JP2024057500A - Semiconductor Device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、半導体装置に関する。 This disclosure relates to a semiconductor device.
特許文献1には、絶縁層を介して銅坂が積層された放熱回路基板と、放熱回路基板に実装された複数の半導体素子を備えた半導体装置が開示されている。放熱回路基板は、半導体素子が実装される実装面である銅板と、冷却器と熱接触する放熱面である銅板とが絶縁層を介して積層されている。また、放熱回路基板は、半導体素子が実装される実装面である銅板の厚さが、冷却器と熱接触する放熱面である銅板の厚さと同一又はより厚くなっている。 Patent Document 1 discloses a heat dissipation circuit board in which copper plates are laminated with an insulating layer in between, and a semiconductor device including multiple semiconductor elements mounted on the heat dissipation circuit board. The heat dissipation circuit board is made up of a copper plate, which is the mounting surface on which the semiconductor elements are mounted, and a copper plate, which is the heat dissipation surface in thermal contact with a cooler, laminated with an insulating layer in between. In addition, the thickness of the copper plate, which is the mounting surface on which the semiconductor elements are mounted, of the heat dissipation circuit board is the same as or thicker than the thickness of the copper plate, which is the heat dissipation surface in thermal contact with the cooler.
ところで、半導体装置は、同電位ではない二つの半導体素子を備えた構成もある。この場合、特許文献1の半導体装置では、放熱回路基板を切削やエッチングなどで加工する必要があるため高コストになってしまうという問題がある。 However, some semiconductor devices are configured with two semiconductor elements that are not at the same potential. In this case, the semiconductor device of Patent Document 1 has the problem that the cost is high because the heat dissipation circuit board needs to be processed by cutting, etching, or the like.
開示される一つの目的は、放熱性を向上させつつ、低コスト化が可能な半導体装置を提供することである。 One disclosed objective is to provide a semiconductor device that can reduce costs while improving heat dissipation.
ここに開示された半導体装置は、
一面に設けられた第1電極(11a,12a)と、一面の反対面に設けられた第2電極(11b,12b)と有し、二つ以上の電位が異なる半導体素子(11,12)と、
各半導体素子が個別に実装された二つ以上の配線基板(20,30)と、
各半導体素子を電気的に接続する配線部材(50)と、
半導体素子と配線基板と配線部材を一体的に封止する封止樹脂部(90)と、を備え、
各配線基板は、各半導体素子の実装部位であり第1電極と接続された実装金属板(21,31)と、半導体素子から発せられた熱を放熱する放熱金属板(22,32)と、実装金属板と放熱金属板との間に配置され実装金属板と放熱金属板とを電気的に絶縁する絶縁層(23,33)とを有し、
放熱金属板は、絶縁層との対向面の反対面が封止樹脂部から露出し、
実装金属板は、放熱金属板よりも板厚が厚いことを特徴とする。
The semiconductor device disclosed herein comprises:
A semiconductor element (11, 12) having a first electrode (11a, 12a) provided on one surface and a second electrode (11b, 12b) provided on the opposite surface of the first surface, the semiconductor element having two or more different potentials;
Two or more wiring boards (20, 30) on which semiconductor elements are individually mounted;
A wiring member (50) that electrically connects each semiconductor element;
a sealing resin portion (90) that integrally seals the semiconductor element, the wiring board, and the wiring member;
Each wiring board has a mounting metal plate (21, 31) which is a mounting portion of each semiconductor element and is connected to a first electrode, a heat dissipation metal plate (22, 32) which dissipates heat generated from the semiconductor element, and an insulating layer (23, 33) which is disposed between the mounting metal plate and the heat dissipation metal plate and which electrically insulates the mounting metal plate and the heat dissipation metal plate,
The heat dissipating metal plate has a surface opposite to the surface facing the insulating layer exposed from the sealing resin portion,
The mounting metal plate is characterized in that it has a thickness greater than that of the heat dissipating metal plate.
