JP6008767B2 - Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、電気自動車、電車等のモータを制御するインバータおよび回生用コンバータに使用される半導体装置および半導体装置の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device used for an inverter for controlling a motor of an electric vehicle, a train or the like and a regeneration converter, and a method for manufacturing the semiconductor device.
従来の半導体装置においては、金属ブロックの上面にロウ材、半導体素子、ロウ材、リード端子、ロウ材、電極の順に載せてから、これら全体を加熱しロウ材を溶融させることで、金属ブロック、リード端子および電極を接合するというロウ付け方法を用いて製造されていた。 In a conventional semiconductor device, after placing a brazing material, a semiconductor element, a brazing material, a lead terminal, a brazing material, and an electrode on the upper surface of the metal block in this order, the entire metal block is heated to melt the brazing material, It has been manufactured using a brazing method in which lead terminals and electrodes are joined.
また、半導体素子の下面に、アルミワイヤボンドによりバンプを形成してロウ材の最低厚みを確保することもあった。さらに、モールド時に電極の上端部にスリーブを装着し、電極の上面にモールド樹脂が回りこまないようにしていた(例えば、特許文献1参照)。 In addition, bumps are formed on the lower surface of the semiconductor element by aluminum wire bonding to ensure the minimum thickness of the brazing material. Further, a sleeve is attached to the upper end of the electrode during molding so that the mold resin does not flow around the upper surface of the electrode (see, for example, Patent Document 1).
従来の半導体装置は、金属ブロックの上面にロウ材、半導体素子、ロウ材、リード端子、ロウ材、電極の順に載せてからこれら全体を加熱するため、ロウ材の厚みが不均一となって、特に電極の重みによってリード端子、半導体素子に傾きが発生したり、半導体素子の下面のロウ材がはみ出したりすることがあった。 In the conventional semiconductor device, the brazing material, the semiconductor element, the brazing material, the lead terminal, the brazing material, and the electrode are placed in this order on the upper surface of the metal block and then heated, so that the brazing material has a non-uniform thickness. In particular, the lead terminal and the semiconductor element may be inclined due to the weight of the electrode, or the brazing material on the lower surface of the semiconductor element may protrude.
上記のようにロウ材の厚みが不均一となることから、リード端子の高さ位置を管理することが難しく、リード端子の上面に搭載されている電極の上面の高さ位置がばらついていた。電極の上面の高さ位置が所定位置よりも低くなった場合、モールド時に電極と金型との間に隙間ができてモールド樹脂がその隙間に回りこむという問題があった。 Since the thickness of the brazing material is not uniform as described above, it is difficult to manage the height position of the lead terminal, and the height position of the upper surface of the electrode mounted on the upper surface of the lead terminal varies. When the height position of the upper surface of the electrode is lower than a predetermined position, there is a problem that a gap is formed between the electrode and the mold at the time of molding, and the molding resin wraps around the gap.
また、電極を金型で押さえ込んだとき、半導体素子に過剰な負荷が掛かるという問題があった。ここで、半導体素子の下面のバンプは、ロウ材の最低厚みを確保するためのものであり、電極の高さ位置を管理することはできない。 Further, when the electrode is pressed with a mold, there is a problem that an excessive load is applied to the semiconductor element. Here, the bump on the lower surface of the semiconductor element is for ensuring the minimum thickness of the brazing material, and the height position of the electrode cannot be managed.
また、特許文献1に記載の技術は、電極の上面の高さ位置が所定位置よりも低くなった場合にモールド樹脂が電極と金型との間の隙間に回りこむことを防止できるが、電極にスリーブを装着する必要があるため、半導体装置の製造コストが上昇してしまう。
Further, the technique described in
そこで、本発明は、スリーブを設けることなく、リード端子の高さ位置を管理することが可能な半導体装置および半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device that can manage the height position of the lead terminal without providing a sleeve.
