CN205406513U - 半导体装置 - Google Patents

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Abstract

半导体装置，能够提高树脂紧贴性和引线接合性而具有高可靠性。该半导体装置具有：第1散热板；第2散热板；第1引线端子；第2引线端子；第3引线端子；第4引线端子；第1半导体芯片，其搭载于第1散热板的主面；第2半导体芯片，其搭载于第2散热板的主面；以及模塑材料，其覆盖上述部分，第1引线端子和第2引线端子与第3引线端子和第4引线端子分别从模塑材料的一对侧面各自向相反方向被导出，其特征在于，在第1引线端子和第2引线端子与第3引线端子和第4引线端子的处于模塑材料内部的部分处，具有贯通孔和凸部，该贯通孔朝向各引线端子的厚度方向贯通，该凸部在模塑内部呈L字形状，第2散热板和没有凸部的引线端子具有长孔形状的贯通孔。

Description

半导体装置
技术领域
本实用新型涉及半导体装置，特别涉及在引线框架上搭载有功率半导体芯片和控制半导体芯片且利用模塑材料进行了树脂密封的半导体装置。
背景技术
用于进行大电流的开关动作和整流的功率半导体芯片(整流用二极管、功率MOSFET、IGBT等)在工作中的发热量较大。因此，在树脂密封材料中内置有功率半导体芯片的半导体装置中，要求较高的散热效率。
例如，在专利文献1中，在功率半导体模块中使用具有散热板和引线端子的引线框架，该散热板的上方搭载有功率半导体芯片。另外，专利文献1公开了利用由树脂构成的模塑材料进行了树脂密封且封装化的结构。
引线框架由导热率较高的铜等形成。另外，构成引线框架的一部分的引线端子成为从模塑材料突出的形态。功率半导体芯片的电极使用接合线等与构成电信号的输入输出端子的各引线相连接。功率半导体芯片通过从外部施加到各引线的电压进行工作。这种结构的功率半导体模块是通过将各引线插入并焊接在形成于印刷基板中的通孔中来使用的。
【专利文献1】：日本特许第4985809号公报
一般而言，构成模塑材料的树脂材料的导热率并不比引线框架高。因此，为了提高散热效率，将来自功率半导体芯片的发热经由引线框架释放到外部很重要。
然而，在现有技术中，也从散热板的延伸部进行散热的观点虽然很好，但进行大电流的开关动作和整流的功率半导体芯片在工作中的发热量较大，因此存在引线框架和模塑材料(密封树脂)由于热应力而剥离，且引线接合剥离这样的课题。
实用新型内容
因此，本实用新型是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供能够提高树脂紧贴性和引线接合性的具有高可靠性的半导体装置。
为了解决上述课题，本实用新型成为如下所示的结构。
本实用新型的半导体装置构成为具有：第1散热板；第2散热板，其与所述第1散热板相离配置；第1引线端子，其配置于所述第1散热板的第1侧面侧；第2引线端子，其配置于所述第2散热板的第1侧面侧；第3引线端子，其配置于所述第1散热板的位于所述第1侧面的相反侧的第2侧面侧；第4引线端子，其在所述第2侧面侧被配置于比所述第3引线端子更靠近所述第2散热板的一侧；第1半导体芯片，其搭载于所述第1散热板的主面上；第2半导体芯片，其搭载于所述第2散热板的主面上；以及模塑材料，其覆盖所述第1散热板、所述第2散热板、所述第1引线端子的一部分、所述第2引线端子的一部分、所述第3引线端子的一部分、所述第4引线端子的一部分、所述第1半导体芯片以及所述第2半导体芯片，所述第1引线端子和所述第2引线端子与所述第3引线端子和所述第4引线端子分别从所述模塑材料的一对侧面各自向相反方向被导出，该半导体装置的特征在于，在所述第1引线端子和所述第2引线端子与所述第3引线端子和所述第4引线端子的位于模塑材料内部的部分中，具有贯通孔和凸部，所述贯通孔朝向各所述引线端子的厚度方向贯通，所述凸部在模塑材料内部呈L字形状，在所述第2散热板和没有所述凸部的引线端子上具有长孔形状的贯通孔。
本实用新型由于按照如上方式构成，因此能够提供提高了树脂紧贴性和引线接合性的具有高可靠性的半导体装置。
附图说明
图1是表示本实用新型的实施例1的半导体装置的内观结构的俯视图。
图2是表示本实用新型的实施例1的半导体装置的外观结构的俯视图和侧面图。
图3是表示本实用新型的实施例1的半导体装置的引线框架结构的俯视图。
标号说明
1：半导体装置；2：引线框架；21：第1散热板；22：第2散热板；23：第1引线端子；24：第2引线端子；25：第3引线端子；26：第4引线端子；27、28：贯通孔；29：凸部；31：第1半导体芯片；32：第2半导体芯片；4：接合线；5：模塑材料。
具体实施方式
下面，参照附图对用于实施本实用新型的方式详细地进行说明。但是，本实用新型并不限于以下记载的任何实施例。
实施例1
对本实用新型的实施例1的半导体装置1进行说明。图1是表示半导体装置1的内观结构的俯视图。图2是表示半导体装置1的外观结构的俯视图和侧面图。图3是表示半导体装置1的引线框架结构的俯视图。
如图1所示，半导体装置1具有：引线框架2、半导体芯片31、32、线4、以及模塑材料5。
这里，功率半导体芯片和控制用IC芯片被搭载于引线框架的各自独立的散热板上，成为与多个引线端子相组合形态的组装体。由此成为利用模塑材料进行了树脂密封的形态的半导体装置。
如图2所示，半导体装置1是DIP型封装，即：在从模塑材料5导出的引线端子上实施引线成型，将各引线端子的前端部插入印刷基板上的通孔中，并通过焊接固定在印刷基板上。
