WO2017068689A1 - 二次元コードが表示された半導体装置 - Google Patents

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祐也 前川
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Definitions

  • the present invention relates to a semiconductor device in which a two-dimensional code is stamped and displayed on a mold surface.
  • Patent Document 1 discloses the following. When a character having a large number of digits is written on the semiconductor device, if the data is written on the semiconductor device using a bar code or a two-dimensional code, the space spent for marking can be minimized.
  • a laser marking method or the like is used, and a recess or projection having a height of several ⁇ m is formed by evaporating the surface of the semiconductor device at a high temperature.
  • a two-dimensional code is formed by collecting a plurality of convex portions.
  • the motor rotation control device used in refrigerators, air conditioners, washing machines, etc., called white goods is a semiconductor device equipped with a power semiconductor element and a control IC that drives and controls the power semiconductor element, so-called IPM (Intelligent Power Module). Is installed. (Hereafter referred to as IPM) As shown in FIG. 1 (A), the internal structure of the IPM is a dual in-line package in which power semiconductor elements are concentrated on one input / output terminal side, and a control IC for driving / controlling on the opposite receiving terminal side. Has been implemented. This mounting configuration makes it difficult to conduct heat generated by the power semiconductor element to the drive / control control IC side, and also insulates the drive / control control IC that operates at a low voltage from the high voltage applied to the power semiconductor element. Separated.
  • an object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of tracking manufacturing information even if an abnormality occurs.
  • a semiconductor device including a power semiconductor element and a control IC that controls on / off of the power semiconductor element
  • the power semiconductor element and the control IC are covered.
  • the IPM in the IPM, it is possible to protect the display of the two-dimensional code without damaging it even if the mold of the semiconductor device is cracked or the mold package is destroyed at the time of abnormality. Thereby, the manufacturing information of the semiconductor device can be traced reliably.
  • FIG. 1 is a diagram showing the internal configuration and appearance of an IPM according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a block circuit of the IPM according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing a range of IPM two-dimensional code display according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an internal configuration (A) and an external appearance (B) of an IPM according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows a block diagram of the IPM according to the embodiment of the present invention.
  • the connection is made to transmit the electric power of the DC power source E2 to the motor as the load 3 through a bridge circuit constituted by a power semiconductor element.
  • the motor power control is performed using an external signal sig. Is received, and on / off control of each power semiconductor element is performed via the control IC 5.
  • the IPM according to the embodiment of the present invention includes the power semiconductor element 4 and the control IC 5.
  • the power semiconductor elements constituting the bridge circuit are arranged in a region on the lead frame side serving as an input / output terminal.
  • the control IC 5 for controlling on / off of the power semiconductor element has an external signal sig. Is disposed in the vicinity of the lead frame serving as a receiving terminal.
  • the power semiconductor 4 and the control IC 5 are mounted on an insulated substrate or a heat sink.
  • a semicircular hole for mechanically fixing a semiconductor to a heat sink (not shown) with a screw or the like exists at the center of the short side.
  • the power semiconductor element 4 and the control IC 5 are mounted separately in the horizontal direction based on the center line of the short side with the semicircular hole.
  • the two-dimensional code is stamped at a position away from both the mounting area of the power semiconductor 4 and the mounting area of the control IC 5.
  • FIG. 3 in an abnormal test or the like, it is possible to predict a range in which a mold that covers a power semiconductor is cracked or broken around the power semiconductor. Therefore, as shown in FIG. 3, even if the power semiconductor 4 is damaged at the time of abnormal and the mold covering the power semiconductor is cracked or damaged, it is possible to display the two-dimensional code by marking it at a position other than the crack / damaged area. The physical damage can be avoided.
  • positions other than the crack / damage area at the time of abnormality include the mounting area of the control IC 5. Accordingly, the position of the two-dimensional code marking is more preferably the position shown in FIG. 1, but it may be in the mounting area of the control IC 5 and is not limited to the position shown in FIG.
  • the load 3 is illustrated based on a three-phase motor, a two-phase motor may be used.
  • the DC power supply 2 may be obtained as a DC power supply from an AC power supply via a power factor correction circuit.
  • the power semiconductor 4 is illustrated as a plurality of power semiconductor elements, it may be a single product having a one-chip structure.
  • the shape of the semiconductor device has been described with the dual-in package, in the single-in package, the two-dimensional code may be formed on a surface other than the surface on which the region where the power semiconductor 4 is mounted is horizontally projected.
  • the semiconductor device according to the present invention is suitable for use in a motor rotation control device and the like. Therefore, it can be used for white goods using the same.

