JP2016105523A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique which enables the reduction in the difference between a heat sink and a semiconductor element in linear expansion coefficient.SOLUTION: A semiconductor device comprises: first and second semiconductor elements including Si; a heat sink made of AlSiC, a Cu-CuMo-Cu layer structure, an alloy including Mo as a primary component, Fe or an alloy including Fe as a primary component, or W or an alloy including W as a primary component, and provided on the backsides of the first and second semiconductor elements; and a resin covering the heat sink, the first and second semiconductor elements and first to third terminals with the backside of the heat sink exposed.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、半導体装置に関するものであり、特に、通電時に熱が発生する半導体装置及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device that generates heat when energized and a method for manufacturing the same.

近年、モータを制御する電力変換装置に半導体装置が適用されている。このような電力変換用の半導体装置などに用いられるパッケージには、取扱いの容易さや高信頼性、低コストといった特徴から樹脂封止型が主流になりつつある。そして、一般に、電力変換用の半導体装置内の半導体素子は通電時に発熱することから、樹脂封止型の電力変換用の半導体装置では、特許文献１に開示されているように、銅製放熱板などのヒートシンクが内蔵されることが一般的である。   In recent years, semiconductor devices have been applied to power conversion devices that control motors. As a package used for such a semiconductor device for power conversion, a resin-encapsulated type is becoming mainstream because of features such as easy handling, high reliability, and low cost. In general, a semiconductor element in a power conversion semiconductor device generates heat when energized. Therefore, in a resin-sealed power conversion semiconductor device, as disclosed in Patent Document 1, a copper heat sink or the like Generally, a heat sink is built in.

特開２００３−２１８３１７号公報JP 2003-218317 A

さて、高温及び低温に応じて伸縮する度合いを示す線膨張係数に関して、Ｃｕ（銅）の線膨張係数は１７ppm/℃、Ｓｉ（ケイ素）の線膨張係数は２．４ppm/℃であり、両者の差は比較的大きいものとなっている。そのため、Ｃｕからなるヒートシンクと、Ｓｉを含む半導体素子とを、接合材であるはんだなどのロウ材で接合されて構成される半導体装置において熱サイクルが生じると、ロウ材に過大な応力が繰り返し印加されることになる。その結果、はんだなどのロウ材にクラックが発生し、熱抵抗が上昇し、放熱性が低下するという問題があった。   Now, regarding the linear expansion coefficient indicating the degree of expansion and contraction depending on the high temperature and low temperature, the linear expansion coefficient of Cu (copper) is 17 ppm / ° C., and the linear expansion coefficient of Si (silicon) is 2.4 ppm / ° C., The difference is relatively large. Therefore, when a thermal cycle occurs in a semiconductor device configured by joining a heat sink made of Cu and a semiconductor element containing Si with a brazing material such as solder as a joining material, excessive stress is repeatedly applied to the brazing material. Will be. As a result, there has been a problem that cracks occur in the brazing material such as solder, the thermal resistance increases, and the heat dissipation decreases.

特に、近年、半導体素子の材質には、３００℃もの高温でも駆動可能なＳｉＣを用いることが提案されていることから、ヒートシンクと半導体素子との線膨張係数の差を低減する要求が高まってきている。さらに、近年、従来の鉛（Ｐｂ）を含むはんだに代えて、それよりも機械的強度が弱い鉛フリーはんだが盛んに使用されつつあることからも、ヒートシンクと半導体素子との線膨張係数の差を低減することは重要となっている。   In particular, in recent years, it has been proposed to use SiC that can be driven at a high temperature as high as 300 ° C. as a material of the semiconductor element, and therefore, there is an increasing demand for reducing the difference in coefficient of linear expansion between the heat sink and the semiconductor element. Yes. Furthermore, in recent years, instead of the conventional solder containing lead (Pb), lead-free solder having a weaker mechanical strength is being actively used. Therefore, the difference in coefficient of linear expansion between the heat sink and the semiconductor element is also increased. It is important to reduce this.

そこで、本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、ヒートシンクと半導体素子との線膨張係数の差を低減することが可能な技術を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a technique capable of reducing the difference in linear expansion coefficient between a heat sink and a semiconductor element.

本発明に係る半導体装置は、平面部分を有する第１端子と、前記平面部分の表面に第１はんだにより接合されたＳｉを含む第１及び第２半導体素子と、ＡｌＳｉＣ、Ｃｕ−ＣｕＭｏ−Ｃｕの層構造、Ｍｏを主成分とする合金、Ｆｅ若しくはそれを主成分とする合金、または、Ｗ若しくはそれを主成分とする合金からなり、前記平面部分の裏面に接合される第１絶縁層を介して、前記第１及び第２半導体素子の表面側及び裏面側のうち裏面側にのみ設けられたヒートシンクと、前記第１半導体素子にワイヤにより接続された第２端子と、前記第１及び第２半導体素子に第２はんだにより接合された第３端子と、前記ヒートシンクの裏面を露出する状態で、前記ヒートシンク、前記第１及び第２半導体素子、並びに、前記第１乃至第３端子を覆う樹脂とを備える。   A semiconductor device according to the present invention includes a first terminal having a planar portion, first and second semiconductor elements containing Si bonded to the surface of the planar portion by a first solder, AlSiC, Cu—CuMo—Cu. A layer structure, an alloy containing Mo as a main component, Fe or an alloy containing it as a main component, or W or an alloy containing it as a main component, via a first insulating layer bonded to the back surface of the planar portion. A heat sink provided only on a back surface side of the front surface side and the back surface side of the first and second semiconductor elements, a second terminal connected to the first semiconductor element by a wire, and the first and second semiconductor elements. Covering the heat sink, the first and second semiconductor elements, and the first to third terminals with a third terminal joined to the semiconductor element by the second solder and a back surface of the heat sink exposed. And a fat.

本発明によれば、第１ヒートシンクは、低線膨張係数を有するＡｌＳｉＣ等から構成され、半導体素子は、Ｓｉを含んでいる。したがって、第１ヒートシンクと、半導体素子との線膨張係数の差を低減することができる。   According to the present invention, the first heat sink is made of AlSiC or the like having a low linear expansion coefficient, and the semiconductor element contains Si. Therefore, the difference in coefficient of linear expansion between the first heat sink and the semiconductor element can be reduced.

