JP4499577B2 - Semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、半導体装置に関し、特に、半導体素子と外部電極とがリードで接続された電力用半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a power semiconductor device in which a semiconductor element and an external electrode are connected by leads.
電力用半導体装置に含まれる半導体素子から電気信号を取り出すために、半導体素子の表面電極と外部電極との間が、例えばアルミニウムワイヤ等の配線で接続される。また、最近では、配線抵抗を低減するために、ワイヤの代わりに板状のリードが配線に用いられている。更に、筐体となる封止樹脂との密着性を向上させるために、リードに粗面処理を施した構造も提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、板状のリード配線を用いた場合、封止樹脂がリード配線の下方に回り込みにくく、封止樹脂の未充填領域ができるという問題があった。かかる未充填領域は、封止樹脂の剥離の起点や絶縁不良の原因となり、電力用半導体装置の信頼性を低下させていた。特に、薄型化した電力用半導体装置において、未充填領域の発生が顕著であった。
また、リード配線は、ワイヤ配線に比較して幅が広いため、半導体素子の接合状態等を目視等で検査する場合にじゃまになり、検査工程が煩雑になるという問題もあった。
However, when the plate-like lead wiring is used, there is a problem in that the sealing resin does not easily enter the lower part of the lead wiring and an unfilled region of the sealing resin is formed. Such an unfilled region causes a starting point of peeling of the sealing resin and a cause of insulation failure, and reduces the reliability of the power semiconductor device. In particular, in the thinned power semiconductor device, the occurrence of unfilled regions was significant.
In addition, since the lead wiring is wider than the wire wiring, there is a problem that the inspection process becomes complicated because it is a hindrance when visually inspecting the bonding state of the semiconductor element or the like.
そこで、本発明は、半導体素子と外部電極とがリード配線で接続された半導体装置において、封止樹脂の未充填領域の発生を防ぎ、かつ試験工程が容易な半導体装置の提供を目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor device in which a semiconductor element and an external electrode are connected by a lead wiring to prevent an unfilled region of a sealing resin from occurring and an easy test process.
本発明は、表面と裏面とを備えた半導体基板と、表面に設けられた第1電極と、裏面に設けられた第2電極と、表面に設けられ、第1電極と第2電極との間の電流を制御する制御電極とを備えた半導体素子と、半導体素子の第1電極に接続された接合部と、接合部から半導体素子の表面と略平行に延びた配線部とを備えたリードと、少なくとも半導体素子とリードを埋込む絶縁樹脂からなる筐体とを含む半導体装置であって、リードが配線部に貫通孔を有し、貫通孔の内部に絶縁樹脂が充填されていることを特徴とする半導体装置である。 The present invention provides a semiconductor substrate having a front surface and a back surface, a first electrode provided on the front surface, a second electrode provided on the back surface, and a surface provided between the first electrode and the second electrode. A semiconductor element comprising a control electrode for controlling the current of the semiconductor element, a junction connected to the first electrode of the semiconductor element, and a lead comprising a wiring part extending substantially parallel to the surface of the semiconductor element from the junction A semiconductor device including at least a semiconductor element and a housing made of an insulating resin that embeds the lead, wherein the lead has a through hole in the wiring portion, and the through hole is filled with the insulating resin. This is a semiconductor device.
以上のように、本発明にかかる半導体装置では、リードに設けられた貫通孔を通って封止樹脂が充填できるため、特に薄型の半導体装置においても完全な樹脂封止が可能となる。また、貫通孔を通して目視等による検査が可能となり、検査工程が簡略化できる。 As described above, in the semiconductor device according to the present invention, since the sealing resin can be filled through the through hole provided in the lead, complete resin sealing is possible even in a particularly thin semiconductor device. Moreover, inspection by visual inspection or the like can be performed through the through hole, and the inspection process can be simplified.
以下に、図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、以下の説明では、「上」、「下」、「左」、「右」およびこれらの用語を含む名称を適宜使用するが、これらの方向は図面を参照した発明の理解を容易にするために用いるものであり、実施形態を上下反転、あるいは任意の方向に回転した形態も、当然に本願発明の技術的範囲に含まれる。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, “top”, “bottom”, “left”, “right” and names including these terms are used as appropriate, but these directions facilitate understanding of the invention with reference to the drawings. Therefore, a mode in which the embodiment is inverted upside down or rotated in an arbitrary direction is naturally included in the technical scope of the present invention.
実施の形態1.