このように、半導体装置は、各半導体素子が個別に実装された配線基板を備えているため、電位が異なる半導体素子を実装するために切削などによって配線基板を加工する必要がない。よって、半導体装置は、低コスト化することができる。 In this way, the semiconductor device has a wiring board on which each semiconductor element is individually mounted, so there is no need to process the wiring board by cutting or other methods to mount semiconductor elements with different potentials. This allows the semiconductor device to be manufactured at low cost.
また、配線基板は、絶縁層よりも半導体素子側に配置されている実装金属板の板厚が、放熱金属板の板厚よりも厚くなっている。このため、半導体装置は、放熱金属板が実装金属板よりも板厚が厚い構成よりも、半導体素子から発せられた熱の放熱性を向上できる。 In addition, the thickness of the mounting metal plate, which is disposed closer to the semiconductor element than the insulating layer, of the wiring board is thicker than the heat dissipation metal plate. Therefore, the semiconductor device can improve the dissipation of heat generated by the semiconductor element compared to a configuration in which the heat dissipation metal plate is thicker than the mounting metal plate.
この明細書において開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。 The various aspects disclosed in this specification employ different technical means to achieve their respective objectives. The claims and the reference characters in parentheses in this section are illustrative of the corresponding relationships with the embodiments described below, and are not intended to limit the technical scope. The objectives, features, and advantages disclosed in this specification will become clearer with reference to the detailed description that follows and the accompanying drawings.
以下において、図面を参照しながら、本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において、先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において、構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を参照し適用することができる。 Below, several embodiments for implementing the present disclosure will be described with reference to the drawings. In each embodiment, parts corresponding to matters described in the preceding embodiment may be given the same reference numerals, and duplicated descriptions may be omitted. In each embodiment, when only a part of the configuration is described, the other parts of the configuration may be applied by referring to the other embodiment described previously.