実施の形態１に係る半導体装置の外観を示す斜視図である。1 is a perspective view showing an appearance of a semiconductor device according to a first embodiment. 実施の形態１に係る半導体装置の構成を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a configuration of a semiconductor device according to a first embodiment. 実施の形態１に係る半導体装置の別の構成を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing another configuration of the semiconductor device according to the first embodiment. 実施の形態１に係る半導体装置の構成を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a configuration of a semiconductor device according to a first embodiment. 実施の形態１に係る半導体装置の構成を示す上面図である。1 is a top view showing a configuration of a semiconductor device according to a first embodiment. 実施の形態２に係る半導体装置の構成を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration of a semiconductor device according to a second embodiment. 実施の形態３に係る半導体装置の構成を示す上面図である。FIG. 6 is a top view illustrating a configuration of a semiconductor device according to a third embodiment. 実施の形態３に係る半導体装置の別の構成を示す上面図である。FIG. 10 is a top view showing another configuration of the semiconductor device according to the third embodiment. 実施の形態４に係る半導体装置の構成を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration of a semiconductor device according to a fourth embodiment. 実施の形態５に係る半導体装置の構成を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a configuration of a semiconductor device according to a fifth embodiment. 実施の形態５に係る半導体装置の別の構成を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing another configuration of the semiconductor device according to the fifth embodiment. 実施の形態６に係る半導体装置の構成を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a configuration of a semiconductor device according to a sixth embodiment. 実施の形態６に係る半導体装置の構成を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a configuration of a semiconductor device according to a sixth embodiment. 実施の形態６に係る半導体装置の構成を示す上面図である。FIG. 10 is a top view showing a configuration of a semiconductor device according to a sixth embodiment. 実施の形態６に係る半導体装置の構成を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a configuration of a semiconductor device according to a sixth embodiment. 実施の形態６に係る半導体装置の別の構成を示す上面図である。FIG. 16 is a top view showing another configuration of the semiconductor device according to the sixth embodiment. 実施の形態７に係る半導体装置の構成を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a configuration of a semiconductor device according to a seventh embodiment. 実施の形態８に係る半導体装置の構成を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a configuration of a semiconductor device according to an eighth embodiment. 実施の形態９に係る半導体装置の構成を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a semiconductor device according to a ninth embodiment.

＜実施の形態１＞
図１及び図２は、本発明の実施の形態１に係る半導体装置の外観及び構成を示す斜視図である。本実施の形態では、図１に示すように、それぞれが絶縁性の封止樹脂２１をパッケージ部材として備える複数の半導体装置１が配列されることによりインバータが構成されている。図２は、封止樹脂２１の図示を省略した半導体装置１の斜視図であり、図３は、封止樹脂２１の図示を省略した半導体装置１の別例を示す斜視図である。 <Embodiment 1>
1 and 2 are perspective views showing the appearance and configuration of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. In the present embodiment, as shown in FIG. 1, an inverter is configured by arranging a plurality of semiconductor devices 1 each having an insulating sealing resin 21 as a package member. FIG. 2 is a perspective view of the semiconductor device 1 in which the illustration of the sealing resin 21 is omitted, and FIG. 3 is a perspective view of another example of the semiconductor device 1 in which the illustration of the sealing resin 21 is omitted.

図４及び図５は、図２に示した半導体装置１の構成を詳細に示す断面図及び上面図である。図４及び図５に示すように、半導体装置１は、第１ヒートシンク１１を備えている。この第１ヒートシンク１１は、線膨張係数が約７〜１０ppm/℃と比較的低いＡｌＳｉＣから構成されている。   4 and 5 are a cross-sectional view and a top view showing in detail the configuration of the semiconductor device 1 shown in FIG. As shown in FIGS. 4 and 5, the semiconductor device 1 includes a first heat sink 11. The first heat sink 11 is made of AlSiC having a relatively low linear expansion coefficient of about 7 to 10 ppm / ° C.

また、半導体装置１は、第１端子である主端子１２（第１端子）と、半導体スイッチング素子であるＩＧＢＴ１３（第１半導体素子）と、ＩＧＢＴ１３の還流ダイオード１４（第２半導体素子）とを備えている。   The semiconductor device 1 also includes a main terminal 12 (first terminal) that is a first terminal, an IGBT 13 (first semiconductor element) that is a semiconductor switching element, and a free wheel diode 14 (second semiconductor element) of the IGBT 13. ing.

主端子１２は、図２に示される平面部分１２ａを有しており、この平面部分１２ａは、エポキシ樹脂などからなる第１絶縁層１５を介して第１ヒートシンク１１上に接合されている。   The main terminal 12 has a planar portion 12a shown in FIG. 2, and the planar portion 12a is bonded onto the first heat sink 11 via a first insulating layer 15 made of epoxy resin or the like.

ＩＧＢＴ１３及び還流ダイオード１４は、第１ヒートシンク１１上に形成されている。図２及び図４に示されるように、これらＩＧＢＴ１３及び還流ダイオード１４は、第１絶縁層１５、主端子１２の平面部分１２ａを介して、第１はんだ１６により第１ヒートシンク１１上に接合されている。ここでは、ＩＧＢＴ１３及び還流ダイオード１４は、主端子１２の一つの平面部分１２ａに共通にダイボンド（固定）されている。   The IGBT 13 and the free wheel diode 14 are formed on the first heat sink 11. As shown in FIGS. 2 and 4, the IGBT 13 and the free-wheeling diode 14 are joined to the first heat sink 11 by the first solder 16 via the first insulating layer 15 and the planar portion 12 a of the main terminal 12. Yes. Here, the IGBT 13 and the free-wheeling diode 14 are die-bonded (fixed) in common to one planar portion 12 a of the main terminal 12.

なお、ＩＧＢＴ１３及び還流ダイオード１４は、Ｓｉを含む半導体素子であり、例えば、高温（例えば３００℃）下で使用可能なＳｉＣからなる半導体素子などを想定している。また、本実施の形態では、ＩＧＢＴ１３及び還流ダイオード１４の数はそれぞれ１つである構成について説明しているが、これに限ったのもではなく、ＩＧＢＴ１３及び還流ダイオード１４は複数であってもよい。   The IGBT 13 and the freewheeling diode 14 are semiconductor elements containing Si. For example, a semiconductor element made of SiC that can be used at a high temperature (for example, 300 ° C.) is assumed. In the present embodiment, the number of IGBTs 13 and the number of free-wheeling diodes 14 is one. However, the present invention is not limited to this, and the number of IGBTs 13 and free-wheeling diodes 14 may be plural.

半導体装置１は、図４及び図５に示すように、中継端子１７（第２端子）と、主端子１８（第３端子）とを備えている。中継端子１７は、ＩＧＢＴ１３にワイヤ１９により接続されており、主端子１８は、ＩＧＢＴ１３及び還流ダイオード１４上に第２はんだ２０により接合されている。   As shown in FIGS. 4 and 5, the semiconductor device 1 includes a relay terminal 17 (second terminal) and a main terminal 18 (third terminal). The relay terminal 17 is connected to the IGBT 13 by a wire 19, and the main terminal 18 is joined to the IGBT 13 and the reflux diode 14 by a second solder 20.

