(57)【要約】【課題】  封止材の這い上がりを抑制しつつ、小型化可能な半導体装置を提供する。【解決手段】  半導体素子２２が配設された支持基板２と、支持基板２が底面開口を塞ぐように取り付けられ、半導体素子２２を取り囲むように少なくとも１つ以上のコーナー部５が形成されている側壁３０を有するケース３と、半導体素子２２に接続されている脚部４１ａ、及び、支持基板２に対して略垂直に曲げ加工で形成されている脚部４１ａの端部から延びる垂直部４１ｂを有し、垂直部４１ｂの上端がケース３外に引き出されている外部端子４１と、支持基板２上に封止材６ａを注入して形成されている封止層６とを備える。外部端子４１は、垂直部４１ｂの側面が側壁３０の内面３０ａと対向するように取り付けられ、側壁３０の内面３０ａには、外部端子４１の側面と対向して水平方向に幅を有するリブ３３が、封止層６の上面よりも高い位置に形成されている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子が配設された支持基板と、
上記支持基板が底面開口を塞ぐように取り付けられ、上記半導体素子を取り囲むように少なくとも１つ以上のコーナー部が形成されている側壁を有するケースと、
上記半導体素子に接続されている脚部と、上記支持基板に対して略垂直に曲げ加工で形成されている上記脚部の端部から延びる垂直部とを有し、上記垂直部の上端が上記ケース外に引き出されている外部端子と、
上記支持基板上に封止材を注入して形成されている封止層とを備え、
上記外部端子は、上記垂直部の側面が上記側壁の内面と対向するように取り付けられ、
上記側壁の上記内面には、水平方向の幅を有し、先端面が上記ケースの内部方向に向けて突出しており、下面根元部が上記側壁の上記内面と角を形成しているリブが、上記封止層の上面よりも高い位置に形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
上記外部端子は、上記側面と上記側壁の上記内面との間隔が毛細管現象を生じる距離に近接するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
上記リブは、上記外部端子の上記垂直部と対向する位置に形成され、上記先端面が上記外部端子の上記垂直部と対向している端子対向リブであることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
上記リブは、上記コーナー部に形成されているコーナーリブを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項５】
上記リブは、上記外部端子の上記側面と対向しない位置に形成されている端子非対向リブを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項６】
上記端子対向リブ及び上記コーナーリブは、互いに連結されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項７】
上記端子対向リブ及び上記端子非対向リブは、互いに連結されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項８】
上記コーナーリブ及び上記端子非対向リブは、互いに連結されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項９】
上記端子対向リブ、上記コーナーリブ及び上記端子非対向リブは、互いに連結されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１０】
上記リブは、上記側壁の上記内面の全周にわたって形成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１１】
上記リブは、上記外部端子の上記垂直部の幅を超える水平方向の幅を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１２】
上記リブは、上記外部端子の少なくとも一部が配置される端子収容部を有し、水平方向について上記外部端子の位置決めを行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１３】
上記端子収容部は、上記リブに形成された凹部であることを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置。
【請求項１４】
上記端子収容部は、上記リブに形成された貫通孔であることを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置。
【請求項１５】
上記封止層上に注入された充填材からなる充填層を備え、
