KR20190118966A - 반도체 장치 - Google Patents

반도체 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20190118966A
KR20190118966A KR1020190040687A KR20190040687A KR20190118966A KR 20190118966 A KR20190118966 A KR 20190118966A KR 1020190040687 A KR1020190040687 A KR 1020190040687A KR 20190040687 A KR20190040687 A KR 20190040687A KR 20190118966 A KR20190118966 A KR 20190118966A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power terminal
sealing body
semiconductor device
conductor plate
semiconductor
Prior art date
Application number
KR1020190040687A
Other languages
English (en)
Inventor
다카노리 가와시마
Original Assignee
도요타지도샤가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도요타지도샤가부시키가이샤 filed Critical 도요타지도샤가부시키가이샤
Publication of KR20190118966A publication Critical patent/KR20190118966A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/482—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of lead-in layers inseparably applied to the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
    • H01L23/3107—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/367—Cooling facilitated by shape of device
    • H01L23/3675—Cooling facilitated by shape of device characterised by the shape of the housing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49517—Additional leads
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49537—Plurality of lead frames mounted in one device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49541—Geometry of the lead-frame
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49541—Geometry of the lead-frame
    • H01L23/49548—Cross section geometry
    • H01L23/49551—Cross section geometry characterised by bent parts
    • H01L23/49555—Cross section geometry characterised by bent parts the bent parts being the outer leads
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49541—Geometry of the lead-frame
    • H01L23/49562—Geometry of the lead-frame for devices being provided for in H01L29/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49568—Lead-frames or other flat leads specifically adapted to facilitate heat dissipation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49575—Assemblies of semiconductor devices on lead frames
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/50—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor for integrated circuit devices, e.g. power bus, number of leads
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/18—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different subgroups of the same main group of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/70—Bipolar devices
    • H01L29/72—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
    • H01L29/739—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals controlled by field-effect, e.g. bipolar static induction transistors [BSIT]
    • H01L29/7393—Insulated gate bipolar mode transistors, i.e. IGBT; IGT; COMFET
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/06—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of a plurality of bonding areas
    • H01L2224/0601—Structure
    • H01L2224/0603—Bonding areas having different sizes, e.g. different heights or widths
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/06—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of a plurality of bonding areas
    • H01L2224/061—Disposition
    • H01L2224/0618—Disposition being disposed on at least two different sides of the body, e.g. dual array
    • H01L2224/06181—On opposite sides of the body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/2612—Auxiliary members for layer connectors, e.g. spacers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/291—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29101—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32245—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/33—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of a plurality of layer connectors
    • H01L2224/331—Disposition
    • H01L2224/3318—Disposition being disposed on at least two different sides of the body, e.g. dual array
    • H01L2224/33181—On opposite sides of the body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/39—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L2224/40—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/401—Disposition
    • H01L2224/40135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/40137—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/4912—Layout
    • H01L2224/49175—Parallel arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/838—Bonding techniques
    • H01L2224/83801—Soldering or alloying
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02—Containers; Seals
    • H01L23/04—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls
    • H01L23/043—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having a conductive base as a mounting as well as a lead for the semiconductor body
    • H01L23/051—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having a conductive base as a mounting as well as a lead for the semiconductor body another lead being formed by a cover plate parallel to the base plate, e.g. sandwich type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/58—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries
    • H01L23/62—Protection against overvoltage, e.g. fuses, shunts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L24/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L24/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L24/33—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of a plurality of layer connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/39—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L24/40—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L24/10, H01L24/18, H01L24/26, H01L24/34, H01L24/42, H01L24/50, H01L24/63, H01L24/71
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/07—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • H01L25/072—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation

Abstract

반도체 장치는, 적어도 하나의 반도체 소자와, 적어도 하나의 반도체 소자를 밀봉하는 밀봉체와, 밀봉체의 내부에 있어서 적어도 하나의 반도체 소자에 접속된 제1 전력 단자와, 밀봉체의 내부에 있어서 적어도 하나의 반도체 소자를 통해 제1 전력 단자에 전기적으로 접속된 제2 전력 단자를 구비한다. 제1 전력 단자 및 제2 전력 단자는, 각각 판상이면서, 밀봉체의 내부에 있어서 적어도 부분적으로 대향하고 있다.

Description

반도체 장치{SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 명세서가 개시하는 기술은, 반도체 장치에 관한 것이다.
일본 특허 공개 제2017-224751호 공보에, 반도체 장치가 개시되어 있다. 이 반도체 장치는, 반도체 소자와, 반도체 소자를 밀봉하는 밀봉체와, 밀봉체의 내부에 있어서 반도체 소자에 접속된 제1 전력 단자 및 제2 전력 단자를 구비한다. 제1 전력 단자 및 제2 전력 단자는, 반도체 소자를 통해 서로 접속되어 있고, 그 전력 단자들에는 서로 역방향의 전류가 흐른다.
반도체 장치에서는, 반도체 장치에 흐르는 전류가 급변하였을 때, 서지 전압이 발생하는 경우가 있다. 서지 전압은, 예를 들어 반도체 소자의 고장이나, 불필요한 전력 소비의 원인이 된다는 점에서, 억제될 것이 요망된다. 서지 전압을 억제하기 위해서는, 반도체 장치의 인덕턴스를 저감시키는 것이 유효하다. 본 명세서는, 반도체 장치의 인덕턴스를 저감하여, 서지 전압을 억제할 수 있는 기술을 제공한다.
본 명세서가 개시하는 반도체 장치는, 적어도 하나의 반도체 소자와, 적어도 하나의 반도체 소자를 밀봉하는 밀봉체와, 밀봉체의 내부에 있어서 적어도 하나의 반도체 소자에 접속되어 있음과 함께, 밀봉체의 외부에 노출되는 제1 전력 단자와, 밀봉체의 내부에 있어서 적어도 하나의 반도체 소자를 통해 제1 전력 단자에 전기적으로 접속되어 있음과 함께, 밀봉체의 외부에 노출되는 제2 전력 단자를 구비한다. 제1 전력 단자 및 제2 전력 단자는, 각각 판상이면서, 밀봉체의 내부에 있어서 적어도 부분적으로 대향하고 있다.
상기한 반도체 장치에서는, 제1 전력 단자와 제2 전력 단자가, 반도체 소자를 통해 서로 전기적으로 접속되어 있다. 따라서, 제1 전력 단자 및 제2 전력 단자에는, 서로 역방향의 전류가 흐른다. 이때, 제1 전력 단자 및 제2 전력 단자는, 각각 판상이며, 적어도 부분적으로 대향하고 있으므로, 제1 전력 단자의 전류가 형성하는 자계와, 제2 전력 단자의 전류가 형성하는 자계가, 서로 상쇄된다. 이에 의해, 제1 전력 단자 및 제2 전력 단자의 주위에 형성되는 자계가 억제되어, 제1 전력 단자 및 제2 전력 단자의 인덕턴스는 유의미하게 저감된다. 여기서, 제1 전력 단자와 제2 전력 단자 사이의 거리가 작아질수록, 제1 전력 단자 및 제2 전력 단자의 인덕턴스는 더 크게 저감된다. 이 점에 관하여, 제1 전력 단자 및 제2 전력 단자가, 밀봉체의 내부에 있어서 대향하고 있으면, 제1 전력 단자와 제2 전력 단자 사이의 절연성을 유지하면서, 제1 전력 단자와 제2 전력 단자 사이의 거리를 충분히 작게 할 수 있다.
도 1은 반도체 장치(10)의 외관을 도시하는 정면도이다.
도 2는 도 1 중의 II-II선에 있어서의 단면도이며, 밀봉체(16)의 내부에 밀봉된 3개의 반도체 소자(22, 24, 26)를 도시한다.
