具体实施方式

参照附图，对本公开的实施方式涉及的半导体装置及半导体装置的制造方法进行说明。对相同或相应的结构要素标注相同的标号，有时省略重复说明。

实施方式1.

图1是实施方式1涉及的半导体装置100的剖面图。半导体装置100例如是电力半导体装置。半导体装置100具有绝缘基板10。绝缘基板10例如是树脂绝缘基板。通过使用树脂绝缘基板，能够缓和封装部件对绝缘基板10的应力。绝缘基板10具有基座板12、设置于基座板12之上的绝缘层14和设置于绝缘层14之上的电路图案16。绝缘层14例如由树脂形成。电路图案16包含电路图案16a、16b。

在绝缘基板10之上设置有半导体芯片40。半导体芯片40例如是功率芯片。半导体芯片40例如也可以是IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)。半导体芯片40通过接合材料30而与电路图案16a接合。接合材料30例如是焊料。

半导体芯片40与电路图案16b通过键合导线50而连接。键合导线50与半导体芯片40在第1接合部50a处接合。第1接合部50a设置于半导体芯片40的上表面。键合导线50与电路图案16b在第2接合部50b处接合。另外，键合导线50在比第1接合部50a更靠上方处具有弯曲部50c。弯曲部50c设置于第1接合部50a与第2接合部50b之间。弯曲部50c例如是键合导线50中的设置于最高位置的部分。不限于此，弯曲部50c只要是键合导线50中的弯曲的部分即可。

半导体装置100具有将绝缘基板10包围的壳体20。壳体20具有将绝缘基板10包围的外壁部21。另外，壳体20具有从外壁部21向内侧凸出的搭置部23。搭置部23搭置于绝缘基板10的外周部。在本实施方式中，搭置部23设置于比电路图案16a、16b更靠外侧处。搭置部23具有凹部22。凹部22朝向上方开口。

壳体20的内侧被第1封装部件61和第2封装部件62封装。第1封装部件61从绝缘层14的上表面起设置至比第1接合部50a高且比弯曲部50c低的高度。第1封装部件61在壳体20内填充至一定的第1高度。第1封装部件61将键合导线50的一部分、半导体芯片40、电路图案16a、16b、绝缘层14以及接合材料30覆盖。特别地，第1封装部件61覆盖第1接合部50a以及第2接合部50b。

壳体20的凹部22在第1封装部件61的上表面的高度处具有开口面。第1封装部件61填充凹部22的内部。

第2封装部件62设置于第1封装部件61之上。第2封装部件62在壳体20内填充至一定的第2高度。第2封装部件62覆盖弯曲部50c。第2封装部件62与第1封装部件61相比弹性模量低。

图2是实施方式1涉及的第1接合部50a的放大图。第1封装部件61的上表面被设置为从半导体芯片40的上表面起而处于键合导线50的导线直径的范围内。即，第1封装部件61与第2封装部件62的界面设置于半导体芯片40和键合导线50的接合面与键合导线50的上表面之间的高度处。

通常，通过弹性模量高的封装材料而将导线与半导体芯片之间的接合部以及半导体芯片与电路图案之间的接合材料覆盖，由此能够抑制在接合部或接合材料产生裂纹。这里，从半导体芯片配线的键合导线有时考虑到散热而连接于电路图案。如果通过高弹性模量的封装材料而覆盖键合导线，则有时向导线环形部位的热应力变大。此时，有可能在环形部分产生裂纹。另外，有可能促进环形部分的裂纹的发展，键合导线断裂。特别地，在通过弹性模量高的环氧树脂而进行了封装的情况下，不是在键合导线与半导体芯片的接合面，而是在导线环部位容易产生裂纹。

另外，在通过低弹性模量的封装材料而覆盖将半导体芯片与电路图案接合的接合材料的情况下，施加于接合材料的热应力变大，有可能容易推进接合材料的劣化。

与此相对，在本实施方式中，键合导线50与半导体芯片40之间的第1接合部50a被高弹性模量的第1封装部件61封装，键合导线50的弯曲部50c被低弹性模量的第2封装部件62封装。因此，在第1接合部50a处，能够抑制在半导体芯片40以及键合导线50产生裂纹等损伤。另外，能够抑制键合导线50的弯曲部50c处的裂纹等损伤。另外，能够抑制裂纹的发展。因此，能够使半导体装置100长寿命化。