本発明に係る半導体装置は、金属ブロックと、前記金属ブロックの上面に接合材により接合された半導体素子と、前記半導体素子の上面に前記接合材と同じ種類の接合材により接合されたリード端子と、前記リード端子の上面に接合された第1電極と、前記金属ブロックの上面に前記接合材と同じ種類の接合材により接合された第2電極と、前記金属ブロックの下面および前記第1,第2電極の上面を露出させつつ、前記金属ブロック、前記半導体素子、前記リード端子、および前記第1,第2電極を覆うモールド樹脂とを備え、前記金属ブロックにおいて、前記リード端子の中央部に対応する位置に穴部、もしくは前記リード端子における延設方向の両端部に対応する位置に切り欠き部が形成されたものである。 A semiconductor device according to the present invention includes a metal block, a semiconductor element bonded to the upper surface of the metal block by a bonding material, and a lead terminal bonded to the upper surface of the semiconductor element by the same type of bonding material as the bonding material. A first electrode bonded to the upper surface of the lead terminal; a second electrode bonded to the upper surface of the metal block with the same type of bonding material as the bonding material; the lower surface of the metal block; A mold resin that covers the metal block, the semiconductor element, the lead terminal, and the first and second electrodes while exposing the upper surface of the two electrodes, and corresponds to a central portion of the lead terminal in the metal block A notch is formed at a position corresponding to both ends of the lead terminal in the extending direction .
本発明に係る半導体装置の製造方法において、前記半導体装置は、金属ブロックと、前記金属ブロックの上面に接合材により接合された半導体素子と、前記半導体素子の上面に前記接合材と同じ種類の接合材により接合されたリード端子と、前記リード端子の上面に接合された第1電極と、前記金属ブロックの上面に前記接合材と同じ種類の接合材により接合された第2電極と、前記金属ブロックの下面および前記第1,第2電極の上面を露出させつつ、前記金属ブロック、前記半導体素子、前記リード端子、および前記第1,第2電極を覆うモールド樹脂とを備え、前記リード端子の延設方向の両端部は、前記金属ブロックにおける水平方向の端から突出しており、前記半導体装置の製造方法は、前記リード端子における延設方向の両端部を用いて、治具により前記リード端子を予め定められた高さ位置に固定して前記モールド樹脂でモールドする工程を備えたものである。 In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the semiconductor device includes a metal block, a semiconductor element bonded to the upper surface of the metal block with a bonding material, and a bonding of the same type as the bonding material to the upper surface of the semiconductor element. A lead terminal joined by a material, a first electrode joined to the upper surface of the lead terminal, a second electrode joined to the upper surface of the metal block by the same kind of joining material as the joining material, and the metal block A mold resin that covers the metal block, the semiconductor element, the lead terminal, and the first and second electrodes while exposing the lower surface of the first electrode and the upper surface of the first and second electrodes. both end portions of the arrangement direction is protruded from the horizontal direction of the end of the metal block, the manufacturing method of the semiconductor device, both end portions of the extending direction of the lead terminal Used, it is fixed at a predetermined height position of the lead terminals by a jig which includes a step of molding by the molding resin.
本発明の半導体装置によれば、金属ブロックにおいて、リード端子の中央部に対応する位置に穴部、もしくはリード端子における延設方向の両端部に対応する位置に切り欠き部が形成されたため、モールド時、治具によりリード端子の下面の中央部を支持、もしくはリード端子の延設方向の両端部を挟み込むことで、リード端子を予め定められた高さ位置に固定することができる。すなわち、リード端子の高さ位置を管理することができる。これにより、第1電極の重みでリード端子が傾くことがなく、モールド後に第1電極の上面をモールド樹脂の表面に容易に露出させることができ、また、半導体素子の下面の接合材のはみ出しを防止できる。
According to the semiconductor device of the present invention, in the metal block, the notch is formed at the position corresponding to both ends in the extending direction of the lead terminal in the hole corresponding to the center of the lead terminal . At the time of molding, the lead terminal can be fixed at a predetermined height position by supporting the center portion of the lower surface of the lead terminal with a jig or sandwiching both end portions in the extending direction of the lead terminal. That is, the height position of the lead terminal can be managed. As a result, the lead terminal does not tilt due to the weight of the first electrode, the upper surface of the first electrode can be easily exposed to the surface of the mold resin after molding, and the protrusion of the bonding material on the lower surface of the semiconductor element can be prevented. Can be prevented.