また、半導体装置１は、上述の封止樹脂２１（樹脂）と、放熱フィン、水冷フィンまたは空冷フィンなどの第１フィン２２とを備えている。封止樹脂２１は、第１ヒートシンク１１の裏面を露出する状態で、第１ヒートシンク１１、ＩＧＢＴ１３、還流ダイオード１４、主端子１２，１８及び中継端子１７を覆っている。第１フィン２２は、第１ヒートシンク１１の封止樹脂２１から露出する裏面に、第３はんだ２３（ロウ材）のロウ付けにより接合されている。   The semiconductor device 1 also includes the above-described sealing resin 21 (resin) and first fins 22 such as heat radiating fins, water cooling fins, or air cooling fins. The sealing resin 21 covers the first heat sink 11, the IGBT 13, the reflux diode 14, the main terminals 12 and 18, and the relay terminal 17 in a state where the back surface of the first heat sink 11 is exposed. The first fins 22 are joined to the back surface exposed from the sealing resin 21 of the first heat sink 11 by brazing a third solder 23 (brazing material).

次に、以上のような本実施の形態に係る半導体装置１の製造方法について説明する。まず、絶縁シート（第１絶縁層１５）が一体化された第１ヒートシンク１１を準備する。それとともに、主端子１２の平面部分１２ａ上にＩＧＢＴ１３及び還流ダイオード１４を接合した後、ＩＧＢＴ１３及び還流ダイオード１４に中継端子１７及び主端子１８を接続することによって得られる組立品を準備する。   Next, a method for manufacturing the semiconductor device 1 according to the present embodiment as described above will be described. First, the 1st heat sink 11 with which the insulating sheet (1st insulating layer 15) was integrated is prepared. At the same time, after joining the IGBT 13 and the free wheel diode 14 on the planar portion 12 a of the main terminal 12, an assembly obtained by connecting the relay terminal 17 and the main terminal 18 to the IGBT 13 and free wheel diode 14 is prepared.

それから、絶縁シート（第１絶縁層１５）上に当該組立品を接合した状態で、これらを封止樹脂２１により一括成型する。その後、従来の製造方法と同様に、主端子１２，１８を任意の形状にフォーミングすることによって半導体装置１を製造する。このような本実施の形態に係る半導体装置１の製造方法によれば、第１ヒートシンク１１と絶縁シート（第１絶縁層１５）が一体化されていることから、部品数をより削減することができる。   Then, in a state where the assembly is bonded onto the insulating sheet (first insulating layer 15), these are collectively molded with the sealing resin 21. Thereafter, the semiconductor device 1 is manufactured by forming the main terminals 12 and 18 into an arbitrary shape as in the conventional manufacturing method. According to the manufacturing method of the semiconductor device 1 according to the present embodiment as described above, since the first heat sink 11 and the insulating sheet (first insulating layer 15) are integrated, the number of components can be further reduced. it can.

次に、以上のような本実施の形態に係る半導体装置１の効果について説明する。従来の半導体装置では、ヒートシンクの線膨張係数が高く、半導体素子とヒートシンクとの線膨張係数の差が比較的大きいものとなっていた。そのため、半導体装置において熱サイクルが生じると、半導体素子とヒートシンクとの間のロウ材に過大な応力が繰り返し印加され、この結果、熱抵抗、放熱性が低下するということがあった。   Next, effects of the semiconductor device 1 according to the present embodiment as described above will be described. In the conventional semiconductor device, the linear expansion coefficient of the heat sink is high, and the difference in the linear expansion coefficient between the semiconductor element and the heat sink is relatively large. For this reason, when a thermal cycle occurs in the semiconductor device, excessive stress is repeatedly applied to the brazing material between the semiconductor element and the heat sink, and as a result, the thermal resistance and heat dissipation may be reduced.

それに対し、上述のように構成された本実施の形態に係る半導体装置１によれば、第１ヒートシンク１１は、低線膨張係数を有するＡｌＳｉＣから構成されている。したがって、第１ヒートシンク１１と、ＩＧＢＴ１３（または還流ダイオード１４）との線膨張係数の差に起因して発生する第１はんだ１６への応力を低減することができる。よって、熱サイクルに対する半導体装置１の信頼性を高めることができる。   On the other hand, according to the semiconductor device 1 according to the present embodiment configured as described above, the first heat sink 11 is composed of AlSiC having a low linear expansion coefficient. Therefore, the stress to the first solder 16 generated due to the difference in the linear expansion coefficient between the first heat sink 11 and the IGBT 13 (or the reflux diode 14) can be reduced. Therefore, the reliability of the semiconductor device 1 with respect to the thermal cycle can be improved.

なお、以上の説明においては、第１ヒートシンク１１は、ＡｌＳｉＣから構成されているものとした。しかし、第１ヒートシンク１１の構成材料は、低線膨張係数（約７〜１０ppm/℃）であればＡｌＳｉＣに限ったものではなく、例えば、Ｃｕ−ＣｕＭｏ−Ｃｕ、Ｍｏを主成分とする合金、Ｆｅ若しくはそれを主成分とする合金、Ｗ若しくはそれを主成分とする合金、または、Ｃｕ若しくはそれを主成分とする合金から構成されてもよい。   In the above description, the first heat sink 11 is assumed to be composed of AlSiC. However, the constituent material of the first heat sink 11 is not limited to AlSiC as long as it has a low coefficient of linear expansion (about 7 to 10 ppm / ° C.). For example, Cu—CuMo—Cu, an alloy mainly composed of Mo, It may be made of Fe or an alloy containing it as a main component, W or an alloy containing it as a main component, or Cu or an alloy containing it as a main component.

また、上述の主端子１２，１８及び中継端子１７はＡｌまたはＣｕから構成されることが好ましい。このように主端子１２，１８及び中継端子１７を構成した場合には、半導体装置１を軽量化することができるとともに、装置内の導電性を高めることができる。   The main terminals 12 and 18 and the relay terminal 17 are preferably made of Al or Cu. Thus, when the main terminals 12 and 18 and the relay terminal 17 are comprised, while the semiconductor device 1 can be reduced in weight, the electroconductivity in an apparatus can be improved.

また、第１ヒートシンク１１の厚さは１〜５ｍｍとすることが好ましい。このように構成すれば、第１ヒートシンク１１の熱抵抗を低減することができる。   Moreover, it is preferable that the thickness of the 1st heat sink 11 shall be 1-5 mm. If comprised in this way, the thermal resistance of the 1st heat sink 11 can be reduced.

なお、従来の、ヒートシンクを放熱フィンに組み付ける構成としては、それらをロウ付けするか、放熱フィン上にグリスを敷き、その上にヒートシンクや半導体素子を設け、その上から皿ばねや押さえ板を置いてねじにて組み付ける構成が一般的であった。   In addition, as a conventional structure for assembling the heat sink to the radiating fin, braze them, or lay grease on the radiating fin, and provide a heat sink or semiconductor element on it, and place a disc spring or pressing plate on top of it. A structure that is assembled with a screw is common.

