CN205564736U - 半导体装置 - Google Patents

半导体装置 Download PDF

Info

Publication number
CN205564736U
CN205564736U CN201620122033.8U CN201620122033U CN205564736U CN 205564736 U CN205564736 U CN 205564736U CN 201620122033 U CN201620122033 U CN 201620122033U CN 205564736 U CN205564736 U CN 205564736U
Authority
CN
China
Prior art keywords
lead terminal
heat sink
lead
semiconductor chip
semiconductor device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201620122033.8U
Other languages
English (en)
Inventor
荻野博之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanken Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanken Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanken Electric Co Ltd filed Critical Sanken Electric Co Ltd
Application granted granted Critical
Publication of CN205564736U publication Critical patent/CN205564736U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/48137—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/4911—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain
    • H01L2224/49111—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain the connectors connecting two common bonding areas, e.g. Litz or braid wires

Landscapes

  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

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。本实用新型的半导体装置具有：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，第4引线端子与第2散热板相连接，在第4引线端子的第2散热板侧具有多个贯通孔，该贯通孔朝向第4引线端子的厚度方向贯通，在贯通孔之间进行了引线接合。

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，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引线端子和第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2引线端子和所述第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2引线端子、所述第3引线端子以及所述第4引线端子、与所述第1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，所述第4引线端子与所述第2散热板相连接，在所述第4引线端子的所述第2散热板侧具有多个贯通孔，所述贯通孔朝向所述第4引线端子的厚度方向贯通，在所述贯通孔之间进行了引线接合。
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；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的形态的组装体。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。第1散热板21的一部分向第2散热板22侧延伸。由此，面积较大且散热良好。
引线端子中的第1引线端子23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)配置。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)侧，第2引线端子24、接近第2散热板22一侧的第3引线端子25以及第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也同样具有贯通孔27。第4引线端子26与第2散热板22相连接，这里第4引线端子26具有多个贯通孔28。
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。作为第1半导体芯片31的功率半导体芯片与作为第2半导体芯片32的控制用IC芯片相比产生较大的发热，因此功率半导体芯片发出的热量进行传递而使控制用IC芯片的温度上升，为了使性能不恶化，将散热板分割为两部分。并且，为了提高其散热效果，第1散热板21的一部分向第2散热板22侧延伸，面积增大。
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(Insulated Gate Bipolar Transistor：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。
例如，在功率半导体芯片31的源电极和第3引线端子25之间、功率半导体芯片31的栅电极和控制用IC芯片32的接合盘之间，使用接合线4进行了电连接。另外，在控制用IC芯片32的接合盘和第3引线端子25之间也使用接合线4进行了电连接。
并且，在控制用IC芯片32的接合盘和第4引线端子26之间也使用接合线4进行了电连接。这里，第4引线端子26与第2散热板22相连接，由于连接部强度的关系，第4引线端子26具有多个孔径较小的贯通孔28。在该贯通孔之间进行引线接合。
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部位进行布线，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散热板21在第1引线端子23的排列方向上设置延伸部，并且第1散热板21与所述第1引线端子23的端部相连接。由此，从第1半导体芯片31(功率半导体芯片)发出的热量的散热能够经由第1散热板21和引线端子23高效地释放到外部。
另外，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。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，将发热很好地释放到外部。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，具有树脂紧贴性牢固的部位即贯通孔27、28，在贯通孔28附近(贯通孔之间)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。
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，优选将工作时的发热量较大的芯片搭载到第1散热板上，将发热量较小的芯片搭载到第2散热板上。
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，贯通孔的形状不限于圆形，也可以是四边形，也可以具有多个贯通孔。能够与面积和容易制造的形状相对应。只要是模塑材料贯通引线端子的形状，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引线端子和第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2引线端子和所述第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2引线端子、所述第3引线端子以及所述第4引线端子、与所述第1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，
所述第4引线端子与所述第2散热板相连接，在所述第4引线端子的所述第2散热板侧具有多个贯通孔，所述贯通孔朝向所述第4引线端子的厚度方向贯通，在所述贯通孔之间进行了引线接合。
2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
在所述第1引线端子、所述第2引线端子、和所述第3引线端子上分别设有贯通孔，所述第4引线端子的贯通孔比所述第1引线端子、所述第2引线端子、和所述第3引线端子的贯通孔小。
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半导体芯片是功率半导体芯片，该功率半导体芯片在背面侧具有一个主电极，在上面侧具有另一个主电极，并且所述一个主电极与所述第1散热板电连接，多个所述第1引线端子与所述第1散热板相连接并被作为所述一个主电极的取出电极，所述第2半导体芯片是控制用IC芯片。
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。
CN201620122033.8U 2015-09-29 2016-02-16 半导体装置 Active CN205564736U (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-192319 2015-09-29
JP2015192319A JP2017069352A (ja) 2015-09-29 2015-09-29 半導体装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN205564736U true CN205564736U (zh) 2016-09-07

Family

ID=56822078

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201620122033.8U Active CN205564736U (zh) 2015-09-29 2016-02-16 半导体装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2017069352A (zh)
CN (1) CN205564736U (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113451243A (zh) * 2020-03-27 2021-09-28 三菱电机株式会社 半导体装置及半导体装置的制造方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7095632B2 (ja) * 2019-03-11 2022-07-05 株式会社デンソー 半導体装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113451243A (zh) * 2020-03-27 2021-09-28 三菱电机株式会社 半导体装置及半导体装置的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017069352A (ja) 2017-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11367670B2 (en) Power semiconductor device and manufacturing method of the same
US7759778B2 (en) Leaded semiconductor power module with direct bonding and double sided cooling
CN105765715B (zh) 功率模块以及功率模块的制造方法
EP2824696B1 (en) Semiconductor device and method of manufacture thereof
US10818573B2 (en) Power semiconductor module with heat dissipation plate
CN104078428B (zh) 功率半导体模块和用于制造功率半导体模块的方法
US20080029906A1 (en) Semiconductor switching module and method
US10192806B2 (en) Semiconductor device
CN109791926A (zh) 半导体装置
CN106298700A (zh) 半导体装置
CN104620372A (zh) 半导体装置
US9324630B2 (en) Semiconductor device
JP2010034350A (ja) 半導体装置
CN205564736U (zh) 半导体装置
CN109473415A (zh) 具有顶侧冷却部的smd封装
GB2567746A (en) Semiconductor device
CN205406513U (zh) 半导体装置
CN105990275A (zh) 功率模块封装件及其制作方法
KR20160085672A (ko) 초음파 용접을 이용한 반도체 패키지 및 제조 방법
CN104900618A (zh) 用于在半导体封装之间建立垂直连接的插入器
CN105207449B (zh) 智能功率模块
JP2012238737A (ja) 半導体モジュール及びその製造方法
CN204947888U (zh) 智能功率模块
CN105405820B (zh) 一种功率模块及其封装方法
US9263421B2 (en) Semiconductor device having multiple chips mounted to a carrier

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant