專利名稱：半導(dǎo)體裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
期望控制設(shè)備(例如逆變器控制設(shè)備)小型化。響應(yīng)于該期望，被組裝到控制設(shè)備內(nèi)部的半導(dǎo)體裝置(例如功率組件)也期盼實(shí)現(xiàn)小型化及輕質(zhì)化。半導(dǎo)體裝置例如是將功率元件和控制該功率元件的控制元件分別裝載到引腳框(lead frame),對(duì)這些引腳框進(jìn)行電接合,然后密封到由樹(shù)脂材料構(gòu)成的外裝體(package)的內(nèi)部而形成的。具有功率元件的半導(dǎo)體裝置在變成高電位的外部端子彼此之間需要確保絕緣距離。因而，例如專利文獻(xiàn)I中記載了一種在外部端子彼此之間的區(qū)域設(shè)置凹狀的爬電結(jié)構(gòu)(凹狀結(jié)構(gòu))、由此利用該凹狀的爬電結(jié)構(gòu)(creepage structure)而確保了爬電距 離的半導(dǎo)體裝置。圖11(a) 圖11(c)表示設(shè)置了一般的爬電結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有的半導(dǎo)體裝置?，F(xiàn)有的設(shè)置了爬電結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置由引腳框103、被保持在芯片焊盤(pán)(夕' 4 ^ y K die pad) 109A之上的功率元件101、被保持在芯片焊盤(pán)109B之上的控制元件111以及由樹(shù)脂材料構(gòu)成的外裝體106而構(gòu)成。引腳框103具有多個(gè)引腳(外部端子)105及多個(gè)芯片焊盤(pán)109AU09B。外裝體106包括功率元件101及控制元件111，對(duì)芯片焊盤(pán)109AU09B及各引腳105在芯片焊盤(pán)109AU09B側(cè)的端部進(jìn)行密封。功率元件101和引腳105在芯片焊盤(pán)109A側(cè)的端部通過(guò)金屬部件121而被電連接在一起。再有，控制元件111、功率元件101、及引腳105在芯片焊盤(pán)109B側(cè)的端部通過(guò)金(Au)導(dǎo)線122而被電連接在一起。在此，如將圖11(a)的區(qū)域C放大后的圖11(b)所示，現(xiàn)有的半導(dǎo)體裝置在外裝體106內(nèi)的多個(gè)引腳105彼此之間的區(qū)域中分別形成凹狀結(jié)構(gòu)106a。如此，現(xiàn)有的半導(dǎo)體裝置利用各凹狀結(jié)構(gòu)106a來(lái)確?；ハ嘞噜彽囊_105彼此之間的爬電距離，通過(guò)縮短引腳105彼此的間隔來(lái)實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體裝置的小型化。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I JP特開(kāi)2003-124437號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的技術(shù)課題現(xiàn)有的半導(dǎo)體裝置為了確保爬電距離而需要在外裝體設(shè)置凹狀結(jié)構(gòu)。然而，該凹狀結(jié)構(gòu)對(duì)于半導(dǎo)體裝置的小型化而言成為用于確保爬電距離的制約。再有，為了形成具有該凹狀結(jié)構(gòu)的這種復(fù)雜外形的外裝體，存在密封用模具的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜的問(wèn)題。若考慮到半導(dǎo)體裝置的小型化的發(fā)展以及電流量及電壓增大，則這些問(wèn)題可能還會(huì)成為更大的問(wèn)題。本發(fā)明的目的在于，實(shí)現(xiàn)一種無(wú)需在外裝體設(shè)置凹狀結(jié)構(gòu)就能確保爬電距離(creepage distance)的半導(dǎo)體裝置。