JP7496724B2 - Semiconductor Device - Google Patents
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Description
本発明は半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device.
半導体装置(半導体モジュール)は、一般的な構成として、放熱ベースの上に、配線パターンを形成した絶縁基板をはんだ等で接合し、その絶縁基板の配線パターンの上に、パワー半導体チップをはんだ等で搭載する。パワー半導体チップは、スイッチング素子としてMOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)やIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)が搭載される。このようなスイッチング機能を有するパワー半導体チップを備える半導体装置は、電力変換装置の部品として使用される。電力変換装置は、直流電源から供給された直流電力をモータなどの誘導性負荷に供給するための交流電力に変換する機能や、モータにより発電された交流電力を直流電源に供給するための直流電力に変換する機能を発揮する。 A semiconductor device (semiconductor module) is generally configured by bonding an insulating substrate with a wiring pattern formed on a heat dissipation base with solder or the like, and then mounting a power semiconductor chip on the wiring pattern of the insulating substrate with solder or the like. The power semiconductor chip is equipped with a metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET) or an insulated gate bipolar transistor (IGBT) as a switching element. A semiconductor device equipped with a power semiconductor chip with such a switching function is used as a component of a power conversion device. A power conversion device performs the function of converting DC power supplied from a DC power source into AC power for supplying to an inductive load such as a motor, and the function of converting AC power generated by a motor into DC power for supplying to a DC power source.
パワー半導体チップは、裏面には主電流が流れる裏面電極としてドレイン電極(ユニポーラ型トランジスタの場合)、コレクタ電極(バイポーラトランジスタの場合)またはカソード電極(還流ダイオードの場合)を備え、表面には制御電流が流れるゲート電極、主電流が流れる表面電極としてソース電極(ユニポーラ型トランジスタの場合)、エミッタ電極(バイポーラ型トランジスタの場合)またはアノード電極(還流ダイオードの場合)を備える。 A power semiconductor chip has a drain electrode (in the case of a unipolar transistor), collector electrode (in the case of a bipolar transistor) or cathode electrode (in the case of a freewheeling diode) on the back side as the back side electrode through which the main current flows, and a gate electrode on the front side through which a control current flows, and a source electrode (in the case of a unipolar transistor), emitter electrode (in the case of a bipolar transistor) or anode electrode (in the case of a freewheeling diode) as the front side electrode through which the main current flows.
裏面電極は絶縁基板上の配線パターンと接続され、表面電極はワイヤ等を介して絶縁基板上の配線パターンに接続される。鉄道用などの大電力用の半導体装置では、絶縁基板上に複数のパワー半導体チップが搭載され、さらにその絶縁基板を複数搭載することで、大電流に対応できるようにしている。 The back electrode is connected to the wiring pattern on the insulating substrate, and the front electrode is connected to the wiring pattern on the insulating substrate via a wire or the like. In semiconductor devices for high power applications such as railways, multiple power semiconductor chips are mounted on an insulating substrate, and multiple insulating substrates are further mounted to enable the device to handle large currents.
例えば、電気自動車のモータ駆動に用いる半導体装置は、耐圧600V以上、電流容量300A以上となる。電気鉄道の場合は耐圧3.3kV以上、電流容量1200A以上となる。これらの大電流を扱うため、パワー半導体チップあたり数百アンペアの電流を流す必要があり、このため通常、直径300μmから550μm程度の太線ワイヤを1チップあたり複数本接合することが必要になっている。 For example, semiconductor devices used to drive the motors of electric vehicles have a voltage resistance of 600V or more and a current capacity of 300A or more. In the case of electric railways, the voltage resistance is 3.3kV or more and the current capacity is 1200A or more. In order to handle these large currents, it is necessary to pass several hundred amperes of current per power semiconductor chip, which usually requires the joining of multiple thick wires with diameters of about 300μm to 550μm per chip.
