JP2001035983A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JP2001035983A
JP2001035983A JP11203469A JP20346999A JP2001035983A JP 2001035983 A JP2001035983 A JP 2001035983A JP 11203469 A JP11203469 A JP 11203469A JP 20346999 A JP20346999 A JP 20346999A JP 2001035983 A JP2001035983 A JP 2001035983A
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semiconductor device
lead
semiconductor
island
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Shoichi Nakamura
正一 中村
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Kansai Nippon Electric Co Ltd
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Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
Kansai Nippon Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低オン抵抗の半導体ペレットを用いた半導体
装置では内部接続部分の電気抵抗によって半導体装置全
体のオン抵抗が制限されていた。 【解決手段】 裏面に第１の電極２を、表面に面積が異
なる第２、第３の電極３、４をそれぞれ形成した半導体
ペレット１をアイランド５にマウントし、このアイラン
ド５の少なくとも２辺に沿って複数本のリード８、１２
を配置し、小面積の第２の電極３を１本のリード８ａ
に、第３の電極４を残りのリード８ｂに分散して接続し
て、半導体ペレット１を含む主要部分を樹脂１１にて被
覆したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置に関し、
特に導通時の電気抵抗（オン抵抗）が小さい半導体ペレ
ットを備えた半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近では広い分野で省エネルギーへの対
応が要請されており、電力制御装置などの電子回路装置
でも具体的にオン抵抗が小さい半導体装置を採用するこ
とにより電力効率を高め、省エネルギー化を図ってい
る。そのため半導体装置本体である半導体ペレットにつ
いて耐電圧を高めると同時にオン抵抗を低減しさらには
電極間容量を低減するなどの多くの提案がなされ、電力
用ＭＯＳＦＥＴでは、数１０ｍΩのものが実用化されて
いる。一方、このようにオン抵抗が小さな半導体装置は
電力用だけでなく、スイッチ素子一般に用いられ、小電
力分野では小型化も要求されている。図６及び図７は低
オン抵抗の半導体装置の一例を示す。図において、１は
半導体ペレットで、内部に半導体素子（図示せず）が形
成されている。半導体素子が主電流を制御する電極を有
するサイリスタやＭＯＳＦＥＴの場合、一方の主面のほ
ぼ全面に主電流が流入するアノードまたはドレインなど
の第１の電極２が形成されている。そして他の主面の微
小面積領域に制御用のゲート電極（第２の電極）３が形
成され、残りの領域に主電流が流出するカソードまたは
ソースなどの第３の電極４が形成されている。５は半導
体ペレット１をマウントしたアイランドで、半導体ペレ
ット１とアイランド５の接続には電気抵抗が小さい半田
６が一般的に用いられる。このアイランド５の一つの辺
から外方に櫛刃状に複数本、図示例では４本のリード７
が導出されている。８はアイランド５のリード７とは反
対側に配置された図示例では４本のリードを示す。９は
半導体ペレット１上の第２の電極３とリード８の内、一
本のリード８ａとを接続するワイヤ、１０は第３の電極
４とリード８の内、残り３本のリード８ｂとを接続する
ワイヤを示す。１１は半導体ペレット１を含む主要部分
を被覆した樹脂で、各リード７、８はこの樹脂１１の側
壁から導出され、外端部が樹脂１１底面と平行に成形さ
れて、表面実装を可能にしている。この半導体装置は、
第１電極２は半田６、アイランド５を経由してリード７
に直列接続されるが、いずれの電気抵抗も半導体ペレッ
ト１内部のオン抵抗より格段に小さい。また、第２電極
３に流入する電流は主電流に比較して格段に小さいた
め、第２電極３とリード８ａを接続するワイヤ９も細い
ものを用いることができる。一方、第３の電極４からリ
ード８ｂには第１の電極２に流入した電流が流出するた
め、この電流値に応じてワイヤ１０の径が決定される。
ワイヤ１０としては一般的に金、銅、アルミニウムが用
いられるが、安価なアルミニウムを用いる場合、導電性
が金や銅に比して劣るため、さらに径大のワイヤを用い
る必要があり、図７に示すように複数本、図示例では２
本並列接続している。ワイヤ１０に導電性が良好な金を
用いる場合でも、金は高価であるため径小のワイヤを複
数本用い図７に示すように並列接続している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ワイヤ１０
の電気抵抗はリード８ｂの電気抵抗に比して大きいだけ
でなく、第１の電極２から流入し半導体ペレット内を移
