JP2013004943A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置及びその製造技術に関し、特に、パワー半導体素子を搭載した半導体装置及びその製造に適用して有効な技術に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing technique thereof, and more particularly to a semiconductor device mounted with a power semiconductor element and a technique effective when applied to the manufacturing thereof.
両面放熱構造の半導体パッケージ(半導体装置)として、例えば、特開2008−227131号公報(特許文献1)に、IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor) チップとダイオードチップが組み込まれ、IGBTチップとダイオードチップのそれぞれの上にU字型の弾性体が配置され、両方の弾性体をプレート端子で接続した構造が開示されている。 As a semiconductor package (semiconductor device) having a double-sided heat dissipation structure, an IGBT (Insulated Gate BipolarTransistor) chip and a diode chip are incorporated in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-227131 (Patent Document 1). There is disclosed a structure in which a U-shaped elastic body is arranged on top and both elastic bodies are connected by plate terminals.
また、パワー半導体素子を搭載した半導体装置として、例えば、特開2010−103222号公報(特許文献2)に、IGBT素子とダイオード素子が組み込まれ、IGBT素子とダイオード素子のそれぞれの上に「コ」の字型の端子台が接合され、両方の端子台を外部接続用端子で接続した構造が開示されている。 Moreover, as a semiconductor device mounted with a power semiconductor element, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-103222 (Patent Document 2), an IGBT element and a diode element are incorporated, and “K” is formed on each of the IGBT element and the diode element. A structure in which a U-shaped terminal block is joined and both terminal blocks are connected by an external connection terminal is disclosed.
また、車載用のモータ制御等で使用される半導体装置として、例えば、特開2008−21796号公報(特許文献3)に、1つのIGBTと1つのダイオードを1パッケージ化し、両者をクリップで接続した構造が開示されている。 Moreover, as a semiconductor device used for in-vehicle motor control or the like, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-21796 (Patent Document 3), one IGBT and one diode are packaged together, and both are connected by clips. A structure is disclosed.
パワー半導体素子を搭載した半導体装置の一例として、車載用のモータ制御に使用される半導体装置が知られている。 As an example of a semiconductor device on which a power semiconductor element is mounted, a semiconductor device used for in-vehicle motor control is known.
図41及び図42に示す半導体装置は、本発明者が比較検討を行った比較例の半導体装置の構造を示すものであり、例えば、車載用のモータ制御に使用されるものである。 The semiconductor device shown in FIG. 41 and FIG. 42 shows the structure of a comparative semiconductor device that the present inventors have conducted a comparative study, and is used, for example, for in-vehicle motor control.
半導体装置80は、1つのIGBTチップ81と1つのダイオードチップ82とを1パッケージ化したものであり、IGBTとダイオードを別々の半導体チップ(以降、単にチップともいう)として1パッケージ化している。
In the
IGBTチップ81とダイオードチップ82は、樹脂からなる封止体86によって封止されており、封止体86の下面に露出するチップ搭載部(ダイパッドともいう)であるヒートスプレッダ83上に、それぞれ半田84を介して搭載されている。
The IGBT
また、半導体装置80では、IGBTチップ81とダイオードチップ82の上に半田85を介して板状のクリップ87が接続されている。このクリップ87の一端は、外部接続用端子であるエミッタ端子88と半田89を介して接続されている。すなわち、板状のクリップ87は、ダイオードチップ82とIGBTチップ81とエミッタ端子88とに跨がって半田接続されている。これは、エミッタ端子88には大電流が流れるためであり、ワイヤを用いた接続では強度不足となることから、例えば、銅板等からなる板状のクリップ87を用いている。
In the
ここで、板状のクリップ87の詳細形状について説明する。クリップ87は、図43に示すように半導体チップと半田接続する接続面90と、前記半導体チップから離れる方向に前記接続面90から折れ曲がって形成された面91と、この面91からさらに折れ曲がって形成された水平面92とを有している。つまり、クリップ87では、以下の第1〜第3の理由により、接続する半導体チップから離れる方向に折れ曲がって形成された面91が必要となる。
Here, the detailed shape of the plate-
まず、第1に、クリップ87にも大電流が流れるため、耐圧の関係から半導体チップの露出箇所とクリップ87との間(図43のN部)には距離を確保する必要がある。第2に、チップ−エミッタ端子間で発生する熱応力を折り曲げ部分により緩和する必要がある。第3に、クリップ87そのものによる放熱効果を高めるためにも、クリップ87の面積も可能な限り大きい方が好ましく、したがって、折り曲げ部分による段差形状等が有効である。
First, since a large current flows through the
以上のことから、クリップ87には、接続する半導体チップから離れる方向に折れ曲がって形成された面91が必要である。
From the above, the
なお、半導体装置80の組み立てでは、図43に示すように、ヒートスプレッダ83上に2つの半田84を配置し、その後、各半田84上にIGBTチップ81とダイオードチップ82を配置し、さらにこれらの各チップ上に半田85を介してクリップ87を配置した後、リフローによって各半田を溶融してクリップ87を各半導体チップに半田接続している。
In the assembly of the
ところが、リフローによって各半田を溶融した際に、エミッタ端子88とクリップ87の一端は半田89によって半田接続されるため、この部分(P部)が支点となって、ダイオードチップ82と接続するクリップ87の他端が、自重によりQ部に示すようにヒートスプレッダ83側に沈み込む。
However, when each solder is melted by reflow, one end of the
その結果、クリップ87の接続面90とダイオードチップ82との間隔が狭くなり、ダイオードチップ82上の溶融された半田85がクリップ87の接続面90から折れ曲がって形成された面91上に吸い上がる現象が起こる。つまり、チップ上で半田吸い上がり現象が起こる。
As a result, the distance between the
これにより、ダイオードチップ82とクリップ87間の半田厚が薄くなり、この状態で半導体装置80が組み立てられる。
Thereby, the solder thickness between the
半導体装置80に対しては、組み立て完了後、種々の試験が行われるが、例えば、パワーサイクル試験(チップそのものを発熱させる試験)等で半導体チップを発熱させた際の熱ストレスによって、チップクラックが発生することが課題である。すなわち、ダイオードチップ82上の半田85が薄いため、前述のパワーサイクル試験時の熱ストレスによる応力でダイオードチップ82がチップクラックに至る。
Various tests are performed on the
なお、前記特許文献1(特開2008−227131号公報)、特許文献2(特開2010−103222号公報)及び特許文献3(特開2008−21796号公報)それぞれについては、クリップ(U字型の弾性体、端子台)接続時の半田吸い上がりの記載や示唆はなく、前記特許文献1〜3の構造においても半田吸い上がりの課題が発生するものと考えられる。 Note that each of Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2008-227131), Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2010-103222), and Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2008-21796) has a clip (U-shaped). There is no description or suggestion of solder wicking at the time of connection of the elastic body, terminal block), and it is considered that the problem of solder wicking also occurs in the structures of Patent Documents 1-3.
また、図44〜図46は、半導体装置に搭載される半導体チップが1つの場合を示しており、例えば、トランジスタチップ93を1つ搭載した半導体装置94の場合である。
44 to 46 show the case where one semiconductor chip is mounted on the semiconductor device, for example, the case of the
このような半導体装置94の組み立てにおいても、図46に示すように、そのクリップ87のリフローによる半田接続の際に、エミッタ端子88とクリップ87の一端は半田89によって半田接続されるため、この部分(P部)が支点となって、トランジスタチップ93と接続するクリップ87の他端が、自重によりQ部に示すようにヒートスプレッダ83側に沈み込む。
Also in the assembly of such a
これにより、クリップ87の接続面90とトランジスタチップ93との間隔が狭くなり、トランジスタチップ93上の溶融された半田85がクリップ87の接続面90から折れ曲がって形成された面91上に吸い上がる現象が起こる。つまり、チップ上で半田吸い上がり現象が起こる。
As a result, the gap between the
その結果、トランジスタチップ93とクリップ87間の半田厚が薄くなり、この状態で半導体装置94が組み立てられる。
As a result, the solder thickness between the
したがって、半導体装置94に対しても、半導体装置80の場合と同様に、トランジスタチップ93上の半田85が薄いため、パワーサイクル試験時の熱ストレスによる応力でトランジスタチップ93がチップクラックに至るという課題が発生する。
Therefore, similarly to the
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、半導体装置の信頼性を向上させることができる技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a technique capable of improving the reliability of a semiconductor device.
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。 Of the inventions disclosed in this application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
代表的な実施の形態による半導体装置は、一部がチップ主面に半田接続し、かつチップから離れる方向に折れ曲がった折り曲げ部を備えた板状導体部材を有しており、前記板状導体部材に前記折り曲げ部に沿って溝が形成されている。 A semiconductor device according to a typical embodiment includes a plate-like conductor member that is partially soldered to a chip main surface and has a bent portion that is bent in a direction away from the chip. A groove is formed along the bent portion.
また、代表的な実施の形態による半導体装置の製造方法は、スタンド部が形成された板状導体部材を熱処理を行って半導体チップに半田付けする際に、前記板状導体部材を前記スタンド部によって支持した状態で半田付けする。 Further, in the method of manufacturing a semiconductor device according to a typical embodiment, when the plate-like conductor member on which the stand portion is formed is heat-treated and soldered to the semiconductor chip, the plate-like conductor member is used by the stand portion. Solder in a supported state.
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。 Of the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.
チップクラックの発生を低減または防止して半導体装置の信頼性を向上させることができる。 The occurrence of chip cracks can be reduced or prevented, and the reliability of the semiconductor device can be improved.
以下の実施の形態では特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。 In the following embodiments, the description of the same or similar parts will not be repeated in principle unless particularly necessary.
さらに、以下の実施の形態では便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。 Further, in the following embodiment, when it is necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments, but they are not irrelevant to each other unless otherwise specified. The other part or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like are related.
また、以下の実施の形態において、要素の数など(個数、数値、量、範囲などを含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良いものとする。 Also, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), particularly when clearly indicated and when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the specific number, and it may be more or less than the specific number.
また、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。 Further, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps) are not necessarily indispensable unless otherwise specified and clearly considered essential in principle. Needless to say.
また、以下の実施の形態において、構成要素などについて、「Aからなる」、「Aよりなる」、「Aを有する」、「Aを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。 Further, in the following embodiments, regarding constituent elements and the like, when “consisting of A”, “consisting of A”, “having A”, and “including A” are specifically indicated that only the elements are included. It goes without saying that other elements are not excluded except in the case of such cases. Similarly, in the following embodiments, when referring to the shape, positional relationship, etc., of components, etc., unless otherwise specified, and in principle, it is considered that this is not clearly the case, it is substantially the same. Including those that are approximate or similar to the shape. The same applies to the above numerical values and ranges.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments, and the repetitive description thereof will be omitted. Further, even a plan view may be hatched for easy understanding of the drawing.
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1の半導体装置の構造の一例を示す斜視図、図2は図1に示す半導体装置の裏面側の構造の一例を示す斜視図、図3は図1に示す半導体装置の内部構造の一例を封止体を透過して示す平面図、図4は図3に示すA−A線で切断した構造を示す断面図、図5は図1に示す半導体装置の回路動作の一例を示す等価回路図である。また、図6は図1の半導体装置に組み込まれたIGBTチップの構造の一例を示す平面図、図7は図6に示すIGBTチップの構造の一例を示す部分断面図、図8は図1の半導体装置に組み込まれたダイオードチップの構造の一例を示す平面図、図9は図8に示すダイオードチップの構造の一例を示す部分断面図、図10は図1に示す半導体装置の構造の一例を示す部分断面図及び拡大部分断面図である。
(Embodiment 1)
1 is a perspective view showing an example of the structure of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing an example of the structure on the back side of the semiconductor device shown in FIG. 1, and FIG. 3 is shown in FIG. 4 is a plan view showing an example of the internal structure of the semiconductor device through a sealing body, FIG. 4 is a cross-sectional view showing a structure cut along the line AA shown in FIG. 3, and FIG. 5 is a circuit of the semiconductor device shown in FIG. It is an equivalent circuit diagram which shows an example of operation | movement. 6 is a plan view showing an example of the structure of the IGBT chip incorporated in the semiconductor device of FIG. 1, FIG. 7 is a partial sectional view showing an example of the structure of the IGBT chip shown in FIG. 6, and FIG. FIG. 9 is a partial sectional view showing an example of the structure of the diode chip shown in FIG. 8, and FIG. 10 shows an example of the structure of the semiconductor device shown in FIG. It is a partial sectional view and an enlarged partial sectional view.
本実施の形態1における半導体装置は、例えば、車載用のモータ制御等に使用されるパワー半導体素子を搭載した半導体装置10であり、2つの半導体チップが搭載されたものである。すなわち、半導体装置10は2つの半導体チップを1パッケージ化したものであり、本実施の形態1では、IGBTを形成した第1半導体チップであるIGBTチップ15と、ダイオードを形成した第2半導体チップであるダイオードチップ16が搭載されている場合を説明する。
The semiconductor device according to the first embodiment is, for example, a
図1に示すように、半導体装置10の中心部には平面形状が略矩形状(長方形)の封止体11が形成されている。封止体11は封止用の樹脂から成り、長方形の上面(封止体11の表面)の短辺側に対応した2つの側面のうちの一方には、外部接続用端子であるコレクタ端子12及び信号端子14の一部が設けられている。さらに、コレクタ端子12が形成されている封止体11の側面と反対側の側面には、外部接続用端子であるエミッタ端子13及び信号端子14の一部が形成されている。なお、コレクタ端子12とエミッタ端子13には、それぞれねじ止め用の開口部12a,13aが形成されている。
As shown in FIG. 1, a sealing
また、図2に示すように、封止体11の表面と反対側の裏面には、チップ搭載部(ダイパッドともいう)を兼ねたヒートスプレッダ19の一部が露出している。このようにヒートスプレッダ19の一部が封止体11の裏面側に露出していることで、半導体装置10の動作時における放熱効率を向上させることができる。
In addition, as shown in FIG. 2, a part of the
次に、半導体装置10の内部構造について説明する。なお、図3において、半導体装置10の上面を覆っている封止体11の図示は省略しており、内部の構造が図示されている。
Next, the internal structure of the
図3及び図4に示すように、封止体11の内部には、ヒートスプレッダ19が設けられており、このヒートスプレッダ19に外部接続用端子であるコレクタ端子12が一体的に形成されている。すなわち、ヒートスプレッダ19と一体的に形成されたコレクタ端子12は封止体11の一方の側面から露出している。
As shown in FIGS. 3 and 4, a
また、ヒートスプレッダ19上には、IGBTを形成した第1半導体チップであるIGBTチップ15が半田17を介して搭載されており、さらに、このIGBTチップ15の隣には、IGBTチップ15と並んで配置された第2半導体チップであるダイオードチップ16が同じく半田17を介して搭載されている。
On the
ここで、IGBTを形成したIGBTチップ15は、その裏面15b側にコレクタ電極46(図7参照)が形成されており、このコレクタ電極46が半田17を介してヒートスプレッダ19に電気的に接続されている。つまり、IGBTチップ15の裏面15bに形成されているコレクタ電極46は、ヒートスプレッダ19を介して、ヒートスプレッダ19と一体的に形成されているコレクタ端子12と電気的に接続されている。
Here, the
一方、ダイオードを形成したダイオードチップ16は、その裏面16b側にカソード63(図9参照)が形成されており、このカソード63がヒートスプレッダ19を介してコレクタ端子12と電気的に接続されている。このことから、IGBTのコレクタ電極46とダイオードのカソード63とは電気的に接続されていることになる。
On the other hand, the
また、IGBTチップ15の主面(上面)15a側には、図6に示すようにエミッタ電極40および複数のボンディングパッド41〜45が形成されている。これに対し、ダイオードチップ16の主面(上面)16a側には、図8に示すようにアノード電極62が形成されている。そして、IGBTチップ15の主面15a側に形成されているエミッタ電極40と、ダイオードチップ16の主面16a側に形成されているアノード電極62とは、半田18を介して実装された平板形状の板状導体部材であるクリップ20によって接続されている。
Further, an
したがって、IGBTのエミッタ電極40とダイオードのアノード電極62とはクリップ20によって電気的に接続されている。なお、クリップ20は、板状電極とも呼ばれる。以下では、板状電極(板状導体部材)としてクリップ20という言葉を用いる。また、IGBTを形成したIGBTチップ15の主面15aとは、IGBTチップ15の上面を意味する。すなわち、IGBTチップ15の主面15aとは、IGBTチップ15のヒートスプレッダ19と接触する面とは反対側の面を示している。
Therefore, the
同様に、ダイオードを形成したダイオードチップ16の主面16aとは、ダイオードチップ16の上面を意味する。すなわち、ダイオードチップ16の主面16aとは、ダイオードチップ16のヒートスプレッダ19と接触する面とは反対側の面を示している。
Similarly, the
ここで、クリップ20は、例えば、銅を主成分とする平板状の導体部材から構成されており、IGBTチップ15の主面15aのエミッタ電極40と、ダイオードチップ16の主面16aのアノード電極62とを接続している。これは、エミッタ電極40には大電流が流れるためであり、ワイヤ接続では、アルミニウムによる抵抗の増加及び細線による抵抗の増加等でオン抵抗が大きくなる問題点が生じるとともに、ワイヤが細線であるため、熱容量が少なく放熱特性が劣化する問題点が生じるが、本実施の形態1の半導体装置10のように、銅を主成分とする板状導体部材であるクリップ20で接続することで前記問題点を解決している。すなわち、銅の抵抗は、アルミニウムの抵抗よりも小さいので、銅を主成分とするクリップ20で接続することで、オン抵抗を低減することができる。また、クリップ20は幅広の平板状の形状であるため、ワイヤに比べて断面積が大きくなり、その結果、オン抵抗をさらに低減することができる。また、クリップ20が平板状の形状をしているため、クリップ20自体がもつ熱容量をワイヤ自体の熱容量よりも大きくすることができ、かつ、IGBTチップ15、ダイオードチップ16とクリップ20の接触面積をワイヤによる接続に比べて大きくすることができるので、放熱効率を向上させることができる。
Here, the
このクリップ20は、半田27を介して外部接続用端子であるエミッタ端子13に接続されている。エミッタ端子13は、外部接続用端子であるコレクタ端子12が形成されているヒートスプレッダ19の一端側と反対側の他端側に形成されており、ヒートスプレッダ19とは電気的に接続されていない。すなわち、エミッタ端子13がヒートスプレッダ19と接続すると、コレクタ端子12とエミッタ端子13が直接接続してしまうことになるので、ショートしないようになっている。つまり、エミッタ端子13は、IGBTチップ15のエミッタ電極40にクリップ20を介して接続されている。
The
エミッタ端子13が形成されているヒートスプレッダ19の他端側とコレクタ端子12が形成されているヒートスプレッダ19の一端側には、図1及び図2に示すように信号端子14が形成されている。図3に示すように、ヒートスプレッダ19の他端側には、エミッタ端子13の他に、温度検知用端子21,22、外部接続用ゲート端子23、ケルビン検知用端子24及び電流検知用端子25が形成されている。これらの端子は、IGBTチップ15の主面(上面)15aに形成されているボンディングパッド41〜45と、ワイヤ28を用いてそれぞれ電気的に接続されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
したがって、IGBTチップ15は、ダイオードチップ16よりもヒートスプレッダ19のエミッタ端子13側に配置されている。このように配置することにより、IGBTチップ15に形成されているボンディングパッド41〜45と、温度検知用端子21,22、外部接続用ゲート端子23、ケルビン検知用端子24及び電流検知用端子25とを近づけて配置することができるので、ボンディングパッド41〜45とこれらの端子21〜25とをワイヤ28で接続しやすくしている。
Therefore, the
また、ヒートスプレッダ19の一端側には、外部接続用端子であるコレクタ端子12と接続するケルビン検知用端子26が形成されている。ここで、半導体装置10では、温度検知用端子21,22、外部接続用ゲート端子23、ケルビン検知用端子24及び電流検知用端子25のそれぞれにワイヤ28を用いて接続されているIGBTチップ15のボンディングパッド41〜45上には、クリップ20が配置されていない。つまり、クリップ20と平面的に重ならない領域にIGBTチップ15のボンディングパッド41〜45が形成されている。
A
このため、ボンディングパッド41〜45に接続するワイヤ28とクリップ20が接触することを防止でき、半導体装置10の信頼性を向上させることができる。さらに、クリップ20の下にスペーサを設ける必要がないので、半導体装置10の厚さを薄くすることができる。このため、半導体装置10の小型化を推進することができる。
For this reason, it can prevent that the
また、本実施の形態1における半導体装置10では、図3及び図4に示すようにクリップ20とエミッタ端子13とが半田27を介して接続されているが、その際、クリップ20とエミッタ端子13とは、別々の構造体で形成されており、別々の構造体で形成されたクリップ20とエミッタ端子13が半田27を介して接続されている。
Further, in the
次に、図5に示すIGBTチップ15に形成されている素子の回路構成とその動作を、図3〜図7を用いて説明する。
Next, the circuit configuration and operation of the elements formed on the
まず、図6に示すように、IGBTチップ15の主面(上面)15aには、エミッタ電極40とボンディングパッド41〜45が形成されている。エミッタ電極40は、図4に示すクリップ20に接続され、このクリップ20を介して外部接続用端子であるエミッタ端子13に接続されている。一方、ボンディングパッド41は図3に示す温度検知用端子21にワイヤ28を用いて接続され、ボンディングパッド42は温度検知用端子22にワイヤ28を用いて接続されている。同様に、ボンディングパッド43は、外部接続用ゲート端子23にワイヤ28を用いて接続され、ボンディングパッド44は、ケルビン検知用端子24にワイヤ28を用いて接続されている。さらに、ボンディングパッド45は、電流検知用端子25にワイヤ28を用いて接続されている。
First, as shown in FIG. 6, an
また、IGBTチップ15の裏面15bには、図7に示すコレクタ電極46が形成されている。このコレクタ電極46は図4に示すヒートスプレッダ19に接続されており、このヒートスプレッダ19に一体的に形成された外部接続用端子であるコレクタ端子12に接続されている。
Further, the
ここで、IGBTチップ15には、図5に示すように、IGBT50、検知用IGBT51および温度検知用ダイオード52が形成されている。IGBT50はメインのIGBTであり、3相モータの駆動等に使用される。このIGBT50には、エミッタ電極40、コレクタ電極46及びゲート電極43aが形成されている。ゲート電極43aは内部配線によりIGBTチップ15の上面に形成された図6のボンディングパッド43に接続されている。ボンディングパッド43は、図3の外部接続用ゲート端子23に接続されているので、IGBT50のゲート電極43aは、外部接続用ゲート端子23に接続されていることになる。外部接続用ゲート端子23は、図示しない制御回路に接続されており、前記制御回路からの信号が外部接続用ゲート端子23を介してIGBT50のゲート電極43aに印加されることにより、前記制御回路からIGBT50を制御することができるようになっている。
Here, as shown in FIG. 5, the
検知用IGBT51は、IGBT50のコレクタ−エミッタ間を流れる電流を検知するために設けられているものである。すなわち、インバータ回路としてIGBT50を保護するためにIGBT50のコレクタ−エミッタ間を流れる電流を検知するために設けられている。この検知用IGBT51は、IGBT50と同様のコレクタ電極46及びゲート電極43aに接続されており、センスエミッタ電極45aを有している。センスエミッタ電極45aは、内部配線によりIGBTチップ15の主面15aに形成されたボンディングパッド45に接続されている。ボンディングパッド45は、電流検知用端子25に接続されているので、結局、検知用IGBT51のセンスエミッタ電極45aは電流検知用端子25に接続されていることになる。
The
そして、この電流検知用端子25は半導体装置10の外部に設けられる電流検知回路に接続される。この電流検知回路は、検知用IGBT51のセンスエミッタ電極45aの出力に基づいて、IGBT50のコレクタ−エミッタ間電流を検知し、過電流が流れたときIGBT50のゲート電極に印加されるゲート信号を遮断し、IGBT50を保護するようになっている。
The
温度検知用ダイオード52は、IGBT50の温度を検知するために設けられている。すなわち、IGBT50の温度によって温度検知用ダイオード52の電圧が変化することによりIGBT50の温度を検知するようになっている。この温度検知用ダイオード52は、ポリシリコンに異なる導電型の不純物を導入することによりpn接合が形成されており、カソード41a及びアノード電極42aを有している。カソード41aは内部配線によりIGBTチップ15の主面15aに形成されたボンディングパッド41に接続されている。同様に、アノード電極42aは内部配線によりIGBTチップ15の主面15aに形成されたボンディングパッド42に接続されている。
The
したがって、温度検知用ダイオード52のカソード41aはボンディングパッド41を介して温度検知用端子21に接続され、温度検知用ダイオード52のアノード電極42aはボンディングパッド42を介して温度検知用端子22に接続されている。温度検知用端子21,22は、半導体装置10の外部に設けられる温度検知回路に接続される。この温度検知回路は、温度検知用ダイオード52のカソード41a及びアノード電極42aに接続されている温度検知用端子21,22間の出力に基づいて間接的にIGBT50の温度を検知し、検知した温度がある一定温度以上になったとき、IGBT50のゲート電極に印加されるゲート信号を遮断し、IGBT50を保護するようになっている。
Therefore, the
次に、IGBT50のエミッタ電極40からは別の端子であるコモンエミッタ電極44aが出ている。このコモンエミッタ電極44aは、内部配線によりIGBTチップ15の主面15aに形成されているボンディングパッド44に接続されている。ボンディングパッド44は、ケルビン検知用端子24に接続されているので、結局、コモンエミッタ電極44aはケルビン検知用端子24に接続されていることになる。ケルビン検知用端子24は、半導体装置10の外部に設けられるケルビン検知回路に接続される。このケルビン検知回路は、配線などによってIGBT50の電位が不安定にならないようにするため、配線抵抗をキャンセルする目的で設けられている。すなわち、エミッタ電極40と同電位のコモンエミッタ電極44aからの出力に基づいて、エミッタ電極40自体の配線抵抗をキャンセルするようになっている。
Next, a
同様にして、図5に示すIGBT50のコレクタ電極46から分岐する図3のケルビン検知用端子26が設けられている。このケルビン検知用端子26は、半導体装置10の外部に設けられているケルビン検知回路に接続される。このケルビン検知回路も配線などによってIGBT50の電位が不安定にならないようにするため、配線抵抗をキャンセルする目的で設けられている。すなわち、コレクタ電極46と同電位のケルビン検知用端子26の出力に基づいて、コレクタ電極46自体の配線抵抗をキャンセルするようになっている。
Similarly, the
このように半導体装置10では、電流検知回路、温度検知回路およびケルビン検知回路に接続することが可能なように構成されているので、半導体装置10に含まれるIGBT50の動作信頼性の向上を図ることができる。
Thus, since the
次に、図7に示すように、IGBT50は、半導体チップの裏面に形成されたコレクタ電極46を有し、このコレクタ電極46上にp+型半導体領域54が形成されている。p+型半導体領域54上にはn+型半導体領域55が形成され、このn+型半導体領域55上にn-型半導体領域56が形成されている。そして、n-型半導体領域56上にはp型半導体領域57が形成され、このp型半導体領域57を貫通し、n-型半導体領域56に達するトレンチ溝59が形成されている。
Next, as shown in FIG. 7, the
さらに、トレンチ溝59に整合してエミッタ領域となるn+型半導体領域58が形成されている。トレンチ溝59の内部には、例えば酸化シリコン膜よりなるゲート絶縁膜60が形成され、このゲート絶縁膜60を介してゲート電極43aが形成されている。ゲート電極43aは、例えばポリシリコン膜から形成され、トレンチ溝59を埋め込むように形成されている。このように構成されたIGBT50において、ゲート電極43aは、内部配線を介して、図6に示すボンディングパッド43に接続されている。同様にエミッタ領域となるn+型半導体領域58は、エミッタ配線61を介して、図6に示すエミッタ電極40に接続されている。コレクタ領域となるp+型半導体領域54は半導体チップの裏面に形成されているコレクタ電極46に接続されている。IGBT50によれば、MISFETの高速スイッチング特性および電圧駆動特性と、バイポーラトランジスタの低ON電圧特性を兼ね備えている。n+型半導体領域55は、バッファ層とも呼ばれる。このn+型半導体領域55は、IGBT50がターンOFFしているときに、p型半導体領域57からn-型半導体領域56内に成長する空乏層が、n-型半導体領域56の下層に形成されているp+型半導体領域54に接触してしまうパンチスルー現象を防止するために設けられている。また、p+型半導体領域54からn-型半導体領域56へのホール注入量の制限などの目的のために、n+型半導体領域55が設けられている。
Further, an n +
次に、IGBT50の動作について説明する。まず、IGBT50がターンONする動作について説明する。ゲート電極43aと、エミッタ領域となるn+型半導体領域58の間に充分な正の電圧を印加することにより、トレンチゲート構造をしたMISFETがターンONする。すると、コレクタ領域を構成するp+型半導体領域54とn-型半導体領域56の間が順バイアスされ、p+型半導体領域54からn-型半導体領域56へ正孔注入が起こる。続いて、注入された正孔のプラス電荷と同じだけの電子がn-型半導体領域56に集まる。これにより、n-型半導体領域56の抵抗低下が起こり(電導度変調)、IGBT50はON状態となる。
Next, the operation of the
ON電圧には、p+型半導体領域54とn-型半導体領域56との接合電圧が加わるが、n-型半導体領域56の抵抗値が電導度変調により1桁以上低下するため、ON抵抗の大半を占めるようなる高耐圧では、MISFETよりもIGBT50の方が低ON電圧となる。したがって、IGBT50は高耐圧化に有効なデバイスであることがわかる。
A junction voltage between the p + -
次に、IGBT50がターンOFFする動作について説明する。ゲート電極43aと、エミッタ領域となるn+型半導体領域58の間の電圧を低下させると、トレンチゲート構造をしたMISFETがターンOFFする。すると、p+型半導体領域54からn-型半導体領域56への正孔注入が停止し、すでに注入された正孔も寿命がつきて減少する。残留している正孔は、p+型半導体領域54へ直接流出して(テイル電流)、流出が完了した時点でIGBT50はOFF状態となる。このようにしてIGBT50を動作させることができる。
Next, an operation for turning off the
次に、ヒートスプレッダ19上に搭載するダイオードチップ16の構成について説明する。図8に示すように、ダイオードチップ16の主面(上面)16a側には、アノード電極62が形成されている。一方、同様に、ダイオードチップ16の裏面側には、図9に示すようにカソード63が形成されている。
Next, the configuration of the
続いて、ダイオードの素子構造について説明する。ダイオードチップ16の裏面16bには、図9に示すようにカソード63が形成されており、このカソード63上にn+型半導体領域64が形成されている。そして、n+型半導体領域64上にn-型半導体領域65が形成されており、n-型半導体領域65上に離間してp型半導体領域66が形成されている。p型半導体領域66の間には、p-型半導体領域67が形成されている。p型半導体領域66とp-型半導体領域67上には、アノード電極62が形成されている。アノード電極62は、例えばアルミニウム−シリコンから構成されている。
Next, the element structure of the diode will be described. A
このように構成されたダイオード素子16c(図5参照)によれば、アノード電極62に正電圧を印加し、カソード63に負電圧を印加すると、n-型半導体領域65とp型半導体領域66の間のpn接合が順バイアスされ電流が流れる。一方、アノード電極62に負電圧を印加し、カソード63に正電圧を印加すると、n-型半導体領域65とp型半導体領域66の間のpn接合が逆バイアスされ電流が流れない。このようにしてダイオード素子16cを動作させることができる。
According to the
ここで、図8に示すようにダイオードチップ16の主面16aにはアノード電極62が形成され、図6に示すように、IGBTチップ15の主面15aには、エミッタ電極40が形成されている。そして、このアノード電極62とエミッタ電極40が図4に示すクリップ20で接続されている。一方、ダイオードチップ16の裏面16bには、図9に示すカソード63が形成され、IGBTチップ15の裏面15bには、図7に示すコレクタ電極46が形成されている。そして、カソード63とコレクタ電極46が図4に示すヒートスプレッダ19により接続されている。したがって、IGBTとダイオードとは、逆並列に接続されている。このときのダイオードの機能について説明する。
Here, as shown in FIG. 8, the
ダイオードは、負荷がインダクタンスを含まない純抵抗である場合、還流するエネルギーがないため不要である。しかし、負荷にモータのようなインダクタンスを含む回路が接続されている場合、ONしているスイッチとは逆方向に負荷電流が流れるモードがある。この時、IGBT等のスイッチング素子単体では、この逆方向電流を流し得る機能をもたないので、IGBT等のスイッチング素子に逆並列にダイオードを接続する必要がある。すなわち、インバータ回路において、モータ制御のように負荷にインダクタンスを含む場合、IGBT等のスイッチング素子をターンOFFしたとき、インダクタンスに蓄えられたエネルギーを必ず放出しなければならない。IGBT単体では、インダクタンスに蓄えられたエネルギーを開放するための逆方向電流を流すことができない。そこで、このインダクタンスに蓄えられた電気エネルギーを還流するため、IGBTに逆並列にダイオードを接続する。つまり、ダイオードは、インダクタンスに蓄えられた電気エネルギーを開放するために逆方向電流を流すという機能を有している。なお、IGBTのスイッチング周波数に応じて、ダイオードにも高周波特性をもたせる必要がある。 If the load is a pure resistor that does not include inductance, a diode is unnecessary because there is no energy to circulate. However, when a circuit including an inductance such as a motor is connected to the load, there is a mode in which the load current flows in the opposite direction to the ON switch. At this time, a single switching element such as an IGBT does not have a function of allowing a reverse current to flow, and therefore a diode needs to be connected in antiparallel to the switching element such as an IGBT. That is, in an inverter circuit, when an inductance is included in a load as in motor control, when a switching element such as an IGBT is turned off, the energy stored in the inductance must be released. The IGBT alone cannot flow a reverse current for releasing the energy stored in the inductance. Therefore, a diode is connected in antiparallel to the IGBT in order to recirculate the electric energy stored in the inductance. That is, the diode has a function of flowing a reverse current in order to release the electrical energy stored in the inductance. In addition, it is necessary to give a high frequency characteristic also to a diode according to the switching frequency of IGBT.
