JP2016063179A - Beam lead and semiconductor device - Google Patents

Beam lead and semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
JP2016063179A
JP2016063179A JP2014192326A JP2014192326A JP2016063179A JP 2016063179 A JP2016063179 A JP 2016063179A JP 2014192326 A JP2014192326 A JP 2014192326A JP 2014192326 A JP2014192326 A JP 2014192326A JP 2016063179 A JP2016063179 A JP 2016063179A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
beam lead
substrate
joint
solder
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.)
Pending
Application number
JP2014192326A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
大井　靖之
Yasuyuki Oi
靖之 大井
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.)
Marelli Corp
Original Assignee
Calsonic Kansei 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 Calsonic Kansei Corp filed Critical Calsonic Kansei Corp
Priority to JP2014192326A priority Critical patent/JP2016063179A/en
Publication of JP2016063179A publication Critical patent/JP2016063179A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—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
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L24/46—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of a plurality of wire connectors
    • 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
    • H01L2224/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/39—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L2224/40—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • 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
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45147—Copper (Cu) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H01L2924/13055—Insulated gate bipolar transistor [IGBT]

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a beam lead and a semiconductor device capable of reducing a stress added to a junction part between the beam lead and an electrical element when a temperature of the beam lead is changed.SOLUTION: A beam lead (11) for connecting between electrical elements (7, 9) arranged on a substrate (3) is configured by a conductive member (20) formed by folding and processing a plurality of twisted wires (L) each consisting of an insulation-coated and flexible thin metallic wire.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電気的素子間を接続するビームリードおよびそのビームリードを用いた半導体装置に関する。   The present invention relates to a beam lead for connecting electrical elements and a semiconductor device using the beam lead.

従来から、ハイブリッド車や電気自動車等の車両に搭載される半導体装置の開発が進められている。   Conventionally, development of semiconductor devices mounted on vehicles such as hybrid vehicles and electric vehicles has been underway.

このような半導体装置においては、絶縁基板上に設けられた半導体チップと基板上回路層とがビームリードを介して接続されている。   In such a semiconductor device, a semiconductor chip provided on an insulating substrate and a circuit layer on the substrate are connected via a beam lead.

このようなビームリードを用いた半導体装置に関する技術は種々提案されている（例えば特許文献１等）。  Various techniques relating to semiconductor devices using such beam leads have been proposed (for example, Patent Document 1).

特許文献１に係る半導体装置に用いられるビームリードは、銅やアルミニウム等からなる長尺状の金属板を折り曲げて成形される。より具体的には、ビームリードにおける長手方向の両端にチップ側接合部および回路側接合部を設け、これらのチップ側接合部および回路側接合部同士を立ち上がり部および渡り部を介して一体に結合している。そして、チップ側接合部は半導体チップに、回路側接合部は基板上回路層に、それぞれハンダを介して接合されている。   The beam lead used in the semiconductor device according to Patent Document 1 is formed by bending a long metal plate made of copper, aluminum, or the like. More specifically, chip-side joints and circuit-side joints are provided at both ends in the longitudinal direction of the beam lead, and these chip-side joints and circuit-side joints are joined together via a rising part and a crossing part. doing. The chip-side joint is joined to the semiconductor chip, and the circuit-side joint is joined to the circuit layer on the substrate via solder.

特開２０１０−５０３６４号公報JP 2010-50364 A

ところで、特許文献１等に開示されるビームリードは、金属板を折り曲げて成形されている。   By the way, the beam lead disclosed in Patent Document 1 is formed by bending a metal plate.

また、車両用の半導体装置に適用されるビームリードは、大電流を流す必要があることから、抵抗値を低減するために断面積を大きくする必要がある。   In addition, since a beam lead applied to a semiconductor device for a vehicle needs to pass a large current, it is necessary to increase the cross-sectional area in order to reduce the resistance value.

このような理由から、従来のビームリードは、比較的剛性が高いという特性を有する。   For this reason, the conventional beam lead has a characteristic of relatively high rigidity.

そのため、ビームリードが電流によって発熱するなどして温度が変化するとビームリード自体が伸縮または変形して、チップ側接合部や回路側接合部におけるハンダ接合部に応力が加わり、そのハンダ接合部にクラックが発生するなどして損傷する虞があった。   For this reason, when the temperature of the beam lead changes due to heat generation due to electric current, the beam lead itself expands or contracts, deforms, and stress is applied to the solder joint at the chip side joint or circuit side joint, causing cracks at the solder joint. There has been a risk of damage due to the occurrence of such.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ビームリードが温度変化したときに、ビームリードと電気的素子との接合部に加わる応力を低減させることができるビームリードおよび半導体装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides a beam lead and a semiconductor device that can reduce the stress applied to the joint between the beam lead and the electrical element when the temperature of the beam lead changes. The purpose is to do.

上記目的を達成するため、本発明に係るビームリードの第１の態様は、基板上に配設される電気的素子間を接続するビームリードであって、絶縁被覆された可撓性を有する金属細線から成る複数の撚線を折曲げ加工して形成される導通部材で構成されることを要旨とする。   In order to achieve the above object, a first embodiment of a beam lead according to the present invention is a beam lead for connecting electrical elements arranged on a substrate, and is a metal having insulation coating flexibility. The gist is that the conductive member is formed by bending a plurality of stranded wires made of fine wires.

本発明に係る第２の態様は、第１の態様に係るビームリードにおいて、前記導通部材は、前記撚線を水平方向および垂直方向に複数列にわたって並列させて構成されることを要旨とする。   The gist of a second aspect of the present invention is that, in the beam lead according to the first aspect, the conducting member is configured by paralleling the stranded wires in a plurality of rows in the horizontal direction and the vertical direction.

本発明に係る第３の態様は、第１または第２の態様に係るビームリードにおいて、前記導通部材は、両端部に形成され前記各電気的素子と接続される接合部と、前記各接合部から垂直方向に延びる立上り部と、各立上り部間を繋ぐ連結部とが前記撚線の折曲げ加工により形成され、前記各立上り部および前記連結部の一部が樹脂で連結されていることを要旨とする。   According to a third aspect of the present invention, in the beam lead according to the first or second aspect, the conducting member is formed at both ends and is connected to the electrical elements, and the joints. A rising portion extending in the vertical direction from each other and a connecting portion connecting the rising portions are formed by bending the stranded wire, and each rising portion and a part of the connecting portion are connected by a resin. The gist.

本発明に係る第４の態様は、第３の態様に係るビームリードにおいて、前記各接合部には、ハンダが予め浸透されていることを要旨とする。   The gist of a fourth aspect of the present invention is that, in the beam lead according to the third aspect, solder is previously infiltrated into each joint portion.

本発明に係る第５の態様に係る半導体装置は、請求項１から請求項４の何れかに記載のビームリードを用いて、基板上に配設される複数の電気的素子間を接続したことを要旨とする。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device in which a plurality of electrical elements arranged on a substrate are connected using the beam lead according to any one of the first to fourth aspects. Is the gist.

