JP6449523B1 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6449523B1
JP6449523B1 JP2018517238A JP2018517238A JP6449523B1 JP 6449523 B1 JP6449523 B1 JP 6449523B1 JP 2018517238 A JP2018517238 A JP 2018517238A JP 2018517238 A JP2018517238 A JP 2018517238A JP 6449523 B1 JP6449523 B1 JP 6449523B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lead terminal
groove
connector
electronic element
semiconductor device
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.)
Active
Application number
JP2018517238A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2019049213A1 (ja
Inventor
悦宏 神山
悦宏 神山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Application granted granted Critical
Publication of JP6449523B1 publication Critical patent/JP6449523B1/ja
Publication of JPWO2019049213A1 publication Critical patent/JPWO2019049213A1/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49541Geometry of the lead-frame
    • H01L23/49562Geometry of the lead-frame for devices being provided for in H01L29/00
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/48Manufacture or treatment of parts, e.g. containers, prior to assembly of the devices, using processes not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326
    • H01L21/4814Conductive parts
    • H01L21/4821Flat leads, e.g. lead frames with or without insulating supports
    • H01L21/4842Mechanical treatment, e.g. punching, cutting, deforming, cold welding
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/31Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
    • H01L23/3107Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
    • H01L23/3142Sealing arrangements between parts, e.g. adhesion promotors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49517Additional leads
    • H01L23/49524Additional leads the additional leads being a tape carrier or flat leads
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49541Geometry of the lead-frame
    • H01L23/49548Cross section geometry
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49575Assemblies of semiconductor devices on lead frames
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means 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
    • H01L24/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/39Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L24/40Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means 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
    • H01L24/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/39Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L24/41Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of a plurality of strap connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/84Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a strap connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/07Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • H01L25/072Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00 the devices being arranged next to each other
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/06Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of a plurality of bonding areas
    • H01L2224/0601Structure
    • H01L2224/0603Bonding areas having different sizes, e.g. different heights or widths
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/36Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/37Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/37001Core members of the connector
    • H01L2224/3701Shape
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/36Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/38Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process of a plurality of strap connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/39Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L2224/40Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/4005Shape
    • H01L2224/4007Shape of bonding interfaces, e.g. interlocking features
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/39Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L2224/40Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/4005Shape
    • H01L2224/4009Loop shape
    • H01L2224/40095Kinked
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/39Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L2224/40Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/401Disposition
    • H01L2224/40105Connecting bonding areas at different heights
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/39Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L2224/40Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/401Disposition
    • H01L2224/40151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/40153Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
    • H01L2224/40175Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being arranged next to each other, e.g. on a common substrate the item being metallic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/39Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L2224/40Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/401Disposition
    • H01L2224/40151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/40221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/40225Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/40227Connecting the strap to a bond pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/39Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L2224/40Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/401Disposition
    • H01L2224/40151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/40221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/40245Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/39Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L2224/40Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/404Connecting portions
    • H01L2224/40475Connecting portions connected to auxiliary connecting means on the bonding areas
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/39Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L2224/40Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/404Connecting portions
    • H01L2224/40475Connecting portions connected to auxiliary connecting means on the bonding areas
    • H01L2224/40499Material of the auxiliary connecting means
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/39Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L2224/41Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of a plurality of strap connectors
    • H01L2224/4101Structure
    • H01L2224/4103Connectors having different sizes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/39Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L2224/41Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of a plurality of strap connectors
    • H01L2224/4105Shape
    • H01L2224/41051Connectors having different shapes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/84Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a strap connector
    • H01L2224/842Applying energy for connecting
    • H01L2224/84201Compression bonding
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/84Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a strap connector
    • H01L2224/8434Bonding interfaces of the connector
    • H01L2224/84345Shape, e.g. interlocking features
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/84Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a strap connector
    • H01L2224/8438Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
    • H01L2224/84385Shape, e.g. interlocking features
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/84Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a strap connector
    • H01L2224/8438Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
    • H01L2224/84399Material
    • H01L2224/844Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/84Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a strap connector
    • H01L2224/848Bonding techniques
    • H01L2224/84801Soldering or alloying
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/31Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
    • H01L23/3107Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation
    • H01L2924/183Connection portion, e.g. seal
    • H01L2924/18301Connection portion, e.g. seal being an anchoring portion, i.e. mechanical interlocking between the encapsulation resin and another package part

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Abstract

半導体装置は、封止部と、封止部内に設けられ、上面に第1の電極が配置された第1電子素子と、一端の上面に封止部内で第1電子素子が載置され、他端が封止部の長手方向に沿った一端側から露出している第1のリード端子と、一端が封止部内で第1のリード端子の一端に近接して配置され、他端が封止部の長手方向に沿った他端側から露出している第2のリード端子と、封止部内に設けられ、一端が第1電子素子の第1の電極に電気的に接続され、他端が第2のリード端子の一端に電気的に接続された第1の接続子と、第1の接続子の他端と第2のリード端子の一端との間を接合し且つ導電性を有する導電性接合材と、を備える。