動した主電流は第３の電極４に到達した後、薄い第３の
電極４内を移動してワイヤ１０に到達するため、第３の
電極４自体の抵抗値も無視できない。そのためリード
７、８ｂ間の抵抗値はワイヤ１０の径だけでなく、その
長さや第３の電極４との接続状態、接続位置によっても
影響を受けるが、半導体ペレット１内部のオン抵抗が数
１０ｍΩ程度の微小抵抗になると、上記影響を無視する
ことができず、改善が望まれていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題の解決
を目的として提案されたもので、一主面に主電流が流入
または流出する第１の電極が形成され、他の主面には主
電流を制御する小面積の第２の電極及び主電流が流出ま
たは流入する大面積の第３の電極がそれぞれ形成された
半導体ペレットをアイランドに第１の電極を電気的に接
続してマウントし、このアイランドの少なくとも２辺に
沿って複数本のリードを配置し、第２の電極を１本のリ
ードに、第３の電極を残りのリードに分散して接続し
て、半導体ペレットを含む主要部分を樹脂にて被覆した
ことを特徴とする半導体装置を提供する。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明による半導体装置は、主電
流が流入または流出する半導体ペレット上の第３電極
を、アイランドの少なくとも２辺、好ましくは対辺に沿
って配置した複数本のリードに分散して接続することに
より、第３電極上をほぼ均等に分割した領域と各リード
とを対応させることができ、第３電極上の任意の位置と
ワイヤとを最短距離で接続できるため、第３電極内の電
気抵抗を最小にできる上、この第３電極と各リードとの
間の距離も可及的に短縮できるため、半導体装置全体の
オン抵抗を低減できる。本発明による半導体装置は、ア
イランドの半導体ペレット非マウント面を樹脂外面から
露呈させ、第１の電極を樹脂外部に引き出すことが出来
る。また、アイランドを直接的に樹脂から露呈させるだ
けでなく、アイランドに細条を電気的に接続し、この細
条を他のリードと同様に樹脂から露呈させてもよい。ま
た、本発明による半導体装置は、半導体ペレット上の電
極とリードとをワイヤで電気的に接続することができる
が、この場合、半導体ペレット上の第３の電極とリード
とを接続するリードの長さを可及的に短くするようにリ
ードの配置やワイヤの接続位置を決定する。また、第３
の電極に接続されるリードの一端部を電気的に橋絡する
ことによって、半導体ペレットの辺に沿って連続的にリ
ードを配置すると、この橋絡部を含むリードと第３の電
極とを最短距離でワイヤ接続できる。このようにしてさ
らに半導体ペレット上の第３の電極とリードとを複数本
のリードで接続することによりワイヤ接続部での電気抵
抗を一層低減できる。また本発明による半導体装置は、
半導体ペレット上の第３の電極とリードとをワイヤに替
えてシート状またはテープ状の導電部材で接続すること
ができる。この導電部材はワイヤ径に相当する厚さに比
して巾を十分大きく出来るため、導電性が劣るアルミニ
ウムを用いることが出来る。この導電部材と第３の電極
とを広い面積で面接続することが好ましいが、複数個所
で電気的に接続することもできる。また導電部材とリー
ドとの間も広い面積で面接続することが好ましいが、複
数個所で電気的に接続することができる。この場合、第
３の電極に接続されるリードの一端部を電気的に橋絡
し、この橋絡部を含むリードと導電部材とを連続的に接
続することもできる。
【０００６】
【実施例】本発明の実施例を図１及び図２から説明す
る。図において、図６及び図７と同一物には同一符号を
付し重複する説明を省略する。本発明による半導体装置
と図６半導体装置とは、アイランド５に接続されたリー
ドを廃止して、アイランド５から分離されたリード１２
を配置した点、このアイランド５に接続した細条１３を
リード８、１０とは異なる方向に導出した点、第３の電
極４を各リード８ｂ、１２に対応して分割し、各分割領
域と各リードとをワイヤ１０で接続した点で相異する。
この半導体装置のリード１２はアイランド５に直接接続
され、アイランド５と第１の電極２とは半田６で接続さ
れているため、半導体ペレット１とリード１２の間の電
気抵抗は無視できる。また、第３電極４は各リードに対
応してほぼ等面積に分割されているため、各分割面の抵
抗はほぼ同じで、各分割領域をそれぞれ最も近いリード
８ｂ、１２にワイヤ１０で接続しているため、各分割領
域から他の分割領域への電流移動が小さく、各分割面の
抵抗を最小にできる。そのため、ワイヤ１０の第３電極
４への接続位置による抵抗のばらつきをなくすことが出
来る。また、ワイヤ１０は電流容量から必要な断面積が
決定されるが、細いワイヤを複数並列接続する場合、第
３電極４側では分割面内で離隔して接続することによ
り、半導体ペレット１内を流れる電流の分布を一層均一
化できる。このように本発明による半導体装置は、内部
オン抵抗が小さい半導体ペレットの性能を最大限に発揮
させ、オン抵抗の小さい半導体装置を実現できる。図１
半導体装置によってワイヤ１０の長さを可及的に短縮で
きるが、図３に示すようにリード８、１２の一端部を橋
絡条１４で橋絡することにより、第３電極４の分割面と
リード８ｂ、１２の相対位置がずれて、ワイヤ１０の引
き回し方向が、リード位置によって異なり、その結果ワ
イヤ１０の長さが異なる場合でも、橋絡条１４によっ
て、リード８ｂ、１２側のワイヤ接続位置を任意に決定
でき、ワイヤ１０長さを実質的に最小にできる接続位置
を選択することが出来る。この場合にも、第３電極４の