従来の半導体装置の例として、特許文献1には、ワイヤが接続される表面電極を形成した半導体チップと、ワイヤと表面電極との接合部を被覆する第1の樹脂膜と、表面電極の形成面の周縁部を被覆し、第1の樹脂膜に接するとともに第1の樹脂膜よりも膜厚の厚い第2の樹脂膜と、半導体チップ、第1の樹脂膜および第2の樹脂膜を覆うゲル状封止材と、を有することを特徴とする半導体装置が記載されている。表面電極とワイヤとの接合部を被覆する第1の樹脂膜(ワイヤ補強樹脂)にはポリアミドイミドが用いられている。図8には、1つの表面電極に2本のワイヤがボンディングされ、ワイヤ補強樹脂によって被覆されている構成が記載されている。
As an example of a conventional semiconductor device,
近年、半導体装置の電流容量向上の要求が高まり、1チップあたりに流れる電流が増加しているため、発熱が増加し、チップ周辺の接合部がより大きな温度変動に晒されるようになっている。このため、熱応力の繰り返しによる破壊寿命をより長寿命化することが課題となっている。また、大電流を扱うため、1つの電極に対してワイヤを複数本接合する必要が生じている。 In recent years, there has been an increasing demand for improved current capacity in semiconductor devices, and the current flowing per chip has increased, which has resulted in increased heat generation and exposed the joints around the chip to greater temperature fluctuations. This has led to the challenge of extending the breakdown life caused by repeated thermal stress. Also, in order to handle large currents, it has become necessary to join multiple wires to one electrode.
従来の半導体装置における表面電極とワイヤとの接合の補強は、アルミニウム系の材料の表面電極に、アルミニウム系のワイヤをポリアミドイミド(PAI)等の樹脂を接着剤として塗布して乾燥し、固化することによって行っていた。この際、樹脂を均一に塗布していない場合、樹脂の塗りむらによってワイヤと表面電極との接合強度が低下し、近年要求されている高いレベルの熱応力に対する寿命を実現できないという課題があった。特に、例えば特許文献1のように、広い1つの電極に対してワイヤを複数本接合する場合には、表面電極とワイヤとの接合を補強する樹脂の塗りむらが生じやすい。
In conventional semiconductor devices, the bond between the surface electrode and the wire is reinforced by applying an aluminum-based wire to the surface electrode made of an aluminum-based material with a resin such as polyamideimide (PAI) as an adhesive, then drying and solidifying. If the resin is not applied evenly, the strength of the bond between the wire and the surface electrode decreases due to unevenness in the resin application, and there is a problem that the life against the high level of thermal stress required in recent years cannot be realized. In particular, when multiple wires are bonded to a single wide electrode, as in
本発明は、上記事情に鑑み、表面電極とワイヤとの接合を補強する樹脂の塗りむらを無くし、耐熱化及び長寿命化を実現可能な半導体装置を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention aims to provide a semiconductor device that can eliminate unevenness in the application of resin that reinforces the bond between the surface electrode and the wire, and achieves improved heat resistance and a longer life.
上記課題を解決するための本発明の半導体装置は、半導体チップと、前記半導体チップに接続された複数のワイヤとを備えた半導体装置において、アルミニウムを主成分とするとともに前記半導体チップの主電流が流れる第1の表面電極の表面に、第1の樹脂層によって形成された隔壁が設けられ、前記隔壁によって前記第1の表面電極の表面が2以上に細分化された領域に分割され、前記細分化された領域毎に1つの前記ワイヤが接続され、かつ、前記細分化された領域に第2の樹脂層が充填されており、前記第1の表面電極の上に前記細分化された領域毎に分割して形成され前記隔壁よりも低い膜厚の第2の表面電極が形成され、前記第2の表面電極に前記ワイヤが接続されており、前記第2の表面電極は、前記第1の表面電極が前記第1の樹脂層により覆われていない部分のみに形成されたニッケルめっき膜であることを特徴とする。 In order to solve the above problem, the semiconductor device of the present invention is a semiconductor device including a semiconductor chip and a plurality of wires connected to the semiconductor chip, wherein a partition formed by a first resin layer is provided on a surface of a first surface electrode which is mainly composed of aluminum and through which a main current of the semiconductor chip flows, the partition divides the surface of the first surface electrode into two or more subdivided regions, one of the wires is connected to each of the subdivided regions, and a second resin layer is filled in the subdivided regions, a second surface electrode which is formed on the first surface electrode and divided into each of the subdivided regions and has a thickness smaller than that of the partition, the wires are connected to the second surface electrode, and the second surface electrode is a nickel plating film formed only on a portion of the first surface electrode which is not covered by the first resin layer .
