特開 2023-102810 半導体装置及び半導体モジュ－ル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023102810

(43)【公開日】2023-07-26

(54)【発明の名称】半導体装置及び半導体モジュ－ル

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/29 20060101AFI20230719BHJP

   H01L 25/07 20060101ALI20230719BHJP

   H01L 23/48 20060101ALI20230719BHJP

【ＦＩ】

H01L23/36 A

H01L25/04 C

H01L23/48 L

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022003460

(22)【出願日】2022-01-13

(71)【出願人】

【識別番号】000002037

【氏名又は名称】新電元工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002697

【氏名又は名称】めぶき弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100104709

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 誠剛

(72)【発明者】

【氏名】大谷 欣也

【テーマコード（参考）】

5F136

【Ｆターム（参考）】

5F136BB13

5F136BB18

5F136BC05

5F136DA22

5F136DA42

5F136EA13

5F136FA51

(57)【要約】      （修正有）

【課題】半導体装置の上面側及び下面側の両方から放熱を行うことで高い放熱性を有し、かつ、複数の半導体装置を並べて１つのヒートシンクを配置する場合でも放熱に偏りが生じ難く適切な放熱を行い易い半導体装置及び半導体モジュ－ルを提供する。
【解決手段】半導体装置１において、ダイパッド部１１と、立ち上がり部１２及び上面側放熱部１３，１４，１５を有する第１導電性部材１０と、第１導電性接合材Ｓ１を介して配置されたチップ２０と、チップ２０上に第２導電性接合材Ｓ２を介して配置された第２導電性部材３０と、モールド樹脂４０と、を備える。ダイパッド部１１におけるチップ２０が配置された面とは反対側の面は、モールド樹脂４０から露出しており、上面側放熱部１３，１４，１５は、モールド樹脂４０から露出している。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ダイパッド部、前記ダイパッド部から屈曲して上方に伸びる立ち上がり部、及び、前記立ち上がり部の先端と接続された上面側放熱部を有する第１導電性部材と、
前記ダイパッド部上に、第１導電性接合材を介して配置されたチップと、
前記チップ上に第２導電性接合材を介して配置された第２導電性部材と、
前記第１導電性部材上に、前記第２導電性部材における前記チップが配置された側の面とは反対側の面が埋まる高さ位置まで形成されたモールド樹脂とを備え、
前記ダイパッド部における前記チップが配置された面とは反対側の面は、前記モールド樹脂から露出しており、
前記上面側放熱部の少なくとも一部は、前記モールド樹脂から露出していることを特徴とする半導体装置。

【請求項2】

前記上面側放熱部の上面の高さ位置は、前記モールド樹脂の高さ位置と同じか、それよりも高い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】

前記立ち上がり部及び前記上面側放熱部は、平面的に見て前記チップを取り囲む位置のうち所定の部分に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。

【請求項4】

前記第２導電性部材は、平面的に見て所定の方向に延在し、
前記立ち上がり部及び前記上面側放熱部は、平面的に見て前記チップに対して前記第２導電性部材が延在する側とは反対側に位置することを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。

【請求項5】

前記第１導電性部材は一体形成されていることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の半導体装置。

【請求項6】

前記モールド樹脂は、前記立ち上がり部と接することを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の半導体装置。

【請求項7】

前記モールド樹脂及び前記上面側放熱部の上方に絶縁性伝熱部材を介してヒートシンクが配置されることを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の半導体装置。

【請求項8】

請求項１～７のいずれかに記載の半導体装置を複数並べて配置し、
前記半導体装置それぞれにおける前記モールド樹脂及び前記上面側放熱部の上方に絶縁性伝熱部材を介して、共通する１つのヒートシンクが配置されていることを特徴とする半導体モジュ－ル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体装置及び半導体モジュ－ルに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、上面側及び下面側の両方から放熱することができる半導体装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

図９は、従来の半導体装置９００を示す断面図である。従来の半導体装置９００は、図９に示すように、第１導電性部材９１０と、第１導電性部材９１０上に第１導電性接合材Ｓ１（例えば、はんだ）を介して配置されたチップ９２０と、チップ９２０の電極上に第２導電性接合材Ｓ２（例えば、はんだ）を介して配置された第２導電性部材９３０と、第１導電性部材９１０、チップ９２０及び第２導電性部材９３０を封止するモールド樹脂９４０とを備え、第１導電性部材９１０の下面及び第２導電性部材９３０の上面がモールド樹脂９４０から露出した構造を有する。

