JP3005162B2 - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JP3005162B2 JP3005162B2 JP17989094A JP17989094A JP3005162B2 JP 3005162 B2 JP3005162 B2 JP 3005162B2 JP 17989094 A JP17989094 A JP 17989094A JP 17989094 A JP17989094 A JP 17989094A JP 3005162 B2 JP3005162 B2 JP 3005162B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- case
- resin
- lid
- semiconductor device
- silicone gel
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- 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
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- 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]
Landscapes
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はパッケージケースを用い
た樹脂封止型半導体装置に関する。
た樹脂封止型半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のパワーモジュール装置の構成につ
いて、図１に一般的なＩＧＢＴモジュールの模式断面図
を例示し説明する。
いて、図１に一般的なＩＧＢＴモジュールの模式断面図
を例示し説明する。
【０００３】図１において、ＩＧＢＴあるいはダイオー
ドチップ等のパワーチップ１は、モリブデン板２を介し
て銅板３と接合されている。銅板３からは、直接または
セラミックス板５を介して半田付けされた外部接続端子
４が立ち上がっている。外部接続端子４とパワーチップ
１とは金属ワイヤ７により電気的に接続されている。
ドチップ等のパワーチップ１は、モリブデン板２を介し
て銅板３と接合されている。銅板３からは、直接または
セラミックス板５を介して半田付けされた外部接続端子
４が立ち上がっている。外部接続端子４とパワーチップ
１とは金属ワイヤ７により電気的に接続されている。
【０００４】更に銅板３は、セラミックス板５を介して
銅等の金属基板６に接続されている。金属基板６にはポ
リフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）等の樹脂製外囲ケー
ス８が接着されている。蓋状ケース９は外囲ケース８と
同じ樹脂で作製されている。パワーチップ１は保護のた
め低弾性率のシリコーンゲル１０で充填され、さらにこ
の上には、端子固定とパッケージの機密を保持するため
エポキシ樹脂等のシールレジン１１が充填されている。
銅等の金属基板６に接続されている。金属基板６にはポ
リフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）等の樹脂製外囲ケー
ス８が接着されている。蓋状ケース９は外囲ケース８と
同じ樹脂で作製されている。パワーチップ１は保護のた
め低弾性率のシリコーンゲル１０で充填され、さらにこ
の上には、端子固定とパッケージの機密を保持するため
エポキシ樹脂等のシールレジン１１が充填されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記従来のパワーモジ
ュール装置では、耐湿寿命が短いと云う問題があった。
これはシリコーンゲル１０の充填によるケース８の内面
汚染により、ケース８とシールレジン１１との接着性が
阻害される。更にまた、シリコーンゲルの大きな体積温
度変化により発生するゲル硬化物の構造欠陥（クラック
やボイド）とに起因するものと考えられる。即ち、外部
からの水分は、ケース８とシールレジン１１との接着不
良面の隙間から内部に侵入し、さらにゲル硬化物の構造
欠陥部を伝わってパワーチップ１上に到達して、モジュ
ールの耐湿信頼性を低下させるためである。
ュール装置では、耐湿寿命が短いと云う問題があった。
これはシリコーンゲル１０の充填によるケース８の内面
汚染により、ケース８とシールレジン１１との接着性が
阻害される。更にまた、シリコーンゲルの大きな体積温
度変化により発生するゲル硬化物の構造欠陥（クラック
やボイド）とに起因するものと考えられる。即ち、外部
からの水分は、ケース８とシールレジン１１との接着不
良面の隙間から内部に侵入し、さらにゲル硬化物の構造
欠陥部を伝わってパワーチップ１上に到達して、モジュ
ールの耐湿信頼性を低下させるためである。
【０００６】ケース８とシールレジン１１との接着阻害
は、先に注入されたシリコーンゲル１０がケース８の内
面に付着したり、硬化時に揮散する低分子量シロキサン
がケース８の内面に付着し、離型性を有するシロキサン
化合物の被膜の形成により生ずる。
は、先に注入されたシリコーンゲル１０がケース８の内
面に付着したり、硬化時に揮散する低分子量シロキサン
がケース８の内面に付着し、離型性を有するシロキサン
化合物の被膜の形成により生ずる。
【０００７】一方、シリコーンゲル中の構造欠陥は、ゲ
ルが熱収縮する際、外囲ケース８で拘束され、その体積