なお、以下においては、互いに直交する3方向をX方向、Y方向、Z方向と示す。また、X方向とY方向とによって規定される平面をXY平面と示す。また、Z方向からみることを平面視とも称する。よって、平面視は、Z方向から見た場合の平面図とみなすことができる。 In the following, the three mutually orthogonal directions are referred to as the X direction, the Y direction, and the Z direction. The plane defined by the X direction and the Y direction is referred to as the XY plane. The view from the Z direction is also referred to as a planar view. Therefore, the planar view can be considered as a plan view when viewed from the Z direction.
(実施形態)
図1~図5を用いて、第1実施形態の半導体装置101に関して説明する。図1、図2などに示すように、半導体装置101は、半導体チップ11,12、第1基板20、第2基板30、端子41~45、第3基板50、ターミナル61~63、はんだ71~78、ボンディングワイヤ80、封止樹脂部90を備えている。半導体装置101は、たとえば、電力変換装置におけるインバータなどに適用することができる。インバータは、三相分の上下アーム回路を備えて構成されている。なお、インバータの回路構成は、たとえば、特開2022-126905号公報などを適用できる。また、図1は、図5のI‐I線に沿う断面図に相当する。
(Embodiment)
A
半導体装置101は、たとえば一相分の上下アーム回路を構成する。本実施形態では、一つのハイサイドスイッチ11と一つのローサイドスイッチ12が直接接続された例を採用する。しかしながら、本開示は、複数のハイサイドスイッチ11が並列接続され、複数のローサイドスイッチ12が並列接続された構成であっても採用できる。
The
なお、図2は、リードフレーム1の一部である正極端子41、負極端子42、出力端子43、信号端子44、ゲート端子45が分割される前の状態を示している。また、図5は、封止樹脂部90が設けられ、かつ、リードフレーム1が分割される前の状態を示している。
Note that FIG. 2 shows the state before the
<半導体チップ11,12>
図1に示すように、半導体装置101は、半導体チップ11,12として、ハイサイドスイッチ11とローサイドスイッチ12とを備えている。つまり、半導体装置101は、二つ以上の電位が異なる半導体チップ11,12を備えているといえる。ハイサイドスイッチ11とローサイドスイッチ12は、同一の構成を有している。そのため、ハイサイドスイッチ11とローサイドスイッチ12を区別する必要がない場合は、ハイサイドスイッチ11を用いて説明する。ハイサイドスイッチ11、ローサイドスイッチ12は、半導体素子に相当する。
<
1, the
ハイサイドスイッチ11は、シリコン(Si)、シリコンよりもバンドギャップが広いワイドバンドギャップ半導体などを材料とする半導体基板に、素子が形成されてなる。ワイドバンドギャップ半導体としては、たとえばシリコンカーバイド(SiC)、窒化ガリウム(GaN)、酸化ガリウム(Ga2O3)、ダイヤモンドがある。ハイサイドスイッチ11は、半導体素子と称されることがある。
The high-
ハイサイドスイッチ11は、板厚方向がZ方向と一致している。ハイサイドスイッチ11に形成された素子は、Z方向に主電流が流れるように縦型構造をなしている。縦型素子として、IGBT、MOSFET、ダイオードなどを採用することができる。本実施形態では、縦型素子として、一つのアームを構成するMOSFETが形成されている。ハイサイドスイッチ11は、図示しないゲート電極を有している。
The plate thickness direction of the high-
ハイサイドスイッチ11は、自身の板厚方向、すなわちZ方向における両面に、素子の主電極を有している。具体的には、主電極として、一面側にドレイン電極11aを有し、一面の反対面側にソース電極11bを有している。一方、ローサイドスイッチ12は、主電極として、一面側にドレイン電極12aを有し、反対面側にソース電極12bを有している。ドレイン電極11a,12aは、第1電極に相当する。ソース電極11b,12bは、第2電極に相当する。
The high-
ハイサイドスイッチ11は、平面略矩形状をなしている。ハイサイドスイッチ11は、反対面においてソース電極11bとは異なる位置に形成された複数のパッドを有している。ソース電極11bおよびパッドは、半導体基板の反対面の図示しない保護膜からそれぞれ露出している。ソース電極11bは、ハイサイドスイッチ11の反対面の一部分に形成されている。ドレイン電極11aは、一面のほぼ全面に形成されている。
The high-