次に、本実施の形態1の半導体装置10に設けられたクリップ20の形状の特徴について説明する。まず、図4に示すように、チップ搭載部を兼ねたヒートスプレッダ19上には、それぞれ半田17を介してIGBTチップ15とダイオードチップ16が並んで配置されている。さらに、IGBTチップ15及びダイオードチップ16上に、半田18を介してクリップ20が搭載されている。半導体装置10では、クリップ20は、IGBTチップ15の主面15aの図6に示すエミッタ電極40及びダイオードチップ16の主面16aの図8に示すアノード電極62にそれぞれ半田18を介して電気的に接続するとともに、一端が複数の外部接続用端子のうちのエミッタ端子13と電気的に接続している。
Next, the feature of the shape of the
その際、クリップ20の形状は、IGBTチップ15及びダイオードチップ16に接触しているクリップ20の領域(図10に示す第1面20a、第3面20d)よりも、IGBTチップ15とダイオードチップ16の間にあるクリップ20の領域(図10に示す第5面20n)が上方に突出した構造(凸形状)になっている。つまり、IGBTチップ15あるいはダイオードチップ16に接触しているクリップ20の領域(接触領域)の位置よりも、IGBTチップ15とダイオードチップ16の間にあるクリップ20の領域(チップ間領域)の位置がヒートスプレッダ19から離れている。
At that time, the shape of the
これにより、余分な半田18がクリップ20の凸形状に吸収され、その結果、余分な半田18がIGBTチップ15の側面を伝わってIGBTチップ15の下部に形成されている半田17と接続してしまうことを防止できる。
As a result, the
また、クリップ20では、大電流が流れるため、耐圧の関係からIGBTチップ15やダイオードチップ16の露出箇所とクリップ20との間(図10のD部)には距離を確保する必要がある。さらに、チップ−エミッタ端子間で発生する熱応力を折り曲げ部分により緩和する必要がある。また、クリップ20そのものによる放熱効果を高めるためにも、クリップ20の面積も可能な限り大きい方が好ましく、したがって、折り曲げ部分による凸形状を有することが有効である。
Further, since a large current flows in the
以上により、クリップ20では、接続するIGBTチップ15やダイオードチップ16から離れる方向に折れ曲がって形成された面が必要となる。
As described above, the
すなわち、クリップ20は、図10に示すように、IGBTチップ15の主面15aのエミッタ電極40(図6参照)と半田18を介して接続する第1面20aと、IGBTチップ15から離れる方向に第1面20aから折れ曲がって形成された第2面20bと、ダイオードチップ16の主面16aのアノード電極62(図8参照)と半田18を介して接続する第3面20dと、ダイオードチップ16から離れる方向に第3面20dから折れ曲がって形成された第4面20eとを有している。
That is, as shown in FIG. 10, the
さらに、第2面20b及び第4面20eに、第1面20aと第2面20bの境界の稜部(折り曲げ部、屈曲部)20cに沿って、及び第3面20dと第4面20eの境界の稜部(折り曲げ部、屈曲部)20fに沿って溝20gが形成されている。
Further, along the
すなわち、クリップ20の各半導体チップに接続する第1面20a及び第3面20dから各半導体チップから遠ざかる方向に折れ曲がった第2面20b及び第4面20eに、それぞれ稜部(折り曲げ部、屈曲部)20c,20fに沿って溝20gが形成されている。溝20gは、半田18のリフロー等による加熱溶融(熱処理)時の吸い上がり18aを阻止(抑制)するものであり、図10の拡大図に示すように、半田18が溶融して吸い上がろうとした際に、半田18を溝20gに入り込ませて溝20gより上方に吸い上がらないようにするためのものであり、これにより、各半導体チップ−クリップ20間の半田18の厚さを確保してクリップ20の第1面20a及び第3面20dがそれぞれ各半導体チップに近づかないように(下がらないように)するためのものである。
In other words, the
したがって、溝20gは、第2面20b及び第4面20eにおいて、なるべく低い位置(なるべく稜部20c,20fに近い位置)に形成されていることが好ましい。さらに、溝20gはそれぞれ稜部20c,20fに沿った状態で複数列形成されていることが好ましい。例えば、図10に示す構造では、溝20gが2列で形成されている。このように溝20gを複数列形成することにより、半田18の吸い上がり18aを阻止または抑制する効果をさらに高めることができる。
Therefore, it is preferable that the
なお、溝20gの断面形状は、図10の部分断面図に示すようなV字状のものであってもよいし、例えば、U字状等であってもよく、半田18を入り込ませて吸い上がり18aを阻止または抑制することが可能な形状であれば特に限定されるものではない。
The cross-sectional shape of the
次に、本実施の形態1の半導体装置10の組み立てを、図11に示すフロー図に沿って説明する。
Next, the assembly of the
図11は図1の半導体装置の組み立て手順の一例を示す製造フロー図、図12は図1の半導体装置の組み立てにおける半田箔搭載及びチップ搭載完了後の構造の一例を示す平面図及び断面図、図13は図1の半導体装置の組み立てにおける半田箔搭載及びクリップ搭載完了後の構造の一例を示す平面図及び断面図、図14は図1の半導体装置の組み立てにおけるリフロー及びワイヤボンディング完了後の構造の一例を示す平面図、断面図及び拡大部分断面図、図15は図1の半導体装置の組み立てにおけるレジンモールド及び外装めっき完了後の構造の一例を示す平面図及び側面図である。 11 is a manufacturing flow diagram showing an example of the assembly procedure of the semiconductor device of FIG. 1. FIG. 12 is a plan view and a cross-sectional view showing an example of the structure after the solder foil mounting and chip mounting in the assembly of the semiconductor device of FIG. 13 is a plan view and a cross-sectional view showing an example of the structure after mounting of the solder foil and clip in the assembly of the semiconductor device of FIG. 1, and FIG. 14 is a structure after completion of reflow and wire bonding in the assembly of the semiconductor device of FIG. FIG. 15 is a plan view and a side view showing an example of a structure after completion of resin molding and exterior plating in the assembly of the semiconductor device of FIG.
まず、図11のステップS1に示す半田箔搭載を行う。ここでは、図12のステップS1に示すように、リードフレーム29のチップ搭載部であるヒートスプレッダ19上にIGBTチップ15用とダイオードチップ16用の2つの半田箔(第1半田)30を配置する。なお、リードフレーム29には、その中央部に、チップ搭載部及び放熱部材を兼ねたヒートスプレッダ19が形成され、さらにヒートスプレッダ19の両端側にはコレクタ端子12やエミッタ端子13等の複数の外部接続用端子等が形成されている。ヒートスプレッダ19はコレクタ端子12と繋がって一体的に形成されており、コレクタ端子12やエミッタ端子13等の複数の外部接続用端子は、枠部29aと一体的に繋がっている。
First, solder foil mounting shown in step S1 of FIG. 11 is performed. Here, as shown in step S <b> 1 of FIG. 12, two solder foils (first solder) 30 for the
なお、半田箔搭載前にヒートスプレッダ19にフラックスを塗布する。
Note that flux is applied to the
また、第1半田である半田箔30は、半田から成るチップ状の薄い箔である。
The
その後、図11のステップS2に示すチップ搭載を行う。まず、半田箔30にフラックスを塗布する。フラックス塗布後、図12のステップS2に示すように、一方の半田箔30上にIGBTチップ15を搭載し、他方の半田箔30上にダイオードチップ16を搭載する。その際、IGBTチップ15とダイオードチップ16を、それぞれ半田箔30を介してIGBTチップ15及びダイオードチップ16の裏面15b,裏面16bがヒートスプレッダ19と対向するように配置する。
Thereafter, chip mounting shown in step S2 of FIG. 11 is performed. First, a flux is applied to the
その後、図11のステップS3に示す半田箔搭載を行う。まず、IGBTチップ15とダイオードチップ16にフラックスを塗布する。フラックス塗布後、図13のステップS3に示すように、IGBTチップ15とダイオードチップ16それぞれの主面15a,16aのエミッタ電極40及びアノード電極62上に第2半田である半田箔31を配置する。さらに、外部接続用端子であるエミッタ端子13上に第3半田である半田ペースト32を塗布(配置)する。
Thereafter, solder foil mounting shown in step S3 of FIG. 11 is performed. First, flux is applied to the
その後、図11のステップS4に示すクリップ搭載を行う。まず、半田箔31及び半田ペースト32にフラックスを塗布する。フラックス塗布後、図13のステップS4に示すように、IGBTチップ15及びダイオードチップ16上にそれぞれ半田箔31を介してクリップ20を配置する。また、エミッタ端子13上の半田ペースト32上にクリップ20の一端を配置する。
Thereafter, the clip mounting shown in step S4 of FIG. 11 is performed. First, flux is applied to the
なお、クリップ20は銅板等から成る薄板状の導体部材であり、図10に示すようにIGBTチップ15と接続する第1面20aと、第1面20aから折れ曲がって形成された第2面20bと、ダイオードチップ16と接続する第3面20dと、第3面20dから折れ曲がって形成された第4面20eとを備えている。その際、第2面20bは、IGBTチップ15から離れる方向に折れ曲がっており、第4面20eは、ダイオードチップ16から離れる方向に折れ曲がっている。また、第2面20bと第4面20eのそれぞれに、第1面20aと第2面20bの境界の稜部20c、及び第3面20dと第4面20eの境界の稜部20fに沿って溝20gが形成されている。その際、溝20gは、図14のステップS5の拡大部分断面図に示すように、複数列(例えば、2列)形成されている。
The
このようなクリップ20を用い、ステップS4のクリップ搭載では、その第1面20aを、半田箔31を介してIGBTチップ15の主面15aのエミッタ電極40上に位置させ、また、第3面20dを半田箔31を介してダイオードチップ16の主面16aのアノード電極62上に位置させ、さらに外部接続用端子であるエミッタ端子13上に半田ペースト32を介してクリップ20の一端を位置させる。
In the clip mounting in step S4 using such a
すなわち、板状のクリップ20を、IGBTチップ15上とダイオードチップ16上とエミッタ端子13上とに跨がって配置する。
That is, the plate-
その後、図11のステップS5に示すリフローを行う。ここでは、リフロー炉に通して半田箔30,31、半田ペースト32を溶融(熱処理)し、各部材を固着する。すなわち、リフロー炉に通して、半田箔30を溶融して固着することでヒートスプレッダ19とIGBTチップ15及びダイオードチップ16とをそれぞれ接続し、さらに半田箔31を溶融して固着することでIGBTチップ15及びダイオードチップ16とクリップ20とをそれぞれ接続し、半田ペースト32を溶融して固着することでクリップ20の一端と外部接続用端子であるエミッタ端子13とを接続する。
Then, the reflow shown in step S5 of FIG. 11 is performed. Here, the solder foils 30 and 31 and the
ここで、半田箔31は溶融すると半田18となり、図14のステップS5の拡大部分断面図に示すように、吸い上がり18aが引き起こされ、クリップ20の図10の第2面20b及び第4面20eを吸い上がろうとするが、第2面20b及び第4面20eには、稜部20c,20fに沿って溝20gが形成されている。これにより、吸い上がろうとした半田18は溝20gに入り込み、それ以上吸い上がることはない。つまり、溝20gを形成したことで半田18の吸い上がり18aを抑制または阻止することができる。
Here, when the
したがって、溶融された半田箔31(半田18)の吸い上がり18aの高さは溝20g以下となる。 Accordingly, the height of the sucked-up 18a of the melted solder foil 31 (solder 18) is 20 g or less.
その結果、各半導体チップ−クリップ20間の半田18の厚さを確保してクリップ20の第1面20a及び第3面20dがそれぞれ各半導体チップに近づかないように(下がらないように)することができる。
As a result, the thickness of the
なお、溝20gが稜部20c,20fに沿って2列形成されていることで、半田18の吸い上がり18aを阻止または抑制する効果をさらに高めることができる。
In addition, since the
リフロー終了後、フラックス洗浄を行う。ここでは、薬液等を用いて前述のフラックスを除去するための洗浄を行う。 After reflowing, flux cleaning is performed. Here, cleaning for removing the aforementioned flux is performed using a chemical solution or the like.
フラックス洗浄後、図11のステップS6のワイヤボンディングを行う。ここでは、図14のステップS6の平面図に示すように、IGBTチップ15の主面15aのボンディングパッド41〜45のそれぞれと、外部接続用端子である複数の信号端子14のそれぞれとをワイヤ28によって電気的に接続する。ワイヤ28は、例えばアルミニウムから成る細線である。
After flux cleaning, wire bonding in step S6 of FIG. 11 is performed. Here, as shown in the plan view of step S6 of FIG. 14, each of the
ワイヤボンディング後、図11のステップS7のレジンモールドを行う。ここでは、図15のステップS7の図に示すように、封止用樹脂によって封止体11を形成し、IGBTチップ15、ダイオードチップ16、クリップ20、複数のワイヤ28及びヒートスプレッダ19の一部を樹脂封止する。例えば、エポキシ系樹脂等の封止用樹脂を用いてトランスファモールドで行う。
After wire bonding, the resin mold of step S7 in FIG. 11 is performed. Here, as shown in the diagram of step S7 in FIG. 15, the sealing
レジンモールド後、図11のステップS8の外装めっきを行う。ここでは、図15のステップS8の平面図に示すように、リードフレーム29の封止体11から露出した部分(外部接続用端子等)を外装めっき36で被覆する。外装めっき36は、例えば、半田めっき等である。
After resin molding, exterior plating in step S8 in FIG. 11 is performed. Here, as shown in the plan view of step S <b> 8 in FIG. 15, the portion (external connection terminal or the like) exposed from the sealing
外装めっき後、図11のステップS9のセパレート・成形を行う。ここでは、図15のステップS8の平面図に示すリードフレーム29の枠部29aからコレクタ端子12、エミッタ端子13、複数の信号端子14を切断するとともに曲げ成形して、ステップS10に示す組み立て完となる。すなわち、図1及び図2に示す半導体装置10の組み立てを完了する。
After the exterior plating, the separation and molding in step S9 in FIG. 11 is performed. Here, the
本実施の形態1の半導体装置10及びその製造方法によれば、板状導体部材であるクリップ20の各半導体チップに接続する第1面20a、及び第3面20dから各半導体チップから遠ざかる方向に折れ曲がった第2面20b及び第4面20eに溝20gが形成されていることで、半田リフロー時に、半導体チップ−クリップ20間において溶融されて吸い上がろうとする半田18を溝20gに入り込ませることができる。
According to the
これにより、半田18の吸い上がり18aを抑制または阻止することができ、溶融された半田18の吸い上がり18aの高さを溝20g以下とすることができる。
As a result, the sucking up 18a of the
したがって、各半導体チップ上の半田18をそれぞれの半導体チップ上に留めることができ、その結果、クリップ20の第1面20a及び第3面20dがそれぞれ各半導体チップに近づかないように(下がらないように)してリフローすることができる。
Therefore, the
これにより、IGBTチップ15とクリップ20間の半田18の厚さ、及びダイオードチップ16とクリップ20間の半田18の厚さを確保することができる。
Thereby, the thickness of the
その結果、各半導体チップ上の半田18の厚さが確保されているため、半導体装置組み立て後のパワーサイクル試験等においてIGBTチップ15やダイオードチップ16にかかる熱ストレスを緩和することができる。
As a result, since the thickness of the
これにより、半導体装置組み立て後のパワーサイクル試験等においてIGBTチップ15やダイオードチップ16にかかる熱ストレスを緩和することができる。
As a result, thermal stress applied to the
その結果、半導体装置10におけるチップクラックの発生を低減または防止することができ、半導体装置10の信頼性を向上させることができる。
As a result, generation of chip cracks in the
(実施の形態2)
図16は本発明の実施の形態2の半導体装置の内部構造の一例を封止体を透過して示す平面図、図17は図16に示すA−A線で切断した構造を示す断面図、図18は図16の半導体装置の組み立てにおけるリフロー時の構造の一例を示す平面図、図19は図18の構造を一部断面にして示す部分断面図、図20は図19の構造を模式的に示す側面図、図21は図18に示すスタンド部の構造の一例を示す平面図、図22は図21に示すA−A線で切断した構造を示す断面図である。また、図23は図16の半導体装置の組み立て手順の一例を示す製造フロー図、図24は図16の半導体装置の組み立てにおける半田箔搭載及びチップ搭載完了後の構造の一例を示す平面図及び断面図、図25は図16の半導体装置の組み立てにおける半田箔搭載及びクリップ搭載完了後の構造の一例を示す平面図及び断面図、図26は図16の半導体装置の組み立てにおけるリフロー及びスタンド部切断・フラックス洗浄完了後の構造の一例を示す平面図及び断面図、図27は図16の半導体装置の組み立てにおけるワイヤボンディング及びレジンモールド完了後の構造の一例を示す平面図、断面図及び側面図、図28は図16の半導体装置の組み立てにおける外装めっき完了後の構造の一例を示す平面図である。
(Embodiment 2)
16 is a plan view showing an example of the internal structure of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention through a sealing body, and FIG. 17 is a cross-sectional view showing the structure cut along the line AA shown in FIG. 18 is a plan view showing an example of the structure during reflow in assembling the semiconductor device of FIG. 16, FIG. 19 is a partial sectional view showing the structure of FIG. 18 in a partial cross section, and FIG. 20 is a schematic view of the structure of FIG. 21 is a plan view showing an example of the structure of the stand part shown in FIG. 18, and FIG. 22 is a cross-sectional view showing the structure cut along the line AA shown in FIG. FIG. 23 is a manufacturing flow diagram showing an example of the assembly procedure of the semiconductor device of FIG. 16, and FIG. 24 is a plan view and a cross-section showing an example of the structure after solder foil mounting and chip mounting in the assembly of the semiconductor device of FIG. FIG. 25 is a plan view and a cross-sectional view showing an example of the structure after solder foil mounting and clip mounting is completed in the assembly of the semiconductor device of FIG. 16, and FIG. FIG. 27 is a plan view, a cross-sectional view, and a side view showing an example of the structure after completion of wire bonding and resin molding in the assembly of the semiconductor device of FIG. 28 is a plan view showing an example of a structure after completion of exterior plating in the assembly of the semiconductor device of FIG.