変化分をシリコーンゲル内で吸収することができず、こ
れによって発生するシリコーンゲル内の応力によりクラ
ックやボイド等の構造欠陥が発生する。
ルが熱収縮する際、外囲ケース８で拘束され、その体積
変化分をシリコーンゲル内で吸収することができず、こ
れによって発生するシリコーンゲル内の応力によりクラ
ックやボイド等の構造欠陥が発生する。
【０００８】シリコーンゲルの熱膨張に伴う内圧上昇、
および外部からの吸湿を防ぐ半導体装置が提案されてい
る（特開平４−３２１２５９号公報）が、前記ケース８
とシールレジン１１との接着不良を改善することはでき
なかった。
および外部からの吸湿を防ぐ半導体装置が提案されてい
る（特開平４−３２１２５９号公報）が、前記ケース８
とシールレジン１１との接着不良を改善することはでき
なかった。
【０００９】本発明の目的は、ケースとシールレジンと
の接着阻害が生じない構造のパッケージケースを有す
る、耐湿信頼性に優れた半導体装置を提供することにあ
る。
の接着阻害が生じない構造のパッケージケースを有す
る、耐湿信頼性に優れた半導体装置を提供することにあ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】既述のように半導体装置
の耐湿性低下の要因は、ケースと封止樹脂との接着阻害
により生じた微小間隙を通って浸入した水分が、更に、
シリコーンゲル中の構造欠陥部を伝わってチップに到達
することにある。従って、半導体装置の耐湿性向上のた
めの肝要な点は、上記水分浸入個所となるケースと封止
樹脂との界面の接着阻害を防止し、また、ゲル中の構造
欠陥部の発生を抑制することにある。上記課題を達成す
る本発明の要旨は次のとおりである。
の耐湿性低下の要因は、ケースと封止樹脂との接着阻害
により生じた微小間隙を通って浸入した水分が、更に、
シリコーンゲル中の構造欠陥部を伝わってチップに到達
することにある。従って、半導体装置の耐湿性向上のた
めの肝要な点は、上記水分浸入個所となるケースと封止
樹脂との界面の接着阻害を防止し、また、ゲル中の構造
欠陥部の発生を抑制することにある。上記課題を達成す
る本発明の要旨は次のとおりである。
【００１１】（１） 半導体素子を搭載し、前記半導体
素子と外部へ電気的に接続する外部接続端子を有する基
板が金属基板上に取付けられており、前記金属基板上に
設けられた外囲ケースと蓋状ケースとにより前記半導体
素子が収納され、前記半導体素子が樹脂封止されている
半導体装置であって、所定の隙間を設けて遊嵌された前
記蓋状ケースと外囲ケースとが遊嵌部において、一方が
フック状突起に、他の一方が前記フック状突起を受ける
ように前記蓋状ケースの周囲に溝状構造に形成されてお
り、前記溝状構造内にレジンが充填されて前記遊嵌部に
設けた所定の隙間はレジンシールされており、少なくと
も前記半導体素子はシリコーンゲルおよび／または封止
樹脂で封止されていることを特徴とする半導体装置にあ
る。
素子と外部へ電気的に接続する外部接続端子を有する基
板が金属基板上に取付けられており、前記金属基板上に
設けられた外囲ケースと蓋状ケースとにより前記半導体
素子が収納され、前記半導体素子が樹脂封止されている
半導体装置であって、所定の隙間を設けて遊嵌された前
記蓋状ケースと外囲ケースとが遊嵌部において、一方が
フック状突起に、他の一方が前記フック状突起を受ける
ように前記蓋状ケースの周囲に溝状構造に形成されてお
り、前記溝状構造内にレジンが充填されて前記遊嵌部に
設けた所定の隙間はレジンシールされており、少なくと
も前記半導体素子はシリコーンゲルおよび／または封止
樹脂で封止されていることを特徴とする半導体装置にあ
る。
【００１２】（２） 半導体素子を搭載し、前記半導体
素子と外部へ電気的に接続する外部接続端子を有する基
板が金属基板上に取付けられており、前記金属基板上に
設けられた外囲ケースと蓋状ケースとにより前記半導体
素子が収納され、前記ケース内の少なくとも半導体素子
が樹脂封止されている半導体装置の製法において、所定
の隙間を設けて遊嵌された前記蓋状ケースと外囲ケース
の一方がフック状突起に、他の一方が前記フック状突起
を受ける溝状にそれぞれ構成し、前記遊嵌部に設けた所
定の隙間にシールレジンを充填，硬化した後、前記蓋状
ケースに設けた注入孔よりシリコーンゲルおよび／また
は封止樹脂を注入して前記半導体素子を封止後、前記注
入孔を封じて大気と遮断することを特徴とする半導体装
置の製法。
素子と外部へ電気的に接続する外部接続端子を有する基
板が金属基板上に取付けられており、前記金属基板上に
設けられた外囲ケースと蓋状ケースとにより前記半導体
素子が収納され、前記ケース内の少なくとも半導体素子
が樹脂封止されている半導体装置の製法において、所定
の隙間を設けて遊嵌された前記蓋状ケースと外囲ケース
の一方がフック状突起に、他の一方が前記フック状突起
を受ける溝状にそれぞれ構成し、前記遊嵌部に設けた所
定の隙間にシールレジンを充填，硬化した後、前記蓋状
ケースに設けた注入孔よりシリコーンゲルおよび／また
は封止樹脂を注入して前記半導体素子を封止後、前記注
入孔を封じて大気と遮断することを特徴とする半導体装
置の製法。
【００１３】本発明のポイントは、シリコーンゲル充填
に先だって前記蓋状ケースと前記外囲ケースを樹脂でシ
ールすることにある。即ち、図２（ａ）または（ｂ）に
例示するような、隙間を有する遊嵌構造を外囲ケースお
よび蓋状ケースの嵌合部に設け、上記隙間をシールレジ
ンで充填，封止することにある。
に先だって前記蓋状ケースと前記外囲ケースを樹脂でシ
