WO2019167284A1 - 樹脂封止型半導体装置 - Google Patents

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resin
electrode
electrode connection
semiconductor device
connection piece
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政雄 中川
桑野　亮司
洋平 篠竹
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新電元工業株式会社
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    • H01L2924/13091—Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]

Definitions

  • the present invention relates to a resin-encapsulated semiconductor device.
  • the resin-encapsulated semiconductor device 901 includes semiconductor chips 910A and 910B and leads having electrode connection pieces 922A and 922B joined to the electrodes of the semiconductor chips 910A and 910B via solder 970, respectively.
  • 920 resin (not shown in FIG. 5), and a substrate 960 that also serves as a heat dissipation member.
  • the electrode connection pieces 922A and 922B and the electrodes of the semiconductor chips 910A and 910B are directly connected only via the solder 970 (without an intervening member such as a wire).
  • the resin-encapsulated semiconductor device 901 is a resin-encapsulated semiconductor device suitable for use in an electronic device (for example, a power supply) that has a large current capacity and uses a large current.
  • the electrode connection piece joined to the electrode via the solder is referred to as a “solder joint electrode connection piece”.
  • the heat generated in the operating semiconductor chip propagates to the solder and the solder joint electrode connection piece through the electrode of the semiconductor chip.
  • the thermal stress generated due to the heat may be concentrated on the solder and its periphery, and as a result, the solder may crack or the solder joint may be broken. For this reason, the conventional resin-encapsulated semiconductor device has a problem that the reliability is lowered.
  • the heat generated in the semiconductor chip may propagate to an electrode of a component other than the semiconductor chip (for example, an electrode of the substrate) through a substrate or the like bonded to the semiconductor chip, and the heat is propagated to the destination. Problems similar to the above may occur. The same problem as described above can also occur when stress other than thermal stress (for example, external force resulting from compression or the like) is applied near the electrode.
  • stress other than thermal stress for example, external force resulting from compression or the like
  • the present invention has been made to solve the above-described problem, and a resin-encapsulated semiconductor device capable of suppressing a decrease in reliability caused by directly connecting an electrode connecting piece and an electrode via solder.
  • the purpose is to provide.
  • a resin-encapsulated semiconductor device of the present invention includes a semiconductor chip and a plurality of electrode connection pieces including a solder joint electrode connection piece that is joined to an electrode via solder, and is electrically connected to the semiconductor chip.
  • a lead that is connected to the semiconductor chip, and a resin that seals the semiconductor chip and the lead, and the lead includes one electrode connection piece and the one electrode connection piece of the plurality of electrode connection pieces. And at least one of a groove and a notch is formed between different electrode connection pieces, and at least one of the one electrode connection piece and the other electrode connection piece is the solder joint electrode connection piece. It is characterized by being.
  • solder joint electrode connection piece is joined to the electrode of the semiconductor chip via the solder.
  • the groove is preferably formed in a portion where the lead is three-dimensionally bent.
  • the one electrode connection piece and the other electrode connection piece are linearly connected, and the groove has a longitudinal direction. It is preferable that the first electrode connection piece is formed to be orthogonal to the direction from the other electrode connection piece.
  • the lead has a stress absorption region in which a plurality of the grooves are formed in parallel.
  • the groove is formed on both one surface and the other surface opposite to the one surface, It is preferable that the groove on the one surface side and the groove on the other surface side are formed so as to be alternately arranged.
  • the lead has at least one of a groove and a notch formed between one electrode connection piece and another electrode connection piece.
  • the strength of the lead near the place where the notch is formed is lowered, and the lead near the place is easily deformed. Therefore, according to the resin-encapsulated semiconductor device of the present invention, even when stress (especially thermal stress) is generated, the stress is absorbed (relaxes stress) by deforming a part of the lead. it can.
  • the resin-encapsulated semiconductor device of the present invention it is possible to suppress stress (especially thermal stress) generated in the vicinity of the electrode from concentrating on the solder and the periphery thereof, and cracks are generated in the solder or due to the solder. It can suppress that a junction is destroyed. Therefore, the resin-encapsulated semiconductor device of the present invention is a resin-encapsulated semiconductor device that can suppress a decrease in reliability.
  • FIG. 1 is a diagram showing a resin-encapsulated semiconductor device 1 according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 (a) and 1 (b) are plan views of the resin-encapsulated semiconductor device 1
  • FIG. 1 (c) is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1 (a), and FIG. These are the figures which expand and show the range shown by B in FIG.1 (c).
  • FIG. 1B in order to simplify the explanation of the resin-encapsulated semiconductor device 1 (showing the internal structure), the entire resin 50 is not shown, and only its outer frame is shown by a broken line. The illustration of the resin 50 is the same in FIGS. 2 and 3 described later. The alternate long and short dash line in FIG.
  • FIG. 1D is an auxiliary line for making it easy to understand that the grooves 26 are formed alternately.
  • the alternate long and short dash line passes along the thickness direction of the lead 20 ⁇ / b> A where the groove 26 is formed and passes through the center of the groove 26.
  • 5 is a plan view showing a resin-encapsulated semiconductor device 2 according to Embodiment 2.
  • FIG. 6 is a plan view showing a resin-encapsulated semiconductor device 3 according to Embodiment 3.
  • FIG. FIG. 6 is a view showing a resin-encapsulated semiconductor device 4 according to a fourth embodiment.
  • 4A is a perspective view of the resin-encapsulated semiconductor device 4
  • FIG. 4B is a plan view of the resin-encapsulated semiconductor device 4
  • FIG. 4C is a diagram of FIG. 4B.
  • FIG. 4B It is sectional drawing which shows CC cross section.
  • the resin 150 is not shown in order to simplify the description of the resin-encapsulated semiconductor device 4 (showing the internal structure). It is a perspective view which shows the conventional resin-encapsulated semiconductor device 901.
  • the resin-encapsulated semiconductor device 1 As shown in FIG. 1, the resin-encapsulated semiconductor device 1 according to the first embodiment includes a semiconductor chip 10, leads 20 ⁇ / b> A, 30 ⁇ / b> A, and 31, wires 31 ⁇ / b> W, a resin 50, and a substrate 60.
  • solder is used to join an electrode connecting piece, which will be described later, and the electrodes or electrodes.
  • the semiconductor chip 10 has electrodes 12, 14, and 16 as shown in FIGS. 1 (b) and 1 (c).
  • the semiconductor chip 10 is an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), the electrode 12 is an emitter electrode, the electrode 14 is a gate electrode, and the electrode 16 is a collector electrode.
  • IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor
  • the electrode 12 (emitter electrode) is joined to the solder joint electrode connecting piece 22 of the lead 20A via the solder 70, and is connected to the outside via the solder 70 and the lead 20A.
  • the electrode 16 (collector electrode) is joined to the circuit 64 of the substrate 60 via the solder 72, and is connected to the outside via the solder 74, the circuit 64, and the lead 30A.
  • Leads 20A, 30A and 31 are flat metal members.
  • the leads 20A, 30A, 31 are formed separately from the lead frame, for example.
  • the leads 20A, 30A, 31 have a larger cross-sectional area than the wire 31W and can pass a large current.
  • the leads 20A and 30A have portions that are three-dimensionally bent.
  • the lead 20A includes, as a plurality of electrode connection pieces, a solder joint electrode connection piece 22 joined to the electrode 12 of the semiconductor chip 10 via the solder 70, and an electrode connection piece 24 exposed to the outside of the resin 50. Have. For this reason, it can also be said that the plurality of electrode connection pieces include the solder joint electrode connection pieces 22 joined to the electrode 12 via the solder 70.
  • the lead 20 ⁇ / b> A is electrically connected to the semiconductor chip 10. In the first embodiment, as shown in FIG. 1B, the solder joint electrode connecting piece 22 and the electrode connecting piece 24 are linearly connected when viewed in plan.
  • a groove 26 is formed in the lead 20A.
  • the groove 26 is one of the plurality of electrode connection pieces (in the first embodiment, the solder joint electrode connection piece 22) and another electrode connection different from the one electrode connection piece. It is formed between the two pieces (in the first embodiment, the electrode connecting piece 24).
  • the groove 26 is formed in a portion where the lead 20A is three-dimensionally bent. Moreover, the groove
  • channel 26 is formed so that a longitudinal direction may be orthogonal to the direction which goes to the electrode connection piece 24 (other electrode connection piece) from the solder joint electrode connection piece 22 (one electrode connection piece).
  • the lead 20A has a stress absorbing region 26A in which a plurality of grooves 26 are formed in parallel.
  • the plurality of grooves 26 form the stress absorption region 26A.
  • the number of the grooves 26 in the stress absorbing region 26A is an example, and the number of grooves can be any number as long as the object of the present invention is not impaired.
