树脂模制型器件及其制造装置的制作方法

专利名称：树脂模制型器件及其制造装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及将多个元件·引线部分·散热用金属块一体地保持在树脂封装中的器件和制造该器件的装置。
背景技术：
作为一个电子器件，例如是用作空调机，洗衣机等的变换器用开关元件的功率半导体装置。这种功率半导体装置，例如如图22所示，概略地说，备有由金属薄板形成的引线框101、功率元件102、起用于散热的散热器作用的金属块103，这些各个部件由树脂封装104保持成一体。
引线框101具有模压底座部分105和内引线部分106，用焊料107将功率元件102接合在模压底座部分105上。功率元件102和内引线部分106通过A1线108连接起来。金属块103在它的大致中央部分具有凸部109，这个凸部109离对着引线框101的功率元件102的面的相反一侧的面空出所定距离地与功率元件102对置。金属块103的凸部109与引线框101之间形成的树脂封装称为绝缘树脂层110。树脂封装104以露出金属块103的与引线框101相反一侧的面的状态，密封功率元件102、引线框101和金属块103，使它们保持一体，并将金属块103的露出部分安装在外部散热器(图中未画出)上。
在这种已有的半导体装置中，使由功率元件102产生的热，通过引线框101、绝缘树脂层110、金属块103从外部散热器散发出去。这里，金属块103由A1或铜材形成，它们的热导率分别为200W/mk、390W/mk。因为引线框101也由铜材等的金属形成，所以具有与金属块103同等的热导率。可是，绝缘树脂层110的热导率为1～3W/mk，只是其它材料的约1/100左右。因此，绝缘树脂层110成为阻碍热传导的主要原因。换句话说，已有的半导体装置的内部热阻几乎都由绝缘树脂层110所占有。
可是，半导体装置的散热特性由热通过材料的厚度和热导率、以及热通过材料的面积，所谓的传热面积决定。因此，我们也考虑通过使绝缘树脂层110的厚度变薄，降低该已有的半导体装置的内部热阻。但是，因为在该部位需要具有数千V的绝缘耐压，所以它的厚度以0.3mm左右为界限，从而也对散热特性的改善设置了界限。
为了解决这个问题，我们考虑通过在绝缘树脂层的上游一侧设置起热扩散器作用的金属块，确保那里的热的扩散，增大绝缘树脂层的传热面积，提高散热性能。这时，在搭载多个功率元件的半导体装置中，因为需要至少将金属块分割成每个绝缘单位，确保相互绝缘，所以半导体装置备有多个金属块。备有这样的多个金属块的半导体装置，当形成树脂封装时，需要在金属块之间具有良好的树脂充填，这与已有的半导体装置不同。但是，在已有的半导体装置中，当然完全不考虑金属块之间的树脂充填。因此，将它应用于备有多个金属块的半导体装置时，存在着种种问题。
现在我们具体地说明这个问题。如图23所示，当通过日本2000年提出的2000-138343号专利公报提出的从树脂注入口111注入液状树脂的方法试着形成半导体装置的树脂封装时，发生下面所示的问题。第一，将树脂注入金属块之间的间隙的时间不同，在树脂先流入的间隙中，发生由树脂注入压力引起的，使该间隙扩大的力。由于这个力，使该金属块的位置移动，使该间隙扩大，邻接的间隙变窄。这个样子如图24所示。
图24是模式地表示对于备有多个金属块的半导体装置，关于应用已有的树脂注入口位置的半导体装置树脂封装成形工序中的一个局面，视点在金属块里面的平面图。在图中，在邻接的金属块102的一个间隙112a中，与相邻的间隙112b、112c比较，树脂113的充填具有很大延迟。因此，如上所述，间隙112b，112c的宽度变大，另一方面间隙112a的宽度变小。结果，在窄小化的间隙中更难注入树脂，进一步延迟完成充填的时间。这时，邻接的金属块接触，不能够确保金属块之间的绝缘，更增加了发生不良制品问题的担心。又，当在金属块上加上负载的力过大时，也恐怕会使引线框与金属块之间的粘合层受到损伤。
第二，假定即便避免了金属块之间的接触，如上所述，因为在窄小化的间隙中树脂的注入性极端恶化，所以也存在着发生未充填树脂部分，不能确保金属块之间的绝缘，产生不良制品的问题。
