(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力用半導体素子と、
前記電力用半導体素子を制御する制御素子と、
前記電力用半導体素子と前記制御素子とをそれぞれ保持している第１リードフレームおよび第２リードフレームと、
前記電力用半導体素子と前記第１リードフレームとを電気的に接続する第１金属配線と、
前記電力用半導体素子と前記制御素子とを電気的に接続する第２金属配線と、
前記電力用半導体素子と、前記制御素子と、前記第１リードフレームおよび前記第２リードフレームの一部と、前記第１金属配線と、前記第２金属配線とを覆う封止体とを備え、
前記第１リードフレームは、前記電力用半導体素子を搭載しているダイパッドと、前記ダイパッドと連なるとともに、前記封止体の内部に配置され、前記第１金属配線の一方端が接続された接続面を有する第１インナーリードと、前記第１インナーリードと連なるとともに前記ダイパッドと反対側に位置し、前記封止体の外部に配置される第１アウターリードとを含み、
前記第２リードフレームは、前記制御素子が搭載されており、前記封止体の内部に配置される第２インナーリードと、前記第２インナーリードと連なるとともに前記封止体の外部に配置される第２アウターリードとを含み、
前記封止体の表面のうち、前記ダイパッドにおいて前記電力用半導体素子を搭載している搭載面に沿った方向と交差する側面において、前記第１リードフレームおよび前記第２リードフレームが突出していない側面部分には、前記側面における他の領域よりも表面粗さが粗い樹脂注入口痕が形成されており、
前記樹脂注入口痕は、前記搭載面に沿った方向から見たときに、前記第１インナーリードの前記接続面に対して前記第１金属配線が位置する側とは反対側に形成されており、
前記ダイパッドにおける前記搭載面と反対側に位置する面が絶縁膜を介して接続された金属板をさらに備え、
前記金属板は少なくとも一部が前記封止体の外部に表出しており、
前記樹脂注入口痕は、前記搭載面に対して垂直な方向において、前記絶縁膜よりも前記ダイパッド側に位置するように設けられている、電力用半導体装置。
【請求項２】
前記電力用半導体装置を平面視したときに、前記樹脂注入口痕から見て、前記第１金属配線が延びる方向に沿って、前記第２金属配線と、前記制御素子とが並ぶように形成されている、請求項１に記載の電力用半導体装置。
【請求項３】
電力用半導体素子を含む封止対象材が封止体により封止されてなる電力用半導体装置の製造方法であって、
前記封止対象材を準備する工程と、
金型の内部に前記封止対象材を配置する工程と、
前記金型の内部に前記封止体となる樹脂を注入する工程とを備え、
前記準備する工程は、
前記電力用半導体素子が搭載されているダイパッドと、前記ダイパッドに連なり前記封止体の内部に配置される第１インナーリードと、前記第１インナーリードと連なるとともに前記ダイパッドと反対側に位置し、前記封止体の外部に配置される第１アウターリードとを含む第１リードフレームを準備する工程と、
前記電力用半導体素子を制御する制御素子が搭載されており、前記封止体の内部に配置される第２インナーリードと、前記第２インナーリードと連なるとともに前記封止体の外部に配置される第２アウターリードとを含む第２リードフレームを準備する工程と、
前記電力用半導体素子と前記第１リードフレームとを電気的に接続する第１金属配線を形成する工程と、
前記電力用半導体素子と前記制御素子とを電気的に接続する第２金属配線を形成する工程とを含み、
前記配置する工程において、前記金型の内部に前記樹脂を注入するための注入口は、前記金型の内部に面している前記金型の内周面のうち、前記ダイパッドにおいて前記電力用半導体素子を搭載している搭載面に沿った方向と交差する内周側面において、前記第１リードフレームまたは前記第２リードフレームと交差していない内周側面部分に設けられており、かつ、前記注入口は、前記搭載面に沿った方向から見たときに、前記第１インナーリードにおいて前記第１金属配線の一方端が接続された接続面に対して前記第１金属配線が位置する側とは反対側に形成されており、
前記樹脂を注入する工程では、前記注入口から前記金型の内部に前記樹脂を注入し、
前記封止対象材を配置する工程では、金属板と絶縁膜とが積層している積層体を前記絶縁膜が前記金型の内部に表出するように前記金型の内部に配置した後、前記ダイパッドにおける前記搭載面と反対側に位置する面が絶縁膜と重なるように前記封止対象材を配置し、
