WO2026018577A1 - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

複数の半導体チップと、複数のインナーリードと、複数の接続子と、封止樹脂７０とを備える半導体装置１。複数のインナーリードは、第１方向Ｄ１に沿って伸びる部分を有する又は第１方向Ｄ１に沿って配列されている第１共通インナーリード２０、複数の個片インナーリード３１，３２，３３及び第２共通インナーリード４０を含む。複数の接続子は、第１共通インナーリード２０に載置されている半導体チップ（ダイオード１１，１２，１３）と個片インナーリード３１，３２，３３とを接続する第１接続子５１，５２，５３と、個片インナーリード３１，３２，３３に載置されている半導体チップ（ダイオード１４，１５，１６）と第２共通インナーリード４０とを接続する第２接続子６１，６２，６３とを含む。このため、本発明の半導体装置１は、従来の半導体装置と比較して、封止樹脂中におけるインナーリードの傾きを抑制することができる半導体装置となる。

Description

半導体装置 クロスリファレンス

　本出願は、日本国において２０２４年７月１８日に出願された特願２０２４－１１４７６５号に基づく優先権を主張するものであり、当該出願に記載された内容はすべて参照によりそのまま本明細書に援用される。

　本発明は、半導体装置に関する。

　従来、複数の半導体チップと、複数のインナーリードと、複数の接続子と、封止樹脂とを備える半導体装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このような半導体装置においては、１つの接続子に複数の半導体チップがまとめて接続されていることが一般的である。

　従来の半導体装置９００は、複数の半導体チップ９１１，９１２，９１３，９１４，９１５，９１６と、複数のインナーリード９２１，９２２，９２３，９２４，９２５と、複数の接続子９５１，９５２と、封止樹脂９７０とを備える（図３参照。）。従来の半導体装置９００は、三相ブリッジダイオードパッケージであると表現することもできる。

　半導体装置９００においては、接続子９５１に半導体チップ９１１，９１２，９１３がまとめて接続されている。また、半導体装置９００においては、接続子９５２に半導体チップ９１４，９１５，９１６がまとめて接続されている。

特開２０１６－１４９５１２号公報

　ところで、従来の半導体装置９００のような半導体装置においては、電気接続の関係上、インナーリードを特定の方向に沿って伸びる形状（細長い形状）とすることが多い。このため、上記のような半導体装置においては、製造方法等によっては、インナーリードが樹脂封止の際に流し込まれる封止樹脂の影響を受け、封止樹脂中で傾いてしまう可能性がある（図４、特に図４（ｂ）及び図４（ｃ）参照。）。インナーリードが傾くと、製品の特性の不均一化や絶縁性能の不足等が発生し得る。

　本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、従来の半導体装置と比較して、封止樹脂中におけるインナーリードの傾きを抑制することができる半導体装置を提供することを目的とする。

　本発明の半導体装置は、複数の半導体チップと、複数のインナーリードと、複数の接続子と、封止樹脂とを備える半導体装置であって、前記複数のインナーリードは、所定の第１方向に沿って伸びる部分を有する第１共通インナーリードと、前記第１方向に沿って配列されている複数の個片インナーリードと、前記第１共通インナーリードと前記複数の個片インナーリードとの間に配置され、前記第１方向に沿って伸びる部分を有する第２共通インナーリードとを含み、前記第１共通インナーリードには、少なくとも２個の前記半導体チップが、前記第１方向に沿うように配列されている状態で載置され、前記個片インナーリードには、少なくとも１個の前記半導体チップが載置され、前記複数の接続子は、前記第１共通インナーリードに載置されている前記半導体チップと前記個片インナーリードとを１対１で接続する第１接続子と、前記個片インナーリードに載置されている前記半導体チップと前記第２共通インナーリードとを１対１で接続する第２接続子とを含むことを特徴とする。

