特許 6299372 半導体装置およびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6299372

(24)【登録日】2018年3月9日

(45)【発行日】2018年3月28日

(54)【発明の名称】半導体装置およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/29 20060101AFI20180319BHJP

   H01L 23/31 20060101ALI20180319BHJP

   H01L 21/56 20060101ALI20180319BHJP

【ＦＩ】

   H01L23/30 B

   H01L21/56 E

   H01L21/56 R

【請求項の数】9

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-86540(P2014-86540)

(22)【出願日】2014年4月18日

(65)【公開番号】特開2015-207632(P2015-207632A)

(43)【公開日】2015年11月19日

【審査請求日】2017年3月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005234

【氏名又は名称】富士電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100161562

【弁理士】

【氏名又は名称】阪本 朗

(72)【発明者】

【氏名】仲俣 祐子

(72)【発明者】

【氏名】市村 裕司

【審査官】 木下 直哉

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１２／１７２８６２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０００６９９１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−０１４８６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２７９３８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−１２４０５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１６３７０９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２３／２８−２３／３１

Ｈ０１Ｌ ２１／５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＡＭＢ基板と、
前記ＡＭＢ基板に電気的に接続された半導体チップと、
前記半導体チップと電気的に接続された外部端子と、
前記ＡＭＢ基板、前記半導体チップ、前記外部端子の一部を封止し、着色剤を含有しない樹脂であって、ガラス転移温度が２１０℃以上である第１樹脂組成物と、
前記第１樹脂組成物の表面を被覆し、前記第１樹脂組成物より高いガラス転移温度を有し、着色剤を含有する第２樹脂組成物と、
を備えることを特徴とする半導体装置。

【請求項2】

請求項１に記載の半導体装置において、
前記第２樹脂組成物のガラス転移温度が２３５℃以上であることを特徴とする半導体装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の半導体装置において、
前記第２樹脂組成物の厚さが、１００μｍ以上、５００μｍ以下であることを特徴とする半導体装置。

【請求項4】

ＡＭＢ基板、前記ＡＭＢ基板に電気的に接続された半導体チップ、前記半導体チップと電気的に接続された外部端子の一部を、着色剤を含有しない樹脂組成物であってガラス転移温度が２１０℃以上である第１樹脂組成物で封止する第１工程と、
前記第１工程後、前記第１樹脂組成物より高いガラス転移温度を有し、着色剤を含有する第２樹脂組成物の樹脂粉体で前記第１樹脂組成物の表面を流動浸漬法により被覆する第２工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。

【請求項5】

請求項４に記載の半導体装置の製造方法において、
前記流動浸漬法に用いられる前記樹脂粉体の粒径分布は、直径４０μｍより大きい前記樹脂粉体を２５重量％以下、かつ、直径３０μｍより小さい前記樹脂粉体を２５重量％以下であることを特徴とする半導体装置の製造方法。

【請求項6】

請求項４または５に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１工程の第１樹脂組成物の封止温度は、前記第２工程の第２樹脂組成物の被覆温度より高いことを特徴とする半導体装置の製造方法。

【請求項7】

請求項６に記載の半導体装置の製造方法において、
前記樹脂粉体が、熱硬化性樹脂を主成分とすることを特徴とする半導体装置の製造方法。

【請求項8】

請求項７に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１樹脂組成物に用いられる樹脂がエポキシ樹脂であり、
前記第２樹脂組成物に用いられる前記熱硬化性樹脂が、マレイミド変性エポキシ樹脂、マレイミド変性フェノール樹脂もしくはマレイミド樹脂のいずれか一つであることを特徴とする半導体装置の製造方法。

【請求項9】

前記請求項４または５に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１工程と前記第２工程との間に、前記外部端子の前記第１樹脂組成物で被覆されなかった部分の少なくとも一部を被覆材で覆う第３工程と、
前記第２工程の後に前記被覆材を剥離する第４工程と、
を備え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】

この発明は、パワー半導体モジュールなどの半導体装置およびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