Description

本発明は、半導体装置に関する発明である。
従来、電子モジュール等の半導体装置の一つとして、直流電源から入力した直流電力を交流電力に変換して出力するインバータ装置が知られている。
インバータ装置は、例えば、直流電圧を3相の交流電圧に変換し、3相モータを駆動するために用いられる。例えば、従来の半導体装置では、ハイサイドとローサイドの電子素子(MOSFET)の入出力電極(ソース電極)とリード端子(リードフレーム)とを、接続子(ソースクリップ)で接続している(例えば、特許文献1参照)。
一端が電子素子の入出力電極(ソース電極)に接続された接続子の他端は、リード端子の一端(アイランド部)に形成された凹部に挿入された形で導電性接合材(はんだ材)により接続される。
この従来の半導体装置においては、接合時に導電性接合材が電子素子に向けて流れるのを堰き止めるものではなく、当該導電性接合材が所定の位置で溶融して固まらないと、当該導電性接合材が電子素子に接触する場合がある。
このようにして、当該導電性接合材が電子素子に接触すると、電気的な接続不良が発生して、電子素子の信頼性が低下することとなる。
また、半導体装置の信頼性を向上するためには、適切に半導体装置が封止されている必要がある。
特開2014−229763
そこで、本発明は、接続子とリード端子とを接合する導電性接合材が電子素子に接触するのを抑制するとともに封止時に適切にモールドロックして、信頼性を向上することが可能な半導体装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る実施形態に従った半導体装置は、
封止部Mと、
前記封止部内に設けられた第1電子素子と、
前記封止部内に設けられた第2電子素子と、
一端の上面に前記封止部内で前記第1電子素子SW1が載置され、他端が前記封止部から露出している第1のリード端子と、
一端の上面に前記封止部内で前記第2電子素子SW2が載置され、他端が前記封止部から露出している第2のリード端子と、
一端が前記第1電子素子の入出力電極に電気的に接続され、他端が前記第2のリード端子の前記一端に電気的に接続された接続子と、
前記接続子の他端と前記第2のリード端子の前記一端の前記上面との間を接合し且つ導電性を有する導電性接合材と、を備え、
前記第2のリード端子の前記一端の前記上面には、前記接続子と前記第2のリード端子との接合時に前記導電性接合材が前記第2電子素子に向けて流れるのを堰き止めるとともに前記封止部の封止時にモールドロックするための溝が形成されている
ことを特徴とする。
前記半導体装置において、
前記溝は、
前記封止部の封止材が埋め込まれる第1の溝部と、
前記第1の溝部に隣接して形成され且つ前記導電性接合材を堰き止めるための第2の溝部と、を含む
ことを特徴とする。
前記半導体装置において、
前記第2の溝部は、前記第1の溝部よりも、前記接続子の前記他端に近い位置に形成されている
ことを特徴とする。
前記半導体装置において、
前記第2の溝部は、前記第1の溝部の両側に形成されていることを特徴とする。
前記半導体装置において、
前記第2の溝部の深さは、前記第1の溝部の深さよりも浅いことを特徴とする。
前記半導体装置において、
前記第1の溝部の内壁は、前記第1の溝部の開口部から底部に向けて前記第1の溝部の幅が広がるように、傾斜している
ことを特徴とする。
前記半導体装置において、
前記第2の溝部の底部は、前記第1の溝部の前記開口部に近づくにつれて浅くなるように形成されている
ことを特徴とする。
前記半導体装置において、
前記溝は、前記接続子の前記一端と前記第2電子素子との間の領域に位置するように、前記第2のリード端子の前記一端の前記上面に形成されている
ことを特徴とする。
前記半導体装置において、
前記溝は、前記第2のリード端子の前記一端の前記上面に直線状に延在し、又は、曲がって延在している
ことを特徴とする。
前記半導体装置において、
前記第2の溝部の開口部は、前記第1の溝部の開口部に隣接して延在するように形成されている
ことを特徴とする。
前記半導体装置において、
前記溝は、前記第2のリード端子の前記一端の前記上面において、前記接続子の前記他端の周囲の領域の少なくとも一部、又は、前記第2電子素子の周囲の領域の少なくとも一部を囲うように、延在している
ことを特徴とする。
前記半導体装置において、
複数の前記溝が、前記第2のリード端子の前記一端の前記上面に形成されていることを特徴とする。
前記半導体装置において、
前記導電性接合材は、はんだ材である。
前記半導体装置において、
前記第1及び第2電子素子は、MOSFETであり、前記第1電子素子の入出力電極は、MOSFETのソース電極である。
前記半導体装置において、
前記第1のリード端子の前記一端の表面の高さは、前記第2のリード端子の前記一端の前記表面の高さと同じである
ことを特徴とする。
本発明の一態様に係る半導体装置は、封止部と、封止部内に設けられた第1及び第2電子素子と、一端の上面に封止部内で第1電子素子が載置され、他端が封止部から露出している第1のリード端子と、一端の上面に封止部内で第2電子素子が載置され、他端が封止部から露出している第2のリード端子と、一端が第1電子素子の入出力電極(ソース電極)に電気的に接続され、他端が第2のリード端子の一端に電気的に接続された接続子(ソースクリップ)と、接続子の他端と第2のリード端子の一端の上面との間を接合し且つ導電性を有する導電性接合材と、を備える。
そして、第2のリード端子の一端の上面には、接続子と第2のリード端子との接合時に導電性接合材が第2電子素子に向けて流れるのを堰き止めるとともに封止部の封止時にモールドロックするための溝が形成されている。
これにより、第2のリード端子の一端の上面に形成された溝により、接続子と第2のリード端子との接合時に導電性接合材が第2電子素子に向けて流れるのを堰き止めて、当該導電性接合材が第2電子素子に接触するのを抑制するとともに、封止部がモールドロックされることとなる。
すなわち、本発明に係る半導体装置によれば、接続子とリード端子とを接合する導電性接合材が電子素子に接触するのを抑制するとともに封止時に適切にモールドロックして、信頼性を向上することができる。
図1は、第1の実施形態に係る半導体装置100の構成の外観の一例を示す斜視図である。 図2は、図1に示す半導体装置100の構成の一例を示す上面図である。 図3は、封止前のリードフレームに積載された電子素子近傍に注目した構成の一例を示す上面図である。 図4は、図1に示す半導体装置100の回路構成の一例を示す回路図である。 図5は、図2に示す半導体装置100の第2のリード端子TVに形成された溝YAの構成の長手方向fxに沿った断面の一例を示す断面図である。 図6は、導電性接合材による接合前における、図5に示す溝YA近傍の構成の一例を示す図である。 図7は、導電性接合材による接合後であって樹脂封止前における、図5に示す溝YA近傍の構成の一例を示す図である。 図8は、樹脂封止後における、図5に示す溝YA近傍の構成の一例を示す図である。 図9は、図5に示す溝YAの製造方法の一例を示す長手方向fxに沿った断面図である。 図10は、図9に続く、図5に示す溝YAの製造方法の一例を示す長手方向fxに沿った断面図である。 図11は、図2に示す電子素子とリード端子との間に接続されたゲートクリップ近傍の構成の一例を示す断面図である。
