(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップを含む回路部と、
前記回路部から互いに同じ方向に延びる棒状に形成され、当該回路部に電気的に接続される複数のピン端子と、
前記回路部、及び、前記回路部側に位置する前記ピン端子の第一部位を封止する封止樹脂部と、
複数の前記ピン端子の第二部位が突出する前記封止樹脂部の外面から一体に延び、各ピン端子の第二部位のうち前記封止樹脂部側に位置する基端部を被覆する筒状に形成された複数の被覆樹脂部と、
を備え、
複数の前記ピン端子の第二部位の先端部が、前記被覆樹脂部と隣接する領域に、当該先端部の外周から内側に窪む一対の窪み部を有する、
半導体装置。
【請求項２】
前記回路部が、当該回路部の配線を構成する板状のリードフレームを備え、
前記リードフレームには、当該リードフレームの板厚方向に貫通する複数の挿通孔が形成され、
複数の前記ピン端子の第一部位が、複数の前記挿通孔に各々挿通されている請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記ピン端子の第一部位には、当該ピン端子の外周から張り出し、前記リードフレームの主面に面接触する張出部が形成されている請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記ピン端子の第二部位が、前記リードフレームの第一主面側に位置し、
前記リードフレームと共に前記回路部の配線を構成する配線部を有し、前記リードフレームの第一主面と反対側に向く前記リードフレームの第二主面に対向して配されると共に、前記封止樹脂部に封止される配線基板を備え、
前記ピン端子の第一部位のうち前記リードフレームの第二主面から突出する部位が、前記配線基板の配線部に接合されている前記請求項２又は請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記配線基板は、セラミック板及びその両主面に形成された金属板部を有するセラミック基板であり、
前記リードフレームの第二主面に対向する前記セラミック板の第一主面に形成された第一金属板部は、前記配線部を構成し、
前記第一金属板部には前記半導体チップが接合され、
前記セラミック板の第二主面に形成された第二金属板部は、前記セラミック板の板厚方向において、前記第一金属板部と重なる領域に形成され、前記封止樹脂部の外面に露出する請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
棒状に形成された複数のピン端子が半導体チップを含む回路部から同じ方向に延びるように、前記ピン端子を前記回路部に電気的に接続する接続工程と、
前記接続工程の後に、前記回路部及び前記回路部側に位置する複数の前記ピン端子の第一部位を、金型の第一キャビティに収容すると共に、複数の前記ピン端子の第二部位を、前記第一キャビティの内面から延びる前記金型の複数のピン挿入孔にそれぞれ挿入する収容工程と、
前記収容工程の後に、前記第一キャビティに樹脂を流し込むことで、前記回路部及び複数の前記ピン端子の第一部位を封止する封止樹脂部を成形する成形工程と、を備え、
前記収容工程では、各ピン端子の第二部位を各ピン挿入孔に挿入した後に、前記金型の一対のスライド部を各ピン挿入孔の内周から突出させて、前記一対のスライド部によって前記第一キャビティから離れて位置する各ピン端子の第二部位の先端部を挟むことにより、前記第一キャビティの近くに位置する各ピン端子の第二部位の基端部の外周、各ピン挿入孔の内周、及び、前記一対のスライド部によって囲まれると共に、前記第一キャビティにつながる複数の第二キャビティを形成し、
前記成形工程では、前記樹脂を各第二キャビティに流入させることで、各ピン端子の第二部位の基端部を被覆する筒状の被覆樹脂部を成形する半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記一対のスライド部は、それぞれ前記ピン挿入孔の延長方向を厚さ方向とする板状に形成され、
前記収容工程では、前記一対のスライド部によって各ピン端子の第二部位の先端部のうちピン端子の第二部位の基端部に隣り合う部分を挟む請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記収容工程では、各ピン端子の第二部位の先端部を前記一対のスライド部によって挟む際に、各ピン挿入孔の内周から突出する前記一対のスライド部の先端部が、それぞれ各ピン端子の第二部位の先端部の外周に食い込む請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記スライド部の先端部が、先細り形状に形成されている請求項８に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記回路部が、当該回路部の配線を構成する板状のリードフレームを含み、
前記リードフレームには、当該リードフレームの板厚方向に貫通する複数の挿通孔が形成され、