本発明によれば、表面電極とワイヤとの接合を補強する樹脂の塗りむらを無くし、高耐熱化及び長寿命化を実現可能な半導体装置を提供できる。 The present invention provides a semiconductor device that can eliminate unevenness in the resin that reinforces the bond between the surface electrode and the wire, and achieves high heat resistance and a long life.
以下、図面等を用いて、本発明の実施形態について詳細に説明する。図1Aは実施例1の半導体装置の構成を示す上面図であり、図1BはA-A´断面図であり、図1Cは図1Bの半導体層1より上部を拡大する図である。図1A~図1Cに示すように、本実施例の半導体装置100aは、放熱ベース17と、絶縁基板15と、第1の半導体チップ(スイッチング素子)6および第2の半導体チップ(ダイオード素子)7とがこの順で積層された構造を備える。放熱ベース17と絶縁基板15との間には基板接合層16が設けられ、絶縁基板15と第1の半導体チップ6および第2の半導体チップ7との間には、チップ接合層8が設けられている。放熱ベース17の表面と放熱ベース17以外の構成は、封止樹脂18によって封止されている。
The following describes the embodiments of the present invention in detail with reference to the drawings. FIG. 1A is a top view showing the configuration of the semiconductor device of Example 1, FIG. 1B is an A-A' cross-sectional view, and FIG. 1C is an enlarged view of the upper part of the
なお、半導体装置100aは、上記構成の他に、上記構成を覆う樹脂ケース等を必要とするが、本実施例で開示する技術内容と直接関係しないため省略した。また、図1A(上面図)上の主電流用ワイヤ9及びゲートワイヤ10は、第1の表面電極2またはゲート電極3または配線層13との接合部のみを表示し、それ以外は省略した。また、封止樹脂18も省略した。以下、各構成について詳述する。
In addition to the above components, the
半導体チップ(スイッチング素子)6は、半導体層1と、半導体層1の表面側(半導体チップの表面)に形成され、主電流が流れる第1の表面電極2と、半導体層1の表面に設けられ、ゲート電流が流れるゲート電極3と、半導体層1の裏面に形成され、主電流が流れる裏面電極4と、第1の樹脂層(隔壁)5を有する。ユニポーラ型のトランジスタの場合、第1の表面電極2をソース電極、裏面電極4をドレイン電極と称し、また、バイポーラ型のトランジスタの場合、第1の表面電極2をエミッタ電極、裏面電極4をコレクタ電極と称することがあるが、それぞれ同じ機能を有するものである。
The semiconductor chip (switching element) 6 has a
半導体チップ(ダイオード素子)7は、半導体層1と、半導体層1の表面側(半導体チップの表面)に形成され、主電流が流れる第1の表面電極2と、半導体チップの裏面に形成され、主電流が流れる裏面電極4と、第1の樹脂層5を有する。第1の表面電極2をアノード電極と称し、裏面電極4をカソード電極と称することがある。絶縁基板15は、絶縁層12の半導体チップ側に配線層13を、半導体チップと反対側に裏面金属層14を備える。
The semiconductor chip (diode element) 7 has a
半導体チップ(スイッチング素子)6と、半導体チップ(ダイオード素子)7の裏面電極4は、チップ接合層8によって、絶縁基板15の配線層13に接合されている。絶縁基板15の裏面金属層14は、基板接合層16によって、放熱ベース17に接合されている。
The semiconductor chip (switching element) 6 and the
半導体チップ(スイッチング素子)6と、半導体チップ(ダイオード素子)7の第1の表面電極2の表面には、主電流用ワイヤ(配線)9が接合(ボンディング)され、外部機器と電気的に接続されている。また半導体チップ(スイッチング素子)6のゲート電極3の表面には、ゲートワイヤ10が接合されている。
A main current wire (wiring) 9 is bonded to the surfaces of the semiconductor chip (switching element) 6 and the
第1の表面電極2と主電流用ワイヤ9との接合部およびゲート電極3とゲートワイヤ10の接合部には、接合を補強する第2の樹脂層11が設けられている。