本実施の形態2の半導体装置は、実施の形態1と同じくパワー系の半導体装置37であり、その構造は、図16及び図17に示すように実施の形態1の半導体装置10と同様の構造であるが、半導体装置10との相違点は、図18に示すように、クリップ20にスタンド部20hが設けられたことであり(組み立て後に切断・切り離し)、その組み立てのリフロー工程において各半導体チップ−クリップ20間の半田18の厚さを確保するようにスタンド部20hによってクリップ20を支えてリフローを行うものである。
The semiconductor device of the second embodiment is a
図18〜図20は、半導体装置37の組み立てのリフロー工程時の構造を示しており、クリップ20に設けられたスタンド部20hの下端部20iを、チップ搭載部であるヒートスプレッダ19に接触させ、スタンド部20hによってクリップ20を支えてクリップ20が下がらないよう支持した状態で半田リフローを行うものであり、これにより、各半導体チップ−クリップ20間の半田18の厚さを確保することができる。
18 to 20 show the structure during the reflow process of assembling the
図21及び図22は、クリップ20と繋がった状態のスタンド部20hの構造を示しており、リフロー終了後に、図21のC部に示す位置でスタンド部20hを切断してクリップ20の本体部20jから切り離すため、組み立て完了後の半導体装置37にはスタンド部20hは残らない。
21 and 22 show the structure of the
なお、図21に示すように、クリップ20の本体部20jとスタンド部20hとを繋いだ箇所(C部の切断箇所)に貫通孔20mが形成されている。これにより、リフロー終了後のスタンド部20hの切断時に容易に切断を行うことができる。
In addition, as shown in FIG. 21, the through-
さらに、クリップ20の本体部20jとスタンド部20hとを繋いだ箇所(C部の切断箇所)に、図22に示すようにV溝(他の溝)20kが形成されている。これにより、リフロー終了後のスタンド部20hの切断時にさらに容易に切断を行うことができる。
Further, a V-groove (other groove) 20k is formed at a location where the
なお、スタンド部20hの切り離しの切断を容易にする前述の手段である貫通孔20mとV溝20kは、両方とも形成されていてもよいし、何れか一方のみが形成されていてもよい。図21及び図22に示すように、両方が形成されている場合が切断を容易にする効果が最も大きいことは言うまでもない。
Note that both the through-
また、本実施の形態2の半導体装置37のように、IGBTチップ15とダイオードチップ16の2つの半導体チップがヒートスプレッダ19上に搭載されている場合、クリップ20と繋がったスタンド部20hは、図18に示すように、IGBTチップ15とダイオードチップ16の配列方向の両側にそれぞれ1つずつ設けられ、2つのスタンド部20hそれぞれの下端部20iが、図19及び図20に示すように、IGBTチップ15とダイオードチップ16の間の位置でそれぞれヒートスプレッダ19に接触するように設けられていることが好ましい。
When two semiconductor chips,
すなわち、2本のスタンド部20hによってIGBTチップ15とダイオードチップ16の両側の位置で支持し、かつIGBTチップ15とダイオードチップ16の間の位置で支持することができるため、これにより、クリップ20のIGBTチップ15と接続する部分(第1面20a)とダイオードチップ16と接続する部分(第3面20d)の両方を略均等に支えることができ、クリップ20の第1面20aとIGBTチップ15の間の半田18の厚さと、第3面20dとダイオードチップ16の間の半田18の厚さの両方を確保することができる。
That is, since the two
次に、本実施の形態2の半導体装置37の組み立てを、図23に示すフロー図に沿って説明する。
Next, assembly of the
まず、図23のステップS21に示す半田箔搭載を行う。ここでは、図24のステップS21に示すように、リードフレーム29のチップ搭載部であるヒートスプレッダ19上にIGBTチップ15用とダイオードチップ16用の2つの半田箔(第1半田)30を配置する。なお、リードフレーム29には、その中央部に、チップ搭載部及び放熱部材を兼ねたヒートスプレッダ19が形成され、さらにヒートスプレッダ19の両端側にはコレクタ端子12やエミッタ端子13等の複数の外部接続用端子等が形成されている。ヒートスプレッダ19はコレクタ端子12と繋がって一体的に形成されており、コレクタ端子12やエミッタ端子13等の複数の外部接続用端子は枠部29aと一体的に繋がっている。
First, solder foil mounting shown in step S21 of FIG. 23 is performed. Here, as shown in step S21 of FIG. 24, two solder foils (first solder) 30 for the
なお、半田箔搭載前にヒートスプレッダ19にフラックスを塗布する。
Note that flux is applied to the
また、第1半田である半田箔30は、半田から成るチップ状の薄い箔である。
The
その後、図23のステップS22に示すチップ搭載を行う。まず、半田箔30にフラックスを塗布する。フラックス塗布後、図24のステップS22に示すように、一方の半田箔30上にIGBTチップ15を搭載し、他方の半田箔30上にダイオードチップ16を搭載する。その際、IGBTチップ15とダイオードチップ16を、それぞれ半田箔30を介してIGBTチップ15及びダイオードチップ16の裏面15b,裏面16bがヒートスプレッダ19と対向するように配置する。
Thereafter, chip mounting shown in step S22 of FIG. 23 is performed. First, a flux is applied to the
その後、図23のステップS23に示す半田箔搭載を行う。まず、IGBTチップ15とダイオードチップ16にフラックスを塗布する。フラックス塗布後、図25のステップS23に示すように、IGBTチップ15とダイオードチップ16それぞれの主面15a,16aのエミッタ電極40及びアノード電極62上に第2半田である半田箔31を配置する。さらに、外部接続用端子であるエミッタ端子13上に第3半田である半田ペースト32を塗布(配置)する。
Thereafter, solder foil mounting shown in step S23 of FIG. 23 is performed. First, flux is applied to the
その後、図23のステップS24に示すクリップ搭載を行う。まず、半田箔31及び半田ペースト32にフラックスを塗布する。フラックス塗布後、図25のステップS24の図に示すように、IGBTチップ15及びダイオードチップ16上にそれぞれ半田箔31を介してクリップ20を配置する。また、エミッタ端子13上の半田ペースト32上にクリップ20の一端を配置する。
Thereafter, the clip mounting shown in step S24 of FIG. 23 is performed. First, flux is applied to the
なお、クリップ20は銅板等から成る薄板状の導体部材であり、図20に示すようにIGBTチップ15と接続する第1面20aと、第1面20aから折れ曲がって形成された第2面20bと、ダイオードチップ16と接続する第3面20dと、第3面20dから折れ曲がって形成された第4面20eとを備えている。その際、第2面20bは、IGBTチップ15から離れる方向に折れ曲がっており、第4面20eは、ダイオードチップ16から離れる方向に折れ曲がっている。
The
また、本実施の形態2のクリップ20には、その第1面20aと交差する方向に延在するスタンド部20hが設けられている。なお、スタンド部20hは、図21に示すようにクリップ20の本体部20jの両側に1つ(1本)ずつ設けられている。さらに、クリップ20の本体部20jとスタンド部20hとを繋いだ箇所(図21のC部の切断箇所)に貫通孔20mが形成されており、また、同じく本体部20jとスタンド部20hとを繋いだ箇所(図21のC部の切断箇所)には、図22に示すようにV溝(他の溝)20kが形成されている。
Further, the
このようなクリップ20を用い、前記クリップ搭載では、その第1面20aを、半田箔31を介してIGBTチップ15の主面15aのエミッタ電極40上に位置させ、また、第3面20dを半田箔31を介してダイオードチップ16の主面16aのアノード電極62上に位置させ、さらに外部接続用端子であるエミッタ端子13上に半田ペースト32を介してクリップ20の一端を位置させる。
When such a
すなわち、板状のクリップ20を、IGBTチップ15上とダイオードチップ16上とエミッタ端子13上とに跨がって配置する。
That is, the plate-
この時、クリップ20のスタンド部20hの下端部20iは、チップ搭載部であるヒートスプレッダ19に接触するか、もしくはヒートスプレッダ19との間に極僅かな隙間を形成する程度の高さ(位置)に配置された状態となっている。
At this time, the
その後、図23のステップS25に示すリフローを行う。ここでは、図26のステップS25の図に示すように、リフロー炉に通して図25に示す半田箔30,31、半田ペースト32を溶融(熱処理)し、各部材を固着する。すなわち、リフロー炉に通して、半田箔30を溶融して固着することでヒートスプレッダ19とIGBTチップ15及びダイオードチップ16とをそれぞれ接続し、さらに半田箔31を溶融して固着することでIGBTチップ15及びダイオードチップ16とクリップ20とをそれぞれ接続し、半田ペースト32を溶融して固着することでクリップ20の一端と外部接続用端子であるエミッタ端子13とを接続する。
Thereafter, the reflow shown in step S25 of FIG. 23 is performed. Here, as shown in the diagram of step S25 in FIG. 26, the solder foils 30 and 31 and the
ここで、半田箔31は溶融すると半田18となる。その際、半田18が溶融状態となることで、スタンド部20hの下端部20iが極僅かヒートスプレッダ19から離れていたとしてもスタンド部20hの下端部20iを確実にヒートスプレッダ19に接触させることができる。これにより、クリップ20の第1面20a及び第3面20dがそれぞれIGBTチップ15とダイオードチップ16に近づかないようにスタンド部20hによってクリップ20を支持した状態を形成できる。
Here, the
すなわち、図20に示すように、IGBTチップ15とクリップ20間の半田18の厚さ、及びダイオードチップ16とクリップ20間の半田18の厚さを確保してクリップ20の第1面20a及び第3面20dがそれぞれ各半導体チップに近づかないように(下がらないように)してリフローを行うことができる。
That is, as shown in FIG. 20, the thickness of the
リフロー終了後、図23のステップS26に示すスタンド部切断・フラックス洗浄を行う。まず、図21のC部に示す位置でスタンド部20hを切断する。その際、スタンド部20hをクリップ20の本体部20jから切断・分離する。スタンド部20hの切断は、例えば、型切断等を採用して切断する。
After the reflow is completed, the stand part cutting and flux cleaning shown in step S26 of FIG. 23 are performed. First, the
なお、図21に示すように、クリップ20の本体部20jとスタンド部20hとを繋いだ箇所(C部の切断箇所)に貫通孔20mが形成されていることで、スタンド部20hの切断を容易に行うことができる。
In addition, as shown in FIG. 21, since the through-
また、クリップ20の本体部20jとスタンド部20hとを繋いだ箇所(図21のC部の切断箇所)に、図22に示すようにV溝(他の溝)20kが形成されていることで、スタンド部20hの切断をにさらに容易に行うことができる。
Further, as shown in FIG. 22, a V-groove (other groove) 20k is formed at a location where the
したがって、スタンド部20hの前記切断箇所に貫通孔20mやV溝20kを設けておくことで、切断を容易にすることができ、前述のような型切断を採用することなく、折り曲げ切断等で切断することも可能である。
Therefore, by providing the through-
また、スタンド部20hの切断終了後、フラックス洗浄を行う。ここでは、薬液等を用いて前述のフラックスを除去するための洗浄を行う。
Further, flux cleaning is performed after the cutting of the
フラックス洗浄後、図23のステップS27に示すワイヤボンディングを行う。ここでは、図27のステップS27の図に示すように、IGBTチップ15の主面15aのボンディングパッド41〜45のそれぞれと、外部接続用端子である複数の信号端子14のそれぞれとをワイヤ28によって電気的に接続する。ワイヤ28は、例えばアルミニウムから成る細線である。
After flux cleaning, wire bonding shown in step S27 of FIG. 23 is performed. Here, as shown in the diagram of step S <b> 27 in FIG. 27, each of the
ワイヤボンディング後、図23のステップS28のレジンモールドを行う。ここでは、図27のステップS28の図に示すように、封止用樹脂によって封止体11を形成し、IGBTチップ15、ダイオードチップ16、クリップ20、複数のワイヤ28及びヒートスプレッダ19の一部を樹脂封止する。例えば、エポキシ系樹脂等の封止用樹脂を用いてトランスファモールドで行う。
After wire bonding, the resin mold of step S28 in FIG. 23 is performed. Here, as shown in the diagram of step S28 in FIG. 27, the sealing
レジンモールド後、図23のステップS29の外装めっきを行う。ここでは、図28のステップS29の平面図に示すように、リードフレーム29の封止体11から露出した部分(外部接続用端子等)を外装めっき36で被覆する。外装めっき36は、例えば、半田めっき等である。
After the resin molding, exterior plating in step S29 in FIG. 23 is performed. Here, as shown in the plan view of step S29 in FIG. 28, the portion (external connection terminal or the like) exposed from the sealing
外装めっき後、図23のステップS30のセパレート・成形を行う。ここでは、図28のステップS29の平面図に示すリードフレーム29の枠部29aからコレクタ端子12、エミッタ端子13、複数の信号端子14を切断するとともに曲げ成形して、ステップS31に示す組み立て完となる。すなわち、図1及び図2に示す半導体装置10と同様の外観構造の半導体装置37(図16参照)の組み立てを完了する。
After the exterior plating, the separation and molding in step S30 in FIG. 23 is performed. Here, the
本実施の形態2の半導体装置37の製造方法によれば、図20に示すように、クリップ20に設けられたスタンド部20hによってクリップ20を支持した状態で半田リフローを行うことで、IGBTチップ15とクリップ20の第1面20aとの間隔、及びダイオードチップ16とクリップ20の第3面20dとの間隔を確保した状態でクリップ20の第1面20a及び第3面20dがそれぞれ各半導体チップに近づかないように(下がらないように)してリフローを行うことができる。
According to the method for manufacturing the
これにより、それぞれの半導体チップ上のクリップ20との間隔が確保されているため、それぞれの半導体チップ上の半田18の吸い上がり18aを抑制または防止してリフローを行うことができる。