前記接続工程では、複数の前記ピン端子の第一部位を複数の前記挿通孔に各々挿通させる請求項６から請求項９のいずれか一項に記載の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、半導体装置、及び、半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、基板（パワーモジュール基板）の一方の面に、半導体チップ（パワー半導体素子）及び棒状に形成された複数のピン端子（外部接続端子）の長手方向の一端を接合し、基板及び半導体素子、並びに、各ピン端子の一端側の部位を封止樹脂部（封止樹脂）で封止した半導体装置が開示されている。この半導体装置では、各ピン端子の他端側の部位が、封止樹脂部の平坦な外面から突出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０５９８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の半導体装置には、小型化が求められている。しかしながら、特許文献１の半導体装置では、所定のピン端子から封止樹脂部の外面に沿って他のピン端子に至る沿面距離を確保する必要がある。このため、隣り合うピン端子同士の間隔を小さくすることができず、半導体装置の小型化を阻害する、という問題がある。【０００５】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、端子ピン同士の沿面距離を確保すると共に小型化を図ることが可能な半導体装置及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る半導体装置は、半導体チップを含む回路部と、前記回路部から互いに同じ方向に延びる棒状に形成され、当該回路部に電気的に接続される複数のピン端子と、前記回路部、及び、前記回路部側に位置する前記ピン端子の第一部位を封止する封止樹脂部と、複数の前記ピン端子の第二部位が突出する前記封止樹脂部の外面から一体に延び、各ピン端子の第二部位のうち前記封止樹脂部側に位置する基端部を被覆する筒状に形成された複数の被覆樹脂部と、を備え、複数の前記ピン端子の第二部位の先端部が、前記被覆樹脂部と隣接する領域に、当該先端部の外周から内側に窪む一対の窪み部を有する。【０００７】
本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法は、棒状に形成された複数のピン端子が半導体チップを含む回路部から同じ方向に延びるように、前記ピン端子を前記回路部に電気的に接続する接続工程と、前記接続工程の後に、前記回路部及び前記回路部側に位置する複数の前記ピン端子の第一部位を、金型の第一キャビティに収容すると共に、複数の前記ピン端子の第二部位を、前記第一キャビティの内面から延びる前記金型の複数のピン挿入孔にそれぞれ挿入する収容工程と、前記収容工程の後に、前記第一キャビティに樹脂を流し込むことで、前記回路部及び複数の前記ピン端子の第一部位を封止する封止樹脂部を成形する成形工程と、を備え、前記収容工程では、各ピン端子の第二部位を各ピン挿入孔に挿入した後に、前記金型の一対のスライド部を各ピン挿入孔の内周から突出させて、前記一対のスライド部によって前記第一キャビティから離れて位置する各ピン端子の第二部位の先端部を挟むことにより、前記第一キャビティの近くに位置する各ピン端子の第二部位の基端部の外周、各ピン挿入孔の内周、及び、前記一対のスライド部によって囲まれると共に、前記第一キャビティにつながる複数の第二キャビティを形成し、前記成形工程では、前記樹脂を各第二キャビティに流入させることで、各ピン端子の第二部位の基端部を被覆する筒状の被覆樹脂部を成形する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、半導体装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法の製造過程を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法の製造過程を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法の製造過程を示す断面図である。
【図６】図４，５の状態における複数のスライド部の配置の一例を模式的に示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法の製造過程を示す断面図である。
【図８】図７の状態におけるピン端子とスライド部との関係を示す拡大断面図である。
【図９】図７の状態における複数のスライド部の配置の一例を模式的に示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法の製造過程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図１〜１０を参照して本発明の一実施形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態に係る半導体装置１は、回路部２と、複数のピン端子３と、封止樹脂部４と、複数の被覆樹脂部５と、を備える。
【００１１】
回路部２は、半導体装置１の回路を構成する。回路部２は、半導体チップ６と、配線とを含む。半導体チップ６は、板状に形成され、上面及び下面の両方に電極を有する。本実施形態の半導体チップ６は、例えばダイオードやトランジスタ等のように通電によって発熱する半導体素子である。配線は、主に半導体チップ６と後述するピン端子３とを接続する。
【００１２】
