KR20150076102A - 반도체 장치 - Google Patents

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KR20150076102A
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semiconductor element
control signal
semiconductor device
signal terminal
circuit board
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쇼고 모리
유리 오토베
신스케 니시
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가부시키가이샤 도요다 지도숏키
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Abstract

회로 기판, 회로 기판에 장착된 반도체 소자, 회로 기판으로부터 반도체 소자의 반대 측에 배치된 제어 신호 단자, 및 반도체 소자와 제어 신호 단자를 연결하는 본딩 와이어를 포함하는 반도체 장치가 제공된다.

Description

반도체 장치{SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 발명은 반도체 장치에 관한 것이다.
일본 특허출원 공개 제 2003-289085 호는 전자 디바이스들 중 하나이고 전기 차량의 주행 모터를 구동하는 인버터로서 사용되는 반도체 장치를 개시한다.
인용 문헌의 도면들에 도시된 바와 같이, 반도체 장치는 알루미늄 본딩 와이어에 의해 서로 연결된 반도체 소자와 외부 리드를 갖는다.
반도체 소자와 외부 리드를 와이어 본딩에 의해 연결함에 있어서, 반도체 장치는 본딩 동작에 툴들의 사용을 허용하는 스페이스를 가질 필요가 있다. 한편, 반도체 장치들과 같은 전자 디바이스들은, 이러한 전자 디바이스들이 장착될 전자 기기들이 또한 사이즈 면에서 보다 작게 만들어질 필요가 있기 때문에, 사이즈가 보다 작게 될 필요가 있다.
상기 문제점을 고려하여 이루어진 본 발명은 사이즈 면에서 보다 작게 만들어질 수 있는 반도체 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 회로 기판, 회로 기판에 장착된 반도체 소자, 회로 기판으로부터 반도체 소자의 반대 측에 배치된 제어 신호 단자, 및 반도체 소자와 제어 신호 단자를 연결하는 본딩 와이어를 포함하는 반도체 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 양태들 및 이점들은, 본 발명의 원리를 예시적인 방식으로 나타내는, 첨부 도면들과 함께 취해진, 이하의 설명으로부터 명백하게 될 것이다.
본 발명과 함께 그것의 목적들 및 이점들은 첨부 도면들과 함께 현재의 바람직한 실시형태들의 이하의 설명을 참조하면 가장 잘 이해될 수도 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 반도체 장치의 정면도이다.
도 2 는 도 1 의 반도체 장치의 부분 평면도이다.
도 3 은 종래 기술에 따른 반도체 장치의 평면도이다.
이하는 도 1 및 도 2 를 참조하여 본 발명의 실시형태에 따른 반도체 장치를 설명할 것이다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 참조 부호 10 에 의해 지정된 반도체 장치는 방열부 (11) 및 반도체 모듈 (12) 을 포함한다. 방열부 (11) 는 반도체 모듈이 장착되는 장착부 (11A) 를 포함하고, 장착부 (11A) 에 장착된 반도체 모듈 (12) 에 의해 생성된 열을 방출시키는 기능을 한다. 본 실시형태에 따른 반도체 장치 (10) 에서의 방열부 (11) 는 판 형상의 것이고, 구리, 알루미늄, 또는 세라믹으로 만들어진다.
복수의 반도체 모듈들 (12) 이 방열부 (11) 상에 탑재된다. 반도체 모듈 (12) 은 반도체 소자 (13) 및 그 반도체 소자 (13) 가 장착되는 회로 기판 (14) 을 갖는다. 반도체 소자 (13) 는 IGBT (절연 게이트 바이폴라 트랜지스터) 와 같은 스위칭 소자이다.
회로 기판 (14) 은 절연층으로서 기능하는 세라믹 기판 (15), 세라믹 기판 (15) 의 제 1 면에 접합되고 배선층으로서 기능하는 제 1 금속판 (16), 및 제 1 면으로부터 반대편인 세라믹 기판 (15) 의 제 2 면에 접합되고 접합층으로서 기능하는 제 2 금속판 (17) 을 포함한다. 반도체 소자 (13) 는 제 1 금속판 (16) 에 솔더링된다 (soldered). 제 2 금속판 (17) 이 방열부 (11) 에 브레이징되어 (brazed), 회로 기판 (14) 이 방열부 (11) 에 접합된다. 세라믹 기판 (15) 은 예를 들어 질화 알루미늄으로 만들어진다. 제 1 금속판 (16) 및 제 2 금속판 (17) 은 예를 들어 99% 이상의 순도를 갖는 공업용 알루미늄과 같은 순 알루미늄, 또는 구리로 만들어진다.
도 1 및 도 2 에서 도시된 바와 같이, 반도체 소자 (13) 에 주전류를 공급하기 위한 전력 단자 (18) 가 각각의 반도체 모듈 (12) 의 반도체 소자 (13) 상방에 배치된다. 전력 단자 (18) 는 반도체 소자 (13) 직상방에 위치되고 반도체 소자 (13) 에 전기적으로 접속된다. 제어 신호 단자 (19) 는 반도체 모듈 (12) 의 반도체 소자 (13) 상방에 배치된다. 제어 신호 단자들 (19) 은 방열부 (11) 에 고정된 단자대 (terminal base; 20) 상에 나란히 장착된다. 따라서, 단자대 (20) 상에 장착된 제어 신호 단자 (19) 는 전력 단자 (18) 상방에 배치된다. 따라서, 전력 단자 (18) 는 반도체 소자 (13) 와 제어 신호 단자 (19) 사이에 위치된다. 본 실시형태에 따른 반도체 장치 (10) 에서, 전력 단자 (18) 및 제어 신호 단자 (19) 는 반도체 모듈 (12) 상방에 위치되고, 이들 단자들 (18, 19) 은 반도체 모듈 (12) 상에 적층된다.