図1は、全体が100で表される、本発明の実施の形態1にかかる電力用半導体装置の斜視図であり、図2は、図1をI−I方向に見た場合の断面図である。図1において、理解が容易となるように、樹脂筐体等を省略してある。
FIG. 1 is a perspective view of a power semiconductor device according to a first embodiment of the present invention, represented as a whole by 100, and FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG. 1 viewed in the II direction. is there. In FIG. 1, the resin casing and the like are omitted for easy understanding.
電力用半導体装置100は、放熱ブロック1を含む。放熱ブロック1は、電気伝導率、熱伝導率の高いものが好ましく、例えば厚さ3mmの銅板からなる。放熱ブロック1の上には、IGBT2の第2主電極であるコレクタ電極(図示せず)およびFWDi(フリーホイールダイオード)3の裏面電極がはんだ4によって、電気的かつ機械的に接続されている。IGBT2は、例えば厚さが0.25mm、縦横の長さがそれぞれ12mmであり、FWDi3は、例えば厚さが0.25mm、縦の長さが13.5mm、横の長さが12mmである。また、はんだ4には、例えば厚さが0.15mmのSn−Ag−Cu系はんだが用いられる。
放熱ブロック1は、IGBT2およびFWDi3の放熱手段と、両素子の裏面側の配線との双方を兼ねる。
The
The
IGBT2の第1主電極であるエミッタ電極(図示せず)およびFWDi3の表面電極には、例えば厚さ0.3mm、幅10mmのCuからなるリード5が、はんだ4を用いて接合されている。具体的には、IGBT2およびFWDi3の表面には、はんだ接合性の良好な金属膜として、最表面からAu/Ni/Mo/Alの積層金属膜(図示せず)が蒸着により形成されており、この金属膜上にリード5が接合される。
リード5は、IGBT2との接合部5A、FWDi3との接合部5B、および段差部5Eを介して接合部5A、5Bに接続された配線部5C、5Dを有する。段差部5Eの高さは0.3mmで、リード5を折り曲げて形成されている。接合部5A、5BとIGBT2およびFWDi3の電極とは、それぞれ電気的に接続されている。はんだ4には、例えば厚さが0.1mmのSn−Ag−Cu系はんだが用いられる。接合部5A、5Bと配線部5C、5Dは、略平行となっている。
For example, a
The
放熱ブロック1およびリード5は、それぞれリードフレームからなる電極端子6A、6Bに電気的に接続されており、外部と電流の入出力が行われる。
The
リード5と電極端子6Bとは、放熱ブロック1の外側において、例えば超音波溶接などを用いて接続される。放熱ブロック1の近傍で接合する場合は、固定治具などを放熱ブロック1上に配置する必要が有り、治具の干渉や工具の取り合い等の干渉を避ける工夫が必要となる。このため、リード5と電極端子6Bとの接合工程が煩雑にならないように、放熱ブロック1の外側で接合するのが好ましい。
The
IGBT2の第3の電極であるゲート電極(図示せず)と、電極端子6A、6Bと共にリードフレームから形成された電極端子6Cとは、例えばアルミニウムのボンディングワイヤ7で接続されている。更に、放熱ブロック1、IGBT2、FWDi3、リード5等は、トランスファモールド法を用いて、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂により樹脂封止され、樹脂筐体8が形成される。
A gate electrode (not shown) which is a third electrode of the
放熱ブロック1の裏面には、例えば、厚さが0.2mmで、樹脂筐体8よりも熱伝導性に優れた、エポキシ系材料を主とする絶縁層9が固着されており、電力用半導体装置100と、裏面に取り付けられる放熱フィン(図示せず)などとの絶縁を保つ構造となっている。
なお、樹脂封止後にリードフレームが切断され、それぞれの電極端子6A、6B、6Cの樹脂筐体8から露出した部分が、外部端子となる。
On the back surface of the
Note that the lead frame is cut after resin sealing, and the portions of the
リード5の接合部5A、5Bの間の配線部5C、および接合部5Bと電極端子6Bとの接続部の間には直径が略2mmの円形の貫通孔10が設けられている。
このように、本実施の形態1にかかる電力用半導体装置100では、放熱ブロック1と対向する位置にあるリード5に、貫通孔10が設けられている。
A circular through
As described above, in the
貫通孔を有しないリードを用いた場合、放熱ブロック1とリード5の間には略0.8mmの間隙が設けられ、IGBT2およびFWDi3の表面とリード5(折り曲げ部)の間には略0.4mmの間隙が設けられる。放熱ブロック1とリード5は互いに電気的に絶縁されている必要がある。この場合、空気のみでは空間絶縁距離が不足するため、この空間に絶縁樹脂を充填することが必要となる。また、IGBT2、FWDi3の外周部もおいて、それぞれの素子の表裏の沿面絶縁距離を確保するために、絶縁樹脂が充填されることが必要である。