另外，在本实施方式中，第2接合部50b也被高弹性模量的第1封装部件61封装。在本实施方式中，键合导线50的全部接合部都被第1封装部件61覆盖。因此，能够抑制在第2接合部50b处在电路图案16b及键合导线50产生裂纹等损伤。

并且，将半导体芯片40与电路图案16a接合的接合材料30被高弹性模量的第1封装部件61覆盖。由此，能够缓和施加于接合材料30的应力，能够抑制接合材料30的劣化。

另外，第1封装部件61的上表面的第1高度被设定为从半导体芯片40的上表面起而处于键合导线50的导线直径的范围内。由此，能够在通过第1封装部件61而将第1接合部50a及第2接合部50b封装的同时，确保键合导线50中的被第2封装部件62覆盖的部分大。因此，能够抑制施加于弯曲地设置的键合导线50的应力。因此，能够进一步抑制在键合导线50产生损伤。

另外，作为本实施方式的对比例，想到通过高弹性模量的封装部件仅将键合导线中的与半导体芯片之间的接合部覆盖。在这样的结构中，特别是在壳体内设置大量半导体芯片的情况下，认为设置高弹性模量的封装部件的部位变多。此时，认为，在封装部件之间，在设置封装部件后经过的时间上产生差异。由此，有可能在封装部件之间，树脂的扩展产生差异。因此，有可能树脂高度的控制变得困难。

与此相对，在本实施方式中，以从绝缘基板10的上表面起至一定的第1高度为止而设置第1封装部件61。因此，能够容易地进行第1封装部件61的高度的控制。另外，第2封装部件62设置于平坦地设置的第1封装部件61的上表面。因此，能够容易地进行第2封装部件62的高度的控制。

并且，在本实施方式中，在壳体20设置凹部22。凹部22在第1封装部件61的目标高度处具有开口面。通过向凹部22填充第1封装部件61至开口面为止，从而能够将第1封装部件61设置至第1高度。因此，能够容易地进行第1封装部件61的高度的确认。另外，能够准确地控制第1封装部件61的高度。

在本实施方式中，第1封装部件61的上表面的第1高度只要比第1接合部50a高且比弯曲部50c低即可。例如，也可以直至将键合导线50中的弯曲部50c以外的大部分覆盖的高度为止设置第1封装部件61。

另外，在本实施方式中，第2接合部50b设置于与第1接合部50a相比更靠下方处。因此，在第1接合部50a被第1封装部件61覆盖的情况下，第2接合部50b自然也被第1封装部件61覆盖。不限于此，第2接合部50b也可以设置于与第1接合部50a相同的高度处，或者比第1接合部50a更靠上方处。在这种情况下，第1封装部件61的上表面的第1高度也可以比第2接合部50b高且比弯曲部50c低。

另外，键合导线50也可以与电路图案16b以外的要素连接。例如，半导体芯片40也可以通过键合导线50而与其它的半导体芯片或电极连接。在这种情况下，第2接合部50b设置于其它的芯片或电极。

另外，在图1中，在凹部22形成的凹坑在剖视观察时为四边形。凹坑的形状不限于此。凹坑也可以是三角形、多边形或半圆形。

另外，对于凹部22的开口面的高度，只要设置于第1封装部件61与第2封装部件62之间的界面附近即可。凹部22只要成为填充第1封装部件61时的参照即可。凹部22的开口面的高度也可以高于或低于第1封装部件61的目标高度。

另外，第1封装部件61例如越过凹部22的侧面而流入至凹部22的内部。也可以在凹部22的侧面形成成为第1封装部件61的流路的槽。另外，凹部22的开口面也可以不朝向上方。例如，凹部22的开口面也可以朝向水平方向。水平方向是与基座板12的上表面平行的方向。