しかし、ヒートシンクと放熱フィンとの線膨張係数が大きく、これに起因する応力も大きいことから、ヒートシンクと放熱フィンとをロウ付けすることが困難であった。また、ねじ等にて組み付ける構成では、ねじ、グリス、皿ばね及び押さえ板などの部材のコスト、及び、組み立て工数のコストがかかるだけでなく、ヒートシンク、グリス及び放熱フィンの間の熱抵抗（電力半導体にとって重要なパラメータ）が悪いという問題があった。   However, since the linear expansion coefficient between the heat sink and the heat radiating fin is large and the stress resulting from this is large, it is difficult to braze the heat sink and the heat radiating fin. Moreover, in the structure assembled with screws, etc., not only the cost of members such as screws, grease, disc springs and holding plates and the cost of assembly man-hours are required, but also the thermal resistance (power) between the heat sink, grease and radiating fins. There is a problem that parameters important for semiconductors) are bad.

そのため、第１フィン２２の材質には、第１ヒートシンク１１の線膨張係数と近いものを用いることが好ましい。このような構成によれば、上述と同様に、第１ヒートシンク１１と第１フィン２２とをロウ付けする第３はんだ２３への応力も低減することができることから、熱サイクルに対する半導体装置１の信頼性を高めることができる。また、ねじ等の部材のコスト、及び、組み立て工数のコストを削減することができる。さらに、第１ヒートシンク１１と第１フィン２２との間の熱抵抗を向上させることができる。実際に、このような半導体装置１を作成したところ、従来の半導体装置よりもRth(j-f)を５０％以上低減することができた。   Therefore, it is preferable to use a material close to the linear expansion coefficient of the first heat sink 11 as the material of the first fin 22. According to such a configuration, similarly to the above, the stress on the third solder 23 brazing the first heat sink 11 and the first fin 22 can be reduced, so that the reliability of the semiconductor device 1 with respect to the thermal cycle can be reduced. Can increase the sex. Moreover, the cost of members, such as a screw, and the cost of an assembly man-hour can be reduced. Furthermore, the thermal resistance between the first heat sink 11 and the first fin 22 can be improved. Actually, when such a semiconductor device 1 was fabricated, Rth (j−f) could be reduced by 50% or more compared to the conventional semiconductor device.

＜実施の形態２＞
図６は、本発明の実施の形態２に係る半導体装置の構成を示す断面図である。なお、本実施の形態に係る半導体装置において、実施の形態１で説明した構成要素と同一または類似するものについては同じ符号を付し、実施の形態１と異なる点を中心に説明する。 <Embodiment 2>
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the configuration of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. Note that in the semiconductor device according to the present embodiment, components that are the same as or similar to the components described in Embodiment 1 are denoted by the same reference numerals, and different points from Embodiment 1 will be mainly described.

図６に示すように、本実施の形態では、第１ヒートシンク１１は、封止樹脂２１表面から、第１ヒートシンク１１の厚さ方向に突出した部分（せり出した部分）を有している。なお、第１ヒートシンク１１が封止樹脂２１から突出する長さは、例えば、第１ヒートシンク１１の厚さの１〜９９％としている。そして、第３はんだ２３は、第１ヒートシンク１１の側面に回りこむように形成されている。   As shown in FIG. 6, in the present embodiment, the first heat sink 11 has a portion protruding from the surface of the sealing resin 21 in the thickness direction of the first heat sink 11 (a protruding portion). In addition, the length which the 1st heat sink 11 protrudes from the sealing resin 21 is 1 to 99% of the thickness of the 1st heat sink 11, for example. The third solder 23 is formed to wrap around the side surface of the first heat sink 11.

このような本実施の形態に係る半導体装置１によれば、第１ヒートシンク１１と第３はんだ２３との接触面積を大きくすることができる。したがって、第３はんだ２３による、第１ヒートシンク１１と第１フィン２２との間の接合強度を高めることができる。よって、熱サイクルに対する半導体装置１の信頼性を高めることができる。   According to such a semiconductor device 1 according to the present embodiment, the contact area between the first heat sink 11 and the third solder 23 can be increased. Therefore, the bonding strength between the first heat sink 11 and the first fin 22 by the third solder 23 can be increased. Therefore, the reliability of the semiconductor device 1 with respect to the thermal cycle can be improved.

＜実施の形態３＞
図７は、本発明の実施の形態３に係る半導体装置の構成を示す上面図である。なお、本実施の形態に係る半導体装置において、実施の形態１で説明した構成要素と同一または類似するものについては同じ符号を付し、実施の形態１と異なる点を中心に説明する。 <Embodiment 3>
FIG. 7 is a top view showing the configuration of the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention. Note that in the semiconductor device according to the present embodiment, components that are the same as or similar to the components described in Embodiment 1 are denoted by the same reference numerals, and different points from Embodiment 1 will be mainly described.

図７に示すように、本実施の形態では、第１ヒートシンク１１は、平面視において封止樹脂２１表面から、第１ヒートシンク１１の短手方向に突出している。したがって、実施の形態２と同様に、第１ヒートシンク１１と第３はんだ２３との接触面積を大きくすることができ、熱サイクルに対する半導体装置１の信頼性を高めることができる。   As shown in FIG. 7, in the present embodiment, the first heat sink 11 protrudes from the surface of the sealing resin 21 in the short direction of the first heat sink 11 in plan view. Therefore, as in the second embodiment, the contact area between the first heat sink 11 and the third solder 23 can be increased, and the reliability of the semiconductor device 1 with respect to the thermal cycle can be increased.

また、本実施の形態では、第１ヒートシンク１１の突出部分に、半導体装置１を固定するための組立穴１１ａが設けられている。このような本実施の形態に係る半導体装置１によれば、装置の組立性を向上させることができる。   In the present embodiment, an assembly hole 11 a for fixing the semiconductor device 1 is provided in the protruding portion of the first heat sink 11. According to the semiconductor device 1 according to the present embodiment as described above, the assemblability of the device can be improved.

なお、ここでは、第１ヒートシンク１１に組立穴１１ａを設ける構成について説明したがこれに限ったものではない。例えば、図８（上面図）に示すように、封止樹脂２１に、半導体装置１を固定するための組立穴２１ａが設けられてもよい。このような半導体装置１の構成においても、図７に示した半導体装置１と同様に、装置の組立性を向上させることができる。なお、図７に示した組立穴１１ａ及び図８に示した組立穴２２ａを複数設けた場合には、組立精度を向上させることができる。   In addition, although the structure which provided the assembly hole 11a in the 1st heat sink 11 was demonstrated here, it is not restricted to this. For example, as shown in FIG. 8 (top view), an assembly hole 21 a for fixing the semiconductor device 1 may be provided in the sealing resin 21. Also in the configuration of the semiconductor device 1 as described above, the assemblability of the device can be improved in the same manner as the semiconductor device 1 shown in FIG. In addition, when a plurality of assembly holes 11a shown in FIG. 7 and assembly holes 22a shown in FIG. 8 are provided, the assembly accuracy can be improved.