用于解決問(wèn)題的技術(shù)方案為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明涉及的半導(dǎo)體裝置具備形成有切口部的引腳、芯片焊盤(pán)部、由芯片焊盤(pán)部保持的第I元件以及對(duì)包括第I元件在內(nèi)的芯片焊盤(pán)部及引腳的內(nèi)側(cè)端部進(jìn)行密封且由樹(shù)脂材料構(gòu)成的外裝體，切口部被配置于引腳上的包括與外裝體的邊界部分在內(nèi)的區(qū)域中，并且被填充了樹(shù)脂材料。再有，在本發(fā)明涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，準(zhǔn)備保持第I元件的芯片焊盤(pán)部和具有切口部的引腳；通過(guò)將引腳的切口部配置到模具的夾緊位置并向模具注入密封用的樹(shù)脂材料，從而利用樹(shù)脂材料對(duì)包括第I元件在內(nèi)的芯片焊盤(pán)部及引腳的內(nèi)側(cè)端部進(jìn)行密封。發(fā)明效果 根據(jù)本發(fā)明涉及的半導(dǎo)體裝置及其制造方法，可實(shí)現(xiàn)無(wú)需在外裝體形成凹狀結(jié)構(gòu)就能確保爬電距離的半導(dǎo)體裝置。


圖1(a)是表示本發(fā)明一實(shí)施方式涉及的半導(dǎo)體裝置的俯視圖。圖1(b)是將圖1(a)中的區(qū)域A放大后的俯視圖。圖1(c)是區(qū)域A的詳細(xì)的俯視圖。圖2(a)是將其他方式的一工序涉及的區(qū)域A放大后的俯視圖。圖2 (b)是將其他方式的一工序涉及的區(qū)域A放大后的俯視圖。圖2(c)是將其他方式涉及的半導(dǎo)體裝置的區(qū)域A放大后的俯視圖。圖3(a)是本發(fā)明表示一實(shí)施方式涉及的半導(dǎo)體裝置的仰視圖。圖3(b)是將圖3(a)中的區(qū)域B放大后的仰視圖。圖4(a)是表示本發(fā)明一實(shí)施方式涉及的半導(dǎo)體裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖4(b)及圖4(c)是表示一實(shí)施方式涉及的切口部的形狀的變形例的局部俯視圖。圖5是圖4的V-V線處的剖視圖。圖6是表示本發(fā)明一實(shí)施方式涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一工序的示意性首1J視圖。圖7是表示本發(fā)明一實(shí)施方式涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一工序的示意性首1J視圖。圖8是表示本發(fā)明一實(shí)施方式涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一工序的示意性首1J視圖。圖9是表示本發(fā)明一實(shí)施方式涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一工序的示意性首1J視圖。圖10是表示本發(fā)明一實(shí)施方式涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一工序的示意性首1J視圖。圖11(a)是表示現(xiàn)有的半導(dǎo)體裝置的俯視圖。圖11(b)是將圖11(a)中的區(qū)域C放大后的俯視圖。圖11(c)是表示現(xiàn)有的半導(dǎo)體裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意性俯視圖。
具體實(shí)施方式