Thereby, since the space | interval with the
その結果、IGBTチップ15とクリップ20間の半田18の厚さ、及びダイオードチップ16とクリップ20間の半田18の厚さを確保することができる。
As a result, the thickness of the
これにより、各半導体チップ上の半田18の厚さが確保されているため、半導体装置組み立て後のパワーサイクル試験等においてIGBTチップ15やダイオードチップ16にかかる熱ストレスを緩和することができる。
Thereby, since the thickness of the
その結果、半導体装置37におけるチップクラックの発生を低減または防止することができ、半導体装置37の信頼性を向上させることができる。
As a result, generation of chip cracks in the
なお、本実施の形態2の半導体装置37の製造方法によって得られるその他の効果については、実施の形態1の半導体装置10の製造方法によって得られる効果と同様であるため、その重複説明は省略する。
The other effects obtained by the method for manufacturing the
次に、本実施の形態2の変形例について説明する。 Next, a modification of the second embodiment will be described.
図29は本発明の実施の形態2の変形例の半導体装置の内部構造を封止体を透過して示す平面図、図30は図29の構造を一部断面にして示す部分断面図、図31は図29に示す半導体装置の構造の一例を示す拡大部分側面図である。 29 is a plan view showing the internal structure of a semiconductor device according to a modification of the second embodiment of the present invention through a sealing body, and FIG. 30 is a partial cross-sectional view showing the structure of FIG. 31 is an enlarged partial side view showing an example of the structure of the semiconductor device shown in FIG.
本実施の形態2の変形例は、実施の形態1のクリップ20に溝20gを設けた構成と、実施の形態2のクリップ20にスタンド部20hを設けてこのスタンド部20hによってクリップ20を支持した状態でリフローを行う製造方法とを組み合わせたものである。
In the modification of the second embodiment, the
すなわち、本実施の形態2の変形例の半導体装置38は、図31に示すように、クリップ20の第2面20bと第4面20eに溝20gが設けられているとともに、その組み立てのリフロー工程において、クリップ20に設けられたスタンド部20hによってクリップ20を支持した状態でリフローを行う。
That is, in the
なお、溝20gの形状や設けられている場所等については実施の形態1のクリップ20の溝20gと同様である。また、スタンド部20hの形状やスタンド部20hが設けられている場所についても実施の形態2の半導体装置37の場合と同様である。
The shape of the
さらに、変形例の半導体装置38の製造方法は、実施の形態2の半導体装置37の製造方法と同様であるためその重複説明は省略する。
Furthermore, since the manufacturing method of the
変形例の半導体装置38及びその製造方法によれば、溝20gによって半田18の吸い上がり18aを抑制または防止することができるため、各半導体チップ上の半田18の厚さを確保することができる。
According to the
さらに、半導体装置38の組み立てのリフロー時に、クリップ20に繋がって形成されたスタンド部20hによってクリップ20を支持してリフローを行うことで、クリップ20の第1面20aとIGBTチップ15との間隔、及び第3面20dとダイオードチップ16との間隔をそれぞれ確保してリフローを行うことができ、その結果、各半導体チップ上の半田18の厚さを確保することができる。
Furthermore, when reflowing the assembly of the
したがって、溝20gとスタンド部20hの組み合わせにより、各半導体チップ上の半田18の厚さをより確実に確保することができる。
Therefore, the thickness of the
これにより、パワーサイクル試験等におけるIGBTチップ15やダイオードチップ16にかかる熱ストレスをさらに緩和することができる。
Thereby, the thermal stress applied to the
その結果、半導体装置38におけるチップクラックの発生をさらに低減または防止することができ、半導体装置38の信頼性をさらに向上させることができる。
As a result, generation of chip cracks in the
(実施の形態3)
図32は本発明の実施の形態3の半導体装置の内部構造を封止体を透過して示す平面図、図33は図32の構造を一部断面にして示す部分断面図、図34は図32に示す半導体装置の構造の一例を示す拡大部分側面図、図35は図32に示す半導体装置の回路動作の一例を示す等価回路図である。また、図36は図32の半導体装置の組み立てにおけるリフロー時の構造の一例を示す平面図、図37は図36の構造を一部断面にして示す部分断面図、図38は図37の構造を模式的に示す側面図、図39は図36に示すスタンド部の構造の一例を示す平面図、図40は図39に示すA−A線で切断した構造を示す断面図である。
(Embodiment 3)
32 is a plan view showing the internal structure of the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention through a sealing body, FIG. 33 is a partial cross-sectional view showing the structure of FIG. 32 in partial cross-section, and FIG. FIG. 35 is an enlarged partial side view showing an example of the structure of the semiconductor device shown in FIG. 32, and FIG. 35 is an equivalent circuit diagram showing an example of the circuit operation of the semiconductor device shown in FIG. 36 is a plan view showing an example of the structure during reflow in assembling the semiconductor device of FIG. 32, FIG. 37 is a partial cross-sectional view showing the structure of FIG. 36 in a partial cross section, and FIG. 38 shows the structure of FIG. FIG. 39 is a side view schematically showing, FIG. 39 is a plan view showing an example of the structure of the stand portion shown in FIG. 36, and FIG. 40 is a cross-sectional view showing the structure cut along line AA shown in FIG.
本実施の形態3の半導体装置は、実施の形態1と同じくパワー系の半導体装置39であるが、ヒートスプレッダ19上に搭載される半導体チップが1つの場合を示すものである。すなわち、半導体装置39では、1つの半導体チップが内部に組み込まれている。
The semiconductor device of the third embodiment is a
本実施の形態3では、図32に示すように、組み込まれる1つの半導体チップがIGBTチップ15の場合を例に取り上げて説明する。
In the third embodiment, a case where one semiconductor chip to be incorporated is an
なお、本実施の形態3では、半導体装置39のクリップ20に、図34に示すように溝20gが形成されており、さらに、その組み立てのリフロー工程で、クリップ20に設けられたスタンド部20hによってクリップ20を支えて各半導体チップ−クリップ20間の半田18の厚さを確保するようにリフローを行うものである。
In the third embodiment, the
したがって、図32〜図34に示す半導体装置39の構造は、実施の形態1の半導体装置10の構造においてダイオードチップ16を取り除き、かつクリップ20の形状においてもダイオードチップ16に接続する部分のみを取り除いたものと同様である。
Therefore, in the structure of the
そこで、クリップ20には、図34に示すように、IGBTチップ15に半田接続する第1面20aから折れ曲がって形成された第2面20bに、第1面20aと第2面20bの境界の稜部20cに沿って溝20gが2列で形成されている。
Therefore, as shown in FIG. 34, the
なお、半導体装置39における図35に示すIGBTチップ15の回路構成とその動作については、実施の形態1の図5に示すIGBTチップ15のものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
Note that the circuit configuration and operation of the
さらに、半導体装置39のクリップ20以外の他の構造についても、実施の形態1の半導体装置10と略同様であるため、その重複説明は省略する。
Further, since the structure other than the
次に、本実施の形態3の半導体装置39の組み立てについて説明すると、そのリフロー工程においてIGBTチップ15−クリップ20間の半田18の厚さを確保するようにスタンド部20hによってクリップ20を支えてリフローを行う。
Next, the assembly of the
ここで、図36〜図38は、半導体装置39の組み立てのリフロー工程時の構造を示しており、クリップ20に設けられたスタンド部20hの下端部20iを、チップ搭載部であるヒートスプレッダ19に接触させ、スタンド部20hによってクリップ20を支えてクリップ20が下がらないよう支持した状態で半田リフローを行うものであり、これにより、IGBTチップ15−クリップ20間の半田18の厚さを確保することができる。
Here, FIGS. 36 to 38 show the structure during the reflow process of assembling the
図39及び図40は、クリップ20と繋がった状態のスタンド部20hの構造を示しており、リフロー終了後に、図39のC部に示す位置でスタンド部20hを切断してクリップ20の本体部20jから切り離すため、組み立て完了後の半導体装置39にはスタンド部20hは残らない。本実施の形態3の半導体装置39では、クリップ20のスタンド部20hが1つ(1本)のみ設けられている場合であり、このスタンド部20hが第1面20aと交差する方向に延在している。
39 and 40 show the structure of the
なお、図39に示すように、本実施の形態3においても、クリップ20の本体部20jとスタンド部20hとを繋いだ箇所(C部の切断箇所)に貫通孔20mが形成されている。これにより、リフロー終了後のスタンド部20hの切断時に容易に切断を行うことができる。
As shown in FIG. 39, also in the third embodiment, a through-
さらに、クリップ20の本体部20jとスタンド部20hとを繋いだ箇所(C部の切断箇所)に、図40に示すようにV溝(他の溝)20kが形成されている。これにより、リフロー終了後のスタンド部20hの切断時にさらに容易に切断を行うことができる。ここで、スタンド部20hの切り離しの切断を容易にする前述の手段である貫通孔20mとV溝20kは、両方とも形成されていてもよいし、何れか一方のみが形成されていてもよい。図39及び図40に示すように、両方が形成されている場合が切断を容易にする効果が最も大きいことは言うまでもない。
Furthermore, as shown in FIG. 40, a V-groove (other groove) 20k is formed at a location where the
このように、クリップ20の本体部20jに、この本体部20jに繋がるスタンド部20hが設けられていることで、その組み立てのリフロー工程で、スタンド部20hによってクリップ20を支えてリフローを行うことができる。
As described above, the
なお、本実施の形態3の半導体装置39の組み立ての詳細については、前記実施の形態2の半導体装置37の組み立てと同様であるため、その説明は省略する。
Note that the details of the assembly of the
本実施の形態3の半導体装置39及びその製造方法によれば、実施の形態2の変形例の半導体装置38と同様に、図34に示すように、クリップ20に溝20gが形成されたことで、IGBTチップ15上における半田18の吸い上がり18aを抑制または防止することができ、その結果、IGBTチップ15上の半田18の厚さを確保することができる。
According to the
また、半導体装置39の組み立てのリフロー時に、図38に示すように、クリップ20に繋がって形成されたスタンド部20hによってクリップ20を支持してリフローを行うことで、クリップ20の第1面20aとIGBTチップ15との間隔を確保してリフローを行うことができ、その結果、IGBTチップ15上の半田18の厚さを確保することができる。
Further, at the time of reflow for assembling the
したがって、溝20gとスタンド部20hの組み合わせにより、IGBTチップ15上の半田18の厚さをより確実に確保することができ、パワーサイクル試験等におけるIGBTチップ15にかかる熱ストレスをさらに緩和することができる。
Therefore, the combination of the
その結果、半導体装置39におけるチップクラックの発生をさらに低減または防止することができ、半導体装置39の信頼性をさらに向上させることができる。
As a result, generation of chip cracks in the
なお、実施の形態3の半導体装置39において、クリップ20に形成された溝20g、もしくはクリップ20に設けられたスタンド部20hについては、少なくとも何れか一方が形成されていれば良く、必ずしも両方が形成されていなくてもよい。
In the
以上のようにクリップ20に形成された溝20g、もしくはクリップ20に設けられたスタンド部20hは、1つの半導体チップが組み込まれた半導体装置39においても効果を得ることが可能である。
As described above, the
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
前記実施の形態1,2では、半導体装置に2つの半導体チップが組み込まれており、かつ第1半導体チップがIGBTチップであり、第2半導体チップがダイオードチップの場合について説明したが、その反対に、第1半導体チップでダイオードチップで、第2半導体チップがIGBTチップであってもよい。 In the first and second embodiments, the case where two semiconductor chips are incorporated in the semiconductor device, the first semiconductor chip is an IGBT chip, and the second semiconductor chip is a diode chip is described. The first semiconductor chip may be a diode chip, and the second semiconductor chip may be an IGBT chip.