When a lead having no through hole is used, a gap of approximately 0.8 mm is provided between the
しかしながら、リード5の幅が例えば10mmの場合には、リード5の横側から中央部までの距離は5mmと長くなる。また、樹脂が充填される領域の、放熱ブロック1とリード5との間隔は、上述のように0.8mmや、0.4mmである。このため、特に、高さが0.4mmの領域には樹脂が充填されにくく、およそ10%の確率で未充填領域が残るという問題があった。
However, when the width of the
これに対して、樹脂の流入距離を短くしたり高さを大きくすることが、未充填領域をなくすためには効果的であるため、リード5の幅を小さくすることや接合部5A、5Bの曲げ高さを大きくすることによって樹脂の流入を容易にすることも可能である。しかしながら、かかる手段では、リード5に通電可能な電流の容量が小さくなるという問題が発生し、また、高さを大きくすると、電力用半導体装置の薄型化が困難になるという問題もあった。
On the other hand, shortening the resin inflow distance or increasing the height is effective for eliminating the unfilled region. Therefore, it is possible to reduce the width of the
そこで、電力用半導体装置100では、リード5に貫通孔10を設けることにより、貫通孔10を通って樹脂を充填できるようにした。この結果、IGBT2、FWDi3の外周部への樹脂の流入距離が従来の半分以下となり、特に、外周部の中央近傍では貫通孔10からの距離を2mmまで短縮することが可能となり、未充填領域の発生を著しく軽減できた。
Therefore, in the
以上のように、本実施の形態1にかかる電力用半導体装置100では、トランスファモールドにおける樹脂の注入工程において、放熱ブロック1とリード5の狭隘な間隙、IGBT2とFWDi3との間の更に狭隘な間隙に樹脂の未充填領域を残すことなく注入することが可能となり、絶縁特性などに悪影響を及ぼすことなく薄型パッケージを製造することが可能となる。
As described above, in the
なお、電力用半導体装置100では、IGBTを用いる場合について説明したが、IGBTと同じくゲート配線を有する電力用半導体素子であるMOSFET等でも同様の効果を得ることができる。また、電力用の半導体素子のみならず、他の小電流制御用の半導体素子にも、かかる構造を適用しても構わない。
In the
また、本実施の形態では、はんだ4の材料としてSn−Ag−Cu系はんだを示したが、Sn−Pb系はんだやAu−Sn系、Au−Si系はんだ等の、半導体素子の接合に適用可能な他のはんだ材料を用いてもかまわない。また、Agペーストなどの比較的熱伝導率の高い導電性接着剤を用いても良い。
In this embodiment, Sn—Ag—Cu based solder is shown as the material of the
リード5の材質としてCuを用いたが、半導体素子の主材料であるSiとの熱膨張率の差を小さくするために、CuとMoとのクラッド材料やCuとインバーとのクラッド材料、42Alloyやインバーなどの鉄系材料にNiやSn等のメッキを施した材料をリード5として使用しても良い。
Although Cu was used as the material of the
IGBT2のエミッタ電極(図示せず)上に形成する金属膜としてAu/Ni/Mo/Alの積層構造を用いたが、かかる積層構造の作成には、金属製のマスクパターンを用いた真空蒸着やスパッタリング、ウェハ上に有機系材料からなるレジストパターンを形成して行うAu/Ni/Alの無電解メッキなどを用いることができる。金属膜としては、Ni、Ag、Au、Pd、Cu、はんだなどの、はんだの濡れ性の良い金属層を最表面に形成していれば良い。
なお、導電性接着剤を用いる場合には、はんだの濡れ性の良い金属膜を必ずしも最表面に形成する必要はないが、金属層の酸化によって電気抵抗が増加するため、Auなどの酸化防止層を最表面に形成することが好ましい。
A Au / Ni / Mo / Al laminated structure was used as the metal film formed on the emitter electrode (not shown) of the
When a conductive adhesive is used, it is not always necessary to form a metal film with good solder wettability on the outermost surface. However, since the electrical resistance increases due to oxidation of the metal layer, an anti-oxidation layer such as Au is used. Is preferably formed on the outermost surface.