さらに、リード端子の高さ位置を管理するに際して、スリーブを設ける必要がないため、半導体装置の製造コストの上昇を抑制できる。 Furthermore, since it is not necessary to provide a sleeve when managing the height position of the lead terminal, an increase in the manufacturing cost of the semiconductor device can be suppressed.
本発明の半導体装置の製造方法によれば、リード端子における延設方向の両端部を用いて、治具によりリード端子を予め定められた高さ位置に固定する工程を備えたため、リード端子の高さ位置を管理することができる。これにより、第1電極の重みでリード端子が傾くことがなく、モールド後に第1電極の上面をモールド樹脂の表面に容易に露出させることができ、また、第1電極の自重による半導体素子の下面の接合材のはみ出しを防止できる。 According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, since the lead terminal is fixed to a predetermined height position by a jig using both ends of the lead terminal in the extending direction, the height of the lead terminal is increased. The position can be managed. Thereby, the lead terminal does not tilt due to the weight of the first electrode, the upper surface of the first electrode can be easily exposed to the surface of the mold resin after molding, and the lower surface of the semiconductor element due to the weight of the first electrode. This prevents the bonding material from protruding.
さらに、リード端子の高さ位置を管理するに際して、スリーブを設ける必要がないため、半導体装置の製造コストの上昇を抑制できる。 Furthermore, since it is not necessary to provide a sleeve when managing the height position of the lead terminal, an increase in the manufacturing cost of the semiconductor device can be suppressed.
<実施の形態1>
本発明の実施の形態1について、図面を用いて以下に説明する。図1は、実施の形態1に係る半導体装置におけるモールド後の平面図であり、図2は、半導体装置におけるモールド後の断面図である。なお、図1の紙面に向かって左右方向をX方向、上下方向をY方向として説明する。
<
図1に示すように、半導体装置は、金属ブロック1と、IGBT2(半導体素子)と、フリーホイールダイオード3と、リード端子5と、第1電極であるE電極(エミッタ電極)7と、第2電極であるC電極(コレクタ電極)6と、中継基板8と、信号電極9と、モールド樹脂10とを備えている。なお、図1では、金属ブロック1から上方(紙面に向かって手前側)のモールド樹脂10は、図面を見やすくするために省略されている。
As shown in FIG. 1, the semiconductor device includes a
金属ブロック1の上面に、IGBT2およびフリーホイールダイオード3、リード端子5、E電極7が順に載置され、それぞれの部材は、接合材であるロウ材により接合されている。また、金属ブロック1の上面には、C電極6、中継基板8がそれぞれ搭載され、中継基板8の上面には信号電極9がロウ付けされ、中継基板8とIGBT2はアルミワイヤ4により配線されている。
An
次に、部材の接合関係について具体的に説明する。図1と図2に示すように、金属ブロック1の上面の中央部分には、ロウ材11によりIGBT2と、ロウ材21によりフリーホイールダイオード3が接合されている。また、金属ブロック1の上面のY方向端部寄りには、ロウ材13によりC電極6が接合されているとともに、図示外のロウ材により中継基板8が接合されている。
Next, the joining relationship of members will be specifically described. As shown in FIGS. 1 and 2, the
