JP2019153699A - 半導体装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、実施の形態1にかかるパワー半導体モジュールの構造を示す側面図である。パワー半導体モジュールにおいては、絶縁基板31の一方の面であるおもて面に銅などの導電性板32、他方の面である裏面には銅などの放熱板33が配置されて積層基板3を構成する。積層基板3の導電性板32のおもて面には、図示しない接合材を介して、複数のパワー半導体チップ1が搭載されている。さらにパワー半導体チップ1のおもて面には、インプラントピン9を介して、内部配線板8が接続される。また、内部配線板8から、別のインプラントピン9を介して、積層基板3の導電性板32が接続される。そして、これらの部材の表面は、封止絶縁材料4で被覆されている。
次に、実施の形態2にかかるパワー半導体モジュールの構造について説明する。図7は、実施の形態2にかかるパワー半導体モジュールの構造を示す断面図である。実施の形態2にかかるパワー半導体モジュールが実施の形態1にかかるパワー半導体モジュールと異なる点は、外部接続端子6がインプラントピン91、下部導電性板16、上部導電性板17と接合材2からなり、導電性板32と下部導電性板16との間に接合材2が設けられていることである。
次に、実施の形態3にかかるパワー半導体モジュールの構造について説明する。図8は、実施の形態3にかかるパワー半導体モジュールの構造を示す断面図である。実施の形態3にかかるパワー半導体モジュールが実施の形態2にかかるパワー半導体モジュールと異なる点は、インプラントピン91の代わりに上部接合材21が設けられていることである。
次に、実施の形態4にかかるパワー半導体モジュールの構造について説明する。図9は、実施の形態4にかかるパワー半導体モジュールの構造を示す断面図である。実施の形態4にかかるパワー半導体モジュールが実施の形態2にかかるパワー半導体モジュールと異なる点は、下部導電性板16に中空構造18が設けられ、インプラントピン91が接合材2を介して導電性板32と接合していることである。
次に、実施の形態5にかかるパワー半導体モジュールの構造について説明する。図10は、実施の形態5にかかるパワー半導体モジュールの構造を示す断面図である。実施の形態5にかかるパワー半導体モジュールが実施の形態3にかかるパワー半導体モジュールと異なる点は、内部配線板8が上部接合材21と接合されていることである。
次に、実施の形態6にかかるパワー半導体モジュールの構造について説明する。図11は、実施の形態6にかかるパワー半導体モジュールの構造を示す断面図である。実施の形態6にかかるパワー半導体モジュールが実施の形態4にかかるパワー半導体モジュールと異なる点は、中空構造を有する下部導電性板16が設けられていないことである。
次に、実施の形態7にかかるパワー半導体モジュールの構造について説明する。図12は、実施の形態7にかかるパワー半導体モジュールの構造を示す断面図である。実施の形態7にかかるパワー半導体モジュールが実施の形態6にかかるパワー半導体モジュールと異なる点は、インプラントピン91と上部導電性板17との間に上部接合材21が設けられていることである。
次に、実施の形態8にかかるパワー半導体モジュールの構造について説明する。図13は、実施の形態8にかかるパワー半導体モジュールの構造を示す断面図である。実施の形態8にかかるパワー半導体モジュールが実施の形態6にかかるパワー半導体モジュールと異なる点は、インプラントピン91が設けられていなく、導電性板32と上部導電性板17との間に接合材2が設けられていることである。
σ=F/A (1)
δ=F×Ls/(E×A) (2)
σ=δ×E/Ls (3)
σ1=σ/2=δ×E1/(Ls×2) (4)
E1≦σ1×Ls×2/δ (5)
σ2=σ×A/(2×A1)=δ×E2×A/Ls×A1 (6)
E2≦σ1×Ls×2×A1/(δ×A) (7)
E1≦1.8×σf×Ls/δ (8)
E2≦1.8×σf×Ls×A1/(δ×A) (9)
E≧0.1×Ls×A2/(δ×A) (10)
δ=L1+L2+L3−L (11)
0.1×Ls×A2/[(L1+L2+L3−L)×A]≦E1≦1.8×σf×Ls/(L1+L2+L3−L) (12)
0.1×Ls×A2/[(L1+L2+L3−L)×A]≦E2≦1.8×σf×Ls×A1/[(L1+L2+L3−L)×A] (13)
2、102 接合材
21 上部接合材
3、103 積層基板
31 絶縁基板
32 導電性板
33 放熱板
4、104 封止絶縁材料
6、106 外部接続端子
8、108 内部配線板
