JP2000299419A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

Info

Publication number
JP2000299419A
JP2000299419A JP11107998A JP10799899A JP2000299419A JP 2000299419 A JP2000299419 A JP 2000299419A JP 11107998 A JP11107998 A JP 11107998A JP 10799899 A JP10799899 A JP 10799899A JP 2000299419 A JP2000299419 A JP 2000299419A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
frame
radiator plate
metal foil
heat
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.)
Pending
Application number
JP11107998A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshimi Nakase
中瀬  好美
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.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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 Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP11107998A priority Critical patent/JP2000299419A/ja
Publication of JP2000299419A publication Critical patent/JP2000299419A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48135Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/48137Connecting 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
    • H01L2224/48139Connecting 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 with an intermediate bond, e.g. continuous wire daisy chain
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491Disposition
    • H01L2224/4911Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain
    • H01L2224/49111Disposition 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/13Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304Transistor
    • H01L2924/1305Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H01L2924/13055Insulated gate bipolar transistor [IGBT]

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体チップを搭載した基板のほぼ全体を放
熱板に圧接させることができ、冷却性能の向上を図る。 【解決手段】 基板1を放熱板18側に凸となるように
湾曲形成する。この基板1の上面に金属箔2を装着し、
この金属箔2上にIGBTチップ3、フライホイールダ
イオード4を半田付けすると共に、フレーム6を半田付
けする。そして、基板1の両端部を板ばね20によりフ
レーム6を介して放熱板18に押圧する。このとき、基
板1は放熱板18側が凸となるように湾曲しているた
め、中央部が浮き上がることなく、基板1のほば全体が
放熱板18に圧接されるようになる。このため、基板1
から放熱板18への熱伝導が良好に行われるようにな
り、冷却性能が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体チップが発す
る熱を放熱部材から放出する構成の半導体装置に係り、
特に半導体チップを搭載した基板の全体を放熱部材に圧
接させることができるようにして放熱効果の向上を図っ
たものに関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】例えば電力変換装置に
おいて、そのパワートランジスタを冷却するための放熱
構造としては、特開平9−8224号公報に記載された
ものがある。これは、パワートランジスタとして複数個
のIGBTチップとフライホイールダイオードチップと
を基板に形成された金属膜に半田付けし、その基板の両
端部にばね圧を加えて当該基板をシリコングリスなどの
高熱伝導性介在物を介して冷却フィンに圧接保持し、I
GBTチップなどが発する熱を基板から冷却フィンに伝
えて外部に放出する構成のものである。
【0003】このように基板の両端部を押圧する構成の
ものでは、基板の剛性不足によって中央部が放熱フィン
から浮き上がるように湾曲変形し、この結果、基板が両
端部分を除いて放熱フィンに十分に圧接されず、冷却性
能が低下するという問題がある。
【0004】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、基板のほぼ全体を放熱部材に圧接させ
ることができ、冷却性能の向上を図ることができる半導
体装置を提供するにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、基板を放熱部材への圧接側に凸となるように湾曲形
成したので、基板の両端部に押圧力を加えた場合、中央
部が浮き上がるように湾曲変形するおそれがなく、基板
のほば全体が放熱部材に圧接されるようになる。このた
め、基板から放熱部材への熱伝導が良好に行われるよう
になり、冷却性能が向上する。
【0006】請求項2記載の発明では、基板に金属製の
フレームが装着されているので、基板の変形をフレーム
により防止して長期にわたる使用においても、高い冷却
性能を保持できる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明を電力変換装置に適
用した一実施例につき、図面を参照しながら説明する。