第三，即便在不发生金属块移动的情形中，如果不能完全排除在金属块之间的间隙内存在的空气，则因为形成将残留空气称为“空隙”的未充填树脂部分，所以也具有不能确保金属块之间绝缘那样的问题。即，因为在已有的半导体装置中所用的树脂注入口位置，不能在各间隙间均匀地注入树脂，所以发生由于树脂的转入引起空气残留，空气作为空隙残存在该间隙部分。
图25是表示从图24所示的局面随着时间的经过，最终完成充填的局面的模式图。图中，流入各间隙的树脂的流动方向如箭头所示。如上所述，因为在间隙112a中充填延迟，所以在这个间隙112a中，来自树脂注入口的树脂流和结束对邻接间隙的充填流入间隙112a的树脂流俘获空气，形成空隙114。而且，空隙114降低邻接的金属块之间的绝缘性。
第四，在将金属块完全内包在树脂封装中的，所谓的全模制型的半导体装置中，这个问题更加显著。即，在这种类型的半导体装置中，需要在接近外部散热器一侧的金属里面一侧形成完全的树脂封装，确保与外部散热器之间的绝缘，但是在用在已有半导体装置中用的树脂注入口的情形中，同样由于上述那样的树脂转入的原因，在金属块里面的形成树脂绝缘层部分中产生空隙和未充填。图26表示这个样子。图26是在树脂充填完成时刻，从与图24，图25同样的视点看的外观模式图。这样，当存在由于空隙等引起的未充填树脂部分115时，也存在着因为不能确保与外部散热器之间的绝缘，所以产生不良制品的问题。

发明内容
因此，本发明就是为了解决这种问题提出的，本发明的目的是提供绝缘性能卓越的树脂模制型器件及其制造装置。
为了达到这个目的，技术方案1的树脂模制型器件的特征是它是备有在第1方向隔开所定间隔配置的多个元件、各个引线部分与各元件电连接的多个引线部分、作为在第1方向间隔地配置的多个散热用金属块，各金属块与各元件和与该元件对应的连接的引线部分对应地设置的多个金属块、和由电绝缘性树脂构成，使多个元件·引线部分·金属块成形为一体，保持这些多个元件·引线部分·金属块的树脂封装的树脂模制型器件，封装的树脂是通过从与第1方向大致正交的第2方向，向邻接的金属块之间的间隙注入树脂形成的。
技术方案2的树脂模制型器件的特征是各金属块与对应的引线部分粘合。
技术方案3的树脂模制型器件的特征是各金属块与其它金属块电绝缘。
技术方案4的树脂模制型器件的特征是邻接的金属块之间的间隙的宽度在第2方向中大致恒定。
技术方案5的树脂模制型器件的特征是邻接的金属块之间的间隙的宽度在接近树脂注入口的部位变宽。
技术方案6的树脂模制型器件的特征是各金属块具有粘合在引线部分上的第1部分和离开引线部分并且位于第1部分的相反一侧，比第1部分大的第2部分。
技术方案7的树脂模制型器件的特征是各引线部分具有搭载元件的第1部分和离开元件并且在第1面部分的相反一侧的第2面部分，将金属块粘合在这个第2面部分上。
技术方案8的树脂模制型器件的特征是各金属块，与对应的元件，通过配置在这些金属块与元件之间的引线部分对置。
技术方案9的树脂模制型器件的特征是各金属块不从树脂封装露出地收容在该树脂封装中。
技术方案10的树脂模制型器件的特征是将各元件粘合在对应的金属块上。
与技术方案11有关的树脂模制型器件的制造装置的特征是它是备有在第1方向隔开所定间隔配置的多个元件、各个引线部分与各元件电连接的多个引线部分、作为在第1方向间隙地配置的多个散热用金属块，各金属块与各元件和与该元件对应的引线部分对应地设置的多个金属块、由电绝缘性树脂构成，使多个元件·引线部分·金属块成形为一体，保持这些多个元件·引线部分·金属块的树脂封装的树脂模制型器件的制造装置，
这个制造装置备有使树脂封装成形的模具，该模具备有从与第1方向大致正交的第2方向，向邻接的金属块之间的间隙注入树脂的树脂注入口。
技术方案12的树脂模制型器件的制造装置的特征是关于第1方向的树脂注入口的宽度比关于第1方向的金属块之间的间隙宽度大。
技术方案13的树脂模制型器件的特征是由技术方案11或技术方案12中任何一项的树脂模制型器件制造装置制造的。


图1是作为与本发明的实施形态1有关的树脂模制型器件的一个例子的半导体装置的平面外观模式图。