＜実施の形態４＞
図９は、本発明の実施の形態４に係る半導体装置の構成を示す断面図である。なお、本実施の形態に係る半導体装置において、実施の形態１で説明した構成要素と同一または類似するものについては同じ符号を付し、実施の形態１と異なる点を中心に説明する。 <Embodiment 4>
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a configuration of a semiconductor device according to Embodiment 4 of the present invention. Note that in the semiconductor device according to the present embodiment, components that are the same as or similar to the components described in Embodiment 1 are denoted by the same reference numerals, and different points from Embodiment 1 will be mainly described.

図９に示すように、本実施の形態に係る半導体装置１では、実施の形態１に係る半導体装置１に、第２ヒートシンク３１と、放熱フィン、水冷フィンまたは空冷フィンなどの第２フィン３２とが追加されている。第２ヒートシンク３１は、主端子１８上に第２絶縁層３３を介して接合されている。また、ここでは、上述の封止樹脂２１は、第２ヒートシンク３１の表面を露出する状態で、第２ヒートシンク３１をさらに覆っている。そして、第２フィン３２は、第２ヒートシンク３１の、封止樹脂２１から露出する表面に、第４はんだ３４（ロウ材）またはグリス（緩衝材）を介して設けられている。   As shown in FIG. 9, in the semiconductor device 1 according to the present embodiment, the second heat sink 31 and the second fin 32 such as a heat radiating fin, a water cooling fin, or an air cooling fin are added to the semiconductor device 1 according to the first embodiment. Has been added. The second heat sink 31 is joined to the main terminal 18 via the second insulating layer 33. Here, the sealing resin 21 further covers the second heat sink 31 in a state where the surface of the second heat sink 31 is exposed. And the 2nd fin 32 is provided in the surface exposed from the sealing resin 21 of the 2nd heat sink 31 via the 4th solder 34 (brazing | wax material) or grease (buffer material).

このような本実施の形態に係る半導体装置１によれば、ＩＧＢＴ１３などに生じる熱の放熱性を高めることができる。したがって、上記線膨張係数の差に起因して発生する第１はんだ１６への応力を低減することができることから、熱サイクルに対する半導体装置１の信頼性を高めることができる。   According to such a semiconductor device 1 according to the present embodiment, it is possible to improve the heat dissipation of heat generated in the IGBT 13 or the like. Therefore, since the stress to the first solder 16 generated due to the difference in the linear expansion coefficient can be reduced, the reliability of the semiconductor device 1 with respect to the thermal cycle can be increased.

＜実施の形態５＞
図１０及び図１１は、本発明の実施の形態５に係る半導体装置の構成を示す断面図である。なお、本実施の形態に係る半導体装置において、実施の形態１で説明した構成要素と同一または類似するものについては同じ符号を付し、実施の形態１と異なる点を中心に説明する。 <Embodiment 5>
10 and 11 are cross-sectional views showing the configuration of the semiconductor device according to the fifth embodiment of the present invention. Note that in the semiconductor device according to the present embodiment, components that are the same as or similar to the components described in Embodiment 1 are denoted by the same reference numerals, and different points from Embodiment 1 will be mainly described.

図１０及び図１１に示すように、本実施の形態に係る半導体装置１は、実施の形態１に係る半導体装置１の第１ヒートシンク１１及び第１フィン２２の代わりに、これらを一体化した、放熱フィン、空冷フィン、水冷フィンまたはピンフィンなどの第３フィン３６を備えている。なお、図１０においては、第３フィン３６がピンフィン３６ａである構成が示されている。この図１０には示されていないが、この構成においては、第３フィン３６は水冷ジャケットに別途取り付けられることになる。一方、図１１においては、第３フィン３６が、内部に水などが通される水冷フィン３６ｂである構成が示されている。   As shown in FIGS. 10 and 11, the semiconductor device 1 according to the present embodiment integrates these instead of the first heat sink 11 and the first fin 22 of the semiconductor device 1 according to the first embodiment. A third fin 36 such as a heat radiating fin, an air cooling fin, a water cooling fin or a pin fin is provided. FIG. 10 shows a configuration in which the third fin 36 is a pin fin 36a. Although not shown in FIG. 10, in this configuration, the third fin 36 is separately attached to the water cooling jacket. On the other hand, FIG. 11 shows a configuration in which the third fins 36 are water-cooled fins 36b through which water or the like passes.

このような本実施の形態に係る半導体装置１によれば、ＩＧＢＴ１３などに生じる熱の放熱性を高めることができる。したがって、上記線膨張係数の差に起因して発生する第１はんだ１６への応力を低減することができることから、熱サイクルに対する半導体装置１の信頼性を高めることができる。また、装置全体のサイズを小さくすることも期待できる。   According to such a semiconductor device 1 according to the present embodiment, it is possible to improve the heat dissipation of heat generated in the IGBT 13 or the like. Therefore, since the stress to the first solder 16 generated due to the difference in the linear expansion coefficient can be reduced, the reliability of the semiconductor device 1 with respect to the thermal cycle can be increased. It can also be expected to reduce the size of the entire apparatus.

＜実施の形態６＞
図１２〜図１４は、本発明の実施の形態６に係る半導体装置の構成を詳細に示す断面図及び上面図である。図１２及び図１３は、それぞれ図１４に示す平面図に付されたＡ−Ａ’線及びＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。図１２〜図１４に示すように、半導体装置１は、第１ヒートシンク４１を備えている。この第１ヒートシンク４１は、線膨張係数が約７〜１０ppm/℃と比較的低いＡｌＳｉＣ、Ｃｕ−ＣｕＭｏ−Ｃｕ、Ｍｏを主成分とする合金、Ｆｅ若しくはそれを主成分とする合金、または、Ｗ若しくはそれを主成分とする合金から構成されている。なお、熱抵抗を低減する観点から、第１ヒートシンク４１の厚さは１〜５ｍｍとすることが好ましい。 <Embodiment 6>
12 to 14 are a sectional view and a top view showing in detail the configuration of the semiconductor device according to the sixth embodiment of the present invention. 12 and 13 are cross-sectional views taken along the lines AA ′ and BB ′ attached to the plan view shown in FIG. 14, respectively. As shown in FIGS. 12 to 14, the semiconductor device 1 includes a first heat sink 41. The first heat sink 41 has a relatively low linear expansion coefficient of about 7 to 10 ppm / ° C., AlSiC, Cu—CuMo—Cu, an alloy mainly composed of Mo, Fe or an alloy mainly composed thereof, or W Or it is comprised from the alloy which has it as a main component. In addition, it is preferable that the thickness of the 1st heat sink 41 shall be 1-5 mm from a viewpoint of reducing thermal resistance.

