半导体装置、半导体装置的制造装置及半导体装置的制造方法、以及半导体模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体装置、半导体装置的制造装置及半导体装置的制造方法、以及半导体模块，特别地，涉及利用封装体覆盖功率半导体元件的整个周围而使功率半导体元件与外部电绝缘的全塑型的半导体装置、半导体装置的制造装置及半导体装置的制造方法、以及半导体模块。
【背景技术】
[0002]能够处理大电力的半导体装置，一般称为功率器件。上述半导体装置为了处理大电力，要求较高的绝缘耐受力。
[0003]在全塑型半导体装置中，为了实现较高的绝缘耐受力，由具有电绝缘性的封装体覆盖功率半导体元件的整个周围。
[0004]在日本特开2003 - 289085号公报中，记载有一种利用螺钉向散热片紧固固定的半导体装置，该半导体装置是在封装树脂中设置有安装孔的全塑型的半导体装置。
[0005]但是，在现有的全塑型半导体装置中，有时得不到充分的绝缘耐受力。
[0006]—般来说，对于半导体装置，在其外部通过螺钉等而与散热体连接固定。此时，在与功率半导体元件电连接的引线或搭载有功率半导体元件的芯片焊盘接近散热体或螺钉等的情况下，半导体装置得不到充分的绝缘耐受力。
【发明内容】
[0007]本发明就是为了解决上述的课题而提出的。本发明的主要目的在于，提供一种具有较高的绝缘耐受力的半导体装置、半导体装置的制造装置及半导体装置的制造方法、以及半导体模块。
[0008]根据本发明的半导体装置具有:半导体元件；框架，其具有第I面以及位于与第I面相反侧的第2面，在第I面上保持半导体元件，并且，该框架与半导体元件电连接；以及封装体，其具有电绝缘性，对半导体元件和框架进行封装。在封装体中形成有通孔，通孔具有孔轴，该孔轴在与第I面交叉的方向上延伸，在通孔的内部露出的封装体的内周端面相对于孔轴倾斜。
[0009]根据本发明，能够提供一种具有较高绝缘耐受力的半导体装置、半导体装置的制造装置及半导体装置的制造方法、以及半导体模块。
[0010]通过结合附图进行理解而对本发明做出的详细说明，使本发明的上述内容及其它目的、特征、方案以及优点变得明确。
【附图说明】
[0011]图1是用于说明实施方式I所涉及的半导体装置的剖面图。
[0012]图2是用于说明实施方式I所涉及的半导体装置的俯视图。
[0013]图3是用于说明实施方式2所涉及的半导体装置的剖面图。
[0014]图4是用于说明实施方式3所涉及的半导体装置的俯视图。
[0015]图5是用于说明图4中示出的区域V中的半导体装置的内部构造的图。
[0016]图6是用于说明实施方式4所涉及的半导体装置的剖面图。
[0017]图7是用于说明实施方式5所涉及的半导体装置的剖面图。
[0018]图8是用于说明实施方式5所涉及的半导体装置的制造装置的框图。
[0019]图9是用于说明实施方式5所涉及的半导体装置的制造装置的剖面图。
[0020]图10是用于说明实施方式5所涉及的半导体装置的制造方法的流程图。
[0021]图11是用于说明实施方式5所涉及的半导体装置的制造装置的变形例的剖面图。
【具体实施方式】
[0022]下面，基于附图，对本发明的实施方式进行说明。此外，在以下附图中，对相同或相当的部分标注相同的参照编号，不重复其说明。
[0023](实施方式I)
[0024]参照图1及图2，对实施方式I所涉及的半导体装置进行说明。实施方式I所涉及的半导体装置100具有半导体元件1、框架2以及封装体3。
[0025]半导体元件I能够是任意的功率半导体元件，例如是绝缘栅双极型晶体管(IGBT)或MOS型场效应晶体管(MOSFET)。在半导体装置100中也可以形成多个半导体元件I。