本実施の形態1では、熱封止樹脂および筐体の樹脂材料に関しては、本実施の形態1においては、熱硬化性樹脂を用いたトランスファモールド法により樹脂筐体8が形成しているが、代わりに、PPS(ポリフェニルサルファイド)などの熱可塑性樹脂を用いたインジェクションモールド法によって形成しても構わない。 In the first embodiment, regarding the heat sealing resin and the resin material of the casing, in the first embodiment, the resin casing 8 is formed by a transfer molding method using a thermosetting resin. Instead, it may be formed by an injection molding method using a thermoplastic resin such as PPS (polyphenyl sulfide).
本実施の形態1では、放熱ブロック1の裏面にはエポキシ系の絶縁層9が固着され、リード5および引き出し電極部5Aは樹脂筐体8によって封止された形状となっている。このように、放熱ブロック1やリード5、引き出し電極5Aを外部表面に対して絶縁構造とすることで、例えば、数百ボルトから数キロボルトの絶縁耐圧が求められる、複数の電力用半導体装置100を近接配置したシステムにおいても、絶縁を必要とする部分の沿面距離を小さくすることができる。これにより、例えば、冷却フィンの小型化が可能となり、システム全体の小型化、軽量化、低コスト化が可能となる。
In the first embodiment, an epoxy insulating
なお、電力用半導体装置100で選択される材料や半導体素子は、以下で述べる他の実施の形態2〜5にも適用することができる。ここで、半導体素子は、表面と裏面とを備えた半導体基板と、表面に設けられた第1電極と、裏面に設けられた第2電極と、表面に設けられ、第1電極と第2電極との間の電流を制御する制御電極とを備えた素子をいうものとする。
The materials and semiconductor elements selected in
実施の形態2.
図3は、全体を200で表される、本発明の実施の形態2にかかる電力用半導体装置の断面図である。図3中、図1と同一符合は、同一又は相当箇所を示す。
電力用半導体装置200では、IGBT2およびFWDi3が、はんだ4を用いて絶縁基板11に電気的、機械的に接続されている。絶縁基板11は、AlN(窒化アルミ)板と、その両面に固着された、厚さが0.25mmのCuの配線パターン11Bからなる。IGBT2およびFWDi3は、配線パターンに11Bに電気的に接続されている。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the power semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, indicated as a whole by 200. 3, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts.
In the
絶縁基板11の裏面には、厚さ0.25mmのはんだ4によって、厚さ3mmのCuからなるベース板12が接合されている。
更に、ベース板12の外周には、接着剤(図示せず)を用いて、PPS(ポリフェニルサルファイド)樹脂を用いたケース13が接着され、筐体の一部を形成している
A
Further, a
IGBT2およびFWDi3の表面にはリード5の接合部5A、5Bがはんだ4により接合されている。
Joined
ケース13には、外部電極6A、6B、6Cがインサート成型により取り付けられており、リード5や絶縁基板11の配線パターン11Bとは、例えば超音波溶接により接合される。また、IGBT2のゲート電極とは、アルミニウムワイヤ7により電気的に接続される。
また、接合部5Aと接合部5Bの間の配線部5Cと、および接合部5Bと外部電極6Bとの間の部分に、貫通孔10が設けられている。
Moreover, the through-
ケース13内には、内部の絶縁を確保するためにシリコーンゲル14が充填され、約125℃でキュアされる。更に、シリコーンゲル14を覆うように蓋部15が設けられる。
The
シリコーンゲル14がケース13内に充填される際に、リード5の下方には、リード5に設けられた貫通孔10からもシリコーンゲル14が注入される。この結果、リード5の下方において、シリコーンゲル14の未充填領域の発生が防止でき、絶縁信頼性の高い電力用半導体装置200を得ることができる。
When the
また、シリコーンゲル14を、真空注入、真空脱泡する場合にも、貫通孔10からの注入、脱泡が可能となり、シリコーンゲル14の未充填領域の発生を防止できる。
Further, even when the
このため、リード5の曲げ高さ(段差部の高さ)を小さくすることができ、薄型の電力用半導体装置200を提供することが可能となる。
For this reason, the bending height (height of the stepped portion) of the
実施の形態3.
