(57)【要約】【課題】ボンディングワイヤが接続された半導体チップを一対の放熱板によって挟んでなる半導体装置において、厚さ確保用のブロックを用いずに両放熱板の対向間隔を狭くしても、ボンディングワイヤ側に位置する放熱板と当該ワイヤとの接触を回避する。【解決手段】ボンディングワイヤ８を、半導体チップ１の一面から離れる方向に凸となったループ状をなすものとし、第１の放熱板３における半導体チップ１の一面と対向する対向面３ａを、ボンディングワイヤ８の頂部８ａよりも半導体チップ１の一面に近くに位置させ、第１の放熱板３の対向面３ａのうちボンディングワイヤ８に対向する部位を開口した開口部３ｄとし、ボンディングワイヤ８の頂部８ａ側の部位を、第１の放熱板３とは離れた状態で開口部３ｄに入り込ませている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップ（１）の一面側に第１の放熱板（３）を設け、前記半導体チップ（１）の前記一面とは反対側の他面側に第２の放熱板（４）を設け、これら両放熱板（３、４）により前記半導体チップ（１）を挟むとともに、前記半導体チップ（１）の前記一面にボンディングワイヤ（８）を接続してなり、
前記ボンディングワイヤ（８）は、前記半導体チップ（１）の前記一面から離れる方向に凸となったループ状をなしており、
前記第１の放熱板（３）における前記半導体チップ（１）の前記一面と対向する対向面（３ａ）は、前記ボンディングワイヤ（８）の頂部（８ａ）よりも前記半導体チップ（１）の前記一面に近い位置にあり、
前記第１の放熱板（３）の前記対向面（３ａ）のうち前記ボンディングワイヤ（８）に対向する部位には、開口した開口部（３ｄ）が設けられており、
前記ボンディングワイヤ（８）の前記頂部（８ａ）側の部位が、前記第１の放熱板（３）とは離れた状態で前記開口部（３ｄ）に入り込んでいることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記開口部（３ｄ）は、前記第１の放熱板（３）の前記対向面（３ａ）側から前記第１の放熱板（３）の厚さ方向に貫通する切り欠きもしくは穴であ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】
前記第１の放熱板（３）における前記対向面（３ｄ）とは反対の面側には、外部に放熱を行う放熱面（３ｂ）が設けられており、
前記ボンディングワイヤ（８）の前記頂部（８ａ）側の部位は、前記開口部（３ｄ）に入り込んでいるが、前記第１の放熱板（３）における前記対向面（３ａ）と前記放熱面（３ｂ）との間に留まっていることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記開口部（３ｄ）は、前記第１の放熱板（３）の前記対向面（３ａ）よりも当該第１の放熱板（３）の厚さ方向に凹んだものであ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５】
前記半導体チップ（１）の前記一面と前記第１の放熱板（３）とは、はんだ（５ａ）を介して接合されており、
前記半導体チップ（１）の一面のうちの周辺部の全周には、前記半導体チップ（１）の前記一面と前記他面との電気絶縁性を確保するための絶縁材料よりなる耐圧保持部（１ａ）が設けられており、この耐圧保持部（１ａ）の少なくとも一部が前記半導体チップ（１）の前記一面上に突出した突出部（１ｂ）となっており、
この耐圧保持部（１ａ）の突出部（１ｂ）が、前記半導体チップ（１）の前記一面と前記第１の放熱板（３）との間に介在する前記はんだ（５ａ）の厚さを保持するスペーサとして構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項６】
さらに、前記半導体チップ（１）の前記他面と前記第２の放熱板（４）とは、はんだ（５ｂ）を介して接合されており、
前記半導体チップ（１）の前記他面のうち、前記半導体チップ（１）の前記一面に設けられている前記突出部（１ｂ）と同じ位置に、前記半導体チップ（１）の前記他面と前記第２の放熱板（４）との間に介在する前記はんだ（５ｂ）の厚さを保持する電気絶縁性のスペーサ（１ｃ）が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
半導体チップ（１）の一面側に第１の放熱板（３）を設け、前記半導体チップ（１）の前記一面とは反対側の他面側に第２の放熱板（４）を設け、これら両放熱板（３、４）により前記半導体チップ（１）を挟むとともに、前記半導体チップ（１）の前記一面に、前記半導体チップ（１）の前記一面から離れる方向に凸となったループ状をなすボンディングワイヤ（８）を接続し、