図３は、従来の半導体装置２００の要部断面図である。半導体装置２００は、樹脂封止構造の半導体装置である。この半導体装置２００は、ＡＭＢ（Ａｃｔｉｖｅ Ｍｅｔａｌ Ｂｒａｚｉｎｇ）基板１と、ＡＭＢ基板１のおもて側の厚銅板３上にはんだ１０で電気的に接続した半導体チップ１１を備える。さらに、半導体チップ１１の上方には、絶縁板６と、絶縁板６のおもて側に配置された銅板７と、絶縁板６の裏側に配置された銅板８と、を備えた絶縁回路基板５が配置されている。絶縁回路基板５の銅板７、８は、銅ピン９とはんだ１２を介して半導体チップ１１と電気的に接続されている。そして、外部端子１３が、厚銅板３上にはんだ１４で電気的に接続されている。ＡＭＢ基板１裏面の厚銅板４の下面と外部端子１３の一部を除いて、ＡＭＢ基板１と絶縁回路基板５と外部端子１３と銅ピン９と半導体素子１１と各はんだ１０，１２，１４は、樹脂組成物２０で封止されている。ＡＭＢ基板１は、セラミック基板５２のおもて側、裏側に厚銅板３，４をＡＭＢ法で接合した放熱用の絶縁基板であり、おもて側の厚銅板３には回路配線となるパターンが形成されている。絶縁回路基板５はポリイミドなどの絶縁板６のおもて側と裏側に固着した銅板７，８と、裏側の銅板８に固着した銅ピン９で構成され、銅ピン９がはんだ１２で半導体チップ１１に固着されている。前記の樹脂組成物２０により、半導体チップ１１、ＡＭＢ基板１、絶縁回路基板５および外部端子１３の相互間の絶縁性が確保されている。
半導体装置２００は図示しない冷却体に取り付けられ放熱される。この場合、裏側の厚銅板４と冷却体との隙間を埋めて伝熱性を確保するために、一般にシリコーン系の放熱グリスを塗布している。また、放熱グリスの代わりに熱伝導シートを用いることもある。
上記のように、従来の半導体装置２００は、樹脂組成物２０が用いられているが、製品に特長を出すため樹脂組成物２０の色をさまざまに変える要望がある。さらに、樹脂組成物２０に求められる特性としては、家電製品などから電力関連機器などへ大容量化が進むにつれて、耐熱性の向上が求められている。

【0003】

また、特許文献１では、半導体素子が金属リードフレームのインナーリード又は有機回路基板の回路とワイヤーで接続された半導体装置において、ワイヤーの周囲部を液状樹脂組成物の硬化物（第１の樹脂）で封止し、更にその上から固形の樹脂組成物の硬化物（第２の樹脂）で封止することで、導電性異物に起因する電気的短絡不良を防止することが記載されている。また、液状樹脂組成物と固形の樹脂組成物のそれぞれのガラス転移温度Ｔｇは、１００℃と１３０℃であることが記載されている。

【0004】

また、特許文献２では、基板と、前記基板の少なくとも一方側に設けられる半導体素子と、前記基板、半導体素子、前記半導体素子との間を充填する第１の樹脂組成物を硬化させて得られる第１の樹脂と、前記基板および前記第１の樹脂を覆い、前記第１の樹脂組成物を硬化した後に、第２の樹脂組成物を硬化させて得られる第２の樹脂を有している半導体装置が記載されている。そして、第１の樹脂と第２の樹脂との接着強度が、室温で１８ＭＰａ以上であることが記載されている。

【0005】

また、特許文献３では、樹脂封止型半導体装置の樹脂表面を導電性被膜で被覆することで、樹脂封止型半導体装置の帯電防止した半導体装置が記載されている。また、半導体を絶縁体モールド（第１の樹脂）で封止後、着色された導電性被膜をコーティングすると色で種類を判断できることが記載されている。

【0006】

また、特許文献４では、半導体素子、リード、さらにこれらの両者を接続するボンディングワイヤを含む本体構成部を一体的に封止する第１の封止樹脂体と、この第１の封止樹脂体の外周部の少なくとも一部を被覆するように形成された第２の封止樹脂体とを具備し、前記第１の封止樹脂体の線膨張率よりも、前記第２の封止樹脂体の線膨張率が小さくされるように、前記第１のおよび第２の封止樹脂体が選定されるようにした半導体装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００８−２３５６６９号公報