前記注入口は、前記搭載面に対して垂直な方向において、前記絶縁膜よりも前記ダイパッド側に位置するように設けられている、電力用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、電力用半導体装置およびその製造方法に関し、特に封止体により封止された電力用半導体装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  半導体装置の中でも電力用半導体装置は、鉄道車両、ハイブリッドカー、電気自動車等の車両、家電機器、および産業用機械等において、比較的大きな電力を制御、整流するために利用されている。電力用半導体装置は、その使用時に電力用半導体素子が発熱するため、高い放熱性が要求される。また数百Ｖ以上の高電圧が印加されることから電力用半導体装置には外部との間で高い絶縁性が要求される。【０００３】  ここで、ＩＰＭ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ  Ｐｏｗｅｒ  Ｍｏｄｕｌｅ）は電力用半導体素子と制御用半導体素子（以下、単に制御素子という）とが一体となったモジュールである。ＩＰＭにおいて配線材料にリードフレームを用いる場合、電力用半導体素子と制御素子は物理的に切り離された２つのリードフレーム上に搭載される。具体的には、電力用半導体素子および制御素子は、それぞれリードフレームに設けられているダイパッド上に搭載される。電力用半導体素子は、電力用金属細線を介してリードフレームと電気的に接続されており、制御素子は、金属配線を介してリードフレームと電気的に接続されている。このようなＩＰＭは、一般にトランスファーモールド成型により樹脂封止され、封止体として構成される。【０００４】  特開２００４−１７２２３９号公報には、制御用支持板をヒートシンクより高い位置に支持し、結線用リード細線に超音波熱圧着による押圧力を強く加え、制御素子と制御用リード端子とのそれぞれに該結線用リード細線を強固に接着した樹脂封止型半導体装置およびその製法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１７２２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  しかしながら、一般にＩＭＰを作製する際のトランスファーモールド成型に用いられる金型には、樹脂の注入口（ゲート）が封止体の側面を成型する内周面に連なるように設けられている。そのため、ＩＭＰにおいて半導体素子の配線に線径の細い金属細線を使用する場合には、上述のように超音波熱圧着による押圧力を強めた場合であっても、トランスファーモールド成型時にモールド樹脂から受ける流動抵抗により金属細線が変形しやすい。この金属細線に変形が生じた場合、たとえば金属細線と他の導電部とが接触してワイヤショートなどの不良が発生する場合があった。【０００７】  本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものである。本発明の主たる目的は、金属細線の変形を抑制されている電力用半導体装置およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  本発明に係る電力用半導体装置は、電力用半導体素子と、前記電力用半導体素子を制御する制御素子と、前記電力用半導体素子と前記制御素子とをそれぞれ保持している第１リードフレームおよび第２リードフレームと、前記電力用半導体素子と前記第１リードフレームとを電気的に接続する第１金属配線と、前記電力用半導体素子と前記制御素子とを電気的に接続する第２金属配線と、前記電力用半導体素子と、前記制御素子と、前記第１リードフレームおよび前記第２リードフレームの一部と、前記第１金属配線と、前記第２金属配線とを覆う封止体とを備える。前記第１リードフレームは、前記電力用半導体素子を搭載しているダイパッドと、前記ダイパッドと連なるとともに、前記封止体の内部に配置され、前記第１金属配線の一方端が接続された接続面を有する第１インナーリードと、前記第１インナーリードと連なるとともに前記ダイパッドと反対側に位置し、前記封止体の外部に配置される第１アウターリードとを含む。前記第２リードフレームは、前記制御素子が搭載されており、前記封止体の内部に配置される第２インナーリードと、前記第２インナーリードと連なるとともに前記封止体の外部に配置される第２アウターリードとを含む。前記封止体の表面のうち、前記ダイパッドにおいて前記電力用半導体素子を搭載している搭載面に沿った方向と交差する側面において、前記第１リードフレームおよび前記第２リードフレームが突出していない側面部分には、前記側面における他の領域よりも表面粗さが粗い樹脂注入口痕が形成されている。樹脂注入口痕は、前記搭載面に沿った方向から見たときに、前記第１リードフレームの前記接続面に対して前記第１金属配線が位置する側とは反対側に形成されている。
