JP7000871B2 - 半導体装置および電力変換装置 - Google Patents
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Description
本発明に係る半導体装置では、複数の半導体チップの間に第1スペーサが設けられる。このため、第1スペーサの両側の半導体チップを接合するはんだの厚さのバラつきを抑制できる。従って、はんだの厚さを制御し易い。
図1は、実施の形態1に係る半導体装置100の断面図である。半導体装置100はアルミフィン10を備える。アルミフィン10の上には絶縁基板12が設けられる。絶縁基板12の上面には回路パターン14が設けられる。回路パターン14の上にははんだ16が設けられる。はんだ16はチップ下はんだである。はんだ16の上には半導体チップ18が設けられる。はんだ16は回路パターン14と半導体チップ18とを接合する。
図3は、実施の形態2に係る半導体装置200の断面図である。本実施の形態では、第1スペーサ226の構造が実施の形態1と異なる。第1スペーサ226は、複数の半導体チップ18の間に設けられる。第1スペーサ226は、複数の半導体チップ18の間で第1リードフレーム22を支持する。第1スペーサ226は、複数の半導体チップ18の間を埋める。また、第1スペーサ226は、複数の接合部24の間に嵌め込まれる。
図5は、実施の形態3に係る第1リードフレーム322の平面図である。図6は、実施の形態3に係る第1スペーサ326の斜視図である。本実施の形態では、第1リードフレーム322および第1スペーサ326の構造が実施の形態2と異なる。実施の形態2と同様に、第1スペーサ326は、複数の半導体チップ18の間に設けられる。第1リードフレーム322の複数の半導体チップ18側の面には凹部332が設けられる。凹部332は複数の接合部24の間に設けられる。凹部332は、貫通孔である。凹部332は、平面視においてオーバル形である。
図7は、実施の形態4に係る第1リードフレームの平面図である。図8は、実施の形態4に係る第1スペーサ426の斜視図である。本実施の形態では、第1リードフレーム422および第1スペーサ426の構造が実施の形態1と異なる。第1リードフレーム422の複数の半導体チップ18側の面には複数の凹部432が設けられる。複数の凹部432は、貫通孔である。各々の凹部432は、平面視において円形である。
図9は、実施の形態5に係る第1リードフレーム522の斜視図である。本実施の形態では、第1リードフレーム522の構造が実施の形態1と異なる。第1リードフレーム522は、ケース28に固定されたケース側部分522aと、半導体チップ18と接合されたチップ側部分522bとを有する。
図11は、実施の形態6に係る半導体装置600の断面図である。図11では、便宜上、アルミフィン10、絶縁基板12、はんだ16、20、半導体チップ18、ケース28、封止樹脂29は省略されている。本実施の形態では、第1リードフレーム622の上方に、さらに第2リードフレーム623が設けられる。
本実施の形態は、上述した実施の形態1~6にかかる半導体装置を電力変換装置に適用したものである。本実施の形態は特定の電力変換装置に限定されるものではないが、以下、実施の形態7として、三相のインバータに実施の形態1~6にかかる半導体装置を適用した場合について説明する。
Claims (11)
- 複数の半導体チップと、
前記複数の半導体チップの上に設けられた第1リードフレームと、
前記複数の半導体チップと前記第1リードフレームとの間にそれぞれ設けられ、前記複数の半導体チップと前記第1リードフレームとを接合する複数のはんだと、
前記複数の半導体チップの間に設けられ、前記第1リードフレームを支持する絶縁性の第1スペーサと、
前記第1スペーサと材質が異なり、前記複数の半導体チップを封止する封止樹脂と、
を備え、
前記第1スペーサは、前記複数の半導体チップの間と、前記複数のはんだの間を埋めることを特徴とする半導体装置。 - 前記第1リードフレームの前記複数の半導体チップ側の面には凹部が設けられ、前記第1スペーサは前記凹部に嵌め込まれることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記第1スペーサは、
前記凹部よりも幅が広く、前記第1リードフレームの前記半導体チップ側の面と接する本体部と、
前記本体部から上方に突出し、前記凹部に嵌め込まれる凸部と、
を有することを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。 - 前記凹部は、貫通孔であることを特徴とする請求項2または3に記載の半導体装置。
- 前記第1リードフレームには、前記複数の半導体チップに向かって突出し、前記複数の半導体チップとそれぞれ接合される複数の接合部が設けられ、
前記第1スペーサは、前記複数の接合部の間に嵌め込まれることを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の半導体装置。 - 前記第1スペーサと前記第1リードフレームとは接合されていないことを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の半導体装置。
- 前記半導体チップを囲むケースをさらに備え、
前記第1リードフレームは、前記ケースに固定されたケース側部分と、前記半導体チップと接合されたチップ側部分と、を有し、
前記ケース側部分と、前記チップ側部分とは互いに接合されていることを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載の半導体装置。 - 前記第1リードフレームの上方に設けられた第2リードフレームと、
前記第1リードフレームの上に設けられ、前記第2リードフレームを支持する絶縁性の第2スペーサと、
をさらに備えることを特徴とする請求項1から7の何れか1項に記載の半導体装置。 - 前記半導体チップはワイドバンドギャップ半導体によって形成されていることを特徴とする請求項1から8の何れか1項に記載の半導体装置。
- 前記ワイドバンドギャップ半導体は、炭化珪素、窒化ガリウム系材料またはダイヤモンドであることを特徴とする請求項9に記載の半導体装置。
- 請求項1から10の何れか1項に記載の半導体装置を有し、入力される電力を変換して出力する主変換回路と、
前記半導体装置を駆動する駆動信号を前記半導体装置に出力する駆動回路と、
前記駆動回路を制御する制御信号を前記駆動回路に出力する制御回路と、
を備えた電力変換装置。
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