【特許文献2】特再公表２０１０−２９７２６号公報

【特許文献3】特開平５−２４３４２５号公報

【特許文献4】特開平４−９２４５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

従来の半導体装置２００で着色された樹脂組成物２０の色を変更するには、例えば、顔料を添加した樹脂を用いて、高価なトランスファー法により樹脂組成物２０を成型する方法が行われる。しかし、樹脂への顔料添加により、樹脂の不純物濃度が上がり腐食の可能性が高まり、樹脂組成物２０の耐湿性が低下するという問題が発生する。また、前記したように、現状の樹脂組成物２０の耐熱性は必ずしも要望を十分に満足していない。
耐湿性および耐熱性が低い樹脂組成物２０で被覆された半導体装置２００が、高温環境下に晒されると、樹脂組成物２０に割れ、カケまたは剥離などが生じて絶縁破壊を起こす可能性がある。

【0009】

また、特許文献１では、第１樹脂および第２樹脂のガラス転移温度Ｔｇが１００℃、１３０℃と低いために、耐熱性が低いものと推測される。

【0010】

また、特許文献２では、第１の樹脂と第２の樹脂の接着強度を高めることは記載されているが、樹脂のガラス転移温度Ｔｇが低く耐熱性が低いものと推測される。

【0011】

また、特許文献３では、第２の樹脂は導電性であり、絶縁性が要求される樹脂には用いられない。

【0012】

前記の特許文献１〜４では、樹脂組成物の表面に色をつけるために、樹脂組成物よりもガラス転移温度Ｔｇが高く絶縁性の樹脂粉体と、着色剤とを含んだ混合物で樹脂組成物の表面に絶縁被膜にさらに形成することについては記載されていない。

【0013】

この発明の目的は、前記の課題を解決して、安価な設備で樹脂組成物２０の色の変更ができて、耐熱性の向上を図ることができる半導体装置およびその製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0014】

前記の目的を達成するために、本発明の第１の態様は、ＡＭＢ基板と、前記ＡＭＢ基板に電気的に接続された半導体チップと、前記半導体チップと電気的に接続された外部端子と、前記ＡＭＢ基板、前記半導体チップ、前記外部端子の一部を封止し、着色剤を含有しない樹脂であって、ガラス転移温度が２１０℃以上である第１樹脂組成物と、前記第１樹脂組成物の表面を被覆し、前記第１樹脂組成物より高いガラス転移温度を有し、着色剤を含有する第２樹脂組成物と、を備える。着色剤を含まない第１樹脂組成物で絶縁基板と半導体チップと外部端子を封止することで、第１樹脂組成物の内部に封止された部品が腐食が防止されることを防止でき、第１樹脂組成物より高いガラス転移温度を有し着色剤を含有する第２樹脂組成物で第１樹脂組成物を被覆することで、半導体装置の表面の色を容易に変更でき、半導体装置の耐湿性と耐熱性を高めることができる。
なお、ガラス転移温度の測定は、ＴＭＡ（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ）法にて測定した。第１樹脂組成物のガラス転移温度が２１０℃未満であると耐熱性が低く、例えば、半導体素子の最高動作温度が１７５℃や２００℃である場合に対応できないという問題がある。例えば、第１樹脂組成物のガラス転移温度の上限は、２３０℃以下であることが望ましい。例えば、第１樹脂組成物としてエポキシ樹脂を用いる場合、第１樹脂組成物のガラス転移温度が２３０℃を超えるものを製造することが困難である。エポキシ樹脂は、２３０℃を超えるとエポキシ樹脂に添加されている難燃剤が昇華したり、エポキシ樹脂のＣ−Ｏ結合が切断されて樹脂が劣化し、樹脂が割れたり、欠けたりする問題が生じる可能性がある。

【0015】

また、本発明の第２の態様は、前記第１の態様において、前記第２樹脂組成物のガラス転移温度が、２３５℃以上である。第２樹脂組成物のガラス転移温度が第１樹脂組成物のガラス転移温度より高いので、前記第２樹脂組成物で覆われていない半導体装置よりも、耐熱性を向上できる。第２樹脂組成物のガラス転移温度が２３５℃未満であると上記と同様に耐熱性が不十分という問題がある。第２樹脂組成物のガラス転移温度は、３５０℃以下が望ましい。