本実施形態の回路部２は、当該回路部２の配線を構成する板状のリードフレーム７を備える。リードフレーム７は、銅板などのように導電性を有する板材に打ち抜き加工を施すことで製造される。半導体装置１において、リードフレーム７は、それぞれ帯板状に形成され、互いに間隔をあけて配された複数のリード１１からなる。リードフレーム７には、その板厚方向に貫通する複数の挿通孔１２が形成されている。具体的に、複数の挿通孔１２は、複数のリード１１にそれぞれ形成されている。図１におけるリード１１や挿通孔１２の数は二つであるが、これに限ることはない。
リードフレーム７のうち一つのリード１１は、半田によって半導体チップ６の上面に接合されている。
【００１３】
複数のピン端子３は、回路部２から互いに同じ方向に延びる棒状に形成されている。複数のピン端子３は、回路部２の配線に電気的に接続される。図１におけるピン端子３の数は、二つであるが、これに限ることはない。
本実施形態では、ピン端子３の長手方向においてリードフレーム７（回路部２）側に位置する複数のピン端子３の第一部位２１が、リードフレーム７の複数の挿通孔１２に各々挿通されている。また、各ピン端子３の第一部位２１は、半田によってリードフレーム７に接合されている。これにより、複数のピン端子３がリードフレーム７に電気接続されている。複数のピン端子３は、互いに異なる複数のリード１１に各々接続されている。
この状態において、各ピン端子３は、リードフレーム７の第一主面７ａから離れる方向に長く延びる。すなわち、各ピン端子３の長手方向の第二部位２２は、リードフレーム７の第一主面７ａ側に位置する。また、各ピン端子３の第一部位２１の一部は、第一主面７ａと反対側に向くリードフレーム７の第二主面７ｂから突出する。
【００１４】
各ピン端子３の第一部位２１には、ピン端子３の外周から張り出す張出部２３が形成されている。張出部２３は、ピン端子３の第一部位２１をリードフレーム７の挿通孔１２に通した状態で、リードフレーム７の第一主面７ａに面接触する。なお、張出部２３は、例えばリードフレーム７の第二主面７ｂに面接触してもよい。
張出部２３は、少なくともリードフレーム７の第一主面７ａや第二主面７ｂに面接触する平坦な面を有していればよく、任意の形状に形成されてよい。本実施形態の張出部２３は、ピン端子３の周方向に延びる環状に形成されている。
【００１５】
本実施形態の半導体装置１は、配線基板８をさらに備える。配線基板８は、リードフレーム７と共に回路部２の配線を構成する配線部３０を有する。配線基板８は、リードフレーム７の第二主面７ｂに対向して配される。ピン端子３の第一部位２１のうちリードフレーム７の第二主面７ｂから突出する部位（以下、ピン端子３の突出部位２４と呼ぶ。）は、半田によって配線基板８の配線部３０に接合されている。
【００１６】
配線基板８は、例えばプリント配線基板であってよい。本実施形態の配線基板８は、セラミック板３１及びその両主面３１ａ，３１ｂに形成された金属板部３２，３３を有するセラミック基板８である。セラミック基板８は、セラミック板３１の第一主面３１ａがリードフレーム７の第二主面７ｂに対向するように配される。セラミック板３１の第一主面３１ａに形成された第一金属板部３２は、配線基板８の配線部３０を構成する。第一金属板部３２には、半導体チップ６が接合されている。セラミック板３１の第二主面３１ｂに形成された第二金属板部３３は、セラミック板３１の板厚方向において第一金属板部３２と重なる領域に形成されている。第二金属板部３３は、セラミック板３１によって第一金属板部３２と電気的に絶縁されている。
【００１７】
具体的に、セラミック板３１の第一主面３１ａには、複数の第一金属板部３２が互いに間隔をあけて形成されている。図１における第一金属板部３２の数は、二つであるが、これに限ることはない。複数の第一金属板部３２のうち一つの第一金属板部３２が、半田によって半導体チップ６の下面に接合されている。すなわち、半導体チップ６は、一つの第一金属板部３２（配線基板８）と一つのリード１１（リードフレーム７）との間に挟まれている。複数のピン端子３の突出部位２４は、半田によって互いに異なる第一金属板部３２（配線部３０）に接合されている。
セラミック板３１の第二主面３１ｂには、第二金属板部３３が一つだけ形成されている。第二金属板部３３は、セラミック板３１の第二主面３１ｂのうち複数の第一金属板部３２と重なる領域全体にわたって形成されている。
【００１８】
封止樹脂部４は、半導体チップ６及びリードフレーム７を含む回路部２、並びに、複数のピン端子３の第一部位２１を封止する。複数のピン端子３の第二部位２２は、封止樹脂部４の外面から突出する。本実施形態において、複数のピン端子３の第二部位２２が突出する封止樹脂部４の外面は、上側に向く平坦な上面４ａである。
本実施形態の封止樹脂部４は、セラミック基板８（配線基板８）をさらに封止する。ただし、セラミック基板８の第二金属板部３３は、封止樹脂部４の外面に露出する。本実施形態において、第二金属板部３３が露出する封止樹脂部４の外面は、下側に向く平坦な下面４ｂである。
【００１９】
複数の被覆樹脂部５は、複数のピン端子３の第二部位２２が突出する封止樹脂部４の上面４ａから一体に延びる。すなわち、複数の被覆樹脂部５は封止樹脂部４に一体に形成されている。各被覆樹脂部５は、各ピン端子３の第二部位２２のうち封止樹脂部４側に位置する基端部２２Ａを被覆する筒状に形成されている。このため、各ピン端子３の第二部位２２の先端部２２Ｂだけが、各被覆樹脂部５から突出する。
【００２０】