图2是与同一实施形态有关的半导体装置的代表截面的模式图。
图3是表示与同一实施形态有关的半导体装置的制造方法的一个工序的平面外观模式图。
图4是表示在同一实施形态中，在图3所示的工序中的一个局面的代表截面的模式图。
图5是表示在同一实施形态中，在图4所示的局面中的V-V截面上的截面模式图。
图6是与同一实施形态有关的别的半导体装置的代表截面的模式图。
图7是作为与实施形态2有关的树脂模制型器件的一个例子的半导体装置的代表截面的模式图。
图8是表示与同一实施形态有关的半导体装置的制造方法的一个工序的平面外观模式图。
图9是说明在半导体装置中，当不在金属块上形成曲面形状时，恐怕会在在图8所示的局面中产生的某种不合适情况的平面扩大模式图。
图10是说明在与同一实施形态有关的半导体装置中，当在金属块上形成曲面形状时，不会在图8所示的局面中产生不合适情况的平面扩大模式图。
图11是作为与实施形态3有关的树脂模制型器件的一个例子的半导体装置的平面图。
图12是与同一实施形态有关的半导体装置的侧面图。
图13是与同一实施形态有关的半导体装置的别的侧面图。
图14是与同一实施形态有关的半导体装置的代表截面的模式图。
图15是表示在同一实施形态中的半导体装置的制造方法的一个工序的平面外观模式图。
图16是表示在同一实施形态中，图15所示的工序的别的平面外观图。
图17是表示在同一实施形态中，图15所示的工序中的一个局面的平面外观图。
图18是表示在同一实施形态中，图15所示的工序中的一个局面的别的平面外观图。
图19是表示在同一实施形态中的半导体装置的制造方法的一个工序的代表截面的模式图。
图20是表示在同一实施形态中的别的半导体装置的代表截面的模式图。
图21是表示在同一实施形态中另一个别的半导体装置的代表截面的模式图。
图22是已有半导体装置中的代表截面的模式图。
图23是表示已有半导体装置的制造方法的一个工序的平面外观图。
图24是在已有半导体装置中，图23所示的工序的一个局面中的平面外观模式图。
图25是在已有半导体装置中，图23所示的工序的一个别的局面中的平面外观模式图。
图26是在已有半导体装置中，图23所示的工序的另一个别的局面中的平面外观模式图。
发明的
具体实施例方式
下面，我们参照

与本发明有关的器件及其制造装置的实施形态。此外，在多个实施形态中，在相同或类似的部分或部件上加上相同的标号。又，在实施形态的说明中我们用特定方向的用语(例如，“上”，“下”，“表面”，“里面”和包含这些用语的别的用语“上方”，“下方”)，但是它们只是为为了容易理解本发明而已，并不限定本发明的范围。
实施形态1现在我们说明作为与实施形态1有关的树脂模制型器件的一个例子的半导体装置。这个半导体装置的平面外观模式图如图1所示，它的代表截面图的模式图如图2所示。如图2所示，半导体装置1具有包含半导体部件的多个功率元件2(请参照图3)。各功率元件2通过焊料4粘合在由导电性金属构成的散热用金属块3上。又，金属块3通过焊料4与第1外部引线(引线部分)6连接。而且，功率元件2在与金属块3对置的下面备有一个端子(图中未画出)，这个端子通过焊料4、金属块3、焊料5与第1外部引线6电连接。另一方面，在与金属块3相反一侧的功率元件2的上面设置2个端子(图中未画出)，这些端子通过A1线7分别与第2外部引线(引线部分)8电连接。而且，第1和第2外部引线6，8在中途向图面上方弯曲。这些功率元件2，金属块3，外部引线6，8，A1线7，除了外部引线6，8的自由端和金属块3的底面外，被由电绝缘性的树脂材料构成的树脂封装10密封，保持图1和图2所示的状态。
图3表示在半导体装置1的制造工序中，结束将功率元件2粘合在金属块3上的工序、将金属块3和引线框2粘合起来的工序、和将功率元件2与引线部分8导线焊接起来的工序，在形成树脂封装10的工序前的半制品的构造，并且一起表示出在那里形成树脂封装10的工序中使用的金模具的树脂注入口12。如图所示，在这个阶段，第1和第2外部引线6，8笔直地伸展，它们的自由端与保围外部引线6，8的四角形外侧部分13连接(即不分离)，与这个外侧部分13一起构成引线框。又，金属块3，当从上方(功率元件2一侧)看它时，为长方形的形状，在沿箭头X方向(第1方向)以所定间隔等间隔地配置，在邻接的金属块3之间形成沿与箭头X正交的箭头Y方向(第2方向)伸展的细长的间隙14。又，粘合在各金属块3上的第1外部引线6也沿箭头X方向配置在所定间隔上。另一方面，将与导线7连接的其它的第2外部引线8沿箭头X方向配置在所定间隔上。
