JP2011029492A - Power semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電力用半導体装置に関し、特に小型化が可能な電力用半導体装置に関するものである。 The present invention relates to a power semiconductor device, and more particularly to a power semiconductor device that can be miniaturized.
近年、半導体装置の小型化が進むにつれて、実装密度を高めるために半導体素子を積層した半導体装置が次々に登場している。
例えば、特許文献1には、半導体素子を積層した半導体装置として、長方形からなる2つの半導体素子を長辺が互いに直交するように積層し、互いに他方の半導体素子の両端をオーバーハングさせたものが記載されている。この半導体装置では、ワイヤボンド時に上記オーバーハング部を治具で支えるため、一定量以上のオーバーハング量が必要とされている。
In recent years, as the size of semiconductor devices has been reduced, semiconductor devices in which semiconductor elements are stacked have appeared one after another in order to increase the mounting density.
For example, Patent Document 1 discloses a semiconductor device in which semiconductor elements are stacked, in which two rectangular semiconductor elements are stacked so that long sides are orthogonal to each other, and both ends of the other semiconductor element are overhanged. Are listed. In this semiconductor device, an overhang amount of a certain amount or more is required to support the overhang portion with a jig during wire bonding.
しかしながら、特許文献1に記載の半導体装置においては、積層した半導体素子にオーバーハング部が存在するため、積層した半導体素子と並置して第3の半導体素子やリード等を設ける場合、オーバーハング部の外側でなければ第3の半導体またはリード等をワイヤボンドで接続することができず、半導体装置を小型化することが難しいという問題があった。また、オーバーハング部を設ける必要があるため、長辺の長さを小さくできないという制約があり、モジュールの小型化に対して不向きであるという問題もある。 However, in the semiconductor device described in Patent Document 1, since the overhang portion exists in the stacked semiconductor elements, when the third semiconductor element, the lead, or the like is provided in parallel with the stacked semiconductor elements, If it is not outside, the third semiconductor or the lead cannot be connected by wire bonding, and there is a problem that it is difficult to downsize the semiconductor device. Further, since it is necessary to provide an overhang portion, there is a restriction that the length of the long side cannot be reduced, and there is a problem that it is not suitable for downsizing of the module.
さらに、特許文献1に記載の半導体装置では、ワイヤボンド時にオーバーハング部を支えとして使用しているが、リードフレームの傾き、積層する半導体素子の傾きおよび回転や、ダイボンディング装置のダイボンディング位置精度、ワイヤボンディング装置の支え治具の位置精度等を考慮すると、半導体装置の製造が極めて難しいという問題もあった。 Furthermore, in the semiconductor device described in Patent Document 1, the overhang portion is used as a support at the time of wire bonding, but the inclination of the lead frame, the inclination and rotation of the semiconductor elements to be stacked, and the die bonding position accuracy of the die bonding apparatus. Considering the positional accuracy of the support jig of the wire bonding apparatus, there is a problem that it is extremely difficult to manufacture the semiconductor device.
この発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、小型で信頼性が高く、容易に製造できる電力用半導体装置を提供するものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a power semiconductor device that is small in size, highly reliable, and easily manufactured.
この発明における電力用半導体装置は、モールド樹脂から複数のリードが突出した電力用半導体装置であって、第1のダイパッド部が形成された第1のリードと、前記第1のリードと並置して設けられ、第2のダイパッド部が形成された第2のリードと、前記第1のダイパッド部の第1面に載置され、表面にゲート電極が形成された電力用半導体素子と、前記第2のダイパッド部の第1面に載置され、表面に複数のワイヤパッドが形成された第1の制御用半導体素子と、前記第1の制御用半導体素子の表面積内に絶縁性材料を介して載置され、表面に複数のワイヤパッドが形成された第2の制御用半導体素子と、前記電力用半導体素子と前記第2の制御用半導体素子とを電気的に直接接続する金属線とを備えたものである。 The power semiconductor device according to the present invention is a power semiconductor device in which a plurality of leads protrude from a mold resin, and is arranged in parallel with the first lead on which the first die pad portion is formed and the first lead. A second lead provided with a second die pad portion; a power semiconductor element mounted on a first surface of the first die pad portion and having a gate electrode formed on the surface; and the second lead A first control semiconductor element placed on the first surface of the die pad portion and having a plurality of wire pads formed on the surface, and an insulating material placed within the surface area of the first control semiconductor element. And a second control semiconductor element having a plurality of wire pads formed on a surface thereof, and a metal wire that electrically connects the power semiconductor element and the second control semiconductor element directly. Is.