參照附圖對(duì)本發(fā)明一實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。其中，本發(fā)明只要基于本說(shuō)明書(shū)所記載的基本特征，并不限定于以下記載的內(nèi)容。圖1(a)是表示本發(fā)明一實(shí)施方式涉及的半導(dǎo)體裝置的俯視圖。圖I(b)是將圖1(a)中的區(qū)域A放大后的俯視圖。圖I (C)是區(qū)域A的詳細(xì)的俯視圖。圖3(a)是表示本發(fā)明一實(shí)施方式涉及的半導(dǎo)體裝置的仰視圖。圖3(b)是將圖3(a)中的區(qū)域B放大后的仰視圖。圖4(a)是表示本發(fā)明一實(shí)施方式涉及的半導(dǎo)體裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖4(b)及圖4(c)是表示一實(shí)施方式涉及的切口部的形狀的變形例的局部俯視圖。圖5是圖4的V-V線處的剖視圖。如圖I及圖3 圖5所示，本實(shí)施方式涉及的半導(dǎo)體裝置15具備功率元件I、散熱板2、引腳框3、控制元件4和外裝體6。引腳框3具有第I芯片焊盤(pán)部9、第2芯片焊盤(pán)部11及成為外部端子的多根引腳5。外裝體6將功率元件I、控制元件4及多個(gè)引腳5的內(nèi)側(cè)端部一體地密封。外裝體6由密封用的樹(shù)脂材料構(gòu)成。功率元件I是第I元件的一例?？刂圃?是第2元件的一例。作為本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置15的一例，例如有功率組件(功率半導(dǎo)體)。本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置15例如組裝到控制設(shè)備來(lái)使用。弓丨腳框3例如由銅(Cu)等導(dǎo)電性優(yōu)越的材料構(gòu)成。弓丨腳框3中，從外裝體6的側(cè)面突出的引腳5構(gòu)成外部端子并作為本半導(dǎo)體裝置15的安裝端子而與逆變器控制設(shè)備等的電路連接。功率元件I例如通過(guò)釬料(solder material)8或銀(Ag)膏劑材料固定粘接并保持在引腳框3的第I芯片焊盤(pán)部9的上表面9a上。功率元件I的接合焊盤(pán)(未圖示)和引腳框3的多根引腳5藉由金屬部件21而相互地電連接。功率元件I例如可以采用IGBT (絕緣柵極型雙極性晶體管)或MOSFET (金屬氧化膜型場(chǎng)效應(yīng)晶體管)。金屬部件21例如可以采用鋁(Al)導(dǎo)線、金(Au)或銅(Cu)等構(gòu)成的金屬導(dǎo)線、鋁(Al)帶或銅(Cu)夾子。鋁帶或銅夾子和鋁導(dǎo)線相比，橫截面積大且布線的電阻值，因此可以降低金屬部件21內(nèi)的功率損耗。在本實(shí)施方式中，作為功率元件I的一例采用內(nèi)置有二極管的橫型功率MOSFETJtS金屬部件21的一例采用鋁導(dǎo)線進(jìn)行說(shuō)明。如圖5所示，在引腳框3的第I芯片焊盤(pán)部9的下表面％，隔著絕緣薄片10而固定粘接有散熱板2。散熱板2例如可以采用銅(Cu)或鋁(Al)等熱傳導(dǎo)性優(yōu)越的金屬。絕緣薄片10由熱傳導(dǎo)性絕緣材料構(gòu)成，例如具有利用粘接層來(lái)夾持絕緣層的3層結(jié)構(gòu)。絕緣薄片10是為了將功率元件I產(chǎn)生的熱量有效地傳導(dǎo)至散熱板2而設(shè)置的。控制元件4例如內(nèi)置驅(qū)動(dòng)電路及過(guò)電流防止電路。例如利用銀(Ag)膏劑材料16，將控制元件4固定粘接并保持在引腳框3中的第2芯片焊盤(pán)部11的上表面Ila上。控制元件4的接合焊盤(pán)(未圖示)和引腳框3的多根引腳5藉由金(Au)導(dǎo)線22而相互地電連接。進(jìn)而，功率元件I的接合焊盤(pán)(未圖示)和控制元件4的接合焊盤(pán)(未圖示)藉由金導(dǎo)線22而電連接在一起。藉由該金導(dǎo)線22，功率元件I能夠?qū)崿F(xiàn)基于控制元件4的控制。外裝體6覆蓋功率元件I、第I芯片焊盤(pán)部9、控制元件4、第2芯片焊盤(pán)部11及各引腳5的內(nèi)側(cè)端部、以及散熱板2的上表面及側(cè)面2c。因此，散熱板2的下表面2b自外裝體6的下表面6b露出。如圖5所不,散熱板2的下表面2b自外裝體6的下表面6b露出。因而,可以有效地將功率兀件I產(chǎn)生的熱量從散熱板2的下表面2b傳導(dǎo)至外部。再有，由于散熱板2的側(cè)面2c被外裝體6覆蓋，故散熱板2和引腳框3的接合牢固。