JP7284566B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
図1~図10は、本開示の第1実施形態にかかる半導体装置を示している。第1実施形態の半導体装置A1は、回路ユニットU1、放熱部材60、封止樹脂7を備えている。回路ユニットU1は、複数の半導体素子10、支持基板20、複数の端子30、複数のリード部材40および複数のワイヤ部材50を含んでいる。本実施形態において、複数の端子30には、入力端子31,32、出力端子33、一対のゲート端子34A,34B、一対の検出端子35A,35B、および、複数のダミー端子36がある。
図27は、第2実施形態にかかる半導体装置を示している。第2実施形態にかかる半導体装置A2は、半導体装置A1と比較して、支持基板20の構成が異なる。図27は、半導体装置A2を示す断面図であって、第1実施形態の図9に示す断面に相当する。
図28および図29は、第3実施形態にかかる半導体装置を示している。第3実施形態にかかる半導体装置A3は、半導体装置A1と比較して、複数の回路ユニットU1を備えている点で異なる。図28は、半導体装置A3を示す平面図であって、封止樹脂7を省略している。なお、図28において、封止樹脂7を想像線で示す。図29は、半導体装置A3における回路構成図を示している。
U1,U1A,U1B,U1C:回路ユニット
7 :封止樹脂
10,10A,10B:半導体素子
100A,100B:素子接合材
101 :素子主面
102 :素子裏面
11 :主面電極
111 :第1電極
112 :第2電極
12 :裏面電極
13 :絶縁膜
20 :支持基板
21,21A,21B:絶縁基板
211 :主面
212 :裏面
22,22A,22B:導電性基板
220m :グラファイト基板
220n :銅膜
220A,220B:基板接合材
221A,221B:主面
222A,222B:裏面
23A,23B:絶縁層
24A,24B:ゲート層
25A,25B:検出層
26 :熱伝導シート
261 :シート主面
262 :シート裏面
30 :端子
31,32:入力端子
311 :パッド部
312 :端子部
319 :ブロック材
321 :パッド部
321a :連結部
321b :延出部
321c :接続部
322 :端子部
329 :ブロック材
320 :ブロック接合材
33 :出力端子
331 :パッド部
332 :端子部
339 :ブロック材
34A,34B:ゲート端子
341 :パッド部
342 :端子部
35A,35B:検出端子
351 :パッド部
352 :端子部
36 :ダミー端子
361 :パッド部
362 :端子部
40 :リード部材
401 :リード主面
410,420:リード接合材
41 :第1接合部
42 :第2接合部
43 :連絡部
50 :ワイヤ部材
51 :ゲートワイヤ
52 :検出ワイヤ
53 :第1接続ワイヤ
54 :第2接続ワイヤ
60 :放熱部材
601 :放熱部材主面
602 :放熱部材裏面
61 :フレーム部
610 :中空部
610a :傾斜壁
611 :第1部材
611a :天板部
611b :第1突起部
611d :延出部
612 :第2部材
612a :底板部
612b :側板部
612c :第2突起部
612d :延出部
62 :流入部
621 :露出部
622 :外周面
622a :隆起部
63 :流出部
631 :露出部
632 :外周面
632a :隆起部
65 :締結部材
66 :密閉部材
70 :封止樹脂
71 :樹脂主面
72 :樹脂裏面
731 :樹脂側面
732 :樹脂側面
733 :樹脂側面
734 :樹脂側面
G1~G6:ゲート端子
Q1~Q6:スイッチング素子
T1~T6:端子
Claims (16)
- 電源電圧を印加するための第1入力端子および第2入力端子と、
前記第1入力端子と前記第2入力端子との間に電気的に接続された複数の半導体素子と、
第1方向において互いに反対側を向く基板主面および基板裏面を有しており、前記基板主面に接合材を介して前記複数の半導体素子が搭載された支持基板と、
前記基板主面と同じ方向を向く放熱部材主面を有しており、前記放熱部材主面に前記支持基板が搭載された放熱部材と、
前記複数の半導体素子および前記支持基板と、前記放熱部材の一部と、を覆う封止樹脂と、
前記複数の半導体素子の駆動を制御するための複数の信号端子と、
を備えており、
前記複数の半導体素子は、前記第1方向に直交する第2方向に沿って配置された複数の第1半導体素子および前記第2方向に沿って配置された複数の第2半導体素子を含み、
前記複数の第1半導体素子と前記複数の第2半導体素子とは、電気的に直列に接続されており、