上記リブは、上記充填層の上面よりも低い位置に形成されていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１６】
上記外部端子は、上記ケース外に引き出されている上記垂直部の上端が、上記側壁に対して垂直方向に折り曲げられた端子面を有することを特徴とする請求項１〜１５のいずれか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、半導体装置に係り、さらに詳しくは、封止材により半導体素子を封止する半導体装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
パワー半導体モジュールは、ダイオード、サイリスタなどの半導体素子と、半導体素子に接続される外部端子とを支持基板上に配設し、支持基板を樹脂製のケースに取り付けて半導体素子をケース内に収容した半導体装置である。支持基板が取り付けられたケースには、支持基板上の半導体素子を封止するためにシリコン樹脂などの封止材が注入され、さらに、エポキシ樹脂などの充填材が充填される。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の混成集積回路装置では、ケース材１０の壁体１４によって分離された集積回路素子搭載領域１６に液状のシリコン樹脂５６が注入される。壁体１４は、液状のシリコン樹脂が外部リード固着領域１８に浸透することを防止するために、枠１２の内部を集積回路素子搭載領域１６と外部リード固着領域１８とに分割する仕切りである。この壁体１４に突出部１を設けることにより、注入した液状のシリコン樹脂の表面が、表面張力によって壁体１４付近でわずかに上昇するのを防ぎ、熱硬化性樹脂５８Ａが壁体１４から剥離するのを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１３５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本願発明者らは、シリコンゲルのような粘度が高い封止材を用いる場合、外部端子とケースの側壁との間隔が狭ければ、表面張力により、封止材が両者の間隙を這い上がることを見出した。特に、外部端子が予め配置されたケースに対し、支持基板を取り付けるという方法で作製された半導体装置では、外部端子とケースの側壁との間隔を狭くすることができる。このため、ケースを小型化することができるが、外部端子と側壁との間隔が狭く、封止材の這い上がりが発生し易いという問題があった。また、ケースのコーナー部においても、封止材の這い上がりが発生し易いという問題があった。
【０００６】
封止材が外部端子及び側壁の間隙を這い上がった場合、封止材が端子面に付着して接触不良を生じさせる可能性がある。また、封止材が這い上がってケースの天面にまで到達した場合には、封止材がケースから露出し、美感を損ねることになる。さらに、封止材が露出することにより、封止材を介して半導体素子が水蒸気に曝され、半導体素子を劣化させる可能性がある。
【０００７】
なお、特許文献１に記載の混成集積回路装置では、外部リード固着領域１８に封止材が注入されないため、この様な問題は生じない。また、従来の半導体装置は、外部端子を支持基板に取り付けた後、支持基板をケースに取り付けるという方法で作製されることから、外部端子とケースの側壁との間に十分なクリアランスがあり、封止材の這い上がりが問題となることはなかった。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、封止材の這い上がりを抑制しつつ、小型化可能な半導体装置を提供することを目的とする。特に、外部端子とケースの側壁との間における封止材の這い上がりを抑制することができる半導体装置を提供することを目的とする。また、封止材がケースから露出するのを防止することができる半導体装置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】
【０００９】
本発明の第１の態様による半導体装置は、半導体素子が配設された支持基板と、上記支持基板が底面開口を塞ぐように取り付けられ、上記半導体素子を取り囲むように少なくとも１つ以上のコーナー部が形成されている側壁を有するケースと、上記半導体素子に接続されている脚部、及び、上記支持基板に対して略垂直に曲げ加工で形成されている上記脚部の端部から延びる垂直部を有し、上記垂直部の上端が上記ケース外に引き出されている外部端子と、上記支持基板上に封止材を注入して形成されている封止層とを備える。上記外部端子は、上記垂直部の側面が上記側壁の内面と対向するように取り付けられ、上記側壁の上記内面には、水平方向の幅を有し、先端面が上記ケースの内部方向に向けて突出しており、下面根元部が上記側壁の上記内面と角を形成しているリブが、上記封止層の上面よりも高い位置に形成されている。