【0004】

従来の半導体装置９００によれば、第１導電性部材９１０の下面及び第２導電性部材９３０の上面がモールド樹脂９４０から露出した構造を有するため、チップ９２０から発生する熱が第１導電性部材９１０又は第２導電性部材９３０を介して外部へ効率よく伝熱される。従って、半導体装置９００は高い放熱性を有する。

【0005】

このような半導体装置を用いた半導体モジュ－ルにおいては、半導体装置を複数並べて共通する１つのヒートシンクを配置することが一般に行われている。図１０は、従来の半導体モジュ－ル９０１を示す断面図である。従来の半導体モジュ－ル９０１においては、図１０に示すように、従来の半導体装置９００ａ，９００ｂが複数（図１０においては２つ）並べて配置されており、半導体装置９００ａ，９００ｂの上方にそれぞれ配置された絶縁性伝熱部材９５０ａ，９５０ｂ（例えば、絶縁グリス）を介して共通する１つのヒートシンク９６０とが配置されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０２１－７２７６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、半導体装置の製造においては、導電性接合材（はんだ）の厚さを制御することは実際上難しいという事情がある。従来の半導体装置９００においては、下から第１導電性部材９１０、導電性接合材Ｓ１、チップ９２０、導電性接合材Ｓ２及び第２導電性部材９３０がこの順序で積み重なっており、これらの部材の厚さの合計が半導体装置９００の厚さ（第１導電性部材９１０の下面から第２導電性部材９３０の上面までの厚さ）と等しくなるため、導電性接合材Ｓ１，Ｓ２の厚さにバラツキが生じると半導体装置全体の厚さにバラツキが生じてしまう。従って、複数の半導体装置を並べてその上に１つのヒートシンクを配置する場合（図１０参照）には、各半導体装置９００ａ，９００ｂとヒートシンク９６０との間に配置される絶縁性伝熱部材９５０ａ，９５０ｂの厚さを調整することでヒートシンク９６０が傾かないようにする必要がある。

【0008】

例えば、図１０においては、２つ並べた半導体装置９００ａ，９００ｂのうち、左側の半導体装置９００ａの導電性接合材Ｓ１，Ｓ２は、厚さにバラツキが生じて右側の半導体装置９００ｂの導電性接合材Ｓ１，Ｓ２よりも薄くなっている。この場合には、半導体装置９００ａの全体の厚さＨ１は、半導体装置９００ｂの全体の厚さＨ２よりも薄くなっており、これを補うために絶縁性伝熱部材９５０ａの厚さＩ１が絶縁性伝熱部材９５０ｂの厚さＩ２よりも厚くなっている。

【0009】

しかしながら、一般に絶縁性伝熱部材の伝熱性は、金属である第２導電性部材９３０やヒートシンク９６０と比較して低いため、ヒートシンク９６０との間に比較的厚い絶縁性伝熱部材と配置されている半導体装置（図１０の半導体装置９００ａ参照）においては、半導体装置の上面からの放熱を効率よく行うことが難しくなり、高い放熱性を有することが難しくなる、という問題がある。

【0010】

また、ヒートシンク９６０との間に比較的薄い絶縁性伝熱部材が配置されている半導体装置よりも、ヒートシンク９６０との間に比較的厚い絶縁性伝熱部材が配置されている半導体装置の方が放熱され難いため、特定の半導体装置に熱がこもりやすくなり、放熱に偏りが生じて適切な放熱を行うことができない、という問題もある。

【0011】

そこで、本発明は上記した問題を解決するためになされたものであり、高い放熱性を有し、かつ、複数の半導体装置を並べて１つのヒートシンクを配置する場合でも放熱に偏りが生じ難く適切な放熱を行い易い半導体装置及び半導体モジュ－ルを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明の半導体装置は、ダイパッド部、前記ダイパッド部から屈曲して上方に伸びる立ち上がり部、及び、前記立ち上がり部の先端と接続された上面側放熱部を有する第１導電性部材と、前記ダイパッド部上に、第１導電性接合材を介して配置されたチップと、前記チップ上に第２導電性接合材を介して配置された第２導電性部材と、前記第１導電性部材上に、前記第２導電性部材における前記チップが配置された側の面とは反対側の面が埋まる高さ位置まで形成されたモールド樹脂とを備え、前記ダイパッド部における前記チップが配置された面とは反対側の面は、前記モールド樹脂から露出しており、前記上面側放熱部の少なくとも一部は、前記モールド樹脂から露出していることを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明の半導体装置によれば、ダイパッド部におけるチップが配置された面とは反対側の面は、モールド樹脂から露出しており、半導体装置の下面側から放熱することができる。また、上面側放熱部の少なくとも一部は、モールド樹脂から露出しているため、半導体装置の上面側から放熱することができる。従って、半導体装置の上面側及び下面側の両方から放熱することができ、高い放熱性を有する半導体装置となる。