分割面上の離隔した位置に複数本のワイヤ１０を接続す
ることが出来る。図４は本発明の他の実施例を示す。図
において、図１半導体装置と相異するのは、第３の電極
４とリード８ｂ、１２をワイヤに替えてシート状または
テープ状の導電部材１５で接続したことのみである。こ
の導電部材１５の第３の電極４またはリード８ｂ、１２
への接続は、スポット接続する場合には複数個所多点接
続するが、広い面積に面接続することにより接続部での
電気抵抗を下げることが出来る。このようにシート状ま
たはテープ状の導電部材１５は厚さがワイヤ径に相当す
るが、巾は厚さの数１０〜数１００倍に設定できるた
め、導電性の劣るアルミニウムを用いても、電気抵抗を
小さくでき、面積が広いため発熱しても放熱性が良好で
大きな電流を扱うことができる。この場合にも図示省略
するが図３実施例と同様に、リード８ｂ、１２の一端を
橋絡し、橋絡条を含むリード上に導電部材１５を重合さ
せ、任意の位置で接続することができる。上記図１乃至
図４に示す実施例では、アイランド５に細条１３を接続
して外部引き出しリードとしたが、図５に示すように、
リード８、１２の一端をアイランド５に対して持ち上
げ、アイランド５のペレット非マウント面とリード中間
部とを面一にして、アイランド５の一部を樹脂１１から
露呈させることにより、アイランド５を第１電極２の外
部引き出し電極とすることができる。この場合、リード
８、１２の一端部は折り曲げ成形により段差を設けても
よいし、プレスによりリードの一端部を肉薄にして段差
を形成するようにしてもよい。これにより樹脂１１の高
さを低くでき小型で低オン抵抗の半導体装置を実現でき
る。
【０００７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、内部接続
部分の電気抵抗を可及的に低減できるため、 半導体ペ
レットの低オン抵抗特性を損なうことなくオン抵抗を低
減させることのできる半導体装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例を示す半導体装置の側断面図
【図２】 図１半導体装置の一部透視平面図
【図３】 本発明の他の実施例を示す一部透視平面図
【図４】 本発明の他の実施例を示す一部透視平面図
【図５】 本発明の他の実施例を示す側断面図
【図６】 従来の半導体装置の一例を示す側断面図
【図７】 図６半導体装置の一部透視平面図
【符号の説明】
１ 半導体ペレット ２ 第１の電極 ３ 第２の電極 ４ 第３の電極 ８ リード １１ 樹脂 １２ リード

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】一主面に主電流が流入または流出する第１
    の電極が形成され、他の主面には主電流を制御する小面
    積の第２の電極及び主電流が流出または流入する大面積
    の第３の電極がそれぞれ形成された半導体ペレットをア
    イランドに第１の電極を電気的に接続してマウントし、
    このアイランドの少なくとも２辺に沿って複数本のリー
    ドを配置し、第２の電極を１本のリードに、第３の電極
    を残りのリードに分散して接続して、半導体ペレットを
    含む主要部分を樹脂にて被覆したことを特徴とする半導
    体装置。
  2. 【請求項２】アイランドに電気的に接続された細条を樹
    脂から露呈させたことを特徴とする請求項１に記載の半
    導体装置。
  3. 【請求項３】アイランドの半導体ペレット非マウント面
    を樹脂外面から露呈させたことを特徴とする請求項１に
    記載の半導体装置。
  4. 【請求項４】半導体ペレット上の電極とリードとをワイ
    ヤで電気的に接続したことを特徴とする請求項１に記載
    の半導体装置。
  5. 【請求項５】半導体ペレット上の第３の電極とリードと
    を接続するリードの長さを可及的に短くしたことを特徴
    とする請求項４に記載の半導体装置。
  6. 【請求項６】第３の電極に接続されるリードの一端部を
    電気的に橋絡し、この橋絡部を含むリードと第３の電極
    の最短位置にワイヤを接続したことを特徴とする請求項
    ５に記載の半導体装置。
  7. 【請求項７】半導体ペレット上の第３の電極とリードと
    を複数本のリードで接続したことを特徴とする請求項４
    に記載の半導体装置。
  8. 【請求項８】半導体ペレット上の第３の電極とリードと
    をシート状またはテープ状の導電部材で接続したことを
    特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
  9. 【請求項９】導電部材がアルミニウムからなることを特
    徴とする請求項８に記載の半導体装置。
  10. 【請求項１０】導電部材と第３の電極とを複数個所で電
    気的に接続したことを特徴とする請求項８に記載の半導
    体装置。
  11. 【請求項１１】導電部材とリードとを複数個所で電気的
    に接続したことを特徴とする請求項８に記載の半導体装
    置。
  12. 【請求項１２】第３の電極に接続されるリードの一端部
    を電気的に橋絡し、この橋絡部を含むリードと導電部材
    とを連続的に接続したことを特徴とする請求項１１に記
    載の半導体装置。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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