【0016】

また、本発明の第３の態様は、前記第１または第２の態様において、前記第２樹脂組成物の厚さを、１００μｍ以上、５００μｍ以下にすることである。そうすれば、第１樹脂組成物を第２樹脂組成物で良好に被覆でき、また第２樹脂組成物の厚みムラの少ない被覆ができる。前記第２樹脂組成物の厚さが、１００μｍ未満では、下地の第１樹脂組成物１５が露出する個所が発生し易い。一方、５００μｍ超では、厚さにムラができ易く商品価値が低下する。そのため、さらに好ましくは、２００μｍ以上３００μｍ以下程度がよい。また、本発明の第４の態様の半導体装置の製造方法は、ＡＭＢ基板、前記ＡＭＢ基板に電気的に接続された半導体チップ、前記半導体チップと電気的に接続された外部端子の一部を、着色剤を含有しない樹脂組成物であってガラス転移温度が２１０℃以上である第１樹脂組成物で封止する第１工程と、前記第１工程後、前記第１樹脂組成物より高いガラス転移温度を有し、着色剤を含有する第２樹脂組成物の樹脂粉体で前記第１樹脂組成物の表面を流動浸漬法により被覆する第２工程と、を含む。第２樹脂組成物が厚い場合は、第２樹脂組成物を成形するために金型を作成する必要があったが、本発明の方法の構成によれば、第２樹脂組成物を流動浸漬法で作成していることから、第２樹脂組成物を成形するための金型を作成する必要が無く、製造コストを低減できる。そして、高耐熱性であるため高価である第２樹脂組成物を樹脂粉体とし、第１樹脂組成物の表面を薄く被覆させているため、第２樹脂組成物の使用量を低減できるので、製造コストを低減できる。

【0017】

また、本発明の第５の態様は、前記第４の態様において、前記流動浸漬法に用いられる前記樹脂粉体の粒径分布は、直径４０μｍより大きい前記樹脂粉体を２５重量％以下、かつ、直径３０μｍより小さい前記樹脂粉体を２５重量％以下である。この構成によれば、第２樹脂組成物による樹脂被膜を良好に形成できる。

【0018】

また、本発明の第６の態様は、前記第４または第５の態様において、前記第１工程の第１樹脂組成物の封止温度は、前記第２工程の第２樹脂組成物の被覆温度より高い。この構成によれば、半導体装置の内部は、さまざまな部品があるため樹脂の流動性が高いことが望ましいため、より高温にされており、半導体装置の外側は、高い流動性を要しない粉体樹脂を使った流動浸漬法であるため、内部に使用される第1樹脂組成物より低い温度で第２樹脂組成物を形成できる。第２樹脂組成物よる樹脂被膜を形成する温度が低いので、製造コストを低減できる。

【0019】

また、本発明の第７の態様は、前記第６の態様において、前記樹脂粉体が、熱硬化性樹脂を主成分としているとよい。

【0020】

また、本発明の第８の態様は、前記第７の態様において、前記第１樹脂組成物に用いられる樹脂がエポキシ樹脂であり、前記第２樹脂組成物に用いられる前記熱硬化性樹脂が、マレイミド変性エポキシ樹脂、マレイミド変性フェノール樹脂もしくはマレイミド樹脂のいずれか一つであるとよい。

【0021】

また、本発明の第９の態様は、前記第４または第５の態様において、前記第１工程と前記第２工程との間に、前記外部端子の前記第１樹脂組成物で被覆されなかった部分の少なくとも一部を被覆材で覆う第３工程と、前記第２工程の後に前記被覆材を剥離する第４工程と、を備える。このような方法によれば、外部端子の第１樹脂組成物で被覆されなかった部分が被覆材で覆われているので、第２工程で第２樹脂組成物が付着しても第４工程で被覆材を剥離させるので、外部端子の露出表面を良好に形成することができる。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、簡便な設備で半導体装置の樹脂の外観色を変更でき、耐熱性の向上を図ることができ、製造コストを低減できる半導体装置および半導体装置の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明に係る一実施例の半導体装置の要部断面図である。