前記支持基板は、前記複数の第1半導体素子および前記複数の第2半導体素子がそれぞれ前記接合材により個別に接合された一対の導電性基板と、前記一対の導電性基板の各々の上にそれぞれ個別に配置された一対の絶縁層と、前記一対の絶縁層の各々の上にそれぞれ個別に配置された一対の第1導電層と、前記一対の絶縁層の各々の上にそれぞれ個別に配置された一対の第2導電層とを備えており、
前記接合材は、焼結金属からなり、
前記複数の信号端子の各々は、前記一対の第1導電層および前記一対の第2導電層のうちの対応する1つに導通し、
前記放熱部材は、中空部を有する中空構造であるフレーム部と、前記封止樹脂の外部と前記中空部とを繋ぐ筒状の流入部および流出部と、を有しており、且つ、絶縁性樹脂によって構成されており、
前記流入部と前記流出部とは、前記第2方向に沿って配置されている、
ことを特徴とする半導体装置。 - 前記支持基板は、前記第1方向に見て、前記流入部と前記流出部との間に配置されており、
前記第1入力端子および前記第2入力端子の各々は、前記第1方向に見て、前記流入部と前記流出部とを結ぶ直線に対して直交する方向に延出している、
請求項1に記載の半導体装置。 - 前記フレーム部は、前記支持基板が搭載された平板状の天板部と、前記天板部から前記第1方向に延びており、かつ、前記中空部に内包された複数の第1突起部と、前記流入部から離れるにつれ前記中空部が広がり、かつ、前記流出部に近づくにつれ前記中空部が狭くなるように形成された傾斜壁とを含んでいる、
請求項1または請求項2に記載の半導体装置。 - 前記複数の第1突起部は、前記第1方向に見て、千鳥配列に並んでいる、
請求項3に記載の半導体装置。 - 前記複数の第1突起部の各々は、前記第1方向に見て、略円形である、
請求項3または請求項4に記載の半導体装置。 - 前記フレーム部は、前記第1方向に見て重なる第1部材および第2部材を含んでおり、
前記第1部材は、前記天板部および前記複数の第1突起部を含んでいる、
請求項3ないし請求項5のいずれか一項に記載の半導体装置。 - 前記第2部材は、前記天板部に略平行な平板状の底板部を含んでおり、
各前記第1突起部は、前記底板部に離間している、
請求項6に記載の半導体装置。 - 前記第2部材は、前記底板部から前記第1方向に突き出し、かつ、前記中空部に内包された複数の第2突起部を有しており、
前記複数の第2突起部の各々と前記複数の第1突起部の各々とは、前記第1方向に見て、離間している、
請求項7に記載の半導体装置。 - 前記複数の第1突起部は、前記第1方向に見て、前記流入部に近い側から前記流出部に近い側に向かうほど、配置密度が高い、
請求項3ないし請求項8のいずれか一項に記載の半導体装置。 - 前記一対の導電性基板の各々は、グラファイト基板と当該グラファイト基板の前記第1方向を向く両面に形成された銅膜とを含む複合基板である、
請求項1ないし請求項9のいずれか一項に記載の半導体装置。 - 前記放熱部材は、前記第1方向において前記放熱部材主面と反対側を向く放熱部材裏面を有しており、
前記放熱部材裏面は、前記封止樹脂から露出している、
請求項1ないし請求項10のいずれか一項に記載の半導体装置。 - 前記支持基板は、焼結金属によって、前記放熱部材に接合されている、
請求項1ないし請求項11のいずれか一項に記載の半導体装置。 - 前記流入部および前記流出部はそれぞれ、前記封止樹脂から露出した露出部を有しており、
前記流入部および前記流出部の各前記露出部は、外周面から盛り上がった隆起部を含んでいる、
請求項1ないし請求項12のいずれか一項に記載の半導体装置。 - 前記封止樹脂は、前記基板主面と同じ方向を向く樹脂主面を有しており、
前記流入部の一部および前記流出部の一部はそれぞれ、前記樹脂主面から突き出ている、
請求項1ないし請求項13のいずれか一項に記載の半導体装置。 - 各々が、前記複数の半導体素子と、前記第1入力端子と、前記第2入力端子と、前記支持基板と、を含む複数のユニットを備えており、
前記複数のユニットの各々は、前記放熱部材上に前記第1方向に見て前記流入部と前記流出部との間に並列に配置され、かつ、前記封止樹脂に覆われており、
前記複数のユニットの各々において、前記第1入力端子および前記第2入力端子は、前記第1方向に見て、前記流入部と前記流出部とを結ぶ直線に対して直交する方向に前記封止樹脂からそれぞれ延出している、
請求項1ないし請求項14のいずれか一項に記載の半導体装置。 - 前記複数の半導体素子の各々は、炭化ケイ素、ヒ化ガリウム、または、窒化ガリウムから選択される半導体材料を主剤として含む、
請求項1ないし請求項15のいずれか一項に記載の半導体装置。
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