JPH05121614A - 樹脂封止形半導体装置 - Google Patents
樹脂封止形半導体装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】整流回路に適用する電力用ダイオードモジュー
ルなどを対象に、突入電流の繰り返しに対して十分な耐
量が得られるようにした信頼性，耐久性の高い樹脂封止
形半導体装置を提供する。 【構成】金属ベース板２にマウントした半導体チップ１
の電極面と外部導出端子との間に内部リード線５をワイ
ヤボンディングした組立体をパッケージ内に組み込み、
樹脂封止した樹脂封止形半導体装置に対し、少なくとも
半導体チップと内部リード線との接続部を硬質樹脂７で
被覆してた上で、パッケージ内の残余空間にゲル状充填
剤６を充填する。これにより半導体チップとリード線と
の接続部が硬質樹脂で堅固に固定されるので、突入電流
の繰り返しによりリード線の接続部が剥離してオープン
破壊に至るの良好に防止できる。
ルなどを対象に、突入電流の繰り返しに対して十分な耐
量が得られるようにした信頼性，耐久性の高い樹脂封止
形半導体装置を提供する。 【構成】金属ベース板２にマウントした半導体チップ１
の電極面と外部導出端子との間に内部リード線５をワイ
ヤボンディングした組立体をパッケージ内に組み込み、
樹脂封止した樹脂封止形半導体装置に対し、少なくとも
半導体チップと内部リード線との接続部を硬質樹脂７で
被覆してた上で、パッケージ内の残余空間にゲル状充填
剤６を充填する。これにより半導体チップとリード線と
の接続部が硬質樹脂で堅固に固定されるので、突入電流
の繰り返しによりリード線の接続部が剥離してオープン
破壊に至るの良好に防止できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、整流回路に適用する電
力用ダイオードモジュールなどを実施対象とした樹脂封
止形半導体装置に関する。
力用ダイオードモジュールなどを実施対象とした樹脂封
止形半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】まず、頭記の電力用ダイオードモジュー
ルを例に、従来における樹脂封止形半導体装置の構造を
図５に示す。図において、１はダイオードとしての半導
体チップ、２は半導体チップ１を搭載した放熱用の金属
ベース板、３は金属ベース板２と組合わせて構成した外
囲器としてのパッケージ、４は外部導出端子、５は半導
体チップ１の電極面と外部導出端子４との間に配線して
超音波ワイヤボンディング法などによりボンディングし
た内部リード線、６はパッケージ３の内部に充填して半
導体チップ１を含む組立体を封止するシリコーン樹脂な
どのゲル状充填剤である。
ルを例に、従来における樹脂封止形半導体装置の構造を
図５に示す。図において、１はダイオードとしての半導
体チップ、２は半導体チップ１を搭載した放熱用の金属
ベース板、３は金属ベース板２と組合わせて構成した外
囲器としてのパッケージ、４は外部導出端子、５は半導
体チップ１の電極面と外部導出端子４との間に配線して
超音波ワイヤボンディング法などによりボンディングし
た内部リード線、６はパッケージ３の内部に充填して半
導体チップ１を含む組立体を封止するシリコーン樹脂な
どのゲル状充填剤である。
【０００３】また、図６は前記の半導体装置を適用した
整流回路であり、図中に点線が囲んだ部分がダイオード
モジュール、７は直流出力側に接続した平滑用コンデン
サである。
整流回路であり、図中に点線が囲んだ部分がダイオード
モジュール、７は直流出力側に接続した平滑用コンデン
サである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、先記したダ
イオードモジュールを図６のような整流回路に適用して
使用すると、電源投入時には半導体チップに対し平滑コ
ンデンサ７による大きな突入電流が流れて発熱が生じ
る。したがって、半導体チップ自身が前記の突入電流に
耐えることは勿論のこと、内部配線との接続部において
も突入電流の繰り返しに伴うヒートサイクルに十分耐え
ることが要求される。
イオードモジュールを図６のような整流回路に適用して
使用すると、電源投入時には半導体チップに対し平滑コ
ンデンサ７による大きな突入電流が流れて発熱が生じ
る。したがって、半導体チップ自身が前記の突入電流に
耐えることは勿論のこと、内部配線との接続部において
も突入電流の繰り返しに伴うヒートサイクルに十分耐え
ることが要求される。
【０００５】かかる点、図５に示した従来構造の樹脂封
止形半導体装置では、半導体チップ１の放熱は殆どが下
面側の金属ベース板２を通じて行われるために放熱効果
が比較的低い。そのために従来の半導体装置では、半導
体チップ１の面積を大きくして放熱性を高めるような方
策で対処しているのが現状である。しかしながら、半導
体チップ１の面積を大きくした場合にはチップ面域から