【0014】

また、本発明の半導体装置によれば、第１導電性部材上に、第２導電性部材におけるチップが配置された側の面とは反対側の面が埋まる高さ位置まで形成されたモールド樹脂を備えるため、導電性接合材の厚さにバラツキが生じたとしても半導体装置全体の厚さにバラツキが生じない。従って、複数の半導体装置を並べてその上に１つのヒートシンクを配置する場合であっても、半導体装置の上の絶縁性伝熱部材の厚さを必要以上に厚くする必要がなく、半導体装置の上面からの放熱を効率よく行うことができる。従って、この観点においても高い放熱性を有することができる。また、特定の半導体装置に熱がこもり易くなることを防ぐことができ、均一に放熱することができることから、放熱に偏りが生じ難く、適切な放熱を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施形態１に係る半導体装置１を示す図である。図１（ａ）は半導体装置１の斜視図を示し、図１（ｂ）は半導体装置１のＡ－Ａ断面図を示す。

【図2】実施形態１に係る半導体装置１の製造方法を説明するために示す図である。図２（ａ－１）～図２（ｆ－１）は各工程の模式的な斜視図を示し、図２（ａ－２）～図２（ｆ－２）は各工程の模式的な断面図を示す。なお、破線で囲まれた部分は辺Ｘ２側の立ち上がり部１２を示している。

【図3】実施形態１に係る半導体モジュ－ル１００を示す断面図である。

【図4】実施形態２に係る半導体装置２を説明するために示す断面図である。図２（ａ）は半導体装置２の断面図を示し、図２（ｂ）は比較例１に係る半導体装置の断面図を示す。

【図5】変形例１に係る半導体装置３を示す断面図である。

【図6】変形例２に係る半導体装置４を示す断面図である。

【図7】変形例３に係る半導体装置５を示す断面図である。

【図8】変形例４に係る半導体装置６を示す断面図である。

【図9】従来の半導体装置９００を示す断面図である。なお、符号９７０は基板を示す。

【図10】従来の半導体モジュ－ル９０１を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の半導体装置及び半導体モジュ－ルについて、図に示す実施形態に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている諸要素及びその組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須であるとは限らない。

【0017】

［実施形態１］
１．実施形態１に係る半導体装置１の構成
図１は、実施形態１に係る半導体装置１を示す断面図である。実施形態１に係る半導体装置１は、図１（ａ）に示すように、平面的に見て、互いに対向する辺Ｘ１，Ｘ２と、互いに対向する辺Ｘ３，Ｘ４とを有する略矩形形状をしており、中央部から辺Ｘ１側に配置されたモールド樹脂４０と、当該モールド樹脂４０の底面に配置されたダイパッド部１１、モールド樹脂４０の辺Ｘ２側に広がる平板状の第１の上面側放熱部１３、モールド樹脂４０の辺Ｘ３側に広がる平板状の第２の上面側放熱部１４、及び、モールド樹脂４０の辺Ｘ４側に広がる平板状の第３の上面側放熱部１５を有する第１導電性部材１０とを備える。モールド樹脂４０と、第１の上面側放熱部１３、第２の上面側放熱部１４、第３の上面側放熱部１５との間には立ち上がり部１２（図１（ｂ）参照）が形成されており、ダイパッド部１１及び立ち上がり部１２で構成される凹部にモールド樹脂４０が充填されている。モールド樹脂４０の辺Ｘ１側の側面からは第２導電性部材３０及び第３導電性部材３１が延在している。

【0018】

実施形態１に係る半導体装置１は、図１に示すように、第１導電性部材１０と、チップ２０と、第２導電性部材３０と、モールド樹脂４０とを備える。

【0019】

第１導電性部材１０は、ダイパッド部１１と、立ち上がり部１２と、第１の上面側放熱部１３と、第２の上面側放熱部１４と、第３の上面側放熱部１５とを有する。第１導電性部材１０は、金属製の板状部材から一体形成される。なお、「一体形成」とは、同一の部材に成形、切削又は(及び）プレス等の加工を施して形成することをいう。

