JP5824874B2 - Semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、例えば電力のスイッチングなどに用いられる半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device used for power switching, for example.
特許文献1には、ヒートシンクに絶縁シートを接着した半導体装置が開示されている。 Patent Document 1 discloses a semiconductor device in which an insulating sheet is bonded to a heat sink.
ヒートシンクに接着された絶縁シートはモールド樹脂に覆われる。そして、モールド樹脂などから絶縁シートに力が及ぼされると、絶縁シートの外周部分がヒートシンクから剥離することがある。絶縁シートが剥離すると、絶縁シートからヒートシンクへの放熱が十分できないことがある。 The insulating sheet bonded to the heat sink is covered with mold resin. When a force is applied to the insulating sheet from a mold resin or the like, the outer peripheral portion of the insulating sheet may be peeled off from the heat sink. When the insulating sheet is peeled off, there is a case where heat radiation from the insulating sheet to the heat sink cannot be sufficiently performed.
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、絶縁シートの外周部分の剥離を防止できる半導体装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of preventing peeling of the outer peripheral portion of an insulating sheet.
本発明に係る半導体装置は、平坦部と該平坦部を囲むように形成された凸部とを有するヒートシンクと、フレームと、下面が該平坦部及び該凸部に接着し、上面全体が該フレームと接した絶縁シートと、該フレームの上面に固定された半導体素子と、該ヒートシンクの該絶縁シートが接着した面と反対の面、及び該フレームの一部を外部に露出するように、該ヒートシンク、該フレーム、該絶縁シート、及び該半導体素子を覆うモールド樹脂と、を備えたことを特徴とする。 The semiconductor device according to the present invention includes a heat sink having a flat portion and a convex portion formed so as to surround the flat portion, a frame, a lower surface bonded to the flat portion and the convex portion, and an entire upper surface of the frame. and an insulating sheet in contact, so as to expose a semiconductor element fixed to the upper surface of the frame, the surface opposite to the insulating sheet of the heat sink is bonded surface, and a portion of said frame to the outside, the heat sink And a mold resin that covers the frame, the insulating sheet, and the semiconductor element.
本発明によれば、絶縁シートの外周部分がヒートシンクから剥離することを防止できる。 According to this invention, it can prevent that the outer peripheral part of an insulating sheet peels from a heat sink.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る半導体装置を示す断面図である。半導体装置10は、フレーム12を備えている。フレーム12は銅で形成されている。フレーム12の表面側について説明する。フレーム12には金属パターン14を介してダイオード16が固定されている。別の金属パターン14にはIGBT18が固定されている。フレーム12の上にはICチップ22が固定されている。ダイオード16、IGBT18、及びICチップ22の必要な電気的接続は、ワイヤ20が担っている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. The
フレーム12の裏面側について説明する。フレーム12の裏面には絶縁シート24が接着している。絶縁シート24にはヒートシンク26が接着している。ヒートシンク26は、絶縁シート24と接する面に、凸部26aと平坦部26bを有している。絶縁シート24は、ヒートシンク26の凸部26aに囲まれるように平坦部26b及び凸部26aに接着している。つまり、絶縁シート24の外周部分は凸部26aに接着し、中央部分は平坦部26bに接着している。
The back side of the
半導体装置10は、モールド樹脂30を有している。モールド樹脂30は、ヒートシンク26の絶縁シート24が接着した面と反対の面を外部に露出するように、ヒートシンク26、絶縁シート24、ダイオード16、及びIGBT18を覆っている。
The
図2は、本発明の実施の形態1に係る半導体装置のヒートシンクの斜視図である。凸部26aは、平坦部26bを囲むように形成されている。凸部26aは、ヒートシンク26の端面(側面)において最も高く形成され、ヒートシンク26の中央部分へ向かうほど低く形成されている。
FIG. 2 is a perspective view of the heat sink of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. The
本発明の実施の形態1に係る半導体装置によれば、絶縁シート24の外周部分がヒートシンク26から剥離することを防止できる。すなわち、絶縁シート24の外周部分は凸部26aによりモールド樹脂30から保護されるため、モールド樹脂30から絶縁シート24の外周部分に大きな力が及ぼされることを回避できる。そのため、絶縁シート24の外周部分の応力を低く維持しその剥離を防止できる。
According to the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, it is possible to prevent the outer peripheral portion of the
本発明の実施の形態1に係る半導体装置10によれば、ヒートシンク26に凸部26aを形成するだけで、絶縁シート24の剥離を容易に防止できる。また、凸部26aには絶縁シート24が接着されており、凸部26aとフレーム12との間には絶縁シート24を介している。よって、凸部26aとフレーム12との絶縁距離を確保できる。
According to the
図3は、本発明の実施の形態1に係る半導体装置の変形例を示す断面図である。ヒートシンク40は凸部40aと平坦部40bを備えている。凸部40aは、ヒートシンク40の側面40cよりも外側に突出している。その他の構成は、上述した構成と同様である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a modification of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. The heat sink 40 includes a
凸部40aを側面40cよりも外側に突出させると、凸部40aの先端をモールド樹脂に食い込ませることができる。これにより、絶縁シート42の外周部分近傍のモールド樹脂が固定され、モールド樹脂が絶縁シート42に及ぼす力を低減できる。よって絶縁シート42の剥離を防止できる。なお、この効果は、凸部40aの先端がモールド樹脂に食い込むように構成すれば得られるものである。よって、凸部40aが側面40cよりも外側に突出していなくてもよい。
When the
ヒートシンクにより放熱する対象は、絶縁シートを介してヒートシンクに放熱する半導体素子であれば、ダイオード16やIGBT18に限定されない。
An object to be radiated by the heat sink is not limited to the
モールド樹脂から絶縁シートの外周部分に及ぼされる力を緩和するために、絶縁シートの端部を面取り加工してもよい。図4は、絶縁シート44の端部を面取り加工したことを示す断面図である。絶縁シート44の端部に面取り加工を施すことで、モールド樹脂から力を受けづらくなる。なお絶縁シートの端部に面取り加工を施しかつ、モールド樹脂の凸部をモールド樹脂に食い込ませるようにしてもよい。
In order to relieve the force exerted on the outer peripheral portion of the insulating sheet from the mold resin, the end portion of the insulating sheet may be chamfered. FIG. 4 is a cross-sectional view showing that the end portion of the
実施の形態2.