ールすることにある。即ち、図２（ａ）または（ｂ）に
例示するような、隙間を有する遊嵌構造を外囲ケースお
よび蓋状ケースの嵌合部に設け、上記隙間をシールレジ
ンで充填，封止することにある。
【００１４】図２（ａ）の場合の製造工程を図３により
説明する。蓋状ケース９には外部接続端子４が嵌合ある
いはエポキシ樹脂等でシールされており、上記蓋状ケー
ス９を、半導体素子（以下、チップと呼ぶ）を搭載した
銅等の金属基板６上に配置した後（ａ）、半田リフロー
等により金属基板６に接続する（ｂ）。次いで、外囲ケ
ース８と蓋状ケース９とを所定の隙間を介して遊嵌する
ように配置し、外囲ケース８を金属基板６上に接着固定
する。その後、前記隙間をシールする（ｃ）。
説明する。蓋状ケース９には外部接続端子４が嵌合ある
いはエポキシ樹脂等でシールされており、上記蓋状ケー
ス９を、半導体素子（以下、チップと呼ぶ）を搭載した
銅等の金属基板６上に配置した後（ａ）、半田リフロー
等により金属基板６に接続する（ｂ）。次いで、外囲ケ
ース８と蓋状ケース９とを所定の隙間を介して遊嵌する
ように配置し、外囲ケース８を金属基板６上に接着固定
する。その後、前記隙間をシールする（ｃ）。
【００１５】なお、前記遊嵌部は、図２に例示したよう
に、蓋状ケース９と外囲ケース９との一方がフック状突
起に、他の一方が前記フック状突起を受ける溝状にそれ
ぞれ構成され、両者間に所定の隙間を有する溝状構造に
なっている。
に、蓋状ケース９と外囲ケース９との一方がフック状突
起に、他の一方が前記フック状突起を受ける溝状にそれ
ぞれ構成され、両者間に所定の隙間を有する溝状構造に
なっている。
【００１６】まず、前記隙間に図３（ｃ）において第一
段目のシールとして、シールレジン１１ａを充填、硬化
させる。次いでこの上に第２段目のシールとして、シー
ルレジン１１ｂを充填、硬化させ、前記隙間のシールが
完了する。遊嵌構造の隙間のシールを２段階で行なうの
は、１回では、溝状構造の上端部を超えたシールレジン
がパッケージ内部に流入するのを防ぐ上で望ましい。即
ち、第一段目のシールレジンを充填硬化することで、パ
ッケージ内へ連通する隙間を塞ぎ、次に、第２段目のシ
ールレジンを充填硬化することで完全なシールが得られ
る。
段目のシールとして、シールレジン１１ａを充填、硬化
させる。次いでこの上に第２段目のシールとして、シー
ルレジン１１ｂを充填、硬化させ、前記隙間のシールが
完了する。遊嵌構造の隙間のシールを２段階で行なうの
は、１回では、溝状構造の上端部を超えたシールレジン
がパッケージ内部に流入するのを防ぐ上で望ましい。即
ち、第一段目のシールレジンを充填硬化することで、パ
ッケージ内へ連通する隙間を塞ぎ、次に、第２段目のシ
ールレジンを充填硬化することで完全なシールが得られ
る。
【００１７】次に、図２（ａ）の場合の上記とは異なる
製造工程を図４により説明する。第１段目のシールレジ
ン１１ａを、前記蓋状ケース９と前記外囲ケース８との
遊嵌に先立って、予め、蓋状ケース９の溝状構造中に所
定量充填し（ａ）、次いで外囲ケース８を遊嵌後、金属
基板６上に接着する（ｂ）。この場合、金属基板６上へ
の外囲ケース８の接着硬化と、上記第１段目のシールレ
ジン１１ａの硬化を同時に行うことになる。次いで、硬
化したシールレジン１１ａの上に、第２段目のシールレ
ジン１１ｂを充填、硬化させる（ｃ）。
製造工程を図４により説明する。第１段目のシールレジ
ン１１ａを、前記蓋状ケース９と前記外囲ケース８との
遊嵌に先立って、予め、蓋状ケース９の溝状構造中に所
定量充填し（ａ）、次いで外囲ケース８を遊嵌後、金属
基板６上に接着する（ｂ）。この場合、金属基板６上へ
の外囲ケース８の接着硬化と、上記第１段目のシールレ
ジン１１ａの硬化を同時に行うことになる。次いで、硬
化したシールレジン１１ａの上に、第２段目のシールレ
ジン１１ｂを充填、硬化させる（ｃ）。
【００１８】前記溝状構造の溝内面を図５に示すような
段差部を設け、この段差面を第１シールレジンの注入量
の目安とすることにより、第１シールレジンの充填量を
視認できるので、充填レジン量を容易に決めることがで
きる。
段差部を設け、この段差面を第１シールレジンの注入量
の目安とすることにより、第１シールレジンの充填量を
視認できるので、充填レジン量を容易に決めることがで
きる。
【００１９】２段階でシールレジンを充填することによ
り、図３（ｃ）、図４（ｃ）に示す様に、パッケージ外
のシールレジン１１ｂの充填面の高さを、パッケージ内
のシールレジン１１ａの充填面の高さよりも高くするこ
とができ、ケースとシールレジンとの接着面積を大きく
できると共に、シールレジンバルクの水分浸入経路を長
くとることができるので、耐湿性の上で好ましい。
り、図３（ｃ）、図４（ｃ）に示す様に、パッケージ外
のシールレジン１１ｂの充填面の高さを、パッケージ内
のシールレジン１１ａの充填面の高さよりも高くするこ
とができ、ケースとシールレジンとの接着面積を大きく
できると共に、シールレジンバルクの水分浸入経路を長
くとることができるので、耐湿性の上で好ましい。
【００２０】前記蓋状ケース９に設けられた外部接続端
子４のシールについても、上記と同様にシリコーンゲル
充填に先立って完了することが必要である。この部分の
シールは、図６に示すような構成が有効である。即ち、
蓋状ケース９に溝状空間１２を設け、これに端子を嵌合
した後、シールレジンを充填してシールすることができ
る。この際、充填したシールレジンが、端子と蓋状ケー
スとの嵌合部の隙間から漏れる心配がある場合には、シ
ールレジンの充填を前記のように２段階で行なうのがよ