図4は、全体が300で表される、本発明の実施の形態3にかかる電力用半導体装置の斜視図である。図4中、図1と同一符号は同一または相当箇所を示す。また、図4において、理解が容易となるように、樹脂筐体等を省略してある。
FIG. 4 is a perspective view of the power semiconductor device according to the third embodiment of the present invention, indicated as a whole by 300. 4, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts. Further, in FIG. 4, the resin casing and the like are omitted for easy understanding.
電力用半導体装置300では、リード5の配線部5Cが、IGBT2等の半導体素子の表面(または放熱ブロック1の表面)に対して略平行に配置された板状体となっている。配線部5Cの両側から接合部5A、5Bが延び、その一部が段差部を兼ねるとともに、先端においてIGBT2等と接合されている。段差の高さは1mmであり、接合部5A、5Bは、配線部5Cから両側に延びて、U字形に折り返されて段差部を形成し、その先がIGBT2等と接合されている。配線部5Cの両側から延びた接合部5Aは、互いにその先端がIGBT2の上で向き合うようになっている。
In the
IGBT2およびFWDi3との接合部5A、5Bの上方の配線部5Cには、それぞれリード5の配線方向の長さが5mmで、最大幅が2mmの楕円形の貫通孔10Aが設けられている。
また、IGBT2とFWDi3とに挟まれた冷却ブロック1上の配線部5C、およびFWDi3より外方の配線部5Cには、直径が略2mmの略円形の貫通孔10が設けられている。
In the
Further, a substantially circular through
図5には示していないが、冷却ブロック1やIGBT2等は、図2に示したように、トランスファモールド法を用いて、絶縁樹脂からなる樹脂状態で封止される。
Although not shown in FIG. 5, the
本実施の形態にかかる電力用半導体装置300では、リード5に貫通孔10Aを設けることにより、リード5の下方において封止樹脂の未充填領域の発生を防止できるとともに、IGBT2等の半導体素子の周辺部でリード5と封止樹脂との密着性を向上させることができる。
In the
また、IGBT2とFWDi3の間や、FWDi3とリードフレームにて形成される外部電極5Cとの間にも貫通孔10を設けることにより、更に、放熱ブロック1とリード5との間隙への樹脂の充填が容易となる。
Further, by providing a through
加えて、IGBT2やFWDi3との接合部5A、5Bが、両側から互いに向き合うように形成され、その上方のリード5に貫通孔10Aを設けることにより、接合部5A、5Bのはんだフィレットの状態などを目視等で検査することが容易となり、リード5の接合状態の検査工程を短時間で、簡単に行うことができる。
In addition, the
更に、電力用半導体装置の熱特性を評価する場合においても、貫通孔の無い構造では、IGBT2表面、FWDi3表面の温度実測は、予め熱電対を取り付けた熱特性を測定するためのサンプルを別途作成する必要があったが、貫通孔10、10Aを設けることによってサーモグラフィを用いた測定が可能となり、別途測定用サンプルを作製する必要がなくなった。また、測定誤差の少ない正確な温度測定が可能となった。
Furthermore, even when evaluating the thermal characteristics of power semiconductor devices, in the case of a structure without through-holes, the temperature measurement of the IGBT2 surface and FWDi3 surface is separately prepared for measuring the thermal characteristics with a thermocouple attached in advance. However, by providing the through
実施の形態4.
図5は、全体が400で表される、本発明の実施の形態4にかかる電力用半導体装置の斜視図である。図5中、図1と同一符号は同一または相当箇所を示す。また、図5において、理解が容易となるように、樹脂筐体等を省略してある。
FIG. 5 is a perspective view of the power semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention, indicated as a whole by 400. In FIG. 5, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts. Further, in FIG. 5, a resin casing or the like is omitted for easy understanding.