如圖4所示，本實(shí)施方式涉及的半導(dǎo)體裝置的特征在于在從外裝體6的側(cè)面突出且成為外部端子的引腳5的側(cè)面預(yù)先形成切口部(凹狀部)5a。因此，在本實(shí)施方式涉及的半導(dǎo)體裝置15中，如圖1(b)及圖3(b)所示，在形成于引腳5側(cè)面的切口部5a，形成填充構(gòu)成外裝體6的樹(shù)脂材料而成的樹(shù)脂填充部6c。S卩，在本實(shí)施方式涉及的半導(dǎo)體裝置15中，對(duì)于預(yù)先形成在引腳5上的切口部5a而言，利用密封外裝體6的工序同時(shí)填充樹(shù)脂材料，以形成樹(shù)脂填充部6c。因而，樹(shù)脂填充部6c成為與外裝體6之間不存在界面的一體結(jié)構(gòu)。在此，設(shè)置切口部5a的引腳5成為與控制元件4直接連接的引腳。這是因?yàn)橐话愣?，控制元?所需的輸入輸出信號(hào)要比功率元件I所需的輸入輸出信號(hào)還多。因而，為了實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體裝置自身的小型化，如圖1(a)所示需要縮小與控制元件4直接連接的引腳5彼此的間隔。另外，在與功率元件I直接連接的引腳5中，在設(shè)計(jì)上需要提高相鄰的引腳間耐壓等的情況下，只要針對(duì)與功率元件I連接的引腳5而預(yù)先設(shè)置切口部5a并形成樹(shù)脂填充部6c即可。在此，利用將圖1(b)的主要部分放大后的圖I (C)，對(duì)本實(shí)施方式涉及的半導(dǎo)體裝置15的引腳5更具體地進(jìn)行說(shuō)明。在本實(shí)施方式涉及的半導(dǎo)體裝置15中，如圖1(c)所示，按照在多根引腳5的各側(cè)面分別殘留堤壩(dam bar)5b的方式，在切斷堤壩5b的同時(shí)，除去樹(shù)脂填充部6c的毛邊(flash)。如圖I (c)所示，本實(shí)施方式涉及的半導(dǎo)體裝置15的樹(shù)脂填充部6c及切口部5a被設(shè)置在并未與該堤壩5b相接的位置處且比堤壩5b更靠近內(nèi)側(cè)(外裝體6側(cè))。這是因?yàn)樵诘虊?b的切斷時(shí)堤壩切斷用刀刃14不會(huì)切斷樹(shù)脂填充部6c的緣故。再有，作為圖1(b)、圖1(c)的其他方式。也能采取圖2(c)的結(jié)構(gòu)。圖2(c)由圖2(a)及圖2(b)的工序構(gòu)成。圖2(a)是表示在其他方式中在切口部5a彼此之間填充了樹(shù)脂的狀態(tài)的圖。圖2(b)是在其他方式中利用堤壩切斷用刀刃14切斷被填充在切口部5a彼此之間的樹(shù)脂而形成了溝槽6d的圖。在上述的圖I (C)中，雖然堤壩切斷用刀刃14不會(huì)切斷樹(shù)脂填充部6c，但在其他方式的圖2(a) 圖2(c)中，堤壩切斷用刀刃14切斷其他方式的樹(shù)脂填充部6c來(lái)形成溝槽6d。如此，通過(guò)在其他方式的樹(shù)脂填充部6c形成與引腳5的突出方向平行的溝槽6d，從而可以構(gòu)成在引腳5間形成了溝槽6d的樹(shù)脂填充部6c。如圖2(a) 圖2(c)所示，通過(guò)形成溝槽6d，從而可以延長(zhǎng)爬電距離。在此，在想要進(jìn)一步延長(zhǎng)爬電距離的情況下，如圖2(c)所示希望使堤壩切斷用刀刃14嵌入到外裝體6，以在外裝體6設(shè)置凹陷。此時(shí)，由于外裝體6的高度(附圖的紙面垂直方向的寬度)和引腳5相比足夠大，故外裝體6不會(huì)被分開(kāi)。這樣，通過(guò)利用堤壩切斷用刀刃14在外裝體6設(shè)置凹陷，從而可以在外裝體6內(nèi)配置形成于樹(shù)脂填充部6c的溝槽6d的一部分。外裝體6例如由環(huán)氧系樹(shù)脂等熱固化型樹(shù)脂材料構(gòu)成。構(gòu)成外裝體6及樹(shù)脂填充部6c的樹(shù)脂材料希望采用例如在環(huán)氧系樹(shù)脂中混合摻雜有粉碎填料或球形填料而得到的材料。作為球形填料，例如通過(guò)采用氧化鋁(alumina)，從而可以提高樹(shù)脂填充部6c的熱傳導(dǎo)性。