【図2】図１の半導体装置の製造方法を説明する工程図である。

【図3】比較例１または２の半導体装置の要部断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

この発明の半導体装置１００は、ＡＭＢ（Ａｃｔｉｖｅ Ｍｅｔａｌ Ｂｒａｚｉｎｇ）基板１と、前記ＡＭＢ基板１に電気的に接続された半導体チップ１１と、前記半導体チップ１１と電気的に接続された外部端子１３と、前記ＡＭＢ基板１、前記半導体チップ１１、前記外部端子１３の一部を封止し、着色剤を含有しない樹脂であって、ガラス転移温度が２１０℃以上である第１樹脂組成物１５と、前記第１樹脂組成物１５の表面を被覆し、前記第１樹脂組成物１５より高いガラス転移温度を有し、着色剤を含有する第２樹脂組成物１６と、を備えている。
実施の形態を以下の実施例で説明する。尚、下記の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実施することができるものである。
（実施例）
図１は、本発明に係る一実施例の半導体装置１００の要部断面図である。半導体装置１００は、樹脂封止構造を有している。従来のパワー半導体モジュール５００との違いは、顔料などの着色剤を含有しない未着色の第１樹脂組成物１５で絶縁基板６や半導体チップ１１をモールド成型し、さらに成形された第１樹脂組成物１５の表面を、着色剤を含有する第２樹脂組成物１６で被覆した点である。第１樹脂組成物１５の色は、ナチュラル樹脂の樹脂自身の色であり、例えばベージュ色をしている。第２樹脂組成物１６で被覆される前の半導体装置１００を予め製作しておいて、必要な時に、作成途中の半導体装置１００を着色された第２樹脂組成物１６で被覆すれば、その都度毎に第１樹脂組成物１５自体に色付けするよりも容易にしかも安価に色を付けることができる。第１樹脂組成物１５および第２樹脂組成物１６には、無機充填材や、硬化剤や、架橋剤などの内、少なくとも１種類以上を含有していてもよい。

【0025】

半導体装置１００は、ＡＭＢ基板１と、絶縁回路基板５と、銅ピン９と、半導体チップ１１と、はんだ１０、１２、１４と、外部端子１３と、第１樹脂組成物１５と、第２樹脂組成物１６と、を備えている。
ＡＭＢ基板１は、セラミック板２と、セラミック板２の表側に厚銅板３と、セラミック板２の裏側に厚銅板４とを備えている。厚銅板３には回路配線パターンが形成されている。絶縁回路基板５は、絶縁板６と、絶縁板６の表側にある銅板７と、絶縁板６の裏側にある銅板８とを備えている。銅板７、８には、回路配線パターンが形成されている。絶縁回路基板５の銅板７，８には半導体チップ１１の主電流を流すので、絶縁回路基板５の銅板７，８の厚さは主電流の容量に応じた厚さを備えている。
半導体チップ１１の下面は、厚銅板３の上にはんだ１０を介して電気的に接続されている。半導体チップ１１の上面は、はんだ１２で銅ピン９と電気的に接続されている。銅ピン９は、絶縁回路基板５の銅板７、銅板８と電気的に接続されている。
外部端子１３は、厚銅板３の上に電気的に接続されており、厚銅板３とはんだ１０を介して半導体チップ１１と電気的に接続されている。

【0026】

第１樹脂組成物１５は、絶縁回路基板５と、銅ピン９と、半導体チップ１１と、はんだ１０、１２、１４と、外部端子１３とを封止している。ただし、外部端子１３の上部と、厚銅板４の下面は、第１樹脂組成物１５から露出している。
第２樹脂組成物１６は、外部端子１３の上部と、厚銅板４の下面を除いて、第１樹脂組成物の周囲を封止している。第２樹脂組成物１６に添加する着色剤を変えることで、半導体装置１００の表面の色を自由に変えることができる。
半導体装置１００は、第１樹脂組成物１５によって、内部に配置された半導体チップ１１、ＡＭＢ基板１、絶縁回路基板５および外部端子１３などの相互間の絶縁性が確保されている。