また、半導体装置に組み込まれる半導体チップは、IGBTチップやダイオードチップ以外のチップであってもよい。 The semiconductor chip incorporated in the semiconductor device may be a chip other than the IGBT chip or the diode chip.
また、半導体装置に2つの半導体チップが組み込まれる場合に、クリップ20に形成される溝20gは、クリップ20の両方の半導体チップに対応したそれぞれの箇所に形成されていてもよく、あるいは何れか一方の半導体チップに対応した箇所に形成されていてもよい。
Further, when two semiconductor chips are incorporated in the semiconductor device, the
10 半導体装置
11 封止体
12 コレクタ端子(外部接続用端子)
12a 開口部
13 エミッタ端子(外部接続用端子)
13a 開口部
14 信号端子(外部接続用端子)
15 IGBTチップ(第1半導体チップ)
15a 主面
15b 裏面
16 ダイオードチップ(第2半導体チップ)
16a 主面
16b 裏面
16c ダイオード素子
17 半田
18 半田
18a 吸い上がり
19 ヒートスプレッダ(チップ搭載部)
20 クリップ(板状導体部材)
20a 第1面
20b 第2面
20c 稜部
20d 第3面
20e 第4面
20f 稜部
20g 溝
20h スタンド部
20i 下端部
20j 本体部
20k V溝(他の溝)
20m 貫通孔
20n 第5面
21,22 温度検知用端子
23 外部接続用ゲート端子
24 ケルビン検知用端子
25 電流検知用端子
26 ケルビン検知用端子
27 半田
28 ワイヤ
29 リードフレーム
29a 枠部
30 半田箔(第1半田)
31 半田箔(第2半田)
32 半田ペースト(第3半田)
36 外装めっき
37,38,39 半導体装置
40 エミッタ電極
41 ボンディングパッド
41a カソード
42 ボンディングパッド
42a アノード電極
43 ボンディングパッド
43a ゲート電極
44 ボンディングパッド
44a コモンエミッタ電極
45 ボンディングパッド
45a センスエミッタ電極
46 コレクタ電極
50 IGBT
51 検知用IGBT
52 温度検知用ダイオード
54 p+型半導体領域
55 n+型半導体領域
56 n-型半導体領域
57 p型半導体領域
58 n+型半導体領域
59 トレンチ溝
60 ゲート絶縁膜
61 エミッタ配線
62 アノード電極
63 カソード
64 n+型半導体領域
65 n-型半導体領域
66 p型半導体領域
67 p-型半導体領域
80 半導体装置
81 IGBTチップ
82 ダイオードチップ
83 ヒートスプレッダ
84,85 半田
86 封止体
87 クリップ
88 エミッタ端子
89 半田
90 接続面
91 面
92 水平面
93 トランジスタチップ
94 半導体装置
10
15 IGBT chip (first semiconductor chip)
20 clips (plate conductor member)
20m Through
31 Solder foil (second solder)
32 Solder paste (3rd solder)
36 Exterior plating 37, 38, 39
51 IGBT for detection
52 Temperature sensing diode 54 p + type semiconductor region 55 n + type semiconductor region 56 n − type semiconductor region 57 p type semiconductor region 58 n +
Claims (17)
主面と裏面を備え、前記主面に電極が形成され、前記第1半導体チップと並んで配置された第2半導体チップと、
前記第1半導体チップ及び前記第2半導体チップが搭載されたチップ搭載部と、
外部に露出する複数の外部接続用端子と、
前記第1半導体チップの前記主面の前記電極及び前記第2半導体チップの前記主面の前記電極にそれぞれ電気的に接続し、一端が前記複数の外部接続用端子の何れかと電気的に接続する板状導体部材と、
を有し、
前記板状導体部材は、前記第1半導体チップの前記主面の前記電極と半田を介して接続する第1面と、前記第1半導体チップから離れる方向に前記第1面から折れ曲がって形成された第2面と、前記第2半導体チップの前記主面の前記電極と半田を介して接続する第3面と、前記第2半導体チップから離れる方向に前記第3面から折れ曲がって形成された第4面とを備え、
前記板状導体部材の前記第2面及び前記第4面の少なくとも何れか一方に、前記第1面と前記第2面の境界の稜部もしくは前記第3面と前記第4面の境界の稜部に沿って溝が形成されていることを特徴とする半導体装置。 A first semiconductor chip comprising a main surface and a back surface, and electrodes formed on the main surface;
A second semiconductor chip comprising a main surface and a back surface, electrodes are formed on the main surface, and are arranged side by side with the first semiconductor chip;
A chip mounting portion on which the first semiconductor chip and the second semiconductor chip are mounted;
A plurality of external connection terminals exposed to the outside;
The first semiconductor chip is electrically connected to the electrode on the main surface and the electrode on the main surface of the second semiconductor chip, respectively, and one end is electrically connected to any of the plurality of external connection terminals. A plate-like conductor member;
Have
The plate-like conductor member is formed by being bent from the first surface in a direction away from the first semiconductor chip, and a first surface connected to the electrodes on the main surface of the first semiconductor chip via solder. A second surface, a third surface connected to the electrode of the main surface of the second semiconductor chip via solder, and a fourth surface formed by bending from the third surface in a direction away from the second semiconductor chip. With a surface,
On at least one of the second surface and the fourth surface of the plate-like conductor member, a ridge at the boundary between the first surface and the second surface or a ridge at the boundary between the third surface and the fourth surface A semiconductor device, wherein a groove is formed along the portion.
前記板状導体部材の前記第2面及び前記第4面に前記溝が形成されていることを特徴とする半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1,
The semiconductor device, wherein the groove is formed on the second surface and the fourth surface of the plate-like conductor member.
前記溝は複数列形成されていることを特徴とする半導体装置。 The semiconductor device according to claim 2,
A semiconductor device, wherein the grooves are formed in a plurality of rows.
前記第1半導体チップ及び前記第2半導体チップのうち、何れか一方がIGBTを形成した半導体チップであり、何れか他方がダイオードを形成した半導体チップであることを特徴とする半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1,
One of the first semiconductor chip and the second semiconductor chip is a semiconductor chip in which an IGBT is formed, and either one is a semiconductor chip in which a diode is formed.
前記半導体チップが搭載されたチップ搭載部と、
外部に露出する複数の外部接続用端子と、
前記半導体チップの前記主面の前記電極に電気的に接続し、一端が前記複数の外部接続用端子の何れかと電気的に接続する板状導体部材と、
を有し、
前記板状導体部材は、前記半導体チップの前記主面の前記電極と半田を介して接続する第1面と、前記半導体チップから離れる方向に前記第1面から折れ曲がって形成された第2面とを備え、
前記板状導体部材の前記第2面に、前記第1面と前記第2面の境界の稜部に沿って溝が形成されていることを特徴とする半導体装置。 A semiconductor chip comprising a main surface and a back surface, and electrodes formed on the main surface;
A chip mounting portion on which the semiconductor chip is mounted;
A plurality of external connection terminals exposed to the outside;
A plate-like conductor member that is electrically connected to the electrode of the main surface of the semiconductor chip, and one end of which is electrically connected to any of the plurality of external connection terminals;
Have
The plate-like conductor member includes a first surface that is connected to the electrode on the main surface of the semiconductor chip via solder, and a second surface that is bent from the first surface in a direction away from the semiconductor chip. With
A semiconductor device, wherein a groove is formed in the second surface of the plate-like conductor member along a ridge portion at a boundary between the first surface and the second surface.
(b)前記第1半導体チップと前記第2半導体チップそれぞれの主面の電極上に第2半田を配置し、前記複数の外部接続用端子のうちの何れか1つの上に第3半田を配置する工程と、
(c)第1面と、前記第1面から折れ曲がって形成された第2面と、第3面と、前記第3面から折れ曲がって形成された第4面とを備えた板状導体部材の前記第1面を、前記第2半田を介して前記第1半導体チップの前記主面の前記電極上に位置させ、前記板状導体部材の前記第3面を前記第2半田を介して前記第2半導体チップの前記主面の前記電極上に位置させ、さらに前記複数の外部接続用端子のうちの何れか1つの上に前記第3半田を介して前記板状導体部材の一端を位置させる工程と、
(d)熱処理を行い、前記第1半田を溶融して固着することで、前記チップ搭載部と前記第1半導体チップ及び前記第2半導体チップとを接続し、前記第2半田を溶融して固着することで、前記第1半導体チップ及び前記第2半導体チップと前記板状導体部材とを接続し、前記第3半田を溶融して固着することで、前記板状導体部材の一端と前記複数の外部接続用端子のうちの何れか1つとを接続する工程と、
を有し、
前記板状導体部材の前記第2面は、前記第1半導体チップから離れる方向に折れ曲がっており、前記第4面は、前記第2半導体チップから離れる方向に折れ曲がっており、
前記第2面及び前記第4面の少なくとも何れか一方に、前記第1面と前記第2面の境界の稜部もしくは前記第3面と前記第4面の境界の稜部に沿って溝が形成され、
前記(d)工程で前記熱処理を行った際に、溶融された前記第2半田の吸い上がりの高さは前記溝以下であることを特徴とする半導体装置の製造方法。 (A) On the chip mounting portion of the lead frame having a chip mounting portion and a plurality of external connection terminals, the first semiconductor chip and the second semiconductor chip are respectively connected via the first solder, and the back surface of each semiconductor chip is the chip A step of arranging it so as to face the mounting portion;
(B) A second solder is disposed on the main surface electrode of each of the first semiconductor chip and the second semiconductor chip, and a third solder is disposed on any one of the plurality of external connection terminals. And a process of
(C) A plate-shaped conductor member comprising a first surface, a second surface formed by bending from the first surface, a third surface, and a fourth surface formed by bending from the third surface. The first surface is positioned on the electrode on the main surface of the first semiconductor chip via the second solder, and the third surface of the plate-like conductor member is positioned on the first solder via the second solder. (2) Positioning the electrode on the main surface of the semiconductor chip, and further positioning one end of the plate-like conductor member on any one of the plurality of external connection terminals via the third solder When,
(D) Heat treatment is performed to melt and fix the first solder, thereby connecting the chip mounting portion to the first semiconductor chip and the second semiconductor chip, and melting and fixing the second solder. By connecting the first semiconductor chip and the second semiconductor chip and the plate-like conductor member, and melting and fixing the third solder, the one end of the plate-like conductor member and the plurality of the plurality of plate-like conductor members are fixed. Connecting any one of the external connection terminals;
Have
The second surface of the plate-like conductor member is bent in a direction away from the first semiconductor chip, and the fourth surface is bent in a direction away from the second semiconductor chip;
At least one of the second surface and the fourth surface has a groove along a ridge portion at the boundary between the first surface and the second surface or a ridge portion at the boundary between the third surface and the fourth surface. Formed,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein when the heat treatment is performed in the step (d), the height of the melted second solder is less than or equal to the groove.