この発明によれば、積層された2つの制御用半導体素子と電力用半導体素子とを近接して設置することができるので、小型で製造の容易な電力用半導体素子を得ることができる。 According to the present invention, two stacked control semiconductor elements and power semiconductor elements can be installed close to each other, so that a power semiconductor element that is small and easily manufactured can be obtained.
実施の形態1.
図1(a)〜(d)は、それぞれこの発明の実施の形態1における電力用半導体装置を示す平面図、正面図、背面図および側面図であり、図2は図1のI−I線における断面図である。図3および図4は、この発明の実施の形態1における電力用半導体装置の要部を拡大して示す平面図である。また、図5は従来の電力用半導体装置を示す平面図であり、図6はこの発明の実施の形態1における電力用半導体装置の要部を、従来の電力用半導体装置と比較して示す平面図である。
Embodiment 1 FIG.
1A to 1D are a plan view, a front view, a rear view, and a side view, respectively, showing a power semiconductor device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a II line in FIG. FIG. 3 and 4 are enlarged plan views showing main portions of the power semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. 5 is a plan view showing a conventional power semiconductor device, and FIG. 6 is a plan view showing the main part of the power semiconductor device according to the first embodiment of the present invention in comparison with the conventional power semiconductor device. FIG.
まず、図1ないし図6を参照して、実施の形態1における電力用半導体装置の構成について説明する。 First, the configuration of the power semiconductor device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
図1および図2に示す電力用半導体装置100は、モールド樹脂10の両側面から複数のリード20が突出するように配置されたトランスファーモールド型のDIP(Dual Inline Package)で構成されており、半導体素子として、第1の制御用半導体素子であるマイコン30、第2の制御用半導体素子であるIC40、電力用半導体素子であるIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)50、および還流ダイオードであるFwDi(Flywheel Diode)60とを有している。
A
複数のリード20のうち、第1のリード21には第1のダイパッド部21aが形成されており、第1のダイパッド部21aの第1面にはIGBT50とFwDi60とが載置されている。IGBT50の裏面と第1のダイパッド部21aの第1面は、例えばPbフリーはんだ71で接合される。また、FwDi60の裏面と第1のダイパッド部21aの第1面も、Pbフリーはんだ71と同じ組成のPbフリーはんだ72で接合される。なお、IGBT50、FwDi60と第1のダイパッド部21aとの接合は、Pbフリーはんだ71,72に限られるものではなく、Agペーストなどの導電性接着剤など導電性に優れる材料であればよいが、樹脂モールド時の耐熱性を考慮すると、耐熱性が180℃以上であって、ある程度以上の接着力を有するものが好ましい。また、環境に配慮すると、Pbを含むはんだではない方が好ましい。
Among the plurality of