図5は、本発明の実施の形態2に係る半導体装置のうち、ヒートシンクと絶縁シートを示す断面図である。図5に示さない部分は実施の形態1と同様である。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a heat sink and an insulating sheet in the semiconductor device according to Embodiment 2 of the present invention. Parts not shown in FIG. 5 are the same as those in the first embodiment.
ヒートシンク50に絶縁シート52が接着されている。絶縁シート52の外周部分52aは、ヒートシンク50に圧着している。図6は、本発明の実施の形態2に係る半導体装置の製造方法を示す図である。まず、下金型54にヒートシンク50と絶縁シート52をおく。次いで、上金型56を用いて絶縁シート52の外周部分をヒートシンク50に押し付け、絶縁シート52の外周部分をヒートシンク50に圧着する。
An
本発明の実施の形態2に係る半導体装置によれば、絶縁シート52の外周部分52aがヒートシンク50に圧着されているので、絶縁シート52の剥離を防止できる。なお、本発明の実施の形態2に係る半導体装置は、少なくとも実施の形態1と同程度の変形が可能である。
According to the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, since the outer
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うち、ヒートシンクと絶縁シートを示す断面図である。図7に示さない部分は実施の形態1と同様である。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a heat sink and an insulating sheet in the semiconductor device according to Embodiment 3 of the present invention. The parts not shown in FIG. 7 are the same as those in the first embodiment.
ヒートシンク60の外周部分には溝60aが形成されている。凸部60bはヒートシンク60の最外周に形成されている。絶縁シート62の外周部分は溝60aの内部に接着している。また、絶縁シート62の外周部分は凸部60bにも接着している。
A
本発明の実施の形態3に係る半導体装置によれば、絶縁シート62の外周部分がヒートシンク60の溝60aの内部に接着しているので、アンカー効果を得ることができる。よって絶縁シート62の外周部分の剥離を防止できる。さらに、凸部60bにより絶縁シート62をモールド樹脂から保護できるので、絶縁シート62の剥離防止の効果を高めることができる。
According to the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention, since the outer peripheral portion of the insulating
本発明の実施の形態3に係る半導体装置では、ヒートシンク60に溝60a及び凸部60bを形成したが本発明はこれに限定されず、例えば溝のみを備える構成としてもよい。なお、本発明の実施の形態3に係る半導体装置は、少なくとも実施の形態1と同程度の変形が可能である。
In the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention, the
本発明の実施の形態2及び3に係る半導体装置は、絶縁シートの外周部分を絶縁シートの中央部分よりもヒートシンクに強く接着したことを特徴とする。この特徴を逸脱しない範囲において様々な変形が可能である。 The semiconductor devices according to the second and third embodiments of the present invention are characterized in that the outer peripheral portion of the insulating sheet is more strongly bonded to the heat sink than the central portion of the insulating sheet. Various modifications are possible without departing from this feature.
10 半導体装置、 12 フレーム、 24 絶縁シート、 26 ヒートシンク、 26a 凸部、 26b 平坦部、 60 ヒートシンク、 60a 溝、 60b 凸部 10 semiconductor device, 12 frame, 24 insulating sheet, 26 heat sink, 26a convex part, 26b flat part, 60 heat sink, 60a groove, 60b convex part
Claims (5)
フレームと、
下面が前記平坦部及び前記凸部に接着し、上面全体が前記フレームと接した絶縁シートと、
前記フレームの上面に固定された半導体素子と、
前記ヒートシンクの前記絶縁シートが接着した面と反対の面、及び前記フレームの一部を外部に露出するように、前記ヒートシンク、前記フレーム、前記絶縁シート、及び前記半導体素子を覆うモールド樹脂と、を備えたことを特徴とする半導体装置。 A heat sink having a flat portion and a convex portion formed so as to surround the flat portion;
Frame,
An insulating sheet having a lower surface adhered to the flat portion and the convex portion, and an entire upper surface contacting the frame;
A semiconductor element fixed to the upper surface of the frame;
A mold resin that covers the heat sink, the frame, the insulating sheet, and the semiconductor element so that the surface of the heat sink opposite to the surface to which the insulating sheet is bonded and a part of the frame are exposed to the outside. A semiconductor device comprising the semiconductor device.
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