JPS63132461A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分デフ〕 この発明は、半導体装置、特に、例えば樹脂封止形パワ
ーモジュールなどの半導体複合装置の改良構造に関する
ものである。

〔従来の技術〕

一般に、この種の樹脂封止形半導体パワーモジュールは
、その使用上における簡便性、およびコンパクト性、そ
れに低価格であるなどのメリットが実質的に高く評価さ
れ、市場を飛躍的に拡大している。

ご覧で、従来例による樹脂封止形半導体パワーモジュー
ルの代表的な概要構成を第３図に示しである。

すなわち、この第３図構成において、符号１は保持基体
となる銅ベース板、２はこの銅ベース板１上に半田付け
などにより固定した絶縁基板であり、また、３は前記絶
縁基板２上にあって、一方の極性の端子板４側を同様に
半田付けして取付け固定した半導体チップ、５はこの半
導体チー２ブ３にから引き出した他方の極性の端子板で
あり、そしてまた、６は前記銅ベース板１上にあって、
これらの各部材全体の周囲を囲繞するようにして配した
ケース体、７は前記各端子板４，５の接続端部をそれぞ
れ上方外部に取り出した状態で、このケース体６内に充
填されて各部材を封止する第１の封止樹脂、８はこの第
１の封止樹脂７上にさらに充填された第２の封止樹脂で
ある。

しかして、この従来例構造の場合、前記第１の封止樹脂
７としては、主に半導体チップ３に加えられる熱衝撃な
どの応力を緩和するために、こ−では比較的柔軟な樹脂
９例えばシリコーンゲルなどを用いるようにしており、
また、前記第２の封止樹脂８としては、各部を外部から
保護するために、熱硬化性の比較的固い樹脂１例えばエ
ポキシ樹脂などを用いるようにしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、前記従来例構造での樹脂封止形半導体パ
ワーモジュールにおいては、第１の封止樹脂７としての
シリコーンゲルなどが、第２の封止樹脂８としてのエポ
キシ樹脂などに比較するとき、その熱膨張係数が非常に
大きいことから、第２の封ｌｈ樹脂８によって内部に閉
じ込められている第１の封止樹脂７が、半導体チップ３
の発熱により膨張して内圧が増加し、この第２の封止樹
脂８、ひいてはこれにしつかり固定されている各端子板
４．５を上方に持ちＬげようとする内力が働くことにな
り、しかもこれが作動の度毎に繰り返されて、端子板４
と絶縁基板２．および半導体チップ３と端子板５間での
接合部での半田が疲労し、時には剥離して了う惧れすら
あって、装置の信頼性を低下させ、かつ耐用寿命を短縮
するなどの好ましくない問題点を有するものであった。

従って、この発明の目的とするところは、従来例装置で
のこのような問題点に鑑み、長期間に亘って信頼性を維
持し得る。この種の半導体装置。

特に樹脂封止形半導体パワーモジュールを提供すること
である。

〔問題点を解決するための手段〕

前記目的を達成させるために、この発明に係る半導体装
置は、縦断面漏斗形状をなして広口部側に空間部を開口
させた漏斗状部材を用い、この漏斗状部材の広口開口部
側を第１の封止樹脂に接圧させた状態で、第２の封止樹
脂中に埋め込み、その空間部によって第１の封止樹脂の
内圧を吸収し得るようにしたものである。

〔作　　　用〕

すなわち、この発明においては、漏斗状部材の広口開口
部側を第１の封止樹脂に接圧させた状態で、第２の封止
樹脂中に埋め込んだので、半導体チップの発熱に伴って
膨張する第１の封止樹脂の内圧を、この漏斗状部材の空
間部により良好に吸収し得て、端子板と絶縁基板、およ
び半導体チップと端子板間での接合部における半田疲労
、ならびにこれに伴なう接合部の剥離などを効果的に防
止でき、その結果として、装置の信頼性、および耐用寿
命などを格段に向上し得るのである。

〔実　施　例〕

以下、この発明に係る半導体装置の各別の実施例につき
、第１図および第２図を参照して詳細に説明する。

第１図はこの発明の一実施例構造を適用した樹脂封止形
半導体パワーモジュールの概要構成を示す縦断面図であ
り、また、第２図は同上他の実施例構造を適用した場合
の要部を拡大して示す一部縦断面図である。

これらの第１図および第２図実施例において、前記第３
図従来例と同一符号は同一または相当部分を示しており
、これらの各実施例構造では、縦断面漏斗形状をなして
広口部９ａ側に空間部１０を開口させた漏斗状部材９を
用い、この漏斗状部材９の広口開口部９ａ側を前記第１
の封止樹脂７に接圧させた状態で、前記第２の封止樹脂
日中に埋め込み、その空間部ｌＯによって第１の封止樹
脂７の内圧を吸収し得るようにしたものである。