また、本実施形態の半導体装置１では、各ピン端子３の第二部位２２の先端部２２Ｂに、当該先端部２２Ｂの外周から窪む一対の窪み部２５が形成されている。一対の窪み部２５は、ピン端子３の第二部位２２の先端部２２Ｂのうち被覆樹脂部５（基端部２２Ａ）に隣り合う領域に形成されている。各ピン端子３に形成された一対の窪み部２５は、ピン端子３の径方向に並ぶ。窪み部２５は、後述する半導体装置１の製造方法において形成される。
【００２１】
図１に例示する本実施形態の半導体装置１では、一方のピン端子３から他方のピン端子３に至る電流経路が、半導体チップ６、リードフレーム７、及びセラミック基板８の第一金属板部３２によって形成されている。具体的に、半導体装置１には、一方のピン端子３（及び一方のリード１１）、一方の第一金属板部３２、半導体チップ６、他方のリード１１、他方のピン端子３（及び他方の第一金属板部３２）を順番に通る電流経路が形成されている。
【００２２】
次に、上記した半導体装置１を製造する半導体装置１の製造方法について説明する。半導体装置１の製造方法は、図２に示すように、接続工程Ｓ１と、収容工程Ｓ２と、成形工程Ｓ３と、を備える。
半導体装置１を製造する際には、はじめに接続工程Ｓ１を実施する。接続工程Ｓ１では、図３に示すように、棒状に形成された複数のピン端子３が半導体チップ６を含む回路部２から同じ方向に突出するように、各ピン端子３を回路部２に電気的に接続する。本実施形態の接続工程Ｓ１では、ピン端子３を回路部２に接続すると同時に、半導体チップ６、リードフレーム７及びセラミック基板８（配線基板８）を相互に接続して回路部２を形成する。以下、本実施形態の接続工程Ｓ１について具体的に説明する。
【００２３】
本実施形態の接続工程Ｓ１では、はじめに、セラミック基板８の第一主面３１ａ側に半導体チップ６を配置する。具体的には、半導体チップ６をセラミック基板８のうち一つの第一金属板部３２に重ねて配置する。
次いで、リードフレーム７をセラミック基板８の第一主面３１ａ側に配置する。ここで用いるリードフレーム７は、回路部２の配線を構成する複数のリード１１の他に、複数のリード１１を相互に連結する枠体部１３を含む。枠体部１３は、複数のリード１１を後述する封止樹脂部４で封止した状態において、封止樹脂部４の外側に位置する。また、リードフレーム７の各リード１１には、リードフレーム７の板厚方向に貫通する複数の挿通孔１２が形成されている。リードフレーム７のうち一つのリード１１が、半導体チップ６に重ねて配置される。
上記のようにリードフレーム７を配置した状態では、リードフレーム７の第二主面７ｂがセラミック基板８の第一主面３１ａに対向する。第二主面７ｂと反対側に向くリードフレーム７の第一主面７ａは、セラミック基板８の第一主面３１ａと同じ方向に向く。
【００２４】
その後、複数のピン端子３の長手方向の第一部位２１を、リードフレーム７の複数の挿通孔１２に各々挿通させる。この状態において、各ピン端子３の第一部位２１のうちリードフレーム７の第二主面７ｂから突出する突出部位２４は、互いに異なるセラミック基板８の第一金属板部３２に接触する。また、各ピン端子３の第一部位２１に形成された張出部２３が、リードフレーム７の第一主面７ａに面接触する。
【００２５】
なお、ピン端子３の第一部位２１をリードフレーム７の挿通孔１２に挿通させる工程は、例えば、リードフレーム７をセラミック基板８の第一主面３１ａ側に配置する前に実施されてもよい。この場合には、リードフレーム７をセラミック基板８の第一主面３１ａ側に配置することで、各ピン端子３の第一部位２１の突出部位２４が、セラミック基板８の各第一金属板部３２に接触する。
【００２６】
最後に、半導体チップ６、リードフレーム７、セラミック基板８、ピン端子３を適宜接合することで、半導体チップ６、リードフレーム７及びセラミック基板８（配線基板８）が相互に電気的に接続される、すなわち、回路部２が形成される。また、ピン端子３が回路部２に電気的に接続される。半導体チップ６、リードフレーム７、セラミック基板８、ピン端子３の接合は、例えば半田リフローによって実施することができる。半田リフローを実施するための半田ペーストは、セラミック基板８上に半導体チップ６やリードフレーム７、ピン端子３を配置する前、また、ピン端子３をリードフレーム７に取り付ける前に、各接合部分に塗布されればよい。
以上により、本実施形態の接続工程Ｓ１が完了する。
【００２７】
図２に示すように、接続工程Ｓ１の後には収容工程Ｓ２を実施する。収容工程Ｓ２では、図５に示すように、回路部２と複数のピン端子３とを接続した接続ユニット１０を、金型１００の内部に収容する。
金型１００は、回路部２及び回路部２側に位置する複数のピン端子３の第一部位２１を収容する第一キャビティＣ１と、回路部２から離れて位置する複数のピン端子３の第二部位２２を個別に挿入する複数のピン挿入孔１０１と、を有する。各ピン挿入孔１０１は、第一キャビティＣ１の内面から延びている。
【００２８】
図５に示すように、金型１００の内部には、複数のスライド部１０２が設けられている。スライド部１０２は、各ピン挿入孔１０１の内周から一対突出する。一対のスライド部１０２は、対応するピン挿入孔１０１の径方向において互いに近づいたり、離れたりする方向（図５において左右方向）に移動可能とされている。一対のスライド部１０２は、ピン挿入孔１０１に対し、ピン挿入孔１０１の延長方向（図５において上方向）において第一キャビティＣ１から離れた位置に配されている。一対のスライド部１０２は、各ピン挿入孔１０１に挿入されたピン端子３の第二部位２２を挟む。一対のスライド部１０２は、例えば各ピン挿入孔１０１の内周から突出しない位置まで移動可能とされてもよい。