パッドは、信号用の電極である。パッドは、ソース電極11bと電気的に分離されている。パッドは、たとえば、Y方向において、ソース電極11bの形成領域とは反対側の端部に形成されている。パッドは、少なくともゲート電極用のゲートパッドを含む。また、電流センス用、半導体チップ11,12のいずれか(ここでは、ローサイドスイッチ12)の温度を検出する感温ダイオード用の信号パッドなどを含んでいてもよい。なお、図1に示すように、ローサイドスイッチ12は、信号パッドと信号端子44とがボンディングワイヤ80を介して接続されている。ハイサイドスイッチ11およびローサイドスイッチ12は、ゲートパッドとゲート端子45とがボンディングワイヤ80を介して接続されている。
The pad is an electrode for signals. The pad is electrically separated from the
<ターミナル61~63>
第1ターミナル61と第2ターミナル62と継手ターミナル63は、金属を主成分とする導電性のブロック体である。これらのターミナル61~63は、半導体装置101の配線の一部である。
<
The
第1ターミナル61は、ハイサイドスイッチ11のソース電極11b上に配置されている。第1ターミナル61は、一方の端部がはんだ72によってソース電極11bと接続されている。第1ターミナル61は、他方の端部がはんだ73によって第1実装銅51aと接続されている。
The
第2ターミナル62は、ローサイドスイッチ12のソース電極12b上に配置されている。第2ターミナル62は、一方の端部がはんだ75によってソース電極12bと接続されている。第2ターミナル62は、他方の端部がはんだ76によって第2実装銅51bと接続されている。
The
継手ターミナル63は、一方の端部がはんだ77によって実装銅31と接続されている。継手ターミナル63は、他方の端部がはんだ78によって第1実装銅51aと接続されている。なお、実装銅31、第1実装銅51a、第2実装銅51bは、後ほど説明する。
One end of the
<第1基板20、第2基板30>
図1に示すように、第1基板20は、ハイサイドスイッチ11が実装される配線基板である。第1基板20は、実装銅21、放熱銅22、絶縁層23を備えている。第1基板20は、実装銅21、絶縁層23、放熱銅22が、この順番で積層されている。また、実装銅21は、絶縁層23と対向する面において絶縁層23と接している。放熱銅22は、絶縁層23と対向する面において絶縁層23と接している。
<
1, the
実装銅21は、銅を主成分として構成された配線の一部である。実装銅21は、表面にめっき膜が設けられていてもよい。実装銅21は、薄膜とは異なり、板状の部材である。よって、実装銅21は、金属板や銅板ともいえる。実装銅21は、ハイサイドスイッチ11の実装部位でありドレイン電極11aと接続されている。実装銅21は、はんだ71によってドレイン電極11aと接続されている。実装銅21は、主端子の一つである正極端子41と接続されている。実装銅21は、実装金属板に相当する。実装銅21は、放熱銅22よりも板厚が厚い。実装銅21は、たとえば、板厚が0.8mm以上である。なお、板厚は、Z方向に沿う長さともいえる。正極端子41は、第1主端子に相当する。正極端子41は、後ほど説明する第1実装銅51aと接続されているハイサイドスイッチ11が実装された実装銅21に接続されているといえる。
The mounting
放熱銅22は、実装銅21と同様の材料によって構成されている。放熱銅22は、絶縁層23との対向面の反対面が封止樹脂部90から露出している。放熱銅22は、ハイサイドスイッチ11から発せられた熱を放熱する部材である。つまり、放熱銅22は、ハイサイドスイッチ11から絶縁層23を介して熱が伝達され、その熱を封止樹脂部90の外部に放熱する。放熱銅22は、放熱金属板に相当する。なお、実装銅21と放熱銅22は、銅以外の金属を主成分としたものであっても採用できる。
The
絶縁層23は、実装銅21と放熱銅22との間に配置され、実装銅21と放熱銅22とを電気的に絶縁する部材である。
The insulating
第2基板30は、ローサイドスイッチ12が実装される配線基板である。第2基板30は、実装銅31、放熱銅32、絶縁層33を有し、第1基板20と同様に構成されている。実装銅31は、実装銅21と同様の構成を有している。放熱銅32は、放熱銅22と同様の構成を有している。絶縁層33は、絶縁層23と同様の構成を有している。
The
実装銅31は、はんだ74によってドレイン電極12aと接続されている。実装銅31は、はんだ77によって継手ターミナル63と接続されている。さらに、実装銅31は、主端子の一つである出力端子43と接続されている。
The mounting
図1に示すように、実装銅21,31の側面には、凸形状であるVカット部24,34が設けられている。つまり、実装銅21,31は、側面がV字形状をなしているといえる。また、実装銅21,31は、側面がVカットされているといえる。さらに、実装銅21,31は、Z方向において、凸形状の頂点が絶縁層23,33との接触面側よりも半導体チップ11,12の実装面側に位置している。Vカット部24,34は、実装銅21,31の側面の全周にわたって設けられている。
As shown in FIG. 1, the side of the mounting