【0020】

ダイパッド部１１は、中央部から辺Ｘ１側に向かって平板状に広がっている。ダイパッド部１１の一方面側にはチップ２０を配置するダイパッド面が形成され、他方面側はモールド樹脂４０から露出している。

【0021】

立ち上がり部１２は、ダイパッド部１１における辺Ｘ２側の端部から上方に折り曲げられ、半導体装置１の高さ位置の中途の高さ位置まで伸び、その先端部分で階段状に折れ曲がり、モールド樹脂４０の表面の高さ位置まで上方に伸びている。また、ダイパッド部１１における辺Ｘ３側の端部及び辺Ｘ４側の端部から上方に折り曲げられ、モールド樹脂４０の表面の高さ位置まで伸びている。

【0022】

第１の上面側放熱部１３は、辺Ｘ２側の立ち上がり部１２の辺Ｘ２側の端部と接続され、そこから辺Ｘ２まで平板状に広がっており、上面がモールド樹脂４０から露出している。第１の上面側放熱部１３は、後述する絶縁性伝熱部材５０ａ、５０ｂを介してヒートシンク６０と接続される。
第２の上面側放熱部１４は、辺Ｘ３側の立ち上がり部１２の辺Ｘ３側の端部と接続され、そこから辺Ｘ３まで平板状に広がっており、上面がモールド樹脂４０から露出している。第２の上面側放熱部１４は、後述する絶縁性伝熱部材５０ａ、５０ｂを介してヒートシンク６０と接続される。
第３の上面側放熱部１５は、辺Ｘ４側の立ち上がり部１２の辺Ｘ４側の端部と接続され、そこから辺Ｘ４まで平板状に広がっており、上面がモールド樹脂４０から露出している。第３の上面側放熱部１５は、後述する絶縁性伝熱部材５０ａ、５０ｂを介してヒートシンク６０と接続される。

【0023】

チップ２０は、ダイパッド部１１のダイパッド面上に、第１導電性接合材Ｓ１を介して配置されている。チップ２０は、表面側に、第１の主電極（例えば、ソ－ス電極）と副電極（例えば、ゲ－ト電極）を有し、裏面側に第２の主電極（例えば、ドレイン電極）を有するＭＯＳＦＥＴである。チップ２０の第１の主電極（図示せず）は、第２導電性部材３０を介して外部と接続されている。副電極２１は、第３導電性部材３１を介して外部と接続されている。第２の主電極（図示せず）は第１導電性部材１０を介して基板７０に接続されている（図３参照）。なお、チップ２０は、ＭＯＳＦＥＴ以外の３端子素子（例えばＩＧＢＴ）でもよいし、２端子素子（例えば、ダイオード）でもよいし、４端子以上の素子（例えば、サイリスタ、トライアック等）であってもよい。

【0024】

第２導電性部材３０は、チップ２０の第１の主電極（ソ－ス電極）上に第２導電性接合材Ｓ２を介して配置されるクリップリ－ドである。第２導電性部材３０は、金属製の板状部材であり、平面的に見て辺Ｘ１側（すなわち、立ち上がり部１２及び上面側放熱部１３，１４，１５が形成されていない側）に向かって伸びている。第３導電性部材（図示せず）は、チップ２０の副電極２１（ゲ－ト電極）上に第３導電性接合材Ｓ３を介して配置されるクリップリ－ドである。第３導電性部材３１は、金属製の板状部材からなり、平面的に見て辺Ｘ１側に向かって第２導電性部材３０と略平行に伸びている。

【0025】

モールド樹脂４０は、適宜の絶縁性の樹脂を用いることができる。

【0026】

第１導電性接合材Ｓ１は、第１導電性部材１０とチップ２０の第２の主電極との間に配置され、第１導電性部材１０とチップ２０の第２の主電極とを接合している。第２導電性接合材Ｓ２は、チップ２０の第１の主電極と第２導電性部材３０との間に配置されており、チップ２０の第１の主電極と第２導電性部材３０とを接合している。第３導電性接合材（図示せず）は、チップ２０の副電極と第３導電性部材３１との間に配置されており、チップ２０の副電極２１と第３導電性部材３１とを接合している。第１導電性接合材Ｓ１、第２導電性接合材Ｓ２及び第３導電性接合材Ｓ３は、実施形態１においては、はんだを用いるが、金属ナノ部材や接着剤など適宜の材料を用いることができる。

