チップ（２３）に熱的に接続された放熱部材（３２）を、モールド樹脂により一体的にモールドしてパッケージ（２２）を構成すると共に、そのパッケージ（２２）の外面に対して切削用の工具を所定の移動方向に移動させながら切削又は研削することによって、前記放熱部材（３２）を露出させるようにした半導体装置（３１）において、
前記放熱部材（３２）には、その露出側の面を前記移動方向に関して複数に分断するようなスペース（３２ａ）が形成されており、そのスペース（３２ａ）内に前記モールド樹脂が充填された形態とされていると共に、
前記放熱部材（３２）は、金属板から構成されており、該金属板に前記スペースとしての貫通穴（３２ａ）が予め形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
半導体チップ（２３）及び該半導体チップ（２３）に熱的に接続された放熱部材（４３、５４）を、モールド樹脂により一体的にモールドしてパッケージ（４２、５３、７２、７５、７８、８１、８４）を構成すると共に、そのパッケージ（４２、５３、７２、７５、７８、８１、８４）の外面に対して切削用の工具を所定の移動方向に移動させながら切削又は研削することによって、前記放熱部材（４３、５４）を露出させるようにした半導体装置（４１、５２、７１、７４、７７、８０、８３）において、
前記放熱部材（４３、５４）には、その露出側の面を前記移動方向に関して複数に分断するようなスペース（４３ａ、５４ａ、７３ａ、７６ａ、７９ａ、８２ａ、８５ａ）が形成されており、そのスペース（４３ａ、５４ａ、７３ａ、７６ａ、７９ａ、８２ａ、８５ａ）内に前記モールド樹脂が充填された形態とされていると共に、
前記放熱部材（４３、５４）は、金属板（４６、５８）と、この金属板（４６、５８）の外面側全体に位置する絶縁層（４７、５９）と、この絶縁層（４７、５９）の更に外面側に位置する金属層（４８、６０、７３、７６、７９、８２、８５）とから構成され、前記金属層（４８、６０、７３、７６、７９、８２、８５）が、前記絶縁層（４７、５９）の外面に対し部分的に形成されていないことによって前記スペース（４３ａ、５４ａ、７３ａ、７６ａ、７９ａ、８２ａ、８５ａ）が設けられることを特徴とする半導体装置。
【請求項１２】
半導体チップ（２３）及び該半導体チップ（２３）に熱的に接続された放熱部材（９３）を、モールド樹脂により一体的にモールドしてパッケージ（９２）を構成すると共に、そのパッケージ（９２）の外面に対して切削用の工具を所定の移動方向に移動させながら切削又は研削することによって、前記放熱部材（９３）を露出させるようにした半導体装置（９１）において、
前記モールド樹脂は、前記パッケージ（９２）の内部に配置されて前記半導体チップ（２３）を覆う第１の樹脂層（９５）と、少なくとも前記パッケージ（９２）の切削又は研削が行なわれる面に配置され前記第１の樹脂層（９５）よりも軟質な第２の樹脂層（９６）とを含んでいることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップ及び該半導体チップに熱的に接続された放熱部材を、モールド樹脂により一体的にモールドしてパッケージを構成すると共に、そのパッケージの外面に対する切削又は研削加工によって、前記放熱部材を露出させるようにした半導体装置の製造方法及び半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばＩＧＢＴ等のパワー素子を含んだ半導体装置として、例えば特許文献１に開示されているように、放熱性を高めるために、半導体チップの両面側に放熱板を配置した状態で、それら放熱板がパッケージの表面に露出されるように樹脂モールドした構成のものがある。このとき、パッケージ両面における放熱板の露出面の平行度を確保して、冷却器との密着性を向上させるために、モールド樹脂層が放熱板の表面も含む半導体装置全体を覆うように予め形成され、その後、切削工具（刃物）を用いた切削加工により、放熱板を露出させることが行われる。
【０００３】
即ち、図１４に示すように、この第１の従来例の半導体装置１は、例えばアルミニウム製の一対の放熱板（ヒートシンク）２、３間に、半導体チップ４と、スペーサとして機能する例えば銅製の金属ブロック体５とを挟んで構成されている。放熱板２と半導体チップ４の間、半導体チップ４と金属ブロック体５の間、金属ブロック体５と放熱板３の間は、夫々半田６により接合されている。また、半導体チップ４とリード部７とがボンディングワイヤ８により接続される。この半導体装置１は、放熱板２、３の表面の一部又は全体がエポキシ樹脂等のモールド樹脂層９でモールドされる。そして、切削工具（刃物）１０により表面が切削されて、放熱板２、３が樹脂の面と同一平面になるように露出される。
【０００４】
また、同様に、パッケージの両面に放熱板を配置した別の構成として、特許文献２には、１つのパッケージ内に２個の半導体チップを設けた、いわゆる２ｉｎ１のタイプのものが開示されている。図１５に示すように、この第２の従来例の半導体装置１１は、図で下面側に横長な矩形板状をなす大形の共用放熱板１２を備え、その上面に左右２個の半導体チップ１３、１４を設け、それら各半導体チップ１３、１４の上部に、夫々放熱板１５、１６を備えている。この場合も、放熱板１２、１５、１６の表面を含む全体がエポキシ樹脂等のモールド樹脂層１７でモールドされ、その後、表面の切削加工によって放熱板１２、１５、１６が露出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２７７９４号公報
【特許文献２】特開２００４−２９６５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記したパッケージ表面の切削加工は、上記した第２の従来例の半導体装置１１の下面側の切削を例に挙げると、図１６（ａ）に示すように、回転円板の外周部に切削刃を取付けた工具を、垂直軸周りに連続的に回転させて切削刃を矢印Ａ方向に回転（旋回）移動させながら、半導体装置１１（パッケージ）を回転円板の直径方向（矢印Ｂ方向）に相対的に順に移動させていき、該切削刃により樹脂層１７及び放熱板１２を切削していくことにより行われる。
【０００７】