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Abstract

モールド表面に二次元コードが捺印表示される半導体装置の製造情報の追跡を改善する。 【解決手段】 パワー半導体４と、パワー半導体４をオンオフ制御する制御ＩＣ５とを内蔵した半導体装置１において、半導体装置１はパワー半導体４と制御ＩＣ５とを被覆するモールド材で覆われたものであって、パワー半導体素子４と制御ＩＣ５とは離間して実装され、2次元コードは、モールド材表面においてパワー半導体４が実装される領域を水平投影した面以外に形成することを特徴とする半導体装置。

Description

二次元コードが表示された半導体装置
　本発明は、モールド表面に二次元コードが捺印表示される半導体装置に関する。
　近年、半導体素子を半導体装置に組み込んだ後においても製品名、ロット番号、ウェハ番号およびウェハ上での半導体素子の位置情報、その半導体素子の電気特性データ、又は製造条件などの製造情報を追跡するために、半導体装置ごとに文字、数字若しくは記号又はこれらの組み合わせを用いて構成された識別情報がマーキングされている。
これらは、例えば特許文献１に開示されている。
　また、特許文献１には、次に示すことも開示されている。半導体装置に桁数の多い文字を記入する際に、バーコード又は２次元コードなどを用いて半導体装置に記入すれば、マーキングに費やすスペースを最小限に抑えることができる。
　このような半導体装置へ識別情報をマーキングさせる方法は、レーザーマーキング方法などが使用され、半導体装置の表面を高温で蒸散させることにより高さが数μｍの凹部又は凸部が形成され、この凹部又は凸部が複数個集合して二次元コードが形成されている。
特開２００３－３７１２１号公報
白物家電と呼ばれる冷蔵庫、エアコン、洗濯機等に使用されるモーターの回転制御装置には、パワー半導体素子とパワー半導体素子を駆動・制御する制御ＩＣを搭載した半導体装置いわゆるＩＰＭ（Intelligent Power Module）が搭載されている。（以下、ＩＰＭとして呼称する）
ＩＰＭの内部構造は、図１（A）に示すようにデュアルインラインパッケージに、パワー半導体素子が一方の入出力端子側に集約して、対向する他方の受信端子側に駆動・制御用の制御ＩＣが実装されている。この実装形態により、パワー半導体素子の発熱を駆動・制御用の制御ＩＣ側に伝導させにくくするとともに、パワー半導体素子に加わる高電圧から、低電圧で動作する駆動・制御用の制御ＩＣを絶縁・離間させている。
　このようなＩＰＭは高電圧・高電力を制御しているため、アブノーマル時には半導体装置のモールドに亀裂が生じたり、モールドパッケージを破壊したりすることが多々ある。
　従って、ＩＰＭの半導体装置へ識別情報をマーキングさせた場合、亀裂やモールドパッケージを一部破損してしまうことで、物理的に識別情報を読み取ることができなくなり、詳細な調査ができなくなる、あるいは調査に時間がかかってしまう。
上記問題に鑑み、本発明は、仮にアブノーマルを生じても、製造情報の追跡を可能とする半導体装置を提供することを課題とする。
上記課題を解決するために、本発明の一態様によれば、パワー半導体素子と前記パワー半導体素子をオンオフ制御する制御ＩＣとを内蔵した半導体装置において、前記パワー半導体素子と前記制御ＩＣを被覆するモールド材で覆われ、前記モールド材表面に2次元コードが形成された半導体装置であって、前記2次元コードは、モールド材表面において前記パワー半導体が実装される領域を水平投影した面以外に形成することを特徴とする。
 