　本発明の半導体装置は、半導体チップを個別にインナーリードに接続する第１接続子及び第２接続子を備える。このため、本発明の半導体装置においては、従来の半導体装置と比較して半導体装置の内部構成における構成要素の接続箇所を増やすことができ、インナーリード周辺の構造の強度を高くすることが可能となる。インナーリード周辺の構造の強度が高い場合には、インナーリードが受ける封止樹脂の影響を低減することが可能となる。従って、本発明の半導体装置は、従来の半導体装置と比較して、封止樹脂中におけるインナーリードの傾きを抑制することができる半導体装置となる。

実施形態１に係る半導体装置１の内部構成を示す図である。図１（ａ）は平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ１－Ａ１断面図であり、図１（ｃ）は図１（ａ）のＡ２－Ａ２断面図である。図面において「内部構成を示す図」とは、封止樹脂に封止されている構成要素を示す図のことをいう。このため、図１における封止樹脂７０については、その外形のみを破線で表示している。また、図１（ａ）においては、第１接続子５１，５２，５３及び第２接続子６１，６２，６３で隠れる構成要素を破線で表示している。 実施形態２に係る半導体装置２の内部構成を示す図である。図２（ａ）は平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ３－Ａ３断面図であり、図２（ｃ）は図２（ａ）のＡ４－Ａ４断面図である。図２においても、封止樹脂７０については、その外形のみを破線で表示している。また、図２（ａ）においては、第１接続子５１，５２及び第２接続子６１，６２で隠れる構成要素を破線で表示している。 従来の半導体装置９００の内部構成を示す平面図である。 図３のＡ－Ａ断面図である。図４（ａ）はインナーリード９２３が傾いていない状態を示す断面図であり、図４（ｂ）及び図４（ｃ）はインナーリード９２３が傾いた状態を示す断面図である。なお、図４（ｂ）及び図４（ｃ）においては、インナーリード９２３の傾きを極端に図示している。

　以下、本発明の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。以下に説明する各実施形態においては、全く同じ機能又は実質的に同じ機能を有する構成要素については、多少形状等が異なる場合であっても各実施形態で共通の符号を用い、既におこなった説明は省略する場合がある。以下に説明する各実施形態は、特許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およ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。

［実施形態１］
１．実施形態１に係る半導体装置１の構成
　実施形態１に係る半導体装置１は、複数の半導体チップと、複数のインナーリードと、複数の接続子と、封止樹脂７０とを備える（図１参照。）。半導体装置１は、三相ブリッジダイオードパッケージであると表現することもできる。以下、半導体装置１の各構成要素について説明する。

　複数の半導体チップは、ダイオードを含む。複数の半導体チップは、ダイオードとして６個のダイオード１１，１２，１３，１４，１５，１６を含む。ダイオード１１，１２，１３，１４，１５，１６は、それぞれインナーリードに対向する面と接続子に対向する面とに電極（図示せず。）を有する。

　複数のインナーリードは、第１共通インナーリード２０と、複数の個片インナーリードと、第２共通インナーリード４０とを含む。複数のインナーリードを構成するインナーリードは、導電性の金属板（例えば、銅板）からなる。以下、各インナーリードについて説明する。

　第１共通インナーリード２０は、所定の第１方向Ｄ１に沿って伸びる部分２０Ａを有する。半導体装置１における第１方向Ｄ１は、封止樹脂７０の長辺ＬＳ（後述）と平行である。第１共通インナーリード２０には、少なくとも２個の半導体チップが、第１方向Ｄ１に沿うように配列されている状態で載置されている。第１共通インナーリード２０には、３個のダイオード１１，１２，１３が載置されている。

　本明細書において「インナーリードに半導体チップが載置されている」とは、インナーリードと半導体チップの電極とが電気的に接続された状態で、半導体チップがインナーリードに固定されていることをいう。半導体チップは、導電性接合材（いわゆる「はんだ（鉛フリーはんだを含む）」）（図示せず。）によりインナーリードに固定されていることが好ましい。