い。即ち、図６（ｂ）に示すように、第１段目に溝状空
間１２の底部を流動性の低いシールレジン１１ａで充
填、硬化した後、その上部に第２段目のシールレジン１
１ｂを充填、硬化する。
子４のシールについても、上記と同様にシリコーンゲル
充填に先立って完了することが必要である。この部分の
シールは、図６に示すような構成が有効である。即ち、
蓋状ケース９に溝状空間１２を設け、これに端子を嵌合
した後、シールレジンを充填してシールすることができ
る。この際、充填したシールレジンが、端子と蓋状ケー
スとの嵌合部の隙間から漏れる心配がある場合には、シ
ールレジンの充填を前記のように２段階で行なうのがよ
い。即ち、図６（ｂ）に示すように、第１段目に溝状空
間１２の底部を流動性の低いシールレジン１１ａで充
填、硬化した後、その上部に第２段目のシールレジン１
１ｂを充填、硬化する。
【００２１】上記第２段目のシールレジン１１ｂの充
填、硬化は、蓋状ケース９と外囲ケース８とをシールす
る際の第２段目のシールレジンの充填，硬化と同時に行
うことができる。
填、硬化は、蓋状ケース９と外囲ケース８とをシールす
る際の第２段目のシールレジンの充填，硬化と同時に行
うことができる。
【００２２】上記の様に、蓋状ケース９と外囲ケース８
とのシールおよび蓋状ケースを挿通する端子のシールを
シリコーンゲルの注入に先立って行うことにより、シリ
コーンゲルによる接着阻害の影響を全く受けることがな
いので、水分浸入を抑える上で非常に有効である。
とのシールおよび蓋状ケースを挿通する端子のシールを
シリコーンゲルの注入に先立って行うことにより、シリ
コーンゲルによる接着阻害の影響を全く受けることがな
いので、水分浸入を抑える上で非常に有効である。
【００２３】次に、パッケージ内のチップ上へのシリコ
ーンゲルの充填について説明する。シリコーンゲルの充
填は、図７に示すように蓋状ケース９に設けた、１個以
上の注入孔１３より行なう。所定量のシリコーンゲルを
充填した後、硬化させるが、硬化時は注入孔１３は開放
したまゝでも、あるいは注入孔を塞いでから硬化しても
よい。
ーンゲルの充填について説明する。シリコーンゲルの充
填は、図７に示すように蓋状ケース９に設けた、１個以
上の注入孔１３より行なう。所定量のシリコーンゲルを
充填した後、硬化させるが、硬化時は注入孔１３は開放
したまゝでも、あるいは注入孔を塞いでから硬化しても
よい。
【００２４】また、シリコーンゲル充填後、さらにこの
上に第２のレジンを被覆，充填してもよい。第２のレジ
ンとしては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、
ウレタン樹脂あるいはこれらの発泡性樹脂が挙げられ
る。さらにまた、第２のレジンの充填方法としては、第
１段目のシリコーンゲルの上部全面、あるいはシリコー
ンゲル上部の一部に被覆，充填することが可能である。
上に第２のレジンを被覆，充填してもよい。第２のレジ
ンとしては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、
ウレタン樹脂あるいはこれらの発泡性樹脂が挙げられ
る。さらにまた、第２のレジンの充填方法としては、第
１段目のシリコーンゲルの上部全面、あるいはシリコー
ンゲル上部の一部に被覆，充填することが可能である。
【００２５】シリコーンゲル硬化物中にクラック等の構
造欠陥が発生するのは、シリコーンゲルをパッケージケ
ースや周囲の構造物が接着して拘束するためである。シ
リコーンゲルへの拘束力を小さくするには、シリコーン
ゲル上部を空間とするか、あるいはシリコーンゲル上部
に、例えば、発泡性樹脂等の低弾性率の樹脂を第２のレ
ジンとして被覆，充填するのがよい。
造欠陥が発生するのは、シリコーンゲルをパッケージケ
ースや周囲の構造物が接着して拘束するためである。シ
リコーンゲルへの拘束力を小さくするには、シリコーン
ゲル上部を空間とするか、あるいはシリコーンゲル上部
に、例えば、発泡性樹脂等の低弾性率の樹脂を第２のレ
ジンとして被覆，充填するのがよい。
【００２６】図８は、パッケージ内部にシリコーンゲル
のみ充填しゲル上面に空間１７を設けた例である。この
場合、外部接続端子４が裸のままでは、内部放電などに
よる不良発生が懸念されるときは、図８に示す様に外部
接続端子４の外套絶縁物１４で絶縁するのがよい。
のみ充填しゲル上面に空間１７を設けた例である。この
場合、外部接続端子４が裸のままでは、内部放電などに
よる不良発生が懸念されるときは、図８に示す様に外部
接続端子４の外套絶縁物１４で絶縁するのがよい。
【００２７】前記蓋状ケース９に設けた注入孔１３から
パッケージ内にシリコーンゲル等の樹脂を充填した後、
注入孔１３は密封する。これには樹脂製の栓を取付け
る、樹脂溶接あるいは超音波溶接によりシールする、レ
ジンシールするなどにより行うことができる。図９
（ａ）は、前記注入孔１３をゴム等の弾性材料で形成さ
れたキャップ１５を嵌め込みシールする場合の一例であ
る。その際、接着剤を併用してもよい。
パッケージ内にシリコーンゲル等の樹脂を充填した後、
注入孔１３は密封する。これには樹脂製の栓を取付け
る、樹脂溶接あるいは超音波溶接によりシールする、レ
ジンシールするなどにより行うことができる。図９
（ａ）は、前記注入孔１３をゴム等の弾性材料で形成さ
れたキャップ１５を嵌め込みシールする場合の一例であ
る。その際、接着剤を併用してもよい。
【００２８】また、図９（ｂ）は、蓋状部品１６を注入
孔１３の上部に接着しシールする場合の一例である。前
