(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下面に半導体素子を収容するための凹部を有するとともに、該凹部の内側から上面の外周部にかけて複数の配線導体が配設されて成る略四角平板状の絶縁基体と、前記凹部の底面に搭載された半導体素子と、一端部が前記配線導体の前記上面の外周部に導出した部位に接合され、他端部が前記絶縁基体の外周側面から外側に突出した複数の外部リード端子と、前記絶縁基体および前記半導体素子ならびに前記外部リード端子の前記一端部を封止する封止樹脂とから成る半導体装置であって、前記凹部は、該凹部の側面を傾斜面または階段状面とし、前記絶縁基体は、前記外周側面と前記下面との間の角部に面取り部が形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
下面に半導体素子を収容するための凹部を有するとともに、該凹部の内側から上面の外周部にかけて複数の配線導体が配設されて成る略四角平板状の絶縁基体と、前記凹部の底面に搭載された半導体素子と、一端部が前記配線導体の前記上面の外周部に導出した部位に接合され、他端部が前記絶縁基体の外周側面から外側に突出した複数の外部リード端子とを、前記絶縁基体の前記上面側および前記下面側にキャビティーを有するモールド金型内にセットするとともに、該モールド金型内に液状樹脂を注入して硬化させることによって、前記絶縁基体および前記半導体素子ならびに前記外部リード端子の一端部を封止樹脂により封止する半導体装置の製造方法であって、前記絶縁基体の前記凹部の側面を傾斜面または階段状面とし、前記絶縁基体の前記外周側面と前記下面との間の角部に面取り部を形成しておくことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータ等の情報処理装置に使用される樹脂封止型の半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンピュータ等の情報処理装置に使用される樹脂封止型の半導体装置は、半導体素子と、半導体素子を搭載するダイパッドと、ダイパッドの周辺から所定間隔で延出する多数の外部リード端子と、半導体素子およびダイパッドならびに外部リード端子のダイパッド近傍部を封止する封止樹脂とから構成されている。そして、この半導体装置は、ダイパッドと多数の外部リード端子とが枠状の連結帯を介して一体的に連結形成されたリードフレームを準備するとともに、このリードフレームのダイパッド上面に半導体素子を搭載固定し、次に半導体素子の各電極と外部リード端子のダイパッド近傍部とをボンディングワイヤを介して電気的に接続するとともに半導体素子およびダイパッドならびに外部リード端子のダイパッド近傍部を封止樹脂により封止することによって製作されている。
【０００３】
なお、リードフレームは、銅や鉄を主成分とする金属から成り、銅や鉄を主成分とする金属の薄板に従来周知の打ち抜き加工やエッチング加工等の金属加工を施すことによって製作される。
【０００４】
また、かかる従来の半導体装置は、半導体素子およびダイパッドならびに外部リード端子のダイパッド近傍部を封止樹脂で封止した後、外部リード端子を枠状の連結帯より切断分離させ、各々の外部リード端子を電気的に独立させるとともに各外部リード端子の外側端部を外部電気回路基板の配線導体に半田を介して接続させることにより内部に収容する半導体素子の各電極が外部リード端子を介して外部電気回路に接続されることとなる。
【０００５】
しかしながら、近時、半導体素子は高密度化・高集積化が急激に進み、その電極数が大幅に増大してきており、これに伴って半導体素子の各電極を外部電気回路に接続する外部リード端子もその線幅が例えば0.3 ｍｍ以下と細く、かつ隣接する外部リード端子の間隔も0.3 ｍｍ以下と極めて狭いものとなってきた。そのためこの従来の半導体装置においては、例えば外部リード端子を外部電気回路に接続する際等に外部リード端子に外力が印加されるとその外力によって外部リード端子が容易に変形し、隣接する外部リード端子が接触して短絡を発生させたり、外部リード端子を所定の外部電気回路に正確かつ強固に接続することができないという問題点を有していた。また、ひとつの半導体装置内に複数個の半導体素子を収容し、それにより半導体素子の外部電気回路基板に対する実装密度を高いものとするとともに半導体素子間の信号の授受の高速化を図る要求もあった。