【0027】

２．実施形態１における半導体装置１の製造方法
次に、実施形態１における半導体装置１の製造方法を説明する。図２は、実施形態１における半導体装置１の製造方法を説明するために示す図である。実施形態１における半導体装置１の製造方法は、図２に示すように、まず、平板状の金属板１０’を準備し（図２（ａ－１）及び図２（ａ－２）参照）、当該金属板１０’を打ち出し加工（たたき）によってダイパッド部１１に相当する領域の辺Ｘ２側，辺Ｘ３側，辺Ｘ４側を上方へ打ち出す。打ち出し加工によって打ち出された部分が、立ち上がり部１２、第１の上面側放熱部１３、第２の上面側放熱部１４及び第３の上面側放熱部１５となる（図２（ｂ－１）及び図２（ｂ－２）参照）。次に、プレス加工によってダイパッド部１１に相当する領域をプレスしてダイパッド部１１を形成する（図２（ｃ－１）及び図２（ｃ－２）参照）。このとき辺Ｘ２側の立ち上がり部１２が段差形状となる。次に、ダイパッド部１１に第１導電性接合材Ｓ１（例えば、はんだ）を介してチップ２０を配置する（図２（ｄ－１）及び図２（ｄ－２）参照）。次に、チップ２０の第１の主電極及び副電極２１上に第２導電性接合材及び第３導電性接合材を介して第２導電性部材３０及び第３導電性部材３１を配置する（図２（ｅ－１）及び図２（ｅ－２）参照）。次に、第１導電性部材１０、チップ２０及び第２導電性部材３０をリフロ－炉に入れてリフロ－することで、第１導電性接合材Ｓ１で第１導電性部材１０とチップ２０とを接合し、第２導電性接合材Ｓ２で第２導電性部材３０とチップ２０の第１主電極とを接合し、第３導電性接合材で第３導電性部材３１とチップ２０の副電極２１とを接合する（図示せず）。次に、金型を用いてダイパッド部１１を底面、立ち上がり部１２を側壁とする凹部にモールド樹脂４０を充填して樹脂封止する（図２（ｆ－１）及び図２（ｆ－２）参照）。このとき、凹部内における第２導電性部材３０はモールド樹脂４０に埋められた状態となる。また、立ち上がり部１２を側壁とすることからモールド樹脂４０と立ち上がり部１２とが接した状態となる。
このようにして、実施形態１に係る半導体装置１を製造することができる。

【0028】

３．実施形態１に係る半導体モジュ－ル１００の構成
次に、実施形態１に係る半導体モジュ－ル１００について説明する。図３は、実施形態１に係る半導体モジュ－ル１００を示す断面図である。実施形態１に係る半導体モジュ－ル１００は、図３に示すように、２つの実施形態１に係る半導体装置１ａ，１ｂと、各半導体装置１ａ，１ｂ上に配置される絶縁性伝熱部材５０ａ，５０ｂと、絶縁性伝熱部材５０ａ，５０ｂ上に配置される共通のヒートシンク６０とを備える。

【0029】

実施形態１に係る半導体モジュ－ル１００においては、２つの半導体装置１ａ，１ｂは基板７０上に並べて配置されている。第１導電性部材１０ａは、基板７０の表面に形成された第１配線（図示せず）と接続され、第１導電性部材１０ｂは、第１配線（図示せず）とは別の第２配線（図示せず）と接続されている。また、第２導電性部材３０ａ及び第２導電性部材３０ｂもそれぞれ基板上の所定の配線（図示せず）と接続されている。

【0030】

絶縁性伝熱部材５０ａ，５０ｂは、金属製の第１導電性部材１０とヒートシンク６０との間の絶縁性を確保するとともに、上面側放熱部１３，１４，１５から伝達される熱をヒートシンク６０に伝達する絶縁性の部材（例えば、絶縁グリス）である。

【0031】

ヒートシンク６０は、例えば、金属製の放熱フィンであり、チップ２０に発生する熱を半導体装置の外部に放出する。

【0032】

実施形態１に係る半導体モジュ－ル１００において、金型を用いて形成されたモールド樹脂４０の厚みは、第１導電性接合材Ｓ１及び第２導電性接合材Ｓ２の厚さに関わらず、一定である。従って、半導体装置１ａの厚さＨ１と半導体装置１ｂの厚さＨ２とはほぼ同じ厚さとなる。そして、絶縁性伝熱部材５０ａ，５０ｂの大部分は、モールド樹脂４０上に配置されているため、第１導電性接合材Ｓ１及び第２導電性接合材Ｓ２の厚さに関わらず、絶縁性伝熱部材５０ａの厚さＩ１は、絶縁性伝熱部材５０ｂの厚さＩ２とほぼ同じ厚さとなる。