前記第１の放熱板（３）における前記半導体チップ（１）の前記一面と対向する対向面（３ａ）を、前記ボンディングワイヤ（８）の頂部（８ａ）よりも前記半導体チップ（１）の前記一面に近い位置にあるようにし、
前記第１の放熱板（３）の前記対向面（３ａ）のうち前記ボンディングワイヤ（８）に対向する部位に、前記第１の放熱板（３）の厚さ方向に貫通する切り欠きもしくは穴よりなる開口部（３ｄ）を設け、
前記ボンディングワイヤ（８）の前記頂部（８ａ）側の部位を、前記第１の放熱板（３）とは離れた状態で前記開口部（３ｄ）に入り込ませるようにした半導体装置の製造方法であって、
前記開口部（３ｄ）が形成された前記第１の放熱板（３）を前記半導体チップ（１）の一面側に設け、前記第２の放熱板（４）を前記半導体チップ（１）の前記他面側に設け、これら両放熱板（３、４）により前記半導体チップ（１）を挟んだ後、
前記第１の放熱板（３）の前記開口部（３ｄ）を介して前記半導体チップ（１）の前記一面に前記ボンディングワイヤ（８）を接続する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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボンディングワイヤが接続された半導体チップを一対の放熱板によって挟んでなる半導体装置、および、そのような半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の半導体装置としては、半導体チップの一面側に第１の放熱板を設け、半導体チップの一面とは反対側の他面側に第２の放熱板を設け、これら両放熱板により半導体チップを挟むとともに、半導体チップの一面にボンディングワイヤを接続してなるものが提案されている（たとえば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
ここで、ボンディングワイヤは、半導体チップの一面から離れる方向、すなわち半導体チップの一面から第１の放熱板に向かう方向に凸となったループ状をなしている。そこで、従来では、ワイヤの頂部側と第１の放熱板との接触を回避して、ワイヤの高さを確保するために、半導体チップの一面と第１の放熱板との間に、厚さを確保するためのブロックを介在して配置させている。
【特許文献１】特許第３５９９０５７号公報
【特許文献２】特開２００５−１３６０１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体装置においては、体格の小型化が要望されているが、体格の小型化のためには、上記厚さ確保用のブロックをなくすことが考えられる。しかし、この場合、ボンディングワイヤと第１の放熱板とが接触しやすくなり、ボンディングワイヤの高さの確保が困難になる。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、ボンディングワイヤが接続された半導体チップを一対の放熱板によって挟んでなる半導体装置において、厚さ確保用のブロックを用いずに両放熱板の対向間隔を狭くしても、ボンディングワイヤ側に位置する放熱板と当該ワイヤとの接触を回避できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、ボンディングワイヤ（８）を、半導体チップ（１）の一面から離れる方向に凸となったループ状をなすものとし、第１の放熱板（３）における半導体チップ（１）の一面と対向する対向面（３ａ）を、ボンディングワイヤ（８）の頂部（８ａ）よりも半導体チップ（１）の一面に近くに位置させ、第１の放熱板（３）の対向面（３ａ）のうちボンディングワイヤ（８）に対向する部位に開口した開口部（３ｄ）を設け、ボンディングワイヤ（８）の頂部（８ａ）側の部位を、第１の放熱板（３）とは離れた状態で開口部（３ｄ）に入り込ませたことを特徴としている。
【０００７】
それによれば、厚さ確保用のブロックを用いずに第１の放熱板（３）と第２の放熱板（４）との対向間隔を狭くしても、ボンディングワイヤ（８）側に位置する第１の放熱板（３）と当該ワイヤ（８）との接触を回避することができる。
【０００８】
ここで、請求項２に記載の発明のように、開口部（３ｄ）を、第１の放熱板（３）の対向面（３ａ）側から第１の放熱板（３）の厚さ方向に貫通する切り欠きもしくは穴であるものにできる。
【０００９】
また、このとき、請求項３に記載の発明のように、第１の放熱板（３）における対向面（３ｄ）とは反対の面側に、外部に放熱を行う放熱面（３ｂ）を設け、ボンディングワイヤ（８）の頂部（８ａ）側の部位を、開口部（３ｄ）に入り込ませているが、第１の放熱板（１）における対向面（３ａ）と放熱面（３ｂ）との間に留めたものにできる。
【００１０】