【０００６】
そこで、上記問題点を解消するとともに上記要求を満足させるために、図９に断面図で示すように、酸化アルミニウム質焼結体等の電気絶縁材料から成り、上面中央部に半導体素子23ａが搭載される半導体素子搭載部21ａを、下面中央部に半導体素子23ｂが収容される凹部21ｂを有するとともに、これらの半導体素子搭載部21ａ周辺および凹部21ｂ内から上面外周部にかけて扇状に広がって導出するタングステンやモリブデン等の金属粉末メタライズから成る複数の配線導体24を有する略四角平板状の絶縁基体21と、この絶縁基体21の半導体素子搭載部21ａに搭載され、その電極が配線導体24の内端部にボンディングワイヤ25ａを介して電気的に接続された半導体素子23ａと、凹部21ｂ内に収容され、その電極が配線導体24にボンディングワイヤ25ｂを介して電気的に接続された半導体素子23ｂと、一端部が配線導体24の絶縁基体21の上面の外周部に導出した部位に接合されるとともに他端部が絶縁基体21の側面から外側に突出する複数個の外部リード端子22と、絶縁基体21および半導体素子23ａ・23ｂならびに外部リード端子22の一端部を封止するエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂から成る封止樹脂26とから成る半導体装置が提案されている。かかる半導体装置によれば、外部リード端子22が扇状に広がった配線導体24の外端部に取着されていることから、外部リード端子22の線幅および隣接間隔を広いものとして外部リード端子22の変形を有効に防止しつつ隣接する外部リード端子22間の電気的絶縁を維持することが可能となる。また、同一の半導体装置内に２個の半導体素子23ａ・23ｂが近接して収容されていることから、半導体素子23ａ・23ｂの外部電気回路基板に対する実装密度が高いものとなるとともに、半導体素子23ａと23ｂとの間の信号の授受を短い距離で高速に行うことが可能となる。
【０００７】
かかる半導体装置を製造するには、まず絶縁基体21の下面に形成された凹部21ｂ内に半導体素子23ｂを収容するとともに、この半導体素子23ｂの各電極と配線導体24とをボンディングワイヤ25ｂを介して電気的に接続し、次に絶縁基体21の上面側に形成された半導体素子搭載部21ａに半導体素子23ａを搭載するとともに、この半導体素子23ａの各電極と配線導体24とをボンディングワイヤ25ａを介して電気的に接続し、しかる後、これを図10に断面図で示すように、下面側に封止樹脂26の上半分の表面形状に対応した形状のキャビティー51ａを有する上金型51と、上面側に封止樹脂26の下半分の表面形状に対応した形状のキャビティー52ａを有する下金型52とから成るモールド金型50内に、絶縁基体21および半導体素子23ａ・23ｂならびに外部リード端子22の一端部がモールド金型50のキャビティー51ａ・52ａ内に位置するようにして外部リード端子22を上金型51と下金型52との間に挟持させることによってセットし、次に図11に断面図で示すように、このモールド金型50のキャビティー51ａ・52ａ内に封止樹脂26を液状で注入して熱硬化させることによって、絶縁基体21および半導体素子23ａ・23ｂならびに外部リード端子22の一端部を熱硬化した封止樹脂26により封止する方法が採用されている。
【０００８】
なお、モールド金型50のキャビティー51ａ・52ａ内に封止樹脂26を液状で注入するには、モールド金型50の上金型51と下金型52との間に、樹脂を注入するための樹脂注入路53および空気を排出するための空気排出路54を設けておき、この樹脂注入路53を介してモールド金型50内に液状の封止樹脂26を注入する方法が採用される。
【０００９】