　第１共通インナーリード２０は、一端が封止樹脂７０の外部に露出する第１アウターリード２０Ｂと接続されている。実施形態１における第１アウターリード２０Ｂは、平面視したときに第１方向Ｄ１に対して略垂直な方向に沿って伸びる。実施形態１においては、第１共通インナーリード２０と第１アウターリード２０Ｂとは一体である。このため、第１共通インナーリード２０と第１アウターリード２０Ｂとは、全体として略Ｌ字型のリードを構成していると表現することもできる。

　複数の個片インナーリードは、第１方向Ｄ１に沿って配列されている。複数の個片インナーリードは、３個の個片インナーリード３１，３２，３３を含む。個片インナーリード３１，３２，３３には、少なくとも１個の半導体チップが載置されている。個片インナーリード３１，３２，３３には、それぞれ１個のダイオード１４，１５，１６が載置されている。つまり、実施形態１においては、個片インナーリード３１にダイオード１４が載置され、個片インナーリード３２にダイオード１５が載置され、個片インナーリード３３にダイオード１６が載置されている。

　個片インナーリード３１，３２，３３は、一端が封止樹脂７０の外部に露出する個片アウターリード３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂとそれぞれ接続されている。実施形態１における個片アウターリード３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂは、平面視したときに第１方向Ｄ１に対して略垂直な方向に沿って伸びる。

　実施形態１においては、個片インナーリード３１，３２，３３と、それぞれの個片インナーリードに対応する個片アウターリード３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂとは一体である。このため、個片インナーリード３１と個片アウターリード３１Ｂとは全体として一つのリードを構成していると表現することもできる。個片インナーリード３２及び個片アウターリード３２Ｂ並びに個片インナーリード３３及び個片アウターリード３３Ｂも個片インナーリード３１及び個片アウターリード３１Ｂと同様である。

　第２共通インナーリード４０は、第１共通インナーリード２０と複数の個片インナーリード３１，３２，３３との間に配置され、第１方向Ｄ１に沿って伸びる部分４０Ａを有する。第２共通インナーリード４０は、一端が封止樹脂７０の外部に露出する第２アウターリード４０Ｂと接続されている。

　実施形態１における第２アウターリード４０Ｂは、平面視したときに第１方向Ｄ１に対して略垂直な方向に沿って伸びる。実施形態１においては、第２共通インナーリード４０と第２アウターリード４０Ｂとは一体である。このため、第２共通インナーリード４０と第２アウターリード４０Ｂとは、全体として略Ｌ字型のリードを構成していると表現することもできる。

　複数の接続子を構成する各接続子は、導電性の金属板（例えば、銅板）からなる。複数の接続子は、第１共通インナーリード２０に載置されている半導体チップ（ダイオード１１，１２，１３）の個数と等しい個数（３個）の第１接続子５１，５２，５３を含む。第１接続子５１，５２，５３は、それぞれ同形状であることが好ましい。また、複数の接続子は、複数の個片インナーリード（個片インナーリード３１，３２，３３）に載置されている半導体チップ（ダイオード１４，１５，１６）の個数と等しい個数（３個）の第２接続子６１，６２，６３も含む。第２接続子６１，６２，６３は、それぞれ同形状であることが好ましい。

　第１接続子５１，５２，５３は、第１共通インナーリード２０に載置されている半導体チップ（ダイオード１１，１２，１３）と個片インナーリード３１，３２，３３とを１対１で接続する。第１接続子５１，５２，５３は、それぞれ第２共通インナーリード４０を跨ぐように配置されており、第２共通インナーリード４０とは接続されていない。第１接続子５１，５２，５３は、第１方向Ｄ１に沿って等間隔で配列されていることが好ましい。また、第２接続子６１，６２，６３は、個片インナーリード３１，３２，３３に載置されている半導体チップ（ダイオード１４，１５，１６）と第２共通インナーリード４０とを１対１で接続する。第２接続子６１，６２，６３は、第１方向Ｄ１に沿って等間隔で配列されていることが好ましい。