それによれば、第１の放熱板（３）の放熱面（３ｂ）に、外部の冷却部材（Ｋ）を接触させるときに、当該冷却部材（Ｋ）がボンディングワイヤ（８）に接触することがなくなり、好ましい。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明のように、開口部（３ｄ）を、第１の放熱板（３）の対向面（３ａ）よりも当該第１の放熱板（３）の厚さ方向に凹んだものとしてもよい。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明では、半導体チップ（１）の一面と第１の放熱板（３）とを、はんだ（５ａ）を介して接合し、半導体チップ（１）の一面のうちの周辺部の全周に、半導体チップ（１）の一面と他面との電気絶縁性を確保するための絶縁材料よりなる耐圧保持部（１ａ）を設け、この耐圧保持部（１ａ）の少なくとも一部を半導体チップ（１）の一面上に突出した突出部（１ｂ）とし、この突出部（１ｂ）を、半導体チップ（１）の一面と第１の放熱板（３）との間に介在するはんだ（５ａ）の厚さを保持するスペーサとして構成したことを特徴としている。
【００１３】
このように、半導体チップ（１）の一面と第１の放熱板（３）とを、はんだ（５ａ）を介して接合した場合には、第１の放熱板（３）と第２の放熱板（４）との対向間隔を狭くした構成では、もし、当該はんだ（５ａ）の厚さが薄かったり、両放熱板が傾いて組み付けられたりすると、当該はんだ（５ａ）のクラックが発生するおそれがある。さらに、対向する放熱板（３、４）の間が狭くなると、冶具を使用しても、当該はんだ（５ａ）の厚さの管理が難しいものとなる。
【００１４】
このような点を考慮して、さらに請求項５の発明では、半導体チップ（１）の一面のうちの周辺部の全周に設けられている半導体チップ（１）の一面と他面との電気絶縁性を確保するための耐圧保持部（１ａ）を利用し、この耐圧保持部（１ａ）の少なくとも一部を、半導体チップ（１）の一面上に突出した突出部（１ｂ）とし、当該突出部（１ｂ）を、はんだ（５ａ）の厚さを保持するスペーサとして構成している。
【００１５】
そのため、両放熱板（３、４）の対向間隔を狭くしても、半導体チップ（１）の一面と第１の放熱板（３）との間のはんだ（５ａ）の厚さを確保できるので当該対向間隔を精度よく保持しやすくなる。
【００１６】
さらに、請求項６に記載の発明のように、第１の放熱板（３）側だけでなく、半導体チップ（１）の他面と第２の放熱板（４）とも、はんだ（５ｂ）を介して接合した場合には、半導体チップ（１）の他面のうち、半導体チップ（１）の一面に設けられている突出部（１ｂ）と同じ位置に、半導体チップ（１）の他面と第２の放熱板（４）との間に介在するはんだ（５ｂ）の厚さを保持する電気絶縁性のスペーサ（１ｃ）を設けてもよい。
【００１７】
それによれば、第２の放熱板（４）側のはんだ（５ｂ）についても、はんだ厚さを精度良く確保できる。また、半導体チップ（１）の両面にて同じ位置に、スペーサを設けることになるため、半導体チップ（１）の反りを抑制する点で好ましい。
【００１８】
また、請求項７に記載の発明は、上記請求項２に記載の半導体装置のように、開口部（３ｄ）を第１の放熱板（３）の厚さ方向に貫通する切り欠きもしくは穴とした半導体装置を製造する半導体装置の製造方法である。
【００１９】
すなわち、本製造方法においては、開口部（３ｄ）が形成された第１の放熱板（３）を半導体チップ（１）の一面側に設け、第２の放熱板（４）を半導体チップ（１）の他面側に設け、これら両放熱板（３、４）により半導体チップ（１）を挟んだ後、第１の放熱板（３）の開口部（３ｄ）を介して半導体チップ（１）の一面にボンディングワイヤ（８）を接続することを特徴とする。
【００２０】
上記請求項２のように、開口部（３ｄ）が第１の放熱板（３）の厚さ方向に貫通するものである場合には、両放熱板（３、４）で半導体チップ（１）を挟んだ後であっても、当該開口部（３ｄ）上に半導体チップ（１）が露出するので、その露出部分にワイヤボンディングを行うことができる。
【００２１】
そのため、本製造方法によれば、上記請求項２の半導体装置を適切に製造できるとともに、ボンディングワイヤ（８）を半導体チップ（１）に接続しない状態で、半導体チップ（１）と両放熱板（３、４）との組み付けが可能になり、当該組み付けの簡略化が期待できる。
【００２２】
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
【００２４】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る半導体装置１００の概略構成を示す図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は同半導体装置１００のＡ−Ａ一点鎖線に沿った概略断面図である。この半導体装置１００は、たとえば自動車などの車両に搭載され、車両用電子装置を駆動するための装置として適用されるものである。