如图3所示，引线框架2具有散热板和引线端子。散热板具有第1散热板21、以及与第1散热板21彼此相离配置的第2散热板22。
引线端子被配置为：第1引线端子23和接近第2散热板22一侧的第2引线端子24沿着第1散热板21的第1侧面(一个侧面：在图1中为右侧面)相互并行。另外，在第1散热板21上位于第1侧面的相反侧的第2侧面(另一侧面：在图1中为左侧面)的一侧，第3引线端子25和接近第2散热板22一侧的第4引线端子26被配置为相互并行。
这里使用的引线端子在其功能上进行区分。第1散热板21在第1引线端子23的排列方向上与所述第1引线端子23的端部相连接，第1引线端子23在第1散热板21侧具有朝向第1引线端子23的厚度方向贯通的贯通孔27。另外，第2引线端子24、第3引线端子25以及第4引线端子26也同样具有贯通孔27，未与散热板连接的各引线端子具有在模塑内部呈L字形状的凸部29。
第1散热板21的主面上搭载有第1半导体芯片31，第2散热板22的主面上搭载有第2半导体芯片32。
例如，第1半导体芯片31是功率半导体芯片，第2半导体芯片32是控制用IC芯片。这里，搭载小型芯片，将第1散热板21和第2散热板22设为大致相同的大小。
第1散热板21和第2散热板22由具有能够获得期望的机械强度和散热效果的厚度的铜或铜合金、铁或铁合金、铝或铝合金等构成。另外，也可以将第1散热板21和第2散热板22中的至少一方设为比各引线端子23～26厚。具体而言，第1散热板21和第2散热板22的厚度优选构成为0.25mm～1.0mm，引线端子23～26的厚度优选构成为0.25mm～0.75mm。由于铜或铜合金、铁或铁合金、铝或铝合金等与构成模塑材料的环氧树脂等相比具有十分高的导热率，因此功率半导体芯片31在工作时发出的热量能够经由散热板，进而从所连接的引线端子进行散热。
这里，第1半导体芯片31是功率半导体芯片，是整流用二极管、功率MOSFET、IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor：绝缘栅型双极晶体管)等被施加高电压，流过大电流而进行开关动作的半导体元件。第1半导体芯片31的一个主面经由导电性粘接材料(未图示)与第1散热板21电连接且机械连接。例如，在是漏极电极的情况下，与第1引线端子23电连接。第1半导体芯片31的另一个主面上设置有多个接合盘(未图示)。
第2半导体芯片32是用于对功率半导体芯片进行控制的控制用IC芯片。与第1半导体芯片31相同，第2半导体芯片32的另一个主面上设置有多个接合盘(未图示)。
对第1半导体芯片31、第2半导体芯片32进行的电连接是通过在各引线端子和形成于第1半导体芯片31、第2半导体芯片32的上表面的接合盘上连接接合线4来进行的。连接位置可以根据功能进行选择。
这里，另一个贯通孔28在没有凸部29的形状的第4引线端子26上呈长孔形状。这里为椭圆形状。另外，第2散热板22的贯通孔28是长方形形状。
引线接合是指使用接合线4向贯通孔27、28的附近进行电连接。
作为制造方法，在引线框架上搭载半导体芯片，通过引线接合对必要位置进行布线，树脂成型后切断成单片。这通常可以使用在半导体装置中公知的制造方法。
作为效果，第1引线端子23在第1散热板21侧具有凸部29和朝向第1引线端子23的厚度方向贯通的贯通孔27。由此，即使由于第1半导体芯片31(功率半导体芯片)发出的热量的温度上升，导致引线框架2(散热板21、引线端子23)与模塑材料5产生膨胀差，也能够防止树脂剥离的发生。
因此，即使通过第1散热板21对来自功率半导体芯片31的瞬态散热等进行良好的吸收，也能够在不产生与模塑材料5的膨胀差所导致的剥离的情况下，将发热很好地排出到外部。另外，与第1散热板21相连接的第1引线端子23延伸到模塑材料的外部，该第1引线端子23具有将来自功率半导体芯片31的发热导出到外部的功能。
另外，在树脂紧贴性牢固的部位即贯通孔27、28、29的附近连接了引线接合，因此能够防止引线接合剥离的发生。因此能够成为提高了引线接合性的具有高可靠性的半导体装置。
虽然如上所述地记载了用于实施本实用新型的方式，但很显然本领域技术人员能够根据上述公开的内容实现多种替代的实施方式和实施例。
在图2的结构中，将引线端子的结构设为左右对称，在右侧面上设置有4个引线端子，但根据半导体装置的功能，也可以是设置有左右个数不同的引线端子的非对称结构。这里，在第2引线端子24中没有引线接合的端子可以作为悬空端子。
另外，在各散热板上分别搭载有功率半导体芯片、控制用IC芯片，但也可以在各散热板上同时搭载除此以外的芯片。在这种情况下，将搭载有工作时发热量较大的芯片的散热板的面积和体积设为较大，对发热对策有效。
另外，散热板的厚度也可以比引线端子的厚度大。由此，能够提高散热性。另外，也可以将加厚的部位设为散热板露出于塑模材料的背面的形态。在这种情况下，有时背面的散热板本身也被焊接到印刷基板上进行使用。
另外，贯通孔的长方形形状不限于四边形，也可以是设置有拐角的椭圆形状。只要是模塑材料贯通散热板和引线端子的形状，就会起到相同的效果。
另外，在控制用IC芯片中，也可以形成测定其温度的温度传感器。温度传感器以如下方式发挥作用：以电气方式对功率半导体芯片的温度进行感测并输出到控制电路，在发生异常时，对功率半导体芯片的工作进行控制。由此，能够防止由半导体装置1的过热导致的误动作。