電流を引き出す内部リード線５の使用本数を多く必要と
するなど、半導体チップ１の大形化と併せて製品がコス
ト高になる。
止形半導体装置では、半導体チップ１の放熱は殆どが下
面側の金属ベース板２を通じて行われるために放熱効果
が比較的低い。そのために従来の半導体装置では、半導
体チップ１の面積を大きくして放熱性を高めるような方
策で対処しているのが現状である。しかしながら、半導
体チップ１の面積を大きくした場合にはチップ面域から
電流を引き出す内部リード線５の使用本数を多く必要と
するなど、半導体チップ１の大形化と併せて製品がコス
ト高になる。
【０００６】さらに、図５で示したように半導体チップ
１の電極面にリード線５を直接ワイヤボンディングした
ものでは、個々のリード線５の接続部に電流が集中して
流れることから突入電流の繰り返しに伴うヒートサイク
ルでリード線５の接合部が早期に劣化し易くなる。一
方、従来の構造ではリード線５の周域がゲル状充填剤６
を覆われているために半導体チップ１とリード線５との
間の接合強度はワイヤボンディングによる接合強度に全
面的に依存することになる。このために従来構造のまま
では、前記のようにヒートサイクルが原因で半導体チッ
プ１とリード線５との接続部に劣化が進むと、リード線
５が半導体チップ１から容易に剥離してオープン破壊を
引き起こすようになる。
１の電極面にリード線５を直接ワイヤボンディングした
ものでは、個々のリード線５の接続部に電流が集中して
流れることから突入電流の繰り返しに伴うヒートサイク
ルでリード線５の接合部が早期に劣化し易くなる。一
方、従来の構造ではリード線５の周域がゲル状充填剤６
を覆われているために半導体チップ１とリード線５との
間の接合強度はワイヤボンディングによる接合強度に全
面的に依存することになる。このために従来構造のまま
では、前記のようにヒートサイクルが原因で半導体チッ
プ１とリード線５との接続部に劣化が進むと、リード線
５が半導体チップ１から容易に剥離してオープン破壊を
引き起こすようになる。
【０００７】本発明は上記の点にかんがみなされたもの
であり、その目的は半導体チップと内部リード線との接
続部の構造を改良することで、突入電流の繰り返しなど
に起因するオープン破壊を生じ難くした信頼性，耐久性
の高い樹脂封止形半導体装置を提供することにある。
であり、その目的は半導体チップと内部リード線との接
続部の構造を改良することで、突入電流の繰り返しなど
に起因するオープン破壊を生じ難くした信頼性，耐久性
の高い樹脂封止形半導体装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の樹脂封止形半導体装置においては、第１の
解決手段として、少なくとも半導体チップと内部リード
線との接続部を硬質樹脂で被覆して構成するものする。
ここで、前記構成の実施態様として、半導体チップと内
部リード線との接続部のみを硬質樹脂で被覆してパッケ
ージ内の残余空間にゲル状充填剤を充填する構成、ある
いは半導体チップと内部リード線との接続部を含めてパ
ッケージ内に硬質樹脂を充填した構成がある。
に、本発明の樹脂封止形半導体装置においては、第１の
解決手段として、少なくとも半導体チップと内部リード
線との接続部を硬質樹脂で被覆して構成するものする。
ここで、前記構成の実施態様として、半導体チップと内
部リード線との接続部のみを硬質樹脂で被覆してパッケ
ージ内の残余空間にゲル状充填剤を充填する構成、ある
いは半導体チップと内部リード線との接続部を含めてパ
ッケージ内に硬質樹脂を充填した構成がある。
【０００９】一方、本発明の第２の解決手段として、半
導体チップの電極面に金属板を接合し、該金属板に内部
リード線をワイヤボンディングした構成によって目的を
達成することができる。また、かかる構成の実施態様と
して、金属板と内部リード線との接合部を硬質樹脂で被
覆する構成もある。
導体チップの電極面に金属板を接合し、該金属板に内部
リード線をワイヤボンディングした構成によって目的を
達成することができる。また、かかる構成の実施態様と
して、金属板と内部リード線との接合部を硬質樹脂で被
覆する構成もある。
【００１０】
【作用】まず、前記した第１の解決手段によれば、半導
体チップと内部リード線との接続部が硬質樹脂に覆われ
てリード線の接続部が堅固に固定されるようになる。し
たがって、先記した突入電流の繰り返しなどによるヒー
トサイクルが加わっても容易にオープン破壊に至ること
がなくなり、これにより突入電流の繰り返しにたいする
十分な耐量が得られ、したがって半導体装置の高い信頼
性と耐久性が確保される。
体チップと内部リード線との接続部が硬質樹脂に覆われ
てリード線の接続部が堅固に固定されるようになる。し
たがって、先記した突入電流の繰り返しなどによるヒー
トサイクルが加わっても容易にオープン破壊に至ること
がなくなり、これにより突入電流の繰り返しにたいする
十分な耐量が得られ、したがって半導体装置の高い信頼