  • the pitch of the grooves is also arbitrary, and the optimum value varies depending on the size of the lead, but can be within a range of 0.1 mm to 1 mm, for example. The same applies to the grooves of the stress absorption region in each embodiment described later.
  • the groove 26 has one surface (the surface on the side where the solder 70 is present) and the other surface opposite to the one surface. Are both formed.
  • the groove 26 on the one surface side and the groove 26 on the other surface side are formed to be staggered as shown in FIG.
  • the “electrode connecting piece” in this specification includes both a portion of the lead that is joined to the electrode and a portion that can be connected to the electrode.
  • the electrode connection piece can also be referred to as a “connection portion”.
  • the electrode connection piece may be referred to as a “terminal” depending on the location.
  • the “portion bonded to the electrode” refers to a portion bonded to the electrode inside the resin in the resin-encapsulated semiconductor device (in the resin-encapsulated semiconductor device 1, the solder bonded electrode connection piece 22). , 32). Further, the “portion that can be connected to the electrode” is a portion of the lead that is exposed to the outside of the resin-encapsulated semiconductor device (in the resin-encapsulated semiconductor device 1, the electrode connection pieces 24 and 34. It may be referred to as a connection terminal or the like.).
  • the “electrode” in this specification is not limited to the one that the resin-encapsulated semiconductor device has, but also includes the electrode that the resin-encapsulated semiconductor device is connected to (embedded in).
  • the first component for example, a lead
  • the second component for example, a semiconductor chip
  • the third component for example, the substrate
  • the “part where the lead is three-dimensionally bent” refers to a part where the lead is bent in the thickness direction.
  • the portion is a distance between the lead and the electrode along the direction from the electrode to which the lead is joined to the solder joint electrode connection piece (the direction from the electrode to which the lead is joined to the solder joint electrode connection piece). It can be said that the distance in the height direction) changes when it is assumed that is upward in the direction of gravity.
  • one electrode connection piece and another electrode connection piece are linearly connected when viewed in plan.
  • the part which connects an electrode connection piece means existing along the straight line which connects one electrode connection piece and another electrode connection piece. Even if there is a cutout or overhang or the like in the part connecting one electrode connection piece and another electrode connection piece in the lead, the part as a whole is one electrode connection piece and another electrode connection piece. If it exists so as to be along a straight line connecting the two, it is included that “one electrode connection piece and another electrode connection piece are linearly connected when seen in a plan view”.
  • the grooves are staggered means that the center line of the groove on one surface side does not overlap with the center line of the groove on the other surface side when viewed along the thickness direction of the lead.
  • the grooves are staggered means that an imaginary straight line that passes through the center of the groove on one surface side and extends in the thickness direction of the lead and a center of the groove on the other surface side and that passes through the center of the lead.
  • the virtual straight line extending along the thickness direction does not overlap. For this reason, even when the edge of the groove on the one surface side overlaps with the edge of the groove on the other surface side when viewed along the thickness direction of the lead, When the condition is satisfied, it can be said that the grooves are formed to be staggered.
  • the lead 30 ⁇ / b> A has, as a plurality of electrode connection pieces, a solder joint electrode connection piece 32 that is joined to the electrode 66 of the substrate 60 via the solder 74, and an electrode connection piece 34 that is exposed to the outside of the resin 50. .
  • the lead 30 ⁇ / b> A is electrically connected to the semiconductor chip 10 through the substrate 60.
  • the electrode 66 is electrically connected to the circuit 64 of the substrate 60.
  • the circuit 64 is joined to the electrode 16 of the semiconductor chip 10 via the solder 72.
  • a groove 36 is formed in the lead 30A.
  • the groove 36 is formed between the solder joint electrode connecting piece 32 (one electrode connecting piece) and the electrode connecting piece 34 (other electrode connecting piece).
  • the groove 36 is formed in a portion where the lead 30A is three-dimensionally bent.
  • the solder joint electrode connection piece 32 (one electrode connection piece) and the electrode connection piece 34 (other electrode connection piece) are straight lines. Connected.
  • the groove 36 is formed so that the longitudinal direction is orthogonal to the direction from the solder joint electrode connecting piece 32 (one electrode connecting piece) to the electrode connecting piece 34 (other electrode connecting piece).
  • the lead 30A has a stress absorption region 36A in which a plurality of grooves 36 are formed in parallel.
  • the plurality of grooves 36 form the stress absorption region 36A.
  • the groove 36 is formed on both one surface (the surface on the side where the solder 74 is present) and the other surface opposite to the one surface. Yes.
  • the groove 36 on the one surface side and the groove 36 on the other surface side are formed to be staggered in the same manner as the groove 26 in the lead 20A.
  • the lead 31 has one end connected to the electrode 14 (gate electrode) via a wire 31W.
  • the lead 31 is an electrode connection piece (external connection terminal) whose other end is exposed from the resin 50.
  • the resin 50 seals the semiconductor chip 10 and the leads 20A and 30A.
  • portions except for the electrode connection pieces 24 and 34, the electrode connection pieces (external connection terminals) of the leads 31, and the metal plate 68 for heat dissipation are made of resin. It is sealed.
  • An appropriate resin can be used as the resin 50.
  • the substrate 60 is a DCB (Direct Copper Bonding) substrate.
  • substrate 60 appropriate board
  • the substrate 60 includes an insulating substrate 62, a circuit 64 formed on one surface of the insulating substrate 62, and an electrode connected to the circuit 64 and bonded via the solder bonding electrode connection piece 32 and the solder 74. 66 and a metal plate 68 for heat dissipation formed on the other surface of the insulating substrate 62. A part of the metal plate 68 for heat dissipation is exposed from the resin 50.
  • Solder 70, 72, 74 is an alloy or metal having conductivity and adhesiveness.
  • the leads 20A and 30A are connected to the solder joint electrode connecting piece 22 (one electrode connecting piece) and the electrode connecting piece 24 (other electrode connecting piece). Since the grooves 26 and 36 are formed therebetween, the strength of the leads 20A and 30A in the vicinity of the place where the grooves 26 and 36 are formed is reduced, and the leads 20A and 30A in the vicinity of the place are easily deformed. Therefore, according to the resin-encapsulated semiconductor device 1 according to the first embodiment, even when stress (particularly thermal stress) is generated, the stress can be absorbed by deformation of the leads 20A and 30A. it can.
  • the resin-encapsulated semiconductor device 1 according to the first embodiment can suppress the stress (particularly thermal stress) generated in the vicinity of the electrodes 12 and 66 from concentrating on the solder 70 and 74 and the periphery thereof. It is possible to suppress the generation of cracks in 74 and the destruction of the joints by the solders 70 and 74. Therefore, the resin-encapsulated semiconductor device 1 according to the first embodiment is a resin-encapsulated semiconductor device that can suppress a decrease in reliability.
  • the semiconductor chip 10 is a heat source that generates heat during operation.
  • the thermal stress generated during operation tends to be particularly large.
  • the resin-encapsulated semiconductor device 1 according to the first embodiment since the groove 26 is formed in the lead 20A, the lead 20A is easily deformed by the groove 26, and the portion where the thermal stress is particularly likely to be large. It is possible to absorb thermal stress, and as a result, it is possible to further suppress a decrease in reliability.
  • the resin-encapsulated semiconductor device 1 according to the first embodiment since the grooves 26 and 36 are formed in portions where the leads 20A and 30A are three-dimensionally bent, the leads 20A and 30A are bent.
  • the lead 20A, 30A is easily deformed three-dimensionally (multi-dimensionally) by combining the portion being formed and the grooves 26, 36.
  • a large stress or an irregular stress for example, a stress applied obliquely to the groove
  • the grooves 26 and 36 have the longitudinal direction from the solder joint electrode connection pieces 22 and 32 (one electrode connection piece) to the electrode connection pieces 24 and 34 ( Therefore, the leads 20A and 30A can be prevented from being deformed so as to be twisted with respect to the solder joint electrode connection pieces 22 and 32.
  • the leads 20A and 30A have the stress absorbing regions 26A and 36A in which a plurality of grooves 26 and 36 are formed in parallel. It is possible to absorb a larger stress than when only one of 26 and 36 is formed.
  • the grooves 26 and 36 on the one surface side and the grooves 26 and 36 on the other surface side are formed so as to be staggered. Therefore, compared with the case where these grooves are not staggered, the cross-sectional areas of the leads 20A and 30A in the stress absorbing regions 26A and 36A can be increased, and as a result, the influence on the current flow path is reduced. It becomes possible to do.
  • the resin-encapsulated semiconductor device 2 according to the second embodiment basically has the same configuration as the resin-encapsulated semiconductor device 1 according to the first embodiment, except that notches are formed instead of grooves. This is different from the resin-encapsulated semiconductor device 1 according to the first embodiment.