图4表示将图3所示的半制品的半导体装置1保持在金模具15中的状态。如图所示，模具15由和上模具16和下模具17构成，用这些上模具16和下模具17保持半制品。在与上模具16和下模具17对置的面上，形成模制树脂封装10的轮廓的空腔18。在上模具16的侧壁(图面上，左侧的侧壁)上形成在空腔18内注入树脂的注入口12，通过这个注入口12将所定树脂注入空腔18内。但是，设置注入口的位置不限定实施形态，也可以设置在图示的注入口12的下方。此外，图中未画出，但是在上模具16或下模具17的相反一侧的侧壁(图面上，右侧的侧壁)上形成排气孔。特别如图3所示，将各注入口12配置在邻接的金属块3之间的间隙14的延长线上，向着这个间隙14的延长方向射出树脂。又，也可以将备注入口12的宽度(箭头X方向的宽度)设计得比间隙14的宽度大。
当用这个金模具15在半制品上传递模制或注入模制树脂封装10时，如图4所示将图3所示的半制品夹持在上模具16和下模具17中，由从多个注入口12注入的树脂19形成树脂封装10。这时，如上所述，因为注入口12配置在邻接的金属块3之间的间隙14的延长线上向着这个延长方向上，所以从注入口12射出的树脂19笔直地进入邻接的金属块3之间的间隙14，充填到这个间隙14内。又，因为注入口12的宽度比间隙14的宽度大，所以即便存在着注入口12一侧和排气口一侧的间隙端部，树脂19也能够确实地充填整个间隙。进一步，如图3所示，因为各注入口12和与它对置的间隙14的距离在所有的地方都是相同的，所以如图5所示，树脂几乎同时到达所有的间隙14，并进行充填。
所以，不会由于到间隙14的树脂充填的时间差别引起金属块3沿X方向移动。因此，在树脂封装形成工序期间，各个间隙14的宽度不变化，不会发生一部分间隙14变窄一部分间隙14变宽的情形。又，能够防止充填一部分间隙14的树脂19转到金属块3的相反一侧(排气口一侧)进入邻接的间隙14，在这个间隙14中与从充填口一侧进来的树脂19之间俘获空气，这个被俘获的空气形成空隙，产生所谓的由树脂转入引起的空隙。结果，在邻接的金属块3之间，没有空隙，通过一定厚度的树脂层，使这些金属块3相互之间很好地绝缘。
可是，当金属块的间隙变窄时，充填不仅变得困难，而且即便在良好充填时，也恐怕不能确保绝缘。金属块之间的绝缘耐力比外部散热器之间需要的绝缘耐力小的情形是很多的，但是即便如此不在最低限0.1mm以上就不能确保绝缘。相反地，已经确认即便间隙宽度在3mm以上也不能改善充填性。所以即便间隙宽度在3mm以上，也只是无益地增加半导体装置的大小并没有好处。从这种理由出发，希望间隙的宽度在0.1mm以上3mm以下。当考虑到确保在树脂封装形成工序中稳定的树脂注入和充填，并且半导体装置的小型化时，进一步希望间隙的宽度在0.3mm以上2mm以下。
此外，在本实施形态中，我们说明了只搭载功率元件的例子，但是例如也可以将功率元件搭载在第1和第2的外部引线上。又，在本实施形态中，我们说明了为了最大限度地提高散热性，将功率元件搭载在金属块上的情形，但是为了容易对内藏的元件进行配线，或者为了更容易制造半导体装置，如图6所示，也可以将功率元件2直接搭载在外部引线6上。这时，将功率元件2与外部引线6、外部引线6与金属块3分别用焊料20，21粘合起来。
实施形态2图7表示作为与实施形态2有关的树脂模制型器件的具体例子的半导体装置，图8表示在半导体装置的树脂封装形成工序中的树脂的流动状态。如这些图所示，在半导体装置1A中，在各金属块3上，对注入口12一侧和排气口一侧的上下及左右的角部和上下伸展的角部进行倒角，做成曲面形状22或斜的倾斜面，扩大在邻接的金属块3之间形成的间隙14的入口和出口。其它构成与实施形态1的半导体装置相同。