以下、本発明に係る実施形態について図面に基づいて説明する。
第1の実施形態
図1は、第1の実施形態に係る半導体装置100の構成の外観の一例を示す斜視図である。また、図2は、図1に示す半導体装置100の構成の一例を示す上面図である。また、図3は、封止前のリードフレームに積載された電子素子近傍に注目した構成の一例を示す上面図である。また、図4は、図1に示す半導体装置100の回路構成の一例を示す回路図である。なお、図2において、封止部Rは透視されるように表記されている。
第1の実施形態に係る半導体装置100は、直流電源から入力した直流電力を交流電力に変換して出力するインバータ装置である。
図1ないし図4に示すように、この半導体装置100は、封止部Rと、ハイサイドの第1電子素子MU1、MV1、MW1と、ローサイドの第2電子素子MU2、MV2、MW2と、電源用リード端子(第1のリード端子)MSU、MSV、MSWと、接地用リード端子(第5のリード端子)MEU、MEV、MEWと、入出力用リード端子(第2のリード端子)TU、TV、TWと、ハイサイドのゲート用のリード端子(第3のリード端子)GU1、GV1、GW1と、ローサイドのゲート用のリード端子(第4のリード端子)GU2、GV2、GW2と、ハイサイドの第1の接続子(ゲートクリップ)GC1と、ローササイドの第3の接続子(ゲートクリップ)GC2と、ハイサイドの第2の接続子(ソースクリップ)SC1と、ローササイドの第4の接続子(ソースクリップ)SC2と、を備える。
なお、図1ないし図2に示す例では、封止部Rの長手方向fxに沿った一端側に、電源の大電流が流れる、電源用リード端子MSU、MSV、MSW、及び、接地用リード端子MEU、MEV、MEWが配置されている。
そして、電源用リード端子MSU、MSV、MSWは、一端(インナーリード部)が封止部Rにより封止され、他端(アウターリード部)が電源を供給する電源配線(図示せず)に接続されている。
一方、接地用リード端子MEU、MEV、MEWは、一端(インナーリード部)が封止部Rにより封止され、他端(アウターリード部)が接地された接地配線(図示せず)に接続されている。
そして、封止部Rの長手方向fxに沿った他端側(長手方向fxに沿った一端側と短手方向fで対向する側)に、入出力用リード端子TU、TV、TW、制御のための、ハイサイドのゲート用のリード端子GU1、GV1、GW1及びローサイドのゲート用のリード端子GU2、GV2、GW2が配置されている。
また、図2に示すように、ハイサイドの第1電子素子MU1、MV1、MW1は、封止部R内に設けられている。この第1電子素子MU1、MV1、MW1は、例えば、図4に示すように、MOSFETである。
ここで、例えば、第1電子素子MV1は、上面に第1の電極(制御電極(ゲート電極))GT1および第2の電極(ソース電極)ST1が配置されている(図2)。なお、第1の電極(ゲート電極)GT1は、第2の電極(ソース電極)ST1よりも表面積が小さくなっている。
なお、封止部Rの長手方向fxにおいて、第1の接続子GC1の幅は、第2の接続子SC1の幅よりも狭くなっている。
また、ローサイドの第2電子素子MU2、MV2、MW2は、封止部R内に設けられている。この第2電子素子MU2、MV2、MW2は、例えば、図4に示すように、MOSFETである。
ここで、例えば、第2電子素子MV2は、上面に第3の電極(制御電極(ゲート電極))GT2および第4の電極(ソース電極)ST2が配置されている(図2)。また、第3の電極(ゲート電極)GT2は、第4の電極(ソース電極)ST2よりも表面積が小さくなっている。
なお、封止部Rの長手方向fxにおいて、第3の接続子GC2の幅は、第4の接続子SC2の幅よりも狭くなっている。
また、入出力用リード端子TUは、一端(インナーリード部)が封止部Rにより封止されるとともに第4の接続子(ソースクリップ)SC2に接続され、他端(アウターリード部)が該モータのU相コイルに接続されている(図2)。
また、入出力用リード端子TVは、一端(インナーリード部)が封止部Rにより封止されるとともに第4の接続子(ソースクリップ)SC2に接続され、他端(アウターリード部)が該モータのV相コイルに接続されている(図2)。
また、入出力用リード端子TWは、一端(インナーリード部)が封止部Rにより封止されるとともに第4の接続子(ソースクリップ)SC2に接続され、他端(アウターリード部)が該モータのW相コイルに接続されている(図2)。
なお、制御信号(ゲート電圧)が印加される、ハイサイドのゲート用のリード端子(第3のリード端子)GU1、GV1、GW1、及び、ローサイドのゲート用のリード端子(第4のリード端子)GU2、GV2、GW2の長手方向fxの幅は、該モータの駆動電流が流れる、出力用リード端子TU、TV、TW、電源用リード端子MSU、MSV、MSW、及び、接地用リード端子MEU、MEV、MEWの長手方向fxの幅よりも、狭くなっている。
この第1の実施形態においては、特に、半導体装置100はモータを駆動する3相ブリッジ回路の構成を有する。
例えば、図4に示すように、U相のハイサイドの第1電子素子(MOSFET)MU1は、一端(ドレイン電極)が電源用リード端子MSUに接続され、他端(ソース電極)が第2の接続子(ソースクリップ)SC1を介して入出力用リード端子TUに接続され、制御端子(ゲート電極)が第1の接続子(ゲートクリップ)GC1を介してゲート用のリード端子GU1に接続されている。
そして、U相のローサイドの第2電子素子(MOSFET)MU2は、一端(ドレイン電極)が入出力用リード端子TUに接続され、他端(ソース電極)が第4の接続子(ソースクリップ)SC2を介して入出力用リード端子TUに接続され、制御端子(ゲート電極)が第3の接続子(ゲートクリップ)GC2を介してリード端子GU2に接続されている。
また、図4に示すように、V相のハイサイドの第1電子素子(MOSFET)MV1は、一端(ドレイン電極)が電源用リード端子MSVに接続され、他端(ソース電極)が第2の接続子(ソースクリップ)SC1を介して入出力用リード端子TVに接続され、制御端子(ゲート電極)が第1の接続子(ゲートクリップ)GC1を介してゲート用のリード端子GV1に接続されている。
そして、V相のローサイドの第2電子素子(MOSFET)MV2は、一端(ドレイン電極)が入出力用リード端子TVに接続され、他端(ソース電極)が第2の接続子(ソースクリップ)SC2を介して入出力用リード端子TUに接続され、制御端子(ゲート電極)が第4の接続子(ゲートクリップ)GC2を介してゲート用のリード端子GV2に接続されている。