この場合、パッケージの表面の樹脂層１７と放熱板１２とを、切削刃で同時に切削することになるが、樹脂層１７と放熱板１２とでは硬さが異なるため、より軟質な放熱板１２の方が削られやすい事情がある。そのため、放熱板１２の方がより深く切削されてしまい、結局、平面度が悪化する虞があった。特に、図１５に示した２ｉｎ１タイプの半導体装置１１では、半導体チップ１３、１４からの発熱量も多いため共用放熱板１２が大型になるが、このような大型の放熱板１２では、図１６（ｂ）に示すように、樹脂層１７との境界部からの距離が大きい部分（放熱板１２の中央部分）の切削量が大きくなり、平面度の悪化は顕著となる。
【０００８】
尚、これに対処するため、切削する方向（切削加工時の半導体装置１１の配置）を、図１６（ａ）の状態に示したパッケージ（放熱板１２）の長手方向から、９０度変更する、つまり矢印Ａ方向にパッケージ（放熱板１２）のうち短辺方向を合せながら切削を行うことも考えられる。ところが、これでは、半導体装置１１の矢印Ｂ方向の相対移動距離が大きくなり、切削加工に要する時間が長くなってしまうことになる。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、パッケージの外面の切削又は研削加工によって放熱部材を露出させるものにあって、切削面における平面度の低下を抑えることができる半導体装置の製造方法及び半導体装置を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１の半導体装置の製造方法は、半導体チップ（２３）及び該半導体チップ（２３）に熱的に接続された放熱部材（２４、３２、４３、５４）を含む内部構成部品を樹脂モールドしてパッケージ（２２、４２、５３、７２、７５、７８、８１）を形成する樹脂モールド工程と、切削用の工具を所定の移動方向に移動させながら前記パッケージ（２２、４２、５３、７２、７５、７８、８１）の外面を前記放熱部材（２４、３２、４３、５４）ごと切削又は研削することにより、該放熱部材（２４、３２、４３、５４）を露出させる切削工程とを含む半導体装置（２１、３１、４１、５２、７１、７４、７７、８０）の製造方法において、前記放熱部材には、予め、その露出側の面を前記移動方向に関して複数に分断するようなスペース（２４ａ、３２ａ、４３ａ、５４ａ、７３ａ、７６ａ、７９ａ、８２ａ）が、前記工具の移動方向に対して直角方向に延びて形成されており、前記樹脂モールド工程では、前記スペース（２４ａ、３２ａ、４３ａ、５４ａ、７３ａ、７６ａ、７９ａ、８２ａ）内にモールド樹脂が充填され、前記切削工程では、前記スペース（２４ａ、３２ａ、４３ａ、５４ａ、７３ａ、７６ａ、７９ａ、８２ａ）を除く部分で、前記放熱部材（２４、３２、４３、５４）が露出されるところに特徴を有する。
【００１２】
これによれば、パッケージ（２２、４２、５３、７２、７５、７８、８１）の放熱面に対する切削又は研削加工を行うにあたって、放熱部材（２４、３２、４３、５４）の露出側の面においては、スペース（２４ａ、３２ａ、４３ａ、５４ａ、７３ａ、７６ａ、７９ａ、８２ａ）によって、放熱部材（２４、３２、４３、５４）が切削用の工具の移動方向に関して複数に分断され、その分断部分に放熱部材（２４、３２、４３、５４）よりも硬質なモールド樹脂が存在するような形態となる。この場合、スペース（２４ａ、３２ａ、４３ａ、５４ａ、７３ａ、７６ａ、７９ａ、８２ａ）が、切削用の工具の移動方向に対して直角方向に延びて形成されていることにより、切削方向（切削用の工具の移動方向）に対し、放熱部材（２４、３２、４３、５４）を分断することができる。
【００１３】
このため、全体としては大型の放熱部材（２４、３２、４３、５４）でも、露出面に露出して切削される部分の工具の移動方向に関する長さ、つまり、放熱部材（２４、３２、４３、５４）のモールド樹脂との境界部から境界部までの、工具の移動方向に沿う距離を小さくすることができる。従って、露出面に露出するモールド樹脂よりも放熱部材（２４、３２、４３、５４）の方が軟らかい事情があっても、放熱部材（２４、３２、４３、５４）の工具により連続して一度に切削される距離が小さくなり、放熱部材（２４、３２、４３、５４）がより深く削られることを抑制することができ、ひいては、切削面における平面度の低下を抑えることができる。
このとき、前記放熱部材（２４）を、金属板から構成し、該金属板の外面側に前記スペースとしての凹部（２４ａ）を予め形成する構成とすることができる（請求項２の発明）。これにより、スペースとしての凹部（２４ａ）を容易に形成でき、放熱部材（２４）を簡単な構成で安価に済ませることができる。
【００１４】
本発明の請求項３の半導体装置の製造方法は、半導体チップ（２３）及び該半導体チップ（２３）に熱的に接続された放熱部材（３２）を含む内部構成部品を樹脂モールドしてパッケージ（２２）を形成する樹脂モールド工程と、切削用の工具を所定の移動方向に移動させながら前記パッケージ（２２）の外面を前記放熱部材（３２）ごと切削又は研削することにより、該放熱部材（３２）を露出させる切削工程とを含む半導体装置（３１）の製造方法において、前記放熱部材には、予め、その露出側の面を前記移動方向に関して複数に分断するスペース（３２ａ）が形成されており、前記樹脂モールド工程では、前記スペース（３２ａ）内にモールド樹脂が充填され、前記切削工程では、前記スペース（３２ａ）を除く部分で、前記放熱部材（３２）が露出されると共に、前記放熱部材（３２）を、金属板から構成し、該金属板に前記スペースとしての貫通穴（３２ａ）を予め形成する構成としている。
本発明の請求項１０の半導体装置は、半導体チップ（２３）及び該半導体チップ（２３）に熱的に接続された放熱部材（３２）を、モールド樹脂により一体的にモールドしてパッケージ（２２）を構成すると共に、そのパッケージ（２２）の外面に対して切削用の工具を所定の移動方向に移動させながら切削又は研削することによって、前記放熱部材（３２）を露出させるようにした半導体装置（３１）において、前記放熱部材（３２）には、その露出側の面を前記移動方向に関して複数に分断するようなスペース（３２ａ）が形成されており、そのスペース（３２ａ）内に前記モールド樹脂が充填された形態とされていると共に、前記放熱部材（３２）は、金属板から構成されており、該金属板に前記スペースとしての貫通穴（３２ａ）が予め形成されているところに特徴を有する。
これにより、スペースとしての貫通穴（３２ａ）を容易に形成でき、放熱部材（３２）を簡単な構成で安価に済ませることができる。
【００１５】