性と耐久性が確保される。
【００１１】また、第２の解決手段のように半導体チッ
プと内部リード線との間に導電性の高い銅などの金属板
を介在させることにより、半導体チップの電極面にリー
ド線を直接ワイヤボンディングしたものと比べて、電流
集中の度合が緩和される他、さらに該金属板が半導体チ
ップに対するヒートシンクとして働くので、半導体チッ
プを搭載した下面側の金属ベース板と併せて放熱性が一
段と向上する。これによりヒートサイクルによるリード
線との間の接続部の劣化進行が抑制されて信頼性，耐久
性が向上する。しかも、半導体チップに対する放熱性の
向上に伴ってチップの面積縮小，およびリード線の使用
本数の削減が可能となるので、これにより製品コストを
低減できる。
プと内部リード線との間に導電性の高い銅などの金属板
を介在させることにより、半導体チップの電極面にリー
ド線を直接ワイヤボンディングしたものと比べて、電流
集中の度合が緩和される他、さらに該金属板が半導体チ
ップに対するヒートシンクとして働くので、半導体チッ
プを搭載した下面側の金属ベース板と併せて放熱性が一
段と向上する。これによりヒートサイクルによるリード
線との間の接続部の劣化進行が抑制されて信頼性，耐久
性が向上する。しかも、半導体チップに対する放熱性の
向上に伴ってチップの面積縮小，およびリード線の使用
本数の削減が可能となるので、これにより製品コストを
低減できる。
【００１２】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。なお、各実施例において、図５に対応する同一部材
には同じ符号が付してある。 実施例１：図１は本発明の請求項１，２に対応する実施
例を示すものである。図において、半導体チップ１の電
極面上には外部導出端子（図５参照）との間に配線した
内部リード線５が超音波ワイヤボンディング法などによ
り接続されており、かつこのリード線５の接続部を覆っ
て半導体チップ１の上面には例えばポリイミドなどの硬
質樹脂が被覆されている。また、パッケージ（図５参
照）内の残余空間にはゲル状充填剤６を充填してモジュ
ール組立体を樹脂封止するようにしている。
る。なお、各実施例において、図５に対応する同一部材
には同じ符号が付してある。 実施例１：図１は本発明の請求項１，２に対応する実施
例を示すものである。図において、半導体チップ１の電
極面上には外部導出端子（図５参照）との間に配線した
内部リード線５が超音波ワイヤボンディング法などによ
り接続されており、かつこのリード線５の接続部を覆っ
て半導体チップ１の上面には例えばポリイミドなどの硬
質樹脂が被覆されている。また、パッケージ（図５参
照）内の残余空間にはゲル状充填剤６を充填してモジュ
ール組立体を樹脂封止するようにしている。
【００１３】このように、内部リード線５の接続部を硬
質樹脂７で被覆することにより、リード線５の接続部が
半導体チップ１に堅固に固定される。したがって、図６
で述べた整流回路への適用で半導体チップ１に突入電流
が繰り返し流れた場合でも、リード線５が半導体チップ
１から簡単に剥離してオープン破壊に至るのを良好に防
止でき、突入電流の繰り返しに対する耐量を大幅に高め
ることができる。
質樹脂７で被覆することにより、リード線５の接続部が
半導体チップ１に堅固に固定される。したがって、図６
で述べた整流回路への適用で半導体チップ１に突入電流
が繰り返し流れた場合でも、リード線５が半導体チップ
１から簡単に剥離してオープン破壊に至るのを良好に防
止でき、突入電流の繰り返しに対する耐量を大幅に高め
ることができる。
【００１４】実施例２：図２は本発明の請求項１，３に
対応する前記実施例１の応用実施例を示すものである。
この実施例では、半導体チップ１とリード線５との接続
部を含めてパッケージ内部の全体に硬質樹脂として例え
ばエポキシ樹脂８を充填して硬化させたものである。こ
の構成により、エポキシ樹脂８は半導体チップ１とリー
ド線５との接続部を堅固に固定するとともに、封止樹脂
としての機能も発揮するので、実施例１と同様な効果を
奏する。しかも、組立工程は従来のものと殆ど変わりな
く、製作コストの増加なしに実施できる。
対応する前記実施例１の応用実施例を示すものである。
この実施例では、半導体チップ１とリード線５との接続
部を含めてパッケージ内部の全体に硬質樹脂として例え
ばエポキシ樹脂８を充填して硬化させたものである。こ
の構成により、エポキシ樹脂８は半導体チップ１とリー
ド線５との接続部を堅固に固定するとともに、封止樹脂
としての機能も発揮するので、実施例１と同様な効果を
奏する。しかも、組立工程は従来のものと殆ど変わりな
く、製作コストの増加なしに実施できる。
【００１５】実施例３：図３は本発明の請求項４に対応
する実施例を示すものである。この実施例においては、
半導体チップ１の上面電極面に銅材などの導電性が高い
金属板９がはんだ接合されており、この金属板９の上面