【００２５】
図１に示されるように、本半導体装置１００は、平面的に配置された２個の半導体素子１、２を備える。本例では、第１の半導体素子１はＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）１であり、第２の半導体素子２は、ＦＷＤ（フライホイールダイオード）２である。
【００２６】
このＩＧＢＴ１は、本半導体装置１００における半導体チップとして構成されているものであり、公知の半導体プロセスにより形成されるものである。ＩＧＢＴ１は、シリコン半導体などよりなり、ここでは矩形板状をなす。
【００２７】
そして、これら両半導体素子１、２の両面は、当該半導体素子１、２の電極および放熱部材として機能する一対の放熱板３、４にて挟まれている。これら放熱板３、４は、銅合金もしくはアルミ合金等の熱伝導性および電気伝導性に優れた金属によって構成されており、図１に示されるように、実質的に矩形板状をなす。
【００２８】
ここで、一対の放熱板３、４のうち第１の放熱板３は、ＩＧＢＴ１の一面（図１（ｂ）中の上面）側に設けられ、第２の放熱板４は、ＩＧＢＴ１の一面とは反対側の他面（図１（ｂ）の下面）側に設けられている。それにより、両放熱板３、４は、半導体素子１、２を挟むように対向して配置されている。
【００２９】
そして、ＩＧＢＴ１の一面と第１の放熱板３との間、ＩＧＢＴ１の他面と第２の放熱板４との間は、それぞれ第１のはんだ５ａ、第２のはんだ５ｂによって電気的・熱的に接続されている。また、図示しないが、ＦＷＤ２と両放熱板３、４との間も、ＩＧＢＴ１と同様に、はんだを介して接続されている。
【００３０】
ここで、はんだ５ａ、５ｂとしては、特に限定されるものではないが、鉛フリーはんだなどが用いられる。たとえば、鉛フリーはんだとしては、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系はんだやＳｎ−Ｎｉ−Ｃｕ系はんだ等を採用することができる。
【００３１】
そして、図１に示されるように、本実施形態の半導体装置１００においては、半導体素子１、２を挟み込んだ一対の放熱板３、４が、モールド樹脂６にて封止されている。このモールド樹脂６はエポキシ系樹脂などからなり、型成形によって形成されたものである。
【００３２】
また、図１に示されるように、一対の放熱板３、４のそれぞれにおいて、半導体素子１、２と対向する対向面３ａ、４ａとは反対側の面３ｂ、４ｂが、モールド樹脂６から露出している。このモールド樹脂６から露出する各放熱板３、４の面３ｂ、４ｂは、放熱面３ｂ、４ｂとされている。
【００３３】
そして、図１（ｂ）に示されるように、各放熱板３、４の放熱面３ｂ、４ｂには、アルミや銅などよりなる外部の冷却部材Ｋが接触されるようになっている。このような冷却部材としては、通常、内部に冷却水が流通可能なアルミや銅などの部材が使用される。
【００３４】
そして、各放熱板３、４と冷却部材Ｋとの間で熱交換可能となっている。これにより、本半導体装置１００は、各半導体素子１、２の両面のそれぞれにて、第１の放熱板３、第２の放熱板４を介した放熱が行われる両面放熱型の構成となっている。
【００３５】
また、一対の放熱板３、４は、上記はんだを介して、両半導体素子１、２の各面における電極に電気的に接続されている。たとえば、一対の放熱板３、４は、それぞれＩＧＢＴ１のコレクタ側の電極およびＦＷＤ２のカソード側の電極、ＩＧＢＴ１のエミッタ側の電極およびＦＷＤ２のアノード側の電極となる。
【００３６】
ここで、半導体装置１００においては、一対の放熱板３、４のそれぞれの一部が、矩形の辺部からモールド樹脂６の外部まで突出した端子３ｃ、４ｃとして構成されており、この端子３ｃ、４ｃは外部と電気的に接続されるようになっている。
【００３７】
また、図１に示されるように、半導体装置１００においては、第２の放熱板４の周囲に、複数本のリード部７が設けられている。これらリード部７は、ここでは、半導体チップであるＩＧＢＴ１の制御用の端子として機能するものであり、一部がモールド樹脂６に封止され、残部が外部と接続されるためにモールド樹脂６から露出している。
【００３８】
そして、ＩＧＢＴ１は、その一面すなわち第１の放熱板３側の面にてボンディングワイヤ８を介して、リード部７と電気的・機械的に接続されている。このボンディングワイヤ８は、Ａｕ（金）やＡｌ（アルミ）などよりなる一般的なワイヤボンディングにより形成されたものである。
【００３９】