また、第2のリード22には第2のダイパッド部22aが形成されており、この第2のダイパッド部22aの第1面にはマイコン30が載置されている。マイコン30の裏面と第2のダイパッド部22aの第1面は、例えば、接着剤73を用いて固着される。また、マイコン30の表面上にはIC40が載置されており、マイコン30の表面とIC40の裏面は、例えば、DAF(Die Attach Film)などの絶縁性接着シート74を介して固着される。マイコン30とIC40とを固着する部材は、絶縁性材料であればDAFでなくてもよいが、フロー性が大きい材料では固着時のフローによるはみ出しでマイコン30の表面上に形成されたワイヤパッドが汚染されてしまい、ワイヤボンド性が低下するという問題が発生する可能性があるため、固着時のフロー性が小さいシート状のものが好ましい。
A second
なお、IC40はマイコン30よりも表面積が小さい形状であり、マイコン30の表面積内、すなわちマイコン30に対してオーバーハング部が生じないにようにマイコン30の表面上に積層されている。また、マイコン30の四辺に沿ってに形成された複数のワイヤパッドと干渉しない位置に配置されている。
The IC 40 has a smaller surface area than the
そして、第1のダイパッド部21aの第1面と対向する第2面は、放熱板であるヒートシンク80の表面と接合されている。ヒートシンク80は、AlやCu等の熱伝導率の高い材料で形成されており、ヒートシンク80の裏面は、モールド樹脂10から露出するように配置されている。ヒートシンク80の表面と第1のダイパッド部21aの第2面とは、放熱性の高い絶縁材料75を介して固着されている。
And the 2nd surface facing the 1st surface of the 1st
一般的にマイコン30は熱に弱いため、マイコン30がIGBT50の発熱による悪影響を防ぐために、第2のダイパッド部22aの第1面と対向する第2面は第1のダイパッド部21aの第1面よりもヒートシンク80から離れた側に配置させ、第2のダイパッド部22aの第2面がモールド樹脂10によって覆われるよう設ける。このように第2のダイパッド部22aを配置することにより、マイコン30がIGBT50の発熱による影響を受けないようにできる。
Since the
また、マイコン30と第2のリード22、マイコン30とIC40、IC40と第2のリード22、IC40とIGBT50、IGBT50とFwDi60、FwDi60と第1のリード21は、それぞれ金属線であるワイヤ91〜96によって電気的に接続されている。ワイヤ91〜96は、例えば、Auを主成分とするAuワイヤで形成されている。
The
次に、図3および図4を参照して、第1のダイパッド部21aおよび第2のダイパッド部22a周辺の構成について詳しく説明する。
Next, with reference to FIG. 3 and FIG. 4, the configuration around the first
図3に示すように、マイコン30の表面およびIC40の表面には、それぞれ4辺に沿って複数のワイヤパッド31,41が設けられている。また、IGBT50の表面にはゲート電極51が設けられている。そして、図4に示すように、マイコン30のワイヤパッド31は、リード20に設けられたワイヤ接続部20aとワイヤ91によって電気的に接続されている。また、IC40のワイヤパッド41は、マイコン30のワイヤパッド31およびリード20に設けられたワイヤ接続部20aとワイヤ92,93によってそれぞれ電気的に接続されている。さらに、IGBT50のゲート電極51は、IC40のワイヤパッド41の1つとワイヤ94によって直接ワイヤ接続されている。
As shown in FIG. 3, a plurality of
このように、電力用半導体装置100のIC40をマイコン30からはみ出さないようにマイコン30の表面積内に設置するとともに、IGBT50のゲート電極51とIC40のワイヤパッド41とをワイヤ94で直接接続することにより、電力半導体装置を従来のものに比べて大幅に小型化することができる。
As described above, the
すなわち、従来技術のように、互いにオーバーハングするように半導体素子を積層した場合、図5に示すように、IGBT50とIC40のオーバーハング部と重なる領域Aにはワイヤボンドをすることができないため、IGBT50とIC40との距離を広げる必要があったが、本実施の形態ではマイコン30上に積層したIC40はオーバーハング部が存在しないため、IGBT50をIC40を半導体素子の近傍に配置することができる。