도 3은 도 1 중의 III-III선에 있어서의 단면도이며, 밀봉체(16)의 내부에서 대향하는 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)를 도시한다.
도 4는 밀봉체(16)를 생략하고, 반도체 장치(10)의 내부 구조를 도시하는 분해도.
도 5는 2개의 반도체 장치(10)를 직렬로 접속하였을 때의 회로 구조를 도시하는 도면.
도 6은 일 변형예의 반도체 장치(10a)의 외관을 도시하는 정면도이다.
도 7은 도 6 중의 VII-VII선에 있어서의 단면도이며, 밀봉체(16)의 내부에 밀봉된 3개의 반도체 소자(22, 24, 26)를 도시한다.
도 8은 도 6 중의 VIII-VIII선에 있어서의 단면도이며, 밀봉체(16)의 내부에서 대향하는 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)를 도시한다.
도 9는 다른 일 변형예의 반도체 장치(10b)의 외관을 도시하는 정면도이다.
도 10은 도 9 중의 X-X선에 있어서의 단면도이며, 밀봉체(16)의 내부에 밀봉된 3개의 반도체 소자(22, 24, 26)를 도시한다.
도 11은 도 9 중의 XI-XI선에 있어서의 단면도이며, 밀봉체(16)의 내부에서 대향하는 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)를 도시한다.
도 12는 다른 일 변형예의 반도체 장치(10c)의 외관을 도시하는 정면도이다.
도 13은 도 12 중의 XIII-XIII선에 있어서의 단면도이며, 밀봉체(16)의 내부에 밀봉된 3개의 반도체 소자(22, 24, 26)를 도시한다.
도 14는 도 12 중의 XIV-XIV선에 있어서의 단면도이며, 밀봉체(16)의 내부에서 대향하는 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)를 도시한다.
도 15는 다른 일 변형예의 반도체 장치(10d)의 외관을 도시하는 정면도이다.
도 16은 도 15 중의 XVI-XVI선에 있어서의 단면도이며, 밀봉체(16)의 내부에 밀봉된 3개의 반도체 소자(22, 24, 26)를 도시한다.
도 17은 도 15 중의 XVII-XVII선에 있어서의 단면도이며, 밀봉체(16)의 내부에서 대향하는 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)를 도시한다.
도 18은 다른 일 변형예의 반도체 장치(10e)의 외관을 도시하는 정면도이다.
도 19는 다른 일 변형예의 반도체 장치(10e)의 외관을 도시하는 배면도이다.
도 20은 도 18 중의 XX-XX선에 있어서의 단면도이며, 밀봉체(16)의 내부에 밀봉된 3개의 반도체 소자(22, 24, 26)를 도시한다.
도 21은 도 18 중의 XXI-XXI선에 있어서의 단면도이며, 밀봉체(16)의 내부에서 대향하는 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)를 도시한다.
도 22는 다른 일 변형예의 반도체 장치(10f)의 외관을 도시하는 정면도이다.
도 23은 도 22 중의 XXIII-XXIII선에 있어서의 단면도이며, 밀봉체(16)의 내부에 밀봉된 3개의 반도체 소자(22, 24, 26)를 도시한다.
도 24는 도 22 중의 XXIV-XXIV선에 있어서의 단면도이며, 밀봉체(16)의 내부에서 대향하는 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)를 도시한다.
도 25는 도 22 중의 XXV-XXV선에 있어서의 단면도이며, 밀봉체(16)의 돌출부(16a)로부터 서로 반대 방향으로 돌출되는 제1 전력 단자(32)의 돌출단(32c) 및 제2 전력 단자(34)의 돌출단(34c)을 도시한다.
도 26은 다른 일 변형예의 반도체 장치(10g)의 외관의 일부를 도시하는 정면도이며, 밀봉체(16)의 돌출부(16a)로부터 동일한 방향으로 돌출되는 제1 전력 단자(32)의 돌출단(32c) 및 제2 전력 단자(34)의 돌출단(34c)을 도시한다.
도 27은 다른 일 변형예의 반도체 장치(10h)의 내부 구조를 도시하는 분해도이며, 제1 도체판(12)에 마련된 구멍(42)을 나타낸다.
도 28은 다른 일 변형예의 반도체 장치(10i)의 내부 구조를 도시하는 분해도이며, 제2 도체판(14)에 마련된 구멍(44)을 나타낸다.
본 기술의 일 실시 형태에서는, 밀봉체가, 제1 전력 단자 및 제2 전력 단자를 따라 연장되는 돌출부를 구비하면 좋다. 이 경우, 제1 전력 단자 및 제2 전력 단자는, 돌출부의 내부에 있어서 적어도 부분적으로 대향하고 있으면 좋다. 이러한 구성에 의하면, 제1 전력 단자와 제2 전력 단자 사이의 절연성을 유지하면서, 제1 전력 단자 및 제2 전력 단자를 긴 구간에 걸쳐 대향시킬 수 있다. 이에 의해, 제1 전력 단자 및 제2 전력 단자의 인덕턴스를 더 저감시킬 수 있다.
상기한 실시 형태에서는, 제1 전력 단자 및 제2 전력 단자가, 돌출부의 표면을 따라 노출되어 있어도 된다. 이러한 구성에 의하면, 제1 전력 단자 및 제2 전력 단자는, 밀봉체의 돌출부에 의해 전체적으로 지지될 수 있다. 제1 전력 단자 및 제2 전력 단자의 변형이 억제된다는 점에서, 예를 들어 버스 바와 같은 접속 부재를, 제1 전력 단자 및 제2 전력 단자에 접속하기 쉽다.
상기한 실시 형태에서는, 제1 전력 단자 및 제2 전력 단자가, 돌출부로부터 서로 반대 방향으로 노출되어 있어도 된다. 이러한 구성에 의하면, 예를 들어 버스 바와 같은 접속 부재를, 제1 전력 단자 및 제2 전력 단자에 각각 접속할 때, 2개의 접속 부재에 의해 돌출부가 끼움 지지된다. 돌출부의 변형이 억제된다는 점에서, 그 접속 부재들을 제1 전력 단자 및 제2 전력 단자에 접속하기 쉽다.
혹은, 제1 전력 단자 및 제2 전력 단자는, 돌출부의 길이 방향에 있어서 상이한 위치에서, 돌출부로부터 동일한 방향으로 노출되어 있어도 된다. 이러한 구성에 의하면, 예를 들어 버스 바와 같은 접속 부재를, 제1 전력 단자 및 제2 전력 단자에 각각 동일한 방향으로부터 접속할 수 있다. 따라서, 그 접속 부재들을 제1 전력 단자 및 제2 전력 단자에 접속하기 쉽다.
본 기술의 일 실시 형태에서는, 제1 전력 단자 및 제2 전력 단자의 각각이, 밀봉체의 돌출부로부터 돌출되는 돌출단을 구비해도 된다. 이 경우, 제1 전력 단자의 돌출단과 제2 전력 단자의 돌출단은, 밀봉체의 돌출부로부터 동일 평면을 따라 돌출되어도 된다. 밀봉체로부터 돌출되는 돌출단이 동일 평면에 위치하고 있으면, 반도체 장치를 제조할 때, 밀봉체를 금형에 의해 성형하기 쉽다. 단, 밀봉체는, 반드시 금형을 사용하여 성형될 필요는 없다. 상기 제1 전력 단자 및 상기 제2 전력 단자의 각각은, 상기 돌출단이 상기 동일 평면에 위치하도록, 상기 밀봉체의 상기 돌출부의 내부에 굴곡부를 갖는다.