なお、図は電力変換装置の一相分を示す。基板1は、例
えば金属、具体的には電気絶縁性を有する窒化アルミニ
ウムによって形成され、高熱伝導性絶縁基板として構成
されている。この基板1の一面(図1および図3で上
面)には、例えば厚さ0.5mm程度の銅やアルミニウ
ムなどの導電性金属板材からなる金属箔2が融着により
直接装着されている。
【0008】ここで、金属箔2を融着した後の基板1
は、図3に実線で示すように金属箔2の装着面とは反対
側の面が凸となるように湾曲状態に形成されている。こ
の基板1の湾曲は、凸側を下にして平面上に置いたと
き、両端が平面から0.1mm程度浮く位に反った状態
となる程度が好ましい。そして、この基板1の湾曲の程
度は、基板1と金属箔2の厚さを変えることによりコン
トロールできるようになっている。
【0009】基板1の金属箔2上には、半導体チップと
してのIGBTチップ(パワートランジスタ)3および
フライホイールダイオードチップ4が3個ずつロウ付け
(例えば半田付け)されている。この場合、IGBTチ
ップ3は、裏側のコレクタ電極が金属箔2にろう付けさ
れ、フライホイールダイオードチップ4は、裏面側電極
が金属箔2にろう付けされている。このようにIGBT
チップ3のコレクタ電極およびフライホイールダイオー
ドチップ4の裏面側が接続された金属箔2には、電極端
子5が形成されている。
【0010】また、基板1の金属箔2上には、例えば4
2アロイ製のフレーム6がロウ付けなどによって固着さ
れている。このフレーム6は、図4に示すように、金属
箔2よりやや小形に形成された矩形状の外枠7と、この
外枠7の2本の横枠7a,7b間に設けられた2個の縦
桟部8からなり、外枠7に2個の縦桟部8を設けること
によってフレーム6内には3つの開口部(区画)9が形
成された状態になっている。そして、それら各開口部9
内には、IGBTチップ3とフライホイールダイオード
チップ4が1組ずつ収納されている。
【0011】上記フレーム6の外枠7において、一方の
横枠7a上には、多数の制御信号端子10が接着剤によ
り電気的絶縁状態にして固着され、他方の横枠7bに
は、前記電極端子5と対をなす電極端子11が同じく接
着剤により電気的絶縁状態にして固着されている。そし
て、各IGBTチップ3の信号電極12が制御信号端子
10にワイヤ13を介して接続されていると共に、各I
GBTチップ3のエミッタ電極および各フライホイール
ダイオードチップ4の表側電極がワイヤ14,15を介
して電極端子11に接続されている。以上により、基板
1上にIGBTチップ3およびフライホイールダイオー
ドチップ4を実装してなる電力変換装置の半導体回路装
置16が構成される。
【0012】この半導体回路装置16は、高熱伝導性介
在物としてのシリコーングリス17を介して高熱伝導性
材料、例えばアルミニウムにより形成された放熱部材と
しての放熱板18上に配置され、基板1の湾曲方向に沿
う両端部が押圧装置19によりフレーム6の外枠7の縦
枠部7bを介して押圧される。上記押圧装置19は、基
板1の両端部近傍に配設される押圧部材としての2枚の
板ばね20からなり、この板ばね20は、下側の取付板
部20aが放熱板18にねじ21によって固定されるよ
うになっている。
【0013】板ばね20の取付板部20aがねじ21に
よって放熱板18に締め付けられると、板ばね20の上
側の押え板部20bがフレーム6の左右両側の縦枠部7
bに当接してこれを下方に押圧する。すると、基板1お
よびフレーム6が下側に凸の湾曲状態から、その湾曲方
向に沿った両端部が押圧されることによって次第に図3
に二点鎖線で示すように平面状となるように弾性的に変
形し、基板1の裏面全体がシリコーングリス17を介し
て放熱板18の上面に圧接保持される。
【0014】この後、放熱板18に圧接保持された半導
体回路装置16は、複数相分のものがバスバーをモール
ド成形した筐体に配置されて放熱板18が接着により固
定され、そして、筐体のバスバーに電極端子5,11を
接続して電力変換装置が構成される。
【0015】このように本実施例によれば、基板1を放
熱板18への圧接側に凸となるように湾曲形成したの
で、基板1の両端部を板ばね20によりフレーム6を介
して押圧した場合、中央部が浮き上がるように変形する
おそれがなく、基板1のほば全体が放熱板18に圧接さ
れるようになる。このため、基板1から放熱板18への
熱伝導が良好に行われるようになり、半導体回路装置1
6に対する冷却性能が向上する。
【0016】また、本実施例では、基板1に金属製のフ
レーム6が装着されているので、IGBTチップ3など
の発熱による基板1の変形を防止でき、長期にわたる使
用においても、高い冷却性能を保持できる。
【0017】なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施
例に限定されるものではなく、例えば電力変換装置の半
導体回路装置16に限らず、半導体回路装置の放熱構成
一般に広く適用できる等、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す縦断側面図
【図2】平面図
【図3】基板の側面図
【図4】フレームの斜視図
【符号の説明】
図中、1は基板、2は金属箔、3はIGBTチップ(半
導体チップ)、4はフライホイールダイオード(半導体
チップ)、6はフレーム、16は半導体回路装置、17
はシリコーングリス、18は放熱板(放熱部材)、20
は板ばねである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体チップを搭載した基板を、該基板
    の両端部に押圧力を加えて放熱部材に圧接させる半導体
    装置において、 前記基板を前記放熱部材への圧接側に凸となるように湾
    曲形成したことを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記基板には金属製のフレームが装着さ
    れていることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
JP11107998A 1999-04-15 1999-04-15 半導体装置 Pending JP2000299419A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11107998A JP2000299419A (ja) 1999-04-15 1999-04-15 半導体装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11107998A JP2000299419A (ja) 1999-04-15 1999-04-15 半導体装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000299419A true JP2000299419A (ja) 2000-10-24