また、図4に示すように、W相のハイサイドの第1電子素子(MOSFET)MW1は、一端(ドレイン電極)が電源用リード端子MSWに接続され、他端(ソース電極)が第2の接続子(ソースクリップ)SC1を介して入出力用リード端子TWに接続され、制御端子(ゲート電極)が第1の接続子(ゲートクリップ)GC1を介してゲート用のリード端子GW1に接続されている。
そして、W相のローサイドの第2電子素子(MOSFET)MW2は、一端(ドレイン電極)が入出力用リード端子TWに接続され、他端(ソース電極)が第4の接続子(ソースクリップ)SC2を介して入出力用リード端子TWに接続され、制御端子(ゲート電極)が第1の接続子(ゲートクリップ)GC2を介してゲート用のリード端子GW2に接続されている。
ここで、半導体装置100のV相の構成を例として詳細に説明する。なお、半導体装置100のU相、W相の構成に関しても同様に説明される。
例えば、図2に示すように、封止部Rは、第1、第2電子素子MV1、MV2を各接続子GC1、SC1、GC2、SC2の何れかを介して、リード端子FSV、TV、FEV、GV1、GV2の何れかに電気的に接続した後、各リード端子FSV、TV、FEV、GV1、GV2の一部及び当該第1、第2電子素子MV1、MV2を封止するようになっている。
この封止部Rは、例えば、エポキシ樹脂等で構成されている。
そして、図2に示すように、電源用リード端子(第1のリード端子)FSVは、一端(インナーリード部)の上面に封止部R内で第1電子素子MV1が載置され、他端(アウターリード部)が封止部Rの長手方向fxに沿った一端側から露出している。
また、入出力用リード端子(第2のリード端子)TVは、一端(インナーリード部)の上面に封止部R内で第2電子素子MV2が載置され、他端(アウターリード部)が封止部Rの長手方向fxに沿った他端側から露出している。
また、接地用リード端子(第5のリード端子)FEVは、一端(インナーリード部)が封止部R内に配置され、他端(アウターリード部)が封止部Rの長手方向fxに沿った一端側から露出している。
一方、図2に示すように、ハイサイドのゲート用のリード端子(第3のリード端子)GV1は、一端(インナーリード部)が封止部R内で第1のリード端子FSVの一端に近接して配置され、他端(アウターリード部)が封止部Rからの長手方向fxに沿った他端側から露出している。
また、ローサイドのゲート用のリード端子(第4のリード端子)GV2は、一端(インナーリード部)が封止部R内で第2のリード端子TVの一端(インナーリード部)に近接して配置され、他端(アウターリード部)が封止部Rの長手方向fxに沿った他端側から露出している。
そして、制御信号(ゲート電圧)が印加される、ハイサイドのゲート用のリード端子(第3のリード端子)GV1、及び、ローサイドのゲート用のリード端子(第4のリード端子)GV2の長手方向fxの幅は、該モータの駆動電流が流れる、出力用リード端子TV、電源用リード端子MSV、及び、接地用リード端子MEVの長手方向fxの幅よりも、狭くなっている。
そして、第1電子素子(MOSFET)MV1は、既述のように、封止部R内に設けられている(図2)。
そして、第1電子素子MV1は、上面に、制御電極である第1の電極(ゲート電極)GT1、および、第2の電極(ソース電極)ST1が配置されている(図2)。
また、第1の電極(ゲート電極)GT1は、第2の電極(ソース電極)ST1よりも表面積が小さくなっている。
なお、第1電子素子MV1の下面に配置された図示しない電極(ドレイン電極)と第1のリード端子FSVの一端の上面とが電気的に接続されている。
また、図2に示すように、第2の接続子(ソースクリップ)SC1は、一端が第1電子素子MV1の入出力電極である第2の電極(ソース電極)ST1に電気的に接続され、他端が第2のリード端子TVの一端に導電性接合材Zb(図5)を介して電気的に接続されている。
また、図2に示すように、第4の接続子(ソースクリップ)SC2は、一端が第2電子素子MV2の入出力電極である第2の電極(ソース電極)ST2に電気的に接続され、他端が第5のリード端子FEVの一端に導電性接合材(図示せず)を介して電気的に接続されている。
また、第1、第2、第5のリード端子FSV、TV、FEVの一端の上面には、接合時に導電性接合材が流れるのを堰き止めるとともに封止部Rの封止時にモールドロックするための溝TA、YB、YCがそれぞれ形成されている。
なお、図2に示す例では、第1のリード端子FSVの一端の表面の高さは、第2、第5のリード端子TV、FEVの一端の表面の高さと同じである。
ここで、図2、図5ないし図10を参照して、溝YAを一例として詳細に説明する。なお、溝YB、YCも同様に説明される。
図5は、図2に示す半導体装置100の第2のリード端子TVに形成された溝YAの構成の長手方向fxに沿った断面の一例を示す断面図である。また、図6は、導電性接合材による接合前における、図5に示す溝YA近傍の構成の一例を示す図である。また、図7は、導電性接合材による接合後であって樹脂封止前における、図5に示す溝YA近傍の構成の一例を示す図である。また、図8は、樹脂封止後における、図5に示す溝YA近傍の構成の一例を示す図である。また、図9および図10は、図5に示す溝YAの製造方法の一例を示す長手方向fxに沿った断面図である。
例えば、図2、図5に示すように、第2のリード端子TVの一端の上面には、第2の接続子SC1と第2のリード端子との接合時に導電性接合材Zbが第2電子素子MV2に向けて流れるのを堰き止めるとともに封止部Rの封止時にモールドロックするための溝YAが形成されている。
この溝YAは、例えば、図2、図6に示すように、第2の接続子SC1の一端と第2電子素子MV2との間の領域に位置するように、第2のリード端子TVの一端の上面に形成されている。
なお、図2の例では、溝YAは、第2のリード端子TVの一端の上面に直線状に短手方向fに沿って延在しているが、曲がって延在するようにしてもよい。
また、TA溝は、第2のリード端子TVの一端の上面において、第2の接続子SC1の他端の周囲の領域の少なくとも一部、又は、第2電子素子MV2の周囲の領域の少なくとも一部を囲うように、延在するように形成してもよい。
なお、図2の例では、1つの溝YAが、第2のリード端子TVの一端の上面に形成されているが、複数の溝YAが、第2のリード端子TVの一端の上面に形成されていてもよい。
この溝YAは、例えば、図5、図6に示すように、第1の溝部T1と、2つの第2の溝部T2a、T2bと、を含む。
そして、第1の溝部Taは、入出力用リード端子(第2のリード端子)TVの上面に短手方向fに延在して形成され、封止部Rの封止材(封止樹脂)が埋め込まれるようになっている(図2、図5)。
なお、第1の溝部T1の内壁は、第1の溝部T1の開口部T1Kから底部T1Bに向けて第1の溝部Taの幅が広がるように、傾斜している(図5)。
