半导体装置及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及半导体装置及半导体装置的制造方法。本发明特别设及包含有开关元 件等功率器件且用于逆变器等功率转换用途的半导体装置。
【背景技术】
[0002] 太阳能发电系统的功率调节器、家用电器或EV(电动汽车）用电动机的旋转控制 会用到作为半导体装置之一的功率器件。该功率器件的单个封装产品正在增加，其目的是 为了减小安装面积、缩短半导体元件之间的距离W提高性能、或减轻用户方的设计负担。单 个封装是指将多个功率器件收在一个封装中从而实现模块化。单个封装的产品被称为功率 模块。
[0003] 树脂密封型的功率模块例如使用传递模塑法来进行组装。
[0004] 例如专利文献1中公开了使用该传递模塑法的半导体装置。图5中示出了专利文 献1所设及的现有半导体装置100的简要剖视图。
[0005] 在图5所示的半导体装置100中，2个功率半导体元件103a、103b通过接合材料 102而接合在引线框101上。
[0006] 功率半导体元件103b与另一功率半导体元件103a或引线框101使用例如由A1 构成的接合线104实现电连接。该半导体装置100还具有从密封树脂106露出来的散热板 105。
[0007] 为了使流过电流的引线框101和散热板105之间电绝缘，在两者之间形成绝缘层 107。该绝缘层107使用填充了陶瓷填料的环氧树脂制的绝缘片材。
[0008] 若是例如家庭用的功率调节器，则引线框101与散热板105之间所要求的绝缘耐 压为2. 5KV。此时，绝缘层107的厚度设定为例如0. 15~0. 3mm。
[0009] 另外，还要求半导体装置100自身小型化。为此，提出了使引线框101与散热板 105的尺寸基本相同来减小半导体装置100的技术方案。然而，在引线框101与散热板105 的尺寸基本相同的情况下，若密封树脂106的内部存在空气层108 (参照图6(a)、图6化)）， 则可能导致绝缘耐压变差。
[0010] 关于该一点，利用图6(a)、图6(b)来进行说明。
[0011] 图6(a)、图6(b)是半导体装置的内部剖视图，是表示引线框101、散热板105和绝 缘层107的配置关系的简要剖视图。图6(a)表示引线框101与散热板105尺寸相同的情 况。图6(b)表示散热板105比引线框101要大的情况。图6(a)是表示散热板105的边缘 附近存在有空气层108的情况的图。该空气层108是例如在密封工序中因树脂流动而产生 的空隙等。由于控制空隙的产生位置、大小是十分困难的，因此可能如图6(a)那样导致引 线框101的边缘与散热板105的边缘通过空气层108相连。由于空气的绝缘耐压约为3KV/ mm左右，因此在施加2. 5KV电压的情况下，该空气层108所在的位置会发生绝缘破坏，从而 可能导致有电流从引线框101流入散热板105。在使用时，散热板105 -般安装到A1散热 器等，但如果发生了绝缘破坏，电流就很有可能流到A1散热器中。
[001引因此，专利文献1的半导体装置101中，如图6(b)所示，通过使引线框101与散热 板105的边缘隔开配置，从而即使存在空气层108,也能利用物理上的距离来确保绝缘可靠 性。
[0013] 另外，专利文献2中，如图7所示，公开了如下半导体装置201 ;使用被绝缘覆盖部 202所覆盖的散热板203和载放了器件205的连接端子204,并将该散热板203与连接端子 204相连接。专利文献2的半导体装置201中，散热板203的边缘部分被绝缘覆盖部202所 覆盖，因此即使产生例如前文所述的空气层108,也能够确保绝缘可靠性。 现有技术文献 专利文献
[0014] 专利文献1 ;日本专利第4146785号公报 专利文献2 ;日本专利第4732789号公报
【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0015] 然而，在专利文献1的结构中，必须使散热板105大于引线框101，从而难W实现半 导体装置100的小型化。而专利文献2的结构中，需要预先用绝缘覆盖部202覆盖散热板 203,因此有时在制造上较为困难。