상기한 실시 형태에서는, 제1 전력 단자 및 제2 전력 단자의 각각이, 밀봉체의 돌출부의 내부에 굴곡부를 갖고 있고, 그것에 의해, 제1 전력 단자의 돌출단과 제2 전력 단자의 돌출단이, 밀봉체의 돌출부로부터 동일 평면을 따라 돌출되어도 된다. 이러한 구성에 의하면, 굴곡부의 변형이 밀봉체에 의해 억제된다는 점에서, 외력이 가해진 경우라도, 2개의 돌출단을 동일 평면으로 유지할 수 있다.
상기한 실시 형태에서는, 제1 전력 단자의 돌출단과 제2 전력 단자의 돌출단이, 밀봉체의 돌출부로부터 서로 다른 방향으로 돌출되어도 된다. 이러한 구성에 의하면, 제1 전력 단자 및 제2 전력 단자의 2개의 돌출단이 서로 이격되어 배치되므로, 2개의 돌출단 사이의 절연성을 높일 수 있다.
혹은, 제1 전력 단자의 돌출단과 제2 전력 단자의 돌출단은, 밀봉체의 돌출부로부터 동일한 방향으로 돌출되어도 된다. 이러한 구성에 의하면, 제1 전력 단자 및 제2 전력 단자의 각 돌출단을, 대응하는 접속 부재(예를 들어 버스 바)에 동일한 방향으로부터 접속할 수 있다.
본 기술의 일 실시 형태에서는, 적어도 하나의 반도체 소자가, 복수의 반도체 소자여도 된다. 이 경우, 반도체 장치는, 한정되지 않지만, 밀봉체의 내부에 있어서 복수의 반도체 소자의 각각에 전기적으로 접속된 제1 도체판과, 복수의 반도체 소자를 통해 제1 도체판에 대향함과 함께, 밀봉체의 내부에 있어서 복수의 반도체 소자의 각각에 전기적으로 접속된 제2 도체판을 더 구비해도 된다. 그리고 제1 전력 단자는, 상기 밀봉체의 내부에 있어서 상기 제1 도체판에 전기적으로 접속되고, 제2 전력 단자는, 밀봉체의 내부에 있어서 제2 도체판에 전기적으로 접속되어 있어도 된다.
상기한 실시 형태에서는, 제1 도체판과 제2 도체판 중 적어도 한쪽에, 구멍이 마련되어 있어도 된다. 이 경우, 제1 도체판에 마련된 구멍은, 제1 전력 단자와, 복수의 반도체 소자 중에서 제1 전력 단자에 가장 근접하는 반도체 소자 사이에 위치하면 된다. 이에 의해, 각각의 반도체 소자에 흐르는 전류를, 비교적 동등하게 할 수 있다. 마찬가지로, 제2 도체판에 마련된 구멍은, 제2 전력 단자와, 복수의 반도체 소자의 중에서 제2 전력 단자에 가장 근접하는 반도체 소자 사이에 위치하면 된다. 이에 의해, 각각의 반도체 소자에 흐르는 전류를, 비교적 동등하게 할 수 있다.
상기한 실시 형태에서는, 제1 도체판과 제2 도체판 중 적어도 한쪽이, 후육부와, 후육부보다 두께가 작은 박육부를 가져도 된다. 이 경우, 복수의 반도체 소자가 후육부 상에 마련되고, 상기한 구멍이 박육부에 마련되어 있어도 된다.
본 기술의 반도체 장치에서는, 각각의 반도체 소자가, 이미터 및 콜렉터를 갖는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)를 포함하고 있어도 된다. 이 경우, 이미터는 제1 도체판에 전기적으로 접속되어 있고, 콜렉터는 제2 도체판에 전기적으로 접속되어 있어도 된다. 단, 다른 실시 형태에서는, 각각의 반도체 소자가, MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) 또는 다이오드와 같은, 다른 반도체 소자여도 된다.
이하에서는, 본 발명의 대표적이면서 비한정적인 구체예에 대해, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 상세한 설명은, 본 발명의 바람직한 예를 실시하기 위한 상세를 당업자에게 나타내는 것을 단순히 의도하고 있고, 본 발명의 범위를 한정하는 것을 의도한 것은 아니다. 또한, 이하에 개시되는 추가적인 특징 및 발명은, 더욱 개선된 반도체 장치, 그리고 그 사용 방법 및 제조 방법을 제공하기 위해, 다른 특징이나 발명과는 별도로, 또는 함께 사용할 수 있다.
또한, 이하의 상세한 설명에서 개시되는 특징이나 공정의 조합은, 가장 넓은 의미에 있어서 본 발명을 실시할 때에 필수적인 것은 아니며, 특히 본 발명의 대표적인 구체예를 설명하기 위해서만 기재되는 것이다. 또한, 상기 및 하기의 대표적인 구체예의 다양한 특징, 그리고 독립 및 종속 클레임에 기재되는 것의 다양한 특징은, 본 발명의 추가적이면서 유용한 실시 형태를 제공하는 데 있어서, 여기에 기재되는 구체예대로, 혹은 열거된 순서대로 조합해야만 하는 것은 아니다.
본 명세서 및/또는 청구범위에 기재된 모든 특징은, 실시예 및/또는 클레임에 기재된 특징의 구성과는 달리, 출원 당초의 개시, 그리고 클레임된 특정 사항에 대한 한정으로서, 개별로, 또한 서로 독립적으로 개시되는 것을 의도하는 것이다. 또한, 모든 수치 범위 및 그룹 또는 집단에 관한 기재는, 출원 당초의 개시, 그리고 클레임된 특정 사항에 대한 한정으로서, 그것들의 중간의 구성을 개시하는 의도를 갖고 이루어져 있다.
[실시예]
도면을 참조하여, 실시예의 반도체 장치(10)에 대해 설명한다. 반도체 장치(10)는, 예를 들어 전기 자동차에 있어서, 컨버터나 인버터와 같은 전력 변환 회로에 채용할 수 있다. 여기서 말하는 전기 자동차는, 차륜을 구동하는 모터를 갖는 자동차를 넓게 의미하고, 예를 들어 외부의 전력에 의해 충전되는 전기 자동차, 모터 외에도 엔진을 갖는 하이브리드차, 및 연료 전지를 전원으로 하는 연료 전지차 등을 포함한다.
도 1 내지 도 4에 도시하는 바와 같이, 반도체 장치(10)는, 제1 도체판(12)과, 제2 도체판(14)과, 복수의 반도체 소자(22, 24, 26)와, 밀봉체(16)를 구비한다. 제1 도체판(12)과 제2 도체판(14)은, 서로 평행하며, 서로 대향하고 있다. 일례이기는 하지만, 복수의 반도체 소자(22, 24, 26)에는, 제1 반도체 소자(22), 제2 반도체 소자(24) 및 제3 반도체 소자(26)가 포함된다. 제1 반도체 소자(22), 제2 반도체 소자(24) 및 제3 반도체 소자(26)는, 제1 도체판(12) 및 제2 도체판(14)의 길이 방향(도 1, 도 2에 있어서의 좌우 방향)을 따라, 직선적으로 배열되어 있다. 복수의 반도체 소자(22, 24, 26)는, 제1 도체판(12)과 제2 도체판(14) 사이에 병렬로 배치되어 있다. 복수의 반도체 소자(22, 24, 26)는, 밀봉체(16)에 의해 밀봉되어 있다.