また、この半導体装置において、絶縁基体21の下面側に搭載された半導体素子23ｂが凹部21ｂ内に収容されているのは、絶縁基体21上面の半導体素子搭載部21ａに半導体素子23ａを搭載する際に、半導体素子23ｂおよびボンディングワイヤ25ｂが外部の部材等に接触して損傷することを防止するためである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図９に示すような従来の半導体装置では、絶縁基体21の下面に形成された凹部21ｂの側面が凹部21ｂの底面に対して略垂直に切立っており、このため凹部21ｂの底面と側面との間の角部に応力が集中しやすい構造となっている。したがって、半導体素子23ａ・23ｂが作動時に発生する熱等が絶縁基体21および封止樹脂26に繰り返し印加されると、両者の熱膨張係数の相違に起因して発生する応力が絶縁基体21の凹部21ｂの側面と底面との間の角部に集中して作用し、この角部を起点にして絶縁基体21にクラックを発生させてしまい、その結果、絶縁基体21に被着させた配線導体24がクラックの進行に伴って断線して半導体素子23ａ・23ｂを正常に作動させることができなくなってしまうという問題点を有していた。
【００１１】
また、この半導体装置においては、半導体装置を製造する際に、半導体素子23ａ・23ｂおよび外部リード端子22が接合された絶縁基体21をモールド金型50内にセットした後、モールド金型50内に封止樹脂26を液状で注入すると、凹部21ｂの側面が絶縁基体21の下面から凹部21ｂ底面まで略垂直に切立っていることから凹部21ｂの側面と凹部21ｂの底面との間の角部に液状の封止樹脂26が良好に回り込めずに、この部位における封止樹脂26内に空気が巻き込まれて大きなボイドが形成され、このようなボイドが発生すると、半導体素子23ａ・23ｂが作動時に発生する熱等により、ボイド内に閉じ込められた空気等が熱膨張して封止樹脂26に剥離や破裂を発生させてしまい、その結果、封止樹脂26による気密封止が不完全となって凹部21ｂ内に収容する半導体素子23ｂを長期間にわたり正常に作動させることができなくなってしまうという問題点を有していた。
【００１２】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、絶縁基体にクラックが発生したり、あるいは封止樹脂に剥離や破裂が発生することがなく、それにより内部に封止される半導体素子を長期間にわたり、正常かつ安定に作動させることが可能な半導体装置およびその製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体装置は、下面に半導体素子を収容するための凹部を有するとともに、凹部の内側から上面の外周部にかけて複数の配線導体が配設されて成る略四角平板状の絶縁基体と、凹部の底面に搭載された半導体素子と、一端部が配線導体の絶縁基体の上面の外周部に導出した部位に接合され、他端部が絶縁基体の外周側面から外側に突出した複数の外部リード端子と、絶縁基体および半導体素子ならびに外部リード端子の一端部を封止する封止樹脂とから成る半導体装置であって、凹部は、その凹部の側面を傾斜面または階段状面とし、絶縁基体は、その絶縁基体の外周側面と下面との間の角部に面取り部が形成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の半導体装置の製造方法は、下面に半導体素子を収容するための凹部を有するとともに、凹部の内側から上面の外周部にかけて複数の配線導体が配設されて成る略四角平板状の絶縁基体と、凹部の底面に搭載された半導体素子と、一端部が配線導体の絶縁基体の上面の外周部に導出した部位に接合され、他端部が絶縁基体の外周側面から外側に突出した複数の外部リード端子とを、絶縁基体の上面側および下面側にキャビティーを有するモールド金型内にセットするとともに、モールド金型内に液状樹脂を注入して硬化させることによって、絶縁基体および半導体素子ならびに外部リード端子の一端部を封止樹脂により封止する半導体装置の製造方法であって、絶縁基体の凹部の側面を傾斜面または階段状面とし、絶縁基体の外周側面と下面との間の角部に面取り部を形成しておくことを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の半導体装置によれば、凹部の側面が傾斜面または階段状面であることから、絶縁基体の凹部側面と底面との間の角部に印加される応力を凹部側面で良好に分散緩和させることができる。また、絶縁基体の外周側面と下面との間の角部に面取り部が形成されていることから、この角部に接する封止樹脂に絶縁基体と封止樹脂との熱膨張係数の相違に起因して印加される応力を良好に分散緩和することができるとともに、この角部と封止樹脂の側面との間の厚みを厚いものとして、封止樹脂にクラックが発生するのを有効に防止することができる。
