JPS63143850A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS63143850A
JPS63143850A JP61291973A JP29197386A JPS63143850A JP S63143850 A JPS63143850 A JP S63143850A JP 61291973 A JP61291973 A JP 61291973A JP 29197386 A JP29197386 A JP 29197386A JP S63143850 A JPS63143850 A JP S63143850A
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JP
Japan
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element piece
resin
semiconductor element
bonding part
conductor wires
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Pending
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JP61291973A
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English (en)
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Shoichi Furuhata
古畑 昌一
Katsumi Oguri
大栗 克実
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
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    • H01L2924/181Encapsulation

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  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、容器底板上に半導体素子片が支持され、その
半導体素子片に接続された外部導出端子導体が上部へ引
き出され、容器内に樹脂が注入される半導体装置、例え
ば一般にモジュールと呼ばれる電力用半導体装置に関す
る。
〔従来の技術〕
この種の半導体装置の典型的な例を第2図に示す。第2
図において、熱良導性基板1例えば銅板からなる容器底
板1に、セラミックなどの絶縁基板2.銅板などからな
る金属板3を介して、半導体素子片5が固着されており
、その電極と外部導出端子導体4とはアルミニウムから
なる導線6のボンディングにより接続されている。そし
て側壁7内に半導体素子片ぢを湿気などの雰囲気の影響
から保護しまた機械的強度を確保するために、半導体素
子片および導線を埋没させるようにゲル状樹脂を注入し
、さらにその上を硬化樹脂で被覆し、蓋体8が取り付け
られる。外部導出端子導体4は蓋体8を貫通して上部へ
でている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来、電力用半導体素子片としてはパイボーラフが多用
されていたが、この型の場合には、半導体素子片面上に
蒸着によって形成されたアルミニラム膜に、比較的強い
ボンディングパワーによってアルミニウム導線が接続さ
れ、装置使用時の断続的熱ストレスによる熱歪に対して
、半導体素子片の底板への固着部と同等以上の強度を有
するボンディング部が形成されていた。
ところが、M OS (metal−oxide−si
licon )構造の半導体素子片の場合、その電極へ
のアルミニウム導線のボンディングパワーをバイポーラ
型の場合と同等のパワーによって行うと、そのパワーに
よってMO3構造が破壊されることがあるため、ボンデ
ィングパワーをバイポーラ型の場合の0.5倍〜0,7
倍程度に弱くする必要が生じている。このため、当然ボ
ンディング部の強度が低下し、ひいては、使用時に発生
する断続する熱ストレスによって生じるゲル状樹脂の熱
歪による応力によって、ボンディング部界面が剥離して
しまうという問題点があった。
本発明は、上述の問題点を解消して、MO3構造の半導
体素子片の場合のように、素子片電極への導線のボンデ
ィングが弱いパワーで行われた場合でも、ボンディング
部が断続的熱ストレスによる熱歪に対して素子片の底板
への固着部と同等以上の強度を有し、バイポーラ型の素
子°片を用いた場合と同等以上の断続的熱ストレス耐量
を確保できる半導体装置を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
上記の目的を達成するために、本発明によれば、容器底
板上に半導体素子片が支持され、該半導体素子片面上の
電極と容器上部へ引き出されている外部導出端子導体と
が導線のボンディングにより接続されており、これら半
導体素子片および導線を埋没させるように容器内にゲル
状樹脂が注入されており、さらにその上を硬化樹脂で被
覆されているものにおいて、前記半導体素子片とゲル状
樹脂との間に、半導体素子片、素子片のボンディング部
およびその近傍にある導線面を被覆するように、前記ゲ
ル状樹脂に比して熱膨張係数が小さく硬さがより硬いオ
ーバーコート樹脂層を介在させる構成とする。
〔作用〕
このような構成とすると、ゲル状樹脂に断続的な熱スト
レスが加わることにより熱歪が生じても、介在している
。ゲル状樹脂より熱膨張係数が小さく硬いオーバーコー
ト樹脂層が緩衝材として作用するために、半導体素子片
面のボンディング部およびその近傍のアルミニウム導線
にがかる熱歪応力は小さいものとなり、たとえ、ボンデ
ィング部の強度が弱い場合でも破壊され剥離することは
なくなり、半導体装置の断続熱ストレス耐量が低下する
ことはなくなる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
第1図は本発明の一実施例を示す断面図であって、第2
図の従来例と同一部位には同一符号を付しである。すな
わち、半導体素子片5は絶縁基板(セラミック板)2.