备有这种形状的金属块3的半导体装置1，当将它的半制品保持在金模具15中进行树脂模制时，如图8所示，从树脂注入口12注入空腔18的树脂19由于曲面形状22很容易导入间隙14并向排出口移动，能够确实地充填各间隙。
现在我们研讨当不对金属块3的角部进行倒角时和进行倒角时，在间隙14的端部的树脂充填性和树脂流动性，例如，如图9所示，当不将金属块3的端部倒角成曲面状时，金属块3的边缘23成为树脂19流动的特异点。因此，在边缘23近旁使树脂19流动发生混乱，在端部近旁能够发生未充填树脂部分(空隙)24。结果，在这个未充填树脂部分24不能得到足够的绝缘性。另一方面，如图10所示，当将金属块3的端部倒角成曲面状22时，因为没有成为使树脂19的流动发生混乱的原因的边缘自身，所以不会使树脂19的流动发生混乱，树脂19的流动不会离开金属块3产生未充填部分。
可是，由于使用半导体装置的环境的温度变化和半导体装置工作时发生的热引起的温度变化，金属块3和树脂封装10之间发生由于各自的膨胀系数不同引起的应力。这个应力在金属块3的端部变大，当存在边缘时在它近旁集中大的应力。而且，这个应力集中产生树脂封装10从金属块3剥离这样的不合适情况和在树脂封装10上发生破裂这样的不合适情况。但是，通过将金属块3的端部倒角成曲面状减少应力集中，就不会发生这种剥离和破裂的问题，能够提供高可靠性的半导体装置。
此外，关于曲面形状22的半径，从应力分析和实验结果，我们看到半径在0.1mm以下减少应力的效果很小，又即便在2mm以上也不能提高减少应力的效果。相反地当半径大时，出现传热面积变小的缺点。所以，希望曲面形状22的半径在0.1mm以上2mm以下。当考虑到曲面形状22的加工精度的稳定性，减少应力，以及散热特性时，进一步希望半径在0.3mm到1.5mm的范围内。
实施形态3图11、12、13分别表示与实施形态3有关的半导体装置的平面图、侧面图和其它侧面图。这个半导体装置1是所谓的全模制型器件，具有用于安装外部散热器(图中未画出)的安装孔25。通常，在半导体装置1中，为了改善对外部散热器的散热特性，在与该半导体装置1之间引入散热油膏的状态中，通过在外部散热器的对应部位上形成的孔将螺丝拧入安装孔25，固定外部散热器。
图14表示半导体装置的代表截面的模式图。如图14所示，半导体装置1B，作为功率元件，具有绝缘栅极型双极晶体管(InsulatedGate Bipolar Transisitor，以下记为“ IGBT”)26和飞轮式二极管(Fly Wheel Diode，以下记为“FWD”)27。通过焊料29使这些IGBT26和FWD27固定在形成用于搭载在外部引线6上形成的功率元件的电路的功率电路部分上并与它连接。又，半导体装置1B，作为控制元件，具有低电压集成电路(Low Voltage Integrated Circuit，以下记为“LVIC”)30和高电压集成电路(High Voltage Integrated Circuit，以下记为“HVIC”)31。通过焊料33使这些LVIC30和HVIC31固定在具有用于搭载在外部引线8上形成的控制元件的电路的控制电路部分32上并与它连接。
通过夹着外部引线6，8，在IGBT26和FWD27的相反一侧上配置金属块3。金属块3由主要部分(第1部分)34和从该主要部分34的上部突出的一体地形成的比主要部分34小的上方突出部分(第2部分)35构成，通过焊料36将这个上方突出部分35的上端面粘合在外部引线6上。而且，为了使金属块3的主要部分具有大的散热面积，使它向第2外部引线8的下方伸展，但是因为只与上方突出部分35的高度37相当地与第2外部引线8分离，所以在与这个第2外部引线8之间能够确保足够的绝缘距离。又，金属块3的主要部分，将它的上下及左右的角部和上下方向伸展的角部做成曲面形状38，使树脂顺利地流入邻接的金属块3之间的间隙，并且在金属块3的角部近旁不会产生大的应力集中。
在IGBT26与FWD27之间、IGBT26与所定的内部外部引线之间、FWD27与所定的内部外部引线之间、和功率电路部分28与控制电路部分32之间，例如通过线径为300μm的A1线39进行电连接。LVIC30和HVIC31与对应的外部引线之间，通过线径比A1线小的金线40进行电连接。