　本明細書における「接続する」とは、電気的に接続することをいう。また、接続子に関して「１対１で接続する」とは、接続子が２つの構成要素を電気的に接続し、かつ、これら以外の物とは電気的に接続されていないことをいう。接続子による接続には導電性接合材（図示せず。）を用いることが好ましい。

　半導体装置１を平面視したとき、封止樹脂７０は、互いに平行な２つの長辺ＬＳと、長辺ＬＳに対して垂直であり互いに平行な２つの短辺ＳＳとを規定できる形状からなる。封止樹脂７０は、「平面視したときに略長方形形状からなる」と表現することもできる。なお、長辺及び短辺について考えるときには、付加的な形状（実施形態１においては切り欠きＣ）の存在は考慮しない。

　半導体装置１を平面視したとき、第１共通インナーリード２０、複数の個片インナーリード（個片インナーリード３１，３２，３３）及び第２共通インナーリード４０のそれぞれにおける、第１方向Ｄ１と直交する方向の長さは、封止樹脂７０における第１方向Ｄ１と直交する方向の長さの半分以下である。

２．実施形態１に係る半導体装置１の効果
　実施形態１に係る半導体装置１は、半導体チップ（ダイオード１１，１２，１３，１４，１５，１６）を個別にインナーリードに接続する第１接続子５１，５２，５３及び第２接続子６１，６２，６３を備える。このため、半導体装置１においては、従来の半導体装置と比較して半導体装置１の内部構成における構成要素の接続箇所を増やすことができ、インナーリード周辺の構造の強度を高くすることが可能となる。インナーリード周辺の構造の強度が高い場合には、インナーリードが受ける封止樹脂７０の影響を低減することが可能となる。従って、半導体装置１は、従来の半導体装置と比較して、封止樹脂７０中におけるインナーリードの傾きを抑制することができる半導体装置となる。

　また、実施形態１に係る半導体装置１においては、複数の接続子は、第１共通インナーリード２０に載置されている半導体チップの個数と等しい個数の第１接続子５１，５２，５３と、複数の個片インナーリードに載置されている半導体チップの個数と等しい個数の第２接続子６１，６２，６３とを含む。このため、実施形態１に係る半導体装置１によれば、半導体チップの個数と等しい個数の第１接続子５１，５２，５３及び第２接続子６１，６２，６３を用いて、半導体装置１の内部構成における構成要素の接続箇所を無駄なく増やすことが可能となる。

　また、実施形態１に係る半導体装置１においては、複数の半導体チップは、ダイオード１１，１２，１３，１４，１５，１６を含む。このため、実施形態１に係る半導体装置１によれば、半導体装置１を、ダイオード１１，１２，１３，１４，１５，１６を用いた有用な製品とすることが可能となる。

　また、実施形態１に係る半導体装置１においては、複数の半導体チップは、ダイオードとして６個のダイオード１１，１２，１３，１４，１５，１６を含み、第１共通インナーリード２０には、３個のダイオード１１，１２，１３が載置されている。また、実施形態１に係る半導体装置１においては、複数の個片インナーリードは、３個の個片インナーリード３１，３２，３３を含み、個片インナーリード３１，３２，３３には、１個のダイオード１４，１５，１６が載置されている。このため、実施形態１に係る半導体装置１によれば、半導体装置１を、いわゆる三相ブリッジダイオードパッケージとして有用な製品とすることが可能となる。

　また、実施形態１に係る半導体装置１においては、半導体装置１を平面視したとき、封止樹脂７０は、互いに平行な２つの長辺ＬＳと、長辺ＬＳに対して垂直であり互いに平行な２つの短辺ＳＳとを規定できる形状からなり、第１方向Ｄ１は、長辺ＬＳと平行である。実施形態１に係る半導体装置１によれば、第１接続子５１，５２，５３及び第２接続子６１，６２，６３を適切な間隔（例えば、等間隔）で配置した上で第１共通インナーリード２０及び第２共通インナーリード４０に接続しやすくなる。このため、実施形態１に係る半導体装置１によれば、適切な配置態様を採用しながら構成要素の接続箇所を増やし、インナーリード周辺の構造の強度を一層高くすることが可能となる。