IGBT2とフリーホイールダイオード3は、金属ブロック1の上面において、X方向にそれぞれ所定の間隔をあけて配置されている。金属ブロック1は、例えば矩形状に形成され、リード端子5は、その延設方向がX方向となるように配置されている。リード端子5におけるX方向(延設方向)の長さは、金属ブロック1におけるX方向の辺の長さよりも長く形成されている。すなわち、リード端子5のX方向の両端部は、金属ブロック1におけるX方向の辺の端(水平方向の端)から突出している。
The
IGBT2の上面には、ロウ材12によりリード端子5のX方向における一端側が接合されるとともに、フリーホイールダイオード3の上面には、ロウ材22によりリード端子5のX方向における他端側が接合されている。
One end side of the
E電極7とリード端子5は、E電極7とリード端子5との間隔を一定に保持するように接合されている。すなわち、E電極7とリード端子5は、それぞれ傾くことなく水平方向に対してほぼ平行に接合されている。リード端子5の上面におけるE電極7との接合部は、IGBT2の上面におけるリード端子5との接合部よりも、リード端子5のX方向における端部側に位置している。
The
ここで、ロウ材11,12,13,14,21,22、および中継基板8が接合されるロウ材は、同じ種類のロウ材である。すなわち、上記に説明した部材の接合に1種類のロウ材が使用されている。
Here, the
モールド樹脂10は、金属ブロック1の上面および側面と、IGBT2とフリーホイールダイオード3の上面および側面と、リード端子5の全面と、C電極6とE電極7の側面とを覆っている。また、モールド樹脂10は、図示外の信号電極の側面も覆っている。すなわち、C電極6とE電極7の上面、信号電極の上面がモールド樹脂10の表面に露出している。なお、図2に示すように、金属ブロック1の下面はモールド樹脂1の表面に露出することもあり、また、図示外の絶縁層でモールド樹脂10の表面を覆うこともある。
The
次に、図3を用いて、半導体装置に対する治具16の取り付けについて説明する。図3は、ロウ材接合後に治具16を取り付けた状態の半導体装置の断面図である。最初に、半導体装置に取り付けられる治具16について説明する。治具16は、土台16aと、リード端子5のX方向における両端部を挟み込む一対の挟持部材16bとを備えている。
Next, attachment of the
リード端子5のX方向の両端部、すなわち、リード端子6の金属ブロック1より突出した部分は、金属ブロック1におけるX方向の辺の端から突出している。ロウ材接合後の半導体装置は治具16の土台16a上にセットされ、金属ブロック1の側面は治具16の一対の挟持部材16bの下部により固定されている。さらに、リード端子5のX方向における両端部は、治具16の一対の挟持部材16bの上部により、例えば上下方向に挟み込まれることで、リード端子5は予め定められた高さ位置に固定される。
Both end portions of the
次に、半導体装置は、治具16を取り付けた状態で金型(図示省略)にセットされた後、金型内にモールド樹脂が充填される。この状態では、半導体装置において治具16が取り付けられている部分がモールド樹脂10で封止されないため、例えば、治具16を取り付けた状態でモールド樹脂を充填した後、治具16を半導体装置から取り外してから、再度半導体装置が金型にセットされる。そして、金型内にモールド樹脂が充填され、半導体装置において治具16が取り付けられていた部分についてもモールド樹脂10で封止される。ここで、実施の形態1に係る半導体装置の効果について、図9に示す前提技術に係る半導体装置の場合と対比して説明する。図9は、前提技術に係る半導体装置のモールド後の断面図である。
Next, after the semiconductor device is set in a mold (not shown) with the
図9に示すように、前提技術に係る半導体装置では、リード端子35は、金属ブロック1におけるX方向の辺よりも短く形成され、金属ブロック1におけるX方向の辺から突出していない。すなわち、前提技術に係る半導体装置は、治具16を用いてリード端子25のX方向における両端部を挟み込むことができない。
As shown in FIG. 9, in the semiconductor device according to the base technology, the
このため、E電極7の重みによってリード端子35、IGBT2に傾きが発生したり、IGBT2の下面に接合されたロウ材11aがはみ出したりすることがあった。また、リード端子35、IGBT2が傾くことでE電極7の上面とモールド樹脂10との間に隙間37が生じ、モールド樹脂10が隙間37に回り込むという問題があった。E電極7の上面がモールド樹脂10の表面に露出しなくなることを防ぐために、E電極7の上端部にスリーブ36を装着していた。
For this reason, the