本発明の請求項４の半導体装置の製造方法は、半導体チップ（２３）及び該半導体チップ（２３）に熱的に接続された放熱部材（４３、５４）を含む内部構成部品を樹脂モールドしてパッケージ（４２、５３、７２、７５、７８、８１、８４）を形成する樹脂モールド工程と、切削用の工具を所定の移動方向に移動させながら前記パッケージ（４２、５３、７２、７５、７８、８１、８４）の外面を前記放熱部材（４３、５４）ごと切削又は研削することにより、該放熱部材（４３、５４）を露出させる切削工程とを含む半導体装置（４１、５２、７１、７４、７７、８０、８３）の製造方法において、前記放熱部材には、予め、その露出側の面を前記移動方向に関して複数に分断するスペース（２４ａ、３２ａ、４３ａ、５４ａ、７３ａ、７６ａ、７９ａ、８２ａ、８５ａ）が形成されており、前記樹脂モールド工程では、前記スペース（４３ａ、５４ａ、７３ａ、７６ａ、７９ａ、８２ａ、８５ａ）内にモールド樹脂が充填され、前記切削工程では、前記スペース（４３ａ、５４ａ、７３ａ、７６ａ、７９ａ、８２ａ、８５ａ）を除く部分で、前記放熱部材（４３、５４）が露出されると共に、前記放熱部材（４３、５４）を、金属板（４６、５８）と、この金属板（４６、５８）の外面側全体に位置する絶縁層（４７、５９）と、この絶縁層（４７、５９）の更に外面側に位置する金属層（４８、６０、７３、７６、７９、８２、８５）とから構成し、前記金属層（４８、６０、７３、７６、７９、８２、８５）を、前記絶縁層（４７、５９）の外面に対し部分的に形成しないことによって前記スペース（４３ａ、５４ａ、７３ａ、７６ａ、７９ａ、８２ａ、８５ａ）を設ける構成としている。
本発明の請求項１１の半導体装置は、半導体チップ（２３）及び該半導体チップ（２３）に熱的に接続された放熱部材（４３、５４）を、モールド樹脂により一体的にモールドしてパッケージ（４２、５３、７２、７５、７８、８１、８４）を構成すると共に、そのパッケージ（４２、５３、７２、７５、７８、８１、８４）の外面に対して切削用の工具を所定の移動方向に移動させながら切削又は研削することによって、前記放熱部材（４３、５４）を露出させるようにした半導体装置（４１、５２、７１、７４、７７、８０、８３）において、前記放熱部材（４３、５４）には、その露出側の面を前記移動方向に関して複数に分断するようなスペース（４３ａ、５４ａ、７３ａ、７６ａ、７９ａ、８２ａ、８５ａ）が形成されており、そのスペース（４３ａ、５４ａ、７３ａ、７６ａ、７９ａ、８２ａ、８５ａ）内に前記モールド樹脂が充填された形態とされていると共に、前記放熱部材（４３、５４）は、金属板（４６、５８）と、この金属板（４６、５８）の外面側全体に位置する絶縁層（４７、５９）と、この絶縁層（４７、５９）の更に外面側に位置する金属層（４８、６０、７３、７６、７９、８２、８５）とから構成され、前記金属層（４８、６０、７３、７６、７９、８２、８５）が、前記絶縁層（４７、５９）の外面に対し部分的に形成されていないことによって前記スペース（４３ａ、５４ａ、７３ａ、７６ａ、７９ａ、８２ａ、８５ａ）が設けられるところに特徴を有する。
これによれば、複雑な或いは微細な形状のスペース（４３ａ、５４ａ、７３ａ、７６ａ、７９ａ、８２ａ、８５ａ）を形成することが可能となる。
【００１６】
ところで、パッケージ（２２、４２、５３、７２、７５、７８、８１、８４）の外面に対する切削又は研削加工（切削工程）は、切削用の工具を回転（旋回）させながら、パッケージ（２２、４２、５３、７２、７５、７８、８１、８４）の切削面を直径方向に移動させることにより、全体の切削を行うことが一般的である。このとき、切削方向（切削用の工具の移動方向）を、パッケージ（２２、４２、５３、７２、７５、７８、８１、８４）又は放熱部材（２４、３２、４３、５４）の長手方向に合せることにより、切削の作業効率を高いものとすることができる。もしくは、切削方向を、放熱部材（２４、３２、４３、５４）の長手方向と直交する方向にすることもできる。
【００１７】
上記請求項３、請求項４の半導体装置の製造方法においては、前記スペース（３２ａ、４３ａ、５４ａ、７３ａ、７６ａ、８２ａ）を、前記放熱部材（３２、４３、５４）の長手方向及び／又は長手方向と直交する方向に延びて形成することができる（請求項５の発明）。或いは、前記スペース（７９ａ）を、切削用の工具の移動方向に対して直角方向に延びて形成しても良い（請求項６の発明）。これらにより、切削方向（切削用の工具の移動方向）に対し、放熱部材（３２、４３、５４）を複数に分断するようにスペース（３２ａ、４３ａ、５４ａ、７３ａ、７６ａ、８２ａ）を設けることができる。
【００１８】
さらには、前記スペース（７３ａ、７６ａ、７９ａ、８２ａ）を、複数本形成する構成とすることができる（請求項７の発明）。大型の放熱部材（２４、３２、４３、５４）でも、露出面に露出して切削される部分の放熱部材（２４、３２、４３、５４）の、各分割領域の個々の面積（モールド樹脂との境界部からの距離）を小さくすることができる。
【００１９】
本発明の請求項８の半導体装置の製造方法は、少なくとも半導体チップ（２３）及び該半導体チップ（２３）に熱的に接続された放熱部材（９３）を含む内部構成部品を樹脂モールドしてパッケージ（９２）を形成する樹脂モールド工程と、切削用の工具を所定の移動方向に移動させながら前記パッケージ（９２）の外面を前記放熱部材（９３）ごと切削又は研削することにより、前記放熱部材（９３）を露出させる切削工程とを含む半導体装置（９１）の製造方法において、前記樹脂モールド工程は、前記パッケージ（９２）の内部に配置されて前記半導体チップ（２３）を覆う第１の樹脂層（９５）を形成する第１樹脂モールド工程と、少なくとも前記パッケージ（９２）の切削又は研削が行なわれる面に配置され前記第１の樹脂層（９５）よりも軟質な樹脂材料から第２の樹脂層（９６）を形成する第２樹脂モールド工程との２段階で実行されるところに特徴を有する。
【００２０】
また、本発明の請求項１２の半導体装置は、半導体チップ（２３）及び該半導体チップ（２３）に熱的に接続された放熱部材（９３）を、モールド樹脂により一体的にモールドしてパッケージ（９２）を構成すると共に、そのパッケージ（９２）の外面に対して切削用の工具を所定の移動方向に移動させながら切削又は研削することによって、前記放熱部材（９３）を露出させるようにした半導体装置（９１）において、前記モールド樹脂は、前記パッケージ（９２）の内部に配置されて前記半導体チップ（２３）を覆う第１の樹脂層（９５）と、少なくとも前記パッケージ（９２）の切削又は研削が行なわれる面に配置され前記第１の樹脂層（９５）よりも軟質な第２の樹脂層（９６）とを含んでいるところに特徴を有する。
【００２１】