제1 도체판(12) 및 제2 도체판(14)은, 구리 또는 그 밖의 금속과 같은, 도체로 형성되어 있다. 제1 도체판(12)과 제2 도체판(14)은, 복수의 반도체 소자(22, 24, 26)를 사이에 두고 서로 대향하고 있다. 각각의 반도체 소자(22, 24, 26)는, 제1 도체판(12)에 접합되어 있음과 함께, 제2 도체판(14)에도 접합되어 있다. 또한, 각각의 반도체 소자(22, 24, 26)와 제1 도체판(12) 사이에는, 도체 스페이서(18)가 설치되어 있다. 여기서, 제1 도체판(12) 및 제2 도체판(14)의 구체적인 구성은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 도체판(12)과 제2 도체판(14) 중 적어도 한쪽은, 예를 들어 DBC(Direct Bonded Copper) 기판과 같은, 절연체(예를 들어 세라믹)의 중간층을 갖는 절연 기판이어도 된다. 즉, 제1 도체판(12)과 제2 도체판(14) 각각은, 반드시 전체가 도체로 구성되어 있지는 않아도 된다.
제1 반도체 소자(22), 제2 반도체 소자(24) 및 제3 반도체 소자(26)는, 전력 회로용, 이른바 파워 반도체 소자이며, 서로 동일한 구성을 갖고 있다. 제1 반도체 소자(22)는, 상면 전극(22a)과, 하면 전극(22b)을 갖는다. 상면 전극(22a)과, 하면 전극(22b)은 전력용 전극이다. 상면 전극(22a)은, 제1 반도체 소자(22)의 상면에 위치하고 있고, 하면 전극(22b)은 제1 반도체 소자(22)의 하면에 위치하고 있다. 상면 전극(22a)은, 도체 스페이서(18)를 통해 제1 도체판(12)에 전기적으로 접속되어 있고, 하면 전극(22b)은 제2 도체판(14)에 전기적으로 접속되어 있다. 마찬가지로, 제2 반도체 소자(24) 및 제3 반도체 소자(26)에 대해서도, 상면 전극(24a, 26a)과, 하면 전극(24b, 26b)을 각각 갖는다. 상면 전극(24a, 26a)은, 도체 스페이서(18)를 통해 제1 도체판(12)에 전기적으로 접속되어 있고, 하면 전극(24b, 26b)은, 제2 도체판(14)에 전기적으로 접속되어 있다.
일례이기는 하지만, 본 실시예에 있어서의 반도체 소자(22, 24, 26)는, 이미터 및 콜렉터를 갖는 IGBT 구조를 포함하고 있다. IGBT 구조의 이미터는, 상면 전극(22a, 24a, 26a)에 접속되어 있고, IGBT 구조의 콜렉터는, 하면 전극(22b, 24b, 26b)에 접속되어 있다. 단, 반도체 소자(22, 24, 26)의 구체적인 종류나 구조는 특별히 한정되지 않는다. 반도체 소자(22, 24, 26)는, 다이오드 구조를 더 갖는 RC(Reverse Conducting)-IGBT 소자여도 된다. 혹은, 반도체 소자(22, 24, 26)는, IGBT 구조 대신에, 또는 추가로, 예를 들어 MOSFET 구조를 가져도 된다. 또한, 반도체 소자(22, 24, 26)에 사용되는 반도체 재료에 대해서도 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 실리콘(Si), 탄화 실리콘(SiC), 또는 질화갈륨(GaN)과 같은 질화물 반도체여도 된다.
밀봉체(16)는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지 또는 그 밖의 절연체로 구성될 수 있다. 밀봉체(16)는, 예를 들어 몰드 수지 또는 패키지라고도 칭해진다. 반도체 장치(10)는, 3개의 반도체 소자(22, 24, 26)에 한정되지 않고, 적어도 하나의 반도체 소자를 구비하면 된다.
제1 도체판(12) 및 제2 도체판(14)은, 복수의 반도체 소자(22, 24, 26)와 전기적으로 접속되어 있을 뿐만 아니라, 복수의 반도체 소자(22, 24, 26)와 열적으로도 접속되어 있다. 또한, 제1 도체판(12) 및 제2 도체판(14)은, 각각 밀봉체(16)의 표면에 노출되어 있어, 각각의 반도체 소자(22, 24, 26)의 열을 밀봉체(16)의 외부로 방출할 수 있다. 이에 의해, 본 실시예의 반도체 장치(10)는, 복수의 반도체 소자(22, 24, 26)의 양측에 방열판이 배치된 양면 냉각 구조를 갖는다.
본 실시예의 반도체 장치(10)에서는, 도 4로부터 이해되는 바와 같이, 제1 도체판(12)보다 제2 도체판(14) 쪽이 크다. 상세하게는, 제1 도체판(12)에서는, 4개의 코너가 모따기되어 있는 것에 비해, 제2 도체판(14)에서는 그러한 가공이 이루어져 있지 않다. 이것은, 반도체 장치(10)를 제조할 때, 제1 도체판(12)과 제2 도체판(14) 위치 결정을, 공통의 지그로 행하기 위해서이다. 제1 도체판(12)보다 제2 도체판(14) 쪽이 크면, 제1 도체판(12)을 지그에 의해 하방으로부터 지지하면서, 그 지그로부터 상방으로 연장되는 복수의 지주에 의해, 제2 도체판(14)을 더 지지할 수 있다.
반도체 장치(10)는 또한, 제1 전력 단자(32)와, 제2 전력 단자(34)와, 복수의 신호 단자(36)를 구비한다. 각각의 단자(32, 34, 36)는, 구리 또는 알루미늄과 같은 도체로 구성되어 있고, 밀봉체(16)의 내부로부터 외부에 걸쳐 연장되어 있다. 제1 전력 단자(32)는, 밀봉체(16)의 내부에 있어서, 제1 도체판(12)에 접속되어 있다. 제2 전력 단자(34)는 밀봉체(16)의 내부에 있어서, 제2 도체판(14)에 접속되어 있다. 이에 의해, 복수의 반도체 소자(22, 24, 26)는, 제1 전력 단자(32)와 제2 전력 단자(34) 사이에서, 전기적으로 병렬로 접속되어 있다. 또한, 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)는 각각, 밀봉체(16)의 외부에 노출되어 있고, 예를 들어 버스 바와 같은 외부의 접속 부재(52, 54)가 접속된다(도 3 참조). 각각의 신호 단자(36)는, 반도체 소자(22, 24, 26)의 대응하는 하나의 신호 패드(도시 생략)에, 본딩 와이어(38)를 통해 접속되어 있다.
일례이기는 하지만, 제1 전력 단자(32)는, 납땜에 의해 제1 도체판(12)에 접합되어 있고, 제2 전력 단자(34)는, 제2 도체판(14)에 일체로 형성되어 있다. 또한, 제1 전력 단자(32)는, 제1 도체판(12)과 일체로 형성되어 있어도 된다. 또한, 제2 전력 단자(34)는, 예를 들어 납땜에 의해 제2 도체판(14)에 접합되어 있어도 된다. 또한, 각각의 신호 단자(36)는, 대응하는 하나의 신호 패드에, 본딩 와이어(38)를 통하는 일 없이, 직접적으로 접속되어도 된다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)는, 각각 판상이면서, 밀봉체(16)의 내부에 있어서 서로 대향하고 있다. 즉, 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)는, 그것들의 두께 방향에 있어서 서로 대향하고 있고, 그것들의 주 표면(두께 방향에 대해 수직으로 넓어지는 표면)이, 밀봉체(16)의 일부를 사이에 두고 서로 대향하고 있다. 이러한 구성에 의하면, 제1 전력 단자(32)와 제2 전력 단자(34) 사이의 절연성을 유지하면서, 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)의 인덕턴스를 저감할 수 있다. 즉, 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)는, 복수의 반도체 소자(22, 24, 26)를 통해 서로 접속되어 있으므로, 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)에는, 서로 역방향의 전류가 흐른다. 이때, 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)가 서로 대향하고 있으므로, 제1 전력 단자(32)의 전류가 형성하는 자계와, 제2 전력 단자(34)의 전류가 형성하는 자계는, 서로 상쇄된다. 이에 의해, 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)의 주위에 형성되는 자계가 억제되어, 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)의 인덕턴스는 유의미하게 저감된다. 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)의 인덕턴스가 저감됨으로써, 예를 들어 복수의 반도체 소자(22, 24, 26)가 스위칭되었을 때의 서지 전압이 억제된다.