金属板(銅板)3を介して底板(銅板)1に固着され、
その電極と外部導出端子導体4とは導線(アルミニウム
線)6のボンディングにより接続されている。半導体素
子片5.素子片のボンディング部およびその近傍の導線
を覆うようにポリイミド系のオーバーコート樹脂層11
が被覆されている。側壁7内に半導体素子片5および導
線6を埋没するようにシリコン系のゲル状樹脂9が注入
され、さらにその上を硬化樹脂(エポキシ樹脂NOによ
り被覆され、蓋体8が取り付けられている。オーバーコ
ート樹脂の熱膨張係数は4X10″s/℃テあり、ケル
状樹脂(D 100XIO−’/l:に比してl/25
と小さく、また、ポリイミド系でシリコン系のゲル状樹
脂より硬い。
このような構成とすることにより、オーバーコート樹脂
層11はゲル状樹脂9と半導体素子片5゜そのボンディ
ング部右よび近傍の導線との間に介在して、両者が直接
触れることをなくし、断続的熱ストレスによりゲル状樹
脂9に生じる熱歪による応力が直ちに半導体素子片のボ
ンディング部に加わることを防止し緩衝材として作用す
る。また、ゲル状樹III ’Iの熱歪により導線6に
生ずる応力が直接ボンディング部に加わらないよう防止
する作用も有する。
比較のために、半導体素子片5として6叩角のMOSF
ETを用いた実施例の装置と、この実施例よりオーバー
コート樹脂層11だけを除いた従来構成の比較例の装置
とについて、200Wの損失を2秒通電、18秒無負荷
放冷というサイクル条件で通電試験を行ったところ、比
較例は10.000〜15.000回で半導体素子片の
ボンディング部が破壊したのに対し、実施例では55.
000〜65.000回に耐えることができた。
かくして、半導体素子片のボンディング部の断続的熱ス
トレスが加わったときに生じる熱歪に対する耐量が大幅
に向上し、その結果MO3FETを使用し、MOS構造
を破壊しない程度の強度で電極のボンディングを行って
も、バイポーラ型を使用したとき以上の断続的熱ストレ
ス耐量を確保する半導体装置を得ることが可能となった
また、オーバーコート樹脂として疎水性のポリイミド系
樹脂を用いたことにより、従来のゲル状樹脂のみの場合
に比してさらに半導体素子片に湿気が到達しにくくなり
、半導体装置の耐湿性が向上する効果も期待できる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、半導体素子片、そのボンディング部お
よび近傍の導線とゲル状樹脂との間に、ゲル状樹脂より
も熱膨張係数が小さく、より硬いオーバーコート樹脂層
を介在させる。このオーバーコート樹脂層により、半導
体装置使用時の断続的熱ストレスにより発生するゲル状
樹脂の熱歪によって生じるボンディング部に加わる応力
が緩和され、ボンディング部の断続的熱ストレス耐量が
大幅に向上する。このようにして、MOS構造の半導体
素子片を用いるときのように、素子片電極への導線のボ
ンディングが弱いパワーで行われなければならない場合
においても、ボンディング部が断続的熱ストレスによる
熱歪に対して、素子片の底板への固着部と同等以上の強
度を有し、バイポーラ型の半導体素子片を用いた場合と
同等以上の断続的熱ストレス耐量を確保できる半導体装
置を得ることができる。
また、オーバーコート樹脂として疎水性の樹脂を用いる
と、半導体素子片への湿気の侵入を防ぎ、半導体装置の
耐湿性の向上にも寄与することになる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の概念的断面図、第2図は従
来例の概念的断面図である。 l 底板、2 絶縁基板、3 金属板、4 外部導出端
子導体、5 半導体素子片、6 導線、7 側壁、8 
蓋体、9 ゲル状樹脂、10  硬化樹脂、11  オ
ーバーコート樹脂層。 第 l 図 1’、2  図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)容器底板上に半導体素子片が支持され、該半導体素
    子片面上の電極と容器上部へ引き出されている外部導出
    端子導体とが導線のボンディングにより接続されており
    、これら半導体素子片および導線を埋没させるように容
    器内にゲル状樹脂が注入されており、さらにその上を硬
    化樹脂で被覆されているものにおいて、前記半導体素子
    片とゲル状樹脂との間に、半導体素子片、該素子片のボ
    ンディング部およびその近傍にある導線面を被覆するよ
    うに、前記ゲル状樹脂に比して熱膨張係数が小さく硬さ
    がより硬いオーバーコート樹脂層を介在させたことを特
    徴とする半導体装置。
JP61291973A 1986-12-08 1986-12-08 半導体装置 Pending JPS63143850A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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