これらによれば、パッケージ（９２）の放熱面に対する切削又は研削加工を行うにあたって、放熱部材（９３）の露出側の面においては、軟質な第２の樹脂層（９６）が設けられているので、放熱部材（９３）と第２の樹脂層（９６）との間の硬さの差が小さくなる。従って、放熱部材（９３）がより深く削られることがなくなり、ひいては、切削面における平面度の低下を抑えることができる。パッケージ（９２）の内部に配置されて前記半導体チップ（２３）を覆う第１の樹脂層（９５）については、必要な硬さを確保することができる。
【００２２】
このとき、前記第１の樹脂層（９５）と、前記第２の樹脂層（９６）とを、同等の樹脂材料に対し、含まれるフィラーの密度を異ならせて構成することができる（請求項９の発明）。これによれば、第１の樹脂層（９５）と第２の樹脂層（９６）とで、種類の異なる材料を用いる場合と比べて、製造に要する手間を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施例を示すもので、半導体装置の縦断正面図
【図２】半導体装置の底面図（ａ）及び切削加工後の下端部の縦断正面図（ｂ）
【図３】本発明の第２の実施例を示すもので、半導体装置の縦断正面図（ａ）及び底面図（ｂ）
【図４】本発明の第３の実施例を示すもので、半導体装置の縦断正面図
【図５】半導体装置の底面図（ａ）及び切削加工後の下端部の縦断正面図（ｂ）
【図６】本発明の第４の実施例を示すもので、半導体装置の縦断正面図（ａ）及び底面図（ｂ）
【図７】本発明の第５の実施例を示す半導体装置の底面図
【図８】本発明の第６の実施例を示す半導体装置の底面図
【図９】本発明の第７の実施例を示す半導体装置の底面図
【図１０】本発明の第８の実施例を示す半導体装置の底面図
【図１１】本発明の第９の実施例を示す半導体装置の底面図
【図１２】本発明の第１０の実施例を示すもので、半導体装置の縦断正面図
【図１３】半導体装置の底面図（ａ）及び切削加工後の下端部の縦断正面図（ｂ）
【図１４】第１の従来例を示すもので、半導体装置の縦断正面図
【図１５】第２の従来例を示すもので、半導体装置の縦断正面図
【図１６】半導体装置の底面図（ａ）及び切削加工後の下端部の縦断正面図（ｂ）
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を具体化したいくつかの実施例について、図１ないし図１３を参照しながら説明する。尚、以下の実施例においては、本発明を、例えば三相モータ駆動用のインバータ回路に用いられる半導体装置、この場合、ＩＧＢＴとダイオードとの並列接続回路を一体的に形成した半導体チップを、パッケージ内に２個（或いは３個）備えて構成される、いわゆる２ｉｎ１タイプ（或いは３ｉｎ１タイプ）の半導体装置を製造する場合に適用したものである。また、第２の実施例以降の説明に関しては、第１の実施例又は先に述べた実施例と同一部分には同一符号を付して詳しい説明を省略し、第１の実施例又は先に述べた実施例と相違する部分を中心に説明することとする。
【００２５】
（１）第１、第２の実施例
まず、図１及び図２を参照して、本発明の第１の実施例について述べる。図１は、本実施例に係る半導体装置２１の内部構成（縦断正面図）を示しており、また、図２（ａ）は、半導体装置２１の底面図である。ここで、半導体装置２１は、例えばエポキシ樹脂からなるモールド樹脂により横長な薄型矩形ブロック状に構成されたパッケージ２２を備え、そのパッケージ２２内に、２個の半導体チップ２３を図で左右に位置して備えている。さらに、パッケージ２２の図で下面に、放熱部材としての共通の放熱板（ヒートシンク）２４を備え、パッケージ２２の図で上面に、前記各半導体チップ２３に対応した２個の放熱板２５、２６を左右に位置して備えている。
【００２６】
前記半導体チップ２３は、上記のように、パワー素子であるＩＧＢＴと、そのコレクタ−エミッタ間に並列接続されたダイオードとを備え、薄型の矩形チップ状に構成されている。２個の半導体チップ２３は直列接続される。図示はしないが、各半導体チップ２３の表面には、例えば大部分に位置してエミッタ電極が形成されていると共に、一辺側に位置してゲート用及びエミッタケルビン用の複数個の小型の電極パッドが形成されている。また、各半導体チップ２３の裏面には、コレクタ電極が大きな面積で形成されている。
【００２７】
前記放熱板２４は、例えばアルミニウムや銅等の熱伝導性の高い金属から、パッケージ２２よりもやや小さい横長な矩形板状に構成されている。前記放熱板２５、２６も、例えばアルミニウムや銅等の熱伝導性の高い金属から、小型の矩形板状に構成されている。このとき、後述するように、前記放熱板２４の図で下面（露出面）には、図２（ｂ）にも示すように、スペースを構成する断面コ字型の溝状の凹部２４ａが、図で前後方向（放熱板２４の長手方向と直交する方向）に延びて形成されている。
【００２８】
前記放熱板２４の上面には、図で左側に位置して、半導体チップ２３の裏面側（コレクタ電極）が、はんだ２７により電気的（及び熱的）な接続状態で接合されている。そして、その半導体チップ２３の表面側（エミッタ電極）は、例えば銅製の金属ブロック体２８を介して前記放熱板２５に電気的（及び熱的）に接続されている。この場合、半導体チップ２３と金属ブロック体２８との間、金属ブロック体２８と放熱板２５との間も、はんだ２７により接合されている。
【００２９】
一方、前記放熱板２４の上面には、図で右側に位置して、半導体チップ２３が、左側のものとは上下反転した（裏面側を上向きにした）状態で、接合される。この場合、放熱板２４の右側上面には、金属ブロック体２８を介して半導体チップ２３の表面側（エミッタ電極）が電気的（及び熱的）に接続され、半導体チップ２３の裏面側（コレクタ電極）が、右側の放熱板２６に接続されている。この場合も、放熱板２４、金属ブロック体２８、半導体チップ２３、放熱板２６の相互間は、はんだ２７により接合されている。
【００３０】
さらに、図２（ａ）に示すように、前記パッケージ２２の長辺側の一辺部には、３本のパワー端子２９が導出されている。また、パッケージ２２の反対側の辺部には、複数本の信号端子３０が導出されている。詳しく図示はしないが、３本のパワー端子２９は、夫々、前記放熱板２４、２５、２６と電気的に接続されて（或いは一体に）設けられている。図示はしないが、前記各信号端子３０と、各半導体チップ２３のゲート等の電極パッドとが、パッケージ２２の内部において、ボンディングワイヤにより接続されている。前記金属ブロック体２８は、ワイヤボンディングのためのスペーサ等として機能する。
【００３１】