【００１０】
この様な構成によれば、側壁の内面に形成され、水平方向の幅を有するリブの下面根元部が側壁の内面と形成する角により、外部端子と側壁との間隙を這い上がってきた封止材を、角に沿う方向に作用する表面張力によって水平方向に分散させる。従って、封止材がリブよりも上方に這い上がるのを抑制することができる。同様の効果は、側壁のコーナー部においても得ることができる。また、リブは、複数のリブを連結しても良く、側壁の内面全周にわたって形成しても、同様の効果を得ることができる。
【００１１】
本発明の第２の態様による半導体装置は、上記構成に加え、上記外部端子が、上記側面と上記側壁の上記内面との間隔が毛細管現象を生じる距離に近接するように配置されているように構成される。
【００１２】
本発明の第３の態様による半導体装置は、上記構成に加え、上記リブが、上記外部端子の上記垂直部と対向する位置に形成され、上記先端面が上記外部端子の上記垂直部と対向している端子対向リブであるように構成される。
【００１３】
本発明の第４の態様による半導体装置は、上記構成に加え、上記リブが、上記コーナー部に形成されているコーナーリブを有するように構成される。
【００１４】
本発明の第５の態様による半導体装置は、上記構成に加え、上記リブが、上記外部端子の上記側面と対向しない位置に形成されている端子非対向リブを有するように構成される。
【００１５】
本発明の第６の態様による半導体装置は、上記構成に加え、上記端子対向リブ及び上記コーナーリブは、互いに連結されているように構成される。
【００１６】
本発明の第７の態様による半導体装置は、上記構成に加え、上記端子対向リブ及び上記端子非対向リブが、互いに連結されているように構成される。
【００１７】
本発明の第８の態様による半導体装置は、上記構成に加え、上記コーナーリブ及び上記端子非対向リブが、互いに連結されているように構成される。
【００１８】
本発明の第９の態様による半導体装置は、上記構成に加え、上記端子対向リブ、上記コーナーリブ及び上記端子非対向リブが、互いに連結されているように構成される。
【００１９】
本発明の第１０の態様による半導体装置は、上記構成に加え、上記リブが、上記側壁の上記内面の全周にわたって形成されているように構成される。
【００２０】
本発明の第１１の態様による半導体装置は、上記構成に加え、上記リブが、上記外部端子の上記垂直部の幅を超える水平方向の幅を有するように構成される。この様な構成によれば、リブの下面根元部に沿って分散された封止材が、外部端子と離間した位置から下方に流れ落ちるため、封止材がリブから再び外部端子に付着するのを抑制することができる。また、組付け誤差によって外部端子の位置にずれが生じた場合であっても、封止材の這い上がりを抑制することができる。
【００２１】
本発明の第１２の態様による半導体装置は、上記構成に加え、上記リブが、上記外部端子の少なくとも一部が配置される端子収容部を有し、水平方向について上記外部端子の位置決めを行うように構成される。この様な構成によれば、ケースに対する外部端子の位置決めを精度良く行うことができ、支持基板に対する外部端子の位置決めも精度良く行うことができる。
【００２２】
本発明の第１３の態様による半導体装置は、上記構成に加え、上記端子収容部が、上記リブに形成された凹部として構成される。この様な構成によれば、リブの幅方向と幅方向に垂直な方向とについて、凹部内で外部端子の位置決めを行うことができる。
【００２３】
本発明の第１４の態様による半導体装置は、上記構成に加え、上記端子収容部が、上記リブに形成された貫通孔であるように構成される。
【００２４】
本発明の第１５の態様による半導体装置は、上記構成に加え、上記封止層上に注入された充填材からなる充填層を備え、上記リブが、上記充填層の上面よりも低い位置に形成されているように構成される。この様な構成によれば、充填層がリブを抱え込むように形成されるため、充填層の位置ずれをリブによって抑制することができる。この様な効果を得るためには、端子非対向リブが、必ずしも他の部材に対向している必要はない。
【００２５】
本発明の第１６の態様による半導体装置は、上記構成に加え、上記外部端子が、上記ケース外に引き出されている上記垂直部の上端が、上記側壁に対して垂直方向に折り曲げられた端子面を有するように構成される。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、外部端子及び側壁の間隙における封止材の這い上がりを抑制することができる。従って、封止材の這い上がりを抑制しつつ、ケースと外部端子の垂直部を近接配置できるため、小型化可能な半導体装置を提供することができる。また、リブよりも上方への這い上がりが抑制されるため、封止材がケースから露出するのを防止することができる。