【発明の効果】
【０００９】  本発明によれば、金属細線の変形が抑制されている電力用半導体装置およびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態に係る電力用半導体装置を説明するための裏面図である。
【図２】図１中の線分ＩＩ−ＩＩにおける断面図である。
【図３】本実施の形態に係る電力用半導体装置を説明するための上面図である。
【図４】本実施の形態に係る電力用半導体装置を説明するための側面図である。
【図５】本実施の形態に係る電力用半導体装置の製造方法のフローチャートである。
【図６】本実施の形態に係る電力用半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図７】本実施の形態に係る電力用半導体装置の製造方法に用いる金型を説明するための図である。
【図８】本実施の形態に係る電力用半導体装置を説明するための図である。
【図９】本実施の形態に係る電力用半導体装置を説明するための断面図である。
【図１０】本実施の形態に係る電力用半導体装置の変形例を説明するための側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】  以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。
【００１２】  図１〜図９を参照して、本実施の形態に係る電力用半導体装置およびその製造方法について説明する。
【００１３】  電力用半導体素子１は、任意の電力用半導体素子であればよく、たとえばＲＣ−ＩＧＢＴ（Ｒｅｖｅｒｓｅ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ−Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。この場合、電力用半導体素子１の表面上には、たとえばソース電極（図示しない）とゲート電極（図示しない）とが形成されている。制御素子２は、電力用半導体素子１を制御するための電子回路を構成する任意の半導体素子である。
【００１４】  図２に示すように、第１リードフレーム３は、封止体９の内部に設けられているダイパッド３ａおよび第１インナーリード３ｂと、封止体９の外部に表出している第１アウターリード３ｃとを有している。
【００１５】  ダイパッド３ａは、電力用半導体素子１を搭載可能に設けられている搭載面３ｄを有しており、当該搭載面上においてはんだ１１を介して電力用半導体素子１とはんだ接合しこれを保持している。はんだ１１は、たとえば鉛（Ｐｂ）フリーはんだである。なお、電力用半導体素子１とダイパッド３ａとの接合には、はんだ１１に代えて導電性接着剤などの導電性接合材を用いてもよい。
【００１６】  第１インナーリード３ｂは、ダイパッド３ａと連なるように形成されており、後述するＡｌワイヤ５と接続されている接続面３ｅを有している。第１インナーリード３ｂは、たとえば上記搭載面に対して垂直な方向においてダイパッド３ａに対し屈曲した部分を有している。言い換えると、接続面３ｅは、上記搭載面から所定の高さを有している。ここで、所定の高さとは、たとえば電力用半導体素子１の厚み（電力用半導体素子１において後述するＡｌワイヤ５が接合されるパッド表面の上記搭載面からの高さ）よりも高い。
【００１７】  第１アウターリード３ｃは、第１インナーリード３ｂと連なるように形成されており、たとえば上記垂直な方向において上記搭載面３ｄに対する高さが上記接続面３ｅと等しく設けられている。ここで、所定の高さとは、たとえば電力用半導体素子１の厚み（電力用半導体素子１において後述するＡｌワイヤ５が接合されるパッド表面の上記搭載面からの高さ）よりも高い。
【００１８】  第２リードフレーム４は、封止体９の内部に設けられている第２インナーリード４ａと、封止体９の外部に表出している第２アウターリード４ｂとを有している。
【００１９】  第２インナーリード４ａは、制御素子２を搭載可能に設けられている搭載面を有しており、当該搭載面上において導電性接着剤１２を介して制御素子２と接合しこれを保持している。第２アウターリード４ｂは、第２インナーリード４ａと連なるように形成されている。