半導体装置１は、半導体スイッチング素子であるＩＧＢＴ４２（第１半導体素子）と、ＩＧＢＴ４２の還流ダイオード４３（第２半導体素子）と、主端子４４（第１端子）とを備えている。   The semiconductor device 1 includes an IGBT 42 (first semiconductor element) that is a semiconductor switching element, a reflux diode 43 (second semiconductor element) of the IGBT 42, and a main terminal 44 (first terminal).

ＩＧＢＴ４２及び還流ダイオード４３は、第１ヒートシンク４１上に第１はんだ４５により接合されている。ＩＧＢＴ４２及び還流ダイオード４３は、Ｓｉを含む半導体素子であり、例えば、高温（例えば３００℃）下で使用可能なＳｉＣからなる半導体素子などを想定している。なお、本実施の形態では、ＩＧＢＴ４２及び還流ダイオード４３の数はそれぞれ１つである構成について説明しているが、これに限ったのもではなく、ＩＧＢＴ４２及び還流ダイオード４３は複数であってもよい。   The IGBT 42 and the reflux diode 43 are joined to the first heat sink 41 by the first solder 45. The IGBT 42 and the free-wheeling diode 43 are semiconductor elements containing Si. For example, a semiconductor element made of SiC that can be used at a high temperature (for example, 300 ° C.) is assumed. In this embodiment, the number of IGBTs 42 and the number of free-wheeling diodes 43 is one. However, the present invention is not limited to this, and the number of IGBTs 42 and free-wheeling diodes 43 may be plural.

主端子４４は、ＩＧＢＴ４２及び還流ダイオード４３上に第２はんだ４６により接合されている。   The main terminal 44 is joined to the IGBT 42 and the reflux diode 43 by a second solder 46.

また、半導体装置１は、中継端子４７（第２端子）と、主端子５２と、銅板４８と、絶縁性の封止樹脂４９（樹脂）とを備えている。図１２に示されるように、中継端子４７は、ＩＧＢＴ４２にワイヤ５０により接続されている。図１３に示されるように、主端子５２は、例えば超音波接合などにより第１ヒートシンク４１と直接的に接続されている。なお、本実施の形態に係る半導体装置は、これに限ったものではなく、図１５に示されるように、主端子５２は、第２はんだ５８などの導電性接着剤を介して第１ヒートシンク４１と間接的に接続されるものであってもよい。銅板４８は、第１ヒートシンク４１の裏面に、エポキシ樹脂などからなる第１絶縁層５１を介して接合されている。封止樹脂４９は、銅板４８の裏面を露出する状態で、第１ヒートシンク４１、ＩＧＢＴ４２及び還流ダイオード４３、主端子４４及び中継端子４７、並びに、銅板４８を覆っている。   The semiconductor device 1 includes a relay terminal 47 (second terminal), a main terminal 52, a copper plate 48, and an insulating sealing resin 49 (resin). As shown in FIG. 12, the relay terminal 47 is connected to the IGBT 42 by a wire 50. As shown in FIG. 13, the main terminal 52 is directly connected to the first heat sink 41 by, for example, ultrasonic bonding. The semiconductor device according to the present embodiment is not limited to this, and as shown in FIG. 15, the main terminal 52 is connected to the first heat sink 41 via a conductive adhesive such as the second solder 58. And may be indirectly connected. The copper plate 48 is bonded to the back surface of the first heat sink 41 via a first insulating layer 51 made of epoxy resin or the like. The sealing resin 49 covers the first heat sink 41, the IGBT 42 and the reflux diode 43, the main terminal 44 and the relay terminal 47, and the copper plate 48 with the back surface of the copper plate 48 exposed.

以上のように構成された本実施の形態に係る半導体装置１によれば、実施の形態１と同様に、第１ヒートシンク４１は、低線膨張係数を有するＡｌＳｉＣなどから構成されている。したがって、第１ヒートシンク４１と、ＩＧＢＴ４２（または還流ダイオード４３）との線膨張係数の差に起因して発生する第１はんだ４５への応力を低減することができる。よって、熱サイクルに対する半導体装置１の信頼性を高めることができる。   According to the semiconductor device 1 according to the present embodiment configured as described above, as in the first embodiment, the first heat sink 41 is composed of AlSiC or the like having a low linear expansion coefficient. Therefore, the stress to the first solder 45 generated due to the difference in the linear expansion coefficient between the first heat sink 41 and the IGBT 42 (or the reflux diode 43) can be reduced. Therefore, the reliability of the semiconductor device 1 with respect to the thermal cycle can be improved.

なお、上述の主端子４４及び中継端子４７はＡｌまたはＣｕから構成されることが好ましい。このように主端子４４及び中継端子４７を構成した場合には、半導体装置１を軽量化することができるとともに、装置内の導電性を高めることができる。   The main terminal 44 and the relay terminal 47 described above are preferably made of Al or Cu. When the main terminal 44 and the relay terminal 47 are configured in this way, the semiconductor device 1 can be reduced in weight and the conductivity in the device can be increased.

また、図１６（上面図）に示すように、封止樹脂４９に、半導体装置１を固定するための組立穴４９ａが設けられてもよい。このような半導体装置１の構成によれば、装置の組立性を向上させることができる。なお、この組立穴４９ａを複数設けた場合には、組立精度を向上させることができる。   Further, as shown in FIG. 16 (top view), an assembly hole 49 a for fixing the semiconductor device 1 may be provided in the sealing resin 49. According to the configuration of the semiconductor device 1 as described above, the assembling property of the device can be improved. When a plurality of assembly holes 49a are provided, the assembly accuracy can be improved.

＜実施の形態７＞
図１７は、本発明の実施の形態７に係る半導体装置の構成を示す断面図である。なお、本実施の形態に係る半導体装置において、実施の形態６で説明した構成要素と同一または類似するものについては同じ符号を付し、実施の形態６と異なる点を中心に説明する。 <Embodiment 7>
FIG. 17 is a cross-sectional view showing a configuration of a semiconductor device according to Embodiment 7 of the present invention. Note that in the semiconductor device according to the present embodiment, components that are the same as or similar to those described in the sixth embodiment are denoted by the same reference numerals, and different points from the sixth embodiment will be mainly described.

図１７に示すように、本実施の形態では、ＩＧＢＴ４２と第１ヒートシンク４１との間、及び、還流ダイオード４３と第１ヒートシンク４１との間は、一つの連なった第１はんだ４５により接合されている。なお、主端子５２は、第１ヒートシンク４１と第１はんだ４５を介して接合されている。   As shown in FIG. 17, in the present embodiment, the IGBT 42 and the first heat sink 41 and the reflux diode 43 and the first heat sink 41 are joined by one continuous first solder 45. Yes. The main terminal 52 is joined to the first heat sink 41 via the first solder 45.

このような本実施の形態に係る半導体装置１によれば、装置内の導電性を高めることができる。   According to such a semiconductor device 1 according to the present embodiment, the conductivity in the device can be increased.