【００１６】
また、本発明の半導体装置の製造方法によれば、絶縁基体の凹部の側面を傾斜面または階段状面としておくことによって、この絶縁基体をモールド金型内にセットした後、モールド金型内に液状の封止樹脂を注入すると、液状の封止樹脂が凹部の側面に沿って良好に流れ、その結果、凹部内が封止樹脂により良好に充填され、封止樹脂内に大きなボイドが形成されることを有効に防止することができる。また、絶縁基体の外周側面と下面との間の角部に面取り部を形成しておくことにより、絶縁基体がセットされたモールド金型内に液状の封止樹脂を注入した際に、絶縁基体と下金型のキャビティー側面との間隔が広いものとなって絶縁基体下面と下金型との間に液状の封止樹脂を良好に注入することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を添付の図面を基に詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の半導体装置の実施形態の一例を示す断面図であり、１は絶縁基体、２は外部リード端子、３ａ・３ｂは半導体素子、６は封止樹脂である。また、図２は図１に示す半導体装置の封止樹脂６を除いた上面図である。
【００１９】
絶縁基体１は、酸化アルミニウム質焼結体・窒化アルミニウム質焼結体・ムライト質焼結体・炭化珪素質焼結体・窒化珪素質焼結体・ガラスセラミックス等の電気絶縁材料から成る略四角平板であり、その上面中央部に半導体素子３ａが搭載される半導体素子搭載部１ａを有しており、その下面中央部に半導体素子３ｂが収容される凹部１ｂを有している。そして、半導体素子搭載部１ａには半導体素子３ａが、凹部１ｂの底面には半導体素子１ｂが、ろう材・ガラス・樹脂等の接着剤を介してそれぞれ接着固定されている。
【００２０】
また、絶縁基体１は、半導体素子搭載部１ａ周辺および凹部１ｂの内側から外周部にかけて扇状に広がる多数のタングステン・モリブデン・銅・銀等の金属粉末メタライズから成る配線導体４が被着形成されている。この配線導体４は、半導体素子３ａ・３ｂの各電極を外部リード端子２に電気的に接続するための導電路として機能し、その内端部には半導体素子３ａ・３ｂの各電極がボンディングワイヤ５ａ・５ｂを介してそれぞれ電気的に接続されており、外端部には外部リード端子２の一端部が接合されている。そして、配線導体４は、内端部から外端部にかけて扇状に広がっており、外端部における線幅および隣接間隔が広いものとなっており、これにより、外端部に接合される外部リード端子２の線幅および隣接間隔を広いものとすることができる。
【００２１】
配線導体４に接合された外部リード端子２は、半導体素子３ａ・３ｂを外部電気回路に接続するための端子であり、外部リード端子２を外部電気回路基板の配線導体に接続することによって半導体素子３ａ・３ｂが配線導体４および外部リード端子２を介して外部電気回路に電気的に接続されることとなる。そして、外部リード端子２は、その線幅および隣接間隔が例えば0.3ｍｍを超える広いものとなっており、そのため外部リード端子２に外力が印加されたとしてもこの外部リード端子２に大きな変形を発生させることはなく、隣接する外部リード端子２間の電気的絶縁を維持しつつ外部リード端子２を所定の外部電気回路に正確かつ確実に電気的に接続することができる。
【００２２】
また、絶縁基体１および半導体素子３ａ・３ｂならびに外部リード端子２の配線導体４に接合された一端部は、エポキシ樹脂等の封止樹脂６により封止されており、これにより半導体素子３ａ・３ｂが気密に封止され、外部環境から保護されている。そして、この例においては、絶縁基体１の凹部１ｂの側面が傾斜面となっている。これにより、絶縁基体１と封止樹脂６との熱膨張係数の相違に起因して発生する熱応力が絶縁基体１の凹部１ｂの内面側に繰り返し印加されたとしても、その応力は傾斜面となっている凹部１ｂの側面で良好に分散緩和され、その結果、絶縁基体１にクラックが発生することを有効に防止することができ、配線導体４に断線を来すことなく半導体素子３ａ・３ｂを常に正常に作動させることが可能となる。
