JP7480715B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
図1は、実施の形態1に係る半導体装置100の平面図である。図2は、実施の形態1に係る半導体装置100の断面図である。図2は、図1をA-A直線で切断することで得られる断面図である。以下では、半導体装置100がIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)とFWDi(Free Wheeling Diode)を1つずつ備える1in1パッケージである例について説明する。これに限らず、半導体装置100は半導体チップを少なくとも1つ備えれば良い。半導体装置100は、例えば大電流の制御に用いられる。
図4は、実施の形態2に係る半導体装置200の断面図である。図2では、半導体装置200のうち放熱パタン4の近傍のみが示されている。半導体チップ8、10の上面に接合される電極部218は、放熱パタン4に向かって突出する凸部218dを有する。電極部218のうち放熱パタン4との接合部は、凸部218dに設けられる。凸部218dは、例えば電極部218が折り曲げられることで形成されている。
図5は、実施の形態3に係る半導体装置300の断面図である。半導体装置300の電極部318は、主部118と、屈曲部319とを有する。主部118は、半導体チップ8、10に接合され、パッケージの外部まで延びる。屈曲部319は、主部118のうち半導体チップ8、10に接合された部分と、パッケージの外部に露出した部分との間で、主部118から分岐する。
図7は、実施の形態4に係る半導体装置400の断面図である。半導体装置400の電極部418は、主部118と、導体ブロック420とを有する。主部118は、半導体チップ8、10に接合され、パッケージの外部まで延びる。導体ブロック420は、主部118と放熱パタン4との間に接合される。電極部418において放熱パタン4との接合部は、導体ブロック420に設けられる。導体ブロック420と主部118とは、はんだ421で接合される。導体ブロック420と放熱パタン4とは、はんだ422で接合される。本実施の形態では、導体ブロック420により電極部418と放熱パタン4との間の熱抵抗を低減させ、放熱効率を向上させることができる。
図8は、実施の形態5に係る半導体装置500の断面図である。半導体装置500の電極部518は、主部118と、金属ピン523とを有する。主部118は、半導体チップ8、10に接合され、パッケージの外部まで延びる。主部118には貫通孔118aが形成される。貫通孔118aには、金属ピン523が挿入されている。金属ピン23は例えば円柱状である。金属ピン523は、貫通孔118aにおいて主部118とはんだ524で接合される。また、金属ピン523と放熱パタン4は、はんだ525で接合される。電極部518において放熱パタン4との接合部は、金属ピン523に設けられる。
図9は、実施の形態6に係る半導体装置600の平面図である。図10は、実施の形態6に係る半導体装置600の断面図である。図10は、図9を一点鎖線B-Bで切断することで得られる断面図である。半導体装置600は絶縁基板605を備える。絶縁基板605は、絶縁層1と、絶縁層1の上面に設けられた導体パタン2および放熱パタン4、604と、絶縁層1の上面と反対側の裏面に設けられた導体部603を有する。放熱パタン4、604と導体パタン2は独立している。放熱パタン4、604と導体パタン2は絶縁層1と接合され、絶縁層1はベース板である導体部603と接合される。
図11は、実施の形態7に係る半導体装置700の断面図である。半導体装置700の電極部740は、導体パタン628と放熱パタン4との間に接合された導体ブロック420を有する。導体ブロック420には、放熱パタン4との接合部が設けられる。導体ブロック420と導体パタン628とは、はんだ421で接合される。導体ブロック420と放熱パタン4とは、はんだ422で接合される。本実施の形態では、導体ブロック420により電極部640と放熱パタン4との間の熱抵抗を低減させ、放熱効率を向上させることができる。
図12は、実施の形態8に係る半導体装置800の断面図である。半導体装置800の電極部840は、プリント基板836を有する。プリント基板836は、スルーホール829を有する。スルーホール829は導体パタン628と接続されている。電極部840は、スルーホール829に挿入され、スルーホール829と接合された金属ピン523を有する。金属ピン523は、スルーホール829とはんだ524で接合される。また、金属ピン523と放熱パタン4は、はんだ525で接合される。このように、電極部840において放熱パタン4との接合部は、金属ピン523に設けられる。
図13は、実施の形態9に係る半導体装置900の断面図である。半導体装置900では、絶縁基板905に半導体チップ635の制御電極と電気的に接続された放熱パタン604が設けられる。実施の形態6では、プリント基板636の導体パタン630に、半導体チップ635の制御電極、放熱パタン604および外部接続部631が接合された。これに対し本実施の形態では、半導体チップ635の制御電極パットと放熱パタン604はワイヤ940で接続される。また、放熱パタン604と外部接続部631はワイヤ940で接続される。ワイヤ940は、例えばアルミワイヤである。
Claims (12)
- 絶縁層と、
前記絶縁層の上面に設けられた第1導体パタンと、
前記絶縁層の上面と反対側の裏面に設けられた裏面パタンと、
前記第1導体パタンに接合された半導体チップと、
前記裏面パタンに接合されたベース板と、
前記ベース板の上において前記絶縁層及び前記半導体チップを囲むケースと、
前記ケースの内部を絶縁封止する封止樹脂と、
前記半導体チップの上面に接合され、前記ケースの外部まで延びる電極部と、
前記絶縁層の上面に設けられた放熱パタンと、
を備え、
前記電極部には、前記半導体チップに接合された部分と前記ケースの外部に露出した部分との間に、前記放熱パタンと接合された接合部が設けられ、
前記接合部は、前記電極部のうち前記半導体チップの制御電極に接合された部分と前記ケースの外部に露出した部分との間に設けられることを特徴とする半導体装置。 - 前記接合部と前記放熱パタンは接合材によって接合されることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記接合部と前記放熱パタンは直接接合されることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記電極部は、前記放熱パタンに向かって突出する凸部を有し、
前記接合部は、前記凸部に設けられることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の半導体装置。 - 前記電極部は、
前記半導体チップに接合され前記ケースの外部まで延びる主部と、
前記半導体チップに接合された部分と前記ケースの外部に露出した部分との間で前記主部から分岐し、前記放熱パタンに向かって屈曲し、前記主部と反対側の端部が前記放熱パタンに沿って延びる屈曲部と、
を有し、
前記接合部は、前記屈曲部の前記主部と反対側の端部に設けられることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の半導体装置。 - 前記電極部は、貫通孔が形成され、前記貫通孔に挿入された金属ピンを有し、
前記接合部は、前記金属ピンに設けられることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の半導体装置。 - 前記電極部は、前記半導体チップの上面に接合された第2導体パタンを有するプリント基板と、前記第2導体パタンと接合され前記ケースの外部まで延びる外部接続部を有することを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の半導体装置。
- 前記接合部は、前記第2導体パタンに設けられることを特徴とする請求項7に記載の半導体装置。
- 前記電極部は、前記第2導体パタンと前記放熱パタンとの間に接合され、前記接合部が設けられる導体ブロックを有することを特徴とする請求項7に記載の半導体装置。
- 前記プリント基板は、前記第2導体パタンと接続されたスルーホールを有し、
前記電極部は、前記スルーホールに挿入された金属ピンを有し、
前記接合部は、前記金属ピンに設けられることを特徴とする請求項7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10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11に記載の半導体装置。
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