これにより、封止部Rを第1の溝部T1で確実にモールドロックすることができるようになっている。
また、2つの第2の溝部T2a、T2bは、入出力用リード端子(第2のリード端子)TVの上面において、第1の溝部Taの両側に、短手方向fに延在して形成されている。
例えば、図5に示すように、第2の溝部Tb1は、第1の溝部Taの一端側に隣接して、短手方向fに延在して形成されている。この第2の溝部Tb1は、第2電子素子MV2のドレイン電極と入出力用リード端子(第2のリード端子)TVとを接合するための導電性接合材Zaを接合時に堰き止めるようになっている(図7、図8)。
なお、導電性接合材Zaは、第2電子素子MV2のドレイン電極と第2のリード端子TVの一端の上面との間を接合し且つ導電性を有する。この導電性接合材Zaは、例えば、はんだ材である。
この第2の溝部T2aは、例えば、図5に示すように、第1の溝部T1よりも、第2電子素子MV2のドレイン電極に近い位置に形成されている。
これにより、第2の溝部T2bは、導電性接合材Zaをより確実に堰き止めることができる。
なお、第2の溝部T2aの深さは、第1の溝部Taの深さよりも浅くなっている。
特に、第2の溝部T2aの底部T2aBは、第1の溝部T1の開口部T1Kに近づくにつれて浅くなるように形成されている。
また、第2の溝部T2aの開口部T2aKは、第1の溝部T1の開口部T1Kに隣接して延在するように形成されている。
また、図5に示すように、第2の溝部Tb2は、第1の溝部Taの他端側に隣接して、短手方向fに延在して形成されている。この第2の溝部Tb2は、第2の接続子SC1の他端と入出力用リード端子(第2のリード端子)TVとを接合するための導電性接合材Zbを接合時に堰き止めるようになっている(図7、図8)。
なお、導電性接合材Zbは、第2の接続子SC1の他端と第2のリード端子TVの一端の上面との間を接合し且つ導電性を有する。この導電性接合材Zbは、例えば、はんだ材である。
この第2の溝部T2bは、例えば、図5に示すように、第1の溝部T1よりも、第2の接続子SC1の他端に近い位置に形成されている。
これにより、第2の溝部T2bは、導電性接合材Zbをより確実に堰き止めることができる。
なお、第2の溝部T2bの深さは、第1の溝部T1の深さよりも浅くなっている。
特に、第2の溝部T2bの底部T2bBは、第1の溝部T1の開口部T1Kに近づくにつれて浅くなるように形成されている。
また、第2の溝部T2bの開口部T2bKは、第1の溝部T1の開口部T1Kに隣接して延在するように形成されている。
ここで、既述のような構成を有する溝YAは、例えば、図9に示すように、第2のリード端子TVの一端の表面に、第1加工部材10を押圧して、基準溝T10を形成し、その後、図10に示すように、基準溝10の両側の端部に、先端が尖った第2加工部材20a、20bを押圧することにより、溝YAの第1の溝部T1、第2の溝部T2a、T2bが形成されることとなる。
なお、既述のように、第1のリード端子FSVの上面、第5のリード端子FEVの上面にも、溝YB、YCがそれぞれ形成されており(図2)、これらの溝YB、YCも、既述の溝YAと同様の構成を有する。
次に、図2に示す電子素子とリード端子との間に接続されたゲートクリップ近傍の構成の一例について説明する。図11は、図2に示す電子素子とリード端子との間に接続されたゲートクリップ近傍の構成の一例を示す断面図である。
例えば、図11に示すように、第3のリード端子GV1の一端の上面の高さは、第1電子素子MV1の第1の電極(ゲート電極)GT1の上面の高さよりも、高くなっている。
なお、第1のリード端子FSVの厚さは、第3のリード端子GV1の厚さと同じである(図11)。
ここで、図2に示すように、第1の接続子(ゲートクリップ)GC1は、封止部R内に設けられている。
この第1の接続子GC1は、例えば、図11に示すように、一端dが第1電子素子MV1の電極(ゲート電極)GT1に、導電性接合材Z1により、電気的に接続されている。
この図11の例では、第1の接続子GC1の一端dの下面側に設けられた突出部eと第1電子素子MV1の電極(ゲート電極)GT1とが導電性接合材Z1により電気的に接続されている。
なお、この突出部eは、第1の接続子GC1の一端dの上面側から押圧することにより形成されている。そして、第1の接続子GC1の一端dにおいて、この突出部eの反対側には凹部cが該押圧により形成されている。
ここで、この導電性接合材Z1は、第1の接続子CG1の他端と第3のリード端子GV1の一端との間を接合し且つ導電性を有する。この導電性接合材Z1は、例えば、はんだ材である。
さらに、第1の接続子(ゲートクリップ)GC1は、図11に示すように、他端aが第3のリード端子GV1の一端に、導電性接合材Z2により、電気的に接続されている。
そして、この導電性接合材Z2は、第1の接続子CG1の他端と第3のリード端子GV1の一端との間を接合し且つ導電性を有する。この導電性接合材Z2は、例えば、はんだ材である。
また、図2に示すように、第2の接続子(ソースクリップ)SC1は、封止部内に設けられている。この第2の接続子SC1は、一端が第1電子素子の上面に配置された第2の電極に電気的に接続され、他端が第2のリード端子の一端に電気的に接続され、延在方向(短手方向f)に延在する。
また、既述のように、第1の電極(ゲート電極)GT1は、第2の電極(ソース電極)ST1よりも表面積が小さくなっている。
さらに、封止部Rの長手方向fxにおいて、第1の接続子GC1の幅は、第2の接続子SC1の幅よりも狭くなっている(図2)。
このように、ソースクリップである第2の接続子SC1には該モータの駆動電流が流れ、ゲートクリップである第1の接続子GC1には制御信号(ゲート電圧)が印加される構成である。
このため、第2の接続子SC1の配線経路の幅(サイズ)よりも、第1の接続子GC1の配線経路の幅(サイズ)の方が、狭く(小さく)なっており、第2の電極(ソース電極)ST1の表面積よりも、第1の電極(ゲート電極)GT1の表面積が小さくなっている。
ここで、第3のリード端子GV1の一端の上面には、第3のリード端子GV1の一端の上面から突出した壁部GV1Xが設けられている(図11)。
この壁部GV1Xは、第1の接続子GC1の他端と第3のリード端子GV1の一端との間の接合時に、溶融した導電性接合材Z2を堰き止めるようになっている。
なお、この第3のリード端子GV1の壁部GV1Xは、第1の接続子GC1の他端aと接触している。図11の例では、第1の接続子GC1の他端aが下方に傾斜して、壁部GV1Xに接触している。
このように、導電性接合材Z2が壁部GV1Xに表面張力で吸い寄せられて所定の位置に第1の接続子GC1の傾斜した他端aが固定されることとなる。
また、この壁部GV1Xは、例えば、図2、図11に示すように、第3のリード端子GV1の一端が延在する延在方向(短手方向f)に対して、垂直に(長手方向fxに)延在するように第3のリード端子GV1の一端の上面に設けられている。