  • the resin-encapsulated semiconductor device 2 according to the second embodiment includes a semiconductor chip 10, leads 20B, 30B, and 31, a resin 50, and a substrate 60, as shown in FIG. Among these, since the difference from the resin-encapsulated semiconductor device 1 according to the first embodiment is the leads 20B and 30B, description of other components is omitted. Also, for the leads 20B and 30B, the description of matters common to the leads 20A and 30A in the first embodiment is omitted.
  • the lead 20B has a notch 27 instead of a groove.
  • the notch 27 is formed between the solder joint electrode connecting piece 22 (one electrode connecting piece) and the electrode connecting piece 24 (other electrode connecting piece).
  • the cutout 27 has an elongated shape when viewed in plan, and its longitudinal direction is orthogonal to the direction from the solder joint electrode connection piece 22 (one electrode connection piece) to the electrode connection piece 24 (other electrode connection piece). Is formed.
  • the notch 27 is formed in a portion different from the portion where the lead 20B is three-dimensionally bent (a portion closer to the electrode 12 of the semiconductor chip 10 than the bent portion when seen in a plan view).
  • the lead 30B is also formed with notches 37 instead of grooves.
  • the notch 37 is formed between the solder joint electrode connection piece 32 (one electrode connection piece) and the electrode connection piece 34 (other electrode connection piece).
  • the notch 37 has an elongated shape when viewed in plan, and its longitudinal direction is orthogonal to the direction from the solder joint electrode connection piece 32 (one electrode connection piece) to the electrode connection piece 34 (other electrode connection piece). Is formed.
  • the notch 37 is formed in a portion different from the portion where the lead 30B is bent (a portion farther from the electrode 66 of the substrate 60 than the bent portion when seen in a plan view).
  • the resin-encapsulated semiconductor device 2 according to the second embodiment is different from the resin-encapsulated semiconductor device 1 according to the first embodiment in that notches are formed instead of grooves, but the leads 20B and 30B include Since notches 27 and 37 are formed between the solder joint electrode connecting pieces 22 and 32 (one electrode connecting piece) and the electrode connecting pieces 24 and 34 (other electrode connecting pieces), It is possible to suppress the occurrence of cracks and the breakage of the joints by the solders 70 and 74, and the resin-encapsulated semiconductor device can suppress the decrease in reliability.
  • the resin-encapsulated semiconductor device 2 according to the second embodiment has basically the same configuration as the resin-encapsulated semiconductor device 1 according to the first embodiment except that notches are formed instead of grooves. Therefore, it has a corresponding effect among the effects of the resin-encapsulated semiconductor device 1.
  • the resin-encapsulated semiconductor device 3 according to the third embodiment basically has the same configuration as that of the resin-encapsulated semiconductor device 1 according to the first embodiment, but both grooves and notches are formed. This is different from the resin-encapsulated semiconductor device 1 according to the first embodiment.
  • the resin-encapsulated semiconductor device 3 according to the third embodiment includes a semiconductor chip 10, leads 20 ⁇ / b> C, 30 ⁇ / b> C, and 31, a resin 50, and a substrate 60. Both the groove 26 and the notch 27 are formed in the lead 20C, and both the groove 36 and the notch 37 are formed in the lead 30C.
  • the resin-encapsulated semiconductor device 3 according to the third embodiment has the same configuration as the resin-encapsulated semiconductor device 1 according to the first embodiment except that the notches 27 and 37 are provided. Further, the cutouts 27 and 37 are the same as the cutouts 27 and 37 in the second embodiment, and thus description thereof is omitted.
  • the resin-encapsulated semiconductor device 3 according to the third embodiment is different from the resin-encapsulated semiconductor device 1 according to the first embodiment in that both the groove and the notch are formed, but the leads 20C and 30C are different from each other.
  • the resin-encapsulated semiconductor device 3 according to the third embodiment is basically the same as the resin-encapsulated semiconductor device 1 according to the first embodiment except that both the groove and the notch are formed. Since it has a structure, it also has a corresponding effect among the effects which the resin-sealed semiconductor device 1 has.
  • the resin-encapsulated semiconductor device 4 according to the fourth embodiment basically has the same configuration as the resin-encapsulated semiconductor device 1 according to the first embodiment, but the number of semiconductor chips, the number of leads, the shape, and the like are the same. This is different from the resin-encapsulated semiconductor device 1 according to the first embodiment.
  • description of components corresponding to the components of the same name described in the resin-encapsulated semiconductor devices 1 to 3 according to the first to third embodiments may be simplified or omitted.
  • the resin-encapsulated semiconductor device 4 includes semiconductor chips 110A and 110B, leads 120, 130, 140, and 131, wires 131W, a resin 150, and substrates 160A and 160B. With.
  • solder is used to join the electrode connection pieces to the electrodes and the electrodes.
  • the semiconductor chip 110A has electrodes 112A, 114A, and 116A as shown in FIGS. 4B and 4C.
  • the semiconductor chip 110B also has electrodes (not shown) corresponding to the electrodes 112B and 114B and the electrode 116A of the semiconductor chip 110A, as shown in FIG. 4B.
  • the semiconductor chips 110A and 110B are IGBTs.
  • the lead 120 includes a solder joint electrode connection piece 122 joined to the electrode 112A of the semiconductor chip 110A via the solder 170, and an electrode connection piece 124 exposed to the outside of the resin 150.
  • the lead 120 is electrically connected to the semiconductor chip 110A.
  • the solder joint electrode connection piece 122 and the electrode connection piece 124 are linearly connected when viewed in plan.
  • grooves 126 and 128 are formed in the lead 120.
  • the groove 126 is formed between the solder joint electrode connecting piece 122 (one electrode connecting piece) and the electrode connecting piece 124 (other electrode connecting piece).
  • the groove 128 is formed on the solder joint electrode connection piece 122.
  • the groove 126 is formed in a portion where the lead 120 is three-dimensionally bent.
  • the grooves 126 and 128 are formed so that the longitudinal direction is orthogonal to the direction from the solder joint electrode connecting piece 122 (one electrode connecting piece) to the electrode connecting piece 124 (other electrode connecting piece).
  • the lead 120 has a plurality of grooves 126 and 128, and stress absorption regions 126A and 128A formed in parallel.
  • the plurality of grooves 126 form the stress absorption region 126A
  • the plurality of grooves 128 form the stress absorption region 128A.
  • the groove 126 is formed on both one surface (the surface on which the solder 170 is present) and the other surface.
  • the grooves 126 on one surface side and the grooves 126 on the other surface side are formed so as to alternate with each other.
  • the groove 128 is formed only on the surface corresponding to the other surface side of the stress absorption region 126A.
  • the lead 120 is also formed with a notch 127.
  • the notch 127 is formed between the solder joint electrode connecting piece 122 (one electrode connecting piece) and the electrode connecting piece 124 (other electrode connecting piece).
  • the cutout 127 has an elongated shape when viewed in plan, and its longitudinal direction is orthogonal to the direction from the solder joint electrode connection piece 122 (one electrode connection piece) to the electrode connection piece 124 (other electrode connection piece). Is formed.
  • the notch 127 is formed in a portion closer to the electrode 112A than a portion where the lead 120 is bent.
  • the lead 130 is a plurality of electrode connection pieces, a solder joint electrode connection piece 132 joined to the electrode 166A of the substrate 160A via solder (not shown), and a semiconductor via solder (not shown).
  • a solder joint electrode connecting piece 133 joined to the electrode 112B of the chip 110B and an electrode connecting piece 134 exposed to the outside of the resin 150 are included.
  • the lead 130 is electrically connected to the semiconductor chip 110A through the substrate 160A and is also electrically connected to the semiconductor chip 110B.
  • the solder joint electrode connection piece 132 and the solder joint electrode connection piece 133 are linearly connected when viewed in plan.
  • the electrode 166A is electrically connected to the circuit 164A of the substrate 160A, and the circuit 164A is joined to the electrode 116A of the semiconductor chip 110A via the solder 172.
  • grooves 136 and 138 are formed in the lead 130.
  • the grooves 136 and 138 are formed between the solder joint electrode connection piece 132, the solder joint electrode connection piece 133, and the electrode connection piece 134.
  • any one of the solder joint electrode connection piece 132, the solder joint electrode connection piece 133, and the electrode connection piece 134 corresponds to one electrode connection piece, and the electrode connection piece is not one electrode connection piece.
  • the groove 138 is formed in a portion where the lead 130 is three-dimensionally bent.
  • the groove 136 is formed so that its longitudinal direction is along a direction orthogonal to the direction from the solder joint electrode connection piece 132 toward the solder joint electrode connection piece 133.