これによって、半導体装置101は、半導体チップ11、12の周辺における封止樹脂部90の剥離や、はんだ71,74へかかるストレスを低減できる。なお、実装銅21,31は、絶縁層23,33側から半導体チップ11,12側にいくにつれて、XY平面に沿う断面積が広くなる形状を有していてもよい。これによっても、半導体装置101は、同様の効果を奏することができる。
As a result, the
図1に示すように、放熱銅22,32は、絶縁層23,33の縁部を除く部位に設けられている。つまり、放熱銅22は、Z方向からの平面視において、絶縁層23の一部に設けられている。さらに、放熱銅22は、絶縁層23の環状の外周部を除く位置に設けられている。絶縁層23は、放熱銅22を囲う部位が沿面部25として設けられているといえる。沿面部25は、実装銅21と放熱銅22との絶縁性を確保するための部位である。言い換えると、沿面部25は、実装銅21と放熱銅22と沿面距離を確保するための部位である。
As shown in FIG. 1, the
同様に、放熱銅32は、絶縁層33の環状の外周部を除く位置に設けられている。よって、絶縁層33は、放熱銅32を囲う部位が沿面部35として設けられているといえる。沿面部35は、実装銅31と放熱銅32との絶縁性を確保するための部位である。
Similarly, the
<第3基板>
図1に示すように、第3基板50は、半導体チップ11,12上に配置されている。第3基板50は、ソース電極11b,12bと対向して配置されている。第3基板50は、ハイサイドスイッチ11とローサイドスイッチ12とを電気的に接続する配線部材である。
<Third Substrate>
1 , the
第3基板50は、第1実装銅51aと、第2実装銅51bと、放熱銅52と、絶縁層53を備えている。第1実装銅51aと第2実装銅51bは、絶縁層53と対向する面において絶縁層53と接している。放熱銅52は、絶縁層53と対向する面において絶縁層53と接している。よって、第3基板50は、第1実装銅51a(第2実装銅51b)、絶縁層53、放熱銅52が、この順番で積層されている。
The
図1に示すように、第1実装銅51aと第2実装銅51bは、絶縁層53の同一面に設けられている。しかしながら、図5に示すように、第1実装銅51aと第2実装銅51bは、接しておらず、距離を置いて配置されている。このように、第3基板50は、第1実装銅51aと第2実装銅51bが一つの基板として設けられている。なお、第1実装銅51aと第2実装銅51bは、実装銅21と同様の材料によって構成されている。
As shown in FIG. 1, the first mounting
第1実装銅51aは、平面視において、矩形形状を有している。第1実装銅51aは、ソース電極11bの対向領域から、実装銅31の対向領域にわたって設けられている。
The first mounting
第1実装銅51aは、ハイサイドスイッチ11のソース電極11bと接続されている。詳述すると、第1実装銅51aは、はんだ73によって第1ターミナル61と接続されている。そして、第1ターミナル61は、ソース電極11bと接続されている。よって、第1実装銅51aは、第1ターミナル61を介して、ソース電極11bと接続されている。
The first mounting
また、第1実装銅51aは、実装銅31と接続されている。詳述すると、第1実装銅51aは、はんだ78によって継手ターミナル63と接続されている。そして、継手ターミナル63は、実装銅31と接続されている。よって、第1実装銅51aは、継手ターミナル63を介して、実装銅31と接続されている。なお、ハイサイドスイッチ11は、一つの半導体素子に相当する。第1実装銅51aは、第1配線板に相当する。
The first mounting
第2実装銅51bは、平面視において、第1実装銅51aを部分的に囲う形状を有している。第2実装銅51bは、X方向において第1実装銅51aと隣り合う部分と、Y方向において第1実装銅51aと隣り合う二つの部分とが一体的に設けられていう。よって、第2実装銅51bは、電気的な経路として環状の一部が分断された形状を有している。
The second mounting
第2実装銅51bは、ローサイドスイッチ12のソース電極12bと接続されている。詳述すると、第2実装銅51bは、はんだ76によって第2ターミナル62と接続されている。そして、第2ターミナル62は、ソース電極12bと接続されている。よって、第2実装銅51bは、第2ターミナル62を介して、ソース電極12bと接続されている。なお、第2実装銅51bは、X方向において第1実装銅51aと隣り合う部分に第2ターミナル62が接続されている。また、第2実装銅51bは、Y方向において第1実装銅51aと隣り合う二つの部分に負極端子42が接続されている。
The second mounting
なお、ローサイドスイッチ12は、他の半導体素子に相当する。第2実装銅51bは、第2配線板に相当する。負極端子42は、第2主端子に相当する。
The low-
放熱銅52は、実装銅21と同様の材料によって構成されている。放熱銅52は、絶縁層53との対向面の反対面が封止樹脂部90から露出している。放熱銅52は、半導体チップ11,12から発せられた熱を放熱する部材である。つまり、放熱銅52は、半導体チップ11,12から絶縁層53を介して熱が伝達され、その熱を封止樹脂部90の外部に放熱する。放熱銅52は、実装銅21,31と同様、側面にVカット部54が設けられている。