なお、この壁部GV1Xは、第3のリード端子GV1の一端の上面に、複数個設けられていてもよい。
なお、図2の例では、壁部GV1Xが延在する長さは、第3のリード端子GV1の一端の幅と同じである。
これにより、導電性接合材Z2が壁部GV1Xの周囲を迂回して第3のリード端子GV1の反対側に流れるのを抑制されている。
また、導電性接合材Z2は、第3のリード端子GV1の一端(インナーリード部)と第1の接続子GC1の他端との接合時に、表面張力で壁部GV1Xに接触するように形成されている。
これにより、第1の接続子GC1を第3のリード端子GV1に接続する際に、第3のリード端子GV1の壁部GV1Xが接続の位置決めになるため、第1の接続子GC1が所定の位置で接続される。さらに、当該壁部GV1Xが第3のリード端子GV1をモールドロックすることとなる。
したがって、第1の接続子(ゲートクリップ)GC1と第1の電極(ゲート電極)GT1とのはんだ接続を所定の位置で確実にして、第1の接続子(ゲートクリップ)GC1の一端dが他の配線部分に電気的に接続されるのを抑制することができる。
また、図11に示すように、第3のリード端子GV1の一端の上面における壁部GV1Xの高さ(上面の位置)は、第3のリード端子GV1の一端の上面における導電性接合材Z2の高さ(上面の位置)よりも、高くなっている。
すなわち、第3のリード端子GV1の一端(インナーリード部)と第1の接続子GC1の他端との接合時に、第3のリード端子GV1の一端の上面において、導電性接合材Z2が壁部GV1Xを乗り越えないようになっている。
また、図2に示すように、第2電子素子(MOSFET)MV2は、封止部R内に設けられている。
そして、既述のように、第2電子素子MV2は、上面に、制御電極である第3の電極(ゲート電極)GT2、および、第4の電極(ソース電極)ST2が配置されている(図2)。
また、第3の電極(ゲート電極)GT2は、第4の電極(ソース電極)ST2よりも表面積が小さくなっている。
なお、第2電子素子MV2の下面に配置された図示しない電極(ドレイン電極)と第2のリード端子TVの一端の上面とが電気的に接続されている。
そして、封止部Rの長手方向fxにおいて、第3の接続子GC2の幅は、第4の接続子SC2の幅よりも狭くなっている(図2)。
このように、ソースクリップである第4の接続子SC2には該モータの駆動電流が流れ、ゲートクリップである第3の接続子GC2には制御信号(ゲート電圧)が印加される構成である。このため、配線経路の幅(サイズ)が、第4の接続子SC2よりも、第3の接続子GC2の方が狭く(小さく)なっており、第4の電極(ソース電極)ST2の表面積よりも、第3の電極(ゲート電極)GT2の表面積が小さくなっている。
なお、第3の接続子GC2は、図2に示すように、封止部R内に設けられ、一端が第2電子素子MV2の第3の電極GT2に電気的に接続され、他端が第4のリード端子GV2の一端に電気的に接続されている。
また、第4の接続子SC2は、図2に示すように、封止部R内に設けられている。この第4の接続子SC2は、一端が第2電子素子MV2の上面に配置された第4の電極(ソース電極)CT2に電気的に接続され、他端が第5のリード端子FEVの一端に電気的に接続され、延在方向(短手方向f)に延在している。
ここで、第4のリード端子GV2の一端の上面には、第4のリード端子GV2の一端の上面から突出した壁部GV2Xが設けられている(図2)。
この壁部GV2Xは、第3の接続子GC2の他端と第4のリード端子GV2の一端との間の接合時に、溶融した導電性接合材(図示せず)を堰き止めるようになっている。
そして、この壁部GV2Xは、例えば、図2に示すように、第4のリード端子GV2の一端が延在する延在方向(長手方向fx)に対して、垂直に(短手方向fに)延在するように第4のリード端子GV2の一端の上面に設けられている。
なお、この壁部GV2Xは、第4のリード端子GV2の一端の上面に、複数個設けられていてもよい。
なお、図2の例では、壁部GV2Xが延在する長さは、第4のリード端子GV2の一端の幅と同じである。
なお、第3、第4の接続子GC2、SC2に関するその他の構成は、例えば、第1、第2の接続子GC1、SC1と同様である。
また、既述のように、本実施形態では、図2、図5ないし図11を参照しつつ、半導体装置100のV相の構成を例として説明したが、半導体装置100のU相、W相の構成に関しても同様に説明される。
以上のように、本発明の一態様に係る半導体装置は、封止部と、封止部内に設けられた第1及び第2電子素子と、一端の上面に封止部内で第1電子素子が載置され、他端が封止部から露出している第1のリード端子と、一端の上面に封止部内で第2電子素子が載置され、他端が封止部から露出している第2のリード端子と、一端が第1電子素子の入出力電極(ソース電極)に電気的に接続され、他端が第2のリード端子の一端に電気的に接続された接続子(ソースクリップ)と、接続子の他端と第2のリード端子の一端の上面との間を接合し且つ導電性を有する導電性接合材と、を備える。
そして、第2のリード端子の一端の上面には、接続子と第2のリード端子との接合時に導電性接合材が第2電子素子に向けて流れるのを堰き止めるとともに封止部の封止時にモールドロックするための溝が形成されている。
これにより、第2のリード端子の一端の上面に形成された溝により、接続子と第2のリード端子との接合時に導電性接合材が第2電子素子に向けて流れるのを堰き止めて、当該導電性接合材が第2電子素子に接触するのを抑制するとともに、封止部がモールドロックされることとなる。
すなわち、本発明に係る半導体装置によれば、接続子とリード端子とを接合する導電性接合材が電子素子に接触するのを抑制するとともに封止時に適切にモールドロックして、信頼性を向上することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
100 半導体装置
R 封止部
MU1 ハイサイドの第1電子素子
MV1 ハイサイドの第1電子素子
MW1 ハイサイドの第1電子素子
MU2 ローサイドの第2電子素子
MV2 ローサイドの第2電子素子
MW2 ローサイドの第2電子素子
MSU 電源用リード端子
MSV 電源用リード端子
MSW 電源用リード端子
MEU 接地用リード端子
MEV 接地用リード端子
MEW 接地用リード端子
TU 入出力用リード端子
TV 入出力用リード端子
TW 入出力用リード端子
GU1 ハイサイドのゲート用のリード端子
GV1 ハイサイドのゲート用のリード端子
GW1 ハイサイドのゲート用のリード端子
GU2 ローサイドのゲート用のリード端子
GV2 ローサイドのゲート用のリード端子
GW2 ローサイドのゲート用のリード端子
GC1 ハイサイドの第1の接続子(ゲートクリップ)
GC2 ローササイドの第3の接続子(ゲートクリップ)
SC1 ハイサイドの第2の接続子(ソースクリップ)
SC2 ローササイドの第4の接続子(ソースクリップ)