前記板状導体部材の前記第2面及び前記第4面に前記溝が形成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。 The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6.
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the groove is formed in the second surface and the fourth surface of the plate-like conductor member.
前記溝は複数列形成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。 The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7.
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the grooves are formed in a plurality of rows.
前記第1半導体チップ及び前記第2半導体チップのうち、何れか一方がIGBTを形成した半導体チップであり、何れか他方がダイオードを形成した半導体チップであることを特徴とする半導体装置の製造方法。 The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6.
One of the first semiconductor chip and the second semiconductor chip is a semiconductor chip in which an IGBT is formed, and either one is a semiconductor chip in which a diode is formed.
(b)前記第1半導体チップと前記第2半導体チップそれぞれの主面の電極上に第2半田を配置し、前記複数の外部接続用端子のうちの何れか1つの上に第3半田を配置する工程と、
(c)第1面と、前記第1面から折れ曲がって形成された第2面と、第3面と、前記第3面から折れ曲がって形成された第4面と、前記第1面と交差する方向に延在するスタンド部を備えた板状導体部材の前記第1面を、前記第2半田を介して前記第1半導体チップの前記主面の前記電極上に位置させ、前記板状導体部材の前記第3面を前記第2半田を介して前記第2半導体チップの前記主面の前記電極上に位置させ、さらに前記複数の外部接続用端子のうちの何れか1つの上に前記第3半田を介して前記板状導体部材の一端を位置させる工程と、
(d)熱処理を行い、前記第1半田を溶融して固着することで、前記チップ搭載部と前記第1半導体チップ及び前記第2半導体チップとを接続し、前記第2半田を溶融して固着することで、前記第1半導体チップ及び前記第2半導体チップと前記板状導体部材とを接続し、前記第3半田を溶融して固着することで、前記板状導体部材の一端と前記複数の外部接続用端子のうちの何れか1つとを接続する工程と、
(e)前記板状導体部材の前記スタンド部を前記板状導体部材の本体部から切断・分離する工程と、
を有し、
前記板状導体部材の前記第2面は、前記第1半導体チップから離れる方向に折れ曲がっており、前記第4面は、前記第2半導体チップから離れる方向に折れ曲がっており、
前記(d)工程では、前記板状導体部材の前記スタンド部の下端部を前記チップ搭載部に接触させて、前記第1面及び前記第3面が各半導体チップに近づかないように前記スタンド部によって支持した状態で前記熱処理を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。 (A) On the chip mounting portion of the lead frame having a chip mounting portion and a plurality of external connection terminals, the first semiconductor chip and the second semiconductor chip are respectively connected via the first solder, and the back surface of each semiconductor chip is the chip A step of arranging it so as to face the mounting portion;
(B) A second solder is disposed on the main surface electrode of each of the first semiconductor chip and the second semiconductor chip, and a third solder is disposed on any one of the plurality of external connection terminals. And a process of
(C) intersects the first surface, the second surface formed by bending from the first surface, the third surface, the fourth surface formed by bending from the third surface, and the first surface. The plate-like conductor member is positioned on the electrode of the main surface of the first semiconductor chip via the second solder, the plate-like conductor member having a stand portion extending in the direction. The third surface of the second semiconductor chip is positioned on the electrode on the main surface of the second semiconductor chip via the second solder, and the third surface is disposed on any one of the plurality of external connection terminals. A step of positioning one end of the plate-like conductor member via solder;
(D) Heat treatment is performed to melt and fix the first solder, thereby connecting the chip mounting portion to the first semiconductor chip and the second semiconductor chip, and melting and fixing the second solder. By connecting the first semiconductor chip and the second semiconductor chip and the plate-like conductor member, and melting and fixing the third solder, the one end of the plate-like conductor member and the plurality of the plurality of plate-like conductor members are fixed. Connecting any one of the external connection terminals;
(E) cutting and separating the stand part of the plate-like conductor member from the main body part of the plate-like conductor member;
Have
The second surface of the plate-like conductor member is bent in a direction away from the first semiconductor chip, and the fourth surface is bent in a direction away from the second semiconductor chip;
In the step (d), the lower end of the stand portion of the plate-like conductor member is brought into contact with the chip mounting portion so that the first surface and the third surface do not approach each semiconductor chip. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the heat treatment is performed in a state where the semiconductor device is supported.
前記板状導体部材の前記本体部と前記スタンド部とを繋いだ箇所に他の溝が形成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。 The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10.
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein another groove is formed at a location where the main body portion and the stand portion of the plate-like conductor member are connected.
前記板状導体部材の前記本体部と前記スタンド部とを繋いだ箇所に貫通孔が形成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。 The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10.
A through hole is formed at a location where the main body portion and the stand portion of the plate-like conductor member are connected to each other.
前記板状導体部材の前記スタンド部は、前記第1半導体チップの両側にそれぞれ1つずつ設けられ、2つの前記スタンド部それぞれの前記下端部が、前記第1半導体チップと前記第2半導体チップの間の位置でそれぞれ前記チップ搭載部に接触するように設けられていることを特徴とする半導体装置の製造方法。 The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10.
One of the stand portions of the plate-like conductor member is provided on each side of the first semiconductor chip, and the lower ends of the two stand portions are respectively connected to the first semiconductor chip and the second semiconductor chip. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the semiconductor device is provided so as to be in contact with each of the chip mounting portions at a position therebetween.
前記第1半導体チップ及び前記第2半導体チップのうち、何れか一方がIGBTを形成した半導体チップであり、何れか他方がダイオードを形成した半導体チップであることを特徴とする半導体装置の製造方法。 The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10.
One of the first semiconductor chip and the second semiconductor chip is a semiconductor chip in which an IGBT is formed, and either one is a semiconductor chip in which a diode is formed.
前記第2面及び前記第4面の少なくとも何れか一方に、前記第1面と前記第2面の境界の稜部もしくは前記第3面と前記第4面の境界の稜部に沿って溝が形成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。 The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10.
At least one of the second surface and the fourth surface has a groove along a ridge portion at the boundary between the first surface and the second surface or a ridge portion at the boundary between the third surface and the fourth surface. A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the semiconductor device is formed.
(b)前記半導体チップの主面の電極上に第2半田を配置し、前記複数の外部接続用端子のうちの何れか1つの上に第3半田を配置する工程と、
(c)第1面と、前記第1面から折れ曲がって形成された第2面とを備えた板状導体部材の前記第1面を、前記第2半田を介して前記半導体チップの前記主面の前記電極上に位置させ、前記複数の外部接続用端子のうちの何れか1つの上に前記第3半田を介して前記板状導体部材の一端を位置させる工程と、
(d)熱処理を行い、前記第1半田を溶融して固着することで、前記チップ搭載部と前記半導体チップを接続し、前記第2半田を溶融して固着することで、前記半導体チップと前記板状導体部材とを接続し、前記第3半田を溶融して固着することで、前記板状導体部材の一端と前記複数の外部接続用端子のうちの何れか1つとを接続する工程と、
を有し、
前記板状導体部材の前記第2面は、前記半導体チップから離れる方向に折れ曲がっており、
前記第2面に、前記第1面と前記第2面の境界の稜部に沿って溝が形成され、
前記(d)工程で前記熱処理を行った際に、溶融された前記第2半田の高さは前記溝以下であることを特徴とする半導体装置の製造方法。 (A) A semiconductor chip is disposed on the chip mounting portion of a lead frame having a chip mounting portion and a plurality of external connection terminals so that the back surface of the semiconductor chip faces the chip mounting portion via a first solder. And a process of
(B) disposing second solder on the electrode on the main surface of the semiconductor chip, and disposing third solder on any one of the plurality of external connection terminals;
(C) The first surface of a plate-like conductor member having a first surface and a second surface bent from the first surface is connected to the main surface of the semiconductor chip via the second solder. A step of positioning one end of the plate-like conductor member via the third solder on any one of the plurality of external connection terminals; and
(D) performing a heat treatment, melting and fixing the first solder, connecting the chip mounting portion and the semiconductor chip, and melting and fixing the second solder; Connecting the plate-like conductor member, and melting and fixing the third solder to connect one end of the plate-like conductor member and any one of the plurality of external connection terminals;
Have
The second surface of the plate-like conductor member is bent in a direction away from the semiconductor chip;
A groove is formed in the second surface along a ridge at the boundary between the first surface and the second surface,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the second solder melted when the heat treatment is performed in the step (d) has a height equal to or less than the groove.
(b)前記半導体チップの主面の電極上に第2半田を配置し、前記複数の外部接続用端子のうちの何れか1つの上に第3半田を配置する工程と、
(c)第1面と、前記第1面から折れ曲がって形成された第2面と、前記第1面と交差する方向に延在するスタンド部を備えた板状導体部材の前記第1面を、前記第2半田を介して前記半導体チップの前記主面の前記電極上に位置させ、前記複数の外部接続用端子のうちの何れか1つの上に前記第3半田を介して前記板状導体部材の一端を位置させる工程と、
(d)熱処理を行い、前記第1半田を溶融して固着することで、前記チップ搭載部と前記半導体チップとを接続し、前記第2半田を溶融して固着することで、前記半導体チップと前記板状導体部材とを接続し、前記第3半田を溶融して固着することで、前記板状導体部材の一端と前記複数の外部接続用端子のうちの何れか1つとを接続する工程と、
(e)前記板状導体部材の前記スタンド部を前記板状導体部材の本体部から切断・分離する工程と、
を有し、
前記板状導体部材の前記第2面は、前記半導体チップから離れる方向に折れ曲がっており、
前記(d)工程では、前記板状導体部材の前記スタンド部の下端部を前記チップ搭載部に接触させて、前記第1面が前記半導体チップに近づかないように前記スタンド部によって支持した状態で前記熱処理を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。 (A) A semiconductor chip is disposed on the chip mounting portion of a lead frame having a chip mounting portion and a plurality of external connection terminals so that the back surface of the semiconductor chip faces the chip mounting portion via a first solder. And a process of
(B) disposing second solder on the electrode on the main surface of the semiconductor chip, and disposing third solder on any one of the plurality of external connection terminals;
(C) The first surface of the plate-like conductor member having a first surface, a second surface formed by bending from the first surface, and a stand portion extending in a direction intersecting the first surface. The plate-like conductor is positioned on the electrode on the main surface of the semiconductor chip via the second solder, and the plate-like conductor is interposed on any one of the plurality of external connection terminals via the third solder. Positioning one end of the member;
(D) performing a heat treatment, melting and fixing the first solder, connecting the chip mounting portion and the semiconductor chip, and melting and fixing the second solder; Connecting the plate-like conductor member, and melting and fixing the third solder to connect one end of the plate-like conductor member and any one of the plurality of external connection terminals; ,
(E) cutting and separating the stand part of the plate-like conductor member from the main body part of the plate-like conductor member;
Have
The second surface of the plate-like conductor member is bent in a direction away from the semiconductor chip;
In the step (d), the lower end portion of the stand portion of the plate-like conductor member is brought into contact with the chip mounting portion, and the first surface is supported by the stand portion so as not to approach the semiconductor chip. A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the heat treatment is performed.
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