A
放熱ベース17に積層された半導体チップ(スイッチング素子)6と、半導体チップ(ダイオード素子)7、チップ接合層8、主電流用ワイヤ9、ゲートワイヤ10、第2の樹脂層11、絶縁基板15、基板接合層16は、封止樹脂18によって封止されている。
The semiconductor chip (switching element) 6, semiconductor chip (diode element) 7,
本実施例の特徴は、主電流が流れる第1の表面電極2の表面に設けられた第1の樹脂層5によって形成された隔壁により、第1の表面電極2の表面が複数の領域に分割され、細分化された領域毎に主電流用ワイヤ9が1本接続され、かつ、細分化された領域に第2の樹脂層が充填されていることである。尚、図1Bに示すように、1本のワイヤの端部だけでなく途中部分でも接合するようにしてもよく、この場合も細分化された領域毎に主電流用ワイヤ9を接合しているのは1か所であり、細分化された領域毎に主電流用ワイヤ9が1本接続されている状態に含まれる。
The feature of this embodiment is that the surface of the
上述した構成とすることにより、半導体チップ(スイッチング素子)6と、半導体チップ(ダイオード素子)7の主電流が流れる第1の表面電極2を底面とし、第1の樹脂層5を側壁とした箱型部が形成され、この箱型部が第2の樹脂層11が充填される際の受け皿となって、第1の表面電極2と主電流用ワイヤ9の接合部に第2の樹脂層11をむらなく、隙間なく充填できる。この結果、半導体装置の熱応力に対する寿命が向上するといった効果を奏する。
The above-mentioned configuration forms a box-shaped section with the
従来の半導体装置は、第1の樹脂層が半導体チップの外周部のみであり、細分化されていない第1の表面電極の表面に複数の主電流用ワイヤ9の接続部があった。第2の樹脂層は主電流用ワイヤを接続した後に、半導体チップ上に液状の状態で塗布されるが、第2の樹脂層の粘度が高いと半導体チップ上にまんべんなく広がらず塗布斑ができたり、細かな隙間に浸透せず第1の表面電極と主電流用ワイヤの接合部に空隙ができてしまい、熱応力に対する寿命が低下するといった問題があった。一方、第2の樹脂層の粘度が低いと半導体チップからはみ出しこぼれてしまうことがあった。
In conventional semiconductor devices, the first resin layer is only on the outer periphery of the semiconductor chip, and there are multiple connection parts for the main
本発明の特徴によれば、上述したように、主電流用ワイヤ9の接合部毎に、第2の樹脂層を充填する箱型部があるので、第1の表面電極2と主電流用ワイヤ9の接合部に第2の樹脂層11を安定して供給できるため、寿命のばらつきも少なくすることができる。
According to the features of the present invention, as described above, each joint of the main
第1の表面電極2の第1の樹脂層5の側壁による分割の態様は、図1Aおよび図1Bに示した態様に限られるものではない。本実施例では、上面から見た時に、第1の表面電極2の表面を縦3つ横4つに分割した領域としているが、領域の数や配列はこれに限定されるものではない。
The manner in which the
第1の樹脂層5の材料および第2の樹脂層11に特に限定は無いが、第1の樹脂層5にはPAI(ポリアミドイミド)が好適であり、第2の樹脂層11にはPI(ポリイミド)が好適である。
There are no particular limitations on the materials of the
半導体層1には、Si(シリコン)や高温で動作させることが可能なSiC(シリコンカーバイド)を用いることができる。表面電極や裏面電極には、アルミニウム(Al)を主成分とした金属または合金が用いられることが好ましい。
The
チップ接合層8は焼結金属を使用することが好ましい。焼結金属としては、Cuの微粒子を焼結させた焼結銅を用いることが好ましい。焼結銅は、従来のはんだに比べ耐熱性が高く、高温で動作しても長寿命な半導体装置を提供できる。チップ接合層8には、焼結銅に代えて焼結銀を用いることも可能である。
It is preferable to use sintered metal for the
絶縁基板15は、絶縁層12として厚さ0.63mm程度の窒化アルミニウム(AlN)を用いることが好ましい。その他、耐圧や用途によっては窒化珪素(Si3N4)、酸化アルミニウム(Al2O3)等のセラミック材料を用いてもよい。裏面金属層14は厚さ0.2mm程度のCuの層で構成することが好ましい。配線層13は、厚さ0.3mm程度のCuの層で構成されていることが好ましい。