＜実施の形態８＞
図１８は、本発明の実施の形態８に係る半導体装置の構成を示す断面図である。なお、本実施の形態に係る半導体装置において、実施の形態６で説明した構成要素と同一または類似するものについては同じ符号を付し、実施の形態６と異なる点を中心に説明する。 <Eighth embodiment>
FIG. 18 is a cross-sectional view showing a configuration of a semiconductor device according to Embodiment 8 of the present invention. Note that in the semiconductor device according to the present embodiment, components that are the same as or similar to those described in the sixth embodiment are denoted by the same reference numerals, and different points from the sixth embodiment will be mainly described.

図１８に示すように、本実施の形態に係る半導体装置１は、実施の形態６に係る半導体装置１に、Ｃｕ、Ａｌ、ＡｇまたはＡｕからなる導電膜５６が追加されている。この導電膜５６は、第１ヒートシンク４１と第１はんだ４５との間に、スパッタリング、蒸着またはめっきにより形成されている。なお、主端子５２は、第１ヒートシンク４１と導電膜５６を介して接合されている。   As shown in FIG. 18, in the semiconductor device 1 according to the present embodiment, a conductive film 56 made of Cu, Al, Ag, or Au is added to the semiconductor device 1 according to the sixth embodiment. The conductive film 56 is formed between the first heat sink 41 and the first solder 45 by sputtering, vapor deposition, or plating. The main terminal 52 is joined to the first heat sink 41 via the conductive film 56.

このような本実施の形態に係る半導体装置１によれば、装置内の導電性を高めることができる。   According to such a semiconductor device 1 according to the present embodiment, the conductivity in the device can be increased.

＜実施の形態９＞
図１９は、本発明の実施の形態９に係る半導体装置の構成を示す断面図である。なお、本実施の形態に係る半導体装置において、実施の形態６で説明した構成要素と同一または類似するものについては同じ符号を付し、実施の形態６と異なる点を中心に説明する。 <Embodiment 9>
FIG. 19 is a cross-sectional view showing the configuration of the semiconductor device according to the ninth embodiment of the present invention. Note that in the semiconductor device according to the present embodiment, components that are the same as or similar to those described in the sixth embodiment are denoted by the same reference numerals, and different points from the sixth embodiment will be mainly described.

図１９に示すように、本実施の形態に係る半導体装置１は、実施の形態６に係る半導体装置１に、第２ヒートシンク６１が追加されている。第２ヒートシンク６１は、主端子４４上に第２絶縁層６２を介して接合されている。また、ここでは、上述の封止樹脂４９は、第２ヒートシンク６１の表面を露出する状態で、第２ヒートシンク６１をさらに覆っている。   As shown in FIG. 19, in the semiconductor device 1 according to the present embodiment, a second heat sink 61 is added to the semiconductor device 1 according to the sixth embodiment. The second heat sink 61 is joined to the main terminal 44 via the second insulating layer 62. Here, the sealing resin 49 further covers the second heat sink 61 in a state where the surface of the second heat sink 61 is exposed.

このような本実施の形態に係る半導体装置１によれば、ＩＧＢＴ４２などに生じる熱の放熱性を高めることができる。したがって、上記線膨張係数の差に起因して発生する第１はんだ４５への応力を低減することができることから、熱サイクルに対する半導体装置１の信頼性を高めることができる。   According to such a semiconductor device 1 according to the present embodiment, it is possible to improve the heat dissipation of heat generated in the IGBT 42 and the like. Therefore, since the stress to the first solder 45 generated due to the difference in the linear expansion coefficient can be reduced, the reliability of the semiconductor device 1 with respect to the thermal cycle can be increased.

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。   It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.

１ 半導体装置、１１，４１ 第１ヒートシンク、１１ａ 組立穴、１２，１８，４４ 主端子、１３，４２ ＩＧＢＴ、１４，４３ 還流ダイオード、１５，５１ 第１絶縁層、１６，４５ 第１はんだ、１７，４７ 中継端子、１９，５０ ワイヤ、２０，４６ 第２はんだ、２１，４９ 封止樹脂、２１ａ，４９ａ 組立穴、２２ 第１フィン、２３ 第３はんだ、３１，６１ 第２ヒートシンク、３２ 第２フィン、３３，６２ 第２絶縁層、３４ 第４はんだ、３６ 第３フィン、４８ 銅板、５６ 導電膜。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor device 11, 41 1st heat sink, 11a Assembly hole, 12, 18, 44 Main terminal, 13, 42 IGBT, 14, 43 Reflux diode, 15, 51 1st insulating layer, 16, 45 1st solder, 17 , 47 Relay terminal, 19, 50 Wire, 20, 46 Second solder, 21, 49 Sealing resin, 21a, 49a Assembly hole, 22 First fin, 23 Third solder, 31, 61 Second heat sink, 32 Second Fin, 33, 62 Second insulating layer, 34 Fourth solder, 36 Third fin, 48 Copper plate, 56 Conductive film.

Claims (15)