記注入孔１３のシールは、パッケージ内に封止樹脂を充
填後、該樹脂の硬化前でも、硬化後でもよい。
孔１３の上部に接着しシールする場合の一例である。前
記注入孔１３のシールは、パッケージ内に封止樹脂を充
填後、該樹脂の硬化前でも、硬化後でもよい。
【００２９】
【作用】本発明によれば、パッケージケースによる封止
型の半導体装置において、シリコーンゲルに起因するケ
ースとシールレジンとの接着阻害を防止することができ
るので、耐湿信頼性を向上することができる。
型の半導体装置において、シリコーンゲルに起因するケ
ースとシールレジンとの接着阻害を防止することができ
るので、耐湿信頼性を向上することができる。
【００３０】
【実施例】次に本発明を実施例により説明する。
【００３１】〔実施例 １〕図１０に本発明のパワーモ
ジュール装置の模式断面を示す。パワーチップ１を搭載
した窒化アルミニウムのセラミックス板５の所定の位置
に、樹脂製の蓋状ケース９に固定された外部取出端子４
をクリーム半田により接合した。この蓋状ケース９は、
その周囲に設けた溝状構造と２個の注入孔１３を有す
る。また蓋状ケース９を挿通する外部取出端子４の該ケ
ース９への固定は、高粘度のアミン硬化型ビスフェノー
ルＡ系エポキシ樹脂を用いて行なった。
ジュール装置の模式断面を示す。パワーチップ１を搭載
した窒化アルミニウムのセラミックス板５の所定の位置
に、樹脂製の蓋状ケース９に固定された外部取出端子４
をクリーム半田により接合した。この蓋状ケース９は、
その周囲に設けた溝状構造と２個の注入孔１３を有す
る。また蓋状ケース９を挿通する外部取出端子４の該ケ
ース９への固定は、高粘度のアミン硬化型ビスフェノー
ルＡ系エポキシ樹脂を用いて行なった。
【００３２】次いで、蓋状ケース９の周囲に設けた溝状
構造の内部に、無水酸硬化型脂環式エポキシ樹脂からな
るシールレジン１１ａを溝の深さの約半分まで充填し
た。そして、樹脂製の外囲ケース８がモリブデンからな
る金属基板６と接する端面にシリコーン系接着剤を塗布
した後、この外囲ケース８を上記蓋状ケース９と嵌め合
わせ金属基板６に接着した。１５０℃／２時間の加熱に
より、上記接着剤とシールレジン１１ａを同時に硬化さ
せた。
構造の内部に、無水酸硬化型脂環式エポキシ樹脂からな
るシールレジン１１ａを溝の深さの約半分まで充填し
た。そして、樹脂製の外囲ケース８がモリブデンからな
る金属基板６と接する端面にシリコーン系接着剤を塗布
した後、この外囲ケース８を上記蓋状ケース９と嵌め合
わせ金属基板６に接着した。１５０℃／２時間の加熱に
より、上記接着剤とシールレジン１１ａを同時に硬化さ
せた。
【００３３】蓋状ケース９のシールレジン１１ａの上部
と、外部取出端子４を取り巻く様に蓋状ケース９に設け
た溝状空間部１２に無水酸硬化型脂環式エポキシ樹脂か
らなるシールレジン１１ｂを充填し、１２０℃／２時間
および１５０℃／４時間加熱して硬化させた。
と、外部取出端子４を取り巻く様に蓋状ケース９に設け
た溝状空間部１２に無水酸硬化型脂環式エポキシ樹脂か
らなるシールレジン１１ｂを充填し、１２０℃／２時間
および１５０℃／４時間加熱して硬化させた。
【００３４】次に、蓋状ケース９に設けた注入孔１３か
らパッケージ内部へシリコーンゲル１０を注入し、ゲル
上面が蓋状ケース９の下面に接しない量充填した。シリ
コーンゲルを脱泡後、８０℃／３時間および１５０℃／
２時間加熱して硬化した。その後、前記注入孔１３にシ
リコーンゴム製のキャップ１５を嵌め込んでパッケージ
内部を大気と遮断した。
らパッケージ内部へシリコーンゲル１０を注入し、ゲル
上面が蓋状ケース９の下面に接しない量充填した。シリ
コーンゲルを脱泡後、８０℃／３時間および１５０℃／
２時間加熱して硬化した。その後、前記注入孔１３にシ
リコーンゴム製のキャップ１５を嵌め込んでパッケージ
内部を大気と遮断した。
【００３５】〔実施例 ２〕実施例１と同じ工程でシリ
コーンゲルを硬化させ、次いで、シリコーン系接着剤を
塗布したシリコーンゴム製のキャップ１５を前記注入孔
１３に嵌め込んだ後、１５０℃／２時間加熱して前記キ
ャップを接着した。
コーンゲルを硬化させ、次いで、シリコーン系接着剤を
塗布したシリコーンゴム製のキャップ１５を前記注入孔
１３に嵌め込んだ後、１５０℃／２時間加熱して前記キ
ャップを接着した。
【００３６】〔比較例 １〕シリコーンゲル充填量が異
なる以外は、実施例１と同様にしてパッケージを組み立
てた。本例では、ゲル上面が蓋状ケース下面に付着する
量のシリコーンゲルを充填した。
なる以外は、実施例１と同様にしてパッケージを組み立
てた。本例では、ゲル上面が蓋状ケース下面に付着する
量のシリコーンゲルを充填した。
【００３７】〔比較例 ２〕実施例１と同じ部材を用
い、エポキシ樹脂による溝状構造のシール工程に先立
ち、シリコーンゲルの充填を行った。本比較例が実施例
１と異なっているのは工程の順序だけなので、図１０を
用いて説明する。
い、エポキシ樹脂による溝状構造のシール工程に先立
ち、シリコーンゲルの充填を行った。本比較例が実施例
１と異なっているのは工程の順序だけなので、図１０を
用いて説明する。
【００３８】パワーチップ１を搭載した窒化アルミニウ
ム板５の所定の位置に、蓋状ケース９に固定された外部
取出端子４をクリーム半田により接合した。この蓋状ケ
ース９は、周囲に溝状構造を有し、２個の注入孔１３を
有する。また、蓋状ケース９を挿通する外部取出端子４
の該ケース９への固定は、高粘度エポキシ樹脂により行
なった。
ム板５の所定の位置に、蓋状ケース９に固定された外部
取出端子４をクリーム半田により接合した。この蓋状ケ