に内部リード線５をワイヤボンディングしている。ま
た、パッケージの内部には封止樹脂としてゲル状充填材
６が充填されている。
する実施例を示すものである。この実施例においては、
半導体チップ１の上面電極面に銅材などの導電性が高い
金属板９がはんだ接合されており、この金属板９の上面
に内部リード線５をワイヤボンディングしている。ま
た、パッケージの内部には封止樹脂としてゲル状充填材
６が充填されている。
【００１６】かかる構成によれば、金属板９が半導体チ
ップ１に対する上面側のヒートシンクとして放熱性を高
める他、リード線５との間の電流集中を緩和するのよう
に働くので、図６の整流回路に適用した場合でも突入電
流に対する高い耐量が得られる。なお、前記金属板９に
対してリード線５との接続部を先記実施例と同様な硬質
樹脂７（図中に点線で表す）を被覆することにより、よ
り一層高い耐久性が確保できる。
ップ１に対する上面側のヒートシンクとして放熱性を高
める他、リード線５との間の電流集中を緩和するのよう
に働くので、図６の整流回路に適用した場合でも突入電
流に対する高い耐量が得られる。なお、前記金属板９に
対してリード線５との接続部を先記実施例と同様な硬質
樹脂７（図中に点線で表す）を被覆することにより、よ
り一層高い耐久性が確保できる。
【００１７】図４は前記各実施例による評価を確認する
ために、図６の整流回路に適用して行った実機テストを
基に得た突入電流の繰り返しサイクル数（比率）と累積
不良率との調査結果である。また、このテストには全て
同一サイズの半導体チップを用いて行った。なお、図４
の横軸のサイクル数は、図５に示した従来構造による突
入電流の耐量を「１」とした比率で表しており、また図
中における線Ａ，Ｂ，Ｃはそれぞれ従来（図５），実施
例１（図１），実施例３（図３）の各構造に対応する調
査結果を表している。
ために、図６の整流回路に適用して行った実機テストを
基に得た突入電流の繰り返しサイクル数（比率）と累積
不良率との調査結果である。また、このテストには全て
同一サイズの半導体チップを用いて行った。なお、図４
の横軸のサイクル数は、図５に示した従来構造による突
入電流の耐量を「１」とした比率で表しており、また図
中における線Ａ，Ｂ，Ｃはそれぞれ従来（図５），実施
例１（図１），実施例３（図３）の各構造に対応する調
査結果を表している。
【００１８】この調査結果から判るように、実施例１の
構造を採用することで突入電流の繰り返しに対する耐量
は従来構造と比べて約４倍に向上し、また実施例３の構
造では約７倍にも向上することが確認された。
構造を採用することで突入電流の繰り返しに対する耐量
は従来構造と比べて約４倍に向上し、また実施例３の構
造では約７倍にも向上することが確認された。
【００１９】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、次記の効果を奏する。 （１）請求項１の構成においては、半導体チップと内部
リード線との接続部を硬質樹脂で被覆したので、これに
より突入電流の繰り返しになどに起因してリード線の接
続部が剥離するオープン破壊を良好に防ぐことがで、半
導体装置の信頼性，耐久性の大幅な向上化が図れる。
いるので、次記の効果を奏する。 （１）請求項１の構成においては、半導体チップと内部
リード線との接続部を硬質樹脂で被覆したので、これに
より突入電流の繰り返しになどに起因してリード線の接
続部が剥離するオープン破壊を良好に防ぐことがで、半
導体装置の信頼性，耐久性の大幅な向上化が図れる。
【００２０】（２）また、請求項４の構成においては、
半導体チップの電極面に金属板を介して内部リード線を
接続したので、金属板がリード線接続部近傍の電流集中
を防ぎつつ、しかも半導体チップに対する上面側のヒー
トシンクとして放熱性を高めるよう機能する。したがっ
て、前記と同様に突入電流の繰り返しに対する耐量を大
幅に高めることができるほか、放熱性の向上により半導
体チップのサイズ縮小，リード線の使用本数の削減が可
能となるので、これにより製品コストの低減化が図れ
る。
半導体チップの電極面に金属板を介して内部リード線を
接続したので、金属板がリード線接続部近傍の電流集中
を防ぎつつ、しかも半導体チップに対する上面側のヒー
トシンクとして放熱性を高めるよう機能する。したがっ
て、前記と同様に突入電流の繰り返しに対する耐量を大
幅に高めることができるほか、放熱性の向上により半導
体チップのサイズ縮小，リード線の使用本数の削減が可
能となるので、これにより製品コストの低減化が図れ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に対応する要部構造の断面図
【図２】本発明の実施例２に対応する要部構造の断面図
【図３】本発明の実施例３に対応する要部構造の断面図
【図４】突入電流の繰り返し回数に対する製品の累積不
良率の調査結果を従来構造と本発明実施例とを対比して
表す図