ここで、図１（ｂ）に示されるように、ボンディングワイヤ８は、一般のものと同様、ＩＧＢＴ１の一面から離れる方向すなわちＩＧＢＴ１の一面から第１の放熱板３に向かう方向に凸となったループ状をなしている。
【００４０】
また、第１の放熱板３におけるＩＧＢＴ１の一面と対向する対向面３ａは、ボンディングワイヤ８の頂部８ａよりもＩＧＢＴ１の一面に近い位置にある。この場合、従来の構成のままであれば、第１の放熱板３とボンディングワイヤ８の頂部８ａとが接触するが、本実施形態では、当該接触を回避すべく改良された構成となっている。
【００４１】
すなわち、本半導体装置１００においては、図１に示されるように、第１の放熱板３の対向面３ａのうちボンディングワイヤ８に対向する部位には、当該対向面３ａが除去されて開口した開口部３ｄが設けられている。
【００４２】
ここでは、開口部３ｄは、第１の放熱板３の対向面３ａから第１の放熱板３の厚さ方向に貫通する切り欠きである。より具体的には、この切り欠きは、第１の放熱板３の対向面３ａのうち外周端部からボンディングワイヤ８に対向する部位までが平面的に切り欠かれたものとされている。このような切り欠きは、プレス、切削、エッチングなどにより容易に形成される。
【００４３】
そして、図１に示されるように、ボンディングワイヤ８の頂部８ａ側の部位が、開口部３ｄに入り込んでいる。このとき、ボンディングワイヤ８の頂部８ａ側の部位は、開口部３ｄの開口縁部および内面のいずれにも接触しておらず、第１の放熱板３の対向面３ａよりも当該第１の放熱板３の内部側にて、ボンディングワイヤ８と第１の放熱板３とは離れた状態とされている。
【００４４】
また、上述したように、第１の放熱板３における対向面３ａとは反対の面側には、冷却部材Ｋに接触して放熱を行う放熱面３ｂが設けられている。そして、ボンディングワイヤ８の頂部８ａ側の部位は、開口部３ｄに入り込んでいるものの、開口部３ｄを通り抜けて放熱面３ｄよりも突出するようなことはなく、開口部３ｄの内部に留まっている。それにより、ボンディング８と冷却部材Ｋとが離れて配置されている。
【００４５】
次に、本半導体装置１００の製造方法について述べる。本製造方法では、まず、第１の放熱板３と第２の放熱板４との間に、はんだ５ａ、５ｂを介して各半導体素子１、２を挟み、はんだ５ａ、５ｂをリフローさせて、各半導体素子１、２および両放熱板３、４をはんだ接合する。
【００４６】
次に、ＩＧＢＴ１の外側にリード部７を配置する。ここで、本実施形態では、第１の放熱板３の開口部３ｄは、上述したように、ボンディングワイヤ８と対向する部位が第１の放熱板３の厚さ方向に貫通する切り欠きであるので、ＩＧＢＴ１の一面のうちボンディングワイヤ８が接続される部位は、当該開口部３ｄ上に臨んだ状態となっている。
【００４７】
そこで、本製造方法においては、ＩＧＢＴ１が両放熱板３、４に挟まれた状態のワークに対して、第１の放熱板３の放熱面３ｂ側から開口部３ｄを介して、ＩＧＢＴ１の一面にボンディングワイヤ８を接続する。この接続は、通常のワイヤボンディングツールにより行える。
【００４８】
ここまでの工程により、上記図１においてモールド樹脂６を省略した状態のワークができあがる。その後、本製造方法では、このワークを金型に投入し、モールド樹脂６による封止を行う。
【００４９】
このモールド工程より、半導体素子１、２、放熱板３、４、リード部７およびボンディングワイヤ８がモールド樹脂６で封止されるとともに、放熱板３、４の放熱面３ｂ、４ｂはモールド樹脂６から露出する。以上が本実施形態の製造方法であり、こうして、上記図１に示される本実施形態の半導体装置１００ができあがる。
【００５０】
ところで、本実施形態によれば、第１の放熱板３に、ボンディングワイヤ８と当該第１の放熱板３との干渉を回避するための開口部３ｄを設けている。そのため、従来のような厚さ確保用のブロックを用いずに第１の放熱板３と第２の放熱板４との対向間隔を狭くしても、ボンディングワイヤ８側に位置する第１の放熱板３とボンディングワイヤ８との接触を回避することができる。
【００５１】
また、本実施形態によれば、ボンディングワイヤ８の頂部８ａ側の部位は、第１の放熱板３の開口部３ｄの内部すなわち第１の放熱板３の厚さの範囲に留まっている。つまり、当該頂部８ａ側の部位は、開口部３ｄに入り込んでいるものの、第１の放熱板３の放熱面３ｂよりも外方に突出しておらず、第１の放熱板３の厚さ方向にて第１の放熱板３における対向面３ａと放熱面３ｂとの間に留まっている。
【００５２】
ここで、ボンディングワイヤ８の頂部８ａ側の部位は、当該開口部３ｄを通り抜けて、放熱面３ｂよりも突出していてもよいが、もし、ボンディングワイヤ８が放熱面３ｂより突出していると、当該放熱面３ｂに接触する冷却部材Ｋとボンディングワイヤ８とが接触してしまう。
【００５３】