在本 實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置15中，由于在引腳5上設(shè)置切口部5a，故包括樹(shù)脂填充部6c的引腳5需要具備規(guī)定的強(qiáng)度。因而，在本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置15中，在圖1(b)中將一個(gè)引腳5中的樹(shù)脂填充部6c彼此的間隔L2設(shè)為L(zhǎng)2 ^ O. 4mm。該樹(shù)脂填充部6c彼此的間隔L2雖然根據(jù)引腳5的材質(zhì)、寬度及長(zhǎng)度而不同，但希望至少L2彡O. 4_。在此，間隔L2和引腳5中的設(shè)置了切口部5a的部分的寬度大致相等。通過(guò)設(shè)為L(zhǎng)2 ^ O. 4_，從而引腳5可以具備規(guī)定的強(qiáng)度，并且可以抑制設(shè)置了切口部5a的引腳5的高電阻化。在此，一般而言引腳5的寬度LI為L(zhǎng)1 = O. 5謹(jǐn)以上且2. Omm以下。再有，在本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置15中，為了盡可能地延長(zhǎng)相鄰的引腳5彼此的爬電距離，相對(duì)于引腳5的突出長(zhǎng)度L3 = 2. Omm以上且5. Omm以下而言，將樹(shù)脂填充部6c的長(zhǎng)度L4最大設(shè)為L(zhǎng)4 = 2. 0mm。另外，如果引腳5具備足夠的強(qiáng)度，則如圖1(b)所示，樹(shù)脂填充部6c可以設(shè)置在引腳5的兩側(cè)面。如果在相鄰的引腳5的至少一方設(shè)置樹(shù)脂填充部6c，則可以延長(zhǎng)引腳5彼此之間的爬電距離。然而，在想盡可能地延長(zhǎng)爬電距離的情況下，希望在一個(gè)引腳5的兩側(cè)面設(shè)置樹(shù)脂填充部6c。此外，配置于外裝體6內(nèi)的切口部5a的長(zhǎng)度L5 (參照?qǐng)D4 (a))只要比混合摻雜于樹(shù)脂材料中的填料的直徑還大即可。在本實(shí)施方式中，作為一例設(shè)定為L(zhǎng)5 > 20μπι。再有，如圖4(b)所示也可以使配置于外裝體6內(nèi)的切口部5a的壁面形狀向外裝體6的內(nèi)側(cè)傾斜而成為傾斜狀。還有，如圖4(c)所示，也可以設(shè)為階梯狀。通過(guò)將壁面形狀設(shè)為圖4(b)或圖4(c)所示的形狀，從而易于填充用于形成樹(shù)脂填充部6c的樹(shù)脂材料。如上所述，本實(shí)施方式O半導(dǎo)體裝置15在成為外部端子的引腳5中，在與外裝體6之間的邊界部分預(yù)先形成切口部5a。而且，在該切口部5a設(shè)置有被填充了構(gòu)成外裝體6的樹(shù)脂材料的樹(shù)脂填充部6c。由此，為了提高半導(dǎo)體裝置中的電絕緣性，不需要現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)中所需的外裝體外周部的凹狀結(jié)構(gòu)。因而，也可以使構(gòu)成半導(dǎo)體裝置的外裝體的外形尺寸小型化。進(jìn)而，本實(shí)施方式涉及的半導(dǎo)體裝置15由于外裝體6的形狀簡(jiǎn)單，故可以簡(jiǎn)化用于制作外裝體6的模具的結(jié)構(gòu)。另外，在本實(shí)施方式中，被填充到樹(shù)脂填充部6c的樹(shù)脂材料是在注入構(gòu)成外裝體6的樹(shù)脂材料時(shí)而被填充的。因此，構(gòu)成外裝體6的樹(shù)脂材料和構(gòu)成樹(shù)脂填充部6c的樹(shù)脂材料在組成上是相同的。然而，作為本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置15的一個(gè)變形例，也能在注入構(gòu)成外裝體6的樹(shù)脂材料之前預(yù)先將樹(shù)脂材料填充到各切口部5a。這樣也能向各切口部5a填充具有與構(gòu)成外裝體6的樹(shù)脂材料不同的組成的樹(shù)脂材料、例如低介電常數(shù)的絕緣性樹(shù)脂材料、或散熱性高的絕緣性樹(shù)脂材料。