電力用半導体装置400では、IGBT2およびFWDi3との接合部5A、5Bの上方のリード5(配線部5C)には、それぞれ直径が2mmの円形の貫通孔10が、配線方向に2つずつ形成されている。他の構造は、上述の電力用半導体装置300と同様である。
In the
かかる電力用半導体装置400では、リード5の機械的剛性、電気伝導面積を著しく減少させることなく、リード5および接合部5A、5Bとの狭隘な間隙への封止樹脂の充填が容易となる。また、IGBT2やFWDi3表面のはんだ4の外観検査や、電力用半導体装置の熱特性評価を容易に行うことができる。
In such a
なお、図6は、電力用半導体装置400に用いることができる、他のリード5の斜視図である。図6では、リード5の接合部5A、5Bが、配線部5Cとは別部材から形成されている。リード5の配線部5Cと接合部5A、5Bとは、例えば、ろう付けや溶接などにより接続される。
FIG. 6 is a perspective view of another
図6に示すようなリード5では、リード5の厚さを1.0mm、接合部5A、5Bの厚さを0.3mmとし、両者の厚さに差異を設けたり、接合部5A、5Bを、リード5の材料と比べて熱膨張率の小さい材料から形成したりすることができる。これにより、接合部5A、5BとIGBT2、FWDi3とを接続する例えばはんだ4の熱応力による破壊を抑制することが可能となり、より信頼性の高く、環境変化の影響を受けにくい電力用半導体装置を得ることが可能となる。
In the
実施の形態5.
図7は、本発明の実施の形態5にかかる電力用半導体装置に用いるリードの展開図であり、図8は、図7のリードを用いた、全体が500で表される電力用半導体装置の斜視図である。図7、8中、図1と同一符号は同一または相当箇所を示す。また、図8において、理解が容易となるように、樹脂筐体等を省略してある。
FIG. 7 is a developed view of leads used in the power semiconductor device according to the fifth embodiment of the present invention. FIG. 8 is a diagram of a power semiconductor device represented by 500 as a whole using the leads in FIG. It is a perspective view. 7 and 8, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts. Further, in FIG. 8, a resin casing or the like is omitted for easy understanding.
電力用半導体装置500では、リード5のIGBT2およびFWDi3との接合部5A、5Bがそれぞれ櫛歯状になっており、それぞれU字形に折り曲げられてIGBT2等に接合されている。
IGBT2、FWDi3と接合された接合部5A、5Bの上方に位置するリード5(配線部5C)には貫通孔10Aが設けられている。また、IGBT2とFWDi3との間の、冷却ブロック1の上方に位置するリード5(配線部5C)には、貫通孔10Aより開口面積の小さい貫通孔10が設けられている。
In the
A through
かかる電力用半導体装置500では、半導体素子であるIGBT2やFWDi3とリード5の接合部5A、5Bとの接合面積が小さくなる。この結果、電力用半導体装置全体に温度サイクルが付加された場合に、はんだ4にかかる熱応力が小さくなり、破損等が防止できる。
In such a
また、接合部5A、5Bでは、はんだ量のばらつきにより一部が未接合となる可能性が有り、何らかの形での検査が必要となる。リード5に貫通孔10Aを形成することにより、IGBT2およびFWDi3との接合部がそれぞれの半導体素子の直上から目視等で確認でき、検査工程の簡略化が可能となる。
In addition, the
特に、図7の展開図を示したように、それぞれ櫛歯状に分割された接合部を折り曲げた場合に、その直上に貫通孔10Aが位置するような構成とすることが好ましい。
In particular, as shown in the development view of FIG. 7, it is preferable that the through-
なお、冷却ブロック1の上方に位置するリード5(配線部5C)設けられた貫通孔10は、樹脂を充填する際に未充填領域を残さないために形成されたものであり、貫通穴10Aに比べて面積が小さくても構わない。
The through
1 放熱ブロック、2 IGBT、3 FWDi、4 はんだ、5 リード、6A、6B、6C 外部端子、7 アルミニウムワイヤ、8 樹脂筐体、9 絶縁層、10、10A 貫通孔、100 電力用半導体装置。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
少なくとも表面電極と裏面電極とを備えた第2の半導体素子と、
該第1の半導体素子の該第1電極に接続された接合部と、該第2の半導体素子の該表面電極に接続された接合部と、該接合部から半導体素子の表面と略平行に延びた配線部とを備えたリードと、
該第1の半導体素子の該第2電極と、該第2の半導体素子の該裏面電極とが固着された主表面を有する配線パターンと、
少なくとも該第1の半導体素子と、該第2の半導体素子と、該リードとを埋込む絶縁樹脂を有する筐体とを備えた半導体装置であって、
該リードは、該配線パターンの主表面と対向する領域内に貫通孔を有し、該貫通孔の内部に該絶縁樹脂が充填されていることを特徴とする半導体装置。 A semiconductor substrate having a front surface and a back surface, a first electrode provided on the front surface, a second electrode provided on the back surface, a first electrode provided on the front surface, and the first electrode and the second electrode A first semiconductor element comprising a control electrode for controlling the current between;
A second semiconductor element comprising at least a front electrode and a back electrode;
A junction connected to the first electrode of the first semiconductor element; a junction connected to the surface electrode of the second semiconductor element; and extending substantially parallel to the surface of the semiconductor element from the junction. A lead having a wiring portion,
A wiring pattern having a main surface to which the second electrode of the first semiconductor element and the back electrode of the second semiconductor element are fixed;
A semiconductor device comprising at least the first semiconductor element, the second semiconductor element, and a housing having an insulating resin that embeds the lead,