　また、実施形態１に係る半導体装置１においては、半導体装置１を平面視したとき、第１共通インナーリード２０、複数の個片インナーリード及び第２共通インナーリード４０のそれぞれにおける、第１方向Ｄ１と直交する方向の長さは、封止樹脂７０における第１方向Ｄ１と直交する方向の長さの半分以下である。このため、実施形態１に係る半導体装置１によれば、各インナーリードにおける第１方向Ｄ１と直交する方向の長さを抑制することで、各インナーリードが封止樹脂７０から受ける影響をより一層低減することが可能となる。

　また、実施形態１に係る半導体装置１においては、第１共通インナーリード２０は第１アウターリード２０Ｂと接続され、個片インナーリード３１，３２，３３は個片アウターリード３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂと接続され、第２共通インナーリード４０は第２アウターリード４０Ｂと接続されている。このため、実施形態１に係る半導体装置１によれば、半導体装置１の内部構造を適切に外部へ接続することが可能となる。

［実施形態２］
　実施形態２に係る半導体装置２は、基本的には実施形態１に係る半導体装置１と同様の構成を有するが、半導体チップ（ダイオード）の個数、個片インナーリードの個数及び接続子の個数が異なる。以下、半導体装置１との差異点を中心に半導体装置２の構成を説明する。

　実施形態２に係る半導体装置２は、複数の半導体チップと、複数のインナーリードと、複数の接続子と、封止樹脂７０とを備えるという点においては、半導体装置１と同様である（図２参照。）。半導体装置２は、単相ブリッジダイオードパッケージであると表現することもできる。以下、半導体装置２の各構成要素について説明する。下記の説明においては、半導体装置２の構成要素の特徴のうち、半導体装置１における対応する構成要素の特徴と実質的に変わらないものについては説明を省略することがある。

　実施形態２においては、複数の半導体チップは、ダイオードとして４個のダイオード１１，１２，１３，１４を含む。半導体装置２と半導体装置１との間の構成の差異は、主に上記のダイオードの個数に起因する。

　実施形態２においては、第１共通インナーリード２０には、２個のダイオード１１，１２が載置されている。また、実施形態２においては、複数の個片インナーリードは、２個の個片インナーリード３１，３２を含む。

　実施形態２においては、複数の接続子は、第１共通インナーリード２０に載置されている半導体チップ（ダイオード１１，１２）の個数と等しい個数（２個）の第１接続子５１，５２を含む。また、複数の接続子は、複数の個片インナーリード（個片インナーリード３１，３２）に載置されている半導体チップ（ダイオード１４，１５）の個数と等しい個数（３個）の第２接続子６１，６２も含む。

　実施形態２に係る半導体装置２は、実施形態１に係る半導体装置１とは半導体チップ（ダイオード）の個数、個片インナーリードの個数及び接続子の個数が異なる。しかしながら、半導体装置２は、半導体チップ（ダイオード１１，１２，１３，１４）を個別にインナーリードに接続する第１接続子５１，５２及び第２接続子６１，６２を備える。このため、半導体装置２は、半導体装置１と同様に、従来の半導体装置と比較して、封止樹脂７０中におけるインナーリードの傾きを抑制することができる半導体装置となる。

　実施形態２に係る半導体装置２は、基本的には実施形態１に係る半導体装置１と同様の構成を有するため、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説明し、各図面において表示した各構成要素の位置、大きさ、形状等は例示であり、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、複数の接続子は第１接続子５１，５２，５３及び第２接続子６１，６２，６３を含むが、本発明はこれに限定されるものではない。複数の接続子は、第１接続子及び第２接続子以外の接続子を含むものであってもよい。