第1封装部件61的弹性模量大于或等于10GPa即可。第1封装部件61优选例如是10～30GPa的环氧树脂。第2封装部件62的弹性模量小于或等于10GPa即可。第2封装部件62也可以例如是硅凝胶。

半导体芯片40也可以由宽带隙半导体形成。宽带隙半导体例如是碳化硅、氮化镓类材料或金刚石。由此，能够进一步提高半导体装置100的耐热性。

图3是实施方式1的第1变形例涉及的半导体装置200的剖面图。半导体装置200具有绝缘基板210。绝缘基板210具有电路图案216a～216c作为电路图案216。在电路图案216a、216b之上分别设置有凸块232。凸块232由铝导线等形成。

在绝缘基板210之上设置有第1半导体芯片241和第2半导体芯片242。第1半导体芯片241和第2半导体芯片242可以是相同种类的半导体芯片，也可以是不同种类的半导体芯片。例如，也可以是第1半导体芯片241和第2半导体芯片242中的一者为IGBT，另一者为二极管。

第1半导体芯片241设置于电路图案216a上的凸块232之上。第1半导体芯片241在搭载于凸块232的状态下，通过接合材料30而与电路图案216a接合。第2半导体芯片242设置于电路图案216b上的凸块232之上。第2半导体芯片242在搭载于凸块232的状态下，通过接合材料30而与电路图案216b接合。接合材料30以包围凸块232的方式而设置。

第1半导体芯片241与电路图案216b通过键合导线251而连接。键合导线251与第1半导体芯片241在第1接合部251a处接合。键合导线251与电路图案216b在第2接合部251b处接合。另外，键合导线251在比第1接合部251a更靠上方处具有弯曲部251c。

第2半导体芯片242与电路图案216c通过键合导线252而连接。键合导线252与第2半导体芯片242在第1接合部252a处接合。键合导线252与电路图案216c在第2接合部252b处接合。另外，键合导线252在比第1接合部252a更靠上方处具有弯曲部252c。

第1半导体芯片241与第2半导体芯片242的上表面的高度一致。第1封装部件61从绝缘层14的上表面起设置至比第1接合部251a、252a高且比弯曲部251c、252c低的高度。第1封装部件61将第1接合部251a、252a、第2接合部251b、252b以及接合材料30覆盖。第2封装部件62覆盖弯曲部251c、252c。

就半导体装置200而言，能够通过凸块232而调节第1半导体芯片241和第2半导体芯片242的高度。因此，例如在第1半导体芯片241和第2半导体芯片242相对于凹部22的开口面的高度而言过低的情况下，能够通过凸块232而确保第1半导体芯片241和第2半导体芯片242的高度。

另外，第1半导体芯片241及第2半导体芯片242各自与凸块232接触。因此，能够使第1半导体芯片241及第2半导体芯片242的倾斜均一化。另外，能够使第1半导体芯片241及第2半导体芯片242的接合的完成情况均一化。由此，能够容易地使多个半导体芯片的高度一致。

图4是实施方式1的第2变形例涉及的半导体装置300的剖面图。就半导体装置300而言，在电路图案216a之上设置第1凸块332a。在第1凸块332a之上设置第1半导体芯片341。另外，在电路图案216b之上设置第2凸块332b。第2凸块332b与第1凸块332a相比高度低。在第2凸块332b之上设置第2半导体芯片342。第2半导体芯片342比第1半导体芯片341厚。第1半导体芯片341的上表面与第2半导体芯片342的上表面的高度一致。

这样，在半导体装置300具有厚度不同的多个半导体芯片的情况下，也能够通过高度不同的凸块而使半导体芯片的高度一致。由此，能够使壳体20或绝缘基板210标准化。在本变形例中，电路图案216a～216c的厚度是相等的。

这里，示出了半导体芯片的厚度为2种的例子。不限于此，半导体装置300也可以具有厚度彼此不同的大于或等于3种半导体芯片。在这种情况下，也可以通过彼此高度不同的大于或等于3种凸块而使半导体芯片的高度一致。