さて、上記半導体装置２１は、次のようにして製造される。即ち、まず、放熱板２４、半導体チップ２３、２３、金属ブロック体２８、２８、放熱板２５、２６、各パワー端子２９及び各信号端子３０を構成するリードフレーム（図示せず）を接合すると共に、リードフレームと半導体チップ２３、２３との間のワイヤボンディングを行う接合工程が実行され、内部構成部品を接合した中間組立体が得られる。
【００３２】
次に、その中間組立体を、図示しないモールド成形型内に収容し、エポキシ樹脂により一体に樹脂モールドする樹脂モールド工程が実行され、パッケージ２２が形成される。この樹脂モールド工程では、パッケージ２２が、その厚み方向に関して、最終的に得たい厚み寸法よりもやや大きく形成される。つまり、モールド樹脂の層は、次の切削工程で切削されるべき切削しろを見込んだ寸法で形成されるのである。
【００３３】
この後、前記パッケージ２２の外面（図で上下両面）を、前記放熱板２４、２５、２６ごと切削（又は研削）することにより、前記放熱板２４、２５、２６を露出させる切削工程が実行される。この切削工程は、パッケージ２２図で上面、下面の各面について実行される。そのうちパッケージ２２の下面側の切削に関しては、例えば図１に示す切削ラインＣまで行われる。
【００３４】
図示はしないが、この切削工程は、回転円板の外周部に切削刃を取付けた切削用の工具を、垂直軸周りに連続的に回転させて切削刃を所定の移動方向である矢印Ａ方向（図２（ａ）参照）に回転（旋回）移動させながら、半導体装置２１（パッケージ２２）を回転円板の直径方向（矢印Ｂ方向）に相対的に順に移動させていき、該切削刃によりモールド樹脂層及び放熱板２４、２５、２６を所定の切削ライン（図１で下面側については切削ラインＣ）まで切削していくことにより行われる。従って、本実施例では、切削刃の移動方向（矢印Ａ方向）が、放熱板２４（パッケージ２２）の長手方向にほぼ一致している。
【００３５】
このとき、本実施例では、図１、図２に示すように、前記放熱板２４の図で下面（露出側の面）に凹部２４ａが予め形成されている。この凹部２４ａは、放熱板２４の左右方向（長手方向）の中央部において、前後方向全体に延びている。即ち、凹部２４ａは、放熱板２４の長手方向と直交する方向に延び、つまり切削刃の移動方向（矢印Ａ方向）に関して放熱板２４を２つに分割するように形成されている。また、この凹部２４ａは、切削ラインＣまでの切削工程が実行されても、凹部２４ａの底部が露出しない程度の深さで形成されている。これにより、樹脂モールド工程では、凹部２４ａ内にモールド樹脂が充填され、切削工程では、前記凹部２４ａを除く部分で、放熱板２４が露出されるようになっている。
【００３６】
上記構成においては、パッケージ２２の放熱面に対する切削（又は研削）加工を行うにあたって、放熱板２４の露出側の面においては、凹部２４ａによって放熱板２４が分断され、その分断部分に放熱板２４よりも硬質なモールド樹脂が存在するような形態となる。そのため、全体として大型の放熱板２４であっても、露出面に露出して切削される部分の切削刃の移動方向（矢印Ａ方向）に関する長さ、つまり、放熱板２４のモールド樹脂との境界部から境界部までの、切削刃の移動方向に沿う距離を小さくすることができる。これにより、露出面に露出するモールド樹脂よりも放熱板２４の方が軟らかい事情があっても、放熱板２４の切削刃により連続して一度に切削される距離が小さくなり、図２（ｂ）に示すように、放熱板２４が深く削られることがなくなり、図１６に示した従来のものと比べて、露出面における高い平面度を確保することができる。
【００３７】
このように本実施例によれば、パッケージ２２の外面の切削又は研削加工によって放熱板２４を露出させるものにあって、パッケージ２２の露出面に露出するモールド樹脂よりも放熱板２４の方が軟らかい事情があっても、放熱板２４がより深く削られることを抑制することができ、ひいては、切削面における平面度の低下を抑えることができるという優れた効果を得ることができる。
【００３８】
尚、凹部２４ａは、放熱板２４のうち中央部という、左右における半導体チップ２３や金属ブロック体２８の接合部分から離れた位置に形成されているので、放熱性を低下させることなく済ませることができる。また、パッケージ２２の図で上面側に位置する放熱板２５、２６については、もともと面積（切削刃の移動方向に関する長さ）が比較的小さいので、そのままで切削加工を行っても、平面度の低下を招くことはないのである。
【００３９】
図３は、本発明の第２の実施例に係る半導体装置３１の構成を示している。この半導体装置３１が、上記第１の実施例の半導体装置２１と異なる点は、パッケージ２２の図で下面側に位置する放熱部材たる放熱板３２の構成にある。この放熱板３２は、やはり、例えばアルミニウムや銅等の熱伝導性の高い金属から、パッケージ２２よりもやや小さい横長な矩形板状に構成されているのであるが、この放熱板３２には、スペースたる貫通穴３２ａが形成されている。
【００４０】
この貫通穴３２ａは、放熱板３２の左右方向中央部に位置して、図で前後方向両端部を除いて、放熱板３２の長手方向と直交する前後方向（切削刃の移動方向（矢印Ａ方向）に関して放熱板３２を２つに分割する方向）に細長く延び、板面を上下に貫通するように形成されている。この場合、樹脂モールド工程では、貫通穴３２ａ内にモールド樹脂が充填され、切削工程では、前記貫通穴３２ａを除く部分で、放熱板３２が露出されるようになっている。
【００４１】
このような第２の実施例においても、大型の放熱板３２であっても、露出面に露出して切削刃により連続して一度に切削される距離を小さくすることができ、パッケージ２２の露出面に露出するモールド樹脂よりも放熱板３２の方が軟らかい事情があっても、放熱板３２がより深く削られることを抑制することができる。この結果、切削面における平面度の低下を抑えることができるという優れた効果を得ることができる。
【００４２】
（２）第３、第４の実施例
次に、図４及び図５を参照して、本発明の第３の実施例について述べる。この第３の実施例に係る半導体装置４１は、エポキシ樹脂等のモールド樹脂層から構成されるパッケージ４２内に、半導体チップ２３及び金属ブロック体２８を、左右に位置して２組備えている。また、パッケージ４２の図で下面側には、共通の放熱部材４３を備えると共に、図で上面側には、左右に位置して２個の放熱部材４４、４５を備えている。
【００４３】
前記放熱部材４３は、例えばアルミニウムや銅等の熱伝導性の高い金属から横長な矩形板状に形成された金属板４６と、この金属板４６の外面（下面）側全体に位置する絶縁層４７と、この絶縁層４７の更に外面側に位置する金属層４８とから構成されている。前記絶縁層４７は、例えばスピネルやアルミナ等のセラミック材料からなり、溶射により例えば０．１ｍｍの厚みで形成されている。また、金属層４８は、例えばアルミニウムからなり、溶射により切削しろ以上の厚みで例えば０．３ｍｍの厚みで形成されている。