【００２０】  電力用半導体素子１と第１リードフレーム３とは、第１金属配線を介して電気的に接続されている。第１金属配線は、電力用半導体素子１と第１リードフレーム３とを電気的に接続することができる限りにおいて任意の構成を有していればよく、たとえばアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）およびその他の任意の金属のうちから選択される少なくとも一つを含む金属材料あるいは合金材料からなるワイヤであってもよい。第１金属配線は、たとえばＡｌを主な構成材料とするＡｌワイヤ５である。電力用半導体素子１がＲＣ−ＩＧＢＴの場合、Ａｌワイヤ５は、たとえば第１リードフレーム３の接続面３ｅと接続されている一方端の反対側に位置する他方端がソース電極と電気的に接続されている。
【００２１】  Ａｌワイヤ５は、たとえば１つのソース電極と１つの第１リードフレーム３との間において、複数形成されていてもよい。Ａｌワイヤ５と第１リードフレーム３との間には、封止体９が充填されている領域が形成されている。
【００２２】  電力用半導体素子１と制御素子２、および制御素子２と第２リードフレーム４は、それぞれ第２金属配線を介して電気的に接続されている。第２金属配線は、電力用半導体素子１と制御素子２、および制御素子２と第２リードフレーム４をそれぞれ電気的に接続することができる限りにおいて任意の構成を有していればよく、たとえば金（Ａｕ）、Ｃｕ、Ａｇおよびその他の任意の金属のうちから選択される少なくとも一つを含む金属材料あるいは合金材料からなるワイヤであってもよい。第２金属配線は、たとえばＡｕを主な構成材料とするＡｕワイヤ６である。電力用半導体素子１がＲＣ−ＩＧＢＴの場合、Ａｕワイヤ６はたとえば電力用半導体素子１のゲート電極と制御素子２とを電気的に接続している。Ａｕワイヤ６は、たとえば１つのゲート電極と１つの制御素子２との間において、および１つの制御素子２と１つの第２リードフレーム４との間において、それぞれ複数形成されていてもよい。
【００２３】  図３は、電力用半導体装置１０における封止体９以外の構成部材の平面配置を説明するための平面図である。図３に示すように、Ａｌワイヤ５とＡｕワイヤ６とは、電力用半導体装置１０を平面視したときに、ある方向に沿って並ぶように設けられている。たとえば電力用半導体素子１において、Ａｌワイヤ５と接合されている部分は、Ａｕワイヤ６と接合している部分に対して、当該Ａｌワイヤ５が接合されている第１リードフレーム３側に位置している。Ａｌワイヤ５とＡｕワイヤ６とは、後述する樹脂注入口痕１３から見て、Ａｌワイヤ５が延びる方向に沿って、Ａｕワイヤ６と、制御素子２とが連なるように形成されている。特に、樹脂注入口痕１３に最も近接するＡｌワイヤ５は、平面視において樹脂注入口痕１３から制御素子２に向かって延びるように形成されている。言い換えると、樹脂注入口痕１３に最も近接するＡｌワイヤ５が延びる方向は、当該Ａｌワイヤ５が接続されている電力用半導体素子１に接続されているＡｕワイヤ６が延びる方向に沿うように形成されている。
【００２４】  Ａｌワイヤ５はＡｕワイヤ６と比べて線径が太く設けられており、たとえばＡｕワイヤ６の線形は２０μｍ以上６０μｍ以下であるのに対し、Ａｌワイヤ５の線形は１００μｍ以上５００μｍ以下である。
【００２５】  第１リードフレーム３のダイパッド３ａは放熱板としての金属板７上に絶縁膜８を介して配置されている。金属板７において、絶縁膜８と接続されている面に対して反対側に位置する面（表出面）は、封止体９の外部に表出している。金属板７を構成する材料は、熱伝導率の高い任意の材料とすればよいが、たとえばＡｌやＣｕなどである。絶縁膜８を構成する材料は、ダイパッド３ａと金属板７との接着剤として機能するとともに、電気的絶縁性を有し、かつ熱伝導率の高い任意の材料とすればよいが、たとえば熱伝導性のエポキシ樹脂である。なお、絶縁膜８を構成する材料は、熱可塑性樹脂であってもよいし、熱硬化性樹脂であってもよい。また、絶縁膜８が樹脂で構成される場合、絶縁膜８はフィラーとして酸化珪素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、および窒化硼素（ＢＮ）からなる群のうち少なくとも１つを含んでいてもよい。