본 실시예의 반도체 장치(10)에서는, 밀봉체(16)가, 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)를 따라 연장되는 돌출부(16a)를 구비한다. 그리고 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)는, 돌출부(16a)의 내부에 있어서 대향하고 있다(도 3 참조). 이러한 구성에 의하면, 제1 전력 단자(32)와 제2 전력 단자(34) 사이의 절연성을 유지하면서, 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)를 긴 구간에 걸쳐 대향시킬 수 있다. 이에 의해, 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)의 인덕턴스를 더 저감시킬 수 있다. 또한, 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)가 밀봉체(16)로부터 돌출되지 않는다는 점에서, 반도체 장치(10)를 제조할 때, 밀봉체(16)를 금형에 의해 성형하기 쉽다. 즉, 밀봉체(16)를 금형에 의해 성형할 때, 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34) 전체를 금형 내에 포함할 수 있다.
본 실시예의 반도체 장치(10)에서는, 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)가, 밀봉체(16)의 돌출부(16a)의 표면을 따라 노출되어 있다(도 3 참조). 이러한 구성에 의하면, 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)는, 밀봉체(16)의 돌출부(16a)에 의해 전체적으로 지지될 수 있다. 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)의 변형이 억제된다는 점에서, 예를 들어 버스 바와 같은 접속 부재(52, 54)를, 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)에 접속하기 쉽다.
본 실시예의 반도체 장치(10)에서는, 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)가, 밀봉체(16)의 돌출부(16a)로부터 서로 반대 방향으로 노출되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 예를 들어 버스 바와 같은 접속 부재(52, 54)를, 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)에 각각 접속할 때, 2개의 접속 부재(52, 54)에 의해 돌출부(16a)가 끼움 지지된다. 돌출부(16a)의 변형이 억제된다는 점에서, 그 접속 부재(52, 54)들을 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)에 접속하기 쉽다. 예를 들어, 밀봉체(16)의 돌출부(16a)를 2개의 접속 부재(52, 54) 사이에 삽입함으로써, 그것들의 접속을 간단하게 행할 수 있다. 이때, 복수의 신호 단자(36)가, 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)와 동일한 방향으로 돌출되어 있으면, 복수의 신호 단자(36)를 대응하는 접속 부재(예를 들어 커넥터)에 동시에 접속할 수 있다.
본 실시예의 반도체 장치(10)에서는, 제1 전력 단자(32)와 제2 전력 단자(34)가 전체적으로 대향하고 있다. 그러나 제1 전력 단자(32)와 제2 전력 단자(34)는, 그것들의 두께 방향에 있어서, 적어도 부분적으로 대향하고 있으면 된다. 이 경우, 제1 전력 단자(32)와 제2 전력 단자(34)는 서로 오프셋되어 있어도 되고, 폭 치수가 서로 달라도 되고, 길이 치수가 서로 달라도 된다.
본 명세서에서 개시하는 반도체 장치(10)는, 전술한 바와 같이, 컨버터나 인버터와 같은 전력 변환 회로에 채용할 수 있다. 이 경우, 도 5에 도시하는 바와 같이, 2개의 반도체 장치(10)를 직렬로 접속함으로써, 컨버터나 인버터에 있어서의 상하의 암을 구성할 수 있다. 이 경우, 상부 암에서는, 한쪽 반도체 장치(10)의 3개 반도체 소자(22, 24, 26)가 병렬로 접속되고, 하부 암에서는, 다른 쪽 반도체 장치(10)의 3개 반도체 소자(22, 24, 26)가 병렬로 접속된다. 여기서, 도 5에 도시하는 회로에 있어서, 각각의 반도체 장치(10)는, 후술하는 변형예의 반도체 장치(10a-10i)로 바꾸어 기재할 수 있다.
다음으로, 도 6 내지 도 8을 참조하여, 일 변형예의 반도체 장치(10a)에 대해 설명한다. 도 6 내지 도 8에 도시하는 바와 같이, 이 변형예의 반도체 장치(10a)는, 도 1 내지 도 4에 도시한 반도체 장치(10)와 비교하여, 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)를 노출시키는 구조가 상이하다. 그 밖의 구조에 대해서는, 도 1 내지 도 4에 도시한 반도체 장치(10)와 공통된다는 점에서, 동일한 부호를 붙임으로써 중복되는 설명은 생략한다.
도 8에 도시하는 바와 같이, 본 변형예의 반도체 장치(10a)에서는, 제1 전력 단자(32)에 후육부(32a)가 마련되어 있고, 그 후육부(32a)가 밀봉체(16)의 돌출부(16a)에 있어서 외부에 노출되어 있다. 마찬가지로, 제2 전력 단자(34)에도 후육부(34a)가 형성되어 있고, 그 후육부(34a)가 밀봉체(16)의 돌출부(16a)에 있어서 외부에 노출되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 밀봉체(16)의 돌출부(16a)를 균일한 두께로 형성할 수 있어, 돌출부(16a)의 강도를 높일 수 있다.
다음으로, 도 9-도 11을 참조하여, 다른 일 변형예의 반도체 장치(10b)에 대해 설명한다. 도 9 내지 도 11에 도시하는 바와 같이, 이 변형예의 반도체 장치(10b)는, 도 1 내지 도 4에 도시한 반도체 장치(10)와 비교하여, 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)를 노출시키는 구조가 상이하다. 그 밖의 구조에 대해서는, 도 1 내지 도 4에 도시한 반도체 장치(10)와 공통된다는 점에서, 동일한 부호를 붙임으로써 중복되는 설명은 생략한다.
도 11에 도시하는 바와 같이, 본 변형예의 반도체 장치(10b)에서는, 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)가, 돌출부(16a)의 길이 방향에 있어서 상이한 위치에서, 돌출부(16a)로부터 동일한 방향으로 노출되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 예를 들어 버스 바와 같은 접속 부재(52, 54)를, 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)에 각각 동일한 방향으로부터 접속할 수 있다. 따라서, 그 접속 부재(52, 54)들을, 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)에 접속하기 쉽다.
다음으로, 도 12 내지 도 14를 참조하여, 다른 일 변형예의 반도체 장치(10c)에 대해 설명한다. 도 12 내지 도 14에 도시하는 바와 같이, 이 변형예의 반도체 장치(10c)는, 도 1 내지 도 4에 도시한 반도체 장치(10)와 비교하여, 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)를 노출시키는 구조가 상이하다. 그 밖의 구조에 대해서는, 도 1 내지 도 4에 도시한 반도체 장치(10)와 공통된다는 점에서, 동일한 부호를 붙임으로써 중복되는 설명은 생략한다.
도 14에 도시하는 바와 같이, 본 변형예의 반도체 장치(10c)에서는, 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)가, 서로 대향하면서 밀봉체(16)로부터 돌출되어 있다. 밀봉체(16)로부터 2개의 전력 단자(32, 34)가 평행하게 돌출되는 구성이면, 반도체 장치(10)를 제조할 때, 밀봉체(16)를 금형에 의해 성형하기가 어렵다. 즉, 금형의 상형과 하형을 완전히 폐쇄하지 못하여, 제1 전력 단자(32)와 제2 전력 단자(34) 사이에 간극이 형성되어 버리기 때문이다. 그래서, 본 변형예의 반도체 장치(10c)에서는, 제1 전력 단자(32)와 제2 전력 단자(34) 사이에 절연체(16b)를 개재 삽입한 상태에서, 금형에 의한 밀봉체(16)의 성형이 행해지고 있다. 이 절연체(16b)는, 성형 후의 밀봉체(16)와 일체가 되어, 밀봉체(16)의 일부를 구성한다. 이러한 구성에 의하면, 밀봉체(16)에 반드시 돌출부(16a)를 마련할 필요는 없다.