The insulating
放熱ベース17は、半導体チップ(スイッチング素子)6及び半導体チップ(ダイオード素子)7から発せられた熱を外部の冷却器に伝える役目と、半導体装置100a全体の剛性を担う役割を有している。放熱ベース17には、例えばAl-SiCが好適である。ただし、これに限らず、必要な熱伝導性および剛性を有していれば、CuやAlを用いることも可能である。
The
封止樹脂18は、例えばシリコーンゲルを用いることが好ましい。シリコーンゲルで封止することにより、半導体装置100a内部の放電を防止することができる。ただしこれに限らず、エポキシ樹脂で封止してもよい。封止樹脂18として比較的硬いエポキシ樹脂を用いる場合には、上述したチップ接合層8をはんだに代えてもよい。ただし、封止樹脂18が比較的柔らかいシリコーンゲルである場合は、はんだでは歪を抑制できないため、接合層に焼結金属を用いることが好ましい。
It is preferable to use, for example, silicone gel as the sealing
各層の形成方法は、従来の方法を適用できる。第1の樹脂層5は、フォトリソグラフィーによるパターニングによって形成することができる。
Conventional methods can be used to form each layer. The
図2Aは実施例2の半導体装置の構成を示す上面図であり、図2Bは図2AのA-A´断面図である。図2に示すように、本実施例の半導体装置100bは、実施例1の半導体装置100aの構成に第2の表面電極19を追加したものである。第2の表面電極19は、第1の表面電極2またはゲート電極3の表面に形成され、第1の表面電極2の細分化された領域毎に分割して形成され、第1の樹脂層5により形成される隔壁よりも小さい膜厚となっている。主電流用ワイヤ9は、第2の表面電極19上に接続されている。
Figure 2A is a top view showing the configuration of the semiconductor device of Example 2, and Figure 2B is a cross-sectional view taken along the line A-A' of Figure 2A. As shown in Figure 2, the
第2の表面電極19が第1の樹脂層5により形成される隔壁よりも低い膜厚となっているため、第2の表面電極19を底面、第1の樹脂層を側壁とした箱型部が受け皿となって第2の表面電極19と主電流用ワイヤ9の接合部に第2の樹脂層11をむらなく隙間なく充填できるので、熱応力に対する寿命が向上する効果を奏する。また、第2の表面電極19で第1の表面電極2にかかる熱応力を緩和できるので、熱応力に対する寿命が向上する。さらに、第2の表面電極19が細分化されているので、ワイヤ接続時の圧力による割れがなくなる。
Since the
第2の表面電極19は第1の樹脂層5を形成した後に、ニッケル(Ni)をめっきすることによって形成できる。このため、第2の表面電極19は、第1の表面電極2が第1の樹脂層5により覆われていない部分のみに形成されるため細分化されている。従来の半導体装置は第2の表面電極は、主電流用ワイヤの接合部毎に細分化されておらず、広い面に複数の主電流ワイヤの接合部を設けていた。広い面に主電流ワイヤをワイヤボンディングすると、硬いNiに圧力がかかるとともに、Niの下のアルミニウムを主成分とする柔らかい第1の表面電極がその圧力でへこむためNiに割れが生じることがあった。Niの割れる箇所が主電流用ワイヤの接合部に近いと熱応力に対する寿命が低下するという課題があった。本実施例では、第2の表面電極19が形成される領域が細分化されているため、熱応力を緩和できる。
The
図3は半導体装置の上面図に主電流用ワイヤ9のボンディング部の端部から第1の樹脂層までの最低距離Lを示す図である。図3に示すように、1つの領域において、主電流用ワイヤ9の接合部(ボンディング部)の端部から第2の表面電極19の端部(第1の樹脂層5の隔壁)までの最短距離をLとする。上述した本実施例の半導体装置において、Lを変えて熱応力に対する寿命を評価した。図4は第1の表面電極2の熱応力に対する寿命とLとの関係を示すグラフである。図4に示すように、Lが200μm未満の場合はLの減少とともに寿命が低下することがわかる。一方、Lが200μm以上の場合は寿命は最大値のまま変化していない。つまり、主電流用ワイヤ9の接合部の端部から第2の表面電極19の端部までの距離を200μm以上にすることによって最大の寿命向上効果を得ることができる。
Figure 3 is a diagram showing the minimum distance L from the end of the bonding portion of the main