The lead has a through hole in a region facing the main surface of the wiring pattern, and the insulating resin is filled in the through hole.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103065978A (en) * | 2012-12-25 | 2013-04-24 | 佛山市蓝箭电子股份有限公司 | Composite loading ligature method of insulated gate bipolar translator (IGBT) device |
Families Citing this family (43)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4967701B2 (en) * | 2007-02-19 | 2012-07-04 | 三菱電機株式会社 | Power semiconductor device |
JP5165302B2 (en) * | 2007-07-31 | 2013-03-21 | オンセミコンダクター・トレーディング・リミテッド | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
JP2009277959A (en) * | 2008-05-16 | 2009-11-26 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
JP4666185B2 (en) * | 2008-06-26 | 2011-04-06 | 三菱電機株式会社 | Semiconductor device |
JP5151837B2 (en) * | 2008-09-10 | 2013-02-27 | 富士電機株式会社 | Manufacturing method of semiconductor device |
JP5185956B2 (en) * | 2010-01-06 | 2013-04-17 | 三菱電機株式会社 | Power semiconductor device |
JP5368357B2 (en) * | 2010-04-01 | 2013-12-18 | 三菱電機株式会社 | Electrode member and semiconductor device using the same |
JP5790039B2 (en) * | 2010-07-23 | 2015-10-07 | 富士電機株式会社 | Semiconductor device |
CN103314437B (en) * | 2011-03-24 | 2016-03-30 | 三菱电机株式会社 | Power semiconductor modular and power unit device |
JP5863602B2 (en) * | 2011-08-31 | 2016-02-16 | 三菱電機株式会社 | Power semiconductor device |
JP5820696B2 (en) * | 2011-11-07 | 2015-11-24 | 新電元工業株式会社 | Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device manufacturing jig |
JP6084367B2 (en) * | 2012-04-06 | 2017-02-22 | 株式会社 日立パワーデバイス | Semiconductor device |
JP2013232495A (en) * | 2012-04-27 | 2013-11-14 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor device |
JP5924164B2 (en) | 2012-07-06 | 2016-05-25 | 株式会社豊田自動織機 | Semiconductor device |
JP5696696B2 (en) | 2012-08-03 | 2015-04-08 | 株式会社豊田自動織機 | Semiconductor device |
JP5418654B2 (en) * | 2012-10-09 | 2014-02-19 | 富士電機株式会社 | Semiconductor device |
KR101443968B1 (en) * | 2012-10-29 | 2014-09-23 | 삼성전기주식회사 | Power module package and method of manufacturing the same |
JP6012533B2 (en) * | 2013-04-05 | 2016-10-25 | 三菱電機株式会社 | Power semiconductor device |
JP6304974B2 (en) | 2013-08-27 | 2018-04-04 | 三菱電機株式会社 | Semiconductor device |
WO2015045648A1 (en) * | 2013-09-30 | 2015-04-02 | 富士電機株式会社 | Semiconductor device, method for assembling semiconductor device, component for semiconductor devices and unit module |
DE112015000513T5 (en) * | 2014-01-27 | 2016-11-10 | Mitsubishi Electric Corporation | Electrode terminal, semiconductor device for electrical energy and method for producing a semiconductor device for electrical energy |
JP2017073406A (en) * | 2014-02-24 | 2017-04-13 | 三菱電機株式会社 | Electrode lead and semiconductor device |
JP2016018866A (en) * | 2014-07-08 | 2016-02-01 | 三菱電機株式会社 | Power module |
JP6292066B2 (en) * | 2014-07-25 | 2018-03-14 | 三菱電機株式会社 | Power semiconductor device |
WO2016084622A1 (en) | 2014-11-28 | 2016-06-02 | 富士電機株式会社 | Semiconductor device |
JP6613806B2 (en) | 2015-10-23 | 2019-12-04 | 富士電機株式会社 | Semiconductor device |
DE112016005397B4 (en) * | 2015-11-25 | 2022-05-05 | Mitsubishi Electric Corporation | POWER SEMICONDUCTOR |
JP6750263B2 (en) | 2016-03-18 | 2020-09-02 | 富士電機株式会社 | Power semiconductor module |
JP6777157B2 (en) * | 2016-10-24 | 2020-10-28 | 三菱電機株式会社 | Semiconductor devices and their manufacturing methods |
JP6865094B2 (en) * | 2017-04-26 | 2021-04-28 | マレリ株式会社 | Power module |