　本発明によると、ＩＰＭにおいて、アブノーマル時に半導体装置のモールドに亀裂が生じたり、モールドパッケージを破壊したりしても、２次元コードの表示を破損することなく保護することが可能になる。これにより、半導体装置の製造情報の追跡を確実に行うことができる。
図１は、本発明の実施形態に係るＩＰＭの内部構成及び外観を示す図である。 図２は、本発明の実施形態に係るＩＰＭのブロック回路を示す図である。 図３は、本発明の実施形態に係るＩＰＭの2次元コード表示の範囲を示した図である。
（実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係るＩＰＭの内部構成（Ａ）及び外観（Ｂ）を示す図である。
また、図２に、本発明の実施形態に係るＩＰＭのブロック回路の図を示す。
まず、図２のブロック図を参照すると、直流電源Ｅ２の電力をパワー半導体素子で構成されるブリッジ回路を介して負荷３であるモーターに伝達する接続になっている。また、モーターの電力制御を外部からの信号ｓｉｇ．を受信して、制御ＩＣ５を介して各パワー半導体素子のオンオフ制御を行っている。ここで、本発明の実施形態に係るＩＰＭは、パワー半導体素子４と制御ＩＣ５からなる。
次に、図1（Ａ）を参照すると、ブリッジ回路を構成するパワー半導体素子は入出力端子となるリードフレーム側の領域に配置されている。また、パワー半導体素子をオンオフ制御する制御ＩＣ５は、外部からの信号ｓｉｇ．の受信端子となるリードフレーム近傍に配置されている。また、パワー半導体４と制御ＩＣ５は、絶縁された基板あるいは放熱板上に実装されている。
また、図１（Ｂ）のＩＰＭの外観を参照すると、短手辺の中央位置に半導体をねじ等で、図示しない放熱板に機械的に固定するための半円形穴が存在する。この半円形穴がある短手辺の中心線を基にしてパワー半導体素子４と、制御ＩＣ５が水平方向に離間されて実装されている。
このような配置とすることで、パワー半導体の放熱性の向上、及びパワー半導体の発熱が制御ＩＣへ伝熱することを抑制できる構造となっている。
ここで、図1（Ａ）、（Ｂ）では、2次元コードはパワー半導体４の実装領域からも制御ＩＣ５の実装領域からも離れた位置に2次元コードが捺印されている。
図３に示すように、アブノーマルテスト等において、パワー半導体を中心にパワー半導体を覆うモールドに亀裂あるいは破損する範囲を予測することができる。
従って、図３に示すように、アブノーマル時にパワー半導体４が破損し、パワー半導体を覆うモールドに亀裂あるいは破損を生じても、亀裂・破損領域以外の位置に捺印することで、2次元コード表示への物理的損傷を与えずに済む。
また、図３を参照すると、アブノーマル時の亀裂・破損領域以外の位置は、制御ＩＣ５の実装領域も含まれている。従って、2次元コード捺印の位置は、図１で示した位置がより好ましいが、制御ＩＣ５の実装領域内にあってもよく、図１で示した位置に限定されるものではない。
　以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための例示であって、個々の構成、組合せ等を上記のものに特定するものではない。本発明は、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。
　例えば、負荷３は三相モーターを基に図示したが、二相モーターを使用してもよい。また、直流電源２は、交流電源から力率改善回路を介した直流電源として得てもよい。
　また、パワー半導体４は複数のパワー半導体素子で図示したが、1チップ構造からなる単品のものでもよい。
　また、半導体装置の形状をデュアルインパッケージで説明したが、シングルインパッケージにおいても、2次元コードをパワー半導体４が実装された領域を水平投影した面以外に形成してもよい。
　以上のように、本発明に係る半導体装置は、モーターの回転制御装置などに用いるのに好適である。従って、これを用いた白物家電などに利用可能である。
１　ＩＰＭ
２　直流電源E
３　負荷（モーター）
４　パワー半導体
５　制御ＩＣ

Claims (4)

  1. パワー半導体素子と前記パワー半導体素子をオンオフ制御する制御ＩＣとを内蔵した半導体装置において、　
    前記パワー半導体素子と前記制御ＩＣを被覆するモールド材で覆われ、前記モールド材表面に2次元コードが形成された半導体装置であって、
    前記2次元コードは、モールド材表面において前記パワー半導体が実装される領域を水平投影した面以外に形成することを特徴とする半導体装置。
  2. 　前記パワー半導体素子は半導体装置内部の入出力端子側に集約して実装され、
    前記制御ＩＣは前記入出力端子側と離間して実装されたことを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
  3. 　前記2次元コードは、前記制御ＩＣが実装された領域のモールド材表面上に形成することを特徴とする請求項１及び２記載の半導体装置。
  4. 　前記半導体装置はデュアルインパッケージからなり、
    前記デュアルインパッケージの短手辺の中心線を基に、前記パワー半導体素子と前記制御ＩＣとが離間されて実装され、前記制御ＩＣが実装されている領域側に前記2次元コードを形成することを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
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