【００２９】
本実施形態において、各スライド部１０２は、ピン挿入孔１０１の延長方向を厚さ方向とする板状に形成されている。各スライド部１０２の板厚は、ピン挿入孔１０１の延長方向の寸法よりも小さい。各スライド部１０２は、ピン挿入孔１０１の延長方向においてピン挿入孔１０１の先端（図５において上端）からも離れた位置に配される。すなわち、各スライド部１０２は、ピン挿入孔１０１の延長方向におけるピン挿入孔１０１の基端（第一キャビティＣ１側の端）と先端との間に位置する。
【００３０】
図８に示すように、ピン挿入孔１０１に対するスライド部１０２の突出方向の先端部１０２Ａは、先細り状に形成されている。具体的に、スライド部１０２の先端部１０２Ａは、突出方向においてスライド部１０２の先端に近づくにしたがって、スライド部１０２の板厚が小さくなるように形成されている。スライド部１０２の先端部１０２Ａのうちスライド部１０２の板厚方向において第一キャビティＣ１側に向く第一面１０２ｂは、スライド部１０２の突出方向（ピン挿入孔１０１の延長方向に直交する方向）に延びる。一方、スライド部１０２の先端部１０２Ａのうちピン挿入孔１０１の先端側に向く第二面１０２ｃは、突出方向においてスライド部１０２の先端に近づくにしたがって、スライド部１０２の板厚方向において第一面１０２ｂに近づくように傾斜する。
なお、スライド部１０２の先端部１０２Ａの板厚は、例えばスライド部１０２の他の部分の板厚と同じであってもよい。すなわち、スライド部１０２の板厚は一定であってもよい。
【００３１】
また、図６に示すように、ピン挿入孔１０１の延長方向から見た平面視で、ピン端子３の周面に接触する各スライド部１０２の先端は、ピン端子３の周面の形状に対応する弧状に形成されている。
本実施形態のピン端子３は、その長手方向から見て円形状に形成されている。このため、スライド部１０２の先端は円弧状（半円状）に形成されている。これにより、一対のスライド部１０２によってピン端子３の第二部位２２を挟んだ状態では、一対のスライド部１０２がピン端子３の周方向全体に押し付けられる。
【００３２】
金型１００におけるスライド部１０２の数は、例えばピン挿入孔１０１（ピン端子３）の数の２倍であってもよいが、例えば図６に示すようにピン挿入孔１０１の数の２倍よりも少なくてもよい。図６に例示する構成では、一部のスライド部１０２が二つのピン挿入孔１０１に対して設けられている。
【００３３】
より具体的に説明すれば、図４，５に示すように、本実施形態の金型１００は、互いに上下方向に移動可能とされた下型１１０と上型１２０とを有する。
下型１１０には、上型１２０に対向する上面１１０ａから窪む第一凹部１１１が形成されている。一方、上型１２０には、下型１１０に対向する下面１２０ｂから窪む第二凹部１２１が形成されている。下型１１０の第一凹部１１１と上型１２０の第二凹部１２１とは、下型１１０と上型１２０とが重なることで、第一キャビティＣ１を構成する。
【００３４】
上型１２０には、複数のピン挿入孔１０１が形成されている。各ピン挿入孔１０１は、第二凹部１２１の底面から上方に延びている。また、上型１２０の内部には、複数のスライド部１０２が設けられている。
【００３５】
さらに、本実施形態の金型１００は、各ピン挿入孔１０１に対応する一対のスライド部１０２を互いに近づける方向に移動させるための駆動部材１３０を有する。駆動部材１３０は、本体部１３１と、複数の押付部１３２と、を有する。
本体部１３１は、上型１２０の上面１２０ａ（下面１２０ｂと反対側に向く面）に配される。複数の押付部１３２は、それぞれ本体部１３１から上型１２０の内部に突出する棒状に形成されている。各押付部１３２の先端は、突出方向におけるスライド部１０２の基端部に接触する。押付部１３２がスライド部１０２の基端部に押し付けられることで、スライド部１０２はその突出方向に移動する（図７参照）。一方、押付部１３２がスライド部１０２の基端部から離れる方向（図５，７において上方）に移動すると、スライド部１０２はその突出方向と逆向きに移動する（図５参照）。この際、スライド部１０２は、例えばばね等の弾性力によって突出方向と逆向きに移動してよい。
【００３６】
複数の押付部１３２は、本体部１３１に一体に設けられている。このため、図７に示すように本体部１３１が上型１２０の上面１２０ａに向けて移動することで、複数のスライド部１０２が同時に突出方向に移動する。すなわち、同一のピン挿入孔１０１に対応する一対のスライド部１０２を互いに近づける方向に移動させることができる。一方、図５に示すように本体部１３１が上型１２０の上面１２０ａから離れる方向に移動することで、複数のスライド部１０２が同時に突出方向と逆向きに移動する。
【００３７】
駆動部材１３０における押付部１３２の数は、例えばピン挿入孔１０１の数の２倍であってもよいが、例えば図６に示すようにピン挿入孔１０１の数の２倍よりも少なくてもよい。図６に例示する構成では、一部の押付部１３２が、互いに異なるピン挿入孔１０１に対応する複数（図６では四つ）のスライド部１０２に対して設けられている。
【００３８】
なお、スライド部１０２を突出方向と逆向きに移動させる構成は、ばね等に限らず任意であってよい。スライド部１０２を突出方向と逆向きに移動させる構成は、例えば上記した駆動部材１３０と同様に、本体部及び押付部を有する別の駆動部材であってよい。別の駆動部材は、その押付部をスライド部１０２に向けて押すことで、スライド部１０２を突出方向と逆向きに移動させる、すなわち、各ピン挿入孔１０１に対応する一対のスライド部１０２を互いに離す方向に移動させる。