다음으로, 도 15 내지 도 17을 참조하여, 다른 일 변형예의 반도체 장치(10d)에 대해 설명한다. 도 15 내지 도 17에 도시하는 바와 같이, 이 변형예의 반도체 장치(10d)는, 도 1 내지 도 4에 도시한 반도체 장치(10)와 비교하여, 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)를 노출시키는 구조가 상이하다. 그 밖의 구조에 대해서는, 도 1 내지 도 4에 도시한 반도체 장치(10)와 공통된다는 점에서, 동일한 부호를 붙임으로써 중복되는 설명은 생략한다.
도 15, 도 17에 도시하는 바와 같이, 본 변형예의 반도체 장치(10d)에서는, 제1 전력 단자(32)에 관통 구멍(32b)이 형성되어 있고, 제2 전력 단자(34)에 관통 구멍(34b)이 형성되어 있다. 각각의 관통 구멍(32b, 34b)은, 밀봉체(16)의 재료에 의해 충전되어 있다. 또한, 제1 전력 단자(32)와 제2 전력 단자(34)는, 서로의 관통 구멍(32b, 34b)이 겹치지 않도록, 횡방향으로 오프셋되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 밀봉체(16)를 금형에 의해 성형할 때, 제1 전력 단자(32)의 관통 구멍(32b)을 관통시킨 지그(예를 들어 지주)에 의해, 제2 전력 단자(34)를 금형의 내면으로 압박할 수 있다. 마찬가지로, 제2 전력 단자(34)의 관통 구멍(34b)을 관통시킨 지그(예를 들어 지주)에 의해, 제1 전력 단자(32)를 금형의 내면으로 압박할 수 있다. 이에 의해, 밀봉체(16)를 금형에 의해 성형할 때, 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)의 변형을 억제하여, 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)를 밀봉체(16)의 표면에 노출시킬 수 있다. 밀봉체(16)를 성형한 단계에서 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)가 이미 노출되어 있으면, 그 후에 실시되는 밀봉체(16)의 기계 가공을 생략할 수 있다.
다음으로, 도 18 내지 도 21을 참조하여, 다른 일 변형예의 반도체 장치(10e)에 대해 설명한다. 도 18 내지 도 21에 도시하는 바와 같이, 이 변형예의 반도체 장치(10e)는, 도 1 내지 도 4에 도시한 반도체 장치(10)와 비교하여, 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)를 노출시키는 구조가 상이하다. 그 밖의 구조에 대해서는, 도 1 내지 도 4에 도시한 반도체 장치(10)와 공통된다는 점에서, 동일한 부호를 붙임으로써 중복되는 설명은 생략한다.
도 19, 도 21에 도시하는 바와 같이, 본 변형예의 반도체 장치(10e)에서는, 제2 전력 단자(34)의 일부가, 제2 도체판(14)에 일체로 형성되어 있고, 밀봉체(16)의 내부에 있어서 제1 전력 단자(32)에 대향하고 있다. 그리고 제2 전력 단자(34)의 다른 일부는, 밀봉체(16)의 외부에 있어서, 밀봉체(16)의 내부에 위치하는 제2 전력 단자(34)의 일부에 접합되어 있다. 이러한 구성이면, 밀봉체(16)를 성형하는 단계에서는, 제1 전력 단자(32)만이 밀봉체(16)로부터 돌출되므로, 밀봉체(16)를 금형에 의해 용이하게 성형할 수 있다.
다음으로, 도 22 내지 도 25를 참조하여, 다른 일 변형예의 반도체 장치(10f)에 대해 설명한다. 도 22 내지 도 25에 도시하는 바와 같이, 이 변형예의 반도체 장치(10f)는, 도 1 내지 도 4에 도시한 반도체 장치(10)와 비교하여, 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)를 노출시키는 구조가 상이하다. 그 밖의 구조에 대해서는, 도 1 내지 도 4에 도시한 반도체 장치(10)와 공통된다는 점에서, 동일한 부호를 붙임으로써 중복되는 설명은 생략한다.
도 22, 도 25에 도시하는 바와 같이, 본 변형예의 반도체 장치(10f)에서는, 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34) 각각이, 밀봉체(16)의 돌출부(16a)로부터 돌출되는 돌출단(32c, 34c)을 구비한다. 특별히 한정되지는 않지만, 제1 전력 단자(32)의 돌출단(32c)과, 제2 전력 단자(34)의 돌출단(34c)은, 밀봉체(16)의 돌출부(16a)로부터 동일 평면을 따라 돌출되어 있다. 밀봉체(16)로부터 돌출되는 돌출단(32c, 34c)이 동일 평면에 위치하고 있으면, 반도체 장치(10)를 제조할 때, 밀봉체(16)를 금형에 의해 성형하기 쉽다. 또한, 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)가 돌출단(32c, 34c)을 구비하고 있으면, 버스 바와 같은 접속 부재(52, 54)를 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)에 접속하기 쉽다. 도 25에 도시하는 바와 같이, 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34) 각각은, 돌출단(32c, 34c)이 동일 평면에 위치하도록, 밀봉체(16)의 돌출부(16a)의 내부에 굴곡부(32d, 34d)를 갖는다. 이러한 구성에 의하면, 굴곡부(32d, 34d)의 변형이 밀봉체(16)에 의해 억제된다는 점에서, 돌출단(32c, 34c)에 외력이 가해진 경우라도, 2개의 돌출단(32c, 34c)을 동일 평면 상에 유지할 수 있다.
다음으로, 도 26을 참조하여, 다른 일 변형예의 반도체 장치(10g)에 대해 설명한다. 상술한 도 22 내지 도 25에 도시하는 반도체 장치(10f)에서는, 제1 전력 단자(32)의 돌출단(32c)과 제2 전력 단자(34)의 돌출단(34c)이, 밀봉체(16)의 돌출부(16a)로부터 서로 다른 방향으로 돌출되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)의 2개의 돌출단(32c, 34c)이 서로 이격되어 배치되므로, 2개의 돌출단(32c, 34c) 사이의 절연성을 높일 수 있다. 이에 비해, 도 26에 도시하는 반도체 장치(10g)에서는, 제1 전력 단자(32)의 돌출단(32c)과 제2 전력 단자(34)의 돌출단(34c)이 밀봉체(16)의 돌출부(16a)로부터 동일한 방향으로 돌출되어도 된다. 이러한 구성에 의하면, 제1 전력 단자(32) 및 제2 전력 단자(34)의 각 돌출단(32c, 34c)을, 각각 대응하는 접속 부재(예를 들어 버스 바)에 동일한 방향으로부터 접속할 수 있다.
다음으로, 도 27을 참조하여, 다른 일 변형예의 반도체 장치(10h)에 대해 설명한다. 도 27에 도시하는 바와 같이, 이 변형예의 반도체 장치(10h)는, 도 1 내지 도 4에 도시한 반도체 장치(10)와 비교하여, 제1 도체판(12)에 구멍(42)이 마련되어 있다. 그 밖의 구조에 대해서는, 도 1 내지 도 4에 도시한 반도체 장치(10)와 공통된다는 점에서, 동일한 부호를 붙임으로써 중복되는 설명은 생략한다. 제1 도체판(12)에 마련된 구멍(42)은, 제1 전력 단자(32)와, 복수의 반도체 소자(22, 24, 26) 중에서 제1 전력 단자(32)에 가장 근접하는 제2 반도체 소자(24) 사이에 위치한다. 제1 도체판(12)의 구멍(42)은, 3개의 반도체 소자(22, 24, 26)에 흐르는 전류를 균일화하기 위해 마련되어 있다.