[0016] 本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种制造容易且能实现小 型化的半导体装置。 解决技术问题所采用的技术方案
[0017] 本发明的半导体装置的特征在于，包括：搭载有半导体元件的第1基板、散热板、 配置在所述第1基板与所述散热板之间的绝缘层、W及对所述第1基板和所述散热板及所 述绝缘层进行密封的密封树脂，所述散热板的与所述绝缘层相反一侧的第1面从所述密封 树脂露出，所述绝缘层具有向所述第1面侧弯曲的弯曲区域，且其端部存在于所述密封树 脂内。
[0018] 本发明的半导体装置的制造方法的特征在于，将搭载有半导体元件的第1基板、 绝缘层和散热板W所述绝缘层的弯曲区域从所述散热板伸出的状态配置在模具内，并向所 述模具内注入密封树脂，在所述绝缘层的弯曲区域向所述散热板的与所述绝缘层相反一侧 的第1面侧弯曲的状态下，使所述密封树脂固化。 发明效果
[0019] 根据本发明的半导体装置，能够容易地制造，并能实现半导体装置的小型化。
【附图说明】
[0020] 图1(a)是表示本发明的实施方式1的半导体装置的内部俯视图，图1(b)是表示 半导体装置的内部剖视图。 图2是表示本发明的实施方式1的半导体装置的电路图。 图3(a)~（e)是表示本发明的实施方式1的半导体装置的制造工序的概要图。 图4是表示本发明的实施方式2的半导体装置的内部剖视图。 图5是表示现有半导体装置的简要剖视图。 图6(a)是表示专利文献1的半导体装置中引线框与散热板具有相同尺寸时的简要剖 视图，图6(b)是表示专利文献1的半导体装置中散热板大于引线框时的简要剖视图。 图7是专利文献2的半导体装置的简要剖视图。
【具体实施方式】
[0021] 下面，基于图1~图4,对本发明的各实施方式进行说明。
[0022] 在本说明书的实施方式中，对二合一（2inl)模块进行说明。二合一模块是指在一 个模块内内置有作为逆变器基本结构单元的1条臂的2个晶体管。
[0023] (实施方式1) 图1(a)是本发明的实施方式1的半导体装置的内部俯视图，图1化）是其内部剖视图。 半导体装置例如是功率模块。功率模块中搭载有多个功率半导体元件。功率半导体元件是 半导体元件的一个例子，例如为进行开关的IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor; 绝缘栅双极型晶体管）、M0S阳T(Metal-Oxide-SemiconductorFieldEffectTransistor; 金属氧化物半导体场效应晶体管）。
[0024] 本实施方式1的半导体装置的引线框1上，通过接合材料10而搭载有多个功率半 导体元件2。引线框1是第1基板的一个例子。引线框1的材质为例如化或化类合金。接 合材料10从散热性的观点出发，为例如Sn-Ag-化焊料。本实施方式1的半导体装置中，功 率半导体元件2是2个IGBT2a与2个FWD(化eeWheelingDiode:续流二极管）2b。引线 框1和IGBT2a、FWD化各自的电极分别通过接合线3 (3a、3b)而连接。连接IGBT2a与FWD化 的接合线3a是例如为左右的侣线。由于通常IGBT2a的表面电极为发射极，FWD化 的表面电极为阳极，因此将IGBT2a与FWD化反向并联连接。此时，IGBT2a的集电极与FWD化 的阴极为背面电极。此外，在IGBT2a的表面除了发射极之外，还存在栅极电极。该栅极电 极与引线框1通过接合线3b连接。由于栅极驱动时使用的电流相比于电力线非常小，因此 接合线3b为例如(pl50|am左右的侣线。另外，在本实施方式1的半导体装置中，引线框1、 功率半导体元件2、接合线3都被密封树脂4覆盖。而正极侧功率端子5、负极侧功率端子 6、输出侧功率端子7、正极侧控制端子8、负极侧控制端子9从密封树脂4露出W与外部进 行连接。密封树脂4的材料使用例如适合用于传递模塑的环氧树脂。
[00巧]在引线框1下，隔着绝缘层11而配置有散热板12。绝缘层11可W使用例如绝缘 片材。散热板12是第2基板的一个例子。绝缘层11由具有绝缘性及粘接性的环氧树脂和 热传导用的陶瓷填料混合而成。陶瓷填料的材料例如使用BN(氮化棚）时，由于其热传导 性要高于氧化侣等，因此从热传导性的观点来看是优选的。散热板12的材质例如与引线框 1的一样，为化或化类合金，为了提高热传导