これに対して、実施の形態1に係る半導体装置では、リード端子5のX方向における両端部は、金属ブロック1におけるX方向の辺の端から突出しているため、これら突出した部分を治具16の挟持部16bにより挟み込むことで、リード端子5を予め定められた高さ位置に固定することができる。このため、E電極7の重みでリード端子5が傾くことがなく、E電極7の上面をモールド後にモールド樹脂10の表面に容易に露出させることができ、また、E電極7の自重によるIGBT2の下面のロウ材11のはみ出しを防止できる。
On the other hand, in the semiconductor device according to the first embodiment, since both end portions in the X direction of the
以上のように、リード端子5のX方向における両端部は、金属ブロック1におけるX方向の端から突出しているため、モールド時、治具16によりリード端子5のX方向における両端部を挟み込むことで、リード端子5を予め定められた高さ位置に固定することができる。すなわち、リード端子5の高さ位置を管理することができる。これにより、E電極7の重みによってリード端子5が傾くことがなく、モールド後にE電極7の上面をモールド樹脂10の表面に容易に露出させることができ、また、IGBT2の下面のロウ材11のはみ出しを防止できる。
As described above, since both ends of the
さらに、リード端子5の高さ位置を管理するに際して、スリーブを設ける必要がないため、半導体装置の製造コストの上昇を抑制できる。また、リード端子5が傾くことを防止できるため、半導体装置の品質が向上し、半導体装置の長期使用が可能となる。
Furthermore, since it is not necessary to provide a sleeve when managing the height position of the
また、治具16によってリード端子5のX方向における両端部が挟み込まれているため、リード端子5上に搭載されたE電極7の重みをリード端子5と治具16とで受けることができる。このため、リード端子5がIGBT2の上面および下面のロウ材11,12を押し潰すこともなく、IGBT2の下面のロウ材11ははみ出すことがない。さらに、リード端子5を支持する治具16の高さ位置を管理することにより、容易にリード端子5の高さ位置を管理することができる。
In addition, since both ends in the X direction of the
また、半導体装置では、複数の接合部が存在するが、使用するロウ材は1種類であるため、複数の接合部について同時接合が可能となる。 In the semiconductor device, there are a plurality of joints. However, since one type of brazing material is used, simultaneous joining is possible for the plurality of joints.
E電極7とリード端子5は、E電極7とリード端子5との間隔を一定に保持するように接合されたため、E電極7の上面の高さ位置の精度を向上させることができる。
Since the
E電極7は、IGBT2の上面におけるリード端子5との接合部よりも、リード端子5におけるX方向の端部側に配置されたため、モールド時、上金型がE電極7を押さえ込んだ場合に、上金型がE電極7に接触したときに発生する応力を、リード端子5によって吸収させることができ、IGBT2へのダメージを軽減することができる。
Since the
<実施の形態2>
次に、実施の形態2に係る半導体装置について説明する。図4は、実施の形態2に係る半導体装置におけるロウ材接合後の断面図であり、図5は、ロウ材接合後に治具17を取り付けた状態の半導体装置の断面図である。なお、実施の形態2において、実施の形態1で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
<
Next, a semiconductor device according to the second embodiment will be described. 4 is a cross-sectional view of the semiconductor device according to the second embodiment after joining the brazing material, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the semiconductor device with the
実施の形態2に係る半導体装置は、金属ブロック1Aと、IGBT2と、フリーホイールダイオード3と、リード端子5Aと、E電極7と、C電極6と、中継基板8と、信号電極9と、モールド樹脂10(図1参照)とを備えている。金属ブロック1Aにおいて、リード端子5Aにおける延設方向(X方向)の両端部に対応する位置に一対の切り欠き部1a、リード端子5Aの中央部に対応する位置に貫通穴1b(穴部)が形成されている。リード端子5AのX方向の長さは、金属ブロック1AのX方向の辺よりも短く形成されている。