9、91、109 インプラントピン
12 下側モールド金型
13 上側モールド金型
14 溝
15 隙間
16 下部導電性板
17 上部導電性板
18 中空構造
61 座屈部
62 ノッチ
107 アルミワイヤー
118 ネジ端子
Claims (17)
- 半導体素子をおもて面に搭載した導電性板と、
前記半導体素子と導電性板の少なくともおもて面とを内部に封入する封止樹脂と、
前記導電性板と接続され、前記封止樹脂から外部に表出する外部接続端子と、
を備え、
前記外部接続端子が座屈部または伸縮部を有していることを特徴とする半導体装置。 - 前記外部接続端子はノッチを有し、前記座屈部は前記ノッチの部分であることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記外部接続端子は、前記座屈部の角度が、120°以上、177°以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置。
- 前記外部接続端子は、外部に表出する端子と前記伸縮部とを備え、
前記伸縮部は、前記導電性板と前記端子との間に設けられた接合材であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の半導体装置。 - 前記外部接続端子は、下部導電性板と、上部導電性板と、前記下部導電性板と前記上部導電性板とを接続する端子と、前記伸縮部とを備え、
前記伸縮部は、前記導電性板と前記下部導電性板との間に設けられた接合材であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の半導体装置。 - 前記下部導電性板は、中空構造を有し、
前記端子の前記座屈部は前記中空構造中に設けられていることを特徴とする請求項5に記載の半導体装置。 - 前記外部接続端子は、下部導電性板と、上部導電性板と、前記伸縮部とを備え、
前記伸縮部は、前記導電性板と前記下部導電性板との間、および前記上部導電性板と前記下部導電性板との間に設けられた接合材であることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 - 一端が前記半導体素子に接合されたインプラントピンの他端が圧入された内部配線板を備え、
前記内部配線板が、前記接合材に接続されることを特徴とする請求項7に記載の半導体装置。 - 前記外部接続端子は、上部導電性板と、前記伸縮部とを備え、
前記伸縮部は、前記導電性板と前記上部導電性板との間に設けられた接合材であることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 - 前記外部接続端子は、上部導電性板と、前記導電性板と前記上部導電性板とを接続する端子と、前記伸縮部とを備え、
前記伸縮部は、前記導電性板と前記端子との間に設けられた接合材であることを特徴とする請求項1〜3に記載の半導体装置。 - 前記外部接続端子は、下部導電性板と、前記伸縮部と、外部に表出する端子とを備え、
前記伸縮部は、前記下部導電性板と前記導電性板との間に設けられた接合材であることを特徴とする請求項1〜3に記載の半導体装置。 - 前記伸縮部は、前記導電性板と前記端子との間、および前記上部導電性板と前記端子との間に設けられた接合材であることを特徴とする請求項10に記載の半導体装置。
- 前記伸縮部は、前記下部導電性板と前記導電性板との間、および前記下部導電性板と前記端子との間に設けられた接合材であることを特徴とする請求項11に記載の半導体装置。
- 前記外部接続端子が前記導電性板にかける圧力は、前記導電性板の曲げ強度の80%より小さいことを特徴とする請求項1〜5、9〜13のいずれか一つに記載の半導体装置。
- 前記接合材は、はんだであることを特徴とする請求項4〜13のいずれか一つに記載の半導体装置。
- 前記接合材にかかる荷重は、前記導電性板の曲げ強度の90%より小さいことを特徴とする請求項15に記載の半導体装置。
- 半導体素子をおもて面に搭載した導電性板に、前記半導体素子と接続された外部接続端子を立設する第1工程と、
モールド金型内に前記導電性板を設置する第2工程と、
前記モールド金型に圧力を加え、前記外部接続端子を座屈または収縮させる第3工程と、
前記モールド金型内に封止樹脂を注入し、前記半導体素子と前記導電性板の少なくともおもて面とを内部に封入する第4工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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