복수의 제어 신호 단자들 (19) 은 각 반도체 모듈 (12) 에 대해 제공되고, 반도체 모듈들 (12) 에 신호들을 전송하기 위해 각각의 반도체 모듈들 (12) 에 대해 단자대 (20) 상의 장착 위치들에서 나란히 배치된다. 각각의 반도체 소자 (13) 는 그것의 대응하는 제어 신호 단자들 (19) 에 본딩 와이어들 (W) 에 의해 전기적으로 접속된다. 본 실시형태에서, 본딩 와이어들 (W) 은, 제어 신호 단자들 (19) 이 반도체 소자 (13) 의 상방에 위치되기 때문에, 상방으로 연장된다. 각각의 반도체 모듈 (12) 에 대한 제어 신호 단자 (19) 는 반도체 모듈 (12) 상방에 배치된 제어 기판 (21) 에 전기적으로 접속된다. 본 실시형태에서, 제어 기판 (21) 은 단일 기판에 의해 형성된다.
반도체 장치 (10) 는, 반도체 모듈 (12), 전력 단자 (18), 및 제어 신호 단자 (19) 를 포함하는 전자 부품들을 덮도록 제공된 수지 부재 (resin member; 22) 를 갖는다. 제어 신호 단자 (19) 의 일부는 수지 부재 (22) 에 의해 덮이지 않고 수재 부재 (22) 로부터 노출되어 제어 기판 (21) 에 접속된다. 즉, 본딩 와이어 (W) 에 의해 본딩되는 제어 신호 단자 (19) 의 적어도 일부는 수지 부재 (22) 에 의해 봉지 (seal) 될 수도 있다.
이하는 반도체 장치 (10) 의 동작을 설명할 것이다. 반도체 소자 (13) 상방의 제어 신호 단자 (19) 의 배치는 반도체 소자 (13) 와 제어 신호 단자 (19) 를 반도체 장치 (10) 의 수직 방향으로 와이어 본딩함으로써 접속함에 있어서 필요한 스페이스 (space) 를 제공한다. 본딩 동안, 본딩 와이어들을 연결하기 위한 툴들 (tools) 이 상기 기재된 스페이스에 제공된다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 단자대 (20) 는 반도체 소자 (13) 와 본딩 와이어 (W) 간의 접속부로부터 평면 방향으로 거리를 두고 이격되어 있다. 따라서, 반도체 소자 (13) 상방에서 반도체 소자 (13) 와 제어 신호 단자 (19) 사이에 스페이스가 형성되고, 이러한 스페이스는 본딩에 이용된다.
본 실시형태는 이하의 이로운 노력들을 제공한다.
(1) 반도체 소자 (13) 상방의 제어 신호 단자 (19) 의 배치는 반도체 소자 (13) 와 제어 신호 단자 (19) 사이의 거리를 단축시킨다. 따라서, 반도체 소자 (13) 와 제어 신호 단자 (19) 를 연결하는 본딩 와이어 (W) 의 길이가 짧아질 수 있고, 반도체 장치 (10) 는 사이즈 면에서 작게 만들어질 수 있다.
(2) 본딩을 위한 스페이스가 반도체 소자 (13) 상방에 배치될 수도 있다. 즉, 본딩을 위해 필요한 스페이스가 반도체 장치 (10) 의 수직 방향에 제공될 수도 있다. 그 결과로서, 반도체 장치 (10) 는 사이즈 면에서 작게 만들어질 수 있다.
(3) 수지 부재 (22) 의 제공은, 반도체 소자 (13) 와 회로 기판 (14) 이 접합되는 접합부 및 또한 회로 기판 (14) 과 방열부 (11) 가 접합되는 접합부에서 열 응력으로 인해 박리가 발생하는 것을 방지하는 기능을 한다. 그 결과로서, 반도체 장치 (10) 의 신뢰성이 향상될 수 있다. 또한, 반도체 소자 (13) 와 제어 신호 단자 (19) 가 접속되는 본딩 와이어 (W) 의 부분 또한 수지 부재 (2) 에 의해 덮인다. 그 결과로서, 본딩 와이어 (W) 의 단선이 발생하기 어렵고, 반도체 장치 (10) 의 내진동성이 향상된다.
(4) 반도체 소자 (13) 상방에 반도체 소자 (13) 를 제어하는 제어 기판 (21) 을 배치하는 것은 반도체 장치 (10) 가 사이즈 면에서 작게 만들어질 수 있도록 허용한다.
(5) 반도체 소자 (13) 와 제어 신호 단자 (19) 사이의 전력 단자 (18) 의 배치는 전력 단자 (18) 가 제어 신호 단자 (19) 를 지지하는데 이용되는 것을 허용한다. 그 결과로서, 반도체 장치 (10) 의 내진동성이 향상된다.
(6) 반도체 소자 (13) 와 제어 신호 단자 (19) 사이에 개재된 전력 단자 (18) 는 본딩 동작 동안 지지대로서 기능하고, 이는 본딩 동작을 용이하게 하는 것을 돕는다.
(7) 전력 단자 (18) 의 이러한 배치는 반도체 소자 (13) 의 양호한 절연을 제공하여, 반도체 소자 (13) 와 제어 신호 단자 (19) 사이를 연결하는 본딩 와이어 (W) 의 길이가 짧아질 수 있고, 반도체 장치 (10) 가 사이즈 면에서 작게 만들어질 수 있다.
본 실시형태는 다음과 같이 변경될 수도 있다. 전력 단자 (18) 는 반도체 소자 (13) 상방에 배치되지 않을 수도 있다. 예를 들어, 전력 단자 (18) 는 반도체 소자 (13) 와 나란히 배치될 수도 있다.
회로 기판 (14) 에 반도체 모듈 (12) 을 접합하는 접합 방법은 볼트에 의한 체결, 압접 등을 포함한다. 방열부 (11) 는 냉매가 안에서 통과하여 흐르는 통로를 갖는 냉각기일 수도 있다. 이 경우, 제어 신호 단자 (19) 가 반도체 소자 (13) 의 상방에 배치되기 때문에, 냉각될 필요가 없는 제어 신호 단자 (19) 바로 아래에 냉각기가 배치될 필요가 없다. 따라서, 냉각기가 대형화되는 것이 방지되고, 반도체 장치 (10) 는 사이즈 면에서 작게 만들어질 수 있다.
제어 신호 단자 (19) 는 전력 단자 (18) 바로 상방에 배치될 수도 있다. 이 경우, 단자대 (20) 는 필요 없고, 전력 단자 (18) 와 제어 신호 단자 (19) 사이의 절연은 임의의 수지 층에 의해 확보될 수도 있다.
반도체 장치 (10) 는 수지 부재 (22) 가 없어도 된다. 제어 기판 (21) 의 배치는 필요에 따라 변경될 수도 있다. 회로 기판 (14) 의 일부를 형성하는 제 2 금속판 (17) 은, 반도체 소자 (13) 와 회로 기판 (14) 이 접합되는 접합부 및 또한 회로 기판 (14) 과 방열부 (11) 가 접합되는 접합부에 인가되는 응력을 감소시키는 부분으로서 기능할 수도 있다. 이 경우, 제 2 금속판 (17) 은, 방열부 (11) 에 접합되지 않아서 열 응력을 감소 또는 경감시키는 것을 돕는 제 2 금속판 (17) 의 부분을 형성하는 단차, 홈, 또는 오목부의 형태로 그 안에 공간을 가질 수도 있다.