【００４４】
このとき、最外層の金属層４８は、絶縁層４７の外面のうち、中央部については形成されておらず、この金属層４８の非形成領域によって、放熱部材４３には、図で前後方向に延びるスペースとしての凹部４３ａが形成されている。また、前記金属層４８は、切削ラインＣがその厚み方向の途中部に位置されるように設けられている。尚、前記金属板４６の上面には、左側に位置して、半導体チップ２３の裏面側がはんだ２７により電気的（及び熱的）に接合され、右側に位置して、金属ブロック体２８ははんだ２７により電気的（及び熱的）に接合されている。
【００４５】
また、パッケージ４２の図で上面側の放熱部材４４、４５も、金属板４９の図で上面に絶縁層５０を介して金属層５１を設けて構成されている。この場合も、図示しない切削ラインが金属層５１の厚み方向の途中部に位置される。尚、３本のパワー端子２９は、夫々、放熱部材４３、４４、４５の金属板４６、４９、４９電気的に接続されて（或いは一体に）設けられている。前記各信号端子３０と、各半導体チップ２３のゲート等の電極パッドとが、図示しないボンディングワイヤにより接続されている。
【００４６】
この第３の実施例においても、樹脂モールド工程では、放熱部材４３の凹部４３ａ内にモールド樹脂が充填され、パッケージ４２の図で下面に対する切削工程では、前記凹部４３ａを除く部分で、放熱部材４３の金属層４８が露出される。パッケージ４２の放熱面に対する切削（又は研削）加工を行うにあたって、放熱部材４３の露出側の面においては、凹部４３ａによって放熱部材４３（金属層４８）が分断され、その分断部分に金属層４８よりも硬質なモールド樹脂が存在するような形態となる。そのため、金属層４８が深く削られることがなくなり、露出面における高い平面度を確保することができる。
【００４７】
従って、パッケージ４２の露出面に露出するモールド樹脂よりも放熱部材４３の金属層４８の方が軟らかい事情があっても、金属層４８がより深く削られることを抑制することができ、この結果、切削面における平面度の低下を抑えることができるという優れた効果を得ることができる。また、特に本実施例では、金属層４８の非形成領域を設けることによって凹部４３ａを形成するようにしているので、複雑な或いは微細な形状の凹部４３ａを形成することが可能となる。
【００４８】
図６は、本発明の第４の実施例に係る半導体装置５２を示している。この半導体装置５２は、エポキシ樹脂等のモールド樹脂からなるパッケージ５３内に、３個の半導体チップ２３（ＩＧＢＴとダイオードとの並列接続回路）を組込んだ、いわゆる３ｉｎ１タイプのものであり、例えば、三相モータの駆動用のインバータ回路（主回路）のうち、上アーム（或いは下アーム）を構成するようになっている。
【００４９】
前記パッケージ５３の図で下面側には、共通の放熱部材５４が設けられ、図で上面側には、左側、中央、右側に位置して３個の放熱部材５５、５６、５７が設けられる。前記放熱部材５４は、例えばアルミニウムや銅等から横長な矩形板状に形成された金属板５８と、この金属板５８の外面（下面）側全体に位置するセラミック材料からなる絶縁層５９と、この絶縁層５９の更に外面側に位置する例えばアルミニウムからなる金属層６０とから構成されている。このとき、最外層の金属層６０は、絶縁層５９の外面のうち、左側、中央、右側に位置して形成され、この金属層６０の非形成領域によって、放熱部材５４には、スペースとしての２個の凹部５４ａ、５４ａが図で前後方向に延びて形成されている。
【００５０】
前記金属板５８の上面には、左側、中央、右側に位置して、３個の半導体チップ２３の裏面側（コレクタ電極）がはんだ２７により電気的（及び熱的）に接続（はんだ接合）されている。３個の半導体チップ２３の表面側（エミッタ電極）は、夫々金属ブロック体２８を介して、前記放熱部材５５、５６、５７に電気的（及び熱的）に接続（はんだ接合）されている。前記放熱部材５５、５６、５７も、金属板６１の図で上面に絶縁層６２を介して金属層６３を設けて構成されている。
【００５１】
さらに、図６（ｂ）に示すように、前記パッケージ５３の長辺側の一辺部には、４本のパワー端子６４が導出されている。詳しく図示はしないが、４本のパワー端子６４は、夫々、前記放熱部材５４、５５、５６、５７の金属板５８、６、６３、６３と電気的に接続されて（或いは一体に）設けられている。また、パッケージ５３の反対側の辺部には、複数本の信号端子６５が導出されている。各信号端子６５と、各半導体チップ２３のゲート等の電極パッドとが、図示しないボンディングワイヤにより接続されている。
【００５２】
この第４の実施例においても、樹脂モールド工程では、放熱部材５４の各凹部５４ａ内にモールド樹脂が充填され、パッケージ５３の図で下面に対する切削工程では、前記凹部５４ａ、５４ａを除く部分で、放熱部材５４の金属層６０が露出される。パッケージ５３の放熱面に対する切削（又は研削）加工を行うにあたって、放熱部材５４の露出側の面においては、凹部５４ａ、５４ａによって放熱部材５４（金属層６０）が分断され、その分断部分に金属層６０よりも硬質なモールド樹脂が存在するような形態となる。そのため、金属層６０が深く削られることがなくなり、露出面における高い平面度を確保することができる。
【００５３】
従って、パッケージ５３の露出面に露出するモールド樹脂よりも放熱部材５４の金属層６０の方が軟らかい事情があっても、金属層６０がより深く削られることを抑制することができ、この結果、切削面における平面度の低下を抑えることができるという優れた効果を得ることができる。また、特に本実施例では、金属層６０の非形成領域を設けることによって凹部５４ａ、５４ａを形成するようにしているので、複雑な或いは微細な形状の凹部５４ａを形成することが可能となる。
【００５４】
（３）第５〜第９の実施例
図７〜図１１は、夫々本発明の第５〜第９の実施例を示すものであり、これら実施例が上記第３の実施例の半導体装置４１と異なる点は、放熱部材の露出面側に形成されるスペースとしての溝状の凹部の構成にある。
【００５５】
即ち、図７は、本発明の第５の実施例に係る半導体装置７１を示している。この半導体装置７１においては、パッケージ７２の図で下面側に設けられる放熱部材は、金属板の下面側に絶縁層を介して金属層７３を備えている。そして、金属層７３の非形成領域によって、放熱部材の露出側の面には、前後方向全体に延びて複数本のスペースたる凹部７３ａが等間隔で形成されている。これにより、樹脂モールド工程では、複数本の凹部７３ａ内にモールド樹脂が充填され、切削工程では、前記凹部７３ａを除く部分で、金属層７３が露出される。