【００３９】
本実施形態の収容工程Ｓ２においては、はじめに、図４に示すように、接続ユニット１０を金型１００の下型１１０上に載置する。この状態においては、接続ユニット１０のうちセラミック基板８の第二金属板部３３が下型１１０の第一凹部１１１の底面に面接触する。また、リードフレーム７の枠体部１３が下型１１０の上面１１０ａに載置される。第一凹部１１１には、接続ユニット１０のうちリードフレーム７の第二主面７ｂ側の部分（セラミック基板８、半導体チップ６、複数のピン端子３の突出部位２４）が収容される。
【００４０】
次いで、図５に示すように、上型１２０を下型１１０上に重ねる。この状態においては、下型１１０の第一凹部１１１及び上型１２０の第二凹部１２１からなる第一キャビティＣ１が形成される。第一キャビティＣ１には、接続ユニット１０のうち回路部２及び（回路部２側に位置する）複数のピン端子３の第一部位２１が収容される。また、上型１２０の複数のピン挿入孔１０１には、複数のピン端子３の第二部位２２が挿入される。また、リードフレーム７の枠体部１３が、下型１１０と上型１２０との間に挟まれる。
【００４１】
さらに、収容工程Ｓ２では、各ピン端子３の第二部位２２を各ピン挿入孔１０１に挿入した後に、図７，８に示すように、一対のスライド部１０２を各ピン挿入孔１０１の内周から突出させて、一対のスライド部１０２によって各ピン端子３の第二部位２２の先端部２２Ｂを挟む。ピン端子３の第二部位２２の先端部２２Ｂは、ピン挿入孔１０１に挿入されたピン端子３の第二部位２２のうち第一キャビティＣ１から離れて位置する部分である。
【００４２】
ピン端子３の第二部位２２の先端部２２Ｂを挟む際には、駆動部材１３０の本体部１３１を上型１２０の上面１２０ａに向けて移動させる。これにより、同一のピン挿入孔１０１に対応する一対のスライド部１０２が互いに近づく方向に移動して、ピン端子３の第二部位２２の先端部２２Ｂを挟む。また、複数のピン挿入孔１０１に挿入された複数のピン端子３の第二部位２２の先端部２２Ｂが、それぞれ一対のスライド部１０２によって同時に挟まれる。
【００４３】
本実施形態の収容工程Ｓ２において、一対のスライド部１０２は、ピン端子３の第二部位２２の先端部２２Ｂのうち、ピン端子３の第二部位２２の基端部２２Ａに隣り合う部分を挟む。すなわち、一対のスライド部１０２は、ピン端子３の第二部位２２の先端部２２Ｂのうちピン端子３の第二部位２２の基端部２２Ａから離れた部分を挟まない。ピン端子３の第二部位２２の基端部２２Ａは、ピン挿入孔１０１に挿入されたピン端子３の第二部位２２のうち第一キャビティＣ１の近くに位置する部分である。
なお、一対のスライド部１０２は、例えばピン端子３の第二部位２２の先端部２２Ｂ全体を挟んでもよい。
【００４４】
さらに、本実施形態の収容工程Ｓ２では、各ピン端子３の第二部位２２の先端部２２Ｂを一対のスライド部１０２によって挟む際に、一対のスライド部１０２の先端部１０２Ａが、それぞれ各ピン端子３の第二部位２２の先端部２２Ｂの外周に食い込む。本実施形態では、スライド部１０２の先端部１０２Ａが先細り状に形成されているため、スライド部１０２の先端部１０２Ａを確実にピン端子３の外周に食い込ませることができる。
【００４５】
さらに、一対のスライド部１０２によって各ピン端子３の第二部位２２の先端部２２Ｂを挟んだ状態では、複数の第二キャビティＣ２が形成される。各第二キャビティＣ２は、各ピン端子３の第二部位２２の基端部２２Ａの外周、これに対向する各ピン挿入孔１０１の内周、及び、一対のスライド部１０２によって囲まれると共に、第一キャビティＣ１につながる空間である。第二キャビティＣ２は、ピン挿入孔１０１毎に形成される。
【００４６】
各第二キャビティＣ２は、各ピン挿入孔１０１の基端側（第一キャビティＣ１側）の空間であり、一対のスライド部１０２及びピン端子３によって各ピン挿入孔１０１の先端側の空間に対して区画されている。ピン挿入孔１０１の基端側の空間と、ピン挿入孔１０１の先端側の空間とは、図９に示すように、一対のスライド部１０２の先端がピン端子３の周面に押し付けられて密着すると共に、一対のスライド部１０２の先端同士が互いに密着することで、互いに区画される。
以上により、本実施形態の収容工程Ｓ２が完了する。
【００４７】
図２に示すように、収容工程Ｓ２の後に、成形工程Ｓ３を実施することで半導体装置１の製造方法が完了する。
成形工程Ｓ３では、図１０に示すように、第一キャビティＣ１に樹脂を流し込むことで、回路部２及び複数のピン端子３の第一部位２１を封止する封止樹脂部４を成形する。また、成形工程Ｓ３では、第一キャビティＣ１に流し込んだ樹脂を第二キャビティＣ２に流入させることで、各ピン端子３の第二部位２２の基端部２２Ａを被覆する筒状の被覆樹脂部５を成形する。成形工程Ｓ３では、複数のピン端子３に各々対応する複数の被覆樹脂部５が成形される。
【００４８】
成形工程Ｓ３では、封止樹脂部４及び被覆樹脂部５をなす樹脂が硬化した後に、半導体装置１を金型１００から取り出す。半導体装置１を金型１００から取り出す際には、はじめに、駆動部材１３０を上型１２０に対して上方に移動させることで、各ピン挿入孔１０１に対応する一対のスライド部１０２を互いに離れる方向に移動させる。その後、上型１２０と下型１１０とを互いに離れる方向に移動させることで、半導体装置１を金型１００から取り出すことができる。