【００２７】
また、本発明によれば、充填層の位置がずれるのを抑制できるため、半導体装置の内部に水分等が入り込むのを防止でき、半導体装置の品質を保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態による半導体装置１の一構成例を示した図である。
【図２】図１の半導体装置１の断面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ切断線により切断したＢ−Ｂ断面図である。
【図４】外部端子４１と側壁３０との間隙８を這い上がってきた封止材６ａがリブ３３によって水平方向に分散される様子を模式的に示した説明図である。
【図５】半導体装置１の他の構成例を示した断面図である。
【図６】半導体装置１の他の構成例を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
＜半導体装置１＞
図１は、本発明の実施の形態による半導体装置１の一構成例を示した図であり、半導体装置１の一例として、パワー半導体モジュールが示されている。図中には、半導体装置１の上面が示されている。図２は、図１の半導体装置１の断面図であり、半導体装置１を図１のＡ−Ａ切断線により切断した場合のＡ−Ａ断面図が示されている。図３は、図２のＢ−Ｂ切断線により切断したＢ−Ｂ断面図である。
【００３０】
この半導体装置１は、ダイオード、サイリスタなどの半導体素子２２が配設された支持基板２と、支持基板２が底面開口を塞ぐように取りけられたケース３と、支持基板２に対して略垂直に延びる外部端子４１と、封止層６及び充填層７とを備える。半導体装置１は、例えば、電源装置における電力制御に用いられる電子部品であり、動作中は高温になることから、放熱フィン、放熱板などの放熱部品に支持基板２の下面を密着させた状態で使用される。本例では、ケース３が矩形の筒状の側壁３０と側壁３０の上面を覆う天面３６とで構成されている。側壁３０と天面３６とは一体形成することもできるが、以下、両者がそれぞれ別部材で形成されている例を示す。
【００３１】
支持基板２は、絶縁基板２３が取り付けられる基板である。支持基板２には、熱伝導性に優れ、機械的強度が高い平板が用いられる。この支持基板２は、４つのコーナー部に取付部２ａがそれぞれ形成された略矩形形状の金属製プレートからなる。取付部２ａには、半導体装置１を他の電子機器、基板、筐体などの構造体に取り付ける際に使用する取付孔２１が設けられている。取付孔２１は、取付部２ａを上下方向に貫通する貫通孔である。
【００３２】
絶縁基板２３は、電気絶縁性に優れた配線基板であり、接着シートなどの接着材２４を用いて支持基板２の上面に固定されている。この絶縁基板２３には、例えば、上下面に銅板を貼り付けたセラミック板が用いられる。絶縁基板２３上には、複数の半導体素子２２が取り付けられている。各半導体素子２２は、矩形状の回路チップからなる。半導体素子２２から生じる熱は、絶縁基板２３から支持基板２に伝わって、冷却される。
【００３３】
ケース３は、支持基板２上の半導体素子２２を収容する筐体であり、半導体素子２２が搭載された支持基板２を取り囲む側壁３０と、天面３６とにより構成される。例えば、ケース３は、電気絶縁性に優れた樹脂部材からなる。また、側壁３０は、図３のＢ−Ｂ断面図に示すように、天面側から見て４つのコーナー部５を有する略矩形状である。
【００３４】
側壁３０は、半導体素子２２、外部端子４１が収容される内部空間を外部空間から隔絶する隔壁である。この側壁３０は、支持基板２に対して垂直な４つの板状体が連接された筒状体からなり、板状体の内側の面が内面３０ａである。側壁３０の４つのコーナー部５は、隣接する側壁３０の板状体が、内側において９０°以下の角度でもって交差する角部である。
【００３５】
側壁３０の内面３０ａには、後述する封止材６ａの這い上がりを防止するためのリブ３３が設けられている。リブ３３は、側壁３０の内面３０ａからケース３の内部方向に向かって突出する凸部であり、内面３０ａに沿う水平方向の幅を有する。この例では、図２に示すように、側壁３０側から見てリブ３３の切断面が略矩形状からなる。また、図３に示すように、天面３６側から見てリブ３３は、略矩形状からなる。
【００３６】
リブ３３は、水平面の上面３３１及び下面３３２と、突出した先端の先端面３３３とからなる。本例では、リブ３３の下面３３２の下面先端部３３４は直角をなし、断面が矩形状に形成されている。また、リブ３３の下面根元部３３５と側壁３０の内面３０ａとの間で形成される角は、直角にされ、リブ３３の断面は、矩形状をなしている。リブ３３の水平方向の幅は、図３に示すように、外部端子４１の水平方向の幅よりも大きく、リブ３３の両端部は、その両外側が外部端子４１の幅を超える位置まで形成されている。
【００３７】