Claims (11)

  1. 封止部Mと、
    前記封止部内に設けられた第1電子素子と、
    前記封止部内に設けられた第2電子素子と、
    一端の上面に前記封止部内で前記第1電子素子が載置され、他端が前記封止部から露出している第1のリード端子と、
    一端の上面に前記封止部内で前記第2電子素子が載置され、他端が前記封止部から露出している第2のリード端子と、
    一端が前記第1電子素子の入出力電極に電気的に接続され、他端が前記第2のリード端子の前記一端に電気的に接続された接続子と、
    前記接続子の他端と前記第2のリード端子の前記一端の前記上面との間を接合し且つ導電性を有する第1の導電性接合材と、を備え、
    前記第2のリード端子の前記一端の前記上面には、前記接続子と前記第2のリード端子との接合時に前記第1の導電性接合材が前記第2電子素子に向けて流れるのを堰き止めるとともに前記封止部の封止時にモールドロックするための溝が形成され、
    前記溝は、前記接続子の前記一端と前記第2電子素子との間の領域に位置するように、前記第2のリード端子の前記一端の前記上面に形成され、
    前記溝は、
    前記封止部の封止材が埋め込まれる第1の溝部と、
    前記第1の溝部に隣接して形成され且つ前記第1の導電性接合材を堰き止めるための第2の溝部と、を含み、
    前記第2の溝部は、前記第1の溝部の両側に形成され、
    前記第2の溝部の一方は、前記第1の溝部よりも、前記接続子の前記他端に近い位置に形成され、且つ、前記接続子の他端と前記第2のリード端子とを接合するための前記第1の導電性接合材を接合時に堰き止めるようになっており、
    前記第2の溝部の他方は、前記第1の溝部よりも、前記第2電子素子の電極に近い位置に形成されており、且つ、前記第2電子素子の電極と前記第2のリード端子とを接合するための第2の導電性接合材を接合時に堰き止めるようになっている
    ことを特徴とする半導体装置。
  2. 前記第2の溝部の深さは、前記第1の溝部の深さよりも浅いことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
  3. 前記第1の溝部の内壁は、前記第1の溝部の開口部から底部に向けて前記第1の溝部の幅が広がるように、傾斜している
    ことを特徴とする請求項5に記載の半導体装置。
  4. 前記第2の溝部の底部は、前記第1の溝部の前記開口部に近づくにつれて浅くなるように形成されている
    ことを特徴とする請求項6に記載の半導体装置。
  5. 前記溝は、前記第2のリード端子の前記一端の前記上面に直線状に延在し、又は、曲がって延在している
    ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
  6. 前記第2の溝部の開口部は、前記第1の溝部の開口部に隣接して延在するように形成されている
    ことを特徴とする請求項9に記載の半導体装置。
  7. 前記溝は、前記第2のリード端子の前記一端の前記上面において、前記接続子の前記他端の周囲の領域の少なくとも一部、又は、前記第2電子素子の周囲の領域の少なくとも一部を囲うように、延在している
    ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
  8. 複数の前記溝が、前記第2のリード端子の前記一端の前記上面に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
  9. 前記第1の導電性接合材は、はんだ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。
  10. 前記第1及び第2電子素子は、MOSFETであり、前記第1電子素子の入出力電極は、MOSFETのソース電極であることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
  11. 第1のリード端子の前記一端の表面の高さは、前記第2のリード端子の前記一端の前記表面の高さと同じである
    ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
JP2018517238A 2017-09-05 2017-09-05 半導体装置 Active JP6449523B1 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2017/031996 WO2019049213A1 (ja) 2017-09-05 2017-09-05 半導体装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP6449523B1 true JP6449523B1 (ja) 2019-01-09
JPWO2019049213A1 JPWO2019049213A1 (ja) 2019-11-07