その場合、ボンディングワイヤ８にダメージが付与されたり、ボンディングワイヤ８と冷却部材Ｋとの短絡が発生するなどの不具合が生じる可能性がある。その点、ボンディングワイヤ８を放熱面３ｂより突出させないことで、冷却部材Ｋとボンディングワイヤ８との接触を防止し、これら不具合が抑制される。
【００５４】
また、本実施形態の上記製造方法では、ＩＧＢＴ１の一面側、他面側に第１の放熱板３、第２の放熱板４を設け、これら両放熱板３、４によりＩＧＢＴ１を挟んだ後、第１の放熱板３の開口部３ｄを介してＩＧＢＴ１の一面にボンディングワイヤ８を接続するようにしている。
【００５５】
それによれば、ボンディングワイヤ８をＩＧＢＴ１に接続しない状態で、ＩＧＢＴ１と両放熱板３、４との組み付けが可能になり、当該組み付けの簡略化が期待できる。たとえば、従来の組み付け方法では、ワイヤ接続した後のＩＧＢＴ１を、取り扱うため、当該組み付け時にボンディングワイヤ８が切断するなどの恐れがあったが、本製造方法によれば、そのような問題が回避される。
【００５６】
（第２実施形態）
図２は、本発明の第２実施形態に係る半導体装置２００の概略構成を示す図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は同半導体装置２００のＢ−Ｂ一点鎖線に沿った概略断面図である。本半導体装置２００は、上記第１実施形態に比べて開口部３ｄを一部変形したところが相違するものであり、この相違点を中心に述べることにする。
【００５７】
上記第１実施形態の開口部３ｄは、第１の放熱板３の対向面３ａのうちボンディングワイヤ８に対向する部位を第１の放熱板３の厚さ方向に貫通する切り欠きであった。それに対して、本半導体装置２００の開口部３ｄは、図２に示されるように、第１の放熱板３の厚さ方向に貫通する穴、すなわち、第１の放熱板３の対向面３ａから放熱面３ｂ側まで貫通する穴である。このような穴としての開口部３ｄは、プレス、切削、エッチングなどにより容易に形成される。
【００５８】
ここで、本実施形態では、ボンディングワイヤ８の頂部８ａ側の部位が、第１の放熱板３とは離れた状態で開口部３ｄに入り込んでいるが、ボンディングワイヤ８は、第１の放熱板３の対向面３ａ側から放熱面３ｂ側まで開口部３ｄを通り抜けることで、リード部７に接続されている。
【００５９】
そして、本実施形態では、図２（ｂ）に示されるように、開口部３ｄにおける放熱面３ｂ側の開口縁部のうちボンディングワイヤ８が横切る部位を、当該放熱面３ｂよりも引っ込んだ面としている。それにより、ボンディングワイヤ８のうち開口部３ｄから放熱面３ｂ側まで通り抜けた部分を、当該放熱面３ｂよりも突出させずに第１の放熱板３の内部側に留めている。
【００６０】
このような本実施形態の半導体装置２００も、上記第１実施形態と同様の製造方法により製造されるため、ボンディングワイヤ８をＩＧＢＴ１に接続しない状態で、ＩＧＢＴ１と両放熱板３、４との組み付けが可能になり、当該組み付けの簡略化が期待できる。
【００６１】
そして、上記第１実施形態と同様に、厚さ確保用のブロックを用いずに第１の放熱板３と第２の放熱板４との対向間隔を狭くしても、ボンディングワイヤ８側に位置する第１の放熱板３とボンディングワイヤ８との接触を回避することができる。
【００６２】
また、本実施形態によっても、ボンディングワイヤ８の頂部８ａ側の部位は、開口部３ｄに入り込んでいるものの放熱面３ｂよりも突出しておらず、第１の放熱板１における対向面３ａと放熱面３ｂとの間に留まっているため、上記冷却部材Ｋとボンディングワイヤ８との接触を防止できる。
【００６３】
（第３実施形態）
図３は、本発明の第３実施形態に係る半導体装置３００の概略構成を示す図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は同半導体装置３００のＣ−Ｃ一点鎖線に沿った概略断面図である。
【００６４】
上記各実施形態では、開口部３ｄは、第１の放熱板３の対向面３ａから第１の放熱板３の厚さ方向に貫通する切り欠きもしくは穴であったが、本実施形態の半導体装置３００では、開口部３ｄは、第１の放熱板３の対向面３ａのうちボンディングワイヤ８に対向する部位を、当該対向面３ａよりも当該第１の放熱板３の厚さ方向に凹ませた凹部としたものであることが相違する。
【００６５】
具体的には、この凹部は、第１の放熱板３の対向面３ａ側から凹むことにより第１の放熱板３における当該凹部以外の部位よりも薄い薄肉部とされている。このような凹部としての開口部３ｄも、プレス、切削、エッチングなどにより容易に形成される。
【００６６】
そして、ここでも、ボンディングワイヤ８の頂部８ａ側の部位は、凹部としての開口部３ｄに入り込んではいるものの、当該凹部の開口縁部、側面、底部とは離れている。つまり、ボンディングワイヤ８と第１の放熱板３とは離れている。