【0033】

例えば、図３に示すように、左側の半導体装置１ａの第１導電性接合材Ｓ１及び第２導電性接合材Ｓ２の厚さが、右側の半導体装置１ｂの第１導電性接合材Ｓ１及び第２導電性接合材Ｓ２の厚さよりも薄い場合であっても、金型を用いて形成されたモールド樹脂４０の厚みは一定である。従って、半導体装置１ａの厚さＨ１と半導体装置１ｂの厚さＨ２とは略同じ厚さとなっている。
従って、絶縁性伝熱部材５０ａの厚さは、絶縁性伝熱部材５０ｂの厚さと同じ厚さとなっており、半導体装置１ａ，１ｂ上に平行にヒートシンク６０を配置することができる。

【0034】

実施形態１に係る半導体モジュ－ル１００において、チップ２０ａ，２０ｂで発生した熱は、第１導電性接合材Ｓ１、第１導電性部材１０ａ，１０ｂのダイパッド部を介して基板７０に伝達され、半導体装置１ａ，１ｂの下面側から外部に放出されるとともに、ダイパッド部から立ち上がり部１２，上面側放熱部１３ａ，１３ｂ、絶縁性伝熱部材５０ａ、５０ｂを介してヒートシンク６０に伝達され、半導体装置１ａ，１ｂの上面側から外部に放出される。従って、半導体装置１ａ，１ｂの半導体装置の上面側及び下面側の両方から放熱することができる。なお、チップ２０ａ，２０ｂで発生した熱はチップ２０ａ，２０ｂの上面側から第２導電性接合材Ｓ２を介して第２導電性部材３０ａ，３０ｂにも伝達される。第２導電性部材３０は、ダイパッド部１１とは十分離隔した位置で基板７０上の配線と接続されることから、第２導電性部材３０ａ，３０ｂに伝達された熱は、基板７０上の配線を介して半導体モジュール１００の下側から外部へ放熱される。また、第２導電性部材３０ａ，３０ｂに伝達された熱の一部は、モールド樹脂４０ａ，４０ｂ及び絶縁性伝熱部材５０ａ、５０ｂを介してヒートシンク６０に伝達され、半導体装置１ａ，１ｂの上面側から外部に放出される。

【0035】

４．実施形態１に係る半導体装置１及び半導体モジュ－ル１００の効果
実施形態１に係る半導体装置１によれば、ダイパッド部１１におけるチップ２０が配置された面とは反対側の面は、モールド樹脂４０から露出しており、半導体装置１の下面側から放熱することができる。また、上面側放熱部１３の少なくとも一部は、モールド樹脂４０から露出しているため、半導体装置の上面側から放熱することができる。従って、半導体装置の上面側及び下面側の両方から放熱することができ、高い放熱性を有する半導体装置となる。

【0036】

また、実施形態１に係る半導体装置１によれば、第１導電性部材１０上に、第２導電性部材３０におけるチップ２０が配置された側の面とは反対側の面が埋まる高さ位置まで形成されたモールド樹脂４０を備えるため、導電性接合材Ｓ１，Ｓ２の厚さにバラツキが生じたとしても半導体装置全体の厚さにバラツキが生じない。従って、複数の半導体装置１ａ，１ｂを並べてその上に１つのヒートシンク６０を配置する場合であっても、半導体装置１ａ，１ｂの上の絶縁性伝熱部材５０ａ，５０ｂの厚さを必要以上に厚くする必要がなく、半導体装置の上面からの放熱を効率よく行うことができる。従って、この観点においても高い放熱性を有することができる。また、特定の半導体装置に熱がこもり易くなることを防ぐことができ、均一に放熱することができることから、放熱に偏りが生じ難く、適切な放熱を行うことができる。

【0037】

また、実施形態１に係る半導体装置１によれば、上面側放熱部１３，１４，１５の上面の高さ位置は、モールド樹脂４０の高さ位置と同じであるため、上面側放熱部１３，１４，１５と絶縁性伝熱部材５０ａ、５０ｂが直接接することとなる。従って、チップ２０から発生する熱を効率的にヒートシンク６０へ伝達することができる。