Family

ID=63207818

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018517238A Active JP6449523B1 (ja) 2017-09-05 2017-09-05 半導体装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10985092B2 (ja)
JP (1) JP6449523B1 (ja)
CN (1) CN111095545B (ja)
NL (1) NL2020954B1 (ja)
WO (1) WO2019049213A1 (ja)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10154776A (ja) * 1996-09-05 1998-06-09 Internatl Rectifier Corp 表面実装半導体デバイスパッケージ
JP2004335776A (ja) * 2003-05-08 2004-11-25 Renesas Technology Corp 半導体装置
JP2010177619A (ja) * 2009-02-02 2010-08-12 Sanken Electric Co Ltd 半導体モジュール
JP2010258366A (ja) * 2009-04-28 2010-11-11 Renesas Electronics Corp 半導体装置
JP2010267789A (ja) * 2009-05-14 2010-11-25 Renesas Electronics Corp 半導体装置
JP2017005149A (ja) * 2015-06-11 2017-01-05 株式会社デンソー 基板、および、その製造方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6483178B1 (en) 2000-07-14 2002-11-19 Siliconware Precision Industries Co., Ltd. Semiconductor device package structure
JP2003204027A (ja) * 2002-01-09 2003-07-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd リードフレーム及びその製造方法、樹脂封止型半導体装置及びその製造方法
SG157957A1 (en) * 2003-01-29 2010-01-29 Interplex Qlp Inc Package for integrated circuit die
JP2006294998A (ja) * 2005-04-13 2006-10-26 Rohm Co Ltd 半導体装置及びリードフレーム
JP2007012857A (ja) * 2005-06-30 2007-01-18 Renesas Technology Corp 半導体装置
US7776658B2 (en) 2008-08-07 2010-08-17 Alpha And Omega Semiconductor, Inc. Compact co-packaged semiconductor dies with elevation-adaptive interconnection plates
US8076183B2 (en) * 2009-10-27 2011-12-13 Alpha And Omega Semiconductor, Inc. Method of attaching an interconnection plate to a semiconductor die within a leadframe package
JP2012182241A (ja) * 2011-02-28 2012-09-20 Panasonic Corp 連結導体及びこれを用いた半導体装置
JP2014207430A (ja) * 2013-03-21 2014-10-30 ローム株式会社 半導体装置
JP5799974B2 (ja) 2013-05-23 2015-10-28 株式会社デンソー 電子装置
WO2015001648A1 (ja) * 2013-07-04 2015-01-08 三菱電機株式会社 半導体装置の製造方法、半導体装置
US10186498B2 (en) 2015-07-27 2019-01-22 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor leadframes and packages with solder dams and related methods
JP6577857B2 (ja) * 2015-12-21 2019-09-18 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10154776A (ja) * 1996-09-05 1998-06-09 Internatl Rectifier Corp 表面実装半導体デバイスパッケージ
JP2004335776A (ja) * 2003-05-08 2004-11-25 Renesas Technology Corp 半導体装置
JP2010177619A (ja) * 2009-02-02 2010-08-12 Sanken Electric Co Ltd 半導体モジュール
JP2010258366A (ja) * 2009-04-28 2010-11-11 Renesas Electronics Corp 半導体装置
JP2010267789A (ja) * 2009-05-14 2010-11-25 Renesas Electronics Corp 半導体装置
JP2017005149A (ja) * 2015-06-11 2017-01-05 株式会社デンソー 基板、および、その製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019049213A1 (ja) 2019-03-14
NL2020954B1 (en) 2019-03-26
CN111095545B (zh) 2023-10-20
US20210020548A1 (en) 2021-01-21
JPWO2019049213A1 (ja) 2019-11-07
NL2020954A (en) 2019-03-11
CN111095545A (zh) 2020-05-01
US10985092B2 (en) 2021-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6466625B1 (ja) 半導体装置
KR20140100904A (ko) 반도체 장치
JP6449523B1 (ja) 半導体装置
EP2688098B1 (en) Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device
JP6752981B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP6517439B1 (ja) 半導体装置
JP2015002245A (ja) モールドパッケージを備えた電子装置
JP6808849B2 (ja) 半導体装置
EP3703121B1 (en) Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device
EP3703118B1 (en) Semiconductor device
JP2009170596A (ja) 電力変換装置およびその製造方法
NL2021879A (en) Electronic module

Legal Events

Date Code Title Description
A529 Written submission of copy of amendment under article 34 pct

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A5211

Effective date: 20180402

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180403

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20181106

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20181205

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6449523

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150