外部端子４１は、外部機器と接続するための外部接続用端子であり、板状体からなる。また、外部端子４１は、半導体素子２２に接続された脚部４１ａと、支持基板２に対して略垂直に曲げ加工で形成されている脚部４１ａの端部から延びる垂直部４１ｂとを有し、垂直部４１ｂの上端がケース３外に引き出されている。
【００３８】
外部端子４１は、垂直部４１ｂの側面４１ｃを側壁３０の内面３０ａに向けて取り付けられ、外部端子４１の側面４１ｃと側壁３０の内面３０ａとの間隔が、毛細管現象を生じる程度の距離まで近接するように配置される。リブ３３は、側壁３０の内面３０ａから外部端子４１の側面４１ｃに向けて突出しているので、リブ３３の先端面３３３と側面４１ｃとの距離は非常に近い位置にある。
【００３９】
図１に示した半導体装置１では、対向する位置に３つずつの外部端子４１が左右に設けられているが、外部端子４１の数や外部に引き出される位置は適宜変更することができる。
【００４０】
外部端子４１は、例えば、金属製プレートの曲げ加工等により成形され、ケース３内部に配置される脚部４１ａの端部には、折曲部４１３及び屈曲部４１４が形成されている。脚部４１ａは、半導体素子２２に接合するための接合部であり、側壁３０の内面３０ａからケース３の内部に遠ざかる方向に曲げ加工されている。脚部４１ａのケース３の側壁３０側の端部は、折曲部４１３で上方に向けて垂直に折り曲げられている。屈曲部４１４は、屈曲部４１４よりも下側に対し、屈曲部４１４よりも上側の垂直部４１ｂが内面３０ａに近づくように、折曲部４１３の上部で金属製プレートを折り曲げて形成されている。
【００４１】
外部端子４１は、より詳細には、本例では外部端子４１を折曲部４１３で上方に折り曲げ、折曲部４１３よりも上部で一旦側壁３０方向に水平に折り曲げ、折曲部４１３よりも側壁３０の内面３０ａに近い位置にある屈曲部４１４で再度垂直方向に屈曲し、この屈曲部４１４の上部に垂直部４１ｂを形成している。そして、垂直部４１ｂの上端がケース３外に引き出されている。後述するが、外部端子４１のケース３外に引き出された部分は、最後に支持基板２と平行な方向を向くように折り曲げられ、そのケース３外の水平面が端子面４１１とされる。
【００４２】
折曲部４１３で外部端子４１を垂直に折り曲げて垂直部４１ｂを形成することもできるが、端子面４１１を折り曲げる力が作用したり、端子面４１１に端子をネジ止めする際に外力が作用して、その力が垂直部４１ｂを経由して、半導体素子２２に直接的に働き、半導体素子２２の破損や脚部４１ａと半導体素子２２の接合外れの要因になることがある。そのため、屈曲部４１４を更に設けることにより、垂直部４１ｂにクッション性を持たせ、半導体装置１全体の破損を抑制している。また、屈曲部４１４を設けることにより、外部端子４１の垂直部４１ｂを、側壁３０の内面３０ａに、より近接させて配置することが容易になる。
【００４３】
端子面４１１には、配線ケーブルを取り付けるための取付孔４１２が設けられている。取付孔４１２は、金属製プレートを上下方向に貫通する貫通孔である。
【００４４】
封止層６は、支持基板２上の半導体素子２２を封止するための液状の封止材６ａをゲル化させて形成した層である。この封止材６ａは、半導体素子２２の端子間の絶縁性を確保し、支持基板２上の構造物を保護するための電気絶縁性に優れた樹脂部材からなる。例えば、封止材６ａには、液状のシリコン樹脂が用いられる。封止材６ａは、例えば、側壁３０に天面３６を取り付ける前に、側壁３０の上部から注入される。なお、封止材６ａは、側壁３０と天面３６が一体形成されている場合や、側壁３０に天面３６を取り付けた後に注入する場合には、開口部３１を介して支持基板２上に注入され、予め定められた深さの封止層６がケース３内に形成されてもよく、図示しないが、天面３６に開口部３１とは別に注入口を形成し、注入口から封止材６ａを注入することもできる。
【００４５】
充填層７は、封止層６上に注入された液状の充填材７ａを硬化させて形成した層である。この充填材７ａは、封止材６ａの露出を防止し、外部端子４１の固定や外部端子間の絶縁性の確保のために電気絶縁性に優れた樹脂部材からなる。例えば、充填材７ａには、熱硬化性を有するエポキシ樹脂が用いられる。充填材７ａは、例えば、側壁３０に天面３６を取り付ける前に、側壁３０の上部から封止層６上に充填される。なお、充填材７ａは、側壁３０と天面３６が一体形成されている場合や、側壁３０に天面３６を取り付けた後に充填する場合には、開口部３１を介して封止層６上に充填され、予め定められた深さの充填層７がケース３内に形成されてもよく、天面３６に形成した図示しない注入口から封止層６上に充填することもできる。
【００４６】