また、第2の表面電極19の割れを防ぐためには、分割後の1つの領域が広すぎない方がよいので、主電流用ワイヤ9の接合部の端部から第2の表面電極19の端部までの距離を400μm以下とすることが好ましい。尚、図3、図4で説明したLの範囲については後述する実施例3でも同様である。
In addition, to prevent cracking of the
図5Aは実施例3の半導体装置の構成を示す図であり、図5Bは図5AのA-A´断面図である。図5Aに示すように、本実施例の半導体装置100cは、実施例2の構成に第3の表面電極20を追加したものである。第3の表面電極20は、第2の表面電極19の上に細分化された領域毎に分割して形成され、第2の表面電極19と第3の表面電極20の厚さの和は第1の樹脂層5により形成される隔壁よりも低い膜厚となっている。主電流用ワイヤ9は第3の表面電極20上の表面に接続されている。
Figure 5A shows the configuration of a semiconductor device of Example 3, and Figure 5B is a cross-sectional view of Figure 5A taken along the line A-A'. As shown in Figure 5A, the
本実施例によれば、第2の表面電極19と第3の表面電極20で第1の表面電極2にかかる熱応力を緩和できるので、熱応力に対する寿命が向上する。また、第2の表面電極19と第3の表面電極20が細分化されているので、ワイヤ接続時の圧力による割れがなくなる。
According to this embodiment, the
また、第2の表面電極19と第3の表面電極20の厚さの和は第1の樹脂層5により形成される隔壁よりも低い膜厚となっているため、第3の表面電極20を底面、第1の樹脂層を側壁とした箱型部が受け皿となって第3の表面電極20と主電流用ワイヤ9の接合部に第2の樹脂層11をむらなく隙間なく充填できるので、熱応力に対する寿命が向上するという効果を奏する。
In addition, the sum of the thicknesses of the
第3の表面電極20は第1の樹脂層5を形成した後に、第2の表面電極19としてNiをめっきし、この表面に第3の表面電極20としてCuをめっきすることで形成できる。このため、第2の表面電極19と第3の表面電極20は、第1の表面電極2が第1の樹脂層5により覆われていない部分のみに形成されるため細分化されている。このため実施例2と同様電極の割れを防ぐことができた。
The
これまで説明してきた実施例1から3において、主電流用ワイヤ9は、アルミニウムワイヤ、銅ワイヤなどを用いることができるが、銅ワイヤを適用することによりさらに長寿命にすることができる。但し、銅ワイヤは硬く、アルミニウム電極はやわらかいので、銅ワイヤを用いる場合は、実施例2、3のようにNiの電極を用いることが望ましい。
In the above-described
以上、説明したように、本発明によれば、表面電極とワイヤとの接合部を補強する樹脂の塗りむらを無くし、耐熱化及び長寿命化を実現可能な半導体装置を提供できることが示された。 As explained above, the present invention has been shown to provide a semiconductor device that can eliminate unevenness in the resin that reinforces the joint between the surface electrode and the wire, and achieves improved heat resistance and a longer life.
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記した実施例は本発明を分かりやすく説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。 The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, but includes various modified examples. The above-mentioned embodiments are provided to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all of the configurations described. It is also possible to replace part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. It is also possible to add, delete, or replace part of the configuration of each embodiment with other configurations.