第１の態様に係るビームリードによれば、導通部材が絶縁被覆された可撓性を有する金属細線から成る複数の撚線を折曲げ加工して形成されているので、従来の金属板で構成したビームリードに比して低剛性とすることができる。そのため、ビームリードの温度が変化しても、ビームリードと電気的素子との接合部分に加わる応力が可撓性を有する撚線の折り曲げ部で低減される。よって、ビームリードと電気的素子との接合部分が応力により損傷することが効果的に抑制される。   According to the beam lead according to the first aspect, the conductive member is formed by bending a plurality of stranded wires made of flexible metal thin wires that are covered with insulation. The rigidity can be reduced compared to the beam lead. Therefore, even if the temperature of the beam lead changes, the stress applied to the joint portion between the beam lead and the electric element is reduced at the bent portion of the flexible stranded wire. Therefore, it is possible to effectively suppress the joint portion between the beam lead and the electric element from being damaged by stress.

また、金属細線から成る撚線を用いることにより、表皮効果により高周波領域における特性が向上し、低損失となって発熱を低減することができる。   Further, by using a stranded wire made of a fine metal wire, the characteristics in the high frequency region are improved by the skin effect, and the heat loss can be reduced due to low loss.

第２の態様に係るビームリードによれば、導通部材は、撚線を水平方向および垂直方向に複数列にわたって並列させて構成されているので、ビームリード全体の断面積を大きくすることができ、電気抵抗を低減して、発熱を抑制することができる。   According to the beam lead according to the second aspect, since the conducting member is configured by arranging the twisted wires in parallel in a plurality of rows in the horizontal direction and the vertical direction, the cross-sectional area of the entire beam lead can be increased, Electric resistance can be reduced and heat generation can be suppressed.

第３の態様に係るビームリードによれば、各立上り部および連結部の一部が樹脂で連結されているので、型崩れが防止されて取り扱いが容易となり、接合時の作業性を向上させることができる。   According to the beam lead according to the third aspect, since each rising portion and a part of the connecting portion are connected with resin, the shape is prevented from being deformed and handling is facilitated, and workability at the time of joining is improved. Can do.

第４の態様に係るビームリードによれば、各接合部には、ハンダが予め浸透されているので、電気的素子へのハンダ付けが容易となり、接合時の作業性を向上させることができる。   According to the beam lead according to the fourth aspect, since solder is infiltrated in each joint portion in advance, soldering to an electrical element is facilitated, and workability at the time of joining can be improved.

第５の態様に係る半導体装置によれば、ビームリードと電気的素子との接合部が応力により損傷することを抑制して、信頼性を高めた半導体装置を提供することができる。   According to the semiconductor device of the fifth aspect, it is possible to provide a semiconductor device with improved reliability by suppressing the joint between the beam lead and the electrical element from being damaged by stress.

また、ビームリードの低損失化によって発熱を低減することができ、信頼性を高めた半導体装置を提供することができる。   Further, heat generation can be reduced by reducing the loss of the beam lead, and a semiconductor device with improved reliability can be provided.

実施の形態に係るビームリードを用いた半導体装置の構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structural example of the semiconductor device using the beam lead which concerns on embodiment. 実施の形態に係るビームリードの構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structural example of the beam lead which concerns on embodiment. 実施の形態に係るビームリードに用いられるリッツ線の例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the example of the litz wire used for the beam lead which concerns on embodiment. 図２に示すビームリードのＡ−Ａ線断面図（ａ）、Ｂ−Ｂ線断面図（ｂ）および電気的素子に接合した状態のビームリードの断面図（ｃ）である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of the beam lead shown in FIG. 実施の形態に係るビームリードの製造工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the manufacturing process of the beam lead which concerns on embodiment. 実施の形態に係るビームリードを適用可能なＩＧＢＴ装置の回路図である。1 is a circuit diagram of an IGBT device to which a beam lead according to an embodiment can be applied. 実施の形態に係るビームリードを適用したＩＧＢＴ装置の構成例を示す平面図である。It is a top view which shows the structural example of the IGBT apparatus to which the beam lead which concerns on embodiment is applied. 実施の形態に係るビームリードを適用したＩＧＢＴ装置の他の構成例を示す平面図である。It is a top view which shows the other structural example of the IGBT apparatus to which the beam lead which concerns on embodiment is applied. 比較例に係るビームリードを用いた半導体装置の構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structural example of the semiconductor device using the beam lead which concerns on a comparative example.

以下、本発明の一例としての実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。ここで、添付図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。なお、ここでの説明は本発明が実施される最良の形態であることから、本発明は当該形態に限定されるものではない。   Hereinafter, an embodiment as an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Here, in the accompanying drawings, the same reference numerals are given to the same members, and duplicate descriptions are omitted. In addition, since description here is the best form by which this invention is implemented, this invention is not limited to the said form.

［半導体装置の構成例］
図１を参照して、実施の形態に係るビームリード１１を用いた半導体装置１の構成例について説明する。 [Configuration example of semiconductor device]
A configuration example of a semiconductor device 1 using a beam lead 11 according to an embodiment will be described with reference to FIG.

図１は、半導体装置１の構成例を示す斜視図である。   FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration example of the semiconductor device 1.

図１に示すように、実施形態に係る半導体装置１は、絶縁材料で構成される基板３と、その基板３上に配設される複数（図１では２つ）の第１の基板上回路層５および第２の基板上回路層９と、第１の基板上回路層５の上に接合される電気的素子の一種としての半導体チップ７と、その半導体チップ７および第２の基板上回路層９の上面同士７ａ，９ａを接続する導通部材としてのビームリード１１とを備えている。   As shown in FIG. 1, a semiconductor device 1 according to the embodiment includes a substrate 3 made of an insulating material, and a plurality (two in FIG. 1) of first on-substrate circuits disposed on the substrate 3. Layer 5 and second on-substrate circuit layer 9, semiconductor chip 7 as a kind of electrical element bonded on first on-substrate circuit layer 5, and semiconductor chip 7 and second on-substrate circuit A beam lead 11 is provided as a conducting member for connecting the upper surfaces 7a of the layer 9 to each other.

なお、ビームリード１１の詳細な構成については後述する。   The detailed configuration of the beam lead 11 will be described later.

また、図１に示す例では、半導体チップ７、第１の基板上回路層５、第２の基板上回路層９およびビームリード１１を１つずつ備える場合を示すが、これに限定されず、これらを複数にわたって設けるようにしてもよい。   In the example shown in FIG. 1, the semiconductor chip 7, the first substrate circuit layer 5, the second substrate circuit layer 9, and the beam lead 11 are provided one by one. A plurality of these may be provided.

そして、ビームリード１１の接合部１５Ａに予め浸透されたハンダＳを介して半導体チップ７と接合部１５Ａとが接合され、ビームリード１１の接合部１７Ａに予め浸透されたハンダＳを介して第２の基板上回路層９と接合部１７Ａとが接合されている。   Then, the semiconductor chip 7 and the joining portion 15A are joined via the solder S preliminarily permeated into the joint portion 15A of the beam lead 11, and the second through the solder S pre-soaked into the joint portion 17A of the beam lead 11. The on-substrate circuit layer 9 and the joint 17A are joined.

より具体的には、半導体チップ７および第２の基板上回路層９の上面７ａ，９ａに、ビームリード１１の接合部１５Ａ、１７Ａを載置した状態で、リフロー炉によって所定温度（例えば２００℃程度）まで加熱する。これにより、接合部１５Ａ、１７Ａに予め浸透されたハンダＳが溶融されてビームリード１１の接合部１５Ａ、１７Ａと半導体チップ７および第２の基板上回路層９とがハンダ付けされる。   More specifically, in a state where the joint portions 15A and 17A of the beam lead 11 are placed on the upper surfaces 7a and 9a of the semiconductor chip 7 and the second on-substrate circuit layer 9, a predetermined temperature (for example, 200 ° C.) is applied by a reflow furnace. Degree). As a result, the solder S that has previously penetrated into the joint portions 15A and 17A is melted, and the joint portions 15A and 17A of the beam lead 11, the semiconductor chip 7 and the second on-substrate circuit layer 9 are soldered.