通過(guò)將低介電常數(shù)的絕緣性樹(shù)脂材料填充到切口部5a，從而可以提高樹(shù)脂填充部6c的絕緣性。再有,通過(guò)將散熱性高的絕緣性樹(shù)脂材料填充到切口部5a，從而可以提高樹(shù)脂填充部6c的散熱性。(制造方法)以下，參照?qǐng)D6 圖10對(duì)本實(shí)施方式涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一例進(jìn)行說(shuō)明。首先，如圖6所示將在上表面臨時(shí)粘接了絕緣薄片10的散熱板2以絕緣薄片10為上的方式載置到下模具12的底面上。接著，分別固定粘接功率元件I及控制元件4，并將通過(guò)金屬部件及金導(dǎo)線而連接的引腳框3按照第I芯片焊盤(pán)部9的下表面9b與絕緣薄片10相接的方式載置到下模具12上。此時(shí)，如圖4所示，在與控制元件4直接連接的引腳5上預(yù)先形成切口部5a。在形成切口部5a時(shí)，例如可以采用機(jī)械的沖壓法、或化學(xué)的蝕刻法。另外圖6 圖10是與圖5同等的剖視圖，省略金屬部件21及金導(dǎo)線22的圖示。如圖6所示，在與下模具12對(duì)應(yīng)的上模具13形成模具插入銷13A。在此，在流入樹(shù)脂材料并填充了樹(shù)脂材料時(shí)，在本實(shí)施方式中按照該樹(shù)脂材料不會(huì)從切口部5a溢出的方式將成為外部端子的引腳5的側(cè)面?zhèn)鹊那锌诓?a的端部配置在上模具13與下模具12的夾緊位置。S卩，切口部5a配置于被上模具13與下模具12圍起來(lái)的空間內(nèi)。通過(guò)這樣配置，從而在樹(shù)脂材料的填充時(shí)該樹(shù)脂材料不會(huì)從切口部5a溢出，可以 將樹(shù)脂填充部6c形成在所期望的位置上。接下來(lái)，如圖7所示，使上模具13向下模具12下降，利用上模具13與下模具12從上下方向夾緊引腳框3。在此，設(shè)置于上模具13的多個(gè)模具插入銷13A被配置在引腳框3中的第I芯片焊盤(pán)部9的上方。因此，若使上模具13下降，利用上模具13與下模具12從上下方向夾緊引腳框3，則通過(guò)各模具插入銷13A，將被載置于散熱板2之上的引腳框3的第I芯片焊盤(pán)部9向下方被按壓。其結(jié)果是，粘貼在引腳框3的第I芯片焊盤(pán)部9的下表面9b上的散熱板2被壓向下模具12。由此，如圖7所示多個(gè)模具插入銷13A中的至少一個(gè)模具插入銷13A在俯視的情況下配置于功率元件I與控制元件4之間。此時(shí)，設(shè)置于功率元件I與控制元件4之間的模具插入銷13A具有從與引腳框3的第I芯片焊盤(pán)部9的接觸面向上方擴(kuò)展的圓錐臺(tái)形狀(truncated cone)。其中，模具插入銷13A的形狀也可以是棱錐臺(tái)形狀(truncatedpyramid)。接下來(lái)，作為樹(shù)脂注入工序，利用傳遞模塑法，例如將環(huán)氧樹(shù)脂構(gòu)成的密封用樹(shù)脂材料注入到上模具13與下模具12之間。通過(guò)注入樹(shù)脂材料，從而如圖8所示，形成按照包括引腳框3的模具的內(nèi)側(cè)部分在內(nèi)并覆蓋功率元件I、控制元件4、及散熱板2的側(cè)面的方式進(jìn)行密封的外裝體6。此時(shí)，散熱板2被模具插入銷13A向下模具12按壓，因此被注入的樹(shù)脂材料不會(huì)進(jìn)入散熱板2的下表面2b側(cè)。在該樹(shù)脂注入工序中，向在從外裝體6側(cè)面突出的規(guī)定的引腳5上預(yù)先形成的切口部5a填充所注入的樹(shù)脂材料，從而組成與外裝體6相同的樹(shù)脂填充部6c和外裝體6 —體地形成。另外，在本實(shí)施方式的制造方法中，在樹(shù)脂密封后的散熱板2的下表面2b并不存在所注入的樹(shù)脂材料。結(jié)果是，自功率元件I經(jīng)由散熱板2而向外裝體6外側(cè)的散熱有效地進(jìn)行。此外，通過(guò)利用各模具插入銷13A來(lái)按壓第I芯片焊盤(pán)部9的上表面9a，從而各模具插入銷13A向第I芯片焊盤(pán)部9的上表面9a突入少許。