The
なお、実装銅51a,51bと放熱銅52は、銅以外の金属を主成分としたものであっても採用できる。第3基板50では、放熱銅52の方が実装銅51a,51bよりも板厚が厚くなっている。しかしながら、放熱銅52と実装銅51a,51bは、同等の板厚であってもよい。さらに、実装銅51a,51bは、放熱銅52よりも板厚が厚くてもよい。
The mounting
絶縁層53は、実装銅51a,51bと放熱銅52との間に配置され、実装銅51a,51bと放熱銅52とを電気的に絶縁する部材である。
The insulating
<封止樹脂部90>
封止樹脂部90は、半導体チップ11,12、第1基板20、第2基板30、端子41~45、第3基板50、ターミナル61~63、はんだ71~78、ボンディングワイヤ80を一体的に覆っている。これによって、半導体装置101は、半導体チップ11,12などを外部環境から保護することができる。
<Sealing
The sealing
また、各放熱銅22,32,52は、各絶縁層23,33,53との対向面の反対面が封止樹脂部90から露出している。これによって、半導体装置101は、放熱性を向上できる。
In addition, the surface of each of the
図5に示すように、端子41~45は、一部が封止樹脂部90から露出した状態で、残りの部分が封止樹脂部90に覆われている。正極端子41と負極端子42とハイサイドスイッチ11側のゲート端子45は、封止樹脂部90から同一方向に突出している。出力端子43とローサイドスイッチ12側のゲート端子45と信号端子44は、封止樹脂部90から同一方向に突出している。そして、正極端子41と出力端子43は、封止樹脂部90に対して逆方向に突出している。
As shown in FIG. 5, the
以上のように、半導体装置101は、第1基板20および第2基板30と、第3基板50とによって半導体チップ11,12を挟み込む構成を有している。よって、半導体装置101は、両面放熱構造をなしている。
As described above, the
<製造方法>
図2、図3、図4、図5を用いて、半導体装置101の製造方法に関して説明する。まず、図2に示すように、各端子41~45が一体的に設けられたリードフレーム1と、第1基板20、第2基板30を用意する。リードフレーム1は、第1基板20、第2基板30とともに台座に置かれる。このとき、リードフレーム1は、位置決めピン200によって位置決めされる。また、リードフレーム1は、基準穴として貫通穴411が設けられている。位置決めピン200は、その貫通穴411にも通される。これによって、リードフレーム1は、第1基板20、第2基板30に対して位置決めされる。
<Production Method>
A manufacturing method of the
このとき、図3に示すように、リードフレーム1は、正極端子41の一端が実装銅21上に配置される。また、リードフレーム1は、出力端子43の一端が実装銅31上に配置される。なお、負極端子42は、第1実装銅51aと接続される。このため、図4に示すように、負極端子42は、実装銅21から離れた状態となっている。
At this time, as shown in FIG. 3, one end of the
リードフレーム1は、上記のように位置決めされた状態で、正極端子41の一端と実装銅21が超音波接合によって接続される。同様に、リードフレーム1は、出力端子43の一端と実装銅31が超音波接合によって接続される。
With the lead frame 1 positioned as described above, one end of the
その後、負極端子42は、第1実装銅51aと接続される。また、信号端子44とゲート端子45は、ボンディングワイヤ80を介して、半導体チップ11,12のパッドと接続される。そして、図5に示すように、半導体チップ11,12、第1基板20、第2基板30、端子41~45、第3基板50、ターミナル61~63、はんだ71~78、ボンディングワイヤ80を一体的に覆うように封止樹脂部90が形成される。なお、各端子41~45は、封止樹脂部90が形成された、リードフレームの枠部から分割される。
The
<効果>
半導体装置101は、配線基板として、各半導体チップ11,12が個別に実装された第1基板20と第2基板30を備えている。このため、半導体装置101は、電位が異なる半導体チップ11,12を実装するために切削などによって配線基板を加工する必要がない。よって、半導体装置101は、低コスト化することができる。
<Effects>
The
また、第1基板20と第2基板30は、実装銅21,31の板厚が、放熱銅22,32の板厚よりも厚くなっている。このため、半導体装置101は、放熱銅22,32が実装銅21,31よりも板厚が厚い構成よりも、半導体チップ11,12から発せられた熱の放熱性を向上できる。
In addition, the
半導体装置101は、ソース電極11b,12b側の第3基板50が上記のような一体物として構成されている。よって、半導体装置101は、正極端子41から出力端子43までの配線と、出力端子43から負極端子42までの配線とを対向させることができる。また、半導体装置101は、正極端子41から負極端子42までのループを小さくすることができる。よって、半導体装置101は、低インダクタンスを実現することができる。