良率の調査結果を従来構造と本発明実施例とを対比して
表す図
【図５】従来における樹脂封止形半導体装置の構成断面
図
図
【図６】本発明の実施対象となるダイオードモジュール
を適用した整流回路図
を適用した整流回路図
１ 半導体チップ ２ 金属ベース板 ３ パッケージ ４ 外部導出端子 ５ 内部リード線 ６ ゲル状充填剤 ７ 硬質樹脂（ポリイミド） ８ 硬質樹脂（エポキシ樹脂） ９ 金属板
Claims (5)
- 【請求項１】金属ベース板上に搭載した半導体チップの
電極面と外部導出端子との間に内部リード線をワイヤボ
ンディングした組立体をパッケージ内に組み込んで樹脂
封止した樹脂封止形半導体装置において、少なくとも半
導体チップと内部リード線との接続部を硬質樹脂で被覆
したことを特徴とする樹脂封止形半導体装置。 - 【請求項２】請求項１記載の半導体装置において、半導
体チップと内部リード線との接続部のみを硬質樹脂で被
覆し、パッケージ内の残余空間にゲル状充填剤を充填し
たことを特徴とする樹脂封止形半導体装置。 - 【請求項３】請求項１記載の半導体装置において、半導
体チップと内部リード線との接続部を含めてパッケージ
内に硬質樹脂を充填したことを特徴とする樹脂封止形半
導体装置。 - 【請求項４】金属ベース板上に搭載した半導体チップの
電極面と外部導出端子との間に内部リード線をワイヤボ
ンディングした組立体をパッケージ内に組み込んで樹脂
封止した樹脂封止形半導体装置において、半導体チップ
の電極面に金属板を接合し、該金属板に内部リード線を
ワイヤボンディングしたことを特徴とする樹脂封止形半
導体装置。 - 【請求項５】請求項４記載の半導体装置において、金属
板と内部リード線との接合部を硬質樹脂で被覆したこと
を特徴とする樹脂封止形半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3281764A JPH05121614A (ja) | 1991-10-29 | 1991-10-29 | 樹脂封止形半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3281764A JPH05121614A (ja) | 1991-10-29 | 1991-10-29 | 樹脂封止形半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05121614A true JPH05121614A (ja) | 1993-05-18 |
Family
ID=17643648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3281764A Pending JPH05121614A (ja) | 1991-10-29 | 1991-10-29 | 樹脂封止形半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05121614A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100361695B1 (ko) * | 2000-04-03 | 2002-11-22 | 주식회사 케이이씨 | 정류 다이오드 제조방법 |
| JP2008206279A (ja) * | 2007-02-20 | 2008-09-04 | Yaskawa Electric Corp | エポキシ樹脂組成物を用いたキャンド・リニアモータ電機子およびキャンド・リニアモータ |
| US11855033B2 (en) | 2019-05-30 | 2023-12-26 | Mitsubishi Electric Corporation | Power semiconductor module and power converter |
-
1991
- 1991-10-29 JP JP3281764A patent/JPH05121614A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100361695B1 (ko) * | 2000-04-03 | 2002-11-22 | 주식회사 케이이씨 | 정류 다이오드 제조방법 |
| JP2008206279A (ja) * | 2007-02-20 | 2008-09-04 | Yaskawa Electric Corp | エポキシ樹脂組成物を用いたキャンド・リニアモータ電機子およびキャンド・リニアモータ |
| US11855033B2 (en) | 2019-05-30 | 2023-12-26 | Mitsubishi Electric Corporation | Power semiconductor module and power converter |
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