  • the lead 130 has stress absorbing regions 136A and 138A in which a plurality of grooves 136 and 138 are formed in parallel.
  • the plurality of grooves 136 form the stress absorption region 136A
  • the plurality of grooves 138 form the stress absorption region 138A.
  • the groove 138 is formed on both the one surface (the surface on which the solder is present) and the other surface.
  • the groove 138 on the one surface side and the groove 138 on the other surface side in the stress absorbing region 138A are formed to be alternated.
  • a cutout 137 is also formed in the lead 130.
  • the notch 137 is formed between the solder joint electrode connection piece 132 and the solder joint electrode connection piece 133.
  • the lead 140 is a plurality of electrode connection pieces, a solder joint electrode connection piece 142 joined to the electrode 164B of the substrate 160B via solder (not shown), and an electrode connection exposed to the outside of the resin 150. And a piece 144.
  • the lead 140 is electrically connected to the semiconductor chip 110B through the substrate 160B.
  • the electrode 166B is joined to one of the electrodes of the semiconductor chip 110B (an electrode corresponding to the electrode 116A in the semiconductor chip 110A) through the electrode of the substrate 160B.
  • the solder joint electrode connection piece 142 and the electrode connection piece 144 are linearly connected when viewed in plan.
  • a groove 146 is formed in the lead 140.
  • the groove 146 is formed between the solder joint electrode connecting piece 142 (one electrode connecting piece) and the electrode connecting piece 144 (other electrode connecting piece).
  • the groove 146 is formed in a portion where the lead 140 is three-dimensionally bent.
  • the groove 146 is formed so that its longitudinal direction is along a direction orthogonal to the direction from the solder joint electrode connection piece 142 toward the electrode connection piece 144.
  • the lead 140 has a plurality of grooves 146 and a stress absorbing region 146A formed in parallel.
  • the plurality of grooves 146 form the stress absorption region 146A.
  • the groove 146 is formed on both the one surface (the surface on which the solder is present) and the other surface.
  • the grooves 146 on one surface side and the grooves 146 on the other surface side in the stress absorbing region 146A are formed so as to be alternately arranged.
  • the lead 131 has one end connected to the electrodes 114A and 114B via the wire 131W.
  • the lead 131 is an electrode connection piece (external connection terminal) whose other end is exposed from the resin 150.
  • portions excluding the electrode connection pieces 124, 134, 144, the electrode connection pieces (terminals for external connection) of the leads 131, and a part of the metal plate 168 for heat radiation are removed by the resin 150. Is sealed with resin.
  • the substrate 160A includes an insulating substrate 162A, a circuit 164A formed on one surface of the insulating substrate 162A, and an electrode 166A that is connected to the circuit 164A and bonded to the solder bonding electrode connecting piece 132 via solder. And a metal plate 168A for heat dissipation formed on the other surface of the insulating substrate 162A.
  • the substrate 160B also has basically the same structure as the substrate 160A.
  • the resin-encapsulated semiconductor device 4 according to the fourth embodiment is different from the resin-encapsulated semiconductor device 1 according to the first embodiment in the number and shape of semiconductor chips and leads. Grooves 126, 128, 136, 138, and 146 between the joining electrode connecting pieces 122, 132, 133, 142 (one electrode connecting piece) and the electrode connecting pieces 124, 134, 144 (other electrode connecting pieces) Since the notches 127 and 137 are formed, it is possible to suppress cracks in the solder 170 and the like and breakage of the joint by the solder 170 and the like, and a resin-encapsulated semiconductor device that can suppress a decrease in reliability can be obtained. .
  • the resin-encapsulated semiconductor device 4 according to the fourth embodiment has basically the same configuration as the resin-encapsulated semiconductor device 1 according to the first embodiment except for the number and shape of the semiconductor chips and leads, There is a corresponding effect among the effects of the resin-encapsulated semiconductor device 1.
  • each semiconductor chip is an IGBT, but the present invention is not limited to this.
  • Each semiconductor chip may be another three-terminal semiconductor element (for example, a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)), a two-terminal semiconductor element (for example, a diode), or a semiconductor chip having four terminals.