因而，樹(shù)脂材料不會(huì)流入到各模具插入銷13A和第I芯片焊盤(pán)部9的接觸面。再有，在本實(shí)施方式的制造方法中，在樹(shù)脂密封工序中由于從下模具12及上模具13的傳遞的熱量而使配置在引腳框3的第I芯片焊盤(pán)部9和散熱板2之間的絕緣薄片10的粘接層(未圖示)熔融，并進(jìn)一步固化。因而，絕緣薄片10和引腳框3的第I芯片焊盤(pán)部9的下表面9b及散熱板2的粘接變得更加牢固。接下來(lái)，如圖9所示使樹(shù)脂材料固化而進(jìn)行了樹(shù)脂密封之后，若使上模具13上升，則在外裝體6中的各模具插入銷13A被插入的位置處，分別形成從引腳框3的第I芯片焊盤(pán)部9向上方擴(kuò)展的開(kāi)口部6A。由于各模具插入銷13A為圓錐臺(tái)形狀，故各開(kāi)口部6A也為圓錐臺(tái)形狀，因此各模具插入銷13A容易自外裝體6拔出。此時(shí)。各開(kāi)口部6A的底面并未附著密封用樹(shù)脂材料，引腳框3的第I芯片焊盤(pán)部9露出。各開(kāi)口部6A可以根據(jù)用途或目的而容易地填充樹(shù)脂材料，也能填充樹(shù)脂材料來(lái)堵塞各開(kāi)口部6A。這樣，可以制造圖10所示的半導(dǎo)體裝置15。如上所述，在本實(shí)施方式中，在從外裝體6側(cè)面的突出的外部端子、即引腳5上預(yù)先設(shè)置切口部5a，在該切口部5a中填充與密封用樹(shù)脂材料相同的樹(shù)脂材料來(lái)形成樹(shù)脂填充部6c。如此，通過(guò)在引腳5形成樹(shù)脂填充部6c，從而可以提高接近配置的引腳5彼此的電絕緣性，并且可以使外裝體6的外形尺寸小型化。進(jìn)而，可以簡(jiǎn)化制作外裝體6的模具的結(jié)構(gòu)。工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明涉及的半導(dǎo)體裝置及其制造方法可以適用于IGBT組件或智能功率組件(IPM)等的半導(dǎo)體裝置。符號(hào)說(shuō)明I功率元件2散熱板2b 下表面2c 側(cè)面3引腳框4控制元件5 引腳(lead)5a 切口部5b 堤壩6外裝體6a 上表面6b 下表面6c樹(shù)脂填充部6d 溝槽6A 開(kāi)口部8 釬料9第I芯片焊盤(pán)部9a 上表面9b 下表面10絕緣薄片11第2芯片焊盤(pán)部
Ila 上表面12下模具13上模具13A模具插入銷14堤壩切斷用刀刃
21金屬部件22金導(dǎo)線
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，其具備形成有切口部的引腳；芯片焊盤(pán)部；由所述芯片焊盤(pán)部保持的第I元件；以及對(duì)包括所述第I元件在內(nèi)的芯片焊盤(pán)部及所述引腳的內(nèi)側(cè)端部進(jìn)行密封且由樹(shù)脂材料構(gòu)成的外裝體，所述切口部被配置于所述引腳中的包括與所述外裝體的邊界部分在內(nèi)的區(qū)域，并且被填充了樹(shù)脂材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體裝置，其中，被填充在所述切口部中的樹(shù)脂材料和構(gòu)成所述外裝體的樹(shù)脂材料在組成上是相同的。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述切口部形成于相鄰的引腳彼此至少一方上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述切口部形成在一個(gè)弓I腳的兩側(cè)面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 4中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，其中，被填充于所述切口部的樹(shù)脂材料和構(gòu)成所述外裝體的樹(shù)脂材料一體地形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求I 