（３）上記各実施形態においては、複数の半導体チップはダイオード１１，１２，１３，１４，１５，１６を含むが、本発明はこれに限定されるものではない。複数の半導体チップは、ダイオード以外の半導体チップ（例えば、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ）を含むものであってもよい。

（４）上記各実施形態においては、封止樹脂７０が平面視したときに略長方形形状からなるが、本発明はこれに限定されるものではない。封止樹脂は、平面視したときに略長方形形状以外の形状（例えば、正方形形状）からなるものであってもよい。

（５）上記各実施形態においては、各インナーリードはアウターリードと接続されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、各インナーリードは、各インナーリードとは別体の端子等と接続されていてもよい。

１，２…半導体装置、１１，１２，１３，１４，１５，１６…ダイオード、２０…第１共通インナーリード、２０Ｂ…第１アウターリード、３１，３２，３３…個片インナーリード、３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ…個片アウターリード、４０…第２共通インナーリード、４０Ｂ…第２アウターリード、５１，５２，５３…第１接続子、６１，６２，６３…第２接続子、７０…封止樹脂、Ｄ１…第１方向，ＬＳ…長辺、ＳＳ…短辺

Claims (7)

1. 　複数の半導体チップと、複数のインナーリードと、複数の接続子と、封止樹脂とを備える半導体装置であって、
   　前記複数のインナーリードは、
   　所定の第１方向に沿って伸びる部分を有する第１共通インナーリードと、
   　前記第１方向に沿って配列されている複数の個片インナーリードと、
   　前記第１共通インナーリードと前記複数の個片インナーリードとの間に配置され、前記第１方向に沿って伸びる部分を有する第２共通インナーリードとを含み、
   　前記第１共通インナーリードには、少なくとも２個の前記半導体チップが、前記第１方向に沿うように配列されている状態で載置され、
   　前記個片インナーリードには、少なくとも１個の前記半導体チップが載置され、
   　前記複数の接続子は、
   　前記第１共通インナーリードに載置されている前記半導体チップと前記個片インナーリードとを１対１で接続する第１接続子と、
   　前記個片インナーリードに載置されている前記半導体チップと前記第２共通インナーリードとを１対１で接続する第２接続子とを含むことを特徴とする半導体装置。
2. 　前記複数の接続子は、前記第１共通インナーリードに載置されている前記半導体チップの個数と等しい個数の前記第１接続子と、前記複数の個片インナーリードに載置されている前記半導体チップの個数と等しい個数の前記第２接続子とを含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
3. 　前記複数の半導体チップは、ダイオードを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
4. 　前記複数の半導体チップは、前記ダイオードとして６個のダイオードを含み、
   　前記第１共通インナーリードには、３個の前記ダイオードが載置され、
   　前記複数の個片インナーリードは、３個の前記個片インナーリードを含み、
   　前記個片インナーリードには、１個の前記ダイオードが載置されていることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
5. 　前記半導体装置を平面視したとき、前記封止樹脂は、互いに平行な２つの長辺と、前記長辺に対して垂直であり互いに平行な２つの短辺とを規定できる形状からなり、
   　前記第１方向は、前記長辺と平行であることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の半導体装置。
6. 　前記半導体装置を平面視したとき、前記第１共通インナーリード、前記複数の個片インナーリード及び前記第２共通インナーリードのそれぞれにおける、前記第１方向と直交する方向の長さは、前記封止樹脂における前記第１方向と直交する方向の長さの半分以下であることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。
7. 　前記第１共通インナーリードは、一端が前記封止樹脂の外部に露出する第１アウターリードと接続され、
   　前記個片インナーリードは、一端が前記封止樹脂の外部に露出する個片アウターリードと接続され、
   　前記第２共通インナーリードは、一端が前記封止樹脂の外部に露出する第２アウターリードと接続されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の半導体装置。