  • the above semiconductor element for example, a thyristor as a four-terminal semiconductor element may be used.
  • the resin-encapsulated semiconductor device is a resin-encapsulated semiconductor device including one or two semiconductor chips, but the present invention is not limited to this.
  • a resin-encapsulated semiconductor device including three or more semiconductor chips may be used.
  • each resin-encapsulated semiconductor device is a so-called vertical resin encapsulant having a collector electrode on one surface of a semiconductor chip and an emitter electrode and a gate electrode on the other surface.
  • the stationary semiconductor device is described, the present invention is not limited to this.
  • the resin-encapsulated semiconductor device may be a so-called horizontal resin-encapsulated semiconductor device having all electrodes on the surface opposite to the substrate side.
  • the notch in the present invention is closer to the electrode than the portion where the lead is three-dimensionally bent from the viewpoint of efficiently absorbing stress in combination with the portion where the lead is three-dimensionally bent. It may be formed, or the lead may be formed in a portion farther from the electrode than a portion where the lead is three-dimensionally bent.
  • Resin-encapsulated semiconductor device 10 110A, 110B ...

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Abstract

本発明の樹脂封止型半導体装置１は、半導体チップ１０と、はんだ７０，７４を介して電極１２，６６と接合されているはんだ接合電極接続片２２，３２を含む複数の電極接続片２２，２４，３２，３４を有し、半導体チップ１０と電気的に接続されているリード２０Ａ，３０Ａと、半導体チップ１０及びリード２０Ａ，３０Ａを封止する樹脂５０とを備え、リード２０Ａ，３０Ａには、はんだ接合電極接続片２２，３２と電極接続片２４，３４との間に溝２６，３６が形成されている。　本発明の樹脂封止型半導体装置１は、電極付近に発生する応力（特に熱応力）がはんだ７０，７４やその周辺に集中することを抑制できるため、はんだ７０，７４にクラックが発生することやはんだ７０，７４による接合が破壊されることを抑制でき、信頼性の低下を抑制できる樹脂封止型半導体装置となる。

Description

樹脂封止型半導体装置
　本発明は、樹脂封止型半導体装置に関する。
　従来、半導体チップと、半導体チップと電気的に接続されているリードと、半導体チップ及びリードを封止する樹脂とを備える樹脂封止型半導体装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
　樹脂封止型半導体装置９０１は、図５に示すように、半導体チップ９１０Ａ，９１０Ｂと、はんだ９７０を介してそれぞれ半導体チップ９１０Ａ，９１０Ｂの電極と接合されている電極接続片９２２Ａ，９２２Ｂを有するリード９２０と、樹脂（図５では図示せず。）と、放熱部材を兼ねる基板９６０を備える。
　従来の樹脂封止型半導体装置９０１では、電極接続片９２２Ａ，９２２Ｂと半導体チップ９１０Ａ，９１０Ｂの電極とがはんだ９７０のみを介して（ワイヤー等の介在部材を介さずに）直接接続されている。このため、樹脂封止型半導体装置９０１は、電流容量が大きく大電流を使用する電子機器（例えば、電源）に使用するのに適する樹脂封止型半導体装置となる。
　以下、はんだを介して電極と接合されている電極接続片を「はんだ接合電極接続片」という。
特開２００６－２０２８８５号公報
　しかしながら、上記の樹脂封止型半導体装置９０１のような従来の樹脂封止型半導体装置においては、動作中の半導体チップで発生した熱が当該半導体チップの電極を通じてはんだやはんだ接合電極接続片に伝播し、当該熱に起因して発生する熱応力がはんだやその周辺に集中することがあり、その結果、はんだにクラックが発生したり、はんだによる接合が破壊されたりする場合がある。このため、従来の樹脂封止型半導体装置には、信頼性が低くなってしまうという問題がある。
　なお、半導体チップで発生した熱は、半導体チップと接合されている基板等を通じて半導体チップ以外の構成要素の電極（例えば、基板の電極）にまで伝播することがあり、当該熱が伝播した先でも上記と同様の問題が発生し得る。
　また、電極付近に熱応力以外の応力（例えば、圧迫等に起因する外力）がかかった場合にも、上記と同様の問題が発生し得る。
　そこで、本発明は上記した問題を解決するためになされたものであり、電極接続片と電極とをはんだを介して直接接続することに起因した信頼性の低下を抑制できる樹脂封止型半導体装置を提供することを目的とする。
［１］本発明の樹脂封止型半導体装置は、半導体チップと、はんだを介して電極と接合されているはんだ接合電極接続片を含む複数の電極接続片を有し、前記半導体チップと電気的に接続されているリードと、前記半導体チップ及び前記リードを封止する樹脂とを備え、前記リードには、前記複数の電極接続片のうちの一の電極接続片と前記一の電極接続片とは異なる他の電極接続片との間に、溝及び切り欠きのうち少なくとも一方が形成され、前記一の電極接続片と前記他の電極接続片とのうち少なくとも一方は前記はんだ接合電極接続片であることを特徴とする。
［２］本発明の樹脂封止型半導体装置においては、前記はんだ接合電極接続片は、前記はんだを介して前記半導体チップの電極と接合されていることが好ましい。
［３］本発明の樹脂封止型半導体装置においては、前記溝は、前記リードが立体的に屈曲している部分に形成されていることが好ましい。
［４］本発明の樹脂封止型半導体装置においては、平面視したときに前記一の電極接続片と前記他の電極接続片とは直線的に接続されており、前記溝は、長手方向が前記一の電極接続片から前記他の電極接続片に向かう方向と直交するように形成されていることが好ましい。
［５］本発明の樹脂封止型半導体装置においては、前記リードは、前記溝が複数、かつ、平行に形成されている応力吸収領域を有することが好ましい。
［６］本発明の樹脂封止型半導体装置においては、前記応力吸収領域では、前記溝が一の面と前記一の面とは反対側の他の面との両方に形成されており、前記一の面の側の前記溝と前記他の面の側の前記溝とは、それぞれ互い違いとなるように形成されていることが好ましい。
　本発明の樹脂封止型半導体装置によれば、リードには、一の電極接続片と他の電極接続片との間に溝及び切り欠きのうち少なくとも一方が形成されているため、溝や切り欠きが形成されている場所付近のリードの強度が低くなり、当該場所付近のリードが変形しやすくなる。このため、本発明の樹脂封止型半導体装置によれば、応力（特に熱応力）が発生した場合でも、リードの一部が変形することにより当該応力を吸収する（応力を緩和する）ことができる。その結果、本発明の樹脂封止型半導体装置によれば、電極付近に発生する応力（特に熱応力）がはんだやその周辺に集中することを抑制でき、はんだにクラックが発生することやはんだによる接合が破壊されることを抑制できる。したがって、本発明の樹脂封止型半導体装置は、信頼性の低下を抑制できる樹脂封止型半導体装置となる。
実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１を示す図である。図１（a）及び図１（ｂ）は樹脂封止型半導体装置１の平面図であり、図１（ｃ）は図１（a）のＡ－Ａ断面図であり、図１（ｄ）は図１（ｃ）においてＢで示す範囲を拡大して示す図である。図１（ｂ）においては、樹脂封止型半導体装置１の説明を簡単にする（内部構造を示す）ため、樹脂５０の全体は図示せず、その外枠のみ破線で示している。樹脂５０の図示については、後述する図２及び図３においても同様である。図１（ｄ）の一点鎖線は、溝２６が互い違いに形成されていることをわかりやすくするための補助線である。当該一点鎖線は、溝２６が形成されている部分のリード２０Ａの厚さ方向に沿い、かつ、溝２６の中央を通過する。 実施形態２に係る樹脂封止型半導体装置２を示す平面図である。 実施形態３に係る樹脂封止型半導体装置３を示す平面図である。 実施形態４に係る樹脂封止型半導体装置４を示す図である。図４（a）は樹脂封止型半導体装置４の斜視図であり、図４（ｂ）は樹脂封止型半導体装置４の平面図であり、図４（ｃ）は図４（ｂ）のＣ－Ｃ断面を示す断面図である。図４（ｂ）においては、樹脂封止型半導体装置４の説明を簡単にする（内部構造を示す）ため、樹脂１５０は図示していない。 従来の樹脂封止型半導体装置９０１を示す斜視図である。
　以下、本発明の樹脂封止型半導体装置について、図に示す各実施形態に基づいて説明する。各図面は模式図であり、必ずしも実際の寸法、構造、構成等を厳密に反映するものではない。以下に説明する各実施形態は、請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、各実施形態の中で説明されている諸要素及びその組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須であるとは限らない。各実施形態においては、基本的な構成、特徴、機能等が同じ構成要素（形状等が完全に同一ではない構成要素を含む。）については、実施形態をまたいで同じ符号を使用するとともに再度の説明を省略することがある。
［実施形態１］
　実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１は、図１に示すように、半導体チップ１０と、リード２０Ａ，３０Ａ,３１と、ワイヤー３１Ｗと、樹脂５０と、基板６０とを備える。なお、樹脂封止型半導体装置１においては、後述する電極接続片と電極や電極同士を接合するために、はんだが用いられている。