【００４９】
また、本実施形態の製造方法では、半導体装置１を金型１００から取り出した後に、封止樹脂部４から突出するリードフレーム７の枠体部１３を切り落とす。これにより、図１に示す半導体装置１が完成する。
製造後の半導体装置１において、各ピン端子３の一対の窪み部２５は、前述した収容工程Ｓ２において一対のスライド部１０２の先端部１０２Ａがそれぞれ各ピン端子３の第二部位２２の先端部２２Ｂの外周に食い込むことで形成される。
【００５０】
以上説明したように、本実施形態の半導体装置１によれば、封止樹脂部４の上面４ａ（外面）から突出する複数のピン端子３の第二部位２２の基端部２２Ａが、それぞれ封止樹脂部４の上面４ａから延びる筒状の被覆樹脂部５によって覆われる。このため、所定のピン端子３から他のピン端子３に至る沿面距離Ｒ１は、封止樹脂部４の外面における長さに、二つのピン端子３を各々被覆する二つの被覆樹脂部５の外面における長さを加えた距離となる（図１参照）。すなわち、所定のピン端子３から他のピン端子３に至る沿面距離Ｒ１を延長することができる。これにより、隣り合う二つのピン端子３同士の間隔を小さくしても、上記沿面距離Ｒ１を確保することが可能となる。その結果として、半導体装置１の小型化を図ることができる。
【００５１】
本実施形態の半導体装置１の製造方法によれば、本実施形態の半導体装置１を製造することができる。
また、本実施形態の半導体装置１の製造方法によれば、収容工程Ｓ２において、一対のスライド部１０２によって各ピン端子３の第二部位２２の先端部２２Ｂを挟む。これにより、成形工程Ｓ３において第二キャビティＣ２に流入する樹脂が、各ピン端子３の第二部位２２の先端部２２Ｂの外周に到達することを抑制できる。すなわち、外部接続端子として機能するピン端子３の第二部位２２の先端部２２Ｂに樹脂が付着することを抑制できる。
【００５２】
本実施形態の半導体装置１によれば、複数のピン端子３の第一部位２１がリードフレーム７の複数の挿通孔１２に各々挿通されている。また、本実施形態の半導体装置１の製造方法によれば、接続工程Ｓ１において、複数のピン端子３の第一部位２１をリードフレーム７の複数の挿通孔１２に各々挿通させる。
リードフレーム７の複数の挿通孔１２は、打ち抜き加工によって高い精度で形成することができる。このため、接続工程Ｓ１において複数のピン端子３の相対位置を精度よく位置決めできる。これにより、収容工程Ｓ２において複数のピン端子３をそれぞれ金型１００の複数のピン挿入孔１０１に対して精度よく位置決めすることができる。
【００５３】
したがって、ピン端子３の第二部位２２の基端部２２Ａがピン挿入孔１０１の内周に接触する等して、ピン端子３の第二部位２２の基端部２２Ａが被覆樹脂部５から露出する不具合が発生することを抑制又は防止できる。すなわち、複数のピン端子３の第二部位２２の基端部２２Ａを確実に被覆樹脂部５によって被覆することができる。また、ピン端子３の周方向における被覆樹脂部５の肉厚の均一化を図ることもできる。
また、ピン挿入孔１０１に対するピン端子３の位置ずれを抑制できるため、ピン端子３を一対のスライド部１０２によって挟む際に、一対のスライド部１０２を互いに等しい力でピン端子３の外周に押し付けることもできる。これにより、ピン端子３を一対のスライド部１０２によって挟む際にピン端子３が変形する（例えばピン端子３が曲がる）ことを抑制できる。
【００５４】
本実施形態の半導体装置１及び半導体装置１の製造方法では、各ピン端子３の第一部位２１に形成された張出部２３が、リードフレーム７の第一主面７ａ（主面）に面接触する。これにより、各ピン端子３を安定した状態でリードフレーム７に取り付けることができる。例えば、各ピン端子３の第一部位２１をリードフレーム７の挿通孔１２に挿通させた状態で、リードフレーム７の第一主面７ａに対するピン端子３の軸線の向きにずれが生じることを防ぐことができる。したがって、複数のピン端子３をリードフレーム７に対してより高い精度で位置決めできる。
【００５５】
本実施形態の半導体装置１では、回路部２の配線を構成するリードフレーム７及び配線基板８が、これらの板厚方向に配列される。すなわち、回路部２の配線が、二つ層に分けて形成されている。このため、回路部２の配線が一つの層で形成される場合と比較して、リードフレーム７や配線基板８の板厚方向に直交する方向における半導体装置１の大きさを小さく抑えることが可能となる。したがって、半導体装置１の小型化をさらに図ることができる。
【００５６】
本実施形態の半導体装置１では、回路部２の配線が、板厚方向に配列されたリードフレーム７及び配線基板８の配線部３０によって構成されるため、回路部２における配線の長さを短くすることができる。したがって、回路部２の配線の抵抗やインダクタンスを低減することができる。
例えば、回路部２の配線が、リードフレーム７のみ、あるいは、配線基板８の配線部３０のみによって構成される場合には、半導体チップ６の電極とリードフレーム７あるいは配線基板８の配線部３０とをボンディングワイヤや接続板によって電気的に接続する必要がある。ボンディングワイヤや接続板を回路部２の配線に用いる場合には、回路部２の配線が長くなってしまう。
これに対し、回路部２の配線が板厚方向に並ぶリードフレーム７及び配線基板８の配線部３０によって構成される場合には、前述のボンディングワイヤや接続板（クリップ）が不要となる。このため、回路部２の配線の長さを短くすることができる。したがって、回路部２の配線の抵抗やインダクタンスを低減することができる。