【００２６】  封止体９は、電力用半導体素子１、制御素子２、ダイパッド３ａ、第１インナーリード３ｂ、第２インナーリード４ａ、第２アウターリード４ｂ、Ａｌワイヤ５、Ａｕワイヤ６、金属板７の一部、および絶縁膜８を封止している。封止体９を構成する材料は、電気的絶縁性を有する任意の材料とすればよいが、たとえばエポキシ樹脂である。封止体９は、任意の形状を有していてもよい。電力用半導体装置１０を平面視したときの封止体９の外形は、たとえば方形であり、互いに対向する一対の辺（側面）から第１リードフレーム３および第２リードフレーム４がそれぞれ突出している。つまり、電力用半導体装置１０は、ＤＩＰ（Ｄｕａｌ  Ｉｎｌｉｎｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）タイプのパッケージとして設けられている。
【００２７】  図３に示すように、電力用半導体装置１０において、電力用半導体素子１、制御素子２、第１リードフレーム３、および第２リードフレーム４は、それぞれ複数形成されていてもよい。この場合、複数の電力用半導体素子１および複数の第１リードフレーム３は、たとえばそれぞれが金属板７および絶縁膜８上において特定の方向に並んで配列されている。また、複数の制御素子２および複数の第２リードフレーム４は、たとえばそれぞれが当該特定の方向に並んで配列されている。（また、複数の第１リードフレーム３は、たとえば搭載面３ｄに垂直な方向において、金属板７の表出面に対する高さがそれぞれ等しく設けられている。複数の第２リードフレーム４は、たとえば搭載面３ｄに垂直な方向において、金属板７の表出面に対する高さがそれぞれ等しく設けられている。）  図４は、電力用半導体装置１０において、封止体９の側面部分９Ａに形成されている後述する樹脂注入口痕１３と、点線で示す封止体９の内部に配置されている第１リードフレーム３等の構成部材との位置関係を説明するための側面図である。図３および図４を参照して、封止体９の表面のうち、ダイパッド３ａにおいて電力用半導体素子１を搭載している搭載面３ｄに沿った方向から見た側面であって、第１リードフレーム３および第２リードフレーム４が突出していない側面部分９Ａには、樹脂注入口痕１３が形成されている。樹脂注入口痕１３は、封止体９がトランスファーモールド成型により成形される際に、図６に示すように金型２０に形成されている注入口２３およびランナー２４に起因して生じる樹脂残差１４（図９参照）を破断して形成されたものである（詳細は後述する）。樹脂注入口痕１３は、封止体９の側面部分９Ａにおいて面粗さ（Ｒｚ）が２０μｍ以上の領域として形成されている。
【００２８】  樹脂注入口痕１３は、上記搭載面３ｄに沿った方向と交差する方向において、接続面３ｅに対してＡｌワイヤ５が位置する側とは反対側に形成されている。言い換えると、金属板７が電力用半導体素子１よりも鉛直方向の下方に位置するように電力用半導体装置１０を配置した状態において、樹脂注入口痕１３は接続面３ｅよりも鉛直方向の下方に位置するように設けられている。
【００２９】  好ましくは、樹脂注入口痕１３は、搭載面３ｄに対して垂直な方向において、絶縁膜８よりもダイパッド３ａ側に位置するように設けられている。言い換えると、樹脂注入口痕１３は、金属板７を電力用半導体素子１に対して鉛直方向下方に配置したときに、絶縁膜８よりも鉛直方向上方に位置するように設けられている。
【００３０】  図３に示すように、樹脂注入口痕１３は、上記搭載面３ｄに沿った方向から電力用半導体装置１０を見たときに、電力用半導体素子１よりも第１アウターリード３ｃ側に形成されているのが好ましい。樹脂注入口痕１３は、複数の第１リードフレーム３が並んでいる方向において、複数の第１リードフレーム３の各接続面３ｅと並ぶように形成されているのが好ましい。
【００３１】  また、好ましくは、電力用半導体装置１０を平面視したときに、樹脂注入口痕１３から見て、Ａｌワイヤ５が延びる方向に沿って、Ａｌワイヤ５とＡｕワイヤ６とが連なるように形成されている。たとえば、少なくとも樹脂注入口痕１３に最も近接した位置に設けられているＡｌワイヤ５とＡｕワイヤ６とが、Ａｌワイヤ５の延びる方向に沿って連なるように形成されている。
【００３２】  次に、図５〜図９を参照して、本実施の形態に係る電力用半導体装置の製造方法について説明する。