　半導体チップ１０は、図１（ｂ）及び図１（ｃ）に示すように、電極１２，１４，１６を有する。半導体チップ１０はＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ　Ｇａｔｅ　Ｂｉｐｏｌａｒ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であり、電極１２はエミッタ電極、電極１４はゲート電極、電極１６はコレクタ電極である。
　電極１２（エミッタ電極）はリード２０Ａのはんだ接合電極接続片２２と、はんだ７０を介して接合されており、はんだ７０及びリード２０Ａを介して外部と接続される。
　電極１６（コレクタ電極）は基板６０の回路６４と、はんだ７２を介して接合されており、はんだ７４、回路６４及びリード３０Ａを介して外部と接続される。
　リード２０Ａ，３０Ａ,３１は平板状の金属部材である。リード２０Ａ，３０Ａ,３１は、例えば、リードフレームから切り離して形成されたものである。リード２０Ａ，３０Ａ,３１はワイヤー３１Ｗよりも断面積が大きく、大電流を流すことができる。リード２０Ａ，３０Ａは、立体的に屈曲している部分を有する。
　リード２０Ａは、複数の電極接続片として、はんだ７０を介して半導体チップ１０の電極１２と接合されているはんだ接合電極接続片２２と、樹脂５０の外部に露出している電極接続片２４とを有する。このため、複数の電極接続片は、はんだ７０を介して電極１２と接合されているはんだ接合電極接続片２２を含んでいる、ということもできる。
　リード２０Ａは、半導体チップ１０と電気的に接続されている。
　実施形態１においては、図１（ｂ）に示すように、平面視したときに、はんだ接合電極接続片２２と電極接続片２４とは直線的に接続されている。
　また、リード２０Ａには、溝２６が形成されている。溝２６は、複数の電極接続片のうちの一の電極接続片（実施形態１においては、はんだ接合電極接続片２２であるとする。）と、一の電極接続片とは異なる他の電極接続片（実施形態１においては、電極接続片２４であるとする。）との間に形成されている。
　溝２６は、リード２０Ａが立体的に屈曲している部分に形成されている。
　また、溝２６は、長手方向がはんだ接合電極接続片２２（一の電極接続片）から電極接続片２４（他の電極接続片）に向かう方向と直交するように形成されている。
　リード２０Ａは、溝２６が複数、かつ、平行に形成されている応力吸収領域２６Ａを有する。逆に言えば、複数の溝２６が応力吸収領域２６Ａを形成している。
　なお、応力吸収領域２６Ａの溝２６の数は例示であり、本発明の目的を損なわない限り、溝の数は任意の数とすることができる。溝のピッチも任意であり、リードのサイズによって最適値は変化するが、例えば、０．１ｍｍ～１ｍｍの範囲内とすることができる。これは、後述する各実施形態における応力吸収領域の溝においても同様である。
　応力吸収領域２６Ａでは、図１（ｃ）及び図１（ｄ）に示すように、溝２６が一の面（はんだ７０がある側の面）と一の面とは反対側の他の面との両方に形成されている。
　一の面の側の溝２６と他の面の側の溝２６とは、図１（ｄ）に示すように、それぞれ互い違いとなるように形成されている。
　以下、リードを説明するにあたって使用した表現について説明する。
　本明細書における「電極接続片」は、リードのうち、電極と接合されている部分、及び、電極と接続することができる部分の両方を含む。電極接続片は、「接続部」ということもできる。また、電極接続片は、場所によっては「端子」ということもできる。
　本明細書における「電極と接合されている部分」としては、樹脂封止型半導体装置における樹脂の内部で電極と接合されている部分（樹脂封止型半導体装置１では、はんだ接合電極接続片２２，３２）を例示することができる。また、「電極と接続することができる部分」としては、リードのうち樹脂封止型半導体装置の外部に露出している部分（樹脂封止型半導体装置１では、電極接続片２４，３４。外部接続用の端子等と呼称されることもある。）を例示することができる。
　本明細書における「電極」は、樹脂封止型半導体装置が有するものに限られるものではなく、樹脂封止型半導体装置が接続される（組み込まれる）対象が有するものも含む。
　本明細書においては、第１の構成要素（例えば、リード）が第２の構成要素（例えば、半導体チップ）と直接には接合されていない場合でも、第３の構成要素（例えば、基板）を介して電気的な要素のやりとりができる状態にある場合には、第１の構成要素と第２の構成要素とは電気的に接続されているとする。
　本明細書における「リードが立体的に屈曲している部分」とは、リードがその厚み方向に曲がっている部分のことをいう。また、当該部分は、リードが接合されている電極からはんだ接合電極接続片に向かう方向に沿う、リードと電極との間の距離（リードが接合されている電極からはんだ接合電極接続片に向かう方向が重力方向上向きであると仮定したときにおける、高さ方向の距離）が変化する部分であるともいえる。
　本明細書における「平面視したときに一の電極接続片と他の電極接続片とが直線的に接続されている」とは、平面視したとき、リードのうち一の電極接続片と他の電極接続片とを接続する部分が、一の電極接続片と他の電極接続片とを結ぶ直線に沿うように存在することをいう。リードにおける一の電極接続片と他の電極接続片とを接続する部分に切り欠きや張り出し等が存在する場合であっても、当該部分が全体として一の電極接続片と他の電極接続片とを結ぶ直線に沿うように存在するのであれば、「平面視したときに一の電極接続片と他の電極接続片とが直線的に接続されている」ことに含まれる。
　本明細書における「溝が互い違いとなる」は、リードの厚み方向に沿って見たときに、一の面の側の溝の中心線と他の面の側の溝の中心線とが重ならない、と言い換えることができる。また、「溝が互い違いとなる」は、一の面の側の溝の中央を通りかつリードの厚み方向に沿って伸びる仮想の直線と、他の面の側の溝の中央を通りかつリードの厚み方向に沿って伸びる仮想の直線とが重ならない、と言い換えることもできる。このため、リードの厚み方向に沿って見たときに一の面の側の溝の辺縁部と他の面の側の溝の辺縁部とが重なる場合であっても、上記中心線に関する条件を満たす場合には、溝が互い違いとなるように形成されているといえる。
　リード３０Ａは、複数の電極接続片として、はんだ７４を介して基板６０の電極６６と接合されているはんだ接合電極接続片３２と、樹脂５０の外部に露出している電極接続片３４とを有する。リード３０Ａは、基板６０を介して半導体チップ１０と電気的に接続されている。
　電極６６は、基板６０の回路６４と電気的に接続されている。回路６４は、はんだ７２を介して半導体チップ１０の電極１６と接合されている。
　また、リード３０Ａには、溝３６が形成されている。溝３６は、はんだ接合電極接続片３２（一の電極接続片）と電極接続片３４（他の電極接続片）との間に形成されている。
　溝３６は、リード３０Ａが立体的に屈曲している部分に形成されている。
　実施形態１においては、図１（ｂ）に示すように、平面視したときに、はんだ接合電極接続片３２（一の電極接続片）と電極接続片３４（他の電極接続片）とは直線的に接続されている。
　溝３６は、長手方向がはんだ接合電極接続片３２（一の電極接続片）から電極接続片３４（他の電極接続片）に向かう方向と直交するように形成されている。
　リード３０Ａは、溝３６が複数、かつ、平行に形成されている応力吸収領域３６Ａを有する。逆に言えば、複数の溝３６が応力吸収領域３６Ａを形成している。
　応力吸収領域３６Ａでは、図１（ｃ）に示すように、溝３６が一の面（はんだ７４がある側の面）と一の面とは反対側の他の面との両方に形成されている。
　一の面の側の溝３６と他の面の側の溝３６とは、リード２０Ａにおける溝２６と同様に、それぞれ互い違いとなるように形成されている。
　リード３１は、一方の端部がワイヤー３１Ｗを介して電極１４（ゲート電極）と接続されている。また、リード３１は、他方の端部が樹脂５０から露出する電極接続片（外部接続用の端子）となっている。
　樹脂５０は、半導体チップ１０及びリード２０Ａ，３０Ａを封止する。樹脂封止型半導体装置１においては、樹脂５０により、電極接続片２４，３４、リード３１の電極接続片（外部接続用の端子）、放熱用の金属板６８の一部を除いた部分が樹脂封止されている。
　樹脂５０としては、適宜の樹脂を用いることができる。
　実施形態１においては、基板６０は、ＤＣＢ（Ｄｉｒｅｃｔ　Ｃоｐｐｅｒ　Ｂｏｎｄｉｎｇ）基板である。なお、基板６０としては、ＤＣＢ基板以外の適宜の基板（例えば、プリント基板等）を用いることもできる。基板６０は、絶縁性基板６２と、絶縁性基板６２の一方の面に形成されている回路６４と、回路６４と接続され、はんだ接合電極接続片３２とはんだ７４を介して接合されている電極６６と、絶縁性基板６２の他方の面に形成された放熱用の金属板６８とを有する。なお、放熱用の金属板６８の一部は樹脂５０から露出している。
　はんだ７０，７２，７４は、導電性及び接着性を有する合金又は金属である。
　以下、実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１の効果について説明する。
　実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１によれば、リード２０Ａ，３０Ａには、はんだ接合電極接続片２２（一の電極接続片）と電極接続片２４（他の電極接続片）との間に溝２６，３６が形成されているため、溝２６，３６が形成されている場所付近のリード２０Ａ，３０Ａの強度が低くなり、当該場所付近のリード２０Ａ，３０Ａが変形しやすくなる。このため、実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１によれば、応力（特に熱応力）が発生した場合でも、リード２０Ａ，３０Ａの一部が変形することにより当該応力を吸収することができる。その結果、実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１は、電極１２，６６付近に発生する応力（特に熱応力）がはんだ７０，７４やその周辺に集中することを抑制でき、はんだ７０，７４にクラックが発生することやはんだ７０，７４による接合が破壊されることを抑制できる。したがって、実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１は、信頼性の低下を抑制できる樹脂封止型半導体装置となる。
　ところで、半導体チップ１０は動作時に発熱する発熱源である。このため、半導体チップ１０の電極１２、はんだ７０及びリード２０Ａのはんだ接合電極接続片２２の付近においては、動作時に発生する熱応力が特に大きくなりやすい。実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１によれば、リード２０Ａに溝２６が形成されているため、当該溝２６によりリード２０Ａを変形しやすくして、熱応力が特に大きくなりやすい部分の熱応力を吸収させることが可能となり、その結果、信頼性の低下を一層抑制することが可能となる。