5中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述第I元件是功率元件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體裝置，其中，該半導(dǎo)體裝置還具備控制元件，該控制元件是對(duì)所述功率元件進(jìn)行控制的第2元件， 形成有所述切口部的引腳和所述控制元件連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求I 7中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，其中，在所述引腳上，所述切口部形成得比形成于所述引腳上的堤壩還靠?jī)?nèi)側(cè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I 7中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，其中，在被填充于所述切口部間的樹(shù)脂材料中形成了與所述引腳的突出方向平行的溝槽。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述溝槽的一部分被配置在所述外裝體的內(nèi)部。
11.根據(jù)權(quán)利要求I 10中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，其中，在一個(gè)引腳上，由被填充于所述切口部的樹(shù)脂材料組成的樹(shù)脂填充部彼此的間隔為 O. 4mm以上。
12.根據(jù)權(quán)利要求I 11中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述切口部的一部分被配置在所述外裝體內(nèi)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置，其中，被配置在所述外裝體內(nèi)的所述切口部的長(zhǎng)度要比混合摻雜在所述樹(shù)脂材料中的填料的直徑大。
14.根據(jù)權(quán)利要求I 13中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述切口部?jī)?nèi)側(cè)的形狀為傾斜狀或階梯狀。
15.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，準(zhǔn)備保持第I元件的芯片焊盤(pán)部和具有切口部的引腳；通過(guò)將所述引腳的切口部配置到模具的夾緊位置，并向所述模具注入密封用的樹(shù)脂材料，從而利用所述樹(shù)脂材料對(duì)包括所述第I元件在內(nèi)的芯片焊盤(pán)部及所述引腳的內(nèi)側(cè)端部進(jìn)行密封。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，通過(guò)將所述引腳的切口部配置到所述模具的夾緊位置，并將所述樹(shù)脂材料注入到所述模具內(nèi)，從而在形成于所述引腳的切口部中填充所述樹(shù)脂材料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體裝置，其具有形成有切口部(5a)的引腳(5)、芯片焊盤(pán)部(11)、芯片焊盤(pán)部(11)所保持的功率元件(1)、對(duì)包括功率元件(1)在內(nèi)的芯片焊盤(pán)部(11)及引腳(5)的內(nèi)側(cè)端部進(jìn)行密封且由樹(shù)脂材料構(gòu)成的外裝體(6)。切口部(5a)被配置于引腳(5)中的包括與外裝體(6)的邊界部分在內(nèi)的區(qū)域，并且被填充有樹(shù)脂材料。
文檔編號(hào)H01L25/18GK102934225SQ201280001500
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月15日
發(fā)明者南尾匡紀(jì) 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社