The semiconductor device according to the second embodiment includes a
次に、半導体装置に対する治具17の取り付けについて説明する。最初に、半導体装置に取り付けられる治具17について説明する。図5に示すように、治具17は、土台17aと、リード端子5AのX方向における両端部を挟み込む一対の挟持部材17bと、リード端子5AのX方向における中央部を下側から支持する支持部材17cとを備えている。挟持部材17bの下部は、金属ブロック1Aの切り欠き部1aと当接するように形成され、金属ブロック1Aの側面は一対の挟持部材17bの下部により固定されている。
Next, attachment of the
挟持部材17bの下部が金属ブロック1Aの切り欠き部1aに当接した状態では、治具17の一対の挟持部材17bの上部はリード端子5AのX方向における両端部を挟み込むことが可能な位置に位置し、リード端子5AのX方向における両端部は一対の挟持部材17bの上部により、例えば上下方向に挟み込まれている。
In a state where the lower part of the holding
支持部材17cは、金属ブロック1Aの貫通穴1bに挿通可能に形成されている。支持部材17cは、支持部材17cを貫通穴1bに挿通させた状態でリード端子5Aの下面の中央部に支持部材17cの上端が当接している。
The
次に、半導体装置は、治具17を取り付けた状態で金型にセットされた後、金型内にモールド樹脂が充填される。この状態では、半導体装置において治具17が取り付けられている部分がモールド樹脂10で封止されないため、例えば、治具17を取り付けた状態でモールド樹脂を充填した後、治具17を半導体装置から取り外してから、再度半導体装置が金型にセットされる。そして、金型内にモールド樹脂が充填され、半導体装置において治具17が取り付けられていた部分についてもモールド樹脂10で封止される。
Next, after the semiconductor device is set in the mold with the
このように、半導体装置に治具17を取り付けることで、リード端子5Aを予め定められた高さ位置に固定することができる。なお、金属ブロック1Aには、必ずしも切り欠き部1aと貫通穴1bの両方が形成されている必要がなく、どちらか一方のみが形成されていてもよく、この場合にも、治具17を用いてリード端子5Aを予め定められた高さ位置に固定することができる。
Thus, by attaching the
以上のように、実施の形態2に係る半導体装置では、金属ブロック1Aにおいて、リード端子5Aの中央部に対応する位置に貫通穴1b、もしくはリード端子5AにおけるX方向の両端部に対応する位置に切り欠き部1aが形成されたため、モールド時、治具17によりリード端子5Aの下面の中央部を支持、もしくはリード端子5AのX方向の両端部を挟み込むことで、リード端子5Aを予め定められた高さ位置に固定することができる。すなわち、リード端子5Aの高さ位置を管理することができる。これにより、E電極7の重みによってリード端子5Aが傾くことがなく、モールド後にE電極7の上面をモールド樹脂10の表面に容易に露出させることができ、また、IGBT2の下面に接合されたロウ材11のはみ出しを防止できる。
As described above, in the semiconductor device according to the second embodiment, in the
さらに、リード端子5Aの高さ位置を管理するに際して、スリーブを設ける必要がないため、半導体装置の製造コストの上昇を抑制できる。
Furthermore, since it is not necessary to provide a sleeve when managing the height position of the
また、リード端子5Aを金属ブロック1AのX方向の端から突出させる必要がないため、金属ブロック1AのX方向の長さよりも短いリード端子を使用することが可能となり、金属ブロック1Aの外形の制約などによりリード端子を使い分けることが可能となる。
In addition, since it is not necessary for the
さらに、半導体装置では、複数の接合部が存在するが、使用するロウ材は1種類であるため、複数の接合部について同時接合が可能となる。 Further, in the semiconductor device, there are a plurality of joints, but since one type of brazing material is used, it is possible to simultaneously join the plurality of joints.