【００５７】
本実施形態の半導体装置１によれば、半導体チップ６がセラミック板３１の第一主面３１ａに形成された第一金属板部３２に接合される。また、セラミック板３１の第二主面３１ｂに形成された第二金属板部３３が、セラミック板３１の板厚方向において第一金属板部３２と重なる領域に形成されると共に、封止樹脂部４の下面４ｂ（外面）に露出する。このため、半導体チップ６において生じた熱を、セラミック基板８（第一金属板部３２、セラミック板３１、第二金属板部３３）を介して半導体装置１の外部に効率よく逃がすことができる。特に、第二金属板部３３がアルミニウム等からなる放熱部材に接触するように、半導体装置１を放熱部材に載置することで、半導体チップ６の熱を放熱部材に効率よく逃がすことができる。
【００５８】
本実施形態の半導体装置１の製造方法によれば、金型１００の一対のスライド部１０２がピン挿入孔１０１の延長方向を厚さ方向とする板状に形成されている。また、収容工程Ｓ２において、一対のスライド部１０２は、ピン端子３の第二部位２２の先端部２２Ｂのうちピン端子３の第二部位２２の基端部２２Ａに隣り合う部分を挟み、ピン端子３の第二部位２２の先端部２２Ｂのうちピン端子３の第二部位２２の基端部２２Ａから離れた部分を挟まない。このため、収容工程Ｓ２において一対のスライド部１０２によってピン端子３の第二部位２２を挟んだ状態で、各スライド部１０２とピン端子３の外周との間に隙間が生じることを抑制又は防止できる。また、ピン端子３の保護を図ることもできる。以下、この点について説明する。
【００５９】
例えば、ピン挿入孔１０１に挿入されたピン端子３の第二部位２２の長手方向がピン挿入孔１０１の延長方向に対して傾斜している場合に、一対のスライド部１０２がピン端子３の第二部位２２の先端部２２Ｂ全体を挟むと、各スライド部１０２とピン端子３の外周との間に隙間が生じる可能性がある。また、ピン端子３の第二部位２２にこれを曲げようとする応力が作用するため、一対のスライド部１０２がピン端子３の第二部位２２の先端部２２Ｂ全体を挟むことは好ましくない。
これに対し、一対のスライド部１０２がピン端子３の第二部位２２の先端部２２Ｂのうちピン端子３の第二部位２２の基端部２２Ａに隣り合う部分を挟む場合には、仮にピン端子３の第二部位２２の長手方向が傾斜していても、各スライド部１０２とピン端子３の外周との間に隙間が生じることを抑制又は防止できる。また、ピン端子３の第二部位２２にこれを曲げようとする応力が作用することも抑制できる。
以上のことから、成形工程Ｓ３において第二キャビティＣ２に流入する樹脂が、各ピン端子３の第二部位２２の先端部２２Ｂの外周に到達することを効果的に抑制できる。また、ピン端子３の保護を図ることもできる。
【００６０】
本実施形態の半導体装置１の製造方法によれば、収容工程Ｓ２において、各ピン端子３の第二部位２２の先端部２２Ｂを一対のスライド部１０２によって挟む際に、一対のスライド部１０２の先端部１０２Ａが、それぞれピン端子３の第二部位２２の先端部２２Ｂの外周に食い込む。特に、本実施形態では、各スライド部１０２の先端部１０２Ａが先細り状に形成されているため、各スライド部１０２の先端部１０２Ａを確実にピン端子３の第二部位２２の先端部２２Ｂの外周に食いこませることができる。これにより、成形工程Ｓ３において第二キャビティＣ２に流入する樹脂が、各ピン端子３の第二部位２２の先端部２２Ｂの外周に到達することを確実に防止できる。
【００６１】
以上、本発明の詳細について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
【符号の説明】
【００６２】
１  半導体装置
２  回路部
３  ピン端子
４  封止樹脂部
４ａ  上面（外面）
４ｂ  下面（外面）
５  被覆樹脂部
６  半導体チップ
７  リードフレーム
７ａ  第一主面
７ｂ  第二主面
８  セラミック基板（配線基板）
１２  挿通孔
２１  第一部位
２２  第二部位
２２Ａ  基端部
２２Ｂ  先端部
２３  張出部
２５  窪み部
３０  配線部
３１  セラミック板
３１ａ  第一主面
３１ｂ  第二主面
３２  第一金属板部
３３  第二金属板部
１００  金型
１０１  ピン挿入孔
１０２  スライド部
１０２Ａ  先端部
１１０  下型
１２０  上型
１３０  駆動部材
【要約】
半導体装置は、半導体チップを含む回路部と、前記回路部から互いに同じ方向に延びる棒状に形成され、当該回路部に電気的に接続される複数のピン端子と、前記回路部、及び、前記回路部側に位置する前記ピン端子の第一部位を封止する封止樹脂部と、複数の前記ピン端子の第二部位が突出する前記封止樹脂部の外面から一体に延び、各ピン端子の第二部位のうち前記封止樹脂部側に位置する基端部を被覆する筒状に形成された複数の被覆樹脂部と、を備える。【図１】
0006738968.tif 000002
【図２】
0006738968.tif 000003
【図３】
0006738968.tif 000004
【図４】
0006738968.tif 000005
【図５】
0006738968.tif 000006
【図６】
0006738968.tif 000007
【図７】
0006738968.tif 000008
【図８】
0006738968.tif 000009
【図９】
0006738968.tif 000010
【図１０】
0006738968.tif 000011