Claims (4)

  1. 회로 기판;
    상기 회로 기판에 장착된 반도체 소자;
    상기 회로 기판으로부터 상기 반도체 소자의 반대 측에 배치된 제어 신호 단자; 및
    상기 반도체 소자와 상기 제어 신호 단자를 연결하는 본딩 와이어를 포함하는, 반도체 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반도체 소자, 상기 회로 기판, 및 적어도 상기 본딩 와이어와 상기 제어 신호 단자 사이의 연결부를 봉지 (sealing) 하는 수지 부재를 더 포함하는, 반도체 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 반도체 소자를 제어하는 제어 기판을 더 포함하고,
    상기 제어 기판은 상기 회로 기판으로부터 상기 반도체 소자의 반대 측에 배치되고 상기 제어 신호 단자에 연결되는, 반도체 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 회로 기판으로부터 상기 반도체 소자의 반대 측에, 상기 반도체 소자와 상기 제어 신호 단자 사이에서 상기 반도체 소자에 연결된 전력 단자를 더 포함하는, 반도체 장치.
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JP3828036B2 (ja) 2002-03-28 2006-09-27 三菱電機株式会社 樹脂モールド型デバイスの製造方法及び製造装置
JP5463845B2 (ja) * 2009-10-15 2014-04-09 三菱電機株式会社 電力半導体装置とその製造方法
US9337116B2 (en) * 2010-10-28 2016-05-10 Stats Chippac, Ltd. Semiconductor device and method of forming stepped interposer for stacking and electrically connecting semiconductor die
US8519532B2 (en) * 2011-09-12 2013-08-27 Infineon Technologies Ag Semiconductor device including cladded base plate

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