次に、実施の形態1,2の変形例について説明する。IGBT2は、シリコン(Si)を基板とする半導体素子によって構成されていてもよいし、炭化シリコン(SiC)などのワイドバンドギャップ半導体を基板とする半導体素子によって構成されていてもよい。IGBT2がワイドバンドギャップ半導体素子である場合は、IGBT2の下面のロウ材11の厚み、およびIGBT2の上面のロウ材12の厚みがそれぞれ均一化され、熱的信頼性が向上することで、高温への対応が可能となる。
Next, modifications of the first and second embodiments will be described. IGBT2 may be comprised by the semiconductor element which uses silicon (Si) as a board | substrate, and may be comprised by the semiconductor element which uses wide band gap semiconductors, such as a silicon carbide (SiC), as a board | substrate. When the
また、E電極とリード端子については種々の構造が採用可能であり、以下、図6〜図8を用いて、E電極とリード端子の構造について説明する。図6は、変形例1に係る半導体装置のE電極7Aとリード端子5の接合部周辺の断面図である。図6に示すように、E電極7Aの下面にリード端子5側に突出する、例えば複数の第1突起部7aが形成されている。第1突起部7aの高さは、ロウ材14の狙いの厚みとする。第1突起部7aによりE電極7Aの上面の高さ位置の精度を向上させることができる。
Various structures can be adopted for the E electrode and the lead terminal. Hereinafter, the structure of the E electrode and the lead terminal will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a cross-sectional view of the periphery of the joint between the E electrode 7A and the
図7は、変形例2に係る半導体装置のE電極7とリード端子5Bの接合部周辺の断面図である。図7に示すように、リード端子5Bの上面におけるE電極7が配置される位置に、E電極7側に突出する例えば複数の第2突起部5aが形成されている。第2突起部5aの高さは、ロウ材14の狙いの厚みとする。第2突起部5aによりE電極7の上面の高さ位置の精度を向上させることができる。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the periphery of the joint between the
図8は、変形例3に係る半導体装置のE電極7とリード端子5の境界部周辺の断面図である。図8に示すように、E電極7とリード端子5は一体成形されている。ロウ材を使用せずにE電極7とリード端子5を一体成形したことにより、E電極7の上面の高さ位置は、ロウ材の厚みに左右されないため、E電極7の上面の高さ位置の精度を向上させることができる。また、接合箇所が減るため、半導体装置の信頼性および組み立て性を向上させることができる。
FIG. 8 is a cross-sectional view of the periphery of the boundary between the
以上説明した図6〜図8に示す構造を採用することで、リード端子に対するE電極の高さ位置を管理できるため、金属ブロック下面からE電極上面までの寸法を精度よく組み立てることが可能になる。その結果、金型にセットしたときにE電極上面と金型は、隙間ができることなく、また、過剰に押し付けることもない。 By adopting the structure shown in FIGS. 6 to 8 described above, the height position of the E electrode with respect to the lead terminal can be managed, so that the dimension from the lower surface of the metal block to the upper surface of the E electrode can be assembled with high accuracy. . As a result, there is no gap between the upper surface of the E electrode and the mold when it is set in the mold, and there is no excessive pressing.
また、実施の形態1,2では、金属ブロックを使用する構造について説明したが、半導体素子の実装は回路付きのセラミックまたは樹脂製絶縁基板であっても同様の効果が得られる。 In the first and second embodiments, the structure using a metal block has been described. However, the same effect can be obtained by mounting a semiconductor element using a ceramic or resin insulating substrate with a circuit.
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.