平面部分を有する第１端子と、
前記平面部分の表面に第１はんだにより接合されたＳｉを含む第１及び第２半導体素子と、
ＡｌＳｉＣ、Ｃｕ−ＣｕＭｏ−Ｃｕの層構造、Ｍｏを主成分とする合金、Ｆｅ若しくはそれを主成分とする合金、または、Ｗ若しくはそれを主成分とする合金からなり、前記平面部分の裏面に接合される第１絶縁層を介して、前記第１及び第２半導体素子の表面側及び裏面側のうち裏面側にのみ設けられたヒートシンクと、
前記第１半導体素子にワイヤにより接続された第２端子と、
前記第１及び第２半導体素子に第２はんだにより接合された第３端子と、
前記ヒートシンクの裏面を露出する状態で、前記ヒートシンク、前記第１及び第２半導体素子、並びに、前記第１乃至第３端子を覆う樹脂と
を備える、半導体装置。 A first terminal having a planar portion;
First and second semiconductor elements including Si bonded to the surface of the planar portion by a first solder;
A layer structure of AlSiC, Cu—CuMo—Cu, an alloy containing Mo as a main component, Fe or an alloy containing it as a main component, or W or an alloy containing it as a main component, and bonded to the back surface of the planar portion. A heat sink provided only on the back surface side of the first and second semiconductor elements through the first insulating layer,
A second terminal connected to the first semiconductor element by a wire;
A third terminal joined to the first and second semiconductor elements by a second solder;
A semiconductor device comprising: a resin covering the heat sink, the first and second semiconductor elements, and the first to third terminals in a state in which a back surface of the heat sink is exposed. 請求項１に記載の半導体装置であって、
前記第１及び第２半導体素子の少なくとも一方がＳｉＣからなる、半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1,
A semiconductor device, wherein at least one of the first and second semiconductor elements is made of SiC. 請求項１または請求項２に記載の半導体装置であって、
前記樹脂に、前記半導体装置を固定するための組立穴が設けられている、半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1 or 2, wherein
A semiconductor device, wherein the resin is provided with an assembly hole for fixing the semiconductor device. 請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の半導体装置であって、
前記ヒートシンクは前記樹脂表面から突出している、半導体装置。 The semiconductor device according to any one of claims 1 to 3, wherein
The semiconductor device, wherein the heat sink protrudes from the resin surface. 請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の半導体装置であって、
前記樹脂から露出して、前記ヒートシンクと一体化されたフィン部をさらに備える、半導体装置。 A semiconductor device according to any one of claims 1 to 4, wherein
A semiconductor device further comprising a fin portion exposed from the resin and integrated with the heat sink. 請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載の半導体装置であって、
前記第１端子、前記第２端子及び前記第３端子はＡｌまたはＣｕから構成されている、
半導体装置。 A semiconductor device according to any one of claims 1 to 5,
The first terminal, the second terminal, and the third terminal are made of Al or Cu.
Semiconductor device. Ｓｉを含む第１及び第２半導体素子と、
ＡｌＳｉＣ、Ｃｕ−ＣｕＭｏ−Ｃｕの層構造、Ｍｏを主成分とする合金、Ｆｅ若しくはそれを主成分とする合金、または、Ｗ若しくはそれを主成分とする合金からなり、前記第１及び第２半導体素子の表面側及び裏面側のうち裏面側にのみ第１はんだを介して設けられたヒートシンクと、
前記第１及び第２半導体素子に第２はんだにより接合された第１端子と、
前記第１半導体素子にワイヤにより接続された第２端子と、
前記ヒートシンクの裏面に第１絶縁層を介して接合された銅板と、
前記ヒートシンクの裏面を露出する状態で、前記ヒートシンク、前記第１及び第２半導体素子、前記第１及び第２端子、並びに、前記銅板を覆う樹脂と
を備える半導体装置。 First and second semiconductor elements containing Si;
A layer structure of AlSiC, Cu—CuMo—Cu, an alloy containing Mo as a main component, Fe or an alloy containing it as a main component, or W or an alloy containing it as a main component, and the first and second semiconductors A heat sink provided via the first solder only on the back side of the front side and back side of the element;
A first terminal joined to the first and second semiconductor elements by a second solder;
A second terminal connected to the first semiconductor element by a wire;
A copper plate joined to the back surface of the heat sink via a first insulating layer;
A semiconductor device comprising: a resin covering the heat sink, the first and second semiconductor elements, the first and second terminals, and the copper plate with a back surface of the heat sink exposed. 請求項７に記載の半導体装置であって、
前記第１及び第２半導体素子の少なくとも一方がＳｉＣからなる、半導体装置。 The semiconductor device according to claim 7,
A semiconductor device, wherein at least one of the first and second semiconductor elements is made of SiC. 請求項７または請求項８に記載の半導体装置であって、
前記第１半導体素子と前記ヒートシンクとの間、及び、前記第２半導体素子と前記
ヒートシンクとの間は、一つの前記第１はんだにより接合されている、半導体装置。 A semiconductor device according to claim 7 or claim 8, wherein
The semiconductor device, wherein the first semiconductor element and the heat sink, and the second semiconductor element and the heat sink are joined by one first solder. 請求項７から請求項９のうちのいずれか１項に記載の半導体装置であって、
前記ヒートシンクと前記第１はんだとの間に、スパッタリング、蒸着またはめっき
により形成されたＣｕ、Ａｌ、ＡｇまたはＡｕからなる導電膜をさらに備える、半導体装
置。 A semiconductor device according to any one of claims 7 to 9, wherein
A semiconductor device further comprising a conductive film made of Cu, Al, Ag, or Au formed by sputtering, vapor deposition, or plating between the heat sink and the first solder. 請求項７から請求項１０のうちのいずれか１項に記載の半導体装置であって、
前記樹脂に、前記半導体装置を固定するための組立穴が設けられている、半導体装置。 A semiconductor device according to any one of claims 7 to 10,
A semiconductor device, wherein the resin is provided with an assembly hole for fixing the semiconductor device. 請求項７から請求項１１のうちのいずれか１項に記載の半導体装置であって、
前記第１及び第２端子はＡｌまたはＣｕから構成されている、半導体装置。 A semiconductor device according to any one of claims 7 to 11,
The semiconductor device, wherein the first and second terminals are made of Al or Cu. 請求項１から請求項１２のうちのいずれか１項に記載の半導体装置であって、
前記第１半導体素子は半導体スイッチング素子であり、
前記第２半導体素子は、前記半導体スイッチング素子の還流ダイオードである、半導体
装置。 A semiconductor device according to any one of claims 1 to 12,
The first semiconductor element is a semiconductor switching element;
The semiconductor device, wherein the second semiconductor element is a free-wheeling diode of the semiconductor switching element. 請求項１から請求項１３のうちのいずれか１項に記載の半導体装置であって、
前記ヒートシンクに、前記半導体装置を固定するための組立穴が設けられている、
半導体装置。 The semiconductor device according to any one of claims 1 to 13,
An assembly hole for fixing the semiconductor device is provided in the heat sink.
Semiconductor device. （ａ）平面部分を有する第１端子の前記平面部分の表面にＳｉを含む第１及び第２半導体素子が第１はんだにより接合される工程と、
（ｂ）ＡｌＳｉＣ、Ｃｕ−ＣｕＭｏ−Ｃｕの層構造、Ｍｏを主成分とする合金、Ｆｅ若しくはそれを主成分とする合金、または、Ｗ若しくはそれを主成分とする合金からなり、前記平面部分の裏面に接合される第１絶縁層を介して、前記第１及び第２半導体素子の表面側及び裏面側のうち裏面側にのみヒートシンクが設けられる工程と、
（ｃ）前記第１半導体素子に第２端子がワイヤにより接続される工程と、
（ｄ）前記第１及び第２半導体素子に第３端子が第２はんだにより接合される工程と、
（ｅ）前記ヒートシンクの裏面を露出する状態で、前記ヒートシンク、前記第１及び第２半導体素子、並びに、前記第１乃至第３端子を樹脂により覆う工程と
を備える、半導体装置の製造方法。 (A) a step of joining the first and second semiconductor elements containing Si to the surface of the planar portion of the first terminal having the planar portion with a first solder;
(B) A layer structure of AlSiC, Cu—CuMo—Cu, an alloy mainly containing Mo, Fe or an alloy mainly containing it, or W or an alloy mainly containing it, A step of providing a heat sink only on the back surface side of the front surface side and the back surface side of the first and second semiconductor elements through a first insulating layer bonded to the back surface;
(C) a step of connecting a second terminal to the first semiconductor element by a wire;
(D) a step of joining a third terminal to the first and second semiconductor elements by a second solder;
(E) A method of manufacturing a semiconductor device comprising: a step of covering the heat sink, the first and second semiconductor elements, and the first to third terminals with a resin in a state in which the back surface of the heat sink is exposed.
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