100a,100b,100c…半導体装置、1…半導体層、2…第1の表面電極、3…ゲート電極、4…裏面電極、5…第1の樹脂層、6…半導体チップ(スイッチング素子)、7…半導体チップ(ダイオード素子)、8…チップ接合層、9…主電流用ワイヤ、10…ゲートワイヤ、11…第2の樹脂層、12…絶縁層、13…配線層、14…裏面金属層、15…絶縁基板、16…基板接合層、17…放熱ベース、18…封止樹脂、19…第2の表面電極、20…第3の表面電極。 100a, 100b, 100c...semiconductor device, 1...semiconductor layer, 2...first surface electrode, 3...gate electrode, 4...back surface electrode, 5...first resin layer, 6...semiconductor chip (switching element), 7...semiconductor chip (diode element), 8...chip bonding layer, 9...main current wire, 10...gate wire, 11...second resin layer, 12...insulating layer, 13...wiring layer, 14...back surface metal layer, 15...insulating substrate, 16...substrate bonding layer, 17...heat dissipation base, 18...encapsulating resin, 19...second surface electrode, 20...third surface electrode.
Claims (6)
アルミニウムを主成分とするとともに前記半導体チップの主電流が流れる第1の表面電極の表面に、第1の樹脂層によって形成された隔壁が設けられ、前記隔壁によって前記第1の表面電極の表面が2以上に細分化された領域に分割され、
前記細分化された領域毎に1つの前記ワイヤが接続され、かつ、
前記細分化された領域に第2の樹脂層が充填されており、
前記第1の表面電極の上に前記細分化された領域毎に分割して形成され前記隔壁よりも低い膜厚の第2の表面電極が形成され、
前記第2の表面電極に前記ワイヤが接続されており、
前記第2の表面電極は、前記第1の表面電極が前記第1の樹脂層により覆われていない部分のみに形成されたニッケルめっき膜であることを特徴とする半導体装置。 A semiconductor device including a semiconductor chip and a plurality of wires connected to the semiconductor chip,
a partition formed of a first resin layer is provided on a surface of a first surface electrode , the first surface electrode being mainly composed of aluminum and through which a main current of the semiconductor chip flows, the partition dividing the surface of the first surface electrode into two or more subdivided regions;
One of the wires is connected to each of the subdivided regions; and
A second resin layer is filled in the divided region ,
A second surface electrode is formed on the first surface electrode, the second surface electrode being divided into each of the divided regions and having a thickness smaller than that of the partition wall;
the wire is connected to the second surface electrode;
The semiconductor device according to claim 1, wherein the second surface electrode is a nickel plating film formed only on a portion of the first surface electrode that is not covered with the first resin layer .
アルミニウムを主成分とするとともに前記半導体チップの主電流が流れる第1の表面電極の表面に、第1の樹脂層によって形成された隔壁が設けられ、前記隔壁によって前記第1の表面電極の表面が2以上に細分化された領域に分割され、
前記細分化された領域毎に1つの前記ワイヤが接続され、かつ、
前記細分化された領域に第2の樹脂層が充填されており、
前記第1の表面電極の上に、前記細分化された領域毎に分割して形成された第2の表面電極と、前記第2の表面電極の上に形成された第3の表面電極とが形成され、
前記第3の表面電極に前記ワイヤが接続され、前記第2の表面電極と前記第3の表面電極の厚さの和は前記隔壁よりも低く、
前記第2の表面電極は、前記第1の表面電極が前記第1の樹脂層により覆われていない部分のみに形成されたニッケルめっき膜であることを特徴とする半導体装置。 A semiconductor device including a semiconductor chip and a plurality of wires connected to the semiconductor chip,
a partition formed of a first resin layer is provided on a surface of a first surface electrode, the first surface electrode being mainly composed of aluminum and through which a main current of the semiconductor chip flows, the partition dividing the surface of the first surface electrode into two or more subdivided regions;
One of the wires is connected to each of the subdivided regions; and
A second resin layer is filled in the divided region,
a second surface electrode formed by dividing the first surface electrode into the divided regions, and a third surface electrode formed on the second surface electrode;
the wire is connected to the third surface electrode, and a sum of the thicknesses of the second surface electrode and the third surface electrode is smaller than the thickness of the partition wall;
The semiconductor device according to claim 1, wherein the second surface electrode is a nickel plating film formed only on a portion of the first surface electrode that is not covered with the first resin layer.
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