【００２３】
なお、凹部１ｂの側面は、その傾斜角Ａが10゜未満であると、凹部１ｂとして必要な深さを得るために絶縁基体１の大きさを極めて大きなものとする必要があり、そのため半導体装置の小型化が困難なものとなり、他方、80゜を超えると、凹部の側面と底面との間の角部に印加される応力を良好に分散緩和することが困難となってしまう。したがって、凹部１ｂの側面の傾斜角Ａは、10〜80゜の範囲が好ましい。
【００２４】
さらに、絶縁基体１の外周側面と下面との間の角部に、例えば幅が0.1ｍｍ以上で絶縁基体１の外周側面に対する角度が10〜80゜の面取り部１ｃを形成しておくことにより、この角部に接する封止樹脂６に絶縁基体１と封止樹脂６との熱膨張係数の相違に起因して印加される応力を良好に分散緩和することができるとともに、この角部と封止樹脂６の側面との間の厚みを厚いものとして、封止樹脂６にクラックが発生するのを有効に防止することができる。したがって、絶縁基体１の外周側面と下面との間の角部には幅が0.1ｍｍ以上で絶縁基体１の外周側面に対する角度が10〜80゜の面取り部１ｃを形成しておく。
【００２５】
また、図３に本発明の半導体装置の実施形態の他の例を示す。図３に示す例では、上述の例と同様に、酸化アルミニウム質焼結体等の電気絶縁材料から成り、上面中央部に半導体素子13ａが搭載される半導体素子搭載部11ａを、下面中央部に半導体素子13ｂが収容される凹部11ｂを有するとともに、これらの半導体素子搭載部11ａ周辺および凹部11ｂの内側から上面の外周部にかけて扇状に広がって導出するタングステンやモリブデン等の金属粉末メタライズから成る複数の配線導体14を有する略四角平板状の絶縁基体11と、この絶縁基体11の半導体素子搭載部11ａに搭載され、その電極が配線導体14の内端部にボンディングワイヤ15ａを介して電気的に接続された半導体素子13ａと、凹部11ｂ内に収容され、その電極が配線導体14にボンディングワイヤ15ｂを介して電気的に接続された半導体素子13ｂと、一端部が配線導体14の絶縁基体11の上面外周部に導出した部位に接合されるとともに他端部が絶縁基体11の外周側面から外側に突出する複数個の外部リード端子12と、絶縁基体11および半導体素子13ａ・13ｂならびに外部リード端子12の一端部を封止するエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂から成る封止樹脂16とから構成されている。そして、この例においては絶縁基体11の凹部11ｂの側面が階段状面となっている。この例の場合には、凹部11ｂの側面が階段状面となっていることにより、絶縁基体11と封止樹脂16の熱膨張係数の相違に起因して発生する熱応力が絶縁基体11の凹部11ｂの内面側に繰り返し印加されたとしても、その応力は階段状面となっている凹部11ｂの側面で良好に分散緩和され、その結果、絶縁基体11にクラックが発生することを有効に防止することができ、配線導体14に断線を来すことなく半導体素子13ａ・13ｂを常に正常に作動させることが可能となる。
【００２６】
なお、凹部11ｂの側面は、各段の高さが0.5ｍｍを超えると、この側面で応力を良好に分散緩和することが困難となる傾向にある。従って、凹部11ｂの各段の高さは、0.5ｍｍ以下であるとこが好ましい。また、凹部11ｂの側面は、その傾斜角Ａが10゜未満であると、凹部11ｂとして必要な深さを得るために絶縁基体11の大きさを極めて大きなものとする必要があり、そのため半導体装置の小型化が困難なものとなり、他方、80゜を超えると、凹部の側面と底面との間の角部に印加される応力を良好に分散緩和することが困難となってしまう。したがって、凹部11ｂの側面の傾斜角Ａは、10〜80゜の範囲が好ましい。
【００２７】
さらに、絶縁基体11の外周側面と下面との間の角部に、例えば幅が0.1ｍｍ以上で絶縁基体11の外周側面に対する角度が10〜80゜の面取り部11ｃを形成しておくことにより、この角部に接する封止樹脂16に絶縁基体11と封止樹脂16との熱膨張係数の相違に起因して印加される応力を良好に分散緩和することができるとともに、この角部と封止樹脂16の側面との間の厚みを厚いものとして、封止樹脂16にクラックが発生するのを有効に防止することができる。したがって、絶縁基体11の外周側面と下面との間の角部には幅が0.1ｍｍ以上で絶縁基体11の外周側面に対する角度が10〜80゜の面取り部11ｃを形成しておく。