【００６７】
また、本実施形態においても、ボンディングワイヤ８は、開口部３ｄの底部とは離れていることによって、第１の放熱板１における対向面３ａと放熱面３ｂとの間に留まっており、第１の放熱板３の放熱面３ｂより突出していない。
【００６８】
そして、本半導体装置３００においても、第１の放熱板３とボンディングワイヤ８との接触を回避できること、上記冷却部材Ｋとボンディングワイヤ８との接触を防止できることは、上記同様である。
【００６９】
また、本半導体装置３００では、開口部３ｄが第１の放熱板３の厚さ方向に貫通するものではないため、本半導体装置３００の製造方法は、従来のこの種の半導体装置に準じたものとなる。すなわち、第２の放熱板４に、第２のはんだ５ｂを介して各半導体素子１、２を搭載し、ＩＧＢＴ１とリード部７とのワイヤボンディングを行った後、第１のはんだ５ａを介して第１の放熱板３を搭載する。その後、はんだリフローを行い、モールド樹脂６による封止を行うことにより本半導体装置３００ができあがる。
【００７０】
（第４実施形態）
図４は、本発明の第４実施形態に係る半導体装置４００の概略断面構成を示す図である。また、図５は、本半導体装置４００中のＩＧＢＴ１の一面側の概略平面構成を示す図であり、（ａ）は第１の例、（ｂ）は第２の例を示す。なお、図５において後述する突出部１ｂの表面には、識別のため便宜上、ハッチングを施してある。ここでは、上記第１実施形態との相違点を中心に述べる。
【００７１】
本半導体装置４００においても、上記同様に、ＩＧＢＴ１の一面と第１の放熱板３とは、第１のはんだ５ａを介して接合されている。ここで、本実施形態では、図４に示されるように、ＩＧＢＴ１の一面と第１の放熱板３との間には、第１のはんだ５ａの厚さを保持するスペーサとしての突出部１ｂが設けられている。このスペーサとしての突出部１ｂは、ＩＧＢＴ１の一面に設けられたものである。
【００７２】
図５（ａ）に示されるように、ＩＧＢＴ１の一面のうちの周辺部には、ガードリング１ａが全周に渡って環状に設けられており、上記突出部１ｂは、このガードリング１ａを利用したものである。
【００７３】
ガードリング１ａは、耐圧保持部として、通常の半導体チップに設けられる絶縁材料よりなるものであり、ここでは、ＩＧＢＴ１の一面と他面との電気絶縁性を確保するものとして構成されている。もし、ガードリング１ａが無い場合には、ＩＧＢＴ１の外周端面を介して一面と他面とが短絡する恐れがあるが、ガードリング１ａを設ければ、絶縁耐圧が保持される。
【００７４】
このガードリング１ａは、ＩＧＢＴ１の一面に、ポリイミドなどの絶縁性樹脂を塗布・硬化したり、酸化シリコンなどの無機絶縁材料をスパッタや蒸着したりすることにより、形成される。
【００７５】
ここで、図５（ａ）に示される第１の例では、矩形環状をなすガードリング１ａの全体がＩＧＢＴ１の一面上に突出した突出部１ｂとなっており、図５（ｂ）に示される第２の例では、矩形環状をなすガードリング１ａのうちの４隅部が、ＩＧＢＴ１の一面上に突出した突出部１ｂとなっている。本実施形態では、これら両例のどちらでもよい。
【００７６】
そして、このＩＧＢＴ１の一面に設けられている突出部１ｂは、図４に示されるように、ＩＧＢＴ１の一面と第１の放熱板３とを支持し、第１のはんだ５ａの厚さを保持するスペーサとして機能する。具体的には、突出部１ｂの高さが第１のはんだ５ａの厚さに実質相当する。
【００７７】
このような突出部１ｂは、ガードリング１ａを絶縁性樹脂の塗布・硬化によって形成する場合には、突出部１ｂとなる部位にて樹脂厚さを厚くすることで形成される。また、ガードリング１ａを無機絶縁材料のスパッタや蒸着によって成膜する場合には、突出部１ｂとなる部位にて膜厚を大きくすれば、突出部１ｂを形成できる。
【００７８】
このように、本実施形態によれば、ＩＧＢＴ１の一面の全外周に設けられているガードリング１ａを利用し、このガードリング１ａの全部もしくは一部をＩＧＢＴ１の一面上に突出させて突出部１ｂを構成している。
【００７９】
そして、この突出部１ｂをスペーサとして、ＩＧＢＴ１と第１の放熱板３との間の第１のはんだ５ａの厚さを保持するようにしているため、両放熱板３、４の対向間隔を狭くしても、第１のはんだ５ａの厚さを精度良く確保できる。
【００８０】
なお、ガードリング１ａの一部が突出部１ｂとなっている構成としては、上記図５（ｂ）に示される４隅部の例に限定されるものではないことは、もちろんであり、たとえば、矩形環状のガードリング１ａの辺部の中間部に突出部を設けてもよい。また、本実施形態は、上記第１実施形態だけでなく、それ以外の上記各実施形態に適用可能である。
【００８１】
（第５実施形態）