【0038】

また、実施形態１に係る半導体装置１によれば、立ち上がり部１２及び上面側放熱部１３，１４，１５は、平面的に見てチップ２０を取り囲む位置のうち所定の部分（辺Ｘ２側、辺Ｘ３側及び辺Ｘ４側）に形成されているため、チップ２０からダイパッド部１１へ伝達された熱を効率的に上面側へ伝達することができる。

【0039】

また、実施形態１に係る半導体装置１によれば、第２導電性部材３０は、平面的に見て所定の方向に延在し、立ち上がり部１２及び上面側放熱部１３は、平面的に見て第２導電性部材３０が延在する側とは反対側に位置するため、チップ２０から発生する熱がチップ２０の下面側から導電性接合材Ｓ１，ダイパッド部１１、立ち上がり部１２及び上面側放熱部１３を介して上方へ伝達される伝熱経路が、チップ２０から発生する熱がチップ２０の上面側から導電性接合材Ｓ２，第２導電性部材３０を介して基板７０へ伝達される伝熱経路と干渉しない（邪魔にならない）。また、第２導電性部材３０は、ダイパッド部１１とは十分離隔した位置で基板７０上の配線と接続されることから、チップ２０の上面側から伝達される熱を効率よく基板７０を介して外部へ放出することができる。従って、チップ２０で発生した熱をチップ２０の上面側及び下面側の両側から効率的に放熱することができる。

【0040】

ところで、第１導電性部材１０におけるダイパッド部１１、立ち上がり部１２及び上面側放熱部１３，１４，１５が一体形成されていなかった場合には、接着剤等で接合する必要がある。しかしながら、第１導電性部材１０の材料である金属と比較して接着剤は伝熱性が劣る場合がほとんどであり、接合部分の伝熱性が低下する場合がある。従って、効率よく熱を伝達することが難しい場合がある。これに対して、実施形態１に係る半導体装置１によれば、第１導電性部材１０は一体形成されているため、接着剤等で接合する必要がなく、接着剤などにより伝熱性が低下することもない。従って、効率よく熱を伝達することができる。

【0041】

また、実施形態１に係る半導体装置１によれば、モールド樹脂４０は、立ち上がり部１２と接するため、半導体装置の製造過程において、別途側壁となる部材を用意しなくても立ち上がり部１２を樹脂封止する際の側壁として利用することができる。また、モールド樹脂４０は、立ち上がり部１２と接するため、モールド樹脂４０と立ち上がり部１２との接触面積が大きくなり密着性が高くなることから、モールドロックし、モールド樹脂４０が第１導電性部材１０から剥離し難くなる。

【0042】

また、実施形態１に係る半導体装置１によれば、モールド樹脂４０及び上面側放熱部１３，１４，１５の上方に絶縁性伝熱部材５０ａ，５０ｂを介してヒートシンク６０が配置されるため、ヒートシンク６０を介して半導体装置の上方から効率よく外部へ熱を放出することができる。また、各半導体装置の厚さＨ１、Ｈ２のわずかなバラツキを吸収し、ヒートシンク６０を平行に配置することができる。

【0043】

また、実施形態１に係る半導体モジュ－ル１００によれば、半導体装置１ａ、１ｂを複数並べて配置し、半導体装置１ａ、１ｂにおけるモールド樹脂４０及び上面側放熱部１３の上方に絶縁性伝熱部材５０ａ、５０ｂを介して共通する１つのヒートシンク６０が配置されているため、複数の半導体装置から発生する熱をまとめて外部に放出することができる。また、各半導体装置の厚さＨ１、Ｈ２のわずかなバラツキを吸収し、ヒートシンク６０を平行に配置することができる。さらには、絶縁性伝熱部材５０ａ、５０ｂが均一な厚みで形成されることになるため、放熱に偏りが生じ難く、適切な放熱を行うことができる。

【0044】

［実施形態２］
図４は、実施形態２に係る半導体装置２を示す断面図である。実施形態２に係る半導体装置２は、基本的には実施形態１に係る半導体装置１と同様の構成を有するが、上面側放熱部の上面の高さ位置がモールド樹脂の上面の高さ位置よりも高い点で実施形態１に係る半導体装置１の場合とは異なる（図４（ａ）参照）。

【0045】

このように、実施形態２に係る半導体装置２は、上面側放熱部の上面の高さ位置がモールド樹脂の上面の高さ位置よりも高い点で実施形態１に係る半導体装置１の場合とは異なるが、実施形態１に係る半導体装置１の場合と同様に、半導体装置の上面側及び下面側の両方から放熱を行うことで高い放熱性を有し、かつ、半導体装置の上面側及び下面側の両方から放熱を行う場合でも半導体装置の上面からの放熱を効率よく行うことができ、かつ、複数の半導体装置を並べて１つのヒートシンクを配置する場合でも放熱に偏りが生じ難く適切な放熱を行うことができる半導体装置となる。