ース９は、周囲に溝状構造を有し、２個の注入孔１３を
有する。また、蓋状ケース９を挿通する外部取出端子４
の該ケース９への固定は、高粘度エポキシ樹脂により行
なった。
【００３９】次いで、外囲ケース８がモリブデン基板６
と接する端面にシリコーン系接着剤を塗布した後、この
外囲ケース８を上記蓋状ケース９と嵌め合わせモリブデ
ン基板６に接着した。１５０℃／２時間加熱し、接着剤
を硬化させた。次に、蓋状ケース９の注入孔１３からパ
ッケージ内部へシリコーンゲル１０をゲル上面が蓋状ケ
ース９の下面に付着しないように所定量充填した。ゲル
を脱泡した後、８０℃／３時間、１５０℃／２時間加熱
してシリコーンゲルを硬化した。
と接する端面にシリコーン系接着剤を塗布した後、この
外囲ケース８を上記蓋状ケース９と嵌め合わせモリブデ
ン基板６に接着した。１５０℃／２時間加熱し、接着剤
を硬化させた。次に、蓋状ケース９の注入孔１３からパ
ッケージ内部へシリコーンゲル１０をゲル上面が蓋状ケ
ース９の下面に付着しないように所定量充填した。ゲル
を脱泡した後、８０℃／３時間、１５０℃／２時間加熱
してシリコーンゲルを硬化した。
【００４０】次に、蓋状ケース９の周囲に設けた外囲ケ
ース８との遊嵌部の隙間にシールレジン１１ａを、パッ
ケージ内に連通する隙間を埋めるのに必要な量だけ充填
し、１５０℃／２時間加熱して硬化後、シールレジン１
１ａの上にシールレジン１１ｂを充填し、１２０℃／２
時間および１５０℃／４時間加熱して硬化させた。その
後、前記注入孔１３にシリコーンゴム製のキャップ１５
を嵌め込んでパッケージ内部を大気と遮断した。
ース８との遊嵌部の隙間にシールレジン１１ａを、パッ
ケージ内に連通する隙間を埋めるのに必要な量だけ充填
し、１５０℃／２時間加熱して硬化後、シールレジン１
１ａの上にシールレジン１１ｂを充填し、１２０℃／２
時間および１５０℃／４時間加熱して硬化させた。その
後、前記注入孔１３にシリコーンゴム製のキャップ１５
を嵌め込んでパッケージ内部を大気と遮断した。
【００４１】上記樹脂封止型パワーモジュール装置につ
いて、耐湿性試験を行った。本試験は、パワーモジュー
ル装置を６５℃／９５％ＲＨの雰囲気に１０００時間放
置し、漏洩電流／電圧特性の変化を調べ、漏洩電流が１
０μＡを超えた場合を不良と判定した。試験結果を表１
に示す。
いて、耐湿性試験を行った。本試験は、パワーモジュー
ル装置を６５℃／９５％ＲＨの雰囲気に１０００時間放
置し、漏洩電流／電圧特性の変化を調べ、漏洩電流が１
０μＡを超えた場合を不良と判定した。試験結果を表１
に示す。
【００４２】
【表１】
【００４３】表１の結果から明らかなように、シリコー
ンゲルの充填工程に先立ちシール工程を完了させた、ゲ
ル上面に空間１７を設けた拘束力が小さい実施例のパワ
ーモジュール装置の耐湿性が飛躍的に向上している。
ンゲルの充填工程に先立ちシール工程を完了させた、ゲ
ル上面に空間１７を設けた拘束力が小さい実施例のパワ
ーモジュール装置の耐湿性が飛躍的に向上している。
【００４４】
【発明の効果】本発明の半導体装置は、パッケージシー
ルを完了後に半導体素子を封止するパッケージ構造を有
しているため、シリコーンゲルのケース／シールレジン
界面の接着性阻害を防ぐことができ、この界面からの水
分浸入を抑制することができる。また、シリコーンゲル
への拘束力を小さくする充填，封止により、シリコーン
ゲル中の構造欠陥発生が抑制される。
ルを完了後に半導体素子を封止するパッケージ構造を有
しているため、シリコーンゲルのケース／シールレジン
界面の接着性阻害を防ぐことができ、この界面からの水
分浸入を抑制することができる。また、シリコーンゲル
への拘束力を小さくする充填，封止により、シリコーン
ゲル中の構造欠陥発生が抑制される。
【００４５】上記により半導体素子への水分浸入が抑制
されるので、耐湿信頼性に優れた半導体装置を得ること
ができる。
されるので、耐湿信頼性に優れた半導体装置を得ること
ができる。
【図１】従来のパワーモジュール装置の模式断面図であ
る。
る。
【図２】本発明による蓋状ケースおよび外囲ケースの断
面図である。
面図である。
【図３】本発明による半導体装置の組立工程の断面図で
ある。
ある。
【図４】本発明による半導体装置の組立工程の断面図で
ある。
ある。
【図５】本発明による蓋状ケースおよび外囲ケースの断
面図である。
面図である。
【図６】本発明による蓋状ケースへの外部取出端子の固
定工程の断面図である。
定工程の断面図である。
【図７】本発明による半導体装置の断面図である。
【図８】本発明による半導体装置の断面図である。
【図９】本発明による蓋状ケース注入孔と該注入孔シー
ル部材の断面図である。
ル部材の断面図である。
【図１０】実施例の半導体装置の断面図である。
１…パワーチップ、２…モリブデン板、３…銅板、４…
外部取出端子、５…セラミックス板、６…金属基板、７
…金属ワイヤ、８…外囲ケース、９…蓋状ケース、１０
…シリコーンゲル、１１…シールレジン、１２…溝状空
間部、１３…注入孔、１４…外套絶縁物、１５…キャッ
プ、１６…蓋状部品、１７…空間。
外部取出端子、５…セラミックス板、６…金属基板、７
…金属ワイヤ、８…外囲ケース、９…蓋状ケース、１０
…シリコーンゲル、１１…シールレジン、１２…溝状空
間部、１３…注入孔、１４…外套絶縁物、１５…キャッ