リブ３３は、封止層６の上面よりも高い位置に形成されている。つまり、リブ３３は、封止層６から離間した位置に形成されている。封止材６ａは、半導体素子２２が隠れ、予め定められた深さになるまで注入される。従って、封止層６の上面は、予め定められた高さを有し、リブ３３は、封止層６の上面よりもｈ１だけ高い位置に形成されている。高さｈ１は、リブ３３の下面３３２と封止層６の上面との距離である。
【００４７】
また、リブ３３は、充填層７の上面よりも低い位置に形成されている。つまり、リブ３３は、全体が充填材７ａに覆われている。充填材７ａは、リブ３３の上部、本例では天面３６の下面に到達するまで注入された後、加熱により硬化収縮し、天面３６の下面よりも僅かに下方に上面が形成されている。従って、リブ３３は、充填層７の上面よりもｈ２だけ低い位置に形成されている。高さｈ２は、リブ３３の上面３３１と充填層７の上面との距離である。
【００４８】
この様な構成を採用することにより、充填層７が途中にリブ３３を抱え込むように形成されるため、充填層７の位置ずれをリブ３３によって抑制することができる。従って、充填層７は、しっかりと固定され、熱応力などの影響によってケース３や封止層６との間に隙間が生じるのを防止することができる。また、封止材６ａが充填層７から露出するのを防止することができる。
【００４９】
リブ３３は、外部端子４１の側面４１ｃと対向する端子対向リブである。図３に示すように、このリブ３３は、外部端子４１の垂直部４１ｂの幅を超える水平方向の幅を有している。本実施形態では、図３に示すように、リブとして更にコーナーリブ３４と端子非対向リブ３５が形成されている。即ち、ケース３の側壁３０の内面３０ａの４つのコーナー部５に、コーナーリブとしてリブ３４がそれぞれ形成されている。なお、コーナーリブとしてのリブ３４と、隣接するリブ３３とを連結させて一つのリブとすることもできる。リブ３５は、外部端子４１と対向していない端子非対向リブであり、本例では、前側の側壁３０と後側の側壁３０との内面３０ａのそれぞれに、２つずつ設けられている。
【００５０】
これらリブ３３〜３５は、半導体装置１を構成するいずれかの部材の内、特に天面３６まで達する高さを有する部材に、コーナー部５のように角度を有したり、部材間の距離が近いなどの理由で、封止材６ａがそれら部材を伝わって這い上がる可能性がある場合、その部材に対向して形成するのが効果的である。ケース３を別体の側壁３０と天面３６とで構成する場合には、側壁３０を成型する際に、リブ３３〜３５も、側壁３０と一体的に成形することができる。ここで、前述のように、端子非対向リブとしてのリブ３５は、充填層７の位置ずれを抑制するために有効なため、必ずしも他の部材が側壁３０の内面３０ａに近接配置されている必要はない。
【００５１】
＜製造方法＞
半導体装置１は、以下の８つの工程により作製される。まず、支持基板２上に、絶縁基板２３を介して、半導体素子２２が配置される（第１の工程）。半導体素子２２は、絶縁基板２３上の電極に塗布されたクリーム半田を加熱溶融させることによって取り付けられる。
【００５２】
次に、外部端子４１が支持基板２に取り付けられる（第２の工程）。この第２の工程では、外部端子４１は、予め塗布されたクリーム半田をリフロー炉で加熱溶融させることにより、半導体素子２２上の電極に接合される。
【００５３】
次に、外部端子４１が取り付けられた支持基板２に対し、ケース３の側壁３０が取り付けられる（第３の工程）。支持基板２は、ケース３の底面開口を塞ぐように取り付けられる。第３の工程では、外部端子４１の側面４１ｃと側壁３０の内面３０ａが近接した位置に配置され、その側壁３０の内面３０ａと外部端子４１の側面４１ｃとの間に、リブ３３が突出する状態で、支持基板２に側壁３０が取り付けられる。例えば、支持基板２は、ケース３の底部に塗布した接着材によってケース３に接着される（第４の工程）。
【００５４】
次に、側壁３０に取り付けられた支持基板２上に封止材６ａが注入される（第５の工程）。封止材６ａは、所定の深さに到達するまで注入される。封止材６ａとして、例えば、液状のシリコン樹脂が注入され、その後、加熱によりゲル化させ、封止層６を形成する。この封止層６は、上面がリブ３３よりも低い位置に形成される。
【００５５】
次に、ケース３内に形成された封止層６上に充填材７ａが注入される（第６の工程）。充填材７ａは、所定の深さに到達するまで注入される。ケース３内に形成された充填層７を加熱により硬化させ、上面がリブ３３よりも高い位置に充填層７を形成させる。充填材７ａとしては、例えばエポキシ樹脂等の樹脂材が用いられる。次いで、側壁３０に天面３６を取り付ける（第７の工程）。外部端子４１の先端側を天面３６の開口部３１を通過させ、天面３６を側壁３０の上端に取り付ける。例えば天面３６と側壁３０とは、接着剤等で接着させて固定する。そして、外部端子４１の先端側を折り曲げて、端子面４１１に加工すれば（第８の工程）、この半導体装置１が完成する。ここで、本実施形態ではケース３を側壁３０と天面３６で構成し、側壁３０に天面３６を取り付けて固定する例を示したが、例えば封止層６或いは充填層７の存在により、ケース３内部の半導体素子２２の保護が十分できる場合には、天面３６を用いなくてもよい。したがって、場合によっては第６の工程と第７の工程は、省くことができる。ただし、以下の理由により第６の工程を有するほうがより好ましい。