这些功率元件、控制元件、金属块3、和外部引线6，8的基础部分由绝缘性树脂构成的树脂封装10进行密封保持一体。这里，金属块3与控制电路部分32之间的树脂封装的厚度37′，从防止由电噪声引起作为控制元件的LVIC30和HVIC31的误动作的目的出发，从模拟和实验已经确认需要在0.4mm以上。更希望在0.5mm以上。从而，金属块3的上方突出部分35的高度37，当考虑到在包含树脂封装形成工序的半导体装置的制造工序中控制电路部分32的位置变动时，需要在0.5mm以上，更希望在1mm以上。又，金属块3里面的树脂层41，为了满足与外部散热器(图中未画出)之间的绝缘特性，它的厚度需要在0.3mm以上。另一方面，因为树脂封装10的热导率只有构成金属块的铜和A1的1/100左右，所以即便使金属块3的传热面积增大，为了达到高的散热特性也希望金属块里面的树脂层41的厚度在1.0mm以下。更希望的是，例如在要求特别高的散热特性，能处理更大电流的半导体装置等中，在0.6mm以下。因此，希望金属块里面的树脂层41的厚度在0.3mm以上1.0mm以下，更希望的是在0.3mm以上0.6mm以下。
这样，在树脂模制型半导体装置中，对于作为这个半导体装置的制品，能够保证与外部散热器之间足够的绝缘耐力。而且，能够向市场提供检查了各个半导体装置的绝缘耐力，备有需要的绝缘耐力的制品。所以，具有最后当用户组装半导体装置和外部散热器时，为了在这些半导体装置和外部散热器之间一面维持散热性一面确保绝缘，不需要设置至今需要的热传导性绝缘材料，不仅能够提高半导体装置到外部散热器的组装性，而且能够防止发生由于组装不良和热传导性绝缘材料不好引起的不合适情况的优点。
图15和图16是从上方和下方看在半导体装置的制造工序中，直到形成树脂封装的工序的前一工序结束时的构造的图，特别是由图15的虚线包围的区域表示功率电路部分28、控制电路部分32、树脂封装10的轮廓(由标号42表示树脂封装的轮廓。)。又，在这些图中，一起显示出在形成树脂封装10的工序中使用的金模具的树脂注入口12，将各注入口12配置在邻接的金属块3之间形成的间隙14的延长线上。所以，到金属块3之间的间隙14的树脂充填能够与实施形态1同样良好地进行。又，如图17和图18所示，在树脂19充填金属块3之间的间隙14的过程中，从接近树脂注入口12的端部一侧徐徐地充填到金属块里面。又，虽然在金属块3的里面的树脂19的最后端面43与金属块之间的间隙14中的树脂19的最前端面44比较稍微延迟，但是因为充填各间隙的树脂19的速度相同(即，因为在各间隙中的树脂的最前端面44相同)，所以为了排除在金属块3的里面部分中残存的空气而沿一个方向进行充填。从而，当在各间隙内的树脂的充填速度不同时，由于树脂的转入发生空气俘获，结果恐怕会发生由于充填不好引起的不合适情况，但是通过将树脂注入口限定配置在适当的位置上能够消除空气俘获的问题。
在本实施形态的半导体装置中，为了很好地确保散热性和绝缘性两者，希望规定金属块3里面的绝缘树脂层41的厚度薄而均匀。因此，如作为树脂封装形成工序中的一个局面的截面模式图的图19所示，在树脂成形金模具的下模具17中在与金属块3的下面对置的部位上设置向着该下面可以在空腔18中进退的可动销钉45。这些可动销钉45，例如与图中未画出的驱动部分(例如，圆柱体)驱动连接，突出到空腔18中支住金属块3直到树脂19对金模具内的充填结束，使与金属块3里面接触的树脂层的厚度保持恒定。当树脂19完全充填金模具内时，在树脂19硬化前，将可动销钉45引入并收藏在金模具内。这时，可动销钉占有的空腔内的空间被周围的引入树脂埋住。
为了进一步提高树脂19到金属块3里面部分的注入性，也可以通过引线框2在金属块3的相反一侧，设置用于抑制树脂19的流动性的流动障碍。这个流动障碍，如图20所示，可以通过在上模具16上形成向着第1外部引线6和第2外部引线8之间的区域突出到下方的一个或多个突起46或壁得到。关于这种流动障碍，如图21所示，除了突起46和壁以外，也可以在注入口12附近在上模具16上形成一个或多个扩出部分47。为了进一步提高树脂19到金属块3里面部分的注入性，也可以在树脂封装形成工序中，减少金模具内的压力。