【００３３】  図６は、本実施の形態に係る電力用半導体装置の製造方法の各工程を説明するための断面図である。まず、電力用半導体素子１、制御素子２、第１リードフレーム３、第２リードフレーム４、Ａｌワイヤ５、およびＡｕワイヤ６により形成された封止対象材３０を準備する（工程（Ｓ１０））。具体的には、まず電力用半導体素子１および第１リードフレーム３を準備し、第１リードフレーム３のダイパッド３ａ上にＰｂフリーはんだ１１を用いて電力用半導体素子１を固着する。また、制御素子２および第２リードフレーム４を準備し、第２リードフレーム４の第２インナーリード４ａ上に導電性接着剤１２を用いて制御素子２を固着する。次に、電力用半導体素子１と第１リードフレーム３との間にＡｌワイヤ５を形成する。具体的には、Ａｌワイヤ５の一方の端部を第１インナーリード３ｂの接続面３ｅに接合させ、他方の端部を電力用半導体素子１のソース電極に接合させる。また、制御素子２と第２インナーリード４ａとの間にＡｕワイヤ６を形成する。さらに、電力用半導体素子１と制御素子２との間にＡｕワイヤ６を形成する。このようして、図６（ａ）に示す封止対象材３０が準備される。
【００３４】  さらに、金属板７と絶縁膜８とが積層した積層体を形成する。  次に、図６（ｂ）を参照して、金型２０の内部に封止対象材３０を配置する（工程（Ｓ２０））。金型２０の内部（キャビティ）は、電力用半導体装置１０における封止体９の外形に応じた形状を有している。金型２０は上型２１と下型２２とからなる。金型２０には、金型２０の内部に樹脂を注入するための注入口２３と、注入口２３まで樹脂を流通させるランナー２４とが形成されている。
【００３５】  はじめに、金型２０の内部に金属板７と絶縁膜８との積層体を配置する。具体的には、下型２２における所定の位置に当該積層体を金属板７が下型２２のキャビティの底面と接するように配置する。次に、絶縁膜８上にダイパッド３ａが重なるように封止対象材３０を配置する。これにより、封止対象材３０は、金型２０の内部において、第１アウターリード３ｃと第２アウターリード４ｂとが金型２０の内部に対して外側に位置するように配置される。
【００３６】  注入口２３は、金型２０の内部に面している金型２０の内周面のうち、搭載面３ｄに沿った方向から見た内周側面であって、第１リードフレーム３と第２リードフレーム４と交差していない側面部分に設けられている。さらに、注入口２３は、搭載面３ｄに沿った方向から見たときに、第１インナーリード３ｂにおいてＡｌワイヤ５の一方端が接続された接続面３ｅに対してＡｌワイヤ５が位置する側の反対側に形成されている。さらにこのとき、注入口２３は、搭載面３ｄに沿った方向から見たときにＡｕワイヤ６と重ならない位置に設けられている。異なる観点から言えば、注入口２３は、搭載面３ｄに沿った方向から見たときに電力用半導体素子１よりも第１アウターリード３ｃ側に設けられている。
【００３７】  図６（ｃ）を参照して、金型２０の内部に封止対象材３０を配置した後、上型２１と下型２２とで第１アウターリード３ｃの少なくとも一部と第２アウターリード４ｂの少なくとも一部とを挟持させることにより、封止対象材３０、金属板７および絶縁膜８の周囲が金型２０によって閉じられる。このとき、絶縁膜８は、半硬化状態となっている。
【００３８】  次に、図７および図８を参照して、金型２０の内部に樹脂を注入する（工程（Ｓ３０））。図７は、本工程（Ｓ３０）において、金型２０の内部での搭載面３ｄに沿った方向における樹脂の流動を説明するための図である。図８は、本工程（Ｓ３０）において金型２０の内部での搭載面３ｄに垂直な方向における樹脂の流動を説明するための図である。
【００３９】  まず、半硬化状態で固形の樹脂を、加熱された金型２０の内部に流通させることにより溶融させる。図７に示すように、注入口２３から金型２０の内部に注入された樹脂は、まず第１インナーリード３ｂ上のＡｌワイヤ５に達し、その後ダイパッド３ａ上の電力用半導体素子１、Ａｕワイヤ６、および第２インナーリード４ａ上の制御素子２の順に流動する。また、図８に示すように、注入口２３から注入された溶融樹脂は、注入口２３から鉛直方向の下方に（ダイパッド３ａ側から金属板７側に向かう方向に）流動する。このとき、半硬化状態であった絶縁膜８は、金型２０により加熱されて溶融状態にあるため、溶融樹脂から静水加圧を受けたダイパッド３ａにより金属板７の方向に加圧される。さらに、注入口２３から注入された溶融樹脂は、注入口２３から鉛直方向の上方にも流動する。言い換えると、溶融樹脂表面の法線ベクトルがＡｌワイヤ５を押し上げる方向に向かう。
【００４０】  次に、金型２０の内部で樹脂を硬化させて封止体９を形成する。このとき、ダイパッド３ａと金属板７とが絶縁膜８を介して固着される。