【0027】

半導体装置１００の放熱は、厚銅板４の下面に図示しない冷却体を取り付けて行われる。またこの場合に、厚銅板４の下面と冷却体の間に、シリコーン系の放熱グリスなどのサーマルコンパウンドを塗布し、伝熱性を向上させている。また、放熱グリスの代わりに熱伝導シートを用いることもある。
次に、本発明の半導体装置の製造方法の一実施例を説明する。
図２は、半導体装置１００ａの外表面に第２樹脂組成物１６を形成する方法を示した図である。図２（ａ）〜図２（ｃ）は、工程順に示した要部工程図である。
本発明の半導体装置の製造方法は、ＡＭＢ基板、前記ＡＭＢ基板に電気的に接続された半導体チップ、前記半導体チップと電気的に接続された外部端子の一部を、着色剤を含有しない樹脂組成物であってガラス転移温度が２１０℃以上である第１樹脂組成物で封止する第１工程Ｓ１と、前記第１工程後、前記第１樹脂組成物より高いガラス転移温度を有し、着色剤を含有する第２樹脂組成物の樹脂粉体で前記第１樹脂組成物の表面を流動浸漬法により被覆する第２工程Ｓ２と、を含むことを特徴とする。
より具体的には、まず、図２（ａ）の半導体装置１００ａのように、ＡＭＢ基板１と、絶縁回路基板５と、銅ピン９と、はんだ１０、１２、１４と、半導体チップ１１と、外部端子１３と、を備えた内部構造体が組み立てられ、この内部構造体がリフロー炉を通されてはんだ付けした。

【0028】

次に、第１工程Ｓ１では、図２（ａ）の半導体装置１００ａのように、顔料などの着色剤を配合しない樹脂（ガラス転移温度Ｔｇ＝２１０℃）である第１樹脂組成物１５で、例えば１８０℃でモールド成型して内部構造体を樹脂封止した。この段階で未着色の第１樹脂組成物１５を有する半導体装置１００ａが出来上がる。
次に、図２（ａ）に示したように、外部端子１３の一端に被覆材２４を形成し、厚銅板４の下面に被覆材２７を形成した。そして、恒温槽２１に入れて１６０℃で予熱をした。
次に、第２工程Ｓ２では、図２（ｂ）に示すように、１５０℃の流動槽２２内に、着色剤が配合された樹脂粉体２３（ガラス転移温度Ｔｇ＝２３５℃）を入れ、空気で樹脂粉体２３を流動化させ、その中に未着色の半導体装置１００ａを３０分浸漬させた。このとき、第１樹脂組成物１５から露出した外部端子や、厚銅板４の底面、および第１樹脂組成物１５の裏面は、被覆材２４，２７で被覆されているので樹脂粉体２３が直接付着しないようにした。

【0029】

以下に、樹脂粉体２３によって第１樹脂組成物１５に樹脂被膜１６を被覆する方法について、より詳しく説明する。流動浸漬法とは、流動槽の中に多孔質の上げ底板を置き、流動槽内の上げ底板の上側に樹脂粉体を入れ、上げ底板の下側から空気を吹き込んで流動槽内の樹脂粉体を流動させ、浮遊する樹脂粉体中に予熱された第１樹脂組成物１５を浸漬し、第１樹脂組成物１５表面に樹脂粉体を溶融流動させ、連続した樹脂被膜１６を形成する方法である。樹脂被膜１６の厚さＴは、１００μｍ以上、５００μｍ以下であるとよい。本実施例では、厚さ２００μｍの樹脂被膜１６を形成した。
樹脂被膜１６の色としては、赤色、青色、緑色、黄色、黒色などがあり着色剤が配合されていない第１樹脂組成物１５の色（例えば、ベージュ色）とは異なっている。また、色としてはこれらに限定されることはない。着色剤は特に限定されないが、例えば有機系着色剤や、無機系顔料や、カーボンブラックなどが用いられる。着色剤の濃度は、樹脂粉体２３に対して、例えばｐｐｍオーダの濃度である。着色させる色は、赤色、青色、緑色、黄色、黒色でそれぞれＵＳＰＣＢ試験と耐熱性試験を行い、それぞれ同様の結果を得た。代表として、実験結果を表１に示した。前記したいずれの色でも樹脂被膜１６のガラス転移温度Ｔｇは２３５℃であり、第１樹脂組成物１５のガラス転移温度Ｔｇである２１０℃より高かった。前記の樹脂粉体２３の粒子径は３０μｍ以上４０μｍ以下の範囲に揃っていると望ましい。しかし、実際用いられている樹脂粉体２３の粒子径は、粒子径分布を有しており、３０μｍ未満が２５％程度以下、３０μｍ以上４０μｍ以下が５０％程度、４０μｍ超が２５％程度以下の粒子径分布であってもよい。