なお、電気的素子として、半導体チップ７および基板上回路層９を例示するが、これらに限定されず、例えば電極や導体パターン等を含むようにしてもよい。   In addition, although the semiconductor chip 7 and the circuit layer 9 on a board | substrate are illustrated as an electrical element, it is not limited to these, For example, you may make it include an electrode, a conductor pattern, etc.

［ビームリードの構成例］
次に、図２〜図４を参照して、実施形態に係るビームリード１１について説明する。 [Example of beam lead configuration]
Next, the beam lead 11 according to the embodiment will be described with reference to FIGS.

本実施形態に係るビームリード１１は、絶縁被覆された可撓性を有する複数の金属細線から成る撚線（リッツ線）Ｌを水平方向および垂直方向に複数列（図４等に示す例では、水平方向に１０列、垂直方向に２段）にわたって並列させた導通部材２０で構成される。   The beam lead 11 according to the present embodiment has a plurality of rows of stranded wires (Litz wires) L made of a plurality of flexible metal thin wires that are insulated and coated in a horizontal direction and a vertical direction (in the example shown in FIG. 10 rows in the horizontal direction and 2 stages in the vertical direction).

導通部材２０は、両端部に形成され図１に示す半導体チップ７等の電気的素子と接続される接合部（チップ側接合部１５Ａおよび回路層側接合部１７Ａ）と、各接合部（チップ側接合部１５Ａおよび回路層側接合部１７Ａ）の端縁１５ａ，１７ａから垂直方向に延びる立上り部１９，２１と、各立上り部１９，２１間を繋ぐ連結部２３とがリッツ線Ｌの折曲げ加工により形成されている。   The conductive member 20 is formed at both ends and is connected to an electrical element such as the semiconductor chip 7 shown in FIG. 1 (chip side joint 15A and circuit layer side joint 17A), and each joint (chip side). The rising portions 19 and 21 extending in the vertical direction from the edges 15a and 17a of the joining portion 15A and the circuit layer side joining portion 17A) and the connecting portion 23 connecting the rising portions 19 and 21 are bent. It is formed by.

リッツ線Ｌとしては、例えば図３に示すような構成のものを用いることができる。   As the litz wire L, for example, a structure as shown in FIG. 3 can be used.

図３は、リッツ線Ｌの例を示す斜視図である。   FIG. 3 is a perspective view showing an example of the litz wire L. As shown in FIG.

なお、図３に示すリッツ線Ｌは、高周波コイルの線材などとして用いられる０．１ｍｍ径のエナメル線（素線径は０．０９ｍｍ）を４０本束ねて、外径を約０．６６ｍｍとした場合を示すが、これには限定されず、任意の本数、任意の外径等とすることができる。   The litz wire L shown in FIG. 3 is a bundle of 40 0.1 mm diameter enamel wires (elementary wire diameter: 0.09 mm) used as a wire for a high frequency coil, and the outer diameter is about 0.66 mm. Although a case is shown, it is not limited to this, It can be set as arbitrary numbers, arbitrary outer diameters, etc.

素線の材質としては、銅やアルミニウムを用いることができる。   Copper or aluminum can be used as the material of the wire.

そして、例えば、ビームリード１１を１４本の上記リッツ線Ｌで構成する場合、素線総本数は、４０×１４＝５６０本となる。   For example, when the beam lead 11 is composed of 14 Litz wires L, the total number of strands is 40 × 14 = 560.

この場合において、最大３００Ａの電流が流れると、素線１本当たり、３００／５６０＝０．５４Ａの電流が流れる。   In this case, when a maximum current of 300 A flows, a current of 300/560 = 0.54 A flows per strand.

素線が銅で構成される場合に、温度上昇θは、式１のように表される。   When the element wire is made of copper, the temperature rise θ is expressed as in Equation 1.

銅線温度上昇θ＝０．００８×（Ｉ／Ａ）２×ｔ ・・・式１
式１より、毎秒５７℃の温度上昇がある場合に、最大負荷を２秒とすると、５７℃×２秒＋常温２５℃＝１３８℃まで温度上昇する。 Copper wire temperature rise θ = 0.008 × (I / A) 2 × t Equation 1
From Equation 1, when there is a temperature rise of 57 ° C. per second and the maximum load is 2 seconds, the temperature rises to 57 ° C. × 2 seconds + normal temperature 25 ° C. = 138 ° C.

また、ビームリード１１のサイズは、半導体装置のレイアウト等に従い、特には限定されないが、図２に示す例では、辺ａ１、ａ２および高さａ３は１ｃｍとされる。   The size of the beam lead 11 is not particularly limited according to the layout of the semiconductor device and the like, but in the example shown in FIG. 2, the sides a1 and a2 and the height a3 are 1 cm.

また、ビームリード１１の各立上り部１９，２１および連結部２３の一部がエポキシ樹脂等の樹脂部２５〜２７によって連結されている。より具体的には、各立上り部１９，２１および連結部２３の一部にエポキシ樹脂等を塗布したり、あるいは含浸させた後に、加熱して硬化させることにより樹脂部２５〜２７が形成される。   Further, the rising portions 19 and 21 and a part of the connecting portion 23 of the beam lead 11 are connected by resin portions 25 to 27 such as epoxy resin. More specifically, the resin portions 25 to 27 are formed by applying or impregnating an epoxy resin or the like to each of the rising portions 19 and 21 and a part of the connecting portion 23 and then curing by heating. .

また、各接合部（チップ側接合部１５Ａおよび回路層側接合部１７Ａ）には、ハンダＳが予め浸透されている。より具体的には、チップ側接合部１５Ａおよび回路層側接合部１７Ａをハンダ槽に浸漬させて、リッツ線Ｌの素線にハンダＳを付着させる。この際に、ハンダ槽のハンダを２００℃以上の温度で溶融させておくことにより、リッツ線Ｌの素線（銅芯線２００）を被覆しているエナメル樹脂層２０１を溶かして素線を露出させることができる。これにより、エナメル樹脂層２０１を剥がす工程が不要となり、リッツ線Ｌの素線の表面に容易にハンダＳを付着させることができる。また、ビームリード１１を半導体装置に適用する際に、チップ側接合部１５Ａおよび回路層側接合部１７Ａをハンダの溶融温度まで加熱するだけで、チップ側接合部１５Ａおよび回路層側接合部１７Ａに浸透されたハンダＳが溶融するので、半導体装置の電気的素子に容易にハンダ付けすることができる。   Further, solder S is infiltrated in advance into each joint (chip side joint 15A and circuit layer side joint 17A). More specifically, the chip-side bonding portion 15A and the circuit layer-side bonding portion 17A are immersed in the solder bath, and the solder S is attached to the strands of the litz wire L. At this time, by melting the solder in the solder bath at a temperature of 200 ° C. or higher, the enamel resin layer 201 covering the strand of the litz wire L (copper core wire 200) is melted to expose the strand. be able to. Thereby, the process of peeling off the enamel resin layer 201 is not required, and the solder S can be easily attached to the surface of the strand of the litz wire L. Further, when the beam lead 11 is applied to a semiconductor device, the chip-side bonding portion 15A and the circuit layer-side bonding portion 17A are simply heated by heating the chip-side bonding portion 15A and the circuit layer-side bonding portion 17A to the melting temperature of the solder. Since the permeated solder S melts, it can be easily soldered to the electrical element of the semiconductor device.