【００５６】
図８は、本発明の第６の実施例に係る半導体装置７４を示している。この半導体装置７４においては、パッケージ７５の図で下面側に設けられる放熱部材は、金属板の下面側に絶縁層を介して金属層７６を備えており、金属層７６の非形成領域によって、放熱部材の露出側の面には、複数本のスペースたる凹部７６ａが形成されている。この場合、凹部７６ａは、全体として格子状をなすように、前後方向及び左右方向に延びてほぼ等間隔で複数本ずつ（６本及び３本）形成されている。この場合も、樹脂モールド工程では、複数本の凹部７６ａ内にモールド樹脂が充填され、切削工程では、前記凹部７６ａを除く部分で、金属層７６が露出される。
【００５７】
これら第５、第６の実施例によれば、上記第３の実施例等と同様に、パッケージ７２、７５の放熱面に対する切削（又は研削）加工を行うにあたって、放熱部材の露出側の面においては、凹部７３ａ、７６ａによって金属層７３、７６が分断（分割）され、その分断部分に金属層７３、７６よりも硬質なモールド樹脂が存在するような形態となる。そのため、金属層７３、７６が深く削られることがなくなり、露出面における高い平面度を確保することができる。このとき、複数本の凹部７３ａ、７６ａを設けたことによって、大型の放熱部材でも、露出面における金属層７３、７６の各分割領域の個々の面積（モールド樹脂との境界部からの距離）をより小さくすることができる。
【００５８】
図９は、本発明の第７の実施例に係る半導体装置７７を示している。この半導体装置７７においては、パッケージ７８の図で下面側に設けられる放熱部材は、金属板の下面側に絶縁層を介して金属層７９を備えており、金属層７９の非形成領域によって、放熱部材の露出側の面には、複数本のスペースたる凹部７９ａが形成されている。樹脂モールド工程では、凹部７９ａ内にモールド樹脂が充填され、切削工程では、前記凹部７９ａを除く部分で、金属層７９が露出される。
【００５９】
このとき、図示しない切削刃は、上記第１の実施例等と比べてやや半径の小さい円形を描くように移動（旋回）し、所定の移動方向が矢印Ａ´方向となっている。上記複数本の凹部７９ａは、切削刃の移動方向である矢印Ａ´方向に対してほぼ直角方向に延びるように、放射状に形成されていると共に、金属層７９の各分割領域の矢印Ａ´方向に関する幅寸法が同等となるように形成されている。
【００６０】
この第７の実施例によれば、上記第５、第６の実施例と同様に、パッケージ７８の露出面における高い平面度を確保することができる。そして、放熱部材の露出面における金属層７９の各分割領域に関して、切削刃の移動距離（切削距離）が同等となり、金属層７９の各分割領域間での平面度を同等とすることができる。
【００６１】
図１０は、本発明の第８の実施例に係る半導体装置８０を示している。この半導体装置８０においては、パッケージ８１の図で下面側に設けられる放熱部材は、金属板の下面側に絶縁層を介して金属層８２を備えており、金属層８２の非形成領域によって、放熱部材の露出側の面には、スペースたる複数本の凹部８２ａが形成されている。樹脂モールド工程では、凹部８２ａ内にモールド樹脂が充填され、切削工程では、前記凹部８２ａを除く部分で、金属層８２が露出される。
【００６２】
このとき、複数本の凹部８２ａは、前後方向に延びて複数本が形成されているのであるが、金属層８２の各分割領域の左右方向の幅寸法を相違させる、つまり、中央部が幅広で、左右両側にいくほど幅狭になるように形成されている。これにより、金属層８２の各分割領域において、図示しない切削刃の移動方向である矢印Ａ´方向に関する移動距離（切削距離）が同等となる。従って、この第８の実施例によっても、上記第７の実施例と同様に、パッケージ８１の露出面における高い平面度を確保することができ、また金属層８２の各分割領域間での平面度を同等とすることができる。上記第７の実施例の半導体装置７７に比べて、放熱部材（金属層８２）の全放熱面積を大きくすることができる。
【００６３】
図１１は、本発明の第９の実施例に係る半導体装置８３を示している。この半導体装置８３においては、パッケージ８４の図で下面側に設けられる放熱部材は、金属板の下面側に絶縁層を介して金属層８５を備えており、金属層８５の非形成領域によって、放熱部材の露出側の面には、スペースたる矩形状の凹部８５ａが形成されている。樹脂モールド工程では、凹部８５ａ内にモールド樹脂が充填され、切削工程では、前記凹部８５ａを除く部分で、金属層８５が露出される。
【００６４】
この場合、切削工程では、図示しない切削刃の移動方向が、例えば、パッケージ８４（放熱部材）の対角方向である矢印Ａ″方向とされている。この第９の実施例によっても、上記第３の実施例等と同様に、パッケージ８４の露出面における高い平面度を確保することができる。
【００６５】
尚、上記した第５〜第９の実施例では、放熱部材を、金属板、絶縁層、金属層の積層構造としたが、上記第１の実施例のように、放熱部材を単層の金属板（放熱板）から構成する場合でも、その露出面側に、第５〜第９の実施例と同様の溝状の凹部を形成する構成とすることができる。この場合も、上記第５〜第９の実施例と同様の作用・効果を得ることができる。
【００６６】
（４）第１０の実施例、その他の実施例
図１２及び図１３を参照して、本発明の第１０の実施例について述べる。本実施例に係る半導体装置９１が、上記第３の実施例の半導体装置４１と異なる点は、パッケージ９２の構成、及び、図で下面側の放熱部材９３の構成にある。即ち、半導体装置９１は、後述するパッケージ９２内に、半導体チップ２３及び金属ブロック体２８を左右に位置して２組備えると共に、下面側に共通の放熱部材９３を備えると共に、図で上面側には、左右に位置して２個の放熱部材４４、４５を備えている。これら放熱部材４４、４５は、金属板４９の図で上面に絶縁層５０を介して金属層５１を設けて構成されている。
【００６７】
前記放熱部材９３は、横長な矩形板状に形成された金属板４６と、この金属板４６の外面（下面）側全体に位置する絶縁層４７と、この絶縁層４７の更に外面側に位置する金属層９４とから構成されている。このとき、金属層９４は、絶縁層４７の下面側全体にわたって設けられている。尚、３本のパワー端子２９は、夫々、放熱部材９３、４４、４５の金属板４６、４９、４９電気的に接続されて（或いは一体に）設けられている。複数本の信号端子３０は、各半導体チップ２３のゲート等の電極パッドと図示しないボンディングワイヤにより接続されている。