【００２８】
次に、本発明の半導体装置の製造方法を上述の図１に示す半導体装置を製造する場合を例にとって説明する。
【００２９】
先ず、図４に断面図で示すように、絶縁基体１と外部リード端子２と半導体素子３ａ・３ｂとを準備する。
【００３０】
絶縁基体１は、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合には、酸化アルミニウム・酸化珪素・酸化カルシウム・酸化マグネシウム等の原料粉末に適当なバインダ・溶剤を添加混合して泥漿状となすとともに、これを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等のシート成形技術を採用してシート状となすことによって絶縁基体１用の複数枚のセラミックグリーンシートを得、しかる後、これらのセラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともに、配線導体４用の金属ペーストを従来周知のスクリーン印刷法等の厚膜手法を採用して所定のパターンに印刷塗布し、次にこれらのセラミックグリーンシートを上下に積層するとともに所定の形状に切断して側面が傾斜面となった凹部を下面に有する生セラミック成形体を得、最後にこの生セラミック成形体を還元雰囲気中、約1600℃の温度で焼成することによって製作される。なお、配線導体４用の金属ペーストは、例えば配線導体がタングステンメタライズから成る場合であれば、タングステン粉末に適当なバインダ・溶剤を添加混合してペースト状とすることによって得られる。また、通常であれば、配線導体４の露出表面には、ニッケルや金等の耐蝕性に優れ、かつワイヤーボンディング性やろう材との濡れ性に優れる金属を電解めっき法や無電解めっき法により１〜20μｍの厚みに鍍着させておく。
【００３１】
他方、外部リード端子２は銅を主成分とする銅系合金や鉄を主成分とする鉄系合金等の金属から成る薄板に適当な打ち抜き加工やエッチング加工を施すことによって所定の形状に製作される。なお、このような外部リード端子２は、各外部リード端子２を所定の間隔で保持するためにその外端部を各リード端子２と一体的に形成された枠状の連結帯で連結させておくことが好ましい。このような連結帯は、外部リード端子２を外部電気回路基板に接続する前に外部リード端子２から切断除去すればよい。
【００３２】
また、半導体素子３ａ・３ｂは常法によって製作される。
【００３３】
次に、図５に断面図で示すように、配線導体４の絶縁基体１の上面の外周部に導出した部位に外部リード端子２の一端部を銀−銅合金や金−錫合金・金−ゲルマニウム合金・銀−錫合金・鉛−錫合金・金−錫−鉛−銀合金・金−錫−鉛−パラジウム合金等のろう材を介して接合するとともに、半導体素子搭載部１ａに半導体素子３ａを、凹部１ｂの底面に半導体素子３ｂを、金−シリコン合金等のろう材やエポキシ樹脂等の樹脂から成る接着剤を介して接着固定し、この半導体素子３ａ・３ｂの各電極をボンディングワイヤ５ａ・５ｂを介して配線導体４に接続する。
【００３４】
そして最後に、図６に断面図で示すように、半導体素子３ａ・３ｂおよび外部リード端子２が接合された絶縁基体１を、下面側に封止樹脂６の上半分の表面形状に対応した形状のキャビティー31ａを有する上金型31と上面側に封止樹脂６の下半分の表面形状に対応した形状のキャビティー32ａを有する下金型32とから成るモールド金型30内にセットし、図７に断面図で示すように、このモールド金型30内にエポキシ樹脂等の封止樹脂６を樹脂注入路33を介して液状で注入して熱硬化させることによって、図１に示すように、絶縁基体１および半導体素子３ａ・３ｂならびに外部リード端子２の一端部が封止樹脂６によって封止された半導体装置が完成する。そしてこのとき、この例では絶縁基体１の凹部１ｂの側面が例えば10゜〜80゜の傾斜面となっていることが重要である。この例においては、絶縁基体１の凹部１ｂの側面が例えば10〜80゜の傾斜面となっていることから、モールド金型30内に絶縁基体１をセットするとともに液状の封止樹脂６を注入すると、液状の封止樹脂６は傾斜面となった凹部１ｂの側面に沿って良好に流れて凹部１ｂの内部が封止樹脂６により隙間なく充填され、その結果、封止樹脂６の内部に大きなボイドが形成されるようなことはない。