1,1A 金属ブロック、1a 切り欠き部、1b 貫通穴、2 IGBT、5,5A,5B リード端子、5a 第2突起部、6 C電極、7,7A E電極、7a 第1突起部、10 モールド樹脂。 1, 1A metal block, 1a notch, 1b through hole, 2 IGBT, 5, 5A, 5B lead terminal, 5a second protrusion, 6 C electrode, 7, 7A E electrode, 7a first protrusion, 10 mold resin.
Claims (9)
前記金属ブロックの上面に接合材により接合された半導体素子と、
前記半導体素子の上面に前記接合材と同じ種類の接合材により接合されたリード端子と、
前記リード端子の上面に接合された第1電極と、
前記金属ブロックの上面に前記接合材と同じ種類の接合材により接合された第2電極と、
前記金属ブロックの下面および前記第1,第2電極の上面を露出させつつ、前記金属ブロック、前記半導体素子、前記リード端子、および前記第1,第2電極を覆うモールド樹脂と、
を備え、
前記金属ブロックにおいて、前記リード端子の中央部に対応する位置に穴部、もしくは前記リード端子における延設方向の両端部に対応する位置に切り欠き部が形成された、半導体装置。 A metal block;
A semiconductor element bonded to the upper surface of the metal block by a bonding material;
A lead terminal bonded to the upper surface of the semiconductor element by the same type of bonding material as the bonding material;
A first electrode joined to the upper surface of the lead terminal;
A second electrode bonded to the upper surface of the metal block by the same type of bonding material as the bonding material;
Mold resin covering the metal block, the semiconductor element, the lead terminal, and the first and second electrodes while exposing the lower surface of the metal block and the upper surfaces of the first and second electrodes,
With
In the metal block, a semiconductor device, wherein a hole portion is formed at a position corresponding to a center portion of the lead terminal, or a notch portion is formed at a position corresponding to both end portions in the extending direction of the lead terminal .
前記半導体装置は、The semiconductor device includes:
金属ブロックと、A metal block;
前記金属ブロックの上面に接合材により接合された半導体素子と、A semiconductor element bonded to the upper surface of the metal block by a bonding material;
前記半導体素子の上面に前記接合材と同じ種類の接合材により接合されたリード端子と、A lead terminal bonded to the upper surface of the semiconductor element by the same type of bonding material as the bonding material;
前記リード端子の上面に接合された第1電極と、A first electrode joined to the upper surface of the lead terminal;
前記金属ブロックの上面に前記接合材と同じ種類の接合材により接合された第2電極と、A second electrode bonded to the upper surface of the metal block by the same type of bonding material as the bonding material;
前記金属ブロックの下面および前記第1,第2電極の上面を露出させつつ、前記金属ブロック、前記半導体素子、前記リード端子、および前記第1,第2電極を覆うモールド樹脂と、Mold resin covering the metal block, the semiconductor element, the lead terminal, and the first and second electrodes while exposing the lower surface of the metal block and the upper surfaces of the first and second electrodes,
を備え、With
前記リード端子の延設方向の両端部は、前記金属ブロックにおける水平方向の端から突出しており、Both ends in the extending direction of the lead terminal protrude from the horizontal end of the metal block,
前記半導体装置の製造方法は、The method for manufacturing the semiconductor device includes:
前記リード端子における延設方向の両端部を用いて、治具により前記リード端子を予め定められた高さ位置に固定して前記モールド樹脂でモールドする工程を備えた、半導体装置の製造方法。A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: using the both ends of the lead terminal in the extending direction to fix the lead terminal at a predetermined height position with a jig and molding the mold with the molding resin.
前記金属ブロックの前記穴部、もしくは前記金属ブロックの前記切り欠き部を用いて、治具により前記リード端子を予め定められた高さ位置に固定して前記モールド樹脂でモールドする工程を備えた、半導体装置の製造方法。 A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1,
Using the hole portion of the metal block or the notch portion of the metal block, and fixing the lead terminal at a predetermined height position by a jig and molding the mold resin with the mold resin, A method for manufacturing a semiconductor device.
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