That is, when the semiconductor elements are stacked so as to overhang each other as in the prior art, as shown in FIG. 5, the region A overlapping the overhang portion of the
また、従来の半導体素子は、図6(b)に示すように、中継端子24を介してIC40とIGBT50とを接続することが一般的であるが、本実施の形態においては、ワイヤ94によってIC40とIGBT50とを直接接続しているので、図6(a)に示すように中継端子を省略することができ、その結果、中継端子24の幅および中継端子24とIGBT50との間隔を加えた長さΔeだけ電力用半導体素子100を小型化することができる。
In addition, as shown in FIG. 6B, the conventional semiconductor element generally connects the
次に、実施の形態1における電力用半導体装置100の製造方法について説明する。
Next, a method for manufacturing
まず、チップウェハをダイシングする前のプロセスにおいて、IC40の裏面と絶縁性接着シートであるDAF74を熱圧着させて両者を一体にする。DAF74を接着した状態でウェハをダイシングしてIC40とする。そして、第2のリード22に形成された第2のダイパッド部22aの第1面にマイコン30を導電性接着剤でダイボンディングして取り付ける。IC40はマイコン30の表面上にDAF74を介して熱圧着する。IGBT50は、第1のリード21に形成された第1のダイパッド部21aの第1面上にPbフリーはんだでダイボンディングして取り付けられる。
First, in the process before dicing the chip wafer, the back surface of the
そして、マイコン30のワイヤパッド31とリード20のワイヤ接続部20aとをワイヤ91を用いてワイヤボンドにより電気的に接続し、IC40のワイヤパッド41とマイコン30のワイヤパッド31とを、ワイヤ92を用いてワイヤボンドにより電気的に接続し、IC40のワイヤパッド41とワイヤ接続部23aとを、ワイヤ93を用いてワイヤボンドにより接続し、IGBT50のゲート電極51とIC40とをワイヤ94を用いてワイヤボンドに電気的に接続する。
Then, the
次いで、第2のダイパッド6の第2面に、ヒートシンク80を接着剤75を介して取り付ける。さらにこれら部材を保護するために、モールド樹脂10を用いてトランスファーモールドする。
Next, a
その後、モールド樹脂10から露出したリード20の余分な部分、例えばタイバなどをタイバカット工程で切断し、ディッピング技術やめっき技術等によりはんだコーティングし、最後にリードフォーミングを行うことにより、本実施の形態の電力用半導体装置100を得ることができる。
Thereafter, an excess portion of the
以上、本実施の形態によれば、第1の制御用半導体素子であるマイコン30の表面積内にオーバーハング部が生じないように第2の制御用半導体素子であるIC40を配置するとともに、電力用半導体素子であるIGBT50と第2の制御用半導体素子であるIC40とをワイヤによって直接電気的に接続したので、小型且つ容易に製造できる電力用半導体装置を得ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the
実施の形態2.
図7(a)〜(d)は、それぞれこの発明の実施の形態2における電力用半導体装置を示す平面図、正面図、背面図および側面図であり、図8は図7のI−I線における断面図である。また、図9ないし図12は、この発明の実施の形態2における電力用半導体装置の要部を拡大して示す平面図である。
Embodiment 2. FIG.
FIGS. 7A to 7D are a plan view, a front view, a rear view, and a side view, respectively, showing a power semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a II line in FIG. FIG. 9 to 12 are enlarged plan views showing the main part of the power semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.