　また、実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１によれば、溝２６，３６は、リード２０Ａ，３０Ａが立体的に屈曲している部分に形成されているため、リード２０Ａ，３０Ａが屈曲している部分と溝２６，３６とを組み合わせることで、リード２０Ａ，３０Ａが立体的に（多次元的に）変形しやすくなる。その結果、実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１によれば、大きな応力や不規則な応力（例えば、溝に対して斜めにかかる応力）が発生した場合でも、これらの応力を十分に吸収できることから、信頼性の低下をより一層抑制することができる。
　また、実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１によれば、溝２６，３６は、長手方向がはんだ接合電極接続片２２，３２（一の電極接続片）から電極接続片２４，３４（他の電極接続片）に向かう方向と直交するように形成されているため、リード２０Ａ，３０Ａがはんだ接合電極接続片２２，３２に対してねじれるように変形することを防ぐことが可能となる。
　また、実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１によれば、リード２０Ａ，３０Ａは、溝２６，３６が複数、かつ、平行に形成されている応力吸収領域２６Ａ，３６Ａを有するため、溝２６，３６が１つのみ形成されている場合よりも大きな応力を吸収することが可能となる。
　また、実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１によれば、一の面の側の溝２６，３６と他の面の側の溝２６，３６とは、それぞれ互い違いとなるように形成されているため、これらの溝が互い違いになっていない場合と比較して応力吸収領域２６Ａ，３６Ａにおけるリード２０Ａ，３０Ａの断面積を大きくすることができ、その結果、電流流路への影響を小さくすることが可能となる。
［実施形態２］
　実施形態２に係る樹脂封止型半導体装置２は、基本的には実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１と同様の構成を有するが、溝ではなく切り欠きが形成されている点で実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１とは異なる。
　実施形態２に係る樹脂封止型半導体装置２は、図２に示すように、半導体チップ１０と、リード２０Ｂ，３０Ｂ,３１と、樹脂５０と、基板６０とを備える。このうち、実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１との差異点はリード２０Ｂ,３０Ｂであるため、他の構成要素についての説明は省略する。また、リード２０Ｂ,３０Ｂについても、実施形態１におけるリード２０Ａ,３０Ａと共通する事項についての説明は省略する。
　リード２０Ｂには、溝ではなく切り欠き２７が形成されている。切り欠き２７は、はんだ接合電極接続片２２（一の電極接続片）と電極接続片２４（他の電極接続片）との間に形成されている。
　切り欠き２７は平面視したときに細長い形状からなり、その長手方向がはんだ接合電極接続片２２（一の電極接続片）から電極接続片２４（他の電極接続片）に向かう方向と直交するように形成されている。
　切り欠き２７は、リード２０Ｂが立体的に屈曲している部分とは異なる部分（平面視したときに、屈曲している部分よりも半導体チップ１０の電極１２に近い部分）に形成されている。
　リード３０Ｂにも、溝ではなく切り欠き３７が形成されている。切り欠き３７は、はんだ接合電極接続片３２（一の電極接続片）と電極接続片３４（他の電極接続片）との間に形成されている。
　切り欠き３７は平面視したときに細長い形状からなり、その長手方向がはんだ接合電極接続片３２（一の電極接続片）から電極接続片３４（他の電極接続片）に向かう方向と直交するように形成されている。
　切り欠き３７は、リード３０Ｂが屈曲している部分とは異なる部分（平面視したときに、屈曲している部分よりも基板６０の電極６６から遠い部分）に形成されている。
　実施形態２に係る樹脂封止型半導体装置２は、溝ではなく切り欠きが形成されている点で実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１とは異なるが、リード２０Ｂ，３０Ｂには、はんだ接合電極接続片２２，３２（一の電極接続片）と電極接続片２４，３４（他の電極接続片）との間に切り欠き２７，３７が形成されているため、はんだ７０，７４にクラックが発生することやはんだ７０，７４による接合が破壊されることを抑制でき、信頼性の低下を抑制できる樹脂封止型半導体装置となる。
　なお、実施形態２に係る樹脂封止型半導体装置２は、溝ではなく切り欠きが形成されている点以外については実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１と基本的に同様の構成を有するため、樹脂封止型半導体装置１が有する効果のうち該当する効果も有する。
［実施形態３］
　実施形態３に係る樹脂封止型半導体装置３は、基本的には実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１と同様の構成を有するが、溝と切り欠きとの両方が形成されている点で実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１とは異なる。
　実施形態３に係る樹脂封止型半導体装置３は、図３に示すように、半導体チップ１０と、リード２０Ｃ，３０Ｃ,３１と、樹脂５０と、基板６０とを備える。
　リード２０Ｃには、溝２６及び切り欠き２７の両方が形成されており、リード３０Ｃには、溝３６及び切り欠き３７の両方が形成されている。
　実施形態３に係る樹脂封止型半導体装置３は切り欠き２７，３７を有すること以外は実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１と同様の構成を有する。
　また、切り欠き２７，３７は実施形態２における切り欠き２７，３７と同様のものであるため、説明は省略する。
　実施形態３に係る樹脂封止型半導体装置３は、溝と切り欠きとの両方が形成されている点で実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１とは異なるが、リード２０Ｃ，３０Ｃには、はんだ接合電極接続片２２，３２（一の電極接続片）と電極接続片２４，３４（他の電極接続片）との間に溝２６，３６及び切り欠き２７，３７が形成されているため、はんだ７０，７４にクラックが発生することやはんだ７０，７４による接合が破壊されることを抑制でき、信頼性の低下を抑制できる樹脂封止型半導体装置となる。
　なお、実施形態３に係る樹脂封止型半導体装置３は、溝と切り欠きとの両方が形成されている点以外については実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１と基本的に同様の構成を有するため、樹脂封止型半導体装置１が有する効果のうち該当する効果も有する。
［実施形態４］
　実施形態４に係る樹脂封止型半導体装置４は、基本的には実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１と同様の構成を有するが、半導体チップの数、リードの数や形状等が実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１とは異なる。
　なお、以下の説明では、実施形態１～３に係る樹脂封止型半導体装置１～３で説明した同名の構成要素に対応する構成要素については、説明を簡略化又は省略する場合がある。
　実施形態４に係る樹脂封止型半導体装置４は、図４に示すように、半導体チップ１１０Ａ，１１０Ｂと、リード１２０，１３０,１４０，１３１と、ワイヤー１３１Ｗと、樹脂１５０と、基板１６０Ａ，１６０Ｂとを備える。樹脂封止型半導体装置４においては、電極接続片と電極や電極同士を接合するために、はんだが用いられている。
　半導体チップ１１０Ａは、図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように、電極１１２Ａ，１１４Ａ，１１６Ａを有する。半導体チップ１１０Ｂも、図４（ｂ）に示すように、電極１１２Ｂ，１１４Ｂ及び半導体チップ１１０Ａの電極１１６Ａに相当する電極（図示せず。）を有する。半導体チップ１１０Ａ，１１０ＢはＩＧＢＴである。
　リード１２０は、はんだ１７０を介して半導体チップ１１０Ａの電極１１２Ａと接合されているはんだ接合電極接続片１２２と、樹脂１５０の外部に露出している電極接続片１２４とを有する。リード１２０は、半導体チップ１１０Ａと電気的に接続されている。
　実施形態４においては、図４（ｂ）に示すように、平面視したときに、はんだ接合電極接続片１２２と電極接続片１２４とは直線的に接続されている。
　また、リード１２０には、溝１２６，１２８が形成されている。溝１２６は、はんだ接合電極接続片１２２（一の電極接続片）と電極接続片１２４（他の電極接続片）との間に形成されている。一方、溝１２８は、はんだ接合電極接続片１２２上に形成されている。
　溝１２６は、リード１２０が立体的に屈曲している部分に形成されている。
　溝１２６，１２８は、長手方向がはんだ接合電極接続片１２２（一の電極接続片）から電極接続片１２４（他の電極接続片）に向かう方向と直交するように形成されている。
　リード１２０は、それぞれ溝１２６，１２８が複数、かつ、平行に形成されている応力吸収領域１２６Ａ，１２８Ａを有する。逆に言えば、複数の溝１２６が応力吸収領域１２６Ａを形成し、複数の溝１２８が応力吸収領域１２８Ａを形成している。
　応力吸収領域１２６Ａでは、図４（ｃ）に示すように、溝１２６が一の面（はんだ１７０がある側の面）と他の面との両方に形成されている。
　一の面の側の溝１２６と他の面の側の溝１２６とは、それぞれ互い違いとなるように形成されている。
　なお、応力吸収領域１２８Ａでは、応力吸収領域１２６Ａの他の面の側に相当する面にのみ溝１２８が形成されている。
　さらに、リード１２０には、溝１２６，１２８の他に切り欠き１２７も形成されている。切り欠き１２７は、はんだ接合電極接続片１２２（一の電極接続片）と電極接続片１２４（他の電極接続片）との間に形成されている。
　切り欠き１２７は平面視したときに細長い形状からなり、その長手方向がはんだ接合電極接続片１２２（一の電極接続片）から電極接続片１２４（他の電極接続片）に向かう方向と直交するように形成されている。
　切り欠き１２７はリード１２０が屈曲している部分よりも電極１１２Ａに近い部分に形成されている。
　リード１３０は、複数の電極接続片として、はんだ（図示せず。）を介して基板１６０Ａの電極１６６Ａと接合されているはんだ接合電極接続片１３２と、はんだ（図示せず。）を介して半導体チップ１１０Ｂの電極１１２Ｂと接合されているはんだ接合電極接続片１３３と、樹脂１５０の外部に露出している電極接続片１３４とを有する。リード１３０は、基板１６０Ａを介して半導体チップ１１０Ａと電気的に接続されているとともに、半導体チップ１１０Ｂとも電気的に接続されている。