したがって、この例の製造方法によれば、ボイド内に封入された空気等が熱膨張して封止樹脂６に剥離や破裂が発生することのない気密信頼性に優れた半導体装置を提供することができる。なお、凹部１ｂの側面の傾斜角Ａが10゜未満の場合、凹部１ｂとして必要な深さを得るために絶縁基体１の大きさを極めて大きなものとする必要があり、そのため半導体装置の小型化が困難なものとなり、他方、80゜を超えると、モールド金型30内に絶縁基体１をセットするとともに液状の封止樹脂６を注入した際に、液状の樹脂６が凹部１ｂの側面に沿って良好に流れずに凹部１ｂの内部を封止樹脂６で隙間なく充填することが困難となる傾向にある。したがって、凹部１ｂの側面の傾斜角Ａは10〜80゜の範囲が好ましい。さらに、絶縁基体１の外周側面と下面との間の角部に、幅が0.1ｍｍ以下で、絶縁基体１の外周側面との角度が10〜80゜の面取り部１ｃを形成しておくことにより、絶縁基体１がセットされたモールド金型30内に液状の封止樹脂６を注入した際に、絶縁基体１と下金型32のキャビティー32ａ側面との間隔が広いものとなって絶縁基体１下面と下金型32との間に液状の封止樹脂６を良好に注入することができる。したがって、絶縁基体１の外周側面と下面との間の角部には、幅が0.1ｍｍ以下で、絶縁基体１の外周側面との角度が10〜80゜の面取り部１ｃを形成しておく。
【００３５】
また、図３に示す実施形態例を製造する場合には、図８に断面図で示すように、半導体素子13ａ・13ｂおよび外部リード端子12が接合された絶縁基体11を、下面側に封止樹脂16の上半分の表面形状に対応した形状のキャビティー41ａを有する上金型41と上面側に封止樹脂16の下半分の表面形状に対応した形状のキャビティー42ａを有する下金型42とから成るモールド金型40内にセットした後、このモールド金型40内にエポキシ樹脂等の封止樹脂16を樹脂注入路43を介して液状で注入して熱硬化させることによって、図３に示すように、絶縁基体11および半導体素子13ａ・13ｂならびに外部リード端子12の一端部が封止樹脂16によって封止された半導体装置が完成する。この場合、絶縁基体11の凹部11ｂの側面が例えば傾斜角Ａが10〜80゜の階段状面となっていることから、モールド金型40内に絶縁基体11をセットするとともに液状の封止樹脂16を注入すると、液状の封止樹脂16は階段状面となった凹部11ｂの側面に沿って良好に流れて凹部11ｂ内が封止樹脂16により隙間なく充填され、その結果、封止樹脂16の内部に大きなボイドが形成されるようなことはない。なお、凹部11ｂの側面の傾斜角Ａが10゜未満の場合、凹部11ｂとして必要な深さを得るために絶縁基体11の大きさを極めて大きなものとする必要があり、そのため半導体装置の小型化が困難なものとなり、他方、80゜を超えると、モールド金型40内に絶縁基体11をセットするとともに液状の封止樹脂16を注入した際に、液状の樹脂16が凹部11ｂの側面に沿って良好に流れずに凹部11ｂ内を封止樹脂16で隙間なく充填することが困難となる傾向にある。したがって、凹部11ｂの側面の傾斜角Ａは10〜80゜の範囲が好ましい。
【００３６】
なお、本発明は上述の実施の形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。例えば、上述の実施形態例では絶縁基体１・11は酸化アルミニウム質焼結体等のセラミックスから形成されていたが、絶縁基体１・11は、セラミックス以外の材料、例えば熱硬化性ポリイミド樹脂やＢＴレジン（Bismaleimide  Triazine  Resin）・ガラスエポキシ樹脂基板・ガラス板等から形成されていても良い。また、上述の実施形態例では、配線導体４・14はタングステンメタライズ等の金属粉末メタライズから形成されていたが、配線導体４・14は、銅やアルミニウム・金等の金属薄膜から形成されていてもよい。さらに、絶縁基体１・11の上面や内部に配線導体４・14に接続された容量素子や抵抗素子等を配設してもよい。