즉, 제1 전력 단자(32)와, 각각의 반도체 소자(22, 24, 26) 사이의 거리는, 완전히 일치하지는 않는다. 예를 들어, 제1 전력 단자(32)로부터 제1 반도체 소자(22)까지의 거리와, 제1 전력 단자(32)로부터 제3 반도체 소자(26)까지의 거리는 서로 동등하다. 그러나 제1 전력 단자(32)로부터 제2 반도체 소자(24)까지의 거리에 대해서는, 제1 전력 단자(32)로부터 제1 반도체 소자(22) 또는 제3 반도체 소자(26)까지의 거리보다 짧아진다. 이러한 거리의 상위가 존재하면, 제1 전력 단자(32)와 각각의 반도체 소자(22, 24, 26) 사이의 전기 저항에도, 무시할 수 없는 차이가 발생한다. 그 결과, 각각의 반도체 소자(22, 24, 26)에는, 전류가 불균등하게 흘러 버린다.
상기한 문제에 대해, 제1 도체판(12)에 구멍(42)이 형성되어 있으면, 제1 전력 단자(32)와 제2 반도체 소자(24) 사이를 흐르는 전류의 적어도 일부는, 구멍(42)을 우회하여 흐를 필요가 있다. 그 결과, 실제로 전류가 흐르는 경로 길이가 길어짐으로써, 제1 전력 단자(32)와 제2 반도체 소자(24) 사이의 전기 저항은 증대된다. 제2 반도체 소자(24)를 흐르는 전류가 억제된다는 점에서, 각각의 반도체 소자(22, 24, 26)에 흐르는 전류의 불균등이 해소 또는 저감된다. 또한, 제1 도체판(12)은, 후육부(12x)와, 후육부(12x)보다 두께가 작은 박육부(12y)를 갖고 있고, 구멍(42)은 박육부(12y)에 형성되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 구멍(42)을 형성하기 쉽고, 또한 밀봉체(16)를 금형에 의해 성형할 때, 구멍(42)의 내부에 밀봉체(16)의 재료가 충전되기 쉽다. 또한, 구멍(42)의 수나 형상에 대해서는, 적절하게 변경할 수 있다. 또한, 구멍(42)은, 관통 구멍에 한정되지 않고, 바닥이 있는 구멍(즉, 오목부)이어도 된다.
다음으로, 도 28을 참조하여, 다른 일 변형예의 반도체 장치(10i)에 대해 설명한다. 도 28에 도시하는 바와 같이, 이 변형예의 반도체 장치(10i)는, 도 27에 도시한 반도체 장치(10h)와 비교하여, 제1 도체판(12)이 아닌, 제2 도체판(14)에 구멍(44)이 형성되어 있다. 그 밖의 구조에 대해서는, 도 27에 도시한 반도체 장치(10h)와 공통된다는 점에서, 동일한 부호를 붙임으로써 중복되는 설명은 생략한다. 제2 도체판(14)에 형성된 구멍(44)은, 제2 전력 단자(34)와, 복수의 반도체 소자(22, 24, 26) 중에서 제2 전력 단자(34)에 가장 근접하는 제2 반도체 소자(24) 사이에 위치한다. 제2 도체판(14)의 구멍(44)도 또한, 3개의 반도체 소자(22, 24, 26)에 흐르는 전류를 균일화하기 위해 마련되어 있다. 즉, 제2 도체판(14)에 마련된 구멍(44)은, 도 27에 도시하는 반도체 장치(10h)에 있어서 제1 도체판(12)에 마련된 구멍(42)과 동일한 작용 효과를 발휘한다.
도 28에 도시하는 반도체 장치(10i)에서는, 제2 도체판(14)의 구멍(44) 외에도, 제1 도체판(12)에도 구멍(42)(도 27 참조)이 더 형성되어도 된다. 즉, 제1 도체판(12) 및 제2 도체판(14) 각각에, 구멍(42, 44)이 형성되어도 된다. 이 경우, 제1 도체판(12)의 구멍(42)과 제2 도체판(14)의 구멍(44)은, 서로 동일한 사이즈 및 형상이어도 되고, 서로 다른 사이즈 또는 형상이어도 된다. 예를 들어, 제1 도체판(12)의 구멍(42)은, 제2 도체판(14)의 구멍(44)보다 큰 사이즈를 가져도 된다. 혹은, 제1 도체판(12)의 구멍(42)은, 제2 도체판(14)의 구멍(44)보다 작은 사이즈를 가져도 된다.

Claims (14)

  1. 적어도 하나의 반도체 소자와,
    상기 적어도 하나의 반도체 소자를 밀봉하는 밀봉체와,
    상기 밀봉체의 내부에 있어서 상기 적어도 하나의 반도체 소자에 접속되어 있음과 함께, 상기 밀봉체의 외부에 노출되는 제1 전력 단자와,
    상기 밀봉체의 내부에 있어서 상기 적어도 하나의 반도체 소자를 통해 상기 제1 전력 단자에 전기적으로 접속되어 있음과 함께, 상기 밀봉체의 외부에 노출되는 제2 전력 단자를 구비하고,
    상기 제1 전력 단자 및 상기 제2 전력 단자는, 각각 판상이면서, 상기 밀봉체의 내부에 있어서 적어도 부분적으로 대향하고 있는,
    반도체 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 밀봉체는, 상기 제1 전력 단자 및 상기 제2 전력 단자를 따라 연장되는 돌출부를 구비하고,
    상기 제1 전력 단자 및 상기 제2 전력 단자는, 상기 돌출부의 내부에 있어서 적어도 부분적으로 대향하고 있는, 반도체 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 전력 단자 및 상기 제2 전력 단자는, 상기 돌출부의 표면을 따라 노출되어 있는, 반도체 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 전력 단자 및 상기 제2 전력 단자는, 상기 돌출부로부터 서로 반대 방향으로 노출되어 있는, 반도체 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 전력 단자 및 상기 제2 전력 단자는, 상기 돌출부의 길이 방향에 있어서 상이한 위치에서, 상기 돌출부로부터 동일한 방향으로 노출되어 있는, 반도체 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제1 전력 단자 및 상기 제2 전력 단자의 각각은, 상기 밀봉체의 상기 돌출부로부터 돌출되는 돌출단을 구비하는, 반도체 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 전력 단자의 상기 돌출단과 상기 제2 전력 단자의 상기 돌출단은, 상기 밀봉체의 상기 돌출부로부터 동일 평면을 따라 돌출되어 있는, 반도체 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 전력 단자 및 상기 제2 전력 단자의 각각은, 상기 돌출단이 상기 동일 평면에 위치하도록, 상기 밀봉체의 상기 돌출부의 내부에 굴곡부를 갖는, 반도체 장치.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 전력 단자의 상기 돌출단과 상기 제2 전력 단자의 상기 돌출단은, 상기 밀봉체의 상기 돌출부로부터 서로 다른 방향으로 돌출되어 있는, 반도체 장치.