図６は、本発明の第５実施形態に係る半導体装置５００の概略断面構成を示す図である。本実施形態では、上記第４実施形態に対して、さらに、ＩＧＢＴ１の他面と第２の放熱板４との間に介在する第２のはんだ５ｂについても、はんだ厚さを保持するスペーサ１ｃを設けたものである。
【００８２】
このスペーサ１ｃは、半導体チップとしてのＩＧＢＴ１の他面に設けられた電気絶縁性の部材であり、当該他面より突出する突起状のものである。このスペーサ１ｃが、ＩＧＢＴ１の他面と第２の放熱板４とを支持し、第２のはんだ５ｂの厚さを保持する。そして、このスペーサ１ｃの高さが第２のはんだ５ｂの厚さに実質相当する。
【００８３】
このスペーサ１ｃは、ＩＧＢＴ１の他面に対して、電気絶縁性樹脂を塗布・硬化したり、無機絶縁材料のスパッタや蒸着によって成膜したりすることにより形成される。ここで、スペーサ１ｃは、ＩＧＢＴ１の一面に設けられている突出部１ｂと同じ位置に、設けられている。
【００８４】
具体的には、ＩＧＢＴ１の一面における上記突出部１ｂの形成位置が上記図５のようなものである場合、当該図５中の各例に対応して、ＩＧＢＴ１の他面におけるスペーサ１ｃの形成位置も、上記図５と同様のものとなる。
【００８５】
このように、本実施形態によれば、第１のはんだ５ａだけでなく第２のはんだ５ｂについても、はんだ厚さを精度良く確保することができる。また、ＩＧＢＴ１の一面と他面の両面にて同じ位置に、スペーサ１ｂ、１ｃを設けてＩＧＢＴ１を支持することになるため、ＩＧＢＴ１の反りを抑制することができる。
【００８６】
（他の実施形態）
なお、上記各実施形態では、第１、第２の放熱板３、４とＩＧＢＴ１との間に、はんだ５ａ、５ｂが介在し、これらはんだ５ａ、５ｂによって接合が行われていたが、これらの間に、はんだは無くてもよい。たとえば、直接接触によって各放熱板３、４とＩＧＢＴ１とが電気的に接続されている構成であってもよい。また、第１の放熱板３とＩＧＢＴ１との間は、はんだ接続であり、第２の放熱板４とＩＧＢＴ１とは、直接接触による電気接続でもよい。
【００８７】
また、両放熱板に挟まれる半導体チップとしては、上記したＩＧＢＴ１に限定されるものではなく、その一面にボンディングワイヤが接続されるものであるならば、ＭＯＳトランジスタやマイコンなどのＩＣチップなどでもよい。さらに、当該半導体チップは２個以上でもよい。
【００８８】
また、半導体装置としては、ボンディングワイヤが接続された半導体チップを一対の放熱板によって挟んでなるものであればよく、モールド樹脂６は無いものであってもよい。また、上記各実施形態では、放熱板３、４の放熱面３ｂ、４ｂに冷却部材Ｋが接触する放熱構成であったが、放熱板３、４の放熱面３ｂ、４ｂに何も接触させずに、放熱板３、４から外気に放熱する構成でもよい。
【００８９】
また、上記第１および第２実施形態では、第１の放熱板３の厚さ方向に貫通する開口部３ｄとして、半導体チップ１を両放熱板３、４で挟んだ後に開口部３ｄを介してワイヤボンディングする製造方法としたが、これら第１および第２実施形態においても、従来の製造方法のように、半導体チップ１にワイヤボンディングを施した後に、半導体チップ１を両放熱板３、４で挟むようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る半導体装置の概略平面図、（ｂ）は同半導体装置のＡ−Ａ概略断面図である。
【図２】（ａ）は、本発明の第２実施形態に係る半導体装置の概略平面図、（ｂ）は同半導体装置のＢ−Ｂ概略断面図である。
【図３】（ａ）は、本発明の第３実施形態に係る半導体装置の概略平面図、（ｂ）は同半導体装置のＣ−Ｃ概略断面図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係る半導体装置の概略断面図である。
【図５】図４におけるＩＧＢＴの一面側の概略平面図であり、（ａ）は第１の例、（ｂ）は第２の例を示す。
【図６】本発明の第５実施形態に係る半導体装置の概略断面図である。
【符号の説明】
【００９１】
１    半導体チップとしてのＩＧＢＴ
１ａ  耐圧保持部としてのガードリング
１ｂ  突出部
１ｃ  スペーサ
３    第１の放熱板
３ａ  第１の放熱板の対向面
３ｂ  第１の放熱板の放熱面
３ｄ  開口部
４    第２の放熱板
５ａ  第１のはんだ
５ｂ  第２のはんだ
８    ボンディングワイヤ
８ａ  ボンディングワイヤの頂部
Ｋ    冷却部材
【図１】
2009224560.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2009224560.tif 000007
【図６】
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