In the
以上、本開示の好ましい実施形態について説明した。しかしながら、本開示は、上記実施形態に何ら制限されることはなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。以下に、本開示のその他の形態として、変形例1、2に関して説明する。上記実施形態および変形例1、2は、それぞれ単独で実施することも可能であるが、適宜組み合わせて実施することも可能である。本開示は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、種々の組み合わせによって実施可能である。 A preferred embodiment of the present disclosure has been described above. However, the present disclosure is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible without departing from the spirit of the present disclosure. Below, modifications 1 and 2 are described as other forms of the present disclosure. The above embodiment and modifications 1 and 2 can each be implemented alone, but can also be implemented in appropriate combination. The present disclosure is not limited to the combinations shown in the embodiments, and can be implemented in various combinations.
(変形例1)
図6を介して、変形例1の半導体装置102に関して説明する。ここでは、主に、半導体装置102における半導体装置101との相違点に関して説明する。半導体装置102は、第1実装銅51aと第2実装銅51bの構成が半導体装置101と異なる。
(Variation 1)
A
第1実装銅51aは、第1ターミナル61や継手ターミナル63の対向領域から溢れたはんだ73,78を収容可能なはんだ吸収溝55が設けられている。第2実装銅51bは、第2ターミナル62の対向領域から溢れたはんだ76を収容可能なはんだ吸収溝55が設けられている。はんだ吸収溝55は、周辺よりも窪んだ部位である。はんだ吸収溝55は、凹部に相当する。
The first mounting
(変形例2)
図7を介して、変形例2の半導体装置103に関して説明する。ここでは、主に、半導体装置103における半導体装置101との相違点に関して説明する。半導体装置103は、第1基板20の構成が半導体装置101と異なる。
(Variation 2)
A
放熱銅22は、実装銅21と正極端子41との接続部の対向領域の周辺に設けられている。つまり、絶縁層23は、対向領域に放熱銅22が形成された非形成部26が設けられている。
The
第1基板20は、正極端子41と実装銅21とを超音波接合する際に、絶縁層23にクラックが入る可能性がある。第1基板20は、絶縁層23にクラックが入ったとしても、実装銅21と放熱銅22との絶縁性を確保することができる。
When ultrasonically bonding the
本開示は、実施形態に準拠して記述されたが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態が本開示に示されているが、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範畴や思想範囲に入るものである。 Although the present disclosure has been described with reference to an embodiment, it is understood that the present disclosure is not limited to the embodiment or structure. The present disclosure also encompasses various modifications and modifications within the scope of equivalents. In addition, while various combinations and forms are shown in the present disclosure, other combinations and forms including only one element, more, or less are also within the scope and concept of the present disclosure.