【0046】

ところで、上面側放熱部１３の上面の高さ位置がモールド樹脂４０の高さ位置よりも低い場合（図４（ｂ）参照）には、上面側放熱部１３の上面にモールド樹脂４０の樹脂バリＢが発生することがある。この樹脂バリＢによって上面側放熱部１３と絶縁性伝熱部材５０a，５０ｂとの間の伝熱が妨げられ、チップ２０から発生する熱を効率的にヒートシンク６０へ伝達することが難しい場合がある。これに対して実施形態２に係る半導体装置２によれば、上面側放熱部の上面の高さ位置がモールド樹脂の高さ位置よりも高いため、上面側放熱部１３と絶縁性伝熱部材５０a、５０ｂとが直接接することとなる。従って、モールド樹脂４０の樹脂バリＢによって上面側放熱部１３と絶縁性伝熱部材５０ａ，５０ｂとの間の伝熱が妨げられることがなく、チップ２０から発生する熱を効率的にヒートシンク６０へ伝達することができる。

【0047】

なお、実施形態２に係る半導体装置２は、上面側放熱部の上面の高さ位置がモールド樹脂上面の高さ位置よりも高い点以外の点においては実施形態１に係る半導体装置１と同様の構成を有するため、実施形態１に係る半導体装置１が有する効果のうち該当する効果を有する。

【0048】

以上、本発明を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。

【0049】

（１）上記各実施形態（各変形例も含む。以下同じ。）において記載した位置、大きさ等は例示であり、本発明の効果を損なわない範囲において変更することが可能である。

【0050】

（２）上記各実施形態においては、立ち上がり部１２を階段状（段差形状）としたが、本発明はこれに限定するものではない。立ち上がり部１２がダイパッド部１１から立ち上がり中途で段差を形成していなくてもよい（変形例１に係る半導体装置３、図５参照）。また、立ち上がり部１２の先端部分を辺Ｘ１側（図６の左側）に向かって折り曲げてもよい（変形例２に係る半導体装置４、図６参照）。この場合、辺Ｘ１側（図６の左側）に向かって折り曲げられた部分が上面側放熱部１３ｂとなる。このような構成とすることにより、絶縁性伝熱部材５０と接する面積が大きくなるのでより効率的に熱を伝達することができる。

【0051】

（３）上記各実施形態においては、平面的に見てダイパッド部１１の辺Ｘ２側、辺Ｘ３側及び辺Ｘ４側の３方向に立ち上がり部及び上面側放熱部を形成したが、本発明はこれに限定するものではない。ダイパッド部１１の辺Ｘ２側、辺Ｘ３側及び辺Ｘ４側の３方向のうちの一方向にのみ立ち上がり部及び上面側放熱部を形成してもよいし（辺Ｘ２側にのみ形成した場合、図７参照。変形例３に係る半導体装置５）、３方向のうちの２方向にのみ立ち上がり部及び上面側放熱部を形成してもよい（辺Ｘ３側及び辺Ｘ４側にのみ形成した場合、図８参照。変形例４に係る半導体装置６）。

【0052】

（４）上記各実施形態１において、半導体モジュ－ルは２つの半導体装置を配置し、共通のヒートシンクを用いたが、本発明はこれに限定するものではない。２つ以上の半導体装置を配置し、共通のヒートシンクを用いてもよい。

【符号の説明】

【0053】

１，１ａ，１ｂ，２，３，４，５，６，９００，９００ａ，９００ｂ…半導体装置、１０，１０ａ，１０ｂ，９１０…第１導電性部材、１１…ダイパッド部、１２…立ち上がり部、１３，１３ａ，１３ｂ…第１の上面側放熱部、１４…第２の上面側放熱部、１５…第３の上面側放熱部、２０，９２０…チップ、２１…副電極、３０，３０ａ，３０ｂ，９３０…第２導電性部材、３１…第３導電性部材、４０，４０ａ，４０ｂ，９４０…モールド樹脂、５０，５０ａ，５０ｂ，９５０ａ，９５０ｂ…絶縁性伝熱部材、６０，９６０…ヒートシンク、７０…基板、１００，９０１…半導体モジュ－ル、Ｓ１…第１導電性接合材、Ｓ２…第２導電性接合材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】