このような構成により、本実施の形態に係るビームリード１１は、後述する比較例（図９）に係る金属板で構成したビームリード１１１に比して低剛性とすることができる。   With such a configuration, the beam lead 11 according to the present embodiment can have a lower rigidity than the beam lead 111 formed of a metal plate according to a comparative example (FIG. 9) described later.

特に、樹脂部２５〜２７は、各立上り部１９，２１および連結部２３の一部のみに設けられているので、樹脂部２５〜２７が設けられていない部位は、リッツ線Ｌが有する可撓性が維持されている。そのため、ビームリード１１の温度が変化しても、ビームリード１１と電気的素子との接合部分に加わる応力をビームリード１１が有する可撓性により低減あるいは吸収することができる。よって、ビームリード１１と半導体チップ７等の電気的素子との接合部分が応力により損傷することを効果的に抑制することができる。   In particular, since the resin portions 25 to 27 are provided only on a part of each of the rising portions 19 and 21 and the connecting portion 23, the portion where the resin portions 25 to 27 are not provided is a flexible that the litz wire L has. Sex is maintained. Therefore, even if the temperature of the beam lead 11 changes, the stress applied to the joint portion between the beam lead 11 and the electric element can be reduced or absorbed by the flexibility of the beam lead 11. Therefore, it is possible to effectively prevent the joint portion between the beam lead 11 and the electrical element such as the semiconductor chip 7 from being damaged by stress.

また、リッツ線Ｌを用いることにより、表皮効果により高周波領域における特性が向上し、低損失とすることができ、発熱を低減することができる。  Further, by using the litz wire L, the characteristics in the high frequency region are improved by the skin effect, the loss can be reduced, and the heat generation can be reduced.

また、本実施の形態に係るビームリード１１は、接合部（チップ側接合部１５Ａおよび回路層側接合部１７Ａ）、各立上り部１９，２１および連結部２３の一部に樹脂部２５〜２７が設けられて、各リッツ線Ｌがこの樹脂部２５〜２７で連結されている。これにより、ビームリード１１自体の型崩れが防止されて取り扱いが容易となり、接合時の作業性を向上させることができる。   In addition, the beam lead 11 according to the present embodiment has resin portions 25 to 27 at a part of the joining portion (chip side joining portion 15A and circuit layer side joining portion 17A), each rising portion 19 and 21 and the connecting portion 23. It is provided and each Litz wire L is connected by this resin part 25-27. Thereby, the shape of the beam lead 11 itself is prevented, handling becomes easy, and workability at the time of joining can be improved.

次に、図２および図４を参照して、ビームリード１１の各部の構成について説明する。   Next, the configuration of each part of the beam lead 11 will be described with reference to FIGS.

図４（ａ）は、図２に示すビームリード１１のＡ−Ａ線断面図、図４（ｂ）はＢ−Ｂ線断面図、図４（ｃ）は電気的素子（半導体チップ７および第２の基板上回路層９）に接合した状態のビームリード１１の断面図である。   4A is a cross-sectional view taken along the line AA of the beam lead 11 shown in FIG. 2, FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line BB, and FIG. 4C is an electrical element (semiconductor chip 7 and the semiconductor chip 7). 2 is a cross-sectional view of the beam lead 11 in a state of being bonded to the circuit board layer 9) of FIG.

図４（ａ）に示すように、導通部材２０の連結部２３の断面であるＡ−Ａ線断面構造は、リッツ線Ｌを水平方向に１０本ずつ並べ、垂直方向に２段にわたって並列させた並列体（２０ａ、２０ｂ）を構成し、その並列体をエポキシ樹脂から成る樹脂部２７で連結した構造となっている。   As shown in FIG. 4A, the AA line cross-sectional structure, which is a cross section of the connecting portion 23 of the conducting member 20, has 10 litz wires L arranged in the horizontal direction and arranged in parallel in two stages in the vertical direction. A parallel body (20a, 20b) is configured, and the parallel body is connected by a resin portion 27 made of epoxy resin.

より具体的には、連結部２３の一部にエポキシ樹脂等を塗布したり、あるいは含浸させた後に、加熱して硬化させることにより各リッツ線Ｌを連結する樹脂部２７が形成される。   More specifically, an epoxy resin or the like is applied to a part of the connecting part 23 or impregnated, and then heated and cured to form the resin part 27 that connects the litz wires L.

なお、図示は省略するが、各立上り部１９，２１の樹脂部２５、２６の断面構造も図４（ａ）と同様である。   In addition, although illustration is abbreviate | omitted, the cross-sectional structure of the resin parts 25 and 26 of each rising part 19 and 21 is the same as that of Fig.4 (a).

また、図４（ｂ）に示すように、導通部材２０の接合部（チップ側接合部１５Ａおよび回路層側接合部１７Ａ）の断面であるＢ−Ｂ線断面構造は、Ａ−Ａ線断面構造と同様にリッツ線Ｌを水平方向に１０本ずつ並べ、垂直方向に２段にわたって並列させて構成される並列体にハンダＳを浸透させた構造となっている。   Further, as shown in FIG. 4B, the BB line cross-sectional structure which is a cross section of the joint part (chip side joint part 15A and circuit layer side joint part 17A) of the conductive member 20 is an AA line cross sectional structure. Similarly, 10 litz wires L are arranged in the horizontal direction, and the solder S is infiltrated into a parallel body formed by arranging the litz wires L in two stages in the vertical direction.

より具体的には、チップ側接合部１５Ａおよび回路層側接合部１７Ａをハンダを溶融させたハンダ槽に浸漬させて、リッツ線Ｌの素線間にハンダＳを浸透させる。この際に、ハンダ槽のハンダを２００℃以上の温度で溶融させることにより、リッツ線Ｌの素線（銅芯線２００）を被覆しているエナメル樹脂層２０１を溶かして素線を露出させることができる。したがって、エナメル樹脂層２０１を剥がす工程が不要となり、リッツ線Ｌの素線間に容易にハンダＳを浸透させることができる。これにより、ビームリード１１を半導体装置に適用する際に、チップ側接合部１５Ａおよび回路層側接合部１７ＡをハンダＳの溶融温度まで加熱するだけで、半導体装置の電気的素子に容易にハンダ付けすることができる。   More specifically, the chip-side joint 15A and the circuit layer-side joint 17A are immersed in a solder bath in which solder is melted, and the solder S is infiltrated between the strands of the litz wire L. At this time, by melting the solder in the solder bath at a temperature of 200 ° C. or higher, the enamel resin layer 201 covering the litz wire L (copper core wire 200) is melted to expose the strand. it can. Therefore, the process of peeling off the enamel resin layer 201 is not required, and the solder S can be easily infiltrated between the strands of the litz wire L. As a result, when the beam lead 11 is applied to a semiconductor device, the chip-side bonding portion 15A and the circuit layer-side bonding portion 17A can be easily soldered to the electrical elements of the semiconductor device only by heating to the melting temperature of the solder S. can do.