またさらに、上述の実施形態例では半導体素子３ａ・３ｂ・13ａ・13ｂは各電極がボンディングワイヤ５ａ・５ｂ・15ａ・15ｂを介して配線導体４・14に接続されていたが、半導体素子３ａ・３ｂ・13ａ・13ｂの各電極はフリップチップ接続により配線導体４・14に接続されていてもよい。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の半導体装置によれば、凹部の側面が傾斜面または階段状面であることから、絶縁基体の凹部の側面と底面との間の角部に印加される応力を凹部の側面で良好に分散緩和させることができ、その結果、絶縁基体にクラックが発生することがなく、配線導体に断線を来すことなく半導体素子を常に正常に作動させることが可能な半導体装置を提供することができる。また、絶縁基体の外周側面と下面との間の角部に面取り部が形成されていることから、この角部に接する封止樹脂に絶縁基体と封止樹脂との熱膨張係数の相違に起因して印加される応力を良好に分散緩和することができるとともに、この角部と封止樹脂の側面との間の厚みを厚いものとして、封止樹脂にクラックが発生するのを有効に防止することができる。
【００３８】
また、本発明の半導体装置の製造方法によれば、絶縁基体の凹部の側面を傾斜面または階段状面としておくことによって、この絶縁基体をモールド金型内にセットした後、モールド金型内に液状の封止樹脂を注入すると、液状の封止樹脂が凹部の側面に沿って良好に流れ、その結果、凹部内が封止樹脂により良好に充填され、封止樹脂内に大きなボイドが形成されることを有効に防止することができ、その結果、ボイド内に封入された空気等が熱膨張して封止樹脂に剥離や破裂が発生することがなく、内部に収容する半導体素子を長期間にわたり正常かつ安定に作動させることが可能な気密信頼性に優れた半導体装置を提供することができる。また、絶縁基体の外周側面と下面との間の角部に面取り部を形成しておくことにより、絶縁基体がセットされたモールド金型内に液状の封止樹脂を注入した際に、絶縁基体と下金型のキャビティー側面との間隔が広いものとなって絶縁基体下面と下金型との間に液状の封止樹脂を良好に注入することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体装置の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】図１に示す半導体装置の封止樹脂６を除いた上面図である。
【図３】本発明の半導体装置の実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図４】本発明の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５】本発明の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６】本発明の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】本発明の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８】図３に示す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９】従来の半導体装置を示す断面図である。
【図１０】図９に示す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１１】図９に示す半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１、11・・・・・・・・・・絶縁基体
１ａ、11ａ・・・・・・・・半導体素子搭載部
１ｂ、11ｂ・・・・・・・・凹部
２、12・・・・・・・・・・外部リード端子
３ａ、３ｂ、13ａ、13ｂ・・半導体素子
４、14・・・・・・・・・・配線導体
６、16・・・・・・・・・・封止樹脂
【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】
0004369582.tif 000007
【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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