这样，在实施形态3的半导体装置中，通过将树脂注入口配置在适当的位置上、又使金属块具有使树脂容易流动的形状、进一步为了不露出金属块将金属块完全收藏在树脂封装中等，在备有多个金属块的散热特性卓越的半导体装置中，能够确保更卓越的绝缘特性。
变形例以上，我们说明了与本发明有关的树脂模制型器件及其制造装置，但是作为形成树脂封装的树脂材料，能够使用环氧树脂、硅树脂等的热硬化树脂、PPS(Polyphenylene Salfide(聚苯支撑))树脂等的热可塑性树脂、或将这些树脂中的数类树脂适当混合起来的树脂作为基础树脂。又，从为了在这种基础树脂中加入热传导性，或者说为了调整线热膨胀系数，进一步或者说为了提高机械强度等理由出发，可以考虑混入由二氧化硅、氧化铝、其它无机材料或施加绝缘性涂敷的金属微粉等构成的填料。但是，本发明的范围不受树脂封装材料的限定。
又，在各实施形态中在图中表示了备有6个金属块的半导体装置，但是这个数如果在2个以上则任何个数都可以。进一步，我们说明了用焊料粘合外部引线与金属块、功率元件和控制元件与外部引线或金属块的例子，但是不管其方法如何。当然，也可以用银焊料和导电性粘合剂等的别的焊料，铆接加工等进行机械固定，也完全可以利用超声波和激光、其它电能和热能等进行直接粘合。
同样，我们说明了用导线电连接功率元件和控制元件与内部外部引线、外部引线与内部引线(引线部分)、内部引线之间，或不同的引线框之间的例子，但是当然不一定限定它的材质和导线直径，如果能够电连接两者，则不管其方法如何。作为其它方法，既可以用银、铜等的良导电体的导线进行连接，也可以用焊料和银焊料等焊料，或导电性粘合剂进行接合，也可以由铆接加工等进行机械固定，也可以利用超声波和激光、其它电能和热能等进行粘合得到电连接，进一步如果能够确保电连接，也可以只使两者接触。
如从以上说明看到的那样，在本发明中，如果根据技术方案1的树脂模制型器件，则因为从金属块之间的间隙的延长线上注入树脂，所以当形成树脂封装时能够使在各金属块之间的间隙中充填树脂的时间相同。因此，能够防止在各金属块之间的间隙中的不良充填，并且能够防止金属块的移动和与此相伴的金属块之间的不良绝缘。
如果根据技术方案2的树脂模制型器件，则因为通过将金属块粘合在引线部分，容易决定形成树脂封装时的金属块位置，所以提高了制造效率，又因为容易控制金属块之间的间隙宽度，所以能够容易地防止不良充填和不良绝缘于未然。
如果根据技术方案3的树脂模制型器件，则因为各金属块与其它金属块电绝缘，所以可以在半导体装置中备有电位不同的多个金属块，容易实现高功能化。
如果根据技术方案4的树脂模制型器件，则因为通过使各金属块之间的间隔大致均等地配置，所以容易使在各间隙之间的树脂充填速度相同，能够防止在各金属块之间的间隙中的不良充填，并且能够防止金属块的移动和与此相伴的金属块之间的不良绝缘。
如果根据技术方案5的树脂模制型器件，则因为金属块之间的间隙在树脂注入口近旁变宽，所以能够使树脂更顺利地注入各金属块之间的间隙，并且能够更容易防止在该间隙中的不良充填。
如果根据技术方案6的树脂模制型器件，则因为在引线部分的相反一侧备有比与引线部分粘合的部分大的部分，所以不会使引线部分与金属块短路，能够最大限度地增大金属块。结果，能够不增大器件，而增大传热面积，能够提高散热性。
如果根据技术方案7的树脂模制型器件，则因为各金属块，与对应的元件，通过配置在这些金属块与元件之间的引线部分对置，所以能够容易地进行元件的配线。又，能够不增大器件，而容易地实现与复杂电路的对应。进一步，因为在器件制造中，能够在将元件粘合在引线框部分的小片接合工序和此后的导线焊接工序中，用至今进行的一般的半导体制造装置和方法，所以使制造变得容易了。
如果根据技术方案8的树脂模制型器件，则因为金属块与元件向对配置，所以能够高效率地使从元件产生的热传到外部，从而能够提高散热性能。