【0030】

前記の実施例では、第１樹脂組成物１５は、固体の樹脂材を用いてトランスファーで成型して製作したが、液状の樹脂材をポッティングして製作する場合もある。つまり、第１樹脂組成物１５の素材としての樹脂材は、液体でも固体でも構わない。樹脂材が液体の場合は、ポッテング法で封止が行われる。樹脂材が固体の場合は、トランスファー法で封止が行われる。
また、着色された樹脂被膜１６となる樹脂粉体２３の材質は、ガラス転移温度Ｔｇが第１樹脂組成物１５より高い熱硬化性樹脂である、マレイミド変性エポキシ樹脂、マレイミド変性フェノール樹脂、マレイミド樹脂などの高耐熱樹脂を使用できる。本実施例では、第１樹脂組成物としてエポキシ樹脂を用い、第２樹脂組成物としてマレイミド樹脂を用いた。

【0031】

また、着色された樹脂被膜１６は流動浸漬法を用いて形成するため、半導体装置１００は、比較的安価な設備で製造できる。尚、流動浸漬法以外に、溶融流動化した樹脂粉体２３を刷毛などを用いて塗布する場合もある。また、本発明では、第１樹脂組成物１５の外周部分を高耐熱の樹脂粉体２３を被膜化した樹脂被膜１６で被覆することにより、第１樹脂組成物１５へ不純物が導入されることを抑制して、第１樹脂組成物１５の表面の色を容易に変えることができる。また、第１樹脂組成物１５よりも高い耐熱性（高いガラス転移温度Ｔｇ）を有する樹脂被膜１６で第１樹脂組成物１５を被覆することにより、半導体装置１００の耐熱性を表１で示すように後述の比較例１に比べて向上させることができる。そうすると、図（ｃ）に示すように、第１樹脂組成物１５の表面に第２樹脂組成物１６が形成される。

【0032】

次に、対象物を流動槽２２から取り出し、被覆材２４、２７を剥離する。
このようにして、半導体装置１００ａは、着色された第２樹脂組成物１６の樹脂被膜で被覆され、図１に示す半導体装置１００が完成する。
なお、半導体装置１００ａに樹脂被膜１６を形成することは、図１のように絶縁回路基板５と銅ピン９を用いた内部構造体に限ることはなく、例えば、絶縁回路基板５などの代わりに、ボンディングワイヤやリードフレームを用いた半導体装置にも適用できる。

【0033】

（比較例１）
図３は、図１の半導体装置１００の比較例を示す半導体装置２００の要部断面図である。図１の半導体装置１００との違いは、半導体装置２００の樹脂組成物２０が、顔料などの着色剤が配合されたエポキシペーストを用いて成型され、その結果、樹脂組成物２０自体が着色されている点である。赤色、青色、緑色、黄色、黒色の各着色剤にそれぞれ変えた条件で実験を行ったところ、それぞれ表１の比較例１に示した結果と同様の結果を得た。いずれの色でも樹脂組成物２０のガラス転移温度Ｔｇは２１０℃であった。

【0034】

（比較例２）
比較例２は、比較例１の着色剤を除いたこと以外は、同様に実験を行った実験結果である。樹脂組成物２０のガラス転移温度Ｔｇは２１０℃であった。
（不飽和プレッシャークッカーバイアス試験（ＵＳＰＣＢ試験））
前記の実施例の半導体装置１００、比較例１の半導体装置２００、第２樹脂組成物で被覆する前の半導体装置１００であって第１樹脂組成物に着色剤を含有しないナチュラル品の樹脂を使用したもの（比較例２）について、ＵＳＰＣＢ試験を実施した。ＵＳＰＣＢ試験の試験条件は例えば、温度が１２０℃、湿度が８５％、蒸気圧が１．７×１０^５Ｐａであり、これは耐湿性をチェックする耐湿性試験である。