【００５６】
即ち、充填層７の上面が、リブ３３の上面３３１よりも高い位置に形成されるので、充填層７は、その内部にリブ３３を抱え込んだ状態で形成されるため、充填層７がリブ３３によって位置決めされ、充填層７の位置がずれたり、封止層６の上面から離間して外れたりすることが防止できる。したがって、充填層７と側壁３０の内面３０ａとの間に隙間が生じることが抑制され、隙間から封止層６上に水分等が入り込むことによって、半導体装置１の品質を損なうことが防止できる。
【００５７】
図４は、液状の封止材６ａがゲル化する前に、外部端子４１と側壁３０との間隙８を這い上がってきた封止材６ａがリブ３３によって水平方向に分散される様子を模式的に示した説明図である。図中の（ａ）には、図１のＡ−Ａ断面図の部分拡大断面図が示され、（ｂ）には、側壁３０を矢印Ｃ方向から見た場合のＣ矢視図が示されている。
【００５８】
外部端子４１と側壁３０との間隔が狭い場合に、毛細管現象によって両者の間隙８を液状の封止材６ａが這い上がり、外部端子４１に沿って上昇し、場合によっては開口部３１を通じてケース３の外部まで這い出るという問題が本願発明者らによって見出された。このようなことが生じると、外観不良になるのみならず、封止材６ａが外部端子４１の端子面４１１に付着すると、半導体装置１の接続不良に繋がる恐れがあることが分かった。なお、従来からコーナー部５において、封止材６ａが側壁３０のコーナー部５に沿って這い上がる現象が生じることが分かっており、コーナー部５の上端に封止材６ａが付着すると、外観不良のみならず、側壁３０と天面３６の接着不良の原因になっていた。
【００５９】
半導体装置１では、封止材６ａが注入される高さよりも高い位置に、リブ３３が外部端子４１の側面４１ｃと対向する位置に形成されているため、外部端子４１の側面４１ｃと側壁３０の内面３０ａとの間隙８を這い上がってきた封止材６ａをリブ３３の下面根元部３３５によって水平方向に分散させることができる。すなわち、リブ３３が水平に延びているため、這い上がってきた封止材６ａは、リブ３３の下面３３２に達すると、リブ３３の下面根元部３３５と側壁３０で形成された角の影響で生じる表面張力により、下面根元部３３５に沿って水平方向に広がることにより、リブ３３よりも上方への移動が抑制される。従って、封止材６ａがリブ３３よりも上方に這い上がるのを抑制することができる。また、リブ３３の水平方向の両端部は、外部端子４１の両端部を超える位置まで形成されているため、下面根元部３３５に沿って分散された液状の封止材６ａは、外部端子４１と離間した位置で下方に流れ落ちることになり、分散された封止材６ａがリブ３３の両端部から再び外部端子４１に付着することが抑制される。なお、コーナーリブ３４、端子非対向リブ３５においても、これと同様の効果を得ることができる。
【００６０】
本実施の形態によれば、封止材６ａの這い上がりを抑制しつつ、外部端子４１とケース３の距離を近づけることが可能なことから、小型化可能な半導体装置１を提供することができる。特に、外部端子４１の側面４１ｃとケース３の側壁３０の内面３０ａとの間隙８における封止材６ａの這い上がりを抑制することができる。また、封止材６ａの這い上がりを抑制することにより、封止材６ａが充填層７上や、ケース３から露出するのを防止することができる。したがって、半導体装置１の外観不良の発生を防止することができる。また、封止材６ａが外部端子４１に沿って端子面４１１に付着することが防止でき、接続不良を防ぐことができる。
【００６１】
また、リブ３３が外部端子４１の垂直部４１ｂの幅を超える水平方向の幅を有しているため、組付け誤差によって外部端子４１の位置にずれが生じた場合であっても、封止材６ａの這い上がりを抑制することができる。また、コーナーリブとしてリブ３４が設けられているため、封止材６ａがコーナー部５の内面３０ａに沿って這い上がるのを抑制することができる。また、端子非対向リブとしてリブ３５が設けられているため、外部端子４１やコーナー部５以外の、側壁３０の内面３０ａと他の部材が近接配置されている場合であっても、封止材６ａが内面３０ａに沿って這い上がるのを抑制することができる。さらに、リブ３３及び３４を連結することにより、コーナー部５から外部端子４１と対向する位置にかけて封止材６ａが内面３０ａに沿って這い上がるのを抑制することができる。リブ３３〜３５が分割されて複数形成されている場合、リブ下面の両端部を下方に向けて傾斜させ、表面張力によって下面根元部に沿って分散された封止材６ａが、リブ下面の両端部に沿って下方に流れ落ちるのを促進してもよい。