図４（ｃ）は、接合部（チップ側接合部１５Ａおよび回路層側接合部１７Ａ）をリフロー炉等で加熱して、予め浸透されているハンダＳを溶融させて電気的素子（半導体チップ７および第２の基板上回路層９）に接合した状態を示している。   FIG. 4 (c) shows an electrical element (semiconductor chip 7) in which the joints (chip side joint 15A and circuit layer side joint 17A) are heated in a reflow furnace or the like to melt the solder S that has been infiltrated in advance. And the state joined to the 2nd circuit layer 9 on a board | substrate is shown.

このように、本実施の形態に係るビームリード１１は、各接合部（チップ側接合部１５Ａおよび回路層側接合部１７Ａ）には、ハンダＳが予め浸透されているので、電気的素子（半導体チップ７および第２の基板上回路層９）へのハンダ付けが容易となり、接合時の作業性を向上させることができる。   As described above, in the beam lead 11 according to the present embodiment, since the solder S is preliminarily permeated into each joint (chip-side joint 15A and circuit layer-side joint 17A), the electrical element (semiconductor Soldering to the chip 7 and the second on-substrate circuit layer 9) is facilitated, and workability at the time of bonding can be improved.

［ビームリードの製造工程］
次に、図４および図５を参照して、本実施の形態に係るビームリードの製造工程について説明する。 [Beam lead manufacturing process]
Next, with reference to FIGS. 4 and 5, the manufacturing process of the beam lead according to the present embodiment will be described.

図５は、実施の形態に係るビームリード１１の製造工程を示す説明図である。   FIG. 5 is an explanatory diagram showing a manufacturing process of the beam lead 11 according to the embodiment.

まず、図５（ａ）に示すように、１０本のリッツ線Ｌを端部を揃えて並べて１段目の導通部材（並列体）２０ａを形成する。次いで、図４（ａ）等に示すように、１段目の導通部材２０ａの上に、１０本のリッツ線Ｌを端部を揃えて並べて２段目の導通部材（並列体）２０ｂを形成する。   First, as shown in FIG. 5A, ten litz wires L are arranged with their ends aligned to form a first-stage conducting member (parallel body) 20a. Next, as shown in FIG. 4A and the like, the second-stage conductive member (parallel body) 20b is formed by aligning the ten litz wires L with the ends aligned on the first-stage conductive member 20a. To do.

なお、１段目の導通部材２０ａおよび２段目の導通部材２０ｂを形成し易くするために、型や治具等を用いるとよい。   In order to facilitate the formation of the first-stage conducting member 20a and the second-stage conducting member 20b, a mold, a jig, or the like may be used.

図５（ａ）において、一点鎖線Ｃ１、Ｃ２は折曲げ加工時の谷折り線、二点鎖線Ｃ３、Ｃ４は折曲げ加工時の山折り線をそれぞれ示す。   In FIG. 5A, alternate long and short dash lines C1 and C2 indicate valley fold lines at the time of bending, and alternate long and two short dashes lines C3 and C4 indicate mountain fold lines at the time of bending.

次に、図５（ｂ）に示すように、谷折り線Ｃ１と山折り線Ｃ３とで挟まれた領域（折曲げ加工後に立上り部１９を構成する領域）、谷折り線Ｃ２と山折り線Ｃ４とで挟まれた領域（折曲げ加工後に立上り部２１を構成する領域）および山折り線Ｃ３と山折り線Ｃ４とで挟まれた領域（折曲げ加工後に連結部２３を構成する領域）の一部に樹脂部２５，２６，２７がそれぞれ形成される。   Next, as shown in FIG. 5B, a region sandwiched between the valley fold line C1 and the mountain fold line C3 (region constituting the rising portion 19 after the bending process), the valley fold line C2 and the mountain fold line A region sandwiched between C4 (region that forms the rising portion 21 after bending) and a region sandwiched between the mountain fold line C3 and the mountain fold line C4 (region that configures the connecting portion 23 after bending) Resin portions 25, 26, and 27 are formed in part.

具体的には、該当する領域にエポキシ樹脂等を塗布し、加熱硬化させて樹脂部２５，２６，２７を形成する。   Specifically, an epoxy resin or the like is applied to the corresponding region and is cured by heating to form the resin portions 25, 26, and 27.

次いで、図５（ｃ）では、導通部材２０の両端側の領域（折曲げ加工後にチップ側接合部１５Ａおよび回路層側接合部１７Ａを構成する領域）に、ハンダＳを浸透させる。   Next, in FIG. 5C, the solder S is infiltrated into regions on both ends of the conductive member 20 (regions that constitute the chip-side joint 15A and the circuit layer-side joint 17A after bending).

具体的には、導通部材２０の両端側の領域をハンダ槽に浸漬させて、リッツ線Ｌの素線間にハンダＳを浸透させる。   Specifically, the regions on both ends of the conductive member 20 are immersed in a solder bath, and the solder S is infiltrated between the strands of the litz wire L.

この際に、ハンダ槽のハンダを２００℃以上の温度で溶融させることにより、リッツ線Ｌの素線を被覆しているエナメル樹脂層を溶かすことができるので、エナメル樹脂層を剥がす工程が不要であり、リッツ線Ｌの素線間に容易にハンダＳを浸透させることができる。   At this time, by melting the solder in the solder bath at a temperature of 200 ° C. or higher, the enamel resin layer covering the strands of the litz wire L can be melted, so a step of peeling the enamel resin layer is unnecessary. Yes, the solder S can easily penetrate between the strands of the litz wire L.

そして、図５（ｃ）の状態の導通部材２０を谷折り線Ｃ１、Ｃ２で谷折り加工し、山折り線Ｃ３、Ｃ４で山折り加工して、図５（ｄ）に示すような形状のビームリード１１が完成される。   Then, the conductive member 20 in the state shown in FIG. 5C is valley-folded along valley fold lines C1 and C2, and mountain-folded along mountain fold lines C3 and C4 to obtain a shape as shown in FIG. The beam lead 11 is completed.

［半導体装置の構成例］
図６から図８を参照して、実施の形態に係るビームリード１１を適用可能な半導体装置の一種としてのＩＧＢＴ（ｉｎｓｕｌａｔｅｄ ｇａｔｅ ｂｉｐｏｌａｒ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）装置５００について説明する。 [Configuration example of semiconductor device]
With reference to FIG. 6 to FIG. 8, an IGBT (insulated gate bipolar transistor) device 500 as a kind of semiconductor device to which the beam lead 11 according to the embodiment can be applied will be described.

図６は、実施の形態に係るビームリード１１を適用可能なＩＧＢＴ装置５００（５００Ａ〜５００Ｃ）の回路図である。   FIG. 6 is a circuit diagram of an IGBT device 500 (500A to 500C) to which the beam lead 11 according to the embodiment can be applied.

図６に示すように、ＩＧＢＴ装置５００は、ノードｎ１、ｎ２を介して並列接続される一対のＩＧＢＴ１、ＩＧＢＴ２と、ノードｎ１〜ｎ４を介して並列接続される一対のフライホイールダイオード（Ｆｒｅｅ Ｗｈｅｅｌｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）ＦＷＤ１、ＦＷＤ２を備える。   As shown in FIG. 6, the IGBT device 500 includes a pair of IGBT1 and IGBT2 connected in parallel via nodes n1 and n2, and a pair of flywheel diodes (Free Wheeling Diode) connected in parallel via nodes n1 to n4. ) FWD1 and FWD2 are provided.