実施の形態1における電力用半導体装置100では、一部のワイヤ91はマイコン30から、IGBT50側に位置するマイコン30の辺30aをまたがって第1のダイパッド部21aと第2のダイパッド部22aとの間に設けられたリード23のワイヤ接続部23aに接続されており、また一部のワイヤ92はIC40から、IGBT50側に位置するIC40の辺40aをまたがってマイコン30に接続されている。したがって、上記のワイヤボンド接続ではマイコン30とIGBT50間に一定の距離をとってリード23のワイヤ接続部23aを配置しなければならない。さらにIC40からIGBT50に直接接続されるワイヤ94はワイヤ接続部23aをまたがるためワイヤボンドのスパンが長くなってしまう。また、ワイヤ94のループ高さが不十分であった場合や、ワイヤ91のループ高さが高すぎた場合などに不具合を生じさせる可能性があるので、ワイヤループ高さのコントロールを正確にしないといけないという製造の管理面でやや難しい点があった。
そこでさらなる小型化、高信頼化のために改良したものが図7および図8に示す電力用半導体装置200である。
In the
Accordingly, a
図9に示すように、電力用半導体装置200は、マイコン30のワイヤパッド31がIC40とIGBT50との間を除いて設けられており、マイコン30の表面に積層されたIC40は、ワイヤパッド31が設置されていないマイコン30のIGBT50側の辺30a側に寄せて配置されている。すなわち、IC40の中心aがマイコン30の中心bよりもIGBT50側に寄せられた位置になるようにIC40が配置されている。このとき、IC40はマイコン30の表面上からはみ出さないようにマイコン30の表面積内に配置する。これはIC40のワイヤボンドが不安定になるためである。なお、IC40の長辺はマイコン30の長辺もしくは短辺と概ね平行に積層されていることが望ましい。
As shown in FIG. 9, in the
さらに、図10に示すように、IC40の四辺のうちIGBT50に近い辺40aが、マイコン30の四辺のうちIGBT50側に近い辺30a上に位置すること、すなわち、上記辺30aと辺40aがIC40の表面と平行な投影面上で重なるように配置することが望ましい。このように構成することにより、IC40をIGBT50側に寄せた距離の長さだけワイヤ94が短くなるため、信頼性をさらに向上させることができる。
Further, as shown in FIG. 10, the
このように、マイコン30の四辺のうちIGBT50側の辺に沿ってワイヤパッド31を配置しないように構成することによって、ワイヤ91はマイコン30の辺30aをまたがらずにマイコン30からワイヤ接続部20aに接続される。さらにワイヤ92はIC40の辺40aをまたがらずにIC40からマイコン30のワイヤパッド31に接続される。したがって、マイコン30とIGBT50の間にワイヤ接続部23aを設ける必要が無くなり、その結果、図11に示すように、第1および第2のダイパッド部21a,22aが、第1のダイパッド部21aに平行な投影面上で互いに隣接するように構成することができ、IC3の寄せ幅分とマイコン30とIGBT50の間にあるワイヤ接続部23aの幅を足した長さΔdだけ、マイコン30とIGBT50との距離を小さくすることが可能となる。
As described above, by configuring the
また、IC40からIGBT50に接続するワイヤ94は、IC40からマイコン30に接続するワイヤ92に干渉することなくワイヤボンドできるため、ワイヤボンド不良が減少し、さらに高信頼性を確保できる。
Further, since the
ここで、IGBT50とIC40を接続するワイヤ94はワイヤボンド時に二点間の距離が長くなるため他のワイヤ91,92,93よりも直径が大きいことが望ましい。これによりワイヤ94は剛性が増すため、トランスファーモールド時のモールド樹脂の流れによる変形を防げる。また、モールド完了までに懸念される振動等による変形を防ぐことができる。これにより、さらに信頼性の高い製品を得ることができる。
Here, it is desirable that the
以上、本実施の形態によれば、IC40の中心aをマイコン30の中心bよりもIGBT50側に配置するとともに、第1および第2のダイパッド部21a,22aが、第1のダイパッド部21aに平行な投影面上で互いに隣接するように構成することで、電力用半導体装置の幅を従来よりも縮小することができ、電力用半導体装置の小型化が可能となる。さらにIC40とIGBT50とを電気的に接続するワイヤを短くできるので、ワイヤボンド不良を減らし、高い信頼性も確保できる。
As described above, according to the present embodiment, the center a of the
なお、実施の形態1および2において、電力用半導体装置100,200に用いる電力用半導体素子はIGBTではなくMOSFETでもよい。また、Auを主成分とするAuワイヤ91〜96はAlまたはCuあるいはこれらを主成分とする合金からなるワイヤでもよい。
In the first and second embodiments, the power semiconductor element used for
また、図12のように、IC40の中心aがマイコンの中心bよりもIGBT50側にあれば、マイコン30上でIC40の配置を自由に変えてもよい。
In addition, as shown in FIG. 12, if the center a of the
10 モールド樹脂、 20 リード、 21 第1のリード、 21a 第1のダイパッド部、 22 第2のリード、 22a 第2のダイパッド部、 30 マイコン(第1の制御用半導体素子)、 31 ワイヤパッド、 40 IC(第2の制御用半導体素子)、 41 ワイヤパッド、 50 IGBT(電力用半導体素子)、 51 ゲート電極、 74,75 絶縁性材料、 80 ヒートシンク(放熱板)、 91〜96 ワイヤ(金属線)、 100,200 電力用半導体装置。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
第1のダイパッド部が形成された第1のリードと、
前記第1のリードと並置して設けられ、第2のダイパッド部が形成された第2のリードと、