[0026]框架2具有第I面2A和位于与第I面2A相反侧的第2面2B，在第I面2A上保持半导体元件1，并且，该框架2与半导体元件I电连接。框架2延伸至后述的封装体3的外部为止，起到将半导体元件I与外部电连接的作用。实施方式I所涉及的半导体装置100也可以具有多个框架2。框架2具有从封装体3露出的连接部7 (参照图2)、以及被封装体3覆盖的端部2E(参照图1)。构成框架2的材料能够是具有导电性的任意的材料，例如是包含铜(Cu)的材料。此外，框架2也可以具有对半导体元件I进行保持的芯片焊盘5(参照图7)、以及与芯片焊盘5连接的框架主体部6 (参照图7)。连接部7可以设置为向与第I面2A垂直的方向弯折，也可以设置为在与第I面2A的同一面上延伸。
[0027]封装体3具有电绝缘性。封装体3通过覆盖半导体元件I和框架2的至少一部分，从而对它们进行物理及化学保护。构成封装体3的材料能够采用具有电绝缘性，并且在规定的条件下具有流动性的任意的材料，例如环氧树脂。封装体3例如能够通过传递模塑法而形成。
[0028]封装体3的外周面具有位于半导体元件I及框架2的上方的上表面3A、位于它们的下方的下表面3B、以及将上表面3A和下表面3B连接的侧方端面3C。上表面3A及下表面3B沿框架2的第I面2A形成，优选形成为与第I面2A平行。在封装体3中形成有从上表面3A至下表面3B的通孔4。即，通孔4的孔轴在与第I面2A交叉的方向上延伸。优选通孔4的孔轴与第I面2A垂直地设置。此外，所谓孔轴，是指穿过通孔4的中心、沿通孔4延伸的轴。
[0029]通孔4可以具有任意的形状，例如是由封装体3对具有规定形状的通孔的一部分填充而得到的形状。通孔4例如是由封装体3对孔径为H2(半径为Hl)的圆形状、在现有的功率半导体装置中形成的一般通孔内部的一半区域填充而得到的半圆形状。在该情况下，通孔4的平面形状具备具有与孔径H2相等的长度的一条边、以及半径为Hl的半圆弧。
[0030]在通孔4中，具有与孔径H2相等的长度的一条边也可以形成于与框架2最接近的位置处。从不同的观点来说，实施方式I所涉及的半导体装置100的通孔4，可以具有如下形状，即，形成于与现有的功率半导体装置的一般通孔的一部分(例如一半)重叠的位置处，并且，与框架2接近侧的部分(包含通孔的内周端面中的与框架2的距离最短的区域在内的部分)被封装体3填充。
[0031]通孔4的孔径H2能够不依赖于固定部件12的轴的直径(例如螺钉的有效直径)而任意地决定。通孔4的孔径H2可以与固定部件12的轴的直径相同，也可以较短。
[0032]通孔4形成于不与框架2重叠的区域中。此时，通孔4的内部露出的封装体3的内周端面4E与框架2的端部2E相距规定的距离。
[0033]在半导体装置100中，利用固定部件12将从上方对封装体3的上表面3A进行按压的按压部件13向与封装体3的下表面3B接触而载置的散热体11上固定，构成半导体模块500。在散热体11中，在与通孔4相对应的位置处形成有能够对固定部件12进行固定的孔。固定部件12也可以由具有导电性的材料构成，例如可以是由钢材构成的螺钉。散热体11的上述孔是能够将固定部件12紧固而设置的螺孔。在按压部件13中，在与通孔4相对应的位置处形成有能够使固定部件12穿过的孔。按压部件13例如是板簧。
[0034]在实施方式I所涉及的半导体装置100中，固定部件12以下述方式设置，即，与散热体11连接固定，并且，在半导体装置100的外部与按压部件13连接。通孔4不是用于使固定部件12穿过的孔。因此，如上述所述，通孔4的半径Hl能够任意地决定，而不依赖于固定部件12的有效直径等。
[0035]在按压部件13由固定部件12向散热体11上固定，从而将半导体装置100夹持于散热体11和按压部件13之间时，通孔4设置于与按压部件13重叠的位置处。通孔4的孔径H2例如能够设置为与按压部件13的宽度(短边方向的宽度)同等程度。
[0036]下面，对实施方式I所涉及的半导体装置100的制造方法进行说明。对于实施方式I所涉及的半导体装置100的制造方法，只要能够在封装体3内形成通孔4，则能够为任意的方法，例如是向模具内供给应该成为封装体3的流动性材料即热硬化性树脂的传递模塑法。
[0037]首先，准备封装对象材料8，封装对象材料8具有半导体元件1、以及在表面上对半导体元件I进行保持的框架2。在封装对象材料8中，半导体元件I与框架2电连接。然后，准备模具。模具具有由与封装体3的外周面(上表面3A