すなわち、各実施例構造をより一層、具体的に述べると
、まず、第１図実施例構造の場合には、シリコーンゲル
などの第１の封］ト樹脂７をキユアリングした後１例え
ばポリエチレン、テフロンなどで成形した漏斗状部材９
の広ロ開ロ部Ｓａ側を、この第１の封止樹脂７に接圧さ
せた状態で、エポキシ樹脂などの第２の封止樹脂８中に
埋め込み、かつ同漏斗状部材８の開口された狭口部９ｂ
側を外部に露出させて、その空間部１０を外部雰囲気に
連通させたものである。

そしてこの場合、第２の封止樹脂８の充填、硬化の間に
、第１の封止樹脂７と漏斗状部材３との隙間に、この第
２の封止樹脂８が若干洩れ込むことも考えられるが、同
第２の封止樹脂８が漏斗状部材９の広口開口部９ａ内で
完全に膜形成されない限り特に問題とはならない、また
、洩れ込み量が多い場合、あるいは第２の封止樹脂８の
種類の如何で漏斗状部材９が浮き上るような場合には、
この漏斗状部材９を予め第１の封止樹脂７面に押圧させ
ておけば良い。

従って、この第１図実施例構造において、漏斗状部材９
の空間部１０は、開口された狭口部９ｂを通して外部雰
囲気に連通され、第１の封止樹脂７であるシリコーンゲ
ルの表面が大気に触れているのと同等の状ｙＥになり、
このま−でも、通常の使用環境、雰囲気では特に問題が
ないものと考えられるが、必要に応じては、漏斗状部材
９の外部に取り出される部分を、焼き切るなどで密封さ
せ、回部を密封された狭口部９ｃにすることで、空間部
１０を閉じることができ、前記シリコーンゲルの表面を
大気から遮断し得るのである。

つまり、このようにして、これらの各実施例では、半導
体チップ３の発熱に伴って膨張する第１の封止樹脂７の
内圧を、この漏斗状部材９の空間部１０の存在により良
好に吸収し得るのである。

なお、前記各実施例においては、樹脂封止形半導体パワ
ーモジュールを例にして述べたが、このように熱応力緩
衝用の比較的柔軟な樹脂と熱硬化性樹脂との二層で樹脂
封止するようにした構造のその他の同種半導体装置のす
べてに適用できることは勿論である。

〔発明の効果〕

以」二詳述したように、この発明によるときは、ケース
体内に配された半導体チップを、比較的柔軟な緩衝用の
第１の封止樹脂により封止させると共に、この第１の封
止樹脂を熱硬化性の第２の封止樹脂により再封止させて
構成する半導体装置において、縦断面漏斗形状をなして
広口部側に空間部を開口させた漏斗状部材を用い、この
漏斗状部材の広口開口部側を、第１の封止樹脂に接圧さ
せた状態で第２の封止樹脂中に埋め込むようにしたから
、半導体チップ作動時の発熱に伴って膨張する第１の封
止樹脂の内圧を、同漏斗状部材の空間部により良好に吸
収し得るもので、従来例の場合のように、端子板と絶縁
基板、および半導体チー。

プと端子板間での接合部における半田疲労、ならびにこ
れに伴なう接合部の剥離などを効果的に防止でき、結果
的に、装置の信頼性、および耐用寿命などを格段に向上
し得るなどの優れた特長を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明装置の一実施例構造を適用した樹脂封
止形半導体パワーモジュールの概要構成を示す縦断面図
、第２図は同上他の実施例構造を適用した場合の要部を
拡大して示す一部縦断面図であり、また第３図は従来例
構造による樹脂封止形半導体パワーモジュールの概要構
成を示す縦断面図である。 １・・・・銅ベース板（保持基体）、２・・・・絶縁基
板、３・・・・半導体チップ、４．５・・・・端子板、
６・・・・ケース体、７・・・・第１の封止樹脂、８・
・・・第２の封止樹脂、９・・・・漏斗状部材、９ａ・
・・・同部材の開口された広口部、９ｂ・・・・同部材
の開口された狭口部、８ｃ・・・・同部材の密封された
狭口部、１０・・・・空間部。 代理人　　大　　岩　　増　　雄 第１図 １ｏ　：　′ｉＭ部 第２図 第３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ケース体内に配された半導体チップを、比較的柔
   軟な緩衝用の第１の封止樹脂により封止させると共に、
   この第１の封止樹脂を熱硬化性の第２の封止樹脂により
   再封止させて構成する半導体装置において、縦断面漏斗
   形状をなして広口部側に空間部を開口させた漏斗状部材
   を用い、この漏斗状部材の広口開口部側を、前記第１の
   封止樹脂に接圧させた状態で第２の封止樹脂中に埋め込
   み、同漏斗状部材の空間部によつて第１の封止樹脂の内
   圧を吸収し得るようにしたことを特徴とする半導体装置
   。
2. （２）漏斗状部材の狭口部側を、第２の封止樹脂の外部
   に取り出して開口させたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の半導体装置。
3. （３）漏斗状部材の狭口部側を、第２の封止樹脂の外部
   に取り出して密封させたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の半導体装置。