前記第1のダイパッド部の第1面に載置され、表面にゲート電極が形成された電力用半導体素子と、
前記第2のダイパッド部の第1面に載置され、表面に複数のワイヤパッドが形成された第1の制御用半導体素子と、
前記第1の制御用半導体素子の表面積内に絶縁性材料を介して載置され、表面に複数のワイヤパッドが形成された第2の制御用半導体素子と、
前記電力用半導体素子と前記第2の制御用半導体素子とを電気的に直接接続する金属線と
を備えた電力用半導体装置。 A power semiconductor device in which a plurality of leads protrudes from a mold resin,
A first lead on which a first die pad portion is formed;
A second lead provided in parallel with the first lead and having a second die pad portion formed thereon;
A power semiconductor element mounted on the first surface of the first die pad portion and having a gate electrode formed on the surface;
A first control semiconductor element mounted on the first surface of the second die pad portion and having a plurality of wire pads formed on the surface;
A second control semiconductor element mounted on the surface of the first control semiconductor element via an insulating material and having a plurality of wire pads formed on the surface;
A power semiconductor device comprising: a metal wire that electrically connects the power semiconductor element and the second control semiconductor element directly.
前記第1のダイパッド部の第1面と対向する第2面が絶縁性材料を介して前記放熱板の表面と接するように設けられ、
前記第2のダイパッド部の第1面と対向する第2面が前記モールド樹脂に覆われるように設けられたことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の電力用半導体装置。 A heat sink provided so that the back surface is exposed from the mold resin;
A second surface facing the first surface of the first die pad portion is provided so as to be in contact with the surface of the heat sink via an insulating material;
6. The electric power according to claim 1, wherein a second surface facing the first surface of the second die pad portion is provided so as to be covered with the mold resin. 6. Semiconductor device.
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007096071A (en) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Toshiba Corp | Semiconductor memory card |
JP2008078367A (en) * | 2006-09-21 | 2008-04-03 | Renesas Technology Corp | Semiconductor device |
JP2008300713A (en) * | 2007-06-01 | 2008-12-11 | Mitsubishi Electric Corp | Method for manufacturing heat radiating member and semiconductor device using heat radiating member |
-
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007096071A (en) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Toshiba Corp | Semiconductor memory card |
JP2008078367A (en) * | 2006-09-21 | 2008-04-03 | Renesas Technology Corp | Semiconductor device |
JP2008300713A (en) * | 2007-06-01 | 2008-12-11 | Mitsubishi Electric Corp | Method for manufacturing heat radiating member and semiconductor device using heat radiating member |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012182250A (en) * | 2011-02-28 | 2012-09-20 | Sanken Electric Co Ltd | Semiconductor device |
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