【００６２】
なお、本実施の形態では、リブ３３〜３５が側壁３０の周方向に離散的に形成される場合の例について説明したが、本発明は、リブ３３〜３５の配置態様をこれに限定するものではない。例えば、リブ３３〜３５は、半導体素子２２を取り囲むように、側壁３０の全周にわたって形成される。
【００６３】
図５は、半導体装置１の他の構成例を示した断面図であり、ケース３を図２のＢ−Ｂ切断線で切断したＢ−Ｂ断面図が示されている。この半導体装置１では、リブ３３〜３５が互いに連結されており、側壁３０の全周にわたって形成されている。この様なリブ３３〜３５を採用することにより、側壁３０の全周にわたって封止材６ａが内面３０ａに沿って這い上がるのを抑制することができる。なお、この様なリブ３３〜３５を有するケース３は、側壁３０を成型する際に同時に側壁３０と一体に作製することができる。
【００６４】
また、外部端子４１の側面４１ｃをリブ３３に当接させることによって外部端子４１をケース３の側壁３０に対して位置決めするようにしてもよい。
【００６５】
図６は、半導体装置１の他の構成例を示した断面図であり、図２のＢ−Ｂ断面図の部分拡大断面図が示されている。図中の（ａ）には、外部端子４１がリブ３３に形成された凹部３７内に配置される場合が示されている。
【００６６】
リブ３３の先端面３３３には、凹部３７が形成されている。凹部３７は、外部端子４１の少なくとも一部が収容されるように配置される端子収容部である。この凹部３７は、外部端子４１の断面形状に対応する矩形状の切り欠きからなり、外部端子４１は、凹部３７内に収容配置される。
【００６７】
凹部３７が外部端子４１の２つの端面４１ｄと１つの側面４１ｃとに対向することにより、リブ３３の水平方向及び内面３０ａに垂直な方向の３方向について、外部端子４１の位置ずれが抑制されるため、外部端子４１をケース３に対して高精度に位置決めすることができる。この凹部３７が外部端子４１の側面４１ｃ及び端面４１ｄと対向する面が、第１の実施形態のリブ３３の先端面３３３に相当する。
【００６８】
図中の（ｂ）には、外部端子４１がリブ３３に形成されたガイド孔３８内に挿通配置される場合が示されている。リブ３３には、外部端子４１が挿通されるガイド孔３８が形成されている。
【００６９】
ガイド孔３８は、外部端子４１が配置される端子収容部である。このガイド孔３８は、リブ３３を上下方向に貫通する貫通孔からなり、外部端子４１の断面形状に対応する矩形状を有する。外部端子４１は、ガイド孔３８内に配置される。このガイド孔３８の外部端子４１と対向する内周面全体が、第１の実施形態のリブ３３の先端面３３３に相当する。
【００７０】
ガイド孔３８の内周面、即ちリブ３３の先端面３３３が外部端子４１の２つの端面４１ｄ及び２つの側面４１ｃに対向することにより、リブ３３の水平方向と垂直な方向との４方向の全方向について、外部端子４１の位置ずれが抑制されるため、外部端子４１をケース３に対してさらに高精度に位置決めすることができる。
【００７１】
また、本実施の形態では、リブ３３〜３５の断面形状が略矩形状である場合の例について説明したが、本発明は、リブ３３〜３５の構成をこれに限定するものではない。
【００７２】
また、本実施の形態では、リブ３３〜３５が側壁３０の内面３０ａに形成される場合の例について説明したが、コーナーリブとしてのリブ３４又は端子非対向リブとしてのリブ３５を備えないものも本発明には含まれる。また、本実施の形態では、全ての外部端子４１が側壁３０と対向する場合の例について説明したが、本発明は、側壁３０と対向する外部端子の他に、側壁３０と対向しない外部端子を備えた半導体装置にも適用することができる。また、天面３６を省略し、充填層７をケース３の一部として用いることもできる。
【符号の説明】
【００７３】
１  半導体装置
２  支持基板
２ａ  取付部
２１  取付孔
２２  半導体素子
２３  絶縁基板
２４  接着材
３  ケース
３０  側壁
３０ａ  側壁の内面
３１  開口部
３３〜３５  リブ
３３１  上面
３３２  下面
３３３  先端面
３３４  下面先端部
３３５  下面根元部
３６  天面
３７  凹部（端子収容部）
３８  ガイド孔（端子収容部）
４１  外部端子
４１ａ  脚部
４１ｂ  垂直部
４１１  端子面
４１２  取付孔
４１３  折曲部
４１４  屈曲部
５  コーナー部
６  封止層
６ａ  封止材
７  充填層
８  間隙
【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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