如果根据技术方案9的树脂模制型器件，则因为金属块不从树脂封装露出，所以可以确保在器件自身中与外部散热器之间的绝缘，最后在用户的组装工序中，不需要在该器件和外部散热器之间设置热传导性绝缘部件。所以，使器件到外部散热器的组装变得容易。又，因为能够检查和保证单个器件中的绝缘特性，所以能够消除由于最后用户组装引起的不良绝缘和不良热传导性那样的问题。
如果根据技术方案10的树脂模制型器件，则因为将元件粘合在金属块上，所以能够通过最短路径，增大传热面积，将从元件产生的热传到外部，从而能够进一步提高散热特性。
如果根据与技术方案11有关的树脂模制型器件的制造装置，则因为从金属块之间的间隙的延长线上注入树脂，所以当形成树脂封装时能够使在各金属块之间的间隙中充填树脂的时间相同。因此，能够防止在金属块之间的间隙中的不良充填，并且能够防止金属块的移动和与此相伴的金属块之间的不良绝缘。
如果根据与技术方案12有关的树脂模制型器件的制造装置，则因为当向金属块的间隙注入树脂时，注入的液状树脂的流动宽度确实比间隙大，所以能够良好地用树脂充填间隙的全宽度。
如果根据与技术方案13有关的树脂模制型器件，则因为从金属块之间的间隙的延长线上注入树脂，所以在各金属块之间的间隙中没有不良充填，在金属块之间没有不良绝缘。
权利要求
1.一种树脂模制型器件，其特征在于，备有相互间隔地配置的多个电元件、各个引线部分与对应的电元件电连接的多个引线部分、为了在金属块之间形成多个间隙而相互间隔地配置，与至少一个电元件和与该电元件连接的引线部分对应地设置各金属块的多个金属块、和由电绝缘性树脂构成，使多个电元件·引线部分·金属块成形为一体，保持这些多个电元件·引线部分·金属块的树脂封装，其中树脂封装具有流体状树脂可以流通的多个树脂注入口，各树脂注入口与对应的间隙对置。
2.权利要求1记载的树脂模制型器件，其特征在于，各金属块与其它金属块绝缘。
3.权利要求1或2中记载的树脂模制型器件，其特征在于，邻接金属块之间的间隙宽度在第2方向中大致恒定。
4.权利要求1到3中任何一项记载的树脂模制型器件，其特征在于，邻接金属块之间的间隙宽度在接近树脂注入口的部位变宽。
5.权利要求1到4中任何一项记载的树脂模制型器件，其特征在于，各金属块，与对应的元件，通过配置在这些金属块与元件之间的引线部分对置。
6.权利要求1到5中任何一项记载的树脂模制型器件，其特征在于，各金属块不从树脂封装露出地收容在该树脂封装中。
7.一种制造装置，它是树脂模制型器件的制造装置，其特征在于，所述树脂模制型器件备有相互间隔地配置的多个电元件、各个引线部分与对应的电元件电连接的多个引线部分、为了在金属块之间形成多个间隙而相互间隔地配置，与至少一个电元件和与该电元件连接的引线部分对应地设置的各金属块的多个金属块、和由电绝缘性树脂构成，使多个电元件·引线部分·金属块成形为一体，保持这些多个电元件·引线部分·金属块的树脂封装，这个制造装置备有使树脂封装成形的模具，该模具具有注入流体状树脂的多个树脂浇口，各树脂浇口与对应的间隙对置。
8.权利要求7记载的制造装置，其特征在于，模具具有上模具和下模具，在它们之间形成空腔，下模具具有能够在空腔内沿垂直方向移动的多个销钉。
9.权利要求7或8记载的制造装置，其特征在于，模具具有上模具和下模具，在它们之间形成空腔，上模具具有向下方延伸到空腔内的突起部。
10.一种树脂模制型器件，其特征在于，它是用权利要求7到9中任何一项记载的树脂模制型器件制造装置进行制造的。
全文摘要
树脂模制型器件1备有在第1方向(X方向)隔开所定间隔配置的多个元件2、各个引线部分与各元件电连接的多个引线部分6，8、各金属块与各电子部件和与该电子部件对应的引线部分对应地设置的多个金属块3、和使多个元件·引线部分·金属块成形为一体，保持这些多个元件·引线部分·金属块的绝缘树脂性封装10。封装的树脂是通过从与第1方向大致正交的第2方向(Y方向)，向邻接的金属块之间的间隙14注入树脂形成的。
文档编号H01L25/18GK1449036SQ0310798
公开日2003年10月15日 申请日期2003年3月28日 优先权日2002年3月28日
发明者林建一, 川藤寿, 田尻贡, 鹿野武敏 申请人:三菱电机株式会社