【００６８】
そして、本実施例では、パッケージ９２を構成するモールド樹脂は、パッケージ９２の内部に配置されて前記半導体チップ２３や金属ブロック体２８を覆う第１の樹脂層９５と、少なくとも前記パッケージ９２の切削又は研削が行なわれる面、つまり図で下面側に設けられた第２の樹脂層９６とを含んでいる。このとき、前記第２の樹脂層９６は、前記第１の樹脂層９５よりも軟質に構成されており、例えば前記金属層９４と同等な硬さを有している。
【００６９】
より具体的には、本実施例では、前記第１の樹脂層９５は、例えば、放熱性向上、強度向上、はんだ寿命向上等を図るためのフィラーとして、溶融シリカを含んだエポキシ樹脂からなる。この第１の樹脂層９５は、図１３（ｂ）にも示すように、放熱部材９３のうち、金属層９４よりも上側に位置して、つまり下端部が金属層９４の上面の高さに一致するようにして、その上方において半導体チップ２３や金属ブロック体２８、放熱部材４４、４５の外周全体を覆うような矩形ブロック状に形成されている。
【００７０】
これに対し、前記第２の樹脂層９６は、例えばフィラーを含まないエポキシ樹脂からなり、言い換えると、第１の樹脂層９６とは同等の樹脂材料に対し含まれるフィラーの密度を異ならせた（この場合０にした）ものとなっている。この第２の樹脂層９６は、前記第１の樹脂層９５の前後左右の周囲の側面部、及び、放熱部材９３の金属層９４の周囲及び下面部全体を覆うように形成されている。尚、この第２の樹脂層９６は、切削工程で切削されるべき切削しろを予め有した形態で形成される。
【００７１】
さて、上記半導体装置９１を製造するにあたっては、まず、放熱部材９３、半導体チップ２３、２３、金属ブロック体２８、２８、放熱部材４４、４５、パワー端子２９及び各信号端子３０を構成するリードフレーム（図示せず）といった内部構成部品を接合する接合工程が実行される。次に、内部構成部品の接合物を、樹脂モールドしてパッケージ９２を形成する樹脂モールド工程が実行されるのであるが、この樹脂モールド工程は、第１、第２の２段階で実行される。
【００７２】
即ち、図示はしないが、第１樹脂モールド工程では、上記第１の樹脂層９５（及び放熱部材９３の下端部）に対応したキャビティを有する第１のモールド成形型が用いられ、中間組立体を、キャビティ内に収容して、フィラーを含むエポキシ樹脂により一体に樹脂モールドすることにより、第１の樹脂層９５が形成される。次に、第１の樹脂層９５が形成された中間製造物を、パッケージ９２の最終形状（第２の樹脂層９６）に対応したキャビティを有する第２のモールド成形型内に収容し、フィラーを含まないエポキシ樹脂により一体に樹脂モールドすることにより、第２の樹脂層９６が形成される。このときには、パッケージ９２が、最終的に得たい厚み寸法よりもやや大きく（切削しろを見込んだ寸法で）形成される。
【００７３】
この後、前記パッケージ９２の外面（図で上下両面）を、切削（又は研削）加工することにより、前記放熱部材の金属層を露出させる切削工程が実行される。パッケージ９２の下面側の切削加工は、図示しない切削用の工具を、垂直軸周りに連続的に回転させて切削刃を矢印Ａ方向（図１３（ａ）参照）に回転（旋回）移動させながら、半導体装置９１（パッケージ９２）を回転円板の直径方向（矢印Ｂ方向）に相対的に順に移動させていき、第２の樹脂層９６及び放熱部材９３の金属層９４を、切削刃により所定の切削ラインＣまで切削していくことにより行われる。
【００７４】
このとき、パッケージ９２のうち、放熱部材９３（金属層９４）の露出面においては、軟質な第２の樹脂層９６が設けられているので、金属層９４と第２の樹脂層９６との間の硬さの差が小さくなる。これにより、金属層９４がより深く削られることがなくなり、ひいては、切削面における平面度の低下を抑えることができる。パッケージ９２の内部に配置されて前記半導体チップ２３等を覆う第１の樹脂層９５については、必要な性能（硬さや熱伝導性など）を確保することができる。
【００７５】
従って、本実施例によれば、放熱部材９３が比較的大型（放熱面積の大きい）のものであっても、切削面における平面度を高めることができるという優れた効果を得ることができる。また、特に本実施例では、前記第１の樹脂層９５と、前記第２の樹脂層９６とを、同等の樹脂材料に対し、含まれるフィラーの密度を異ならせて構成したので、製造に要する手間を少なくすることができるといったメリットを得ることができる。
【００７６】
尚、上記した第１０の実施例では、フィラーが含まれないエポキシ樹脂から第２の樹脂層９６を構成したが、第１の樹脂層９５及び第２の樹脂層９６を共にフィラーを含んだものとして、その含有率を異ならせることにより、硬さを相違させるようにしても良い。第１の樹脂層と第２の樹脂層とを、異なる樹脂材料から構成しても良い。比較的軟質な第２の樹脂層を、パッケージのうち切削面（下面あるいは上下両面）にのみ配置して、それらの間を、硬質な第１の樹脂層から構成するようにしても良い。
【００７７】
その他、本発明は上記し且つ図面に示した各実施例に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、上記した各実施例では、切削工程を、切削刃による切削加工を実行するものとしたが、工具としての研磨部材による研削（研磨）を行うものであっても良い。また、切削工程における切削用工具の相対的移動方向（矢印Ａ等）は、パッケージの長手方向に対して直交する方向であっても良い。さらに、本発明は、インバータ用のＩＧＢＴに限らず、発熱部品を含む半導体装置全般に適用することができる等、要旨を逸脱しない範囲内で、適宜変更して実施し得るものである。
【符号の説明】
【００７８】
図面中、２１、３１、４１、５２、７１、７４、７７、８０、８３、９１は半導体装置、２２、４２、５３、７２、７５、７８、８１、８４、９２はパッケージ、２３は半導体チップ、２４、３２、４３、５４、９３は放熱部材、２４ａ、４３ａ、５４ａ、７３ａ、７６ａ、７９ａ、８２ａ、８５ａは凹部（スペース）、３２ａは貫通穴（スペース）、４６、５８は金属板、４７、５９は絶縁層、４８、６０、７３、７６、７９、８２、８５、９４は金属層、９５は第１の樹脂層、９６は第２の樹脂層を示す。
【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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