さらに、ＩＧＢＴ装置５００は、ノードｎ６、ｎ８を介して並列接続される一対のＩＧＢＴ３、ＩＧＢＴ４と、ノードｎ６〜ｎ９を介して並列接続される一対のフライホイールダイオードＦＷＤ３、ＦＷＤ４を備える。   Further, IGBT device 500 includes a pair of IGBT3 and IGBT4 connected in parallel via nodes n6 and n8, and a pair of flywheel diodes FWD3 and FWD4 connected in parallel via nodes n6 to n9.

そして、ＩＧＢＴ１とＩＧＢＴ２のエミッタ端子と、ＩＧＢＴ３とＩＧＢＴ４のコレクタ端子とは、ノードｎ５を介して接続され、且つ、出力端子Ｏに接続されている。   The emitter terminals of IGBT1 and IGBT2 and the collector terminals of IGBT3 and IGBT4 are connected via a node n5 and connected to an output terminal O.

また、ＩＧＢＴ１とＩＧＢＴ２のコレクタ端子は、ノードｎ１を介してプラス端子Ｐに接続されている。また、ＩＧＢＴ３とＩＧＢＴ４のエミッタ端子は、ノードｎ８を介してマイナス端子Ｎに接続されている。   The collector terminals of the IGBT1 and IGBT2 are connected to the plus terminal P through the node n1. The emitter terminals of the IGBT3 and IGBT4 are connected to the minus terminal N via the node n8.

次に、図７を参照して、実施の形態に係るビームリード１１Ａを適用したＩＧＢＴ装置５００Ａの構成例について説明する。   Next, a configuration example of an IGBT apparatus 500A to which the beam lead 11A according to the embodiment is applied will be described with reference to FIG.

ＩＧＢＴ装置５００Ａの矩形状の基板６００上には、２個ずつのＩＧＢＴ１、ＩＧＢＴ２と、フライホイールダイオードＦＷＤ１、ＦＷＤ２およびプラス端子Ｐが設けられている。   Two IGBTs 1 and 2, flywheel diodes FWD 1 and FWD 2, and a plus terminal P are provided on the rectangular substrate 600 of the IGBT device 500 A.

また、基板６００と一部が対向するＵ字状の基板６０１には、２個ずつのＩＧＢＴ３、ＩＧＢＴ４と、フライホイールダイオードＦＷＤ３、ＦＷＤ４および出力端子Ｏが設けられている。   In addition, a U-shaped substrate 601 that partially faces the substrate 600 is provided with two IGBTs 3 and IGBTs 4, flywheel diodes FWD 3 and FWD 4, and an output terminal O.

また、基板６０１と一部が対向するＬ字状の基板６０２には、マイナス端子Ｎが設けられている。   Further, a negative terminal N is provided on an L-shaped substrate 602 that partially faces the substrate 601.

そして、図７に示すように、フライホイールダイオードＦＷＤ１およびＦＷＤ２と基板６００との間、ＩＧＢＴ１およびＩＧＢＴ２と基板６００との間には、本実施の形態に係るビームリード１１Ａがそれぞれハンダ付けされて電気的に接続されている。   Then, as shown in FIG. 7, the beam leads 11A according to the present embodiment are soldered between the flywheel diodes FWD1 and FWD2 and the substrate 600, and between the IGBT1 and IGBT2 and the substrate 600, respectively. Connected.

また、フライホイールダイオードＦＷＤ３およびＦＷＤ４と基板６０２との間、ＩＧＢＴ３およびＩＧＢＴ４と基板６０２との間にも、本実施の形態に係るビームリード１１Ａがそれぞれハンダ付けされて電気的に接続されている。   Also, the beam leads 11A according to the present embodiment are soldered and electrically connected between the flywheel diodes FWD3 and FWD4 and the substrate 602, and between the IGBT3 and IGBT4 and the substrate 602, respectively.

このような構成のＩＧＢＴ装置５００によれば、本実施の形態に係るビームリード１１が、金属板で構成したビームリードに比して低剛性とすることができるので、ビームリード１１が電流による発熱で伸縮または変形しても、ビームリード１１と電気的素子との接合部分に加わる応力をビームリード１１が有する可撓性により低減あるいは吸収することができる。よって、ビームリード１１とＩＧＢＴ１〜４やフライホイールダイオードＦＷＤ１〜４から成る電気的素子との接合部分が応力により損傷することを効果的に抑制することができる。   According to the IGBT device 500 having such a configuration, the beam lead 11 according to the present embodiment can be made less rigid than the beam lead made of a metal plate. Even if the beam lead 11 expands or contracts, the stress applied to the joint portion between the beam lead 11 and the electric element can be reduced or absorbed by the flexibility of the beam lead 11. Therefore, it is possible to effectively suppress damage to the joint portion between the beam lead 11 and the electrical elements including the IGBTs 1 to 4 and the flywheel diodes FWD1 to FWD4 due to stress.

また、リッツ線Ｌを用いることにより、表皮効果により高周波領域における特性が向上し、低損失とすることができ、ＩＧＢＴ装置５００における発熱を低減することができる。  Further, by using the litz wire L, the characteristics in the high frequency region can be improved by the skin effect, the loss can be reduced, and the heat generation in the IGBT device 500 can be reduced.

また、本実施の形態に係るビームリード１１は、接合部（チップ側接合部１５Ａおよび回路層側接合部１７Ａ）、各立上り部１９，２１および連結部２３の一部に樹脂部２５〜２７が設けられて、各リッツ線Ｌがこの樹脂部２５〜２７で連結されている。これにより、ビームリード１１自体の型崩れが防止されて取り扱いが容易となり、ビームリード１１とＩＧＢＴ１〜４やフライホイールダイオードＦＷＤ１〜４の接合時の作業性を向上させることができる。   In addition, the beam lead 11 according to the present embodiment has resin portions 25 to 27 at a part of the joining portion (chip side joining portion 15A and circuit layer side joining portion 17A), each rising portion 19 and 21 and the connecting portion 23. It is provided and each Litz wire L is connected by this resin part 25-27. Thereby, the shape of the beam lead 11 itself is prevented and handling becomes easy, and workability at the time of joining the beam lead 11 to the IGBTs 1 to 4 and the flywheel diodes FWD1 to FWD4 can be improved.

さらに、ビームリード１１とＩＧＢＴ１〜４やフライホイールダイオードＦＷＤ１〜４および基板６０２の所定位置に、ビームリード１１の接合部１５Ａ、１７Ａを載置した状態で、リフロー炉によって所定温度（例えば２００℃程度）まで加熱する。これにより、接合部１５Ａ、１７Ａに予め浸透されたハンダＳが溶融されてビームリード１１の接合部１５Ａ、１７ＡとＩＧＢＴ１〜４等とを容易且つ迅速にハンダ付けすることができる。   Further, with the beam lead 11 and the IGBTs 1 to 4 and the flywheel diodes FWD 1 to 4 and the substrate 602 placed at predetermined positions, the joints 15A and 17A of the beam lead 11 are placed at a predetermined temperature (for example, about 200 ° C.) by a reflow furnace. ) Until heated. Thereby, the solder S previously penetrated into the joint portions 15A and 17A is melted, and the joint portions 15A and 17A of the beam lead 11 and the IGBTs 1 to 4 can be soldered easily and quickly.