　実施形態４においては、図４（ｂ）に示すように、平面視したときに、はんだ接合電極接続片１３２とはんだ接合電極接続片１３３とは直線的に接続されている。
　詳しい図示は省略するが、電極１６６Ａは、基板１６０Ａの回路１６４Ａと電気的に接続されており、回路１６４Ａは、はんだ１７２を介して半導体チップ１１０Ａの電極１１６Ａと接合されている。
　また、リード１３０には、溝１３６，１３８が形成されている。溝１３６，１３８は、はんだ接合電極接続片１３２、はんだ接合電極接続片１３３及び電極接続片１３４の間に形成されている。樹脂封止型半導体装置４においては、はんだ接合電極接続片１３２、はんだ接合電極接続片１３３及び電極接続片１３４のいずれかが一の電極接続片に相当し、一の電極接続片でない電極接続片が他の電極接続片に相当する。
　溝１３８は、リード１３０が立体的に屈曲している部分に形成されている。
　溝１３６は、長手方向がはんだ接合電極接続片１３２からはんだ接合電極接続片１３３に向かう方向と直交する方向に沿うように形成されている。
　リード１３０は、溝１３６，１３８がそれぞれ複数、かつ、平行に形成されている応力吸収領域１３６Ａ，１３８Ａを有する。逆に言えば、複数の溝１３６が応力吸収領域１３６Ａを形成し、複数の溝１３８が応力吸収領域１３８Ａを形成している。
　応力吸収領域１３８Ａでは、一の面の側の図示は省略するが、溝１３８が一の面（はんだがある側の面）と他の面との両方に形成されている。
　応力吸収領域１３８Ａにおける一の面の側の溝１３８と他の面の側の溝１３８とは、互い違いとなるように形成されている。
　さらに、リード１３０には、切り欠き１３７も形成されている。切り欠き１３７は、はんだ接合電極接続片１３２とはんだ接合電極接続片１３３との間に形成されている。
　リード１４０は、複数の電極接続片として、はんだ（図示せず。）を介して基板１６０Ｂの電極１６４Ｂと接合されているはんだ接合電極接続片１４２と、樹脂１５０の外部に露出している電極接続片１４４とを有する。リード１４０は、基板１６０Ｂを介して半導体チップ１１０Ｂと電気的に接続されている。
　詳しい図示は省略するが、電極１６６Ｂは、基板１６０Ｂの電極を介して半導体チップ１１０Ｂの電極のうち１つ（半導体チップ１１０Ａにおける電極１１６Ａに相当する電極）と接合されている。
　実施形態４においては、図４（ｂ）に示すように、平面視したときに、はんだ接合電極接続片１４２と電極接続片１４４とは直線的に接続されている。
　また、リード１４０には、溝１４６が形成されている。溝１４６は、はんだ接合電極接続片１４２（一の電極接続片）及び電極接続片１４４（他の電極接続片）の間に形成されている。
　溝１４６は、リード１４０が立体的に屈曲している部分に形成されている。
　溝１４６は、長手方向がはんだ接合電極接続片１４２から電極接続片１４４に向かう方向と直交する方向に沿うように形成されている。
　リード１４０は、溝１４６が複数、かつ、平行に形成されている応力吸収領域１４６Ａを有する。逆に言えば、複数の溝１４６が応力吸収領域１４６Ａを形成している。
　応力吸収領域１４６Ａでは、一の面の側の図示は省略するが、溝１４６が一の面（はんだがある側の面）と他の面との両方に形成されている。
　応力吸収領域１４６Ａにおける一の面の側の溝１４６と他の面の側の溝１４６とは、それぞれ互い違いとなるように形成されている。
　リード１３１は、一方の端部がワイヤー１３１Ｗを介して電極１１４Ａ，１１４Ｂと接続されている。また、リード１３１は、他方の端部が樹脂１５０から露出する電極接続片（外部接続用の端子）となっている。
　樹脂封止型半導体装置４においては、樹脂１５０により、電極接続片１２４，１３４、１４４、リード１３１の電極接続片（外部接続用の端子）、放熱用の金属板１６８の一部を除いた部分が樹脂封止されている。
　実施形態４においても、基板１６０Ａ，１６０ＢとしてＤＣＢ基板を用いる。基板１６０Ａは、絶縁性基板１６２Ａと、絶縁性基板１６２Ａの一方の面に形成されている回路１６４Ａと、回路１６４Ａと接続され、はんだ接合電極接続片１３２とはんだを介して接合されている電極１６６Ａと、絶縁性基板１６２Ａの他方の面に形成された放熱用の金属板１６８Ａとを有する。全体の図示は省略するが、基板１６０Ｂも基板１６０Ａと基本的に同様の構造を有する。
　実施形態４に係る樹脂封止型半導体装置４は、半導体チップやリードの数や形状が実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１とは異なるが、リード１２０，１３０,１４０には、はんだ接合電極接続片１２２，１３２，１３３，１４２（一の電極接続片）と電極接続片１２４，１３４，１４４（他の電極接続片）との間に溝１２６，１２８，１３６，１３８，１４６及び切り欠き１２７，１３７が形成されているため、はんだ１７０等にクラックが発生することやはんだ１７０等による接合が破壊されることを抑制でき、信頼性の低下を抑制できる樹脂封止型半導体装置となる。
　なお、実施形態４に係る樹脂封止型半導体装置４は、半導体チップやリードの数や形状以外については実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１と基本的に同様の構成を有するため、樹脂封止型半導体装置１が有する効果のうち該当する効果も有する。
　以上、本発明を上記の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。
（１）上記各実施形態において記載した構成要素の材質、形状、数、位置、大きさ等は例示であり、本発明の効果を損なわない範囲において変更することが可能である。
（２）上記各実施形態においては、各半導体チップをＩＧＢＴとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。各半導体チップを他の３端子の半導体素子（例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｆｉｅｌｄ－Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ））としてよいし、２端子の半導体素子（例えば、ダイオード）としてよいし、半導体チップを４端子以上の半導体素子（４端子の半導体素子としては、例えばサイリスタ）としてもよい。
（３）上記各実施形態においては、樹脂封止型半導体装置を、半導体チップを１つ又は２つ備える樹脂封止型半導体装置としたが、本発明はこれに限定されるものではない。半導体チップを３以上備える樹脂封止型半導体装置としてもよい。
（４）上記各実施形態においては、各樹脂封止型半導体装置を、半導体チップの一方の面にコレクタ電極を有し、他方の面にエミッタ電極及びゲート電極を有する、いわゆる縦型の樹脂封止型半導体装置としたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、樹脂封止型半導体装置を、基板側とは反対側の面に全ての電極を有する、いわゆる横型の樹脂封止型半導体装置としてもよい。
（５）上記各実施形態においては、長手方向が一の電極接続片から他の電極接続片に向かう方向と直交するように形成されている溝を例にとって説明を行ったが、本発明はこれに限定されるものではない。少なくとも、長手方向が一の電極接続片から他の電極接続片に向かう方向と交差するように溝が形成されていれば、応力（特に熱応力）を吸収するという効果は得られる。また、リードの構成によっては、長手方向が一の電極接続片から他の電極接続片に向かう方向に沿うように溝が形成されていてもよい。
（６）本発明における切り欠きは、リードが立体的に屈曲している部分と組み合わせて応力を効率的に吸収するという観点からリードが立体的に屈曲している部分よりも電極に近い部分に形成されていてもよいし、リードが立体的に屈曲している部分よりも電極から遠い部分に形成されていてもよい。
１，２，３，４…樹脂封止型半導体装置、１０，１１０Ａ，１１０Ｂ…半導体チップ、１２，１４，１６，１１２Ａ，１１２Ｂ，１１４Ａ，１１４Ｂ，１１６Ａ…（半導体チップの）電極、２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３１，１２０，１３０，１３１，１４０…リード、２２，２４，３２，３４，１２２，１２４，１３２，１３３，１３４，１４２，１４４…電極接続片、２６，３６，１２６，１２８，１３６，１３８，１４６…溝、２６Ａ，３６Ａ，１２６Ａ，１２８Ａ，１３６Ａ，１３８Ａ，１４６Ａ…応力吸収領域、２７，３７，１２７，１３７…切り欠き、３１Ｗ，１３１Ｗ…ワイヤー、６０，１６０Ａ，１６０Ｂ…基板、６２，１６２Ａ…絶縁性基板、６４，１６４Ａ…回路、６６，１６６Ａ，１６６Ｂ…（基板の）電極、６８，１６８Ａ…金属板、７０，７２，７４，１７０，１７２…はんだ

Claims (6)

  1. 　半導体チップと、
    　はんだを介して電極と接合されているはんだ接合電極接続片を含む複数の電極接続片を有し、前記半導体チップと電気的に接続されているリードと、
    　前記半導体チップ及び前記リードを封止する樹脂とを備え、
    　前記リードには、前記複数の電極接続片のうちの一の電極接続片と前記一の電極接続片とは異なる他の電極接続片との間に、溝及び切り欠きのうち少なくとも一方が形成され、
    　前記一の電極接続片と前記他の電極接続片とのうち少なくとも一方は前記はんだ接合電極接続片であることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
  2. 　前記はんだ接合電極接続片は、前記はんだを介して前記半導体チップの電極と接合されていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂封止型半導体装置。
  3. 　前記溝は、前記リードが立体的に屈曲している部分に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の樹脂封止型半導体装置。
  4. 　平面視したときに前記一の電極接続片と前記他の電極接続片とは直線的に接続されており、
    　前記溝は、長手方向が前記一の電極接続片から前記他の電極接続片に向かう方向と直交するように形成されていることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の樹脂封止型半導体装置。
  5. 　前記リードは、前記溝が複数、かつ、平行に形成されている応力吸収領域を有することを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の樹脂封止型半導体装置。
  6. 　前記応力吸収領域では、前記溝が一の面と前記一の面とは反対側の他の面との両方に形成されており、
    　前記一の面の側の前記溝と前記他の面の側の前記溝とは、それぞれ互い違いとなるように形成されていることを特徴とする請求項５に記載の樹脂封止型半導体装置。
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