【0035】

（耐熱性試験）
前記の実施例の半導体装置１００、比較例１の半導体装置２００、第２樹脂組成物で被覆する前の半導体装置１００であって第１樹脂組成物に着色剤を含有しないナチュラル品の樹脂を使用したもの（比較例２）について、ＵＬ１５５７規格の加速試験条件に準じた試験を実施した。ＵＬ１５５７規格の試験条件は、例えば、調査対象物を２００℃および２３０℃の条件で所定時間加熱する加速温度試験であり、耐熱性をチェックする耐熱性試験である。尚、この耐熱性試験は、オーブン内で加速条件の温度で長時間加熱した後、３ｋＶで１０秒間パルス電圧を印加し、絶縁性が維持されるかどうかの有無で行った。また、このＵＬ１５５７規格の加速条件が２００℃、６０００時間以上で１７５℃の耐熱性が保証され、２３０℃で４８００時間以上で２００℃の耐熱性が保証される。
ＵＳＰＣＢ試験と耐熱性試験の結果を表１に示す。

【0036】

【表1】

【0037】

表１に示したように、ＵＳＰＣＢ試験結果は、実施例の半導体装置では４００時間、比較例１の半導体装置では３００時間、着色剤を含有しないナチュラル品の樹脂を使用した比較例２の半導体装置では４００時間であった。従って、実施例の半導体装置は、従来の着色剤を含有しないナチュラル品の樹脂を使用した半導体装置（すなわち、比較例２）と同等の性能であることが判る。一方、比較例１の半導体装置は、３００時間であり、実施例の半導体装置より短い。これは、比較例１の半導体装置では、着色エポキシペーストを配合した樹脂で樹脂組成物２０を成型しているため、樹脂の不純物濃度が上がり、腐食が発生したためと推測される。

【0038】

また、表１に示したように、耐熱性試験結果は、実施例の半導体装置では２００℃、比較例１の半導体装置２００は１７５℃、比較例２の半導体装置では２００℃であった。従って、実施例の半導体装置は、従来の着色剤を含有しないナチュラル品の樹脂を使用した半導体装置（すなわち、比較例２）と同等の性能であることが判る。一方、比較例１の半導体装置は、１７５℃であり、実施例の半導体装置より耐熱性が低下した。これは、実施例の着色した樹脂被膜１６で被覆された第１樹脂組成物１５の表面のガラス転移温度Ｔｇ（２３５℃）に比べて、比較例１の樹脂組成物２０のガラス転移温度Ｔｇ（２１０℃）の方が低いためと考えられる。

【0039】

以上の結果から、樹脂粉体２３を用いて着色した半導体装置１００は着色剤を含有しない樹脂で形成した第１樹脂組成物１５を有する半導体装置１００ａと同等の信頼性が確保できることが分かった。つまり、着色による信頼性の低下は発生しないことが分かった。また、比較例１で示した半導体装置より信頼性を向上できることが分かった。

【0040】

また、本発明の樹脂粉体２３を用いて行う着色は、流動浸漬法を用いるため、着色エポキシペーストを配合した樹脂でトランスファー法を用いて行う着色より、製造設備は安価にできる。

【符号の説明】

【0041】

１ ＡＭＢ基板
２ セラミック板
３，４ 厚銅板
５ 絶縁回路基板
６ 絶縁板
７，８ 銅板
９ 銅ピン
１０，１２，１４ はんだ
１１ 半導体チップ
１３ 外部端子
１５ 第１樹脂組成物
１６ 樹脂被膜（第２樹脂組成物）
２０ 樹脂組成物
２１ 恒温槽
２２ 流動槽
２３ 着色剤を含有した樹脂粉体
２４ 被覆材
２５ 多孔質の上げ底板
２６ ブロア
１００，２００ 半導体装置
Ｓ１ 第１工程
Ｓ２ 第２工程
Ｔ 樹脂被膜の厚さ

【図1】

【図2】

【図3】