CN110574159B (en) * | 2017-05-11 | 2023-04-04 | 三菱电机株式会社 | Power module, power conversion device, and method for manufacturing power module |
CN110959189A (en) * | 2017-08-01 | 2020-04-03 | 株式会社村田制作所 | High frequency module |
JP6440794B1 (en) * | 2017-09-22 | 2018-12-19 | 三菱電機株式会社 | Semiconductor device |
US20190103342A1 (en) * | 2017-10-04 | 2019-04-04 | Infineon Technologies Ag | Semiconductor chip package comprising substrate, semiconductor chip, and leadframe and a method for fabricating the same |
JP6812535B2 (en) | 2018-03-02 | 2021-01-13 | 新電元工業株式会社 | Lead terminal and resin-sealed semiconductor device |
JP7047900B2 (en) * | 2018-04-06 | 2022-04-05 | 三菱電機株式会社 | Manufacturing method of semiconductor device, power conversion device and semiconductor device |
WO2020071102A1 (en) | 2018-10-05 | 2020-04-09 | 富士電機株式会社 | Semiconductor device, semiconductor module and vehicle |
JP7532787B2 (en) * | 2020-02-05 | 2024-08-14 | 富士電機株式会社 | Semiconductor module and method for manufacturing the same |
US20220359325A1 (en) * | 2020-02-07 | 2022-11-10 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device |
JP7028391B1 (en) * | 2020-06-30 | 2022-03-02 | 富士電機株式会社 | Semiconductor module and manufacturing method of semiconductor module |
JP7292352B2 (en) * | 2021-11-02 | 2023-06-16 | 三菱電機株式会社 | Resin-encapsulated semiconductor device and method for manufacturing resin-encapsulated semiconductor device |
DE102022207271A1 (en) | 2022-07-18 | 2024-01-18 | Zf Friedrichshafen Ag | Power module for a power converter for an electric axle drive of a motor vehicle and method for operating a power module |
DE102022207848A1 (en) | 2022-07-29 | 2023-11-16 | Vitesco Technologies Germany Gmbh | Contacting element for power semiconductor modules, power semiconductor module and inverter with a contacting element |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002151554A (en) * | 2000-08-31 | 2002-05-24 | Nec Corp | Semiconductor device |
JP2002314018A (en) * | 2001-04-18 | 2002-10-25 | Toshiba Corp | Semiconductor device and its manufacturing method |
JP2004146577A (en) * | 2002-10-24 | 2004-05-20 | Renesas Technology Corp | Semiconductor device and its manufacturing method |
JP2004221516A (en) * | 2002-11-22 | 2004-08-05 | Toyota Industries Corp | Semiconductor module and lead therefor |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6867481B2 (en) * | 2003-04-11 | 2005-03-15 | Fairchild Semiconductor Corporation | Lead frame structure with aperture or groove for flip chip in a leaded molded package |
-
2005
- 2005-01-19 JP JP2005011397A patent/JP4499577B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002151554A (en) * | 2000-08-31 | 2002-05-24 | Nec Corp | Semiconductor device |
JP2002314018A (en) * | 2001-04-18 | 2002-10-25 | Toshiba Corp | Semiconductor device and its manufacturing method |
JP2004146577A (en) * | 2002-10-24 | 2004-05-20 | Renesas Technology Corp | Semiconductor device and its manufacturing method |
JP2004221516A (en) * | 2002-11-22 | 2004-08-05 | Toyota Industries Corp | Semiconductor module and lead therefor |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103065978A (en) * | 2012-12-25 | 2013-04-24 | 佛山市蓝箭电子股份有限公司 | Composite loading ligature method of insulated gate bipolar translator (IGBT) device |
CN103065978B (en) * | 2012-12-25 | 2015-04-08 | 佛山市蓝箭电子股份有限公司 | Composite loading ligature method of insulated gate bipolar translator (IGBT) device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2006202885A (en) | 2006-08-03 |
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