図８（ａ）は、実施の形態に係るビームリード１１Ｂを適用したＩＧＢＴ装置５００Ｂの他の構成例を示す平面図である。   FIG. 8A is a plan view showing another configuration example of the IGBT device 500B to which the beam lead 11B according to the embodiment is applied.

図８（ａ）に示す構成例では、図７に示すビームリード１１Ａに代えて、配線パターンを変更したビームリード１１Ｂを用いている。   In the configuration example shown in FIG. 8A, a beam lead 11B having a changed wiring pattern is used instead of the beam lead 11A shown in FIG.

ビームリード１１Ｂは、図８（ａ）に示すように、例えばＩＧＢＴ１側とフライホイールダイオードＦＷＤ１側に分岐する接合部１１Ｂａ、１１Ｂｂと、基板側で纏まって接触する接合部１１Ｂｃとを有している。なお、ビームリード１１Ｂ自体は、ビームリード１１Ａと同様に複数のリッツ線Ｌで構成されている。   As shown in FIG. 8A, the beam lead 11B has, for example, junctions 11Ba and 11Bb that branch to the IGBT1 side and the flywheel diode FWD1 side, and a junction 11Bc that contacts together on the substrate side. . The beam lead 11B itself is composed of a plurality of litz wires L, like the beam lead 11A.

このビームリード１１Ｂによれば、少ない部品点数でＩＧＢＴ１〜４やフライホイールダイオードＦＷＤ１〜４および基板６０２を接続することができる。   According to the beam lead 11B, the IGBTs 1 to 4, the flywheel diodes FWD1 to FWD4, and the substrate 602 can be connected with a small number of parts.

また、電気的素子との接合部分が応力により損傷することを効果的に抑制することができるなど、ビームリード１１Ａを用いた場合と同様の効果を得ることができる。   Further, it is possible to obtain the same effect as when the beam lead 11A is used, such as effectively suppressing damage to the joint portion with the electric element due to stress.

図８（ｂ）は、実施の形態に係るビームリード１１Ｃを適用したＩＧＢＴ装置５００Ｃの他の構成例を示す平面図である。   FIG. 8B is a plan view showing another configuration example of the IGBT device 500C to which the beam lead 11C according to the embodiment is applied.

図８（ｂ）に示す構成例では、図７に示すビームリード１１Ａに代えて、配線パターンを変更したビームリード１１Ｃを用いている。   In the configuration example shown in FIG. 8B, a beam lead 11C having a changed wiring pattern is used instead of the beam lead 11A shown in FIG.

ビームリード１１ＢＣ、図８（ｂ）に示すように、例えばＩＧＢＴ１とフライホイールダイオードＦＷＤ１とを経由する接合部１１Ｃａ、１１Ｃｂと、基板側で接触する接合部１１Ｃｃとを有している。なお、ビームリード１１Ｃ自体は、ビームリード１１Ａと同様に複数のリッツ線Ｌで構成されている。   As shown in FIG. 8B, the beam lead 11BC has, for example, junctions 11Ca and 11Cb that pass through the IGBT 1 and the flywheel diode FWD1, and a junction 11Cc that contacts on the substrate side. The beam lead 11C itself is composed of a plurality of litz wires L, like the beam lead 11A.

このビームリード１１Ｃによれば、少ない配線面積でＩＧＢＴ１〜４やフライホイールダイオードＦＷＤ１〜４および基板６０２を接続することができる。   According to the beam lead 11C, the IGBTs 1 to 4, the flywheel diodes FWD1 to FWD4, and the substrate 602 can be connected with a small wiring area.

また、電気的素子との接合部分が応力により損傷することを効果的に抑制することができるなど、ビームリード１１Ａを用いた場合と同様の効果を得ることができる。   Further, it is possible to obtain the same effect as when the beam lead 11A is used, such as effectively suppressing damage to the joint portion with the electric element due to stress.

［比較例に係るビームリード］
図９を参照して、比較例に係るビームリードを用いた半導体装置の構成例について説明する。 [Beam lead according to comparative example]
A configuration example of a semiconductor device using a beam lead according to a comparative example will be described with reference to FIG.

図９は、比較例に係るビームリード１１１を用いた半導体装置１００の構成例を示す斜視図である。   FIG. 9 is a perspective view illustrating a configuration example of the semiconductor device 100 using the beam lead 111 according to the comparative example.

比較例における半導体装置１００は、絶縁材料で構成される基板３と、その基板３上に配設される２つの第１の基板上回路層５および第２の基板上回路層９と、第１の基板上回路層５の上に接合される電気的素子の一種としての半導体チップ７と、その半導体チップ７および第２の基板上回路層９の上面同士７ａ，９ａを接続する導通部材としてのビームリード１１１とを備えている。   The semiconductor device 100 in the comparative example includes a substrate 3 made of an insulating material, two first on-substrate circuit layers 5 and 9 disposed on the substrate 3, As a conductive member for connecting the semiconductor chip 7 as a kind of electrical element bonded on the circuit layer 5 on the substrate and the upper surfaces 7a, 9a of the semiconductor chip 7 and the second circuit layer 9 on the second substrate. And a beam lead 111.

比較例におけるビームリード１１１は、銅やアルミニウム等からなる長尺状の金属板を折り曲げて成形される。   The beam lead 111 in the comparative example is formed by bending a long metal plate made of copper, aluminum or the like.

より具体的には、ビームリード１１１における長手方向の両端にチップ側接合部１１５および回路側接合部１１７を設け、これらのチップ側接合部１１５および回路側接合部同士１１７を立ち上がり部１１９、１２１および連結部１２３を介して一体に結合している。 そして、チップ側接合部１１５を半導体チップ（電気的素子）にハンダＳを介して接合すると共に、回路側接合部１１７を基板上回路層９にハンダＳを介して接合している。   More specifically, the chip side joint 115 and the circuit side joint 117 are provided at both ends in the longitudinal direction of the beam lead 111, and the chip side joint 115 and the circuit side joint 117 are connected to the rising parts 119, 121 and They are coupled together via a connecting portion 123. The chip-side bonding portion 115 is bonded to the semiconductor chip (electrical element) via the solder S, and the circuit-side bonding portion 117 is bonded to the on-substrate circuit layer 9 via the solder S.

このような構成のビームリード１１１は、比較的剛性が高いという特性を有するので、ビームリード１１１が電流によって発熱するなどして温度が変化するとビームリード１１１自体が伸縮または変形して、チップ側接合部１１５や回路側接合部１１７におけるハンダ接合部に応力が加わり、そのハンダ接合部にクラックが発生するなどして損傷する虞があった。   Since the beam lead 111 having such a configuration has a characteristic of relatively high rigidity, when the temperature of the beam lead 111 changes due to heat generation due to an electric current or the like, the beam lead 111 itself expands or contracts to deform on the chip side. There is a risk that stress is applied to the solder joints in the part 115 and the circuit side joint 117, and the solder joints are damaged by cracks.

これに対して、本実施の形態に係るビームリード１１によれば、比較例のように金属板で構成したビームリード１１１に比して低剛性とすることができるので、ビームリード１１が電流による発熱で伸縮または変形しても、ビームリード１１と電気的素子との接合部分に加わる応力をビームリード１１が有する可撓性により低減あるいは吸収することができ、ビームリード１１と電気的素子との接合部分が応力により損傷することを有効に抑制することができるなどの効果を奏することができる。   On the other hand, according to the beam lead 11 according to the present embodiment, it is possible to make the rigidity lower than that of the beam lead 111 made of a metal plate as in the comparative example. Even if it expands or contracts due to heat generation, the stress applied to the joint between the beam lead 11 and the electrical element can be reduced or absorbed by the flexibility of the beam lead 11, and the beam lead 11 and the electrical element It is possible to achieve such an effect that the joint portion can be effectively suppressed from being damaged by stress.

