JP2016100475A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体装置1は、絶縁基板2と、絶縁基板2の回路板5に固定された半導体素子6と、配線部材8と、絶縁基板2、半導体素子6及び配線部材8を収容する中空形状のプラスチック筐体10と、封止材13とを備える。プラスチック筐体10は、内面に内枠10aを有し、内枠10aの先端に段差10bが形成されている。
【選択図】図1
Description
パワー半導体モジュールの一つに、1又は2以上のパワー半導体素子(半導体チップ)が、絶縁基板の回路板に固定されてプラスチック筐体内に内蔵されたパワー半導体モジュールが知られている。プラスチック筐体は、例えばPPS樹脂(ポリフェニレンサルファイド樹脂)よりなる。プラスチック筐体の一例は、中空形状を有し、外部と接続する導電部材がインサート成形により一体的に設けられている。導電部材は、プラスチック筐体内にて、半導体チップ上の電極又は絶縁基板の回路板と、ボンディングワイヤ等の配線部材により電気的に接続される。プラスチック筐体内の絶縁基板、半導体チップ及び配線部材は、熱硬化性樹脂よりなる封止材により封止される。封止材は、エポキシ樹脂等からなり、プラスチック筐体内に収容された半導体チップやボンディングワイヤ等を保護し、かつ、絶縁するためのものである。
本発明の半導体装置は、金属板、絶縁板、回路板を順次に積層して構成された絶縁基板と、該回路板に固定された半導体素子と、該半導体素子の表面に設けられた電極、該回路板のいずれかまたは両方に接続する配線部材と、該絶縁基板、半導体素子及び配線部材を収容する中空形状のプラスチック筐体と、該プラスチック筐体内の該絶縁基板、半導体素子及び配線部材を封止する、熱硬化性樹脂よりなる封止材と、を備え、該プラスチック筐体が内面に内枠を有し、該内枠の先端に段差が形成されたものである。
図1に本発明の実施形態1の半導体装置としてのパワー半導体モジュールの断面図を示す。図1に示されたパワー半導体モジュール1は、絶縁基板2と、半導体チップ6と、ボンディングワイヤ8と、プラスチック筐体10と、封止材13と、を備えている。なお、以下の説明において、「上」や「下」という記載は説明の便宜上、図面に表されているときの上下の位置を意味している。
図2において、内枠10aは、ケース10の四つの内側面のそれぞれに形成されている。もっとも内枠10aは、相対する長辺側の二つの内側面に形成される構成であってもよい。
段差10bの高さは、リード11の厚さと同程度以下とすることができる。例えば0.5mm以下である。
なお、図5(a)〜(d)においては、本発明の理解を容易にするために、内枠の高さに対する段差10bの高さを実際よりも大きい比率で描いている。
図5(b)に示した変形例1の他に、段差10bを構成する二つの平面が、鈍角で交差している段差の構成とすることもできる。この構成の段差も剥離を抑制することができる。もっとも、二平面が鈍角で交差しているために、図5(a)及び図5(b)に示した段差のほうが、アンカー効果に優れていて、剥離抑制効果も優れている。段差10b及び段差10b1の断面は波型である。隣り合うリード11間に、断面が波型の段差を設けることにより曲げに対する強度が高められる。段差10b及び段差10b1のように、断面が角を3つ有するW形状の段差が好ましい。
図5(d)に示す段差10b3は、段差が傾斜面により構成されている例である。図5(d)に示した段差10b3もまた、剥離を抑制することができる。
次に本発明に係るパワー半導体モジュールの実施形態2について説明する。本実施形態のパワー半導体モジュールは、前述した実施形態1のパワー半導体モジュール1と同様に、内枠10aの先端に段差10bを有している。それに加えて、本実施形態のパワー半導体モジュールは、内枠10aの表面が粗面化されている。
内枠10aの表面のなかで、内枠10aの上面を粗面化するとよい。内枠10aの上面の先端部には、段差10bが形成されているので、この段差10bと上面の粗面化とによって、剥離をより抑制することができる。
なお、内枠10aの上面ばかりでなく、内枠の他の面を粗面化することもできる。
図6に、内枠10aの先端に段差10bが形成されたケース10の内枠10aの上面を、種々のブラスト圧でショットブラストにより粗化させた試料1〜試料4について、ケース10の表面の算術平均粗さを測定した結果をグラフで示す。試料2は試料1よりもブラスト圧が高く、試料3は、試料2よりもブラスト圧が高く、試料4は試料3よりもブラスト圧が高かった。図6から分かるように、ブラスト圧を増加することにより表面をより粗くすることができた。
したがって、ショットブラスト処理時のブラスト圧を選択して算術平均粗さRaが1.0μm以上にしたケース10を備えるパワー半導体モジュールは、より効果的に剥離を抑制することができる。
また、粗面化は、ショットブラストに限られず、成形金型を放電加工や化学的加工により粗化してもよい。
2 絶縁基板
3 金属板
4 絶縁板
5 回路板
6 半導体チップ
7 はんだ
8 ボンディングワイヤ
10 ケース
10a 内枠
10b 段差
13 封止材
Claims (5)
- 金属板、絶縁板、回路板を順次に積層して構成された絶縁基板と、
該回路板に固定された半導体素子と、
該半導体素子の表面に設けられた電極、該回路板のいずれかまたは両方に接続する配線部材と、
該絶縁基板、半導体素子及び配線部材を収容する中空形状のプラスチック筐体と、
該プラスチック筐体内の該絶縁基板、半導体素子及び配線部材を封止する、熱硬化性樹脂よりなる封止材と、
を備え、
該プラスチック筐体が内面に内枠を有し、該内枠の先端に段差が形成された半導体装置。 - 前記段差が、前記内枠の上面に形成された請求項1記載の半導体装置。
- 前記プラスチック筐体の内側から外側に延出する複数の導電部材を備え、該導電部材の一端が、前記内枠に配置され、前記段差が該導電部材の間に形成された請求項1記載の半導体装置。
- 前記プラスチック筐体がポリフェニレンサルファイド樹脂からなり、前記封止材がエポキシ樹脂からなる請求項1記載の半導体装置。
- 前記内枠の上面が、算術平均粗さRaで1.0μm以上に粗面化された請求項1又は2記載の半導体装置。
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