图5是实施方式1的第3变形例涉及的半导体装置400的剖面图。半导体装置400具有绝缘基板410。在绝缘基板410，在基座板12之上隔着绝缘层14而设置电路图案416。电路图案416包含电路图案416a～416c。电路图案416b比电路图案416a薄。在电路图案416a、416b之上分别设置凸块232。在本变形例中，多个凸块232的高度相同。

第1半导体芯片341设置于电路图案416a之上。第2半导体芯片342设置于电路图案416b之上。第2半导体芯片342比第1半导体芯片341厚。第1半导体芯片341的上表面与第2半导体芯片342的上表面的高度一致。

这样，也可以调节电路图案416的厚度，而使厚度彼此不同的多个半导体芯片的上表面的高度一致。这里，示出了半导体芯片的厚度为2种的例子。不限于此，半导体装置400也可以具有厚度彼此不同的大于或等于3种半导体芯片。在这种情况下，也能够通过彼此厚度不同的电路图案416而使半导体芯片的高度一致。

图6是表示实施方式1的第1变形例涉及的半导体装置200的制造方法的流程图。使用图6～12，对半导体装置200的制造方法进行说明。

首先，作为步骤1，在绝缘基板210之上形成凸块232。图7是表示在电路图案216之上形成有凸块232的状态的图。凸块232的数量能够根据需要而进行调节。在凸块232之上搭载有半导体芯片的状态下，以半导体芯片的上表面比第1封装部件61的目标高度低、从目标高度起处于导线直径的范围内的方式而调节凸块232的高度。此外，也可以不设置凸块232。

接下来，作为步骤2，在凸块232之上设置第1半导体芯片241及第2半导体芯片242，将第1半导体芯片241及第2半导体芯片242接合。图8是表示在凸块232之上搭载有第1半导体芯片241及第2半导体芯片242的状态的图。第1半导体芯片241及第2半导体芯片242在搭载于凸块232的状态下，通过接合材料30而与电路图案216接合。

接下来，作为步骤3，进行壳体安装。图9是表示在绝缘基板210之上搭载有壳体20的状态的图。壳体20通过粘接剂而与绝缘基板210接合。粘接剂例如是硅酮粘接剂或环氧粘接剂。

接下来，作为步骤4，进行导线键合。图10是表示形成有键合导线251、252的状态的图。由此，将第1半导体芯片241与键合导线251接合。此时，在键合导线251，在比与第1半导体芯片241之间的第1接合部251a更靠上方处形成弯曲部251c。另外，将第2半导体芯片242与键合导线252接合。此时，在键合导线252，在比与第2半导体芯片242之间的第1接合部252a更靠上方处形成弯曲部252c。

接下来，作为步骤5，进行第1次的封装。图11是表示设置有第1封装部件61的状态的图。在第1次的封装中，从绝缘基板210的上表面起至比第1接合部251a、252a高且比弯曲部251c、252c低的高度为止通过第1封装部件61进行封装。由此，通过第1封装部件61而将第1接合部251a、252a、第2接合部251b、252b以及接合材料30覆盖。此时，以壳体20的凹部22的开口面为参照而填充第1封装部件61。

另外，在弯曲部251c、252c的高度不同的情况下，也可以直至比多个弯曲部251c、252c中的最低的弯曲部更低的高度为止通过第1封装部件61进行封装。

接下来，作为步骤6，进行固化。

接下来，作为步骤7，进行第2次的封装。图12是表示设置有第2封装部件62的状态的图。在第2次的封装中，通过与第1封装部件61相比弹性模量低的第2封装部件62而将第1封装部件61的上表面封装。由此，通过第2封装部件62而覆盖弯曲部251c、252c。

接下来，作为步骤8，进行固化。

这样，在本实施方式中，只要将2种封装部件设置至预先确定的高度为止即可。因此，在封装工序中，只要使树脂流入至壳体20即可，能够容易地进行半导体装置200的制造。另外，能够稳定地控制封装部件的高度。

另外，作为制造方法的变形例，也可以在实施导线键合之后进行壳体安装。另外，也可以通过在壳体安装之后进一步进行导线键合而增加导线键合工序。另外，也可以不进行步骤6的固化，而是在步骤8中集中进行固化。

此外，在本实施方式中说明过的技术特征也可以适当地组合使用。