  10. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 전력 단자의 상기 돌출단과 상기 제2 전력 단자의 상기 돌출단은, 상기 밀봉체의 상기 돌출부로부터 동일한 방향으로 돌출되어 있는, 반도체 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 반도체 소자는, 복수의 반도체 소자인, 반도체 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 밀봉체의 내부에 있어서 상기 복수의 반도체 소자의 각각에 전기적으로 접속된 제1 도체판과,
    상기 복수의 반도체 소자를 통해 상기 제1 도체판에 대향함과 함께, 상기 밀봉체의 내부에 있어서 상기 복수의 반도체 소자의 각각에 전기적으로 접속된 제2 도체판을 더 구비하고,
    상기 제1 전력 단자는, 상기 밀봉체의 내부에 있어서 상기 제1 도체판에 전기적으로 접속되어 있고,
    상기 제2 전력 단자는, 상기 밀봉체의 내부에 있어서 상기 제2 도체판에 전기적으로 접속되어 있는, 반도체 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 도체판과 상기 제2 도체판 중 적어도 한쪽에는, 상기 제1 전력 단자 또는 상기 제2 전력 단자와, 상기 복수의 반도체 소자 중에서 상기 제1 전력 단자 또는 상기 제2 전력 단자에 가장 근접하는 반도체 소자 사이에, 구멍이 마련되어 있는, 반도체 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 도체판과 상기 제2 도체판 중 적어도 한쪽은, 후육부와, 상기 후육부보다 두께가 작은 박육부를 갖고,
    상기 복수의 반도체 소자는 상기 후육부 상에 설치되어 있고, 상기 구멍은 상기 박육부에 마련되어 있는, 반도체 장치.
KR1020190040687A 2018-04-11 2019-04-08 반도체 장치 KR20190118966A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2018-076191 2018-04-11
JP2018076191A JP2019186403A (ja) 2018-04-11 2018-04-11 半導体装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190118966A true KR20190118966A (ko) 2019-10-21

Family

ID=68053203

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190040687A KR20190118966A (ko) 2018-04-11 2019-04-08 반도체 장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10943877B2 (ko)
JP (1) JP2019186403A (ko)
KR (1) KR20190118966A (ko)
CN (1) CN110364520B (ko)
DE (1) DE102019109275A1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11107761B2 (en) * 2018-02-06 2021-08-31 Denso Corporation Semiconductor device
JP7069787B2 (ja) * 2018-02-09 2022-05-18 株式会社デンソー 半導体装置
JP2019186403A (ja) 2018-04-11 2019-10-24 トヨタ自動車株式会社 半導体装置
US20210043466A1 (en) * 2019-08-06 2021-02-11 Texas Instruments Incorporated Universal semiconductor package molds
DE102022119564A1 (de) 2022-08-04 2024-02-15 Infineon Technologies Ag Formgegossenes leistungshalbleitermodul und verfahren zur herstellung desselben

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08162569A (ja) 1994-12-08 1996-06-21 Fuji Electric Co Ltd 半導体装置
JPH09223761A (ja) * 1996-02-15 1997-08-26 Nitto Denko Corp 半導体装置およびその製造方法
FR2842042A1 (fr) 2002-07-04 2004-01-09 Valeo Equip Electr Moteur Module de controle et de puissance d'un alterno-demarreur integrale
DE102005016830A1 (de) 2004-04-14 2005-11-03 Denso Corp., Kariya Halbleitervorrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung
JP4702196B2 (ja) 2005-09-12 2011-06-15 株式会社デンソー 半導体装置
JP4567029B2 (ja) * 2007-06-22 2010-10-20 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置
JP4167715B1 (ja) 2007-08-13 2008-10-22 オーナンバ株式会社 ツインチップ搭載型ダイオード
JP4580997B2 (ja) 2008-03-11 2010-11-17 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置
JP5285348B2 (ja) 2008-07-30 2013-09-11 セミコンダクター・コンポーネンツ・インダストリーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー 回路装置
JP5551808B2 (ja) 2010-03-05 2014-07-16 日立オートモティブシステムズ株式会社 半導体モジュール及びこれを備えた電力変換装置
JP5581131B2 (ja) * 2010-06-30 2014-08-27 日立オートモティブシステムズ株式会社 パワーモジュール及びそれを用いた電力変換装置
JP5947537B2 (ja) 2011-04-19 2016-07-06 トヨタ自動車株式会社 半導体装置及びその製造方法
JP5803560B2 (ja) 2011-10-24 2015-11-04 トヨタ自動車株式会社 半導体装置
WO2013179547A1 (ja) 2012-06-01 2013-12-05 パナソニック株式会社 パワー半導体装置
WO2014002442A1 (ja) 2012-06-29 2014-01-03 株式会社デンソー 半導体装置および半導体装置の接続構造
JP5626274B2 (ja) 2012-06-29 2014-11-19 株式会社デンソー 半導体装置
JP2014183078A (ja) 2013-03-18 2014-09-29 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
JP6316708B2 (ja) 2014-08-26 2018-04-25 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置の製造方法
DE102014219998B4 (de) 2014-10-02 2020-09-24 Vitesco Technologies GmbH Leistungsmodul, Leistungsmodulgruppe, Leistungsendstufe sowie Antriebssystem mit einer Leistungsendstufe
JP6344215B2 (ja) * 2014-11-21 2018-06-20 株式会社デンソー 半導体装置及びパワーモジュール
JP6578900B2 (ja) 2014-12-10 2019-09-25 株式会社デンソー 半導体装置及びその製造方法
JP2017028105A (ja) 2015-07-22 2017-02-02 トヨタ自動車株式会社 半導体装置
JP6497286B2 (ja) * 2015-09-18 2019-04-10 株式会社デンソー 半導体モジュール
KR102132056B1 (ko) 2016-03-30 2020-07-09 매그나칩 반도체 유한회사 전력 반도체 모듈 및 이의 제조 방법
JP6686691B2 (ja) 2016-05-16 2020-04-22 株式会社デンソー 電子装置
JP6439750B2 (ja) * 2016-05-20 2018-12-19 株式会社デンソー 半導体装置
JP6528730B2 (ja) 2016-06-16 2019-06-12 トヨタ自動車株式会社 半導体装置
JP6645396B2 (ja) 2016-10-07 2020-02-14 株式会社デンソー 半導体装置
JP6597549B2 (ja) 2016-10-20 2019-10-30 トヨタ自動車株式会社 半導体モジュール
JP6624011B2 (ja) 2016-11-03 2019-12-25 株式会社デンソー 半導体装置
JP6512231B2 (ja) 2017-01-27 2019-05-15 トヨタ自動車株式会社 半導体装置
JP6865644B2 (ja) 2017-06-20 2021-04-28 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
US11107761B2 (en) 2018-02-06 2021-08-31 Denso Corporation Semiconductor device
JP2019186403A (ja) 2018-04-11 2019-10-24 トヨタ自動車株式会社 半導体装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN110364520B (zh) 2024-01-05
JP2019186403A (ja) 2019-10-24
CN110364520A (zh) 2019-10-22
DE102019109275A1 (de) 2019-10-17
US10943877B2 (en) 2021-03-09
US20190318999A1 (en) 2019-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20190118966A (ko) 반도체 장치
US9379083B2 (en) Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device
JP6075380B2 (ja) 半導体装置
US9147666B2 (en) Semiconductor device
US9312211B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
KR102156867B1 (ko) 반도체 장치
JP7069787B2 (ja) 半導体装置
CN110783283B (zh) 具有对称布置的功率连接端的半导体封装及其制造方法
CN110600457B (zh) 半导体装置
TW201533857A (zh) 半導體裝置
KR20190038997A (ko) 반도체 장치
JP7183594B2 (ja) 半導体装置
US10566295B2 (en) Semiconductor device
CN110911375A (zh) 半导体装置
CN111354709B (zh) 半导体装置及其制造方法
CN110943062B (zh) 半导体装置
CN110491848B (zh) 半导体装置
JP2019153753A (ja) 半導体装置
US20230361009A1 (en) Semiconductor package having an embedded electrical conductor connected between pins of a semiconductor die and a further device
TWI718473B (zh) 半導體裝置
US11276627B2 (en) Semiconductor device
WO2020144907A1 (ja) 半導体装置
JP2020188169A (ja) 半導体装置
JP2020102595A (ja) 半導体装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application