【００４１】  次に、図６（ｄ）を参照して、金型２０から封止体９を取り出す。このとき、注入口２３からランナー２４の内部において硬化した樹脂（樹脂残差１４）が封止体９と連なって取り出される。
【００４２】  次に、上記樹脂残差１４を封止体９から除去する（工程（Ｓ４０））。図９を参照して、樹脂残差１４を鉛直方向において上方から下方に（ダイパッド３ａ側から金属板７側に向かう方向に）押圧部材４０により押圧することにより、樹脂残差１４を封止体９から分離して除去することができる。このようにして、図４に示す本実施の形態に係る電力用半導体装置１０を得ることができる。
【００４３】  次に、本実施の形態に係る電力用半導体装置およびその製造方法の作用効果について説明する。
【００４４】  本実施の形態に係る電力用半導体装置１０において、樹脂注入口痕１３は、搭載面３ｄに沿った方向から見たときに、接続面３ｅに対してＡｌワイヤ５が位置する側の反対側に形成されている。言い換えると、本実施の形態に係る電力用半導体装置の製造方法において、金型２０の内部に樹脂を注入するための注入口２３は、金型２０の内部に面している金型２０の内周面のうち、第１リードフレーム３または第２リードフレーム４と交差していない側面部分に設けられており、搭載面３ｄに沿った方向から見たときに、接続面３ｅに対してＡｌワイヤ５が位置する側とは反対側に形成されている。
【００４５】  そのため、金型２０の内部に樹脂を注入する工程（Ｓ３０）において、注入口２３から金型２０の内部に注入した溶融樹脂を、該注入口２３よりも鉛直方向上方に位置するＡｌワイヤ５を上方へ押し上げるように流動させることができる。そのため、金型２０の樹脂を注入する際に樹脂の流動により、搭載面３ｄに沿った方向（たとえば複数のＡｌワイヤ５が隣り合う方向）にＡｌワイヤ５が押し倒されるなどのＡｌワイヤ５の変形を抑制することができる。
【００４６】  よって、電力用半導体装置１０は、Ａｌワイヤ５の変形に伴うリーク等の異常発生が抑制されており、高歩留りで製造され得る。また、電力用半導体装置の製造方法は、Ａｌワイヤ５の変形に伴うリーク等の異常発生を抑制することができるため、電力用半導体装置１０を高歩留りで製造できる。
【００４７】  また、注入口２３が、搭載面３ｄに沿った方向から見たときに、接続面３ｅに対してＡｌワイヤ５が位置する側の反対側に形成されているため、樹脂残差１４を封止体９から除去する際に、樹脂残差１４を鉛直方向において上方から下方に（ダイパッド３ａ側から金属板７側に向かう方向に）押圧することにより、樹脂残差１４を封止体９から除去することができる。
【００４８】  仮に、搭載面３ｄに沿った方向から見たときに、接続面３ｅに対してＡｌワイヤ５が位置する側（鉛直方向の上方）に注入口２３が形成されている場合には、樹脂残差１４を除去するための工数が本実施の形態と比べて多くなる。具体的には、樹脂残差１４を除去するためには鉛直方向において下方から上方に樹脂残差１４を押圧可能な押圧部材を備えた除去装置を用いて、当該押圧部材により樹脂残差１４を下方から上方へ押圧することによって電力用半導体装置１０から樹脂残差１４を除去した後、上記除去装置から電力用半導体装置１０を取り出し、その後押圧部材から樹脂残差１４を廃棄する必要がある。
【００４９】  つまり、本実施の形態に係る電力用半導体装置の製造方法によれば、電力用半導体装置１０から樹脂残差１４を容易に除去することができ、製造コストの増大を抑制することができる。
【００５０】  また、搭載面３ｄに対して垂直な方向において、樹脂注入口痕１３が絶縁膜８よりも第１リードフレーム３側に位置するように設けられていれば、金型２０の内部に樹脂を注入する工程（Ｓ３０）において、注入口２３から金型２０の内部に注入した溶融樹脂を、該注入口２３よりも鉛直方向下方に位置するダイパッド３ａを金属板７へ押圧するように流動させることができる。このとき、溶融樹脂によってダイパッド３ａは本工程（Ｓ３０）において溶融状態とされた絶縁膜８を介して金属板７に向かって加圧されるため、溶融樹脂の流動によるダイパッド３ａと金属板７との位置ずれ等を抑制することができ、樹脂および絶縁膜８を硬化させることにより、ダイパッド３ａ、絶縁膜８、および金属板７を安定して固着することができる。
【００５１】  また、上記搭載面３ｄに沿った方向から電力用半導体装置１０を見たときに、電力用半導体素子１よりも第１アウターリード３ｃ側に樹脂注入口痕１３が形成されていれば、金型２０の内部に樹脂を注入する工程（Ｓ３０）において注入口２３とＡｕワイヤ６との距離は注入口２３とＡｌワイヤ５との距離よりも長くすることができる。つまり、溶融樹脂がＡｕワイヤ６に達するまでの時間をＡｌワイヤ５に達するまでの時間と比べて長くすることができる。