プ、１６…蓋状部品、１７…空間。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 九嶋 忠雄 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株式会社日立製作所 日立研究所内 (72)発明者 井上 広一 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株式会社日立製作所 日立研究所内 (72)発明者 斎藤 隆一 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株式会社日立製作所 日立研究所内 (72)発明者 清水 英雄 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株式会社日立製作所 日立研究所内 (72)発明者 鈴木 洋 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株式会社日立製作所 日立研究所内 (72)発明者 江口 州志 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株式会社日立製作所 日立研究所内 (72)発明者 森島 慎 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株式会社日立製作所 日立研究所内 (56)参考文献 特開 平１−225192（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−175351（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 23/28 H01L 23/12 H01L 23/29 H01L 23/31
Claims (7)
- 【請求項１】 半導体素子を搭載し、前記半導体素子と
外部へ電気的に接続する外部接続端子を有する基板が金
属基板上に取付けられており、前記金属基板上に設けら
れた外囲ケースと蓋状ケースとにより前記半導体素子が
収納され、前記半導体素子が樹脂封止されている半導体
装置であって、所定の隙間を設けて遊嵌された前記蓋状
ケースと外囲ケースとが遊嵌部において、一方がフック
状突起に、他の一方が前記フック状突起を受けるように
前記蓋状ケースの周囲に溝状構造に形成されており、前
記溝状構造内にレジンが充填されて前記遊嵌部に設けた
所定の隙間はレジンシールされており、少なくとも前記
半導体素子はシリコーンゲルおよび／または封止樹脂で
封止されていることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 前記蓋状ケースと外囲ケースとの遊嵌部
に設けた溝状構造の隙間は断面形状がＵ字状に形成され
ており、該溝状隙間に充填されたシールレジンは、内側
の充填面の高さが、外側の充填面の高さよりも低い請求
項１に記載の半導体装置。 - 【請求項３】 前記半導体素子を封止するシリコーンゲ
ルおよび／または封止樹脂の封止面上に空間が設けられ
ている請求項１または２に記載の半導体装置。 - 【請求項４】 前記外部接続端子は、前記外囲ケースと
蓋状ケースで構成されたパッケージ内部の露出部が外套
絶縁物で被覆されている請求項１，２または３に記載の
半導体装置。 - 【請求項５】 少なくとも前記半導体素子がシリコーン
ゲルで封止され、封止したシリコーンゲル上が前記シリ
コーンゲルより針入度が小さいシリコーンゲルまたは熱
硬化性樹脂により被覆，充填されている請求項１に記載
の半導体装置。 - 【請求項６】 少なくとも前記半導体素子がシリコーン
ゲルで封止され、封止したシリコーンゲル上がウレタン
樹脂またはシリコーン樹脂の発泡体により被覆，充填さ
れている請求項１に記載の半導体装置。 - 【請求項７】 前記外部接続端子が前記蓋状ケースに挿
通して取付けられており、前記外部接続端子と蓋状ケー
スの挿通部との隙間がレジンシールされている請求項１
〜６のいずれかに記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17989094A JP3005162B2 (ja) | 1994-08-01 | 1994-08-01 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17989094A JP3005162B2 (ja) | 1994-08-01 | 1994-08-01 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0846093A JPH0846093A (ja) | 1996-02-16 |
| JP3005162B2 true JP3005162B2 (ja) | 2000-01-31 |
Family
ID=16073695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17989094A Expired - Lifetime JP3005162B2 (ja) | 1994-08-01 | 1994-08-01 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3005162B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2017891A1 (en) * | 2007-07-20 | 2009-01-21 | ABB Technology AG | Semiconductor module |
| JP4854644B2 (ja) * | 2007-11-29 | 2012-01-18 | 京セラ株式会社 | パッケージおよび電子装置 |