Family

ID=14473403

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11107998A Pending JP2000299419A (ja) 1999-04-15 1999-04-15 半導体装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000299419A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006310486A (ja) * 2005-04-27 2006-11-09 Toyota Industries Corp 絶縁回路基板及びパワーモジュール用基板
WO2014083717A1 (ja) * 2012-11-28 2014-06-05 三菱電機株式会社 パワーモジュール
CN109671686A (zh) * 2019-01-29 2019-04-23 华北电力大学 一种压接型igbt的封装结构
DE212019000029U1 (de) 2018-06-08 2019-11-04 Rohm Co., Ltd. Halbleitermodul
DE212020000058U1 (de) 2019-01-21 2020-06-03 Rohm Co., Ltd. Halbleitermodul und Wechselstrom/Gleichstrom-Wandlereinheit
DE112019007524T5 (de) 2019-07-02 2022-03-24 Mitsubishi Electric Corporation Halbleiterbauelement, verfahren zur herstellung von halbleiterbauelementen, und leistungswandlervorrichtung

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006310486A (ja) * 2005-04-27 2006-11-09 Toyota Industries Corp 絶縁回路基板及びパワーモジュール用基板
JP4729336B2 (ja) * 2005-04-27 2011-07-20 株式会社豊田自動織機 パワーモジュール用基板
WO2014083717A1 (ja) * 2012-11-28 2014-06-05 三菱電機株式会社 パワーモジュール
CN104838493A (zh) * 2012-11-28 2015-08-12 三菱电机株式会社 功率模块
JP5881860B2 (ja) * 2012-11-28 2016-03-09 三菱電機株式会社 パワーモジュール
US9521737B2 (en) 2012-11-28 2016-12-13 Mitsubishi Electric Corporation Power module
CN104838493B (zh) * 2012-11-28 2017-07-14 三菱电机株式会社 功率模块
DE212019000029U1 (de) 2018-06-08 2019-11-04 Rohm Co., Ltd. Halbleitermodul
DE212020000058U1 (de) 2019-01-21 2020-06-03 Rohm Co., Ltd. Halbleitermodul und Wechselstrom/Gleichstrom-Wandlereinheit
CN109671686A (zh) * 2019-01-29 2019-04-23 华北电力大学 一种压接型igbt的封装结构
CN109671686B (zh) * 2019-01-29 2024-05-10 华北电力大学 一种压接型igbt的封装结构
DE112019007524T5 (de) 2019-07-02 2022-03-24 Mitsubishi Electric Corporation Halbleiterbauelement, verfahren zur herstellung von halbleiterbauelementen, und leistungswandlervorrichtung

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3627738B2 (ja) 半導体装置
US7642640B2 (en) Semiconductor device and manufacturing process thereof
JP3740117B2 (ja) 電力用半導体装置
JP4991042B2 (ja) 直付リード線を備えるicチップパッケージ
JP4899481B2 (ja) 外部に露出する放熱体を上部に有する樹脂封止型半導体装置の製法
JP2001156219A (ja) 半導体装置
JP2004047883A (ja) 電力半導体装置
KR200482370Y1 (ko) 반도체 패키지를 위한 클립 구조체 및 이를 이용한 반도체 패키지
JP2000124398A (ja) パワー半導体モジュール
JP2002198477A (ja) 半導体装置
US11315850B2 (en) Semiconductor device
JP7379886B2 (ja) 半導体装置
JP4046623B2 (ja) パワー半導体モジュールおよびその固定方法
JP2000299419A (ja) 半導体装置
JP2006310609A (ja) 半導体装置
CN114709185A (zh) 功率模块及其内部电气连接方法
KR20150129269A (ko) 반도체 패키지를 위한 클립 구조체 및 이를 이용한 반도체 패키지, 제조 방법
JP3855726B2 (ja) パワーモジュール
JPH0637217A (ja) 半導体装置
JP2005150420A (ja) 半導体装置の冷却構造
JP7147186B2 (ja) 半導体装置
JP3644161B2 (ja) パワー半導体モジュール
JP2009164511A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPH05211259A (ja) 半導体装置
JP2002217346A (ja) 電子素子チップモジュール