【００５２】  このため、金型２０の内部に注入された樹脂は、注入口２３からＡｕワイヤ６に達するまでに金型２０によってさらに加熱されて溶融粘度が十分に低い状態となることができる。そのため、Ａｕワイヤ６が溶融樹脂の流動を受けて変形することを抑制することができる。
【００５３】  なお、一般に、トランスファーモールド成型では注入口から金型の内部に注入された直後の樹脂は加熱が不十分であるため溶融粘度が高い状態にある。そのため、このような状態にある樹脂が線径の細いＡｕワイヤと接触すると、Ａｕワイヤへの抗力が高いためＡｕワイヤは変形を受けやすい。これに対し、上述のようにすれば、Ａｕワイヤ６が溶融樹脂の流動を受けて変形することを抑制することができる。この結果、電力用半導体装置１０はＡｕワイヤ６の変形に起因したワイヤショート等の不良が抑制されているため、電力用半導体装置１０を高歩留りで製造できる。
【００５４】  また、電力用半導体装置１０を平面視したときに、樹脂注入口痕１３から見て、Ａｌワイヤ５が延びる方向に沿って、Ａｌワイヤ５とＡｕワイヤ６とが並ぶように形成されていれば、金型２０の内部に樹脂を注入する工程（Ｓ３０）において、溶融樹脂をＡｌワイヤ５およびＡｕワイヤ６の延びる方向に沿って流動させることができる。この結果、Ａｕワイヤ６の延びる方向に対して交差する方向に溶融樹脂が流動する場合と比べて、溶融樹脂に押圧されることに起因したＡｕワイヤ６の変形を抑制することができ、電力用半導体装置１０を高歩留りで製造できる。
【００５５】  なお、Ａｌワイヤ５とＡｕワイヤ６とがそれぞれ複数形成されている場合には、少なくとも樹脂注入口痕１３に最も近接した位置に設けられているＡｌワイヤ５とＡｕワイヤ６とが、Ａｌワイヤ５の延びる方向に沿って連なるように形成されていればよい。このようにすれば、注入口２３から最も近接した位置に設けられているＡｕワイヤ６は、金型２０の内部に樹脂を注入する工程（Ｓ３０）において溶融樹脂の流動抵抗を最も受けやすいが、溶融樹脂は当該Ａｕワイヤ６の延びる方向に沿って流動するため当該Ａｕワイヤ６の変形を抑制することができる。
【００５６】  本実施の形態に係る電力用半導体装置１０では樹脂注入口痕１３は１つ形成されているが、これに限られるものではない。図１０を参照して、樹脂注入口痕１３は複数形成されていてもよい。図１０は、電力用半導体装置１０の変形例として、複数の樹脂注入口痕１３が形成されている場合の樹脂注入口痕１３と、点線で示す封止体９の内部に配置されている第１リードフレーム３等の構成部材との位置関係を説明するための側面図である。言い換えると、金型２０において注入口２３は複数形成されていてもよい。この場合、複数の樹脂注入口痕１３は、搭載面３ｄに沿った方向から見たときに、搭載面３ｄと平行な方向に間隔を空けて設けられていてもよい。このようにしても、上述した本実施の形態に係る電力用半導体装置１０と同等の効果を奏することができる。また、これに限られず、複数の注入口２３のそれぞれが上述した注入口２３と同等の構成として設けられていれば、上述した本実施の形態に係る電力用半導体装置１０と同等の効果を奏することができる。
【００５７】  以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲のすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５８】  １  電力用半導体素子、２  制御素子、３  第１リードフレーム、３ａ  ダイパッド、３ｂ  第１インナーリード、３ｃ  第１アウターリード、３ｄ  搭載面、３ｅ  接続面、４  第２リードフレーム、４ａ  第２インナーリード、４ｂ  第２アウターリード、５，６  ワイヤ、７  金属板、８  絶縁膜、９  封止体、９Ａ  側面部分、１０  電力用半導体装置、１１  はんだ、１２  導電性接着剤、１３  樹脂注入口痕、１４  樹脂残差、２０  金型、２１  上型、２２  下型、２３  注入口、２４  ランナー、３０  封止対象材、４０  押圧部材。
【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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