Claims (4)

1.一种半导体装置，其具有：
第1散热板；
第2散热板，其与所述第1散热板相离配置；
第1引线端子，其配置于所述第1散热板的第1侧面侧；
第2引线端子，其配置于所述第2散热板的第1侧面侧；
第3引线端子，其配置于所述第1散热板的位于所述第1侧面的相反侧的第2侧面侧；
第4引线端子，其在所述第2侧面侧被配置于比所述第3引线端子更靠近所述第2散热板的一侧；
第1半导体芯片，其搭载于所述第1散热板的主面上；
第2半导体芯片，其搭载于所述第2散热板的主面上；以及
模塑材料，其覆盖所述第1散热板、所述第2散热板、所述第1引线端子的一部分、所述第2引线端子的一部分、所述第3引线端子的一部分、所述第4引线端子的一部分、所述第1半导体芯片以及所述第2半导体芯片，
所述第1引线端子和所述第2引线端子与所述第3引线端子和所述第4引线端子分别从所述模塑材料的一对侧面各自向相反方向被导出，
该半导体装置的特征在于，
在所述第1引线端子和所述第2引线端子与所述第3引线端子和所述第4引线端子的位于模塑材料内部的部分处，具有贯通孔和凸部，所述贯通孔朝向各所述引线端子的厚度方向贯通，所述凸部在模塑材料内部呈L字形状，在所述第2散热板和没有所述凸部的引线端子上具有长孔形状的贯通孔。
2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
所述长孔形状为椭圆形或者长方形。
3.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于，
所述第1半导体芯片和所述第2半导体芯片通过接合线将形成于所述第1半导体芯片和所述第2半导体芯片的上表面的接合盘与各引线端子电连接，并接合于所述贯通孔的附近。
4.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于，
所述第1散热板和所述第2散热板中的至少一方形成为比所述第1引线端子、所述第2引线端子、所述第3引线端子、以及所述第4引线端子厚。
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