以上本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって開示された技術に限定されるものではないと考えるべきである。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載にしたがって解釈すべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲内でのすべての変更が含まれる。   Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the embodiments disclosed herein are illustrative in all respects and are not limited to the disclosed technology. Should not be considered. That is, the technical scope of the present invention should not be construed restrictively based on the description in the above embodiment, but should be construed according to the description of the scope of claims. All the modifications within the scope of the claims and the equivalent technique to the described technique are included.

１…半導体装置
３…基板
５…第１の基板上回路層
７…半導体チップ
９…第２の基板上回路層
１１（１１Ａ、１１Ｂ）…ビームリード
１５Ａ、１７Ａ…接合部
２０…導通部材
１９，２１…立上り部
２３…連結部
２５〜２７…樹脂部
２００…銅芯線
２０１…エナメル樹脂層
５００（５００Ａ〜５００Ｃ）…ＩＧＢＴ装置
Ｌ…撚線（リッツ線）
Ｓ…ハンダ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor device 3 ... Board | substrate 5 ... 1st board | substrate circuit layer 7 ... Semiconductor chip 9 ... 2nd board | substrate circuit layer 11 (11A, 11B) ... Beam lead 15A, 17A ... Joint part 20 ... Conducting member 19, DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 ... Rising part 23 ... Connection part 25-27 ... Resin part 200 ... Copper core wire 201 ... Enamel resin layer 500 (500A-500C) ... IGBT apparatus L ... Stranded wire (Litz wire)
S ... Solder

Claims (5)

基板（３）上に配設される電気的素子（７、９）間を接続するビームリード（１１）であって、
絶縁被覆された可撓性を有する金属細線から成る複数の撚線（Ｌ）を折曲げ加工して形成される導通部材（２０）で構成されることを特徴とするビームリード。 A beam lead (11) for connecting between electrical elements (7, 9) disposed on a substrate (3),
A beam lead comprising a conductive member (20) formed by bending a plurality of twisted wires (L) made of flexible thin metal wires covered with insulation. 前記導通部材は、前記撚線を水平方向および垂直方向に複数列にわたって並列させて構成されることを特徴とする請求項１に記載のビームリード。   2. The beam lead according to claim 1, wherein the conducting member is configured by arranging the stranded wires in parallel in a plurality of rows in a horizontal direction and a vertical direction. 前記導通部材は、両端部に形成され前記各電気的素子と接続される接合部（１５Ａ、１７Ａ）と、前記各接合部から垂直方向に延びる立上り部（１９、２１）と、各立上り部間を繋ぐ連結部（２３）とが前記撚線の折曲げ加工により形成され、
前記各立上り部および前記連結部の一部が樹脂（樹脂部２５〜２７）で連結されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のビームリード。 The conducting member includes a joint portion (15A, 17A) formed at both ends and connected to each electrical element, a rising portion (19, 21) extending vertically from each joint portion, and between each rising portion. And a connecting portion (23) that connects the two is formed by bending the stranded wire,
3. The beam lead according to claim 1, wherein each of the rising portions and a part of the connecting portion are connected by a resin (resin portions 25 to 27). 前記各接合部には、ハンダ（Ｓ）が予め浸透されていることを特徴とする請求項３に記載のビームリード。   The beam lead according to claim 3, wherein solder (S) is preliminarily permeated into each joint. 請求項１から請求項４の何れかに記載のビームリードを用いて、基板上に配設される複数の電気的素子間を接続したことを特徴とする半導体装置（１）。   A semiconductor device (1), wherein a plurality of electrical elements disposed on a substrate are connected using the beam lead according to any one of claims 1 to 4.
JP2014192326A 2014-09-22 2014-09-22 Beam lead and semiconductor device Pending JP2016063179A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014192326A JP2016063179A (en) 2014-09-22 2014-09-22 Beam lead and semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014192326A JP2016063179A (en) 2014-09-22 2014-09-22 Beam lead and semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2016063179A true JP2016063179A (en) 2016-04-25

Family

ID=55798307

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014192326A Pending JP2016063179A (en) 2014-09-22 2014-09-22 Beam lead and semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2016063179A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017194661A1 (en) * 2016-05-11 2017-11-16 Danfoss Silicon Power Gmbh Power electronic assembly and a low-vibration connection method
DE112017001587T5 (en) 2016-03-28 2018-12-13 Ntn Corporation Device for detecting the degradation of a secondary battery
CN112670261A (en) * 2020-12-24 2021-04-16 北京国联万众半导体科技有限公司 Monolithic integrated circuit with bending beam and preparation method thereof
EP3926675A1 (en) * 2020-06-19 2021-12-22 Heraeus Nexensos GmbH Thermally stable composite of a stranded wire with an agpt pad

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112017001587T5 (en) 2016-03-28 2018-12-13 Ntn Corporation Device for detecting the degradation of a secondary battery
WO2017194661A1 (en) * 2016-05-11 2017-11-16 Danfoss Silicon Power Gmbh Power electronic assembly and a low-vibration connection method
EP3926675A1 (en) * 2020-06-19 2021-12-22 Heraeus Nexensos GmbH Thermally stable composite of a stranded wire with an agpt pad
WO2021254922A1 (en) * 2020-06-19 2021-12-23 Heraeus Nexensos Gmbh Thermally stable bond between a stranded wire and a contact pad and the method for producing it
CN112670261A (en) * 2020-12-24 2021-04-16 北京国联万众半导体科技有限公司 Monolithic integrated circuit with bending beam and preparation method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4365388B2 (en) Semiconductor power module and manufacturing method thereof
JP6320556B2 (en) Power module
CN107112318B (en) Power module
CN107615464B (en) Method for manufacturing power semiconductor device and power semiconductor device
JP6358129B2 (en) Power converter
JP2016063179A (en) Beam lead and semiconductor device
TWI400013B (en) Surface mounted chip resistor with flexible leads and manufacturing method thereof
CN105981167A (en) Semiconductor device
US20170238411A1 (en) Circuit assembly and method for manufacturing circuit assembly
JP2019212510A (en) Wire harness
US11532590B2 (en) Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device
JP2018517302A (en) Lead frame with conductive clip for attaching semiconductor die while reducing clip shift
JP6407300B2 (en) Semiconductor module and conductive member for semiconductor module
JP6391430B2 (en) Electronic control device and manufacturing method thereof
JP6327105B2 (en) Semiconductor device
JP2004319740A (en) Power semiconductor device and method for manufacturing the same
US20170288564A1 (en) Power conversion apparatus and method for manufacturing the same
KR20140031124A (en) Power semiconductor module and method for producing a power semiconductor module
JP5229200B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
US20140021640A1 (en) Method for electrically connecting vertically positioned substrates
US20130069217A1 (en) Semiconductor device and electrode terminal
JP6272459B2 (en) Semiconductor module
JP7274954B2 (en) semiconductor equipment
JP6274019B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2020528653A (en) Connection between connecting wire and connecting element