11…ハイサイドスイッチ、11a…ドレイン電極、11b…ソース電極、12…ローサイドスイッチ、12a…ドレイン電極、12b…ソース電極、20…第1基板、21…実装銅、22…放熱銅、23…絶縁層、24…Vカット部、25…沿面部、26…非形成部、30…第2基板、31…実装銅、32…放熱銅、33…絶縁層、34…Vカット部、35…沿面部、41…正極端子、42…負極端子、43…出力端子、44…信号端子、45…ゲート端子、411…貫通穴、50…第3基板、51a…第1実装銅、51b…第2実装銅、52…放熱銅、53…絶縁層、54…Vカット部、55…はんだ吸収溝、61…第1ターミナル、62…第2ターミナル、63…継手、71~78…はんだ、80…ボンディングワイヤ、90…封止樹脂部、101~103…半導体装置、200…位置決めピン 11...High-side switch, 11a...Drain electrode, 11b...Source electrode, 12...Low-side switch, 12a...Drain electrode, 12b...Source electrode, 20...First substrate, 21...Mounting copper, 22...Heat dissipation copper, 23...Insulating layer, 24...V-cut portion, 25...Surface portion, 26...Non-formed portion, 30...Second substrate, 31...Mounting copper, 32...Heat dissipation copper, 33...Insulating layer, 34...V-cut portion, 35...Surface portion, 41...Positive electrode terminal, 42...Negative electrode terminal terminal, 43...output terminal, 44...signal terminal, 45...gate terminal, 411...through hole, 50...third substrate, 51a...first mounting copper, 51b...second mounting copper, 52...heat dissipation copper, 53...insulating layer, 54...V-cut portion, 55...solder absorption groove, 61...first terminal, 62...second terminal, 63...joint, 71-78...solder, 80...bonding wire, 90...sealing resin portion, 101-103...semiconductor device, 200...positioning pin
Claims (7)
各半導体素子が個別に実装された二つ以上の配線基板(20,30)と、
各半導体素子を電気的に接続する配線部材(50)と、
前記半導体素子と前記配線基板と前記配線部材を一体的に封止する封止樹脂部(90)と、を備え、
各配線基板は、各半導体素子の実装部位であり前記第1電極と接続された実装金属板(21,31)と、前記半導体素子から発せられた熱を放熱する放熱金属板(22,32)と、前記実装金属板と前記放熱金属板との間に配置され前記実装金属板と前記放熱金属板とを電気的に絶縁する絶縁層(23,33)とを有し、
前記放熱金属板は、前記絶縁層との対向面の反対面が前記封止樹脂部から露出し、
前記実装金属板は、前記放熱金属板よりも板厚が厚い半導体装置。 A semiconductor element (11, 12) having a first electrode (11a, 12a) provided on one surface and a second electrode (11b, 12b) provided on an opposite surface of the first surface, the semiconductor element having two or more different potentials;
Two or more wiring boards (20, 30) on which semiconductor elements are individually mounted;
A wiring member (50) that electrically connects each semiconductor element;
a sealing resin portion (90) that integrally seals the semiconductor element, the wiring board, and the wiring member;
Each wiring board has a mounting metal plate (21, 31) which is a mounting portion of each semiconductor element and is connected to the first electrode, a heat dissipation metal plate (22, 32) which dissipates heat generated from the semiconductor element, and an insulating layer (23, 33) which is disposed between the mounting metal plate and the heat dissipation metal plate and which electrically insulates the mounting metal plate and the heat dissipation metal plate,
the heat dissipation metal plate has a surface opposite to a surface facing the insulating layer exposed from the sealing resin portion,
The mounting metal plate is thicker than the heat dissipation metal plate.
さらに、前記第1配線板と接続されている前記半導体素子が実装された前記実装金属板に接続された第1主端子(41)と、前記第2配線板に接続された第2主端子(42)と、を備え、
前記第1主端子と前記第2主端子は、前記封止樹脂部に対して同一方向に突出している、請求項1に記載の半導体装置。 the wiring member is disposed opposite the second electrode of each semiconductor element, and a first wiring board (51a) connected to the second electrode of one of the semiconductor elements and a second wiring board (51b) connected to the second electrode of the other semiconductor element are provided as a single substrate;
The semiconductor device further includes a first main terminal (41) connected to the mounting metal plate on which the semiconductor element connected to the first wiring board is mounted, and a second main terminal (42) connected to the second wiring board,
The semiconductor device according to claim 1 , wherein the first main terminal and the second main terminal protrude in the same direction from the sealing resin portion.
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