| JP2010056244A (ja) * | 2008-08-27 | 2010-03-11 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
| KR101602208B1 (ko) * | 2014-07-08 | 2016-03-10 | 신우휠타산업 주식회사 | 식품원료 분진 분리용 집진 필터 |
| CN118393168B (zh) * | 2024-06-28 | 2024-09-24 | 宁波中车时代传感技术有限公司 | 一种转速传感器及制作方法 |
-
1994
- 1994-08-01 JP JP17989094A patent/JP3005162B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0846093A (ja) | 1996-02-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3884354B2 (ja) | コネクタと電子部品の一体モールド構造を有する電気・電子モジュール | |
| US5663106A (en) | Method of encapsulating die and chip carrier | |
| EP1043771B1 (en) | Method of fabricating a resin sealed electronic device | |
| JPS646538B2 (ja) | ||
| JP2003068979A (ja) | 半導体装置 | |
| US5568684A (en) | Method of encapsulating an electronic device | |
| EP0124624B1 (en) | Semiconductor device | |
| US10937708B2 (en) | Power module and method of manufacturing the same | |
| JP3005162B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JP2913247B2 (ja) | パワー半導体モジュール及び車両用インバータ装置 | |
| JP2000216332A (ja) | 半導体装置 | |
| JP2017092388A (ja) | 半導体装置および半導体装置の製造方法 | |
| US2993153A (en) | Seal | |
| JPH0730015A (ja) | 半導体モジュール及びその製造方法 | |
| JPH0864759A (ja) | 樹脂封止型パワーモジュール装置及びその製法 | |
| CN115132669A (zh) | 外壳、半导体模块及其生产方法 | |
| JPH09191064A (ja) | 樹脂封止型パワーモジュール装置およびその製法 | |
| KR940001887B1 (ko) | 반도체 장치의 밀봉방법 | |
| JPH09237869A (ja) | 樹脂封止型パワーモジュール装置及びその製造方法 | |
| EP0163082B1 (en) | Packaged integrated circuit chip | |
| JPH08316373A (ja) | 樹脂封止型パワーモジュール装置およびその製造方法 | |
| WO2023073831A1 (ja) | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 | |
| JPH10335523A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH08148645A (ja) | 樹脂封止型半導体装置 | |
| JPH0693451B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071119 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081119 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081119 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091119 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101119 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101119 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111119 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111119 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121119 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121119 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131119 Year of fee payment: 14 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |